特開 2025-14157 光源、測定装置、および、光源の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025014157

(43)【公開日】2025-01-30

(54)【発明の名称】光源、測定装置、および、光源の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/02345 20210101AFI20250123BHJP

   G01S 7/484 20060101ALI20250123BHJP

   H01S 5/0236 20210101ALI20250123BHJP

   H01S 5/183 20060101ALI20250123BHJP

   G01S 17/931 20200101ALN20250123BHJP

【ＦＩ】

H01S5/02345

G01S7/484

H01S5/0236

H01S5/183

G01S17/931

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023116439

(22)【出願日】2023-07-18

(71)【出願人】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001911

【氏名又は名称】弁理士法人アルファ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】曽根 秀倫

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 義朗

【テーマコード（参考）】

5F173

5J084

【Ｆターム（参考）】

5F173AC52

5F173MA10

5F173MC18

5F173MD23

5F173MD59

5F173MD65

5F173MD82

5F173MD84

5F173MF04

5F173MF40

5J084AA05

5J084AB01

5J084AD01

5J084BA04

5J084BA07

5J084BA36

5J084BA38

5J084BB04

5J084CA03

5J084DA05

5J084EA31

(57)【要約】

【課題】面発光素子のカソードが、接合部を介して、導電性部材に短絡することを抑制する。
【解決手段】光源は、面発光素子が配置された発光チップであって、面発光素子のカソードに電気的に接続される第１の表面と、面発光素子のアノードに電気的に接続される第２の表面とを有する発光チップと、第１の導電パターンと第２の導電パターンとが形成された基板と、発光チップの第１の表面と第１の導電パターンとを接合する導電性の接合部と、発光チップの第２の表面と第２の導電パターンとを電気的に接続するワイヤと、を備える。光源は、さらに、接合部の外周側に配置され、接合部の外周面の少なくとも一部を覆っている非導電性の保護部を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

面発光素子が配置された発光チップであって、前記面発光素子のカソードに電気的に接続される第１の表面と、前記面発光素子のアノードに電気的に接続される第２の表面とを有する発光チップと、
第１の導電パターンと第２の導電パターンとが形成された基板と、
前記発光チップの前記第１の表面と前記第１の導電パターンとを接合する導電性の接合部と、
前記発光チップの前記第２の表面と前記第２の導電パターンとを電気的に接続するワイヤと、を備える光源であって、
前記接合部の外周側に配置され、前記接合部の外周面の少なくとも一部を覆っている非導電性の保護部を備える、光源。

【請求項2】

請求項１に記載の光源であって、
前記発光チップの前記第２の表面の周縁部には、前記ワイヤが電気的に接続させる接続部が設けられており、
前記保護部は、前記接合部における前記接続部側の外周面を覆っている、光源。

【請求項3】

請求項１に記載の光源であって、
前記保護部は、前記接合部の外周面の全周を覆っている、光源。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光源であって、
前記発光チップに直交する方向視で、前記接合部の外周面の少なくとも一部は、前記発光チップの外縁よりも内側に位置し、
前記保護部は、前記発光チップと前記基板との間に挟まれている支持部分を有している、光源。

【請求項5】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光源であって、
前記保護部は、前記接合部の外周面に接触しており、かつ、前記保護部の露出面の面積は、前記保護部と前記接合部との接触面積よりも大きい、光源。

【請求項6】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光源を備える投光器と、
前記投光器から出力され、測定対象にて反射した光を受光する受光器と、を備える
測定装置。

【請求項7】

面発光素子が配置された発光チップであって、前記面発光素子のカソードに電気的に接続される第１の表面と、前記面発光素子のアノードに電気的に接続される第２の表面とを有する発光チップと、第１の導電パターンと第２の導電パターンとが形成された基板とを備える光源の製造方法であって、
前記発光チップの前記第１の表面と前記基板の前記第１の導電パターンとの間に導電性の第１の接合材を塗布し、前記第１の接合材の周囲の少なくとも一部に非導電性の第２の接合材を塗布する工程と、
前記発光チップの前記第２の表面と前記第２の導電パターンとを、ワイヤによって電気的に接続する工程と、
前記第１の接合材と前記第２の接合材とを硬化させて、前記発光チップの前記第１の表面と前記基板との間に形成される導電性の接合部と、前記接合部の外周面の少なくとも一部を覆う保護部とを形成する工程と、
を含む、光源の製造方法。

【請求項8】

面発光素子が配置された発光チップであって、前記面発光素子のカソードに電気的に接続される第１の表面と、前記面発光素子のアノードに電気的に接続される第２の表面とを有する発光チップと、
第１の導電パターンと第２の導電パターンとが形成された基板と、
前記発光チップの前記第１の表面と前記第１の導電パターンとを接合する導電性の接合部と、
前記発光チップの前記第２の表面と前記第２の導電パターンとを電気的に接続するワイヤと、を備える光源であって、
前記発光チップに直交する第１の方向視で、前記接合部の外周面の少なくとも一部は、前記発光チップの外縁よりも内側に位置し、
前記ワイヤと前記第２の表面との接続部は、前記接合部の外周面よりも内側に位置している、光源。

【請求項9】

請求項８に記載の光源であって、
前記第１の方向視で、前記発光チップの発光領域の周縁は、前記接合部の外周面よりも内側に位置しており、
前記発光領域の周縁と前記接合部の外周面との結ぶ仮想直線が、前記第１の方向に対して傾斜する傾斜角度は、４５度以上である、光源。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される技術は、光源、測定装置、および、光源の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＡＤ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｄｒｉｖｉｎｇ：自動運転）やＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ－Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ：先進運転支援システム）の進展に伴い、車両の走行時における周囲環境の把握や自己位置推定に用いる測定装置の一つとして、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）の開発研究が進められている。ＬｉＤＡＲは、測定対象にレーザ光を投光（照射）する投光器と、レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射光を受光する受光器とを備える。ＬｉＤＡＲは、投光器がレーザ光を出射したタイミングと受光器が反射光を受光したタイミングとの差に基づき測定対象までの距離を測定することにより測定対象に関する情報を出力する。投光器は、光源と、光源が発した光が透過する投光レンズとを備える（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１０５６１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者は、投光器に備えられる光源として、面発光素子が配置された発光チップを備える光源を利用することを検討した。この光源は、発光チップと基板と導電性の接合部とワイヤとを有している。発光チップは、面発光素子のカソードに電気的に接続される第１の表面と、面発光素子のアノードに電気的に接続される第２の表面とを有している。基板には、第１の導電パターンと第２の導電パターンとが形成されている。接合部は、発光チップの第１の表面と第１の導電パターンとを接合する。ワイヤは、発光チップの第２の表面と第２の導電パターンとを電気的に接続している。

【0005】

このような光源では、面発光素子のカソードが、導電性を有する接合部を介して、例えばワイヤや面発光素子のアノードなどの導電性部材に短絡するおそれがある。

【0006】

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

【0008】

（１）本明細書に開示される光源は、面発光素子が配置された発光チップであって、前記面発光素子のカソードに電気的に接続される第１の表面と、前記面発光素子のアノードに電気的に接続される第２の表面とを有する発光チップと、第１の導電パターンと第２の導電パターンとが形成された基板と、前記発光チップの前記第１の表面と前記第１の導電パターンとを接合する導電性の接合部と、前記発光チップの前記第２の表面と前記第２の導電パターンとを電気的に接続するワイヤと、を備える光源であって、前記接合部の外周側に配置され、前記接合部の外周面の少なくとも一部を覆っている非導電性の保護部を備える。

【0009】

本光源によれば、導電性の接合部の外周側に保護部が配置されていない構成に比べて、面発光素子のカソードが、接合部を介して、例えば面発光素子のアノードなどの導電性部材に短絡することを抑制することができる。

【0010】

（２）上記光源において、前記発光チップの前記第２の表面の周縁部には、前記ワイヤが電気的に接続させる接続部が設けられており、前記保護部は、前記接合部における前記接続部側の外周面を覆っている構成としてもよい。本光源によれば、接合部とワイヤとの間に保護部が介在するため、面発光素子のカソードが接合部を介してワイヤに短絡することを抑制することができる。

【0011】

（３）上記光源において、前記保護部は、前記接合部の外周面の全周を覆っている構成としてもよい。本光源によれば、面発光素子のカソードが、接合部を介して、導電性部材に短絡することを、効果的に抑制することができる。

【0012】

（４）上記光源において、前記発光チップに直交する方向視で、前記接合部の外周面の少なくとも一部は、前記発光チップの外縁よりも内側に位置し、前記保護部は、前記発光チップと前記基板との間に挟まれている支持部分を有している構成としてもよい。本光源では、接合部の不存在により発光チップと基板との間に形成された隙間に保護部の支持部分が介在している。このため、本光源によれば、支持部分が介在しない構成に比べて、例えば発光チップへの荷重付与によって発光チップが損傷することを抑制することができる。

【0013】

（５）上記光源において、前記保護部は、前記接合部の外周面に接触しており、かつ、前記保護部の露出面の面積は、前記保護部と前記接合部との接触面積よりも大きい構成としてもよい。本光源によれば、導電路として機能する接合部の外周面に保護部が接触している。また、保護部の露出面の面積は、保護部と接合部との接触面積よりも大きい。このため、接合部で生じた熱を、保護部を介して効果的に放出することができる。

【0014】

（６）上記光源を備える投光器と、前記投光器から出力され、測定対象にて反射した光を受光する受光器と、を備える測定装置としてもよい。本構成によれば、面発光素子のカソードが、接合部を介して、例えば面発光素子のアノードなどの導電性部材に短絡することを抑制することができる。

【0015】

（７）本明細書に開示される光源の製造方法は、面発光素子が配置された発光チップであって、前記面発光素子のカソードに電気的に接続される第１の表面と、前記面発光素子のアノードに電気的に接続される第２の表面とを有する発光チップと、第１の導電パターンと第２の導電パターンとが形成された基板とを備える光源の製造方法であって、前記発光チップの前記第１の表面と前記基板の前記第１の導電パターンとの間に導電性の第１の接合材を塗布し、前記第１の接合材の周囲の少なくとも一部に非導電性の第２の接合材を塗布する工程と、前記発光チップの前記第２の表面と前記第２の導電パターンとを、ワイヤによって電気的に接続する工程と、前記第１の接合材と前記第２の接合材とを硬化させて、前記発光チップの前記第１の表面と前記基板との間に形成される導電性の接合部と、前記接合部の外周面の少なくとも一部を覆う保護部とを形成する工程と、を含む。本製造方法によれば、面発光素子のカソードが、接合部を介して、例えば面発光素子のアノードなどの導電性部材に短絡することを抑制しつつ、光源を製造することができる。

【0016】

（８）本明細書に開示される光源は、面発光素子が配置された発光チップであって、前記面発光素子のカソードに電気的に接続される第１の表面と、前記面発光素子のアノードに電気的に接続される第２の表面とを有する発光チップと、第１の導電パターンと第２の導電パターンとが形成された基板と、前記発光チップの前記第１の表面と前記第１の導電パターンとを接合する導電性の接合部と、前記発光チップの前記第２の表面と前記第２の導電パターンとを電気的に接続するワイヤと、を備える光源であって、前記発光チップに直交する第１の方向視で、前記接合部の外周面の少なくとも一部は、前記発光チップの外縁よりも内側に位置し、前記ワイヤと前記第２の表面との接続部は、前記接合部の外周面よりも内側に位置している。本光源によれば、例えば、ワイヤと発光チップとの接合部が接合部の外周面よりも外側に位置する構成に比べて、例えば発光チップの接続部への荷重付与によって発光チップが損傷することを抑制することができる。

【0017】

（９）上記光源において、前記第１の方向視で、前記発光チップの発光領域の周縁は、前記接合部の外周面よりも内側に位置しており、前記発光領域の周縁と前記接合部の外周面との結ぶ仮想直線が、前記第１の方向に対して傾斜する傾斜角度は、４５度以上である構成としてもよい。本光源によれば、発光領域で生じた熱を、接合部によって効果的に外部に放出することができる。

【0018】

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、光源、その光源を備える測定装置、光源の製造方法等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１実施形態における測定装置１０の構成を概略的に示すブロック図

【図2】光源２２の上面構成を示す説明図

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における光源２２の断面構成を示す説明図

【図4】光源２２の製造工程の一部を示すフローチャート

【図5】第２実施形態における光源２２ａの上面構成を示す説明図

【図6】図５のＶＩ－ＶＩの位置における光源２２の断面構成を示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0020】

Ａ．第１実施形態：
Ａ－１．測定装置１０の構成：
図１は、本第１実施形態における測定装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、測定装置１０は、出射光Ｌ１（例えば光ビーム（レーザ光））を測定対象Ｗに照射する投光器２０と、出射光Ｌ１が測定対象Ｗに反射して戻ってくる反射光Ｌ２（戻り光）を受光する受光器３０とを備え、フラッシュＬｉＤＡＲとして機能する。測定装置１０は、投光器２０が出射光Ｌ１を発したタイミングと受光器３０が反射光Ｌ２を受光したタイミングとの差（レーザ光の飛行時間 以下、「ＴＯＦ」（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）という）を測定して測定対象Ｗに関する情報を取得する。

【0021】

測定装置１０は、例えば、ＡＤやＡＤＡＳが実装される車両（図示しない）に搭載される。測定装置１０は、例えば、車両の走行中において、人や他の車両等の物体の検出を補助するとともに、車両の運転者や車両の周囲に存在する者の安全確保、車両の運転中に周囲に存在する物体に与える損傷を低減するために有用な各種の情報を他の装置やユーザに提供する。

【0022】

投光器２０は、光源２２と投光光学系２４と投光制御装置２６と電流源２８とを有している。

【0023】

光源２２は、一つまたは複数の発光素子（図示しない）、もしくは一つまたは複数の発光素子アレイ（例えば、発光素子が線状（一次元的）や面状（二次元的）に配置されたもの）を有する発光源を含む。後述するように、本実施形態では、発光素子は、面発光素子１１０である。光源２２の構成については後で説明する。

【0024】

電流源２８は、投光制御装置２６から入力される制御信号に応じた電流を、光源２２を構成する発光素子に供給する。電流源２８は、例えば、発光素子に流す電流をオンオフするための周期的な方形波の電流を発光素子に供給する。

【0025】

投光制御装置２６は、電流源２８の制御信号を生成して電流源２８に入力することにより、電流源２８から発光素子に供給される電流（駆動電流）を制御する。投光制御装置２６は、発光素子が発光したタイミング（発光素子が光を発したタイミング。以下、「投光タイミング」という）を示す信号をＴＯＦ測定装置４０に入力する。投光制御装置２６は、例えば、発光素子に流す電流のオンオフを周期的に繰り返す制御を行うことにより、発光素子を周期的に繰り返し発光させる。

【0026】

投光光学系２４は、例えば、光源２２が発した光に光学的な作用（屈折、散乱、回折等）を与えることにより出射光Ｌ１の配光を調節する。投光光学系２４は、例えば、コリメートレンズ等の各種レンズ、反射鏡（ミラー）等の光学部品を用いて構成される。

【0027】

受光器３０は、受光部３２と受光光学系３４とを有している。

【0028】

受光光学系３４は、投光器２０からの出射光Ｌ１が測定対象Ｗ等で反射して戻ってくる反射光Ｌ２を受光部３２に集光する。受光光学系３４は、例えば、集光レンズ等の各種レンズ、波長フィルタ等の各種フィルタ、反射鏡（ミラー）等の光学部品を用いて構成される。

【0029】

受光部３２は、一つまたは複数の受光素子（図示しない）、もしくは一つまたは複数の受光素子アレイ（例えば、受光素子が線状（一次元的）や面状（二次元的）に配置されたもの）を有する受光源である。受光素子は、例えば、フォトダイオード、ＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｄｉｏｄｅ）、バランス型光検出器等である。受光部３２は、受光光学系３４から入射する反射光Ｌ２を光電変換することにより、反射光Ｌ２の強度に応じた電流（以下、「受光電流」という）を生成する。受光部３２は、受光部３２を構成する受光素子が反射光Ｌ２を受光したタイミング（以下、「受光タイミング」という）を示す信号や、受光素子が生成した受光電流をＴＯＦ測定装置４０に入力する。

【0030】

測定装置１０は、さらに、ＴＯＦ測定装置４０とコントローラ４２と通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒ ｆａｃｅ）５０とを備えている。

【0031】

ＴＯＦ測定装置４０は、投光制御装置２６から入力される投光タイミングを示す信号と受光部３２から入力される受光タイミングを示す信号とに基づきＴＯＦを求める。ＴＯＦ測定装置４０は、例えば、ＴＤＣ（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）回路を搭載した時間測定ＩＣ（集積回路：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を有している。ＴＯＦ測定装置４０は、求めたＴＯＦと受光部３２から入力された受光電流とをコントローラ４２に入力する。

【0032】

コントローラ４２は、プロセッサ（ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等）を有している。コントローラ４２は、ＴＯＦ測定装置４０から入力される受光電流やＴＯＦに基づき、測定対象Ｗの検出や測距等の各種測定に用いる情報を生成する。当該情報は、例えば、時間相関単一光子計数法（Ｔｉｍｅ Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｈｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ）で用いるヒストグラム（ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）、測定対象Ｗの各点（ポイント）までの距離、ポイントクラウド（点群情報：ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ）等である。また、コントローラ４２は、投光制御装置２６や受光部３２を制御する。コントローラ４２は、例えば、投光制御装置２６や受光部３２を制御することにより、ヒストグラムの生成にかかる処理が高速化もしくは最適化されるように、前述した投光タイミングや受光タイミングを制御する。コントローラ４２によって生成された情報は、通信Ｉ／Ｆ５０を介して当該情報を利用する装置（以下、「各種利用装置６０」という）に提供（送信）される。

【0033】

各種利用装置６０は、例えば、ポイントクラウドによる環境地図の作成、スキャンマッチングアルゴリズム（ＮＤＴ（Ｎｏｒｍａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＩＣＰ(Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｃｌｏｓｅｓｔ Ｐｏｉｎｔ)等）を用いた自己位置推定（ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ））等を行う。

【0034】

Ａ－２．光源２２の構成：
図２は、光源２２の上面構成を示す説明図であり、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における光源２２の断面構成を示す説明図である。図２および図３には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向といい、Ｘ軸正方向を右方向といい、Ｘ軸負方向を左方向といい、Ｙ軸正方向を前方向といい、Ｙ軸負方向を後方向というものとする。なお、後述の図５以降についても同様である。

【0035】

図２および図３に示すように、光源２２は、発光チップ１００と、基板２００と、導電性の接合部３００と、ワイヤ２５０とを有している。

【0036】

発光チップ１００は、複数の面発光素子１１０が二次元的に基板（半導体基板、セラミック基板等）に配置された面発光素子アレイである。面発光素子１１０は、面発光タイプのレーザ発光素子であり、例えば、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）である。すなわち、発光チップ１００は、複数のＶＣＳＥＬが配置されたＶＣＳＥＬアレイである。投光器２０の光源として面発光素子アレイを用いることで、省スペースで信頼性の高い高速ビームスキャンが可能な投光器２０を実現することが可能である。

【0037】

発光チップ１００の上面１０１は、発光領域１０３と一対の接続領域１０５とを含んでいる。上面１０１は、第２の表面の一例である。発光領域１０３は、複数の面発光素子１１０が配置された領域であり、複数の面発光素子１１０により発光する領域である。発光領域１０３は、左右方向において上面１０１の中央部に位置している。一対の接続領域１０５は、左右方向において上面１０１の両端部に配置されている。各接続領域１０５は、複数の面発光素子１１０のアノードに電気的に接続されている。発光チップ１００の下面１０２は、複数の面発光素子１１０のカソードに電気的に接続されている。下面１０２は、第１の表面の一例である。

【0038】

基板２００には、第１の導電パターン２１０と一対の第２の導電パターン２２０とが形成されている。第１の導電パターン２１０は、左右方向において基板２００上の中央部に配置されている。一対の第２の導電パターン２２０は、左右方向において基板２００上の両端部に配置されている。

【0039】

接合部３００は、導電性を有する接合部であり、導電性材料により形成されている。導電性材料は、例えば金属（焼結銀、金スズ（Ａｕ－Ｓｎ）ハンダ、スズ銀銅（Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ）ハンダなど）でもよいし、金属（例えば銀）フィラーを含有した樹脂でもよい。

【0040】

接合部３００は、発光チップ１００と基板２００の第１の導電パターン２１０とを接合するとともに、発光チップ１００の下面１０２と第１の導電パターン２１０とを電気的に接続している。具体的には、接合部３００の上面が、発光チップ１００の下面１０２に面接触した状態で接合されている。接合部３００の下面は、第１の導電パターン２１０の上面に面接触した状態で接合されている。これにより、複数の面発光素子１１０のカソードが、接合部３００を介して、第１の導電パターン２１０に電気的に接続されている。

【0041】

ワイヤ２５０は、発光チップ１００の接続領域１０５と基板２００上の第２の導電パターン２２０とを電気的に接続している。ワイヤ２５０の一端部が発光チップ１００の接続領域１０５に接合されており、ワイヤ２５０の他端部が第２の導電パターン２２０に接合されている。本実施形態では、左側の接続領域１０５と左側の第２の導電パターン２２０とが、前後方向に間隔を開けて配置された複数本のワイヤ２５０によって電気的に接続されている。また、右側の接続領域１０５と右側の第２の導電パターン２２０とが、前後方向に間隔を開けて配置された複数本のワイヤ２５０によって電気的に接続されている。ワイヤ２５０は、例えば金製である。

【0042】

Ａ－３．面発光素子１１０のカソードと導電性部材との短絡を抑制するための構成：
本実施形態では、光源２２は、面発光素子１１０のカソードが、接合部３００を介して、導電性部材に短絡することを抑制するための構成を有している。導電性部材は、例えばワイヤ２５０、第２の導電パターン２２０や発光チップ１００の周囲に位置する他の導電性部材等である。

【0043】

具体的には、光源２２は、保護部３１０を有している。保護部３１０は、非導電性を有する接合部であり、非導電性材料により形成されている。非導電性材料は、例えば樹脂である。また、非導電性材料は、放熱性を高めるために、樹脂よりも熱伝導性が高い材料（例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミックス材料）により形成されたフィラーを樹脂に混合した混合材料でもよい。

【0044】

保護部３１０は、接合部３００の外周面Ｓ１を全周にわたって覆っている。すなわち、接合部３００の外周面Ｓ１は、全周にわたって外部に露出していない。

【0045】

保護部３１０は、支持部分３１２と、突出部３１４とを有している。

【0046】

支持部分３１２は、保護部３１０のうち、発光チップ１００と第１の導電パターン２１０（基板２００）との間に挟まれている部分である。具体的には、本実施形態では、上下方向視で、接合部３００の輪郭線は、全周にわたって、発光チップ１００の輪郭線よりも内側に位置している（図２参照）。このため、発光チップ１００の下面１０２の周縁部は、上下方向において第１の導電パターン２１０から離間している。保護部３１０の支持部分３１２は、発光チップ１００の下面１０２の周縁部と第１の導電パターン２１０との間の隙間に配置されている。支持部分３１２の上面は、発光チップ１００の下面１０２の周縁部に接触しており、支持部分３１２の下面は、第１の導電パターン２１０に接触している。このように、支持部分３１２は、発光チップ１００の下面１０２の周縁部を支持している。支持部分３１２は、接合部３００の全周にわたって配置している。また、支持部分３１２は、全周にわたって、接合部３００の外周面Ｓ１に接触している。上下方向視は、発光チップに直交する方向視の一例である。

【0047】

突出部３１４は、保護部３１０のうち、上下方向視で発光チップ１００よりも外側に突出している部分である。突出部３１４の露出面Ｓ２の面積は、接合部３００（支持部分３１２）と接合部３００と接触面積（外周面Ｓ１の面積）よりも大きい。具体的には、突出部３１４は、発光チップ１００の外周面Ｓ１を全周にわたって覆っている。このため、発光チップ１００の周縁部が突出部３１４によって保護されている。突出部３１４の露出面Ｓ２は、基板２００に近づくにつれて外周側に広がるように傾斜しているテーパ面である。このように、突出部３１４の露出面Ｓ２が広く確保されているため、保護部３１０による放熱性が高い。

【0048】

Ａ－４．光源２２の製造方法：
図４は、光源２２の製造工程の一部を示すフローチャートである。図４に示すように、第１の導電パターン２１０と第２の導電パターン２２０とが形成された基板２００を準備する（Ｓ１１０）。

【0049】

次に、発光チップ１００の下面１０２と基板２００の第１の導電パターン２１０との間に第１の接合材を塗布し、第１の接合材の周囲に第２の接合材を塗布する（Ｓ１２０）。第１の接合材は、導電性を有する接合材料（例えば導電性材料を含有した接着性を有する樹脂ペーストや、ハンダ）により形成されており、硬化すると上記接合部３００を形成する。第２の接合材は、非導電性を有する接合材料（例えば導電性材料を含有しない接着性を有する樹脂ペースト）により形成されており、硬化すると上記保護部３１０を形成する。

【0050】

例えば発光チップ１００と第１の導電パターン２１０とを、ハンダである第１の接合材によってハンダ付けし、その後に、第２の接合材を第１の接合材の周囲に塗布してもよい。また、接着性を有する第１の接合材と第２の接合材とを第１の導電パターン２１０上に塗布し、その後に、第１の接合材および第２の接合材の上に発光チップ１００を配置してもよい。なお、第１の導電パターン２１０に塗布する順序は、第１の接合材と第２の接合材とのどちらが先でもよい。第１の接合材の周囲に第２の接合材が配置されていることにより、第１の接合材が発光チップ１００よりも外側にはみ出したり、発光チップ１００の外周面側に這い上がったりすることを抑制することができる。

【0051】

次に、第１の接合材と第２の接合材とを硬化させて、発光チップ１００の下面１０２と基板２００（第１の導電パターン２１０）との間に形成される導電性の接合部３００と、接合部３００の外周面Ｓ１を覆う保護部３１０とを形成する（Ｓ１３０）。

【0052】

次に、発光チップ１００の上面１０１（接続領域１０５）と第２の導電パターン２２０とを、ワイヤ２５０によって電気的に接続する（Ｓ１４０）。ここで、仮に、導電性を有する第１の接合材（硬化している場合は接合部３００）の周囲に、非導電性を有する第２の接合材（硬化している場合は保護部３１０）が存在しない場合、ワイヤ２５０の接続時に、ワイヤ２５０が第１の接合材に接触して短絡するおそれがある。しかし、本実施形態では、第１の接合材の周囲に第２の接合材が配置されており、第１の接合材の外周面Ｓ１における接続領域１０５側が外部に露出していない。このため、ワイヤ２５０の接続時におけるワイヤ２５０と第１の接合材との短絡を抑制することができる。なお、第１の接合材と第２の接合材との少なくとも一方の硬化時期は、上記Ｓ１４０の工程前でもよいし、Ｓ１４０の工程後でもよいし、Ｓ１４０の工程中でもよい。その後、所定の後処理を行うことにより、光源２２の製造が完了する。

【0053】

Ａ－５．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の光源２２では、非導電性の保護部３１０が、導電性の接合部３００の外周面Ｓ１を覆っている（図２および図３参照）。このため、接合部３００の外周側に保護部３１０が配置されていない構成に比べて、面発光素子１１０のカソードが、接合部３００を介して、例えば面発光素子１１０のアノードなどの導電性部材に短絡することを抑制することができる。しかも、本実施形態では、保護部３１０は、接合部３００の外周面Ｓ１を全周にわたって覆っている。このため、面発光素子１１０のカソードが、接合部３００を介して、導電性部材に短絡することを効果的に抑制することができる。

【0054】

仮に、図３に示す光源２２において、支持部分３１２が存在しない構成とすると、発光チップ１００の下面１０２の周縁部が基板２００から宙に浮いた状態となる。その結果、発光チップ１００の周縁部分に荷重が付与されると発光チップ１００が損傷しやすくなる。これに対して、本実施形態では、保護部３１０は、発光チップ１００と第１の導電パターン２１０（基板２００）との間に挟まれている支持部分３１２を有している。これにより、本実施形態によれば、支持部分３１２が存在しない構成に比べて、例えば発光チップ１００への荷重付与によって発光チップ１００が損傷することを抑制することができる。

【0055】

本実施形態では、導電路として機能する接合部３００の外周面Ｓ１に保護部３１０が接触している。また、突出部３１４の露出面Ｓ２の面積は、接合部３００と接合部３００と接触面積（外周面Ｓ１の面積）よりも大きい。これにより、本実施形態によれば、接合部３００で生じた熱を、保護部３１０を介して効果的に放出することができる。

【0056】

Ｂ．第２実施形態：
図５は、本第２実施形態における光源２２ａの上面構成を示す説明図であり、図６は、図５のＶＩ－ＶＩの位置における光源２２の断面構成を示す説明図である。以下では、第２実施形態の測定装置１０の構成のうち、上述した第１実施形態の測定装置１０と同一の構成については、その説明を適宜省略する。

【0057】

Ｂ－１．面発光素子１１０のカソードと導電性部材との短絡を抑制するための構成：
本第２実施形態では、光源２２ａが、上記第１実施形態の光源２２とは構成が異なる。具体的には、光源２２ａは、光源２２に対して保護部３１０を備えない点で異なる。しかし、本第２実施形態も、光源２２ａは、面発光素子１１０のカソードが、接合部３００を介して、導電性部材に短絡することを抑制するための構成を有している。

【0058】

光源２２ａは、さらに、次の第１の条件を満たしている。
＜第１の条件＞
上下方向視で、接合部３００の外周面Ｓ１は、発光チップ１００の外縁よりも内側に位置し（図５参照）、ワイヤ２５０と発光チップ１００の上面１０１（接続領域１０５）との接続部２５２は、接合部３００の外周面Ｓ１よりも内側に位置している。
具体的には、図６に示すように、発光チップ１００の中心軸Ｃから接合部３００の外周面Ｓ１までの第１の距離Ｄ１は、中心軸Ｃから発光チップ１００の外周面までの第２の距離Ｄ２よりも短い。また、中心軸Ｃから接続部２５２までの第３の距離Ｄ３は、第１の距離Ｄ１よりも短い。

【0059】

光源２２ａは、さらに、次の第２の条件を満たしている。
＜第２の条件＞
上下方向視で、発光チップ１００の発光領域１０３の周縁は、接合部３００の外周面Ｓ１よりも内側に位置しており、発光領域１０３の周縁と接合部３００の外周面Ｓ１との結ぶ仮想直線Ｌが、上下方向に対して傾斜する傾斜角度θは、４５度以上である。
具体的には、図６に示すように、中心軸Ｃから発光領域１０３の周縁までの第４の距離Ｄ４は、第１の距離Ｄ１よりも短い。中心軸Ｃに対する上記仮想直線Ｌの傾斜角度θは、４５度以上である。

【0060】

Ｂ－２．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の光源２２ａでは、上下方向視で、接合部３００の外周面Ｓ１は、発光チップ１００の外縁よりも内側に位置している（図５参照 第１の条件）。このため、例えば接合部３００が発光チップ１００の外側に張り出した構成に比べて、面発光素子１１０のカソードが、接合部３００を介して、導電性部材に短絡することを抑制することができる。しかも、本実施形態では、上下方向視で第１の導電パターン２１０の外縁も、発光チップ１００の外縁よりも内側に位置している（図６参照）。

【0061】

本実施形態では、ワイヤ２５０と発光チップ１００の上面１０１との接続部２５２は、接合部３００の外周面Ｓ１よりも内側に位置している（第１の条件）。本実施形態によれば、例えば、接続部２５２が接合部３００の外周面Ｓ１よりも外側に位置する構成に比べて、例えば発光チップ１００の接続部２５２への荷重付与によって発光チップ１００が損傷することを抑制することができる。

【0062】

本実施形態では、発光チップ１００の発光領域１０３の周縁は、接合部３００の外周面Ｓ１よりも内側に位置しており、発光領域１０３の周縁と接合部３００の外周面Ｓ１との結ぶ仮想直線Ｌが、上下方向に対して傾斜する傾斜角度θは、４５度以上である（第２の条件）。発光領域１０３で生じた熱が発光チップ１００の下面１０２に向かって拡散する放射角度は、中心軸Ｃに対して４５度以下である。このため、本実施形態によれば、例えば上記傾斜角度θが４５度未満である構成に比べて、発光領域１０３で生じた熱を、接合部３００によって効果的に外部に放出することができる。

【0063】

Ｃ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

【0064】

上記実施形態における測定装置１０、光源２２，２２ａの構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、光源として、複数の面発光素子１１０が配置された光源２２，２２ａを例示したが、光源は、１つの面発光素子が配置された構成でもよい。

【0065】

上記実施形態では、発光チップ１００の上面１０１には、左右に配置された一対の接続領域１０５が配置されていたが、左右のいずれか一方だけに接続領域１０５が配置された構成でもよい。また、上記実施形態では、基板２００には、一対の第２の導電パターン２２０が形成されていたが、一対の第２の導電パターン２２０のいずれか一方だけが配置された構成でもよい。上記実施形態では、接続領域１０５と第２の導電パターン２２０とが複数本のワイヤ２５０によって電気的に接続されていたが、接続領域１０５と第２の導電パターン２２０とが１本のワイヤ２５０によって電気的に接続されていてもよい。

【0066】

上記第１の実施形態では、保護部３１０は、発光チップ１００と基板２００（第１の導電パターン２１０）とを接合する接合機能を有していたが、その接合機能を有しなくてもよい。例えば、保護部３１０は、基板２００上に固定配置されており、発光チップ１００に接合していなくてもよい。この構成において、保護部３１０は、発光チップ１００に接触していることが好ましいが、発光チップ１００に接触しておらず、接合部３００の外周面Ｓ１の下側部分だけを覆う構成でもよい。保護部３１０が接合部３００の外周面Ｓ１の一部でも覆っていれば、面発光素子１１０のカソードが、接合部３００を介して、ワイヤ２５０等の導電性部材に短絡することを抑制することができる。

【0067】

上記第１の実施形態において、保護部３１０は、接合部３００の外周面Ｓ１を全周にわたって覆っていたが、保護部３１０は、接合部３００の外周面Ｓ１の少なくとも一部を覆っていればよい。例えば、保護部３１０は、接合部３００の外周面Ｓ１における接続領域１０５側のみ覆っている構成でもよい。これにより、面発光素子１１０のカソードが、接合部３００を介して、ワイヤ２５０に短絡することを効果的に抑制することができる。

【0068】

上記第１の実施形態において、上下方向視で、接合部３００の輪郭線の少なくとも一部が、発光チップ１００の輪郭線よりも外側に位置していてもよい。また、上記第１の実施形態において、保護部３１０は、支持部分３１２と突出部３１４とのいずれか一方を有しない構成でもよい。また、支持部分３１２と突出部３１４との少なくとも一方は、接合部３００の周囲の一部分だけに配置されてもよい。

【0069】

上記第１の実施形態において、保護部３１０は、接合部３００に接触していない構成でもよい。但し、保護部３１０が接合部３００に接触している構成であれば、通電により接合部３００で生じた熱を、保護部３１０を介して外部に放出する放熱性を向上させることができる。上記第１の実施形態において、突出部３１４の露出面Ｓ２の面積は、接合部３００と接合部３００と接触面積以下でもよい。また、突出部３１４の露出面Ｓ２は、テーパ面に限らず、上下方向に沿った平面でもよいし、曲面でもよい。

【0070】

上記第２の実施形態において、上記第１の条件と第２の条件とのいずれか一方を満たさない構成でもよい。また、上下方向視で第１の導電パターン２１０の外縁は、発光チップ１００の外縁よりも外側に位置していてもよい。

【0071】

上記実施形態において、各部材の形成材料は、あくまで一例であり、他の材料により形成されてもよい。

【符号の説明】

【0072】

１０：測定装置 ２０：投光器 ２２，２２ａ：光源 ２４：投光光学系 ２６：投光制御装置 ２８：電流源 ３０：受光器 ３２：受光部 ３４：受光光学系 ４０：ＴＯＦ測定装置 ４２：コントローラ ５０：通信Ｉ／Ｆ ６０：利用装置 １００：発光チップ １０１：上面 １０２：下面 １０３：発光領域 １０５：接続領域 １１０：面発光素子 ２００：基板 ２１０：第１の導電パターン ２２０：第２の導電パターン ２５０：ワイヤ ２５２：接続部 ３００：接合部 ３１０：保護部 ３１２：支持部分 ３１４：突出部 Ｃ：中心軸 Ｌ１：出射光 Ｌ２：反射光 Ｌ：仮想直線 Ｓ１：外周面 Ｓ２：露出面 Ｗ：測定対象

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】