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WO2021182303A1 - 光学装置、光学装置の製造方法および前照灯 - Google Patents

光学装置、光学装置の製造方法および前照灯 Download PDF

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WO2021182303A1
WO2021182303A1 PCT/JP2021/008488 JP2021008488W WO2021182303A1 WO 2021182303 A1 WO2021182303 A1 WO 2021182303A1 JP 2021008488 W JP2021008488 W JP 2021008488W WO 2021182303 A1 WO2021182303 A1 WO 2021182303A1
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WO
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lens
solid
state light
mounting surface
light source
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Application number
PCT/JP2021/008488
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English (en)
French (fr)
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麿　毅
遊佐　敦
直樹 平峠
横山　淳一
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Maxell Ltd
Original Assignee
Maxell Holdings Ltd
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Publication date
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Priority to JP2022506006A priority patent/JP7554256B2/ja
Priority to US17/910,973 priority patent/US11865964B2/en
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the present invention relates to an optical device, a method for manufacturing the optical device, and a headlight.
  • an in-vehicle headlight is provided with a printed circuit board on which a chip-type light emitting diode is mounted as a light emitting unit.
  • This printed circuit board needs to be attached to the headlight while ensuring the positional accuracy of the optical axis of the headlight and the light emitting diode. Therefore, the printed circuit board is positioned by fitting the positioning holes provided in advance in the printed circuit board to the headlights, and is fixed by the mounting holes with screws or the like.
  • the light emitting diode of the printed circuit board is floating and fixed by soldering regardless of the positioning hole. Therefore, there is a problem that it is difficult to attach the printed circuit board to the headlight while ensuring the positional accuracy between the headlight and the light emitting diode.
  • An in-vehicle headlight includes a printed circuit board on which an LED as a light emitting unit is mounted and a lens that collects and emits light emitted from the LED.
  • the printed circuit board needs to be attached to the headlight while ensuring the positional accuracy of the optical axis of the lens and the LED.
  • Patent Document 1 describes a flat resin material, a circuit pattern formed of a metal film on one side of the resin material, and an in-vehicle headlight that generates heat by energization fixed to the circuit pattern by soldering.
  • An electronic component composed of a chip-type light emitting diode used for a lamp, a metal core material bonded to the side opposite to the circuit pattern of the resin material to dissipate heat generated by the electronic component, and the core material.
  • a printed circuit board provided with a relief portion opened in the relief portion and a positioning hole disposed in the relief portion and formed in the resin material with reference to the position of the electronic component. ing.
  • Curvature of field refers to a phenomenon in which when focusing on a flat surface, the image plane does not become a flat surface but forms an image on a curved image plane. Therefore, if the subject is focused at the center of the screen, the peripheral portion is out of focus, and conversely, if the focus is adjusted at the peripheral portion, the central portion is out of focus.
  • Light emitted from a plurality of solid-state light sources toward the lens is refracted by the lens and then emitted outward from the exit surface of the lens.
  • a solid-state light source when a solid-state light source is placed in a plane perpendicular to the optical axis at the focal position of a convex lens, the light emitted from the solid-state light source located at or near the optical axis of the lens is substantially parallel to the optical axis due to the convex lens. It becomes parallel light and is emitted from the exit surface of the lens, but as the solid light source moves away from the optical axis of the lens, the light emitted from the exit surface of the lens is parallel to the optical axis due to the curvature of the image plane. It does not become light, but light is emitted in the direction intersecting the optical axis and condensed.
  • a plurality of solid-state light sources such as LEDs may be arranged on the printed circuit board along a curved surface shape that substantially matches the shape of the focal plane of the lens.
  • the mounting surface of the printed circuit board is flat, it is difficult to arrange a plurality of solid-state light sources as described above.
  • mount a plurality of solid-state light sources on a flexible substrate and bend the flexible substrate into a curved surface shape that substantially matches the focal plane shape of the lens.
  • the flexible substrate can be curved in a certain cross section, it is difficult to bend it in a concave curved surface shape in two intersecting cross sections. For this reason, it has been difficult to easily correct curvature of field in an optical device including a single lens, a plurality of solid-state light sources, and a substrate on which the solid-state light sources are mounted.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical device capable of easily correcting curvature of field, a method for manufacturing the optical device, and a headlight provided with the optical device. do.
  • the optical device of the present invention is an optical device including a lens, a plurality of solid-state light sources, and a substrate on which the solid-state light sources are mounted.
  • the substrate has a rigid base material and a mounting surface formed on the base material in a curved surface shape substantially matching the focal plane shape of the lens and in which a circuit pattern is formed.
  • the solid-state light source is mounted on the mounting surface, A line connecting the centers of the light emitting surfaces of the plurality of solid light sources is such that the line substantially coincides with the focal plane of the lens in a cross-sectional view or exists at a position separated from the focal plane in the optical axis direction of the lens.
  • the substrate is positioned with respect to the lens.
  • the mounting surface when the mounting surface having a curved surface shape substantially matching the focal plane shape of the lens is formed on the base material, the mounting surface may be formed directly on the surface of the base material, or as described later, via an insulating layer.
  • the mounting surface may be formed indirectly.
  • the solid light source is a solid device that supplies energy such as electricity to a solid (substance) and emits light peculiar to the substance when excited, and a light emitting diode (typically). There are LED), semiconductor laser (LD), and organic EL (OEL).
  • the substrate has a mounting surface formed on a rigid base material in a curved shape that substantially matches the shape of the focal plane of the lens, and a plurality of solid-state light sources are mounted on the mounting surface, and a plurality of light sources are mounted.
  • the substrate is said so that the line connecting the centers of the light emitting surfaces substantially coincides with the focal plane of the lens in a cross-sectional view or exists at a position separated from the focal plane in the optical axis direction of the lens. Since it is positioned with respect to the lens, the image plane curvature is easily corrected so that the light emitted from a plurality of solid-state light sources toward the lens is emitted from the lens as parallel light substantially parallel to the optical axis by the lens. can.
  • the base material is formed of metal, ceramic, or a highly thermally conductive resin, and has a formed surface formed in a curved surface shape substantially matching the focal surface shape of the lens.
  • An insulating layer having electrical insulating properties and having a surface as the mounting surface may be formed on the formed surface.
  • the base material is formed of metal, ceramic, or a highly thermally conductive resin, a part of the heat generated by the solid light source is transferred to the base material and can be dissipated from the base material, so that it is a solid. Overheating of the light source can be suppressed.
  • the base material has a formed surface formed in a curved shape that substantially matches the shape of the focal plane of the lens, and an insulating layer whose surface serves as the mounting surface is formed on the formed surface, the insulating layer is formed. The surface, that is, the mounting surface of the lens can be easily formed into a curved shape that substantially matches the shape of the focal plane of the lens.
  • the substrate may be positioned with respect to the lens so that the positions of the focal plane of the lens and the exit plane of the solid-state light source substantially coincide with each other.
  • the substrate is positioned with respect to the lens so that the positions of the focal plane of the lens and the exit plane of the solid-state light source substantially coincide with each other, the plurality of solid-state light sources can be transferred to the lens.
  • the curvature of the image plane can be easily corrected so that the light emitted toward the lens is emitted from the lens as parallel light substantially parallel to the optical axis by the lens.
  • one or more other insulating layers having a mounting surface formed on the insulating layer in a curved surface shape substantially matching the focal plane shape of the lens and having a circuit pattern formed therein.
  • the circuit patterns of the plurality of insulating layers may be selectively electrically connected by through holes formed in the insulating layer.
  • the mounting surface which is the surface of each insulating layer, is positioned with respect to the lens. Therefore, even when solid light sources having different wavelengths are appropriately mounted on the mounting surface, curvature of field can be easily corrected. Further, since the circuit patterns of the plurality of insulating layers are selectively electrically connected by through holes, it is possible to easily control the lighting / extinguishing of the plurality of solid-state light sources connected to each circuit pattern.
  • the curved surface shape may be an aspherical shape.
  • the mounting surface may be positioned with respect to the lens according to the wavelength of the solid-state light source.
  • the focal length of the solid-state light source differs depending on the wavelength. It means positioning the mounting surface with respect to the lens so that it substantially matches the focal length of the light of a solid-state light source having a wavelength.
  • the mounting surface is positioned with respect to the lens according to the wavelength of the solid-state light source, curvature of field can be easily corrected by appropriately mounting solid-state light sources having different wavelengths on the mounting surface. Further, by using this method, since the offset with respect to the focal position can be arbitrarily set for each solid-state light source, it is possible to emit parallel light, condensed light, and diffused light with one light source device.
  • the solid-state light source may be mounted so that the angles at which the lens is seen from the normal direction of the emission surface thereof are substantially equal.
  • the solid-state light source is mounted so that the angle at which the lens is seen from the normal direction of the exit surface is substantially equal, so that the light emitted from the solid-state light source is the lens. Can be uniformly irradiated.
  • the solid-state light source may be mounted so that the normal of its emission surface passes through the front principal point (principal point on the light source side) of the lens or its vicinity. According to such a configuration, it may be advantageous in the utilization efficiency of the emitted light of the solid-state light source.
  • the solid-state light source may be mounted so that the angle formed by the emission surface and the tangent plane of the mounting surface is within 20 milliradians.
  • the solid-state light source can be mounted on the mounting surface in a state close to the ideal.
  • the method for manufacturing an optical device of the present invention is a method for manufacturing an optical device including a lens, a plurality of solid-state light sources, and a substrate on which the solid-state light source is mounted.
  • a line connecting the centers of the light emitting surfaces of the plurality of solid-state light sources to the rigid base material substantially coincides with the focal plane of the lens in a cross-sectional view, or is separated from the focal plane in the optical axis direction of the lens.
  • the substrate is manufactured by forming an insulating layer having a mounting surface so as to exist at the above-mentioned position and forming a circuit pattern on the mounting surface.
  • the solid-state light source is mounted on the mounting surface of the substrate and electrically connected to the circuit pattern.
  • the substrate is positioned with respect to the lens so that the positions of the focal plane of the lens and the exit surface of the solid-state light source substantially coincide with each other.
  • the solid-state light source is mounted on the mounting surface of the insulating layer, and the substrate is positioned with respect to the lens so that the positions of the focal plane of the lens and the exit surface of the solid-state light source substantially coincide with each other.
  • the image plane curvature can be easily corrected so that the light emitted from the light source toward the lens is emitted from the lens as parallel light substantially parallel to the optical axis by the lens.
  • another method for manufacturing an optical device of the present invention is a method for manufacturing an optical device including a lens, a plurality of solid-state light sources, and a substrate on which the solid-state light source is mounted.
  • a line connecting the centers of the light emitting surfaces of a plurality of solid-state light sources to a rigid base material substantially coincides with the focal plane of the lens in a cross-sectional view, or is separated from the focal plane in the optical axis direction of the lens.
  • An insulating layer having a mounting surface is formed so as to exist at the position, and a circuit pattern is formed on the mounting surface.
  • the line connecting the centers of the light emitting surfaces of the plurality of other solid light sources to the mounting surface substantially coincides with the focal plane of the lens in cross-sectional view, or the optical axis of the lens with respect to the focal plane.
  • the substrate is manufactured by repeating the process of forming the next insulating layer having a mounting surface and forming a circuit pattern on the mounting surface a predetermined number of times so as to exist at positions separated from each other in the direction.
  • the solid-state light source is mounted on the mounting surface of the substrate and electrically connected to the circuit pattern.
  • the substrate is positioned with respect to the lens so that the positions of the focal plane of the lens and the exit surface of the solid-state light source substantially coincide with each other.
  • the solid-state light source is mounted on each of the mounting surfaces of the plurality of insulating layers, and the substrate is positioned with respect to the lens so that the positions of the focal surface of the lens and the exit surface of the solid-state light source are substantially the same. Therefore, the image plane curvature can be easily corrected so that light having different wavelengths emitted from a plurality of solid-state light sources toward the lens is emitted from the lens as parallel light substantially parallel to the optical axis by the lens.
  • the circuit patterns of the plurality of the insulating layers may be selectively electrically connected by the through holes formed in the insulating layer.
  • circuit patterns of the plurality of insulating layers are selectively electrically connected by through holes, it is easy to control the lighting / extinguishing of the plurality of solid-state light sources connected to each circuit pattern. Can be done.
  • the headlight of the present invention is characterized by including the above-mentioned optical device. With such a headlight, curvature of field can be easily corrected.
  • curvature of field can be easily corrected.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of an optical device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the relationship between light emitted from a solid-state light source and a lens.
  • the optical device 10 of the present embodiment includes a lens 11, a plurality of solid-state light sources 12, and a substrate 13 on which the solid-state light source 12 is mounted.
  • the lens 11 is an aspherical lens formed in a convex shape.
  • the lens 11 may be a glass lens such as a glass mold lens or a resin lens such as a resin mold lens.
  • the lens 11 has a light receiving surface 11a that receives light from the solid light source 12 and an emitting surface 11b that is incident from the light receiving surface 11a and emits refracted light, and the light receiving surface 11a and the emitting surface 11b have any convex shape. It is an aspherical surface.
  • the lens 11 is a biconvex aspherical lens, but may be a plano-convex or meniscus-convex lens. Further, the curved surface may be spherical on either side or both sides.
  • the solid light source 12 is a solid device that supplies energy such as electricity to a solid (substance) and emits light peculiar to the substance when excited.
  • an LED is used.
  • the solid-state light source 12 may be a semiconductor laser (LD) or an organic EL (OEL). Further, in the present embodiment, the plurality of solid-state light sources 12 are all LEDs that emit the same white light.
  • the substrate 13 has a rigid base material 14 and a mounting surface 16 formed on the base material 14 in a curved surface shape substantially matching the focal plane shape of the lens 11 and on which a circuit pattern 15 is formed. ..
  • the focal plane shape is an aspherical shape
  • the mounting surface 16 is formed in an aspherical shape similar to the focal plane shape.
  • the broken line indicated by the reference numeral S indicates the focal plane of the lens 11 with respect to a predetermined wavelength (here, e-line, 546 nm, green) as an average of white light.
  • the focal plane S is formed in an aspherical shape, and when the exit surface of the solid light source 12 is the surface of the solid light source 12, it is at the same position as the surface of the solid light source 12, but in the present embodiment, the solid light source Since the exit surface of the solid light source 12 is recessed inward from the surface of the solid light source 12, the focal plane S is located at this position.
  • the base material 14 is formed of a metal, ceramic, or high thermal conductive resin, and has a formed surface 14a formed in a curved surface shape substantially matching the focal surface shape of the lens 11. Further, the forming surface 14a is formed into an aspherical shape similar to the focal surface shape. Such a forming surface 14a may be formed at the same time when the base material 14 is manufactured, or the base material 14 having no forming surface 14a may be manufactured, and then the forming surface 14a may be formed. When the forming surface 14a is formed at the same time when the base material 14 is manufactured, the mold for forming the base material 14 is filled with a material such as molten metal or molten resin, and the formation provided on the mold is imparted.
  • a material such as molten metal or molten resin
  • the base material 14 having the forming surface 14a is formed by bringing the material into close contact with the surface (the surface for forming the forming surface 14a) and then demolding.
  • the forming surface 14a is formed in a later step, the forming surface 14a is formed by processing a predetermined portion of the base material 14 by a processing means such as cutting or grinding.
  • an insulating layer 20 having electrical insulating properties and having a surface as a mounting surface 16 is formed. Further, as described above, the mounting surface 16 is formed into a curved surface shape that substantially matches the shape of the focal plane surface of the lens 11, and the circuit pattern 15 is formed on the mounting surface 16.
  • the thickness of the insulating layer 20 is preferably 0.01 mm to 5.0 mm. If the thickness of the insulating layer is thinner than 0.01 mm, there is a high possibility that the electrical insulation will be partially broken and short-circuited due to processing in the process of forming a circuit or the like, and the yield will be deteriorated.
  • the thermal resistance of the insulating layer prevents the heat generated when the solid light source emits light from escaping to the base material 14, and deteriorates the long-term reliability of the solid light source.
  • a base material 14 having a forming surface 14a is placed in a mold, and then a thermoplastic resin is injection-filled in the mold to form an insulating layer 20 made of the resin (insert molding).
  • a method of filling a thermosetting resin and curing it in a mold to form it a method of filling and solidifying a thermoplastic resin or a thermosetting resin, and then performing post-processing such as cutting to form a mounting surface 16.
  • post-processing such as cutting to form a mounting surface 16.
  • the insulating layer there is also a method of forming the mounting surface 16 by cutting / grinding after spraying an aluminum oxide or an insulating ceramic layer on the base material 14.
  • the insulating layer 20 is formed by applying a thermosetting resin material such as an epoxy material or a photopolymerizable material dissolved in an organic solvent with a dispenser, or by spraying to form an insulating layer, and then heat or It can also be formed by curing with light (ultraviolet rays).
  • a thermosetting resin material such as an epoxy material or a photopolymerizable material dissolved in an organic solvent
  • the surface of the forming surface 14a is porous by a chemical method such as etching with acid alkali, chemical conversion treatment, anodizing, or a physical method by dry or wet blasting.
  • the surface shapes of the forming surface 14a and the lower surface of the insulating layer 20 may not be physically separated by roughening.
  • the surface of the forming surface 14a may be subjected to plasma treatment to improve the adhesion between the forming surface 14a and the insulating layer 20.
  • the insulating layer 20 insulates the circuit pattern 15 formed on the mounting surface 16 which is the upper surface (surface) thereof and the base material 14.
  • thermoplastic resin having a high melting point and a thermosetting resin having solder reflow resistance.
  • thermoplastic resin include aromatic polyamides such as 6T nylon (6TPA), 9T nylon (9TPA), 10T nylon (10TPA), 12T nylon (12TPA), MXD6 nylon (MXDPA), their alloy materials, and polyphenylene sulfide.
  • Polyimide resin, heat-resistant acrylic, heat-resistant polyester, etc. can be used.
  • thermosetting resin epoxy, silicone resin, urea resin (melamine resin, urea resin, etc.) and the like can be used.
  • An inorganic filler may be added to these resins to increase the thermal conductivity.
  • a conductive ink in which fine particles of silver and copper are dispersed in an organic binder or a conductive ink in which a conductive organic compound is dispersed in an organic solvent is used.
  • a resist layer is formed on the surface, and patterning is performed using a circuit pattern mask and an exposure machine, or a circuit pattern is formed by etching after patterning with a direct drawing machine such as an electron beam or a laser, and metallized by vacuum film formation or plating.
  • a method of forming a conductive layer by electrolysis or electroplating After forming a layer on the mounting surface 16 that suppresses the action of a catalyst that is the growth start point of electroless plating, this layer is physically removed by a laser or the like to remove the layer.
  • a plurality of solid-state light sources 12 are mounted on the mounting surface 16 on which the circuit pattern 15 is formed, and are electrically connected to the circuit pattern 15.
  • the substrate 13 is positioned with respect to the lens 11 so that the focal plane S of the lens 11 and the exit planes of the plurality of solid light sources 12 substantially coincide with each other. Further, as shown in FIG. 1, the line LC connecting the centers of the light emitting surfaces of the plurality of solid-state light sources 12 substantially coincides with the focal plane S of the lens 11 in the cross-sectional view, or the lens 11 with respect to the focal plane S.
  • the substrate 13 is positioned with respect to the lens 11 so as to be located at positions separated from each other in the optical axis direction of the lens 11. In FIG.
  • the connecting line LC is shown shifted from the focal plane S of the lens 11 in the cross-sectional view in the optical axis direction of the lens 11, but in reality, the connecting line LC is connected.
  • the line LC substantially coincides with the focal plane S of the lens 11.
  • the position separated from the focal plane S in the optical axis direction of the lens 11 means that the focal length of the lens 11 is f, and the "line LC connecting the centers of the light emitting surfaces of the plurality of solid light sources 12" and the lens 11
  • the plurality of solid light sources 12 it is preferable to arrange the plurality of solid light sources 12 so as to be in the range of 0.5 ⁇ L / f ⁇ 2. This range is preferable because the divergence of light and the fluctuation of the amount of light can be suppressed. If L / f is less than 0.5, the degree of light divergence becomes too large, which is not preferable.
  • L / f is larger than 2, the imaging position on the image side is too close to the light source side, and the amount of light fluctuates depending on the distance, which is not preferable.
  • + Ln) / n) a plurality of the solid-state light sources 12 may be arranged at 0.5 ⁇ L / f ⁇ 2 with respect to the focal length f (focal length at the design wavelength) of the L and the lens 11. desirable.
  • This range is preferable because the divergence of light and the fluctuation of the amount of light can be suppressed. Further, it is preferable to set this range because the divergence of light and the fluctuation of the amount of light can be suppressed. If L / f is less than 0.5, the degree of light divergence becomes too large, which is not preferable. If L / f is larger than 2, the imaging position on the image side is too close to the light source side, and the amount of light fluctuates depending on the distance, which is not preferable.
  • the focal length differs depending on the wavelength or wavelength distribution of the solid-state light source 12, in the present embodiment, the wavelengths or wavelength distributions of the plurality of solid-state light sources 12 are the same, so that the mounting surface 16 has the wavelength (average wavelength, It is positioned with respect to the lens 11 according to (feature wavelength, etc.). That is, the substrate 13 is positioned with respect to the lens 11 so that the focal plane S of the lens 11 and the exit planes of the plurality of solid light sources 12 substantially coincide with each other, whereby the mounting surface 16 is adjusted to the wavelength. It is positioned with respect to the lens 11.
  • the insulating layer 20 is provided on the surface of the base material 14, and the circuit pattern 15 is formed on the mounting surface 16 which is the surface of the insulating layer 20, but the lens 11 is not provided with the insulating layer 20.
  • the circuit pattern 15 may be formed directly on the forming surface 14a of the base material 14 formed in a curved surface shape substantially matching the focal plane shape.
  • the base material 14 may be formed of an electrical insulating material.
  • the substrate 13 is manufactured as follows. That is, first, the base material 14 is placed in the mold, and then the insulating layer 20 is molded by insert molding (integral molding) in which a thermoplastic resin or a thermosetting resin is injection-filled in the mold.
  • insert molding integral molding
  • the line connecting the centers of the light emitting surfaces of the plurality of solid light sources 12 substantially coincides with the focal plane S of the lens 11 in the cross-sectional view, or the light of the lens 11 with respect to the focal plane S. It has a mounting surface 16 such that it exists at positions separated in the axial direction.
  • the base material 14 may be formed in advance by injection molding, casting, or the like, and the formed surface 14a may be finished if necessary.
  • the forming surface 14a of the base material 14 may be formed at the same time when the base material 14 is manufactured, or the base material 14 having no forming surface 14a may be manufactured and then the forming surface 14a may be formed.
  • the surface of the forming surface 14a is subjected to, for example, chemical treatment such as nanomolding technology (NMT) or physical treatment such as blasting.
  • NMT nanomolding technology
  • blasting A concavo-convex layer and a porous layer may be formed by a specific treatment.
  • the surface of the forming surface 14a may be subjected to plasma treatment using decompression plasma or atmospheric pressure plasma, or a coupling agent such as a silane coupling agent may be applied.
  • a circuit pattern 15 formed of a plating film is formed on the surface of the insulating layer 20, that is, the mounting surface 16.
  • the method for forming the circuit pattern 15 is not particularly limited, and a general-purpose method can be used. For example, a method of patterning a plating film with a photoresist and removing the plating film of a part other than the circuit pattern by etching, irradiating a part to form a circuit pattern with a laser beam to roughen the base material, or forming a functional group. Examples thereof include a method of applying the plating film to form a plating film only on the laser beam irradiated portion.
  • the circuit pattern can also be formed by a method of patterning the conductive ink on the mounting surface using a dispenser or the like.
  • each solid-state light source 12 is such that the angles ⁇ ( ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3) looking into the lens 11 when viewed from the normal direction of the emission surface are substantially equal. It is mounted on the mounting surface 16 so that the angle formed by the emission surfaces of all the solid-state light sources 12 and the tangent plane of the mounting surface 16 is within 20 milliradians. Further, as shown in FIG.
  • each solid-state light source 12 when each solid-state light source 12 is mounted on the mounting surface 16 so that the normal NL of the exit surface passes through the front principal point (light source side principal point) MP of the lens 11 or its vicinity.
  • the light emitted from the solid-state light source 12 can be taken out as irradiation light more efficiently.
  • the mounting surface 16 is mounted as shown in FIG. 2B (a).
  • each solid-state light source 12 has an angle ⁇ of 20 milliradians formed by the line connecting the center of each solid-state light source 12 and the main point MP and the normal of the emission surface of each solid-state light source 12. It is desirable to implement it within.
  • the method of forming a shape in which the mounting position is defined in advance on the mounting surface 16 and mounting the solid-state light source on the shape is similarly effective in other embodiments.
  • a plurality of solid-state light sources 12 may be arranged in parallel in three rows on the mounting surface 16 of the substrate 13, but the arrangement state due to the mounting of the solid-state light sources 12 is shown in FIG. It is not limited to what is shown. Since the mounting surface 16 is formed in a curved shape that substantially matches the shape of the focal plane of the lens 11, the solid light source 12 can be mounted at a desired (arbitrary) position of the mounting surface 16 so as to be in contact with the focal plane of the lens 11.
  • the substrate 13 can be positioned with respect to the lens 11 so that the positions of the plurality of solid-state light sources 12 are substantially the same as the emission surfaces.
  • the lens 11 When positioning the substrate 13 with respect to the lens 11, for example, the lens 11 is fixed to the case of an optical device 10 such as a lighting device, and then the substrate 13 is moved in contact with the lens 11 in the optical axis direction.
  • the substrate 13 may be fixed to the case and then the lens 11 may be moved in contact with the substrate 13 in the optical axis direction, or both the substrate 13 and the lens 11 may be illuminated with each other. This may be done by moving the lens in contact with the axial direction.
  • the manufacturing of the optical device 10 is completed by fixing the lens 11 and / or the substrate 13 to the case.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the headlight 100 of the first example provided with the above-mentioned optical device 10.
  • the optical device 10 includes a lens 11, a plurality of solid-state light sources 12, and a substrate 13 on which the solid-state light sources 12 are mounted.
  • the substrate 13 includes a rigid base material 14 and an insulating layer 20 formed on the forming surface 14a of the base material 14, and the surface of the insulating layer 20 is a mounting surface 16.
  • a circuit pattern 15 is formed on the mounting surface 16.
  • the headlight 100 includes an optical device 10, a housing 101 in which the optical device 10 is housed, an outer lens 102 provided on the front surface side of the housing 101, and a reflector 103.
  • the housing 101 is formed in a box shape with an opening on the front side, and an outer lens 102 is provided in the opening so as to face the lens 11 of the optical device 10.
  • the reflector 103 includes a cup-shaped reflector main body 103a having a substantially U-shaped cross section and an inner surface as a reflective surface, and a support portion 103b for supporting and fixing the reflector main body 103a to the housing 101.
  • the support portion 103b is formed in a cylindrical shape, a ring plate-shaped flange portion 103c is provided at the tip end portion (right end portion in FIG. 4), and the base end portion (left end portion in FIG. 4) is fixed to the bottom surface of the housing 101. Has been done.
  • the lens 11 has an annular plate-shaped flange portion 11c on its outer peripheral portion, and by fixing the flange portion 11c to the flange portion 103c of the support portion 103b, the lens 11 is supported at a predetermined position of the housing 101. Has been done. Further, an opening for exposing the solid-state light source 12 of the optical device 10 is provided on the bottom surface of the reflector main body 103a. Further, a tubular holding wall 103d is provided at the bottom of the reflector main body 103a, and the substrate 13 is held inside the holding wall 103d. Further, an opening is provided in a part of the holding wall 103d, and a part of the base material 14 extends from the opening. A connector 105 is provided on the extending portion 14b, and the connector 105 and the circuit pattern 15 are connected by a wiring pattern 15d. The connector 105 and the power supply (not shown) are connected by a cable 106.
  • a heat sink 110 is provided on the bottom of the housing 101.
  • the heat sink 110 includes a heat sink main body 110a and a plurality of heat radiating fins 110b provided on the back surface side of the heat sink main body 110a.
  • the heat sink body 110a is formed in a plate shape, and its surface is exposed inside the housing 101. Then, the base material 14 of the substrate 13 is in close contact with the surface of the exposed heat sink main body 110a. Therefore, a part of the heat generated from the solid light source 12 is transmitted to the heat sink main body 110a via the insulating layer 20 and the base material 14, and is dissipated to the outside by the heat radiating fins 110b, so that the solid light source 12 can be suppressed from overheating. ..
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the headlight 100A of the second example.
  • the difference between the headlight 100A and the headlight 100 of the first example is the configuration of the substrate. Therefore, this point will be described below, and the same reference numerals are given to the same configuration as the headlight 100 of the first example. The explanation will be omitted.
  • the substrate 13A of the headlight 100A of the second example includes a rigid base material 14A and an insulating layer 20A provided on the base material 14A.
  • the base material 14A is formed of a high thermal conductive material and also has a function of a heat sink.
  • the base material 14A is formed in a plate shape, its surface is exposed inside the housing 101, and a plurality of heat radiation fins 110b are provided on the back surface.
  • the insulating layer 20A is formed of a high thermal conductive resin, and its surface has a mounting surface 16 formed of a curved surface shape substantially matching the focal plane shape of the lens 11 and a circuit pattern 15.
  • the focal plane shape is an aspherical shape
  • the mounting surface 16 is formed in an aspherical shape similar to the focal plane shape.
  • the insulating layer 20A is held inside the tubular holding wall 103d provided at the bottom of the reflector main body 103a. An opening is provided in a part of the holding wall 103d, and a part of the insulating layer 20A extends from the opening.
  • a connector 105 is provided on the extending portion 14b, and the connector 105 and the circuit pattern 15 are connected by a wiring pattern 15d.
  • the connector 105 and the power supply (not shown) are connected by a cable 106.
  • the base material 14A since the base material 14A also has the function of a heat sink, there is an advantage that the configuration is simpler than that of the headlight 100 of the first example.
  • the substrate 13 has a mounting surface 16 formed on the insulating layer 20 formed on the rigid base material 14 in a curved shape substantially matching the focal surface shape of the lens 11.
  • a plurality of solid-state light sources 12 are mounted on the mounting surface 16, and the substrate 13 is positioned with respect to the lens 11 so that the positions of the focal surface of the lens 11 and the exit surface of the solid-state light source 12 substantially coincide with each other. Therefore, the image plane curvature can be easily corrected so that the light emitted from the plurality of solid-state light sources 12 toward the lens 11 is emitted from the lens 11 as parallel light substantially parallel to the optical axis by the lens 11.
  • the base material 14 is formed of metal, ceramic, or a highly thermally conductive resin, a part of the heat generated by the solid-state light source 12 is transferred to the base material 14 and can be dissipated from the base material 14, so that the solid-state light source 12 can be dissipated. Can suppress overheating.
  • the base material 14 has a formed surface 14a formed in a curved surface shape substantially matching the focal surface shape of the lens 11, and an insulating layer 20 whose surface is a mounting surface 16 is formed on the formed surface 14a. Therefore, the surface of the insulating layer 20, that is, the mounting surface 16, can be easily formed into a curved surface shape that substantially matches the shape of the focal plane of the lens.
  • the curved surfaces of the mounting surface 16 and the forming surface 14a are aspherical, the curvature of field can be easily corrected even when the lens 11 has the aspherical light receiving surface 11a and the emitting surface 11b.
  • the solid-state light source 12 is mounted so that the angle ⁇ at which the lens 11 is seen from the normal direction of the emission surface is substantially equal, the light emitted from the solid-state light source 12 is effective. It is taken into the light receiving surface 11a of the lens 11 and can uniformly irradiate the lens 11.
  • the solid-state light source 12 is mounted so that the angle formed by the emission surface and the tangent plane of the mounting surface 16 is within 20 milliradians, the solid-state light source 12 is mounted on the mounting surface 16 in a state close to the ideal. Can be implemented.
  • the base material 14A and the heat radiation fins 110b may be formed together with the insulating layer 20.
  • the LED and the LED lighting circuit are connected by a cable 106, but the power supply circuit for lighting the LED, a part, the figure, or the whole of the lighting circuit is placed in the vicinity of the connector 105 of the base material 14. You may provide it.
  • the thickness of the wiring may be different depending on the current to be passed, the line width of the circuit depending on the size of the component to be mounted, and the distance between the adjacent wirings.
  • FIG. 6 shows an optical device according to a second embodiment, and is a schematic cross-sectional view of a main part.
  • the main difference between this embodiment and the first embodiment is that a plurality of insulating layers are laminated. Therefore, this point will be described below, and the same reference numerals will be given to the same configurations as those of the first embodiment. In some cases, the description thereof may be omitted.
  • the above-mentioned insulating layer 20 is referred to as the first insulating layer 20.
  • the first insulating layer 20 is formed on the forming surface 14a of the rigid base material 14, and the second insulating layer 22 is formed on the upper surface of the insulating layer 20. Further, a circuit pattern 15a is formed on the upper surface of the first insulating layer 20.
  • the solid-state light source 12 is mounted on the mounting surface 16 which is the upper surface of the insulating layer 20, but in the present embodiment, the solid-state light source 12 is not mounted on the mounting surface 16. However, the solid-state light source 12 may be mounted on the mounting surface 16.
  • the upper surface of the second insulating layer 22 is a mounting surface 16a, and the mounting surface 16a is formed in a curved surface shape that substantially matches the shape of the focal plane of the lens 11.
  • the second insulating layer 22 has a mounting surface 16a such that it substantially coincides with the focal plane S1 of the lens 11 in cross-sectional view or exists at a position separated from the focal plane S1 in the optical axis direction of the lens 11. Have. Further, a circuit pattern 15b is formed on the mounting surface 16a. Then, the first solid-state light source 12a is mounted on the mounting surface 16a, and the solid-state light source 12a is electrically connected to the circuit pattern 15b.
  • the position of the focal plane of the lens differs depending on the wavelength of the solid-state light source.
  • the mounting surface 16a is positioned with respect to the lens 11. Although one first solid-state light source 12a is mounted on the mounting surface 16a in FIG. 6, it is actually mounted on the mounting surface 16a at a plurality of predetermined intervals. Further, the first solid-state light source 12a is exposed to an opening 23a formed in the third insulating layer 23, which will be described later, so as to taper from the mounting surface 16b of the insulating layer 23 toward the mounting surface 16a below the mounting surface 16b. After being arranged in such a manner, it is mounted on the mounting surface 16a.
  • a through hole 30 is formed so as to penetrate the second insulating layer 22.
  • a copper-plated film is formed on the inner surface of the through hole 30, and the circuit patterns 15a and 15b are electrically connected by the copper-plated film. Therefore, the first solid-state light source 12a mounted on the mounting surface 16a of the second insulating layer 22 is formed on the upper surface (mounting surface) 16 of the first insulating layer 20 via the circuit pattern 15b and the through hole 30. It is electrically connected to the circuit pattern 15a.
  • a third insulating layer 23 is formed on the upper surface of the second insulating layer 22, that is, the mounting surface 16a.
  • the upper surface of the third insulating layer 23 is a mounting surface 16b, and the mounting surface 16b is formed in a curved surface shape that substantially matches the shape of the focal plane of the lens 11.
  • a circuit pattern 15c is formed on the mounting surface 16b.
  • a second solid-state light source 12b is mounted on the mounting surface 16b, and the solid-state light source 12b is electrically connected to the circuit pattern 15c.
  • the mounting surface 16b is positioned with respect to the lens 11 so that the focal surface S2 of the lens 11 with respect to the second solid light source 12b and the exit surface of the second solid light source 12b substantially coincide with each other.
  • a through hole 31 is formed so as to penetrate the third insulating layer 23.
  • a copper-plated film is formed on the inner surface of the through hole 31, and the circuit patterns 15b and 15c are electrically connected by the copper-plated film. Therefore, the second solid-state light source 12b mounted on the mounting surface 16b of the third insulating layer 23 is formed on the upper surface (mounting surface) 16a of the second insulating layer 22 via the circuit pattern 15c and the through hole 31. It is electrically connected to the circuit pattern 15b.
  • the solid-state light sources 12a and 12b mounted on the mounting surfaces 16a and 16b have substantially equal angles ⁇ for viewing the lens 11 when viewed from the normal direction of the exit surface, as in the first embodiment. Is implemented. Further, all the solid-state light sources 12a and 12b are mounted so that the angle formed by the exit surface and the tangent plane of the mounting surfaces 16a and 16b is within 20 milliradians, as in the first embodiment. ..
  • a plurality of solid-state light sources 12a and 12b are mounted on the mounting surfaces 16a and 16b. Then, the positions of the focal plane S1 of the lens 11 and the exit surfaces of the plurality of solid light sources 12a are substantially the same, and the positions of the focal plane S2 of the lens 11 and the exit surfaces of the plurality of solid light sources 12b are substantially the same.
  • the substrate 13 is positioned with respect to the lens 11. Further, a position where the line connecting the centers of the light emitting surfaces of the plurality of solid light sources 12a substantially coincides with the focal plane S1 of the lens 11 in the cross-sectional view or is separated from the focal plane S1 in the optical axis direction of the lens 11. The substrate 13 is positioned with respect to the lens 11 so as to be present in.
  • the line connecting the centers of the light emitting surfaces of the plurality of solid-state light sources 12b and 12b substantially coincides with the focal plane S2 of the lens 11 in the cross-sectional view, or is separated from the focal plane S2 in the optical axis direction of the lens 11.
  • the substrate 13 is positioned with respect to the lens 11 so as to be present at the above-mentioned position. Further, since the focal length differs depending on the wavelength of the solid-state light source, the mounting surfaces 16a and 16b are positioned with respect to the lens 11 according to the wavelength.
  • the positions of the focal plane S1 of the lens 11 and the exit surfaces of the plurality of solid light sources 12a are substantially the same, and the positions of the focal plane S2 of the lens 11 and the emission surfaces of the plurality of solid light sources 12b are substantially the same.
  • the substrate 13 is positioned with respect to the lens 11, whereby the mounting surfaces 16a and 16b are positioned with respect to the lens 11 in accordance with the wavelength.
  • the substrate 13 is manufactured as follows. That is, first, the base material 14 is placed in the mold, and then the first insulating layer 20 is molded by insert molding (integral molding) in which the thermoplastic resin or the thermosetting resin is injection-filled in the mold. ..
  • the forming surface 14a is subjected to a chemical treatment such as nanomolding technology (NMT) to make the forming surface 14a uneven. Or it may be a porous surface.
  • the forming surface 14a may be roughened by a physical method such as sandblasting.
  • the surface of the forming surface 14a may be subjected to plasma treatment using decompression plasma or atmospheric pressure plasma, or a coupling agent such as a silane coupling agent may be applied.
  • a circuit pattern 15a formed of a plating film is formed on the surface of the first insulating layer 20, that is, the mounting surface 16.
  • the method for forming the circuit pattern 15a is not particularly limited, and a general-purpose method using the photoresist, laser light, or the like described above can be used.
  • the insulating layer 20 is formed by applying a thermosetting resin material such as an epoxy material or a photopolymerizable material dissolved in an organic solvent with a dispenser or by spraying to form an insulating layer, and then heat or light ( It can also be formed by curing with ultraviolet rays).
  • the second insulating layer 22 is applied to the substrate portion (mounting surface 16) provided with the base material 14, the first insulating layer 20 and the circuit pattern 15a by insert molding (integral molding), a dispenser, or spray coating. Along with molding, a through hole 30 is formed in the second insulating layer 22.
  • the surface of the insulating layer 20 on which the circuit pattern is formed is subjected to plasma treatment using decompression plasma or atmospheric pressure plasma. May be applied.
  • a coupling agent such as a silane coupling agent may be applied.
  • a circuit pattern 15b formed of a plating film is formed on the surface of the second insulating layer 22, that is, the mounting surface 16a, and the circuit pattern 15b is electrically connected to the circuit pattern 15a via a through hole 30. do.
  • the circuit pattern 15b is formed in the same manner as the circuit pattern 15a.
  • insert molding (integral molding) is performed on the substrate portion (mounting surface 16a) provided with the base material 14, the first insulating layer 20, the second insulating layer 22, the circuit patterns 15a and 15b, and the through holes 30.
  • a third insulating layer 23 is formed, and a through hole 31 is formed in the third insulating layer 23.
  • plasma treatment using decompression plasma or atmospheric pressure plasma may be performed, or a silane coupling agent or the like may be applied. Coupling agent may be applied.
  • a circuit pattern 15c formed of a plating film is formed on the surface of the third insulating layer 23, that is, the mounting surface 16b, and the circuit pattern 15c is electrically connected to the circuit pattern 15b via a through hole 31. do.
  • the circuit pattern 15c is formed in the same manner as the circuit patterns 15a and 15b.
  • the solid light source 12a is mounted on the mounting surface 16a, which is the surface of the second insulating layer 22, and is electrically connected to the circuit pattern 15, and is also mounted on the mounting surface 16b, which is the surface of the third insulating layer 23.
  • a solid light source 12b is mounted and electrically connected to the circuit pattern 15c.
  • the lens 11 When positioning the substrate 13 with respect to the lens 11, for example, the lens 11 is fixed to the case of an optical device 10A such as a lighting device, and then the substrate 13 is moved in contact with the lens 11 in the optical axis direction.
  • the substrate 13 may be fixed to the case and then the lens 11 may be moved in contact with the substrate 13 in the optical axis direction, or both the substrate 13 and the lens 11 may be illuminated with each other. This may be done by moving the lens in contact with the axial direction.
  • the lens 11 and / or the substrate 13 is fixed to the case to end the production of the optical device 10A.
  • the second embodiment not only the same effect as that of the first embodiment can be obtained, but also the following effects can be obtained. Since the second insulating layer 22 and the third insulating layer 23 positioned with respect to the lens 11 are provided, the mounting surfaces 16a and 16b, which are the surfaces of the insulating layers 22 and 23, respectively, with respect to the lens 11. It will be positioned. Therefore, even when the solid-state light sources 12a and 12b having different wavelengths are appropriately mounted on the mounting surfaces 16a and 16b, the curvature of field can be easily corrected.
  • circuit patterns 15a, 15b, 15c of the plurality of insulating layers 20, 22, 23 are selectively electrically connected by the through holes 30, 31, a plurality of circuit patterns 15b, 15c connected to the circuit patterns 15b, 15c.
  • the lighting / extinguishing control of the solid-state light sources 12a and 12b can be easily performed. Further, if this method is used, a solid-state light source having the same emission wavelength or emission wavelength band is placed on the focal plane S with respect to the focal plane S of the lens 11, and if the light emitting surface is arranged on the focal plane S, the light is parallel light and the lens with respect to the focal plane S.
  • a solid-state light source is placed in a direction away from 11, convergent light can be obtained, and conversely, if a solid-state light source is placed in a direction closer to the lens 11 than the focal plane S, diffused light can be obtained.
  • a light source device capable of selecting parallel light, convergent light, and diffused light.
  • the insulating layers are the first insulating layer 20, the second insulating layer 22, and the third insulating layer 23, but the number of layers of the insulating layer is two. It may be 4 layers or more. In the case of four or more layers, the steps of forming the next insulating layer on the third insulating layer, forming through holes as necessary, and forming a circuit pattern on the mounting surface which is the surface of the insulating layer are performed a predetermined number of times. By repeating the process, a plurality of four or more insulating layers can be formed.
  • the circuit patterns 15a and 15b are electrically connected by the through holes 30, and the circuit patterns 15b and 15c are electrically connected by the through holes 31, but they are formed on the mounting surfaces of different insulating layers.
  • the circuit patterns may be connected to each other by through-holes adjacent to each other in the thickness direction of the board 13, or circuit patterns arranged so as to sandwich one or more circuit patterns in the thickness direction of the board 13. May be connected by a through hole.
  • the circuit patterns formed on the mounting surfaces of the plurality of insulating layers may be selectively electrically connected by through holes.

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Abstract

像面湾曲を容易に補正できる光学装置、光学装置の製造方法および光学装置を備えた前照灯を提供する。 レンズ（１１）と複数の固体光源（１２）と当該固体光源が実装される基板（１３）と備え、基板（１３）は、リジッドな基材（１４）と、この基材（１４）に、レンズ（１１）の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成され、かつ回路パターン（１５）が形成された実装面（１６）とを有し、実装面（１６）に固体光源（１２）が実装され、レンズ（１１）の焦点面と固体光源（１２）の出射面との位置が略一致するように、基板（１３）がレンズ（１１）に対して位置決めされているので、像面湾曲を容易に補正できる。

Description

光学装置、光学装置の製造方法および前照灯
　本発明は、光学装置、光学装置の製造方法および前照灯に関する。
　例えば、車載用の前照灯には、発光部としてチップ型の発光ダイオードが搭載されたプ
リント基板が取り付けられている。このプリント基板は、前照灯の光軸と発光ダイオードの位置精度を確保して前照灯に取り付ける必要がある。このため、プリント基板は、プリント基板に予め設けられた位置決め穴を前照灯に嵌合することによって位置決めをして、取付穴によりネジなどで固定されている。しかしながら、プリント基板の発光ダイオードは、はんだ付けによって位置決め穴とは無関係に遊動して固定されている。したがって、前照灯と発光ダイオードとの位置精度を確保して、プリント基板を前照灯に取り付けることが困難であるという問題点があった。車載用の前照灯は、発光部としてのＬＥＤが搭載されたプリント基板およびＬＥＤから出射される光を集光して出射するレンズを備えている。
　プリント基板は、レンズの光軸とＬＥＤの位置精度を確保して前照灯に取り付ける必要がある。
　例えば、特許文献１には、平板の樹脂材と、前記樹脂材の片面側に金属膜で形成された回路パターンと、前記回路パターンにはんだ付けにより固定された通電によって発熱する車載用の前照灯に用いられるチップ型の発光ダイオードから構成される電子部品と、前記樹脂材の前記回路パターンと反対面側に接合されて前記電子部品の発熱を放熱する金属製のコア材と、前記コア材に開口された逃げ部と、前記逃げ部に配設されて前記電子部品の位置を基準にして前記樹脂材に穿設される位置決め穴と、を備えたプリント基板を設けた電子機器が記載されている。
特開２０１７－１５７６６９号公報
　ところで、例えば前照灯に搭載される光学装置として、ＬＥＤ等の固体光源を複数、平板状のプリント基板に実装し、これら固体光源からその前方に位置するレンズに向けて光を出射する場合、レンズの大きさによっては像面湾曲の問題が生じる。
　像面湾曲は、平面にピントを合わせたとき、像面が平面にならず曲面状に湾曲した像面に結像してしまう現象をいう。このため、画面中心部でピントを合わせると、周辺部がボケてしまい、逆に周辺部でピントを合わせると中心部がボケてしまうことになる。
　複数の固体光源からレンズに向けて出射される光は、レンズによって屈折されたうえで、レンズの出射面から外部に向けて出射される。一般に、固体光源を凸レンズの焦点位置にある光軸に垂直な平面内に配置した場合、レンズの光軸およびその近傍に位置する固体光源から出射された光は、凸レンズにより光軸とほぼ平行な平行光となってレンズの出射面から出射されるが、固体光源がレンズの光軸から離れるほど、レンズの出射面から出射された光は、像面湾曲のため、光軸とほぼ平行な平行光とならず、光軸と交差する方向に光が出射されて集光してしまう。
　このような像面湾曲を補正するためには、一般には、レンズを複数枚用いて、凸レンズと凹レンズを組み合わせ、焦点面をほぼ平面に補正するが、複数枚のレンズを使うので、材料、組み立てのコストがかかる。また光学系の全長が伸び、装置の小型化が難しくなる。一方、単レンズで像面湾曲を補正するためには、固体光源を一か所に集中的に配置する方法が考えられるが、固体光源の発光効率により、所定の光量を得るためには、発光面積が必要になり、発光時の発熱により、固体光源をある程度離して配置することになり、発光源が広がり像面湾曲の影響を受けることになる。固体光源を分散した配置にする場合、プリント基板に、複数のＬＥＤ等の固体光源を、レンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に沿って配置すればよい。
　しかしながら、プリント基板は実装面が平面であるため、複数の固体光源を上述したように配置するのは困難である。
　また、複数の固体光源をフレキシブル基板に実装し、このフレキシブル基板をレンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に湾曲させることも考えられる。しかし、フレキシブル基板をある断面において湾曲させることはできるが、交差する２つの断面において凹曲面状に湾曲させるのは困難である。
　このため、単レンズと複数の固体光源と当該固体光源が実装される基板と備えた光学装置において、像面湾曲を容易に補正することは困難であった。
　本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、像面湾曲を容易に補正できる光学装置、光学装置の製造方法および光学装置を備えた前照灯を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の光学装置は、レンズと複数の固体光源と当該固体光源が実装される基板と備えた光学装置であって、
　前記基板は、リジッドな基材と、この基材に、前記レンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に形成され、かつ回路パターンが形成された実装面とを有し、
　前記実装面に前記固体光源が実装され、
　複数の前記固体光源の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視における前記レンズの焦点面に略一致するか、もしくは当該焦点面に対し前記レンズの光軸方向に離間した位置に存在するように、前記基板が前記レンズに対して位置決めされていることを特徴とする。
　ここで、基材にレンズの焦点面形状に略一致する曲面形状の実装面を形成する場合、基材の表面に直接実装面を形成してもよいし、後述するように絶縁層を介して間接的に実装面を形成してもよい。
　また、前記固体光源とは、ある固体（物質）に電気などのエネルギーを供給し、励起されたときに物質特有の光放射をする固体デバイスのことであり、代表的なものとして、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、有機ＥＬ（ＯＥＬ）がある。
　本発明においては、基板は、リジッドな基材にレンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に形成された実装面を有し、この実装面に複数の固体光源が実装され、複数の光源の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視における前記レンズの焦点面に略一致するか、もしくは当該焦点面に対し前記レンズの光軸方向に離間した位置に存在するように、前記基板が前記レンズに対して位置決めされているので、複数の固体光源からレンズに向けて出射される光を、レンズによって光軸と略平行な平行光として、レンズから出射させるように像面湾曲を容易に補正できる。
　また、本発明の前記構成において、前記基材は、金属、セラミック、または高熱伝導性樹脂によって形成されるともに、前記レンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に形成された形成面を有し、
　前記形成面に、電気的絶縁性を有するとともに、表面が前記実装面となる絶縁層が形成されていてもよい。
　このような構成によれば、基材が金属、セラミック、または高熱伝導性樹脂によって形成されているので、固体光源が発する熱の一部が基材に伝わり、当該基材から放熱できるので、固体光源の過熱を抑制できる。
　また、基材はレンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に形成された形成面を有し、この形成面に、表面が前記実装面となる絶縁層が形成されているので、当該絶縁層の表面つまり実装面をレンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に容易に形成できる。
　また、本発明の前記構成において、前記レンズの焦点面と前記固体光源の出射面との位置が略一致するように前記基板が前記レンズに対して位置決めされていてもよい。
　このような構成によれば、前記レンズの焦点面と前記固体光源の出射面との位置が略一致するように前記基板が前記レンズに対して位置決めされているので、複数の固体光源からレンズに向けて出射される光を、レンズによって光軸と略平行な平行光として、レンズから出射させるように像面湾曲を容易に補正できる。
　また、本発明の前記構成において、前記絶縁層上に、前記レンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に形成され、かつ回路パターンが形成された実装面を有する１以上の他の絶縁層が積層され、
　複数の前記絶縁層の前記回路パターンは、前記絶縁層に形成されたスルーホールによって選択的に電気的に接続されていてもよい。
　このような構成によれば、レンズに対して位置決めされた複数の絶縁層を有しているので、各絶縁層の表面である実装面はそれぞれレンズに対して位置決めされることになる。したがって、波長の異なる固体光源を適宜実装面に実装した場合においても、像面湾曲を容易に補正できる。
　また、複数の絶縁層の回路パターンは、スルーホールによって選択的に電気的に接続されているので、各回路パターンに接続された複数の固体光源の点灯・消灯制御を容易に行える。
　また、本発明の前記構成において、前記曲面形状が、非球面形状であってもよい。
　このように、実装面および形成面の曲面形状を非球面形状とすることによって、レンズが非球面形状の受光面および出射面を有する場合も、像面湾曲を容易に補正できる。
　また、本発明の前記構成において、前記実装面は、前記固体光源の波長に合わせて前記レンズに対して、位置決めされていてもよい。
　ここで、実装面を固体光源の波長に応じてレンズに対して位置決めするとは、固体光源の焦点距離はその波長によって異なってくるので、固体光源の出射面とレンズとの間の距離を所定の波長を有する固体光源の光の焦点距離に略一致させるように、実装面をレンズに対して位置決めすることを意味する。
　このように、実装面が固体光源の波長に合わせてレンズに対して、位置決めされているので、異なる波長を有する固体光源を適宜実装面に実装することによって、像面湾曲を容易に補正できる。
　また、この方法を使えば、個別の固体光源に対して、焦点位置に対するオフセットを任意に設定できるので、一つの光源装置で、平行光、集光光、拡散光を出射させることもできる。
　また、本発明の前記構成において、前記固体光源は、その出射面の法線方向から見た前記レンズを見込む角がほぼ等角度となるように、実装されていてもよい。
　このような構成によれば、固体光源は、その出射面の法線方向から見たレンズを見込む角がほぼ等角度となるように、実装されているので、固体光源から出射される光をレンズに均一に照射できる。
　また、本発明の前記構成において、前記固体光源が、その出射面の法線が、レンズの前側主点(光源側の主点)もしくはその近傍を通るように実装されていてもよい。このような構成によれば、固体光源の出射光の利用効率で有利になる場合がある。
　また、本発明の前記構成において、前記固体光源は、その出射面と、前記実装面の接平面とのなす角が２０ミリラジアン以内になるように、実装されていてもよい。
　このような構成によれば、固体光源を理想に近い状態で実装面に実装できる。
　また、本発明の光学装置の製造方法は、レンズと複数の固体光源と当該固体光源が実装される基板と備えた光学装置の製造方法であって、
　リジッドな基材に、複数の前記固体光源の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視における前記レンズの焦点面に略一致するか、もしくは当該焦点面に対し前記レンズの光軸方向に離間した位置に存在するような、実装面を有する絶縁層を形成し、前記実装面に回路パターンを形成することによって、前記基板を製造し、
　次に、前記基板の前記実装面に前記固体光源を実装して前記回路パターンに電気的に接続し、
　次に、前記レンズの焦点面と前記固体光源の出射面との位置が略一致するように、前記基板を前記レンズに対して位置決めすることを特徴とする。
　本発明においては、絶縁層の実装面に固体光源が実装され、レンズの焦点面と固体光源の出射面との位置が略一致するように、基板がレンズに対して位置決めされているので、固体光源からレンズに向けて出射される光を、レンズによって光軸と略平行な平行光としてレンズから出射させるように、像面湾曲を容易に補正できる。
　また、本発明の他の光学装置の製造方法は、レンズと複数の固体光源と当該固体光源が実装される基板と備えた光学装置の製造方法であって、
　リジッドな基材に、複数の固体光源の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視における前記レンズの焦点面に略一致するか、もしくは当該焦点面に対し前記レンズの光軸方向に離間した位置に存在するような、実装面を有する絶縁層を形成し、前記実装面に回路パターンを形成し、
　次に、前記実装面に、複数の他の固体光源の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視における前記レンズの焦点面に略一致するか、もしくは当該焦点面に対し前記レンズの光軸方向に離間した位置に存在するような、実装面を有する次の絶縁層を形成して前記実装面に回路パターンを形成する工程を所定回数繰り返すことによって、前記基板を製造し、
　次に、前記基板の前記実装面に前記固体光源を実装して前記回路パターンに電気的に接続し、
　次に、前記レンズの焦点面と前記固体光源の出射面との位置が略一致するように、前記基板を前記レンズに対して位置決めすることを特徴とする。
　本発明においては、複数の絶縁層の実装面にそれぞれ固体光源が実装され、レンズの焦点面と固体光源の出射面との位置が略一致するように、基板がレンズに対して位置決めされているので、複数の固体光源からレンズに向けて出射される異なる波長を有する光を、レンズによって光軸と略平行な平行光としてレンズから出射させるように、像面湾曲を容易に補正できる。
　また、本発明の前記構成において、複数の前記絶縁層の前記回路パターンを、前記絶縁層に形成されたスルーホールによって選択的に電気的に接続してもよい。
　このような構成によれば、複数の絶縁層の回路パターンは、スルーホールによって選択的に電気的に接続されているので、各回路パターンに接続された複数の固体光源の点灯・消灯制御を容易に行える。
　本発明の前照灯は、上述した光学装置を備えたことを特徴とする。
　このような前照灯によれば、像面湾曲を容易に補正できる。
　本発明によれば、像面湾曲を容易に補正できる。
本発明の第１の実施形態に係る光学装置を示すもので、概略構成を模式的に示す断面模式図である。 同、固体光源から出射される光とレンズとの関係を説明するためのもので、（ａ）は光学装置の断面模式図、（ｂ）は要部の拡大模式図である。 同、固体光源から出射される光とレンズとの関係を説明するための光学装置の断面模式図である。 同、固体光源が実装され基板部分の形状を説明するためのもので、（a）は断面模式図、（ｂ）は要部の拡大模式図である。 同、光学装置の分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る第１例の前照灯の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る第２例の前照灯の概略構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光学装置の要部を示すもので、概略構成を模式的に示す断面模式図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
　図１は第１の実施形態に係る光学装置の概略構成を模式的に示す断面模式図、図２は固体光源から出射される光とレンズとの関係を説明するための断面模式図である。
　図１および図２に示すように、本実施形態の光学装置１０は、レンズ１１と、複数の固体光源１２と、当該固体光源１２が実装される基板１３とを備えている。
　レンズ１１は、凸形に形成された非球面レンズである。レンズ１１はガラスモールドレンズ等のガラスレンズであってもよいし、樹脂モールドレンズ等の樹脂レンズであってもよい。レンズ１１は固体光源１２からの光を受ける受光面１１ａおよび受光面１１ａから入射し、屈折した光を出射する出射面１１ｂを有しており、これら受光面１１ａおよび出射面１１ｂはいずれの凸形の非球面となっている。
　本実施形態では、レンズ１１は両凸の非球面レンズであるが、平凸、メニスカス凸レンズであってもよい。また曲面はどちらかの面、もしくは両面が球面であってもよい。
　固体光源１２は、ある固体（物質）に電気などのエネルギーを供給し、励起されたときに物質特有の光放射をする固体デバイスのことであり、本実施形態では、ＬＥＤが使用されている。なお、固体光源１２は、半導体レーザ（ＬＤ）、有機ＥＬ（ＯＥＬ）であってもよい。
　また、本実施形態において、複数の固体光源１２は全て同じ白色光を出射するＬＥＤである。
　基板１３は、リジッドな基材１４と、この基材１４に、レンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成され、かつ回路パターン１５が形成された実装面１６とを有している。焦点面形状は非球面形状となっており、実装面１６は焦点面形状と同様の非球面形状に形成されている。
　なお、図１および図２において、符号Ｓで示す破線は、白色光の平均としての所定の波長(ここではｅ線、５４６ｎｍ、緑)に対するレンズ１１の焦点面を示す。この焦点面Ｓは非球面形状に形成され、固体光源１２の出射面が当該固体光源１２の表面である場合は、当該固体光源１２の表面と同位置にあるが、本実施形態では、固体光源１２の出射面は当該固体光源１２の表面より内部に窪んだ位置にあるので、この位置に焦点面Ｓはある。
　基材１４は、金属、セラミック、または高熱伝導性樹脂によって形成されるともに、レンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成された形成面１４ａを有している。また、形成面１４ａは焦点面形状と同様の非球面形状に形成されている。
　このような形成面１４ａは、基材１４を製造する際に同時に形成してもよく、形成面１４ａを有しない基材１４を製造し、その後、形成面１４ａを形成してもよい。
　基材１４を製造する際に同時に形成面１４ａを形成する場合、基材１４を形成するための金型に溶融金属や溶融樹脂等の材料を充填するとともに、当該金型に設けられた形成付与面（形成面１４ａを形成するための面）に材料を密接させ、その後脱型することによって、形成面１４ａを有する基材１４を形成する。また、形成面１４ａを後工程で形成する場合、基材１４の所定の部位を切削や研削等の加工手段によって加工することによって形成面１４ａを形成する。
　このようにして形成された形成面１４ａに、電気的絶縁性を有するとともに、表面が実装面１６となる絶縁層２０が形成されている。また、実装面１６は、上述したように、レンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成され、当該実装面１６に回路パターン１５が形成されている。また、絶縁層２０の厚さは０．０１ｍｍ～５．０ｍｍが望ましい。絶縁層の厚みが０．０１ｍｍより薄くなると、回路等を形成する工程での加工により、部分的に電気的絶縁が破れショートする可能性が高くになり、歩留まりを悪化させる。また、絶縁層の厚みが５ｍｍより厚くなると絶縁層の熱抵抗により、固体光源発光時の熱が基材１４への逃げるのを阻害するようになり、固体光源の長期信頼性を劣化させるようになる。
　この絶縁層２０は、形成面１４ａを有する基材１４を金型内に配置したうえで、当該金型内に、熱可塑性樹脂を射出充填して樹脂からなる絶縁層２０を成形するインサート成形（一体成形）によって形成する方法のほか、熱硬化性樹脂を充填して型内で硬化させ形成する方法、熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂を充填固化後に、切削などの後加工で実装面16を形成する方法などもある。また絶縁層としては、基材14の上に、酸化アルミ、絶縁セラミック層を溶射後、切削/研削により実装面１６を形成する方法などもある。
　また、絶縁層２０は、エポキシ材料などの熱硬化性樹脂材や光重合性材料を有機溶剤に溶かしたものを、ディディスペンサで塗布したり、スプレー塗布で吹き付け絶縁層を形成したあと、熱もしくは光(紫外線)で硬化させ形成することもできる。
　形成面１４ａと絶縁層２０との密着性を向上させるために、形成面１４ａの表面を酸アルカリによるエッチング、化成処理、陽極酸化等の化学的手法、もしくは乾式、湿式ブラストによる物理的手法によりポーラス、もしくは荒らすことで、形成面１４ａと絶縁層２０の下面の表面形状を物理的に離脱しない形状としてもよい。形成面１４ａの表面を、プラズマ処理することで、形成面１４ａと絶縁層２０との密着性を向上させてもよい。
　絶縁層２０は、その上面（表面）である実装面１６に形成される回路パターン１５と基材１４とを絶縁させる。
　絶縁層２０を形成する樹脂は、ハンダリフロー耐性を有する耐熱性のある高融点の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、６Ｔナイロン（６ＴＰＡ）、９Ｔナイロン（９ＴＰＡ）、１０Ｔナイロン（１０ＴＰＡ）、１２Ｔナイロン（１２ＴＰＡ）、ＭＸＤ６ナイロン（ＭＸＤＰＡ）等の芳香族ポリアミド及びこれらのアロイ材料、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリイミド（ＰＩ）、シンジオタクチックポリスチレン、ポリメチルペンテンや耐熱シクロオレフィンなどの耐熱ポリオレフィン樹脂、耐熱アクリル、耐熱ポリエステル、等を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ、シリコーン樹脂、尿素樹脂(メラミン樹脂、ユリア樹脂等)などを用いることができる。これら樹脂中には、熱伝導率を上げるための、無機フィラーを添加してもよい。
　絶縁層２０の表面である実装面１６に実装されている固体光源１２は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、その出射面の法線方向から見たレンズ１１を見込む角θ（θ１，θ２，θ３）がほぼ等角度となるように、実装されていることが望ましい。固体光源１２は複数あるが、それぞれの固体光源１２の出射面の法線方向から見たレンズ１１を見込む角θは、固体光源１２の全てにおいて等しいわけではないが、１つの固体光源１２においては、法線を挟んで左右の見込む角θは、ほぼ等しくなっている。
　さらに、図２（ｂ）に示すように、全ての固体光源１２は、その出射面と、実装面１６の接平面とのなす角γが２０ミリラジアン以内になるように、実装されている。
　また、実装面１６上に回路パターン１５を形成する方法としては、銀、銅の微粒子を有機バインダー中に分散させた導電性インクや導電性有機化合物を有機溶媒中に分散させた導電性インクを、ディスペンサー、インクジェットプリンター等を使って、直接、曲面の絶縁層上に回路パターンを描画し、必要に応じて熱処理を加えて回路を形成する方法、通常の回路パターン形成と同様に、実装面１６上にレジスト層を形成し、回路パターン用マスクと露光機を使ってパターニング、もしくは電子線、レーザ等の直描機でパターニング後エッチングによる回路パターンを形成し、真空成膜もしくはメッキでメタライズし、最終的にレジスト部と余分なメタライズ部を除去して回路部を形成する方法、実装面１６上に銅、ニッケルなどの金属薄膜を形成した後、レーザを使って不要な部分を除去後、無電解もしくは電解メッキで導電層を形成する方法、実装面16上を無電解めっきの成長開始点となる触媒の作用を抑える層を形成後、この層をレーザ等で物理的に除去し、この除去された部分のみに無電解めっきを成長させ、必要に応じて引き続き無電解、電解メッキで導電層を形成して回路部を形成する方法、実装面１６上をレーザやブラスト装置等で、回路パターンとなる領域の表面を粗し、この粗した部分に無電解めっきの成長開始点となる触媒を吸着させてパターン部にのみ無電解めっきを成長させ、必要に応じて引き続き無電解、電解メッキで導電層を形成して回路部を形成する方法などがある。また、部品実装時のハンダ濡れ性を向上させるために、錫、金、銀等のメッキ膜を回路パターン１５の最表面に形成してもよい。
　また、回路パターン１５の形成後、部品実装部以外は、回路部を保護するソルダーレジスト層を形成してもよい。
　回路パターン１５が形成された実装面１６には複数の固体光源１２が実装されるとともに、回路パターン１５と電気的に接続されている。そして、レンズ１１の焦点面Ｓと複数の固体光源１２の出射面との位置が略一致するように、基板１３がレンズ１１に対して位置決めされている。
　また、図１に示すように、複数の固体光源１２の各発光面の中心を結ぶ線ＬＣが、断面視におけるレンズ１１の焦点面Ｓに略一致するか、もしくは当該焦点面Ｓに対しレンズ１１の光軸方向に離間した位置に存在するように、基板１３がレンズ１１に対して位置決めされている。なお、図１においては、前記結ぶ線ＬＣを図示するために、当該結ぶ線ＬＣを断面視におけるレンズ１１の焦点面Ｓからレンズ１１の光軸方向にずらして記載しているが、実際は、結ぶ線ＬＣはレンズ１１の焦点面Ｓに略一致している。
　前記当該焦点面Ｓに対しレンズ１１の光軸方向に離間した位置とは、レンズ１１の焦点距離をｆ、「複数の前記固体光源１２の各発光面の中心を結ぶ線ＬＣ」とレンズ１１の光軸が横切る点とレンズ１１の光源側主点間の距離Ｌとした場合、０．５≦Ｌ／ｆ≦２の範囲となるように、複数の前記固体光源１２を配置することが好ましい。この範囲とすることで、光の発散と光量変動が抑えられるため好ましい。Ｌ／ｆが０．５未満だと、光の発散度合いが大きくなりすぎるため好ましくない。Ｌ／ｆが2より大きいと、像側の結像位置が、光源側に近づきすぎ、距離による光量変動が大きくなるため、好ましくない。
　各固体光源１２の発光中心とレンズ１１の主点を結ぶ距離をＬｉ（ｉ＝１～ｎ、nは該当する層の固体光源１２の総数）について、Ｌｉの平均をＬ（＝(Ｌ１＋Ｌ２＋・・・＋Ｌｎ)／ｎ)として、このＬとレンズ１１の焦点距離ｆ（設計波長での焦点距離）について、０．５≦Ｌ／ｆ≦２のところに複数の前記固体光源１２を配置することが望ましい。この範囲とすることで、光の発散と光量変動が抑えられるため好ましい。またこの範囲とすることで、光の発散と光量変動が抑えられるため好ましい。Ｌ／ｆが０．５未満だと、光の発散度合いが大きくなりすぎるため好ましくない。Ｌ／ｆが２より大きいと、像側の結像位置が、光源側に近づきすぎ、距離による光量変動が大きくなるため、好ましくない。
　また、固体光源１２の波長、もしくは波長分布によって焦点距離が異なるが、本実施形態では複数の固体光源１２の波長、もしくは波長分布は同じであるので、実装面１６は、当該波長(平均波長、特長波長等)に合わせてレンズ１１に対して、位置決めされている。つまり、レンズ１１の焦点面Ｓと複数の固体光源１２の出射面との位置が略一致するように、基板１３がレンズ１１に対して位置決めされ、これによって、実装面１６は、当該波長に合わせてレンズ１１に対して、位置決めされている。
　なお、本実施形態において、基材１４の表面に絶縁層２０を設け、この絶縁層２０の表面である実装面１６に回路パターン１５を形成したが、絶縁層２０を設けないで、レンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成された、基材１４の形成面１４ａに直接回路パターン１５を形成してもよい。この場合、基材１４を電気的な絶縁材で形成すればよい。
　このように構成された本実施形態に係る光学装置１０を製造するには、まず基板１３を以下のようにして製造する。
　すなわちまず、金型内に基材１４を配置したうえで、当該金型内に、熱可塑性樹脂、もしくは熱硬化樹脂を射出充填するインサート成形（一体成形）によって絶縁層２０を成形する。
　このような絶縁層２０は、複数の固体光源１２の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視におけるレンズ１１の焦点面Ｓに略一致するか、もしくは当該焦点面Ｓに対しレンズ１１の光軸方向に離間した位置に存在するような、実装面１６を有する。
　基材１４は予め射出成形や鋳造等によって形成し、必要に応じて形成面１４ａを仕上げ加工してもよい。基材１４の形成面１４ａは、基材１４を製造する際に同時に形成してもよく、形成面１４ａを有しない基材１４を製造し、その後、形成面１４ａを形成してもよい。
　また、基材１４の形成面１４ａと絶縁層２０との密着性を向上させるために、形成面１４ａの表面に、例えば、ナノモールディングテクノロジー（ＮＭＴ）などの化学的な処理、もしくはブラスト等の物理的な処理により、凹凸層、ポーラス層を形成してもよい。形成面１４ａの表面を減圧プラズマ、もしくは大気圧プラズマを使うプラズマ処理を施してもよいし、シランカップリング剤などのカップリング剤を塗布してもよい。
　次に、絶縁層２０の表面、すなわち実装面１６にメッキ膜により形成された回路パターン１５を形成する。回路パターン１５を形成する方法は、特に限定されず、汎用の方法を用いることができる。例えば、メッキ膜にフォトレジストでパターニングし、エッチングにより回路パターン以外の部分のメッキ膜を除去する方法、回路パターンを形成したい部分にレーザ光を照射して基材を粗化する、または官能基を付与してレーザ光照射部分のみにメッキ膜を形成する方法等が挙げられる。回路パターンは、これ以外にも、導電性インクをディスペンサー等を使って、実装面上にパターニングする方法等でも形成できる。
　次に、回路パターン１５が形成された実装面１６の所定の位置に、周知のチップマウンタによって複数の固体光源１２を実装し、ハンダや導電性ペースト等を使い回路パターン１５と電気的に接続させる。
　この場合、図２に示すように、各固体光源１２を、その出射面の法線方向から見たレンズ１１を見込む角θ（θ１，θ２，θ３）がほぼ等角度となるように、実装面１６に実装するとともに、全ての固体光源１２の出射面と、実装面１６の接平面とのなす角が２０ミリラジアン以内になるように、実装面１６に実装する。
　また、図２Ａ示すように、各固体光源１２を、その出射面の法線ＮＬが、レンズ１１の前側主点(光源側主点)ＭＰもしくは、その近傍を通るように実装面１６に実装すると、固体光源１２からの出射光を、より効率良く照射光として取り出せる場合がある。この場合、固体光源１２の出射面の法線ＮＬが、レンズ１１の前側主点ＭＰ、もしくは主点近傍を通るように実装するために、図２Ｂ（ａ）に示すように、実装面１６に、予め、固体光源１２の法線ＮＬがレンズ１１の主点ＭＰを通り、かつ固体光源１２の出射面近傍に、レンズ１１の焦点面Ｓが来るように実装位置を規定する形状に作ることで、容易に、かつ精度よく、固体光源１２を実装できる。その際、図２（ｂ）に示すように、各固体光源１２は、各固体光源１２の中心と主点ＭＰを結ぶ線と各固体光源１２の出射面の法線のなす角φが２０ミリラジアン以内になるように実装するのが望ましい。この実装面１６に、あらかじめ実装位置を規定する形状を作り、そこに固体光源を実装する方法は、他の実施例でも、同様に効果がある。
　例えば、図３に示すように、基板１３の実装面１６に、複数の固体光源１２を３列平行に配置したうえで実装してもよいが、固体光源１２の実装による配置状態は図３に示すものに限るものではない。実装面１６はレンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成されているので、当該実装面１６の所望（任意）の位置に固体光源１２を実装することによって、レンズ１１の焦点面と複数の固体光源１２の出射面との位置が略一致するように、基板１３をレンズ１１に対して位置決めできる。
　基板１３をレンズ１１に対して位置決めする場合、例えば、レンズ１１を照明装置等の光学装置１０のケースに固定した後、基板１３をレンズ１１に対して光軸方向に接離移動させることによって行ってもよいし、逆に基板１３をケースに固定した後、レンズ１１を基板１３に対して光軸方向に接離移動させることによって行ってもよいし、基板１３とレンズ１１の双方を互いに光軸方向に接離移動させることによって行ってもよい。
　位置決めが終了した後、レンズ１１および／または基板１３をケースに固定することによって、光学装置１０の製造を終了する。
　図４は上述した光学装置１０を備えた第１例の前照灯１００の概略構成を示す断面図である。
　光学装置１０は、上述したように、レンズ１１と、複数の固体光源１２と、当該固体光源１２が実装される基板１３とを備えている。
　基板１３は、リジッドな基材１４と、この基材１４の形成面１４ａに形成された絶縁層２０を備え、この絶縁層２０の表面が実装面１６となっている。この実装面１６に回路パターン１５が形成されている。
　前照灯１００は、光学装置１０と、この光学装置１０が収容されるハウジング１０１と、このハウジング１０１の前面側に設けられたアウターレンズ１０２と、リフレクタ１０３とを備えている。
　ハウジング１０１は前面側が開口した箱状に形成され、当該開口にアウターレンズ１０２が光学装置１０のレンズ１１と対向して設けられている。
　リフレクタ１０３は、断面略Ｕ形に形成され、内面が反射面となっているカップ状のリフレクタ本体１０３ａと、このリフレクタ本体１０３ａをハウジング１０１に支持固定するための支持部１０３ｂとを備えている。支持部１０３ｂは円筒状に形成され、その先端部（図４において右端部）に円環板状のフランジ部１０３ｃが設けられ、基端部（図４において左端部）がハウジング１０１の底面に固定されている。
　レンズ１１はその外周部に円環板状のフランジ部１１ｃを有しており、当該フランジ部１１ｃを支持部１０３ｂのフランジ部１０３ｃに固定することによって、レンズ１１がハウジング１０１の所定の位置に支持されている。
　また、リフレクタ本体１０３ａの底面には、光学装置１０の固体光源１２を露出させるための開口が設けられている。さらに、リフレクタ本体１０３ａの底部には、筒状の保持壁１０３ｄが設けられており、当該保持壁１０３ｄの内側に基板１３が保持されている。
　また、保持壁１０３ｄの一部には開口が設けられ、この開口から基材１４の一部が延出している。そして、この延出している延出部１４ｂにコネクタ１０５が設けられ、このコネクタ１０５と前記回路パターン１５とが配線パターン１５ｄによって接続されている。コネクタ１０５と図示しない電源とはケーブル１０６によって接続されている。
　また、ハウジング１０１の底部にはヒートシンク１１０が設けられている。ヒートシンク１１０は、ヒートシンク本体１１０ａと、このヒートシンク本体１１０ａの背面側に設けられた複数の放熱フィン１１０ｂとを備えている。
　ヒートシンク本体１１０ａは板状に形成され、その表面はハウジング１０１の内部に露出している。そして、この露出しているヒートシンク本体１１０ａの表面に基板１３の基材１４が密着している。したがって、固体光源１２から発生する熱の一部は絶縁層２０および基材１４を介してヒートシンク本体１１０ａに伝わり、放熱フィン１１０ｂによって外部に放熱されるので、固体光源１２が過熱するのを抑制できる。
　図５は第２例の前照灯１００Ａの概略構成を示す断面図である。
　この前照灯１００Ａが第１例の前照灯１００と異なる点は、基板の構成であるので、以下ではこの点について説明し、第１例の前照灯１００と同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
　第２例の前照灯１００Ａの基板１３Ａは、リジッドな基材１４Ａと、この基材１４Ａに設けられた絶縁層２０Ａとを備えている。
　基材１４Ａは高熱伝導材によって形成され、ヒートシンクの機能を兼ね備えている。基材１４Ａは板状に形成され、その表面はハウジング１０１の内部に露出し、背面には複数の放熱フィン１１０ｂが設けられている。
　絶縁層２０Ａは高熱伝導樹脂で形成され、その表面はレンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成され、かつ回路パターン１５が形成された実装面１６とを有している。焦点面形状は非球面形状となっており、実装面１６は焦点面形状と同様の非球面形状に形成されている。
　そして、リフレクタ本体１０３ａの底部に設けられた筒状の保持壁１０３ｄの内側に絶縁層２０Ａが保持されている。
　保持壁１０３ｄの一部には開口が設けられ、この開口から絶縁層２０Ａの一部が延出している。そして、この延出している延出部１４ｂにコネクタ１０５が設けられ、このコネクタ１０５と前記回路パターン１５とが配線パターン１５ｄによって接続されている。コネクタ１０５と図示しない電源とはケーブル１０６によって接続されている。
　第２例の前照灯１００Ａでは、基材１４Ａがヒートシンクの機能を兼ね備えているので、第１例の前照灯１００に比して構成が簡単となるという利点がある。
　以上のように、本実施形態によれば、基板１３は、リジッドな基材１４に形成された絶縁層２０にレンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成された実装面１６を有し、この実装面１６に複数の固体光源１２が実装され、レンズ１１の焦点面と固体光源１２の出射面との位置が略一致するように、基板１３がレンズ１１に対して位置決めされているので、複数の固体光源１２からレンズ１１に向けて出射される光を、レンズ１１によって光軸と略平行な平行光として、レンズ１１から出射させるように像面湾曲を容易に補正できる。
　また、基材１４が金属、セラミック、または高熱伝導性樹脂によって形成されているので、固体光源１２が発する熱の一部が基材１４に伝わり、当該基材１４から放熱できるので、固体光源１２の過熱を抑制できる。
　さらに、基材１４はレンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成された形成面１４ａを有し、この形成面１４ａに、表面が実装面１６となる絶縁層２０が形成されているので、当該絶縁層２０の表面つまり実装面１６をレンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に容易に形成できる。
　また、実装面１６および形成面１４ａの曲面形状を非球面形状としたので、レンズ１１が非球面形状の受光面１１ａおよび出射面１１ｂを有する場合も、像面湾曲を容易に補正できる。
　また、固体光源１２は、その出射面の法線方向から見たレンズ１１を見込む角θがほぼ等角度となるように、実装されているので、固体光源１２から出射される光は、有効的にレンズ１１の受光面１１ａに取り込まれ、レンズ１１に均一に照射できる。
　また、固体光源１２は、その出射面と、実装面１６の接平面とのなす角が２０ミリラジアン以内になるように、実装されているので、固体光源１２を理想に近い状態で実装面１６に実装できる。
　また、より簡素な構成にするため、絶縁層２０と一緒に、基材１４Ａ、放熱フィン１１０ｂが形成されていてもかまわない。
　図４の例では、ＬＥＤとＬＥＤ点灯回路とはケーブル１０６で接続されているが、ＬＥＤを点灯させるための電源回路、点灯回路の一部、図もしくは全部を、基材１４のコネクタ１０５近傍に設けてもいい。光源部分と電源回路、点灯回路とを基材１４で一体化させることで、照明デバイスとしての回路を含めた小型化が図れる。電源回路、点灯回路、ＬＥＤの配線では、流す電流、実装する部品サイズによる回路の線幅、隣り合う配線間の間隔により、配線の厚みが、異なっていてもよい。
（第２の実施形態）
　図６は第２の実施形態に係る光学装置を示すもので、要部の断面模式図である。
　本実施形態が第１の実施形態と主に異なる点は、絶縁層が複数積層されている点であるので、以下ではこの点について説明し、第１の実施形態と同様の構成には同一符号を付してその説明を省略する場合もある。
　なお、本実施形態では、上述した絶縁層２０を第１の絶縁層２０とする。
　上述したように、リジットな基材１４の形成面１４ａには第１の絶縁層２０が形成され、この絶縁層２０の上面には、第２の絶縁層２２が形成されている。また、第１の絶縁層２０の上面には回路パターン１５ａが形成されている。ここで、第１の実施形態では、絶縁層２０の上面である実装面１６に固体光源１２が実装されていたが、本実施形態では実装面１６に固体光源１２は実装されていない。しかし、実装面１６に固体光源１２を実装してもよい。
　また、第２の絶縁層２２はその上面が実装面１６ａとなっており、この実装面１６ａはレンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成されている。第２の絶縁層２２は、断面視におけるレンズ１１の焦点面Ｓ１に略一致するか、もしくは当該焦点面Ｓ１に対しレンズ１１の光軸方向に離間した位置に存在するような、実装面１６ａを有する。
また、実装面１６ａには回路パターン１５ｂが形成されている。そして、実装面１６ａに第１の固体光源１２ａが実装され、当該固体光源１２ａは回路パターン１５ｂに電気的に接続されている。
　通常、レンズの焦点面の位置は固体光源の波長によって異なるので、第１の固体光源１２ａに対するレンズ１１の焦点面Ｓ１と第１の固体光源１２ａの出射面との位置が略一致するように、実装面１６ａがレンズ１１に対して位置決めされている。
　なお、第１の固体光源１２ａは、図６では、実装面１６ａに１つ実装されているが、実際は実装面１６ａに複数所定間隔で実装されている。
　また、第１の固体光源１２ａは、後述する第３の絶縁層２３に、当該絶縁層２３の実装面１６ｂからその下の実装面１６ａに向けて先細りするように形成された開口部２３ａに露出するようにして配置されたうえで、実装面１６ａに実装されている。
　また、第２の絶縁層２２には、スルーホール３０が第２の絶縁層２２を貫通して形成されている。スルーホール３０の内面は銅メッキ膜が形成され、当該銅メッキ膜によって回路パターン１５ａ，１５ｂが電気的に接続されている。したがって、第２の絶縁層２２の実装面１６ａに実装された第１の固体光源１２ａは回路パターン１５ｂおよびスルーホール３０を介して、第１の絶縁層２０の上面（実装面）１６に形成された回路パターン１５ａに電気的に接続されている。
　また、第２の絶縁層２２の上面つまり実装面１６ａには、第３の絶縁層２３が形成されている。第３の絶縁層２３はその上面が実装面１６ｂとなっており、この実装面１６ｂはレンズ１１の焦点面形状に略一致する曲面形状に形成されている。また、実装面１６ｂには回路パターン１５ｃが形成されている。そして、実装面１６ｂに第２の固体光源１２ｂが実装され、当該固体光源１２ｂは回路パターン１５ｃに電気的に接続されている。
　そして、第２の固体光源１２ｂに対するレンズ１１の焦点面Ｓ２と第２の固体光源１２ｂの出射面との位置が略一致するように、実装面１６ｂがレンズ１１に対して位置決めされている。
　また、第３の絶縁層２３には、スルーホール３１が第３の絶縁層２３を貫通して形成されている。スルーホール３１の内面は銅メッキ膜が形成され、当該銅メッキ膜によって回路パターン１５ｂ，１５ｃが電気的に接続されている。したがって、第３の絶縁層２３の実装面１６ｂに実装された第２の固体光源１２ｂは回路パターン１５ｃおよびスルーホール３１を介して、第２の絶縁層２２の上面（実装面）１６ａに形成された回路パターン１５ｂに電気的に接続されている。
　また、実装面１６ａ，１６ｂに実装されている固体光源１２ａ，１２ｂは、第１の実施形態と同様に、その出射面の法線方向から見たレンズ１１を見込む角θがほぼ等角度となるように、実装されている。さらに、全ての固体光源１２ａ，１２ｂは、第１の実施形態と同様に、その出射面と、実装面１６ａ，１６ｂの接平面とのなす角が２０ミリラジアン以内になるように、実装されている。
　実装面１６ａ，１６ｂには複数の固体光源１２ａ，１２ｂが実装されている。そして、レンズ１１の焦点面Ｓ１と複数の固体光源１２ａの出射面との位置が略一致し、かつレンズ１１の焦点面Ｓ２と複数の固体光源１２ｂの出射面との位置が略一致するように、基板１３がレンズ１１に対して位置決めされている。
　また、複数の固体光源１２ａの各発光面の中心を結ぶ線が、断面視におけるレンズ１１の焦点面Ｓ１に略一致するか、もしくは当該焦点面Ｓ１に対しレンズ１１の光軸方向に離間した位置に存在するように、基板１３がレンズ１１に対して位置決めされている。
　さらに、複数の固体光源１２ｂ，１２ｂの各発光面の中心を結ぶ線が、断面視におけるレンズ１１の焦点面Ｓ２に略一致するか、もしくは当該焦点面Ｓ２に対しレンズ１１の光軸方向に離間した位置に存在するように、基板１３がレンズ１１に対して位置決めされている。
　また、固体光源の波長によって焦点距離が異なるため、実装面１６ａ，１６ｂは、当該波長に合わせてレンズ１１に対して、位置決めされている。つまり、レンズ１１の焦点面Ｓ１と複数の固体光源１２ａの出射面との位置が略一致し、かつレンズ１１の焦点面Ｓ２と複数の固体光源１２ｂの出射面との位置が略一致しするように、基板１３がレンズ１１に対して位置決めされ、これによって、実装面１６ａ，１６ｂは、当該波長に合わせてレンズ１１に対して、位置決めされている。
　このように構成された本実施形態に係る光学装置１０Ａを製造するには、まず基板１３を以下のようにして製造する。
　すなわちまず、金型内に基材１４を配置したうえで、当該金型内に、熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂を射出充填するインサート成形（一体成形）によって第１の絶縁層２０を成形する。なお、基材１４の形成面１４ａと絶縁層２０との密着性を向上させるために、形成面１４ａに、例えば、ナノモールディングテクノロジー（ＮＭＴ）のような化学的処理を施して形成面１４ａを凹凸、もしくはポーラス面にしてもよい。サンドブラスト等の物理的な手法で、形成面１４ａを荒らしてもよい。形成面１４ａの表面を減圧プラズマ、もしくは大気圧プラズマを使うプラズマ処理を施してもよいし、シランカップリング剤などのカップリング剤を塗布してもよい。
　次に、第１の絶縁層２０の表面、すなわち実装面１６にメッキ膜により形成された回路パターン１５ａを形成する。回路パターン１５ａを形成する方法は、特に限定されず、上述したフォトレジストやレーザ光等による汎用の方法を用いることができる。
　絶縁層２０は、エポキシ材料などの熱硬化性樹脂材や光重合性材料を有機溶剤に溶かしたものを、ディディスペンサで塗布したり、スプレー塗布で吹き付け絶縁層を形成したあと、熱もしくは光(紫外線)で硬化させ形成することもできる。
　次に、基材１４、第１の絶縁層２０および回路パターン１５ａを備えた基板部（の実装面１６）に、インサート成形（一体成形）や、ディスペンサー、スプレー塗布によって第２の絶縁層２２を成形するとともに、当該第２の絶縁層２２にスルーホール３０を形成する。なお、第１の絶縁層２０と第２の絶縁層２２との密着性を向上させるために、例えば、回路パターンが形成された絶縁層２０の表面を減圧プラズマ、もしくは大気圧プラズマを使うプラズマ処理を施してもよい。シランカップリング剤などのカップリング剤を塗布してもよい。
　次に、第２の絶縁層２２の表面、すなわち実装面１６ａにメッキ膜により形成された回路パターン１５ｂを形成するとともに、当該回路パターン１５ｂを回路パターン１５ａにスルーホール３０を介して電気的に接続する。
　なお、回路パターン１５ｂは前記回路パターン１５ａと同様にして形成する。
　次に、基材１４、第１の絶縁層２０、第２の絶縁層２２、回路パターン１５ａ，１５ｂおよびスルーホール３０を備えた基板部（の実装面１６ａ）に、インサート成形（一体成形）によって第３の絶縁層２３を成形するとともに、当該第３の絶縁層２３にスルーホール３１を形成する。なお、第２の絶縁層２２と第３の絶縁層２３との密着性を向上させるために、例えば、減圧プラズマ、もしくは大気圧プラズマを使うプラズマ処理を施してもよいし、シランカップリング剤などのカップリング剤を塗布してもよい。
　次に、第３の絶縁層２３の表面、すなわち実装面１６ｂにメッキ膜により形成された回路パターン１５ｃを形成するとともに、当該回路パターン１５ｃを回路パターン１５ｂにスルーホール３１を介して電気的に接続する。
　なお、回路パターン１５ｃは前記回路パターン１５ａ，１５ｂと同様にして形成する。
　最後に、第２の絶縁層２２の表面である実装面１６ａに固体光源１２ａを実装して、回路パターン１５に電気的に接続するとともに、第３の絶縁層２３の表面である実装面１６ｂに固体光源１２ｂを実装して、回路パターン１５ｃに電気的に接続する。
　基板１３をレンズ１１に対して位置決めする場合、例えば、レンズ１１を照明装置等の光学装置１０Ａのケースに固定した後、基板１３をレンズ１１に対して光軸方向に接離移動させることによって行ってもよいし、逆に基板１３をケースに固定した後、レンズ１１を基板１３に対して光軸方向に接離移動させることによって行ってもよいし、基板１３とレンズ１１の双方を互いに光軸方向に接離移動させることによって行ってもよい。
　位置決めが終了した後、レンズ１１および／または基板１３をケースに固定することによって、光学装置１０Ａの製造を終了する。
　なお、このような光学装置１０Ａを上述したようなハウジング１０１に設けることにより、当該光学装置１０Ａを備えた前照灯を得ることができる。
　以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、以下のような効果を得られる。
　レンズ１１に対して位置決めされた第２の絶縁層２２および第３の絶縁層２３を有しているので、各絶縁層２２，２３の表面である実装面１６ａ，１６ｂはそれぞれレンズ１１に対して位置決めされることになる。したがって、波長の異なる固体光源１２ａ，１２ｂを適宜実装面１６ａ，１６ｂに実装した場合においても、像面湾曲を容易に補正できる。
　また、複数の絶縁層２０，２２，２３の回路パターン１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、スルーホール３０，３１によって選択的に電気的に接続されているので、回路パターン１５ｂ，１５ｃに接続された複数の固体光源１２ａ，１２ｂの点灯・消灯制御を容易に行える。
　また、この方法を使えば、発光波長もしくは発光波長帯域が同じ固体光源を、レンズ１１の焦点面Ｓに対し、焦点面Ｓ上に発光面を配置すれば平行光、焦点面Ｓに対し、レンズ１１から離れる方向に固体光源を配置すれば収束光、逆に焦点面Ｓよりレンズ１１に近づく方向に固体光源を配置すれば拡散光が得られ、また、それぞれの固体光源に配線できるため、１つの光学装置１０で、平行光、収束光、拡散光を選択できる光源装置を作ることができる。
　なお、本実施の形態では、絶縁層は第１の絶縁層２０、第２の絶縁層２２および第３の絶縁層２３の３層であったが、絶縁層の層数は、２層であってもよいし、４層以上であってもよい。
　４層以上の場合、第３の絶縁層上に次の絶縁層を形成するともに必要に応じてスルーホールを形成し、当該絶縁層の表面である実装面に回路パターンを形成する工程を所定回数繰り返すことによって４層以上の複数層の絶縁層を形成できる。
　また、本実施の形態では、回路パターン１５ａ，１５ｂをスルーホール３０で電気的に接続し、回路パターン１５ｂ，１５ｃをスルーホール３１で電気的に接続したが、異なる絶縁層の実装面に形成された回路パターンどうしは、基板１３の厚さ方向において互いに隣り合うものどうしをスルーホールで接続してもよいし、１以上の回路パターンを基板１３の厚さ方向で挟んで配置される回路パターンどうしをスルーホールで接続してもよい。要は、複数の絶縁層の実装面に形成されている回路パターンは、スルーホールによって選択的に電気的に接続すればよい。
　１０，１０Ａ　光学装置
　１１　レンズ
　１２，１２ａ，１２ｂ　固体光源
　１３，１３Ａ　基板
　１４，１４Ａ　基材
　１４ａ　形成面
　１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ　回路パターン
　１６，１６ａ，１６ｂ　実装面
　２０，２０Ａ，２２，２３　絶縁層
　３０，３１　スルーホール
　１００，１００Ａ　前照灯
　ＬＮ　出射面の法線
　ＭＰ　光源側主点

Claims (14)

  1. 　レンズと複数の固体光源と当該固体光源が実装される基板と備えた光学装置であって、
    　前記基板は、リジッドな基材と、この基材に、前記レンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に形成され、かつ回路パターンが形成された実装面とを有し、
    　前記実装面に前記固体光源が実装され、
    　複数の前記固体光源の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視における前記レンズの焦点面に略一致するか、もしくは当該焦点面に対し前記レンズの光軸方向に離間した位置に存在するように、前記基板が前記レンズに対して位置決めされていることを特徴とする光学装置。
  2. 　前記基材は、金属、セラミック、または高熱伝導性樹脂によって形成されるともに、前記レンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に形成された形成面を有し、
    　前記形成面に、電気的絶縁性を有するとともに、表面が前記実装面となる絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
  3. 　前記レンズの焦点面と前記固体光源の出射面との位置が略一致するように前記基板が前記レンズに対して位置決めされていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
  4. 　前記絶縁層上に、前記レンズの焦点面形状に略一致する曲面形状に形成され、かつ回路パターンが形成された実装面を有する１以上の他の絶縁層が積層され、
    　複数の前記絶縁層の前記回路パターンは、前記絶縁層に形成されたスルーホールによって選択的に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
  5. 　前記曲面形状が、非球面形状であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１に記載の光学装置。
  6. 　前記実装面は、前記固体光源の波長に合わせて前記レンズに対して、位置決めされていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の光学装置。
  7. 　前記固体光源は、その出射面の法線方向から見た前記レンズを見込む角がほぼ等角度となるように、実装されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の光学装置。
  8. 　前記固体光源は、その出射面の法線が、前記レンズの光源側主点もしくはその近傍を通るように、実装されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の光学装置。
  9. 　前記固体光源は、その出射面の法線と、出射面中心と前記レンズの光源側主点を結ぶ線とのなす角が２０ミリラジアン以下になるように、実装されていることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
  10. 　前記固体光源は、その出射面と、前記実装面の接平面とのなす角が２０ミリラジアン以内になるように、実装されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の光学装置。
  11. 　レンズと複数の固体光源と当該固体光源が実装される基板と備えた光学装置の製造方法であって、
    　リジッドな基材に、複数の前記固体光源の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視における前記レンズの焦点面に略一致するか、もしくは当該焦点面に対し前記レンズの光軸方向に離間した位置に存在するような、実装面を有する絶縁層を形成し、前記実装面に回路パターンを形成することによって、前記基板を製造し、
    　次に、前記基板の前記実装面に前記固体光源を実装して前記回路パターンに電気的に接続し、
    　次に、前記レンズの焦点面と前記固体光源の出射面との位置が略一致するように、前記基板を前記レンズに対して位置決めすることを特徴とする光学装置の製造方法。
  12. 　レンズと複数の固体光源と当該固体光源が実装される基板と備えた光学装置の製造方法であって、
    　リジッドな基材に、複数の固体光源の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視における前記レンズの焦点面に略一致するか、もしくは当該焦点面に対し前記レンズの光軸方向に離間した位置に存在するような、実装面を有する絶縁層を形成し、前記実装面に回路パターンを形成し、
    　次に、前記実装面に、複数の他の固体光源の各発光面の中心を結ぶ線が、断面視における前記レンズの焦点面に略一致するか、もしくは当該焦点面に対し前記レンズの光軸方向に離間した位置に存在するような、実装面を有する次の絶縁層を形成して前記実装面に回路パターンを形成する工程を所定回数繰り返すことによって、前記基板を製造し、
    　次に、前記基板の前記実装面に前記固体光源を実装して前記回路パターンに電気的に接続し、
    　次に、前記レンズの焦点面と前記固体光源の出射面との位置が略一致するように、前記基板を前記レンズに対して位置決めすることを特徴とする光学装置の製造方法。
  13. 　複数の前記絶縁層の前記回路パターンを、前記絶縁層に形成されたスルーホールによって選択的に電気的に接続することを特徴とする請求項１２に記載の光学装置の製造方法。
  14. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の光学装置を備えたことを特徴とする前照灯。
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