CN110542059A - 发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够区分反射光和非反射光而进行聚光、扩散或准直等光的射出控制的发光装置。发光装置具备：发光元件，其放射光；反光部件，其具有反射光的反光面；透镜部件，其具有控制从发光元件放射出的光的行进方向的透镜部；透镜部具有与光行进方向的控制相关的第一透镜形状和第二透镜形状，第一透镜形状控制放射出的光之中朝向反光面行进且被该反光面反射的反射光的行进方向，第二透镜形状控制放射出的光之中非反射光的行进方向，该非反射光是以反光面的端部为边界朝向反光面行进的反射光以外的光，且是以反光面的端部为边界朝向反光面之外行进的光。

Description

发光装置

技术领域

本发明涉及发光装置。

背景技术

目前，已知在对从发光元件放射出的光进行聚光、扩散或准直时，利用透镜。例如，专利文献1中公开了如下车辆用照明灯具：从发光元件放射出的光经由或不经由反光器地入射到投影透镜，向外部射出。

专利文献1：(日本)特开2010－67380

但是，专利文献1所公开的发光装置中，经反光器反射而入射的光、和未经反射而入射的光均通过相同的透镜构造。因此，无法对反射光和非反射光加以区分，来进行聚光、扩散或准直等光的射出控制。

发明内容

本发明的发光装置具备：第一发光元件，其放射光；第一反光部件，其具有反射光的反光面；透镜部件，其具有第一透镜部，该第一透镜部控制从所述第一发光元件放射出的光的行进方向；所述第一透镜部具有第一透镜形状和第二透镜形状，所述第一透镜形状控制放射出的光之中朝向反光面行进且被该反光面反射的反射光的行进方向，所述第二透镜形状控制放射出的光之中非反射光的行进方向，该非反射光是以反光面的端部为边界朝向反光面行进的所述反射光以外的光，且是以反光面的端部为边界向反光面之外行进的光。

根据本发明的发光装置，能够分别根据反射光和非反射光，进行聚光、扩散或准直等光的射出控制。

附图说明

图1是第一实施方式的发光装置的示意图；

图2是用于说明该发光装置的透镜部件的构造的示意图；

图3是将透镜部件省略的该发光装置的立体图；

图4A是基于透镜部件的光的控制方法的一例；

图4B是基于透镜部件的光的控制方法的另一例；

图4C是基于透镜部件的光的控制方法的另一例；

图4D是基于透镜部件的光的控制方法的另一例；

图5是第二实施方式的发光装置的立体图；

图6是为了说明该发光装置中半导体激光元件等的配置而将一部分结构省略的俯视图；

图7是该发光装置的俯视图；

图8是将图6的VIII－VIII相连的直线上的该发光装置的剖视图。

附图标记说明

1：发光装置；10：基部；20：底座(submount)；30：半导体激光元件；40：反光部件；41：反光面；50：透镜部件；51：第一透镜形状；52：第二透镜形状；2：发光装置；200：基板；210：基部；220：第一底座；221：第二底座；222：第三底座；230：第一半导体激光元件；231：第二半导体激光元件；232：第三半导体激光元件；240：第一反光部件；241：第二反光部件；242：第三反光部件；250：透镜部件；251：第一透镜形状；252：第二透镜形状；253：第一透镜部；254：第二透镜部；255：第三透镜部；260：盖部；270：粘接部。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。其中，下示的方式是用于将本发明的技术构思具体化的方式，其不对本发明构成限定。而且，在以下的说明中，就同一名称、标记而言，其表示同一或相同性质的部件，并适当省略详细说明。需要说明的是，为了使说明明确，各附图所示部件的大小及位置关系等有时加以夸张表示。

＜第一实施方式＞

图1是第一实施方式的发光装置1的示意图。发光装置1具有基部10、底座20、半导体激光元件30、反光部件40及透镜部件50。另外，发光装置1中，在基部10的平面上配置底座20、半导体激光元件30、反光部件40及透镜部件50。另外，就发光装置1而言，在基部10以配置有反光部件40的配置面为基准，在配置于该配置面之上的半导体激光元件30及反光部件40的更上方，配置有透镜部件50。以下，对发光装置1的构成要素进行说明。需要说明的是，本说明书中“上方”指的是，以基部10的配置面为基准，配置有半导体激光元件30的方向。

基部10在平面上直接配置底座20及反光部件40。另外，基部10在平面上经由底座20配置半导体激光元件30。这里，在本申请中，在某一面之上直接配置有部件的状态、亦或在直接配置于该面之上的其他物体之上直接配置有部件的状态均表示为“在面之上配置部件”。即，在该面的上方配置有部件、该面和部件经由或不经由间接物地物理性相连的状态表述为：在该面之上配置有部件的状态。需要说明的是，在特定为在面之上直接配置有部件的情况下，使用“直接”这一书面语予以表示。在未特定为直接配置的情况下，表示均可。

基部10具有用于将半导体激光元件30与外部电源电连接的电极，在该电极电连接有半导体激光元件30。由此，基部10起到将半导体激光元件30与外部电源电连接的作用。作为基部10，能够使用陶瓷、金属或其复合体等。

底座20在其底面与基部10接合，在其上表面配置半导体激光元件30。底座20起到如下作用：充分确保从基部10的上表面至半导体激光元件30放射光的位置止的高度。因此，如果仅通过半导体激光元件30就已经能够确保足够的高度，则可以从发光装置1的结构中将底座20省去。需要说明的是，就底座20而言，其热导率高于基部10的热导率，从而，除了确保高度外，也能够起到提高散热性的作用。在发光装置1中半导体激光元件30的发光点设于靠近反光部件40一侧的侧面，光从发光点向反光部件40的方向被放射。

这里，希望确保的足够高度指的是，例如，能够设为从半导体激光元件30放射的光的主要部分不直接照射到基部10的高度。如果以基部10的配置面为基准予以把握，则从半导体激光元件30放射的光能够区分成：向配置面行进的光；与配置面平行地行进的光；离开配置面的光。因此，该例的情况下，确保高度，以使主要部分之中向配置面行进的光照射于反光部件40，而不是原样直接照射于配置面。因此，考虑如下因素等来确定所确保的高度：从半导体激光元件30放射的光的扩散；设于配置面之上的半导体激光元件30与反光部件40的距离。这里，激光元件产生的光的主要部分指的是，激光的从峰值强度值落至1/e²等任意强度为止的强度范围的部分。

作为底座20，优选的是，与基部10及半导体激光元件30适宜地接合。例如，在将包含氮化物半导体的材料用作半导体激光元件30、将氮化铝用作基部10的主材料的情况下，作为底座20，能够使用氮化铝或碳化硅。另外，在底座20设有金属膜，半导体激光元件30通过Au－Sn等导电层固定于底座20。

半导体激光元件30在其底面与底座20接合，从靠近反光部件40一侧的侧面放射光。半导体激光元件30的放射光在与光的射出端面平行的面上具有椭圆形状的远场图(以下称为“FFP”。)，其中，该远场图在包含活性层的多个半导体层的层积方向上的长度比其在与该层积方向垂直的方向上的长度长。这里所说的FFP指的是，在一定程度上离开半导体激光元件的光射出端面、且与光射出端面平行的面上，对放射光的光强度分布进行测定得到的图。FFP的形状特定为光的主要部分形成的形状。

反光部件40在其底面与基部10接合，反射从半导体激光元件30放射出的光。经反光部件40反射的光朝向配置于其上方的透镜部件50。从半导体激光元件30放射出的光入射到透镜部件50为止的光路长存在如下倾向：光路中介置有反光部件40的光路长要长于光路中未介置有反光部件40的光路长。光路长较长的话，能够减小反光部件40和半导体激光元件30的装配偏差造成的影响。

反光部件40在至少一面具有反光面。为了接收来自半导体激光元件30的放射光，反光部件40优选使用耐热的材料作为主材料，并将反射率高的材料用于反光面。作为主材料，能够采用石英或BK7(硼硅酸玻璃)等玻璃、铝等金属、或Si等；作为反光面，能够采用金属或电介质多层膜等。需要说明的是，发光装置1中，根据需要也可以形成具有多个反光面的反光部件40，也可以具有反光部件40以外的反光部件。

透镜部件50配置于从半导体激光元件30放射出的光入射的位置。另外，入射到透镜部件50的光中含有：经反光部件40反射后入射的光；未经反光部件40反射而向反光部件40的上方行进并入射的光。为了便于说明，以下，将经反光部件40反射而入射的光称为反射光，将未经反光部件40反射而向反光部件40的上方行进并入射的光称为非反射光。对透镜部件50，例如，能够使用BK7、B270等玻璃等。

图2是用于在第一实施方式的发光装置1中说明本发明的透镜部件的构造的示意图。图3是第一实施方式的发光装置1的立体图，用于说明从半导体激光元件30放射的光。需要说明的是，为了便于说明，图3中省略了透镜部件50。

如图2所示，发光装置1的透镜部件50具有第一透镜形状51和第二透镜形状52。第一透镜形状51具有出于如下目的而设计的透镜形状：控制从半导体激光元件30放射出的光中的反射光。另一方面，第二透镜形状52具有为了控制非反射光而设计的透镜形状。具体而言，在第一实施方式的发光装置1中，就第一透镜形状51而言，透镜形状是基于反射光的焦点FR而设计的；就第二透镜形状52而言，透镜形状是基于非反射光的焦点FD而设计的。需要说明的是，使用了透镜部件50的光的控制例如可举出光的聚光、扩散、准直。

图2及图3中以箭头标记的实线表示从半导体激光元件30发出的光L的行进方向。另外，图3中的虚线表示：在反光部件40的反光面41存在的平面上，被从半导体激光元件30放射出的光的主要部分照射的放射区域。

半导体激光元件30放射具有椭圆形状的FFP的光。就该光的扩散角而言，垂直方向的扩散角大于水平方向的扩散角。因此，放射区域也成为据此形成的形状。另外，如图3所示，在发光装置1中，放射区域的一部分未收束于反光部件40的反光面41。这一部分的光未照射于反光面41而通过其上方。从半导体激光元件30放射的光之中照射于反光面41而反射的光属于反射光，未照射于反光面41而朝向反光面41的上方的光属于非反射光。

另外，在放射区域中，优选的是，与光的垂直方向扩散的两端对应的点LU及LD中，点LD存在于反光面41。该情况下，于光的垂直方向扩散的端所行进的光之中，在离开基部10的配置面的方向上行进的光成为在反光部件40之外行进的非反射光，在朝向基部10的配置面的方向上行进的光成为照射于反光面41而反射的反射光。光在反光面41的端部中的上端部放射的部分能够把握为反射光与非反射光的边界。

如图2所示，第一透镜形状51用于控制经由反光部件40向上方行进的反射光的射出方向，因而，其设计为，在该边界反射的光通过第一透镜形状51而向透镜部件50之外射出。还设计为，在反光面41的靠近下端的位置反射的主要部分的光也通过第一透镜形状51而向透镜部件50之外射出。

在照射于图3的点LD而反射的光照射于半导体激光元件30或底座20而未入射至透镜部件50的情况下，在反光面41的靠近下端的位置被反射的光中包含未入射至透镜部件50的光。光的主要部分包含这种光与否受到如下因素等的影响：半导体激光元件30的材质及尺寸；激光的扩散角；反光部件40的反光面41的角度。

在点LD处的反射光入射至透镜部件的情况下，设计透镜部件50以使在点LD被反射的光通过第一透镜形状即可。另一方面，在未入射的情况下，如图2所示，在反光面41的靠近下端的位置处被反射的光之中向半导体激光元件30的上端UE行进的光的行进方向的延长线上设有第一透镜形状51即可。这里，发光装置1的上端UE是：在基部10的配置面与透镜部件50的光的入射面之间，在从反光面41向透镜部件50的入射面所在的平面行进的反射光的行进路径上存在其他部件的情况下，反射光的行进路径上的其他部件存在的区域和不存在的区域的边界。

第二透镜形状52可考虑设计为，从半导体激光元件30放射的光之中朝向最上方放射的光通过第二透镜形状52而向透镜部件50之外射出。另外，在图2中，只要以将半导体激光元件30的光的放射点FD和反光面41的上端部的边界相连的直线通过第二透镜形状52的方式设计透镜部件50，就能够使朝向反光面41之外的光、即朝向反光面41的边界上方放射的非反射光全部从第二透镜形状52射出。

理论上，只要在朝向最上方放射的光的行进路径、与在反光面41的边界反射的光的行进路径的交点CP设置第一透镜形状51和第二透镜形状52的边界，就可以同时避免反射光通过第二透镜形状52、和非反射光通过第一透镜形状51。但是，如果考虑制造发光装置1时的装配误差，则优选的是，如图2所示，将自交点CP离开的位置设定为第一透镜形状51和第二透镜形状52的边界DP。具体而言，在如下区域设置边界DP：以焦点FD或FR为基准位于离开点CP的位置、且夹置于朝向最上方放射的光的行进路径与在反光面41的边界反射的光的行进路径之间的区域，且理论上是反射光和非反射光均不通过的区域。

另一方面，如果这样设定DP，则垂直方向的光的扩散角大，从而发光装置1的尺寸大。这是因为：交点CP位于更上方，故而，DP也相应地位于上方，整体上发光装置1的高度大。因此，为了抑制发光装置1的尺寸，也会在靠近CP的位置设置边界DP。在这种情况下，在透镜部件50的透镜球面，产生反射光和非反射光均射出的区域。在该情况下，较佳的是，优先考虑反射光，将该区域设为第一透镜形状51。由于反射光的光强度较强，故而，优先考虑反射光时，经控制而射出的光的整体光量较多。因此，无论如何，优选的是，以于反光面41的上端部反射的光通过第一透镜形状51的方式考虑装配误差来设计透镜部件50，优选的是，以光的主要部分中的反射光全部通过第一透镜形状51的方式进行设计。

需要说明的是，图2中，由半导体激光元件30放射的光之中沿垂直于射出端面的方向行进的光的行进方向OA被设计为平行于基部10与反光部件40的接合面，但无需必须平行。无论是以要求平行的发光装置为对象，还是以不要求平行的发光装置为对象，都能够适用本发明。

图4A～图4D是透镜部件50对光的控制的示例。图4A表示将反射光和非反射光准直为相同方向的控制。即，该情况下，第一透镜形状51及第二透镜形状52分别具有起到准直反射光的准直透镜及准直非反射光的准直透镜的功能的形状。另外，第一透镜形状51以将来自焦点FR的光向想要控制的方向准直的形状被设计，第二透镜形状52以将来自焦点FD的光向与第一透镜形状51想要控制的方向相同的方向准直的形状被设计。如此，例如，在由半导体激光元件30放射的光的一部分为非反射光的情况下，相较于仅利用反射光，能够射出具有更多光量的准直光。

图4B中，使反射光和非反射光一同准直，但各自准直的方向不同。因而，分别以焦点FR、FD为基准，将第一透镜形状51及第二透镜形状52设计为光向各自想要控制的方向被准直。如此，例如，能够调整反射光与非反射光的比率，将一束从半导体激光元件30放射出的光分光成两束光，以准直光的形式利用各束光。还例如，能够控制非反射光的行进方向，以使非反射光在基于反射光的准直光的照射区域行进而不发生干涉。

图4C表示将反射光和非反射光聚光于相同点的控制。该情况下，以反射光和非反射光聚光于相同点的方式，分别设计第一透镜形状51和第二透镜形状52。如此，例如，在由半导体激光元件30放射的光的一部分为非反射光的情况下，相较于仅利用反射光，能够将更多的光聚光。

图4D表示将反射光和非反射光分别聚光于不同点的控制，按照想要聚光的点相应地设计第一透镜形状51和第二透镜形状52。如此，例如，能够调整反射光与非反射光的比率，将一束从半导体激光元件30放射出的光分光成两束光，并使各束光聚光于特定的位置。需要说明的是，控制方法不限于此。根据想要分别如何控制反射光和非反射光，设计第一透镜形状51和第二透镜形状52的形状即可。

如上所述，根据第一实施方式的发光装置1，能够实现从半导体激光元件30放射出的光中的反射光和非反射光各自所匹配的光的射出控制。

＜第二实施方式＞

第二实施方式的发光装置2是从多个半导体激光元件放射出的光通过透镜部件而向发光装置2的外部射出的装置。另外，第二实施方式的发光装置2具有：具有将经控制后的光射出的发光功能的封装体；装配基板。需要说明的是，也可以不具有装配基板。图5至图8是说明发光装置2的图。图5表示发光装置2的立体图，图6表示标记了发光装置2的基部210的框内所配置的各构成要素的俯视图，图7表示发光装置2的俯视图，图8表示将图7的VIII－VIII相连的直线上的该发光装置的剖视图。需要说明的是，为了便于说明，图6表示的是将发光装置2的与基部210接合的盖部260拆下后的状态的图。图5至图8中以虚线标记的S1及S2是用于在附图之间对应表示发光装置2的方向的辅助线，其并非发光装置2的构成要素。

如图5所示，发光装置2具有：作为装配基板的基板200；作为封装体的基部210；盖部260；粘接部270；透镜部件250。另外，基部210整体上为凹形，如图6所示，在基部210的由侧部包围的框内，还配置有多个半导体激光元件、与各半导体激光元件对应的底座、及多个反光部件。

具体而言，在基部210的框内的平面，配置有：第一半导体激光元件230、第二半导体激光元件231、第三半导体激光元件232、配设有第一半导体激光元件230的第一底座220、配设有第二半导体激光元件231的第二底座221、配设有第三半导体激光元件232的第三底座222、与第一半导体激光元件230对应的第一反光部件240、与第二半导体激光元件231对应的第二反光部件241、与第三半导体激光元件232对应的第三反光部件242。以下，对发光装置2的构成要素进行说明。

基板200与基部210接合，起到将配设于基部210的平面上的半导体激光元件电连接的作用。图7所示的多个金属膜280是以此为目的的构成要素。在基板200的上表面，配置有三组成对的金属膜280，其中，各对对应于各半导体激光元件。各金属膜280具有由绝缘膜被覆的部分282，金属膜281及283的区域未被覆盖。在将基部210焊装于基板200时，该绝缘膜282抑制焊料向金属膜281的区域扩张。基板200例如能够由陶瓷等绝缘性材料和金属等导电性材料的组合而形成。

如图8所示，基部210具有底部和侧部，由底部的上表面213和侧部的内侧面形成凹部。侧部的外侧面与底部的下表面相交，侧部的下表面能够当作底部的下表面的一部分。基部210的侧部的上表面211与盖部260接合，在底部的下表面与基板200接合。另外，如图6所示，在底部的上表面213直接配置有多个反光部件及与各半导体激光元件对应的底座。需要说明的是，也可以省去底座而将各半导体激光元件直接配置于底部的上表面，这是与第一实施方式同样的。可以将底部的下表面称为与基板200的接合面，将底部的上表面称为配设有半导体激光元件、反光部件或底座的配置面，将侧部的上表面称为与盖部260的接合面。

另外，如图6及图8所示，基部210在侧部的一部分具有处于凹部内的台阶。图6的例子中，在除S1侧以外的侧部的内侧设有台阶。在由该台阶形成的平面212、即形成于基部210的与底部的上表面213相交的侧部的内侧面、和基部210的与侧部的上表面211相交的侧部的内侧面之间的平面212，设有用于与基板200电连接的金属膜。各半导体激光元件经由导线与该金属膜电连接，从而能够从发光装置2的外部接受供电。

盖部260与基部210接合，将基部210的由侧部包围的框覆盖。在盖部260的下表面、在与基部210接合的区域设有金属膜，基部210和盖部260经由AuSn等接合并固定。另外，通过基部210和盖部260接合而形成的封闭空间为气密密封的空间。在该封闭空间内配置有半导体激光元件等，故而，能够抑制有机物等集尘于半导体激光元件的光射出端面。作为盖部260，例如，能够使用在玻璃设有金属膜的盖部、或在蓝宝石设有金属膜的盖部，其中，优选使用在蓝宝石设有金属膜的盖部。光扩散时，使该光通过的透镜部的形状大，但蓝宝石具有较高的折射率且能够抑制光的扩散，故而，能够抑制透镜部件250的透镜部的大小。另外，由于强度较高而难以破损，故而，能够确保封闭空间的气密可靠性。

粘接部270由将盖部260和透镜部件250粘接的粘接剂形成。粘接部270粘接于盖部260的上表面和透镜部件250的下表面，由此，盖部260和透镜部件250被固定。另外，粘接部270未形成于盖部260的上表面的整个区域或透镜部件250的下表面的整个区域，而是以不对从半导体激光元件发出的光的路径构成妨碍的方式配设。因此，就粘接部270而言，优选的是，不形成在与形成有第一透镜部253、第二透镜部254、第三透镜部255的区域对应的透镜部件250的下表面，而是以形成于透镜部件250的外缘的区域的方式加以利用。作为形成粘接部270的粘接剂，优选使用紫外线固化型树脂。紫外线固化型树脂能够不经加热而在较短时间内固化，故而，容易将透镜部件250固定于希望的位置。

透镜部件250具有多个透镜部连结而成的透镜形状。具体而言，第一透镜部253、第二透镜部254、第三透镜部255连结，各透镜部使来自不同半导体激光元件的光通过。另外，第一透镜部253具有第一透镜形状251及第二透镜形状252。第一透镜形状251及第二透镜形状252是与第一实施方式中说明的第一透镜形状51及第二透镜形状52同样的。

第二实施方式的发光装置2具有三个半导体激光元件，从第一半导体激光元件230发出的红色的光L1通过第一透镜部253，从第二半导体激光元件231发出的蓝色的光L2通过第二透镜部254，从第三半导体激光元件232发出的绿色的光L3通过第三透镜部255。第一透镜部253的第一透镜形状251以将红色的反射光准直的透镜形状被设计，第一透镜部253的第二透镜形状252以将红色的非反射光准直的透镜形状被设计。第二透镜部254以将蓝色的反射光准直的透镜形状被设计，第三透镜部255以将绿色的反射光准直的透镜形状被设计。

蓝色光的发光峰值波长优选处于420nm～494nm的范围内，更优选处于440nm～475nm的范围内。作为发出蓝色激光的半导体激光元件，可举出包含氮化物半导体的半导体激光元件。作为氮化物半导体，例如能够使用GaN、InGaN及AlGaN。

绿色光的发光峰值波长优选处于495nm～570nm的范围内，更优选处于510nm～550nm的范围内。作为发出绿色激光的半导体激光元件，可举出包含氮化物半导体的半导体激光元件。作为氮化物半导体，例如能够使用GaN、InGaN及AlGaN。

红色光的发光峰值波长优选处于605nm～750nm的范围内，更优选处于610nm～700nm的范围内。作为红色发光的半导体激光元件，例如可举出包含InAlGaP系或GaInP系、GaAs系或AlGaAs系半导体的元件。这里，作为红色发光的半导体激光元件，使用具备两个以上波导区域的元件。与包含氮化物半导体的半导体激光元件相比，包含这些半导体的半导体激光元件的输出容易因受热下降。因此，通过增加波导区域，能够使热量分散，减轻半导体激光元件的输出下降。

需要说明的是，发光装置2中，除使用红色、蓝色、绿色这三色的半导体激光元件以外，也可以改变颜色的组合。如上述，与其他颜色相比，红色光对热的输出特性较差；蓝色光的发热量比绿色光少。在发光装置2中将三个半导体激光元件之中放射绿色光的半导体激光元件231配置于中央是因为：半导体激光元件231的热特性最好。换言之，即使在使用红色、蓝色、绿色这三色的半导体激光元件以外的情况下，也可以将三个半导体激光元件之中热特性最好的元件配置于正中。

针对每个半导体激光元件准备反光部件。与第一半导体激光元件230对应的第一反光部件240、与第二半导体激光元件231对应的第二反光部件241、与第三半导体激光元件232对应的第三反光部件242配置于基部210的平面。

在基部210的框内，第一半导体激光元件230、第二半导体激光元件231及第三半导体激光元件232这三个半导体激光元件的光的射出端面对齐配置。即，三个半导体激光元件的光的射出端面配置为存在于共同的一个平面上。

另外，与三个半导体激光元件分别对应的反光部件配置为，从对应的半导体激光元件的射出端面至反光面的距离相等。图6的例子中，三个半导体激光元件的射出端面对齐，三个反光部件的反光面也对齐。另外，射出端面与反光面的半导体激光元件侧的边平行。

进一步地，各反光部件的反光面相对于基部210的底部的上表面呈相同角度。图6的例子中，任一反光部件均被设计成其底面与反光面的夹角为45度，因此，相对于基部210的底部的上表面的角度也约为45度。另外，沿与射出端面垂直的方向行进的光经由反光部件的反光面被反射，与基部210的底部上表面垂直地向上方行进。

三个半导体激光元件放射椭圆形状的光，沿垂直于射出端面的方向行进的光的行进方向平行于配设有反光部件的基部210的平面。而且，光的发光位置以自基部210的配置面起等高的方式对齐，故而，沿垂直于射出端面的方向行进的光照射于反光面的位置对齐。

需要说明的是，如果放射的光的椭圆形状一致，则从三个半导体激光元件放射的光以相同方式照射于对应的反光部件，并以相同方式通过对应的透镜部而射出。另一方面，在第二实施方式的发光装置2中，从三个半导体激光元件放射的光的椭圆形状不同。例如，与半导体激光元件231及232相比，半导体激光元件230具有大的椭圆形状的放射区域。图6中，与图3所示同样地，以L1、L2、L3表示从各半导体激光元件放射的光的放射区域。第二实施方式中，仅从半导体激光元件230放射的光具有未完全收束于对应的反光部件的反光面内的放射区域。

第二实施方式的发光装置2中，以半导体激光元件的射出端面、反光部件的形状、反光面的大小、角度等一致的方式进行设计，但即使不是这种设计也能够适用本发明。例如，也可以是，仅对特定的半导体激光元件将其与反光部件的距离拉开、或仅对特定的反光部件将反光面增大，根据各半导体激光元件来调整反光面的角度等。但是，例如，仅对特定的半导体激光元件将其与反光部件的距离拉开有可能对需要确保的框内的空间大小造成影响，影响到基部210的侧部的大小。另外，通过增大反光面，反光部件的高度变大，有可能影响到基部210的侧面的高度。即，根据半导体激光元件、底座、反光部件的配置，有可能成为尺寸比发光装置2大的发光装置。另外，也考虑到，在仅对特定的半导体激光元件将其与反光部件的距离拉开的情况下，朝向配置面行进的光不照射于反光面。这时因为：如果距反光面的距离长，则朝向配置面行进的光向下方行进相应量。需要说明的是，也可以将三个半导体激光元件全部配设于一个底座上，也可以由一个反光部件形成反射从三个半导体激光元件放射的光的反光面。

在图7中，虚线L1、L2及L3分别表示从第一半导体激光元件230、第二半导体激光元件231、第三半导体激光元件232放射出的光的主要部分通过透镜部件250而射出时的通过区域。

如虚线L1至L3所示，从一个半导体激光元件放射出的光的主要部分的通过区域收束于一个透镜部。另外，如虚线L1所示，从第一半导体激光元件230放射出的光的主要部分具有通过第一透镜形状251的光、和通过第二透镜形状252的光。

就各透镜部而言，根据从对应的半导体激光元件放射的光的波长、焦点等特性对透镜形状进行设计。如图6所示，第二实施方式的发光装置2中，从第一半导体激光元件230放射出的光的主要部分的一部分具有未照射于第一反光部件240的反光面的非反射光。另一方面，从第二半导体激光元件231放射出的光的主要部分全部经由第二反光部件241的反光面被反射，从第三半导体激光元件232放射出的光的主要部分全部经由第三反光部件242的反光面被反射。

因此，第一至第三透镜部具有对从对应的半导体激光元件放射的、经对应的反光部件的反光面反射的反射光进行控制的第一透镜形状。另外，第一透镜部253具有对从对应的半导体激光元件放射的、未照射于反光面而朝向反光面之外行进的非反射光进行控制的第二透镜形状。就第二透镜部254及第三透镜部255而言，从对应的半导体激光元件放射出的主要部分的光全部经由对应的反光面被反射，故而，两者不具有第二透镜形状。需要说明的是，第二透镜部254和第三透镜部255也可以具有第二透镜形状。因而，关于从第一至第三半导体激光元件放射出的光中的至少主要部分的光，能够通过透镜部件250实现所期望的控制。

在第二实施方式的发光装置2中，透镜部件250具有多个透镜部连结而成的透镜形状，而优选地，各透镜部至少具有将来自对应的半导体激光元件的光通过的区域覆盖的大小。此外，为了将发光装置2小型化而需要将各半导体激光元件靠近配置，故而，也可以据此对透镜部件250的尺寸进行加工。在与放射的椭圆形状的光的长径对应的透镜部的宽度大于相邻半导体激光元件的间距的情况下，需要设计为使与放射的椭圆形状的光的短径对应的透镜部的宽度小于与长径对应的宽度。

就第二实施方式的发光装置2而言，同光的长径对应的第一透镜部253的透镜宽度的半值与同光的长径对应的第二透镜部254的透镜宽度的半值之和大于第一半导体激光元件230与第二半导体激光元件231的间距。因此，各透镜部不是半球形，具有如图7所示连结而成的结构，与放射的椭圆形状的光的短径对应的透镜部的宽度小于与长径对应的透镜部的宽度。

图8是将图7的VIII－VIII相连的直线上的发光装置2的剖视图。如图8所示，从第一半导体激光元件230放射出的光之中经第一反光部件240的反光面反射的光通过盖部260，并通过因粘接部270产生的透镜部件250与盖部260之间的间隙而向透镜部件250入射。然后，入射到透镜部件250的光通过第一透镜部253的第一透镜形状251而向发光装置2的外部射出。图8的例子中，射出光从基板200沿垂直方向行进。

另外，从第一半导体激光元件230放射出的光之中未经由第一反光部件240的反光面而朝向反光面的上方行进的光通过盖部260，并通过因粘接部270产生的透镜部件250与盖部260之间的间隙而向透镜部件250入射。然后，入射到透镜部件250的光通过第一透镜部253的第二透镜形状252而向发光装置2的外部射出。如图8所示，该射出光也从基板200沿垂直方向行进。

因而，从第一半导体激光元件230放射出的光中的反射光及非反射光均能够在通过透镜部件250而从发光装置2向外部射出时，沿相同方向被准直。另外，关于从第二半导体激光元件231及第三半导体激光元件232放射出的光也是，在从发光装置2向外部射出时，能够使其沿与第一半导体激光元件230的射出光相同的方向准直。因此，能够提供红色、绿色及蓝色这三种颜色的光的射出方向得到控制的发光装置。

需要说明的是，像发光装置2那样，在从第一半导体激光元件230放射出的光经由或未经由第一反光部件240的反光面地入射于透镜部件250为止的期间，即使通过了盖部260等其他部件，第一透镜部253也具有以用于控制反射光的形状被设计的第一透镜形状、和以用于控制非反射光的形状被设计的第二透镜形状，在这点上与第一实施方式的发光装置1没有变化。

第二实施方式的发光装置2中，多个半导体激光元件之中，至少一个半导体激光元件的光的垂直方向的扩散角大于其他半导体激光元件的垂直方向的扩散角。因此，如果将反光面增大以使从垂直方向的扩散角大的半导体激光元件放射出的光全部照射于反光部件的反光面，则反光部件的高度大，发光装置2的尺寸大。

第二实施方式的发光装置2至少确保能够将从垂直方向的扩散角最小的半导体激光元件放射出的光全部反射的反光面，容许从垂直方向的扩散角大的半导体激光元件放射出的光的一部分不照射于反光面的状况。因此，比起使反光面的大小与垂直方向的扩散角大的光匹配，能够减小发光装置2的尺寸。

第二实施方式的发光装置2具备：具有第一透镜形状和第二透镜形状的透镜部；具有第一透镜形状而不具有第二透镜形状的透镜部。另外，就与光的垂直方向扩散对应的透镜部的长径的长度而言，具有第二透镜形状时比不具有第二透镜形状时小。因而，通过设置第二透镜形状，透镜部的尺寸不会变大。

＜实施例1＞

接着，对第二实施方式所示的发光装置2的实施例进行说明。实施例1的发光装置2具有边长为10mm左右、且S1侧的边长比S2侧的边长要长数mm左右的基板200。另外，就基部210的外侧面的长度而言，S1侧的边约7.0mm，S2侧的边约6.0mm。另外，从基部210的底部的下表面到透镜部件250的透镜部的顶点为止的高度约5.1mm，如果也包含基板200的厚度，则发光装置2为高度6.0mm左右的装置。

基部210从底部的下表面至侧部的上表面211为止的高度约2.0mm，透镜部件250从下表面至透镜部的顶点为止的高度约2.5mm，透镜部从底面至顶点的高度约1.90mm。需要说明的是，透镜部的底面相当于如下平面：视作在平面上配置有具有透镜形状的透镜部时配置有透镜部的平面。另外，透镜部件250从下表面至透镜部的底面为止的高度约0.6mm。

透镜部件250的S1侧的边长约6.0mm，S2侧的边长约5.5mm，透镜部的S1方向的长度约5.0mm。相邻的半导体激光元件间的间隔约1.25mm，与光的垂直方向扩散对应的第一透镜部253的长度约4.32mm，第二透镜部254的长度约4.48mm，第三透镜部255的长度约4.46mm。需要说明的是，无第二透镜形状时的第一透镜形状的长度约4.43mm。就各透镜部的S1方向的长度而言，第一透镜部253为1.87mm，第二透镜部254为1.25mm，第三透镜部255为1.88mm。

与从发出红色光的第一半导体激光元件230放射出的光的主要部分对应的第一透镜部253的通过区域、即与椭圆形状的光的长径对应的放射区域的长度约4.0mm，与从发出绿色光的第二半导体激光元件231放射出的光的主要部分对应的第二透镜部254的通过区域、即与椭圆形状的光的长径对应的放射区域的长度约3.3mm，与从发出蓝色光的第三半导体激光元件232放射出的光的主要部分对应的第三透镜部255的通过区域、即与椭圆形状的光的长径对应的放射区域的长度约3.3mm。同样地，与椭圆形状的光的短径对应的放射区域的长度分别约0.80mm、约0.65mm、约0.80mm。

这样，实施例1的发光装置2中，与各激光的椭圆形状的光的长径对应的放射区域的长度大于相邻半导体激光元件的间距。将该放射区域覆盖的透镜部的长度大于放射区域的长度，但如果使与光的短径对应的透镜部的长度相同，则必须相应地将半导体激光元件间的距离也拉开。于是，基部210的侧部也变大，作为结果导致封装体变大。为了将封装体的尺寸小型化，较佳的是按照半导体激光元件间的间隔来调整透镜部的形状进行连结，而非按照透镜部的透镜径来调整半导体激光元件间的间隔。

另外，就实施例1的发光装置2而言，在具有S1侧的边约7.0mm、S2侧的边约6.0mm的外侧面的基部210的框内配置有三个半导体激光元件，红色、绿色、蓝色的光分别经准直而向发光装置的外部射出。在对与三种颜色的光分别相关的光强度及中心波长等光特性进行测定时，也可以使用多个分色镜，将各色光的主要部分分别分光。例如，使从第一透镜部253射出的红色的准直光经一个分色镜向某一方向行进，使从第二透镜部254射出的绿色的准直光通过另一分色镜向另一方向行进。由此三束光分别向不同的方向行进，故而，通过在各行进目的地设置测定器，能够在同时放射出三种颜色的光的状态下对从实施例1的发光装置2射出的各种颜色的光的光特性进行测定，与逐一发出一种颜色的光来进行测定相比，能够高效地进行测定。

以上，基于各实施方式、实施例对本发明的发光装置进行了说明，但实现本发明技术构思的发光装置不限于此。例如，虽然采用了半导体激光元件作为放射光的元件，但也可以是其他发光元件。第一至第三半导体激光元件是第一至第三发光元件的一例。

本发明的发光装置中，从发光元件放射的光在向反光部件的方向行进时，以具有宽度的形式而非点的形式照射于反光部件的反光面。而且，该光的一部分未照射于反光部件而偏出。在产生这种状况的情况下，具有本发明公开的透镜部件的发光装置能够对反射光及非反射光这两者进行控制。

另外，具有本发明所公开的技术特征的发光装置不限于发光装置1或发光装置2的构造。例如，在具有第一及第二实施方式中均未公开的构成要素的发光装置中也能够适用本发明，与公开的发光装置存在差异不会成为不能适用本发明的根据。另外，也可以将第二实施方式中公开而第一实施方式中未公开的构成要件并入第一实施方式的发光装置。

也就是说，即使不必需要完全具备第一实施方式或第二实施方式所公开的发光装置的全部构成要素，也能够适用本发明。例如，在权利要求书中未记载第一实施方式或第二实施方式所公开的发光装置的一部分构成要素的情况下，关于该构成要素，其不限于本实施方式中公开的内容，还应当承认替代、省略、形状变形、材料变更等诸如此类的本领域技术人员在设计上的自由度，并在此基础上适用权利要求书中记载的发明。

产业上的可利用性

各实施方式中记载的发光装置能够用于投影仪、车载前照灯、照明、显示器的背光灯等。

Claims (13)

1.一种发光装置，其特征在于，具备：

第一发光元件，其放射光；

第一反光部件，其具有反射光的反光面；

透镜部件，其具有第一透镜部，该第一透镜部控制从所述第一发光元件放射出的光的行进方向；

所述第一透镜部具有用于控制光行进方向的第一透镜形状和第二透镜形状，

所述第一透镜形状控制放射出的光之中朝向反光面行进且被该反光面反射的反射光的行进方向，

所述第二透镜形状控制放射出的光之中非反射光的行进方向，该非反射光是以反光面的端部为边界朝向反光面行进的所述反射光以外的光，且是以反光面的端部为边界朝向反光面之外行进的光。

2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，

所述第一透镜部具有将所述反射光准直的所述第一透镜形状、和将所述非反射光准直的所述第二透镜形状。

3.如权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，

在所述第一透镜部中，至少所述反射光的主要部分不通过所述第二透镜形状。

4.如权利要求1至3中任一项所述的发光装置，其特征在于，

具备基部，

所述第一发光元件及所述第一反光部件配置于所述基部的平面上。

5.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于，

所述透镜部件具有经所述反光面反射后沿离开所述基部的所述平面的方向行进的所述反射光通过的所述第一透镜形状、和不经由所述反光面地沿离开所述基部的所述平面的方向行进的所述非反射光通过的所述第二透镜形状。

6.如权利要求1至5中任一项所述的发光装置，其特征在于，具备：

第二发光元件，其放射光；

第二反光部件，其与所述第一反光部件一体构成、或与所述第一反光部件分开单独构成，且具有反光面；

所述透镜部件具有所述第一透镜部和第二透镜部，该第二透镜部控制从所述第二发光元件放射出的光的行进方向，

所述第二透镜部具有所述第一透镜形状。

7.如权利要求6所述的发光装置，其特征在于，

所述透镜部件由所述第一透镜部和所述第二透镜部连结而形成。

8.如权利要求6或7所述的发光装置，其特征在于，

从所述第二发光元件放射出的光中的至少主要部分的光全部照射于所述第二反光部件的反光面。

9.如权利要求6至8中任一项所述的发光装置，其特征在于，

从所述第一发光元件放射出的光的垂直方向的扩散角大于从所述第二发光元件放射出的光的垂直方向的扩散角。

10.如权利要求6至9中任一项所述的发光装置，其特征在于，具备：

第三发光元件，其放射光；

第三反光部件，其与所述第一反光部件及所述第二反光部件一体构成、或与所述第一反光部件及所述第二反光部件分开单独构成，且具有反射光的反光面；

所述透镜部件具有所述第一透镜部、所述第二透镜部和第三透镜部，该第三透镜部控制从所述第三发光元件放射出的光的行进方向，并具有所述第一透镜形状。

11.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，

所述第一发光元件放射红色光，所述第二发光元件放射蓝色光，所述第三发光元件放射绿色光。

12.如权利要求11所述的发光装置，其特征在于，

经由所述透镜部件将红色光、绿色光及蓝色光的准直光射出。

13.如权利要求1至12中任一项所述的发光装置，其特征在于，

所述第一至第三发光元件是半导体激光元件。