JP2002314154A - 熱電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２段構造等の複数段の熱電モジュールを有し
てその制御可能な温度範囲が広いと共に、装置全体の高
さが低く、実装密度を向上させることができる熱電装置
を提供する。 【解決手段】 パッケージ１の内底面上に配置された２
段構造の熱電モジュール２は、下段の熱電モジュール３
と上段の熱電モジュール４とが積層されており、この２
段構造の熱電モジュール２は最上層の熱電モジュール４
とＬＤ１０とがキャリア２０により連結されている。キ
ャリア２０は、熱電モジュール４の上基板９上に重ねら
れて接合された第１部２０ａと、この第１部２０ａの端
部から垂直下方に延びる第２部２０ｂと、この第２部２
０ｂから水平方向に延びる第３部２０ｃとからなる。Ｌ
字状のＬＤキャリア２０は、例えばＣｕＷ又はセラミッ
クスでできている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数段の熱電モジ
ュール（ペルチェモジュール、以下、ＴＥＣ；Thermo-E
lectrical Conversionともいう）を搭載し、半導体レー
ザ（以下、ＬＤ；Laser Diodeともいう）等を冷却し、
又は加熱して温度制御する熱電装置に関し、特に、その
高さを低くして小型化を図った熱電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ（ＬＤ）は熱電モジュール
（ＴＥＣ）上に搭載され、このＴＥＣにより温度制御さ
れる。このような熱電装置においては、通常、熱電モジ
ュール上に熱伝導性が優れたＣｕＷ合金からなる層を設
け、このＣｕＷ層上にＬＤを設け、更にこのＬＤからの
レーザ照射方向の後方にフォトダイオードを設け、ＬＤ
の後方に出てくるレーザ光をフォトダイオードによりモ
ニタリングし、このレーザ光の検出結果に基づいて、Ｌ
Ｄからのレーザ光が一定の光量になるように、ＬＤを電
流制御するようになっている。また、ＬＤは波長多重通
信に使用されるものもあり、この場合は、ＬＤの温度を
変化させることによりＬＤからのレーザ光の波長を変更
するようになっている。従って、ＬＤから出射されるレ
ーザ光の波長を所望の波長に制御するために、サーミス
タによりＬＤの温度がモニタリングされ、ＴＥＣにより
ＬＤの温度を制御する。

【０００３】この場合に、ＬＤから出射されるレーザ光
の波長を大きく振るためには、ＬＤの温度差を大きくす
る必要がある。そこで、従来、ＴＥＣを２段構造又はそ
れ以上の多段構造にすることにより、大きな温度差を得
るようにした熱電装置が提案されている。

【０００４】図１６は従来の２段構造の熱電モジュール
を搭載した熱電装置を示す模式的断面図である。パッケ
ージ１の内底面上に２段熱電モジュール２が搭載されて
おり、この熱電モジュール２上にＬＤ１０が接合されて
いる。このＬＤ１０から出射されたレーザ光は、パッケ
ージ１の底面上に立設された側壁１１のカップリング１
２に入射し、このカップリング１２に接続された光ファ
イバ１３を経て外部に出力される。

【０００５】而して、熱電モジュール２は、下基板５上
に複数個の熱電素子６が配列されて接合され、熱電素子
６上に中基板７が接合されて、下段の熱電モジュール３
が形成されており、中基板７上に複数の熱電素子８が配
列されて接合され、熱電素子８上に上基板９が接合され
て、上段の熱電モジュール４が形成されている。ＬＤ１
０は上基板９上に接合されている。各熱電モジュール
３，４においては、複数個の熱電素子６，８が下基板
５，中基板７及び上基板９に設けられた複数個の電極に
より直列に接続されている。

【０００６】１段の熱電モジュールでは、この熱電モジ
ュールにより得られる温度差は最大でも４５℃しかない
が、２段構造の熱電モジュール２においては、５５℃以
上の温度差を得ることができる。このため、ＬＤ１０を
広範囲の温度に制御することができ、ＬＤから得られる
波長特性を向上させることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
２段構造の熱電モジュールは、１段構造の熱電モジュー
ルに比して高さが約２倍になる。このため、この２段構
造の熱電モジュールを搭載する熱電装置の高さが高くな
ってしまう。これは、近時の実装高さが低く実装密度を
高くすることができるＬＤモジュールに対する要望に対
して逆行するものであり、制御可能な温度範囲が広い小
型の熱電装置の開発が要望されている。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、２段構造等の複数段の熱電モジュールを有
してその制御可能な温度範囲が広いと共に、装置全体の
高さが低く、実装密度を向上させることができる熱電装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願第１発明に係る熱電
装置は、複数段に積み重ねられた熱電モジュールが搭載
された熱電装置において、最上段の熱電モジュールの上
に重ねられた第１部と、この第１部からこの第１部に対
して垂直に又は交差するように下段側に延びる第２部
と、この第２部からこの第２部に対して垂直に又は交差
するように横方向に延びる第３部とからなるキャリアを
有し、前記熱電モジュールにより冷却又は加熱を受ける
対象物が前記第３部に支持されていることを特徴とす
る。

【００１０】この熱電装置において、前記複数段の熱電
モジュールのうち、上下に隣接する熱電モジュールの重
心位置が水平方向に相互にずれているように構成するこ
とができる。また、例えば、下方の熱電モジュールの方
が上方の熱電モジュールよりも平面視でのサイズが大き
い。

【００１１】本願第１発明においては、熱電モジュール
により冷却又は加熱を受ける対象物が、熱電モジュール
上ではなく、キャリアにより熱電モジュールの側方に配
置されている。このため、実装高さを低くすることがで
きる。熱電モジュールと対象物との間の熱伝達は、キャ
リアによりなされるので、このキャリアの材質を熱伝導
率が高いものを使用すれば、キャリアを使用することに
よる熱損失は回避することができる。

【００１２】本願第２発明に係る熱電装置は、ハウジン
グ内面上に搭載された第１の熱電モジュールと、第２の
熱電モジュールと、前記第１の熱電モジュールの上面と
前記第２の熱電モジュールの上面とを連結するキャリア
とを有し、前記第２の熱電モジュールは前記キャリアか
ら垂下されており、前記熱電モジュールにより冷却又は
加熱を受ける対象物が前記第２の熱電モジュールの下面
に支持されていることを特徴とする熱電装置。

【００１３】本願第３発明に係る熱電装置は、ハウジン
グ内面上に搭載された第１の熱電モジュールと、第２の
熱電モジュールと、前記第１の熱電モジュールの上面と
前記第２の熱電モジュールの下面とを連結するキャリア
とを有し、前記キャリアは、前記第１の熱電モジュール
の上に重ねられた第１部と、この第１部からこの第１部
に対して垂直に又は交差するように下段側に延びる第２
部と、この第２部からこの第２部に対して垂直に又は交
差するように横方向に延びて前記第２の熱電モジュール
がその上に重ねられる第３部とからなるものであり、前
記熱電モジュールにより冷却又は加熱を受ける対象物が
前記第２の熱電モジュール上に支持されていることを特
徴とする。

【００１４】本願第４発明に係る熱電装置は、相互に熱
の流れ方向が平行になるように配置された複数個の熱電
モジュールと、各熱電モジュールを隣接する熱電モジュ
ール同士がその同一側の面で接続されるように連結する
１又は複数個のキャリアと、を有し、前記キャリアによ
り直列に連結された前記熱電モジュールのうち一方の端
部に配置されたものがハウジング内面上に載置され、前
記熱電モジュールにより冷却又は加熱を受ける対象物が
前記熱電モジュールのうち他方の端部に配置されたもの
における前記キャリアが接続されていない面に支持され
ていることを特徴とする。

【００１５】本願第５発明に係る熱電装置は、相互に熱
の流れ方向が平行になるように配置された複数個の熱電
モジュールと、各熱電モジュールを隣接する熱電モジュ
ール同士がその相互に反対側の面で接続されるように連
結する１又は複数個のキャリアと、を有し、前記キャリ
アにより直列に連結された前記熱電モジュールのうち一
方の端部に配置されたものがハウジング内面上に載置さ
れ、前記熱電モジュールにより冷却又は加熱を受ける対
象物が前記熱電モジュールのうち他方の端部に配置され
たものにおける前記キャリアが接続されていない面に支
持されていることを特徴とする。

【００１６】前記第１の熱電モジュール又は前記一方の
端部に配置された熱電モジュールは、ハウジング内面上
に盛り上がった台上に固定することもできる。

【００１７】これらの第２乃至第５発明においても、複
数個の熱電モジュールがその熱の流れ方向が平行になる
ように配置され、キャリアにより相互に直列になるよう
に接続されているから、従来のように、熱電モジュール
が積層されたものと異なり、熱電装置の高さを低くする
ことができ、熱電装置の小型化が可能である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る熱電
装置について添付の図面を参照して詳細に説明する。図
１は本発明の第１実施例に係る熱電装置を示す模式的断
面図である。図１において、図１６と同一構成物には同
一符号を付してその詳細な説明は省略する。パッケージ
１の内底面上に配置された２段構造の熱電モジュール２
は、下段の熱電モジュール３と上段の熱電モジュール４
とが積層されており、この２段構造の熱電モジュール２
は最上層の熱電モジュール４とＬＤ１０とがキャリア２
０により連結されている。キャリア２０は、熱電モジュ
ール４の上基板９上に重ねられて接合された第１部２０
ａと、この第１部２０ａの端部から垂直下方に延びる第
２部２０ｂと、この第２部２０ｂから水平方向に延びる
第３部２０ｃとからなる。そして、第３部２０ｃ上にＬ
Ｄ１０が載置されて接合されている。このキャリア２０
は、ＣｕＷ合金等の高熱伝導性材料で成形することがで
きるが、セラミックス等の絶縁性材料で成形しても良
い。

【００１９】上述の如く構成された熱電装置において
は、熱電モジュール２の熱は、キャリア２０を介してＬ
Ｄ１０に伝達される。そして、本実施例においては、Ｌ
Ｄ１０が２段構造の熱電モジュール２の上方ではなく、
キャリア２０により支持されて熱電モジュール２の側方
に配置されている。よって、本実施例においては、熱電
装置の高さを従来よりも低くすることができる。特に、
第２部２０ｂの長さ、即ち、第１部２０ａと第３部２０
ｃとの段差をＬＤ１０の高さよりも大きくすることによ
り、熱電装置の全体の高さを熱電モジュール２により決
まる高さまで、低くすることができる。よって、本発明
により熱電装置を小型化することができる。このキャリ
ア２０の厚さは、キャリア２０の剛性のために、例えば
０．２ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上がよい。

【００２０】なお、本実施例においては、キャリア２０
の第１部２０ａ又は第３部２０ｃと、第２部２０ｂとは
相互に直交しているが、本発明はそれに限らず、第１部
２０ａ又は第３部２０ｃと、第２部２０ｂとが、鈍角又
は鋭角をなして交差しているものでもよい。また、第１
部２０ａと第２部２０ｂとの間及び／又は第２部２０ｂ
と第３部２０ｃとの間に、棒状又は三角の面状の筋交い
を設けてもよい。これにより、キャリア２０の剛性を増
すことができ、ＬＤ１０が移動して光軸がずれることを
防止することができる。

【００２１】次に、図２を参照して本発明の第２実施例
について説明する。図２において、図１と同一構成物に
は同一符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例に
おいては、キャリア２１における上層の熱電モジュール
４の上基板９の上面に重ねられて接合される第１部２１
ａは、第１実施例よりも短く、従って、第２部２１ｂが
熱電モジュール４により近接しており、更に、第２部２
１ｂの長さが第１実施例よりも短く、従って第３部２１
ｃの一部が下層の熱電モジュール３の上方に位置してい
る。

【００２２】本実施例においては、ＬＤ１０が上層の熱
電モジュール４により近接して配置されているので、熱
電装置の高さ方向のみでなく、横方向の長さも短縮する
ことができ、熱電装置をより一層小型化することができ
る。

【００２３】次に、図３を参照して本発明の第３実施例
について説明する。本実施例においては、上層の熱電モ
ジュール４が下層の熱電モジュール３上に積層されてい
るが、上層の熱電モジュール４は下層の熱電モジュール
３より幅が狭く、しかも、上層の熱電モジュール４はそ
の端部を下層の熱電モジュール３の端部と一致させて配
置されている。即ち、上層の熱電モジュール４と下層の
熱電モジュール３とは、その重心位置が横方向にずれて
いる。よって、下層の熱電モジュール３の上方に上層の
熱電モジュール４が存在しない広い領域が存在し、この
領域にキャリア２２に支持されたＬＤ１０を配置するこ
とにより、ＬＤ１０をその全ての部分が下層の熱電モジ
ュール３の上方に位置するようにすることができる。従
って、上層の熱電モジュール４とＬＤ１０が全て下層の
熱電モジュール３上に収まり、熱電装置の横方向の長さ
を極めて短くすることができる。よって、本実施例にお
いて、熱電装置の横方向の実装密度を最も大きくするこ
とができる。これにより、ＬＤモジュールパッケージ内
に、熱電装置を実装する実装作業が容易になる。

【００２４】図４はこの第３実施例の熱電装置の標準的
な寸法を示す。この図４に示すように、例えば、パッケ
ージ１の底板の厚さは１．０ｍｍ、１段目の第１の熱電
モジュール３の高さは中基板７も含めて１．８ｍｍ、２
段目の第２の熱電モジュール４の高さは１．５ｍｍ、キ
ャリア２２の厚さは０．３ｍｍ、頭部の空間は０．５ｍ
ｍ、パッケージ１の蓋の厚さは０．２ｍｍであり、総計
すると、５．３ｍｍとなる。これに対し、図１２に示す
従来の２段構造の熱電装置の場合は、高さが６．５ｍｍ
となる。

【００２５】次に、この第３実施例において、キャリア
２２の第３部２２ｃが、最大サイズの基板、即ち、中基
板７から横方向にはみ出た場合の消費電力とこのはみ出
しサイズｘ（図５（ａ）参照）との関係について説明す
る。キャリア２２の幅は図５（ｂ）に示すように７ｍｍ
であり、その第３部２２ｃ側の端部は、上段の第２の熱
電モジュール４の上基板９の長さは勿論のこと、下段の
第１の熱電モジュール３の中基板７の長さよりもｘだけ
長くなるようにはみ出ている。但し、キャリア２２はＣ
ｕＷ合金で成形した。また、ＬＤ１０への投入電力は一
定であり、ＬＤの温度は２５℃、パッケージがおかれて
いる環境温度は７０℃である。更に、パッケージ内には
窒素ガスが封入されている。

【００２６】このときのはみ出し長ｘ（ｍｍ）と消費電
力（ｘ＝０の場合を１００としたときの指数表示）との
関係を下記表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】このように、はみ出し量ｘが大きくなる
と、消費電力は大きくなる。これは最も温度が高いパッ
ケージの底で暖められたガスが、はみ出した第３部２２
ｃに直接ふれてこれを加熱するからである。これに対
し、第３部のはみ出し量が少なければ、又は第３部がは
み出していなければ、ＬＤは２段構造の第１及び第２の
熱電モジュールにより加熱されるため、ＬＤに対する加
熱効率が高くなる。従って、複数段の熱電モジュールに
よりＬＤを加熱する場合に、キャリアの第３部は、熱効
率上、可及的に下方の基板からはみ出ていない方が好ま
しい。

【００２９】次に、この第３実施例において、キャリア
２２の材質について説明する。キャリア２２に使用した
ＣｕＷ合金としては、Ｃｕ−９０Ｗを使用した。また、
Ｃｕの一部をＮｉに置換して２Ｃｕ−１Ｎｉ−９７Ｗと
してもよい。Ｗ量は８０乃至９７が好ましい。Ｗ量が８
０より小さいと、線膨張係数が大きいため、幅が広く全
長が長いキャリア２２を使用する本発明においては、周
囲の温度変化によりキャリア２２の温度も変化し、ＬＤ
１０の相対的な位置が変わるため好ましくない。一方、
Ｗ量が９７より大きいと、熱伝導率が小さくなるので、
幅が広く全長が長いキャリア２２を使用する本発明にお
いては、冷却効率が低下したり、又は設定温度を変更す
る際の温度変化に時間を要する点で好ましくない。

【００３０】このような３次元形状を有する均質な高熱
伝導性材料からなるキャリア２２は、ＭＩＭ法（Metal
Injection Molding）により作成するのが好ましい。
即ち、ＣｕとＷとを夫々の粉末にバインダーを加え、こ
れらを混練した後、ペレット化して金型に射出成形して
キャリア形状の成形体を得る。この成形体を乾燥脱脂し
てバインダーを除去し、焼結することによって得られ
る。

【００３１】また、セラミックスからなるキャリア２２
を作成するには、グリーン体からなる板材を用意した上
で、キャリア形状に組み合わせてから焼結することによ
って得られる。

【００３２】また、キャリア２２は冷却面に接する部分
とそれ以外の放熱面に近接する部分とで、材質を変えて
特性を異ならせてもよい。具体的には、放熱面に近接す
る部分には、冷却面に接する部分と比較して相対的に熱
伝導が小さい材質とするか、又は同じ材質で形状を異な
らせたり、異素材をとりこんでもよい。

【００３３】このようなキャリア２２を作成するには、
冷却面に接する部分の板材とそれ以外の放熱面に近接す
る部分の板材を夫々溶浸法により作製し、ろうづけ等に
より互いを接合することによって得られる。

【００３４】また、上述のようにＭＩＭ法では、特性を
異ならせるべく、配合を異ならせた板材の成形体又は形
状を異ならせた板材の成形体を用意した後、キャリア２
２形状に組み合わせてから乾燥脱脂・焼結することによ
り、接合してもよい。

【００３５】次に、図６を参照して本発明の第４実施例
について説明する。図６において、図３と同一構成物に
は同一符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施
例が第３実施例と異なる点は、キャリア２２の第３部２
２ｃと、下層の熱電モジュール３の中基板７との間に、
断熱効果が高い材料により成形された結合部材２３が介
装されており、この結合部材２３が第３部２２ｃと中基
板７に接合されて固定されている点にある。

【００３６】本実施例においては、第３実施例と同様の
効果を奏するのに加え、キャリア２２の先端部である第
３部２２ｃが中基板７に固定されているので、キャリア
２２の特に第３部２２ｃが動くことが防止され、第３部
２２ｃ上に接合されたＬＤ１０が移動することが防止さ
れる。なお、結合部材２３は断熱効果が高い材料により
成形されているので、ＬＤ１０に対する熱伝導は、その
殆どがキャリア１０を介したものとなり、本実施例にお
いても、ＬＤ１０は２段の熱電モジュール３，４により
加熱される。

【００３７】次に、図７を参照して本発明の第５実施例
について説明する。本実施例においては、キャリア２２
の第３部２２ｃ上に、ＬＤ１０の他に、サーミスタ及び
フォトダイオード（図示せず）が設置されており、更
に、中基板７上におけるＬＤ１０からの出射光の光軸に
レンズ２４が設置されている。このように、熱電装置内
に出射レーザ光用のレンズ２４を設けることもできる。
なお、レンズ２４に加えてアイソレータを第３部２２ｃ
上に設置しても良い。

【００３８】図８は本発明の第６実施例を示す図であ
る。本実施例においては、キャリア２２の第３部２２ｃ
上にＬＤ１０及びサーミスタ（図示せず）が設置される
と共に、第２部２２ｂには窓（開口）２２ｄが設けられ
ている。そして、第２部２２ｂを間に挟んでＬＤ１０と
対向する位置の中基板７上にフォトダイオード２５が配
設されている。このフォトダイオード２５はＬＤ１０の
後部から出る光を検出して、ＬＤ１０からレンズ７に向
けて出射するレーザ光の光量をモニタリングするもので
ある。

【００３９】本実施例においては、ＬＤ１０の光量を検
出してその出射光量が一定になるように制御するための
フォトダイオード２５が、ＬＤ１０の後方における中基
板７上に配置されており、ＬＤ１０の後方に出てくるレ
ーザ光が窓２２ｄを介してフォトダイオード２５に入射
するようになっている。また、ＬＤ１０から前方に出射
されたレーザ光はレンズ２４により光学的作用を受けた
後、カップリングを介して光りファイバに入力される。
本実施例においても、熱電装置の高さを低くすることが
できると共に、レンズ２４，サイリスタ及びフォトダイ
オード２５の各周辺部材を熱電装置内に組み込むことが
できる。

【００４０】次に、図９を参照して本発明の第７実施例
について説明する。パッケージ３０の底面上に側壁３１
が立設されているが、このパッケージ３０の内底面上に
所定の高さで盛り上がる台部３２が形成されている。そ
して、この台部３２上に、第１の熱電モジュール３３が
配置されており、第１の熱電モジュール３３の下基板３
４は台部３２に接合されている。また、下基板３４上に
複数個の熱電素子３５が配置されており、この熱電素子
３５上に上基板３６が接合されている。そしてこの第１
の熱電モジュール３３の上基板３６と第２の熱電モジュ
ール３７の上基板３８が平板状のキャリア４１の下面に
接合されて連結されている。第２の熱電モジュール３７
においては、上基板３８の下面に複数個の熱電素子３９
が接合されており、この熱電素子３８の下面に下基板４
０が接合されている。各熱電モジュール３３，３７にお
いては、夫々複数個の熱電素子３５，３９が各下基板３
４，４０及び上基板３６，３８に設けた電極（図示せ
ず）により、夫々直列に接続されている。そして、第２
の熱電モジュール３７の下基板４０の下面に、ＬＤ１０
が固定されている。このＬＤ１０から出射されたレーザ
光は、パッケージ３０の側壁３１に設けたカップリング
１２を介して光ファイバ１３に伝達される。本実施例に
おいても、キャリア４１はＣｕＷ等の高熱伝導度の材料
で成形されている。

【００４１】本実施例においては、複数の熱電モジュー
ル３３，３７が積層されてはいないが、キャリア４１を
介して熱的に接続されており、前述の各実施例と同様
に、ＬＤ１０を広範囲の温度に制御することができる。
しかも、前述の実施例と同様に、熱電装置の高さを低く
抑制することができる。なお、本実施例においては、第
１の熱電モジュール３３が台部３２上に配置されている
から、第２の熱電モジュール３７の下部にＬＤ１０を配
置しても、パッケージ３０の底面に邪魔されることがな
い。また、台部３２を設けるかわりに、図１０に示すよ
うに、熱電モジュール３７ａの熱電素子３９ａの高さを
低くするか、又は薄膜の熱電モジュールを使用する等に
より、熱電モジュール３７ａの高さを低くしてもよい。

【００４２】次に、図１１を参照して本発明の第８実施
例について説明する。パッケージ５０の底面上に第１の
熱電モジュール５２が配置されており、第２の熱電モジ
ュール５６上にＬＤ１０が配置されている。パッケージ
５０の側壁５１上にカップリング１２が設置される。第
１の熱電モジュール５２は下基板５３及び上基板５５と
両者間に挟まれた複数個の熱電素子５４から構成されて
おり、第２の熱電モジュール５６も下基板５７及び上基
板５９と両者間に挟まれた複数個の熱電素子５８から構
成されている。各熱電モジュール５２，５６において、
複数個の熱電素子５４，５８は下基板及び上基板に設け
られた電極により夫々直列に接続されている。そして、
第１の熱電モジュール５２の上基板５５の上面と、第２
の熱電モジュール５６の下基板５７の下面とは、キャリ
ア６０により連結されている。キャリア６０は上基板５
５上に重ねられる第１部６０ａと、この第１部６０ａの
端部から垂直下方に延びる第２部６０ｂと、第２の熱電
モジュール５６の下基板５７の下面に重ねられる第３部
６０ｃとから構成されている。これにより、第１の熱電
モジュール５２と第２の熱電モジュール５６とが熱的に
直列に接続されている。そして、ＬＤ１０は第２の熱電
モジュール５６の上に設けられている。

【００４３】本実施例においても、複数の熱電モジュー
ル５２，５６が積層されてはいないが、キャリア６０を
介して熱的に接続されており、前述の各実施例と同様
に、ＬＤ１０を広範囲の温度に制御することができる。
しかも、前述の実施例と同様に、熱電装置の高さを低く
抑制することができる。本実施例のキャリア６０もその
第２部６０ｂが第１部６０ａ及び第３部６０ｃと直交し
ている必要はなく、鋭角又は鈍角をなして交差していて
もよい。また、キャリア６０はＣｕＷ等の高熱伝導性の
材料により成形される。

【００４４】次に、図１２を参照して本発明の第９実施
例について説明する。本実施例が図６の第６実施例と異
なる点は、第１の熱電モジュール５２がパッケージ７０
の底面上に盛り上がるように設けた台部７１上に設置さ
れていることである。これにより、第１の熱電モジュー
ル５２と、第２の熱電モジュール５６とを連結するキャ
リア７３の第２部７３ｂの長さを適宜調整することによ
り、第１及び第２の熱電モジュール５２，５６の高さ位
置を揃えたり、ＬＤ１０の高さ位置、ひいてはカップリ
ング１２の高さ位置を任意に調整することができる。

【００４５】上述の各実施例は、２段構造のものである
が、本発明においては、図１３乃至図１５に示すよう
に、３段構造以上、又はそれ以上の多段構造にすること
ができる。図１３は本発明の第８実施例（図１１）の変
形例を示す模式図である。この熱電装置においては、第
３部６０ｃの上に２段構造の熱電モジュール６１、６２
が載置されており、熱電モジュール６２の上にＬＤ１０
が配置されている。

【００４６】図１４は本発明の第１実施例（図１）の変
形例を示す模式図である。この熱電装置においては、第
３部２０ｃの上に熱電モジュール６３が載置されてお
り、熱電モジュール６３の上にＬＤ１０が配置されてい
る。

【００４７】図１５は本発明の第１実施例（図１）の更
に他の変形例を示す模式図である。この熱電装置におい
ては、キャリア４１は平板であり、熱電モジュール４の
上にキャリア４１が接合されており、キャリア４１の下
面に熱電モジュール６４が接合されている。そして、熱
電モジュール６４の下にＬＤ１０が接合されている。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、本
発明によれば、制御可能な温度範囲が広いと共に、全体
の高さが低い熱電装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係る熱電装置を示す模
式的断面図である。

【図２】 本発明の第２実施例に係る熱電装置を示す模
式的断面図である。

【図３】 本発明の第３実施例に係る熱電装置を示す模
式的断面図である。

【図４】 本発明の第３実施例の熱電装置の標準的な寸
法を示す模式的断面図である。

【図５】 （ａ）は中基板７から横方向にはみ出た場合
の消費電力とこのはみ出しサイズｘとの関係について説
明する模式的断面図、（ｂ）はその平面図である。

【図６】 本発明の第４実施例に係る熱電装置を示す側
面図である。

【図７】 本発明の第５実施例に係る熱電装置を示す側
面図である。

【図８】 本発明の第６実施例を示す側面図である。

【図９】 本発明の第７実施例を示す模式的断面図であ
る。

【図１０】 本発明の第７実施例の変形例を示す模式的
断面図である。

【図１１】 本発明の第８実施例を示す模式的断面図で
ある。

【図１２】 本発明の第９実施例を示す模式的断面図で
ある。

【図１３】 本発明の第８実施例の変形例を示す模式図
である。

【図１４】 本発明の第１実施例の変形例を示す模式図
である。

【図１５】 本発明の第１実施例の更に他の変形例を示
す模式図である。

【図１６】 従来の２段構造の熱電モジュールを搭載し
た熱電装置を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１、３０、５０、７０；パッケージ、 ２、３、４；熱
電モジュール、 ５；上基板、 ６、８；熱電素子、
７；下基板、 ９；上基板、 １０；ＬＤ、２０、２
１、２２、４１、６０；キャリア、 ２４；レンズ、
２５；フォトダイオード

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月１０日（２００１．４．１
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１４】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F073 AB27 AB28 FA06 FA25

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数段に積み重ねられた熱電モジュール
   が搭載された熱電装置において、最上段の熱電モジュー
   ルの上に重ねられた第１部と、この第１部からこの第１
   部に対して垂直に又は交差するように下段側に延びる第
   ２部と、この第２部からこの第２部に対して垂直に又は
   交差するように横方向に延びる第３部とからなるキャリ
   アを有し、前記熱電モジュールにより冷却又は加熱を受
   ける対象物が前記第３部に支持されていることを特徴と
   する熱電装置。
2. 【請求項２】 前記複数段の熱電モジュールのうち、上
   下に隣接する熱電モジュールの重心位置が水平方向に相
   互にずれていることを特徴とする請求項１に記載の熱電
   装置。
3. 【請求項３】 下方の熱電モジュールの方が上方の熱電
   モジュールよりも平面視でのサイズが大きいことを特徴
   とする請求項２に記載の熱電装置。
4. 【請求項４】 ハウジング内面上に搭載された第１の熱
   電モジュールと、第２の熱電モジュールと、前記第１の
   熱電モジュールの上面と前記第２の熱電モジュールの上
   面とを連結するキャリアとを有し、前記第２の熱電モジ
   ュールは前記キャリアから垂下されており、前記熱電モ
   ジュールにより冷却又は加熱を受ける対象物が前記第２
   の熱電モジュールの下面に支持されていることを特徴と
   する熱電装置。
5. 【請求項５】 ハウジング内面上に搭載された第１の熱
   電モジュールと、第２の熱電モジュールと、前記第１の
   熱電モジュールの上面と前記第２の熱電モジュールの下
   面とを連結するキャリアとを有し、前記キャリアは、前
   記第１の熱電モジュールの上に重ねられた第１部と、こ
   の第１部からこの第１部に対して垂直に又は交差するよ
   うに下段側に延びる第２部と、この第２部からこの第２
   部に対して垂直に又は交差するように横方向に延びて前
   記第２の熱電モジュールがその上に重ねられる第３部と
   からなるものであり、前記熱電モジュールにより冷却又
   は加熱を受ける対象物が前記第２の熱電モジュール上に
   支持されていることを特徴とする熱電装置。
6. 【請求項６】 相互に熱の流れ方向が平行になるように
   配置された複数個の熱電モジュールと、各熱電モジュー
   ルを隣接する熱電モジュール同士がその同一側の面で接
   続されるように連結する１又は複数個のキャリアと、を
   有し、前記キャリアにより直列に連結された前記熱電モ
   ジュールのうち一方の端部に配置されたものはハウジン
   グ内面上に載置され、前記熱電モジュールにより冷却又
   は加熱を受ける対象物が前記熱電モジュールのうち他方
   の端部に配置されたものにおける前記キャリアが接続さ
   れていない面に支持されていることを特徴とする熱電装
   置。
7. 【請求項７】 相互に熱の流れ方向が平行になるように
   配置された複数個の熱電モジュールと、各熱電モジュー
   ルを隣接する熱電モジュール同士がその相互に反対側の
   面で接続されるように連結する１又は複数個のキャリア
   と、を有し、前記キャリアにより直列に連結された前記
   熱電モジュールのうち一方の端部に配置されたものはハ
   ウジング内面上に載置され、前記熱電モジュールにより
   冷却又は加熱を受ける対象物が前記熱電モジュールのう
   ち他方の端部に配置されたものにおける前記キャリアが
   接続されていない面に支持されていることを特徴とする
   熱電装置。
8. 【請求項８】 前記第１の熱電モジュールは、ハウジン
   グ内面上に盛り上がった台上に固定されていることを特
   徴とする請求項４又は５に記載の熱電装置。
9. 【請求項９】 前記一方の端部に配置された熱電モジュ
   ールは、ハウジング内面上に盛り上がった台上に固定さ
   れていることを特徴とする請求項６又は７に記載の熱電
   装置。