JP2008186871A - Light-emitting module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザーダイオードを樹脂部材で封止して構成された発光モジュールに関する。 The present invention relates to a light emitting module configured by sealing a laser diode with a resin member.
発光素子としてレーザーダイオードを用いる発光モジュールには、レーザーダイオードから出力される光をモニターするための受光素子(フォトダイオード)が、直径5mm程度の金属パッケージ内に、レーザーダイオードと共に実装されている(特許文献1参照)。 In a light emitting module using a laser diode as a light emitting element, a light receiving element (photodiode) for monitoring light output from the laser diode is mounted together with the laser diode in a metal package having a diameter of about 5 mm (patent). Reference 1).
この発光モジュールでは、レーザーダイオードから出力された光を、フォトダイオードで受光してモニターし、モニター結果をレーザーダイオードドライバーにフィードバックして駆動電流を変化させることで、環境温度が変動しても、常にレーザーダイオードから一定の光出力を得ることができる。 In this light emitting module, the light output from the laser diode is received and monitored by the photodiode, and the monitoring result is fed back to the laser diode driver to change the drive current, so that even if the environmental temperature fluctuates, it is always A constant light output can be obtained from the laser diode.
ところで、近年では、発光モジュールの小型化、低コスト化が望まれており、金属パッケージの代わりに樹脂モールドからなるパッケージを用いた発光モジュールが提案されている。また、モニター用のフォトダイオードを使用しないことで、更に小型で低コストの発光モジュールが得られる。 Incidentally, in recent years, there has been a demand for downsizing and cost reduction of light emitting modules, and light emitting modules using a package made of a resin mold instead of a metal package have been proposed. Further, by using no monitoring photodiode, a light-emitting module that is smaller and less expensive can be obtained.
レーザーダイオードの温度に対する光出力の変動量は、駆動電流を閾値電流(レーザーダイオードをレーザー発光させることができる電流値)近傍に設定すると大きくなってしまう。また、このとき、発光遅延と呼ばれる現象も顕著になる。発光遅延は、レーザーダイオードに駆動電流を印加してから、レーザーダイオードから光が出力されるまでの時間であり、発光遅延が大きくなるとパルス幅歪みが増大するため、高速伝送が困難になる。 The fluctuation amount of the light output with respect to the temperature of the laser diode becomes large when the drive current is set in the vicinity of the threshold current (current value that can cause the laser diode to emit laser light). At this time, a phenomenon called light emission delay is also remarkable. The light emission delay is the time from when the drive current is applied to the laser diode until the light is output from the laser diode. When the light emission delay increases, the pulse width distortion increases, so that high-speed transmission becomes difficult.
環境温度の変動によって、発光モジュールを安定して動作させるためには、発光モジュールを駆動させる駆動電流を、閾値電流よりも大きく設定する必要がある。しかし、レーザーダイオードに印加する駆動電流を大きくすると、発光モジュールの出力光は、人体に影響のないレベル(国際規格のクラス1で規定された値)を超えてしまう。
本発明は、出力される光の安全性を確保すると共に、環境温度の変動に対して安定して動作する発光モジュールを得ることを目的とする。 It is an object of the present invention to obtain a light emitting module that ensures the safety of output light and operates stably with respect to environmental temperature fluctuations.
請求項1に記載の発明は、レーザーダイオードを封止すると共に、該レーザーダイオードから出力された光を透過させる樹脂部材と、前記樹脂部材を透過する光の光量を減衰する光減衰手段と、を有して構成されていることを特徴としている。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a resin member that seals the laser diode and transmits light output from the laser diode; and a light attenuating unit that attenuates the amount of light transmitted through the resin member. It is characterized by having.
請求項1に記載の発明では、レーザーダイオードに駆動電流が印加され、このレーザーダイオードから出力された光は、レーザーダイオードを封止する樹脂部材を透過して、光減衰手段によって減衰されて出射される。 According to the first aspect of the present invention, a drive current is applied to the laser diode, and the light output from the laser diode is transmitted through the resin member that seals the laser diode, and is attenuated and emitted by the light attenuating means. The
つまり、レーザーダイオードから出力された光は、光減衰手段で安全レベル(例えば、国際規格、IEC 60825−1 Am2のクラス1レベル)まで減衰される。この光減衰手段の減衰率を調整することによって、樹脂部材の出射面からの光出力が調整されるので、発光モジュールから出射される光の安全性を確保できる。 That is, the light output from the laser diode is attenuated to a safe level (for example, the international standard, class 1 level of IEC 60825-1 Am2) by the optical attenuation means. By adjusting the attenuation factor of the light attenuating means, the light output from the emission surface of the resin member is adjusted, so that the safety of the light emitted from the light emitting module can be ensured.
請求項2に記載の発明は、前記レーザーダイオードは、面発光型レーザーであることを特徴としている。 The invention described in claim 2 is characterized in that the laser diode is a surface emitting laser.
請求項2に記載の発明では、レーザーダイオードとして、面発光型レーザーを用いることで、レーザーダイオードの樹脂モールド化が容易となる。 In the invention described in claim 2, by using a surface emitting laser as the laser diode, the laser diode can be easily molded into a resin.
請求項3に記載の発明は、前記光減衰手段は、前記樹脂部材に添加され、前記レーザーダイオードから出力された光を吸収又は散乱する添加剤であることを特徴としている。 The invention according to claim 3 is characterized in that the light attenuating means is an additive that is added to the resin member and absorbs or scatters the light output from the laser diode.
請求項3に記載の発明では、樹脂部材には、光を吸収又は散乱するいずれかの添加剤が添加されている。これにより、レーザーダイオードから出力された光は、樹脂部材内で吸収され、又は、散乱されるので、樹脂部材の出射面からは減衰された光が出射される。 In the invention according to claim 3, any additive that absorbs or scatters light is added to the resin member. Thereby, the light output from the laser diode is absorbed or scattered in the resin member, so that attenuated light is emitted from the emission surface of the resin member.
請求項4に記載の発明は、前記レーザーダイオードの出力面は、透明樹脂で覆われていることを特徴としている。 The invention according to claim 4 is characterized in that an output surface of the laser diode is covered with a transparent resin.
請求項4に記載の発明では、レーザーダイオードの出力面は透明樹脂で覆われており、レーザーダイオードから出力された光は、透明樹脂を透過して樹脂部材に添加された添加剤によって吸収又は散乱される。 In the invention according to claim 4, the output surface of the laser diode is covered with a transparent resin, and the light output from the laser diode is absorbed or scattered by the additive that is transmitted through the transparent resin and added to the resin member. Is done.
樹脂部材に光を吸収する添加剤が添加されていると、樹脂部材は光を吸収して昇温する。しかし、レーザーダイオードの出力面は透明樹脂で覆われており樹脂部材と直接接触していないため、樹脂部材の熱がレーザーダイオードに伝導し難い。これにより、レーザーダイオードは熱による影響を受けないので、レーザーダイオードの高寿命化に繋がる。また、レーザーダイオードの誤作動を引き起こす恐れがない。 When an additive that absorbs light is added to the resin member, the resin member absorbs light and rises in temperature. However, since the output surface of the laser diode is covered with a transparent resin and is not in direct contact with the resin member, the heat of the resin member is difficult to conduct to the laser diode. As a result, the laser diode is not affected by heat, leading to a longer life of the laser diode. Moreover, there is no possibility of causing malfunction of the laser diode.
請求項5に記載の発明は、前記光減衰手段は、前記樹脂部材の出射面に設けられた回折格子であることを特徴としている。 The invention according to claim 5 is characterized in that the light attenuating means is a diffraction grating provided on an emission surface of the resin member.
請求項5に記載の発明では、樹脂部材の出射面には、回折格子が設けられており、レーザーダイオードから出力された光は、樹脂部材を透過して出射面から出射される際に、一部が回折格子によって反射され、減衰されて出射される。 According to the fifth aspect of the present invention, a diffraction grating is provided on the emission surface of the resin member, and the light output from the laser diode passes through the resin member and is emitted from the emission surface. The part is reflected by the diffraction grating, attenuated and emitted.
請求項6に記載の発明は、前記樹脂部材の出射面には、前記レーザーダイオードから出力された光を集光する集光部が設けられていることを特徴としている。 The invention described in claim 6 is characterized in that a condensing part for condensing the light output from the laser diode is provided on the emission surface of the resin member.
請求項6に記載の発明では、樹脂部材の出射面に集光部を設けることで、レーザーダイオードから出力された光は、集光部によって集光されて出射される。 In the invention according to claim 6, the light output from the laser diode is collected by the light collecting unit and emitted by providing the light collecting unit on the emission surface of the resin member.
請求項7に記載の発明は、前記樹脂部材の出射面には、前記レーザーダイオードから出力された光が導光される導光路の位置決め部が設けられていることを特徴としている。 The invention according to claim 7 is characterized in that a positioning portion of a light guide path through which light output from the laser diode is guided is provided on the emission surface of the resin member.
請求項7に記載の発明では、樹脂部材の出射面に、レーザーダイオードから出力された光が導光される導光路の位置決め部を設けることで、発光モジュールに導光路を容易に連結できる。 According to the seventh aspect of the present invention, the light guide path can be easily connected to the light emitting module by providing the light guide path positioning portion for guiding the light output from the laser diode on the emission surface of the resin member.
請求項8に記載の発明は、前記添加剤が導電性を有し、前記樹脂部材は前記レーザーダイオードのカソード電極と電気的に接続されていることを特徴としている。 The invention according to claim 8 is characterized in that the additive has conductivity, and the resin member is electrically connected to a cathode electrode of the laser diode.
請求項8に記載の発明では、添加剤は光を吸収又は散乱すると共に導電性を有しており、この添加剤が添加された樹脂部材が、レーザーダイオードのカソード電極に電気的に接続されている。これにより、添加剤が添加された樹脂部材は、電磁波を遮断する電磁シールドとして作用する。 In the invention according to claim 8, the additive absorbs or scatters light and has conductivity, and the resin member to which the additive is added is electrically connected to the cathode electrode of the laser diode. Yes. Thereby, the resin member to which the additive is added functions as an electromagnetic shield that blocks electromagnetic waves.
本発明は上記構成としたので、出力される光の安全性が確保できると共に、環境温度の変動に対して発光モジュールを安定して動作させることができる。 Since the present invention has the above configuration, the safety of the output light can be ensured, and the light emitting module can be stably operated against the fluctuation of the environmental temperature.
次に、本発明の第1の実施形態に係る発光モジュール10について、図1及び図2に基づいて説明する。なお、図1は、発光モジュール10の斜視図であり、図2(A)は発光モジュール10を正面図、図2(B)は側面図である。
Next, the
図1及び図2に示すように、発光モジュール10は、2本のリードフレーム12、14を有しており、一方のリードフレーム12には、面発光型レーザー(VCSEL)16が実装されている。この面発光型レーザー16は、リードフレーム12の面に対して垂直に光を出力する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、他方のリードフレーム14は、ワイヤボンディング18で面発光型レーザー16と電気的に接続されている。
The
面発光型レーザー16及びリードフレーム12、14の一部は、光が透過可能なエポキシ樹脂(屈折率1.57)に酸化チタン系のフィラー(屈折率2.76、平均粒子径20μm)が70%添加された樹脂部材20でモールドされている。
A part of the
これにより、樹脂部材20内を透過する光は、エポキシ樹脂とフィラーの屈折率の差によって散乱(拡散)しながら、一部は樹脂部材20の表面Mから出射し、残りは樹脂部材20の側面及び裏面から出射する。つまり、樹脂部材20の表面Mからは、面発光型レーザー16から出力された光が減衰されて出射される。
Thereby, a part of the light transmitted through the
なお、本実施形態では、面発光型レーザー16の発光点(図のNの位置)から、樹脂部材20の表面Mまでの距離を300μmとしている。このとき、樹脂部材20の表面Mから出射される光の光量は、モールド前(面発光型レーザー16を樹脂部材20でモールドする前)の面発光型レーザー16から出力される光量の35%となり、光減衰率は65%となる。
In the present embodiment, the distance from the light emitting point (position N in the drawing) of the
ここで、上記構成の発光モジュール10に駆動電流を印加したときの、環境温度に対する、光出力と発光遅延時間の関係ついて、実験結果に基づいて説明する。
Here, the relationship between the light output and the light emission delay time with respect to the environmental temperature when a drive current is applied to the
環境温度20℃において、閾値電流1.5mA、微分効率0.4W/A、発光波長850nmの面発光型レーザー16を用いた。面発光型レーザー16の閾値電流は環境温度によって変化し、環境温度70℃においては、閾値電流は2.2mAであった。また、変調速度を1Gbps、デューティ比50%として、平均光出力をレーザー安全のクラス1規格対応の620μW、消光比8dBとなるように、発光モジュール10の駆動条件(Ilow=2.73mA、Ihigh=9.18mA)を設定し、発光モジュール10を駆動した。そして、環境温度20℃での発光モジュール10の発光遅延時間を測定したところ、30psであった。なお、Ilowは、パルス状の駆動電流のLow側の電流値を言い、Ihighは、High側の電流値を言う。
A
また、この駆動条件で、環境温度を70℃としたところ、発光モジュール10の平均光出力は530μWまで低下し、発光遅延時間は50psとなった。
Under this driving condition, when the environmental temperature was set to 70 ° C., the average light output of the
一方、本実施形態と同等の特性を有する面発光型レーザーを、フィラーを添加しない樹脂部材(エポキシ樹脂のみ)でモールドして発光モジュールを構成し、変調速度を1Gbps、デューティ比50%として、平均光出力620μW、消光比8dBとなるように、発光モジュールの駆動条件(Ilow=1.94mA、Ihigh=4.24mA)を設定し、発光モジュールを駆動した。 On the other hand, a surface emitting laser having the same characteristics as the present embodiment is molded with a resin member (only an epoxy resin) to which a filler is not added to form a light emitting module. The modulation speed is 1 Gbps, the duty ratio is 50%, and the average The light emitting module driving conditions (Ilow = 1.94 mA, Ihigh = 4.24 mA) were set so that the light output was 620 μW and the extinction ratio was 8 dB, and the light emitting module was driven.
この駆動条件では、環境温度20℃での発光モジュールの発光遅延時間が50psとなり、環境温度70℃では、平均光出力が400μWまで低下し、発光遅延時間は110psに増加した。 Under this driving condition, the light emission delay time of the light emitting module at an environmental temperature of 20 ° C. was 50 ps, and at the environmental temperature of 70 ° C., the average light output decreased to 400 μW and the light emission delay time increased to 110 ps.
このことから、本実施形態のように、エポキシ樹脂に、面発光型レーザー16から出力された光を散乱させる添加剤としてのフィラーを添加した樹脂部材20で、面発光型レーザー16をモールドし、面発光型レーザー16の光出力を減衰させることにより、発光モジュールからの光出力をレーザー安全で規定される上限値以下に保持しながら、環境温度の変化に対して、発光モジュール10の平均光出力の低下を抑えると共に、発光遅延時間を増大させることなく、動作が安定することがわかる。
From this, as in the present embodiment, the
したがって、面発光型レーザー16をモールドする樹脂部材20のフィラーの配合量を調整することによって、樹脂部材20の表面Mからの光出力が調整されるので、発光モジュール10から出射される光の安全性を確保できる。
Therefore, since the light output from the surface M of the
ところで、図3には、環境温度70℃での、発光モジュール10の光減衰率に対する平均光出力と、光減衰率に対する発光遅延時間の関係が示されている。このグラフから、光減衰率が50〜80%、より好ましくは、65〜80%となるとき、発光モジュール10の特性が安定することがわかる。すなわち、発光遅延時間が30〜50psのとき、発光モジュール10の光出力が、国際規格のクラス1で規定されている値を満たす。
FIG. 3 shows the relationship between the average light output with respect to the light attenuation rate of the
したがって、所定の駆動電流を発光モジュール10に供給したとき、発光モジュール10の光減衰率が50〜80%、より好ましくは65〜80%となるような樹脂部材20で面発光型レーザー16をモールドすることで、環境温度の変化に対して、発光モジュール10は安定な特性が得られる。
Therefore, when the predetermined driving current is supplied to the
なお、発光モジュール10の光減衰率は、面発光型レーザー16の特性ならびに適合させるレーザー安全規格によって変化させる必要がある。この光減衰率は、樹脂部材20の厚み(面発光型レーザー16の発光点Nから樹脂部材20の表面Mまでの距離)、フィラーの特性値(平均粒子径)及び添加量で制御できる。
The light attenuation rate of the
また、フィラーと、フィラーを添加する樹脂の屈折率差が大きいほど、高い光減衰率が得られる。なお、この2つの材料の屈折率差としては、0.4以上であることが望ましい。 Moreover, the larger the refractive index difference between the filler and the resin to which the filler is added, the higher the light attenuation factor. Note that the difference in refractive index between the two materials is preferably 0.4 or more.
さらに、フィラーの平均粒径が小さいと、光の散乱効果が小さくなるため、発光モジュール10の光減衰率が小さくなる。高い光減衰率の発光モジュール10を得るには、樹脂部材20の厚みを大きく(厚く)する必要がある。しかし、樹脂部材20の厚みが大きいと、樹脂中に添加したフィラーを、均一に分散することが困難となり、光減衰率がばらついてしまう。このため、フィラーの粒径は5〜30μmであることが望ましい。
Furthermore, when the average particle diameter of the filler is small, the light scattering effect is small, and thus the light attenuation rate of the
なお、本実施形態では、フィラーとして酸化チタンを用いたが、酸化チタン以外にも、酸化ジルコン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、アルミナ、シリカなどの無機材料系や、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレンなどの有機材料系が、フィラーとして使用される。 In this embodiment, titanium oxide is used as the filler. In addition to titanium oxide, inorganic material systems such as zircon oxide, zinc oxide, calcium carbonate, alumina, silica, crosslinked polymethyl methacrylate, crosslinked polystyrene, etc. These organic material systems are used as fillers.
また、本実施形態では、面発光型レーザー16が1個実装された状態で説明したが、面発光型レーザー16が一次元あるいは二次元状に配置された(複数の面発光型レーザー16がアレイ状に実装された状態)発光モジュールでも、本発明は適用可能である。
In the present embodiment, the
次に、本発明の第2の実施形態に係る発光モジュール22について、図4に基づいて説明する。なお、第1の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。
Next, a
図4に示すように、面発光型レーザー16及びリードフレーム12、14は、エポキシ樹脂に黒色顔料としての絶縁性カーボンブラックが添加された樹脂部材24でモールドされている。
As shown in FIG. 4, the
これにより、面発光型レーザー16から出力された光の一部は、樹脂部材24内を透過する際に、エポキシ樹脂に添加された絶縁性カーボンブラックによって吸収される。つまり、樹脂部材24の表面Mからは、面発光型レーザー16から出力された光が減衰されて出射される。
Thereby, part of the light output from the
したがって、面発光型レーザー16をクラス1より大きな光出力で駆動しても、エポキシ樹脂に添加される絶縁性カーボンブラックを調整することによって、樹脂部材24の表面Mからの光出力が調整されるので、発光モジュール22から出射される光の安全性を確保できる。
Therefore, even if the
なお、発光モジュール22の光減衰率は、エポキシ樹脂に添加する絶縁性カーボンブラックの平均粒径や添加量によって制御される。
Note that the light attenuation rate of the
次に、本発明の第3の実施形態に係る発光モジュール26について、図5に基づいて説明する。なお、第1の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。
Next, a
図5に示すように、面発光型レーザー16の発光点Nは、熱伝導率の低いシリコーン等の透明樹脂30で覆われており、面発光型レーザー16と透明樹脂30は、エポキシ樹脂に黒色顔料として絶縁性カーボンブラックが添加された樹脂部材31でモールドされている。
As shown in FIG. 5, the light emitting point N of the
これにより、面発光型レーザー16から出力された光は、透明樹脂30を透過して、一部が樹脂部材31に含有された絶縁性カーボンブラックによって吸収される。つまり、樹脂部材31の表面Mからは、面発光型レーザー16から出力された光が減衰されて出射される。
As a result, the light output from the
このとき、樹脂部材31は光を吸収して昇温するが、直接面発光型レーザー16の発光点Nには樹脂部材31が接触していないため、樹脂部材31の熱が面発光型レーザー16に伝導しない。これにより、面発光型レーザー16は熱による影響を受けないので、面発光型レーザー16の高寿命化に繋がる。また、面発光型レーザー16の誤作動を引き起こす恐れがない。
At this time, the
なお、本実施形態では、面発光型レーザー16の発光点Nの周囲に設けられた透明樹脂30を、エポキシ樹脂に絶縁性カーボンブラックが添加された材料で成型された樹脂部材31でモールドする構成としたが、エポキシ樹脂に酸化チタン系のフィラーが添加された材料で、透明樹脂30をモールドしてもよい。
In the present embodiment, the
次に、本発明の第4の実施形態に係る発光モジュール32について、図6に基づいて説明する。なお、第1の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。
Next, a
図6に示すように、面発光型レーザー16及びリードフレーム12、14は、エポキシ樹脂に酸化チタン系のフィラーが添加された樹脂部材36でモールドされている。また、樹脂部材36は、光出力面(樹脂部材36の表面M)以外の面が、エポキシ樹脂に黒色顔料として絶縁性カーボンブラックが添加された光吸収樹脂38でモールドされている。
As shown in FIG. 6, the
これにより、面発光型レーザー16から出力された光は、樹脂部材36を透過する際に散乱(拡散)されながら、一部は樹脂部材36の表面Mから出射される。また、面発光型レーザー16から出力された光の残りは、樹脂部材36の側面及び裏面に隣接している光吸収樹脂38によって吸収される。つまり、樹脂部材36の表面Mからは、面発光型レーザー16から出力された光が減衰されて出射される。
Thereby, a part of the light output from the
このように、樹脂部材36の表面M以外の部分に光吸収樹脂38を設けることで、面発光型レーザー16から出力された光が、樹脂部材36の表面M以外の面から漏れることがない。したがって、発光モジュール32の周囲に実装された電子部品等の誤作動を引き起こす恐れがない。
As described above, by providing the
次に、本発明の第5の実施形態に係る発光モジュール40について、図7に基づいて説明する。なお、第1の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。
Next, a
図7に示すように、面発光型レーザー16及びリードフレーム12、14は、透明樹脂42でモールドされており、透明樹脂42の表面Mの面発光型レーザー16から出力される光の通過領域には、回折格子44が設けられている。
As shown in FIG. 7, the surface-emitting
これにより、面発光型レーザー16から出力された光は、透明樹脂42の表面Mから出射される際に、一部が回折格子44によって反射され、減衰されて出射される。
Thereby, when the light output from the
なお、回折格子44は、透明樹脂42を成型する金型に、あらかじめ回折パターンを形成することで、透明樹脂42の表面Mに成型される。また、透明樹脂42の光減衰率は、回折格子44の形状によって制御される。
The
次に、本発明の第6の実施形態に係る発光モジュール46について、図8に基づいて説明する。なお、第1の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。
Next, a
図8に示すように、面発光型レーザー16は、エポキシ樹脂に黒色顔料として絶縁性カーボンブラックが添加された光吸収樹脂48でモールドされており、光吸収樹脂48の表面Mには、集光レンズ50が一体に設けられている。
As shown in FIG. 8, the
これにより、面発光型レーザー16から出力された光の一部は、絶縁性カーボンブラックによって吸収され、減衰されると共に、集光レンズ50で集光されて出射される。
Thereby, a part of the light output from the
なお、本実施形態では、エポキシ樹脂に黒色顔料として絶縁性カーボンブラックが添加された光吸収樹脂48で、面発光型レーザー16をモールドする構成で説明したが、面発光型レーザー16をモールドする樹脂部材は、上記以外にも、第1の実施形態のように、エポキシ樹脂に酸化チタン系のフィラーが添加された樹脂部材でもよい。また、第3の実施形態のように、面発光型レーザー16の発光点Nの周囲に透明樹脂を設け、面発光型レーザー16と透明樹脂を光吸収樹脂でモールドして構成された発光モジュールや、第4の実施形態のように、エポキシ樹脂に酸化チタン系のフィラーが添加された樹脂部材で面発光型レーザー16をモールドし、さらに、この樹脂部材の光の出射面以外の面を光吸収樹脂でモールドして構成された発光モジュールにも、本実施形態と同様に、集光レンズを設けてもよい。
In this embodiment, the surface-emitting
次に、本発明の第7の実施形態に係る発光モジュール52について、図9に基づいて説明する。なお、第1の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。
Next, a
図9に示すように、面発光型レーザー16は、エポキシ樹脂に黒色顔料として絶縁性カーボンブラックが添加された樹脂材料54でモールドされており、樹脂材料54の表面Mには、円筒状のスリーブ56が突設されている。
As shown in FIG. 9, the
このスリーブ56には、光ファイバ58を保持するフェルール60が挿通可能とされており、スリーブ56にフェルール60を挿通させると、面発光型レーザー16から出力される光の出力方向(光軸)と、光ファイバ58の光軸が一致するようになっている。
A
このような構成により、面発光型レーザー16から出力された光の一部は、絶縁性カーボンブラックによって吸収され、樹脂材料54の表面Mからは、面発光型レーザー16から出力された光が減衰されて出射される。このとき、樹脂材料54の表面Mから出射された光は、光ファイバ58に入射する。
With such a configuration, a part of the light output from the
したがって、発光モジュール52にフェルール60を挿通するだけで、面発光型レーザー16から出力される光の光軸と、光ファイバ58の光軸が一致するため、調芯作業が不要となる。このため、接続作業が複雑にならず、コストを低く抑えることができる。
Therefore, just by inserting the
なお、本実施形態では、エポキシ樹脂に黒色顔料として絶縁性カーボンブラックが添加された樹脂部材で、面発光型レーザー16がモールドされた構成で説明したが、面発光型レーザー16をモールドする樹脂部材は、上記以外にも、第1の実施形態のように、エポキシ樹脂に酸化チタン系のフィラーが添加された樹脂部材でもよい。また、また、第3の実施形態のように、面発光型レーザー16の発光点Nの周囲に透明樹脂を設け、面発光型レーザー16と透明樹脂を光吸収樹脂でモールドして構成された発光モジュールや、第4の実施形態のように、エポキシ樹脂に酸化チタン系のフィラーが添加された樹脂部材で面発光型レーザー16をモールドし、さらに、この樹脂部材の光の出射面以外の面を光吸収樹脂でモールドして構成された発光モジュールにも、本実施形態と同様に、スリーブを設けてもよい。
In the present embodiment, the resin member in which insulating carbon black is added as a black pigment to an epoxy resin and the
また、本実施形態では、スリーブ56によって位置決めされた光ファイバ58に、面発光型レーザー16から出力された光が入射する構成で説明したが、スリーブ56に集光レンズを設け、面発光型レーザー16から出力された光は、集光レンズを介してスリーブ56に位置決めされた光ファイバ58に入射する構成としてもよい。
In the present embodiment, the light output from the surface-emitting
さらに、このとき樹脂材料54の表面Mに回折格子を設け、面発光型レーザー16から出力された光は、回折格子及び集光レンズを介して、スリーブ56に位置決めされた光ファイバ58に入射するようにしてもよい。
Further, at this time, a diffraction grating is provided on the surface M of the
次に、本発明の第8の実施形態に係る発光モジュール62について、図10に基づいて説明する。
Next, a
図10に示すように、発光モジュール62はガラエポ基板、セラミック基板、ポリイミド基板などのチップキャリア64を有しており、チップキャリア64の一方の面には、ダイボンディングパッド66及びワイヤボンディングパッド68が設けられている。
As shown in FIG. 10, the
また、チップキャリア64の他方の面には、グランドに接続されたカソード電極70と、外部の電源に接続されたアノード電極72が設けられており、ダイボンディングパッド66とカソード電極70がスルーホール74を介して導通され、ワイヤボンディングパッド68とアノード電極72がスルーホール76を介して導通されている。
On the other side of the
ダイボンディングパッド66上には、面発光型レーザー78が実装されており、この面発光型レーザー78は、ワイヤボンディング80を介してワイヤボンディングパッド68と接続されている。
A
一方、チップキャリア64の一方の面には、ダイボンディングパッド66の一部、面発光型レーザー78、ワイヤボンディング80及びワイヤボンディングパッド68を封止するようにして、絶縁性を有する絶縁性樹脂82が設けられている。この絶縁性樹脂82は、導電性カーボンブラックをフィラーに添加した導電性光吸収樹脂84でモールドされている。
On the other hand, a part of the
これにより、面発光型レーザー78から出力された光は絶縁性樹脂82を透過して、一部が導電性光吸収樹脂84の導電性カーボンブラックによって吸収される。つまり、導電性光吸収樹脂84の表面Mからは、面発光型レーザー78から出力された光が減衰されて出射される。
As a result, the light output from the
このとき、導電性光吸収樹脂84は、ダイボンディングパッド66に接触している。つまり、導電性光吸収樹脂84は、ダイボンディングパッド66を介してカソード電極70と接続されており、発光モジュール62のカソード電極70は、プリント基板(図示せず)のグランドパターンに半田などによって接続されるため、導電性光吸収樹脂84は電磁波を遮断する電磁シールドとして作用する。従って、プリント基板64上に実装された他の電子部品から発生した電磁ノイズによる発光モジュール62の誤動作を防止できる。また、発光モジュール62から発生する電磁ノイズを低減でき、発光モジュールの周囲に設けられた、電子部品ならびに機器が誤動作することを防止できる。
At this time, the conductive
なお、本実施形態では、ダイボンディングパッド66の一部、面発光型レーザー78及びワイヤボンディングパッド68を封止する絶縁性樹脂82を、絶縁性を有する導電性光吸収樹脂84でモールドする構成としたが、エポキシ樹脂に黒色顔料としての絶縁性カーボンブラックが添加された光吸収性を有する樹脂で、絶縁性樹脂82をモールドする構成としてもよい。
In the present embodiment, a part of the
また、本実施形態の導電性カーボンブラックをフィラーに添加した導電性光吸収樹脂84に替えて、金属粒子あるいは、樹脂に金属メッキを施した導電性粒子をフィラーとして添加した樹脂部材で、面発光型レーザー78及び絶縁性樹脂82をモールドしてもよい。
In addition, instead of the conductive
次に、本発明の第9の実施形態に係る発光モジュール86について、図11に基づいて説明する。なお、第8の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。
Next, a
図11に示すように、チップキャリア64の一方の面には、透明樹脂からなる光透過性樹脂88が設けられており、光透過性樹脂88は、散乱樹脂90(例えば、エポキシ、シリコーンなどの透明樹脂に、酸化チタン、酸化ジルコン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、アルミナ、シリカなどの無機材料系や、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレンなどの有機材料系によるフィラーを分散させたもの)でモールドされている。
As shown in FIG. 11, a light transmitting resin 88 made of a transparent resin is provided on one surface of the
これにより、面発光型レーザー78から出力された光は、光透過性樹脂88を透過して、散乱樹脂90のフィラーによって散乱されながら、一部が散乱樹脂90の表面Mから出射される。つまり、散乱樹脂90の表面Mからは、面発光型レーザー78から出力された光が減衰されて出射される。
Thereby, a part of the light output from the
このとき、散乱樹脂90中のフィラーは、面発光型レーザー78及びワイヤボンディング80に接触しないので、散乱樹脂90中のフィラーによる面発光型レーザー78への機械的ダメージ及び、ワイヤボンディング80の断線を抑制できる。したがって、歩留まりが向上する。
At this time, since the filler in the scattering
10 発光モジュール
16 面発光型レーザー
20 樹脂部材
22 発光モジュール
24 樹脂部材
26 発光モジュール
30 透明樹脂(樹脂部材)
31 樹脂部材
32 発光モジュール
40 発光モジュール
42 透明樹脂(樹脂部材)
44 回折格子(光減衰手段)
46 発光モジュール
48 光吸収樹脂(樹脂部材)
50 集光レンズ(集光部材)
52 発光モジュール
54 樹脂材料
56 スリーブ(位置決め部材)
58 光ファイバ(導通路)
60 フェルール(導通部材)
62 発光モジュール
78 面発光型レーザー
84 導電性光吸収樹脂(樹脂部材)
86 発光モジュール
90 散乱樹脂(樹脂部材)
DESCRIPTION OF
31
44 Diffraction grating (light attenuation means)
46
50 Condensing lens (Condensing member)
52
58 Optical fiber (conduction path)
60 Ferrule (conductive member)
62
86
Claims (8)
前記樹脂部材を透過する光の光量を減衰する光減衰手段と、
を有して構成されていることを特徴とする発光モジュール。 A resin member that seals the laser diode and transmits light output from the laser diode;
A light attenuating means for attenuating the amount of light transmitted through the resin member;
A light emitting module comprising: a light emitting module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007017158A JP2008186871A (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Light-emitting module |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007017158A JP2008186871A (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Light-emitting module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008186871A true JP2008186871A (en) | 2008-08-14 |
Family
ID=39729725
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JP2007017158A Pending JP2008186871A (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Light-emitting module |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008186871A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012164726A (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Canon Inc | Light source for image formation, image forming apparatus and image forming method |
WO2012124587A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | シャープ株式会社 | Wavelength conversion member, production method for same, light-emitting device, illumination device, and headlight |
JP2012193283A (en) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Sharp Corp | Light-emitting body, illuminating device, and headlight |
JP2012199078A (en) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Sharp Corp | Light-emitting device, illumination device, headlight for vehicle, and method for manufacturing light-emitting part |
-
2007
- 2007-01-26 JP JP2007017158A patent/JP2008186871A/en active Pending
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