JP2011023219A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光結合損失の低減、小型化および低コスト化が可能であり、且つ、発光効率が高く、点光源とみなせる発光装置を提供する。
【解決手段】コア３１に希土類元素を添加した直線状の光ファイバ３がＬＥＤチップ１に光軸が一致する形でパッケージ２に保持され、パッケージ２には、ＬＥＤチップ１から放射される光の広がり角を制御する広がり角制御部たる枠体部２３が設けられているので、光学レンズを用いてスポットサイズを変換することなくＬＥＤチップ１と光ファイバ３とを光結合することができ、ＬＥＤチップ１と光ファイバ３との間の光結合損失を低減できるとともに小型化および低コスト化が可能となる。また、直線状の光ファイバ３の長さがＬＥＤチップ１側とは反対側の端面３１ｂから増幅自然放出光が出射される長さに形成されているので、発光効率が高くなるとともに点光源とみなすことが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤチップと光ファイバとを用いた発光装置に関するものである。

従来から、ＬＥＤチップと光ファイバとを用いた発光装置として、図９に示すように、青色光を放射するＬＥＤチップをＣＡＮパッケージに収納した青色発光ダイオード１０１と、青色発光ダイオード１０１から放射された光によって励起されてＬＥＤチップよりも長波長の光を放射する希土類元素がコアに添加された光ファイバ１０３と、青色発光ダイオード１０１と光ファイバ１０３との間に配置され青色発光ダイオード１０１から放射された光を光ファイバ１０３のコアの端面に集光する両凸レンズからなる光学レンズ１０２とを備え、一部を環状に曲げた光ファイバ１０３のクラッドの外周面から青色光と希土類元素の放射する光との混色光よりなる白色光を放射させるようにした発光装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−２１１２２１号公報

しかしながら、図９に示した構成の発光装置では、青色発光ダイオード１０１から放射された光を集光してスポットサイズを変換する手段として、両凸レンズからなる光学レンズ１０２を用いているので、部品点数が増加するとともに小型化が難しく、その上、ＬＥＤチップと光ファイバ１０３との間の光結合損失が大きくなって発光効率が低下してしまう。また、図９に示した構成の発光装置では、青色発光ダイオード１０１のＬＥＤチップと光学レンズ１０２と光ファイバ１０３のコアとの光軸合わせを行うためにアクティブアライメントを行わなければならず、生産効率が低下してコストが高くなってしまう。

また、一般的に、ＬＥＤチップを利用した発光装置を、配光制御用部材（例えば、レンズ、反射鏡など）を有する照明器具に組み込んで使用する場合、光利用効率および配光制御用部材での配光制御性を向上させるためには、発光装置を点光源と見なせるように発光装置の光出射面の面積を小さくすることが要求される。

しかしながら、図９に示した構成の発光装置は、光ファイバ１０３のクラッドの外周面から白色光を放射させるものであるから、点光源とみなすことはできない。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、光結合損失の低減、小型化および低コスト化が可能であり、且つ、発光効率が高く、点光源とみなせる発光装置を提供することにある。

請求項１の発明は、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが実装されたパッケージと、ＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップよりも長波長の光を放射する希土類元素がコアに添加されてなりＬＥＤチップに光結合する直線状の光ファイバとを備え、光ファイバがＬＥＤチップに光軸が一致する形でパッケージに保持されるとともに、パッケージには、ＬＥＤチップから放射される光の広がり角を制御する広がり角制御部が設けられ、且つ、光ファイバは、ＬＥＤチップ側とは反対側の端面から増幅自然放出光が出射される長さに形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、直線状の光ファイバがＬＥＤチップに光軸が一致する形でパッケージに保持されるとともに、パッケージには、ＬＥＤチップから放射される光の広がり角を制御する広がり角制御部が設けられているので、従来のような光学レンズを用いてスポットサイズを変換することなくＬＥＤチップと光ファイバとを光結合することができるから、ＬＥＤチップと光ファイバとの間の光結合損失を低減できるとともに小型化および低コスト化が可能となり、しかも、直線状の光ファイバの長さがＬＥＤチップ側とは反対側の端面から増幅自然放出光が出射される長さに形成されているので、発光効率が高くなるとともに点光源とみなすことが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記光ファイバは、前記ＬＥＤチップに近い端面側に、前記ＬＥＤチップから放射される光を透過し前記希土類元素から放射される光を反射する反射構造部が形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、反射構造部により、前記コアから前記ＬＥＤチップ側への戻り光を防止することができ、発光効率の向上を図れる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記光ファイバは、ダブルクラッド光ファイバであることを特徴とする。

この発明によれば、前記光ファイバがダブルクラッド光ファイバなので、前記ＬＥＤチップからの光を内側のクラッドで伝搬させ、前記希土類元素からの光を前記コアで伝搬させることが可能となり、前記ＬＥＤチップと前記光ファイバとの光結合損失のより一層の低減を図れるとともに、前記コアの発熱を抑制でき、発光効率の向上を図れる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記光ファイバにおける前記ＬＥＤチップ側とは反対側の端面に、前記コアを伝搬してきた光と前記コアに近い側のクラッドを伝搬してきた光とを混色させる配光レンズ部が設けられてなることを特徴とする。

この発明によれば、配光レンズ部が設けられていることにより、前記ＬＥＤチップとして可視光ＬＥＤチップを用いることができ、紫外ＬＥＤチップを用いる場合に比べて光出力の高出力化を図れる。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記光ファイバは、フォトニック結晶光ファイバであることを特徴とする。

この発明によれば、前記光ファイバがフォトニック結晶光ファイバなので、光閉じ込め効果を高めることができて前記コアの断面積を大きくすることができ、前記ＬＥＤチップと前記光ファイバとの光結合損失を低減できる。

請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記光ファイバは、前記ＬＥＤチップに近い端面側に、前記ＬＥＤチップと前記光ファイバとの光結合用のフォトニック結晶が形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、光結合用のフォトニック結晶により、前記ＬＥＤチップからの光を効率良く前記光ファイバに導入することができる。

請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、前記光ファイバにおける前記ＬＥＤチップ側とは反対側の端面に、前記光ファイバのコアと同じ材料からなる端面保護用のエンドキャップが被着されてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記光ファイバにおける前記ＬＥＤチップ側とは反対側の端面に、光エネルギなどに起因した損傷が発生するのを防止することができる。

請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７の発明において、前記パッケージは、前記ＬＥＤチップを囲み外周形状が円形状である枠体部を有し、前記光ファイバは、前記ＬＥＤチップ側の端面に枠体部に嵌合する嵌合穴が形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記パッケージの枠体部に前記光ファイバの嵌合穴を嵌合させることにより前記パッケージに対する前記光ファイバの位置決めがなされるので、前記パッケージに対する前記光ファイバの位置決めが容易になり、前記ＬＥＤチップの光軸と前記光ファイバの光軸とのアライメント精度を向上できる。

請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８の発明において、前記パッケージは、前記ＬＥＤチップを封止し且つ前記ＬＥＤチップから放射される光の前記光ファイバへの入射角を前記光ファイバの最大受光角以下とするレンズ状封止部を有することを特徴とする。

この発明によれば、前記パッケージが前記ＬＥＤチップから放射される光の前記光ファイバへの入射角を前記光ファイバの最大受光角以下とするレンズ状封止部を有することにより、前記ＬＥＤチップからの光を前記光ファイバへより効率良く導入することができる。

請求項１の発明では、ＬＥＤチップと光ファイバとの間の光結合損失を低減できるとともに小型化および低コスト化が可能となり、しかも、直線状の光ファイバの長さがＬＥＤチップ側とは反対側の端面から増幅自然放出光が出射される長さに形成されているので、発光効率が高くなるとともに点光源とみなすことが可能となるという効果がある。

実施形態１の発光装置の概略断面図である。 同上の発光装置における要部の他の構成例の説明図である。 同上の発光装置の他の構成例における要部概略断面図である。 実施形態２の発光装置の概略断面図である。 実施形態３の発光装置の概略断面図である。 同上の発光装置の他の構成例における要部概略断面図である。 実施形態４の発光装置の概略断面図である。 同上の発光装置の他の構成例における要部概略断面図である。 従来の発光装置の概略構成図である。

（実施形態１）
本実施形態の発光装置は、図１に示すように、ＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１が実装されたパッケージ２と、ＬＥＤチップ１から放射された光によって励起されてＬＥＤチップ１よりも長波長の光を放射する希土類元素がコア３１に添加されてなりＬＥＤチップ１に光結合する直線状の光ファイバ３とを備えている。なお、図１では、光ファイバ３のクラッド３２の外周面を覆っている被覆の図示を省略してある。

上述のＬＥＤチップ１は、青色の光を放射するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップであって、厚み方向の一表面側に、図示しない各電極（アノード電極、カソード電極）が形成されており、パッケージ２の一部を構成する矩形板状のベース基板２１にフリップチップ実装してある。なお、ＬＥＤチップ１は、青色ＬＥＤチップに限定するものではなく、例えば、紫色の光を放射する紫色ＬＥＤチップや、紫外光を放射する紫外ＬＥＤチップや、緑色の光を放射する緑色ＬＥＤチップなどでもよい。また、本実施形態では、ＬＥＤチップ１としてチップサイズが０．３ｍｍ□のものを用いているが、ＬＥＤチップ１のチップサイズは特に限定するものではなく、例えば、１ｍｍ□のものを用いてもよい。また、ベース基板２１の外周形状は矩形状に限定するものではなく、例えば、六角形状、八角形状、円形状などでもよい。

ベース基板２１は、ＬＥＤチップ１への給電用の一対の配線パターン２２，２２を有しており、厚み方向の一表面側においてＬＥＤチップ１の各電極それぞれが配線パターン２２，２２とバンプ２５，２５を介して接合され電気的に接続されている。なお、各バンプ２５は、Ａｕバンプにより構成してあるが、各バンプ２５の材料は特に限定するものではない。また、各電極に接合するバンプ２５の数は特に限定するものではなく、各電極の面積に応じて適宜設定すればよく、バンプ２５の数を多くしたほうがＬＥＤチップ１で発生する熱を効率良くベース基板２１へ放熱させることが可能となる。

本実施形態の発光装置は、ＬＥＤチップ１がベース基板１にフリップチップ実装されているが、ＬＥＤチップ１の各電極をボンディングワイヤを介して配線パターン２２，２２と電気的に接続する実装構造を採用してもよい。なお、ＬＥＤチップ１は、厚み方向の上記一表面側に各電極が形成されているが、厚み方向の上記一表面側に一方の電極が形成され、他表面側に他方の電極が形成されたものを用いてもよく、この場合には、２つの電極のうちの一方の電極を一方の配線パターン２２に例えばＡｕＳｎ層からなる導電性接合層を介して電気的に接続し、他方の電極を他方の配線パターン２２にボンディングワイヤを介して電気的に接続すればよい。

また、パッケージ２は、ＬＥＤチップ１を封止し且つＬＥＤチップ１から放射される光の光ファイバ３への入射角を光ファイバ３の最大受光角以下（本実施形態では、コア３１におけるＬＥＤチップ１側の端面３１ａの最大受光角以下）とする凸レンズ状のレンズ状封止部２４を有している。ここで、レンズ状封止部２４の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなどの透光性材料を採用すればよい。

また、パッケージ２は、上述のベース基板２１の上記一表面側に、ＬＥＤチップ１およびレンズ状封止部２４を囲み外周形状が円形状である枠体部２３を有している。ここにおいて、枠体部２３は、円形状に開口した枠状の形状であって、ベース基板２１から突出高さ寸法をレンズ状封止部２４の高さ寸法よりもやや大きく設定してある。枠体部２３の材料としては、例えば、ＬＥＤチップ１から放射される光の反射率が高い金属（例えば、Ａｌなど）などを採用すればよく、本実施形態では、Ａｌを採用している。なお、枠体部２３の材料は金属に限らず、高耐熱の樹脂（例えば、ＰＢＴなど）などを採用してもよく、この場合は、枠体部２３の内側面に、例えば、ＡｌやＡｇなどを蒸着すればよい。

上述の枠体部２３は、ＬＥＤチップ１から放射されパッケージ２から出射する光の広がり角を制御して光ファイバ３への入射角を制御する機能を有している。要するに、本実施形態では、枠体部２３が、ＬＥＤチップ１から放射される光の広がり角を制御する広がり角制御部を構成している。

上述の枠体部２３の形状は、図１の形状に限らず、例えば、図２（ａ）に示すように、先端部から内方へ延出する庇部２３ａを設けた形状でもよいし、図２（ｂ）に示すように、ベース基板２１から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる形状に形成してもよい。また、枠体部２３は、内側面を放物面状の形状としてもよい。

上述のベース基板２１は、電気絶縁性を有し且つ熱伝導性の高いＡｌＮ基板からなるセラミック基板を用いて形成してあるが、セラミック基板に限らず、例えば、シリコン基板を用いて形成してもよく、この場合には、シリコン基板の厚み方向の一表面側のみに配線パターン２２，２２を設けるか、あるいは、配線パターン２２，２２の一部をシリコン基板の厚み方向に貫通する貫通孔配線により構成するようにすれば、１枚のシリコンウェハに多数のベース基板２１を形成した後で個々のベース基板２１にダイシングすることが可能となる。

また、上述の枠体部２３もシリコン基板を用いて形成してもよく、ベース基板２１と枠体部２３とを１枚のシリコン基板を用いて形成してもよいし、２枚のシリコン基板を用いて形成してもよく、いずれにしても、１枚のシリコンウェハあるいは２枚のシリコンウェハを用いて多数のパッケージ２を形成した後で、各パッケージ２それぞれに光ファイバ３を機械的且つ光学的に結合してから、個々のパッケージ２にダイシングすることが可能となる。

光ファイバ３は、上述のように希土類元素がコア３１に添加されているが、上述のようにＬＥＤチップ１の発光色が青色の場合、希土類元素としては、例えば、Ｐｒ（緑色〜赤色の光を放射する）、Ｓｍ（橙色〜赤色の光を放射する）、Ｅｕ（赤色の光を放射する）、Ｅｒ（緑色〜赤色の光を放射する）、Ｈｏ（緑色〜赤色の光を放射する）、Ｄｙ（黄色の光を放射する）、Ｔｂ（緑色の光を放射する）などから適宜採用すればよい。

また、光ファイバ３としては、シングルモードファイバを採用しているが、シングルモードファイバに限らず、ステップインデックス型（ＳＩ型）マルチモードファイバや、グレーデッドインデックス型（ＧＩ型）マルチモードファイバなどを採用してもよい。

上述の光ファイバ３は、ＬＥＤチップ１に光軸が一致する形でパッケージ２に保持されている。光ファイバ３は、ＬＥＤチップ１側の端面に、パッケージ２の枠体部２３に嵌合する嵌合穴３３が形成されている。ここで、光ファイバ３の嵌合穴３３は、コア３１におけるＬＥＤチップ１側の端面（光入射面）３１ａを光ファイバ３の光軸方向において他の部位（クラッド３２および被覆）よりも後退させる（コア３１の一部を除去する）ことにより形成されている。また、嵌合穴３３の深さ寸法は、枠体部２３の突出高さ寸法と同じ寸法に設定してある。したがって、ＬＥＤチップ１の光軸方向においてＬＥＤチップ１とコア３１との相対的な位置精度を高めることができる。

ところで、光ファイバ３は、ＬＥＤチップ１に光軸が一致する形でパッケージ２に保持され、且つ、ＬＥＤチップ１側とは反対側の端面（光出射面）３１ｂから増幅自然放出光（Amplified Spontaneous Emission）が出射される長さに形成されている。なお、光ファイバ３の長さは、コア３１の直径にもよるが、コア３１の直径が０．５ｍｍの場合には、例えば、コア３１の全長（両端面３１ａ，３１ｂ間の距離）が４０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の範囲内となるように適宜設定すればよい。

以上説明した本実施形態の発光装置では、コア３１に希土類元素を添加した直線状の光ファイバ３がＬＥＤチップ１に光軸が一致する形でパッケージ２に保持されるとともに、パッケージ２には、ＬＥＤチップ１から放射される光の広がり角を制御する広がり角制御部たる枠体部２３が設けられているので、従来のような両凸レンズよりなる光学レンズ１０２（図９参照）を用いてスポットサイズを変換することなくＬＥＤチップ１と光ファイバ３とを光結合することができるから、ＬＥＤチップ１と光ファイバ３との間の光結合損失を低減できるとともに小型化および低コスト化が可能となり、しかも、直線状の光ファイバ３の長さがＬＥＤチップ１側とは反対側の端面３１ｂから増幅自然放出光が出射される長さに形成されているので、発光効率が高くなるとともに点光源とみなすことが可能となる。しかして、本実施形態の発光装置は、指向性が強いので、レンズや反射鏡などの配光制御部材による配光制御の自由度が高く、しかも、光出力も大きいので、例えば、照明用途（照明器具など）の光源や、自動車のヘッドライト用の光源などとしても適用可能である。

ここで、本実施形態の発光装置では、光ファイバ３におけるＬＥＤチップ１側とは反対側の端面３１ｂからＬＥＤチップ１からの光と希土類元素からの光の混色光として白色光が放射される（出射される）が、希土類元素の波長変換効率が高く、且つ、当該端面３１ｂから増幅自然放出光が出射されることから、光出力の高出力化を図れるので、図３に示すように、光ファイバ３におけるＬＥＤチップ１側とは反対側の端面３１ｂに、光ファイバ３のコア３１と同じ材料からなる端面保護用のエンドキャップ４を被着してもよく、このようなエンドキャップ４を被着しておくことにより、光ファイバ３におけるＬＥＤチップ１側とは反対側の端面３１ｂに、光エネルギなどに起因した損傷が発生するのを防止することができる。なお、光ファイバ３の光軸方向におけるエンドキャップ４の長さは、例えば、数１００μｍ〜数ｍｍ程度とすればよい。ここで、エンドキャップ４は、少なくともコア３１の端面３１ｂに被着されていればよく、コア３１の当該端面３１ｂから離れるにつれて断面積が徐々に大きくなる形状とすることが好ましい。なお、エンドキャップ４は、コア３１とクラッド３２との両方に跨るように被着してもよい。

また、本実施形態の発光装置では、パッケージ２の枠体部２３に光ファイバ３の嵌合穴３３を嵌合させることによりパッケージ２に対する光ファイバ３の位置決めがなされるので、パッケージ２に対する光ファイバ３の位置決めが容易になり、アクティブアライメントを行うことなくＬＥＤチップ１の光軸と光ファイバ３の光軸とのアライメント精度を向上できる。

また、本実施形態の発光装置では、パッケージ２がＬＥＤチップ１から放射される光の光ファイバ３への入射角を光ファイバ３の最大受光角以下とするレンズ状封止部２４を有しているので、ＬＥＤチップ１からの光を光ファイバ３へより効率良く導入することができる。また、本実施形態の発光装置において、光ファイバ３におけるＬＥＤチップ１に近い端面側に、ＬＥＤチップ１と光ファイバ３との光結合用のフォトニック結晶を形成してもよく、このような光結合用のフォトニック結晶を形成しておけば、ＬＥＤチップ１からの光を更に効率良く光ファイバ３に導入することができる。

（実施形態２）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図４に示すように、光ファイバ３において、ＬＥＤチップ１に近い端面３１ａ側に、ＬＥＤチップ１から放射される光を透過しコア３１の希土類元素から放射される光を反射する反射構造部３４が形成されている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符合を付して説明を省略する。

反射構造部３４は、ＬＥＤチップ１から放射される光を透過しコア３１の希土類元素から放射される光を反射するように設計したＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）により構成されている。

しかして、本実施形態の発光装置では、光ファイバ３に上述の反射構造部３４が形成されていることにより、コア３１からＬＥＤチップ１側への戻り光を防止することができ、発光効率の向上を図れる。

（実施形態３）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態２と同じであり、図５に示すように、光ファイバ３の反射構造部３４がフォトニック結晶により構成されている。なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

ここにおいて、反射構造部３４を構成するフォトニック結晶は、コア３１の材料（例えば、ガラス、石英、プラスチックなど）からなる第１の媒質３４ａとコア３１の材料とは屈折率の異なる第２の媒質３４ｂとで構成されて、３次元の屈折率周期構造を有している。なお、反射構造部３４を構成するフォトニック結晶の構造は特に限定するものではない。

しかして、本実施形態の発光装置は、実施形態２と同様、光ファイバ３に上述の反射構造部３４が形成されていることにより、コア３１からＬＥＤチップ１側への戻り光を防止することができ、発光効率の向上を図れる。

なお、本実施形態や実施形態２においても、実施形態１で説明したエンドキャップ４を設けてもよいことは勿論である。

また、実施形態１〜３において、光ファイバ３として例えば図６に示すような断面構造のフォトニック結晶光ファイバを用いてもよく、この場合には、光閉じ込め効果を高めることができてコア３１の断面積を大きくすることができ、ＬＥＤチップ１と光ファイバ３との光結合損失をより低減できる。

（実施形態４）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図７に示すように、光ファイバ３としてダブルクラッド光ファイバを用いている点などが相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態における光ファイバ３は、実施形態１で説明したクラッド（以下、第１のクラッドと称する）３２の外側にクラッド（以下、第２のクラッドと称する）３５が形成されており、ＬＥＤチップ１からの光を両クラッド３２，３５の界面で全反射させコア３１に近い側の第１のクラッド３２を伝搬させるようにしてある。ここにおいて、光ファイバ３の嵌合穴３３は、コア３１および第１のクラッド３２それぞれにおけるＬＥＤチップ１側の端面（光入射面）３１ａ，３２ａを光ファイバ３の光軸方向において他の部位（第２のクラッド３５および被覆）よりも後退させる（コア３１および第１のクラッド３２それぞれの一部を除去する）ことにより形成されている。また、パッケージ２の枠体部２３は、円形状に開口されており、開口径がコア３１の内径よりも大きく且つ第２のクラッド３２の外径よりも小さく設定してある。

また、本実施形態の発光装置では、ＬＥＤチップ１として主波長が４０５ｎｍの紫外光を放射するＩｎＧａＮ系の紫外ＬＥＤチップを用い、コア３１におけるＬＥＤチップ１側とは反対側の端面３１ｂから混色光として白色光が出射されるように、コア３１に互いに発光色の異なる複数種の希土類元素を添加してある。なお、ＬＥＤチップ１の主波長や端面３１ｂから出射される混色光の色は特に限定するものではない。

しかして、本実施形態の発光装置によれば、光ファイバ３がダブルクラッド光ファイバなので、ＬＥＤチップ１からの光を内側のクラッド３１で伝搬させ、コア３１の希土類元素からの光をコア３１で伝搬させることが可能となり、ＬＥＤチップ１と光ファイバ３との光結合損失のより一層の低減を図れるとともに、コア３１の発熱を抑制でき、発光効率の向上を図れる。

ところで、本実施形態の発光装置において、ＬＥＤチップ１として青色ＬＥＤチップなどの可視光ＬＥＤチップを用いる場合には、図８に示すように、光ファイバ３におけるＬＥＤチップ１側とは反対側の端面の形状を、コア３１を伝搬してきた光とコア３１に近い側のクラッド３２を伝搬してきた光とを混色させるレンズ状に形成すればよい。ここで、図８に示した例では、コア３１の端面３１ｂを負の屈折力を有する凹形状とするとともに第１のクラッド３２の端面３２ｂを正の屈折力を有する凸形状とし、コア３１の端面３１ｂと第１のクラッド３２の端面３２ｂとを滑らかに連続させてある。なお、図８では、コア３１の端面３１ｂから出射される光の広がり範囲を一点鎖線で示し、第１のクラッド３２の端面３２ｂから出射される光の広がり範囲を二点鎖線で示してある。

しかして、本実施形態の発光装置によれば、光ファイバ３におけるＬＥＤチップ１側とは反対側の端面が、コア３１を伝搬してきた光とコア３１に近い側のクラッド３２を伝搬してきた光とを混色させる配光レンズ部を構成しているので、ＬＥＤチップ１として可視光ＬＥＤチップを用いることができ、紫外ＬＥＤチップを用いる場合に比べて光出力の高出力化を図れる。

１ ＬＥＤチップ
２ パッケージ
３ 光ファイバ
４ エンドキャップ
２１ ベース基板
２３ 枠体部（広がり角制御部）
２４ レンズ状封止部
３１ コア
３１ａ 端面（光入射面）
３１ｂ 端面（光出射面）
３２ クラッド
３２ａ 端面
３２ｂ 端面
３３ 嵌合穴
３４ 反射構造部
３５ クラッド

Claims (9)

1. ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが実装されたパッケージと、ＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップよりも長波長の光を放射する希土類元素がコアに添加されてなりＬＥＤチップに光結合する直線状の光ファイバとを備え、光ファイバがＬＥＤチップに光軸が一致する形でパッケージに保持されるとともに、パッケージには、ＬＥＤチップから放射される光の広がり角を制御する広がり角制御部が設けられ、且つ、光ファイバは、ＬＥＤチップ側とは反対側の端面から増幅自然放出光が出射される長さに形成されてなることを特徴とする発光装置。
2. 前記光ファイバは、前記ＬＥＤチップに近い端面側に、前記ＬＥＤチップから放射される光を透過し前記希土類元素から放射される光を反射する反射構造部が形成されてなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記光ファイバは、ダブルクラッド光ファイバであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
4. 前記光ファイバにおける前記ＬＥＤチップ側とは反対側の端面が、前記コアを伝搬してきた光と前記コアに近い側のクラッドを伝搬してきた光とを混色させるレンズ状に形成されてなることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
5. 前記光ファイバは、フォトニック結晶光ファイバであることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
6. 前記光ファイバは、前記ＬＥＤチップに近い端面側に、前記ＬＥＤチップと前記光ファイバとの光結合用のフォトニック結晶が形成されてなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
7. 前記光ファイバにおける前記ＬＥＤチップ側とは反対側の端面に、前記光ファイバのコアと同じ材料からなる端面保護用のエンドキャップが被着されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
8. 前記パッケージは、前記ＬＥＤチップを囲み外周形状が円形状である枠体部を有し、前記光ファイバは、前記ＬＥＤチップ側の端面に枠体部に嵌合する嵌合穴が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の発光装置。
9. 前記パッケージは、前記ＬＥＤチップを封止し且つ前記ＬＥＤチップから放射される光の前記光ファイバへの入射角を前記光ファイバの最大受光角以下とするレンズ状封止部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の発光装置。

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