JP2020021761A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1または複数の第1配線と、
複数の第2配線と、
前記第1配線に底面電極が接続された複数の発光素子と、
各々の前記発光素子に対応する前記第2配線に底面電極が接続された、各々の前記発光素子とそれぞれ接続される複数の保護素子と、
各々の前記発光素子の上面電極及び対応する前記第2配線の間を繋ぐ複数の第1ワイヤと、
前記複数の保護素子の上面電極の間を繋ぐ第2ワイヤと、
少なくとも1つの前記保護素子の上面電極及び前記第1配線の間を繋ぐ第3ワイヤと、
を備え、
前記複数の発光素子及び前記複数の保護素子の上面電極が同極性であり、
前記第1ワイヤが前記第2ワイヤの下側に配置される。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態や実施例に分けて示す場合があるが、異なる実施形態や実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態や実施例では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態や実施例ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。
はじめに、図1から図4を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る光源装置について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る光源装置を模式的に示す斜視図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る光源装置を模式的に示す平面図である。図3は、図2のIII−III断面を示す断面図である。図4は、本発明の第1の実施形態に係る光源装置の回路構成を示す回路図である。図4の回路図において、図面上側から下側に電流が流れることを矢印で示す。
基板42上には、複数の(ここでは6個の)発光素子10A〜10Fが配置されている。また、基板42上には、発光素子10A〜10Fから出射された光を反射する反射面50Aを有する立ち上げミラー50が配置されている。反射面50Aにより、発光素子10A〜10Fから出射された光は、基板42に対して略垂直上側の方向に反射される。
ただし、発光素子がレーザダイオードに限られるものではなく、LEDをはじめとするその他の任意の発光素子を用いることができる。
略対称に配置された部材及びその配線のうち、以下においては、図2で下側に配置された3つの発光素子10A〜10C及び対応する保護素子20A〜20Cを例にとって説明する。
まず、発光素子10Aについて説明すると、第1ワイヤ30Aにより、第2配線6A及び発光素子10Aの上面電極が繋がれている。また、発光素子10Aの底面電極が第1配線4に繋がれている。これにより、第2配線6に電力を供給することにより、第1ワイヤ30Aを介して電流が発光素子10Aの上面電極(P電極)に流れ、上面電極(P電極)からP型クラッド層、活性層、N型クラッド層の順に流れた後、発光素子10Aの底面電極(N電極)から第1配線4に流れる。これにより、発光素子10Aを個別に発光させることができる。
第2ワイヤ32CAにより、一番左の保護素子20Cの上面電極(P電極)及び中央の保護素子20Aの上面電極(P電極)が繋がれている。更に、第2ワイヤ32ABにより、中央の保護素子20Cの上面電極(P電極)及び右側の保護素子20Bの上面電極(P電極)が繋がれている。そして、第3ワイヤ34Bにより、右側の保護素子20Bの上面電極(P電極)及び第1配線4が繋がれている。
なお、電流は、電気抵抗の少ない方へ流れるので、第2ワイヤ32ABから保護素子20Bへ流れた電流は、保護素子20B内を流れることはなく、第3ワイヤ34Bの方へ流れる。これにより、発光素子10Aを、確実に逆電流から保護することができる。
次に、1または複数の配線上に複数の発光素子が実装され、各々の発光素子に対応した個々の配線上に各々の発光素子に対応した保護素子が実装され、発光素子の上面電極及び保護素子の上面電極が同一の極性を有する光源装置における配線について考える。このような光源装置では、一般的に、各々の発光素子の上面電極及び個々の配線の間を繋ぐワイヤ、並びに各々の保護素子の上面電極及び1または複数の配線の間を繋ぐワイヤの干渉を避けるため、個々の部材を離間して配置する必要がある。これにより、基板は全体として大きな面積を要する。
しかし、保護素子20A〜20Cの上面電極の間を第2ワイヤ32CA、32ABで繋いで、立ち上げミラー50や発光素子10A〜10Cと干渉する可能性が低い位置にある保護素子20Bの上面電極を、第3ワイヤ34で第1配線4に繋ぐことにより、仮に、第2配線6Cで逆電流が生じたとしても、逆電流が発光素子10Cに流れることなく、保護素子20Cを流れて第1配線4へ逃がすことができる。
また、本実施形態では、1つの第1配線4に複数の発光素子10A〜10Fが実装されているが、複数の第1配線4・・を備えて、個々の発光素子10が個々の第1配線4・・に実装されている場合もあり得る。その場合であっても、少なくとも1つの保護素子20の上面電極と何れかの第1配線4・・との間を第3ワイヤ34で繋げば、任意の保護素子20内を流れた電流を、保護素子20の上面電極の間を繋ぐ第2ワイヤ32及び第3ワイヤ34を介して、第3ワイヤ34に接続された第1配線4に逃がすことができる。
次に、発光素子10A〜10C及び対応する保護素子20A〜20Cに対して、略対称に配置された発光素子10D〜10F及び対応する保護素子20D〜20Fについて説明する。これらの配置、配線及び機能については、上記の場合と同様である。
本実施形態に係る光源装置2において、発光素子10A、10Bが青色波長域の光を出射し、発光素子10C、10Dが緑色波長域の光を出射し、発光素子10E、10Fが赤色波長域の光を出射する場合が考えられる。この場合、立ち上げミラー50で基板42に対して略垂直上側に反射された光を集光することにより、白色光を出射する小型な光源装置を実現できる。
次に、図5を参照しながら、本発明の第2の実施形態に係る光源装置を説明する。図5は、本発明の第2の実施形態に係る光源装置を模式的に示す斜視図である。
図5に示す光源装置2’では、パッケージ40’の基板42の幅方向の両側に、基板42より高い位置にある面を有する段差部46を備える点で、上記の第1の実施形態に係る光源装置2と異なる。
また、発光素子10A〜10Fの上面電極から立ち上げた第1ワイヤ30A〜30Fを、第2配線6A〜6Fに接続するために大きく立ち下げる必要がないので、ワイヤでの屈曲の度合いが小さくなり、信頼性の高い配線を実現できる。同様に、第1ワイヤとの干渉を避けるため、第2ワイヤ32CA、32AB、32DF、32FEを保護素子20A〜20Fの上面電極から大きく立ち上げる必要がないので、ワイヤでの屈曲の度合いが小さくなり、信頼性の高い配線を実現できる。
次に、図6から図9を参照しながら、本発明の第3の実施形態に係る光源装置について説明する。図6は、本発明の第3の実施形態に係る光源装置を模式的に示す斜視図である。図7は、本発明の第3の実施形態に係る光源装置を模式的に示す平面図である。図8は、図7のVIII−VIII断面を示す断面図である。図9は、本発明の第3の実施形態に係る光源装置の回路構成を示す回路図である。図9の回路図において、図面上側から下側に電流が流れることを矢印で示す。
本実施形態においても、6つの発光素子10P〜10Uを個々に制御可能であり、3つの発光素子10P〜10R及び対応する保護素子20P〜20R、並びに3つの発光素子10S〜10U及び対応する保護素子20S〜20Uは、略対称に配置され、結線されている。
略対称に配置された部材及びその配線のうち、以下においては、図7で下側に配置された3つの発光素子10P〜10R及び対応する保護素子20P〜20Rを例にとって説明する。
2つの発光素子10P、10Q及び対応する保護素子20P、20Qについては、上記の第1の実施形態と同様である。発光素子10P、10Qは、第1配線4に底面電極が接続され、保護素子20P、20Qは、発光素子10P、10Qに対応する第2配線6P、6Qに底面電極が接続されている。また、発光素子10P、10Q及び保護素子20P、20Qの上面電極は同極性(P電極)である。
そして、発光素子10Rの上面電極及び対応する保護素子20Rの上面電極の間が、第4ワイヤ36Rで繋がれ、保護素子20Rの上面電極及び発光素子10Rに対応する個別配線8Rの間が第5ワイヤ38Rで繋がれている。
次に、発光素子10P〜10R及び対応する保護素子20P〜20Rに対して、略対称に配置された発光素子10S〜10U及び対応する保護素子20S〜20Uについて説明する。配置、配線及び機能については、上記の場合と同様である。
4 第1配線
6、6A〜F、P、Q、T、U 第2配線
8R、S 個別配線
10、10A〜F、P〜U 発光素子
20、20A〜F、P〜U 保護素子
30、30A〜F、P〜U 第1ワイヤ
32、32A〜F、P〜U 第2ワイヤ
34、34B、E、Q、T 第3ワイヤ
36R、S 第4ワイヤ
38R、S 第5ワイヤ
40、40’ パッケージ
42 基板
44 側壁
46 段差部
50 立ち上げミラー
50A 反射面
Claims (9)
- 1または複数の第1配線と、
複数の第2配線と、
前記第1配線に底面電極が接続された複数の発光素子と、
各々の前記発光素子に対応する前記第2配線に底面電極が接続された、各々の前記発光素子とそれぞれ接続される複数の保護素子と、
各々の前記発光素子の上面電極及び対応する前記第2配線の間を繋ぐ複数の第1ワイヤと、
前記複数の保護素子の上面電極の間を繋ぐ第2ワイヤと、
少なくとも1つの前記保護素子の上面電極及び前記第1配線の間を繋ぐ第3ワイヤと、
を備え、
前記複数の発光素子及び前記複数の保護素子の上面電極が同極性であり、
前記第1ワイヤが前記第2ワイヤの下側に配置されることを特徴とする光源装置。
- 前記第1配線及び前記第2配線が略同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記第2ワイヤにより、発光波長域が同一の前記発光素子に対応する前記保護素子の上面電極同士を繋ぐことを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。
- 前記前記第2ワイヤにより、半導体材料が異なる前記発光素子に対応する前記保護素子の上面電極同士を繋ぐことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の光源装置。
- 前記第1配線に底面電極が接続された更なる複数の発光素子と、
前記第1配線に底面電極が接続された、該発光素子に対応する更なる複数の保護素子と、
該発光素子に対応する更なる複数の個別配線と、
を備え、
該発光素子及び該保護素子の上面電極の極性が異なり、
該発光素子の上面電極、該発光素子に対応する該保護素子の上面電極、及び該発光素子に対応する該個別配線がワイヤで繋がれていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の光源装置。
- 前記発光素子として、青色波長域の光を出射する発光素子、緑色波長域の光を出射する発光素子、及び赤色波長域の光を出射する発光素子を備えることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の光源装置。
- 1つの前記発光素子が、複数の電極を備えることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の光源装置。
- 前記発光素子はレーザダイオードであることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の光源装置。
- 前記発光素子の出射側に立ち上げミラーが配置され、
前記保護素子の少なくとも一部が、前記立ち上げミラーの側方に配置されていることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の光源装置。
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