JP2729264B2 - 光ファイバ用半導体発光装置 - Google Patents
光ファイバ用半導体発光装置Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主に通信用、センサ用及び照明用に使用さ
れる光ファイバ結合型の光ファイバ用半導体発光装置に
関するものである。
れる光ファイバ結合型の光ファイバ用半導体発光装置に
関するものである。
従来より、半導体発光装置における発光素子と光ファ
イバとの結合効率の向上を図るため、種々の構造の半導
体発光装置が案出されている。第16図は従来の半導体発
光装置の概略概念図である。第16図においては51は発光
素子、52は光ファイバ、53は球レンズである。第16図に
おいて発光素子51が発する光は、矢印で示す光路をたど
って光ファイバ52の受光面52aに放射される。すなわ
ち、発光素子51が発した光のうち球レンズ53に放射した
光は、レンズ効果により集光され、光ファイバ52の受光
面52aに放射される。したがって、これらの光は発光素
子51と光ファイバ52との光の結合効率の向上に寄与す
る。
イバとの結合効率の向上を図るため、種々の構造の半導
体発光装置が案出されている。第16図は従来の半導体発
光装置の概略概念図である。第16図においては51は発光
素子、52は光ファイバ、53は球レンズである。第16図に
おいて発光素子51が発する光は、矢印で示す光路をたど
って光ファイバ52の受光面52aに放射される。すなわ
ち、発光素子51が発した光のうち球レンズ53に放射した
光は、レンズ効果により集光され、光ファイバ52の受光
面52aに放射される。したがって、これらの光は発光素
子51と光ファイバ52との光の結合効率の向上に寄与す
る。
しかしながら、発光素子51が発する光のうち側面方向
に発する光は、光ファイバ52へは達しない損失光とな
る。しかも、光ファイバ52に放射されない損失光の側面
方向の立体角ωが大きいので、大量の損失光が生じてい
た。
に発する光は、光ファイバ52へは達しない損失光とな
る。しかも、光ファイバ52に放射されない損失光の側面
方向の立体角ωが大きいので、大量の損失光が生じてい
た。
また、発光素子51の発光面は球レンズ53に対し比較的
面積が広いので、球レンズ53に対して点光源とみなすこ
とはできない。このため、発光素子51が発する光を球レ
ンズ53によって十分に制御することができなかった。
面積が広いので、球レンズ53に対して点光源とみなすこ
とはできない。このため、発光素子51が発する光を球レ
ンズ53によって十分に制御することができなかった。
更に、球レンズ53のレンズ効果は、発光素子51と球レ
ンズ53、及び球レンズ53と光ファイバ52との間に空気層
が介在することによって生ずるが、一方この空気層によ
る界面反射によって約１割の損失光が生じていた。
ンズ53、及び球レンズ53と光ファイバ52との間に空気層
が介在することによって生ずるが、一方この空気層によ
る界面反射によって約１割の損失光が生じていた。
このように、従来の半導体発光装置では、光ファイバ
52に到達しない無駄な光が多いため、発光素子51と光フ
ァイバ52との光の結合効率が悪いという欠点があった。
52に到達しない無駄な光が多いため、発光素子51と光フ
ァイバ52との光の結合効率が悪いという欠点があった。
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、発
光素子と光ファイバとの光の結合効率の向上を図ること
ができる光ファイバ用半導体発光装置を提供することを
目的とするものである。
光素子と光ファイバとの光の結合効率の向上を図ること
ができる光ファイバ用半導体発光装置を提供することを
目的とするものである。
発光素子と、該発光素子に電力を供給するリード部
と、前記発光素子の発光面に対向して設けられた凹面状
反射面とを有する光源部と、 前記光源部の凹面状反射面によって反射された光を伝送
する光ファイバとを備え、前記凹面状反射面は、前記発
光素子が発する光を、前記光ファイバの最大入射角以内
の角度範囲で集束するように反射して前記光ファイバに
放射するように形成され、且つ前記発光素子から発せら
れた光が前記光ファイバに入射するまでの光路は光透過
性材料により埋められていることを特徴とするものであ
る。
と、前記発光素子の発光面に対向して設けられた凹面状
反射面とを有する光源部と、 前記光源部の凹面状反射面によって反射された光を伝送
する光ファイバとを備え、前記凹面状反射面は、前記発
光素子が発する光を、前記光ファイバの最大入射角以内
の角度範囲で集束するように反射して前記光ファイバに
放射するように形成され、且つ前記発光素子から発せら
れた光が前記光ファイバに入射するまでの光路は光透過
性材料により埋められていることを特徴とするものであ
る。
また、前記凹面状反射面を、回転楕円面状に形成し、
前記発光素子を前記凹面状反射面の一方の焦点に配置
し、他方の焦点に前記光ファイバの受光面を配置するの
が好ましい。
前記発光素子を前記凹面状反射面の一方の焦点に配置
し、他方の焦点に前記光ファイバの受光面を配置するの
が好ましい。
更に、前記凹面状反射面は、複数の小凹面状反射面に
よって構成し、該複数の小凹面状反射面の各々に対応し
て前記光ファイバを配置し、且つ前記小凹面状反射面
は、反射した光が対応する前記光ファイバの最大入射角
以内の角度範囲で前記光ファイバに入射するように形成
するのが好ましい。また、前記小凹面状反射面は回転楕
円面状に形成し、且つ前記複数の小凹面状反射面は一方
の焦点を共通にして設け、該共通の焦点には前記発光素
子を配置し、他方の焦点には各小凹面状反射面に対応す
る前記光ファイバの受光面を配置するのが好ましい。
よって構成し、該複数の小凹面状反射面の各々に対応し
て前記光ファイバを配置し、且つ前記小凹面状反射面
は、反射した光が対応する前記光ファイバの最大入射角
以内の角度範囲で前記光ファイバに入射するように形成
するのが好ましい。また、前記小凹面状反射面は回転楕
円面状に形成し、且つ前記複数の小凹面状反射面は一方
の焦点を共通にして設け、該共通の焦点には前記発光素
子を配置し、他方の焦点には各小凹面状反射面に対応す
る前記光ファイバの受光面を配置するのが好ましい。
本発明は前記の構成により、光源部は発光素子が発す
る光を凹面状反射面で集束するように反射した後、前記
光ファイバに放射するので、発光素子が発した光を効率
よく前記光ファイバに放射することができる。
る光を凹面状反射面で集束するように反射した後、前記
光ファイバに放射するので、発光素子が発した光を効率
よく前記光ファイバに放射することができる。
また、前記光源部の空間部を光透過性材料で充填し、
光源部を一体的に形成することにより、光源部には空気
層が介在しなくなるので、光源部における空気層による
界面反射を無くすことができる。更に、光源部と光ファ
イバとを結合部を介して、着脱自在に結合することによ
り、光ファイバの交換が容易になり、光源部と光ファイ
バとを一体的に形成することにより、光源部と光ファイ
バとの結合部における光の損失を少なくすることができ
る。前者の場合には結合部に光ファイバを嵌合する凸部
又は凹部を形成することにより、容易に光ファイバを着
脱することができる。後者の場合には光源部に空間部に
充填される光透過性材料と同一の材料によって光ファイ
バを形成することにより、量産化が容易となる。
光源部を一体的に形成することにより、光源部には空気
層が介在しなくなるので、光源部における空気層による
界面反射を無くすことができる。更に、光源部と光ファ
イバとを結合部を介して、着脱自在に結合することによ
り、光ファイバの交換が容易になり、光源部と光ファイ
バとを一体的に形成することにより、光源部と光ファイ
バとの結合部における光の損失を少なくすることができ
る。前者の場合には結合部に光ファイバを嵌合する凸部
又は凹部を形成することにより、容易に光ファイバを着
脱することができる。後者の場合には光源部に空間部に
充填される光透過性材料と同一の材料によって光ファイ
バを形成することにより、量産化が容易となる。
更に、凹面状反射面を、回転楕円面状に形成し、発光
素子を凹面状反射面の一方の焦点に配置し、他方の焦点
に光ファイバの受光面を配置することにより、発光素子
が発した光を効率良く集束することができ、しかもその
集束した光を光ファイバに効率よく放射することができ
る。また、凹面状反射面によって反射された光が光ファ
イバの最大入射角以内の角度範囲で光ファイバに入射す
るように凹面状反射面を形成することにより、光ファイ
バに入射した光が光ファイバの側面から外部へ漏れるの
を防止することができる。
素子を凹面状反射面の一方の焦点に配置し、他方の焦点
に光ファイバの受光面を配置することにより、発光素子
が発した光を効率良く集束することができ、しかもその
集束した光を光ファイバに効率よく放射することができ
る。また、凹面状反射面によって反射された光が光ファ
イバの最大入射角以内の角度範囲で光ファイバに入射す
るように凹面状反射面を形成することにより、光ファイ
バに入射した光が光ファイバの側面から外部へ漏れるの
を防止することができる。
加えて、凹面状反射面を、複数の小凹面状反射面によ
って構成し、該複数の小凹面状反射面の各々に対応して
前記光ファイバを配置することにより、発光素子が発し
た光の複数の光ファイバに効率よく放射することができ
る。また、小凹面状反射面を回転楕円面状に形成し、且
つ前記複数の小凹面状反射面を一方の焦点を共通にして
設け、該共通の焦点には発光素子を配置し、他方の焦点
には各小凹面状反射面に対応する光ファイバの受光面を
配置することにより、各小凹面状反射面毎に発光素子が
発した光を効率良く集束することができ、しかも各小凹
面状反射面によって集束した光を対応する光ファイバに
効率よく放射することができる。また、各小凹面状反射
面によって反射された光が対応する光ファイバの最大入
射角以内の角度範囲で光ファイバに入射するように各小
凹面状反射面を形成することにより、光ファイバに入射
した光が光ファイバの側面から外部へ漏れるのを防止す
ることができる。
って構成し、該複数の小凹面状反射面の各々に対応して
前記光ファイバを配置することにより、発光素子が発し
た光の複数の光ファイバに効率よく放射することができ
る。また、小凹面状反射面を回転楕円面状に形成し、且
つ前記複数の小凹面状反射面を一方の焦点を共通にして
設け、該共通の焦点には発光素子を配置し、他方の焦点
には各小凹面状反射面に対応する光ファイバの受光面を
配置することにより、各小凹面状反射面毎に発光素子が
発した光を効率良く集束することができ、しかも各小凹
面状反射面によって集束した光を対応する光ファイバに
効率よく放射することができる。また、各小凹面状反射
面によって反射された光が対応する光ファイバの最大入
射角以内の角度範囲で光ファイバに入射するように各小
凹面状反射面を形成することにより、光ファイバに入射
した光が光ファイバの側面から外部へ漏れるのを防止す
ることができる。
以下に本発明の第１の実施例を第１図乃至第３図を参
照にして説明する。第１図は本発明の第１の実施例であ
る光ファイバ用半導体発光装置の光源部の概略断面図、
第２図はその発光素子が発する光の光路図、第３図はそ
の光源部の変形例を示す図である。第１乃至第３図にお
いて10は光源部、２は光ファイバである。光源部10は発
光素子１と、発光素子１に電力を供給するリードフレー
ム４と、ワイヤ５と、光透過性材料６と、光ファイバ２
と接合する接合面6aと、光透過性材料６の表面に形成さ
れた反射面6bとからなる。また、光ファイバ２は光ファ
イバ２の受光面2aと、光ファイバのコア部2bと、光ファ
イバのクラッド部2cとからなる。
照にして説明する。第１図は本発明の第１の実施例であ
る光ファイバ用半導体発光装置の光源部の概略断面図、
第２図はその発光素子が発する光の光路図、第３図はそ
の光源部の変形例を示す図である。第１乃至第３図にお
いて10は光源部、２は光ファイバである。光源部10は発
光素子１と、発光素子１に電力を供給するリードフレー
ム４と、ワイヤ５と、光透過性材料６と、光ファイバ２
と接合する接合面6aと、光透過性材料６の表面に形成さ
れた反射面6bとからなる。また、光ファイバ２は光ファ
イバ２の受光面2aと、光ファイバのコア部2bと、光ファ
イバのクラッド部2cとからなる。
発光素子１は一方のリードフレーム４にマウントさ
れ、ワイヤ５により他方のリードフレーム４と電気的に
接続されている。また、発光素子１とリードフレーム４
の先端部とワイヤ５とは光透過性材料６によりモールド
されている。その光透過性材料６の下端面は、発光素子
１の発光面と対向し、かつ発光素子１を一方の焦点とす
る回転楕円面状に形成され、その下端面には、鍍金又は
金属蒸着等による鏡面加工により、反射面6bが形成され
ている。光透過性材料６の上端面は光ファイバ２と結合
する接合面6aであり、回転楕円面状に形成された反射面
6bの他方の焦点に位置する。尚、反射面6bは、反射面6b
が反射した光が光ファイバ２の最大入射角以内の角度範
囲で光ファイバ２に入射するように形成されている。ま
た、反射面6bを金属鍍金した場合には、金属鍍金により
２本のリードフレーム４・４間が短絡されるのを防止す
るために、リードフレーム４・４には絶縁を施す必要が
ある。
れ、ワイヤ５により他方のリードフレーム４と電気的に
接続されている。また、発光素子１とリードフレーム４
の先端部とワイヤ５とは光透過性材料６によりモールド
されている。その光透過性材料６の下端面は、発光素子
１の発光面と対向し、かつ発光素子１を一方の焦点とす
る回転楕円面状に形成され、その下端面には、鍍金又は
金属蒸着等による鏡面加工により、反射面6bが形成され
ている。光透過性材料６の上端面は光ファイバ２と結合
する接合面6aであり、回転楕円面状に形成された反射面
6bの他方の焦点に位置する。尚、反射面6bは、反射面6b
が反射した光が光ファイバ２の最大入射角以内の角度範
囲で光ファイバ２に入射するように形成されている。ま
た、反射面6bを金属鍍金した場合には、金属鍍金により
２本のリードフレーム４・４間が短絡されるのを防止す
るために、リードフレーム４・４には絶縁を施す必要が
ある。
上記の構成によれば、リードフレーム４・４により発
光素子１に電力が供給され、発光素子１が発光する。発
光素子１が発した光は発光素子１の発光面に対向して設
けられた反射面6bにより反射される。ここで、本実施例
の反射面6bは回転楕円面状に形成され、しかも発光素子
１と接合面6aとは反射面6bの２つの焦点に各々配置され
ているので、第２図に示すように発光素子１が発した光
は、ほぼ損失なく有効に光ファイバ２との接合面6aに集
光される。そして、接合面6aに集光された光は光ファイ
バ２に入射し、伝送される。
光素子１に電力が供給され、発光素子１が発光する。発
光素子１が発した光は発光素子１の発光面に対向して設
けられた反射面6bにより反射される。ここで、本実施例
の反射面6bは回転楕円面状に形成され、しかも発光素子
１と接合面6aとは反射面6bの２つの焦点に各々配置され
ているので、第２図に示すように発光素子１が発した光
は、ほぼ損失なく有効に光ファイバ２との接合面6aに集
光される。そして、接合面6aに集光された光は光ファイ
バ２に入射し、伝送される。
また、発光素子１から接合面6aまでの光路は、光透過
性材料６で埋められ、空気層が介在していないので、発
光素子１が発した光が空気層との界面により反射される
ことはない。更に、反射面6bは、反射面6bが反射した光
の光ファイバ２への入射角が、光ファイバ２の最大入射
角以内の角度範囲になるように形成されているので、光
ファイバ２に入射した光が光ファイバ２の側面から外部
へ漏れることはない。加えて、光ファイバ２と接合面6a
との間は光ファイバ結合用結合剤等を用いることによ
り、空気層による界面反射を防止することができる。
性材料６で埋められ、空気層が介在していないので、発
光素子１が発した光が空気層との界面により反射される
ことはない。更に、反射面6bは、反射面6bが反射した光
の光ファイバ２への入射角が、光ファイバ２の最大入射
角以内の角度範囲になるように形成されているので、光
ファイバ２に入射した光が光ファイバ２の側面から外部
へ漏れることはない。加えて、光ファイバ２と接合面6a
との間は光ファイバ結合用結合剤等を用いることによ
り、空気層による界面反射を防止することができる。
上記の実施例によれば、発光素子１が発する光を反射
面6bにより効率よく光ファイバ２に放射し、しかも発光
素子１から接合面6aまでの光路を光透過性材料６で埋め
て界面反射による光損失を防止しているので、発光素子
１と光ファイバ２との光の結合効率の向上を図ることが
できる。更に、従来の半導体発光装置では、光の結合効
率を良くするため、発光素子51と、球レンズ53及び光フ
ァイバ52との位置合わせを正確に行う必要があるので、
製造が容易でないという欠点があったが、本実施例装置
は、光透過性材料６をモールドする際に反射面6bおよび
接合面6aを一体的に形成できるので、製造が容易であ
り、量産にも好適である。
面6bにより効率よく光ファイバ２に放射し、しかも発光
素子１から接合面6aまでの光路を光透過性材料６で埋め
て界面反射による光損失を防止しているので、発光素子
１と光ファイバ２との光の結合効率の向上を図ることが
できる。更に、従来の半導体発光装置では、光の結合効
率を良くするため、発光素子51と、球レンズ53及び光フ
ァイバ52との位置合わせを正確に行う必要があるので、
製造が容易でないという欠点があったが、本実施例装置
は、光透過性材料６をモールドする際に反射面6bおよび
接合面6aを一体的に形成できるので、製造が容易であ
り、量産にも好適である。
尚、光源部10の接合面6aは、光ファイバが太い場合や
光ファイバを束にして使用する場合には、反射面6bによ
って反射される光を有効に受光することができる位置で
あれば、第３図に示すように反射面6bの焦点からずらし
た位置に形成してもよい。
光ファイバを束にして使用する場合には、反射面6bによ
って反射される光を有効に受光することができる位置で
あれば、第３図に示すように反射面6bの焦点からずらし
た位置に形成してもよい。
また、接合面6aと光ファイバ２とは光ファイバ結合用
結合剤等を介さずに、空気層を介して結合してもよい。
これにより、光ファイバ２の結合や交換を容易に行うこ
とができる。
結合剤等を介さずに、空気層を介して結合してもよい。
これにより、光ファイバ２の結合や交換を容易に行うこ
とができる。
更に、0.1mm角のリードフレームを使用し、反射面6b
の直径を5mmとした場合でも発光素子１とリードフレー
ム４との影による損失は、約３％であるので、これらの
影による影響は効率上も特に問題とはならない。
の直径を5mmとした場合でも発光素子１とリードフレー
ム４との影による損失は、約３％であるので、これらの
影による影響は効率上も特に問題とはならない。
第４図及び第５図は光源部のリードフレームの変形例
を示す概略断面図である。第４図及び第５図において、
4aは端部に発光素子１がマウントされたカソード用リー
ドフレーム、4bはアノード用リードフレームである。
を示す概略断面図である。第４図及び第５図において、
4aは端部に発光素子１がマウントされたカソード用リー
ドフレーム、4bはアノード用リードフレームである。
第４図に示す変形例は、カソード用リードフレーム4a
とアノード用リードフレーム4bによって生ずる影の全部
又は一部が重なり合うようにカソード用リードフレーム
4aとアノード用リードフレーム4bとを配置してある。第
５図に示す変形例は、更にカソード用リードフレーム4a
とアノード用リードフレーム4bとを絶縁層30を介して一
体的に形成したものである。
とアノード用リードフレーム4bによって生ずる影の全部
又は一部が重なり合うようにカソード用リードフレーム
4aとアノード用リードフレーム4bとを配置してある。第
５図に示す変形例は、更にカソード用リードフレーム4a
とアノード用リードフレーム4bとを絶縁層30を介して一
体的に形成したものである。
上記のような構成によれば、カソード用リードフレー
ム4aとアノード用リードフレーム4bによって生ずる影の
全部又は一部が重なり合うので、リードフレーム全体に
よって生ずる影による損失を少なくすることができる。
ム4aとアノード用リードフレーム4bによって生ずる影の
全部又は一部が重なり合うので、リードフレーム全体に
よって生ずる影による損失を少なくすることができる。
尚、例えば発光素子１がGaP系、GaAsP系のLED素子の
場合、上記の如く4aはカソード用リードフレーム、4bは
アノード用リードフレームであるが、発光素子１がGaAs
系、GaAlAs系のLED素子の場合、4aはアノード用リード
フレーム、4bはカソード用リードフレームとなる。
場合、上記の如く4aはカソード用リードフレーム、4bは
アノード用リードフレームであるが、発光素子１がGaAs
系、GaAlAs系のLED素子の場合、4aはアノード用リード
フレーム、4bはカソード用リードフレームとなる。
第６図及び第７図は光源部の接合面の変形例を示す概
略断面図であり、第８図及び第９図はそれぞれ各変形例
の発光素子が発する光の光路図である。第６図及び第８
図において31は光ファイバ２と結合するための凹部、第
７図及び第９図において32は光ファイバ２と結合するた
めの凸部である。前述の第１の実施例の光源部10では結
合部が平面状の接合面6aのみであったが、第６図に示す
変形例では結合部に光ファイバ２を嵌合する凹部31を形
成し、第７図に示す変形例では結合部に光ファイバ２を
嵌合する凸部32を形成してある。
略断面図であり、第８図及び第９図はそれぞれ各変形例
の発光素子が発する光の光路図である。第６図及び第８
図において31は光ファイバ２と結合するための凹部、第
７図及び第９図において32は光ファイバ２と結合するた
めの凸部である。前述の第１の実施例の光源部10では結
合部が平面状の接合面6aのみであったが、第６図に示す
変形例では結合部に光ファイバ２を嵌合する凹部31を形
成し、第７図に示す変形例では結合部に光ファイバ２を
嵌合する凸部32を形成してある。
第６図及び第８図に示す変形例では、結合部に形成さ
れた凹部31に光ファイバ２の先端部を嵌め込むことによ
り、光源部10と光ファイバ２とを結合する。
れた凹部31に光ファイバ２の先端部を嵌め込むことによ
り、光源部10と光ファイバ２とを結合する。
第７図及び第９図に示す変形例では、予め光ファイバ
２の先端部からクラッド部2cだけを残してコア部2bを取
り去り、そのように形成された光ファイバ２の先端部を
凸部32に嵌め込むことにより、光源部10と光ファイバ２
とを結合する。
２の先端部からクラッド部2cだけを残してコア部2bを取
り去り、そのように形成された光ファイバ２の先端部を
凸部32に嵌め込むことにより、光源部10と光ファイバ２
とを結合する。
上記のような構成によれば、結合部に形成された凹部
31あるいは凸部32に光ファイバ２を嵌め込むことによ
り、光ファイバ２の受光面2aを容易に所定の位置に配置
することができると共に、位置ずれ等による光の結合効
率の低下を防止することができる。
31あるいは凸部32に光ファイバ２を嵌め込むことによ
り、光ファイバ２の受光面2aを容易に所定の位置に配置
することができると共に、位置ずれ等による光の結合効
率の低下を防止することができる。
第10図は本発明の第２の実施例である光ファイバ用半
導体発光装置の概略断面図、第11図はその発光素子が発
する光の光路図、第12図及び第13図は本実施例の変形例
を示す図であり、第12図はその概略断面図、第13図はそ
の発光素子が発する光の光路図である。尚、第10図及び
第11図に示す第２の実施例及び以下に説明する他の実施
例において上記第１図乃至第３図に示す第１の実施例と
同一の機能を有するものは同一の符号を付すことにより
その詳細な説明を省略する。
導体発光装置の概略断面図、第11図はその発光素子が発
する光の光路図、第12図及び第13図は本実施例の変形例
を示す図であり、第12図はその概略断面図、第13図はそ
の発光素子が発する光の光路図である。尚、第10図及び
第11図に示す第２の実施例及び以下に説明する他の実施
例において上記第１図乃至第３図に示す第１の実施例と
同一の機能を有するものは同一の符号を付すことにより
その詳細な説明を省略する。
第10図に示す第２の実施例が第１の実施例と異なるの
は、第１の実施例では光源部10と光ファイバ２とが着脱
自在に構成されていたが、本実施例では光源部10と光フ
ァイバ２とが一体的に形成されている点である。すなわ
ち、本実施例の光ファイバ２は光源部10の光透過性材料
６と同じ材料で形成されている。その他の構成は第１の
実施例と同様である。
は、第１の実施例では光源部10と光ファイバ２とが着脱
自在に構成されていたが、本実施例では光源部10と光フ
ァイバ２とが一体的に形成されている点である。すなわ
ち、本実施例の光ファイバ２は光源部10の光透過性材料
６と同じ材料で形成されている。その他の構成は第１の
実施例と同様である。
上記の第２の実施例によれば、発光素子１から光ファ
イバ２までの光路には空気層や接合面が存在しないの
で、空気層による界面反射損失や接合面損失は生じな
い。したがって、発光素子１が発する光をほぼ損失なく
光ファイバ２によって伝送することができる。また、本
実施例によれば、光源部10を光透過性材料６によりモー
ルドする際に、同時に光ファイバ２を光透過性材料６に
より形成することができるので、第１の実施例よりも、
さらに容易に製造し、量産することができる。その他の
作用・効果は、第１の実施例と同様である。
イバ２までの光路には空気層や接合面が存在しないの
で、空気層による界面反射損失や接合面損失は生じな
い。したがって、発光素子１が発する光をほぼ損失なく
光ファイバ２によって伝送することができる。また、本
実施例によれば、光源部10を光透過性材料６によりモー
ルドする際に、同時に光ファイバ２を光透過性材料６に
より形成することができるので、第１の実施例よりも、
さらに容易に製造し、量産することができる。その他の
作用・効果は、第１の実施例と同様である。
尚、光ファイバ２の受光面の位置は、光ファイバ２の
径が太い場合には、第12図及び第13図に示すように、反
射面6bによって反射される光を有効に受光することがで
きる位置であれば、反射面6bの焦点からずらした位置に
形成してもよい。また、第１の実施例と同様にカソード
用リードフレームとアノード用リードフレームとはその
影の全部又は一部が重なり合うように配置してもよい。
更に、光ファイバ２は湾曲したものでもよいし、その側
面には低屈折率物質によるコーティング等によりクラッ
ド層を設けてもよい。加えて、本実施例の光ファイバ２
の先端部に他の光ファイバを接続できるようにしもよ
い。
径が太い場合には、第12図及び第13図に示すように、反
射面6bによって反射される光を有効に受光することがで
きる位置であれば、反射面6bの焦点からずらした位置に
形成してもよい。また、第１の実施例と同様にカソード
用リードフレームとアノード用リードフレームとはその
影の全部又は一部が重なり合うように配置してもよい。
更に、光ファイバ２は湾曲したものでもよいし、その側
面には低屈折率物質によるコーティング等によりクラッ
ド層を設けてもよい。加えて、本実施例の光ファイバ２
の先端部に他の光ファイバを接続できるようにしもよ
い。
第14図及び第15図は本発明の第３の実施例を示す図で
あり、第14図はその概略断面図、第15図はその発光素子
が発する光の光路図である。第14図及び第15図におい
て、20a・20bは光ファイバ、60a・60bは反射面、P0は反
射面60a・60bの共通の焦点、P1は反射面60aの他の焦
点、P2は60bの他の焦点である。
あり、第14図はその概略断面図、第15図はその発光素子
が発する光の光路図である。第14図及び第15図におい
て、20a・20bは光ファイバ、60a・60bは反射面、P0は反
射面60a・60bの共通の焦点、P1は反射面60aの他の焦
点、P2は60bの他の焦点である。
第14図及び第15図に示す第３の実施例が、第１の実施
例と異なるのは、第１の実施例では反射面6bが一個であ
ったのに対し、第２の実施例では反射面60a・60bが２個
配置され、また各反射面60a・60bに対応して光ファイバ
20a・20bが設けられている点である。すなわち、発光素
子１と対向する光透過性材料６の下端面には一方の焦点
を共通にする回転楕円が２面形成され、その下端面に鍍
金又は金属蒸着等により鏡面加工を施し、反射面60aと
反射面60bとを形成している。また、反射面60aの他の焦
点には光ファイバ20aの受光面が、反射面60bの他の焦点
には光ファイバ20bの受光面が各々配置されている。
尚、光ファイバ20a・20bは光源部10と着脱自在な構成と
してもよいし、光源部10を形成するときに、同時に形成
するようにしてもよい。その他の構成は第１の実施例と
同様である。
例と異なるのは、第１の実施例では反射面6bが一個であ
ったのに対し、第２の実施例では反射面60a・60bが２個
配置され、また各反射面60a・60bに対応して光ファイバ
20a・20bが設けられている点である。すなわち、発光素
子１と対向する光透過性材料６の下端面には一方の焦点
を共通にする回転楕円が２面形成され、その下端面に鍍
金又は金属蒸着等により鏡面加工を施し、反射面60aと
反射面60bとを形成している。また、反射面60aの他の焦
点には光ファイバ20aの受光面が、反射面60bの他の焦点
には光ファイバ20bの受光面が各々配置されている。
尚、光ファイバ20a・20bは光源部10と着脱自在な構成と
してもよいし、光源部10を形成するときに、同時に形成
するようにしてもよい。その他の構成は第１の実施例と
同様である。
上記のように構成された第３の実施例によれば、発光
素子１が発した光は反射面60aと反射面60bによって反射
され、反射面60aによって反射された光は集束されて焦
点P1に配置された光ファイバ20aに放射され、反射面60b
によって反射された光は集束されて焦点P2に配置された
光ファイバ20bに放射される。したがって、２つの光フ
ァイバ20a・20bに容易に等しい光量を放射することがで
きるし、また反射面60a・60bの面積を変えることによ
り、必要に応じて、各光ファイバ20a・20bに異なる光量
を放射することもできる。このように、本実施例によれ
ば、光源部10に結合する光ファイバの数に対応して、反
射面を配置することにより、発光素子１が発する光を容
易に必要な光量に分けて各光ファイバに放射することが
できる。その他の作用・効果は第１の実施例と同様であ
る。
素子１が発した光は反射面60aと反射面60bによって反射
され、反射面60aによって反射された光は集束されて焦
点P1に配置された光ファイバ20aに放射され、反射面60b
によって反射された光は集束されて焦点P2に配置された
光ファイバ20bに放射される。したがって、２つの光フ
ァイバ20a・20bに容易に等しい光量を放射することがで
きるし、また反射面60a・60bの面積を変えることによ
り、必要に応じて、各光ファイバ20a・20bに異なる光量
を放射することもできる。このように、本実施例によれ
ば、光源部10に結合する光ファイバの数に対応して、反
射面を配置することにより、発光素子１が発する光を容
易に必要な光量に分けて各光ファイバに放射することが
できる。その他の作用・効果は第１の実施例と同様であ
る。
尚、上記の各実施例では、反射面が回転楕円面状に形
成されている場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、発光素子が発する光を集束す
るように反射するものであれば他の形状であってもよ
い。
成されている場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、発光素子が発する光を集束す
るように反射するものであれば他の形状であってもよ
い。
以上説明したように本発明によれば、空気層との界面
反射による光損失を減少し、しかも発光素子が発した光
を凹面状反射面により効率よく集束して光ファイバに放
射することができるので、発光素子と光ファイバとの光
の結合効率の向上を図ることができる光ファイバ用半導
体発光装置を提供することができる。
反射による光損失を減少し、しかも発光素子が発した光
を凹面状反射面により効率よく集束して光ファイバに放
射することができるので、発光素子と光ファイバとの光
の結合効率の向上を図ることができる光ファイバ用半導
体発光装置を提供することができる。
第１図は本発明の第１の実施例である光ファイバ用半導
体発光装置の光源部の概略断面図、第２図はその発光素
子が発する光の光路図、第３図はその光源部の変形例、
第４図及び第５図は光源部のリードフレームの変形例を
示す概略断面図、第６図及び第７図は光源部の接合面の
変形例を示す概略断面図であり、第８図及び第９図はそ
れぞれ各変形例の発光素子が発する光の光路図、第10図
は本発明の第２の実施例である光ファイバ用半導体発光
装置の概略断面図、第11図はその発光素子が発する光の
光路図、第12図及び第13図は本実施例の変形例を示す
図、第14図及び第15図は本発明の第３の実施例を示す図
であり、第14図はその概略断面図、第15図はその発光素
子が発する光の光路図、第16図は従来の半導体発光装置
の概略概念図である。 １……発光素子、２・20a・20b……光ファイバ、2a……
受光面、４……リードフレーム、 4a……カソード用リードフレーム、 4b……アノード用リードフレーム、 ５……ワイヤ、６……光透過性材料、 6a……接合面、6b・60a・60b……反射面、30……絶縁
層、31……凹部、 32……凸部。
体発光装置の光源部の概略断面図、第２図はその発光素
子が発する光の光路図、第３図はその光源部の変形例、
第４図及び第５図は光源部のリードフレームの変形例を
示す概略断面図、第６図及び第７図は光源部の接合面の
変形例を示す概略断面図であり、第８図及び第９図はそ
れぞれ各変形例の発光素子が発する光の光路図、第10図
は本発明の第２の実施例である光ファイバ用半導体発光
装置の概略断面図、第11図はその発光素子が発する光の
光路図、第12図及び第13図は本実施例の変形例を示す
図、第14図及び第15図は本発明の第３の実施例を示す図
であり、第14図はその概略断面図、第15図はその発光素
子が発する光の光路図、第16図は従来の半導体発光装置
の概略概念図である。 １……発光素子、２・20a・20b……光ファイバ、2a……
受光面、４……リードフレーム、 4a……カソード用リードフレーム、 4b……アノード用リードフレーム、 ５……ワイヤ、６……光透過性材料、 6a……接合面、6b・60a・60b……反射面、30……絶縁
層、31……凹部、 32……凸部。
Claims (4)
- 【請求項１】発光素子と、該発光素子に電力を供給する
リード部と、前記発光素子の発光面に対向して設けられ
た凹面状反射面とを有する光源部と、 前記光源部の凹面状反射面によって反射された光を伝送
する光ファイバとを備え、前記凹面状反射面は、前記発
光素子が発する光を、前記光ファイバの最大入射角以内
の角度範囲で集束するように反射して前記光ファイバに
放射するように形成され、且つ前記発光素子から発せら
れた光が前記光ファイバに入射するまでの光路は光透過
性材料により埋められていることを特徴とする光ファイ
バ用半導体発光装置。 - 【請求項２】前記凹面状反射面は、回転楕円面状に形成
され、前記発光素子は前記凹面状反射面の一方の焦点に
配置され、他方の焦点には前記光ファイバの受光面が配
置されている請求項１記載の光ファイバ用半導体発光装
置。 - 【請求項３】前記凹面状反射面は、複数の小凹面状反射
面からなり、該複数の小凹面状反射面の各々に対応して
前記光ファイバが配置され、且つ前記小凹面状反射面
は、反射した光が対応する前記光ファイバの最大入射角
以内の角度範囲で前記光ファイバに入射するように形成
されている請求項１記載の光ファイバ用半導体発光装
置。 - 【請求項４】前記小凹面状反射面は回転楕円面状に形成
され、且つ前記複数の小凹面状反射面は一方の焦点を共
通にして設けられ、該共通の焦点には前記発光素子が配
置され、他方の焦点には前記各小凹面状反射面に対応す
る前記光ファイバの受光面が配置されている請求項３記
載の光ファイバ用半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18758688A JP2729264B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-07-27 | 光ファイバ用半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13477888 | 1988-05-31 | ||
| JP63-134778 | 1988-05-31 | ||
| JP18758688A JP2729264B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-07-27 | 光ファイバ用半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249478A JPH0249478A (ja) | 1990-02-19 |
| JP2729264B2 true JP2729264B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=26468787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18758688A Expired - Fee Related JP2729264B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-07-27 | 光ファイバ用半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2729264B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005056269A2 (de) * | 2003-12-09 | 2005-06-23 | G.L.I. Global Light Industries Gmbh | Verfahren zur herstellung lichtemittierender halbleiterdioden auf einer platine und leuchteinheiten mit integrierter platine |
| US7795632B2 (en) * | 2006-06-26 | 2010-09-14 | Osram Sylvania Inc. | Light emitting diode with direct view optic |
| EP2303406B1 (en) * | 2008-06-17 | 2016-11-09 | The Board of Trustees of the Leland Stanford Junior University | Devices for optical stimulation of target cells using an optical transmission element |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5247993B2 (ja) * | 1972-12-25 | 1977-12-06 | ||
| JPS562263U (ja) * | 1979-06-18 | 1981-01-10 |
-
1988
- 1988-07-27 JP JP18758688A patent/JP2729264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0249478A (ja) | 1990-02-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |