JP6982268B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
図1に第1実施形態に係る発光装置200の斜視図を示し、図2に発光装置200の上面図を示し、図3に図2のIII−IIIにおける断面図を示す。また、図4は発光装置200に含まれる第1光反射部21の斜視図であり、図5は基体50の凹部の内部を説明するための上面図であり、図6は第1半導体レーザ素子11(以下、「半導体レーザ素子」を「LD素子」ともいう。)から照射された第1放射光が第1光反射部21で反射されて蛍光部30の下面に照射されるまでの第1放射光の行路を示す模式図である。
従来の発光装置は、例えば、LD素子から放射された放射光を45度傾斜させた光反射面で反射させて蛍光部の下面に照射している。このとき、光強度分布が維持されたまま蛍光部の下面に照射される。この場合は、光強度の高い領域における蛍光部の発熱量が周囲の発熱量に比べて多くなることにより、蛍光部の変換効率の低下が生じる。また、蛍光部に照射される放射光の強度の違いに起因して、蛍光部から取り出される光の強度にむらが生じる可能性がある。
基体50は、第1LD素子11を実装するものである。ここでは、凹部が設けられた基体50を用い、凹部の内側において基体50の上面(凹部の底面となる第1上面)に第1LD素子11が配置されている。
第1LD素子11の第1放射光は、第1LD素子11の光出射面と平行な面において、活性層を含む複数の半導体層の積層方向の長さがそれに垂直な方向の長さよりも長い、楕円形状のFFPを有する。第1LD素子11は、その光出射面が基体50の下面と垂直であり、FFPの楕円形の長手方向が基体50の下面と垂直になるように配置されている。
これにより、第1LD素子11における面積の大きな面を基体50の下面と平行に配置することができるため、第1LD素子11で生じる熱を基体50やヒートシンクに発散しやすくなる。なお、ここでいう「垂直」には、実装時のずれ程度の傾きは含まれることとする。例えば、±10度程度の傾きは含まれる。
第1光反射部21は、第1LD素子11からの第1放射光を蛍光部30に向けて反射するものである。発光装置200のように、第1LD素子11からの第1放射光を第1光反射部21で反射させることにより、透過型のレンズで第1放射光の発光強度を均等にする場合に比較して、発光装置200の厚み(図3の上下方向における長さ)を小さくしながら、蛍光部30の照射領域に照射される第1放射光において、中心部の光強度が高くなりすぎることを抑制することができる。
蛍光部30の照射領域の両端部における光強度を中央部の光強度よりも高くする場合は、偶数個の平面により光反射面は構成される。また、第1領域21a及び第2領域21bはそれぞれ曲面であってもよい。
蓋体80は、基体50と組み合わせて第1LD素子11が配置される空間を気密にしている。これにより、LD素子の光出射面への有機物等の集塵を抑制することができる。ここでは、蓋体80としてサファイアからなるものを用いている。そして、蓋体80における基体50と固定される領域にメタライズ膜を形成し、第2上面の一部であるメタライズ膜同士をAu−Sn等の半田を用いて固定している。サファイアは、比較的、第1放射光を透過しやすく、熱伝導率も高い材料であるため、蛍光部30で生じる熱を基体50に発散できる。また、Au−Sn等の半田を用いて固定することにより、シーム溶接や抵抗溶接により固定する場合に比べて第1光反射部21から蛍光部30の下面までの距離を小さくすることができるため、輝度を高くすることができる。なお、蓋体80としては、石英、炭化ケイ素、又はガラス等を含む透光性の材料からなるものを用いてもよい。
蛍光部30は、第1光反射部21で反射された第1放射光が照射される下面と、光取出し面となる上面と、を有する。図3に示すように、蛍光部30は蓋体80の上方に固定されている。
遮光部40は、蛍光部30の側方を取り囲むように設けられている。つまり、蛍光部30の上面側から視て、蛍光部30を完全に取り囲むように遮光部40が設けられている。
遮光部40が設けられることにより蛍光部30の上面以外から光が出ることを低減することができる。遮光部40は、蛍光部30と直接接して設けられている。これにより、樹脂やガラス等の熱伝導率が比較的低い材料により接合される場合に比較して、蛍光部30で生じる熱を発散しやすくできる。
蓋体が透光性の材料から成る場合は、図3に示すように、蓋体80の上面の一部及び蓋体80の側面を覆うように第2遮光部90が設けられることが好ましい。これにより、蓋体80又は後述する放熱体110の側方から、第1放射光や蛍光等が抜けることを抑制することができる。第2遮光部90としては、酸化チタン等の光散乱粒子が含有された樹脂が挙げられる。
図5に示すように、発光装置200は、サーミスタ100を有する。サーミスタ100が設けられていることにより、LD素子の温度を測定することができるため、LD素子に流す電流を温度変化に対応させながら変えることができる。サーミスタ100の材料としては、例えばセラミックスを用いることができる。サーミスタ100はAu−Sn等の半田材料により基体50の上面に配置されている。サーミスタ100は、ワイヤを介して第2配線部53bと電気的に接続されている。
図8に第2実施形態に係る発光装置300の斜視図を示し、図9に図8の上面図を示し、図10に発光装置300の凹部の内部を説明するための上面図を示し、図11に図10の点線枠内の拡大図を示す。発光装置300は、次に説明する事項以外は、発光装置200で説明した事項と実質的に同一である。
また、第2LD素子12の光出射面及び基体50の上面に垂直な面と、基体50の上面、第2光反射部22の第3領域22a、及び第2光反射部22の第4領域22bに垂直な面と、は非平行である。つまり、上面視において、第1LD素子11と第1光反射部21とが斜めに配置されおり、同様に、第2LD素子12と第2光反射部22とが斜めに配置されている。これにより、各光反射部における光反射面を複雑な構成にすることなく、各LD素子からの光を、基体50の上面に垂直な方向以外の方向に反射させることができるため、2つのLD素子からの光を1つ蛍光部30に照射することができる。図10を用いて説明すると、第1LD素子11からの光が左側から第1光反射部21に照射され、紙面手前下方向に反射されて蛍光部30の下面に照射され、第2LD素子12からの光が右側から第2光反射部22に照射され、紙面手前上方向に反射されて蛍光部30の下面に照射される。
図15に第3実施形態に係る発光装置400の斜視図を示し、図16に発光装置400の上面図を示し、図17に発光装置400の凹部の内側を説明するための上面図を示し、図18に図16のXVIII-XVIIIにおける端面図を示す。発光装置400は、次に説明する事項以外は、発光装置300で説明した事項と実質的に同一である。
12…第2半導体レーザ素子
21…第1光反射部
21a…第1領域
21b…第2領域
22…第2光反射部
22a…第3領域
22b…第4領域
30…蛍光部
40…遮光部
50…基体
51…本体部
52a、52b…配線部
53a、53b…第2配線部
61…第1サブマウント
62…第2サブマウント
70…ワイヤ
80…蓋体
81…支持部
82…透光部
83…接合材
90…第2遮光部
100…サーミスタ
110…放熱体
200、300、400…発光装置
Claims (10)
- 基体と、
前記基体の上面に配置された、第1放射光を発する第1半導体レーザ素子と、
前記基体の上面に配置された、前記第1放射光を反射する平面を含む第1光反射面を有する第1光反射部と、
前記基体の上面に配置された、第2放射光を発する第2半導体レーザ素子と、
前記基体の上面に配置された、前記第2放射光を反射する平面を含む第2光反射面を有する第2光反射部と、
前記第1光反射部によって反射された前記第1放射光、および、前記第2光反射部によって反射された前記第2放射光、が照射される蛍光部と、
を備え、
上面視において、前記第1半導体レーザ素子の光出射面を通る直線と、前記第1光反射面に含まれる平面において前記基体からの高さが一定となる方向である第1方向を通る直線と、は非平行であり、
上面視において、前記第2半導体レーザ素子の光出射面を通る直線と、前記第2光反射面に含まれる平面において前記基体からの高さが一定となる方向である第2方向を通る直線と、は非平行であることを特徴とする発光装置。 - 前記第1半導体レーザ素子と前記第2半導体レーザ素子とは、前記第1半導体レーザ素子の光出射面と前記第2半導体レーザ素子の光出射面とが斜向いに位置するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 上面視において、前記第1半導体レーザ素子の光出射面を通る直線と、前記第1方向を通る直線と、がなす角度は10度〜60度の範囲内にあり、
上面視において、前記第2半導体レーザ素子の光出射面を通る直線と、前記第2方向を通る直線と、がなす角度は10度〜60度の範囲内にあることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。 - 前記第1光反射面によって反射された前記第1放射光は、上面視で、前記第2半導体レーザ素子に近付く方向へと進み、
前記第2光反射面によって反射された前記第2放射光は、上面視で、前記第1半導体レーザ素子に近付く方向へと進む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記蛍光部は、前記第1半導体レーザ素子及び前記第2半導体レーザ素子の上方であって、かつ、上面視で、前記第1半導体レーザ素子の光出射面を通る直線と、前記第2半導体レーザ素子の光出射面を通る直線と、の間に配置される、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1放射光は、前記第1放射光が照射される前記蛍光部の照射面において、中央が屈曲した形状の照射領域を形成する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1放射光は、前記第1放射光が照射される前記蛍光部の照射面の中心において屈曲した形状の前記照射領域を形成する請求項6に記載の発光装置。
- 前記第2放射光は、前記第2放射光が照射される前記蛍光部の照射面において、中央が屈曲した形状の照射領域を形成し、
前記第1放射光の前記照射領域と、前記第2放射光の前記照射領域と、は、中央の屈曲方向が逆である請求項6または7に記載の発光装置。 - 前記第1放射光の前記照射領域と、前記第2放射光の前記照射領域と、は、前記蛍光部の照射面の長手方向と平行な中央線を軸として線対称である請求項8に記載の発光装置。
- 前記第1光反射面は、前記基体の上面に対する傾斜角が互いに異なる複数の平面を含み、当該複数の平面に、前記第1光反射面に含まれる平面が含まれ、
前記第2光反射面は、前記基体の上面に対する傾斜角が互いに異なる複数の平面を含み、当該複数の平面に、前記第2光反射面に含まれる平面が含まれる請求項1乃至9のいずれか一項に記載の発光装置。
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