JP7277844B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
またあるいは、発光装置は、放熱性を考慮して設計されることが好ましい。
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における光反射部20である光学素子20の斜視図である。さらに、図5は発光装置200において、半導体レーザ素子10から放射された放射光が光反射面21で反射されて蛍光部30の光照射面に照射されるまでの放射光の動きを説明するための図である。
基体40は、LD素子10を実装するものである。図3では、凹部が設けられた基体40を用い、凹部の底面にLD素子10が配置されている。
LD素子10は、その放射光が楕円形状のFFPを有する。LD素子10は、その光出射面が基体40の下面と垂直であり、FFPの楕円形の長手方向が基体40の下面と垂直になるように配置されている。これにより、LD素子10における面積の大きな面を基体40の下面と平行に配置することができるため、LD素子10で生じる熱を基体40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、実装時のずれ程度による傾きは含まれることとする。
光反射部20は、LD素子10からの放射光を蛍光部30に向けて反射させるものである。発光装置200のように、LD素子10からの放射光を光反射部20で反射させることにより、透過型のレンズを用いる場合に比較して、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の光照射面に照射される放射光の強度を均等に近づけることができる。
蓋体80は、基体40と組み合わせてLD素子10が配置される空間を気密封止された空間としている。これにより、LD素子10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。蓋体80は、支持部81と、透光部82と、支持部81及び透光部82を接合する接合材83と、を有する。光反射面21で反射された光は透光部82を通過して蛍光部30の光照射面に照射される。
蛍光部30は、光反射面21で反射された放射光が照射される光照射面を有し、光照射面に放射光が照射されることにより蛍光を発する。図3において、蛍光部30の下面が光照射面であり、蛍光部30の上面が光取出面である。図3に示すように、蛍光部30は、蓋体80における透光部82の上方に配置されている。
第1遮光部90は、蛍光部30の上面以外の領域から光が出ることを低減するためのものであり、図3に示すように、蛍光部30の側方に配置されている。第1遮光部90は蛍光部30と直接接して設けられている。蛍光部30がYAG蛍光体を含む場合は、第1遮光部90として、酸化アルミニウムを主成分として含むセラミックスを用いることが好ましい。これにより、蛍光部30と第1遮光部90との接合力を高くしながら、蛍光部30からの光を遮光することができる。第1遮光部90に用いられる酸化アルミニウムは、後述する放熱体100に用いることができるサファイアと同じ材料であるが、第1遮光部90のうちの蛍光部30に近い領域は焼結密度が低いため、その領域には空隙が存在する。同じ材料であっても、蛍光部30からの光は酸化アルミニウム等の粒子と空隙との界面で反射されるため、第1遮光部90は光を透過しにくくなっている。
図3に示すように、蛍光部30及び第1遮光部90は放熱体100を介して蓋体80に固定されている。放熱体100の上面と、蛍光部30の光照射面及び第1遮光部90の下面と、は直接接することが好ましい。これにより、蛍光部30における放射光が当たることにより発熱しやすい領域と放熱体100とを直接接触させることができるため、蛍光部30で生じる熱を発散しやすくなる。放熱体100としては透光性の部材を用いることができ、例えば、サファイア、石英又は炭化ケイ素を用いることができる。なお、第1遮光部90と放熱体100とを、耐熱性のある金属材料等により固定することにより、光反射面の上方に蛍光部30を配置してもよい。
放熱体100の側面には第2遮光部110が設けられている。これにより、放熱体100の側方から光が抜けることを抑制することができる。第2遮光部110としては、例えば、酸化チタン等の散乱粒子を含む樹脂を用いる。
図18に第2実施形態に係る発光装置300の断面図を示す。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。
図19に第3実施形態に係る発光装置400における基体40の凹部の内部を説明するめの斜視図を示し、図20に図19の上面図を示す。発光装置400は、次に説明する事項以外は、発光装置200で説明した事項と実質的に同一である。
図22は、第4実施形態に係る発光装置500において、半導体レーザ素子10から放射された放射光が光反射面21で反射されて蛍光部30の光照射面に照射されるまでの放射光の動きを説明するための図である。発光装置500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。
図23は、第5実施形態に係る発光装置600において、半導体レーザ素子10から放射された放射光が光反射面21で反射されて蛍光部30の光照射面に照射されるまでの放射光の動きを説明するための図である。発光装置600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。
20…光反射部
21…光反射面
21a…第1領域
21b…第2領域
21c…第3領域
30…蛍光部
40…基体
41…本体部
42a、42b…配線部
43…溶接部
50…サブマウント
60…導電層
70…ワイヤ
80…蓋体
81…支持部
82…透光部
83…接合材
90…第1遮光部
100…放熱体
110…第2遮光部
200、300、400、500、600…発光装置
Claims (12)
- 半導体レーザ素子と、
光反射面を有する光反射部と、
前記半導体レーザ素子及び前記光反射部が配置される凹部と、前記凹部を囲み前記半導体レーザ素子及び前記光反射部よりも上方に位置する上面と、前記上面に設けられる第1配線部及び第2配線部と、を有する基体と、
を備え、
前記半導体レーザ素子は第1方向に光を出射し、
前記光反射部は、上面視で前記半導体レーザ素子から第1方向に離れた位置に配置され、
前記第1配線部及び第2配線部は、上面視で前記半導体レーザ素子よりも前記第1方向と反対の方向に離れた位置で、前記第1方向に垂直な第2方向に並べて配置され、
前記第1配線部の少なくとも一部、及び、前記第2配線部の少なくとも一部は、上面視で、前記凹部の前記第2方向における両端のうちの一端を通り前記第1方向に平行な仮想直線と、前記両端のうちの他端を通り前記第1方向に平行な仮想直線との間に配置される、発光装置。 - 前記基体に接合される蓋体をさらに備え、
前記基体は、前記凹部を囲む溶接部を有し、
前記蓋体は、前記溶接部と接合し、
上面視で、前記蓋体と、前記第1配線部及び第2配線部は重ならず、
前記反射部によって反射された光は、前記蓋体を透過して上方に出射される、請求項1に記載の発光装置。 - 前記溶接部は、鉄を含む材料で構成される、請求項2に記載の発光装置。
- 前記第1配線部は、前記第2配線部から前記第2方向に離れた位置に設けられ、
前記第1配線部の前記第2配線部から前記第2方向に最も遠い位置から、前記第2配線部の前記第1配線部から前記第2方向の反対の方向に最も遠い位置までの長さは、前記凹部の前記第2方向の幅よりも大きい、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記基体は、前記半導体レーザ素子が配置される基部と、前記基部に配置される枠部と、で構成される、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配線部及び第2配線部は、前記基体の基部に設けられる、請求項5に記載の発光装置。
- 前記基体は、窒化アルミニウムのセラミックスを含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記基体は、酸化アルミニウムのセラミックスを含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記半導体レーザ素子が固定されるサブマウントをさらに備え、
前記半導体レーザ素子は、前記サブマウントを介して前記基体に実装される、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記半導体レーザ素子に接合するワイヤをさらに備え、
前記半導体レーザ素子は、前記ワイヤにより、前記第2配線部と電気的に接続される、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記光反射部は、前記基体と別体である、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1配線部及び第2配線部はいずれも、上面視で、前記第1方向の幅よりも前記第2方向の幅の方が大きい、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の発光装置。
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