JP2007180415A

JP2007180415A - 発光装置

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Publication number: JP2007180415A
Application number: JP2005379454A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Shiomoto; 武弘塩本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】半導体レーザチップから出射される光の放射特性を均等に広がるように改善することにより、半導体レーザチップを用いた一般的な照明用光源として利用可能な発光装置を提供する。
【解決手段】半導体レーザチップから出射される所定波長で断面が楕円形の拡散光を、かまぼこ型レンズと平凹レンズの少なくとも一方の配置により拡散光の断面形状を調整したうえで波長変換部材により所定波長と異なる波長の光に変換する。
【選択図】図２

Description

この発明は、発光装置に関し、詳しくは半導体レーザを利用した発光装置に関するものである。

この発明に関する従来技術としては、以下の２つの発明が挙げられる。
これらの従来技術はいずれも、半導体発光素子の出射光を励起光として蛍光体が長波長の光を生成することにより、白色光を発する発光装置に関する技術である。
特許第２９２７２７９号特開２００４‐１４０１８５号

ＬＥＤを用いた発光装置は、近年、信号機や計器盤の表示などにおいて従来の電球に代わる発光装置として利用されはじめており、また、一般家庭用の照明器具などにも利用されつつある。

しかし、ＬＥＤチップは出力が数ｍＷから１０ｍＷ程度までの範囲でこれ以上大きい出力を得ることは難しい。これに対し、半導体レーザチップは、３０ｍＷ〜１０ＷとＬＥＤチップと比べて大きな出力を得ることができる。
半導体レーザチップは高出力という利点を備えている反面、光の放射パターンは活性層に対して平行な方向は広がり方が狭く、垂直な方向は広がり方が大きくなっており、光強度のムラが生じるという問題点があった。

この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、半導体レーザチップから出射される光の放射特性を均等に広がるように改善することにより、半導体レーザチップを用いた一般的な照明用光源として利用可能な発光装置を提供するものである。

この発明は、所定波長を有し断面が楕円形の拡散光を出射する半導体レーザチップと、拡散光の断面形状を調整するレンズと、調整された光を受けて所定波長と異なる波長の光に変換して出射する波長変換部材とを少なくとも備え、前記レンズが、拡散光の断面の長径を短くするように配置されたかまぼこ型レンズと、拡散光の断面の短径を長くするように配置された平凹レンズの少なくとも一方であることを特徴とする発光装置を提供するものである。

この発明によれば、半導体レーザチップから出射される所定波長で断面が楕円形の拡散光を、かまぼこ型レンズと平凹レンズの少なくとも一方の配置により拡散光の断面形状を調整したうえで波長変換部材により所定波長と異なる波長の光に変換するので、半導体レーザチップから出射される光の放射特性を均等に広がるように改善することができる。

この発明による、発光装置は、所定波長を有し断面が楕円形の拡散光を出射する半導体レーザチップと、拡散光の断面形状を調整するレンズと、調整された光を受けて所定波長と異なる波長の光に変換して出射する波長変換部材とを少なくとも備え、前記レンズが、拡散光の断面の長径を短くするように配置されたかまぼこ型レンズと、拡散光の断面の短径を長くするように配置された平凹レンズの少なくとも一方であることを特徴とする。

この発明による発光装置において半導体レーザチップとは、発光原理にエレクトロルミネセンス（ＥＬ）効果を利用し、順方向に電圧を加えた際に発生する光を劈開面等により共振させレーザ発振を生じさせる半導体であればよい。半導体の構造としては、特に限定するものではないが、例えば、ＰＮ接合、ダブルへテロ構造、量子井戸構造等がある。

レンズは、断面が楕円形の拡散光を調整できるものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば、かまぼこ型レンズと平凹レンズが挙げられる。
かまぼこ型レンズとは、かまぼこ形状をした凸型シリンドリカルレンズを示し、また、平凹レンズとは、凹型シリンドリカルレンズを示す。

波長変換部材とは、受けた光を励起光として受けた光と異なる波長の光を生成する物質を含んだ部材であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、蛍光体などの物質が混練された、または、塗布された光透過性を有する部材が挙げられる。
波長変換部材は、半導体レーザチップが出射した光を励起光として、励起光である半導体レーザチップの発光波長と異なる波長の光を生成してもよく、生成された光はレーザ光のようなコヒーレンスを有さなくてもよい。また、波長変換部材は半導体レーザチップから出射されるレーザ光のコヒーレンスを低下させる機能を有していてもよい。
波長変換部材は、例えば、半導体レーザチップを気密封止するパッケージの窓の部材に塗布されてもよいし、窓の部材に混練されてもよい。
なお、この発明による発光装置は、前記の半導体レーザチップとレンズと波長変換部材以外の部材を含んでいてもよい。

この発明による発光装置において、レンズは拡散光断面を円形に近似させるかまぼこ型レンズでもよい。
このような構成によれば、半導体レーザチップから出射される楕円形の拡散光の長径を短くして、拡散光の断面を円形に近似することができる。

この発明による発光装置において、レンズは拡散光断面を円形に近似させる平凹レンズでもよい。
このような構成によれば、半導体レーザチップから出射される楕円形の拡散光の短径を長くして、拡散光の断面を円形に近似することができる。

この発明による発光装置において、半導体レーザチップはＰ型電極とＮ型電極を有し、そのＰＮ接合面に対して平行で、かつ、反対向きの２方向に紫乃至青色のレーザ光を出射する端面発光型のレーザチップであってもよい。
ここで紫乃至青色のレーザ光とは、例えば、３２０〜４８０ｎｍの波長を有するレーザ光が挙げられる。
なお、半導体レーザチップの材料や接合構造等については、前記波長のレーザ光を出射できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、材料としては、窒化ガリウム（ＧａＮ）や窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）等が挙げられ、また、接合構造としては、ダブルへテロ結合や量子井戸型等が挙げられる。

この発明による発光装置において、半導体レーザチップは、レーザ光を出射する２つの端面を有し、そのうち波長変換部材に面した側の端面反射率が２０％以下と設定され、反対側の端面反射率が６０％以上と設定されてもよい。
このような構成によれば、波長変換部材の側のレーザ光出力をより高くすることができ、より明るい発光装置の製造が可能になる。
なお、ここで端面反射率とは、半導体レーザチップの劈開面の反射率等が挙げられる。反射率はコーティング材の材質や厚み、複数素材の多層構成によって調整することが出来る。

この発明による発光装置において、波長変換部材は、半導体レーザチップより出射されるレーザ光によって励起され、レーザ光の波長よりも長い波長の光を生成してもよい。
このような構成によれば、紫乃至青色のレーザ光に励起された波長変換部材が、例えば、部材に用いられる物質により黄色や緑色や青色や赤色等の、レーザ光の波長より長波長の光を発することができる。

この場合、波長変換部材に用いられる物質は、基体、付活体および融剤からなる。
基体は、例えば、亜鉛、カドミウム、マグネシウム、シリコン、イットリウム等の希土類元素等の酸化物、硫化物、珪酸塩、バナジン酸塩等の無機蛍光体、または、フルオレセイン、エオシン、油類（鉱物油）等の有機蛍光体から選択される。
付活体は、例えば、銀、銅、マンガン、クロム、ユウロビウム、亜鉛、アルミニウム、鉛、リン、砒素、金等から選択される。
融剤は、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウム等から選択される。

この発明による発光装置において、波長変換部材は、半導体レーザチップより出射されるレーザ光によって励起され、白色の可視光を生成してもよい。
このような構成によれば、半導体レーザチップを用いて白色光を発する発光装置を製作することが可能になる。

なお、ここでレーザ光に励起されて白色光を発する波長変換部材に用いられる蛍光体とは、特に限定されるものではないが、例えばセリウムで付活されたＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、ガーネット）系黄色蛍光体で、具体的にはＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ，Ｙ₃（Ａｌ_0.6Ｇａ_0.4）₅Ｏ₁₂：Ｃｅまたは、Ｙ₃（Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5）₅Ｏ₁₂：Ｃｅなどが挙げられる。

また、この発明は、複数の発光装置が、一定方向に光が出射されるように等間隔で直線状あるいは格子状に配置され、光透過性保護板で覆われ、光透過性保護板に対する拡散光の照射領域が互いに接触するように隣接する照明用光源を提供するものである。
このような構成によれば、かまぼこ型レンズや平凹レンズにより拡散光の断面を円形に近似されることで拡散光の放射角を調整された複数の発光装置を、直線状あるいは格子状に配列することにより、より広い面において明るく発光ムラの少ない光源を製作することが可能になる。
なお、この発明による照明用光源において、光透過性保護板は、複数の発光装置を覆って光を透過させるものであればよく、材質や色等において特に限定されるものではない。

この発明による照明用光源において、隣接する複数の発光装置が密接に配置されてもよい。
このような構成によれば、より明るい発光面を有する光源を製作できる。
なお、ここでいう密接な配置とは、隣接する複数の発光装置が互いに接触するような配置のみを示すのではなく、物理的・電気的に接触しない程度に接近した配置も含まれる。

また、この発明は、所定波長を有し断面が楕円形の拡散光を出射する複数の半導体レーザチップと、複数の半導体レーザチップが出射する拡散光を受けて所定波長と異なる波長の光に変換して出射する波長変換部材とを少なくとも備え、前記半導体レーザチップは１列に、または平行な複数列に配置され、波長変換部材に対する照射領域が互いに接触して、照射領域の短径部分が一直線上に連続して並べられてなる照明用光源を提供するものである。
このような構成によれば、複数の半導体レーザチップから出射されるレーザ光が共通の波長変換部材に受けられるため、発光ムラが少ない面光源を製作することができる。

この発明による照明用光源において、複数の半導体レーザチップが格子状に配置されてもよい。
このような構成によれば、発光ムラの少ない面光源を効率よく製作することができる。

この発明による照明用光源において、半導体レーザチップが紫乃至青色のレーザ光を出射し、波長変換部材が紫乃至青色のレーザ光に励起されて長波長の光を生成して、白色の可視光を発してもよい。
このような構成によれば、共通の波長変換部材が、複数の半導体レーザチップから出射される紫乃至青色のレーザ光に励起されて、広い範囲で白色の可視光を発するので、発光ムラの少ない広い面積の白色光源を製作することができ、多くの利用可能性を有する。

以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳細に説明する。

（実施例１）
図１は実施例１による半導体レーザ発光装置の外観を示す斜視図である。図２は
実施例１による半導体レーザ発光装置の構造を説明するために図１の斜視図の一部を切り取って内部を示した図である。

図２に示されるように半導体レーザ発光装置１００において、半導体レーザチップ１はＰ型電極が金属線１０によりリードピン７と、またＮ型電極はサブマウント５、金属線１０およびステム１２を介してコモンリードピン８と電気的に接続されている。
フォトダイオードチップ６はＮ型電極が金属線１０によりもう一方のリードピン７と、またＰ型電極はステム１２を介してコモンリードピン８と電気的に接続されている。
２つのリードピン７はステム１２と電気的に直結しないように絶縁体のハーメチックガラス９を介して半導体レーザ発光装置１００と接着している。
半導体レーザチップ１のレーザ光出射側にはかまぼこ型レンズ２が載置されている。
半導体レーザチップ１、かまぼこ型レンズ２、フォトダイオートチップ６等は、光透過性保護板３を備えたキャン１１およびステム１２により気密封止されている。
光透過性保護板３には蛍光層４が形成されている。
光透過性保護板３は絶縁体のハーメチックガラス９を介してキャン１１に接着されている。
ハーメチックガラス９は、パッケージ内の気密性を保つ機能も有する。

半導体レーザチップ１は、かまぼこ型レンズ２が載置された面および反対側の面が劈開面となっており、当該２つの劈開面の活性層からレーザ光が出射される。
半導体レーザチップ１は３２０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長の紫乃至青色のレーザ光を発する。
レーザ発振するチップ端面については，かまぼこ型レンズ２が載置された端面の反射率を２０％以下と低くして、また、反対側を６０％以上と高くすることによって、かまぼこ型レンズ２が載置された端面の有効放射パワーを強めている。
フォトダイオードチップ６は、半導体レーザチップ１の出力を検出するために、半導体レーザチップ１の、かまぼこ型レンズ２が載置された側と反対側の端面の延長線上に設置されている。

半導体レーザチップ１から出射されるレーザ光の放射パターンは、断面形状が楕円形の拡散光となっており、活性層に対して垂直方向の広がり方が大きく、また活性層に対して水平方向の広がり方が小さくなっている。
なお、活性層は図示されていないが、半導体レーザチップ１を形成する層であり、半導体レーザチップ１と金属線１０とが接続された面およびサブマウント５と接触している面と平行な層である。活性層においてレーザ発振が行われる。
照明用の光源として用いる場合、拡散光が円形状に拡がる方が望ましい。そのため、かまぼこ型レンズ（凸型シリンドリカルレンズ）２を半導体レーザチップ１のレーザ光出射面に載置し、活性層と垂直方向に広がるレーザ光を屈折させて断面形状の長径部分を短くすることにより拡散光を円形に近似させる。

かまぼこ型レンズ２によって断面形状が円形に近似したレーザ光は、蛍光層４で波長変換され可視光として外部に放射される。
蛍光層にはセリウムで付活されたＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、ガーネット）系黄色蛍光体で、具体的にはＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ，Ｙ₃（Ａｌ_0.6Ｇａ_0.4）₅Ｏ₁₂：Ｃｅまたは、Ｙ₃（Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5）₅Ｏ₁₂：Ｃｅなどを用いる。
蛍光層４は半導体レーザチップ１が出射する紫乃至青色のレーザ光を励起光として、励起光より長波長の黄色の光を生成する。蛍光層４が生成する光はコヒーレンスを有することはない。
蛍光層４の蛍光体により紫乃至青色のレーザ光のコヒーレンスは低下され、その結果蛍光層４は白色の可視光を発する。
以上のとおり、半導体レーザチップ１から出射された紫乃至青色のレーザ光は、かまぼこ型レンズ２によって拡散光の断面形状を調整され、光透過性保護板３に形成された蛍光層４に放射されることにより、断面形状が円形に近似した白色の光が外部に放射される。これにより照明用光源として用いるのに適切な発光装置を製作することが可能になる。

（実施例２）
図１は実施例２による半導体レーザ発光装置の外観を示す斜視図である。図３は実施例２による半導体レーザ発光装置の構造を説明するために図１の斜視図の一部を切り取って内部を示した図である。実施例２の半導体レーザ発光装置は、その外観においては実施例１のものと同一である。

図３に示されるように半導体レーザ発光装置２００において、半導体レーザチップ１はＰ型電極が金属線１０によりリードピン７と、またＮ型電極はサブマウント５、金属線１０およびステム１２を介してコモンリードピン８と電気的に接続されている。
フォトダイオードチップ６はＮ型電極が金属線１０によりもう一方のリードピン７と、またＰ型電極はステム１２を介してコモンリードピン８と電気的に接続されている。
２つのリードピン７はステム１２と電気的に直結しないように絶縁体のハーメチックガラス９を介して半導体レーザ発光装置２００と接着している。
半導体レーザチップ１のレーザ光出射側には平凹レンズ１３が載置されている。
半導体レーザチップ１、平凹レンズ１３、フォトダイオートチップ６等は、光透過性保護板３を備えたキャン１１およびステム１２により気密封止されている。
光透過性保護板３には蛍光層４が形成されている。
光透過性保護板３は絶縁体のハーメチックガラス９を介してキャン１１に接着されている。

実施例２と前述の実施例１との構造上の相違点は、実施例１における半導体レーザチップ１に載置されたかまぼこ型レンズ２が、実施例２においては平凹レンズ（凹型シリンドリカルレンズ）１３に替わったことのみである。
半導体レーザチップ１から出射される断面形状が楕円形の拡散光は、半導体レーザチップ１のレーザ光出射面に載置された平凹レンズ１３により屈折して断面形状の短径が長くなることにより、断面形状が円形に近似する。
前記以外は実施例１と同様に、平凹レンズ１３により円形に近似するように断面形状を調整された拡散光は、光透過性保護板３に形成された蛍光層４に放射されることにより、断面形状が円形に近似した白色の光が外部に放射される。これにより照明用光源として用いるのに適切な発光装置を製作することが可能になる。

さらに、平凹レンズとかまぼこ型レンズを組み合わせた変形例を図１４を用いて説明する。
図１４は、平凹レンズ１３ａの凹部側にかまぼこ型レンズ２ａを載置した例を説明する図である。なお、図１４は半導体レーザチップ１上の平凹レンズ１３ａおよびかまぼこ型レンズ２ａの配置形態を説明する図であるため、その他の部分は図示していない。

前述の実施例１によるかまぼこ型レンズ２のみでは、拡散光の断面形状を円形に近似させる程までに長径部分を短くできない場合、および、実施例２の平凹レンズ１３のみでは、拡散光の断面形状を円形に近似させる程までに短径部分を長くできない場合には、図１４に示されるように平凹レンズ１３ａとかまぼこ型レンズ２ａを組み合わせて半導体レーザチップ１の光出射面に設置する。
平凹レンズ１３ａとかまぼこ型レンズ２ａとの組み合わせにより、半導体レーザチップ１から出射される楕円形の拡散光の長径部分と短径部分の両方を調整することが可能になり、拡散光を円形に近似させるための選択肢が充実する。
なお、図１４に示される変形例において、かまぼこ型レンズ２ａおよび平凹レンズ１３ａは、実施例１および２で用いられるかまぼこ型レンズ２および平凹レンズ１３と異なる屈折率のレンズを用いてもよい。

（実施例３）
図４は実施例３による、実施例１の半導体レーザ発光装置１００等で構成された照明用光源を光放射面側から示した図である。図５は実施例３による照明用光源の側面図である。図６は図４の複数の半導体レーザ発光装置１００から光透過性保護板に放射された光の断面形状を示した図である。

図４に示されるように、照明用光源３００は、実施例１による複数の半導体レーザ発光装置１００を格子状に配置したものと、これら複数の半導体レーザ発光装置１００を覆う光透過性保護板１４等で構成されている（前記以外の構成部品については図示せず）。また、図５の側面図に示されるように、それぞれの半導体レーザ発光装置１００は、一定方向に光が出射されるよう傾かずに基板１９に配置されている。

図４に示される、それぞれの半導体レーザ発光装置１００は、図１に示される半導体レーザ発光装置１００を光放射面側から見た状態を示すものである。それぞれが配置されている角度等を把握し易いように蛍光層４、光透過性保護板３および金属線１０等を省略して示してある。
光透過性保護板１４は、光透過性のあるものであればよく、特に材質や色等は限定されるものではない。

図６に示されるように、格子状に配置された複数の半導体レーザ発光装置１００から光透過性保護板１４に放射された拡散光は、それぞれの断面形状が円形に近似しており、かつ隣り合う断面がお互いに近接するように配置されている。このように複数の半導体レーザ発光装置１００を格子状に配置することにより、発光ムラの少ない照明用光源を製作することが可能になる。
各半導体レーザ発光装置１００は、かまぼこ型レンズ２により拡散光の断面形状が円形に近似するように調整されているので、同じ間隔に配置さえすればよく、図４のように全ての半導体レーザ発光装置１００が、光放射面側からみて内部の半導体レーザチップ１が平行になるように配置される必要はない。

なお、本実施例３の照明用光源３００において、半導体レーザ発光装置１００の代わりに実施例２における半導体レーザ発光装置２００を用いてもよい。
この場合、円形に近似する拡散光の断面の直径は、半導体レーザ発光装置１００の拡散光の直径よりも大きくなるため、半導体レーザ発光装置２００が配置される間隔は図３における各半導体レーザ発光装置１００の間隔よりも広くなってもよい。

（実施例４）
図７は実施例４による、実施例１の半導体レーザ発光装置１００で構成された照明用光源を光放射面側から示した図である。

図７に示されるように、照明用光源４００は、実施例１による複数の半導体レーザ発光装置１００を格子状に配置したものと、これら複数の半導体レーザ発光装置１００を覆う光透過性保護板１５等で構成されている（前記以外の構成部品については図示せず）。

実施例４の照明用光源４００は、前述の実施例３の照明用光源３００における格子状に配置された複数の半導体レーザ発光装置１００を、物理的に接触しない程度まで互いに接近させた照明用光源である。
図７のように、複数の半導体レーザ発光装置１００を互いに接近させることにより、更に発光ムラが少なく明るい照明用光源を製作することが可能になる。
各半導体レーザ発光装置１００は、かまぼこ型レンズにより拡散光の断面形状が円形に近似するように調整されているので、同じ間隔に配置さえすればよく、図５のように全ての半導体レーザ発光装置１００が、光放射面側からみて内部の半導体レーザチップ１が平行になるように同じ角度で配置される必要はない。

なお、本実施例４の照明用光源４００において、半導体レーザ発光装置１００の代わりに実施例２における半導体レーザ発光装置２００を用いてもよい。

（実施例５）
図８は実施例５による、照明用光源を光放射面側から示した図である。図９は図８の複数の半導体レーザ装置から光透過性保護板に放射された光の断面形状を示した図である。

図８に示されるように、照明用光源６００は、実施例１における半導体レーザ照明装置１００の構造からかまぼこ型レンズ２と蛍光層４を取り去った構造の複数の半導体レーザ装置５００を等間隔に一列に配置したものと、これら複数の半導体レーザ装置５００を覆う光透過性保護板１６等から構成されている（前記以外の構成部品については図示せず）。
なお光透過性保護板１６には全面にわたり均一に蛍光層が設けられている（蛍光層は図示せず）。

それぞれの半導体レーザ装置５００は、図１の斜視図に示される半導体レーザ発光装置１００からかまぼこ型レンズ２および蛍光層４を取り去ったものを光放射面側から見た状態を示すものである。なお、それぞれが配置されている角度等を把握し易いように光透過性保護板３および金属線１０等を省略して示してある。
半導体レーザ装置５００は紫乃至青色のレーザ光を外部に放射する。
光透過性保護板１６に設けられた蛍光層は、半導体レーザ装置５００が出射する紫乃至青色のレーザ光を励起光として、励起光より長波長の黄色の光を生成する。蛍光層が生成する光はコヒーレンスを有することはない。蛍光層の蛍光体により紫乃至青色のレーザ光のコヒーレンスは低下される。その結果蛍光層が設けられた光透過性保護板１６は白色の可視光を発する。

半導体レーザ装置５００から光透過性保護板１６に放射されたレーザ光は、活性層に対して垂直方向に長く、平行方向に短い楕円形の断面形状となっている。
このような放射特性を有する半導体レーザ装置５００を、図９のように断面形状の短径部分が一直線上に連続して並ぶように配置することで、光透過性保護板１６に設けられた蛍光層から発光ムラの少ない白色の可視光が放射される。
以上のように、断面形状の長径部分と短径部分の長さの差を利用した、列の垂直方向にも広く放射可能な、発光ムラの少ない照明用光源を製作することが可能になる。

（実施例６）
図１０は実施例６による、照明用光源を光放射面側から示した図である。図１１は図１０の複数の半導体レーザ装置から光透過性保護板に放射された光の断面形状を示した図である。

図１０に示されるように、照明用光源７００は、実施例５における一列の半導体レーザ装置５００を平行な複数列に配置したものと、これら複数の半導体レーザ装置５００を覆う光透過性保護板１７等から構成されている（前記以外の構成部品については図示せず）。
なお光透過性保護板１７には全面にわたり均一に蛍光層が設けられている（蛍光層は図示せず）。

半導体レーザ装置５００から光透過性保護板１７に放射されたレーザ光は、活性層に対して垂直方向に長く、平行方向に短い楕円形の断面形状となっている。
このような放射特性を有する半導体レーザ装置５００を、平行な複数列に構成されるように、かつ、図１１のように光透過性保護板１７に対する断面形状が互いに接触して、各列の断面形状の短径部分が一直線上に連続して並ぶように配置することにより光透過性保護板１７に設けられた蛍光層から発光ムラの少ない白色の可視光が放射される。
以上のように、断面形状の長径部分と短径部分の長さの差を利用した、より広い面に渡って発光ムラの少ない照明用光源を製作することが可能になる。

（実施例７）
図１２は実施例７による、照明用光源を光放射面側から示した図である。図１３は図１２の複数の半導体レーザ装置から光透過性保護板に放射された光の断面形状を示した図である。

図１２に示されるように、照明用光源８００は、実施例５における複数の半導体レーザ装置５００を格子状に配置したものと、これら複数の半導体レーザ装置５００を覆う光透過性保護板１８等から構成されている（前記以外の構成部品については図示せず）。
なお光透過性保護板１８には全面にわたり均一に蛍光層が設けられている（蛍光層は図示せず）。

半導体レーザ装置５００から光透過性保護板１８に放射されたレーザ光は、活性層に対して垂直方向に長く、平行方向に短い楕円形の断面形状となっている。
このような放射特性を有する半導体レーザ装置５００を格子状に、かつ、図１３のように光透過性保護板１８に対する断面形状が互いに接触するように配置することにより、光透過性保護板１８に設けられた蛍光層から発光ムラの少ない白色の可視光が放射される。
以上のように、簡単な配置により断面形状の長径部分と短径部分の長さの差を利用した、より広い面に渡って発光ムラの少ない照明用光源を製作することが可能になる。

この発明の実施例１および２による半導体レーザ発光装置の斜視図である。この発明の実施例１による半導体レーザ発光装置の構造を説明するために図１の斜視図の一部を切り取った図である。この発明の実施例２による半導体レーザ発光装置の構造を説明するために図１の斜視図の一部を切り取った図である。この発明の実施例３による照明用光源を光放射面の側から見た平面図である。この発明の実施例３による照明用光源の側面図である。この発明の実施例３による、図４の複数の半導体レーザ発光装置から光透過性保護板に放射された光の断面形状を示した図である。この発明の実施例４による照明用光源を光放射面の側から見た平面図である。この発明の実施例５による照明用光源を光放射面の側から見た平面図である。この発明の実施例５による、図８の複数の半導体レーザ装置から光透過性保護板に放射された光の断面形状を示した図である。この発明の実施例６による照明用光源を光放射面の側から見た平面図である。この発明の実施例６による、図１０の複数の半導体レーザ装置から光透過性保護板に放射された光の断面形状を示した図である。この発明の実施例７による照明用光源を光放射面の側から見た平面図である。この発明の実施例７による、図１２の複数の半導体レーザ装置から光透過性保護板に放射された光の断面形状を示した図である。この発明の実施例１および２の変形例による、半導体レーザ発光装置内の、半導体レーザチップ上のレンズの配置形態を示した図である。

符号の説明

１・・・・・・半導体レーザチップ
２，２ａ・・・かまぼこ型レンズ
３，１４，１５，１６，１７，１８・・・光透過性保護板
４・・・・・・蛍光層
５・・・・・・サブマウント
６・・・・・・フォトダイオードチップ
７・・・・・・リードピン
８・・・・・・コモンリードピン
９・・・・・・ハーメチックガラス
１０・・・・・金属線
１１・・・・・キャン
１２・・・・・ステム
１３，１３ａ・・平凹レンズ
１９・・・・・基板
１００，２００・・半導体レーザ発光装置
３００，４００，６００，７００，８００・・照明用光源
５００・・・・半導体レーザ装置

Claims

所定波長を有し断面が楕円形の拡散光を出射する半導体レーザチップと、拡散光の断面形状を調整するレンズと、調整された光を受けて所定波長と異なる波長の光に変換して出射する波長変換部材とを少なくとも備え、前記レンズが、拡散光の断面の長径を短くするように配置されたかまぼこ型レンズと、拡散光の断面の短径を長くするように配置された平凹レンズの少なくとも一方であることを特徴とする発光装置。
前記レンズが拡散光断面を円形に近似させるかまぼこ型レンズである請求項１に記載の発光装置。
前記レンズが拡散光断面を円形に近似させる平凹レンズである請求項１に記載の発光装置。
前記半導体レーザチップはＰ型電極とＮ型電極を有し、そのＰＮ接合面に対して平行で、かつ、反対向きの２方向に紫乃至青色のレーザ光を出射する端面発光型のレーザチップであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
前記半導体レーザチップは、レーザ光を出射する２つの端面を有し、そのうち波長変換部材に面した側の端面反射率が２０％以下と設定され、反対側の端面反射率が６０％以上と設定されることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
前記波長変換部材は、前記半導体レーザチップより出射されるレーザ光によって励起され、レーザ光の波長よりも長い波長の光を生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
前記波長変換部材は、前記半導体レーザチップより出射されるレーザ光によって励起され、白色の可視光を生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
複数の発光装置を備え、前記複数の発光装置が一定方向に光が出射されるように等間隔で直線状あるいは格子状に配置され、光透過性保護板で覆われ、光透過性保護板に対する拡散光の照射領域が互いに接触するように隣接し、各発光装置が請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置である照明用光源。
隣接する複数の発光装置が密接に配置される請求項８に記載の照明用光源。
所定波長を有し断面が楕円形の拡散光を出射する複数の半導体レーザチップと、複数の半導体レーザチップが出射する拡散光を受けて所定波長と異なる波長の光に変換して出射する波長変換部材とを少なくとも備え、前記半導体レーザチップは１列に、または平行な複数列に配置され、波長変換部材に対する照射領域が互いに接触して、照射領域の短径部分が一直線上に連続して並べられてなることを特徴とする照明用光源。
前記半導体レーザチップが格子状に配置される請求項１０に記載の照明用光源。
前記半導体レーザチップが紫乃至青色のレーザ光を出射し、波長変換部材が紫乃至青色のレーザ光に励起されて長波長の光を生成して、白色の可視光を発することを特徴とする請求項１０または１１に記載の照明用光源。