JP2020043327A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1乃至図6は、第1実施形態に係る発光装置1の構造を説明するための図である。図1は、発光装置1を光が出射される側から見た斜視図である。図2は、構成の一部を取り除き半導体レーザ素子が配される空間を可視化した状態の発光装置1を、図1と同様の方向から見た斜視図である。図3は、光が出射される側を上面とした場合の、図1で示した発光装置1の上面図である。図4は、光が出射される側を上面とした場合の、図2で示した発光装置1の上面図である。図5は、図3のV-Vを結ぶ直線における発光装置1の断面図である。図6は、図3のVI-VIを結ぶ直線における発光装置1の断面図である。なお、図が煩雑にならないように、図4でワイヤを含めた発光装置1の図を記しておき、その他の図ではこれを省略している。
基部10は、基部10の底面を形成する底部と、基部10の側面を形成する枠部とを有する。また、枠部は内側面ISを有し、内側面ISと底部の上面USによって、基部10に中央部が凹んだ凹構造が形成される。枠部の内側面の一部には段差部STが設けられる。なお、内側面の全体に亘って段差部STを設けてもよい。段差部の上面には金属膜が設けられる。
基部10の底面を形成する底部の上面USに、サブマウント40を介して1つの第1半導体レーザ素子20と2つの第2半導体レーザ素子30が配置される。なお、サブマウント40を介さない場合は、底部の上面USに直接第1及び第2半導体レーザ素子が配置される。また、発光装置1において、赤色の第1半導体レーザ素子20と、青色の第2半導体レーザ素子30及び緑色の第2半導体レーザ素子30と、が配置される。
次に、第2実施形態に係る発光装置2を説明する。構成要素として、基部、1つの第1半導体レーザ素子、2つの第2半導体レーザ素子、サブマウント、第1光反射部材、第2光反射部材、蓋部材、レンズ部材、接着部、ワイヤを有する点は、第1実施形態の発光装置1と同様である。第1実施形態と異なる点は、レンズ部材280の形状とレンズ部282が配置される面の位置である。図12は、発光装置2を光が出射される側から見た斜視図である。図13は、光が出射される側を上面とした場合の、図12で示した発光装置2の上面図である。図14は、図12のXIV-XIVを結ぶ直線における発光装置2の断面図である。
レンズ部材280は、レンズ形状を有する3つのレンズ部282と、それ以外の非レンズ部281と、を有する。3つのレンズ部282の形状は、第1の実施形態におけるものと変わらないものを採用することができる。一方で、第1の実施形態の発光装置1では非レンズ部281は直方体の形状で構成されていたが、発光装置2においては凹形状で構成される。そして、非レンズ部281の凹形状の窪みに3つのレンズ部282が設けられる。
発光装置2においては、レンズ部材280は、蓋部材70の上面に近い側に3つのレンズ部282が来るように配される。また、レンズ部材280の凹形状の最上面と蓋部材70の上面とが接着剤を介して接合され、接着部90が形成される。非レンズ部281の凹形状をレンズ部材280の上面側とし、反対側の平面を下面側として見た場合に、レンズ部材280はこれをひっくり返して下面側の平面が発光装置の上面側に来るように配される。
次に、第3実施形態に係る発光装置3を説明する。図15は、発光装置3を光が出射される側から見た斜視図である。図16は、光が出射される側を上面とした場合の、図15で示した発光装置3の上面図である。図17は、図16のXVII-XVIIを結ぶ直線における発光装置3の断面図である。第3実施形態の発光装置3は、第2実施形態の発光装置2に、さらに波長板300を有する点で異なる。波長板300としては、光の偏光方向を90度変える1/2波長板を採用することができる。
次に、第1実施形態に係る発光装置の具体的な設計例を記す。垂直方向の拡がり角がおよそ65度の赤色の光を発する第1半導体レーザ素子と、垂直方向の拡がり角がおよそ46度の緑色の光を発する第2半導体レーザ素子と、垂直方向の拡がり角がおよそ45度の青色の光を発する第2半導体レーザ素子と、が底部の上に配される。
10 基部
20 第1半導体レーザ素子
30 第2半導体レーザ素子
40 サブマウント
50、999 第1光反射部材
60 第2光反射部材
70 蓋部材
80、280 レンズ部材
81、281 非レンズ部
82、282 レンズ部
83、283 第1レンズ部
84、284 第2レンズ部
85、285 第3レンズ部
90 接着部
91 ワイヤ
300 波長板
Claims (15)
- 底部を有する基部と、
前記基部の底部の上に配置される第1半導体レーザ素子と、
前記基部の底部の上に配置され、前記第1半導体レーザ素子から放射された光を反射する光反射面を有する第1光反射部材と、を有する発光装置であって、
前記第1光反射部材の光反射面は、前記第1半導体レーザ素子から放射された主要部分の光について、前記光反射面に照射される光の拡がり角よりも前記光反射面で反射された光の拡がり角を小さくし、かつ、前記光反射面で反射された光の拡がり角を0度にしない、曲面形状を有する発光装置。 - 前記第1半導体レーザ素子は、垂直方向の拡がり角が55度以上、75度以下の光を放射する請求項1に記載の発光装置。
- 前記第1光反射部材は、前記第1半導体レーザ素子から放射された光の垂直方向について、反射された光の拡がり角を小さくする前記光反射面を有する請求項1または2に記載の発光装置。
- 第1レンズ部を含むレンズ部材を有し、
前記第1光反射部材の光反射面において反射された光は前記第1レンズ部を通過する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記レンズ部材は、出射する光がコリメートされる形状の第1レンズ部を有する請求項4に記載の発光装置。
- 前記第1レンズ部のレンズ幅は1.0mm以上、2.0mm以下である請求項4または5に記載の発光装置。
- 前記基部の底部の上に配置される1以上の第2半導体レーザ素子と、
前記基部の底部の上に配置され、前記第2半導体レーザ素子から放射された光を反射する光反射面を有する第2光反射部材と、を有し、
前記第1光反射部材の光反射面の形状と、前記第2光反射部材の光反射面の形状と、が異なる請求項4乃至6のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記第1半導体レーザ素子から放射される光の垂直方向の拡がり角が、前記第2半導体レーザ素子から放射される光の垂直方向の拡がり角よりも、10度以上大きい請求項7に記載の発光装置。
- 前記レンズ部材は、第2レンズ部を有し、
前記第2光反射部材は、前記第2半導体レーザ素子から放射され前記第2光反射部材の光反射面において反射された光が第2レンズ部を通過するよう配置される請求項7または8に記載の発光装置。 - 前記第1半導体レーザ素子から放射された光軸上を通る光が前記第1光反射部材の光反射面に到達するまでの距離は、前記第2半導体レーザ素子から放射された光軸上を通る光が前記第2光反射部材の光反射面に到達するまでの距離よりも大きい請求項7乃至9のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1光反射部材の光反射面は、光軸上を通る光が前記光反射面に入射する方向と前記光反射面で反射する方向とが成す角であって前記第1光反射部材を跨がない角に関し、前記第1半導体レーザ素子の方が前記第2半導体レーザ素子よりも小さい角となる形状で形成される請求項7乃至10のいずれか一項に発光装置。
- 前記基部の枠部と接合する蓋部材を有し、
前記レンズ部材は、前記枠部と接合する面と反対側の面で、前記蓋部材と接合する請求項4乃至11のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記蓋部材は、少なくとも、前記第1半導体レーザ素子から放射された主要部分の光であり、かつ、前記第1光反射部材の光反射面により反射された光が通過する領域が、サファイアで構成される請求項12に記載の発光装置。
- 前記レンズ部材は、前記蓋部材と接合する側の面に前記第1レンズ部を配する請求項12または13に記載の発光装置。
- 前記蓋部材と前記レンズ部材とを接合する接着剤によって形成される接着部を有し、
前記接着部は、前記蓋部材と前記レンズ部材とが接触しない厚みを有する請求項12乃至14のいずれか一項に記載の発光装置。
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