(57)【要約】【課題】光学部材を安定に設けることが可能である複数のレーザ素子を備える発光装置を提供する。【解決手段】発光装置は、主面を有する基板と、前記主面上で上面および前記上面と交わる２つの側面を有し、一方の側面は第１反射部を有し、他方の側面は第２反射部を有する、第１凸部と、前記主面において、前記第１凸部を基準として、前記第１反射部の側に位置し、前記第１反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第１レーザ素子と、前記主面において、前記第１凸部を基準として、前記第２反射部の側に位置し、前記第２反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第２レーザ素子と、前記第１凸部の前記上面に支持される第１光学部材と、を備え、前記第１光学部材は、前記第１反射部の上に位置する第１レンズ部、および前記第２反射部の上に位置する第２レンズ部を有する。【選択図】図１Ｂ
2020194916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する基板と、
前記主面上で上面および前記上面と交わる２つの側面を有し、一方の側面は第１反射部を有し、他方の側面は第２反射部を有する、第１凸部と、
前記主面において、前記第１凸部を基準として、前記第１反射部の側に位置し、前記第１反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第１レーザ素子と、
前記主面において、前記第１凸部を基準として、前記第２反射部の側に位置し、前記第２反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第２レーザ素子と、
前記第１凸部の前記上面に支持される第１光学部材と、
を備え、
前記第１光学部材は、前記第１反射部の上に位置する第１レンズ部、および前記第２反射部の上に位置する第２レンズ部を有する、
発光装置。
【請求項２】
前記第１凸部は、前記主面に沿って延び、
前記第１凸部は、上面の長手方向に沿って、前記一方の側面に前記第１反射部を、前記他方の側面に前記第２反射部を有し、
前記少なくとも１つの第１レーザ素子は、前記長手方向に沿って並ぶ複数の第１レーザ素子であり、
前記少なくとも１つの第２レーザ素子は、前記長手方向に沿って並ぶ複数の第２レーザ素子であり、
前記第１レンズ部は、前記複数の第１レーザ素子のそれぞれに対応したレンズを有する第１レンズアレイであり、
前記第２レンズ部は、前記複数の第２レーザ素子のそれぞれに対応したレンズを有する第２レンズアレイである、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１光学部材の重心は、上面視で、前記第１凸部の前記上面と重なる、
請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記主面から上方に延びる側面による枠を形成する枠体と、
前記主面に対向する位置で、前記枠体による枠を覆うカバーと、
を備え、
前記第１光学部材は、前記枠体による枠の内側、かつ、前記主面と前記カバーとの間に位置し、
前記第１レーザ素子および前記第２レーザ素子からのレーザ光が前記カバーを透過する、
請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記主面上で枠を形成する枠体と、
前記枠体の枠を形成する側面を貫通し、前記少なくとも１つの第１レーザ素子の電気的な接続に利用される一対の第１リードと、
前記枠体の枠を形成する側面を貫通し、前記少なくとも１つの第２レーザ素子の電気的な接続に利用される一対の第２リードと、
を備え、
請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１凸部と前記第１光学部材とは、金属を含む接合材で接合されている、
請求項１から５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１凸部の上面の長手方向における長さは、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、
前記第１凸部の上面の幅は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、
請求項２に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第１凸部の高さは、３ｍｍ以下である、
請求項１から７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記複数の第１レーザ素子における隣接する任意の２つの第１レーザ素子の中心間距離、および前記複数の第２レーザ素子における隣接する任意の２つの第２レーザ素子の中心間距離は、それぞれ０．８５ｍｍ以上である、
請求項２に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記主面上に位置し、上面、および、当該上面と交わる２つの側面を有し、一方の側面は第３反射部を有し、他方の側面は第４反射部を有する、第２凸部と、
前記主面において、前記第２凸部を基準として、前記第３反射部の側に位置し、前記第３反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第３レーザ素子と、
前記主面において、前記第２凸部を基準として、前記第４反射部の側に位置し、前記第４反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第４レーザ素子と、
前記第２凸部の上面に支持される第２光学部材と、
をさらに備え、
前記第２光学部材は、前記第３反射部の上に位置する第３レンズ部、および前記第４反射部の上に位置する第４レンズ部を有し、
前記少なくとも１つの第３レーザ素子は、前記第１凸部と前記第２凸部との間に位置する、
請求項１から９のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第２凸部は、前記主面に沿って延び、
前記第２凸部は、上面の長手方向に沿って、前記一方の側面に前記第３反射部を、前記他方の側面に前記第４反射部を有し、
前記少なくとも１つの第３レーザ素子は、前記第２凸部の上面の長手方向に沿って並ぶ複数の第３レーザ素子であり、
前記少なくとも１つの第４レーザ素子は、前記第２凸部の上面の長手方向に沿って並ぶ複数の第４レーザ素子であり、
前記第３レンズ部は、前記複数の第３レーザ素子のそれぞれに対応したレンズを有する第３レンズアレイであり、
前記第４レンズ部は、前記複数の第４レーザ素子のそれぞれに対応したレンズを有する第４レンズアレイである、
請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記枠体の枠を形成する側面を貫通し、前記少なくとも１つの第４レーザ素子の電気的な接続に利用される一対の第３リードを備え、
前記一対の第２リードは、前記第１凸部を基準として前記第２反射部の側であり、かつ、前記第２凸部を境界として前記第３反射部の側で、前記対向する２つの側面を貫通し、前記少なくとも１つの第２レーザ素子および第３レーザ素子の電気的な接続に利用される、
請求項５に従属する請求項１０または１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
主面を有する基板と、
前記主面上で上面および前記上面と交わる２つの側面を有し、２つの側面の一方に第１反射部を有する第１凸部と、
前記主面上で上面および前記上面と交わる２つの側面を有し、２つの側面の一方に第２反射部を有する第２凸部と、
前記主面上の前記第１凸部と前記第２凸部との間に位置し、前記第１反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第１レーザ素子と、
前記主面上の前記第１凸部と前記第２凸部との間に位置し、前記第２反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第２レーザ素子と、
前記第１凸部の上面および前記第２凸部の上面によって支持される光学部材と、
を備え、
前記第１凸部および第２凸部は、前記第１反射部と前記第２反射部とが対向するようにして、前記主面上に位置し、
前記光学部材は、前記第１反射部の上に位置する第１レンズ部、および前記第２反射部の上に位置する第２レンズ部を有する、
発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザ素子を光源として備える多くの発光装置が提案されている。発光装置の一例として、特許文献１は、半導体レーザ装置を開示している。この装置では、基板上に、レーザ素子と、レーザ光を反射する斜面を有するミラーとが設けられている。ミラーの上面には、レンズ部を有するレンズが接合されている。レーザ素子から水平方向に出射されたレーザ光は、ミラーの斜面によって垂直方向に反射され、ミラーの上面に接合されたレンズのレンズ部に垂直に入射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９４７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のレーザ素子を備える発光装置にレンズなどの光学部材を安定に設けることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の発光装置は、非限定的で例示的な実施形態において、主面を有する基板と、前記主面上で上面および前記上面と交わる２つの側面を有し、一方の側面は第１反射部を有し、他方の側面は第２反射部を有する、第１凸部と、前記主面において、前記第１凸部を基準として、前記第１反射部の側に位置し、前記第１反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第１レーザ素子と、前記主面において、前記第１凸部を基準として、前記第２反射部の側に位置し、前記第２反射部にレーザ光を出射する少なくとも１つの第２レーザ素子と、前記第１凸部の前記上面に支持される第１光学部材と、を備え、前記第１光学部材は、前記第１反射部の上に位置する第１レンズ部、および前記第２反射部の上に位置する第２レンズ部を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、複数のレーザ素子を備える発光装置に光学部材をより安定に設けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示の例示的な実施形態における発光装置を模式的に示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示す発光装置から、枠体およびカバーが省略された図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａに示す発光装置のＹＺ平面における断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ａに示す発光装置が、カバーの代わりに、蓋体を備える例を模式的に示す斜視図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、図１Ｄに示す発光装置のＹＺ平面における断面図である。
【図２】図２は、発光装置の内部の配線の例を模式的に示す平面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１の変形例における発光装置の内部の配線の例を模式的に示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１の変形例における発光装置を模式的に示す平面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第２の変形例における発光装置の内部の配線の例を模式的に示す平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第２の変形例における発光装置を模式的に示す平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第３の変形例における発光装置の内部の配線の例を模式的に示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第３の変形例における発光装置を模式的に示す平面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第４の変形例における発光装置の内部の配線の例を模式的に示す平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第４の変形例における発光装置を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて、本開示の実施形態における発光装置を詳細に説明する。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分または部材を示す。
【０００９】
さらに以下は、本開示の技術思想を具体化するために例示しているのであって、本開示を以下に限定しない。また、構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図している。各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、理解を容易にするなどのために誇張している場合がある。
【００１０】
（実施形態）
図１Ａは、本開示の例示的な実施形態における発光装置１００を模式的に示す斜視図である。図１Ａでは、説明の便宜上、枠体６０とカバー７０とが分離された状態で記載されているが、実際には、枠体６０とカバー７０とは接合されている。図１Ａに示す発光装置１００は、気密封止されたパッケージでもある。図１Ｂは、図１Ａから、枠体６０およびカバー７０の記載を省略した図である。図１Ｃは、図１Ａに示す発光装置１００のＹＺ平面における断面図である。
【００１１】
まず、図１Ｂを参照して、本実施形態における発光装置１００の主要な構成部品を説明する。発光装置１００は、基板１０と、凸部２０と、４つの第１レーザ素子３０ａと、４つの第２レーザ素子３０ｂと、光学部材４０と、を備える。
【００１２】
説明の便宜上、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向が示されているが、発光装置１００の配置方向は任意である。また、図１Ｂでは、説明の便宜上、光学部材４０と凸部２０とが分離された状態で記載されているが、実際には、光学部材４０と凸部２０とは接合されている。
【００１３】
説明のわかりやすさのため、本明細書では、基板１０を基準として、凸部２０、第１レーザ素子３０ａ、第２レーザ素子３０ｂ、および光学部材４０が位置する側を「上」とする。このことは、発光装置１００の使用時における向きを制限するものではなく、発光装置１００の向きは任意である。なお、凸部が１つだけの場合でも、凸部を「第１凸部」と称することがある。光学部材が１つだけの場合でも、光学部材を「第１光学部材」と称することがある。
【００１４】
基板１０は、ＸＹ平面に平行な主面１０ｓを有し、Ｚ方向に厚さを有する。凸部２０は、上面２０ｓ、上面２０ｓと交わるＸ方向に平行な２つの側面、および上面２０ｓと交わるＹ方向に平行な２つの側面と有する。凸部２０の上面２０ｓは、典型的には、主面１０ｓに平行である。
【００１５】
図１Ｂに示す例では、凸部２０は、主面１０ｓに沿って、長手方向であるＸ方向に延びるリッジ形状を有する。上記のＸ方向に平行な２つの側面は、上方を向いている。すなわち、各側面の法線方向は、主面１０ｓから離れる方向を向いている。各側面の法線方向とは、各側面に垂直な方向であり、かつ、凸部２０とは反対の方向を意味する。上記のＸ方向に平行な２つの側面のうち、一方の側面は、第１反射部２２ａを有し、他方の側面は、第２反射部２２ｂを有する。上記のＹ方向に平行な２つの側面は、上方を向いていてもよいし、上方を向いていなくてもよい。
【００１６】
第１レーザ素子３０ａ、および第２レーザ素子３０ｂは、それぞれ、主面１０ｓにおいて、凸部２０を基準として、第１反射部２２ａの側および第２反射部２２ｂの側に位置する。第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂは、後に詳しく説明するように、半導体レーザ素子（レーザダイオード）である。
【００１７】
図１Ｂに示す例では、複数の第１レーザ素子３０ａ、および複数の第２レーザ素子３０ｂは凸部２０の長手方向に沿って並んでいる。言い換えれば、複数の第１レーザ素子３０ａは、上記のＸ方向に平行な２つの側面の一方に沿って並び、複数の第２レーザ素子３０ｂは、上記のＸ方向に平行な２つの側面の他方に沿って並んでいる。
【００１８】
複数の第１レーザ素子３０ａの各々と、第１反射部２２ａとの第１の間隔は等しい。複数の第２レーザ素子３０ｂの各々と、第２反射部２２ｂとの第２の間隔は等しい。第１の間隔および第２の間隔は等しい。なお、ここでの等しいとは、２０μｍ以内の間隔の差を含む。また、第１の間隔は、必ずしもすべて等しくなくてよい。第２の間隔、または、第１の間隔と第２の間隔とについても同様である。
【００１９】
第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂは、それぞれ、第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂにレーザ光を出射する。このように、第１レーザ素子３０ａのレーザ光の出射端面と第２レーザ素子３０ｂのレーザ光の出射端面とは、発光装置１００の内側を向くようにして、互いに向かい合っている。また、第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂは、それぞれ、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂから出射されたレーザ光を反射する。
【００２０】
第１反射部２２ａと主面１０ｓとがなす角度、および、第２反射部２２ｂと主面１０ｓとがなす角度は、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂから出射されるレーザ光の出射方向、ならびに、光学部材４０の位置によって決定される。図１Ｂに示す例では、角度はそれぞれ４５度である。なお、４５度以外の角度にしてもよい。
【００２１】
第１レーザ素子３０ａから＋Ｙ方向に出射されたレーザ光が、第１反射部２２ａによって＋Ｚ方向に反射され、第２レーザ素子３０ｂから−Ｙ方向に出射されたレーザ光が、第２反射部２２ｂによって＋Ｚ方向に反射される。なお、＋方向は、図１Ｂの矢印方向に対応し、−方向は、図１Ｂの矢印とは反対の方向に対応する。
【００２２】
光学部材４０は、凸部２０の上面２０ｓに支持される。光学部材４０は、第１反射部２２ａの上方に位置する第１レンズ部４２ａ、および第２反射部２２ｂの上方に位置する第２レンズ部４２ｂを有する。光学部材４０の下面と、凸部２０の上面２０ｓとが接する領域は、例えば、ＸＹ平面に平行かつ平坦であり得る。
【００２３】
第１レンズ部４２ａは、第１レーザ素子３０ａから出射され、第１反射部２２ａによって反射されたレーザ光が第１レンズ部４２ａを通るように配置される。同様に、第２レンズ部４２ｂは、第２レーザ素子３０ｂから出射され、第２反射部２２ｂによって反射されたレーザ光が第２レンズ部２２ｂを通るように配置される。
【００２４】
第１レーザ素子３０ａの数が１つのとき、第１レンズ部４２ａは１つのレンズを有する。第１レーザ素子３０ａの数が２つ以上のとき、第１レンズ部４２ａは、複数の第１レーザ素子３０ａのそれぞれに対応したレンズを有するレンズアレイである。同様に、第２レーザ素子３０ｂの数が１つのとき、第２レンズ部４２ｂは１つのレンズを含む。第２レーザ素子３０ｂの数が２つ以上のとき、第２レンズ部４２ｂは、複数の第２レーザ素子３０ｂのそれぞれに対応したレンズを有するレンズアレイである。光学部材４０は、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂ以外のレンズ部を有していてもよい。
【００２５】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂを、光学部材４０の下面側ではなく上面側に設けることにより、凸部２０の高さを低くすることができる。凸部２０は、第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂを形成するため、凸部２０が高いほど凸部２０の上面２０ｓの面積は小さくなる。凸部２０の高さを低い方が、上面２０ｓの面積が大きくなり、光学部材４０の安定した支持に貢献する。
【００２６】
またさらに、光学部材４０の上面側にレンズを設けることで、上面視で、凸部２０の上面２０ｓと重なる領域を含むようにレンズを設けることができる。そのため、第１のレーザ素子３０ａからのレーザ光と第２のレーザ素子３０ｂからのレーザ光とを近づけることができる。これにより、発光装置１００から出射される光の全体的なサイズを小さくすることができる。
【００２７】
レンズは、光学部材４０の下面から入射したレーザ光の出射にかかる光学制御を行う。光学制御の態様としては、レーザ光をコリメートして平行光にし、この平行光を光学部材４０の上面から出射させる。なお、光学制御の態様は、用途によってはコリメートに限らず、レンズは、光学部材４０の下面から入射したレーザ光を収束または発散して、光学部材４０の上面から出射させてもよい。
【００２８】
図１Ｃに示す例において、灰色領域は、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂからそれぞれ出射されたレーザ光の進行の様子を表している。図１Ｃに示すように、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂから出射されたレーザ光が、それぞれ、第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂによって上方に反射されている。第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂによって反射されたレーザ光は、それぞれ、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂによってコリメートされ、カバー７０を透過して、Ｚ方向に出射される。
【００２９】
凸部２０の上面２０ｓがＸＹ平面に平行かつ平坦である場合、光学部材４０を凸部２０の上面２０ｓに固定する際に、光学部材４０を、凸部２０の上面２０ｓに沿ってＸＹ平面に平行に移動させることができる。これにより、光学部材４０の傾きを考慮することなく、第１反射部２２ａを介した第１レーザ素子３０ａと第１レンズ部４２ａとの位置合わせ、および第２反射部２２ｂを介した第２レーザ素子３０ｂと第２レンズ部４２ｂとの位置合わせを容易に行うことができる。その結果、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂを透過するレーザ光の位置ずれ、および傾きを抑制することができる。なお、後述するように、接合材によって光学部材４０を凸部２０の上面２０ｓに固定する場合、接合面の実効的な接合力を高めるため、凸部２０の上面２０ｓが粗面化されていてもよい。
【００３０】
本実施形態における発光装置１００では、光学部材４０が凸部２０の上面２０ｓに配置される。これにより、光学部材４０が凸部２０の上方に離れて設けられる例と比較して、第１レーザ素子３０ａから、第１反射部２２ａを介した第１レンズ部４２ａまでの距離、および第２レーザ素子３０ｂから、第２反射部２２ｂを介した第２レンズ部４２ｂまでの距離が短くなる。なお、光学部材４０が凸部２０の上方に離れて設けられる例としては、例えば、凸部２０と光学部材４０との間に、他の部材が設けられるような構成の発光装置があげられる。
【００３１】
距離が短くなるほど、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂから出射されたレーザ光は、より小さなビーム径で、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂに到達することができる。これにより、上記の例と比較して、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂにおける各レンズのサイズを小さく設計することができる。レンズのサイズが小型化できれば、隣接する２つのレンズの間隔を狭めることができることから、発光装置１００のサイズをＸ方向にも小型化することも可能になる。
【００３２】
距離をさらに短くする観点から、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂを、光学部材４０の上面側ではなく下面側に設けてもよい。これにより、レンズのサイズをさらに小型化することができる。ただし、この場合、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂは、凸部２０の一部と接触しないように設けられる。例えば、第１レンズ部４２ａと第２レンズ部４２ｂとのＹ方向における最短距離は、凸部２０のＹ方向における幅よりも長くなるように設計される。
【００３３】
光学部材４０の下面の中心は、上面視で、凸部２０の上面２０ｓに重なる。また、光学部材４０の重心は、上面視で、凸部２０の上面２０ｓに重なる。これにより、前述の位置合わせがより容易になるとともに、光学部材４０を凸部２０の上面２０ｓ上に安定して設けることができる。
【００３４】
発光装置１００において、光学部材４０は、第１レンズ部４２ａと第２レンズ部４２ｂとが、凸部２０の上面２０ｓを境界に対向するように設けられる。このような形状と配置により、安定した状態で光学部材４０を凸部２０に接合することができる。なお、対向する第１レンズ部４２ａと第２レンズ部４２ｂの距離の中点は、上面視で、凸部２０の上面２０ｓに重なる。また、対向する第１レンズ部４２ａと第２レンズ部４２ｂとが連結して形成される場合、連結点あるいは連結面は、上面視で、凸部２０の上面２０ｓに重なる。
【００３５】
なお、図１に示す例において、凸部２０の片側にのみレーザ素子が位置する、つまり、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂの一方だけが配される場合であっても、安定性のために、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂを有する光学部材４０を凸部２０の上面２０ｓ上に設けてもよい。また、凸部２０の両側にそれぞれ同じ個数のレーザ素子を設ける必要はない。このため、光学部材４０が有する第１レンズ部４２ａにおけるレンズの個数と第２レンズ部４２ｂにおけるレンズの個数は、一致していなくてもよい。また、光学部材４０は、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂの他にレンズを有していてもよい。その場合も、光学部材４０が凸部２０上にバランスよく支持されるためには、光学部材４０の重心が、上面視で、凸部２０の上面２０ｓに重なるように配置されるのが望ましい。
【００３６】
本開示の発光装置によれば、パッケージの内部において光学部材の安定した支持または固定が実現する。また、発光装置の小型化を実現することが可能となる。
【００３７】
以下、本実施形態における発光装置１００の主要な構成部品の詳細、およびその他の構成部品の詳細を説明する。
【００３８】
［基板１０］
基板１０は、複数のレーザ素子から発せられた熱を速やかに外部に放出するため、熱伝導度が比較的高い材料から形成されていていることが望ましい。基板１０の熱伝導度は、例えば２０Ｗ／ｍＫ以上である。このような材料には、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏなどの金属、または、ＡｌＮ、ＳｉＣなどのセラミックがある。熱伝導度をより高くするために、この材料から形成された基板１０の主面１０ｓの少なくとも一部には、Ａｕ、Ａｇ、または、Ａｌなどにより、めっきが施されていてもよい。一例として、銅または銅合金から形成された基板１０の主面１０ｓに、金めっきが施されている。
【００３９】
基板１０の形状および大きさは、発光装置１００の所望の形状および大きさに応じて適宜調整されればよい。また、基板１０は平面を有する。基板１０は、例えば、矩形状、多角形状、円形状、楕円形状、およびこれらに近似する形状からなる群から選択される１つの平面形状を有していてもよい。一例として、基板１０は、各辺が５ｍｍから５０ｍｍの範囲で調整された矩形状の平面形状を有する。基板１０のＺ方向における厚さは、例えば０．５ｍｍから５．０ｍｍの範囲で調整される。また、基板１０は、凹部または凸部を設けてもよく、この凹部または凸部上に、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂが位置していてもよい。また、基板１０における枠体６０の外側の領域に、ねじ止め用の穴を設けてもよいし、発光装置１００を他の装置の構成要素の１つとして固定するための形状を有してもよい。
【００４０】
［凸部２０］
凸部２０はＸ方向に延びている。なお、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂの数がそれぞれ少なければ、凸部２０は、Ｘ方向に沿って延びる必要はない。凸部２０は、上面２０ｓ、上面２０ｓと交わるＸ方向に平行な２つの側面、および上面２０ｓと交わるＹ方向に平行な２つの側面を有する。なお、２つの側面の両方が必ずしも特定方向に平行である必要はない。また、側面の面形状は、平面形状を有していてもよいし、曲面形状を有していてもよい。また、２つの側面が、同じ面形状を有していてもよいし、異なる面形状を有していてもよい。また、主面１０ｓ上に凸部２０が配されてもよいし、凸部２０が基板１０の一部として主面１０ｓ上に形成されてもよい。光学部材４０を凸部２０の上面２０ｓに容易に設けるため、凸部２０の上面２０ｓのＸ方向における長さは、例えば３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、凸部２０の上面２０ｓのＹ方向における幅は、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、上限の値は、発光装置１００の小型化を考慮した値である。一方、光学部材４０を低い位置に設けるためには、凸部２０のＺ方向における高さは、例えば３ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、発光装置１００の小型化が可能になる。
【００４１】
凸部２０における第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂは、例えば、ガラス、石英、合成石英、サファイア、セラミック、プラスチック、シリコン、金属、および誘電体材料からなる群から選択される少なくとも１つから形成されていてもよい。第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂの少なくとも一方は、レーザ光の強度を変調する機能、またはレーザ光の波長を変換する機能を有していてもよい。第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂを接合するために、２つの側面に、それぞれ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、およびＴｉ／Ｎｉ／Ａｇからなる群から選択される１つの薄膜が形成されていてもよい。なお、第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂを、それぞれ、凸部２０の側面に別途設ける構造に替えて、凸部２０を反射性の材料で形成することで第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂを形成してもよい。
【００４２】
［第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂ］
第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂの数は、それぞれ４つであるが、この数に限定されない。第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂの数は、それぞれ少なくとも１つであればよい。ただし、小型の発光装置という観点からすると、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂの数を、それぞれ、例えば８つ以下にすることも考えられる。複数の第１レーザ素子３０ａにおける隣接する任意の２つのレーザ素子の中心間距離、および複数の第２レーザ素子３０ｂにおける隣接する任意の２つのレーザ素子の中心間距離は、それぞれ例えば０．８５ｍｍ以上である。これにより、互いのレーザ素子が及ぼす発熱の影響を低減することができる。一方で、発光装置１００の小型化を考えれば、中心間距離は、それぞれ例えば２．５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、複数の第１レーザ素子３０ａ、および複数の第２レーザ素子３０ｂが並ぶ間隔は、等間隔でなくてもよい。
【００４３】
発光装置１００は、図１Ｂに示すように、第１レーザ素子３０ａと主面１０ｓとの間に位置する第１サブマウント３２ａと、第２レーザ素子３０ｂと主面１０ｓとの間に位置する第２サブマウント３２ｂとをさらに備える。言い換えれば、第１レーザ素子３０ａは、主面１０ｓ上に、第１サブマウント３２ａを介して位置し、第２レーザ素子３０ｂは、主面１０ｓ上に、第２サブマウント３２ｂを介して位置する。後述する配線のために、第１サブマウント３２ａおよび第２サブマウント３２ｂ上に、それぞれ、第１レーザ素子３０ａ用の電極パッド３４ａ、および第２レーザ素子３０ｂ用の電極パッド３４ｂが位置している。なお、これらのサブマウントおよび電極パッドは、必ずしも設けなくてもよい。
【００４４】
第１レーザ素子３０ａは、その下面が第１サブマウント３２ａの上面に接触するように設けられ、第２レーザ素子３０ｂは、その下面が第２サブマウント３２ｂの上面に接触するように設けられている。これは、第１レーザ素子３０ａと第１サブマウント３２ａとの接触面積、および第２レーザ素子３０ｂと第２サブマウント３２ｂとの接触面積を大きくすることにより、レーザ素子から発せられた熱を外部に効率よく放出するためである。この放熱のために、第１サブマウント３２ａおよび第２サブマウント３２ｂは、熱伝導度の高い材料から形成されていてもよい。この材料は、例えば、ＡｌＮ、ＣｕＷ，ダイヤモンド，ＳｉＣ、およびセラミックスからなる群から選択される少なくとも１つを含む。第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂを接合するために、第１サブマウント３２ａおよび第２サブマウント３２ｂの表面に、それぞれ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、およびＮｉ／Ａｕからなる群から選択される１つの薄膜が形成されていてもよい。
【００４５】
複数の第１レーザ素子３０ａは、それぞれ、複数の第１サブマウント３２ａ上に位置し、複数の第２レーザ素子３０ｂは、それぞれ、複数の第２サブマウント３２ｂ上に位置する。これにより、複数の第１レーザ素子３０ａおよび複数の第２レーザ素子３０ｂ、ならびに第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂの位置を微調整しやすくなる。図１Ｂに示す例以外に、複数の第１レーザ素子３０ａのすべてを、Ｘ方向に延びる単一の第１サブマウント３２ａに設け、および／または、複数の第２レーザ素子３０ｂのすべてを、Ｘ方向に延びる単一の第２サブマウント３２ｂに設けてもよい。
【００４６】
第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂは、例えば、半導体レーザ素子である。半導体レーザ素子は、例えば、ｎ型クラッド層、活性層、およびｐ型クラッド層をこの順にＺ方向に積層した構造を備える。半導体レーザ素子は、ｎ型クラッド層側に位置する電極と、ｐ型クラッド側に位置する電極とをさらに備える。本明細書では、ｎ型クラッド層側に位置する電極を「ｎ側の電極」と称し、ｐ型クラッド側に位置する電極を「ｐ側の電極」と称する。ｎ側の電極とｐ側の電極とに電圧を印加してしきい値以上の電流を流すことにより、活性層の端面からレーザ光がＹ方向に平行な方向に出射される。出射されたレーザ光のスポットは、ファーフィールドでＺ方向が長軸でありＸ方向が短軸である楕円形状を有する。半導体レーザ素子に含まれる半導体に制限はない。半導体レーザ素子は、例えば、ＧａＡｓなどの砒化物半導体を含んでいてもよいし、ＧａＮなどの窒化物半導体を含んでいてもよい。半導体レーザ素子は、可視領域における長波長、中波長、および短波長のいずれかのレーザ光を出射してもよい。用途によっては、半導体レーザ素子は、赤外レーザ光を出射してもよいし、紫外レーザ光を出射してもよい。図１Ｂに示す複数の第１レーザ素子３０ａおよび複数の第２レーザ素子３０ｂのうち、すべてが同じ波長のレーザ光を出射してもよいし、少なくとも１つが異なる波長のレーザ光を出射してもよい。
【００４７】
［光学部材４０］
光学部材４０は、平面領域を有し、この平面領域が凸部２０の上面２０ｓとの接合領域となる。光学部材４０と凸部２０との接合には、例えば、有機溶剤を含む金属接合材を使用することができる。また、上面視で、光学部材４０の重心は、この平面領域内にある。これにより、光学部材４０を凸部２０の上面２０ｓ上に安定して設けることができる。その結果、発光装置１００の使用時において、光学部材４０と凸部２０とが剥がれにくくなる。
【００４８】
発光装置１００の製造では、光学部材４０を凸部２０に接合する工程において、接合材を硬化させていく最中に光学部材４０が傾いて大きくずれるといった現象が生じにくくなる。したがって、光学部材４０と凸部２０とを短時間で接合させずともよく、光学部材４０と凸部２０との接合に、接合温度が低い接合材を使用することができる。
【００４９】
有機溶剤を含む金属接合材には、例えば、金ペーストまたは銀ペーストなどの金属ペーストがある。金属ペーストに含まれる有機溶剤は、接合中に揮発させることができる。また、金属ペーストの接合温度は２３０℃以下であり、金属接合材に利用されるＡｕＳｎ接合材の接合温度（約３１０℃）よりも低い。つまり、金属ペーストは、有機溶剤を含む金属接合材であって、接合温度が低い接合材の一例である。接合温度が低いことから、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂの熱によるダメージを軽減することができる。また、接合に際して有機溶剤を揮発させることができるため、第１レーザ素子３０ａまたは第２レーザ素子３０ｂからのレーザ光の出射による集塵の影響を低減させることができる。
【００５０】
光学部材４０に含まれるレンズは、例えば、ガラス、石英、合成石英、サファイア、透明セラミック、およびプラスチックからなる群から選択される少なくとも１つから形成されていてもよい。スポットが楕円形状であるレーザ光をコリメート、収束、または発散するために、レンズは、上面視において、例えば円形状または楕円形状を有していてもよい。光学部材４０のＺ方向における厚さは、例えば、２.０ｍｍ以上５.０ｍｍ以下である。
【００５１】
［一対の第１電極パッド５０ａ、および一対の第２電極パッド５０ｂ］
後述する配線のために、主面１０ｓ上に、一対の第１電極パッド５０ａ、および一対の第２電極パッド５０ｂが設けられる。一対の第１電極パッド５０ａ、および一対の第２電極パッド５０ｂの位置は、特に限定されない。一対の第１電極パッド５０ａ、および一対の第２電極パッド５０ｂは、必ずしも設けなくてもよい。
【００５２】
［枠体６０、一対の第１リード６２ａ、および一対の第２リード６２ｂ］
発光装置１００は、主要な構成部品に加えて、枠体６０と、一対の第１リード６２ａと、一対の第２リード６２ｂとをさらに備える。
【００５３】
枠体６０は、主面１０ｓから上方（またはＺ方向）に延びる側面による枠を形成する。枠体６０は、基板１０の主面１０ｓ上に別途設けられてもよいし、基板１０と一体化されていてもよい。製造工程の順番としては、基板１０の主面１０ｓ上に複数の構成部品を設けた後に、枠体６０を設けてもよい。あるいは、枠体６０が基板１０の主面１０ｓ上に別途設けられた構造、または枠体６０と基板１０とが一体化された構造を用意して、次に、その構造の枠体６０による枠の内側であって主面１０ｓ上に、複数の構成部品を設けてもよい。枠体６０と基板１０とが一体化された構造を、「基体」と称することもできる。
【００５４】
枠体６０には、一対の第１リード６２ａおよび一対の第２リード６２ｂ、各リードと枠体６０との隙間を封止するＳｉＯ２などのリード封止材、ならびにカバー７０が取り付けられる。枠体６０の熱膨張係数が、これらの構成部品の熱膨張係数に近ければ、温度変化に伴って枠体６０が変形しても、これらの構成要件が剥離しにくくなり、また、破損しにくくなる。これにより、発光装置１００においてレーザ素子が配される空間内の気密性を保つことができる。上記の熱膨張係数を考慮すると、枠体６０は、例えば、ＳＰＣ（Ｓｔｅｅｌ  Ｐｌａｔｅ  Ｃｏｌｏｄ）材から形成され得る。ＳＰＣ材は、プレス加工が容易な点でも有利である。枠体６０が基板１０と一体化される場合、枠体６０は、基板１０と同じ材料から形成される。枠体６０のＺ方向における高さは、例えば４．０ｍｍ以上１０.０ｍｍ以下である。枠体６０は、例えば、上面視で、矩形状、多角形状、円形状、楕円形状、およびこれらに近似する形状からなる群から選択される１つの形状を有していていもよい。図１Ａに示す例では、枠体６０は、上面視で、４つの側面からなる矩形状の形状を有する。
【００５５】
一対の第１リード６２ａおよび一対の第２リード６２ｂは、枠を形成する側面を貫通する。一対の第１リード６２ａ、および一対の第２リード６２ｂは、導電性の材料から形成されている。枠体６０が導電性を有する場合、一対の第１リード６２ａと枠体６０との間、および一対の第２リード６２ｂと枠体６０との間は、リード封止材によって絶縁されている。一対の第１リード６２ａは、第１レーザ素子３０ａの電気的な接続に利用され、一対の第２リード６２ｂは、第２レーザ素子３０ｂの電気的な接続に利用される。一対の第１リード６２ａは、それぞれ、凸部２０を基準として、第１反射部２２ａの側で、対向するＹＺ平面に平行な２つの側面を貫通する。一対の第２リード６２ｂは、それぞれ、凸部２０を基準として、第２反射部２２ｂの側で、上記の２つの側面を貫通する。なお、ここで、「凸部２０を基準として」とは、凸部２０を横切るＸＺ平面に平行な平面を基準とすることを意味する。
【００５６】
一対の第１リード６２ａ、一対の第１電極パッド５０ａ、および少なくとも１つの第１レーザ素子３０ａの配線の例、ならびに、一対の第２リード６２ｂ、一対の第２電極パッド５０ｂ、および少なくとも１つの第２レーザ素子３０ｂの配線の例については、後述する。
【００５７】
枠体６０のＺ方向における高さは、凸部２０のＺ方向における高さ、および光学部材４０のＺ方向における高さの合計よりも高い。これにより、光学部材４０は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において枠体６０内に収まる。
【００５８】
なお、枠体６０、一対の第１リード６２ａ、および一対の第２リード６２ｂの一部または全部を備えていない発光装置を構成してもよい。
【００５９】
［カバー７０］
カバー７０は、透光性であり、主面１０ｓに対向する位置において枠体６０の枠を覆う。これにより、発光装置１００において、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂを気密封止された空間に配置することができる。また、外部の物体が発光装置１００のパッケージ内部に配された構成部品に接触して、発光装置１００が破壊されることを防ぐことができる。カバー７０は、例えば、ガラス、サファイア、セラミック、および樹脂からなる群から選択される少なくとも１つから形成されていてもよい。カバー７０は、レーザ光の波長を変換する機能、または、レーザ光を発散する機能を有していてもよい。枠体６０の枠とカバー７０とは、例えば、金属溶接によって接合され得る。これにより、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂの少なくとも一方から短波長のレーザ光が出射されても、前述した集塵が生じる可能性は低くなる。カバー７０のＺ方向における厚さは、例えば０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。光学部材４０は、枠体６０による枠の内側、かつ、主面１０ｓとカバー７０との間に位置する。これにより、発光装置１００の薄膜化が可能になる。
【００６０】
図１Ａに示すように、枠体６０の枠とカバー７０とが直接に接合されると、温度変化に伴う枠体６０の変形により、カバー７０に応力が加わることがある。このため、カバー７０が破壊される可能性がある。
【００６１】
図１Ｄは、図１Ａに示す発光装置１００が、カバー７０の代わりに、蓋体８０を備える例を模式的に示す斜視図である。図１Ｄでは、説明の便宜上、枠体６０と蓋体８０とが分離された状態で記載されているが、実際には、枠体６０と蓋体８０とは接合されている。図１Ｅは、図１Ｄに示す発光装置１００のＹＺ平面における断面図である。
【００６２】
［蓋体８０］
蓋体８０の周辺部８０ｐは、枠体６０の枠に支持されている。蓋体８０の中央部８０ｃは、蓋体８０の周辺部８０ｐよりも主面１０ｓに向かって窪んでいる。蓋体８０の中央部８０ｃは、光学部材４０の上方に位置する。蓋体８０の中央部８０ｃが、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において枠体６０内に収まるように、枠体６０の枠は、図１Ａから図１Ｃに示す枠体６０の枠よりも、Ｚ方向において高くなっている。蓋体８０は、上面視で、中央部８０ｃにおいて、光学部材４０のうち、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂを少なくとも含む１つの開口を有する。蓋体８０は、中央部８０ｃにおいて、１つの開口を塞ぐ単一の透光性部材８２を含む。蓋体８０のうち周辺部８０ｐと中央部８０ｃとを繋ぐＺ方向に平行な壁により、温度変化に伴い枠体６０が変形しても、透光性部材８２に加わる応力を緩和することができる。その結果、透光性部材８２は破壊されにくくなる。蓋体８０のうち、透光性部材８２以外の部分は、蓋体８０と線膨張係数の近い材料で形成されるのが好ましい。例えば、ＮｉとＦｅの合金などがある。なお、枠体６０と同じ材料から形成されていてもよい。透光性部材８２は、カバー７０と同じ材料から形成されていてもよい。枠体６０の枠と蓋体８０との接合については、枠体６０の枠とカバー７０との接合について説明した通りである。
【００６３】
図１Ｅに示すように、第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂから出射されたレーザ光が、それぞれ、第１反射部２２ａおよび第２反射部２２ｂによって反射され、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂによってコリメートされて、蓋体８０における透光性部材８２を透過して出射される。
【００６４】
図１Ｄおよび図１Ｅに示す例以外に、蓋体８０は、複数の開口をそれぞれ塞ぐ複数の透光性部材を含んでいてもよい。複数の開口は、それぞれ、上面視で、中央部８０ｃにおいて、光学部材４０における第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂの複数のレンズを含む。発光装置１００は、蓋体８０を覆うカバー７０をさらに備えてもよい。これにより、発光装置１００内の気密性を高めることができる。
【００６５】
次に、発光装置１００における内部の配線の例を説明する。
【００６６】
図２は、発光装置１００における内部の配線の例を模式的に示す平面図である。図２に示す例では、発光装置１００から光学部材４０、およびカバー７０もしくは蓋体８０が省略されている。図２に示す太線は、接続配線に用いられる導電性のワイヤ９０を表している。ワイヤ９０は、例えば、ワイヤボンディングまたはダイボンディングによって接続される。ワイヤ９０は、例えば、金、銀、銅、およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つから形成されていてもよい。一対の第１リード６２ａ、一対の第１電極パッド５０ａ、および複数の第１レーザ素子３０ａの配線は、以下の通りである。一対の第１リード６２ａは、それぞれ、一対の第１電極パッド５０ａに接続されている。一対の第１電極パッド５０ａのうち、一方は、その第１電極パッド５０ａの最近接の第１レーザ素子３０ａのｐ側の電極に２本のワイヤ９０によって接続され、他方は、その第１電極パッド５０ａの最近接の第１サブマウント３２ａに２本のワイヤ９０によって接続されている。その他の第１レーザ素子３０ａのうち、ｐ側の電極は、自身の第１サブマウント３２ａに隣接する第１サブマウント３２ａに２本のワイヤ９０によって接続され、ｎ側の電極は、自身の第１サブマウント３２ａ上の第１レーザ素子３０ａ用の電極パッド３４ａに１本のワイヤ９０によって接続されている。図２に示すように、２本のワイヤ９０によって接続することにより、断線のリスクを軽減することができるが、１本のワイヤ９０であってもよい。ワイヤ９０の本数は、構成要素のサイズおよび配置ならびに用途に応じて適宜調整され得る。なお、一対の第１リード６２ａ、および複数の第１レーザ素子３０ａは、一対の第１電極パッド５０ａ、複数の第１サブマウント３２ａ、および第１レーザ素子３０ａ用の複数の電極パッド３４ａを介してワイヤ９０によって接続されているが、これらを介さずワイヤ９０によって直接接続されていてもよい。以下の説明では、サブマウントおよびパッドを介したワイヤ９０による接続を、「間接的な接続」と称し、これらを介さないワイヤ９０による接続を、「直接的な接続」と称する。
【００６７】
以上をまとめると、一対の第１リード６２ａうち、一方は、その最近接の第１レーザ素子３０ａのｐ側の電極に、ワイヤ９０によって直接的または間接的に接続され、他方は、その最近接の第１レーザ素子３０ａのｎ側の電極に、ワイヤ９０によって直接的または間接的に接続されている。それ以外の第１レーザ素子３０ａのうち、ｐ側の電極は、隣接する２つの第１レーザ素子３０ａの一方のｎ側の電極に、ワイヤ９０によって直接的または間接的に接続され、ｎ側の電極は、隣接する２つの第１レーザ素子３０ａの他方のｐ側の電極に、ワイヤ９０によって直接的または間接的に接続されている。ｐ側およびｎ側は逆であってもよい。一対の第２リード６２ｂ、一対の第２電極パッド５０ｂ、および複数の第２レーザ素子３０ｂの配線についても同様である。
【００６８】
一対の第１リード６２ａおよび一対の第２リード６２ｂにより、複数の第１レーザ素子３０ａおよび複数の第２レーザ素子３０ｂをそれぞれ独立して駆動することができる。第１レーザ素子３０ａおよび複数の第２レーザ素子３０ｂの数が増えても、新たなリードを設ける必要はない。
【００６９】
なお、複数の第１レーザ素子３０ａおよび複数の第２レーザ素子３０ｂを同時に駆動するのであれば、一方の第１リード６２ａと、その第１リード６２ａの最近接の一方の第１電極パッド５０ａと、複数の第１レーザ素子３０ａと、他方の第１電極パッド５０ａと、その他方の第１電極パッド５０ａの最近接の一方の第２電極パッド５０ｂと、複数の第２レーザ素子３０ｂと、他方の第２電極パッド５０ｂと、その他方の第２電極パッド５０ｂの最近接の第２リード６２ｂとが、この順に直列接続される。この場合、図２に示す同じ側面を貫通する２つのリードのみが使用される。
【００７０】
光学部材４０は、上記の配線の後に、凸部２０の上面２０ｓ上に設けられる。
【００７１】
（変形例）
次に、本開示の発光装置の変形例を説明する。以下において、図１Ａから図１Ｅ、および図２に示す例と重複する説明は、省略することがある。
【００７２】
図３Ａは、第１の変形例における発光装置１１０の内部の配線の例を模式的に示す平面図である。図３Ｂは、第１の変形例における発光装置１１０を模式的に示す平面図である。図３Ａに示す例では、図３Ｂに示す例から、第１光学部材４０ａ、および第２光学部材４０ｂが省略されている。図３Ｂに示す例では、発光装置１１０から、カバー７０、または蓋体８０が省略されている。
【００７３】
発光装置１１０は、基板１０と、基板１０上に、第１凸部２０ａと、第２凸部２０ｂと、２つの第１レーザ素子３０ａと、２つの第２レーザ素子３０ｂと、２つの第３レーザ素子３０ｃと、２つの第４レーザ素子３０ｄと、一対の第１電極パッド５０ａと、一対の第２電極パッド５０ｂと、一対の第３電極パッド５０ｃと、枠体６０とを備える。第１レーザ素子３０ａから第４レーザ素子３０ｄの数に制限はなく、それぞれ少なくとも１つであればよい。第１凸部２０ａ上には第１光学部材４０ａが設けられ、第２凸部２０ｂ上には第２光学部材４０ｂが設けられる。枠体６０には、一対の第１リード６２ａと、一対の第２リード６２ｂと、一対の第３リード６２ｃとが設けられる。
【００７４】
以下に、図３Ａに示す構成部品を説明する。
【００７５】
第１凸部２０ａおよび第２凸部２０ｂは、主面１０ｓ上に、並列に位置する。第１凸部２０ａおよび第２凸部２０ｂは、前述した凸部２０と同じ形状を有する。第１凸部２０ａおよび第２凸部２０ｂは、それぞれ、Ｘ方向に平行な２つの側面に反射部を有する。ここでは、第１凸部２０ａの一方の側面の反射部を第１反射部２２ａ、他方の側面の反射部を第２反射部２２ｂ、第２凸部２０ｂの一方の側面の反射部を第３反射部２２ｃ、他方の側面の反射部を第４反射部２２ｄとする。
【００７６】
また、各反射部に対応して、少なくとも１つのレーザ素子が配置され、反射部にレーザ光を出射する。ここでは、第１凸部２０ａを基準として、第１反射部２２ａの側に位置し第１反射部２２ａにレーザ光を出射するレーザ素子を第１レーザ素子３０ａ、第２反射部２２ｂの側に位置し第２反射部２２ｂにレーザ光を出射するレーザ素子を第２レーザ素子３０ｂ、第２凸部２０ｂを基準として、第３反射部２２ｃの側に位置し第３反射部２２ｃにレーザ光を出射するレーザ素子を第３レーザ素子３０ｃ、第４反射部２２ｄの側に位置し第４反射部２２ｄにレーザ光を出射するレーザ素子を第４レーザ素子３０ｄとする。第２レーザ素子３０ｂおよび第３レーザ素子３０ｃは、第１凸部２０ａと第２凸部２０ｂとの間に位置する。図３Ａに示す例では、複数の第１レーザ素子３０ａ、複数の第２レーザ素子３０ｂ、複数の第３レーザ素子３０ｃ、および複数の第４レーザ素子３０ｄが、Ｘ方向に沿って並んでいる。また、対応するレーザ素子と反射部との間隔は等しい。それぞれの対応における間隔を、第１の間隔、第２の間隔、第３の間隔、第４の間隔とすると、第１の間隔から第４の間隔は等しい。なお、これらは等しくなくてもよい。
【００７７】
枠体６０については、前述した通りである。一対の第１リード６２ａ、一対の第２リード６２ｂ、および一対の第３リード６２ｃは、枠体６０の枠を形成する側面のうち、対向するＹＺ平面に平行な２つの側面を貫通する。一対の第１リード６２ａは、第１凸部２０ａを基準として、第１反射部２２ａの側で、一対の第２リード６２ｂは、第１凸部２０ａを基準として、第２反射部２２ｂの側であり、かつ、第２凸部２０ｂを基準として、第３反射部２２ｃの側で、一対の第３リード６２ｃは、第２凸部２０ｂを基準として、第４反射部２２ｄの側で、２つの側面を貫通する。なお、ここで、「第１凸部２０ａを基準として」とは、第１凸部２０ａを横切るＸＺ平面に平行な平面を基準とすることを意味し、「第２凸部２０ｂを基準として」とは、第２凸部２０ｂを横切るＸＺ平面に平行な平面を基準とすることを意味する。
【００７８】
一対の第１リード６２ａは、第１レーザ素子３０ａの電気的な接続に、一対の第２リード６２ｂは、第２レーザ素子３０ｂおよび第３レーザ素子３０ｃの電気的な接続に、一対の第３リード６２ｃは、第４レーザ素子３０ｄの電気的な接続に利用される。また、一対の第１電極パッド５０ａ、一対の第２電極パッド５０ｂ、および一対の第３電極パッド５０ｃを介して、電気的な接続は図られる。これにより、別々のリードで第２レーザ素子３０ｂと第３レーザ素子３０ｃの電気的な接続を図るよりも、リードおよび電極パッドの数を減らすことができる。なお、電極パッドは設けなくてもよい。配線の例は、図３Ａに示す太線によって表されたワイヤ９０の通りである。
【００７９】
図３Ｂに示す例では、第１光学部材４０ａは、第１凸部２０ａの上面２０ａｓに支持され、第２光学部材４０ｂは、第２凸部２０ｂの上面２０ｂｓに支持されている。第１光学部材４０ａの重心は、上面視で、第１凸部２０ａの上面２０ａｓに重なり、第２光学部材４０ｂの重心は、上面視で、第２凸部２０ｂの上面２０ｂｓに重なる。これにより、第１光学部材４０ａおよび第２光学部材４０ｂを安定して設けることができる。また、２つの光学部材に分けることで、１つの光学部材で第１レーザ素子３０ａから第４レーザ素子３０ｄの光学制御を行うよりも、レーザ素子との位置合わせがより容易になる。また、第１光学部材４０ａおよび第２光学部材４０ｂは、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において枠体６０内に収まる。これにより、発光装置１１０の小型化が可能になる。
【００８０】
第１光学部材４０ａは、第１反射部２２ａの上方に位置する第１レンズ部４２ａ、および第２反射部２２ｂの上方に位置する第２レンズ部４２ｂを有する。第２光学部材４０ｂは、第３反射部２２ｃの上方に位置する第３レンズ部４２ｃ、および第４反射部２２ｄの上方に位置する第４レンズ部４２ｄを有する。
【００８１】
第１レーザ素子３０ａの数が１つのとき、第１レンズ部４２ａは１つのレンズを有する。第１レーザ素子３０ａの数が２つ以上のとき、第１レンズ部４２ａは複数の第１レーザ素子３０ａのそれぞれに対応したレンズを有する第１レンズアレイである。第２レーザ素子３０ｂから第４レーザ素子３０ｄと、第２レンズ部４２ｂから第４レンズ部４２ｄとの関係も同様である。第１光学部材４０ａは、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂ以外のレンズ部を有していてもよい。第２光学部材４０ｂについても同様である。図３Ｂに示す発光装置１１０は、カバー７０、または蓋体８０によって気密封止される。一方、第１レーザ素子３０ａから第４レーザ素子３０ｄが長波長のレーザ光を出射する場合は、図３Ｂに示す発光装置１１０は、必ずしもカバー７０、または蓋体８０によって気密封止される必要はない。
【００８２】
なお、一対のリードの数を減らす必要がないのであれば、第１レーザ素子３０ａから第４レーザ素子３０ｄの電気的な接続に、それぞれ一対のリードを利用してもよい。この場合、４つの一対のリードが利用される。
【００８３】
なお、一対の第１電極パッド５０ａから一対の第３電極パッド５０ｃ、枠体６０、および一対の第１リード６２ａから第３リード６２ｃの一部または全部を備えていない発光装置を構成してもよい。
【００８４】
前述した例では、図１Ａから図１Ｅおよび図２に示す凸部２０、ならびに、図３Ａおよび図３Ｂに示す第１凸部２０ａおよび第２凸部２０ｂは、Ｘ方向に延びるリッジ形状を有していたが、凸部の形状はこれに限定されない。
【００８５】
図４Ａは、第２の変形例における発光装置１２０の内部の配線の例を模式的に示す平面図である。図４Ｂは、第２の変形例における発光装置１２０を模式的に示す平面図である。図４Ａに示す例では、図４Ｂに示す例から光学部材４０が省略されている。図４Ｂに示す例では、発光装置１２０から、カバー７０、または蓋体８０が省略されている。
【００８６】
発光装置１２０は、基板１０と、基板１０上に、凸部２０と、２つの第１レーザ素子３０ａと、２つの第２レーザ素子３０ｂと、一対の第１電極パッド５０ａと、一対の第２電極パッド５０ｂと、枠体６０とを備える。第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂの数に制限はなく、それぞれ少なくとも１つであればよい。凸部２０上には、光学部材４０が設けられる。枠体６０には、一対の第１リード６２ａと、一対の第２リード６２ｂとが設けられる。
【００８７】
以下に、図４Ａに示す構成部品を説明する。
【００８８】
凸部２０は、正四角錐台の形状を有する。凸部２０は、上面２０ｓ、上面２０ｓと交わるＸ方向に平行な２つの側面、および上面２０ｓと交わるＹ方向に平行な２つの側面を有する。これら４つの側面は、上方を向いている。上記のＸ方向に平行な２つの側面のうち、一方の側面が、第１反射部２２ａを有し、他方の側面が、第２反射部２２ｂを有する。同様に、上記のＹ方向に平行な２つの側面のうち、一方の側面が、第１反射部２２ａを有し、他方の側面が、第２反射部２２ｂを有する。つまり、単一の凸部２０において、複数の側面に第１反射部２２ａが設けられ、それぞれの第１反射部２２ａに対応する第２反射部２２ｂが設けられる。また、第１反射部２２ａは、連続して繋がる複数の側面に設けられる。第２反射部２２ｂも同様に、連続して繋がる複数の側面に設けられる。
【００８９】
第１レーザ素子３０ａは、凸部２０を基準として、第１反射部２２ａの側に位置し、第１反射部２２ａにレーザ光を出射する。第２レーザ素子３０ｂは、凸部２０を基準として、第２反射部２２ｂの側に位置し、第２反射部２２ｂにレーザ光を出射する。このように、第１レーザ素子３０ａのレーザ光の出射端面と第２レーザ素子３０ｂのレーザ光の出射端面とは、発光装置１００の内側を向くようにして、互いに向かい合っている。各第１反射部２２ａに１以上の第１レーザ素子３０ａが設けられる。複数の第１反射部２２ａが、凸部２０の連続する一方の２つの側面に設けられ、これに対応して複数の第１レーザ素子３０ａが連続する一方の２つの側面に沿って並んでいる。各第２反射部２２ｂに１以上の第２レーザ素子３０ｂが設けられる。複数の第２反射部２２ｂが、凸部２０の連続する他方の２つの側面に設けられ、これに対応して複数の第２レーザ素子３０ｂが連続する他方の２つの側面に沿って並んでいる。複数の第１反射部２２ａおよび複数の第２反射部２２ｂは、すべて繋がっていてよい。レーザ素子と反射部との間隔については、前述した通りである。また、複数の第１反射部２２ａのそれぞれに対応して配される第１レーザ素子３０ａは、特性の異なるレーザ素子であってもよい。例えば、偏光の異なるレーザ素子であってもよい。具体例として、一方の第１反射部２２ａに向かってｐ偏光のレーザ光を出射するレーザ素子を配し、他方の第１反射部２２ａに向かってｓ偏光のレーザ光を出射するレーザ素子を配してもよい。また例えば、発光強度、ピーク波長、または、発光色の異なるレーザ素子を配してもよい。
【００９０】
一対の第１電極パッド５０ａ、一対の第２電極パッド５０ｂ、枠体６０、一対の第１リード６２ａ、および一対の第２リード６２ｂについては、前述した通りである。配線の例は、図４Ａに示す太線によって表されたワイヤ９０の通りである。
【００９１】
図４Ｂに示す例では、光学部材４０は、凸部２０の上面２０ｓに支持されている。光学部材４０の重心は、上面視で、凸部２０の上面２０ｓに重なる。これにより、光学部材４０を安定して設けることができる。また、光学部材４０は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において枠体６０内に収まる。これにより、発光装置１２０の小型化が可能になる。
【００９２】
光学部材４０は、各第１反射部２２ａの上方に位置する第１レンズ部４２ａ、および各第２反射部２２ｂの上方に位置する第２レンズ部４２ｂを有する。したがって、光学部材４０は、複数の第１レンズ部４２ａおよび複数の第２レンズ部４２ｂを有する。光学部材４０は、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂ以外のレンズ部を有していてもよい。図４Ｂに示す発光装置１２０におけるカバー７０、または蓋体８０の配置については、前述した通りである。
【００９３】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、正四角錐台の形状を有する凸部２０の周囲に複数のレーザ素子を設けることにより、発光装置１００から出射されるレーザ光の強度分布は、４つのスポットが正方形の頂点に位置する形状を有する。これにより、４つのレーザ光を等間隔に出射させることができる。また、例えば、発光装置においてｐ偏光のレーザ素子とｓ偏光のレーザ素子を用いる場合に、これらを互いに垂直関係となるように配置することができる。このように配置すると、反射部によって反射されることでｐ偏光の光とｓ偏光の光を、偏光方向の揃った光にして出射させることができる。
【００９４】
図５Ａは、第３の変形例における発光装置１３０の内部の配線の例を模式的に示す平面図である。図５Ｂは、第３の変形例における発光装置１３０を模式的に示す平面図である。図５Ａに示す例では、図５Ｂに示す例から光学部材４０が省略されている。図５Ｂに示す例では、発光装置１３０から、カバー７０または蓋体８０が省略されている。図５Ａに示す例では、図４Ａに示す例とは異なり、凸部２０が正八角錐台の形状を有する。凸部２０は、上面２０ｓ、上面２０ｓと交わる８つの側面を有する。これら８つの側面は、上方を向いている。凸部２０は、連続した４つの側面のそれぞれに第１反射部２２ａを有し、他方の４つの側面のそれぞれに第２反射部２２ｂを有する。
【００９５】
第１レーザ素子３０ａは、凸部２０を基準として、第１反射部２２ａの側に位置し、第１反射部２２ａにレーザ光を出射する。第２レーザ素子３０ｂは、凸部２０を基準として、第２反射部２２ｂの側に位置し、第２反射部２２ｂにレーザ光を出射する。各第１反射部２２ａに対する第１レーザ素子３０ａおよび第１レンズ部４２ａの配置については、第２の変形例の説明と同様である。各第２反射部２２ｂに対する第２レーザ素子３０ｂおよび第２レンズ部４２ｂの配置についても、第２の変形例の説明と同様である。
【００９６】
一対の第１電極パッド５０ａ、一対の第２電極パッド５０ｂ、枠体６０、一対の第１リード６２ａ、および一対の第２リード６２ｂについては、前述した通りである。配線の例は、図５Ａに示す太線によって表されたワイヤ９０の通りである。
【００９７】
図５Ｂに示す例では、光学部材４０は、凸部２０の上面２０ｓに支持されている。光学部材４０の重心は、上面視で、凸部２０の上面２０ｓに重なる。これにより、光学部材４０を安定して設けることができる。また、光学部材４０は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において枠体６０内に収まる。これにより、発光装置１３０の小型化が可能になる。光学部材４０は、環状に連結された複数のレンズを有する。図５Ｂに示す発光装置１３０におけるカバー７０、または蓋体８０の配置については、前述した通りである。
【００９８】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、正八角錐台の形状を有する凸部２０の周囲に複数のレーザ素子を設けることにより、発光装置１３０から出射されるレーザ光の強度分布は、
８つのスポットが環状に連なった形状を有する。発光装置１３０では、第２の変形例における発光装置１２０と比べて、より多くの光を集めて出射させることができる。
【００９９】
なお、図４Ａおよび図４Ｂ、または図５Ａおよび図５Ｂに示す枠体６０内の構成部品を、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、Ｙ方向に並べてもよい。このとき、複数のレーザ素子の電気的な接続には、３つまたは４つの一対のリードを利用してもよい。
【０１００】
前述した例では、光学部材４０は、１つの凸部２０に支持されていたが、複数の凸部に支持されていてよい。
【０１０１】
図６Ａは、第４の変形例における発光装置１４０の内部の配線の例を模式的に示す平面図である。図６Ｂは、第４の変形例における発光装置１４０を模式的に示す平面図である。図６Ａに示す例では、図６Ｂに示す例から光学部材４０が省略されている。図６Ｂに示す例では、発光装置１４０から、カバー７０、または蓋体８０が省略されている。
【０１０２】
発光装置１４０は、基板１０と、基板１０上に、第１凸部２０ａと、第２凸部２０ｂと、４つの第１レーザ素子３０ａと、４つの第２レーザ素子３０ｂと、一対の第１電極パッド５０ａと、一対の第２電極パッド５０ｂと、枠体６０とを備える。第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂの数に制限はなく、それぞれ少なくとも１つであればよい。第１凸部２０ａおよび第２凸部２０ｂは、光学部材４０を支持する。枠体６０には、一対の第１リード６２ａと、一対の第２リード６２ｂとが設けられる。
【０１０３】
以下に、図６Ａに示す構成部品を説明する。
【０１０４】
第１凸部２０ａおよび第２凸部２０ｂは、Ｘ方向に延びるリッジ形状を有する。第１凸部２０ａは、主面１０ｓ上で、上面２０ａｓ、上面２０ａｓと交わるＸ方向に平行な２つの側面、および上面２０ａｓと交わるＹ方向に平行な２つの側面、を有する。第１凸部２０ａは、上記のＸ方向に平行な２つの平面の一方が、第１反射部２２ａを有する。第２凸部２０ｂは、主面１０ｓ上で、上面２０ｂｓ、上面２０ｂｓと交わるＸ方向に平行な２つの側面、および上面２０ｂｓと交わるＹ方向に平行な２つの側面と、を有する。第２凸部２０ｂは、上記のＸ方向に平行な２つの側面の一方に、第２反射部２２ｂを有する。第１凸部２０ａおよび第２凸部２０ｂは、第１反射部２２ａと第２反射部２２ｂとが対向するようにして、主面１０ｓ上に並列に位置する。
【０１０５】
各反射部に対応して、レーザ素子が配置され、反射部にレーザ光を出射する。ここで、第１反射部２２ａの側に位置し第１反射部２２ａにレーザ光を出射するレーザ素子を第１レーザ素子３０ａ、第２反射部２２ｂの側に位置し第２反射部２２ｂにレーザ光を出射するレーザ素子を第２レーザ素子３０ｂとする。第１レーザ素子３０ａのレーザ光の出射端面と第２レーザ素子３０ｂのレーザ光の出射端面とは、互いに反対の方向を向いている。レーザ素子と反射部との間隔については、前述した通りである。
【０１０６】
枠体６０、一対の第１リード６２ａ、および一対の第２リード６２ｂについては、前述した通りである。配線の例は、図６Ａに示す太線によって表されたワイヤ９０の通りである。
【０１０７】
図６Ｂに示す例では、光学部材４０は、第１凸部２０ａの上面２０ａｓ、および第２凸部２０ｂの上面２０ｂｓに支持されている。光学部材４０の重心は、上面視で、第１凸部２０ａの上面２０ａｓまたは第２凸部２０ｂの上面２０ｂｓに重なる必要はない。光学部材４０の重心が、上面視で、第１凸部２０ａの上面２０ａｓと第２凸部２０ｂの上面２０ｂｓとの間に位置するとき、光学部材４０を安定して設けることができる。また、光学部材４０は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において枠体６０内に収まる。これにより、発光装置１４０の小型化が可能になる。
【０１０８】
光学部材４０は、第１反射部２２ａの上方に位置する第１レンズ部４２ａ、および第２反射部２２ｂの上方に位置する第２レンズ部４２ｂを有する。光学部材４０は、第１レンズ部４２ａおよび第２レンズ部４２ｂ以外のレンズ部を有していてもよい。図６Ｂに示す発光装置１４０におけるカバー７０、または蓋体８０の配置については、前述した通りである。
【０１０９】
なお、前述した発光装置は、図示したすべての構成部品を備えている必要はなく、用途に応じた構成部品だけを備えていてもよい。
【０１１０】
（応用例）
本開示の発光装置は、プロジェクタに利用することができる。同じ色のレーザ光を出射する第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂにより、発光装置から単色のレーザ光が出射される。赤色のレーザ光を出射する発光装置、緑色のレーザ光を出射する発光装置、および青色のレーザ光を出射する発光装置を備えるプロジェクタにより、白色を含む可視光の任意の色のレーザ光を実現することができる。
【０１１１】
その他にも、本開示の発光装置は、照明器具にも利用することができる。例えば、赤色、緑色、および青色のレーザ光をそれぞれ出射する３種類のレーザ素子を含む第１レーザ素子３０ａおよび第２レーザ素子３０ｂにより、１つの発光装置から白色のレーザ光が出射される。あるいは、３種類のレーザ素子を別々に駆動することにより、１つの発光装置から、白色を含む可視光の任意の色のレーザ光が出射される。
【０１１２】
複数のレーザ素子を備える小型かつ薄型の発光装置から、高輝度のレーザ光が出射される。これにより、プロジェクタ、照明器具などに利用される光源の高出力高輝度化が可能になる。さらに、プロジェクタ、照明器具などの装置の小型化および軽量化が可能になる。
【０１１３】
なお、本開示の発光装置は、可視光を発する光源の用途に限定されず、紫外または赤外の放射源として利用され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本開示の発光装置は、前述したプロジェクタ、または照明器具以外に、例えば、光通信システム、印刷機または測定器に含まれる光デバイスに利用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０      基板
１０ｓ    主面
２０      凸部
２０ａ    第１凸部
２０ａｓ  第１凸部の上面
２０ｂ    第２凸部
２０ｂｓ  第２凸部の上面
２０ｓ    凸部の上面
２２ａ    第１反射部
２２ｂ    第２反射部
２２ｃ    第３反射部
２２ｄ    第４反射部
３０ａ    第１レーザ素子
３０ｂ    第２レーザ素子
３０ｃ    第３レーザ素子
３０ｄ    第４レーザ素子
３２ａ    第１サブマウント
３２ｂ    第２サブマウント
３４ａ    第１レーザ素子用の電極パッド
３４ｂ    第２レーザ素子用の電極パッド
４０      光学部材
４０ａ    第１光学部材
４０ｂ    第２光学部材
４２      第２レンズ部
４２ａ    第１レンズ部
４２ｂ    第２レンズ部
４２ｃ    第３レンズ部
４２ｄ    第４レンズ部
５０ａ    第１電極パッド
５０ｂ    第２電極パッド
５０ｃ    第３電極パッド
６０      枠体
６２ａ    第１リード
６２ｂ    第２リード
６２ｃ    第３リード
７０      カバー
８０      蓋体
９０      ワイヤ
１００、１１０、１２０、１３０、１４０    発光装置
【図１Ａ】
2020194916.tif 000003
【図１Ｂ】
2020194916.tif 000004
【図１Ｃ】
2020194916.tif 000005
【図１Ｄ】
2020194916.tif 000006
【図１Ｅ】
2020194916.tif 000007
【図２】
2020194916.tif 000008
【図３Ａ】
2020194916.tif 000009
【図３Ｂ】
2020194916.tif 000010
【図４Ａ】
2020194916.tif 000011
【図４Ｂ】
2020194916.tif 000012
【図５Ａ】
2020194916.tif 000013
【図５Ｂ】
2020194916.tif 000014
【図６Ａ】
2020194916.tif 000015
【図６Ｂ】
2020194916.tif 000016