(57)【要約】【課題】複数の半導体レーザ素子を有する発光装置において、１つの半導体レーザ素子が短絡故障を起こしても、全体の光出力の低下を防止することができる発光装置を提供する。【解決手段】互いに並列接続されたｎ個（ｎは２以上の整数）の半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔｎとそれぞれ直列にｎ個のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓｎが設けられ、ｎ個のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓｎとそれぞれ並列にｎ個の抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎが設けられる。第１番目のスイッチング素子Ｓ１は、半導体レーザ素子Ｔ１にかかる電圧が閾値以下の場合にオフ状態になる。第２番目以降のスイッチング素子Ｓｉ（ｉは２以上ｎ以下の整数）は、半導体レーザ素子Ｔｉにかかる電圧が閾値を超え、かつ、抵抗素子Ｒｉ−１にかかる電圧が閾値を超えている場合にオン状態になる。【選択図】図１
2010212349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個（ｎは２以上の整数）の発光部を備え、
前記ｎ個の発光部の各々は、
前記ｎ個の発光部で共通の第１および第２の電源ノード間に設けられた半導体レーザ素子と、
前記第１および第２の電源ノード間で前記半導体レーザ素子に対して直列に接続されたスイッチ素子と、
前記半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かを検出し、前記半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合に前記スイッチ素子を非導通状態にするスイッチ制御部と、
前記スイッチ素子と並列に接続されたバイパス素子とを含み、
前記ｎ個の発光部の各々において、前記バイパス素子は、前記半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたときに、前記半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電圧以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有し、
前記ｎ個の発光部にそれぞれ属する複数の前記半導体レーザ素子は、前記第１および第２のノード間で互いに並列に設けられる、発光装置。
【請求項２】
前記ｎ個の発光部に第１番から第ｎ番まで番号を付したとき、第ｉ番目（ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部に属する前記スイッチ制御部は、第ｉ−１番目の発光部に属する前記スイッチ素子の両端にかかる電圧をさらに検出し、
第ｉ番目の発光部に属する前記スイッチ制御部は、第ｉ番目の発光部に属する前記半導体レーザ素子が短絡状態である場合に加えて、さらに、第ｉ番目の発光部に属する前記半導体レーザ素子が短絡状態でない場合で、かつ、第ｉ−１番目の発光部に属する前記スイッ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値以下の場合にも前記スイッチ素子を非導通状態にし、
第ｉ番目の発光部に属する前記スイッチ制御部は、第ｉ番目の発光部に属する前記半導体レーザ素子が短絡状態でない場合で、かつ、第ｉ−１番目の発光部に属する前記スイッチ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値を超える場合に前記スイッチ素子を導通状態にする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記ｎ個の発光部に第１番から第ｎ番まで番号を付したとき、第ｉ番目（ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部に属する前記スイッチ制御部は、第ｉ−１番目の発光部に属する前記半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値を超えるか否かをさらに検出し、
第ｉ番目の発光部に属する前記スイッチ制御部は、第ｉ番目の発光部に属する前記半導体レーザ素子が短絡状態である場合に加えて、さらに、第ｉ番目の発光部に属する前記半導体レーザ素子が短絡状態でない場合で、かつ、第ｉ−１番目の発光部に属する前記半導体レーザ素子の出力光の強度が前記第２の閾値を超える場合にも前記スイッチ素子を非導通状態にし、
第ｉ番目の発光部に属する前記スイッチ制御部は、第ｉ番目の発光部に属する前記半導体レーザ素子が短絡状態でない場合で、かつ、第ｉ−１番目の発光部に属する前記半導体レーザ素子の出力光の強度が前記第２の閾値以下の場合に前記スイッチ素子を導通状態にする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記ｎ個の発光部にそれぞれ属するｎ個の前記半導体レーザ素子は、前記番号の順に一列に配設される、請求項２または３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記ｎ個の発光部の各々において、前記スイッチ制御部は、前記半導体レーザ素子が短絡状態でないことを検出した場合に前記スイッチ素子を導通状態にする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記ｎ個の発光部の各々において、前記スイッチ制御部は、前記半導体レーザ素子の両端にかかる電圧が第３の閾値以下であることを検出することによって、前記半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記バイパス素子は、抵抗体によって構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記ｎ個の発光部にそれぞれ属するｎ個の前記半導体レーザ素子は、共通の基板上に一列に並んで形成され、各々が、活性層、前記活性層よりも前記基板に近接する側に設けられた第１のクラッド層、および前記活性層よりも前記基板から離反する側に設けられた第２のクラッド層を含み、
前記第１のクラッド層および前記活性層は、ｎ個の前記半導体レーザ素子間で一体化され、
前記第２のクラッド層は、ｎ個の前記半導体レーザ素子間で相互に分離される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
ｎ個（ｎは１以上の整数）の第１の発光部と、
前記ｎ個の第１の発光部にそれぞれ対応するｎ個の第２の発光部とを備え、
前記ｎ個の第１の発光部の各々は、
前記ｎ個の第１および第２の発光部で共通の第１および第２の電源ノード間に設けられた第１の半導体レーザ素子と、
前記第１および第２の電源ノード間で前記第１の半導体レーザ素子に対して直列に接続された第１のスイッチ素子と、
前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かを検出し、前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合に前記第１のスイッチ素子を非導通状態にし、前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態でないことを検出した場合に前記第１のスイッチ素子を導通状態にする第１のスイッチ制御部と、
前記第１のスイッチ素子と並列に接続された第１のバイパス素子とを含み、
前記ｎ個の第１の発光部の各々において、前記第１のバイパス素子は、前記第１の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたとき、前記第１の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電圧以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有し、
前記ｎ個の第２の発光部の各々は、
前記第１および第２の電源ノード間に設けられた第２の半導体レーザ素子と、
前記第１および第２の電源ノード間で前記第２の半導体レーザ素子に対して直列に接続された第２のスイッチ素子と、
対応する第１の発光部に属する前記第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧を検出し、検出した電圧が第１の閾値以下の場合に前記第２のスイッチ素子を非導通状態にする第２のスイッチ制御部とを含み、
前記ｎ個の第１の発光部にそれぞれ属する複数の前記第１の半導体レーザ素子および前記ｎ個の第２の発光部にそれぞれ属する複数の前記第２の半導体レーザ素子は、前記第１および第２のノード間で互いに並列に設けられる、発光装置。
【請求項１０】
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のスイッチ制御部は、前記第２の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かをさらに検出し、
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する前記第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧が前記第１の閾値以下の場合に加えて、さらに、対応する第１の発光部に属する前記第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧が前記第１の閾値を超えた場合であり、かつ、前記第２の半導体レーザ素子が短絡状態である場合にも前記第２のスイッチ素子を非導通状態にし、
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する前記第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧が前記第１の閾値を超えた場合であり、かつ、前記第２の半導体レーザ素子が短絡状態でない場合に前記第２のスイッチ素子を導通状態にし、
前記ｎ個の第２の発光部の各々は、前記第２のスイッチ素子と並列に接続された第２のバイパス素子をさらに含み、
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のバイパス素子は、前記第２の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたとき、前記第２の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電圧以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有する、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する前記第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧が前記第１の閾値を超えた場合に前記第２のスイッチ素子を導通状態にする、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１２】
ｎ個（ｎは１以上の整数）の第１の発光部と、
前記ｎ個の第１の発光部にそれぞれ対応するｎ個の第２の発光部とを備え、
前記ｎ個の第１の発光部の各々は、
前記ｎ個の第１および第２の発光部で共通の第１および第２の電源ノード間に設けられた第１の半導体レーザ素子と、
前記第１および第２の電源ノード間で前記第１の半導体レーザ素子に対して直列に接続された第１のスイッチ素子と、
前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かを検出し、前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合に前記第１のスイッチ素子を導通状態にし、前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態でないことを検出した場合に前記第１のスイッチ素子を導通状態にする第１のスイッチ制御部と、
前記第１のスイッチ素子と並列に接続された第１のバイパス素子とを含み、
前記ｎ個の第１の発光部の各々において、前記第１のバイパス素子は、前記第１の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたとき、前記第１の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電圧以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有し、
前記ｎ個の第２の発光部の各々は、
前記第１および第２の電源ノード間に設けられた第２の半導体レーザ素子と、
前記第１および第２の電源ノード間で前記第２の半導体レーザ素子に対して直列に接続された第２のスイッチ素子と、
対応する第１の発光部に属する前記第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値を超えるか否かを検出し、出力光の強度が前記第２の閾値を超えた場合に前記第２のスイッチ素子を非導通状態にする第２のスイッチ制御部とを含み、
前記複数の第１の発光部にそれぞれ属する複数の前記第１の半導体レーザ素子および前記複数の第２の発光部にそれぞれ属する複数の前記第２の半導体レーザ素子は、前記第１および第２のノード間で互いに並列に設けられる、発光装置。
【請求項１３】
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のスイッチ制御部は、前記第２の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かをさらに検出し、
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する前記第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が前記第２の閾値を超えた場合に加えて、さらに、対応する第１の発光部に属する前記第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が前記第２の閾値以下の場合であり、かつ、前記第２の半導体レーザ素子が短絡状態である場合にも前記第２のスイッチ素子を非導通状態にし、
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する前記第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が前記第２の閾値以下の場合であり、かつ、前記第２の半導体レーザ素子が短絡状態でない場合に前記第２のスイッチ素子を導通状態にし、
前記ｎ個の第２の発光部の各々は、前記第２のスイッチ素子と並列に接続された第２のバイパス素子をさらに含み、
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のバイパス素子は、前記第２の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたとき、前記第２の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電圧以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有する、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記ｎ個の第２の発光部の各々において、前記第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する前記第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が前記第２の閾値以下の場合に前記第２のスイッチ素子を導通状態にする、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記ｎ個の第１の発光部にそれぞれ属するｎ個の前記第１の半導体レーザ素子と、前記ｎ個の第２の発光部にそれぞれ属するｎ個の前記第２の半導体レーザ素子とは、一方向に沿って互いに交互に配設される、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１６】
ｎ個（ｎは１以上の整数）の発光部を備え、
前記ｎ個の発光部の各々は、
前記ｎ個の発光部で共通の第１および第２の電源ノード間に設けられた第１の半導体レーザ素子と、
前記第１および第２の電源ノード間で前記第１の半導体レーザ素子に対して直列に接続されたスイッチ素子と、
前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かを検出し、前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合に前記スイッチ素子を非導通状態にし、前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態でないことを検出した場合に前記スイッチ素子を導通状態にするスイッチ制御部と、
前記スイッチ素子と並列に接続された第２の半導体レーザ素子とを含み、
前記ｎ個の発光部にそれぞれ属する複数の前記第１の半導体レーザ素子は、前記第１および第２の電源ノード間で互いに並列に設けられる、発光装置。
【請求項１７】
前記ｎ個の発光部の各々において、前記スイッチ制御部は、前記第１の半導体レーザ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値以下であることを検出することによって、前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出する、請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記ｎ個の発光部の各々において、前記スイッチ制御部は、前記第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値以下であることを検出することによって、前記第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出する、請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記発光装置は、前記第１および第２の電源ノード間に流す駆動電流を供給するための電源部をさらに備え、
前記電源部は、前記駆動電流の供給を開始するときに、第１の電流量で前記駆動電流を出力した後に、前記第１の電流量よりも大きい第２の電流量で前記駆動電流を出力する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項２０】
互いに並列に設けられたｐ個（ｐは３以上の整数）の半導体レーザ素子と、
前記ｐ個の半導体レーザ素子のうち、選択したｑ個（ｑは２以上ｐ−１以下の整数）の半導体レーザ素子のみに駆動電流を供給する制御電源部とを備え、
前記制御電源部は、選択したｑ個の半導体レーザ素子の各々が短絡状態であるか否かを検出し、いずれか１つの半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合には、短絡状態の半導体レーザ素子を除くｐ−１個の半導体レーザ素子のうち、選択したｑ個の半導体レーザ素子にのみ前記駆動電流を供給する、発光装置。
【請求項２１】
前記ｐ個の半導体レーザ素子は一列に配設され、
前記制御電源部によって選択されたｑ個の半導体レーザ素子の相互間には、未選択の半導体レーザ素子が少なくとも１個設けられる、請求項２０に記載の発光装置。
【請求項２２】
短絡状態の半導体レーザ素子が検出される前に選択されたｑ個の半導体レーザ素子うちで隣接する半導体レーザ素子間の間隔の最小値は、短絡状態の半導体レーザ素子が検出された後に選択されたｑ個の半導体レーザ素子のうちで隣接する半導体レーザ素子間の間隔の最小値以下である、請求項２０または２１に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の半導体レーザ素子が実装された発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体レーザ素子を１つのパッケージに実装して同時に駆動することによって、ワット級の光出力を得ることが可能となってきている。複数の素子を同時に駆動するために、単体の半導体レーザ素子を複数個並べて使用したり、あるいは、複数個の半導体レーザ素子が基板上に形成されたチップを分割せずにバー状態のままで使用したりする。
【０００３】
具体的には、８００ｎｍ〜１０００ｎｍ帯の発振波長でＣＷ（連続波：continuous  wave）動作を行なう半導体レーザ素子を用いた数十ワット級の発光装置が加工用、医療用などに実用化されている。この波長帯の半導体レーザは、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）基板上に形成され、活性層としてＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ（インジウム・ガリウム・砒素）、ＩｎＧａＡｓＰ（インジウム・ガリウム・砒素・リン）などを用いたものである。
【０００４】
また、半導体レーザ素子を光源として用いた照明装置の開発も行なわれている。この種の照明装置では、半導体レーザからのレーザ光で蛍光体を励起することによって照明光が得られる（たとえば、特開平７−２８２６０９号公報（特許文献１）参照）。実用的な照明装置を得るには数十ワット級の大出力の光源が必要となる。そこで、高効率のＧａＮ（窒化ガリウム）系半導体レーザを光源とした白色照明装置の開発が進められている。
【０００５】
半導体レーザ装置を用いた照明装置の応用の１つとして、輝度を高くできるという特徴を活かして、自動車のヘッドライト用の光源としての利用が期待されている。ヘッドライトへの応用を考えた場合、照明光が突然消えたり、光強度が突然低下したりしないようにする必要がある。
【０００６】
ところが、半導体レーザは、ある程度の期間正常に動作していたものが突然劣化すること、いわゆる頓死することが知られている。半導体レーザは頓死により、ｐ側とｎ側とが短絡する場合、開放する場合、および短絡も開放もしないが光らなくなる場合が存在する。半導体レーザをヘッドライトの光源として用いた場合には、このような半導体レーザの頓死によってヘッドライトが突然消えることがないようにしなくてはならない。たとえば、特開２００６−１２８２３６号公報（特許文献２）には、半導体レーザ素子が短絡破壊した場合の対策が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２８２６０９号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、複数個の半導体レーザ素子を使用してワット級の大出力を得る場合、それぞれの半導体レーザ素子は電気的には並列に接続される。たとえば、バー状態で実装する場合には、各半導体レーザ素子は基板上にエピタキシャル成長により形成されているため、基板の裏面に設けられる電極は全ての半導体レーザ素子に対して共通となり、各半導体レーザ素子は電気的には並列接続となる。
【０００９】
このように複数の半導体レーザ素子が並列接続されたとき、１つの素子が開放した場合、または１つの素子が短絡も開放もせず光らなくなった場合には、その素子が光らなくなるだけで、他の素子は光り続ける。したがって、全体として光強度は低下するものの、突然全ての光出力が消滅することはない。
【００１０】
一方、１つの半導体レーザ素子が短絡不良を起こすと、アレイ全体に供給される電流がその短絡した半導体レーザ素子に集中し、他の半導体レーザ素子には電流が供給されなくなる。この結果、他の半導体レーザ素子自体は良好に動作する能力があるにもかかわらず、結果として並列接続されている全ての半導体レーザ素子の発振が停止してしまう。したがって、半導体レーザ素子が短絡故障した場合の対策が重要である。
【００１１】
前述の特開２００６−１２８２３６号公報（特許文献２）に開示された技術では、各半導体レーザ素子に配線された電流供給用ワイヤがヒューズの役割を果たすことによって上記の短絡故障の課題に対処している。すなわち、１つの半導体レーザ素子が短絡故障すると、短絡故障した半導体レーザ素子に過大な電流が流れるため電流供給用のワイヤが溶断する。この結果、短絡故障した半導体レーザ素子には電流供給されず、他の半導体レーザ素子は発振し続けることができる。
【００１２】
しかしながら、上記の公知技術の場合には半導体レーザの素子間隔が狭くなると、短絡時に切れたワイヤが隣の素子あるいはワイヤに接触するおそれがある。この結果、半導体レーザ装置の動作が不安定になってしまうという問題がある。また、発振する半導体レーザ素子の数が減ることで全体の光出力が低下したり、あるいは短絡した半導体レーザ素子を駆動していた電流が他の半導体レーザ素子に割り振られるため、他の半導体レーザ素子の負荷が大きくなり劣化しやすくなったりするなどの問題もある。
【００１３】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものである。この発明の目的は、複数の半導体レーザ素子を有する発光装置において、１つの半導体レーザ素子が短絡故障を起こしても、全体の光出力の著しい低下を防止することができる発光装置を提供することである。好ましくは、短絡故障した半導体レーザ素子の代わりに予備の半導体レーザ素子を発振させることにより光強度の低下を補償することが可能な発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は一局面において、ｎ個（ｎは２以上の整数）の発光部を備えた発光装置である。ｎ個の発光部の各々は、半導体レーザ素子と、スイッチ素子と、スイッチ制御部と、バイパス素子とを含む。ｎ個の発光部の各々において、半導体レーザ素子は、ｎ個の発光部で共通の第１および第２の電源ノード間に設けられる。ｎ個の発光部の各々において、スイッチ素子は、第１および第２の電源ノード間で半導体レーザ素子に対して直列に接続される。また、ｎ個の発光部の各々において、スイッチ制御部は、半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かを検出し、半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合にスイッチ素子を非導通状態にする。また、ｎ個の発光部の各々において、バイパス素子は、スイッチ素子と並列に接続される。そして、バイパス素子は、半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたとき、半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電圧以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有する。ｎ個の発光部にそれぞれ属する複数の半導体レーザ素子は、第１および第２のノード間で互いに並列に設けられる。
【００１５】
好ましい実施の一形態において、ｎ個の発光部に第１番から第ｎ番まで番号を付したとき、第ｉ番目（ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部に属するスイッチ制御部は、第ｉ−１番目の発光部に属するスイッチ素子の両端にかかる電圧をさらに検出する。このとき、第ｉ番目の発光部に属するスイッチ制御部は、第ｉ番目の発光部に属する半導体レーザ素子が短絡状態である場合に加えて、さらに、第ｉ番目の発光部に属する半導体レーザ素子が短絡状態でない場合で、かつ、第ｉ−１番目の発光部に属するスイッ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値以下の場合にもスイッチ素子を非導通状態にする。さらに、第ｉ番目の発光部に属するスイッチ制御部は、第ｉ番目の発光部に属する半導体レーザ素子が短絡状態でない場合で、かつ、第ｉ−１番目の発光部に属するスイッチ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値を超える場合にスイッチ素子を導通状態にする。
【００１６】
好ましい実施の他の形態において、ｎ個の発光部に第１番から第ｎ番まで番号を付したとき、第ｉ番目（ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部に属するスイッチ制御部は、第ｉ−１番目の発光部に属する半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値を超えるか否かをさらに検出する。このとき、第ｉ番目の発光部に属するスイッチ制御部は、第ｉ番目の発光部に属する半導体レーザ素子が短絡状態である場合に加えて、さらに、第ｉ番目の発光部に属する半導体レーザ素子が短絡状態でない場合で、かつ、第ｉ−１番目の発光部に属する半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値を超える場合にもスイッチ素子を非導通状態にする。さらに、第ｉ番目の発光部に属するスイッチ制御部は、第ｉ番目の発光部に属する半導体レーザ素子が短絡状態でない場合で、かつ、第ｉ−１番目の発光部に属する半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値以下の場合にスイッチ素子を導通状態にする。
【００１７】
上記の好ましい実施の一形態および他の形態において、ｎ個の発光部にそれぞれ属するｎ個の半導体レーザ素子は、番号の順に一列に配設される。
【００１８】
また、好ましい実施のさらに他の形態では、ｎ個の発光部の各々において、スイッチ制御部は、半導体レーザ素子が短絡状態でないことを検出した場合にスイッチ素子を導通状態にする。
【００１９】
また、この発明の一局面において好ましくは、ｎ個の発光部の各々において、スイッチ制御部は、半導体レーザ素子の両端にかかる電圧が第３の閾値以下であることを検出することによって、半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出する。
【００２０】
また、好ましくは、バイパス素子は、抵抗体によって構成される。
また、好ましくは、ｎ個の発光部にそれぞれ属するｎ個の半導体レーザ素子は、共通の基板上に一列に並んで形成され、各々が、活性層、活性層よりも基板に近接する側に設けられた第１のクラッド層、および活性層よりも基板から離反する側に設けられた第２のクラッド層を含む。このとき、第１のクラッド層および活性層は、ｎ個の半導体レーザ素子間で一体化される。一方、第２のクラッド層は、ｎ個の半導体レーザ素子間で相互に分離される。
【００２１】
この発明は他の局面において、ｎ個（ｎは１以上の整数）の第１の発光部と、ｎ個の第１の発光部にそれぞれ対応するｎ個の第２の発光部とを備えた発光装置である。ここで、ｎ個の第１の発光部の各々は、第１の半導体レーザ素子と、第１のスイッチ素子と、第１のスイッチ制御部と、第１のバイパス素子とを含む。ｎ個の第１の発光部の各々において、第１の半導体レーザ素子は、ｎ個の第１および第２の発光部で共通の第１および第２の電源ノード間に設けられる。ｎ個の第１の発光部の各々において、第１のスイッチ素子は、第１および第２の電源ノード間で第１の半導体レーザ素子に対して直列に接続される。また、ｎ個の第１の発光部の各々において、第１のスイッチ制御部は、第１の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かを検出し、第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合に第１のスイッチ素子を非導通状態にし、第１の半導体レーザ素子が短絡状態でないことを検出した場合に第１のスイッチ素子を導通状態にする。また、ｎ個の第１の発光部の各々において、第１のバイパス素子は、第１のスイッチ素子と並列に接続される。そして、ｎ個の第１の発光部の各々において、第１のバイパス素子は、第１の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたとき、第１の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電圧以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有する。また、ｎ個の第２の発光部の各々は、第２の半導体レーザ素子と、第２のスイッチ素子と、第２のスイッチ制御部とを含む。ｎ個の第２の発光部の各々において、第２の半導体レーザ素子は、第１および第２の電源ノード間に設けられる。ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ素子は、第１および第２の電源ノード間で第２の半導体レーザ素子に対して直列に接続される。また、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧を検出し、検出した電圧が第１の閾値以下の場合に第２のスイッチ素子を非導通状態にする。ｎ個の第１の発光部にそれぞれ属する複数の第１の半導体レーザ素子およびｎ個の第２の発光部にそれぞれ属する複数の第２の半導体レーザ素子は、第１および第２のノード間で互いに並列に設けられる。
【００２２】
好ましい実施の一形態では、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、第２の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かをさらに検出する。そして、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値以下の場合に加えて、さらに、対応する第１の発光部に属する第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値を超えた場合であり、かつ、第２の半導体レーザ素子が短絡状態である場合にも第２のスイッチ素子を非導通状態にする。さらに、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値を超えた場合であり、かつ、第２の半導体レーザ素子が短絡状態でない場合に第２のスイッチ素子を導通状態にする。さらにまた、ｎ個の第２の発光部の各々は、第２のスイッチ素子と並列に接続された第２のバイパス素子をさらに含む。ここで、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のバイパス素子は、第２の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたとき、第２の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電圧以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有する。
【００２３】
また、好ましい実施の他の形態では、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する第１のスイッチ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値を超えた場合に第２のスイッチ素子を導通状態にする。
【００２４】
この発明はさらに他の局面において、ｎ個（ｎは１以上の整数）の第１の発光部と、ｎ個の第１の発光部にそれぞれ対応するｎ個の第２の発光部とを備えた発光装置である。ここで、ｎ個の第１の発光部の各々は、第１の半導体レーザ素子と、第１のスイッチ素子と、第１のスイッチ制御部と、第１のバイパス素子とを含む。ｎ個の第１の発光部の各々において、第１の半導体レーザ素子は、ｎ個の第１および第２の発光部で共通の第１および第２の電源ノード間に設けられる。ｎ個の第１の発光部の各々において、第１のスイッチ素子は、第１および第２の電源ノード間で第１の半導体レーザ素子に対して直列に接続される。また、ｎ個の第１の発光部の各々において、第１のスイッチ制御部は、第１の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かを検出し、第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合に第１のスイッチ素子を導通状態にし、第１の半導体レーザ素子が短絡状態でないことを検出した場合に第１のスイッチ素子を導通状態にする。また、ｎ個の第１の発光部の各々において、第１のバイパス素子は、第１のスイッチ素子と並列に接続される。そして、ｎ個の第１の発光部の各々において、第１のバイパス素子は、第１の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたとき、第１の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有する。また、ｎ個の第２の発光部の各々は、第２の半導体レーザ素子と、第２のスイッチ素子と、第２のスイッチ制御部とを含む。ｎ個の第２の発光部の各々において、第２の半導体レーザ素子は、第１および第２の電源ノード間に設けられる。ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ素子は、第１および第２の電源ノード間で第２の半導体レーザ素子に対して直列に接続される。また、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値を超えるか否かを検出し、出力光の強度が第２の閾値を超えた場合に第２のスイッチ素子を非導通状態にする。ｎ個の第１の発光部にそれぞれ属する複数の第１の半導体レーザ素子およびｎ個の第２の発光部にそれぞれ属する複数の第２の半導体レーザ素子は、第１および第２のノード間で互いに並列に設けられる。
【００２５】
好ましい実施の一形態では、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、第２の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かをさらに検出する。そして、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値を超えた場合に加えて、さらに、対応する第１の発光部に属する第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値以下の場合であり、かつ、第２の半導体レーザ素子が短絡状態である場合にも第２のスイッチ素子を非導通状態にする。また、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値以下の場合であり、かつ、第２の半導体レーザ素子が短絡状態でない場合に第２のスイッチ素子を導通状態にする。また、ｎ個の第２の発光部の各々は、第２のスイッチ素子と並列に接続された第２のバイパス素子をさらに含む。ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のバイパス素子は、第２の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電流と等しい大きさの電流が流れたとき、第２の半導体レーザ素子の定格光出力における駆動電圧以上の電圧降下を生じるような電気抵抗特性を有する。
【００２６】
また、好ましい実施の他の形態では、ｎ個の第２の発光部の各々において、第２のスイッチ制御部は、対応する第１の発光部に属する第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値以下の場合に第２のスイッチ素子を導通状態にする。
【００２７】
上記の好ましい他の局面およびさらに他の局面において、ｎ個の第１の発光部にそれぞれ属するｎ個の第１の半導体レーザ素子と、ｎ個の第２の発光部にそれぞれ属するｎ個の第２の半導体レーザ素子とは、一方向に沿って互いに交互に配設される。
【００２８】
この発明はさらに他の局面において、ｎ個（ｎは１以上の整数）の発光部を備えた発光装置である。ｎ個の発光部の各々は、第１の半導体レーザ素子と、スイッチ素子と、スイッチ制御部と、第２の半導体レーザ素子とを含む。ｎ個の発光部の各々において、第１の半導体レーザ素子は、ｎ個の発光部で共通の第１および第２の電源ノード間に設けられる。ｎ個の発光部の各々において、スイッチ素子は、第１および第２の電源ノード間で第１の半導体レーザ素子に対して直列に接続される。また、ｎ個の発光部の各々において、スイッチ制御部は、第１の半導体レーザ素子が短絡状態であるか否かを検出し、第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合にスイッチ素子を非導通状態にし、第１の半導体レーザ素子が短絡状態でないことを検出した場合にスイッチ素子を導通状態にする。第２の半導体レーザ素子は、スイッチ素子と並列に接続される。ｎ個の発光部にそれぞれ属する複数の第１の半導体レーザ素子は、第１および第２の電源ノード間で互いに並列に設けられる。
【００２９】
好ましくは、ｎ個の発光部の各々において、スイッチ制御部は、第１の半導体レーザ素子の両端にかかる電圧が第１の閾値以下であることを検出することによって、第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出する。
【００３０】
もしくは、好ましくは、ｎ個の発光部の各々において、スイッチ制御部は、第１の半導体レーザ素子の出力光の強度が第２の閾値以下であることを検出することによって、第１の半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出する。
【００３１】
この発明の上記の各局面において、好ましくは、発光装置は、第１および第２の電源ノード間に流す駆動電流を供給するための電源部をさらに備える。電源部は、駆動電流の供給を開始するときに、第１の電流量で駆動電流を出力した後に、第１の電流量よりも大きい第２の電流量で駆動電流を出力する。
【００３２】
この発明はさらに他の局面において、互いに並列に設けられたｐ個（ｐは３以上の整数）の半導体レーザ素子と、制御電源部とを備えた発光装置である。制御電源部は、ｐ個の半導体レーザ素子のうち、選択したｑ個（ｑは２以上ｐ−１以下の整数）の半導体レーザ素子のみに駆動電流を供給する。さらに、制御電源部は、選択したｑ個の半導体レーザ素子の各々が短絡状態であるか否かを検出し、いずれか１つの半導体レーザ素子が短絡状態であることを検出した場合には、短絡状態の半導体レーザ素子を除くｐ−１個の半導体レーザ素子のうち、選択したｑ個の半導体レーザ素子にのみ駆動電流を供給する。
【００３３】
好ましくは、ｐ個の半導体レーザ素子は一列に配設される。そして、制御電源部によって選択されたｑ個の半導体レーザ素子の相互間には、未選択の半導体レーザ素子が少なくとも１個設けられる。
【００３４】
また、好ましくは、短絡状態の半導体レーザ素子が検出される前に選択されたｑ個の半導体レーザ素子うちで隣接する半導体レーザ素子間の間隔の最小値は、短絡状態の半導体レーザ素子が検出された後に選択されたｑ個の半導体レーザ素子のうちで隣接する半導体レーザ素子間の間隔の最小値以下である。
【発明の効果】
【００３５】
この発明によれば、複数個の半導体レーザ素子が並列接続された発光装置において、１つの半導体レーザ素子が短絡故障したときには、その短絡故障した半導体レーザ素子と直列に接続されているスイッチ素子がオフ状態になる。これによって、確実かつ容易に短絡故障した半導体レーザ素子への電流供給を止めることができ、並列接続された他の半導体レーザ素子を引き続き駆動させることができる。
【００３６】
また、好ましくは、１つの半導体レーザ素子が短絡故障したときに、予備の半導体レーザ素子に直列接続されているスイッチ素子がオン状態になる。これによって、予備の半導体レーザ素子が駆動されるので、発光装置全体の光出力の一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施の形態１による発光装置１の構成を示す回路図である。
【図２】図１のスイッチ素子Ｓおよびスイッチ制御部１０を取出して示した機能ブロック図である。
【図３】図２の入力電圧Ｖ１とスイッチ素子Ｓの動作との関係を示す表である。
【図４】図１のスイッチ素子Ｓおよびスイッチ制御部１１を取出して示した機能ブロック図である。
【図５】図４の入力電圧Ｖ１，Ｖ２とスイッチ素子Ｓの動作との関係を示す表である。
【図６】図１の発光装置１の電源投入時の動作を説明するための図である。
【図７】定常状態の発光装置１において半導体レーザ素子Ｔ３が短絡故障したときの動作を説明するための図である。
【図８】図７（Ｅ）の状態から、さらに半導体レーザ素子Ｔ１が故障した場合を示す図である。
【図９】図７（Ｅ）の状態から、さらに半導体レーザ素子Ｔ４が故障した場合を示す図である。
【図１０】図７（Ｅ）の状態から、さらに半導体レーザ素子Ｔ８が故障した場合を示す図である。
【図１１】実施の形態１による発光装置１の具体的構成の一例を示す平面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図１４】図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。
【図１５】図１１のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。
【図１６】図１および図１１の半導体レーザ素子Ｔの構造の一例を示す断面図である。
【図１７】図１６の半導体レーザバーの製造工程を説明するための模式図である。
【図１８】この発明の実施の形態２による発光装置２の構成を示す回路図である。
【図１９】この発明の実施の形態３による発光装置３の構成を示す回路図である。
【図２０】この発明の実施の形態４による発光装置４の構成を示す回路図である。
【図２１】この発明の実施の形態５による発光装置５の構成を示す回路図である。
【図２２】図２１の発光装置５の具体的構成を示す平面図である。
【図２３】図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図２４】この発明の実施の形態６による発光装置６の構成を示す回路図である。
【図２５】図２４の発光装置６の具体的構成を示す平面図である。
【図２６】この発明の実施の形態７による発光装置７の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００３９】
［実施の形態１］
（発光装置の全体構成）
図１は、この発明の実施の形態１による発光装置１の構成を示す回路図である。
【００４０】
図１を参照して、発光装置１は、ｎ個（実施の形態１では、ｎは２以上の整数である。）の発光部Ａ１〜Ａｎと、ｎ個の発光部Ａ１〜Ａｎで共通の電源ノードＶＰ，ＶＮを介して発光部Ａ１〜Ａｎに駆動電流を供給するための電源部８とを含む。電源部８のプラス端子は第１の電源ノードＶＰに接続され、マイナス端子は第２の電源ノードＶＮに接続される。
【００４１】
ｎ個の発光部Ａ１〜Ａｎのうち第１番目の発光部Ａ１は、電源ノードＶＰ，ＶＮ間で互いに直列に接続されたスイッチ素子Ｓ１および半導体レーザ素子Ｔ１と、スイッチ素子Ｓ１と並列に接続されたバイパス素子としての抵抗素子Ｒ１とを含む。同様に、第ｉ番目（ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部Ａｉは、電源ノードＶＰ，ＶＮ間に互いに直列に接続されたスイッチ素子Ｓｉおよび半導体レーザＴｉと、スイッチ素子Ｓｉと並列に接続されたバイパス素子としての抵抗素子Ｒｉを含む。したがって、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔｎは、電源ノードＶＰ，ＶＮ間で互いに並列に設けられていることになる。以下、発光部Ａ１〜Ａｎ、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔｎ、スイッチ素子Ｓ１〜Ｓｎ、および抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎについて、総称するときまたは不特定のものを示すとき、それぞれ発光部Ａ、半導体レーザ素子Ｔ、スイッチ素子Ｓ、および抵抗素子Ｒと称する。
【００４２】
個々の半導体レーザ素子Ｔの電気特性はダイオードの電気特性と同じである。半導体レーザ素子Ｔに順方向に電流を流して行くと、電圧がある値を超えると電流が流れ始める。さらに、半導体レーザ素子Ｔに電流を流して行き、電流値が閾値電流を超えると、半導体レーザ素子Ｔが発振する。
【００４３】
ここで、半導体レーザ素子Ｔを連続動作させる場合に推奨される光出力を定格光出力という。定格を超える光出力で動作させると半導体レーザ素子Ｔが短時間に破壊することがあるので、通常、半導体レーザ素子Ｔを定格光出力で動作させる。
【００４４】
図１の発光装置１のように複数の半導体レーザ素子Ｔが並列に接続されている場合には、電源部８の出力電流は、個々の半導体レーザ素子Ｔに分配される。このとき、各半導体レーザ素子Ｔの特性が揃っている場合には、発光装置１全体での定格光出力は、発振状態の半導体レーザ素子Ｔのそれぞれの定格光出力の総和に等しい。
【００４５】
各発光部Ａにおいて、半導体レーザ素子Ｔの光出力が定格光出力のときの電流、電圧を、それぞれ駆動電流Ｉｏｐ、駆動電圧Ｖｏｐとすると、抵抗素子Ｒは、次式（１）を満たすような電気抵抗特性を有する。次式（１）において、Ｒｖは駆動電流Ｉｏｐに等しい電流が流れたときの抵抗素子Ｒの直流抵抗である。
【００４６】
Ｒｖ≧Ｖｏｐ／Ｉｏｐ                                            …(1)
上式（１）に示すように、抵抗素子Ｒに駆動電流Ｉｏｐが流れたときの抵抗素子Ｒの電圧降下Ｒｖ×Ｉｏｐは、半導体レーザ素子Ｔの定格光出力における駆動電圧Ｖｏｐ以上の値になる。詳細は後述するが、これによって、短絡状態の半導体レーザ素子Ｔへの電流集中を防止することができる。
【００４７】
図１の第１番目の発光部Ａ１は、さらに、スイッチ素子Ｓ１の開閉を制御するスイッチ制御部１０を含む。スイッチ制御部１０は、半導体レーザ素子Ｔ１の両端の電圧を閾値電圧ＴＨ１と比較する電圧比較部１２を含む。スイッチ素子Ｓ１は、電圧比較部１２の比較結果に応じてオン状態またはオフ状態に切替わる。
【００４８】
また、第２番目以降の発光部Ａｉ（ｉは２以上ｎ以下の整数）は、さらに、スイッチＳｉの開閉を制御するスイッチ制御部１１を含む。スイッチ制御部１１は、上記の電圧比較部１２に加えて、隣接する発光部Ａｉ−１の抵抗素子Ｒｉ−１にかかる電圧を閾値電圧ＴＨ２と比較する電圧比較部１３と、ＡＮＤ回路１４とを含む。スイッチ素子Ｓｉは、ＡＮＤ回路１４の出力に応じてオン状態またはオフ状態に切替わる。以下、スイッチ制御部１０，１１の構成および動作について詳しく説明する。なお、スイッチ素子Ｓ１〜Ｓｎ、スイッチ制御部１０，１１、抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎ、および電源部８が、制御電源部９に対応する。
【００４９】
（スイッチ制御部１０の構成および動作）
図２は、図１のスイッチ素子Ｓおよびスイッチ制御部１０を取出して示した機能ブロック図である。図２を参照して、スイッチ素子Ｓおよびスイッチ制御部１０は、同一のパッケージに実装されてスイッチ部８０を構成する。スイッチ部８０には、端子１５〜１７が設けられる。スイッチ素子Ｓは、端子１５，１６間に接続される。
【００５０】
電圧比較部１２は、端子１７に対する端子１６の電圧Ｖ１を検出する。そして、電圧比較部１２は、電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１を超えたときにＨレベル（活性状態）の信号を出力し、電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１以下のときにＬレベル（非活性状態）の信号を出力する。電圧比較部１２は、たとえば、差動増幅回路および出力回路を含む、いわゆるコンパレータ回路を用いて構成することができる。
【００５１】
スイッチ素子Ｓは、電圧比較部１２から受けた入力信号がＨレベル（活性状態）のとき導通し、Ｌレベル（非活性状態）のとき非導通になる。スイッチ素子Ｓは、たとえば、ＮチャネルのＭＯＳ（Metal-Oxide  Semiconductor）トランジスタによって構成することができる。
【００５２】
図３は、図２の入力電圧Ｖ１とスイッチ素子Ｓの動作との関係を示す表である。図２、図３を参照して、端子１６，１７間の入力電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１以下（ほぼ０Ｖ）の場合には、電圧比較部１２の出力がＬレベルになるので、スイッチ素子Ｓは非導通状態（オフ状態：ＯＦＦ）になる。端子１６，１７間の入力電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１を超えた場合には、電圧比較部１２の出力がＨレベルになるので、スイッチ素子Ｓは導通状態（オン状態：ＯＮ）になる。
【００５３】
次に、図１の発光装置１におけるスイッチ制御部１０の具体的な動作について説明する。図１の場合、スイッチ制御部１０は第１番目の発光部Ａ１に設けられる。そして、図２の端子１５は電源ノードＶＰに接続され、端子１６は半導体レーザ素子Ｔ１のアノードに接続される。また、端子１７は電源ノードＶＮに接続される。このような接続によって、電圧比較部１２は、半導体レーザ素子Ｔ１の両端にかかる電圧Ｖ１を検出する。
【００５４】
このとき、半導体レーザ素子Ｔの定格光出力における駆動電圧Ｖｏｐに対して、電圧比較部１２の閾値電圧ＴＨ１を、
Ｖｏｐ＞ＴＨ１＞０                                              …(2)
を満たすように設定すれば、半導体レーザ素子Ｔ１が短絡故障になり電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１以下のほぼ０Ｖになった場合に、スイッチ素子Ｓ１がオフ状態になる。一方、半導体レーザ素子Ｔ１が正常状態の場合には、電圧Ｖ１は閾値電圧ＴＨ１を超えるので、スイッチ素子Ｓ１はオン状態になる。
【００５５】
（スイッチ制御部１１の構成および動作）
図４は、図１のスイッチ素子Ｓおよびスイッチ制御部１１を取出して示した機能ブロック図である。図４のスイッチ制御部１１は、端子１５，１８間の電圧を検知する電圧比較部１３およびＡＮＤ回路１４をさらに含む点で図２のスイッチ制御部１０と異なる。スイッチ素子Ｓおよびスイッチ制御部１１は同一のパッケージに実装されて、スイッチ部８１が構成される。スイッチ部８１には、端子１５〜１８が設けられる。
【００５６】
電圧比較部１２は、図２のスイッチ部８０の場合と同様に、端子１７に対する端子１６の電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１を超えたときにＨレベルの信号を出力し、電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１以下のときにＬレベルの信号を出力する。
【００５７】
電圧比較部１３は、端子１８に対する端子１５の電圧Ｖ２を検出し、電圧Ｖ２が閾値電圧ＴＨ２を超えたときにＨレベル（活性状態）の信号を出力し、電圧Ｖ２が閾値電圧ＴＨ２以下のときにＬレベル（非活性状態）の信号を出力する。電圧比較部１３は、電圧比較部１２と同様にコンパレータ回路を用いて構成することができる。
【００５８】
ＡＮＤ回路１４は、電圧比較部１２，１３の出力を受けて、これらの出力の論理積を出力する。すなわち、ＡＮＤ回路１４は、電圧比較部１２，１３の出力が共にＨレベル（活性状態）の場合にのみＨレベル（活性状態）の信号を出力する。
【００５９】
スイッチ素子Ｓは、ＡＮＤ回路１４から受けた入力信号がＨレベル（活性状態）のとき導通し、Ｌレベル（非活性状態）のとき非導通になる。スイッチ素子Ｓは、図２の場合と同様に、たとえばＮチャネルＭＯＳトランジスタによって構成することができる。
【００６０】
なお、スイッチ制御部１０，１１の各々は、全体をトランジスタ回路を用いて構成することもできるし、リレーを用いて構成することもできる。
【００６１】
図５は、図４の入力電圧Ｖ１，Ｖ２とスイッチ素子Ｓの動作との関係を示す表である。図４、図５を参照して、端子１６，１７間の入力電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１を超え、かつ、端子１５，１８間の入力電圧Ｖ２が閾値電圧ＴＨ２を超えた場合に、ＡＮＤ回路１４の出力がＨレベルになるので、スイッチ素子Ｓはオン状態になる。それ以外の場合には、ＡＮＤ回路１４の出力はＬレベルになるので、スイッチ素子Ｓはオフ状態になる。すなわち、端子１６，１７間の入力電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１以下の場合には、入力電圧Ｖ２の値によらずスイッチ素子Ｓはオフ状態になる。また、入力電圧Ｖ１が閾値電圧ＴＨ１を超えた場合でも入力電圧Ｖ２が閾値電圧ＴＨ２以下の場合には、スイッチ素子Ｓはオフ状態になる。
【００６２】
次に、図１の発光装置１におけるスイッチ制御部１１の具体的な動作について説明する。図１の場合、スイッチ制御部１１は、第２番目〜第ｎ番目の発光部Ａ２〜Ａｎに設けられる。そして、第ｉ番目（以下、実施の形態１では、ｉは２以上ｎ以下の整数とする）の発光部Ａｉにおいて、図４の端子１５は電源ノードＶＰに接続され、端子１６は半導体レーザＴｉのアノードに接続され、端子１７は電源ノードＶＮに接続される。また、第ｉ番目の発光部Ａｉにおいて、図４の端子１８は、第ｉ−１番目の発光部Ａｉ−１における半導体レーザ素子Ｔｉ−１のアノードに接続される。
【００６３】
したがって、第ｉ番目の発光部Ａｉに属するスイッチ制御部１１の電圧比較部１２は、半導体レーザ素子Ｔｉの両端の電圧Ｖ１を検出する。そして、各電圧比較部１２の閾値電圧ＴＨ１が、前述の式（２）を満たすように設定される。これによって、第ｉ番目の発光部Ａｉの電圧比較部１２は、半導体レーザ素子Ｔｉが短絡故障しているか（Ｖ１≦ＴＨ１）、否か（Ｖ１＞ＴＨ１）を検出する。
【００６４】
一方、第ｉ番目の発光部Ａｉに属する電圧比較部１３は、第ｉ−１番目の発光部Ａｉ−１の抵抗素子Ｒｉ−１の両端の電圧Ｖ２（スイッチ素子Ｓｉ−１の両端の電圧に等しい）を検出する。そして、閾値電圧ＴＨ２は、オン状態のスイッチ素子Ｓの両端にかかる電圧より大きく、かつ、スイッチ素子Ｓがオフ状態のときにそのスイッチ素子に並列接続された抵抗素子Ｒの両端にかかる電圧より小さくなるように設定される。この場合、第ｉ番目の発光部Ａｉの電圧比較部１３は、第ｉ−１番目の発光部Ａｉ−１のスイッチ素子Ｓｉ−１がオン状態か（Ｖ２≦ＴＨ２）、オフ状態か（Ｖ２＞ＴＨ２）を検出することになる。
【００６５】
このような設定によって、第ｉ番目の発光部ＡｉのＡＮＤ回路１４は、第ｉ番目の半導体レーザ素子Ｔｉが正常状態であり、かつ、第ｉ−１番目のスイッチ素子Ｓｉ−１がオフ状態の場合に出力がＨレベル（活性状態）になる。このとき、第ｉ番目の発光部Ａｉのスイッチ素子Ｓｉがオン状態になる。一方、第ｉ番目の半導体レーザ素子Ｔｉが短絡故障した場合には電圧比較部１２の出力電圧がＬレベルになるので、第ｉ−１番目のスイッチ素子Ｓｉ−１の導通または非導通によらず、第ｉ番目のスイッチ素子Ｓｉはオフ状態になる。また、第ｉ番目の半導体レーザ素子Ｔｉが正常状態であっても、第ｉ−１番目のスイッチ素子Ｓｉ−１がオン状態の場合には電圧比較部１３の出力電圧がＬレベルになるので、第ｉ番目のスイッチ素子Ｓｉはオフ状態になる。
【００６６】
（発光装置の動作−電源投入時の動作）
次に、上記のように構成された発光装置１の動作について説明する。
【００６７】
図６は、図１の発光装置１の電源投入時の動作を説明するための図である。図６（Ａ）〜（Ｅ）は、図１の電源部８のオフ状態から電源が投入されて発光装置１が定常状態に至るまでの発光装置１の状態を時間順に示したものである。発光部Ａの個数ｎは８である。図６では、電圧比較部１２，１３およびＡＮＤ回路１４（図１参照）の出力信号がＨレベル（活性状態）のとき、これらの各要素を黒色に着色して示している。また、発光状態の半導体レーザ装置が発光状態にあるときも黒色に着色して示している。さらに、導通時のスイッチ素子Ｓの端子も黒色に着色している。
【００６８】
図６（Ａ）は、図１の電源部８がオフのときの発光装置１の状態を示す。既に説明したように、スイッチ素子Ｓ１は、半導体レーザ素子Ｔ１の両端にかかる電圧が閾値電圧ＴＨ１を超えたときオン状態になる。一方、スイッチ素子Ｓｉ（ｉは２以上ｎ以下の整数。ｎ＝８である。）は、半導体レーザ素子Ｔｉの両端にかかる電圧が閾値電圧ＴＨ１を超え、かつ、抵抗素子Ｒｉ−１の両端にかかる電圧がＴＨ２を超えたときオン状態になる。したがって、図６（Ａ）に示すように電源部８がオフ状態の場合、各スイッチ素子Ｓおよび各抵抗素子Ｒにはいずれに電圧がかからないので、全てのスイッチ素子Ｓはオフ状態になっている。
【００６９】
図６（Ｂ）は、電源部８が電流の供給を開始した瞬間の発光装置１の状態を示す。この時点では、全てのスイッチ素子Ｓはオフ状態であるので、各抵抗素子Ｒおよび各半導体レーザ素子Ｔを介して電流が流れる。この結果、各抵抗素子Ｒおよび各半導体素子Ｔに電圧が発生するので、スイッチ制御部１０を構成する電圧比較部１２（図１参照）、ならびに各スイッチ制御部１１を構成する電圧比較部１２、電圧比較部１３、およびＡＮＤ回路１４（図１参照）の出力はいずれもＨレベルに活性化する。この結果、全てのスイッチ素子Ｓがオフ状態からオン状態に切替わろうとする。
【００７０】
図６（Ｃ）は、全てのスイッチ素子ＳがＨレベルの信号を受けてオン状態になった瞬間の発光装置１の状態を示す。発光部Ａ２〜Ａ８の各々において、スイッチ素子Ｓがオン状態になると、スイッチ素子Ｓと抵抗素子Ｒとは並列に接続されているため、電流は抵抗素子Ｒよりも抵抗値の低いスイッチ素子Ｓの方を流れることになる。この結果、抵抗素子Ｒの両端の電圧はほぼ０になるため、電圧比較部１３およびＡＮＤ回路１４（図１参照）の出力はＬレベルになる。これによって、スイッチ素子Ｓ２〜Ｓ８はオン状態からオフ状態に切替わろうとする。一方、発光部Ａ１のスイッチ素子Ｓ１に関しては、これ以降、オン状態のままとなり、半導体レーザ素子Ｔ１の発光状態が維持される。
【００７１】
なお、発光装置１が定常状態になるまでの間、電源部８から出力された電流が半導体レーザ素子Ｔ１に集中し、半導体レーザ素子Ｔ１が劣化することが懸念される。そこで、発光装置１が定常状態になるまでの間、電源部８から定常状態の出力電流よりも小さい電流が出力されることが好ましい。具体的には、定常状態に達するまでの電源部８の出力は、定常状態での半導体レーザ素子Ｔの１個あたりの駆動電流Ｉｏｐよりも小さく設定されることが好ましい。
【００７２】
図６（Ｄ）は、スイッチ素子Ｓ２〜Ｓ８がＬレベルの信号を受けてオフ状態になった瞬間の発光装置１の状態を示す。スイッチ素子Ｓ２〜Ｓ８がオフ状態になると、抵抗素子Ｒ２〜Ｒ８の両端に閾値電圧ＴＨ２を超える電圧が発生する。この結果、発光部Ａ３〜Ａ８の各々において、電圧比較部１３およびＡＮＤ回路１４（図１参照）の出力がＨレベルに活性化される。これによって、スイッチ素子Ｓ３〜Ｓ８はオフ状態からオン状態に切替わろうとする。
【００７３】
一方、発光部Ａ２のスイッチ素子Ｓ２に関しては、抵抗素子Ｒ１の両端の電圧が閾値電圧ＴＨ２以下であるので、これ以降、オフ状態のままとなる。この場合、抵抗素子Ｒ２を介して半導体レーザ素子Ｔ２に駆動電流が流れるので、抵抗素子Ｒ２の大きさを前述の式（１）を満たすように大きく設定すれば、半導体レーザ素子Ｔ２を流れる電流値が制限される。この結果、半導体レーザ素子Ｔ２を流れる電流は閾値電流に到達せず、半導体レーザ素子Ｔ２はレーザ発振しない。
【００７４】
以下同様に、続いてスイッチ素子Ｓ３〜Ｓ８がオン状態になり、その次にスイッチ素子Ｓ４〜Ｓ８がオフ状態になる。続いてスイッチ素子Ｓ５〜Ｓ８がオン状態になり、その次にスイッチ素子Ｓ６〜Ｓ８がオフ状態になる。続いてスイッチ素子Ｓ７，Ｓ８がオン状態になり、最後にスイッチ素子Ｓ８がオフ状態になって、定常状態に至る。
【００７５】
図６（Ｅ）は、定常状態での発光装置１の状態を示す。定常状態では、奇数番目の発光部Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７の各半導体レーザ素子Ｔ１、Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７が駆動状態となっている。電源部８は４つの半導体レーザ素子Ｔ１、Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７の定格光出力をまかなうのに十分な電流を出力する。したがって、電源部８の出力電流は、各半導体レーザ素子Ｔの定格電流Ｉｏｐを用いて、４×Ｉｏｐとすればよい。
【００７６】
一方、偶数番目の発光部Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８の各半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８は発振状態に至っていない。これらの各半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８は、現在、駆動状態にある各半導体レーザ素子Ｔ１、Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７のいずれかが短絡故障したときに切り替わって発振する予備の半導体レーザ素子となる。
【００７７】
（発光装置の動作−短絡時の動作）
図７は、定常状態の発光装置１において半導体レーザ素子Ｔ３が短絡故障したときの動作を説明するための図である。図７では、図６の場合と同様に、電圧比較部１２，１３およびＡＮＤ回路１４（図１参照）の出力信号がＨレベル（活性状態）のとき、これらの各要素を黒色に着色して示している。また、発光状態の半導体レーザ装置が発光状態にあるときも黒色に着色して示している。
【００７８】
以下、図７（Ａ）〜図７（Ｅ）を参照して、１つの半導体レーザ素子Ｔ３が短絡したときに、予備の半導体レーザ素子に切り替わる動作について説明する。なお、図７には半導体レーザ素子Ｔ３が短絡故障した場合が示されているが、他の半導体レーザ素子Ｔ１，Ｔ５，Ｔ７が短絡故障した場合も同様に考えることができる。
【００７９】
図７（Ａ）は、定常状態における発光装置１を示す。図７（Ａ）の状態は図６（Ｅ）の状態と同じであり、半導体レーザ素子Ｔ１、Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７が駆動状態となっている。
【００８０】
図７（Ｂ）は、発光部Ａ３の半導体レーザ素子Ｔ３が短絡故障した瞬間の発光装置１の状態を示す。半導体レーザ素子Ｔ３が短絡故障することによって、半導体レーザ素子Ｔ３の両端にかかる電圧が閾値電圧ＴＨ１以下（ほぼ０）になる。この結果、発光部Ａ３において、電圧比較部１２およびＡＮＤ回路１４（図１参照）の出力がＬレベルになる。これによって、スイッチ素子Ｓ３がオン状態からオフ状態に切替わろうとする。
【００８１】
図７（Ｃ）は、スイッチ素子Ｓ３がオフ状態になった瞬間の発光装置１の状態を示す。スイッチ素子Ｓ３がオフ状態になると、抵抗素子Ｒ３の両端に閾値電圧ＴＨ２を超える電圧が発生する。この結果、発光部Ａ４において、電圧比較部１３およびＡＮＤ回路１４（図１参照)の出力がＨレベルに活性化される。これによって、スイッチ素子Ｓ４はオフ状態からオン状態に切替わろうとする。一方、これ以降、スイッチ素子Ｓ１はオン状態に維持され、スイッチ素子Ｓ２はオフ状態に維持され、スイッチ素子Ｓ３はオフ状態に維持される。
【００８２】
図７（Ｄ）は、スイッチ素子Ｓ４がオン状態になった瞬間の発光装置１の状態を示す。スイッチ素子Ｓ４がオン状態になると、抵抗素子Ｒ４の両端にかかる電圧が閾値電圧ＴＨ２以下となる。この結果、発光部Ａ５において、電圧比較部１３およびＡＮＤ回路１４（図１参照)の出力がＬレベルになる。これによって、スイッチ素子Ｓ５はオフ状態に切替わろうとする。一方、スイッチ素子Ｓ４は、これ以降、オン状態に維持される。
【００８３】
以下同様に、続いてスイッチ素子Ｓ５がオフ状態になり、その次にスイッチ素子Ｓ６がオン状態になる。続いてスイッチ素子Ｓ７がオフ状態になり、最後にスイッチ素子Ｓ８がオン状態になって、再び定常状態に至る。半導体レーザ素子Ｔ３の短絡故障後の定常状態では、半導体レーザ素子Ｔ１，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８が駆動状態となっている、半導体レーザ素子Ｔ３の短絡故障前と同様に４個の半導体レーザ素子Ｔが駆動状態になっているので、発光装置１全体での光出力に変化がない。
【００８４】
このように、実施の形態１の発光装置１によれば、複数の半導体レーザ素子Ｔのうち１つの半導体レーザ素子Ｔ３が短絡故障を起こしても、それまで発振していなかった別の半導体レーザ素子Ｔが駆動状態に切り替わる。この結果、短絡故障前と同数の半導体レーザ素子を駆動状態にすることができ、発光装置１全体の発光強度の低下を防止することができる。
【００８５】
また、半導体レーザ素子Ｔ３が短絡故障を起こす前、および短絡故障を起こす後のいずれにおいても、発光状態の半導体レーザ素子Ｔの間には、発光状態にない半導体レーザ素子Ｔが少なくとも１個ずつ設けられる。これによって半導体レーザ素子Ｔの温度上昇を抑制するという効果もある。
【００８６】
以上の発光装置１の動作を別の観点から見ると次のようになる。再び図１を参照して、スイッチ素子Ｓ１〜Ｓｎ、スイッチ制御部１０，１１、抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎ、および電源部８をまとめて、制御電源部９が構成されるとする。この場合、発光装置１は、互いに並列に設けられたｐ（ｐは３以上の整数）個の半導体レーザ素子Ｔと、制御電源部９とを含む。制御電源部９は、ｐ個の半導体レーザ素子Ｔからｑ（ｑは２以上ｐ−１以下の整数）個の半導体レーザ素子Ｔを選択し、選択したｑ個の半導体レーザ素子Ｔにのみに駆動電流を供給する。実際には、未選択の半導体レーザ素子Ｔにも抵抗素子Ｒを介して電流が流れるが、その電流の大きさは半導体レーザ素子Ｔの閾値電流よりも小さいので無視するものとする。
【００８７】
そして、制御電源部９は、選択したｑ個の半導体レーザ素子Ｔの各々が短絡状態であるか否かを検出する。制御電源部９は、いずれか１つの半導体レーザ素子Ｔが短絡状態であることを検出した場合には、短絡状態の半導体レーザ素子Ｔを除くｐ−１個の半導体レーザ素子Ｔから、ｑ個の半導体レーザ素子Ｔを再選択する。そして、制御電源部９は、再選択したｑ個の半導体レーザ素子Ｔにのみ駆動電流を供給する。
【００８８】
このとき、短絡状態の半導体レーザ素子Ｔが検出される前に選択されたｑ個の半導体レーザ素子間の間隔の最小値は、短絡状態の半導体レーザ素子Ｔが検出された後に選択されたｑ個の半導体レーザ素子間の間隔の最小値以下となっている。すなわち、短絡検出後の半導体レーザ素子間の間隔の最小値は、短絡検出前の半導体レーザ素子間の間隔より狭くなることはない。この結果、半導体レーザ素子Ｔの温度上昇を抑制することができる。
【００８９】
（発光装置の動作−２素子目の短絡故障）
図８は、図７（Ｅ）の状態から、さらに半導体レーザ素子Ｔ１が故障した場合を示す図である。
【００９０】
図８を参照して、半導体レーザ素子Ｔ３の短絡故障の次に、さらに半導体レーザ素子Ｔ１が短絡故障した場合について説明する。この場合、半導体レーザ素子Ｔ１の短絡故障によって、半導体レーザ素子Ｔ１の両端にかかる電圧が閾値電圧ＴＨ１以下（ほぼ０）になる。この結果、発光部Ａ１において、電圧比較部１２（図１参照）の出力がＬレベルになるので、スイッチ素子Ｓ１がオン状態からオフ状態に切替わる。スイッチ素子Ｓ１がオフ状態になると、抵抗素子Ｒ１の両端に閾値電圧ＴＨ２を超える電圧が発生する。この結果、発光部Ａ２において、電圧比較部１３およびＡＮＤ回路１４（図１参照)の出力がＨレベルに活性化されるので、スイッチ素子Ｓ２がオフ状態からオン状態に切替わる。一方、スイッチ素子Ｓ３〜Ｓ８については状態に変化がない。
【００９１】
したがって、図８に示す定常状態では、半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８が駆動状態になる。この場合においても、発光状態の半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８の隣接素子間には、発光状態にない半導体レーザ素子Ｔが少なくとも１個ずつ設けられる。
【００９２】
図９は、図７（Ｅ）の状態から、さらに半導体レーザ素子Ｔ４が故障した場合を示す図である。
【００９３】
図９を参照して、半導体レーザ素子Ｔ３の短絡故障の次に、さらに半導体レーザ素子Ｔ４が短絡故障した場合について説明する。この場合、半導体レーザ素子Ｔ４の短絡故障によって、半導体レーザ素子Ｔ４の両端にかかる電圧が閾値電圧ＴＨ１以下（ほぼ０）になる。この結果、発光部Ａ４において、電圧比較部１２およびＡＮＤ回路１４（図１参照）の出力がＬレベルになるので、スイッチ素子Ｓ４がオン状態からオフ状態に切替わる。スイッチ素子Ｓ４がオフ状態になると、抵抗素子Ｒ４の両端に閾値電圧ＴＨ２を超える電圧が発生する。この結果、発光部Ａ５において、電圧比較部１３およびＡＮＤ回路１４（図１参照)の出力がＨレベルに活性化されるので、スイッチ素子Ｓ５がオフ状態からオン状態に切替わる。同様に、スイッチ素子Ｓ６がオフ状態になり、その次にスイッチ素子Ｓ７がオン状態になり、最後にスイッチ素子Ｓ８がオフ状態になる。一方、スイッチ素子Ｓ１〜Ｓ３については状態に変化がない。
【００９４】
したがって、図９に示す定常状態では、半導体レーザ素子Ｔ１，Ｔ５，Ｔ７が駆動状態になる。この場合においても、発光状態の半導体レーザ素子Ｔ１，Ｔ５，Ｔ７の隣接素子間には、発光状態にない半導体レーザ素子Ｔが少なくとも１個ずつ設けられる。ただし、駆動状態となっている半導体レーザ素子の数が１個減るため、発光装置１の全体としての光強度は低下するが、全体の光出力が消滅することはない。
【００９５】
図１０は、図７（Ｅ）の状態から、さらに半導体レーザ素子Ｔ８が故障した場合を示す図である。
【００９６】
図１０を参照して、半導体レーザ素子Ｔ３の短絡故障の次に、さらに半導体レーザ素子Ｔ８が短絡故障した場合について説明する。この場合、半導体レーザ素子Ｔ８の短絡故障によって、半導体レーザ素子Ｔ８の両端にかかる電圧が閾値電圧ＴＨ１以下（ほぼ０）になる。この結果、発光部Ａ８において、電圧比較部１２およびＡＮＤ回路１４（図１参照）の出力がＬレベルになるので、スイッチ素子Ｓ８がオン状態からオフ状態に切替わる。一方、その他のスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ７の状態に変化がなく、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ７の駆動状態にも変化がない。駆動状態となっている半導体レーザ素子の数が１個減るため、発光装置１の全体としての光強度は低下するが、全体の光出力が消滅することはない。
【００９７】
（発光装置による効果１−光出力の低下防止）
前述のように、各発光部Ａにおいて、定格光出力における半導体レーザ素子Ｔの駆動電流Ｉｏｐと等しい大きさの電流が流れたときの抵抗素子Ｒの電圧降下Ｒｖ×Ｉｏｐは、定格光出力における駆動電圧Ｖｏｐ以上の大きさである（前述の（１）式参照）。ここで、以下の理由によって、各発光部Ａの抵抗素子Ｒの抵抗値Ｒｖは、半導体レーザ素子Ｔの定格光出力における直流抵抗値（Ｖｏｐ／Ｉｏｐ）よりも十分に大きいほうが望ましい。
【００９８】
前述のように、複数の半導体レーザ素子Ｔのうち１つの半導体レーザ素子が短絡故障を起こしても、それまで発振していなかった別の半導体レーザ素子が駆動状態に切り替えられる。このとき、抵抗素子Ｒの抵抗値Ｒｖが半導体レーザ素子Ｔの定格光出力における直流抵抗値（Ｖｏｐ／Ｉｏｐ）よりも十分に大きいと、短絡故障した半導体レーザ素子Ｔに流れる電流は、抵抗素子Ｒによって制限されるので無視できる。しかも、発光装置１では、短絡故障の前後で同数の半導体レーザ素子が発振状態になる。したがって、発光装置１全体の発光強度を短絡故障の前後で変わらないようにすることができる。
【００９９】
各発光部Ａの抵抗素子Ｒの抵抗値Ｒｖが半導体レーザ素子Ｔの定格光出力における直流抵抗値（Ｖｏｐ／Ｉｏｐ）に等しい場合にも、短絡故障の前後で同数の半導体レーザ素子Ｔを発振状態にすることは可能である。しかしながら、この場合、短絡状態の半導体レーザ素子Ｔに流れる電流は、発振状態の半導体レーザ素子Ｔを流れる電流に等しくなるので、抵抗素子Ｒによる発熱が問題となり、あまり望ましい状態とは言えない。
【０１００】
一方、各発光部Ａのスイッチ素子Ｓと並列に抵抗素子Ｒが設けられていない場合には、発光装置１の電源投入時に（このとき、各スイッチ素子Ｓは開放状態である）各半導体レーザ素子Ｔには全く電流が流れない。この結果、図６で説明したような動作にならず、いつまで経ってもいずれの半導体レーザ素子Ｔも発光しないという不都合が生じる。そこで、電源投入時に各半導体レーザ素子Ｔに電流を流すことによってスイッチ素子Ｓをオン状態にするために、スイッチ素子Ｓと並列に抵抗素子Ｒが設けられている。
【０１０１】
なお、複数の半導体レーザ素子Ｔが故障した場合には、図９、図１０のように発光状態の半導体レーザ素子Ｔが減少することがあり得る。この場合、発光装置１全体の光強度は若干低下する。さらに、短絡故障後に駆動電流を割り振られた半導体レーザ素子には定格以上の電流が流れることになるので、発光装置１の信頼性が低下する可能性がある。
【０１０２】
（発光装置による効果２−光学系の設計が容易）
また、実施の形態１の発光装置１によれば、短絡故障後も概ね１つ飛ばしで半導体レーザ素子を発光させることができるため、短絡故障前後で半導体レーザ素子Ｔの発光位置自体は大きく変わらない。そのため光学系の設計が容易になる利点がある。
【０１０３】
（発光装置による効果３−熱干渉の抑制）
複数個の半導体レーザ素子が基板上に形成されたチップを分割せずにバー状態のままで使用する場合には、隣接する半導体レーザ素子間での熱干渉の影響を考慮する必要がある。熱干渉とは、ある半導体レーザ素子が駆動状態のときに生じる熱が隣の半導体レーザ素子の温度上昇をもたらすことにより、複数の半導体レーザ素子を駆動状態とした場合、単体を駆動させたときよりも素子の温度が上がってしまう現象である。素子の温度が上昇することによって光出力の低下や信頼性の低下といった悪影響がある。熱干渉の影響を小さくするにはそれぞれの半導体レーザ素子の活性領域の間隔を離すことが有効である。しかし、半導体レーザ素子間の間隔を広げるとスペースの無駄が大きくなり、コストが高くなるという問題が生じる。
【０１０４】
実施の形態１では、駆動状態となる半導体レーザ素子の間には、発振状態にない半導体レーザ素子が少なくとも１つ配置されるので、隣り合う半導体レーザ素子が駆動状態となることはない。したがって、熱干渉の影響を考慮する際には１個飛ばしで配列された半導体レーザ素子について考えればよいので、熱干渉の影響を緩和することができる。また、駆動状態となる半導体レーザ素子間には予備の半導体レーザ素子が配置されので、スペースを有効に使うことができる。そのため、作製プロセスを大きく変えることなく、またバーサイズも変えることなく容易に故障時の補償用の半導体レーザ素子を設けることができる。
【０１０５】
（発光装置の具体的構成例）
図１１は、実施の形態１による発光装置１の具体的構成の一例を示す平面図である。図１１は、図１でｎ＝８の場合の発光装置１の具体的構成例を示している。また、図１１において、半導体レーザ素子Ｔの配列方向をＸ軸方向とし、半導体レーザ素子Ｔの基板（図１６の参照符号４１）の面方向に沿ってＸ軸と垂直な方向をＹ軸方向とし、基板４１の厚み方向をＺ軸方向とする。
【０１０６】
図１１を参照して、８個の発光部Ａ１〜Ａ８はサブマウント３０上に実装される。サブマウント３０には、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの絶縁体が用いられる。
【０１０７】
発光部Ａ１〜Ａ８をそれぞれ構成する半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８はサブマウント３０上にバー状態で実装されている。したがって、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８はＸ軸方向に一列に互いに等間隔で並ぶ。紙面表側（＋Ｚ方向）が、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８が形成されたチップの基板４１側に相当する。基板４１の裏面に形成された共通の電極３２は、−側の電源ノードＶＮに接続される。
【０１０８】
ここで、半導体レーザ素子Ｔの間隔とは、後述する図１６のリッジ部５２どうしの間隔をいう。図１６の活性層４５のうちリッジ部５２直下の領域が発振する領域であるので、隣接するリッジ部５２の間隔は、隣接する発振領域の間隔になっている。
【０１０９】
なお、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８は必ずしも等間隔でなくてもよい。たとえば、奇数番目の半導体素子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７が等間隔に並び、偶数番目の半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８が等間隔に並ぶようにして、半導体素子Ｔ１とＴ２、あるいはＴ２とＴ３、など、奇数番目と偶数番目の半導体レーザ素子の間隔を同じでないようにしてもよい。具体的に、半導体レーザ素子Ｔ１とＴ２の間隔が１００μｍ、半導体レーザ素子Ｔ２とＴ３の間隔が３００μｍとし、以下１００μｍ／３００μｍの繰り返しで半導体レーザ素子が並んでいてもよい。この場合、短絡故障前に発光している半導体レーザ素子間の間隔が４００μｍであったものが、短絡故障後には発光している半導体レーザ素子間の間隔が４００μｍ、５００μｍ、または７００μｍとなり、短絡故障前の発光間隔よりも狭くなることはない。
【０１１０】
サブマウント３０上には、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８と同じピッチで８個の電極パターン３３Ａ〜３３Ｈが形成される（総称するとき、または不特定のものを示すとき電極パターン３３と称する）。電極パターン３３Ａ〜３３Ｈは、それぞれ半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８に対応して設けられる。半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８の各ｐ側電極（図１２の参照符号３７Ａ〜３７Ｈ）は、それぞれ対応する電極パターン３３Ａ〜３３Ｈと半田によって接続される。
【０１１１】
サブマウント３０上には、さらに、Ｘ方向に延びる矩形状の１個の電極パターン３１が形成される。電極パターン３１は＋側の電源ノードＶＰに接続される。
【０１１２】
抵抗素子Ｒ１〜Ｒ８の各々は、電極パターン３１と電極パターン３３Ａ〜３３Ｈのうちの対応する電極パターンとの間に半田で接続される。また、発光部Ａ１〜Ａ８にそれぞれ対応する図２のスイッチ部８０および図４のスイッチ部８１（発光部Ａ２〜Ａ８にそれぞれ対応してスイッチ部８１Ｂ〜８１Ｈと記載する）は、電極パターン３１と電極パターン３３Ａ〜３３Ｈのうちの対応する電極パターンとの間に半田で接続される。
【０１１３】
スイッチ部８０の端子１７は、共通の電極３２とボンディングワイヤ３４Ａによって接続される。第ｉ番目（ｉは２以上８以下の整数）の発光部Ａｉのスイッチ部８１に設けられた端子１８は、第ｉ−１番目の半導体レーザ素子Ｔｉ−１が接続された電極パターン３３とボンディングワイヤ３５（３５Ｂ〜３３Ｈ）によって接続される。また、スイッチ部８１Ｂ〜８１Ｈの各端子１７は、共通の電極３２とボンディングワイヤ３４Ｂ〜３４Ｈによってそれぞれ接続される。
【０１１４】
図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。図１２を参照して、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８は、基板の表面側（−Ｚ方向、ｐ層側）にエッチングによってアイソレーション溝５４が形成されることによって素子ごとに分離されている。半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８のＰ層側の表面にはｐ側電極３７Ａ〜３７Ｈ（総称するとき、または不特定のものを示すときｐ側電極３７と称する。）がそれぞれ形成される。ｐ側電極３７Ａ〜３７Ｈは、サブマウント３０の表面に形成された電極パターン３３Ａ〜３３Ｈとそれぞれ半田によって接続される。また、図１１で説明したように、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８の基板４１の裏面（＋Ｚ方向、ｎ層側）には共通のｎ側電極３２が形成されている。
【０１１５】
このように各半導体レーザ素子Ｔの基板４１を上側（サブマウント３０から離反する側）に配置し、Ｐ層側を下側（サブマウント３０に近接する側）に配置すること（ジャンクションダウン）によって、半導体レーザ素子Ｔの放熱性が向上する。また、素子分離されたＰ層側をサブマウント３０に接続することによって、個々の半導体レーザ素子Ｔから電流を取出すための電極パターン３３Ａ〜３３Ｈをサブマウント３０上に設けることができる。したがって、スイッチ部８０，８１および抵抗素子Ｒのサブマウント３０上への実装が容易になる。
【０１１６】
図１３は、図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。図１３を参照して、スイッチ部８０の端子１５はサブマウント３０上の電極パターン３１に半田３６によって接続され、端子１６はサブマウント３０上の電極パターン３３Ａに半田３６によって接続される。
【０１１７】
図１４は、図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。図１４を参照して、抵抗素子Ｒ１には端子３８，３９が形成される。端子３８，３９は電極パターン３１，３３Ａにそれぞれ半田３６によって接続される。他の抵抗素子Ｒ２〜Ｒ８についても同様である。
【０１１８】
図１５は、図１１のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。図１５を参照して、スイッチ部８１Ｂの端子１５，１６はサブマウント３０上の電極パターン３１，３３Ｂにそれぞれ半田３６によって接続される。他のスイッチ部８１Ｃ〜８１Ｈについても同様である。
【０１１９】
なお、スイッチ部８０および抵抗素子Ｒ１とをさらに集積化して同一パッケージに実装することもできる。同様に、スイッチ部８１Ｂ〜８１Ｈの各々と対応する抵抗素子Ｒ２〜Ｒ８とについても同一パッケージに実装することができる。
【０１２０】
（半導体レーザ素子の構造）
図１６は、図１および図１１の半導体レーザ素子Ｔの構造の一例を示す断面図である。各半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８の構造は同じであるので、図１６は、バー状態に連結された半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８（以下、半導体レーザバーとも称する）のうち、半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ３の部分を代表として示したものである。また、以下では窒化物系半導体レーザを例に挙げて説明するが、半導体レーザ素子Ｔの材料および構成は下記の例に限られるものでない。なお、窒化物系半導体レーザは蛍光体と組み合わせることにより照明装置として利用することができる。
【０１２１】
図１６を参照して、半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ３は、ｎ−ＧａＮ基板４１と、基板４１上に順に積層されたＧａＮバッファ層４２、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層４３、ｎ−ＧａＮガイド層４４、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸活性層４５、ｐ−ＡｌＧａＮ蒸発防止層４６、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層４７、ｐ−ＧａＮコンタクト層４９、絶縁膜５０、ｐ側電極層３７Ｂ１，３７Ｃ１、および電極パッド３７Ｂ２，３７Ｃ２を含む。ｐ側電極層３７Ｂ１，３７Ｃ１および電極パッド３７Ｂ２，３７Ｃ２が図１２のｐ側電極３７Ｂ，３７Ｃに対応する。半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ３は、さらに、基板４１の裏面側に形成されたｎ側電極３２を含む。
【０１２２】
図１６のＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸活性層４５は、３層のＩｎＧａＮ井戸層とＧａＮバリア層より構成された３重量子井戸構造である。
【０１２３】
また、図１６に示すように、半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ３の各々において、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層４７の途中までエッチングにより一対の溝５１が形成される。これによって、各半導体レーザ素子Ｔは、中央のリッジストライプ部５２および両側のダミーリッジ部５３からなるダブルチャネル構造を有する。リッジストライプ部５２以外の部分には、表面を覆う絶縁膜５０が形成されている。これによって、ダミーリッジ部に５３には電流が注入されず、リッジストライプ部５２のみに電流が注入されるようにしている。ダミーリッジ部５３を設けることによって、半導体レーザバーをジャンクションダウンでサブマウント３０に実装する際に、リッジストライプ部５２のみに応力がかからないように保護することができる。リッジストライプ部５２のみに集中して応力がかかると半導体レーザ素子Ｔの信頼性が低下してしまうからである。
【０１２４】
また、半導体レーザ素子Ｔ２とその隣の半導体レーザ素子Ｔ３との間には、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層４７をエッチング除去することによってアイソレーション溝５４が形成される。すなわち、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層４３およびＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸活性層４５は半導体レーザ素子間で一体化されるのに対して、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層４７は半導体レーザ素子間で相互に分離される。このように素子分離することによって、１つの半導体レーザ素子ＴのＰＮ接合が短絡しても、他の半導体レーザ素子の発振には影響ないようにすることができる。
【０１２５】
（発光装置の製造方法）
図１７は、図１６の半導体レーザバーの製造工程を説明するための模式図である。
【０１２６】
図１７（Ａ）を参照して、まず最初に、ｎ−ＧａＮ基板４１上に、ＧａＮバッファ層４２、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層４３、ｎ−ＧａＮガイド層４４、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸活性層４５、ｐ−ＡｌＧａＮ蒸発防止層４６、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層４７、およびｐ−ＧａＮコンタクト層４９が、順次ＭＯＣＶＤ（Metal-Organic  Chemical  Vapor  Deposition）法により形成される。
【０１２７】
図１７（Ｂ）を参照して、その次の工程では、半導体レーザ素子間を分離するために、半導体レーザ素子間のｐ−ＧａＮコンタクト層４９およびｐ−ＡｌＧａＮクラッド層４７がエッチングにより除去される。これによって、アイソレーション溝５４が形成される。
【０１２８】
続いて、各半導体レーザ素子Ｔにおいて、ｐ−ＧａＮコンタクト層４９およびｐ−ＡｌＧａＮクラッド層４７の途中までを部分的にエッチングにより除去することによって一対の溝５１が形成される。この結果、リッジストライプ部５２およびダミーリッジ部５３からなるダブルチャネル構造が形成される。
【０１２９】
図１７（Ｃ）を参照して、その次の工程で、リッジストライプ部５２以外の領域に絶縁膜５０が形成される。
【０１３０】
図１７（Ｄ）を参照して、その次の工程で、リッジストライプ部５２およびダミーリッジ部５３を覆う領域にｐ側電極層３７Ｂ１，３７Ｃ１が形成される。このとき、ｐ側電極層３７Ｂ１，３７Ｃ１は各半導体レーザ素子Ｔごとに分離して形成される。その後、ｐ側電極層３７Ｂ１，３７Ｃ１上に電解メッキ法によりそれぞれ電極パッド３７Ｂ２，３７Ｃ２が形成される。続いて、ＧａＮ基板４１の裏面を研磨してチップ厚を１００μｍにした後、ｎ側電極層３２が形成される。そして、へき開により反射端面が形成され、へき開された端面に端面反射膜が形成される。最後に、基板を所望の素子数毎に分割して半導体レーザバーが作製される。実施の形態１の半導体レーザバーは、一列に並ぶ８素子毎に分割することによって形成される。
【０１３１】
再び図１２を参照して、このように作製した半導体レーザバーは、ｐ側電極３７がサブマウント３０側になるようにして、半田を用いて実装される。すなわち、半導体レーザ素子Ｔは、基板上のＭＯＣＶＤ成長層を下向き（サブマウント３０に近接する方向）にしてジャンクション・ダウンで実装されることになる。サブマウント３０の材料として、たとえばＡｌＮを用いることができる。また、サブマウント３０上に形成された電極パターン３１，３３として、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる金属積層膜を用いることができる。また、半田材として、たとえばＡｕＳｎを用いることができる。
【０１３２】
再び図１１を参照して、半導体レーザバーの実装後に、スイッチ部８０，８１および抵抗素子Ｒがサブマウント３０に実装される。なお、実施の形態１では、半導体レーザバーとスイッチ部８０，８１および抵抗素子Ｒとが同一のサブマウント３０上に実装されているが、これらを異なるサブマウント上に実装してボンディングワイヤで接続することもできる。続いて、半導体レーザバー，スイッチ部８０，８１、および抵抗素子Ｒが実装されたサブマウント３０が、銅製のステム（図示省略）にマウントされる。
【０１３３】
その後、半導体レーザバーのｎ側電極３２に負電極用のリード線としてＡｌワイヤがボンディングされる。さらに、サブマウント３０上の電極パターン３１に正電極用のリード線としてＡｌワイヤがボンディングされる。Ａｌワイヤは大電流を流すため、リボン状の幅広のものが望ましい。また、ワイヤの代わりに銅薄板を用いてもよい。
【０１３４】
この後、ｎ側電極３２とスイッチ部８０，８１の端子１７との間にＡｕワイヤ３４Ａ〜３４Ｈがボンディングされる。また、電極パターン３３Ａ〜３３Ｇとスイッチ部８１の端子１８との間にそれぞれＡｕワイヤ３５Ｂ〜３５Ｈがボンディングされる。こうして、発光装置１が完成する。
【０１３５】
このような発光装置１の製造工程によれば、半導体レーザ素子間のｐ側のクラッド層４７を部分的にエッチングしてアイソレーション溝を形成することによって、半導体レーザ素子ｔが素子分離されている。これによって、１つの半導体レーザ素子Ｔが短絡故障しても他の半導体レーザ素子Ｔを独立して駆動することができる。また、上記の製造工程によれば、半導体レーザバーをジャンクションダウンでサブマウント３０に実装している。これによって、個々の半導体レーザ素子Ｔから電流を取出すための電極パターン３３Ａ〜３３Ｈをサブマウント３０上に設けることができるので、スイッチ部８０，８１および抵抗素子Ｒのサブマウント３０上への実装が容易になる。
【０１３６】
なお、上記の半導体レーザ素子Ｔの材料および構成や、サブマウント３０、半田、電極、およびボンディングワイヤの材料は一例であって、これに限るものでない。また、発光装置１の製造工程も一例であって、これに限るものでない。
【０１３７】
［実施の形態１の変形例］
図１の各発光部Ａにおいて、光出力を増大させるために、各半導体レーザ素子Ｔを並列接続された複数の半導体レーザ素子に置換えてもよい。この場合、各発光部Ａにおいて、並列接続された複数の半導体レーザ素子のいずれか１つが短絡故障すれば、短絡故障した発光部Ａの複数の半導体レーザ素子が全て消灯することになる。しかし、予備の発光部Ａの複数の半導体レーザ素子が発光するので、全体としての光出力は変わらない。
【０１３８】
［実施の形態２］
実施の形態１の場合には、半導体レーザ素子Ｔの短絡故障の発生の状況に応じて、ｎ個（ｎは１以上の整数）の半導体レーザ素子Ｔのうちで発光状態になる素子と、非発光状態になる素子とが切換わるようになっていた。
【０１３９】
実施の形態２では、最初に発光状態になるメインの半導体レーザ素子Ｔと予備（サブ）の半導体レーザ素子Ｔとが予め設定される。予備の半導体レーザ素子は、発光状態のメインの半導体レーザ素子Ｔにそれぞれ対応して設けられ、対応するメインの半導体レーザ素子Ｔが短絡故障した場合に発光状態になる。
【０１４０】
図１８は、この発明の実施の形態２による発光装置２の構成を示す回路図である。以下、実施の形態１と同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【０１４１】
図１８を参照して、発光装置２は、ｍ個（実施の形態２では、ｍは２以上の偶数である。）の発光部Ｂ１〜Ｂｍと、ｍ個の発光部Ｂ１〜Ｂｍで共通の電源ノードＶＰ，ＶＮを介して発光部Ｂ１〜Ｂｍに駆動電流を供給するための電源部（図示省略）とを含む。図１８ではｍ＝８の場合を示している。電源部のプラス端子は電源ノードＶＰに接続され、マイナス端子は電源ノードＶＮに接続される。
【０１４２】
ｍ個の発光部Ｂ１〜Ｂｍのうち奇数番目の発光部Ｂｊ（ｊは１以上ｍ以下の奇数）は、実施の形態１の図１の発光部Ａ１と同一の構成を有する。すなわち、発光部Ｂｊは、半導体レーザ素子Ｔｊと抵抗素子Ｒｊとスイッチ素子Ｓｊとスイッチ制御部１０とを含む。各発光部Ｂｊにおいて、スイッチ制御部１０に属する電圧比較部１２は半導体レーザ素子Ｔｊの両端の電圧を検出し、検出した電圧が閾値電圧ＴＨ１を超えた場合にスイッチ素子Ｓｊをオン状態にする。
【０１４３】
ｍ個の発光部Ｂ１〜Ｂｍのうち偶数番目の発光部Ｂｋ（ｋは１以上ｍ以下の偶数）は、実施の形態１の図１の発光部Ａ２〜Ａｎと同一の構成を有する。すなわち、発光部Ｂｋは、半導体レーザ素子Ｔｋと抵抗素子Ｒｋとスイッチ素子Ｓｋとスイッチ制御部１１とを含む。発光部Ｂｋは、番号順に１つ前の奇数番目の発光部Ｂｋ−１と対応し、対応する発光部Ｂｋ−１が短絡故障した場合の予備の発光部である。
【０１４４】
各発光部Ｂｋ（ｋは１以上ｍ以下の偶数）において、スイッチ制御部１１の電圧比較部１２によって半導体レーザ素子Ｔｋの両端の電圧が閾値電圧ＴＨ１を超えるか否かが検出される。また、各発光部Ｂｋ（ｋは１以上ｍ以下の偶数）において、スイッチ制御部１１の電圧比較部１３によって、対応する発光部Ｂｋ−１の抵抗素子Ｒｋ−１の両端の電圧が閾値電圧ＴＨ２を超えるか否かが検出される。そして、電圧比較部１２，１３の出力が共に閾値電圧を超えたときＡＮＤ回路１４の出力がＨレベルに活性化されてスイッチ素子Ｓｋがオン状態になる。
【０１４５】
上記構成によれば、電源投入後の定常状態では、奇数番目のメインの発光部Ｂｊ（ｊは１以上ｍ以下の奇数）の半導体レーザ素子Ｔｊのみが駆動状態となって発光する。その後、発光部Ｂｊにおいて、半導体レーザ素子Ｔｊが短絡故障した場合には、スイッチ素子Ｓｊがオン状態からオフ状態に切替わるので、対応する偶数番目のサブの発光部Ｂｊ＋１のスイッチ素子Ｓｊ＋１がオフ状態からオン状態に切替わる。こうして、対応する発光部Ｂｊ＋１の半導体レーザ素子Ｔｊ＋１が代わりに発光する。さらに、その半導体レーザ素子Ｔｊ＋１が短絡故障した場合には、スイッチ素子Ｓｊ＋１がオフ状態になるので、発光部Ｂｊ＋１に供給される駆動電流は抵抗素子Ｒｊ＋１を流れることになって電流の集中は抑制される。
【０１４６】
このように、定常状態で発光している奇数番目のメインの発光部Ｂｊ（ｊは１以上ｍ以下の奇数）の半導体レーザ素子Ｔｊいずれか１つが短絡故障しても、対応する偶数番目のサブの発光部Ｂｊ＋１の半導体レーザ素子Ｔｊ＋１が発光するので、発光装置２全体の光出力に変化はない。ただし、実施の形態１と異なり、短絡故障前よりも短絡故障後のほうが発光状態の半導体レーザ素子Ｔ間の間隔が狭くなるので、短絡故障後には熱干渉によって正常状態にある半導体レーザ素子Ｔの劣化が促進される可能性がある。
【０１４７】
［実施の形態３］
図１９は、この発明の実施の形態３による発光装置３の構成を示す回路図である。実施の形態３の発光装置３は、実施の形態２の発光装置２において、偶数番目に設けられた予備の発光部Ｂの構成を簡略化したものである。以下、実施の形態１、２と同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【０１４８】
図１９を参照して、発光装置３は、ｍ個（実施の形態３では、ｍは２以上の偶数である。）の発光部Ｃ１〜Ｃｍと、ｍ個の発光部Ｃ１〜Ｃｍで共通の電源ノードＶＰ，ＶＮを介して発光部Ｃ１〜Ｃｍに駆動電流を供給するための電源部（図示省略）とを含む。図１９ではｍ＝８の場合を示している。電源部のプラス端子は電源ノードＶＰに接続され、マイナス端子は電源ノードＶＮに接続される。
【０１４９】
ｍ個の発光部Ｃ１〜Ｃｍのうち奇数番目の発光部Ｃｊ（ｊは１以上ｍ以下の奇数）は、実施の形態１の図１の発光部Ａ１と同一の構成を有する。すなわち、発光部Ｃｊは、半導体レーザ素子Ｔｊと抵抗素子Ｒｊとスイッチ素子Ｓｊとスイッチ制御部１０とを含む。各発光部Ｃｊにおいて、スイッチ制御部１０に属する電圧比較部１２は半導体レーザ素子Ｔｊの両端の電圧を検出し、検出した電圧が閾値電圧ＴＨ１を超えた場合にスイッチ素子Ｓｊをオン状態にする。
【０１５０】
ｍ個の発光部Ｃ１〜Ｃｍのうち偶数番目の発光部Ｃｋ（ｋは１以上ｍ以下の偶数）は、番号順に１つ前の奇数番目の発光部Ｃｋ−１と対応する予備の発光部である。各発光部Ｃｋは、電源ノードＶＰ，ＶＮ間に互いに直列に接続されたスイッチ素子Ｓｋおよび半導体レーザ素子Ｔｋと、対応する発光部Ｃｋ−１の抵抗素子Ｒｋ−１の両端の電圧を検出する電圧比較部１３を含む。各発光部Ｃｋにおいて、電圧比較部１３は検出した電圧が閾値電圧ＴＨ２を超えたとき、Ｈレベル（活性状態）の信号を出力することによってスイッチ素子Ｓｋをオン状態にする。各発光部Ｃｋの電圧比較部１３は、スイッチ素子Ｓｋの開閉を制御するスイッチ制御部６０を構成する。
【０１５１】
上記構成によれば、電源投入後の定常状態では、奇数番目のメインの発光部Ｃｊ（ｊは１以上ｍ以下の奇数）の半導体レーザ素子Ｔｊのみが駆動状態となって発光する。その後、発光部Ｃｊにおいて、半導体レーザ素子Ｔｊが短絡故障した場合には、スイッチ素子Ｓｊがオン状態からオフ状態に切替わるので、対応する偶数番目のサブの発光部Ｃｊ＋１のスイッチ素子Ｓｊ＋１がオフ状態からオン状態に切替わる。この結果、対応する発光部Ｃｊ＋１の半導体レーザ素子Ｔｊ＋１が代わりに発光する。ただし、実施の形態３では、実施の形態２と異なり、その半導体レーザ素子Ｔｊ＋１がさらに短絡故障した場合には、さらに短絡故障した半導体レーザ素子Ｔｊ＋１に電流が集中してしまうことになる。
【０１５２】
このように、実施の形態３の発光装置３においても、定常状態で発光している奇数番目のメインの発光部Ｃｊ（ｊは１以上ｍ以下の奇数）の半導体レーザ素子Ｔｊいずれか１つが短絡故障しても、対応する偶数番目のサブの発光部Ｃｊ＋１の半導体レーザ素子Ｔｊ＋１が発光するので、発光装置３全体の光出力に変化はない。ただし、実施の形態１と異なり、短絡故障前よりも短絡故障後のほうが発光状態の半導体レーザ素子Ｔ間の間隔が狭くなるので、短絡故障後には熱干渉によって正常状態にある半導体レーザ素子Ｔの劣化が促進される可能性がある。
【０１５３】
［実施の形態４］
図２０は、この発明の実施の形態４による発光装置４の構成を示す回路図である。以下の説明では、実施の形態１と同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【０１５４】
図２０を参照して、発光装置４は、ｍ個（実施の形態４では、ｍは１以上の整数である。）の発光部Ｄ１〜Ｄｍと、ｍ個の発光部Ｄ１〜Ｄｍで共通の電源ノードＶＰ，ＶＮを介して発光部Ｄ１〜Ｄｍに駆動電流を供給するための電源部（図示省略）とを含む。図２０ではｍ＝６の場合を示している。電源部のプラス端子は電源ノードＶＰに接続され、マイナス端子は電源ノードＶＮに接続される。
【０１５５】
各発光部Ｄｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）は、実施の形態１の図１の発光部Ａ１を複数個並列に接続するとともに、抵抗素子Ｒを半導体レーザ素子に置換した構成となっている。すなわち、発光部Ｄｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）は、電源ノードＶＰ，ＶＮ間に互いに直列に接続されたスイッチ素子Ｓｉおよび半導体レーザ素子Ｔｉと、スイッチ素子Ｓｉと並列に接続された半導体レーザ素子Ｕｉと、スイッチ制御部１０とを含む。各発光部Ｄｉにおいて、スイッチ制御部１０は、スイッチ素子Ｓｉの開閉を制御する電圧比較部１２を含む。各発光部Ｄｉの電圧比較部１２は、半導体レーザ素子Ｔｉの両端の電圧を検出し、検出した電圧が閾値電圧ＴＨ１を超えた場合にスイッチ素子Ｓｉをオン状態にする。
【０１５６】
上記の構成では、各発光部Ａにおいて、半導体レーザ素子Ｔと半導体レーザ素子Ｕとが直列に接続される。したがって、実際の発光装置４の製造の際には、半導体レーザ素子Ｔと半導体レーザ素子Ｕとを分離して作製する必要がある。たとえば、絶縁基板上に半導体レーザ素子ＴおよびＵを作製することによって、素子間を分離させることができる。
【０１５７】
実施の形態４の発光装置４によれば、電源投入後の定常状態では、各発光部Ｄｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）のスイッチ素子Ｓｉがオン状態になるので、半導体レーザ素子Ｔｉが駆動状態となって発光する。その後、発光部Ｄｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）において、半導体レーザ素子Ｔｉが短絡故障した場合には、スイッチ素子Ｓｉがオン状態からオフ状態に切替わるので、半導体レーザ素子Ｕｉが代わりに発光する。ただし、実施の形態４では、その半導体レーザ素子Ｕｉがさらに短絡故障した場合には、短絡した半導体レーザ素子に電流が集中してしまうことになる。
【０１５８】
このように、実施の形態４の場合にも、定常状態で発光している発光部Ｄｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）の半導体レーザ素子Ｔｉいずれか１つが短絡故障しても、半導体レーザ素子Ｕｉが代わりに発光するので、発光装置４全体の光出力に変化はない。
【０１５９】
［実施の形態４の変形例］
実施の形態４において、各発光部Ｄｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数。ただし、この変形例においてｍは２以上の整数である。）の半導体レーザ素子Ｕｉを抵抗素子Ｒｉに置換えることもできる。すなわち、各発光部Ｄｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）は、実施の形態１の図１の発光部Ａ１と同一の構成を有する。
【０１６０】
この場合、発光状態の複数の半導体レーザ素子Ｔのうちいずれか１つが短絡故障すると、その故障した半導体レーザ素子の分だけ発光装置全体の光出力が減少することになる。しかしながら、短絡故障した半導体レーザ素子が属する発光部Ｄに含まれる抵抗素子Ｒによって電流の集中が防止されるので、発光装置全体の光出力が消滅することはない。
【０１６１】
［実施の形態５］
実施の形態５の発光装置５は、実施の形態１の発光装置１の変形例である。実施の形態１の場合、第ｉ番目（実施の形態５において、ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部Ａｉの電圧比較部１３は、第ｉ−１番目の発光部Ａｉ−１における抵抗素子Ｒｉ−１の両端にかかる電圧を検出することによって、発光部Ａｉ−１におけるスイッチ素子Ｓｉ−１がオン状態かオフ状態かを検知していた。
【０１６２】
ところで、半導体レーザ素子Ｔｉ−１が正常状態であるか短絡故障の状態であるかにかかわらず、スイッチ素子Ｓｉ−１は、半導体レーザ素子Ｔｉ−１が発光しないときにはオフ状態になっている。一方、半導体レーザ素子Ｔｉ−１が発光しているときは、スイッチ素子Ｓｉ−１はオン状態になっている。すなわち、スイッチ素子Ｓｉ−１のオン／オフと半導体レーザ素子Ｔｉ−１の発光／非発光とは対応関係にある。
【０１６３】
そこで、実施の形態５では、第ｉ番目（ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部Ｅｉのスイッチ制御部９１は、抵抗素子Ｒｉ−１の両端にかかる電圧の検出に代えて、第ｉ−１番目の発光部Ｅｉ−１における半導体レーザ素子Ｔｉ−１の出力光の強度をモニタする。これによって、スイッチ制御部９１は、発光部Ｅｉ−１のスイッチ素子Ｓｉ−１がオン状態かオフ状態かを検知することができる。
【０１６４】
図２１は、この発明の実施の形態５による発光装置５の構成を示す回路図である。図２１を参照して、発光装置５は、ｎ個（実施の形態５では、ｎは２以上の整数である。）の発光部Ｅ１〜Ｅｎと、ｎ個の発光部Ｅ１〜Ｅｎで共通の電源ノードＶＰ，ＶＮを介して発光部Ａ１〜Ａｎに駆動電流を供給するための電源部８とを含む。電源部８のプラス端子は第１の電源ノードＶＰに接続され、マイナス端子は第２の電源ノードＶＮに接続される。
【０１６５】
第１番目の発光部Ｅ１は、図１の発光部Ａ１と同一の構成であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。発光部Ｅ１のスイッチ素子Ｓ１およびスイッチ制御部１０は同一のパッケージに実装されて、スイッチ部８０が構成される。
【０１６６】
第２番目以降の発光部Ｅｉ（ｉは２以上ｎ以下の整数）のスイッチ制御部９１は、フォトダイオードＷｉ−１をさらに含む点で、図１の発光部Ａｉのスイッチ制御部１１の構成と異なる。フォトダイオードＷ１〜Ｗｎ−１（総称するとき、または不特定のものを示すときフォトダイオードＷと称する）は、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔｎ−１にそれぞれ対応して設けられる。フォトダイオードＷは互いに同一の構成であり、対応する半導体レーザ素子Ｔから出射されるレーザ光の強度をモニタする。
【０１６７】
また、第２番目以降の各発光部Ｅｉ（ｉは２以上ｎ以下の整数）のスイッチ制御部９１において、電圧比較部１３はフォトダイオードＷｉ−１の出力電圧をモニタする。そして、発光部Ｅｉの電圧比較部１３は、番号順に１つ前の発光部Ｅｉ−１に属する半導体レーザ素子Ｔｉ−１の発光によってフォトダイオードＷｉ−１の出力電圧または出力電流が閾値を超えたとき、Ｌレベルの信号を出力する。逆に、フォトダイオードＷｉ−１の出力電圧または出力電流が閾値以下のとき、電圧比較部１３はＨレベルの信号を出力する。また、電圧比較部１２は、半導体レーザ素子Ｔｉの両端の電圧が閾値電圧ＴＨ１を超えたときにＨレベルの信号を出力し、閾値電圧ＴＨ１以下のときＬレベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路１４は、電圧比較部１２，１３の出力の論理和をスイッチ素子Ｓｉに出力する。ＡＮＤ回路１４の出力を受けたスイッチ素子Ｓｉは、電圧比較部１２，１３の出力電圧がともにＨレベルのときのみオン状態になる。
【０１６８】
なお、図２１に示すように、第２番目以降の発光部Ｅｉ（ｉは２以上ｎ以下の整数）において、スイッチ制御部９１のうちフォトダイオードＷを除いた電圧比較部１２，１３およびＡＮＤ回路１４と、スイッチ素子Ｓｉとは、同一のパッケージに実装されることによってスイッチ部８２を構成する。
【０１６９】
図２２は、図２１の発光装置５の具体的構成を示す平面図である。図２２は、図２１でｎ＝８の場合を図示している。
【０１７０】
図２３は、図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
図２２、図２３を参照して、フォトダイオードＷは、対応する半導体レーザ素子Ｔから出射されるレーザ光の強度をモニタする。フォトダイオードＷを代表して、図２３に示すフォトダイオードＷ７の場合について説明すると、フォトダイオードＷ７の受光領域６３が、半導体レーザ素子Ｔ７の出射端と反対側の端部を臨むように配置される。フォトダイオードＷ７のアノード電極６２はサブマウント３０上の電極パターン３３Ｇに半田３６によって接続される。
【０１７１】
さらに、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ８の各々は、電極パターン３１と電極パターン３３Ａ〜３３Ｈのうちの対応する電極パターンとの間に半田で接続される。また、発光部Ｅ１〜Ｅ８をそれぞれ構成する図２１のスイッチ部８０およびスイッチ部８２（発光部Ｅ２〜Ｅ８にそれぞれ対応してスイッチ部８２Ｂ〜８２Ｈと記載する）は、電極パターン３１と電極パターン３３Ａ〜３３Ｈのうちの対応する電極パターンとの間に半田で接続される。
【０１７２】
各発光部Ｅｉ（ｉは２以上ｎ以下の整数）において、スイッチ部８２の端子１５，１６はサブマウント３０上の電極パターン３１，３３にそれぞれ半田３６によって接続される。スイッチ部８２に実装されたスイッチ素子Ｓｉは端子１５，１６間を流れる電流をオン状態またはオフ状態に切換える。
【０１７３】
また、第ｉ番目（ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部Ｅｉのスイッチ部８２は、第ｉ番目の半導体レーザ素子Ｔｉの両端にかかる電圧を検出する。電圧検出のために、たとえば図２３に示す発光部Ｅ７の場合、スイッチ部８２Ｇの端子１７がボンディングワイヤ３４Ｇを介して、対応する半導体レーザ素子Ｔ７のｎ側電極３２に接続される。同様に、スイッチ部８２Ｂ〜８２Ｈの各端子１７がそれぞれボンディングワイヤ３４Ｂ〜３４Ｈを介して、対応する半導体レーザ素子Ｔ２〜Ｔ８のｎ側電極３２に接続される。
【０１７４】
さらに、第ｉ番目（ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部Ｅｉのスイッチ部８２は、第ｉ−１番目の半導体トランジスタＴｉ−１の発光によってフォトダイオードＷｉ−１に生じた電圧または電流を検出する。このため、たとえば図２３に示す発光部Ｅ７の場合、スイッチ部８２Ｇの端子７３，７４が、発光部Ｅ６の電極パターン３３ＦおよびフォトダイオードＷ６のカソード電極６１とボンディングワイヤ対７２Ｇを介して接続される。同様に、スイッチ部８２Ｂ〜８２Ｈの各端子７３が電極パターン３３Ａ〜３３Ｇとそれぞれ接続され、スイッチ部８２Ｂ〜８２Ｈの各端子７４がフォトダイオードＷ１〜Ｗ７とそれぞれ接続される。これらの接続のために、スイッチ部８２Ｂ〜８２Ｈに対してボンディングワイヤ対７２Ｂ〜７２Ｈがそれぞれ設けられる。
【０１７５】
上記の構成によれば、第ｉ番目（ｉは２以上ｎ以下の整数）の発光部Ｅｉのスイッチ制御部９１は、第ｉ番目の半導体レーザ素子Ｔｉの両端にかかる電圧が閾値電圧ＴＨ１を超え、かつ、第ｉ−１番目の半導体レーザ素子Ｔｉ-１の出力光強度が閾値以下の場合にオン状態になる。したがって、第ｉ番目の半導体レーザ素子Ｔｉが短絡故障した場合には、半導体レーザ素子Ｔｉにかかる電圧が閾値電圧ＴＨ１以下となるので、第ｉ−１番目の半導体レーザ素子Ｔｉ−１の発光しているか否かによらず、発光部Ｅｉのスイッチ部７１はオフ状態になる。また、第ｉ番目の半導体レーザ素子Ｔｉが正常状態であっても、第ｉ−１番目の半導体レーザ素子Ｔｉ−１が発光している場合には、発光部Ｅｉのスイッチ部７１はオフ状態になる。このように、実施の形態５のスイッチ部７１によっても、実施の形態１のスイッチ部１１と同様の動作を行なうことができる。
【０１７６】
また、フォトダイオードＷにより短絡故障を検知することによって、短絡でない故障で半導体レーザ素子が光らなくなった場合においても予備の半導体レーザ素子に切替えることが可能となり、全体として光出力の低下を補償することができる。
【０１７７】
上記以外の他の点については、図２１〜図２３の発光装置５の構成は、実施の形態１の発光装置１の構成と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【０１７８】
［実施の形態６］
実施の形態６の発光装置６は、実施の形態２の発光装置２の変形例である。具体的には、発光装置６の各スイッチ制御部９１は、実施の形態５の場合と同様に、隣接するスイッチ素子Ｓの両端の電圧の検出に代えてフォトダイオードＷの出力を検出する。
【０１７９】
図２４は、この発明の実施の形態６による発光装置６の構成を示す回路図である。図２４を参照して、発光装置６は、ｍ個（実施の形態６では、ｍは２以上の偶数である。）の発光部Ｆ１〜Ｆｍと、ｍ個の発光部Ｆ１〜Ｆｍで共通の電源ノードＶＰ，ＶＮを介して発光部Ｆ１〜Ｆｍに駆動電流を供給するための電源部（図示省略）とを含む。図１８ではｍ＝８の場合を示している。電源部のプラス端子は電源ノードＶＰに接続され、マイナス端子は電源ノードＶＮに接続される。
【０１８０】
ｍ個の発光部Ｆ１〜Ｆｍのうち奇数番目の発光部Ｆｊ（ｊは１以上ｍ以下の奇数）は、実施の形態２における図１８の奇数番目の発光部Ｂｊと同一の構成を有する。すなわち、発光部Ｆｊは、半導体レーザ素子Ｔｊと抵抗素子Ｒｊとスイッチ素子Ｓｊとスイッチ制御部１０とを含む。各発光部Ｆｊにおいて、スイッチ制御部１０に属する電圧比較部１２は半導体レーザ素子Ｔｊの両端の電圧を検出し、検出した電圧が閾値電圧ＴＨ１を超えた場合にスイッチ素子Ｓｊをオン状態にする。
【０１８１】
ｍ個の発光部Ｆ１〜Ｆｍのうち偶数番目の発光部Ｆｋ（ｋは１以上ｍ以下の偶数）のスイッチ制御部９１は、フォトダイオードＷｋ−１をさらに含む点で、実施の形態２における図１８の偶数番目の発光部Ｂｋのスイッチ制御部１１と異なる。フォトダイオードＷｋ−１（ｋは１以上ｍ以下の偶数）は、奇数番目の発光部Ｆｋ−１の半導体レーザ素子Ｔｋ−１にそれぞれ対応して設けられる。偶数番目の発光部Ｆｋは、番号順に１つ前の奇数番目の発光部Ｆｋ−１と対応し、対応する発光部Ｆｋ−１が短絡故障した場合の予備の発光部である。
【０１８２】
スイッチ制御部９１の構成は、図２１の実施の形態５におけるスイッチ制御部９１の構成と同一である。以下、簡単にスイッチ制御部９１の動作を説明すると、各発光部Ｆｋ（ｋは１以上ｍ以下の偶数）において、スイッチ制御部９１の電圧比較部１２は、半導体レーザ素子Ｔｋの両端の電圧が閾値電圧ＴＨ１を超えるか否かを検出する。また、各発光部Ｆｋ（ｋは１以上ｍ以下の偶数）において、スイッチ制御部９１の電圧比較部１３は、対応する奇数番目の発光部Ｆｋ−１に属する半導体レーザ素子Ｔｉ−１の発光によって、フォトダイオードＷｉ−１の出力電圧または出力電流が閾値を超えたとき、Ｌレベルの信号を出力する。逆に、フォトダイオードＷｉ−１の出力電圧または出力電流が閾値以下のとき、フォトダイオードＷｉ−１はＨレベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路１４は、電圧比較部１２，１３の出力の論理和をスイッチ素子Ｓｉに出力する。ＡＮＤ回路１４の出力を受けたスイッチ素子Ｓｉは、電圧比較部１２，１３の出力電圧がともにＨレベルのときのみオン状態になる。
【０１８３】
また、各発光部Ｆｋ（ｋは１以上ｍ以下の偶数）において、スイッチ制御部９１のうちフォトダイオードＷを除いた電圧比較部１２，１３およびＡＮＤ回路１４と、スイッチ素子Ｓｋとが、同一のパッケージに実装されることによってスイッチ部８２を構成する。
【０１８４】
その他の点については、図２４の発光装置６の構成は、実施の形態２の発光装置２の構成と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【０１８５】
図２５は、図２４の発光装置６の具体的構成を示す平面図である。
図２５に示すように発光部Ｆ１〜Ｆ８はサブマウント３０上に番号順に実装される。半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８はサブマウント３０上にバー状態で実装されている。紙面表側（＋Ｚ方向）には、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８の基板の裏面側に形成された共通の電極３２が配置される。共通の電極３２は−側の電源ノードＶＮと接続される。
【０１８６】
実施の形態１の場合と同様に、サブマウント３０上には、半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８と同じピッチで８個の電極パターン３３Ａ〜３３Ｈが形成される。半導体レーザ素子Ｔ１〜Ｔ８の各ｐ側電極は、それぞれ電極パターン３３Ａ〜３３Ｈと半田によって接続される。サブマウント３０上には、さらに、Ｘ方向に延びる矩形状の１個の電極パターン３１が形成される。電極パターン３１は＋側の電源ノードＶＰと接続される。
【０１８７】
フォトダイオードＷ１，Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７（総称するとき、または不特定のものを示すときフォトダイオードＷと称する）は、半導体レーザ素子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７にそれぞれ対応して設けられる。具体的には、各フォトダイオードＷの受光領域が、対応する半導体レーザ素子Ｔの出射端と反対側の端部を臨むように配置される。これによって、対応する半導体レーザ素子Ｔから出射されるレーザ光の強度が各フォトダイオードＷによってモニタされる。各フォトダイオードＷのアノード電極は、サブマウント３０上の電極パターン３３Ａ，３３Ｃ，３３Ｅ，３３Ｇのうちの対応する電極パターンと半田で接続される。
【０１８８】
抵抗素子Ｒ１〜Ｒ８の各々は、電極パターン３３Ａ〜３３Ｈのうちの対応する電極パターンと共通の電極パターン３１との間に半田によって接続される。また、スイッチ部８０（８０Ａ，８０Ｃ，８０Ｅ，８０Ｇ）の各々は、電極パターン３３Ａ，３３Ｃ，３３Ｅ，３３Ｇのうちの対応する電極パターンと共通の電極パターン３１との間に半田で接続される。各スイッチ部８０のスイッチ素子Ｓは、対応する電極パターン３３と共通の電極パターン３１との間をオン状態またはオフ状態に切換える。同様に、スイッチ部８２（８２Ｂ，８２Ｄ，８２Ｆ，８２Ｈ）の各々は、対応する電極パターン３３Ｂ，３３Ｄ，３３Ｆ，３３Ｈと共通の電極パターン３１との間に半田で接続される。各スイッチ部８２のスイッチ素子Ｓは、対応する電極パターン３３と共通の電極パターン３１との間をオン状態またはオフ状態に切換える。
【０１８９】
奇数番目の発光部Ｆｊ（ｊ＝１，３，５，７）にそれぞれ設けられたスイッチ部８０Ａ，８０Ｃ，８０Ｅ，８０Ｇは、それぞれ対応する半導体レーザ素子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７のｎ側電極３２とボンディングワイヤ３４（３４Ａ，３４Ｃ，３４Ｅ，３４Ｇ）を介して接続される。これによって、スイッチ部８０Ａ，８０Ｃ，８０Ｅ，８０Ｇの各々のスイッチ制御部１０は、対応する半導体レーザ素子Ｔの両端にかかる電圧を検出し、検出した電圧が閾値電圧ＴＨ１以下の場合に対応する半導体レーザ素子Ｔが短絡故障であると判定する。
【０１９０】
偶数番目の発光部Ｆｋ（ｋ＝２，４，６，８）にそれぞれ設けられたスイッチ部８２Ｂ，８２Ｄ，８２Ｆ，８２Ｈは、それぞれ対応する半導体レーザ素子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８のｎ側電極３２とボンディングワイヤ３４（３４Ｂ，３４Ｄ，３４Ｆ，３４Ｈ）を介して接続される。これによって、スイッチ部８２Ｂ，８２Ｄ，８２Ｆ，８２Ｈの各々のスイッチ制御部９１は、対応する半導体レーザ素子Ｔの両端にかかる電圧を検出し、検出した電圧が閾値電圧ＴＨ１以下の場合に対応する半導体レーザ素子Ｔが短絡故障であると判定する。
【０１９１】
さらに、偶数番目の発光部Ｆｋ（ｋ＝２，４，６，８）に設けられたスイッチ部８２（８２Ｂ，８２Ｄ，８２Ｆ，８２Ｈ）のスイッチ制御部９１は、隣接する奇数番目の発光部Ｆｋ−１の半導体レーザ素子Ｔｋ−１に対応して設けられたフォトダイオードＷｋ−１に生じた電流または電圧をボンディングワイヤ対７２（７２Ｂ，７２Ｄ，７２Ｆ，７２Ｈ）を介して検出する。これによって、発光部Ｆｋのスイッチ部８２に属するスイッチ制御部９１は、隣接する奇数番目の発光部Ｆｋ−１に設けられた半導体レーザ素子Ｔｋ−１が発光状態にあるか否かを検知する。
【０１９２】
上記構成によれば、電源投入後の定常状態では、奇数番目のメインの発光部Ｆｊ（ｊは１以上ｍ以下の奇数）の半導体レーザ素子Ｔｊのみが駆動状態となって発光する。その後、奇数番目のメインの半導体レーザ素子Ｔｊが短絡故障した場合には、半導体レーザ素子Ｔｊの出力光が閾値以下になるので、対応する偶数番目のサブの発光部Ｆｊ＋１のスイッチ素子Ｓｊがオフ状態からオン状態に切替わる。この結果、対応するサブの発光部Ｆｊ＋１の半導体レーザ素子Ｔｊ＋１が代わりに発光する。さらに、その半導体レーザ素子Ｔｊ＋１が短絡故障した場合には、スイッチ素子Ｓｊ＋１がオフ状態になるので、発光部Ｆｊ＋１に供給される駆動電流は抵抗素子Ｒｊ＋１を流れることになって電流の集中が抑制される。このように、実施の形態６の発光装置６によれば、実施の形態２の場合と同様の動作を実現することができる。
【０１９３】
また、フォトダイオードＷにより短絡故障を検知することによって、短絡でない故障で半導体レーザ素子が光らなくなった場合においても予備の半導体レーザ素子に切替えることが可能となり、全体として光出力の低下を補償することができる。
【０１９４】
［実施の形態７］
実施の形態７の発光装置７は、実施の形態４の発光装置４の変形例である。具体的には、発光装置７の各発光部Ｇ１〜Ｇ６において、スイッチ制御部９２は、半導体レーザ素子Ｔの両端の電圧の検出に代えて半導体レーザ素子Ｔの光出力をフォトダイオードＷによって検出することによって、半導体レーザ素子Ｔが短絡状態にあるか否かを検出する。
【０１９５】
図２６は、この発明の実施の形態７による発光装置７の構成を示す回路図である。以下の説明では実施の形態４と同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【０１９６】
図２６を参照して、発光装置７は、ｍ個（実施の形態７では、ｍは１以上の整数である。）の発光部Ｇ１〜Ｇｍと、ｍ個の発光部Ｇ１〜Ｇｍで共通の電源ノードＶＰ，ＶＮを介して発光部Ｇ１〜Ｇｍに駆動電流を供給するための電源部（図示省略）とを含む。図２６ではｍ＝６の場合を示している。電源部のプラス端子は電源ノードＶＰに接続され、マイナス端子は電源ノードＶＮに接続される。
【０１９７】
発光部Ｇｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）は、電源ノードＶＰ，ＶＮ間に互いに直列に接続されたスイッチ素子Ｓｉおよび半導体レーザ素子Ｔｉと、スイッチ素子Ｓｉと並列に接続された半導体レーザ素子Ｕｉと、スイッチ制御部９２とを含む。
【０１９８】
各発光部Ｇｉにおいて、スイッチ制御部９２は、フォトダイオードＷｉとスイッチ素子Ｓｉの開閉を制御する電圧比較部１２とを含む。フォトダイオードＷｉは、半導体レーザ素子Ｔｉに対応して設けられ、半導体レーザ素子Ｔｉの出力光をモニタする。各発光部Ｇｉの電圧比較部１２は、半導体レーザ素子Ｔｉの発光によって生じたフォトダイオードＷｉの出力電圧または出力電流が閾値を超えたときＨレベルの信号を出力し、スイッチ素子Ｓｉをオン状態にする。逆に、半導体レーザ素子Ｔｉが短絡故障した結果、フォトダイオードの出力Ｗｉが閾値以下になる場合にはＬレベルの信号を出力してスイッチ素子Ｓｉをオフ状態にする。
【０１９９】
上記構成によれば、電源投入後の定常状態では、各発光部Ｇｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）のスイッチ素子Ｓｉがオン状態になるので、半導体レーザ素子Ｔｉが駆動状態となって発光する。その後、発光部Ｇｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）において、半導体レーザ素子Ｔｉが短絡故障した場合には、スイッチ素子Ｓｉがオン状態からオフ状態に切替わるので、半導体レーザ素子Ｕｉが代わりに発光する。
【０２００】
このように、実施の形態７の発光装置７では、定常状態で発光している発光部Ｇｉ（ｉは１以上ｍ以下の整数）の半導体レーザ素子Ｔｉいずれか１つが短絡故障しても、半導体レーザ素子Ｕｉが代わりに発光するので、発光装置７全体の光出力に変化はない。
【０２０１】
また、フォトダイオードＷにより短絡故障を検知することによって、短絡でない故障で半導体レーザ素子が光らなくなった場合においても予備の半導体レーザ素子に切替えることが可能となり、全体として光出力の低下を補償することができる。
【０２０２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２０３】
１〜６  発光装置、８  電源部、９  制御電源部、１０，１１，６０，７１  スイッチ部、１２，１３  電圧比較部、１４  ＡＮＤ回路、３０  サブマウント、３１，３３  電極パターン、３２  ｎ側電極、３６  半田、３７  ｐ側電極、４１  基板、４２  バッファ層、４３  クラッド層、４４  ガイド層、４５  多重量子井戸活性層、４６  蒸発防止層、４７  クラッド層、４９  コンタクト層、５０  絶縁膜、５４  アイソレーション溝、Ａ〜Ｆ  発光部、Ｒ  抵抗素子、Ｓ  スイッチ素子、Ｔ，Ｕ  半導体レーザ素子、ＶＰ，ＶＮ  電源ノード、Ｗ  フォトダイオード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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