(57)【要約】  【課題】  適切なフィードバック制御によって温度補償がされて正確な定出力が可能でありかつ小型化・低価格化が可能な半導体発光装置モジュールを提供する。  【解決手段】  モジュール１において、半導体レーザ素子２１はサブマウント２２を介して金属ステム２３の素子搭載部２３１上に搭載されている。ステム２３は金属製の放熱板４０の穴４０Ｈに圧入されており、穴４０Ｈ内において放熱板４０とステム２３とが接触している。放熱板４０は回路基板１０に対面し接触している。回路基板１０上にサーミスタがアッセンブリされている。レーザ素子２１の出力を制御する制御回路は、レーザ素子２１へ定電流を供給する定電流供給部と、上記サーミスタを有し、当該サーミスタによる検知温度に基づいて変動させた補償電流をレーザ素子２１へ供給する、補償電流供給部と、を含んでおり、上記定電流と上記補償電流との合計電流をレーザ素子２１へ供給する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板に熱的に接続された半導体発光素子を含む半導体発光装置と、
前記回路基板に熱的に接続された温度検知器を含み、前記温度検知器による検知温度に基づいて前記半導体発光素子の出力を制御する制御回路と、を備えることを特徴とする半導体発光装置モジュール。
【請求項２】
前記回路基板よりも高い熱伝導率を有する熱伝導部品をさらに備え、
前記熱伝導部品を介して前記半導体発光素子が前記回路基板に熱的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置モジュール。
【請求項３】
前記半導体発光装置は、前記半導体発光素子が搭載され前記熱伝導部品に圧入された金属ステムをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置モジュール。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記半導体発光素子へ定電流を供給する定電流供給部と、
前記温度検知器を有しており、前記検知温度に基づいて変動する補償電流を前記半導体発光素子へ供給する、補償電流供給部と、を含み、
前記定電流と前記補償電流との合計電流を前記半導体発光素子へ供給することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体発光装置モジュール。
【請求項５】
前記温度検知器は、温度上昇に伴って抵抗値が減少する負性のサーミスタであることを特徴とする請求項４に記載の半導体発光装置モジュール。
【請求項６】
前記温度検知器は、前記回路基板上にアッセンブリされていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の半導体発光装置モジュール。
【請求項７】
前記温度検知器と前記回路基板との間に充填された熱伝導剤をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の半導体発光装置モジュール。
【請求項８】
前記回路基板は、前記熱伝導部品の側に向いた第１表面を含んでおり、
前記熱伝導部品は、前記回路基板の側に向いた第２表面を含んでおり、
前記第１表面と前記第２表面とが互いの全面が対面するように、前記回路基板と前記熱伝導部品とが配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の半導体発光装置モジュール。
【請求項９】
前記温度検知器は、前記半導体発光装置を前記回路基板に投影した領域に重なるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の半導体発光装置モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば照明装置に使用される半導体発光装置モジュールに関し、特に光出力の温度補償技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、発光ダイオードや半導体レーザ等の半導体発光素子では光出力が大きくなればなるほど温度が上昇し、温度上昇による光出力の低下が大きくなる。特に半導体レーザの場合には閾値電流が有るので温度による光出力変動が大きく、場合によっては点灯しなくなってしまう。
【０００３】
このため、放射光の一部を受光素子によって受光し、その光出力をモニタして駆動電流を変化させることによって、光出力を一定化させる従来技術がある（第１の従来技術）。
【０００４】
また、図１１に示す発光回路１００を半導体レーザ装置に設けた構成が特許文献１に開示されている（第２の従来技術）。この第２の従来技術によれば、半導体レーザ（の発光部）１０１ａに直列に、負の温度抵抗係数を有するサーミスタ１５８を設けて、サーミスタ１５８の抵抗変化によって駆動電流を変える。
【０００５】
また、特許文献２には、入力にサーミスタが接続されかつ出力にトランジスタのベースが接続されたオペアンプを用い、サーミスタの温度変化でトランジスタのベース電圧を変化させることによって、半導体レーザの電流値を変える技術が開示されている（第３の従来技術）。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１４５１７１号公報
【特許文献２】特開平８−３１６５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の第１の従来技術では発光素子からの放射光の一部をモニタするための光学的部品等が必要であるので、小型化および低価格化を推進しにくいという問題がある。
【０００８】
また、上述の第２および第３の従来技術ではサーミスタが具体的にどこに配置されているかの言及が見当たらないが、一般的手法によればサーミスタは駆動のための回路基板が置かれている装置内の雰囲気の温度を検知し、その検知結果に基づいて温度補償を行っていると考えられる。
【０００９】
装置内の雰囲気温度を検知して駆動電流を変化させると、発光素子自体の温度変化に対して適切なフィードバックをしているわけではないので、光出力を一定に制御することは困難である。すなわち、このような雰囲気温度に基づく光出力制御によれば、発光素子に非常に大きな熱容量および高放熱性を有する放熱装置が設けられ、かつ、当該発光素子の他に熱源が無く、かつ、雰囲気温度が発光素子の温度に比例する、という特殊な状況下でなければ、正確な光出力制御はできない。
【００１０】
また、第２の従来技術（図１１参照）のようにサーミスタ１５８を発光素子の駆動電流が流れる経路に直列に挿入すると、サーミスタ１５８に駆動電流が流れるためサーミスタ自体が発熱源となる。このため、さらに光出力制御が困難になる。
【００１１】
なお、サーミスタが雰囲気温度を検知する場合のみならず、他の熱源の温度を検知することによって間接的に発光素子の温度変化を検知する方法についても、上述と同様の問題点があると言える。
【００１２】
本発明は、このような問題にかんがみてなされたものであり、適切なフィードバック制御によって温度補償がされて正確な定出力が可能でありかつ小型化・低価格化が可能な半導体発光装置モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、半導体発光装置モジュールにおいて、回路基板と、前記回路基板に熱的に接続された半導体発光素子を含む半導体発光装置と、前記回路基板に熱的に接続された温度検知器を含み、前記温度検知器による検知温度に基づいて前記半導体発光素子の出力を制御する制御回路と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、半導体発光素子での発熱は回路基板を介して温度検知器に伝達されるので、温度検知器によって検知された温度（変化）は半導体発光素子の温度（変化）にほぼ等しい。このため、制御回路は、半導体発光素子の温度に基づいて当該発光素子の出力を制御することになる。したがって、雰囲気温度や半導体発光素子の発熱に関係した他の熱源の温度を検知して出力制御する構成に比べて、適切なフィードバック制御ができ、その結果、正確な定出力が可能となる。さらに、半導体発光素子からの出力光をモニタして定出力化する構成に比べて、そのようなモニタのための光学部品を設ける必要がないので、発明に係る半導体発光装置モジュールは構成が簡単であり、その結果、小型化・低価格化を図ることができる。また、一般的に半導体発光装置（の半導体発光素子）は放熱やサージ電流等に留意を要するが、半導体発光装置モジュールによれば、半導体発光装置（の半導体発光素子）と制御回路とがモジュール化されているので、取り扱いが簡単である。
【００１５】
また、前記回路基板よりも高い熱伝導率を有する熱伝導部品をさらに備え、前記熱伝導部品を介して前記半導体発光素子が前記回路基板に熱的に接続されていることが好ましい。
【００１６】
このような発明によれば、半導体発光素子での発熱は熱伝導部品を介して回路基板に伝達される。特に熱伝導部品の熱伝導率は回路基板に比べて高いので、熱伝導部品において、回路基板における場合よりも速やかに熱が広がる。このため、回路基板全体に速やかに熱を伝えることができ、半導体発光素子から温度検知器へ確実に熱を伝達できる。また、熱伝導部品において熱が広がるので、当該熱伝導部品を用いないで回路基板において熱が広がる構成と比べて、温度検知器の配置位置の自由度が高くなる。また、熱伝導部品において熱が速やかに広がるので、熱伝導および温度検知器の配置位置に依存した温度検知のタイムラグを減少させることができ、定出力が安定的に得られる。
【００１７】
また、前記半導体発光装置は、前記半導体発光素子が搭載され前記熱伝導部品に圧入された金属ステムをさらに含むことが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、半導体発光素子を搭載しているステムは金属製なので、かつ、ステムが熱伝導部品に圧入されているので（すなわちステムが熱伝導部品に接触しているので）、半導体発光素子での発熱が金属ステムを介して熱伝導部品へ速やかにかつ確実に伝達され、その結果、半導体発光素子での発熱を温度検知器へ速やかにかつ確実に伝えることができる。
【００１９】
また、前記制御回路は、前記半導体発光素子へ定電流を供給する定電流供給部と、前記温度検知器を有しており、前記検知温度に基づいて変動する補償電流を前記半導体発光素子へ供給する、補償電流供給部と、を含み、前記定電流と前記補償電流との合計電流を前記半導体発光素子へ供給することが好ましい。
【００２０】
このような構成によれば、温度検知器に流れる電流は半導体発光素子に流れる電流（定電流と補償電流との合計電流）よりも小さいので、温度検知器に流れる電流と半導体発光素子に流れる電流とが同じである構成と比べて、温度検知器自体の発熱を抑制することができる。このため、半導体発光素子の温度をより正確に検知することができ、したがって適切なフィードバック制御によってより正確な定出力が可能となる。
【００２１】
また、前記温度検知器は、温度上昇に伴って抵抗値が減少する負性のサーミスタであることが好ましい。このような構成によれば、半導体発光素子の発熱は回路基板を介してサーミスタに伝えられるので、半導体発光素子の温度が上昇するとサーミスタの温度が上昇し、その結果、サーミスタの抵抗は減少する。このような特性を利用することによって、当該サーミスタを有する補償電流供給部は半導体発光素子の温度を知ることができ、補償電流を生成することができる。
【００２２】
また、前記温度検知器は、前記回路基板上にアッセンブリされていることが好ましい。このような構成によれば、回路基板とは別の箇所に温度検知器を配置した場合には必要な温度検知器と回路基板上の回路パターンとを結ぶ配線部材が不要である。したがって、半導体発光装置モジュールの小型化・低価格化を図ることができる。
【００２３】
また、前記温度検知器と前記回路基板との間に充填された熱伝導剤をさらに備えることが好ましい。このような構成によれば、温度検知器と回路基板との間の熱伝達をより確実にできる。
【００２４】
また、前記回路基板は、前記熱伝導部品の側に向いた第１表面を含んでおり、前記熱伝導部品は、前記回路基板の側に向いた第２表面を含んでおり、前記第１表面と前記第２表面とが互いの全面が対面するように、前記回路基板と前記熱伝導部品とが配置されていることが好ましい。このような構成によれば、熱伝導部品から回路基板への熱伝達について十分な熱伝達面積が確保できると同時に半導体発光装置モジュールの小型化を図ることができる。
【００２５】
また、前記温度検知器は、前記半導体発光装置を前記回路基板に投影した領域に重なるように配置されていることが好ましい。このような構成によれば、半導体発光素子と温度検知器とが近接して配置されるので、半導体発光素子の発熱をより速やかに温度検知器に伝達できるし、当該発熱のより多くを温度検知器に伝達できる。さらに、そのような近接配置によって、外部から受ける影響（気流、熱照射など）を半導体発光素子と温度検知器とで同様にすることができる。その結果、定出力化をより正確に、より安定的に図ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、適切なフィードバック制御によって温度補償がされて正確な定出力が可能でありかつ小型化・低価格化が可能な半導体発光装置モジュールを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１および図２に本発明に係る半導体発光装置モジュールの一実施形態である半導体レーザ装置モジュール１の斜視図および平面図を示す。また、図３に半導体レーザ装置モジュール１が有する、半導体発光装置としての半導体レーザ装置２０の斜視図を示す。さらに、図４に半導体レーザ装置モジュール１の断面図を示す。
【００２８】
図１および図２に示すように、半導体レーザ装置モジュール１は、回路基板１０と、回路基板１０に搭載された各種部品（半導体レーザ装置２０等）と、放熱板４０（後述のように本発明に係る熱伝導部品としても働く）と、を含んでいる。
【００２９】
回路基板１０は例えばガラスエポキシ樹脂等の絶縁基板上に所定の回路パターン（または配線パターン）が形成されて成り、プリント基板とも呼ばれる。なお、図面の煩雑化を避けるため回路パターンの図示は省略している。図１等の例では、回路基板１０を成す上記絶縁基板は、大略長方形の主表面１０Ｓ，１０Ｔを有する板状部材であり、当該板状部材の両短辺部中央に切り込みまたは切り欠きを有している。
【００３０】
図１，図２および図４に示すように、回路基板１０の一方の主表面１０Ｓ上に半導体レーザ装置２０が搭載されており、回路基板１０の他方の主表面１０Ｔ上に、可変抵抗３１１と、半導体レーザ素子２１の温度を検知するための温度検知器としてのサーミスタ３２１と、抵抗３２２と、ＰＮＰ型のトランジスタ３２３と、ドライバＩＣ（Integrated Circuit）３８と、コネクタ３９とが搭載されている（アッセンブリされている）。特にサーミスタ３２１は、温度の増加に伴って抵抗値が減少する負性の素子であり（後述の図７参照）、回路基板１０に近接してアッセンブリされている。なお、回路基板１０は厚さ方向に貫通した穴を有しており、当該穴に半導体レーザ装置２０のリード端子２５が挿入されており、当該リード端子２５は主表面１０Ｔの側において回路パターンに電気的に接続されている。なお、半導体レーザ装置２０等による回路構成は後述する。
【００３１】
ここで、図３および図４を参照して半導体レーザ装置２０を説明する。半導体レーザ装置２０は、本発明に係る半導体発光素子としての半導体レーザ素子（または半導体レーザチップ）２１と、サブマウント２２と、ステム２３と、キャップ２４と、リード端子２５とを含んでいる。
【００３２】
まず、ステム２３は、例えば金属から成り、土台部２３０と、当該土台部２３０から突出した部分である素子搭載部（またはチップ搭載部）２３１とに大別される。図３および図４の例では、土台部２３０は円板状部材（大略円形の主表面を有する板状部材）から成り、周縁に切り込みまたは切り欠きを有している。なお、土台部２３０の周縁部をつば部２３２を呼ぶことにする。ステム２３の素子搭載部２３１上にサブマウント２２が配置されており、当該サブマウント２２上に発光源である半導体レーザ素子２１が配置されている（ダイボンドされている）。すなわち、半導体レーザ素子２１はサブマウント２２を介してステム２３の素子搭載部２３１上に搭載されている。ここで、サブマウント２２は高熱伝導材料、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミックから成る。なお、サブマウント２２を設けずに半導体レーザ素子２１を直接、素子搭載部２３１上に搭載（ダイボンド）しても構わない。
【００３３】
半導体レーザ素子２１を搭載した状態の素子搭載部２３１にキャップ２４が被せられており、当該キャップ２４はステム２３の土台部２３０に結合されている。キャップ２４は例えば金属製の器状部材（図３の例では円柱状をしている）から成り、当該キャップ２４内に半導体レーザ素子２１が収容されている。キャップ２４には窓部２４１が設けられており、当該窓部２４１を通して半導体レーザ素子２１からの出力光が出射される。
【００３４】
そして、キャップ２４内の半導体レーザ素子２１を外部回路と電気的に接続させるべくリード端子２５が設けられている。リード端子２５の一端はキャップ２４内において例えば不図示の金属ワイヤーによって半導体レーザ素子２１と電気的に接続されており、リード端子２５の他端はステム２３の土台部２３０を介してキャップ２４外へ引き出されている。なお、既述のように、リード端子２５は回路基板１０の穴に挿入され、リード端子２５の上記他端は回路基板１０の主表面１０Ｔ側に形成された回路パターンに電気的に接続されている（図４参照）。
【００３５】
放熱板４０は例えばアルミニウムや銅などの金属の板状部材から成り、当該放熱板４０は、図１および図４に示すように回路基板１０の主表面（第１表面）１０Ｓと放熱板４０の一方の主表面（第２表面）４０Ｓとが向き合いかつ接触するように配置されている。詳細には、放熱板４０の主表面４０Ｓの輪郭または外周の形状は回路基板１０の主表面１０Ｓのそれと大略等しく（したがって大略長方形をしている）、放熱板４０と回路基板１０とは長方形の長辺同士が近接するまたは重なるようにかつ短辺同士が近接するまたは重なるように配置されている。すなわち、放熱板４０と回路基板１０とは主表面４０Ｓの全面と主表面１０Ｓの全面とが互いに対面するように配置されている。なお、放熱板４０は回路基板１０と同様の位置に同様の切り込みまたは切り欠きを有している。
【００３６】
図１および図４に示すように、放熱板４０には回路基板１０上の半導体レーザ装置２０に対応する位置に当該放熱板４０の厚さ方向に貫通する穴４０Ｈが形成されており、当該孔４０Ｈ内に半導体レーザ装置２０が配置されている。このとき、当該穴４０Ｈに半導体レーザ装置２０のステム２３のつば部２３２が圧入されており（圧力を加えて押し込まれており）、穴４０Ｈ内において放熱板４０とステム２３のつば部２３２とが接触している。なお、図１および図４の例では、平面視において穴４０Ｈはステム２３の土台部２３０の輪郭または外周と大略同じ円形をしている。
【００３７】
半導体レーザ装置モジュール１では、半導体レーザ素子２１での発熱が次のようにサーミスタ３２１に伝達する。まず、サブマウント２２（図４参照）は例えば高熱伝導材料であるセラミックから成るので、半導体レーザ素子２１での発熱はサブマント２２を介して速やかにかつ確実にステム２３へ伝達される。さらに、ステム２３は例えば金属から成るので、伝達された熱はステム２３の全体に速やかにかつ確実に伝達される。そして、ステム２３は放熱板４０の穴４０Ｈに圧入されているので（したがって穴４０Ｈ内において放熱板４０とステム２３とが接触しているので）、ステム２３から放熱板４０へ速やかにかつ確実に熱が伝わる。また、放熱板４０は例えば金属製なので、伝達された熱は放熱板４０の全体に速やかに広がる。さらに、放熱板４０は回路基板１０に対面しているので、放熱板４０から回路基板１０（の樹脂基板）へ熱が伝達する。なお、かかる点からみれば放熱板４０は熱伝導部品としても働いていると言える。そして、回路基板１０上に当該回路基板１０に近接してアッセンブリされたサーミスタ３２１へ熱が伝達される。
【００３８】
このように、半導体レーザ装置モジュール１では、半導体レーザ素子２１、サブマウント２２、ステム２３、放熱板４０、回路基板１０およびサーミスタ３２１が順次熱的に接続されて熱伝達経路を形成しており、これによって半導体レーザ素子２１での発熱が回路基板３２１上のサーミスタ３２１へ速やかにかつ確実に伝達される。
【００３９】
ここで、「熱的に接続された」形態とは、熱伝導可能に配置された形態をいい、部材同士が接触している形態のみならず、熱伝導可能である限り部材間にすき間や他の部材が介在する形態をも含むものとする。このとき、半導体レーザ素子２１はサブマウント２２、ステム２３および放熱板４０を介して回路基板１０に熱的に接続されており、（後述するようにサーミスタ３２１本体部と回路基板１０との間にはすき間が生じる場合あるが）サーミスタ３２１は回路基板１０に熱的に接続されている、と言える。
【００４０】
次に、図５に半導体レーザ装置モジュール１の制御回路３０の回路図を示す。制御回路３０は上述の半導体レーザ素子２１と、可変抵抗３１１と、サーミスタ３２１と、抵抗３２２と、ＰＮＰ型のトランジスタ３２３とを含み、駆動電源３３に接続されて成る。駆動電源３３は例えばコネクタ３９（図２参照）を介して接続される。なお、半導体レーザ素子２１はドライバＩＣ３８（図２参照）にも接続されるが、図５の回路図では省略している。
【００４１】
図５に示すように、駆動電源３３の高電位側出力には可変抵抗３１１を介して半導体レーザ素子２１のアノードが接続されており、半導体レーザ素子２１のカソードは駆動電源３３の低位側出力に接続されている。なお、駆動電源３３の低電位側出力は接地されている。また、駆動電源３３の高電位側出力にはトランジスタ３２３のエミッタが接続されており、当該トランジスタ３２３のコレクタは半導体レーザ素子２１のアノードに接続されている。トランジスタ３２３のエミッタとベースとの間には抵抗３２２が接続されており、当該ベースはサーミスタ３２１を介して駆動電源３３の低位側出力に接続されている。
【００４２】
ここで、図６および図７に半導体レーザ素子２１の光出力および駆動電流の温度特性図を示す。図７にはサーミスタ３２１の抵抗値の温度特性も併せて図示している。なお、図６および図７の横軸の温度は、雰囲気温度ではなく、半導体レーザ素子２１およびサーミスタ３２１の温度（より具体的にはケース温度）である。半導体レーザ素子２１（を含む一般的な半導体レーザ素子）は、図６に示すように温度補償が無い場合には温度上昇に伴って光出力が減少し、また、図７に示すように温度上昇に伴って所定の光出力を得るために必要な駆動電流値が増大する。また、図７に示すように負性のサーミスタ３２１は温度上昇とともに抵抗値が減少する。このように半導体レーザ素子２１の駆動電流とサーミスタ３２１の抵抗値とは温度変化に対して逆の傾向を示す。
【００４３】
図５の制御回路３０によれば、半導体レーザ素子２１の温度が上昇すると、当該温度は回路基板１０等を介してサーミスタ３２１に伝達するので、サーミスタ３２１の温度も上昇し、かかる温度上昇に伴ってサーミスタ３２１の抵抗値が下がる。サーミスタ３２１の抵抗値減少によってトランジスタ３２３のベース電圧が下がる。ＰＮＰ型のトランジスタ３２１ではベース電圧が下がるとコレクタへの電流量Ｉ２が増加する。すなわち、サーミスタ３２１によって半導体レーザ素子２１の温度が検知され、その検知温度に基づいて電流Ｉ２が変動する。
【００４４】
これに対して、半導体レーザ素子２１および可変抵抗３１１は駆動電源３３に直列に接続されているので、可変抵抗３１１が所定の抵抗値に調整された後は、可変抵抗３１１に流れる電流Ｉ１は一定である。
【００４５】
したがって、制御回路３０によれば半導体レーザ素子２１に流れる駆動電流Ｉ０は可変抵抗３１１を流れる定電流Ｉ１とトランジスタ３２３のコレクタを流れる電流Ｉ２との合計（合成）電流であるので、電流Ｉ２の変動分だけ駆動電流Ｉ０が変動する。すなわち、半導体レーザ素子２１の温度が上がると、電流Ｉ２が増加し、その分だけ駆動電流Ｉ０が増加する。図７について上述したように光出力を一定に保つために必要な電流は半導体レーザ素子２１の温度上昇に伴って増加するが、その必要電流値の増加分を電流Ｉ２の増加によって供給することができ（図７参照）、その結果、図６に示すように光出力をほぼ一定に保つことができる。つまり、電流Ｉ２によって温度補償される。
【００４６】
なお、制御回路３０において、可変抵抗３１１（または当該可変抵抗３１１および駆動電源３３から成る構成）を定電流供給部３１と呼び、サーミスタ３２１と抵抗３２２とＰＮＰ型のトランジスタ３２３とから成る構成（またはこれらの要素３２１，３２２，３２３および駆動電源３３から成る構成）を補償電流供給部３２と呼び、電流Ｉ２を補償電流と呼ぶことにする。このとき、補償電流供給部３２は、負性のサーミスタ３２１を有するので、半導体レーザ素子２１の温度を知ることができ、補償電流Ｉ２を生成することができる。
【００４７】
このような制御回路３０によれば、サーミスタ３２１は半導体レーザ素子２１とは直列に接続されておらず、サーミスタ３２１に流れる電流は半導体レーザ素子２１に流れる電流Ｉ０（＝定電流Ｉ１＋補償電流Ｉ２）よりも小さい。このため、サーミスタと半導体レーザ素子とが直列に接続されて双方に流れる電流値が同じである構成（例えば第２の従来技術（図１１参照））と比べて、サーミスタ３２１自体の発熱を抑制することができる。したがって、半導体レーザ素子２１の温度をより正確に検知することができ、適切なフィードバック制御によってより正確な定出力が可能となる。
【００４８】
特に半導体レーザ装置モジュール１によれば、既述のように、半導体レーザ素子２１での発熱はサブマウント２２、ステム２３、放熱板４０および回路基板１０を介してサーミスタ３１１に伝達されるので、サーミスタ３２１によって検知された温度（変化）は半導体レーザ素子２１の温度（変化）にほぼ等しい。このため、制御回路３０は、半導体レーザ素子２１の温度に基づいて当該半導体レーザ素子２１の出力を制御することになる。したがって、雰囲気温度や半導体レーザ素子の発熱に関係した他の熱源の温度を検知して出力制御する構成（例えば第２および第３の従来技術）に比べて、適切なフィードバック制御ができ、その結果、正確な定出力が可能となる。すなわち、半導体レーザ素子２１は自らの発熱によって光出力が変化するので（図６参照）、半導体レーザ装置モジュール１のように半導体レーザ素子２１の温度を直接的に検知する構成が好ましい。
【００４９】
さらに、半導体レーザ装置モジュール１によれば、半導体レーザ素子からの出力光をモニタして定出力化する構成（例えば第１の従来技術）に比べて、そのようなモニタのための光学部品等を設ける必要がないので、半導体レーザ装置モジュール１は構成が簡単であり、その結果、小型化・低価格化を図ることができる。
【００５０】
また、一般的に半導体発光装置（の半導体発光素子）は放熱やサージ電流等に留意を要するが、半導体発光装置モジュール１によれば、半導体発光装置２０（の半導体発光素子２１）、制御回路３０、放熱板４０等がモジュール化されているので、取り扱いが簡単である。
【００５１】
また、放熱板４０は、上述のように例えば金属製なので、回路基板１０を成す例えばガラスエポキシ樹脂製の絶縁基板に比べて、約１０００倍の熱伝導率を有している。半導体レーザ素子２１での発熱は熱伝導部品としても働く放熱板４０を介して回路基板１０に伝達されるが、放熱板４０へ伝達された熱は当該放熱板４０において速やかに広がり、これにより回路基板１０全体に速やかに熱を伝えることができるので、サーミスタ３２１の配置位置にかかわらず、半導体レーザ素子２１からサーミスタ３２１へ確実に熱を伝達できる。このとき、放熱板４０を用いないで回路基板１０において熱を広げる構成と比べて、サーミスタ３２１の配置位置の自由度が高くなる。また、放熱板４０において速やかに熱が広がるので、熱伝導およびサーミスタ３２１の配置位置に依存した温度検知のタイムラグを減少させることができ、定出力が安定的に得られる。なお、放熱板４０を、ガラスエポキシ樹脂よりも熱伝導率が高い他の部材、例えばセラミック等で構成しても同様の効果が得られる。
【００５２】
このとき、上述のように放熱板４０は回路基板１０よりも熱伝導率が高いので、放熱板４０へ伝達した熱は当該放熱板４０の全面に広がり、回路基板１０へは面的に（平面的に）伝達される。特に回路基板１０の主表面（第１表面）１０Ｓと放熱板４０の主表面（第２表面）４０Ｓとが互いの全面が対面し接触しているので、熱伝導部品としての放熱板４０から回路基板１０への熱伝達について十分な熱伝達面積が確保できる。しかも、これと同時に半導体レーザ装置モジュール１の小型化を図ることができる。すなわち、放熱板４０は大きいほど放熱および熱伝導の点で好ましい一方で回路基板１０（の主表面１０Ｓ）よりも大きくなるとモジュール全体が大きくなってしまうところ、半導体レーザ装置モジュール１によればこれらを両立することができる。
【００５３】
また、サーミスタ３２１が回路基板１０上にアッセンブリされているので、すなわち回路基板１０上の回路パターンを利用してサーミスタ３２１が制御回路３０に組み込まれているので、回路基板１０とは別の箇所にサーミスタ３２１を配置した場合に必要なサーミスタ３２１と回路基板１０の回路パターンとを結ぶ配線部材が不要である。したがって、半導体発光装置モジュール１の小型化・低価格化を図ることができる。
【００５４】
ところで、サーミスタ３２１は、その形状によっては、回路基板１０との間にすき間が生じて密着しない場合がある。そのような場合には、半導体レーザ装置モジュール１の一部拡大図である図８に示すように、サーミスタ３２１本体部と回路基板１０との間のすき間にグリス等の熱伝導剤５０を充填してもよい。これにより、サーミスタ３２１と回路基板１０との間の熱伝達をより確実にできる。
【００５５】
また、サーミスタ３２１を図９（平面図）および図１０（断面図）に示す半導体レーザ装置モジュール１Ｂのように配置してもよい。なお、半導体レーザ装置モジュール１Ｂにおいてサーミスタ３２１の配置位置以外の構成は既述の半導体レーザ装置モジュール１と同様である。
【００５６】
図９および図１０に示すように、半導体レーザ装置モジュール１Ｂでは、サーミスタ３２１の全体が、半導体レーザ装置２０を回路基板１０に投影した領域２０Ａに重なるように配置されている。このような配置形態によれば、半導体レーザ素子２１とサーミスタ３２１とが近接して配置されるので、半導体レーザ素子２１の発熱をより速やかにサーミスタ３２１に伝達できるし、当該発熱のより多くをサーミスタ３２１に伝達できる。さらに、そのような近接配置によって、外部から受ける影響（気流、熱照射など）を半導体レーザ素子２１とサーミスタ３２１とで同様にすることができる。その結果、定出力化をより正確に、より安定的に図ることができる。
【００５７】
このとき、サーミスタ３２１の一部が上記領域２０Ａに重なるように配置しても構わないが、図９および図１０に示すようにサーミスタ３２１の全体が上記領域２０Ａ内に収まるように配置した方が上述の効果をより顕著に得られる。なお、半導体レーザ装置モジュール１Ｂにおいてもサーミスタ３２１本体部と回路基板１０との間のすき間にグリス等の熱伝導剤５０（図８参照）を充填してもよい。
【００５８】
なお、半導体レーザ素子２１に変えて、半導体発光素子として半導体ダイオード素子を適用して半導体発光装置モジュールを構成することもできる。また、サーミスタ３２１に変えて、温度検知器として熱電対を適用して半導体発光装置モジュールを構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置モジュールの斜視図である。
【図２】は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置モジュールの平面図である。
【図３】は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置モジュールの半導体レーザ装置の斜視図である。
【図４】は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置モジュールの断面図である。
【図５】は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置モジュールの制御回路の回路図である。
【図６】は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置モジュールにおける半導体レーザ装置の光出力の温度特性を説明するための図である。
【図７】は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置モジュールにおける半導体レーザ装置の駆動電流の温度特性を説明するための図である。
【図８】は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置モジュールの一部拡大図である。
【図９】は、本発明の実施形態に係る他の半導体レーザ装置モジュールの平面図である。
【図１０】は、本発明の実施形態に係る他の半導体レーザ装置モジュールの断面図である。
【図１１】は、従来の半導体レーザ装置の発光回路の図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ｂ    半導体レーザ装置モジュール（半導体発光装置モジュール）
１０    回路基板
１０Ｓ    主表面（第１表面）
２０    半導体レーザ装置（半導体発光装置）
２０Ａ    領域
２１    半導体レーザ素子（半導体発光素子）
２３    金属ステム
３０    制御回路
３１    定電流供給部
３２    補償電流供給部
３２１    サーミスタ（温度検知器）
４０    放熱板（熱伝導部品）
４０Ｓ    主表面（第２表面）
５０    熱伝導剤
Ｉ０    合計電流
Ｉ１    定電流
Ｉ２    補償電流
【図１】
2006278361.tif 000003
【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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