(57)【要約】放射放出部品であって、本部品との電気的接触を形成するための少なくとも２つの接続領域を備えている金属キャリアボディと、金属キャリアボディに固定されており、かつ少なくとも２つの接続領域に導電接続されているレーザダイオードチップと、金属キャリアボディを部分的に囲んでいるハウジングと、を有し、ハウジングがプラスチックによって形成されており、接続領域が、それぞれ、少なくとも部分的にハウジングの底面および側面に沿って延在しており、側面が底面を横切る方向に延在しており、本部品が、底面または側面が本部品の実装面を形成するように接続領域によって表面実装可能である、放射放出部品、を開示する。レーザダイオードチップを駆動するためのトランジスタおよびキャパシタもキャリアボディの上に取り付けることができる。
2014531132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射放出部品であって、
−  前記部品との電気的接触を形成するための少なくとも２つの接続領域（１ａ，１ｂ）を備えている金属キャリアボディ（１）と、
−  前記金属キャリアボディ（１）に固定されており、かつ前記少なくとも２つの接続領域（１ａ，１ｂ）に導電接続されているレーザダイオードチップ（２）と、
−  前記金属キャリアボディ（１）を部分的に囲んでいるハウジング（３）と、
を備えており、
−  前記ハウジング（３）がプラスチックによって形成されており、
−  前記接続領域（１ａ，１ｂ）が、それぞれ、少なくとも部分的に前記ハウジング（３）の底面（３ａ）および側面（３ｂ）に沿って延在しており、前記側面（３ｂ）が前記底面（３ａ）を横切る方向に延在しており、
−  前記部品が、前記底面（３ａ）または前記側面（３ｂ）が前記部品の実装面を形成するように前記接続領域（１ａ，１ｂ）によって表面実装可能である、
放射放出部品。
【請求項２】
所望の位置において２つの向きに実装可能であり、第１の向きにおいては、前記底面（３ａ）が前記部品の前記実装面を形成し、第２の向きにおいては、前記底面（３ａ）を横切る方向に延在する前記側面（３ｂ）が前記部品の前記実装面を形成する、
請求項１に記載の放射放出部品。
【請求項３】
前記ハウジング（３）のさらなる側面（３ｃ）における放射出口窓（４）、
を有し、
−  前記放射出口窓（４）が、前記レーザダイオードチップ（２）の放射出口面（２ａ）に面しており、
−  前記放射出口窓（４）が、動作時に前記レーザダイオードチップ（２）によって生成される放射の少なくとも放射通路（４ａ）の領域において、前記放射に対して透過性であり、
−  前記放射出口窓（４）が、少なくとも前記放射通路（４ａ）の領域において、所望の状態に設定される平均粗さを有する、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項４】
前記平均粗さが、動作時に前記レーザダイオードチップ（２）によって生成される放射のピーク波長の少なくとも０．５倍から最大で１．５倍の範囲内である、
請求項３に記載の放射放出部品。
【請求項５】
前記金属キャリアボディ（１）に面していない前記レーザダイオードチップ（２）の領域が、空気または他の何らかの気体に隣接している、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項６】
前記金属キャリアボディ（１）が、部分的に前記ハウジング（３）に埋め込まれている、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項７】
前記ハウジングの前記底面（３ａ）および前記側面（３ｂ）それぞれに、少なくとも１本の取付けピン（９）が形成されている、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項８】
前記少なくとも１本の取付けピン（９）が、前記部品を実装するときの位置合わせのために設けられている、
請求項７に記載の放射放出部品。
【請求項９】
−  前記レーザダイオードチップ（２）をスイッチングするためのトランジスタ（５）と、
−  前記レーザダイオードチップ（２）にエネルギを供給するための少なくとも２個のキャパシタ（６）の並列接続と、
を有し、
−  前記トランジスタ（５）と前記キャパシタ（６）が、前記金属キャリア（１）の上に固定されており、前記少なくとも２つの接続領域（１ａ，１ｂ）に導電接続されており、
−  前記部品が、レーザパルスを生成するのに適している、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項１０】
前記トランジスタ（５）が、少なくとも２本のコンタクトワイヤ（７）を介して前記レーザダイオードチップに導電接続されている、
請求項９に記載の放射放出部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
放射放出部品を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、放射放出部品が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０２／１７４５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の１つの目的は、特に汎用的に使用することのできる放射放出部品を開示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、本放射放出部品は、金属キャリアボディを備えている。金属キャリアボディは、例えば金属からなることができる。さらに、金属キャリアボディを、外面が金属で被覆された基材によって形成することが可能である。基材は、例えば、外面における金属とは異なる金属とすることもできる。いずれの場合も、金属キャリアボディは、少なくともその外面において金属特性を有する。
【０００６】
この場合、金属キャリアボディは、複数の部分から構成されるように具体化されていることが好ましい。この場合、金属キャリアボディの複数の部分は、互いに直接的には導電接続されていない。すなわち、意図された位置における放射放出部品の電気接続部のみが、金属キャリアボディの複数の部分の間の導電接続を形成する。さらには、互いに電気的に接続されていない金属キャリアボディの部分を、コンタクトワイヤ（例えば金から構成されるいわゆるボンディングワイヤ）によって互いに接続することができる。
【０００７】
金属キャリアボディは、例えば、いわゆるリードフレームとして具体化されている。すなわちこの場合、金属キャリアボディは、構造化された金属片によって形成されている。金属キャリアボディは、部品との電気的接触を形成するための少なくとも２つの接続領域を備えている。これら２つの接続領域を介して、外部から放射放出部品との電気的接触を形成することができ、すなわち、少なくとも２つの接続領域が、放射放出部品のアクティブコンポーネントに導電接続されている。
【０００８】
本放射放出部品の少なくとも一構造形態によると、本放射放出部品は、レーザダイオードチップを備えており、このチップは金属キャリアボディに固定されている。この場合、レーザダイオードチップは、金属キャリアボディを介して少なくとも２つの接続領域に導電接続されている。レーザダイオードチップは、例えば、端面発光型半導体レーザダイオードである。
【０００９】
レーザダイオードチップは、動作時に紫外放射から赤外放射のスペクトルの電磁放射を生成するのに適したものとすることができる。特に、レーザダイオードチップは、有色光（例えば赤色光、青色光、または緑色光など）を生成するのに適したものとすることもできる。
【００１０】
レーザダイオードチップを金属キャリアボディに固定する目的で、例えばはんだ付けまたは接着接合によってレーザダイオードチップを金属キャリアボディに固定することができる。この場合、レーザダイオードチップと金属キャリアボディとの間に配置される結合手段を介して、レーザダイオードチップと金属キャリアボディとの間に導電接触を形成することも可能である。この場合、結合手段は、特に、導電性はんだまたは導電性接着剤とすることができる。
【００１１】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、本放射放出部品は、ハウジングを備えており、このハウジングは金属キャリアボディを部分的に囲んでいる。ハウジングは、放射放出部品の外面の少なくとも一部分を形成している。この場合、金属キャリアボディは、部分的に直接的に、かつ確実に固定された状態で（in a positively locking manner）ハウジングに隣接していることができ、例えばハウジングに結合するため、金属キャリアボディをハウジングに埋め込むことができる。これを目的として、例えば射出成形により、ハウジングの材料によって金属キャリアボディを封止することができる。
【００１２】
金属キャリアボディの一部（例えば少なくとも、部品との電気的接触を形成するための接続領域）は、ハウジングによって覆われておらず、放射放出部品の外側から少なくとも部分的に自由にアクセスすることができる。金属キャリアボディが、複数の部分から構成されるように具体化されている場合、金属キャリアボディの各部分をハウジングによって機械的に結合することができる。
【００１３】
ハウジングは、その基本形状として、例えば立方体状または平行六面体状に具体化することができる。したがって、本放射放出部品は特に簡単に取り付けることができ、なぜなら、この外形によって本放射放出部品を簡単かつ正確に把持することができるためである。
【００１４】
ハウジングは、金属キャリアボディと、金属キャリアボディ上に貼り付けられたコンポーネントとを完全には囲んでおらず、例えば少なくとも１つの開口部を有し、動作時にレーザダイオードチップによって生成される電磁放射が、この開口部を通じて外部に放出されることができる。
【００１５】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、ハウジングはプラスチックによって形成されている。この場合、ハウジングは、いわゆるプレモールドハウジング（premold housing）として具体化することができる。この場合、ハウジングは、例えばトランスファ成形または射出成形によって作製される。
【００１６】
一例として、ハウジングは、金属キャリアボディ（すなわち例えばすでに構造化された金属片）を射出成形によりハウジング材料によって封止することによって作製される。これにより、本部品のアクティブ要素を中に配置することのできる少なくとも１つの空洞を有するハウジングが形成される。ハウジングの空洞内には、一例として、レーザダイオードチップが配置される。
【００１７】
金属キャリアボディの一部は、ハウジングの中に延在しており、アクティブコンポーネント（特にレーザダイオードチップ）とは反対側のハウジングの面に、特に、本部品との電気的接触を形成するための接続領域を形成しており、この接続領域において、外部から放射放出部品との電気的接触を形成することができる。
【００１８】
ハウジングを形成する目的には、一例として、液晶ポリマーまたは他の何らかのプラスチックを使用することができる。
【００１９】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、接続領域は、それぞれ、少なくとも一部分がハウジングの底面および側面に沿って延在しており、側面は底面を横切る方向に延在している。この場合、ハウジングの底面と側面は互いに直接隣接しており、例えば、互いに垂直に位置することもできる。したがって、接続領域は、底面に沿ってのみ延在する、または側面に沿ってのみ延在するのではなく、外部とハウジングとの境界を形成している少なくとも２つの面にわたって、少なくとも部分的に延在している。
【００２０】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、本部品は、底面または側面が部品の実装面を形成するように、接続領域によって表面実装可能である。すなわち、本放射放出部品は、表面実装技術（ＳＭＴ）によって、所望の使用位置に固定して電気的に接触接続することができる。したがって、本放射放出部品は、表面実装可能な部品（表面実装デバイス：ＳＭＤ）である。
【００２１】
この場合、本放射放出部品は、所望の位置において少なくとも２つの（特に２つの）向きに実装することができる。底面が部品の実装面を形成する、または、底面を横切る方向に延在する側面が実装面を形成する。したがって、本部品は、（側面に対する底面の位置に応じて）少なくとも２つの異なる向きに実装することができる。これが可能であるのは、特に、接続領域が底面および側面の両方に沿って延在しているためである。
【００２２】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、本放射放出部品は、本部品との電気的接触を形成するための少なくとも２つの接続領域を備えている金属キャリアボディと、金属キャリアボディに固定されており、かつ少なくとも２つの接続領域に導電接続されているレーザダイオードチップと、金属キャリアボディを部分的に囲んでいるハウジングと、を備えている。この場合、ハウジングはプラスチックによって形成されており、接続領域は、それぞれ、少なくとも部分的にハウジングの底面および側面に沿って延在しており、側面が底面を横切る方向に延在しており、本部品は、底面または側面が本部品の実装面を形成するように接続領域によって表面実装可能である。
【００２３】
この場合、本発明の放射放出部品の基本をなす１つの概念として、本部品が、底面を実装面として、または側面を実装面として実装されることにより、特に簡単な方法で、部品の放射特性を部品の使用条件に合わせることができる。レーザダイオードチップは、活性領域（例えばｐｎ接合部）に平行および垂直な異なる発散角（いわゆる速軸および遅軸）を有する。空間内の発散角の所望の向きは、所望の用途に応じて変わる。本放射放出部品が、底面を実装面として、または側面を実装面として実装される結果として、より大きい発散角またはより小さい発散角が生じるように意図される方向を簡単な方法で選択することができる。一例として、ハウジングの底面は活性ゾーンのｐｎ接合部に平行に延在している。この場合、ハウジングの側面は、ｐｎ接合部を横切る方向に（特に垂直に）延在することができる。
【００２４】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、金属キャリアボディに面していないレーザダイオードチップの領域は、空気または他の何らかの気体に隣接している。言い換えれば、この実施形態の場合におけるレーザダイオードチップは、放射に対して透過性の材料によってポッティングされておらず、レーザダイオードチップが金属キャリアボディに固定されている部分を除いて、レーザダイオードチップは露出しており、その外面に自由にアクセスすることができる。すなわち、レーザダイオードチップと、例えば放射放出部品のハウジングを形成しているプラスチックとは、直接には接触していない。このようにすることで、レーザダイオードチップの半導体材料とプラスチックとで線膨張係数が異なるために機械的応力が発生することもない。したがって、このようにして具体化された放射放出部品（レーザダイオードチップの少なくとも一部分が空気または他の何らかの気体に隣接している）は、経年劣化に対する特に高い安定性と故障に対する安全性を特徴とする。
【００２５】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、ハウジングの底面および側面それぞれに、少なくとも１本の取付けピンが形成されている。この場合、取付けピンは、ハウジングの一体部分とすることができ、すなわち、取付けピンは、ハウジングと一体に形成することができ、ハウジングと同じ材料からなることができる。
【００２６】
一例として、接続領域の少なくとも一部分が沿っている底面および側面に、それぞれ２本の取付けピンが形成されている。放射放出部品を実装するとき、取付けピンによって部品を位置合わせすることができる。すなわち、ハウジングに固定されている取付けピン、またはハウジングに一体化されている取付けピンによって、例えばプリント基板における対応する孔の中に、確実に固定された状態に位置決めすることができる。
【００２７】
このようにすることで、複雑な位置決めを必要とせずに、放射放出部品を、意図された位置に特に正確に実装することができる。プレモールドハウジングとして具体化されたハウジングは製造公差が特に小さいため、ハウジングがプレモールドハウジングであり、実装する目的に底面および側面に取付けピンを有する場合、複雑な位置決めを必要とせずに、放射放出部品を、意図された位置に特に正確に位置合わせすることができる。
【００２８】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、本放射放出部品は、ハウジングのさらなる側面に放射出口窓を備えており、この放射出口窓は、レーザダイオードチップの放射出口面に面している。すなわち、放射出口窓は、レーザダイオードチップの放出方向においてレーザダイオードチップの下流に配置されており、動作時にレーザダイオードチップによって放出される電磁放射の少なくとも大部分が放射出口窓に入射する。放射出口窓に入射する放射の大部分、好ましくはこの放射の少なくとも７５％は、このようにして放射出口窓を通過して放射放出部品から放出される。
【００２９】
放射出口窓は、動作時にレーザダイオードチップによって生成される電磁放射の少なくとも放射通路の領域において、この放射に対して透過性として具体化されている。放射出口窓の領域にはハウジングが存在しない。一例として、すでにハウジングを形成する段階で、ハウジングの他の側面よりも高さが低く、かつ放射出口窓が隣接している１つの側面を形成する。この目的のため、放射出口窓は、例えば透明なハウジングカバーによって形成することができる。
【００３０】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、放射出口窓は、少なくとも放射通路の領域において、所望の状態に設定される平均粗さを有する。すなわち放射出口窓は、放射通路の領域において、なめらかに具体化されているのではなく、所望の状態に粗面化されている。
【００３１】
この場合、少なくとも放射出口窓のうち放射が通過する領域において放射出口窓を粗面化することによって、動作時にレーザダイオードチップによって生成される電磁放射の不均一な強度プロファイルを均一化できることが判明した。特に、レーザダイオードチップがブロードストライプレーザ（broad-stripe laser）またはマルチモードレーザである場合、観察者は、遠視野において局所的極大値（いわゆるホットスポット）を知覚することがある。少なくとも放射通路の領域における所望の粗面化の結果として、この不均一性を低減することができる。
【００３２】
この場合、粗面化部は統計的であることが好ましく、すなわち、例えばフーリエ変換などの解析法によって、粗面化部の周期性を認識することはできない。粗面化部の平均粗さは、動作時にレーザダイオードチップによって生成される電磁放射の波長のオーダーである。特に、平均粗さは、この場合、動作時にレーザダイオードチップによって生成される放射のピーク波長の少なくとも０．５倍から最大で１．５倍の範囲とすることができる。ピーク波長とは、放出される放射の最大強度の波長である。平均粗さは、動作時にレーザダイオードチップによって生成される放射のピーク波長の少なくとも０．７５倍から最大で１．２５の範囲内であることが好ましい。
【００３３】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、本放射放出部品は、レーザダイオードチップをスイッチングするためのトランジスタと、レーザダイオードチップにエネルギを供給するための少なくとも２個のキャパシタの並列接続とを備えており、これらトランジスタおよびキャパシタは、金属キャリアの上に固定されており、かつ少なくとも２つの接続領域に導電接続されており、本部品は、レーザパルスを生成するのに適している。
【００３４】
複数のキャパシタを使用することにより、特に、キャパシタに蓄えられている電気エネルギの放電の時定数（すなわちレーザダイオードチップに電流を印加するときの時定数）を短くすることができる。トランジスタ、キャパシタ、および接続領域が同じ金属キャリア上に配置されており、したがって空間的に互いに特に近いことにより、放射放出部品における信号経路が短くなり、これによりシステムのインダクタンスが減少し、特に短いレーザパルスシーケンスが可能である。一例として、このようにすることで、本放射放出部品は、ナノ秒のレーザパルスを生成するのに適したものとすることができる。
【００３５】
本発明の放射放出部品は、特に、その小さい外形寸法を特徴とし、これにより、放射放出部品のコンポーネント（例えばトランジスタ、キャパシタ、レーザダイオードチップなど）を空間的に互いに特に近くに配置することができる。放射放出部品の長さは、一例として、少なくとも７．５ｍｍ〜最大で１２．５ｍｍの範囲内であり、幅は、少なくとも５ｍｍ〜最大で９ｍｍの範囲内であり、高さは、少なくとも３ｍｍ〜最大で７ｍｍの範囲内である。このような放射放出部品の場合、トランジスタ、キャパシタ、およびレーザダイオードチップを、互いの間の距離として、１０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍ以下に、相互に配置することが可能である。すなわち、任意の２つのコンポーネントの間の距離は、１０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍ以下である。これにより、特に短いスイッチング時間が可能である。
【００３６】
本放射放出部品の少なくとも一実施形態によると、トランジスタは、少なくとも２本のコンタクトワイヤを介してレーザダイオードチップに導電接続されている。コンタクトワイヤそれぞれは、それぞれトランジスタおよびレーザダイオードチップに導電接続されている金属キャリアボディの領域に形成することができる。複数のコンタクトワイヤを使用することによって、インダクタンスをさらに低減することが可能であり、これによりレーザパルスの特に高速のパルスシーケンスが可能である。
【００３７】
本発明の放射放出部品の場合、さらに、放射放出部品が２個以上のレーザダイオードチップを備えていることが可能である。この場合、レーザダイオードチップは、これらが同じタイプである（すなわち例えば同じ波長域の放射を生成する）ように具体化することができ、または、異なるタイプである（したがって例えば異なる色の光を放出する）ように具体化することができる。放射放出部品は、レーザダイオードチップごとに１個のトランジスタを備えており（トランジスタは１対１の関係でレーザダイオードチップに割り当てられる）、レーザダイオードチップごとに、そのレーザダイオードチップ専用に割り当てられる少なくとも２個のキャパシタの並列接続を備えていることが好ましい。
【００３８】
本発明の放射放出部品の場合、駆動エレクトロニクス（すなわち例えばトランジスタ）とレーザダイオードチップとの間の信号経路が短い結果として、パルス動作のパラメータ（例えばレーザパルスのパルス幅や立ち上がり時間および立ち下がり時間）を低減することができ、これは有利である。プラスチックによって形成されているハウジングを使用することにより、例えば金属ハウジングを備えた放射放出部品と比較して、特に安価に製造することのできる、特にコスト効果の高い放射放出部品を実施することが可能である。
【００３９】
以下では、本発明の放射放出部品について、例示的な実施形態および関連する図面に基づいてさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】本発明の放射放出部品の実施形態を示す概略図であり、これらの実施形態に基づいて、本発明の放射放出部品の特性についてさらに詳しく説明する。
【図１Ｂ】本発明の放射放出部品の実施形態を示す概略図であり、これらの実施形態に基づいて、本発明の放射放出部品の特性についてさらに詳しく説明する。
【図２】本発明の放射放出部品の実施形態を示す概略図であり、これらの実施形態に基づいて、本発明の放射放出部品の特性についてさらに詳しく説明する。
【図３】本発明の放射放出部品の実施形態を示す概略図であり、これらの実施形態に基づいて、本発明の放射放出部品の特性についてさらに詳しく説明する。
【図４Ａ】本発明の放射放出部品の実施形態を示す概略図であり、これらの実施形態に基づいて、本発明の放射放出部品の特性についてさらに詳しく説明する。
【図４Ｂ】本発明の放射放出部品の実施形態を示す概略図であり、これらの実施形態に基づいて、本発明の放射放出部品の特性についてさらに詳しく説明する。
【図５Ａ】本発明の放射放出部品の実施形態を示す概略図であり、これらの実施形態に基づいて、本発明の放射放出部品の特性についてさらに詳しく説明する。
【図５Ｂ】本発明の放射放出部品の実施形態を示す概略図であり、これらの実施形態に基づいて、本発明の放射放出部品の特性についてさらに詳しく説明する。
【図６】本発明の放射放出部品の実施形態を示す概略図であり、これらの実施形態に基づいて、本発明の放射放出部品の特性についてさらに詳しく説明する。
【図７Ａ】本発明の放射放出部品の例示的な実施形態の特性を説明する役割を果たすグラフである。
【図７Ｂ】本発明の放射放出部品の例示的な実施形態の特性を説明する役割を果たすグラフである。
【図８Ａ】本発明の放射放出部品のさらなる例示的な実施形態についてさらに詳しく説明するための概略図である。
【図８Ｂ】本発明の放射放出部品のさらなる例示的な実施形態についてさらに詳しく説明するための概略図である。
【図８Ｃ】本発明の放射放出部品のさらなる例示的な実施形態についてさらに詳しく説明するための概略図である。
【図８Ｄ】本発明の放射放出部品のさらなる例示的な実施形態についてさらに詳しく説明するための概略図である。
【図９Ａ】本発明の放射放出部品のさらなる例示的な実施形態についてさらに詳しく説明するための概略図である。
【図９Ｂ】本発明の放射放出部品のさらなる例示的な実施形態についてさらに詳しく説明するための概略図である。
【図９Ｃ】本発明の放射放出部品のさらなる例示的な実施形態についてさらに詳しく説明するための概略図である。
【図１０】本発明の放射放出部品のさらなる例示的な実施形態についてさらに詳しく説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図面において、同じ要素、同じタイプの要素、または同じ機能の要素には、同じ参照数字を付してある。図面と、図面に示した要素の互いの大きさの関係は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、便宜上、もしくは深く理解できるようにする目的で、個々の要素を誇張した大きさで示してある。
【００４２】
図１Ａは、本発明の放射放出部品の概略斜視図を示している。この放射放出部品は金属キャリアボディ１を備えており、金属キャリアボディ１は、例えば銅によって形成されており、その外面を銀や金などの金属によって被覆することができる。金属キャリアボディは、互いに電気的に絶縁されている複数の領域に分割される（この点においては図３の概略斜視図も参照）。
【００４３】
放射放出部品のアクティブコンポーネントは、キャリアボディ１に貼り付けられている。一例として、レーザダイオードチップ２と、トランジスタ５と、２個のキャパシタ６とが、キャリアボディ上に貼り付けられている。この場合、トランジスタ５は、レーザダイオードチップ２をスイッチングする役割を果たし、キャパシタ６（互いに並列に接続されている）は、エネルギを供給する役割を果たす。したがって、本放射放出部品は、レーザパルスを生成するのに適している。
【００４４】
本放射放出部品は、ハウジング３をさらに備えており、ハウジング３は、キャリアボディ１を部分的に囲んでいる。この場合、キャリアボディ１は、部分的にハウジング３に埋め込まれており、例えば、射出成形によりハウジング３の材料によって封止されている。
【００４５】
この場合、ハウジング３は、例えばプラスチック材料によって形成することができる。
【００４６】
ハウジング３は、放射放出部品のアクティブコンポーネントが中に配置される空洞が形成されるように、金属キャリアボディ１を囲んでいる。
【００４７】
本放射放出部品は、放射出口窓４をさらに備えており、放射出口窓４は、例えば動作時にレーザダイオードチップ２によって生成される電磁放射に対して透明であるように、具体化されている。図１Ａに示した例示的な実施形態においては、ハウジング３は、側面３ｃに下側側壁を有し、この側壁に放射出口窓４が隣接している。放射出口窓４は、放射放出部品の上面（この上面は底面３ａとは反対側である）も形成しており、上面にはハウジング３の残りの側面が直接隣接している。
【００４８】
金属キャリアボディ１は、ハウジング３の底面３ａおよび側面３ｂに沿って延在している複数の接続領域１ａ，１ｂを備えており、側面は底面を横切る方向に延在している。この場合、接続領域１ａ，１ｂには、ハウジングの底面３ａおよびハウジングの側面３ｂにおいて、放射放出部品の外側から自由にアクセスすることができる。したがって、本放射放出部品は、接続領域１ａを介してハウジングの底面３ａにおいてと、接続領域１ｂを介してハウジングの側面３ｂの両方において、実装することができる。
【００４９】
接続領域１ａ，１ｂは、金属キャリアボディ１の外面によって形成されている。ハウジング３の側面および底面の両方に接続領域を形成する目的で、金属キャリアボディ１はＵ字形状の曲がり部材を有し、この曲がり部材は、接続領域とは反対側の自身の面によってハウジング３の一部を囲んでおり、そこでハウジング３に直接隣接している。
【００５０】
金属キャリアボディ１の示した実施形態では、放射放出部品を表面実装技術によって２つの異なる向きに実装することができる。すなわち、本放射放出部品は、２つの異なる向きに表面実装可能である。
【００５１】
図２は、本発明の放射放出部品の例示的な一実施形態の概略平面図を示している。図２は、図１Ａおよび図１Ｂを補足しており、トランジスタが複数のコンタクトワイヤ７によってレーザダイオードチップ２に導電接続されていることを示している。この場合、図２に示したように、コンタクトワイヤは、トランジスタ５に割り当てられている金属キャリアボディ１の部分から、レーザダイオードチップ２に割り当てられている金属キャリアボディ１の部分まで延びていることができる。しかしながら、コンタクトワイヤの一方の端部をトランジスタ５に固定し、他方の端部をレーザダイオードチップ２に固定することも可能である。
【００５２】
さらに、図２によると、レーザダイオードチップ２の放射出口面２ａ（動作時、レーザダイオードチップからこの放射出口面を通じて電磁放射が放出される）は、放射出口窓４に面しており、したがって、動作時にレーザダイオードチップ２によって放出される電磁放射は、この放射出口窓４に入射する。
【００５３】
図３は、ハウジング３および放射出口窓４を省いた状態で、概略斜視図に基づいて放射放出部品を示している。この図からは、金属キャリアボディ１の各部分の相対的な配置と、本部品のアクティブコンポーネント２，５，６の互いの相対的な配置とを、特に良好に認識することができる。本部品のアクティブコンポーネント２，５，６それぞれは、金属キャリアボディ１のうちのそれぞれに割り当てられる部分に、例えば導電性接着剤によって固定することができる。この場合、キャパシタ６は、金属キャリアボディの対応する部分を介して互いに並列に接続されている。トランジスタ５とレーザダイオードチップ２は、コンタクトワイヤ７を介して互いに電気的に接続されている。
【００５４】
実施形態および例示的な実施形態のすべてにおいて、金属キャリアボディ１は、銅を含んでいる、または銅からなるメインボディを備えていることが可能である。メインボディは、一例として、銅合金（例えば真ちゅう）によって形成することもできる。
【００５５】
キャリアボディ１のメインボディの上に、１層または複数層のさらなる金属の層を、例えば電解法によって、または無電解法によって、堆積させることができる。一例として、金属キャリアボディのメインボディには、以下の層または積層体、すなわち、銀、ニッケル−銀、ニッケル−金、ニッケル−パラジウム−金を、特に電解法によって堆積させることができる。
【００５６】
実施形態および例示的な実施形態のすべてにおいて、本発明の放射放出部品のハウジング３は、高い耐熱性を有するプラスチック（例えば、ＰＰ、ＰＰＡ、ＰＰＳ、ＬＣＰ、ＰＥＥＫ、エポキシ樹脂）によって形成することができる。
【００５７】
実施形態および例示的な実施形態のすべてにおいて、放射出口窓４はガラスによって形成することができ、ガラスは反射防止コーティングを備えていることもできる。さらに、放射出口窓４は、高い耐熱性を有する光学的に透明なプラスチック（例えばエポキシ樹脂）によって形成することができる。２種類の材料を組み合わせることも可能である。この点において、出口窓は、例えば、放射に対して透過性である領域４ａ（例えばガラスによって形成されている）（この点においては図１０も参照）を備えていることができる。さらに、放射通過窓はカバー４ｂを備えており、カバー４ｂは、放射に対して不透明でありかつ高い耐熱性を有する例えば黒色または有色のプラスチック（例えばＰＰ、ＰＰＡ、ＰＰＳ、ＬＣＰ、ＰＥＥＫ、エポキシ樹脂）によって、形成することができる。
【００５８】
以下では、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、および図５Ｂの概略斜視図を参照しながら、本発明の放射放出部品を実装するときの異なる向きについて、さらに詳しく説明する。図４Ａおよび図４Ｂの例示的な実施形態においては、ハウジングの底面３ａが放射放出部品の実装面を形成している。すなわち、ハウジングの底面３ａに沿って延在する接続領域１ａに、例えばはんだなどの結合手段８が形成されている。これにより、レーザダイオードチップ２は、動作時にレーザダイオードチップによって生成される電磁放射のビームコーンが、放射放出部品が上に固定されているプリント基板に垂直な方向において、プリント基板に平行な方向におけるよりも大きいような向きにある。
【００５９】
図５Ａおよび図５Ｂに示したケースはこの逆であり、ハウジング３の底面３ａに垂直に延在している側面３ｂが部品の実装面を形成している。図５Ａに示した、実装面に対する部品の向きにおいては、側面３ｂに沿って延在する接続領域１ｂと、例えば本部品が貼り付けられて電気的に接続されるプリント基板との間に、結合手段８（例えばはんだ）が配置されている。
【００６０】
図６における概略斜視図を参照すると、ハウジング３の底面３ａおよび側面３ｂの両方に取付けピン９が形成されている放射放出部品が示されている。この場合、取付けピンはハウジング３の一体部分であり、例えばハウジングと同じ製造工程においてハウジング３と一緒に形成される。放射放出部品を表面実装するとき、取付けピン９は、意図する位置（例えばプリント基板）に部品を位置合わせする役割を果たすことができる。すなわち、取付けピン９は、例えばプリント基板における対応する孔に係合することができ、この結果として、放射放出部品のために設けられたプリント基板上の位置にのみ、放射放出部品を実装することができる。
【００６１】
実施形態のすべてにおいて、放射出口窓４は、少なくとも放射通路４ａの領域に（この点においては図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂを参照）、動作時にレーザダイオードによって生成される電磁放射の波長の大きさのオーダーである粗面化部を有することができる。この粗面化部によって、特に遠視野において強度プロファイルが均一化される。図７Ａおよび図７Ｂのグラフは、２種類の異なる向き（すなわち、ｐｎ接合部に平行な向きおよびｐｎ接合部に垂直な向き）において、粗面化部を有する場合（図７Ａ）と粗面化部を有さない場合（図７Ｂ）における、レーザダイオードチップ２によって放出される放射の強度Ｉを遠視野において示している。この場合、図から明らかであるように、例えば、二重極大値の発生を防止することができる（図７Ｂの左側の図と図７Ａの左側の図を比較）。
【００６２】
この場合、例えば放射出口窓４の外面の粗面化部は、凹凸が統計的に分布し、粗面化部の凹凸の大きさが、動作時にレーザダイオードチップ２によって放出される光の波長の大きさのオーダーであるように、形成されている。
【００６３】
全体として、本発明の部品は、特に、以下の利点を特徴とする。
【００６４】
動作時にレーザダイオードチップによって生成される放射の発散角の異なる向きを、部品をプリント基板の上に対応的に実装することによって簡単な方法で選択することができる。この場合、ハウジング３の底面３ａを実装面として、またはそれに対して９０゜の角度だけ回転した状態で、プリント基板の上に部品を実装することができる。この場合、ハウジング３のさらなる加工や、例えばプリント基板の適合化は必要ない。
【００６５】
さらには、レーザダイオードチップと金属キャリアボディ１との間の唯一の機械的結合部は、金属キャリアボディ１上の接着剤接合部またははんだ付け結合部にある。ハウジング３の中には、空気または他の何らかの気体が存在するのみである。レーザダイオードチップのポッティングが存在しないため、レーザダイオードチップにかかる機械的な歪みや、部品の信頼性に関して歪みに関連するマイナスの影響が小さい。
【００６６】
電気的設計が最適化されている結果として、すなわち、アクティブコンポーネントが空間的に互いに近くに配置されている結果として、および少なくとも２個のキャパシタ６が使用されている結果として、動作時に放射放出部品によって放出されるレーザ放射の短パルス挙動を改善することが可能である。放射は、特に、特に短いパルス幅と、パルスの短い立ち上がり時間および立ち下がり時間とを特徴とする。
【００６７】
さらに、この実施形態の場合、公差が重要である高価な金属ハウジングを使用する代わりに、特にプラスチックによって形成された、よりコスト効果の高いハウジング３が使用されている。これにより公差が改善され、光学システムを実際に位置合わせる必要がない。特に、ハウジング３に形成されている取付けピン９を使用することによって、放射放出部品が上に実装される例えばプリント基板への確実に固定された接続部を形成することが可能である。さらには、実装工程（例えばはんだ付け工程）時における位置決めのずれ（ｓｈｉｆｔｅｄ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓ）が、取付けピン９によって防止される。位置決めのずれとは、例えば、液体はんだの上にハウジングが浮く（いわゆるツームストーニング）ことであり、すなわち、はんだの硬化時に部品が傾く。部品が上に実装されるプリント基板における対応する孔の中に取付けピン９が圧入によって導入されるならば、取付けピン９によって位置決めのずれが特に効果的に防止される。
【００６８】
以下では、本発明の放射放出部品のさらなる例示的な実施形態について、図８Ａ〜図８Ｄを参照しながらさらに詳しく説明する。前の例示的な実施形態とは異なり、この放射放出部品は、２つの部分から構成される放射出口窓を備えている。放射出口窓４は、放射に対して透過性の領域４ａを備えており、この領域４ａは例えばガラスによって形成されている。さらに、放射出口窓４は、カバー４ｂを備えており、このカバー４ｂは、底面３ａとは反対側の部品の面に配置されており、高い耐熱性を有するプラスチック（例えばＰＰ、ＰＰＡ、ＰＰＳ、ＬＣＰ、ＰＥＥＫ、エポキシ樹脂）によって形成されている。この場合、カバー４ｂは、放射に対して透過性として、または放射に対して不透明として具体化することができる。さらに、図８Ｂおよび図８Ｃは、長さＬ、高さＨ、幅Ｂ１、レーザダイオードチップ２とさらなる側面３ｃとの間の距離Ｂ２、接続領域１ｂの間の距離Ｄ１、および接続領域の幅Ｄ２を示している。例えば、以下の値が有利である。
Ｌ＝８．５５ｍｍ
Ｈ＝３．８５ｍｍ
Ｄ１＝１．７５ｍｍ
Ｄ２＝０．８０ｍｍ
Ｂ１＝６．４５ｍｍ
Ｂ２＝３．２２５ｍｍ
【００６９】
この場合、示した値を中心として、±２０％、好ましくは±１０％の値の変動が許容される。
【００７０】
さらに、図８Ｄの概略斜視図から明らかであるように、接続領域１ａ，１ｂには、異なる機能を割り当てることができる。この点において、接続部１０１は、部品を接地する目的に設けることができ、接続部１０４も同様である。接続部１０２は、部品に電圧を供給する役割を果たすことができるのに対して、接続部１０３は、放射放出部品を外部から駆動する目的で設けられている。
【００７１】
以下では、図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃの概略図を参照しながら、一体の放射出口窓４をハウジング３に固定するためのさまざまな可能な方法について説明する。この場合、放射出口窓４は、例えば高い耐熱性を有するプラスチック（放射に対して透過性である）によって形成されている。図９Ｂの断面図から明らかであるように、ハウジング３は、放射出口窓４の側の面に突起部４０を有することができ、この突起部が放射出口窓４の対応する凹部４１に係合する。このようにすることで、一例として、２つの要素部分の間のラッチ結合が可能となる。突起部４０は、特に、ラッチ固定突起（latching lug）とすることができる。さらに、このタイプの結合では、放射出口窓４とハウジング３との間の結合手段なしに結合することが可能である。
【００７２】
さらに、図９Ｃに示したように、プラスチックハウジング３と放射出口窓４との間に、結合手段４２（例えば接着剤）を配置することも可能である。結合手段４２は、例えばハウジング３の突出部４３（側面に沿って延在している）の上に配置することができる。
【００７３】
以下では、本発明の放射放出部品の例示的な実施形態について、図１０を参照しながらさらに詳しく説明し、この実施形態では、放射出口窓４が２つの部分から構成されるように具体化されている。放射出口窓４は、放射に対して透過性の領域４ａを備えており、この領域４ａは、放出方向においてレーザダイオードチップ２の下流に配置されている。さらに、放射出口窓４はカバー４ｂを備えており、カバー４ｂは、放射に対して不透明として具体化することができる。放射に対して不透明な領域４は、例えばプレート（例：ガラスプレート）として具体化されており、プラスチックハウジング３の凹部またはガイドレールに挿入されている。
【００７４】
カバー４ｂは突出部を有し、この突出部は、プラスチックハウジング３の底面３ａの方向にプレートを押し付けている。カバー４ｂは、プラスチックハウジング３の突出部４３に、接着接合によって（例えば接着剤によって）固定することができる。すなわち、図１０の例示的な実施形態においては、放射出口窓４は２つの部分から構成される。カバー４ｂは、特に、プラスチックハウジング３と同じ材料からなることができる。結合手段によって固定する代わりとして（例えば接着接合の代替方法として）、この場合にも、確実に固定される結合法（例えば上述したラッチ結合）によって、カバー４ｂをプラスチックハウジング３に固定することもできる。
【００７５】
ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの例示的な実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。
【００７６】
関連出願
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１１１１６５３４．０号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本明細書に組み込まれている。
【図１Ａ】
2014531132.tif 000003
【図１Ｂ】
2014531132.tif 000004
【図２】
2014531132.tif 000005
【図３】
2014531132.tif 000006
【図４Ａ】
2014531132.tif 000007
【図４Ｂ】
2014531132.tif 000008
【図５Ａ】
2014531132.tif 000009
【図５Ｂ】
2014531132.tif 000010
【図６】
2014531132.tif 000011
【図７Ａ】
2014531132.tif 000012
【図７Ｂ】
2014531132.tif 000013
【図８Ａ】
2014531132.tif 000014
【図８Ｂ】
2014531132.tif 000015
【図８Ｃ】
2014531132.tif 000016
【図８Ｄ】
2014531132.tif 000017
【図９Ａ】
2014531132.tif 000018
【図９Ｂ】
2014531132.tif 000019
【図９Ｃ】
2014531132.tif 000020
【図１０】
2014531132.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月12日(2014.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射放出部品であって、
−  前記部品との電気的接触を形成するための少なくとも２つの接続領域（１ａ，１ｂ）を備えている金属キャリアボディ（１）と、
−  前記金属キャリアボディ（１）に固定されており、かつ前記少なくとも２つの接続領域（１ａ，１ｂ）に導電接続されているレーザダイオードチップ（２）と、
−  前記金属キャリアボディ（１）を部分的に囲んでいるハウジング（３）であって、底面（３ａ）および側面（３ｂ）を有しており、前記側面（３ｂ）が前記底面（３ａ）を横切る方向に延在している、ハウジング（３）と、
前記ハウジング（３）のさらなる側面（３ｃ）における放射出口窓（４）と、
を備えており、
−  前記ハウジング（３）がプラスチックによって形成されており、
−  前記接続領域（１ａ，１ｂ）が、それぞれ、少なくとも部分的に前記底面（３ａ）および前記側面（３ｂ）に沿って延在しており、
−  前記放射出口窓（４）が、前記レーザダイオードチップ（２）の放射出口面（２ａ）に面しており、
−  前記放射出口窓（４）が、動作時に前記レーザダイオードチップ（２）によって生成される放射の少なくとも放射通路（４ａ）の領域において、前記放射に対して透過性であり、
−  前記放射出口窓（４）の領域には前記ハウジング（３）が存在せず、または、前記ハウジング（３）が、前記ハウジング（３）の他の側面よりも高さが低くかつ前記放射出口窓（４）が隣接している１つの側面を有しており、
−  前記部品が、前記底面（３ａ）または前記側面（３ｂ）が前記部品の実装面を形成するように前記接続領域（１ａ，１ｂ）によって表面実装可能である、
放射放出部品。
【請求項２】
所望の位置において２つの向きに実装可能であり、第１の向きにおいては、前記底面（３ａ）が前記部品の前記実装面を形成し、第２の向きにおいては、前記底面（３ａ）を横切る方向に延在する前記側面（３ｂ）が前記部品の前記実装面を形成する、
請求項１に記載の放射放出部品。
【請求項３】
−  前記放射出口窓（４）が、少なくとも前記放射通路（４ａ）の領域において、所望の状態に設定される平均粗さを有する、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項４】
前記平均粗さが、動作時に前記レーザダイオードチップ（２）によって生成される放射のピーク波長の少なくとも０．５倍から最大で１．５倍の範囲内である、
請求項３に記載の放射放出部品。
【請求項５】
前記金属キャリアボディ（１）に面していない前記レーザダイオードチップ（２）の領域が、空気または他の何らかの気体に隣接している、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項６】
前記金属キャリアボディ（１）が、部分的に前記ハウジング（３）に埋め込まれている、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項７】
前記ハウジングの前記底面（３ａ）および前記側面（３ｂ）それぞれに、少なくとも１本の取付けピン（９）が形成されている、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項８】
前記少なくとも１本の取付けピン（９）が、前記部品を実装するときの位置合わせのために設けられている、
請求項７に記載の放射放出部品。
【請求項９】
−  前記レーザダイオードチップ（２）をスイッチングするためのトランジスタ（５）と、
−  前記レーザダイオードチップ（２）にエネルギを供給するための少なくとも２個のキャパシタ（６）の並列接続と、
を有し、
−  前記トランジスタ（５）と前記キャパシタ（６）が、前記金属キャリア（１）の上に固定されており、前記少なくとも２つの接続領域（１ａ，１ｂ）に導電接続されており、
−  前記部品が、レーザパルスを生成するのに適している、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の放射放出部品。
【請求項１０】
前記トランジスタ（５）が、少なくとも２本のコンタクトワイヤ（７）を介して前記レーザダイオードチップに導電接続されている、
請求項９に記載の放射放出部品。
【国際調査報告】
2014531132.tif 000022
2014531132.tif 000023
2014531132.tif 000024
2014531132.tif 000025
2014531132.tif 000026
2014531132.tif 000027
2014531132.tif 000028
2014531132.tif 000029
2014531132.tif 000030
2014531132.tif 000031