(57)【要約】【課題】  最小化し、好都合な応用について電流ではなく電圧により駆動するレーザダイオード装置を提供する。【解決手段】  レーザダイオード装置２０はヒートシンク２１を備える。ヒートシンクは３本のピン２２ａ，ピン２２ｂ，ピン２２ｃと、第２のピン２２ｂに接続して接地した取付台（或いはステム）２３と、取付台２３内部に配置した副取付台２３１と、副取付台２３１に接続したＬＤチップ２４と、ヒートシンク２１の前面に装着したフォトダイオードチップ２５と、頂部ガラス窓２７１とヒートシンク２１に接着した底部エッジを有する金属キャップ２７と、回路基板又はＩＣの形にして作成して金属キャップ２７内に被包し、導線２８によりピン２２ａ、ピン２２ｂ、ピン２２ｃとＬＤチップ２４とＰＤチップ２５とに電気的に接続してレーザダイオード電圧駆動部材を形成するＡＰＣ（自動電力制御）回路２６を備える。【選択図】    図２
2005150684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオード装置であって、
前面と背面と該背面から接続用にそれぞれ延出する複数のピンを有するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記前面に配設した取付台と、
前記取付台に配置した副取付台と、
前記ヒートシンクの前記前面に配設したレーザダイオードチップ及びフォトダイオードチップと、
前記ヒートシンクの前記前面に接着した金属キャップを備え、
自動電力制御回路を前記金属キャップ内に被包し、導線により前記ヒートシンクの接続ピンと前記ヒートシンクと前記レーザダイオードチップと前記フォトダイオードチップとに電気的に接続し、前記自動電力制御回路の第１のピンと第２のピンを電源プラス端と電源マイナス端に電気的に接続し、第３のピンを外部の可変抵抗器に接続することを特徴とするレーザダイオード装置。
【請求項２】
前記レーザダイオードチップは前記副取付台に装着し、前記フォトダイオードチップと前記自動電力制御回路は前記ヒートシンクの前面の陥凹孔に装着することを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード装置。
【請求項３】
前記自動電力制御回路は集積回路の形態にて作成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード装置。
【請求項４】
前記レーザダイオードチップは前記副取付台に装着し、前記フォトダイオードチップと前記自動電力制御回路は互いに接続して前記ヒートシンクの前面の陥凹孔に装着することを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード装置。
【請求項５】
前記レーザダイオードチップと前記フォトダイオードチップと前記自動動力制御回路は、前記副取付台に装着することを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザダイオード装置に関し、特に自動電力制御回路を金属キャップ内部のヒートシンク（或いは副取付台）に直接被包して電流でなく電圧で駆動するレーザダイオード装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ半導体はダイオードの一種であり、レーザダイオードとも呼ばれる。通常のダイオードと異なり、レーザダイオードはレーザ発振器の機能を有する。それ故、レーザダイオードは、通常のダイオードの電気的特性とレーザ発振器が行なうレーザ光を発する光学的特性を有する。レーザ発振器は、レーザ効果を生ぜしめる物体（媒体）である。それは、気体型や液体型や半導体型として目にすることが可能である。ルビーレーザ装置は、固体レーザ装置である。Ｈｅ−Ｎｅ（ヘリウム−ネオン）レーザ装置は、赤色レーザ光を発する気体型レーザ装置である。発色レーザ装置は、典型的な液体型レーザ装置である。これらのレーザ発生装置は、その動作に何十ワットも消費する数十センチメートル以上の大きな寸法を有する。さらに、レーザ半導体は１ｍｍ3未満の大きさを有するダイオードの一種である。レーザ半導体が順バイアス方向にプラス数ｍＡの直流だけ流す場合は、約１０ｍＷの光が得られる。それ故、レーザ半導体は小型装置、例えばＣＤプレーヤや光通信装置内に簡単に組み込むことが可能である。レーザ半導体は、光通信デバイス内では専ら光源手段として使用されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１は、従来技術になるレーザダイオード装置である。この設計によれば、レーザダイオード装置はレーザダイオード１１を備える。このレーザダイオード１１は、レーザダイオードチップを保持するヒートシンク１１１と、ヒートシンク１１１に接着し都市ガスを内部充填してレーザダイオードチップを保護する金属キャップ１１２を備える。パッケージ化すると、レーザダイオード１１は約５．６ｍｍの直径を有する。さらに、ヒートシンク１１１は背面（底面）から延出する３乃至４本のピン１１３を有する。レーザダイオード１１のピン１１３は回路基板１２に接続し、続いて取付台１３とカバー１４とばね部材１５を組み付け、所望のレーザダイオード装置１０を形成する。レーザダイオード装置１０のレーザダイオード１１は、回路基板１２から得られる電流により駆動する。この設計によれば、回路基板１２はレーザダイオード１１の外側に配設される。レーザダイオード１１を回路基板１２内に組み付けた後、レーザダイオード１１の光出力は手動で調整しなければならない。さらに、レーザダイオード１１を回路基板１２に接続した後、組立体全体の大きさは大幅に増加する。この設計によれば、レーザダイオード装置１０の寸法は９ｍｍを超え、特定の小型製品での使用には実用的ではなくなる。
【０００４】
本発明は、視野に収めた環境下で達成したものである。本発明の一つの目的は、外部回路基板ではなく組み込み式の電力制御回路を用い、それによってその大きさを５．６ｍｍ未満に最小化したレーザダイオード装置を提供することにある。本発明の別の目的は、好都合な応用について電流ではなく電圧により駆動するレーザダイオード装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために本発明の請求項に記載のレーザダイオード装置は、ヒートシンクで前面と背面とこの背面からそれぞれ接続用に延出する複数のピンを有するヒートシンクと、ヒートシンク前面に配設した取付台と、取付台に配置した副取付台と、ヒートシンクの前面に配設したレーザダイオードチップ及びフォトダイオードチップと、ヒートシンク前面に接着した金属キャップを備える。自動電力制御回路を金属キャップ内に被包し、導線によりヒートシンクの接続ピンとレーザダイオードチップとフォトダイオードチップとに電気的に接続する。自動電力回路の第１のピンと第２のピンを電源プラス端と電源マイナス端に接続し、第３のピンを外部可変抵抗器に接続する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図２から図４に示すように、レーザダイオード装置２０はヒートシンク２１を備える。このヒートシンクは３本のピンすなわちそれぞれ背面から延出する第１のピン２２ａ，第２のピン２２ｂ，第３のピン２２ｃと、ヒートシンク２１の前面に配設され、第２のピン２２ｂに接続して接地した取付台（或いはステム）２３と、単一チップシリコン材料で出来た取付台２３内部に配置した副取付台２３１と、副取付台２３１に接続したＬＤ（レーザダイオード）チップ２４と、ヒートシンク２１の前面に装着したフォトダイオードチップ２５と、頂部ガラス窓２７１とヒートシンク２１に接着した底部エッジを有する金属キャップ２７と、回路基板又はＩＣ（集積回路）の形にして作成して金属キャップ２７内に被包し、導線２８によりピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃとＬＤチップ２４とＰＤチップ２５とに電気的に接続してレーザダイオード電圧駆動部材を形成するＡＰＣ（自動電力制御）回路２６を備える。
【０００７】
図４、図５に示すようにＡＰＣ回路２６は以下に規定したピンを有するレーザダイオード内に被包してある。すなわち、ピン１はＶｃｃ（電源プラス端）、ピン２はＧＮＤ（電源マイナス端）、ピン３は外部ＶＲ（可変抵抗器）に接続する。
【０００８】
上記のように、レーザダイオード装置２０は外部制御回路を必要としないため、かくして手動の光出力調整手順は除外され、生産性が改善される。本実施例では、従前の電流駆動設計ではなく電圧駆動設計を採用することでレーザダイオード装置の適用便宜を大幅に改善するものである。さらに、単純化した構造設計が組み込み空間を最小化し、レーザダイオード装置のあらゆる様々な小型製品内での使用を可能にしている。
【０００９】
前述のＡＰＣ回路２６は様々な形態にて作成することが可能である。通常、ＡＰＣ回路２６はＰＤ（フォトダイオード）チップを用いてＬＤ（レーザダイオード）の背面光を検出し、その光電力出力を計測してＬＤのバイアス電流を制御する。ＡＰＣ回路の原理とその電子部品は本発明の特許請求の範囲内にはない公知技術であるため、この点に関するさらなる詳しい説明は不要である。本発明の実施による主要な特徴は、ＡＰＣ回路２６をレーザダイオード装置内部に配設して装置設計を簡略化することにある。
【００１０】
ＡＰＣ回路２６は、様々な方法のいずれによってもレーザダイオード装置内部に装着することが可能である。図６は、ＡＰＣ回路２６の組み付け例を示す。図示のように、ＰＤチップ２５はヒートシンク２１先端の陥凹孔２１１内に装着してあり、ＡＰＣ回路２６もまた陥凹孔２１１内に装着してある。この装着設計により、ＡＰＣ回路２６はＰＤチップ２５と共に使用可能とする。さらに、ＡＰＣ回路２６は半田を用いない表面実装技術により組み付けることが可能である。
【００１１】
図７は、ＡＰＣ回路組み付けの第２実施例を示す。この設計によれば、ＰＤチップ２５はヒートシンク２１の前面の陥凹孔２１１内にＡＰＣ回路２６の回路基板と共に装着する。この表面実装設計では、さらなる半田付け処理は除外される。
【００１２】
図８は、ＡＰＣ回路組み付けの第３実施例を示す。この設計によれば、ＰＤチップ２５とＡＰＣ回路２６は副取付台２３１に直接装着する。かくして、ＡＰＣ（自動電力制御）＋ＰＤ（フォトダイオード）＋ＳＭ（副取付台）が、材料の簡素化と簡単なパッケージ化と平面結線の利点を有する低電力（Ｌｏｐ）型を形成する。
【００１３】
上述の三つの実施形態では、ＡＰＣ回路はレーザダイオード装置内に組み込んである。レーザダイオード装置内に組み込んだときに、この装置は簡便な用途向けに電圧で駆動することのできる５．６ｍｍ以下の寸法にパッケージ化される。
【００１４】
レーザダイオード装置の試作機は、図２から図８の特徴をもって構成される。レーザダイオード装置は円滑に機能し、先に説明した全ての機能をもたらす。
本発明の特定の実施形態を例示目的に詳細に説明してきたが、本発明の趣旨ならびに範囲から逸脱することなく、様々な改変と改善を行なうことが可能である。従って、本発明は添付の特許請求の範囲による以外は限定してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術によるレーザダイオード装置を示す分解図である。
【図２】本発明の実施例によるレーザダイオード装置を示す分解図である。
【図３】本発明の実施例によるレーザダイオード装置の切欠図である。
【図４】本発明の実施例によるレーザダイオード装置の底面図である。
【図５】本発明の実施例によるレーザダイオード装置の回路図である。
【図６】本発明によるレーザダイオード装置のＡＰＣの組み込み例としての第１実施例を示す断面図である。
【図７】本発明によるレーザダイオード装置のＡＰＣの組み込み例としての第２実施例を示す断面図である。
【図８】本発明によるレーザダイオード装置のＡＰＣの組み込み例としての第３実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  レーザダイオード装置、１１  レーザダイオード、１２  回路基板、１３  取付台、１４  カバー、１５  ばね部材、２０  レーザダイオード装置、２１  ヒートシンク、２２ａ  第１のピン、２２ｂ  第２のピン、２２ｃ  第３のピン、２３  取付台、２４  ＬＤ（レーザダイオード）チップ、２５  ＰＤ（フォトダイオード）チップ、２６  ＡＰＣ（自動電力制御）回路、２７  金属キャップ、２８  導線、２９  可変抵抗器、１１１  ヒートシンク、１１２  金属キャップ、１１３  ピン、２１１  陥凹孔、２７１  頂部ガラス窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005150684.tif 000005
【図４】
2005150684.tif 000006
【図５】
2005150684.tif 000007
【図６】
2005150684.tif 000008
【図７】
2005150684.tif 000009
【図８】
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