JP2022101471A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光検出器を備え、小型化された発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１００は、第１発光素子２０と、第２発光素子２０と、第１発光素子から出射された光の一部を受ける第１受光領域５３と、第２発光素子から出射された光の一部を受ける第２受光領域５３と、を含む受光面５２が上面に設けられた光検出器５０と、第１発光素子及び第２発光素子から出射された光が入射する１または複数の入射面４１と、１または複数の入射面に入射した光が出射される１または複数の出射面４２と、を有し、上面視で、一部あるいは全部が光検出器の上面と重なるように配置される１または複数のレンズ部材４０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本開示は、発光装置に関する。

従来、発光素子から出射された光の一部を光電変換素子で受光し、その受光結果に基づいて光学制御を行う光学ユニットが知られている。例えば、特許文献１には、光源と、光源から出射される光をコリメートするコリメータレンズと、コリメータレンズを保持するホルダと、光検出器とを備える光ヘッドが開示されている。この光ヘッドにおいて、ホルダに設けられた反射面で反射した光が光検出器に入射する。その受光結果は光源の出力のフィードバック制御に用いられる。

特開２００５－２０３０７４号公報

光検出器を備え、小型化された発光装置を提供する。

本開示の発光装置は、例示的で非限定的な実施形態において、第１発光素子と、第２発光素子と、前記第１発光素子から出射された光の一部を受ける第１受光領域と、前記第２発光素子から出射された光の一部を受ける第２受光領域と、を含む受光面が上面に設けられた光検出器と、前記第１発光素子及び第２発光素子から出射された光が入射する１または複数の入射面と、前記１または複数の入射面に入射した光が出射される１または複数の出射面と、を有し、上面視で、一部あるいは全部が前記光検出器の上面と重なるように配置される１または複数のレンズ部材と、を備える発光装置。

本開示による発光装置によれば、光検出器を備えた小型の発光装置を提供できる。

図１は、本開示の実施形態に係る発光装置の斜視図である。 図２は、本開示の実施形態に係る発光装置からパッケージの一部を除いた状態の斜視図である。 図３は、本開示の実施形態に係る発光装置からパッケージの一部を除いた状態の上面図である。 図４は、図１のＩＶ－ＩＶ断面線における断面図である。 図５は、パッケージの内部の配線例を例示する上面図である。 図６は、第２基板の上面図である。 図７は、光学部材の斜視図である。 図８は、光検出器の接合面の上面図である。 図９は、図３における部分Ｘの拡大上面図である。 図１０Ａは、図３における部分Ｘの他の拡大上面図である。 図１０Ｂは、図３における部分Ｘの更なる他の拡大上面図である。 図１１は、発光素子から出射される主要部分の光、及び周辺部分の光のうちの代表的な光が進む様子を模式的に示す図である。 図１２は、主として、複数の傾斜面を含む入射回避面を有するレンズ部材の構造例を示す断面図である。 図１３は、本開示の実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。 図１４は、ビームコンバイナをさらに備える本開示の実施形態に係る発光装置からパッケージの一部を除いた状態の斜視図である。 図１５は、ビームコンバイナをさらに備える本開示の実施形態に係る発光装置からパッケージの一部を除いた状態の上面図である。 図１６は、本開示の実施形態に係る発光装置を備えるヘッドマウントディスプレイの構成例を模式的に示す側面図である。

本明細書または特許請求の範囲において、三角形、四角形などの多角形は、数学的に厳密な意味の多角形に限定されず、多角形の隅に角丸め、面取り、角取り、丸取り等の加工が施された形状も含むものとする。また、多角形の隅（辺の端）に限らず、辺の中間部分に加工が施された形状も同様に多角形と呼ぶものとする。つまり、多角形をベースに残しつつ、部分的な加工が施された形状は、本明細書および特許請求の範囲で記載される“多角形”に含まれる。

多角形に限らず、台形や円形や凹凸など、特定の形状を表す言葉についても同様である。その形状を形成する各辺を扱う場合も同様である。つまり、ある辺において、隅や中間部分に加工が施されていたとしても、“辺”には加工された部分も含まれる。部分的な加工のない“多角形”や“辺”を、加工された形状と区別する場合は“厳密な”を付して、例えば、“厳密な四角形”などと記載するものとする。

本明細書または特許請求の範囲において、「垂直」または「平行」という用語は、±５°以内の誤差を含む。

本明細書または特許請求の範囲において、ある名称によって特定される要素が複数あり、それぞれの要素を区別して表現する場合に、要素のそれぞれの頭に“第１”、“第２”などの序数詞を付記することがある。例えば、請求項では「発光素子が基板上に配されている」と記載されている場合、明細書中において「第１発光素子と第２発光素子とが基板上に配列されている」と記載されることがある。第１”および“第２”の序数詞は、単に２個の発光素子を区別するために使用されている。これらの序数詞の順序に特別の意味はない。同一の序数詞が付された要素名が、明細書と特許請求の範囲との間で、同一の要素を指さない場合がある。例えば、明細書において“第１発光素子”、“第２発光素子”、“第３発光素子”の用語で特定される要素が記載されている場合、特許請求の範囲における“第１発光素子”および“第２発光素子”が、明細書における“第１発光素子”および“第３発光素子”に相当することがある。また、特許請求の範囲に記載された請求項１において、“第１発光素子”の用語が使用され、“第２発光素子”の用語が使用されていない場合、請求項１に係る発明は、１個の発光素子を備えていればよく、その発光素子は、明細書中の“第１発光素子”に限定されず、“第２発光素子”または“第３発光素子”であり得る。

本明細書または特許請求の範囲において、特定の方向または位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。それらの用語は、参照した図面における相対的な方向または位置をわかり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向または位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品、製造装置等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。

図面に示される要素または部材の寸法、寸法比率、形状、配置間隔等は、わかり易さのために誇張されている場合がある。また、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略することがある。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。実施形態は、本発明の技術思想が具体化されたものではあるが、本発明を限定するものではない。実施形態の説明で示される数値、形状、材料、ステップ、そのステップの順序などは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。以下の説明において、同一の名称、符号によって特定される要素は、同一または同種の要素であり、それらの要素について重複した説明を省略することがある。

本実施形態に係る発光装置１００を説明する。図１から図１０Ｂは、発光装置１００の例示的な一形態を説明するための図面である。図１は、本実施形態に係る発光装置１００の斜視図である。図２は、パッケージ内部の構成がわかるように発光装置１００からパッケージ１０の一部を除いた状態の斜視図である。図３は、図２と同様の状態の上面図である。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ断面線における断面図である。図５は、パッケージ１０の内部の配線例を示す上面拡大図である。図６は、第２基板９０の上面図である。図７は、レンズ部材４０の斜視図である。図８は、光検出器５０の接合面５１の平面図である。図９は、図３における部分Ｘの拡大図である。図１０Ａは、図３における部分Ｘの他の拡大図である。図１０Ｂは、図３における部分Ｘの更なる他の拡大図である。

説明の便宜上、二次元平面内において、互いに直交する１Ｄ及び２Ｄの矢印が図面に記載されており、この矢印の示す方向を、１Ｄ方向及び２Ｄ方向と記載することとする。同じ実施形態に係る複数の図面間で、１Ｄ及び２Ｄは対応している。図面が複雑になることを避けるために、図２、図３及び図４において、保護素子６０Ａ、及びパッケージ１０の内部の配線は省略されている。図３における部分Ｘを示す破線は、説明の便宜上の仮想線である。図３、図５において、発光素子２０から出射される主要部分の光が点線で示されている。図７において、レンズ部材４０を貫通するレンズ面の光軸４０Ｌが二点鎖線で示されている。

本実施形態に係る発光装置１００は、パッケージ１０、１または複数の発光素子２０、１または複数のサブマウント３０、１または複数のレンズ部材４０、光検出器５０、１または複数の保護素子６０Ａ、温度測定素子６０Ｂ、及び、基板９０を含む複数の構成要素を備える。

図示される発光装置１００の例では、パッケージ１０の内部の空間に、３つの発光素子２０、３つのサブマウント３０が配置されている。レンズ部材４０及び光検出器５０がパッケージ１０の外側に配置されている。３つの発光素子２０から出射された発散光は、それぞれ、パッケージ１０の光取出面１０Ａから外部側方に出射された後、３つのレンズ部材４０によってそれぞれコリメートされる。

まず、各構成要素について説明する。

（パッケージ１０）
パッケージ１０は、実装面１１Ｍが含まれる基部１１と、実装面１１Ｍを囲う側壁部１２と、を有する。基部１１の実装面１１Ｍは、他の構成要素が配される領域である。また、パッケージ１０は、基板１５と、基板１５に固定されるキャップ１６と、を有する。基部１１は基板１５に含まれており、側壁部１２はキャップ１６に含まれている。なお、以降では、基板１５と基板９０を区別するため、それぞれ、第１基板１５、第２基板９０と称することがある。

図示される例において、キャップ１６は、実装面１１Ｍに配された他の構成要素を間に挟んで実装面１１Ｍと対向する上部(蓋部分)と、実装面１１Ｍに配された他の構成要素を囲う側部(枠部分)とを含む。キャップ１６の側部は側壁部１２を含む。なお、側壁部１２は、キャップ１６の一部として構成されなくてもよい。例えば、パッケージ１０は、基部１１と側壁部１２が一体となった１つの部材と、上部を有する他の１つの部材と、で構成されるパッケージに代えることもできる。

基部１１の実装面１１Ｍの法線方向から見る上面視で、基部１１及びキャップ１６の外形は、いずれも矩形である。これらの外形は、いずれも矩形である必要はなく、四角形以外の多角形、または、一部もしくは全部に曲線、屈曲、または凹凸が含まれる形状であってもよい。

基部１１は、１以上の上面を有する。基部１１が有する１以上の上面には、実装面１１Ｍが含まれる。基部１１が有する１以上の上面には、実装面１１Ｍに配置される１または複数の構成要素を囲う周辺領域１１Ｐを有する上面が含まれる。図示される発光装置１００の例においては、周辺領域１１Ｐは、実装面１１Ｍを有する上面と同じ上面に設けられている。なお、実装面１１Ｍと周辺領域１１Ｐは同じ平面になくてもよく、例えば、実装面１１Ｍと周辺領域１１Ｐとが高低差を有する異なる上面に設けられてもよい。

周辺領域１１Ｐは、キャップ１６が接合される領域である。周辺領域１１Ｐは、上面視で、基部１１の外形と、実装面１１Ｍにおいて複数の構成要素を配置するための配置領域との間に設けられる。図示される発光装置１００の例では、上面視で実装面１１Ｍの配置領域はおよそ矩形であり、周辺領域１１Ｐは配置領域を囲う矩形環状に設けられている。周辺領域１１Ｐの上面には、キャップ１６の側部の下面が接合される。周辺領域１１Ｐには、キャップ１６との接合のための金属膜が配され得る。

図４に例示されるように、パッケージ１０は、高い透光性を有する領域である透光性領域１３を有する。また、パッケージ１０は、透光性領域１３が含まれる光取出面１０Ａを有する。この光取出面１０Ａは、パッケージ１０の側壁部１２における１または複数の外側面のうちの１面に含まれる。なお、高い透光性を有するとは、そこに入射する主要な光の透過率が８０％以上である性質を意味する。例えば、青色光を主要な光とする場合は青色光に対する透過率が８０％以上であれば高い透光性を有するといえ、赤外光を主要な光とする場合は赤外光に対する透過率が８０％以上であれば高い透光性を有するといえる。

パッケージ１０は、１または複数の外側面において、透光性領域１３以外の透光性領域を有していてよい。また、パッケージ１０は、一部に非透光性の領域（高い透光性を有していない領域）を有していてもよい。図示される例において、パッケージ１０は、矩形に応じた４つの外側面を有し、また、４面全てが透光性を有しているが、光取出面１０Ａは１面のみである。

キャップ１６は、その全体が透光性材料で形成されていてもよいし、側部のみが透光性材料で形成されてもよい。光取出面１０Ａを含む一部分が第１透光性材料から形成され、その他の部分が第２透光性材料または非透光性材料から形成されてもよい。

キャップ１６は、上部と側部とが一体となって形成され得る。例えば、ガラス、プラスチック、石英などの透光性材料から、成形またはエッチングなどの加工技術を利用して、例えば箱型形状などの所望の形状を有するキャップ１６を作製することが可能である。キャップ１６は、異なる材料を主材料として別個に形成された上部と側部とを接合して形成してもよい。例えば、上面部は単結晶または多結晶シリコンを主材料とし、側面部はガラスを主材料とすることができる。

図示される発光装置１００の例において、光取出面１０Ａは、実装面１１Ｍが拡がる方向に対して垂直である。光取出面１０Ａは、実装面１１Ｍが拡がる方向に対して垂直である必要はなく、傾斜していてもよい。

複数の配線領域１４が実装面１１Ｍに設けられる。複数の配線領域１４は、基部１１の内部を通り、基部１１の下面に設けられた配線領域と電気的に接続され得る。配線領域１４に電気的に接続される配線領域は、基部１１の下面に限らず、実装面１１Ｍの配置領域の外側であれば、基部１１の他の外表面（上面または外側面）に設けることができる。複数の配線領域１４は、金属などの導電体から形成され、パターニングされた膜または層であり得る。複数の配線領域１４には、対となって構成される２つの配線領域を１セットとした場合に、複数セットの配線領域が含まれ得る。１つのセットを構成する２つの配線領域は、１つの構成要素と電気的に接続され、パッケージ１０の外部から電源供給を受けるために利用される。

基部１１は、セラミックを主材料として形成することができる。基部１１に用いられるセラミックの例は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素などを含む。また、基部１１は、配線領域１４と基部１１の下面に設けられた配線領域とを電気的に接続する金属ビアを内部に有するセラミック基板から形成され得る。

パッケージ１０は、例えば、高さが２．５ｍｍ以下、上面視で、矩形形状の外形における１辺の長さが８ｍｍ以下の寸法を有し得る。また、例えば、高さが２ｍｍ以下、上面視で、矩形形状の外形における１辺の長さが４ｍｍ以下の寸法を有し得る。

（発光素子２０）
発光素子２０は、光出射面２１から光を出射する。発光素子２０の例は、半導体レーザ素子である。発光素子２０は、上面視で長方形の外形を有し得る。発光素子２０が端面出射型の半導体レーザ素子である場合、上面視で長方形の２つの短辺のうちの一辺を含む側面が、光の出射端面であり、光出射面２１である。この例において、発光素子２０の上面及び下面は、光出射面２１よりも面積が大きい。発光素子２０は、端面出射型の半導体レーザ素子に限定されず、面発光型の半導体レーザ素子、または発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。

発光素子２０は、１のエミッタを有するシングルエミッタである。発光素子２０は、２つ以上のエミッタを有するマルチエミッタであってもよい。発光素子２０の光出射面２１から出射される光は、拡がりを有する発散光である。なお、発散光でなくてもよい。

発光素子２０が半導体レーザ素子の場合、半導体レーザ素子から出射される光（レーザ光）は、光出射面２１に平行な面において楕円形状のファーフィールドパターン（以下、「ＦＦＰ」という。）を形成する。ＦＦＰとは、光出射面から離れた位置における出射光の形状や光強度分布である。複数のエミッタを有する発光素子２０においては、各エミッタから、楕円形状のＦＦＰの光が出射される。

ＦＦＰの楕円形状の中心を通る光、言い換えると、ＦＦＰの光強度分布においてピーク強度の光を、光軸を進む光、あるいは、光軸を通る光と呼ぶものとする。また、光軸を進む光の光路を、その光の光軸と呼ぶものとする。

ここで、ＦＦＰの光強度分布に基づき、ピーク強度値に対して所定の強度比以上の強度を有する光を「主要部分」の光と呼び、所定の強度比未満の強度を有する光を、「非主要部分」の光と呼ぶものとする。なお、所定の強度比は、０％より大きく５０％以下である。例えば、所定の強度比を５０％とすることができる。また例えば、所定の強度比を１／ｅ^２とすることができる。

半導体レーザ素子である発光素子２０から出射される光のＦＦＰの楕円形状において、楕円の短径方向を遅軸方向、長径方向を速軸方向というものとする。半導体レーザ素子を構成する活性層を含んだ複数の層は、例えば、速軸方向に積層される。ＦＦＰの光強度分布に基づき、光強度分布の半値全幅または１／ｅ^２に相当する角度を、その半導体レーザ素子の光の拡がり角とする。

発光素子２０として、例えば、青色の光を出射する半導体レーザ素子、緑色の光を出射する半導体レーザ素子、または、赤色の光を出射する半導体レーザ素子などを採用することができる。また、これら以外の光を出射する半導体レーザ素子を採用してもよい。

ここで、青色の光は、その発光ピーク波長が４２０ｎｍ～４９４ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。緑色の光は、その発光ピーク波長が４９５ｎｍ～５７０ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。赤色の光は、その発光ピーク波長が６０５ｎｍ～７５０ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。

青色の光を発する半導体レーザ素子、または、緑色の光を発する半導体レーザ素子として、窒化物半導体を含む半導体レーザ素子が挙げられる。窒化物半導体としては、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＡｌＧａＮを用いることができる。赤色の光を発する半導体レーザ素子として、ＩｎＡｌＧａＰ系やＧａＩｎＰ系、ＧａＡｓ系やＡｌＧａＡｓ系の半導体を含むものが挙げられる。

（サブマウント３０）
サブマウント３０は、２つの接合面を有し、直方体の形状で構成される。一方の接合面の反対側に他方の接合面が設けられる。２つの接合面は、それぞれ、サブマウント３０の上面３０Ｍ及び下面である。２つの接合面の間の距離が他の対向する２面の間の距離よりも短い。サブマウント３０の形状は直方体に限らなくてよい。サブマウント３０は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、または炭化ケイ素を用いて形成することができる。サブマウント３０の下面には、接合のための金属膜が設けられている。一方、サブマウント３０の上面３０Ｍには、他の構成要素に電気的に接続される複数の配線領域３１が設けられ得る。

（レンズ部材４０）
レンズ部材４０は、入射面４１と、入射面４１に入射した光が出射される出射面４２と、を有する。レンズ部材４０の入射面４１および／または出射面４２にレンズ面が形成され得る。図７に示される例において、レンズ部材４０は平面の入射面４１及びレンズ面の出射面４２を有する。入射する光がコリメートされて出射するように、レンズ部材４０は形成される。なお、図７に示されるレンズ部材４０の形状はあくまでも例示であり、本開示のレンズ部材はこの形状に限定されない。レンズ部材の形状は、例えば加工のし易さなどを考慮して適宜決定され得る。

レンズ部材４０の入射面４１および／または出射面４２に、反射防止膜または保護膜などの光学膜が設けられ得る。レンズ部材４０には、複数のレンズ面が形成され得る。

レンズ部材４０は、透光性を有する材料、例えばガラスまたはプラスチックから形成され得る。レンズ部材４０の光が透過しない部分の形状は任意であるが、他の構成要素に固定され得る形状を有していることが好ましい。図７に示されるレンズ部材４０の例において、レンズ部材４０は、平坦な領域を有する下面４３を有している。レンズ部材４０のレンズ面の光軸４０Ｌと下面４３とは平行である。また、レンズ部材４０の下面４３は接合領域として機能し得る。

ここで、図４を参照して、３つの仮想的な平面Ｐ１、Ｐ２及びＰ３を定義する。図４において、それらの３つの平面Ｐ１、Ｐ２及びＰ３は二点鎖線で示されている。第１平面Ｐ１は、レンズ部材４０の入射面４１を含み、かつ、その面に平行な面で規定される。第２平面Ｐ２は、レンズ部材４０の下面４３を含み、かつ、その面に平行な面で規定される。第３平面Ｐ３は、レンズ部材４０の入射回避面４５を含み、かつ、その面に平行な面で規定される。

レンズ部材４０は、１または複数の入射回避面４５を有し得る。入射回避面４５は、下面４３よりも上方に形成される。入射回避面４５は、入射面４１よりも出射面４２側に形成される。なお、入射面４１よりも出射面４２側から、入射面４１よりも出射面４２側と反対側にまで亘って、入射回避面４５が形成されてもよい。入射回避面４５は、下面４３と交わり上方に延びる２つの側面と交わる。

レンズ部材４０は、他の部材に固定するための接合面を含むことが好ましい。図７に示されるレンズ部材４０の例において、下面４３が接合面として機能する。なお、下面４３以外の面が接合面として機能してもよい。

図７は、レンズ部材４０が有する入射回避面４５が１つである例を示している。なお、詳細は後述するが、図１２は、レンズ部材４０が有する入射回避面４５が複数である例を示している。図７に示されるレンズ部材４０の例において、入射回避面４５は、入射面４１と交わり、入射面４１から連続し、かつ、入射面４１に対して斜めに形成される。また、入射回避面４５は、入射面４１と交わり、かつ、レンズ面の光軸４０Ｌまたは下面４３に対して所定の角度で傾斜する。入射回避面４５は下面４３にも交わる。レンズ面の光軸４０Ｌを通り第２平面Ｐに垂直な断面視で（例えば図４の断面を参照）、第２平面Ｐ２を基準とした時計回りの角度で規定される傾斜角度の範囲は、例えば２０°以上３０°以下であり得る。

レンズ部材４０において、入射回避空間４６が画定される。図４に示されるように、入射回避空間４６は、第１平面Ｐ１、第２平面Ｐ２、及び入射回避面４５に囲まれる空間である。また、入射回避空間４６はさらに、それぞれが入射回避面４５と交わる２つの対向する側面に囲まれる空間である。図示される発光装置１００の例において、入射回避空間４６はくさびの形状を有する。ただし、入射回避空間４６の形状はこれに限定されない。図示される発光装置１００の例において、下面４３はＵ字の形状を有している。ただし、下面４３はこの形状に限定されない。

入射回避面４５は、一部に反射面を有し得る。反射面の反射率は、入射回避面４５に入射する光のピーク波長に対して、例えば９９％以上であり、１００％に近くなることが好ましい。

（光検出器５０）
光検出器５０は、接合面５１と、受光面５２と、１または複数の側面とを有する。受光面５２の反対側に位置する面が、接合面５１となる。なお、接合面５１の位置はこれに限らない。光検出器５０の上面が受光面５２として機能する。光検出器５０の外形は直方体である。なお、その外形は直方体とは異なる外形であってもよい。

受光面５２には、１または複数の受光領域５３が設けられる。受光面５２には、互いに電気的に分離された複数の受光領域５３が設けられ得る。１または複数の受光領域５３のそれぞれは、入射光の強度または光量に応じて電気信号を出力する光電変換素子の受光面である。このような光電変換素子の典型例は、フォトダイオードである。

図示される光検出器５０の例において、受光面５２には、複数の受光領域５３が設けられている。また、受光面５２には、３つの受光領域５３が設けられている。ただし、受光領域５３の数は３つに限定されない。複数の受光領域５３は、所定の間隔をあけて並べて配される。複数の受光領域５３は、１Ｄ方向に並べて配される。言い換えれば、１Ｄ方向は、受光面５２において複数の受光領域５３が並ぶ方向ということができ得る。

受光面５２の外形の例は矩形である。図示される光検出器５０の例において、受光面５２の２Ｄ方向の長さは、１Ｄ方向の長さよりも短い。ただし、光検出器５０の受光面５２の第１方向の長さと第２方向の長さとは同じであってもよい。または、受光面５２の第２方向の長さが、第１方向の長さよりも長くてもよい。

受光領域５３は、受光面５２において矩形の外形を有している。受光領域５３の形状は、矩形に限らず、受光面５２に入射する光の形状に応じて適宜設計され得る。図示される光検出器５０の例では、各受光領域５３は長方形の外形を有している。矩形を構成する四辺のうちの二辺（長方形の場合は短辺）は１Ｄ方向に平行であり、他の二辺（長方形の場合は長辺）は２Ｄ方向に平行である。

複数の受光領域５３のそれぞれにおいて、第１方向の長さ（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３）よりも、第２方向の長さ（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３）が長い。図示される光検出器５０の例において、複数の受光領域５３は同じサイズ（形状及び大きさ）であるが、同じサイズでなくてもよい。

図８に例示されるように、光検出器５０は、１または複数の配線領域５４を有する。図示される例において、１または複数の配線領域５４は接合面５１に設けられている。なお、１または複数の配線領域５４は接合面５１以外の面、例えば側面に設けられていてよい。それぞれの配線領域５４は受光領域５３に電気的に接続される。配線領域５４は、金属などの導電体から形成され、パターニングされた膜または層であり得る。光検出器５０は、接合面５１に設けられた複数の配線領域５４を介して外部回路に電気的に接続され得る。

（保護素子６０Ａ）
保護素子６０Ａは、特定の素子（例えば発光素子２０）に過剰な電流が流れて破壊されてしまうことを防ぐための回路要素である。保護素子６０Ａの典型例は、ツェナーダイオードなどの定電圧ダイオードである。ツェナーダイオードとしては、Ｓｉダイオードを採用できる。

（温度測定素子６０Ｂ）
温度測定素子６０Ｂは、周辺の温度を測定するための温度センサとして利用される素子である。温度測定素子６０Ｂの例はサーミスタである。

（配線７０）
配線７０は、両端を接合部とする線状の形状を有する導電体から構成される。言い換えると、配線７０は、線状部分の両端に、他の構成要素に接合する接合部を有する。配線７０は、例えば、金属のワイヤである。金属の例は、金、アルミニウム、銀、銅などを含む。

（第２基板９０）
第２基板９０は、発光装置１００の構成要素を支持し、これらの構成要素に含まれる電子部品と電気的に接続し得る構造を有している。第２基板９０は、発光装置１００の構成要素以外の要素、電子部品または光学部品を支持していてもよい。

第２基板９０は、図６に例示されるように、複数の接合領域９１を有している。接合領域９１には、他の構成要素との接合のための金属膜が形成され得る。また、他の構成要素に電気的に接続する１または複数の配線領域９５が第２基板９０の上面に形成され得る。例えば、配線領域９５は、第２基板９０の内部を通り、第２基板９０の下面に設けられた配線領域と電気的に接続され得る。なお、第２基板９０の上面には、さらに接合領域や配線領域が設けられていてもよい。

第２基板９０は、セラミックを主材料として形成することができる。第２基板９０に用いられるセラミックの例は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素などを含む。

第２基板９０は、底面９９Ｍを有する凹部９９を有し得る。凹部９９は、他の構成要素を収容することが可能である。他の構成要素は、底面９９Ｍに実装され得る。凹部９９は、他の構成要素の外形に適合するように形成され、上面視で矩形の形状を有する。第２基板９０の実装面９０Ｍと凹部９９の底面９９Ｍとの間に段差があり、底面９９Ｍは、実装面９０Ｍよりも基板の厚さ方向において下方に位置する。また、他の構成要素に電気的に接続する配線領域９６が底面９９Ｍに設けられている。例えば、配線領域９６は、配線領域９５と同様に、第２基板９０の内部を通り、第２基板９０の下面に設けられた配線領域と電気的に接続され得る。配線領域９６は、金属などの導電体から形成され、パターニングされた膜または層であり得る。

図示される第２基板９０の例において、複数の接合領域９１が、第２基板９０の実装面９０Ｍにおける凹部９９を間に挟んだ両側の領域に設けられている。両側の領域の一方に、複数の接合領域９１が間隔を空けて並んで配置され、両側の領域の他方に、複数の接合領域９１が間隔を空けて並んで配置されている。ただし、両側の領域のそれぞれに、複数の接合領域９１を配置する代わりに、１つの接合領域９１を配置することが可能である。

（発光装置１００）
次に、発光装置１００について説明する。

発光装置１００において、１または複数の発光素子２０は、パッケージ１０の内部に配される。１または複数の発光素子２０は、第１基板１５の実装面１１Ｍに配され、パッケージ１０の側壁部１２に囲まれる。図示される発光装置１００の例において、複数の発光素子２０が、パッケージ１０の内部に配されている。

１または複数の発光素子２０は、１または複数のサブマウント３０を介して実装面１１Ｍに配される。各発光素子２０が、サブマウント３０を介して実装面１１Ｍに配される。１または複数のサブマウント３０は、パッケージ１０の内部に配される。１つの発光素子２０が、１つのサブマウント３０に配される。ただし、複数の発光素子２０を、１つのサブマウント３０に配してもよい。また、いずれの発光素子２０も、サブマウント３０を介さずに実装面１１Ｍに配されてよい。サブマウント３０を利用することで、実装面１１Ｍから発光素子２０の発光点までの高さを高くすることができる。

図示される発光装置１００は、３つの発光素子２０を備えている。３つの発光素子２０は、それぞれ、赤色の光、緑色の光及び青色の光を出射する。ただし、発光装置１００が備える発光素子２０の個数は３つに限定されず、２つや４つ以上であり得る。３つの発光素子２０はいずれも半導体レーザ素子である。図示される発光装置１００では、緑色の光を放射する発光素子２０が中央に配置される。この発光素子２０の両隣に、赤色の光を放射する発光素子２０と、青色の光を放射する発光素子２０とが配置される。ただし、ＲＧＢ３色の並びは、この配置に限定されない。

以降、説明の便宜上、複数の発光素子２０に含まれる２つの発光素子２０を、第１発光素子２０及び第２発光素子２０と記載することとする。また、３つの発光素子２０を、第１発光素子２０、第２発光素子２０、及び、第３発光素子２０と記載することとする。また、図示される発光装置１００の例においては、中央に配置される発光素子２０を第１発光素子２０とし、第１発光素子２０の両隣に配置される２つの発光素子２０をそれぞれ、第２発光素子２０、第３発光素子２０と記載することとする。

図示される発光装置１００の例において、複数の発光素子２０は、並べて配置される。複数の発光素子２０は、１Ｄ方向に並べて配される。複数の発光素子２０は、光出射面から２Ｄ方向に進む光を出射する。２Ｄ方向に進む光は、例えば、発光素子２０から出射される光軸を進む光であり得る。複数のサブマウント３０は、１Ｄ方向に沿って間隔を空けて並んでいる。サブマウント３０は、一方の接合面である上面３０Ｍにおいて発光素子２０に接合する。また、反対側の他方の接合面、つまり下面は第１基板１５の実装面１１Ｍに接合する。

各発光素子２０は、光出射面２１がパッケージ１０の光取出面１０Ａを向くように配置される。図示される発光装置１００の例において、上面視で、複数の発光素子２０の発光点は第１方向に平行な一直線上に配される。隣り合う２つの発光素子２０の発光点の間隔は、例えば２００μｍ以上３０００μｍ以下に調整し得る。

図５に示される配線例において、複数の配線領域１４は、光出射面２１の反対側に位置する発光素子２０の背面の側において、複数の発光素子２０が配置される領域と周辺領域１１Ｐとの間の領域に設けられている。複数の配線領域１４は３つの一対の配線領域１４を含む。３つの一対の配線領域１４は、第１方向に沿って配置される。

発光装置１００において、１または複数の保護素子６０Ａは、パッケージ１０の内部に配される。各保護素子６０Ａは、第１基板１５の実装面１１Ｍに配される。ただし、少なくとも１つの保護素子６０Ａが、パッケージ１０の外部に配されてもよい。保護素子６０Ａは発光素子２０を保護するために配される。発光装置１００において、１の発光素子２０に対し、１の保護素子６０Ａが設けられる。つまり、発光素子２０の数と同数の保護素子６０Ａが配される。

図５に示される配線例において、複数の保護素子６０Ａは、３つの発光素子２０に対応した３つの保護素子６０Ａを含む。３つの保護素子６０Ａは第１基板１５の実装面１１Ｍに配される。１つの発光素子２０に係る一対の配線領域１４に１つの保護素子６０Ａが実装される。より詳しく説明すると、保護素子６０Ａは、一対の配線領域１４を跨ぐようにして、それぞれの配線領域１４の上に配置される。

発光素子２０のｐ側電極及びｎ側電極の一方が、サブマウント３０の上面３０Ｍに設けられる配線領域３１に電気的に接続される。配線７０の一端は配線領域３１に接合され、配線７０の他端は、第１基板１５の実装面１１Ｍに設けられた一対の配線領域１４の一方に接合される。また、別の配線７０の一端は、発光素子２０のｐ側電極及びｎ側電極の他方に接合され、別の配線７０の他端は、実装面１１Ｍに設けられた一対の配線領域１４の他方に接合される。

上面視で、サブマウント３０の第１方向に対になっている２つの側面のそれぞれを含む２つの仮想的な平面の間に、このサブマウント３０に配される発光素子２０を保護する保護素子６０Ａが配される。また、第１方向に隣り合う２つのサブマウント３０のうちの少なくとも一方のサブマウント３０に配される発光素子２０に係る配線７０が配線領域１４に接合される接合箇所は、この２つのサブマウント３０の対向する２つの側面のそれぞれを含む２つの仮想的な平面の間に、設けられる。このように、配線領域１４に保護素子６０Ａ及び配線７０を接続させることで、発光装置１００の１Ｄ方向の長さを抑えることができる。

１または複数の発光素子２０はそれぞれ、パッケージ１０の側方に向かって光を出射する。１または複数の発光素子２０はそれぞれ、光出射面２１から、光取出面１０Ａの方向に向かって発散光を出射する。光出射面２１から出射される光軸を進む光は、実装面１１Ｍと平行に進む。発光素子２０から出射されてパッケージ１０の側壁部１２の透光性領域１３を透過した光は、光取出面１０Ａから側方へと出射される。

パッケージ１０は、光取出面１０Ａから１または複数の発散光を出射する。光取出面１０Ａから出射される光の光軸は、２Ｄ方向に平行である。光取出面１０Ａから出射される光の光軸は、光取出面１０Ａに対して垂直である。光取出面１０Ａから出射される１または複数の発散光はそれぞれ、１または複数の発光素子２０の互いに異なる発光素子２０から出射された光である。なお、発散光は進むほど照射領域が大きくなる。そこで、発散光の照射領域を、中心部分と、中心部分を囲う周辺部分とに分けて捉えることがある。例えば、発散光の中心部分を主要部分の光が照射される領域とし、発散光の周辺部分を非主要部分の光が照射される領域とすることができる。

図示される発光装置１００の例では、光取出面１０Ａから出射される複数の発散光の、光取出面１０Ａにおける照射領域の中心部分は、互いに重ならない。所定の強度比を１／ｅ^２とした主要部分の光が照射される領域を中心部分とした場合にも、これは満たされる。従って、少なくとも、所定の強度比が１／ｅ^２以上５０％以下の範囲でこれは満たされるといえる。

発光装置１００において、パッケージ１０の内部には封止された閉空間が作り出される。第１基板１５とキャップ１６とを所定の雰囲気下で接合することにより、パッケージ１０の内部に気密封止された閉空間が作り出される。発光素子２０が配される空間を気密封止することにより、集塵による品質劣化を抑制することができる。

発光装置１００において、第２基板９０に、パッケージ１０が実装される。また、パッケージ１０の第１基板１５が、第２基板９０に実装される。第１基板１５の複数の配線領域１４、及び、第２基板９０の複数の配線領域９５を介して、第１基板１５の実装面１１Ｍに配された各種の電子部品は、発光装置１００の外部の回路に電気的に接続され得る。

発光装置１００において、光検出器５０は、第２基板９０に配置される。光検出器５０はパッケージ１０の外部に配置される。光検出器５０は、光取出面１０Ａの側方において、受光面５２を上に向けて配置される。光検出器５０は、光取出面１０Ａから側方へと出射された発散光を、部分的に受光する。光検出器５０は、周辺部分の光を受光する。光検出器５０は、発散光のうち、下方に進む光を受光する。

受光面５２は、実装面１１Ｍに平行な仮想平面であって、光取出面１０Ａから出射される発散光のうち実装面１１Ｍに平行な方向に進む光が含まれる仮想平面よりも下方に設けられる。受光面５２は、実装面１１Ｍを含む仮想的な平面よりも下方に設けられる。受光面５２は、パッケージ１０の下面を含む仮想的な平面よりも下方に設けられる。受光面５２は、実装面９０Ｍを含む仮想的な平面上か、この平面よりも下方に設けられる。これにより、光取出面１０Ａから下方に進む光を受光させることができる。なお、受光面５２は、パッケージ１０の下面を含む仮想的な平面よりも上方に設けられてもよい（例えば、後述する図１３の形態）。

光検出器５０は、第２基板９０に設けられた凹部９９に収容される。凹部９９に収容されるように光検出器５０を配置することで、受光面５２を低い位置に配することができる。そのため、受光面５２から発光素子２０の発光点までの十分な高さを確保しやすくなる。これにより、発散光を受光しやすくなる。

凹部９９の底面９９Ｍに設けられた１または複数の配線領域９６は、光検出器５０が凹部９９に収容された状態で、光検出器５０の接合面５１に設けられた１または複数の配線領域５４に電気的に接合する。このようにすることで、第２基板９０の実装面９０Ｍにおける光検出器５０の周辺に、配線領域９６を設けることが不要となり、発光装置１００の小型化に寄与し得る。１または複数の受光領域５３は、光取出面１０Ａから出射される１または複数の発散光を受光する。各受光領域５３は、互いに異なる発散光を受光する。受光面５２には、１または複数の発光素子２０に１対１に対応して、１または複数の受光領域５３が設けられる。上面視で、発散光の光軸が、この発散光の一部を受光する受光領域５３を通過するように、各受光領域５３が設けられる。

発光装置１００は、少なくとも１以上の光検出器５０を備える。例えば、発光装置１００は、複数の光検出器５０を配し、これによって複数の受光領域５３を設けてもよい。例えば、１つの光検出器５０に１つの発散光のための受光領域５３を設けてもよい。発光装置１００に備わる１以上の光検出器５０は、１または複数の受光面を有し、複数の受光領域５３が設けるように構成することができる。

発光装置１００において、１または複数のレンズ部材４０は、第２基板９０に配置される。各レンズ部材４０の下面４３が、第２基板９０の実装面９０Ｍに接合される。各レンズ部材４０は、光取出面１０Ａの側方に配置される。１または複数のレンズ部材４０は、その入射面４１と、光取出面１０Ａとが対向するように配置される。１または複数のレンズ部材４０のレンズ面の光軸４０Ｌは、光取出面１０Ａに対して垂直である。１または複数のレンズ部材４０の入射面４１には、１または複数の発光素子２０のそれぞれの光軸を通る光が入射する。なお、レンズ面の光軸４０Ｌは、光取出面１０Ａに対して必ずしも垂直でなくてもよい。

光取出面１０Ａから入射面４１までの距離は、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。またあるいは、光取出面１０Ａから入射面４１までの距離は、光出射面２１から光取出面１０Ａまでの距離よりも小さいことが好ましい。このようにレンズ部材４０を配置することで、発散光を取り込むためにレンズ部材４０の形状が大型化するのを抑えることができる。

２Ｄ方向に関し、光出射面１０Ａと入射面４１との間に他の構成要素は配置されない。つまり、光出射面１０Ａから２Ｄ方向に進み入射面４１を通るあらゆる直線は、いずれの構成要素も通過しない。なお、光出射面１０Ａ及び入射面４１上に成膜される膜（反射防止膜など）については、ここでは光出射面１０Ａ及び入射面４１の一部とみなす。

レンズ部材４０は、下面４３が光検出器５０の受光面５２に対向するように光検出器５０の上方に配置される。レンズ部材４０は、上面視で、一部あるいは全部が光検出器５０の上面と重なるように配置される。このような配置によれば、第２基板９０の実装面９０Ｍにおいて光検出器５０を配置する領域が、上面視で、レンズ部材４０を配置する領域に少なくとも部分的に重なる。このことは発光装置１００の小型化に寄与し得る。

１または複数のレンズ部材４０のそれぞれは、入射回避空間４６が光出射面１０Ａ側を向くように配置される。入射回避面４５は、入射回避空間４６の上方に位置し、レンズ部材４０と入射回避空間４６の境界面となる。受光面５２は、入射回避空間４６の下方に位置し、光検出器５０と入射回避空間４６の境界面となる。入射回避面４５の全部または一部は、上面視で、受光領域５３の全部または一部に重なる。入射回避空間４６は、レンズ部材４０と第２基板９０とに挟まれた空間となる。入射面４１と平行な仮想平面上に、入射回避空間４６への入り口となる開口部４７が画定される。

光取出面１０Ａから出射された中心部分の光は、入射面４１に入射する。なお、中心部分の光の全てを、入射面４１に入射させてよい。光取出面１０Ａから出射された周辺部分の光の一部は、入射回避空間４６を進む。光取出面１０Ａから出射された発散光のうち、光軸よりも下方に進む光が、入射回避空間４６を進む。光取出面１０Ａから出射され、入射回避空間４６を進む光は、受光領域５３に入射して受光される。図示される発光装置１００の例で、所定の強度比を１／ｅ^２とした主要部分の光が照射される領域を中心部分とした場合にも、これらは満たされる。光出射面１０Ａから出射された光の一部を、入射回避空間４６を通過させて受光面５２に入射させることで、受光面５２に受光される光の損失を抑えることができる。

入射面４１と入射回避面４５とが交わる直線は、実装面１１Ｍに平行な仮想平面であって、光取出面１０Ａから出射される発散光のうち実装面１１Ｍに平行な方向に進む光が含まれる仮想平面よりも下方に設けられる。またあるいは、下面４３は、光取出面１０Ａから出射される発散光の光軸よりも下方に位置する。またあるいは、下面４３は、実装面１１Ｍよりも下方に位置する。これにより、光取出面１０Ａから下方に進む光のみを開口部４７に入射させることができ、中心部分の光を出射面４２から出射させることができる。

レンズ部材４０は、凹部９９を間に挟んで両側の領域にそれぞれ設けられた接合領域９１において、第２基板９０と接合する。そのため、厳密には、受光面５２とレンズ部材４０の下面とは接触せず、接合材の厚みの分だけ間隔を有し得る（特に図４を参照）。ただし、レンズ部材４０と第２基板９０に挟まれる入射回避空間４６を特定する際には、この間隔は無いものとみなす。接合領域９１には接合層として例えば金属層９８が形成される。なお、レンズ部材４０は光検出器５０の受光面５２に接合され得る。より詳細には、レンズ部材４０の下面４３の全体が、金属層または樹脂層を介して光検出器５０の受光面５２に接合され得る。レンズ部材４０を受光面５２に接合させることで、受光面５２に対する実装精度を向上させることができる。

上面視で、レンズ部材４０の下面と、入射回避面４５とが交わる直線は、受光面５２を通過する。この直線は、２Ｄ方向における入射面４１と出射面４２の中間点を通り１Ｄ方向に平行な直線よりも出射面４２側に位置する。上面視で受光領域５３は全てレンズ部材４０に包含され、また、受光領域５３の一部の領域が入射回避空間４６との境界となる。２Ｄ方向に関して、この一部の領域の長さは、受光領域５３の長さの５０％以上である。このようにすることで、より多くの光を、入射回避空間４６から受光領域５３に入射させることができる。

図示される発光装置１００の例では、発光素子２０に１対１に対応して、複数のレンズ部材４０が設けられる。各レンズ部材４０は、１Ｄ方向に並べて配置される。３つの発光素子２０のそれぞれに対応するレンズ部材４０は、対応する発光素子２０から出射された光が入射面４１に入射して出射面４２から出射される。なお、レンズ部材４０は独立した部材に限定されない。レンズ部材４０は、独立した部材のそれぞれの機能を有する１つの部材として一体的に形成された構造を有し得る。

１つの受光領域５３には、１つの発光素子２０から出射される周辺部分の光のうちの、入射回避空間４６を通過した光が照射される。複数の受光領域５３のそれぞれは、対応する１の発光素子２０から出射される周辺部分の光のうち入射回避空間４６を通過した光が照射される。

１または複数のレンズ部材４０は、上面視で、一部あるいは全部が光検出器５０の受光面５２と重なるように配置され得る。図示される発光装置１００の例において、各レンズ部材４０は、上面視で、一部が光検出器５０の受光面５２と重なるように配置される。３つのレンズ部材４０の全体が、上面視で、光検出器５０の受光面５２に重なる。さらに、複数の受光領域５３は、上面視で、１または複数のレンズ部材４０に包含され得る。このような配置にすることで、光検出器を備えた発光装置の小型化が実現される。図９に示されるように、各受光領域５３は上面視で各レンズ部材４０に包含され、３つの受光領域５３は、３つのレンズ部材４０の全体に包含される。

図９、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、Ｕ字の形状を有する下面４３の外形が破線で示されている。上面視で、レンズ部材４０は、下面４３が受光領域５３に部分的に重なるように光検出器５０の上方に配置され得る。これにより、入射回避空間４６を通る光が受光領域５３に到達しやすくなる。または、レンズ部材４０は、下面４３が受光領域５３に重ならないように光検出器５０の上方に配置され得る。

図１０Ａに例示されるように、上面視で、下面４３は受光領域５３に部分的に重なって配置することができる。レンズ部材４０の下面４３は、光検出器５０の受光面５２に例えば樹脂層を介して接合され得る。そのため、第２基板９０に接合領域９１を有していなくてもよい。上面視で、下面４３は第２基板９０の実装面９０Ｍにも部分的に重なっていてもよい。上面視で、レンズ部材４０の下面４３はＵ字の形状を有し、受光領域５３に部分的に重なる。図示される発光装置１００の例では、３つのレンズ部材４０の下面４３は、全体として、３つの受光領域５３に部分的に重なる。

またあるいは、図１０Ｂに例示されるように、上面視で、下面４３は受光領域５３に重ならないように配置することができる。これにより、入射回避空間４６における受光領域５３の面積比率を向上させることができ、受光量を増やすことができる。レンズ部材４０は、受光面５２における受光領域５３以外の領域に例えば樹脂層を介して接合され得る。

発光装置１００において、温度測定素子６０Ｂは、第２基板９０の実装面９０Ｍに配される。なお、温度測定素子６０Ｂは、パッケージ１０の内部に配置されてもよい。温度測定素子６０Ｂは、実装面９０Ｍに設けられた一対の配線領域９５の上に実装され、一対の配線領域９５に電気的に接続する。

図１１は、発光素子２０から出射される中心部分の光Ｌ１、及び周辺部分の光Ｌ２のうちの代表的な光が進む様子を模式的に示す図である。なお、発光装置１００は、キャップ１６を備えない形態もあり得ることと、光取出面１０Ａの有無が発光装置１００における光学作用の理解に致命的な影響を及ぼさないことも明らかであるため、図１１ではキャップ１６を有さない状態を示している。図１１において、中心部分の光Ｌ１が点線で示され、周辺部分の光Ｌ２が一点鎖線で示されている。

発光素子２０の光出射面２１から出射される主要部分の光Ｌ１は、レンズ部材４０の入射面４１に入射し、レンズ部材４０の内部を透過して出射面４２から出射される。コリメートされた光Ｌ１が出射面４２から出射される。

一方、発光素子２０から出射された周辺部分の光Ｌ２は、入射回避空間４６を通り、レンズ部材４０の入射面４１及び入射回避面４５に入射せずに、光検出器５０の受光面５２に設けられた受光領域５３に到達する。入射回避空間４６から直接受光領域５３に受光されることで、受光量の損失を抑えることができる。入射回避空間４６には、発光素子２０から出射された光の一部であって、斜め下方に向かって進行する光が通過する。受光領域５３に入射する周辺部分の光Ｌ２は、発光素子２０から出射される光の平均出力に対して、３％以上１０％以下の強度を有することが好ましく、例えば３％以上５％以下の強度を有することがさらに好ましい。これにより、光電変換素子による十分な検出精度を得ることができる。

レンズ部材４０に設けられた入射回避面４５の下面４３に対する傾斜角度は、例えば、入射する光の波長や、サブマウント３０の厚さ方向における発光素子２０の発光点から光検出器５０の受光面５２までの距離に応じて調整され得る。そのため、複数の発光素子２０間で実装面９０に垂直な方向の発散光の拡がりが異なっていれば、それぞれに対応する入射回避面４５の角度も互いに異なり得る。例えば、速軸方向の拡がり角がより大きい方の光に対応する入射回避面４５の傾斜角度は、速軸方向の拡がり角がより小さい方の光に対応する入射回避面４５の傾斜角度よりも大きい。図示される発光装置１００の例では、赤色の光の速軸方向の拡がり角が、緑色または青色の光の速軸方向の拡がり角よりも大きい。

図１２は、傾斜角度の異なる複数の入射回避面４５が１つの入射回避空間４６を画定する、レンズ部材４０Ａの構造例を示す断面図である。図１２のレンズ部材４０の例では、２つの入射回避面４５を有している。ここでは、入射面４１に近い順に、第１入射回避面４５Ａ、第２入射回避面４５Ｂと呼ぶものとする。下面４３に対する第１入射回避面４５Ａの傾斜角度は、下面４３に対する第２入射回避面４５Ｂの傾斜角度と相違する。図示される例では、第２入射回避面４５Ｂの傾斜角度が第１入射回避面４５Ａの傾斜角度よりも大きい。第２入射回避面４５Ｂは、入射回避空間４６を進む光のピーク波長に対して、例えば９９％以上の反射率を有する反射面となっている。

入射回避空間４６に入射する周辺部分の光Ｌ２の一部は、第２入射回避面４５Ｂに到達し得る。第２入射回避面４５Ｂによって反射された光は、受光領域５３に入射する。受光領域５３に到達する光は、入射回避面４５に入射せずに受光領域５３に到達する光と、入射回避面４５で反射されて受光領域５３に到達する光とを含み得る。これにより、受光領域５３に受光される光の光量を増やすことができる。

発光素子２０から出射された中心部分の光Ｌ１、及び、周辺部分の光であって光軸よりも上方に進む光は、入射面４１に入射してレンズ部材４０の内部を透過し、出射面４２から出射される。各レンズ部材４０はそれぞれ、対応する発光素子２０から出射された光をコリメートする。

図１３は、本実施形態に係る発光装置１００の変形例を示す断面図である。この変形例による発光装置１００Ａは、光検出器５０が第２基板９０の実装面９０Ｍの上に配置されている点において、上述した発光装置１００と相違する。

光検出器５０は、第２基板９０の実装面９０Ｍの上に配置され得る。レンズ部材４０は、例えば樹脂層を介して光検出器５０の受光面５２に接合される。この場合においても、１または複数のレンズ部材４０は、一部または全部が光検出器５０の受光面５２と重なるように配置され、かつ、１の受光領域５３が上面視で１のレンズ部材４０に包含されるように配置され得る。

発光装置１００Ａは、第２基板９０に凹部を形成しなくてよく、平板形状の第２基板９０で構成することができるため、第２基板９０の製造が容易になる。

図１４は、ビームコンバイナ８０をさらに備える実施形態に係る発光装置１００からキャップ１６を除いた状態の斜視図である。図１５は、当該発光装置１００からキャップ１６を除いた状態の上面図である。図１５において、発光素子２０から出射される光のうちの主要部分の光に含まれる光軸上を進む光が点線で示されている。

発光装置１００は、ビームコンバイナ８０をさらに備え得る。ビームコンバイナ８０は、コリメート光の出射方向を同軸に合わせることにより、合波したコリメート光を出射する。ビームコンバイナ８０は、レンズ部材４０の出射面４２から出射され、２Ｄ方向に入射するコリメート光の出射方向を同軸に合わせた上で、２Ｄ方向に合波したコリメート光を出射する。

ビームコンバイナ８０は複数の光学部材８１を接合した構造を有する。光学部材８１は、可視光を透過するガラスまたはプラスチックなどの透明材料から形成され得る。光学部材８１は、例えばダイクロイックミラーによって実現される。ダイクロイックミラーは、所定の波長選択性を有する誘電体多層膜によって形成される。誘電体多層膜は、Ｔａ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２などから形成され得る。

図１６は、本開示の実施形態に係る発光装置１００を備えるヘッドマウントディスプレイ３００の構成例を模式的に示す側面図である。このヘッドマウントディスプレイ３００は、テンプル２５０と、視野部２６０とを備えている。視野部２６０は、ヘッドマウントディスプレイ３００を装着するユーザの眼前に位置する。視野部２６０は、例えば、画面を表示する表示部として用いることができる、また例えば、視野部２６０は、メガネのレンズとして用いることができる。発光装置１００から出射された光は、ユーザに表示する画面の作成に利用される。

発光装置１００はテンプル２５０部分に配置される。テンプル２５０の内側に、発光装置１００は実装される。図１６では、発光装置１００が側面に見えるように記載されているが、実際には発光装置１００の外観は外部から視認されない状態にある。発光装置１００は光が出射される２Ｄ方向の長さの方が、１Ｄ方向の長さよりも大きい。１Ｄ方向のサイズは、例えば７ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。１Ｄ方向のサイズを小さくすることで、テンプルの１Ｄ方向の幅を小さくすることができる。

以上、本発明に係る実施形態を説明してきたが、本発明に係る発光装置は、実施形態の発光装置に厳密に限定されるものではない。つまり、本発明は、実施形態により開示された発光装置の外形や構造に限定されなければ実現できないものではない。例えば、保護素子を有しない発光装置であってもよい。また、全ての構成要素を必要十分に備えることを必須とせずに適用され得るものである。例えば、特許請求の範囲に、実施形態により開示された発光装置の構成要素の一部が記載されていなかった場合、その一部の構成要素については、代替、省略、形状の変形、材料の変更などの当業者による設計の自由度を認め、その上で特許請求の範囲に記載された発明が適用されることを特定するものである。

実施形態に係る発光装置は、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェクタ、照明、ディスプレイ等に使用することができる。

１０：パッケージ
１０Ａ：光取出面
１１：基部
１１Ｍ：実装面
１１Ｐ：周辺領域
１２：側壁部
１３：透光性領域
１４：配線領域
１５：基板（第１基板）
１６：キャップ
２０：発光素子
３０：サブマウント
３０Ｍ：上面
３１：配線領域
４０、４０Ａ：レンズ部材
４１：入射面
４２：出射面
４３：下面
４５：入射回避面
４６：入射回避空間
４７：開口部
５０：光検出器
５１：接合面
５２：受光面
５３：受光領域
５４：配線領域
６０Ａ：保護素子
６０Ｂ：温度測定素子
７０：配線
９０：基板（第２基板）
９５、９６：配線領域
９９：凹部
１００、１００Ａ：発光装置

Claims (13)

1. 第１発光素子と、
   第２発光素子と、
   前記第１発光素子から出射された光の一部を受ける第１受光領域と、前記第２発光素子から出射された光の一部を受ける第２受光領域と、を含む受光面が上面に設けられた光検出器と、
   前記第１発光素子及び第２発光素子から出射された光が入射する１または複数の入射面と、前記１または複数の入射面に入射した光が出射される１または複数の出射面と、を有し、上面視で、一部あるいは全部が前記光検出器の上面と重なるように配置される１または複数のレンズ部材と、
   を備える発光装置。
2. 上面視で、前記第１受光領域及び第２受光領域は、前記１または複数のレンズ部材に包含される請求項１に記載の発光装置。
3. 前記レンズ部材は前記光検出器の上面に接合されている、請求項１に記載の発光装置。
4. 前記レンズ部材は、金属層または樹脂層を介して前記光検出器の前記上面に接合されている、請求項３に記載の発光装置。
5. 前記１または複数のレンズ部材のうち、少なくとも前記第１発光素子から出射された光が入射する第１レンズ部材は、下面と、前記入射面よりも前記出射面側かつ前記下面よりも上方に形成される１または複数の入射回避面と、をさらに有し、
   前記第１発光素子から出射された光の一部が、前記入射面を含む第１平面、前記下面を含む第２平面、及び、前記１または複数の入射回避面によって囲まれる空間である入射回避空間を通り、前記第１レンズ部材の入射面及び前記１または複数の入射回避面に入射せずに前記第１受光領域へと到達する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記１または複数の入射回避面は、前記入射面と交わり前記入射面から連続し前記入射面に対して斜めに形成される１つの入射回避面で構成され、
   前記入射回避空間は、さらに、前記第１平面、前記第２平面、及び、前記入射回避面を含む第３平面に囲まれる空間であり、
   前記第１発光素子から出射された光の一部であって、斜め下方に向かって進行する光が、前記入射回避空間を通り、前記第１レンズ部材に入射せずに前記第１受光領域へと到達する、請求項５に記載の発光装置。
7. 前記入射回避面で反射された光が、前記第１受光領域へと到達する、請求項６に記載の発光装置。
8. 前記レンズ部材の下面は、前記光検出器の前記上面に接合され、
   上面視で、前記下面は前記第１受光領域及び第２受光領域に部分的に重なっている、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 前記レンズ部材の下面は、前記光検出器の前記上面に接合され、
   上面視で、前記下面は前記第１受光領域及び第２受光領域に重なっていない、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の発光装置。
10. 前記第１発光素子は半導体レーザ素子であり、前記第１発光素子から出射された光のピーク光強度の１／ｅ^２以上の光が前記第１レンズ部材の入射面に入射し、前記第１発光素子から出射された光のピーク光強度の１／ｅ^２未満の光が、前記入射回避空間を通り前記第１受光領域に入射する、請求項５乃至９のいずれか一項に記載の発光装置。
11. 透光性領域を有する光取出面を有し、内部に閉空間が形成されるパッケージをさらに備え、
    前記第１発光素子及び第２発光素子は、前記パッケージの内部に配され、
    前記１または複数のレンズ部材、及び、前記光検出器は、前記パッケージの外部に配される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光装置。
12. 第３発光素子をさらに備え、
    前記光検出器は、前記第３発光素子から出射された光の一部を受ける第３受光領域をさらに含む前記受光面を有し、
    前記１または複数のレンズ部材は、前記１または複数の入射面において、前記第３発光素子から出射された光が入射し、前記１または複数の出射面から、前記１または複数の入射面に入射した光が出射され、
    前記第１発光素子、第２発光素子、及び、第３発光素子はそれぞれ、赤色、緑色、及び、青色の光を出射する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光装置。
13. 前記１または複数のレンズ部材は、前記第１発光素子、第２発光素子、及び、第３発光素子から出射された光をコリメートする請求項１２に記載の発光装置。
    
    

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