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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024160395
(43)【公開日】2024-11-13
(54)【発明の名称】発光装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/0239 20210101AFI20241106BHJP
H01S 5/02255 20210101ALI20241106BHJP
H01S 5/02257 20210101ALI20241106BHJP
H01S 5/02253 20210101ALI20241106BHJP
H01S 5/023 20210101ALI20241106BHJP
H01S 5/40 20060101ALI20241106BHJP
【ＦＩ】
H01S5/0239
H01S5/02255
H01S5/02257
H01S5/02253
H01S5/023
H01S5/40
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024144070
(22)【出願日】2024-08-26
(62)【分割の表示】P 2020091388の分割
【原出願日】2020-05-26
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100155000
【弁理士】
【氏名又は名称】喜多 修市
(74)【代理人】
【識別番号】100202197
【弁理士】
【氏名又は名称】村瀬 成康
(74)【代理人】
【識別番号】100218981
【弁理士】
【氏名又は名称】武田 寛之
(72)【発明者】
【氏名】三浦 創一郎
(72)【発明者】
【氏名】橋本 卓弥
(57)【要約】
【課題】小型の発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、第１方向に第１の光を出射する第１光出射面を有する第１発光素子と、第１方向に第２の光を出射する第２光出射面を有する第２発光素子と、第１発光素子から第１方向に出射された第１の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させ、かつ、第２発光素子から第１方向に出射された第２の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させる光学部材と、光学部材を介して反射された第１の光および第２の光を受光する光検出器と、を有する。第１光出射面から出射され光検出器に到達するまでの第１の光の光路長、および、第２光出射面から出射され光検出器に到達するまでの第２の光の光路長は、１．５ｍｍ以下である。
【選択図】図５
【解決手段】発光装置は、第１方向に第１の光を出射する第１光出射面を有する第１発光素子と、第１方向に第２の光を出射する第２光出射面を有する第２発光素子と、第１発光素子から第１方向に出射された第１の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させ、かつ、第２発光素子から第１方向に出射された第２の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させる光学部材と、光学部材を介して反射された第１の光および第２の光を受光する光検出器と、を有する。第１光出射面から出射され光検出器に到達するまでの第１の光の光路長、および、第２光出射面から出射され光検出器に到達するまでの第２の光の光路長は、１．５ｍｍ以下である。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向に第１の光を出射する第１光出射面を有する第１発光素子と、
前記第１方向に第２の光を出射する第２光出射面を有する第２発光素子と、
前記第１発光素子から第１方向に出射された前記第１の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させ、かつ、前記第２発光素子から第１方向に出射された前記第２の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させる光学部材と、
前記光学部材を介して反射された前記第１の光および第２の光を受光する光検出器と、
を有し、
前記第１光出射面から出射され前記光検出器に到達するまでの前記第１の光の光路長、および、前記第２光出射面から出射され前記光検出器に到達するまでの前記第２の光の光路長は、１．５ｍｍ以下である、発光装置。
前記第１方向に第２の光を出射する第２光出射面を有する第２発光素子と、
前記第１発光素子から第１方向に出射された前記第１の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させ、かつ、前記第２発光素子から第１方向に出射された前記第２の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させる光学部材と、
前記光学部材を介して反射された前記第１の光および第２の光を受光する光検出器と、
を有し、
前記第１光出射面から出射され前記光検出器に到達するまでの前記第１の光の光路長、および、前記第２光出射面から出射され前記光検出器に到達するまでの前記第２の光の光路長は、１．５ｍｍ以下である、発光装置。
【請求項2】
前記パッケージは、実装面が含まれる基部と、前記光取出面が含まれる側壁部と、を有し、
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、前記実装面の上に配され、かつ、前記側壁部に囲まれており、
前記光学部材を透過した光は、前記側壁部を透過して前記パッケージの前記透光性領域から側方へと出射される請求項１に記載の発光装置。
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、前記実装面の上に配され、かつ、前記側壁部に囲まれており、
前記光学部材を透過した光は、前記側壁部を透過して前記パッケージの前記透光性領域から側方へと出射される請求項１に記載の発光装置。
【請求項3】
前記パッケージは、前記基部を有する第１基板と、前記側壁部を有し前記第１基板に固定されるキャップと、で構成される、請求項２に記載の発光装置。
【請求項4】
前記光検出器は、前記実装面の上に配され、かつ、前記実装面から前記受光面までの高さが、前記実装面から前記第１発光素子および前記第２発光素子までの高さよりも低く、
前記光学部材は、前記第１発光素子から出射された前記第１の光のうち一部の光および前記第２発光素子から出射された前記第２の光の内の一部を下方に向けて反射する、請求項２または３に記載の発光装置。
前記光学部材は、前記第１発光素子から出射された前記第１の光のうち一部の光および前記第２発光素子から出射された前記第２の光の内の一部を下方に向けて反射する、請求項２または３に記載の発光装置。
【請求項5】
前記第１発光素子および前記第２発光素子が接合されるサブマウントをさらに備え、
前記光検出器は、前記サブマウントと前記側壁部の前記光取出面との間に位置している、請求項４に記載の発光装置。
前記光検出器は、前記サブマウントと前記側壁部の前記光取出面との間に位置している、請求項４に記載の発光装置。
【請求項6】
前記第２発光素子は、前記パッケージの内部で前記第１発光素子と並んで配されている請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項7】
前記光検出器の前記受光面は、第１受光領域と、第２受光領域とを有しており、
前記第１発光素子の光出射面から出射される主要部分の光は、前記第１受光領域に照射され、かつ、前記第２受光領域には照射されず、
前記第２発光素子の光出射面から出射される主要部分の光は、前記第２受光領域に照射され、かつ、前記第１受光領域には照射されない、請求項６に記載の発光装置。
前記第１発光素子の光出射面から出射される主要部分の光は、前記第１受光領域に照射され、かつ、前記第２受光領域には照射されず、
前記第２発光素子の光出射面から出射される主要部分の光は、前記第２受光領域に照射され、かつ、前記第１受光領域には照射されない、請求項６に記載の発光装置。
【請求項8】
前記パッケージの内部で前記第１発光素子および第２発光素子と並んで配され、発散光を出射する光出射面を有する第３発光素子をさらに備え、
前記光学部材は、前記第３発光素子から出射された発散光が入射し、前記第３発光素子から出射された発散光のうち、一部の光を反射して、残りの光を透過させ、
前記光検出器の前記受光面は、前記第３発光素子から出射され前記光学部材により反射された発散光を受け、
前記第３発光素子から出射され前記光学部材を透過した光が、前記透光性領域から前記パッケージの外部へと出射され、
前記第１発光素子、第２発光素子、および、第３発光素子は、相互に異なるピーク波長を有する光を前記光出射面から出射する、請求項６または７に記載の発光装置。
前記光学部材は、前記第３発光素子から出射された発散光が入射し、前記第３発光素子から出射された発散光のうち、一部の光を反射して、残りの光を透過させ、
前記光検出器の前記受光面は、前記第３発光素子から出射され前記光学部材により反射された発散光を受け、
前記第３発光素子から出射され前記光学部材を透過した光が、前記透光性領域から前記パッケージの外部へと出射され、
前記第１発光素子、第２発光素子、および、第３発光素子は、相互に異なるピーク波長を有する光を前記光出射面から出射する、請求項６または７に記載の発光装置。
【請求項9】
前記パッケージ、および、前記レンズ部材が配される第２基板をさらに備える請求項３に記載の発光装置。
【請求項10】
前記第１発光素子は、半導体レーザ素子である請求項１から９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項11】
前記第１発光素子から出射される記第１の光および前記第２発光素子から出射される前記第２の光のそれぞれには、第１平面と平行な第１軸方向に進む光が含まれ、
前記光学部材は、第１軸方向に進む光の一部を反射して、第１平面に垂直な第２平面と平行な第２軸方向に進ませ、
前記光学部材に入射する発散光は、少なくとも、第１平面に平行、かつ、第１軸方向に垂直な第３軸方向に拡がる光である請求項１から１０のいずれか１項に記載の発光装置。
前記光学部材は、第１軸方向に進む光の一部を反射して、第１平面に垂直な第２平面と平行な第２軸方向に進ませ、
前記光学部材に入射する発散光は、少なくとも、第１平面に平行、かつ、第１軸方向に垂直な第３軸方向に拡がる光である請求項１から１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、パッケージ内に複数の構成要素が実装される発光装置がある。複数の構成要素としては、例えば、複数の発光素子が挙げられる。また例えば、発光素子に加えてツェナーダイオード、サーミスタ、または、フォトダイオードなどが挙げられる。
【0003】
例えば、特許文献１には、蛍光体材料に集光されるレーザ光の一部、および、蛍光体材料から放射された蛍光の一部を、それぞれ、２個のフォトダイオードでモニタする照明光源が開示されている。
【0004】
パッケージ内に複数の構成要素が実装されることで、発光装置の高性能化や多機能化などが図られる。その一方で、このような発光装置や、このような発光装置が組み込まれるユニットなどを、より小型に実現したいといった要望もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表２０１１－５２７５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
発光素子と光検出器を備える発光装置の小型化を実現する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の発光装置は、ある実施形態において、透光性領域を有する光取出面を有するパッケージと、前記パッケージの内部に配され、発散光を出射する光出射面を有する第１発光素子と、前記パッケージの内部に配され、前記第１発光素子から出射された発散光が入射し、入射した前記発散光のうち一部の光を反射し、残りの光を透過させる光学部材と、前記パッケージの内部に配され、前記第１発光素子から出射され前記光学部材により反射された発散光を受ける受光面を有する光検出器とを備え、前記第１発光素子から出射され前記光学部材を透過した光が、前記透光性領域から前記パッケージの外部へと出射される。
【0008】
本開示の発光装置は、ある実施形態において、第１方向に第１の光を出射する第１光出射面を有する第１発光素子と、前記第１方向に第２の光を出射する第２光出射面を有する第２発光素子と、前記第１発光素子から第１方向に出射された前記第１の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させ、かつ、前記第２発光素子から第１方向に出射された前記第２の光のうち、一部の光を反射し、残りの光を透過させる光学部材と、前記光学部材を介して反射された前記第１の光および第２の光を受光する光検出器とを有し、前記第１光出射面から出射され前記光検出器に到達するまでの前記第１の光の光路長、および、前記第２光出射面から出射され前記光検出器に到達するまでの前記第２の光の光路長は、１．５ｍｍ以下である。
【発明の効果】
【0009】
本開示による発光装置によれば、発光装置の小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
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。
【0014】
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」、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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る発光装置１００を説明する。図１から図１１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、発光装置１００からパッケージ１０のキャップ１６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、発光装置１００からパッケージ１０およびレンズ部材８０を除いた状態の上面図である。図５は、図１のＶ－Ｖ断面線における断面図である。図６は、光検出器５０および光学部材４０の斜視図である。図７は、パッケージ１０の内部の上面拡大図である。図８は、光検出器５０を説明するために、図３及び図７の上面図における部分Ｘを拡大した拡大図である。なお、図８では、光検出器５０を見やすくするために、光学部材４０は省略した状態で図示している。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ断面線における光検出器５０およびその周辺領域の断面図である。図１０は、発光素子２０から出射された光の進み方を模式的に示す図である。図１１は、ピッチＰ１２で配列された２つの発光素子２０から出射された光の発散半角θ１、θ２、および、発光素子２０から受光面５２までの光路長Ｌ１、Ｌ２と、光検出器５０の受光面５２上における照射領域２２の大きさとの関係を模式的に示す図である。
第１実施形態に係る発光装置１００を説明する。図１から図１１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、発光装置１００からパッケージ１０のキャップ１６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、発光装置１００からパッケージ１０およびレンズ部材８０を除いた状態の上面図である。図５は、図１のＶ－Ｖ断面線における断面図である。図６は、光検出器５０および光学部材４０の斜視図である。図７は、パッケージ１０の内部の上面拡大図である。図８は、光検出器５０を説明するために、図３及び図７の上面図における部分Ｘを拡大した拡大図である。なお、図８では、光検出器５０を見やすくするために、光学部材４０は省略した状態で図示している。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ断面線における光検出器５０およびその周辺領域の断面図である。図１０は、発光素子２０から出射された光の進み方を模式的に示す図である。図１１は、ピッチＰ１２で配列された２つの発光素子２０から出射された光の発散半角θ１、θ２、および、発光素子２０から受光面５２までの光路長Ｌ１、Ｌ２と、光検出器５０の受光面５２上における照射領域２２の大きさとの関係を模式的に示す図である。
【0018】
本実施形態に係る発光装置１００は、構成要素として、パッケージ１０、１または複数の発光素子２０、サブマウント３０、光学部材４０、光検出器５０、保護素子６０Ａ、温度測定素子６０Ｂ、複数の配線７０、レンズ部材８０、および、基板９０を備える。
【0019】
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、サブマウント３０、光学部材４０、光検出器５０、保護素子６０Ａ、温度測定素子６０Ｂ、および、複数の配線７０（７１、７２）が配されている。また、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から外部に出射された後、レンズ部材８０によってコリメートされる。また、３つの発光素子２０から出射された発散光の一部は、それぞれ、光検出器５０に照射される。光検出器５０は、受光した発散光の強度に応じた出力信号を提供し、発光装置１００から出射される光の強度をモニタするために利用され得る。
【0020】
まず、各構成要素について説明する。
【0021】
（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。基板１５が基部１１を有し、キャップ１６が側壁部１２を有する。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。
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。基板１５が基部１１を有し、キャップ１６が側壁部１２を有する。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。
【0022】
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と対向する上面部(蓋部分)と、実装面１１Ｍに配された他の構成要素を囲う側面部(枠部分)とを含む。キャップ１６の側面部は、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、上面部を有する他の部材と、で構成されるパッケージに代えることもできる。
【0023】
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。
【0024】
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を囲う周辺領域１１Ｐが含まれる。図示される発光装置１００の例において、実装面１１Ｍと周辺領域１１Ｐとは同一平面上に位置している。なお、同一平面でなくてもよく、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。
【0025】
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の外形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の外形が矩形であり、周辺領域１１Ｐは、この矩形の四辺に亘って設けられている。周辺領域１１Ｐの上面には、キャップ１６の側面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。
【0026】
図５に例示されるように、パッケージ１０は、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、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、赤外光を主要な光とする場合、赤外光に対する透過率が８０％以上であれば透光性を有するといえる。
【0027】
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以外の領域に透光性を有していてもよい。また、パッケージ１０は、一部に非透光性の領域（透光性を有していない領域）を有していてもよい。パッケージ１０の側壁部１２の全体が透光性を有している必要はない。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。
【0028】
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、側面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。
【0029】
キャップ１６は、上面部と側面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面部（蓋部分）と側面部（枠部分）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。キャップ１６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。
【0030】
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（水平方向）に対して垂直である。なお、ここでの垂直は、±５度以内の差を含む。また、光取出面１０Ａは、基部１１の実装面１１Ｍが拡がる方向（水平方向）に対して垂直である必要はなく、傾斜していてもよい。
【0031】
実装面１１Ｍには、複数の配線領域１４が設けられる。なお、図７は、全ての配線領域１４に符号を付す代わりに、全ての配線領域１４に同様のハッチングを施している。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、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、層、またはビアであり得る。
【0032】
第１基板１５は、セラミックを主材料として形成することができる。第１基板１５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。
【0033】
本実施形態において、第１基板１５は、例えば、複数の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。第１基板１５は、発熱する構成要素と熱的に接触する部分にセラミックよりも放熱性に優れた材料（熱伝導率の高い材料）を含んでいることが好ましい。そのような材料の例は、銅、アルミニウム、鉄、銅モリブデン、銅タングステン、銅－ダイヤモンド複合材料を含み得る。
【0034】
（発光素子２０）
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と交わる側面が、光の出射端面（光出射面２１）である。この例において、発光素子２０の上面および下面は、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られず、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と交わる側面が、光の出射端面（光出射面２１）である。この例において、発光素子２０の上面および下面は、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られず、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。
【0035】
発光素子２０は、少なくとも１つのエミッタを有するシングルエミッタである。なお、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が複数のエミッタを有する半導体レーザ素子の場合、発光素子２０の上面または下面の一方に１つの共通電極を、他方にそれぞれのエミッタに対応する２つの電極を設けることができる。
【0036】
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
ら出射される発散光（レーザ光）は、光出射面と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。
ら出射される発散光（レーザ光）は、光出射面と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。
【0037】
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、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。また、ＦＦＰの光強度分布において、ピーク強度値に対して１／ｅ２以上の強度を有する光を、「主要部分」の光と呼ぶものとする。
【0038】
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ＦＦＰの水平方向、長径方向をＦＦＰの垂直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、ＦＦＰの垂直方向に積層される。
【0039】
ＦＦＰの光強度分布に基づき、光強度分布の半値全幅に相当する角度を、その半導体レーザ素子の光の拡がり角とする。ＦＦＰの垂直方向における光の拡がり角を垂直方向の拡がり角、ＦＦＰの水平方向における光の拡がり角を水平方向の拡がり角というものとする。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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、および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。
【0043】
（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つの接合面の間の距離が他の対向する２面の間の距離よりも小さい。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。接合面には、接合のための金属膜が設けられている。
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つの接合面の間の距離が他の対向する２面の間の距離よりも小さい。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。接合面には、接合のための金属膜が設けられている。
【0044】
（光学部材４０）
光学部材４０は、部分反射面４１を有する（図５、図６）。「部分反射面」の用語における「部分」は、入射光の全部ではなく一部を反射すること（パーシャルリフレクション）を意味している。部分反射面４１は、入射した光のうちの一部の光を反射し、残りの光を透過させる。また、部分反射面４１によって反射される光の進行方向は、入射光の進行方向に対して反平行な方向から傾斜している。つまり、部分反射面４１は、ビームスプリッタの機能を果たす。
光学部材４０は、部分反射面４１を有する（図５、図６）。「部分反射面」の用語における「部分」は、入射光の全部ではなく一部を反射すること（パーシャルリフレクション）を意味している。部分反射面４１は、入射した光のうちの一部の光を反射し、残りの光を透過させる。また、部分反射面４１によって反射される光の進行方向は、入射光の進行方向に対して反平行な方向から傾斜している。つまり、部分反射面４１は、ビームスプリッタの機能を果たす。
【0045】
部分反射面４１に入射した光は、それぞれ異なる方向に進む２つの光に分けられる。分
けられた２つの光には、同じ波長の光が含まれる。光学部材４０は、入射した光の同じ波長成分を、所定の割合で２つに分ける。
けられた２つの光には、同じ波長の光が含まれる。光学部材４０は、入射した光の同じ波長成分を、所定の割合で２つに分ける。
【0046】
光学部材４０によって分けられた２つの光については、例えば、その一方を主な光（メイン光）として利用し、他方をこのメイン光を制御するためのモニタ用の光（モニタ光）として利用することができる。また例えば、２つの光をそれぞれメイン光として利用することもできる。
【0047】
入射した光をメイン光とモニタ光とに分岐する場合、モニタ光の強度は、メイン光の強度よりも小さい。部分反射面４１は、例えば、入射した光の８０％以上を透過してメイン光として利用し、入射した光の２０％以下を反射してモニタ光として利用する。また、モニタ光の強度を、メイン光の強度の５％以上１０％以下としてもよい。また例えば、５％程度、またはそれ以下であり得る。
【0048】
部分反射面４１は、例えば、可視光に対する反射率を、０．５％以上２０．０％以下の範囲とすることができる。また例えば、２．０％以上１０．０％以下の範囲とすることができる。また、部分反射面４１の反射率は、入射光の波長に応じて変化し得る。そのため、１つの部分反射面４１に、異なる色の光が入射する場合、色によって反射率が異なり得る。なお、すべての色の光に対して反射率を等しくする必要はない。部分反射面４１によって反射する対象の光に対して、適当な反射率となるように設計すればよい。
【0049】
異なる色の光が入射する場合、部分反射面４１は、例えば、それぞれの色の光が入射する領域毎に、その光に合わせた反射率となる反射領域を有してよい。それぞれの光の入射領域に応じた複数の反射領域は、互いに分離していてもよく、重なる領域があってもよい。
【0050】
部分反射面４１は、光学部材４０の下面(水平面)に対して傾斜する。部分反射面４１は、光学部材４０の下面に対して、例えば４０度以上５０度以下の傾斜角を成す平面で構成される。図示される発光装置１００の例では、部分反射面４１は、下面に対して、４５度の傾斜角を成す平面で構成されている。この傾斜角は１０度以上８０度以下の範囲であってもよい。
【0051】
光学部材４０は、２個のプリズム(透明三角柱)の間に金属薄膜を介在させて結合した構成を有し得る。この金属薄膜が部分反射面４１として機能する。金属薄膜の種類および厚さを調節することにより、反射率を制御することが可能である。金属薄膜に変えて誘電体多層膜を用いてもよい。２つのプリズムを用いる代わりに、斜面に金属薄膜または誘電体多層膜を堆積した１つのプリズムから光学部材４０を形成してもよい。また、光学部材４０は、単に空気と誘電体との界面で発生するフレネル反射を利用して入射光の一部を反射してもよい。
【0052】
光学部材４０は、直方体の形状で形成される。なお、光学部材４０の形状は、直方体に限定されない。また、光学部材４０は、下面に平行な上面を有する。光学部材４０を他の部材に固定するため、光学部材４０の一部が接合面を含むことが好ましい。例えば、光学部材４０の下面は、その下方に位置する部材に対する接合面として機能し得る。光学部材４０の一対の側面の一方または両方が、接合面として機能してもよい。また例えば、光学部材４０の上面が、他の部材に対する接合面として機能してもよい。
【0053】
（光検出器５０）
光検出器５０は、接合面５１と、受光面５２と、を有する。接合面５１は、受光面５２の反対側の面である。光検出器５０は、上面、下面、および、１または複数の側面を有す
る。光検出器５０の上面が受光面５２となる。光検出器５０の外形は直方体である。なお、直方体とは異なる外形であってもよい。
光検出器５０は、接合面５１と、受光面５２と、を有する。接合面５１は、受光面５２の反対側の面である。光検出器５０は、上面、下面、および、１または複数の側面を有す
る。光検出器５０の上面が受光面５２となる。光検出器５０の外形は直方体である。なお、直方体とは異なる外形であってもよい。
【0054】
受光面５２には、１または複数の受光領域５３が設けられる。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。個々のフォトダイオードは、例えばｎ型Ｓｉ基板の所定の領域にｐ型不純物イオンをドープして形成され得る。この場合、受光領域５３は、ｐ型不純物イオンがドープされたｐ型不純物領域によって規定される。図９に示される光検出器５０の例において、ｎ型半導体基板５８の上面（受光面５２）に接する所定位置に複数のｐ型不純物領域が形成され、それぞれのｐ型不純物領域が受光領域５３として機能する。ｎ型半導体基板５８は、表面にエピタキシャル層を備えていてもよい。ｐ型不純物領域とｎ型不純物領域との境界にはｐｎジャンクションが形成され、ダイオードとして機能する。ｐ型不純物領域（受光領域５３）の電位は、ｐ型不純物領域に電気的に接続されるアノード電極の電位によって規定され、ｎ型不純物領域の電位は、ｎ型不純物領域(ｎ型Ｓｉ基板)に電気的に接続されるカソード電極によって規定される。ｐｎジャンクションに逆バイアス電圧を印加した状態で、個々の受光領域５３に光が入射すると、電子・正孔対が発生し、各アノード電極と、すべての受光領域５３に共通のカソード電極との間に電流が流れる。この電流に基づいて、個々の受光領域５３に入射した光の強度または光量を求めることができる。なお、ｐ型およびｎ型の導電型は反転してもよく、半導体の種類はＳｉに限定されない。
【0055】
図示される光検出器５０の例において、光検出器５０の受光面５２には、３つの受光領域５３が設けられている。受光領域５３の数は３つに限らなくてよい。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。ここで、複数の受光領域５３が並ぶ方向を「第１方向」と呼ぶものとする。また、上面視で、第１方向に垂直な方向を「第２方向」と呼ぶものとする。図７および図８における１Ｄの矢印は図示される光検出器５０の例における「第１方向」を示し、２Ｄの矢印は「第２方向」を示す。
【0056】
受光面５２は、矩形の外形を有する。また、受光面５２は、第２方向の長さよりも、第１方向の長さの方が大きい。なお、光検出器５０の受光面の第１方向の長さと第２方向の長さは同じであってもよい。また、第１方向の長さよりも、第２方向の長さの方が大きくてもよい。図示される発光装置１００の例では、第１方向の長さの方が第２方向の長さよりも大きい形状であることで、発光装置１００の小型化に寄与している。
【0057】
複数の受光領域５３は、間隔をあけて並ぶ。つまり、それぞれの受光領域５３は離れており、重ならない。なお、間隔は一定でなくてもよい。また、複数の受光領域５３は、互いに近接して並ぶ。隣り合う受光領域５３の間隔は、隣り合う受光領域５３のうち少なくともいずれか一方の受光領域５３における第１方向の幅（Ｘ１、Ｘ２、あるいは、Ｘ３）よりも小さい。また、隣り合う受光領域５３の間隔は、隣り合う受光領域５３のいずれの受光領域５３における第１方向の幅（Ｘ１及びＸ２、または、Ｘ２及びＸ３）よりも小さい。こうして、それぞれの受光領域５３に入射する光の間隔を近付けることができる。これにより、小型な光検出器５０を実現することができる。また、受光面５２において異なる領域に入射する複数の光の強度を、それぞれ、独立して測定することが可能になる。
【0058】
各受光領域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、第１方向と平行である。ここでの平行は、±５度以内の差を含む。
【0059】
受光領域５３は、第１方向の長さ（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３）よりも、第２方向の長さ（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３）の方が大きい。図示される発光装置１００の例では、全ての受光領域５３がこの条件を満たしている。なお、複数の受光領域５３には、第１方向と第２方向の長さが等しい受光領域５３が含まれてもよい。また、第１方向の長さが第２方向の長さよりも大きい受光領域５３が含まれてもよい。
【0060】
複数の受光領域５３には、受光面５２において、第２方向の長さの異なる（例えば、Ｚ１＜Ｚ２）２つの受光領域５３が含まれる。また、両端に配される受光領域５３の少なくともいずれかは、その隣に配される受光領域５３よりも、受光面５２における第２方向の長さが小さい。また、両端に配される受光領域５３同士の第２方向の長さが異なっている（例えば、Ｚ１＜Ｚ３）。
【0061】
長さの短い受光領域５３と長い受光領域５３を並べて配することにより、受光面５２において、長さの違い（例えば、Ｚ２－Ｚ１＞０）に起因したスペースが生まれる。このスペースに後述する導通領域５５を設けることで、光検出器５０の小型化を図ることができる。また、Ｚ２－Ｚ１の大きさは、例えば５０μｍ以上１５０μｍ以下、好ましくは６０μｍ以上１００μｍ以下である。この範囲とすることで、このスペースを導通領域５５に利用しつつ、適当な大きさの受光領域５３を確保することができる。
【0062】
複数の受光領域５３は、第２方向における受光領域５３の両端のうちのいずれか一方の端を揃えて配される。言い換えると、それぞれの受光領域５３における第２方向の両端のうちのいずれか一方の端点を結ぶ直線が第１方向に平行となる。なお、ここでの平行は±５度以内の差を含む。一方の端の位置を揃えることにより、光検出器５０の第２方向の長さを抑えることができ、小型化に貢献できる。
【0063】
なお、複数の受光領域５３の間におけるこれらの大小関係や配置関係は、発光装置１００に必ずしも要求されるものではない。
【0064】
光検出器５０は、１または複数の配線領域５４を有する。１または複数の配線領域５４は、受光面５２に設けられ得る。なお、受光面５２以外の面に設けられていてよい。各配線領域５４は受光領域５３と電気的に接続される。
【0065】
図示される光検出器５０の例では、受光面５２に設けられた複数の配線領域５４によって、受光面５２に配された全ての受光領域５３との電気的な接続が実現される。具体的には、３つの受光領域５３の電気的な接続のために４つの配線領域５４が設けられている。つまり、光検出器５０は、受光面５２において、受光領域５３の数よりも多い配線領域５４を有する。
【0066】
４つの配線領域５４のうちの３つは、互いに重複せずに、３つの受光領域５３のいずれかのアノード電極である。残りの１つは、３つの受光領域５３に共通するカソード電極である。
【0067】
図９に示される光検出器５０の例において、ｎ型半導体基板５８の上面には、開口部を有する絶縁層５９が形成されている。この開口部は、受光面５２の中央に設けられている。受光面５２において、この絶縁層５９の開口部が設けられている領域を、中央領域５６と呼ぶものとする。配線領域５４は、この絶縁層５９上に位置し、ｎ型半導体基板５８から絶縁されている。複数の受光領域５３は、いずれも、中央領域５６に配されている。なお、複数の受光領域５３は、保護膜によって覆われていてもよい。透光性を有する保護膜で覆うことで、光の検出を阻害せずに、受光領域５３を保護することができる。
【0068】
複数の配線領域５４は、受光面５２において中央領域５６から第１方向に延びた先に設けられる領域である端領域５７に設けられる（図８、図９）。配線領域５４を端領域５７に設けることにより、光検出器５０が第２方向に大きくなることを抑制できる。また、複数の配線領域５４は、中央領域５６を境にして、一方の第１方向（＋第１方向）へと延びた先にある端領域５７と、反対の方向（－第１方向）へと延びた先にある端領域５７と、に設けられる。これらの端領域５７を区別するため、それぞれ第１端領域５７、第２端領域５７と称することがある。なお、第１及び第２端領域５７のうちいずれか一方にのみ、複数の配線領域５４が設けられてもよい。
【0069】
光検出器５０は、受光面５２において、１または複数の実装領域４２を有する。実装領域４２は、他の構成要素を支持するために利用される領域である。１または複数の実装領域は、中央領域５６の外側に設けられる。１または複数の実装領域は、端領域５７と中央領域５６との間に設けられる。１または複数の実装領域は、第１端領域５７と第２端領域５７との間に設けられる。
【0070】
また、第１端領域５７と中央領域５６との間に１以上の実装領域４２が設けられ、第２端領域５７と中央領域５６との間に１以上の実装領域４２が設けられ得る。なお、この場合、光検出器５０は、複数の実装領域４２を有することになる。
【0071】
また、図８に示されるように、１または複数の実装領域４２は、複数の受光領域５３のうち第２方向に最も長い受光領域５３よりも、第２方向に突出しない。言い換えれば、１または複数の実装領域４２は、上面視で、この受光領域５３の第２方向の両端のそれぞれを通り、第１方向に進む仮想的な２つの直線に挟まれる。これにより、光検出器５０が第２方向に長くなるのを抑え、小型化に寄与することができる。
【0072】
また、図８に示されるように、１または複数の実装領域４２の上面は、１または複数の受光領域５３の上面よりも高い位置（上方）にある。このようにすることで、他の構成要素を実装領域４２に接させた状態で接合させることができ、接合の安定性を向上させることができる。また例えば、他の構成要素が受光領域５３に接触することを避けて、他の構成要素を光検出器５０に実装することもできる。
【0073】
１または複数の実装領域４２において他の構成要素が接合され得る。１または複数の実装領域４２は、それぞれ、例えば、絶縁層５９上に配された金属膜または金属バンプから構成され得る。実装領域４２を利用することで、光検出器５０の上に配置される他の構成要素を安定して支持することができる。
【0074】
図８に示される光検出器５０の例において、複数の実装領域４２の形状は、それぞれ、矩形である。また、第１実装領域４２と第２実装領域４２は同じ形状である。なお、各実装領域４２の形状は、矩形に限定されず、同じ形状でなくてもよい。各端領域５７と中央領域５６との間において、実装領域４２として利用可能なスペースの面積は、例えば、０．０５ｍｍ２以上０．２ｍｍ２以下の範囲にある。
【0075】
なお、光検出器５０は、実装領域４２以外の領域を、他の構成要素との接合に利用してもよい。言い換えれば、他の構成要素を支持するために利用される領域は、１または複数の実装領域４２に限らなくてもよい。実装領域４２は、実装の安定性または簡便性のための補助的な役割として用いられてもよい。
【0076】
光検出器５０には、受光面５２において、１または複数の導通領域５５が設けられる。導通領域５５は、物理的および電気的に、受光領域５３と配線領域５４とに接続する領域である。導通領域５５によって受光領域５３と配線領域５４とが電気的に接続される。
【0077】
図８に示される光検出器５０の例において、複数の導通領域５５のそれぞれは、中央領域５６と端領域５７との間であって、実装領域４２が設けられていない領域に設けられる。
【0078】
図示される光検出器５０の例では、受光面５２に配された全ての受光領域５３のそれぞれに繋がる複数の導通領域５５が設けられている。具体的には、３つの受光領域５３に繋がる３つの導通領域５５がある。つまり、受光面５２に配される受光領域５３の数と、導通領域５５の数は等しい。
【0079】
（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。
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。
【0080】
（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としては、例えば、サーミスタを用いることができる。
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としては、例えば、サーミスタを用いることができる。
【0081】
（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、他の構成要素と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。
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、他の構成要素と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。
【0082】
(レンズ部材８０)
レンズ部材８０は、１または複数のレンズ面を有して形成される。また、レンズ部材８０は、入射光をコリメートする。例えば、１または複数のレンズ面は、焦点位置から発散する光を受け、屈折によって発散光をコリメート光に変換してレンズ部材８０から出射するように設計される。レンズ面は、球面または非球面である。レンズ部材８０の光入射側の表面および／または光出射側の表面にレンズ面は形成される。レンズ部材８０の光入射側の表面および／または光出射側の表面には、反射防止膜または保護膜などの光学膜が設けられていてもよい。図示されるレンズ部材８０の例において、光入射側に凹レンズ面が形成され、光出射側に凸レンズ面が形成されている。なお、光入射側の表面に、複数のレンズ面が形成されてもよく、レンズ部材８０は、光入射側の表面に１または複数のレンズ面を形成し得る。また、光出射側の表面に複数のレンズ面が形成されてもよく、レンズ部材８０は、光出射側の表面に１または複数のレンズ面を形成し得る。
レンズ部材８０は、１または複数のレンズ面を有して形成される。また、レンズ部材８０は、入射光をコリメートする。例えば、１または複数のレンズ面は、焦点位置から発散する光を受け、屈折によって発散光をコリメート光に変換してレンズ部材８０から出射するように設計される。レンズ面は、球面または非球面である。レンズ部材８０の光入射側の表面および／または光出射側の表面にレンズ面は形成される。レンズ部材８０の光入射側の表面および／または光出射側の表面には、反射防止膜または保護膜などの光学膜が設けられていてもよい。図示されるレンズ部材８０の例において、光入射側に凹レンズ面が形成され、光出射側に凸レンズ面が形成されている。なお、光入射側の表面に、複数のレンズ面が形成されてもよく、レンズ部材８０は、光入射側の表面に１または複数のレンズ面を形成し得る。また、光出射側の表面に複数のレンズ面が形成されてもよく、レンズ部材８０は、光出射側の表面に１または複数のレンズ面を形成し得る。
【0083】
レンズ部材８０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８０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。図示されるレンズ部材８０の例において、レンズ部材８０は、光軸が水平方向に延びるように配されるとき、平坦な下面を有しており、この下面が接合面として機能し得る。
【0084】
（第２基板９０）
第２基板９０は、複数の配線領域９６を有している。図４では、第２基板９０に設けられた配線領域９６にハッチングが示されている。第２基板の配線領域９６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る。配線領域９６と電気的に接続される配線領域は、第２基板９０の下面に限らず、第２基板９０
のその他の外表面（上面および外側面）に設けることができる。
第２基板９０は、複数の配線領域９６を有している。図４では、第２基板９０に設けられた配線領域９６にハッチングが示されている。第２基板の配線領域９６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る。配線領域９６と電気的に接続される配線領域は、第２基板９０の下面に限らず、第２基板９０
のその他の外表面（上面および外側面）に設けることができる。
【0085】
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。
【0086】
第２基板９０は、セラミックよりも放熱性に優れた材料（熱伝導率の高い材料）から形成された部分を含んでいることが好ましい。図４に示される第２基板９０の例において、第２基板９０は、内部に埋め込まれた熱伝導部材９７を有している。この熱伝導部材９７は、第２基板９０の上面から下面まで貫通する開口部を埋めている。熱伝導部材９７は、第１基板１５の下面に対向する領域に設けられている。熱伝導部材９７は、前述した熱伝導率の高い材料から形成され得る。熱伝導部材９７の形状は任意である。図４に示される第２基板９０の例において、熱伝導部材９７は、図４の上下の２グループに分かれて配列される複数の配線領域９６のグループに挟まれた中央領域に配されている。
【0087】
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。
【0088】
（発光装置１００）
次に、発光装置１００について説明する。
次に、発光装置１００について説明する。
【0089】
以下に説明する発光装置の１００の例において、１または複数の発光素子２０は端面出射型の半導体レーザ素子（レーザダイオード）である。また、複数の配線７０は、発光素子２０に電気的に接続される複数の第１配線７１、および、光検出器５０に電気的に接続され複数の第２配線７２を含む。
【0090】
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、実装面１１Ｍに配され、側壁部１２に囲まれる。各発光素子２０は、サブマウント３０を介して実装面１１Ｍに配される。なお、１以上のサブマウント３０に複数の発光素子２０が配されてよい。また、１または複数の発光素子２０は、サブマウント３０を介さずに直接に実装面１１Ｍに配されてもよい。
【0091】
１または複数の発光素子２０は、側方に向かって光を出射する。また、１または複数の発光素子２０は、光出射面２１から、パッケージ１０が有する１または複数の外側面のうち光取出面１０Ａを有する外側面の方向に向かって、発散光を出射する。また、光出射面２１から出射される光軸を進む光は、第２方向へと進む。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。
【0092】
発光装置１００において、サブマウント３０は、パッケージ１０の内部に配される。サブマウント３０は、一方の接合面で発光素子２０と接合する。また、反対側の他方の接合面で実装面１１Ｍに接合する。なお、発光装置１００は、複数のサブマウント３０を有していてもよい。発光装置１００が複数のサブマウント３０を有する場合、１つのサブマウント３０に接合される発光素子２０の数を１つにしてもよい。
【0093】
発光装置１００において、光検出器５０は、パッケージ１０の内部に配される。光検出器５０は、実装面１１Ｍに配される。光検出器５０は、側壁部１２に囲まれる。また、光検出器５０は、実装面１１Ｍの上に直接配される。なお、光検出器５０は、実装面１１Ｍに直接配される代わりに、支持台などを介して配されてもよい。
【0094】
光検出器５０は、上面視で、光取出面１０Ａと発光素子２０との間に配される。また、光検出器５０は、サブマウント３０と光取出面１０Ａとの間に位置している。また、光検出器５０と発光素子２０との間の距離は、光検出器５０の第２方向の長さよりも短い。また、光検出器５０と発光素子２０からの光が入射するパッケージ１０の光入射面との間の距離は、光検出器５０の第２方向の長さよりも短い。これにより、パッケージ１０の小型化を図ることができ、発光装置１００の小型化に貢献することができる。
【0095】
光検出器５０は、受光面５２が上を向くように配される。図示される発光装置１００の例では、受光面５２は、実装面１１Ｍと平行である。ここでの平行は±５度以内の差を含む。また、光検出器５０の接合面５１は、金属層１７を介して実装面１１Ｍに接合される(図９)。
【0096】
発光装置１００において、光学部材４０は、パッケージ１０の内部に配される。また、光学部材４０は、光検出器５０の上方に配置される。また、光学部材４０は、光検出器５０の上面に配される。また、光学部材４０は、光検出器５０に接合される。光学部材４０の下面と光検出器５０の受光面５２とが対向するように光学部材４０が実装される。また、受光面５２における実装領域４２で光学部材４０が光検出器５０に固定される。
【0097】
なお、光学部材４０を光検出器５０に固定する方法は、このような例に限定されない。例えば、透明な樹脂層または接着層を介して、光学部材４０の下面を光検出器５０の受光面５２に接合してもよい。このような樹脂層または接着層の屈折率は、空気の屈折率(約
１．０)よりも高く、ガラス屈折率(例えば１．５)に近い。このため、光学部材４０と光
検出器５０の受光面５２との間が樹脂層または接着層で埋められていると、光学部材４０で反射された光が受光面５２で反射されにくくなる。
１．０)よりも高く、ガラス屈折率(例えば１．５)に近い。このため、光学部材４０と光
検出器５０の受光面５２との間が樹脂層または接着層で埋められていると、光学部材４０で反射された光が受光面５２で反射されにくくなる。
【0098】
なお、光学部材４０が金属バンプを介して光検出器５０の受光面５２に接合される形態では、受光面５２上に反射防止膜が堆積されていてもよい。そのような反防止膜は、受光面５２での光の反射を抑制するとともに、受光面５２を保護する機能を発揮し得る。
【0099】
光学部材４０には、１または複数の発光素子２０から出射された発散光が入射する。また、光学部材４０には、１または複数の発光素子２０から出射された光のうちの主要部分全体の光が入射する。１または複数の発光素子２０から出射された発散光がその光出射面２１から光学部材４０に入射するまでの光路上には、レンズなどの他の光学部材は配置されていない。発光素子２０から出射された光は、進行方向を変えることなく光学部材４０に到達する。他の構成要素を介在させないことで、光出射面２１から出射された光を短い距離で光学部材４０に到達させることができる。なお、光出射面２１と光学部材４０との間に、他の部材を介在させてもよい。
【0100】
光学部材４０は、入射した発散光のうち一部の光を反射し、残りの光を透過させる。光学部材４０の部分反射面４１により、入射した光は、透過光と反射光とに分けられる。透過光は光取出面１０Ａからパッケージ１０の外部へと出射され、反射光は光検出器５０に照射される。図示される発光装置１００の例では、光学部材４０によって分岐された透過光及び反射光のうち、透過光はメイン光として利用され、反射光はモニタ光として利用される。
【0101】
発光素子２０から出射された光は、光学部材４０の１つの側面から入射し、部分反射面４１を透過して、反対側の側面から出射され、パッケージ１０の側壁部１２を透過して、透光性領域１３から側方へと出射される。実装面１１Ｍに配される構成要素が多くなるとパッケージ１０の外形は大きくなるが、側面の方が上面よりも外形の拡大を抑えることが出来る。上面よりも側面の方が外形を小さくできる場合、光を側方から出射させることで
、光取出面Ａが設けられる面の大きさを抑えることができる。
、光取出面Ａが設けられる面の大きさを抑えることができる。
【0102】
また、発光素子２０から出射された光は、光学部材４０の１つの側面から入射し、部分反射面４１によって反射され、光学部材４０の下面から出射し、光検出器５０の受光面５２へと照射される。透過光および反射光は、いずれも発散光である。光学部材４０は、入射した光を下方に向けて反射する。
【0103】
光検出器５０の受光面５２は、光学部材４０により反射された発散光を受ける。また、受光領域５３は、光学部材４０により反射された光を受光する。発光素子２０から出射された主要部分の光のうち、光学部材４０によって反射された光は全て、受光領域５３に照射される。
【0104】
受光面５２は、光出射面２１に対して直交する。なお、直交していなくてもよい。また、受光面５２は、実装面１１Ｍに対して平行である。なお、平行でなくてもよい。ここでの直交及び平行は、±５度以内の差を含む。
【0105】
また、受光面５２は発光素子２０の光の出射点よりも低い位置に設けられる。発光装置１００において、実装面１１Ｍから受光面５２までの高さは、実装面１１Ｍから発光素子２０までの高さよりも低い。このような配置関係により、部分反射面４１の直下に受光領域５３を設けることができ、発光装置１００の第２方向の大きさを抑えることができる。
【0106】
また、上面視で、受光面５２の第１方向の長さは、サブマウント３０の第１方向の長さよりも大きい。また、上面視で、受光面５２の第１方向の長さとサブマウント３０の第１方向の長さとの差は、サブマウント３０の第１方向の長さよりも小さい。このような関係を満たすことで、サブマウント３０に対する光検出器５０の相対的なサイズ比が大きくなることを抑えることができ、発光装置１００の小型化に寄与し得る。
【0107】
また、上面視で、１または複数の受光領域５３は、第２方向に平行な２つの直線であって、かつ、それぞれがサブマウント３０の第１方向の両端を通る２つの直線に挟まれた領域内に配置される。また、上面視で、１または複数の配線領域５４は、この２つの直線に挟まれた領域の外側に配置される。このような関係を満たすことで、発光装置１００の第１方向の大きさを抑えることができる。
【0108】
また、上面視で、１または複数の実装領域４２は、第２方向に平行な２つの直線であって、かつ、それぞれがサブマウント３０の第１方向の両端を通る２つの直線に挟まれた領域内に配置される。また、上面視で、１または複数の実装領域４２は、第２方向に平行な２つの直線であって、かつ、それぞれが１または複数の発光素子２０が配置される領域における第１方向の両端を通る２つの直線に挟まれた領域の外側に配置される。このような関係を満たすことで、受光面５２の領域を第１方向の大きさを抑えることができる。
【0109】
第２方向の長さが最も大きい発光素子２０の第２方向の長さと、光検出器５０の第２方向の長さと、の和は、実装面１１Ｍの第２方向の長さの５０％以上である。なお、発光素子２０がサブマウント３０を介して実装面１１Ｍに配される場合、サブマウント３０の第２方向の長さと、光検出器５０の第２方向の長さと、の和が、実装面１１Ｍの第２方向の長さの５０％以上となる。このような関係を満たすことで、パッケージ１０の内部空間の余剰を抑え、発光装置１００の小型化に寄与し得る。
【0110】
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。１又は複数の保護素子６０Ａは、実装面１１Ｍに配される。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。
に対し、１の保護素子が設けられる。つまり、発光素子２０の数と同数の保護素子６０Ａが配される。
【0111】
また、上面視で、１または複数の保護素子６０Ａは、１または複数の発光素子２０が配置される領域における第１方向の両端を通る２つの直線に挟まれた領域の外側に配置される。また、上面視で、１または複数の保護素子６０Ａは、第２方向に平行な２つの直線であって、かつ、それぞれがサブマウント３０の第１方向の両端を通る２つの直線に挟まれた領域の外側に配置される。
【0112】
発光装置１００において、温度測定素子６０Ｂは、パッケージ１０の内部に配される。温度測定素子６０Ｂは、実装面１１Ｍに配される。温度測定素子６０Ｂは、発光素子２０の温度を測定する目的で配される。
【0113】
また、温度測定素子６０Ｂは、上面視で、１または複数の発光素子２０が配置される領域における第１方向の両端を通る２つの直線に挟まれた領域の外側に配置される。また、上面視で、温度測定素子６０Ｂは、第２方向に平行な２つの直線であって、かつ、それぞれがサブマウント３０の第１方向の両端を通る２つの直線に挟まれた領域の外側に配置される。
【0114】
また、上面視で、第１方向に平行で光検出器５０を通るあらゆる直線は、１または複数の保護素子６０Ａを通過しない。また、上面視で、第１方向に平行で光検出器５０を通るあらゆる直線は、温度測定素子６０Ｂを通過しない。光検出器５０の方が、１または複数の発光素子２０、または、サブマウント３０よりも第１方向に長いため、このような関係で保護素子６０Ａまたは温度測定素子６０Ｂを配置することで、パッケージ１０が第１方向に大きくなるのを抑えることができる。
【0115】
発光装置１００において、第１配線７１は、上面視で、発光素子２０の光出射面２１に平行な直線を境界にして、発光素子２０の側（発光素子２０の光出射面２１とは反対側の面を含む側）で、パッケージ１０の配線領域１４と接合する。これにより、第１配線７１が光の光路上に侵入することを回避しやすくなる。
【0116】
第２配線７２の両端のうちの一端は、配線領域１４に接合される。両端のうちの他端は、光検出器５０の配線領域５４に接合される。配線領域５４が光検出器５０の端領域５７に設けられることにより、パッケージ１０の配線領域１４と光検出器５０の配線領域５４との間の距離を短くし、第２配線７２の長さを短くすることができる。また、第２配線７２の高さを抑えることができ、高さを抑えた薄型の発光装置を実現できる。
【0117】
発光装置１００において、複数の第２配線７２がパッケージ１０内で基部１１上の配線領域１４と光検出器５０上に配線領域５４とに接合される。図示される例において、光検出器５０の電気的な接続に用いる全ての配線（第２配線７２）が、図７および図８の破線で示される部分Ｘの内部に位置する配線領域１４に接合される。より詳細には、第２配線７２は、上面視で、発光素子２０の光出射面２１に平行な直線を境界にして、光検出器５０側で、パッケージ１０の配線領域１４と接合する。これにより、第２配線７２が光の光路上に侵入することを回避しやすくなる。
【0118】
複数の第２配線７２のうち少なくとも１以上の第２配線７２は、上面視で、受光面５２の第２方向に関して最も端にある両端の一方の端を通り第１方向に伸びる直線と、他方の端を通り第１方向に伸びる直線と、に挟まれる領域内で、パッケージ１０の配線領域１４に接合する。複数の第２配線７２が、あるいは、全ての第２配線７２がこの領域内で配線領域１４に接合することが好ましい。このような構成を採用することにより、第２配線７
２の長さを短縮することが可能になる。
２の長さを短縮することが可能になる。
【0119】
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。また、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。なお、発光装置１００の全体が、集塵や空気中の水分などの影響による品質劣化を危惧する必要のない環境または雰囲気中で使用される場合、キャップ１６は不要である。例えば、発光装置１００の全体がエンクロージャによって封止される場合、キャップ１６によって発光素子２０、光学部材４０および光検出器５０を覆う必要はない。
【0120】
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、および、第２基板９０の複数の配線領域９６を介して、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。
【0121】
発光装置１００において、レンズ部材８０が、第２基板９０に実装される。なお、第２基板９０に限らず、例えば、図示される発光装置１００の第１基板１５を第２基板９０と同じ大きさにし、第１基板１５の上にレンズ部材８０を実装してもよい。レンズ部材８０は、パッケージ１０の外側に位置し、側壁部１２に囲まれていない。これにより、パッケージ１０のサイズを小さくできる。
【0122】
また、レンズ部材８０の下面は、実装面１１Ｍよりも低い。レンズ部材８０の下面を第２基板９０の上面に接合することで、レンズ部材８０の下面を、実装面１１Ｍよりも低い位置に配することができる。このように配置することで、パッケージ１０から出射される光を、実装面１１Ｍを含む平面よりも低い位置でレンズ部材８０に入射させることができる。
【0123】
レンズ部材８０には、１または複数の発光素子２０から出射され、透光性領域１３からパッケージ１０の外部へと出射された光が入射する。また、レンズ部材は、入射した光をコリメートして出射する。
【0124】
光取出面１０Ａから取り出される光の中心軸は、基部１１の実装面１１Ｍが拡がる方向（水平方向）を向いている。レンズ部材８０において光が出射されるレンズ面の光軸と、光取出面１０Ａから取り出される光の中心軸と、は基部１１の実装面１１Ｍから同じ高さにある。
【0125】
また、光取出面１０Ａから取り出される光の中心軸は、光取出面１０Ａに対して垂直である。レンズ部材８０において光が出射されるレンズ面の光軸も、光取出面１０Ａに対して垂直である。なお、ここでの垂直は、±５度以内の差を含む。また、光の中心軸は、光取出面１０Ａに対して必ずしも垂直でなくてもよい。
【0126】
図示される発光装置１００の例では、パッケージ１０の内部に複数の発光素子２０が配置される。複数の発光素子２０は、各光出射面２１が同じ方向を向くようにして、並べて配される。また、複数の発光素子２０は、各光出射面２１が平行になるように、ならべて配される。また、複数の発光素子２０の各光出射面２１から出射される光は、光取出面１０Ａを有するパッケージ１０の側面に向かって進む。なお、複数の発光素子２０の各光出射面２１は、同一平面上に揃っている必要はなく、平行である必要もない。
【0127】
また、図示される発光装置１００のように、複数の発光素子２０は、３つの半導体レー
ザ素子で構成することができる。また、３つの発光素子２０は、相互に異なるピーク波長を有する光を光出射面２１から出射する。３つの発光素子２０は、青色の光を放射する半導体レーザ素子、緑色の光を放射する半導体レーザ素子、および、赤色の光を放射する半導体レーザ素子である。３つの発光素子２０をＲＧＢの３色の光で構成する形態は、例えば、カラー画像表示の用途に採用され得る。なお、各発光素子２０が発する光の色は、これに限らず、また、可視光に限られない。
ザ素子で構成することができる。また、３つの発光素子２０は、相互に異なるピーク波長を有する光を光出射面２１から出射する。３つの発光素子２０は、青色の光を放射する半導体レーザ素子、緑色の光を放射する半導体レーザ素子、および、赤色の光を放射する半導体レーザ素子である。３つの発光素子２０をＲＧＢの３色の光で構成する形態は、例えば、カラー画像表示の用途に採用され得る。なお、各発光素子２０が発する光の色は、これに限らず、また、可視光に限られない。
【0128】
光検出器５０の受光面５２には、少なくとも、複数の発光素子２０に対応する複数の受光領域５３が設けられる。受光面５２に設けられる受光領域５３の数は、パッケージ１０の内部に配される発光素子２０の数と等しいか、あるいは、それ以上である。
【0129】
１つの受光領域５３には、１つの発光素子２０から出射され、光学部材４０によって反射された光が照射される。複数の受光領域５３のそれぞれにおいて、対応する１の発光素子２０から出射される主要部分の光のうち、光学部材４０によって反射された光が照射される。また、１つの発光素子２０から出射される主要部分の光は、複数の受光領域５３のうちの１つの受光領域５３のみに照射される。そのため、１つの発光素子２０から出射される主要部分の光は、複数の受光領域５３のうちの１つの受光領域５３に照射され、かつ、この受光領域５３と異なる受光領域５３には照射されない。また、１つの発光素子２０から出射される主要部分の光は、複数の受光領域５３のうちの１つの受光領域５３に照射され、かつ、複数の受光領域５３のうち他の全ての受光領域５３には照射されない。これにより、個々の発光素子２０から出射される光の強度をそれぞれ測定することができる。図示される発光装置１００の例では、３つの受光領域５３が、３つの発光素子２０に対応している。
【0130】
発光素子２０と光検出器５０との対比において、隣り合う２つの発光素子２０の間の距離よりも、この２つの発光素子２０に対応する２つの受光領域５３の間の距離の方が短い。また、第１方向に並ぶ複数の発光素子２０から任意に選択される２つの発光素子２０の間の距離よりも、この２つの発光素子２０に対応する２つの受光領域５３の間の距離の方が短い。１つの光検出器５０の受光面５２に複数の受光領域５３を設けることで、狭い間隔で２つの受光領域５３の配置することができ、発光装置１００の小型化に寄与し得る。
【0131】
また、複数の発光素子２０から出射され、透光性領域１３からパッケージ１０の外部へと出射された光は、レンズ部材８０に入射し、１のレンズ面から出射される。１のレンズ面から出射する光は、レンズ部材８０によりコリメートされている。図示される発光装置１００の例では、３つの発光素子２０から出射され、透光性領域１３からパッケージ１０の外部へと出射された光がレンズ部材８０に入射し、それぞれがコリメートされてレンズ面から出射される。１つのレンズ面によって複数の発光素子２０からの光をコリメートすることで、各発光素子２０に別々にレンズ面を設けるよりもレンズ部材８０を小さくすることができる。これにより発光装置１００の小型化に寄与し得る。
【0132】
次に、図１０および図１１を参照して、隣接する２つの発光素子２０から出射された光の発散角と、発光素子２０から受光面５２までの距離などの関係を説明する。図１０および図１１には、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸が示されている。
【0133】
発光素子２０から出射される発散光には、ＸＺ平面に平行な第１軸方向（Ｚ軸方向）に進む光が含まれる。光学部材４０は、このＺ軸方向に進む光の一部を反射して、ＸＺ平面（第１平面）に垂直なＹＺ平面(第２平面)と平行な第２軸方向(Ｙ軸方向)に進ませる。光学部材４０を透過する発散光は、Ｚ軸方向に進む。光学部材４０に入射する発散光は、少なくとも、ＸＺ平面（第１平面）に平行、かつ、Ｚ軸方向に垂直な第３軸方向(Ｘ軸方向)に拡がる光である。
【0134】
隣接する２つの発光素子２０の一方(第１発光素子)の光出射面２１から光検出器５０の受光面５２までの第１光路長をＬ１、第１発光素子２０から出射される主要部分の光の第３軸方向の拡がりの半角をθ１、第１発光素子２０から出射される主要部分の光のうち受光面５２に入射する光の照射領域２２の第１方向の半径をＲ１とする。なお、発光素子２０から出射された光は、第３軸方向に垂直な方向にも拡がってよい。また、発光素子２０が半導体レーザ素子である場合、照射領域２２は、第１発光素子２０から出射された発散光のうちの主要部分の光によって規定される。すなわち、照射領域２２は、受光面５２に入射する光が形成するＦＦＰの光強度分布において、ピーク強度値に対して１／ｅ２以上の強度を有する領域に相当する。
【0135】
同様に、隣接する２つの発光素子２０の他方（第２発光素子）の光出射面２１から光検出器５０の受光面５２までの第２光路長をＬ２、第２発光素子２０から出射される主要部分の光の拡がりの半角をθ２、第２発光素子２０から出射される主要部分の光のうち受光面５２に入射する光の照射領域２２の第１方向の半径をＲ２とする。
【0136】
なお、隣接する発光素子２０の間隔を狭くするには、垂直方向の拡がり角よりも水平方向の拡がり角をθ１に対応させる方が好ましい。このとき、受光面５２におけるＦＦＰの光強度分布のうち、主要部分の外形は、第１方向を短軸、第２方向を長軸とする楕円で近似される。この楕円は、発光素子２０の光出射面２１から受光面５２までの光路長Ｌ１、Ｌ２に比例して大きくなる。ここで、光路長Ｌ１、Ｌ２は、光が伝播する媒体の屈折率に依存する光学距離である。例えば屈折率が約１．５の光学ガラスから光学部材４０が構成される場合、光学部材４０の内部における光学距離は屈折率に比例して増加する。
【0137】
隣接する２つの発光素子２０が受光面５２に形成する照射領域２２の半径Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ、Ｌ１・ｔａｎθ１、Ｌ２・ｔａｎθ２である。このため、隣接する２つの発光素子２０の中心間隔(エミッタ間隔)をＰ１２とすると、受光面５２において隣接する照射領域２２のギャップは、Ｐ１２－（Ｌ１・ｔａｎθ１＋Ｌ２・ｔａｎθ２）である。Ｐ１２－（Ｌ１・ｔａｎθ１＋Ｌ２・ｔａｎθ２）の大きさがゼロ以上であれば、隣接する照射領域２２は受光面５２上で重なり合わない。
【0138】
発光素子２０の光出射面２１から受光面５２までの光路長Ｌ１、Ｌ２が大きくなりすぎると、Ｐ１２の間隔を大きくしなければ、Ｐ１２－（Ｌ１・ｔａｎθ１＋Ｌ２・ｔａｎθ２）の大きさが負となる。その場合、隣接する照射領域２２が受光面５２上で重なり合い、その結果、光検出器５０が隣接する発光素子２０から個別に出力信号を得られなくなる。個々の受光領域５３から得られる光検出器５０の出力信号に基づいて、それぞれの受光領域５３に対応する発光素子２０の光出力を独立して測定するには、Ｐ１２－（Ｌ１・ｔａｎθ１＋Ｌ２・ｔａｎθ２）の大きさがゼロ以上であることが好ましい。
【0139】
一方で、図示される発光装置１００の例では、複数の発光素子２０から出射された発散光を１個のレンズ部材８０でコリメートする。このため、すべての発光素子２０から出射された光の光軸をできるだけレンズ部材８０の光軸に集めて、レンズ面を通過させることが望ましい。このとき、Ｐ１２はできるだけ拡げたくないという要望が起こり得る。
【0140】
Ｐ１２の間隔を狭くしたい場合に、Ｐ１２－（Ｌ１・ｔａｎθ１＋Ｌ２・ｔａｎθ２）の大きさをゼロ以上とするには、（Ｌ１・ｔａｎθ１＋Ｌ２・ｔａｎθ２）を小さくする必要がある。光路長Ｌ１、Ｌ２が短くなるように発光装置１００を実装することができれば、Ｐ１２－（Ｌ１・ｔａｎθ１＋Ｌ２・ｔａｎθ２）をゼロ以上にしつつ、Ｐ１２の間隔を狭くすることができる。
【0141】
図示される発光装置１００の例において、発光素子２０の光出射面２１と光学部材４０(特に部分反射面４１)との間には、空気などの気体が存在しているが、レンズまたはパッケージ１０の一部などの他の部材は存在していない。このため、光学部材４０(特に部分
反射面４１)を発光素子２０の光出射面２１に近接配置させることが可能になる。また、
光学部材４０を発光素子２０の光出射面２１に近接させることにより、発光素子２０から出射された光が大きく拡がる前に反射光と透過光とに分離できる。
反射面４１)を発光素子２０の光出射面２１に近接配置させることが可能になる。また、
光学部材４０を発光素子２０の光出射面２１に近接させることにより、発光素子２０から出射された光が大きく拡がる前に反射光と透過光とに分離できる。
【0142】
このような発光装置１００によれば、１または複数の発光素子２０から出射される発散光がレンズまたはパッケージを透過する前に、発散光の一部を光学部材４０で反射して光検出器５０で検出するため、発光素子２０の光出射面２１から出射された光が光検出器５０の受光面５２に到達するまでの距離を短くすることが可能になる。
【0143】
また、上記の距離が短くなることにより、複数の発光素子２０を並べて配置する場合でも、受光面５２における発散光どうしの重なりを抑制しながら、発光素子２０の配列間隔を短縮することが実現可能になる。その結果、小型の光学部材４０の採用が可能になる。
【0144】
図１０の断面図が示すように、パッケージ１０の基部１１における実装面１１Ｍからサブマウント３０の上面までの高さＨ１よりも、実装面１１Ｍから光検出器５０の受光面５２までの高さＨ２の方が小さい。Ｈ１－Ｈ２の値を小さくすることにより、第１光路長Ｌ１および第２光路長Ｌ２を短くすることができる。
【0145】
なお、Ｈ１－Ｈ２の値を小さくすることを検討する際には、光学部材４０を透過する透過光のケラレの影響にも配慮するのが好ましい。例えば、発光素子２０の光出射面２１から出射された主要部分の光がレンズ部材８０に達する前に第２基板９０によるケラレが生じてしまうことは避ける方が好ましい。この場合、Ｈ１－Ｈ２の値を小さくすることに加えて、Ｈ１の高さをある程度確保することが有効である。
【0146】
なお、Ｈ１を、実装面１１Ｍから発光素子２０の光出射面２１における発光点までの高さ、に置き換えても、同様のことがいえる。また、図１１では、隣接する２つの発光素子２０の関係を説明したが、３つ以上の発光素子２０が並べて配置される場合も同様である。
【0147】
また、図１１の例示されるように、１つの照射領域２２の全体が、対応する１つの受光領域５３の内側に収まる必要はない。１つの照射領域２２の一部が、対応する１つの受光領域５３からはみ出ていてもよい。ただし、そのはみ出た照射領域２２の一部が、他の受光領域５３に含まれないことが好ましい。
【0148】
同一の受光面５２において、異なる発光素子２０が形成する照射領域２２は、相互に異なる形状およびサイズを有し得る。発光素子２０が形成する照射領域２２の形状、サイズ、および位置に応じて、受光領域５３の形状、サイズ、および位置が調整され得る。
【0149】
本実施形態では、発光装置１００において、光出射面２１から光学部材４０までの距離は、例えば、２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは約１００μｍ以下となる。また、光学部材４０が透過光を出射する側の面からパッケージ１０の側壁部１２までの距離は、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。
【0150】
また、隣接する第１発光素子と第２発光素子の中心間隔(エミッタ間隔)Ｐ１２が１００μｍ以上５００μｍ以下にある場合において、第１光路長Ｌ１および第２光路長Ｌ２は、いずれも、２００μｍ以上１５００μｍ以下の範囲にある。この場合、例えば、高さＨ１は、３００μｍ以上６００μｍ以下であり、高さＨ２は、１００μｍ以上３００μｍ以下
である。なお、この例において、発光素子２０の光出射面２１からレンズ部材８０までの距離は、１２００μｍ以上５０００μｍ以下であり得る。
である。なお、この例において、発光素子２０の光出射面２１からレンズ部材８０までの距離は、１２００μｍ以上５０００μｍ以下であり得る。
【0151】
また、２つの受光領域５３のギャップは、例えば５０μｍ以上１５０μｍの範囲にあり得る。各受光領域５３の第１方向における長さは、例えば１００μｍ以上２００μｍの範囲にあり得る。各受光領域５３の第２方向における長さは、例えば２５０μｍ以上５００μｍの範囲にあり得る。
【0152】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る発光装置２００を説明する。図１２は、発光装置２００の例示的な一形態を説明するための図面である。
第２実施形態に係る発光装置２００を説明する。図１２は、発光装置２００の例示的な一形態を説明するための図面である。
【0153】
発光装置２００は、構成要素として、パッケージ１０、１または複数の発光素子２０、サブマウント３０、光学部材４０、光検出器５０、保護素子６０Ａ、温度測定素子６０Ｂ、複数の配線７０、レンズ部材８０、および、これらの構成要素を支持する基板９０を備える。
【0154】
なお、パッケージ１０、１または複数の発光素子２０、サブマウント３０、光検出器５０、保護素子６０Ａ、温度測定素子６０Ｂ、第１配線７１、レンズ部材８０、および、基板９０については、第１実施形態と同様であり、第１実施形態に係る図面によって開示されている。第２実施形態の発光装置２００は、光学部材４０の形状が異なる点で、第１実施形態の発光装置１００と異なる。
【0155】
第２実施形態における光学部材４０は、部分反射面４１を表面に有するプレート部分を有している。図１２に示される発光装置２００の例において、発光素子２０の光出射面２１と部分反射面４１との間には、空気よりも屈折率が高いガラスなどの透明材料は存在していない。このため、発光素子２０の光出射面２１から光検出器５０の受光面５２までの光路長が実効的に短縮する。このことは、受光面５２における照射領域の拡大を抑制する効果をもたらす。
【0156】
このように光学部材４０の形状は、図示される例に限られず、多様であり得る。部分反射面４１を表面に有するプレート部分を光検出器５０上に固定する方法は任意である。例えば、プレート部分に直交する支持部材をプレート部分の両端に固定し、この支持部材を光検出器５０の受光面５２に位置する実装領域４２に接合してもよい。
【0157】
なお、光学部材４０を基部１１の実装面１１Ｍに配することもできる。しかし、光学部材４０と光検出器５０の受光面５２に対する配置関係が製造時にばらつくことは望ましくないため、光学部材４０は光検出器５０に対して固定されていることが好ましい。光検出器５０を実装面１１Ｍに配する前の段階において、光検出器５０と光学部材４０とが一体化された部品（「部分反射面付き光検出器」あるいは「ビームスプリッタ付き光検出器」）としてハンドリングされてもよい。
【0158】
＜変形例＞
第１実施形態および第２実施形態において、光検出器５０は、例えば図８および図９を参照しながら説明した構成を有しているが、光検出器５０は、このような構成を備える素子に限定されない。例えば、受光領域５３と配線領域５４とを電気的に接続する導通領域５５を改変した変形例を採用することができる。
第１実施形態および第２実施形態において、光検出器５０は、例えば図８および図９を参照しながら説明した構成を有しているが、光検出器５０は、このような構成を備える素子に限定されない。例えば、受光領域５３と配線領域５４とを電気的に接続する導通領域５５を改変した変形例を採用することができる。
【0159】
【0160】
この変形例では、上面視における導通領域５５の平面レイアウトは、図８に示される導通領域５５の平面レイアウトと同様である。異なる点は、この変形例における導通領域５５が、受光領域５３と同様の不純物領域から構成されていることにある。具体的には、この導通領域５５は、ｎ型半導体基板５８の上面（光検出器５０の受光面５２）に接する所定位置に形成されたｐ型不純物領域である。
【0161】
この変形例では、導通領域５５のレイヤと実装領域４２のレイヤが異なり、多層化が実現している。このため、実装領域４２は、導通領域５５と重なるように配され得る。このため、光学部材４０と光検出器５０との接合面積を拡大しやすい。しかし、導通領域５５も、受光領域５３と同様に入射光を受けると電子・正孔対を発生させてしまう。このため、この変形例では、例えば、光の照射領域を受光領域５３の内側に留めるなどの方法で、導通領域５５には光が入射しないように留意する必要がある。
【0162】
上記の各実施形態および変形例では、光学部材４０を光検出器５０の受光面５２に接合しているが、光学部材４０をパッケージ１０に固定する方法は、この例に限定されない。光学部材４０は、サブマウント３０に固定されてもよいし、キャップ１６の上面部または側面部、または、基部１１の実装面１１Ｍに直接または間接的に接合されてもよい。
【0163】
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。
【産業上の利用可能性】
【0164】
各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。
【符号の説明】
【0165】
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
１７ 金属層
２０ 発光素子
３０ サブマウント
４０ 光学部材
４１ 部分反射面
４２ 実装領域
５０ 光検出器
５１ 接合面
５２ 受光面
５３ 受光領域
５４ 配線領域
５５ 導通領域
５６ 中央領域
５７ 端領域
５８ ｎ型半導体基板
５９ 実装領域
６０Ａ 保護素子
６０Ｂ 温度測定素子
７０ 配線
７１ 第１配線
７２ 第２配線
８０ レンズ部材
９０ 基板（第２基板）
９６ 配線領域
９７ 熱伝導部材
１００ 発光装置（第１実施形態）
２００ 発光装置（第２実施形態）
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
１７ 金属層
２０ 発光素子
３０ サブマウント
４０ 光学部材
４１ 部分反射面
４２ 実装領域
５０ 光検出器
５１ 接合面
５２ 受光面
５３ 受光領域
５４ 配線領域
５５ 導通領域
５６ 中央領域
５７ 端領域
５８ ｎ型半導体基板
５９ 実装領域
６０Ａ 保護素子
６０Ｂ 温度測定素子
７０ 配線
７１ 第１配線
７２ 第２配線
８０ レンズ部材
９０ 基板（第２基板）
９６ 配線領域
９７ 熱伝導部材
１００ 発光装置（第１実施形態）
２００ 発光装置（第２実施形態）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】