JP6051069B2 - 半導体発光装置 - Google Patents

Description

本発明は半導体発光素子パッケージ及び波長変換部材を含む半導体発光装置に関する。

電力効率が高くかつ良好な消費電力特性を有する白色光源用の半導体発光装置として、可視光の半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子からの光を波長変換する波長変換部材を有し、これらの光の混色により白色光を得るものがある。この場合、波長変換部材は蛍光体及び蛍光体を固着させる結着剤よりなる。

近年、上述の半導体発光装置は車載環境等たとえばヘッドライトで用いられ、この結果、振動等の予測不可能な原因により、波長変換部材の脱落あるいは異常変形が発生することがある。このような波長変換部材の脱落あるいは異常変形によって半導体レーザ素子の高出力の光がユーザ等の目に直接入ると、ユーザ等の視力低下等を招く。

従来の半導体発光装置においては、半導体レーザ素子の密閉手段に入り込んだ外気を検知する圧力センサを設けることにより密閉手段の異常を検知して半導体レーザ素子の通電を停止している（参照：特許文献１）。

特開２００９−１４６９３８号公報

しかしながら、上述の従来の半導体発光装置においては、密閉手段の異常は検知されるものの、波長変換部材の脱落あるいは異常変形は直接検知されておらず、従って、半導体レーザ素子の高出力の光が半導体発光装置の外部へ照射されるのを防止できず、従って、人の目に直接入ることを防止できないという課題がある。

上述の課題を解決するために、本発明に係る半導体発光装置は、半導体発光素子パッケージと、半導体発光素子パッケージからの光を波長変換する波長変換部材と、半導体発光素子パッケージ及び波長変換部材を固定する固定構造とを具備する半導体発光装置において、波長変換部材を固定部材に押し付けるために弾性部材と、弾性部材と波長変換部材との間に設けられた圧力センサと、圧力センサの出力に基づいて半導体発光素子パッケージへの通電及び通電の停止を行うための制御部とを具備するものである。これにより、波長変換部材が脱落した場合、あるいは予想できない外力等により波長変換部材が異常変形した場合に、圧力センサが波長変換部材の脱落あるいは異常変形を検知する。

本発明によれば、波長変換部材の脱落あるいは異常変形を検知して半導体発光素子パッケージの通電を停止しているので、半導体発光素子の高出力の光が半導体発光装置の外部へ照射されるのを防ぎ、従って、人の目に直接入ることを防止できる。

本発明に係る半導体発光装置を示す断面図である。 図１の制御部の通電動作を説明するための制御ルーチンである。

図１は本発明に係る半導体発光装置を示す断面図である。

図１において、CAN型半導体レーザ素子パッケージ１、集光凸レンズ２及び波長変換部材３は放熱性の金属よりなる固定構造４によって固定される。具体的には、CAN型半導体レーザ素子パッケージ１は固定構造４の光源保持部４ａによって保持され、集光凸レンズ２は固定構造４のレンズ保持部４ｂによって保持され、波長変換部材３は固定構造４の波長変換部材保持部４ｃによって保持されている。この場合、光源保持部４ａ、レンズ保持部４ｂ及び波長変換部材保持部４ｃには接着剤（図示せず）が施される。

CAN型半導体レーザ素子パッケージ１はたとえば波長430〜460nmの青色光L1を出射する。この青色光L1は固定構造４の波長変換部材保持部４ｃの透過窓４ｃ’を介して波長変換部材３に入射する。波長変換部材３は青色光L1の一部を吸収して異なる波長の光を発生する蛍光体たとえばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）系蛍光体及び蛍光体を結着させる結着材よりなる。従って、波長変換部材３によって変換された光は変換されない青色光L1と混色して白色光L2となる。

波長変換部材３と波長変換部材３を押し付けるための弾性部材たとえばばね５との間に圧力センサ６が設けられている。すなわち、波長変換部材３が固定構造４の波長変換部材保持部４ｃに正常に位置していれば、圧力センサ６はばね５の押し付け力を受けてたとえば高レベルの出力信号Sを発生し、他方、波長変換部材３が固定構造４の波長変換部材保持部４ｃから脱落しもしくは波長変換部材３が異常変形していれば、ばね５の押し付け力が弱くなるので圧力センサ６はたとえば低レベルの出力信号Sを発生する。

圧力センサ６の出力信号Sは制御部７たとえばA/D変換器、RAM、ROM等を内戴するマイクロコンピュータに供給される。

制御部７のCAN型半導体レーザ素子パッケージ１の通電動作を図２の制御ルーチンを参照して説明する。尚、図２の制御ルーチンは所定時間毎に実行される。

始めに、ステップ２０１において、圧力センサ６の出力信号SをA/D変換して取込む。

次に、ステップ２０２において、圧力センサ６の出力信号Sが所定値α以上か否かを判別する。この結果、S≧αであれば、ステップ２０３に進み、S＜αであれば、ステップ２０４に進む。

ステップ２０３では、圧力センサ６の出力信号Sが高レベルであり、従って、波長変換部材３が正常であるので、制御部７はCAN型半導体レーザ素子パッケージ１を通電状態にし、他方、ステップ２０４では、圧力センサ６の出力信号Sが低レベルであり、従って、波長変換部材３が脱落しもしくは異常変形しているので、制御部７はCAN型半導体レーザ素子パッケージ１の通電を停止する。

そして、ステップ２０５にてこの制御ルーチンは終了する。

このように、波長変換部材３が脱落しもしくは異常変形した場合には、CAN型半導体レーザ素子パッケージ１の通電は停止されるので、半導体レーザ素子１の高出力の光がユーザ等の目に直接入ることを防止でき、ユーザ等の視力低下等を防止できる。

尚、上述の実施の形態においては、CAN型半導体レーザ素子パッケージ１の代りに他の半導体発光素子パッケージたとえば発光ダイオード（LED）素子パッケージを用いてもよい。

また、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲内でのいかなる変更にも適用し得る。

本発明は、上述の車載用ヘッドライト以外に、表示装置、照明器具、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置のバックライト光源、プロジェクタ装置、レーザディスプレイ装置、内視鏡等に利用可能である。

１：CAN型半導体レーザ素子パッケージ
２：集光凸レンズ
３：波長変換部材
４：固定構造
４ａ：光源保持部
４ｂ：レンズ保持部
４ｃ：波長変換部材保持部
４ｃ’：透過窓
５：ばね
６：圧力センサ
７：制御部

Claims (2)

1. 半導体発光素子パッケージと、
   該半導体発光素子パッケージからの光を波長変換する波長変換部材と、
   前記半導体発光素子パッケージ及び前記波長変換部材を固定する固定構造と
   を具備する半導体発光装置において、
   前記波長変換部材を前記固定部材に押し付けるために弾性部材と、
   該弾性部材と前記波長変換部材との間に設けられた圧力センサと、
   該圧力センサの出力に基づいて前記半導体発光素子パッケージへの通電及び該通電の停止を行うための制御部と
   を具備することを特徴とする半導体発光装置。
2. 前記半導体発光素子パッケージは半導体レーザ素子パッケージである請求項１に記載の半導体発光装置。

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