专利名称：光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及本发明涉及光学装置。
技术背景
作为光学装置的一例，在照明用的发光装置中，要求将放出光的配光角(light distribution angle)控制在规定的范围内。例如，在开关照明的情况下，要求使配光角缩小得较窄、提高光轴附近的发光强度(luminous intensity)。此外，作为光学装置的另一例，在受光装置中也要求将以规定的入射角入射的光高效地向受光元件的受光区域引导。
若在发光元件、受光元件中设置凸透镜(convex lens)或凹透镜(concave lens)， 则容易控制发光装置的配光角、受光装置的入射角。但是，例如，若采用半球透镜等，则其高度增大，发光装置、受光装置的薄型化困难。此外，将这些透镜外置于发光装置、受光装置的表面的工序难以包含在连续的自动装配线中。发明内容
本发明的实施方式，提供一种能够控制配光角或入射角、并且装置的薄型化容易的光学装置。
本发明的实施方式的光学装置，具备引线；发光元件，设在上述引线之上，能够发出放出光；以及封固层，该封固层以覆盖上述发光元件的方式而被设置，并具有上述放出光的光取出面；上述光取出面具有中心部、第一凸部(protruding portion)和连接部，该中心部包含上述放出光的光轴，该第一凸部包含将上述中心部包围的内侧面和朝向外侧的外侧面，该连接部位于上述内侧面的下方，且设在上述内侧面与上述中心部之间。上述连接部具有圆形部，该圆形部位于上述内侧面一侧及上述中心部一侧中的至少任一侧。上述第一凸部的上述外侧面具有比上述中心部的倾斜角的平均值大的倾斜角的平均值并使上述放出光发生折射，或者，上述第一凸部的上述内侧面具有比上述中心部的上述表面的倾斜角的平均值大的倾斜角的平均值并使上述放出光发生折射。
根据本发明的实施方式，能够提供可控制配光角或入射角、且装置的薄型化容易的光学装置。
图1 (a)是第一实施方式的发光装置的平面示意图，图1 (b)是沿A-A线的截面示意图，图1(c)是将光取出面放大后的截面示意图。
图2(a)是说明本实施方式的光取出面的作用的截面示意图，图2(b)是表示球面近似法的截面示意图。
图3是第一实施方式的发光装置的指向特性的图。
图4(a)是第一实施方式的变形例的发光装置的平面示意图，图4(b)是沿A-A线的截面示意图，图4(c)是将光取出面放大后的截面示意图。
图5是说明本实施方式的光取出面的作用的截面示意图。
图6(a)是第二实施方式的发光装置的平面示意图，图6(b)是其截面示意图。
图7 (a)是第三实施方式的发光装置的平面示意图，图7(b)是沿B-B线的截面示意图。
图8(a)是说明第三实施方式的作用的截面示意图，图8(b)是说明透镜的变形例的作用的截面示意图。
图9是说明第三实施方式的变形例的发光装置的作用的示意图。
图10(a)是第四实施方式的发光装置的局部截面示意图，图10(b)是凹透镜的截面示意图，图10(c)是指向特性的图。
图11 (a)是第五实施方式的发光装置的透镜的截面示意图，图11 (b)是分割前的组合透镜(combination lens)的截面示意图，图11 (c)是指向特性的图。
图12(a)是第六实施方式的受光装置的透镜的截面示意图，图12(b)是受光装置的截面示意图。
图13(a)是第七实施方式的发光装置的平面示意图，图13(b)是沿C-C线的截面示意图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1 (a)是第一实施方式的发光装置的平面示意图，图1 (b)是沿A-A线的截面示意图，图1(c)是将光取出面放大后的截面示意图。
发光装置，具有由树脂、陶瓷这样的绝缘材料构成的成型体10 ；第一引线12 ；第二引线14;发光元件20 ；封固层39 ；以及接合线15 (bonding wire)。
在成型体10设有凹部10a。在凹部IOa的底面10b，分别露出第一引线12的一个端部、第二引线14的一个端部。发光元件20通过银膏那样的导电性接合剂、金属焊料等而被接合在第一引线12之上。设置在发光元件20的上表面的一个电极20a通过接合线15 而与第二引线14连接。在凹部IOa内，以覆盖发光元件20的方式设有由硅树脂等构成的封固层39。另外，若通过含有反射性填料的热塑性树脂来构成成型体10，则能够将凹部IOa 的侧壁IOc作为光反射面。
光取出面44包含中心部30，在内部包含放出光的光轴40 ；第一凸部34，包围中心部30 ；以及第一连接部32，设置在中心部30与第一凸部34之间，包含向上方凹的曲面。 第一凸部34包含内侧面3 及外侧面34b，该内侧面3 设置在中心部30 —侧，该外侧面 34b朝向外侧而设置。此外，本图中，连接部32夹在中心部30和第一凸部34之间并设置于内侧面3 的下方。此外，连接部32能够将中心部30的表面30a的倾斜部、与第一凸部34 的倾斜部进行连接，包含向上凹的曲面。但是，连接部32的曲面不限于此。例如，曲面可以具有含有圆形部的凹陷、和平面，该圆形部设置在内侧面3 —侧及中心部30 —侧中的至少任一侧。
中心部30的表面30a能够做成平面或曲面。图1中，中心部30的表面30a包含向上凸的曲面。中心部30的上端及第一凸部34的上端既可以包含在硬化后的封固层39 的上表面42内，也可以在上表面42的下方。
此外，在中心部30和第一凸部34之间设置的、例如含有向上方凹的曲面的第一连接部32的截面，采用具有例如10 300 μ m左右的曲率半径RR的结构。在用于将如激光那样的相干光聚光、提高光取出效率的菲涅耳透镜、衍射光栅中，凸部之间的连接部通常需要陡峭的切口。但是，本实施方式中，改变非相干的放出光的折射方向而控制配光角，因此， 能够缓和连接部的切口的陡峭性。
包含这样的凸部及连接部的光取出面44的形状能够通过扫描激光而形成。例如， 若采用波长为10. 6 μ m附近的二氧化碳激光，则能够使距封固层39的上表面42的连接部的深度为例如300 μ m左右。若向硬化后的树脂层照射激光，则树脂层升华或溶融、气化，能够实现希望的连接部形状。
根据发明者们的实验可知，中心部30与第一凸部34之间的第一连接部32的曲率半径RR、凸部的上端锥部的宽度难以缩小为进行加工的激光的波长以下。因此，例如在采用二氧化碳激光的情况下，优选为，第一连接部32的圆形部的曲率半径RR在二氧化碳激光的波长即10. 6μπι以上，更优选的是，在激光的波长的3倍以上。
此外，利用激光从上表面42将封固层39去除直到规定深度的情况下，若在上端留有平坦部34c，则加工将变得容易。通常，若凸部的前端锥部细，则容易产生毛刺(〃U ) 等，存在难以使形状稳定化、使配光角变化的情况。若在平坦部34c的两侧设置圆形部，则能够将第一凸部34做成希望的形状并稳定地控制配光特性。即，优选在第一凸部34的上端设置10. 6 μ m以上的圆形部，在这3倍以上则更为优选。
图2(a)是说明本实施方式的发光装置的光取出面的作用的截面示意图，图2(b) 是说明球面近似法的截面示意图。
在封固层39上方，具有由与封固层39相同的材料构成的半球透镜90。考虑将半球透镜90的一侧垂直地2分割为DVl及DV2、使透镜球面朝向发光中心20b相似地移动半球透镜90的情况。S卩，移动曲面，以使得分割后的半球透镜90、91各自的球面所引起的折射方向与移动前平行。这样，外侧的分割区域DVl的球面的倾斜角的平均值β变得比中心部30的分割区域DV2的球面的倾斜角的平均值α大。另外，倾斜角的平均值定义为下述的面与上表面42交差的角度，该面为与包含球面的曲面的在上端与下端之间的中间位置上的曲面相切的面
由于来自发光元件20的放出光非相干，因此在分割后的球面的区域之间不必使相位一致。如果将发光区域的发光中心20b作为相似的中心，则能够连续排列与半球透镜 90相似的半球透镜。缩小了的相似形的分割后的球面引起的折射方向能够与半球透镜90 的球面引起的折射方向平行。即，若将发光中心20b设在半球透镜的中心位置的下方，则放出光不从发光中心20b呈放射状放出，使折射方向接近光轴40，对配光角的控制更加容易。 另外，半球透镜的中心定义为，用包含中心的平面对球透镜进行了 2分割的情况下出现的圆的中心。
被分割并缩小了的球面例如能够使各自的球面的上端对齐而配置，或者也可以使下表面对齐而排列。如果使上端对齐，则从封固层39刚刚硬化后的上表面42的激光加工去除区域最小，因此提高了透镜面形成的生产性。
在图2所示的截面中，能够沿着将发光中心(相似的中心)20b、与成型体10的凹部IOa的侧壁(反射面)IOc的上限部连结起来的直线而移动相似形的半球透镜91、92。第一实施方式中，对与被垂直分割后的球面对应的半球透镜的被缩小了的球面进行合成，形成希望的透镜。但是，接近光轴40的分割区域DV2的球面引起的折射角小。在该图中，分割后的球面透镜中，将使DV2的球面缩小了的半球透镜92的一部分设置在上端与封固层39 刚刚硬化后的上表面42相切的位置，作为中心部30的上表面30a。
此外，在截面中，将经过假想光线Ll与上表面42交差的点CRl的、半球透镜91的区域DVl的球面缩小后的半球透镜91的球面作为外侧面34b。将成为从半球透镜92向半球透镜91的转移部的内侧面设为34a。若如本图那样使转移部(内侧面)与假想光线Ll 的轨跡一致，则能够降低光损失(optical loss)。
结果，如图1(b)那样，放出光中的从中心部30的面30a出射的光Gl，除了光轴40 上的光以外而向光轴40侧折射。从第一凸部34的外侧面34b出射的光G2向光轴40侧折射。在外侧面为曲面的情况下，将曲面的倾斜角以其平均值来定义。例如，第一凸部34的外侧面34b的倾斜角的平均值β定义为，下述切线与平行于上表面42的面所成的角度的平均值，该切线是与区域DVl的曲面对应的半球透镜92的球面的切线。此外，中心部30的表面30a的倾斜角的平均值α定义为，表面30a的切线与平行于上表面42的面所成的角度的平均值。另外，若外侧面3 及表面30a在其截面中为直线，则倾斜角分别成为固定。
图2中，中心部30的表面30a的倾斜角的平均值α小于第一凸部34的外侧面 34b的倾斜角的平均值β。第一凸部34的球面中心位于发光中心20b的上方，因此对外侧面34b的入射角不会成为零，光向光轴40侧折射。S卩，如图1 (b)所示，被外侧面34b折射的光G2与被中心部30的曲面30a折射的光Gl相比更大地弯向光轴40侧，封固层39用作聚光透镜。
成型体10的凹部IOa的侧壁IOc用作反射面的情况下，若在第一凸部34的外侧进一步设置周边部38，则更容易控制配光角。朝向发光元件20的侧面方向而放出的光由于倾斜角0的侧壁IOc而发生反射，行进方向变化。关于反射光，能够将与反射面(侧壁IOc) 有关的发光中心20b的对称点S假想为发光点。
对侧壁IOc的上端与发光中心20b进行连结的直线、与半球透镜91的球面之间的交差点被设为点P。这时，将对称点S作为相似的中心，以将半球透镜90缩小了的半球透镜 94的球面在截面中通过点P的方式设置周边部38。由侧壁IOc反射并从周边部38的曲面 38a出射的光G4能够向光轴40侧折射，能够更容易地控制配光角。该情况下，设置在中心部30与第一凸部34之间的第一连接部32也构成光取出面44。本图中，缩小后的相似形的球面38a引起的折射方向平行于半球透镜90的球面引起的折射方向，从而容易控制配光角。此外，容易实现发光装置的薄型化。另外，在不怎么期待严密的聚光(converging)的情况下，在截面中具有大致与球面相当的面的角度的直线的曲面、或者该多个曲面的组合 (图2(b))也能够得到某种程度的效果。该情况下，中心部30的曲面与第一凸部34的外侧面34b的曲面也可以不是相似形。例如，可以是，中心部30包含向上方凸起的球面的一部分，第一凸部34的外侧面34b包含将向上方凸起的曲线的一部分绕光轴40旋转而生成的曲面。
在封固层的上方设置由其他工序形成的半球透镜的光学装置，其制造工序复杂， 且不容易实现自动化。即，进行发光元件的接合、引线接合之后，通过对液状封固树脂进行充填并加热等而进行一次硬化。接着，将上下反转，插入固定到液状树脂进入了的铸型 (casting type)的壳体模具(case mold)中，通过加热等而硬化。从壳体模具中抽取出后 (离模)，若进行二次硬化，则透镜型表面安装(SMD =Surface Mounted Device)型发光装置完成。这样，定位、向加热装置的装拆、离模等工序不适合连续自动化线。
对此，本实施方式的发光装置不需要定位、向加热装置的装拆、以及离模等工序。 通过自动化激光加工装置，将激光扫描并照射到平坦的封固层的表面。容易将激光的照射时间设置为例如1秒以下，适合连续自动化线。结果，容易实现批量生产性的提高和价格的降低。
另外，第一连接部32的曲率半径RR小时能够降低光损失。但是，如图1(c)所示， 即使是具有圆形部截面的连接部，若圆形部的曲率半径RR在10 300 μ m的范围内，则能够取出从连接部出射的大部分光。此外，根据发明者们的实验，已判明，若使曲率半径RR大于300 μ m,则透镜效果减弱。即，可以使曲率半径RR在300 μ m以下。
图3是第一实施方式的发光装置的指向特性的图。
半径方向是发光强度相对值，圆周方向是相对于光轴40的角度。以实线所表示的第一实施方式中，半极大处全宽度(full width at half maximum)能够为较窄的60度，配光角降低。对此，在具有平坦表面的封固层(虚线)，半极大处全宽度为2倍即120度。结果，发光装置的光轴40上的发光强度能够提高为具有平坦表面的发光装置的约3. 5倍。
激光加工中，难以形成陡峭的连接部，而形成具有圆形部的截面。图1是圆形部的曲率半径RR为50 μ m的发光装置，如图3所示，能够充分实现配光角的控制。此外，若使用例如准分子激光，则波长为较短的M8nm，因此，能够更容易地降低由激光加工引起的圆形部的曲率半径。
本实施方式的发光装置，不将放出光扩大为放射状，如开关照明、局部照明(spot illumination)那样适于在光轴40附近提高发光强度的用途。若发光元件20含有 Inx(AlyGa1^y) ^xP(0彡χ彡1，0彡y彡1)，则能放出绿色 红色的波长范围的光。此外，若发光元件20含有hxAly(iai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡l，x+y彡1)，则能放出紫外光 蓝色光。 该情况下，若在封固层39中混合配置荧光体粒子，则容易控制白色光等混合光的配光角。
图4(a)是第一实施方式的变形例的发光装置的平面示意图，图4(b)是沿A-A线的截面示意图，图4(c)是扩大了光取出面的截面示意图。
发光装置具有成型体10、第一引线12、第二引线14、发光元件20、封固层39以及接合线15。
光取出面44包含中心部30，在内部含有光轴40 ；第一凸部34，包围中心部30 ； 第二凸部36，包围第一凸部34 ；第一连接部32，设在中心部30与第一凸部34之间；以及第二连接部35，设在第一凸部34与第二凸部36之间。第一凸部34包含内侧面3 及外侧面 Mb，该内侧面3 设在中心部30 —侧，该外侧面34b设在第二凸部36 —侧。第二凸部36 包含内侧面36a及外侧面36b，该内侧面36a包围第一凸部34而设在第一凸部34 —侧，该外侧面36b朝向外侧。在第一凸部34的外侧面34b与第二凸部36的内侧面36a之间设置的第二连接部35含有例如向上方凹的曲面。或者，也可以是，第二连接部35具有圆形部和平坦的面，该圆形部设在第一凸部34 —侧及第ニ凸部36 —侧中的至少任ー侧。若在第二凸部36的上端留有平坦部36c，则激光加工将变得容易。此外，若在平坦部36c的两侧设置圆形部，则能够将第二凸部36做成希望的形状，稳定地控制配光特性。 即，在第二凸部36的上端，优选设置10. 6 μ m以上的圆形部，更优选设置其3倍以上的圆形部。将中心部30的表面30a做成平面或曲面。图4中，中心部30的表面30a包含向上凸的曲面。中心部30的上端、第一凸部34的上端及第ニ凸部36的上端也可以位于硬化后的封固层39的上表面42内，也可以位于上表面42的下方。此外，在第一凸部34和第二凸部36之间设置的第二连接部35的圆形部的截面例如具有10 300 μ m左右的曲率半径RR。图5是说明本实施方式的发光装置的光取出面的作用的截面示意图。在封固层39之上存在由与封固层39相同的材料构成的半球透镜90。考虑对半球透镜90的ー侧例如按同心圆状来垂直地进行7分割、使透镜球面朝向发光中心20b相似地移动。即，移动曲面以使得分割后的半球透镜(DVl DV7)各自的球面所引起的折射方向与移动前平行。另外，由于外侧的分割区域的球面的倾斜角大，所以凸部的高度増大。因此，本变形例中，使DVl与DV2的分割间隔为其他区域的一半，降低各自的高度。图5所示的截面中，能够沿着将发光中心(相似的中心)20b、与成型体10的凹部 IOa的侧壁(反射面)IOc的上端连结起来的直线而移动相似形的半球透镜91，92，93。本变形例中，对与被垂直分割后的球面对应的半球透镜的被縮小了的球面进行合成，形成希望的透镜。但是，光轴40附件的分割区域DV7的球面所引起的折射角小。因此，本图中，将半球透镜93的一部分设置在其上端与封固层39刚刚硬化后的上表面42相切的位置，作为中心部30的上表面30a，该半球透镜93是对以被分割后的球面透镜中的DV3 DV7为一体的1个球面进行縮小而得到的。此外，在截面中，将对半球透镜92的区域DV2的球面进行縮小而得到的半球透镜 92的球面设为34b，该半球透镜92经过假想光线Ll与上表面42相交差的点CRl。将作为从半球透镜93朝向半球透镜92的转移部的内侧面设为34a。进而，将经过假想光线L2与上表面42相交差的点CR2的、半球透镜91的区域DVl 的球面縮小而得到的球面设为36b。将作为从半球透镜92朝向半球透镜91的转移部的内侧面设为36a。若使该转移部与假想光线L2的轨跡一致，则能够降低光的损失。另外，半球透镜的分割数以及分割间隔不限于图4。結果，如图4(b)所示，放出光中的、从中心部30的面30a出射的光Gl向光轴40 ー侧折射。从第一凸部34的外侧面34b出射的光G2向光轴40侧折射。从第二凸部36的外侧面36b出射的光G3向光轴40侧折射。第一凸部34的外侧面34b的倾斜角的平均值 β定义为下述切线与平行于上表面42的面所成的角度的平均值，其中该切线是与区域DV2 的曲面对应的半球透镜92的球面的切线。此外，第二凸部36的外侧面36b的倾斜角的平均值、定义为下述切线与平行于上表面42的面所成角度的平均值，其中该切线是与区域 DVl的曲面对应的半球透镜91的球面的切线。第一凸部34的外侧面34b的倾斜角的平均值β小于第二凸部36的外侧面36b的倾斜角的平均值Y。因此，如图4(b)所示，被第二凸部36的外侧面36b折射的光G3与被第一凸部；34的外侧面34b折射的光G2相比而较大地弯向光轴40，封固层39作为聚光透镜^converging lens)而发挥作用。成型体10的凹部IOa的侧壁IOc作为反射面而发挥作用的情况下，若在第二凸部 36的外侧进ー步设置周边部38，则配光角的控制将变得更容易。朝向发光元件20的侧面方向而放出的光被倾斜角θ的侧壁IOc反射，行进方向变化。关于反射光，能够将与反射面(侧壁IOc)有关的发光中20b的对称点S假想为发光点。将侧壁IOc的上端与发光中心20b连结起来的直线、与半球透镜91的球面之间的交差点被设为点P。此时以对称点S作为相似的中心，在将半球透镜90縮小后的半球透镜 94的球面在截面中经过P点的位置，设置周边部38。被侧壁IOc反射并从周边部38的曲面38a出射的光G4能够向光轴40侧折射，能够更容易地控制配光角。该情况下，在第二凸部36与周边部38之间设置的第三连接部37也构成光取出面44。另外，第一连接部32、第二连接部35、第三连接部37等的曲率半径RR小时能够降低光损失。图6 (a)是第二实施方式的发光装置的平面示意图，图6(b)是沿A-A线的截面示意图。第二实施方式中，发光中心20b位于半球透镜90的中心90a的上方。因此，朝向第一凸部34的外侧面34b的入射角不会为零，光G2向从光轴40离开的ー侧折射。此外， 被中心部30的表面30a折射的光Gl向从光轴40离开的方向前迸。并且，被第一凸部34 的外侧面34b折射的光G2与被中心部30的表面30a折射的光Gl相比而较大地弯向外側。 但是，与封固层39的上表面42平坦的情况相比，能够降低光的阔度。图7 (a)是第三实施方式的发光装置的平面示意图，图7(b)是沿B_B线的截面示意图。第三实施方式适用于在一个封装中组装多个发光元件、发光元件的发光面积大的情况下的光学装置。图7(a)、图7(b)中，采用作为转移部的内侧面与光轴40平行、将外侧面作为折射面的结构，能够任意选择各透镜区域的大小。即，在使用大面积发光元件的情况及将发光元件排列多个来使用的情况下等，能够容易地扩大有效光源大小。该情况下，球面34b与36a之间的第二连接部35具有例如向上凹的曲面。连接部 35的截面中的曲率半径RR能够设为例如10 300 μ m等。第三实施方式中，与具有平坦的封固层39的上表面的发光装置相比，能够提高光取出效率。进而，通过改变光取出面44的形状，能够控制配光角。图8(a)是说明第三实施方式的作用的截面示意图，图8(b)是说明其变形例的结构的截面示意图。将被分割为DV2 DV7的半球透镜的球面配置在刚刚硬化后的封固层39的上表面42的下方。图8(a)中，以使分割后的各个球面的上端位于同一平面上的方式进行配置。 此外，图8(b)中，以使与分割区域DV4 7对应的球面位于封固层39刚刚硬化后的上表面 42下方的方式进行配置。这样，使分割后的球面的位置在封固层39内上下改变，从而能够更加扩大配光角的控制范围。相反地，也可以考虑以下结构，即向外侧地降低凸部的位置， 减轻从内侧的凸部发出的光再次进入该外侧的凸部而折射的情況。
图9是说明第三实施方式的变形例的光学装置的作用的图。本图中，在3个发光元件20的上方设置第一实施方式所采用的光取出面44。从中央的发光元件20放出的光线与原先的半球透镜的光线位置一致性良好。但是，从两侧的发光元件20最大量地放出的朝向上方的光到达作为转移部的内侧面34a，与朝向虚线所示的原先的半球透镜的球面的入射角不同。因此，光源的面积大的情况下，为了实现与原先的半球透镜相近的配光特性，如图7及图8所示，优选为，相当于转移部的内侧面与光轴方向平行。图10(a)是第四实施方式的发光装置的局部截面示意图，图10(b)是凹透镜的截面示意图，图10(c)是指向特性的图。图10(a)中，在封固层39的表面设有凹透镜。如图10(b)所示，凹透镜97被分割为DVlO DV16，其曲面向刚刚硬化后的封固层39的上表面42的下方移动。内侧面为曲面的情况下，将曲面的倾斜角以其平均值来定义。例如，第一凸部34 的内侧面Ma的倾斜角的平均值β定义为，内侧面34a的切线与上表面42所成角度的平均值。此外，中心部30的表面30a的倾斜角的平均值α定义为，切线与上面42所成角度的平均值。第一凸部；34的内侧面34a的倾斜角的平均值β大于中心部30的表面30a的倾斜角的平均值α。因此，被第一凸部;34的内侧面3 折射的光G2与被中心部30的表面 30a折射的光Gl相比而较大地弯向从光轴40离开的ー侧，封固层39作为发散透镜而发挥作用。另外，若做成将被分割后的凹透镜的区域按相似形縮小了的曲面，则配光角的控制将变得更容易。如图10(c)所示，具有上表面平坦的封固层的发光装置的半极大处全宽度(虚线) 是120度。另ー方面，实线所示的第四实施方式的半极大处全宽度是135度，能够扩大配光角、以大范围放出光。图11 (a)是第五实施方式的发光装置的透镜的截面示意图，图11 (b)是分割前的組合透镜的截面示意图，图11(c)是指向特性的图。第五实施方式采用的分割前的透镜如图11 (b)所示是组合透镜98，中心部30可用作凹透镜，周边部可用作凸透镜。例如，从中央部30的凹部30a出射的光、从第一凸部34 的内侧面Ma出射的光、从第二凸部36的内侧面36a出射的光分别以从光轴40离开的方式向外侧折射。若采用这样的组合透镜，则光在光轴40附近区域发生扩散，并且光利用从光轴40离开的区域而被聚光。結果，例如，距光轴40在30度以内的角度范围中，能够保持光轴40上的发光强度的90%以上的发光强度。此外，光取出面44是矩形或椭圆形的情况下，可以将椭圆透镜的曲面分割而合成曲面。图12(a)是第六实施方式的受光装置的透镜的截面示意图，图12(b)是受光装置的截面示意图。受光装置具有成型体10、第一引线12、第二引线14、受光元件20以及封固层39。成型体10中设有凹部10a。在凹部IOa的底面10b，分別露出第一引线12的ー个端部和第二引线14的ー个端部。光电ニ极管、光电晶体管以及受光IC等受光元件20通过导电性接合剤、金属焊料等而接合在第一引线12之上。在凹部IOa内，以覆盖受光元件20 的方式设有由硅树脂等构成的封固层39。在封固层39的表面，通过激光加工而形成具有图12(b)的截面的入射面45。该情
11况下，第一凸部；34的外侧面34b的倾斜角的平均值β大于中心部30的表面30a的倾斜角的平均值α。因此，向外侧面34b入射的入射光R2与向中心部30的表面30a入射的入射光Rl相比而较大地弯向光轴40侧，容易提高受光元件20的受光灵敏度。图13(a)是第七实施方式的发光装置的平面示意图，图13 (b)是沿C-C线的截面示意图。发光装置具有第一引线12、第二引线14、发光元件20以及由成型的树脂构成的封固层39。发光元件20通过导电性接合剤、金属焊料等而接合在第一引线12之上。封固层 39采用硅树脂等，能够通过传递模塑(transfer molding)法等而形成。被中心部30折射的光G1、被第一凸部34折射的光G2、被第二凸部36折射的光G3向光轴40侧折射，能够实现配光角的控制。在封固层39的表面设有光取出面44，容易控制配光角。作为实现本说明书记载的曲面的具体方法，可以考虑具有某曲率半径的球面、具有多个不同曲率半径的球面的組合、非球面的曲面。此外，如图2(b)所示，将平面组合而得到的复合平面也能够得到实质等同的效果。以上，第一 第七实施方式的光学装置以及付随于它们的变形例能够容易地控制来自发光元件的放出光的配光角、或朝向受光元件的入射光的入射角。这些光学装置容易实现薄型化。进而，能够实现连续的自动装配线，从而能够降低发光装置及受光装置的价格。基于实施例说明了本发明，但这些实施例只是例示，并不用来限定本发明。这些实施方式能够用其他各种方式来实施，在不脱离本发明主旨的范围内，可以对这些实施方式进行各种省略、替代及变更，它们都落入本发明的范围内，通过随附的权利要求及其等同替代方式来限定。
权利要求
1.一种光学装置，其特征在于，具备引线；光学元件，设置于上述引线之上；以及封固层，该封固层以覆盖上述光学元件的方式而被设置，上述封固层的上表面具有中心部、凸部和连接部，该中心部包含上述光学元件的光轴，该凸部包含将上述中心部包围的内侧面和朝向外侧的外侧面，该连接部位于上述内侧面的下方并设在上述内侧面和上述中心部之间，上述连接部具有圆形部，该圆形部位于上述内侧面一侧及上述中心部一侧中的至少任一侧，上述凸部的上述外侧面具有比上述中心部的表面的倾斜角的平均值大的倾斜角的平均值。
2.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，上述光学元件是发光元件，能够使放出光通过上述封固层的上述上表面而放出。
3.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于，上述中心部包含向上方凸的第一曲面的一部分，上述凸部的上述外侧面包含第二曲面的一部分，该第二曲面是以上述发光元件的发光中心为相似中心、将上述第一曲面相似地放大而得到的曲面。
4.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，上述第一曲面及上述第二曲面分别是半球，与上述第二曲面的上述半球的中心的位置相比，上述第一曲面的上述半球的中心的位置接近上述发光中心。
5.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，上述第一曲面及上述第二曲面分别是半球，与上述第二曲面的上述半球的中心的位置相比，上述第一曲面的上述半球的中心的位置远离上述发光中心。
6.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于，上述中心部包含向上方凸的第一曲面的一部分，上述凸部的上述外侧面是第二曲面，该第二曲面通过将向上方凸的曲线的一部分绕上述光轴旋转而生成。
7.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于，上述凸部的上述外侧面包含向上方凸的曲面，并且使上述放出光向上述光轴侧折射。
8.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于，上述封固层含有荧光体粒子。
9.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，上述连接部的上述圆形部的曲率半径在10 μ m以上且300 μ m以下。
10.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，该光学装置还具备设有凹部的成型体，该凹部具有底面及侧壁，在上述底面露出上述光学元件。
11.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，上述光学元件是受光元件，能够通过上述封固层的上述上表面而接受入射光。
12.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于， 上述凸部包含实质平坦的上表面。
13.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于， 上述中心部包含实质平坦的上表面。
14.一种光学装置，其特征在于， 具备引线；光学元件，设置在上述引线之上；以及封固层，该封固层以覆盖上述光学元件的方式而被设置，上述封固层的上表面具有中心部、凸部和连接部，该中心部包含上述光学元件的光轴，该凸部包含将上述中心部包围的内侧面和朝向外侧的外侧面，该连接部位于上述内侧面的下方并设在上述内侧面和上述中心部之间，上述连接部具有圆形部，该圆形部位于上述内侧面一侧及上述中心部一侧中的至少任一侧，上述凸部的上述内侧面具有比上述中心部的表面的倾斜角的平均值大的倾斜角的平均值。
15.如权利要求14所述的光学装置，其特征在于，上述光学元件是发光元件，能够使放出光通过上述封固层的上述上表面而放出。
16.如权利要求15所述的光学装置，其特征在于，上述凸部的上述内侧面包含向上方凹的曲面，并且使上述放出光向远离上述光轴的一侧折射。
17.如权利要求15所述的光学装置，其特征在于， 上述封固层含有荧光体粒子。
18.如权利要求14所述的光学装置，其特征在于，上述连接部的上述圆形部的曲率半径是10 μ m以上且300 μ m以下。
19.如权利要求14所述的光学装置，其特征在于， 上述凸部包含实质平坦的上表面。
20.如权利要求14所述的光学装置，其特征在于， 上述中心部包含实质平坦的上表面。
全文摘要
本发明提供一种光学装置，具备引线，发光元件，以及以覆盖上述发光元件的方式而设置、具有上述放出光的光取出面的封固层。上述光取出面具有中心部，包含上述放出光的光轴；第一凸部，包含包围上述中心部的内侧面和朝向外侧的外侧面；以及连接部，位于上述内侧面的下方，并且设置在上述内侧面、上述中心部与上述内侧面之间。上述连接部具有圆形部，该圆形部位于上述内侧面一侧及上述中心部一侧中的至少任一侧。上述外侧面具有比上述中心部的表面的倾斜角的平均值大的倾斜角的平均值，并使上述放出光进行折射，或者，上述内侧面具有比上述中心部的上述表面的倾斜角的平均值大的倾斜角的平均值，并使上述放出光进行折射。
文档编号H01L33/54GK102544330SQ20111026554
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月8日 优先权日2010年12月13日
发明者有泉喜夫, 武泽初男 申请人:株式会社东芝