JP2002280655A

JP2002280655A - 光出力装置および光出力装置用レンズ素子

Info

Publication number: JP2002280655A
Application number: JP2001032385A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Nasukawa; 利通名須川
Original assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Current assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-09-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ＶＣＳＥＬから放射されるレーザ光束の強度を
容易かつ確実に検出でき、ＶＣＳＥＬをアレイ化した場
合にも光学的なクロストークの生じ難い、新規な光出力
装置を実現する。【解決手段】ＶＣＳＥＬ素子１０と、正のパワーを持
ち、ＶＣＳＥＬ素子１０から放射される発散性のレーザ
光束を入射されるレンズ素子１２と、このレンズ素子の
レンズ作用を受けたレーザ光束の一部をモニタ光として
受光して電気信号に変換するモニタ用の光検出手段１
４、１５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光出力装置およ
び光出力装置用レンズ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＶＣＳＥＬ（ｖｅｒｔｉｃａｌｃａｖ
ｉｔｙｓｕｒｆａｃｅｅｍｉｔｔｉｎｇｌａｓｅ
ｒ）は、放射するレーザ光束の断面形状が円形状に近
く、高い光密度を有し、単一モードで作動する特性を有
するところから、光ピックアップの如き光学装置や、光
ファイバ通信等の光源としての使用が意図されている。

【０００３】ＶＣＳＥＬにおいても、温度変動やＶＣＳ
ＥＬ自体の経時的な特性劣化による放出レーザ光束の強
度変動がある。このため、ＶＣＳＥＬから放射されるレ
ーザ光束の強度を安定させるため、放射レーザ光束の強
度をモニタする必要がある。

【０００４】通常の半導体レーザは、背面放出レーザ光
束の強度を検出するモニタ方式が可能であるが、ＶＣＳ
ＥＬはその構造上「背面放出がない」ので、このような
モニタ方式を利用できない。

【０００５】そこで、ＶＣＳＥＬでは「正面側に放射さ
れるレーザ光束の一部」を受光してモニタを行うように
している。このようなモニタ方式として特開平９−１９
８７０７号公報、特開平１０−５１０６７号公報に記載
されたものが知られている。

【０００６】これら公報に記載されたモニタ方式では、
ＶＣＳＥＬの正面側に放射されるレーザ光束の一部をＶ
ＣＳＥＬのパッケージの射出窓で反射させ、パッケージ
内に配置した受光部で受光することにより、レーザ光束
の強度を検出している。

【０００７】これらのモニタ方式では、パッケージの射
出窓による反射レーザ光束を受光部で受光するので、受
光部による検出を良好に行うには、反射光に対する受光
部の位置を精度良く設定する必要があり、受光部の設置
に高い精度が要求されるためパッケージの組立てが容易
でなく、ために歩留まりが低く、結果的にパッケージの
コストが高くなる。

【０００８】また、ＶＣＳＥＬから放射されるレーザ光
束を射出窓で反射させて受光部に導くと「ＶＣＳＥＬか
ら受光部に至る光路長」が長くなるが、ＶＣＳＥＬから
放射されるレーザ光束は発散性であるので、受光部に到
達する光エネルギ密度が小さくなりやすい。このような
低エネルギ密度のレーザ光束の強度を検出しようとする
と、受光部の面積を大きくするか、受光部の感度を高め
る必要がある。

【０００９】受光部自体もパッケージ内に配置されるこ
とを考えると、受光部の大面積化はパッケージの大型化
を招くし、受光部の高感度化はコストの上昇を招来す
る。また、上記各公報に記載されたモニタ方式を用いる
場合、ＶＣＳＥＬをアレイ化するとＶＣＳＥＬ間の光学
的なクロストークを生じやすい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ＶＣＳＥ
Ｌから放射されるレーザ光束の光強度を容易かつ確実に
検出でき、ＶＣＳＥＬをアレイ化した場合に光学的なク
ロストークの生じ難い、新規な光出力装置および光出力
装置用レンズ素子の実現を課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の光出力装置
は、ＶＣＳＥＬ素子と、レンズ素子と、光検出手段とを
有する（請求項１）。「ＶＣＳＥＬ素子」は、ＶＣＳＥ
Ｌチップと、これを電気的に駆動する駆動手段とを有す
る。

【００１２】「レンズ素子」は、正のパワーを持ち、Ｖ
ＣＳＥＬ素子から放射される発散性のレーザ光束を入射
される。「光検出手段」は、レンズ素子のレンズ作用を
受けたレーザ光束の一部を、モニタ光として受光して電
気信号に変換する。

【００１３】この請求項１記載の光出力装置において、
レンズ素子は「入射してくるレーザ光束の殆どの部分に
対して所望のレンズ作用を持つ部分と、入射してくるレ
ーザ光束の一部をモニタ用の光検出手段の受光部に向け
て、モニタ光として集光するモニタ用レンズ部分と」を
一体に有することができる（請求項２）。

【００１４】この請求項２記載の光出力装置における
「レンズ素子の所望のレンズ作用」はコリメート作用で
あることもできるし（請求項３）、集光作用であること
もできる（請求項４）。

【００１５】請求項１〜４の任意の１に記載の光出力装
置における光検出手段は「レンズ面を形成されたレンズ
素子基板の、入射側と反対側の基板面」に形成すること
ができ（請求項５）、この場合、光検出手段を「導波路
と光電変換部とを有する」ように構成し、モニタ光が導
波路に入射して導波路により光電変換部へ導波されるよ
うにすることができる（請求項６）。

【００１６】上記請求項１〜６の任意の１に記載の光出
力装置は「複数のＶＣＳＥＬ発光部をアレイ配列」して
なるＶＣＳＥＬ素子を用い、「個々のＶＣＳＥＬ発光部
に１：１に対応してレンズをアレイ配列したレンズアレ
イ」をレンズ素子として用いることができる（請求項
７）。即ち、ＶＣＳＥＬ素子は、複数のＶＣＳＥＬ発光
部を持つこともできる。この場合の複数のＶＣＳＥＬ発
光部は互いに個別的でもよいし、互いにモノリシックに
一体化されていてもよい。勿論、単一のＶＣＳＥＬ発光
部と駆動手段とで「ＶＣＳＥＬ素子」を構成することが
できることは言うまでも無い。

【００１７】この発明の「光出力装置用レンズ素子」は
上記請求項２記載の光出力装置に用いられるレンズ素子
であり、「入射してくるレーザ光束の殆どの部分に対し
て所望のレンズ作用を持つ部分と、入射してくるレーザ
光束の一部をモニタ用の光検出手段の受光部に向けて集
光するモニタ用レンズ部分とを一体に有する」ことを特
徴とする（請求項８）。

【００１８】請求項８記載の光出力装置用レンズ素子に
おける「所望のレンズ作用」は、コリメート作用でも良
いし（請求項９）、集光作用でも良い（請求項１０）。
所望のレンズ作用としては他に、ＶＣＳＥＬ発光部から
放射される発散性のレーザ光束の発散性を弱め、適当な
発散性をもった光束に変換するような作用でもよい。

【００１９】上記請求項８〜１０の任意の１に記載の光
出力装置用レンズ素子において、レンズ面を形成された
レンズ素子基板の、入射側と反対側の基板面に光検出手
段を一体に形成することができ（請求項１１）、この場
合、レンズ素子基板に一体化された光検出手段が導波路
と光電変換部とを有するようにし、モニタ用レンズ部分
によりモニタ光を導波路に入射させ、導波路により光電
変換部へ導波するように構成することができる（請求項
１２）。

【００２０】請求項８〜１２の任意の１に記載の光出力
装置用レンズ素子は、レンズアレイとして構成すること
ができる（請求項１３）。

【００２１】請求項１４記載の光出力装置も、請求項１
記載の光出力装置と同様、ＶＣＳＥＬ素子と、レンズ素
子と、光検出手段とを有する。ＶＣＳＥＬ素子は請求項
１記載のものと同様のものである。

【００２２】「レンズ素子」は、正のパワーのレンズ面
を持ち、ＶＣＳＥＬ素子から放射される発散性のレーザ
光束を入射され、上記レンズ面のレンズ作用を受けた全
レーザ光束を入射されるハーフミラー面を有する。

【００２３】「光検出手段」は、レンズ素子において、
ハーフミラー面により反射されたレーザ光束をモニタ光
として受光して電気信号に変換する。

【００２４】この請求項１４記載の光出力装置におい
て、レンズ素子のレンズ作用は「コリメート作用もしく
は集光作用」であることができる（請求項１５）。ま
た、請求項１４または１５記載の光出力装置において、
レンズ素子のハーフミラー面は「マイクロハーフミラー
面アレイ」として形成することができる(請求項１６)。

【００２５】上記請求項１４〜１６の任意の１に記載の
光出力装置において、レンズ素子を「レンズ基板の、片
面に正のパワーをもつレンズ面、他方の面にハーフミラ
ー面を形成されたもの」とすることができ（請求項１
７）、あるいは「片面に正のパワーを持つレンズ面、他
方の面にハーフミラー面が形成された第１のレンズ基板
の、ハーフミラー面側に、第２の基板を接着したもの」
とすることができる(請求項１８)。

【００２６】この請求項１８記載の光出力装置において
「第２の基板の、接着側の面と逆の面の、第１のレンズ
基板のレンズ面に対応する位置に、第２のレンズ面を形
成する」ことができる（請求項１９）。第２のレンズ面
は正のパワーを有することもできるし、負のパワーを持
つようにしてもよく、互いに直行する方向でパワーの異
なるアナモルフィックなレンズ面としてもよい。第２の
基板は、第２のレンズ面を持たない単なる平行平面基板
であってもよい。

【００２７】第２のレンズ面をアナモルフィックなレン
ズ面とする場合、第１のレンズ基板に形成される(第１
の)レンズ面もアナモルフィックなレンズ面とし、第１
のレンズ面と第２のレンズ面とで「所望のレンズ作用
(例えば、コリメート作用や集光作用)」を実現するよう
にしてもよい。

【００２８】請求項１４〜１９の任意の１に記載の光出
力装置は、ＶＣＳＥＬ素子として複数のＶＣＳＥＬ発光
部をアレイ配列したものを用い、レンズ素子として、個
々のＶＣＳＥＬ発光部に１：１に対応してレンズをアレ
イ配列したレンズアレイを用いることができる（請求項
２０）。

【００２９】上記請求項１４〜２０の任意の１に記載の
光出力装置において「レンズ素子におけるハーフミラー
面の反射率」は３％〜１５％の範囲、より好適には５％
〜１０％の範囲が良い（請求項２１）。

【００３０】請求項２２記載の光出力装置用レンズ素子
は、前記請求項１４記載の光出力装置に用いられるもの
であって「正のパワーのレンズ面を持ち、ＶＣＳＥＬ素
子から放射される発散性のレーザ光束を入射され、上記
レンズ面のレンズ作用を受けた全レーザ光束を入射され
るハーフミラー面を有する」ことを特徴とする。

【００３１】この請求項２２記載の光出力装置用レンズ
素子のハーフミラー面は「マイクロハーフミラー面アレ
イ」として形成することができる（請求項２３）。光出
力装置用レンズ素子のレンズ作用は「コリメート作用も
しくは集光作用」であることができる（請求項２４）。
光出力装置用レンズ素子のレンズ作用としては他に、Ｖ
ＣＳＥＬ発光部から放射される発散性のレーザ光束の発
散性を弱め、適当な発散性をもった光束に変換するよう
な作用でもよい。

【００３２】請求項２２〜２４の任意の１に記載の光出
力装置用レンズ素子は「レンズ素子基板の片面に正のパ
ワーをもつレンズ面を形成し、他方の面にハーフミラー
面を形成したもの」とすることも(請求項２５)、「片面
に正のパワーを持つレンズ面、他方の面にハーフミラー
面を形成された第１のレンズ基板の、ハーフミラー面側
に、第２の基板を接着したもの」とすることもできる
(請求項２６)。

【００３３】この請求項２６記載の光出力装置用レンズ
素子においては「第２の基板の、接着側の面と逆の面
の、第１のレンズ基板のレンズ面に対応する位置に、第
２のレンズ面を形成」することができる（請求項２
７）。

【００３４】第２のレンズ面は正のパワーを有すること
もできるし、負のパワーを持つようにしてもよく、互い
に直行する方向でパワーの異なるアナモルフィックなレ
ンズ面としてもよい。第２のレンズ面をアナモルフィッ
クなレンズ面とする場合、第１のレンズ基板に形成され
る(第１の)レンズ面もアナモルフィックなレンズ面と
し、第１のレンズ面と第２のレンズ面とで「所望のレン
ズ作用(例えば、コリメート作用や集光作用)」を実現す
るようにしてもよい。

【００３５】上記請求項２２〜２７の任意の１に記載光
出力装置用レンズ素子は「レンズアレイとして構成」す
ることができ（請求項２８）、また、ハーフミラーの反
射率は３％〜１５％、より好ましくは５％〜１０％の範
囲のものとするのが良い（請求項２９）。

【００３６】

【発明の実施の形態】図１において、符号１０はＶＣＳ
ＥＬ（チップ）、符号１２はレンズアレイ、符号１４は
モニタ用光検出器、符号１５は電気回路、符号１０Ａは
半導体基板、符号２０は光ファイバを示している。

【００３７】この実施の形態は「１個のＶＣＳＥＬと１
個のレンズと１本の光ファイバを１組」とし、各１組に
おいて、ＶＣＳＥＬから放射される発散性のレーザ光束
をレンズにより集光性のレーザ光束に変換して、光ファ
イバの入射端面に集光させて入射させる場合である。

【００３８】「ＶＣＳＥＬとレンズと光ファイバとの
組」は、図面に直交する方向へアレイ状に配列され、図
１はアレイ状配列における任意の１組を示している。Ｖ
ＣＳＥＬ１０は、半導体基板１０Ａ上に複数チップが、
所定の位置関係（説明中の例では等間隔）で１列に配列
形成され、これらを電気的に駆動する駆動手段（すでに
良く知られているので図示を省略する）と共に「ＶＣＳ
ＥＬ素子」を構成している。

【００３９】レンズアレイ１２は「レンズ素子」を構成
する。レンズアレイ１２は、図１の矢印Ａの側から見る
と、図２に示すように、同一形状のレンズ１２１，１２
２，１２３，．．．が等間隔で直線的に配列された構成
となっている。

【００４０】個々のレンズ１２１，１２２，１２
３，．．は、共通の透明基板の片面に「屈折面」として
形成されたマイクロレンズである。これらレンズは同一
形状であるので、レンズ１２１を例にとって説明する
と、図２に示されたように、レンズ１２１は、２つのレ
ンズ部分１２Ａ、１２Ｂとにより構成されている。これ
らレンズ部分１２Ａ、１２Ｂは「互いに異なるレンズ作
用」を有する。

【００４１】このレンズ作用を、図１を参照して説明す
ると、レンズ部分１２Ａは「入射してくるレーザ光束の
殆どの部分」に対して正のパワーのレンズ作用を持ち、
このレンズ作用は、ＶＣＳＥＬ１０から入射してくる発
散性のレーザ光束を「集束性のレーザ光束」に変換する
作用である。

【００４２】レンズ部分１２Ｂは、入射してくるレーザ
光束の一部を、モニタ用の光検出手段の受光部であるモ
ニタ用光検出器１４に向けて、モニタ光として集光する
機能を「レンズ作用」として有する。

【００４３】図１の実施の形態において、モニタ用光検
出器１４は薄膜光センサで、照射光に応じた光電流を発
生する。電気回路１５は薄膜回路で、モニタ用光検出器
１４を動作させ、モニタ用光検出器１４が受光するレー
ザ光束部分の光強度を電気信号に変換する。

【００４４】モニタ用光検出器１４と電気回路１５と
は、レンズ１２１等が形成されている透明基板の、レン
ズ形成面と逆の側の面に薄膜として形成されている。こ
のようなモニタ用光検出器１４と電気回路１５の組が、
個々のレンズに対応してアレイ状に配列形成されてい
る。

【００４５】ＶＣＳＥＬ素子における個々のＶＣＳＥＬ
１０を発光させると、放射される発散性のレーザ光束
は、レンズアレイ１２においてＶＣＳＥＬに対応したレ
ンズに入射し、レンズ部分１２Ａに入射したレーザ光束
部分（ＶＣＳＥＬ１０から放射される大部分のレーザ光
束）は、レンズ部分１２Ａの正のパワーにより集束レー
ザ光束に変換され、対応する光ファイバ２０の入射端面
に集光して入射する。

【００４６】レンズ部分１２Ｂに入射したレーザ光束
は、レンズ部分１２Ｂの正のパワーにより集束レーザ光
束とされ、モニタ用光検出器１４に入射する。モニタ用
光検出器１４の受光光量は電気回路１５により電気信号
化される。従って、この電気信号を、図示されない制御
回路により、一定に保つようにＶＣＳＥＬ１０の駆動電
流を制御すれば、ＶＣＳＥＬ１０の出力を安定させるこ
とができる。

【００４７】図３に実施の別の形態を示す。繁雑を避け
るため、混同の虞がないと思われるものについては図１
におけると同一の符号を付した。即ち、図１におけると
同一の符号の部分は図１におけると同様のものである。

【００４８】この実施の形態は「１個のＶＣＳＥＬと１
個のレンズを１組」とし、各１組において、ＶＣＳＥＬ
から放射される発散性のレーザ光束をレンズにより平行
レーザ光束とする場合である。

【００４９】「ＶＣＳＥＬとレンズとの組」は、図面に
直交する方向へアレイ状に配列され、図１はアレイ状配
列における任意の１組を示している。即ち、ＶＣＳＥＬ
１０は、図１の実施の形態と同様、半導体基板１０Ａ上
に複数チップが所定の位置関係（説明中の例では等間
隔）で１列に配列形成され、これらを電気的に駆動する
駆動手段（すでに良く知られているので図示を省略す
る）と共に「ＶＣＳＥＬ素子」を構成している。

【００５０】レンズアレイ１３は「レンズ素子」を構成
する。レンズアレイ１３における各レンズの配列は、図
２に示した例のものと同様、同一形状の複数のレンズが
等間隔で直線的に配列された構成となっている。

【００５１】この実施の形態においてもレンズアレイ１
３の個々のレンズは、共通の透明基板の片面に「屈折
面」として形成されたマイクロレンズである。レンズア
レイ１３における個々のレンズは、図に示すようにレン
ズ部分１３Ａとレンズ部分１３Ｂとを有する。

【００５２】レンズ部分１３Ａは「入射してくるレーザ
光束の殆どの部分」に対して正のパワーのレンズ作用を
持ち、このレンズ作用は、ＶＣＳＥＬ１０から入射して
くる発散性のレーザ光束を「（実質的な）平行レーザ光
束」に変換する作用である。

【００５３】レンズ部分１３Ｂは、入射してくるレーザ
光束の一部を、モニタ用の光検出手段の受光部であるモ
ニタ用光検出器１４に向けて、モニタ光として集光する
機能をレンズ作用として有する。

【００５４】図１の実施の形態と同様、モニタ用光検出
器１４は薄膜光センサで、照射光に応じた光電流を発生
し、電気回路１５は薄膜回路で、モニタ用光検出器１４
を動作させ、モニタ用光検出器１４が受光するレーザ光
束部分の光強度を電気信号に変換する。モニタ用光検出
器１４と電気回路１５とは、レンズが形成されている透
明基板の、レンズ形成面と逆の側の面に薄膜として形成
されている。

【００５５】モニタ用光検出器１４と電気回路１５の組
は、個々のレンズに対応してアレイ状に配列形成されて
いる。

【００５６】ＶＣＳＥＬ素子における個々のＶＣＳＥＬ
１０を発光させると、放射される発散性のレーザ光束
は、レンズアレイ１３においてＶＣＳＥＬに対応したレ
ンズに入射し、レンズ部分１３Ａに入射したレーザ光束
部分（ＶＣＳＥＬ１０から放射される大部分のレーザ光
束）は、レンズ部分１３Ａの正のパワーにより平行レー
ザ光束に変換される。

【００５７】レンズ部分１３Ｂに入射したレーザ光束
は、レンズ部分１３Ｂの正のパワーにより集束レーザ光
束とされ、モニタ用光検出器１４に入射する。モニタ用
光検出器１４の受光光量は電気回路１５により電気信号
化される。従って、この電気信号を図示されない制御回
路により一定に保つようにＶＣＳＥＬ１０の駆動電流を
制御すれば、ＶＣＳＥＬ１０の出力を安定させることが
できる。

【００５８】図４に実施の他の形態を示す。図４におい
ても、混同の虞がないと思われるものについては、図１
におけると同一の符号を付した。

【００５９】図４の実施の形態は、図１の形態と同様
「１個のＶＣＳＥＬと１個のレンズと１本の光ファイバ
を１組」とし、各１組において、ＶＣＳＥＬから放射さ
れる発散性のレーザ光束をレンズにより集光性のレーザ
光束に変換して、光ファイバの入射端面に集光させて入
射させる場合である。

【００６０】「ＶＣＳＥＬとレンズと光ファイバとの
組」は図面に直交する方向へアレイ状に配列され、図４
はアレイ状配列における任意の１組を示している。図１
の実施の形態と全く同様に、ＶＣＳＥＬ１０は、半導体
基板１０Ａ上に複数チップが、所定の位置関係で１列に
配列形成され、これらを電気的に駆動する（図示されな
い）駆動手段と共に「ＶＣＳＥＬ素子」を構成してい
る。

【００６１】「レンズ素子」を構成するレンズアレイ１
２は、図１の実施の形態におけると同じものであり、個
々のレンズの構成および配列は図２に示す如くである。

【００６２】図４に示すレンズ部分１２Ａ、１２Ｂは
「互いに異なるレンズ作用」を有するが、これらレンズ
部分のレンズ作用は、図１の実施の形態におけると全く
同様であり、レンズ部分１２Ａは「入射してくるレーザ
光束の殆どの部分」に対して正のパワーのレンズ作用を
持ち、ＶＣＳＥＬ１０から入射してくる発散性のレーザ
光束を「集束性のレーザ光束」に変換し、レンズ部分１
２Ｂは「入射してくるレーザ光束の一部」を、モニタ用
の光検出手段の受光部に向けて、モニタ光として集光さ
せる。

【００６３】モニタ用の光検出手段（の１単位）は、図
４の実施の形態においては、導波路１６とモニタ用光検
出器１７と、図示されない電気回路とで構成されてい
る。

【００６４】そして、薄膜層として形成された導波路１
６の一端部が「受光部」として、レンズ部分１２Ｂに対
応する位置に配置されている。このため、ＶＣＳＥＬ１
０から放射され、レンズ部分１３Ｂに入射したレーザ光
束は、上記受光部に入射し、導波路１６によりモニタ用
光検出器１７に導波される。モニタ用光検出器１７は図
示されない電気回路により駆動され、電気回路はモニタ
用光検出器の受光光量を電気信号に変換する。

【００６５】この実施の形態においては、導波路１６と
モニタ用光検出器１７と図示されない電気回路が１組と
なって、レンズが形成されている透明基板の、レンズ形
成面と逆の側の面に、個々のレンズに対応してアレイ状
に配列形成されている。

【００６６】ＶＣＳＥＬ素子における個々のＶＣＳＥＬ
１０を発光させると、放射される発散性のレーザ光束は
レンズアレイ１２において「ＶＣＳＥＬに対応したレン
ズ」に入射し、レンズ部分１２Ａに入射したレーザ光束
部分は、レンズ部分１２Ａの正のパワーにより集束レー
ザ光束に変換され、対応する光ファイバ２０の入射端面
に集光して入射する。

【００６７】レンズ部分１２Ｂに入射したレーザ光束
は、レンズ部分１２Ｂの正のパワーにより集束レーザ光
束とされ、導波路１６の受光部に入射し、導波路１６に
より導波されてモニタ用光検出器１７に入射して電気信
号化される。従って、この電気信号を図示されない制御
回路により一定に保つようにＶＣＳＥＬ１０の駆動電流
を制御すれば、ＶＣＳＥＬ１０の出力を安定させること
ができる。

【００６８】図５は、図１の実施の形態の変形例であ
る。即ち、図１の実施の形態においては、「ＶＣＳＥＬ
とレンズと光ファイバとからなる組」を複数組、直線的
に配列してアレイ化したが、図５の実施の形態では、上
記組を２次元的な配列にした場合である。

【００６９】即ち、基板１０Ａ’には、ＶＣＳＥＬ（チ
ップ）１０が図面に直交する方向へ等間隔で配列され、
ＶＣＳＥＬ（チップ）１１が図面に直交する方向へ等間
隔で配列されている。これらＶＣＳＥＬ１０，１１の配
列は、千鳥状である。図５において、ＶＣＳＥＬ１０か
らのレーザ光束は光ファイバ２０に結合され、ＶＣＳＥ
Ｌ１１からのレーザ光束は光ファイバ２０’に結合され
る。また、ＶＣＳＥＬ１０からのレーザ光束のモニタ光
はモニタ用光検出器１４（各ＶＣＳＥＬ１０に対応す
る）に集光され、ＶＣＳＥＬ１１からのレーザ光束のモ
ニタ光はモニタ用光検出器１４’（各ＶＣＳＥＬ１１に
対応する）に集光される。

【００７０】図６は、レンズ素子１２’が有するレンズ
の配列状態（ＶＣＳＥＬの配列形態に応じて千鳥状であ
る）を示している。レンズ１２１Ａ，１２２Ａ，１２３
Ａ，．．はＶＣＳＥＬ１０の配列に対応し、レンズ１２
１Ｂ，１２２Ｂ，．．はＶＣＳＥＬ１１の配列に対応し
ている。符号１５１Ａ，１５２Ａ，１５３Ａ，．．１５
１Ｂ，１５２Ｂ，．．は光検出手段の各電気回路（図５
の符号１５，１５’に対応する部分）を示している。レ
ンズ１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａ，．．１２１Ｂ，１
２２Ｂ，．．は同一形状である。

【００７１】即ち、ＶＣＳＥＬ素子におけるチップとレ
ンズ素子におけるレンズの配列形態は１次元的でもよい
し２次元的でも良い。図５、図６に示した実施の形態で
説明したような２次元的な配列は、図３や図４の実施の
形態の場合にも適用可能であることは言うまでも無い。

【００７２】図１、図３、図４、図５の実施の各形態で
は、ＶＣＳＥＬ素子、レンズ素子はアレイ構造となって
いる。しかし、各ＶＣＳＥＬからのレーザ光束は対応す
るレンズのレンズ作用を受けて「対応する光検出手段」
に受光されるので、各光検出手段は隣接するＶＣＳＥＬ
からのレーザ光を実質的に受光することが無く、従っ
て、ＶＣＳＥＬ間の光学的なクロストークを有効に防止
できる。

【００７３】上に説明した実施の各形態の光出力装置
は、ＶＣＳＥＬ素子と、正のパワーを持ち、ＶＣＳＥＬ
素子から放射される発散性のレーザ光束を入射されるレ
ンズ素子１２、１３と、このレンズ素子のレンズ作用を
受けたレーザ光束の一部をモニタ光として受光して電気
信号に変換するモニタ用の光検出手段１４，１５（１
４’，１５’，１６，１７）とを有する（請求項１）。

【００７４】そして、レンズ素子１２、１３、１２’
は、入射してくるレーザ光束の殆どの部分に対して所望
のレンズ作用を持つ部分１２Ａ（１３Ａ）と、入射して
くるレーザ光束の一部をモニタ用の光検出手段の受光部
１４、１４’、１６に向けて、モニタ光として集光する
モニタ用レンズ部分１２Ｂ（１３Ｂ）とを一体に有する
（請求項２）。

【００７５】図３の実施の形態においては、レンズ素子
のレンズ部分１３Ａのレンズ作用がコリメート作用であ
り（請求項３）、図１、図４、図５の実施の形態におい
ては、レンズ素子のレンズ部分１２Ａのレンズ作用が集
光作用である（請求項４）。

【００７６】また、図１、図２、図３、図５の実施の形
態とも、レンズ面１２Ａ（１３Ａ）、１２Ｂ（１３Ｂ）
を形成されたレンズ素子１２（１２’）の基板の、入射
側と反対側の基板面に光検出手段１４，１５（１４’，
１５’，１６，１７）が形成されている（請求項５）。

【００７７】図４の実施の形態においては、光検出手段
が導波路１６と光電変換部１７とを有し、モニタ光は導
波路１６に入射し、導波路１６により光電変換部１７へ
導波される（請求項６）。

【００７８】また図１、図３、図４、図５の実施の形態
は何れも、ＶＣＳＥＬ素子が、複数のＶＣＳＥＬ発光部
をアレイ配列してなり、レンズ素子が、個々のＶＣＳＥ
Ｌ発光部に１：１に対応してレンズをアレイ配列したレ
ンズアレイ１２、（１２’，１３）である（請求項
７）。

【００７９】図１、図３、図４、図５の実施の形態にお
いて、レンズアレイ１２（１２’，１３）は、入射して
くるレーザ光束の殆どの部分に対して所望のレンズ作用
を持つ部分１２Ａ（１３Ａ）と、入射してくるレーザ光
束の一部をモニタ用の光検出手段の受光部に向けて集光
するモニタ用レンズ部分１２Ｂ（１３Ｂ）とを一体に有
する光出力装置用レンズ素子（請求項８）であり、図３
の実施の形態のレンズアレイ１３は、上記所望のレンズ
作用がコリメート作用である光出力装置用レンズ素子
（請求項９）であり、図１、図４、図５の実施の形態に
おけるレンズアレイ１２（１２’）は、上記所望のレン
ズ作用が集光作用である光出力装置用レンズ素子（請求
項１０）である。

【００８０】また、図１、図３、図４、図５の実施の形
態において、レンズ面を形成されたレンズ素子基板１
２、１２’、１３と、その入射側と反対側の基板面に、
基板と一体に形成された光検出手段１４（１４’）、１
５（１５’）、１６，１７とは、請求項１１記載の光出
力装置用レンズ素子を構成し、図４の実施の形態におけ
るレンズ素子基板１２と、これに一体化して形成され、
導波路１６と光電変換部１７とを有する光検出手段と
は、請求項１２記載の光出力装置用レンズ素子を構成す
る。

【００８１】上に説明した実施の各形態における光出力
装置用レンズ素子は、レンズアレイとして構成されてい
る（請求項１３）。上には、ＶＣＳＥＬ素子とレンズ素
子を「アレイ化」した例に即して実施の各形態を説明し
たが、上記実施の各形態における、ＶＣＳＥＬ素子にお
けるＶＣＳＥＬとレンズ素子におけるレンズ、光検出手
段をそれぞれ単一とし、これら単一のＶＣＳＥＬを持つ
素子と、単一のレンズを持つレンズ素子と、単一の光検
出手段とを組合せて「光出力装置」を構成できることは
言うまでも無い。

【００８２】なお、上述した図１、図３、図４、図５の
実施の各形態において、基板１０Ａ（１０Ａ’）とレン
ズアレイ１２（１２’）、基板１０Ａとレンズアレイ１
３とを適宜の手段により一体化し、光出力装置を「パッ
ケージ」として構成できることは言うまでも無い。この
場合、光出力装置用レンズ素子はパッケージの射出用窓
となる。

【００８３】図７に実施の他の形態を示す。図７におい
ても、混同の虞がないと思われるものについては、図１
におけると同一の符号を付した。

【００８４】図７の実施の形態は、図１の形態と同様
「１個のＶＣＳＥＬと１個のレンズと１本の光ファイバ
を１組」とし、各１組において、ＶＣＳＥＬから放射さ
れる発散性のレーザ光束をレンズにより集光性のレーザ
光束に変換して、光ファイバの入射端面に集光させて入
射させる場合である。

【００８５】「ＶＣＳＥＬとレンズと光ファイバとの
組」は図面に直交する方向へ１列にアレイ状に配列さ
れ、図７は「アレイ状配列における任意の１組」を示し
ている。図１の実施の形態と全く同様に、ＶＣＳＥＬ
(チップ)１０は、半導体基板１０Ａ上に複数チップが、
所定の位置関係で１列に配列形成され、これらを電気的
に駆動する（図示されない）駆動手段と共に「ＶＣＳＥ
Ｌ素子」を構成している。

【００８６】「レンズ素子」を構成するレンズアレイ１
２０は、（個々のレンズとして）正のパワーのレンズ面
１２０Ａ（マイクロレンズ面である）を持ち、ＶＣＳＥ
Ｌ１０から放射される発散性のレーザ光束を入射され、
レンズ面１２０Ａのレンズ作用を受けた全レーザ光束を
入射されるハーフミラー面１２０Ｂを有する。

【００８７】正のパワーのレンズ面１２０Ａとして形成
された個々のレンズの「配列」は図２の場合と同様であ
る。図７に示すレンズ面１２０Ａは「入射してくるレー
ザ光束全体」に対して正のパワーのレンズ作用を持ち、
ＶＣＳＥＬ１０から入射してくる発散性のレーザ光束を
「集束性のレーザ光束」に変換し、対応する光ファイバ
２０の入射端面に集光させ入射させる。

【００８８】「レンズ素子」であるレンズアレイ１２０
は基本的には平行平面基板であり、レンズ面１２０Ａの
形成された面とは逆の面にハーフミラー面１２０Ｂを形
成されている。この実施の形態において、ハーフミラー
面１２０Ｂは「微小なマイクロハーフミラー面」を図の
如く「断面が鋸歯状になる」ようにアレイ配列した「マ
イクロハーフミラー面アレイ」として形成されている。
ハーフミラー面１２０Ｂの反射率は５％程度に設定され
ている。

【００８９】従って、ＶＣＳＥＬ１０を発光させると、
ＶＣＳＥＬ１０から放射されて、レンズアレイ１２０の
レンズ面１２０Ａに入射する発散性のレーザ光束の略９
５％が、対応する光ファイバ２０に入射することにな
る。

【００９０】ハーフミラー面１２０Ｂには、レンズ面１
２０Ａによる正のパワーのレンズ作用を受けたレーザ光
束全体が入射し、その５％程度が反射される。ハーフミ
ラー面１２０Ｂにおける個々のマイクロハーフミラー面
のミラー面は、ハーフミラー面１２０Ｂに入射するレー
ザ光束を、図示の如く左方斜め方向へ反射するように設
定されている。

【００９１】ハーフミラー面１２０Ｂにより反射された
光束は、レンズアレイ１２０の基板内を進み、基板に形
成された反射膜１２０Ｃで反射され、モニタ光としてモ
ニタ用光検出器１４に入射する。反射膜１２０Ｃとモニ
タ用光検出器１４と、モニタ用光検出器１４を駆動する
電気回路(図７に、図示されていないが、図１における
と同様のものである)とは「モニタ用の光検出手段」を
構成する。

【００９２】ハーフミラー面１２０Ｂにより反射される
モニタ光は、レンズ面１２０Ａの正のパワーにより集束
光束化されているので、図示のように、モニタ用光検出
器１４の位置を適当に選択して、モニタ光が「モニタ用
光検出器１４の受光部に集光する」ようにすれば、十分
な光量のモニタ光を検出することができる。

【００９３】モニタ光はモニタ用光検出器１４に入射し
て電気信号化されるので、この電気信号を図示されない
制御回路により一定に保つようにＶＣＳＥＬ１０の駆動
電流を制御すれば、ＶＣＳＥＬ１０の出力を安定させる
ことができる。

【００９４】なお、ハーフミラー面１２０Ｂは個々のレ
ンズ面１２０Ａごとに形成してもよいが、アレイ配列し
た複数のレンズ面１２０Ａに共通して形成してもよい。
このような、レンズ面やハーフミラー面は「フォトリソ
グラフィとエッチングを組み合わせた方法」で容易に形
成できる。

【００９５】図７では、実施の形態として「ＶＣＳＥＬ
とレンズと光ファイバとの組」を、図面に直行する方向
へ１列に配列した場合を説明したが、これに限らず、上
記の「ＶＣＳＥＬ１０とレンズ１２０Ａと光ファイバ２
０の組」を、図５、図６に即して説明した実施の形態の
ように、２次元的なアレイ配列に配列することができる
ことは言うまでもない。

【００９６】また、図４の実施の形態と全く同様に、モ
ニタ光を「導波路を介し」てモニタ用光検出器に導くよ
うにすることもできる。

【００９７】図８に実施の他の形態を示す。図８におい
ても、混同の虞がないと思われるものについては、図１
におけると同一の符号を付した。

【００９８】図８の実施の形態は、図１の形態と同様
「１個のＶＣＳＥＬと１個のレンズと１本の光ファイバ
を１組」とし、各１組において、ＶＣＳＥＬから放射さ
れる発散性のレーザ光束をレンズにより集光性のレーザ
光束に変換して、光ファイバの入射端面に集光させて入
射させる場合である。

【００９９】「ＶＣＳＥＬとレンズと光ファイバとの
組」は図面に直交する方向へアレイ状に配列され、図８
は「アレイ状配列における任意の１組」を示している。
図１の実施の形態と全く同様に、ＶＣＳＥＬ(チップ)１
０は、半導体基板１０Ａ上に複数チップが、所定の位置
関係で１列に配列形成され、これらを電気的に駆動する
（図示されない）駆動手段と共に「ＶＣＳＥＬ素子」を
構成している。

【０１００】「レンズ素子」を構成するレンズアレイ
は、片面に正のパワーを持つレンズ面１２１Ａ、他方の
面にハーフミラー面１２１Ｂを形成された第１のレンズ
基板１２１（基本的に平行平面基板である）のハーフミ
ラー面側に、第２の基板１２２を「ＶＣＳＥＬ１０から
放射されるレーザ光に対して透明」な接着剤１２２Ｂに
より接着したものである。

【０１０１】また、第２の基板１２２（基本的に平行平
面基板である）の、接着側の面と逆の面の「第１のレン
ズ基板１２１のレンズ面１２１Ａに対応する位置」に、
第２のレンズ面１２２Ａが形成されている。ハーフミラ
ー面１２１Ｂは、図７の実施の形態におけるハーフミラ
ー面１２０Ｂと同様の「マイクロハーフミラー面アレ
イ」である。

【０１０２】第２のレンズ面１２２Ａは正のパワーを持
ち、レンズ面１２１Ａとともに、ＶＣＳＥＬ１０から放
射されたレーザ光束を集光光束として、対応する光ファ
イバ２０の入射端面に集光させ入射させる。レンズ面１
２１Ａと１２２Ａとで構成される個々のレンズの配列
は、図２の場合と同様である。

【０１０３】従って、ＶＣＳＥＬ１０から放射されたレ
ーザ光束が、レンズ面１２１Ａに入射すると、レーザ光
束はレンズ面１２１Ａの正のパワーにより集束光束に変
換され、全光束がハーフミラー面１２１Ｂに入射する。

【０１０４】ハーフミラー面１２１Ｂは反射率を５％程
度に設定されており、従って、ＶＣＳＥＬ１０から放射
されて、レンズ面１２１Ａに入射した発散性のレーザ光
束の略９５％がレンズ面１２２Ａにより更に集光され
て、対応する光ファイバ２０に入射することになる。レ
ンズ面１２１Ａ、１２２Ａは伴にマイクロレンズ面であ
り、対応するレンズ面１２１Ａと１２２Ａとが「個々の
レンズ」を構成する。

【０１０５】ハーフミラー面１２１Ｂには、レンズ面１
２１Ａによる正のパワーのレンズ作用を受けたレーザ光
束全体が入射し、その５％程度が反射される。ハーフミ
ラー面１２１Ｂにおける個々のマイクロハーフミラー面
のミラー面は、ハーフミラー面１２１Ｂに入射するレー
ザ光束を、図示の如く左方斜め方向へ反射するように設
定されている。

【０１０６】ハーフミラー面１２１Ｂにより反射された
光束は、第１のレンズ基板１２１内を進み、レンズ基板
１２１に形成された反射膜１２１Ｃ、１２１Ｄで反射さ
れ、モニタ光としてモニタ用光検出器１４に入射する。
反射膜１２１Ｃ、１２１Ｄとモニタ用光検出器１４と、
モニタ用光検出器１４を駆動する電気回路(図８に、図
示されていないが、図１におけると同様のものである)
とは「モニタ用の光検出手段」を構成する。

【０１０７】ハーフミラー面１２１Ｂにより反射される
モニタ光は、レンズ面１２１Ａの正のパワーにより集束
光束化されているので、図示のように、モニタ用光検出
器１４の位置を適当に選択して、モニタ光がモニタ用光
検出器の受光部に集光するようにすれば、十分な光量の
モニタ光を検出することができる。

【０１０８】モニタ光はモニタ用光検出器１４に入射し
て電気信号化されるので、この電気信号を図示されない
制御回路により一定に保つようにＶＣＳＥＬ１０の駆動
電流を制御すれば、ＶＣＳＥＬ１０の出力を安定させる
ことができる。

【０１０９】ハーフミラー面１２１Ｂは、個々のレンズ
面１２１Ａ、１２２Ａの対ごとに形成してもよいが、ア
レイ配列した複数のレンズ面１２１Ａ、１２２Ａに共通
して形成してもよい。

【０１１０】図８の実施の形態として「ＶＣＳＥＬ(チ
ップ)とレンズと光ファイバとの組」を、図面に直行す
る方向へ１列に配列した場合を説明したが、勿論これに
限らず上記「ＶＣＳＥＬ１０とレンズ１２０Ａと光ファ
イバ２０の組」を、図５、図６に即して説明した実施の
形態のように、２次元的なアレイ配列に配列することが
できることは言うまでもなく、図４に示した実施の形態
と同様に、モニタ光を「導波路を介し」てモニタ用光検
出器に導くようにすることもできる。

【０１１１】図７には、煩雑を避けるために図示されて
いないが、図７の実施の形態の場合、ハーフミラー面１
２０Ｂを透過するレーザ光束は、ハーフミラー面１２０
Ｂにおける反射面の傾きのために屈折し、透過方向が入
射方向に対して変化するので、ＶＣＳＥＬ１０と光ファ
イバ２０の位置関係を「上記屈折による光路変化」を考
慮して定める必要がある。

【０１１２】これに対し、図８の実施の形態において
は、基板１２１、１２２の材質を同じにすれば、レンズ
素子を透過する際の光路方向の変化がなく、ＶＣＳＥＬ
１０と光ファイバ２０の入射端面を直線上に配置させる
ことができる。このような効果は、第２の基板がレンズ
面を持たなくても奏することができるのであり、したが
って、第２の基板は単なる平行平面基板であっても良
い。

【０１１３】しかし、図８の実施の形態のように構成す
ると、レーザ光束を光ファイバ２０の入射端面に集光さ
せるのに、正のパワーを持つ２面のレンズ面１２１Ａ、
１２２Ａを用いるので個々のレンズ面のパワーを弱める
ことができ、レンズ面の曲率を小さくすることにより、
レンズ面の作製が容易になる。

【０１１４】図７、図８に実施の形態を示した光出力装
置は、ＶＣＳＥＬ素子と、正のパワーのレンズ面を持
ち、ＶＣＳＥＬ素子から放射される発散性のレーザ光束
を入射され、レンズ面のレンズ作用を受けた全レーザ光
束を入射されるハーフミラー面を有するレンズ素子１２
０（１２１と１２２）と、このレンズ素子において、ハ
ーフミラー面により反射されたレーザ光束をモニタ光と
して受光して電気信号に変換するモニタ用の光検出手段
１４とを有する（請求項１４）。そして、レンズ素子の
レンズ作用が「集光作用」である（請求項１５）。

【０１１５】また、レンズ素子のハーフミラー面１２０
Ｂ、１２１Ｂが「マイクロハーフミラー面アレイ」とし
て形成されている（請求項１６）。

【０１１６】図７の実施の形態では、レンズ素子１２０
は「レンズ基板の、片面に正のパワーをもつレンズ面１
２０Ａ、他方の面にハーフミラー面１２０Ｂを形成され
たもの（請求項１７）」である。

【０１１７】図８の実施の形態では、レンズ素子は、片
面に正のパワーを持つレンズ面１２１Ａ、他方の面にハ
ーフミラー面１２１Ｂを形成された第１のレンズ基板１
２１の、ハーフミラー面側に、第２の基板１２２を接着
したもの（請求項１８）であり、且つ、第２の基板１２
２の、接着側の面と逆の面の「第１のレンズ基板のレン
ズ面１２１Ａに対応する位置」に、第２のレンズ面１２
２Ａが形成されている（請求項１９）。図７、図８の実
施の形態では、ＶＣＳＥＬ素子は、複数のＶＣＳＥＬ発
光部をアレイ配列してなり、レンズ素子は個々のＶＣＳ
ＥＬ発光部に１：１に対応してレンズをアレイ配列した
レンズアレイである（請求項２０）。また、レンズ素子
におけるハーフミラー面１２０Ｂ、１０１Ｂの反射率
（５％程度）が３％〜１５％の範囲のものである（請求
項２１）。

【０１１８】図７、図８の実施の形態で用いられている
「レンズ素子」は、正のパワーのレンズ面１２０Ａ、１
２１Ａを持ち、ＶＣＳＥＬ素子から放射される発散性の
レーザ光束を入射され、レンズ面１２０Ａ、１２１Ａの
レンズ作用を受けた全レーザ光束を入射されるハーフミ
ラー面１２０Ｂ、１２１Ｂを有するもの（請求項２２）
であり、ハーフミラー面１２０Ｂ、１２１Ｂは「マイク
ロハーフミラー面アレイ」として形成され（請求項２
３）、レンズ作用が集光作用である（請求項２４）。

【０１１９】図７の実施の形態におけるレンズ素子１２
０は、レンズ素子基板の片面に正のパワーをもつレンズ
面１２０Ａを形成し、他方の面にハーフミラー面１２０
Ｂを形成してなる。

【０１２０】図８の実施の形態におけるレンズ素子は、
片面に正のパワーを持つレンズ面１２１Ａ、他方の面に
ハーフミラー面１２１Ｂを形成された第１のレンズ基板
１２１の、ハーフミラー面側に、第２の基板１２２を接
着したもの（請求項２６）であり、且つ、第２の基板１
２２の、接着側の面と逆の面の「第１のレンズ基板１２
１のレンズ面１２１Ａに対応する位置」に第２のレンズ
面１２２Ａが形成されている（請求項２７）。

【０１２１】そして、図７、図８の実施の形態のレンズ
素子はともに「レンズアレイ」として構成され（請求項
２８）、ハーフミラーの反射率（５％程度）が、３％〜
１５％の範囲のものである（請求項２９）。

【０１２２】図７、図８の実施の形態でも、ＶＣＳＥＬ
素子とレンズ素子を「アレイ化」した例を説明したが、
これら実施の各形態における、ＶＣＳＥＬ素子における
ＶＣＳＥＬとレンズ素子におけるレンズ、光検出手段を
それぞれ単一とし、これら単一のＶＣＳＥＬを持つ素子
と、単一のレンズを持つレンズ素子と、単一の光検出手
段とを組合せて「光出力装置」を構成できることは言う
までも無い。

【０１２３】図７、図８の実施の各形態においても、基
板１０Ａとレンズアレイ１２０（１２１と１２２）とを
適宜の手段により一体化し、光出力装置を「パッケー
ジ」として構成できることは言うまでも無い。この場合
も、光出力装置用レンズ素子はパッケージの射出用窓と
なる。

【０１２４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
光出力装置および光出力装置用レンズ素子を実現でき
る。この発明の光出力装置・光出力装置用レンズ素子で
は、ＶＣＳＥＬ素子から放射される発散性のレーザ光束
の大部分は、レンズにより所望の光束形態（平行レーザ
光束・集束性のレーザ光束等）に変換され、同時に、光
束の一部が光検出手段により受光される。その際、レー
ザ光束はレンズ素子による正のパワーのレンズ作用を受
けているので、従来の「反射光を検出する場合」に比し
て、検出される光のエネルギ密度を高めることができ
る。

【０１２５】特に、請求項２〜４の光出力装置では、モ
ニタ光は光検出手段の受光部に向けて集光されるので、
検出に供されるレーザ光の光エネルギ密度が高く、受光
部を有効に小面積化でき、感度の高い受光部を必要とし
ない。

【０１２６】また、請求項５記載の光出力装置では、光
検出手段が、レンズ面を形成されたレンズ素子基板の
「入射側と反対側の基板面」に形成されるので、両者の
位置関係を容易に精度良く設定でき、上記位置関係が経
時的に変化することもなく、光出力装置の製造も容易で
ある。ＶＣＳＥＬ素子をアレイ化した場合にも光学的な
クロストークが生じ難い。

【０１２７】さらに、請求項１４〜２１記載の光出力装
置では、レンズ素子の、正のパワーを持つレンズ面によ
るレンズ作用を受けたレーザ光束の「全光束」がハーフ
ミラー面に入射するので、ＶＣＳＥＬ発光部から放射さ
れるレーザ光束中で「光強度の分布が変動する」ような
場合にも、適正なモニタ光検出が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】光出力装置の実施の１形態を説明するための図
である。

【図２】図１の実施の形態におけるレンズアレイ１２を
説明するための図である。

【図３】光出力装置の実施の別形態を説明するための図
である。

【図４】光出力装置の実施の他の形態を説明するための
図である。

【図５】光出力装置の実施の他の形態を説明するための
図である。

【図６】図５の実施の形態におけるレンズアレイ１２’
を説明するための図である。

【図７】光出力装置の実施の他の形態を説明するための
図である。

【図８】光出力装置の実施の他の形態を説明するための
図である。

【符号の説明】

１０ＶＣＳＥＬ１２レンズアレイ１４モニタ用光検出器１５電気回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｓ 5/183 Ｈ０１Ｓ 5/183

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＶＣＳＥＬ素子と、正のパワーを持ち、ＶＣＳＥＬ素子から放射される発散
性のレーザ光束を入射されるレンズ素子と、このレンズ素子のレンズ作用を受けたレーザ光束の一部
をモニタ光として受光して電気信号に変換するモニタ用
の光検出手段とを有する光出力装置。
【請求項２】請求項１記載の光出力装置において、レンズ素子が、入射してくるレーザ光束の殆どの部分に
対して所望のレンズ作用を持つ部分と、上記入射してく
るレーザ光束の一部をモニタ用の光検出手段の受光部に
向けて、モニタ光として集光するモニタ用レンズ部分と
を一体に有することを特徴とする光出力装置。
【請求項３】請求項２記載の光出力装置において、レンズ素子の所望のレンズ作用が、コリメート作用であ
ることを特徴とする光出力装置。
【請求項４】請求項２記載の光出力装置において、レンズ素子の所望のレンズ作用が、集光作用であること
を特徴とする光出力装置。
【請求項５】請求項１〜４の任意の１に記載の光出力装
置において、レンズ面を形成されたレンズ素子基板の、入射側と反対
側の基板面に光検出手段が形成されていることを特徴と
する光出力装置。
【請求項６】請求項５記載の光出力装置において、光検出手段が導波路と光電変換部とを有し、モニタ光は
上記導波路に入射し、導波路により光電変換部へ導波さ
れることを特徴とする光出力装置。
【請求項７】請求項１〜６の任意の１に記載の光出力装
置において、ＶＣＳＥＬ素子が、複数のＶＣＳＥＬ発光部をアレイ配
列してなり、レンズ素子が、上記個々のＶＣＳＥＬ発光部に１：１に
対応してレンズをアレイ配列したレンズアレイであるこ
とを特徴とする光出力装置。
【請求項８】請求項２記載の光出力装置に用いられ、入射してくるレーザ光束の殆どの部分に対して所望のレ
ンズ作用を持つ部分と、上記入射してくるレーザ光束の
一部をモニタ用の光検出手段の受光部に向けて集光する
モニタ用レンズ部分とを一体に有することを特徴とする
光出力装置用レンズ素子。
【請求項９】請求項８記載の光出力装置用レンズ素子に
おいて、所望のレンズ作用が、コリメート作用であることを特徴
とする光出力装置用レンズ素子。
【請求項１０】請求項８記載の光出力装置用レンズ素子
において、所望のレンズ作用が、集光作用であることを特徴とする
光出力装置用レンズ素子。
【請求項１１】請求項８〜１０の任意の１に記載の光出
力装置用レンズ素子において、レンズ面を形成されたレンズ素子基板の、入射側と反対
側の基板面に光検出手段を一体に形成されたことを特徴
とする光出力装置用レンズ素子。
【請求項１２】請求項１１記載の光出力装置用レンズ素
子において、レンズ素子基板に一体化された光検出手段が導波路と光
電変換部とを有し、モニタ用レンズ部分がモニタ光を上
記導波路に入射させ、導波路により光電変換部へ導波す
るように構成されたことを特徴とする光出力装置用レン
ズ素子。
【請求項１３】請求項８〜１２の任意の１に記載の光出
力装置用レンズ素子において、レンズアレイとして構成されたことを特徴とする光出力
装置用レンズ素子。
【請求項１４】ＶＣＳＥＬ素子と、正のパワーのレンズ面を持ち、ＶＣＳＥＬ素子から放射
される発散性のレーザ光束を入射され、上記レンズ面の
レンズ作用を受けた全レーザ光束を入射されるハーフミ
ラー面を有するレンズ素子と、このレンズ素子において、ハーフミラー面により反射さ
れたレーザ光束をモニタ光として受光して電気信号に変
換するモニタ用の光検出手段とを有する光出力装置。
【請求項１５】請求項１４記載の光出力装置において、レンズ素子のレンズ作用が、コリメート作用もしくは集
光作用であることを特徴とする光出力装置。
【請求項１６】請求項１４または１５記載の光出力装置
において、レンズ素子のハーフミラー面が、マイクロハーフミラー
面アレイとして形成されていることを特徴とする光出力
装置。
【請求項１７】請求項１４〜１６の任意の１に記載の光
出力装置において、レンズ素子が、レンズ基板の、片面に正のパワーをもつ
レンズ面、他方の面にハーフミラー面を形成されたもの
であることを特徴とする光出力装置。
【請求項１８】請求項１４〜１６の任意の１に記載の光
出力装置において、レンズ素子が、片面に正のパワーを
持つレンズ面、他方の面にハーフミラー面を形成された
第１のレンズ基板の、上記ハーフミラー面側に、第２の
基板を接着したものであることを特徴とする光出力装
置。
【請求項１９】請求項１８記載の光出力装置において、第２の基板の、接着側の面と逆の面の、第１のレンズ基
板のレンズ面に対応する位置に、第２のレンズ面が形成
されていることを特徴とする光出力装置。
【請求項２０】請求項１４〜１９の任意の１に記載の光
出力装置において、ＶＣＳＥＬ素子が、複数のＶＣＳＥＬ発光部をアレイ配
列してなり、レンズ素子が、上記個々のＶＣＳＥＬ発光部に１：１に
対応してレンズをアレイ配列したレンズアレイであるこ
とを特徴とする光出力装置。
【請求項２１】請求項１４〜２０の任意の１に記載の光
出力装置において、レンズ素子におけるハーフミラー面の反射率が３％〜１
５％の範囲のものであることを特徴とする光出力装置。
【請求項２２】請求項１４記載の光出力装置に用いら
れ、正のパワーのレンズ面を持ち、ＶＣＳＥＬ素子から放射
される発散性のレーザ光束を入射され、上記レンズ面の
レンズ作用を受けた全レーザ光束を入射されるハーフミ
ラー面を有することを特徴とする光出力装置用レンズ素
子。
【請求項２３】請求項２２記載の光出力装置用レンズ素
子において、ハーフミラー面が、マイクロハーフミラー面アレイとし
て形成されていることを特徴とする光出力装置用レンズ
素子。
【請求項２４】請求項２２または２３記載の光出力装置
用レンズ素子において、レンズ作用が、コリメート作用もしくは集光作用である
ことを特徴とする光出力装置用レンズ素子。
【請求項２５】請求項２２〜２４の任意の１に記載の光
出力装置用レンズ素子において、レンズ素子基板の片面に正のパワーをもつレンズ面を形
成し、他方の面にハーフミラー面を形成してなることを
特徴とする光出力装用レンズ素子。
【請求項２６】請求項２２〜２４の任意の１に記載の光
出力装置用レンズ素子において、片面に正のパワーを持つレンズ面、他方の面にハーフミ
ラー面が形成された第１のレンズ基板の、上記ハーフミ
ラー面側に、第２の基板を接着したものであることを特
徴とする光出力装用レンズ素子。
【請求項２７】請求項２６記載の光出力装置用レンズ素
子において、第２の基板の、接着側の面と逆の面の、第１のレンズ基
板のレンズ面に対応する位置に、第２のレンズ面が形成
されていることを特徴とする光出力装置用レンズ素子。
【請求項２８】請求項２２〜２７の任意の１に記載の光
出力装置用レンズ素子において、レンズアレイとして構成されたことを特徴とする光出力
装置用レンズ素子。
【請求項２９】請求項２２〜２８の任意の１に記載光出
力装置用レンズ素子において、ハーフミラーの反射率が３％〜１５％の範囲のものであ
ることを特徴とする光出力装置。