JP2002374026A - Light output element, light output element array, lens element and lens element array - Google Patents

Light output element, light output element array, lens element and lens element array

Info

Publication number
JP2002374026A
JP2002374026A JP2001178659A JP2001178659A JP2002374026A JP 2002374026 A JP2002374026 A JP 2002374026A JP 2001178659 A JP2001178659 A JP 2001178659A JP 2001178659 A JP2001178659 A JP 2001178659A JP 2002374026 A JP2002374026 A JP 2002374026A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
light
vcsel
lens element
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001178659A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Ishigame
貴幸 石亀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Optical Industries Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Optical Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Optical Industries Co Ltd filed Critical Ricoh Optical Industries Co Ltd
Priority to JP2001178659A priority Critical patent/JP2002374026A/en
Publication of JP2002374026A publication Critical patent/JP2002374026A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel light output element, with which changes in all the light energy of laser light flux radiated from a VCSEL can be detected easily and surely, without being affected by the fluctuation in light emission. SOLUTION: A light-receiving element has a single VCSEL 1, a single lens element 2 in the shape of transparent plate having a lens surface 2A of positive power on the side of the VCSEL 1 and having a reflecting function on another side 2B for making scattered laser light flux radiated from the VCSEL 1 incident on the lens surface 2A and reflecting laser light flux transmitted through the lens surface 2A to the side of the VCSEL 1, by separating it from the optical path of incident laser light flux, at a prescribed ratio by the reflecting function on the other side 2B; and a single photodetecting means 3 for monitor for receiving converged light flux, which is reflected on the other side 2B, converged by the lens surface 2A and emitted from the lens element 2 to the side of the VCSEL 1, as monitor light and converting that light to an electrical signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光出力素子・光
出力素子アレイおよび光出力素子用のレンズ素子・光出
力素子アレイ用のレンズ素子アレイに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a light output element / light output element array, a lens element for a light output element, and a lens element array for a light output element array.

【0002】[0002]

【従来の技術】VCSEL(vertical cavity surface
emitting laser)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。
2. Description of the Related Art VCSEL (vertical cavity surface)
In the case of emitting laser, the cross-sectional shape of the emitted laser beam is close to a circle, has a high light density, and has the characteristic of operating in a single mode. Therefore, optical devices such as an optical pickup and optical fiber communication are used. It is intended for use as a light source.

【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。
[0003] In a VCSEL, temperature fluctuation and VCS
There is a variation in the intensity of the emitted laser beam due to the deterioration of the characteristics of the EL itself over time. Therefore, it is necessary to monitor the intensity of the emitted laser beam in order to stabilize the intensity of the laser beam emitted from the VCSEL.

【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。
A normal semiconductor laser can use a monitor system for detecting the intensity of a back-emission laser beam.
Since EL has "no backside emission" due to its structure, such a monitoring method cannot be used.

【0005】それで、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。
Therefore, the VCSEL monitors "part of the laser beam radiated to the front side" by receiving it. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-19 / 1997 discloses such a monitor system.
Nos. 8707 and 10-51067 are known.

【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。
In the monitor system described in these publications,
A part of the laser beam emitted to the front side of the VCSEL is V
The intensity of the laser beam is detected by being reflected by the exit window of the CSEL package and received by a light receiving unit disposed in the package.

【0007】VCSELの放射するレーザ光束には「発
光揺らぎ」があることが知られている。発光揺らぎは、
放射されたレーザ光束に対して、進行方向に直交する仮
想的な平面を考えたとき、この平面上における光強度の
分布が時間的に変動する現象である。上記光強度の分布
は、全光強度(上記平面状における光強度分布を積分し
たもの)が時間的に一定であっても、時間的に変動する
のである。
It is known that a laser beam emitted by a VCSEL has "light emission fluctuation". The emission fluctuation
Considering a virtual plane orthogonal to the traveling direction with respect to the emitted laser beam, the distribution of light intensity on this plane varies with time. The distribution of the light intensity fluctuates with time even if the total light intensity (integrated light intensity distribution in the planar shape) is constant with time.

【0008】このため、上記各公報記載のモニタ方式の
ように「VCSELの正面側に放射されるレーザ光束の
一部」をモニタ光とする場合、放射されたレーザ光束の
全光エネルギには変化が無いにも拘わらず、発光揺らぎ
によるモニタ光強度の変化を「全光エネルギの変化」と
して検出してしまう問題がある。
For this reason, when “a part of the laser beam radiated to the front side of the VCSEL” is used as the monitor light as in the monitor systems described in the above publications, the total light energy of the radiated laser beam changes. However, there is a problem that the change in the monitor light intensity due to the light emission fluctuation is detected as the "change in the total light energy" despite the absence of the light.

【0009】[0009]

【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全光エネルギの変化を、
発光揺らぎの影響を受けることなく、容易かつ確実に検
出できる新規な光出力素子および光出力素子アレイの実
現を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a VCSE
The change in the total light energy of the laser beam emitted from L
It is an object of the present invention to realize a novel optical output element and an optical output element array that can be easily and reliably detected without being affected by light emission fluctuation.

【0010】この発明はまた、これら光出力素子・光出
力素子アレイに用いる新規なレンズ素子およびレンズ素
子アレイの実現を課題とする。
Another object of the present invention is to realize a novel lens element and a lens element array used in these light output elements and light output element arrays.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明の光出力素子
は、単一のVCSELと、単一のレンズ素子と、単一の
光検出手段とを有する(請求項1)。「単一のVCSE
L」は、発散性のレーザ光束を放射する。
The light output element of the present invention has a single VCSEL, a single lens element, and a single light detecting means. "Single VCSE
L "emits a divergent laser beam.

【0012】「単一のレンズ素子」は、透明な板状で、
VCSEL側の面に正のパワーのレンズ面を持ち、他方
の面が反射機能を持ち、VCSELから放射される発散
性のレーザ光束をレンズ面に入射され、且つ、レンズ面
を透過したレーザ光束を、他方の面の反射機能により所
定の割合で、入射レーザ光束の光路から分離するように
して、VCSELの側へ反射する。
"Single lens element" is a transparent plate
The VCSEL side has a lens surface of positive power, the other surface has a reflection function, and a divergent laser beam emitted from the VCSEL is incident on the lens surface, and the laser beam transmitted through the lens surface is reflected by the VCSEL. The light is separated from the optical path of the incident laser beam at a predetermined ratio by the reflection function of the other surface, and is reflected toward the VCSEL.

【0013】「単一の光検出手段」は、レンズ素子にお
ける上記他方の面で反射され、レンズ面で集光されてレ
ンズ素子からVCSEL側へ射出する集光光束をモニタ
光として受光して電気信号に変換する。
The "single light detecting means" receives a condensed light beam reflected by the other surface of the lens element, condensed on the lens surface, and emitted from the lens element to the VCSEL side as monitor light, and receives electric light. Convert to a signal.

【0014】上記反射機能を持つ面が反射機能により
「レンズ面を透過したレーザ光束を所定の割合で、VC
SELの側へ反射する」とは、上記反射機能を持つ面
が、この面に入射するレーザ光束(レンズ面を透過した
レーザ光束)の全ての光束部分を所定の割合で、VCS
EL側へ反射することを意味する。
The surface having the above-mentioned reflection function is used by the reflection function to “convert a laser beam transmitted through the lens surface into a VC
"Reflecting to the side of the SEL" means that the surface having the above-mentioned reflection function causes all of the light beam portions of the laser light beam (laser light beam transmitted through the lens surface) incident on this surface to reach the VCSEL at a predetermined ratio.
This means that the light is reflected toward the EL side.

【0015】即ち、上記面の反射率をKとすれば、上記
面に入射するレーザ光束の全光エネルギをIとして、K
・Iの光エネルギがVCSEL側へ反射されることにな
る。従って、レンズ素子を透過する全光エネルギはI・
(1−K)である。
That is, assuming that the reflectance of the surface is K, the total light energy of the laser beam incident on the surface is I and K
The light energy of I is reflected toward the VCSEL. Therefore, the total light energy transmitted through the lens element is I ·
(1-K).

【0016】上記面により反射されたレーザ光束はレン
ズ面を透過し、レンズ面の正のパワーを受けて集束光束
としてレンズ素子から射出するが、上記反射機能を持つ
面による反射は「入射レーザ光束の光路から分離する」
ように行われるので、VCSELの位置へ戻らずに、V
CSELの位置とは異なる位置に集束する。この集束レ
ーザ光束が「モニタ光」として、光検出手段により(略
全て)受光される。
The laser beam reflected by the surface passes through the lens surface, receives the positive power of the lens surface, and exits from the lens element as a focused beam. Separate from the light path of
Without returning to the VCSEL position,
Focus at a position different from the position of the CSEL. This focused laser beam is received (substantially all) by the light detecting means as "monitor light".

【0017】従って、モニタ光の変化は、VCSELの
発光強度(光エネルギ)の変化に正しく対応し、発光揺
らぎの影響を受けることが無い。
Therefore, the change of the monitor light correctly corresponds to the change of the light emission intensity (light energy) of the VCSEL, and is not affected by the light emission fluctuation.

【0018】上記請求項1記載の光出力素子において、
レンズ素子における「反射機能を有する面」は、レンズ
面の光軸に直交する面に対して傾いた平面であることが
できる(請求項2)。この場合、上記平面に「所定の反
射率の半透過膜」を形成することもできる(請求項
3)。
The light output device according to claim 1,
The “surface having a reflection function” in the lens element can be a plane inclined with respect to a surface orthogonal to the optical axis of the lens surface. In this case, a "semi-transmissive film having a predetermined reflectance" may be formed on the plane (claim 3).

【0019】上記請求項1記載の光出力素子において、
レンズ素子における「反射機能を有する面」を、反射型
グレーティングとして形成することもできる(請求項
4)。上記請求項1〜4の任意の1に記載の光出力素子
におけるレンズ素子の「正のパワーを持つレンズ面」
は、VCSELからの発散性のレーザ光束を平行光束化
する機能(コリメート機能)を有することができる(請
求項5)。
The light output device according to claim 1,
The “surface having a reflective function” in the lens element may be formed as a reflective grating. The "lens surface having positive power" of the lens element in the optical output element according to any one of claims 1 to 4.
Can have a function (collimating function) of turning a divergent laser beam from the VCSEL into a parallel beam (claim 5).

【0020】この場合において、VCSELと光検出手
段を支持基板の略同一面状に配置することができる(請
求項6)。即ち、レンズ面がコリメート機能を有してい
る場合、VCSELから放射された発散性のレーザ光束
は、レンズ素子のレンズ面に入射すると平行光束化さ
れ、反射機能を有する面により反射されて上記レンズ面
に入射し、レンズ素子から射出するとき、上記レンズ面
の正のパワーにより集束光束となるが、レンズ素子内で
レンズ面に入射するときの光束形態が平行光束であるの
で、レンズ素子からVCSEL側へ射出した集束光束の
集束位置は、VCSELの発光部と実質的に同一面上に
なる。
In this case, the VCSEL and the light detecting means can be arranged on substantially the same plane of the supporting substrate. That is, when the lens surface has a collimating function, the divergent laser light beam emitted from the VCSEL is converted into a parallel light beam when entering the lens surface of the lens element, and is reflected by the surface having the reflecting function to produce the above-mentioned lens. When the light enters the lens surface and exits from the lens element, it becomes a converged light beam due to the positive power of the lens surface. However, since the light beam form when entering the lens surface in the lens element is a parallel light beam, the VCSEL The focused position of the focused light beam emitted to the side is substantially on the same plane as the light emitting unit of the VCSEL.

【0021】従って、請求項5の場合には、請求項6記
載のように「VCSELと光検出手段を支持基板の略同
一面上に配置する」ことができるのである。
Therefore, in the case of the fifth aspect, it is possible to "dispose the VCSEL and the light detecting means on substantially the same surface of the supporting substrate" as described in the sixth aspect.

【0022】上記請求項1〜4の任意の1に記載の光出
力素子において、レンズ素子の正のパワーを持つレンズ
面は「VCSELからの発散性のレーザ光束を集光光束
化する」こともできる(請求項7)。この場合には、V
CSEL側から入射したレーザ光束は集光光束となって
「反射機能を持つ面で反射」され、集束状態でレンズ面
を透過し、レンズ面の正のパワーにより、さらに集束性
を強められた集光光束としてレンズ素子からVCSEL
側へ射出するので、その集束位置は、VCSELの発光
部よりもレンズ素子側になる。
In the optical output device according to any one of the first to fourth aspects, the lens surface having a positive power of the lens element may “convert the divergent laser beam from the VCSEL into a converging beam”. (Claim 7). In this case, V
The laser beam incident from the CSEL side becomes a condensed light beam and is "reflected by a surface having a reflection function", passes through the lens surface in a focused state, and is further focused by the positive power of the lens surface. VCSEL from lens element as light beam
Since the light is emitted to the side, its focal position is closer to the lens element than the light emitting unit of the VCSEL.

【0023】従って、請求項7記載の光出力素子におい
ては、VCSELと光検出手段を支持する支持基板に段
差を形成し、VCSELを段差の底部に配置し、光検出
手段を段差の上部(レンズ素子に近い位置)に配置する
ことができる(請求項8)。
Therefore, in the light output device according to the seventh aspect, a step is formed on the support substrate that supports the VCSEL and the light detecting means, the VCSEL is disposed at the bottom of the step, and the light detecting means is disposed above the step (lens). (Position close to the element) (claim 8).

【0024】この発明の光出力素子アレイは、上記請求
項1〜8の任意の1に記載の光出力素子を1単位とし、
複数単位の光出力素子をアレイ配列して一体化したこと
を特徴とする(請求項9)。
An optical output element array according to the present invention comprises the optical output element according to any one of claims 1 to 8 as one unit,
A plurality of light output elements are arranged in an array and integrated.

【0025】この請求項9記載の光出力素子アレイは
「レンズ素子のアレイが共通の透明板に形成され、VC
SELのアレイ、各VCSELに対応する各光検出手段
が、共通の支持基板に支持された」構成とすることがで
きる(請求項10)。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a light output element array comprising: a lens element array formed on a common transparent plate;
An array of SELs, and each photodetector corresponding to each VCSEL is supported by a common support substrate. "

【0026】上記請求項9または10記載の光出力素子
アレイは「レンズ素子のアレイが共通の透明板に形成さ
れ、複数のレンズ素子における反射機能を有する面が共
通化された」構成とすることができる(請求項11)。
The light output element array according to the ninth or tenth aspect is configured such that the array of lens elements is formed on a common transparent plate, and a plurality of lens elements have a common surface having a reflection function. (Claim 11).

【0027】この発明のレンズ素子は、VCSELを用
いる光出力素子に用いられるレンズ素子であって「透明
な板状で、一方の面に正のパワーのレンズ面を持ち、他
方の面が反射機能を持ち、VCSELから放射される発
散性のレーザ光束をレンズ面に入射され、且つ、レンズ
面を透過したレーザ光束を、他方の面の反射機能により
所定の割合で、入射レーザ光束の光路から分離するよう
にして、VCSELの側へ反射するレンズ素子」である
(請求項12)。
The lens element of the present invention is a lens element used for an optical output element using a VCSEL. The lens element has a transparent plate shape, one surface having a positive power lens surface, and the other surface having a reflection function. The divergent laser beam emitted from the VCSEL is incident on the lens surface, and the laser beam transmitted through the lens surface is separated from the optical path of the incident laser beam at a predetermined ratio by the reflection function of the other surface. Thus, a lens element that reflects light toward the VCSEL ”.

【0028】この請求項12記載のレンズ素子におい
て、レンズ素子における反射機能を有する面は「レンズ
面の光軸に直交する面に対して傾いた平面」であること
ができ(請求項13)、この場合、レンズ面の光軸に直
交する面に対して傾いた平面に「所定の反射率の半透過
膜」を形成することができる(請求項14)。上記請求
項12記載のレンズ素子の「反射機能を有する面」は、
反射型グレーティングとして形成することもできる(請
求項15)。
In the lens element according to the twelfth aspect, the surface having a reflection function in the lens element may be "a plane inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis of the lens surface". In this case, the “semi-transmissive film having a predetermined reflectance” can be formed on a plane inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis of the lens surface. The “surface having a reflection function” of the lens element according to claim 12 is:
It can also be formed as a reflection type grating (claim 15).

【0029】上記請求項12〜15の任意の1に記載の
レンズ素子の「正のパワーを持つレンズ面」の作用は、
VCSELからの発散性のレーザ光束を平行光束化する
コリメート機能とすることも(請求項16)できるし、
VCSELからの発散性のレーザ光束を集光光束化する
機能とすることもできる(請求項17)。
The function of the “lens surface having positive power” of the lens element according to any one of claims 12 to 15 is as follows.
A collimating function for converting a divergent laser beam from the VCSEL into a parallel beam can be provided (claim 16).
The divergent laser beam from the VCSEL may be converted into a converging beam.

【0030】この発明のレンズ素子アレイは「請求項1
2〜15の任意の1に記載のレンズ素子を1単位とし、
複数単位のレンズ素子をアレイ配列して一体化した」も
のである(請求項18)。
The lens element array according to the present invention is described in claim 1
The lens element according to any one of 2 to 15 is defined as one unit,
A plurality of lens elements are arranged in an array and integrated. "

【0031】請求項18記載のレンズ素子アレイは「レ
ンズ素子のアレイを共通の透明板に形成した」構成とす
ることができる(請求項19)。この場合「複数のレン
ズ素子における反射機能を有する面を共通化」すること
ができる(請求項20)。
The lens element array according to the eighteenth aspect may have a configuration in which the lens element array is formed on a common transparent plate. In this case, "a surface having a reflection function in a plurality of lens elements can be shared" (claim 20).

【0032】レンズ素子・レンズ素子アレイの材質は、
ガラスや石英ガラス、あるいは透明樹脂等であることが
できる。ガラスや石英ガラスを用いる場合、レンズ素子
の正のパワーのレンズ面や、反射型グレーティングは、
フォトリソグラフィとエッチングにより形成することが
できる。
The material of the lens element / lens element array is
It can be glass, quartz glass, transparent resin, or the like. When glass or quartz glass is used, the positive power lens surface of the lens element and the reflection grating
It can be formed by photolithography and etching.

【0033】即ち、レンズ素子材料となる透明ガラス板
の面にフォトレジスト層を形成し、露光量の空間的分布
により、レンズ面あるいは反射型グレーティングの形状
に応じた露光を行い、現像して、レンズ゛面や反射型グ
レーティングに対応する形状をフォトレジストに形成
し、異方性のエッチングで、上記形状を透明ガラス板に
転写することにより、所望のレンズ素子を得ることがで
きる。
That is, a photoresist layer is formed on the surface of a transparent glass plate serving as a lens element material, and exposure is performed in accordance with the shape of the lens surface or the reflection grating according to the spatial distribution of the amount of exposure, followed by development. A desired lens element can be obtained by forming a shape corresponding to the surface of the lens and the reflection grating on a photoresist and transferring the shape to a transparent glass plate by anisotropic etching.

【0034】また、樹脂材料を用いる場合には、型押し
や射出成形により、レンズ面や反射型グレーティングを
形成することができる。
When a resin material is used, a lens surface or a reflective grating can be formed by embossing or injection molding.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】図1において、符号1は単一のV
CSEL、符号2は単一のレンズ素子、符号3は単一の
光検出手段としての受光素子を示し、符号4は支持基板
を示す。VCSEL1と受光素子3とは支持基板4の同
一面上に配置されている。レンズ素子2は透明な板状
で、VCSEL1側の面に正のパワーのレンズ面2Aを
持ち、他方の面2Bが反射機能を持つ。反射機能を有す
る面2Bは、レンズ面2Aの光軸AXに直交する面に対
して傾いた平面である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG.
CSEL, reference numeral 2 denotes a single lens element, reference numeral 3 denotes a light receiving element as a single light detecting means, and reference numeral 4 denotes a support substrate. VCSEL 1 and light receiving element 3 are arranged on the same surface of support substrate 4. The lens element 2 is a transparent plate and has a lens surface 2A having a positive power on the surface on the VCSEL 1 side, and the other surface 2B has a reflection function. The surface 2B having a reflecting function is a plane inclined with respect to a surface of the lens surface 2A orthogonal to the optical axis AX.

【0036】VCSEL1は、レンズ面2Aの物体側の
焦点面上における光軸AX上の位置に設けられている。
従って、VCSEL1を発光させると、放射される発散
性のレーザ光束は実線で示すようにレンズ面2Aに入射
し、レンズ面2Aの正のパワーにより平行光束に変換さ
れ、光軸AX方向に進行して面2Bに入射する。
The VCSEL 1 is provided at a position on the optical axis AX on a focal plane on the object side of the lens surface 2A.
Therefore, when the VCSEL 1 emits light, the emitted divergent laser beam enters the lens surface 2A as shown by the solid line, is converted into a parallel beam by the positive power of the lens surface 2A, and travels in the optical axis AX direction. Incident on the surface 2B.

【0037】面2Bは、入射してくる平行光束の全光束
を「所定の割合の反射率」で反射させる。このとき、面
2Bは「光軸に直交する平面に対して傾いている」の
で、破線で示す反射光束は「入射レーザ光束の光路から
分離する」ようにして、VCSEL1の側へ進行し、レ
ンズ面2Aの正のパワーで集光され、レンズ面2Aの物
体側の焦点面上に集光する。
The surface 2B reflects all the incident parallel light beams at a "predetermined rate of reflectance". At this time, since the surface 2B is “inclined with respect to the plane perpendicular to the optical axis”, the reflected light flux indicated by the broken line “separates from the optical path of the incident laser light flux” and proceeds to the VCSEL 1 side, The light is condensed by the positive power of the surface 2A and condensed on the focal plane on the object side of the lens surface 2A.

【0038】受光素子3は、レンズ面2AからVCSE
L1側へ射出した集光光束の集光位置に配置され、集光
光束をモニタ光LMとして受光して電気信号に変換す
る。なお、面2Bによる反射率は、レンズ素子2の材質
の屈折率と、面2Bの「光軸AXに直交する平面に対す
る傾き角」とにより定まり、設計条件として所望の値に
設定できる。
The light receiving element 3 is connected to the lens surface 2A from the
It is arranged at the condensing position of the condensed light beam emitted to the L1 side, receives the condensed light beam as monitor light LM, and converts it into an electric signal. The reflectance of the surface 2B is determined by the refractive index of the material of the lens element 2 and the “angle of inclination of the surface 2B with respect to a plane perpendicular to the optical axis AX”, and can be set to a desired value as a design condition.

【0039】面2Bに入射したレーザ光束は、反射のこ
りの成分が面2Bを透過し、面2Bにより屈折されて、
平行光束として射出する。この射出平行光束が「光出
力」となる。
With respect to the laser beam incident on the surface 2B, a reflected component of the laser beam passes through the surface 2B and is refracted by the surface 2B.
Emit as a parallel light beam. This emitted parallel light beam is the “light output”.

【0040】図2に実施の別形態を示す。煩雑を避ける
ため、混同の虞がないと思われるものについては、図2
以下の各図面に於ても図1におけると同一の符号を付す
る。
FIG. 2 shows another embodiment. In order to avoid complications, it is assumed that there is no risk of confusion.
In the following drawings, the same reference numerals as in FIG. 1 are used.

【0041】図2の実施の形態においては、VCSEL
1と受光素子3とを支持する支持基板4Aは段差を有
し、VCSEL1は段差の底部に、光検出手段としての
受光素子3は段差の上部に配置されている。
In the embodiment shown in FIG.
The support substrate 4A supporting the light receiving element 1 and the light receiving element 3 has a step. The VCSEL 1 is arranged at the bottom of the step, and the light receiving element 3 as the light detecting means is arranged above the step.

【0042】レンズ素子2’は透明な板状で、VCSE
L1側の面に正のパワーのレンズ面2Aを持ち、他方の
面2Bが反射機能を持つ。反射機能を有する面2Bは、
レンズ面2Aの光軸AXに直交する面に対して傾いた平
面である。この実施の形態においては、面2Bにおいて
「所望の反射率を確実に得る」ために、所定の反射率の
半透過膜2Cを蒸着形成されている。
The lens element 2 ′ is a transparent plate,
The L1 side surface has a positive power lens surface 2A, and the other surface 2B has a reflection function. The surface 2B having a reflection function is
This is a plane inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis AX of the lens surface 2A. In this embodiment, a semi-transmissive film 2C having a predetermined reflectance is formed on the surface 2B by vapor deposition in order to "obtain a desired reflectance reliably".

【0043】VCSEL1は、レンズ面2Aの物体側の
光軸AX上で、焦点位置よりもレンズ面2Aから遠ざか
った位置に設けられている。従って、VCSEL1を発
光させると、放射される発散性のレーザ光束は、実線で
示すようにレンズ面2Aに入射し、レンズ面2Aの正の
パワーにより集光光束に変換され、光軸AX方向に進行
して、面2Bに入射する。
The VCSEL 1 is provided on the optical axis AX on the object side of the lens surface 2A, at a position farther from the lens surface 2A than the focal position. Therefore, when the VCSEL 1 emits light, the emitted divergent laser beam enters the lens surface 2A as shown by the solid line, is converted into a condensed light beam by the positive power of the lens surface 2A, and moves in the optical axis AX direction. The light advances and enters the surface 2B.

【0044】面2Bは半透過膜2Cの作用により、入射
してくる集光光束の全光束を所定の割合の反射率で反射
させる。面2Bは「光軸に直交する平面に対して傾いて
いる」ので、破線で示す反射光束は「入射レーザ光束の
光路から分離する」ようにしてVCSEL1の側へ進行
し、レンズ面2Aの正のパワーで集光され、レンズ面2
Aの物体側の焦点面上よりもレンズ面2Aに近い位置に
集光する。
The surface 2B reflects all of the incident condensed light beams at a predetermined rate of reflectance by the action of the semi-transmissive film 2C. Since the surface 2B is “inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis”, the reflected light flux indicated by the broken line advances toward the VCSEL 1 so as to “separate from the optical path of the incident laser light flux”, With the power of lens surface 2
The light is focused on a position closer to the lens surface 2A than on the focal plane on the object side of A.

【0045】受光素子3は、レンズ面2AからVCSE
L1側へ射出した集光光束の集光位置に配置され、集光
光束をモニタ光LMとして受光して電気信号に変換す
る。面2Bに入射したレーザ光束は、反射のこりの成分
が面2Bを透過し、面2Bにより屈折され「集光光束」
として射出する。この射出集光光束が「光出力」とな
る。
The light receiving element 3 is connected to the lens surface 2A from the
It is arranged at the condensing position of the condensed light beam emitted to the L1 side, receives the condensed light beam as monitor light LM, and converts it into an electric signal. In the laser beam incident on the surface 2B, a component of the reflected light passes through the surface 2B, is refracted by the surface 2B, and is "condensed light beam".
Inject as This emitted condensed light beam becomes “light output”.

【0046】図3に実施の他の形態を示す。図1の実施
の形態と同様に、VCSEL1と受光素子3とは支持基
板4の同一面上に配置されている。レンズ素子20は透
明な板状で、VCSEL1側の面に正のパワーのレンズ
面20Aを持ち、他方の面20Bが反射機能を持つ。反
射機能を有する面20Bは「反射型グレーティング」と
して形成されている。
FIG. 3 shows another embodiment. As in the embodiment of FIG. 1, the VCSEL 1 and the light receiving element 3 are arranged on the same surface of the support substrate 4. The lens element 20 is a transparent plate and has a lens surface 20A having a positive power on the surface on the VCSEL 1 side, and the other surface 20B has a reflection function. The surface 20B having a reflection function is formed as a “reflection type grating”.

【0047】面20Bにおける反射の方向は、回折角と
して定まるので、面20Bは、光軸AXに対して直交さ
せることができる。
Since the direction of reflection on the surface 20B is determined as a diffraction angle, the surface 20B can be orthogonal to the optical axis AX.

【0048】VCSEL1は、レンズ面20Aの物体側
の焦点位置に設けられ、VCSEL1を発光させると、
放射される発散性のレーザ光束は、実線で示すようにレ
ンズ面20Aに入射し、レンズ面20Aの正のパワーに
より平行光束に変換され、光軸AX方向に進行して、面
20Bに入射する。
The VCSEL 1 is provided at a focal position on the object side of the lens surface 20A, and when the VCSEL 1 emits light,
The emitted divergent laser beam enters the lens surface 20A as shown by a solid line, is converted into a parallel beam by the positive power of the lens surface 20A, travels in the direction of the optical axis AX, and enters the surface 20B. .

【0049】面20Bは反射型グレーティングの作用に
より、入射してくる平行光束の全光束を所定の割合の反
射率で反射させる。反射された回折光束のうちの―1次
回折光成分をモニタ光LMとして用いる。
The surface 20B reflects all incident parallel light beams at a predetermined reflectance by the action of the reflection grating. The -1st-order diffracted light component of the reflected diffracted light beam is used as the monitor light LM.

【0050】即ち、モニタ光となる反射光束(平行光
束)は、光軸AXから分離するようにして、VCSEL
1の側へ進行し、レンズ面20Aの正のパワーで集光さ
れ、レンズ面2Aの物体側の焦点面上に集光する。受光
素子3は、レンズ面20AからVCSEL1側へ射出し
た集光光束の集光位置に配置され、集光光束をモニタ光
LMとして受光して電気信号に変換する。
That is, the reflected light beam (parallel light beam) serving as the monitor light is separated from the optical axis AX so that the VCSEL
1, the light is focused by the positive power of the lens surface 20A, and is focused on the focal plane on the object side of the lens surface 2A. The light receiving element 3 is arranged at a position where the converged light beam emitted from the lens surface 20A toward the VCSEL 1 is condensed, receives the condensed light beam as monitor light LM, and converts it into an electric signal.

【0051】面20Bに入射したレーザ光束は、反射の
こりの成分が「0次光」として面20Bから射出し、光
軸AXに平行な平行光束として射出する。この射出平行
光束が「光出力」となる。図3に示す実施の形態におけ
るレンズ素子20を用いて、図2の実施の形態と同様の
光出力素子を構成することもできることは言うまでも無
い。
The laser beam incident on the surface 20B is emitted from the surface 20B as a "zero-order light" with a component of the reflected residual, and is emitted as a parallel light beam parallel to the optical axis AX. This emitted parallel light beam is the “light output”. Needless to say, an optical output element similar to that of the embodiment of FIG. 2 can be configured using the lens element 20 of the embodiment shown in FIG.

【0052】上に実施の形態を説明した「光出力素子」
は、単一のVCSEL1と、透明な板状で、VCSEL
側の面に正のパワーのレンズ面2A、20Aを持ち、他
方の面2B、20Bが反射機能を持ち、VCSEL1か
ら放射される発散性のレーザ光束をレンズ面2A、20
Aに入射され、且つ、レンズ面2A、20Aを透過した
レーザ光束を、他方の面2B、20Bの反射機能により
所定の割合で、入射レーザ光束の光路から分離するよう
にして、VCSEL1の側へ反射する単一のレンズ素子
2、2’、20と、他方の面2B、20Bで反射され、
レンズ面2A、20Aで集光されてレンズ素子2、
2’、20からVCSEL1側へ射出する集光光束をモ
ニタ光LMとして受光して電気信号に変換するモニタ用
の単一の光検出手段3とを有する(請求項1)。
"Light output element" described in the above embodiment
Is a single VCSEL1 and a transparent plate
Side surfaces 2A and 20A having positive power, the other surfaces 2B and 20B having a reflection function, and transmitting the divergent laser beam emitted from the VCSEL 1 to the lens surfaces 2A and 20A.
A, and the laser beam transmitted through the lens surfaces 2A and 20A is separated from the optical path of the incident laser beam at a predetermined ratio by the reflection function of the other surfaces 2B and 20B to the VCSEL 1 side. A single reflecting lens element 2, 2 ', 20 and the other surface 2B, 20B
The lens element 2, which is condensed by the lens surfaces 2A and 20A,
There is provided a single monitoring light detecting means 3 for receiving a condensed light beam emitted from the 2 ', 20 to the VCSEL 1 side as monitor light LM and converting it into an electric signal (claim 1).

【0053】図1、図2に示す実施の形態におけるレン
ズ素子2、2’は、レンズ素子における反射機能を有す
る面2Bが、レンズ面の光軸AXに直交する面に対して
傾いた平面であり(請求項2)、図2に示されたレンズ
素子2’では、レンズ面2Aの光軸AXに直交する面に
対して傾いた平面2Bが、所定の反射率の半透過膜2C
を形成されている(請求項3)。
The lens elements 2 and 2 'in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are planes in which the surface 2B having a reflecting function of the lens element is inclined with respect to the surface orthogonal to the optical axis AX of the lens surface. In the lens element 2 'shown in FIG. 2, the plane 2B inclined with respect to the plane orthogonal to the optical axis AX of the lens surface 2A is formed as a semi-transmissive film 2C having a predetermined reflectance.
(Claim 3).

【0054】また、図3に示す実施の形態におけるレン
ズ素子20は、反射機能を有する面20Bが反射型グレ
ーティングとして形成されている(請求項4)。図1、
図3に実施の形態を示した光出力素子では、レンズ素子
の正のパワーを持つレンズ面2A、20Aが、VCSE
L1からの発散性のレーザ光束を平行光束化するコリメ
ート機能を有し(請求項5)、VCSEL1と光検出手
段3とは、支持基板4の略同一面状に配置されている
(請求項6)。
In the lens element 20 in the embodiment shown in FIG. 3, the surface 20B having a reflection function is formed as a reflection type grating (claim 4). Figure 1,
In the optical output device shown in the embodiment in FIG. 3, the lens surfaces 2A and 20A having positive power of the lens element
It has a collimating function for converting the divergent laser beam from L1 into a parallel beam (Claim 5), and the VCSEL 1 and the light detection means 3 are arranged on substantially the same plane of the support substrate 4 (Claim 6). ).

【0055】図2に実施の形態を示した光出力素子で
は、レンズ素子2’の正のパワーを持つレンズ面2A
が、VCSEL1からの発散性のレーザ光束を集光光束
化し(請求項7)、VCSEL1と光検出手段3を支持
する支持基板4Aが段差を有し、VCSEL1が段差の
底部に配置され、光検出手段3が段差の上部に配置され
ている(請求項8)。
In the light output element shown in FIG. 2, the lens surface 2A having a positive power of the lens element 2 'is used.
Converts the divergent laser beam from the VCSEL 1 into a converging beam (claim 7), the support substrate 4A supporting the VCSEL 1 and the light detecting means 3 has a step, and the VCSEL 1 is disposed at the bottom of the step, The means 3 is disposed above the step (claim 8).

【0056】また、上に説明した各実施の形態における
レンズ素子2、2’、20は、VCSEL1を用いる光
出力素子に用いられるレンズ素子であって、透明な板状
で、一方の面に正のパワーのレンズ面2A、20Aを持
ち、他方の面2B、20Bが反射機能を持ち、VCSE
L1から放射される発散性のレーザ光束をレンズ面2
A、20Aに入射され、且つ、レンズ面2A、20Aを
透過したレーザ光束を、他方の面2B、20Bの反射機
能により所定の割合で、入射レーザ光束の光路から分離
するようにしてVCSEL1の側へ反射するレンズ素子
(請求項12)である。
The lens elements 2, 2 ', and 20 in each of the above-described embodiments are lens elements used for an optical output element using the VCSEL 1, and have a transparent plate shape. Lens surfaces 2A and 20A having the same power, while the other surfaces 2B and 20B have a reflection function,
The divergent laser beam emitted from L1
A, the side of the VCSEL 1 is separated from the optical path of the incident laser beam by a predetermined ratio by the reflection function of the other surface 2B, 20B. This is a lens element that reflects light to the lens (claim 12).

【0057】レンズ素子2、2’では、反射機能を有す
る面2Bが、レンズ面2Aの光軸AXに直交する面に対
して傾いた平面であり(請求項13)、レンズ素子2’
では、レンズ面の光軸に直交する面に対して傾いた平面
2Bが、所定の反射率の半透過膜2Cを形成されている
(請求項14)。レンズ素子20では、反射機能を有す
る面20Bが反射型グレーティングとして形成されてい
る(請求項15)。
In the lens elements 2 and 2 ', the surface 2B having a reflecting function is a plane inclined with respect to the surface of the lens surface 2A orthogonal to the optical axis AX (claim 13).
In this case, a plane 2B inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis of the lens surface forms a semi-transmissive film 2C having a predetermined reflectance (Claim 14). In the lens element 20, the surface 20B having the reflection function is formed as a reflection type grating.

【0058】レンズ素子2、20は、正のパワーを持つ
レンズ面2A、20Aが、VCSEL1からの発散性の
レーザ光束を平行光束化し(請求項16)、レンズ素子
2’は、正のパワーを持つレンズ面2Aが、VCSEL
1からの発散性のレーザ光束を集光光束化する(請求項
17)。
In the lens elements 2 and 20, the lens surfaces 2A and 20A having a positive power convert the divergent laser beam from the VCSEL 1 into a parallel beam (claim 16), and the lens element 2 'has a positive power. The lens surface 2A has a VCSEL
The divergent laser beam from the first laser beam is converted into a converging beam (claim 17).

【0059】面2B、20B面は、入射してくるレーザ
光束(レンズ面を透過したレーザ光束)の「全ての光束
部分」を所定の割合でVCSEL1側へ反射し、光検出
手段3により(略全て)受光されるので、モニタ光LM
の変化は、VCSEL1の発光強度の変化に正しく対応
し、発光揺らぎの影響を受けることが無い。
The surfaces 2B and 20B reflect the "all luminous flux portions" of the incident laser luminous flux (the laser luminous flux transmitted through the lens surface) toward the VCSEL 1 at a predetermined ratio, and are reflected by the photodetecting means 3 (substantially). All) received, the monitor light LM
Changes correctly correspond to changes in the light emission intensity of the VCSEL 1, and are not affected by light emission fluctuations.

【0060】従って、上記実施の各形態の光出力素子
は、上記モニタ光の光強度を所定レベルに制御すること
により、VCSEL1における温度変動やVCSEL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
を「発光揺らぎの影響を受けること」なく確実に所望の
レベルに制御することができる。
Therefore, the light output device of each of the above embodiments controls the light intensity of the monitor light to a predetermined level, thereby controlling the intensity of the emitted laser light flux due to temperature fluctuations in the VCSEL 1 and deterioration of the VCSEL itself over time. The fluctuation can be reliably controlled to a desired level without being affected by light emission fluctuation.

【0061】図4は、光出力素子アレイの実施の1形態
を示している。この光出力素子アレイは、図1に実施の
形態を示した光出力素子を1単位とし、複数単位の光出
力素子をアレイ配列して一体化したもの(請求項9)で
ある。勿論、1単位の光出力素子は相互に同じものであ
る。
FIG. 4 shows an embodiment of the light output element array. This light output element array is one in which the light output element shown in the embodiment in FIG. 1 is one unit, and a plurality of light output elements are arrayed and integrated (claim 9). Of course, one unit of light output element is the same as each other.

【0062】同一のレンズ素子2−1、2−2、2−
3、・・をそれぞれ1単位として、アレイ配列して一体
化してなるレンズ素子アレイ(請求項18)は、「共通
の透明板」に形成され(請求項19)、VCSEL1−
1、1−2、1−3、・・のアレイ、VCSELに対応
する各光検出手段3−1、3−2、3−3、・・は共通
の支持基板40に支持されている(請求項10)。各単
位の光出力素子における光出力、モニタ光の光強度検出
は、図1の実施の形態におけると同じである。符号2A
1、2A2、2A3..は「正のパワーのレンズ面」、
符号2B1、2B2、2B3..は「反射機能を持つ
面」を示す。
The same lens elements 2-1, 2-2, 2-
The lens element array (Claim 18), which is arrayed and integrated with each unit of 3,..., Is formed on a “common transparent plate” (Claim 19).
, 3-2,... Corresponding to the VCSEL are supported by a common support substrate 40 (claim). Item 10). The light output and the light intensity detection of the monitor light in the light output element of each unit are the same as in the embodiment of FIG. Symbol 2A
1, 2A2, 2A3. Is "Positive lens surface",
Symbols 2B1, 2B2, 2B3. . Indicates a “surface having a reflection function”.

【0063】図4に示された実施の形態では、レンズ素
子・VCSEL・受光素子の配列は図の左右方向に1列
であるが、これらのアレイ配列を2次元化し、光出力素
子が図の左右方向と、図面に直交する方向とに配列され
るようにできることは言うまでも無い。
In the embodiment shown in FIG. 4, the arrangement of lens elements, VCSELs, and light receiving elements is one row in the horizontal direction of the figure. It goes without saying that it can be arranged in the horizontal direction and the direction perpendicular to the drawing.

【0064】この場合において、図4に示されている各
光出力素子の配列を、図面に直交する方向においては、
この方向において互いに重なり合うように配置すること
ができる。即ち、この場合には、各光出力素子の配列は
「碁盤の目」状になる。その際、図4に示されている各
レンズ素子2−1、2−2、・・における反射機能を持
つ面2B1、2B2、2B3、・・を、図面に直交する
方向に配列した複数のレンズ素子について「共通化す
る」ことができる(請求項11、20)。
In this case, the arrangement of the respective light output elements shown in FIG. 4 is changed in the direction orthogonal to the drawing.
They can be arranged to overlap each other in this direction. That is, in this case, the arrangement of the light output elements has a “go-to-me” pattern. At this time, a plurality of lenses in which the surfaces 2B1, 2B2, 2B3,... Having a reflection function in each lens element 2-1, 2-2,. The elements can be "shared" (claims 11 and 20).

【0065】さらにまた、このような場合、受光素子3
−1、3−2等を図面に直交する方向へ1列に配列する
のに代えて、図面に直交する方向に長い受光面を持つエ
リアセンサを配置し、このエリアセンサにより「図面に
直交する方向へ1列に配列されたレンズ素子アレイ」の
光検出手段を共通化してもよい。
Further, in such a case, the light receiving element 3
Instead of arranging -1, 3-2, etc. in one line in a direction orthogonal to the drawing, an area sensor having a long light receiving surface in the direction orthogonal to the drawing is arranged, and the area sensor " The light detecting means of the “lens element array arranged in one row in the direction” may be shared.

【0066】また、レンズ素子アレイに「傾きや、配置
誤差等」があると、各レンズ素子の「反射機能を持つ面」
で反射されて、VCSEL側へ射出する各集光光束の戻
る位置が変化する。そこで、受光素子3−1、3−2等
の全て、あるいは一部をエリアセンサとし、これらエリ
アセンサにより上記集束光束の戻り位置を正確に検出し
て、レンズ素子アレイの傾きや位置誤差を知ることがで
きる。
If the lens element array has “tilt, placement error, etc.”, the “surface having a reflection function” of each lens element is determined.
And the return position of each condensed light flux exiting to the VCSEL side changes. Therefore, all or a part of the light receiving elements 3-1, 3-2, etc. are used as area sensors, and the return position of the converged light beam is accurately detected by these area sensors to know the inclination and position error of the lens element array. be able to.

【0067】即ち、エリアセンサの出力を用いて「VC
SELアレイに対するアライメント補正」を容易に、且
つ、極めて精度よく行うことができる。なお、エリアセ
ンサに換えて、位置センサや分割受光素子等、集束光束
の戻り位置を検出できる他の光検出手段を用いても良
い。
That is, using the output of the area sensor, "VC
"Alignment correction for the SEL array" can be easily and extremely accurately performed. Note that, instead of the area sensor, another light detecting unit that can detect the return position of the focused light beam, such as a position sensor or a divided light receiving element, may be used.

【0068】図2や図3に示した光出力素子を1単位と
して、複数単位の光出力素子を、図4の実施の形態と同
様にしてアレイ化できることは言うまでも無い。
Needless to say, a plurality of light output elements can be arrayed in the same manner as in the embodiment of FIG. 4, with the light output elements shown in FIGS. 2 and 3 as one unit.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光出力素子および光出力素子アレイ、新規なレ
ンズ素子およびレンズ素子アレイを実現できる。この発
明のレンズ素子・レンズ素子アレイは、上述の如く、V
CSELから放射される発散性のレーザ光束の全エネル
ギに比例する光エネルギを光検出手段に向けて分離する
ので、VCSELの「発光揺らぎ」に影響されないモニ
タ光を生成できる。
As described above, according to the present invention, a novel light output element and a new light output element array, a novel lens element and a new lens element array can be realized. As described above, the lens element / lens element array of the present invention
Since the light energy proportional to the total energy of the divergent laser beam emitted from the CSEL is separated toward the light detecting means, it is possible to generate monitor light which is not affected by the "luminous fluctuation" of the VCSEL.

【0070】従って、この発明の光出力素子・光出力素
子アレイは、VCSELの発光強度を安定させて、常に
適正な光出力を出力させることができる。
Therefore, the light output element / light output element array of the present invention can stably emit light of the VCSEL, and can always output a proper light output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光出力素子の実施の1形態を説明するための図
である。
FIG. 1 is a diagram illustrating one embodiment of a light output element.

【図2】光出力素子の実施の別形態を説明するための図
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the light output element.

【図3】光出力素子の実施の他の形態を説明するための
図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining another embodiment of the light output element.

【図4】光出力素子アレイの実施の1形態を説明するた
めの図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of a light output element array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 VCSEL 2 レンズ素子 2A 正のパワーを持つレンズ面 2B 反射機能を持つ面 3 光検出手段としての受光素子 4 支持基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 VCSEL 2 Lens element 2A Lens surface having positive power 2B Surface having reflection function 3 Light receiving element as light detecting means 4 Support substrate

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】単一のVCSELと、 透明な板状で、上記VCSEL側の面に正のパワーのレ
ンズ面を持ち、他方の面が反射機能を持ち、上記VCS
ELから放射される発散性のレーザ光束を上記レンズ面
に入射され、且つ、上記レンズ面を透過したレーザ光束
を、上記他方の面の反射機能により所定の割合で、入射
レーザ光束の光路から分離するようにして、上記VCS
ELの側へ反射する単一のレンズ素子と、 上記他方の面で反射され、上記レンズ面で集光されて上
記レンズ素子から上記VCSEL側へ射出する集光光束
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
の単一の光検出手段とを有する光出力素子。
A single VCSEL; a transparent plate-like surface having a lens surface having a positive power on the surface on the VCSEL side; a reflecting surface on the other surface;
The divergent laser beam emitted from the EL is incident on the lens surface, and the laser beam transmitted through the lens surface is separated from the optical path of the incident laser beam at a predetermined ratio by the reflection function of the other surface. So that the VCS
A single lens element that reflects to the EL side, and a condensed light beam that is reflected by the other surface, condensed by the lens surface, and emitted from the lens element to the VCSEL side is received as monitor light and A light output element having a single photodetector for monitoring for converting the signal into a signal.
【請求項2】請求項1記載の光出力素子において、 レンズ素子における反射機能を有する面が、レンズ面の
光軸に直交する面に対して傾いた平面であることを特徴
とする光出力素子。
2. The light output element according to claim 1, wherein the surface of the lens element having a reflection function is a plane inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis of the lens surface. .
【請求項3】請求項2記載の光出力素子において、 レンズ面の光軸に直交する面に対して傾いた平面が、所
定の反射率の半透過膜を形成されていることを特徴とす
る光出力素子。
3. A light output element according to claim 2, wherein a plane inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis of the lens surface is formed with a semi-transmissive film having a predetermined reflectance. Light output element.
【請求項4】請求項1記載の光出力素子において、 レンズ素子における反射機能を有する面が反射型グレー
ティングとして形成されていることを特徴とする光出力
素子。
4. The light output element according to claim 1, wherein the surface of the lens element having a reflection function is formed as a reflection type grating.
【請求項5】請求項1〜4の任意の1に記載の光出力素
子において、 レンズ素子の正のパワーを持つレンズ面が、VCSEL
からの発散性のレーザ光束を平行光束化することを特徴
とする光出力素子。
5. The optical output device according to claim 1, wherein a lens surface of the lens element having a positive power is a VCSEL.
An optical output device for converting a divergent laser beam from a laser beam into a parallel beam.
【請求項6】請求項5記載の光出力素子において、 VCSELと光検出手段を支持基板の略同一面上に配置
したことを特徴とする光出力素子。
6. The light output device according to claim 5, wherein the VCSEL and the light detection means are arranged on substantially the same surface of the support substrate.
【請求項7】請求項1〜4の任意の1に記載の光出力素
子において、 レンズ素子の正のパワーを持つレンズ面が、VCSEL
からの発散性のレーザ光束を集光光束化することを特徴
とする光出力素子。
7. The optical output device according to claim 1, wherein a lens surface of the lens element having a positive power is a VCSEL.
An optical output device for converting a divergent laser beam from a laser beam into a converging beam.
【請求項8】請求項7記載の光出力素子において、 VCSELと光検出手段を支持する支持基板が段差を有
し、上記VCSELが上記段差の底部に配置され、光検
出手段が上記段差の上部に配置されたことを特徴とする
光出力素子。
8. The light output device according to claim 7, wherein the VCSEL and the supporting substrate supporting the light detecting means have a step, the VCSEL is arranged at the bottom of the step, and the light detecting means is located above the step. A light output element, wherein the light output element is disposed in a light source.
【請求項9】請求項1〜8の任意の1に記載の光出力素
子を1単位とし、複数単位の光出力素子をアレイ配列し
て一体化したことを特徴とする光出力素子アレイ。
9. A light output element array, wherein the light output element according to any one of claims 1 to 8 is defined as one unit, and a plurality of light output elements are arrayed and integrated.
【請求項10】請求項9記載の光出力素子アレイにおい
て、 レンズ素子のアレイが共通の透明板に形成され、 VCSELのアレイ、各VCSELに対応する各光検出
手段が、共通の支持基板に支持されていることを特徴と
する光出力素子アレイ。
10. The light output element array according to claim 9, wherein the array of lens elements is formed on a common transparent plate, and the array of VCSELs and each light detecting means corresponding to each VCSEL are supported on a common support substrate. An optical output element array, comprising:
【請求項11】請求項9または10記載の光出力素子ア
レイにおいて、 レンズ素子のアレイが共通の透明板に形成され、複数の
レンズ素子における反射機能を有する面が共通化された
ことを特徴とする光出力素子アレイ。
11. The optical output element array according to claim 9, wherein the array of lens elements is formed on a common transparent plate, and a plurality of lens elements have a common surface having a reflection function. Light output element array.
【請求項12】VCSELを用いる光出力素子に用いら
れるレンズ素子であって、 透明な板状で、一方の面に正のパワーのレンズ面を持
ち、他方の面が反射機能を持ち、VCSELから放射さ
れる発散性のレーザ光束を上記レンズ面に入射され、且
つ、上記レンズ面を透過したレーザ光束を、上記他方の
面の反射機能により所定の割合で、入射レーザ光束の光
路から分離するようにして、上記VCSELの側へ反射
するレンズ素子。
12. A lens element used for an optical output element using a VCSEL, wherein the lens element is a transparent plate, has a lens surface of positive power on one surface, has a reflection function on the other surface, and has a reflection function. The emitted divergent laser beam is incident on the lens surface, and the laser beam transmitted through the lens surface is separated from the optical path of the incident laser beam at a predetermined ratio by the reflection function of the other surface. A lens element that reflects toward the VCSEL.
【請求項13】請求項12記載のレンズ素子において、 レンズ素子における反射機能を有する面が、レンズ面の
光軸に直交する面に対して傾いた平面であることを特徴
とするレンズ素子。
13. The lens element according to claim 12, wherein a surface having a reflection function in the lens element is a plane inclined with respect to a plane orthogonal to an optical axis of the lens surface.
【請求項14】請求項13記載のレンズ素子において、 レンズ面の光軸に直交する面に対して傾いた平面が、所
定の反射率の半透過膜を形成されていることを特徴とす
るレンズ素子。
14. A lens element according to claim 13, wherein a plane inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis of the lens surface is formed with a semi-transmissive film having a predetermined reflectance. element.
【請求項15】請求項12記載のレンズ素子において、 反射機能を有する面が反射型グレーティングとして形成
されていることを特徴とするレンズ素子。
15. The lens element according to claim 12, wherein the surface having a reflection function is formed as a reflection type grating.
【請求項16】請求項12〜15の任意の1に記載のレ
ンズ素子において、 正のパワーを持つレンズ面が、VCSELからの発散性
のレーザ光束を平行光束化することを特徴とするレンズ
素子。
16. A lens element according to claim 12, wherein the lens surface having a positive power converts a divergent laser beam from the VCSEL into a parallel beam. .
【請求項17】請求項12〜15の任意の1に記載のレ
ンズ素子において、 レンズ素子の正のパワーを持つレンズ面が、VCSEL
からの発散性のレーザ光束を集光光束化することを特徴
とするレンズ素子。
17. The lens element according to claim 12, wherein a lens surface of the lens element having a positive power is a VCSEL.
A lens element characterized in that a divergent laser beam emitted from a lens is condensed.
【請求項18】請求項12〜15の任意の1に記載のレ
ンズ素子を1単位とし、複数単位のレンズ素子をアレイ
配列して一体化したことを特徴とするレンズ素子アレ
イ。
18. A lens element array wherein the lens element according to any one of claims 12 to 15 is defined as one unit, and a plurality of lens elements are arrayed and integrated.
【請求項19】請求項18記載のレンズ素子アレイにお
いて、 レンズ素子のアレイが共通の透明板に形成されたことを
特徴とするレンズ素子アレイ。
19. The lens element array according to claim 18, wherein the lens element array is formed on a common transparent plate.
【請求項20】請求項19記載のレンズ素子アレイにお
いて、 複数のレンズ素子における反射機能を有する面が共通化
されたことを特徴とするレンズ素子アレイ。
20. The lens element array according to claim 19, wherein a surface having a reflection function among a plurality of lens elements is shared.
JP2001178659A 2001-06-13 2001-06-13 Light output element, light output element array, lens element and lens element array Pending JP2002374026A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001178659A JP2002374026A (en) 2001-06-13 2001-06-13 Light output element, light output element array, lens element and lens element array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001178659A JP2002374026A (en) 2001-06-13 2001-06-13 Light output element, light output element array, lens element and lens element array

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002374026A true JP2002374026A (en) 2002-12-26

Family

ID=19019325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001178659A Pending JP2002374026A (en) 2001-06-13 2001-06-13 Light output element, light output element array, lens element and lens element array

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002374026A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010100898A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-10 三菱電機株式会社 Laser light source apparatus and image display apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010100898A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-10 三菱電機株式会社 Laser light source apparatus and image display apparatus
JPWO2010100898A1 (en) * 2009-03-04 2012-09-06 三菱電機株式会社 Laser light source device and image display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0786839B1 (en) Light output apparatus and optical pickup apparatus employing the same
JP4473665B2 (en) Spectrometer
US5130531A (en) Reflective photosensor and semiconductor light emitting apparatus each using micro Fresnel lens
US11025898B2 (en) Detecting loss of alignment of optical imaging modules
US5663944A (en) Vertical cavity laser light beam monitored by reflection of a half mirror, with application in optical pick-up
KR20230126704A (en) LiDAR system using transmit optical power monitor
TWI685678B (en) Laser projection module , depth camera and electronic device
US11947040B2 (en) Monostatic LiDAR transceiver system
WO2022046432A1 (en) Hybrid two-dimensional steering lidar
US7684451B2 (en) Optical transmitter module for stabilizing optical output power and wavelength
WO2005006401A2 (en) Optical sub-assembly laser mount having integrated microlens
US7450855B2 (en) Optical detection apparatus and free-space optics communication apparatus
JP2002374026A (en) Light output element, light output element array, lens element and lens element array
JP4087121B2 (en) Wavelength monitor and laser module incorporating it
JP2002026445A (en) Light source device
JP2780300B2 (en) Photodetector
JP2658203B2 (en) Multi-beam light source, and multi-beam projector and shape recognition device using the same
JP7293672B2 (en) optical module
JP2002280655A (en) Light outputting apparatus and lens element for it
US6934086B2 (en) Optical component and compact wavelength locking arrangement including such a component
JP7483016B2 (en) Distance measuring device
JPH10198999A (en) Semiconductor laser device
KR0138341B1 (en) An optical output controller of a surface optical laser and a recording/reproducing optical pick up
KR100492846B1 (en) Semiconductor light source of optical transmitter with output control
KR20230086397A (en) ToF sensor device and Method for determining distance using the same