JP2005010300A - シリンドリカルレンズアレイモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンドリカルレンズとビームローテータとの間の焦点距離の調整を容易に行うことができるシリンドリカルレンズアレイモジュールを提供する。
【解決手段】シリンドリカルレンズアレイモジュール1は、半導体レーザ装置2から出射された光のY方向に広がる成分をコリメートする第一コリメートレンズ3およびその光を回転させるビームローテータ4を備える。第一コリメートレンズ3は光を透過させる曲面部31を備えるとともに、曲面部31を挟む位置にフランジ32,33がそれぞれ設けられている。また、ビームローテータ4には、入出射面41,42の前後にフランジ44,45が設けられている。これらのフランジ32,33,44,45を密接させて、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4が取り付けられる。
【選択図】 図1
【解決手段】シリンドリカルレンズアレイモジュール1は、半導体レーザ装置2から出射された光のY方向に広がる成分をコリメートする第一コリメートレンズ3およびその光を回転させるビームローテータ4を備える。第一コリメートレンズ3は光を透過させる曲面部31を備えるとともに、曲面部31を挟む位置にフランジ32,33がそれぞれ設けられている。また、ビームローテータ4には、入出射面41,42の前後にフランジ44,45が設けられている。これらのフランジ32,33,44,45を密接させて、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4が取り付けられる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザアレイに用いるシリンドリカルレンズアレイモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体レーザを加工機等に応用する際、光学素子、たとえばシリンドリカルレンズ(棒状凸レンズ)を用いてレーザビームを整形、集光することがある。特に、高出力を得るために複数の半導体レーザ出射部からのエネルギーをまとめて整形、集光して高出力を得る技術に対する需要は増えている。このようなレンズアレイとして、たとえば特開2000−137139号公報に開示されているものがある。このレンズアレイは、光束を放射する光源と、光源から放射された光束を透過させる円筒レンズと、この円筒レンズを透過した光束を90度回転させる光学的光束変換器とを備えている。この光学的光束変換器で回転させられた光束をフォーカシング素子でフォーカシングして、光伝送ファイバの端部に入射させるというものである。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−137139号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記レンズアレイを用いる際、円筒レンズ(シリンドリカルレンズ)と光学的光束変換器(ビームローテータ)との間で焦点距離を調整する必要がある。この焦点距離の調整は、レンズアレイを組み立てる際に、スペーサ、サイドタブ、鏡筒といった他の装置を用いて行っていたため、非常に手間がかかる。特に、この種の装置では、焦点距離の調整に対して、非常に高い精度が要求されるので、焦点距離の調整は非常に手間がかかるという問題があった。
【0005】
そこで、本発明の課題は、シリンドリカルレンズとビームローテータとの間の焦点距離の調整を容易に行うことができるシリンドリカルレンズアレイモジュールを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールは、配列された複数の光出射部を備える光源から出射された光を透過させる曲面部が形成されたシリンドリカルレンズと、シリンドリカルレンズにおける曲面部を透過した光を、その光軸を中心として回転させる回転作用部を備える光路変換素子と、を備え、シリンドリカルレンズが光源と光路変換素子との間に配置されたシリンドリカルレンズアレイモジュールであって、シリンドリカルレンズにおける曲面部を挟む位置に光路変換素子取付部が設けられ、光路変換素子取付部における光路変換素子側の面に平坦部が形成されているとともに、光路変換素子における回転作用部を挟む位置にレンズ取付部が設けられ、レンズ取付部におけるシリンドリカルレンズ側の面に平坦部が形成されており、変換素子取付部における平坦部と、レンズ取付部における平坦部とが密接させられて、シリンドリカルレンズと光路変換素子とが固定されているものである。
【0007】
本発明に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、シリンドリカルレンズにおける曲面部を挟む位置に光路変換素子取付部が設けら、光路変換素子における回転作用部を挟む位置にレンズ取付部が設けられている。これらの光路変換素子取付部およびレンズ取付部には、それぞれ平坦部が形成され、その平坦部同士が密接して固定されている。このため、光路変換素子取付部およびレンズ取付部を所望の大きさとしておくことにより、単に光路変換素子取付部とレンズ取付部とを固定するのみで、シリンドリカルレンズと光路変換素子との間の焦点距離が調整された状態となる。このように、両者の焦点距離の調整を容易に行うことができる。
【0008】
ここで、変換素子取付部が、光路変換素子側に突出するレンズフランジであるのが好適である。
【0009】
シリンドリカルレンズにおける変換素子取付部が光路変換素子側に突出するレンズフランジであることにより、シリンドリカルレンズと光路変換素子との固定をさらに容易に行うことができる。
【0010】
また、レンズフランジにおける光路変換素子側に突出する部分が、曲面部よりも光路変換素子側に突出する態様とするのが好適である。
【0011】
このように、レンズフランジにおける光路変換素子側に突出する部分がシリンドリカルレンズにおける曲面部よりも光路変換素子側に突出していることにより、さらにシリンドリカルレンズと光路変換素子との固定を容易に行うことができる。
【0012】
さらに、レンズフランジが、曲面部を挟む両方の位置に設けられた第1レンズフランジおよび第2レンズフランジを備え、第1レンズフランジおよび第2レンズフランジにおける光路変換素子取付部に形成された平坦部が、面一に形成されている態様とするのが好適である。
【0013】
このように、曲面部を挟む両方の位置に設けられた第1レンズフランジおよび第2レンズフランジに形成された平坦部が面一である。このため、光路変換素子取付部とレンズ取付部とを固定するのみで、シリンドリカルレンズの長手方向に沿った軸まわりに傾いてしまうことによるシリンドリカルレンズのあおりを防止することができる。
【0014】
また、レンズ取付部が、シリンドリカルレンズ側に突出するフランジであるのが好適である。
【0015】
このように、光路変換素子におけるレンズ取付部がシリンドリカルレンズ側に突出するフランジであることにより、シリンドリカルレンズと光路変換素子との固定をさらに容易に行うことができる。
【0016】
さらに、光路変換素子は、シリンドリカルレンズに対応した長尺状をなしており、光路変換素子の長手方向両端部の高さ位置が、シリンドリカルレンズの長手方向両端部の高さ位置に合わせて調整されているのが好適である。
【0017】
このように、光路変換素子が長尺状をなし、光路変換素子の長手方向両端部の高さ位置が、シリンドリカルレンズの長手方向両端部の高さ位置に合わせて調整されている。このため、両者の位置を合わせて固定するのみで、シリンドリカルレンズと光路変換素子とを、それぞれの長手方向が平行となるように合わせて固定させることができる。
【0018】
他方、シリンドリカルレンズにおける光源側に、光源取付部が設けられ、光源取付部に平坦部が形成されており、光源取付部に光源が取り付けられている態様とするのが好適である。
【0019】
このように、シリンドリカルレンズにおける光源側に光源取付部が設けられており、光源取付部に平坦部が形成されている。このため、光源取付部を所望の大きさとしておくことにより、光源取付部に光源を取り付けるだけで、シリンドリカルレンズと光源との焦点距離を合わせることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、同一の機能を有する部材についてはできる限り同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、各図面は説明の理解を容易にするため、誇張ないし省略している部分があり、その寸法比は必ずしも実際のそれとは一致しない。
【0021】
図1は、本発明の第1の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの全体斜視図、図2(a)はその要部側面図、(b)はその要部背面図であり、図3は、第一コリメートレンズを示す図であり、(a)は斜視図、(b)は正面図、図4、ビームローテータを示す図であり、(a)は斜視図、(b)は平面図である。図1および図2に示すように、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1は、本発明の光源となる半導体レーザ装置2を備えている。半導体レーザ装置2の一面側には、本発明のシリンドリカルレンズである第一コリメートレンズ3が取り付けられており、第一コリメートレンズ3における半導体レーザ装置2が取り付けられている側の反対側には、本発明の光路変換素子であるビームローテータ4がたとえば接着剤で接着されて取り付けられている。また、第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4を挟んだ半導体レーザ装置2の反対側には、第二コリメートレンズ5が配設され、さらにその先には第一集光レンズ6が配設されている。そして、さらにその先に、第二集光レンズ7が配設されている。これらの第二コリメートレンズ5、第一集光レンズ6、および第二集光レンズ7は、いずれもシリンドリカルレンズから構成され、それぞれ台座8の上に載置されている。
【0022】
半導体レーザ装置2は、筐体21を備えており、筐体21内に、その長手方向(図1に示すX方向)に沿って多数のレーザ出射点(発光素子)を一直線上に配列させた半導体レーザアレイ22を有している。半導体レーザアレイ22は、FaAaなどからなる化合物によって形成され、各レーザ出射点から第一コリメートレンズ3に向けてそれぞれレーザ光を出射している。
【0023】
第一コリメートレンズ3は、図3に示すように、棒状凸レンズ状をなしており、半導体レーザ装置2から出射される光が透過する曲面部31を備えている。曲面部31は、ビームローテータ側に突出するビームローテータ側突出部31Aおよび半導体レーザ装置2側に突出する光源側突出部31Bを備えている。この曲面部31は、曲面部31を透過する光の図1に示すY方向(発光素子の配列に対して直交する方向、すなわち発光素子を形成する半導体材料の積層方向)の成分をコリメートするように、その曲率を調整されている。曲面部31を挟む上下の位置には、それぞれ半導体レーザ装置2側およびビームローテータ4側にそれぞれ突出するレンズフランジである上フランジ32および下フランジ33が形成されている。上フランジ32および下フランジ33は、いずれも曲面部31と一体成形されている。これらのフランジ32,33が本発明の光路変換素子取付部となる。
【0024】
また、上フランジ32におけるビームローテータ側突出部32Aおよび下フランジ33におけるビームローテータ側突出部33Aのそれぞれにおけるビームローテータ4に対向する面は平坦部とされており、これらの平坦部は面一に形成されている。さらに、これらのビームローテータ側突出部32A,33Aは、曲面部31におけるビームローテータ側突出部31Aよりもビームローテータ4側に突出している。さらに、上フランジ32における光源側突出部32Bおよび下フランジ33における光源側突出部33Bのそれぞれにおける半導体レーザ装置2に対向する面は平坦部とされており、これらの平坦部も面一に形成されている。これらの光源側突出部32B,33Bは、曲面部31における光源側突出部31Bよりも光源側に突出している。
【0025】
この第一コリメートレンズ3は、たとえば図5に示す製造装置を用いて製造することができる。図5に示すように、製造装置50は、加熱装置となる電気炉51および電気炉51に接続され、電気炉51の温度を調節する温度調節装置52を備えている。また、電気炉51の下方位置には、線径測定装置53が設けられており、さらにその下方には引っ張りローラ54およびカッター装置55が設けられている。この製造装置50における電気炉51に対して、その上方からレンズ用母材56が送り込まれる。レンズ用母材56は、たとえばガラス材料からなる長尺材であり、その断面形状は、第一コリメートレンズ3の断面形状を一回り大きくした形状をなしている。
【0026】
電気炉51に送り込まれたレンズ用母材56は、電気炉51の熱で加熱溶融され、所望の外径となるように線引き処理がなされる。電気炉51はレンズ母材56を囲むように環状に形成され、レンズ用母材56に対して周囲から等しく加熱、溶融させる。レンズ用母材56を線引きする際には、温度調節装置52によって電気炉51の温度が適宜調整される。また、加熱されたレンズ用母材56を引き伸ばすのには、電気炉51の上方に配設された図示しない送り込みローラおよび引っ張りローラ54が用いられる。上下のフランジ32,33となる矩形状の部分を有する四角柱形状のレンズ用母材56を線引きする場合、線引き処理された側面部を送り込みローラおよび引っ張りローラ54により挟持するようにすると、線引き処理中のレンズ用母材56のよじれ発生を防止することができる。
【0027】
レンズ用母材56は、線引き処理された結果、その外径が所望の幅になったと判断された場合、引っ張りローラ54下部に設置されているカッター装置55により切断される。この判断は、引っ張りローラ54の手前の設置された線径測定装置53により行われる。線径測定装置53はレーザ光を発光するレーザ部と、レンズ用母材56を透過したレーザ光を受光する受光部と、受光部により受光された光量などからレンズ用母材56の外径を算出する解析部とから構成される。カッター装置55により切断されて形成された光学レンズは長さにして5mm〜2000mmの棒状のもので、光学レンズとして使用されるサイズであってもよいし、また所望の長さに切断、切削加工される前の段階のサイズであってもよい。長すぎると折れ易く短すぎると切断、切削加工に不便である。
【0028】
ビームローテータ4は、図1に示すように、第一コリメートレンズ3に対応する奥行き方向(X方向)に沿った細長い長尺状をなしている。また、図4にも示すように、ビームローテータ4は、本発明の回転作用部である互いに対向する入射面41と出射面42とを備えている。入射面41および出射面42には、それぞれ複数の円柱面が形成されている。これらの円柱面の数は、半導体レーザ装置2に設けられた発光素子の数と同じであり、それぞれの発光素子に対応して形成されている。さらに、入射面41および出射面42における円柱面の高さ方向は、ビームローテータ4の上面43に対してα=45度の角度を向いている。そして、透過する光を、その光軸を中心として90度回転させる。
【0029】
さらに、ビームローテータ4の長手方向両端部には、本発明のレンズ取付部であるフランジ44,45が設けられている。前フランジ44は、第一コリメートレンズ側突出部44Aと第二コリメートレンズ側突出部45Bを備えており、後フランジ45も同様に第一コリメートレンズ側突出部45Aと第二コリメートレンズ側突出部44Bを備えている。また、前後フランジ44,45における第一コリメートレンズ側突出部44A,45Aは、入射面41における円柱面よりも第一コリメートレンズ3側に突出している。同様に、前後フランジ44,45における第二コリメートレンズ側突出部44B,45Bは、出射面42における円柱面よりも第二コリメートレンズ5側に突出している。さらに、前後フランジ44,45における第一コリメートレンズ側突出部44A,45Aの第一コリメートレンズ3側の面は平坦部とされている。ビームローテータ4のフランジ44,45の高さ位置は、第一コリメートレンズ3の端部の高さ位置に合わせて調整されており、両者の高さ位置は一致している。
【0030】
また、第二コリメートレンズ5の中央部には、曲面部が形成されている。この曲面部は、透過する光のX方向に広がる成分をコリメートするように、その曲率を調整されている。さらに、第一集光レンズ6および第二集光レンズ7にも、それぞれ中央部に曲面部が形成されている。そして、それぞれの曲面部は、コリメートされたX方向の成分およびY方向の成分を、それぞれ集光するように調整されている。
【0031】
さらに、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1では、図2に示すように、第一コリメートレンズ3における上フランジ32の光源側突出部32Bおよび下フランジ33の光源側突出部33Bは、それぞれ接着剤G1,G2によって半導体レーザ装置2の筐体21に接着されて固定されている。なお、接着剤については、実際の厚みより厚く描いている。また、上フランジ32のビームローテータ側突出部32Aおよび下フランジ33のビームローテータ側突出部33Aは、それぞれ接着剤G3,G4によって、ビームローテータ4における前フランジ44に接着されて固定されている。
【0032】
以上の構成を有する本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1においては、半導体レーザ装置2における半導体レーザアレイ22の発光素子から出射された光が第一コリメートレンズ3における作用部を透過する。第一コリメートレンズ3を透過する光は、その発光素子から出射する光のうちY方向(発光素子の配列に対して直交する方向、すなわち発光素子を形成する半導体材料の積層方向)に広がる成分を曲面部31によってコリメートされてビームローテータ4へと到達する。ビームローテータ4では、ビームローテータ4の入射時にX方向(発光素子の配列方向)に広がる成分をビームローテータ4の出射後にY方向に広がる成分とし、ビームローテータ4の入射時にY方向でコリメートされた成分がビームローテータ4の出射後にX方向でコリメートされた成分となるように、ビームローテータ4の入射時の光を出射時に90度回転させる。
【0033】
ビームローテータ4を出射しY方向に広がる成分は、第二コリメートレンズ5によってコリメートされる。したがって、第二コリメートレンズ5を出射した光は、X方向、Y方向成分ともにコリメートされている。その後、第一集光レンズ6によってX方向成分が集光され、第二集光レンズ7によってY方向成分が集光される。両集光レンズ6,7で集光された光は、たとえば図示しない光ファイバに供給される。
【0034】
ビームローテータ4によるビームの回転は高い精度で行うことが要求されるので、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4との焦点距離の調整は、正確に行う必要がある。そこで、従来は、サイドタブ、鏡筒などの他の装置を用いていたため、その製造に非常に手間がかかった。この点、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1では、第一コリメートレンズ3の上下位置にフランジ32,33を設け、ビームローテータ4の両端部にそれぞれフランジ44,45を設けている。そして、これらのフランジにはそれぞれ平坦部が形成されており、これらの平坦部を密接させた状態で第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4を固定している。また、第一コリメートレンズ3の上下フランジ32,33およびビームローテータ4の前後フランジ44,45を所望の寸法に正確に形成されている。このため、第一コリメートレンズ3における上下フランジ32,33と、ビームローテータ4における前後フランジ44,45を単に固定するのみで、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4の焦点距離を調整した状態とすることができる。したがって、サイドタブや鏡筒などの他の装置を用いた焦点合わせの作業が不要となるので、非常に迅速にシリンドリカルレンズアレイモジュール1を製造することができる。
【0035】
さらに、第一コリメートレンズ3におけるビームローテータ取付部は、フランジ32,33によって形成されている。また、ビームローテータ4における第一コリメートレンズ取付部はフランジ44,45によって形成されている。このため、第一コリメートレンズ3にビームローテータ4を取り付ける際には、その突出した部分同士を固定すればよいので、第一コリメートレンズ3にビームローテータ4を容易に取り付けることができる。
【0036】
また、第一コリメートレンズ3におけるフランジ32,33は、半導体レーザ装置2側に突出する光源取付部となる光源側突出部32B,33Bが形成されており、これらの光源側突出部32B,33Bに半導体レーザ装置2が取り付けられている。したがって、光源側突出部32B,33Bを所望の大きさに調整しておくことにより、半導体レーザ装置2と第一コリメートレンズ3との焦点距離をも容易に調整することができる。さらに第一コリメートレンズ3におけるフランジ32,33には、ビームローテータ側に突出するビームローテータ側突出部32A,33Aおよび半導体レーザ装置2側に突出する光源側突出部32B,33Bが形成される。このため、第一コリメートレンズ3のフランジ32,33を対称形状に形成することができる。フランジ32,33を対称形状に形成することにより、第一コリメートレンズ3を線引きして製造する際、その形状を安定したものとすることができる。第一コリメートレンズ3と半導体レーザ装置2との間には、ある程度の焦点距離の調整は必要であるが、厳格なほどの精度調整までは要求されない。したがって、これらの取り付けには、溶接、直付け、接着剤を用いた固定など、適宜の方法を利用することができる。
【0037】
ところで、この種のシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、第一コリメートレンズとビームローテータとの長手方向が平行でないと、半導体レーザ装置2から出射され、第一コリメートレンズ3を通過した光を、ビームローテータによって正確な角度で回転させることができなくなってしまう。この点について、図6を参照して説明すると、図6(a)に示すように、フランジが設けられていない第一コリメートレンズ30を用いた場合、第一コリメートレンズ30とビームローテータ4とを取り付けたとしても、その長手方向が平行となっているか否かを容易に判断することができない。第一コリメートレンズ30とビームローテータ4とが平行でなく矢印S方向に揺れてしまった場合、半導体レーザ装置2に並設された発光素子から出射された光が第一コリメートレンズ30を通過した後、ビームローテータ4で正確に90度回転させることができなくなってしまう。
【0038】
これに対して、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1では、第一コリメートレンズ3の端部の高さ位置は、ビームローテータ4のフランジ44,45の高さ位置と一致している。このため、両者の高さ位置を合わせて固定するのみで、第一コリメートレンズ3の長手方向とビームローテータ4の長手方向とが平行となるようにすることができる。したがって、第一コリメートレンズ3から出射する光を確実に90度回転させることができるように、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4とを取り付けることができる。
【0039】
また、第一コリメートレンズが、ビームローテータに対して、第一コリメートレンズの長手方向に沿った軸まわりに傾いてしまうと、第一コリメートレンズを通過した光が所望の方向を向かなくなってしまう。このため、ビームローテータに入射する光が所望の方向から入らないことになるので、確実な回転をさせることができなくなってしまう。この点について、図7を参照して説明すると、図7(a)に示すフランジが設けられていない第一コリメートレンズ30を用いたとすると、第一コリメートレンズ30とビームローテータ4を単に取り付けたのみでは、第一コリメートレンズの矢印L方向のあおりを防止することができない。したがって、一旦第一コリメートレンズ30とビームローテータ4を取り付ける際に、第一コリメートレンズ30の角度の微調整を行う必要がある。
【0040】
これに対して、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、図7(b)に示すように、第一コリメートレンズ3にフランジが設けられている。しかも、このフランジ32,33におけるビームローテータ側突出部は、面一に形成されている。このため、フランジ32,33を単にビームローテータ4に取り付けることにより、第一コリメートレンズ3におけるその長手方向に沿った軸まわりのあおりを容易に防止することができる。
【0041】
また、本実施形態に変形例として、図8に示すように、半導体レーザ装置25を用いる態様とすることもできる。図8(a)に示すように、この態様の半導体レーザ装置25は、筐体21を備えており、この筐体21の上面に半導体レーザモジュール22が設けられているものである。
【0042】
この態様に係るシリンドリカルレンズモジュールアレイでは、第一コリメートレンズ3における下フランジ33の光源側突出部33Bが接着剤G5によって、半導体レーザ装置25の筐体21に接着されて固定されている。また、第一コリメートレンズ3におけるフランジ32,33のビームローテータ側突出部32A,33Aが、それぞれ接着剤G6,G7によってビームローテータ4に接着されて固定されている。このような態様で、第一コリメートレンズ3を半導体レーザ装置25に固定する態様とすることもできる。
【0043】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図9は、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの全体斜視図、図10(a)はその要部側面図、(b)はその要部背面図である。本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールは上記第1の実施形態と比較して、第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4の取り付け状態が異なっている。
【0044】
図9および図10に示すように、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4は、ベース部材10の上に載置されている。ベース部材10上に載置された第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4は、それらの下面がいずれも接着剤G9によってベース部材10に接着されて固定されている。また、第一コリメートレンズ3におけるフランジの平坦部とビームローテータ4におけるフランジの平坦部とが密接しているのは、上記第1の実施形態と同様である。
【0045】
以上の構成を有する本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、ベース部材10の上に第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4が設けられている。このように、ベース部材10上に第一コリメートレンズ3とビームローテータ4とを載置して固定することにより、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4との間に接着剤を介在させたりすることなく、両者を固定することができる。したがって、その分高い精度で両者の焦点距離を調整することができる。
【0046】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では第一コリメートレンズの曲面部31の上下にフランジを設けたが、その一方にのみフランジを設ける態様とすることができる。また、上記実施形態では、第一コリメートレンズ3の曲面部31は、ビームローテータ4方向および半導体レーザ装置2方向の両方に突出する構造としているが、その一方のみに突出し、他方は平坦状とした態様とすることもできる。さらに、上記実施形態では第一コリメートレンズ3におけるビームローテータ取付部は、曲面部31よりもビームローテータ4側に突出するフランジ32,33であるが、曲面部31よりも引っ込んだ態様の取付部とすることもできる。
【0047】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明によれば、シリンドリカルレンズとビームローテータとの間の焦点距離の調整を容易に行うことができるシリンドリカルレンズアレイモジュールを提供することすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの全体斜視図である。
【図2】(a)は第1の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの要部側面図、(b)はその要部背面図である。
【図3】第一コリメートレンズを示す図であり(a)は斜視図、(b)は正面図である。
【図4】ビームローテータを示す図であり、(a)は斜視図、(b)は平面図である。
【図5】第一コリメートレンズの製造装置の斜視図である。
【図6】(a)は、フランジが設けられていない第一コリメートレンズがビームローテータに取り付けられた状態の側面図、(b)は、フランジが設けられた第一コリメートレンズがビームローテータに取り付けられた状態の側面図である。
【図7】(a)は、フランジが設けられていない第一コリメートレンズがビームローテータに取り付けられた状態の正面図、(b)は、フランジが設けられた第一コリメートレンズがビームローテータに取り付けられた状態の正面図である。
【図8】(a)は、第1の実施形態の変形例に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの要部側面図、(b)はその要部背面図である。
【図9】第2の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの全体斜視図である。
【図10】(a)は第1の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの要部側面図、(b)はその要部背面図である。
【符号の説明】
1…シリンドリカルレンズアレイモジュール、2…半導体レーザ装置、3…第一コリメートレンズ、4…ビームローテータ、5…第二コリメートレンズ、6…第一集光レンズ、7…第二集光レンズ、8…台座、10…ベース部材、21…筐体、22…光出射部配置孔、30…第一コリメートレンズ31…曲面部、31A…ビームローテータ側突出部、31B…光源側突出部、32…上フランジ、33…下フランジ、32A,33A…ビームローテータ側突出部、32B,33B…光源側突出部、41…入射面、42…出射面、43…上面、44…前フランジ、45…後フランジ、44A,45A…第一コリメートレンズ側突出部、44B,45B…第二コリメートレンズ側突出部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザアレイに用いるシリンドリカルレンズアレイモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体レーザを加工機等に応用する際、光学素子、たとえばシリンドリカルレンズ(棒状凸レンズ)を用いてレーザビームを整形、集光することがある。特に、高出力を得るために複数の半導体レーザ出射部からのエネルギーをまとめて整形、集光して高出力を得る技術に対する需要は増えている。このようなレンズアレイとして、たとえば特開2000−137139号公報に開示されているものがある。このレンズアレイは、光束を放射する光源と、光源から放射された光束を透過させる円筒レンズと、この円筒レンズを透過した光束を90度回転させる光学的光束変換器とを備えている。この光学的光束変換器で回転させられた光束をフォーカシング素子でフォーカシングして、光伝送ファイバの端部に入射させるというものである。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−137139号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記レンズアレイを用いる際、円筒レンズ(シリンドリカルレンズ)と光学的光束変換器(ビームローテータ)との間で焦点距離を調整する必要がある。この焦点距離の調整は、レンズアレイを組み立てる際に、スペーサ、サイドタブ、鏡筒といった他の装置を用いて行っていたため、非常に手間がかかる。特に、この種の装置では、焦点距離の調整に対して、非常に高い精度が要求されるので、焦点距離の調整は非常に手間がかかるという問題があった。
【0005】
そこで、本発明の課題は、シリンドリカルレンズとビームローテータとの間の焦点距離の調整を容易に行うことができるシリンドリカルレンズアレイモジュールを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールは、配列された複数の光出射部を備える光源から出射された光を透過させる曲面部が形成されたシリンドリカルレンズと、シリンドリカルレンズにおける曲面部を透過した光を、その光軸を中心として回転させる回転作用部を備える光路変換素子と、を備え、シリンドリカルレンズが光源と光路変換素子との間に配置されたシリンドリカルレンズアレイモジュールであって、シリンドリカルレンズにおける曲面部を挟む位置に光路変換素子取付部が設けられ、光路変換素子取付部における光路変換素子側の面に平坦部が形成されているとともに、光路変換素子における回転作用部を挟む位置にレンズ取付部が設けられ、レンズ取付部におけるシリンドリカルレンズ側の面に平坦部が形成されており、変換素子取付部における平坦部と、レンズ取付部における平坦部とが密接させられて、シリンドリカルレンズと光路変換素子とが固定されているものである。
【0007】
本発明に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、シリンドリカルレンズにおける曲面部を挟む位置に光路変換素子取付部が設けら、光路変換素子における回転作用部を挟む位置にレンズ取付部が設けられている。これらの光路変換素子取付部およびレンズ取付部には、それぞれ平坦部が形成され、その平坦部同士が密接して固定されている。このため、光路変換素子取付部およびレンズ取付部を所望の大きさとしておくことにより、単に光路変換素子取付部とレンズ取付部とを固定するのみで、シリンドリカルレンズと光路変換素子との間の焦点距離が調整された状態となる。このように、両者の焦点距離の調整を容易に行うことができる。
【0008】
ここで、変換素子取付部が、光路変換素子側に突出するレンズフランジであるのが好適である。
【0009】
シリンドリカルレンズにおける変換素子取付部が光路変換素子側に突出するレンズフランジであることにより、シリンドリカルレンズと光路変換素子との固定をさらに容易に行うことができる。
【0010】
また、レンズフランジにおける光路変換素子側に突出する部分が、曲面部よりも光路変換素子側に突出する態様とするのが好適である。
【0011】
このように、レンズフランジにおける光路変換素子側に突出する部分がシリンドリカルレンズにおける曲面部よりも光路変換素子側に突出していることにより、さらにシリンドリカルレンズと光路変換素子との固定を容易に行うことができる。
【0012】
さらに、レンズフランジが、曲面部を挟む両方の位置に設けられた第1レンズフランジおよび第2レンズフランジを備え、第1レンズフランジおよび第2レンズフランジにおける光路変換素子取付部に形成された平坦部が、面一に形成されている態様とするのが好適である。
【0013】
このように、曲面部を挟む両方の位置に設けられた第1レンズフランジおよび第2レンズフランジに形成された平坦部が面一である。このため、光路変換素子取付部とレンズ取付部とを固定するのみで、シリンドリカルレンズの長手方向に沿った軸まわりに傾いてしまうことによるシリンドリカルレンズのあおりを防止することができる。
【0014】
また、レンズ取付部が、シリンドリカルレンズ側に突出するフランジであるのが好適である。
【0015】
このように、光路変換素子におけるレンズ取付部がシリンドリカルレンズ側に突出するフランジであることにより、シリンドリカルレンズと光路変換素子との固定をさらに容易に行うことができる。
【0016】
さらに、光路変換素子は、シリンドリカルレンズに対応した長尺状をなしており、光路変換素子の長手方向両端部の高さ位置が、シリンドリカルレンズの長手方向両端部の高さ位置に合わせて調整されているのが好適である。
【0017】
このように、光路変換素子が長尺状をなし、光路変換素子の長手方向両端部の高さ位置が、シリンドリカルレンズの長手方向両端部の高さ位置に合わせて調整されている。このため、両者の位置を合わせて固定するのみで、シリンドリカルレンズと光路変換素子とを、それぞれの長手方向が平行となるように合わせて固定させることができる。
【0018】
他方、シリンドリカルレンズにおける光源側に、光源取付部が設けられ、光源取付部に平坦部が形成されており、光源取付部に光源が取り付けられている態様とするのが好適である。
【0019】
このように、シリンドリカルレンズにおける光源側に光源取付部が設けられており、光源取付部に平坦部が形成されている。このため、光源取付部を所望の大きさとしておくことにより、光源取付部に光源を取り付けるだけで、シリンドリカルレンズと光源との焦点距離を合わせることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、同一の機能を有する部材についてはできる限り同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、各図面は説明の理解を容易にするため、誇張ないし省略している部分があり、その寸法比は必ずしも実際のそれとは一致しない。
【0021】
図1は、本発明の第1の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの全体斜視図、図2(a)はその要部側面図、(b)はその要部背面図であり、図3は、第一コリメートレンズを示す図であり、(a)は斜視図、(b)は正面図、図4、ビームローテータを示す図であり、(a)は斜視図、(b)は平面図である。図1および図2に示すように、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1は、本発明の光源となる半導体レーザ装置2を備えている。半導体レーザ装置2の一面側には、本発明のシリンドリカルレンズである第一コリメートレンズ3が取り付けられており、第一コリメートレンズ3における半導体レーザ装置2が取り付けられている側の反対側には、本発明の光路変換素子であるビームローテータ4がたとえば接着剤で接着されて取り付けられている。また、第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4を挟んだ半導体レーザ装置2の反対側には、第二コリメートレンズ5が配設され、さらにその先には第一集光レンズ6が配設されている。そして、さらにその先に、第二集光レンズ7が配設されている。これらの第二コリメートレンズ5、第一集光レンズ6、および第二集光レンズ7は、いずれもシリンドリカルレンズから構成され、それぞれ台座8の上に載置されている。
【0022】
半導体レーザ装置2は、筐体21を備えており、筐体21内に、その長手方向(図1に示すX方向)に沿って多数のレーザ出射点(発光素子)を一直線上に配列させた半導体レーザアレイ22を有している。半導体レーザアレイ22は、FaAaなどからなる化合物によって形成され、各レーザ出射点から第一コリメートレンズ3に向けてそれぞれレーザ光を出射している。
【0023】
第一コリメートレンズ3は、図3に示すように、棒状凸レンズ状をなしており、半導体レーザ装置2から出射される光が透過する曲面部31を備えている。曲面部31は、ビームローテータ側に突出するビームローテータ側突出部31Aおよび半導体レーザ装置2側に突出する光源側突出部31Bを備えている。この曲面部31は、曲面部31を透過する光の図1に示すY方向(発光素子の配列に対して直交する方向、すなわち発光素子を形成する半導体材料の積層方向)の成分をコリメートするように、その曲率を調整されている。曲面部31を挟む上下の位置には、それぞれ半導体レーザ装置2側およびビームローテータ4側にそれぞれ突出するレンズフランジである上フランジ32および下フランジ33が形成されている。上フランジ32および下フランジ33は、いずれも曲面部31と一体成形されている。これらのフランジ32,33が本発明の光路変換素子取付部となる。
【0024】
また、上フランジ32におけるビームローテータ側突出部32Aおよび下フランジ33におけるビームローテータ側突出部33Aのそれぞれにおけるビームローテータ4に対向する面は平坦部とされており、これらの平坦部は面一に形成されている。さらに、これらのビームローテータ側突出部32A,33Aは、曲面部31におけるビームローテータ側突出部31Aよりもビームローテータ4側に突出している。さらに、上フランジ32における光源側突出部32Bおよび下フランジ33における光源側突出部33Bのそれぞれにおける半導体レーザ装置2に対向する面は平坦部とされており、これらの平坦部も面一に形成されている。これらの光源側突出部32B,33Bは、曲面部31における光源側突出部31Bよりも光源側に突出している。
【0025】
この第一コリメートレンズ3は、たとえば図5に示す製造装置を用いて製造することができる。図5に示すように、製造装置50は、加熱装置となる電気炉51および電気炉51に接続され、電気炉51の温度を調節する温度調節装置52を備えている。また、電気炉51の下方位置には、線径測定装置53が設けられており、さらにその下方には引っ張りローラ54およびカッター装置55が設けられている。この製造装置50における電気炉51に対して、その上方からレンズ用母材56が送り込まれる。レンズ用母材56は、たとえばガラス材料からなる長尺材であり、その断面形状は、第一コリメートレンズ3の断面形状を一回り大きくした形状をなしている。
【0026】
電気炉51に送り込まれたレンズ用母材56は、電気炉51の熱で加熱溶融され、所望の外径となるように線引き処理がなされる。電気炉51はレンズ母材56を囲むように環状に形成され、レンズ用母材56に対して周囲から等しく加熱、溶融させる。レンズ用母材56を線引きする際には、温度調節装置52によって電気炉51の温度が適宜調整される。また、加熱されたレンズ用母材56を引き伸ばすのには、電気炉51の上方に配設された図示しない送り込みローラおよび引っ張りローラ54が用いられる。上下のフランジ32,33となる矩形状の部分を有する四角柱形状のレンズ用母材56を線引きする場合、線引き処理された側面部を送り込みローラおよび引っ張りローラ54により挟持するようにすると、線引き処理中のレンズ用母材56のよじれ発生を防止することができる。
【0027】
レンズ用母材56は、線引き処理された結果、その外径が所望の幅になったと判断された場合、引っ張りローラ54下部に設置されているカッター装置55により切断される。この判断は、引っ張りローラ54の手前の設置された線径測定装置53により行われる。線径測定装置53はレーザ光を発光するレーザ部と、レンズ用母材56を透過したレーザ光を受光する受光部と、受光部により受光された光量などからレンズ用母材56の外径を算出する解析部とから構成される。カッター装置55により切断されて形成された光学レンズは長さにして5mm〜2000mmの棒状のもので、光学レンズとして使用されるサイズであってもよいし、また所望の長さに切断、切削加工される前の段階のサイズであってもよい。長すぎると折れ易く短すぎると切断、切削加工に不便である。
【0028】
ビームローテータ4は、図1に示すように、第一コリメートレンズ3に対応する奥行き方向(X方向)に沿った細長い長尺状をなしている。また、図4にも示すように、ビームローテータ4は、本発明の回転作用部である互いに対向する入射面41と出射面42とを備えている。入射面41および出射面42には、それぞれ複数の円柱面が形成されている。これらの円柱面の数は、半導体レーザ装置2に設けられた発光素子の数と同じであり、それぞれの発光素子に対応して形成されている。さらに、入射面41および出射面42における円柱面の高さ方向は、ビームローテータ4の上面43に対してα=45度の角度を向いている。そして、透過する光を、その光軸を中心として90度回転させる。
【0029】
さらに、ビームローテータ4の長手方向両端部には、本発明のレンズ取付部であるフランジ44,45が設けられている。前フランジ44は、第一コリメートレンズ側突出部44Aと第二コリメートレンズ側突出部45Bを備えており、後フランジ45も同様に第一コリメートレンズ側突出部45Aと第二コリメートレンズ側突出部44Bを備えている。また、前後フランジ44,45における第一コリメートレンズ側突出部44A,45Aは、入射面41における円柱面よりも第一コリメートレンズ3側に突出している。同様に、前後フランジ44,45における第二コリメートレンズ側突出部44B,45Bは、出射面42における円柱面よりも第二コリメートレンズ5側に突出している。さらに、前後フランジ44,45における第一コリメートレンズ側突出部44A,45Aの第一コリメートレンズ3側の面は平坦部とされている。ビームローテータ4のフランジ44,45の高さ位置は、第一コリメートレンズ3の端部の高さ位置に合わせて調整されており、両者の高さ位置は一致している。
【0030】
また、第二コリメートレンズ5の中央部には、曲面部が形成されている。この曲面部は、透過する光のX方向に広がる成分をコリメートするように、その曲率を調整されている。さらに、第一集光レンズ6および第二集光レンズ7にも、それぞれ中央部に曲面部が形成されている。そして、それぞれの曲面部は、コリメートされたX方向の成分およびY方向の成分を、それぞれ集光するように調整されている。
【0031】
さらに、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1では、図2に示すように、第一コリメートレンズ3における上フランジ32の光源側突出部32Bおよび下フランジ33の光源側突出部33Bは、それぞれ接着剤G1,G2によって半導体レーザ装置2の筐体21に接着されて固定されている。なお、接着剤については、実際の厚みより厚く描いている。また、上フランジ32のビームローテータ側突出部32Aおよび下フランジ33のビームローテータ側突出部33Aは、それぞれ接着剤G3,G4によって、ビームローテータ4における前フランジ44に接着されて固定されている。
【0032】
以上の構成を有する本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1においては、半導体レーザ装置2における半導体レーザアレイ22の発光素子から出射された光が第一コリメートレンズ3における作用部を透過する。第一コリメートレンズ3を透過する光は、その発光素子から出射する光のうちY方向(発光素子の配列に対して直交する方向、すなわち発光素子を形成する半導体材料の積層方向)に広がる成分を曲面部31によってコリメートされてビームローテータ4へと到達する。ビームローテータ4では、ビームローテータ4の入射時にX方向(発光素子の配列方向)に広がる成分をビームローテータ4の出射後にY方向に広がる成分とし、ビームローテータ4の入射時にY方向でコリメートされた成分がビームローテータ4の出射後にX方向でコリメートされた成分となるように、ビームローテータ4の入射時の光を出射時に90度回転させる。
【0033】
ビームローテータ4を出射しY方向に広がる成分は、第二コリメートレンズ5によってコリメートされる。したがって、第二コリメートレンズ5を出射した光は、X方向、Y方向成分ともにコリメートされている。その後、第一集光レンズ6によってX方向成分が集光され、第二集光レンズ7によってY方向成分が集光される。両集光レンズ6,7で集光された光は、たとえば図示しない光ファイバに供給される。
【0034】
ビームローテータ4によるビームの回転は高い精度で行うことが要求されるので、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4との焦点距離の調整は、正確に行う必要がある。そこで、従来は、サイドタブ、鏡筒などの他の装置を用いていたため、その製造に非常に手間がかかった。この点、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1では、第一コリメートレンズ3の上下位置にフランジ32,33を設け、ビームローテータ4の両端部にそれぞれフランジ44,45を設けている。そして、これらのフランジにはそれぞれ平坦部が形成されており、これらの平坦部を密接させた状態で第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4を固定している。また、第一コリメートレンズ3の上下フランジ32,33およびビームローテータ4の前後フランジ44,45を所望の寸法に正確に形成されている。このため、第一コリメートレンズ3における上下フランジ32,33と、ビームローテータ4における前後フランジ44,45を単に固定するのみで、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4の焦点距離を調整した状態とすることができる。したがって、サイドタブや鏡筒などの他の装置を用いた焦点合わせの作業が不要となるので、非常に迅速にシリンドリカルレンズアレイモジュール1を製造することができる。
【0035】
さらに、第一コリメートレンズ3におけるビームローテータ取付部は、フランジ32,33によって形成されている。また、ビームローテータ4における第一コリメートレンズ取付部はフランジ44,45によって形成されている。このため、第一コリメートレンズ3にビームローテータ4を取り付ける際には、その突出した部分同士を固定すればよいので、第一コリメートレンズ3にビームローテータ4を容易に取り付けることができる。
【0036】
また、第一コリメートレンズ3におけるフランジ32,33は、半導体レーザ装置2側に突出する光源取付部となる光源側突出部32B,33Bが形成されており、これらの光源側突出部32B,33Bに半導体レーザ装置2が取り付けられている。したがって、光源側突出部32B,33Bを所望の大きさに調整しておくことにより、半導体レーザ装置2と第一コリメートレンズ3との焦点距離をも容易に調整することができる。さらに第一コリメートレンズ3におけるフランジ32,33には、ビームローテータ側に突出するビームローテータ側突出部32A,33Aおよび半導体レーザ装置2側に突出する光源側突出部32B,33Bが形成される。このため、第一コリメートレンズ3のフランジ32,33を対称形状に形成することができる。フランジ32,33を対称形状に形成することにより、第一コリメートレンズ3を線引きして製造する際、その形状を安定したものとすることができる。第一コリメートレンズ3と半導体レーザ装置2との間には、ある程度の焦点距離の調整は必要であるが、厳格なほどの精度調整までは要求されない。したがって、これらの取り付けには、溶接、直付け、接着剤を用いた固定など、適宜の方法を利用することができる。
【0037】
ところで、この種のシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、第一コリメートレンズとビームローテータとの長手方向が平行でないと、半導体レーザ装置2から出射され、第一コリメートレンズ3を通過した光を、ビームローテータによって正確な角度で回転させることができなくなってしまう。この点について、図6を参照して説明すると、図6(a)に示すように、フランジが設けられていない第一コリメートレンズ30を用いた場合、第一コリメートレンズ30とビームローテータ4とを取り付けたとしても、その長手方向が平行となっているか否かを容易に判断することができない。第一コリメートレンズ30とビームローテータ4とが平行でなく矢印S方向に揺れてしまった場合、半導体レーザ装置2に並設された発光素子から出射された光が第一コリメートレンズ30を通過した後、ビームローテータ4で正確に90度回転させることができなくなってしまう。
【0038】
これに対して、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュール1では、第一コリメートレンズ3の端部の高さ位置は、ビームローテータ4のフランジ44,45の高さ位置と一致している。このため、両者の高さ位置を合わせて固定するのみで、第一コリメートレンズ3の長手方向とビームローテータ4の長手方向とが平行となるようにすることができる。したがって、第一コリメートレンズ3から出射する光を確実に90度回転させることができるように、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4とを取り付けることができる。
【0039】
また、第一コリメートレンズが、ビームローテータに対して、第一コリメートレンズの長手方向に沿った軸まわりに傾いてしまうと、第一コリメートレンズを通過した光が所望の方向を向かなくなってしまう。このため、ビームローテータに入射する光が所望の方向から入らないことになるので、確実な回転をさせることができなくなってしまう。この点について、図7を参照して説明すると、図7(a)に示すフランジが設けられていない第一コリメートレンズ30を用いたとすると、第一コリメートレンズ30とビームローテータ4を単に取り付けたのみでは、第一コリメートレンズの矢印L方向のあおりを防止することができない。したがって、一旦第一コリメートレンズ30とビームローテータ4を取り付ける際に、第一コリメートレンズ30の角度の微調整を行う必要がある。
【0040】
これに対して、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、図7(b)に示すように、第一コリメートレンズ3にフランジが設けられている。しかも、このフランジ32,33におけるビームローテータ側突出部は、面一に形成されている。このため、フランジ32,33を単にビームローテータ4に取り付けることにより、第一コリメートレンズ3におけるその長手方向に沿った軸まわりのあおりを容易に防止することができる。
【0041】
また、本実施形態に変形例として、図8に示すように、半導体レーザ装置25を用いる態様とすることもできる。図8(a)に示すように、この態様の半導体レーザ装置25は、筐体21を備えており、この筐体21の上面に半導体レーザモジュール22が設けられているものである。
【0042】
この態様に係るシリンドリカルレンズモジュールアレイでは、第一コリメートレンズ3における下フランジ33の光源側突出部33Bが接着剤G5によって、半導体レーザ装置25の筐体21に接着されて固定されている。また、第一コリメートレンズ3におけるフランジ32,33のビームローテータ側突出部32A,33Aが、それぞれ接着剤G6,G7によってビームローテータ4に接着されて固定されている。このような態様で、第一コリメートレンズ3を半導体レーザ装置25に固定する態様とすることもできる。
【0043】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図9は、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの全体斜視図、図10(a)はその要部側面図、(b)はその要部背面図である。本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールは上記第1の実施形態と比較して、第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4の取り付け状態が異なっている。
【0044】
図9および図10に示すように、本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4は、ベース部材10の上に載置されている。ベース部材10上に載置された第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4は、それらの下面がいずれも接着剤G9によってベース部材10に接着されて固定されている。また、第一コリメートレンズ3におけるフランジの平坦部とビームローテータ4におけるフランジの平坦部とが密接しているのは、上記第1の実施形態と同様である。
【0045】
以上の構成を有する本実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールでは、ベース部材10の上に第一コリメートレンズ3およびビームローテータ4が設けられている。このように、ベース部材10上に第一コリメートレンズ3とビームローテータ4とを載置して固定することにより、第一コリメートレンズ3とビームローテータ4との間に接着剤を介在させたりすることなく、両者を固定することができる。したがって、その分高い精度で両者の焦点距離を調整することができる。
【0046】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では第一コリメートレンズの曲面部31の上下にフランジを設けたが、その一方にのみフランジを設ける態様とすることができる。また、上記実施形態では、第一コリメートレンズ3の曲面部31は、ビームローテータ4方向および半導体レーザ装置2方向の両方に突出する構造としているが、その一方のみに突出し、他方は平坦状とした態様とすることもできる。さらに、上記実施形態では第一コリメートレンズ3におけるビームローテータ取付部は、曲面部31よりもビームローテータ4側に突出するフランジ32,33であるが、曲面部31よりも引っ込んだ態様の取付部とすることもできる。
【0047】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明によれば、シリンドリカルレンズとビームローテータとの間の焦点距離の調整を容易に行うことができるシリンドリカルレンズアレイモジュールを提供することすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの全体斜視図である。
【図2】(a)は第1の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの要部側面図、(b)はその要部背面図である。
【図3】第一コリメートレンズを示す図であり(a)は斜視図、(b)は正面図である。
【図4】ビームローテータを示す図であり、(a)は斜視図、(b)は平面図である。
【図5】第一コリメートレンズの製造装置の斜視図である。
【図6】(a)は、フランジが設けられていない第一コリメートレンズがビームローテータに取り付けられた状態の側面図、(b)は、フランジが設けられた第一コリメートレンズがビームローテータに取り付けられた状態の側面図である。
【図7】(a)は、フランジが設けられていない第一コリメートレンズがビームローテータに取り付けられた状態の正面図、(b)は、フランジが設けられた第一コリメートレンズがビームローテータに取り付けられた状態の正面図である。
【図8】(a)は、第1の実施形態の変形例に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの要部側面図、(b)はその要部背面図である。
【図9】第2の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの全体斜視図である。
【図10】(a)は第1の実施形態に係るシリンドリカルレンズアレイモジュールの要部側面図、(b)はその要部背面図である。
【符号の説明】
1…シリンドリカルレンズアレイモジュール、2…半導体レーザ装置、3…第一コリメートレンズ、4…ビームローテータ、5…第二コリメートレンズ、6…第一集光レンズ、7…第二集光レンズ、8…台座、10…ベース部材、21…筐体、22…光出射部配置孔、30…第一コリメートレンズ31…曲面部、31A…ビームローテータ側突出部、31B…光源側突出部、32…上フランジ、33…下フランジ、32A,33A…ビームローテータ側突出部、32B,33B…光源側突出部、41…入射面、42…出射面、43…上面、44…前フランジ、45…後フランジ、44A,45A…第一コリメートレンズ側突出部、44B,45B…第二コリメートレンズ側突出部。
Claims (7)
- 配列された複数の光出射部を備える光源から出射された光を透過させる曲面部が形成されたシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズにおける前記曲面部を透過した光を、その光軸を中心として回転させる回転作用部を備える光路変換素子と、を備え、前記シリンドリカルレンズが前記光源と前記光路変換素子との間に配置されたシリンドリカルレンズアレイモジュールであって、
前記シリンドリカルレンズにおける曲面部を挟む位置に光路変換素子取付部が設けられ、前記光路変換素子取付部における前記光路変換素子側の面に平坦部が形成されているとともに、
前記光路変換素子における前記回転作用部を挟む位置にレンズ取付部が設けられ、前記レンズ取付部における前記シリンドリカルレンズ側の面に平坦部が形成されており、
前記変換素子取付部における平坦部と、前記レンズ取付部における平坦部とが密接させられて、前記シリンドリカルレンズと前記光路変換素子とが固定されていることを特徴とするシリンドリカルレンズアレイモジュール。 - 前記変換素子取付部が、前記光路変換素子側に突出するレンズフランジである請求項1に記載のシリンドリカルレンズアレイモジュール。
- 前記レンズフランジにおける前記光路変換素子側に突出する部分が、前記曲面部よりも前記光路変換素子側に突出する請求項2に記載のシリンドリカルレンズアレイモジュール。
- 前記レンズフランジが、前記曲面部を挟む両方の位置に設けられた第1レンズフランジおよび第2レンズフランジを備え、
前記第1レンズフランジおよび前記第2レンズフランジにおける光路変換素子取付部に形成された平坦部が、面一に形成されている請求項3に記載のシリンドリカルレンズアレイモジュール。 - 前記レンズ取付部が、前記シリンドリカルレンズ側に突出するフランジである請求項1〜請求項4のうちのいずれか1項に記載のシリンドリカルレンズアレイモジュール。
- 前記光路変換素子は、前記シリンドリカルレンズに対応した長尺状をなしており、
前記光路変換素子の長手方向両端部の高さ位置が、前記シリンドリカルレンズの長手方向両端部の高さ位置に合わせて調整されている請求項1〜請求項5のうちのいずれか1項に記載のシリンドリカルレンズアレイモジュール。 - 前記シリンドリカルレンズにおける前記光源側に、前記光源取付部が設けられ、
前記光源取付部に平坦部が形成されており、
前記光源取付部に前記光源が取り付けられている請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項に記載のシリンドリカルレンズアレイモジュール。
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- 2003-06-17 JP JP2003172420A patent/JP2005010300A/ja active Pending
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