JP2007109979A - 半導体光源モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】組付性に優れ、環境変化に対応でき、光の利用効率を高めることができる半導体光源モジュールを提供する。
【解決手段】ハーフミラーＭＲで反射された変換光束は、受光素子ＰＤの受光面に入射する。ここで、受光素子ＰＤの受光面の中央が、光伝送路の中心に対応する。従って、光伝送路の中心を、入射光束の主光線が通過したときは、受光面に結像するスポット光ＳＢの中心が、受光面の中心と一致するようになり、それにより結合効率は最大となる。これに対し、光伝送路の中心を、入射光束の主光線が通過しないと、スポット光ＳＢの中心が、受光面の中心と不一致の状態となる。そこで、スポット光ＳＢの中心が、受光面の中心と一致するように、レンズＬ２を駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば光ファイバやＳＨＧ素子などの端面に収束光を照射できる半導体光源モジュールに関する。

半導体レーザから照射されたレーザ光を、集光光学系を介して光伝送路を形成する光ファイバやＳＨＧ素子等（光ファイバ等という）の端面に集光させる半導体光源モジュールが知られている。ここで、光ファイバの端面の径は数μｍ程度であるので、ここに精度良くスポットを集光させる光の利用効率を高めるためには、半導体レーザ、集光光学系、光ファイバとを相互に精度良く位置決めする必要がある。しかながら、これらを組み付け時に確実に固定したとしても、温度変化など環境変化に応じて、相互の位置関係が狂う恐れがあり、それにより再度の調整が必要となるという問題がある。又、半導体光源モジュールの組付をより簡素化させたいという要求もある。

これに対し、特許文献１には、半導体レーザから照射されたレーザ光を、集光光学系を介して光ファイバ等の端面に集光させる際に、端面からの反射光もしくは光伝送路を通過中の光を検出して、集光光学系を光軸直交方向に駆動させ、それにより光ファイバ等の端面に適切にスポットを集光させる技術が開示されている。
特開２００３−３３８７９５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、光伝送路を通過した光の量を直接測定することはできないという問題がある。又、端面からの反射光を測定する場合、スポット光が端面から精度良く反射することを前提としており、端面の面精度が悪い場合など、必ずしも精度の良い反射光を検出できるとは限らない。更に、反射光量と通過光量とが必ずしも対応しない場合もある。本来的には、光伝送路を通過した後の光の量を精度良く検出できなければ、集光光学系を適切に移動することができないといえる。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、組付性に優れ、環境変化に対応でき、光の利用効率を高めることができる半導体光源モジュールを提供することを目的とする。

請求項１に記載の半導体光源モジュールは、所定波長の光束を出射する半導体光源と、当該半導体光源から出射された発散光束を集光させる集光光学系と、当該集光光学系から出射された収束光束が入射する１μｍ以上１５μｍ以下の入射開口径を有すると共に、当該収束光束を入射した後に変換光束として出射する光伝送路と、前記変換光束の一部を受光する受光素子とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、前記受光素子が前記変換光束の一部を受光するので、反射光や光伝送路を通過する光を受光する間接的測定に場合に比べ、より直接的に、従って精度良く、光伝送路を通過した光の量を測定できる。

請求項２に記載の半導体光源モジュールは、請求項１に記載の発明において、前記半導体光源から出射された光束の主光線の光軸を曲げるか、あるいは平行移動させるために、前記集光光学系を構成する光学素子を駆動する駆動手段を有するので、前記受光素子の測定結果に基づいて前記光学素子を駆動することにより、前記光学素子を通過したレーザ光束を、前記光伝送路の端部に対して精度良く集光させることができる。

請求項３に記載の半導体光源モジュールは、請求項１に記載の発明において、前記集光光学系によって形成されるビームスポット位置を移動させるために、前記集光光学系を構成する光学素子を駆動する駆動手段を有することを特徴とするので、前記受光素子の測定結果に基づいて前記光学素子を駆動することにより、前記光学素子を通過したレーザ光束を、前記光伝送路の端部に対して精度良く集光させることができる。

請求項４に記載の半導体光源モジュールは、請求項１に記載の発明において、前記集光光学系は複数の光学素子から構成されるとともに、前記駆動手段はそのうちの少なくとも一つを駆動することを特徴とするので、低コストな構成が提供される。

請求項５に記載の半導体光源モジュールは、
所定波長の光束を出射する半導体光源と、
複数の光学素子から構成され、前記半導体光源から出射された発散光束を集光させる集光光学系と、
当該集光光学系から出射された収束光束が入射する１μｍ以上１５μｍ以下の入射開口径を有すると共に、当該収束光束を入射した後に変換光束として出射する光伝送路と、
前記半導体光源から出射された光束の主光線の光軸を曲げるか、あるいは平行移動させるために、前記複数の光学素子のうちの少なくともひとつを駆動する駆動手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、前記駆動手段により前記光学素子を駆動することにより、前記光学素子を通過したレーザ光束を、前記光伝送路の端部に対して集光するように調整できる。

請求項６に記載の半導体光源モジュールは、
所定波長の光束を出射する半導体光源と、
複数の光学素子から構成され、前記半導体光源から出射された発散光束を集光させる集光光学系と、
当該集光光学系から出射された収束光束が入射する１μｍ以上１５μｍ以下の入射開口径を有すると共に、当該収束光束を入射した後に変換光束として出射する光伝送路と、
前記集光光学系によって形成されるビームスポット位置を移動させるために、前記複数の光学素子のうちの少なくともひとつを駆動する駆動手段とを有することを特徴とする半導体光源モジュール。

本発明によれば、前記駆動手段により前記光学素子を駆動することにより、前記光学素子を通過したレーザ光束を、前記光伝送路の端部に対して集光するように調整できる。

請求項７に記載の半導体光源モジュールは、請求項５または６に記載の発明において、前記変換光束の一部を受光する受光素子を備えることを特徴とするので、反射光や光伝送路を通過する光を受光する間接的測定に場合に比べ、より直接的に、従って精度良く、光伝送路を通過した光の量を測定できる。

請求項８に記載の半導体光源モジュールは、請求項４ないし７のいずれかに記載の発明において、前記複数の光学素子は、正の屈折パワーもしくは屈折パワーがゼロの光学系を有し、正の屈折パワーを持つ光学素子は互いにパワーが異なることを特徴とするので、前記光学素子の駆動量に対して、スポット光の位置の移動量が小さくなり、高精度な位置決めが可能となる。また、前記光伝送路に最も近い側の光学素子を、スポット光の位置を移動させるために駆動したとき、前記光学素子の所定位置からのずれに対する前記光伝送路への光結合効率の低下を少なく抑えることができる。

請求項９に記載の半導体光源モジュールは、請求項８に記載の発明において、前記半導体光源に最も近い側の光学素子の屈折パワーは、前記光伝送路に最も近い側の光学素子の屈折パワーよりも大きいことを特徴とするので、前記光学素子の駆動量に対して、スポット光の位置の移動量が小さくなり、高精度な位置決めが可能となる。また、前記光伝送路に最も近い側の光学素子を、スポット光の位置を移動させるために駆動したとき、前記光学素子の所定位置からのずれに対する前記光伝送路への光結合効率の低下を少なく抑えることができる。

請求項１０に記載の半導体光源モジュールは、請求項８に記載の発明において、前記半導体光源に最も近い側の光学素子により、半導体光源からの光束を略平行光にコリメートすることを特徴とするので、例えば前記半導体光源に最も近い側の光学素子が前記半導体光源から出射される発散光束を略平行光束とし、前記光伝送路に最も近い側の光学素子が略平行光束を収束光束に変換すれば、前記光伝送路に最も近い側の光学素子の駆動量と、スポット光の位置の移動量とが等しくなり、高精度な位置決めが可能となる。また、前記光伝送路に最も近い側の光学素子を、スポット光の位置を移動させるために駆動したとき、前記光学素子の所定位置からのずれに対する前記光伝送路への光結合効率の低下を少なく抑えることができる。

請求項１１に記載の半導体光源モジュールは、請求項１０に記載の発明において、前記コリメートされた光束を、１つの集光素子を介して前記光伝送路に集光させることを特徴とするので、低コスト化・コンパクト化を図れる。

請求項１２に記載の半導体光源モジュールは、請求項１１に記載の発明において、前記１つの集光素子に、開口制限絞りが一体で設けられていることを特徴とするので、前記光伝送路を伝搬しない不要光をカットすることができる。

請求項１３に記載の半導体光源モジュールは、請求項１０に記載の発明において、前記コリメートされた光束を、２つの集光素子を介して前記光伝送路に集光させることを特徴とするので、前記光学素子の駆動量に対して、スポット光の位置の移動量が小さくなり、高精度な位置決めが可能となる。例えば、第１の光学素子の焦点距離をＦ、第２の光学素子の焦点距離をｆ、スポット位置の変位量をδ、前記第１の光学素子を駆動させたとき、その移動量をΔとすると、δ／Δ＝ｆ／Ｆとなり、これを１未満とすれば、前記コリメートされた光束を１つの光学素子のみを介して前記光伝送路に集光させる場合に比べて、スポット位置の変位量に対する光学素子の変位量を小さくできるため、より高精度な位置決めが可能となる。

請求項１４に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし１３のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段により駆動される前記光学素子の焦点距離をｆとし、前記半導体光源の出射端から前記光伝送路の出射端までの距離をＬとしたときに、以下の条件式が成立することを特徴とする。
０．１８ ≦ ｆ／Ｌ ≦ ０．４５ （１）

条件式（１）は、前記駆動手段により駆動される前記光学素子の焦点距離ｆとし、前記半導体光源の出射端から前記光伝送路の出射端までの距離Ｌとの適切な関係について規定する。値ｆ／Ｌが条件式（１）の下限を上回るようにすると、スポット補正許容範囲を大きく確保できる。一方、値ｆ／Ｌが条件式（１）の上限を下回るようにすると、光伝送路の十分なる長さを確保して、ＳＨＧ素子の変換効率を高めることができる。

請求項１５に記載の半導体光源モジュールは、請求項１１ないし１４のいずれかに記載の発明において、前記光学素子がアナモルフィック素子であることを特徴とするので、前記半導体光源からの光束が非円形断面を有している場合でも、これを整形することができる。

請求項１６に記載の半導体光源モジュールは、請求項８ないし１５のいずれかに記載の発明において、前記集光光学系において、収束光の光路中に平行平板を配置したことを特徴とするので、前記平行平板を光軸に対して傾けることで、スポット光の位置を任意に調整できる。

請求項１７に記載の半導体光源モジュールは、請求項８ないし１５のいずれかに記載の発明において、前記集光光学系において、収束光の光路中に、入射光の光軸に垂直な方向における異なる２方向に向かうにつれて厚さが変化するプリズムを配置したことを特徴とするので、前記プリズムを光軸直交方向に変位させることで、スポット光の位置を任意に調整できる。また、スポット位置の調整を行えるのは、前記プリズムの変位方向が光軸直交方向に限らないことから、光学系全体のレイアウトに応じて最適な変位方向を選択することが可能である。

請求項１８に記載の半導体光源モジュールは、請求項４ないし１７のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、前記複数の光学素子のうち、一つのみを駆動することを特徴とする。

請求項１９に記載の半導体光源モジュールは、請求項４ないし１７のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、前記複数の光学素子のうち、２つ以上を駆動することを特徴とする。

請求項２０に記載の半導体光源モジュールは、請求項５ないし１５及び１９に記載の発明において、前記駆動手段は、前記複数の光学素子であって、互いに異なる正の屈折パワーを有する光学素子のうち、もっともパワーの小さい光学素子を駆動することを特徴とする。

請求項２１に記載の半導体光源モジュールは、請求項１１または１２に記載の発明において、前記駆動手段は、前記１つの集光素子を駆動することを特徴とする。

請求項２２に記載の半導体光源モジュールは、請求項１３に記載の発明において、前記駆動手段は、前記２つの集光素子を駆動することを特徴とする。

請求項２３に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし２２のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向と垂直な方向に駆動させることを特徴とするので、温度変化によるフォーカシング位置のずれなどを調整することができる。又、初期調整も容易になる。

請求項２４に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし２２のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向と垂直な１方向に駆動させることを特徴とする。

請求項２５に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし２２のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向と垂直なＸ軸方向と、光軸方向及びＸ軸方向に垂直なＹ軸方向の２方向に各々独立して駆動させることを特徴とする。ここで、前記光学素子が複数の場合、一つの光学素子は光軸に直交するＸ軸方向に、そして他の光学素子は光軸及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向に駆動する場合を含む。

請求項２６に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし２５のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向に沿って駆動させることを特徴とする。

請求項２７に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし２６のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向に垂直な軸まわりに回動させることを特徴とする。

請求項２８に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし２６のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向に垂直な１つの軸まわりのみに回動させることを特徴とする。

請求項２９に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし２６のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向に垂直な軸であって、かつ互いに垂直な第１軸及び第２軸まわりに回動させることを特徴とする。

請求項３０に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし２９のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段は、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記集光光学系を構成する光学素子に連結され且つ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、を有し、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする。

本発明の前記駆動手段によれば、前記電気機械変換素子に対して例えば鋸歯状の波形をしたパルスなどの駆動電圧をごく短時間印加することで、前記電気機械変換素子を微少に伸長または収縮するように変形させることができるが、そのパルスの形状により伸長又は収縮の速度を変えることができる。ここで、前記電気機械変換素子を伸長または収縮方向へ速い速度で変形したとき、前記可動部材は、その質量の慣性により、前記駆動部材の動作に追随せず、そのままの位置に留まる。一方、前記電気機械変換素子がそれよりも遅い速度で反対方向へと変形したとき、前記可動部材は、その間に作用する摩擦力で駆動部材の動作に追随して移動する。したがって、前記電気機械変換素子が伸縮を繰り返すことにより、前記可動部材は一方向へ連続して移動することができる。即ち、高い応答性を有する本発明の駆動手段を用いることで、前記可動部材に連結した光学素子を高速に移動させることもでき、且つ微小量移動させることもできる。

請求項３１に記載の半導体光源モジュールは、請求項３０に記載の発明において、前記駆動部材に回転防止機構が設けられていることを特徴とするので、ガイドが不要となりコンパクトな構成となる。

請求項３２に記載の半導体光源モジュールは、請求項３１に記載の発明において、前記回転防止機構は、前記駆動部材が矩形断面形状であると共に、前記可動部材が当該断面形状に対応した形状とされていることにより構成されることを特徴とする。

請求項３３に記載の半導体光源モジュールは、請求項１ないし３２のいずれかに記載の発明において、前記受光素子は、複数に分割された受光部から構成されたことを特徴とする。

請求項３４に記載の半導体光源モジュールは、請求項３３に記載の発明において、前記受光素子は、扇形状の受光部を周方向に並べた構成であることを特徴とする。

請求項３５に記載の半導体光源モジュールは、請求項３３または３４に記載の発明において、前記扇形状の受光部は４つであることを特徴とする。

請求項３６に記載の半導体光源モジュールは、請求項３３ないし３５のいずれかに記載の発明において、前記分割された受光部の検出情報に基づいて、前記変換光束の光線強度分布を算出し、当該光線強度分布の偏りにより前記変換光束の主光線の光軸を移動させるように、前記駆動手段を駆動することを特徴とする。

請求項３７に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし３６のいずれかに記載の発明において、前記受光素子が検出する受光量が所定値を越えた場合、前記駆動手段を停止させることを特徴とするので、省エネを図ることができる。

請求項３８に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし３６のいずれかに記載の発明において、前記受光素子が検出する受光量が最大になるように、前記駆動手段を制御することを特徴とするので、最適な位置にスポット位置を調整することができる。

請求項３９に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし３６のいずれかに記載の発明において、前記受光量が最大になった時点で前記駆動手段を停止させることを特徴とするので、最適な位置にスポット位置を調整することができる。

請求項４０に記載の半導体光源モジュールは、請求項２ないし３６のいずれかに記載の発明において、前記受光素子が検出中は前記駆動手段を停止させることを特徴とするので、精度良く検出を行うことができる。

請求項４１に記載の半導体光源モジュールは、請求項１ないし４０のいずれかに記載の発明において、前記光伝送路は光ファイバーであることを特徴とする。

請求項４２に記載の半導体光源モジュールは、請求項１ないし４０のいずれかに記載の発明において、前記光伝送路はＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）素子であることを特徴とする。

請求項４３に記載の集光光学系は、半導体光源から射出する光束を入射開口径が１μｍ以上１５μｍ以下の光伝送路に入射させる集光光学系であって、前記半導体光源側に配置され、前記半導体光源側よりも光伝送路側に向いた面の曲率が大きい正のレンズ１と、光伝送路側に配置され、前記光伝送路側よりも半導体光源側に向いた面の曲率が大きい正のレンズ２よりなり、レンズ１の焦点距離をｆ１、レンズ２の焦点距離をｆ２とすると以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．２≦ｆ１／ｆ２≦０．７ （２）

本発明の集光光学系によれば、条件式（２）を満たすことにより、狭い開口径を有する光伝送路に、適切に収束光束を入射させることができ、光の利用効率を高めることができる。

請求項４４に記載の集光光学系は、請求項４３に記載の発明において、前記レンズ１の前記半導体光源側を平面とし、もう一方の面を光軸から離れるに従い、曲率が小さくなる非球面としたことを特徴とする。

請求項４５に記載の集光光学系は、半導体光源から射出する光束を入射開口径が１μｍ以上１５μｍ以下の光伝送路に入射させる集光光学系であって、前記半導体光源側に配置され、前記半導体光源側よりも光伝送路側に向いた面の曲率が大きい正のレンズ１と、光伝送路側に配置され、前記光伝送路側よりも半導体光源側に向いた面の曲率が大きい正のレンズ２よりなり、前記レンズ１とレンズ２の中間にレンズ２より屈折力の弱いレンズＭを配し、レンズ１の焦点距離をｆ１、レンズ２の焦点距離をｆ２、レンズＭの焦点距離をｆＭとすると以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．１≦ｆ１／ｆ２≦０．６ （３）
２≦｜ｆＭ｜／ｆ２≦５ （４）

本発明の集光光学系によれば、条件式（３）を満たすことにより、狭い開口径を有する光伝送路に、適切に収束光束を入射させることができ、光の利用効率を高めることができる。また、条件式（４）を満たすことにより、光学素子の駆動量に対して、スポット光の位置の調整精度を高めることができる。

本発明によれば、組付性に優れ、環境変化に対応でき、光の利用効率を高めることができる半導体光源モジュールを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかる半導体光源モジュールの概略構成図である。図１において、ベースＢＳには、半導体光源である半導体レーザＬＤと、正の屈折力を有する半導体レーザＬＤ側のレンズＬ１と、第２高調波発生装置Ｈ２と、一部の光のみを反射し残りを透過するハーフミラーＭＲと、ハーフミラーＭＲからの反射光を受光し、受光量に応じて制御回路ＣＮＴに信号を送信する受光素子ＰＤとが固定的に配置されている。又、ベースＢＳ上に配置された駆動機構（駆動手段ともいう）ＤＲは、制御回路ＣＮＴの信号に応じて、レンズＬ１より小さい正の屈折力を有する第２高調波発生装置Ｈ２側のレンズＬ２と開口絞りＳとを光軸直交方向に駆動するようになっている。なお、それぞれ光学素子であるレンズＬ１とレンズＬ２とで集光光学系を構成する。

レンズＬ１は、半導体レーザＬＤ側と反対側の光伝送路側にその曲率の大きい方の面を向けており、レンズＬ２は、曲率の大きい方の面を半導体レーザＬＤ側に向けている。レンズＬ１は、アナモルフィック素子であると好ましい。或いは、レンズ１の半導体レーザＬＤ側を平面とし、もう一方の面を光軸から離れるに従い、曲率が小さくなる非球面とすると好ましい。

レンズ１の焦点距離をｆ１、レンズ２の焦点距離をｆ２とすると以下の条件式を満足する。
０．２≦ｆ１／ｆ２≦０．７ （１）

図２は、第２高調波発生装置Ｈ２の斜視図である。第２高調波発生装置Ｈ２は、図２に示すように、ベースＢＳ上に取り付けられた熱電冷却装置ＨＣと、レンズＬ２に集光されて光導波路（光伝送路ともいう）ＨＴの一端側に入射されたレーザ光の第２高調波を生成する光導波路型ＳＨＧ素子ＨＳと、光導波路型ＳＨＧ素子ＨＳを支持する支持体ＨＤと、光導波路型ＳＨＧ素子ＨＧを支持した状態の支持体ＨＤを覆うカバーＨＶとが備えられている。支持体ＨＤには、光導波路型ＳＨＧ素子ＨＳを載置するための溝ＨＧが形成されている。

光導波路型ＳＨＧ素子ＨＳは、光導波路ＨＴを通過する光を、非線形光学結晶を用いて第二高調波に変換して出力する特性を有し、特開２００３−３３８７９５号公報等に記載されており、良く知られているので詳細は説明しない。光導波路ＨＴの入射開口径は１μｍ以上１５μｍ以下である。

図３は、駆動装置ＤＲの斜視図である。レンズＬ２と開口絞りＳとは、レンズホルダＤＨにより保持されており、一体的に移動するようになっている。可動部材となるレンズホルダＤＨは、駆動力を受ける連結部ＤＨａを有している。

連結部ＤＨａには、四角柱状のＸ軸駆動軸ＸＤＳと対応する形状を有し且つそれに接する角溝ＤＨｂが設けられ、また角溝ＤＨｂとの間にＸ軸駆動軸ＸＤＳを挟むようにして板ばねＸＳＧが取り付けられている。連結部ＤＨａと板ばねＸＳＧとの間で挟持された駆動部材であるＸ軸駆動軸ＸＤＳは、レンズＬ２の光軸に直交する方向（Ｘ軸方向）に延在しており、板ばねＸＳＧの付勢力で適度に押圧されている。Ｘ軸駆動軸ＸＤＳの一端は自由端であり、その他端は、電気機械変換素子であるＸ軸圧電アクチュエータＸＰＺに連結されている。Ｘ軸圧電アクチュエータＸＰＺは、連結部ＰＺａを有している。

連結部ＰＺａには、四角柱状のＹ軸駆動軸ＹＤＳと対応する形状を有し且つそれに接する角溝ＰＺｂが設けられ、また角溝ＰＺｂとの間にＹ軸駆動軸ＹＤＳを挟むようにして板ばねＹＳＧが取り付けられている。連結部ＰＺａと板ばねＹＳＧとの間で挟持された駆動部材であるＹ軸駆動軸ＹＤＳは、レンズＬ２の光軸及びＸ軸方向に直交するように延在しており、板ばねＹＳＧの付勢力で適度に押圧されている。Ｙ軸駆動軸ＹＤＳの一端は自由端であり、その他端は、電気機械変換素子であるＹ軸圧電アクチュエータＹＰＺに連結されている。Ｙ軸圧電アクチュエータＹＰＺは、ベースＢＳに取り付けられている。圧電アクチュエータＸＰＺ、ＹＰＺと、駆動軸ＸＤＳ、ＹＤＳと、連結部ＤＨａ、ＰＺａと、板ばねＸＳＧ、ＹＳＧとで駆動装置ＤＲを構成する。

圧電アクチュエータＸＰＺ、ＹＰＺは、ＰＺＴ(ジルコン・チタン酸鉛)などで形成された圧電セラミックスを積層してなる。圧電セラミックスは、その結晶格子内の正電荷の重心と負電荷の重心とが一致しておらず、それ自体分極していて、その分極方向に電圧を印加すると伸びる性質を有している。しかし、圧電セラミックスのこの方向への歪みは微小であり、この歪み量により被駆動部材を駆動することは困難であるため、図４に示すように、複数の圧電セラミックスＰＥを積み重ねてその間に電極Ｃを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータが実用可能なものとして提供されている。本実施の形態では、この積層型圧電アクチュエータＰＺを駆動源として用いている。

次に、このレンズＬ２の駆動方法について説明する。一般に、積層型圧電アクチュエータは、電圧印加時の変位量は小さいが、発生力は大でその応答性も鋭い。したがって、圧電アクチュエータＸＰＺに、図５（ａ）に示すように立ち上がりが鋭く立ち下がりがゆっくりとした略鋸歯状波形のパルス電圧を印加すると、圧電アクチュエータＸＰＺは、パルスの立ち上がり時に急激に伸び、立ち下がり時にそれよりもゆっくりと縮む。したがって、圧電アクチュエータＸＰＺの伸長時には、その衝撃力でＸ軸駆動軸ＸＤＳが図３の手前側へ押し出されるが、レンズＬ２を保持したレンズホルダＤＨの連結部ＤＨａと板ばねＸＳＧは、その慣性により、Ｘ軸駆動軸ＸＤＳと一緒には移動せず、Ｘ軸駆動軸ＸＤＳとの間で滑りを生じてその位置に留まる（わずかに移動する場合もある）。一方、パルスの立ち下がり時には立ち上がり時に比較してＸ軸駆動軸ＸＤＳがゆっくりと戻るので、連結部ＤＨａと板ばねＸＳＧがＸ軸駆動軸ＸＤＳに対して滑らずに、Ｘ軸駆動軸ＸＤＳと一体的に図３の奥側へ移動する。即ち、周波数が数百から数万ヘルツに設定されたパルスを印加することにより、レンズＬ２及び開口絞りＳを保持したレンズホルダＤＨを、Ｘ軸方向に所望の速度で連続的に移動させることができる。尚、以上より明らかであるが、図５（ｂ）に示すように電圧の立ち上がりがゆっくりで、立ち下がりが鋭いパルスを印加すれば、レンズホルダＤＨを逆の方向へ移動させることができる。本実施の形態では、Ｘ軸駆動軸ＸＤＳを四角柱状（回り止め機構）としているので、レンズホルダＤＨの回り止め機能が発揮され、レンズＬ２のチルトが抑制されるので、別個にガイド軸を設ける必要はない。

同様に、圧電アクチュエータＹＰＺに、図５（ａ）に示すように立ち上がりが鋭く立ち下がりがゆっくりとした略鋸歯状波形のパルス電圧を印加すると、圧電アクチュエータＹＰＺは、パルスの立ち上がり時に急激に伸び、立ち下がり時にそれよりもゆっくりと縮む。したがって、圧電アクチュエータＹＰＺの伸長時には、その衝撃力でＹ軸駆動軸ＹＤＳが図３の上側へ押し出されるが、圧電アクチュエータＸＰＺの連結部ＰＺａと板ばねＹＳＧは、その慣性により、Ｙ軸駆動軸ＹＤＳと一緒には移動せず、Ｙ軸駆動軸ＹＤＳとの間で滑りを生じてその位置に留まる（わずかに移動する場合もある）。一方、パルスの立ち下がり時には立ち上がり時に比較してＹ軸駆動軸ＹＤＳがゆっくりと戻るので、連結部ＰＺａと板ばねＹＳＧがＹ軸駆動軸ＹＤＳに対して滑らずに、Ｙ軸駆動軸ＹＤＳと一体的に図３の下側へ移動する。即ち、周波数が数百から数万ヘルツに設定されたパルスを印加することにより、圧電アクチュエータＸＰＺをレンズホルダＤＨと共に、Ｙ軸方向に所望の速度で連続的に移動させることができる。尚、以上より明らかであるが、図５（ｂ）に示すように電圧の立ち上がりがゆっくりで、立ち下がりが鋭いパルスを印加すれば、圧電アクチュエータＸＰＺをレンズホルダＤＨと共に逆の方向へ移動させることができる。本実施の形態では、Ｙ軸駆動軸ＹＤＳを四角柱状（回り止め機構）としているので、圧電アクチュエータＸＰＺの回り止め機能が発揮され、レンズＬ２のチルトが抑制されるので、別個にガイド軸を設ける必要はない。

図６は、ＳＨＧ素子の結合効率の例を示すグラフである。一般的にレーザ光束の光量は、その中心が最大となるガウシアン分布を有している。従って、レーザ光束の主光線と、ＳＨＧ素子の光伝送路の中心が一致しなければ、結合効率は低下する。レーザ光束の主光線とＳＨＧ素子の光伝送路の中心が一致した状態で結合効率を１００％とし、そこからレンズシフトを行うと、それにより主光線と光伝送路の中心がずれることで、図６に示すように結合効率が低下する。但し、結合効率の低下は、レンズの焦点距離ｆに応じて異なっている。即ち、レンズの焦点距離ｆを短くすると、スポット位置の変位に応じてＳＨＧ素子の結合効率が大きく低下することがわかる。これを言い換えると、焦点距離ｆを短くすると、レンズシフトの許容範囲が狭くなる。

図７は、受光素子ＰＤの受光面を概略的に示す図である。受光素子ＰＤの受光面は、図７に示すように、円を４分割した（即ち周方向に並べた）扇状の受光部ＰＤａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄからなる。従って、受光素子ＰＤから出力される信号（検出情報）は、各領域で受光した光の量に応じた４つの信号を含む。図７において、スポット光ＳＢがハッチングで示す領域に結像しているものとするが、等高線で示すように、中央の光線強度ピーク領域ＬＭＸを中心として周囲に向かうにつれて光量が低下する分布を有している。

本実施の形態にかかる半導体光源モジュールの動作について説明する。半導体レーザＬＤから波長λのレーザ光を出射すると、かかるレーザ光は第１レンズＬ１で略平行光束に変換され、開口絞りＳを通過して、第２レンズＬ２で集光されて、第２高調波発生装置Ｈ２の光伝送路に入射する。ここで、第２高調波に変換され、すなわち半分の波長（２／λ）を有する変換光束が、第２高調波発生装置Ｈ２から出射され、その変換光束の一部がハーフミラーＭＲで反射され、残りは外部へと出力されるようになっている。

ハーフミラーＭＲで反射された変換光束は、受光素子ＰＤの受光面に入射する。ここで、受光素子ＰＤの受光面の中央が、光伝送路の中心に対応する。従って、光伝送路の中心を、入射光束の主光線が通過したときは、受光面に結像するスポット光ＳＢの中心が、受光面の中心と一致するようになり、それにより結合効率は最大となる。これに対し、光伝送路の中心を、入射光束の主光線が通過しないと、図７に示すように、スポット光ＳＢの中心が、受光面の中心と不一致の状態となる。そこで、レンズＬ２の駆動を行い、入射光束の主光線の光軸を曲げるか、或いは平行移動させて、スポット光ＳＢの中心が、受光面の中心と一致するようにする。

より具体的な制御態様を説明すると、図７に示す状態では、受光部ＰＤａの受光量が最も高いことがわかるので、制御回路ＣＮＴが駆動装置ＤＲを駆動して、レンズＬ２をＸ軸方向に駆動する。すると、それに応じてスポット光ＳＢの光線強度ピーク領域ＬＭＸが移動して、受光部ＰＤｂの受光量が高くなる。受光部ＰＤａの受光量と、受光部ＰＤｂの受光量がほぼ等しくなったときに、駆動装置ＤＲの駆動を停止しレンズＬ２を静止させる。かかる状態で、受光部ＰＤｃの受光量と受光部ＰＤｄの受光量とに差がある場合、ほぼ等しくなるように、レンズＬ２をＹ軸方向に駆動する。すると、それに応じてスポット光ＳＢの光線強度ピーク領域ＬＭＸが移動して、受光部ＰＤａの受光量と、受光部ＰＤｂの受光量がほぼ等しくなり、且つ受光部ＰＤｃの受光量と、受光部ＰＤｄの受光量がほぼ等しくなれば、スポット光ＳＢの光線強度ピーク領域ＬＭＸと、受光面の中心とが一致したものと判断できる。なお、検出精度を高めるため、受光素子ＰＤが受光量を検出しているときは、レンズＬ２の駆動を行わないことが望ましい。

図８は、受光素子ＰＤの変形例を示す図である。本変形例では、受光素子ＰＤは、単一の受光部を有している。より具体的な制御態様を説明すると、図８（ａ）に示す状態では、受光部の受光量が低いので、制御回路ＣＮＴが駆動装置ＤＲを駆動して、レンズＬ２をＸ軸正方向に駆動する。すると、図８（ｂ）に示すように、それに応じてスポット光ＳＢの光線強度ピーク領域ＬＭＸが移動して、受光部の受光量が高くなるが、レンズＬ２をＸ軸方向に移動しすぎると、図８（ｃ）に示すように、また受光部の受光量が低くなるので、レンズＬ２のＸ軸方向に移動しすぎたことがわかる。或いは、レンズＬ２をＸ軸正方向に駆動させたとき、受光部の受光量が低くなる場合もある。そのような場合、レンズＬ２をＸ軸逆方向に駆動することで、受光量が最大となる位置を検出することができる。なお、レンズＬ２をＹ軸方向に駆動することで、同様に受光量が最大となる位置を検出することができる。

更に、別な制御方法として、受光素子ＰＤが検出した受光量が所定値を超えている場合、スポット光ＳＢの中心が、受光面の中心とほぼ一致しているとみなして、レンズＬ２の駆動を行わないこともでき、それにより省エネを図れる。

本実施の形態の半導体光源モジュールを組み立てる場合、ベースＢＳに半導体レーザＬＤを組み付けて、そこから出射させた光束を、レンズホルダＬＨに保持されたレンズＬ１を介して平行光束に変換する。次に、オートコリメータ等を用いて、かかる平行光束が第２高調波発生装置Ｈ２の光伝送路を通過するように、これらを一列に並べる。更に、駆動装置ＤＲを介してレンズＬ２のベースＢＳに取り付けるが、このとき駆動装置ＤＲは、連結部ＤＨａ、ＰＺａを駆動軸ＸＤＳ、ＹＤＳの中央におき、すなわちＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれにおいて調整位置の中央に設定した状態で、受光素子ＰＤの受光量が最大となるようにする。なお、微調整は図７又は８を参照して説明したようにレンズＬ２を駆動すればよい。このように初期設定を行えば、環境変化や経時変化により、第２高調波発生装置Ｈ２の光伝送路の中心に対して、いずれの方向に入射光束の主光線にズレが生じた場合でも、これを一致するように最大限の補正を行うことができる。

図９は、第２の実施の形態にかかる半導体光源モジュールの概略構成図である。本実施の形態においては、上述した実施の形態に対し、集光光学系を１枚のレンズＬ２のみとしている点が異なっている。それ以外の構成及び動作については、上述した実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

図１０は、第３の実施の形態にかかる半導体光源モジュールの概略構成図である。本実施の形態においては、上述した実施の形態に対し、集光光学系を３枚のレンズＬ１，Ｍ、Ｌ２のみとしている点が異なっている。ここでは、レンズＭのみが駆動装置ＤＲによりＸ軸方向及びＹ軸方向に変位するようになっているが、更にレンズＬ１又はＬ２を、同様の駆動装置によりＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動するようにしても良く、レンズＭをＸ軸方向のみ変位させ、レンズＬ１又はＬ２をＹ軸方向に駆動するようにしても良い。それ以外の構成及び動作については、上述した実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

ここで、スポット位置の変位量をδ、光学素子変位量をΔ、レンズＭの焦点距離をＦ、レンズＬ２の焦点距離をｆとすると、δ／Δ＝ｆ／Ｆとなり、これを１未満とすれば、２枚の光学素子のうちの１枚を変位させる場合に比べて、スポット位置の変位量に対する光学素子の変位量を小さくできるため、より高精度な位置決めが可能となる。

本実施の形態において、レンズＬ１は、半導体レーザＬＤ側と反対側の光伝送路側にその曲率の大きい方の面を向けており、レンズＬ２は、曲率の大きい方の面を半導体レーザＬＤ側に向けている。又、レンズ１とレンズ２の中間にレンズ２より屈折力の弱いレンズＭを配しており、レンズ１の焦点距離をｆ１、レンズ２の焦点距離をｆ２、レンズＭの焦点距離をｆＭとすると以下の条件式を満足する。
０．１≦ｆ１／ｆ２≦０．６ （２）
２≦｜ｆＭ｜／ｆ２≦５ （３）

以上の実施の形態において、同様な駆動装置により、レンズＬ２又はその他のレンズを光軸方向（Ｚ軸方向に）変位させても良い。

図１１は、光学素子の変形例を示す図である。本変形例においては、レンズＬ２の代わりにプリズムＰＳを駆動装置ＤＲで駆動する構成となっている。プリズムＰＳは、光軸に直交するＸ軸方向に向かうにつれて厚さが薄くなると共に、光軸及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向に向かうにつれて厚さが薄くなっている。従って、入射光束ＩＬが入射する位置に応じて、プリズムＰＳ内を通過する光束の光路が変わるので、出射光束ＯＬの位置がずれる（平行移動する）こととなる。即ち、駆動装置ＤＲにより、プリズムＰＳをＸ軸方向又はＹ軸方向に変位させることで、第２高調波発生装置Ｈ２の光伝送路の中心を、入射光束の主光線が通過するように調整することができる。なお、入射光束ＩＬと出射光束ＯＬは非平行であるので、半導体レーザＬＤと、第２高調波発生装置Ｈ２の向きをそれに合わせる必要がある。なお、光軸に直交するＸ軸方向に向かうにつれて厚さが薄くなる一つのプリズムをＸ軸方向に駆動し、光軸に直交するＹ軸方向に向かうにつれて厚さが薄くなる別のプリズムとをＹ軸方向に駆動するようにしても良い。

図１２は、光学素子の別な変形例を示す図である。本変形例においては、レンズＬ２の代わりに平行平板ＰＰを用いている。平行平板ＰＰを、半導体レーザＬＤの光軸に対して直交する軸Iと、光軸及び軸Ｉに対して直交する軸IIの回りに独立して回動させれば、入射光束が入射する位置に応じて、平行平板ＰＰ内を通過する光束の光路が変わるので、出射光束の位置がずれる（平行移動する）こととなる。即ち、不図示の駆動装置により、平行平板ＰＰを軸I及び軸IIの少なくとも一方の回りに回動させることで、第２高調波発生装置Ｈ２の光伝送路の中心を、入射光束の主光線が通過するように調整することができる。なお、平行平板ＰＰを２つ配置し、一方を軸I回りに回動させ、他方を軸II回りに回動させても良い。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、第２高調波発生装置Ｈ２の代わりに、光ファイバを用いることもできる。この場合、光ファイバの内部が光伝送路となる。更に、上述した実施の形態では、光学素子を変位させているが、半導体光源、光学素子、光伝送路のいずれか１つ以上を相対的に変位させても良いことはいうまでもない。また、受光素子で検出する光は、ＳＨＧ素子によって波長変換されずに光導波路から出射した（半導体光源と同じ波長の）光でも、ＳＨＧ素子によって波長変換された（例えば半導体光源の波長の１／２の）光のいずれでも良い。

本実施の形態にかかる半導体光源モジュールの概略構成図である。 第２高調波発生装置Ｈ２の斜視図である。 駆動装置ＤＲの斜視図である。 複数の圧電セラミックスＰＥを積み重ねてその間に電極Ｃを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータＰＺを示す斜視図である。 圧電アクチュエータＰＺに印加される電圧パルスの波形を示す図である。 ＳＨＧ素子の結合効率の例を示すグラフである。 受光素子ＰＤの受光面を概略的に示す図である。 受光素子ＰＤの変形例を示す図である。 第２の実施の形態にかかる半導体光源モジュールの概略構成図である。 第３の実施の形態にかかる半導体光源モジュールの概略構成図である。 光学素子の変形例を示す図である。 光学素子の別な変形例を示す図である。

符号の説明

ＢＳ ベース
Ｃ 電極
ＣＮＴ 制御回路
ＤＨ レンズホルダ
ＤＨａ 連結部
ＤＨｂ 角溝
ＤＲ 駆動装置
Ｈ２ 高調波発生装置
ＨＣ 熱電冷却装置
ＨＤ 支持体
ＨＧ 溝
ＨＳ 素子
ＨＴ 光導波路
ＨＶ カバー
ＩＬ 入射光束
Ｌ１，Ｌ２ レンズ
Ｍ レンズ
ＬＤ 半導体レーザ
ＬＨ レンズホルダ
ＬＭＸ 光線強度ピーク領域
ＭＲ ハーフミラー
ＯＬ 出射光束
ＰＤ 受光素子
ＰＤａ 受光部
ＰＤｂ 受光部
ＰＤｃ 受光部
ＰＤｄ 受光部
ＰＥ 圧電セラミックス
ＰＰ 平行平板
ＰＳ プリズム
ＰＺ 圧電アクチュエータ
ＰＺａ 連結部
ＰＺｂ 角溝
Ｓ 開口絞り
ＳＢ スポット光
ＸＤＳ Ｘ軸駆動軸
ＸＰＺ Ｘ軸圧電アクチュエータ
ＹＤＳ Ｙ軸駆動軸
ＹＰＺ Ｙ軸圧電アクチュエータ

Claims (45)

1. 所定波長の光束を出射する半導体光源と、当該半導体光源から出射された発散光束を集光させる集光光学系と、当該集光光学系から出射された収束光束が入射する１μｍ以上１５μｍ以下の入射開口径を有すると共に、当該収束光束を入射した後に変換光束として出射する光伝送路と、前記変換光束の一部を受光する受光素子とを備えることを特徴とする半導体光源モジュール。
2. 前記半導体光源から出射された光束の主光線の光軸を曲げるか、あるいは平行移動させるために、前記集光光学系を構成する光学素子を駆動する駆動手段を有することを特徴とする請求項１記載の半導体光源モジュール。
3. 前記集光光学系によって形成されるビームスポット位置を移動させるために、前記集光光学系を構成する光学素子を駆動する駆動手段を有することを特徴とする請求項１記載の半導体光源モジュール。
4. 前記集光光学系は複数の光学素子から構成されるとともに、前記駆動手段はそのうちの少なくとも一つを駆動することを特徴とする請求項２又は３記載の半導体光源モジュール。
5. 所定波長の光束を出射する半導体光源と、
   複数の光学素子から構成され、前記半導体光源から出射された発散光束を集光させる集光光学系と、
   当該集光光学系から出射された収束光束が入射する１μｍ以上１５μｍ以下の入射開口径を有すると共に、当該収束光束を入射した後に変換光束として出射する光伝送路と、
   前記半導体光源から出射された光束の主光線の光軸を曲げるか、あるいは平行移動させるために、前記複数の光学素子のうちの少なくともひとつを駆動する駆動手段とを有することを特徴とする半導体光源モジュール。
6. 所定波長の光束を出射する半導体光源と、
   複数の光学素子から構成され、前記半導体光源から出射された発散光束を集光させる集光光学系と、
   当該集光光学系から出射された収束光束が入射する１μｍ以上１５μｍ以下の入射開口径を有すると共に、当該収束光束を入射した後に変換光束として出射する光伝送路と、
   前記集光光学系によって形成されるビームスポット位置を移動させるために、前記複数の光学素子のうちの少なくともひとつを駆動する駆動手段とを有することを特徴とする半導体光源モジュール。
7. 前記変換光束の一部を受光する受光素子を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体光源モジュール。
8. 前記複数の光学素子は、正の屈折パワーもしくは屈折パワーがゼロの光学系を有し、正の屈折パワーを持つ光学素子は互いにパワーが異なることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
9. 前記半導体光源に最も近い側の光学素子の屈折パワーは、前記光伝送路に最も近い側の光学素子の屈折パワーよりも大きいことを特徴とする請求項８記載の半導体光源モジュール。
10. 前記半導体光源に最も近い側の光学素子により、半導体光源からの光束を略平行光にコリメートすることを特徴とする請求項８記載の半導体光源モジュール。
11. 前記コリメートされた光束を、１つの集光素子を介して前記光伝送路に集光させることを特徴とする請求項１０記載の半導体光源モジュール。
12. 前記１つの集光素子に、開口制限絞りが一体で設けられていることを特徴とする請求項１１記載の半導体光源モジュール。
13. 前記コリメートされた光束を、２つの集光素子を介して前記光伝送路に集光させることを特徴とする請求項１０記載の半導体光源モジュール。
14. 前記駆動手段により駆動される前記光学素子の焦点距離をｆとし、前記半導体光源の出射端から前記光伝送路の出射端までの距離をＬとしたときに、以下の条件式が成立することを特徴とする請求項２ないし１３のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
    ０．１８ ≦ ｆ／Ｌ ≦ ０．４５ （１）
15. 前記光学素子がアナモルフィック素子であることを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
16. 前記集光光学系において、収束光の光路中に平行平板を配置したことを特徴とする請求項８ないし１５のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
17. 前記集光光学系において、収束光の光路中に、入射光の光軸に垂直な方向における異なる２方向に向かうにつれて厚さが変化するプリズムを配置したことを特徴とする請求項８ないし１５のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
18. 前記駆動手段は、前記複数の光学素子のうち、一つのみを駆動することを特徴とする請求項４ないし１７のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
19. 前記駆動手段は、前記複数の光学素子のうち、２つ以上を駆動することを特徴とする請求項４ないし１７のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
20. 前記駆動手段は、前記複数の光学素子であって、互いに異なる正の屈折パワーを有する光学素子のうち、もっともパワーの小さい光学素子を駆動することを特徴とする請求項８ないし１５および１９のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
21. 前記駆動手段は、前記１つの集光素子を駆動することを特徴とする請求項１１ないし１２のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
22. 前記駆動手段は、前記２つの集光素子を駆動することを特徴とする請求項１３記載の半導体光源モジュール。
23. 前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向と垂直な方向に駆動させることを特徴とする請求項２ないし２２のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
24. 前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向と垂直な１方向に駆動させることを特徴とする請求項２ないし２２のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
25. 前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向と垂直なＸ軸方向と、光軸方向及びＸ軸方向に垂直なＹ軸方向の２方向に各々独立して駆動させることを特徴とする請求項２ないし２２のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
26. 前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向に沿って駆動させることを特徴とする請求項２ないし２５のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
27. 前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向に垂直な軸まわりに回動させることを特徴とする請求項２ないし２６のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
28. 前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向に垂直な１つの軸まわりのみに回動させることを特徴とする請求項２ないし２６のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
29. 前記駆動手段は、前記集光光学系を構成する光学素子を、前記半導体光源の光軸方向に垂直な軸であって、かつ互いに垂直な第１軸及び第２軸まわりに回動させることを特徴とする請求項２ないし２６のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
30. 前記駆動手段は、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記集光光学系を構成する光学素子に連結され且つ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、を有し、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする請求項２ないし２９のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
31. 前記駆動部材に回転防止機構が設けられていることを特徴とする請求項３０記載の半導体光源モジュール。
32. 前記回転防止機構は、前記駆動部材が矩形断面形状であると共に、前記可動部材が当該断面形状に対応した形状とされていることにより構成されることを特徴とする請求項３１記載の半導体光源モジュール。
33. 前記受光素子は、複数に分割された受光部から構成されたことを特徴とする請求項１ないし３２のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
34. 前記受光素子は、扇形状の受光部を周方向に並べた構成であることを特徴とする請求項３３記載の半導体光源モジュール。
35. 前記扇形状の受光部は４つであることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の半導体光源モジュール。
36. 前記分割された受光部の検出情報に基づいて、前記変換光束の光線強度分布を算出し、当該光線強度分布の偏りにより前記変換光束の主光線の光軸を移動させるように、前記駆動手段を駆動することを特徴とする請求項３３ないし３５のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
37. 前記受光素子が検出する受光量が所定値を越えた場合、前記駆動手段を停止させることを特徴とする請求項２ないし３６のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
38. 前記受光素子が検出する受光量が最大になるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項２ないし３６のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
39. 前記受光量が最大になった時点で前記駆動手段を停止させることを特徴とする請求項２ないし３６のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
40. 前記受光素子が検出中は前記駆動手段を停止させることを特徴とする請求項２ないし３６のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
41. 前記光伝送路は光ファイバーであることを特徴とする請求項１ないし４０のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
42. 前記光伝送路はＳＨＧ素子であることを特徴とする請求項１ないし４０のいずれかに記載の半導体光源モジュール。
43. 半導体光源から射出する光束を入射開口径が１μｍ以上１５μｍ以下の光伝送路に入射させる集光光学系であって、前記半導体光源側に配置され、前記半導体光源側よりも光伝送路側に向いた面の曲率が大きい正のレンズ１と、光伝送路側に配置され、前記光伝送路側よりも半導体光源側に向いた面の曲率が大きい正のレンズ２よりなり、レンズ１の焦点距離をｆ１、レンズ２の焦点距離をｆ２とすると以下の条件式を満足することを特徴とする集光光学系。
    ０．２≦ｆ１／ｆ２≦０．７ （２）
44. 前記レンズ１の前記半導体光源側を平面とし、もう一方の面を光軸から離れるに従い、曲率が小さくなる非球面としたことを特徴とする請求項４３記載の集光光学系。
45. 半導体光源から射出する光束を入射開口径が１μｍ以上１５μｍ以下の光伝送路に入射させる集光光学系であって、前記半導体光源側に配置され、前記半導体光源側よりも光伝送路側に向いた面の曲率が大きい正のレンズ１と、光伝送路側に配置され、前記光伝送路側よりも半導体光源側に向いた面の曲率が大きい正のレンズ２よりなり、前記レンズ１とレンズ２の中間にレンズ２より屈折力の弱いレンズＭを配し、レンズ１の焦点距離をｆ１、レンズ２の焦点距離をｆ２、レンズＭの焦点距離をｆＭとすると以下の条件式を満足することを特徴とする集光光学系。
    ０．１≦ｆ１／ｆ２≦０．６ （３）
    ２≦｜ｆＭ｜／ｆ２≦５ （４）
    
    
    
    
    
    

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