JP3686284B2

JP3686284B2 - Optical element combination

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Publication number: JP3686284B2
Application number: JP15342299A
Authority: JP
Inventors: 秀樹林
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2019-06-01
Also published as: JP2000335009A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば発光素子や受光素子等の光学素子が二次元に配置された光学素子結合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、画像記録装置においては、その光源としてＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ／発光ダイオード）やＬＤ（ｌａｓｅｒｄｉｏｄｅ／半導体レーザ）等の発光素子を有するものが使用されている。そして、これらの画像記録装置においては、画像の記録に要する時間を短縮する目的から、発光素子を２次元状に配列した二次元の発光素子アレイを使用し、これらの発光素子から出射される２次元配列の光ビームを利用して画像を記録する構成が採用されている。
【０００３】
この二次元の発光素子アレイは、複数個の発光素子が基板の端部に直線状に列設された一次元の発光素子アレイを、発光素子の列設方向と交差する方向に複数個配置した構成を有する。なお、一次元の発光素子アレイにおいては、精度の高いダイボンディング技術等を利用することにより、複数個の発光素子を精度よく位置決めして列設することが可能である。
【０００４】
そして、二次元の発光素子アレイを構成するため、複数個の発光素子が直線状に列設された一次元の発光素子アレイを発光素子の列設方向と交差する方向に複数個配置する際には、従来、例えば特開平１０−３２４０２１号公報に開示されているように、一次元の発光素子アレイを複数個積層する構成が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一次元の発光素子アレイを複数個積層して二次元の発光素子アレイを構成した場合においては、一次元の発光素子アレイを構成する基板の厚みの公差が累積誤差として蓄積されることになり、発光素子の位置精度が高い二次元の発光素子アレイを作成することは困難となる。このため、二次元の発光素子アレイを組み立てる際に、一次元の発光素子アレイの位置を微調整するという繁雑な作業が必要となる。
【０００６】
また、発光素子の一部に欠陥が生じた場合には欠陥が生じた一次元の発光素子アレイのみを交換することになるが、この場合においては、全ての一次元の発光素子アレイの位置調整を最初からやり直す必要が生ずる。
【０００７】
また、一次元の発光素子アレイを構成する基板の厚みとほぼ同一の溝幅を有する支持溝を形成した支持部材を利用し、一次元の発光素子アレイにおける発光素子の配置側とは逆側の端部をこの支持部材の支持溝内に挿入することにより、一次元の発光素子アレイを発光素子の列設方向と直交する方向に複数個配置することも可能であるが、このような構成を採用した場合には、基板における発光素子の配置側付近の位置精度を高精度に維持することは困難である。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、各光学素子を高精度に位置決めすることができ、精度の高い二次元の光学素子アレイを容易に形成することが可能な光学素子結合体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数個の光学素子を列設した光学素子ブロックを、前記光学素子の列設方向と交差する方向に複数個配置することにより、二次元の光学素子アレイを構成する光学素子結合体であって、前記光学素子の列設方向に対して前記基板の両端部付近に各々形成された基準面を有する基板と、その光学機能面を前記基準面と直交する方向に整列させ、かつ、前記基準面に対して位置決めされた状態で前記基板に対して前記基準面に平行な方向に複数個列設された光学素子と、を各々備えた複数個の光学素子ブロックと、前記複数個の光学素子ブロックにおける基板の基準面と各々当接することにより、前記複数個の光学素子ブロックを前記光学素子の列設方向と直交する方向に各々位置決めするための、前記光学機能面と直交する方向に互いに平行に形成された複数の支持面を有する支持部材と、前記光学素子ブロックにおける基板の基準面を前記支持部材における支持面に向けて各々押圧する押圧部材と、を備え、前記複数個の光学素子ブロックにおける基板は、前記基準面と直交する第２基準面を各々有し、前記支持部材は、前記基板の第２基準面と各々当接することにより、前記複数個の光学素子ブロックを前記光学素子の列設方向に各々位置決めするための、前記光学機能面と直交する方向に形成された複数の当接面と、前記基板の両端部付近に形成された基準面と各々当接する支持面を備えた一対の櫛歯状部と、を有し、前記複数の当接面は、前記複数の光学素子の列設方向に、順次、偏位して形成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の当接面の前記列設方向における偏位は、前記基板に列設される光学素子のピッチに光学素子の数の逆数を乗算した値と等しい距離である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光学素子結合体において、前記押圧部材は、前記光学素子ブロックにおける基板と係合する係合部を有する板バネから構成される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、複数本の光ファイバーを列設した光学素子ブロックを、前記光ファイバーの列設方向と交差する方向に複数個配置することにより、二次元の光ファイバーアレイを構成する光学素子結合体であって、基準面を有する基板と、その光学機能面を前記基準面と直交する方向に整列させ、かつ、前記基準面に対して位置決めされた状態で前記基板に対して前記基準面に平行な方向に複数個列設された光ファイバーと、を各々備えた複数個の光学素子ブロックと、前記複数個の光学素子ブロックにおける基板の基準面と各々当接することにより、前記複数個の光学素子ブロックを前記光ファイバーの列設方向と直交する方向に各々位置決めするための、前記光学機能面と直交する方向に互いに平行に形成された複数の支持面を有する支持部材と、前記光学素子ブロックにおける基板と係合する係合部を有する板バネから構成され、前記光学素子ブロックにおける基板の基準面を前記支持部材における支持面に向けて各々押圧する押圧部材と、を備え、前記光学素子ブロックにおける基板の基準面は、前記光ファイバーの列設方向に対して前記基板の両端部付近に各々形成されており、前記支持部材は、前記基板の両端部付近に形成された基準面と各々当接する支持面を備えた一対の櫛歯状部を有し、前記複数本の光ファイバーは、その光学機能面を整列させた状態で、基板に形成されたＶ溝内に配設されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
最初に、この発明を、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ／発光ダイオード）２１を二次元に配置したＬＥＤアレイを構成する光学素子結合体１１に適用した場合について説明する。なお、このＬＥＤアレイを構成する光学素子結合体１１は、画像記録装置の光源に使用される。
【００１５】
先ず、上述した画像記録装置の構成について説明する。図１は画像記録装置の概要を示す斜視図であり、図２はその光源ユニット３のケーシング等を取り外して見た斜視図である。
【００１６】
この画像記録装置は、光源ユニット３と結像光学系４とからなる記録ヘッド５と、その外周部に感光材料６を巻回した記録ドラム７とを備える。また光源ユニット３は、図２に示すように、この発明に係る光学素子結合体１１と、この光学素子結合体１１を固定するための固定部材１２、１３とを有する。
【００１７】
この画像記録装置においては、光源ユニット３から、結像光学系４を介して、記録ドラム７に巻回された状態で回転する感光材料６に光ビームを照射するとともに、記録ヘッド５を記録ドラム７の軸線方向に移動させることにより、感光材料６に対して必要な画像を記録する構成となっている。
【００１８】
次に、この発明に係る光学素子結合体１１の構成について説明する。図３はこの発明に係る光学素子結合体１１の斜視図であり、図４はその正面図である。
【００１９】
この光学素子結合体１１は、各々複数のＬＥＤ２１を基板２２の端面に列設してなる８個の光学素子ブロック２３と、これらの光学素子ブロック２３を支持するための支持部材３１とから構成される。
【００２０】
図５は上記光学素子ブロック２３をその表面側から見た斜視図であり、図６は光学素子ブロック２３をその裏面側から見た斜視図である。
【００２１】
この光学素子ブロック２３は、熱伝導性の高いセラミックスからなる基板２２と、この基板２２の端面３０に列設された１６個のＬＥＤ２１と、板バネ２４とから構成される。
【００２２】
この光学素子ブロック１１における１６個のＬＥＤ２１は、その光出射面（光学機能面）を整列させた状態で、基板２２の端面３０にダイボンディングされている。このとき、各ＬＥＤ２１におけるその列設方向と直交する方向の位置は、基板２２の裏面側に形成された基準面２８に対して高精度に位置決めされている。また、各ＬＥＤ２１におけるその列設方向の位置は、基板２２の一方の側面に形成された前記基準面２８と直交する第２基準面２９に対して高精度に位置決めされている。なお、複数のＬＥＤ２１を基準面２８および第２基準面２９に対して精度よく位置決めしてダイボンディングすることは容易である。
【００２３】
この光学素子ブロック１１における板バネ２４は、図７に示すように、一対の湾曲部２６と、これらの湾曲部２６を連結するための連結部２７と、各湾曲部２６に付設された係合部２５とから構成される。
【００２４】
湾曲部２６は、この光学素子ブロック１１を後述する支持部材３１における溝部３４に挿入する際に、基板２２の基準面２８を支持部材３１の支持面３６に向けて押圧するためのものである。また、係合部２５は、この光学素子ブロック１１を後述する支持部材３１における溝部３４に挿入する際に、基板２２における光学素子ブロック１１の挿入方向（図３に示す矢印方向）の先頭側の端面３０と係合することにより、基板２２と板バネ２４とを一体的に取り扱うことを可能とするためのものである。
【００２５】
再度図３および図４を参照して、上記支持部材３１は、一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂと、これらの一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂを連結するための連結部３３とから構成されている。また、一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂには、光学素子ブロック２３の側部を挿入するための複数の溝部３４が形成されている。
【００２６】
図８は、一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂに各々形成された８個の溝部３４のうちの一部の溝部３４を拡大して示す説明図である。
【００２７】
これらの一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂに形成された溝部３４における一方の側面は、光学素子ブロック２３を位置決めするための支持面３６となっている。すなわち、この支持面３６は、光学素子ブロック２３における基板２２の基準面２８と各々当接することにより、光学素子ブロック２３をＬＥＤ２１の列設方向と直交する方向に位置決めするためのものである。この支持面３６は、一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂの各々に対し、光学素子ブロック２３におけるＬＥＤ２１の光学機能面と直交する方向に互いに平行に８個形成されていることになる。
【００２８】
また、これらの一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂのうち、櫛歯状部３２ａに形成された溝部３４における底面は、光学素子ブロック２３を位置決めするための当接面３５となっている。すなわち、この当接面３５は、基板２２の第２基準面２９と当接することにより、光学素子ブロック２３をＬＥＤ２１の列設方向に各々位置決めするためのものである。この当接面３５は、櫛歯状部３２ａに対し、ＬＥＤ２１の光学機能面と直交する方向に８個形成されていることになる。
【００２９】
ここで、図８に示すように、櫛歯状部材３２ａに形成された８個の溝部３４における各当接面３５は、光学素子ブロック１１の端面３０に列設されたＬＥＤ２１のピッチの［１／８］の距離Ｐだけ、順次ＬＥＤ２１の列設方向に偏位して形成されている。これにより、８個の光学素子ブロック１１を使用した光学素子結合体１１全体において、ＬＥＤ２１による走査ピッチを一定とすることが可能となる。
【００３０】
上述した支持部材３１は、例えばアルミニュウム等の金属から構成される。そして、支持面３６および当接面３５は、ワイヤ放電加工等を利用することにより、極めて高精度に形成することが可能となっている。
【００３１】
なお、この実施形態においては、支持部材３１が、一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂに形成された支持面３６が光学素子ブロック１１における基板２２の両端部に形成された基準面２８と当接して光学素子ブロック１１を位置決めする構成であるため、基板２２の全面と当接する支持面を形成する場合に比べ、面精度の高い支持面３６を得ることが可能となる。
【００３２】
また、この実施形態においては、支持部材３１が一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂを連結部３３により連結した構成を有することから、一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂに各々形成される溝部３４の位置を、櫛歯状部３２ａと櫛歯状部３２ｂとで正確に一致させることが可能となる。
【００３３】
以上のような構成を有する光学素子結合体１１においては、図３に矢印で示すように、光学素子ブロック２３を支持部材３１の溝部３４に挿入する。そして、光学素子ブロック２３における基準面２８を支持部材３１における支持面３６に当接させると共に、第２基準面２９を当接面３５に当接させる。
【００３４】
このとき、上述したように、各ＬＥＤ２１は基準面２８および第２基準面２９に対して精度よく位置決めしてダイボンディングされており、また、支持面３６および当接面３５は極めて高精度に形成されていることから、各ＬＥＤ２１を高い精度で位置決めすることができ、位置精度が高い二次元ＬＥＤアレイを得ることができる。
【００３５】
また、光学素子ブロック２３における基準面２８は、板バネ２４の作用により支持部材３１の支持面３６に押圧されていることから、光学素子ブロック２３に過剰な応力を付加してその精度を悪化させることなく、基準面２８を支持面３６に押圧することができ、また、第２基準面２９と当接面３５との当接関係を良好に維持することが可能となる。さらに、温度変化による熱膨張等により光学素子ブロック２３における基板２２の形状が変化した場合においても、この形状の変化を板バネ２４の作用により吸収することが可能となる。
【００３６】
このとき、この板バネ２４は、光学素子ブロック１１を支持部材３１における溝部３４に挿入する際に、基板２２における光学素子ブロック１１の挿入方向の先頭側の端面３０と係合する係合部２５を備えることから、光学素子ブロック１１の挿入時に基板２２と板バネ２４とを一体的に取り扱うことができ、その構成と挿入作業とを簡略化することが可能となる。
【００３７】
なお、光学素子ブロック２３における第２基準面２９を支持部材３１における当接面３５に向けて押圧するためのバネ等の押圧部材をさらに配設するようにしてもよい。
【００３８】
次に、上述した光学素子結合体１１に使用する光学素子ブロックの他の実施形態について説明する。
【００３９】
図９は他の実施形態に係る光学素子ブロック５３をその表面側から見た斜視図であり、図１０は光学素子ブロック５３をその裏面側から見た斜視図である。なお、図５および図６に示す光学素子ブロック２３と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
この光学素子ブロック５３は、基板２２の裏面側先端部に１０個のＧａＮ系ＬＥＤ５１を列設した構成を有する。このＧａＮ系ＬＥＤ５１は、ガリウム（Ｇａ）とナイトライド（Ｎ）とを利用したガリウムナイトライドＬＥＤや、インジウム（Ｉｎ）とガリウム（Ｇａ）とナイトライド（Ｎ）とを利用したインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ等の総称であり、その端面から高輝度の光を出射するという特性を有する。
【００４１】
この光学素子ブロック５３における１０個のＧａＮ系ＬＥＤ５１は、その光出射面たる端面（光学機能面）を整列させた状態で、基板２２の裏面側先端部にダイボンディングされている。このとき、各ＧａＮ系ＬＥＤ５１におけるその列設方向と直交する方向の位置は、基板２２の裏面側に形成された基準面２８に対して高精度に位置決めされている。また、各ＧａＮ系ＬＥＤ５１におけるその列設方向の位置は、基板２２の一方の側面に形成された前記基準面２８と直交する第２基準面２９に対して高精度に位置決めされている。
【００４２】
このような構成を有する光学素子ブロック５３を使用した場合においても、各ＧａＮ系ＬＥＤ５１を高い精度で位置決めすることができ、位置精度が高い二次元ＧａＮ系ＬＥＤアレイを得ることができる。
【００４３】
また、上述した支持部材３１が、一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂに形成された支持面３６により光学素子ブロック５３における基板２２の両端部に形成された基準面２８と当接して光学素子ブロック５３を位置決めする構成であるため、ＧａＮ系ＬＥＤ５１と基準面２８とを基板２２の同一側に配置した場合であっても、光学素子ブロック５３を正確に位置決めすることが可能となる。このため、基板２２の厚さが変化した場合においても、各ＧａＮ系ＬＥＤ５１を正確な位置に配置することが可能となる。
【００４４】
次に、この発明に係る光学素子結合体の他の実施形態について説明する。図１１は、この発明の他の実施形態に係る光学素子結合体６５、６６の斜視図である。なお、上述した第１実施形態に係る光学素子結合体１１と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４５】
上述した第１実施形態においてはこの発明を画像記録装置の光源に適用しているが、この実施形態においてはこの発明を多チャンネルの光ファイバーアレイのカップリングに適用している。
【００４６】
図１１に示す光学素子結合体６５、６６のうちの一方の光学素子結合体６５は、６個の光学素子ブロック６３と、この光学素子ブロック６３を支持するための支持部材６７とから構成される。
【００４７】
図１２は上記光学素子ブロック６３をその表面側から見た斜視図であり、図１３は光学素子ブロック６３をその裏面側から見た斜視図である。
【００４８】
この光学素子ブロック６３は、基板２２と、４本の光ファイバー６１と、板バネ２４とから構成される。なお、光ファイバー６１は、図示しない光源からの光をその端面から出射するものであり、発光素子として機能する。
【００４９】
この光学素子ブロック６３における４本の光ファイバー６１は、その端面（光学機能面）を整列させた状態で、基板２２に形成されたＶ溝６２内に配設されている。このとき、各Ｖ溝６２はエッチング等により高精度に加工されることから、各光ファイバー６１の端面におけるその列設方向と直交する方向の位置は、基板２２の裏面側に形成された基準面２８に対して高精度に位置決めすることが可能であり、また、各光ファイバー６１の端面におけるその列設方向の位置は、基板２２の一方の側面に形成された前記基準面２８と直交する第２基準面２９に対して高精度に位置決めすることが可能である。
【００５０】
再度図１１を参照して、上記支持部材６７は、一対の櫛歯状部８２ａ、８２ｂと、これらの一対の櫛歯状部８２ａ、８２ｂを連結するための一対の連結部８３ａ、８３ｂとから構成されている。また、一対の櫛歯状部８２ａ、８２ｂには、光学素子ブロック６３の側部を挿入するための複数の溝部が形成されている。
【００５１】
なお、この溝部は、上述した第１実施形態における溝部３４と同様、光学素子ブロック６３における基板２２の基準面２８と各々当接することにより、光学素子ブロック６３を光ファイバー６１の列設方向と直交する方向に位置決めするための支持面と、基板２２の第２基準面２９と当接することにより、光学素子ブロック６３を光ファイバー６１の列設方向に各々位置決めするための当接面とを備える。
【００５２】
一方、光学素子結合体６５、６６のうちの他方の光学素子結合体６６は、６個の光学素子ブロック６４と、この光学素子ブロック６４を支持するための支持部材６８とから構成される。
【００５３】
この光学素子ブロック６４は、図１２および図１３に示す光学素子ブロック６３と同様、基板２２と、４本の光ファイバー６１と、板バネ２４とから構成される。但し、この光ファイバー６１は、光学素子ブロック６３における光ファイバー６１から出射された光をその端面により受光するためのものであり、受光素子として機能する。一方、支持部材６８は、支持部材６７と同様の構成を有する。
【００５４】
このような構成を有する光学素子結合体６５、６６においては、各光ファイバー６１を高い精度で位置決めすることができ、位置精度が高い二次元光ファイバーアレイを得ることができる。このため、光学素子結合体６５と光学素子結合体６６とを、支持部材６７に立設された位置決めピン６９を使用して結合することにより、多チャンネルの光ファイバーアレイのカップリングを実現することが可能となる。
【００５５】
次に、この発明に係る光学素子結合体のさらに他の実施形態について説明する。図１４はこの発明の他の実施形態に係る光学素子結合体７５、７６の斜視図である。なお、上述した各第実施形態に係る光学素子結合体１１、６５、６６と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５６】
これらの光学素子結合体７５、７６のうちの一方の光学素子結合体７５は、６個の光学素子ブロック７３と、この光学素子ブロック７３を支持するための光学素子結合体６５の場合と同様の支持部材６７とから構成される。
【００５７】
図１５は上記光学素子ブロック７３をその表面側から見た斜視図であり、図１６は光学素子ブロック７３をその裏面側から見た斜視図である。
【００５８】
この光学素子ブロック７３は、基板２２と、その先端が８本に分岐した光導波路７１と、板バネ２４とから構成される。なお、光導波路７１は、図示しない光源からの光をその端面から出射するものであり、発光素子として機能する。
【００５９】
この光学素子ブロック７３における光導波路７１は、ＬｉＴａＯ₃ を使用してプロトン交換または熱拡散により製造される。このため、この光学素子ブロック７３においては、光導波路７１の端面（光学機能面）におけるその列設方向と直交する方向の位置は、基板２２の裏面側に形成された基準面２８に対して高精度に位置決めすることが可能であり、また、光導波路７１の端面におけるその列設方向の位置は、基板２２の一方の側面に形成された前記基準面２８と直交する第２基準面２９に対して高精度に位置決めすることが可能である。
【００６０】
一方、他方の光学素子結合体７６は、光ファイバーの本数を除き、図１１に示す光学素子結合体６６と同様の構成を有する。
【００６１】
このような構成を有する光学素子結合体７５においては、各光導波路７１の端面や光ファイバーを高い精度で位置決めすることがでる。このため、光学素子結合体７５と光学素子結合体７６とを、支持部材６７に立設された位置決めピン６９を使用して結合することにより、多チャンネルの光導波路アレイと光ファイバーアレイとのカップリングを実現することが可能となる。
【００６２】
なお、上述した実施形態においては、いずれも、発光素子または受光素子として機能する光学素子を使用した光学素子アレイにこの発明を適用した場合について説明したが、その他の光学素子を二次元に配列した光学素子アレイを構成する際にも、この発明を適用することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、光学素子を列設した光学素子ブロックの基準面と支持部材の支持面とを押圧部材の作用で当接させる構成であることから、各光学素子を高精度に位置決めすることができ、精度の高い二次元の光学素子アレイを容易に形成することが可能となる。また、一部の光学素子ブロックを交換する場合においても、他の光学素子ブロックの位置を調整する必要はない。
【００６４】
また、複数個の光学素子ブロックにおける基板が、基準面と直交する第２基準面を各々有し、支持部材は、基板の第２基準面と各々当接することにより、複数個の光学素子ブロックを前記光学素子の列設方向に各々位置決めするための、光学機能面と直交する方向に形成された複数の当接面を有することから、光学素子ブロックを光学素子の列設方向へも正確に位置決めすることが可能となる。
【００６５】
また、複数の当接面が、複数の光学素子の列設方向に、順次、偏位して形成されることから、光学素子を所定のピッチで精度よく配置することが可能となる。
【００６６】
さらに、請求項１に記載の発明によれば、光学素子ブロックにおける基板の基準面が光学素子の列設方向に対して基板の両端部付近に各々形成されており、支持部材が基板の両端部付近に形成された基準面と各々当接する支持面を備えた一対の櫛歯状部を有することから、面精度の高い支持面を形成することが可能となる。
【００６７】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、押圧部材が光学素子ブロックにおける基板と係合する係合部を有する板バネから構成されることから、光学素子ブロックの基準面と支持部材の支持面とを当接させる際に、基板と板バネとを一体的に取り扱うことができ、作業を簡略化することが可能となる。
【００６８】
請求項４に記載の発明によれば、光ファイバーを列設した光学素子ブロックの基準面と支持部材の支持面とを押圧部材の作用で当接させる構成であることから、各光ファイバーを高精度に位置決めすることができ、精度の高い二次元の光ファイバーアレイを容易に形成することが可能となる。また、一部の光学素子ブロックを交換する場合においても、他の光学素子ブロックの位置を調整する必要はない。
【００６９】
また、光学素子ブロックにおける基板の基準面が光ファイバーの列設方向に対して基板の両端部付近に各々形成されており、支持部材が基板の両端部付近に形成された基準面と各々当接する支持面を備えた一対の櫛歯状部を有することから、面精度の高い支持面を形成することが可能となる。
【００７０】
さらに、光ファイバーがＶ溝内に配設されることから、光ファイバーを高精度に位置決めすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像記録装置の概要を示す斜視図である。
【図２】光源ユニット３のケーシング等を取り外して見た斜視図である。
【図３】光学素子結合体１１の斜視図である。
【図４】光学素子結合体１１の正面図である。
【図５】光学素子ブロック２３をその表面側から見た斜視図である。
【図６】光学素子ブロック２３をその裏面側から見た斜視図である。
【図７】板バネ２４の斜視図である。
【図８】一対の櫛歯状部３２ａ、３２ｂに各々形成された８個の溝部３４のうちの一部の溝部３４を拡大して示す説明図である。
【図９】光学素子ブロック５３をその表面側から見た斜視図である。
【図１０】光学素子ブロック５３をその裏面側から見た斜視図である。
【図１１】光学素子結合体６５、６６の斜視図である。
【図１２】光学素子ブロック６３をその表面側から見た斜視図である。
【図１３】光学素子ブロック６３をその裏面側から見た斜視図である。
【図１４】光学素子結合体７５、７６の斜視図である。
【図１５】光学素子ブロック７３をその表面側から見た斜視図である。
【図１６】光学素子ブロック７３をその裏面側から見た斜視図である。
【符号の説明】
３光源ユニット
４結像光学系
５記録ヘッド
６感光材料
７記録ドラム
１１光学素子結合体
２１ＬＥＤ
２２基板
２３光学素子ブロック
２４板バネ
２５係合部
２８基準面
２９第２基準面
３１支持部材
３２ａ櫛歯状部
３２ｂ櫛歯状部
３３連結部
３４溝部
３５当接面
３６支持面
５１ＧａＮ系ＬＥＤ
５３光学素子ブロック
６１光ファイバー
６３光学素子ブロック
６４光学素子ブロック
６５光学素子結合体
６６光学素子結合体
６７支持部材
６８支持部材
７１光導波路
７３光学素子ブロック
７４光学素子ブロック
７５光学素子結合体
７６光学素子結合体
８２ａ櫛歯状部
８２ｂ櫛歯状部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an optical element combination in which optical elements such as a light emitting element and a light receiving element are two-dimensionally arranged.
[0002]
[Prior art]
  For example, an image recording apparatus uses a light source having a light emitting element such as an LED (light-emitting diode / light emitting diode) or an LD (laser diode / semiconductor laser). In these image recording apparatuses, for the purpose of shortening the time required for image recording, a two-dimensional light emitting element array in which light emitting elements are arranged two-dimensionally is used, and 2 emitted from these light emitting elements. A configuration is employed in which an image is recorded using a light beam having a three-dimensional array.
[0003]
  In this two-dimensional light-emitting element array, a plurality of one-dimensional light-emitting element arrays in which a plurality of light-emitting elements are arranged in a straight line at the edge of the substrate are arranged in a direction intersecting with the direction in which the light-emitting elements are arranged. It has a configuration. In a one-dimensional light-emitting element array, a plurality of light-emitting elements can be accurately positioned and arranged by using a highly accurate die bonding technique or the like.
[0004]
  In order to construct a two-dimensional light emitting element array, when arranging a plurality of one-dimensional light emitting element arrays in which a plurality of light emitting elements are arranged in a straight line in a direction intersecting with the arrangement direction of the light emitting elements. Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-324021, a configuration in which a plurality of one-dimensional light emitting element arrays are stacked is employed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  When a two-dimensional light-emitting element array is configured by stacking a plurality of one-dimensional light-emitting element arrays, the tolerance of the thickness of the substrate constituting the one-dimensional light-emitting element array is accumulated as a cumulative error. It is difficult to create a two-dimensional light emitting element array with high position accuracy of the light emitting elements. For this reason, when assembling a two-dimensional light-emitting element array, a complicated operation of finely adjusting the position of the one-dimensional light-emitting element array is required.
[0006]
  In addition, when a defect occurs in a part of the light emitting element, only the one-dimensional light emitting element array in which the defect has occurred is replaced. In this case, the position adjustment of all the one-dimensional light emitting element arrays is performed. It is necessary to start over from the beginning.
[0007]
  In addition, a support member having a support groove having a groove width substantially the same as the thickness of the substrate constituting the one-dimensional light-emitting element array is used, and the one-dimensional light-emitting element array is opposite to the light-emitting element arrangement side. It is possible to arrange a plurality of one-dimensional light emitting element arrays in a direction perpendicular to the direction in which the light emitting elements are arranged by inserting the end into the support groove of the support member. When it is adopted, it is difficult to maintain the positional accuracy in the vicinity of the light emitting element arrangement side on the substrate with high accuracy.
[0008]
  The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an optical element combination that can position each optical element with high accuracy and can easily form a two-dimensional optical element array with high accuracy. The purpose is to provide a body.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  According to the first aspect of the present invention, a two-dimensional optical element array is configured by arranging a plurality of optical element blocks in which a plurality of optical elements are arranged in a direction intersecting the arrangement direction of the optical elements. An optical element combination comprising:With both ends of the substrate with respect to the direction in which the optical elements are arranged Each formed nearA substrate having a reference surface and a plurality of optical functional surfaces thereof aligned in a direction orthogonal to the reference surface and positioned in relation to the reference surface in a direction parallel to the reference surface. A plurality of optical element blocks each including a plurality of optical element blocks, and a plurality of optical element blocks contacting the reference plane of a substrate in the plurality of optical element blocks, thereby allowing the plurality of optical element blocks to be optically A support member having a plurality of support surfaces formed in parallel to each other in a direction orthogonal to the optical functional surface for positioning in a direction orthogonal to the arrangement direction of the elements, and a reference surface of the substrate in the optical element block Pressing members that respectively press toward the support surface of the support member, and the substrates in the plurality of optical element blocks each have a second reference surface orthogonal to the reference surface. The support member is in contact with the second reference surface of the substrate, thereby positioning the plurality of optical element blocks in the arrangement direction of the optical elements, and a direction orthogonal to the optical function surface. A plurality of contact surfaces formed onAnd a pair of comb-like portions each having a support surface that abuts on a reference surface formed near both ends of the substrate,The plurality of contact surfaces are formed by sequentially deviating in the arrangement direction of the plurality of optical elements.
[0010]
  According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the displacement of the plurality of contact surfaces in the arrangement direction is equal to the number of optical elements in the pitch of the optical elements arranged on the substrate. The distance is equal to the value obtained by multiplying the inverse of.
[0011]
  The invention according to claim 3 is the optical element combination according to claim 1 or 2, whereinThe pressing member includes a leaf spring having an engaging portion that engages with a substrate in the optical element block..
[0012]
  According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical element constituting a two-dimensional optical fiber array by arranging a plurality of optical element blocks in which a plurality of optical fibers are arranged in a direction intersecting with the arrangement direction of the optical fibers. A combined substrate having a reference surface and an optical functional surface thereof aligned in a direction orthogonal to the reference surface and positioned with respect to the reference surface, the reference surface with respect to the substrate A plurality of optical element blocks each provided with a plurality of optical fibers arranged in a direction parallel to the plurality of optical elements, and a plurality of optical element blocks abutting on a reference surface of the substrate in the plurality of optical element blocks, respectively. A plurality of support surfaces formed parallel to each other in a direction orthogonal to the optical function surface for positioning the element block in a direction orthogonal to the arrangement direction of the optical fibers. A support member having,It is composed of a leaf spring having an engaging portion that engages with a substrate in the optical element block,A pressing member that presses the reference surface of the substrate in the optical element block toward the support surface of the support member, and the reference surface of the substrate in the optical element block is Each of the plurality of support members has a pair of comb-like portions each having a support surface that comes into contact with a reference surface formed in the vicinity of both ends of the substrate. The optical fiber of the book is arranged in a V-groove formed in the substrate with its optical functional surfaces aligned.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
  First, the case where the present invention is applied to an optical element combination 11 constituting an LED array in which LEDs (light-emitting diodes / light-emitting diodes) 21 are two-dimensionally arranged will be described. The optical element combination 11 constituting this LED array is used as a light source of an image recording apparatus.
[0015]
  First, the configuration of the above-described image recording apparatus will be described. FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the image recording apparatus, and FIG. 2 is a perspective view of the light source unit 3 with its casing and the like removed.
[0016]
  The image recording apparatus includes a recording head 5 including a light source unit 3 and an imaging optical system 4, and a recording drum 7 around which a photosensitive material 6 is wound. As shown in FIG. 2, the light source unit 3 includes an optical element combination 11 according to the present invention, and fixing members 12 and 13 for fixing the optical element combination 11.
[0017]
  In this image recording apparatus, a light beam is irradiated from a light source unit 3 to a rotating photosensitive material 6 while being wound around a recording drum 7 via an imaging optical system 4, and the recording head 5 is connected to the recording drum. 7 is configured to record a necessary image on the photosensitive material 6 by moving in the direction of the axis 7.
[0018]
  Next, the configuration of the optical element combination 11 according to the present invention will be described. FIG. 3 is a perspective view of the optical element combination 11 according to the present invention, and FIG. 4 is a front view thereof.
[0019]
  This optical element combination 11 is composed of eight optical element blocks 23 each having a plurality of LEDs 21 arranged on the end face of a substrate 22 and a support member 31 for supporting these optical element blocks 23. The
[0020]
  FIG. 5 is a perspective view of the optical element block 23 viewed from the front surface side, and FIG. 6 is a perspective view of the optical element block 23 viewed from the back surface side.
[0021]
  The optical element block 23 includes a substrate 22 made of ceramics having high thermal conductivity, 16 LEDs 21 arranged on the end face 30 of the substrate 22, and a leaf spring 24.
[0022]
  The 16 LEDs 21 in the optical element block 11 are die-bonded to the end face 30 of the substrate 22 with their light emission surfaces (optical functional surfaces) aligned. At this time, the position of each LED 21 in the direction orthogonal to the arrangement direction is positioned with high accuracy with respect to the reference surface 28 formed on the back surface side of the substrate 22. Further, the positions of the LEDs 21 in the arrangement direction are positioned with high accuracy with respect to a second reference surface 29 orthogonal to the reference surface 28 formed on one side surface of the substrate 22. In addition, it is easy to position the plurality of LEDs 21 with respect to the reference surface 28 and the second reference surface 29 with high accuracy and die bonding.
[0023]
  As shown in FIG. 7, the plate spring 24 in the optical element block 11 includes a pair of bending portions 26, a connecting portion 27 for connecting these bending portions 26, and an engagement attached to each bending portion 26. Part 25.
[0024]
  The bending portion 26 is for pressing the reference surface 28 of the substrate 22 toward the support surface 36 of the support member 31 when the optical element block 11 is inserted into a groove portion 34 of the support member 31 described later. Further, when the optical element block 11 is inserted into a groove 34 in a support member 31 to be described later, the engaging portion 25 is located on the leading side in the insertion direction of the optical element block 11 in the substrate 22 (arrow direction shown in FIG. 3). By engaging with the end face 30, the substrate 22 and the leaf spring 24 can be handled integrally.
[0025]
  Referring to FIGS. 3 and 4 again, the support member 31 includes a pair of comb-like portions 32a and 32b and a connecting portion 33 for connecting the pair of comb-like portions 32a and 32b. Has been. A plurality of groove portions 34 for inserting the side portions of the optical element block 23 are formed in the pair of comb-like portions 32a and 32b.
[0026]
  FIG. 8 is an explanatory view showing, in an enlarged manner, a part of the groove portions 34 of the eight groove portions 34 respectively formed in the pair of comb-like portions 32a and 32b.
[0027]
  One side surface in the groove portion 34 formed in the pair of comb-like portions 32 a and 32 b is a support surface 36 for positioning the optical element block 23. That is, the support surface 36 is for abutting the reference surface 28 of the substrate 22 in the optical element block 23 to position the optical element block 23 in a direction perpendicular to the direction in which the LEDs 21 are arranged. Eight support surfaces 36 are formed in parallel to each other in the direction orthogonal to the optical function surface of the LED 21 in the optical element block 23 for each of the pair of comb-like portions 32a and 32b.
[0028]
  In addition, of the pair of comb-like portions 32 a and 32 b, the bottom surface of the groove portion 34 formed in the comb-like portion 32 a serves as a contact surface 35 for positioning the optical element block 23. That is, the abutting surface 35 is for abutting the second reference surface 29 of the substrate 22 to position the optical element blocks 23 in the direction in which the LEDs 21 are arranged. Eight contact surfaces 35 are formed in a direction perpendicular to the optical functional surface of the LED 21 with respect to the comb-shaped portion 32a.
[0029]
  Here, as shown in FIG. 8, the contact surfaces 35 of the eight groove portions 34 formed in the comb-like member 32 a have a pitch [1] of the LEDs 21 arranged on the end surface 30 of the optical element block 11. / 8], and is sequentially displaced in the direction in which the LEDs 21 are arranged. As a result, the scanning pitch by the LEDs 21 can be made constant in the entire optical element assembly 11 using the eight optical element blocks 11.
[0030]
  The support member 31 described above is made of a metal such as aluminum. The support surface 36 and the contact surface 35 can be formed with extremely high accuracy by utilizing wire electric discharge machining or the like.
[0031]
  In this embodiment, the support member 31 has the support surfaces 36 formed on the pair of comb-like portions 32 a and 32 b abut on the reference surfaces 28 formed on both ends of the substrate 22 in the optical element block 11. Since the optical element block 11 is positioned, it is possible to obtain a support surface 36 with higher surface accuracy than when a support surface that contacts the entire surface of the substrate 22 is formed.
[0032]
  Further, in this embodiment, since the support member 31 has a configuration in which the pair of comb-like portions 32a and 32b are connected by the connecting portion 33, the groove portion 34 formed in each of the pair of comb-like portions 32a and 32b. This position can be exactly matched between the comb-like portion 32a and the comb-like portion 32b.
[0033]
  In the optical element combination 11 having the above-described configuration, the optical element block 23 is inserted into the groove portion 34 of the support member 31 as indicated by an arrow in FIG. Then, the reference surface 28 in the optical element block 23 is brought into contact with the support surface 36 in the support member 31, and the second reference surface 29 is brought into contact with the contact surface 35.
[0034]
  At this time, as described above, each LED 21 is accurately positioned and die-bonded with respect to the reference surface 28 and the second reference surface 29, and the support surface 36 and the contact surface 35 are formed with extremely high accuracy. Thus, each LED 21 can be positioned with high accuracy, and a two-dimensional LED array with high positional accuracy can be obtained.
[0035]
  Further, since the reference surface 28 in the optical element block 23 is pressed against the support surface 36 of the support member 31 by the action of the plate spring 24, an excessive stress is applied to the optical element block 23 to deteriorate its accuracy. Therefore, the reference surface 28 can be pressed against the support surface 36, and the contact relationship between the second reference surface 29 and the contact surface 35 can be maintained well. Further, even when the shape of the substrate 22 in the optical element block 23 changes due to thermal expansion due to temperature change, the change in shape can be absorbed by the action of the leaf spring 24.
[0036]
  At this time, when the optical element block 11 is inserted into the groove 34 in the support member 31, the leaf spring 24 engages with the engagement end 25 that engages with the end face 30 on the front side in the insertion direction of the optical element block 11 in the substrate 22. Therefore, the substrate 22 and the leaf spring 24 can be handled integrally when the optical element block 11 is inserted, and the configuration and insertion work can be simplified.
[0037]
  A pressing member such as a spring for pressing the second reference surface 29 of the optical element block 23 toward the contact surface 35 of the support member 31 may be further provided.
[0038]
  Next, another embodiment of the optical element block used for the optical element combination 11 described above will be described.
[0039]
  FIG. 9 is a perspective view of an optical element block 53 according to another embodiment as viewed from the front side, and FIG. 10 is a perspective view of the optical element block 53 as viewed from the back side. In addition, about the member same as the optical element block 23 shown in FIG. 5 and FIG. 6, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
[0040]
  The optical element block 53 has a configuration in which ten GaN-based LEDs 51 are arranged in a row on the back end of the substrate 22. The GaN-based LED 51 is a gallium nitride LED using gallium (Ga) and nitride (N), or an indium gallium nitride LED using indium (In), gallium (Ga) and nitride (N). And has a characteristic of emitting high-luminance light from its end face.
[0041]
  The ten GaN-based LEDs 51 in the optical element block 53 are die-bonded to the front end portion on the back surface side of the substrate 22 in a state where the end surfaces (optical function surfaces) that are the light emission surfaces are aligned. At this time, the position of each GaN-based LED 51 in the direction orthogonal to the arrangement direction is positioned with high accuracy with respect to the reference surface 28 formed on the back surface side of the substrate 22. Further, the position of each GaN-based LED 51 in the arrangement direction is positioned with high accuracy with respect to a second reference surface 29 orthogonal to the reference surface 28 formed on one side surface of the substrate 22.
[0042]
  Even when the optical element block 53 having such a configuration is used, each GaN-based LED 51 can be positioned with high accuracy, and a two-dimensional GaN-based LED array with high positional accuracy can be obtained.
[0043]
  Further, the support member 31 described above comes into contact with the reference surfaces 28 formed at both ends of the substrate 22 in the optical element block 53 by the support surfaces 36 formed in the pair of comb-like portions 32a and 32b, and the optical element block. Since the configuration is such that 53 is positioned, the optical element block 53 can be accurately positioned even when the GaN-based LED 51 and the reference surface 28 are arranged on the same side of the substrate 22. For this reason, even when the thickness of the substrate 22 changes, each GaN-based LED 51 can be arranged at an accurate position.
[0044]
  Next, another embodiment of the optical element combination according to the present invention will be described. FIG. 11 is a perspective view of an optical element combination 65, 66 according to another embodiment of the present invention. In addition, about the member similar to the optical element combination 11 which concerns on 1st Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
[0045]
  In the first embodiment described above, the present invention is applied to the light source of the image recording apparatus. In this embodiment, the present invention is applied to the coupling of a multi-channel optical fiber array.
[0046]
  One optical element combination 65 of the optical element combinations 65 and 66 shown in FIG. 11 includes six optical element blocks 63 and a support member 67 for supporting the optical element blocks 63. .
[0047]
  FIG. 12 is a perspective view of the optical element block 63 viewed from the front surface side, and FIG. 13 is a perspective view of the optical element block 63 viewed from the back surface side.
[0048]
  The optical element block 63 includes a substrate 22, four optical fibers 61, and a leaf spring 24. The optical fiber 61 emits light from a light source (not shown) from its end face, and functions as a light emitting element.
[0049]
  The four optical fibers 61 in the optical element block 63 are arranged in a V-groove 62 formed in the substrate 22 with their end faces (optical functional surfaces) aligned. At this time, since each V-groove 62 is processed with high precision by etching or the like, the position in the direction orthogonal to the arrangement direction on the end surface of each optical fiber 61 is the reference surface 28 formed on the back surface side of the substrate 22. In addition, the position of the optical fiber 61 in the arrangement direction on the end surface of each optical fiber 61 is a second reference orthogonal to the reference surface 28 formed on one side surface of the substrate 22. It is possible to position the surface 29 with high accuracy.
[0050]
  Referring to FIG. 11 again, the support member 67 includes a pair of comb-like portions 82a and 82b and a pair of connecting portions 83a and 83b for connecting the pair of comb-like portions 82a and 82b. It is configured. In addition, a plurality of groove portions for inserting the side portions of the optical element block 63 are formed in the pair of comb-like portions 82a and 82b.
[0051]
  In addition, like the groove part 34 in 1st Embodiment mentioned above, this groove part contact | abuts with the reference plane 28 of the board | substrate 22 in the optical element block 63, respectively, and the optical element block 63 is orthogonal to the arrangement direction of the optical fiber 61. A support surface for positioning in the direction and a contact surface for positioning the optical element block 63 in the direction in which the optical fibers 61 are arranged by contacting the second reference surface 29 of the substrate 22.
[0052]
  On the other hand, the other optical element combination 66 of the optical element combinations 65 and 66 is composed of six optical element blocks 64 and a support member 68 for supporting the optical element blocks 64.
[0053]
  The optical element block 64 includes the substrate 22, the four optical fibers 61, and the leaf spring 24, similarly to the optical element block 63 shown in FIGS. 12 and 13. However, the optical fiber 61 is for receiving light emitted from the optical fiber 61 in the optical element block 63 by its end face, and functions as a light receiving element. On the other hand, the support member 68 has the same configuration as the support member 67.
[0054]
  In the optical element combination 65, 66 having such a configuration, each optical fiber 61 can be positioned with high accuracy, and a two-dimensional optical fiber array with high positional accuracy can be obtained. For this reason, the coupling of the multi-channel optical fiber array can be realized by coupling the optical element combination body 65 and the optical element combination body 66 by using the positioning pins 69 erected on the support member 67. It becomes possible.
[0055]
  Next, still another embodiment of the optical element combination according to the present invention will be described. FIG. 14 is a perspective view of an optical element combination 75 or 76 according to another embodiment of the present invention. In addition, about the member similar to the optical element combination body 11,65,66 which concerns on each above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
[0056]
  One optical element combination 75 of these optical element combinations 75 and 76 is similar to the case of the six optical element blocks 73 and the optical element combination 65 for supporting the optical element blocks 73. And a support member 67.
[0057]
  FIG. 15 is a perspective view of the optical element block 73 viewed from the front surface side, and FIG. 16 is a perspective view of the optical element block 73 viewed from the back surface side.
[0058]
  The optical element block 73 includes a substrate 22, an optical waveguide 71 whose tip is branched into eight, and a leaf spring 24. The optical waveguide 71 emits light from a light source (not shown) from its end face, and functions as a light emitting element.
[0059]
  The optical waveguide 71 in the optical element block 73 is LiTaO._Three Using proton exchange or thermal diffusion. For this reason, in this optical element block 73, the position of the end face (optical function surface) of the optical waveguide 71 in the direction orthogonal to the arrangement direction is higher than the reference surface 28 formed on the back side of the substrate 22. It is possible to position accurately, and the position of the end face of the optical waveguide 71 in the arrangement direction is relative to the second reference surface 29 orthogonal to the reference surface 28 formed on one side surface of the substrate 22. Positioning with high accuracy.
[0060]
  On the other hand, the other optical element combination 76 has the same configuration as the optical element combination 66 shown in FIG. 11 except for the number of optical fibers.
[0061]
  In the optical element combination body 75 having such a configuration, the end face of each optical waveguide 71 and the optical fiber can be positioned with high accuracy. Therefore, by coupling the optical element combination 75 and the optical element combination 76 using the positioning pins 69 erected on the support member 67, the coupling between the multi-channel optical waveguide array and the optical fiber array is performed. Can be realized.
[0062]
  In the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to an optical element array using an optical element that functions as a light emitting element or a light receiving element has been described. However, other optical elements are arranged two-dimensionally. The present invention can also be applied when configuring an optical element array.
[0063]
【The invention's effect】
  According to the first and second aspects of the invention, since the reference surface of the optical element block in which the optical elements are arranged and the support surface of the support member are brought into contact with each other by the action of the pressing member, The optical elements can be positioned with high accuracy, and a two-dimensional optical element array with high accuracy can be easily formed. Further, even when some of the optical element blocks are replaced, it is not necessary to adjust the positions of the other optical element blocks.
[0064]
  Further, the substrates in the plurality of optical element blocks each have a second reference surface orthogonal to the reference surface, and the support member abuts each of the second reference surfaces of the substrate, whereby the plurality of optical element blocks are Since it has a plurality of contact surfaces formed in a direction perpendicular to the optical functional surface for positioning in the direction in which the optical elements are arranged, the optical element block is also accurately positioned in the direction in which the optical elements are arranged. It becomes possible to do.
[0065]
  AlsoSince the plurality of contact surfaces are sequentially displaced in the arrangement direction of the plurality of optical elements, the optical elements can be accurately arranged at a predetermined pitch.
[0066]
  further,Claim1According to the invention, the reference planes of the substrate in the optical element block are respectively formed in the vicinity of both ends of the substrate with respect to the arrangement direction of the optical elements, and the support members are formed in the vicinity of both ends of the substrate. Since it has a pair of comb-tooth-shaped part provided with the support surface each contact | abutted with a reference surface, it becomes possible to form a support surface with high surface precision.
[0067]
  According to the third and fourth aspects of the present invention, since the pressing member is configured by the leaf spring having the engaging portion that engages with the substrate in the optical element block, the reference surface of the optical element block and the support member When contacting the supporting surface, the substrate and the leaf spring can be handled integrally, and the operation can be simplified.
[0068]
  According to the fourth aspect of the invention, since the reference surface of the optical element block in which the optical fibers are arranged and the support surface of the support member are brought into contact with each other by the action of the pressing member, each optical fiber is highly accurately It can be positioned, and a two-dimensional optical fiber array with high accuracy can be easily formed. Further, even when some of the optical element blocks are replaced, it is not necessary to adjust the positions of the other optical element blocks.
[0069]
  In addition, the reference surfaces of the substrate in the optical element block are respectively formed in the vicinity of both ends of the substrate with respect to the arrangement direction of the optical fibers, and the support members are in contact with the reference surfaces formed in the vicinity of both ends of the substrate. Since it has a pair of comb-tooth shaped part provided with the surface, it becomes possible to form a support surface with high surface accuracy.
[0070]
  Furthermore, since the optical fiber is disposed in the V-groove, the optical fiber can be positioned with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an image recording apparatus.
FIG. 2 is a perspective view of the light source unit 3 with a casing and the like removed.
FIG. 3 is a perspective view of an optical element combination body 11;
4 is a front view of the optical element combination 11. FIG.
FIG. 5 is a perspective view of the optical element block 23 as viewed from the surface side thereof.
FIG. 6 is a perspective view of the optical element block 23 as viewed from the back side.
7 is a perspective view of a leaf spring 24. FIG.
FIG. 8 is an explanatory view showing, in an enlarged manner, a part of the groove portions 34 of the eight groove portions 34 formed in the pair of comb-like portions 32a and 32b, respectively.
FIG. 9 is a perspective view of the optical element block 53 as viewed from the surface side thereof.
FIG. 10 is a perspective view of the optical element block 53 as viewed from the back side.
FIG. 11 is a perspective view of an optical element combination 65, 66. FIG.
FIG. 12 is a perspective view of the optical element block 63 as viewed from the surface side thereof.
FIG. 13 is a perspective view of the optical element block 63 as viewed from the back side.
FIG. 14 is a perspective view of an optical element combination body 75, 76. FIG.
FIG. 15 is a perspective view of an optical element block 73 as viewed from the surface side thereof.
FIG. 16 is a perspective view of the optical element block 73 as seen from the back side.
[Explanation of symbols]
  3 Light source unit
  4 Imaging optics
  5 Recording head
  6 Photosensitive materials
  7 Recording drum
  11 Optical element combination
  21 LED
  22 Substrate
  23 Optical element block
  24 leaf spring
  25 engaging part
  28 Reference plane
  29 Second reference plane
  31 Support member
  32a comb teeth
  32b Comb teeth
  33 Connecting part
  34 Groove
  35 Contact surface
  36 Support surface
  51 GaN-based LED
  53 Optical element block
  61 Optical fiber
  63 Optical element block
  64 Optical element block
  65 Optical element combination
  66 Optical element combination
  67 Support member
  68 Support member
  71 Optical waveguide
  73 Optical element block
  74 Optical element block
  75 Optical element combination
  76 Optical element combination
  82a Comb teeth
  82b Comb teeth

Claims

An optical element combination that constitutes a two-dimensional optical element array by arranging a plurality of optical element blocks in which a plurality of optical elements are arranged in a direction intersecting the arrangement direction of the optical elements,
A substrate having a reference surface formed in the vicinity of both ends of the substrate with respect to the arrangement direction of the optical elements, an optical functional surface thereof aligned in a direction perpendicular to the reference surface, and the reference surface A plurality of optical element blocks each provided with a plurality of optical elements arranged in a direction parallel to the reference plane with respect to the substrate in a state of being positioned with respect to the substrate,
The optical function surface for positioning the plurality of optical element blocks in a direction perpendicular to the direction in which the optical elements are arranged by contacting the reference surfaces of the substrates in the plurality of optical element blocks, respectively; A support member having a plurality of support surfaces formed in parallel to each other in an orthogonal direction;
A pressing member that presses the reference surface of the substrate in the optical element block toward the support surface of the support member, and
The substrates in the plurality of optical element blocks each have a second reference surface orthogonal to the reference surface,
The support member is in contact with a second reference surface of the substrate, thereby positioning the plurality of optical element blocks in the arrangement direction of the optical elements, in a direction orthogonal to the optical function surface. A plurality of contact surfaces formed, and a pair of comb-like portions each provided with a support surface that contacts each reference surface formed in the vicinity of both ends of the substrate ,
The plurality of contact surfaces are formed by sequentially deviating in the direction in which the plurality of optical elements are arranged.

The optical element combination according to claim 1,
The optical element combination in which the deviation of the plurality of contact surfaces in the arrangement direction is equal to a distance obtained by multiplying the pitch of the optical elements arranged on the substrate by the reciprocal of the number of optical elements.

The optical element combination according to claim 1 or 2 ,
The said pressing member is an optical element coupling body comprised from the leaf | plate spring which has an engaging part engaged with the board | substrate in the said optical element block.

An optical element combination constituting a two-dimensional optical fiber array by arranging a plurality of optical element blocks in which a plurality of optical fibers are arranged in a direction intersecting with the arrangement direction of the optical fibers,
A substrate having a reference surface and a plurality of optical functional surfaces thereof aligned in a direction orthogonal to the reference surface and positioned in relation to the reference surface in a direction parallel to the reference surface. A plurality of optical element blocks each including an optical fiber arranged in a row;
Orthogonal to the optical functional surface for positioning each of the plurality of optical element blocks in a direction orthogonal to the arrangement direction of the optical fibers by abutting with a reference surface of the substrate in each of the plurality of optical element blocks. A support member having a plurality of support surfaces formed parallel to each other in the direction of
A pressing member that includes a leaf spring having an engaging portion that engages with a substrate in the optical element block, and that presses a reference surface of the substrate in the optical element block toward a support surface of the support member, and
Reference planes of the substrate in the optical element block are respectively formed near both ends of the substrate with respect to the arrangement direction of the optical fibers,
The support member has a pair of comb-like portions each having a support surface that comes into contact with a reference surface formed near both ends of the substrate,
The plurality of optical fibers are arranged in a V-groove formed in a substrate with their optical function surfaces aligned, and an optical element combination.