JP5029097B2 - 光源モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光源から出射された光を光導波路に結合させる光結合用レンズを搭載した光源モジュールに関する。

光源からの光を光導波路に通して出力する光源モジュールにおいては、光源からの光を光導波路の入射端に集光し、光束を光導波路に効率よく結合することが求められる。
従来、図１に示すように、レーザーダイオード１からの光２を第１レンズ３及び第２レンズ４を介して第２次高調波発生（ＳＨＧ）素子５の光導波路入射端５ａに集光して光導波路に光を導波させ、光導波路の他端から第２次高調波光を出力する光源モジュールがある。
しかし、パッシブアライメントでの組立てでは、組立て誤差により入射端５a上の集光スポットがずれてしまい、結合効率が低下もしくは全く結合しないことになる。これを解決するために、レンズ３、４にアクチュエータを搭載し、集光するスポットを入射端５aに入射するようにレンズ３，４の位置を調整することで、結合効率を最適にすることが行われる。

特許文献１には、上記第１レンズ３と第２レンズ４の間に弱レンズを配置した態様に相当する構成が記載されており、この弱レンズを光軸方向に移動させる発明が記載されている。
かかる発明によれば、弱レンズの移動量に対する結合効率の変化量は小さいため、調整精度は緩和され、調整しやすくなる。
特開２００５−２２２０４９号公報 松居吉哉「レンズ設計法」第４章

特許文献１記載の発明にあたっては、調整精度を緩和するために弱レンズを１枚増やす必要があるため、レンズ枚数が多くなり、構成も複雑化、大型化してコスト高となる。
図２は、光軸方向（図１のＺ軸方向）及び光軸垂直方向（図１のＸ，Ｙ軸方向）のスポットずれに対する結合効率の変化を示すグラフである。
かかるグラフからわかるように、光軸方向のずれに対する結合効率の変化は、光軸垂直方向のずれに対する結合効率の変化に対して緩やかである。

これを踏まえると、レンズの位置を補正するアクチュエータの駆動軸は光軸垂直方向のみとし、光軸方向にレンズを移動するアクチュエータを構成しないことによって簡素化することが考えられる。
Ｚ軸方向の調整精度は緩いため、精度よく組立てた後、組み込まれたアクチュエータによってＸ，Ｙ軸方向についてのみレンズ位置を調整すれば、光導波路への結合効率の高いモジュールを構成することができる。

しかし、いくらZ軸方向に精度よく組立てたとしても、アクチュエータにより光軸垂直方向にレンズ位置を調整すると集光スポットは、光軸垂直方向はもちろんだが光軸方向もずれてしまう。これにより結合効率が低下することになる。
そこで、光軸垂直方向にレンズを移動させるアクチュエータを有し、光軸方向にレンズを移動させるアクチュエータを有さない構成においては、光軸垂直方向のレンズの移動に伴う光軸方向のスポットずれを抑えられるレンズが求められる。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、レンズの光軸垂直方向の移動に伴う光軸方向のスポットずれが抑えられた光結合用レンズを搭載した簡素で、光導波路への結合効率の高い光源モジュールを提供することを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、光源と、光導波路と、前記光源から出射された光を前記光導波路に結合させる光結合用レンズとを備え、
前記光結合レンズの数が２であり、
少なくとも１つの前記光結合用レンズの３次の非点収差係数をIIIとするとき、
0.04＜III＜0.30の関係
を満たし、
前記光結合レンズのうち少なくとも一つは、コリメートレンズである光源モジュールである。
ここで、３次の非点収差係数IIIは、非特許文献１に記載されるものであり、入射径、
入射画角によらないレンズ固有の定数である。

請求項２記載の発明は、前記光導波路への結合効率を調整するために、0.04＜III＜0.30の関係
を満たす前記光結合用レンズを移動させるアクチュエータを備え、
前記アクチュエータによる前記レンズの移動方向が、光軸に垂直な方向に限定されてなる請求項１に記載の光源モジュールである。

請求項３記載の発明は、前記光結合レンズはガラスレンズである請求項１又は請求項２に記載の光源モジュールである。

請求項４記載の発明は、前記光結合レンズのうち前記光源に対峙するレンズと、前記光導波路に対峙するレンズとは同一の光学面を有するレンズである請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の光源モジュールである。
ここで、同一の光学面とは、レンズの曲率半径と厚さ、非球面係数が同一のもの、もしくは、有効径内でレンズ形状が等しいものを示す。このとき、レンズ面を逆向きに使用しても構わない。

本発明によれば、レンズの３次の非点収差係数IIIを特定の範囲にすることで、レンズ
の光軸垂直方向の移動に伴う光軸方向のスポットずれが抑えられた光結合用レンズを搭載した簡素で光導波路への結合効率の高い光源モジュールが与えられるという効果がある。

以下に本発明の一実施の形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

図１は本発明の一実施形態に係る光源モジュールの基本構成図である。
図１に示すように、本実施形態の光源モジュールは、従来技術と同様に、光源であるレーザーダイオード１と、光導波路が形成された第２次高調波発生（ＳＨＧ）素子５と、光結合用レンズである第１レンズ３及び第２レンズ４とを備える。図１に光軸をＺ軸とした直交３軸座標Ｘ−Ｙ−Ｚを示した。

図示しないが、レンズ３，４にはアクチュエータとなる駆動機構が付設される。このアクチュエータによってレンズ３，４をＸ，Ｙ軸方向に移動して、光導波路への結合が高効率となるように調整する。
本実施形態においては、アクチュエータによるレンズ３，４の移動方向は、光軸Ｚに垂直な方向Ｘ，Ｙに限定されており、光軸Ｚ方向にレンズ３，４を移動させるアクチュエータを有さない。

第１レンズ３をＸ軸方向にのみ移動可能とし、第２レンズ４をＹ軸方向にのみ移動可能とするか、第１レンズ３及び第２レンズ４をそれぞれＸ，Ｙ軸方向に移動可能にするか、又は、第１レンズ３及び第２レンズ４のうちいずれか一方を固定とし、他方をＸ，Ｙ軸方向に移動可能にするなど、Ｘ軸アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータの構成は任意であり、光導波路入射端５ａ上のスポットをＸ軸及びＹ軸方向に位置調整可能にする構成とすればよい。また、Ｘ軸アクチュエータの可動方向とＹ軸アクチュエータの可動方向は必ずしも直交していなくともよい。

本実施形態において、光結合用レンズにはガラスレンズが用いられる。本実施形態において、光結合用レンズの数は２であり、レーザーダイオード１に対峙する第１レンズ３と、光導波路に対峙する第２レンズ４とは同一のコリメートレンズである。

本実施形態に適用される光結合用レンズの３次の非点収差係数をIIIとするとき、
0.04＜III＜0.30の関係を有する。
この範囲とすることによって、光軸垂直方向のレンズ位置移動に伴う光軸方向のスポットずれが抑えられる。したがって、Ｚ軸方向にレンズを移動させるアクチュエータを有さない簡素な構成においても、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズの位置調整に伴うＺ軸方向のスポットずれが小さく抑えられ、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズ位置調整のみでも高い結合効率を達成できる。かかる効果を確認できる実施例を以下に開示する。

表１に、６つのレンズＡ１〜Ａ６及び１つのレンズＢの３次の非点収差係数IIIの値を示す。表１に示すように、６つのレンズＡ１〜Ａ６のIIIの値は、
0.04＜III＜0.30の範囲にある。１つのレンズＢのIIIの値は、
0.04＜III＜0.30の範囲から外れている。

第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用い、第１レンズ３のＸ軸、Ｙ軸方向のシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を計算した。計算対象とした構成の詳細は表２に記載する。数１にレンズ面の定義式を示す。表２〜７における表(e)の公差は、光導波路（SHG）が誤差を持っている時に第１レンズ（L1）で補正したとして、結合効率１００％（規格化）→９０％となるときの、光導波路の公差（言い換えると、結合効率９０％となるときの光導波路の偏心誤差量）値を示している。
図３に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用いたときの第１レンズ３のＸ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。図４に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用いたときの第１レンズ３のＹ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。
図３、図４に示すように、Ｘ軸方向のレンズＢのシフト量増大に従って、像面からのビームウェストの距離は、Ｘ軸方向のビームウェスト、Ｙ軸方向のビームウェストともに、放物線状に増大する。
これでは、アクチュエータによるＸ，Ｙ軸方向のレンズ位置調整によりＺ軸方向のスポットずれが大きく生じ、高い結合効率を達成できない。

第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用い、第１レンズ３のＸ軸、Ｙ軸方向のシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を計算した。計算対象とした構成の詳細は表３に記載する。レンズ面の定義式は数１による。
図５に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用いたときの第１レンズ３のＸ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。図６に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用いたときの第１レンズ３のＹ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。
図５、図６に示すように、レンズＡ２によれば、特にレンズシフト0.00〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、著しくビームウェストの変位が抑えられている。
したがって、レンズＡ２によれば、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズの位置調整に伴うＺ軸方向のスポットずれが小さく抑えられ、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズ位置調整によって高い結合効率を達成できる。

第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用い、第１レンズ３のＸ軸、Ｙ軸方向のシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を計算した。計算対象とした構成の詳細は表４に記載する。レンズ面の定義式は数１による。
図７に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用いたときの第１レンズ３のＸ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。図８に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用いたときの第１レンズ３のＹ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。
図７、図８に示すように、レンズＡ３によっても、特にレンズシフト0.00〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、著しくビームウェストの変位が抑えられている。
したがって、レンズＡ３によれば、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズの位置調整に伴うＺ軸方向のスポットずれが小さく抑えられ、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズ位置調整によって高い結合効率を達成できる。
図７に示すＸウェストのレンズシフトに対する変化では、その変化曲線がレンズシフト0.05〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、極小を迎えるように下押された曲線形状となっていることが、図３と比較した大きな特徴である。
また、図８に示すＹウェストのレンズシフトに対する変化でも、その変化曲線がレンズシフト0.05〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、極小を迎えるように下押された曲線形状となっていることが、図４と比較した大きな特徴である。

第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用い、第１レンズ３のＸ軸、Ｙ軸方向のシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を計算した。計算対象とした構成の詳細は表５に記載する。レンズ面の定義式は数１による。
図９に、第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用いたときの第１レンズ３のＸ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。図１０に、第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用いたときの第１レンズ３のＹ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。
図９、図１０に示すように、レンズＡ２によれば、特にレンズシフト0.00〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、著しくビームウェストの変位が抑えられている。
したがって、レンズＡ５,Ａ６によれば、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズの位置調整に伴うＺ軸方向のスポットずれが小さく抑えられ、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズ位置調整によって高い結合効率を達成できる。

第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用い、両レンズを相対的にＸ軸、Ｙ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を計算した。計算対象とした構成の詳細は表２による。レンズ面の定義式は数１による。
図１１に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用いたときの両レンズを相対的にＸ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。図１２に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用いたときの両レンズを相対的にＹ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。
図１１、図１２に示すように、Ｘ軸方向のレンズＢのシフト量増大に従って、像面からのビームウェストの距離は、Ｘ軸方向のビームウェスト、Ｙ軸方向のビームウェストともに、放物線状に増大する。
これでは、アクチュエータによるＸ，Ｙ軸方向の調整によりＺ軸方向のスポットずれが大きく生じ、高い結合効率を達成できない。

第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用い、両レンズを相対的にＸ軸、Ｙ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を計算した。計算対象とした構成の詳細は表３による。レンズ面の定義式は数１による。
図１３に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用いたときの両レンズを相対的にＸ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。図１４に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用いたときの両レンズを相対的にＹ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。
図１３、図１４に示すように、レンズＡ２によれば、特にレンズシフト0.00〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、著しくビームウェストの変位が抑えられている。
したがって、レンズＡ２によれば、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズの位置調整に伴うＺ軸方向のスポットずれが小さく抑えられ、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズ位置調整によって高い結合効率を達成できる。

第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用い、両レンズを相対的にＸ軸、Ｙ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を計算した。計算対象とした構成の詳細は表４による。レンズ面の定義式は数１による。
図１５に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用いたときの両レンズを相対的にＸ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。図１６に、第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用いたときの両レンズを相対的にＹ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。
図１５、図１６に示すように、レンズＡ３によっても、特にレンズシフト0.00〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、著しくビームウェストの変位が抑えられている。
したがって、レンズＡ３によれば、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズの位置調整に伴うＺ軸方向のスポットずれが小さく抑えられ、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズ位置調整によって高い結合効率を達成できる。
図１５に示すＸウェストのレンズシフトに対する変化では、その変化曲線がレンズシフト0.05〔ｍｍ〕付近で、極小を迎えるように下押された曲線形状となっていることが、図９と比較した大きな特徴である。
また、図１６に示すＹウェストのレンズシフトに対する変化でも、その変化曲線がレンズシフト0.05〔ｍｍ〕付近で、極小を迎えるように下押された曲線形状となっていることが、図１０と比較した大きな特徴である。

第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用い、両レンズを相対的にＸ軸、Ｙ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を計算した。計算対象とした構成の詳細は表５による。レンズ面の定義式は数１による。
図１７に、第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用いたときの両レンズを相対的にＸ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。図１８に、第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用いたときの両レンズを相対的にＹ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフを示す。
図１７、図１８に示すように、レンズＡ２によれば、特にレンズシフト0.00〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、著しくビームウェストの変位が抑えられている。
したがって、レンズＡ２によれば、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズの位置調整に伴うＺ軸方向のスポットずれが小さく抑えられ、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズ位置調整によって高い結合効率を達成できる。
図１７に示すＸウェストのレンズシフトに対する変化では、その変化曲線がレンズシフト0.05〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、極小を迎えるように下押された曲線形状となっていることが、図１１と比較した大きな特徴である。
また、図１８に示すＹウェストのレンズシフトに対する変化でも、その変化曲線がレンズシフト0.05〜0.10〔ｍｍ〕の範囲で、極小を迎えるように下押された曲線形状となっていることが、図１２と比較した大きな特徴である。

図１９は、各レンズＡ１〜Ａ６及びレンズＢにつき、第１レンズ３をＸ軸方向に＋0.05〔ｍｍ〕シフトしたことに対する像面からビームウェストまでの距離の変化量をプロットしたグラフである。
図２０は、各レンズＡ１〜Ａ６及びレンズＢにつき、第１レンズ３及び第２レンズ４をＸ軸方向に±0.05〔ｍｍ〕シフトしたことに対する像面からビームウェストまでの距離の変化量をプロットしたグラフである。
但し、図１９及び図２０において横軸は、３次の非点収差係数IIIであり、各レンズＡ１〜Ａ６及びレンズＢの符号を付記した。また、レンズＡ１〜Ａ４及びレンズＢについては、それぞれ第１レンズ３及び第２レンズ４を同一の当該各レンズとし、レンズＡ５，Ａ６については、第１レンズ３をレンズＡ６とし第２レンズ４をレンズＡ５として計算した結果である。計算対象とした構成の詳細は、レンズＢについては表２、レンズＡ２については表３、レンズＡ３については表４、レンズＡ５，Ａ６については表５、レンズＡ１については表６、レンズＡ４については表７による。レンズ面の定義式は数１による。

図１９、図２０に示されるように、0.04＜III＜0.30の範囲にあるレンズＡ１〜Ａ６については、かかる範囲の外にあるレンズＢに比較して、ビームウェストの変位が著しく抑えられている。
したがって、光結合用レンズの３次の非点収差係数をIIIを、
0.04＜III＜0.30の範囲、好ましくは0.05＜III＜0.25の範囲とすることによって、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズの位置調整に伴うＺ軸方向のスポットずれが小さく抑えられ、Ｘ，Ｙ軸方向のレンズ位置調整によって高い結合効率を達成できる。
以上で実施例の開示を終わる。

次に、第１レンズ、第２レンズ及びそれらのアクチュエータの構成例につき説明する。図２１は、レンズを駆動する駆動装置ＤＲの斜視図である。第２レンズＬ２と開口絞りＳとは、レンズホルダＤＨ２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ＤＨ２は、駆動力を受ける連結部ＤＨ２ａを有している。

連結部ＤＨ２ａの端部には、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ＤＨ２ｂが設けられ、また角溝ＤＨ２ｂ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ＤＨ２ａ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、第２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、ベースＢＳに立設された側壁ＳＷに取り付けられている。

一方、第１レンズＬ１は、レンズホルダＤＨ１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ＤＨ１は、駆動力を受ける連結部ＤＨ１ａを有している。

連結部ＤＨ１ａの端部には、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ＤＨ１ｂが設けられ、また角溝ＤＨ１ｂ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ＤＨ１ａ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、Ｘ軸方向及び第１レンズＬ１の光軸に直交する方向（Ｙ軸方向）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の上面に取り付けられている。

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２２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Ｌ１、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２３（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２１の手前側へ押し出されるが、レンズＬ２及び開口絞りＳを保持したレンズホルダＤＨ２の連結部ＤＨ２ａ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ＤＨ２ａ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２１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ＤＨ２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。

同様に、圧電アクチュエータＹＰＺに、図２３（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２１の上側へ押し出されるが、レンズＬ１を保持したレンズホルダＤＨ１の連結部ＤＨ１ａ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ＤＨ１ａ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２１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、レンズＬ１を保持したレンズホルダＤＨ１を、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。

即ち、所定のパルス入力を印加することにより、レンズＬ２及び開口絞りＳをＸ軸方向に、レンズＬ１を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のである。尚、以上より明らかであるが、図２３（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ＤＨ１，ＤＨ２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及びＹ軸駆動軸ＹＤＳを四角柱状（回り止め機構）としているので、レンズホルダＤＨ１，ＤＨ２の回り止め機能が発揮され、レンズＬ２，Ｌ１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。

なお、以上の実施形態に拘わらず、光導波路を形成する素子には特に限定はなく、ＳＨＧ素子のほか光ファイバーなどが適用される。
本発明の効果は、光源や光導波路のモードには依存しないため、本発明は扁平のモードでも適用できる。

本発明の一実施形態及び従来技術に共通の光源モジュールの基本構成図である。 光軸方向及び光軸垂直方向のスポットずれに対する結合効率の変化を示すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用いたときの第１レンズ３のＸ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用いたときの第１レンズ３のＹ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用いたときの第１レンズ３のＸ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用いたときの第１レンズ３のＹ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用いたときの第１レンズ３のＸ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用いたときの第１レンズ３のＹ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用いたときの第１レンズ３のＸ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用いたときの第１レンズ３のＹ軸方向のレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用いたときの両レンズを相対的にＸ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＢを用いたときの両レンズを相対的にＹ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用いたときの両レンズを相対的にＸ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ２を用いたときの両レンズを相対的にＹ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用いたときの両レンズを相対的にＸ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３及び第２レンズ４にレンズＡ３を用いたときの両レンズを相対的にＹ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用いたときの両レンズを相対的にＸ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 第１レンズ３にレンズＡ６を用い第２レンズ４にレンズＡ５を用いたときの両レンズを相対的にＹ軸方向にシフトしたレンズシフトに対する像面からビームウェストまでの距離の変化を表すグラフである。 各レンズＡ１〜Ａ６及びレンズＢにつき、第１レンズ３をＸ軸方向に＋0.05〔ｍｍ〕シフトしたことに対する像面からビームウェストまでの距離の変化量をプロットしたグラフである。 各レンズＡ１〜Ａ６及びレンズＢにつき、第１レンズ３及び第２レンズ４をＸ軸方向に±0.05〔ｍｍ〕シフトしたことに対する像面からビームウェストまでの距離の変化量をプロットしたグラフである。 本発明の一実施形態に係るレンズを駆動する駆動装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る積層型圧電アクチュエータの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る駆動電圧パルスを示す波形図である。

符号の説明

１ レーザーダイオード
２ 光
３ 第１レンズ
４ 第２レンズ
５ 第２次高調波発生素子
５ａ 光導波路入射端
Ｚ 光軸
ＢＳ ベース
Ｃ 電極
ＤＨ１ レンズホルダ
ＤＨ２ レンズホルダ
ＤＨ１ａ 連結部
ＤＨ１ｂ 角溝
ＤＨ２ａ 連結部
ＤＨ２ｂ 角溝
ＤＲ 駆動装置
ＨＤ 支持体
ＨＧ 溝
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
ＰＥ 圧電セラミックス
ＰＺ 圧電アクチュエータ
Ｓ 開口絞り
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 (4)

1. 光源と、光導波路と、前記光源から出射された光を前記光導波路に結合させる光結合用レンズとを備え、
   前記光結合レンズの数が２であり、
   少なくとも１つの前記光結合用レンズの３次の非点収差係数をIIIとするとき、
   0.04＜III＜0.30の関係
   を満たし、
   前記光結合レンズのうち少なくとも一つは、コリメートレンズである光源モジュール。
2. 前記光導波路への結合効率を調整するために、
   0.04＜III＜0.30の関係
   を満たす前記光結合用レンズを移動させるアクチュエータを備え、
   前記アクチュエータによる前記レンズの移動方向が、光軸に垂直な方向に限定されてなる請求項１に記載の光源モジュール。
3. 前記光結合レンズはガラスレンズである請求項１又は請求項２に記載の光源モジュール。
4. 前記光結合レンズのうち前記光源に対峙するレンズと、前記光導波路に対峙するレンズとは同一の光学面を有するレンズである請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の光源モジュール。

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