JPH01297610A - コリメート装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、広い使用温度範囲に渡って、高精度な平行光
を特徴とする特に半導体レーザを光源とするコリメート
装置に関するものである。

従来の技術 従来のコリメート装置では温度変化に伴う半導体レーザ
の発光点とコリメータレンズ間の距離変化について考慮
されていなかったので、温度変化の大きい場合は、出力
光の平行性を高精度に保つことが困難であった。

本発明の目的は温度変化による影響のない高精度な平行
光を出力するコリメート装置を提供することにある。

半導体レーザのコリメート装置について第５図を用いて
説明する。半導体レーザ１の発光点がコリメータレンズ
３の焦点Ａにあればコリメータレンズ３を出た光は平行
となる。温度変化によって固定枠２が熱膨張し、半導体
レーザの発光波長も変化してコリメータレンズ３の焦点
距離も変化する。これらによって半導体レーザｌの発光
点はコリメータレンズ３の焦点からずれる（Ｂ点）ため
、コリメータレンズ３の出射光は平行でなくなる。

そこでこの焦点ずれを防止するため、特開昭５８−１６
８０２４号公報が提案されている。この構成の大略を第
６図に示す。

半導体レーザ１は固定枠２に固定され、コリメータレン
ズ３は部材４を介して固定枠２に固定される。ここで半
導体レーザ１．固定枠２．コリメータレンズ３の熱膨張
によって焦点ずれが発生するが、この焦点ずれを適当な
熱膨張率をもつ部材４の熱膨張によって吸収し、焦点ず
れを防ぐものである。温度上昇したときを考えれば、一
般的にはコリメータレンズ３と半導体レーザの間隔は固
定枠２の熱膨張が支配的であるので、この間隔は伸びる
。・そのため部材４の熱膨張率は固定枠２の熱膨張率よ
りも大きくする。具体的に固定枠の材質として、この用
途によく用いられるアルミニウムとすれば、部材４の熱
膨張率はアルミニウムより大きなものを用いる必要があ
るので、通常の金属では、これを満足するものはなく、
樹脂等を用いざるを得ない。また、固定枠２と部材４の
接合面と部材４とコリメータレンズ３の間の距離Ｃは、
これを大きくとるとコリメート装置全体が大きくなるた
め、できる限り小さい方が望ましい、このように、固定
枠４よりも大きな熱膨張率と小さなＣという条件が課さ
れるため設計の自由度が乏しくなってしまう。

発明が解決しようとする課題 本発明は温度変化によって生ずるコリメータレンズの焦
点と半導体レーザの発光点とのずれを防止しようとする
ものである。

課題を解決するための手段 以上の課題に対し、本発明は光源と、前記光源の光を受
けるレンズと、全体を固定保持する固定枠と光源あるい
はレンズを固定枠に固定する変位部材からなり、前記変
位部材は、光源あるいはレンズとの連結接触面に対して
固定枠との連結接触面が同一平面上とはならない形状を
なし、かつ固定枠と変位部材の熱膨張率が異なるものと
するか、または、前記変位部材は光源またはレンズとの
連結部と、固定枠との連結部の中間に異なる熱膨張率を
もつ部材を接合した構成とすることにより課題を解決す
るものである。

作用 第１の構成では、温度変化によって生ずる固定枠と変位
部材の光軸直交方向の熱膨張差を利用して変位部材を光
軸直交方向に変形させ、これによって生じた光軸方向の
変位によって半導体レーザの光源とコリメータレンズの
焦点ずれを補正する。

第２の構成では、温度変化によって生ずる変形部材の異
種部材接合部の曲げ変形を利用して焦点ずれを補正する
。

実施例 以下本発明の一実施例のコリメート装置について、図面
を参照しながら説明する。

実施例１ 第１図において１は半導体レーザ、２は固定枠、３はコ
リメータレンズ、５は変形部材であり、半導体レーザｌ
と固定枠２を連結している。６はレンズ固定枠であり、
コリメータレンズ３を保持し、固定枠２の中を光軸方向
に摺動可能となっている。

出射光の平行調整はレンズ固定枠６を移動させて行ない
、調整終了後固定枠２に固定する。

こうして平行調整した後、温度が上昇したとする。固定
枠２の熱膨張が変形部材５の熱膨張より大きいとすれば
変形部材５は光軸と直交する図中のＶ方向に伸ばされ、
その結果変形部材５は図中の点線のように変形し、変形
部材５に連結された半導体レーザーはコリメータレンズ
３に近づ（方向に移動して、固定枠２の熱膨張によって
生じた半導体レーザーとコリメータレンズ３の焦点ずれ
を補正する。

変形部材５の変形に着目して、変形部材５の傾斜部７の
ＰＪ、Ｑ１点動きについて、第２図を用いて説明する。

温度上昇によってΔｂの熱膨張差が固定枠２と変形部材
５との間に発生し、２１点が２２点に＋Ｑ１点が９２点
に移動したとする。

このとき変形部材５の光軸方向の移動量ΔｄはΔｄζ　
□　Δｂ となる。

この式かられかるように変形部材５の傾斜部７の長さａ
と高さｄの比を変えることによって移動量Δｄを変える
ことができ、ａ　／　ｄを適当に設定することにより、
焦点ずれを補正することができる。

また固定枠２より変形部材５の熱膨張率が大きな場合は
第３図のように半導体レーザ１の突出方向を第２図とは
反対のコリメータレンズ３側にすることにより同様な効
果が得られる。以上熱膨張による焦点ずれについて説明
したが、この他にコリメータレンズ３の屈折率が温度依
存性をわずかながらもつために、コリメータレンズ３の
焦点距離も変化する。このため、コリメータレンズ３の
焦点距離変化分を加えて補正すればより良好な補正がで
きる。

これまで変形部材５に半導体レーザ１を連結させて、半
導体レーザ１を微小に移動させる方法を示したが、変形
部材５をコリメータレンズ３に連結させる構成でも同様
の効果が得られる。

実施例２ 本発明の他の一実施例を第４図に示す、実施例１と異な
るところは変形部材５°の構造のみで、他は同様である
ので変形部材５′について説明する。変形部材５°は固
定枠２と半導体レーザ１に連結され、固定枠２との連結
部と半導体レーザ１との連結部の中間に基材９とは熱膨
張率の異なる接合部１０を接合する。

次に焦点補正の機構について説明する。温度上昇によっ
て実施例１と同様に、半導体レーザ１の発光点とコリメ
ータレンズ３の距離が増大するとする。接合部材１０の
熱膨張率を基材９の熱膨張率より大きくとれば、接合部
８は図中の点線のようにコリメータレンズ３側に曲がる
ため、半導体レーザ１はコリメータレンズ側に移動し、
焦点ずれを補正することができる。この構成においては
、第１の発明の原理による焦点移動効果を利用しない場
合は基材９と接合部材１０の複合の光軸直交方向の熱膨
張率と固定枠の熱膨張率をほぼ同一にすることがよい。

発明の効果 第１の発明、第２の発明により、簡単な構成で温度変化
によるコリメート装置の発光点焦点ずれを補正し、常に
良好な平行光を出射可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例の構成を示す構成図、第
２図は変形部材の変形原理を示す原理図、第３図は第１
の発明の他の実施例の構成を示す構成図、第４図は第２
の発明の一実施例の構成を示す構成図、第５図は焦点ず
れ発生説明図、第６図は従来例の１構成を示す構成図で
ある。 ｌ・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・固定枠、
３・・・・・・コリメークレンズ、５・・・・・・変形
部材。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 第３図 ５夛Ｓ館甘 ／ ！ ７基甘 璽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、前記光源の光を受けるレンズと、全体を
   固定保持する固定枠と、光源あるいはレンズを固定枠に
   固定する変位部材とからなり、前記変位部材は、光源あ
   るいはレンズとの連結接触面に対して固定枠との連結接
   触面が同一平面上とならない形状を有し、かつ、固定枠
   と変位部材の熱膨張率が異なるコリメート装置。
2. （２）変形部材の構成として、変形部材の光源あるいは
   レンズとの連結部と、固定枠との連結部の中間に異なる
   熱膨張率をもつ部材を接合した請求項（１）記載のコリ
   メート装置。