JPH11204871A

JPH11204871A - 半導体レーザの傾き調整方法及びその装置

Info

Publication number: JPH11204871A
Application number: JP735498A
Authority: JP
Inventors: Kenji Igarashi; 健二五十嵐
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ＬＤ出射光の傾き角度の調整を高精
度にかつ短時間で実施する。【解決手段】ＬＤ２を圧入した第１のＬＤホルダ２０を
板ばね２７を介して第２のＬＤホルダー２４に装着し、
かつ光パワーメータ３１を第１と第２断面でそれぞれ走
査させ、この光パワーメータ３１の走査によって測定さ
れる輝度から得られる各輝度プロファイルから信号処理
装置３５での処理によりレーザビーム光軸を求め、この
光軸からレーザビームの傾き角度を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＤＶＤ−Ｒ
ＡＭ等の書き込み可能な光ディスク装置に係わり、光ピ
ックアップヘッド部に搭載された半導体レーザから出力
されたレーザビームの傾きを調整する半導体レーザの傾
き調整方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２９は光ディスク装置の構成図であ
る。

【０００３】光ピックアップヘッド部の本体（以下、ヘ
ッド部本体と称する）１には、半導体レーザ（以下、Ｌ
Ｄと称する）２を圧入したＬＤホルダ３が取り付けられ
ている。

【０００４】ヘッド部本体１の内部には、ＬＤ２から出
射されるレーザビームの光軸にコリメータレンズ４、立
上げミラー５が配置され、かつこの立上げミラー５の反
射光路上に対物レンズ６が配置されている。

【０００５】そして、ヘッド部本体１の上部には、光デ
ィスク７が回転自在に設けられている。

【０００６】このような構成であれば、ＬＤ２から出射
されたレーザビームは、コリメータレンズ４により平行
光に変換され、立上げミラー５により９０°折り曲げら
れ、対物レンズ６により光ディスク７のディスク面に絞
り込まれる。

【０００７】このような光ディスク装置では、ＬＤホル
ダ３をヘッド部本体１に突き当て設けるときに、ＬＤ２
から出射されるレーザビームがヘッド部本体１の側面に
対して垂直方向に進行するように調整されていないと、
このレーザビームの位置がヘッド部本体１における本来
の必要なビーム設計位置に対してオフセット（ビームシ
フト量）を生じてしまう。

【０００８】そこで、ＬＤ２を圧入したＬＤホルダ３を
ヘッド部本体１に取り付けるに際し、レーザビームの進
行方向がヘッド部本体１の側面に対して垂直になるよう
にＬＤホルダ３の取り付け角度などを予め調整する必要
がある。

【０００９】このようなＬＤ傾き調整装置としては、例
えば特開平８−２８７５０２号公報に記載された技術が
ある。図３０はかかる技術の測定原理を示す図であっ
て、ＬＤ２を圧入したＬＤホルダ３に正対して検出光学
系８を配置している。

【００１０】この検出光学系８は、ＬＤホルダ３に正対
してＣＣＤカメラ９を配置するとともに、このＣＣＤカ
メラ９とＬＤ２との間に対物レンズ１０及びピンホール
付き半透明板１１を配置したものとなっている。

【００１１】又、ＬＤホルダ３は、図示しないゴニオス
テージ上に載置され、このゴニオステージの動作により
ＬＤホルダ３の傾きがラジアル方向、タンジェンシャル
方向で角度調整できるようになっている。

【００１２】ＬＤ傾き調整の作用を説明すると、ＬＤ２
から出射されたレーザビームは、対物レンズ１０により
集光され、ピンホール付き半透明板１１のピンホール及
び半透明板を透過してＣＣＤカメラ９に入射する。

【００１３】このＣＣＤカメラ９は、ピンホール付き半
透明板１１のピンホールを通ってきたレーザビーム及び
半透明板で減衰・透過したレーザビームを撮像し、その
画像信号を出力する。

【００１４】画像処理装置１２は、ＣＣＤカメラ９から
の画像信号を入力し、ピンホールを通ったレーザビーム
により得られる最大輝度を示すポイント座標と半透明板
を透過して観察されるレーザビームのスポット形状を求
め、これら最大輝度を示すポイント座標とスポット形状
とのバランスを画像処理して数値化する。

【００１５】そして、画像処理装置１２では、ＬＤホル
ダ３の傾きがゴニオステージの動作により調整され、最
大輝度を示すポイント座標とスポット形状とのバランス
量が垂直、水平方向について共に一定量以下になった状
態をもってＬＤ２の傾きが検出光学系８に対して垂直に
調整されたことを検査・確認する。

【００１６】例えば、図３１(a) に示すようにレーザビ
ームのスポット形状１３に対して最大輝度を示すポイン
ト座標１４がスポット形状１３のほぼ中心にあれば、Ｌ
Ｄ２の傾き調整が完了したものとするが、同図(b) に示
すようにスポット形状１３に対して最大輝度を示すポイ
ント座標１４がスポット形状１３の中心からずれていれ
ば、ＬＤ２の傾きは未調整であるとする。

【００１７】このようにＬＤ２の傾きが調整された後、
この状態を保持したままＬＤホルダ３は例えばフライス
盤上に移設され、ここでＬＤホルダ３の傾き誤差分が切
削・除去され、最終的なＬＤホルダ３が得られる。

【００１８】このように作製されたＬＤホルダ３をヘッ
ド部本体１に突き当てたとき、ＬＤ２の光軸は、ヘッド
部本体１の突き当て面に対して初めて垂直に立ったこと
になる。

【００１９】このＬＤ傾き調整では、ＬＤ２を圧入して
いるＬＤホルダ３の全面がヘッド部本体１側に全面で密
着しているため、ＬＤ２から発熱する熱は、ヘッド部本
体１に対して高効率に伝導してホルダ部に集中すること
によりＬＤ２が高温に晒されることなく、ＬＤ２は安定
して動作する。

【００２０】一方、最近、別のレーザビーム角度検出方
法として、ＬＤ２に対して１つのＣＣＤカメラを正対さ
せ、ＣＣＤカメラ又はＬＤ２のいずれか一方をレーザビ
ーム光軸に沿って既知のストロークだけ移動し、ＬＤ２
から出力されるレーザビームのスポットからそれぞれ最
大輝度座標を検出し、幾何学的にＬＤ２から出射される
レーザビームの角度を検出することが行われている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
３０に示すＣＣＤカメラ９及びピンホール付き半透明板
１１などを用いた技術では、ＬＤ２の出射角度を検出す
るために調整の工程が含まれてしまい、大幅に工数が増
大する。さらに加工機などによってＬＤホルダ３を切削
するなど、２重、３重の手間を要する工程となってい
る。

【００２２】すなわち、加工された部品・部材にＬＤ２
を圧入し、傾きを検査した後、再度加工する工程とな
り、ラインの流れに逆行するものとなる。

【００２３】又、例えば組立て工場と部品加工工場とが
地理的に離れている場合、資材の流れが複雑になり、物
流に介在する人件費は無視できず、静電気に弱いＬＤ２
の取扱い回数が増えることによる歩留まりの低下、フラ
イス盤加工に起因するＬＤ出射窓への汚染、傷などの問
題が発生しやすくなり、さらに加工後の洗浄にも多大な
時間を要している。

【００２４】一方、ＣＣＤカメラ又はＬＤ２のいずれか
一方をレーザビーム光軸に沿って移動して最大輝度座標
を検出する方法では、ＬＤ２から出射される楕円ビーム
形状のレーザビームの長辺側の輝度プロファイル、すな
わち単一断面における輝度プロファイル又はＸＹ座標に
投影した周辺輝度プロファイルは、ＣＣＤカメラの受光
面がＬＤ２から離れるに従ってぼやけた画像いわゆるな
だらかに変化する輝度の画像となってしまう。

【００２５】このため、予めオフセット角度を持って設
定されている場合、ＣＣＤカメラの受光面からＬＤ出射
光のビームスポットが大きく外れてしまい、最大輝度と
して定義されるレーザビーム光軸の座標検出精度が低く
なる。

【００２６】又、この方法では、ＣＣＤカメラを移動す
るストロークを幾何学的に長くした方が角度検出精度を
高くするには有利であるが、ＬＤ２から遠いところでは
ＬＤ２がＣＣＤカメラからさらに離れることになり、上
記した問題がさらな顕著に現れる。

【００２７】そこで本発明は、ＬＤ出射光の傾き角度の
調整を高精度にかつ短時間で実施できる半導体レーザの
傾き調整方法及びその装置を提供することを目的とす
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、半導
体レーザをヘッド部本体に取り付けたときの傾きを調整
する半導体レーザの傾き調整方法において、半導体レー
ザを保持部材に保持し、かつこの保持部材とヘッド部本
体との間に弾性部材を介在させ、保持部材をヘッド部本
体に対して複数の調整ねじによりそれぞれ個別に締結す
る半導体レーザの傾き調整方法である。

【００２９】請求項２によれば、半導体レーザをヘッド
部本体に取り付けたときの傾きを調整する半導体レーザ
の傾き調整方法において、半導体レーザを第１の保持部
材に圧入するとともにヘッド部本体に対して第２の保持
部材を固定し、かつ第１の保持部材を弾性部材を介して
第２の保持部材に装着し、第１の部材を第２の部材に対
して複数の調整ねじによりそれぞれ個別に締結する半導
体レーザの傾き調整方法である。

【００３０】請求項３によれば、半導体レーザから出力
されるレーザビームの出射角度を調整する半導体レーザ
の傾き調整方法において、レーザビームの光軸に対して
交わる方向の少なくとも２つの断面において各輝度プロ
ファイルを求め、これら輝度プロファイルにおける最大
輝度の各座標と各断面間の距離とに基づいてレーザビー
ムの出射角度を検査する半導体レーザの傾き調整方法で
ある。

【００３１】請求項４によれば、半導体レーザをヘッド
部本体に取り付けたときの傾きを調整する半導体レーザ
の傾き調整装置において、半導体レーザを保持する保持
部材と、この保持部材とヘッド部本体との間に介在する
弾性部材と、保持部材を弾性部材を介してヘッド部本体
に対してそれぞれ締結して、半導体レーザから出力され
るレーザビームの出射角度を調整する複数の調整ねじ
と、を備えた半導体レーザの傾き調整装置である。

【００３２】請求項５によれば、半導体レーザをヘッド
部本体に取り付けたときの傾きを調整する半導体レーザ
の傾き調整装置において、半導体レーザが圧入される第
１の保持部材と、この第１の保持部材が装着されるとと
もにヘッド部本体に固定される第２の保持部材と、第１
の保持部材と第２の保持部材との間に介在する弾性部材
と、第１の保持部材を弾性部材を介して第２の保持部材
に対してそれぞれ締結して、半導体レーザから出力され
るレーザビームの出射角度を調整する複数の調整ねじ
と、を備えた半導体レーザの傾き調整装置である。

【００３３】請求項６によれば、半導体レーザから出力
されるレーザビームの出射角度を調整する半導体レーザ
の傾き調整装置において、半導体レーザを保持する保持
部材と、この保持部材とヘッド部本体との間に介在する
弾性部材と、保持部材を弾性部材を介してヘッド部本体
に対してそれぞれ締結して、半導体レーザから出力され
るレーザビームの出射角度を調整する複数の調整ねじ
と、レーザビームの光軸に対して交わる方向の少なくと
も２つの断面においてそれぞれ輝度プロファイルを測定
し、これら測定された各断面ごとの各輝度プロファイル
における最大輝度の各座標と各断面間の距離とに基づい
てレーザビームの出射角度を求める手段、を備えた半導
体レーザの傾き調整装置である。

【００３４】請求項７によれば、半導体レーザから出力
されるレーザビームの出射角度を調整する半導体レーザ
の傾き調整装置において、半導体レーザが圧入される第
１の保持部材と、この第１の保持部材が装着されるとと
もにヘッド部本体に固定される第２の保持部材と、第１
の保持部材と第２の保持部材との間に介在する弾性部材
と、第１の保持部材を弾性部材を介して第２の保持部材
に対してそれぞれ締結して、半導体レーザから出力され
るレーザビームの出射角度を調整する複数の調整ねじ
と、レーザビームの光軸に対して交わる方向の少なくと
も２つの断面においてそれぞれ輝度プロファイルを測定
し、これら測定された各断面ごとの各輝度プロファイル
における最大輝度の各座標と各断面間の距離とに基づい
てレーザビームの出射角度を求める手段、を備えた半導
体レーザの傾き調整装置である。

【００３５】請求項８によれば、請求項６又は７記載の
半導体レーザの傾き調整装置において、光パワーメータ
と、この光パワーメータを各断面内でそれぞれ走査させ
る走査手段と、光パワーメータを各断面内でそれぞれ走
査したときに測定された輝度から各断面内における各最
大輝度を検索し、かつ各断面内の各輝度プロファイルを
求める輝度プロファイル測定手段と、各輝度プロファイ
ルにおいて、各最大輝度に対してそれぞれ所定割合の輝
度をスライスレベルとして求め、これらスライスレベル
と交わる各輝度プロファイルの２点の座標を求める座標
算出手段と、この座標算出手段により各輝度プロファイ
ルに対してそれぞれ求められた２点の座標の各中心座標
をレーザビームの光軸として求める出射角度算出手段と
を備えた。

【００３６】請求項９によれば、請求項６又は７記載の
半導体レーザの傾き調整装置において、半導体レーザか
ら出力されるレーザビームの光軸上に配置されたビーム
スプリッタと、このビームスプリッタの各分岐光路上に
それぞれ配置され、ビームスプリッタにより分岐された
各レーザビームの互いに異なる略半分の領域を撮像する
２つの撮像素子と、これら撮像素子を各分岐光路上に沿
って移動させる移動手段と、この移動手段により各撮像
素子を各断面位置に配置したときの各撮像素子から出力
される画像信号を重ね合わせて各断面におけるレーザビ
ーム全体の各輝度プロファイルを作成し、これら輝度プ
ロファイルにおける最大輝度の各座標と各断面間の距離
とに基づいてレーザビームの出射角度を求める出射角度
算出手段とを備えた。

【００３７】請求項１０によれば、請求項９記載の半導
体レーザの傾き調整装置において、２つの撮像素子は、
ビームスプリッタにより分岐された各レーザビームの互
いに異なる略半分の領域でオーバーラップするように配
置されている。

【００３８】請求項１１によれば、請求項６又は７記載
の半導体レーザの傾き調整装置において、半導体レーザ
から出力されるレーザビームの光軸上に配置されたビー
ムスプリッタと、このビームスプリッタの各分岐光路上
で各断面位置に対応してそれぞれ配置され、分岐された
レーザビームをそれぞれ撮像する２つの撮像素子と、こ
れら撮像素子から出力される各画像信号を重ね合わせて
各断面におけるレーザビーム全体の各輝度プロファイル
を作成し、これら輝度プロファイルにおける最大輝度の
各座標と各断面間の距離とに基づいてレーザビームの出
射角度を求める出射角度算出手段とを備えた。

【００３９】請求項１２によれば、レーザヘッド部本体
に取り付ける半導体レーザから出力されるレーザビーム
の出射角度を調整する半導体レーザの傾き調整装置にお
いて、レーザ反射式変位計と、このレーザ反射式変位計
を半導体レーザの出射窓側で走査させ、半導体レーザの
レーザヘッド本体との取り付け面と半導体レーザ内に収
納されている半導体レーザチップ面との距離を測定する
測定手段と、半導体レーザを保持する保持部材と、この
保持部材とヘッド部本体との間に介在する弾性部材と、
測定手段の測定結果に基づいて保持部材を弾性部材を介
してヘッド部本体に対してそれぞれ締結し、半導体レー
ザから出力されるレーザビームの出射角度を調整する複
数の調整ねじと、を備えた半導体レーザの傾き調整装置
である。

【００４０】請求項１３によれば、ヘッド部本体に取り
付ける半導体レーザから出力されるレーザビームの出射
角度を調整する半導体レーザの傾き調整装置において、
レーザ反射式変位計と、このレーザ反射式変位計を半導
体レーザの出射窓側で走査させ、半導体レーザのヘッド
部本体との取り付け面と半導体レーザ内に収納されてい
る半導体レーザチップ面との距離を測定する測定手段
と、半導体レーザが圧入される第１の保持部材と、この
第１の保持部材が装着されるとともにヘッド部本体に固
定される第２の保持部材と、第１の保持部材と第２の保
持部材との間に介在する弾性部材と、測定手段の測定結
果に基づいて第１の保持部材を記弾性部材を介して第２
の保持部材に対してそれぞれ締結し、半導体レーザから
出力されるレーザビームの出射角度を調整する複数の調
整ねじと、を備えた半導体レーザの傾き調整装置であ
る。

【００４１】請求項１４によれば、半導体レーザから出
力されるレーザビームの出射角度を検査する半導体レー
ザの傾き調整装置において、半導体レーザを保持すると
ともにこの半導体レーザの姿勢を可変とするホルダと、
半導体レーザを保持したホルダを載置する基準面を持つ
ワークステージと、半導体レーザから出力されるレーザ
ビームの基準面に対する出射角度を測定する出射角度測
定手段と、ホルダに接触する少なくとも２つのプローブ
を有し、出射角度測定手段の測定結果に応じてプローブ
をホルダに対して押し引きして半導体レーザの姿勢を可
変し、レーザビームの出射角度を調整する出射角度調整
手段と、を備えた半導体レーザの傾き調整装置である。

【００４２】請求項１５によれば、請求項１４記載の半
導体レーザの傾き調整装置において、ホルダは、凹形状
の案内面が形成された第１のホルダ部材と、案内面に沿
って摺動する凸面が形成され、かつ半導体レーザが圧入
され固定する第２のホルダ部材とを備えた。

【００４３】請求項１６によれば、請求項１４記載の半
導体レーザの傾き調整装置において、出射角度測定手段
は、半導体レーザから出力されるレーザビームの光路上
に配置された撮像装置と、この撮像装置をレーザビーム
の光軸に対して交わる方向の少なくとも２つの断面位置
にそれぞれ配置して各輝度プロファイルを測定するプロ
ファイル測定手段と、このプロファイル測定手段により
測定された各輝度プロファイルにおける最大輝度の各座
標と各断面間の距離とに基づいてレーザビームの出射角
度を求める出射角度算出手段とを有する。

【００４４】請求項１７によれば、請求項１４記載の半
導体レーザの傾き調整装置において、ホルダの第１のホ
ルダ部材に球座の案内面が形成されている場合、第１及
び第２のプローブを２組備え、これらプローブをホルダ
を押し付けて２軸方向で角度調整を行う。

【００４５】請求項１８によれば、請求項１４記載の半
導体レーザの傾き調整装置において、ホルダの第１のホ
ルダ部材に回転方向が一軸の案内面が形成されている場
合、レーザビームスポットの楕円短辺軸の方向を案内面
で角度調整する一軸の方向に一致させる。

【００４６】請求項１９によれば、請求項１４記載の半
導体レーザの傾き調整装置において、第１及び第２のプ
ローブを昇降させるステージと、このステージに搭載さ
れ、ホルダに保持されている半導体レーザの足と電気的
に接続される電極を備えた電気的接続用部材とを付加
し、第１及び第２のプローブが下降してホルダを押し付
けるとともに、電気的接続用部材の電極が半導体レーザ
の足と電気的に接続して半導体レーザを発光させる。

【００４７】

【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。

【００４８】図１は半導体レーザの傾き調整装置の構成
図である。

【００４９】ＬＤ２は第１のＬＤホルダ２０に圧入され
ている。この第１のＬＤホルダ２０は、ＬＤ２を圧入す
る第１の保持部材として機能をするもので、図２に示す
ようにＬＤ２が圧入される圧入用孔２１及び傾き調整用
の各調整ねじ２２ａ、２２ｂを挿入する各ねじ孔２３
ａ、２３ｂが形成されている。

【００５０】なお、これらねじ孔２３ａ、２３ｂは、図
示の関係上２つであるが、実際には３つ等間隔で形成さ
れている。

【００５１】又、これらねじ孔２３ａ、２３ｂの配置位
置（３つのねじ孔）は、ＬＤ２の出射角度の調整におい
て、ラジアル方向（以下、ｒａｄと称する）、タンジェ
ンシャル方向（ｔａｎと称する）でそれぞれ独立に測定
した角度に対し、干渉なく調整できるところとなってい
る。

【００５２】すなわち、水平方向に１本の調整ねじを配
置し、残りの２本の調整ねじを水平軸に対して対称な位
置に配置する。なお、水平・垂直の位置に４本の調整ね
じを配置しても同様な効果を得ることができる。

【００５３】第２のＬＤホルダ２４は、図２に示すよう
に第１のＬＤホルダ２０が装着されるとともにヘッド部
本体１に対して固定される第２の保持部材として機能す
るもので、第１のＬＤホルダ２０を装着する装着用穴２
５及び各調整ねじ２２ａ、２２ｂを挿入する各ねじ孔２
６ａ、２６ｂが形成されている。

【００５４】これらねじ孔２６ａ、２６ｂは、当然のこ
とながら第１のＬＤホルダ２０の各ねじ孔２３ａ、２３
ｂと位置がそれぞれ対応している。

【００５５】又、第２のＬＤホルダ２４の装着用穴２５
内には、弾性部材としての板ばね２７が備えられてい
る。この板ばね２７は、第１のＬＤホルダ２０と第２の
ＬＤホルダ２４との間に介在し、第１のＬＤホルダ２０
の傾き誤差を吸収するとともに、第１のＬＤホルダ２０
を第２のＬＤホルダ４２に装着して各調整ねじ２２ａ、
２２ｂにより締結するときにスプリングワッシャ（ばね
座金）の効果を兼ね備えたものである。

【００５６】図３は板ばね２７の外観図であり、同図
(a) は断面図、同図(b) は正面図である。この板ばね２
７は、環状に形成され、かつ湾曲した断面に形成されて
いる。又、この板ばね２７には、各調整ねじ２２ａ、２
２ｂを挿入する各ねじ孔２８ａ〜２８ｃが形成されてい
る。

【００５７】このように板ばね２７を用いた構造では、
弾性変形している板ばね２７の接しいる面でのみの熱伝
導効果しか期待できないので、熱伝導性の改善のために
角度調整部の隙間部分、つまりＬＤ２から第１のＬＤホ
ルダ２０、第２のＬＤホルダ２４及びヘッド部本体１の
間には、熱伝導性の高い部材としてシリコン系樹脂がを
充填される。

【００５８】これらＬＤ２を圧入した第１のＬＤホルダ
２０及び第２のＬＤホルダ２４は、図１に示すように一
体的に基準面２９の形成されたワークステージ３０に突
き当てられて設けられる。

【００５９】一方、光パワーメータ３１がＸＹＺステー
ジ３２上に積載されている。この光パワーメータ３１
は、受光面３３の前面にピンホール３４が配置されてい
る。この光パワーメータ３１は、ピンホール３４を通し
てレーザビームを受光し、このレーザビームの光量に応
じた電気信号を出力する機能を有している。

【００６０】ＸＹＺステージ３２は、光パワーメータ３
１を図４に示すように所定の断面間距離だけ離れた第１
断面と第２断面との各面内で、ＸステージとＹステージ
とをそれぞれ独立に走査する機能を有している。

【００６１】又、ＸＹＺステージ３２は、Ｘステージと
Ｙステージとの各移動方向をレーザビームの楕円長辺、
短辺に対して機械的に一致させてある。

【００６２】信号処理装置３５は、光パワーメータ３１
から出力された電気信号を入力してＬＤ２から出射され
るレーザビームの角度を求める機能を有するもので、輝
度プロファイル測定手段３６、座標算出手段３７及び出
射角度算出手段３８の各機能を有している。

【００６３】このうち輝度プロファイル測定手段３６
は、光パワーメータ３１を第１及び第２断面内でそれぞ
れ走査したときに測定された輝度から第１及び第２断面
内における各最大輝度を検索し、かつ第１及び第２断面
内における例えば図５に示すような座標に対する輝度の
各輝度プロファイルを求める機能を有している。

【００６４】座標算出手段３７は、第１及び第２断面内
の各輝度プロファイルにおいて、第１及び第２断面内で
の各最大輝度に対して図５に示すようにそれぞれ所定割
合の輝度をスライスレベルとして求め、これらスライス
レベルと交わる輝度プロファイルの２点の座標を求める
機能を有している。

【００６５】出射角度算出手段３８は、座標算出手段３
７により求められた２点の座標の中心座標をレーザビー
ム光軸の通るところとして求める機能を有している。

【００６６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて図６に示す傾き検出アルゴリズムに従って説明す
る。

【００６７】ステップ＃１〜＃２において、ＬＤ２を圧
入した第１のＬＤホルダ２０が第２のＬＤホルダ２４に
装着され、これらＬＤ２、第１及び第２のＬＤホルダ２
０、２４が一体的にワークステージ３０の基準面２９に
設けられる。

【００６８】次にステップ＃３においてＬＤ２が点灯さ
れ、このＬＤ２からレーザビームが出射される。

【００６９】次に光パワーメータ３１は、ＸＹＺステー
ジ３２の動作により図４に示す第１断面内に配置され、
この第１断面内においてＸステージ、Ｙステージの各独
立した動作によりＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ走査され
る。

【００７０】このようなＸ方向、Ｙ方向への各走査中
に、光パワーメータ３１は、ピンホール３４を通してレ
ーザビームを受光し、このレーザビームの光量に応じた
電気信号を出力する。

【００７１】次に輝度プロファイル測定手段３６は、光
パワーメータ３１から出力された電気信号を入力し、ス
テップ＃４において、測定された輝度から第１断面内の
Ｘ軸方向における最大輝度を検索し、続くステップ＃５
において第１断面内のＹ軸方向における最大輝度を検索
し、かつ第１断面内における例えば図４に示すような座
標に対する輝度の輝度プロファイルを求める。

【００７２】次に座標算出手段３７は、ステップ＃６に
おいて、第１断面内の輝度プロファイルにおいて、図４
に示すように第１断面内での最大輝度に対して所定割
合、例えば最大輝度に対して６０％〜８０％、特に最大
輝度に対して７０％の輝度をスライスレベルとして求め
る。

【００７３】次に座標算出手段３７は、ステップ＃７、
＃８において、スライスレベルと交わるＸ軸方向の輝度
プロファイルの２点の座標を求めるとともに、スライス
レベルと交わるＹ軸方向の輝度プロファイルの２点の座
標を求める。

【００７４】この場合、座標算出手段３７は、図７に示
すように輝度プロファイルを量子化して座標に対応する
各データとして配列し、スライスレベルと交わる点の座
標を各データ間の直線補間により求めている。

【００７５】次に出射角度算出手段３８は、ステップ＃
９において、座標算出手段３７により求められたＸ及び
Ｙ方向のそれぞれの２点の座標の中心座標（図４に示す
座標１）を求め、この中心座標を第１断面でのレーザビ
ーム光軸として求める。

【００７６】次に光パワーメータ３１は、ステップ＃１
０において、ＸＹＺステージ３２の動作により図４に示
す第２断面内に配置され、この第２断面内においてＸス
テージ、Ｙステージの各独立した動作によりＸ方向、Ｙ
方向にそれぞれ走査され、ピンホール３４を通してレー
ザビームを受光し、このレーザビームの光量に応じた電
気信号を出力する。

【００７７】次に輝度プロファイル測定手段３６は、光
パワーメータ３１から出力された電気信号を入力し、ス
テップ＃１１において、測定された輝度から第２断面内
のＸ軸方向における最大輝度を検索し、続くステップ＃
１２において第２断面内のＹ軸方向における最大輝度を
検索し、かつ第２断面内における輝度プロファイルを求
める。

【００７８】次に座標算出手段３７は、ステップ＃１３
において、第２断面内の輝度プロファイルでの最大輝度
に対して所定割合、例えば最大輝度に対して６０％〜８
０％、特に最大輝度に対して７０％の輝度をスライスレ
ベルとして求める。

【００７９】次に座標算出手段３７は、ステップ＃１
４、＃１５において、スライスレベルと交わるＸ軸方向
の輝度プロファイルの２点の座標を求めるとともに、ス
ライスレベルと交わるＹ軸方向の輝度プロファイルの２
点の座標を求める。

【００８０】次に出射角度算出手段３８は、ステップ＃
１６において、座標算出手段３７により求められたＸ及
びＹ方向のそれぞれの２点の座標の中心座標（図４に示
す座標２）を求め、この中心座標を第２断面でのレーザ
ビーム光軸として求める。

【００８１】次に出射角度算出手段３８は、図４に示す
第１断面での中心座標（座標１）と第２断面での中心座
標（座標２）との幾何学的関係からＬＤ２から出射され
るレーザビームの傾き角度を算出する。

【００８２】従って、ＬＤ２から出射されるレーザビー
ムの傾き角度が算出されるので、図２に示す各調整ねじ
２２ａ、２２ｂの締結を調整すれば、第１のＬＤホルダ
２０の第１のＬＤホルダー２４に対する姿勢を可変で
き、これによりＬＤ２から出射されるレーザビームの出
射角度をラジアル方向、タンジェンシャル方向でそれぞ
れ独立して調整でき、レーザビームの出射角度を基準面
２９に対して垂直にできる。

【００８３】このように上記第１の実施の形態において
は、ＬＤ２を圧入した第１のＬＤホルダ２０を板ばね２
７を介して第２のＬＤホルダー２４に装着し、かつ光パ
ワーメータ３１を第１と第２断面でそれぞれ走査させ、
この光パワーメータ３１の走査によって測定される輝度
から得られる各輝度プロファイルから信号処理装置３５
での処理によりレーザビーム光軸を求め、この光軸から
レーザビームの傾き角度を算出するので、ＬＤ２から出
射されるレーザビームの傾き角度の調整を高精度にかつ
短時間で実施できる。そのうえ、第１及び第２断面にお
いて寸法的な制約を全く受けることがないので、幾何学
的に非常に高精度なレーザビームの傾き角度の検出がで
きる。

【００８４】(2) 次に本発明の第２の実施の形態につい
て説明する。なお、上記図１と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。

【００８５】図８は半導体レーザの傾き調整装置に用い
られるＬＤホルダの構成図である。なお、半導体レーザ
の傾き調整装置の全体構成は、図１に示す通りである。

【００８６】ＬＤ２はＬＤホルダ２０（上記第１の実施
の形態の第１のＬＤホルダ２０と同一）に圧入されてい
る。

【００８７】このＬＤホルダ２０は、ＬＤ２を圧入する
保持部材として機能をするもので、ＬＤ２が圧入される
圧入用孔２１及び傾き調整用の各調整ねじ２２ａ、２２
ｂを挿入する各ねじ孔２３ａ、２３ｂが形成されてい
る。

【００８８】これらねじ孔２３ａ、２３ｂは、図示の関
係上２つであるが、実際には３つ等間隔で形成され、か
つこれらねじ孔２３ａ、２３ｂの配置位置（３つのねじ
孔）は、ＬＤ２の出射角度の調整において、ラジアル方
向、タンジェンシャル方向でそれぞれ独立に測定した角
度に対し、干渉なく調整できるところとなっている。

【００８９】このＬＤホルダ２０は、板ばね２７を介し
てヘッド部本体１に対して固定されるものとなってい
る。

【００９０】このように板ばね２７を用いた構造では、
弾性変形している板ばね２７の接しいる面でのみの熱伝
導効果しか期待できないので、上記同様に熱伝導性の改
善のために角度調整部の隙間部分、つまりＬＤ２からＬ
Ｄホルダ２０及びヘッド部本体１の間には、熱伝導性の
高い部材としてシリコン系樹脂が充填される。

【００９１】このようなＬＤホルダ２０及び板ばね２７
を用いてのレーザビームの傾き角度の調整は、上記第１
の実施の形態と同様に図６に示す傾き検出アルゴリズム
に従って行われる。

【００９２】すなわち、ステップ＃１〜＃２において、
ＬＤ２を圧入したＬＤホルダ２０がワークステージ３０
の基準面２９に設けられ、続くステップ＃３においてＬ
Ｄ２が点灯され、このＬＤ２からレーザビームが出射さ
れる。

【００９３】次に光パワーメータ３１は、ＸＹＺステー
ジ３２の動作により図４に示す第１断面内においてＸ方
向、Ｙ方向にそれぞれ走査され、ピンホール３４を通し
てレーザビームを受光し、このレーザビームの光量に応
じた電気信号を出力する。

【００９４】次に輝度プロファイル測定手段３６は、ス
テップ＃４、＃５において、光パワーメータ３１により
測定された輝度から第１断面内のＸ軸、Ｙ軸方向におけ
る各最大輝度を検索し、かつ第１断面内における輝度プ
ロファイルを求める。

【００９５】次に座標算出手段３７は、ステップ＃６に
おいて、第１断面内の輝度プロファイルでの最大輝度に
対して例えば最大輝度に対して７０％の輝度をスライス
レベルとして求め、次のステップ＃７、＃８において、
スライスレベルと交わるＸ軸、Ｙ軸方向での輝度プロフ
ァイルの２点の座標を求める。

【００９６】次に出射角度算出手段３８は、ステップ＃
９において、座標算出手段３７により求められたＸ及び
Ｙ方向のそれぞれの２点の座標の中心座標を求め、この
中心座標を第１断面でのレーザビーム光軸として求め
る。

【００９７】次に光パワーメータ３１は、ステップ＃１
０において、ＸＹＺステージ３２の動作により第２断面
内においてＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ走査され、ピンホ
ール３４を通してレーザビームを受光し、このレーザビ
ームの光量に応じた電気信号を出力する。

【００９８】次に輝度プロファイル測定手段３６は、ス
テップ＃１１、＃１２において、光パワーメータ３１に
より測定された輝度から第２断面内のＸ軸、Ｙ軸方向に
おける各最大輝度を検索し、かつ第２断面内における輝
度プロファイルを求める。

【００９９】次に座標算出手段３７は、ステップ＃１３
において、第２断面内の輝度プロファイルでの最大輝度
に対して例えば最大輝度に対して７０％の輝度をスライ
スレベルとして求め、次のステップ＃１４、＃１５にお
いて、スライスレベルと交わるＸ軸、Ｙ軸方向での輝度
プロファイルの２点の座標を求める。

【０１００】次に出射角度算出手段３８は、ステップ＃
１６において、座標算出手段３７により求められたＸ及
びＹ方向のそれぞれの２点の座標の中心座標を求め、こ
の中心座標を第２断面でのレーザビーム光軸として求め
る。

【０１０１】次に出射角度算出手段３８は、第１断面で
の中心座標と第２断面での中心座標との幾何学的関係か
らレーザビームの傾き角度を算出する。

【０１０２】従って、ＬＤ２から出射されるレーザビー
ムの傾き角度が算出されるので、図８に示す各調整ねじ
２２ａ、２２ｂの締結を調整すれば、ＬＤホルダ２０の
姿勢を可変でき、これによりＬＤ２から出射されるレー
ザビームの出射角度をラジアル方向、タンジェンシャル
方向でそれぞれ独立して調整でき、レーザビームの出射
角度を基準面２９に対して垂直にできる。

【０１０３】このように上記第２の実施の形態によれ
ば、上記第１の実施の形態と同様に、ＬＤ２から出射さ
れるレーザビームの傾き角度の調整を高精度にかつ短時
間で実施できる。そのうえ、第１及び第２断面において
寸法的な制約を全く受けることがないので、幾何学的に
非常に高精度なレーザビームの傾き角度の検出ができ
る。

【０１０４】(3) 次に本発明の第３の実施の形態につい
て説明する。なお、上記図１と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。

【０１０５】図９は半導体レーザの傾き調整装置に用い
られる輝度プロファイル作成方式を示す図である。な
お、半導体レーザの傾き調整装置の全体構成は、図１に
示す通りである。

【０１０６】Ｚステージ３２ｚ上には、ＣＣＤカメラ４
０が積載されている。このＣＣＤカメラ４０は、２次元
の受光面４１を持ち、ＬＤ２から出射されたレーザビー
ムを直接受光し、このレーザビームの光量に応じた輝度
の画像信号を出力する機能を有している。

【０１０７】このような構成であれば、ＣＣＤカメラ４
０は、Ｚステージ３２ｚの動作により第１断面内と第２
断面内とにそれぞれ配置され、これら第１断面内と第２
断面内とにおいてＬＤ２から出射されるレーザビームを
直接受光し、このレーザビームの輝度に応じた画像信号
を出力する。

【０１０８】輝度プロファイル測定手段３６は、ＣＣＤ
カメラ４０から出力される画像信号を入力し、その輝度
から第１断面内と第２断面内とのＸ軸、Ｙ軸方向におけ
る各最大輝度を検索し、かつ第１断面内と第２断面内と
における各輝度プロファイルを求める。

【０１０９】次に座標算出手段３７は、第１断面内と第
２断面内とでそれぞれ輝度プロファイルでの最大輝度に
対して例えば最大輝度に対して７０％の輝度をスライス
レベルとして求め、このスライスレベルと交わるＸ軸、
Ｙ軸方向での各輝度プロファイルの２点の座標を求め
る。

【０１１０】次に出射角度算出手段３８は、座標算出手
段３７により求められた第１断面と第２断面とにおける
Ｘ及びＹ方向のそれぞれの２点の座標の各中心座標を求
め、これら中心座標をそれぞれ第１断面、第２断面での
各レーザビーム光軸として求める。

【０１１１】次に出射角度算出手段３８は、第１断面で
の中心座標と第２断面での中心座標との幾何学的関係か
らレーザビームの傾き角度を算出する。

【０１１２】従って、ＬＤ２から出射されるレーザビー
ムの傾き角度が算出されるので、図２又は図８に示す各
調整ねじ２２ａ、２２ｂの締結を調整すれば、ＬＤホル
ダ２０の姿勢を可変でき、これによりＬＤ２から出射さ
れるレーザビームの出射角度をラジアル方向、タンジェ
ンシャル方向でそれぞれ独立して調整でき、レーザビー
ムの出射角度を基準面２９に対して垂直にできる。

【０１１３】このように上記第３の実施の形態によれ
ば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することが
できる上、ＣＣＤカメラ４０に直接レーザビームを取り
込むので、ＣＣＤカメラ４０を第１断面と第２断面との
間に往復動作させるだけで済み、機械的な走査を大幅に
削除できるとともに工数を削減でき、実際の量産ライン
に最適となる。

【０１１４】(4) 次に本発明の第４の実施の形態につい
て説明する。なお、上記図１と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。

【０１１５】図１０は半導体レーザの傾き調整装置の構
成図である。

【０１１６】ワークステージ３０の基準面２９には、Ｌ
Ｄ２が保持されたＬＤホルダー５０が突き当てられてい
る。このＬＤホルダー５０は、図２に示すように第１の
ＬＤホルダ２０、第２のＬＤホルダ２４及び板ばね２７
などにより構成されるもの、又は図８に示すＬＤホルダ
２０及び板ばね２７などにより構成されている。

【０１１７】ＬＤ２から出射されるレーザビームの光軸
上には、ビームスプリッタ５１が配置されている。な
お、このビームスプリッタ５１に代ってハーフミラーを
配置してもよい。

【０１１８】このビームスプリッタ５１により分岐され
る透過光と反射光との各光路上には、透過側のＣＣＤカ
メラ５２、反射側のＣＣＤカメラ５３がそれぞれ配置さ
れている。

【０１１９】これらＣＣＤカメラ５２とＣＣＤカメラ５
３とは、それぞれＬＤ２から出射されるレーザビームの
互いに異なるほぼ半分の領域を撮像し、かつその撮像領
域がレーザビームの光軸の領域でオーバーラップするよ
うに配置されている。

【０１２０】又、これらＣＣＤカメラ５２、５３には、
それぞれ個別に各移動手段５４、５５が設けられてい
る。これら移動手段５４、５５は、例えばエアシリンダ
駆動型ステージにより構成されるもので、各ＣＣＤカメ
ラ５２、５３をそれぞれ透過光路上、反射光路上に沿っ
て第１断面と第２断面との間を一定のストロークで再現
性良く往復運動させる機能を有している。

【０１２１】なお、ＬＤ２から第１断面までの距離は、
透過光路と反射光路とにおいて同一に設定され、かつＬ
Ｄ２から第２断面までの距離も透過光路と反射光路とに
おいて同一に設定されている。

【０１２２】一方、信号処理装置５６は、２つのＣＣＤ
カメラ５２、５３からそれぞれ出力された各画像信号を
入力し、ＬＤ２から出射されるレーザビームの角度を求
める機能を有するもので、画像重ね合わせ手段５７、輝
度プロファイル測定手段５８、座標算出手段５９及び出
射角度算出手段６０の各機能を有している。

【０１２３】このうち画像重ね合わせ手段５７は、透過
側と反射側との各ＣＣＤカメラ５２、５３からそれぞれ
出力された各画像信号を入力し、これらの画像データを
重ね合わせてあたかも１つのＣＣＤカメラの撮像で得た
画像データのように作成するもので、ここでは第１及び
第２断面の各位置で各１枚の画像データを作成する機能
を有している。

【０１２４】輝度プロファイル測定手段５８は、画像重
ね合わせ手段５７により作成された第１及び第２断面の
各位置での各画像データの輝度から第１及び第２断面内
における各最大輝度をそれぞれ検索し、かつ第１及び第
２断面内での各輝度プロファイルを求める機能を有して
いる。

【０１２５】座標算出手段５９は、第１及び第２断面内
の各輝度プロファイルにおいて、第１及び第２断面内で
の各最大輝度に対して上記図５に示すようにそれぞれ所
定割合の輝度をスライスレベルとして求め、これらスラ
イスレベルと交わる輝度プロファイルの２点の座標を求
める機能を有している。

【０１２６】出射角度算出手段６０は、座標算出手段３
７により求められた第１及び第２断面におけるそれぞれ
の２点の座標の中心座標をレーザビーム光軸の通るとこ
ろとして求め、これら第１断面での中心座標と第２断面
での中心座標との幾何学的関係からレーザビームの傾き
角度を算出する機能を有している。

【０１２７】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０１２８】先ず、透過側と反射側との各ＣＣＤカメラ
５２、５３は、各移動手段５４、５５の駆動によってそ
れぞれ例えば第１断面の位置に配置される。

【０１２９】ＬＤ２から出射されたレーザビームは、ビ
ームスプリッタ５１において透過するとともに反射し、
このうち透過したレーザビームがＣＣＤカメラ５２に入
射し、反射したレーザビームがＣＣＤカメラ５３に入射
する。

【０１３０】これらＣＣＤカメラ５２、５３は、それぞ
れビームスプリッタ５１からの透過光、反射光におい
て、そのレーザビームの互いに異なるほぼ半分で、かつ
レーザビームの光軸でオーバーラップする領域のレーザ
ビームを直接受光し、その光量に応じた画像信号を出力
する。

【０１３１】画像重ね合わせ手段５７は、これらＣＣＤ
カメラ５２、５３からそれぞれ出力される各画像信号を
入力し、これら画像信号を例えば５１２×４８０画素の
配列に変換し、かつそれぞれの画素において２５６階調
の輝度情報を含んだ各画像データとして取り込む。

【０１３２】そして、画像重ね合わせ手段５７は、透過
側と反射側との各画像データを、各ＣＣＤカメラ５２、
５３でのオーバラップした領域での各配列毎の輝度プロ
ファイルの差分が最小になるようにして重ね合わせ、第
１断面における１枚の画像データを作成する。

【０１３３】そして、輝度プロファイル測定手段５８
は、画像重ね合わせ手段５７により作成された第１断面
の各位置での各画像データの輝度から第１断面内におけ
る各最大輝度をそれぞれ検索し、かつ第１断面内での輝
度プロファイルを求める。

【０１３４】これにより、輝度プロファイル測定手段５
８は、容易に単一断面又は水平・垂直方向にそれぞれあ
たかも投影したかのような、周辺輝度プロファイルを得
ることができる。

【０１３５】例えば、図１１に示すように透過側の画像
データＤ_tと反射側の画像データＤ_hとを重ね合わせる
場合、これら画像データＤ_t、Ｄ_hの配列毎の輝度にお
いて、１枚の画像データとしたときに中央部分に相当す
る領域で各画像データＤ_t、Ｄ_hをオーバラップさせて
重ね合わせた後、図１２に示すような輝度プロファイル
を得る。

【０１３６】このように各画像データＤ_t、Ｄ_hをオー
バラップさせたとき、図１３に示すようにオーバラップ
量を横軸に取り、輝度の差分を縦軸に取ると、サブ画素
以下の精度で最適なオーバラップ量の位置が分かり、こ
の位置に基づいて各画像データＤ_t、Ｄ_hをオーバラッ
プさせて重ね合わせる。

【０１３７】このように第１断面の輝度プロファイルが
得られると、座標算出手段５９は、上記図５に示す作用
と同様に、第１断面内の輝度プロファイルでの最大輝度
に対して例えば最大輝度に対して７０％の輝度をスライ
スレベルとして求め、このスライスレベルと交わるＸ
軸、Ｙ軸方向での輝度プロファイルの２点の座標を求め
る。

【０１３８】この場合、座標算出手段５９は、上記図７
に示す作用と同様に、輝度プロファイルを量子化して座
標に対応する各データとして配列し、スライスレベルと
交わる点の座標を各データ間の直線補間により求める。

【０１３９】なお、上記の如く例えば最大輝度に対して
７０％の輝度をスライスレベルとしたとき、このスライ
スレベルが輝度プロファイルの外側に出てしまう可能性
のある場合には、上下（縦）、左右（横）ともに最端部
の輝度データのうち、大きい方の輝度をしきい値として
スライスレベルの座標を求める。

【０１４０】次に出射角度算出手段６０は、座標算出手
段５９により求められたＸ及びＹ方向のそれぞれの２点
の座標の中心座標を求め、この中心座標を第１断面での
レーザビーム光軸として求める。

【０１４１】次に、透過側と反射側との各ＣＣＤカメラ
５２、５３は、各移動手段５４、５５の駆動によってそ
れぞれ第２断面の位置に配置される。

【０１４２】２つのＣＣＤカメラ５２、５３は、それぞ
れビームスプリッタ５１からの透過光、反射光におい
て、そのレーザビームの互いに異なるほぼ半分で、かつ
レーザビームの光軸でオーバーラップする領域のレーザ
ビームを直接受光し、その光量に応じた画像信号を出力
する。

【０１４３】画像重ね合わせ手段５７は、上記同様に、
各ＣＣＤカメラ５２、５３からそれぞれ出力される各画
像信号を入力し、これら画像信号を例えば５１２×４８
０画素の配列に変換し、かつそれぞれの画素において２
５６階調の輝度情報を含んだ各画像データとして取り込
む。

【０１４４】そして、画像重ね合わせ手段５７は、透過
側と反射側との各画像データを、各ＣＣＤカメラ５２、
５３でのオーバラップした領域での各配列毎の輝度プロ
ファイルの差分が最小になるようにして重ね合わせ、第
２断面における１枚の画像データを作成する。

【０１４５】そして、輝度プロファイル測定手段５８
は、画像重ね合わせ手段５７により作成された第２断面
の各位置での各画像データの輝度から第２断面内におけ
る各最大輝度をそれぞれ検索し、かつ第２断面内での各
輝度プロファイルを求める。

【０１４６】このように第２断面の輝度プロファイルが
得られると、座標算出手段５９は、上記図５に示す作用
と同様に、第２断面内の輝度プロファイルでの最大輝度
に対して例えば最大輝度に対して７０％の輝度をスライ
スレベルとして求め、このスライスレベルと交わるＸ
軸、Ｙ軸方向での輝度プロファイルの２点の座標を求め
る。

【０１４７】次に出射角度算出手段６０は、座標算出手
段５９により求められたＸ及びＹ方向のそれぞれの２点
の座標の中心座標を求め、この中心座標を第２断面での
レーザビーム光軸として求める。

【０１４８】そして、出射角度算出手段６０は、座標算
出手段５９により求められた第１及び第２断面における
それぞれの２点の座標の中心座標をレーザビーム光軸の
通るところとして求め、これら第１断面での中心座標と
第２断面での中心座標との幾何学的関係からレーザビー
ムの傾き角度を算出する従って、ＬＤ２から出射される
レーザビームの傾き角度が算出されるので、上記図２又
は図８に示す各調整ねじ２２ａ、２２ｂの締結を調整す
れば、ＬＤホルダ２０の姿勢を可変でき、これによりＬ
Ｄ２から出射されるレーザビームの出射角度をラジアル
方向、タンジェンシャル方向でそれぞれ独立して調整で
き、レーザビームの出射角度を基準面２９に対して垂直
にできる。

【０１４９】このように上記第４の実施の形態において
は、ＬＤ２から出射されるレーザビームの光軸上にビー
ムスプリッタ５１を配置するとともにその透過光路上及
び反射光路上にそれぞれレーザビームの互いに異なる略
半分の領域を撮像するように各ＣＣＤカメラ５２、５３
を配置し、これらＣＣＤカメラ５２、５３の撮像により
得られる第１及び第２断面における各輝度プロファイル
に基づいてレーザビームの出射角度を求めるので、ＬＤ
２から出射されるレーザビームの傾き角度の調整を高精
度にかつ短時間で実施できる。そのうえ、第１及び第２
断面において寸法的な制約を全く受けることがないの
で、幾何学的に非常に高精度なレーザビームの傾き角度
の検出ができる。

【０１５０】さらに、各ＣＣＤカメラ５２、５３に直接
レーザビームを取り込むので、これらＣＣＤカメラ５
２、５３を第１断面と第２断面との間に往復動作させる
だけで済み、機械的な走査を大幅に削除できるとともに
工数を削減でき、実際の量産ラインに最適となる。

【０１５１】又、第１断面と第２断面との断面間距離が
長くなっても、レーザビームのスポットにおける互いに
異なる略半分の領域をそれぞれ撮像する各ＣＣＤカメラ
５２、５３を用いることによって直接レーザビームを取
り込むことができる。

【０１５２】例えば、図１４に示すように現行の１つの
ＣＣＤカメラ６１の受光面では、第１断面と第２断面と
の距離が短ければ、レーザビームのスポット全域を受光
できる。図１５(a)(b)は第１と第２断面との距離が短い
ときのＣＣＤ受光面とビームスポットとの大きさの関係
及び周辺輝度プロファイルを示す。

【０１５３】ところが、現行の１つのＣＣＤカメラ６１
の受光面で、第１断面と第２断面との距離が長くなる
と、レーザビームのスポット全域を受光できなくなる。
図１６(a)(b)は第１断面と第２断面との距離が長いとき
のＣＣＤ受光面とビームスポットとの大きさの関係及び
周辺輝度プロファイルを示す。

【０１５４】このように直接レーザビームを取り込むこ
とができない場合、特に一般に使用されている光軸検索
アルゴリズムとしての重心検索では、所望しない誤った
光軸を検出してしまうだけとなる。

【０１５５】又、ＣＣＤ受光面の全面の重心検索では、
前述したように画像処理によるＸＹ軸にそれぞれ投影し
た周辺輝度プロファイルを予め求め、次に上記図５に示
すスライスレベルを決め、有効領域のみで重心検索にす
るなどしていた。

【０１５６】しかしながら、図１６(b) に示すように非
常になだらかな変化の輝度プロファイルにおいては、ス
ライスレベルを切ろうとすると、ほとんど有効なデータ
を抽出することができない。

【０１５７】これに対して上記本発明装置では、第１断
面と第２断面との断面間距離が長くなっても、各ＣＣＤ
カメラ５２、５３を用いることによって直接レーザビー
ムを取り込むことができる。

【０１５８】(5) 次に本発明の第５の実施の形態につい
て説明する。

【０１５９】図１７は半導体レーザの傾き調整装置の構
成図である。

【０１６０】ＬＤ２は、ＬＤホルダー５０に圧入され、
保持されている。このＬＤホルダー５０は、上記図２に
示すように第１のＬＤホルダ２０、第２のＬＤホルダ２
４及び板ばね２７などにより構成されるもの、又は図８
に示すＬＤホルダ２０及び板ばね２７などにより構成さ
れている。

【０１６１】なお、ＬＤ２は、ＬＤチップ２ａがヒート
シンク２ｂに設けられ、かつＬＤチップ２ａの出射光路
側に出射窓（ガラス窓）２ｃが設けられている。

【０１６２】ＸＹＺステージ３２には、レーザ反射式変
位計６３が積載されている。

【０１６３】このレーザ反射式変位計６３は、ＸＹＺス
テージ３２の動作によりＬＤホルダ５０の圧入されたＬ
Ｄ２の出射窓の上方に走査され、ＬＤ２におけるレーザ
ヘッド本体との突き当て面（取り付け面）５０ａとＬＤ
２内に収納されているＬＤチップ２ａ面との距離を測定
し、その測定信号を出力する機能を有している。

【０１６４】光軸測定手段６４は、レーザ反射式変位計
６３から出力される測定信号を入力し、この測定信号に
基づいて取り付け面５０ａからＬＤチップ２ａ面までの
距離ｄを測定する機能を有している。

【０１６５】このような構成であれば、レーザ反射式変
位計６３は、ＸＹＺステージ３２の動作によりＬＤホル
ダ５０の圧入されたＬＤ２の出射窓２ｃの上方に例えば
ＸＹ平面上に走査される。

【０１６６】このレーザ反射式変位計６３は、走査中
に、ＬＤ２におけるレーザヘッド本体との取り付け面５
０ａとＬＤ２内に収納されているＬＤチップ２ａ面との
距離を測定し、その測定信号を出力する。

【０１６７】図１８はレーザ反射式変位計６３の出力を
示し、取り付け面５０ａ、ＬＤチップ２ａやヒートシン
ク２ｂ、カンパッケージ部２ｄ、ＬＤホルダー５０が測
定されている。

【０１６８】光軸測定手段６４は、レーザ反射式変位計
６３から出力される測定信号を入力し、この測定信号に
基づいて取り付け面５０ａからＬＤチップ２ａまでの距
離を求める。

【０１６９】このように取り付け面５０ａからＬＤチッ
プ２ａまでの距離を求めると、上記図２又は図８に示す
各調整ねじ２２ａ、２２ｂの締結を同一量調整すること
によって、ＬＤホルダ２０をフォーカス方向に調整で
き、後工程のコリメートレンズ調整の均一性が図れる。

【０１７０】このように上記第５の実施の形態において
は、レーザ反射式変位計６３をＬＤ２の出射窓の上方に
走査し、ＬＤ２におけるレーザヘッド本体との取り付け
面５０ａとＬＤ２内に収納されているＬＤチップ２ａ面
との距離を測定し、その測定信号に基づいて取り付け面
５０ａからＬＤチップ２ａまでの距離を一定にすること
により後工程のコリメートレンズ調整を高精度にかつ短
時間で実施できる。

【０１７１】(6) 次に本発明の第６の実施の形態につい
て説明する。なお、上記図１０と同一部分には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。

【０１７２】図１９は半導体レーザの傾き調整装置の構
成図である。

【０１７３】ＬＤ２から出射されるレーザビームの光軸
上には、ビームスプリッタ５１が配置されている。な
お、このビームスプリッタ５１に代ってハーフミラーを
配置してもよい。

【０１７４】このビームスプリッタ５１により分岐され
る透過光と反射光との各光路上には、透過側のＣＣＤカ
メラ６５、反射側のＣＣＤカメラ６６がそれぞれ配置さ
れている。

【０１７５】このうちＣＣＤカメラ６５は、透過光路上
で上記第２断面に相当する位置に配置され、ＣＣＤカメ
ラ６６は、反射光路上で上記第１断面に相当する位置に
配置されている。

【０１７６】これらＣＣＤカメラ６５とＣＣＤカメラ６
６とは、それぞれＬＤ２から出射されるレーザビームの
全スポット領域を撮像してその画像信号を出力する機能
を有している。

【０１７７】一方、信号処理装置６７は、２つのＣＣＤ
カメラ６５、６６からそれぞれ出力された各画像信号を
入力し、ＬＤ２から出射されるレーザビームの角度を求
める機能を有するもので、輝度プロファイル測定手段６
８、座標算出手段６９及び出射角度算出手段７０の各機
能を有している。

【０１７８】このうち輝度プロファイル測定手段６８
は、各ＣＣＤカメラ６５、６６からそれぞれ出力された
各画像信号を取り込んで第１及び第２断面の各位置での
例えば２５６階調の輝度情報を含んだ各画像データに変
換し、これら画像データの輝度から第１及び第２断面内
における各最大輝度をそれぞれ検索し、かつ第１及び第
２断面内での各輝度プロファイルを求める機能を有して
いる。

【０１７９】座標算出手段６９は、第１及び第２断面内
の各輝度プロファイルにおいて、第１及び第２断面内で
の各最大輝度に対して上記図５に示すようにそれぞれ所
定割合の輝度をスライスレベルとして求め、これらスラ
イスレベルと交わる輝度プロファイルの２点の座標を求
める機能を有している。

【０１８０】出射角度算出手段７０は、座標算出手段６
９により求められた第１及び第２断面におけるそれぞれ
の２点の座標の中心座標をレーザビーム光軸の通るとこ
ろとして求め、これら第１断面での中心座標と第２断面
での中心座標との幾何学的関係からレーザビームの傾き
角度を算出する機能を有している。

【０１８１】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０１８２】ＬＤ２から出射されたレーザビームは、ビ
ームスプリッタ５１において透過するとともに反射し、
このうち透過したレーザビームがＣＣＤカメラ６５に入
射し、反射したレーザビームがＣＣＤカメラ６６に入射
する。

【０１８３】このうち透過側のＣＣＤカメラ６５は、第
２断面位置においてレーザビームを直接受光しその光量
に応じた画像信号を出力し、反射側のＣＣＤカメラ６６
は、第１断面位置においてレーザビームを直接受光しそ
の光量に応じた画像信号を出力する。

【０１８４】輝度プロファイル測定手段６８は、ＣＣＤ
カメラ６５から出力された画像信号を取り込んで例えば
２５６階調の輝度情報を含む第２断面の位置での画像デ
ータに変換し、この画像データの輝度から第２断面内に
おける各最大輝度をそれぞれ検索し、かつ第２断面内で
の輝度プロファイルを求める。

【０１８５】これと共に輝度プロファイル測定手段６８
は、ＣＣＤカメラ６６から出力された画像信号を取り込
んで例えば２５６階調の輝度情報を含む第１断面の位置
での画像データに変換し、この画像データの輝度から第
１断面内における各最大輝度をそれぞれ検索し、かつ第
１断面内での輝度プロファイルを求める。

【０１８６】このように第１及び第２断面の各輝度プロ
ファイルが得られると、座標算出手段６９は、上記図５
に示す作用と同様に、第１及び第２断面内の各輝度プロ
ファイルでの各最大輝度に対して例えば７０％の輝度を
スライスレベルとして求め、このスライスレベルと交わ
るＸ軸、Ｙ軸方向での各輝度プロファイルの２点の座標
を求める。

【０１８７】なお、上記の如く例えば最大輝度に対して
７０％の輝度をスライスレベルとしたとき、このスライ
スレベルが輝度プロファイルの外側に出てしまう可能性
のある場合には、上下（縦）、左右（横）ともに最端部
の輝度データのうち、大きい方の輝度をしきい値として
スライスレベルの座標を求める。

【０１８８】次に出射角度算出手段７０は、座標算出手
段６９によりそれぞれ求められた第１第２断面における
Ｘ及びＹ方向のそれぞれの２点の座標の中心座標を求
め、この中心座標を第１及び第２断面での各レーザビー
ム光軸として求める。

【０１８９】そして、出射角度算出手段７０は、座標算
出手段６９により求められた第１及び第２断面における
それぞれの２点の座標の中心座標をレーザビーム光軸の
通るところとして求め、これら第１断面での中心座標と
第２断面での中心座標との幾何学的関係からレーザビー
ムの傾き角度を算出する。

【０１９０】このようにＬＤ２から出射されるレーザビ
ームの傾き角度が算出されると、上記図２又は図８に示
す各調整ねじ２２ａ、２２ｂの締結が調整され、ＬＤホ
ルダ２０の姿勢が可変され、これによりＬＤ２から出射
されるレーザビームの出射角度がラジアル方向、タンジ
ェンシャル方向でそれぞれ独立して調整され、レーザビ
ームの出射角度が基準面２９に対して垂直にできる。

【０１９１】このように上記第６の実施の形態において
は、各ＣＣＤカメラ６５、６６をそれぞれ第１、第２断
面の位置に配置したので、機械的に動く部分がゼロとな
るのでリアルタイムにＬＤ２から出射されるレーザビー
ムの傾き角度の検査、調整をができる。

【０１９２】又、各ＣＣＤカメラ６５、６６に直接レー
ザビームを取り込むので、これらＣＣＤカメラ６５、６
６を第１断面と第２断面との間に往復動作させるだけで
済み、機械的な走査をゼロにできるとともに工数を削減
でき、実際の量産ラインに最適となる。

【０１９３】さらに、ビーム広がり角の小さいＬＤ２に
対し、現在の２／３インチサイズのＣＣＤ受光面で第１
及び第２断面の位置で十分に受光できる場合、逆に１イ
ンチ以上のＣＣＤカメラが産業用、民生用に普及して適
当な価格になった場合には、上記のように各ＣＣＤカメ
ラ６５、６６をそれぞれ第１、第２断面の位置に配置し
た構成で対応できる。

【０１９４】このような構成により機械的な動作の無い
リアルタイム性を有するレーザビームの傾き角度の検出
・調整装置を実現できる。

【０１９５】(7) 次に本発明の第７の実施の形態につい
て説明する。

【０１９６】図２０は半導体レーザの傾き調整装置の構
成図である。

【０１９７】ベース８０上には、ワークステージ８１が
設けられている。このワークステージ８１の上面には、
ＬＤホルダ８２が突き当てられる基準面８３が形成され
ている。

【０１９８】このワークステージ８１の基準面８３上に
は、上記ＬＤホルダ８２が突き立てられている。このＬ
Ｄホルダ８２は、ワークステージ８１に対して真空吸着
又は機械式クランプにより突き当てられて固定されてい
る。なお、ワークステージ８１上のＬＤホルダ８２の固
定される部分には、レーザビームを通過させるための孔
が形成されている。

【０１９９】ＬＤホルダ８２は、図２１に示すようにＬ
Ｄ２を保持すると共に、上記の如くＬＤ２の出射窓側を
ワークステージ８１の基準面８３に突き当てて載置され
ている。

【０２００】又、ＬＤホルダ８２は、ＬＤ２の姿勢を可
変とする構造となっており、図２１に示すように凹形
状、例えば球座の案内面が形成された第１のホルダ部材
（以下、凹型ホルダと称する）８４と、この凹型ホルダ
８４の案内面に沿って摺動する凸面が形状され、かつＬ
Ｄ２が圧入されて固定する第２のホルダ部材（以下、凸
型ホルダと称する）８５とから構成されている。

【０２０１】又、ベース８０上には、ＣＣＤカメラ用ス
テージ８６が設けられている。このＣＣＤカメラ用ステ
ージ８６は、ステージの移動端部にＣＣＤカメラ８７が
その受光面８７ａを上方に向けて設けられている。

【０２０２】このＣＣＤカメラ用ステージ８６は、例え
ば図２２に示すようにＣＣＤカメラ８７をＬＤホルダ８
２に保持されているＬＤ２から出射されるレーザビーム
の光軸方向に昇降させ、図４に示す第１断面と第２断面
とに相当する位置にそれぞれ配置させる機能を有してい
る。

【０２０３】又、ベース８０上には、待避ステージ８８
が設けられ、この待避ステージ８８がワークステージ８
１に対してセットされる位置に移動したり、待避する方
向に移動する構成となっている。

【０２０４】この待避ステージ８８上には、出射角度調
整手段８９を備えた調整機構用ステージ９０が設けられ
ている。この調整機構用ステージ９０は、出射角度調整
手段８９を昇降させる機能を有している。

【０２０５】出射角度調整手段８９は、ＬＤホルダ８２
の凹型ホルダ８４を摺動させてＬＤ２の姿勢を可変し、
レーザビームの出射角度を調整する機能を有するもの
で、図２１に示す構成を有している。

【０２０６】すなわち、２枚の平行な支持板９０、９１
が設けられ、このうち下段側の支持板９１には、ＬＤホ
ルダ８２に対して常時押し付ける第１の調整用プローブ
９２及び第２の調整用プローブ９３が設けられている。

【０２０７】このうち第１の調整用プローブ９２は、プ
ローブ本体９４と支持板９１の下面との間にスプリング
９５を介在させ、プローブ本体９４を凹型ホルダ８４に
対して下方向に常時押し付ける付勢力を有するものとな
っている。

【０２０８】第２の調整用プローブ９３は、プローブ本
体９６と支持板９１の上面との間にスプリング９７を介
在させ、プローブ本体９６を凹型ホルダ８４に対して上
方向の付勢力を有するもの、すなわちＬＤホルダ８４に
対して押し引き自在に設けられている。

【０２０９】又、上段側の支持板９０には、マイクロメ
ータヘッド９８が設けられ、その先端部が鋼球９９を介
して第２の調整用プローブ９３に当接している。

【０２１０】このマイクロメータヘッド９８は、第２の
調整用プローブ９３のスプリング９７の力に杭して第２
の調整用プローブ９３を凹型ホルダ８４に対して押し付
ける駆動力を与える駆動源として作用するものである。

【０２１１】なお、マイクロメータヘッド９８を用いた
マニュアル駆動方式でなく、自動駆動方式にする場合に
は、例えばマイクロメータヘッド９８に代わって電磁モ
ータを用いてもよい。

【０２１２】ところで、ＬＤホルダ８２の凹型ホルダ８
４に上記の如く球座の案内面が形成されていれば、図２
３(a) に示すように第１及び第２の調整用プローブ９
２、９３をＬＤホルダ８２に押し付けて角度調整を行う
ものとなる。

【０２１３】又、同図(b) に示すように第１及び第２の
調整用プローブ９２、９３を２組互いに角度９０°をお
いて配置すれば、ラジアル、タンジェントの２軸で角度
調整ができるものとなる。

【０２１４】一方、信号処理装置１００は、ＣＣＤカメ
ラ８７から出力された画像信号を入力してＬＤ２から出
射されるレーザビームの角度を求める機能を有するもの
で、輝度プロファイル測定手段１０１、座標算出手段１
０２及び出射角度算出手段１０３の各機能を有してい
る。

【０２１５】このうち輝度プロファイル測定手段１０１
は、ＣＣＤカメラ８７を第１及び第２断面の位置にそれ
ぞれ配置したときに撮像された画像信号の輝度から第１
及び第２断面内における各最大輝度を検索し、かつ第１
及び第２断面内における各輝度プロファイルを求める機
能を有している。

【０２１６】座標算出手段１０２は、輝度プロファイル
測定手段１０１により求められた第１及び第２断面内の
各輝度プロファイルにおいて、第１及び第２断面内での
各最大輝度に対して上記図５に示すようにそれぞれ所定
割合の輝度をスライスレベルとして求め、これらスライ
スレベルと交わる輝度プロファイルの２点の座標を求め
る機能を有している。

【０２１７】出射角度算出手段１０３は、座標算出手段
１０２により求められた第１及び第２断面内での２点の
座標の中心座標をレーザビーム光軸の通るところとして
求める機能を有している。

【０２１８】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて図２４に示す傾き検出・調整アルゴリズムに従って
説明する。

【０２１９】ＬＤホルダ８２における凹型ホルダ８４の
案内面には、ステップ＃２０において接着剤が塗布さ
れ、凹型ホルダ８４と凸型ホルダ８５とが重ね合わされ
た状態となる。

【０２２０】このＬＤホルダ８２は、ステップ＃２１に
おいて、ワークステージ８１の基準面８３上に真空吸着
されて固定される。

【０２２１】次にステップ＃２２において、ＬＤ２に対
して電流が供給され、ＬＤ２からはレーザビームが出射
される。

【０２２２】次にステップ＃２３において、ＬＤ２から
出射されるレーザビームの傾き角度が測定される。

【０２２３】すなわち、ＣＣＤカメラ８７は、ＣＣＤカ
メラ用ステージ８６の動作により図２２に示すように第
１断面内と第２断面内とにそれぞれ配置され、これら第
１断面内と第２断面内とにおいてＬＤ２から出射される
レーザビームを直接受光し、このレーザビームの輝度に
応じた画像信号を出力する。

【０２２４】輝度プロファイル測定手段１０１は、ＣＣ
Ｄカメラ８７から出力される画像信号を入力し、このＣ
ＣＤカメラ８７を第１及び第２断面の位置にそれぞれ配
置したときに撮像された画像信号の輝度から第１及び第
２断面内における各最大輝度を検索し、かつ第１及び第
２断面内における各輝度プロファイルを求める。

【０２２５】座標算出手段１０２は、輝度プロファイル
測定手段１０１により求められた第１及び第２断面内の
各輝度プロファイルにおいて、第１及び第２断面内での
各最大輝度に対して上記図５に示すようにそれぞれ所定
割合の輝度をスライスレベルとして求め、これらスライ
スレベルと交わる輝度プロファイルの２点の座標を求め
る。

【０２２６】出射角度算出手段１０３は、座標算出手段
１０２により求められた第１及び第２断面内での２点の
座標の中心座標をレーザビーム光軸の通るところとして
求め、これら第１断面での中心座標と第２断面での中心
座標との幾何学的関係からレーザビームの傾き角度を算
出する。

【０２２７】このようにレーザビームの傾き角度が算出
されると、次のステップ＃２４でＬＤ２からのレーザビ
ームの傾き角度に基づいてＬＤホルダ８２における凸型
ホルダ８５の傾き補正量への換算を行い、次のステップ
＃２５においてマイクロメータヘッド９８を動作させて
レーザビームの傾き角度の調整を行う。

【０２２８】すなわち、マイクロメータヘッド９８が動
作されると、図２１に示すようにマイクロメータヘッド
９８から第２の調整用プロープ９３に対する押し付ける
付勢力が変化し、この付勢力が第２の調整用プロープ９
３を通してＬＤ２が圧入された凸型ホルダ８５に伝達さ
れる。

【０２２９】これにより凸型ホルダ８５は、凹型ホルダ
８４の案内面に沿って移動し、ＬＤ２から出射されるレ
ーザビームの傾き角度が調整される。

【０２３０】図２５はマイクロメータヘッド９８の調整
量に対する凸型ホルダ８５の角度測定結果の例を示す。
この角度測定結果からややヒステリシスが見られるが、
設計理論値に一致する約０．０１°／μｍの感度で傾き
角度の調整ができることが確認されている。

【０２３１】再び、ＣＣＤカメラ８７は、ステップ＃２
６において、ＣＣＤカメラ用ステージ８６の動作により
図２２に示すように第１断面内と第２断面内とにそれぞ
れ配置され、これら第１断面内と第２断面内とにおいて
ＬＤ２から出射されるレーザビームを直接受光し、この
レーザビームの輝度に応じた画像信号を出力する。

【０２３２】輝度プロファイル測定手段１０１は、ＣＣ
Ｄカメラ８７から出力される画像信号を入力し、このＣ
ＣＤカメラ８７を第１及び第２断面の位置にそれぞれ配
置したときに撮像された画像信号の輝度から第１及び第
２断面内における各最大輝度を検索し、かつ第１及び第
２断面内における各輝度プロファイルを求める。

【０２３３】座標算出手段１０２は、輝度プロファイル
測定手段１０１により求められた第１及び第２断面内の
各輝度プロファイルにおいて、第１及び第２断面内での
各最大輝度に対して所定割合の輝度をスライスレベルと
して求め、これらスライスレベルと交わる輝度プロファ
イルの２点の座標を求める。

【０２３４】出射角度算出手段１０３は、座標算出手段
１０２により求められた第１及び第２断面内での２点の
座標の中心座標をレーザビーム光軸の通るところとして
求め、これら第１断面での中心座標と第２断面での中心
座標との幾何学的関係からレーザビームの傾き角度を算
出する。

【０２３５】ここで、測定されたレーザビームの傾き角
度が規格内であれば、ステップ＃２７から＃２８に移
り、ここで仮接着が行われる。この後、ＬＤホルダ８２
は、ステップ＃２９において、ワークステージ８１の基
準面８３上に対する真空吸着が開放される。

【０２３６】これに対しレーザビームの傾き角度が規格
外であれば、再びステップ＃２４に戻り、マイクロメー
タヘッド９８を動作させてレーザビームの傾き角度の調
整が行われる。

【０２３７】このように上記第７の実施の形態のおいて
は、案内面が形成された凹型ホルダ８４と、ＬＤ２が圧
入された凸型ホルダ８５とを重ね合わせたＬＤホルダ８
２を設け、かつ第１及び第２の調整用プローブ９２、９
３をＬＤホルダ８２に接触させ、マイクロメータヘッド
９８の駆動により第２の調整用プローブ９３をＬＤホル
ダ８２に対して押し引きしてレーザビームの傾き角度を
調整するようにしたので、ＬＤ出射光の傾き角度の調整
を高精度にかつ短時間で実施できる。

【０２３８】(8) 次に本発明の第８の実施の形態につい
て説明する。

【０２３９】図２６は半導体レーザの傾き調整装置に用
いられる出射角度調整手段の構成図である。なお、半導
体レーザの傾き調整装置の全体構成は、図２０に示す構
成と同一であり、その同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。

【０２４０】下段側の支持板９１の下面には、第１と第
２との調整用プローブ９２、９３の間に電気的接続用部
材１１０が設けられている。

【０２４１】この電気的接続用部材１１０は、ＬＤホル
ダ８２に保持されているＬＤ２の足と電気的に接続され
る各電極１１１を備えたものである。

【０２４２】図２７はかかる電気的接続用部材１１０の
外観図であり、この電気的接続用部材１１０は樹脂部材
により形成され、ＬＤ２の足に対応する部分にテーパ状
の各穴１１２が形成されている。なお、これらテーパ穴
１１２は、図では２つのであるが、実際にはＬＤ２の３
本の足に対応して３つの穴が形成されている。

【０２４３】そして、これらテーパ穴１１２の内部に各
電極１１１が配線されている。これら電極１１１には、
ＬＤ２からレーザビームを出射させるための電源が接続
されている。

【０２４４】このような構成であれば、上記同様に、凹
型ホルダ８４と凸型ホルダ８５とを接着剤を介して重ね
合わせ、このＬＤホルダ８２をワークステージ８１の基
準面８３上に真空吸着される。

【０２４５】この状態に、出射角度調整手段８９は、図
２８に示すように下降し、電気的接続用部材１１０の各
テーパ穴１１２にＬＤ２の各足が挿入される。これによ
り、ＬＤ２の各足と電気的接続用部材１１０の各電極１
１１とが電気的に接続され、ＬＤ２からレーザビームが
出射される。

【０２４６】ＣＣＤカメラ８７は、図２２に示すように
第１断面内と第２断面内とにそれぞれ配置され、レーザ
ビームの輝度に応じた各画像信号を出力する。

【０２４７】輝度プロファイル測定手段１０１は、第１
断面内と第２断面の各位置に配置したときの各画像信号
の輝度から第１及び第２断面内における各最大輝度を検
索するとともに各輝度プロファイルを求める。

【０２４８】座標算出手段１０２は、輝度プロファイル
測定手段１０１により求められた第１及び第２断面内の
各輝度プロファイルにおいて、それぞれ各最大輝度に対
して所定割合の輝度をスライスレベルとして求め、これ
らスライスレベルと交わる輝度プロファイルの２点の座
標を求める。

【０２４９】出射角度算出手段１０３は、座標算出手段
１０２により求められた第１及び第２断面内での２点の
座標の中心座標をレーザビーム光軸の通るところとして
求め、これら第１断面での中心座標と第２断面での中心
座標との幾何学的関係からレーザビームの傾き角度を算
出する。

【０２５０】このようにレーザビームの傾き角度が算出
されると、このレーザビームの傾き角度に基づいてマイ
クロメータヘッド９８が動作され、これにより第２の調
整用プロープ９３に対する押し付ける付勢力が変化し、
凸型ホルダ８５が案内面に沿って移動し、ＬＤ２から出
射されるレーザビームの傾き角度が調整される。

【０２５１】再び、ＣＣＤカメラ８７は、第１断面内と
第２断面内とにそれぞれ配置され、このときのレーザビ
ームの輝度に応じた各画像信号を出力する。

【０２５２】以下、上記同様に、輝度プロファイル測定
手段１０１は、ＣＣＤカメラ８７から出力される画像信
号の輝度から第１及び第２断面内における各最大輝度を
検索するとともに各輝度プロファイルを求め、座標算出
手段１０２は、これら第１及び第２断面内の各輝度プロ
ファイルからスライスレベルと交わる輝度プロファイル
の２点の座標を求め、出射角度算出手段１０３は、第１
及び第２断面内での２点の座標の中心座標をレーザビー
ム光軸の通るところとして求め、これら第１断面での中
心座標と第２断面での中心座標との幾何学的関係からレ
ーザビームの傾き角度を算出する。

【０２５３】ここで、測定されたレーザビームの傾き角
度が規格内であれば、仮接着が行われる。この後、ＬＤ
ホルダ８２は、ワークステージ８１の基準面８３上に対
する真空吸着が開放される。

【０２５４】これに対しレーザビームの傾き角度が規格
外であれば、マイクロメータヘッド９８を動作させてレ
ーザビームの傾き角度の調整が行われる。

【０２５５】このように上記第８の実施の形態のおいて
は、上記第７の実施の形態の効果と同様の効果を奏する
ことは言うまでもなく、さらに各電極１１１を有する電
気的接続用部材１１０を設けたので、ＬＤ２の足への配
線・接続作業を別に行うことがなく、レーザビームの傾
き角度を算出する一連の動作を利用することで配線・接
続でき、工数の増大を招くことがない。

【０２５６】なお、本発明は、上記第１〜第８の実施の
形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。

【０２５７】例えば、ＬＤホルダ８２の凹型ホルダ８４
に回転方向が一軸の案内面が形成されていれば、レーザ
ビームスポットの楕円短辺軸の方向を案内面で角度調整
する一軸の方向に一致させるようにすればよい。

【０２５８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、Ｌ
Ｄ出射光の傾き角度の調整を高精度にかつ短時間で実施
できる半導体レーザの傾き調整方法及びその装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる半導体レーザの傾き調整装置の
第１の実施の形態を示す構成図。

【図２】同装置に用いる第１及び第２のＬＤホルダの構
成図。

【図３】第１と第２のＬＤホルダとの間に介在する板ば
ねの外観図。

【図４】輝度プロファイルを求める各断面位置を示す
図。

【図５】レーザビーム光軸の検出手順のアルゴリズムを
説明するための図。

【図６】傾き検出アルゴリズムを示す図。

【図７】輝度プロファイルを量子化したときの処理方法
を示す図。

【図８】本発明に係わる半導体レーザの傾き調整装置の
第２の実施の形態に用いられるＬＤホルダの構成図。

【図９】本発明に係わる半導体レーザの傾き調整装置の
第３の実施の形態に用いられる輝度プロファイル作成方
式を示す図。

【図１０】本発明に係わる半導体レーザの傾き調整装置
の第４の実施の形態を示す構成図。

【図１１】透過側と反射側との各画像データ間のオーバ
ラップ量を示す図。

【図１２】透過側と反射側との各画像データを重ね合わ
せた後の輝度プロファイルを示す図。

【図１３】各画像データをオーバラップさせたときの差
分を示す図。

【図１４】現行のＣＣＤカメラの受光面でのビームスポ
ットの受光状態を示す図。

【図１５】断面間距離が短いときのＣＣＤ受光面とビー
ムスポットとの大きさの関係及び周辺輝度プロファイル
を示す図。

【図１６】断面間距離が長いときのＣＣＤ受光面とビー
ムスポットとの大きさの関係及び周辺輝度プロファイル
を示す図。

【図１７】本発明に係わる半導体レーザの傾き調整装置
の第５の実施の形態を示す構成図。

【図１８】同装置に用いられるレーザ反射式変位計の出
力を示す図。

【図１９】本発明に係わる半導体レーザの傾き調整装置
の第６の実施の形態を示す構成図。

【図２０】本発明に係わる半導体レーザの傾き調整装置
の第７の実施の形態を示す構成図。

【図２１】同装置における出射角度調整手段の構成図。

【図２２】同装置においてＣＣＤカメラを昇降して配置
する第１断面及び第２断面を示す図。

【図２３】同装置における第１及び第２の調整用プロー
ブによる角度調整を説明するための図。

【図２４】同装置における傾き検出・調整アルゴリズム
を示す図。

【図２５】同装置におけるマイクロメータヘッドの調整
量に対する凸型ホルダの角度測定結果を示す図。

【図２６】本発明に係わる半導体レーザの傾き調整装置
の第８の実施の形態を示す構成図。

【図２７】同装置に用いられる電気的接続用部材の外観
図。

【図２８】同電気的接続用部材によるＬＤへの接続を示
す図。

【図２９】光ディスク装置の構成図。

【図３０】従来のＬＤ傾き調整装置の測定原理を示す
図。

【図３１】同装置によるＬＤ傾き調整の作用を示す図。

【符号の説明】

２…ＬＤ、２０…第１のＬＤホルダ、２２ａ，２２ｂ…調整ねじ、２４…第２のＬＤホルダ、２７…板ばね、３１…光パワーメータ、３２…ＸＹＺステージ、３５…信号処理装置、３６…輝度プロファイル測定手段、３７…座標算出手段、３８…出射角度算出手段、４０…ＣＣＤカメラ、５０…ＬＤホルダー、５１…ビームスプリッタ、５２，５３…ＣＣＤカメラ、５４，５５…移動手段、５６…信号処理装置、５７…画像重ね合わせ手段、５８…輝度プロファイル測定手段、５９…座標算出手段、６０…出射角度算出手段、６１…ＣＣＤカメラ、６３…レーザ反射式変位計、６５，６６…ＣＣＤカメラ、６８…輝度プロファイル測定手段、６９…座標算出手段、７０…出射角度算出手段、８１…ワークステージ、８２…ＬＤホルダ、８４…凹型ホルダ、８５…凸型ホルダ、８７…ＣＣＤカメラ、８９…出射角度調整手段、９２…第１の調整用プローブ、９３…第２の調整用プローブ、９８…マイクロメータヘッド、１０１…輝度プロファイル測定手段、１０２…座標算出手段、１０３…出射角度算出手段、１１０…電気的接続用部材、１１１…電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザをヘッド部本体に取り付け
たときの傾きを調整する半導体レーザの傾き調整方法に
おいて、前記半導体レーザを保持部材に保持し、かつこの保持部
材と前記ヘッド部本体との間に弾性部材を介在させ、前
記保持部材を前記ヘッド部本体に対して複数の調整ねじ
によりそれぞれ個別に締結することを特徴とする半導体
レーザの傾き調整方法。
【請求項２】半導体レーザをヘッド部本体に取り付け
たときの傾きを調整する半導体レーザの傾き調整方法に
おいて、前記半導体レーザを第１の保持部材に圧入するとともに
前記ヘッド部本体に対して第２の保持部材を固定し、か
つ前記第１の保持部材を弾性部材を介して前記第２の保
持部材に装着し、前記第１の部材を前記第２の部材に対
して複数の調整ねじによりそれぞれ個別に締結すること
を特徴とする半導体レーザの傾き調整方法。
【請求項３】半導体レーザから出力されるレーザビー
ムの出射角度を調整する半導体レーザの傾き調整方法に
おいて、前記レーザビームの光軸に対して交わる方向の少なくと
も２つの断面において各輝度プロファイルを求め、これ
ら輝度プロファイルにおける最大輝度の各座標と前記各
断面間の距離とに基づいて前記レーザビームの出射角度
を検査することを特徴とする半導体レーザの傾き調整方
法。
【請求項４】半導体レーザをヘッド部本体に取り付け
たときの傾きを調整する半導体レーザの傾き調整装置に
おいて、前記半導体レーザを保持する保持部材と、この保持部材と前記ヘッド部本体との間に介在する弾性
部材と、前記保持部材を前記弾性部材を介して前記ヘッド部本体
に対してそれぞれ締結して、前記半導体レーザから出力
されるレーザビームの出射角度を調整する複数の調整ね
じと、を具備したことを特徴とする半導体レーザの傾き
調整装置。
【請求項５】半導体レーザをヘッド部本体に取り付け
たときの傾きを調整する半導体レーザの傾き調整装置に
おいて、前記半導体レーザが圧入される第１の保持部材と、この第１の保持部材が装着されるとともに前記ヘッド部
本体に固定される第２の保持部材と、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材との間に介在
する弾性部材と、前記第１の保持部材を前記弾性部材を介して前記第２の
保持部材に対してそれぞれ締結して、前記半導体レーザ
から出力されるレーザビームの出射角度を調整する複数
の調整ねじと、を具備したことを特徴とする半導体レー
ザの傾き調整装置。
【請求項６】半導体レーザから出力されるレーザビー
ムの出射角度を調整する半導体レーザの傾き調整装置に
おいて、前記半導体レーザを保持する保持部材と、この保持部材と前記ヘッド部本体との間に介在する弾性
部材と、前記保持部材を前記弾性部材を介して前記ヘッド部本体
に対してそれぞれ締結して、前記半導体レーザから出力
されるレーザビームの出射角度を調整する複数の調整ね
じと、前記レーザビームの光軸に対して交わる方向の少なくと
も２つの断面においてそれぞれ輝度プロファイルを測定
し、これら測定された前記各断面ごとの各輝度プロファ
イルにおける最大輝度の各座標と前記各断面間の距離と
に基づいて前記レーザビームの出射角度を求める手段、
を具備したことを特徴とする半導体レーザの傾き調整装
置。
【請求項７】半導体レーザから出力されるレーザビー
ムの出射角度を調整する半導体レーザの傾き調整装置に
おいて、前記半導体レーザが圧入される第１の保持部材と、この第１の保持部材が装着されるとともに前記ヘッド部
本体に固定される第２の保持部材と、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材との間に介在
する弾性部材と、前記第１の保持部材を前記弾性部材を介して前記第２の
保持部材に対してそれぞれ締結して、前記半導体レーザ
から出力されるレーザビームの出射角度を調整する複数
の調整ねじと、前記レーザビームの光軸に対して交わる方向の少なくと
も２つの断面においてそれぞれ輝度プロファイルを測定
し、これら測定された前記各断面ごとの各輝度プロファ
イルにおける最大輝度の各座標と前記各断面間の距離と
に基づいて前記レーザビームの出射角度を求める手段、
を具備したことを特徴とする半導体レーザの傾き調整装
置。
【請求項８】光パワーメータと、この光パワーメータを前記各断面内でそれぞれ走査させ
る走査手段と、前記光パワーメータを前記各断面内でそれぞれ走査した
ときに測定された輝度から前記各断面内における各最大
輝度を検索し、かつ前記各断面内の前記各輝度プロファ
イルを求める輝度プロファイル測定手段と、前記各輝度プロファイルにおいて、前記各最大輝度に対
してそれぞれ所定割合の輝度をスライスレベルとして求
め、これらスライスレベルと交わる前記各輝度プロファ
イルの２点の座標を求める座標算出手段と、この座標算出手段により前記各輝度プロファイルに対し
てそれぞれ求められた２点の座標の各中心座標を前記レ
ーザビームの光軸として求める出射角度算出手段と、を
備えたことを特徴とする請求項６又は７記載の半導体レ
ーザの傾き調整装置。
【請求項９】前記半導体レーザから出力されるレーザ
ビームの光軸上に配置されたビームスプリッタと、このビームスプリッタの各分岐光路上にそれぞれ配置さ
れ、前記ビームスプリッタにより分岐された各レーザビ
ームの互いに異なる略半分の領域を撮像する２つの撮像
素子と、これら撮像素子を前記各分岐光路上に沿って移動させる
移動手段と、この移動手段により前記各撮像素子を前記各断面位置に
配置したときの前記各撮像素子から出力される画像信号
を重ね合わせて前記各断面における前記レーザビーム全
体の前記各輝度プロファイルを作成し、これら輝度プロ
ファイルにおける最大輝度の各座標と前記各断面間の距
離とに基づいて前記レーザビームの出射角度を求める出
射角度算出手段と、を備えたことを特徴とする請求項６
又は７記載の半導体レーザの傾き調整装置。
【請求項１０】前記２つの撮像素子は、前記ビームス
プリッタにより分岐された前記各レーザビームの互いに
異なる略半分の領域でオーバーラップするように配置さ
れていることを特徴とする請求項９記載の半導体レーザ
の傾き調整装置。
【請求項１１】前記半導体レーザから出力されるレー
ザビームの光軸上に配置されたビームスプリッタと、このビームスプリッタの各分岐光路上で前記各断面位置
に対応してそれぞれ配置され、前記分岐された前記レー
ザビームをそれぞれ撮像する２つの撮像素子と、これら撮像素子から出力される各画像信号を重ね合わせ
て前記各断面における前記レーザビーム全体の前記各輝
度プロファイルを作成し、これら輝度プロファイルにお
ける最大輝度の各座標と前記各断面間の距離とに基づい
て前記レーザビームの出射角度を求める出射角度算出手
段と、を備えたことを特徴とする請求項６又は７記載の
半導体レーザの傾き調整装置。
【請求項１２】レーザヘッド部本体に取り付ける半導
体レーザから出力されるレーザビームの出射角度を調整
する半導体レーザの傾き調整装置において、レーザ反射式変位計と、このレーザ反射式変位計を前記半導体レーザの出射窓側
で走査させ、前記半導体レーザの前記レーザヘッド本体
との取り付け面と前記半導体レーザ内に収納されている
半導体レーザチップ面との距離を測定する測定手段と、前記半導体レーザを保持する保持部材と、この保持部材と前記ヘッド部本体との間に介在する弾性
部材と、前記測定手段の測定結果に基づいて前記保持部材を前記
弾性部材を介して前記ヘッド部本体に対してそれぞれ締
結し、前記半導体レーザから出力されるレーザビームの
出射角度を調整する複数の調整ねじと、を具備したこと
を特徴とする半導体レーザの傾き調整装置。
【請求項１３】ヘッド部本体に取り付ける半導体レー
ザから出力されるレーザビームの出射角度を調整する半
導体レーザの傾き調整装置において、レーザ反射式変位計と、このレーザ反射式変位計を前記半導体レーザの出射窓側
で走査させ、前記半導体レーザの前記ヘッド部本体との
取り付け面と前記半導体レーザ内に収納されている半導
体レーザチップ面との距離を測定する測定手段と、前記半導体レーザが圧入される第１の保持部材と、この第１の保持部材が装着されるとともに前記ヘッド部
本体に固定される第２の保持部材と、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材との間に介在
する弾性部材と、前記測定手段の測定結果に基づいて前記第１の保持部材
を前記弾性部材を介して前記第２の保持部材に対してそ
れぞれ締結し、前記半導体レーザから出力されるレーザ
ビームの出射角度を調整する複数の調整ねじと、を具備
したことを特徴とする半導体レーザの傾き調整装置。
【請求項１４】半導体レーザから出力されるレーザビ
ームの出射角度を調整する半導体レーザの傾き調整装置
において、前記半導体レーザを保持するとともにこの半導体レーザ
の姿勢を可変とするホルダと、前記半導体レーザを保持した前記ホルダを載置する基準
面を持つワークステージと、前記半導体レーザから出力されるレーザビームの前記基
準面に対する出射角度を測定する出射角度測定手段と、前記ホルダに接触する少なくとも２つのプローブを有
し、前記出射角度測定手段の測定結果に応じて前記プロ
ーブを前記ホルダに対して押し引きして前記半導体レー
ザの姿勢を可変し、前記レーザビームの出射角度を調整
する出射角度調整手段と、を具備したことを特徴とする
半導体レーザの傾き調整装置。
【請求項１５】前記ホルダは、凹形状の案内面が形成
された第１のホルダ部材と、前記案内面に沿って摺動する凸面が形成され、かつ前記
半導体レーザが圧入され固定する第２のホルダ部材と、
を備えたことを特徴とする請求項１４記載の半導体レー
ザの傾き調整装置。
【請求項１６】前記出射角度測定手段は、前記半導体
レーザから出力されるレーザビームの光路上に配置され
た撮像装置と、この撮像装置を前記レーザビームの光軸に対して交わる
方向の少なくとも２つの断面位置にそれぞれ配置して各
輝度プロファイルを測定するプロファイル測定手段と、このプロファイル測定手段により測定された前記各輝度
プロファイルにおける最大輝度の各座標と前記各断面間
の距離とに基づいて前記レーザビームの出射角度を求め
る出射角度算出手段と、を有することを特徴とする請求
項１４記載の半導体レーザの傾き調整装置。
【請求項１７】前記ホルダの第１のホルダ部材に球座
の案内面が形成されている場合、前記第１及び第２のプ
ローブを２組備え、これらプローブを前記ホルダを押し
付けて２軸方向で角度調整を行うことを特徴とする請求
項１４記載の半導体レーザの傾き調整装置。
【請求項１８】前記ホルダの第１のホルダ部材に回転
方向が一軸の案内面が形成されている場合、前記レーザ
ビームスポットの楕円短辺軸の方向を前記案内面で角度
調整する一軸の方向に一致させることを特徴とする請求
項１４記載の半導体レーザの傾き調整装置。
【請求項１９】前記第１及び第２のプローブを昇降さ
せるステージと、このステージに搭載され、前記ホルダに保持されている
前記半導体レーザの足と電気的に接続される電極を備え
た電気的接続用部材とを付加し、前記第１及び第２のプローブが下降して前記ホルダを押
し付けるとともに、前記電気的接続用部材の電極が前記
半導体レーザの足と電気的に接続して前記半導体レーザ
を発光させることを特徴とする請求項１４記載の半導体
レーザの傾き調整装置。