KR20040002941A - 광학 렌즈 및 반도체 레이저 장치 - Google Patents

광학 렌즈 및 반도체 레이저 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 광학 렌즈(1)는 광 입사면 및 광 출사면 중의 적어도 한쪽의 면에 곡면으로서 형성되어 발광 소자가 출사한 광에 대하여 X축 방향으로 작용하는 광학 작용부(5)와, 광학 작용부(5)가 형성된 면에서 광 통과 영역의 양측에 광축 방향으로 돌출하여 일체로 형성된 한 쌍의 돌출부(10)를 구비하고, 한 쌍의 돌출부(10)는 광학 작용부의 표면보다도 돌출하고 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 광학 렌즈(1)에 의하면, 각 제조 공정 중 또는 배송 중 등에 있어서, 광학 렌즈(1)가 배치되는 배치면이나 광학 렌즈(1)에 인접하여 위치되는 부재의 측면 등에 그 광학 작용부(5)가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 광학 작용부(5)에 상처 등이 생기기 어렵다.

Description

광학 렌즈 및 반도체 레이저 장치{Optical lens and semiconductor laser device}
종래의 광학 렌즈에서는, 각 제조 공정 중이나 배송 중에, 입사광에 대하여 콜리메이트(collimate) 또는 집광하는 부위인 광학 작용부가 광학 렌즈를 배치하고 있는 배치면이나 인접하여 위치되어 있는 부재의 측면 등에 접촉하는 경우가 있었다.
본 발명은 발광 소자가 출사한 광에 대하여 작용하는 광학 렌즈에 관한 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 각각 실시예에 따른 광학 렌즈의 전체도.
도 2a 내지 도 2e는 각각 실시예에 따른 광학 렌즈의 전체도.
도 3a 내지 도 3c는 실시예에 따른 광학 렌즈의 제조 방법에서의 각 공정을 도시하는 개략도.
도 4a는 광학 렌즈의 광학 작용부를 하향으로 하여 배치된 상태를 도시하는 도면.
도 4b는 광학 렌즈의 광학 작용부에 타부재가 인접하여 배치된 상태를 도시하는 도면.
도 5는 본 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 전체도.
이러한 종래의 광학 렌즈에서는 광학 작용부가 광학 렌즈를 배치하는 배치면이나 다른 부재와 접촉함으로써 상처가 생겨, 출사광의 성능을 떨어뜨린다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 광학 작용부에 상처가 생기기 어렵고, 출사광 성능이 뛰어난 광학 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광학 렌즈는 발광 소자의 복수의 발광부가 출사한 각 광에 대하여 작용한 후에 출사하는 광학 렌즈로서, 광 입사면 및 광 출사면 중의 적어도 한쪽 면에 복수의 곡면으로서 형성되어 발광 소자의 각 발광부가 출사한 각 광에 대하여 X축 방향으로 작용하는 광학 작용부와, 광학 작용부가 형성된 면에서 광 통과 영역의 양측에 광축 방향으로 돌출하여 일체로 형성된 한 쌍의 돌출부를 구비하고, 한 쌍의 돌출부는 광학 작용부의 표면보다도 돌출하고 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 광학 렌즈에 의하면, 광 통과 영역의 양측에 광학 작용부 표면보다도 돌출한 한 쌍의 돌출부가 형성되어 있기 때문에, 각 제조 공정 중 또는 배송 중 등에 있어서, 광학 렌즈가 배치되는 배치면이나 광학 렌즈에 인접하여 위치되어 있는 부재의 측면 등에 그 광학 작용부가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 광학 작용부에 상처 등이 생기기 어렵다.
또한, 한 쌍의 돌출부가 일체로 형성되어 있기 때문에, 거기에 새롭게 별도의 광학 렌즈를 설치하는 것이 가능해진다.
또, 「X축 방향」이란 발광 소자로서의 반도체 레이저 소자의 활성층, 클래드층의 적층 방향(이하, 이것을 「Y축 방향」이라고 한다) 및 발광부가 출사하는 광의 광축 방향에 대하여 교차하는 방향을 나타내는 것으로 한다. 또한, 「광에 대하여 작용한다」는 것은 입사광에 대하여 콜리메이트 또는 집광하는 것을 가리키는것으로 한다.
한 쌍의 돌출부는 광 입사면 및 광 출사면에서 광 통과 영역의 양측에 광축 방향으로 돌출하여 일체로 형성되어 있어도 좋다. 이로써, 광 입사면측, 광 출사면측의 쌍방에, 별도의 광학 렌즈를 설치하는 것이 가능해진다.
광학 작용부는 서로 접촉하여 배열된 복수의 곡면으로서 형성되어 있어도 좋다. 이로써, 복수의 발광부를 구비한 발광 소자가 출사한 각 광에 대하여 작용하는 것이 가능해진다.
광학 작용부는 광 입사면 및 광 출사면에 형성되어 있어도 좋다. 이로써, 텔레스코프(telescope) 구성 또는 푸리에(Fourier) 구성으로 구성하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따른 광학 렌즈는 상기한 광학 렌즈에 있어서, 광 입사면 및 광 출사면에 곡면으로서 형성되어 발광 소자가 출사한 광에 대하여 X축 방향으로 작용하는 광학 작용부 대신에, 광 입사면 및 광 출사면에 곡면으로서 형성되고, 발광 소자가 출사한 광을 광축을 중심축으로 하여 선회시킨 후에 출사하는 광학 작용부를 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 광학 렌즈에 의하면, 입사광에 대하여 선회 작용이 행해진 출사광이 얻어진다. 입사광이 X축 방향 및 광축 방향과 교차하는 Y축 방향에 대하여 이미 콜리메이트되어 있는 경우에는 발광 소자가 출사하는 각 광이 서로 겹치는 위치를 앞으로 연장하는 것이 가능해진다.
광학 작용부는 발광 소자가 발광한 광을 광축을 중심축으로 하여 90°선회시킨 후에 출사하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학 렌즈는 상기한 광학 렌즈와, 광학 렌즈의 돌출부에 대하여 장착되고, X축 방향 및 광축 방향과 교차하는 Y축 방향으로 작용하는 Y축 방향 작용 광학 렌즈를 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 광학 렌즈에서는 Y축 방향으로 작용을 받은 출사광이 얻어진다.
곡면은 비구면에 의해 형성되어 있어도 좋다.
본 발명에 따른 반도체 레이저 장치는 반도체 레이저 소자와, 반도체 레이저 소자의 각 발광부가 출사한 각 광에 대하여 작용한 후에 출사하는 상기한 광학 렌즈를 구비한 것을 특징으로 한다.
이로써, 광학 작용부에 상처가 생기기 어려운 광학 렌즈를 구비한 반도체 레이저 장치가 실현된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 렌즈는 광이 입출사되는 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 구비하는 광학 렌즈로서, 한 쌍의 측면의 적어도 한쪽에 설치되어 있고, 입사한 광에 대하여 소정 방향으로 작용하는 복수의 곡면을 포함하는 광학 작용부와, 광학 작용부가 설치된 측의 측면에 설치되어 있고, 측면과 교차하는 방향으로 돌출하는 한 쌍의 돌출부를 구비하고, 한 쌍의 돌출부는 광학 작용부의 표면보다도 돌출되어 있다. 따라서, 광학 렌즈가 배치되는 배치면이나 광학 렌즈에 인접하여 위치되어 있는 부재의 측면 등에 그 광학 작용부가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 광학 작용부에 상처 등이 생기기 어렵다.
본 발명은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 더욱 충분하게 이해할수 있다. 이들은 단지 예시를 위해 제시하는 것이며, 본 발명을 한정하는 것으로 생각해서는 안 된다.
이하, 도면에 따라서 본 발명의 실시예에 따른 광학 렌즈 및 반도체 레이저 장치를 상세하게 설명한다. 또, 이하의 설명에서는 동일하거나 상응하는 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.
도 1a 내지 도 1c, 도 2a 내지 도 2e는 각각 실시예에 따른 광학 렌즈의 전체도이다. 본 실시예에서는 도면 중의 X축 방향, Y축 방향, 광축 방향은 각각 서로직교하고 있는 것으로 한다. 도 1a에 도시하는 광학 렌즈(1)는 발광 소자로서의 반도체 레이저 소자(도시하지 않는다)의 각 발광부가 출사한 각 광에 대하여, 광학 작용부(5)에 의해 X축 방향으로 콜리메이트하여 출사한다. 광학 작용부(5)는 광 입사면에 볼록 곡면으로서 형성되어 있다. 이 볼록 곡면은 Y축 방향에 수직한 임의 단면 형상이 모두 동일한 원호 형상을 갖는 것이다. 이러한 곡면을 이하, 「Y축 방향에 평행한 곡면」이라고 부르기로 한다. 광학 렌즈(1)에서의 광학 작용부(5)는 Y축 방향과 평행하고 또한 서로 접촉하여 배열된 5개의 볼록 곡면으로 형성되어 있고, 5개의 발광부를 구비한 반도체 레이저 소자에 대응하는 것이 가능하다.
광학 렌즈(1)의 광 통과 영역[광학 렌즈(1)의 경우에는 광 통과 영역은 광학 작용부(5)]의 양측에는 광축 방향으로 돌출한 한 쌍의 돌출부(10)가 일체로 형성되어 있다. 한 쌍의 돌출부(10)는 광학 작용부(5)의 표면보다 돌출량(10a)분만큼 광축 방향으로 높아지도록 설계되어 있다. 이로써, 광학 작용부(5)에 상처 등이 생기는 것을 방지하는 것이 가능해져 있다. 또한, 이 한 쌍의 돌출부(10)에는 또 다른 광학 렌즈를 설치하는 것이 가능하다. 이러한 점에 대한 상세한 것은 후술한다. 이 한 쌍의 돌출부(10)는 광학 작용부(5)가 형성되어 있지 않은 면[광학 렌즈(1)의 경우에는 광 출사면에서 광 통과 영역의 양측]에 설치되어 있어도 좋다. 이로써, 광학 작용부(5)가 형성되어 있지 않은 측에도, 별도의 광학 렌즈를 설치하는 것이 가능해진다.
본 실시예에 따른 광학 렌즈로서는, 예를 들면 도 1b에 도시하는 광학 렌즈(101)와 같이, X축 방향으로 작용하는 광학 작용부(5)가 광 입사면 및 광 출사면에 형성된 것이라도 좋다. 한 쌍의 돌출부(10)는 광 입사면, 광 출사면의 쌍방에 광 통과 영역의 양측에 형성되어 있다. 이 광학 렌즈(101)에서는 광학 작용부(5)를 텔레스코프 구성, 또는 푸리에 구성으로 형성하는 것이 가능해진다. 이하, 도 2, 도 3에서는 이 광학 렌즈(101)를 예로 하여 설명한다.
또한, 도 1c에 도시하는 광학 렌즈(301)와 같이, 도 1b에 도시하는 광학 렌즈(101)의 광학 작용부(5) 대신에, 「Y축 방향 및 광축 방향에 대하여 45°를 이루는 방향」에 평행한 5개의 볼록 곡면으로 구성된 광학 작용부(305)를 설치한 것이라도 좋다. 광학 렌즈(301)에서는 입사광을, 광축을 중심축으로 하여 90° 선회시킨 후에 출사하는 것이 가능해진다.
또한, 도 2a에 도시하는 광학 렌즈(401)처럼, 상기한 광학 렌즈(101)와, 광학 렌즈(101)에 대하여 평행하게 배치되고 또한 광에 대하여 Y축 방향으로 콜리메이트하는 Y축 방향 작용 광학 렌즈(15)로 구성된 것이라도 좋다. Y축 방향 작용 광학 렌즈(15)는 한 쌍의 돌출부(10)에 대하여 접착한 상태로 장착되어 있다. 돌출부(10)는 광학 렌즈(101)에 대하여 일체로 또한 소정의 돌출량(10a)으로 설정되어 설치되어 있기 때문에, Y축 방향 작용 광학 렌즈(15)를 장착하기 위한 스페이서나 사이드 탭 등을 필요로 하지 않고(또, 후술하는 바와 같이, 설치를 안정시키기 위해서 사이드 탭 등을 사용하여도 좋다), 또한 Y축 방향 작용 광학 렌즈(15)의 배치 위치에 대한 조정도 용이하게 되어 있다. 이 광학 렌즈(401)에서는 X축 방향, Y축 방향으로 모두 콜리메이트된 출사광이 얻어진다.
또한, 도 2b에 도시하는 광학 렌즈(501)와 같이, 상기한 광학 렌즈(301)와,광학 렌즈(301)에 대하여 평행하게 배치되고 또한 광에 대하여 Y축 방향으로 콜리메이트하는 Y축 방향 작용 광학 렌즈(15)로 구성된 것이라도 좋다. Y축 방향으로 콜리메이트된 각 광을 광학 렌즈(301)에 의해 90° 선회하여 출사함으로써, 각 출사광은 X축 방향에서 서로 겹치는 일이 없다.
또한, 도 2c에 도시하는 광학 렌즈(601)와 같이, 상기한 광학 렌즈(101)와, 광학 렌즈(101)에 대하여 평행하게 배치되고 또한 광에 대하여 Y축 방향으로 콜리메이트하는 Y축 방향 작용 광학 렌즈(15)와, 광학 렌즈(101)와 Y축 방향 작용 광학 렌즈를 탑재하는 탑재판(21)으로 구성된 것이라도 좋다. 탑재판(21)을 사용함으로써 상기 렌즈(101, 15)의 위치 관계를 고정시키고, 또한 배치를 용이하게 하는 것이 가능해진다.
또한, 도 2d, 도 2e에 도시하는 광학 렌즈(701, 801)와 같이, 상기한 광학 렌즈(101)와, 광학 렌즈(101)에 대하여 평행하게 배치되고 또한 광에 대하여 Y축 방향으로 콜리메이트하는 Y축 방향 작용 광학 렌즈(15)와, 광학 렌즈(101)와 Y축 방향 작용 광학 렌즈에 가로 방향으로부터 접촉하는 한 쌍의 사이드 탭(22, 122)으로 구성된 것이라도 좋다. 사이드 탭(22, 122)을 사용함으로써 상기 렌즈(101, 15)의 위치 관계를 고정시키고, 또한 배치를 용이하게 하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시예에 따른 광학 렌즈(1, 101, 301 내지 801)에서는 모두 광학 작용부의 곡면은 볼록 곡면으로서 형성되어 있지만, 오목 곡면으로서 형성하는 것도 가능하다. 또, 곡면은 비구면이라도 좋다.
도 3a 내지 도 3c는 실시예에 따른 광학 렌즈의 제조 방법에서의 각 공정을도시하는 개략도이다. 광학 렌즈(101)는 예를 들면, 이하에 나타내는 바와 같이 드로잉 처리 방법에 의해서 제작된다. 제작 시에는 도 3a에 도시하는 바와 같이, 우선 투광성 유리 재료로 이루어지는 광학 부재를 준비하고, 제 1 측면(44),제 2 측면(46)을 구비한 기둥 형상으로 성형 가공하고, 이것을 광학 렌즈용 모재(40)로 한다. 투광성 유리 재료로서는 예를 들면, BK7[(쇼트사 제조), 굴절율 1.52, 열팽창 계수 71×10-7/K, 항복점 614℃]이 사용된다. 제 1 측면(44), 제 2 측면(46)은 기둥축 방향(20)에 대하여 평행하게 형성되어 있다.
제 1 측면(44) 및 제 2 측면(46)에는 기둥축 방향(20)에 대하여 평행한 복수의 곡면(43)이 서로 접촉하도록 형성되어 있다. 이 복수의 곡면(43)은 드로잉 처리 후에는 입사광 또는 출사광에 대하여 작용하는 광학 작용부(5)로서 기능하는 부분이다.
제 1 측면(44) 및 제 2 측면(46)의 양측에는 한 쌍의 돌출부(10)가 또한 형성되어 있다. 돌출부(10)는 제 1 측면(44) 및 제 2 측면(46)에 형성된 곡면의 표면보다도 돌출량(10a)분만큼 높아지도록 형성되어 있다. 이 광학 렌즈용 모재(40)의 돌출부(10)는 드로잉 처리 후, 최종적으로 광학 렌즈(101)의 돌출부(10)가 되는 것이다(이러한 사실로부터 동일한 번호가 붙어 있다). 이 광학 렌즈용 모재(40)의 돌출부(10)는 드로잉 처리 공정에서의 가열의 영향으로부터 곡면(43)을 보호하는 기능을 갖는다. 즉, 드로잉 처리 공정에 있어서는 드로잉 대상물인 모재의 각진 부분(角部)은 가열의 영향을 보다 강하게 받기 때문에, 드로잉한 결과 각진 부분에있어서 변형 등이 발생하기 쉽지만, 본 실시예에 따른 광학 렌즈용 모재(40)에서는 한 쌍의 돌출부(10)가 형성되어 있고, 돌출부(10)가 대리하여 이 가열의 영향을 받기 때문에, 복수의 곡면부(43; 후의 광학 작용부(5))는 가열에 의한 영향을 피하기 쉽게 되어 있다.
또한, 도 2a, 도 2b를 사용하여 이미 설명한 바와 같이, 이 광학 렌즈(101)의 돌출부(10)는 광학 작용부(5)의 표면으로부터 돌출량(10a)의 위치에 Y축 방향 광학 렌즈(15)를 장착하기 위한 설치부로서도 기능하는 것이다. 이 때문에, 광학 렌즈용 모재(40)의 돌출부(10)의 돌출량(10a)은 가열의 영향분(통상은 가열 변형에 의한 축소율)이 미리 고려된 후에, 그 값이 정해지고 있다.
이와 같이, 드로잉 방법에 의한 광학 렌즈의 제조 방법에서는 충분히 큰 사이즈(예: 폭 및 높이 2 내지 6cm, 길이 20 내지 200cm)인 광학 렌즈용 모재(40)의 단계에서, 제작하고자 하는 광학 렌즈의 형상, 특히 광학 작용부의 형상을 형성할 수 있기 때문에, 간단하고 또한 정확하게 그 작업을 행할 수 있다.
다음에, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 상기한 공정에 의해 성형 가공된 광학 렌즈용 모재(40)를, 가열 수단으로서의 전기로(35) 등에 의해 유리 재료의 항복점 이상으로 가열하여, 소망의 치수가 되도록 드로잉 처리를 한다. 전기로(35)는 광학 렌즈용 모재(40)를 둘러싸도록 고리형으로 형성되고, 광학 렌즈용 모재(40)에 대하여 주위로부터 동일하게 가열하는 것이 바람직하다. 전기로(35)에는 온도 조정 장치(32)가 접속되어 있고, 전기로(35)의 온도를 바꾸어 드로잉 처리의 온도를 조정하는 것이 가능해져 있다.
또한, 가열된 광학 렌즈용 모재(40)를 드로잉하여 늘리기 위해서는 광학 렌즈용 모재(40)를 전기로(35)로 보내는 이송 롤러(도시하지 않는다) 및 광학 렌즈용 모재(40)를 잡아당기는 인장 롤러(91)가 사용되고 있다. 이 이송 롤러의 회전 속도를 조정함으로써, 광학 렌즈용 모재(40)가 받는 전체 열량을 결정하는 것도 가능하다. 상기한 바와 같은 기둥 형상의 광학 렌즈용 모재(40)를 드로잉하는 경우, 드로잉 전 및 드로잉 후의 광학 렌즈용 모재(40)를 이송 롤러 및 인장 롤러(91) 사이에 유지되도록 하면, 드로잉 처리 중의 광학 렌즈용 모재(40)의 뒤틀림 발생을 방지하는 것이 가능해진다. 특히, 광학 렌즈용 모재(40)는 한 쌍의 돌출부(10)를 제 1 측면(44) 및 제 2 측면(46)에 갖고 있기 때문에, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 인장 롤러(91)는 이 한 쌍의 돌출부(10)를 사이에 세워 광학 렌즈용 모재(40)를 안정하게 유지할 수 있고, 드로잉 시에 광학 렌즈용 모재(40)가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
광학 렌즈용 모재(40)는 드로잉 처리된 결과, 그 치수가 소망의 치수(예: 0. 5 내지 15mm)가 되었다고 판단된 경우, 인장 롤러(91) 하부에 설치되어 있는 커터 장치(37)에 의해 절단되고, 길이 5mm 내지 2000mm의 프리폼(50; preform)이 얻어진다. 이 프리폼(50)은 또한 소망의 사이즈로 절단되고, 도 3c에 도시하는 바와 같은 광학 렌즈(101)가 제작된다. 치수에 대한 판단은 인장 롤러(91)의 바로앞에 설치된 선직경(線徑) 측정 장치(38)에 의해 행해진다. 또, 이 선직경 측정 장치(38)는 레이저부, 수광부, 해석부로 이루어지고, 레이저부에 의해 발광된 광은 드로잉 처리된 광학 렌즈용 모재(40)를 투과하고, 그 투과광이 수광부에 의해 수광되며, 그 수광 광량 등으로부터 드로잉 처리된 광학 렌즈용 모재(40)의 치수가 해석부에 의해 산출되도록 되어 있다. 그 산출 결과는 도시하지 않은 제어부로 송신되고, 소망의 치수인 경우에는 커터 장치(37)를 구동하고, 소망의 치수가 아닌 경우에는 드로잉 처리 환경(이송 롤러의 회전 속도나 드로잉 온도의 조정) 등이 조정된다.
또, 광파이버 등을 드로잉 처리에 의해 제조하는 경우에는 드로잉된 것을 드럼 등에 감는 것에 대하여, 광학 렌즈의 제조에서는 이와 같이 드로잉된 것을 커터 장치(37) 등으로 절단하는 점에 특징이 있다.
이렇게 하여 제작된 광학 렌즈(101)는 드로잉 처리의 특성으로부터 그 단면 형상은 광학 렌즈용 모재(40)와 동일한 단면 형상을 갖는다. 특히, 최초의 광학 렌즈용 모재 제작 공정에서 제작한 복수의 곡면(43)의 형상이 드로잉 처리 후에도 그대로 계승되어 광학 작용부(5)로 되기 때문에, 드로잉 처리 후의 미소한 소자의 단계에서 새롭게 성형 가공할 필요가 없다. 더욱이, 본 실시예에 따른 광학 렌즈(101)의 제조 방법에서는 1회의 드로잉 처리 공정에 의해, 복수의 곡면부(43)를 구비한 광학 렌즈(101)가 제작되는 것이고, 이러한 것으로부터 제조상의 부담을 대폭 경감시킬 수 있게 된다.
따라서, 특허 제 3121614호 공보 및 영국 공보 GB 2108483A는 드로잉 처리에 의한 마이크로 렌즈의 제조 방법에 대하여 개시하고 있지만, 단일광에 대하여 작용하는 렌즈의 제조 방법으로서, 본 발명과 같이 복수의 광에 대하여 작용하는 광학 렌즈의 제조 방법이 아니고, 이 점에서 다른 것이다.
또, 상기에 있어서는 드로잉 처리에 의한 광학 렌즈(101)의 제조 방법에 대하여 설명하였지만, 그 이외에도, 예를 들면 프레스 가공 등에 의해 광학 렌즈(101)를 제조하는 것도 가능하다.
도 4a는 광학 렌즈의 광학 작용부를 하향으로 하여 배치된 상태를 도시하는 도면이다. 도 4b는 광학 렌즈의 광학 작용부에 타부재가 인접하여 배치된 상태를 도시하는 도면이다. 모두, 각 제조 공정 중 또는 배송 중 등에 빈번하게 생길 수 있는 상태이다. 도 4a에서 분명한 바와 같이, 돌출부(10)는 광학 작용부(5)의 표면보다도 돌출량(10a)만큼 돌출하고 있기 때문에, 광학 작용부(5)를 하향으로 하여 배치한 상태라도 광학 작용부(5)는 배치면에 접촉하는 일이 없다. 또한, 도 4b에서 분명한 바와 같이, 광학 작용부(5)에 부재(50)가 인접(접촉)하여 배치된 상태라도 광학 작용부(5)는 부재(50)의 측면에 접촉하는 일이 없다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 광학 렌즈(101)에서는 광학 작용부(5)가 다른 것과 접촉하기 어려운 구조로 되어 있기 때문에, 상처가 생기기 어렵고 출사광 성능이 열화되기 어려운 것으로 되어 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 전체도이다. 반도체 레이저 장치(11)는 반도체 레이저 소자(18)와, 상기한 광학 렌즈(401)로 구성되어 있다. 반도체 레이저 소자(18)의 각 발광부(18a)가 출사한 각 광은 Y축 방향 작용 광학 렌즈(15)에 의해 Y축 방향으로 콜리메이트되고, 광학 렌즈(101)에 의해 X축 방향에 콜리메이트되어, 출사된다. 따라서, 이 광학 렌즈(401)에서는 X축 방향, Y축 방향으로 모두 콜리메이트된 출사광이 얻어진다. 이 반도체 레이저 장치(11)는 이것에 집광 렌즈 등을 더 설치하고, 예를 들면 레이저 가공 장치로서 사용된다. 이 때,최종적으로 보다 작은 집광 영역에 집광하기 위해서, 이들의 광학계의 배치·조정에는 엄밀한 정밀도가 요구된다. 종래의 광학 렌즈에 있어서는 조정 시에, 스페이서, 사이드 탭, 경통 등이 사용되기 때문에, 공정이 복잡화하여, 부품 개수가 증가한다는 문제가 있었지만, 본 실시예에 따른 반도체 레이저 장치(11)에서는 Y축 방향으로 콜리메이트하는 Y축 방향 작용 광학 렌즈(15)가 설치되는 위치에 맞추어서, 광학 렌즈(101)에 한 쌍의 돌출부(10)가 일체로 형성되어 있기 때문에, 배치·조정의 부담이 경감되고, 또한 부품 개수의 증가도 억제되고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 광학 렌즈는 광이 입출사되는 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 구비하는 광학 렌즈로서, 한 쌍의 측면의 적어도 한쪽에 설치되어 있고, 입사한 광에 대하여 소정 방향으로 작용하는 복수의 곡면을 포함하는 광학 작용부와, 광학 작용부가 설치된 측의 측면에 설치되어 있고, 측면과 교차하는 방향으로 돌출하는 한 쌍의 돌출부를 구비하고, 한 쌍의 돌출부는 광학 작용부의 표면보다도 돌출하고 있다. 따라서, 광학 렌즈가 배치되는 배치면이나 광학 렌즈에 인접하여 위치되어 있는 부재의 측면 등에 그 광학 작용부가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 광학 작용부에 상처 등이 생기기 어렵다.
이상의 본 발명의 설명으로부터, 본 발명을 여러 가지로 변형할 수 있는 것은 분명하다. 그와 같은 변형은 본 발명의 사상 및 범위로부터 일탈하는 것으로는 인정할 수 없고, 모든 당업자에 있어서 자명한 개량은 이하의 청구 범위에 포함되는 것이다.
본 발명에 따른 광학 렌즈에서는 광 통과 영역의 양측에 광학 작용부 표면보다도 돌출한 한 쌍의 돌출부가 형성되어 있기 때문에, 각 제조 공정 중 또는 배송중 등에, 광학 렌즈가 배치되는 배치면이나 광학 렌즈에 인접하여 위치되어 있는 부재의 측면 등에 그 광학 작용부가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 광학 작용부에 상처 등이 생기기 어렵고 출사광 성능이 뛰어난 광학 렌즈가 제공된다.
또한, 한 쌍의 돌출부가 소정의 돌출 높이로 일체로 형성되어 있기 때문에, 거기에 새롭게 별도의 광학 렌즈를 설치하는 것이 가능해진다. 즉, 별도의 광학 렌즈를 설치할 때의 배치·조정상의 부담이 경감되고, 부품 개수의 증가도 억제된 광학 렌즈가 제공된다.

Claims (11)

  1. 발광 소자의 복수의 발광부가 출사한 각 광에 대하여 작용한 후에 출사하는 광학 렌즈로서,
    광 입사면 및 광 출사면 중의 적어도 한쪽 면에 복수의 곡면으로서 형성되며 상기 발광 소자의 각 발광부가 출사한 각 광에 대하여 X축 방향으로 작용하는 광학 작용부와, 상기 광학 작용부가 형성된 면에서 광 통과 영역의 양측에 광축 방향으로 돌출하여 일체로 형성된 한 쌍의 돌출부를 구비하고,
    상기 한 쌍의 돌출부는 상기 광학 작용부의 표면보다도 돌출하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 돌출부는 광 입사면 및 광 출사면에서 상기 광 통과 영역의 양측에 광축 방향으로 돌출하여 일체로 형성되어 있는 광학 렌즈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광학 작용부는 서로 접촉하여 배열된 복수의 곡면으로서 형성되어 있는 광학 렌즈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 작용부는 상기 광 입사면 및 상기 광 출사면에 형성되어 있는 광학 렌즈.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 광 입사면 및 상기 광 출사면에 곡면으로서 형성되며 상기 발광 소자가 출사한 광에 대하여 X축 방향으로 작용하는 상기 광학 작용부 대신에,
    상기 광 입사면 및 상기 광 출사면에 곡면으로서 형성되며, 상기 발광 소자가 출사한 광을 광축을 중심축으로 하여 선회시킨 후에 출사하는 광학 작용부를 구비한 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 광학 작용부는 상기 발광 소자가 발광한 광을 광축을 중심축으로 하여 90° 선회시킨 후에 출사하는 광학 렌즈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 렌즈와,
    상기 광학 렌즈의 상기 돌출부에 대하여 장착되고, 상기 X축 방향 및 상기 광축 방향과 교차하는 Y축 방향으로 작용하는 Y축 방향 작용 광학 렌즈를 구비한 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 곡면은 비구면에 의해 형성되어 있는 광학 렌즈.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 렌즈는 드로잉 처리에 의해 제작되어 있는 광학 렌즈.
  10. 반도체 레이저 소자와, 상기 반도체 레이저 소자의 각 발광부가 출사한 각 광에 대하여 작용한 후에 출사하는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 렌즈를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
  11. 광이 입출사되는 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 구비하는 광학 렌즈로서,
    상기 한 쌍의 측면의 적어도 한쪽에 설치되어 있고, 입사한 광에 대하여 소정 방향으로 작용하는 복수의 곡면을 포함하는 광학 작용부와,
    상기 광학 작용부가 설치된 측의 측면에 설치되어 있고, 상기 측면과 교차하는 방향으로 돌출하는 한 쌍의 돌출부를 구비하고,
    상기 한 쌍의 돌출부는 상기 광학 작용부의 표면보다도 돌출하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
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