KR20090125137A

KR20090125137A - 광원 유닛

Info

Publication number: KR20090125137A
Application number: KR1020097020039A
Authority: KR
Inventors: 유이찌 아따라시; 후미오 나가이
Original assignee: 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-12-03
Also published as: EP2133718A1; JPWO2008126495A1; US8100561B2; US20110002123A1; CN101652692A; WO2008126495A1

Abstract

본 발명에 관한 광원 유닛은 광원 소자와, 광 도파로가 형성된 광 도파로 형성 소자와, 상기 광원 소자로부터 출사된 광을 되돌아오게 하여 상기 광 도파로의 입사 단부를 향하게 하는 프리즘과, 상기 프리즘 상 또는 상기 프리즘과는 다른 소자로서 구성되고, 상기 광원 소자로부터 출사된 광을 상기 광 도파로에 결합시키는 결합 광학계를 구비한다.

광 도파로 형성 소자, 광원 소자, 광축, 프리즘, SIDM 유닛

Description

광원 유닛{LIGHT SOURCE UNIT}

본 발명은 광원 소자로부터 출사되는 광을 광 도파로에 통과시켜 출력하는 광원 유닛에 관한 것이다.

하기 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같은 예에 따르면, 광원 유닛은 도 8에 도시한 바와 같이, 반도체 레이저(1)와, 소자(2)에 형성된 광 도파로와, 반도체 레이저(1)로부터 출사된 광을 소자(2)의 광 도파로에 결합시키는 복수의 렌즈(3, 4)가 일직선의 광축(7)을 따라 배열된다.

반도체 레이저(1)로부터 출사된 광을 소자(2)의 광 도파로에 양호하게 결합시키기 위해, 렌즈(3, 4)의 각각은 광축(7)에 수직인 방향 3a, 4a에 대한 위치 조정을 할 수 있도록 할 필요가 있다. 방향 3a, 4a는 서로 직교한다.

그로 인해, 도 9에 도시한 바와 같이, 렌즈(3, 4)가 각각 SIDM(Smooth Impact Drive Mechanism)(등록 상표) 유닛(5, 6)에 탑재된다. SIDM 유닛(5)은 가동부(5a)와 고정부(5b)로 이루어진다. 마찬가지로, SIDM 유닛(6)은 가동부(6a)와 고정부(6b)로 이루어진다. 가동부(5a)의 가동 방향은 방향 3a이고, 가동부(6a)의 가동 방향은 방향 4a이다. 가동부(5a)에 렌즈(3)가 고정되고, 가동부(6a)에 렌즈(4)가 고정된다.

상기 구성의 광원 유닛에 있어서는, 광축(7)이 일직선이기 때문에, 광축(7) 방향의 치수(7b)가 긴데다가 SIDM 유닛(5)을 추가한 것에 의해 광축(7)에 수직인 방향 3a의 치수(3b)가 커지고, SIDM 유닛(6)을 추가한 것에 의해 광축(7)에 수직인 다른 방향 4a의 치수(4b)가 커져, 이 광원 유닛을 수납하는 하우징이 대형화된다.

대형 하우징은 온도의 영향에 의한 변형이 커지기 쉬우므로, 하우징에 적재되어 있는 각 부재의 상대적인 위치 관계가 변동되게 되어 바람직하지 않다.

또한, 제품에 부품으로서 조립되는 것을 고려해도, 대형의 것은 경원되는 경향이 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2005-222049호 공보

본 발명은 이상의 종래 기술에 있어서의 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 광원 소자로부터 출사되는 광을 광 도파로에 통과시켜 출력하는 광원 유닛을 단척화(短尺化)하는 것을 과제로 한다.

상기한 과제는 하기의 구성에 의해 해결된다.

1. 광원 소자와,

광 도파로가 형성된 광 도파로 형성 소자와,

상기 광원 소자로부터 출사된 광을 되돌아오게 하여 상기 광 도파로의 입사 단부를 향하게 하는 프리즘과,

상기 프리즘 상 또는 상기 프리즘과는 다른 소자로서 구성되고, 상기 광원 소자로부터 출사된 광을 상기 광 도파로에 결합시키는 결합 광학계를 구비하는 광원 유닛.

2. 상기 프리즘에 상기 결합 광학계를 구성하는 굴절면이 형성되어 이루어지는 1에 기재된 광원 유닛.

3. 상기 프리즘을 2개 구비하고, 상기 양 프리즘의 각각에 상기 굴절면이 형성되어 이루어지는 2에 기재된 광원 유닛.

4. 상기 프리즘의 입사면 또는 출사면에 상기 굴절면이 형성되어 있는 2 또는 3에 기재된 광원 유닛.

5. 상기 프리즘의 반사면에 상기 굴절면이 형성되어 있는 2 또는 3에 기재된 광원 유닛.

또한,「결합 광학계를 구성하는 굴절면」이라 함은, 굴절 파워를 갖는 면을 의미하고 있고, 이에 의해 광원 소자로부터 출사된 광을 광 도파로의 입사면에 결합시킬 수 있다. 프리즘의 반사면에 굴절면을 형성하는 경우에는, 그 반사면이 굴절 파워를 갖는 것을 의미하고, 반사면에 의해 입사광을 반사할 뿐만 아니라, 입사광을 광 도파로에 결합시키도록 광의 방향을 바꿀 수 있다.

6. 상기 굴절면을 갖는 상기 프리즘을 이동시키는 액츄에이터를 구비하는 2 내지 5 중 어느 하나에 기재된 광원 유닛.

상기한 4 내지 6의 구성에 있어서, 광원 유닛이 복수의 프리즘을 갖는 경우에는, 적어도 1개의 프리즘에 굴절면이 형성되어 있으면 된다.

7. 상기 광원 소자로부터 직진하는 광축과 상기 광 도파로 형성 소자로 직진하는 광축의 사이를 연결하는 복귀 반사부의 광축에 대해, 상기 액츄에이터가 그의 가동 방향 및 길이 방향을 일치시켜 병설되어 있는 6에 기재된 광원 유닛.

8. 상기 액츄에이터의 가동 방향이, 상기 광원 소자로부터 직진하는 광축과 상기 광 도파로 형성 소자로 직진하는 광축의 사이를 연결하는 복귀 반사부의 광축 및 상기 광 도파로 형성 소자로 직진하는 광축의 둘 다에 대해 수직인 6에 기재된 광원 유닛.

9. 상기 양 프리즘을 각각 이동시키는 제1 액츄에이터 및 제2 액츄에이터를 구비하고,

상기 광원 소자로부터 직진하는 광축과 상기 광 도파로 형성 소자로 직진하는 광축의 사이를 연결하는 복귀 반사부의 광축에 대해, 상기 제1 액츄에이터가 그의 가동 방향 및 길이 방향을 일치시켜 병설되고,

상기 제2 액츄에이터가 상기 복귀 반사부의 광축 및 상기 제1 액츄에이터의 가동 방향에 수직인 가동 방향을 갖는 청구 범위 3항에 기재된 광원 유닛.

10. 상기 제2 액츄에이터의 이동 대상의 상기 프리즘의 일부와 상기 제1 액츄에이터의 일부가 겹치도록 배치되어 있는 9에 기재된 광원 유닛.

11. 상기 프리즘의 입사면 또는 출사면에 상기 굴절면이 형성되고, 상기 프리즘의 평면에 형성된 반사면이 상기 액츄에이터의 가동부가 접합되어 이루어지는 6 내지 10 중 어느 하나에 기재된 광원 유닛.

12. 상기 프리즘의 입사면, 출사면 및 반사면으로 이루어지는 3개의 면 중 어느 하나에 상기 굴절면이 형성되고, 상기 프리즘의 상기 3개의 면에 인접하는 단부면에 상기 액츄에이터의 가동부가 접합되어 이루어지는 6 내지 10 중 어느 하나에 기재된 광원 유닛.

13. 상기 액츄에이터가,

전기 기계 변환 소자와,

상기 전기 기계 변환 소자의 신축 방향의 일단부에 결합된 구동 부재와,

상기 구동 부재에 마찰 결합된 이동 부재를 갖고,

상기 전기 기계 변환 소자를 다른 속도로 신축시킴으로써 상기 구동 부재와 상기 이동 부재를 상대 이동시키는 직선 이동 액츄에이터인 6 내지 12 중 어느 하나에 기재된 광원 유닛.

14. 상기 프리즘과는 별개 부재인 렌즈에 의해 상기 결합 광학계가 구성되어 이루어지는 1에 기재된 광원 유닛.

이상의 구성에 따르면, 프리즘에 의해 광원 소자로부터 출사된 광을 되돌아오게 하여 광 도파로의 입사 단부를 향하게 하므로, 광 도파로의 광 전파 방향으로 일직선으로 구성 요소를 배치하여 장척화(長尺化)하는 일은 없고, 되돌아오게 한 만큼 단척화한다는 효과가 있다.

또한, 프리즘에 굴절면을 형성하여 결합 광학계를 구성함으로써, 부품 개수의 증가를 초래하지 않고 소형, 간소하게 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 광원 유닛의 레이아웃을 도시하는 사시도.

도 2의 (a), 도 2의 (b)는 결합 광학계의 상점(像点) 조정 원리를 설명하기 위한 광로도.

도 3의 (a), 도 3의 (b)는 결합 광학계의 상점 조정 원리를 설명하기 위한 광로도.

도 4의 (a), 도 4의 (b), 도 4의 (c)는 결합 광학계의 상점 조정 원리를 설명하기 위한 광로도.

도 5는 제1 프리즘(13) 및 제2 프리즘(14)의 이동 방향과, 초점의 이동 방향의 관계를 설명하기 위한 좌표의 정의를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 광원 유닛의 레이아웃을 도시하는 사시도.

도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 광원 유닛의 레이아웃을 도시하는 사시도.

도 8은 종래 기술에 관한 광원 유닛의 레이아웃 예를 도시하는 사시도.

도 9는 종래 기술에 관한 SIDM 유닛을 갖는 광원 유닛의 레이아웃 예를 도시하는 사시도.

도 10은 본 발명에 관한 SIDM 유닛을 설명하는 설명도.

도 11은 본 발명에 관한 SIDM 유닛을 설명하는 설명도.

<발명의 실시하기 위한 최선의 형태>

이하에 본 발명의 일 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 이하는 본 발명의 일 실시 형태이며 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

〔제1 실시 형태〕

우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 광원 유닛의 레이아웃을 도시하는 사시도이다.

본 실시 형태의 광원 유닛은 도 1에 도시한 바와 같이 레이아웃된다. 부호 1은 광원 소자이며 반도체 레이저가 적용된다. 부호 2는 광 도파로가 형성된 광 도파로 형성 소자이다. 광 도파로 형성 소자(2)로서는, 광 도파로에서 제2차 고조파 광을 생성하는 SHG 소자나, 광 섬유가 대표예이다.

광원 소자(1)로부터 직진하는 광축(10a)과, 광 도파로 형성 소자(2)에 직진하는 광축(10c)은 대략 평행하고, 광원 소자(1) 및 광축(10a)과, 광 도파로 형성 소자(2) 및 광축(10c)이 병렬로 배치된다. 광축(10a)과 광축(10c) 사이를 복귀 반사부의 광축(10b)이 연결하고, 2개의 굴곡점을 갖고 되돌아오게 된 광로가 형성되어 있다.

광원 소자(1)로부터 출사한 광을 처음으로 굴곡시키는 것은, 제1 프리즘(13)이다. 광원 소자(1)로부터 출사한 광은 제1 프리즘(13)의 입사면(13a)에 입사되고, 제1 프리즘(13)의 반사면(13c)에서 대략 직각으로 반사되어 굴곡되고, 또한 광축(10b) 방향으로 진행하여 출사면(13b)으로부터 출사한다.

입사면(13a), 출사면(13b) 및 반사면(13c)으로 이루어지는 3개의 면 중 어느 하나에 굴절면이 형성되어 있고, 그 굴절면에서 광원 소자(1)로부터 출사한 광을 평행광으로 변환한다.

제1 프리즘(13)으로부터 출사한 평행광은 제2 프리즘(14)의 입사면(14a)에 입사되고, 제2 프리즘(14)의 반사면(14c)에서 대략 직각으로 반사되어 굴곡되고, 또한 광축(10c) 방향으로 진행하여, 출사면(14b)으로부터 출사한다. 입사면(14a)또는 출사면(14b)에 굴절면이 형성되어 있고, 그 굴절면에서 제1 프리즘(13)으로부터 출사한 평행광을 광 도파로의 입사 단부(2a)에 집광한다. 반사면(14c)은 평면으로 형성되어 있다.

입사면이나 출사면에 굴절면을 형성하는 경우는, 회전 대칭의 곡면으로 해도 광 도파로에 충분히 결합 가능하다. 반도체 레이저와 광 도파로의 출사 모드, 입사 모드의 편평도가 큰 경우에는, 비회전 대칭의 곡면으로 하여 결합 효율을 올릴 수도 있다. 반사면에 굴절면을 형성하는 경우는 기본적으로는 비회전 대상의 곡면으로 된다.

또한, 제1 프리즘(13)이나 제2 프리즘(14)에 있어서, 각각의 프리즘에 입사된 광의 일부가 그의 입사면에서 반사하여, 광축 방향으로 복귀될 우려가 있다. 이것을 방지하기 위해, 입사광이 프리즘의 입사면에 대해 소정의 입사 각도를 갖도록 프리즘을 기울여 배치해도 된다. 이에 의해, 결합 효율을 더욱 올릴 수 있다.

이상과 같이, 제1 프리즘(13)과 제2 프리즘(14)에 의해, 광원 소자(1)로부터 출사된 광을 되돌아오게 하여 광 도파로의 입사 단부(2a)를 향하게 한다.

또한, 제1 프리즘(13)에 형성된 굴절면과, 제2 프리즘(14)에 형성된 굴절면에 의해, 상기 종래 기술의 렌즈(3, 4)와 동등한 결합 광학계를 구성한다.

또한, 본 광학 유닛은 상기 종래 기술의 SIDM 유닛(5, 6)에 상당하는 것으로서 SIDM 유닛(직선 이동 액츄에이터)(15, 16)을 구비한다.

SIDM 유닛은 고정밀도이며 고응답성을 갖고, 작동이 정숙하므로, 소형의 기 기에 사용되고, 일본 특허 공개 제2002-119074호 공보에도 개시되어 있다. SIDM 유닛은 전압의 인가에 의해 신축하는 압전 소자(피에조 소자) 등의 전기 변환 소자를 사용한 구동 장치이며, 예를 들어 도 10 및 도 11에 도시한 것이 알려져 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, SIDM 유닛은 주로 전기 변환 소자(51), 구동 부재(52), 고정 부재(53) 및 이동 부재(54)로 구성되어 있다.

전기 변환 소자(51)는 다수의 압전판이 적층된 압전 소자이며, 전압이 인가되면 신축한다.

구동 부재(52)는 전기 변환 소자(51)의 신축 방향의 일단부에 결합된 막대 형상의 부재이며, 미끄럼성이 좋고 단단한 재료로 형성되어 있다.

고정 부재(53)는 전기 변환 소자(51)의 신축 방향의 타단부를 외팔보로 보유 지지하고, 질량이 있는 금속 재료로 형성되어 있다.

이동 부재(54)는 이동시키고자 하는 임의의 부재와 접속하여 이동하는 부재이며, 구동 부재(52)에 소정의 마찰력으로 결합한다. 이동체(54)는, 도 10에서는 간략화하여 그리고 있지만, 예를 들어, 이동 부재(54)에 마련한 V홈과 판 스프링에 의해 구동 부재(52)를 끼움 부착함으로써, 구동 부재(52)의 주위에 이동 부재(54)가 마찰 결합된다.

이에 의해, 고정 부재(53)에 대해 이동 부재(54)를 상대적으로 이동시킬 수 있어, 예를 들어 후술하는 바와 같이 광원 유닛 중의 프리즘 구동 장치로서 사용할 수 있다. 즉, 이동 부재(54)를 프리즘과 연결하면, 이동 부재(54)와 함께 프리즘을 이동시킬 수 있다.

전기 변환 소자(51)에는 도시하지 않은 전압 제어 회로(구동 회로)가 접속되어 있고, 도 11에 나타낸 바와 같은 톱니형의 파형으로 나타내어지는 펄스 전압을 연속적으로 인가하면, 전기 변환 소자(51)는 신축 진동하고, 이에 의해 구동 부재(52)도 그의 길이 방향으로 진동한다. 구체적으로는, 펄스 전압의 완만한 상승 경사부(a)에 대응하여 전기 변환 소자(51)는 비교적 천천히 신장하고, 하강 경사부(b)에 대응하여 전기 변환 소자(51)는 급속히 수축하여 초기 길이로 복귀된다.

상기 펄스가 연속적으로 반복하도록 전압을 인가하면, 구동 부재(52)는, 도 10에 도시한 A 방향으로의 느린 이동과 도 10에 도시한 B 방향으로의 급격한 이동을 반복하여 진동한다. 여기서, 구동 부재(52)가 천천히 이동하는 경우에는 이동 부재(54)가 상기 구동 부재(52)와 함께 이동하고, 구동 부재(52)가 급격히 이동하는 경우에는 이동 부재(54)가 관성에 의해 그 자리에 머무르게[또는, 구동 부재(52)보다 소량만큼 이동함] 되도록, 이동 부재(54)의 구동 부재(52)에 대한 마찰 결합력이 조절되고 있다. 따라서, 구동 부재(52)가 진동하는 동안에 이동 부재(54)는 고정 부재(53)에 대해 상대적으로 A 방향으로 이동하게 된다.

또한, 이동 부재(54)를 도 10의 화살표 B 방향으로 이동시키는 경우에는, 전기 변환 소자(1)에 인가하는 전압의 펄스 파형을, 도 11에 나타낸 것으로 바꾸어, 급격한 상승부와 완만한 하강부를 갖는 파형으로 하면 된다. 이동 부재(52)의 이동 원리는 상기한 경우와 마찬가지이다.

또한, 전기 변환 소자(51)의 진동은 구동 부재(52)뿐만 아니라, 고정 부재(53)에도 전달되고, 그 결과, 구동 부재(52)의 신축 진동에 손실이 발생한다. 이 손실을 적게 하기 위해, 고정 부재(53)에는 탄성 변형이 작고 질량이 큰 재료를 사용하여, 고정 부재(53)를 누름 부재로서 기능시킨다. 예를 들어, 영률이 높고, 비중이 큰 텅스텐이나 스테인리스강 등의 금속 재료로 형성된다.

도 1에 있어서는 SIDM 유닛(15)을 간략화하여 도시하고, 가동부(15a)와, 고정부(15b)로 이루어지는 구성으로서 설명한다. 마찬가지로 SIDM 유닛(16)은 가동부(16a)와, 고정부(16b)로 이루어지는 구성으로서 설명한다. 가동부(15a, 16a)는 도 10의 이동 부재(54)에 대응하고, 고정 부재(15b, 16b)는 도 10의 고정 부재(53)에 대응한다. 가동부(15a)의 가동 방향은 방향 13f이고, 가동부(16a)의 가동 방향은 방향 14f이다. 가동부(15a)에 제1 프리즘(13)이 고정되고, 가동부(16a)에 제2 프리즘(14)이 고정된다. 방향 13f는 광축(10a)에 대해 수직이고, 광축(10b)에 대해 평행하다. 방향 14f는 광축(10b, 10c)에 대해 수직이다. 방향 13f와 방향 14f는 서로 수직이다.

제1 프리즘(13)의 상기 3개의 면(13a, 13b, 13c)에 인접하는 2개의 단부면(13d, 13e) 중 단부면(13e)에 가동부(15a)가 접합되어 있다. 따라서, 광학적 작용면을 피하기 때문에, 접합에 있어서 곤란이 적다.

제2 프리즘(14)의 반사면(14c)에 가동부(16a)가 접합되어 있다. 따라서, 평면에 접합하기 때문에, 굴절면에 접합하는 경우에 비교하여 접합에 있어서 곤란이 적다.

SIDM 유닛(15)의 고정부(15b)는 광축(10b)에 대해 그의 길이 방향을 일치시켜 병설되어 있다. 따라서, 광축(10b)의 길이 범위에 SIDM 유닛(15)의 대부분이 들어가 공간 효율을 향상시킬 수 있어, 장치 전체를 소형화할 수 있다.

또한, SIDM 유닛(16)은 그의 가동 방향 14f에서 보아, 제2 프리즘(14)의 일부와 SIDM 유닛(15)의 고정부(15b)의 일부가 겹치도록 배치되어 있다. 즉, 고정부(15b) 상에 제2 프리즘(14)의 일부가 겹쳐 배치되어 있다. 이에 의해, 또한 공간 절약을 도모할 수 있어, 장치 전체를 소형화할 수 있다.

다음에, 결합 광학계의 상점 조정 원리에 대해 설명한다.

우선, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 점 광원(A1)으로부터 제1 프리즘(13)의 입사면(13a)에 광(P1)이 입사되고, 제1 프리즘(13)의 반사면(13c)에서 반사되어, 굴절면에 형성된 출사면(13b)으로부터 평행광(P2)으로서 출사하는 광로를 고려해본다. 이것은, 반사면(13c)을 제외하면 도 2의 (a)의 파선 및 도 2의 (b)에 나타낸 점 광원(B1)으로부터의 광로와 등가이다.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 프리즘을 상측으로 미소량 d만큼 이동시키면, 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 평행광(P3)으로서 출사한다. 반사면을 생략한 광학계에서는, 도 3의 (a)의 파선 및 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 점 광원(B1)이 종횡 각각으로 d만큼 이동한 B2점으로 이동한 것과 등가이다.

다음에, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 평행광(P3)이 제1 프리즘(13)과 동축에 배치된 제2 프리즘(14)에 입사되는 경우를 고려해본다. 반사면(14c)을 생략한 광학계에서는, 초점(C1)이 중립축(E1)보다 우측으로 d만큼 이동하고 있다. 따라서, 반사면(14c)에서 반사된 후의 초점(D1)은 중립축(E2)보다 하측으로 d만큼 이동한다. 또한, 도 4의 (a)는, 반사면(14c)을 생략하면 도 4의 (b)와, 반사면(13c, 14c)을 생략하면 도 4의 (c)와 등가이다.

이상 설명한 예의 경우, 제1 프리즘(13)을 제2 프리즘(14)측으로 이동하면, 제2 프리즘(14)을 통과한 후의 초점은 제1 프리즘(13)측으로 이동한다. 제1 프리즘(13) 및 제2 프리즘(14)의 이동 방향과, 초점의 이동 방향의 관계를 도 5와 표 1에 정리하여 기재하였다.

도 5에 도시한 바와 같이 광축을 따라 Z1축, Z2축, Z3축을 취하고, 도면에 수직인 방향으로 X축을 취하고, X-Z1 평면에 수직인 축을 Y1축, X-Z2 평면에 수직인 축을 Y2축, X-Z3 평면에 수직인 축을 Y3축으로 한다.

이상과 같이 정의한 X-Y1-Z1 좌표, X-Y2-Z2 좌표, X-Y3-Z3 좌표를 갖고, 제1 프리즘(13) 및 제2 프리즘(14)의 이동 방향과, 초점의 이동 방향의 관계를 정리하면 표 1과 같이 된다.

즉, 표 1에 나타낸 바와 같이, 제1 프리즘(13)을 Y1축의 플러스의 방향으로 이동하면, 초점은 Y3축의 플러스의 방향으로 이동한다. 제1 프리즘(13)을 X축의 플러스의 방향으로 이동하면, 초점은 X축의 마이너스의 방향으로 이동한다. 제1 프리즘(13)을 Z1축의 플러스의 방향으로 이동하면, 초점은 Z3축의 마이너스의 방향으로 이동한다. 또한, 제2 프리즘(14)을 Z2축의 플러스의 방향으로 이동하면, 초점은 Y3축의 마이너스의 방향으로 이동한다. 제2 프리즘(14)을 Y2축의 플러스의 방향으로 이동하면, 초점은 Z3축의 플러스의 방향으로 이동한다. 제2 프리즘(14)을 X축의 플러스의 방향으로 이동하면, 초점은 X축의 플러스의 방향으로 이동한다.

〔제2 실시 형태〕

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해, 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 광원 유닛의 레이아웃을 도시하는 사시도이다. 본 실시 형태는 제1 실시 형태에 대해, SIDM 유닛(직선 이동 액츄에이터)(17)이 추가되어 있는 점에서 다르고, 그 밖에는 마찬가지이다.

SIDM 유닛(17)은 가동부(17a)와 고정부(17b)로 이루어진다. 가동부(17a)의 가동 방향은 방향 13g이다. 방향 13g는 광축(10a)을 따른 방향이다. 가동부(17a) 상에 SIDM 유닛(15)이 탑재되어 고정된다.

이상의 구성에 의해, 제1 프리즘(13)을 입사하는 광의 광축(10a) 방향을 따라 이동할 수 있다. 이에 의해, 입사 단부(2a) 상의 집광 스폿의 크기를 보정하고, 나아가서는 광 도파로 형성 소자(2)의 온도를 보정할 수 있다.

〔제3 실시 형태〕

다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해, 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 광원 유닛의 레이아웃을 도시하는 사시도이다. 본 실시 형태는 제1 실시 형태에 대해, SIDM 유닛 상에 렌즈를 탑재하고, 프리즘이 고정으로 되어 있는 점에서 다르고, 그 밖에는 마찬가지이다.

SIDM 유닛(15)의 가동부(15a) 상에 종래와 같은 렌즈(3)가 고정되어 있다. 렌즈(3)는 광축(10a) 상에 배치되고, SIDM 유닛(15)에 의해 방향 13f를 따라 이동가능하다.

SIDM 유닛(16)의 가동부(16a) 상에 종래와 같은 렌즈(4)가 고정되어 있다. 렌즈(4)는 광축(10c) 상에 배치되고, SIDM 유닛(16)에 의해 방향 14f를 따라 이동가능하다.

프리즘(18, 19)은, 광원 소자(1)에 대해 정위치에 고정되어 있다. 광원 소자(1)로부터 출사한 광을 우선 프리즘(18)에 의해 굴곡시키고, 또한 프리즘(19)에 의해 굴곡시켜 되돌아오게 하여 광 도파로의 입사 단부(2a)를 향하게 한다.

한편, 광원 소자(1)로부터 출사한 광은 렌즈(3)에 의해 평행광으로 변환되고, 렌즈(4)에 의해 광 도파로의 입사 단부(2a)에 집광된다.

이상과 같이 프리즘(18, 19)과는 별개 부재의 다른 소자인 렌즈(3, 4)에 의해 결합 광학계가 구성된다. SIDM 유닛(15, 16)에 의해 렌즈(3, 4)를 각각 방향 13f, 14f로 이동시킴으로써 입사 단부(2a) 상의 초점 위치를 조정 가능하다.

렌즈(4)를 SIDM 유닛(16)과 함께, 프리즘(18)과 프리즘(19) 사이에 배치하여, 더욱 소형화를 도모하는 것도 유효하다. 프리즘 사이에 아무것도 배치하지 않는 경우에는, 2개의 프리즘(18, 19)을 하나의 프리즘으로 치환해도 되지만, 대형화, 배치의 부자유가 우려되기 때문에, 2개로 분리하는 상기의 실시 형태가 바람직하다.

이하에, 상기 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에 적용할 수 있는 2개의 실시예를 개시한다. 실시예 1을 표 2에 나타낸다. 실시예 2를 표 3에 나타낸다.

표 1의 (a) 및 표 2의 (a)의 면 번호란-비고란에 나타낸 바와 같이, 각 광학면에 면 번호를 부여한다. 또한, 비고란에 있어서 S1면, 복귀 반사면, S2면은, 차례로 상술한 입사면, 반사면, 출사면에 상당한다. 곡률 반경란에 각 광학면의 곡률 반경을 나타내고, 두께란에 다음 번호면까지의 두께〔nm〕를 나타내었다.

표 2의 (b) 및 표 3의 (b)에 비구면 계수를 나타내었다. 정의식을 수학식 1에 나타낸다.

표 2의 (c) 및 표 3의 (c)에 제1 프리즘 및 제2 프리즘의 초점 거리를, 표 2의 (d) 및 표 3의 (d)에 적용되는 광의 파장을, 표 2의 (e) 및 표 3의 (e)에 모드 필드 반경을 나타내었다.

표 2에 나타낸 실시예에 있어서는, 굴절면이 제1 프리즘의 S2면 및 제2 프리즘의 S1면에 마련되어 있지만, 표 3에 나타낸 실시예 2에 있어서는, 굴절면이 제1 프리즘의 S1면, S2면 및 제2 프리즘의 S1면, S2면에 마련되어 있다.

이상, 본 발명을 실시 형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정하여 해석되어서는 안되고, 적절하게 변경ㆍ개량이 가능한 것은 물론이다. 예를 들어, 실시예 1 내지 3에 있어서, 광원 유닛은 제1 프리즘 및 제2 프리즘의 2개의 프리즘을 구비하고 있다. 그러나, 이들 2개의 프리즘 중 한쪽만을 갖는 광원 유닛이라도, 광원 소자로부터 직진하는 광축 또는 광 도파로 형성 소자로 직진하는 광축의 방향으로 단척화할 수 있어, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다.

Claims

광원 소자와,

광 도파로가 형성된 광 도파로 형성 소자와,

상기 광원 소자로부터 출사된 광을 되돌아오게 하여 상기 광 도파로의 입사 단부를 향하게 하는 프리즘과,

상기 프리즘 상 또는 상기 프리즘과는 다른 소자로서 구성되고, 상기 광원 소자로부터 출사된 광을 상기 광 도파로에 결합시키는 결합 광학계를 구비하는 광원 유닛.
제1항에 있어서, 상기 프리즘에 상기 결합 광학계를 구성하는 굴절면이 형성되어 이루어지는 광원 유닛.
제2항에 있어서, 상기 프리즘을 2개 구비하고, 상기 양 프리즘의 각각에 상기 굴절면이 형성되어 이루어지는 광원 유닛.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 프리즘의 입사면 또는 출사면에 상기 굴절면이 형성되어 있는 광원 유닛.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 프리즘의 반사면에 상기 굴절면이 형성되 어 있는 광원 유닛.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 굴절면을 갖는 상기 프리즘을 이동시키는 액츄에이터를 구비하는 광원 유닛.
제6항에 있어서, 상기 광원 소자로부터 직진하는 광축과 상기 광 도파로 형성 소자로 직진하는 광축의 사이를 연결하는 복귀 반사부의 광축에 대해, 상기 액츄에이터가 그의 가동 방향 및 길이 방향을 일치시켜 병설되어 있는 광원 유닛.
제6항에 있어서, 상기 액츄에이터의 가동 방향이, 상기 광원 소자로부터 직진하는 광축과 상기 광 도파로 형성 소자로 직진하는 광축의 사이를 연결하는 복귀 반사부의 광축 및 상기 광 도파로 형성 소자로 직진하는 광축의 둘 다에 대해 수직인 광원 유닛.
제3항에 있어서, 상기 양 프리즘을 각각 이동시키는 제1 액츄에이터 및 제2 액츄에이터를 구비하고,

상기 광원 소자로부터 직진하는 광축과 상기 광 도파로 형성 소자로 직진하는 광축의 사이를 연결하는 복귀 반사부의 광축에 대해, 상기 제1 액츄에이터가 그의 가동 방향 및 길이 방향을 일치시켜 병설되고,

상기 제2 액츄에이터가 상기 복귀 반사부의 광축 및 상기 제1 액츄에이터의 가동 방향에 수직인 가동 방향을 갖는 광원 유닛.
제9항에 있어서, 상기 제2 액츄에이터의 이동 대상의 상기 프리즘의 일부와 상기 제1 액츄에이터의 일부가 겹치도록 배치되어 있는 광원 유닛.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프리즘의 입사면 또는 출사면에 상기 굴절면이 형성되고, 상기 프리즘의 평면에 형성된 반사면에 상기 액츄에이터의 가동부가 접합되어 이루어지는 광원 유닛.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프리즘의 입사면, 출사면 및 반사면으로 이루어지는 3개의 면 중 어느 하나에 상기 굴절면이 형성되고, 상기 프리즘의 상기 3개의 면에 인접하는 단부면에 상기 액츄에이터의 가동부가 접합되어 이루어지는 광원 유닛.
제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액츄에이터가,

전기 기계 변환 소자와,

상기 전기 기계 변환 소자의 신축 방향의 일단부에 결합된 구동 부재와,

상기 구동 부재에 마찰 결합된 이동 부재를 갖고,

상기 전기 기계 변환 소자를 다른 속도로 신축시킴으로써 상기 구동 부재와 상기 이동 부재를 상대 이동시키는 직선 이동 액츄에이터인 광원 유닛.
제1항에 있어서, 상기 프리즘과는 별개 부재인 렌즈에 의해 상기 결합 광학계가 구성되어 이루어지는 광원 유닛.