JPH02168220A

JPH02168220A - 光学素子及び半導体レーザ光源

Info

Publication number: JPH02168220A
Application number: JP32392888A
Authority: JP
Inventors: Hayami Hosokawa; 速美細川; Maki Yamashita; 山下　牧
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1990-06-28

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】（産業上の分野）本発明は、フレネルレンズを利用する光学素子に関する
。

（従来の技術）第６図は従来における半導体レーザ光源装置の簡略構成
図であり、図において符号１０１は半導体レーザ光源、
１０２はコリメータレンズ、１０３はビーム整形プリズ
ムである。そして、半導体レーザ光源１０１からの楕円
形状の発散光はコリメータレンズ１０２で収縮されて楕
円形状の平行光とされ、さらにその平行光は整形プリズ
ム１０３によりその形状が真円形状に整形されるように
なっている。

（発明が解決しようとする課Ｍ）しかしながら上記のような構成においては、半導体レー
ザ光源１０１が出射する楕円形状の発散光から真円形状
の平行光を得るには、半導体レー゛ザ光源１０１から整
形プリズム１０３に至るまでの長い光学系を必要とし、
また整形プリズム１０３を用いるので、機器が大形とな
ったり高価になる問題点があった。

さらに、製造の際に半導体レーザ光源１０１゜コリメー
タレンズ１０２、ビーム整形プリズム１０・３それぞれ
の光軸調整に非常に手間がかかる問起点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなしたしので、光源から
の楕円形状の発散出射光を短い光学系において容易に真
円の平行光とできる光学素子及びその光学素子を用いる
半導体レーザ光源を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、このような目的を達成するために、請求項（
＋）の発明においては、光学素子を、所定ダみを備え、
一方側面に■方向において光の収縮もしくは発散を行う
円筒型フレネルレンズが設けられ、他方側面に直交する
２方向において異なる度合いにおいて光の収縮もしくは
発散を行う楕円型フレネルレンズが、前記２方向の内の
１方向を前記円筒型フレネルレンズの光を収縮もしくは
発散する方向と一致するように設けられてなる構成とし
た。

さらに請求項（２）の発明においては、半導体レーザ光
源を、請求項（＋）の光学素子か半導体レーザ素子に相
対するように組み込まれてなる構成とした。

（作用）請求項（１）の発明の構成によれば、光源からの楕円形
状発散光は、一方側面の円筒型フレネルレンズにより１
方向において収縮もしくは発散され、さらに他方側面の
楕円型フレネルレンズにより２方向において異なる度合
いで収縮もしくは発散され、真円形状の平行光に変換さ
れる。

請求項（２）の発明の構成によれば、光学系が半導体レ
ーザ素子と光学素子とにより形成され、光学系の長さが
短かいコリメメート秦能を有する半導体レーザ光源が得
られる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。第１図の各図は本発明の実施例に係る光学素子を示し
、第１図（ａ）は縦断面図、第１図（ｂ）は横断面図、
第１図（Ｃ）は正面図、第１図（（１）は背面図である
。

これらの図において、符号ｌは本発明の光学素子であり
、レンズ本体部２の一方側面に円筒型凸フレネルレンズ
３が設けられ、他方側面に楕円型凸フレネルレンズ４が
一体に設けられている。円筒型凸フレネルレンズ３は、
縦方向においてのみ光の収縮を行うように設けられ、楕
円型凸フレネルレンズ４は直交する縦横２方向において
光の収縮を行うように設けられ、楕円型凸フレネルレン
ズ４における縦横２方向における収縮は、楕円型凸フレ
ネルレンズ４を構成する凸条４　ａか横方向において縦
方向におけるより密に設けられ、縦方向より横方向にお
ける収縮がより大きな度合いで行われる構成となってい
る。

また、両フレネルレンズ３．４における縦方向の収縮は
一致する方向において行われるようになっている。さら
に、上記のそれぞれのフレネルレンズ３，４は光軸が一
致するように配置され、かつレンズ本体部２の厚みは両
フレネルレンズ３４の焦点距離及びレンズ本体部２の屈
折率に対応して設定され、両フレネルレンズ３．４の焦
点距離は、入射光の発散角度と出射光径との対応により
決定される。

上記の光学素子１は、全体が透明な合成樹脂からなり、
射出成形によりレンズ本体部２と両フレネルレンズ３，
４とを連続一体に成形したり、２Ｐ　ｉ去によりレンズ
本体部２を構成する基板面に両フレネルレンズ３．４を
成形付着するようにして得る。

次に、第１図（ａ）、（ｂ）により動作について説明す
る。

光源１０からの出射光は縦方向に長い楕円型の発散光で
あり、この発散光はフレネルレンズ３によりその縦方向
のみにおいて収縮される。そ１７て、その発散光はフレ
ネルレンズ４により縦横両方向においてさらに収縮され
平行光とされる。上１記において、フレネルレンズ４に
至った発散光はフレネルレンズ３により縦方向において
収縮されているので、フレネルレンズ４により縦横方向
において同し）！Ｊ：合いて収縮されると真円形の平行
光が得られず、したがって、フレネルレンズ４として縦
方向より溝方向における収縮がより大きな度合いて行わ
れるものが使用される。

第２図（ａ）、（１１）は他の実施例を示すものであり
、光学素子５はレンズ本体部６の一方側面に円筒型凹フ
レネルレンズ７が設けられ、他方面側に楕円型凸フレネ
ルレンズ８が設けられて構成されている。

そして、光源２０から入射される発散光を一旦フレネル
レンズ７によりさらに縦方向に発散した後、フレネルレ
ンズ８により縦横両方向において異なる度合いで収縮し
て真円の平行光を得る構成となっており、この実施例の
光学素子５によれば、横方向に長い楕円型発散光から真
円の平行光が得られる。

第３図は上記の第２実施例に示す光学素子５を使用して
構成した半導体レーザ光源３０を示し、光学素子５は光
源である半導体レーザ素子３１に近接して相対するよう
に用いられている。このように構成される半導体レーザ
光源３０は、従来例に示した半導体レーザ光源装置と同
等の機能を発揮する乙ので、従来例に比して極めてコン
パクトに形成され、光軸の調整も必要としない。

第４図、第５図は製造方法が異なる他の実施例に関ずろ
ものであり、第４図に示す光学素子４０は、円筒型凸フ
レネルレンズ４１とレンズ本体部の半割体４２とが一体
に設けられたものと、楕円型凸フレネルレンズ４３とレ
ンズ本体部の半割体４４とが一体に構成されたものとが
、それぞれの半割体４２，４４間に接着剤４５を介して
接合されて構成されている。

第５図に示す光学素子５０は、円筒型凹フレネルレンズ
５！とレンズ本体部の半割体５２とが一体に設けられた
ものと、楕円型凸フレネルレンズ５３とレンズ本体部の
半割体５４とが一体に構成されたらのとが、それぞれの
半割体５２，５４間に接着剤５５を介して接合されて構
成されている。

（発明の効果）本発明は上記のように構成されているので、請求項（１
）の発明によれば、１個の光学素子による短い光学系長
さにおいて、楕円形状の発散光が光軸調整を必要とする
ことなく容易に平行光へ変換できるようになり、さらに
請求項（２）の発明によれば、その光学素子を使用する
ことにより、コンパクトで、光軸調整を必要としないコ
リメメート機能を有する半導体レーザ光源が、製造容易
、かっ、安価に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例に関し、第１図（
ａ）は光学素子の縦断面図、第１図（ｂ）は同横断面図
、第１図（ｃ）は同正面図、第１図（ｄ）は同背面図、
第２図（ａ）は他実施例における光学素子の縦断面図、
第２図（ｂ）は同横断面図、第３図は第２図に示す光学
素子を用いた半導体レーザ光源の切欠断面を含む正面図
、第４図、第５図はさらに異なる他の実施例におけろ縦
断面図である。第６図は半導体レーザ光源装置の従来例を示す簡略構成
図である。ｌ・・・光学素子。３・・円筒型凸フレネルレンズ、４・・・楕円型凸フレネルレンズ。第２図（ａ）第２図（ｂ）第　４　図第５図吊図弔図ム

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定厚みを備え、一方側面に１方向において光の
収縮もしくは発散を行う円筒型フレネルレンズが設けら
れ、他方側面に直交する２方向において異なる度合いに
おいて光の収縮もしくは拡大を行う楕円型フレネルレン
ズが、前記２方向の内の１方向を前記円筒型フレネルレ
ンズの光を収縮もしくは発散する方向と一致するように
設けられてなる光学素子。
（２）請求項（１）の光学素子が半導体レーザ素子に相
対するように組み込まれてなる半導体レーザ光源。