JPH0623010Y2 - レーザ光源 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はレーザ光源に関し、例えば微粒子計、微少変位
測定装置等のレーザ光源に適用して好適なものである。

〔考案の概要〕

本考案は、レーザ光源において、放熱器をレーザ光源支
持部材と別体に支持して、柔軟部材で熱伝導路を形成す
ることにより、光ビームの光軸のずれを未然に防止し
て、簡易な調整作業で光ビームの光軸を調整することが
できる。

〔従来の技術〕

従来、集積回路の製造工場、病院等のクリーンルームに
おいては、高いクリーン度を維持するために、微粒子計
を用いて空気中に浮遊する微粒子を計測するようになさ
れている。

すなわち第２図に示すように、微粒子計１においては、
例えばクリーンルームから採取した空気２で、所定の流
速で流れる層流を形成する。

さらに、レーザダイオード等を用いてレーザ光源３を構
成し、当該レーザ光源３から射出された光ビームＬＡ１
をレンズ３を介して当該層流に照射する。

このようにすれば、空気２に含まれる微粒子で光ビーム
ＬＡ１が散乱され、その結果得られる散乱光の光量が微
粒子の粒径、個数、微粒子の濃度に比例して変化する。

同様に、層流を透過する光ビームＬＡ１においては、空
気２に含まれる微粒子で遮光され、その透過光量が微粒
子の粒径、個数、微粒子の濃度に比例して変化する。

従つて、光散乱現象を利用した微粒子計においては、レ
ンズ５を介して散乱光ＬＡ２を受光素子６に集光し、当
該散乱光の光量を検出することにより、空気２に含まれ
る微粒子を測定し得るようになされている。

これに対して、光遮断方式の微粒子計においては、光ビ
ームＬＡ１の透過光量を検出することにより、空気２に
含まれる微粒子を測定し得るようになされている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、この種の微粒子計において、レーザダイオー
ドから照射される光ビームＬＡ１の光量及び波長が変動
すると、透過光量及び散乱光量が変動し、測定精度が劣
化する。

このため例えば第３図に示すように、加熱冷却素子例え
ばペルチエ素子を用いてレーザダイオードの温度を所定
の基準温度に保持し、これにより光量及び波長の安定し
た光ビームを得る方法が考えられている。

すなわちレーザ光源１０においては、円環形状で熱伝導
率の高い金属で形成されたレーザダイオード取付け板１
２の中央部に、レーザダイオード１１を取り付ける。

レーザダイオード取付け板１２においては、レーザダイ
オード１１に近接した凹部１２Ａに、サーミスタ１３を
固定することにより、当該サーミスタ１３の温度をレー
ザダイオード１１の温度と等しい温度に保持し、これに
よりサーミスタ１３を用いてレーザダイオード１１の温
度を検出する。

レーザダイオード取付け板１２は、円筒形状でなるホル
ダ１５の端面に、ねじ１６を介して固定され、微粒子計
本体（図示せず）の円柱形状凹部に当該ホルダ１５を差
し込んだ後、ねじ留めして取り付けることにより、当該
ホルダ１５を介してレーザ光源１０を微粒子計本体に固
定する。

これに対してレーザダイオード１１の背面に、ペルチエ
素子１９及び放熱器２０を設け、サーミスタ１３から得
られるレーザダイオード１１の温度検出結果に基づい
て、レーザダイオード１１を加熱又は冷却する。

すなわちレーザ光源１０においては、放熱器２０及びレ
ーザダイオード１１との間にペルチエ素子１９を挟んだ
状態で、ホルダ１５に押し付けるようにねじ２１で放熱
器２０を固定し、これによりレーザダイオード１１、ペ
ルチエ素子１９及び放熱器２０を密着させてレーザダイ
オード１１を効率良く加熱及び冷却する。

さらに、熱伝導率の小さい例えば樹脂製でなる熱絶縁座
金２２を、ねじ２１及び放熱器２０間に分挿し、これに
より放熱器２０をねじ２１から熱的に絶縁して、放熱器
２０の熱がねじ２１を介して微粒子計本体又はレーザダ
イオード１１に伝導しないように、またこれとは逆に微
粒子計本体又はレーザダイオード１１の熱が放熱器２０
に伝導しないようにする。

さらに、レーザダイオードの温度が基準温度以上に上昇
すると、レーザダイオード１１の熱をペルチエ素子１９
で吸収し、その吸収した熱を放熱器２０から周囲に放散
する。

逆に、レーザダイオードの温度が基準温度以下のとき、
ペルチエ素子１９でレーザダイオード１１を加熱し、そ
の加熱に要する熱を放熱器２０を介して周囲から吸収す
る。

これにより、レーザダイオード１１の温度を所定の基準
温度に保持し、レーザダイオード１１の温度変動による
光ビームＬＡ１の光量及び波長の変動を防止する。

ところが、このような保持機構を用いて微粒子計本体に
レーザダイオード１１を固定すると、レーザダイオード
１１の取り付け位置及びその傾きの調整作業が煩雑にな
る問題がある。

すなわち、この種の微粒子計においては、レーザダイオ
ード１１から照射される光ビームが所定の照射位置に照
射されるように、光ビームの光軸を調整するようになさ
れ、この場合放熱器２０側からねじ１６を緩めて、ホル
ダ１５に対するレーザダイオード取付け板１２の取り付
け位置及びその傾きを調整する。

ところが放熱器２０は、レーザダイオード１１を効率良
く加熱及び冷却し得るように、熱伝導の高い金属製で構
成された大型形状の重量物でなることから、実際上光軸
を調整する際には、放熱器２０を取り外さなければなら
ず、その分、光軸の調整作業が煩雑になる。

さらに重量の大きな放熱器２０の荷重を、直接ホルダ１
５で支持することから、微粒子計に衝撃が加わつた場合
等、放熱器２０が振動し、当該振動がレーザダイオード
１１に伝搬されることにより、光ビームの光軸がずれて
しまう問題がある。

本考案は以上の点を考慮してなされたもので、光ビーム
の光軸のずれを未然に防止して、簡易な調整作業で光ビ
ームの光軸を調整し得るレーザ光源を提案しようとする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するため本考案においては、電子機
器本体に支持されたレーザ光源支持部材３１と、レーザ
光源支持部材３１に支持されたレーザダイオード取付け
部材１２と、レーザダイオード取付け部材１２に取り付
けされたレーザダイオード１１と、レーザダイオード１
１を加熱又は冷却する加熱冷却素子１９と、電子機器本
体にレーザ光源支持部材３１と別体に支持された放熱器
４４と、放熱器４４及び加熱冷却素子１９間に、熱伝導
路を形成する柔軟部材３６とを備えるようにする。

〔作用〕

放熱器４４をレーザ光源支持部材３１と別体に支持し
て、当該放熱器４４及び加熱冷却素子１９間に柔軟部材
３６を用いて熱伝導路を形成すれば、当該放熱器４４が
振動してもレーザダイオード１１の振動を未然に防止し
て、レーザダイオード１１を加熱又は冷却することがで
きる。

さらに放熱器４４をレーザ光源支持部材３１と別体に支
持したことから、簡易な調整作業で光ビームの光軸を調
整することができる。

〔実施例〕

以下図面について、本考案の一実施例を詳述する。

第３図との対応部分に同一符号を附して示す第１図にお
いて、３０は全体として微粒子計のレーザ光源を示し、
レーザダイオード取付け板１２が、円筒形状のホルダ３
１の端面にねじ３２で固定されるようになされている。

ホルダ３１は、微粒子計本体（図示せず）の円柱形状の
凹部に差し込んだ後、ねじ留めして取り付けることによ
り、当該ホルダ３１を介してレーザ光源３０を微粒子計
本体に固定する。

さらにホルダ３１は、熱伝導率の小さい例えば樹脂製で
なり、これによりレーザダイオード１１の熱が当該ホル
ダ３１を介して微粒子計本体に伝導しないように、また
これとは逆に微粒子計本体の熱がレーザダイオード１１
に伝導しないようになされている。

ちなみにレーザダイオード取付け板１２は、ねじ３２の
直径に対してそのねじ孔１２Ｂの直径が所定量だけ大き
くなるようになされ、これによりホルダ３１に対するレ
ーザダイオード取付け板１２の取付位置及び傾きを微調
整して、光軸を調整し得るようになされている。

かくしてホルダ３１は、電子機器本体でなる微粒子計本
体に支持されたレーザ光源支持部材を構成する。

これに対して、レーザダイオード取付け板１２の背面に
は、従来の放熱器２０（第３図）に代えて銅板３３、押
え板３４及びシリコンシート３５が、レーザダイオード
１１に押し付けられるように配置されている。

すなわち銅板３３は、細い銅線を編んで形成された平編
銅線３６を一端に半田付けすると共に、他端にペルチエ
素子１９を半田付けするようになされ、ペルチエ素子１
９がレーザダイオード１１に密着するように配置されて
いる。

ちなみに、このようにして形成された平編銅線３６は可
撓性に優れ、折り曲げ自由な特徴を有すると共に、一端
に加えられた外力を他端に伝達しないような弾性力の小
さな部材でなる。

ホルダ３１にはねじ３８が植立するようになされ、当該
ねじ３８にナツト４０をねじ込むことにより、押え板３
４を介してシリコンシート３５及び銅板３３をレーザダ
イオード１１に押し付けるようになされている。

かくして、ペルチエ素子１９をレーザダイオード１１に
密着させることにより、レーザダイオード１１を効率良
く加熱及び冷却し得る。

平編銅線３６の他端は、銅板４１が半田付けされ、当該
銅板４１がねじ４２で放熱器４４に固定されるようにな
されている。

放熱器４４は、電子機器本体でなる微粒子計本体にホル
ダ３１と別体に支持されている。

従つて、ペルチエ素子１９でレーザダイオード１１を冷
却する際には、レーザダイオード１１から吸収された熱
が、ペルチエ素子１９の放熱側から銅板３３、平編銅線
３６、銅板４１を順次伝導して、放熱器４４で周囲に放
散される。

これとは逆にレーザダイオード１１を加熱する際には、
加熱に要する熱が放熱器４４で周囲から吸収され、その
熱が銅板４１、平編銅線３６、銅板３３を順次伝導して
ペルチエ素子１９の冷却側に伝導される。

かくして平編銅線３６は、放熱器４４及びペルチエ素子
１９間に熱伝導路を形成する柔軟部材を構成する。

従つて、従来の放熱器２０に代えてレーザダイオード取
付け板１２の背面に配置された銅板３３及び押え板３４
においては、加熱及び冷却に要する熱を伝導するだけで
レーザダイオード１１を所定温度に保持し得、その分銅
板３３及び押え板３４を小型形状にして、レーザダイオ
ード取付け板１２の背面にレーザダイオード取付け板１
２の取付位置及び傾きの調整用空間を得ることができ
る。

かくしてこの実施例においては、銅板３３及び押え板３
４を小型形状にすると共に、放熱器４４をレーザダイオ
ード取付け板１２の背面位置から所定量だけずらして微
粒子計本体に固定することにより、当該銅板３３、押え
板３４及び放熱器４４を取り付けたままでもねじ３２を
緩めて、レーザダイオード取付け板１２の取付位置及び
傾きを微調整し得るようになされている。

かくして調整の際、放熱器４４を取り外す必要がないの
で、その分従来に比して光軸の調整作業を簡略化するこ
とができる。

さらにこの実施例においては、放熱器４４をホルダ３１
と別体に支持すると共に、柔軟部材でなる平編銅線３６
を用いて熱伝導路を形成したことにより、重量の大きな
放熱器４４に荷重が加えられて振動した場合でも、レー
ザダイオード１１に伝搬する当該振動を格段的に低減す
ることができ、かくして当該振動による光軸のずれを未
然に防止することができる。

さらにこの種の放熱器４４においては、レーザダイオー
ド１１の加熱及び冷却に応じて熱収縮及び熱膨張の繰り
返しを避け得ず、微粒子計に衝撃等が加えられない場合
でも、当該熱収縮及び熱膨張により放熱器が振動する問
題がある。

従つて、このように柔軟部材でなる平編銅線３６を用い
て熱伝導路を形成したことにより、熱収縮及び熱膨張に
より放熱器４４が振動した場合でも、光軸のずれを未然
に防止することができる。

ちなみにこの実施例においては、銅板３３及び押え板３
４間に、熱伝導率が高くかつ弾性部材でなるシリコンシ
ート３５を介挿することにより、放熱器４４の他に押え
板３４を介しても熱の放散及び吸収が行われるようにな
され、併せて平編銅線３６の振動が当該シリコンシート
３５で吸収されるようになされている。

以上の構成において、レーザダイオード取付け板１２に
取り付けられたレーザダイオード１１は、ホルダ３１で
微粒子計本体から熱的に絶縁された状態で、ペルチエ素
子１９で加熱又は冷却される。

このとき、微粒子計本体にホルダ３１と別体に支持され
た放熱器４４で、加熱に要する熱が周囲から吸収され、
その熱が銅板４１、平編銅線３６、銅板３３を介してペ
ルチエ素子１９に与えらる。

逆に冷却に要する熱は、銅板３３、平編銅線３６、銅板
４１を介して放熱器４４から周囲に放散される。

以上の構成によれば、微粒子計本体にホルダ３１と別体
に放熱器４４を支持すると共に、放熱器４４及びペルチ
エ素子１９間に柔軟部材で熱伝導路を形成することによ
り、レーザダイオード１１に伝搬される放熱器４４の振
動を低減することができ、かくして放熱器４４の振動に
よる光軸のずれを未然に防止して、光軸の調整作業を簡
略化することができる。

なお上述の実施例においては、レーザダイオード取り付
け板１２に対して、放熱器４４を平行に取り付けた場合
について述べたが、放熱器４４の取り付け位置はこれに
限らず、放熱器４４及びペルチエ素子１９間に可撓性に
優れた平編銅線でなる柔軟部材で熱伝導路を形成したこ
とにより、例えば銅板３３の横に垂直に配置する場合
等、必要に応じて配置位置を自由に選定することができ
る。

さらに上述の実施例においては、柔軟部材として銅線を
編んで形成された平編銅線３６を用いて、放熱器４４及
びペルチエ素子１９間に熱伝導路を形成する場合につい
て述べたが、熱伝導路を形成する柔軟部材はこれに限ら
ず、例えばバネ状に加工した熱伝導率の高い金属等、要
は弾性が小さくかつ熱伝導率の高い部材で構成すればよ
い。

さらに上述の実施例においては、円環形状のレーザダイ
オード取付け板１２及び円筒形状のホルダ３１を用いる
場合について述べたが、レーザダイオード取付け板１２
及びホルダ３１の形状はこれに限らず、必要に応じて種
々の形状を広く適用することができる。

さらに上述の実施例においては、ホルダ３１を微粒子計
本体にねじ留めして取り付けることにより、当該ホルダ
３１を介して微粒子計本体にレーザ光源３０を固定する
場合について述べたが、本考案はこれに限らず、例えば
ホルダを微粒子計本体に圧入する場合等、種々の支持方
法を広く適用することができる。

さらに上述の実施例においては、本考案を微粒子計のレ
ーザ光源に適用した場合について述べたが、本考案は微
粒子計のレーザ光源に限らず、微少変位測定装置等のレ
ーザ光源、さらには種々の電子機器のレーザ光源に広く
適用することができる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、放熱器をレーザ光源支持
部材と別体に支持して、当該放熱器に対して柔軟部材の
熱伝導路を形成することにより、レーザダイオードに伝
搬される放熱器の振動を低減すると共に、光軸の調整作
業を簡略化することができる。

かくして放熱器の振動による光軸のずれを未然に防止し
て、光軸の調整作業を簡略化したレーザ光源を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるレーザ光源の全体構成
を示す断面図、第２図は微粒子計の動作の説明に供する
略線図、第３図は問題点の説明に供する断面図である。 １……微粒子計、３、１０、３０……レーザ光源、１１
……レーザダイオード、１２……レーザダイオード取付
け板、１５、３１……ホルダ、１９……ペルチエ素子、
２０、４４……放熱器、３６……平編銅線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電子機器本体に支持されたレーザ光源支持
   部材と、 上記レーザ光源支持部材に支持されたレーザダイオード
   取付け部材と、 上記レーザダイオード取付け部材に取り付けられたレー
   ザダイオードと、 上記レーザダイオードを加熱又は冷却する加熱冷却素子
   と、 上記電子機器本体に上記レーザ光源支持部材と別体に支
   持された放熱器と、 上記放熱器及び上記加熱冷却素子間に、熱伝導路を形成
   する柔軟部材と を具えることを特徴とするレーザ光源。