(57)【要約】【課題】機械的稼働部を有さず、かつ、光源から所定の受光位置までの角度とその受光位置におけるレーザー光の強度との関係を直接的に求めて放射角を容易に測定することができる放射角測定装置を提供する。【解決方法】測定対象となる半導体レーザー１０の出射光源Ｏから出射されたレーザー光を受光し電気信号に変換するセンサとしての受光部１６を備え、この電気信号に基づいて半導体レーザー１０の放射角を測定する放射角測定装置１において、受光部１４は、半導体レーザー１０の光軸ＯＡと交差する方向に並んで配置された複数の受光エレメント１４ｅからなり、光軸ＯＡから遠い側に配置された受光エレメント１４ｅの幅寸法Ｗｘが、光軸ＯＡから近い側に配置された受光エレメントの幅寸法Ｗｘよりも大きくなるように形成されている【選択図】  図１
2008294057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象となる半導体レーザから出射されたレーザー光を受光し電気信号に変換するセンサとしての受光部を備え、前記電気信号に基づいて半導体レーザーの放射角を測定する放射角測定装置において、
前記受光部は、前記半導体レーザーの光軸と交差する方向に並んで配置された複数の受光エレメントからなり、光軸から遠い側に配置された受光エレメントの幅寸法が、光軸から近い側に配置された受光エレメントの幅寸法よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする放射角測定装置。
【請求項２】
前記複数の受光エレメントは前記半導体レーザーの光軸と交差する直線上に並んで配置され、前記受光エレメントのそれぞれの幅寸法は、前記半導体レーザーから前記受光部の両端へ向けて延長される２本の直線がなす角度を前記複数の受光エレメントの数で等分割した単位角度に相当する前記レーザー光の前記受光部での投影長と等しく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射角測定装置。
【請求項３】
前記半導体レーザの出射光源から受光部の光軸上位置までの距離をｒとし、
前記単位角度をθとしたときに、
光軸から数えてｘ番目の受光エレメントの前記幅寸法ｌｘが
ｌｘ＝ｒｔａｎｘθ−ｒｔａｎ（ｘ−１）θ
であることを特徴とする請求項２に記載の放射角測定装置。
【請求項４】
前記受光部は、同一平面内で互いに直交する直線上に並んで配置された複数の受光エレメントからなり、一方の直線上に配置された受光エレメント列は、前記半導体レーザーから出射される光の放射角が最も大きい方向と平行に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の放射角測定装置。
【請求項５】
前記受光部がフォトダイオードアレイであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の放射角測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射角測定装置に関し、さらに詳しくは、半導体レーザーの出射光源から出射されるレーザー光の放射角を測定する放射角測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンパクトディスク（以下ＣＤと称す。）やディジタル・ヴァーサタイル・ディスク（以下ＤＶＤと称す。）などのディスク状の光記録媒体に情報を記録・再生する光ピックアップモジュールの光源として、半導体レーザーが主に用いられている。
【０００３】
半導体レーザーの出射光源からは、略楕円形状に広がるレーザー光が出射される。このレーザー光の広がりは、レンズとの結合効率などに大きく影響する光学系の設計のための重要なパラメータの一つである。そのため、半導体レーザーの出荷の際、または、光ピックアップモジュールに組み込まれる際等に、個々の素子についてレーザー光の広がり（放射角）が測定される。
【０００４】
半導体レーザー１００のレーザー光の広がり（放射角）を測定するには、図６（ｂ）に示されるように、所定の受光面内１０２の受光位置Ｐにおいて、半導体レーザー１００のレーザー光の強度Ｉを測定し、図６（ａ）に示されるような、受光面１０２内の所定の受光位置Ｐの光源Ｏからの角度φとその受光位置Ｐにおけるレーザー光の強度Iとの強度分布を求め、ピーク値ａに対して強度が半分になる角度φ１、φ２の範囲（半値幅Δφ）が求められる。なお、以下の説明においては、レーザー光の強度が半分になる角度の範囲（半値幅）を放射角と称し、特に定義した場合を除いては、略楕円形状の長径方向の放射角を単に「放射角」と称する。
【０００５】
半導体レーザーの放射角測定装置としては、特許文献１および２に記載されているように、レーザー光を受光して電気信号に変換する受光素子をレーザー光の光軸と交差する方向に移動させるか、半導体レーザーを光軸と平行な面内で回動させることにより、略楕円形状に広がるレーザー光の長径方向に受光素子を走査させてレーザー光の強度分布を測定するものが知られている。また、特許文献３に記載のように、多数の受光エレメントが配置されたフォトダイオードアレイ等のラインセンサや、電荷結合素子（以下、ＣＣＤと称す。）等のエリアセンサ等からなる受光部を光軸と直交するように配置してレーザー光の強度分布を一括して測定するものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２８０２７公報
【特許文献２】特開２００１−８５７８３公報
【特許文献３】特開平６−９４５１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、受光素子を略楕円形状に広がるレーザー光の長径方向に走査させて強度分布を測定する放射角測定装置によれば、受光素子および／または半導体レーザーを機械的に稼働して走査する必要があるため、測定に時間を要するという問題がある。また、図６（ａ）に示す強度分布の横軸である角度φの精度が、稼働部の機械的動作精度に依存する、および、機械的稼働部を有するため装置が大がかりになる、などの問題があった。
【０００８】
一方、多数の受光エレメントが１次元または２次元に配置された受光部を用いて強度分布を測定する放射角測定装置によれば、機械的稼働部を要することなく、レーザー光の強度分布を一括して測定することができる。しかし、従来の放射角測定装置によれば大きさの同じ受光エレメントが隣り合うように配列されているため、各受光エレメントに入射されるレーザー光の角度の大きさが、光軸に近い位置に配置された受光エレメントでは大きく、光軸から遠い位置に配置された受光エレメントでは小さくなる。そのため、各受光エレメントの配列順どおりにそれぞれの受光エレメントの出力を並べただけでは図６（ａ）に示すような強度分布を得ることができない。したがって、それぞれの受光エレメントに入射されるレーザー光の角度の大きさに応じて各受光素子の出力を換算するという煩雑な工程を要するという問題があった。また、受光部として、ＣＣＤを用いた場合は、フォトダイオードを用いた場合に比べて、光電変換の直線性が劣るという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、機械的稼働部を有さず、かつ、光源から所定の受光位置までの角度とその受光位置におけるレーザー光の強度との関係を煩雑な工程を要することなく求めることにより放射角を容易に測定することができる放射角測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る放射角測定装置は、測定対象となる半導体レーザーの出射光源から出射されたレーザー光を受光し電気信号に変換するセンサとしての受光部を備え、前記電気信号に基づいて半導体レーザーの放射角を測定する放射角測定装置において、前記受光部は、前記半導体レーザーの光軸と交差する方向に並んで配置された複数の受光エレメントからなり、光軸から遠い側に配置された受光エレメントの幅寸法が、光軸から近い側に配置された受光エレメントの幅寸法よりも大きくなるように形成されていることを要旨とするものである。このような構成によれば、前記半導体レーザーの光軸と交差する方向に並んで配置された複数の受光エレメントからなる受光部によって、レーザー光を受光するので、半導体レーザーおよび／または受光部を回動させたり相互に平行移動させたりする機械的稼働部を必要とすることなく、複数の位置においてレーザー光の強度を測定することができる。特に、光軸から遠い側に配置された受光エレメントの幅寸法が、光軸から近い側に配置された受光エレメントの幅寸法よりも大きくなるように形成されており、例えば、前記複数の受光エレメントは前記半導体レーザーの光軸と交差する直線上に並んで配置され、前記受光エレメントのそれぞれの幅寸法は、前記半導体レーザーの出射光源から前記受光部の両端へ向けて延長される２本の直線がなす角度を前記複数の受光エレメントの数で等分割した単位角度に相当する前記レーザー光の前記受光部での投影長と等しく形成させることにより、各受光エレメントの出力をそのままその受光エレメントの位置に対応する角度におけるレーザー光の強度として強度分布を求めることができる。
【００１１】
また、前記出射光源から受光部の光軸上位置までの距離をｒとし、前記単位角度をθとしたときに、光軸から数えてｘ番目の受光エレメントの前記幅寸法Ｗｘが、Ｗｘ＝ｒｔａｎｘθ−ｒｔａｎ（ｘ−１）θであるようにすると、半導体レーザーの出射光源から出射されるレーザー光を、等角度で分割して各受光エレメントに入射させることができる。これにより、上記と同様の効果を奏することができる。
【００１２】
さらに、前記受光部は、同一平面内で互いに直交する直線上に並んで配置された複数の受光エレメントからなり、一方の直線上に配置された受光エレメント列は、前記半導体レーザーから出射される光の放射角が最も大きい方向と平行に配置されるようにすると、半導体レーザーの出射光源からレーザー光が略楕円形状に広がって出射される場合に、この略楕円形状の長径側と短径側の放射角を一括して測定することができる。
【００１３】
前記受光部としては、例えばフォトダイオードアレイが好適に用いられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る放射角測定装置は、前記半導体レーザーの光軸と交差する方向に並んで配置された複数の受光エレメントからなる受光部によって、レーザー光を受光するので、半導体レーザーおよび／または受光部を回動させたり相互に平行移動させたりする機械的稼働部を必要とすることなく、複数の位置においてレーザー光の強度を測定することができる。特に、光軸から遠い側に配置された受光エレメントの幅寸法が、光軸から近い側に配置された受光エレメントの幅寸法よりも大きくなるように形成されており、例えば、複数の受光エレメントを半導体レーザーの光軸と交差する直線上に並んで配置させ、それぞれの受光エレメントの幅寸法を、半導体レーザーの出射光源から受光部の両端へ向けて延長される２本の直線がなす角度を複数の受光エレメントの数で等分割した単位角度に相当するレーザー光の受光部での投影長と等しく形成させることにより、各受光エレメントの出力をそのままその受光エレメントの位置に対応する角度におけるレーザー光の強度として強度分布を求めることができる。したがって、各受光エレメントの位置によって出力を換算するなどの煩雑な工程を要することなく、放射角を容易に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施形態に係る放射角測定装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る放射角測定装置１（または放射角測定装置２）の概略構成を示す図である。図２は受光部の受光面を半導体レーザー側から見た各受光エレメントの大きさを示す図である。図３はフォトダイオードアレイの各フォトダイオードの幅寸法を示す説明図である。図４は、放射角測定装置１によって測定された強度分布を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、この放射角測定装置１は、測定対象である半導体レーザー１０を位置決めして保持するホルダ１２と、半導体レーザー１０の出射光源Ｏから出射されたレーザー光を受光して電気信号に変換する一次元センサとしてのフォトダイオードアレイＦＤＡと、このホルダ１２に保持された半導体レーザー１０の出力をオン・オフ制御するとともに受光部１４から出力される電気信号としての電圧ＶＲ１、ＶＲ２、・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２、・・・ＶＬＸが入力される制御部１６と、電圧ＶＲ１、ＶＲ２、・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２、・・・ＶＬＸに基づく測定結果を出力する出力部１８とを備えている。なお、受光部１４は、半導体レーザー１０から出射されるレーザー光の放射角が最も大きい方向、すなわち、略楕円形状に広がるレーザー光の長径方向と平行に配置される。
【００１７】
フォトダイオードアレイＦＤＡは、ホルダ１２に保持される半導体レーザー１０の光軸ＯＡと交差する方向に並んで配置された複数の受光エレメント１４ｅからなる受光部１４を備えている。本実施形態では、受光部としてフォトダイオードアレイを適用した例を示す。
【００１８】
フォトダイオードアレイＦＤＡの一面に形成された受光部１４は、図１に示すように、受光エレメント１４ｅである多数の微小なフォトダイオード１４ｅが直線状に並んで配列されたものであり、ホルダ１２に保持される半導体レーザー１０の光軸ＯＡと直交するように配置される。
【００１９】
この各フォトダイオード１４ｅは、半導体レーザー１０からのレーザー光を受光する受光面１４ａを有しており、これらの受光面１４ａが同一平面内に幅方向に並ぶように配列されている。この受光面１４ａで受光された光が電気信号に変換されて、各フォトダイオード１４ｅに接続された端子から出力されて、制御部１６に入力される。
【００２０】
各フォトダイオード１４ｅの受光面１４ａは、図２に示すように、略同一の高さ寸法ｈ（光軸ＯＡと平行な方向の寸法）を有している。各受光面１４ａの幅寸法Ｗ１、Ｗ２、・・・Ｗｘ（すなわち、各受光面１４ａの光軸ＯＡに直交する方向の寸法）は、光軸ＯＡの近くに配置されたフォトダイオード１４ｅにおいて小さく、光軸ＯＡから遠くに配置されたフォトダイオード１４ｅにおいて大きくなるように形成されている。
【００２１】
さらに詳しくは、各受光面１４ａの幅寸法Ｗ１、Ｗ２、・・・Ｗｘは、図１および図２に示すように、半導体レーザー１０の出射光源Ｏから受光部１４の両端１４ｂ、１４ｂへ向けて延長される２本の直線２０、２０がなす角度αを受光部１４に設けられたフォトダイオード１４ｅの数で等分割した単位角度θに相当するフォトダイオードアレイ１４ｅでの投影長ｌ１、ｌ２、・・・ｌｘと等しく形成されている。この投影長ｌ１、ｌ２、・・・ｌｘとは、半導体レーザー１０からのレーザー光が各単位角度によってフォトダイオードアレイ１４に投影される長さである。つまり、フォトダイオードアレイ１４に並んで配置された各フォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗ１、Ｗ２、・・・Ｗｘは、単位角度θ当たりの領域のレーザー光が入射されるように形成されている。なお、「受光部１４の両端」とは、並んで配置された多数のフォトダイオード１４ｅ群の両端に配置されたフォトダイオード１４ｅ、１４ｅの外側端辺１４ｂ、１４ｂのことである。
【００２２】
各受光面１４ａの幅寸法Ｗ１、Ｗ２、・・・Ｗｘは光軸を中心に左右対称に形成されており、それぞれのフォトダイオード１４ｅにおいてレーザー光が電気信号に変換されて電圧ＶＲ１、ＶＲ２、・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２、・・・ＶＬＸが出力される。光軸に一番近いフォトダイオード１４ｅ、１４ｅ、すなわち、フォトダイオードアレイ１４の光軸上位置１４ＯＡを介して隣り合う左右のフォトダイオード１４ｅ、１４ｅからは電圧ＶＲ１、ＶＬ１が出力され、その両隣に配置された光軸から２番目のフォトダイオード１４ｅ、１４ｅからは電圧ＶＲ２、ＶＬ２が出力され、光軸から最も離れたＸ番目のフォトダイオード１４ｅ、１４ｅからは電圧ＶＲＸ、ＶＬＸが出力される。
【００２３】
図３を参照して、各フォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗ１、Ｗ２、・・・Ｗｘの関係を説明する。半導体レーザー１０の出射光源Ｏからフォトダイオードアレイ１４までの光軸上距離をｒとし、単位角度をθとしたときに、出射光源Ｏと、フォトダイオードアレイ１４の光軸上位置１４ＯＡと、光軸ＯＡに一番近いフォトダイオード１４ｅの光軸ＯＡから遠い側の端部１４ｆがなす直角三角形Ｏ−１４ＯＡ−１４ｆにおいて、底辺の長さはｒであり、斜辺の長さｙ１がｒ／ｃｏｓθで表され、光軸ＯＡ（底辺）と直交する辺１４ＯＡ−１４ｆの長さはｘ１ｓｉｎθ＝ｒｔａｎθで表される。したがって、光軸ＯＡに一番近い位置に配置されたフォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗ１は、ｒｔａｎθで表され、ここで単位角度θ当たりのレーザー光が受光される。なお、この光軸に一番近いフォトダイオードの端部１４ｆの反対側の端部１４ｆ‘は、光軸上に配置されている。（同様に、近い側の端面が光軸ＯＡと一致していることを追記して下さい）
【００２４】
光軸ＯＡから数えて２番目に配置されたフォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗ２は、次のように表される。出射光源Ｏと、フォトダイオードアレイ１４の光軸上位置１４ＯＡと、光軸ＯＡから２番目のフォトダイオード１４ｅの光軸から遠い側の端部１４ｇがなす直角三角形Ｏ−１４ＯＡ−１４ｇは、底辺の長さがｒであり、斜辺の長さｙ２がｒ／ｃｏｓ２θで表され、光軸ＯＡ（底辺）と直交する辺１４ＯＡ−１４ｇの長さはｙ２ｓｉｎ２θ＝ｒｔａｎ２θで表される。このｒｔａｎ２θから光軸ＯＡに一番近いフォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗ１の長さｔｒａｎθを除いた分が、２番目に配置されたフォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗ２であり、ｒｔａｎ２θ−ｒｔａｎθで表される。
【００２５】
これを一般化すると、光軸ＯＡからｘ番目に配置されたフォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗｘはｒｔａｎｘθ−ｒｔａｎ（ｘ−１）θで表される。
【００２６】
半導体レーザー１０を位置決めして保持するホルダ１２は、半導体レーザー１０の筐体を保持するクランプ機構を備え、半導体レーザー１０の入力端子に電気的に接続される接続部を有する。また、このホルダ１２は、受光部１４に対して離間接近する方向ｙおよび／または受光部１４のフォトダイオード１４ｅが並べられた方向と平行な方向ｘに移動できるようにしても良い。
【００２７】
制御部１６には、半導体レーザー１０を駆動する駆動手段と、フォトダイオードアレイ１４の各フォトダイオード１４ｅから出力される電圧ＶＲ１、ＶＲ２・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２・・・ＶＬＸを読み込む読み込み手段と、読み込まれた電圧ＶＲ１、ＶＲ２・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２・・・ＶＬＸの値を格納する記録手段と、読み込み手段による電圧の読み込みのタイミングや、記憶手段への電圧の格納のタイミング、および記憶手段に格納された電圧ＶＲ１、ＶＲ２・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２・・・ＶＬＸを出力部に出力する等の機能を有するコントローラ（コントローラの機能をより明確に定義いたしましたが、いかがでしょう。）を備えている。
【００２８】
コントローラが駆動手段を介して半導体レーザー１０に電圧を供給すると、半導体レーザー１０からレーザー光が出力され、フォトダイオードアレイ１４の各フォトダイオード１４ｅから電圧ＶＲ１、ＶＲ２・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２・・・ＶＬＸが出力される。コントローラは読み込み手段を介して、電圧ＶＲ１、ＶＲ２・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２・・・ＶＬＸを読み込み、電圧ＶＲ１、ＶＲ２・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２・・・ＶＬＸの値と、それぞれを出力したフォトダイオード１４ｅの配列情報（光軸ＯＡから何番目のフォトダイオード１４ｅかを示すアドレス）とともにメモリに格納する。コントローラはこのメモリに格納された電圧値と配列情報に基づいて半値幅Δθを求め、この半値幅Δθを出力部１８に出力して、その半導体レーザー１０の放射角を出力させる。この出力部１８には、例えばディスプレイやプリンタなどが適用される。また、制御部は、放射角とともに強度分布も出力部１８に表示させるようにしても良いし、ピーク値や、１／ｅ２など、半導体レーザー１０から出力されるレーザー光のその他のパラメータを出力するようにしても良い。
【００２９】
また、放射角測定装置１は、半導体レーザー１０を位置決めして保持するホルダ１２と受光部１４が設けられたフォトダイオードアレイＰＤＡとの相対位置を微調整できるような構成を有していても良い。このような場合は、制御部１６がホルダ１２とフォトダイオードアレイＰＤＡとの位置を制御する位置決め手段を備え、受光部１４の光軸上位置１４ＯＡとの距離ｒをコントローラが検知して、単位角度θを計算するようにすると良い。
【００３０】
このような放射角測定装置１によれば、受光部１４に並んで配置された多数のフォトダイオード１４ｅが、ｒｔａｎｘθ−ｒｔａｎ（ｘ−１）θで表される幅寸法Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗｘを有しているので、各フォトダイオード１４ｅには、単位角度θ当たりのレーザー光が受光されることになる。したがって、図４に示すように、光軸ＯＡからｘ番目に配置されたレーザーダイオードから出力される電圧Ｖｘを角度ｘθにおけるレーザー光の強度Ｉとしてそのままプロットすれば、その半導体レーザー１０の強度分布を得ることができる。そして、光軸ＯＡの両側でピーク値に対して強度が半分になる角度を求めて、この角度の幅（半値幅Δθ）を求めることで放射角を測定することができる。
【００３１】
このように構成されたフォトダイオードアレイ１４を備える放射角測定装置１によれば、半導体レーザー１０の光軸ＯＡと交差する方向に並んで配置された複数のフォトダイオード１４ｅからなるフォトダイオードアレイ１４によって、レーザー光を受光するので、半導体レーザー１０および／またはフォトダイオードアレイ１４を回動させたり相互に平行移動させたりする機械的稼働部を必要とすることなく、複数の位置においてレーザー光の強度を測定することで強度分布を得ることができる。さらに、このフォトダイオードアレイ１４は、レーザー光を等間隔で分割するように各フォトダイオード１４の幅寸法Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗｘが、光軸ＯＡから遠ざかるに従って徐々に大きくなるように形成されている。すなわち、比較的深い角度でレーザー光が入射される光軸ＯＡに近いフォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗｘは狭く、比較的浅い角度でレーザー光が入射される光軸ＯＡから遠いフォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗｘは広く形成される。これにより、各フォトダイオード１４ｅの出力をそのままそのフォトダイオード１４ｅの位置に対応してプロットすれば、強度分布を求めることができる。したがって、各フォトダイオード１４ｅの位置によって出力を換算するなどの煩雑な工程を要することなく、半導体レーザー１０の放射角を容易に測定することができる。
【００３２】
次に、本発明の第二の実施形態に係る放射角測定装置２について図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、放射角測定装置２において、上述した第一の実施形態に係る放射角測定装置１と異なる部分について主に説明し、同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は割愛する。
【００３３】
図１に示すように、放射角測定装置２は測定対象である半導体レーザー１０を位置決めして保持するホルダ１２と、半導体レーザー１０の出射光源Ｏから出射されたレーザー光を受光して電気信号に変換するセンサとしてのフォトダイオードアレイＦＤＡ２と、このホルダ１２に保持された半導体レーザー１０の出力をコントロールするとともに受光部１４からの電圧ＶＲ１、ＶＲ２・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２・・・ＶＬＸが入力される制御部１６と、電圧ＶＲ１、ＶＲ２・・・ＶＲＸ、ＶＬ１、ＶＬ２・・・ＶＬＸに基づく測定結果を出力する出力部１８とを備えている。
【００３４】
フォトダイオードアレイＦＤＡ２は、受光部２０を備えている。図５に示すように、受光部２０は、同一平面内で互いに直交する直線上に並んで配置された複数の受光エレメント１４ｅであるフォトダイオード１４ｅからなり、一方の直線上に配置された受光エレメント列１４ｌは、半導体レーザー１０から出射される光の放射角が最も大きい方向と平行に配置される。この受光エレメント列１４ｌは、第一の実施形態に係る放射角測定装置１の受光部１４と同一の構成を有しており、各フォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗ１、Ｗ２、・・・Ｗｘは、受光部１４と同じように形成されている。なお、受光エレメント列１４ｌは、半導体レーザー１０から出射されるレーザー光の放射角が最も大きい方向、すなわち、略楕円形状に広がるレーザー光の長径方向と平行に配置される。
【００３５】
この受光エレメント列１４ｌと直交するように設けられた受光エレメント行１４Ｓは、受光エレメント列１４ｌが９０°回転したような形を有しており、受光エレメント列１４ｌの光軸上位置１４ＯＡを介して対称に形成されている。
【００３６】
受光エレメント行Ｓに並んで配置された各フォトダイオード１４ｅの受光面１４ａは、略同一の高さ寸法ｈ２を有している。各受光面１４ａの幅寸法Ｗｖ１、Ｗｖ２、・・・Ｗｖｚは、光軸ＯＡの近くに配置されたフォトダイオード１４ｅにおいて小さく、光軸ＯＡから遠くに配置されたフォトダイオード１４ｅにおいて大きくなるように形成されている。すなわち、受光面１４ａの幅寸法Ｗｖ１、Ｗｖ２、・・・Ｗｖｚは、所定の単位角度θ当たりの領域のレーザー光が入射されるように形成されている。
【００３７】
ただし、受光エレメント行１４ｓにおいては、光軸ＯＡに最も近いフォトダイオード１４ｅが、光軸ＯＡから受光エレメント列１４ｌの高さの半分ｈ／２だけ離れた位置に配置されるため、光軸ＯＡからｚ番目に配置されたフォトダイオード１４ｅの幅寸法Ｗｖｚはｒｔａｎｚθ−（ｒｔａｎ（ｚ−１）θ＋ｈ／２）で表される。
【００３８】
このような放射角測定装置２によれば、受光部１４に互いに直交するように受光エレメント列１４ｌと受光エレメント行１４ｓが配置され、受光エレメント列１４ｌで長径側の放射角を、受光エレメント行１４ｓで短径側の放射角を測定することができる。
【００３９】
このように、本発明に係る放射角測定装置１、２によれば、半導体レーザー１０の光軸ＯＡと交差する方向に並んで配置された複数の受光エレメント１４ｅからなる受光部１４、２０によって、レーザー光を受光するので、半導体レーザー１０および／または受光部１４、２０を回動させたり相互に平行移動させたりして走査させることなく、複数の位置においてレーザー光の強度を測定することができる。さらに、この受光部１４、２０は、各受光エレメント１４ｅの幅寸法Ｗｘ、Ｗｖｚが、光軸ＯＡから遠ざかるに従って徐々に大きくなるように形成されている。すなわち、比較的深い角度でレーザー光が入射される光軸ＯＡに近い受光エレメント１４ｅの幅寸法Ｗｘ、Ｗｖｚは狭く、比較的浅い角度でレーザー光が入射される光軸ＯＡから遠い受光エレメント１４ｅの幅寸法Ｗｘ、Ｗｖｚは広く形成される。そのため、半導体レーザー１０の出射光源Ｏから出射されるレーザー光が各受光エレメント１４ｅに対して等角度（単位角度θ）で分割されるようになり、各受光エレメント１４ｅの出力Ｖｘをそのままその受光エレメント１４ｅの位置に対応する角度におけるレーザー光の強度として強度分布を求めることができる。したがって、各受光エレメント１４ｅの位置によって出力を換算するなどの煩雑な工程を要することなく、放射角を容易に測定することができる。
【００４０】
また、出射光源Ｏから受光部１４、２０の光軸上位置１４ＯＡまでの距離をｒときに、光軸から数えてｘ番目の受光エレメントの前記幅寸法Ｗｘが、ｒｔａｎｘθ−ｒｔａｎ（ｘ−１）θであるようにすると、半導体レーザー１０の出射光源Ｏから出射されるレーザー光を、単位角度θで分割して各受光エレメント１４ｅに入射させることができる。
【００４１】
さらに、放射角測定装置２においては、受光部２０が、同一平面内で互いに直交する直線上に並んで配置された複数の受光エレメント１４ｅからなり、一方の直線上に配置された受光エレメント列１４ｌが、半導体レーザー１０から出射される光の放射角が最も大きい方向と平行に配置されているので、出射光源Ｏから略楕円形状に広がるレーザー光の長径側と短径側の放射角を一括して測定することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることはもちろんである。例えば、上記実施形態においては、受光エレメントが隙間無く隣り合って並べられる例を示したが、受光エレメントを受光部の必要な箇所のみに離散的に配置してもよく、このような構成の放射角測定装置によれば受光素子の簡素化を図ることができる。また、単位角度θおよび光源と受光部との距離、受光部に設けられる受光エレメントの数などは、適宜設定することができる。また、受光部として、フォトダイオードアレイ以外の光電変換素子を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る放射角測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】受光部の受光面における各受光エレメントの大きさを示す図である。
【図３】放射角測定装置によって測定されたレーザー光の強度分布を示す図である。
【図４】従来の放射角測定装置について説明する説明図である。
【図５】受光素子の変形例を示す図である。
【図６】（ａ）は従来の放射角測定装置について説明する説明図であり、（ｂ）は半導体レーザーの強度分布について説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１、２ 放射角測定装置
１０ 半導体レーザー
１２ ホルダ
１４、２０ 受光部
１４ｅ  フォトダイオード（受光エレメント）
１４ＯＡ  光軸上位置
１６ 制御部
１８ 出力部
Ｏ 出射光源
ＯＡ 光軸
ＰＤＡ  フォトダイオードアレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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