JP2006294917A - レーザダイオード固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を少なくしつつ、調整から固定までの作業を容易化し、少ない工数によって高精度の調整及び高信頼性のレーザダイオードの固定が行えるようにして、光学ピックアップ装置を大量に生産することを可能とする。
【解決手段】 レーザダイオード１を保持する第１の保持部材１３と、光学ベース１０に固定され第１の保持部材１３を保持する第２の保持部材１５とを備え、これら各保持部材１３，１５は、所定の１箇所において、温度上昇による粘弾性の変化の少ない第１の接着剤１６により固着され、他の少なくとも２以上の箇所において、温度上昇により粘弾性の低下する第２の接着剤１７により固着されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光記録媒体に情報信号を記録、再生する光学ピックアップ装置等において、光学ベースにレーザダイオード固定するためのレーザダイオード固定装置に関する。

光学ピックアップ装置が種々の民生用機器やコンピュータ装置の外部記憶装置として普及するに伴い、小型化、薄型化に対する要求が強くなってきている。その結果、光学ピックアップ装置における部品の実装密度が高くなり、組み立て調整時の作業性を確保することが課題となっている。さらに、記録媒体に対する情報記録密度の高密度化に伴い、組み立て精度の向上も要求されている。

すなわち、光学ピックアップ装置においては、組み立て調整時の作業性を確保しつつ、部品の実装密度を高くして小型化、薄型化を図り、さらに、組み立て調整の高精度化をも両立させることが課題となっている。

図７は、従来の光学ピックアップ装置の概略的な構成を示す平面図である。

従来の一般的な光学ピックアップ装置においては、図７に示すように、光源であるレーザダイオード１０１から出射されたレーザー光は、コリメートレンズ１０２により平行光となされて、偏光ビームスプリッタと一体となった整形プリズム１０３（以下、単に整形プリズムという。）に入射する。このレーザ光は、整形プリズム１０３によって、ほぼ円形のビームに整形され、立ち上げミラー１０４によって反射される。立ち上げミラー１０４によって反射されたレーザ光は、１／４波長板１０５を経て、対物レンズ１０６に入射する。対物レンズ１０６は、レーザ光を集光させ、光ディスク１０７の信号記録面上に照射する。光ディスク１０７においては、信号記録面にレーザ光が照射されることによって、情報信号の書き込み及び読み出しが行われる。

そして、光ディスク１０７において反射された戻り光は、対物レンズ１０６、１／４波長板１０５及び立ち上げミラー１０４を経て、整形プリズム１０３に戻る。この戻り光は、整形プリズム１０３において、この整形プリズム１０３に一体化された偏光ビームスプリッタによって、検出レンズ１０８の方向に反射される。偏光ビームスプリッタによって反射された戻り光は、検出レンズ１０８によって集光され、光検出器１０９に入射する。

光検出器１０９からは、受光される戻り光に基づいて、光検出出力が出力される。この光検出出力に基づいて、図示しない信号処理回路により、光ディスク１０７の信号記録面からのメイン信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が生成される。

このように構成される光学ピックアップ装置においては、特に、「ＤＶＤ」などの高記録密度の光ディスクに対して使用される光学ピックアップ装置においては、光ディスク上においてレーザ光を正確に集光させて絞りこむ必要がある。そのためには、レーザダイオード１０１を正確に所定の位置に固定する必要がある。

このような光学ピックアップ装置において、レーザダイオードを固定するための固定装置として、特許文献１には、レーザダイオードを嵌合保持する第１の保持部材と、この第１の保持部材の凸部と嵌合する凹部を有する第２の保持部材とを備え、この第２の保持部材の凹部をレーザダイオードの放射基準面に対する法線方向に沿って円弧を描く曲面を有するものとして、レーザダイオードの放射角のずれを補正した状態で、レーザダイオードを保持できるものが記載されている。この固定装置においては、レーザダイオードから出射されるレーザ光について、収差と強度分布との調整を両立させることができるようになっている。

特開平９−２１９０３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された固定装置においては、レーザダイオードの位置調整の後に、このレーザダイオードを保持する第１の保持部材をネジ止めによって固定する構成であるため、装置を構成する部品点数が多く、また、調整から固定までの作業が繁雑で工数がかかり、光学ピックアップ装置を大量に生産することが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、装置を構成する部品点数が少なく、また、調整から固定までの作業が容易で、少ない工数によって高精度の調整及び高信頼性の固定が行え、光学ピックアップ装置を大量に生産することを可能とするレーザダイオード固定装置を提供することを目的とする。

前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係るレーザダイオード固定装置は、以下の構成を有している。

〔構成１〕
光学ベースに対してレーザダイオードを固定するレーザダイオード固定装置において、レーザダイオードを保持する第１の保持部材と、光学ベースに固定され第１の保持部材を保持する第２の保持部材とを備え、これら第１の保持部材と第２の保持部材とは、所定の１箇所において、温度上昇による粘弾性の変化の少ない接着剤により固着されているとともに、他の少なくとも２以上の箇所において、温度上昇により粘弾性の低下する接着剤により固着されていることを特徴とするものである。

本発明に係るレーザダイオード固定装置においては、レーザダイオードを保持する第１の保持部材と光学ベースに固定され第１の保持部材を保持する第２の保持部材とは、所定の１箇所において、温度上昇による粘弾性の変化の少ない接着剤により固着され、他の少なくとも２以上の箇所において、温度上昇により粘弾性の低下する接着剤により固着されているので、少ない部品点数でありながら、調整から固定までの作業が容易で、少ない工数によって高精度の調整及び高信頼性の固定が行える。

特に、使用条件に配慮した最適な接着剤の種類、塗布場所の選定を行うことにより、種々に使用条件に対応することができる。

すなわち、本発明は、装置を構成する部品点数が少なく、また、調整から固定までの作業が容易で、少ない工数によって高精度の調整及び高信頼性の固定が行え、光学ピックアップ装置を大量に生産することを可能とするレーザダイオード固定装置を提供することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るレーザダイオード固定装置が適用される光学ピックアップ装置の構成を示す平面図である。

本発明に係るレーザダイオード固定装置が適用される光学ピックアップ装置においては、図１に示すように、光源であるレーザダイオード１から出射されたレーザー光は、コリメートレンズ２により平行光となされて、偏光ビームスプリッタと一体となった整形プリズム３（以下、単に整形プリズムという。）に入射する。このレーザ光は、整形プリズム３によって、ほぼ円形のビームに整形され、立ち上げミラー４によって反射される。立ち上げミラー４によって反射されたレーザ光は、１／４波長板５を経て、対物レンズ６に入射する。対物レンズ６は、レーザ光を集光させ、光ディスク７の信号記録面上に照射する。光ディスク７においては、信号記録面にレーザ光が照射されることによって、情報信号の書き込み及び読み出しが行われる。

そして、光ディスク７において反射された戻り光は、対物レンズ６、１／４波長板５及び立ち上げミラー４を経て、整形プリズム３に戻る。この戻り光は、整形プリズム３において、この整形プリズム３に一体化された偏光ビームスプリッタによって、検出レンズ８の方向に反射される。偏光ビームスプリッタによって反射された戻り光は、検出レンズ８によって集光され、光検出器９に入射する。

光検出器９からは、受光される戻り光に基づいて、光検出出力が出力される。この光検出出力に基づいて、図示しない信号処理回路により、光ディスク７の信号記録面からのメイン信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が生成される。

この光学ピックアップ装置は、光学ベース１０内に各光学部品を収納して構成されている。この光学ベース１０は、ガイドシャフト１１及びガイド板１２によって支持されており、光ディスク７の径方向に移動操作可能となされている。光ディスク７は、図示しないスピンドルモータの回転軸に取付けられたターンテーブル上に保持されており、このスピンドルモータによって回転操作される。

図２は、本発明に係るレーザダイオード固定装置の構成を示す斜視図である。

本発明に係るレーザダイオード固定装置は、光学ベース１０に対してレーザダイオード１を固定する装置であって、図２に示すように、レーザダイオード１を保持する円筒部１３ａを有する第１の保持部材１３と、レーザダイオード１を第１の保持部材１３に押し当てて固定する板バネ１４と、第１の保持部材１３を保持する第２の保持部材１５とを備えて構成される。

図３は、本発明に係るレーザダイオード固定装置の第１の保持部材の構成を示す正面図、平面図及び断面図である。

第１の保持部材１３は、図３に示すように、缶状のレーザダイオード１を嵌合させて保持する円筒部１３ａと、この円筒部１３ａの後端側より側方に延在されたフランジ部とを有して形成されている。円筒部１３ａは、後端部から前端部に貫通する中空部を有して形成されており、この中空部内にレーザダイオード１を嵌合させる。また、この第１の保持部材１３は、円筒部１３ａの側面部に基準面部１３ｂが設けられており、後端部には板バネ１４を位置決めするための２ヶ所のボス１３ｃが設けられている。

図４は、本発明に係るレーザダイオード固定装置の第２の保持部材の構成を示す正面図、平面図及び断面図である。

第２の保持部材１５は、図４に示すように、平板状の部分とこの平板状部分の後方側に位置する枠状の部分とを有する部材として形成され、平板状の部分の略中央に透孔１５ａが設けられている。この第２の保持部材１５は、透孔１５ａの縁部分に、第１の保持部材１３の円筒部１３ａの前端側が嵌合されるＣ面受部１５ｂが形成されている。この第２の保持部材１５は、Ｃ面受部１５ｂに円筒部１３ａの前端部を嵌合させた状態で、光学ベース１０の所定箇所に接着されて固定される。

図５Ａは、本発明に係るレーザダイオード固定装置の構成を示す正面図、平面図及び断面図である。

このレーザダイオード固定装置は、図５Ａに示すように、第１の保持部材１３によりレーザダイオード１が保持され、板バネ１４がレーザダイオード１を押さえ、この第１の保持部材１３が第２の保持部材１５に嵌合されることによって、レーザダイオード１を光学ベース１０に対して保持する。

このとき、板バネ１４は、屈曲された一端側を第２の保持部材１５に当接させることにより、レーザダイオード１を第１の保持部材１３に対して押さえるとともに、この第１の保持部材１３を第２の保持部材１５に対して押さえる。第１の保持部材１３は、基準面部１３ｂを、第２の保持部材１５の基準部１５ｃに押し付けた状態で位置決めされる。第２の保持部材１５の基準部１５ｃは、枠状部分の内側に設けられている。なお、第２の保持部材１５の上面部には、板バネ１４の一端側が押圧する部分に突起状の受部１５ｄが設けられている。

第１の保持部材１３は、レーザダイオード１を介して板バネ１４によって押圧されることにより、円筒部１３ａの前端側の外側面１３ｅを第２の保持部材１５のＣ面受部１５ｂに押接させる状態となる。円筒部１３ａの外側面１３ｅは、球面、または、円筒面として形成されている。この外側面１３ｅを球面として形成する場合には、この球面は、円筒部１３ａ内に保持されるレーザダイオード１の発光点を曲率中心とする球面となされれる。また、この外側面１３ｅを円筒面として形成する場合には、この円筒面球は、円筒部１３ａ内に保持されるレーザダイオード１の発光点を通りレーザ光の出射方向に直交する直線を軸とする円筒面となされる。

したがって、第１の保持部材１３が第２の保持部材１５に組み合わされたとき、第１の保持部材１３は、円筒部１３ａの外側面１３ｅを第２の保持部材１５のＣ面受部１５ｂに摺接させつつ、レーザダイオード１の発光点を中心として、第２の保持部材１５に対して回転されることができるようになっている。

図５Ｂは、本発明に係るレーザダイオード固定装置の要部の構成を示す断面図である。

また、第１の保持部材１３のフランジ部には、図５Ｂに示すように、板バネ１４に設けられた突起１４ａが嵌入するための凹み１３ｄが設けられている。板バネ１４は、突起１４ａを凹み１３ｄに嵌入させることにより、第１の保持部材１３に確実に取付けられ、レーザダイオード１を第１の保持部材１３に対して確実に押さえ込むことができる。また、この板バネ１４は、レーザダイオード１の後面部を押さえるための３箇所の突起１４ｂを備えており、第１の保持部材１３に対して、レーザダイオード１を安定した状態で保持させることができる。

そして、第１の保持部材１３と第２の保持部材１５とは、図２に示すように、所定の１箇所において、温度上昇による粘弾性の変化の少ない第１の接着剤１６により固着されているとともに、他の少なくとも２箇所以上の補強部分において、温度上昇により粘弾性の低下する第２の接着剤１７により固着されている。第１の接着剤１６により固着される箇所は、第１の保持部材１３の基準面部１３ｂ及び第２の保持部材１５の基準部１５ｃの接合部の近傍が望ましい。

このレーザダイオード固定装置においては、第１の保持部材１３と第２の保持部材１５とは、レーザダイオード１の位置及び方向を調整した状態で、第１及び第２の接着剤１６，１７によって固着されている。

このレーザダイオード固定装置において、レーザダイオード１の位置及び方向の調整は、図１に示すように、第２の保持部材１５を光学ベース１０に固定する際に、第２の保持部材１５の光学ベース１０に対する移動及び第２の保持部材１５に対する第１の保持部材１３の移動によって行う。

この調整を行うには、光学ピックアップ装置１の組立て工程上において、まず、光学ベース１０に対物レンズ６及び１／４λ波長板５を取り付けない状態で、立ち上げミラー４の出射方向に図示しないオートコリメータ装置を設置し、立ち上げミラー４からの光軸の角度の測定を行える状態にする。

そして、レーザダイオード１を第１の保持部材１３に保持させ、この第１の保持部材１３を第２の保持部材１５に保持させて、この第２の保持部材１５を光学ベース１０の所定位置に設置する。このとき、第２の保持部材１５は、調整冶具によって保持されており、光学ベース１０に対して未だ固着されていない。

次に、レーザダイオード１を発光させ、、コリメータレンズ２をレーザダイオード１に対して光軸方向（Ｚ方向）に移動して、オートコリメータ装置に入射するレーザ光が平行光束になるように調整する。

そして、オートコリメータ装置の光軸を確認しながら、第２の保持部材１５を調整治具により保持した状態で、光軸に直交する２方向（Ｘ、Ｙ方向）に移動し、光学ベース１０の基準面に対して入射光が垂直になるように調整を行う。

次に、図２に示すように、調整治具により、第１の保持部材１３のフランジ部の両端部分に対して、図２中矢印Ｚ１、Ｚ２で示すように、前方方向に荷重を加えることにより、それぞれθ１、θ２の方向に、レーザダイオード１を発光点を中心にして回転調整する。このθ１、θ２の方向は、図１に示すように、レーザダイオード１からの出射光の放射角度の狭い方向へ出射光を振る方向である。この方向は、光ディスク上においては、記録トラックを横切る方向（光ディスクの径方向）となっている。

このとき、オートコリメータ装置に代えて、ＣＣＤカメラ等により、入射光の光量分布を確認しながら、光学ベース１０の入射瞳のほぼ中心に光量分布の中心（最大点）がくるように、調整を行う。

以上の手順によって、レーザダイオード１の位置及び方向について、最適な調整を行うことができる。この調整が完了したならば、まず、第１の保持部材１３を第２の保持部材１５に対して接着剤を用いて固着を行う。接着剤による固着は、図２に示すように、第２の保持部材１５の接着剤だまり用の切欠き部１５ｅ、１５ｆ内に、第１及び第２の接着剤１６，１７を充填することによって行う。第１及び第２の接着剤１６，１７は、硬化時の特性が異なるので、第１の保持部材１３の第２の保持部材１５に対する高精度、かつ、信頼性の高い固定を実現することができる。

図６は第１の接着剤及び第２の接着剤のそれぞれの温度に対する硬化後の粘弾性の変化を示すグラフである。

第１の接着剤１６及び第２の接着剤１７は、図６に示すように、第１の接着剤１６が温度上昇に対して接着硬化後の粘弾性の変化が少ない特性であるのに対し、第２の接着剤１７は、温度上昇に対して接着硬化後の粘弾性の値が減少していく特性を有している。

第１の接着剤１６としては、例えば、ＵＶ反応型のエポキシ系熱硬化接着剤が好適である。また、第２の接着剤１７としては、一般的なアクリル系ＵＶ接着剤が好適である。なお、これらと同様な特性を備えていれば、他の設着剤を使用してもよい。

なお、これら接着材の特性については、温度上昇により粘弾性の変化の少ない第１の接着剤１６の粘弾性と、温度上昇による粘弾性の値が減少してゆくの第２の接着剤１７の粘弾性特性との比率が、４０°Ｃ±１０°Ｃの温度範囲では、１：１乃至１：２の間であって、８０°Ｃ±１０°Ｃの温度範囲では、１：１０乃至１：３０の間であることが望ましい。

このように、温度特性に違いのある２種類の接着剤１６，１７を用いて第１の保持部材１３の固着を行う。まず、図２に示すように、第１の接着剤１６を、第１の保持部材１３の基準面部１３ｂ及び第２の保持部材１５の基準部１５ｃの接合部の近傍に塗布し、ＵＶ照射により仮硬化を行う。次に、第２の接着剤１７を用いて、他の少なくとも２箇所以上の補強部分に塗布し、ＵＶ照射により完全硬化させる。

さらに、第２の接着剤１７を用いて、第２の保持部材１５を光学ベース１０に対して接着させる。

最後に、第１の接着剤１６を完全硬化させる目的で、光学ベース１０全体を高温槽に入れ、第２の保持部材１５の接着作業が終了する。このような手順により、第１の保持部材１３を調整後の状態で固定することができる。

このレーザダイオード固定装置においては、高温放置における信頼性を向上させることができる。すなわち、第１の保持部材１３の基準面部１３ｂと第２の保持部材１５の基準部１５ｃの接触個所の近傍に第１の接着剤１６を用い、その他の２箇所以上に第２の接着剤１７を用いていることにより、高温時における各接着材１６，１７の粘弾性の差、すなわち、接着強度差により、レーザダイオード１の光軸ズレの発生を抑制することができる。

つまり、高温になっても、第１の接着剤１６の方が第２の接着剤１７に対して接着強度があるので、接着剤の軟化による第１の保持部材１３の基準面部１３ｂと第２の保持部材１５の基準部１５ｃの位置ズレが生じることがなく、高い信頼性効得られる。

また、このレーザダイオード固定装置においては、熱衝撃における信頼性を向上させることができる。例えば、レーザダイオード１の熱を効率良く逃がす目的で、第１の保持部材１３を銅系の材質により作成し、第２の保持部材１５をアルミダイキャストにより作成することが考えられる。この場合、第１の保持部材１３と第２の保持部材１５とで熱膨張係数が異なるので、熱衝撃により歪が生じ、応力が生じて接着剤の剥離が懸念される。

本発明に係るレーザダイオード固定装置においては、熱衝撃により高温時から急速に冷却された場合において、第１の接着剤１６に対して第２の接着剤１７の接着強度が弱いので、歪が発生しても、第２の接着剤１７が緩衝し、接着剤の剥離が発生しない。さらに、基準面部１３ｂの近傍の第１の接着剤１６による接着箇所は１箇所であり、かつ、その接着強度は落ちないので、熱衝撃によるレーザダイオード１の光軸ズレの発生も抑制することができる。このような効果は、第１の接着剤１６を基準面部１３ｂの近傍の１箇所に用い、熱膨張による歪が大きい部分の２箇所以上に第２の接着剤１７を使用することにより、顕著に発揮される。第２の接着剤１７を使用する箇所は、３箇所以上としても、同様の効果を得ることができる。

そして、このレーザダイオード固定装置においては、レーザダイオード１の固定に際してネジ等の部品を用いないので、部品点数が削減され、部品コスト及び作業工数を低減させることができる。すなわち、本発明に係るレーザダイオード固定装置においては、レーザダイオード１の固定は、全て接着剤により行われるので、ネジ等の締結部材が不要であり、部品コスト及び作業工数の削減が可能である。

本発明に係るレーザダイオード固定装置が適用される光学ピックアップ装置の構成を示す平面図である。 前記レーザダイオード固定装置の構成を示す斜視図である。 前記レーザダイオード固定装置の第１の保持部材の構成を示す正面図、平面図及び断面図である。 前記レーザダイオード固定装置の第２の保持部材の構成を示す正面図、平面図及び断面図である。 前記レーザダイオード固定装置の構成を示す正面図、平面図及び断面図である。 前記レーザダイオード固定装置の要部の構成を示す断面図である。 前記レーザダイオード固定装置における第１の接着剤及び第２の接着剤のそれぞれの温度に対する硬化後の粘弾性の変化を示すグラフである。 従来の光学ピックアップ装置の概略的な構成を示す平面図である。

符号の説明

１ レーザダイオード
６ 対物レンズ
７ 光ディスク
１０ 光学べース
１３ 第１の保持部材
１４ 板バネ
１５ 第２の保持部材
１６ 第１の接着剤
１７ 第２の接着剤

Claims (1)

1. 光学ベースに対してレーザダイオードを固定するレーザダイオード固定装置において、
   レーザダイオードを保持する第１の保持部材と、
   前記光学ベースに固定され、前記第１の保持部材を保持する第２の保持部材と
   を備え、
   前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とは、所定の１箇所において、温度上昇による粘弾性の変化の少ない接着剤により固着されているとともに、他の少なくとも２以上の箇所において、温度上昇により粘弾性の低下する接着剤により固着されている
   ことを特徴とするレーザダイオード固定装置。

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