JP2008034043A - レーザ光源装置、光ヘッド装置、およびレーザ光源装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外周面に切欠きが形成されているステムを介してレーザ発光素子を素子ホルダに十分な強度をもって固定することができるレーザ光源装置、このレーザ光源装置を用いた光ヘッド装置、およびレーザ光源装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】第２のレーザ光源装置４０を組み立てる際、レーザ発光素子４１を素子ホルダ６の貫通穴６５に挿入すると、ステム４１０は貫通穴６５内のステム嵌合面６６０に圧入され、レーザ発光素子４１は素子ホルダ６に取り付けられる。ステム嵌合面６６０の内周面には、切欠き４１６、４１７、４１８から周方向にずれた位置に軸線方向Ｌに延びた接着剤導入溝６６１、６６２が形成されているので、それらの開口部分６６３、６６４に接着剤６８を供給すると、接着剤６８は、切欠き４１６、４１７、４１８に溜まることなく、毛細管力により接着剤導入溝６６１、６６２の奥まで導入される。
【選択図】図４

Description

本発明は、レーザ発光素子および素子ホルダを備えたレーザ光源装置、このレーザ光源装置を用いた光ヘッド装置、およびレーザ光源装置の製造方法に関するものである。

ＣＤやＤＶＤなどの光記録ディスク（光記録媒体）の再生、記録に用いられる光ヘッド装置では、レーザ発光素子および受光素子を含む複数の光学素子が装置フレームが搭載されている。このような光ヘッド装置において、図５（ｃ）に示すレーザ発光素子４１を装置フレームに搭載する際、素子ホルダ６ｘによりレーザ発光素子４１を保持して、図５（ａ）、（ｂ）に示すようなレーザ光源装置４０ｘとした後、レーザ光源装置４０ｘを装置フレームに搭載することが多い。レーザ発光素子４１は、複数の端子４１１が固着された円板状のステム４１０を基端側に備える一方、素子ホルダ６ｘは、レーザ発光素子４１が挿入される貫通穴６５ｘを備えている。ここで、貫通穴６５ｘは、レーザ発光素子４１を挿入した際にステム４１０が位置する部分がステム４１０よりも十分、大きな内径を有している。従って、レーザ光源装置４０ｘを構成する際には、レーザ発光素子４１を貫通穴６５ｘに挿入した後、貫通穴６５ｘの内周面とステム４１０の外周面との隙間６９ｘの開口部分６９０ｘに接着剤６８ｘを塗布し、接着剤６８ｘを毛細管力により隙間６９ｘの内部まで導入した後、接着剤６８ｘを硬化させる。

しかしながら、レーザ発光素子４１では、ステム４１０の外周面に切欠き４１６、４１７、４１８が形成されているため、接着剤６８ｘを毛細管力により隙間６９ｘの奥まで導入する際、接着剤６８ｘが切欠き４１６、４１７、４１８内に溜まってしまい、隙間６９ｘ全体（軸線方向Ｌの全体）には接着剤６８ｘを行き渡らせることができない。このため、レーザ発光素子４１と素子ホルダ６ｘへの固定強度が低く、熱サイクル試験などを行った際、レーザ発光素子４１に位置ずれや脱落が発生するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、外周面に切欠きが形成されているステムを介してレーザ発光素子を素子ホルダに十分な強度をもって固定することができるレーザ光源装置、このレーザ光源装置を用いた光ヘッド装置、およびレーザ光源装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、端子が固着されたステムを基端側に備え、当該ステムの外周面に切欠きが形成されているレーザ発光素子と、該レーザ発光素子を内側に保持する貫通穴を備えた素子ホルダとを有するレーザ光源装置において、前記貫通穴のうち、前記ステムの外周面と対向する領域には、前記ステムが圧入されるステム嵌合面が形成されているとともに、前記切欠きと対向する位置との間に前記ステム嵌合面が介在する接着剤導入溝が軸線方向に延びるように形成されていることを特徴とする。

本発明に係るレーザ光源装置の製造方法では、前記レーザ発光素子を前記貫通穴に挿入するとともに前記ステムを前記ステム嵌合面に圧入して当該レーザ発光素子を前記素子ホルダに取り付ける素子装着工程と、前記接着剤導入溝の開口部分に接着剤を供給して当該接着剤を毛細管力により前記接着剤導入溝の奥まで導入する接着剤導入工程とを有することを特徴とする。

本発明に係るレーザ光源装置を構成する際、レーザ発光素子を素子ホルダの貫通穴に挿入すると、ステムは貫通穴内のステム嵌合面に圧入され、レーザ発光素子は素子ホルダに取り付けられる。ここで、貫通穴でステムと対向する領域では、切欠きと対向する位置との間にステム嵌合面が介在する接着剤導入溝が軸線方向に延びているので、接着剤導入溝の開口部分に接着剤を供給すると、接着剤は、切欠きに溜まることなく、毛細管力により接着剤導入溝の奥まで導入される。すなわち、接着剤導入溝の開口部分から導入された接着剤は、接着剤導入溝に沿って奥まで進行するが、ステム嵌合面で遮られて周方向に進行せず、切欠き内に侵入して溜まることがない。それ故、少量の接着剤を供給するだけでも、接着剤を軸線方向の全体に確実に行き渡らせることができるので、ステムは、ステム嵌合面での圧入と、軸線方向の全体に行き渡った接着剤による固定とにより強固に固定される。

本発明において、前記接着剤導入溝は、前記貫通穴の中心軸線を中心とする点対称位置に一対、形成されていることが好ましい。このように構成すると、周方向で均等な力でステムを固定することができる。

本発明において、前記接着剤は、嫌気性接着剤であることが好ましい。このように構成すると、接着剤導入溝から導入した接着剤を確実に硬化させることができる。

本発明に係るレーザ光源装置は、光ヘッド装置に用いることができ、この光ヘッド装置は、前記レーザ発光素子が前記レーザ光源装置として装置フレーム上に搭載された構成を有している。

本発明では、レーザ発光素子を素子ホルダの貫通穴に挿入すると、ステムは貫通穴内のステム嵌合面に圧入され、レーザ発光素子は素子ホルダに取り付けられる。また、接着剤導入溝の開口部分に接着剤を供給すると、接着剤は、切欠きに溜まることなく、毛細管力により接着剤導入溝の奥まで導入される。従って、ステムは、ステム嵌合面での圧入と、軸線方向の全体に行き渡った接着剤による固定とにより強固に固定される。それ故、レーザ発光素子を素子ホルダに十分な強度をもって固定できるので、熱サイクル試験などを行った場合でもレーザ発光素子に位置ずれや脱落が発生しない。

以下に図面を参照して、本発明を適用した光ヘッド装置について説明する。

（全体構成）
図１は、本発明を適用した光ヘッド装置を対物レンズから光が出射される側からみた斜視図である。図２は、図１に示す光ヘッド装置の分解斜視図である。図３は、図１に示す光ヘッド装置から本体カバーや対物レンズ駆動装置を外した状態の斜視図である。

図１〜図３に示す本形態の光ヘッド装置１は、ＣＤおよびＤＶＤ等の光記録媒体に対する情報の再生または／および記録を行うものである。光ヘッド装置１は、マグネシウムや亜鉛などのダイカスト品からなる金属製の装置フレーム２を有しており、この装置フレーム２の両端の各々には、ディスク駆動装置のガイド軸や送りねじ軸が係合する第１の軸受２１および第２の軸受２２が形成されている。装置フレーム２の一方側の側面は、ディスク駆動機構のスピンドルモータ（図示せず）に接近した際の干渉を防止するために円弧状に湾曲している。

装置フレーム２の上面側では略中央に対物レンズ９１が位置している。対物レンズ９１に対して第１の軸受２１が位置する側には金属製の本体カバー８０が被せられている。本体カバー８０は、装置フレーム２の上面を覆う上板部８１と、この上板部８１の一方の側端縁から下方に屈曲して装置フレーム２の側面に形成されている突起２８に係合する側板部８２とを有しており、上面部に形成された小穴８３には、装置フレーム２から上方に突出した位置決め突起２９が嵌っている。

本形態の光ヘッド装置１は、波長が６５０ｎｍ帯の第１のレーザ光、および波長が７８０ｎｍ帯の第２のレーザ光を用いてＤＶＤ系ディスクおよびＣＤ系ディスクに対する情報の記録、再生が可能な２波長光ヘッド装置１であり、装置フレーム２上には、波長が６５０ｎｍ帯の第１のレーザ光を出射するＡｌＧａＩｎＰ系のレーザ発光素子（レーザダイオード）を備えた第１のレーザ光源装置３０と、波長が７８０ｎｍ帯の第２のレーザ光を出射するＡｌＧａＡｓ系のレーザ発光素子（レーザダイオード）を備えた第２のレーザ光源装置４０とが搭載されている。ここで、第１のレーザ光および第２のレーザ光は、レーザ光源装置３０、４０から光記録ディスクに向かう光路に配置された複数の光学素子からなる光学系を介して光記録ディスクであるＤＶＤ系ディスクあるいはＣＤ系ディスクに導かれ、この光学系を構成する光学素子も装置フレーム２上に搭載されている。また、光記録ディスクからの戻り光も、光学系を介して共通の信号検出用受光素子５０に導かれ、かかる戻り光に対する光路を規定する光学素子、および信号検出用受光素子５０も装置フレーム２に搭載されている。

本形態の光ヘッド装置１において、光学系には、第１のレーザ光源装置３０から出射されたレーザ光を透過する一方、第２のレーザ光源装置４０から出射されたレーザ光を反射する光路合成用の偏光プリズム５２と、この偏光プリズム５２から出射されたレーザ光を部分反射するハーフミラー５３と、ハーフミラー５３で反射されたレーザ光に対する１／４波長板５５と、１／４波長板５５を透過してきたレーザ光を平行光にするコリメートレンズ５６と、この平行光を光記録ディスクに向けて立ち上げる立ち上げミラー５７と、立ち上げミラー５７からのレーザ光を光記録ディスクの記録面に収束させる対物レンズ９１とが含まれている。また、光学系には、光記録ディスクの記録面で反射された戻り光が立ち上げミラー５７、コリメートレンズ５６、１／４波長板５５、ハーフミラー５３を介して信号検出用受光素子５０に導かれる際に非点収差を付与するためのセンサーレンズ（図示せず）も含まれている。偏光プリズム５２からみてハーフミラー５３の背後にはモニター用受光素子５１が配置されている。なお、第１のレーザ光源装置３０と偏光プリズム５２との間には、１／２波長板が一体に構成された回折素子５４が配置され、第２のレーザ光源装置４０と偏光プリズム５２との間には、回折素子５８およびリレーレンズ５９が配置されている。

対物レンズ９１は、対物レンズ駆動機構９によってトラッキング方向およびフォーカシング方向の位置がサーボ制御されるようになっており、このような対物レンズ駆動機構９も装置フレーム２に搭載されている。本形態では、対物レンズ駆動機構９としてワイヤサスペンション方式のものを用いており、かかる対物レンズ駆動機構９としては周知のものを用いることができるので、詳細な説明を省略するが、対物レンズ９１を保持するレンズホルダ９２と、このレンズホルダ９２を複数本のワイヤ９３でトラッキング方向およびフォーカシング方向に移動可能に支持しているホルダ支持部９４と、装置フレーム２に固定されたヨーク９５とを備えている。また、対物レンズ駆動機構９は、レンズホルダ９２に取り付けられた駆動コイル（図示せず）と、ヨーク９５に取り付けられた駆動マグネット９８により構成される磁気駆動回路を備えており、駆動コイルに対する通電を制御することにより、レンズホルダ９２に保持された対物レンズ９１を光記録ディスクに対してトラッキング方向およびフォーカシング方向に駆動する。なお、対物レンズ駆動機構９は、対物レンズ９１のジッタ方向の傾きを調整するチルト制御も可能である。なお、対物レンズ９１の周りは、矩形枠状のアクチュエータカバー８５で覆われている。

フレーム２の上面には、可撓性基板７０が重ねて配置されており、この可撓性基板７０には駆動用ＩＣなどが実装されている。また、可撓性基板７０の端部などを利用して、第１のレーザ光源装置３０、第２のレーザ光源装置４０、信号検出用受光素子５０、およびモニター用受光素子５１への電気的な接続が行われている。さらに、可撓性基板７０の上には、本体カバー８０およびアクチュエータカバー８５が重ねて配置されている。

（第２のレーザ光源装置４０の構成）
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本形態の光ヘッド装置１に用いた第２のレーザ光源装置４０を背面側からみた斜視図、背面図、およびその分解斜視図である。

図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態の光ヘッド装置１において、第２のレーザ光源装置４０は、レーザ発光素子４１と、このレーザ発光素子４１を保持する素子ホルダ６とを備えており、レーザ発光素子４１は、素子ホルダ６を介して装置フレーム２の壁面に固定されている。

レーザ発光素子４１は、基端側に円板状のステム４１０を備えており、このステム４１０には、複数の端子４１１が固着されている。端子４１１の前端部分には半導体チップ（図示せず）が電気的に接続されており、ステム４１０の前方には半導体チップの周りを部分的に囲む素子カバー４１２が配置されている。

ここで、ステム４１０の外周面には、複数の切欠き４１６、４１７、４１８が形成されており、これらの切欠き４１６、４１７、４１８のうち、三角形状の切欠き４１６、４１７は、レーザ発光素子４１における半導体チップの位置を示している。

素子ホルダ６は、全体として略矩形板状の本体部分６１と、この本体部分６１から前方に突出する突部６２とを備えており、突部６２の先端面が装置フレーム２との接着面として利用される。また、素子ホルダ６には、本体部分６１および突部６２を光軸方向に貫通する円形の貫通穴６５が形成されており、この貫通穴６５には、レーザ発光素子４１が挿入されている。

このように構成した素子ホルダ６において、貫通穴６５の入り口部分でステム４１０と対向する領域６６は、ステム４１０の外径寸法と略同一寸法の内径寸法に形成されており、それにより、ステム嵌合面６６０が形成されている。従って、素子ホルダ６を貫通穴６５に挿入した際、ステム４１０はステム嵌合面６６０に圧入固定される。ここで、ステム嵌合面６６０の軸線方向Ｌの寸法（幅寸法）は、ステム４１０の軸線方向Ｌの寸法（厚さ寸法）と略同一であり、ステム４１０の外周面全体がステム嵌合面６６０に保持される。

また、貫通穴６５においてステム４１０と対向する領域６６には、素子ホルダ６を貫通穴６５に挿入した状態で切欠き４１６、４１７、４１８に対して周方向にずれた位置に、軸線方向Ｌに延びた２本の接着剤導入溝６６１、６６２が形成されている。本形態では、貫通穴６５においてステム４１０と対向する領域６６の略全体がステム嵌合面６６０になっているため、ステム嵌合面６６０のうち、切欠き４１６、４１７、４１８に対して周方向にずれた位置に、２本の接着剤導入溝６６１、６６２が形成されている構造になっている。このため、２本の接着剤導入溝６６１、６６２と、切欠き４１６、４１７、４１８と対向する位置との間にはステム嵌合面６６０が介在する状態にある。

ここで、接着剤導入溝６６１、６６２は、貫通穴６５の中心軸線を中心とする点対称位置に形成されている。また、接着剤導入溝６６１、６６２には、軸線方向Ｌの全体にわたって嫌気性の接着剤６８が充填、固化されている。

このような構成の第２のレーザ光源装置４０を組み立てるには、まず、素子装着工程において、レーザ発光素子４１をその光軸周りの角度位置を調整しながら貫通穴６５に挿入するとともにステム４１０をステム嵌合面６６０に圧入してレーザ発光素子４１を素子ホルダ６に取り付ける。

次に、接着剤導入工程において、接着剤導入溝６６１、６６２の背面側の開口部分６６３、６６４に嫌気性の接着剤６８を供給する。その結果、接着剤６８は、その毛細管力により接着剤導入溝６６１、６６２の奥まで導入され、接着剤導入溝６６１、６６２の軸線方向Ｌの全体にわたって接着剤６８が充填される。すなわち、接着剤導入溝６６１、６６２の開口部分６６３、６６４から接着剤６８を供給した際、接着剤導入溝６６１、６６２の周方向の両側はステム嵌合面６６０になっているので、接着剤６８は、周方向に進行しないので、切欠き４１６、４１７、４１８に入り込むことない。従って、少量の接着剤６８を供給するだけで、接着剤６８は接着剤導入溝６６１、６６２の奥まで確実に進行する。

本形態では、接着剤６８としては、嫌気性接着剤を用いたため、接着剤導入工程の後の接着剤硬化工程では、レーザ発光素子４１を貫通穴６５に挿入した状態の素子ホルダ６を所定の条件下に放置して接着剤６８を硬化させる。それにより、第２のレーザ光源装置４０が完成する。

このように構成した第２のレーザ光源装置４０を装置フレーム２に搭載するには、装置フレーム２の仕切り壁に形成したＵ溝内に突部６２が嵌るように第２のレーザ光源装置４０を配置した後、突部６２の先端面と装置フレーム２の壁面との間に接着剤を塗布し、この接着剤を硬化させて、第２のレーザ光源装置４０を装置フレーム２に固定する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の第２のレーザ光源装置４０では、レーザ発光素子４１を素子ホルダ６の貫通穴６５に挿入すると、ステム４１０は貫通穴６５内のステム嵌合面６６０に圧入され、レーザ発光素子４１は素子ホルダ６に取り付けられる。ここで、ステム嵌合面６６０の内周面には、切欠き４１６、４１７、４１８から周方向にずれた位置に軸線方向Ｌに延びた接着剤導入溝６６１、６６２が形成されているので、この接着剤導入溝６６１、６６２の開口部分６６３、６６４に接着剤６８を供給すると、接着剤６８は、切欠き４１６、４１７、４１８に溜まることなく、毛細管力により接着剤導入溝６６１、６６２の奥まで導入される。すなわち、接着剤導入溝６６１、６６２の開口部分６６３、６６４から導入された接着剤６８は、接着剤導入溝６６１、６６２に沿って奥まで進行するが、ステム嵌合面６６０で遮られて周方向に進行せず、切欠き４１６、４１７、４１８内に侵入して溜まることがないので、少量の接着剤６８を供給するだけでも、接着剤６８を軸線方向の全体に確実に行き渡らせることができる。従って、ステム４１０は、ステム嵌合面６６０での圧入と、軸線方向Ｌの全体に行き渡った接着剤６８による固定とにより強固に固定される。それ故、レーザ発光素子４１を素子ホルダ６に十分な強度をもって固定できるので、熱サイクル試験などを行った場合でもレーザ発光素子４１に位置ずれや脱落が発生しない。

また、本形態においては、２つの接着剤導入溝６６１、６６２を貫通穴６５の中心軸線を中心とする点対称位置に形成したため、周方向で均等な力でステム４１０を固定することができる。

さらに、接着剤６８として嫌気性接着剤を用いたため、接着剤導入溝６６１、６６２から奥まで導入した接着剤６８の全体を確実に硬化させることができる。

［その他の実施の形態］
上記形態では、第２のレーザ光源装置４０に本発明を適用したが、第１のレーザ光源装置３０、あるいはレーザ光源装置３０、４０の双方に本発明を適用してもよい。また、本形態では、貫通穴６５においてステム４１０と対向する領域６６の略全体がステム嵌合面６６０になっているため、ステム嵌合面６６０のうち、切欠き４１６、４１７、４１８に対して周方向にずれた位置に２本の接着剤導入溝６６１、６６２を形成した構造になっているが、接着剤導入溝６６１、６６２と、切欠き４１６、４１７、４１８と対向する位置との間にはステム嵌合面６６０が介在する構造であれば、貫通穴６５においてステム４１０と対向する領域６６に対して、ステム嵌合面６６０および接着剤導入溝６６１、６６２として機能しない凹部などが形成されている構成を採用してもよい。

本発明を適用した光ヘッド装置を対物レンズから光が出射される側からみた斜視図である。 図１に示す光ヘッド装置の分解斜視図である。 図１に示す光ヘッド装置から本体カバーや対物レンズ駆動装置を外した状態の斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１に示す光ヘッド装置に用いた第２のレーザ光源装置を背面側からみた斜視図、背面図、およびその分解斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来のレーザ光源装置を背面側からみた斜視図、背面図、およびその分解斜視図である。

符号の説明

１ 光ヘッド装置
２ 装置フレーム
６ 素子ホルダ
３０ 第１のレーザ光源装置
４０ 第２のレーザ光源装置
４１ 半導体レーザ
６１ 素子ホルダの本体部分
６２ 素子ホルダの突部
６５ 貫通穴
６６ 貫通穴でステムの外周面と対向する領域
６８ 接着剤
４１０ ステム
４１１ 端子
４１２ 素子カバー
４１６、４１７、４１８ 切欠き
６６０ ステム嵌合面
６６１、６６２ 接着剤導入溝
６６３、６６４ 接着剤導入溝の開口部分

Claims (5)

1. 端子が固着されたステムを基端側に備え、当該ステムの外周面に切欠きが形成されているレーザ発光素子と、該レーザ発光素子を内側に保持する貫通穴を備えた素子ホルダとを有するレーザ光源装置において、
   前記貫通穴のうち、前記ステムの外周面と対向する領域には、前記ステムが圧入されるステム嵌合面が形成されているとともに、前記切欠きと対向する位置との間に前記ステム嵌合面が介在する接着剤導入溝が軸線方向に延びるように形成されていることを特徴とするレーザ光源装置。
2. 請求項１において、
   前記接着剤導入溝は、前記貫通穴の中心軸線を中心とする点対称位置に一対、形成されていることを特徴とするレーザ光源装置。
3. 請求項１または２において、
   前記接着剤は、嫌気性接着剤であることを特徴とするレーザ光源装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のレーザ光源装置を備えた光ヘッド装置であって、
   前記レーザ発光素子が前記レーザ光源装置として装置フレーム上に搭載されていることを特徴とする光ヘッド装置。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載のレーザ光源装置の製造方法において、
   前記レーザ発光素子を前記貫通穴に挿入するとともに前記ステムを前記ステム嵌合面に圧入して当該レーザ発光素子を前記素子ホルダに取り付ける素子装着工程と、
   前記接着剤導入溝の開口部分に接着剤を供給して当該接着剤を毛細管力により前記接着剤導入溝の奥まで導入する接着剤導入工程と
   を有することを特徴とするレーザ光源装置の製造方法。

Images