JP3779608B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどの光記録媒体の記録、再生に用いられる光ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等の光記録媒体の記録、再生に用いられる光ヘッド装置では、光源としての半導体レーザ素子からの出射光を導光系を介して対物レンズに導き、この対物レンズによって収束させた光をディスク状の光記録媒体に収束させる。この際、対物レンズのトラッキング方向およびフォーカシング方向への駆動は、レンズ駆動装置によって行われる。また、光記録媒体からの戻り光については、やはり導光系を介して受光素子に導くようになっている。
【０００３】
ここで、半導体レーザ素子、対物レンズ、導光系、およびレンズ駆動装置などは、光記録媒体の半径方向に走査されるフレーム上に搭載されている。従って、フレームには、半導体レーザ素子の形状に合ったレーザ素子搭載部が形成されている。
【０００４】
例えば、従来の光ヘッド装置では、一般に、円筒状ケースを備える半導体レーザ素子（第１タイプの半導体レーザ素子）が用いられているので、フレームには、第１タイプの半導体レーザ素子の円筒状ケースを挿着可能な円筒部からなるレーザ素子搭載部が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体レーザ素子としては、放熱板が両側に張り出した第２タイプのものがあり、このタイプの半導体レーザ素子は、円筒状ケースを備えていないため安価であり、かつ、放熱性に優れているという特徴があるが、従来のフレームに形成されている円筒状のレーザ素子搭載部に対して第２タイプの半導体レーザ素子を搭載するのは、形状およびサイズが異なるので、困難である。
【０００６】
また、第２タイプの半導体レーザをフレームに搭載できるように、このレーザ素子に合った形状にレーザ素子搭載部を変更したのでは、信頼性や特性面から第１タイプの半導体レーザ素子を使用したいとき、第１タイプの半導体レーザ素子をフレーム上に搭載できないという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、サイズや形状の異なるタイプの半導体レーザ素子のいずれをも用いることのできる光ヘッド装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子から出射された光を光記録媒体に収束させる対物レンズと、該対物レンズおよび前記半導体レーザ素子が搭載されフレームとを有する光ヘッド装置において、前記フレームに前記半導体レーザ素子を搭載するためのレーザ素子搭載部には、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子の前記円筒状ケースを挿着可能な円筒部が形成されているとともに、放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子の前記放熱板の両側への張り出し部分を挿着可能な一対の溝部が前記円筒部の内周壁に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、レーザ素子搭載部に、第１タイプの半導体レーザ素子の円筒状ケースを挿着可能な円筒部が形成されているので、第１タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装できる。また、円筒部の内周壁には、第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板の両側への張り出し部分を挿着可能な一対の溝部が形成されているため、第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板の張り出し部分を溝部に挿入するだけで、第２タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装できる。すなわち、第２タイプの半導体レーザ素子において放熱板を含めた幅寸法は、第１タイプの半導体レーザ素子の円筒状ケースの外径寸法より大きいので、それを利用して、円筒部の内周壁に対して第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板を差し込む溝部を一対、形成し、これらの溝部によって第２タイプの半導体レーザ素子を固定する。従って、第１タイプの半導体レーザ素子と、第２タイプの半導体レーザ素子とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、本発明では、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子であっても同一のフレームに搭載できる。それ故、例えば、光ヘッド装置の低コスト化を図る場合や、樹脂製のフレームを用いたため半導体レーザ素子に高い放熱性が求められる場合には、第２タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装する一方、信頼性などが強く求められる場合には、第１タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装することができる。
【００１０】
本発明において、前記円筒部および前記溝部は、例えば、前記フレーム自身に形成されている。この場合、半導体レーザ素子はフレームに直接、搭載される。
【００１１】
本発明において、前記半導体レーザ素子は、リング状の素子ホルダを介して前記フレームに搭載される場合があり、この場合、当該素子ホルダに対して、前記円筒部および前記溝部が形成される。このように構成すると、半導体レーザ素子をフレームに搭載する際、あるいは光軸調整などを行う際、形状やサイズの異なる第１タイプの半導体レーザ素子、および第２タイプの半導体レーザ素子のいずれを取り扱う場合でも、同一形状の素子ホルダを保持すればよいので、半導体レーザ素子毎に保持方法などを切り換える必要がないという利点がある。
【００１２】
本発明において、前記半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射方向におけるレーザチップの発光位置を示す証面が、前記第１タイプの半導体レーザ素子では、前記円筒部の外周部分に環状の段部として形成されている一方、前記第２タイプの半導体レーザ素子では前記放熱板の前端面として形成され、前記レーザ素子搭載部には、前記円筒部の内側で前記第１タイプの半導体レーザ素子の前記段部が突き当たる第１の位置決め部、および前記溝部の奥で前記第２タイプの半導体レーザ素子の前記放熱板の前端面が突き当たる第２の位置決め部が形成され、前記レーザ素子搭載部に対して前記第１タイプの半導体レーザ素子、および前記第２タイプの半導体レーザ素子のいずれを搭載したときにも、レーザ光の出射方向における空気換算光源位置が一致するように構成されていることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明を適用した光ヘッド装置を説明する。
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、およびＤＶＤの記録再生を行う光ヘッド装置の構成を示す平面図である。
【００１５】
（全体構成）
図１に示すように、光ヘッド装置１は、樹脂製のフレーム３を有しており、このフレーム３は、機器に対して相互に平行となるように取り付けた２本のガイドシャフト２Ａ、２Ｂが連結部３０１、３０２、３０３に通されていることにより、ガイドシャフト２Ａ、２Ｂに沿って移動可能である。このフレーム３上には、以下に説明する光学系が構成されている。
【００１６】
すなわち、光ヘッド装置１の光学系は、第１のレーザ光Ｌ１を出射するＤＶＤ用の半導体レーザ素子４と、第２のレーザ光Ｌ２を出射するＣＤ用の半導体レーザ素子５とを備え、各半導体レーザ素子４、５から出射された第１および第２のレーザ光Ｌ１、Ｌ２を共通光路６に導き、この共通光路６を利用してＣＤ、ＣＤ−Ｒ、およびＤＶＤの全ての記録、再生を行うことができるようになっている。
【００１７】
共通光路６は、フレーム３上に搭載された受光素子１１、センサレンズ１０、導光系２０、コリメートレンズ（図示せず）、および立ち上げミラー９と、立ち上げミラー９の上方に配列された対物レンズ８とによって規定されている。
【００１８】
ＤＶＤ用半導体レーザ素子４はＤＶＤの再生用であり、波長６５０ｎｍあるいは６３５ｎｍの第１のレーザ光Ｌ１を出射する。一方、ＣＤ用半導体レーザ素子５は、ＣＤおよびＣＤ−Ｒの記録、再生用であり、波長７８０〜８００ｎｍの第２のレーザ光Ｌ２を出射する。半導体レーザ素子４、５は、共通光路６の導光系２０の同一の側において、相互の光軸Ｌ１０、Ｌ２０が平行となるように配列されている。
【００１９】
ＤＶＤ用半導体レーザ素子４から出射された第１のレーザ光Ｌ１は直接、導光系２０に入射する。一方、ＣＤ用半導体レーザ素子５から出射された第２のレーザ光Ｌ２は、回折格子１２を介して導光系２０に入射する。回折格子１２は、所定の回折特性が付与されており、ＣＤ用半導体レーザ素子５から出射された第２のレーザ光Ｌ２を３ビームに分割する。
【００２０】
導光系２０は、部分反射面を備えたハーフミラー２１と、部分反射面を備えたプリズム２２とから構成されている。ハーフミラー２１は、その部分反射面が半導体レーザ素子４から出射された第１のレーザ光Ｌ１の光軸Ｌ１０に対して４５度傾斜した状態となるように配置されている。プリズム２２は、その部分反射面が半導体レーザ素子５から出射された第２のレーザ光Ｌ２の光軸Ｌ２０に対して４５度傾斜した状態となるように配置されている。
【００２１】
このように構成した光ヘッド装置１において、対物レンズ８をフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置７０は、対物レンズ８を保持したレンズホルダ７１を有している。
【００２２】
レンズホルダ７１は、胴部７２と、この胴部７２の内側に形成された円筒状の軸受け部７３とを備えている。胴部７２の外周面には一対のトラッキング駆動用コイル８１と、一対のフォーカシング駆動用コイル８２とが構成されている。また、フレーム３に保持されているホルダ支持部材３５の底壁からは支軸９１が直立し、この支軸９１はレンズホルダ７１の軸受け部７３の内側に差し込まれている。
【００２３】
ホルダ支持部材３５には外壁３５６および内壁３５７が形成され、外壁３５６にはトラッキング用駆動コイル８１と対峙してトラッキング磁気回路を構成する一対のトラッキング用駆動マグネット８３が取り付けられている。従って、レンズホルダ７１を支軸９１の回りに回転させ、トラッキングエラー補正を行うことができる。
【００２４】
また、外壁３５６にはフォーカシング用駆動コイル８２に対峙してフォーカシング磁気回路を構成する一対のフォーカシング用駆動マグネット８４が取り付けられている。従って、レンズホルダ７１を支軸９１の軸線方向に移動させ、フォーカシングエラー補正を行うことができる。
【００２５】
（半導体レーザ素子の実装構造）
図２は、図１に示す光ヘッド装置において各種光学部品が搭載されるフレームの説明図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子の斜視図、およびその一部を切り欠いて示す説明図である。図４は、放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子の斜視図である。図５は、図３に示すフレームに形成したレーザ素子搭載部を開口側からみた説明図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図５に示すレーザ素子搭載部のＳ−Ｓ′断面図、Ｔ−Ｔ′断面図、およびＵ−Ｕ′断面図である。図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図６に示すレーザ素子搭載部のＴ−Ｔ′断面、およびＵ−Ｕ′断面を特徴部分が明確になるように模式的に表した説明図である。
【００２６】
光ヘッド装置１において、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４は、図２に示すフレーム３の側面で開口するレーザ素子搭載部７に搭載される。なお、フレーム３には、ＣＤ用半導体レーザ素子５を搭載するレーザ素子搭載部も形成されているが、基本的には、ＣＤ用半導体レーザ素子５と、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４とは同一形状であるため、以下の説明では、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４の実装構造のみを説明し、ＣＤ用半導体レーザ素子５の実装構造については説明を省略する。
【００２７】
ＤＶＤ用半導体レーザ素子４として用いることのできる半導体レーザ素子としては、図３（Ａ）、（Ｂ）、および図４に示す２つのタイプがある。
【００２８】
まず、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す第１タイプの半導体レーザ素子５０では、円盤状のベース５１の上にレーザチップ５２が実装されているとともに、このレーザチップ５２は、金属製の円筒状ケース５３で覆われている。従って、レーザチップ５２は外気と接触しない構成になっている。円筒状ケース５３の外周側には、ベース５１の外周部分と円筒状ケース５３の縁部分とによって段部５４が形成され、この段部５４は、レーザ光の出射方向におけるレーザチップ５２の発光位置を示す証面（第３の証面）になっている。なお、円筒状ケース５３においてレーザチップ５２と対峙する位置は、透光性材料で封止された窓５５になっている。
【００２９】
これに対して、図４に示す第２タイプの半導体レーザ素子６０は、金属製の放熱板６１の上面６８にサブマウント６２、およびレーザチップ６３がこの順に実装された構成になっており、第１タイプの半導体レーザ素子５０と違って、円筒状ケースが用いられていない。従って、レーザチップ６３は、外気と接触する状態にある。また、放熱板６１の上面６８には、サブマウント６２を囲むように枠体６９が搭載されている。第２タイプの半導体レーザ素子６０において、放熱板６１は、両側に張り出しており、第２タイプの半導体レーザ素子６０の幅寸法（放熱板６１を含めた幅寸法）は、第１タイプの半導体レーザ素子５０の外径と比較して大きい。ここで、放熱板６１の下面６７は、放熱板６１の厚さ方向におけるレーザチップ６３の発光位置を示す第１の証面になっている。また、放熱板６１の両側端面６４、６５のうち、一方の側端面６４は、放熱板６１の幅方向におけるレーザチップ６３の発光位置を示す第２の証面になっている。さらに、放熱板６１の前端面６６は、レーザ光の出射方向におけるレーザチップ６３の発光位置を示す第３の証面になっている。
【００３０】
このように、第１タイプの半導体レーザ素子５０と、第２タイプの半導体レーザ素子６０とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、本形態では、図５に示すように、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０であってもフレーム３上に実装できるように、フレーム３のレーザ素子搭載部７には、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３を矢印Ｚの方向から挿入可能な円筒部７１が形成されているとともに、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の両側への張り出し部分を矢印Ｚの方から挿入可能な一対の溝部７２、７３が円筒部７１の内周壁７１０に形成されている。
【００３１】
ここで、第２タイプの半導体レーザ素子６０では、放熱板６１の上面６８にサブマウント６２を介してレーザチップ６３が実装されているので、溝部７２、７３は、概ね、放熱板６１およびサブマウント６２の厚さに相当する分だけ、円筒部７１の直径上から一方にずれた位置に形成されているが、中心位置上にあっても問題ない。
【００３２】
このように構成したレーザ素子搭載部７では、図５および図６（Ａ）に示すように、円筒部７１の内周壁７１０に第１タイプの半導体レーザ素子５０の段部５４（第３の証面）が突き当たる第１の位置決め部７４が環状に形成されているとともに、図５および図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、溝部７２、７３の奥には、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の前端面６６が突き当たる第２の位置決め部７５、７６が形成されている。
【００３３】
また、図５、図６（Ｂ）および図７（Ａ）に示すように、溝部７２、７３の内部において、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入したときに、放熱板６１の両側端面６４、６５のうち、第２の証面になっている一方の側端面６４が当接する第１の壁部分７２０は、入り口から奥まで平坦面になっているが、放熱板６１の他方の側端面６５が当接する溝部７３の第２の壁部分７３０では、入り口は平坦面になっているものの、奥の方には、放熱板６１の側端面６５に当接して、図７（Ａ）に矢印Ｘで示すように、放熱板６１を第１の壁部分７２０に向けて押し付ける第１の押圧用突起７３１が形成されている。ここで、第１の押圧用突起７３１に対して入り口側で隣接する部分は、テーパ面７３８になっている。
【００３４】
また、図５、図６（Ｃ）および図７（Ｂ）に示すように、一対の溝部７２、７３の内部において、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入したときに、放熱板６１において第１の証面になっている下面６７が当接する第３の壁部分７２３、７３３は、入り口から奥まで平坦面になっているが、放熱板６１の上面６８が当接する第４の壁部分７２４、７３４は、入り口は平坦面になっているものの、奥の方には、放熱板６１の上面１２に当接して、図７（Ｂ）に矢印Ｙで示すように、放熱板６１を第３の壁部分７２３、７３３に向けて押し付ける第２の押圧用突起７２５、７３５が形成されている。ここで、第２の押圧用突起７２５、７３５に対して入り口側で隣接する部分は、テーパ面７２９、７３９になっている。
【００３５】
このように構成した光ヘッド装置１では、フレーム３のレーザ素子搭載部７に、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３を装着可能な円筒部７１が形成されているので、円筒部７１に第１タイプの半導体レーザ素子５０を圧入、あるいは挿入した後、接着剤を塗布すれば、第１タイプの半導体レーザ素子５０をフレーム３に直接、実装できる。
【００３６】
また、円筒部７１の周壁７１０には、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の両側への張り出し部分を装着可能な一対の溝部７２、７３が形成されているため、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に圧入、あるいは挿入した後、接着剤を塗布すれば、第２タイプの半導体レーザ素子６０をフレーム３に直接、実装できる。
【００３７】
すなわち、第２タイプの半導体レーザ素子６０において放熱板６１を含めた幅寸法は、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３の外径寸法より大きいので、それを利用して、円筒部７１の内周壁に対して、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１を差し込む溝部６２、６３を形成し、この溝部６２、６３に第２タイプの半導体レーザ素子６０を挿着してフレーム３に固定する。従って、第１タイプの半導体レーザ素子５０と、第２タイプの半導体レーザ素子６０は、形状およびサイズが著しく異なっているが、本形態では、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０であってもフレーム３上に直接、実装できる。それ故、光ヘッド装置１の低コスト化を図る場合や、樹脂製のフレーム３を用いたため高い放熱性が必要な場合には、第２タイプの半導体レーザ素子６０をフレーム３に実装し、信頼性などが強く求められる場合には、第１タイプの半導体レーザ素子５０をフレーム３に実装することができる。
【００３８】
また、本形態では、円筒部７１の内側で第１タイプの半導体レーザ素子５０の段部５４（第３の証面）が突き当たる第１の位置決め部７４が環状に形成されているとともに、溝部７２、７３の奥で第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の前端面６６（第３の証面）が突き当たる第２の位置決め部７５、７６が形成されているため、いずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０を実装した場合でも、双方の空気換算光源位置を一致させることができる。
【００３９】
さらにまた、溝部７２、７３は、間口が広い割には奥の方では、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５によって幅が狭まっているので、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入する際、放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に容易に挿入することができるとともに、奥まで差し込むと、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５で押されて姿勢が自然に定まる。
【００４０】
また、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３の奥まで挿入した状態で、放熱板６１は、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５で押され、第２の証面になっている放熱板６１の一方の側端面６４は第１の壁部分７２０に密着し、かつ、第１の証面になっている放熱板６１の下面６７は、第３の壁部分７２３、７３３に密着する。従って、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入する際、放熱板が傾いた姿勢で装着されることがなく、かつ、第１の証面および第２の証面によって、第２タイプの半導体レーザ素子６０は、溝部７２、７３の内部において所定の位置に正確に固定される。
【００４１】
［実施の形態２］
図８（Ａ）、（Ｂ）は、本形態の光ヘッド装置において半導体レーザ素子をフレームのレーザ素子搭載部に実装するための素子ホルダを斜め前方からみた斜視図、および斜め後方からみた斜視図である。図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子を素子ホルダに装着した状態を斜め前方からみた斜視図、この状態を素子ホルダの一部を切り欠いて示す斜視図、および平面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子を素子ホルダに装着した状態を斜め前方からみた斜視図、この状態を素子ホルダの一部を切り欠いて示す平面図、および側面図である。
【００４２】
実施の形態１では、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４を、フレーム３の側面で開口するレーザ素子搭載部に直接、実装した例であったが、以下に説明するように、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４をリング状の素子ホルダに装着し、この素子ホルダをフレームに搭載してもよい。なお、本形態でも、フレーム３にはＣＤ用半導体レーザ素子５も搭載されるが、基本的には、ＣＤ用半導体レーザ素子５と、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４とは同一形状であるため、以下の説明では、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４の実装構造のみを説明し、ＣＤ用半導体レーザ素子５の実装構造については説明を省略する。また、素子ホルダに形成した各要素のうち、実施の形態１と共通する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。
【００４３】
実施の形態１において図３（Ａ）、（Ｂ）および図４を参照して説明したように、第１タイプの半導体レーザ素子５０と、第２タイプの半導体レーザ素子６０とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、本形態では、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０であっても、図２に示すフレーム３のレーザ素子搭載部７に実装できるように、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すリング状の素子ホルダ４０を用いる。
【００４４】
図８（Ａ）、（Ｂ）において、素子ホルダ４０は、フレーム３のレーザ素子搭載部７に挿入可能な外径寸法を有している。素子ホルダ４０には、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３を、図９（Ａ）に示すように、矢印Ｚの方向から挿入可能な円筒部７１が形成されているとともに、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の両側への張り出し部分を、図１０（Ａ）に示すように、矢印Ｚの方向から挿入可能な一対の溝部７２、７３が円筒部７１の内周壁７１０に形成されている。
【００４５】
ここで、第２タイプの半導体レーザ素子６０では、放熱板６１の上面６８にサブマウント６２を介してレーザチップ６３が実装されているので、溝部７２、７３は、概ね、放熱板６１およびサブマウント６２の厚さに相当する分だけ、円筒部７１の直径上から一方にずれた位置に形成されている。
【００４６】
このように構成した素子ホルダ４０では、図８（Ａ）、および図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、円筒部７１の内周壁７１０には第１タイプの半導体レーザ素子５０の段部５４（第３の証面）が突き当たる第１の位置決め部７４が環状に形成されている。
【００４７】
また、フレーム３においてレーザ素子搭載部７の奥には、図９（Ｂ）および図１０（Ｃ）に示すように、素子ホルダ４０の前端面４１が当接する位置決め用の環状壁面７０１が形成されているとともに、図１０（Ｂ）に示すように、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の前端面６６が当接する位置決め用の壁面７０２が形成されている。
【００４８】
従って、第２タイプの半導体レーザ素子６０を素子ホルダ４０に装着した後、それを素子レーザ素子搭載部７に挿入すると、放熱板６１の前端面６６が壁面７０２に当接して、第２タイプの半導体レーザ素子６０がレーザ光の出射方向で位置決めされる。また、第１タイプの半導体レーザ素子５０を素子ホルダ４０に装着した際、第１タイプの半導体レーザ素子５０は、第１の位置決め部７４によって素子ホルダ４０に位置決めされているので、レーザ素子搭載部７に素子ホルダ４０を挿入すると、ホルダ４０の前端面４１が位置決め用の環状壁面７０１に当接する結果、第１タイプの半導体レーザ素子５０は、レーザ光の出射方向で位置決めされる。それ故、半導体レーザ素子５０、６０のいずれをフレーム３に実装した場合でも、双方の空気換算光源位置を一致させることができる。
【００４９】
また、図１０（Ｂ）に示すように、素子ホルダ４０では、溝部７２、７３の内部において、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入したときに、放熱板６１の両側端面６４、６５のうち、第２の証面になっている一方の側端面６４が当接する第１の壁部分７２０は、入り口から奥まで平坦面になっているが、放熱板６１の他方の側端面６５が当接する溝部７３の第２の壁部分７３０では、入り口は平坦面になっているものの、奥の方には、放熱板６１の側端面６５に当接して、放熱板６１を第１の壁部分７２０に向けて押し付ける第１の押圧用突起７３１が形成されている。ここで、第１の押圧用突起７３１に対して入り口側で隣接する部分は、テーパ面７３８になっている。
【００５０】
また、図１０（Ｃ）に示すように、素子ホルダ４０では、一対の溝部７２、７３の内部において、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入したときに、放熱板６１において第１の証面になっている下面６７が当接する第３の壁部分７２３、７３３は、入り口から奥まで平坦面になっているが、放熱板６１の上面６８が当接する第４の壁部分７２４、７３４は、入り口は平坦面になっているものの、奥の方には、放熱板６１の上面１２に当接して、放熱板６１を第３の壁部分７２３、７３３に向けて押し付ける第２の押圧用突起７２５、７３５が形成されている。ここで、第２の押圧用突起７２５、７３５に対して入り口側で隣接する部分は、テーパ面７２９、７３９になっている。
【００５１】
このように構成した光ヘッド装置１では、素子ホルダ４０には、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３を装着可能な円筒部７１が形成されているので、第１タイプの半導体レーザ素子５０を素子ホルダ４０に圧入、あるいは挿入した後、接着剤を塗布すれば、第１タイプの半導体レーザ素子５０を素子ホルダ４０に装着できる。また、円筒部７１の周壁７１０には、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の両側への張り出し部分を装着可能な一対の溝部７２、７３が形成されているため、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に圧入、あるいは挿入した後、接着剤を塗布すれば、第２タイプの半導体レーザ素子６０を素子ホルダ４０に装着できる。従って、第１タイプの半導体レーザ素子５０と、第２タイプの半導体レーザ素子６０とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０であっても、それらを素子ホルダ４０に装着すれば、外径寸法が同一、かつ、形状も略同一の状態になるので、そのまま、フレーム３のレーザ素子搭載部７に挿入、固定することができる。
【００５２】
しかも、半導体レーザ素子をフレーム３に搭載する際、あるいは光軸調整などを行う際など、形状やサイズの異なる第１タイプの半導体レーザ素子５０、および第２タイプの半導体レーザ素子６０のいずれを取り扱う場合でも、同一形状の素子ホルダ４０を保持すればよいので、半導体レーザ素子毎に保持方法などを切り換える必要がないという利点がある。
【００５３】
また、本形態では、素子ホルダ４０には、円筒部７１の内側で第１タイプの半導体レーザ素子５０の段部５４（第３の証面）が突き当たる第１の位置決め部７４が環状に形成されているとともに、レーザ素子搭載部７には、素子ホルダ４０を位置決めする環状壁面７０１と、溝部７２、７３の奥で第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の前端面６６（第３の証面）が突き当たる壁面７０２とが形成されているため、いずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０を実装した場合でも、双方の空気換算光源位置を一致させることができる。
【００５４】
さらにまた、素子ホルダ４０において、溝部７２、７３では間口が広い割には奥の方では、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５によって幅が狭まっているので、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入する際、放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に容易に挿入することができるとともに、奥まで差し込むと、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５で押されて姿勢が自然に定まる。
【００５５】
また、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３の奥まで挿入した状態で、放熱板６１は、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５で押され、第２の証面になっている放熱板６１の一方の側端面６４は第１の壁部分７２０に密着し、かつ、第１の証面になっている放熱板６１の下面６７は、第３の壁部分７２３に密着する。従って、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入する際、放熱板が傾いた姿勢で装着されることがなく、かつ、第１の証面および第２の証面によって、第２タイプの半導体レーザ素子６０は、溝部７２、７３の内部において所定の位置に正確に固定される。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置では、レーザ素子搭載部に、第１タイプの半導体レーザ素子の円筒状ケースを挿着可能な円筒部が形成されているので、第１タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装できる。また、円筒部の内周壁には、第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板の両側への張り出し部分を挿着可能な一対の溝部が形成されているため、第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板の張り出し部分を溝部に挿入するだけで、第２タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装できる。従って、第１タイプの半導体レーザ素子と、第２タイプの半導体レーザ素子とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、本発明では、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子であっても同一のフレームに搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される光ヘッド装置の要部の平面図である。
【図２】図１に示す光ヘッド装置において各種光学部品が搭載されるフレームの説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子の斜視図、およびその一部を切り欠いて示す説明図である。
【図４】放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子の斜視図である。
【図５】図３に示すフレームに形成したレーザ素子搭載部を開口側からみた説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図５に示すレーザ素子搭載部のＳ−Ｓ′断面図、Ｔ−Ｔ′断面図、およびＵ−Ｕ′断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図６に示すレーザ素子搭載部のＴ−Ｔ′断面、およびＵ−Ｕ′断面を特徴部分が明確になるように模式的に表した説明図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態２の光ヘッド装置において半導体レーザ素子をフレームのレーザ素子搭載部に実装するための素子ホルダを斜め前方からみた斜視図、および斜め後方からみた斜視図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子を素子ホルダに装着した状態を斜め前方からみた斜視図、この状態を素子ホルダの一部を切り欠いて示す斜視図、および平面図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子を素子ホルダに装着した状態を斜め前方からみた斜視図、この状態を素子ホルダの一部を切り欠いて示す平面図、および側面図である。
【符号の説明】
１ 光ヘッド装置
３ フレーム
４ ＤＶＤ用の半導体レーザ素子
５ ＣＤ用の半導体レーザ素子
７ レーザ素子搭載部
８ 対物レンズ
４０ 素子ホルダ
５０ 第１タイプの半導体レーザ素子
５３ 円筒状ケース
５４ 段部（第３の証面）
６０ 第２タイプの半導体レーザ素子
６１ 放熱板
６４ 放熱板の側端面（第２の証面）
６７ 放熱板の下面（第１の証面）
７１ 円筒部
７２、７３ 溝部
７４ 第１の位置決め部
７５、７６ 第２の位置決め部
７０１ 位置決め用の環状壁面
７０２ 位置決め用の壁面
７２５、７３５ 第２の押圧用突起
７３１ 第１の押圧用突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどの光記録媒体の記録、再生に用いられる光ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等の光記録媒体の記録、再生に用いられる光ヘッド装置では、光源としての半導体レーザ素子からの出射光を導光系を介して対物レンズに導き、この対物レンズによって収束させた光をディスク状の光記録媒体に収束させる。この際、対物レンズのトラッキング方向およびフォーカシング方向への駆動は、レンズ駆動装置によって行われる。また、光記録媒体からの戻り光については、やはり導光系を介して受光素子に導くようになっている。
【０００３】
ここで、半導体レーザ素子、対物レンズ、導光系、およびレンズ駆動装置などは、光記録媒体の半径方向に走査されるフレーム上に搭載されている。従って、フレームには、半導体レーザ素子の形状に合ったレーザ素子搭載部が形成されている。
【０００４】
例えば、従来の光ヘッド装置では、一般に、円筒状ケースを備える半導体レーザ素子（第１タイプの半導体レーザ素子）が用いられているので、フレームには、第１タイプの半導体レーザ素子の円筒状ケースを挿着可能な円筒部からなるレーザ素子搭載部が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体レーザ素子としては、放熱板が両側に張り出した第２タイプのものがあり、このタイプの半導体レーザ素子は、円筒状ケースを備えていないため安価であり、かつ、放熱性に優れているという特徴があるが、従来のフレームに形成されている円筒状のレーザ素子搭載部に対して第２タイプの半導体レーザ素子を搭載するのは、形状およびサイズが異なるので、困難である。
【０００６】
また、第２タイプの半導体レーザをフレームに搭載できるように、このレーザ素子に合った形状にレーザ素子搭載部を変更したのでは、信頼性や特性面から第１タイプの半導体レーザ素子を使用したいとき、第１タイプの半導体レーザ素子をフレーム上に搭載できないという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、サイズや形状の異なるタイプの半導体レーザ素子のいずれをも用いることのできる光ヘッド装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子から出射された光を光記録媒体に収束させる対物レンズと、該対物レンズおよび前記半導体レーザ素子が搭載されフレームとを有する光ヘッド装置において、前記フレームに前記半導体レーザ素子を搭載するためのレーザ素子搭載部には、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子の前記円筒状ケースを挿着可能な円筒部が形成されているとともに、放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子の前記放熱板の両側への張り出し部分を挿着可能な一対の溝部が前記円筒部の内周壁に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、レーザ素子搭載部に、第１タイプの半導体レーザ素子の円筒状ケースを挿着可能な円筒部が形成されているので、第１タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装できる。また、円筒部の内周壁には、第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板の両側への張り出し部分を挿着可能な一対の溝部が形成されているため、第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板の張り出し部分を溝部に挿入するだけで、第２タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装できる。すなわち、第２タイプの半導体レーザ素子において放熱板を含めた幅寸法は、第１タイプの半導体レーザ素子の円筒状ケースの外径寸法より大きいので、それを利用して、円筒部の内周壁に対して第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板を差し込む溝部を一対、形成し、これらの溝部によって第２タイプの半導体レーザ素子を固定する。従って、第１タイプの半導体レーザ素子と、第２タイプの半導体レーザ素子とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、本発明では、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子であっても同一のフレームに搭載できる。それ故、例えば、光ヘッド装置の低コスト化を図る場合や、樹脂製のフレームを用いたため半導体レーザ素子に高い放熱性が求められる場合には、第２タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装する一方、信頼性などが強く求められる場合には、第１タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装することができる。
【００１０】
本発明において、前記円筒部および前記溝部は、例えば、前記フレーム自身に形成されている。この場合、半導体レーザ素子はフレームに直接、搭載される。
【００１１】
本発明において、前記半導体レーザ素子は、リング状の素子ホルダを介して前記フレームに搭載される場合があり、この場合、当該素子ホルダに対して、前記円筒部および前記溝部が形成される。このように構成すると、半導体レーザ素子をフレームに搭載する際、あるいは光軸調整などを行う際、形状やサイズの異なる第１タイプの半導体レーザ素子、および第２タイプの半導体レーザ素子のいずれを取り扱う場合でも、同一形状の素子ホルダを保持すればよいので、半導体レーザ素子毎に保持方法などを切り換える必要がないという利点がある。
【００１２】
本発明において、前記半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射方向におけるレーザチップの発光位置を示す証面が、前記第１タイプの半導体レーザ素子では、前記円筒部の外周部分に環状の段部として形成されている一方、前記第２タイプの半導体レーザ素子では前記放熱板の前端面として形成され、前記レーザ素子搭載部には、前記円筒部の内側で前記第１タイプの半導体レーザ素子の前記段部が突き当たる第１の位置決め部、および前記溝部の奥で前記第２タイプの半導体レーザ素子の前記放熱板の前端面が突き当たる第２の位置決め部が形成され、前記レーザ素子搭載部に対して前記第１タイプの半導体レーザ素子、および前記第２タイプの半導体レーザ素子のいずれを搭載したときにも、レーザ光の出射方向における空気換算光源位置が一致するように構成されていることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明を適用した光ヘッド装置を説明する。
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、およびＤＶＤの記録再生を行う光ヘッド装置の構成を示す平面図である。
【００１５】
（全体構成）
図１に示すように、光ヘッド装置１は、樹脂製のフレーム３を有しており、このフレーム３は、機器に対して相互に平行となるように取り付けた２本のガイドシャフト２Ａ、２Ｂが連結部３０１、３０２、３０３に通されていることにより、ガイドシャフト２Ａ、２Ｂに沿って移動可能である。このフレーム３上には、以下に説明する光学系が構成されている。
【００１６】
すなわち、光ヘッド装置１の光学系は、第１のレーザ光Ｌ１を出射するＤＶＤ用の半導体レーザ素子４と、第２のレーザ光Ｌ２を出射するＣＤ用の半導体レーザ素子５とを備え、各半導体レーザ素子４、５から出射された第１および第２のレーザ光Ｌ１、Ｌ２を共通光路６に導き、この共通光路６を利用してＣＤ、ＣＤ−Ｒ、およびＤＶＤの全ての記録、再生を行うことができるようになっている。
【００１７】
共通光路６は、フレーム３上に搭載された受光素子１１、センサレンズ１０、導光系２０、コリメートレンズ（図示せず）、および立ち上げミラー９と、立ち上げミラー９の上方に配列された対物レンズ８とによって規定されている。
【００１８】
ＤＶＤ用半導体レーザ素子４はＤＶＤの再生用であり、波長６５０ｎｍあるいは６３５ｎｍの第１のレーザ光Ｌ１を出射する。一方、ＣＤ用半導体レーザ素子５は、ＣＤおよびＣＤ−Ｒの記録、再生用であり、波長７８０〜８００ｎｍの第２のレーザ光Ｌ２を出射する。半導体レーザ素子４、５は、共通光路６の導光系２０の同一の側において、相互の光軸Ｌ１０、Ｌ２０が平行となるように配列されている。
【００１９】
ＤＶＤ用半導体レーザ素子４から出射された第１のレーザ光Ｌ１は直接、導光系２０に入射する。一方、ＣＤ用半導体レーザ素子５から出射された第２のレーザ光Ｌ２は、回折格子１２を介して導光系２０に入射する。回折格子１２は、所定の回折特性が付与されており、ＣＤ用半導体レーザ素子５から出射された第２のレーザ光Ｌ２を３ビームに分割する。
【００２０】
導光系２０は、部分反射面を備えたハーフミラー２１と、部分反射面を備えたプリズム２２とから構成されている。ハーフミラー２１は、その部分反射面が半導体レーザ素子４から出射された第１のレーザ光Ｌ１の光軸Ｌ１０に対して４５度傾斜した状態となるように配置されている。プリズム２２は、その部分反射面が半導体レーザ素子５から出射された第２のレーザ光Ｌ２の光軸Ｌ２０に対して４５度傾斜した状態となるように配置されている。
【００２１】
このように構成した光ヘッド装置１において、対物レンズ８をフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置７０は、対物レンズ８を保持したレンズホルダ７１を有している。
【００２２】
レンズホルダ７１は、胴部７２と、この胴部７２の内側に形成された円筒状の軸受け部７３とを備えている。胴部７２の外周面には一対のトラッキング駆動用コイル８１と、一対のフォーカシング駆動用コイル８２とが構成されている。また、フレーム３に保持されているホルダ支持部材３５の底壁からは支軸９１が直立し、この支軸９１はレンズホルダ７１の軸受け部７３の内側に差し込まれている。
【００２３】
ホルダ支持部材３５には外壁３５６および内壁３５７が形成され、外壁３５６にはトラッキング用駆動コイル８１と対峙してトラッキング磁気回路を構成する一対のトラッキング用駆動マグネット８３が取り付けられている。従って、レンズホルダ７１を支軸９１の回りに回転させ、トラッキングエラー補正を行うことができる。
【００２４】
また、外壁３５６にはフォーカシング用駆動コイル８２に対峙してフォーカシング磁気回路を構成する一対のフォーカシング用駆動マグネット８４が取り付けられている。従って、レンズホルダ７１を支軸９１の軸線方向に移動させ、フォーカシングエラー補正を行うことができる。
【００２５】
（半導体レーザ素子の実装構造）
図２は、図１に示す光ヘッド装置において各種光学部品が搭載されるフレームの説明図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子の斜視図、およびその一部を切り欠いて示す説明図である。図４は、放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子の斜視図である。図５は、図３に示すフレームに形成したレーザ素子搭載部を開口側からみた説明図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図５に示すレーザ素子搭載部のＳ−Ｓ′断面図、Ｔ−Ｔ′断面図、およびＵ−Ｕ′断面図である。図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図６に示すレーザ素子搭載部のＴ−Ｔ′断面、およびＵ−Ｕ′断面を特徴部分が明確になるように模式的に表した説明図である。
【００２６】
光ヘッド装置１において、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４は、図２に示すフレーム３の側面で開口するレーザ素子搭載部７に搭載される。なお、フレーム３には、ＣＤ用半導体レーザ素子５を搭載するレーザ素子搭載部も形成されているが、基本的には、ＣＤ用半導体レーザ素子５と、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４とは同一形状であるため、以下の説明では、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４の実装構造のみを説明し、ＣＤ用半導体レーザ素子５の実装構造については説明を省略する。
【００２７】
ＤＶＤ用半導体レーザ素子４として用いることのできる半導体レーザ素子としては、図３（Ａ）、（Ｂ）、および図４に示す２つのタイプがある。
【００２８】
まず、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す第１タイプの半導体レーザ素子５０では、円盤状のベース５１の上にレーザチップ５２が実装されているとともに、このレーザチップ５２は、金属製の円筒状ケース５３で覆われている。従って、レーザチップ５２は外気と接触しない構成になっている。円筒状ケース５３の外周側には、ベース５１の外周部分と円筒状ケース５３の縁部分とによって段部５４が形成され、この段部５４は、レーザ光の出射方向におけるレーザチップ５２の発光位置を示す証面（第３の証面）になっている。なお、円筒状ケース５３においてレーザチップ５２と対峙する位置は、透光性材料で封止された窓５５になっている。
【００２９】
これに対して、図４に示す第２タイプの半導体レーザ素子６０は、金属製の放熱板６１の上面６８にサブマウント６２、およびレーザチップ６３がこの順に実装された構成になっており、第１タイプの半導体レーザ素子５０と違って、円筒状ケースが用いられていない。従って、レーザチップ６３は、外気と接触する状態にある。また、放熱板６１の上面６８には、サブマウント６２を囲むように枠体６９が搭載されている。第２タイプの半導体レーザ素子６０において、放熱板６１は、両側に張り出しており、第２タイプの半導体レーザ素子６０の幅寸法（放熱板６１を含めた幅寸法）は、第１タイプの半導体レーザ素子５０の外径と比較して大きい。ここで、放熱板６１の下面６７は、放熱板６１の厚さ方向におけるレーザチップ６３の発光位置を示す第１の証面になっている。また、放熱板６１の両側端面６４、６５のうち、一方の側端面６４は、放熱板６１の幅方向におけるレーザチップ６３の発光位置を示す第２の証面になっている。さらに、放熱板６１の前端面６６は、レーザ光の出射方向におけるレーザチップ６３の発光位置を示す第３の証面になっている。
【００３０】
このように、第１タイプの半導体レーザ素子５０と、第２タイプの半導体レーザ素子６０とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、本形態では、図５に示すように、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０であってもフレーム３上に実装できるように、フレーム３のレーザ素子搭載部７には、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３を矢印Ｚの方向から挿入可能な円筒部７１が形成されているとともに、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の両側への張り出し部分を矢印Ｚの方から挿入可能な一対の溝部７２、７３が円筒部７１の内周壁７１０に形成されている。
【００３１】
ここで、第２タイプの半導体レーザ素子６０では、放熱板６１の上面６８にサブマウント６２を介してレーザチップ６３が実装されているので、溝部７２、７３は、概ね、放熱板６１およびサブマウント６２の厚さに相当する分だけ、円筒部７１の直径上から一方にずれた位置に形成されているが、中心位置上にあっても問題ない。
【００３２】
このように構成したレーザ素子搭載部７では、図５および図６（Ａ）に示すように、円筒部７１の内周壁７１０に第１タイプの半導体レーザ素子５０の段部５４（第３の証面）が突き当たる第１の位置決め部７４が環状に形成されているとともに、図５および図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、溝部７２、７３の奥には、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の前端面６６が突き当たる第２の位置決め部７５、７６が形成されている。
【００３３】
また、図５、図６（Ｂ）および図７（Ａ）に示すように、溝部７２、７３の内部において、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入したときに、放熱板６１の両側端面６４、６５のうち、第２の証面になっている一方の側端面６４が当接する第１の壁部分７２０は、入り口から奥まで平坦面になっているが、放熱板６１の他方の側端面６５が当接する溝部７３の第２の壁部分７３０では、入り口は平坦面になっているものの、奥の方には、放熱板６１の側端面６５に当接して、図７（Ａ）に矢印Ｘで示すように、放熱板６１を第１の壁部分７２０に向けて押し付ける第１の押圧用突起７３１が形成されている。ここで、第１の押圧用突起７３１に対して入り口側で隣接する部分は、テーパ面７３８になっている。
【００３４】
また、図５、図６（Ｃ）および図７（Ｂ）に示すように、一対の溝部７２、７３の内部において、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入したときに、放熱板６１において第１の証面になっている下面６７が当接する第３の壁部分７２３、７３３は、入り口から奥まで平坦面になっているが、放熱板６１の上面６８が当接する第４の壁部分７２４、７３４は、入り口は平坦面になっているものの、奥の方には、放熱板６１の上面１２に当接して、図７（Ｂ）に矢印Ｙで示すように、放熱板６１を第３の壁部分７２３、７３３に向けて押し付ける第２の押圧用突起７２５、７３５が形成されている。ここで、第２の押圧用突起７２５、７３５に対して入り口側で隣接する部分は、テーパ面７２９、７３９になっている。
【００３５】
このように構成した光ヘッド装置１では、フレーム３のレーザ素子搭載部７に、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３を装着可能な円筒部７１が形成されているので、円筒部７１に第１タイプの半導体レーザ素子５０を圧入、あるいは挿入した後、接着剤を塗布すれば、第１タイプの半導体レーザ素子５０をフレーム３に直接、実装できる。
【００３６】
また、円筒部７１の周壁７１０には、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の両側への張り出し部分を装着可能な一対の溝部７２、７３が形成されているため、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に圧入、あるいは挿入した後、接着剤を塗布すれば、第２タイプの半導体レーザ素子６０をフレーム３に直接、実装できる。
【００３７】
すなわち、第２タイプの半導体レーザ素子６０において放熱板６１を含めた幅寸法は、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３の外径寸法より大きいので、それを利用して、円筒部７１の内周壁に対して、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１を差し込む溝部６２、６３を形成し、この溝部６２、６３に第２タイプの半導体レーザ素子６０を挿着してフレーム３に固定する。従って、第１タイプの半導体レーザ素子５０と、第２タイプの半導体レーザ素子６０は、形状およびサイズが著しく異なっているが、本形態では、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０であってもフレーム３上に直接、実装できる。それ故、光ヘッド装置１の低コスト化を図る場合や、樹脂製のフレーム３を用いたため高い放熱性が必要な場合には、第２タイプの半導体レーザ素子６０をフレーム３に実装し、信頼性などが強く求められる場合には、第１タイプの半導体レーザ素子５０をフレーム３に実装することができる。
【００３８】
また、本形態では、円筒部７１の内側で第１タイプの半導体レーザ素子５０の段部５４（第３の証面）が突き当たる第１の位置決め部７４が環状に形成されているとともに、溝部７２、７３の奥で第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の前端面６６（第３の証面）が突き当たる第２の位置決め部７５、７６が形成されているため、いずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０を実装した場合でも、双方の空気換算光源位置を一致させることができる。
【００３９】
さらにまた、溝部７２、７３は、間口が広い割には奥の方では、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５によって幅が狭まっているので、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入する際、放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に容易に挿入することができるとともに、奥まで差し込むと、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５で押されて姿勢が自然に定まる。
【００４０】
また、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３の奥まで挿入した状態で、放熱板６１は、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５で押され、第２の証面になっている放熱板６１の一方の側端面６４は第１の壁部分７２０に密着し、かつ、第１の証面になっている放熱板６１の下面６７は、第３の壁部分７２３、７３３に密着する。従って、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入する際、放熱板が傾いた姿勢で装着されることがなく、かつ、第１の証面および第２の証面によって、第２タイプの半導体レーザ素子６０は、溝部７２、７３の内部において所定の位置に正確に固定される。
【００４１】
［実施の形態２］
図８（Ａ）、（Ｂ）は、本形態の光ヘッド装置において半導体レーザ素子をフレームのレーザ素子搭載部に実装するための素子ホルダを斜め前方からみた斜視図、および斜め後方からみた斜視図である。図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子を素子ホルダに装着した状態を斜め前方からみた斜視図、この状態を素子ホルダの一部を切り欠いて示す斜視図、および平面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子を素子ホルダに装着した状態を斜め前方からみた斜視図、この状態を素子ホルダの一部を切り欠いて示す平面図、および側面図である。
【００４２】
実施の形態１では、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４を、フレーム３の側面で開口するレーザ素子搭載部に直接、実装した例であったが、以下に説明するように、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４をリング状の素子ホルダに装着し、この素子ホルダをフレームに搭載してもよい。なお、本形態でも、フレーム３にはＣＤ用半導体レーザ素子５も搭載されるが、基本的には、ＣＤ用半導体レーザ素子５と、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４とは同一形状であるため、以下の説明では、ＤＶＤ用半導体レーザ素子４の実装構造のみを説明し、ＣＤ用半導体レーザ素子５の実装構造については説明を省略する。また、素子ホルダに形成した各要素のうち、実施の形態１と共通する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。
【００４３】
実施の形態１において図３（Ａ）、（Ｂ）および図４を参照して説明したように、第１タイプの半導体レーザ素子５０と、第２タイプの半導体レーザ素子６０とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、本形態では、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０であっても、図２に示すフレーム３のレーザ素子搭載部７に実装できるように、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すリング状の素子ホルダ４０を用いる。
【００４４】
図８（Ａ）、（Ｂ）において、素子ホルダ４０は、フレーム３のレーザ素子搭載部７に挿入可能な外径寸法を有している。素子ホルダ４０には、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３を、図９（Ａ）に示すように、矢印Ｚの方向から挿入可能な円筒部７１が形成されているとともに、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の両側への張り出し部分を、図１０（Ａ）に示すように、矢印Ｚの方向から挿入可能な一対の溝部７２、７３が円筒部７１の内周壁７１０に形成されている。
【００４５】
ここで、第２タイプの半導体レーザ素子６０では、放熱板６１の上面６８にサブマウント６２を介してレーザチップ６３が実装されているので、溝部７２、７３は、概ね、放熱板６１およびサブマウント６２の厚さに相当する分だけ、円筒部７１の直径上から一方にずれた位置に形成されている。
【００４６】
このように構成した素子ホルダ４０では、図８（Ａ）、および図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、円筒部７１の内周壁７１０には第１タイプの半導体レーザ素子５０の段部５４（第３の証面）が突き当たる第１の位置決め部７４が環状に形成されている。
【００４７】
また、フレーム３においてレーザ素子搭載部７の奥には、図９（Ｂ）および図１０（Ｃ）に示すように、素子ホルダ４０の前端面４１が当接する位置決め用の環状壁面７０１が形成されているとともに、図１０（Ｂ）に示すように、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の前端面６６が当接する位置決め用の壁面７０２が形成されている。
【００４８】
従って、第２タイプの半導体レーザ素子６０を素子ホルダ４０に装着した後、それを素子レーザ素子搭載部７に挿入すると、放熱板６１の前端面６６が壁面７０２に当接して、第２タイプの半導体レーザ素子６０がレーザ光の出射方向で位置決めされる。また、第１タイプの半導体レーザ素子５０を素子ホルダ４０に装着した際、第１タイプの半導体レーザ素子５０は、第１の位置決め部７４によって素子ホルダ４０に位置決めされているので、レーザ素子搭載部７に素子ホルダ４０を挿入すると、ホルダ４０の前端面４１が位置決め用の環状壁面７０１に当接する結果、第１タイプの半導体レーザ素子５０は、レーザ光の出射方向で位置決めされる。それ故、半導体レーザ素子５０、６０のいずれをフレーム３に実装した場合でも、双方の空気換算光源位置を一致させることができる。
【００４９】
また、図１０（Ｂ）に示すように、素子ホルダ４０では、溝部７２、７３の内部において、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入したときに、放熱板６１の両側端面６４、６５のうち、第２の証面になっている一方の側端面６４が当接する第１の壁部分７２０は、入り口から奥まで平坦面になっているが、放熱板６１の他方の側端面６５が当接する溝部７３の第２の壁部分７３０では、入り口は平坦面になっているものの、奥の方には、放熱板６１の側端面６５に当接して、放熱板６１を第１の壁部分７２０に向けて押し付ける第１の押圧用突起７３１が形成されている。ここで、第１の押圧用突起７３１に対して入り口側で隣接する部分は、テーパ面７３８になっている。
【００５０】
また、図１０（Ｃ）に示すように、素子ホルダ４０では、一対の溝部７２、７３の内部において、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入したときに、放熱板６１において第１の証面になっている下面６７が当接する第３の壁部分７２３、７３３は、入り口から奥まで平坦面になっているが、放熱板６１の上面６８が当接する第４の壁部分７２４、７３４は、入り口は平坦面になっているものの、奥の方には、放熱板６１の上面１２に当接して、放熱板６１を第３の壁部分７２３、７３３に向けて押し付ける第２の押圧用突起７２５、７３５が形成されている。ここで、第２の押圧用突起７２５、７３５に対して入り口側で隣接する部分は、テーパ面７２９、７３９になっている。
【００５１】
このように構成した光ヘッド装置１では、素子ホルダ４０には、第１タイプの半導体レーザ素子５０の円筒状ケース５３を装着可能な円筒部７１が形成されているので、第１タイプの半導体レーザ素子５０を素子ホルダ４０に圧入、あるいは挿入した後、接着剤を塗布すれば、第１タイプの半導体レーザ素子５０を素子ホルダ４０に装着できる。また、円筒部７１の周壁７１０には、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の両側への張り出し部分を装着可能な一対の溝部７２、７３が形成されているため、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に圧入、あるいは挿入した後、接着剤を塗布すれば、第２タイプの半導体レーザ素子６０を素子ホルダ４０に装着できる。従って、第１タイプの半導体レーザ素子５０と、第２タイプの半導体レーザ素子６０とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０であっても、それらを素子ホルダ４０に装着すれば、外径寸法が同一、かつ、形状も略同一の状態になるので、そのまま、フレーム３のレーザ素子搭載部７に挿入、固定することができる。
【００５２】
しかも、半導体レーザ素子をフレーム３に搭載する際、あるいは光軸調整などを行う際など、形状やサイズの異なる第１タイプの半導体レーザ素子５０、および第２タイプの半導体レーザ素子６０のいずれを取り扱う場合でも、同一形状の素子ホルダ４０を保持すればよいので、半導体レーザ素子毎に保持方法などを切り換える必要がないという利点がある。
【００５３】
また、本形態では、素子ホルダ４０には、円筒部７１の内側で第１タイプの半導体レーザ素子５０の段部５４（第３の証面）が突き当たる第１の位置決め部７４が環状に形成されているとともに、レーザ素子搭載部７には、素子ホルダ４０を位置決めする環状壁面７０１と、溝部７２、７３の奥で第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の前端面６６（第３の証面）が突き当たる壁面７０２とが形成されているため、いずれのタイプの半導体レーザ素子５０、６０を実装した場合でも、双方の空気換算光源位置を一致させることができる。
【００５４】
さらにまた、素子ホルダ４０において、溝部７２、７３では間口が広い割には奥の方では、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５によって幅が狭まっているので、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入する際、放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に容易に挿入することができるとともに、奥まで差し込むと、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５で押されて姿勢が自然に定まる。
【００５５】
また、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３の奥まで挿入した状態で、放熱板６１は、第１の押圧用突起７３１、および第２の押圧用突起７２５、７３５で押され、第２の証面になっている放熱板６１の一方の側端面６４は第１の壁部分７２０に密着し、かつ、第１の証面になっている放熱板６１の下面６７は、第３の壁部分７２３に密着する。従って、第２タイプの半導体レーザ素子６０の放熱板６１の張り出し部分を溝部７２、７３に挿入する際、放熱板が傾いた姿勢で装着されることがなく、かつ、第１の証面および第２の証面によって、第２タイプの半導体レーザ素子６０は、溝部７２、７３の内部において所定の位置に正確に固定される。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置では、レーザ素子搭載部に、第１タイプの半導体レーザ素子の円筒状ケースを挿着可能な円筒部が形成されているので、第１タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装できる。また、円筒部の内周壁には、第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板の両側への張り出し部分を挿着可能な一対の溝部が形成されているため、第２タイプの半導体レーザ素子の放熱板の張り出し部分を溝部に挿入するだけで、第２タイプの半導体レーザ素子をフレームに実装できる。従って、第１タイプの半導体レーザ素子と、第２タイプの半導体レーザ素子とは、形状およびサイズが著しく異なっているが、本発明では、これらいずれのタイプの半導体レーザ素子であっても同一のフレームに搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される光ヘッド装置の要部の平面図である。
【図２】図１に示す光ヘッド装置において各種光学部品が搭載されるフレームの説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子の斜視図、およびその一部を切り欠いて示す説明図である。
【図４】放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子の斜視図である。
【図５】図３に示すフレームに形成したレーザ素子搭載部を開口側からみた説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図５に示すレーザ素子搭載部のＳ−Ｓ′断面図、Ｔ−Ｔ′断面図、およびＵ−Ｕ′断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図６に示すレーザ素子搭載部のＴ−Ｔ′断面、およびＵ−Ｕ′断面を特徴部分が明確になるように模式的に表した説明図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態２の光ヘッド装置において半導体レーザ素子をフレームのレーザ素子搭載部に実装するための素子ホルダを斜め前方からみた斜視図、および斜め後方からみた斜視図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子を素子ホルダに装着した状態を斜め前方からみた斜視図、この状態を素子ホルダの一部を切り欠いて示す斜視図、および平面図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子を素子ホルダに装着した状態を斜め前方からみた斜視図、この状態を素子ホルダの一部を切り欠いて示す平面図、および側面図である。
【符号の説明】
１ 光ヘッド装置
３ フレーム
４ ＤＶＤ用の半導体レーザ素子
５ ＣＤ用の半導体レーザ素子
７ レーザ素子搭載部
８ 対物レンズ
４０ 素子ホルダ
５０ 第１タイプの半導体レーザ素子
５３ 円筒状ケース
５４ 段部（第３の証面）
６０ 第２タイプの半導体レーザ素子
６１ 放熱板
６４ 放熱板の側端面（第２の証面）
６７ 放熱板の下面（第１の証面）
７１ 円筒部
７２、７３ 溝部
７４ 第１の位置決め部
７５、７６ 第２の位置決め部
７０１ 位置決め用の環状壁面
７０２ 位置決め用の壁面
７２５、７３５ 第２の押圧用突起
７３１ 第１の押圧用突起
Claims (4)
- 少なくとも、半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子から出射された光を光記録媒体に収束させる対物レンズと、該対物レンズおよび前記半導体レーザ素子が搭載されたフレームとを有する光ヘッド装置において、
前記フレームに対して前記半導体レーザ素子を搭載するためのレーザ素子搭載部には、円筒状ケースを備える第１タイプの半導体レーザ素子の前記円筒状ケースを挿着可能な円筒部が形成されているとともに、放熱板が両側に張り出した第２タイプの半導体レーザ素子の前記放熱板の両側への張り出し部分を挿着可能な一対の溝部が前記円筒部の内周壁に形成されていることを特徴とする光ヘッド装置。 - 請求項１において、前記円筒部および前記溝部は、前記フレーム自身に形成されていることを特徴とする光ヘッド装置。
- 請求項１において、前記円筒部および前記溝部は、前記フレームに取り付けられるリング状の素子ホルダに形成され、
前記第１タイプの半導体レーザ素子、または前記第２タイプの半導体レーザ素子が前記素子ホルダを介して前記フレームに搭載されていることを特徴とする光ヘッド装置。 - 請求項１ないし３のいずれかにおいて、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射方向におけるレーザチップの発光位置を示す証面が、前記第１タイプの半導体レーザ素子では、前記円筒部の外周部分に環状の段部として形成されている一方、前記第２タイプの半導体レーザ素子では前記放熱板の前端面として形成され、
前記レーザ素子搭載部には、前記円筒部の内側で前記第１タイプの半導体レーザ素子の前記段部が突き当たる第１の位置決め部、および前記溝部の奥で前記第２タイプの半導体レーザ素子の前記放熱板の前端面が突き当たる第２の位置決め部が形成され、
前記第１タイプの半導体レーザ素子、および前記第２タイプの半導体レーザ素子のいずれを前記レーザ素子搭載部に搭載したときにも、レーザ光の出射方向における空気換算光源位置が一致するように構成されていることを特徴とする光ヘッド装置。
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