JP4381719B2 - レーザ接合による光学部品固定方法および光学部品固定装置ならびに光学モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクなどの光学的情報記憶媒体、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）に対して情報を読み書きするための光ピックアップヘッドなどに適用され、レーザ接合により光学部品を樹脂製ホルダに接合固定するための光学部品固定方法および光学部品固定装置、ならびに光学モジュールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップヘッドなどの光学モジュールにおいて、光学部品をホルダに固定する方法として、一般的には紫外線硬化性樹脂を接着剤として光学部品とホルダの間に充填し、紫外線を照射して、この紫外線硬化樹脂を硬化させることにより固着させる方法が採用されている。この方法では、紫外線硬化性樹脂の硬化速度が遅く、そのため固定させるのに数秒から数十秒の時間を要する。短時間で固定させることができれば、それだけ時間短縮することができるため、光学モジュールの製造コストを下げることが可能になる。
【０００３】
そこで、近年、光学部品のホルダヘの固定方法として、ホルダにレーザを照射して加熱し、その変形を利用して光学部品を固定する方法が検討されている（特許文献１参照）。
【０００４】
同時に、近年、光学モジュールの低コスト化のため、ホルダの材料として、従来では亜鉛あるいはアルミなどの金属が使用されていたものを、樹脂に代える取り組みがなされている。
【０００５】
この樹脂製のホルダに対して、溶接用レーザ光源から出射したレーザ光により光学部品を接合固定する際、ホルダにおけるレーザ光の照射開始時の部位における変形が、その後におけるレーザ光を照射した部位における変形と異なるという現象が生じる。
【０００６】
前記現象について図２０を参照して以下に詳細に説明する。
【０００７】
図２０は樹脂製のホルダ１にレンズ２が固定された光ピックアップヘッド３の外観斜視図、図２１は樹脂製のホルダ１にレンズ２をレーザ接合する状態を拡大して示す平面図、図２２は樹脂製のホルダ１にレンズ２をレーザ接合する状態を拡大して示す側面一部断面図であり、図２１，図２２において、４は、ホルダ１の固定段部５とレンズ２の被固定部である突出部（コバ面）６との隙間を示し、Ｌはレーザ光照射位置を示す。
【０００８】
レーザ接合時、レーザ光７を集光レンズ８などで集光して照射しておき、レンズ２とホルダ１とを回転させ、ホルダ１の固定段部５、あるいはレンズ２の突出部６を、図２３に示すように変形５ａ，６ａさせる。このようにしてホルダ１とレンズ２間における隙間４の全周を埋めることにより、ホルダ１にレンズ２を固定させる。
【０００９】
しかしながら、実際のレーザ接合を行う場合、レーザ光７が照射されたホルダ１における変形部分５ａの形状が、照射開始時とその後とにおいて異なる。例えば、図２４，図２５に示すように、レーザ光照射開始時の変形部分５ａが、照射開始後の他のレーザ照射部分と比べて、変形の度合いが大きく、その結果としてレンズ２上面より上方へ、あるいはレンズ２設置側へ飛び出す突出量が大きくなってしまうことが生じる。
【００１０】
このようなことは、例えば光ピックアップにおいては、レンズ２の焦点位置に光ディスクが配置されて情報を読み込んだり書き込んだりするため、レンズ２よりも光ディスクに近い側ヘホルダ１の変形５ａによる突起が存在すると、光ディスクに傷をつけてしまう危険がある。また、ホルダ１の変形５ａがレンズ開口の内側に生じるとレンズ２から出射した光束にケラレが生じ、所望の特性が得られないことになる。
【００１１】
前記のようなレーザ光における照射開始時の照射部分と、その後の照射部分とにおける変形の状況が異なる原因としては、以下のようなことが考えられる。
【００１２】
図２６（ａ）はレーザ光照射開始時以外のレーザ光照射部位におけるレーザ光が照射された瞬間の温度分布の一例を示したものであって、横軸が照射位置を表し、縦軸が温度を示す。図２６（ａ）において右側ほど、レーザ光が照射されてから経過した時間が長い。図２６（ａ）に示すように、右側の位置はかつてレーザ照射されていたために温度が上昇しており、そのため、現在レーザ照射されている部位からの温度勾配は大きくない。
【００１３】
これに対し、図２６（ｂ）は照射開始時のレーザ光照射位置における温度分布を示すものであって、照射開始時におけるレーザ光照射位置以外はレーザ光が照射されていないため温度は低く、そのため温度勾配が大きい。
【００１４】
図２６（ａ）では、レーザ光の照射により加熱され溶融した位置が、ある程度で広い領域に拡がっており、そのためレーザ光が照射され最も高温になった部位も周囲へ広がるように変形が起こると考えられる。これに対し、図２６（ｂ）では、レーザ光が照射されたごく一部の位置のみが溶融し、周囲へ流動しないため局所的に変形を起こしてしまい、結果として大きな変形になってしまうと考えられる。
【００１５】
【特許文献１】
実開昭６０−１４０２２５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、樹脂製のホルダにレンズをレーザ接合する際に、レーザ光照射開始時の照射部位が、その後の照射部位よりも大きな変形を生じるという問題があり、光ピックアップヘッドにおけるレンズの作用、およびピックアップ特性に悪影響を与えることになる。
【００１７】
このことは、レーザ接合により樹脂製ホルダにレンズ以外の各種光学部品を固定する際にも同様に解決すべき課題である。
【００１８】
そこで本発明は、樹脂製ホルダに光学部品をレーザ接合する際に、レーザ光照射開始時のレーザ照射部位における変形を抑えて、規定の許容寸法範囲内に入ることを可能にするレーザ接合による光学部品固定方法および光学部品固定装置ならびにレーザ接合における変形を抑えることができる構造の樹脂製ホルダを有する光モジュールを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、樹脂製ホルダの光学部品固定部に光学部品を載置し、前記光学部品固定部にレーザ光を照射し、前記光学部品の周部の光学部品固定部を溶融させかつ固化させることによって、前記光学部品固定部に前記光学部品を固定する際、前記光学部品の平面視形状が略円形状、あるいは平面視形状における外形形状が略直線形状であり、前記光学部品固定部の載置部分の形状を前記光学部品の形状に略合致させ、かつ前記光学部品固定部の一部に凹部あるいは凸部を形成したものを使用し、前記レーザ光の照射開始時には前記凹部あるいは凸部内に前記レーザ光を集光させ、その後、前記樹脂製ホルダと前記光学部品とが接する他の光学部品固定部部分にレーザ光を照射させ、前記光学部品固定部を順次溶融させるようにしたレーザ接合による光学部品固定方法、および装置の構成にしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記レーザ接合による光学部品固定方法によって、樹脂製ホルダに光学部品を固定する光学モジュールを、前記樹脂製ホルダの前記光学部品が固定される光学部品固定部と前記光学部品の被固定部とが略同一面内にあるようにし、さらに前記光学部品固定部の一部に凹部あるいは凸部が形成された構成にしたことを特徴とする。
【００２１】
前記のような構成によって、樹脂製ホルダに対して光学部品をレーザ接合する際、レーザ光照射開始時の照射エネルギ密度を弱めることができ、局所的な温度上昇を抑えることができるため、接合部全体として従来のような局所的な変形の発生を抑制することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施形態１を説明するための光学モジュールにおける樹脂製ホルダの斜視図、図２は図１の光学モジュールに固定される光学部品であるレンズの断面図である。
【００２４】
図１において、樹脂製のホルダ１の中央部には、外形が平面視円形のレンズ２が載置されるように、レンズ２の外形に略合致した円形状の通孔１０が設けられている。通孔１０の内周部に設けられたレンズ固定部１１には、垂直壁部１１ａと水平段部１１ｂ、および内周側壁部１１ｃが形成されている。レンズ２は、周辺部にコバ面と呼ばれる突出部１２を有し、レンズ２の垂直部１２ａがレンズ固定部１１の垂直壁部１１ａに、またレンズ２の水平部１２ｂがレンズ固定部１１の水平段部１１ｂに接するように、ホルダ１にセットされる。
【００２５】
図３（ａ）は前記レンズ固定部の図１におけるＡ部の拡大図、図３（ｂ）は前記レンズ固定部の図１におけるＢ部の拡大図であって、前記レンズ固定部における垂直壁部１１ａは、その大部分は、図３（ａ）に示すように、垂直壁部１１ａが同じ高さであるが、一部のみに、図３（ｂ）に示すように、凹部１３を形成している。
【００２６】
このため、レーザ接合時、後で詳述するようにレーザ光１４は、垂直壁部１１ａの大部分では、その上端部にフォーカスが合うように集光レンズ１５により集光されるが、前記凹部１３の部位においてのみ、レーザ光１４がデフォーカスの状態になる。
【００２７】
図４は光学部品固定装置における実施形態１の概略構成図であり、１６はホルダ１を保持して回転させるための移動手段である回転ステージ、１７は回転ステージ１６の回転のゼロ点を検知して出力する信号出力手段であるエンコーダである。１８はレーザ光１４を出射する光源としてのレーザ本体、１９はレーザ本体１８からの出射パワーを制御するためのレーザ制御手段であるコントローラ、２０は集光レンズ１５ヘレーザ光１４を導くためのミラーなどの光学素子である。
【００２８】
実施形態１では、レーザ光１４が、図３（ｂ）で示したレンズ固定部１１の凹部１３に入射される状態のときにエンコーダ１７からパルス状の信号が出力されるようになっている。これは、回転ステージ１６上において処理対象のホルダ１が常に同じ位置に固定されるように設定しておくことで、ホルダ１の凹部１３にレーザ光１４が入射する時と、エンコーダ１７から信号が出力される時のタイミングを常に同じにすることができる。
【００２９】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すタイミングチャートを参照して、ホルダ１に対するレンズ２のレーザ接合方法について説明する。回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略ー致するようセットする。そして、回転ステージ１６を等速で回転させておき（図５（ｃ））、エンコーダ１７からの出力に同期させて（図５（ｂ））、レーザ本体１８からレーザ光の出射を開始（図５（ａ））させるように、コントローラ１９により制御する。
【００３０】
これにより、レーザ光照射開始時において、ホルダ１のレンズ固定部１１における凹部１３ではデフォーカスされた状態でレーザ光１４が照射されることになるため、レーザ光におけるエネルギ照射密度が下がって局所的な温度上昇が抑えられ、かつ温度上昇する部位もフォーカスが合った状態よりも拡がるため、局所的な変形を抑えることができる。また、変形したとしても、凹部１３では元々の高さが低くなっているので、変形による飛び出し量を抑えることができる。
【００３１】
ホルダ１の凹部１３のへこみ量ｄは、ホルダ１の材質の熱容量あるいは溶融時の粘性、またはレーザ光１４を集光する対物レンズ１５の焦点距離などにより最適化する必要があるが、一般的な樹脂材料を用いて一般的な光学系でレーザ光を照射する場合には（数１）に示す範囲内に設定するとよい。
【００３２】
【数１】
０．１ｍｍ＜ｄ＜ｌ０ｍｍ
ｄは、大きすぎるとエネルギ密度が低くなりすぎて樹脂を変形させることができなくなるし、小さすぎるとエネルギ密度が小さくならないので局所的な変形を抑えられない。
【００３３】
なお、図６（ａ）に示すように凹部１３’の形状を、図３（ｂ）に示す凹部１３よりも浅く形成してもよく、また図示しないが図３（ｂ）に示す凹部１３よりも深く形成してもよく、いずれの場合でも前記と同様にデフォーカスさせることができ、同様の効果が得られる。また、図６（ｂ）に示すように、凹部１３”の形状を円錐状にしても、同様の作用効果が得られる。
【００３４】
さらに、図６（ｃ）に示すように、レンズ固定部１１の一部に前記凹部１３と同じ位置に凸部２０を突設させるようにすることによっても、前記と同様にデフォーカスを与えることができ、同じ効果が得られる。
【００３５】
また、実施形態１では、レーザ光１４の出射をコントローラ１９の制御により調整したが、レーザ本体１８の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御することも考えられる。
【００３６】
また、実施形態１では、エンコーダ１７からの出力信号のタイミングと、レーザ光１４の光軸がレンズ固定部１１の凹部１３にくるタイミングとを一致させたが、必ずしも一致させる必要はなく、常に所定量だけずらせるタイミングに設定することによっても同じ効果が得られる。
【００３７】
図７は本発明の実施形態２である光学部品固定装置の概略構成図である。なお、以下の説明において、図１〜図６にて説明した部材と対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。実施形態２と実施形態１とが異なる点は、ホルダ１には凹部１３あるいは凸部２０を形成しないものを用い、対物レンズ１５を光軸方向に移動させるためのレンズ移動ステージ２１を設け、かつエンコーダ１７を設けていない構成である。
【００３８】
実施形態２では、コントローラ２２によってレンズ移動ステージ２１を駆動させることにより、レーザ光照射開始時、レーザ光１４を、図８（ａ）に示すように、レンズ固定部１１に対してデフォーカスの状態で入射させ、その後、図８（ｂ）に示すように、レンズ固定部１１に対してフォーカスが合う状態で入射させるようにしている。
【００３９】
図９（ａ）〜（ｃ）に示すタイミングチャートを参照して実施形態２におけるレーザ接合方法について説明する。まず、ホルダ１を回転ステージ１６に、回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略一致するようにセットする。そして、回転ステージ１６を等速で動作させておき（図９（ｃ））、レーザ光１４がデフォーカスしてホルダ１に入射されるようにレンズ移動ステージ２１を駆動し（図９（ｂ））、レーザ本体１８からレーザ光１４が出射（図９（ａ））されたと同時に、レーザ光１４がレンズ固定部１１に対してフォーカスが合うように、レンズ移動ステージ２１を駆動して対物レンズ１５を光軸方向に徐々に移動させる。
【００４０】
このように、レーザ光照射開始時では、レーザ光はレンズ固定部１１に対してデフォーカス状態にし、その後、徐々にフォーカスを合わせていくように制御することにより、照射開始時の照射部位では、デフォーカスしているので局所的な温度上昇が抑制され、局所的な変形が抑えられることになる。この方法であれば、照射開始部位はレンズ固定部１１のどこであってもよく、照射開始部位は必ずデフォーカスして照射され、変形を抑えることができる。
【００４１】
なお、対物レンズ１５の移動量Ｄは、ホルダ１の材質の熱容量あるいは溶融時の粘性、またはレーザ光１４を集光する対物レンズ１５の焦点距離などにより最適化する必要があるが、一般的な樹脂材料を用いて一般的な光学系でレーザ光を照射する場合には（数２）に示す範囲内に設定するとよい。
【００４２】
【数２】
０．１ｍｍ＜Ｄ＜ｌ０ｍｍ
Ｄは、大きすぎるとエネルギ密度が低くなりすぎて樹脂を変形させることができなくなるし、小さすぎるとエネルギ密度が小さくならないので局所的な変形を抑えることができない。
【００４３】
また、実施形態２では、レーザ光１４の出射をコントローラ２２の制御により調整するが、レーザ本体１８の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御するようにしてもよい。
【００４４】
図１０は本発明の実施形態３である光学部品固定装置の概略構成図であり、実施形態３において、コントローラ２３により、レーザ本体１８から出射するレーザ光１４のレーザ強度を制御し、かつ回転ステージ１６の駆動制御を行う。
【００４５】
図１１（ａ），（ｂ）に示すタイミングチャートを参照して実施形態３におけるレーザ接合方法について説明する。まず、ホルダ１を回転ステージ１６に、回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略一致するようにセットする。そして、コントローラ２３の制御により、回転ステージ１６を高速に回転させておき、レーザ本体１８においてレーザ光１４を出射開始（図１１（ｂ））したのと同期させて、回転ステージ１６の回転速度を徐々に遅くして一定にする（図１１（ａ））。
【００４６】
このように回転ステージ１６の速度を調整することにより、レーザ光照射開始時は、回転速度が大きいためにレーザ光の照射密度を下げることができ、そのため局所的な温度上昇を抑えられ、局所的な変形を小さくすることができる。
【００４７】
なお、実施形態３では、レーザ光１４の出射をコントローラ２３の制御により調整するが、レーザ本体１８の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御するようにしてもよい。
【００４８】
図１２は本発明の実施形態４である光学部品固定装置の概略構成図であり、実施形態４において、コントローラ２４により、レーザ本体１８から出射するレーザ光１４の強度が徐々に大きくなるような制御を行う。
【００４９】
図１３（ａ），（ｂ）に示すタイミングチャートを参照して実施形態４におけるレーザ接合方法について説明する。まず、ホルダ１を回転ステージ１６に、回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略一致するようにセットする。そして、コントローラ２４の制御により回転ステージ１６を等速で回転させておき（図１３（ｂ））、コントローラ２４により、レーザ強度が徐々に大きくするようにレーザ本体１８を制御（図１３（ａ））することによって、レーザ光照射開始時、レーザ光を照射された部位における照射エネルギを抑えることができ、局所的な変形を抑えることができる。
【００５０】
図１４は本発明の実施形態５である光学部品固定装置の概略構成図、図１５は実施形態５の要部の拡大図であり、実施形態５では、コントローラ２５の制御により、レーザ光１４の光路に対して出入りするように減光フィルタ２６を配設している。
【００５１】
図１６（ａ），（ｂ）に示すタイミングチャートを参照して実施形態５におけるレーザ接合方法について説明する。まず、ホルダ１を回転ステージ１６に、回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略一致するようにセットする。そして、エンコーダ１７から原点出力信号が出力（図１６（ａ））されるタイミングで、コントローラ２５により、減光フィルタ１３をレーザ光７の光軸上に移動させ、かつレーザ本体１８からレーザ光を出力（図１６（ｂ））させる。
【００５２】
このため、レーザ光照射開始時は減光フィルタ２６を通して減光されたレーザ光がレンズ固定部１１に対して照射されることになるため、照射開始時の局所的な温度上昇が抑制され、局所的な変形も抑えることができる。
【００５３】
なお、実施形態５では、レーザ光１４の出射をコントローラ２５の制御により調整するが、レーザ本体１８の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御するようにしてもよい。
【００５４】
また、エンコーダ１７からの出力信号のタイミングと、レーザ光１４の光軸が減光フィルタ２６に移動するタイミングとを一致させたが、必ずしも一致させる必要はなく、常に所定量だけずらせるタイミングに設定することによっても同じ効果が得られる。
【００５５】
図１７は本発明の実施形態６である光学部品固定装置の概略構成図、図１８は実施形態６の要部における平面状態の拡大図であり、実施形態６では、後述するように回転ステージ１６の回転中心Ｓｏと、ホルダ１の通孔１０における中心Ｈｏとが一致しないように、ホルダ１を回転ステージ１６にセットする。
【００５６】
図１８において、前記回転中心Ｓｏと前記中心Ｈｏ間のズレ量をΔとして示している。レーザ光照射位置Ｌと、回転ステージ１６の回転中心Ｓｏと、ホルダ１の通孔１０における中心Ｈｏとが一直線上にあり、かつレーザ光照射位置Ｌと回転ステージ１６の回転中心Ｓｏとの間に、ホルダ１の通孔１０の中心Ｈｏが存在し、さらにレーザ光照射位置Ｌがホルダ１（レンズ固定部１１）とレンズ２間の隙間４よりも通孔１０における中心Ｈｏ寄りに存在するように各部が設定されている。そして、回転ステージ１６がこの状態になると、エンコーダ１７からゼロ点検出信号が出力されるようになっている。
【００５７】
図１９（ａ），（ｂ）の説明図を参照して実施形態６におけるレーザ接合方法について説明する。まず、回転ステージ１６が回転し、エンコーダ１７からゼロ点信号が出力されるタイミングに同期して、コントローラ２７ではレーザ本体１８からレーザ光１４を出射させる。レーザ光照射開始時点では、レーザ光照射位置Ｌは隙間４よりもレンズ２寄りの部位を照射しているため、レンズ固定部１１ヘの照射光量が少なくなり温度上昇が抑えられ、局所的な変形を抑えることができる。その後、回転ステージ１６の回転によりホルダ１が回転して、レーザ光照射位置Ｌは隙間４上に位置することになる（図１８（ａ））。回転ステージ１６の１回転したときの前記隙間４に対するレーザ光照射位置Ｌの軌跡は、図１８（ｂ）に点線にて示すようになる。
【００５８】
なお、前記ズレ量Δは、あまり大きいと前記隙間４を埋めるような変形を起こさせることができず、また、あまり小さいとレーザ光照射開始時の照射量を小さくすることができず、局所的な変形を抑えることができない。そのため、ズレ量Δとしては、レーザ光１４のレンズ固定部１１を照射するスポット直径Φを基準すると、（数３）に示す関係を満たすようにすることが望ましい。
【００５９】
【数３】
Φ×０．１＜Δ＜Φ×２
なお、実施形態６において、レーザ光１４の出射をコントローラ２７の制御により調整するが、レーザ本体１８の前の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御するようにしてもよい。
【００６０】
なお、実施形態１において、平面視略円形状をなすレンズ２を光学部品の例として、その円形外周をレーザ接合する場合について説明したが、平面視略矩形状あるいは直線を主体とする外形形状の光学部品における外形部分においてレーザ接合する場合には、前記回転ステージ１６に換えて直進ステージを使えばよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るレーザ接合による光学部品固定方法および光学部品固定装置ならびに光学モジュールによれば、樹脂製ホルダに対して光学部品をレーザ接合する際、レーザ光照射開始時の照射エネルギ密度を弱めることができ、局所的な温度上昇を抑えることができるため、接合部全体として従来のような局所的な変形の発生を抑制することができ、レーザ接合によっても製造精度の高い樹脂製ホルダを用いた光学モジュールの製造が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を説明するための光学モジュールにおける樹脂製ホルダの斜視図
【図２】図１の光学モジュールに固定される光学部品であるレンズの断面図
【図３】（ａ）は前記レンズ固定部の図１におけるＡ部の拡大図、（ｂ）は前記レンズ固定部の図１におけるＢ部の拡大図
【図４】本発明の実施形態１である光学部品固定装置の概略構成図
【図５】実施形態１における動作説明のためのタイミングチャート
【図６】実施形態１における凹部あるいは凸部の説明図
【図７】本発明の実施形態２である光学部品固定装置の概略構成図
【図８】実施形態２におけるレーザ光におけるフォーカス状態の説明図
【図９】実施形態２における動作説明のためのタイミングチャート
【図１０】本発明の実施形態３である光学部品固定装置の概略構成図
【図１１】実施形態３における動作説明のためのタイミングチャート
【図１２】本発明の実施形態４である光学部品固定装置の概略構成図
【図１３】実施形態４における動作説明のためのタイミングチャート
【図１４】本発明の実施形態５である光学部品固定装置の概略構成図
【図１５】実施形態５における要部の拡大図
【図１６】実施形態５における動作説明のためのタイミングチャート
【図１７】本発明の実施形態６である光学部品固定装置の概略構成図
【図１８】実施形態６の要部における平面状態の拡大図
【図１９】実施形態６におけるレーザ接合処理の説明図
【図２０】従来の樹脂製のホルダにレンズが固定された光ピックアップヘッドの外観斜視図
【図２１】図２０において樹脂製のホルダにレンズをレーザ接合する状態を拡大して示す平面図
【図２２】図２１における樹脂製のホルダにレンズをレーザ接合する状態を説明する断面図
【図２３】従来のホルダとレンズ間におけるレーザ接合状態の説明図
【図２４】従来のホルダとレンズ間におけるレーザ異常接合の説明図
【図２５】従来のホルダとレンズ間におけるレーザ異常接合の説明図
【図２６】レーザ光照射位置における温度状態の説明図
【符号の説明】
１ 樹脂製のホルダ
２ レンズ
１０ 通孔
１１ レンズ固定部
１３，１３’，１３” 凹部
１４ レーザ光
１５ 対物レンズ
１６ 回転ステージ
１７ エンコーダ
１８ レーザ本体
１９，２２，２３，２４，２５，２７ コントローラ
２０ 凸部
２１ レンズ移動ステージ
２６ 減光フィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクなどの光学的情報記憶媒体、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）に対して情報を読み書きするための光ピックアップヘッドなどに適用され、レーザ接合により光学部品を樹脂製ホルダに接合固定するための光学部品固定方法および光学部品固定装置、ならびに光学モジュールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップヘッドなどの光学モジュールにおいて、光学部品をホルダに固定する方法として、一般的には紫外線硬化性樹脂を接着剤として光学部品とホルダの間に充填し、紫外線を照射して、この紫外線硬化樹脂を硬化させることにより固着させる方法が採用されている。この方法では、紫外線硬化性樹脂の硬化速度が遅く、そのため固定させるのに数秒から数十秒の時間を要する。短時間で固定させることができれば、それだけ時間短縮することができるため、光学モジュールの製造コストを下げることが可能になる。
【０００３】
そこで、近年、光学部品のホルダヘの固定方法として、ホルダにレーザを照射して加熱し、その変形を利用して光学部品を固定する方法が検討されている（特許文献１参照）。
【０００４】
同時に、近年、光学モジュールの低コスト化のため、ホルダの材料として、従来では亜鉛あるいはアルミなどの金属が使用されていたものを、樹脂に代える取り組みがなされている。
【０００５】
この樹脂製のホルダに対して、溶接用レーザ光源から出射したレーザ光により光学部品を接合固定する際、ホルダにおけるレーザ光の照射開始時の部位における変形が、その後におけるレーザ光を照射した部位における変形と異なるという現象が生じる。
【０００６】
前記現象について図２０を参照して以下に詳細に説明する。
【０００７】
図２０は樹脂製のホルダ１にレンズ２が固定された光ピックアップヘッド３の外観斜視図、図２１は樹脂製のホルダ１にレンズ２をレーザ接合する状態を拡大して示す平面図、図２２は樹脂製のホルダ１にレンズ２をレーザ接合する状態を拡大して示す側面一部断面図であり、図２１，図２２において、４は、ホルダ１の固定段部５とレンズ２の被固定部である突出部（コバ面）６との隙間を示し、Ｌはレーザ光照射位置を示す。
【０００８】
レーザ接合時、レーザ光７を集光レンズ８などで集光して照射しておき、レンズ２とホルダ１とを回転させ、ホルダ１の固定段部５、あるいはレンズ２の突出部６を、図２３に示すように変形５ａ，６ａさせる。このようにしてホルダ１とレンズ２間における隙間４の全周を埋めることにより、ホルダ１にレンズ２を固定させる。
【０００９】
しかしながら、実際のレーザ接合を行う場合、レーザ光７が照射されたホルダ１における変形部分５ａの形状が、照射開始時とその後とにおいて異なる。例えば、図２４，図２５に示すように、レーザ光照射開始時の変形部分５ａが、照射開始後の他のレーザ照射部分と比べて、変形の度合いが大きく、その結果としてレンズ２上面より上方へ、あるいはレンズ２設置側へ飛び出す突出量が大きくなってしまうことが生じる。
【００１０】
このようなことは、例えば光ピックアップにおいては、レンズ２の焦点位置に光ディスクが配置されて情報を読み込んだり書き込んだりするため、レンズ２よりも光ディスクに近い側ヘホルダ１の変形５ａによる突起が存在すると、光ディスクに傷をつけてしまう危険がある。また、ホルダ１の変形５ａがレンズ開口の内側に生じるとレンズ２から出射した光束にケラレが生じ、所望の特性が得られないことになる。
【００１１】
前記のようなレーザ光における照射開始時の照射部分と、その後の照射部分とにおける変形の状況が異なる原因としては、以下のようなことが考えられる。
【００１２】
図２６（ａ）はレーザ光照射開始時以外のレーザ光照射部位におけるレーザ光が照射された瞬間の温度分布の一例を示したものであって、横軸が照射位置を表し、縦軸が温度を示す。図２６（ａ）において右側ほど、レーザ光が照射されてから経過した時間が長い。図２６（ａ）に示すように、右側の位置はかつてレーザ照射されていたために温度が上昇しており、そのため、現在レーザ照射されている部位からの温度勾配は大きくない。
【００１３】
これに対し、図２６（ｂ）は照射開始時のレーザ光照射位置における温度分布を示すものであって、照射開始時におけるレーザ光照射位置以外はレーザ光が照射されていないため温度は低く、そのため温度勾配が大きい。
【００１４】
図２６（ａ）では、レーザ光の照射により加熱され溶融した位置が、ある程度で広い領域に拡がっており、そのためレーザ光が照射され最も高温になった部位も周囲へ広がるように変形が起こると考えられる。これに対し、図２６（ｂ）では、レーザ光が照射されたごく一部の位置のみが溶融し、周囲へ流動しないため局所的に変形を起こしてしまい、結果として大きな変形になってしまうと考えられる。
【００１５】
【特許文献１】
実開昭６０−１４０２２５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、樹脂製のホルダにレンズをレーザ接合する際に、レーザ光照射開始時の照射部位が、その後の照射部位よりも大きな変形を生じるという問題があり、光ピックアップヘッドにおけるレンズの作用、およびピックアップ特性に悪影響を与えることになる。
【００１７】
このことは、レーザ接合により樹脂製ホルダにレンズ以外の各種光学部品を固定する際にも同様に解決すべき課題である。
【００１８】
そこで本発明は、樹脂製ホルダに光学部品をレーザ接合する際に、レーザ光照射開始時のレーザ照射部位における変形を抑えて、規定の許容寸法範囲内に入ることを可能にするレーザ接合による光学部品固定方法および光学部品固定装置ならびにレーザ接合における変形を抑えることができる構造の樹脂製ホルダを有する光モジュールを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、樹脂製ホルダの光学部品固定部に光学部品を載置し、前記光学部品固定部にレーザ光を照射し、前記光学部品の周部の光学部品固定部を溶融させかつ固化させることによって、前記光学部品固定部に前記光学部品を固定する際、前記光学部品の平面視形状が略円形状、あるいは平面視形状における外形形状が略直線形状であり、前記光学部品固定部の載置部分の形状を前記光学部品の形状に略合致させ、かつ前記光学部品固定部の一部に凹部あるいは凸部を形成したものを使用し、前記レーザ光の照射開始時には前記凹部あるいは凸部内に前記レーザ光を集光させ、その後、前記樹脂製ホルダと前記光学部品とが接する他の光学部品固定部部分にレーザ光を照射させ、前記光学部品固定部を順次溶融させるようにしたレーザ接合による光学部品固定方法、および装置の構成にしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記レーザ接合による光学部品固定方法によって、樹脂製ホルダに光学部品を固定する光学モジュールを、前記樹脂製ホルダの前記光学部品が固定される光学部品固定部と前記光学部品の被固定部とが略同一面内にあるようにし、さらに前記光学部品固定部の一部に凹部あるいは凸部が形成された構成にしたことを特徴とする。
【００２１】
前記のような構成によって、樹脂製ホルダに対して光学部品をレーザ接合する際、レーザ光照射開始時の照射エネルギ密度を弱めることができ、局所的な温度上昇を抑えることができるため、接合部全体として従来のような局所的な変形の発生を抑制することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施形態１を説明するための光学モジュールにおける樹脂製ホルダの斜視図、図２は図１の光学モジュールに固定される光学部品であるレンズの断面図である。
【００２４】
図１において、樹脂製のホルダ１の中央部には、外形が平面視円形のレンズ２が載置されるように、レンズ２の外形に略合致した円形状の通孔１０が設けられている。通孔１０の内周部に設けられたレンズ固定部１１には、垂直壁部１１ａと水平段部１１ｂ、および内周側壁部１１ｃが形成されている。レンズ２は、周辺部にコバ面と呼ばれる突出部１２を有し、レンズ２の垂直部１２ａがレンズ固定部１１の垂直壁部１１ａに、またレンズ２の水平部１２ｂがレンズ固定部１１の水平段部１１ｂに接するように、ホルダ１にセットされる。
【００２５】
図３（ａ）は前記レンズ固定部の図１におけるＡ部の拡大図、図３（ｂ）は前記レンズ固定部の図１におけるＢ部の拡大図であって、前記レンズ固定部における垂直壁部１１ａは、その大部分は、図３（ａ）に示すように、垂直壁部１１ａが同じ高さであるが、一部のみに、図３（ｂ）に示すように、凹部１３を形成している。
【００２６】
このため、レーザ接合時、後で詳述するようにレーザ光１４は、垂直壁部１１ａの大部分では、その上端部にフォーカスが合うように集光レンズ１５により集光されるが、前記凹部１３の部位においてのみ、レーザ光１４がデフォーカスの状態になる。
【００２７】
図４は光学部品固定装置における実施形態１の概略構成図であり、１６はホルダ１を保持して回転させるための移動手段である回転ステージ、１７は回転ステージ１６の回転のゼロ点を検知して出力する信号出力手段であるエンコーダである。１８はレーザ光１４を出射する光源としてのレーザ本体、１９はレーザ本体１８からの出射パワーを制御するためのレーザ制御手段であるコントローラ、２０は集光レンズ１５ヘレーザ光１４を導くためのミラーなどの光学素子である。
【００２８】
実施形態１では、レーザ光１４が、図３（ｂ）で示したレンズ固定部１１の凹部１３に入射される状態のときにエンコーダ１７からパルス状の信号が出力されるようになっている。これは、回転ステージ１６上において処理対象のホルダ１が常に同じ位置に固定されるように設定しておくことで、ホルダ１の凹部１３にレーザ光１４が入射する時と、エンコーダ１７から信号が出力される時のタイミングを常に同じにすることができる。
【００２９】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すタイミングチャートを参照して、ホルダ１に対するレンズ２のレーザ接合方法について説明する。回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略ー致するようセットする。そして、回転ステージ１６を等速で回転させておき（図５（ｃ））、エンコーダ１７からの出力に同期させて（図５（ｂ））、レーザ本体１８からレーザ光の出射を開始（図５（ａ））させるように、コントローラ１９により制御する。
【００３０】
これにより、レーザ光照射開始時において、ホルダ１のレンズ固定部１１における凹部１３ではデフォーカスされた状態でレーザ光１４が照射されることになるため、レーザ光におけるエネルギ照射密度が下がって局所的な温度上昇が抑えられ、かつ温度上昇する部位もフォーカスが合った状態よりも拡がるため、局所的な変形を抑えることができる。また、変形したとしても、凹部１３では元々の高さが低くなっているので、変形による飛び出し量を抑えることができる。
【００３１】
ホルダ１の凹部１３のへこみ量ｄは、ホルダ１の材質の熱容量あるいは溶融時の粘性、またはレーザ光１４を集光する対物レンズ１５の焦点距離などにより最適化する必要があるが、一般的な樹脂材料を用いて一般的な光学系でレーザ光を照射する場合には（数１）に示す範囲内に設定するとよい。
【００３２】
【数１】
０．１ｍｍ＜ｄ＜ｌ０ｍｍ
ｄは、大きすぎるとエネルギ密度が低くなりすぎて樹脂を変形させることができなくなるし、小さすぎるとエネルギ密度が小さくならないので局所的な変形を抑えられない。
【００３３】
なお、図６（ａ）に示すように凹部１３’の形状を、図３（ｂ）に示す凹部１３よりも浅く形成してもよく、また図示しないが図３（ｂ）に示す凹部１３よりも深く形成してもよく、いずれの場合でも前記と同様にデフォーカスさせることができ、同様の効果が得られる。また、図６（ｂ）に示すように、凹部１３”の形状を円錐状にしても、同様の作用効果が得られる。
【００３４】
さらに、図６（ｃ）に示すように、レンズ固定部１１の一部に前記凹部１３と同じ位置に凸部２０を突設させるようにすることによっても、前記と同様にデフォーカスを与えることができ、同じ効果が得られる。
【００３５】
また、実施形態１では、レーザ光１４の出射をコントローラ１９の制御により調整したが、レーザ本体１８の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御することも考えられる。
【００３６】
また、実施形態１では、エンコーダ１７からの出力信号のタイミングと、レーザ光１４の光軸がレンズ固定部１１の凹部１３にくるタイミングとを一致させたが、必ずしも一致させる必要はなく、常に所定量だけずらせるタイミングに設定することによっても同じ効果が得られる。
【００３７】
図７は本発明の実施形態２である光学部品固定装置の概略構成図である。なお、以下の説明において、図１〜図６にて説明した部材と対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。実施形態２と実施形態１とが異なる点は、ホルダ１には凹部１３あるいは凸部２０を形成しないものを用い、対物レンズ１５を光軸方向に移動させるためのレンズ移動ステージ２１を設け、かつエンコーダ１７を設けていない構成である。
【００３８】
実施形態２では、コントローラ２２によってレンズ移動ステージ２１を駆動させることにより、レーザ光照射開始時、レーザ光１４を、図８（ａ）に示すように、レンズ固定部１１に対してデフォーカスの状態で入射させ、その後、図８（ｂ）に示すように、レンズ固定部１１に対してフォーカスが合う状態で入射させるようにしている。
【００３９】
図９（ａ）〜（ｃ）に示すタイミングチャートを参照して実施形態２におけるレーザ接合方法について説明する。まず、ホルダ１を回転ステージ１６に、回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略一致するようにセットする。そして、回転ステージ１６を等速で動作させておき（図９（ｃ））、レーザ光１４がデフォーカスしてホルダ１に入射されるようにレンズ移動ステージ２１を駆動し（図９（ｂ））、レーザ本体１８からレーザ光１４が出射（図９（ａ））されたと同時に、レーザ光１４がレンズ固定部１１に対してフォーカスが合うように、レンズ移動ステージ２１を駆動して対物レンズ１５を光軸方向に徐々に移動させる。
【００４０】
このように、レーザ光照射開始時では、レーザ光はレンズ固定部１１に対してデフォーカス状態にし、その後、徐々にフォーカスを合わせていくように制御することにより、照射開始時の照射部位では、デフォーカスしているので局所的な温度上昇が抑制され、局所的な変形が抑えられることになる。この方法であれば、照射開始部位はレンズ固定部１１のどこであってもよく、照射開始部位は必ずデフォーカスして照射され、変形を抑えることができる。
【００４１】
なお、対物レンズ１５の移動量Ｄは、ホルダ１の材質の熱容量あるいは溶融時の粘性、またはレーザ光１４を集光する対物レンズ１５の焦点距離などにより最適化する必要があるが、一般的な樹脂材料を用いて一般的な光学系でレーザ光を照射する場合には（数２）に示す範囲内に設定するとよい。
【００４２】
【数２】
０．１ｍｍ＜Ｄ＜ｌ０ｍｍ
Ｄは、大きすぎるとエネルギ密度が低くなりすぎて樹脂を変形させることができなくなるし、小さすぎるとエネルギ密度が小さくならないので局所的な変形を抑えることができない。
【００４３】
また、実施形態２では、レーザ光１４の出射をコントローラ２２の制御により調整するが、レーザ本体１８の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御するようにしてもよい。
【００４４】
図１０は本発明の実施形態３である光学部品固定装置の概略構成図であり、実施形態３において、コントローラ２３により、レーザ本体１８から出射するレーザ光１４のレーザ強度を制御し、かつ回転ステージ１６の駆動制御を行う。
【００４５】
図１１（ａ），（ｂ）に示すタイミングチャートを参照して実施形態３におけるレーザ接合方法について説明する。まず、ホルダ１を回転ステージ１６に、回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略一致するようにセットする。そして、コントローラ２３の制御により、回転ステージ１６を高速に回転させておき、レーザ本体１８においてレーザ光１４を出射開始（図１１（ｂ））したのと同期させて、回転ステージ１６の回転速度を徐々に遅くして一定にする（図１１（ａ））。
【００４６】
このように回転ステージ１６の速度を調整することにより、レーザ光照射開始時は、回転速度が大きいためにレーザ光の照射密度を下げることができ、そのため局所的な温度上昇を抑えられ、局所的な変形を小さくすることができる。
【００４７】
なお、実施形態３では、レーザ光１４の出射をコントローラ２３の制御により調整するが、レーザ本体１８の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御するようにしてもよい。
【００４８】
図１２は本発明の実施形態４である光学部品固定装置の概略構成図であり、実施形態４において、コントローラ２４により、レーザ本体１８から出射するレーザ光１４の強度が徐々に大きくなるような制御を行う。
【００４９】
図１３（ａ），（ｂ）に示すタイミングチャートを参照して実施形態４におけるレーザ接合方法について説明する。まず、ホルダ１を回転ステージ１６に、回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略一致するようにセットする。そして、コントローラ２４の制御により回転ステージ１６を等速で回転させておき（図１３（ｂ））、コントローラ２４により、レーザ強度が徐々に大きくするようにレーザ本体１８を制御（図１３（ａ））することによって、レーザ光照射開始時、レーザ光を照射された部位における照射エネルギを抑えることができ、局所的な変形を抑えることができる。
【００５０】
図１４は本発明の実施形態５である光学部品固定装置の概略構成図、図１５は実施形態５の要部の拡大図であり、実施形態５では、コントローラ２５の制御により、レーザ光１４の光路に対して出入りするように減光フィルタ２６を配設している。
【００５１】
図１６（ａ），（ｂ）に示すタイミングチャートを参照して実施形態５におけるレーザ接合方法について説明する。まず、ホルダ１を回転ステージ１６に、回転ステージ１６の回転中心とホルダ１の通孔１０の中心とが略一致するようにセットする。そして、エンコーダ１７から原点出力信号が出力（図１６（ａ））されるタイミングで、コントローラ２５により、減光フィルタ１３をレーザ光７の光軸上に移動させ、かつレーザ本体１８からレーザ光を出力（図１６（ｂ））させる。
【００５２】
このため、レーザ光照射開始時は減光フィルタ２６を通して減光されたレーザ光がレンズ固定部１１に対して照射されることになるため、照射開始時の局所的な温度上昇が抑制され、局所的な変形も抑えることができる。
【００５３】
なお、実施形態５では、レーザ光１４の出射をコントローラ２５の制御により調整するが、レーザ本体１８の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御するようにしてもよい。
【００５４】
また、エンコーダ１７からの出力信号のタイミングと、レーザ光１４の光軸が減光フィルタ２６に移動するタイミングとを一致させたが、必ずしも一致させる必要はなく、常に所定量だけずらせるタイミングに設定することによっても同じ効果が得られる。
【００５５】
図１７は本発明の実施形態６である光学部品固定装置の概略構成図、図１８は実施形態６の要部における平面状態の拡大図であり、実施形態６では、後述するように回転ステージ１６の回転中心Ｓｏと、ホルダ１の通孔１０における中心Ｈｏとが一致しないように、ホルダ１を回転ステージ１６にセットする。
【００５６】
図１８において、前記回転中心Ｓｏと前記中心Ｈｏ間のズレ量をΔとして示している。レーザ光照射位置Ｌと、回転ステージ１６の回転中心Ｓｏと、ホルダ１の通孔１０における中心Ｈｏとが一直線上にあり、かつレーザ光照射位置Ｌと回転ステージ１６の回転中心Ｓｏとの間に、ホルダ１の通孔１０の中心Ｈｏが存在し、さらにレーザ光照射位置Ｌがホルダ１（レンズ固定部１１）とレンズ２間の隙間４よりも通孔１０における中心Ｈｏ寄りに存在するように各部が設定されている。そして、回転ステージ１６がこの状態になると、エンコーダ１７からゼロ点検出信号が出力されるようになっている。
【００５７】
図１９（ａ），（ｂ）の説明図を参照して実施形態６におけるレーザ接合方法について説明する。まず、回転ステージ１６が回転し、エンコーダ１７からゼロ点信号が出力されるタイミングに同期して、コントローラ２７ではレーザ本体１８からレーザ光１４を出射させる。レーザ光照射開始時点では、レーザ光照射位置Ｌは隙間４よりもレンズ２寄りの部位を照射しているため、レンズ固定部１１ヘの照射光量が少なくなり温度上昇が抑えられ、局所的な変形を抑えることができる。その後、回転ステージ１６の回転によりホルダ１が回転して、レーザ光照射位置Ｌは隙間４上に位置することになる（図１８（ａ））。回転ステージ１６の１回転したときの前記隙間４に対するレーザ光照射位置Ｌの軌跡は、図１８（ｂ）に点線にて示すようになる。
【００５８】
なお、前記ズレ量Δは、あまり大きいと前記隙間４を埋めるような変形を起こさせることができず、また、あまり小さいとレーザ光照射開始時の照射量を小さくすることができず、局所的な変形を抑えることができない。そのため、ズレ量Δとしては、レーザ光１４のレンズ固定部１１を照射するスポット直径Φを基準すると、（数３）に示す関係を満たすようにすることが望ましい。
【００５９】
【数３】
Φ×０．１＜Δ＜Φ×２
なお、実施形態６において、レーザ光１４の出射をコントローラ２７の制御により調整するが、レーザ本体１８の前の光路中に、レーザ光１４の出射を遮断するシャッタ（図示せず）を設けておき、このシャッタの開閉によってレーザ光の出射を制御するようにしてもよい。
【００６０】
なお、実施形態１において、平面視略円形状をなすレンズ２を光学部品の例として、その円形外周をレーザ接合する場合について説明したが、平面視略矩形状あるいは直線を主体とする外形形状の光学部品における外形部分においてレーザ接合する場合には、前記回転ステージ１６に換えて直進ステージを使えばよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るレーザ接合による光学部品固定方法および光学部品固定装置ならびに光学モジュールによれば、樹脂製ホルダに対して光学部品をレーザ接合する際、レーザ光照射開始時の照射エネルギ密度を弱めることができ、局所的な温度上昇を抑えることができるため、接合部全体として従来のような局所的な変形の発生を抑制することができ、レーザ接合によっても製造精度の高い樹脂製ホルダを用いた光学モジュールの製造が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を説明するための光学モジュールにおける樹脂製ホルダの斜視図
【図２】図１の光学モジュールに固定される光学部品であるレンズの断面図
【図３】（ａ）は前記レンズ固定部の図１におけるＡ部の拡大図、（ｂ）は前記レンズ固定部の図１におけるＢ部の拡大図
【図４】本発明の実施形態１である光学部品固定装置の概略構成図
【図５】実施形態１における動作説明のためのタイミングチャート
【図６】実施形態１における凹部あるいは凸部の説明図
【図７】本発明の実施形態２である光学部品固定装置の概略構成図
【図８】実施形態２におけるレーザ光におけるフォーカス状態の説明図
【図９】実施形態２における動作説明のためのタイミングチャート
【図１０】本発明の実施形態３である光学部品固定装置の概略構成図
【図１１】実施形態３における動作説明のためのタイミングチャート
【図１２】本発明の実施形態４である光学部品固定装置の概略構成図
【図１３】実施形態４における動作説明のためのタイミングチャート
【図１４】本発明の実施形態５である光学部品固定装置の概略構成図
【図１５】実施形態５における要部の拡大図
【図１６】実施形態５における動作説明のためのタイミングチャート
【図１７】本発明の実施形態６である光学部品固定装置の概略構成図
【図１８】実施形態６の要部における平面状態の拡大図
【図１９】実施形態６におけるレーザ接合処理の説明図
【図２０】従来の樹脂製のホルダにレンズが固定された光ピックアップヘッドの外観斜視図
【図２１】図２０において樹脂製のホルダにレンズをレーザ接合する状態を拡大して示す平面図
【図２２】図２１における樹脂製のホルダにレンズをレーザ接合する状態を説明する断面図
【図２３】従来のホルダとレンズ間におけるレーザ接合状態の説明図
【図２４】従来のホルダとレンズ間におけるレーザ異常接合の説明図
【図２５】従来のホルダとレンズ間におけるレーザ異常接合の説明図
【図２６】レーザ光照射位置における温度状態の説明図
【符号の説明】
１ 樹脂製のホルダ
２ レンズ
１０ 通孔
１１ レンズ固定部
１３，１３’，１３” 凹部
１４ レーザ光
１５ 対物レンズ
１６ 回転ステージ
１７ エンコーダ
１８ レーザ本体
１９，２２，２３，２４，２５，２７ コントローラ
２０ 凸部
２１ レンズ移動ステージ
２６ 減光フィルタ
Claims (9)
- 樹脂製ホルダの光学部品固定部に光学部品を載置し、前記光学部品固定部にレーザ光を照射し、前記光学部品の周部の光学部品固定部を溶融させかつ固化させることによって、前記光学部品固定部に前記光学部品を固定する光学部品固定方法において、
前記光学部品固定部の載置部分の形状を前記光学部品の形状に略合致させ、かつ前記光学部品固定部の一部に凹部あるいは凸部を形成したものを使用し、
前記レーザ光の照射開始時には前記凹部あるいは前記凸部内に前記レーザ光を集光させ、その後、前記樹脂製ホルダと前記光学部品とが接する他の光学部品固定部部分にレーザ光を照射し、前記光学部品固定部を順次溶融させることを特徴とするレーザ接合による光学部品固定方法。 - 前記凹部あるいは前記凸部の存在位置で出力信号が出力された時と、前記レーザ光を前記樹脂製ホルダとの前記凹部あるいは前記凸部に照射する時の時間差を、ゼロか、または所定量だけずらせたことを特徴とする請求項１記載のレーザ接合による光学部品固定方法。
- 前記光学部品固定部を順次溶融させる際に、前記光学部品と前記樹脂製ホルダの動作速度を一定にし、レーザ出力を出力開始後から一定にしたことを特徴とする請求項１記載のレーザ接合による光学部品固定方法。
- 樹脂製ホルダの光学部品固定部に光学部品を載置し、前記光学部品固定部にレーザ光を照射し、前記光学部品の周部の光学部品固定部を溶融させかつ固化させることによって、前記光学部品固定部に前記光学部品を固定する光学部品固定装置において、
前記光学部品の平面視形状が略円形状であり、前記光学部品固定部の載置部分の形状を前記光学部品の形状に略合致させ、かつ前記光学部品固定部の一部に凹部あるいは凸部を形成したものを使用し、
前記樹脂製ホルダを保持し、前記光学部品固定部の中心を回転中心として前記樹脂製ホルダを回転させる移動手段と、
前記移動手段の１回転中における前記凹部あるいは前記凸部の存在位置で信号出力する信号出力手段と、
前記レーザ光を前記樹脂製ホルダと前記光学部品とが接する光学部品固定部部分にレーザ光を照射する光学系手段と、
前記信号出力手段からの前記信号出力に同期して前記レーザ光の出力を制御するレーザ制御手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ接合による光学部品固定装置。 - 樹脂製ホルダの光学部品固定部に光学部品を載置し、前記光学部品固定部にレーザ光を照射し、前記光学部品の周部の光学部品固定部を溶融させかつ固化させることによって、前記光学部品固定部に前記光学部品を固定する光学部品固定装置において、
前記光学部品の平面視形状の外形形状が略直線形状からなり、前記光学部品固定部の載置部分の形状を前記光学部品の外形形状に略合致させ、かつ前記光学部品固定部の一部に凹部あるいは凸部を形成したものを使用し、
前記樹脂製ホルダを保持し、前記樹脂製ホルダを直線状に移動させる移動手段と、
前記移動手段の移動中における前記凹部あるいは前記凸部の存在位置で出力信号を出力する信号出力手段と、
前記レーザ光を前記樹脂製ホルダと前記光学部品とが接する光学部品固定部部分にレーザ光を照射する光学系手段と、
前記信号出力手段からの出力信号に同期して前記レーザ光の出力を制御するレーザ制御手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ接合による光学部品固定装置。 - 前記レーザ制御手段により光路中に設けたシャッタの開閉を行って、前記レーザ光の出力制御を行うことを特徴とする請求項４または５記載のレーザ接合による光学部品固定装置。
- 請求項１記載のレーザ接合による光学部品固定方法を用いて樹脂製ホルダに光学部品を固定する光学モジュールにおいて、
前記樹脂製ホルダにおける前記光学部品が固定される光学部品固定部と前記光学部品の被固定部とが略同一面内にあり、さらに前記光学部品固定部の一部に凹部あるいは凸部が形成されていることを特徴とする光学モジュール。 - 前記凹部の深さ、あるいは前記凸部の高さを、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲に設定したことを特徴とする請求項７記載の光学モジュール。
- 前記光学部品が、外形形状が平面視略円形、あるいは外形形状が略直線からなるものであることを特徴とする請求項７記載の光学モジュール。
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