JPH0340478A - レーザダイオードモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光磁気ディスク装置に用いる光ヘッドを構築
するのに有用なレーザダイオードモジュールに関するも
のである。

［従来の技術］ 光磁気ディスク装置の光ヘッドは、半導体レーザ等から
のレーザ光を集束して、ディスクの情報記録部に照射し
、反射光を電気信号に変えて情報の読み出しを行うデバ
イスである。

また光磁気ディスクの場合は、情報が情報記録磁化膜の
磁化の反転の形で記録されており、読み出しはカー効果
による反射光偏光面の微少回転を検光子などを用いて光
量変化に変換することにより行っている。

第５図に光磁気ディスク用光ヘッドの一例を示す。

半導体レーザ６１から放射された発散ビーム光は、コリ
メータレンズ６２に入射し、ここで平行光に変えられた
後、整形プリズム６３で楕円形状スポットから円形に整
形される１次に、ビームスプリンタ６４を通り、反射ミ
ラー６５で立ち上げられ、フォーカスレンズ６６でビー
ム径を１μｍ程度に集束され、光磁気ディスク６７の反
射膜上に１μ備程度の焦点を結ぶ、書き込みの場合は、
マグネット６８により磁化反転して記録される。

次に読み取りの場合、集束されたレーザ光は光磁気ディ
スク６７の反射面で反射され、フォーカスレンズ６６を
逆行し、ビームスプリッタ６４で反射し、ビームスプリ
ッタ６９で２方向に分離され、１つは集束レンズ７０．
７１を通って光検出器７２に入り、反射レーザ光の光量
変化量が電気信号に変換される。もう一方の光ビームは
、波長板７３で直線偏光に変換され、集束レンズ７４を
通り、偏光ビームスプリッタ７５で２方向に分離され、
それぞれ光検出器７６．７７に入り電気信号に変換され
る。

光磁気方式の場合（特に書換え型）では、消去時に光出
力にレーザビームが必要となり、更に転送速度を上げる
ためディスク回転数を増すことから、半導体レーザ出射
パワーの有効利用を図るため、ビーム整形光学系６３が
必要となる。

高密度に情報の記録再生を行う光ヘッドにおいては、フ
ォーカスレンズ６６で集光スポットを１μ〜以下の回折
限界まで絞り込むため、集光光学系の収差は極めて小さ
いことが要求される。使用波長をλとすると、例えば回
折限界性能を表す基準として、′光学部品を通過した光
の波面収差の最大量と最少量の差が１／４λを超えない
こと”と言われるように、光学系部品そのもの及び各部
分間の位置調整固定には高い精度が要求される。

［発明が解決しようとする課Ｕ］ 第４図は、従来のレーザダイオードモジュールを、筐体
５０に設置しであるコリメータレンズ５１に接続する状
況を示している。一般にレーザダイオード（ＬＤ）１の
発光部２から出射するビームは、システム面に対し正確
な垂直とはならず、図に示すようにレンズ光軸５２に対
し成る傾斜角θをもって出射する。

前述したように、波面精度を確保し且つ大きなビーム有
効径を得るためには、レーザダイオード１の出射光は、
コリメータレンズ５１と平行に且つレンズ光軸５２の中
心に入射させる必要がある。

このため、予め傾斜角θを測定して、ＬＤホルダ５３の
出射端面５４を傾斜角θ分（斜線部）だけ斜めに切削し
、これにより垂直面を出して筐体５０にネジ５５で収り
付けていた。

またレーザダイオード１とコリメータレンズ５１の間隔
（Ｚ方向）や、光軸と直角なＸ、Ｙ方向の位置も、前述
の波面精度を出すため微調整を必要とする。

このように、■傾斜角θの測定、■ＬＤホルダ１１の端
面研磨、■Ｘ、Ｙ、Ｚ方向での光軸調整、という３工程
が必要であり、組み立て費用の増大となっていた。更に
、位置調整後にネジ５５で締める際、ＬＤホルダ５３が
移動する恐れがあった。

第５図に示したように、レーザビームを整形する際や、
偏光ビームスプリッタを通過する際には、レーザ出射回
転方向位置が重要であり、上記第４図の構造では、ＬＤ
ホルダ５３にレーザダイオード１を挿入する時に、予め
方向を出して位置決めをしておく必要があり、その後は
変化できない。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、高
精度、高信頼度且つ製作工程を短縮できる、新規なレー
ザダイオードモジュールを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のレーザダイオードモジュールの第１の形態は、
レーザダイオードを内部に保持したホルダの出射側の端
を出射光を妨害しない凸球面部として形成し、該ホルダ
の凸球面部を固定体の受け座に入れて円環状に線接触さ
せ、この凸球面部と受け座の接合部を適当な固着手段で
固定した構成のものである。

第２の形態は、レーザダイオードを内部に保持したホル
ダの出射側の端を出射光を妨害しない凸球面部として形
成し、該ホルダの凸球面部を固定体の受け座に入れて円
環状に線接触させ、この凸球面部と受け座の接合部を適
当な固着手段で固定すると共に、更に、上記固定体の前
端面に、コリメータレンズを保持したレンズホルダの後
端面を一体化した構成のものである。

また、第３の形態は、レーザダイオードを内部に保持し
たホルダの出射側の端を出射光を妨害しない凸球面部と
して形成し、該ホルダの凸球面部を固定体の受け座に入
れて円環状に線接触させ、この凸球面部と受け座の接合
部を適当な固着手段で固定すると共に、上記固定体の前
端面に、コリメータレンズを保持したレンズホルダの後
端面を一体化し、更に、前記レンズホルダの前端面に、
レーザ出射楕円ビームを円形に整形する光学的手段を保
持したホルダを一体化した構成のものである。

［作用］ 上記３つの形態のいずれにおいても、ＬＤホルダの凸球
面部が固定体の受け座に円環状に線接触されるため、固
着手段で固定するまでは、ＬＤホルダと固定体の間があ
らゆる方向に自由に傾斜できる。このため位置決めが容
易であると共に、位置決めとと同時にレーザ溶接等で両
者間を固定することができ、組み立て調整が極めて容易
となる。

また、第２の形態においては、固定体の前端面にコリメ
ータレンズのレンズホルダ後端面が一体化されるなめ、
コリメータレンズを位置合わせ調整後一体止することで
、その取り扱いが容易となる。

第３の形態では、更に、前記レンズホルダの前端面に、
レーザ出射楕円ビームを円形に整形する整形プリズム等
のホルダを一体化するので、光ヘッドの組立て性が大幅
に向上される。

［実施例］ 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は光磁気ディスク装置に用いる光ヘッドの発光用
レーザダイオードモジュールを例示したものであり、５
０はレーザダイオードモジュールこれを取り付けるべき
光学系の筐体を示す。

第１図において、レーザダイオードモジュールは、−ｉ
に凸球面部１１を有し内部にレーザダイオード（ＬＤ素
子）１を保持したＬＤホルダ１０と、前記凸球面部１１
が円環状に線接触する受け座２１を設けた固定体２０と
で構成され、ＬＤホルダ１０の凸球面部１１と固定体２
０の受け座２１との接合部は、レーザ光、＠子ビーム光
或いは半田、接着剤などの適当な固着手段で固定されて
いる。

詳述するに、第１図において、レーザダイオード１は回
路基板５に半田付けされ、互いに一体化された状態で、
ＬＤホルダ１０の貫通孔１２内に後方から挿入されてい
る。ＬＤホルダ１０の前端側部つまりビーム出射方向端
部はある曲率で凸球面状に加工され、これによって凸球
面部１１が形成されている。この凸球面部１１の中央を
貫通して、ＬＤホルダ１０の中央には貫通孔１２が形成
されており、その貫通孔１２の開口からは、レーザダイ
オード１の発光部２を含むを前端部（出射１１＞３を突
出させである。レーザダイオード１の後端縁部４はＬＤ
ホルダ１０の貫通孔１２の内壁に形成された前測段差部
で位置決めされ、後側の段差部には回路基板５が当接さ
れて固定支持されている。６は回路基板５の背面に担持
させた発光駆動回路、７はカバーである。

上記凸球面部１１と円環状に線接触する受け座２１を形
成するため、固定体２０の表面から筒状部を弱冠突出さ
せ、また、その筒内部は中空に形成している。これによ
り上記ＬＤホルダ１０から突出するレーザダイオード１
の前端部３を余裕をもって収納する収納空間部２２が形
成される。収納室間部２２に収納されたレーザダイオー
ド１の前端部３は、ＬＤホルダ１０の突球面部１１を受
け座２１に対して回動変位させることにより、ＬＤホル
ダ１０と一緒に変位し、突球面部１１の球中心を回動中
心として発光部２からの出射方向を変えることができる
。尚、固定体２０の受け座２１とは反対側の前端面２３
は、精度よく筐体５０に取付けるため平面状としである
。２４は取付はネジである。

上記レーザダイオードモジュール１のレーザダイオード
１とコリメータレンズ５１との整合は２、次のようにし
て行う。

まず、コリメータレンズ５１の光軸５２を予め出してお
き、レーザダイオード１の発光部２をその先軸５２上に
おく、そして、発光部２からの出射ビームが光軸５２と
平行になるように、ＬＤホルダ１０を固定体２０に接触
させながら変位させ、角度調整をする。この角度調整直
後、ＬＤホルダ１０と固定体２０の接合部８にレーザ光
９を照射して溶着する０以上により、固定体の取付は面
（２３）に対し、レーザダイオード１の出射光は垂直に
出射することになる。

上記構成によれば、凸球面部１１の受け座２１に対する
位ｙ１調整及びレーザ光９の接合により、あらゆる角度
調整が簡単にでき瞬時に固定できるため、第４図に示し
たような角度測定、＠面研磨の工程が省略できる。また
、筐体５０への取付は面（２３）の精度も普通程度で良
く、部品加工費用も軽減できる。

またＬＤホルダ１０は、光軸に対し自由に回転（円周方
向）するため、ＬＤビームの長短軸の回転位置決めが容
易になり、レーザダイオード１をＬＤホルダ１０に自由
に入れるだけで良い。更に、ヘッド全体の波面精度を測
定する際、モジュール単独で特性を把握できるため、そ
れ以降の精度の比較が簡単にでき、精度向上が図れる。

第２図は、第１図のように構成されたアッセンブリに、
更に平行ビーム化用のコリメータレンズ５１を一体化し
たレーザダイオードモジュールの例である。３０はコリ
メータレンズ５１を挿入し保持するための中空筒体から
戒るレンズホルダであり、該レンズホルダ３０の後端面
３１は前述の固定体２０の平坦面２３と接する平面に仕
上げられている。レーザダイオード１とコリメータレン
ズ５１との間の隔Ｆｌｉｌ後の固定用として、押しネジ
３２がレンズホルダ３０上に取付けである。

この第２図のレーザダイオードモジュールを構築するに
際しては、固定体２０の平坦面２３から垂直に出射した
光ビームをコリメータレンズ５１に入射し、コリメータ
レンズ５１の出射光を干渉計で測定し、所定の波面精度
となるように、レンズホルダ３０の後端面３１と固定体
２０の平坦面２３を接触させながらＸ、Ｙ方向の調整を
行うと共に、コリメータレンズ５１を軸方向に移動し２
方向の調整を行う。

この調整後、接合部３３にレーザ光３４を照射し溶着す
る。また押しネジ３２でコリメータレンズ５１をレンズ
ホルダ３０に固定する。この時、レンズホルダ３０の外
周と出射光中心が合致するようにしておく。

上記第２図のレーザダイオードモジュールでは、レーザ
ダイオード１とコリメータレンズ５１とが一体化され、
レンズホルダ３０の外周に対し中心軸にビームが出射す
るため且つ波面精度が調整されて出射するため、筐体５
０への取付けは、モジュールの回転方向を決めて筐体５
０の孔に挿入するだけで良く、光ヘツド全体の調整時間
を大幅に軽減できる。

第３図は、第２図のように構成されたアッセンブリに、
更にレーザ出射楕円ビームを円形に整形するプリズム或
いはレンズを一体化したレーザダイオードモジュールの
例である。第３図において、４０はプリズムホルダであ
り、その内部には、レーザダイオード１からの楕円ビー
ムを円形に変える整形プリズム４１．４２が保持されて
いる。このプリズムホルダ４０の後端面４３は、コリメ
ータレンズ付レンズホルダ３０の前端面３５と接して配
設される。

コリメートされた光は、整形プリズム４１゜４２を経て
楕円の短径部が長径部と同じになるように拡大される。

プリズムホルダ４０の後端面４３とコリメータレンズホ
ルダ３０の前端面３５を接触させ、プリズムホルダ４０
の外周面４４に対し光軸がその中実軸を通るように、Ｘ
、Ｙ方向及び光軸に対する傾き角を調整し、その調整後
、プリズムホルダ４０とレンズホルダ３０の接合部４５
をレーザ光４６で溶着する。

上記第３図のレーザダイオードモジュールでは、円形に
整形されしかも波面精度の良いビームが得られるため、
どの様な取付は位置にも設定でき、光ヘツド全体の構成
が容易となり、汎用性に富んだ発光ユニットが得られる
。

またユニット単品として、可視域レーザダイオードを用
いるとＨｅ−Ｎ　ｅレーザの代用ができ、小形、軽量か
つ電池駆動が可能なレーザプポインタ。

位置決め治具等を形成するこができる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、球面座調整及びレ
ーザ光接合により、あらゆる角度調整と固定が簡単に瞬
時にできるため、従来のような角度測定＋端面研磨工程
が省略できる。また、筐体への取付は面の精度も普通程
度で良く、部品加工費用も軽減できる。更にまた、ＬＤ
ホルダは光軸に対し自由に回転（円周方向）するため、
ＬＤビームの長短軸の回転位置決めが容易になり、レー
ザダイオードをＬＤホルダに自由に入れるだけで良くな
る。また、ヘッド全体の波面精度を測定する際、モジュ
ール単独で特性を把握できるため、それ以降の精度の比
較が簡単にでき、精度向上が図れる。

第２の形態では、レーザダイオードとレンズホルダとが
一体化され、光ビームがレンズホルダの中心軸に一致し
て且つ波面精度が調整されて出射するため、筐体への取
付けは、モジュールの回転方向を決めて挿入するだけで
良くなり、ヘッド全体の調整時間が大幅に軽減できる。

第３の形態では、円形に整形されしかも波面精度の良い
光ビームがユニットとして得られるため、どの様な取付
は位置にも設定でき、ヘッド全体の構成が容易となり、
汎用性に富んだ発光ユニットが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明のレーザダイオードモ
ジュールのそれぞれ別の実施例を示す断面図、第４図は
従来のレーザダイオードモジュールを示す断面図、第５
図は光磁気ディスク装置の光ヘッドの説明図である。 図中、１はレーザダイオード、２は発光部、３は前端部
、６は発光回路、１０はＬＤホルダ、２０は固定体、８
，３３．４５は接合部、９゜３４．４６はレーザ光、３
０はレンズホルダ、３１は後端面、３２は押しネジ、４
０はプリズムホルダ、４１．４２は整形プリズム、５０
は筐体、５１はコリメータレンズ、５２は光軸を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザダイオードを内部に保持したホルダの出射側
   の端を出射光を妨害しない凸球面部として形成し、該ホ
   ルダの凸球面部を固定体の受け座に入れて円環状に線接
   触させ、この凸球面部と受け座の接合部を適当な固着手
   段で固定したことを特徴とするレーザダイオードモジュ
   ール。 ２、レーザダイオードを内部に保持したホルダの出射側
   の端を出射光を妨害しない凸球面部として形成し、該ホ
   ルダの凸球面部を固定体の受け座に入れて円環状に線接
   触させ、この凸球面部と受け座の接合部を適当な固着手
   段で固定すると共に、更に、上記固定体の前端面に、コ
   リメータレンズを保持したレンズホルダの後端面を一体
   化したことを特徴とするレーザダイオードモジュール。 ３、レーザダイオードを内部に保持したホルダの出射側
   の端を出射光を妨害しない凸球面部として形成し、該ホ
   ルダの凸球面部を固定体の受け座に入れて円環状に線接
   触させ、この凸球面部と受け座の接合部を適当な固着手
   段で固定すると共に、上記固定体の前端面に、コリメー
   タレンズを保持したレンズホルダの後端面を一体化し、
   更に、前記レンズホルダの前端面に、レーザ出射楕円ビ
   ームを円形に整形する光学的手段を保持したホルダを一
   体化したことを特徴とするレーザダイオードモジュール
   。