JPH11134690A - 半導体レーザー圧入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザとコリメータレンズの組み付け
を容易にし、且つ両者間の精度良い位置決めを可能にす
ること。 【解決手段】 ホルダベースを半導体レーザの圧入方向
とは反対の方向から載置固定するワーク保持部と、送り
ネジ式機構のネジ部先端にスラスト軸受を介して取り付
けた半導体レーザ受け部からなる押圧部とを備え、ワー
ク保持部に載置固定されたホルダベースの取付貫通孔に
半導体レーザを半導体レーザ受け部で受けつつ送りネジ
式機構により押圧して圧入し、この圧入作業時に半導体
レーザを点灯させながら、取り付けられたコリメータレ
ンズから出射されるレーザ光束を観察することで、その
圧入量をモニタするよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザー
圧入装置に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近時、面記録密度が１
０Ｇビット/（インチ）²を越える光磁気ディスク装置の
開発が進んでいる。この装置では、光磁気ディスクのト
ラックと交差する方向に例えば回動する粗動用アームの
先端部に設けた対物光学系に対するレーザ光束の入射角
をガルバノミラー等の偏向手段により微調整して、微動
トラッキングを例えば０.３４μmと狭いトラックピッチ
レベルで正確に行うようなことが考えられている。とこ
ろで、このような装置では半導体レーザー及びそこから
出射される発散光束を平行光束に変換するコリメートレ
ンズを備えた半導体レーザーユニットが必要であるが、
この半導体レーザーユニットでは半導体レーザーとコリ
メートレンズの組み付けを容易になし得、しかも両者間
の位置決めを精度良く行える装置が望まれていた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述のよう
な背景に鑑みてなさせたものであり、請求項１の発明
は、半導体レーザーを取り付けるホルダベースに設けた
取付貫通孔に前記半導体レーザーを一方の開口から圧入
すると共に、前記取付貫通孔の他方の開口面に、前記半
導体レーザーから出射されるレーザ光束を平行光束に変
換するコリメートレンズを直接取り付ける構造とし、前
記半導体レーザーの前記取付貫通孔への圧入量で前記半
導体レーザーと前記コリメートレンズ間の相対位置を調
整し、前記コリメートレンズの前記開口面への取付位置
により出射平行光束の傾角調整をするようにした半導体
レーザーユニットの前記取付貫通孔へ前記半導体レーザ
ーを圧入する装置であって、ホルダベースを前記半導体
レーザーの圧入方向とは反対の方向から載置固定するワ
ーク保持部と、送りネジ式機構のネジ部先端にスラスト
軸受を介して取り付けた半導体レーザー受け部からなる
押圧部とを備え、前記ワーク保持部に載置固定された前
記ホルダベースの前記取付貫通孔に前記半導体レーザー
を前記半導体レーザー受け部で受けつつ前記送りネジ式
機構により押圧して圧入し、この圧入作業時に前記半導
体レーザーを点灯させながら、前記取り付けられたコリ
メートレンズから出射されるレーザ光束を観察すること
で、その圧入量をモニタするようにしたことを特徴とす
る。

【０００４】

【発明の実施の形態】まず、近年のコンピューターにま
つわるハード，ソフトの進歩に伴う外部記憶装置への要
求、特に大記憶容量への要求の高まりに対して提案され
たニア・フィールド記録（ＮＦＲ ： near field recor
ding） 技術と呼ばれる記録再生方式を用いた光磁気デ
ィスク記録再生装置の概要を図１乃至図５を参照して説
明する。

【０００５】図１はその光ディスク装置の全体概要図で
ある。ディスクドライブ装置１には光ディスク２が図示
しないスピンドルモータの回転軸に装着されている。一
方、光ディスク２の情報を再生または記録するために回
動（粗動）アーム３が光ディスク２の記録面に対して平
行になるように取り付けられている。この回動アーム３
はボイスコイルモーター４によって回転軸５を回転中心
として回動可能となっている。この回動アーム３の光デ
ィスク２に対向する先端には、光学素子を搭載した浮上
型光学ヘッド６が搭載されている。また、回動アーム３
の回転軸５近傍には光源ユニットおよび受光ユニットを
備えた光源モジュール７が配設され、回動アーム３と一
体となって駆動する構成となっている。

【０００６】図２、図３は回動アーム３の先端部を説明
するものであり、特に浮上型光学ヘッド６を詳細に説明
するものである。浮上型光学ユニット６はフレクシャー
ビーム８に取り付けられており、光ディスク２に対向し
て配置されている。また、フレクシャービーム８は他端
で回動アーム３に固着されており、フレクシャービーム
８の弾性力により先端部の浮上光学ユニット６を光ディ
スク２に接触させる方向に加圧している。

【０００７】浮上型光学ユニット６は浮上スライダー
９，対物レンズ１０，ソリッドイマージョンレンズ（Ｓ
ＩＬ）１１，磁気コイル１２から構成されており、光源
モジュール７から出射された平行なレーザー光束１３を
光ディスク２上に収束させるはたらきをする。また、回
動アーム３の先端部には前記レーザー光束１３を浮上型
光学ユニット６に導くために立ち上げミラー３１が固着
されている。 立ち上げミラー３１により対物レンズ１
０に入射したレーザー光束１３は、対物レンズ１０の屈
折作用により収束される。この集光点近傍にはソリッド
イマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１が配置されており、
前記収束光を更に微細なエバネッセント光１５として光
ディスク２に照射させる。

【０００８】また、光ディスク２に面したソリッドイマ
ージョンレンズ（ＳＩＬ）１１の周囲には、光磁気記録
方式で記録するための磁気コイル１２が形成されてお
り、記録時には必要な磁界を光ディスク２の記録面上に
印加出来るようになっている。このエバネッセント光１
５と磁気コイル１２により、光ディスク２への高密度な
記録および再生が可能となる。なお、浮上型光学ユニッ
ト６は光ディスク２の回転による空気流により微小量浮
上するものであり、光ディスク２の面振れ等に追従す
る。このため従来の光ディスク装置では必要であった対
物レンズの焦点制御（フォーカスサーボ）が不要となっ
ている。

【０００９】以下、図４，図５を用いて回動アーム３上
に搭載された光源モジュール７および浮上型光学ユニッ
ト６へ導かれる光束に関し詳細に説明する。回動アーム
３は先端部に浮上型光学ユニット６を搭載し、他端には
ボイスコイルモーター４を駆動するための駆動コイル１
６が固着されている。駆動コイル１６は扁平状のコイル
であり、図示せぬ磁気回路内に空隙をおいて挿入配置さ
れている。回転軸５と回動アーム３はベアリング１７，
１７により回動自在に締結されており、駆動コイルに電
流を印加すると磁気回路との電磁作用により回転軸５を
回転中心として回動アーム３を回動させることができ
る。

【００１０】回動アーム３上に搭載された光源モジュー
ル７には半導体レーザー１８，レーザー駆動回路１９，
コリメートレンズ２０，複合プリズムアッセイ２１，レ
ーザーパワーモニターセンサー２２，反射プリズム２
３，データ検出センサー２４，およびトラッキング検出
センサー２５が配置されている。半導体レーザー１８か
ら放出された発散光束状態のレーザー光束は、コリメー
トレンズ２０によって平行光束に変換される。この平行
光束の断面形状は半導体レーザー１８の特性から長円状
であり、光ビームを光ディスク２上に微小に絞り込むに
は都合が悪いため略円形断面に変換する必要がある。こ
のためコリメートレンズ２０から出射された断面長円状
の平行光束を、複合プリズムアッセイ２１に入射させる
ことにより平行光束の断面形状を整形する。

【００１１】複合プリズムアッセイ２１の入射面２１ａ
は入射光軸に対して所定の斜面を形成しており、入射光
を屈折させることにより平行光束の断面形状を長円形状
から略円形形状に整形することが出来る。整形されたレ
ーザー光束は複合プリズムアッセイ２１内を進み第１の
ハーフミラー面２１ｂに入射する。第１のハーフミラー
面２１ｂは光ディスク２から得られた情報を、データ検
出センサー２４，およびトラッキング検出センサー２５
に導くために設定されているが、往路においては半導体
レーザー１８から出射されたレーザーの出力パワーを検
出するためのレーザーパワーモニターセンサー２２への
光束を分離する役目を果たす。

【００１２】レーザーパワーモニターセンサー２２は受
光した光の強度に比例した電流を出力するため、図示せ
ぬレーザーパワーコントロール回路にこの出力を帰還さ
せることにより半導体レーザー１８の出力を安定化させ
ることが出来る。複合プリズムアッセイ２１から出射さ
れた略円形断面形状をもったレーザー光束１３は偏向ミ
ラー２６に照射され、レーザー光束１３の進行方向が変
えられる。この偏向ミラー２６は紙面に垂直な軸を回動
中心とするガルバノモーター２７に取り付いており、レ
ーザー光束１３を紙面に平行な方向に微小角度振ること
が出来るようになっている。

【００１３】また、ガルバノモーター２７には偏向ミラ
ー２６の回転角度を検出する偏向ミラー位置検出センサ
ー２８が配設されている。偏向ミラー２６を反射したレ
ーザー光束１３は、第１のリレーレンズ２９および第２
のリレーレンズ（イメージングレンズ）３０を経て、立
ち上げミラー３１で反射後浮上型光学ユニット６に至
る。この第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレ
ンズ３０は、偏向ミラー２６の反射面と浮上型光学ユニ
ット６に配置されている対物レンズ１０の瞳面（主平
面）との関係を共役関係になるようにするもので、リレ
ーレンズ光学系を形成するものである。すなわち光ディ
スク２上の集光ビームが所定のトラックから僅かにずれ
た場合、偏向ミラー２６を僅かに回転させることにより
対物レンズ１０に入射させるレーザー光束１３を傾か
せ、光ディスク２上の焦点を移動させて補正するもので
ある。しかしながら、この方式で焦点の補正を行う時、
偏向ミラー２６と対物レンズ１０の光学的距離が長い場
合は、対物レンズ１０へ入射するレーザー光束１３の移
動量が大きくなり、対物レンズ１０に入射出来なくなる
場合がある。

【００１４】この様な現象を回避するため、第１のリレ
ーレンズ２９および第２のリレーレンズ３０によって、
偏向ミラー２６の反射面と対物レンズ１０の瞳面との関
係を共役関係になるように設定し、偏向ミラー２６が回
動しても対物レンズ１０に入射するレーザー光束１３は
移動せず、正確なトラッキング制御が可能となるように
している。なお、光ディスク２の内周／外周に渡るアク
セス動作は、ボイスコイルモーター４により回動アーム
３を回動させて行い、極微小なトラッキング制御のみ偏
向ミラー２６を回動させて行う。

【００１５】光ディスク２から反射されて戻ってきた復
路のレーザー光束１３は、往路と逆に進み偏向ミラー２
６に反射されて複合プリズムアッセイ２１に入射する。
その後第１のハーフミラー面２１ｂで反射され、第２の
ハーフミラー面２１ｃに向かう。第２のハーフミラー面
２１ｃは、トラッキング検出センサー２５へ向かう透過
光と、データ検出センサー２４へ向かう反射光を生成
し、復路のレーザー光束を分離する。第２のハーフミラ
ー面２１ｃを透過したレーザー光束はトラッキング検出
センサー２５へ照射され、トラッキング誤差信号を出力
する。

【００１６】一方、第２のハーフミラー面２１ｃで反射
されたレーザー光束はウォラストンプリズム３２により
偏光分離され、かつ集光レンズ３３によって収束光に変
換後、反射プリズム２３で反射されてデータ検出センサ
ー２４に照射される。データ検出センサー２４は２つの
受光領域をもっており、ウォラストンプリズム３２によ
り偏光分離された２つの偏光ビームをそれぞれ受光する
ことにより、光ディスク２に記録されているデータ情報
を読みとりデータ信号を出力する。なお、正確には前記
トラッキング誤差信号およびデータ信号は図示せぬヘッ
ドアンプ回路によって生成され、制御回路または情報処
理回路に送られるものである。

【００１７】次に、前述の半導体レーザー１８のレーザ
ーダイオード（以下、単に半導体レーザー１８とする）
を組み付けるための構成について説明する。図６は、半
導体レーザー１８の組み付けプロセスを示す断面図であ
る。半導体レーザー１８とコリメートレンズ２０は共通
のホルダベース１００に取り付けられ、このホルダベー
ス１００が回動アーム３の外周壁に取り付けられる。

【００１８】ホルダベース１００は、回動アーム３の外
周壁に取り付けられる板状部位１０１と、板状部位１０
１の略中心部で半導体レーザー１８とコリメートレンズ
２０を保持する円筒部位１０２からなっている。半導体
レーザー１８は円筒部位１２２に形成された圧入穴１０
３内に圧入固定されている。一方、コリメートレンズ２
０は、その外周近傍に形成された端面２０ｂと、円筒部
位１０２の先端部の端面（接着面１０５）との接着によ
り固定されている。

【００１９】組み付け装置は、ホルダベース１００を支
持するワーク支持部１２０と、ホルダベース１００に半
導体レーザー１８を圧入する圧入部１１０と、コリメー
トレンズ２０を支持するレンズ支持部１３０と、半導体
レーザー１８から出射された光束を観察する光束観測カ
メラ１４０を備えて構成されている。

【００２０】圧入部１１０は、半導体レーザー１８を押
圧する送りネジ１１１と、この送りネジ１１１に螺合す
る固定部１１２を備えている。送りネジ１１１の下部に
は、半導体レーザー１８に当接する先端部１１３が設け
られており、送りネジ１１１の回動により、送りネジ１
１１自身と先端部１１３が下降し、半導体レーザー１８
を圧入穴１０３に圧入する。なお、送りネジ１１１の回
転が半導体レーザー１８に伝わらないよう、送りネジ１
１１と先端部１１３の間にはスラスト軸受１１４が設け
られている。

【００２１】ワーク支持部１２０は、ホルダベース１０
０を載置するベース１２１と、ホルダベース１００を位
置決めする位置決めピン１２２と、ロードセル１２３と
からなっている。これにより、ホルダーベース１００を
保持すると共に、圧入時の荷重を（ロードセル１２３に
より）管理することができる。また、レンズ支持部１３
０は、コリメートレンズ２０を保持する保持部１３１
と、保持部１３１の外側に位置する固定部１３２と、保
持部１３１と固定部１３２との間に設けられたコイルバ
ネ１３３からなっている。コイルバネ１３１の弾性力に
より、コリメートレンズ２０をホルダベース１００の接
着面１０５に付勢している。

【００２２】半導体レーザー１８のケーブル１８ａを逃
がすため、送りネジ１１１及び先端部１１３の内部は中
空になっている。ケーブル１８ａは、図示しない半導体
レーザー駆動回路に接続され、必要な時に半導体レーザ
ー１８を点灯させることができる。光束観測カメラ１４
０は、撮像面に焦点位置が来るように設定されたコリメ
ートレンズ（図示せず）を有し、コリメートレンズ２０
から出射される光束の平行度合いと出射方向の傾角の観
測をする。

【００２３】このように構成されているため、送りネジ
１１１を駆動すると共に、半導体レーザー１８を点灯さ
せ、観測カメラ１４０で出射光束を観測することによ
り、コリメートレンズ２０の合焦点位置に、半導体レー
ザー１８の発光点の位置を一致させるような、微妙な圧
入作業が行なえる。送りネジ１１１の設計仕様を最適条
件に設定する事で、半導体レーザー１８の出射軸方向の
調整を兼ねた圧入に必要な、微少な送り量を得る事がで
きる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザー圧入装置によれば、半導体レーザーとコリメート
レンズの組み付けが容易になり、且つ両者間の精度良い
位置決めが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の光磁気ディスク装置の基本構成を示
す図である。

【図２】図１の光磁気ディスク装置の回動アームの先端
部を示す図である。

【図３】浮上光学ユニットを示す断面図である。

【図４】回動アームの構成を示す平面図である。

【図５】図４の回動アームの側面図である。

【図６】半導体レーザーとコリメートレンズの取付部分
を示す断面図である。

【符号の説明】

１８ 半導体レーザー ２０ コリメートレンズ １００ ホルダベース １１０ 圧入部 １１１ 送りネジ １２０ ワーク支持部 １３０ レンズ支持部 １４０ 光束観測カメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザーを取り付けるホルダベース
   に設けた取付貫通孔に前記半導体レーザーを一方の開口
   から圧入すると共に、前記取付貫通孔の他方の開口面
   に、前記半導体レーザーから出射されるレーザ光束を平
   行光束に変換するコリメートレンズを直接取り付ける構
   造とし、前記半導体レーザーの前記取付貫通孔への圧入
   量で前記半導体レーザーと前記コリメートレンズ間の相
   対位置を調整し、前記コリメートレンズの前記開口面へ
   の取付位置により出射平行光束の傾角調整をするように
   した半導体レーザーユニットの前記取付貫通孔へ前記半
   導体レーザーを圧入する装置であって、 前記ホルダベースを前記半導体レーザーの圧入方向とは
   反対の方向から載置固定するワーク保持部と、送りネジ
   式機構のネジ部先端にスラスト軸受を介して取り付けた
   半導体レーザー受け部からなる押圧部とを備え、前記ワ
   ーク保持部に載置固定された前記ホルダベースの前記取
   付貫通孔に前記半導体レーザーを前記半導体レーザー受
   け部で受けつつ前記送りネジ式機構により押圧して圧入
   し、この圧入作業時に前記半導体レーザーを点灯させな
   がら、前記取り付けられたコリメートレンズから出射さ
   れるレーザ光束を観察することで、その圧入量をモニタ
   するようにしたことを特徴とする半導体レーザー圧入装
   置。