JP3833934B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
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Description
【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。例えば、従来の光ヘッド装置では、一般に、図3(A)、(B)に示すように、円筒状ケース53を備える半導体レーザ素子50(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、半導体レーザ素子50の円筒状ケース53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。
【0004】
一方、半導体レーザ素子としては、図4に示すように、放熱板61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60(第2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。ここで、第2タイプの半導体レーザ素子60は、安価であり、かつ、放熱性に優れているため、第2タイプの半導体レーザ素子60を用い、かつ、樹脂製のフレームを用いれば、光ヘッド装置の低コスト化を図ることができるとともに、樹脂製のフレームは放熱効率が低いという問題を解消できる。
【0005】
但し、前記の2つの半導体レーザ素子は、形状およびサイズが異なるので、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60を搭載するのは、困難である。このため、第2タイプの半導体レーザ素子60を用いる場合には、レーザ素子搭載部として、放熱板61の両側への張り出し部分が挿着される一対の溝部をフレームに形成することになる。この際、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の証面になっており、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。従って、溝部としては、放熱板61の下面67(第1の証面)および一方の側端面64(第2の証面)を溝部内で正確に位置決めできるよう、放熱板61のサイズに合ったストレート孔が形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第2タイプの半導体レーザ素子60を搭載するためのレーザ素子搭載部として、放熱板61のサイズに合ったストレート孔を形成すると、溝部に放熱板61を差し込むとき、放熱板61が溝部の内部で側壁に引っ掛かって斜めに装着されてしまい、第2タイプの半導体レーザ素子60の光軸がずれたり、傾いてしまう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、放熱板が両側に張り出したタイプの半導体レーザ素子を用いるのに適した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たフレームとを有する光ヘッド装置において、前記半導体レーザは、両側に張り出した放熱板を備えるとともに、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、前記放熱板の両側への張り出し部分が挿着された一対の溝部が形成され、前記一対の溝部のうちの少なくとも一方の溝部では、当該溝部内で対向する2つの側壁が挿入方向手前側で前記放熱板の寸法よりも大きく開口する導入部を構成しているとともに、前記2つの側壁のうちの一方の側壁は、挿入方向奥側で前記放熱板を他方の側壁に押し付ける位置決め部を備え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形成されている一対の溝部に放熱板の両側への張り出し部分を挿着するだけで、レーザ半導体素子を実装することができる。また、本発明では、溝部の挿入方向手前側が大きく開口する導入部になっているので、放熱板を溝部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、放熱板が位置決め部で他方の側壁に押圧されて姿勢が自然に定まる。従って、溝部に放熱板を差し込むとき、放熱板が溝部の内部で側壁に引っ掛かって斜めに装着されてしまうことを回避することができる。さらに、放熱板を溝部の奥まで挿入した状態で、放熱板は位置決め部で押圧され、証面になっている端面が他方の側壁に密着する。従って、半導体レーザ素子を溝部の内部において所定の位置に正確に固定することができる。
【0010】
また、本発明では、前記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、当該円筒部の内周壁に前記一対の溝部が形成されている。このように構成すると、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、この種のタイプの半導体レーザ素子を実装できる。また、円筒部の内周壁に前記一対の溝部が形成されているため、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。
【0011】
本発明において、前記位置決め部は、前記他方の側壁に向かって張り出して前記放熱板に当接する押圧用突起と、該押圧用突起に対して前記導入部側で隣接するテーパ面とを備えていることが好ましい。
【0012】
本発明において、前記2つの側壁は、前記放熱板においてレーザチップが搭載された上面、および該上面の反対側に位置する下面に各々当接し、前記放熱板の下面は、前記他方の側壁に当接して前記レーザ素子搭載部での前記放熱板の厚さ方向におけるレーザチップの発光位置を規定している。
【0013】
本発明において、前記2つの側壁は、前記放熱板の両側端面に各々当接し、前記側端面のうちの一方の側端面は、前記他方の側壁に当接して前記レーザ素子搭載部での前記放熱板の幅方向におけるレーザチップの発光位置を規定している。
【0014】
本発明において、前記円筒部の内側には、前記円筒状ケースの外周面に形成された段部が突き当たる第1のストッパが形成されているとともに、前記溝部の奥には前記放熱板の前端面が突き当たる第2のストッパが形成されていることが好ましい。このように構成すると、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用いた場合でも、双方の空気換算光源位置を一致させることができる。
【0015】
本発明において、前記レーザ素子搭載部は、前記フレーム自身に形成されている場合がある。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。
【0016】
本発明において、前記レーザ素子搭載部は、前記溝部が形成されたリング状の素子ホルダと、前記フレームに形成され、当該フレームに前記素子ホルダを装着するためのホルダ装着穴とによって構成されている場合がある。この場合、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ことになる。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。
【0017】
【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。
【0018】
[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。
【0019】
(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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
(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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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のストッパ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のストッパ75、76が形成されている。
【0037】
また、図5、図6(B)および図7(A)に示すように、溝部72、73には、入り口側(挿入方向手前側)で放熱板61の幅寸法よりも大きく開口する導入部77が形成されている一方、その奥には、放熱板61を第1の側壁720に向けて押し付ける第1の位置決め部78が構成されている。すなわち、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の側壁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の側壁730では、入り口側が第1の側壁720に対して放熱板61の幅寸法よりやや広い間隔を隔てて対向する平坦面になっている。また、第2の側壁730では、溝部72、73の奥の方に、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の側壁720に向けて押し付ける第1の押圧用突起731と、この第1の押圧用突起731に対して導入部側(入り口側)で隣接するテーパ面738とによって第1の位置決め部78が構成されている。
【0038】
また、図5、図6(C)および図7(B)に示すように、溝部72、73には、入り口側(挿入方向手前側)で放熱板61の厚さ寸法よりも大きく開口する導入部77が形成されている一方、その奥には、放熱板61を第3の側壁723、733に向けて押し付ける第2の位置決め部79が構成されている。すなわち、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の側壁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の側壁724、734は、入り口側が第3の側壁723、733に対して放熱板61の厚さ寸法よりやや広い間隔を隔てて対向する平坦面になっている。また、第4の側壁724、734では、奥の方に、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の側壁723、733に向けて押し付ける第2の押圧用突起725、735と、第2の押圧用突起725、735に対して入り口側で隣接するテーパ面729、739とによって第2の位置決め部79が形成されている。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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のストッパ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のストッパ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。
【0043】
さらにまた、溝部72、73は、間口が広い導入部77を備える一方、奥の方には、第1の押圧用突起731、および第2の押圧用突起725、735(位置決め部78、79)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。
【0044】
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(位置決め部78、79)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の側壁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の側壁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。
【0045】
[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。
【0046】
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5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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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のストッパ74が環状に形成されている。
【0051】
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(第2のストッパ)が形成されている。
【0052】
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のストッパ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。
【0053】
また、図10(B)に示すように、素子ホルダ40の溝部72、73には、入り口側(挿入方向手前側)で放熱板61の幅寸法よりも大きく開口する導入部77が形成されている一方、その奥には、放熱板61を第1の側壁720に向けて押し付ける第1の位置決め部78が構成されている。すなわち、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の側壁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の側壁730では、入り口側が第1の側壁720に対して放熱板61の幅寸法よりやや広い間隔を隔てて対向する平坦面になっている。また、第2の側壁730では、溝部72、73の奥の方に、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の側壁720に向けて押し付ける第1の押圧用突起731と、この第1の押圧用突起731に対して導入部側(入り口側)で隣接するテーパ面738とによって第1の位置決め部78が構成されている。
【0054】
また、図10(C)に示すように、素子ホルダ40の溝部72、73には、入り口側(挿入方向手前側)で放熱板61の厚さ寸法よりも大きく開口する導入部77が形成されている一方、その奥には、放熱板61を第3の側壁723、733に向けて押し付ける第2の位置決め部79が構成されている。すなわち、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の側壁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の側壁724、734は、入り口側が第3の側壁723、733に対して放熱板61の厚さ寸法よりやや広い間隔を隔てて対向する平坦面になっている。また、第4の側壁724、734では、奥の方に、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の側壁723、733に向けて押し付ける第2の押圧用突起725、735と、第2の押圧用突起725、735に対して入り口側で隣接するテーパ面729、739とによって第2の位置決め部79が形成されている。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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のストッパ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。
【0058】
さらにまた、素子ホルダ40において、溝部72、73は、間口が広い導入部77を有する一方、奥の方には、第1の押圧用突起731、および第2の押圧用突起725、735(位置決め部78、79)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。
【0059】
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(位置決め部78、79)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の側壁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の側壁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。
【0060】
[その他の実施の形態]
図11は、本発明を適用した光ヘッド装置において第2タイプの半導体レーザ素子の放熱板が挿着される溝部の変形例を示す説明図である。
【0061】
素子ホルダ40の溝部72、73において、入り口側(挿入方向手前側)で放熱板61の厚さ寸法よりも大きく開口する導入部77を形成する一方、その奥に放熱板61を第3の側壁723、733に向けて押し付ける第2の位置決め部79を形成するにあたっては、図11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の側壁723、733の奥に凹部728、738を形成する一方、第4の側壁724、734の奥の方に、放熱板61の上面12に当接して放熱板61を第3の側壁723、733の入り口側に押し付ける第2の押圧用突起725、735と、第2の押圧用突起725、735に対して入り口側で隣接するテーパ面729、739とによって第2の位置決め部79を形成してもよい。
【0062】
このような構成は、放熱板61の側端面64、65に当接する第1の側壁720および第2の側壁730に適用してもよい。
【0063】
【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形成されている円筒部に、円筒状ケースを備えるタイプの半導体レーザ素子を実装することができる。また、当該円筒部の内周壁に形成されている一対の溝部に放熱板の両側への張り出し部分を挿着するだけで、放熱板が両側に張り出したタイプのレーザ半導体素子を実装することができる。また、本発明では、溝部の挿入方向手前側が大きく開口する導入部になっているので、放熱板を溝部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、放熱板が位置決め部で他方の側壁に押圧されて姿勢が自然に定まる。従って、溝部に放熱板を差し込むとき、放熱板が溝部の内部で側壁に引っ掛かって斜めに装着されてしまうことを回避することができる。さらに、放熱板を溝部の奥まで挿入した状態で、放熱板は位置決め部で押圧され、証面になっている端面が他方の側壁に密着する。従って、半導体レーザ素子を溝部の内部において所定の位置に正確に固定することができる。
【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。
【図11】本発明を適用した光ヘッド装置において第2タイプの半導体レーザ素子の放熱板が挿着される溝部の変形例を示す説明図である。
【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のストッパ
75、76 第2のストッパ
77 導入部
78、79 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 (7)
- 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、
前記半導体レーザは、両側に張り出した放熱板を備えるとともに、
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、当該円筒部の内周壁に前記放熱板の両側への張り出し部分が挿着された一対の溝部が形成され、
前記一対の溝部のうちの少なくとも一方の溝部では、当該溝部内で対向する2つの側壁が挿入方向手前側で前記放熱板の寸法よりも大きく開口する導入部を構成しているとともに、前記2つの側壁のうちの一方の側壁は、挿入方向奥側で前記放熱板を他方の側壁に押し付ける位置決め部を備え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、前記位置決め部は、前記他方の側壁に向かって張り出して前記放熱板に当接する押圧用突起と、該押圧用突起に対して前記導入部側で隣接するテーパ面とを備えていることを特徴とする光ヘッド装置。
- 請求項1または2において、前記2つの側壁は、前記放熱板においてレーザチップが搭載された上面、および該上面の反対側に位置する下面に各々当接し、前記放熱板の下面は、前記他方の側壁に当接して前記レーザ素子搭載部での前記放熱板の厚さ方向におけるレーザチップの発光位置を規定していることを特徴とする光ヘッド装置。
- 請求項1または2において、前記2つの側壁は、前記放熱板の両側端面に各々当接し、前記側端面のうちの一方の側端面は、前記他方の側壁に当接して前記レーザ素子搭載部での前記放熱板の幅方向におけるレーザチップの発光位置を規定していることを特徴とする光ヘッド装置。
- 請求項1ないし4のいずれかにおいて、前記円筒部の内側には、前記円筒状ケースの外周面に形成された段部が突き当たる第1のストッパが形成されているとともに、前記溝部の奥には前記放熱板の前端面が突き当たる第2のストッパが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ないし5のいずれかにおいて、前記レーザ素子搭載部は、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ないし6のいずれかにおいて、前記レーザ素子搭載部は、前記溝部が形成されたリング状の素子ホルダと、前記フレームに形成され、当該フレームに前記素子ホルダを装着するためのホルダ装着穴とによって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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