(57)【要約】【課題】レンズホルダーのハウジングに対する良好な位置精度を簡単かつ確実に確保する。【解決手段】半導体レーザー６が配置されたステム３と、該ステムに取り付けられて半導体レーザーを閉塞すると共に筒状に形成されたハウジング２と、該ハウジングに嵌合状態で結合されると共に内部に集光レンズ１８が配置され筒状に形成されたレンズホルダー１４とを設け、該レンズホルダーをハウジングに対して半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸方向へ移動させて位置調整し、ハウジング又はレンズホルダーの結合部分の一部を外周面側から内側に向けて加圧しハウジングとレンズホルダーとを塑性変形させて両者を固定した。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザーが配置されたステムと、該ステムに取り付けられて半導体レーザーを閉塞すると共に筒状に形成されたハウジングと、該ハウジングに嵌合状態で結合されると共に内部に集光レンズが配置され筒状に形成されたレンズホルダーとを備え、該レンズホルダーをハウジングに対して半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸方向へ移動させて位置調整した後にハウジングに固定する半導体レーザー装置であって、
ハウジング又はレンズホルダーの結合部分の一部を外周面側から内側に向けて加圧しハウジングとレンズホルダーとを塑性変形させて両者を固定した
ことを特徴とする半導体レーザー装置。
【請求項２】
半導体レーザーが配置されたステムと、該ステムに取り付けられて半導体レーザーを閉塞すると共に筒状に形成されたハウジングと、該ハウジングに嵌合状態で結合されると共に内部に集光レンズが配置され筒状に形成されたレンズホルダーとを備え、該レンズホルダーをハウジングに対して半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸方向へ移動させて位置調整した後にハウジングに固定する半導体レーザー装置であって、
ハウジング又はレンズホルダーのうちの一方に外方に開口された固定用凹部を形成し、
ハウジング又はレンズホルダーのうちの他方の結合部分の一部を外周面側から内側に向けて加圧して塑性変形させ固定用凹部に係合する固定用突部を設けてハウジングとレンズホルダーとを固定した
ことを特徴とする半導体レーザー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザー装置に関する。詳しくは、レンズホルダーのハウジングに対する良好な位置精度を簡単かつ確実に確保する技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザーが配置されたハウジングに集光レンズを保持するレンズホルダーが固定されたタイプの半導体レーザー装置がある。
【０００３】
このような半導体レーザー装置として、本出願人による特願２００１−２１９３０３がある。
【０００４】
本出願に記載の半導体レーザー装置（レーザモジュール）は、ともに金属材料によって形成された円筒状のハウジングとレンズホルダーとを備え、ハウジング内に半導体レーザーが配置され、レンズホルダー内に集光レンズが配置されている。
【０００５】
半導体レーザー装置にあっては、半導体レーザーから発光され集光レンズで集光されるレーザー光のスポットサイズの最適化を図るためにレンズホルダーをハウジングに対して位置決めする必要がある。このため、従来の半導体レーザー装置にあっては、半導体レーザーが配置されたハウジングに対してレンズホルダーを軸方向へ移動させて位置調整を行い、最適位置でレーザー溶接によってレンズホルダーをハウジングに固定していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハウジングに対するレンズホルダーの固定をレーザー溶接によって行った場合には、溶接後の溶接部分の収縮により、例えば、最大で３０μｍ程度の位置ずれが生じ、レーザー光のスポットサイズの最適化に支障を来たすという問題がある。
【０００７】
また、レーザー溶接装置が高価であるため、半導体レーザー装置の製造コストが高いという問題もある。
【０００８】
一方、上記した問題を解決するために、レンズホルダーのハウジングへの固定を接着剤を用いて行う方法もある。
【０００９】
しかしながら、接着による場合には、接着剤が硬化するまでに一定の時間がかかり生産性が悪いという問題や、接着剤の量の管理が困難であるという別の問題が生じている。
【００１０】
また、接着の場合にあっては、ハウジングとレンズホルダーの隙間から接着剤が内部に侵入してしまったり、使用する接着剤の種類によってはガスが発生してレンズを白化させてしまうという問題もある。
【００１１】
そこで、本発明半導体レーザー装置は、レンズホルダーのハウジングに対する良好な位置精度を簡単かつ確実に確保することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明半導体レーザー装置は、上記した課題を解決するために、半導体レーザーが配置されたハウジング又は集光レンズが配置されたレンズホルダーの結合部分の一部を外周面側から内側に向けて加圧しハウジングとレンズホルダーとを塑性変形させて両者を固定したものである。
【００１３】
別の本発明半導体レーザー装置は、上記した課題を解決するために、半導体レーザーが配置されたハウジング又は集光レンズが配置されたレンズホルダーのうちの一方に外方に開口された固定用凹部を形成し、ハウジング又はレンズホルダーのうちの他方の結合部分の一部を外周面側から内側に向けて加圧して塑性変形させ固定用凹部に係合する固定用突部を設けてハウジングとレンズホルダーとを固定したものである。
【００１４】
従って、本発明半導体レーザー装置にあっては、ハウジングとレンズホルダーとの間に固定後の位置ずれが生じない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明半導体レーザー装置の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１６】
半導体レーザー装置１は、例えば、バーコードリーダーの内部に組み込まれている。半導体レーザー装置１は軸方向に長い円筒状を為すハウジング２を有し（図１及び図２参照）、該ハウジング２はステンレス鋼や銅等の金属材料によって形成されている。ハウジング２は、その一端面がステム３に取り付けられている。
【００１７】
ステム３は、例えば、樹脂材料によって略円板状に形成され、その外周縁にハウジング２が取り付けられている。
【００１８】
ステム３にはヒートシンク４が取り付けられ、該ヒートシンク４上にフォトダイオード５が接合され、該フォトダイオード５上に半導体レーザー６が接合されている。フォトダイオード５は半導体レーザー６から発光されるレーザー光の強度を検出する機能を有する。
【００１９】
ステム３にはリードフレーム７、８、９が一部が埋設された状態で配置されている。リードフレーム７、８、９は、例えば、リン青銅等の金属材料によって形成されインサート成形によりステム３と一体化されている。リードフレーム７はワイヤー１０を介して半導体レーザー６に接続され、リードフレーム８はワイヤー１１を介してフォトダイオード５に接続されている。リードフレーム９は半導体レーザー６及びフォトダイオード５に接続されて共通電極とされている。リードフレーム７、８、９はステム３から外方へ突出された側の端部が、それぞれ図示しない回路基板の外部電極に接続されている。
【００２０】
ステム３にはヒートシンク４、フォトダイオード５及び半導体レーザー６を封止する封止キャップ１２が取り付けられている。封止キャップ１２は円筒部１２ａと該円筒部１２ａの軸方向における一端部に設けられた円環部１２ｂとが、例えば、樹脂材料によって一体に形成されて成り、円環部１２ｂの中心孔が光通過孔１２ｃとして形成されている。
【００２１】
封止キャップ１２の円環部１２ｂの内面にはカバーガラス１３が取り付けられ、該カバーガラス１３によって光通過孔１２ｃが閉塞されている。
【００２２】
ハウジング２には、例えば、ステンレス鋼や銅等の金属材料によって軸方向に長い略円筒状に形成さたレンズホルダー１４が固定されている。レンズホルダー１４は外径がハウジング２の内径と略同じに形成され、ハウジング２に固定される前の状態においては、ハウジング２に対して軸方向に摺動可能とされている。
【００２３】
レンズホルダー１４は筒状部１５と該筒状部１５の軸方向における一端部を閉塞する閉塞部１６とが一体に形成されて成り、閉塞部１６の中心部に光透過孔１６ａが形成されている。
【００２４】
レンズホルダー１４の内部には、例えば、樹脂材料によって円筒状に形成されたレンズ保持部材１７が取り付けられている。
【００２５】
レンズ保持部材１７の一端部には集光レンズ１８が保持されている。集光レンズ１８はレンズ保持部材１７によってレンズホルダー１４の閉塞部１６の内面に押し付けられた状態とされている。
【００２６】
レンズホルダー１４はハウジング２に対して軸方向へ移動され、半導体レーザー６から発光され集光レンズ１８で集光されるレーザー光のスポットサイズが最適化されたところでハウジング２に固定される。
【００２７】
レンズホルダー１４のハウジング２への固定は、カシメ治具を用いてハウジング２をその外周面側から内側へ加圧してハウジング２及びレンズホルダー１４の、例えば、各２箇所を塑性変形させることにより行う（図２及び図３参照）。ハウジング２及びレンズホルダー１４を塑性変形させることにより、ハウジング２の外面側にカシメ凹部２ａ、２ａが形成され、ハウジング２の内面側にカシメ突部２ｂ、２ｂが形成され、レンズホルダー１４の外面側にカシメ凹部１４ａ、１４ａが形成される。
【００２８】
半導体レーザー装置１が回路基板に取り付けられた状態において、回路基板の外部電極を介して電流が供給されると半導体レーザー６からレーザー光が発光され、発光されたレーザー光は封止キャップ１２の光通過孔１２ｃを通過され集光レンズ１８で集光されてレンズホルダー１４の光透過孔１６ａから外部へ出射される。レーザー光は目標部位、例えば、バーコードが形成された面で反射されて図示しない受光部で受光され光電変換されて電気信号として出力される。
【００２９】
一方、半導体レーザー６からは集光レンズ１８と反対方向へもレーザー光が発光され、このレーザー光はフォトダイオード５に入射され、該フォトダイオード５で光電変換されて電気信号として出力される。この電気信号はフィードバックされ、レーザー光の強度を安定させるために用いられる。
【００３０】
以上に記載した通り、半導体レーザー装置１にあっては、ハウジング２を外周面側から内側に向けて加圧してハウジング２とレンズホルダー１４とを塑性変形させて両者を固定している。
【００３１】
従って、ハウジング２とレンズホルダー１４との固定後に両者の間に位置ずれが生じることがなく、半導体レーザー６から発光されるレーザー光のスポットサイズの最適化を図ることができ、良好な光学特性を確保することができる。
【００３２】
また、高価なレーザー溶接装置を使用する必要がないため、半導体レーザー装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００３３】
さらに、接着剤を用いて固定しないため、固定作業が短時間で済み半導体レーザー装置１の生産性の向上を図ることができる。
【００３４】
加えて、接着剤を用いて固定した場合のような、ハウジング２とレンズホルダー１４との隙間からの接着剤の侵入という不具合を生じることがなく、また、接着剤から発生するガスによるレンズの白化を生じることもない。
【００３５】
尚、上記には、ハウジング２及びレンズホルダー１４のカシメ治具を用いて塑性変形させる部分が２箇所である例を示したが、塑性変形させる箇所は２箇所に限られることがなく、図４に示すように、周方向に３箇所以上としてもよく、また、図５に示すように、全周に連続した箇所としてもよい。
【００３６】
このように塑性変形させる箇所を増加させ、また、塑性変形させる箇所を連続した部分とすることにより、ハウジング２とレンズホルダー１４との固定が強固となる。
【００３７】
また、上記には、ハウジング２の内側にレンズホルダー１４が挿入されて固定される例を示したが、逆に、ハウジング２の外側にレンズホルダー１４が配置されている場合には、カシメ治具を用いてレンズホルダー１４をその外周面側から内側へ加圧してレンズホルダー１４及びハウジング２を塑性変形させることにより両者を固定する。
【００３８】
以下に、半導体レーザー装置の変形例について説明する（図６参照）。尚、以下に示す変形例に係る半導体レーザー装置は、上記した半導体レーザー装置１と比較して、レンズホルダーに固定用凹部が形成されていることのみが相違しレンズホルダー以外の他の部分は半導体レーザー装置１と同様であるため、半導体レーザー装置１と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については半導体レーザー装置１における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
【００３９】
変形例に係る半導体レーザー装置１Ａは、レンズホルダー１４Ａの外周面に外方に開口された固定用凹部１４ｂ、１４ｂが形成されている。
【００４０】
レンズホルダー１４Ａのハウジング２への固定は、カシメ治具を用いてハウジング２をその外周面側から内側へ加圧し、ハウジング２の２箇所を塑性変形させて固定用凹部１４ｂ、１４ｂにそれぞれ係合する固定用突部２ｃ、２ｃを設けることにより行う。
【００４１】
従って、半導体レーザー装置１Ａにあっては、上記した半導体レーザー装置１と同様の効果を有する他、予めレンズホルダー１４Ａに固定用凹部１４ｂ、１４ｂが形成されているため、カシメ治具を用いてハウジング２を加圧したときに、ハウジング２を容易に塑性変形させることができると共にハウジング２の加圧によるレンズホルダー１４Ａに対する負荷を低減することができる。
【００４２】
このようにレンズホルダー１４Ａに対する負荷を低減することができるため、レンズホルダー１４を薄肉にすることができる。
【００４３】
尚、半導体レーザー装置１Ａにあっても半導体レーザー装置１と同様に、ハウジング２を塑性変形させる箇所は２箇所に限られることがなく、周方向に３箇所以上としてもよく、また、全周に連続した箇所としてもよい（図４及び図５参照）。この場合には、ハウジング２を塑性変形させる箇所に対応したレンズホルダー１４Ａの全ての部分に、固定用凹部を形成しておくことが必要である。
【００４４】
また、ハウジング２の外側にレンズホルダー１４Ａが配置されている場合には、カシメ治具を用いてレンズホルダー１４Ａをその外周面側から内側へ加圧してレンズホルダー１４Ａ及びハウジング２を塑性変形させることにより両者を固定する。
【００４５】
上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明の実施に際しての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００４６】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明半導体レーザー装置は、半導体レーザーが配置されたステムと、該ステムに取り付けられて半導体レーザーを閉塞すると共に筒状に形成されたハウジングと、該ハウジングに嵌合状態で結合されると共に内部に集光レンズが配置され筒状に形成されたレンズホルダーとを備え、該レンズホルダーをハウジングに対して半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸方向へ移動させて位置調整した後にハウジングに固定する半導体レーザー装置であって、ハウジング又はレンズホルダーの結合部分の一部を外周面側から内側に向けて加圧しハウジングとレンズホルダーとを塑性変形させて両者を固定したことを特徴とする。
【００４７】
従って、ハウジングとレンズホルダーとの固定後に両者の間に位置ずれが生じることがなく、半導体レーザーから発光されるレーザー光のスポットサイズの最適化を図ることができ、良好な光学特性を確保することができる。
【００４８】
また、高価なレーザー溶接装置を使用する必要がないため、半導体レーザー装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００４９】
さらに、接着剤を用いて固定しないため、固定作業が短時間で済み半導体レーザー装置の生産性の向上を図ることができる。
【００５０】
加えて、接着剤を用いて固定した場合のような、ハウジングとレンズホルダーとの隙間からの接着剤の侵入という不具合を生じることがなく、また、接着剤から発生するガスによるレンズの白化を生じることもない。
【００５１】
別の本発明半導体レーザー装置は、半導体レーザーが配置されたステムと、該ステムに取り付けられて半導体レーザーを閉塞すると共に筒状に形成されたハウジングと、該ハウジングに嵌合状態で結合されると共に内部に集光レンズが配置され筒状に形成されたレンズホルダーとを備え、該レンズホルダーをハウジングに対して半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸方向へ移動させて位置調整した後にハウジングに固定する半導体レーザー装置であって、ハウジング又はレンズホルダーのうちの一方に外方に開口された固定用凹部を形成し、ハウジング又はレンズホルダーのうちの他方の結合部分の一部を外周面側から内側に向けて加圧して塑性変形させ固定用凹部に係合する固定用突部を設けてハウジングとレンズホルダーとを固定したしたことを特徴とする。
【００５２】
従って、ハウジングとレンズホルダーとの固定後に両者の間に位置ずれが生じることがなく、半導体レーザーから発光されるレーザー光のスポットサイズの最適化を図ることができ、良好な光学特性を確保することができる。
【００５３】
また、高価なレーザー溶接装置を使用する必要がないため、半導体レーザー装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００５４】
さらに、接着剤を用いて固定しないため、固定作業が短時間で済み半導体レーザー装置の生産性の向上を図ることができる。
【００５５】
さらにまた、接着剤を用いて固定した場合のような、ハウジングとレンズホルダーとの隙間からの接着剤の侵入という不具合を生じることがなく、また、接着剤から発生するガスによるレンズの白化を生じることもない。
【００５６】
加えて、ハウジング又はレンズホルダーを加圧したときに、レンズホルダー又はハウジングを容易に塑性変形させることができると共にハウジング又はレンズホルダーの加圧によるレンズホルダー又はハウジングに対する負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図６と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は半導体レーザー装置の分解斜視図である。
【図２】半導体レーザー装置の拡大断面図である。
【図３】要部の斜視図である。
【図４】塑性変形させる箇所を増加した例を示す要部の斜視図である。
【図５】塑性変形させる箇所を連続させた例を示す要部の斜視図である。
【図６】半導体レーザー装置の変形例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１…半導体レーザー装置、２…ハウジング、３…ステム、６…半導体レーザー、１４…レンズホルダー、１８…集光レンズ、１Ａ…半導体レーザー装置、２ｃ…固定用突部、１４Ａ…レンズホルダー、１４ｂ…固定用凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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