(57)【要約】【課題】  半導体レーザから出射される光の向きを調整し、かつ効率良く放熱を行えるようにした半導体レーザの固定ホルダを提供する。【解決手段】  固定ホルダ１はサブホルダ２とメインホルダ３で構成される。半導体レーザ１０１が取り付けられるサブホルダ２は、曲率半径ＳＲ１の球面の一部で構成される凸球面２ａを備える。サブホルダ２が取り付けられるメインホルダ３は、曲率半径ＳＲ２の球面の一部で構成される凹球面３ａを備える。サブホルダ２は凸球面２ａを凹球面３ａに嵌めてメインホルダ３に固定される。そして、ＳＲ１＜ＳＲ２と設定されることで、凸球面２ａと凹球面３ａの間には、接着剤が入り込み、かつ入り込んだ接着剤が硬化し得る隙間で接着溝が形成される。【選択図】        図１
2005311203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージに収納された発光素子の固定ホルダにおいて、
前記発光素子が取り付けられる第１のホルダと、
前記第１のホルダが取り付けられる第２のホルダとを備え、
前記第１のホルダは、前記発光素子から出射された光が通る開口部が形成された凸球面を備え、
前記第２のホルダは、第１の開口部から第２の開口部へかけて径が徐々に小さくなり、前記第１の開口部から前記凸球面が嵌る凹球面を備え、
前記凸球面を前記凹球面に嵌めると、前記凸球面と前記凹球面の一部は接触し、前記第１の開口部と前記凸球面の外周面との間は開口した接着溝が形成される曲率で、前記凸球面および前記凹球面が構成される
ことを特徴とする発光素子の固定ホルダ。
【請求項２】
前記凸球面は、第１の曲率半径を有する球面の一部から構成され、前記凹球面は、前記第１の曲率半径より大きい第２の曲率半径を有する球面の一部から構成される
ことを特徴とする請求項１記載の発光素子の固定ホルダ。
【請求項３】
前記凸球面の中心と、前記発光素子の発光点を一致させた
ことを特徴とする請求項１記載の発光素子の固定ホルダ。
【請求項４】
前記凸球面の曲率半径と前記凹球面の曲率半径の差は、前記凸球面と前記凹球面の間に接着剤が入り込み、かつ入り込んだ接着剤が硬化し得る隙間で前記接着溝が形成されるように規定される
ことを特徴とする請求項２記載の発光素子の固定ホルダ。
【請求項５】
前記凸球面の曲率半径と前記凹球面の曲率半径の差を、前記発光素子の前記パッケージの大きさに応じて規定される前記凸球面の曲率半径に応じて、０．１５〜０．２５（ｍｍ）の範囲で設定した
ことを特徴とする請求項４記載の発光素子の固定ホルダ。
【請求項６】
パッケージに収納された発光素子が取り付けられる固定ホルダと、
前記発光素子から出射した光を導光する光学系とを備えた光ピックアップにおいて、
前記固定ホルダは、
前記発光素子が取り付けられる第１のホルダと、
前記第１のホルダが取り付けられる第２のホルダとを備え、
前記第１のホルダは、前記発光素子から出射された光が通る開口部が形成された凸球面を備え、
前記第２のホルダは、第１の開口部から第２の開口部へかけて径が徐々に小さくなり、前記第１の開口部から前記凸球面が嵌る凹球面を備え、
前記凸球面を前記凹球面に嵌めると、前記凸球面と前記凹球面の一部は接触し、前記第１の開口部と前記凸球面の外周面との間は開口した接着溝が形成される曲率で、前記凸球面および前記凹球面が構成される
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
前記凸球面は、第１の曲率半径を有する球面の一部から構成され、前記凹球面は、前記第１の曲率半径より大きい第２の曲率半径を有する球面の一部から構成される
ことを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記凸球面の中心と、前記発光素子の発光点を一致させた
ことを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記凸球面の曲率半径と前記凹球面の曲率半径の差は、前記凸球面と前記凹球面の間に接着剤が入り込み、かつ入り込んだ接着剤が硬化し得る隙間で前記接着溝が形成されるように規定される
ことを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記凸球面の曲率半径と前記凹球面の曲率半径の差を、前記発光素子の前記パッケージの大きさに応じて規定される前記凸球面の曲率半径に応じて、０．１５〜０．２５（ｍｍ）の範囲で設定した
ことを特徴とする請求項９記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
パッケージに収納された発光素子が取り付けられる固定ホルダと、
前記発光素子から出射した光を記録媒体へ導光すると共に、前記記録媒体での反射光を導光する光学系を有する光ピックアップとを備えた情報処理装置において、
前記固定ホルダは、
前記発光素子が取り付けられる第１のホルダと、
前記第１のホルダが取り付けられる第２のホルダとを備え、
前記第１のホルダは、前記発光素子から出射された光が通る開口部が形成された凸球面を備え、
前記第２のホルダは、第１の開口部から第２の開口部へかけて径が徐々に小さくなり、前記第１の開口部から前記凸球面が嵌る凹球面を備え、
前記凸球面を前記凹球面に嵌めると、前記凸球面と前記凹球面の一部は接触し、前記第１の開口部と前記凸球面の外周面との間は開口した接着溝が形成される曲率で、前記凸球面および前記凹球面が構成される
ことを特徴とする情報処理装置。
【請求項１２】
前記凸球面は、第１の曲率半径を有する球面の一部から構成され、前記凹球面は、前記第１の曲率半径より大きい第２の曲率半径を有する球面の一部から構成される
ことを特徴とする請求項１１記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記凸球面の中心と、前記発光素子の発光点を一致させた
ことを特徴とする請求項１１記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記凸球面の曲率半径と前記凹球面の曲率半径の差は、前記凸球面と前記凹球面の間に接着剤が入り込み、かつ入り込んだ接着剤が硬化し得る隙間で前記接着溝が形成されるように規定される
ことを特徴とする請求項１２記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記凸球面の曲率半径と前記凹球面の曲率半径の差を、前記発光素子の前記パッケージの大きさに応じて規定される前記凸球面の曲率半径に応じて、０．１５〜０．２５（ｍｍ）の範囲で設定した
ことを特徴とする請求項１４記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ等の発光素子を固定する固定ホルダ、この固定ホルダが組み込まれた光ピックアップおよび情報処理装置に関する。詳しくは、凸球面と凹球面を組み合わせて固定ホルダを構成することで、放熱を考慮しつつ発光素子の取付角度を調整できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体に光を照射して情報の記録または再生を行う情報処理装置では、記録媒体として例えばＣＤ（Compact Disc）、ＣＤ−Ｒ（CD-Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク、ＭＤ（Mini Disc）等の光磁気ディスクが用いられる。また、発光素子として半導体レーザが用いられる。
【０００３】
図７は一般的な半導体レーザの構成例を示す斜視図である。半導体レーザ１０１は、フランジ部１０２を有する円筒型のパッケージ１０３に図示しないレーザ素子を収納して構成される。パッケージ１０３には光が透過する窓部１０４が形成され、フランジ部１０２の裏面からはリード１０５が突出している。このような形態の半導体レーザ１０１では、フランジ部１０２の正面側の面を基準面Ｌとしている。
【０００４】
半導体レーザ１０１から出射される光は、発光点Ｐから所定の発散角をもって出射される。半導体レーザ１０１において、発光点Ｐを通り基準面Ｌに対して鉛直な軸をＺ軸、発光点Ｐを通りＺ軸に鉛直な直交座標をＸ軸およびＹ軸と定義すると、垂直発散角θｈが水平発散角θｖより大きいので、半導体レーザ１０１の出射パターンはＹ軸方向の半径がＸ軸方向の半径より長い楕円形となる。なお、垂直発散角θｈは２１°位、水平発散角θｖは９°位である。
【０００５】
さて、半導体レーザ１０１においてはＺ軸に沿って光ビームが出射されるように製造されるが、製造誤差等によって光ビームが出射される向きにはばらつきが存在している。
【０００６】
図８は半導体レーザの出射光のずれを示す斜視図である。半導体レーザ１０１では、図示しないチップの取り付け誤差等に起因して、半導体レーザ１０１から出射される光ビームの中心軸が、Ｚ軸に対してＸ軸方向についてはΔθｖ、Ｙ軸方向についてはΔθｈ傾斜している場合が多い。
【０００７】
半導体レーザ１０１から出射された光は、レンズ等を組み合わせた光学系を通り記録媒体に照射される。このため、半導体レーザ１０１から出射される光ビームの中心軸がＺ軸に対して傾斜していると、光学系の光軸の中心に対して光の強度分布の中心がずれる。
【０００８】
光学系の光軸の中心に対して光の強度分布の中心がずれていると、光ディスク等に光ビームを照射することで形成される光スポットにおいて、中心部分の光の強度分布が最大とならないので、特に記録時に正確なピットを形成できない。そこで、従来は、半導体レーザ１０１から出射される光のパワーを上げて、光スポットの中心部分での光の強度が強くなるようにしていた。
【０００９】
しかし、青色レーザ等の波長の短い半導体レーザでは、光のパワーを十分に上げることができないので、光の強度分布の中心が光学系の中心とずれていることにより、信号の記録が正常に行えず、結果として再生が正常に行えないという課題が生じている。このため、半導体レーザ１０１から出射される光ビームの向きを調整できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
すなわち、半導体レーザをホルダに取り付け、このホルダを板バネ等の弾性部材の押し付け力を利用して取付位置に固定することで、ホルダの角度を調整できるようにして半導体レーザの取付角度を調整して、半導体レーザ１０１から出射される光ビームの向きを調整できるようにしている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１０１６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、半導体レーザが取り付けられたホルダを弾性部材の押し付け力を利用して固定する構成では、微小な角度調整を行うことは困難であるという問題がある。また、押し付け力を弱めた状態で角度調整をした後、所定の押し付け力が得られるようにすると、押し付け力の変化でホルダの角度が変化してしまうという問題がある。
【００１３】
このため、半導体レーザに対する精度の要求を厳しくすると、不良品と判定される半導体レーザの割合が高くなり、歩留りが低下するという問題がある。また、精度を向上させるために製造コストが上がるという問題がある。
【００１４】
更に、上述したような従来の半導体レーザの固定構造では、半導体レーザで発生した熱の放熱が考慮されていないという問題がある。特に、青色レーザ等の波長の短い半導体レーザでは、温度上昇によって波長に変動が生じ、所期の特性が得られなくなるという課題が生じている。
【００１５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、発光素子から出射される光ビームの向きを調整できるようにすると共に、発光素子で発生した熱を効率良く放熱できる発光素子の固定ホルダ、この固定ホルダを用いた光ピックアップおよび情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る発光素子の固定ホルダは、パッケージに収納された発光素子の固定ホルダにおいて、発光素子が取り付けられる第１のホルダと、第１のホルダが取り付けられる第２のホルダとを備え、第１のホルダは、発光素子から出射された光が通る開口部が形成された凸球面を備え、第２のホルダは、第１の開口部から第２の開口部へかけて径が徐々に小さくなり、第１の開口部から凸球面が嵌る凹球面を備え、凸球面を凹球面に嵌めると、凸球面と凹球面の一部は接触し、第１の開口部と凸球面の外周面との間は開口した接着溝が形成される曲率で、凸球面および凹球面が構成されるものである。
【００１７】
本発明に係る発光素子の固定ホルダでは、発光素子は第１のホルダに取り付けられる。第１のホルダは凸球面を凹球面に嵌めて第２のホルダに取り付けられる。凸球面を凹球面に嵌めると、第１のホルダは凸球面の中心を回転中心として第２のホルダに回転可能に支持される。
【００１８】
これにより、第１のホルダを回転させることで、発光素子の取付角度が調整されて、発光素子から出射される光ビームの向きが全方向にわたって調整可能となる。
【００１９】
また、凸球面を凹球面に嵌めると、凸球面と凹球面の間に、第１の開口部と凸球面の外周面との間が開口した接着溝が形成される。この開口から低粘度の接着剤を流し込むことで、凸球面と凹球面の間の接着溝の全体に接着剤が行き渡り、そして硬化する。
【００２０】
これにより、第２のホルダに対して回転させて発光素子から出射される光の向きを角度調整した第１のホルダを、第２のホルダと嵌めたまま凸球面と凹球面の間に接着剤を充填して固定できる。
【００２１】
また、凹球面は凸球面に沿った球面であるので、第１のホルダの固定角度によらず、凹球面と凸球面は接着剤を介して面で接触する。これにより、発光素子で発生した熱が第１のホルダから第２のホルダへ効率良く伝達される。
【００２２】
本発明に係る光ピックアップおよび情報処理装置は、上述した固定ホルダが組み込まれたものである。すなわち、本発明に係る光ピックアップは、パッケージに収納された発光素子が取り付けられる固定ホルダと、発光素子から出射した光を導光する光学系とを備えた光ピックアップにおいて、固定ホルダは、発光素子が取り付けられる第１のホルダと、第１のホルダが取り付けられる第２のホルダとを備え、第１のホルダは、発光素子から出射された光が通る開口部が形成された凸球面を備え、第２のホルダは、第１の開口部から第２の開口部へかけて径が徐々に小さくなり、第１の開口部から凸球面が嵌る凹球面を備え、凸球面を凹球面に嵌めると、凸球面と凹球面の一部は接触し、第１の開口部と凸球面の外周面との間は開口した接着溝が形成される曲率で、凸球面および凹球面が構成されるものである。
【００２３】
また、本発明に係る情報処理装置は、パッケージに収納された発光素子が取り付けられる固定ホルダと、発光素子から出射した光を記録媒体へ導光すると共に、記録媒体での反射光を導光する光学系を有する光ピックアップとを備えた情報処理装置において、固定ホルダは、発光素子が取り付けられる第１のホルダと、第１のホルダが取り付けられる第２のホルダとを備え、第１のホルダは、発光素子から出射された光が通る開口部が形成された凸球面を備え、第２のホルダは、第１の開口部から第２の開口部へかけて径が徐々に小さくなり、第１の開口部から凸球面が嵌る凹球面を備え、凸球面を凹球面に嵌めると、凸球面と凹球面の一部は接触し、第１の開口部と凸球面の外周面との間は開口した接着溝が形成される曲率で、凸球面および凹球面が構成されるものである。
【００２４】
本発明に係る光ピックアップでは、固定ホルダにおいて第１のホルダは第２のホルダに対して凸球面の中心を回転中心に回転可能に支持され、第１のホルダを回転させることで、発光素子の取付角度が調整されて、発光素子から出射される光ビームの向きが全方向にわたって調整される。
【００２５】
これにより、光の強度分布の中心が、光学系の光軸に一致するように調整されると共に、第１のホルダの角度によらず凹球面と凸球面が接着剤を介して接触して、発光素子で発生した熱が第１のホルダから第２のホルダへ効率良く伝達される。
【００２６】
従って、本発明に係る情報処理装置では、光の強度分布の中心が、光学系の光軸に一致するように調整された状態で、かつ、発光素子で発生した熱を第１のホルダから第２のホルダへ伝達しながら記録媒体に対して光が照射される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る発光素子の固定ホルダによれば、発光素子の取付角度を調整して発光素子から出射される光ビームの向きを任意の方向に調整することができる。従って、発光素子に要求される精度を緩和することができ、歩留りの向上を図ることができると共に、製造コストを抑えることができる。
【００２８】
また、凸球面と凹球面の間に接着溝を形成したので、凸球面と凹球面の間に容易な作業で接着剤を充填して、第１のホルダを第２のホルダに固定できる。これにより、第１のホルダを第２のホルダに対して回転させて発光素子から出射される光ビームの向きを調整した後、第１のホルダの第２のホルダに対する調整角度を保持したまま、凸球面と凹球面の間に接着剤を充填できる。従って、微小な角度調整が可能となる。
【００２９】
更に、第１のホルダと第２のホルダは接着剤を介して球面同士で接触するので、発光素子で発生した熱を第１のホルダを介して第２のホルダへと効率良く伝達して放熱することができる。
【００３０】
このような固定ホルダを備えた光ピックアップでは、光の強度分布の中心を、光学系の光軸に一致するように調整することができる。また、発光素子で発生した熱を効率良く放熱できるので、温度変化の影響を抑えることができる。
【００３１】
従って、このような固定ホルダを備えた情報処理装置では、記録媒体に対して信号を確実に記録できると共に、記録媒体の信号を確実に再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の発光素子の固定ホルダ、光ピックアップおよび情報処理装置の実施の形態について説明する。
【００３３】
＜固定ホルダの概要＞
図１〜図３は本実施の形態の固定ホルダの構成例を示し、図１は固定ホルダを分解した状態の斜視図、図２は固定ホルダを組み立てた状態の斜視図、図３は固定ホルダを組み立てた状態の側断面図である。
【００３４】
本実施の形態の固定ホルダ１は、図７で説明した半導体レーザ１０１が取り付けられるサブホルダ２と、サブホルダ２が取り付けられるメインホルダ３を備える。そして、サブホルダ２に形成された凸球面２ａをメインホルダ３に形成された凹球面３ａに嵌めることで、半導体レーザ１０１の取付角度により半導体レーザ１０１から出射される光ビームの向きの調整を容易に行えるようにする。
【００３５】
更に、凹球面３ａの曲率半径を凸球面２ａの曲率半径より若干大きく構成することで、凸球面２ａと凹球面３ａの間に接着剤を流し込んで硬化させる接着溝を形成できるようにしたものである。
【００３６】
＜情報処理装置の全体構成＞
本実施の形態の固定ホルダ１は、例えばディスクドライブ装置等の情報処理装置を構成する光ピックアップに組み込まれる。そこで、まずディスクドライブ装置および光ピックアップの構成を説明する。図４はディスクドライブ装置の構成例を示す斜視図である。
【００３７】
ディスクドライブ装置２１は情報処理装置の一例で、光ピックアップ２２を備えると共に、図示しないシャーシにディスク２３の回転駆動機構と光ピックアップ２２のスライド駆動機構を備える。
【００３８】
光ピックアップ２２はディスク２３に対して光を照射して情報を記録する機能を備える。また、ディスク２３に対して光を照射すると共に、ディスク２３からの反射光を受光して情報を再生する機能を備える。
【００３９】
上述した記録／再生機能を実現するため、光ピックアップ２２は筐体２４に図７等に示す半導体レーザ１０１や後述するフォトディテクタ、各種光学部品を備えると共に、対物レンズ２５を駆動する例えば２軸アクチュエータ２６を備える。また、光ピックアップ２２にはフレキシブル基板２７が接続される。
【００４０】
２軸アクチュエータ２６はコイル等を利用した駆動機構で対物レンズ２５の位置を動かして、ディスク２３へ照射する光の焦点を調整して光スポットを形成するフォーカス機能と、ディスク２３へ照射する光スポットをトラック追従させるトラッキング機能を有する。
【００４１】
フレキシブル基板２７はレーザ駆動用のドライバＩＣ２７ａ等が搭載され、半導体レーザ１０１や２軸アクチュエータ２６を駆動する図示しないコイルへの電気信号の供給、フォトディテクタからの電気信号の出力等が行われる。
【００４２】
ディスク２３は光が照射されて情報の記録および再生が行われる記録媒体の一例で、本例ではＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＤ等の光磁気ディスクである。光ピックアップ２２による光スポットの照射をディスク２３の全周にわたり行うため、ディスク２３を回転させる回転駆動機構として、スピンドルモータ２８とターンテーブル２９を備える。
【００４３】
スピンドルモータ２８は図示しないシャーシに取り付けられ、スピンドルモータ２８の軸にターンテーブル２９が取り付けられる。ディスク２３はターンテーブル２９に対して着脱自在で、ターンテーブル２９に装着されたディスク２３はスピンドルモータ２８に駆動されて回転する。
【００４４】
更に、光ピックアップ２２による光スポットの照射位置をディスク２３の径方向の全体の任意の位置に移動させるため、光ピックアップ２２のスライド駆動機構として、主軸３０と副軸３１、および図示しないスレッドモータ等を備える。
【００４５】
主軸３０と副軸３１は互いが平行となるように図示しないシャーシに取り付けられる。光ピックアップ２２の筐体２４には主軸３０に支持されるガイド部３２と副軸３１に支持されるガイド部３３が備えられ、光ピックアップ２２は図示しないスレッドモータに駆動されて、主軸３０と副軸３１に沿ってディスク２３の径方向に移動する。
【００４６】
次に光ピックアップ２２の光学系の構成について説明する。図５は光ピックアップの光学系の構成例を示す斜視図である。
【００４７】
図４に示す光ピックアップ２２の光学系は、図７等に示す半導体レーザ１０１と図４に示す対物レンズ２５を備える。更に、図５に示すようにフォトディテクタ３４、グレーティング素子３５、コリメータレンズ３６、アナモルフィックプリズム３７、ビームスプリッタ３８、ミラープレート３９、フロントＰＤ（フォトディテクタ）４０、集光レンズ４１およびマルチレンズ４２を備える。
【００４８】
以上の構成により、光ピックアップ２２は、半導体レーザ１０１から出射した光をディスク２３に照射し、ディスク２３に照射された光の反射光をフォトディテクタ３４で受光する。
【００４９】
具体的な動作を説明すると、半導体レーザ１０１より出射した光は、グレーティング素子３５において回折現象を利用し３本の光ビーム（１本の主ビームと２本の副ビーム）に分割される。
【００５０】
３本に分割された光ビームはコリメータレンズ３６に入射し、コリメータレンズ３６により発散光から平行光に変換され、アナモルフィックプリズム３７において３本の各光ビームの縦横比を整形し、ビームスプリッタ３８に入射される。
【００５１】
ビームスプリッタ３８では、半導体レーザ１０１からの光ビームを透過してミラープレート３９へ導くと共に、一部の光を境界面で反射してフロントＰＤ４０へ導く。光ピックアップ２２では、フロントＰＤ４０の出力を利用して、半導体レーザ１０１が出射する光量を一定にする機能が備えられる。
【００５２】
ビームスプリッタ３８を透過した光ビームはミラープレート３９で反射して光軸が直角に屈曲され、図４に示す２軸アクチュエータ２６に搭載された対物レンズ２５によってディスク記録面に光スポットを形成し、ディスク記録面への情報の記録を行う。また、ディスク記録面からの反射光を情報再生のための光信号として得る。
【００５３】
ディスク記録面で反射した光は、対物レンズ２５を逆の経路で進み、ミラープレート３９を経由してビームスプリッタ３８に入射する。ビームスプリッタ３８に入射した光は、ビームスプリッタ内部の誘電膜により光の偏光に応じて境界面で反射し、光の経路が分岐する。
【００５４】
ビームスプリッタ３８では、ディスク記録面に照射された主ビームおよび副ビームの反射光が、ディスクに記録された情報と、対物レンズ２５のフォーカス情報と、対物レンズ２５のトラッキング情報とを示す光に分割される。
【００５５】
ビームスプリッタ３８で分岐した光は集光レンズ４１およびマルチレンズ４２に入射され、それぞれの光がフォトディテクタ３４の各受光面に結像される。そして、フォトディテクタ３４により光信号を電気信号に変換し、この情報を用いて２軸アクチュエータ２６の位置やディスク記録面の情報を得るようになっている。
【００５６】
＜固定ホルダの具体的な構成＞
上述した半導体レーザ１０１は、固定ホルダ１を介して光ピックアップ２２の筐体２４に取り付けられる。
【００５７】
次に、図１〜図３を参照して固定ホルダ１の構成の詳細について説明する。ここで、図１（ａ）は固定ホルダ１の全体の構成を示す分解斜視図、図１（ｂ）はサブホルダ２の斜視図である。
【００５８】
また、図２（ａ）は組み立てられた固定ホルダ１を正面から見た斜視図、図２（ｂ）は組み立てられた固定ホルダ１を背面から見た斜視図である。更に、図３は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００５９】
サブホルダ２は第１のホルダで、熱伝導および放熱を考慮して例えばアルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム（Ｍｇ）等の金属で構成される。メインホルダ３は第２のホルダで、サブホルダ２と同様に熱伝導および放熱を考慮して例えばアルミニウムやマグネシウム等の金属で構成される。なお、本例ではメインホルダ２とサブホルダ３は放熱を考慮して金属製としたが、コストを考慮して樹脂製とすることも可能である。
【００６０】
サブホルダ２はメインホルダ３と対向する正面側に凸球面２ａを備える。凸球面２ａは第１の曲率半径ＳＲ１の球面の一部として構成され、サブホルダ２の正面から突出する凸部である。
【００６１】
サブホルダ２は半導体レーザ１０１の取付部４を備える。取付部４は半導体レーザ１０１のパッケージ１０３を収納する空間で、凸球面２ａの頂点部に開口部４ａが形成される。また、取付部４はサブホルダ２の背面側に半導体レーザ１０１のフランジ部１０２が突き当てられる位置決め面４ｂが形成される。
【００６２】
メインホルダ３は背面側にサブホルダ取付部５を備える。サブホルダ取付部５は、メインホルダ３の背面側の一部を溝状に切り欠いて構成される。また、メインホルダ３は正面側に取付面６を備える。固定ホルダ１は図４に示す光ピックアップ２２の筐体２４に、メインホルダ３の取付面６を突き当てて固定される。
【００６３】
メインホルダ３は背面側に凹球面３ａを備える。凹球面３ａは第２の曲率半径ＳＲ２の球面の一部から構成される凹部で、サブホルダ取付部５に円形状の第１の開口部７ａが形成される。凹球面３ａの頂点部には、取付面６まで貫通した第２の開口部７ｂが形成され、凹球面３ａは、第１の開口部７ａから第２の開口部７ｂにかけて徐々に径が小さくなる。
【００６４】
ここで、図３に示すように、サブホルダ２に半導体レーザ１０１を取り付けたときに、サブホルダ２の凸球面２ａの中心が、半導体レーザ１０１の発光点Ｐと一致するように、サブホルダ２の取付部４の形状、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１等が設定されている。
【００６５】
また、メインホルダ３の凹球面３ａの曲率半径ＳＲ２が、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１より若干大きく設定されている。ＳＲ１＜ＳＲ２と設定することで、凸球面２ａは凹球面３ａに嵌る。
【００６６】
更に、凸球面２ａを凹球面３ａに嵌めたときに、凸球面２ａと凹球面３ａが接し、サブホルダ２の正面とサブホルダ取付部５との間にサブホルダ２の回転に必要な空間が形成されるように、凸球面２ａがサブホルダ２の正面から突出する高さ等が設定される。
【００６７】
これにより、凸球面２ａの頂点部付近が凹球面３ａに接する位置まで入り込ませて、凸球面２ａを凹球面３ａに嵌めることができる。また、サブホルダ２は、凸球面２ａを凹球面３ａに接触させた状態で、半導体レーザ１０１の発光点Ｐをほぼ中心として自在に回転させることができる。
【００６８】
ここで、凸球面２ａを凹球面３ａに嵌めたとき、サブホルダ２の正面とメインホルダ３のサブホルダ取付部５が接してしまうと、サブホルダ２を自在に回転させることはできない。
【００６９】
そこで、凸球面２ａを凹球面３ａに嵌めて凸球面２ａの頂点部付近と凹球面３ａが接した状態で、サブホルダ２の正面とサブホルダ取付部５との間に空間が形成されるように設定する。
【００７０】
半導体レーザ１０１から出射される光ビームの中心軸のずれ量は、通常、最大で３°位である。このため、サブホルダ２は、全方向に例えば５°位回転できれば良い。そこで、サブホルダ２の正面とサブホルダ取付部５の間に、メインホルダ３に対してサブホルダ２を全方向に５°位回転できるような隙間が形成されるように設定する。
【００７１】
更に、ＳＲ１＜ＳＲ２と設定することで、凸球面２ａを凹球面３ａに嵌めたときに、凸球面２ａと凹球面３ａの間に接着溝８が形成される。接着溝８はＳＲ１とＳＲ２の差に応じて凸球面２ａと凹球面３ａの間に形成される隙間で、凸球面２ａと凹球面３ａの接触個所から、第１の開口部７ａに向かうに従い凸球面２ａと凹球面３ａとの間隔が広くなり、第１の開口部７ａと凸球面２ａの外周面との間がリング形状に開口する。これにより、接着溝８の断面形状は、湾曲したクサビ形状である。
【００７２】
ここで、接着溝８は、サブホルダ２をメインホルダ３に仮止めする際に、接着剤を流し込むために形成される。サブホルダ３の仮止めには、シアノアクリレートの重合反応を利用したいわゆる瞬間接着剤と呼ばれる接着剤を用いる。瞬間接着剤は、低粘度であるので、接着しようとする面同士の間に微小な隙間が形成されていると、毛管現象によって接着しようとする面の間に入り込む。但し、接着しようとする面同士の間隔が大きいと、瞬間接着剤は硬化しない。
【００７３】
このため、接着溝８として、瞬間接着剤が入り込み、かつ瞬間接着剤が硬化し得るような隙間が形成されるように、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１と凹球面３ａの曲率半径ＳＲ２が設定される。なお、具体例については後述する。
【００７４】
また、メインホルダ３はサブホルダ取付部５の両側に取付孔９を備える。固定ホルダ１は取付孔９に挿入した図示しないネジで図４に示す筐体２４に固定されるが、固定ホルダ１の位置を調整可能とするため、取付孔９は図示しないネジの軸の直径より大きな形状を有する。
【００７５】
＜半導体レーザの取付角度調整動作＞
次に、上述した固定ホルダ１を使用して、半導体レーザ１０１から出射される光ビームの向きを調整する動作について説明する。
【００７６】
まず、半導体レーザ１０１をサブホルダ２に取り付けるため、半導体レーザ１０１のパッケージ１０３をサブホルダ２の取付部４に挿入する。そして、半導体レーザ１０１のフランジ部１０２を位置決め面４ｂに突き当てて固定する。なお、半導体レーザ１０１は接着剤でサブホルダ２に固定されるが、熱硬化型の接着剤を使用する場合は、熱による半導体レーザ１０１への影響を考慮して、例えば摂氏８０度以下の低温で硬化する接着剤の使用が好ましい。
【００７７】
次に、半導体レーザ１０１が取り付けられたサブホルダ２の凸球面２ａをメインホルダ３の凹球面３ａに嵌める。そして、半導体レーザ１０１を発光させ、所定の位置に取り付けられたフォトディテクタ等で光を受光して、受光した光の強度分布が最大となるようにサブホルダ２の角度を調整する。
【００７８】
上述したように、凸球面２ａと凹球面３ａは、凹球面３ａの曲率半径が凸球面２ａより若干大きな球面同士で、凸球面２ａを凹球面３ａに嵌めると、凸球面２ａは頂点部付近で凹球面３ａと接する。また、凸球面２ａの中心は半導体レーザ１０１の発光点Ｐと一致している。
【００７９】
これにより、サブホルダ２は、凸球面２ａの一部を凹球面３ａに接触させた状態で、半導体レーザ１０１の発光点Ｐをほぼ中心として全方向に自在に回転させることができると共に、回転により調整した角度を容易に保持できる。
【００８０】
従って、図８に示すように半導体レーザ１０１から出射される光ビームの中心軸が、Ｚ軸に対してＸ軸方向についてはΔθｖ、Ｙ軸方向についてはΔθｈ傾斜している場合でも、サブホルダ２を回転させることで、半導体レーザ１０１から出射される光ビームの中心軸をＺ軸と一致させることができる。
【００８１】
サブホルダ２の角度の調整が終了すると、接着溝８に接着剤を流し込んで、サブホルダ２をメインホルダ３に仮止めする。サブホルダ３の仮止めには瞬間接着剤を用いる。
【００８２】
上述したように、凸球面２ａと凹球面３ａの曲率半径の関係をＳＲ１＜ＳＲ２とすることで、凸球面２ａと凹球面３ａの間には、メインホルダ３の第１の開口部７ａとサブホルダ２の凸球面２ａの外周面との間が開口し、凸球面２ａの頂点部付近で凹球面３ａと接触した接着溝８が形成される。
【００８３】
この開口から瞬間接着剤を流し込むと、瞬間接着剤のように低粘度の接着剤では、毛管現象によって接着溝８の全面に行き渡り硬化する。これにより、サブホルダ２は調整された角度を保持してメインホルダ３に固定される。
【００８４】
なお、サブホルダ２の仮止めの後、ＵＶ硬化型の接着剤あるいはエポキシ系の接着剤等をサブホルダ取付部５とサブホルダ２の隙間等に充填して、サブホルダ２を固定する。
【００８５】
以上のように半導体レーザ１０１から出射される光の向きがサブホルダ２の固定角度によって調整された固定ホルダ１は、図４に示す光ピックアップ２２の筐体２４に取り付けられ、図示しないネジで固定される。
【００８６】
半導体レーザ１０１から出射される光の向きが調整された固定ホルダ１が取り付けられた光ピックアップ２２では、図５に示す光学系の光軸と、半導体レーザ１０１から出射された光の強度分布の中心が一致する。
【００８７】
また、サブホルダ２の凸球面２ａとメインホルダ３の凹球面３ａは球面同士で、凸球面２ａと凹球面３ａの間に形成される接着溝８に接着剤を充填させることで、サブホルダ２の固定角度によらず、凸球面２ａと凹球面３ａは接着剤を介して全面で面接触となる。
【００８８】
これにより、半導体レーザ１０１を駆動することで発生する熱は、サブホルダ２からメインホルダ３に効率良く伝達されて放熱することができ、半導体レーザ１０１の温度上昇を防ぐ。
【００８９】
従って、この光ピックアップ２２を備えたディスクドライブ装置では、ディスク２３に対して信号を確実に記録できると共に、ディスク２３の信号を確実に再生することができる。
【００９０】
ここで、凸球面２ａと凹球面３ａの曲率半径の関係をＳＲ１＜ＳＲ２とすることで、メインホルダ３の第１の開口部７ａとサブホルダ２の凸球面２ａの外周面との間がリング状に開口している。
【００９１】
これにより、凸球面２ａを凹球面３ａに嵌めた状態で、接着溝８に接着剤を流し込むことができる。従って、サブホルダ２の角度を調整した後、サブホルダ２をメインホルダ３から取り外すことなく、凸球面２ａと凹球面３ａの間の接着溝８に接着剤を充填させることができ、微小な角度調整が正確かつ容易に行える。
【００９２】
図６は凸球面と凹球面の曲率半径の関係を示す側断面図である。なお、図６では、図面の煩雑さを防ぐため断面部分にハッチングを施していない。また、図６に示すＺ軸は、凹球面３ａの中心を通るメインホルダ３の中心軸である。
【００９３】
まず、半導体レーザ１０１としては、パッケージ１０３の直径がφ５．６（ｍｍ）のものを使用する。
【００９４】
半導体レーザ１０１の発光点Ｐとサブホルダ２の凸球面２ａの中心を一致させるためには、パッケージ１０３の直径がφ５．６（ｍｍ）であると、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１はＲ＝２．９（ｍｍ）位が下限となる。
【００９５】
これは、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１をこれ以上小さくすると、凸球面２ａと取付部４の間の肉厚が薄くなり、強度が確保できないためである。このように、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１は、半導体レーザ１０１のパッケージ１０３のサイズによって規定される。
【００９６】
サブホルダ２とメインホルダ３の固定には瞬間接着剤を用いるとする。ここで、凸球面２ａと凹球面３ａの曲率半径が一致していると、凸球面２ａに凹球面３ａを嵌めたとき、凸球面２ａと凹球面３ａは全面で密着した状態となる。
【００９７】
接着しようとする面同士が密着していると、両者を接触させた状態では、接着しようとする面同士の間に接着に必要十分な量の瞬間接着剤を流し込むことができない。これに対して、接着しようとする面同士の間に隙間が形成されていれば、毛管現象を利用して瞬間接着剤を流し込むことができる。但し、瞬間接着剤は、接着しようとする面同士の隙間が０．０５ｍｍ以下でないと、硬化しない。
【００９８】
そこで、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１をＲ＝２．９（ｍｍ）としたとき、図６（ａ）に示すように、接着溝８として凸球面２ａとメインホルダ３の第１の開口部７ａの間に例えば０．０６（ｍｍ）の隙間を形成する例を検討する。
【００９９】
凸球面２ａと第１の開口部７ａの間の隙間を０．０６（ｍｍ）と設定すると、メインホルダ３の凹球面３ａの曲率半径ＳＲ２はＲ＝３．０５（ｍｍ）となる。
【０１００】
これに対して、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１をＲ＝２．９（ｍｍ）としたとき、図６（ｂ）に示すように、接着溝８として凸球面２ａと第１の開口部７ａの間に例えば０．１（ｍｍ）の隙間を形成する例を検討する。
【０１０１】
凸球面２ａと第１の開口部７ａの間の隙間を０．１（ｍｍ）と設定すると、凹球面３ａの曲率半径ＳＲ２はＲ＝３．１６（ｍｍ）となる。
【０１０２】
接着溝８は、凸球面２ａと凹球面３ａの接触個所から、第１の開口部７ａに向かうに従い凸球面２ａと凹球面３ａとの間隔が広くなる。このため、第１の開口部７ａと凸球面２ａの間の隙間を０．０６〜０．１（ｍｍ）程度に設定すると、凸球面２ａと凹球面３ａの間隔は、凸球面２ａと凹球面３ａが対向している部位の半分以上の範囲で０．０５（ｍｍ）以下となる。
【０１０３】
これにより、第１の開口部７ａと凸球面２ａの間の隙間に瞬間接着剤を流し込むと、接着溝８に接着に必要十分な量の瞬間接着剤が充填され、かつ瞬間接着剤が硬化してサブホルダ２がメインホルダ３に固定される。
【０１０４】
また、凸球面２ａの頂点部付近が凹球面３ａに接しているので、接着溝８に流し込んだ瞬間接着剤が、サブホルダ２の第２の開口部７ｂに回り込むことがない。従って、第２の開口部７ｂが接着剤で塞がれることはない。
【０１０５】
次に、メインホルダ３に対してサブホルダ２を回転させたときの半導体レーザ１０１の発光点のずれ量について検討する。本例では、凸球面２ａの中心と半導体レーザ１０１の発光点Ｐが一致するように構成されているが、半導体レーザ１０１の製造上の誤差により、発光点の位置は規格の範囲内でずれが生じている。また、ＳＲ１＜ＳＲ２と設定することで、凹球面３ａの中心は発光点Ｐと一致しない。このため、サブホルダ２の回転中心と半導体レーザ１０１の発光点Ｐが正確には一致しない。
【０１０６】
半導体レーザ１０１のフランジ部１０２の基準面Ｌに鉛直な軸が、Ｚ軸に対して３度傾斜するようにサブホルダ２を回転させると、凹球面３ａの曲率半径ＳＲ２をＲ＝３．０５（ｍｍ）と設定した場合は、半導体レーザ１０１の発光点ＰのＺ軸からのずれ量は０．０１（ｍｍ）であった。
【０１０７】
これに対して、凹球面３ａの曲率半径ＳＲ２をＲ＝３．１６（ｍｍ）と設定した場合は、半導体レーザ１０１の発光点ＰのＺ軸からのずれ量は０．０１６（ｍｍ）であった。
【０１０８】
以上のように、サブホルダ２を回転させたときの半導体レーザ１０１の発光点Ｐのずれ量は微小であり、また、固定ホルダ１は図４に示す筐体２４への取付時にＸ−Ｙ方向の位置調整を行うので、発光点のずれは問題とならない。
【０１０９】
これにより、サブホルダ２の凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１をＲ＝２．９（ｍｍ）と設定した場合に、メインホルダ３の凹球面３ａの曲率半径ＳＲ２をＲ＝３．０５〜３．１６（ｍｍ）位に設定すれば、凸球面２ａと凹球面３ａの間に接着に適切な隙間で接着溝８が形成される。また、サブホルダ２の回転に伴う半導体レーザ１０１の発光点Ｐのずれ量を抑えることができる。
【０１１０】
従って、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１はＲ＝２．９（ｍｍ）位、凹球面３ａの曲率半径ＳＲ２はＲ＝３．１（ｍｍ）位が適切で、凸球面２ａの曲率半径ＳＲ１と凹球面３ａの曲率半径ＳＲ２の差は、０．１５〜０．２５（ｍｍ）位が適切であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、ディスク状、あるいは他の形態の記録媒体に光を照射して情報の記録または再生を行う装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本実施の形態の固定ホルダの構成例を示す分解斜視図である。
【図２】本実施の形態の固定ホルダの構成例を示す組み立てた状態の斜視図である。
【図３】本実施の形態の固定ホルダの構成例を示す側断面図である。
【図４】ディスクドライブ装置の構成例を示す斜視図である。
【図５】光ピックアップの光学系の構成例を示す斜視図である。
【図６】凸球面と凹球面の曲率半径の関係を示す側断面図である。
【図７】一般的な半導体レーザの構成例を示す斜視図である。
【図８】半導体レーザの出射光のずれを示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・固定ホルダ、２・・・サブホルダ、２ａ・・・凸球面、３・・・メインホルダ、３ａ・・・凹球面、４・・・取付部、４ａ・・・開口部、４ｂ・・・位置決め面、５・・・サブホルダ取付部、６・・・取付面、７ａ・・・第１の開口部、７ｂ・・・第２の開口部、８・・・接着溝、９・・・取付孔、２１・・・ディスクドライブ装置、２２・・・光ピックアップ、２３・・・ディスク、２４・・・筐体、２５・・・対物レンズ、１０１・・・半導体レーザ、１０２・・・フランジ部
【図１】
2005311203.tif 000003
【図２】
2005311203.tif 000004
【図３】
2005311203.tif 000005
【図４】
2005311203.tif 000006
【図５】
2005311203.tif 000007
【図６】
2005311203.tif 000008
【図７】
2005311203.tif 000009
【図８】
2005311203.tif 000010