(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともレーザダイオードを搭載したステムを有する半導体レーザ装置において、
上記ステムに溶接されると共に、略コの字型をなして、対向する側部開口を有するキャップと、
上記キャップに搭載されたホログラム素子と
を備え、
上記キャップは、上記側部開口が上記ステムの長手方向の両端側に対向するように、上記ステムに取り付けられていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記キャップの上記側部開口の上部に、補強板部を有することを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体レーザ装置において、
上記ステムは、短手方向両端部に位置して両側面長手方向に延びる平坦部を有し、
上記キャップは、長手方向両端部に上記側部開口および補強部を有すると共に短手方向両端部に側板部を有し、
上記キャップの側板部を、上記ステムの平坦部に溶接または接着したことを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばパソコンの情報記録・再生装置のピックアップ装置に組み込まれる半導体レーザ装置としては、図７に示すようなものがある。この半導体レーザ装置は、レーザダイオード１０２および受光素子１０３を搭載したステム１０１と、このステム１０１に溶接あるいは接着されて上記レーザダイオード１０２および受光素子１０３を保護する保護キャップ１０４と、この保護キャップ１０４上に搭載されるホログラム素子１０５を備える。上記保護キャップ１０４は、外部から埃や異物が入り込んでレーザダイオード１０２などに悪影響を与えないように、開口部が無い構造によって、上記レーザダイオード１０２および受光素子１０３を密閉している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、ピックアップ装置は、上記パソコンの情報記録・再生装置のほかに、車載用のＣＤ（コンパクトディスク）プレーヤや、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスクによる読出し専用メモリ）あるいはＤＶＤ−ＲＯＭ（デジタル多用途ディスクによる読出し専用メモリ）を用いるナビゲーションシステムなどに多く用いられるようになっている。このような車内で用いられるピックアップ装置は、室内のパソコンなどに用いられるピックアップ装置よりも、特に真夏において高温になる過酷な環境におかれる。上記従来の半導体レーザ装置は、レーザダイオード１０２が、上記開口が無い保護キャップ１０４内に配置されているので、上記過酷な環境においてはレーザダイオードの発熱量が放熱され難くなるから、半導体レーザ装置の温度が上昇して、発光効率の悪化や発光波長の変化などの不都合が生じ易いという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、過酷な環境においても良好な発光特性を保持できる半導体レーザ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の半導体レーザ装置は、少なくともレーザダイオードを搭載したステムを有する半導体レーザ装置において、
上記ステムに溶接されると共に、略コの字型をなして、対向する側部開口を有するキャップと、
上記キャップに搭載されたホログラム素子と
を備え、
上記キャップは、上記側部開口が上記ステムの長手方向の両端側に対向するように、上記ステムに取り付けられていることを特徴としている。
【０００６】
上記構成によれば、上記ステムに溶接されるキャップが有する上記対向する側部開口を介して、キャップ内部の空気がキャップ外部の空気と交換される。この空気によって、上記キャップ内のレーザダイオードが効果的に冷却される。したがって、上記半導体レーザ装置を、例えば車戴ＣＤプレーヤやＤＶＤ−ＲＯＭを用いたナビゲーションシステムなどに組み込み、車内の高温で過酷な環境で用いられても、効率良く冷却されて安定して動作する半導体レーザ装置が得られる。
【０００７】
また、上記キャップは、略コの字型をなすので、容易に製造できて、半導体レーザ装置の生産性が向上する。
また、上記半導体レーザ装置は、上記キャップの側部開口が上記ステムの長手方向の両端側に対向するように上記ステムに取り付けられているので、上記キャップの開口していない側部が上記ステムの長手方向の側面側に面するから、この側部によって、キャップの外部から内部への異物の侵入が効果的に防止されて、上記キャップ内部のレーザダイオードやワイヤなどが効果的に保護される。
【０００８】
１実施形態の半導体レーザ装置は、上記キャップの上記側部開口の上部に、補強板部を有する。
【０００９】
上記実施形態によれば、上記半導体レーザ装置は、上記キャップの上記側部開口の上部に補強板部を有し、これによってキャップは比較的大きい強度を有するので、例えば車載用のＤＶＤ−ＲＯＭを用いたナビゲーションシステムなどに用いられて、振動や衝撃を受ける環境で動作する場合であっても、上記キャップに搭載されたホログラム素子と、ステムに搭載されたレーザダイオードとの間に過大な変位が生じたりすることがない。したがって、上記半導体レーザ装置は、振動や衝撃を受ける環境であっても、安定してレーザ光を発光できる。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
１実施形態の半導体レーザ装置は、上記ステムは、短手方向両端部に位置して両側面長手方向に延びる平坦部を有し、
上記キャップは、長手方向両端部に上記側部開口および補強部を有すると共に短手方向両端部に側板部を有し、
上記キャップの側板部を、上記ステムの平坦部に溶接または接着している。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記キャップの上記側板部が、上記ステムの平坦部に溶接されていて、上記ステムの長手方向の両端に対応する位置に、上記キャップの側部開口および補強板部が対向して位置する。したがって、上記ステムの長手方向両端、かつ、上記キャップ側に向く端面には、例えばキャップのフランジなどがなくて、上記ステムの端面は、比較的大きい面積を有する。この比較的大きい面積を有するステムの端面をピックアップ装置の支持部に当接させながら、上記半導体レーザ装置を上記支持部に対して移動させることによって、上記半導体レーザ装置を、上記ピックアップ装置に、高精度かつ容易に位置決めできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の参考例の半導体レーザ装置を示す分解斜視図である。この半導体レーザ装置は、鉄を主成分とする金属部と樹脂部とからなるステム１を備え、このステム１は、ステム１が搭載する部品と電気的に接続される金属性リードピンと、このリードピンに接続して外部の配線に接続される外部配線用端子を有する。上記ステム１は、レーザダイオード２および受光素子３を搭載していて、このレーザダイオード２および受光素子３は、上記リードピンに、図示しないワイヤで電気的に接続されている。なお、上記レーザダイオード２とステムとの間には、通常、光出力調整用のモニターダイオード（図示せず）を搭載する。このステム１は、長手方向の両端に、弓形の隆起した畦部１１，１１を有する。
【００１８】
上記ステム１には、略コの字型をなして、長手方向の側面側に対向する側部開口４１，４１を有するキャップ４が取り付けられる。このキャップ４は、長手方向の両端の側面部の下端にフランジ部４２，４２を有し、このフランジ部４２，４２を、上記ステムの畦部１１，１１に溶接して、ステム１に取り付けられる。上記ステム１に取り付けられたキャップ４は、上記側部開口４１を介して、キャップ４内部の空気がキャップ４外部の空気と交換されるようになっている。
【００１９】
上記キャップ４の上面には窓４３が形成されていて、この窓４３を覆うように、ホログラム素子５がキャップ４に取り付けられる。このホログラム素子５をキャップ４に取りつける際、上記レーザダイオード２を発光させて、この光軸上に上記ホログラムのホログラムパターンの中心を一致させると共に、上記ホログラム素子５の上方に、光ディスクに相当する反射体を配置して、この反射体による上記レーザダイオード２からの光の反射光を、上記受光素子３で受光する。この受光素子３からの受光信号を測定して、所定の受光信号が得られるように、上記ホログラム素子５の上記キャップ４上の位置を調節する。
【００２０】
図２は、上記参考例の半導体レーザ装置を動作した際の温度変化と、図７の従来の半導体レーザ装置を動作した際の温度変化とを、重ねて示した図である。いずれの半導体レーザ装置について、温度が２５℃の場合から、ホログラム素子５，１０５での出力が３ｍＷのレーザ光を出射させた際の半導体レーザ装置の温度上昇を時系列に示している。本参考例の半導体レーザ装置の温度変化を実線で示し、従来の半導体レーザ装置の温度変化を破線で示している。図２から分かるように、本参考例の半導体レーザ装置と従来の半導体レーザ装置のいずれも、レーザダイオードの発光を開始した後、温度が上昇して１０分程度で温度が安定する。このときに達する温度は、従来の半導体レーザ装置では４０℃を越える一方、本参考例の半導体レーザ装置では３５℃程度であり、本参考例形態の半導体レーザ装置のほうが、従来の半導体レーザ装置よりも５℃程度低い。これは、本参考例の半導体レーザ装置は、上記キャップの側部開口４１を介して、キャップ４内部の空気がキャップ４外部の空気と交換され、この交換される空気によって、レーザダイオード２の熱が効果的に放熱されるからであると考えられる。
【００２１】
本参考例の半導体レーザ装置は、動作を開始した後の上昇温度が従来よりも低いので、例えば車戴ＤＶＤ−ＲＯＭ再生装置などの高温になる環境で用いても、上記半導体レーザ装置が達する温度は従来よりも低いから、従来におけるような発光効率の悪化や発光波長の変化などの不都合が生じ難い。
【００２２】
また、上記参考例の半導体レーザ装置のキャップ４は、略コの字型をなすので容易に形成でき、したがって、半導体レーザ装置が容易に製造できる。
【００２３】
図３は、一実施形態のキャップを示す図である。本実施形態は、キャップ以外の構成は、図１の実施形態と同じであるので、図１を代用して説明する。このキャップ１４は、長手方向の両端部に側部開口１４１，１４１を有し、この側部開口１４１，１４１をステム１の長手方向の両端側に対向させて、キャップの側部１４３，１４３をステム１の長手方向の両側面に溶接する。
【００２４】
本実施形態の半導体レーザ装置を動作すると、レーザダイオードで生じる熱は、上記側部開口１４１とステム１の隙間を通して半導体レーザ装置の内部と外部との間で交換される空気を介して、半導体レーザ装置の外部に放熱される。したがって、高温の環境で動作しても、この半導体レーザ装置が達する温度は、従来よりも低い温度である。したがって、本実施形態の半導体レーザ装置は、過酷な環境であっても、従来の半導体レーザ装置よりも発光効率が向上できる。
【００２５】
さらに、上記キャップ１４は、側部開口１４１，１４１を長手方向の両端側に対向させて、キャップの側部１４３，１４３をステムの長手方向の両側面に溶接するので、ステムの長手方向の両側に近接するワイヤに、外部の異物などが接触することが効果的に防止できる。
【００２６】
図４は、他の参考例のキャップを示す図である。本参考例のキャップ２４は、補強板部２４２を備える以外は図１のキャップ４と同一の構成を有するので、図１を代用して半導体レーザ装置の説明をする。このキャップ２４は、側部開口２４１の上部に、０．５ｍｍから１ｍｍの高さの補強板部２４２を備える。この補強板部２４２によって、本実施形態のキャップ２４は、図１のキャップ４よりも大きい剛性が得られる。したがって、本実施形態の半導体レーザ装置は、振動や衝撃を受ける環境で用いられても、上記キャップ２４に搭載されたホログラム素子５とレーザダイオード２との間に変位が生じ難い。したがって、このキャップ２４を備える半導体レーザ装置は、例えば車載用のＤＶＤ−ＲＯＭを用いたナビゲーションシステムなどの振動や衝撃を受ける装置に用いられても、レーザ光の光軸の乱れなどの不都合が生じることなく、安定して動作できる。
【００２７】
なお、上記補強板部２４２の高さは、０．５ｍｍよりも小さいと、キャップ４の振動に対する剛性が不十分になり、上記補強板部２４２の高さが１ｍｍより大きいと、キャップ２４内部と外部との空気の交換が迅速に行えなくなり、半導体レーザ装置の放熱効率が低下してしまう。
【００２８】
図５は、他の実施形態のキャップを示す図である。本実施形態のキャップ３４は、補強板部３４２を備える以外は図３のキャップ１４と同一の構成を有し、図１のステム１に取り付けられる。本実施形態のキャップ３４は、長手方向の両端部の側部開口３４１の上部に、０．５ｍｍから１ｍｍの高さの補強板部３４２を備える。この補強板部３４２によって、本実施形態のキャップ３４は、図３のキャップ１４よりも大きい剛性が得られる。したがって、このキャップ１４を備えた半導体レーザ装置は、振動や衝撃が多い環境で用いられても、このキャップ１４に取り付けられたホログラム素子と、上記キャップ１４が搭載されたステム１との間に変位を殆ど生じさせないので、レーザ光の光軸の乱れなどの不都合が殆ど生じない。その結果、このキャップ３４を備えた半導体レーザ装置は、例えば車載用のＤＶＤ−ＲＯＭを用いたナビゲーションシステムなどの振動や衝撃を受ける環境で用いられても、高い信頼性が得られる。その結果、上記半導体レーザ装置を用いたナビゲーションシステムなどの性能が向上できる。
【００２９】
図６は、図５の実施形態のキャップ３４を備える半導体レーザ装置３００を用いたピックアップ装置の一部を示す図である。このピックアップ装置は、半導体レーザ装置３００を支持する支持部６と、上記半導体レーザ装置３００からの出射光の進行方向を変えるミラー７と、ミラー７からの光を集光する対物レンズ８とを備え、この対物レンズ８によって、図示しないディスク上にレーザ光を集光する。上記ディスク上に集光されたレーザ光は、このディスクで反射され、この反射光は、上記対物レンズ８およびミラー７を介して半導体レーザ装置３００に入射して、ホログラム素子５を経て受光素子３で受光される。
【００３０】
上記半導体レーザ装置３００の支持部６は、上記半導体レーザ装置のステムの長手方向両端部の外形が有する曲率と略同一の曲率を有して、上記ステムの長手方向両端部の外形が嵌合可能な凹面６１，６１と、この凹面６１の軸直角方向に形成された支持端面Ａ，Ａとを有する。この端面Ａに、上記半導体レーザ装置３００のステムの長手方向両端部の端面Ｂ，Ｂを当接させた状態で、上記凹面６１，６１に上記ステムの長手方向両端部の外形を接触させながら、上記半導体レーザ装置３００を軸回りに回動させる。こうして、上記半導体レーザ装置３００の上記ピックアップ装置への搭載位置を調節し、この半導体レーザ装置３００の搭載位置が決まると、ＵＶ（紫外線）硬化性樹脂で上記半導体レーザ装置３００を支持部６に取り付ける。
【００３１】
上記半導体レーザ装置３００は、キャップ３４が短手方向の両端部の側部１４１，１４１でステム１に取り付けられているから、上記ステムの端面Ｂ，Ｂには、例えばキャップのフランジなどがなくて、比較的大きい面積を有する。したがって、この面積の端面Ｂ，Ｂを上記支持端面Ａ，Ａに当接させた状態で上記半導体レーザ装置３００を回動する際、この半導体レーザ装置３００は安定して回動できる。その結果、上記半導体レーザ装置３００は、搭載位置の調節時にレーザ光の光軸の乱れなどが生じることがなくて、高い精度で支持部６に取り付けることができる。
【００３２】
上記実施形態において、ステム１に、キャップ４，１４，２４，３４を溶接して固定したが、接着剤などを用いて固定してもよい。
【００３３】
上記実施形態において、半導体レーザ装置３００を、ＵＶ硬化性樹脂を用いて支持部６に固定したが、他の接着剤を用いて支持部６に固定してもよい。
【００３４】
上記実施形態の半導体レーザ装置は、車戴ＤＶＤ−ＲＯＭを用いたナビゲーションシステムに用いたが、他の光ディスクのピックアップ装置に用いてもよい。
【００３５】
上記実施形態の半導体レーザ装置は受光素子を備えたが、受光素子は無くてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の半導体レーザ装置によれば、少なくともレーザダイオードを搭載したステムを有する半導体レーザ装置において、上記ステムに溶接されると共に、略コの字型をなして、対向する側部開口を有するキャップと、上記キャップに搭載されたホログラム素子とを備えるので、上記側部開口を介してキャップ内部の空気がキャップ外部の空気と交換されて、この交換される空気によって、キャップ内のレーザダイオードが効果的に冷却されるから、この半導体レーザ装置は、高温で過酷な環境で用いられても、効率良く冷却されて安定して動作できる。また、上記キャップは、略コの字型をなすので、容易に製造できて、半導体レーザ装置の生産性が向上できる。
また、上記キャップは、上記側部開口が上記ステムの長手方向の両端側に対向するように、上記ステムに取り付けられているので、上記キャップの開口していない側部が上記ステムの長手方向の側面側に面するから、上記側部によってキャップ外部から内部への異物の侵入が効果的に防止できて、このキャップ内部のレーザダイオードやワイヤなどが効果的に保護できる。
【００３７】
１実施形態の半導体レーザ装置によれば、上記キャップの上記側部開口の上部に、補強板部を有し、これによって上記キャップは比較的大きい強度を有するので、振動や衝撃を受ける環境で用いられても、安定して動作できる。
【００３８】
【００３９】
【００４０】
１実施形態の半導体レーザ装置によれば、上記ステムは、長手方向の両側面に平坦部を有し、この平坦部に、上記略コの字型をなして、長手方向の両端に対向する側部開口および補強板部を有すると共に、短手方向の両端に対向する側板部を有するキャップの上記側板部を溶接しているので、上記ステムのキャップ側に向く端面は比較的大きい面積を有するから、この端面をピックアップ装置の支持部に当接させて、上記半導体レーザ装置を上記支持部に対して容易かつ安定に移動させることによって、上記半導体レーザ装置のピックアップ装置への取り付け位置を高精度かつ容易に調節できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例の半導体レーザ装置を示す分解斜視図である。
【図２】  上記参考例の半導体レーザ装置の起動後の温度上昇と、従来の半導体レーザ装置の起動後の温度上昇とを、重ねて時系列で示した図である。
【図３】  本発明の一実施形態の半導体レーザ装置が備えるキャップを示す斜視図である。
【図４】  他の参考例のキャップを示す図である。
【図５】  他の実施形態のキャップを示す図である。
【図６】  図５の実施形態のキャップを備える半導体レーザ装置を、ピックアップ装置の支持部に取り付ける様子を示した図である。
【図７】  従来の半導体レーザ装置を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１  ステム
２  レーザダイオード
３  受光素子
４  キャップ
５  ホログラム素子
１１  畦部
４１  側部開口
４２  フランジ部
４３  窓
【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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【図７】
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