CN1723408A - 光束整形光学装置、光学头以及光信息介质驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在抑制准直品质伴随温度变化的劣化。准直透镜2靠近光源20的透镜面与镜筒3的一端面后退面3a相接触。镜筒3的一端面的外侧突出面上,相对光轴O对称的多个部位形成有槽11。该槽11内装入的粘合剂15,涂敷在准直透镜2的外周面上,将准直透镜2固定在镜筒3上。由于槽11比后退面3a更浅,粘合剂15不会侵入后退面3a中。镜筒3被簧片13推压到形成于镜筒架本体5内周的V字形截面的壁面上,支持在镜筒架本体5的指定位置上。使从基准面到准直透镜2的支持位置的距离的单位温度变化量ΔL,与光源20相对基准位置的单位温度的移动变化量Δt和准直透镜2后焦距的单位温度变化量Δf的和(Δf+Δt)相一致。
Description
技术领域
本发明涉及一种光束整形光学装置,和采用该装置的光学头以及光信息介质驱动装置。
背景技术
在CD、DVD、Blu-ray(兰光)光盘等光盘介质记录再生信息的光学头的光学系统中,作为光源虽通常采用半导体激光器,但该半导体激光器出射光的强度分布一般为椭圆形分布。用光学头中的物镜对该椭圆形强度分布的光进行聚光时,会聚的光点直径与物镜的入射光束直径成反比,这是一般公知的常识、与椭圆形强度分布的长轴方向相对,短轴方向上会聚的光点直径变大,存在信号的记录再生的分辨能力下降的问题。
为了校正强度分布的差异,可以在光学头的光路中加入圆形开口,将物镜的入射光校正为圆形虽然也是可能的、但由于此时部分光被废弃,存在激光利用效率降低的缺点。
因此,为了改善聚光性而不损害出射光的利用效率,使用光束整形光学装置将半导体激光器射出的椭圆强度分布的光束变换为接近圆形强度分布的光束。
光束整形光学装置由例如将激光变换为平行光的准直透镜与通过折射作用将椭圆形状的平行光变换为圆形的光束整形棱镜构成。
但以往的光束整形光学装置,随着光束整形光学装置的温度变化,会发生透镜支持部件的热膨胀以及配置光学元件的光学基台的热膨胀。此时,由于准直透镜的焦点位置与光源位置出现偏差,准直光的平行度下降,其结果,通过光束整形棱镜的准直光产生了象散问题。此外,由于产生准直透镜构成材料的折射率温度变化及光源的波长变动等,也有可能使准直透镜的焦点位置与光源位置出现偏差,准直光的平行度下降,其结果,通过光束整形棱镜的准直光产生了象散问题。
作为以往的光学头例如象特开平10-334472号公报所揭示的带有透镜支持结构的就是一个例子。如图13所示,在同公报所揭示的透镜支持结构中,支持准直透镜113的透镜框124大致为圆柱形状,为了形成光路具有以其中心轴为光轴O的中空部。
该透镜框124中空部的一侧开口端,为了安装半导体激光器,设置了锥度形成了扩径。另外,另一侧开口端也形成扩径构成短筒状的内周面124a,准直透镜113容纳于该内周面124a的内侧并受其支持。内周面124a的半径比外周面113a的半径略大些,在内周面124a与准直透镜的短筒状外周面113a之间形成整圈的空隙125。
此外,该支持结构,为定位准直透镜113的光轴方向,在相对光轴O旋转对称形成环状的对接面124b上涂敷粘合剂116,将准直透镜113的一侧透镜面113b对接在该对接面124b上用粘合剂116粘着固定,以使准直透镜113支持在透镜框124上。形成环状的对接面124b,亦可将其外侧半径扩展至透镜框124的内周面124a,但如图13所示,设成比到准直透镜113的外侧113a的半径还小,可防止粘合剂116从透镜框124的内周面124a和准直透镜113的外周面113a之间挤出,另外,优点是即使假定准直透镜113在偏心状态下固定,也可以降低透镜面113b与对接面124b之间的粘合剂116对支持状态的影响。
此外,通过在透镜框124的内周面124a和准直透镜113的外周面113a之间设置整圈空隙125,可有防止周围温度变化引起的透镜框124的热变形直接作用在准直透镜113的外周面113a上的效果。保留空隙125虽会削弱对准直透镜113和透镜框124的中心偏差的抑制效果,但可通过改变粘着方法来作出应对。
此外,由于在设置于透镜框124中用于定位准直透镜113光轴方向的环形对接面124b上涂敷粘合剂116,粘着准直透镜113,周围温度变化引起的透镜框124的热变形成为经由粘合剂116使准直透镜113向半径方向移动的力、由于呈放射状分散,而得以消解。亦即,即使周围温度的变化引起了透镜框124的热膨胀,固定在该透镜框124上的准直透镜113,由于通过粘合剂116固定在与透镜框中心等距离的环状部分上,由于透镜框124的热膨胀而产生的沿半径方向向外作用在准直透镜113上的力,也会在相对光轴O对称的粘着部分上起作用并与反方向上几乎相等的力相消。
此外,特开2002-287018号公报中提出了准直光的平行度不会因准直透镜构成材料的折射率温度变化及光源的波长变动而下降的结构。图14中表示了同公报中具有以往光束整形光学装置的一例光学头结构。同图中以往的光束整形光学装置由光源201、固定在镜筒210上的准直透镜202、光束整形光学元件203构成,光源201射出的强度分布为椭圆形状的发散光经准直透镜202变换为平行光,再经光束整形光学元件203变换成强度分布为圆形的光束。光束整形光学元件射出的光束,经直角反射镜204转向,由物镜205聚光在光盘206的记录面上。经光盘记录面的二进位制彼特列调制反射后的光,再次通过物镜205,经直角反射镜204转向,在光束整形光学元件203的分离面203a处分离后,经检测透镜207聚光,由受光元件208接收调制后的信号光。
如同公报所揭示,在光束整形光学装置中,由于伴随准直透镜202的构成材料温度变化而发生的折射率变化和随光源温度变化引起的波长变动而发生的准直透镜202的折射率变化,消除了准直透镜202的焦距变化,由此抑制了由温度变化造成的准直光品质的下降。
光学头装置必须保证其从低温到高温宽广的温度环境下的动作。但在图13所示的光学头中,准直透镜113、支持准直透镜113的透镜框124、支持透镜框124的透镜支持结构会发生热膨胀,并由此产生激光器发光点与准直透镜113之间相对位置的偏差。再加上,由于随着环境温度的变化,激光器光源的波长发生变动、并且准直透镜113的曲率和折射率变化,准直透镜113的焦距会产生偏差。其结果,光束整形光学元件入射光的准直品质,即入射光的平行度存在有劣化的问题。由于入射光准直品质的劣化,光束整形后的光束发生象散,物镜聚光时光盘面上的光点品质劣化,其结果,产生了记录再生特性劣化的问题。
此外,在图13所示的以往的光学头装置中,准直透镜113由于是通过在其透镜面上使用粘合剂116来固定,根据各装置粘合剂116添加量的分散以及粘着位置的偏差,随着粘合剂116的热膨胀收缩,准直透镜113光轴方向及光轴正交方向的位移有产生偏差的问题。由于粘合剂116采用了热膨胀率高的树脂,粘合剂116随温度变化膨胀收缩的大小不能忽略。例如,由于粘合剂116厚度的不均匀,准直透镜113与光源的距离随温度变化的变化量发生了分散,由于沿对接面124b一周的粘合剂116的宽度不一致,随着温度变化半径方向的力非对称地作用在准直透镜113上,由此准直透镜113在与光轴正交的方向上产生了位移。准直透镜113在与光轴正交方向上的位移,带来光轴O的偏差,成了检测光点出现偏差的原因。由涂敷粘合剂116时的不均匀引起的准直透镜113位移的分散无法吸收。
此外,除了存在因粘着透镜面,产生的粘合剂116对准直透镜113的粘污,因在透镜框124与准直透镜113之间设置空隙造成的大型化,以及因透镜框124的形状复杂使成本增大的问题,还有、存在需要高调整精度的问题。另外,在具有图13所示的镜筒一体型透镜支持结构的光学头装置,进而具有该光学头装置的光信息装置中,也随之产生了温度特性的劣化以及成本增加的问题。
此外,由于记录及再生时伴随光源的输出变化而发生的波长变动等由温度以外因素引起的波长变动,使准直透镜的焦距发生变化,存在光束整形光学装置出射光的准直品质劣化的问题。
由于在一般的光学材料中,对短波区域的波长折射率变动较大,尤其在Blu-ray(兰光)光盘等使用短波长光源的情况下,光束整形光学装置出射光的准直品质会出现显著的劣化。
发明内容
鉴于以上所述问题,本发明的目的旨在提供一种能抑制准直品质随温度变化而劣化的光束整形光学装置,和采用该装置的光学头以及光信息介质驱动装置。
本发明第一形态是这样的光束整形光学装置,它具备基台、支持在所述基台上的镜筒架、支持在所述镜筒架上的光源、支持在所述镜筒架上的镜筒、支持在所述镜筒上将所述光源发出的出射光变换为平行光的准直透镜、支持在所述基台上将所述平行光的光量分布变换为圆形的光束整形光学元件,并将所述镜筒架中指定的基准位置到所述准直透镜的支持位置的距离的单位温度变化量和相对所述基准位置的所述光源单位温度的移动变化量与所述准直透镜的后焦距单位温度的移动变化量相加后的变化量之差设定在指定值以下。
本发明第二形态是这样的光束整形光学装置、它具备基台、支持在所述基台上的镜筒架、支持在所述镜筒架上的光源、支持在所述镜筒架上的镜筒、支持在所述镜筒上将所述光源发出的出射光变换为平行光的准直透镜、支持在所述基台上将所述平行光的光量分布变换为圆形的光束整形光学元件,所述镜筒具有与所述准直透镜靠近所述光源的前表面相接触的接触部。
在该光束整形光学装置中,亦可将所述镜筒架中指定的基准位置到所述前表面的距离的单位温度变化量,和所述与所述基准位置相对的所述光源的单位温度的移动变化量与所述准直透镜的后焦距单位温度的移动变化量相加后的变化量之差设定在指定值以下。
所述接触部亦可不通过粘合剂直接与所述准直透镜的所述前表面相接触。
所述接触部亦可为平坦面,该接触部与设置在所述准直透镜的所述前表面的平坦面部表面接触。
所述接触部亦可为越靠近光轴越接近所述光源的斜面,该接触部与设置在所述准直透镜的所述前表面上的斜面部呈面接触。
在所述准直透镜的外周面中在相对于光轴呈对称的部位涂敷粘合剂,所述准直透镜亦可通过所述粘合剂粘着在所述镜筒上。
所述镜筒的一端部其外周部形成比内周部在轴向突出的台阶状,所述内周部构成与所述准直透镜的所述前表面相接触的所述接触部,在所述外周部相对光轴对称的多个部位形成相互以同一宽度在环向从内周侧向外周侧横截的槽,在所述槽内涂敷所述粘合剂亦可。
所述槽亦可不到所述内周部。
所述准直透镜亦可由凸透镜及凹透镜组成的至少2枚以上的透镜构成,构成所述凸透镜材料的折射率温度变化接近零或为负。
此外,所述准直透镜亦可由凸透镜及凹透镜组成的至少2枚以上的透镜构成,构成所述凹透镜的材料的折射率温度变化为正。
此外,所述准直透镜亦可由凸透镜及凹透镜组成的至少2枚以上的透镜构成,当所述凸透镜构成材料的折射率温度变化为dn1/dT,所述凹透镜构成材料的折射率温度变化为dn2/dT时,该dn1/dT与dn2/dT满足以下的关系式
dn2/dT>4.9×dn1/dT-5.0。
在这样的场合下、,所述光源的波长下所述凸透镜构成材料的阿贝数比所述波长下所述凹透镜构成材料的阿贝数更大,当所述光源的波长为λ[nm],因为所述准直透镜的波面象差为W[λ],所述波长的变动引起的所述波面象差的变动为ΔW/Δλ时,该ΔW/Δλ相对所述准直透镜的有效直径以满足以下关系式
|ΔW/Δλ|<0.03[λ/nm]为宜。
所述准直透镜亦可由单一透镜构成,所述准直透镜构成材料的折射率温度变化为负,所述准直透镜构成材料的阿贝数在55以上。
所述光源与所述准直透镜的所述前表面的距离变化量为ΔL[mm],相对该变化量ΔL的波面象差的发生量为W(ΔL)[λ],所述准直透镜的后焦距的单位温度变化量为Δfb/ΔT,所述镜筒、所述镜筒架及所述基台的热膨胀引起的所述光源与所述准直透镜间距的单位温度变化量为ΔL/ΔT[mm/℃],常温为T0,所述光束整形光学装置的使用温度为T时,可满足以下的关系式
W(|(Δfb/ΔT-ΔL/ΔT)·(T-T0)|)<0.03[λ]。
所述准直透镜其厚度也可为该准直透镜焦距的0.5倍至1倍。
所述准直透镜在由单一透镜构成的同时,其厚度在所述该准直透镜焦距的0.5倍至1倍的范围内,所述准直透镜由折射率温度变化为负且阿贝数在55以上的材料构成亦可。
所述镜筒与所述镜筒架也可由相同材料构成。
所述镜筒与所述镜筒架亦可由互不相同的材料构成,各自的线膨胀系数之差在10-6[/℃]以下。
为了设置被支持在所述基台上将所述平行光的光量分布变换为圆形的光束整形光学元件,所述准直透镜的焦点位置亦可向所述光束整形光学元件出射光象差被缓和的方向从所述光源的位置偏离。
所述光源的波长可在300nm以上500nm以下。
此外,本发明亦可为具备所述光束整形光学装置和会聚所述光束整形光学元件通过光的物镜的光学头。
此外,本发明亦可为具备所述光学头、驱动光信息介质的驱动装置、分别用从所述光学头得到的聚焦误差信号及跟踪误差信号对所述光学头进行控制的聚焦伺服机构及跟踪伺服机构的光信息驱动装置。
根据本发明第一形态的光束整形光学装置,由于配置了准直透镜、它使准直透镜随镜筒架的膨胀收缩产生的单位温度的变化量,和光源发光点的移动变化量与准直透镜后焦距的单位温度变化量相加后的变化量之差设定在指定值以下,伴随温度变化的光束整形光学元件入射光的平行度的劣化,即伴随温度变化的准直品质的劣化得以抑制。此外,由于准直透镜通过镜筒支持在镜筒架上,因此可以吸收尺寸的制造误差并容易地将准直透镜定位在指定位置上。因此,利用准直透镜可容易对位的优点,能够精确地对所述变化量进行相加总算。
根据本发明第二形态的光束整形光学装置,由于镜筒具有与准直透镜的前表面相接触的接触部,通常与镜筒、镜筒架不同材料的准直透镜的热膨胀对从光源的发光点到准直透镜的距离之温度变化的影响得以抑制。因此,可以容易地做出最适于抑制温度变化引起的准直品质劣化的设计。
此外,当接触部不通过粘合剂直接与准直透镜的前表面相接触时,与镜筒、镜筒架不同材料且热膨胀率高的粘合剂对从光源的发光点到准直透镜的距离之温度变化的影响得以抑制。此外,由于粘合剂不均匀的涂敷导致准直透镜在光轴方向及光轴正交方向的位移产生分散的问题得以消除。因此,可以容易的做出最适于抑制由温度变化引起的准直品质劣化的设计。
此外,当镜筒的接触部为平坦面,与设置在准直透镜前表面的平坦面呈面接触时,由于准直透镜与镜筒相接触的面为平坦面即可,因此容易成形。
此外,当镜筒的接触部为越靠近光轴越接近光源的斜面,并与设置在准直透镜前表面的斜面呈面接触时,准直透镜沿光轴正交方向的位置定在一点上。由此,沿着准直透镜光轴正交方向的位置偏差得以抑制。此外,镜筒通过涂敷在准直透镜的外周面中相对光轴对称部位的粘合剂来支持准直透镜时,随温度变化作用在准直透镜上的半径方向的力相互抵消。其结果,准直透镜随温度变化向半径方向的位置偏差,即向光轴正交方向的位置偏差得以抑制。
此外,当镜筒的一端面有台阶,位于该台阶内侧的内周部端面与准直透镜的前表面相接触,另一方面位于台阶外侧的外周部的端面,在相对光轴对称的多个部位形成相互以同一宽度从内周侧向外周侧横截的槽,在该槽内涂敷粘合剂时,由于所涂敷的粘合剂环向宽度被槽控制为一致的,随温度变化作用在准直透镜上的半径方向的力以良好的精度相互抵消。
所述槽不到所述内周部时,可防止涂敷在槽内的粘合剂挤入准直透镜的前表面和后退面之间。
此外,所述准直透镜由凸透镜及凹透镜组成的至少2枚以上的透镜构成,凸透镜构成材料的折射率温度变化接近零或为负时,可以构成受光束整形光学装置的温度变化影响少准直品质高的光束整形光学装置。
此外,所述准直透镜由凸透镜及凹透镜组成的至少2枚以上的透镜构成,凹透镜构成材料的折射率温度变化为正时,可以构成受光束整形光学装置的温度变化影响少准直品质高的光束整形光学装置。
此外,所述由准直透镜由凸透镜及凹透镜组成的至少2枚以上的透镜组成,当凸透镜构成材料的折射率温度变化dn1/dT,和凹透镜构成材料的折射率温度变化dn2/dT,满足以下关系式
dn2/dT>4.9×dn1/dT-5.0时,可以构成受光束整形光学装置的温度变化影响少准直品质高的光束整形光学装置。
在这种情况下,在光源的波长下凸透镜构成材料的阿贝数大于凹透镜构成材料的阿贝数,并且光源波长λ的变动引起的准直透镜的波面象差W[λ]的变动ΔW/Δλ,相对准直透镜的有效直径,存在
|ΔW/Δλ|<0.03[λ/nm]的关系时,可以构成不受光束整形光学装置光源的波长影响的准直品质高的光束整形光学装置。
此外,所述准直透镜由单一透镜构成,准直透镜构成材料的折射率温度变化为负,准直透镜构成材料的阿贝数在55以上时,可以构成受光束整形光学装置的温度变化影响少准直品质高的光束整形光学装置。
此外,若相对于在光束整形光学装置中的光源与准直透镜的间隔变化ΔL[mm]的波面象差的发生量为W(ΔL)[λ],准直透镜的后焦距的单位温度变化量为Δfb/ΔT,由镜筒、镜筒架及基台的热膨胀引起的光源与准直透镜间距的变化量为ΔL/ΔT[mm/℃],相对常温T0在光束整形光学装置的使用温度T下波面象差的发生量W满足以下的关系式
W(|(Δfb/ΔT-ΔL/ΔT)·(T-T0)|)<0.03[λ],则可构成受光束整形光学装置的温度变化影响少准直品质高的光束整形光学装置。
此外,若所述准直透镜的透镜厚度在准直透镜焦距的0.5倍至1倍之间,则准直透镜可以不通过镜筒直接支持在基台上,构成不受镜筒热变形影响的准直品质高的光束整形光学装置。
此外,所述准直透镜由单一透镜构成,其透镜厚度在准直透镜焦距的0.5倍至1倍之间,并且准直透镜构成材料的折射率温度变化为负,且准直透镜构成材料的阿贝数在55以上时,可以构成受光源的波长变动和配置光学系统的基台与镜筒的热膨胀等影响少准直品质高的光束整形光学装置。
此外,所述镜筒和镜筒架材料相同时,可以抑制由镜筒和镜筒架线膨胀系数的差异造成的变形与扭曲。
此外,镜筒和镜筒架由互不相同的材料构成,各自的线膨胀系数之差在10-6[/℃]以下时,可以抑制由镜筒和镜筒架线膨胀系数的差异而造成的变形与扭曲。
此外,准直透镜、镜筒和镜筒架由互不相同的材料构成,各自的线膨胀系数之差在10-6[/℃]以下时,可以抑制由准直透镜、镜筒和镜筒架线膨胀系数的差异所造成的变形与扭曲。
此外,对于光束整形光学装置、向光束整形光学元件出射光的象差被缓和的方向从所述光源的位置偏移时,由于光束整形光学装置偏离光源位置进行配置以使构成光束整形光学装置的组成元件的象差相互抵消,可以改善光束整形光学装置出射光的波面象差。
此外,光源的波长在300nm至500nm的范围内时,可以构成相对短波长的光源温度特性良好的光束整形光学装置。
此外,根据具备光束整形光学装置和会聚所述光束整形光学元件通过光的物镜的光学头,用物镜在光盘面上聚光形成的光点品质伴随温度变化的劣化得以抑制。
此外,如果是采用具备所述光学头、驱动光信息介质的驱动装置、和分别用从所述光学头得到的聚焦误差信号及跟踪误差信号对所述光学头进行控制的聚焦伺服机构及跟踪伺服机构的光信息介质驱动装置,那么用物镜在光盘面上聚光形成的光点品质伴随温度变化的劣化就得以抑制,由此伴随温度变化的记录再生特性的劣化得以抑制。
附图说明
图1(a)是概略显示本发明实施例1光束整形光学装置的整体结构的剖视图,图1(b)是显示光源附近部分的剖视图,图1(c)是显示准直透镜附近部分的剖视图,图1(d)是镜筒从光轴方向看的侧视图。
图2是图1的镜筒的外观斜视图。
图3(a)是概略表示本发明实施例2光束整形光学装置的整体结构的剖视图,图3(b)是显示准直透镜附近部分的剖视图,图3(c)是镜筒从光轴方向看的剖视图。
图4是本发明实施例3的光束整形光学装置的剖视图。
图5是表示本发明实施例3的光束整形光学装置,温度从25℃到60℃变化时发生的象差量与构成准直透镜的凹透镜及凸透镜构成材料的折射率温度变化之关系的特性图。
图6是关于本发明实施例3的光束整形光学装置,表示温度从25℃(常温)到60℃变化,发生的象差量为0.03λ时,凹透镜及凸透镜构成材料的折射率温度变化之关系的特性图。
图7是概略显示本发明实施例4光束整形光学装置的结构的剖视图。
图8是概略显示本发明实施例5光束整形光学装置的结构的剖视图。
图9是概略显示本发明实施例6光束整形光学装置的结构的剖视图。
图10是本发明实施例7的光信息介质驱动装置的概略侧视图。
图11是图10的光信息驱动装置的方块图。
图12是概略显示本发明实施例8光束整形光学装置的结构的剖视图。
图13(a)、(b)、(c)是以往光学头装置的透镜支持结构的示意图。
图14是具有以往光束整形光学装置的光学头装置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
(实施例一)
图1是表示本发明实施例1光束整形光学装置的结构例的剖视图。特别是,图1(a)是表示本实施例光束整形光学装置101的整体概略的侧视图,图1(b)是显示光源附近部分的侧视图,图1(c)是详细表示准直透镜附近部分的侧视图,图1(d)是详细显示包含镜筒部分的正面剖视图。在图1中,20是光源,2是准直透镜,6是光束整形光学元件,光源20固定在作为镜筒架底部的平板5上,准直透镜2支持在镜筒3上。镜筒3支持固定在镜筒架本体4上,使准直透镜2与光源20之间光轴0保持一致。镜筒架本体4固定在基台7的指定位置上。图中没有显示出,基台7还支持光束整形光学元件6,由此来保持镜筒架30(镜筒架本体4以及镜筒架底部5)与光束整形光学元件6之间的位置关系。
光源20采用半导体激光器元件,光源20的发光点1射出的强度分布为椭圆形状的发散光8经准直透镜2变换为平行光9,再经光束整形光学元件6变换光束直径成为强度分布为圆形的光束10。用于光源20的半导体激光器元件为罐型,凸缘部分接近准直透镜2的前表面与镜筒架底部5相接触,背面用弹簧21加压以支持在镜筒架底部5上。光源20与镜筒架底部5不通过粘合剂直接相接触。弹簧21通过连接在镜筒架底部5上的部件(无图示)来压缩。亦可在镜筒架底部5上安装在光源20的下方形成凸部的片状弹簧代替该弹簧21,同时片状弹簧与光源20的下方在该凸部接触支持。
镜筒架30与镜筒3为使热膨胀率保持一致由相同材料构成,该材料宜采用热膨胀率低(约2.4×10-6)、有一定强度、不易热变形、并且容易成形的金属材料,例如铝、锌、镁等。陶瓷虽然成形性差些,但也可用作镜筒架30及镜筒3的材料。准直透镜2宜以玻璃为材料。
准直透镜2固定在圆筒形镜筒3的一端面上。图2为镜筒3的外观图。如图1及图2所示,镜筒3的一端面上形成有台阶。位于其外周侧的外周部轴向突出,位于台阶内周侧的内周部在轴向较外周部后退些,形成台阶。准直透镜2处于外周部内侧的状态下受其支持。后退面3a作为所述内周部的端面,成与光轴O正交的平坦面,与形成于准直透镜2前表面(靠近光源20一侧的透镜面)的平坦面2a表面接触。亦即,镜筒3的后退面3a构成与准直透镜2的前表面相接触的接触部。平坦面2a沿准直透镜2前表面的外周形成环状。由于平坦面2a为与光轴O正交的简单形状,准直透镜2成形时可容易地形成。
镜筒3的所述外周部与准直透镜2的外周面2b之间留有微小间隙,将该准直透镜2的外周面2b所覆盖。由此,可以吸收准直透镜2及镜筒3尺寸的制造误差。
在镜筒3外周部的端面突出面16上,相对光轴O对称的多个部位(在图1(d)及图2中为4处)形成有矩形状的槽11。槽11沿环向宽度相互一致,从内周侧向外周侧横截而成。此外,槽11比后退面3a更浅。亦即,该槽11形成的突出面16深度不及后退面3a。在该槽11内装入粘合剂15,以在准直透镜2外周面2b的确定部位上涂敷粘合剂15,将准直透镜2固定在镜筒3上。宜将准直透镜2的平坦部2a贴在镜筒3的后退面3a上,在向准直透镜2施加推压力的同时,涂敷粘合剂15将外周面2b固定在镜筒3上。由此,即使在粘合剂15固化之后,也可由剩余应力在平坦面2a与平坦面3a之间维持加压状态。粘合剂15以采用分配器等精密量具定量涂敷0.1mg等为宜。粘合剂15的材料可为丙烯酸系树脂,为了使其硬化最好采用无需加热的UV(紫外线)硬化性树脂。
如此,由于固定镜筒3与准直透镜2的粘合剂15被槽11定位在外周面2b中相对光轴O对称的部位,随温度变化作用在准直透镜2上的半径方向的力相互抵消。特别是由于所涂敷的粘合剂15环向的宽度被槽11控制为一致的,随温度变化作用在准直透镜2上的半径方向的力以良好的精度相互抵消。其结果,准直透镜2随温度变化向半径方向的位置偏差,即向光轴O正交方向的位置偏差得以抑制,由此,光轴偏差、检测光点偏差得以抑制。而且,如图1(d)所示,就以更佳的精度将半径方向的力相互抵消而言,粘合剂15与其涂敷4处槽不如涂敷2处槽11更佳。
另外,粘合剂15涂敷在准直透镜2的外周面2b上,镜筒3的相接触面平坦面2a上不涂敷。而且此外,由于槽11比后退面3a更浅,可防止装在槽11内的粘合剂15挤入相接触的平坦面2a和平坦面3a之间。因此,平坦面2a和平坦面3a不通过粘合剂15直接相接触。由此,从光源20的发光点1到准直透镜2的距离随温度变化的变化量,由粘合剂15的热膨胀·热收缩的影响引起的分散得以消除。
镜筒架本体4虽为大致圆筒形,但在其内侧面的环向一部分形成为V字形截面的壁面(以下,V字壁),在内侧面中V字壁对面的部位安装簧片13。簧片13将圆筒形的镜筒3压向V字壁,以将镜筒3支持在镜筒架本体4内的指定位置上。特别是,光轴O正交方向的位置定在一点上。由于镜筒3固定在镜筒架本体4上没有用粘合剂,镜筒3与镜筒架本体4之间的相对位置不受温度变化造成的粘合剂膨胀·收缩的影响。其结果,光轴偏差、检测光点偏差得以抑制。
此外,由于准直透镜2通过镜筒3支持在镜筒架本体4上,可简单的进行准直透镜2在光轴O方向上的对位。特别是,可以吸收镜筒3其他部件尺寸的制造误差并将准直透镜2设置在指定位置上。此外,将镜筒3固定在镜筒架本体4上时采用簧片13,可以容易的进行镜筒3的固定。
以镜筒架底部5中与光源20相接触的面为基准面(基准位置),并设从该基准面到准直透镜2的位置的距离L的单位温度变化量为ΔL。此处,由于准直透镜2的前表面与镜筒3的轴向端面相接触,准直透镜2的位置即指准直透镜2的支持位置即平坦面2a的轴向位置。如上所述,在所述基准面与准直透镜2的平坦面2a之间,只有以同一材料构成的具有相同热膨胀率的镜筒架30,没有粘合剂等异种材料。此外,由于准直透镜2的前表面与镜筒3相接触,异种材料准直透镜2的热膨胀热收缩对变化量ΔL的影响得以抑制。因此,变化量ΔL仅通过镜筒架30的热膨胀率即可定量地予以把握。
用于光源20的半导体激光器元件,在称为管芯的铜等的导电性部件之上装载半导体芯片。因此,在基准面和半导体芯片的发光点1之间存在镜筒架30的异质材料。从而,需要对从基准面到发光点1的距离t的单位温度变化量ΔT做个别考虑。这里说的发光点1指半导体芯片的轴向端面。如上所述,由于光源20与镜筒架30之间不存在粘合剂,变化量ΔT可通过光源20的热膨胀率定量的予以把握。距离t例如在1.3mm左右。
准直透镜2的后焦距f,即从发散光8生成平行光9的焦距的单位温度变化量Δf,一来,伴随温度变化的准直透镜2的球面形状的变化即根据曲率变化来控制。控制变化量Δf的其他因素,还有作为构成准直透镜2的玻璃材料的物体性质的折射率的温度依存性。温度上升则曲率半径变大,成为使后焦距f扩大的因素。关于折射率,即使是在适宜用作准直透镜2的材料的玻璃材料中,也已知存在随温度上升而上升(成为使后焦距f缩小的因素)的材料和随之下降(成为使后焦距f扩大的因素)的材料两种。
通过选择镜筒架30的材料、准直透镜2的形状、准直透镜2的材料的组合,可以使变化量ΔL、Δt及Δf满足ΔL=Δf+ΔT。而且,由于从基准面到准直透镜2的支持位置为止均使用同一材料,也没有粘合剂,因此可以进行精度良好的加算。由此,伴随准直透镜2出射的平行光9的温度变化的准直品质的劣化得以抑制。
此处,使从基准面到准直透镜2的支持位置的每单位温度变化量ΔL,与后焦距单位温度的变化量Δf和从基准面到发光点1的距离t的单位温度变化量Δt的和(Δf+Δt)相比对,亦即在由周围温度变化等产生的ΔL与(Δf+Δt)的差造成的每单位温度的波面象差变化量为ΔW[mλ/μm]时,在满足以下关系式
ΔW{ΔL-(Δf+ΔT)}<0.03[λ]的范围内,选择镜筒架30及镜筒3的材料、准直透镜2的形状、准直透镜2的材料。也即,若通过将变化量ΔL与(Δf+Δt)的差抑制在指定值之下,能将波面象差的变化量ΔW抑制为不到0.03[λ]的话则通常使用时即使周围温度变化也可确保光学头要求的记录再生性能。
所述关系,即ΔL=Δf+ΔT,可以改写为ΔL-ΔT=Δf。ΔL-ΔT相当于从光源20的发光点1到准直透镜2的距离的单位温度变化量。因此,所述3个变化量的总和等同于将使发光点1到准直透镜2的距离的单位温度变化量与准直透镜2的后焦距的单位温度变化量相加。
准直透镜2最好如图1所示,是由多枚透镜组合而成的组合透镜。构成组合透镜的各透镜通过粘合剂相互固定。由于组合透镜可以吸收光源20采用的半导体激光器元件的发光波长随温度变化而变化产生的色象差,因此可以提高准直品质。此外,由于有各种特性的准直透镜2可供广泛选择,有容易使发光点1到准直透镜2的距离的单位温度变化量与准直透镜2的后焦距的单位温度变化量相总加的优点。但不要求高精度时,也可使用单一透镜。
(实施例二)
图3是表示本发明实施例2光束整形光学装置的结构例的剖视图。该光束整形光学装置102,其镜筒3的后退面3c为越靠近光轴O越接近光源20的倾斜碗状斜面,与设置在准直透镜前表面的同样形状的斜面2c表面接触,在这一点上与实施例1的光束整形光学装置101不同。因此,由于在光束整形光学装置102中,准直透镜2在半径方向即光轴O正交方向的位置定在一点上,可更有效的抑制准直透镜2向光轴O正交方向的位置偏差。由此,可更有效地抑制光轴偏差、检测光点偏差。
由于其他结构、作用及效果与实施例1相同,故省略其说明。
(实施例三)
图4是表示本发明实施例3光束整形光学装置的结构例的剖视图。该光束整形光学装置103,与表示以往例的图13的光束整形光学装置不同,准直透镜2由凸透镜及凹透镜组成的接合透镜构成。此外,凸透镜及凹透镜采用阿贝数各不相同的玻璃材料,在光源20的波长随温度及控制电流变动的范围内,例如振荡波长±10nm的范围内,构成具有随波长变动引起的玻璃材料折射率变动发生的后焦距变动小的消色差结构的消色差透镜。以往例中准直透镜2不为消色差结构时,准直透镜2随着光源的波长变动发生后焦距的变动,其结果透过准直透镜2的光平行度下降,光束整形光学元件6中透过准直透镜2的光发生象散。
光学系统的象差一般采用称为Marshall评价标准的指标,根据指标平行光经透镜在衍射范围内聚光良好时,平行光的波面象差以在0.07λ以下为宜。此时,若考虑其他象差成分及光学元件的公差等,则必须将象散的发生量限制在0.03λ以下。
为了消色差,已知令准直透镜中凸透镜的阿贝(abbe number)数大于凹透镜的阿贝数为佳,若选择凸透镜及凹透镜的材料,在振荡波长±10nm的范围内使象散的发生量在0.03λ以下,则可使聚光镜更好的会聚由波长变动从准直透镜2中射出的平行光9。
例如,满足所述条件的凸透镜材料可使用(有限)小原的S-FSL5(阿贝数Vd=70),凹透镜材料可使用(有限)小原的S-LAH60(阿贝数Vd=35)。
随着图4所示的光学系统整体的温度变化,准直透镜2与光源20的间隔随镜筒架30及镜筒3的热膨胀而变化。此时,准直透镜2的焦距及后焦距也随着光源20的振荡波长的温度变化、和准直透镜2的热膨胀以及准直透镜2材料的折射率温度变化而变动。这种情况下,在使用温度范围内,伴随着光学系统整体的温度变化,若准直透镜2与光源20的间隔的变化量和准直透镜2后焦距的变化量不一致,则准直透镜2的焦点位置与光源发光点的位置因温度变化而不一致,准直透镜2射出的平行光9平行度下降。
由于随着光学系统整体的温度上升带来的热膨胀准直透镜2与光源20的间隔变大,若随着温度上升准直透镜2的后焦距与准直透镜2与光源20的间隔以同样幅度变大,则可抑制准直透镜2射出的平行光9平行度的下降。
构成准直透镜2的凸透镜,由于光源20的振荡波长因光学系统温度的上升而变长,凸透镜的折射力因凸透镜玻璃材料折射率的下降而变小,准直透镜2的后焦距变大。但在满足消色差的条件时,由于增大凸透镜的阿贝数较为有利,因而不能任后焦距增大到十分大。此时若凸透镜材料的折射率温度变化Δn/ΔT为负,则由于因温度上升凸透镜的折射率下降,可使后焦距变长,可通过降低该折射率来促进后焦距的增长。
此外,构成准直透镜2的凹透镜,由于光源20的振荡波长因光学系统温度的上升而变长,准直透镜2的后焦距因凹透镜玻璃材料折射率的下降而减小。但在满足消色差的条件时,由于减小凸透镜的阿贝数较为有利,因此不能使因光源20的振荡波长变长而产生的折射率下降程度变小,不能充分抑制后焦距的减少量。但若凸透镜材料的折射率温度变化Δn/ΔT为正,则由于可抑制因温度上升凸透镜折射率的下降,可以弥补后焦距的减小量。
相对温度的上升,通过增大凸透镜或凹透镜,或凸透镜及凹透镜的后焦距,可抑制因温度上升引起的准直透镜2与光源20的间隔的变化量和准直透镜2后焦距的变化量之差,可抑制因温度变化准直透镜2射出的平行光9的准直品质的下降。
具体而言,在光束整形光学装置103中,相对光源20与准直透镜2的间隔的变化波面象差的发生量为W[λ],光束整形光学装置103在发生温度变化ΔT时准直透镜2的后焦距的温度变化量为Δfb/ΔT[mm/℃],镜筒3、镜筒架30的因热膨胀引起的光源20与准直透镜2的间隔变化为ΔL/ΔT[mm/℃]时,相对常温T0在光束整形光学装置103的使用温度T下,选择满足下式1)
W(|(Δfb/ΔT-ΔL/ΔT)·(T-T0)|)<0.03[λ]……1)的各透镜的构成材料。右边取0.03是因为,若考虑其他象差成分及光学元件的公差等,则必须设在比Marshall评价标准所示的0.07λ更小的0.03λ以下。
作为一个实例,对波长408nm的(Blu-ray)蓝光光盘用光学光学头中使用的图4的光束整形光学装置103,从25℃(常温)到60℃温度变化时发生的象差量与构成准直透镜2的凹透镜及凸透镜构成材料的折射率温度变化的关系做数值计算。折射率温度变化在一般的光学玻璃材料具有的范围(-6×10-6至12×10-6[/℃])内进行计算。而且,在图4的光束整形光学装置103中,准直透镜2的焦点距离为7mm,成为消色差透镜。
计算结果如图5及图6所示。图5中取横轴为凹透镜的折射率温度变化的坐标,取纵轴为波面象差的坐标。如图所示,凸透镜构成材料的折射率温度变化以小为佳,为满足式1),凸透镜构成材料的折射率温度变化以为负或接近零,例如2×10-6以下为宜。此外若使用折射率温度变化尽可能大的凹透镜构成材料,则可减低象差量。
图6是关于图4的光束整形光学装置103,温度从25℃(常温)到60℃变化,发生的象差量为0.03λ时,凹透镜及凸透镜构成材料的折射率温度变化的关系示意图。如该图所示,当凸透镜构成材料的折射率温度变化dn1/dT与凹透镜构成材料的折射率温度变化dn2/dT满足下式2)
dn2/dT>4.9×dn1/dT-5.0 ……2)的关系时,式1)的条件成立,可以减低光束整形光学装置103出射光准直品质的下降。
图5及图6虽显示的是有关Blu-ray光盘用光学光学头的示例,但当准直透镜为消色差透镜时,无论焦距及透镜构成材料的折射率如何结果均相同。满足所述条件的凸透镜材料,例如可使用S-FSL5(折射率温度变化Δn/ΔT=0(波长400nm))等,另外凹透镜材料,例如可使用S-LAH60(折射率温度变化Δn/ΔT=10.3(波长400nm))等。
进而,若对准直透镜2的有效直径,使由光源波长λ的变动引起的准直透镜2的波面象差W[λ]的变动ΔW/Δλ在Marshall评价标准的一半以下,例如|ΔW/Δλ|<0.03[λ/nm],来最优化各组成透镜的球面形状,则可得到相对光源20的波长变动象差较小的平行光9。
在CD、DVD、Blu-ray蓝光光盘等光盘介质上记录再生信息的光学头的光学系统中,若令准直透镜2的焦距为f[mm],则光源20与准直透镜2的间隔约为焦距f的0.5倍~1倍。当支持准直透镜2及光源20的光学基台由金属,例如象铝这样线膨胀较大的材料构成时,由于此时线膨胀系数约为2×10-5[/℃],光学系统整体的热膨胀使光束整形光学装置103中准直透镜2与光源20的间隔产生温度变化ΔT时,约为f×10-5×ΔT~2×f×10-5×ΔT[mm·℃]。此处,若令f的单位为[μm],则准直透镜2与光源20的间隔的温度变化约为0.01×f至0.02×f[μm/℃]。
因此,对光源20与准直透镜2的间隔,光束整形光学装置103发生温度变化ΔT时,准直透镜2的后焦距的温度变化量Δfb/ΔT较大,为|Δfb/ΔT|>0.01×f[μm/℃]的情况下,镜筒3与镜筒架30各自的构成材料若采用线膨胀系数大的材料,例如铜或铝等金属材料(线膨胀系数:1×10-5至2×10-6[/℃]),则可抑制象散的发生。另一方面,后焦距的温度变化量Δfb/ΔT较小,为|Δfb/ΔT|≤0.01×f[μm/℃]时,镜筒3与镜筒架30各自的构成材料若采用线膨胀系数小的材料,例如陶瓷或玻璃等材料(线膨胀系数:1×10-5[/℃]以下),则可抑制象散的发生。
此外,在图4中,若镜筒3及镜筒架30由同一材料形成,则相对周围温度的变化,镜筒3及镜筒架30同样地膨胀或收缩。因此,可以抑制因受热引起的镜筒3及准直透镜2的变形,并抑制平行光9的波面象差及光轴倾斜。此时,镜筒3及镜筒架30的材料可采用铝、铁、铜等金属或聚碳酸脂等树脂。
若将本实施例的光束整形光学装置103作为用于光盘驱动装置的光学头的光束整形光学装置来使用,则可构成相对光源20的波长变动及温度变化性能稳定的光学头及光盘装置。特别是,光源20的波长在300nm到500nm的范围内时,一般的光学材料相对波长折射率的变动较大,因此很有效。此外,在光束整形光学装置103中,虽然准直透镜2的焦点位置与光源20发光点位置的偏差会产生象散,要消除光学头的象散,只要移动准直透镜2即可使光学头的聚光特性进一步得到改善。
在本实施例中,有可能因温度变化使准直透镜2与光源20的位置关系产生变化,出射光发生倾斜。此时,只要将凹透镜及凸透镜中的任一方或双方都设计为非球面透镜,如满足正弦条件,即可改善轴外特性,并减轻由透镜倾所斜带来的影响。
由于其他结构、作用及效果与实施例1相同,故省略其说明。
(实施例四)
图7是概略显示本发明实施例4光束整形光学装置104的结构例的剖视图。考虑准直透镜2的制作公差及色散来选定玻璃材料时,第三实施例中准直透镜2的焦距随温度变化的变化量可能无法取到足够大。此时,如同图所示,通过将准直透镜2固定在由线膨胀系数小的材料,例如玻璃及陶瓷等线膨胀在10-5以下的材料构成的镜筒3上,并进而借助固着部14将镜筒3靠近光源20的一侧端部固定到镜筒架本体4上,可减小光束整形光学装置104的温度变化带来的准直透镜2与光源20的间隔的变化量,并减小光束整形光学装置104中象散的发生量,比如将其抑制在0.03λ以下。
进而,若准直透镜2与镜筒3的线膨胀系数之差较小,例如在10-6以下,则由于随温度同样膨胀,可以抑制温度变化引起的镜筒3的扭曲造成的准直透镜2的位置偏移及扭曲,改善准直透镜2温度特性的稳定性。
此外,在实施例3中,以准直透镜2的侧面中距离光源20最近的面来固定准直透镜2,通过调整缩短其固定部分与光源20的距离,可抑制由镜筒架本体4随温度变化的的膨胀收缩引起的准直透镜2与光源20的间隔变化,并获得同样的效果。
由于其他结构、作用及效果与实施例1相同,故省略其说明。
(实施例五)
图8是概略表示本发明实施例5光束整形光学装置105的结构例的剖视图。如同图所示准直透镜2使用单透镜,该准直透镜2采用光源20的波长下阿贝数较大(例如55以上)的材料做透镜材料,使光源20的波长附近例如振荡波长±10nm的范围内后焦距的变动较小(例如0.002mm以下)。
准直透镜2由于阿贝数大,光源20伴随光学系统温度上升的振荡波长的变动引起的折射率减少小,相应的凸透镜后焦距的减少也小。因此,若构成凸透镜的透镜材料折射率的温度变化Δn/ΔT为负,则可增大后焦距,抑制温度引起的平行光9的品质下降。又因准直透镜2、镜筒3和镜筒架本体4由线膨胀系数之差分别近似相等(例如10-6以下)的材料构成,可以抑制透镜材料、镜筒3和镜筒架本体4各线膨胀系数的差异造成的伴随温度变化的光学系统的扭曲,抑制平行光9的品质下降。
准直透镜2的透镜材料例如可采用Photaron(住田光学),镜筒2及镜筒架本体4可采用陶瓷材料等。
由于其他结构、作用及效果与实施例1相同,故省略其说明。
(实施例六)
图9是概略表示本发明实施例6光束整形光学装置106的结构例的剖视图。如同图所示,若准直透镜2的厚度,即准直透镜2光轴方向的表面间隔厚至准直透镜2焦距的0.5至1倍左右,则没有镜筒也可以稳定的调整固定准直透镜2。由此可以抑制光因学系统的温度变化引起透镜镜筒的扭曲造成的平行光9的品质下降。
又因图9中准直透镜2的材料与镜筒架本体4的构成材料线膨胀系数之差近似相等(例如10-6以下),可以抑制各材料的线膨胀系数的差异造成的伴随温度变化的光学系统的扭曲,抑制平行光9的品质下降。
本实施例在图8中用单透镜加以说明,用成组透镜亦可取得同样的效果。由于其他结构、作用及效果与实施例1相同,故省略其说明。
(实施例七)
图10是表示本发明实施例7的光信息介质驱动装置的概略结构的侧视图,图11是其方块图。该光信息介质驱动装置110具备光学头40、旋转驱动机构42、电路基板43、电源44、受光装置53、再生装置47、跟踪伺服机构48及聚焦伺服机构49。
光学头40具备实施例1的光束整形光学装置101、转换光向的直角反光镜46、把光会聚在光盘(光信息介质)41的记录面上的物镜45、将光盘41记录面的反射光通路从入射光通路中分离出来并将反射光射入再生装置47中的半透镜(无图示)。作为光束整形光学装置可使用实施例2至6中的任一者。
半透明镜插在准直透镜2的出射光至物镜45的通路上。借助由光学头40的物镜45射出的会聚在光盘41记录面上的光来进行信息的记录、删除以及读取。用作光源20的半导体激光器元件最好如图10所示,作为电极除具备接地电极和激光器二极管电极外,还具备检测电极(以光电二极管等检测后发光取出信号的电极),可控制从电路基板43向激光器二极管通电的电流。
旋转驱动机构42具备马达(无图示),驱动装在轴上的光盘41旋转。电路基板43具备各种电路元件(无图示),是再生装置47、跟踪伺服机构48以及聚焦伺服机构49的构成要素之一。如上所述,电路基板43向光学头40提供受控的电流。电源44向电路基板43、旋转驱动装置42等提供电力。受光装置53根据光学头40分离出的反射光,生成再生信号50、跟踪误差信号51及聚焦误差信号52。
由于再生装置47是基于再生信号50来再生记录在光盘41上的信息的,若该信息为图像信息及声音信息,则变换为图像信号及声音信号。图像信号输入显示器(无图示)中显示为图像,声音信号输入扬声器(无图示)中输出为声音。跟踪伺服机构48根据跟踪误差信号51控制光学头40,补偿跟踪误差。同样,聚焦伺服机构49根据聚焦误差信号52控制光学头40,补偿聚焦误差。
光学头40及光信息介质驱动装置110由于具备光束整形光学装置101,可在以光学方式向光盘41记录信息或再生光盘41的信息时,防止记录或再生信息的光点位置随环境温度的变化而产生偏差。亦即,光学头40及光信息介质驱动装置110,即使环境温度变化也能以良好的精度进行记录·再生及跟踪控制,是相对温度变化运作稳定可靠性高的装置。
(实施例八)
图12是概略表示本发明实施例8光束整形光学装置的结构例的剖视图。如同图所示,在实施例8中,支持准直透镜2的镜筒3配置为使光源20在光轴方向偏离准直透镜2的焦点位置。为此,光束整形光学元件6射出的平行光会发生象散。一般的光学头中存在令该光束整形光学元件6射出的平行光在通过的光路上发生象散的元件。因此,通过令光束整形光学元件6产生象散来消除该元件产生的象散,可以减低光学头的整体象散,改善光学头的聚光特性。此时的初期象散发生量以控制在可确保光学头特性(例如记录再生特性,耐冲击性等)的10mλ以下为宜。
由于其他结构、作用及效果与实施例1相同,故省略其说明。
产业上的利用可能性
本发明可用于,要求在周围温度变化的情况下进行记录再生的光束整形光学装置、采用该装置的光学头以及光信息介质驱动装置中。
Claims (24)
1.一种光束整形光学装置,其特征在于包括,
基台,
被支持在所述基台上的镜筒架,
被支持在所述镜筒架上的光源,
被支持在所述镜筒架上的镜筒,
被支持在所述镜筒上,将所述光源发出的出射光变换为平行光的准直透镜,其中,
将从所述镜筒架中指定的基准位置到所述准直透镜的支持位置的距离的单位温度变化量,和相对所述基准位置的所述光源的单位温度的移动变化量与所述准直透镜的后焦距单位温度的变化量相加后的变化量之差,设定在指定值以下。
2.一种光束整形光学装置,其特征在于包括,
基台,
被支持在所述基台上的镜筒架,
被支持在所述镜筒架上的光源,
被支持在所述镜筒架上的镜筒,
被支持在所述镜筒上,将所述光源发出的出射光变换为平行光的准直透镜,其中,
所述镜筒具有与所述准直透镜靠近所述光源的前表面相接触的接触部。
3.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,将从所述镜筒架中指定的基准位置到所述前表面的距离的单位温度变化量,和相对所述基准位置的所述光源的单位温度的移动变化量与所述准直透镜的后焦距单位温度的变化量相加后的变化量之差,设定在指定值以下。
4.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述接触部不通过粘合剂而是直接与所述准直透镜的所述前表面相接触。
5.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述接触部为平坦面,该接触部与设置在所述准直透镜的所述前表面的平坦面部呈面接触。
6.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述接触部为越靠近光轴则越接近所述光源的斜面,该接触部与设置在所述准直透镜的所述前表面的斜面部呈面接触。
7.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,在所述准直透镜的外周面中相对光轴对称的部位涂敷有粘合剂,所述准直透镜通过所述粘合剂粘着在所述镜筒上。
8.根据权利要求7所述的光束整形光学装置,其特征在于,
所述镜筒的一端部形成为其外周部在轴向比内周部突出的台阶状,
所述内周部构成与所述准直透镜的所述前表面相接触的所述接触部,
在所述外周部相对光轴呈对称的多个部位,形成相互在环向以同一宽度从内周侧向外周侧横截的槽,
在所述槽内涂敷所述粘合剂。
9.根据权利要求8所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述槽不到所述内周部。
10.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述准直透镜是由凸透镜及凹透镜构成的至少2枚以上的透镜构成,所述凸透镜的材料的折射率温度变化接近零或为负。
11.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述准直透镜是由凸透镜及凹透镜构成的至少2枚以上的透镜构成,所述凹透镜的材料的折射率温度变化为正。
12.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,
所述准直透镜是由凸透镜及凹透镜构成的至少2枚以上的透镜构成,
当构成所述凸透镜的材料的折射率温度变化为dn1/dT,构成所述凹透镜的材料的折射率温度变化为dn2/dT时,该dn1/dT与dn2/dT满足以下的关系式
dn2/dT>4.9×dn1/dT-5.0。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的光束整形光学装置,其特征在于,
在所述光源的波长下构成所述凸透镜的材料的阿贝数比所述波长下构成所述凹透镜的材料的阿贝数更大,
当所述光源的波长为λ[nm],所述准直透镜的波面象差为W[λ],由所述波长的变动引起的所述波面象差的变动为ΔW/Δλ时,该ΔW/Δλ相对所述准直透镜的有效直径满足以下的关系式
|ΔW/Δλ|<0.03[λ/nm]。
14.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述准直透镜由单一的透镜构成,构成所述准直透镜的材料的折射率温度变化为负,构成所述准直透镜的材料的阿贝数在55或55以上。
15.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,当所述光源与所述准直透镜的所述前表面的距离变化量为ΔL[mm],相对该变化量ΔL的波面象差的发生量为W(ΔL)[λ],所述准直透镜的后焦距的单位温度变化量为Δfb/ΔT,由所述镜筒、所述镜筒架及所述基台的热膨胀引起的所述光源与所述准直透镜间距的单位温度变化量为ΔL/ΔT[mm/℃],常温为T0,所述光束整形光学装置的使用温度为T时,他们之间满足以下的关系式
W(|(Δfb/ΔT-ΔL/ΔT)·(T-T0)|)<0.03[λ]。
16.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述准直透镜的厚度为该准直透镜的焦距的0.5倍至1倍。
17.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,
所述准直透镜在由单一的透镜构成的同时,其厚度在所述该准直透镜焦距的0.5倍至1倍的范围内,
所述准直透镜由折射率温度变化为负且阿贝数在55或55以上的材料构成。
18.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述镜筒与所述镜筒架由相同的材料构成。
19.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述镜筒与所述镜筒架由互不相同的材料构成,各自的线膨胀系数之差在10-6[/℃]或10-6[/℃]以下。
20.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述准直透镜、所述镜筒与所述镜筒架由互不相同的材料构成,各自的线膨胀系数之差在10-6[/℃]或10-6[/℃]以下。
21.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于还设有,
被支持在所述基台上,将所述平行光的光量分布变换为圆形的光束整形光学元件,
所述准直透镜的焦点位置向缓和所述光束整形光学元件出射光象差的方向偏离所述的光源位置。
22.根据权利要求2所述的光束整形光学装置,其特征在于,所述光源的波长在300nm或300nm以上500nm或500nm以下。
23.一种光学头,其特征在于包括,
基台,
被支持在所述基台上的镜筒架,
被支持在所述镜筒架上的光源,
被支持在所述镜筒架上的镜筒,
被支持在所述镜筒上,将所述光源发出的出射光变换为平行光的准直透镜,
被支持在所述基台上,将所述平行光的光量分布变换为圆形的光束整形光学元件,
会聚所述光束整形光学元件通过光的物镜,其中,
所述镜筒具有与所述准直透镜靠近所述光源的前表面相接触的接触部。
24.一种光信息介质驱动装置,其特征在于包括,
基台,被支持在所述基台上的镜筒架,被支持在所述镜筒架上的光源,
具有被支持在所述镜筒架上的镜筒,被支持在所述镜筒上将所述光源发出的出射光变换为平行光的准直透镜,被支持在所述基台上将所述平行光的光量分布变换为圆形的光束整形光学元件,会聚所述光束整形光学元件通过光的物镜,驱动光信息介质的驱动机构的光学头,
根据从所述光学头得到的聚焦误差信号对所述光学头进行控制的聚焦伺服机构,
根据从所述光学头得到的跟踪误差信号对所述光学头进行控制的跟踪伺服机构。
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