JP2000249885A - ビーム整形レンズおよびその位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決めが容易に行え、組み立てや調整を短
時間で行うことができるようにすること。 【解決手段】 ビーム整形レンズＡＬは、その像側の面
（背面）を基準面とし、その基準面の一部に凸部２５を
設けている。このビーム整形レンズＡＬは、ホルダでレ
ーザダイオードＬＤと共に保持されるが、そのホルダに
はこの凸部２５と対応する位置に凹部が設けられてい
る。ホルダでビーム整形レンズＡＬを保持する際、ホル
ダの凹部にビーム整形レンズＡＬの凸部２５を挿入す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップに
用いられるビーム整形レンズに関し、特に、ＣＤ−Ｒや
ＭＯ等のように書込みも可能な光記録媒体用に適したビ
ーム整形レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、パーソナルコンピュータ
等の電子機器には種々の周辺装置が接続されるが、その
１つに記憶装置（記録媒体）がある。そして、記憶装置
（記録媒体）にも色々な種類があって、その１つにＣＤ
−Ｒ（compact disc recordable）がある。ＣＤ−Ｒは
追記が可能な記録媒体であって、ＣＤ−ＲＯＭやオーデ
ィオＣＤ（ＣＤ−ＤＡ）と互換性がある。ＣＤ−Ｒへの
書込みには専用の装置と書込み用アプリケーションが必
要だが、ＣＤ−Ｒからの読出しは通常のＣＤ−ＲＯＭド
ライブでできる。いったん書き込んだデータは消去でき
ないが、何度も追記できる。

【０００３】また、消去・再書き込み可能な光ディスク
の一種として光磁気ディスク（ＭＯ）も知られている。
すなわち、ＭＯは、磁気薄膜の熱−磁気効果を使って情
報（データ）を書き込み、光−磁気効果を使って情報
（データ）を読み出すディスク状の光メモリである。

【０００４】さて、このようなＣＤ−ＲやＭＯなどの光
ディスクに情報（データ）を書き込んだり、それから情
報（データ）を読み出すためには、光ディスク上にレー
ザビームを照射するための記録再生用光ピックアップが
必要となる。

【０００５】一般に、この種の光ピックアップは、レー
ザビームを出射するレーザ光源と、この出射されたレー
ザビームを光ディスクなどの記録媒体へ導く光学系とを
備えている。前述したように、ＣＤ−ＲやＭＯでは情報
の読出しばかりでなく、情報の書込みをも行うことがで
きるが、ＣＤ−ＲやＭＯ用の光ピックアップでは、レー
ザ光源から出射されるレーザビームの出力を、情報の読
出し時と情報の書込み時とで切り替える必要がある。そ
の理由は、情報の書込みを、レーザビームの照射により
光ディスクの記録層にピットを形成することで行うから
であり、情報書込み時におけるレーザ光源から出射され
るレーザビームの出力は、情報読出し時における出力に
比較して大きく、例えば、１０〜２０倍程度である。

【０００６】次に、図３を参照して、ＣＤ−Ｒ等の光デ
ィスク記録／再生装置に使用される光ピックアップにつ
いて説明する。

【０００７】図示の光ピックアップ１は、光学ベース２
と、対物レンズ３−１やトラッキングコイル（図示せ
ず）及びフォーカシングコイル（図示せず）を備えたレ
ンズホルダ３と、ダンパベース４と、レンズホルダ３お
よびダンパベース４を収容するアクチュエータベース５
等を備えている。

【０００８】光ピックアップ１は、レーザビームを出射
するレーザ光源であるレーザ部１１を備えている。レー
ザ部１１から出射されたレーザビームは、回折格子（後
述する）、ビームスプリッタ（後述する）、コリメータ
レンズ（後述する）、および対物レンズ３−１を通っ
て、光記憶媒体である光ディスク（ＣＤ−Ｒ）（後述す
る）上に照射される。この光ディスクからの反射光は、
対物レンズ３−１、コリメータレンズ、およびビームス
プリッタを通って受光装置であるフォトダイオード（Ｐ
Ｄ）（後述する）に入射する。即ち、フォトダイオード
は光ディスクからの反射光を受光する。

【０００９】レーザ部１１及びビームスプリッタ等の光
学部品は光学ベース２に保持されている。尚、光学ベー
ス２は、さらに光ディスクドライブの筐体（図示せず）
に保持固定される。光学ベース２の側面には、回路基板
１５が固定されている。回路基板１５は、それに接続さ
れたフレキシブルケーブル１６により光ディスクドライ
ブの他の回路要素（図示せず）に電気的に接続される。

【００１０】レンズホルダ３とダンパベース４との間
は、複数のサスペンションワイヤ６で連結され、これら
の組立体がアクチュエータベース５に収容されている。
アクチュエータベース５の一部は、ヨーク７となってお
り、このヨーク７にはマグネットが組み合わされてい
る。

【００１１】アクチュエータベース５は、金属材料で成
形された略枠状体の一端側にダンパベース４の受入れ部
（図示せず）を有する。この受入れ部には、ダンパベー
ス４を固定するための支持ブロック５−１を有する。支
持ブロック５−１は、アクチュエータベース５に一体に
成形されている。更に、略枠状体の両側壁には、光学ベ
ース２に設けられた支持部２−１で支持される略半円形
状の突起５−２が設けられている。

【００１２】ダンパベース４には、透明な樹脂素材で形
成されたダンパベースカバー４−２が取り付けられてお
り、その後部にはサスペンションワイヤ６の一端を固定
するための固定部４−１が設けられ、ダンパベース４と
ダンパベースカバー４−２との間の空間にサスペンショ
ンワイヤ６の振動を抑制するための制振材（図示せず）
が注入されている。

【００１３】ダンパベース４の後壁には、固定された更
に先のサスペンションワイヤ６の端部と半田付け接続す
るためのフレキシブル配線基板８が設けられている。ダ
ンパベース４は、アクチュエータベース５の両側壁と支
持ブロック５−１との間のスペースに挿入された状態に
て固定される。

【００１４】ダンパベース４は、ネジ９により支持ブロ
ック５−１とダンパベース４とを挟み付けるようにして
取り付けられ、ダンパベース４をネジ９を中心として回
動可能としている。これはスキュー調整するためであ
る。

【００１５】ダンパベース４をアクチュエータベース５
に固定する前に、ダンパベース４にはサスペンションワ
イヤ６が取り付けられる。即ち、レンズホルダ３とダン
パベース４とは、複数のサスペンションワイヤ６で連結
された組立体の状態にてアクチュエータベース５に収容
され固定される。

【００１６】図４に上述した光ピックアップ１の光学系
のシステム構成例を示す。図示の光学系は、レーザダイ
オードＬＤ（図３のレーザ部１１に相当）、回折格子Ｇ
ＲＴ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、コリメータレンズ
ＣＬ、１／４波長板ＱＷＰ、立ち上げミラーＭＩＲ、対
物レンズＯＬ（図３の対物レンズ３−１に相当）、光デ
ィスクＤＩＳＣ、センサレンズＳＬ、およびフォトダイ
オード（受光素子）ＰＤを有する。

【００１７】レーザダイオードＬＤから水平右方向へ出
射された１本のレーザビームは、回折格子ＧＲＴで３本
のレーザビームに分離され、偏光ビームスプリッタＰＢ
Ｓ、コリメータレンズＣＬ、および１／４波長板ＱＷＰ
を通過し、立ち上げミラーＭＩＲで直角に折り曲げられ
て鉛直上方向へ進み、対物レンズＯＬを介して光ディス
クＤＩＳＣ上へ照射される。

【００１８】光ディスクＤＩＳＣからの反射光は、鉛直
下方向へ進み、対物レンズＯＬを通過し、立ち上げミラ
ーＭＩＲで直角に折り曲げられて水平左方向へ進み、１
／４波長板ＱＷＰおよびコリメータレンズＣＬを通り、
偏光ビームスプリッタＰＢＳで直角に折り曲げられて水
平手前方向へ進み、センサレンズＳＬを通してフォトダ
イオードＰＤで受光される。

【００１９】この技術分野で周知のように、レーザダイ
オードＬＤから放射されるレーザビーム（光）は、水平
方向に比べて垂直方向にかなり広がった強度分布を示し
ている。このような水平方向と垂直方向で異なる放射角
を有する、いわゆる、楕円の断面形状を持つ放射ビーム
を、略円形の断面形状を持つビームに変換するビーム整
形レンズが提案されている（例えば、特開平９−２５８
０９９号公報、特表平９−５０１７８９号公報などを参
照）。ビーム整形レンズは、アナモルフィックレンズと
も呼ばれる。

【００２０】図５および図６に、このようなビーム整形
レンズＡＬをレーザダイオードＬＤとコリメータレンズ
ＣＬとの間に挿入した従来の光学系を示す。図５はレー
ザビームの水平方向の断面を示す平面断面図であり、図
６はレーザビームの垂直方向の断面を示す正面断面図で
ある。尚、実際には、図４に図示するように、レーザダ
イオードＬＤと対物レンズＯＬとの間には種々の光学要
素が挿入されているが、図５および図６では、説明の簡
単のために、ビーム整形レンズＡＬとコリメータレンズ
ＣＬのみを図示し、他の光学要素を省略している。

【００２１】最初に、図５を参照して、レーザビームの
水平方向での断面の移り変わりについて説明する。レー
ザダイオードＬＤから出射した光は、ビーム整形レンズ
ＡＬのａ面、ｂ面を透過した後、コリメータレンズＣＬ
を介して対物レンズＯＬに入射し、光ディスクＤＩＳＣ
で焦点を結ぶ。

【００２２】次に、図６を参照して、レーザビームの垂
直方向での断面の移り変わりについて説明する。レーザ
ダイオードＬＤから出射した光は、ビーム整形レンズＡ
Ｌのａ'面、ｂ'面を透過した後、コリメータレンズＣＬ
を介して対物レンズＯＬに入射し、光ディスクＤＩＳＣ
で焦点を結ぶ。

【００２３】ここで、ビーム整形レンズＡＬの入射面
（前面）において、ａ面が凹面となっているのに対し
て、ａ'面は凸面となっている。一方、ビーム整形レン
ズＡＬの出射面（背面）において、ｂ面とｂ'面は互い
に曲率の異なる凸面となっている。すなわち、ビーム整
形レンズＡＬは、ａ面とａ'面、ｂ面とｂ'面とがそれぞ
れ曲率の異なるアナモフィック面となっている。

【００２４】このような構造のビーム整形レンズＡＬで
は、ビーム整形レンズＡＬ透過後の対物レンズＯＬでの
ビームの形状を略円形断面にすることができ、対物レン
ズＯＬの有効径により近づけることができる。換言すれ
ば、垂直方向での広がり角を水平方向のそれと同じ程度
に狭くすることができ、高い結合効率を期待できる。

【００２５】このように、結合効率が高くなるので、Ｃ
Ｄ−ＲやＭＯ等の光ディスクに対する書込みに必要がパ
ワーを得るために、現行のレーザダイオードよりも低い
パワーのものを使用することが可能となる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ビーム整形レンズＡＬの効力を最大限に発揮させるため
には、レーザダイオードＬＤのＦＦＰ（垂直）にビーム
整形レンズＡＬの垂直方向を一致させる必要がある。仮
にずれた状態になった場合、水平方向のスポットサイズ
が設計値より大きくなり、特性が悪化してしまう。

【００２７】しかしながら、従来のビーム整形レンズＡ
Ｌは、それを位置決めするための手段を備えていない。
そのため、組み立てや調整に時間がかかるという問題が
ある。

【００２８】したがって、本発明の目的は、位置決めが
容易に行え、組み立てや調整を短時間で行うことができ
るビーム整形レンズおよびその位置決め方法を提供する
ことにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、楕円の断面形状を持つ放射ビームを略円形の断面形
状を持つビームに変換するビーム整形レンズにおいて、
該ビーム整形レンズの出射面側に位置決め用の凸部を設
けたことを特徴とするビーム整形レンズが得られる。

【００３０】また、本発明によれば、上記ビーム整形レ
ンズを、それを保持するホルダに挿入して位置決めする
方法であって、前記ホルダに、前記凸部と対応する位置
に凹部を設け、前記ホルダで前記ビーム整形レンズを保
持する際に、前記凸部を前記凹部に挿入することを特徴
とするビーム整形レンズの位置決め方法が得られる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３２】図１を参照して、本発明の一実施の形態に
係るビーム整形レンズＡＬについて説明する。図１にお
いて、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面断面図、
（ｃ）は前面図、（ｄ）は背面図である。

【００３３】図示のビーム整形レンズＡＬはガラス製で
あり、その前面（入射面）および背面（出射面）には、
図１（ａ）に示される様に、それぞれ、反射防止コート
２１および２２が施されている。

【００３４】本実施の形態では、ビーム整形レンズＡＬ
は、後述するように、ビーム整形機能ばかりでなく一部
分岐機能をも備えている。詳述すると、ビーム整形レン
ズＡＬは、楕円の断面形状を持つ放射ビームＲＢを略円
形の断面形状を持つ主ビームＭＢに変換するビーム整形
部２３と、そのビーム整形部２３の周囲に設けられて、
放射ビームの一部を主ビームＭＢとは別に分岐して分岐
ビーム（図示せず）として取り出す一部分岐部２４とを
備えている。この一部分岐部２４はコバ部と呼ばれる。

【００３５】図１（ｃ）には放射ビームＲＢの有効径を
斜線で示しており、図１（ｄ）には主ビームＭＢの有効
径を斜線で示している。

【００３６】周知のように、レーザダイオードＬＤから
出射された放射ビームＲＢは、中央部が最大で、それか
ら離れるに従って弱くなる山形の強度分布をしている
が、その裾の部分まで広がっている。一部分岐部（コバ
部）２４は、この裾の部分に広がっている放射ビームＲ
Ｂを、主ビームＭＢとは別に分岐して分岐ビームとして
取り出す。この取り出された分岐ビームは、図示しない
フロントモニタ素子に入射される。

【００３７】又、この一部分岐部（コバ部）２４は、図
１（ａ）および（ｄ）から明らかなように、入射（前
面）側のコバの形状が、半径方向外側に行くに従って入
射側に接近するように斜めに傾いている。このような形
状とすることにより、フロントモニタ素子（図示せず）
を、レーザビームが通過する通路からより外側に配置す
ることが可能となる。

【００３８】図１（ａ）および（ｂ）に示されるよう
に、ビーム整形レンズＡＬのビーム整形部２３は、その
前面（入射）側がいわゆる鞍状の形状をしており、水平
方向と垂直方向とで曲率が異なっている。

【００３９】図１（ｂ）に加えて図２をも参照すると、
ビーム整形レンズＡＬは、その像側の面（背面）を基準
面とし、その基準面の一部に凸部２５を設けている。こ
のビーム整形レンズＡＬは、図示しないホルダでレーザ
ダイオードＬＤと共に保持されるが、そのホルダにはこ
の凸部２５と対応する位置に凹部が設けられている。ホ
ルダでビーム整形レンズＡＬを保持する際、ホルダの凹
部にビーム整形レンズＡＬの凸部２５を挿入する。

【００４０】したがって、ホルダの凹部とビーム整形レ
ンズＡＬの凸部２５のクリアランスを小さくし、レーザ
ダイオードＬＤと取り付ける治具の精度を上げておけ
ば、Ｚ軸に対する回転方向の調整なしで、安定したスポ
ットサイズを実現することが出来る。その結果、組み立
て・調整の時間を短縮することが可能となる。

【００４１】尚、本発明は、上述した実施の形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更
が可能なのはいうまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のビーム整
形レンズは、その出射面側に位置決め用の凸部を設けて
いるので、ビーム整形レンズを保持するホルダに凸部と
対応する位置に凹部を設け、ホルダでビーム整形レンズ
を保持する際に、凸部を凹部に挿入することにより、ビ
ーム整形レンズの位置決めを容易に行うことができる。
したがって、組み立て・調整の時間を短縮することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るビーム整形レンズ
の構成を示す図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面
断面図、（ｃ）は前面図、（ｄ）は背面図である。

【図２】図１に示したビーム整形レンズをレーザダイオ
ードと共に示す平面断面図である。

【図３】本発明に係るビーム整形レンズが使用される、
従来の光ピックアップを示す平面図である。

【図４】図３に示した光ピックアップの光学系を示す構
成図である。

【図５】従来のビーム整形レンズをレーザダイオードと
コリメータレンズとの間に挿入した光学系の、レーザビ
ームの水平方向の断面を示す平面断面図である。

【図６】従来のビーム整形レンズをレーザダイオードと
コリメータレンズとの間に挿入した光学系の、レーザビ
ームの垂直方向の断面を示す正面断面図である。

【符号の説明】

ＡＬ ビーム整形レンズ ２５ 凸部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楕円の断面形状を持つ放射ビームを略円
   形の断面形状を持つビームに変換するビーム整形レンズ
   において、該ビーム整形レンズの出射面側に位置決め用
   の凸部を設けたことを特徴とするビーム整形レンズ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のビーム整形レンズを、
   それを保持するホルダに挿入して位置決めする方法であ
   って、 前記ホルダに、前記凸部と対応する位置に凹部を設け、 前記ホルダで前記ビーム整形レンズを保持する際に、前
   記凸部を前記凹部に挿入することを特徴とするビーム整
   形レンズの位置決め方法。