JP3923778B2 - Optical pickup device and optical disk device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9に従来の光ピックアップ装置100の構成を示す。半導体レーザ101から出射された直線偏光のレーザビームは、コリメートレンズ102によって平行光束に変換され、ビームスプリッタ103と1/4波長板104とで構成される光アイソレータにおいて直線偏光から円偏光に変換される。円偏光に変換された光は、対物レンズ105により集光されて光情報記録媒体である光ディスクZの記録面Z1に微小な光スポットの状態で照射される。光ディスクZからの反射光は、照射時の逆の経路を辿り、対物レンズ105を通過し、1/4波長板104により偏光方向を90°回転した直線偏光に変換された後、ビームスプリッタ103に到達する。この反射光は、照射時とは異なりビームスプリッタ103により反射され、第1の集光レンズ106方向に導かれ、第2の集光レンズ107により非点収差を与えられた形で集光され、受光素子108に入射される。
【0003】
ここで、光ディスクZには、レーザビームのトラッキング制御の為にランドとグルーブ(共に図示せず)とが形成されている。そして、光ディスクZのアドレス情報等を示す為にグルーブが蛇行(以後、ウォブル)形成されている。
【0004】
また、受光素子108は、受光領域A,B,C,D,E,F,G,H(図4と同様)を有する構造とされ、受光した検出ビームの状態に応じた出力に基づいた情報信号やサーボ信号等の検出信号が検出される。特に、ウォブル信号Wbは、Wb=(A+D)−(B+C)により検出される。
【0005】
このような光ピックアップ装置100の受光スポットサイズは、検出信号の周波数帯域やレイアウト上のスペース的な制約等からあまり大きくすることができない。また、調整のし易さや経時的なズレ等からあまり小さくすることもできない。一般的に受光スポットのサイズとしては、数10μmから100μm程度の範囲のものが多く用いられている。
【0006】
しかしながら、このサイズの受光スポットのプッシュプル信号によりサーボ信号、ウォブル信号を得ようとすると、光ピックアップ装置100の各部の温度変化に伴う各部の変形により、受光スポットの位置ズレが生じることにより受光スポットのオフセットが生じてサーボ信号やウォブル信号等を検出することができないという問題が生じることがある。
【0007】
この受光スポットの位置ズレには、光の往路又は復路に単一のミラーがある場合には、そのミラーの角度ズレが最も大きく影響する。この場合、そのミラーの角度ズレの度合いによっては、光ピックアップ装置100が機能しなくなるような状況になってしまう。但し、ミラーが往路復路の共通光路上にある場合には、往復で角度誤差が相殺される為このような問題は発生しない。この問題に対応するには、図9に示すように、ビームスプリッタ103にビーム整形面103aを形成してその影響を無くすとか、ビーム整形を行なわない場合でもミラーである光路分離面103bに対して略平行な平行反射面103cを設けて光源系と検出系との光軸の角度関係が、ミラーの角度ズレによって変化しない為の工夫が必要となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして、受光スポット位置ズレを生じさせる原因の内ミラー角度ズレ分を除いたとき、次に影響するのが半導体レーザ101とコリメートレンズ102との光軸直交方向の位置ズレである。
【0009】
ここで、半導体レーザ101及びコリメートレンズ102の取付構造について図10及び図11を参照して説明する。半導体レーザ101は、光ピックアップ装置100のハウジング109にカシメにより固定されている。コリメートレンズ102は、セル110のレンズ取付孔111に対してクリアランスをもってすきま嵌めされた状態で接着剤Sによってレンズ取付孔111に接着保持されている。セル110は、その一部がハウジング109に固定されている。また、図11に示すように、コリメートレンズ102は、セル110に対しての組み付け作業性を考慮してコリメートレンズ102全周においてレンズ取付孔111に均等3点接着されている。ここで、レンズ取付孔111とコリメートレンズ102とのクリアランスは、20μm〜50μm程度とされており、図11では説明の為に誇張して示している。
【0010】
ここで、温度変化に伴う各部の変形に起因する半導体レーザ101のレーザビーム出射軸101aとコリメートレンズ102の中心軸102aとの間に許容される相互間軸位置変動は、コリメートレンズの焦点距離や検出系の構成にもよるが、数μm程度とされている。コリメートレンズ102のレンズ取付孔111への20μm〜50μm程度のクリアランスをもったすきま嵌めにおいて、その取付変動を数μmに管理することは容易ではなく、コリメートレンズ102のレンズ取付孔111への均等3点接着においては、3点のうち1点に偏った状態で接着されやすいという問題が生じる。
【0011】
このような取付構造において、温度に変化があると、光ピックアップ装置100の各部が熱膨張或いは熱収縮するが、一般にハウジング109の材料はアルミニウム(Al)やマグネシウム(Mg)等であり、セル110の材料は、光軸調整時の滑り等を考慮して例えば銅(Cu)やステンレス(SUS)等の硬めの金属であり、ハウジング109とセル110との線膨張率の差により半導体レーザ101のレーザビーム出射軸101aとコリメートレンズ102の中心軸102aとの位置ズレが生じる。例えば、周囲温度が上昇した場合には、図12に示すように、半導体レーザ101のレーザビーム出射軸101aとコリメートレンズ102の中心軸102aとにズレX1が生じる。これにより、半導体レーザ101から出射されるレーザビームの光軸101bにズレY1が生じてしまい、受光素子108等からなる検出系での受光スポットの位置ズレが生じて、受光スポットのプッシュプル信号にオフセットが生じてしまう。その結果、検出系において、検出信号を正確に検出することができないという問題が生じる。
【0012】
このプッシュプル信号のオフセットを補正する手段として、DPP(Differential Push-Pull=差動プッシュプル)法がよく知られている。これは、図9に示すように、往路光路中にグレーティング112を配して、レーザビームを0次のメインビームと±1次のサブビームに分け、メインビームをグルーブ(或いはランド)、サブビームは隣接するランド(或いはグルーブ)に集光させる。これにより、メインとサブとで逆相のプッシュプルを発生させ、kを係数として(メインプッシュプル)−k(サブプッシュプル)によりプッシュプル成分を実質的に足し合わせ、スポットズレ分を同相成分として取り除こうというものである。
【0013】
このDPP法は、トラッキング信号の補正方法としては優れた方法ではあるが、ウォブル信号のオフセット補正には適用できない。なぜなら、この方法によりウォブル信号を得てウォブル信号の補正を行なおうとしようとする場合、ウォブルは、周波数が高い為に、光ディスクZの異なる位置にあるメインスポットとサブスポットとが各々まちまちのウォブル成分を拾ってしまい、うまくウォブル以外の同相成分だけ除去することができないためである。
【0014】
本発明の目的は、部品の温度変化に起因するレーザとコリメートレンズとのズレを抑制することである。
【0015】
本発明の目的は、部品の温度変化に起因するレーザとコリメートレンズとのズレを抑制することにより特にウォブル信号のオフセットの発生を抑制することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、
レーザビームを光情報記録媒体の記録面に集光して情報の記録又は再生を行なう光ピックアップ装置において、
ハウジングと、
前記ハウジングに固定されレーザビームを出射するレーザと、
前記レーザからのレーザビームを平行光束に変換するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズを保持するレンズ取付孔を有し、前記ハウジングの線膨張係数とは異なる線膨張係数を有する材料で形成され、前記ハウジングに固定されているセルと、を具備し、
前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より高い値である場合は前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部から遠い側の半周の一部又は全部で前記セルに接着され、または前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より低い値である場合は前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部に近い側の半周の一部又は全部で前記セルに接着されていることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の光ピックアップ装置において、前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より高い値である場合は前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部から最も遠い位置で、または前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より低い値である場合は前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部に最も近い位置で、前記セルと最も近接するように取り付けられていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置において、前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より高い値である場合は少なくとも前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部から最も遠い位置で、または前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より低い値である場合は少なくとも前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部に最も近い位置で、前記セルと接着されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より高い値である場合は前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部から最も遠い位置で、または前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より低い値である場合は前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部に最も近い位置で、20μm〜50μm離間して前記セルと接着されていることを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図1ないし図7に基づいて説明する。本実施の形態の光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の記録再生等を行なう光ディスク装置に用いられる光ピックアップ装置に適用されている。
【0027】
ここで、図1は本実施の形態の光ピックアップ装置を示す概略平面図、図2は半導体レーザとコリメートレンズとの取付構造を示す縦断側面図、図3はコリメートレンズのセルへの接着構造を誇張して示し、(a)は1点接着を示す正面図、(b)は2点接着を示す正面図、(c)は3点接着を示す正面図、(d)は半周接着を示す正面図、図4は受光素子の分割パターンを示す説明図である。
【0028】
本実施の形態の光ピックアップ装置1は、レーザビームを出射するレーザである半導体レーザ2と、ガラス製のコリメートレンズ3と、レーザビームをメインビームと2つのサブビームとに分けるグレーティング4と、ビームスプリッタ5と、偏向プリズム6と、1/4波長板7と、対物レンズ8と、検出系9等とから構成されている。ここで、本実施の形態の検出系9におけるフォーカスエラー信号検出には非点収差法が採用され、トラックエラー信号検出にはDPP(Differential Push-Pull=差動プッシュプル)法が採用されている。
【0029】
また、本実施の形態の光情報記録媒体としては、ランドとグルーブとが形成されて、グルーブが蛇行(ウォブル)形成されている光ディスクZが適用されている。この光ディスクは、図示しない回転駆動系によって回転する。
【0030】
半導体レーザ2及びコリメートレンズ3の取付構造について図2及び図3を参照して説明する。光ピックアップ装置1は、ハウジング10を備えている。このハウジング10は、底壁11の一端で垂直壁12が底壁11の一面13側に延出しているL字形形状に形成されている。垂直壁12には、半導体レーザ2を保持するレーザ取付孔14が形成されている。そして、底壁11の一面13には、コリメートレンズ3を保持するレンズ取付孔15を有する円筒形状のセル16がレンズ取付孔15の中心軸15aに対向する一端16aをハウジング10の一面13に押し付けられた状態で図示しないビスによりビス止めされている。本実施の形態のハウジング10の材料は、例えばアルミニウム(Al)であり、セル16はハウジング10への取付時などの中心軸調整における滑り等を考慮して例えば銅(Cu)等の硬めの金属とされている。ここで、アルミニウム(Al)の線膨張係数よりも銅(Cu)の線膨張係数の方が低い値である。
【0031】
半導体レーザ2は、垂直壁12のレーザ取付孔14にカシメにより固定されている。
【0032】
コリメートレンズ3は、セル16のレンズ取付孔15に対してクリアランスをもってすきま嵌めされた状態でレンズ取付孔15に接着されて取り付けられている。このとき、コリメートレンズ3は、ハウジング10とセル16との温度変化に伴う相対変位の際に、レンズ取付孔15の中心軸15aに対するレーザ2のレーザビーム出射軸2aの相対移動方向へレンズ取付孔15の中心軸15aに対して相対的に移動するようにレンズ取付孔15に対して接着されて取り付けられている。詳しくは、コリメートレンズ3は、図3(a)に示すように、セル16とのクリアランスを利用してレンズ取付孔15のセル16の一端16a側とは反対側である他端16b側に寄せられてそこで接着剤Sにより1箇所接着されている。このときコリメートレンズ3の中心軸は、半導体レーザ2の中心軸と一致している。ここで、レンズ取付孔15とコリメートレンズ3とのクリアランスは、20μm〜50μm程度とされており、図3では説明の為に誇張して示している。そして、半導体レーザ2とコリメートレンズ3との相対変位によりウォブル信号オフセットが発生する方向W1(図2参照)は、セル16の一端16a側と他端16b側との対向方向とされている。
【0033】
なお、コリメートレンズ3のセル16への接着構造としては、上述したような1箇所接着に限られるものではなく、ハウジング10とセル16との温度変化に伴う相対変位の際に、レンズ取付孔15の中心軸15aに対するレーザ2のレーザビーム出射軸2aの相対移動方向へレンズ取付孔15の中心軸15aに対して相対的に移動するようにレンズ取付孔15に対して接着されて取り付けられていれば良い。例えば、図3(b)に示すように、レンズ取付孔15におけるセル16の他端16b側の半周内において接着剤Sによる均等2箇所接着、図3(c)に示すように、レンズ取付孔15におけるセル16の他端16b側の半周内において接着剤Sによる均等3箇所接着、或いは均等3箇所以上であってよい。さらには、図3(d)に示すようなレンズ取付孔15におけるセル16の他端16b側の半周内において全範囲を接着剤Sにより接着する半周接着であって良い。これらは、対衝撃性や強度並びに必要精度とのからみで適宜選択すれば良い。
【0034】
ビームスプリッタ5は、図1に示すように、ビーム整形面としての機能を有するレーザビームの入射面5aと内部反射面5bとを備えている。この内部反射面5bとレーザビームの往路及び復路を分離する光路分離面5cとは、略平行に設定されており、温度変化などによるビームスプリッタ5の角度変化によって検出系9におけるプッシュプル信号にオフセットが生じないようにされている。
【0035】
検出系9は、第1の集光レンズ17と、非点収差発生機能を有する第2の集光レンズ18と、8分割の受光領域を持つ受光素子19等とから構成されている。
【0036】
受光素子19は、図4に示すように、メインビームに関する反射光成分を受光するための4分割された受光領域A,B,C,Dと、一方のサブビームに関する反射光成分を受光する為の2分割された受光領域E,Fと、他方のサブビームに関する反射光成分を受光する為の2分割された受光領域G,Hとを有している。受光素子19は、受光したレーザビームを電気信号として検出するものであって、情報信号、サーボ信号であるフォーカスエラー信号FEやトラッキングエラー信号TE、ウォブル信号Wb等の検出信号を検出する。
【0037】
ここで、フォーカスエラー信号FEは、
FE=(A+C)−(B+D)
とされる。
【0038】
トラッキングエラー信号TEは、定数をkとすると
TE={(A+D)−(B+C)}−k{(F+H)−(E+G)}
とされる。
【0039】
ウォブル信号Wbは、
Wb=(A+D)−(B+C)
とされる。ここで、図4のW2は、ウォブル信号Wbのオフセット方向を示す。
【0040】
このような構成において、半導体レーザ2から出射された直線偏光のレーザビームは、コリメートレンズ3によって平行光束に変換され、ビームスプリッタ5と1/4波長板7とで構成される光アイソレータにおいて直線偏光から円偏光に変換される。円偏光に変換された光は、対物レンズ8により集光されて光ディスクZの記録面Z1に微小な光スポットの状態で照射される。光ディスクZからの反射光は、照射時の逆の経路を辿り、対物レンズ8を通過し、1/4波長板7により偏光方向を90°回転した直線偏光に変換された後、ビームスプリッタ5に到達する。この反射光は、照射時とは異なりビームスプリッタ5により反射され、集光レンズ17方向に導かれ、集光レンズ18により非点収差を与えられた形で集光され、受光素子19に入射される。そして、受光素子19によって、情報信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ウォブル信号が検出される。
【0041】
ここで、温度が上昇して、ハウジング10とセル16とが熱膨張して変形した際の半導体レーザ2とコリメートレンズ3との相対位置関係について図5を参照して説明する。
【0042】
温度上昇によってハウジング10とセル16とが熱膨張した場合には、ハウジング10の線膨張率の方がセル16の線膨張率よりも高いので、セル16よりもハウジング10の方がより膨張する。これにより、レーザ取付孔14とレンズ取付孔15とに相対的な変位が生じる。この際に、半導体レーザ2は、ハウジング10に対してカシメにより取り付けられているので、レーザ取付孔14とともに変位する。これにより、レーザビーム出射軸2aがレンズ取付孔15に対して相対的に変位して、半導体レーザ2のレーザビーム出射軸2aは、セル16のレンズ取付孔15の中心軸15aからレンズ取付孔15におけるハウジング10に固定されているセル16の他端16b側方向へ位置することになる。
【0043】
一方、コリメートレンズ3は、セル16の他端16b側に寄せられてそこで1箇所接着されていて、また、ガラスの線膨張率は金属の線膨張率よりも低いのでレンズ取付孔15が膨張する際に、レンズ取付孔15に対してその接着部位、即ちレンズ取付孔15におけるセル16の他端16b側に偏った状態で位置することとなる。即ち、レンズ取付孔15の中心軸15aよりもコリメートレンズ3の中心軸3aの方がレーザ取付孔14に保持されている半導体レーザ2のレーザビーム出射軸2aに対して近くに位置していることになる。これにより、温度変化によるハウジング10とセル16との線膨張係数の差に起因する半導体レーザ2とコリメートレンズ3との相対位置関係のズレX2を小さく抑えることができるので、半導体レーザ2から出射されるレーザビームの光軸2bのズレY2を小さくすることができ、その結果、検出系9での受光スポットの位置ズレを抑制することができる。よって、検出系9において、サーボ信号や特にDPP法においても補正できないウォブル信号のオフセットの発生を抑制することができる光ピックアップ装置1ないしはこのような光ピックアップ装置1を搭載した光ディスク装置を提供することができる。
【0044】
なお、本実施の形態では、ハウジング10の材料をアルミニウム(Al)、セル16の材料を銅(Cu)として説明したがこれに限るものではなく、セルの材料の線膨張率がハウジングの材料の線膨張率以下であれば良い。
【0045】
次に、図示しないが、変形例について説明する。前記実施の形態では、セル16の材料の線膨張率がハウジング10の材料の線膨張率以下である場合の例を説明したが、この例は、セル16の材料の線膨張率がハウジング10の材料の線膨張率以上である場合の例である。この場合は、光ピックアップ装置1の構成は基本的に同じである。前記実施の形態との相違点は、コリメートレンズ3のセル16のレンズ取付孔15への取付構造である。具体的には、コリメートレンズ3は、レンズ取付孔15における一端16a側の半周内において、コリメートレンズ3がレンズ取付孔15に接着されて取り付けられている。なお、接着点数は、前記実施の形態と同様である。
【0046】
温度上昇によってハウジング10とセル16とが熱膨張した場合には、セル16の線膨張率の方がハウジング10の線膨張率よりも高いので、ハウジング10よりもセル16の方がより膨張する。これにより、レーザ取付孔14とレンズ取付孔15とに相対的な変位が生じる。この際に、半導体レーザ2は、ハウジング10に対してカシメにより取り付けられているので、レーザ取付孔14とともに変位する。これにより、レーザビーム出射軸2aがレンズ取付孔15に対して相対的に変位して、半導体レーザ2のレーザビーム出射軸2aは、セル16のレンズ取付孔15の中心軸15aからレンズ取付孔15におけるハウジング10に固定されているセル16の一端16a側方向へ位置することになる。
【0047】
一方、コリメートレンズ3は、セル16の一端16a側に寄せられてそこで1箇所接着されていて、また、ガラスの線膨張率は金属の線膨張率よりも低いのでレンズ取付孔15が膨張する際に、レンズ取付孔15に対してその接着部位、即ちレンズ取付孔15におけるセル16の一端16a側に偏った状態で位置することとなる。即ち、レンズ取付孔15の中心軸15aよりもコリメートレンズ3の中心軸3aの方がレーザ取付孔14に保持されている半導体レーザ2のレーザビーム出射軸2aに対して近くに位置していることになる。これにより、温度変化によるハウジング10とセル16との線膨張係数の差に起因する半導体レーザ2とコリメートレンズ3との相対位置関係のズレを小さく抑えることができるので、半導体レーザ2から出射されるレーザビームの光軸2bのズレを小さくすることができ、その結果、検出系9での受光スポットの位置ズレを抑制することができる。よって、検出系9において、サーボ信号や特にDPP法においても補正できないウォブル信号のオフセットの発生を抑制することができる光ピックアップ装置1ないしはこのような光ピックアップ装置1を搭載した光ディスク装置を提供することができる。
【0048】
次に、本発明の第二の実施の形態を図6に基づいて説明する。図6は本実施の形態のコリメートレンズのセルへの接着構造を誇張して示し、(a)は6点接着を示す正面図、(b)は全周接着を示す正面図である。なお、第一の実施の形態において説明した部分と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する(以下の実施の形態でも同じ)。本実施の形態の基本的な構造は、第一の実施の形態のと同じであり、第一の実施の形態との相違点は、セル21の材料の線膨張率がハウジング10の材料の線膨張率と同じか又はそれに近いものである点である。具体的には、セルの材料は例えばアルミニウム(Al)等である。この相違点により、コリメートレンズ3のセル21への取付構造も第一の実施の形態とは異なる。
【0049】
コリメートレンズ3のセル21への取付構造について説明する。図6(a)に示すように、コリメートレンズ3は、セル21のレンズ取付孔15に対して均一のクリアランスを持ってレンズ取付孔15中心に配置されて、接着剤Sによりその全周において均等6箇所で接着固定されている。このとき、コリメートレンズ3の中心軸は、半導体レーザ2の中心軸と一致している。なお、接着構造としては、均等6箇所接着としたがこれに限られるものではなく、均等6箇所以上であればよい。さらには、図7(b)に示すようなレンズ取付孔15に対して全周接着であって良い。従来の均等3点接着では、コリメートレンズ3とセル21との間にコリメートレンズ3全周で均等にクリアランスを持って接着することが難しく3点のうち1点に偏った状態で接着され易かったが、上述した均等6箇所接着や全周接着は、均等3点接着に比べ、接着箇所が多いので、均等性が優れ、コリメートレンズ3とセル21とのクリアランスがコリメートレンズ3全周でより均等になる。
【0050】
このような構成において、温度が上昇して、ハウジング10とセル21とが熱膨張して変形した際には、ハウジング10とセル21との線膨張係数が同じか又は近いので、カシメにより取り付けられていることによりレーザ取付孔14とともに変位する半導体レーザ2のレーザビーム出射軸2aと、セル21のレンズ取付孔15の中心軸15aとは、相対的に移動しないか又は移動したとしてもごく僅かな距離となる。そして、コリメートレンズ3がその全周に均等にセル21に対してクリアランスがある状態でレンズ取付孔15中心に取り付けられているので、セル21が熱膨張して変形した場合にもセル21のレンズ取付孔15の中心軸15aとコリメートレンズ3との位置関係が変わらないか又は変わったとしても僅かである。これにより、温度変化による半導体レーザ2とコリメートレンズ3との相対位置関係のズレを無くすか若しくは小さく抑えることができ、半導体レーザ2から出射されるレーザビームの光軸のズレを無くすか抑えることができるので、検出系9での受光スポットの位置ズレを抑制することができる。これにより、検出系9において、サーボ信号や特にDPP法においても補正できないウォブル信号のオフセットの発生を抑制することができる光ピックアップ装置ないしはこのような光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置を提供することができる。
【0051】
次に、本発明の第三の実施の形態を図7及び図8に基づいて説明する。図7は本実施の形態の半導体レーザとコリメートレンズとの取付構造を示す側面図、図8はコリメートレンズの取付構造を示す分解斜視図である。本実施の形態の基本的な構造は、第一の実施の形態と同じであり、第一の実施の形態との相違点は、セル31及びハウジング32の形状、セル31のハウジング32への取付構造が異なる点である。
【0052】
セル31には、レンズ取付孔15の中心軸15aを含む面若しくはその近傍面に沿って形成されてた取付面33aを有する取付部33が両側部にそれぞれ形成されている。
【0053】
ハウジング32には、レーザ取付孔14に保持されている半導体レーザ2のレーザビーム出射軸2aを含む平面若しくはその近傍面に沿って形成された保持面34aを有する一対の保持部34が底壁11の一面13から延出して形成されている。この保持部34は、ハウジング32の材料の線膨張率と同じか若しくは近似した値の線膨張係数を有する材料で形成されている。
【0054】
そして、セル31は、その取付面33aをハウジング32の保持面34aに当接させた状態で取付部33がハウジング32の保持部34にネジ35によってネジ止めされて、ハウジング32に固定されている。このとき、ハウジング10とセル16との材料の線膨張率は同じであっても良いし、異なっていてもどちらでも良い。
【0055】
コリメートレンズ3は、第2の実施の形態で説明したような、セル31に対して均等6点接着以上、或いは全周接着とされている。このとき、コリメートレンズ3の中心軸は、半導体レーザ2の中心軸と一致している。
【0056】
このような構成において、温度が上昇して、ハウジング32とセル31とが熱膨張して変形した際には、ハウジング32の保持面34aは、レーザ取付孔14に保持されている半導体レーザ2のレーザビーム出射軸2aと同じように変位するので、レーザ取付孔14に保持されている半導体レーザ2のレーザビーム出射軸2aと保持面34aの相対的な位置関係に変化はない。これにより、セル31のレンズ取付孔15の中心軸15aもレーザ取付孔14に保持されている半導体レーザ2のレーザビーム出射軸2aに対して相対的な位置関係に変化がない。よって、半導体レーザ2レーザビーム出射軸2aとコリメートレンズ3の中心軸3aとの位置関係が相対的に変わらない。これにより、部品の温度変化による半導体レーザ2とコリメートレンズ3との相対位置関係のズレの発生を抑えることができ、半導体レーザ2から出射されるレーザビームの光軸のズレの発生を抑えることができるので、検出系9での受光スポットの位置ズレを抑制することができる。よって、検出系9において、サーボ信号や特にDPP法においても補正できないウォブル信号のオフセットの発生を抑制することができる光ピックアップ装置ないしはこのような光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置を提供することができる。
【0057】
【発明の効果】
本発明によれば、レンズ取付孔に対してコリメートレンズ周囲を均等に接着されて取り付けられている従来の光ピックアップ装置に比べて部品の温度変化に起因するレーザとコリメートレンズとのズレを抑制することができる。これにより、ウォブル信号のオフセットの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態の光ピックアップ装置を示す概略平面図である。
【図2】半導体レーザとコリメートレンズとの取付構造を示す縦断側面図である。
【図3】コリメートレンズのセルへの接着構造を誇張して示し、(a)は1点接着を示す正面図、(b)は2点接着を示す正面図、(c)は3点接着を示す正面図、(d)は半周接着を示す正面図である。
【図4】受光素子の分割パターンを示す説明図である。
【図5】ハウジングとセルとの熱膨張変形による半導体レーザとコリメートレンズとの位置ズレ関係を模式的に示す縦断側面図である。
【図6】本発明の第二の実施の形態のコリメートレンズのセルへの接着構造を誇張して示し、(a)は6点接着を示す正面図、(b)は全周接着を示す正面図である。
【図7】本発明の第三の実施の形態の半導体レーザとコリメートレンズとの取付構造を示す側面図である。
【図8】コリメートレンズの取付構造を示す分解斜視図である。
【図9】従来の光ピックアップ装置を示す概略平面図である。
【図10】半導体レーザとコリメートレンズとの取付構造を示す縦断側面図である。
【図11】コリメートレンズのセルへの接着構造を誇張して示す正面図である。
【図12】ハウジングとセルとの熱膨張変形による半導体レーザとコリメートレンズとの位置ズレ関係を模式的に示す縦断側面図である。
【符号の説明】
1 光ピックアップ装置
2 レーザ(半導体レーザ)
2a レーザビーム出射軸
3 コリメートレンズ
10,32 ハウジング
15 レンズ取付孔
15a 中心軸
16,21,31 セル
33a 取付面
34 セル保持部
34a 保持面
Z 光情報記録媒体(光ディスク)
Z1 記録面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device and an optical disc device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 shows a configuration of a conventional
[0003]
Here, lands and grooves (both not shown) are formed on the optical disk Z for tracking control of the laser beam. A groove is formed in a meandering manner (hereinafter referred to as wobble) in order to indicate address information of the optical disk Z and the like.
[0004]
The light receiving
[0005]
The light receiving spot size of such an
[0006]
However, when trying to obtain a servo signal and a wobble signal from the push-pull signal of the light receiving spot of this size, the light receiving spot is displaced due to the deformation of each part due to the temperature change of each part of the
[0007]
When there is a single mirror in the forward or backward path of light, the positional deviation of the light receiving spot is most affected by the angular deviation of the mirror. In this case, depending on the degree of the angle deviation of the mirror, the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, when the inner mirror angle deviation that causes the light reception spot position deviation is removed, the position deviation in the direction perpendicular to the optical axis between the
[0009]
Here, the mounting structure of the
[0010]
Here, the mutual axial position variation allowed between the laser
[0011]
In such a mounting structure, when the temperature changes, each part of the
[0012]
As a means for correcting the offset of this push-pull signal, a DPP (Differential Push-Pull) method is well known. As shown in FIG. 9, a grating 112 is arranged in the forward optical path, the laser beam is divided into a 0th-order main beam and a ± 1st-order subbeam, the main beam is a groove (or land), and the subbeams are adjacent to each other. The light is condensed on the land (or groove). As a result, a reverse-phase push-pull is generated between the main and sub, the push-pull component is substantially added by k as a coefficient (main push-pull) -k (sub-push-pull), and the spot deviation is in-phase component. Is to remove it.
[0013]
This DPP method is an excellent method for correcting a tracking signal, but cannot be applied to offset correction of a wobble signal. This is because when wobble signals are to be corrected by this method and wobble signals are to be corrected, wobbles have high frequencies, so the main spots and sub-spots at different positions on the optical disk Z have different wobbles. This is because components are picked up and only in-phase components other than wobble cannot be removed successfully.
[0014]
An object of the present invention is to suppress a deviation between a laser and a collimating lens due to a temperature change of a component.
[0015]
An object of the present invention is to particularly suppress the occurrence of an offset of a wobble signal by suppressing a deviation between a laser and a collimating lens due to a temperature change of a component.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1
In an optical pickup device that records or reproduces information by focusing a laser beam on a recording surface of an optical information recording medium,
A housing;
A laser fixed to the housing and emitting a laser beam;
A collimating lens that converts a laser beam from the laser into a parallel beam;
A lens mounting hole for holding the collimating lens, formed of a material having a linear expansion coefficient different from the linear expansion coefficient of the housing, and a cell fixed to the housing,
The collimating lens is When the linear expansion coefficient of the housing is higher than the linear expansion coefficient of the cell, the lens mounting hole Contact portion between the cell and the housing The far side Adhered to the cell part or all of the half circumference Or, when the linear expansion coefficient of the housing is lower than the linear expansion coefficient of the cell, the collimating lens is a part of a half circumference of the lens mounting hole on the side close to the contact portion of the cell and the housing, or All are adhered to the cell It is characterized by that.
According to a second aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the first aspect, the collimating lens is When the linear expansion coefficient of the housing is higher than the linear expansion coefficient of the cell, it is farthest from the contact portion between the cell of the lens mounting hole and the housing. In position, Or when the linear expansion coefficient of the housing is a value lower than the linear expansion coefficient of the cell, the collimating lens is at a position closest to the cell and the contact portion of the housing of the lens mounting hole, It is attached so as to be closest to the cell.
The invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical pickup device according to any one of the first to third aspects, the collimating lens is When the linear expansion coefficient of the housing is higher than the linear expansion coefficient of the cell, it is farthest from the contact portion between the cell of the lens mounting hole and the housing. In position, Or when the linear expansion coefficient of the housing is a value lower than the linear expansion coefficient of the cell, the collimating lens is at a position closest to the cell and the contact portion of the housing of the lens mounting hole, It is characterized in that it is bonded to the cell at a distance of 20 μm to 50 μm.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The optical pickup device of the present embodiment is applied to an optical pickup device used in an optical disk device that performs recording / reproduction of an optical information recording medium.
[0027]
Here, FIG. 1 is a schematic plan view showing the optical pickup device of the present embodiment, FIG. 2 is a longitudinal side view showing the mounting structure of the semiconductor laser and the collimating lens, and FIG. 3 shows the structure of bonding the collimating lens to the cell. (A) is a front view showing one-point bonding, (b) is a front view showing two-point bonding, (c) is a front view showing three-point bonding, and (d) is a front view showing half-round bonding. FIG. 4 and FIG. 4 are explanatory diagrams showing a division pattern of the light receiving elements.
[0028]
An optical pickup device 1 of the present embodiment includes a
[0029]
Further, as the optical information recording medium of the present embodiment, an optical disk Z in which lands and grooves are formed and the grooves are wobbled is applied. This optical disk is rotated by a rotation drive system (not shown).
[0030]
A mounting structure of the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
Note that the adhesion structure of the
[0034]
As shown in FIG. 1, the beam splitter 5 includes a laser beam incident surface 5a and an internal reflection surface 5b having a function as a beam shaping surface. The internal reflection surface 5b and the optical
[0035]
The detection system 9 includes a first condenser lens 17, a second condenser lens 18 having an astigmatism generation function, a
[0036]
As shown in FIG. 4, the
[0037]
Here, the focus error signal FE is
FE = (A + C)-(B + D)
It is said.
[0038]
The tracking error signal TE is assumed to be a constant k.
TE = {(A + D)-(B + C)}-k {(F + H)-(E + G)}
It is said.
[0039]
The wobble signal Wb is
Wb = (A + D)-(B + C)
It is said. Here, W2 in FIG. 4 indicates the offset direction of the wobble signal Wb.
[0040]
In such a configuration, the linearly polarized laser beam emitted from the
[0041]
Here, the relative positional relationship between the
[0042]
When the
[0043]
On the other hand, the
[0044]
In the present embodiment, the material of the
[0045]
Next, although not shown, a modified example will be described. In the embodiment, the example in which the linear expansion coefficient of the material of the
[0046]
When the
[0047]
On the other hand, the
[0048]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6A and 6B show exaggeratedly the adhesion structure of the collimating lens of the present embodiment to the cell. FIG. 6A is a front view showing six-point adhesion, and FIG. 6B is a front view showing all-around adhesion. In addition, the same part as the part demonstrated in 1st embodiment is shown with the same code | symbol, and description is also abbreviate | omitted (same also in the following embodiment). The basic structure of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the difference from the first embodiment is that the linear expansion coefficient of the material of the cell 21 is the line of the material of the
[0049]
A structure for attaching the
[0050]
In such a configuration, when the temperature rises and the
[0051]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a side view showing the mounting structure of the semiconductor laser and the collimating lens of this embodiment, and FIG. 8 is an exploded perspective view showing the mounting structure of the collimating lens. The basic structure of this embodiment is the same as that of the first embodiment. The difference from the first embodiment is the shape of the
[0052]
The
[0053]
In the
[0054]
The
[0055]
As described in the second embodiment, the
[0056]
In such a configuration, when the temperature rises and the
[0057]
【The invention's effect】
According to the invention, the lens As compared with a conventional optical pickup device in which the periphery of the collimating lens is attached to the mounting hole evenly, the deviation between the laser and the collimating lens due to the temperature change of the components can be suppressed. As a result, the occurrence of an offset of the wobble signal can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an optical pickup device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal side view showing a mounting structure between a semiconductor laser and a collimating lens.
FIGS. 3A and 3B show an exaggerated structure of a collimating lens to a cell, where FIG. 3A is a front view showing one-point bonding, FIG. 3B is a front view showing two-point bonding, and FIG. The front view to show, (d) is a front view which shows half circumference adhesion | attachment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a division pattern of light receiving elements.
FIG. 5 is a vertical side view schematically showing a positional shift relationship between a semiconductor laser and a collimating lens due to thermal expansion deformation between a housing and a cell.
FIGS. 6A and 6B show exaggeratedly the adhesion structure of a collimating lens to a cell according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a front view showing six-point adhesion, and FIG. FIG.
FIG. 7 is a side view showing a mounting structure between a semiconductor laser and a collimating lens according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a collimating lens mounting structure.
FIG. 9 is a schematic plan view showing a conventional optical pickup device.
FIG. 10 is a longitudinal side view showing a mounting structure between a semiconductor laser and a collimating lens.
FIG. 11 is a front view showing an exaggerated structure of an adhesion structure of a collimating lens to a cell.
FIG. 12 is a longitudinal side view schematically showing a positional shift relationship between a semiconductor laser and a collimating lens due to thermal expansion deformation between a housing and a cell.
[Explanation of symbols]
1 Optical pickup device
2 Laser (semiconductor laser)
2a Laser beam emission axis
3 Collimating lens
10,32 housing
15 Lens mounting hole
15a Center axis
16, 21, 31 cells
33a Mounting surface
34 Cell holder
34a Holding surface
Z Optical information recording medium (optical disk)
Z1 recording surface
Claims (4)
ハウジングと、
前記ハウジングに固定されレーザビームを出射するレーザと、
前記レーザからのレーザビームを平行光束に変換するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズを保持するレンズ取付孔を有し、前記ハウジングの線膨張係数とは異なる線膨張係数を有する材料で形成され、前記ハウジングに固定されているセルと、を具備し、
前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より高い値である場合は前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部から遠い側の半周の一部又は全部で前記セルに接着され、または前記コリメートレンズは、前記ハウジングの線膨張係数が前記セルの線膨張係数より低い値である場合は前記レンズ取付孔の前記セルと前記ハウジングの当接部に近い側の半周の一部又は全部で前記セルに接着されていることを特徴とする光ピックアップ装置。In an optical pickup device that records or reproduces information by focusing a laser beam on a recording surface of an optical information recording medium,
A housing;
A laser fixed to the housing and emitting a laser beam;
A collimating lens that converts a laser beam from the laser into a parallel beam;
A lens mounting hole for holding the collimating lens, formed of a material having a linear expansion coefficient different from the linear expansion coefficient of the housing, and a cell fixed to the housing,
When the linear expansion coefficient of the housing is higher than the linear expansion coefficient of the cell , the collimating lens has a part or all of a half circumference of the lens mounting hole on the side far from the contact portion of the cell and the housing. When the linear expansion coefficient of the housing is lower than the linear expansion coefficient of the cell, the collimating lens is bonded to the cell , or the collimating lens is closer to the contact portion between the cell and the housing of the lens mounting hole. An optical pickup device which is bonded to the cell partly or entirely in a half circumference .
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