JP4299778B2 - レンズ支持機構、光ヘッド装置および光情報処理装置 - Google Patents
レンズ支持機構、光ヘッド装置および光情報処理装置 Download PDFInfo
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Description
Δy=βy、Δz=γz、Δfb:前記レンズ本体の単位温度当りのバックフォーカスの変化量、α:前記筐体の線膨張係数(単位:/K)、β:前記第1円筒部材の線膨張係数(単位:/K)、γ:前記半導体レーザに設けられたステムの線膨張係数(単位:/K)、x:前記半導体レーザの取り付け基準面から前記第1円筒部材と前記第2円筒部材との嵌め合い位置までの距離、z:前記半導体レーザの取り付け基準面から前記半導体レーザの発光点までの距離であることが好ましい。
図1は、実施の形態1に係るレンズ支持構造100の構成を示す断面図であり、図2はレンズ支持機構100の構成を示す正面断面図であり、図3はレンズ支持機構100に設けられた被支持体20の構成を示す一部断面斜視図である。
ここで、
Δx=αx、
Δy=βy、
Δz=γz、
Δfb:コリメートレンズ21における単位温度当りのバックフォーカスの変化量、
α:光ヘッド筐体3の線膨張係数(単位:/K)、
β:被支持体20に設けられた樹脂製円筒22の線膨張係数(単位:/K)、
γ:半導体レーザ10に設けられたステム11の線膨張係数(単位:/K)、
x:半導体レーザ10の取り付け基準面5から被支持体20の樹脂製円筒22と円筒23との嵌め合い位置までの距離、
y:被支持体20に設けられた樹脂製円筒22と円筒23との嵌め合い位置からコリメートレンズ21の固定位置までの距離、
z:半導体レーザ10の取り付け基準面5から発光点12までの距離、
fb:コリメートレンズ21の焦点距離、
である。
α=21×10E-6、
β=70×10E-6、
z=17×10E-6、
x=9.5mm、
y=2.0mm、
z=1.3mm、
Δy=70×10E-6×2.0×10E+3=0.14μm、
Δx=21×10E-6×9.5×10E+3=0.1995μm、
ΔZ=17×10E-6×1.3×10E+3=0.0221μm、
Δfb=0.036μm、
よって、Δx−Δz−Δfb=0.1414μmとなり、Δy≒Δx−Δz−Δfbという条件を満足するように構成することができる。よって、単位温度当りのデフォーカス量を0.0014μmに構成することができ、良好な温度特性を得ることができる。
α=33×10E-6、
β=70×10E-6、
z=17×10E-6、
x=12.6mm、
y=5.1mm、
z=1.3mm、
Δy=70×10E-6×5.1×10E+3=0.357μm、
Δx=33×10E-6×12.6×10E+3=0.4158μm、
ΔZ=17×10E-6×1.3×10E+3=0.0221μm、
Δfb=0.036μm、
よって、Δx−Δz−Δfb=0.358となり、Δy≒Δx−Δz−Δfbのように構成することができる。よって、単位温度当りのデフォーカス量を0.001μmに構成することができ、良好な温度特性を得ることができる。
α=25.6×10E-6、
β=70×10E-6、
z=17×10E-6、
x=10.5mm、
y=3.0mm、
z=1.3mm、
Δy=70×10E-6×3.0×10E+3=0.21μm、
Δx=25.6×10E-6×10.5×10E+3=0.2688μm、
ΔZ=17×10E-6×1.3×10E+3=0.0221μm、
Δfb=0.036μm、
よって、Δx−Δz−Δfb=0.2107となり、Δy≒Δx−Δz−Δfbのように構成することができる。よって、単位温度当りのデフォーカス量を0.0007μmに構成することができ、良好な温度特性を得ることができる。
α=19.9×10E-6、
β=70×10E-6、
z=17×10E-6、
x=9.3mm、
y=1.8mm、
z=1.3mm、
Δy=70×10E-6×1.8×10E+3=0.126μm、
Δx=19.9×10E-6×9.3×10E+3=0.18507μm、
ΔZ=17×10E-6×1.3×10E+3=0.0221μm、
Δfb=0.036μm、
よって、Δx−Δz−Δfb=0.12697となり、Δy≒Δx−Δz−Δfbのように構成することができる。よって、単位温度当りのデフォーカス量を0.00097μmに構成することができ、良好な温度特性を得ることができる。
図4は、実施の形態2に係るレンズ支持機構100Aの構成を示す断面図である。レンズ支持機構100Aは、半導体レーザ10を有する半導体レーザ支持台13を備えている。半導体レーザ支持台13は、略中空円筒形状をした枠部材14に装着されている。枠部材14には、コリメートレンズ21が挿入されている。コリメートレンズ21は、枠部材14に形成された固定穴15に接着剤を充填することによって枠部材14に接着固定され、所定の光軸位置に規定されている。
ここで、
Δz=γz、
Δfb:コリメートレンズ21における単位温度当りのバックフォーカスの変化量、
ΔL:半導体レーザ10の取り付け基準面5からコリメートレンズ21の固定位置までの距離の単位温度あたりの移動量、
γ:半導体レーザ10のステム11の線膨張係数(単位:/K)、
z:半導体レーザ取り付け基準面5から発光点12までの距離、
fb:コリメートレンズ21の焦点距離、
L:半導体レーザ取り付け基準面5からコリメートレンズ21の固定位置までの距離、
上記実施の形態2のより具体的な例を以下に示す。枠部材14のセラミックス材料をコージライト質セラミックスとし、半導体レーザ10のステム11の材料を銅とし、コリメートレンズ21のfb=6.2121、Δfb=0.036μmとすると、コージライト質セラミックスの線膨張係数は、−5.0×10E-7(単位:/K)であるので、
ΔL=−5.0×10E-7×6.2121×10E+3
=−0.0031μm、
Δz=17×10E-6×1、3×10E+3=0.0221μm、
Δfb=0.036μm、
よって、Δfb−Δz+ΔL=0.0108μmに構成することができ、コリメートレンズ21と半導体レーザ10の発光点12との間の距離が、温度変化に対して変化しにくくなるので、良好な温度特性を得ることができる。
図5は、実施の形態3に係るレンズ支持機構100Bの構成を示す断面図である。
ここで、
Δz=γz、
Δt=αt、
Δfb:コリメートレンズ21における単位温度当りのバックフォーカスの変化量、
ΔL:半導体レーザ10の取り付け基準面5からコリメートレンズ21の固定位置までの距離の単位温度あたりの移動量、
α:レーザ支持台13の線膨張係数(単位:/K)、
γ:半導体レーザ10のステム11の線膨張係数(単位:/K)、
z:半導体レーザ取り付け基準面5から発光点12までの距離、
fb:コリメートレンズ21の焦点距離、
L:半導体レーザ取り付け基準面5からコリメートレンズ21の固定位置までの距離、
t:セラミックス製円筒19とプレート16との嵌め合わせ厚、
上記した実施の形態3の具体的な例を以下に示す。レーザ支持台13の材料をアルミニウムとし、セラミックス製円筒19のセラミックス材料をコージライト質セラミックスとし、半導体レーザ10のステム11の材料を銅とし、コリメートレンズ21の焦点距離fb=6.2121、Δfb=0.036μmとし、コージライト質セラミックスの線膨張係数は、−5.0×10E-7(単位:/K)とし、セラミックス製円筒19とプレート16の嵌め合わせ厚をt=1.5×10E-3とすると、
ΔL=−5.0×10E-7×6.2121×10E+3
=−0.0031μm、
Δz=17×10E-6×1、3×10E+3=0.0221μm、
Δt=21×10E-6×1.5×10E+3=0.0315μm、
Δfb=0.036μm、
である。
図6は、実施の形態4に係る光情報処理装置200の構成を模式的に示すブロック図である。光情報処理装置200は、実施の形態1において前述したレンズ支持構造100が設けられた光ヘッド装置40を備えている。光ヘッド装置40には、対物レンズ45がさらに設けられている。対物レンズ45は、レンズ支持構造100に設けられたレンズ本体を透過したレーザビームを光ディスク41の上に集束させる。
Claims (8)
- レーザビームを出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザが固定配置された筐体と、
前記半導体レーザから出射された前記レーザビームと同軸に配置されたレンズ本体と、
その内面に前記レンズ本体を固定配置するように円筒形状に形成された第1円筒部材と、
前記レンズ本体に対して前記半導体レーザの反対側において前記第1円筒部材と嵌め合っており、前記筐体に固定されるように形成された第2円筒部材とを具備しており、
前記第2円筒部材は、前記筐体の線膨張係数と略同一の線膨張係数を有していることを特徴とするレンズ支持機構。 - 前記第1円筒部材と前記第2円筒部材との嵌め合い位置から前記レンズ本体が前記第1円筒部材に固定された位置までの距離yの単位温度当たりの移動変化量Δyは、下記の関係式(1)を実質的に満足しており、
Δy=Δx−Δz−Δfb ・・・関係式(1)、
ここで、
Δx=αx、
Δy=βy、
Δz=γz、
Δfb:前記レンズ本体の単位温度当りのバックフォーカスの変化量、
α:前記筐体の線膨張係数(単位:/K)、
β:前記第1円筒部材の線膨張係数(単位:/K)、
γ:前記半導体レーザに設けられたステムの線膨張係数(単位:/K)、
x:前記半導体レーザの取り付け基準面から前記第1円筒部材と前記第2円筒部材との嵌め合い位置までの距離、
z:前記半導体レーザの取り付け基準面から前記半導体レーザの発光点までの距離である、請求項1に記載のレンズ支持機構。 - 前記第2円筒部材と前記筐体とは、アルミニウムによって構成されている、請求項1に記載のレンズ支持機構。
- 前記第2円筒部材と前記筐体とは、亜鉛によって構成されている、請求項1に記載のレンズ支持機構。
- 前記第2円筒部材は亜鉛によって構成されており、
前記筐体は、マグネシウムによって構成されている、請求項1に記載のレンズ支持機構。 - 前記第2円筒部材は亜鉛によって構成されており、
前記筐体は、ポリフェニレンサルファイドによって構成されている、請求項1に記載のレンズ支持機構。 - 請求項1に記載のレンズ支持機構と、
前記レンズ支持機構に設けられた前記レンズ本体を透過した前記レーザビームを情報記録媒体の上に集束させる対物レンズとを具備することを特徴とする光ヘッド装置。 - 請求項7に記載の光ヘッド装置と、
前記情報記録媒体を回転させるモータと、
前記光ヘッド装置から得られるフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、前記光ヘッド装置に設けられた前記対物レンズの位置を制御するサーボ機構と、
前記サーボ機構を制御するための電気回路とを具備することを特徴とする光情報処理装置。
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