JPH064899A - 光学ピックアップ装置及びその光軸調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 レーザ発生装置の立ち上げミラー１９により
Ｙ軸方向に出射されたＳＨＧレーザ光は、ビームエキス
パンダ２３を介し、回折格子２４を介して、偏光ビーム
スプリッタ２５に送られ、さらにコリメータレンズ２６
を介し、１／４波長板２７を介して、対物レンズ２１に
より光ディスク２２の記録面に集光される。また、この
光ディスク２２の記録面からの戻り光は、対物レンズ２
１、１／４波長板２７、レンズ２６を介して偏光ビーム
スプリッタ２５に再入射され、マルチレンズ２８を介し
て光検出器２９に受光され記録信号の再生が行われる。 【効果】 簡単な構造のため部品点数を低減でき、小型
のピックアップ装置が実現できる。また、簡単な方法で
光軸を調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる共振器構成部
を有する固体レーザ、気体レーザを光源とする光学ピッ
クアップ装置及びその光軸調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、いわゆる共振器構成部を有する固
体レーザ、気体レーザ等の光源から出力される出力光
は、半導体レーザからのそれとは異なり、発散角が数ミ
リラジアンというように非常に狭く、ほぼ、平行光に近
いビームであり、径が小さい。例えば光ディスク等に対
物レンズで集束した光ビームを照射する際には、対物レ
ンズに入射する光束がある程度の広さを持つ方が、集束
の度合いがよくなるので、上述した径の小さい（狭い）
光束を拡げる必要がある。このため、上記固体レーザ、
気体レーザを用いた光学ピックアップ装置では、径の大
きい（広い）光束を作りだすため、複数のレンズの組合
せからなるビームエキスパンダと言われる光学素子を用
いる。

【０００３】図５に上記ビームエキスパンダを用いた光
学ピックアップ装置の概略構成を示す。この図５におい
て、レーザ発生装置５１は、４５°のミラー５２に径の
狭い光ビームを照射する。このミラー５２は、入射した
光ビームを角度９０度に折り曲げてエキスパンダ光学系
に照射する。このエキスパンダ光学系は２組の凹レンズ
からなるビームエキスパンダ５３と１組の凸レンズであ
るコリメータレンズ５６を有している。また、エキスパ
ンダ光学系の内部には、回折格子５４、偏向ビームスプ
リッタ５５、１／４波長板５７、対物レンズ５８、マル
チレンズ６０及び光検出器（フォトダイオード）６１が
配設されている。

【０００４】上記ビームエキスパンダ５３に入射された
光ビームは、径を拡げられて、回折格子５４、偏向ビー
ムスプリッタ５５を介してコリメータレンズ５６に送ら
れる。このコリメータレンズ５６は、拡げられた光ビー
ムを平行光に変換し、１／４波長板５７を介して、対物
レンズ５８に送る。この対物レンズ５８は、入射した平
行光を集束し、光ディスク５９上に照射する。この光デ
ィスク５９上から反射された反射光は、対物レンズ５
８、１／４波長板５７、コリメータレンズ５６を介し
て、偏向ビームスプリッタ５５に再入射する。上記反射
光は、この偏向ビームスプリッタ５５の反射面でほとん
ど反射され、マルチレンズ６０を介して、光検出器６１
に照射される。

【０００５】

【発明が解決しようする課題】ところで、上記エキスパ
ンダ光学系の光軸（以下、ビームエキスパンダ５３の光
軸）は、上記コリメータレンズ５６から出力される平行
光の光軸と一致するように調整された後、動かないよう
に固定されている。このため、上記ビームエキスパンダ
５３の光軸に上記レーザ発生装置５１の光軸を合わせる
には、上記ミラー５２から上記ビームエキスパンダ５３
への光ビームの立ち上げを調整し、また、上記レーザ発
生装置５１の位置も調整するようにしていた。具体的に
は、図５に矢印で示すように上記ミラー５２に２方向の
回転自由度（ｘ、ｚ軸回転）と１方向の並進自由度（ｘ
方向）を、また、上記レーザ発生装置５１に１方向の並
進自由度（ｚ方向）を持たせ、これら２方向の回転自由
度と２方向の並進自由度を調整して、上記ビームエキス
パンダ５３の光軸にレーザ発生装置５１の光軸を合わせ
ていた。しかし、このような調整、特に回転調整は困難
であり、装置自体も複雑かつ大きくなってしまい、光学
ピックアップ装置の小型化の障害となっていた。

【０００６】そこで、本発明は上記実情に鑑みてなされ
たものであり、簡単な構造と簡便な調整で径の大きさな
光束を得ることができる光学ピックアップ装置及びその
光軸調整方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学ピック
アップ装置の光軸調整方法は、レーザ発生装置から出射
された光ビームの光軸に対して、該レーザ発生装置から
出射された光ビームの径を拡大するビームエキスパンダ
の光軸が一致するように調整する工程と、上記光軸が調
整されたビームエキスパンダを上記レーザ発生装置に取
り付ける工程と、上記レーザ発生装置に上記ビームエキ
スパンダを取り付けた状態で、上記レーザ発生装置から
出射された光ビームを光記録媒体上に集束させる光学系
の光軸と上記レーザ発生装置から出射された光ビームの
光軸が一致するように調整する工程とを有してなること
を特徴として上記課題を解決する。

【０００８】ここで、上記レーザ発生装置は、共振器を
構成する一対のミラー部材の間に配設されるレーザ媒質
と、上記一対のミラー部材のうち入射側ミラー部材から
レーザ光を照射して上記レーザ媒質を励起するレーザ光
源と、上記レーザ媒質から出射される光ビームが照射さ
れる非線形光学結晶と、上記一対のミラー部材の出射側
ミラー部材から出射される光ビームの光軸を偏向させる
反射ミラーとを備え、上記反射ミラーによって偏向され
た光ビームの光軸に対して上記ビームエキスパンダの光
軸が一致するように調整してもよい。

【０００９】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、共振器を構成する一対のミラー部材の間に配設され
るレーザ媒質と、上記一対のミラー部材のうちの入射側
ミラー部材からレーザ光を照射して上記レーザ媒質を励
起するレーザ光源と、上記レーザ媒質から出射される光
ビームが照射される非線形光学結晶とからなるレーザ発
生装置と、上記レーザ発生装置から出射された光ビーム
の径を拡大すると共に、上記レーザ発生装置から出射さ
れた光ビームの光軸と光軸が一致するように取り付けら
れるビームエキスパンダと、当該ビームエキスパンダを
介した光ビームの光軸と光軸が一致するように配される
上記レーザ発生装置から出射された光ビームを光記録媒
体上に収束させる光学系とを有してなることを特徴とし
て上記課題を解決する。

【００１０】ここで、上記ビームエキスパンダは、曲率
半径の小さいものを光源側（レーザ発生装置側）に配置
する。

【００１１】

【作用】ビームエキスパンダの光軸をレーザ発生装置か
ら出射される光ビームの光軸に一致させるように上記ビ
ームエキスパンダを上記レーザ発生装置に取り付けた状
態で、上記レーザ発生装置から出射された光ビームの光
軸と光記録媒体上に集束される光学系の光軸と一致させ
るので、簡便な方法で光軸を調整することができる。ま
た、回転調整機構がないため、簡単な構造で部品点数を
低減でき、小型の光学ピックアップ装置が実現できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る光学ピックアップ装置及
びその光軸調整方法の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。先ず、光学ピックアップ装置の一実施例
は、光源となるレーザ発生装置と、このレーザ発生装置
から出射された光ビームの径を拡大すると共にこのレー
ザ発生装置から出射された光ビームの光軸と光軸が一致
するように取り付けられるビームエキスパンダと、該ビ
ームエキスパンダを介した光ビームの光軸と光軸が一致
するように配されるレーザ発生装置から出射された光ビ
ームを光記録媒体上に集束させる光学系とを有してい
る。

【００１３】以下に、図１、図２及び図３を用いて光学
ピックアップ装置の一実施例を説明する。図１は全体の
概略正面図であり、図２は本実施例に適用されるレーザ
発生装置の概略断面図であり、図３は全体の概略斜視図
である。

【００１４】この光学ピックアップ装置の一実施例にお
いて、光源となるレーザ発生装置としては、図２に示す
ような小型コンパクトな構成のものを用いている。すな
わち、このレーザ発生装置は、共振器を構成する一対の
ミラー部材（反射面）１５Ｒと１７Ｒの間に配設される
レーザ媒質１６と、上記一対のミラー部材の内の入射側
ミラー部材（反射面）１５Ｒからレーザ光を照射して上
記レーザ媒質１６を励起する半導体レーザ素子１１と、
上記レーザ媒質１６から出射される光ビームが照射され
る非線形光学結晶１７とを有する。

【００１５】具体的には、このレーザ発生装置は、半導
体レーザ素子１１から出射された励起用のレーザ光がレ
ンズ１２で集光されて、１／４波長板１５の入射面を介
してＮｄ：ＹＡＧを用いたレーザ媒質（レーザロッド）
１６に入射される。１／４波長板１５の入射面には、上
記励起用レーザ光（例えば波長８１０ｎｍ）を透過し、
レーザ媒質１６で発生された波長１０６４ｎｍの基本波
レーザ光を反射するような波長選択性を持った反射面１
５Ｒが例えばコーティングにより形成され、この反射面
１５Ｒはレーザ媒質１６側から見て凹面鏡となってい
る。レーザ媒質１６で発生した基本波レーザ光は、例え
ばＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ₄ ）よりなる非線形光学結晶素
子１７に入射されることにより、第２高調波発生（ＳＨ
Ｇ）が行われ、この非線形光学結晶素子１７の出射面に
は、上記基本波レーザ光を反射し、第２高調波レーザ光
（波長５３２ｎｍ）を透過するような反射面１７Ｒが形
成されている。したがって、反射面１５Ｒと１７Ｒとの
間にレーザ共振器が構成される。そして、このレーザ共
振器の出射面（反射面）１７Ｒから導出されたＺ軸方向
のＳＨＧレーザ光は、４５°の立ち上げミラー１９によ
り垂直上方のＹ軸方向に偏向されて、図１に示す光ディ
スク２２への記録再生光学系に送られている。上記半導
体レーザ素子１１の取り付けブロック、共振器固定ブロ
ック３１、立ち上げミラー１９の固定ブロック等は、一
つの基台（ベース）３３上にマウントされ、いわゆるＴ
Ｅ（サーモ・エレクトリック）クーラ等の単一の温度制
御素子３４で温度制御されるようになっており、これら
が筐体（パッケージ）３５内に収納されている。

【００１６】次に、上記レーザ発生装置を用いた本実施
例の全体の構成を説明する。図１及び図３において、上
記レーザ発生装置の立ち上げミラー１９によりＹ軸方向
に出射されたＳＨＧレーザ光は、３面から構成されてい
る凹レンズの組合せレンズであるビームエキスパンダ２
３を介し、回折格子（グレーティング）２４を介して、
偏向ビームスプリッタ２５に送られ、さらにコリメータ
レンズ２６を介し、１／４波長板２７を介して、対物レ
ンズ２１により光ディスク２２の記録面に集光される。
そして、光ディスク２２の記録面からの戻り光は、対物
レンズ２１、１／４波長板２７、レンズ２６を介して偏
向ビームスプリッタ２５に入射されて境界面で反射さ
れ、マルチレンズ２８を介して光検出器（フォトディテ
クタ）２９で受光されて記録信号の再生が行われるよう
になっている。

【００１７】すなわち、本実施例は、上記レーザ発生装
置と、上記３面から構成されている凹レンズの組合せレ
ンズであるビームエキスパンダ２３と、回折格子２４、
偏向ビームスプリッタ２５、凸レンズであり拡散光を平
行光に変換するコリメータレンズ２６、１／４波長板２
７、対物レンズ２１、マルチレンズ２８及び光検出器
（フォトディテクタ）２９で構成されている。ここで、
特に上記ビームエキスパンダ２３とコリメータレンズ２
６とをエキスパンダ光学系と称することがある。

【００１８】上記ビームエキスパンダ２３は、上記レー
ザ発生装置から出射された光ビームの径を拡大すると共
に、該光ビームの光軸に光軸が一致するように上記レー
ザ発生装置に取り付けられる。上記回折格子２４は、光
束分割デバイスであり、上記ビームエキスパンダ２３か
らの径の拡大された発散光ビームを互いに進行方向の異
なる３本の光ビームに分割する。上記偏向ビームスプリ
ッタ２５は、上記回折格子２４からの各光ビームを透過
させ、上記コリメータレンズ２６に入射させる。上記コ
リメータレンズ２６は、発散光ビームを平行光束に変換
する。この平行光束は、１／４波長板２７を介して対物
レンズ２１に入射する。そして、この対物レンズ２１
は、平行光束とされた各光ビームを、上記光ディスク２
２の記録面に集光させる。そして、光ディスク２２の記
録面からの反射光は、対物レンズ２１、１／４波長板２
７、コレメータレンズ２６を介して偏向ビームスプリッ
タ２５に再入射される。この偏向ビームスプリッタ２５
に再入射された反射光束は、この偏向ビームスプリッタ
２５の反射面により大部分が反射されて、上記マルチレ
ンズ２８を介して光検出器（フォトディテクタ）２９に
入射される。

【００１９】ここで、上記コリメータレンズ２６、上記
対物レンズ２１は、上記ビームエキスパンダ２３を介し
た光ビームの光軸に光軸が一致するように配される上記
レーザ発生装置から出射された光ビームを上記光ディス
ク２２の記録面に集束させる。

【００２０】また、上記ビームエキスパンダ２３を構成
する凹レンズの組合せでは、曲率半径の小さいものを光
源側（レーザ発生装置側）に配置することにより、レン
ズの波面収差の劣化を抑えている。

【００２１】次に、上記構成を持つ光学ピックアップ装
置の実施例で上記レーザ発生装置からの光軸と、上記ビ
ームエキスパンダ２３、上記コリメータレンズ２６等の
光軸とを一致させるための調整方法について上記図１乃
至図４を用いて説明する。図４は、レーザ発生装置とエ
キスパンダ光学系の外観を示した図である。

【００２２】ここで、上記ビームエキスパンダ２３は、
上記レーザ発生装置から出射される光ビームの光軸に対
して、図４に矢印で示したｘ、ｙ、ｚ方向（３方向）の
並進自由度を有していて、レーザ発生装置の筐体３５に
固定される。また、レーザ発生装置は、上記コリメータ
レンズ２６の光軸に対してｘ、ｚ方向（２方向）の並進
自由度を有していて、ピックアップ筐体４０に固定され
る。

【００２３】先ず、上記ビームエキスパンダ２３を上記
レーザ発生装置の筐体３５上でｘ、ｚ軸方向に調整し、
発散光となったレーザ光が上記回折格子２４、偏向ビー
ムスプリッタ２５及びコリメータレンズ２６でけられな
いようにする。この調整後、上記ビームエキスパンダ２
３は、２方向の並進自由度（ｘ、ｚ方向）を上記レーザ
発生装置に固定することになる。

【００２４】次に、上記ビームエキパンダ２３をｙ軸方
向に調整し、拡散光が上記コリメータレンズ２６を通過
後平行光束となるようにする。この調整後、上記ビーム
エキスパンダ２３は、１方向の並進自由度（ｙ方向）を
上記レーザ発生装置に固定することになる。

【００２５】次に、上記ビームエキスパンダ２３の３方
向の並進自由度（ｘ、ｙ、ｚ方向）が固定された上記レ
ーザ発生装置を上記コリメータレンズ２６の光軸に対し
て、２方向の並進自由度（ｘ、ｚ方向）を調整し、上記
ビームエキスパンダ２３を介した上記レーザ発生装置の
光軸が上記コリメータレンズ２６の光軸に平行になるよ
うにする。この調整後、上記ビームエキスパンダ２３の
３方向の並進自由度（ｘ、ｙ、ｚ方向）が固定された上
記レーザ発生装置は、上記ピックアップの筐体４０に固
定される。

【００２６】すなわち、上記レーザ発生装置から出射さ
れた光ビームの光軸に対して、該レーザ発生装置から出
射された光ビームの径を拡大するビームエキスパンダ２
３の光軸が一致するように３方向の並進自由度（ｘ、
ｙ、ｚ方向）を調整し、その後、上記ビームエキスパン
ダ２３を上記レーザ発生装置の筐体３５に取り付ける。
次に、上記レーザ発生装置に上記ビームエキスパンダ２
３を取り付けた状態で上記レーザ発生装置から出射され
た光ビームを光ディスク２２に集束させる上記コリメー
タレンズ２６、対物レンズ２１等の光学系の光軸と上記
レーザ発生装置から出射された光ビームの光軸が一致す
るように上記レーザ発生装置の２方向の並進自由度を調
整する。

【００２７】このように、本実施例の光軸の調整は、ビ
ームエキスパンダ２３の３方向の並進自由度を調整した
後、上記ビームエキスパンダ２３が固定された上記レー
ザ発生装置の２方向を調整するだけで光ディスク２２に
集束させる上記コリメータレンズ２６、対物レンズ２１
等の光学系の光軸と上記レーザ発生装置から出射された
光ビームの光軸を一致できる。したがって、本実施例
は、複雑な回転調整を必要としないため、簡単な構造で
部品点数を低減できる。

【００２８】なお、本発明に係る光学ピックアップ装置
及びその光軸調整方法は、上記実施例にのみ限定される
ものではなく、例えば、レーザ発生装置のレーザ媒質や
非線形光学結晶素子は、Ｎｄ：ＹＡＧやＫＴＰの他の物
質を用いてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る光学ピックアップ装置及び
その光軸調整方法は、ビームエキスパンダの光軸をレー
ザ発生装置から出射される光ビームの光軸に一致させる
ように上記ビームエキスパンダを上記レーザ発生装置に
取り付けた状態で、上記レーザ発生装置から出射された
光ビームの光軸と光記録媒体上に集束される光学系の光
軸とを一致させている。このときの調整は、回転調整が
いらず、並進を調整するだけであり、トータルの調整が
極めて簡便である。また回転調整機構がないため、簡単
な構造で部品点数を低減できるため、信頼性が向上す
る。さらに、小型、安価の光学ピックアップ装置が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置及びその光
軸調整方法の実施例の概略構成を示す正面図である。

【図２】本実施例に適用されるレーザ発生装置の概略構
成を示す断面図である。

【図３】本実施例の概略構成を示す斜視図である。

【図４】本実施例の光軸調整方法を説明するための図で
ある。

【図５】従来の光学ピックアップ装置の概略構成を示す
図である。

【符号の説明】

２１・・・・・対物レンズ ２２・・・・・光ディスク ２３・・・・・ビームエキスパンダ ２４・・・・・回折格子 ２５・・・・・偏向ビームスプリッタ ２６・・・・・コリメータレンズ ２７・・・・・１／４波長板 ２８・・・・・マルチレンズ ２９・・・・・光検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発生装置から出射された光ビーム
   の光軸に対して、該レーザ発生装置から出射された光ビ
   ームの径を拡大するビームエキスパンダの光軸が一致す
   るように調整する工程と、 上記光軸が調整されたビームエキスパンダを上記レーザ
   発生装置に取り付ける工程と、 上記レーザ発生装置に上記ビームエキスパンダを取り付
   けた状態で、上記レーザ発生装置から出射された光ビー
   ムを光記録媒体上に集束させる光学系の光軸と上記レー
   ザ発生装置から出射された光ビームの光軸が一致するよ
   うに調整する工程とを有してなることを特徴とする光学
   ピックアップ装置の光軸調整方法。
2. 【請求項２】 上記レーザ発生装置は、共振器を構成す
   る一対のミラー部材の間に配設されるレーザ媒質と、上
   記一対のミラー部材のうち入射側ミラー部材からレーザ
   光を照射して上記レーザ媒質を励起するレーザ光源と、
   上記レーザ媒質から出射される光ビームが照射される非
   線形光学結晶と、上記一対のミラー部材の出射側ミラー
   部材から出射される光ビームの光軸を偏向させる反射ミ
   ラーとを備え、上記反射ミラーによって偏向された光ビ
   ームの光軸に対して上記ビームエキスパンダの光軸が一
   致するように調整する工程とを有してなることを特徴と
   する請求項１記載の光学ピックアップ装置の光軸調整方
   法。
3. 【請求項３】 共振器を構成する一対のミラー部材の間
   に配設されるレーザ媒質と、 上記一対のミラー部材のうちの入射側ミラー部材からレ
   ーザ光を照射して上記レーザ媒質を励起するレーザ光源
   と、 上記レーザ媒質から出射される光ビームが照射される非
   線形光学結晶とからなるレーザ発生装置と、 上記レーザ発生装置から出射された光ビームの径を拡大
   すると共に、上記レーザ発生装置から出射された光ビー
   ムの光軸と光軸が一致するように取り付けられるビーム
   エキスパンダと、 当該ビームエキスパンダを介した光ビームの光軸と光軸
   が一致するように配される上記レーザ発生装置から出射
   された光ビームを光記録媒体上に収束させる光学系とを
   有してなることを特徴とする光学ピックアップ装置。