JPH07105562A

JPH07105562A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JPH07105562A
Application number: JP5251676A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Shibata; 智柴田; Mitsutaka Takahashi; 光孝高橋; Tadahide Horiguchi; 宰秀堀口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1993-10-07
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体レーザの非点隔差を光軸ずれの問題を
生ずることなく、安価に補正でき、さらにその補正量を
容易に調節できる光ヘッド装置を提供する。【構成】半導体レーザ１と、この半導体レーザの出射
光を平行化するためのコリメートレンズ３とを有し、半
導体レーザ１の持つ非点隔差をコリメートレンズ３で補
正するコリメート光源ユニットを有する光ヘッド装置で
あって、コリメート光源ユニットのコリメートレンズ３
の位置に設けられこのコリメートレンズ３を加圧するレ
ンズ加圧手段を構成する止めネジ１４により、コリメー
トレンズ３に歪を与えて非点収差を発生させ、半導体レ
ーザ１の非点隔差を補正する。また、コリメートレンズ
３を加圧するレンズ加圧手段により、半導体レーザ１個
々の非点収差量に応じてコリメートレンズ３に発生させ
る非点収差量を調節して、半導体レーザ１の非点隔差を
補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば光ディスクに使
用する光ヘッド装置に関し、詳しくは半導体レーザの非
点隔差に対する補正手段を有する光ヘッド装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置の従来技術として、特開昭
５９−５８４１４号公報及び特開平１−２９８５４０号
公報に開示されたものがある。これらの発明の詳細につ
いてはは該公報に譲るが、以下にその要点を簡単に記
す。まず、特開昭５９−５８４１４号公報の半導体レー
ザ光学系は、半導体レーザの出力光をコリメート（平行
化）するコリメートレンズを備える光学系において、半
導体レーザの非点隔差がコリメートレンズの非点収差に
よって打消されるように、半導体レーザとコリメートレ
ンズとを配置したものである。また、特開平１−２９８
５４０号公報の光ヘッドは、同様の光学系において、コ
リメータレンズの色収差により、レーザ光源の非点隔差
の変化を補正することができるような構成としたもので
ある。

【０００３】図２は従来の光ヘッド装置の一例を示す斜
視説明図である。図において、１は半導体レーザ、２は
半導体レーザ１の非点隔差を補正するガラス平板、３は
半導体レーザ１の光をコリメートするコリメートレン
ズ、４は半導体レーザ１及びコリメートレンズ３を保持
するためのホルダー、５はレーザ光の透過光と反射光を
分離するための偏光ビームスプリッタ、６は折曲げミラ
ー、７は打上げミラー、８はレーザ光をディスク（図示
せず）上に集光するための対物レンズ、９は収束レン
ズ、１０は拡大レンズ、１１は非点収差法（後述）のた
めのシリンドリカルレンズ、１２は光検出器、１３はヘ
ッドベースである。そして、ディスクは対物レンズ８の
上方のレーザ光の集光点に位置する面上に配置されてい
る。なお、２０は光ヘッドを、ディスクの目的の情報ト
ラックにランダムアクセスさせるように駆動するリニヤ
アクチュエータであり、２１は光ヘッドを載置すると共
に、これを摺動させる固定案内台である。

【０００４】次に、この装置の動作について説明する。
半導体レーザ１から出射された光は非点隔差を持つ発散
光であるが、光軸に対して所定の角度をもって半導体レ
ーザ１とコリメートレンズ３との間に挿入されたガラス
平板２で形成される非点収差によって半導体レーザの非
点隔差が補正され、コリメートレンズ３によって平行光
にされ、偏光ビームスプリッタ５を通過し、折曲げミラ
ー６、打上げミラー７を介して対物レンズ８によってデ
ィスクに集光される。一方、ディスクからの反射光は逆
のルートをたどり、偏光ビームスプリッタ５で反射さ
れ、順次収束レンズ９、拡大レンズ１０及びシリンドリ
カルレンズ１１を通って光検出器１２で検出される。こ
の光検出器１２で検出された光は、よく知られているよ
うに、レーザ光のフォーカスエラーやトラッキングエラ
ー信号等の情報を提供するが、本発明に関連する情報と
しては、フォーカスエラー情報からディスク面で結像さ
れる円形スポットの収束性の評価に使用される。すなわ
ち、詳細説明は省略するが、拡大レンズ１０及びシリン
ドリカルレンズ１１を使用する非点収差法によって、非
点収差を積極的に利用してフォーカス誤差を検出し、円
形スポットの形状の歪等を調べながら非点収差による収
束性の影響を小さくして所望の良好な円形スポットを得
るのに役立つようになっている。

【０００５】一般に半導体レーザは、図４に示すよう
に、原理的に非点隔差を持っている。図において、半導
体レーザ１のチッブ１ａの接合面（活性層）１ｂから出
射される光は、ｙ軸方向に角度θｌ（ｌはエル）で発散
する光とｚ軸方向に角度θｔで発散する光とについてみ
ると、接合面に垂直と水平とで見掛け上の焦点距離（ビ
ームウエスト）が異なっている。すなわち、図示のよう
に垂直面ではレーザ端面のＢ点に一致し、平行面では端
面より奥へ入り込んだ位置のＡ点に存在している。すな
わち、非点隔差Δαが存在する。このような非点隔差を
有するレーザ光をレンズで収束させた場合、微小円形ス
ポットに絞り込めないので、例えば非点収差補正シリン
ドリカルレンズ（図示せず）を使用して、ディスク上に
微小円形ビームを結像させている。

【０００６】この場合、非点収差の大きさは、Ａｓ（Ｐ−Ｖ）＝（ＮＡ）^２・Ａｓ（ＬＤ）／（２・λ
・α）で示される。ここで、ＮＡは対物レンズの開口数、Ａｓ
（ＬＤ）は半導体レーザ（ＬＤ）の非点隔差、λはレー
ザ光の波長、αは光ヘッドの集光系の縦倍率である。な
お、Ｐ−Ｖは「ＰｅａｋＴｏＶａｌｌｅｙ」を示し
ている。半導体レーザ１とコリメートレンズ３との間に
挿入された前述のガラス平板２は、光軸に対して所定の
角度をもって配設されたこのガラス平板２で形成される
非点収差を利用して、上式のＡｓ（Ｐ−Ｖ）を打消す。
そして、これによって半導体レーザの非点隔差を補正
し、ディスク上の結像点における微小円形ビームの非点
収差を小さくするように補正している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の光
ヘッド装置の光学系では、図２で説明したしたように、
半導体レーザとコリメートレンズの間に、ガラス平板を
光軸に対してある角度傾斜させて配置することにより、
半導体レーザの非点隔差を補正していた。図５に示した
ように、コリメートレンズ３と半導体レーザとの間にガ
ラス平板２を挿入した場合の出射点側の収束関係によれ
ば、この方法では非点隔差（Ａ−Ｂの距離）Δαはガラ
ス平板がない場合よりも小さくなるが、ガラス平板の影
響で光軸がΔβだけずれることとなり、これによる収差
が新たに加わるようになるという問題がある。その上、
ガラス平板の傾き角度を調節するための複雑な機構が必
要であった。また、光軸のずれを防ぐためにガラス平板
を同じ角度で対向して２枚組合わせる方法があるが、部
品点数が増えコスト面で不利なうえ、角度調節がますま
す困難になるという問題があった。

【０００８】この発明は上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、半導体レーザの非点隔差を光軸
ずれの問題を生ずることなく、安価に補正でき、さらに
その補正量を容易に調節できる方法を有する光ヘッド装
置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光ヘッド
装置は、半導体レーザと、この半導体レーザの出射光を
平行化するためのコリメートレンズとを有し、半導体レ
ーザの持つ非点隔差をコリメートレンズで補正するコリ
メート光源ユニットを有する光ヘッド装置において、コ
リメート光源ユニットのコリメートレンズ位置に設けら
れこのコリメートレンズを加圧するレンズ加圧手段によ
り、コリメートレンズに歪を与えて非点収差を発生さ
せ、半導体レーザの非点隔差を補正するものである。

【００１０】ここで、この発明による光ヘッド装置のレ
ンズ加圧手段は、コリメートレンズ周側の対向する位置
にそれぞれ調整可能に配置されていることが好ましい。

【００１１】

【作用】この発明においては、コリメートレンズに例え
ばネジ等を利用するレンズ加圧手段により加圧して歪を
与え、その加圧量を調節するようにしているから、加圧
前に均質であったレンズが、与えられた歪によってレン
ズ面には屈折率に差異を発生させる。この屈折率の差は
コリメートレンズ自身に非点収差を発生させる働きを持
つから、この非点収差が半導体レーザの非点隔差を補正
するように働かせることによって、結像面では非点隔差
による非点収差のない微小円形ビームが得られる。ま
た、レンズ加圧手段によるコリメートレンズへの加圧量
を調節することによりレンズの非点収差が変化するの
で、これにより個々の半導体レーザ特有の非点隔差の補
正量を適宜調節することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。［実施例１］図１はこの発明による光ヘッド装置の一実
施例を示す斜視説明図である。図１において、１は半導
体レーザ、３は半導体レーザ１の光をコリメートするコ
リメートレンズ、４は半導体レーザ１及びコリメートレ
ンズ３を保持するためのホルダー、５はディスクからの
反射光を分離する偏光ビームスプリッタ、６は折曲げミ
ラー、７は打上げミラー、８はレーザ光をディスク（図
示せず）上に集光するための対物レンズ、９はディスク
からの反射光を収束させる収束レンズ、１０は拡大レン
ズ、１１はシリンドリカルレンズ、１２は光検出器、１
３はヘッドベースである。そして、１４はコリメートレ
ンズ３に歪を与えるための加圧手段として構成される止
めネジである。ここで、半導体レーザ１とコリメートレ
ンズ３はホルダー４で保持され、ホルダー４はヘッドベ
ース１３に止めネジ１４によって固定されている。その
他は、図２の従来例と同様であるが、ディスクは対物レ
ンズ８の上方のレーザ光の集光点に位置する面上に配置
されている。なお、２０は光ヘッドを、ディスクの目的
の情報トラックにランダムアクセスさせるように駆動す
るリニヤアクチュエータであり、２１は光ヘッドを載置
すると共に、これを摺動させる固定案内台である。

【００１３】次に、実施例１の動作を説明する。光源を
構成している半導体レーザ１からの光は前述のような非
点隔差を持つ発散光であるが、コリメートレンズ３によ
って平行光となり、偏光ビームスプリッタ５を通過し、
折曲げミラー６、打上げミラー７を介して対物レンズ８
によってディスク（図示せず）に集光される。一方、デ
ィスクからの反射光は逆のルートをたどり、偏光ビーム
スプリッタ５で反射され、順次収束レンズ９、拡大レン
ズ１０及びシリンドリカルレンズ１１を通って光検出器
１２で検出される。この光検出器１２での検出動作は、
図２の従来例で前述した通りである。

【００１４】止めネジ１４の締め付け方向は、出射レー
ザ光のθｌの方向（図４，図１のｙ方向）に対して垂直
の方向（図１のｚ方向）で、締め付け位置はコリメート
レンズ３の近傍である。こうすることによって、止めネ
ジ１４はホルダー４をヘッドベース１３に固定すると共
に、図６に示すように、コリメートレンズ３をｚ方向に
加圧する。この加圧による応力によって、コリメートレ
ンズ３はｘ方向に膨らむように歪んで点線で示すように
変形する。このため、加圧前の平行面の見掛け上の焦点
距離（実線）であったＡ点が、加圧後は点直線で示すよ
うな光路に変わってＢ点に焦点を結ぶようになり、図示
のように加圧前の垂直面の焦点距離（点線）であるレー
ザ端面のＢ点に一致するようになる。したがって、加圧
後は、半導体レーザの平行面の焦点距離と垂直面の焦点
距離とがいずれもＢ点に一致するから、半導体レーザの
非点隔差Δαを０とすることができるようになる。すな
わち、コリメートレンズ３をｚ方向に加圧することによ
り、半導体レーザの非点隔差Δαを補正する方向にコリ
メートレンズ３による非点収差を発生させることが可能
となる。このような非点隔差Δαの補正効果を有する非
点収差の補正により、対物レンズ８から出射してディス
クを照射するレーザ光の結像円形スポットに含まれる非
点収差分の像幅を極小化することができる。そして、図
５で示した従来例のようなΔβ分の光軸ずれも起こらな
いから、綺麗な結像円形スポットが得られるようになっ
ている。

【００１５】上述のような本発明の効果と同様の効果を
得る方法として、前述の特開昭５９−５８４１４号公報
に開示されたものがある。つまり、コリメートレンズ自
体をそれが所定の非点収差を持つように製造しておき、
その非点収差の方向が半導体レーザの非点隔差を打消す
方向となるように組み立てるというものである。しか
し、この場合コリメートレンズが特殊品となりコストア
ップにつながり、さらにコリメートレンズの非点収差方
向を識別しなければならないという不都合がある。本発
明による光ヘッド装置は、これらの問題点や不都合を除
去して、さらに性能向上を達成したものとなっている。

【００１６】［実施例２］図３はこの発明による光ヘッ
ド装置の他の実施例を示す斜視説明図である。図３にお
いて、図１の実施例で使用したものと同一符合は同一構
成部材につき、その説明を省略する。図１の実施例で
は、止めネジ１４の設置場所は１箇所であったが、本実
施例では、止めネジ１４の対向位置にもう１つの止めネ
ジ１５を配置して、２箇所に止めネジを設置している。
ただし、この場合も、この配置の仕方からみてわかるよ
うに、止めネジの締め付け方向はｚ方向である。詳細な
動作の説明は省略するが、本実施例の場合は、実施例１
の場合に比べて、コリメートレンズを中央に位置させら
れる点、両側から等しく圧力をかけられるのでＺ軸方向
のコリメートレンズの歪みが左右均一になる点など、本
実施例特有の優れた効果が得られる。

【００１７】［実施例３］ここで、本発明による光ヘッ
ド装置の構成を特徴づける別の実施例を説明する。例え
ば図１による実施例１で説明したが、半導体レーザ装置
１とコリメートレンズ３を保持するホルダー４をヘッド
ベース１３に固定すると共にコリメートレンズ３を止め
ネジ１４を用いて加圧し、コリメートレンズに非点収差
を発生させ半導体レーザの非点隔差を補正するようにな
っている。この補正に当たって、本実施例で実験した
所、止めネジ１４のネジ機構によりその締め付け量を調
節することが可能であることを利用して、コリメートレ
ンズ３に発生させる非点収差量を微調節することによ
り、半導体レーザの性能のばらつきに対応して、個々の
半導体レーザのそれぞれについて非点隔差の調節を行
い、その都度最適の微調補正が達成されることを確認し
た。

【００１８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、半導体
レーザ装置とコリメートレンズを保持するホルダーをヘ
ッドベースに固定すると共にコリメートレンズを止めネ
ジ等による加圧手段を用いて加圧し、コリメートレンズ
に非点収差を発生させて半導体レーザの非点隔差を補正
するようになっているので、特別の高価な部品を増やす
ことなく、半導体レーザの非点隔差を補正することので
きる光ヘッド装置を得ることができる。また、加圧手段
として用いるネジ機構によりその締め付け量を調節する
ことが可能であることを利用して、コリメートレンズに
発生させる非点収差量を調節することにより半導体レー
ザの非点隔差の調節を実施できるから、半導体レーザの
性能のばらつきに対応してその都度最適の調整が達成さ
れる。これにより、特に光ヘッド装置の実装時における
光学系の最適調整の簡略化に寄与する効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による光ヘッド装置の一実施例を示す
斜視説明図である。

【図２】従来の光ヘッド装置の一例を示す斜視説明図で
ある。

【図３】この発明による光ヘッド装置の他の実施例を示
す斜視説明図である。

【図４】半導体レーザの非点隔差を示す模式図である。

【図５】従来の非点収差補正方法を示す模式図である。

【図６】この発明による非点収差補正方法を示す模式図
である。

【符号の説明】

１半導体レーザ１ａチップ１ｂ接合面２ガラス平板３コリメートレンズ４ホルダー５偏光ビームスプリッタ６折曲げミラー７打上げミラー８対物レンズ９収束レンズ１０拡大レンズ１１シリンドリカルレンズ１２光検出器１３ヘッドベース１４，１５止めネジ２０リニヤアクチュエータ２１固定案内台

【手続補正書】

【提出日】平成６年４月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】図２は従来の光ヘッド装置の一例を示す斜
視説明図である。図において、１は半導体レーザ、２は
半導体レーザ１の非点隔差を補正するガラス平板、３は
半導体レーザ１の光をコリメートするコリメートレン
ズ、４は半導体レーザ１及びコリメートレンズ３を保持
するためのホルダー、５はレーザ光の透過光と反射光を
分離するための偏光ビームスプリッタ、６は折曲げミラ
ー、７は打上げミラー、８はレーザ光をディスク（図示
せず）上に集光するための対物レンズ、９は収束レン
ズ、１０は拡大レンズ、１１は非点収差法（後述）のた
めのシリンドリカルレンズ、１２は光検出器、１３はヘ
ッドベースである。そして、ディスクは対物レンズ８の
上方のレーザ光の集光点に位置する面上に配置されてい
る。なお、２０はヘッドベース１３を支持するキャリッ
ジ、２１は半導体レーザ１への電流供給、光検出器１２
による受信信号の出力等の電気信号の入出力を行うフレ
キシブルプリント回路基板（以下、ＦＰＣと記載）であ
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。［実施例１］図１はこの発明による光ヘッド装置の一実
施例を示す斜視説明図である。図１において、１は半導
体レーザ、３は半導体レーザ１の光をコリメートするコ
リメートレンズ、４は半導体レーザ１及びコリメートレ
ンズ３を保持するためのホルダー、５はディスクからの
反射光を分離する偏光ビームスプリッタ、６は折曲げミ
ラー、７は打上げミラー、８はレーザ光をディスク（図
示せず）上に集光するための対物レンズ、９はディスク
からの反射光を収束させる収束レンズ、１０は拡大レン
ズ、１１はシリンドリカルレンズ、１２は光検出器、１
３はヘッドベースである。そして、１４はコリメートレ
ンズ３に歪を与えるための加圧手段として構成される止
めネジである。ここで、半導体レーザ１とコリメートレ
ンズ３はホルダー４で保持され、ホルダー４はヘッドベ
ース１３に止めネジ１４によって固定されている。その
他は、図２の従来例と同様であるが、ディスクは対物レ
ンズ８の上方のレーザ光の集光点に位置する面上に配置
されている。なお、２０はキャリッジ、２１はＦＰＣで
ある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】１半導体レーザ１ａチップ１ｂ接合面２ガラス平板３コリメートレンズ４ホルダー５偏光ビームスプリッタ６折曲げミラー７打上げミラー８対物レンズ９収束レンズ１０拡大レンズ１１シリンドリカルレンズ１２光検出器１３ヘッドベース１４，１５止めネジ２０キャリッジ２１フレキシブルプリント回路基板

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザと、この半導体レーザの出
射光を平行化するためのコリメートレンズとを有し、前
記半導体レーザの持つ非点隔差を前記コリメートレンズ
で補正するコリメート光源ユニットを有する光ヘッド装
置において、前記コリメート光源ユニットのコリメートレンズ位置に
設けられこのコリメートレンズを加圧するレンズ加圧手
段により、前記コリメートレンズに歪を与えて非点収差
を発生させ、前記半導体レーザの非点隔差を補正するこ
とを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】前記レンズ加圧手段は、前記コリメート
レンズ周側の対向する位置にそれぞれ調整可能に配置さ
れていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装
置。