JPH11134694A - レンズ枠調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、半導体レーザー及びコリメー
トレンズを粗動用アームに対して調整可能にすること。 【解決手段】 半導体レーザーを取り付けるための固定
部材に２本の細棒状のレール部材を設け、コリメートレ
ンズのレンズ枠をレール部材に摺動自在に載せたときに
半導体レーザーとコリメートレンズの両光軸が一致する
ようにすると共に、レンズ枠を抱くようにしたバネ部材
の両端をレール部材に係止してレンズ枠を半導体レーザ
ーに対して固定するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レンズ枠調整機
構に関し、特に半導体レーザーに対するコリメートレン
ズの光軸位置調整に好適な機構に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近時、面記録密度が１
０Ｇビット／（インチ）²を越える光磁気ディスク装置
の開発が進んでいる。この装置では、光磁気ディスクの
トラックと交差する方向に例えば回動する粗動用アーム
の先端部に設けた対物光学系に対するレーザー光束の入
射角をガルバノミラー等の偏向手段により微調整して、
微動トラッキングを例えば０.３４μmと狭いトラックピ
ッチレベルで正確に行うようなことが考えられている。
ところで、このような装置では半導体レーザーから出射
される発散光束を平行光束に変換するコリメートレンズ
を半導体レーザーに対して精度良く取り付けなければな
らないため、その光軸位置調整機構が必要となる。この
種の機構は、従来より種々考案されているが、上記のよ
うな粗動用アームに搭載される機構としては、小型且つ
シンプルで高精度に調整が可能で、しかも低廉な機構が
望まれていた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述のよう
な背景に鑑みてなさせたものであり、請求項１の発明
は、半導体レーザーを取り付けた固定部材に前記半導体
レーザーから出射されるレーザー光束を平行光束に変換
するコリメートレンズを取り付ける構造において、前記
固定部材に少なくとも２本の細棒状のレール部材を所定
の間隔を置いて立てて、前記コリメートレンズのレンズ
枠を前記レール部材に摺動自在に載せたときに前記半導
体レーザーと前記コリメートレンズの両光軸が一致する
ようにすると共に、前記レンズ枠を抱くようにしたバネ
部材の両端を前記レール部材に係止して前記レンズ枠を
前記半導体レーザーに対して固定するようにし、前記レ
ール部材が前記コリメートレンズの光軸位置調整時に前
記コリメートレンズの案内面を構成するようにしたこと
を特徴とする。

【０００４】

【発明の実施の形態】まず、近年のコンピューターにま
つわるハード，ソフトの進歩に伴う外部記憶装置への要
求、特に大記憶容量への要求の高まりに対して提案され
たニア・フィールド記録（ＮＦＲ ： near field recor
ding） 技術と呼ばれる記録再生方式を用いた光磁気デ
ィスク記録再生装置の概要を図１乃至図５を参照して説
明する。

【０００５】図１はその光ディスク装置の全体概要図で
ある。ディスクドライブ装置１には光ディスク２が図示
しないスピンドルモータの回転軸に装着されている。一
方、光ディスク２の情報を再生または記録するために回
動（粗動）アーム３が光ディスク２の記録面に対して平
行になるように取り付けられている。この回動アーム３
はボイスコイルモーター４によって回転軸５を回転中心
として回動可能となっている。この回動アーム３の光デ
ィスク２に対向する先端には、光学素子を搭載した浮上
型光学ヘッド６が搭載されている。また、回動アーム３
の回転軸５近傍には光源ユニットおよび受光ユニットを
備えた光源モジュール７が配設され、回動アーム３と一
体となって駆動する構成となっている。

【０００６】図２、図３は回動アーム３の先端部を説明
するものであり、特に浮上型光学ヘッド６を詳細に説明
するものである。浮上型光学ユニット６はフレクシャー
ビーム８に取り付けられており、光ディスク２に対向し
て配置されている。また、フレクシャービーム８は他端
で回動アーム３に固着されており、フレクシャービーム
８の弾性力により先端部の浮上光学ユニット６を光ディ
スク２に接触させる方向に加圧している。

【０００７】浮上型光学ユニット６は浮上スライダー
９，対物レンズ１０，ソリッドイマージョンレンズ（Ｓ
ＩＬ）１１，磁気コイル１２から構成されており、光源
モジュール７から出射された平行なレーザー光束１３を
光ディスク２上に収束させるはたらきをする。また、回
動アーム３の先端部には前記レーザー光束１３を浮上型
光学ユニット６に導くために立ち上げミラー３１が固着
されている。 立ち上げミラー３１により対物レンズ１
０に入射したレーザー光束１３は、対物レンズ１０の屈
折作用により収束される。この集光点近傍にはソリッド
イマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１が配置されており、
前記収束光を更に微細なエバネッセント光１５として光
ディスク２に照射させる。

【０００８】また、光ディスク２に面したソリッドイマ
ージョンレンズ（ＳＩＬ）１１の周囲には、光磁気記録
方式で記録するための磁気コイル１２が形成されてお
り、記録時には必要な磁界を光ディスク２の記録面上に
印加出来るようになっている。このエバネッセント光１
５と磁気コイル１２により、光ディスク２への高密度な
記録および再生が可能となる。なお、浮上型光学ユニッ
ト６は光ディスク２の回転による空気流により微小量浮
上するものであり、光ディスク２の面振れ等に追従す
る。このため従来の光ディスク装置では必要であった対
物レンズの焦点制御（フォーカスサーボ）が不要となっ
ている。

【０００９】以下、図４，図５を用いて回動アーム３上
に搭載された光源モジュール７および浮上型光学ユニッ
ト６へ導かれる光束に関し詳細に説明する。回動アーム
３は先端部に浮上型光学ユニット６を搭載し、他端には
ボイスコイルモーター４を駆動するための駆動コイル１
６が固着されている。駆動コイル１６は扁平状のコイル
であり、図示せぬ磁気回路内に空隙をおいて挿入配置さ
れている。回転軸５と回動アーム３はベアリング１７，
１７により回動自在に締結されており、駆動コイルに電
流を印加すると磁気回路との電磁作用により回転軸５を
回転中心として回動アーム３を回動させることができ
る。

【００１０】回動アーム３上に搭載された光源モジュー
ル７には半導体レーザー１８，レーザー駆動回路１９，
コリメートレンズ２０，複合プリズムアッセイ２１，レ
ーザーパワーモニターセンサー２２，反射プリズム２
３，データ検出センサー２４，およびトラッキング検出
センサー２５が配置されている。半導体レーザー１８か
ら放出された発散光束状態のレーザー光束は、コリメー
トレンズ２０によって平行光束に変換される。この平行
光束の断面形状は半導体レーザー１８の特性から長円状
であり、光ビームを光ディスク２上に微小に絞り込むに
は都合が悪いため略円形断面に変換する必要がある。こ
のためコリメートレンズ２０から出射された断面長円状
の平行光束を、複合プリズムアッセイ２１に入射させる
ことにより平行光束の断面形状を整形する。

【００１１】複合プリズムアッセイ２１の入射面２１ａ
は入射光軸に対して所定の斜面を形成しており、入射光
を屈折させることにより平行光束の断面形状を長円形状
から略円形形状に整形することが出来る。整形されたレ
ーザー光束は複合プリズムアッセイ２１内を進み第１の
ハーフミラー面２１ｂに入射する。第１のハーフミラー
面２１ｂは光ディスク２から得られた情報を、データ検
出センサー２４，およびトラッキング検出センサー２５
に導くために設定されているが、往路においては半導体
レーザー１８から出射されたレーザーの出力パワーを検
出するためのレーザーパワーモニターセンサー２２への
光束を分離する役目を果たす。

【００１２】レーザーパワーモニターセンサー２２は受
光した光の強度に比例した電流を出力するため、図示せ
ぬレーザーパワーコントロール回路にこの出力を帰還さ
せることにより半導体レーザー１８の出力を安定化させ
ることが出来る。複合プリズムアッセイ２１から出射さ
れた略円形断面形状をもったレーザー光束１３は偏向ミ
ラー２６に照射され、レーザー光束１３の進行方向が変
えられる。この偏向ミラー２６は紙面に垂直な軸を回動
中心とするガルバノモーター２７に取り付いており、レ
ーザー光束１３を紙面に平行な方向に微小角度振ること
が出来るようになっている。

【００１３】また、ガルバノモーター２７には偏向ミラ
ー２６の回転角度を検出する偏向ミラー位置検出センサ
ー２８が配設されている。偏向ミラー２６を反射したレ
ーザー光束１３は、第１のリレーレンズ２９および第２
のリレーレンズ（イメージングレンズ）３０を経て、立
ち上げミラー３１で反射後浮上型光学ユニット６に至
る。この第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレ
ンズ３０は、偏向ミラー２６の反射面と浮上型光学ユニ
ット６に配置されている対物レンズ１０の瞳面（主平
面）との関係を共役関係になるようにするもので、リレ
ーレンズ光学系を形成するものである。すなわち光ディ
スク２上の集光ビームが所定のトラックから僅かにずれ
た場合、偏向ミラー２６を僅かに回転させることにより
対物レンズ１０に入射させるレーザー光束１３を傾か
せ、光ディスク２上の焦点を移動させて補正するもので
ある。しかしながら、この方式で焦点の補正を行う時、
偏向ミラー２６と対物レンズ１０の光学的距離が長い場
合は、対物レンズ１０へ入射するレーザー光束１３の移
動量が大きくなり、対物レンズ１０に入射出来なくなる
場合がある。

【００１４】この様な現象を回避するため、第１のリレ
ーレンズ２９および第２のリレーレンズ３０によって、
偏向ミラー２６の反射面と対物レンズ１０の瞳面との関
係を共役関係になるように設定し、偏向ミラー２６が回
動しても対物レンズ１０に入射するレーザー光束１３は
移動せず、正確なトラッキング制御が可能となるように
している。なお、光ディスク２の内周／外周に渡るアク
セス動作は、ボイスコイルモーター４により回動アーム
３を回動させて行い、極微小なトラッキング制御のみ偏
向ミラー２６を回動させて行う。

【００１５】光ディスク２から反射されて戻ってきた復
路のレーザー光束１３は、往路と逆に進み偏向ミラー２
６に反射されて複合プリズムアッセイ２１に入射する。
その後第１のハーフミラー面２１ｂで反射され、第２の
ハーフミラー面２１ｃに向かう。第２のハーフミラー面
２１ｃは、トラッキング検出センサー２５へ向かう透過
光と、データ検出センサー２４へ向かう反射光を生成
し、復路のレーザー光束を分離する。第２のハーフミラ
ー面２１ｃを透過したレーザー光束はトラッキング検出
センサー２５へ照射され、トラッキング誤差信号を出力
する。

【００１６】一方、第２のハーフミラー面２１ｃで反射
されたレーザー光束はウォラストンプリズム３２により
偏光分離され、かつ集光レンズ３３によって収束光に変
換後、反射プリズム２３で反射されてデータ検出センサ
ー２４に照射される。データ検出センサー２４は２つの
受光領域をもっており、ウォラストンプリズム３２によ
り偏光分離された２つの偏光ビームをそれぞれ受光する
ことにより、光ディスク２に記録されているデータ情報
を読みとりデータ信号を出力する。なお、正確には前記
トラッキング誤差信号およびデータ信号は図示せぬヘッ
ドアンプ回路によって生成され、制御回路または情報処
理回路に送られるものである。

【００１７】次に、前述のコリメートレンズ２０の取付
構造について説明する。図６及び図７は、コリメートレ
ンズ２０の取付部分を示す斜視図及び分解斜視図であ
る。図６に示すように、コリメートレンズ２０（図４）
を保持するレンズ枠２０４と、半導体レーザー１８（図
４）を保持する調整板１２０とは、回動アーム３の外周
壁に取り付けられる板状部材であるホルダベース２１０
に保持されている。

【００１８】ホルダベース２１０の調整板１２０と反対
の側には、互いに平行な一対のレール部材２０５が取り
付けられている。この一対のレール部材２０５はホルダ
ベース２１０の板面に垂直に、即ち半導体レーザー１８
の出射光軸方向と平行になるように設けられている。図
７に示すように、レール部材２０５はピン状の部材であ
り、ホルダベース２１０に形成された孔２１１に夫々圧
入固定されている。なお、レール部材２０５として市販
のニードル・ベアリングなどを用いると、よりコストメ
リットが高まる。

【００１９】レンズ枠２０４をレール部材２０５に対し
て付勢するため、下方に開放したコの字形状のバネ部材
２０６が設けられている。バネ部材２０６の一対の脚部
の下端近傍には、一対のレール部材２０５に夫々外側か
ら係合する曲部２０６ａが形成されている。レンズ枠２
０４をレール部材２０５の上に載せ、上方からバネ部材
２０６をはめ込むことにより、レンズ枠２０４はレール
部材２０５上に固定される。

【００２０】図８に、レール部材２０５とバネ部材２０
６との間でレンズ枠２０４を保持した状態を示す。バネ
部材２０６をレンズ枠２０４の上からはめ込むと、曲部
２０６ａとレール部材２０５との係合により、バネ部材
２０６は（レール部材２０５との間で）レンズ枠２０４
を抱くように保持する。円筒形状を有するレンズ枠２０
４は、バネ部材２０６から受ける適度な弾性力によって
一対のレール部材２０５上の接触点Ｐ１，Ｐ１に付勢さ
れている。即ち、接触点Ｐ１，Ｐ１をレール部材２０５
の軸方向（半導体レーザー１８の出射軸方向）に延長し
た２本のラインによりレンズ枠２０４が支持されてい
る。

【００２１】レンズ枠２０４をレール部材２０５の軸方
向（コリメートレンズ２０の光軸方向）に位置調節する
ため、レンズ枠２０４の上部には周方向に延びる係合溝
２０４ａが形成されている。レンズ枠２０４の位置調節
時には、工具２２０の先端に設けられた偏心ピン２２１
を、バネ部材２０６に形成された開口部２０６ａを通し
て係合溝２０４ａに係合させる。そして、工具２２０を
回動することにより、レンズ枠２０４は一対のレール部
材２０５上を摺動し、コリメートレンズ２０を光軸方向
に移動させる。これにより安定且つスムースな、コリメ
ートレンズ２０の光軸方向の位置調整を行うことができ
る。

【００２２】なお、図７に示すように、調整板１２０の
挿通孔１２５の内径はねじ１２７の外径よりも所定量大
きく形成されており、ねじ１２７と挿通孔１２５の遊び
の範囲内で、調整板１２０を半導体レーザー１８の射出
方向と直交する面内において位置調節することができ
る。これにより、半導体レーザー１８の出射方向とコリ
メートレンズ２０の光軸とを一致させる調節が可能にな
る。即ち、レンズ枠２０４と調整板１２０によって、光
軸方向及び光軸に直交する２方向の計３方向の位置合わ
せを行うことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレンズ枠
調整機構によると、コリメートレンズの光軸方向の位置
調整を、簡単な構成で且つ高精度に行うことが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の光磁気ディスク装置の基本構成を示
す図である。

【図２】図１の光磁気ディスク装置の回動アームの先端
部を示す図である。

【図３】浮上光学ユニットを示す断面図である。

【図４】回動アームの構成を示す平面図である。

【図５】図４の回動アームの側面図である。

【図６】コリメートレンズの取付部分を示す斜視図であ
る。

【図７】図６のコリメートレンズの取付部分の分解斜視
図である。

【図８】図６のコリメートレンズの取付部分の正面図で
ある。

【符号の説明】

１８ 半導体レーザー ２０ コリメートレンズ ２１０ ホルダベース ２０４ レンズ枠 ２０５ レール部材 ２０６ バネ部材 ２２０ 工具 ２１１ 偏心ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザーを取り付けた固定部材に前
   記半導体レーザーから出射されるレーザー光束を平行光
   束に変換するコリメートレンズを取り付ける構造におい
   て、前記固定部材に少なくとも２本の細棒状のレール部
   材を所定の間隔を置いて立てて、前記コリメートレンズ
   のレンズ枠を前記レール部材に摺動自在に載せたときに
   前記半導体レーザーと前記コリメートレンズの両光軸が
   一致するようにすると共に、前記レンズ枠を抱くように
   したバネ部材の両端を前記レール部材に係止して前記レ
   ンズ枠を前記半導体レーザーに対して固定するように
   し、、前記レール部材が前記コリメートレンズの光軸位
   置調整時に前記コリメートレンズの案内面を構成するよ
   うにしたことを特徴とするレンズ枠調整機構。