(57)【要約】【課題】光源から出射される光の利用効率を高めることが可能であり、光軸の傾きの検出と同時に光軸を調整することができる。【解決手段】光ピックアップ装置４１は、光軸調整装置８９を備える。光源４２から出射されコリメートレンズ４５に入射しない光が、コリメートレンズ４５の軸線４６まわりに配置され保持部材６０に備わる第１光検出手段４４によって受光される。第１光検出手段４４による検出信号の論理和および論理差を組合せて演算手段４７によって光軸６１の傾きに関する傾斜情報信号が演算され駆動手段４３に出力される。傾斜情報信号に応答して光源４２が駆動手段４３によって駆動され光軸６１の傾きが調整される。このことによって、光軸６１の傾きの検出と同時に光軸６１を調整することができ、光源４２から出射される光の利用効率を高めることが可能である。【選択図】　　　図１
2004037865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する半導体レーザチップおよび半導体レーザチップを保持するパッケージを備える光源と、
前記光源から出射される光が入射する光学部材と、
前記光学部材の軸線まわりに配置され、光源から出射される光を受光する複数の受光素子からなる光検出手段と、
前記光検出手段による検出信号に基づいて、光源から出射される光の光軸の傾きに関する傾斜情報信号を演算する演算手段と、
演算手段からの出力に応答し、前記光軸が所望の傾きになるように光源を駆動する駆動手段とを含むことを特徴とする光軸調整装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、
永久磁石片と、コイルとを含むことを特徴とする請求項１記載の光軸調整装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、
圧電素子を含むことを特徴とする請求項１記載の光軸調整装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、
前記光源に備わる半導体レーザチップを駆動するように設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光軸調整装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、
前記半導体レーザチップを保持するパッケージを駆動するように設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光軸調整装置。
【請求項６】
前記光学部材を保持する保持部材をさらに備え、
前記光検出手段は、
前記保持部材に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光軸調整装置。
【請求項７】
光源、光学部材、演算手段および駆動手段を収納するハウジングをさらに備え、
前記光検出手段は、
前記ハウジングとハウジングに保持される光学部材とによって形成される間隙部に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光軸調整装置。
【請求項８】
光記録媒体に対して情報を光によって記録または再生する光ピックアップ装置において、
前記請求項１〜７のいずれかに記載の光軸調整装置と、
光軸調整装置によって光軸が調整されて出射される光を光記録媒体上に集光する集光手段とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ装置から出力される光の光軸の傾きを調整する光軸調整装置およびそれを備える光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す図であり、図１０は半導体レーザチップ２から出射された光の光強度分布を示す図である。光ピックアップ装置１は、光源として半導体レーザ装置３を備える。半導体レーザ装置３は、半導体レーザチップ２、半導体レーザチップ２が装着される被取付け部材４、被取付け部材４が固設されるステム５と被取付け部材４を覆い半導体レーザチップ２から出射された光が透過するガラス窓６を備えるキャップ７とからなるパッケージ８、表面に特定のホログラムパターンを形成したホログラムガラス９および光記録媒体１０からの反射光を受光する光検出手段１１を備える。半導体レーザ装置３から出射された光は、コリメートレンズ１２によって平行光とされ、平行光となった光は、集光レンズ１３によって収束光となり、光記録媒体１０上で光スポットを形成する。
【０００３】
光記録媒体１０によって反射された光は、集光レンズ１３によって再び平行光となりコリメートレンズ１２を通過後ホログラムガラス９に入射し、ホログラムガラス９の表面に形成されたホログラムパターンによって回折を受け光検出手段１１によって受光される。光検出手段１１によって受光された反射光に基づいて情報信号およびサーボ信号を検出し、これらの信号に基づいて情報の記録または再生を行う。
【０００４】
半導体レーザチップ２から出射される光は楕円状に広がり、光強度分布はほぼガウス分布をとる。半導体レーザチップ２の接合面１４と直交しかつ光軸２０と直交する矢符１５に示す方向（以後、垂直方向と呼ぶ）における広がり角（以後、θ⊥と表記する）と、半導体レーザチップの接合面１４と平行であり光軸２０と直交する矢符１６に示す方向（以後、水平方向と呼ぶ）における広がり角（以後、θ‖と表記する）とを比較すると、垂直方向における広がり角θ⊥の方が水平方向における広がり角θ‖よりも大きい（θ‖＜θ⊥）。
【０００５】
垂直方向および水平方向における光強度分布は、ほぼガウス分布を示し、コリメートレンズ１２を通過後もその形状を維持する。したがって、光ピックアップ装置１においては、半導体レーザ装置３から出射される光の光軸２０とコリメートレンズ１２および集光レンズ１３の光軸とが一致し、集光レンズ１３の中心に光強度の最大部分が入射する。
【０００６】
しかしながら、半導体レーザチップから出射される光の光軸が傾き、各光学部材の光軸からずれることがある。ここで、半導体レーザチップから出射される光の光軸が、各光学部材の光軸と位置する場合を理想光軸と呼ぶ。図１１は、光ピックアップ装置１，１７にそれぞれ備わる半導体レーザ装置３，１８によって出射される光の光強度分布を示す図であり、図１２は図１１に示す半導体レーザ装置１８の構成を簡略化して示す図である。
【０００７】
半導体レーザ装置１８に備わる半導体レーザチップ２は、傾いた状態で被取付け部材４に設けられており、理想光軸１９と半導体レーザ装置１８から出射される光の光軸２１との間にはずれが生じている。半導体レーザ装置１８から出射される光の光軸２１と理想光軸１９とのずれ角Φを放射光軸ずれ角Φと呼ぶ。
【０００８】
図１１（ａ）に示すように放射光軸ずれ角Φが０度、すなわち半導体レーザ装置３から出射された光の光軸２０と理想光軸１９とが一致する場合、集光レンズ１３の中心に光強度の最大部分が入射する。図１１（ｂ）に示すように半導体レーザ装置１８から出射された光の光軸２１が理想光軸１９からずれ、放射光軸ずれ角Φが発生する場合、放射光軸ずれ角Φが発生しない場合と比較して光強度の最大部分が入射する位置が集光レンズ１３の中心からずれることになる。コリメートレンズ１２の焦点距離をｆｃ、光強度分布のずれ量をｘｌとすると、光強度分布のずれ量ｘｌは式（１）で表される。
ｘｌ＝ｆｃ・ｔａｎΦ　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）
【０００９】
すなわち集光レンズ１３の中心からずれ量ｘｌの位置に光強度の最大部分が入射することになる。したがって、放射光軸ずれ角Φによって集光レンズ１３に入射する光の光量の損失が起こる。また放射光軸ずれ角Φの値によって光記録媒体１０に到達する光量がばらつくことになる。光記録媒体１０に対する情報の記録には高い光強度が必要であるので、光記録媒体１０に対する出力の低下および光量のばらつきは記録速度を低下させる。また放射光軸ずれ角Φの発生は、作製される各光ピックアップ装置毎の情報記録再生に用いられる光量を不均一にするので、製品の品質を不安定にする一因ともなる。
【００１０】
このため、半導体レーザ装置の製造に際しては、放射光軸ずれ角Φの公差範囲の規定がなされている。放射光軸ずれ角Φと光ピックアップ装置の特性劣化との定量的関係から、垂直方向における放射光軸ずれ角Φ（以後、Φ⊥と表記する）は約マイナス（−）２〜２度、水平方向における放射光軸ずれ角Φ（以後、Φ‖と表記する）は約マイナス（−）３〜３度の範囲内となるように調整されて半導体レーザ装置が製造される。
【００１１】
また、半導体レーザ装置を光ピックアップ装置に組込む際に放射光軸ずれ角Φを補正する先行技術が、実開昭６１−１１２６７３号公報に開示されている。実開昭６１−１１２６７３号公報に開示される技術は以下のようなものである。図１３は、従来の半導体レーザ装置２２と補正部材２３との構成を簡略化して示す図である。半導体レーザ装置２２から出射される光の光軸が理想光軸１９からずれている場合、そのずれ角に対応する傾斜角θの傾斜面２４を備える補正部材２３を準備し、傾斜面２４に垂直な方向に軸線を有するように補正部材２３に形成される取付け孔２５に半導体レーザ装置２２を装着し、半導体レーザ装置２２の装着された補正部材２３を枠体２６の一方の端部に形成される凹部２７に固定する。半導体レーザ装置２２から出射される光の光軸２８は、補正部材２３の傾斜角θによってその傾きが補正されて理想光軸１９に一致し、枠体２６の内部空間を通ってコリメートレンズ２９に入射する。このことによって、放射光軸ずれ角Φが補正され、コリメートレンズ２９の中心に光強度の最大部分が入射する。
【００１２】
またもう１つの先行技術が特開平６−２８９２６４号公報に開示されている。特開平６−２８９２６４号公報に開示される技術は以下のようなものである。図１４は、従来の光軸調整装置３０の構成を簡略化して示す概略断面図である。半導体レーザ装置３１から出射された光は、たとえばフォトダイオードからなる受光素子３２上に受光される。半導体レーザ装置３１は、ＸＹプレート３３と角変位調整ホルダ３４とによって保持される。ＸＹプレート３３は、集光レンズ３７を保持するバレル３５の半導体レーザ装置３１側の面Ａと接触する状態で受光素子３２に対して平行方向に移動可能に構成される。またＸＹプレート３３は、調整孔３６が形成され、調整孔３６は、受光素子３２側に形成される開口部の径が、半導体レーザ装置３１側に形成される開口部の径よりも小さくなるように形成される。角変位調整ホルダ３４は略円錐台状であり、円錐台の側面Ｂは、球面の一部からなる形状を有する。角変位調整ホルダ３４は、ＸＹプレート３３の前記調整孔３６に臨む側面Ｃと接触した状態で角変位自在に構成される。受光素子３２の集光レンズ３７に臨む面Ｄとバレル３５の受光素子３２側の面Ｅとは平行である。受光素子３２上おいて光スポットが形成される所望の位置と、半導体レーザ装置３１によって出射された光によって光スポットが形成される位置とがずれている場合、ＸＹプレート３３を駆動することによって半導体レーザ装置３１の光出射点が理想光軸１９上に位置するように調整される。その後、角変位調整ホルダ３４によって半導体レーザ装置３１から出射される光の光軸３８の傾きが調整され、理想光軸１９と半導体レーザ装置３１から出射される光の光軸３８とが一致する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した実開昭６１−１１２６７３号公報開示の先行技術には以下の問題がある。補正部材２３は、予想される光軸２８の傾きに対応できるように予め複数種類用意しておく必要があるので、部品点数が増大し多大な製造コストを要するという問題がある。
【００１４】
また特開平６−２８９２６４号公報開示のもう１つの先行技術には以下の問題がある。従来の光軸調整装置３０における光軸の調整は、ＸＹプレート３３および角変位調整ホルダ３４をそれぞれ調整することによって行われるので、操作手順が繁雑になり、また調整に長時間を要するという問題がある。
【００１５】
また、近年放射光軸ずれ角Φについて以下の現象が確認されている。放射光軸ずれ角Φが０度となるように半導体レーザ装置の傾きを調整して光ピックアップ装置に装着しても、半導体レーザチップを高出力させると出射される光の光軸が傾き、光ピックアップ装置によって情報の記録再生に用いられる光量が低下するという現象が発生する。この現象は、水平方向においてのみ発生し、ビームシフトΔΦ‖と呼ばれる。ビームシフトΔΦ‖は、光ピックアップ装置を作製するとき放射光軸ずれ角Φが０度となるように位置調整を行って半導体レーザ装置を装着しても発生するので、前述した先行技術では防止することが困難であるという問題がある。
【００１６】
本発明の目的は、光源から出射される光の利用効率を高めることが可能であり、光軸の傾きの検出と同時に光軸を調整することができる光軸調整装置およびそれを備える光ピックアップ装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光を出射する半導体レーザチップおよび半導体レーザチップを保持するパッケージを備える光源と、
前記光源から出射される光が入射する光学部材と、
前記光学部材の軸線まわりに配置され、光源から出射される光を受光する複数の受光素子からなる光検出手段と、
前記光検出手段による検出信号に基づいて、光源から出射される光の光軸の傾きに関する傾斜情報信号を演算する演算手段と、
演算手段からの出力に応答し、前記光軸が所望の傾きになるように光源を駆動する駆動手段とを含むことを特徴とする光軸調整装置である。
【００１８】
本発明に従えば、光源から出射される光が複数の光検出手段によって受光され、検出信号に基づいて光源から出射される光の光軸の傾きに関する傾斜情報信号が演算手段によって演算される。演算された傾斜情報信号が駆動手段に出力されると、演算手段からの出力に応答して駆動手段によって光源が駆動されて光軸の傾きが調整される。このことによって、光源から出射される光の光軸と理想光軸とを容易に一致させることができるので、光源から出射される光の利用効率を高めることができる。また、傾斜情報信号が演算され駆動手段に出力されると同時に自動的に光軸の傾きが調整されるので、光軸の傾きを調整する操作手順および時間を削減することができる。また、光源を高出力させるときに発生するビームシフトΔΦ‖を検出することができるので、ビームシフトΔΦ‖によって発生する光軸の傾きを補正することが可能である。
【００１９】
また本発明は、前記駆動手段は、
永久磁石片と、コイルとを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、演算手段によって光源から出射される光の光軸の傾きに関する傾斜情報信号をコイルに出力すると、傾斜情報信号に応答して永久磁石片とコイルとの間に推力が発生し光源が駆動される。このように、簡易な構成で光源を駆動し光軸を精度よく調整することができるので、コストアップを生じることなく、光源から出射される光の利用効率を高めることができる。
【００２１】
また本発明は、前記駆動手段は、圧電素子を含むことを特徴とする。
本発明に従えば、演算手段によって光源から出射される光の光軸の傾きに関する傾斜情報信号を圧電素子に出力すると、傾斜情報信号に応答して圧電素子に機械的ひずみが発生し光源が駆動される。このように、簡易な構成で光源を駆動し光軸を精度よく調整することができるので、コストアップを生じることなく、光源から出射される光の利用効率を高めることができる。
【００２２】
また本発明は、前記駆動手段は、
前記光源に備わる半導体レーザチップを駆動するように設けられることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記駆動手段は、
前記半導体レーザチップを保持するパッケージを駆動するように設けられることを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、駆動手段は半導体レーザチップまたは半導体レーザチップを保持するパッケージを駆動することによって、光学部材に対して光源から出射される光の光軸の傾きを調整する。したがって、光源を作製するときに発生する放射光軸ずれ角Φの公差の許容範囲を大きくすることができる。このことによって、光源の作製が容易となり、コストを低減することが可能になる。
【００２５】
また本発明は、前記光学部材を保持する保持部材をさらに備え、
前記光検出手段は、
前記保持部材に設けられることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、複数の受光素子からなる光検出手段は光学部材を保持する保持部材に一体に設けられる。このことによって、光学部材に対して光源から出射される光の光軸の傾きを正確に検出し光軸を調整することができるとともに、光検出手段の設置スペースの取合いの問題を生じることなく、装置の小型化を実現することが可能である。
【００２７】
また本発明は、光源、光学部材、演算手段および駆動手段を収納するハウジングをさらに備え、
前記光検出手段は、
前記ハウジングとハウジングに保持される光学部材とによって形成される間隙部に設けられることを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、複数の受光素子からなる光検出手段は、ハウジングと光学部材とによって形成される間隙部に設けられ、光学部材の保持部材としても使用される。このことによって、光学部材に対して光源から出射される光の光軸の傾きを正確に検出し光軸を調整することができるとともに、光検出手段の設置スペースの取合いの問題を生じることなく、装置の小型化を実現することが可能である。
【００２９】
また本発明は、光記録媒体に対して情報を光によって記録または再生する光ピックアップ装置において、
前記いずれかに記載の光軸調整装置と、
光軸調整装置によって光軸が調整されて出射される光を光記録媒体上に集光する集光手段とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００３０】
本発明に従えば、光ピックアップ装置は、光軸調整装置によって光源から出射される光の光軸の傾きが調整されるので、光源から出射される光を光記録媒体に対する情報の記録再生に高い効率で利用することが可能であり、情報の記録を高い記録速度で行うことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態である光ピックアップ装置４１の構成を簡略化して示す系統図であり、図２は図１に示す光源４２および駆動手段４３の構成を簡略化して示す部分断面図であり、図３は図１に示す第１光検出手段４４の構成を簡略化して示す斜視図である。光ピックアップ装置４１は、光を出射する光源４２と、光源４２から出射される光が入射する光学部材４５と、光学部材４５の軸線４６まわりに配置され、光源４２から出射される光を受光する４つの受光素子４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄからなる光検出手段４４（以後、第１光検出手段４４と呼ぶ）と、第１光検出手段４４による検出信号に基づいて、光源４２から出射される光の光軸の傾きに関する傾斜情報信号を演算する演算手段４７と、演算手段４７からの出力に応答し、光軸が所望の傾きになるように光源４２を駆動する駆動手段４３と、光学部材４５を透過する光を光記録媒体４８上に集光する集光手段である集光レンズ４９とを含む。
【００３２】
光源４２は、半導体レーザチップ５０、半導体レーザチップ５０が装着される被取付け部材５１、被取付け部材５１が固設されるステム５２と被取付け部材５１を覆い半導体レーザチップ５０から出射される光が透過するガラス窓５３を備えるキャップ５４とからなるパッケージ５５、表面に特定のホログラムパターン５６が形成されたホログラムガラス５７および光記録媒体４８によって反射された光を受光する光検出手段５８（以後、第２光検出手段５８と呼ぶ）を備える。
【００３３】
半導体レーザチップ５０は、たとえば７８０ｎｍのレーザ光を出射する。被取付け部材５１は、たとえば銅などの熱伝導性、導電性の高い金属からなるヒートシンクであり、半導体レーザチップ５０に発生する熱を放熱する。ステム５２は、たとえば鋼などの金属からなる軸線方向の長さの短い円柱状の形状を有する部材であり、被取付け部材５１と第２光検出手段５８とが固設される。半導体レーザチップ５０および第２光検出手段５８は、図示しないリードピンに銅製のワイヤによって電気的に接続され、リードピンはリードフレーム５９に電気的に接続される。半導体レーザチップ５０が装着された被取付け部材５１および第２光検出手段５８を覆うようにして、たとえば鋼などの金属からなる略円筒状の外形を有する部材であるキャップ５４がステム５２と接合される。ホログラムガラス５７は、ガラス基板からなり表面に特定のホログラムパターン５６が形成される。第２光検出手段５８は、たとえばフォトダイオードからなり、光記録媒体４８によって反射されホログラムガラス５７によって回折された光を受光する。
【００３４】
光学部材４５は、コリメートレンズであり、光源４２から出射された光を平行光にする。コリメートレンズ４５は、保持部材６０によって保持される。保持部材６０は、たとえば亜鉛からなる円筒状の外形を有する部材であり、その内部空間にコリメートレンズ４５が保持される。
【００３５】
また保持部材６０には、４つの受光素子４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄからなる第１光検出手段４４が光源４２を臨む面に設けられる。第１光検出手段４４は、たとえばフォトダイオードであり、光源４２から出射される光のうちコリメートレンズ４５に入射しない光を受光する。ここでは便宜上、受光素子４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄによって検出される信号をそれぞれ検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする。
【００３６】
第１光検出手段４４を保持部材６０に一体に設けることによって、コリメートレンズ４５に対する光源４２から出射される光の光軸６１の傾きを正確に検出し光軸６１を調整することができるとともに、第１光検出手段４４の設置スペースの取合いの問題を生じることなく、装置の小型化を実現することができる。
【００３７】
図４は、演算手段４７の構成を簡略化して示すブロック図である。第１光検出手段４４による検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが演算手段４７にそれぞれ出力される。演算手段４７には、第１〜第４論理和回路６２，６３，６４，６５および第１、第２論理差回路６６，６７が含まれ、４個の受光素子４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄによって検出される検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを、第１〜第４論理和回路６２，６３，６４，６５と第１、第２論理差回路６６，６７とを組合わせて演算処理することによって光軸６１の傾きに関する傾斜情報信号を得ることができる。傾斜情報信号は、光源４２から出射された光の垂直方向における放射光軸ずれ角Φ⊥と水平方向における放射光軸ずれ角Φ‖とを表す信号であり、式（２）および式（３）によってそれぞれ与えられる。
Φ⊥＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）　　　　　　　　　　　　　　…（２）
Φ‖＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）　　　　　　　　　　　　　　…（３）
【００３８】
式（２）によって与えられる傾斜情報信号の値は、垂直方向における放射光軸ずれ角Φ⊥の値に対応して変動し、式（３）によって与えられる傾斜情報信号の値は水平方向における放射光軸ずれ角Φ‖に対応して変動する。なお、被取付け部材５１に対する半導体レーザチップ５０の装着方向によっては、式（２）によって与えられる傾斜情報信号が水平方向における放射光軸ずれ角Φ‖を表し、式（３）によって与えられる傾斜情報信号が垂直方向における放射光軸ずれ角Φ⊥を表してもよい。
【００３９】
光源４２から出射された光に放射光軸ずれ角Φが生じていない場合、４つの受光素子４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄによってそれぞれ受光される光の光量はすべて等しいので、検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値はすべて等しく、式（２）および式（３）の値は０となる。光源４２から出射された光に放射光軸ずれ角Φが生じ光軸が傾いている場合、４つの受光素子４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄによってそれぞれ受光される光の光量は異なるので、検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値が異なり、式（２）および式（３）によって与えられる各傾斜情報信号は垂直方向および水平方向の放射光軸ずれ角Φ⊥，Φ‖に基づいて変動する。式（２）および式（３）によって与えられる傾斜情報信号は、駆動手段４３に出力され、式（２）および式（３）の値が０となるように光源４２が駆動手段４３によって駆動されて光軸６１の傾きが調整される。このように、第１光検出手段４４、演算手段４７および駆動手段４３は、光源４２から出射される光を受光して光軸６１の傾きに関する傾斜情報信号を演算し、駆動手段４３に出力することによって光源４２が駆動されて光軸６１が調整されるというフィードバック回路を構成している。
【００４０】
駆動手段４３は、永久磁石片６８とコイル６９とを含んで構成される。ステム５２に接合されたキャップ５４を覆うようにして、たとえば亜鉛などからなる略円筒状の形状を有するパッケージ保持部材７０がステム５２と接合される。パッケージ保持部材７０には、光源４２から出射された光が透過するガラス窓７１が設けられる。
【００４１】
ステム５２の外周縁部には、球面の一部からなる形状を有する凹部７２とステム５２の厚さ方向に貫通するたとえば円柱状の貫通孔７３とが、ステム５２の軸線７４と直交する直線７５方向においてパッケージ保持部材７０を挟んで形成される。永久磁石片６８は、ステム５２に形成された貫通孔７３の上方に位置するようにパッケージ保持部材７０に装着される。
【００４２】
また光源４２、駆動手段４３、第１光検出手段４４、コリメートレンズ４５、集光レンズ４９、および演算手段４７を収納するハウジング７６において、光源４２はハウジング７６に形成される光源収納部７７に収納される。ハウジング７６は、たとえば亜鉛からなり、光源から出射された光が透過するガラス窓１５０を有する。
【００４３】
光源収納部７７には、球面の一部からなる形状を有する凸部７８が形成され、ステム５２の外周縁部に形成される凹部７２と係合される。またハウジング７６には、前記永久磁石片６８を臨む位置にコイル６９が装着される。前記コイル６９には、演算手段４７によって演算された傾斜情報信号が出力される。
【００４４】
ステム５２に形成される貫通孔７３には、たとえば円柱状の形状を有する棒状部材７９が挿通される。ステム５２の表面８０および他方の表面８１から突出している棒状部材７９の両端部８２，８３は、棒状部材７９の軸線８４がばね部材８５の巻き軸８６と一致するようにばね部材８５の内方に挿通される。棒状部材７９は、一端部８２には止め具８７が装着され、他端部８３はハウジング７６に固着される。このような構成とすることによって、演算手段４７によって演算された傾斜情報信号がコイル６９に出力されると、永久磁石片６８とコイル６９との間に推力が生じ、ハウジング７６に形成される凸部７８とステム５２に形成される凹部７２との係合部８８が支点となって光源４２が角変位される。光源４２が駆動されるときに発生する振動は、ばね部材８５によって吸収されるので、光源４２を正確に角変位させることができる。また、光軸６１の傾きが変動して永久磁石片６８およびコイル６９によって発生する推力が低下すると、ばね部材８５が元の形状に戻ることによって光源４２が角変位される前の位置へ自動的に角変位される。また前述した駆動手段４３の構成は、ステム５２の軸線７４および前記直線７５に直交する直線方向においてさらに設けられ、光源４２が角変位される。このようにして、光源４２はいずれの方向にも角変位される。
【００４５】
光ピックアップ装置４１を構成する以上の部材のうち、光源４２、第１光検出手段４４、コリメートレンズ４５、演算手段４７および駆動手段４３は、本発明の他の実施の形態である光軸調整装置８９を構成する。
【００４６】
光源４２から出射された光は、パッケージ保持部材７０に備わるガラス窓７１、ハウジング７６に備わるガラス窓１５０を透過し、コリメートレンズ４５に達する。コリメートレンズ４５に入射しない光は、コリメートレンズ４５を保持する保持部材６０に装着される第１光検出手段４４によって受光される。第１光検出手段４４による検出信号に基づいて、演算手段４７によって式（２）および式（３）によって与えられる傾斜情報信号が演算される。演算された傾斜情報信号をコイル６９に出力することによって、コイル６９と永久磁石片６８との間に推力が発生し、式（２）および式（３）の値が０となるように光源４２が駆動される。このようにして、放射光軸ずれ角Φが０度となり、光源４２から出射された光の光軸６１と理想光軸９０とが一致する。
【００４７】
光源４２から出射されコリメートレンズ４５に入射する光は、平行光となって集光レンズ４９に入射し、光記録媒体４８上に集光されて光スポットを形成する。光記録媒体４８によって反射された光は、再び集光レンズ４９、コリメートレンズ４５を透過し光源４２に達する。光源４２に達した反射光は、ホログラムガラス５７の表面に形成される特定のホログラムパターン５６によって回折され、第２光検出手段５８によって受光されて光記録媒体４８に備わる情報が得られる。
【００４８】
また、光記録媒体４８に対して情報を記録するため光源４２から光を高出力させるとき、ビームシフトΔΦ‖が発生する。光源４２から出射されコリメートレンズ４５に入射しない光が第１光検出手段４４によって受光され、検出信号に基づいて演算手段４７によって式（２）および式（３）によって与えられる傾斜情報信号が演算される。ビームシフトΔΦ‖は水平方向にのみ発生するので、式（３）の値が０となるように駆動手段４３によって光源４２が駆動される。このように、光源４２を高出力させるときに発生するビームシフトΔΦ‖を検出し、ビームシフトΔΦ‖によって発生する光軸の傾きを調整することができる。
【００４９】
また、式（２）によって与えられる傾斜情報信号と垂直方向における放射光軸ずれ角Φ⊥とを関係付けたデータテーブルと、式（３）によって与えられる傾斜情報信号と水平方向における放射光軸ずれ角Φ‖とを関係付けたデータテーブルとを演算手段に予めストアすることによって、得られた傾斜情報信号に基づいて放射光軸ずれ角Φの値が得られる構成としてもよい。このような構成とすることによって、所望の放射光軸ずれ角Φとなるように駆動手段４３によって光源４２を駆動することができるので、所望の光学装置において光軸に任意の傾きを付与することが可能となる。
【００５０】
図５は、本発明の第２の実施の形態である光ピックアップ装置に備わる駆動手段９１の構成を簡略化して示す部分断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置に備わる駆動手段９１は、第１の実施の形態の光ピックアップ装置４１に備わる駆動手段４３に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、駆動手段９１は、圧電素子９２を含むことである。
【００５１】
光源４２は、ハウジング７６に形成される光源収納部７７に収納される。ステム５２の外周縁部には、球面の一部を有する形状である凹部７２とステム５２の厚さ方向に貫通されるたとえば円柱状の貫通孔７３とが、ステム５２の軸線７４方向と直交する直線７５方向においてパッケージ保持部材７０を挟んで形成される。圧電素子９２にも同じ形状の貫通孔９３が厚さ方向に形成される。たとえば円柱状の形状を有する棒状部材７９が、ステム５２および圧電素子９２の貫通孔７３，９３に挿通される。ステム５２の表面８０から突出している棒状部材７９の一端部８２は、棒状部材７９の軸線８４がばね部材８５の巻き軸８６と一致するようにばね部材８５の内方に挿通される。棒状部材７９の一端部８２には止め具８７が装着され、他端部８３はハウジング７６に固着される。このようにして、ステム５２、圧電素子９２およびハウジング７６が互いに接して設けられる。
【００５２】
圧電素子９２には、演算手段４７によって傾斜情報信号が出力される。傾斜情報信号が出力された圧電素子９２には圧電効果によって機械的ひずみが発生し、ハウジング７６に形成される凸部７８とステム５２に形成される凹部７２との係合部８８を支点として光源４２が任意の角度に角変位される。光源４２を角変位させるときに発生する振動は、ばね部材８５によって吸収されるので、光源４２を正確に角変位させることができる。また光軸６１の傾きが変動して圧電素子９２に発生する機械的ひずみが小さくなると、ばね部材８５が元の形状に戻ることによって光源４２が角変位される前の位置へ自動的に角変位される。以上のような構成の駆動手段９１は、ステム５２の軸線７４および前記直線７５と直交する直線方向においてさらに設けられ、光源４２が任意の角度に角変位される。このようにして、光源４２はいずれの方向にも角変位される。
【００５３】
図６は、本発明の第３の実施の形態である光ピックアップ装置に備わる駆動手段９５の構成を簡略化して示す部分断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置に備わる駆動手段９５は、第１の実施の形態の光ピックアップ装置４１に備わる駆動手段４３と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、駆動手段９５は、永久磁石片９６とコイル９７とを含み、半導体レーザチップ５０を駆動することである。
【００５４】
ステム５２は、たとえばステム５２の軸線７４方向に直交する断面の形状が正方形である角筒部９８を表面８０に有する。角筒部９８は、ステム５２の表面８０から垂直に立上がるように形成される。半導体レーザチップ５０は、たとえばベリリウム銅からなる弾性支持部材９９に装着され、弾性支持部材９９は前記角筒部９８の内部空間においてステム５２の表面８０に固設される。
【００５５】
半導体レーザチップ５０の光出射面および光出射面に対向する面以外の表面には、永久磁石片９６がそれぞれ装着される。コイル９７は、半導体レーザチップ５０に装着される永久磁石片９６を臨んで前記角筒部９８にそれぞれ装着される。演算手段４７によって演算された傾斜情報信号がコイル９７に出力されると、永久磁石片９６とコイル９７との間に発生する推力によって半導体レーザチップ５０が所望の方向に角変位される。
【００５６】
図７は、本発明の第４の実施の形態である光ピックアップ装置に備わる駆動手段１０１の構成を簡略化して示す部分断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置に備わる駆動手段１０１は、第３の実施の形態の光ピックアップ装置に備わる駆動手段９５と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態の駆動手段１０１は圧電素子１０２を含み、半導体レーザチップ５０を駆動することである。
【００５７】
ステム５２には、たとえば軸線方向に直交する断面の形状が正方形である角筒状の外形を有するレーザチップ押さえ部材１０３がステム５２の表面８０に対して垂直に固設される。レーザチップ押さえ部材１０３は、たとえば絶縁体からなる。レーザチップ押さえ部材１０３とステム５２とによって形成される空間において、半導体レーザチップ５０が装着された弾性支持部材９９がステム５２の表面８０に固設される。
【００５８】
レーザチップ押さえ部材１０３と半導体レーザチップ５０の光出射面および光出射面に対向する面以外の面とによって形成される間隙部には、レーザチップ押さえ部材１０３および半導体レーザチップ５０に接して圧電素子１０２が設けられる。演算手段４７によって演算された傾斜情報信号が圧電素子１０２に出力されると、圧電効果によって機械的ひずみが生じ、半導体レーザチップ５０が所望の方向へ角変位される。
【００５９】
以上第１〜第４の実施の形態によれば、光源４２から出射される光の光軸６１と理想光軸９０とを容易に一致させることができるので、光源４２から出射される光を光記録媒体４８に対する情報の記録再生に高い効率で利用することが可能であり、情報の記録を高い記録速度でおこなうことができる。また、駆動手段４３，９１，９５，１０１は簡易な構成であるので、コストアップを生じることがない。また、傾斜情報信号が演算され駆動手段４３，９１，９５，１０１に出力されると同時に自動的に光軸６１の傾きが調整されるので、光軸６１の傾きを調整する操作手順および時間を削減することができる。
【００６０】
また駆動手段４３，９１，９５，１０１は、半導体レーザチップ５０またはパッケージ５５を駆動するように設けられるので光源４２を作製するときに発生する放射光軸ずれ角Φの公差の許容範囲を大きくすることができる。このことによって、光源４２の作製が容易となり、コストを低減することができる。
【００６１】
図８は、本発明の第５の実施の形態である光ピックアップ装置に備わる第１光検出手段１０５の構成を簡略化して示す概略断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置に備わる第１光検出手段１０５は、第１の実施の形態の光ピックアップ装置４１に備わる第１光検出手段４４と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態の第１光検出手段１０５は、光源４２、コリメートレンズ４５、集光レンズ４９、演算手段４７および駆動手段４３を収納するハウジング７６とコリメートレンズ４５とによって形成される間隙部１０６に設けられることである。
【００６２】
第１光検出手段１０５は、４つの受光素子１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄからなり、コリメートレンズ４５とハウジング７６とによって形成される４つの間隙部１０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｃ，１０６Ｄに備わる。光源４２から出射された光がコリメートレンズ４５に到達すると、コリメートレンズ４５に入射しない光が４つの受光素子１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄによって受光され、検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが演算手段４７に出力される。検出信号に基づいて演算手段４７によって式（２）および式（３）によって与えられる傾斜情報信号が演算され、傾斜情報信号が駆動手段４３に出力される。
【００６３】
このような構成とすることによって、コリメートレンズ４５に対して光源４２から出射される光の光軸６１の傾きを正確に検出し光軸６１を調整することができるとともに、第１光検出手段１０５の設置スペースの取合いの問題を生じることなく、さらに装置の小型化を実現することができる。
【００６４】
以上に述べたように、本発明の第１〜第５の実施の形態では、第１光検出手段４４，１０５は４つの受光素子からなるけれども、これに限定されることなく、傾斜情報信号が検出可能である任意の数の受光素子からなる構成であってもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光学部材の軸線まわりに配置される複数の受光素子からなる光検出手段の検出信号に基づいて光軸の傾きに関する傾斜情報信号が演算手段によって演算される。演算手段からの出力に応答して光軸が所望の傾きになるように光源が駆動手段によって駆動される。このことによって、光源から出射される光の光軸と理想光軸とを容易に一致させることができるので、光源から出射される光の利用効率を高めることができる。また、光軸の傾きを補正する操作手順および時間を削減することができる。また光源を高出力させるときに発生するビームシフトΔΦ‖を検出することができるので、ビームシフトΔΦ‖によって発生する光軸の傾きを補正することが可能である。
【００６６】
また本発明によれば、駆動手段は、簡易な構成で光源を駆動し光軸を精度よく調整することができるので、コストアップを生じることなく、光源が出射される光の利用効率を高めることができる。
【００６７】
また本発明によれば、半導体レーザチップまたはパッケージを駆動手段が駆動することによって、光軸の傾きが調整されるので、光源を作製するときに発生する放射光軸ずれ角Φの公差の許容範囲を大きくすることができる。このことによって、光源の作製が容易となり、コストを低減することができる。
【００６８】
また本発明によれば、光学部材に対して光源から出射される光の光軸の傾きを正確に検出し光軸を調整することができるとともに、光検出手段の設置スペースの取合いの問題を生じることなく、装置の小型化を実現することが可能になる。
【００６９】
また本発明によれば、光源から出射される光を光記録媒体に対する情報の記録再生に高い効率で利用することが可能であり、情報の記録を高い記録速度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である光ピックアップ装置４１の構成を簡略化して示す系統図である。
【図２】図１に示す光源４２および駆動手段４３の構成を簡略化して示す部分断面図である。
【図３】図１に示す第１光検出手段４４の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図４】演算手段４７の構成を簡略化して示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態である光ピックアップ装置に備わる駆動手段９１の構成を簡略化して示す部分断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態である光ピックアップ装置に備わる駆動手段９５の構成を簡略化して示す部分断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態である光ピックアップ装置に備わる駆動手段１０１の構成を簡略化して示す部分断面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態である光ピックアップ装置に備わる第１光検出手段１０５の構成を簡略化して示す概略断面図である。
【図９】従来の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す図である。
【図１０】半導体レーザチップ２から出射された光の光強度分布を示す図である。
【図１１】光ピックアップ装置１，１７にそれぞれ備わる半導体レーザ装置３，１８によって出射される光の光強度分布を示す図である。
【図１２】図１１に示す半導体レーザ装置１８の構成を簡略化して示す図である。
【図１３】従来の半導体レーザ装置２２と補正部材２３との構成を簡略化して示す図である。
【図１４】従来の光軸調整装置３０の構成を簡略化して示す概略断面図である。
【符号の説明】
４１　光ピックアップ装置
４２　光源
４３，９１，９５，１０１　駆動手段
４４　第１光検出手段
４５　コリメートレンズ
４７　演算手段
４８　光記録媒体
４９　集光レンズ
５０　半導体レーザチップ
５１　被取付け部材
５２　ステム
５４　キャップ
５５　パッケージ
５７　ホログラムガラス
６０　保持部材
６１　光軸
７６　ハウジング
６８，９６　永久磁石片
６９，９７　コイル
７０　パッケージ保持部材
８９　光軸調整装置
９０　理想光軸
９２，１０２　圧電素子
９９　弾性支持部材
９８　角筒部
１０３　レーザチップ押さえ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004037865.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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