JP2003091860A

JP2003091860A - 光学ヘッドおよび光ディスク装置

Info

Publication number: JP2003091860A
Application number: JP2001281710A
Authority: JP
Inventors: Sadaji Mitsui; 貞二三井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】雰囲気温度が変化しても、光ビ−ムは光ディ
スク面において焦点ズレを起こさず情報の記録、再生が
正確に行われ、また光学系の組立てに際して工数および
設備費の削減が可能な光学ヘッドおよび光ディスク装置
を提供すること。【解決手段】半導体レーザー素子１１からの光ビーム
が光ディスク５０に至る光路に配置される非点収差補正
レンズ１２、カップリングレンズ１３、ビームスプリッ
タ１４、立上げミラー２６、対物レンズ４０のうち、平
凹のシリンドリカルレンズである非点収差補正レンズ１
２の出射側の平面にグレーティングＧを設けると共に、
平凸レンズであるカップリングレンズ１３をガラス製と
し、かつ非点収差補正レンズ１２の出射側に、カップリ
ングレンズ１３の入射側の平面を対向させて複合レンズ
１４とした光学系を有する光学ヘッド２、そのような光
学ヘッド２を備えた光ディスク装置１とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクとの間で
情報の記録および／または再生するための光学ヘッド、
およびその光学ヘッドを備えた光ディスク装置に関する
ものであり、更に詳しくは、使用する雰囲気温度が変化
しても光学系の動作が安定しており、かつ部品点数が少
なく製造コストを削減し得る光学ヘッドおよび光ディス
ク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は広く使用されているＭＤ（ミニデ
ィスク）用の一例の光ディスク装置１０を示す斜視図で
あり、情報の記録媒体である光ディスク５０と、その下
方にあって光ディスク５０の径方向に走行し、光ディス
ク５０に記録されている情報を再生する光学ヘッド２０
を備えたものである。すなわち、光ディスク装置１０は
スピンドルモータ５２により回転されるターンテーブル
５３、およびこのターンテーブル５３にセットされる光
ディスク５０に対し、対物レンズ４０で集束した図示さ
れない半導体レーザー素子からの光ビームを下方から照
射し、反射光を受光する光学ヘッド２０を備えており、
光学ヘッド２０はそのスライドベース３１の両端の軸
受、軸溝を介してメカニカルデッキ５４の２本の走行軸
５５に沿い光ディスク５０の径方向に走行する。

【０００３】図９は光学ヘッド２０を示す斜視図であ
る。光学ヘッド２０はスライドベース３１と、その内側
に取り付けられた二軸アクチュエータ３４とからなる。
このうち、スライドベース３１は内部に半導体レーザー
素子、ミラー、ビームスプリッタ、光検出器等を備えて
いる。そして上述したように、その両端に設けられた軸
受３２、軸溝３３を介し、メカニカルデッキ５４の２本
の走行軸５５上を光ディスク５０の径方向に走行する。
他方、二軸アクチュエータ３４は、対物レンズ４０を保
持した可動部４１と、細い４本のバネ線材３８によって
可動部４１を上下方向（フォーカシング方向）と光ディ
スク５０の径方向（トラッキング方向）との二方向に微
動可能に片持ちで支持する固定部３５とからなる。対物
レンズ４０と共に可動部４１を上記の二方向への微動さ
せるのは、半導体レ−ザ素子からの光ビームが対物レン
ズ４０で集束され光ディスク５０の所定の面で結ぶ焦点
がずれないように、また光ディスク５０のトラックから
外れないように制御するためであるが、二方向への微動
はフォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー
信号に基づいて、可動部４１に設けられたトラッキング
コイル４２、図示されないフォーカシングコイルに流さ
れる電流の向きと、固定部３５に設けられたマグネット
３６、ヨーク３７と間の電磁気的な相互作用による。

【０００４】そして特開平１０−１４９５６２号公報に
は、上記のような光ディスク装置１０に組み込まれる光
学ヘッド２０の一例が開示されているが、図１０はその
ような光学ヘッド２０のスライドベース３１内に設けら
れている光学系２０Ｌを示す図である。図１０におい
て、半導体レーザー素子１１から出射され光ディスク５
０に至る光ビームの光路にはカップリングレンズ２３、
非点収差補正レンズ２２、ビームスプリッタ２５、立上
げミラー２６、および対物レンズ４０が配置されてい
る。なお、非点収差補正レンズ２２の入射側の平面には
グレーティング２２ａが設けられている。対物ンズ４０
で集束された光ビームは光ディスクに至って反射され、
戻りの光ビームは対物レンズ４０、立上げミラー２６を
戻り、ビームスプリッタ２５で反射され、ウォラストン
プリズム２７、マルチレンズ２８を経て光検出器２９に
至るようになっている。そして、このような光学系にお
いては、レンズ類は軽量化、低コスト化のために、プラ
スチックスを射出成形して製造されるのが一般である。

【０００５】上記において、カップリングレンズ２３は
凸レンズであり、半導体レーザー素子１１からの光ビー
ムをやや集束させることにより、ビームスプリッタ２５
への入射開口数（ＮＡ）を小さくするように作用し、半
導体レーザー素子１１の光ビームの利用効率を高める。
非点収差補正レンズ２２は入射側が平面で出射側が凸の
曲面である平凸レンズであり、その曲率半径は、光ビー
ムがビームスプリッタ２５を透過する際に付与される非
点収差を補正するために、この非点収差補正レンズ２２
を透過する時に逆の非点収差を付与される。更に、非点
収差補正レンズ２２の入射面に形成されているグレーテ
ィング２２ａは入射光を回折させる回折格子であって、
半導体レーザー素子１１からの光ビームを０次回折光か
らなる主ビーム、および＋１次回折光、−１次回折光の
２本のサイドビームに分割する。

【０００６】ビームスプリッタ２５は、光軸に対して４
５度に傾斜して配設された平行平板であり、その出射側
の平面に偏光分離膜２５ａが形成されている。すなわ
ち、このビームスプリッタ２５において、半導体レーザ
ー素子１１からの光ビームの一部は光分離膜２５ａを透
過し、光ディスク５０からの戻りの光ビームの一部はビ
ームスプリッタ２５の偏光分離膜２５ａによって反射さ
れる。そして、四角柱状のプリズムであるウォラストン
プリズム２７によって偏光分離して三分割され、シリン
ドリカルレンズと凹レンズからなるマルチレンズ２８に
よってフォ−カシングエラー検出のために非点収差を付
与され光路長が調整されて光検出器２９で受光される。
光検出器２９においては、付与された非点収差に基づい
てフォーカシングエラーが検出され、上記のグレーティ
ング２２ａによって三分割された光ビ−ムのスポットに
基づいてトラッキングエラーが検出され、ウォラストン
プリズム２７によって分割された各光ビ−ムに基づいて
再生信号の検出が行われる。

【０００７】また、特開２０００−１１３４９５号公報
には、図１１に示すような構成の光学ヘッドの光学系２
０Ｌ’が開示されている。図１１において、半導体レー
ザー素子１１から出射される光ビームの光路には、グレ
ーティング２２’、カップリングレンズ２３’、ビーム
スプリッタ２５’、立上げミラー２６’、および対物レ
ンズ４０が配置されている。また、光ディスク５０から
の戻りの光ビームがビームスプリッタ２５’で反射され
る光路には、ウォラストンプリズム２７’、シリンドリ
カルレンズ２８’、光検出器２９’が配置されており、
基本的には特開平１０−１４９５６２号公報の光学系２
０Ｌと同様に構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−１４９５
６２号公報の図１０に示す光学系２０Ｌを例に取れば、
グレーティング２２ａを設けた非点収差補正レンズ２２
とカップリングレンズ２３は独立して配置されているこ
とから、それらの組立てに要する工数、所要設備費を増
大させており、更には、カップリングレンズ２３がプラ
スチック製であるために、光ディスク装置を使用する雰
囲気の温度がやや大きく変化すると、特に球面の曲率半
径が変化して光ビームの集束状態を変化させ、そのため
に対物レンズ４０を透過した光ビームが、対物レンズ４
０のフォーカシング方向の位置の制御範囲を越えて、光
ディスク５０の所定の面で焦点を結ばなくなり、記録信
号の適切な読み取りができなくなると言う問題が発生す
るのである。

【０００９】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、光学
系を組立て時における部品点数を少なくして、組立て工
数および組立て用設備費を低減させると共に、光ディス
ク装置を使用する雰囲気の温度が変化しても、光ディス
クとの間での情報の記録および再生が正確に行い得る光
学系を備えた光学ヘッド、およびそのような光学ヘッド
を備えた光ディスク装置を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば
次の如くである。

【００１１】請求項１の光学ヘッドは、光ビームを出射
する半導体レーザー素子と、光ビームを光ディスクの所
定の面に集束させる対物レンズと、半導体レーザー素子
と対物レンズとの間に配置され、半導体レーザー素子か
らの光ビームを透過させ光ディスクで反射されて戻る光
ビームを反射させるビームスプリッタと、半導体レーザ
ー素子とビームスプリッタとの間に配置され、光ビーム
がビームスプリッタを透過することによって生ずる非点
収差を補正する非点収差補正レンズ、非点収差補正レン
ズの一面に形成され光ビームを三分割する回折格子、お
よび光ビームをやや集束させるカップリングレンズと、
ビームスプリッタで反射される戻りの光ビームを受光す
る光検出器とを有している光学ヘッドにおいて、非点収
差補正レンズとカップリングレンズとが一体の複合レン
ズとされており、かつ少なくともカップリングレンズが
ガラスで形成されているものである。

【００１２】このような光学ヘッドは、回折格子の形成
された非点収差補正レンズとカップリングレンズとが一
体の複合レンズとされており、組立て時における部品点
数が少なく、組立てに要する工数および設備費が低減さ
れているほか、カップリングレンズがガラスで形成され
ており、プラスチックレンズと比較して熱膨張係数がほ
ぼ１桁小さいので、雰囲気温度が変化しても球面の曲率
半径の変化の度合いが小さい。従って、光ビ−ムの焦点
が光ディスクの所定の面からズレを生ずることはなく、
光ディスクとの間で情報の記録、再生を正確にかつ安定
して行うことができる。

【００１３】請求項１に従属する請求項２の光学ヘッド
は、非点収差補正レンズが半導体レーザーの有する非点
隔差および光ビームがビームスプリッタを透過すること
によって生ずる非点収差を補正し、要すれば光ディスク
の記録情報の読み取りエラ−の発生率が最小になるよう
に僅かの非点収差を付与するものである。このような光
学ヘッドは光ディスクとの間での情報の記録、再生の精
度を一層向上させる。

【００１４】請求項１に従属する請求項３の光学ヘッド
は、カップリングレンズが入射面を平面とし、出射面を
球面とした凸レンズとされているものである。このよう
な光学ヘッドは、一方の面を平面としているために、そ
の分だけ研磨が簡易であり低コストである。

【００１５】請求項１に従属する請求項４の光学ヘッド
は、複合レンズが、非点収差補正レンズを半導体レーザ
ー素子側とし、カップリングレンズをビームスプリッタ
側として複合されているものである。このような光学ヘ
ッドは、カップリングレンズが対物レンズに近い分だけ
対物レンズにおける光ビームの強度中心のずれが小さく
なり、光ビームの利用効率を高める。

【００１６】請求項１に従属する請求項５の光学ヘッド
は、複合レンズが非点収差補正レンズとカップリングレ
ンズとを光ビームの光路以外の部分において接着剤で一
体に固定して複合化されているものである。このような
光学ヘッドは、非点収差補正レンズとカップリングレン
ズとが簡易かつ確実に複合化されたものとなる。

【００１７】請求項１に従属する請求項６の光学ヘッド
は、複合レンズを微小角度回転し非点収差補正レンズに
形成されている回折格子の格子角度を調整した後に、複
合レンズが光学ヘッドのスライドベースに接着剤で固定
されているものである。このような光学ヘッドは、回折
格子の格子角度の調整を含めて非点収差補正レンズ、カ
ップリングレンズが短時間で簡易かつ正確に配置された
ものとなる。

【００１８】請求項７の光ディスク装置は、半導体レー
ザー素子から出射される光ビームを光ディスク上に集束
させる対物レンズと、半導体レーザー素子と対物レンズ
との間に配置され、半導体レーザー素子からの光ビーム
を透過させ、光ディスクで反射されて戻る光ビームを反
射させるビームスプリッタと、半導体レーザー素子とビ
ームスプリッタとの間に配置され、光ビームがビームス
プリッタを透過することによって生ずる非点収差を補正
する非点収差補正レンズ、非点収差補正レンズの一面に
形成され光ビームを三分割する回折格子、および光ビー
ムをやや集束させるカップリングレンズと、ビームスプ
リッタによって反射される戻りの光ビームを受光する光
検出器と、光検出器からのエラー信号に基き対物レンズ
のフォーカシング方向の位置とトラッキング方向の位置
を制御する手段を備えた光ディスク装置において、非点
収差補正レンズとカップリングレンズとが一体の複合レ
ンズとされており、かつ少なくともカップリングレンズ
がガラスで形成されているものである。

【００１９】このような光ディスク装置は、カップリン
グレンズがガラスで形成されており、使用する温度が変
化してもプラスチックレンズと比較して膨張、収縮する
度合いが小さく、すなわち、カップリングレンズの球面
の曲率半径の変化が小さく、従って、広い温度範囲にお
いて、半導体レーザー素子からの光ビームは光ディスク
の所定の面に焦点が維持されて情報の記録、再生が正確
に行われる。また、一方の平面に回折格子が形成された
非点収差補正レンズとカップリングレンズとが一体の複
合レンズとされており、組立て時における部品点数が少
なく組立てに要する工数および設備コストが削減された
光学ヘッドを備えているので、結果的に低コスト化され
た光ディスク装置となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の光学ヘッドおよび光ディ
スク装置は、上述したように、半導体レーザー素子とビ
ームスプリッタとの間に、回折格子を有する非点収差補
正レンズとカップリングレンズとが一体的な複合レンズ
とされており、かつ少なくともカップリングレンズがガ
ラスで形成されている光学ヘッドであり、そのような光
学ヘッドを備えた光ディスク装置である。

【００２１】非点収差補正レンズは、入射面を凹のシリ
ンドリカル面とし、出射面を平面とした平凹のシリンド
リカルレンズとされ、シリンドリカル面の母線の方向は
光ディスク面に対して垂直な方向とされる。また出射側
の平面には回折格子が設けられる。そのほか、非点収差
補正レンズは入射面を平面とし、出射面を凸のシリンド
リカル面とした蒲鉾状の平凸レンズとしてもよく、この
場合には入射側の平面に回折格子が設けられ、母線の方
向は光ディスク面に平行な方向とされ得る。非点収差補
正レンズは、そのシリンドリカル面の曲率半径によっ
て、半導体レーザー素子の有する非点隔差および光ビー
ムがビームスプリッタを透過する際に生ずる非点収差を
補正するように設計されるが、要すれば光ディスクの記
録情報の読み取りエラーの発生率が最小となるように、
僅かの非点収差を付与するものであることが望ましい。
例えば光ディスクの材質が非結晶性ガラスである場合に
は、上記の僅かの非点収差の付与は不要であるが、射出
成形による流動配向が残っている一般的なポリカーボネ
ート樹脂である場合には、光ビームが入射し反射する時
に非点収差を生ずるので、これを補正することによって
読み取り精度が向上するからである。平面側に設ける回
折格子は上述したように、半導体レーザー素子からの光
ビームを少なくとも３本の光ビームに分割するものであ
り、広く採用されている３スポット法によるトラッキン
グエラーの検出に使用される。

【００２２】上記のような非点収差補正レンズと、半導
体レーザー素子からの光ビームをやや集束させるための
ガラス製のカップリングレンズとを一体化せて複合レン
ズとされる。カップリングレンズは一般的には凸レンズ
であり、コスト面から通常は入射面を平面とした凸レン
ズとされるが、両面が球面であるメニスカスレンズとし
てもよい。そして、非点収差補正レンズとカップリング
レンズを一体の複合レンズとするには、非点収差補正レ
ンズのレンズ部の周囲にカップリングレンズの固定部を
設けて、接着剤でカップリングレンズの外周面を固定部
の内周側に接着することにより簡易かつ確実に固定する
ことができる。また逆に、カップリングレンズの方にお
いて、レンズ部の周囲に非点収差レンズの固定部を設け
るようにしてもよい。接着剤としては、紫外線硬化性ま
たは電子線硬化性のものを使用することにより、両者を
短時間かつ低温度で強固に固定することができる。なか
でも、紫外線硬化性アクリル樹脂や紫外線硬化性エポキ
シ樹脂は適用が容易であり好ましい接着剤である。勿
論、非点収差補正レンズとカップリングレンズを螺着す
るなど機械的に固定しても差し支えはない。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の光学ヘッドおよび光ディスク
装置を実施例によって図面を参照し具体的に説明する。

【００２４】（実施例）図１は実施例の光ディスク装置
１に使用されている光学ヘッド２の光学系２Ｌを概略的
に示す図である。図１において、半導体レーザー素子１
１から出射され光ディスク５０に至る光ビーム（波長７
８８ｎｍ）の光路には、非点収差補正レンズ１２、カッ
プリングレンズ１３、ビームスプリッタ２５、立上げミ
ラー２６、および対物レンズ４０が配置されている。そ
して、非点収差補正レンズ１２とカップリングレンズ１
３とは一体的に固定して複合レンズ１４とされており、
非点収差補正レンズ１２の出射面にはグレーティングＧ
が形成されている。またビームスプリッタ２５は出射側
の平面に偏光分離膜を備えた平行平板であり光軸に４５
度の角度で傾斜して設置される。ビームスプリッタ２５
を透過した光ビームは実際には立上げミラー２６によっ
て紙面に垂直な方向に立ち上げられるが、図１では立上
げミラー２６、対物レンズ４０、光ディスク５０を示す
ために、光ビームが紙面に平行に上側へ反射されるよう
に描いている。更には、光ディスク５０に至って反射さ
れる戻りの光ビームは、対物レンズ４０、立上げミラー
２６を戻り、ビームスプリッタ２５で反射され、ウォラ
ストンプリズム２７、マルチレンズ２８を経て光検出器
２９に至るように構成されている。

【００２５】すなわち、上記の光学ヘッド２における光
学系２Ｌは、非点収差補正レンズ１２、グレーティング
Ｇおよびカップリングレンズ１３を除き、それら以外の
要素は図１０に示した従来例の光学ヘッド２０の光学系
２０Ｌと同様に構成されているので、共通する要素の説
明は重複を避けるために省略し、従来例とは異なる要素
について以下に説明する。

【００２６】図２は非点収差補正レンズ１２を拡大して
示す図であり、図２のＡは平面図、図２のＢは図２のＡ
における［Ｂ］−［Ｂ］線方向の断面図、図２のＣは図
２のＡにおける［Ｃ］−［Ｃ］線方向の断面図である。
すなわち、図２のＡ、Ｂ、Ｃを参照して、非点収差補正
レンズ１２は外周の固定部Ｆとレンズ部Ｌとから形成さ
れており、固定部Ｆは大略的には上下がくり抜かれ、左
右に突出部を有する径４．４ｍｍφの円柱状体であり、
その中心部に約２ｍｍφのレンズ部Ｌが形成されてお
り、下側が入射面、上側が出射面となっている。すなわ
ち、図２のＢ、Ｃを参照して、レンズ部Ｌには、入射面
を曲率半径Ｒが１４０ｍｍの凹のシリンドリカル面、出
射面を平面とする平凹レンズが形成されている。なお、
図５に、このレンズ部Ｌのみを取り出した場合の形状と
シリンドリカル面の母線の方向を示したが、この母線の
方向は光ディスク５０の面に垂直な方向とされる。

【００２７】上述したように、非点収差補正レンズ１２
は半導体レーザー素子１１からの光ビームがこの非点収
差補正レンズ１２を透過する時に、半導体レーザー素子
１１が有する非点隔差、および光ビームがビームスプリ
ッタ２５を透過することによって生ずる非点収差を補正
するものであるが、必ずしも非点収差を０にするもので
はなく、一般的なポリカーボネート製の光ディスク５０
については、読み取りエラーの発生率が最も小さくなる
ように適切な非点収差を付与する場合がある。具体的に
は、本実施例における半導体レーザー素子１１の非点隔
差は−０．０６３λ_rms であり、光ビームがビームスプ
リッタ２５を透過することによって生ずる非点収差は＋
０．１３０λ_rms であるが、非点収差補正レンズ１２に
おいてはその入射側の凹面によって−０．０３６λ_rms
の非点収差を付与している。従って、結果的には＋０．
０３１λ_rms の非点収差を残した状態としていることに
なる。なお、λ_rms は半導体レーザー素子１１からの光
ビームの波長の実効値である。

【００２８】そして出射側の平面には回折格子であるグ
レーティングＧが設けられている。回折格子の格子間隔
は通常的には２０〜３０μｍであり、格子角度は、図２
のＡにおいては分かり易いように大きい角度で描いてい
るが、この実施例における格子角度は１．４度である。
このグレーティングＧは、上述したように、光ビームを
０次回折光と±１次回折光の３本の光ビームに分割する
ものであり、３ポイント法によるトラッキングエラーの
検出に使用される。

【００２９】また、出射面の周囲は、非点収差補正レン
ズ１２と後述のカップリングレンズ１３を一体に固定し
て複合レンズ１４とするための固定部Ｆとなっている
が、固定部Ｆにはカップリングレンズ１３の入射側とな
る下端部を挿入するための段差部Ｓ、およびカップリン
グレンズ１３の外周面を固定部Ｆに接着するための接着
剤を適用するカット部Ｃが対向して設けられている。ま
た、非点収差補正レンズ１２の外周面に設けられている
一方の切欠きＥは、後述するが、複合レンズ１４を微小
角度回転させて格子角度を調整するためのピンの係止用
であり、他方の切欠きＥ’は複合レンズ１４を光学ヘッ
ド２のスライドベ−ス３１に固定するための接着剤を適
用する箇所である。

【００３０】図３はカップリングレンズ１３の側面図で
あり、下側の入射面を平面とし、上側の出射面を球面と
する外径２．４ｍｍφ、球面の曲率半径５．２４ｍｍ、
最大厚さ１ｍｍの平凸レンズであり、ガラス製であるこ
とを要する。そして、本実施例のカップリングレンズ１
３の倍率は、対物レンズ４０の往路倍率が３．５倍から
７倍の範囲内となるように設定される。図６はここに言
う往路倍率を示す図であり、左から半導体レーザー１１
の見掛け上の発光点Ｐ、複合レンズ１４、対物レンズ４
０、光ディスク５０を示すが、往路倍率は発光点Ｐから
対物レンズ４０までの距離をＬ₂ 、対物レンズ４０から
光ディスク５０の面までの距離をＬ₁ とした時の（Ｌ₂
／Ｌ₁ ）で示される。往路倍率をこの範囲と設定するの
は、カップリング効率＝（対物レンズ４０からの出射パ
ワー／半導体レーザー素子１１のパワー）を高めるため
である。

【００３１】そして図４は、図２のＢ、Ｃに示した非点
収差補正レンズ１２と図３に示したカップリングレンズ
１３を接着剤Ａｄで固定して複合レンズ１４とした状態
を示す図であり、図４のＡは図２のＢに対応する断面
図、図４のＢは図２のＣに対応する断面図である。接着
剤Ａｄには紫外線硬化性アクリル樹脂（スリーボンド
社、商品名ＴＢ３０１３ブルー）が使用されている。外
気温度が低下しても増粘し難く着色されているので、接
着剤量の管理が容易である。このように、非点収差補正
レンズ１２とグレーティングＧ、およびカップリングレ
ンズ１３の３者を一体とした複合レンズ１４が光学ヘッ
ド２のスライドベース３１内に組み込まれるが、その光
学系の組立てにおいて、部品個数が少なくなっているこ
とから組立てに要する工数および設備費を低減させる。
組立て時には、複合レンズ１４をスライドベース３１に
仮固定した後、複合レンズ１４を光軸の回りに微小角度
回転させ、図７に示すように、グレーティングＧによっ
て分割された光ビームの０次回折光、＋１次回折光、−
１次回折光の３スポットの並ぶ方向を、例えば一点鎖線
で示す方向から、＋１次回折光、−１次回折光のスポッ
トが光ディスク５０のトラックＴの両側において僅かに
かかる正規な方向に調整した後、複合レンズ１４を接着
剤でスライドベース３１に固定される。

【００３２】本実施例の光学ヘッド２および光ディスク
装置１はその光学系に以上のような複合レンズ１４を備
えているが、次にその動作を説明する。

【００３３】図８を援用して、光ディスク装置１のスピ
ンドルモータ５２が駆動されて光ディスク５０が回転さ
れ、実施例の光学ヘッド２が光ディスク５０の径方向に
走行されて、スライドベース３１内の半導体レーザー素
子から出射され、対物レンズ４０で集束された光ビーム
が光ディスク５０のトラックに至る。この光路において
は、図１を参照し、半導体レーザー素子１１からの光ビ
ームは、先ず複合レンズ１４の非点収差補正レンズ１２
を透過することによって、半導体レーザー素子１１が有
する非点隔差−０．０６３λ_rms 、および光ビームがビ
ームスプリッタ２５を透過することによって生ずる非点
収差＋０．１３０λ_rms を補正すると共に、光ディスク
５０の情報の読み取りエラーの発生率が最も小さくなる
ように、−０．０３６λ_rms の非点収差が付与される。
すなわち、＋０．０３１λ_rms の非点収差が残される。
また、非点収差補正レンズ１２の出射面に設けられてい
るグレーティングＧの回折格子によって０次回折光と＋
１次回折光、−１次回折光の３本の光ビームに分割され
る。

【００３４】続いて光ビームは凸レンズであるカップリ
ングレンズ１３を透過することによってやや集束され、
ビームスプリッタ２５への入射開口数（ＮＡ）を小さく
して光ビームの利用効率が高められる。光ビームは更に
立上げミラー２６によって立ち上げられ、対物レンズ４
０で集束されて光ディスク５０の情報記録面に至る。こ
の時、カップリングレンズ１３はガラスで作製されてい
るので雰囲気の温度が異なっても光ビームの集束状態は
殆ど変化せず、従って光ビームの焦点が光ディスク５０
の情報記録面から許容範囲を超えて外れることはなく、
記録情報が途切れずに正確に読み取られる。そして光デ
ィスク５０で反射されて戻る光ビームは、再び、対物レ
ンズ４０、立上げミラー２６を経由してビームスプリッ
タ２５において偏光分離膜で反射され、従来例と同様
に、ウォラストンプリズム２７、マルチレンズ２８を経
て光検出器２９に集束される。そして、光検出器２９の
検出信号に基づいて、フォ−カシンエラー、トラッキン
グエラーを修正しながら、光ディスク５０の記録信号が
安定かつ正確に再生される。

【００３５】また、グレーティングＧを設けた非点収差
補正レンズ１２とカップリングレンズ１３を接着剤Ａｄ
で固定して一体の複合レンズ１４としており、光学ヘッ
ド２の組立てに時における部品点数が少ないので、組立
てに要する工数および設備コストが削減され、光学ヘッ
ド２および光ディスク装置１を低コスト化させる。

【００３６】以上、本発明の光学ヘッドおよび光ディス
ク装置を実施例によって説明したが、勿論、本発明はこ
れに限られることなく、本発明の技術的思想に基づいて
種々の変形が可能である。

【００３７】例えば本実施例においては、ＭＤ用の光デ
ィスク５０に対する光学ヘッドおよび光ディスク装置を
説明したが、本発明の光学ヘッドおよび光ディスク装置
は、再生専用のＣＤ（コンパクトディスク）、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、１回だけ記録の可能なＣＤ−Ｒ、情報の書き換え
が可能なＣＤ−ＲＷ、再生専用または記録／再生用のＤ
ＶＤ（デジタルビデオディスク）などの光ディスクに対
して適用される。なお、光学ヘッドによってＭＤの場合
のような光磁気的な記録、再生ではなく、光のみによる
記録、再生を行う場合にはビームスプリッタにおける偏
光分離膜は光分離膜とされる。

【００３８】また本実施例においては、入射側を凹のシ
リンドリカル面、出射側を平面とする非点収差補正レン
ズを例示したが、入射側を平面、出射側を凸のシリンド
リカル面とする非点収差補正レンズを使用するものであ
ってもよい。また本実施例においては、入射側に凹のシ
リンドリカル面を有する非点収差補正レンズの出射側の
平面にグレーティングを設けたが、出射側に凸のシリン
ドリカル面を有する非点収差補正レンズの入射側の平面
にグレーティングを設けてもよい。また本実施例におい
ては、カップリングレンズ入射側が平面で、出射側を球
面の平凸レンズとしたが、入射側が凹の球面、出射側が
凸の球面である凸レンズとしてもよい。

【００３９】また本実施例においては、複合レンズを構
成する非点収差補正レンズを半導体レーザー素子側に配
置し、カップリングレンズをビームスプリッタ側に配置
したが、これらを逆に配置してもよい。また本実施例に
おいては、非点収差補正レンズをプラスチック製とし、
カップリングレンズをガラス製としたが、非点収差補正
レンズとカップリングレンズの両者をガラス製としても
よい。また本実施例においては、非点収差補正レンズと
カップリングレンズを接着剤で一体に固定して複合レン
ズとしたが、これを機械的な固定、例えば非点収差補正
レンズのレンズ部の固定部の内壁面に雌ネジを切り、カ
ップリングレンズの円筒状部の外周面に雄ネジを切っ
て、両者を螺着するようにしてもよい。勿論、これ以外
の機械的固定の方法であってもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明の光学ヘッドおよび光ディスク装
置は以上に説明したような形態で実施され、次に述べる
ような効果を奏する。

【００４１】請求項１の光学ヘッドによれば、ガラス製
のカップリングレンズを使用しているので、使用する雰
囲気の温度が異なっても光ビームの集束状態は殆ど変わ
らず、それ故に焦点ズレが限度を超えることはなく、光
ディスクとの間で情報の記録、再生を正確にかつ安定し
て行うことができる。従って、例えば、車内温度が６０
℃を越えるような場合もある自動車を対象とする車載用
ＭＤ装置の光学ヘッドとした場合、その作動は安定した
ものとなる。そのほか、入射面を凹のシリンドリカルな
面を有する非点収差補正レンズとして、その出射面に光
ビ−ムを三分割するためのグレーティングを設け、更
に、これにガラス製のカップリングレンズを接着して一
体とした複合レンズを使用しているので組立て時の部品
点数が少なく、組立てに要する工数および設備費が軽減
され、光学ヘッドを低コスト化させる。

【００４２】請求項２の光学ヘッドによれば、半導体レ
ーザー素子の有する非点隔差および光ビームがビームス
プリッタを透過することによる非点収差を補正し、要す
れば読み取りエラーの発生率が最小となるように僅かの
非点収差を付与するので、光ディスクの記録情報を高い
精度で読み取ることができる。

【００４３】請求項３の光学ヘッドによれば、カップリ
ングレンズが入射面を平面とし、出射面を球面とした平
凸レンズとされているので、一方を平面としている分だ
けガラス研磨が簡易であり、光学ヘッドおよび光ディス
ク装置の製造コストを低下させる。

【００４４】請求項４の光学ヘッドによれば、複合レン
ズが非点収差補正レンズを半導体レーザー素子側としカ
ップリングレンズをビームスプリッタ側として複合され
ているので、カップリングレンズが対物レンズに近い分
だけ、カップリングレンズを透過した光ビームの強度中
心は光軸近くに存在することになり、光ビームが高い効
率で使用される。

【００４５】請求項５の光学ヘッドによれば、複合レン
ズが非点収差補正レンズとカップリングレンズとを光ビ
ームの光路以外の部分において接着剤で一体的に固定さ
れているので、機械的な固定のようネジ等を作ることを
要せず固定が簡易に行われ光学ヘッドおよび光ディスク
装置の製造コストを低下させる。

【００４６】請求項６の光学ヘッドによれば、複合レン
ズを微小角度回転して非点収差補正レンズに形成された
回折格子の格子角度を調整した後に、複合レンズが光学
ヘッドのスライドベースに接着剤で固定されているの
で、回折格子の格子角度の調整を含めて非点収差補正レ
ンズ、およびカップリングレンズが短時間で簡易かつ正
確に配置されたものとなる。

【００４７】請求項７の光ディスク装置によれば、ガラ
ス製のカップリングレンズを使用しているので、使用す
る雰囲気の温度が異なっても光ビームの集束状態は殆ど
変わらず、それ故に焦点ズレが限度を超えるようなこと
はなく、光ディスクとの間で情報の記録、再生を正確に
かつ安定して行うことができる。従って、例えば、車内
温度が６０℃を越えるような場合もある自動車を対象と
する車載用ＭＤ装置とした場合、その作動は安定したも
のとなる。そのほか、入射面を凹のシリンドリカルな面
を有する非点収差補正レンズとして、その出射面に光ビ
−ムを三分割するためのグレーティングを設け、更に、
これにガラス製のカップリングレンズを接着して一体と
した複合レンズを使用しているので組立て時の部品点数
が少なく、組立てに要する工数および設備費が軽減さ
れ、光学ヘッドを低コスト化させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の光学ヘッドの光学系を示す図である。

【図２】実施例の光学系における非点収差補正レンズを
示す図であり、Ａは平面図、ＢはＡにおける［Ｂ］−
［Ｂ］線方向の断面図、ＣはＡにおける［Ｃ］−［Ｃ］
線方向の断面図である。

【図３】実施例の光学系におけるカップリングレンズの
側面図である。

【図４】図２の非点収差補正レンズと図３のカップリン
グレンズとを一体化させた複合レンズを示す図であり、
Ａは図２のＢに対応し、Ｂは図２のＣに対応する図であ
る。

【図５】非点収差補正レンズのレンズ部のみの斜視図で
ある。

【図６】カップリングレンズによって定まる対物レンズ
の往路倍率を示す図である。

【図７】トラッキングエラーを検出するための、グレ−
ティングで三分割された光ビームの３スポットとトラッ
クとの位置関係を示す図である。

【図８】光ディスク装置の一例の斜視図である。

【図９】光ディスク装置における光学ヘッドの拡大斜視
図である。

【図１０】従来例の光学ヘッドの光学系を示す図であ
る。

【図１１】他の従来例の光学ヘッドの光学系を示す図で
ある。

【符号の説明】

１……光ディスク装置、２……光学ヘッド、１１……半
導体レーザー素子、１２……非点収差補正レンズ、１３
……カップリングレンズ、１４……複合レンズ、２５…
…ビームスプリッタ、２６……立上げミラー、２７……
ウォラストンプリズム、２８……マルチレンズ、２９…
…光検出器、３１……スライドベース、４０……対物レ
ンズ、５０……光ディスク、Ｆ……固定部、Ｇ……グレ
ーティング、Ｌ……レンズ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H044 AA02 AA20 AC01 5D118 AA03 AA06 AA14 BA01 CD02 CD03 DA07 DA08 DA41 5D119 AA38 AA40 BA01 EC02 EC06 FA05 JA02 JA09 JA22 5D789 AA38 AA40 BA01 EC02 EC06 FA05 JA02 JA09 JA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを出射する半導体レーザー素子
と、前記光ビームを光ディスクの所定の面に集束させる
対物レンズと、前記半導体レーザー素子と前記対物レン
ズとの間に配置され、前記光ビームを透過させ前記光デ
ィスクで反射されて戻る光ビームを反射させるビームス
プリッタと、前記半導体レーザー素子と前記ビームスプ
リッタとの間に配置され、前記光ビームが前記ビームス
プリッタを透過することによって生ずる非点収差を補正
する非点収差補正レンズ、前記非点収差補正レンズの一
面に形成され前記光ビームを三分割する回折格子、およ
び前記光ビームをやや集束させるカップリングレンズ
と、前記ビームスプリッタで反射される前記戻りの光ビ
ームを受光する光検出器とを有している光学ヘッドにお
いて、前記非点収差補正レンズと前記カップリングレンズが一
体の複合レンズとされており、かつ少なくとも前記カッ
プリングレンズがガラスで形成されていることを特徴と
する光学ヘッド。
【請求項２】前記非点収差補正レンズが、前記半導体
レーザーの有する非点格隔差および前記光ビームが前記
ビームスプリッタを透過することによって生ずる非点収
差を補正し、要すれば前記光ディスクの記録情報の読み
取りエラ−の発生率が最小になるよう僅かの非点収差を
付与するものであることを特徴とする請求項１に記載の
光学ヘッド。
【請求項３】前記カップリングレンズが入射面を平面
とし、出射面を球面とした平凸レンズとされていること
を特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項４】前記複合レンズが、前記非点収差補正レ
ンズを前記半導体レーザー素子側とし、前記カップリン
グレンズを前記ビームスプリッタ側として複合されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項５】前記複合レンズが前記非点収差補正レン
ズと前記カップリングレンズとを前記光ビームの光路以
外の部分において接着剤で一体に固定して複合化されて
いることを特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項６】前記複合レンズが、前記複合レンズを微
小角度回転して前記非点収差補正レンズに形成された前
記回折格子の格子角度を調整した後に、前記光学ヘッド
のスライドベースに接着剤で固定されていることを特徴
とする請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項７】半導体レーザー素子から出射される光ビ
ームを光ディスク上に集束させる対物レンズと、前記半
導体レーザー素子と前記対物レンズとの間に配置され、
前記半導体レーザー素子からの光ビームを透過させ前記
光ディスクで反射されて戻る戻りの光ビームを反射させ
るビームスプリッタと、前記半導体レーザー素子と前記
ビームスプリッタとの間に配置され、前記光ビームが前
記ビームスプリッタ透過することによって生ずる非点収
差を補正する非点収差補正レンズ、前記非点収差補正レ
ンズの一面に形成され前記光ビームを三分割する回折格
子、および前記光ビームをやや集束させるカップリング
レンズと、前記ビームスプリッタによって反射される前
記戻りの光ビームを受光する光検出器と、前記光検出器
からのエラー信号に基き前記対物レンズのフォーカシン
グ方向の位置とトラッキング方向の位置を制御する手段
を備えた光ディスク装置において、前記非点収差補正レンズと前記カップリングレンズとが
一体の複合レンズとされており、かつ少なくとも前記カ
ップリングレンズがガラスで形成されていることを特徴
とする光ディスク装置。