JP2572828B2

JP2572828B2 - 光ヘッド

Info

Publication number: JP2572828B2
Application number: JP63321170A
Authority: JP
Inventors: 利昌神定
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JPH02166623A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光ヘッドに関し、特に、光ヘッドを構成す
る光学素子と光検出素子との固定技術に適用して有効な
技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、コンパクトディスク装置，ビデオディスク
装置，ディジタル光ディスク装置などの情報記録・再生
装置においては、周知のように、レーザ光を記憶媒体で
あるディスクに照射したり、ディスクからの反射光を検
出することで、レーザ光の空間的および時間的な高い分
解能などを利用して、情報の高密度の記録および再生な
どを行う構造となっている。

その場合、媒介となるレーザ光のディスクに対する焦
点合わせや、情報の記録領域であるトラックに対する追
従動作の制御を精度良く行うことが、高い記録密度を実
現する上で必須となる。

このため、一般には、ディスクからの反射光の一部を
ビームスプリッタなどによって複数の光路に分岐させる
とともに、個々の分岐光の光路上には、ディスクに対す
る焦点位置の変動やトラックに対する位置ずれが出力に
反映するように複数のホトダイオードなどを配置し、個
々のホトダイオードからの出力の変動や相互のバランス
の変化などを監視して、上記のような各種制御を行わせ
ている。

したがって、上記のような焦点合わせやトラックに対
する追従性の精度を確保するためには、組立時における
ビームスプリッタとホトダイオードとの位置関係を精密
に調整するとともに、調整時の位置関係を損なわないよ
うに固定することが必要となる。一般には、レーザ光源
やビームスプリッタなどの光学素子が固定される筐体の
一部にホトダイオードの基板をねじ止めすることが行わ
れているが、この場合にも、たとえば、特開昭59−2239
56号公報に開示されるように、ホトダイオードを支持す
る基板と筐体との線膨張係数を等しくして温度変化によ
る位置関係の変化を防止するなどの配慮がなされてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の従来技術のように、ホトダイオード
の基板をねじ止めによって筐体の一部に固定する方法で
は、組立時におけるビームスプリッタなどの光学素子に
対するホトダイオードの位置の調整に際してはねじをゆ
るめて可動状態にし、調整完了後にねじを締めつけて固
定するという手順を踏むことになるため、せっかく調整
したホトダイオードの位置が最終的なねじ締め作業の外
力によって最適な状態からずれることが懸念されるとい
う問題がある。

また、光学素子とホトダイオードとを個別に筐体に固
定する方法では、組立作業の簡略化および光学系全体の
寸法の小型化には限度があり、光ヘッド、さらにはそれ
を使用する情報記録再生装置の製造工程の合理化および
小型化を充分に達成できないという問題もある。

そこで、本発明の目的は、組立時および稼働中におけ
る光学素子と光検出素子との位置ずれを確実に防止する
ことが可能な光ヘッドを提供することにある。

本発明の他の目的は、製造工程の合理化および寸法の
小型化を実現することが可能な光ヘッドを提供すること
にある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、請求項１記載の本発明になる光ヘッドは、
対象物に対して光を照射する光源と、対象物からの反射
光または透過光を分離する光学素子と、この光学素子を
介して入射する反射光または透過光を電気的な信号に変
換する光検出素子とからなる光ヘッドであって、光検出
素子を光透過性の接着剤を介して光学素子に固定したも
のである。

また、請求項４記載の本発明の光ヘッドは、光源と、
この光源から放射される光を対象物に導く第１の光分離
面と対象物からの反射光を分岐させる第２の光分離面と
を備えた光学素子と、分岐された反射光を電気的な信号
に変換する光検出素子とからなり、光源および光検出素
子を光透過性の接着剤を介して光学素子に固定したもの
である。

〔作用〕

上記した請求項１記載の本発明の光ヘッドによれば、
たとえば、接着剤として紫外線硬化性樹脂を用いるとと
もに、光学素子と光検出素子との間に充填された接着剤
が硬化する前の可動状態で当該光学素子に対する光検出
素子の位置合わせを行い、この位置合わせ作業の完了後
に紫外線を照射して接着剤を硬化させることにより、な
んら外力を作用させることなく、光学素子に対して光検
出素子を確実に固定することが可能となり、組立時にお
ける光学素子と光検出素子との位置ずれを確実に防止す
ることができる。

また、光学素子と光検出素子とが直接的に固定される
ので、両者間に温度や湿度などの変動によって変形しや
すい筐体などの部材が介在せず、稼働中における光学素
子と光検出素子と位置関係を安定に維持することができ
るとともに、ねじ止めなどの方法に比較して、組立工程
の簡略化および寸法の小型化を実現することができる。

また、請求項４記載の本発明の光ヘッドによれば、光
源および光学素子さらには光ヘッドなどの構成要素が接
着剤を用いた固定により一体化されているので、組立時
および稼働中における光学素子と光検出素子との位置ず
れを確実に防止することができるとともに、レンズなど
の光学素子の削減および全体の光路長の短縮などが可能
となり、ねじ止めなどの方法に比較して組立工程の簡略
化および構造の簡略化，寸法の小型化を実現することが
できる。

〔実施例１〕第１図は、本発明の一実施例である光ヘッドの構成の
一例を示す斜視図であり、第２図は、その要部を取り出
して示す側面図である。

たとえば、レーザーダイオードなどからなる光源１か
ら放射される光２の光路上には、光源１から到来する光
２を平行光にするコリメートレンズ３と、前記光２と同
一の光路を辿って逆進する後述の反射光2aを当該光２か
ら分離するビームスプリッタ４と、光２の光路をほぼ90
度だけ屈曲させる反射鏡５と、この反射鏡５を経て到来
する光２を収束して、たとえば光ディスクなどからなる
記憶媒体７にほぼ垂直に照射する対物レンズ６とが設け
られている。

対物レンズ６は、記憶媒体７に入射する光２の光軸方
向に変位自在にされており、図示しない駆動機構によっ
て当該変位を精密に制御することにより、当該対物レン
ズ６によって記憶媒体７に収束される光２の焦点位置が
調整される構造となっている。

さらに、反射鏡５は、図示しない駆動機構によって光
２の光路に対する反射面の角度が精密に制御可能にされ
ており、たとえば、記憶媒体７としての光ディスクの径
方向における光２の入射位置が微調整されるように構成
されている。

また、記憶媒体７にほぼ垂直に照射される光２が当該
記憶媒体に反射されて生じる反射光2aは、対物レンズ６
および反射鏡５を経てビームスプリッタ４に至り、当該
ビームスプリッタ４の反射面4aにおいて光２の光路に対
してほぼ90度の方向に分岐されている。

なお、第１図においては特に図示しないが、ビームス
プリッタ４と反射鏡５との間には、光２および反射光2a
が通過する毎に、当該光２および反射光2aの位相を1/4
波長分だけずらす働きをする1/4波長板が介設されてお
り、往復で反射光2aの位相を光２に対して1/2だけずら
して当該反射光2aの偏光方位と光２の偏光方位とに差異
を生じさせることにより、ビームスプリッタ４の反射面
4aにおいて反射光2aが選択的に分岐されるものである。

ビームスプリッタ４において光２の光路から分岐され
た反射光2aの光路には、当該反射光2aを収束する集光レ
ンズ８と、当該反射光2aの光路を光源１からビームスプ
リッタ４に至る光路にほぼ平行な方向にしてビームスプ
リッタ10に導く反射鏡９が設けられている。

前記ビームスプリッタ10には、反射光2aの光軸方向に
所定の距離をなす複数の光分離面10aおよび光分離面10b
が設けられており、光分離面10aにおいては元の反射光2
aのほぼ1/2の光量の反射光2bが分岐され、光分離面10b
では、残り1/2の光量を有する反射光2cが、前記光分離
面10aにおいて分岐された反射光2bと同じ方向にほぼ全
反射される構造となっている。

ビームスプリッタ10には、当該ビームスプリッタ10に
おいて反射光2aが分岐されて構成される反射光2bおよび
反射光2cの光路に、受光面11aおよび受光面12aが一致す
るように、複数の光検出素子11および光検出素子12が装
着されている。

複数の光検出素子11および12の受光面11aおよび12a
は、第３図（ａ）および（ｂ）に示されるように、それ
ぞれ複数の独立に入射光の光量を電気的な信号に変換す
る動作を行う受光領域11b,11c,11d,11eおよび12b,12c,1
2d,12eで構成されている。

また、複数の光検出素子11および12の受光面11aおよ
び12aは、収光レンズ８の焦点位置の前後にほぼ等距離
の位置となるように、ビームスプリッタ10における光分
離面10aおよび10bの位置が設定されている。

すなわち、受光面11aおよび受光面12aにスポット状に
入射する反射光2bおよび反射光2cの径が、対物レンズ６
の焦点が記憶媒体７に一致した状態では等しくなり、当
該焦点位置のずれによって反射光2bおよび2cの入射領域
の径が互いに逆方向に変化するようになっており、受光
面11aにおける受光領域11bおよび11cの出力の和と、受
光面12aにおける受光領域12bおよび12cの出力の和の差
分を監視することで、対物レンズ６の記憶媒体７に対す
る焦点位置のずれを把握し、このずれを補正するように
当該対物レンズ６の光軸方向の変位が制御されるもので
ある。

また、記憶媒体７からの反射光2a（2b,2c）には、た
とえば、当該記憶媒体７のトラック位置に長さ方向に刻
設された溝による一次回折光成分ＡおよびＢが第３図
（ａ）および（ｂ）において二重のハッチングが施され
るように含まれており、この一次回折光成分ＡおよびＢ
の反射光2bおよび2cのスポット領域における面積は、ト
ラックの中心部に光２が照射される状態では等しくな
り、トラックの幅方向における光２の照射位置のずれ
は、両者の面積に差異として反映されるようになってい
る。

そして、光検出素子11および12の受光面11aおよび12a
における受光領域11d,11eおよび受光領域12d,12eの各々
は、この一次回折光成分ＡおよびＢが独立に照射される
位置に位置決めされ、たとえば、一方の受光面11aにお
ける受光領域11dと11eとにおける出力が均衡するよう
に、反射鏡５の角度を調整することにより、トラックに
対して光２の照射位置を追従させる、いわゆるトラッキ
ング制御が行われるものである。

また、記憶媒体７に記録されている目的の情報の再生
は、当該情報に対応して変化する反射光2c（2a）の光量
を、他方の光検出素子12における受光領域12dおよび12e
の出力の和として検出することにより行われる。

このため、反射光2aから複数の反射光2bおよび2cを分
離するビームスプリッタ10に対する複数の光検出素子11
および12の相対的な位置精度を確保することが重要とな
る。

そこで、本実施例の場合には、第２図に示されるよう
に、複数の光検出素子11および光検出素子12を、たとえ
ば、紫外線硬化性樹脂などからなる接着剤13を介して、
次のようにビームスプリッタ10に対して一体に固定す
る。

すなわち、まず、接着剤13を介して大まかな位置に複
数の光検出素子12および13を密着させ、その状態で、た
とえば標準的な反射光2a（2b,2c）に相当する図示しな
い検査光などの当該光検出素子11および12における複数
の受光領域11b,11c,11d,11eおよび受光領域12b,12c,12
d,12eにおける検出レベルの変化などを観察しながら、
光検出素子11および12の最適な固定位置を見出す。

その後、その最適な位置を保持したままで、ビームス
プリッタ10と複数の光検出素子11および12との間に介在
する接着剤13に紫外線14を照射し、接着剤13を硬化させ
て当該光検出素子11および光検出素子12をビームスプリ
ッタ10に安定に固着させる。

ここで、従来のようにねじ締めなどによって光検出素
子11および12をビームスプリッタ10が固定される図示し
ない筐体に固定する場合には、位置調整後の最終的なね
じの締めつけ作業において作用する外力によってせっか
く設定した光検出素子11および12の位置がずれるなどの
懸念がある。

ところが、本実施例の場合には、上述のように、ビー
ムスプリッタ10との間に介在する接着剤13が未だ硬化せ
ず光検出素子11および12の可動状態において装着位置の
調整を行い、調整完了後に紫外線14を照射することで、
なんら外力を作用させることなく、光検出素子11および
12をビームスプリッタ10に対して安定に固定することが
でき、ビームスプリッタ10に対する光検出素子11および
12の最適な装着位置からの位置ずれの懸念がまったくな
い。

また、複数の光検出素子11および12が接着剤13を介し
てビームスプリッタ10に直接的に固定されるため、たと
えばビームスプリッタ10と複数の光検出素子11および12
とを筐体などに個別に固定する場合のように、筐体の熱
変形などによって稼働中に両者の位置関係が最適な位置
からずれることもなく、本実施例の光ヘッドを使用する
情報記録再生装置の動作の信頼性が向上する。

また、ビームスプリッタ10に対して、複数の光検出素
子11および12が接着により固定されるため、ねじ締めな
どの方法に比較して、組立工程の簡略化および自動化な
どが容易となる。

なお、上述のような方式による光２の記憶媒体７に対
する焦点調整およびトラックに対する追従動作の制御技
術については、特願昭60−63578号に詳細に説明されて
いる。

〔実施例２〕第４図は、本発明の他の実施例である光ヘッドの構成
の一例を示すものであり、第５図は、その要部の拡大図
である。

筐体20には、光ディスクなどの記憶媒体７に対してほ
ぼ垂直に後述の光源21からの光22を収束させて照射する
対物レンズ23と、当該光源21から放射される光22を平行
光にして対物レンズ23に導くとともに、前記光22の記憶
媒体７からの反射光22aを収束する作用をなすコリメー
トレンズ24とが光軸をほぼ一致させて支持されている。

対物レンズ23は、可動機構23aを介して筐体20に支持
されており、光軸方向すなわち記憶媒体７の平面に垂直
な方向および当該記憶媒体７の平面方向における変位が
図示しない変位制御機構によって制御される構造となっ
ている。

また、対物レンズ23と、コリメートレンズ24との間に
は、1/4波長板24aが介設されており、当該1/4波長板24a
を透過して記憶媒体７に照射される光22と、当該1/4波
長板24aを往復で２回透過することになる反射光22aとの
偏光角に差異を生じさせる作用をなしている。

この場合、筐体20には、対物レンズ23およびコリメー
トレンズ24の光軸上に位置されるブロック状のビームス
プリッタ25が固定されている。

さらに、このビームスプリッタ25の異なる側面には、
光源21および反射光22aを検出する光検出素子26が、た
とえば接着剤27および紫外線硬化性樹脂などからなる接
着剤28を介して一体に接着されて支持されている。

すなわち、光源21は、発光素子21aを保護するカバー2
1bが接着剤27によってビームスプリッタ25に固定されて
おり、このカバー21bに設けられたカバーガラス21cを介
して光22が外部に導き出される構造となっている。

また、光検出素子26は、前記実施例１の場合と同様の
手順で、受光面26aをコリメートレンズ24および対物レ
ンズ23の方向に向けた姿勢で接着剤28を介してビームス
プリッタ25に密着した状態で固定されている。

本実施例２の場合、第４図に示されるように、ビーム
スプリッタ25は、対物レンズ23およびコリメートレンズ
24の光軸にほぼ45度の角度をなす複数の第１の光分離面
25aおよび第２の光分離面25bを備えており、第１の光分
離面25aは光源21から放射された光22をコリメートレン
ズ24および対物レンズ23の側に反射するとともに、1/4
波長板24aの作用による光22と反射光22aとの偏光方向の
差異により、反射光22aを第２の光分離面25bの側に透過
させる作用をしている。

また、第２の光分離面25bは、第１の光分離面25aを透
過して到来する反射光22aの一部をそのまま透過させて
反射光22bとして前記光検出素子26の受光面26aに入射さ
せるとともに、一部の反射光22aを元の光路と直角の方
向に分岐させ、反射光2cとして前記第１の光分離面25a
の一部に設けられた全反射面25cを介して、光検出素子2
6の受光面26aの異なる位置に導く作用をしている。

この光検出素子26における受光面26aの一例を示すも
のが第５図である。

同図に示されるように、受光面26aは、第２の光分離
面25bを透過する反射光22bがスポット状に入射する領域
に設けられた複数の受光領域27a,27bおよび28と、第２
の光分離面25bに反射された反射光22cがスポット状に入
射される領域に設けられた複数の受光領域29a,29bと30
a,30bとを備えており、前記実施例１の場合と同様に、
以下のようにして、記憶媒体７に照射される光22の焦点
位置および記憶媒体７の図示しないトラックに対する照
射位置の追随動作の制御が行われるものである。

すなわち、スポット状に入射する反射光22bおよび22c
によって前記の受光領域27a〜30bの信号レベルを［27
a］〜［30b］で表すと、対物レンズ23の記憶媒体７に対
する焦点位置の制御に用いられるフォーカシング信号の
レベル［AF］および光22のトラックに対する追従動作を
制御するトラッキング信号のレベル［TR］、さらには記
憶媒体７に格納されている目的の情報を読み出すための
データ信号のレベル［DATA］は、それぞれ［AF］＝（［27a］＋［27a］）−（［29a］＋［29b］）［TR］＝［30a］−［30b］［DATA］＝［28］で得られる。

なお、前述の実施例１の場合と同様に、各信号の処理
の詳細については、特願昭60−63578号に記載されてい
るもので省略する。

ここで、本実施例２の場合には、前記実施例１の場合
と同様に、反射光22aを複数の反射光22bおよび22cに分
岐させるビームスプリッタ25に対して光検出素子26が紫
外線硬化性樹脂などからなる接着剤28を介して一体にさ
れているので、組立時および稼働中などにおいてビーム
スプリッタ25と光検出素子26との位置ずれを生じること
がない。

さらに、ビームスプリッタ25に対して光源21および光
検出素子26を一体に固定することにより、たとえば前記
実施例１の場合などに比較して、レンズやビームスプリ
ッタなどの光学素子の数を削減することができるととも
に、光源21から放射される光22および記憶媒体７からの
反射光などの光路長が短縮され、光学系全体の構造の簡
略化および小型化、さらには組立工程の自動化や合理化
を容易に実現することができる。

なお、ビームスプリッタ25に対する光源21の固定方法
としては、カバー21bを当該ビームスプリッタ25に接着
剤27を介して接着することに限らず、たとえば、光検出
素子26と同様に、カバーガラス21cとビームスプリッタ2
5との間に紫外線硬化性樹脂などからなる接着剤を充填
して硬化させることによって固定してもよい。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおり
である。

すなわち、請求項１記載の本発明の光ヘッドによれ
ば、対象物に対して光を照射する光源と、前記対象物か
らの反射光または透過光を分離する光学素子と、この光
学素子を介して入射する前記反射光または透過光を電気
的に信号に変換する光検出素子とからなる光ヘッドであ
って、前記光検出素子を光透過性の接着剤を介して前記
光学素子に固定してなる構造であるため、たとえば、接
着剤として紫外線硬化性樹脂を用いるとともに、光学素
子と光検出素子との間に充填された接着剤が硬化する前
の可動状態で当該光学素子に対する光検出素子の位置合
わせを行い、この位置合わせ作業の完了後に紫外線を照
射して接着剤を硬化させることにより、なんら外力を作
用させることなく、光学素子に対して光検出素子を確実
に固定することが可能となり、組立時における光学素子
と光検出素子との位置ずれを確実に防止することができ
る。

また、光学素子と光検出素子とが直接的に固定される
ので、両者間に温度や湿度などの変動に起因して変形し
やすい筐体などの部材が介在せず、稼働中における光学
素子と光検出素子と位置関係を安定に維持することがで
きるとともに、ねじ止めなどの方法に比較して、組立工
程の簡略化および寸法の小型化を実現することができ
る。

また、請求項４記載の本発明になる光ヘッドによれ
ば、光源と、この光源から放射される光を対象物に導く
第１の光分離面と前記対象物からの反射光を分岐させる
第２の光分離面とを備えた光学素子と、分岐された前記
反射光を電気的な信号に変換する光検出素子とからな
り、前記光源および前記光検出素子を光透過性の接着剤
を介して前記光学素子に固定してなる構造であるため、
光源および光学素子さらには光ヘッドなどの構成要素が
接着剤を用いた固定により一体化されているので、組立
時および稼働中における光学素子と光検出素子との位置
ずれを確実に防止することができるとともに、レンズな
どの光学素子の削減および全体の光路長の短縮などが可
能となり、ねじ止めなどの方法に比較して組立工程およ
び構造の簡略化や光ヘッドの寸法の小型化を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である光ヘッドの構成の一例
を示す斜視図、第２図はその要部を取り出して示す側面図、第３図はその動作の一例を説明する説明図、第４図は本発明の他の実施例である光ヘッドの構成の一
例を示す略断面図、第５図はその動作の一例を説明する説明図である。１……光源、２……光、2a,2b,2c……反射光、３……コ
リメートレンズ、４……ビームスプリッタ、4a……反射
面、５……反射鏡、６……対物レンズ、７……記憶媒
体、８……集光レンズ、９……反射鏡、10……ビームス
プリッタ、10a,10b……光分離面、11,12……光検出素
子、11a,12a……受光面、11b〜11e,12b〜12e……受光領
域、13……接着剤、14……紫外線、20……筐体、21……
光源、21a……発光素子、21b……カバー、21c……カバ
ーガラス、22……光、22a,22b,22c……反射光、23……
対物レンズ、23a……可動機構、24……コリメートレン
ズ、24a……1/4波長板、25……ビームスプリッタ、25a
……第１の光分離面、25b……第２の光分離面、25c……
全反射面、26……光検出素子、26a……受光面、27,28…
…接着剤、27a,27b,28,29a,29b,30a,30b……受光領域、
A,B……一次回折光成分。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物に対して光を照射する光源と、前記
対象物からの反射光または透過光を分離する光学素子
と、この光学素子を介して入射する前記反射光または透
過光を電気的な信号に変換する光検出素子とからなる光
ヘッドであって、前記光検出素子を光透過性の接着剤を
介して前記光学素子に固定してなる光ヘッド。
【請求項２】前記接着剤が紫外線硬化樹脂からなること
を特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】光源と、この光源から放射される光を対象
物に導く第１の光分離面と前記対象物からの反射光を分
岐させる第２の光分離面とを備えた光学素子と、分岐さ
れた前記反射光を電気的な信号に変換する光検出素子と
からなり、前記光源および前記光検出素子を光透過性の
接着剤を介して前記光学素子に固定してなる光ヘッド。
【請求項４】前記第１および第２の光分離面は前記反射
光の光軸方向に所定の角度をなして平行に配設され、前
記反射光は前記第１の光分離面を透過して前記第２の光
分離面に至るようにしたことを特徴とする請求項３記載
の光ヘッド。
【請求項５】前記接着剤が紫外線硬化樹脂からなること
を特徴とする請求項３または４記載の光ヘッド。