JP3426081B2 - 光学素子の固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップ内
などに設置されるビームスプリッタなどの光学素子の固
定装置に係り、特に温度変化などによる前記光学素子の
位置ずれや倒れが発生するのを防止できるようにした光
学素子の固定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、光ピックアップの内部構造の概
要を示す構成図である。同図において、符号１はレーザ
ビーム（レーザ光）が照射可能なレーザダイオード、２
は光学素子、３は反射鏡、４は対物レンズ、５は光検出
器を示している。レーザダイオード１から照射されるレ
ーザ光は、光学素子２の側面（入射面）２ａに対し所定
の入射角で入射される。光学素子２としては、例えば入
射された光を反射光と透過光の２つに分割することがで
きるハーフミラーや偏光ビームスプリッタなどが用いら
れる。レーザ光は、その一部が光学素子の側面２ａで反
射され、反射鏡３の方向に向きが変えられる。反射鏡３
の上方には、対物レンズ４が設けられている。この対物
レンズ４にレーザ光を導くため、反射鏡３は所定の角度
に傾けられて光ピックアップ内に設置されている。対物
レンズ４の上方には、ＣＤやＤＶＤなどのディスク（図
示せず）が装填されている。対物レンズ４は、図示しな
いフォーカスサーボ機能などにより、反射鏡３で反射さ
れたレーザ光をディスクの信号記録面に対し集束して照
射できるようになっている。

【０００３】ディスクの信号記録面から反射された戻り
光は、上記と逆の経路をたどり光学素子２に導かれる。
光学素子２では、戻り光の一部が光学素子２を透過し、
その後方に設けられた光検出器５に導かれる。光検出器
５は、例えばピンフォトダイオードなどであり、戻り光
は、この光検出器５で検出され、各種の信号処理が行わ
れる。

【０００４】図４は、従来の光ピックアップの内部構造
の一部を示す拡大部分斜視図、図５は図４をＶ方向から
みた側面図である。図４に示すように、前記ハーフミラ
ーまたは偏光ビームスプリッタなどの光学素子２は、例
えばアルミニウム合金などでダイキャスト形成された台
座７内に位置決めされて固定される。台座７には、壁面
８、係止部９及び壁面１０などが一体に形成されてお
り、光学素子２はこれらの間の固定溝６内に装着され
る。壁面８及び係止部９には、壁面１０の方向（Ｘ
（＋）方向）に突出した凸部８ａおよび９ａが形成され
ており、この凸部８ａと９ａの表面が、光学素子２の位
置決めの基準面Ａとなっている。台座７の固定溝６の底
部にも凸部状の支持部１１ａ，１１ｂが突出して形成さ
れており、その上面が支持面Ｂとなって表面光学素子２
の底面が支持される。前記凸部８ａと９ａの表面の基準
面Ａと、支持部１１ａ，１１ｂの支持面Ｂは例えばフラ
イス盤などにより切削加工され、各基準面Ａと支持面Ｂ
とが平面となるように仕上げられている。

【０００５】図４において、レーザダイオード１は
（ア）、反射鏡３は（イ）、光検出器５は（ウ）の各方
向に設置されている。また、図４では示されていない
が、反射鏡３のＺ軸（＋）方向に対物レンズ４が位置す
る。（ア）の方向から照射されるレーザ光は、光学素子
２の側面２ａによって（イ）の方向にある反射鏡３に導
かれる。またディスクの信号記録面で反射された戻り光
は、反射鏡３により（イ）の方向から光学素子２に向か
って導かれ、その一部は光学素子２を透過して（ウ）の
方向に位置する光検出器に導かれる。

【０００６】光学素子２が固定溝６内に固定される際、
図４に示すようなばね部材１２が用いられる。ばね部材
１２は、ばね性を有する金属板で形成されたものであ
り、本体１２ａ、板ばね１２ｂ，１２ｃ、天板１２ｄお
よび押圧部１２ｅの各部から構成される。図５に示すよ
うに、光学素子２は、固定溝６内で支持部１１ａ，１１
ｂの上に設置され、ばね部材１２の板ばね１２ｂ，１２
ｃが光学素子２の側面２ｂと壁面１０の間に収縮されて
介装される。光学素子２は、板ばね１２ｂ，１２ｃのＸ
軸（−）方向へ弾性押圧力ｆ1により押圧され、光の入
射面となっている側面２ａが前記基準面Ａに強固に押圧
される。また、ばね部材１２の天板１２ｄの弾性力によ
り、押圧部１２ｅが光学素子２の天井面を弾性的に強固
に押圧し、光学素子２の底面が支持部１１ａ，１１ｂの
表面の支持面に押し付けられる。このように光学素子２
は、各方向へ弾圧されることにより固定溝６内で固定さ
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この光ピックアップで
は、光学素子２の側面２ａが、レーザダイオード１から
の光の入射面で且つ対物レンズ４へ光束を与える反射面
となっている。したがって、光学素子２の側面２ａの傾
きは、ディスクからの信号の読取り動作などに影響を与
える。例えばレーザダイオード１が位置する（ア）の方
向や、対物レンズ４に向かう（イ）の方向に対して、側
面２ａの向きが高精度に決められていないと、対物レン
ズ４の光軸に対してレーザ光の光束の中心がずれて収差
が増大し、ディスクの信号記録面に形成されるレーザ光
のスポット形状に歪みなどが生じる。また、光学素子２
の位置ずれ，傾きが発生した場合、受光素子５に入射す
る光軸にずれが生じるため、対物レンズのフォーカスサ
ーボ動作にオフセットが発生するなどの問題が生じる。
したがって、前記凸部８ａと９ａの表面の基準面Ａが高
精度に切削加工され、光学素子２の側面２ａがこの基準
面Ａに押し付けられて側面２ａの向きが設定されるもの
となっている。

【０００８】しかしながら、図４と図５に示す従来の光
ピックアップでの光学素子２の固定装置では、環境温度
の変化が激しいと、基準面Ａで位置決めされているはず
の光学素子２の側面２ａに倒れなどが発生する問題が生
じる。

【０００９】その原因のひとつは、凸部８ａと９ａの表
面の基準面Ａの切削加工の工程上の問題が挙げられる。
前記基準面Ａは、凸部８ａと９ａのＺ軸方向の長さの全
域にて平面に加工されるべきであるが、切削加工では、
回転する加工工具が固定溝６の上方からＺ（−）方向へ
挿入され、工具の回転する外周面により凸部８ａと９ａ
の表面が切削される。このときの加工では、凸部８ａと
９ａの表面の上下端部分に図５に示す曲面（ｒ部）が形
成されることを避けるこができない。この曲面（ｒ部）
が形成されることにより、光学素子２の側面２ａを位置
決めする基準面ＡのＺ軸方向の長さが短くなり、基準面
Ａの位置決め面積Ｓが設計値よりも小さくなる。したが
って、図５に示すように、板ばね１２ｂ，１２ｃで基準
面Ａに押し付けられている光学素子２は姿勢が不安定に
なる。

【００１０】さらに、他の原因としては、光学素子２を
形成しているガラスと、台座７の形成材料であるアルミ
ニウム合金などとの間に線膨張係数の差があることが挙
げられる。ガラスの線膨張係数は、１０×１０^-6ｍ／°
Ｃ程度で、アルミニウムの線膨張係数は、２２×１０^-6
ｍ／°Ｃ程度であり、アルミニウムはガラスの２倍であ
る。

【００１１】したがって、光ピックアップがきわめて気
温の低い地域、または高温の地域で使用されると、光学
素子２の収縮量または膨張量に対して、台座７の収縮量
または膨張量の方が大きくなる。図４と図５に示すもの
では、光学素子２の天井面が天板１２ｄの弾性力により
Ｚ（−）方向へ強く押されており、光学素子２の底面
と、支持部１１ａ，１１ｂの上面の支持面Ｂとが強い力
で互いに圧接されている。また、光学素子２の側面２ａ
は反射面であるために鏡面仕上げされているのに対し、
その底面は単なるカット面、いわゆる砂面であり、側面
２ａよりも摩擦係数が極めて大きくなっている。したが
って、光学素子２と台座７との前記収縮量または膨張量
の差により、固定溝６の底部が図５にて矢印（エ）で示
すように、光学素子２に対して相対的に動くと、支持面
Ｂに押し付けられている光学素子２の底面がこれに引き
ずられて（エ）方向へ動き、その結果、底面と支持部１
１ａ，１１ｂの支持面Ｂとの接触部を支点として光学素
子２がα方向またはβ方向へわずかに回動し、その回動
状態で安定してしまう。特に基準面Ａの上下の曲面（ｒ
部）の領域が広いものでは、基準面Ａと光学素子２の側
面２ａとの当接が不安定であり、前記α方向とβ方向へ
の回転が生じやすい。

【００１２】光学素子２が前記α方向またはβ方向へ回
転し、そのまま安定してしまうと、図４に示す（ア）方
向および（イ）方向に対する光学素子２の側面２ａの対
向角度にずれが発生し、前記のように信号記録面での光
スポットの歪みや、トラッキングサーボのオフセットな
どが発生することになる。

【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、固定部側において光学素子が高精度に位置決めさ
れるとともに強固に保持され、しかも光学素子と固定部
側との線膨張係数の相違により温度変化での収縮量や膨
張量に差が生じても、光学素子の位置決めに狂いが生じ
にくいようにした光学素子の固定装置を提供することを
目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、光の入射また
は出射面が側面となっている光学素子を固定部に対して
固定する装置において、固定部側に前記側面を複数箇所
にて受ける基準面と、前記側面を各基準面に押し付ける
弾圧部材とが設けられ、前記複数箇所の基準面の一部の
みと光学素子の前記側面とが接着固定されていることを
特徴とするものである。

【００１５】また上記において、光学素子を、上下方向
から押え付ける部材が設けられておらず、前記一部の基
準面との接着力のみで光学素子が上下方向へ動くことの
ないように固定されていることが好ましい。

【００１６】さらに、固定部側に設けられて光学素子の
底面が対向する支持部と、光学素子の前記底面との間
に、隙間が形成されていることが好ましい。

【００１７】本発明では、例えば光ピックアップに設け
られるハーフミラーや偏光ビームスプリッタなどのよう
に、入射面や出射面さらには反射面となる側面を有する
光学素子が用いられ、この光学素子は前記側面が、固定
部側に設けられた複数箇所の基準面に対し板ばねやコイ
ルばねなどの弾圧部材により弾圧され、前記側面が一定
の向きで位置決めされる。

【００１８】そして、前記複数箇所の基準面のうちの一
部、すなわち複数の基準面のいずれかと側面とが接着剤
により固定されている。光学素子の側面と基準面とが接
着固定されているため、例えば図２に示すように加工作
業において基準面Ａの上下部分に曲面（ｒ部）が形成さ
れて、実質的な基準面の面積Ｓが狭くても、この基準面
と光学素子の側面とを確実に固定できる。したがって、
温度変化により、光学素子と、これを支持する固定部側
との収縮量や膨張量に差があっても、光学素子が傾くな
どの問題が生じにくい。

【００１９】また、複数箇所の基準面のうちの一部のみ
に光学素子の側面が接着固定され、他の基準面に対して
は光学素子の側面が弾圧部材で押し付けられているのみ
であるため、光学素子と固定部側との間に収縮量や膨張
量の差があっても、接着剤の剥がれや接着力の低下が生
じにくい。例えば複数箇所の基準面の全てが光学素子の
側面に接着固定されているものでは、前記収縮量や膨張
量の差により各基準面の接着剤層にせん断応力が作用
し、接着剤層の剥がれによる接着力の低下が生じやす
い。しかし、本発明では、一部の基準面のみが光学素子
に接着されているため、前記のように接着剤層に応力が
作用することがなく、接着剤の剥がれなどが生じにくく
なる。

【００２０】さらに、光学素子は前記接着力のみで上下
方向に動かないように固定され、その他に上下方向に動
かないように弾圧する部材を設けない構造にでき、よっ
て固定部側と光学素子とで収縮量や膨張量の差が生じて
も、図５に示す従来例のように、固定部側の支持部の収
縮や膨張時の変形により、光学素子の底部が引きずられ
てこの光学素子が傾くなどの現象が生じにくい。さら
に、光学素子の底面と支持部との間に隙間を形成してお
くことにより、支持部の収縮や膨張による移動によって
光学素子の底面に力が与えられることがなく、光学素子
に前記傾きなどがさらに発生しにくい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図１は、光ピックアップでの光学素子の
固定装置の構造を示す斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ
線の断面図である。図１に示す光ピックアップＰでは、
例えばアルミニウム合金などでダイキャスト成形された
台座２７を固定部側として各種の部品が搭載されてい
る。ハーフミラーまたは偏光ビームスプリッタである光
学素子２２は、台座に形成された壁面２８及び係止部２
９と、壁面２０との間の固定溝２６内に収納されてい
る。壁面２８及び係止部２９には、Ｘ軸（＋）方向に突
出した凸部２８ａ，２９ａが一体に形成され、各凸部２
８ａと２９ａの先端面が、前記光学素子２２の側面２２
ａの位置決め基準となる基準面Ａとなっている。

【００２２】固定溝２６の底面には、Ｚ軸（＋）方向に
突出した支持部３１ａ，３１ｂが一体に形成され、その
上面が支持面Ｂとなっている。光学素子２２の側面２２
ａは、図４に示した光学素子２の側面２ａと同じであ
り、レーザダイオード１からのレーザ光が（ア）方向か
ら壁面２８に設けられた孔（図示せず）を通過して入射
する入射面であり、且つレーザ光を（イ）方向へ反射す
る反射面である。さらに対物レンズ４からの戻り光を
（ウ）方向へ透過させる透過面である。

【００２３】光学素子２２は前記側面２２ａの一部が凸
部２８ａ，２９ａの表面の基準面Ａに当てられた状態で
装着される。光学素子２２の反対側の側面２２ｂと壁面
２０との間にはばね部材３２が取り付けられる。ばね部
材３２は金属ばね材料により形成されたものであり、本
体３２ａと、板ばね３２ｂ，３２ｃの各部から構成され
ている。板ばね３２ｂ，３２ｃは金属ばね材料が折曲げ
形成されたものであり、光学素子２２の前記側面２２ｂ
と壁面２０との隙間内に圧入状態で介装され、板ばね３
２ｂと３２ｃは各基準面Ａとほぼ対向する位置にそれぞ
れ配置される。そして板ばね３２ｂと３２ｃの弾性押圧
力Ｆ１（図２参照）により、光学素子２２の側面２２ａ
が各基準面Ａに押し付けられて位置決めされる。

【００２４】なお、図２に示すように、光学素子２２の
底面２２ｃと、支持部３１ａ，３１ｂの上面の支持面Ｂ
との間には、きわめてわずかな隙間ｄが形成されてい
る。この隙間を形成するためには、光学素子２２を取り
付けるための治具（例えば、台座２７の底面に設けられ
た孔から固定溝２６内に所定長さだけ突出するもの）を
用いてもよいし、または光学素子２２の底面２２ｃと支
持面Ｂとの間に薄いシートを介在させ、光学素子２２を
設置した時点でシートを抜き取るようにしてもよい。支
持部３１ａ，３１ｂは実質的に光学素子２２と接触しな
いため、固定溝２６の底面から突出させて設ける必要は
ないが、本実施例では基準面Ａを切削加工する際に工具
を当てる基準面としてこの支持部３１ａ，３１ｂの支持
面Ｂが利用されるものである。また前記ばね部材３２に
は、図４と図５に示したような光学素子を上方から弾圧
する弾圧部材が設けられていない。

【００２５】図２に示すように、壁面２８の凸部２８ａ
の表面の基準面Ａと、光学素子２２の側面２２ａとが接
着剤３３により固定されている。ただし、光学素子２２
の側面２２ａと当接する他方の凸部２９ａの基準面Ａに
は接着剤は塗布されておらず、光学素子２２の側面２２
ａと凸部２９ａの基準面Ａとは板ばね３２ｂの弾性押圧
力Ｆ１により押圧されているのみである。なお前記接着
剤３３としては、紫外線硬化性の接着剤または嫌気性の
接着剤が使用される。組立作業としては、凸部２８ａの
表面の基準面Ａに接着剤３３を塗布し、固定溝２６内に
光学素子２２を装着した後、ばね部材３２の板ばね３２
ｂ，３２ｃが光学素子２２の側面２２ｂと壁面２０の間
に介装される。そして、板ばね３２ｂ，３２ｃにより光
学素子２２が凸部２８ａと２９ａの基準面Ａに押し付け
られた状態で、前記接着剤の硬化により、光学素子２２
が接着固定される。また、接着剤の硬化前に光学素子２
２の位置、あるいは傾きの微調整を行うようにしてもよ
い。

【００２６】前述のように、凸部２８ａと２９ａの基準
面Ａを切削加工する際に、基準面Ａの上下に曲面（ｒ
部）が形成されるのを避けることができず、基準面Ａの
実質的な面積Ｓが狭くなるが、本実施例のものでは凸部
２８ａと光学素子２２の側面２２ａとが接着剤３３で固
定されているため、凸部２８ａの基準面Ａと光学素子２
２の側面２２ａとの相対位置が簡単に動くことはなく、
板ばね３２ｂ，３２ｃの弾性押圧力と前記接着力とで光
学素子２２が強固に固定される。なお、前記曲面（ｒ
部）に接着剤３３を溜めることができるため、この接着
剤の溜りにより、凸部２８ａの基準面Ａと光学素子２２
の側面２２ａとの接着強度が高くなる。

【００２７】この固定装置では、光学素子２２の側面２
２ａが凸部２８ａの基準面Ａに接着剤３３により強固に
接着固定されている。したがって、図２に示す位置決め
状態で、光学素子２２が傾くようなことがない。したが
って、光学素子２２を上方から押える押圧部材を設ける
必要がなくなり、また光学素子２２の底面２２ｃと支持
部３１ａ，３１ｂの支持面Ｂとの間に隙間が形成されて
いるため、光学素子２２の材料であるガラスと固定部側
である台座２７の材料であるアルミニウム合金との線膨
張係数の相違により、低温環境または高温環境下におい
て、光学素子２２に対して固定溝２６の底部が相対的に
矢印（エ）方向へ移動しても、この移動力が光学素子２
２に作用しない。よって、温度環境変化によって、光学
素子２２が図５に示した従来例のようにα方向やβ方向
に傾くことがない。そのため、光の入射面および反射面
となる側面２２ａの向きを高精度に設定でき、この側面
２２ａの向きが変化し、ディスクの信号記録面でのスポ
ットの歪みが生じるなどの問題がない。

【００２８】また、複数箇所の基準面Ａのうちの凸部２
８ａの基準面Ａのみが光学素子２２に接着固定されてい
るため、光学素子２２と台座２７の線膨張係数の差によ
り、凸部２８ａと２９ａの間隔が光学素子２２に対して
変化しても、凸部２８ａと光学素子２２との間の接着剤
層にせん断力が作用しにくく、よって接着剤３３の接着
強度を常に高く維持できる。

【００２９】なお、上記構成例では、基準面Ａが２箇所
であるが、この基準面Ａが３箇所またはそれ以上であっ
てもよい。この場合に接着される基準面は１箇所または
互いに近接する２箇所など、光学素子の形状などに合わ
せて任意に組み合せることができる。また光学素子はハ
ーフミラーや偏光ビームスプリッタに限られず、回折格
子、フレネルレンズなどであってもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、例えば光
ピックアップが搭載されている車内の温度に変化が起こ
った場合においても、光学素子に位置ずれを生じさせる
ことなく所定の基準面に対し高い精度で固定することが
できる。よって、光ピックアップ内に形成される光路の
精度を高く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における一構成例を示す光ピックアップ
での光学素子の固定装置を示す部分拡大斜視図、

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線の断面図、

【図３】光ピックアップの内部構造の概要を示す構成
図、

【図４】従来の光ピックアップでの光学素子の固定装置
を示す拡大部分斜視図、

【図５】図４をＶ方向からみた側面図、

【符号の説明】

２０，２８ 壁面 ２２ 光学素子 ２２ａ 入射面および反射面となる側面 ２２ｂ 反対側の側面 ２６ 固定溝 ２７ 台座 ２９ 係止部 ２８ａ，２９ａ 凸部 ３１ａ，３１ｂ 支持部 ３２ ばね部材 ３２ａ 本体 ３２ｂ，３２ｃ 板ばね ３３ 接着剤 Ｐ 光ピックアップ Ａ 基準面 Ｂ 支持面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−323167（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−325239（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−61033（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−62307（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/00 G11B 7/08 G11B 7/12 G11B 7/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光の入射または出射面が側面となってい
   る光学素子を固定部に対して固定する装置において、固
   定部側に前記側面を複数箇所にて受ける基準面と、前記
   側面を各基準面に押し付ける弾圧部材とが設けられ、前
   記複数箇所の基準面の一部のみと光学素子の前記側面と
   が接着固定されていることを特徴とする光学素子の固定
   装置。
2. 【請求項２】 光学素子を、上下方向から押え付ける部
   材が設けられておらず、前記一部の基準面との接着力の
   みで光学素子が上下方向へ動くことのないように固定さ
   れている請求項１記載の光学素子の固定装置。
3. 【請求項３】 固定部側に設けられて光学素子の底面が
   対向する支持部と、光学素子の前記底面との間に、隙間
   が形成されている請求項１または２記載の光学素子の固
   定装置。