JP3698845B2 - 光学素子の調整機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、光磁気ディスク、追記型光ディスク、相変化型光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光カードなどの光記録媒体に対して、少なくとも情報の再生を行う情報再生装置や顕微鏡などの光学装置に用いられるミラー、プリズム、各レンズ、発光素子であるレーザダイオード、フォトディテクタなどの光学素子の調整機構に関する。
【０００２】
【従来技術】
光記録媒体に対して少なくとも情報を再生する光情報再生装置や顕微鏡などの光学装置においては、当該装置に用いられる光学素子の位置及び傾き調整することが必要である。 たとえば、光情報再生装置においては、対物レンズの光軸を記録媒体に対して傾き調整する必要がある。
【０００３】
対物レンズの傾き調整機構としては、従来、特開平５−３３４６８４号公報（以下、従来例１と呼ぶ）に開示された技術が知られている。従来例１に開示された対物レンズの傾き調整機構は、図１４に図示されているように、レーザ光源４１から射出される光ビームを対物レンズ４２を介して光ディスク４３に照射させる光ピックアップ５０において、対物レンズ４２及び対物レンズ２軸アクチュエータ４４が固定されたスキューベース４５と、レーザ光源４１及び上記スキューベース４５を搭載する光ピックアップベース４６とを有する。
【０００４】
スキューベース４５は、その底部が円弧形状に形成されている。光ピックアップベース４６には、スキューベース４５の円弧形状の底部と当接し、スキューベース４５を摺動自在に保持するスキューベース当接部４６ａが形成され、スキューベース４５を所定位置に保持するスキューベース位置決め機構が備えられている。
【０００５】
この構成によれば、スキューベースの底部をスキューベース当接部に当接させて摺動させるとともに、所定位置に保持することにより、スキューベースの底部を円弧形状に形成するだけの簡単な加工作業で、傾き調整機構を形成することができ、さらに、一方向にだけ確実に傾き調整することができる、といった効果を奏する。
【０００６】
また、光情報再生装置においては、対物レンズの傾き調整だけでなく、対物レンズの光軸の位置を調整する必要もある。対物レンズの位置調整機構としては、従来、特開平５−１９７９８４号公報（以下、従来例２と呼ぶ）に開示された技術が知られている。
【０００７】
従来例２に開示された対物レンズの位置調整機構は、図１５に図示されているように、対物レンズ５１とともにフォーカスコイル５２及びトラッキングコイル５３が固着されるボビン部材５４と、磁性板部材が折り曲げ加工されて一対の折曲立設片が２組設けられ、そのそれぞれに磁石５５が固着されると共に、折曲立設片がフォーカスコイル５２及びトラッキングコイル５３を挟んで対向するものとされた磁界形成部を有する磁気ヨーク部材５６と、この磁気ヨーク部材５６を載置するベース５７とから構成される。
【０００８】
磁気ヨーク部材５６の所定位置には、ビス５８が挿通される長孔５９が穿設されており、磁気ヨーク部材５６がビス５８によってベース５７に固定される際、ベース５７に対する微細な位置調整が行えるようにされている。
【０００９】
この構成によれば、対物レンズの光軸方向と直交する方向に、ボビン部材と共に磁気ヨーク部材を位置調整を行うことができ、それに伴って対物レンズの位置調整を行うことができる効果を奏する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例１に開示された対物レンズの傾き調整機構では、対物レンズの傾き調整のみ行うことができ、位置調整についてはできない構成になっている。
【００１１】
また、従来例２に開示された対物レンズの位置調整機構では、対物レンズの位置調整のみ行うことができ、傾き調整についてはできない構成になっている。つまり、上記各従来例では、対物レンズの２つの調整について一方のみしかできない構成になっている。
【００１２】
たとえば、従来例２の構成に従来例１の構成を組み合わせて、傾き調整及び位置調整が可能な構成にしようとすると、従来例２のベースの底部に従来例１の円弧形状の部位を形成し、該ベースの底部の円弧形状の部位と摺動可能となりうるベースがさらに必要となり、部品点数が増加し、機構の大型化及び複雑化を招いてしまい、結果的に装置全体が大きくなってしまう不具合が生じてしまう。また、傾き調整機構と位置調整機構とが完全に独立して構成されており、傾き調整と位置調整が別の部材間で行われるので、さらに装置全体を大きくしてしまう結果を招いてしまう。
【００１３】
本発明は、このような上記不具合に着目してなされたものであり、小型でかつ簡単な構造の光学素子の調整機構を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願発明の光学素子の調整機構は、反射部材が固定された保持部材をベースに接触させた状態で変位させることにより、反射部材の位置調整を行うようにした光学素子の調整機構において、
前記保持部材には球面部が形成されており、前記ベースから突出した第１突起部と第２突起部と第３突起部の３つの突起部に接触することによって前記球面部は前記ベースに３点支持されるようになっており、前記３つの突起部のうち少なくとも一つの突起部は位置調整用ビスであり、前記位置調整用ビスは前記ベースから突出する突出寸法が調整できるようになっており、ベースに一部が固定された弾性部材と傾き調整用ビスとによって前記保持部材は前記突起部に向かって押圧されるようになっており、前記球面部の回動中心を通過し且つ前記突起部の長さ方向に平行な仮想直線を想定したとき、前記傾き調整用ビスは前記仮想直線に交わらない位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
【００１６】
【第１実施形態】
図１乃至図６は、本発明の第１実施形態を示すものであり、光磁気ディスクを記録媒体とする情報記録再生装置の光ピックアップ装置に適用したものである。図１は光ピックアップ装置の光学系の各素子の位置関係を示す概略斜視図、図２はミラーの調整機構の斜視図、図３はミラーの調整機構の点Ｐを通るＸＺ平面における断面図、図４はミラーの調整機構の点Ｐを通るＹＺ平面における断面図、図５はミラー調整機構の分解斜視図、図６は位置調整の原理を示す模式図である。
【００１７】
座標軸ＸＹＺは図２に示すように設定しており、また、それぞれの軸まわりの回転についてはθｘ、θｙ、θｚに設定している。原点は点Ｐであり、ミラーの反射面上であってその反射面上に入射する光の光軸と一致する点である。
【００１８】
はじめに光ピックアップ装置の構成及び作用について図１を参照して説明する。光源であるレーザダイオード１から射出された発散光は、ビームスプリッタ２の表面で一部の光が反射され、コリメートレンズ３に入射し平行光にされ、その透過光はミラー４で反射される。ミラー４は後述する調整機構によってその傾き及び位置が決められている。ミラー４で反射された光はさらにミラー５で反射し対物レンズ６に入射し、集束光としてディスク７の記録面上に光スポットを結ぶ。なお、対物レンズ６は、ディスク７の半径方向及びディスク７の記録面に垂直方向に微少量駆動させる図１５に示される２軸駆動ユニットと同様な機構とともに構成されている。そして、反射ミラー５及び対物レンズ６は、図示していないが、共にディスク７の半径方向全体に移動するキャリッジ上に搭載されている。
【００１９】
ディスク７からの反射光は、ミラー５、ミラー４、コリメートレンズ３を経てビームスプリッタ２に至る。ビームスプリッタ２を透過した光はフォトディテクタ８に入射する。フォトディテクタ８の出力により情報再生信号、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号などを得る。
【００２０】
次に、ミラー４の傾き及び位置調整機構１０について図２乃至図６を参照して説明する。調整機構１０は大別して保持部材１１、ベース１２、位置調整用ビス１３、傾き調整用ビス１４から構成される。
【００２１】
保持部材１１は、その上面中央部に植設して形成された取付部１１ａを有し、当該取付部１１ａに表面に全反射コーティングされたミラー４が接着固定される。保持部材１１の底面には球の上下を切除したような球面部１１ｂ（第１の当接部）が形成されている。球面部１１ｂの半径はＲであって、その中心は点Ｐにある（図２及び図３参照）。点Ｐは上述したようにミラー４の反射面上であって、そこに入射する光の光軸２０と一致する点である。保持部材１１の取付部１１ａの背面側（点Ｐを通るＸ（＋）方向端部）には後述する傾き調整用ビスが螺合されるビス孔１１ｃが形成されている（図３参照）。また、保持部材１１の角部にはＸＹ両成分を含むように延在する長孔１１ｄが形成されている。長孔１１ｄの短手方向の幅は、後述する回転調整ピン１５の偏心ピン１５ｂが挿通される程度に形成されている。
【００２２】
ベース１２は、その上面には２つの半球状に突出する部位の半球部１２ａ（第２の当接部）と、後述する位置調整用のビス１３が螺合されるビス孔１２ｃとが形成されている。これらの２つの半球部１２ａ及び１つのビス孔１２ｃとの位置関係は、互いに保持部材１１の球面部１１ｂに対応する位置であって、ベース１２の上面と点Ｐを通るＺ軸との交わる点Ｑを通るＸ軸上にビス孔１２ｃが形成され、点Ｑを中心にして互いに１２０度の角度間隔をもって位置している（図５参照）。また、ベース１２上面において、点Ｑを通るＹ方向両端であって、保持部材１１の球面部１１ｂには当接しない位置には、半球状に突出する部位である半球部１２ｂがそれぞれ形成されている。さらに、点Ｑを通るＸ方向において、点Ｑを挟んでビス孔１２ｃの反対側には、傾き調整用のビス１４が挿通可能な孔１２ｄが形成されている。孔１２ｄの大きさは保持部材１１のベースに対する位置調整における最大調整量に対応できる程度の大きさとしている。また、ベース１２上面の点Ｑを通るＸ（−）方向側にはバネ固定部１２ｆが植設されている。また、ベース１２の角部（保持部材１１の長孔１１ｄに対応する位置）には、後述する回転調整ピン１５の軸１５ａが挿通可能な程度の径の孔１２ｅが形成されている。
【００２３】
位置調整用ビス１３は、その先端にはベース１２の半球部１２ａと同様な半球状の半球部１３ａ（第３の当接部）が形成され、ベース１２のビス孔１２ｃに螺合可能に形成される。
【００２４】
傾き調整用ビス１４は、ベース１２の孔１２ｄを挿通し、保持部材１１のビス孔１１ｃに螺合されるよう形成されている。保持部材予圧用板バネ１６はベース１２のバネ固定部１２ｆにビス１７を介して固定され、保持部材１１をＺ（−）側に付勢する。
【００２５】
回転調整ピン１５は、軸１５ａの先端に、軸１５ａの軸心とずれてその軸心を有する偏心ピン１５ｂが形成され、軸１５ａの他端には操作用グリップ部１５ｃが形成される。
【００２６】
このように構成された各部材の組立については、ベース１２のビス孔１２ｃに位置調整用ビス１３がベース１２底面側から螺合され、ベース１２の半球部１２ａの突出量と同程度にベース１２上面から突出させる。保持部材１１は、その球面部１１ｂでベース１２の２つの半球部１２ａ及びビス１３の半球部１３ａに当接され、予圧用板ばね１６によって保持部材１１上面を付勢され、かつ、ベース１２の孔１２ｄをベース１２の底面側から挿通された傾き調整用ビス１４に螺合されることで、３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａ上に摺動可能に保持される。なお、この際、図４に図示する通り、ベース１２の半球部１２ｂの先端と保持部材１１の底面との間には僅かな隙間Ｌ（例えば０．０５乃至０．２ｍｍ程度）を有する。
【００２７】
次に、上述したように構成された調整機構における調整方法ならびに作用について説明する。
１）Ｙ軸まわりの傾きθｙ調整、図３参照
予圧用板バネ１６による付勢及び傾き調整用ビス１４に螺合により、保持部材１１の球面部１１ｂが３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａに当てつけられている。
【００２８】
ここで傾き調整用ビス１４を正方向あるいは逆方向に回転させることで、３つの球面部１２ａ，１２ａ，１３ａ上で、球面部１１ｂが点Ｐを中心に摺動し、保持部材１１がＹ軸まわりに回動されることになる。したがって、傾き調整用ビス１４を回転調整することで、ベース１２に対してミラー４のＹ軸まわりの傾きθｙが調整される。この際、保持部材１１の回動中心は、ミラー４の反射面と光軸２０との一致する点Ｐにあるので、点Ｐの位置はずれることがなく、反射する光の光軸２０は傾きが変わるだけでずれることがない。
【００２９】
２）Ｚ軸まわりの傾きθｚ調整、図５参照
回転調整ピン１５をベース１２の孔１２に底面側から挿通させ、そして回転調整ピン１５先端の偏心ピン１５ｂを保持部材１１の長孔１１ｄに係合させる。そして、回転調整ピン１５がその操作グリップ部でもって回転されることで偏心ピン１５ｂが軸１５ａの軸心を中心に回転することになり、偏心ピン１５ｂと長孔１１ｄを介して係合している保持部材１１は３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａ上で摺動することになるが、この摺動は保持部材１１が点Ｐを通るＺ軸まわりに回動することになる。したがって、回転調整ピン１５を回転調整することで、ベース１２に対してミラー４のＺ軸まわりの傾きθｚが調整される。この際、保持部材１１の回動中心は、ミラー４の反射面と光軸２０との一致する点Ｐにあるので、点Ｐの位置はずれることがなく、反射する光軸２０は傾きが変わるだけでずれることがない。
【００３０】
３）Ｘ軸方向の位置調整、図３、６参照
位置調整用ビス１３を正方向あるいは逆方向に回転させることで、位置調整用ビス１３の半球部１３ａがベース１２に対し上下動することになる。例えば、位置調整用ビス１３の半球部１３ａをベース１２に対して上昇させると、保持部材１１はその球面部１１ｂで３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａ上を摺動してＸ（＋）側に移動することになる。保持部材１１がＸ（＋）側に移動するに伴ってミラー４及びミラー４に入射する光の光軸２０もＸ（＋）側に移動することになる。逆に、半球部１３ａをベース１２に対して下降させると、保持部材１１はＸ（−）側に移動することになる。
【００３１】
この調整原理について図６（ａ）を参照して詳細に説明する。図６では保持部材１１の球面部１１ｂを位置調整用ビス１３の半球部１３ａとベース１２の１つの半球部１２ａ上で当接させた状態を示しており、実線が任意の初期状態で、２点鎖線が半球部１３ａをベース１２に対しδだけ上昇した状態を示している。
【００３２】
半球部１３ａがδだけ上昇し半球部１３ａ’の位置にある場合、保持部材１１の球面部１１ｂは、半球部１３ａ’及び半球部１２ａ上で摺動して球面部１１ｂ’の位置に移動することになる。この際の移動量は、Ｘ方向においてはδｘ1 であり、Ｚ方向においてはδｚ1 である。ここでＺ方向における移動量δｚ1 は、反射ミラー４の反射面と平行な方向での移動量であるので、ミラー４による反射光光軸２０のＺ方向における移動はしない。したがって、位置調整用ビス１３を回転調整することで、ベース１２に対してミラー４のＸ軸方向における位置が調整され、ミラー４での反射光光軸２０をＸ軸方向に平行に移動させることができる。
【００３３】
なお、図６（ａ）では半球部１２ａを１つで説明したが、本実施形態における２つの半球部１２ａであっても、基本的な作用は同様である。
４）その他
ベース１２の２つの半球部１２ｂと保持部材１１の底面との間には僅かな隙間Ｌ（０．０５乃至０．２ｍｍ）が形成されており、この部分がＸ軸まわりの傾きを規制する規制部を構成している。すなわち、ベース１２に対して保持部材１１をＸ軸まわりに回動しようとしても僅かにしか回動しない。また、ミラー４のＸ軸まわりの回動はミラー４の反射面と平行な面内での回動であるので、反射面が平面なミラー４の反射光の光軸は移動も傾きもしない。
【００３４】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、簡単な構成で、ミラー４の２軸（Ｙ軸、Ｚ軸）まわりの傾き調整と１方向の位置調整が容易にできる。保持部材１１とベース１２のみの相対位置関係の変位でミラー４の傾き及び位置を調整することができ、保持部材１１とベース１２との間に調整に関する中間部材が不要であって、調整機構を薄型、小型、軽量にすることができ、それに伴って光ピックアップ装置、情報記録再生装置も薄型、小型、軽量にすることができる。
【００３５】
また、ミラー４の傾きを調整する際、傾き調整用ビス１４及び回転調整用ピンを回転させるだけでよいので、容易に傾き調整することができ、調整作業の工数が削減される。
【００３６】
また、ミラー４の位置を調整する際、位置調整用ビス１３を回転させるだけで、ミラー４が平行移動できるので、容易に位置調整することができる、調整作業の工数が削減される。
【００３７】
また、傾き調整時の回動中心を、ミラー４の反射面とミラー４に入射する光の光軸２０とを一致させた点Ｐに設定させたので、ミラー４を回動調整してもミラー４で反射する光の光軸は移動しない。そのため、ミラー４での反射光が入射する光学素子上で不所望なオフセットが生じたりしない。
【００３８】
なお、本実施形態においては、光学素子としてミラー４を用いて説明したが、当然これに限定されるわけではない。傾き調整及び位置調整が必要とされるすべての光学素子に適用することが可能である。例えば、ホログラム、ガルバノミラー、レンズ、対物レンズ駆動装置、レーザダイオード、フォトディテクタなどに適用することができる。
【００３９】
また、ミラー４の位置調整においてはＸ軸方向における位置調整について重点的に説明したが、例えば、ＸＹ平面に平行な面内にミラーの反射面がある場合にも、本実施形態と同様の調整機構によって位置調整用ビス１３を回転させることでＺ軸方向における位置調整ができる。
【００４０】
また、保持部材１１底面の第１の当接部である球面部１１ｂの形状については点Ｐを中心とする球面部位に限定されることなく、Ｚ軸を中心とする円錐面部位であってもよく、微少部分を平面で構成した多面体の一部であってもよい。また、保持部材１１底面の当接部は３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａに当接するであろう部分にのみ形成してもよい。つまり、保持部材１１が３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａ上で当接して摺動された際に、直交する２軸まわりに回動するのであれば、保持部材１１ｂ底面の当接部の形状は問わない。
【００４１】
また、第２、第３の当接部である半球部１２ａ，１２ａ，１３ａの形状は球状に限定されない。つまり、保持部材１１の第１の当接部に対して適切に当接する形状であればよい。
【００４２】
また、保持部材１１とベース１２との関係を逆にし、例えば、ベース１２にミラー４などの光学素子を固定させてもよい。また、本実施形態では、ミラー５及び対物レンズ６をキャリッジに搭載し、該キャリッジをディスク７の半径方向に移動させるいわゆる分離光学系として説明したが、光源１から対物レンズ６、対物レンズ６からフォトディテクタ８までの光学系をキャリッジに搭載して、該キャリッジをディスク７の半径方向に移動させるいわゆる一体型光学系にも適用できることはいうまでもない。さらに、該キャリッジはディスク７に対して直線状に移動するものであるが、円弧状に移動するスイングアームの先端に光学系全体を搭載してディスク７に対して移動するタイプのものにも適用できる。
【００４３】
【第２実施形態】
図７は本発明の第２実施形態を示すものであり、ミラー調整機構の分解斜視図である。なお、本実施形態においても第１実施形態と同様に、光磁気ディスクを記録媒体とする情報記録再生装置の光ピックアップ装置に適用したものであり、第１実施形態と同機能部材及び部位については第１実施形態と同じ参照符号を付しており、特に説明しない部分については第１実施形態と同様とする。
【００４４】
本実施形態では、第１実施形態に対して、（１）光学素子として反射面３０ａが凹型の放物面状のミラー３０を用いている点、（２）ベース１２の半球部１２ａを１つにし、位置調整用ビス１３を２つにした点、（３）傾き調整ビス１４を２つにした点で相違する。以下、その相違点について詳しく説明する。
【００４５】
保持部材１１はその上面にミラー３０が固定されている。ミラー３０はその凹型の反射面３０ａがＸＹ平面にほぼ平行な面に形成されるように保持部材１１に固定されている。保持部材１１の該ミラー３０のＸ軸方向側には後述する２つの傾き調整用ビス１４−１、１４−２が螺合される２つのビス孔１１ｃが形成されている。
【００４６】
ベース１２は、その上面に１つの半球状に突出する部位の半球部１２ａ（第２の当接部）と、後述する２つの位置調整用ビス１３−１、１３−２が螺合される２つのビス孔１２ｃが形成されている。これらの２つのビス孔１２ｃ及び１つの半球部１２ａとの位置関係は、互いに保持部材１１の球面部１１ｂに対応する位置であって、ベース１２の上面と保持部材１１の球面部１１ｂの中心を通るＺ軸との交わる点Ｑを通るＸ軸上にビス孔１２ｃが形成され、点Ｑを中心にして互いに１２０度の角度間隔をもって位置している。また、ベース１２の点Ｑを通り互いに９０度の角度間隔をおいた線α、線β上には、傾き調整用ビス１４−１、１４−２が挿通可能な孔１２ｄが形成されている。
【００４７】
位置調整用ビス１３−１、１３−２の先端はベース１２の半球部１２ａと同様な半球状の半球部１３ａ（第３の当接部）が形成されており、ベース１２の底面側からビス孔１２ｃにそれぞれ螺合されるよう形成されている。
【００４８】
傾き調整用ビス１４−１、１４−２はベース１２の孔１２ｄを挿通し、保持部材１１の２つのビス孔１１ｃにそれぞれ螺合されるように形成されている。このように構成された各部材の組立については、ベース１２の２つのビス孔１２ｃにそれぞれ位置調整用ビス１３−１、１３−２がベース１２底面側から螺合され、ベース１２の半球部１２ａの突出量と同程度にベース１２上面から突出させる。保持部材１１は、その球面部１１ｂ（形状は第１実施形態のものと同様）でベース１２のビス１３−１、１３−２の２つの半球部１３ａ及びベース１２の半球部１２ａに当接され、予圧用板ばね１６によって保持部材１１をＺ（−）側に付勢され、かつ、ベース１２の２つの孔１２ｄをベース１２の底面側から挿通された傾き調整用ビス１４に螺合されることで、３つの半球部１２ａ、１３ａ、１３ａ上に摺動可能に保持される。
【００４９】
次に、上述したように構成された調整機構における調整方法ならびに作用について説明する。
１）Ｙ軸から時計まわりに４５度回転した軸（α軸）まわりの傾き調整
傾き調整用ビス１４−１を正方向あるいは逆方向に回転させることで調整される。
【００５０】
２）Ｘ軸から時計まわりに４５度回転した軸（β軸）まわりの傾き調整
傾き調整用ビス１４−２を正方向あるいは逆方向に回転させることで調整される。
【００５１】
３）Ｚ軸まわりの傾き調整
回転調整ピン１５を回転させることで調整される。
４）Ｘ軸方向の位置調整
位置調整用ビス１３−１を正方向あるいは逆方向に回転させることで位置調整される。
【００５２】
５）Ｘ軸方向から反時計まわり１２０度回転した軸方向の位置調整
位置調整用ビス１３−１を正方向あるいは逆方向に回転させることで位置調整される。
【００５３】
このように本実施形態によれば、２つの傾き調整用ビス１４−１，１４−２を用いたことで、Ｚ軸と直交し、かつ互いに直交する２軸（α軸及びβ軸）まわりに調整することが可能となり、回転調整ピン１５による回転調整と併せて互いに直交する３軸まわりに保持部材１１を傾けることが可能となり、結果、ミラー３０を３軸まわりに傾けることが可能となる。
【００５４】
また、互いに１２０度の角度間隔をもって位置する２つの位置調整用ビス１３−１，１３−２を用いたことで、保持部材１１を互いに直交する２軸に移動させることはできないが、Ｚ軸に直交する面内での位置調整が可能となる。
【００５５】
【第１参考例】
図８は本発明の第１参考例を示すものであり、対物レンズの傾き調整機構の分解斜視図である。なお、本参考例においても第１参考例と同様に、光磁気ディスクを記録媒体とする情報記録再生装置の光ピックアップ装置に適用したものであり、第１参考例と同機能部材及び部位については第１参考例と同じ参照符号を付しており、特に説明しない部分については第１参考例と同様とする。
【００５６】
本参考例では、上述した各参考例におけるミラーを調整するものではなく、従来例２に開示される２軸駆動ユニットと同様な装置の傾き及び位置を調整する機構として説明する。
【００５７】
保持部材１１には図示しない２軸駆動装置を介して対物レンズ３１が保持されている。２軸駆動装置は対物レンズ３１をその光軸方向（Ｚ軸方向）およびそれと直交する方向（図１におけるディスク７の情報トラック方向と直交する方向）に対物レンズ３１を駆動させる装置であって、保持部材１１に内蔵されている。
【００５８】
ベース１２には、その上面に２つの半球部１２ａ（第２の当接部）、Ｘ（−）側に植設されたビス孔形成部１２ｇ、傾き調整用ビス１４−１，１４−２が挿通される孔１２ｄが形成されている。ビス孔形成部１２ｇにはＸ軸方向に沿ってビス孔１２ｃが形成されている。
【００５９】
位置調整用ビス１３の先端には半球状の半球部１３ａ（第３の当接部）が形成され、ビス孔１２ｃに螺合されるよう形成されている。このように各部材によって構成される調整機構における対物レンズの位置調整方法について説明する。
【００６０】
本参考例では位置調整用ビス１３を回転させ、半球部１３ａをＸ軸方向に移動させることで、保持部材１１をＸ軸方向に移動させ対物レンズ３１をＸ軸方向に移動させている。そのＸ軸方向における位置調整の原理について図６（ｂ）を参照して説明する。図６では保持部材１１の球面部１１ｂを位置調整用ビス１３の半球部１３ａとベース１２の１つの半球部１２ａ上で当接させた状態を示しており、実線が任意の初期状態で、２点鎖線が半球部１３ａをベース１２に対しδだけＸ（＋）側に移動させた状態を示している。
【００６１】
半球部１３ａがδだけＸ方向に移動し半球部１３ａ”の位置にある場合、保持部材１１の球面部１１ｂは、半球部１３ａ”及び半球部１２ａ上で摺動して球面部１１ｂ”の位置に移動することになる。この際の移動量は、Ｘ方向においてはδｘ2 であり、保持部材１１をＸ方向に移動させることができ、結果、対物レンズ３１をＸ方向に移動させることができる。
【００６２】
傾き調整については第２参考例と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
【第２参考例】
図９は本発明の第２参考例を示すものであり、対物レンズ３１の中心を通るＸＺ平面での断面図である。本参考例は第１参考例の変形であって第１参考例と構成上相違する点は、位置調整ピンとしてその先端に軸３２ａに対して偏心している頭部３２ｂ（第３の当接部）が形成された偏心ピン３２になっている点、及びベース１２に対してＺ軸方向に沿って底面側から挿入される点である。
【００６４】
偏心ピンは上述したように軸３２ａとその先端に形成された頭部３２ｂからなり、頭部３２ｂはその外周が円環状もしくは楕円形状をなし、カムとしての機能を有するように形成されており、軸３２ａを回転させることで球面部１１ｂに当接する頭部３２ｂの部位がＸ方向に移動することになり、保持部材１１をＸ方向に移動させることができる。
【００６５】
【第３参考例】
図１０は本発明の第３参考例を示すものであり、対物レンズ３１のノーダルポイントを通るＸＺ平面での断面図である。本参考例も第１参考例の変形例である。
【００６６】
第１参考例と構成上相違する点は、第１の当接部が対物レンズ３１のノーダルポイントポイント（無限光学系の場合、後ろ側主点に相当）を通るＹ軸を中心とする円筒面１１ｅに形成されている点、第２の当接部がＹ軸に延在して突出する半円筒部１２ｇになっている点、位置調整用ビス１３がベース１２に対してＺ軸方向に沿って底面側から挿入される点である。
【００６７】
本参考例では対物レンズ３１の傾き調整については、傾き調整用ビス１４を回転させＹ軸まわりについての１軸まわりの傾き調整のみ行うものであり、また位置調整については、位置調整用ビス１３を回転させＸ軸方向への位置調整を行うものである。
【００６８】
【第４参考例】
図１１乃至図１３は本発明の第４参考例を示すものであり、図１１は調整機構の分解斜視図、図１２は対物レンズ３１の中心を通るＹＺ平面での断面図、図１３は保持部材１１の形状を示す斜視図である。
【００６９】
本参考例では、保持部材１１、ベース１２、第２参考例と同様な傾き調整ビス１４（図示なし）、第２参考例と同様な回転調整ピン１５（図示なし）から構成される。
【００７０】
保持部材１１には第１参考例において説明したように対物レンズ３１及びその２軸駆動装置が内蔵され、底面には点Ｐ（任意の点）を中心とする半径Ｒの凸型の球面部１１ｅ（第１の当接部）が形成されている。点Ｐは対物レンズ３１のノーダルポイントを通るＹ軸上で、かつ距離Ｍを介した位置である。なお、傾き調整用ビス１４が螺合されるためのビス孔１１ｃは図示していない。
【００７１】
ベース１２には前記球面部１１ｅと当接する凹型の球面部１２ｈ（第２の当接部）が形成され、また対物レンズ３１に入射させる光束を通過させるための孔１２ｉが形成されている。なお、傾き調整用ビス１４が挿入させるための孔１２ｄは図示していない。
【００７２】
傾き調整用ビス１４及び回転調整用ピン１５については第２参考例と同様であるので説明を省略する。Ｘ軸、Ｙ軸まわりの傾きの調整方法については第２参考例と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
回転調整ピン１５によって保持部材１１をベース１２に対して点Ｐを通るＺ軸（第１の軸）まわりに回転させると、対物レンズ３１は点Ｐを中心にして半径Ｍの円弧を描くように移動することになる。例えば、保持部材１１がＺ軸まわりにθｚ1 回転すると、対物レンズ３１はＸ方向にδｘ＝Ｍ×ｓｉｎθｚ1 移動することになる。なお、Ｚ軸は対物レンズ３１の光軸と平行であるため、Ｚ軸まわりに回転させても対物レンズ３１の光軸が傾くことはない。
【００７４】
本参考例によれば、ベース１２に対する保持部材１１の回転中心点Ｐを含むＺ軸と対物レンズ３１とを一致させず、光学素子を距離Ｍを介して位置させたので、保持部材１１をベース１２に対しＺ軸まわりに回転させると、対物レンズ３１がＺ軸と直交する面内において移動することになる。したがって、位置調整用の特別な部品およびそのためのスペースが不要となり、調整機構をさらに小型化、軽量化にすることができる。
【００７５】
前記各実施形態において、情報記録再生装置の光ピックアップに適用した例として説明してきたが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、光スキャナーや測距装置などの光学装置でもよい。
【００７６】
また、光学素子はその材質に限定されるわけではなく、ガラス、プラスチックなどで成形されてもよい。また、光学素子及びそれを保持する保持部材は部品として別体であっても、一体に成形されてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の光学素子の調整機構は、調整機構が小型になる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、光ピックアップ装置の光学系の各素子の位置関係を示す概略図である。
【図２】 図２は、第１実施形態におけるミラーの調整機構の斜視図である。
【図３】 図３は、第１実施形態におけるミラーの調整機構の点Ｐを通るＸＺ平面における断面図である。
【図４】 図４は、第１実施形態におけるミラーの調整機構の点Ｐを通るＹＺ平面における断面図である。
【図５】 図５は、第１実施形態におけるミラーの調整機構の分解斜視図である。
【図６】 図６は、位置調整の原理を示す模式図である。
【図７】 図７は、本発明の第２実施形態であって、ミラー調整機構の分解斜視図である。
【図８】 図８は、本発明の第１参考例であって、対物レンズの傾き調整機構のの分解斜視図である。
【図９】 図９は、本発明の第２参考例であって、対物レンズの傾き調整機構の対物レンズの中心を通るＸＺ平面での断面図である。
【図１０】 図１０は、本発明の第３参考例であって、対物レンズの傾き調整機構の対物レンズのノーダルポイントを通るＸＺ平面での断面図である。
【図１１】 図１１は、本発明の第４参考例であって、対物レンズの傾き調整機構の分解斜視図である。
【図１２】 図１２は、本発明の第４参考例であって、対物レンズの中心を通るＹＺ平面での断面図である。
【図１３】 図１３は、本発明の第４参考例であって、保持部材の形状を示す斜視図である。
【図１４】 従来例１の対物レンズの傾き調整機構を示す図である。
【図１５】 従来例２の対物レンズ位置調整機構を示す図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード
２ ビームスプリッタ
３ コリメートレンズ
４ ミラー
５ ミラー
６ 対物レンズ
７ ディスク
８ フォトディテクタ
１０ ミラー調整機構
１１ 持部材
１２ ベース
１３ 位置調整ビス
１４ 傾き調整ビス
１５ 回転調整ピン
１６ 保持部材予圧用板バネ
１７ ビス
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、光磁気ディスク、追記型光ディスク、相変化型光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光カードなどの光記録媒体に対して、少なくとも情報の再生を行う情報再生装置や顕微鏡などの光学装置に用いられるミラー、プリズム、各レンズ、発光素子であるレーザダイオード、フォトディテクタなどの光学素子の調整機構に関する。
【０００２】
【従来技術】
光記録媒体に対して少なくとも情報を再生する光情報再生装置や顕微鏡などの光学装置においては、当該装置に用いられる光学素子の位置及び傾き調整することが必要である。 たとえば、光情報再生装置においては、対物レンズの光軸を記録媒体に対して傾き調整する必要がある。
【０００３】
対物レンズの傾き調整機構としては、従来、特開平５−３３４６８４号公報（以下、従来例１と呼ぶ）に開示された技術が知られている。従来例１に開示された対物レンズの傾き調整機構は、図１４に図示されているように、レーザ光源４１から射出される光ビームを対物レンズ４２を介して光ディスク４３に照射させる光ピックアップ５０において、対物レンズ４２及び対物レンズ２軸アクチュエータ４４が固定されたスキューベース４５と、レーザ光源４１及び上記スキューベース４５を搭載する光ピックアップベース４６とを有する。
【０００４】
スキューベース４５は、その底部が円弧形状に形成されている。光ピックアップベース４６には、スキューベース４５の円弧形状の底部と当接し、スキューベース４５を摺動自在に保持するスキューベース当接部４６ａが形成され、スキューベース４５を所定位置に保持するスキューベース位置決め機構が備えられている。
【０００５】
この構成によれば、スキューベースの底部をスキューベース当接部に当接させて摺動させるとともに、所定位置に保持することにより、スキューベースの底部を円弧形状に形成するだけの簡単な加工作業で、傾き調整機構を形成することができ、さらに、一方向にだけ確実に傾き調整することができる、といった効果を奏する。
【０００６】
また、光情報再生装置においては、対物レンズの傾き調整だけでなく、対物レンズの光軸の位置を調整する必要もある。対物レンズの位置調整機構としては、従来、特開平５−１９７９８４号公報（以下、従来例２と呼ぶ）に開示された技術が知られている。
【０００７】
従来例２に開示された対物レンズの位置調整機構は、図１５に図示されているように、対物レンズ５１とともにフォーカスコイル５２及びトラッキングコイル５３が固着されるボビン部材５４と、磁性板部材が折り曲げ加工されて一対の折曲立設片が２組設けられ、そのそれぞれに磁石５５が固着されると共に、折曲立設片がフォーカスコイル５２及びトラッキングコイル５３を挟んで対向するものとされた磁界形成部を有する磁気ヨーク部材５６と、この磁気ヨーク部材５６を載置するベース５７とから構成される。
【０００８】
磁気ヨーク部材５６の所定位置には、ビス５８が挿通される長孔５９が穿設されており、磁気ヨーク部材５６がビス５８によってベース５７に固定される際、ベース５７に対する微細な位置調整が行えるようにされている。
【０００９】
この構成によれば、対物レンズの光軸方向と直交する方向に、ボビン部材と共に磁気ヨーク部材を位置調整を行うことができ、それに伴って対物レンズの位置調整を行うことができる効果を奏する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例１に開示された対物レンズの傾き調整機構では、対物レンズの傾き調整のみ行うことができ、位置調整についてはできない構成になっている。
【００１１】
また、従来例２に開示された対物レンズの位置調整機構では、対物レンズの位置調整のみ行うことができ、傾き調整についてはできない構成になっている。つまり、上記各従来例では、対物レンズの２つの調整について一方のみしかできない構成になっている。
【００１２】
たとえば、従来例２の構成に従来例１の構成を組み合わせて、傾き調整及び位置調整が可能な構成にしようとすると、従来例２のベースの底部に従来例１の円弧形状の部位を形成し、該ベースの底部の円弧形状の部位と摺動可能となりうるベースがさらに必要となり、部品点数が増加し、機構の大型化及び複雑化を招いてしまい、結果的に装置全体が大きくなってしまう不具合が生じてしまう。また、傾き調整機構と位置調整機構とが完全に独立して構成されており、傾き調整と位置調整が別の部材間で行われるので、さらに装置全体を大きくしてしまう結果を招いてしまう。
【００１３】
本発明は、このような上記不具合に着目してなされたものであり、小型でかつ簡単な構造の光学素子の調整機構を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願発明の光学素子の調整機構は、反射部材が固定された保持部材をベースに接触させた状態で変位させることにより、反射部材の位置調整を行うようにした光学素子の調整機構において、
前記保持部材には球面部が形成されており、前記ベースから突出した第１突起部と第２突起部と第３突起部の３つの突起部に接触することによって前記球面部は前記ベースに３点支持されるようになっており、前記３つの突起部のうち少なくとも一つの突起部は位置調整用ビスであり、前記位置調整用ビスは前記ベースから突出する突出寸法が調整できるようになっており、ベースに一部が固定された弾性部材と傾き調整用ビスとによって前記保持部材は前記突起部に向かって押圧されるようになっており、前記球面部の回動中心を通過し且つ前記突起部の長さ方向に平行な仮想直線を想定したとき、前記傾き調整用ビスは前記仮想直線に交わらない位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
【００１６】
【第１実施形態】
図１乃至図６は、本発明の第１実施形態を示すものであり、光磁気ディスクを記録媒体とする情報記録再生装置の光ピックアップ装置に適用したものである。図１は光ピックアップ装置の光学系の各素子の位置関係を示す概略斜視図、図２はミラーの調整機構の斜視図、図３はミラーの調整機構の点Ｐを通るＸＺ平面における断面図、図４はミラーの調整機構の点Ｐを通るＹＺ平面における断面図、図５はミラー調整機構の分解斜視図、図６は位置調整の原理を示す模式図である。
【００１７】
座標軸ＸＹＺは図２に示すように設定しており、また、それぞれの軸まわりの回転についてはθｘ、θｙ、θｚに設定している。原点は点Ｐであり、ミラーの反射面上であってその反射面上に入射する光の光軸と一致する点である。
【００１８】
はじめに光ピックアップ装置の構成及び作用について図１を参照して説明する。光源であるレーザダイオード１から射出された発散光は、ビームスプリッタ２の表面で一部の光が反射され、コリメートレンズ３に入射し平行光にされ、その透過光はミラー４で反射される。ミラー４は後述する調整機構によってその傾き及び位置が決められている。ミラー４で反射された光はさらにミラー５で反射し対物レンズ６に入射し、集束光としてディスク７の記録面上に光スポットを結ぶ。なお、対物レンズ６は、ディスク７の半径方向及びディスク７の記録面に垂直方向に微少量駆動させる図１５に示される２軸駆動ユニットと同様な機構とともに構成されている。そして、反射ミラー５及び対物レンズ６は、図示していないが、共にディスク７の半径方向全体に移動するキャリッジ上に搭載されている。
【００１９】
ディスク７からの反射光は、ミラー５、ミラー４、コリメートレンズ３を経てビームスプリッタ２に至る。ビームスプリッタ２を透過した光はフォトディテクタ８に入射する。フォトディテクタ８の出力により情報再生信号、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号などを得る。
【００２０】
次に、ミラー４の傾き及び位置調整機構１０について図２乃至図６を参照して説明する。調整機構１０は大別して保持部材１１、ベース１２、位置調整用ビス１３、傾き調整用ビス１４から構成される。
【００２１】
保持部材１１は、その上面中央部に植設して形成された取付部１１ａを有し、当該取付部１１ａに表面に全反射コーティングされたミラー４が接着固定される。保持部材１１の底面には球の上下を切除したような球面部１１ｂ（第１の当接部）が形成されている。球面部１１ｂの半径はＲであって、その中心は点Ｐにある（図２及び図３参照）。点Ｐは上述したようにミラー４の反射面上であって、そこに入射する光の光軸２０と一致する点である。保持部材１１の取付部１１ａの背面側（点Ｐを通るＸ（＋）方向端部）には後述する傾き調整用ビスが螺合されるビス孔１１ｃが形成されている（図３参照）。また、保持部材１１の角部にはＸＹ両成分を含むように延在する長孔１１ｄが形成されている。長孔１１ｄの短手方向の幅は、後述する回転調整ピン１５の偏心ピン１５ｂが挿通される程度に形成されている。
【００２２】
ベース１２は、その上面には２つの半球状に突出する部位の半球部１２ａ（第２の当接部）と、後述する位置調整用のビス１３が螺合されるビス孔１２ｃとが形成されている。これらの２つの半球部１２ａ及び１つのビス孔１２ｃとの位置関係は、互いに保持部材１１の球面部１１ｂに対応する位置であって、ベース１２の上面と点Ｐを通るＺ軸との交わる点Ｑを通るＸ軸上にビス孔１２ｃが形成され、点Ｑを中心にして互いに１２０度の角度間隔をもって位置している（図５参照）。また、ベース１２上面において、点Ｑを通るＹ方向両端であって、保持部材１１の球面部１１ｂには当接しない位置には、半球状に突出する部位である半球部１２ｂがそれぞれ形成されている。さらに、点Ｑを通るＸ方向において、点Ｑを挟んでビス孔１２ｃの反対側には、傾き調整用のビス１４が挿通可能な孔１２ｄが形成されている。孔１２ｄの大きさは保持部材１１のベースに対する位置調整における最大調整量に対応できる程度の大きさとしている。また、ベース１２上面の点Ｑを通るＸ（−）方向側にはバネ固定部１２ｆが植設されている。また、ベース１２の角部（保持部材１１の長孔１１ｄに対応する位置）には、後述する回転調整ピン１５の軸１５ａが挿通可能な程度の径の孔１２ｅが形成されている。
【００２３】
位置調整用ビス１３は、その先端にはベース１２の半球部１２ａと同様な半球状の半球部１３ａ（第３の当接部）が形成され、ベース１２のビス孔１２ｃに螺合可能に形成される。
【００２４】
傾き調整用ビス１４は、ベース１２の孔１２ｄを挿通し、保持部材１１のビス孔１１ｃに螺合されるよう形成されている。保持部材予圧用板バネ１６はベース１２のバネ固定部１２ｆにビス１７を介して固定され、保持部材１１をＺ（−）側に付勢する。
【００２５】
回転調整ピン１５は、軸１５ａの先端に、軸１５ａの軸心とずれてその軸心を有する偏心ピン１５ｂが形成され、軸１５ａの他端には操作用グリップ部１５ｃが形成される。
【００２６】
このように構成された各部材の組立については、ベース１２のビス孔１２ｃに位置調整用ビス１３がベース１２底面側から螺合され、ベース１２の半球部１２ａの突出量と同程度にベース１２上面から突出させる。保持部材１１は、その球面部１１ｂでベース１２の２つの半球部１２ａ及びビス１３の半球部１３ａに当接され、予圧用板ばね１６によって保持部材１１上面を付勢され、かつ、ベース１２の孔１２ｄをベース１２の底面側から挿通された傾き調整用ビス１４に螺合されることで、３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａ上に摺動可能に保持される。なお、この際、図４に図示する通り、ベース１２の半球部１２ｂの先端と保持部材１１の底面との間には僅かな隙間Ｌ（例えば０．０５乃至０．２ｍｍ程度）を有する。
【００２７】
次に、上述したように構成された調整機構における調整方法ならびに作用について説明する。
１）Ｙ軸まわりの傾きθｙ調整、図３参照
予圧用板バネ１６による付勢及び傾き調整用ビス１４に螺合により、保持部材１１の球面部１１ｂが３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａに当てつけられている。
【００２８】
ここで傾き調整用ビス１４を正方向あるいは逆方向に回転させることで、３つの球面部１２ａ，１２ａ，１３ａ上で、球面部１１ｂが点Ｐを中心に摺動し、保持部材１１がＹ軸まわりに回動されることになる。したがって、傾き調整用ビス１４を回転調整することで、ベース１２に対してミラー４のＹ軸まわりの傾きθｙが調整される。この際、保持部材１１の回動中心は、ミラー４の反射面と光軸２０との一致する点Ｐにあるので、点Ｐの位置はずれることがなく、反射する光の光軸２０は傾きが変わるだけでずれることがない。
【００２９】
２）Ｚ軸まわりの傾きθｚ調整、図５参照
回転調整ピン１５をベース１２の孔１２に底面側から挿通させ、そして回転調整ピン１５先端の偏心ピン１５ｂを保持部材１１の長孔１１ｄに係合させる。そして、回転調整ピン１５がその操作グリップ部でもって回転されることで偏心ピン１５ｂが軸１５ａの軸心を中心に回転することになり、偏心ピン１５ｂと長孔１１ｄを介して係合している保持部材１１は３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａ上で摺動することになるが、この摺動は保持部材１１が点Ｐを通るＺ軸まわりに回動することになる。したがって、回転調整ピン１５を回転調整することで、ベース１２に対してミラー４のＺ軸まわりの傾きθｚが調整される。この際、保持部材１１の回動中心は、ミラー４の反射面と光軸２０との一致する点Ｐにあるので、点Ｐの位置はずれることがなく、反射する光軸２０は傾きが変わるだけでずれることがない。
【００３０】
３）Ｘ軸方向の位置調整、図３、６参照
位置調整用ビス１３を正方向あるいは逆方向に回転させることで、位置調整用ビス１３の半球部１３ａがベース１２に対し上下動することになる。例えば、位置調整用ビス１３の半球部１３ａをベース１２に対して上昇させると、保持部材１１はその球面部１１ｂで３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａ上を摺動してＸ（＋）側に移動することになる。保持部材１１がＸ（＋）側に移動するに伴ってミラー４及びミラー４に入射する光の光軸２０もＸ（＋）側に移動することになる。逆に、半球部１３ａをベース１２に対して下降させると、保持部材１１はＸ（−）側に移動することになる。
【００３１】
この調整原理について図６（ａ）を参照して詳細に説明する。図６では保持部材１１の球面部１１ｂを位置調整用ビス１３の半球部１３ａとベース１２の１つの半球部１２ａ上で当接させた状態を示しており、実線が任意の初期状態で、２点鎖線が半球部１３ａをベース１２に対しδだけ上昇した状態を示している。
【００３２】
半球部１３ａがδだけ上昇し半球部１３ａ’の位置にある場合、保持部材１１の球面部１１ｂは、半球部１３ａ’及び半球部１２ａ上で摺動して球面部１１ｂ’の位置に移動することになる。この際の移動量は、Ｘ方向においてはδｘ1 であり、Ｚ方向においてはδｚ1 である。ここでＺ方向における移動量δｚ1 は、反射ミラー４の反射面と平行な方向での移動量であるので、ミラー４による反射光光軸２０のＺ方向における移動はしない。したがって、位置調整用ビス１３を回転調整することで、ベース１２に対してミラー４のＸ軸方向における位置が調整され、ミラー４での反射光光軸２０をＸ軸方向に平行に移動させることができる。
【００３３】
なお、図６（ａ）では半球部１２ａを１つで説明したが、本実施形態における２つの半球部１２ａであっても、基本的な作用は同様である。
４）その他
ベース１２の２つの半球部１２ｂと保持部材１１の底面との間には僅かな隙間Ｌ（０．０５乃至０．２ｍｍ）が形成されており、この部分がＸ軸まわりの傾きを規制する規制部を構成している。すなわち、ベース１２に対して保持部材１１をＸ軸まわりに回動しようとしても僅かにしか回動しない。また、ミラー４のＸ軸まわりの回動はミラー４の反射面と平行な面内での回動であるので、反射面が平面なミラー４の反射光の光軸は移動も傾きもしない。
【００３４】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、簡単な構成で、ミラー４の２軸（Ｙ軸、Ｚ軸）まわりの傾き調整と１方向の位置調整が容易にできる。保持部材１１とベース１２のみの相対位置関係の変位でミラー４の傾き及び位置を調整することができ、保持部材１１とベース１２との間に調整に関する中間部材が不要であって、調整機構を薄型、小型、軽量にすることができ、それに伴って光ピックアップ装置、情報記録再生装置も薄型、小型、軽量にすることができる。
【００３５】
また、ミラー４の傾きを調整する際、傾き調整用ビス１４及び回転調整用ピンを回転させるだけでよいので、容易に傾き調整することができ、調整作業の工数が削減される。
【００３６】
また、ミラー４の位置を調整する際、位置調整用ビス１３を回転させるだけで、ミラー４が平行移動できるので、容易に位置調整することができる、調整作業の工数が削減される。
【００３７】
また、傾き調整時の回動中心を、ミラー４の反射面とミラー４に入射する光の光軸２０とを一致させた点Ｐに設定させたので、ミラー４を回動調整してもミラー４で反射する光の光軸は移動しない。そのため、ミラー４での反射光が入射する光学素子上で不所望なオフセットが生じたりしない。
【００３８】
なお、本実施形態においては、光学素子としてミラー４を用いて説明したが、当然これに限定されるわけではない。傾き調整及び位置調整が必要とされるすべての光学素子に適用することが可能である。例えば、ホログラム、ガルバノミラー、レンズ、対物レンズ駆動装置、レーザダイオード、フォトディテクタなどに適用することができる。
【００３９】
また、ミラー４の位置調整においてはＸ軸方向における位置調整について重点的に説明したが、例えば、ＸＹ平面に平行な面内にミラーの反射面がある場合にも、本実施形態と同様の調整機構によって位置調整用ビス１３を回転させることでＺ軸方向における位置調整ができる。
【００４０】
また、保持部材１１底面の第１の当接部である球面部１１ｂの形状については点Ｐを中心とする球面部位に限定されることなく、Ｚ軸を中心とする円錐面部位であってもよく、微少部分を平面で構成した多面体の一部であってもよい。また、保持部材１１底面の当接部は３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａに当接するであろう部分にのみ形成してもよい。つまり、保持部材１１が３つの半球部１２ａ，１２ａ，１３ａ上で当接して摺動された際に、直交する２軸まわりに回動するのであれば、保持部材１１ｂ底面の当接部の形状は問わない。
【００４１】
また、第２、第３の当接部である半球部１２ａ，１２ａ，１３ａの形状は球状に限定されない。つまり、保持部材１１の第１の当接部に対して適切に当接する形状であればよい。
【００４２】
また、保持部材１１とベース１２との関係を逆にし、例えば、ベース１２にミラー４などの光学素子を固定させてもよい。また、本実施形態では、ミラー５及び対物レンズ６をキャリッジに搭載し、該キャリッジをディスク７の半径方向に移動させるいわゆる分離光学系として説明したが、光源１から対物レンズ６、対物レンズ６からフォトディテクタ８までの光学系をキャリッジに搭載して、該キャリッジをディスク７の半径方向に移動させるいわゆる一体型光学系にも適用できることはいうまでもない。さらに、該キャリッジはディスク７に対して直線状に移動するものであるが、円弧状に移動するスイングアームの先端に光学系全体を搭載してディスク７に対して移動するタイプのものにも適用できる。
【００４３】
【第２実施形態】
図７は本発明の第２実施形態を示すものであり、ミラー調整機構の分解斜視図である。なお、本実施形態においても第１実施形態と同様に、光磁気ディスクを記録媒体とする情報記録再生装置の光ピックアップ装置に適用したものであり、第１実施形態と同機能部材及び部位については第１実施形態と同じ参照符号を付しており、特に説明しない部分については第１実施形態と同様とする。
【００４４】
本実施形態では、第１実施形態に対して、（１）光学素子として反射面３０ａが凹型の放物面状のミラー３０を用いている点、（２）ベース１２の半球部１２ａを１つにし、位置調整用ビス１３を２つにした点、（３）傾き調整ビス１４を２つにした点で相違する。以下、その相違点について詳しく説明する。
【００４５】
保持部材１１はその上面にミラー３０が固定されている。ミラー３０はその凹型の反射面３０ａがＸＹ平面にほぼ平行な面に形成されるように保持部材１１に固定されている。保持部材１１の該ミラー３０のＸ軸方向側には後述する２つの傾き調整用ビス１４−１、１４−２が螺合される２つのビス孔１１ｃが形成されている。
【００４６】
ベース１２は、その上面に１つの半球状に突出する部位の半球部１２ａ（第２の当接部）と、後述する２つの位置調整用ビス１３−１、１３−２が螺合される２つのビス孔１２ｃが形成されている。これらの２つのビス孔１２ｃ及び１つの半球部１２ａとの位置関係は、互いに保持部材１１の球面部１１ｂに対応する位置であって、ベース１２の上面と保持部材１１の球面部１１ｂの中心を通るＺ軸との交わる点Ｑを通るＸ軸上にビス孔１２ｃが形成され、点Ｑを中心にして互いに１２０度の角度間隔をもって位置している。また、ベース１２の点Ｑを通り互いに９０度の角度間隔をおいた線α、線β上には、傾き調整用ビス１４−１、１４−２が挿通可能な孔１２ｄが形成されている。
【００４７】
位置調整用ビス１３−１、１３−２の先端はベース１２の半球部１２ａと同様な半球状の半球部１３ａ（第３の当接部）が形成されており、ベース１２の底面側からビス孔１２ｃにそれぞれ螺合されるよう形成されている。
【００４８】
傾き調整用ビス１４−１、１４−２はベース１２の孔１２ｄを挿通し、保持部材１１の２つのビス孔１１ｃにそれぞれ螺合されるように形成されている。このように構成された各部材の組立については、ベース１２の２つのビス孔１２ｃにそれぞれ位置調整用ビス１３−１、１３−２がベース１２底面側から螺合され、ベース１２の半球部１２ａの突出量と同程度にベース１２上面から突出させる。保持部材１１は、その球面部１１ｂ（形状は第１実施形態のものと同様）でベース１２のビス１３−１、１３−２の２つの半球部１３ａ及びベース１２の半球部１２ａに当接され、予圧用板ばね１６によって保持部材１１をＺ（−）側に付勢され、かつ、ベース１２の２つの孔１２ｄをベース１２の底面側から挿通された傾き調整用ビス１４に螺合されることで、３つの半球部１２ａ、１３ａ、１３ａ上に摺動可能に保持される。
【００４９】
次に、上述したように構成された調整機構における調整方法ならびに作用について説明する。
１）Ｙ軸から時計まわりに４５度回転した軸（α軸）まわりの傾き調整
傾き調整用ビス１４−１を正方向あるいは逆方向に回転させることで調整される。
【００５０】
２）Ｘ軸から時計まわりに４５度回転した軸（β軸）まわりの傾き調整
傾き調整用ビス１４−２を正方向あるいは逆方向に回転させることで調整される。
【００５１】
３）Ｚ軸まわりの傾き調整
回転調整ピン１５を回転させることで調整される。
４）Ｘ軸方向の位置調整
位置調整用ビス１３−１を正方向あるいは逆方向に回転させることで位置調整される。
【００５２】
５）Ｘ軸方向から反時計まわり１２０度回転した軸方向の位置調整
位置調整用ビス１３−１を正方向あるいは逆方向に回転させることで位置調整される。
【００５３】
このように本実施形態によれば、２つの傾き調整用ビス１４−１，１４−２を用いたことで、Ｚ軸と直交し、かつ互いに直交する２軸（α軸及びβ軸）まわりに調整することが可能となり、回転調整ピン１５による回転調整と併せて互いに直交する３軸まわりに保持部材１１を傾けることが可能となり、結果、ミラー３０を３軸まわりに傾けることが可能となる。
【００５４】
また、互いに１２０度の角度間隔をもって位置する２つの位置調整用ビス１３−１，１３−２を用いたことで、保持部材１１を互いに直交する２軸に移動させることはできないが、Ｚ軸に直交する面内での位置調整が可能となる。
【００５５】
【第１参考例】
図８は本発明の第１参考例を示すものであり、対物レンズの傾き調整機構の分解斜視図である。なお、本参考例においても第１参考例と同様に、光磁気ディスクを記録媒体とする情報記録再生装置の光ピックアップ装置に適用したものであり、第１参考例と同機能部材及び部位については第１参考例と同じ参照符号を付しており、特に説明しない部分については第１参考例と同様とする。
【００５６】
本参考例では、上述した各参考例におけるミラーを調整するものではなく、従来例２に開示される２軸駆動ユニットと同様な装置の傾き及び位置を調整する機構として説明する。
【００５７】
保持部材１１には図示しない２軸駆動装置を介して対物レンズ３１が保持されている。２軸駆動装置は対物レンズ３１をその光軸方向（Ｚ軸方向）およびそれと直交する方向（図１におけるディスク７の情報トラック方向と直交する方向）に対物レンズ３１を駆動させる装置であって、保持部材１１に内蔵されている。
【００５８】
ベース１２には、その上面に２つの半球部１２ａ（第２の当接部）、Ｘ（−）側に植設されたビス孔形成部１２ｇ、傾き調整用ビス１４−１，１４−２が挿通される孔１２ｄが形成されている。ビス孔形成部１２ｇにはＸ軸方向に沿ってビス孔１２ｃが形成されている。
【００５９】
位置調整用ビス１３の先端には半球状の半球部１３ａ（第３の当接部）が形成され、ビス孔１２ｃに螺合されるよう形成されている。このように各部材によって構成される調整機構における対物レンズの位置調整方法について説明する。
【００６０】
本参考例では位置調整用ビス１３を回転させ、半球部１３ａをＸ軸方向に移動させることで、保持部材１１をＸ軸方向に移動させ対物レンズ３１をＸ軸方向に移動させている。そのＸ軸方向における位置調整の原理について図６（ｂ）を参照して説明する。図６では保持部材１１の球面部１１ｂを位置調整用ビス１３の半球部１３ａとベース１２の１つの半球部１２ａ上で当接させた状態を示しており、実線が任意の初期状態で、２点鎖線が半球部１３ａをベース１２に対しδだけＸ（＋）側に移動させた状態を示している。
【００６１】
半球部１３ａがδだけＸ方向に移動し半球部１３ａ”の位置にある場合、保持部材１１の球面部１１ｂは、半球部１３ａ”及び半球部１２ａ上で摺動して球面部１１ｂ”の位置に移動することになる。この際の移動量は、Ｘ方向においてはδｘ2 であり、保持部材１１をＸ方向に移動させることができ、結果、対物レンズ３１をＸ方向に移動させることができる。
【００６２】
傾き調整については第２参考例と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
【第２参考例】
図９は本発明の第２参考例を示すものであり、対物レンズ３１の中心を通るＸＺ平面での断面図である。本参考例は第１参考例の変形であって第１参考例と構成上相違する点は、位置調整ピンとしてその先端に軸３２ａに対して偏心している頭部３２ｂ（第３の当接部）が形成された偏心ピン３２になっている点、及びベース１２に対してＺ軸方向に沿って底面側から挿入される点である。
【００６４】
偏心ピンは上述したように軸３２ａとその先端に形成された頭部３２ｂからなり、頭部３２ｂはその外周が円環状もしくは楕円形状をなし、カムとしての機能を有するように形成されており、軸３２ａを回転させることで球面部１１ｂに当接する頭部３２ｂの部位がＸ方向に移動することになり、保持部材１１をＸ方向に移動させることができる。
【００６５】
【第３参考例】
図１０は本発明の第３参考例を示すものであり、対物レンズ３１のノーダルポイントを通るＸＺ平面での断面図である。本参考例も第１参考例の変形例である。
【００６６】
第１参考例と構成上相違する点は、第１の当接部が対物レンズ３１のノーダルポイントポイント（無限光学系の場合、後ろ側主点に相当）を通るＹ軸を中心とする円筒面１１ｅに形成されている点、第２の当接部がＹ軸に延在して突出する半円筒部１２ｇになっている点、位置調整用ビス１３がベース１２に対してＺ軸方向に沿って底面側から挿入される点である。
【００６７】
本参考例では対物レンズ３１の傾き調整については、傾き調整用ビス１４を回転させＹ軸まわりについての１軸まわりの傾き調整のみ行うものであり、また位置調整については、位置調整用ビス１３を回転させＸ軸方向への位置調整を行うものである。
【００６８】
【第４参考例】
図１１乃至図１３は本発明の第４参考例を示すものであり、図１１は調整機構の分解斜視図、図１２は対物レンズ３１の中心を通るＹＺ平面での断面図、図１３は保持部材１１の形状を示す斜視図である。
【００６９】
本参考例では、保持部材１１、ベース１２、第２参考例と同様な傾き調整ビス１４（図示なし）、第２参考例と同様な回転調整ピン１５（図示なし）から構成される。
【００７０】
保持部材１１には第１参考例において説明したように対物レンズ３１及びその２軸駆動装置が内蔵され、底面には点Ｐ（任意の点）を中心とする半径Ｒの凸型の球面部１１ｅ（第１の当接部）が形成されている。点Ｐは対物レンズ３１のノーダルポイントを通るＹ軸上で、かつ距離Ｍを介した位置である。なお、傾き調整用ビス１４が螺合されるためのビス孔１１ｃは図示していない。
【００７１】
ベース１２には前記球面部１１ｅと当接する凹型の球面部１２ｈ（第２の当接部）が形成され、また対物レンズ３１に入射させる光束を通過させるための孔１２ｉが形成されている。なお、傾き調整用ビス１４が挿入させるための孔１２ｄは図示していない。
【００７２】
傾き調整用ビス１４及び回転調整用ピン１５については第２参考例と同様であるので説明を省略する。Ｘ軸、Ｙ軸まわりの傾きの調整方法については第２参考例と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
回転調整ピン１５によって保持部材１１をベース１２に対して点Ｐを通るＺ軸（第１の軸）まわりに回転させると、対物レンズ３１は点Ｐを中心にして半径Ｍの円弧を描くように移動することになる。例えば、保持部材１１がＺ軸まわりにθｚ1 回転すると、対物レンズ３１はＸ方向にδｘ＝Ｍ×ｓｉｎθｚ1 移動することになる。なお、Ｚ軸は対物レンズ３１の光軸と平行であるため、Ｚ軸まわりに回転させても対物レンズ３１の光軸が傾くことはない。
【００７４】
本参考例によれば、ベース１２に対する保持部材１１の回転中心点Ｐを含むＺ軸と対物レンズ３１とを一致させず、光学素子を距離Ｍを介して位置させたので、保持部材１１をベース１２に対しＺ軸まわりに回転させると、対物レンズ３１がＺ軸と直交する面内において移動することになる。したがって、位置調整用の特別な部品およびそのためのスペースが不要となり、調整機構をさらに小型化、軽量化にすることができる。
【００７５】
前記各実施形態において、情報記録再生装置の光ピックアップに適用した例として説明してきたが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、光スキャナーや測距装置などの光学装置でもよい。
【００７６】
また、光学素子はその材質に限定されるわけではなく、ガラス、プラスチックなどで成形されてもよい。また、光学素子及びそれを保持する保持部材は部品として別体であっても、一体に成形されてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の光学素子の調整機構は、調整機構が小型になる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、光ピックアップ装置の光学系の各素子の位置関係を示す概略図である。
【図２】 図２は、第１実施形態におけるミラーの調整機構の斜視図である。
【図３】 図３は、第１実施形態におけるミラーの調整機構の点Ｐを通るＸＺ平面における断面図である。
【図４】 図４は、第１実施形態におけるミラーの調整機構の点Ｐを通るＹＺ平面における断面図である。
【図５】 図５は、第１実施形態におけるミラーの調整機構の分解斜視図である。
【図６】 図６は、位置調整の原理を示す模式図である。
【図７】 図７は、本発明の第２実施形態であって、ミラー調整機構の分解斜視図である。
【図８】 図８は、本発明の第１参考例であって、対物レンズの傾き調整機構のの分解斜視図である。
【図９】 図９は、本発明の第２参考例であって、対物レンズの傾き調整機構の対物レンズの中心を通るＸＺ平面での断面図である。
【図１０】 図１０は、本発明の第３参考例であって、対物レンズの傾き調整機構の対物レンズのノーダルポイントを通るＸＺ平面での断面図である。
【図１１】 図１１は、本発明の第４参考例であって、対物レンズの傾き調整機構の分解斜視図である。
【図１２】 図１２は、本発明の第４参考例であって、対物レンズの中心を通るＹＺ平面での断面図である。
【図１３】 図１３は、本発明の第４参考例であって、保持部材の形状を示す斜視図である。
【図１４】 従来例１の対物レンズの傾き調整機構を示す図である。
【図１５】 従来例２の対物レンズ位置調整機構を示す図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード
２ ビームスプリッタ
３ コリメートレンズ
４ ミラー
５ ミラー
６ 対物レンズ
７ ディスク
８ フォトディテクタ
１０ ミラー調整機構
１１ 持部材
１２ ベース
１３ 位置調整ビス
１４ 傾き調整ビス
１５ 回転調整ピン
１６ 保持部材予圧用板バネ
１７ ビス
Claims (1)
- 反射部材が固定された保持部材をベースに接触させた状態で変位させることにより、反射部材の位置調整を行うようにした光学素子の調整機構において、
前記保持部材には球面部が形成されており、前記ベースから突出した第１突起部と第２突起部と第３突起部の３つの突起部に接触することによって前記球面部は前記ベースに３点支持されるようになっており、前記３つの突起部のうち少なくとも一つの突起部は位置調整用ビスであり、前記位置調整用ビスは前記ベースから突出する突出寸法が調整できるようになっており、ベースに一部が固定された弾性部材と傾き調整用ビスとによって前記保持部材は前記突起部に向かって押圧されるようになっており、前記球面部の回動中心を通過し且つ前記突起部の長さ方向に平行な仮想直線を想定したとき、前記傾き調整用ビスは前記仮想直線に交わらない位置に配置されていることを特徴とする光学素子の調整機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00940697A JP3698845B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 光学素子の調整機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00940697A JP3698845B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 光学素子の調整機構 |
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| JPH10208251A JPH10208251A (ja) | 1998-08-07 |
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| TWM410663U (en) * | 2010-12-07 | 2011-09-01 | E Pin Optical Industry Co Ltd | Inspection mirror adjustment structure and its laser scanning device |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP00940697A patent/JP3698845B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10208251A (ja) | 1998-08-07 |
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