JPH0661135B2 - 光ヘツド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ディスク等の記録担体上に光学的に情報を
記録し、又は記録された情報を再生する情報記録再生装
置の光ヘッド装置に関し、特に対物レンズ用光軸調整機
構を備えた光ヘッド装置に関する。

（従来の技術） レーザ光を用いる光学的記録及び再生装置においては、
レーザ光を対物レンズ等により微少スポットに集光して
信号の検出を行うようにしているが、正しく信号を検出
するには、情報記録担体の凹凸や振動に応じて光スポッ
トの焦点を該担体に結ぶためのフォーカシング制御及び
光スポットを常に正しい信号トラックに追従させるトラ
ッキング制御が必要である。

又、情報記録担体の回転むらなどにより時間軸誤差を生
じる場合は、これを補正するためのタンジェンシャル制
御が必要である。これらの制御を行なうためには、それ
ぞれの誤差を検出する誤差検出装置とこの誤差を打消す
ように光学系を動かすアクチュエータが必要である。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、上述のような制御を行うために、対物レンズの保
持体を板ばねのような弾性体により支持し、誤差信号に
応じて対物レンズの光軸方向及びこの光軸に対して垂直
方向に駆動する構成が公知である。

しかるに、このように構成された装置において、対物レ
ンズを含む被駆動体の光軸と他の駆動しない光学系を有
する光検出系の光軸とを一致させることは非常に困難で
ある。例えば、コンパクトディスクを再生するプレーヤ
の光ヘッド装置において各々の光軸の傾きは、±0.1度
以下に設定しなければならない。この傾きが大きい場合
には、対物レンズにより集光された光スポットが情報記
録担体上で正円形にならず、この反射光を利用した光検
出装置の感度が悪くなり、正確な情報を読取ることが不
可能となる。

しかして、上述のような欠点を解消するために、例え
ば、特開昭５８−１７９９４６号公報に開示された装置
が提案されている。これは、例えばねじ調整により基台
に対して設けられた対物レンズを含む被駆動体の角度調
整を行うようにしたものであるが、この角度調整を行う
ためにはガタを持たせる必要があり、調整時に、上記被
駆動体が不安定な状態において通常ミクロンメーターオ
ーダーの焦点スポット形状を観察しながら作業を行う必
要があり、調整作業が相当面倒なものとなる。

又、この欠点を解消したものとして、特開昭６１−６８
７３４号公報に開示された装置がある。これは、例えば
ネジ調整により、対物レンズの主点近傍を中心に回動さ
せて対物レンズを含む支持体の光軸を他の駆動しない光
学系の光軸に対して角度調整を行うものであり、対物レ
ンズ支持体は被駆動体に接触したまま角度調整を行うこ
とができるため、対物レンズの焦点スポットを略定位置
に保ちながら調整することができるという利点を有す
る。しかしながら、このような焦点スポットの定位置を
保ちつつ調整を行なうには、角度調整機構の各部の寸法
精度が相当に良くなければ常に軸ずれを生じるというお
それがある。又、上述のように、対物レンズを含む支持
体を回動可能とする構成にするためには該支持体と該支
持体を保持する被駆動体を互いに凹凸形状に形成する必
要がある。しかも、その接触面を形成するのに、高精度
の曲面加工が必要となる。さらに、上記対物レンズ支持
体と被駆動体の中心を光束が通過するため、これらの光
束の通過する孔は相当に大きな径に形成しなければ、対
物レンズ支持体を回動した際、所要光路が確保できない
というおそれがある。これは、光ヘッド装置の大型化を
招き好ましくない。

第４図に示すような光ヘッド装置が提唱されている。第
４図（ａ）に示すものは、ネジ貫通孔部５ｄが対物レン
ズ駆動装置５の四方にあって、いずれもこの駆動装置５
の側部上方に設けられており、そして、このような貫通
孔部５ｄと光検出装置９の上面との間に圧縮バネ１７を
介して調整ネジ１６を取り付けている。また、第４図
（ｂ）に示すものは、ネジ貫通孔部５ｅは対物レンズ駆
動装置５の四方にあって、いずれもこの駆動装置５の側
部下方に設けられており、そして、このような貫通孔部
５ｅと調整ネジ１８との間に圧縮バネ１９を介して調整
ネジ１８を取り付けている。上記の光ヘッド装置は、こ
のように、比較的簡単な構成でありながら、調整作業を
容易に行うことができる。

しかしながら、前者の構成では、対物レンズ駆動装置５
と光検出装置９との固定は、ある程度、確実に行える
が、角度調整の際、調整ネジのいずれかを緩めると、対
物レンズ駆動装置５は、その緩めた箇所において、圧縮
バネ１７の付勢力により上方に浮き上がり、支軸１０と
軸受１１とが離脱してしまう。また、後者の構成では、
上述の問題は生じないけれども、外部かの衝撃を受けた
場合など、圧縮バネ１９の付勢力により、対物レンズ駆
動装置５が支軸１０と軸受１１とを中心に揺動してしま
い、光軸が一定に定まらないという虞がある。

（問題点を解決するための手段） 上述のような従来技術の問題点は、情報記録担体にレー
ザ光を照射する対物レンズを駆動する対物レンズ駆動装
置と、前記対物レンズ駆動装置を支持する、前記レーザ
光を発生する光源及び前記記録担体からの反射光を受光
する光検出器を含む光検出装置とからなる光ヘッド装置
において、前記対物レンズ駆動装置と前記光検出装置間
における前記レーザ光の光路外であって且つ前記対物レ
ンズ駆動装置若しくは前記光検出装置の一方に設けられ
た支軸と、前記支軸と係合する、前記対物レンズ駆動装
置若しくは前記光検出装置の他方に設けられた軸受と、
前記対物レンズ駆動装置に設けられた孔部を介して前記
光検出装置に回動自在に取り付けられた複数のねじと、
前記支軸が前記軸受から離脱しないように前記対物レン
ズ駆動装置を前記光検出装置に近接する方向に付勢す
る、前記複数のねじの内の一部のねじに備えられた第１
の弾性部材と、前記対物レンズ駆動装置を前記光検出装
置から離反する方向に付勢する、前記対物レンズ駆動装
置と前記光検出装置間に設けられた第２の弾性部材とを
備え、前記複数のねじそれぞれの前記締め付け具合いを
調整することにより前記支軸を回動中心として前記対物
レンズ駆動装置を回動させて、前記対物レンズの光軸の
角度調整を行うことにより、解決することができる。

（作用） 以上のように構成された本発明の光ヘッド装置において
は、角度調整の際、対物レンズ駆動装置を回動しても、
その変位は圧縮バネに吸収され、支軸と軸受とが離脱す
ることがなく、しかも、外部からの衝撃を受けた場合で
も、対物レンズ駆動装置は、揺動後、直ちに元の状態に
復帰することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本実施例の光ヘッド装置における角度調整機構
の正面断面図、第２図は第１図に示す光ヘッド装置にお
ける角度調整機構の上面図、第３図は光検出装置の構成
を示す側面断面図、第４図(a)及び(b)は弾性部材の配置
による調整の優劣を説明するための図、第５図は光検出
装置の光検出方式を説明するための図である。

第１図乃至第３図において、レーザダイオード１から射
出されたレーザ光はコリメータレンズ２にて平行光束と
なりハーフミラープリズム６に入射する。この入射光は
ハーフミラープリズム６に設けられたハーフミラー６ａ
にて上方に折曲げられ、対物レンズ４を通過すると共に
この対物レンズ４にて微小スポットに集光され情報記録
担体３の記録面上に照射される。この照射された光束は
記録面にて反射され、再び対物レンズ４を通過して、ハ
ーフミラープリズム６に入射し、ハーフミラー６ａにて
レーザダイオード１からの光束と分離され回折格子構造
体７の第１面に入射する。回折格子構造体７の第２面に
は、例えば３つの領域に分離された回折格子２０，２
１，２２が設けられており、上記のように回折格子構造
体７の第１面に入射した光束を該回折格子２０，２１，
２２にて分離すると共に夫々異なる方向に回折する。こ
の回折光は回折格子構造体７の第１面或いは第２面で全
反射されながら、該回折格子構造体の端面に設けられた
光検出器８に導かれる。光検出器８には、上記回折光の
夫々を受光するよう複数の光検出面８ａ，８ｂ，８ｃ，
８ｄが設けられている。

上述の如き構成において、５は対物レンズ４を含む被駆
動体を対応するフォーカスエラー信号及びトラッキング
エラー信号により駆動する対物レンズ駆動装置であり、
又、９は上記レーザダイオード１、コリメータ２、ハー
フミラープリズム６及び回折格子構造体７等を収納する
光検出装置である。対物レンズ駆動装置５の下面には凸
状の支軸１０が設けられており、光検出装置９の上面に
は上記支軸１０に対応する凹状の軸受１１が設けられて
いる。これら支軸１０と軸受１１とは対物レンズ４及び
ハーフミラープリズム６間を通過する光束の光路の外側
に設けられたものであり、これら支軸１０と軸受１１と
が互いに係合されることにより、対物レンズ駆動装置５
は光検出装置９に対して上記支軸１０と軸受１１の接触
点を支点として回動することができる。

又、対物レンズ駆動装置５の四方にはネジ取付孔部５
ｂ，５ｃが設けられている。これらの内、孔部５ｃは、
第２図に示すように、支軸１０側の二方であって、且つ
対物レンズ駆動装置５の側部下方に位置するように設け
られており、孔部５ｂは孔部５ｃの反対側の二方であっ
て、且つ対物レンズ駆動装置５の側部上方に位置するよ
うに設けられている。そして、対物レンズ駆動装置５
は、光検出装置９に対して、孔部５ｃにおいては該孔部
５ｃ上に圧縮バネ１３を介し、又孔部５ｂにおいては該
孔部５ｂと光検出装置９上に圧縮バネ１５を介し夫々調
整ネジ１２，１２′及び１４，１４′により固定されて
いる。なお、孔部５ｃ及び５ｂの各ネジ貫通孔は調整ネ
ジ１２，１２′，１５，１５′を貫通した際、多少のゆ
るみが生じるような内径を有するように形成されてい
る。

従って、以上のような構成により、孔部５ｃ側では圧縮
バネ１３の付勢力により対物レンズ駆動装置５は光検出
装置９を圧接する方向に付勢せしめられ、孔部５ｂ側で
は圧縮バネ１５の付勢力に抗して対物レンズ駆動装置５
を光検出装置９に固定するよう作用する。

以上のように構成された光ヘッド装置の角度調整方法に
ついて説明する。第１図及び第２図において、調整ネジ
１４，１４′の両方を同様に締付けると対物レンズ駆動
装置５は支軸１０と軸受１１との接触部を中心として回
動し、対物レンズ４の光軸は第２図中において矢印Ａ方
向に傾く。又、調整ネジ１４，１４′の両方を同様に緩
めると、圧縮バネ１３，１５の付勢力により、対物レン
ズ駆動装置５は支軸１０と軸受１１との接触部を中心と
して上記とは逆方向に回動し、対物レンズ４の光軸は第
２図中において矢印Ａ′方向に傾く。一方調整ネジ１
２′，１４′の両方を同様に締付けると共に調整ネジ１
２，１４の両方を同様に緩めると、対物レンズ４の光軸
は第２図において矢印Ｂ方向に傾く。又、調整ネジ１
２′，１４′の両方を同様に緩めると共に調整ネジ１
２，１４の両方を同様に締付けると対物レンズ４の光軸
は第２図において矢印Ｂ′方向に傾く。かくして、これ
らの操作を組合せることにより、対物レンズ４の光軸は
いかなる方向にも微調整することが可能となる。

なお、本装置においては、調整の際、対物レンズ４の光
軸が該光軸方向に対して直交する方向にずれてしまうお
それがあるが、この種の装置における角度調整量は1゜以
下であり、標準サイズの装置ではずれ量は0.2mm以下で
あり、又他の部品のバラツキ等を考慮した場合、上記本
装置のずれは問題とならない。

このように本実施例装置においては、支軸１０及び軸受
１１を支点とし、対物レンズ駆動装置５の一方において
は光検出装置９の方向に圧縮され、他方においては光検
出装置９から離反する方向に付勢されるよう構成されて
いるため、角度調整の際対物レンズ駆動装置５を回動し
ても、その変位は圧縮バネ１３に吸収され、支軸１０と
軸受１１とが離脱することがない。又、本装置の上述し
た構成により、外部からの衝撃により対物レンズ駆動装
置５が揺動しても、直ちに元の状態に復帰することがで
きる。

次に以上のように構成された本装置におけるフォーカス
エラーおよびトラッキングエラー検出の原理について第
５図を用いて説明する。第５図は前述の回折格子構造体
７の斜視図である。

同図において、情報記録担体３からの反射光は、前記対
物レンズ４の結像作用により収束光となり、回折格子構
造体７の第１面を透過した後、回折格子構造体７の第２
面に配設された回折格子に入射する。この回折格子は、
夫々異った方向に格子方向を設定された３つの部分２
０，２１，２２に分割されている。２０で示す部分によ
って回折された光束は、第１面と第２面の間の２０ａで
全反射されながら進行し、光検出器８の受光面８ａ及び
８ｂにまたがってスポット２０ｂを形成する。ここで、
回折格子構造体７に入射する光束は、集束性を有する光
束であるため、回折格子は単純な直線格子で良い。ま
た、回折格子を、回折光に発散作用を及ぼす様に曲率を
持たせると、いわゆる望遠タイプのセンサーレンズ系と
なり、フォーカス誤差検出光束２０ｂの動きを大きくす
ることができる。

いま、情報記録担体３が合焦の位置から遠ざかったり、
近づいたりすると、反射光は正規の集束度よりも、その
集束の度合が増減、すなわち波面の曲率が大きくなった
り、小さくなったりする。この結果スポット２０ｂの位
置は情報記録担体３の光軸方向の変動に応じて移動す
る。そして、受光面８ａと８ｂからは、それぞれ入射光
量に応じた信号が検出され、これらの出力が増幅された
後、差分されて、フォーカスエラー信号となる。

一方、２１および２２で示す部分で回折された光束は、
それぞれ光スポット２１ｂおよび２２ｂとなり、光検出
部８の受光部８ｃおよび８ｄで検出される。これらの受
光面からの出力信号は、増幅された後、差分され、所謂
プッシュプル法のトラッキングエラー信号となる。ま
た、夫々の増幅された信号から、ピットで回折されたと
きの信号強度変化の位相あるいは時間差を検出すること
によっても、トラッキングエラー検出が可能である。情
報記録担体３に記録された情報信号は、受光素子８ａ，
８ｂ，８ｃ，８ｄからの出力の和から検出される。

なお、本実施例は、対物レンズ駆動装置の傾き調整に関
するものであり、対物レンズ駆動装置及び光学系の方式
は、本実施例に限定されるものではない。さらに、本実
施例には弾性部材としてコイルスプリングを使用してあ
るが、その他伸縮により付勢力が得られるものであれば
良く、本実施例に限定されない。又、本実施例において
は支軸を対物レンズ駆動装置側に設け、軸受を光検出装
置側に設けてあるが、これに限定されず、その逆に設け
るようにしても良い。なお、支軸、軸受は別部品として
あるが、支軸は地板のエンボス加工、軸受はハウジング
のモミ付け等により得るようにしても良い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光ヘッド装置は、その構
成が簡単であり、角度調整操作が容易で、また、角度調
整の際、対物レンズ駆動装置を回動しても、その変位は
圧縮バネに吸収され、支軸と軸受とが離脱することがな
く、しかも、外部からの衝撃を受けた場合でも、対物レ
ンズ駆動装置は、揺動後、直ちに元の状態に復帰するこ
とができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の光ヘッド装置における角度調整機構
の正面断面図、第２図は第１図に示す光ヘッド装置にお
ける角度調整機構の上面図、第３図は光検出装置の構成
を示す側面断面図、第４図(a)及び(b)は弾性部材の配置
による調整の優劣を説明するための図、第５図は光検出
装置の光検出方式を説明するための図である。 ４…対物レンズ、５…対物レンズ駆動装置、５ｂ，５
ｃ，５ｄ，５ｅ…ネジ貫通孔部、９…光検出装置、１０
…支軸、１１…軸受、１２，１２′，１４，１４′，１
６，１８…調整ネジ、１３，１５，１７，１９…圧縮バ
ネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報記録担体にレーザ光を照射する対物レ
   ンズを駆動する対物レンズ駆動装置と、前記対物レンズ
   駆動装置を支持する、前記レーザ光を発生する光源及び
   前記記録担体からの反射光を受光する光検出器を含む光
   検出装置とからなる光ヘッド装置において、 前記対物レンズ駆動装置と前記光検出装置間における前
   記レーザ光の光路外であって且つ前記対物レンズ駆動装
   置若しくは前記光検出装置の一方に設けられた支軸と、
   前記支軸と係合する、前記対物レンズ駆動装置若しくは
   前記光検出装置の他方に設けられた軸受と、前記対物レ
   ンズ駆動装置に設けられた孔部を介して前記光検出装置
   に回動自在に取り付けられた複数のねじと、前記支軸が
   前記軸受から離脱しないように前記対物レンズ駆動装置
   を前記光検出装置に近接する方向に付勢する、前記複数
   のねじの内の一部のねじに備えられた第１の弾性部材
   と、前記対物レンズ駆動装置を前記光検出装置から離反
   する方向に付勢する、前記対物レンズ駆動装置と前記光
   検出装置間に設けられた第２の弾性部材とを備え、前記
   複数のねじそれぞれの前記締め付け具合いを調整するこ
   とにより前記支軸を回動中心として前記対物レンズ駆動
   装置を回動させて、前記対物レンズの光軸の角度調整を
   行うことを特徴とする光ヘッド装置。