JPH07201066A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は光検出器の調整、接着作業が容易であ
るとともに、光検出器の感受部の面積を小さくできるよ
うにした光学ヘッドを提供することを目的とする。 【構成】本発明は光学ベ−ス１２の光学系５０の光ビ−
ム出射端側に設けられ、前記光学系５０から出射される
光ビームの一部を前記光学ベ−ス１２に対し垂直な方向
に反射させるとともに、その他の光ビームを通過させて
前記対物レンズ６０に送るビ−ムスピリッタ３０と、こ
のビ−ムスピリッタ３０の光ビーム入射側に設けられ光
ビームの光束を収束させる収束レンズ３０ａと、前記ビ
−ムスピリッタ３０の光ビーム出射側に設けられ光ビー
ムの光束を発散させる発散レンズ３０ｂと、前記ビ−ム
スピリッタ３０により光学ベ−ス１２に対し垂直な方向
に収束されて反射された光ビームを受光する光検出器３
１とを具備してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、光ディスク
装置に備えられる光学ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の光学ヘッドを示すものであ
る。

【０００３】すなわち、半導体レーザ１から出射された
レーザビームＲはコリメータレンズ２により平行光束に
変換され、送光プリズム３に達する。平行光束のうち約
２０％は送光プリズム３で反射され、半導体レーザ１か
ら出射されている光量をモニターするためのフロント光
検出器１３に入射する。このフロント光検出器１３の出
力をもとに、半導体レーザ１の出射光量の制御がなされ
る。

【０００４】一方、送光プリズム３を透過した光束はそ
の断面強度分布がほぼ円形に形成された後、光束は防塵
のため張り付けられているカバーガラス４を透過する。

【０００５】なお、上記の半導体レーザ１、コリメータ
レンズ２、ビームスプリッタ３、フロント光検出器１
３、カバーガラス４および以下に述べる１／２波長板
７、収束レンズ８、偏光ビームスプリッタ９、前側光検
出器１０および後側光検出器１１はすべて光学ベース１
２に固定されているので、この部分を固定光学系５０と
呼ぶ。

【０００６】さて、図１０に示すように、固定光学系５
０から出射したレーザビームＲはリニアモータ上に構成
された光学系へと導かれる。

【０００７】すなわち、レーザビームＲは立ち上げミラ
ー６１により光路を９０°変更され、レーザビームＲの
強度中心と対物レンズ６０の中心とがほぼ一致した状態
で対物レンズ６０に入射する。この立ち上げミラー６１
および対物レンズ６０を配設したリニアモータを主構成
要素とするユニットを移動光学系６３と呼ぶことにす
る。

【０００８】レーザビームＲは対物レンズ６０に導かれ
収束された後、スポットとして光ディスク６２へ照射さ
れる。光ディスク６２での反射光Ｒ′は上記の光路を逆
走し、送光プリズム３へ達する。送光プリズム３では光
束の一部が反射され、１／２波長板７へと導かれる。１
／２波長板７で光束の偏光方向が略４５°回転し、さら
に次の収束レンズ８で平行光束が収束光束に変換され
る。この後、偏光ビームスプリッタ９では光束は略半分
ずつに分けられ、前側光検出器１０と後側光検出器１１
とに入り、電気信号へと変換される。前側光検出器１０
は収束レンズ９で絞り込まれた光束が焦点に達する位置
から所定の距離だけ前方に置かれ、後側光検出器１１は
逆に光束が焦点に達する位置から同じ所定の距離だけ後
方に置かれている。前側光検出器１０と後側光検出器１
１は図示しない調整機構により、光軸方向およびこの光
軸と直行する面内の２方向の計３方向にそれぞれ調整さ
れた後、図示しない固定機構により光学ベース１２に固
定される。

【０００９】光ディスク６２で反射し前側光検出器１０
と後側光検出器１１に達した光束は、光電変換され、所
定の情報信号のほか、対物レンズ６で収束された光スポ
ットと光ディスク６２との焦点ずれをフォーカスエラー
信号および光ディスク６２上のトラックからのずれを示
すトラッキングエラー信号が得られる。

【００１０】次に、カバーガラス４の周辺の構成を図１
１、図１２に示す。固定光学系をなしている各光学素子
はカバーガラス４および図１３に示す固定光学系カバー
４０にて図１４に示すように密閉されていて、ほこりや
ゴミが入らない構造となっている。

【００１１】ところで、現在では、光学ヘッドを用いた
光ディスクドライブ装置は、小型化が開発上の大きな要
件となっている。

【００１２】このため、光学素子どうしも近接して配設
されたり、狭小な空間に配設されたりすることが多い。
このことをフロント光検出器１３について詳しく説明す
る。

【００１３】フロント光検出器１３は図１５に示すよう
に、ごく小型のホルダー１４にあらかじめ接合されてい
る。半導体レーザ１、コリメータレンズ２およびビーム
スプリッタ３が調整ののち接着されたならば、フロント
光検出器１３が接合されたホルダー１４を図１６に示す
ように、光学ベース１２に設けられた溝１５に落とし込
み、光学ベース１２に設けられた突起部１６にホルダー
１４を押し当てる。次に、半導体レーザ１を点灯させ、
ビームスプリッタ３からの反射光をフロント光検出器１
３に入射させる。フロント光検出器１３で光電変換され
た信号レベルを観測してビームスプリッタ３で反射した
光のほぼ全部がフロント光検出器１３に入射するようホ
ルダー１４を突起部１６に押し当てながら、ホルダー１
４の位置調整を図示しない治具により行なう。調整が完
了したならば、ホルダー１４を接着剤１７により接着す
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では溝１５が狭小であるため、ホルダー１４は
溝１５に入れにくく、またホルダー１４は小型であるた
め、調整作業および接着作業がしずらい、という不具合
がある。

【００１５】さらに、フロント光検出器１３に入射する
光束は平行光であり、全く収束されていないため、その
径が大きい。このため、フロント光検出器１３の感受部
もこれに応じて大きな面積のものを用意しなければなら
ない。ところが、フロント光検出器１３の感受部の面積
が大きくなればなるほど光電変換の応答速度は落ちる。
これは半導体レーザ１からの出射光を高速で制御すると
いう目的からは致命的な欠陥となってしまう。

【００１６】そこで、本発明は光検出器の調整、接着作
業が容易であるとともに、光検出器の感受部の面積を小
さくできるようにした光学ヘッドを提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、光学ベ−スと、この光学ベ−スに設けられ情
報記録媒体に光ビームを供給する光ビーム供給手段と、
前記光学ベ−スに設けられ前記光ビーム供給手段から供
給された光ビームを所定方向に導く光学系と、前記情報
記録媒体の半径方向に沿って移動自在に設けられ、前記
光学系から出射された光ビ−ムを前記情報記録媒体に照
射させる対物レンズと、前記光学系の光ビ−ム出射端部
に設けられ、前記光学系から出射される光ビームの一部
を前記光学ベ−スに対し垂直な方向に反射させるととも
に、その他の光ビームを通過させて前記対物レンズに送
る光学素子と、この光学素子の光ビーム入射側に設けら
れ光ビームの光束を収束させる収束手段と、前記光学素
子の光ビーム出射側に設けられ光ビームの光束を発散さ
せる発散手段と、前記収束手段により収束されたのち、
光学素子により光学ベ−スに対し垂直な方向に反射され
た光ビームを受光する光検出器とを具備してなる。

【００１８】また、光学ベ−スと、この光学ベ−スに設
けられ情報記録媒体に光ビームを供給するための半導体
レ−ザと、前記光学ベ−スに固定的に設けられ前記半導
体レ−ザから供給された光ビームを所定方向に導く固定
光学系と、前記情報記録媒体の半径方向に沿って移動自
在に設けられ、前記固定光学系から出射された光ビ−ム
を前記情報記録媒体に照射させる対物レンズを有する移
動光学系と、前記固定光学系の光ビ−ム出射端部に設け
られ、前記固定光学系から出射される光ビームの一部を
前記光学ベ−スに対し垂直な方向に反射させるととも
に、その他の光ビームを通過させて前記移動光学系の対
物レンズに送るビ−ムスプリッタと、このビ−ムスプリ
ッタの光ビーム入射側に設けられ光ビームの光束を収束
させる収束レンズと、前記光学素子の光ビーム出射側に
設けられ光ビームの光束を発散させる発散レンズと、前
記収束レンズにより収束されたのち、前記ビ−ムスプリ
ッタにより光学ベ−スに対し垂直な方向に収束されて反
射された光ビームを受光する光検出器とを具備してな
る。

【００１９】

【作用】前記固定光学系から出射される光ビームの一部
を前記光学ベ−スに対し垂直な方向に反射させるととも
に、その他の光ビームを通過させて前記移動光学系の対
物レンズに送る光学素子の光ビーム入射側に光ビームの
光束を収束させる収束手段を設けることにより、光検出
器に対し、収束された光ビームを受光させる。

【００２０】これにより、光検出器の感受部の小形化を
可能とし、光ビ−ムの制御を高速化する。

【００２１】また、上記光学素子に埃、ゴミなどが入る
ことを防ぐためのカバーとしての機能も併せて持たせる
ことができ、カバ−の小形化を可能とする。

【００２２】また、上記光学素子は光ビーム供給手段か
らの出射光の一部をベ−スに対し垂直な方向に取り出す
ことにより、広いスペ−スで光検出器の取付作業をでき
るようにする。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明を図１〜図６に示す一実施例
を参考にしながら説明する。

【００２４】なお、図７〜図１４で説明した部分と同一
部分については同一番号を付してその説明を省略する。

【００２５】図１は光学素子としてのビームスプリッタ
３０の周辺の構成を示すものである。

【００２６】半導体レーザ１から発振されたレ−ザビ−
ムＲを走光させる走光路の終端部にビームスプリッタ３
０が設けられて光学ベ−ス１２に固定されている。この
ビームスプリッタ３０の光束入射面側には収束手段とし
ての収束レンズ３０ａが接着され、光束はこの収束レン
ズ３０ａで収束光に変換されるようになっている。前記
収束レンズ３０ａは平凸レンズで、その曲率半径は８ｍ
ｍである。

【００２７】また、上記ビームスプリッタ３０の出射面
側には発散手段としての発散レンズ３０ｂが接着され、
この発散レンズ３０ｂで再び平行光へと変換されるよう
になっている。この発散レンズ３０ｂは平凹レンズであ
り、その曲率半径は６ｍｍである。

【００２８】また、上記ビームスプリッタ３０の上面部
側にはフロント光検出器３１が対向されている。このフ
ロント光検出器３１は予め、フロント光検出器ホルダー
３２に接合されている。このフロント光検出器ホルダー
３２の長手方向には２つの孔が設けられている。

【００２９】フロント光検出器３１の取り付け時には、
半導体レーザ１を点灯した状態で、ビームスプリッタ３
０の上方にフロント光検出器ホルダー３２をセットし、
固定ネジ３３でフロント光検出器ホルダー３２を完全に
は固定しない状態で押さえる。フロント光検出器３１の
出力を電圧計等でモニターしながら、ビームスプリッタ
３０の反射光のフロント光検出器３１に入射するよう、
フロント光検出器ホルダー３２を図示しない治具により
位置調整する。調整が完了したならば、固定ネジ３３を
完全に締め込み、フロント光検出器ホルダー３２を光学
ベース１２に固定する。

【００３０】さらに、従来例と同様に固定光学系５０全
体は図５に示す固定光学系カバー７１で、図６に示すよ
うにおおわれている。

【００３１】以上のように、固定光学系５０はビームス
プリッタ３０と固定光学系カバー７１によって、密閉構
造となり、ゴミなどが入り込まないようになっている。

【００３２】なお、図２は上記ビ−ムスプリッタ３０を
取り付けた状態を示す光学ヘッドの全体構成図で、図４
はその斜視図である。

【００３３】しかして、半導体レーザ１から出射した光
束はコリメ−タレンズ２を介して送光プリズム３まで達
し、全光量が透過する。すなわち、送光プリズム３の反
射光をモニター光としてはいない。送光プリズム３を透
過した光束はビームスプリッタ３０に接合されている収
束レンズ３０ａで収束光に変換されながら、光束の約２
０％が上方へ反射される。上方へ反射された光はフロン
ト光検出器３１へと導かれ、光電変換され半導体レーザ
１からの出射光のモニターおよび制御が可能となる。

【００３４】一方、ビームスプリッタ３０を透過した収
束光はビームスプリッタ３０の出射端に接合された発散
レンズ３０ｂで再び平行光へと変換されて固定光学系５
０から出射される。このレーザビームＲは図３に示すよ
うに、立ち上げミラー６１により光路を９０°変更さ
れ、レーザビームＲの強度中心と対物レンズ６０の中心
とがほぼ一致した状態で対物レンズ６０に入射する。レ
ーザビームＲは対物レンズ６０に導かれ収束された後、
スポットとして光ディスク６２へ照射される。光ディス
ク６２で反射し、情報信号および誤差信号を含んだ光束
は前記の光路を逆走し、ビームスプリッタ３０を透過
後、送光プリズム３に達する。送光プリズム３では光束
の一部が反射され、１／２波長板７へと導かれる。１／
２波長板７で光束の偏光方向が略４５°回転し、さらに
次の収束レンズ８で平行光束が収束光束に変換される。
この後、偏光ビームスプリッタ９では光束は略半分ずつ
に分けられ、前側光検出器１０と後側光検出器１１とに
入り、電気信号へと変換される。

【００３５】上述したように、フロント光検出器１３を
ビームスプリッタ３０の上方部に設けて光学ベ−ス１２
の上面部に取り付けるため、従来のように狭い溝の内部
に取り付ける場合と比較して広いスペ−スで調整作業お
よび接着作業を行うことができ、作業性が良い。

【００３６】また、ビームスプリッタ３０の光束入射面
側に収束レンズ３０ａを設け、この収束レンズ３０ａで
収束光に変換してから、フロント光検出器３１へ入射さ
せるから、フロント光検出器３１の感受部の面積を小さ
なものとすることができ、光電変換の応答速度を向上で
きる。

【００３７】また、ビームスプリッタ３０はカバ−とし
ての機能を兼用でき、カバ−７１の小形化を図ることが
できる。

【００３８】なお、図７は本発明の他の実施例を示すも
のである。

【００３９】従来例と比較して光検出器３１に入射する
光束系はかなり小さくなっていることはすでに述べた。

【００４０】そこで、収束レンズ３０ａおよび拡散レン
ズ３０ｂの曲率半径を適当に選んで、たとえば、感受部
での光束径を約０．１mm、感受部の形状を円形とし、そ
の径を約０．７mmとすれば、感受部中心と光束中心と
は、約０．３mmずれても光束はなおも感受部内に収まる
ことになる。

【００４１】このことを考え合わせると、光検出器は第
１の実施例のごとく、調整をする必要がなくなる可能性
がでてくる。

【００４２】いま、図７に示すように、フロント光検出
器ホルダ−３２には、フロント光検出器３１の位置決め
を行う突起３４ａ，３４ｂを設け、さらに、光学ベ−ス
１２にはフロント光検出器ホルダ−３２の位置決めを行
うための突起３５ａ，３５ｂを設けておく。

【００４３】ただし、これらの突起３４ａ，３４ｂ，３
５ａ，３５ｂは設計値に対して高い位置精度で加工され
ていることが必要である。

【００４４】すると、ビ−ムスプリッタ３０を接着後、
半導体レ−ザ１を点灯させる。

【００４５】次に、あらかじめ突起３４ａ，３４ｂにき
ちんと押し当てた状態で、高い位置精度でフロント光検
出器３１が取り付けられたフロント光検出器ホルダ−３
２をビ−ムスプリッタ３０上にもってくる。

【００４６】突起３５ａ，３５ｂにフロント光検出器ホ
ルダ３２をきちんと押し当て固定ねじ３３を完全に締め
込みフロント光検出器ホルダ３２を固定する。

【００４７】全体として部品の加工精度および組み立て
精度を確保し、感光部と光束とのずれを０、３mm以下に
すれば、このような方法により、フロント光検出器３１
の調整作業を省略でき、製造コストの低減が図れる。

【００４８】また、図８は本発明のさらに、他の実施例
を示すものである。

【００４９】すなわち、収束レンズ３０ａおよび発散レ
ンズ３０ｂはプリズム３０から分離した状態で配設して
もかまわない。この例においては、収束レンズ３０ａ、
および発散レンズ３０ｂはそれぞれ収束レンズホルダ−
３６ａおよび発散レンズホルダ３６ｂに予め、接合され
ていて、プリズム３０を光学ベ−ス１２へ接合する工程
の前または後に、収束レンズホルダ３６ａおよび発散レ
ンズホルダ３６ｂをそれぞれプリズム３０の入射側、出
射側の光学ベ−ス１２上へ接合すれば良い。

【００５０】このような構成をとることにより、たとえ
ば、収束レンズ３０ａ、発散レンズ３０ｂを樹脂の出射
成形品で構成することができ、コスト低減という効果が
新たに生まれる。もちろん、樹脂成形品の収束レンズ３
０ａおよび収束レンズ３０ｂを直にプリズム３０へ接着
することも可能であるが、光学ヘッドの実使用を考えた
場合、外部温度の変化による影響を強く受けるという不
都合が現れる。すなわち、レンズに用いることができる
樹脂の線膨脹係数と、光学ガラスのそれとの間におおよ
そ２ケタ弱の差があり、外部温度の変化によるプリズム
と収束レンズ３０ａおよび発散レンズ３０ｂとで大きな
膨脹量差または収縮量差が生じる。これは接着剤を介し
てヤング率の小さい樹脂量の収束レンズ３０ａおよび発
散レンズ３０ｂに応力変化を与えられてしまう。これに
より、収束レンズ３０ａ、および発散レンズ３０ｂの曲
率を変え、フロント光検出器３１の感受部へ入射する光
束の径に変化を与えたり、発散レンズ３０から出射する
平行光束を非平行光束にしてしまうといった不具合をも
たらす。

【００５１】ところが、上で述べた他の実施例における
収束レンズホルダ３６ａおよび発散レンズホルダ３６ｂ
の材質はその形状がそう単純ではないということもあっ
て、金属あるいは樹脂が常識的なところである。

【００５２】かりに金属だとしても線膨脹係数差は１ケ
タ程度であるので、外部温度の変化による応力変形の影
響は比較的すくなくてもすむ。

【００５３】さらに、上記のような構成をとることによ
り、収束レンズ３０ａおよび発散レンズ３０ｂに光束の
平行状態の調整手段を持たせることもできる。

【００５４】通常、半導体レ−ザ１から出射した発散光
束を平行光束に変換するには、前述したように、コリメ
−トレンズ２を光軸方向に移動させることで調整を行う
方法がとられる。

【００５５】ところが、何等かの理由により、コリメ−
トレンズ２の調整、固定後に調整状態がずれてしまった
場合には、収束レンズ３０ａかつ、または、発散レンズ
３０ｂを光軸方向にごくわずか所定の固定位置からずら
して固定することで再び、平行状態をとり戻すことがで
きる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学素子の光ビ−ム供給手段から供給された光ビ−ムを入
射させる光学素子の入射面側に光束を収束させる収束手
段を設けるから、光検出器に対し収束された光束を受光
させることができ、出射光の制御を高速化できる。

【００５７】また、上記光学素子は光学系にほこり、ゴ
ミなどが入ることを防ぐためのカバーとしての機能も併
せてもたせることができ、カバ−の小形化を図ることが
できる。

【００５８】さらに、光学素子は光ビ−ム供給手段から
の出射光の一部を光学ベ−スに対し垂直な方向に取り出
すから、従来のように、狭小な空間に光検出器を落とし
込む必要がなく、広いスペ−スで光検出器の調整、接着
作業を行うことができ、作業性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるビ−ムスプリッタおよ
び光検出器の取り付け状態を示すもので、図１（ａ）は
その平面図、図１（ｂ）はその側面図。

【図２】図１のビ−ムスプリッタおよび光検出器を備え
る光学ヘッドの固定光学系を示す平面図。

【図３】図１のビ−ムスプリッタおよび光検出器を備え
る光学ヘッドの固定光学系および移動光学系を示す側面
図。

【図４】図１のビ−ムスプリッタおよび光検出器を備え
る光学ヘッドの固定光学系を示す斜視図。

【図５】図２の光学ヘッドの固定光学系に設けられるカ
バ−を示す斜視図。

【図６】図５のカバ−が図２の光学ヘッドの固定光学系
に取り付けられた状態を示す斜視図。

【図７】本発明の光検出器の他の取付例を示す平面図。

【図８】本発明の収束レンズおよび発散レンズの他の取
付例を示す側面図。

【図９】従来の光学ヘッドの固定光学系を示す構成図。

【図１０】図９の光学ヘッドの固定光学系から出射され
たレ−ザビ−ムを光ディスクに導く移動光学系を示す構
成図。

【図１１】図９の光学ヘッドの固定光学系を示す斜視
図。

【図１２】図９の光学ヘッドの固定光学系の出射端部側
を示すもので、図１２（ａ）はその平断面図、図１２
（ｂ）はその側断面図。

【図１３】図９の光学ヘッドに取り付けられるカバ−を
示す斜視図。

【図１４】図１３のカバ−を取り付けた光学ヘッドを示
す斜視図。

【図１５】図９の光学ヘッドに取り付けられる光検出器
を示すもので、図１５（ａ）はその側面図、図１５
（ｂ）はその正面図、図１５（ｃ）はその平面図。

【図１６】図１５の光検出器を取り付けた状態を示す光
学ヘッドの平面図。

【符号の説明】

１２…光学ベ−ス、６２…情報記録媒体、１…半導体レ
−ザ（光ビーム供給手段）、５０…光学系、６０…対物
レンズ、３０…ビ−ムスピリッタ（光学素子）、３０ａ
…収束レンズ（収束手段）、３０ｂ…発散レンズ（発散
手段）、３１…光検出器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学ベ−スと、 この光学ベ−スに設けられ情報記録媒体に光ビームを供
   給する光ビーム供給手段と、 前記光学ベ−スに設けられ前記光ビーム供給手段から供
   給された光ビームを所定方向に導く光学系と、 前記情報記録媒体の半径方向に沿って移動自在に設けら
   れ、前記光学系から出射された光ビ−ムを前記情報記録
   媒体に照射させる対物レンズと、 前記光学系の光ビ−ム出射端部に設けられ、前記光学系
   から出射される光ビームの一部を前記光学ベ−スに対し
   垂直な方向に反射させるとともに、その他の光ビームを
   通過させて前記対物レンズに送る光学素子と、 この光学素子の光ビーム入射側に設けられ光ビームの光
   束を収束させる収束手段と、 前記光学素子の光ビーム出射側に設けられ光ビームの光
   束を発散させる発散手段と、 前記収束手段により収束されたのち、光学素子により光
   学ベ−スに対し垂直な方向に反射された光ビームを受光
   する光検出器と、 を具備してなることを特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】 光学ベ−スと、 この光学ベ−スに設けられ情報記録媒体に光ビームを供
   給するための半導体レ−ザと、 前記光学ベ−スに固定的に設けられ前記半導体レ−ザか
   ら供給された光ビームを所定方向に導く固定光学系と、 前記情報記録媒体の半径方向に沿って移動自在に設けら
   れ、前記固定光学系から出射された光ビ−ムを前記情報
   記録媒体に照射させる対物レンズを有する移動光学系
   と、 前記固定光学系の光ビ−ム出射端部に設けられ、前記固
   定光学系から出射される光ビームの一部を前記光学ベ−
   スに対し垂直な方向に反射させるとともに、その他の光
   ビームを通過させて前記移動光学系の対物レンズに送る
   ビ−ムスプリッタと、 このビ−ムスプリッタの光ビーム入射側に設けられ光ビ
   ームの光束を収束させる収束レンズと、 前記光学素子の光ビーム出射側に設けられ光ビームの光
   束を発散させる発散レンズと、 前記収束レンズにより収束されたのち、前記ビ−ムスプ
   リッタにより光学ベ−スに対し垂直な方向に収束されて
   反射された光ビームを受光する光検出器と、 を具備してなることを特徴とする光学ヘッド。