JPS5987412A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 に係るものであり、レンズなどの複数の光学素子を光軸
上に配置して絹合わせた光学装置に関する。

各ｆ小光学機器には、レンズなどの複数の光学素子を光
軸上に配列した光学装置が使用さオｔでいる。

一般′に、この錘の装置では、レンズなどの光学素子の
周囲部分を固定している。したがって、各光学素子の光
軸を一致させるためには、光学素子の外周に対する軸芯
と光軸とのずれを最少限に抑えなくてはならず、捷た、
光学素子とこれの支持部との組立精度を維持しなくては
ならない。そのため、光学素子の加工ならびに、装置全
体め組立作業に熟練を男°シ、且つその作業１敷も増大
している。

また、レンズなどの複数の光学素子の周囲部を固定する
装置では、その固定部の構造か複雑になるだめ、機構上
の不都合が生じることがある，、第１図は、この従来の
問題点の一例を示した光学ヘッド装置の縦断面図である
。この光学ヘッド装置は、光学式ビデオディスク装置、
光学式オーディオディスク装置、あるいはティスフメモ
リー装置などの光学機器に使用されるものである。この
光学ヘッド装置の中心部に、複数のレンズｌ　ａ，ｉ　
ｂ　＋１ｃが同軸上に配列さオ］，て光学装置ｌが形成
され又いる。各し・ンズｌ’ａ，ｌｂ，ｌｃは釦乞油２
の内部に所定間隔にて固定されており、寸だ、鉾筒２の
上下端は叛ばね３ならびに４に接続されている。

この板ばね３，４は筒状の枠体５の内側に固定さｉｌ、
でいるものであシ、この板はね３，４の弾性力（′（二
より、’ｔ’ｊ：ｊ　ｆｉζ）２は枠体５内にて上下方
向へ移動自在に支持されている。１だ、鋳、筒２の外側
にはコア２ａが一体に設けられており、これにコイル６
が巻装されている。枠体５の内側には永久磁石７が固設
さノ１．でおり、コイル６−１この永久磁石７の四部７
ａ内に収納されている。

寸だ、２点鑓線で示した８は記録媒体であり、その表面
には螺旋状あるいは同心固状に情報が記録されている。

第１図に示した光学ヘッド装置は回転する情報媒体８に
対して半径方向へ移動し、半導体レーザからの光をレン
ズ１ａ＋１１）、ＩＣに」：って情報媒体８の表面に集
束させて情報を読５み取るものである。そして、レーザ
ビームを記録媒体８の記録面の微小スポットへ集束させ
るだめの焦点調節制御は、焦点誤差検知部（図示せず）
によって、焦点誤差信号を電気信号に変換し、コイル６
に駆動電流を内えることによって行なう。

そして、このコイル６と永久磁石７との間の磁力変化に
応じて、釦で筒が上下方向に移動し、焦点自動調節が行
なわｈ−る。丑だ、トラッキング調節制ｍ１＋およびラ
ジアル調節制御ｄ［、図示しない１駆動機構によって枠
体５を第１図の左右方向ならびに紙面に対して前後方向
へ運動させることに゛よって行なう。

この光学ヘッド装置では、レンズｌ　ａ　＋　１　ｂ　
＋１ｃによつ−Ｃ集束されるレーザビームと記録媒体８
との相対イＹ’ｌ装置関係がずれないように自動調節す
るため、名ｉτ］Ｓ利の応答速度の高速化が要求さり、
る。

そのため、焦点調節制御では、光学装置１　（レンズｌ
ａ、ｌｂ、ｌｃ）の支持部の軽量化が要求さノ′１、ま
た、ラジアル調節制御では、枠体５内の機構全体の軽量
化が要求される。

ところが、上記従来の機構では、レンズｌａ。

１１１、ＩＣを各々周囲部にて固定している限り、レン
ズ支揚部の軽量化が図第１．す、制御応答速度を高速化
できないことになる。

本発明Ｑ１、上記従来の問題点に着目してなされたもの
であり、簡単な構造にて、検数の光学素子を同軸上Ｖり
二＋ｌ°ら精度に固定でき、且つ全体の畔が化を図るこ
とのできる光学装置を提供することを目的としている。

本発明による光学装置は、レンズなどのゆ数の光学素子
の各々に光軸を貫通ずる穴を形成し、この穴に支持］仝
を挿入して、各光学素子を支持棒上に固定したことを特
徴とするものである。

以下、本発明の実施例を第２図以下の図面によって説明
する。

第３図は本発明による光学装置１０の縦断面図、第２図
はこの光学装置を使用した光学ヘット装置の断面図であ
る。

光学装置１０は複数のレンズ１１，１２．１３を光軸上
に配列して固定したものである。レンズ１１．１２．１
３の各々には光軸を貫通する細径の穴１１ａ、１２ａ、
１３ａが各々穿設さね−ている。そして、各穴１１ａ、
１２ａ、、１３ａには細径の支持棒１４が挿入されてい
る。穴１１ａ、１２ａ。

１３ａと支持棒１４は、はとんと隙間なく嵌合するよう
に径寸法か仕上げられている。また、レンズ１１と１２
の間にはスペーサ１５ａが、レンズ１２と１３の間には
スペーサ１５ｂが介装さｈ−ており、各レンズ間の距離
が所定値に設定されている。支持棒１４の一端には抜は
止め用の頭部１４ａが一体に形成さハ、他端には固定部
１４′ｂが形成さカフている。この固定部１４　ｂ　ｉ
Ｊ’、　、支持棒１４が金属製の場合にはねし止め式と
し、支持棒１４が４′０１脂製のＪ＋４ｔ　ｆ’Ｆには
接着式にする。また、各レンズＬＬ　１２．１３は装備
する機器に応じてガラスレンズでもよいし、プラスチッ
クレンズでもよい。

第２図に示しだ光学ヘッド装置は、第３図に示した光学
装ｆＦ４１０を備えている。各レンズ１１．１２．１３
のうち中央に位置するレンズ１２の周囲部が支持ｔζ）
２１によって保持されている。支持筒２１は、第１図に
示した鏡筒２に比べ枠めて短寸法に形成さ力、ている。

支持筒２１は、枠体２２の内側に固定された板ばね２３
によって支持されており、この板はね２３が弾性変形す
る範囲内において、支持筒２１ならびに光学装置１０が
第２図の上下方向へ動けるようになっている。支持筒２
１には外側下方へ延びるコア２１ａが一体に形成されて
おり、このコア２１ａの外周にコイル２４が巻装さ力て
いる。寸た、枠体２２の内側にｌ−永久磁石２５が固設
されており、この永久磁石２５の凹部２５ａ内に前記コ
イル２４が挿入さｉ］−ている。

訃だ、第２図の光学装置１０の下方位置には、枠体２２
に固定された反射鏡（図示せず）が備えられており、枠
体２２の外部に設けられた半導体レーザから発せられる
ビームが、反射鏡によって反射さね、各レンズｉｌ、１
２．１３を通過し、＝−’Ｔ、レンズ１３の」二方に位
置する情報妓体（第１図に８で示したものと同じ）の表
面の微小スポットに集束される。焦点調節制御は、第１
図の従来のものと同様に、焦点誤差検出部からの信号に
応じてコイル２４にｉ＋’、電さＪ１４、コイル２４に
よる。駆動力にて光学装置１０か図の上下方向へ移動し
、レーザビームが４ｒ報媒体の記録面の微小スポットに
確実に集束されるようになっている。寸だ、）・ラジア
ル調節制御およびラジアル調節制御は、駆動機構（図示
せず）により、枠体２２全体が駆、動きねることによっ
て行なわノ土る。

本発明による光学装置１０では、レンズ１１゜１２．１
３の光軸部に支持棒１４ならびにその頭部１４ａ、固定
部１４ｂ、さらにスペーサ１５ａ。

１５ｂが存在しているので、第１図に示すようなレンズ
の配列手段に比べ、当然に光学的特性が異なってくるが
、支持棒１４、頭部１４ａ１固定部１４）〕、ならびに
スペーサ１ｅ５ａ、１５ｂの径をレンズの外ｔＹに比べ
て十分に細くすれば、集光機１１１′にほとんど影響が
生じないものである。以下、この問題点に対する解析を
参考のために記載する。

第４図に示すように、凸レンズＬに平行光を当てると、
焦点Ｆにおける輝度分布は矢印Ａで示す曲線で示すこと
ができる。本発明による光学装置、ｔｏテｒ、ｊ、）’
ｒ：、　：ｊｉｂ上に支持棒１４を設はティア、；）　
ノテ、ｐｉ：　５図に示すように、レンズＬの中央部に
円形の遮光板Ｍを設けたものに和尚する。そこで、この
遮光板Ｍを有するレンズＬの焦点位置にＸｌ軸、ｙ０軸
を含む面を設定し、この面上の各点における輝１ｕを、
面と）Ｙ；　１１＋との交点Ｆからその点寸での距離Ｘ
の関数として求めると下記の式が得らノ１．る。

Ｉ’（ｘ）＝（２／ｙｒ　ｘ）２［Ｊｉ（ｙｒ　ｘ）　
−ｓ　Ｊｌ（ｙｒ　ｓ　ｘ）、１２上式において、 ・Ｘ−β１ｒ１／λｆ（焦点面（Ｘｌ軸、ｙ１軸を含む
面）におけるＦからの距離） ・５−１２／β１（レンズ有効径と遮光板の直径との比
）β２：遮光板の直径 ・Ｊｌ（ｘ）　：次数１の第１　ｆｊ１７ベツセル関数
を表わす。

こハ、をグラフとして示したのが第７図である。

図において横軸はＸ１縦軸はＩ　（ｘ）を各々示してい
るＯ このグラフから解かるように、Ｓを小さい値にすれば、
すなわち遮光板Ｍの径β２をレンズＬの有効径βｌに対
して十分小さくすれば、焦点面における輝度分布を、通
常の凸レンズの輝度分布に近づけることが可能である。

よって、第２図、第３図に示される光学装置１０におい
て、支持棒１４のＧｉ’ｊ部１４ａやスペーサ１５ａ、
１５ｂなどの径を細くすることにより、各レンズ１１，
１２．１３による光学的！１１性を実用上支障なくする
ことができる。

なお、手記実施例では、凸レンズ１１．１２’。

１３を組合わぜた光学装置について説明したが、使用す
る機器に応じて、第６図に示すように、凸レンズＬｌ、
凹レンズＬｚ、プリズムＰなどを糾合わせ、各光学メ・
子を支持棒によって固定するように１〜でもよい。

以上のように本発明によれば、以下に列記する効果を奏
する」：うに々る。

（１）　　レンズなどの光軸部に穴を設けているので、
レンズの加工の際、この穴を基準として研磨などを行な
えることになり、加工が簡単になるのみならず、穴と光
軸を一致させることにより、レンズの都゛度向上が図ら
れる。

（２）　　レンズの外周部と光軸との位陥関係がラフに
仕上けられても、支持棒を基準として各光学素子の光軸
を一致させることができるので、レンズなどの加工作業
が楽になり、コストダウンも図れる。

（３）支持棒によって各光学素子の光軸を一致させてい
るので、機器の光学素子支持部の構造を簡単にすること
ができる。また、組付作業時に各光学素子間の位置合わ
せをする必要がないので、各種機器の組立作業も楽であ
る。

（４）例えば、第２図に示すような光学ヘッド装置のよ
うに、光学装置１０の支持構造を簡単にできるので機器
の軽量化を図れる。よって、光学ヘッド装置の場合には
、板ばね２３にて支持している支持筒２１が軽量になり
、焦点調節制御動作において図の上下方向への動きを高
速化させることができる。また、第２図会体の構造も簡
単にでき、軽量化を図れるので、トラッキング調節制御
やラジアル調節制御動作の追従性が良くなる。

（５）　　光学素子としてプラスチックレンズなどを使
用するＪＩＪ’５合には、第３図に示す３個のレンズ１
１゜１２．１３などを支持棒１４に対して一体に同時成
形することも可能であり、成形工程を単純化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学装置１を備えた光学ヘッド装置の断
面図、第２図は本発明による光学装置１０を備えた光学
ヘッド装置の断面図、第３図は２本発明による光学装置
１０の断面図、第４図、第５図は輝度分布を計算するだ
めの参考図、第６図は他の実施例による光学装置を示す
側面図、第７図は輝度分布の泪算結果をグラフにて示し
た参考図である。 １０・・・光学装置、　１１．１２．１３・・・光学素
子、１１ａ、１２ａ、１３ａ・・・光軸上の穴、１４・
・・支ト？棒、　　　１４ａ・・・頭部、１４１）”・
固定部、　　１６ａ、１！Ｊｂ・・・スペーザ第１図 ／８ 第２図 第３図 第４図 手　光弁　ネ由　−１］三　書（方　式）ＩＩＩ＋１和
５８年３　月１１　［コ 特許庁長官若杉和夫殿 １　事件の表示 昭和５フイ「！Ｉ！ｊ　　；ｉ’ｌ　　願　第１９８０
３１４−′ｊ２　発明の名称 光学装置 ３　補圧をする名 小（’ｌとの戊１係　特許出願人 住　所　東京都大田区雪谷大塚町１番７吋名　称　　（
ＡＯ９）アルプス電気株式会社代表者　　片　　岡　　
勝　　太　　部４　代理人 〒１６０ 住　所　　東京都新宿区西新宿７丁目３番１Ｏ−）５　
補止命令の１１イ＝ｌ　　１１／コ和５８年２月２２１
」（発送［−１）６　補止により増加する発明の数　な
　し７　補止の対象 明細書の図面の簡？ｌｉな説明の欄ならひに発明の詳細
な説明の欄 ８　補」丁の内容 別紙の通り １１）／Ｉ尚の筒中な説明の欄を以下の通り補正する。 （１）明細書第１２頁７行の「第４図、第５図・・・」
から同頁８行の［・・・だめの参考図：」までを「第４
図は輝度分布を計ｑするためのレンズの側面図、第５図
は同じく輝度分布を計算するだめのレンズの正面図、」
に訂正。 （２）明細書第１２頁１０行の「輝度分布の３１算結果
をグラフにて示した参考図」を「輝度分ＩＨｊ図」に訂
ＩＦ。 ２発明の詳細な説明を以下の通り補正する。 明細３第１（頁第９行の「参考のために記載する。」を
「述へる。」に訂正。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レンズなどの複数の光学素子を光１ｌｉ１１１上に配設
   して成る光学装置において、前記光軸に一致する支持棒
   を設け、各光学素子の光軸部にこの支持棒を挿入して、
   光学素子を支持棒上に並べて固定したことを特徴とする
   光学装置。