JPS61243954A - 光学ヘツド - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、集束光を用い情報記憶媒体から少なくとも情
報を読取ることが可能なもので、例えば、ＤＡＤ用のＣ
Ｄ（コンパクトディスク）やビデオディスクのような再
生専用の情報記憶媒体や、画像ファイル・静止画ファイ
ル・ＤＯＭ　（コンビュウターアウトプットメモリー）
等に用いられ、集束光により記録層に対し穴を開ける等
の状態変化を起こさせて情報の記録を行ない、また、そ
こから再生することができる情報記憶媒体、さらに消去
可能な情報記憶媒体に対し、少なくとも再生または記録
を行なうときに適用される光学ヘッドに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

上記種の装置においては、情報記憶媒体から情報を読取
ったり、あるいは情報記憶媒体に新たに情報を書き加え
るとき、常に集束光の集光点が情報記憶°媒体の記録層
もしくは光反射層の位置と一致していなければならない
。そのため、その装置内には自動焦点ぼけ検出−能およ
びその補正機能を有している。

しかしながら、この機能は、光軸がずれた場合、焦点ぼ
け検出を行なう光検出器上で焦点ぼけ検出用のスポット
が移動してしまい、あたかも焦点がぼけたものとして誤
検知してしまう。そのため、外部環境の変化（温度変化
、湿度変化、機械的な振動や衝撃等）により、光軸がず
れると焦点がぼけてしまう。特に、温度変化に対しては
影響を受は易い。

すなわち、第１１図および第１２図に示すように、情報
記憶媒体で反射され、投射レンズ１により導かれた光は
光検出器２の光検出領域３に投影される。ここで、光・
検出器２はそのフレーム４自体が電極となっており、ま
た、光検出器２を支持するホルダー５もその熱膨張率が
大きいとホルダー５の動きにより光検出器２が位置ずれ
を生じる゛ため、通常、金属が用いられている。このた
め、光検出器２とホルダー５との絶縁を目的として光検
出器５の周辺にベーク材等の有機物からなる絶縁物６を
配置し、その上にホルダー５を取付け、さらに、そのホ
ルダー５を投射レンズ１のホルダー７に取付けたり、光
学ヘッド本体に取付けたりしていた。

しかしながら、上記絶縁物６については、熱膨張率や吸
湿性等の特性は全く無視されていたため、この絶縁物６
の熱膨張や吸湿等により光検出器２の位置ずれが生じる
。しかも、絶縁物６と光検出器２との間および絶縁物６
とホルダー５との間は接着剤８．８にて固定が行われて
いるため、この接着剤自体も有機物であることから、層
が薄いとはいえ位置ずれの原因となる。したがって、焦
点ぼけ検出の誤動作の原因となる。

（発明の目的） 本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、温度変化に対して光軸がずれ難く、
安定して焦点ぼけ検出等を行なうことができるようにし
た光学ヘッドを提供することにある。

（発明の概要〕 本発明は、上記目的を達成するために、光検出器のフレ
ームを低熱膨張率の有機絶縁物としたことを特徴とする
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図を参照しなが
ら説明する。

第４図は本発明に係る光学ヘッドを用いた情報記録再生
装置を示すもので、この図中２１は光ディスク（情報記
憶媒体）である。この光ディスク２１は、一対の円板状
透明プレート２２．２３を内外スペーサ２４．２５を介
して貼り合せて形成され、その透明プレート２２．２３
のそれぞれの内面上には情報記録層としての光反射層２
６゜２７が蒸着によって形成されている。この光反射層
２６．２７のそれぞれには、ヘリカルにトラッキングガ
イド′２８（第５図参照）が形成され、このトラッキン
グガイド２８上にビット２９の形で情報が記録される。

また、光ディスク２１の中心には孔が穿けられ、ターン
テーブル３０上に光ディスク２１が載置された際に、こ
のターンテーブル３０のセンタースピンドル３１が光デ
ィスク２１の孔に挿入され、ターンテーブル３０と光デ
ィスク２１の回転中心が一致される。ターンテーブル３
０のセンタースピンドル３１には、さらにチャック装置
３２が装着され、このチャック装置３２によって光ディ
スク２１がターンテーブル３０上に固定される。ターン
テーブル３０は、回転可能に支持台（図示しない）によ
って支持され、駆動モータ３３によって一定速度で回転
される。

また、３４はリニアアクチュエータ３５あるいは回転ア
ームによって光ディスク２１の半径方向に移動可能に設
けられた光学ヘッドであり、この光学ヘッド３４内には
レーザービームＬを発生する半導体レーザー（光源）３
６が設けられている。

そして、情報を光ディスク２１に書き込むに際しては、
゛書き込むべき情報に応じてその光強度が変調されたレ
ーザービームＬが半導体レーザ３６から発生され、情報
を光ディスク２１から読み出す際には、一定の光強度を
有するレーザービームＬが半導体レーザー３６から発生
される。半導体レーザー３６から発生された発散性のレ
ーザービームＬは、コリメーターレンズ３７によって平
行光束に変換され、偏光ビームスプリッタ３８に向けら
れる。偏光ビームスプリッタ３８で反射した平行レーザ
ービームＬは、１／４波長板３９を通過して対物レンズ
４０に入射され、この対物レンズ４０によって光ディス
ク２１の光反射層２６に向けて集束される。対物レンズ
４０は、ボイスコイル４１によってその光軸方向に移動
可能に支持され、対物レンズ４０が所定位置に位置され
ると、この対物レンズ４０から発せられた集束性レーザ
ービームＬのビームウェストが光反射層２６の表面上に
投射され、最小ビームスポットが光反射層２６の表面上
に形成される。この状態において、対物レンズ４０は合
焦点状態に保たれ、情報の書き込みおよび読み出しが可
能となる。そして、情報を書き込む際には、光強度変調
されたレーザービームＬによって光反射層２６上のトラ
ッキングガイド２８にビット２９が形成され、情報を読
み出す際には、一定の光強度を有するレーザービームＬ
が、トラッキングガイド２８に形成されたビット２９に
よって光強度変調されて反射される。

光ディスク２１の光反射層２６から反射された発散性の
レーザービームＬは、合焦点時には対物レンズ４０によ
って平行光束に変換され、再び１／４波長板３０を通過
して偏光ビームスプリッタ３８に戻される。レーザービ
ームＬが１／４波長板３９を往復することによってレー
ザービームＬは、偏光ビームスプリッタ３８で反射した
際に比べて偏波面が９０度回転し、この９０度だけ偏波
面が回転したレーザービームＬは、偏光ビームスプリッ
タ３８で反射されず、この偏光ビームスプリッタ３８を
通過することとなる。偏光ビームスプリッタ３８を通過
したレーザービームＬはハーフミラ−４２によって２系
統に分けられ、その一方は、第１の投射レンズ４３によ
って第１の光検出器４４に照射される。この第１の光検
出器４４で検出された第１の信号は、光ディスク２１に
記録された情報を含み、信号処理装置４５に送られてデ
ジタルデータに変換される。ハーフミラ−４２によって
分けられた他方のレーザービームＬは、遮光板（光抜出
部材）４６によって光軸４７に対し非対称に後出され、
第２の投射レンズ４８を通過した後筒２の光検出器４９
に入射される。第２の光検出器４９で検出された信号は
、フォーカス信号発生器５０で処理され、このフォーカ
ス信号がボイスコイル駆動回路５１に与えられる。ボイ
スコイル駆動回路５１は、フォーカス信号に応じてボイ
スコイル４１を駆動し、対物レンズ４０を合焦点状態に
維持する。

次に、第４図に示した合焦点を検出するための光学系は
、単純化して示すと、第５図のようになり、合焦点検出
に関するレーザービームＬの軌跡は、第６図（ａ）（ｂ
）（Ｃ）に示すように描かれる。対物レンズ４０が合焦
点状態にある際には、光反射層２６上にビームウェスト
が投射され、最小ビームスポット、すなわちビームウェ
ストスポット５２が光反射１１２６上に形成される。通
常、半導体レーザー３６から対物レンズ４０に入射され
るレーザービームＬは平行光束であるから、ビームウェ
ストは対物レンズ４０の焦点上に形成される。しかしな
がら、対物レンズ４０に半導体レーザー３６から入射さ
れるレーザービームＬがわずかに発散域あるいは収束し
ている場合には、ビームウェストは対物レンズ４０の焦
点近傍に形成される。ここで、光検出器４０の受光面は
合焦点状態においてそのビームウェストスポット５２の
結像面に配置されている（なお、結像面近傍に配置して
もよい。）。したがって、合焦点時には、ビームウェス
トスポット５２の像が光検出器４９の受光面の中心に形
成される。

すなわち、第６図（ａ）に示すように、ビームウェスト
スポット５２が光反射層２６上に形成され、この光反射
層２６で反射されたレーザービームＬは対物レンズ４０
によって平行光束に変換されて遮光板４６に向けられる
。そして、遮光板４６によって光軸４７に対し非対称に
抜出され、投射レンズ４８によって収束され、光検出器
４９上で最小に絞られ、ビームウェスト像がその上に形
成される。次に、対物レンズ４０が光反射層２６に向け
て近接すると、ビームウェストは、第６図（ｂ）に示す
ように、レーザービームＬが光反射層２６で反射されて
生ずる。すなわち、ビームウェストは対物レンズ４０と
光反射層２６との間に生ずる。このような非合焦点時に
おいては、ビームウェストは、通常、対物レンズ４０の
焦点距離内に生ずることから、ビームウェストが光点と
して機能すると仮定すれば明らかなように光反射層２６
で反射され、対物レンズ４０から射出されるレーザービ
ームＬは対物レンズ４０によって発散性のレーザービー
ムＬに変換される。遮光板４６を通過したレーザービー
ムＬ成分も同様に発散性であることから、このレーザー
ビームＬ成分が投射レンズ４８によって集束されても光
検出器４９の受光面上で最小に絞られず、光検出器４９
よりも遠い点に向かって集束されることとなる。

したがって、光検出器４９の受光面の中心から図中上方
に向かってレーザービームＬ成分は投射され、その受光
面上にはビームスポット像よりも大きなパターンが形成
される。さらに、第６図（Ｃ）に示すように、対物レン
ズ４０が光反射層２６から離間された場合には、レーザ
ービームＬは、ビームウェストを形成した後、光反射層
２６で反射される。このような非合焦点時には、対物レ
ンズ４０の焦点距離外であって対物レンズ４０と光反射
層２６との間に形成されることから、対物レンズ４０か
ら遮光板４６に向かう反射レーザービームＬは集束性を
有することとなる。したがって、遮光板４６を通過した
レーザービームＬ成分は投射レンズ４８によってさらに
収束され、収束点を形成した後、光検出器４９の受光面
上に投射される。その結果、光検出器４９の受光面上に
はビームウェストスポット５２の像よりも大きなパター
ンが中心から図中下方に形成される。

次に、上記光検出器４９についてさらに説明を加える。

第１図〜第３図に示すように、光検出器４９はホルダー
５４に支持されている。そして、光検出器４９は、光検
出領域５５と、これを支持するフレーム５６とからなり
、またホルダー５４は、その熱膨張率が大きいとホルダ
ー５４の動きにより光検出器４９が位置ずれを生じるた
め、通常、金属が用いられている。ここで、上記光検出
器４９のフレーム５６は、光検出器４９の光検出領域５
５とホルダー５４との絶縁を目的として、低熱膨張率の
有機絶縁物、たとえばホルダー５４の熱膨張率と略等し
い熱膨張率を持つ有機絶縁物で形成されている。また、
光検出器４９とホルダー５４との間の固定は接着剤を用
いないで固定ねじ５８．５８により行われている。さら
に、このように光検出器４９を保持したホルダー５４は
投射レンズ４８のホルダー５９にねじ６０．６０により
取付けられている。

以上の構成によれば、光検出器４９のフレーム５６を低
熱膨張率の有機絶縁物としたので、この低熱膨張率の有
機絶縁物は熱膨張率が金属と同レベルであることから、
光検出器４９の光検出領域５５とホルダー５４との間の
絶縁を行なうことができるとともに、温度、湿度等によ
る環境変化に対して光検出器４９の位置ずれ（光軸ずれ
）を生じ難くなり、焦点ぼけ検出の誤動作を防止するこ
とができる。

しかも、光検出器４９とホルダー５４との間の固定は固
定ねじ５８．５８により行うようにしたので、さらに位
置ずれを防止することができる。

なお、本発明は、上記実−施例では焦点ぼけ検出を行な
う第２の光検出器４９に適用したが、これに限ることは
なく、トラックずれ検出を行なう第１の検出器４４に適
用してもよい。

ざらに、合焦点時を検出する光学系としては、上記実施
例のものの他に、第７図〜第１０図に示すものがあり、
本発明はこのような光学系にも適用でき、また、これら
以外に、光ディスク２１の光反射層２６に対する結像位
置あるいはその近傍に光検出器４９を配置し、焦点がぼ
けたときスポットの中央が光検出器４９上で移動するよ
うにして焦点ぼけ検出を行なうあらゆる光学系に対して
適用することができる。なお、第７図に示す光学系にお
いては、レーザービームＬが対物レンズ４０の光軸４７
に対して斜め方向から入射されて光反射層２６に照射さ
れている。この場合においても、対物レンズ４０から投
射レンズ４８に破線で示すように収束性のレーザービー
ムＬが照射され、光反射層２６が近付くと、対物レンズ
４０から投射レンズ４８に一点鎖線で示すように発散性
のレーザービームＬが照射されることとなる。したがっ
て、投射レンズ４８から光検出器４９に向うレーザービ
ームＬは焦点ぼけの程度に応じて偏向され、光検出器４
９の受光面上ではスポットパターンの大きさが変化する
とともにその投射位置が偏位されることとなる。第８図
に示す光学系においては、投射レンズ４８と光検出器４
９との間にパイプリズム７１が設けられている。したが
って、レーザービームＬは、合焦点時には実線で示す軌
跡を描き、非合焦点時にはパイプリズム７１によって偏
向される。第９図に示す光学系においては、対物レンズ
４０および投射レンズ４８で定まるビームウェストの結
像点にミラー７２が設けられ、そのミラー７２上の像を
光検出器４９上に結像するレンズ７３がミラー７２と光
検出器４９との間に設けられている。そして、合焦点時
にはミラー７２上に向ってレーザービームＬが実線で示
すように集束されるのに対し、非合焦点時には破線また
は一点鎖線で示す集束性または発散性のレーザービーム
Ｌが投射レンズ４８によって集束されることになり、結
果としてレーザービームＬがミラー７２によって偏向さ
れることになる。さらに、第１０図に示す光学系におい
ては、光軸４７から離間した領域を通り光軸４７に平行
にレーザービームＬが対物レンズ４０に照射されている
。この場合においても、対物レンズ４０と光反射層２６
との間の距離に依存して投射レンズ４８から光検出器４
９に向うレーザービームＬは偏向されることになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、集束光を用い情報
記憶媒体から少なくとも情報を読取ることが可能で、光
源と、この光源から発せられた光を上記情報記憶媒体上
に集光するための対物レンズと、上記情報記憶媒体から
射出した光を検出する光検出器と、この光検出器を支持
するホルダーとを備え、しかも、上記光検出器は、光を
検出する光検出領域と、この光検出領域を支持するフレ
ームとを設けて構成した光学ヘッドにおいて、上記光検
出器のフレームは、低熱膨張率の有機絶縁物で形成した
から、温度変化に対して光軸がずれ難く、安定して焦点
ぼけ検出等を行なうことができる等の優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図および第２図は光検出器部分を示す縦断側面図、第３
図は同じく光検出器部分を示す正面図、第４図は情報記
録再生装置を概略的に示すブロック図、第５図は焦点ぼ
け検出用光学系を示す斜視図、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ
）は同光学系の合焦点時および非合焦点時におけるレー
ザービームの軌跡を示す説明図、第７図〜第１０図は他
の焦点ぼけ検出用光学系を示す図、第１１図および第１
２図は従来例を示すもので、第１１−は光検出ｉ部分を
示す縦断側面図、第１２図は同じく光検出器部分を示す
正面図である。 ２１・・・情報記憶媒体（光ディスク）、３６・・・光
源（半導体レーザー）、４ｏ・・・対物レンズ、４９・
・・第２の光検出器、５４・・・ホルダー、５５・・・
光検出領域、５６・・・フレーム。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１１１ 第２ｆｉ　　　　第３図 第５図 第６図 第７図 第８図 フロ 第９図 第１０図 第１１図 第１２　ｇ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）集束光を用い情報記憶媒体から少なくとも情報を
   読取ることが可能で、光源と、この光源から発せられた
   光を上記情報記憶媒体上に集光するための対物レンズと
   、上記情報記憶媒体から射出した光を検出する光検出器
   と、この光検出器を支持するホルダーとを備え、しかも
   、上記光検出器は、光を検出する光検出領域と、この光
   検出領域を支持するフレームとを設けて構成した光学ヘ
   ッドにおいて、上記光検出器のフレームは、低熱膨張率
   の有機絶縁物で形成したことを特徴とする光学ヘッド。
2. （２）光検出器は少なくとも焦点ぼけ検出に用いられる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッ
   ド。
3. （３）光検出器のフレームは、ホルダーの材質の熱膨張
   率と略等しい熱膨張率を持つ有機絶縁物としたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド。