JPS6240638A - 光ヘツド - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンパクトディスク、ビデオディスク等の光デ
ィスクや光磁気ディスクなどの光学式記録媒体に対して
情報の記録や再生を行うための光ヘッドに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来の光ヘッドにおいては、レーザダイオードより成る
光源、この光源から放射される光ビームを対物レンズへ
導く光学系、対物レンズをその先軸方向およびそれとほ
ぼ直交する方向に変位させてフォー力ソシング制御やト
ラッキング制御を行うアクチュエータ、記録媒体から反
射された光ビームを対物レンズを介して受光するフォト
ダイオードより成る受光素子等を支持する光ヘッド本体
は、アルミや亜鉛等の金属の成形体を以って構成されて
いる。

この従来の光ヘッドにおいては、光ヘッド本体に装着さ
れる各種の部品の位置関係を所望のものとするために光
ヘッド本体の面精度および寸法精度を出す必要があり、
このため成形後、切削加工が必要となり、工程数が増え
、コスト高となる欠点がある。

また、金属成形体を以って構成される光ヘッド本体の重
量は、例えば約３０ｇと重く、光ヘッド全体の重量は約
６０ｇとなっている。これに伴ってイナーシャが増大し
、光ヘッドを、記録媒体のトラックと直交する方向、す
なわちディスク状記録媒体の径方向に駆動する動力源と
して出力の大きなものが必要となるとともに高速送りが
困難となり、光ヘッドを所望のトラック位置に移動する
までのアクセス時間が長くなる欠点がある。

このような欠点を解決するものとして光ヘッド本体や各
種の部材を軽量なプラスチックの成形体を以って構成し
たものが考えられる。光ヘッド本体や各種の部材をプラ
スチックの成形体で構成すれば、面精度や寸法精度を出
すための切削加工が不要となるばかりでなく、光ヘッド
の軽量化を図ることができ、慣性による不具合を解決で
きる大きな利点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、光ヘッド本体をプラスチックの成形体
を以って構成した光ヘッドは種々の利点を有しているが
、プラスチックは大きなものでは数％にも達する吸水率
を有しており、吸水によりプラスチック成形体が膨張し
て変形したり、寸法精度が狂う不具合がある。特に光ヘ
ッドにおいては各種の光学系の取付位置の寸法精度が厳
しく要求されるので僅かな寸法の狂いも問題となる。例
えば後述する実施例のように臨界角プリズムを用いてフ
ォーカシングエラーを検出する場合には、この臨界角プ
リズムの反射面を光軸に対してきわめて正確に設定する
必要があり、例えばこの臨界角プリズムの取付面が変位
すると、フォーカシングエラーの検出を正確に行なうこ
とができなくなる。

また、光ヘッド本体全体がひずむと、各種光学系相互間
の位置関係がくずれ、光学特性が劣化することになる。

光ヘッドにおいては、各種の耐久試験を行っており、そ
の内の湿度試験では湿度８０％、温度７０℃の雰囲気中
または湿度９５％、温度６０℃の雰囲気中に５００時間
放置しているが、このような高温高温保存試験で性能を
維持しなければならない。

上述したようにプラスチックは吸水性があるため、この
ような高温条件下では寸法が狂う恐れがある。また、カ
ーボンファイバ等を４０％程度混入したプラスチック成
形体の吸水率は０．０２％程度と低くなるが、これでも
吸水率が０％ではなく、またカーボンファイバが高価で
あるため、このようなプラスチック成形体は高価となっ
てしまい、光ヘッド本体をプラスチックで構成する効果
が損なわれてしまう欠点がある。さらに、フッ素樹脂は
吸水率が０％であるが、フッ素樹脂の成形体は引張強度
や曲げ弾性率が低く、光学系の保持部材や構造部材とし
ては使用できない。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、高温条件下にお
いても水分の吸収による寸法精度の狂いやひずみを有効
に防止することができ、しかも安価に製造することがで
きるとともに機械的強度も大きいプラスチック成形体を
有する光ヘッドを提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は光源と、この光源から放射される光ビームを記
録媒体上にスポットとして投射する対物レンズと、この
対物レンズを光軸方向及びそれと直交する方向に駆動す
るアクチュエータと、光学系と、これらを支持する光ヘ
ッド本体とを具える光ヘッドにおいて、光ヘッドの構成
部材の少なくとも一部をプラスチックの形成体を以って
構成し、このプラスチック成形体の少なくとも大気と触
れる部分の表面に防湿処理を施したことを特徴とするも
のである。

〔作　用〕

本発明の光ヘッドにおいては例えば光ヘッド本体をプラ
スチックの成形体を以って構成し、その表面にフッ素樹
脂膜等の防湿膜を被覆したり、金属層をメッキしたりす
るので、高湿度の雰囲気中でもプラスチック成形体が直
接湿気に曝されることはなく、したがってプラスチック
が吸水して寸法精度が狂ったり、ひずんだりすることは
なくなる。

〔実施例〕

第１図は本発明による光ヘッドの一実施例の構成を示す
ものであり、第１図Ａは内部に配置したレーザダイオー
ド、フォトダイオード、光学系の配置を示す線図であり
、第１図Ｂは光ヘッド全体の構成を示す斜視図である。

第１図Ａに示すように、光源を構成するレーザダイオー
ド１から放射された光ビームはコリメータレンズ２によ
り平行ビームに集束され、偏光膜３ａを有する偏光プリ
ズム３に入射する。入射光ビームはこの偏光膜３ａで反
射され、１７４波長板４を経てアクチュエータ５により
光軸方向並びにそれと直交するトラッキング方向に変位
される対物レンズ６に入射し、記録媒体７上にスポット
として照射される。本例では記録媒体７に記録された情
報トラックを再生するものとする。この情報トラック７
の情報で変調を受けた記録媒体７からの反射光ビームは
対物レンズ６で集光され、再びｌ／４波長板４を通り偏
光プリズム３に入射する。この光ビームはｌ／４波長板
４を２回透過しているので偏光面が９０°回転し、偏光
膜３ａを透過し、反射面８ａが入射光の光軸に対してほ
ぼ臨界角に設定された検出プリズム８に入射する。この
反射面８ａで反射した光束を、４分割した受光領域を有
する受光素子を構成するフォトダイオード９に入射させ
る。

第１図Ａでは図面を明瞭とするためにアクチュエータ５
の内部構造を示していないが、対物レンズ６はその先軸
方向およびそれと直交する方向に変位可能に板ばねによ
り支持されており、フォーカシングコイルおよびトラッ
キングコイルにフォーカシングエラーおよびトラッキン
グエラーに応じた電流を流すことにより対物レンズ６を
光軸方向およびトラッキング方向に変位させることがで
きるように構成されている。このようなアクチュエータ
の詳細な構成は、例えば特開昭５６−９４３１１号公報
に開示されいてるとともに本発明の要部ではないのでこ
れ以上詳細な説明は省略する。また、反射面８ａをほぼ
臨界角に設定した検出プリズム８と４分割した受光素子
９を含むフォーカシングエラーおよびトラッキングエラ
ー検出機構についても、例えば特開昭５７−６６５３３
号公報に開示されているので、これ以上詳細な説明は省
略する。

本実施例においては、レーザダイオード１と、コリメー
タレンズ２と、偏光プリズム３と、１／４波長板４およ
び検出プリズム８を一体に構成した光学系と、アクチュ
エータ５およびフォトダイオード９を支持する光へ、７
ド本体１０をプラスチックの一体成形体を以って構成す
る。また、レーザダイオードを支持する支持枠３１や、
コリメータレンズ２の鏡筒を支持するスリーブ３２．ア
クチュエータ５のケース３３をプラスチックの成形体を
以って構成する。

これらの構造部材は、ＰＰＳ　　（ポリ・フェニル・サ
ルファイド）　、ＰＩｉＥＫ　（ポリ・エーテル・エー
テル・ケトン）、Ｐｕ５（ポリ・エーテル・サルフォン
）、ＰＥＩ（ポリ・エーテル・イミド）　、ＰＣ（ポリ
カーボネート）、エポキシ樹脂等の機械的強度の大きい
プラスチックまたはこれらの材料にカーボンファイバや
ガラスファイバ等の繊維を混合して強度をさらに増した
プラスチックの成形体を以って構成する。このようなブ
スラチック材料の成形体は、型の寸法精度さえ確保して
おけば、きわめて正確に成形することができるので、従
来の金属成形体より成る光ヘッド本体の場合のように成
形後、切削加工を施して寸法精度を出す必要はない。し
たがって製造工程から切削工程を省くことができ、製造
コストを低減することができる。さらに、プラスチック
材料は金属に比べて１７２〜１７３程度軽量であるので
、光ヘッドの重量を軽くすることができる。したがって
光ヘッドを情報トラックと直交する方向、すなわちディ
スク状記録媒体の径方向に駆動するための動力源は低出
力のもので足り、しかも高速に移動することができるの
でアクセス時間の短縮を図ることができる。さらに、プ
ラスチック材料は金属に比べて熱伝導率が低いのでアク
チュエータ５のコイルで発生した熱が光ヘッド本体１０
を伝わってレーザダイオード１に到達しにくくなり、レ
ーザダイオードの温度上昇を有効に抑えることができ、
レーザダイオードの寿命を延長することができる。

光ヘッド本体ｌＯは全体として箱形をしており、底部は
開放している。上面にはほぼ円形の孔が形成され、この
孔に第１図Ｂに示すようにアクチュエータ５のケース３
３の下端部を嵌合してネジ１１により固定する。第１図
Ｂに示すように光ヘッド本体１０の一方の側壁のアクチ
ュエータ５が装着されている側には、凹部１０ａを形成
すると共にこの凹部内に光学系を光路内に挿入するため
の貫通孔を形成する。偏光プリズム３．１７４波長板４
及び検出プリズム８を一体的に結合した光学系１２をア
ルミの成形体より成る光学系支持部材１３に装着し、こ
の光学系支持部材１３を２本のネジ１４ａ及び１４ｂに
よって凹部１０ａ内にネジ止めする。更に光ヘッド本体
１０の底面には薄い金属板より成る裏蓋１５をネジ１６
により固定し、裏Ｍ１５の他端を軸受ブロック１７によ
って押える０本例ではこの軸受ブロック１７もプラスチ
ック成形体を以って構成する。軸受ブロック１７はネジ
１８によって光ヘッド本体１０に固定し、この軸受ブロ
ック１７には軸受１９を設け、この軸受１９にガイドシ
ャフト２０を摺動自在に挿入する。さらに軸受ブロック
１６の上面にはアルミ板より成るプレート２１が固着さ
れており、このプレートの側面にｌよラック２１ａが形
成されている。このラック２１ａをモータ２２により駆
動されるピニオン２３と噛合させ、光ヘッド全体をディ
スク状記録媒体７の径方向に所定の範囲に亘って移動で
きるように構成する。例えばコンパクトデスクプレーヤ
に用いる場合には、この移動範囲は約４０１層であり、
したがってラック２１ａの長さも約４０ｍｍである。

光ヘッド本体ｌＯの一側にはガイド部１０ｂを一体的に
形成し、第１図Ａに示すように、このガイド部ｔａｂを
挟むようにねじ２４ａおよび２４ｂを有する軸受ブロッ
ク２６を設け、この軸受ブロック２６には軸受２５を取
付け、この軸受２５にガイドシャフト２７を摺動自在に
挿通する。本例ではねし２４ａおよび２４ｂを調整する
ことにより光ヘッド本体１０をガイドシャフト２０を中
心として第１図Ａの紙面の平面内で回動させることがで
き、これにより対物レンズ６の光軸を情報トランクの接
線方向に調整することができる。

第２図は光学系支持部材を光ヘッド本体に装着するとき
の状態を説明するための分解斜視図である。偏光プリズ
ム３．１／４波長板４及び検出プリズム８を一体的に結
合した光学系１２を接着剤により光学系支持部材１３に
装着する。この光学系支持部材１３は光学系１２を支持
する軸部１３ａと光ヘッド本体１０と係合するフランジ
部１３ｂとから成り、フランジ部１３ｂにネジ止め用の
２個の貫通孔１３ｃ及び１３ｄと調整用の３個の穴１３
ｅ、　１３ｆ及び１３ｇを形成する。一方、光学系支持
部材１３を支持する光ヘッド本体１０に形成した凹部１
０ａ内には光学系１２とほぼ同様の形状の貫通孔１０ｃ
を形成すると共に２個のネジ穴１０ｄ及びｌｉｅを形成
し、更に凹部１０ａには基準面１０ｆを形成する。光学
系支持部材１３を光ヘッド本体１０に装着するには、貫
通孔１０ｃを経て光学系１２を光路内に挿入し光学系支
持部材１３のフランジ部１３ｂの下面と凹部１０ａの基
準面１０ｆとを係合させる。次にフランジ部１３ｂの下
面と基準面１０ｆ　とを回当てした状態でフランジ部１
３ｂをほぼ９０°回転してフランジ部１３ｂに設けた２
個の貫通孔１３ｃ及び１３ｄと光ヘッド本体１０の凹部
１０ａに設けた２個のネジ穴１０ｄ及び１０ｅとが一致
するように位置調整を行う。次に２本のネジ１４ａ及び
１４ｂによって光学系支持部材１３を光ヘッド本体１０
に仮止めする。更に、仮止めした状態で調整用の穴１３
ｅ。

１３ｆ及び１３ｇに光学系調整用の治具を差し込んで光
学系支持部材１３の取付は位置を調整し、調整後ネジ１
４ａ及び１４ｂを強固に締め付けて光学系支持部材１３
を光ヘッド本体１０に固定する。

上述したように、本発明においては光ヘッドの構成部材
、本実施例では光ヘッド本体１０．レーザダイオードｌ
の保持枠３１．コリメータレンズ２の支持スリーブ３２
．アクチュエータ５のケース３３゜軸受ブロック１７を
プラスチックの成形体を以って構成する。本例ではこれ
らの構成部材の大気に曝されている表面にフッ素樹脂膜
３４，３５，３６．３７および３８をそれぞれ被着する
。

これらのフッ素樹脂膜は吸水性を有していないので、光
ヘッドを高温条件下に置いた場合にもプラスチック成形
体が吸水して膨張することはなくなる。したがって、プ
ラスチック成形体の寸法が変動することはなく、各種光
学系の位置が狂うことはなく、光学性能の劣化は生じな
い。また、光ヘッド本体１０の表面に被着したフッ素樹
脂膜３４は第２図に示す凹部１０ａの表面にも被着する
。

本発明は上述した実施例だけに限定されるものではなく
種々の変形が可能である。例えば上述した実施例ではプ
ラスチック成形体の表面にフッ素樹脂膜を被着したが、
吸水性を有しない他の樹脂膜を被着したり、ニッケル、
銅、アルミ等の金属メッキ層を被着することもできる。

さらに上述した実施例ではプラスチック成形体の全表面
に防湿膜を被着したが、例えば、対物レンズを透明なケ
ース内に収納し、光をケースを透過させるように構成す
る場合には光ヘッド本体の内部にあるプラスチック成形
体の表面には防湿処理を施す必要はない。

また、上述した例では種々の構成部品をプラスチック成
形体を以って構成したが、例えば光ヘッド本体だけをプ
ラスチック成形体を以って構成することもできる。

更に、光源及び光学系は種々のものがあり、例えば光源
として３本の光ビームを放射するスリービーム方式のも
のも用いることができる。また、フォーカシング及びト
ラッキングエラー情報を検出するものとして、シリンド
リカルレンズを用いる非点収差法によってフォーシング
エラーを検出することもできる。

（発明の効果） 上述した本発明の光ヘッドによれば、光ヘッド本体等の
構成部品をプラスチックの成形体を以って構成し、その
表面に防湿処理を施したため、光ヘッドの軽量化および
低廉化を図ることができるとともに高湿度条件下におい
ても寸法精度が狂ったり、ひずみが発生したりすること
がなくなり、光学性能が長期間に亘って安定に維持され
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ及びＢは本発明による光ヘッドの一例の構成を
示す線図的断面図及び斜視図、第２図は光学系支持部材
を光ヘッド本体に装着するときの状態を示す分解斜視図
である。 １・・・レーザダイオード ２・・・コリメータレンズ ３・・・偏光プリズム　　４・・・１７４波長板５・・
・アクチュエータ　６・・・対物レンズ７・・・記録媒
体　　　　８・・・検出プリズム９・・・フォトダイオ
ード １０・・・光ヘッド本体　　１２・・・光学系１３・・
・光学系支持部材　１７−軸受ブロック３１・・−レー
ザダイオード支持枠 ３２−　コリメータレンズ支持スリーブ３３−・・アク
チュエータ・ケース ３４．３５，３６，３７．３８−・−フッ素樹脂膜Ｃ” ＜６ 肴 冴 手　　続　　補　　正　　書 昭和６０年９月３０日 特許庁長官　　宇　　賀　　　道　　部　　殿発明の名
称 光ヘッド 補正をする者 事件との関係　特許出願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光源と、この光源から放射される光ビームを記録媒
   体上にスポットとして投射する対物レンズと、この対物
   レンズを光軸方向及びそれと直交する方向に駆動するア
   クチュエータと、光学系と、これらを支持する光ヘッド
   本体とを具える光ヘッドにおいて、光ヘッドの構成部材
   の少なくとも一部をプラスチックの成形体を以って構成
   し、このプラスチック成形体の少なくとも大気と触れる
   部分の表面に防湿処理を施したことを特徴とする光ヘッ
   ド。