JP2590306B2 - 情報読取装置 - 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学的情報読取装置の
改良に関する。

〔従来の技術〕

実開昭58−62486号（先行技術Ａ）に光学的情報読取
装置について説明している。当該装置において、基台で
ある光学ブロック（符号11）は情報トラックを横切る方
向であるトラッキング方向（先行技術Ａの第１図のＡ、
Ｂ方向）に直線往復移動するようになっている。この光
学ブロックは６個の板部材で囲まれた直方体形状の箱型
の構成となっている。一方、歯の並び方向が情報トラッ
クを横切る方向に沿い且つ歯幅（先行技術Ａ第２、４図
のディスク13の媒体面に垂直な方向に関するラック8a、
8bの寸法）方向が記録媒体であるディスク13の媒体面に
垂直な方向に沿うようにしたラックが形成されたコの字
形状のラック板部材（符号10）が光学ブロックの側面に
固定されている。このラック板部材はモータ（符号１）
により回転するピニオン（符号6a、6b）との係合によ
り、光学ブロックの移動のための駆動力が伝達されるよ
うになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記装置は以下の欠点がある。

レンズを２方向に移動させるアクチュエータについて
は上記先行技術Ａには明確な説明がない。仮に当該アク
チュエータを先行技術Ａ開示の装置に設置しようとすれ
ば、光学ブロックの名称並びに記録媒体（符号13）の媒
体面に対向する光学ブロックの表面に光ビーム出入部
（符号12、光束を通過させるだけの単なる開口部をい
う）が形成されている点を考慮すると、この光学ブロッ
クの内部にアクチュエータが設置されるものと推測され
る。しかしながら、当該光学ブロックは、記録媒体の媒
体面に垂直方向に関するアクチュエータの寸法より明ら
かに大なる高さ寸法を有した４個の側面部（ラック板部
材10が固定された側面部並びに当該側面部に対向配置さ
れた側面部、ガイド14、15の貫通穴が形成されている２
個の側面部）で囲まれた構成となっている（アクチュエ
ータをこのような構成の光学ブロック内に設置したとす
ると、媒体面に垂直な方向に関し直角な１方向に向かっ
て光学ブロックを見たとき、アクチュエータの外観は見
えない状態となる）。この様な箱型容器の内部にアクチ
ュエータを設置することは、アクチュエータの設置作業
が面倒なものになる欠点がある。

また、光学ブロックとラック板部材とが別個独立な部
材で構成されているため、所定の寸法を出すため両者を
高精度で結合する作業が要求され、結果として装置の組
立てが面倒なものになり、部品点数が多くなり、大量生
産に適さない欠点がある。

一方、実開昭58−43675号（先行技術Ｂ）には基台で
あるカートリッジ収納部（符号15）に一体的にラック
（符号13）を形成した構成が説明されている。上記先行
技術Ｂのアクチュエータに相当する検出カートリッジ
（符号９）は、媒体面に垂直な方向に対して直角な１方
向に向かって当該カートリッジ収納部を見たとき、検出
カートリッジの外観は見えない構成になっている。この
様な収納容器の内部にアクチュエータを設置すること
は、前述の先行技術Ａに開示の装置と同様、アクチュエ
ータの設置作業が面倒なものになる欠点がある。

本発明は上記欠点を解決した、光ヘッドを提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の情報読取装置は、情報がトラック状に記録さ
れたディスク状記録媒体の媒体面へ、光源からの光束を
レンズにより収束光として照射させ、その反射光により
前記情報を読み取るに際し、前記媒体面に垂直な第１の
方向と前記媒体面に平行で情報トラックを横切る第２の
方向の両方向に前記レンズを移動可能なように基台に配
置すると共に、前記基台に配置したラックとモータによ
り回転駆動するギヤとの係合により前記基台を前記第２
の方向に移動するようにした情報読取装置において、 前記レンズを前記第１の方向と前記第２の方向の両方
向に移動するようにしたアクチュエータ（少なくとも、
レンズ、フォーカシングコイル、トラッキングコイル並
びに磁界発生手段とを踏む機構をいう。レンズと前記２
種類のコイルと磁気発生手段とを少なくとも覆うカバー
が配置されていればカバーもアクチュエータに含まれ
る）を前記基台の前記媒体面に対向する表面に設置し、
前記基台をプラスチック系材料による一体成形によって
構成すると共に歯の並び（「歯の並び」とは複数個の歯
が並んでいる形態、言い換えると複数個の歯が列を成し
た形態をいう）方向が前記第２の方向に沿（「沿い」と
は言い換えると第２の方向にほぼ平行な方向になるとの
意）且つ歯幅（上記の「歯の並び方向」に直角な方向の
歯の寸法）方向が前記第１の方向に沿うようにした前記
ラックを前記基台に一体的に形成（「一体的に形成」と
は、先行技術Ａの第４図の様に、ラック板部材10と光学
ブロック11との二つの部材を結合する様な構成を排除
し、基台そのものにラックを形成することをいう）し、
前記アクチュエータを前記表面から前記ディス状記録媒
体へ向かって***するように配置することにより、前記
第１の方向に直角な１方向（第１の方向に直角な方向の
うち、ひとつの方向）に向かって前記基台を見たとき、
前記アクチュエータのほぼ外観（アクチュエータにカバ
ーが配置されていれば、当該カバーが外観に相当する）
が見えるように（先行技術Ａ、Ｂのように、アクチュエ
ータの高さ寸法よりも大きな深さ寸法を有した箱型の収
納容器の中にアクチュエータを組み込む形態を排除する
意）で前記基台を構成したことを特徴とするものであ
る。

〔実施例〕

第３図は本願発明に至るまでに開発した光ヘッドの一
例の構成を示すものであり、第３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３図Ｂは光ヘッド全体の構成を示す
斜視図である。

第３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、1/4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1/4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1/4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３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はその光軸方向およびそ
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、フォーカッシングコイルおよびトラッキングコイ
ルにフォーカッ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号公報に開示されてい
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を含むフォーカッシングエ
ラーおよびトラ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。

上述した光ヘッドにおいては、レーザダイオードより
成る光源１、この光源から放射される光ビームを対物レ
ンズ６へ導く光学系２、３、４、対物レンズをその光軸
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
カッシング制御やトラッキング制御を行うアクチュエー
タ５、記録媒体７から反射された光ビームを対物レンズ
６や検出プリズム８を介して受光するフォトダイオード
より成る受光素子９等を支持する光ヘッド本体10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。
この光ヘッド本体10の下部には蓋11をねじ12により固定
して開口を塞いでいる。

また、光ヘッドを記録媒体７に記録された情報トラッ
クと直交する方向に駆動するために、光ヘッド本体10に
はねじ13により軸受ブロック14を取付け、この軸受ブロ
ックには軸受15を嵌合し、これにガイドシャフト16を摺
動自在に挿通する。また、軸受ブロック14の上面には、
側面にラック17aを形成したラックプレート17を固着
し、このラック17aにピニオン18を噛合させ、このピニ
オンをモータ19により回転させるように構成している。
光ヘッド本体10には、これと一体的にガイド部10aを形
成し、これを支持部材20上に載置している。この支持部
材20を矢印Ａで示すように上下方向に移動させることに
より、光ヘッド全体をガイドシャフト16を中心として矢
印ａで示すように回動させて、対物レンズ６の光軸をト
ラック方向に調整することができる。

上述した光ヘッドにおいては、アルミや亜鉛の金属の
成形体を以って構成されている光ヘッド本体10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10
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
としての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。

通常、対物レンズ６を駆動するアクチュエータ５には
コイルが設けられており、このコイルに電流を流して対
物レンズを光軸方向やトラッキング方向に駆動している
が、金属成形体より成る光ヘッド本体10では熱伝導率が
大きいため、コイルで発生された熱が光ヘッド本体を経
て光源のレーザダイオード１に伝達され、レーザダイオ
ードの寿命が短くなる欠点がある。このレーザダイオー
ド１の温度上昇は約３℃以下に抑えるのが望ましく、こ
の要求を満たすためにアクチュエータ５のコイルへ流す
駆動電流の大きさが制限され、光ヘッド設計上の制約の
一つとなっていた。

さらに、上述した第３図の光ヘッドにおいては、光ヘ
ッド本体10と別体に軸受ブロック14やラックプレート17
が形成されているので部品点数が多くなり、組立調整が
面倒となり、製造コストが高くなる欠点がある。特に光
ヘッド本体10と軸受ブロック14が別体になっていると、
第３図Ａに示すように位置の基準となるガイドシャフト
16の中心線と対物レンズ６の光軸との間の距離Ｈの寸法
誤差が大きくなる欠点がある。すなわち、上記の距離Ｈ
は、ガイドシャフト16の中心線と、軸受ブロック14の取
付基準面との間の距離α、この取付基準面とアクチュエ
ータ５の取付基準面との間の距離βおよびこの取付基準
面と対物レンズ６の光軸との間の距離γとの和に等しい
が、これらの距離α、βおよびγの各々に誤差があるの
で、距離Ｈはこれらの誤差の和となり、きわめて大きな
ものとなる欠点がある。

第１図は前述の第３図の光ヘッドに改良を加えた光ヘ
ッドで、やはり第３図の光ヘッドと同様本発明に至るま
でに開発された光ヘッドの一例の構成を示すものであ
る。第１図Ａは断面図、第１図Ｂは平面図である。本例
では光ヘッド本体と軸受部とをプラスチックの一体成形
体を以って構成したものである。光ヘッド内部の構造は
第３図に示した光ヘッドと同様であり、レーザダイオー
ド21から放射されるレーザビームをコリメータレンズ22
で平行とし、偏光プリズム23の偏光膜23aで反射させ、1
/4波長板24を経て、アクチュエータ25によって光軸に平
行なフォーカッシング方向および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26に入射させる。対
物レン26はレーザビームを集束し、スポットとして記録
媒体27の情報トラック上に集束させる。本例では記録媒
体はディスク状とし、情報トラックは螺旋状とする。記
録媒体27で反射された光は対物レンズ26で集光され、1/
4波長板24を経て偏光プリズム23を透過し、検出プリズ
ム28のほぼ臨界角に設定された反射面28aで反射され、
フォトダイオード29に入射する。

本光ヘッドにおいては、レーザダイオード21と、コリ
メータレンズ22と、偏光プリズム23と、1/4波長板24お
よび検出プリズム28を一体に構成した光学系と、アクチ
ュエータ25と、フォトダイオード29とを支持する光ヘッ
ド本体30および軸受部30aおよび30bをプラスチックの一
体成形体を以って構成する。すなわち、軸受部30a、30b
を有する光ヘッド本体30は、PPS（ポリ・フェニル・サ
ルファイド）、PEEK（ポリ・エーテル・エーテル・ケト
ン）、PES（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
増したプラスチックの一体成形体を以って構成する。こ
のようなプラス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、第３図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1/2〜1/3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25のコイルで発生した熱が光ヘッド本
体30を伝わってレーザダイオード21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。

また、軸受部30a、30bは光ヘッド本体30と一体に構成
されているので部品点数は少なくなり、組立調整が簡単
となり、製造コストを低減することができる。さらに軸
受部の基準線、すなわちガイドシャフトの中心線と対物
レンズの光軸との間の距離Ｈの誤差も小さくなる。

すなわち、上記の距離Ｈは、ガイドシャフト32の中心
線とアクチュエータ25の取付基準面との間の距離δと、
この取付基準面と対物レンズ26の光軸との間の距離γと
の和となり、この距離Ｈの誤差は距離δとγのそれぞれ
の誤差の和となり、第３図について上述した光ヘッドに
おける距離Ｈの誤差に比べて著しく小さくなり、寸法精
度が向上することになる。

しかしながら、第１図の光ヘッドは、光ヘッド本体30
とラック部35とを別個独立の部材を結合したものから構
成されている。従って、かかる構成では部品点数が増大
し、光ヘッド本体30とラック部35との高精度な結合作業
が要求され、結果として装置は大量生産に適さない高価
なものになる欠点がある。

第２図は第１図の光ヘッドに改良を加えた本発明の一
実施例を示すものである。第２図Ａは線図的断面図、第
２図Ｂは平面図、第２図Ｃは正面図である。本例では光
ヘッド本体40と一体的に軸受部40a、ラック部40bおよび
ガイド部40cをプラスチックの成形体を以って構成す
る。すなわち、軸受部40aには孔をあけ、これに軸受31
を嵌合し、これにガイドシャフト32を摺動自在に通す。
またラック部40bの側面にはラックを一体的に形成し、
これをピニオン36と噛合させ、このピニオンをモータ37
に連結する。また、ガイド部40cはラック部40bと同じ幅
を有するものとし、これを上下から支持部材38および39
によって挟むようにする。その他の構成は第１図に示し
た実施例とほぼ同じであるので同じ部分には同じ符号を
付して示し、詳細な説明は省略する。

上述したように軸受部40aを光ヘッド本体40と一体的
にプラスチックで成形すると、軸受と光ヘッド本体との
間の寸法誤差は無くなるので軸受31により支承されるガ
イドシャフト32の中心線と対物レンズ26との間の距離Ｈ
の誤差は、光ヘッド本体40に対するアクチュエータ25の
寸法誤差と、アクチュエータ25に対する対物レンズ26の
寸法誤差との和だけになるが、これらの誤差は小さいの
で光ヘッド全体としての寸法誤差をきわめて小さく抑え
ることができる。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、種々の変形や変更が可能である。例えば光源、光学
系および受光素子は種々のものがあり、またアクチュエ
ータも種々の形式のものがある。例えば光源として３本
の光ビームを放射するものを用いることができ、受光素
子としては６分割の受光領域を有するものを用いること
もできる。また、上述した例では臨界角にい設定した反
射面を有する検出プリズムを用いてフォーカッシングエ
ラー情報を検出するものとしたが、例えばシリンドリカ
ルレンズを用いた非点収差法によってフォーカッシング
エラーを検出することもできる。

〔発明の効果〕

本発明の情報読取装置は、情報がトラック状に記録さ
れたディスク状記録媒体の媒体面へ、光源からの光束を
レンズにより収束光として照射させ、その反射光により
前記情報を読み取るに際し、前記媒体面に垂直な第１の
方向と前記媒体面に平行で情報トラックを横切る第２の
方向（例えば第２図Ｃのガイドシャフト32の延在方向、
言い換えるとガイドシャフト32の軸方向）の両方向に前
記レンズを移動可能なように基台（例えば前記実施例の
光ヘッド本体40）に配置すると共に、前記基台に配置し
たラック（例えば前記実施例のラック17a、35a、ラック
部40bに形成された歯）とモータ（例えば前記実施例の
モータ37により回転駆動するギヤ（例えば前記実施例の
ピニオン36）との係合により前記基台を前記第２の方向
に移動するようにした情報読取装置において、 前記レンズを前記第１の方向と前記第２の方向の両方
向に移動するようにしたアクチュエータ（例えば前記実
施例のアクチュエータ25、より詳細な構成は前述したよ
うに例えば特開昭56−94311号公報第５図参照）を前記
基台の前記媒体面に対向する表面（例えば第２図Ａ、Ｂ
の光ヘッドほ対40の上側の表面、あるいは第３図Ｂのア
クチュエータ５が載置されている光ヘッド本体10の上側
の表面、言い換えると符号40、10の各引き出し線の先端
部に接する面）に設置し、前記基台をプラスチック系材
料による一体成形によって構成すると共に歯の並び（例
えば第２図Ｃにおいてシャフト32の軸方向に向かってラ
ック部40bに形成されている多数の歯の並び）方向が前
記第２の方向に沿い且つ歯幅（例えば第２図Ａ、Ｂのラ
ック部40bの縦方向の寸法に相当する）方向が前記第１
の方向に沿うようにした前記ラックを前記基台に一体的
に形成し、前記アクチュエータを前記表面から前記ディ
ス状記録媒体へ向かって***するように配置することに
より、前記第１の方向に直角な１方向に向かって前記基
台を見たとき、前記アクチュエータのほぼ外観が見える
ように前記基台を構成したたことを特徴とするから、本
発明は以下の効果がある。

レンズを第１の方向と第２の方向の両方向に移動する
ようにしたアクチュエータを基台の媒体面に対向する表
面に設置し且つ第１の方向に直角な１方向に向かって基
台を見たとき、前記アクチュエータのほぼ外観が見える
ように基台を構成したから、アクチュエータの基台への
組み込み作業は著しく簡単なものになり、結果として本
発明の光情報読取装置は大量生産に適したものになる利
点がある。

また、基台をプラスチック系材料による一体成形によ
って構成したから、本発明の装置は軽量なものとなり、
この結果高速且つ高精度な情報読取りが期待できる利点
がある。しかも、プラスチック系材料から成る基台に一
体的にラックを形成したから、瞬時にして部材間の高精
度な寸法精度が得られる共に、プラスチック系材料特有
の材料表面の性質によりギヤ駆動は滑らかなものにな
り、結果として本発明の光ヘッドは、極めて簡単な構成
で安価で大量生産に適し且つ高精度な読取りが実現でき
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ＡおよびＢは本発明に至るまでに開発した光ヘッ
ドの構成を示す図、 第２図Ａ〜Ｃは本発明の一実施例の構成を示す図、 第３図ＡおよびＢは本発明に至るまでに開発した光ヘッ
ドの構成を示す断面図および斜視図である。 10、30、40……光ヘッド本体 30a、30b、40a……軸受部 35、40b、……ラック部 40c……ガイド部 17a、35a……ラック 36……ピニオン 21……レーザダイオード 22……コリメータレンズ 23……偏光プリズム 24……1/4波長板 25……アクチュエータ 26……対物レンズ 27……記録媒体 28……検出プリズム 29……フォトダイオード

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報がトラック状に記録されたディスク状
   記録媒体の媒体面へ、光源からの光束をレンズにより収
   束光として照射させ、その反射光により前記情報を読み
   取るに際し、前記媒体面に垂直な第１の方向と前記媒体
   面に平行で情報トラックを横切る第２の方向の両方向に
   前記レンズを移動可能なように基台に配置すると共に、
   前記基台に配置したラックとモータにより回転駆動する
   ギヤとの係合により前記基台を前記第２の方向に移動す
   るようにした情報読取装置において、 前記レンズを前記第１の方向と前記第２の方向の両方向
   に移動するようにしたアクチュエータを前記基台の前記
   媒体面に対向する表面に設置し、前記基台をプラスチッ
   ク系材料による一体形成によって構成すると共に歯の並
   び方向が前記第２の方向に沿い且つ歯幅方向が前記第１
   の方向に沿うようにした前記ラックを前記基台に一体的
   に形成し、前記アクチュエータを前記表面から前記ディ
   ス状記録媒体へ向かって***するように配置することに
   より、前記第１の方向に直角な１方向に向かって前記基
   台を見たとき、前記アクチュエータのほぼ外観が見える
   ように前記基台を構成したことを特徴とする情報読取装
   置。