JP2613756B2 - 光ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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ヘッドに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ヘッドとして、例えば特開昭５
９−２０１２４０号公報に記載されているものがある。
この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、対物レンズをその光軸方向に変位させ
てフォーカ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
等を備えている。トラッキングエラー信号の検出方法と
してはいわゆる“３ビーム法”が多く用いられている。
この３ビーム法では、ビームを回折するため回折格子を
用いている。

【０００３】また、特開昭５６−４７９３３において
は、光学素子を簡略化するために回折格子として、オフ
アクシスホログラムレンズを用いた光ヘッドが開示され
ている。このオフアクシスホログラムレンズは、ガラス
基板上にゼラチンを母材とする感光膜を形成しここに干
渉像を形成し、これを現像処理し、さらにそのうえに保
護用のカバーガラスを紫外線硬化樹脂にて成形して得て
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
の回折格子は平面状になっているためこの回折格子の加
工時、光ヘッドに組み込む時等に、作業台や、保管箱等
の表面に直接回折格子が接触しすれて傷がついたり、ご
みがついたりしやすい。回折格子が微細な凸凹にて形成
されている場合は、ごみがこの中に入り込むためきれい
にふき取ることが出来なく、微細な凸凹のために、その
エッジが傷つきやすい。回折格子に傷やごみが付くと、
この回折格子による回折光が散乱してしまい正常な信号
検出が出来ない欠点がある。

【０００５】また、回折格子は扁平なガラス基板の片面
に回折格子を形成し、それを保持枠に組み込み光ヘッド
等に組み込んで使用していた。

【０００６】そのため、保持枠が必要で、部品点数およ
び組み立て工数が多くなり、コスト高になると共に、光
学素子とその保持部材との間の取り付け誤差および保持
部材と光ヘッド本体との間の取り付け誤差が累積してし
まい、光学系の組み立て精度が悪くなるという欠点があ
る。

【０００７】本発明はかかる欠点を解決した光ヘッドを
提供することを目的とする。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明の光ヘッドは、
光源から、放射される光ビームを記録媒体上にスポット
として投射して情報の記録および／または再生を行うよ
うにした光ヘッドにおいて、光ビームの光路中に回折格
子が形成された第１の光学素子を配置するとともに、前
記回折格子の周囲部を回折格子より凸に構成し（「凸に
構成し」とは、回折格子の面から***している部分を言
う）、更に前記光路中に第２の光学素子を配置し、前記
第１の光学素子と前記第２の光学素子とを一体成形（一
続きの部材で形成される形態を言う）で構成したことを
特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の光ヘッドは、前記第１及び
第２の光学素子を、プラスチック系材料にて成形したこ
とを特徴とするものである。更にまた、本発明の光ヘッ
ドは、第１の光学素子と第２の光学素子とは、その保持
部材と一体成形されていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【実施例】以下本願発明の一実施例を図面に基づき、詳
細に説明する。図１はこの発明の参考図を線図的に示す
断面図である。図１の参考図は、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をコリメータレン
ズ２により、平行ビームとして偏光プリズム３に入射さ
せてその偏光膜を透過させ、その透過光を１／４波長板
４を経て反射プリズム５により直角に反射させて、アク
チュエータ６により光軸方向およびそれと直交するトラ
ッキング方向に変位可能な対物レンズ７に導いて光ディ
スク８上にスポット状に投射する。この参考例では光デ
ィスク８に記録された情報を再生するものとする。この
光ディスクでの反射光は、偏光プリズム３までは往路と
同じ光路を辿ってその偏光膜に入射させるが、復路にお
いては１／４波長板４の作用によりその偏光方向が往路
の偏光方向に対して直交するため、偏光膜で全ての戻り
光が反射する。この偏光膜で反射される光ディスクから
の戻り光を、図２に斜視図をも示すように、その中心光
線に対してほぼ臨界角に設定した反射面９ａを有する臨
界角プリズム９で反射させて４分割した受光領域を有す
る光検出器１０で受光して、情報信号、フォーカシング
エラーおよびトラッキングエラーを検出する。

【００１１】なお、図１ではアクチュエータ６の内部構
造を示していないが、このアクチュエータ６は例えば特
開昭５６−９４３１１号公報に開示されているもので、
対物レンズ７はその光軸およびそれと直交する方向に変
位可能に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７をフォーカシング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。

【００１２】この参考例では、コリメータレンズ２とそ
の保持枠１１とを透明なプラスチックの一体成形体をも
って構成すると共に、コリメータレンズ２の入射側周辺
に入射光束径を明確にすると同時に、保持枠１１を通し
てのコリメータレンズ２への有害光の侵入を防止するた
め、金属ワッシャ１２をインサート成形する。この保持
枠１１は光ヘッド本体１３に装着すると共に、コリメー
タレンズ２の入射側端部にはレーザダイオード１を装着
する。

【００１３】また、この参考例では、光ヘッド本体１３
をプラスチックの一体成形をもって構成して、この光ヘ
ッド本体１３に反射プリズム５を一体成形すると共に、
この反射プリズム５の周辺に、同様に入射光束径を明確
にすると同時に、反射プリズム５への有害光の侵入を防
止するため、金属ワッシャ１４をインサート成形する。
ここで、コリメータレンズ２とその保持枠１１とを一体
成形するプラスチック材料としては、光ビームが例えば
コンパクトディスク用、ビデオディスク用として用いら
れている波長７８０〜８００ｎｍの赤外線の場合には、
ポリカーボネート、アクリル等を用いることができる。
また、反射プリズム５と光ヘッド本体１３とを一体成形
するプラスチック材料としては、反射プリズム５にて光
ビームが反射すればよいので、上記の材料の他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）、
エポキシ樹脂等を用いることができる。

【００１４】この参考例によれば、コリメータレンズ２
とその保持枠１１、および反射プリズム５と光ヘッド本
体１３とをそれぞれプラスチックの一体成形をもって構
成したので、部品点数および組み立て工数が減り、従っ
て安価にできる。また、プラスチックの成形体は型の寸
法精度さえ確保しておけば極めて正確に成形できるの
で、組み立て精度も容易に出すことができる。更に、コ
リメータレンズ２および反射プリズム５の入射周辺にそ
れぞれ金属ワッシャ１２および１４をインサート成形し
たので、これにより入射光束径を明確にできると共に、
有害光の侵入を有効に防止できる。従って、光学的調整
が容易にできる共に、フォーカシング制御およびトラッ
キング制御のサーボを正確に行うことができ、情報を精
度良く記録、再生することができる。また、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。従って、
光ヘッドをキャリッジを介して情報トラックと直交する
方向、即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。更にまた、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６のコイルで発生した熱
が光ヘッド本体１３に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寿命を延長するこ
とができる。なお、この参考例では、コリメータレンズ
２の周辺に金属ワッシャ１２をインサート成形して有害
光の侵入を防止するようにしたが、図３Ａに示すよう
に、コリメータレンズ２の周辺部に砂目地１５を形成し
たり、図３Ｂに示すように保持枠１１を構成するプラス
チックとして黒色プラスチックや黒色塗料を混入したも
のを用いて、この保持枠１１を不透明とする二色成形体
をもって構成したり、あるいはコリメータレンズ２を除
いて保持枠１１の内周および／または外周に不透明コー
トを施しても同様の効果を得ることができる。この様な
ことは、光ヘッド本体１３と一体成形した反射プリズム
５についても同様に適用することができる。

【００１５】図４はこの発明に至るまでに開発した実施
例を説明するための線図的断面図である。この参考例で
は、光ビームを放射するレーザダイオード２０をプラス
チック成形体からなる光学系支持体２１に装着し、回折
格子２２に向けて光ビームを投射する。回折格子２２
は、多数の溝が形成されている格子部２２ａとその保持
部材である周囲の環状の鏡筒部２２ｂとを一体成形した
透明プラスチックの成形体をもって構成する。また、そ
の格子部２２ａの周囲を高くし鏡筒部２２ｂとしてい
る。この回折格子２２はその鏡筒部２２ｂを光学系支持
本体２１に直接装着する。そのとき、格子部２２ａはレ
ーザダイオード２０と向き合う面に成形されている。格
子部２２ａとその保持部材である周囲の環状の鏡筒部２
２ｂとを一体成形するプラスチック材料としては、光ビ
ームが例えばコンパクトディスク用、ビデオディスク用
として用いられている波長７８０〜８００ｎｍの赤外線
の場合には、ポリカーボネート、アクリル等を用いるこ
とができる。

【００１６】回折格子２２を透過した光ビームは３本の
光ビームに分岐され、ビームスプリッタ２３のハーフミ
ラー面２３ａを透過しコリメータレンズ２４に入射す
る。このコリメータレンズも同様にレンズ作用を果たす
レンズ部２４ａとその保持部材である周囲の鏡筒部２４
ｂとを一体成形した透明プラスチックの成形体をもって
構成し、光軸方向に調整して鏡筒部２４ｂを光学系支持
本体２１に直接装着する。コリメータレンズ２４を出射
した３本の光ビームはそれぞれ平行光束とされ、アクチ
ュエータ２５により光軸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に入射し、記
録媒体２７にスポットとして照射される。この参考例で
は記録媒体２７に記録された情報を再生するものとす
る。記録媒体２７からの反射光ビームは対物レンズ２６
で集光され、再びコリメータレンズ２４を通りビームス
プリッタ２３のハーフミラー面２３ａで反射し凹レンズ
２８に入射する。凹レンズ２８も同様に、凹レンズ部２
８ａとその保持部材である環状の鏡筒部２８ｂとを一体
成形した透明プラスチックの成形体をもって構成され、
光軸方向に位置調整を行ってから鏡筒部２８ｂを接着剤
によりプラスチック成形体から成る光ヘッド本体２９に
装着する。凹レンズ２８を透過した光ビームは、凹レン
ズ２８と同軸に配置されたシリンドリカルレンズ３０に
入射する。このシリンドリカルレンズ３０も同様にレン
ズ作用を有するレンズ部３０ａとその保持部材である環
状の円筒部３０ａとを一体成形した透明プラスチックの
成形体をもって構成する。シリンドリカルレンズ３０を
透過した光ビームは各ビームに対応する受光領域を有す
るフォトダイオード３１に入射し、光電変換されて情報
信号とフォーカシングエラー信号およびトラッキングエ
ラー信号が取り出される。

【００１７】この実施例では、光学素子とその保持部材
とをプラスチックにより一体成形した成形体すなわち回
折格子２２、コリメータレンズ２４、凹レンズ２８およ
びシリンドリカルレンズ３０の各々について、光学素子
への不所望な有害光の侵入を防止するため、その一部分
に光透過防止処理を施す。すなわち、回折格子２２にお
いては鏡筒部２２ｂの内周に金属ワッシャ２２ｃをイン
サートし、コリメータレンズ２４においては鏡筒部２４
ｂのレンズ部２４ａを挟む両側の内周に金属ワッシャ２
４ｃ、２４ｄをインサートし、凹レンズ２８においては
鏡筒部２８ｂの入射側端部に凹レンズ部２８ａを画成す
るように金属ワッシャ２８ｃをインサートし、シリンド
リカルレンズ３０においては同様に鏡筒部３０ｂの入射
側端部にレンズ部３０ａを画成するように金属ワッシャ
３０ｃをインサートする。

【００１８】本実施例のように、回折格子をその保持部
材とともにプラスチック系材料にて一体成形し、格子部
の周囲の鏡筒部を格子部より高くした。そのために、格
子部が鏡筒部により保護され作業台、保管箱等に置いた
ときに格子部が作業台、保管箱に直接接することがなく
格子部にごみや傷が付くのを有効に防止できる。さら
に、回折格子をプラスチック系の材料にて成形したた
め、型の精度さえ確保しておけば、きわめて正確に出来
るので量産性に優れるとともに、回折格子の保護をかね
る保持部材も容易に同時に形成出来る。また、平板状の
格子部の回りに保持部材が形成されるので、その保持部
材が補強となり、成形時の格子部の変形が抑制され格子
部の平面度が良い。また、保持部材も一体成形したので
部品点数が少なくなるとともに、組立工数も削減でき、
組立誤差も減少し、安価に出来る。

【００１９】また、本実施例では、図１に示す参考例と
同様に有害光防止の効果が得られる。尚、金属ワッシャ
をインサートするのに代えて、図３Ｂに示したように、
保持部材を不透明なプラスチックとして二色成形した
り、あるいは保持部材の内周および／または外周に不透
明コートを施してもよい。この場合金属ワッシャの代わ
りに、図３Ａに示したように、砂目地１５を形成するこ
とにより、前述の金属ワッシャあるいは二色成形よりも
簡単且つ安価に有害光の侵入を抑制することができる。

【００２０】図５ＡおよびＢは本願発明の参考例を説明
するための他の参考例である。図５ＡおよびＢは図４に
示す凹レンズとシリンドリカルレンズとを一体成形した
光学部品の構成を示す線図的断面図である。図５Ａに示
す例においては、凹レンズ部４０ａおよびシリンドリカ
ルレンズ部４０ｂと周囲の環状の鏡筒部４０ｃを相互に
結合して一体化すると共に、入射側の鏡筒部４０ｃの端
部に光透過防止処理として金属ワッシャ４０ｄをインサ
ートしたものである。

【００２１】また、図５Ｂに示す例は、凹レンズ部とシ
リンドリカルレンズ部との間の空間を透明プラスチック
で充填した例を示すものであり、入射側に凹レンズを構
成するための凹型の球面４１ａを形成すると共に、該球
面４１ａを画成するように光透過防止用の金属ワッシャ
４１ｂをインサートし、出射側にはシリンドリカルレン
ズを構成する円筒面４１ｃを形成したものである。

【００２２】この様なプラスチック成形体は高い成形精
度を有しているから、２個の光学素子を一体成形しても
高い精度を確保でき、光軸方向の調整を不要とすること
ができる。尚、光透過防止処理は上述したと同様金属ワ
ッシャのインサートに限らず、二色成形や不透明コート
を適用できることはもち論である。尚、金属ワッシャ、
二色成形あるいは不透明コートの代わりに砂目地を形成
することにより、金属ワッシャ、二色成形あるいは不透
明コートよりも、より簡単且つ安価に有害光の侵入を抑
制することができる。

【００２３】図６は本発明の実施例の構成を示す線図的
断面図である。この実施例では、各光学素子と光学系を
支持する光学系支持本体および光ヘッド本体とをプラス
チックの一体成形をもって構成したもので、図４に示す
光学系と同様の光学系を有している。従って、図４で用
いた部材と同一の部材には同一符号を付して説明する。

【００２４】この実施例では、透明プラスチックの一体
成形体５０の各部に以下に示す面を設けて光学素子を形
成する。まず、一体成形体５０にレーザダイオード２０
のとりつく取り付け面を形成し、そのレーザダイオード
２０の出射面と対向する面を凹とし、その底に多数の細
条状の溝部５０ａを設けて回折格子を形成した。さら
に、一体成形体５０には、ビームスプリッタ２３の取り
付け部を設け、ビームスプリッタ２３の取り付け部を経
て対物レンズ２６に光ビームを出射させる面に凸部の球
面５０ｂを設けてコリメータレンズを形成する。また、
ビームスプリッタ２３のハーフミラー面２３ａで反射し
た光ビームが入射する面には凹型の球面５０ｃを設けて
凹レンズを形成し、その出射面には円筒面５０ｄを形成
してシリンドリカルレンズを形成する。

【００２５】本実施例においても、回折格子をその保持
部材とともにプラスチック系材料にて一体成形し、回折
格子の周囲を回折格子より高くした。そのために第４図
に示す実施例と同様の効果を有する。さらに本実施例に
おいては、プラスチックの成形体５０の各面に回折格子
以外にも、コリメータレンズ、凹レンズ、シリンドリカ
ルレン等の種々の球面や細条状の溝部を設け、光学系を
構成する各光学素子、その支持部材および支持部材を支
持する光ヘッド本体を構成したため、部品点数、組立工
数がきわめて減少するとともに、各光学素子間の組立誤
差も減少する。

【００２６】図６において、光学素子の光学面（５０
ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄなどの面）およびビームス
プリッタ２３の取付面を除く成形体５０の周囲に光透過
防止処理として不透明コート層５１を設けたり、不透明
コート層５１に代えて二色成形を適用して、有害光の侵
入を防止することができるが、本発明の実施例では、第
６図に示す光ヘッドにおいて、不透明コート層５１の部
分を、不透明コート層５１に代えて例えば砂目地とし
て、光を通過させる光学面の表面よりも粗くする。この
様に光学素子の光学面以外の成形体５０の周囲を上記の
ように構成すれば、前述の不透明コート、金属インサー
トあるいは二色成形よりも、より簡単且つ安価に有害光
の侵入を抑制することができる。

【００２７】この発明は上述した実施例にのみ限定され
るものではなく、幾多の変形または変更が可能である。
例えば、光ヘッド本体に装着する光源、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。また、対物レンズとその保持部材
とをプラスチックの一体成形体をもって構成した場合に
も本発明を有効に適用することができる。

【００２８】さらに、上述した実施例では、光ヘッド本
体や光学系支持本体をもプラスチックの一体成形をもっ
て構成したが、この発明では光学素子とその保持部材と
をプラスチックで一体成形し、その一部に光透過性防止
処理を施すこともでき、光ヘッド本体や光学系支持本体
は金属の形成体をもって構成することもできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の光ヘッドは、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して情
報の記録および／または再生を行うようにした光ヘッド
において、光ビームの光路中に回折格子が形成された第
１の光学素子を配置するとともに、前記回折格子の周囲
部を回折格子より凸に構成し、更に前記光路中に第２の
光学素子を配置し、前記第１の光学素子と前記第２の光
学素子とを一体成形で構成したことを特徴とするから、
本発明の光ヘッドは、回折格子にごみや傷が付きにくい
利点がある。

【００３０】また、前記第１の光学素子と第２の光学素
子とを一体成形したから、部品点数が少なくなるととも
に、組立工数も削減でき、組立誤差も減少し、安価とな
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考図で断面図を示す。

【図２】図１の部分斜視図を示す。

【図３】図３Ａおよび図３Ｂは本発明の参考図で断面図
を示す。

【図４】本発明の本発明に至るまでに開発した実施例を
説明するための断面図を示す。

【図５】図５Ａおよび図５Ｂは本発明の参考図である。

【図６】本発明の実施例を説明するための断面図であ
る。

【符号の説明】

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 １／４波長板 ５ 反射プリズム ６ アクチュエータ ７ 対物レンズ ８ 光ディスク １０ 光検出器 １１ 保持枠 １３ 光ヘッド本体 ２０ レーザダイオード ２１ 光学系支持体 ２２ 回折格子 ２３ ビームスプリッタ ２６ 対物レンズ ２７ 記録媒体 ２８ 凹レンズ ３０ シリンドリカルレンズ ３０ 成形体

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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して情報の記録および／または
   再生を行うようにした光ヘッドにおいて、 光ビームの光路中に回折格子が形成された第１の光学素
   子を配置するとともに、前記回折格子の周囲部を回折格
   子より凸に構成し、更に前記光路中に第２の光学素子を
   配置し、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを
   一体成形で構成したことを特徴とする光ヘッド。
2. 【請求項２】前記前記第１及び第２の光学素子は、プラ
   スチック系材料にて成形されていることを特徴とする請
   求項１に記載の光ヘッド。
3. 【請求項３】前記第１の光学素子と前記第２の光学素子
   とは、その保持部材と一体成形されていることを特徴と
   する請求項２に記載の光ヘッド。