JPH0314646Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、光学ヘツド装置などの各種光学機器
に係るものであり、レンズなどの複数の光学素子
をその光軸を一致させた状態にて組合わせ固定し
た光学装置に関する。

〔考案の背景〕

各種光学機器には、レンズなどの複数の光学素
子をその光軸を一致させて配列した光学装置が使
用されている。一般に、この種の装置では、レン
ズなどの光学素子の周囲部分を固定している。し
たがつて、各光学素子の光軸の一致精度を向上さ
せるためには、光学素子の外周に対する中心位置
と光学素子の光軸とのずれを最少限に抑えなくて
はならず、また、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
学素子自体は、光軸を中心とした外周の加工精度
を高く維持しなくてはならず、また光学素子の外
周を保持する鏡筒などの加工精度を高くし、さら
に鏡筒に対する光学素子の位置決め精度も高くし
なくてはならず、装置全体の組立作業に熟練を要
し、且つその作業工数も増大している。

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、その固定部の構造が複雑にな
るため、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
ツド装置の縦断面図である。この光学ヘツド装置
は、光学式ビデオデイスク装置、光学式オーデイ
オデイスク装置、あるいはデイスクメモリー装置
などの光学機器に使用されるものである。この光
学ヘツド装置の中心部に、複数のレンズ１ａ，１
ｂ，１ｃが同軸上に配列されて光学装置１が形成
されている。各レンズ１ａ，１ｂ，１ｃは鏡筒２
の内部に所定間隔にて固定されており、また、鏡
筒２の上下端は板ばね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
固定されているものであり、この板ばね３，４の
弾性力により、鏡筒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。また、鏡筒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が固設されており、コイル６はこの永久磁
石７の凹部７ａ内に収納されている。

また、２点鎖線で示した８は記録媒体であり、
その表面には螺旋状あるいは同心円状に情報が記
録されている。第１図に示した光学ヘツド装置は
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，１ｂ，１ｃ
によつて情報媒体８の表面に集束させて情報を読
み取るものである。そして、レーザビームを記録
媒体８の記録面へ微小スポツトとして集束させる
ための焦点調節制御は、焦点誤差検知部（図示せ
ず）によつて、焦点誤差信号を電気信号に変換
し、コイル６に駆動電流を与えることによつて行
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、鏡筒が上下方向に移動し、
焦点自動調節が行なわれる。また、トラツキング
調節制御およびラジアル調節制御は、図示しない
駆動機構によつて枠体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
つて行なう。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この光学ヘツド装置では、レンズ１ａ，１ｂ，
１ｃによつて集束されるレーザビームと記録媒体
８との相対位置関係がずれないように自動調節す
るためすなわち適正な焦点自動調節が行なわれる
ようにするために、各部材の応答速度の高速化が
要求される。そのため、焦点調節制御では、光学
装置１（レンズ１ａ，１ｂ，１ｃ）の支持部の軽
量化が要求され、また、ラジアル調整制御では、
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１ａ，
１ｂ，１ｃを各々周囲部にて固定している限り、
レンズ支持部の軽量化が図れず、制御応答速度を
高速化できないことになる。

さらに、前述のように、各レンズ１ａ，１ｂ，
１ｃがその周囲部分を基準にして取付けられてい
るため、レンズ１ａ〜１ｃの各光軸の一致精度を
高くすることができず、レーザビームの微小スポ
ツトの集束精度も高くできないものになつてい
る。逆に各レンズ１ａ〜１ｃの光軸を一致させる
ためには、各レンズの外周の加工精度を高くしな
くてはならなくなる。

本考案は、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、複数の光学素子
を同軸上に高精度に固定でき、且つ全体の軽量化
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。

〔問題点を解決するための具体的な手段〕

本考案による光学装置は、レンズなどの複数の
光学素子をその光軸上に並べて固定して成る光学
装置において、各光学素子の光軸部に穿設された
穴に支持棒を挿入して、各光学素子を支持棒を基
準にして光軸を一致させた状態にて並べて固定す
るとともに、前記複数の光学素子のうちの１つの
縁部を支持部材によつて保持したことを特徴とす
るものである。

〔作用〕

上記手段では、レンズなどの複数の光学素子の
各々が、支持棒を基準として光軸が一致した状態
にて連続して固定される。よつてレンズの場合に
はその外周部の加工精度に影響されることなく、
各々がその光軸を高精度に一致させた状態にて固
定されることになる。またレンズの場合、その光
軸部分に細い支持棒を貫通したとしても集光機能
などに対する影響はほとんど無視できる程度であ
る。さらに複数の光学素子のうちの１つの縁部を
枠体によつて保持しているため、レンズなどに対
する保持部材を最小限の大きさにでき、光学装置
を軽量化できる。よつて光学ヘツド装置に実施し
た場合、焦点調節動作などの可動部を軽量化で
き、感度のよい調整動作を実現できるようにな
る。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第２図以下の図面によ
つて説明する。

第３図は本考案による光学装置１０の縦断面
図、第２図はこの光学装置を使用した光学ヘツド
装置の断面図である。

第３図に示す光学装置１０は複数のレンズ１
１，１２，１３を光軸上に配列して固定したもの
である。レンズ１１，１２，１３の各々には光軸
を貫通する細径の穴１１ａ，１２ａ，１３ａが
各々穿設されている。そして各穴１１ａ，１２
ａ，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、
ほとんど隙間なく嵌合するように径寸法が仕上げ
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が介装されており、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
は抜け止め用の頭部１４ａが一体に形成され、他
端には固定部１４ｂが形成されている。この固定
部１４ｂは、支持棒１４が金属製の場合にはねじ
止め式とし、支持棒１４が樹脂製の場合には接着
式にする。また、各レンズ１１，１２，１３は装
備する機器に応じてガラスレンズでもよいし、プ
ラスチツクレンズでもよい。

第２図に示した光学ヘツド装置は、第３図に示
した光学装置１０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
囲部が支持筒２１によつて保持されている。支持
筒２１は、第１図に示した鏡筒２に比べ極めて短
寸法に形成されている。支持筒２１は、枠体２２
の内側に固定された板ばね２３によつて支持され
ており、この板ばね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つている。支持筒
２１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２
４が巻装されている。また、枠体２２の内側には
永久磁石２５が固設されており、この永久磁石２
５の凹部２５ａ内に前記コイル２４が挿入されて
いる。

また第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、反射鏡によつて反
射され、各レンズ１１，１２，１３を通過して、
レンズ１３の上方に位置する情報媒体（第１図に
８で示したものと同じ）の表面の微小スポツトに
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に通電され、コイル２４による駆動力
にて光学装置１０が図の上下方向へ移動し、レー
ザビームが情報媒体の記録面の微小スポツトに確
実に集束されるようになつている。また、トラツ
キング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全体が駆動さ
れることによつて行なわれる。

本考案による光学装置１０では、レンズ１１，
１２，１３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１５
ａ，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
が異なつてくるが、支持棒１４、頭部１４ａ、固
定部１４ｂ、ならびにスペーサ１５ａ，１５ｂの
径をレンズの外径に比べて十分に細くすれば、集
光機能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述べる。

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
ような曲線で記すことができる。本考案にる光学
装置１０では、光軸上に支持棒１４を設けている
ので、第５図に示すように、レンズＬの中央部に
円形の遮光板Ｍを設けたものに相当する。そこ
で、この遮光板Ｍを有するレンズＬの焦点位置に
x₁軸、y₁軸を含む面を設定し、この面上の各点に
おける輝度を、面と光軸との交点Ｆからその点ま
での距離ｘの関数として求めると下記の式が得ら
れる I′（ｘ）＝（２／πx）²［J₁（πX）−sJ₁（πsx）
］² 上式において、 ・ｘ＝l₁r₁／λf ｛ｘは焦点面（x₁軸、y₁軸を含む面）におけ
るＦからの距離｝ ｛l₁：レンズＬの有効径、 r₁：焦点面（x₁軸、y₁軸を含む面）におけ
る原点Ｏからの距離 λ：光の波長、 ｆ：レンズＬの焦点距離｝ ・ｓ＝l₂／l₁ （レンズ有効径と遮光板の直径との比） l₂：遮光板の直径 ・J₁（ｘ）：次数１の第１種ベツセル関数を表わ
す。

これ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ｘ、縦軸はI′（ｘ）を各々示し
ている。

このグラフから分かるように、ｓを小さい値に
すれば、すなわち遮光板Ｍの径l₂をレンズＬの有
効径l₁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（ｓ＝０のレン
ズ）の輝度分布に近づけることが可能である。よ
つて、第２図、第３図に示される光学装置１０に
おいて、支持棒１４の頭部１４ａやスペーサ１５
ａ，１５ｂなどの径を細くすることにより、各レ
ンズ１１，１２，１３による光学的特性を実用上
支障なくすることができる。

なお、上記実施例では、凸レンズ１１，１２，
１３を組合わせ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L₁、凹レンズL₂、プリズムＰなどを組合
わせ、各光学素子を支持棒によつて固定するよう
にしてもよい。

以上のように本考案によれば、以下に列記する
効果を奏するようになる。

(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光学面
の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、レンズの精度向上が図られる。

(2) レンズの外周部と光軸との位置関係がラフに
仕上げられても、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) 支持棒によつ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) 複数の光学素子を支持棒上に固定して一体化
し、複数の光学素子のうちの一つの縁部を支持
部材２１によつて保持しているため、支持部材
２１を最少の形状にできる。よつて複数の光学
素子ならびに支持部材２１によつて構成される
光学装置１０の小型化と軽量化を現実できる。
したがつて、第２図に示すような光学ヘツド装
置にこの軽量の光学装置１０を使用すれば、コ
イル２４ならびに永久磁石２５によつて行なわ
れる光学装置の焦点調節制御、トラツキング調
節制御などの動作を迅速に行なうことが可能に
なり、光学装置の制御動作の感度を高めること
が可能になる。

(5) 光学素子としてプラスチツクレンズなどを使
用する場合には、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が可能であり、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を備えた光学ヘツド
装置の断面図、第２図は本考案による光学装置１
０を備えた光学ヘツド装置の断面図、第３図は本
考案による光学装置１０の断面図、第４図は輝度
分布を計算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ためのレンズの正面
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……支持棒、１４ａ……頭部、１４ｂ……固
定部、１５ａ，１５ｂ……スペーサ、２１……支
持筒、２２……枠体、２３……板ばね、２４……
コイル、２５……永久磁石。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. レンズなどの複数の光学素子をその光軸上に並
   べて固定して成る光学装置において、各光学素子
   の光軸部に穿設された穴に支持棒を挿入して、各
   光学素子を支持棒を基準にして光軸を一致させた
   状態にて並べて固定するとともに、前記複数の光
   学素子のうちの１つの縁部を支持部材によつて保
   持したことを特徴とする光学装置。