JPH07334851A - 光学ヘッドおよびその調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筒状単レンズのシリンドリカル軸を容易に決
定でき、しかも筒状単レンズの固定にともなうレンズへ
の入射光束とレンズ光軸とのずれを少なくすることがで
きる光学ヘッド及びその調整方法を提供することであ
る。 【構成】 筒状単レンズ６は正のパワーを持つレンズ第
１面６ｃと、負のパワーを持つレンズ第２面６ｄで、有
効径内はシリンドリカル面を含むトーリック面６ｅ、有
効径外はシリンドリカル軸６ａに対して角度α傾けた軸
を中心としてシリンドリカル軸角度決定部６ｈを有す
る。本レンズは係合手段を前記シリンドリカル軸決定部
６ｈに係合、回転して調整、位置決めを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録媒体上に光ビームを
照射し、記録再生を行う光学ヘッドおよびその調整方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下図面を参照しながら、従来の光学ヘ
ッドについて説明する。図７は従来の光学ヘッドの斜視
図であり、１は半導体レーザー等の光源、２はコリメー
トレンズを一例とするコリメート手段、３はビームスプ
リッターを一例とする光束分離手段、４は対物レンズを
一例とする集光手段、５は記録媒体、７は第１焦点、８
は第２焦点、９は４分割受光素子、９ａ，９ｂ，９ｃ、
９ｄは４分割受光素子の受光領域、９ｅ、９ｆ、９ｇは
４分割受光素子上に結ばれる光スポット、１０は光学基
台、１０ａは光学ヘッドを組み立てる際の基準面、１０
ｄは光学基台に設けられた光束を通す穴部、１５は第１
のレンズ面が正のパワーの面で第２のレンズ面がシリン
ドリカル面のレンズ、１５ａはシリンドリカル軸、１６
はレンズホルダである。

【０００３】このように構成された従来例について、そ
の動作について説明する。光源より発せられた光は、コ
リメート手段２によって平行光束に変換され、光束分離
手段３で反射され、その平行光束の反射成分が対物レン
ズ駆動装置（図示せず）に組み込まれた集光手段４によ
り、記録媒体５の反射面に集光される。記録媒体５から
の反射光束は光束分離手段３を略透過し、レンズ光軸回
りにシリンドリカル軸を４５°回転されたフォーカス誤
差検出手段となる第１のレンズ面が正のパワーの面で第
２のレンズ面がシリンドリカル面のレンズ１５により非
点収差が発生する。

【０００４】すなわち、シリンドリカル軸に垂直でレン
ズ光軸を含む平面内では実線の光路となり４分割受光素
子の前の第１焦点７に収斂し４分割受光素子９上で非点
スポット９ｅを形成、シリンドリカル軸と一致する平面
内では破線の光路となり４分割受光素子の後ろの第２焦
点８に収斂し４分割受光素子９上で非点スポット９ｆを
形成する。４分割受光素子９は受光面が第１焦点７と第
２焦点８との略中間に位置し、非点収差法によりフォー
カス誤差信号の検出、プッシュプル法によりトラッキン
グ誤差信号の検出、４分割の和を取ることにより情報信
号の検出を行う。

【０００５】そして、第１のレンズ面が正のパワーの面
で第２のレンズ面がシリンドリカル面のレンズ１５はレ
ンズホルダ１６にシリンドリカル軸１５ａをレンズ光軸
まわりに４５゜回転、固定され、更にレンズホルダ１６
が光学基台１０に固定される。

【０００６】ところが、この従来の光学ヘッドは、第１
のレンズ面から４分割受光素子９までの距離をＬ２とす
ると、対物レンズの焦点距離、フォーカスのＳ字範囲、
スポット径等の光学定数の関係でＬ２は長くなるため、
光路長の長い光学ヘッドになり形状が大きくなるという
欠点がある。

【０００７】そこで、光路長を短くするためレンズ１５
の焦点距離を短くすると、４分割受光素子９上での光ス
ポットが小さくなり、４分割受光素子９の位置ずれおよ
びレンズ１５と４分割受光素子９間での温度特性により
距離変動の影響を圧倒的に受けやすいという問題点があ
る。

【０００８】一方、これらを解決するためにレンズ１５
を複数枚のレンズとして、例えば、第１のレンズ面が正
のパワーを持ち第２のレンズ面が負のパワーを持つレン
ズとして、第１のレンズ面あるいは第２のレンズ面のい
ずれかの面をシリンドリカル面を含む面としたいわゆる
テレフォーカス系のレンズとした構成も実施されてい
る。

【０００９】しかし、レンズ光軸どうしのずれあるいは
レンズ１５とレンズホルダ１６との取付誤差およびレン
ズホルダ１６と光学基台１０との取付誤差とによって、
４分割受光素子９の受光面にできる光スポットに球面収
差、コマ収差を発生しやすくなるため、焦点誤差制御を
不安定にする可能性を生じていた。

【００１０】これに対して、図８は最近提案された光学
ヘッド（特願平４−２８７３３４号）の概略図であり、
光束が入射する側から順に正のパワーを持つ第１のレン
ズ面と負のパワーを持つレンズ面からなり、かつ、第１
のレンズ面および第２のレンズ面のいずれか一方のレン
ズ面には入射光束に垂直な平面内にシリンドリカル軸を
有して非点収差を発生させる。筒状単レンズ６以外は図
７の光学ヘッドと同一構成であるので、同一構成部の詳
細な説明は省略する。

【００１１】この光学ヘッドは、従来複数枚のレンズで
実現していたテレフォーカス系レンズを筒状単レンズで
実現することにより、複数枚のときのレンズどうしの光
軸ズレを生じさせないで、筒状単レンズ６の入射面から
４分割受光素子９の入射面までの距離Ｌ１を大幅に短く
でき、光学ヘッドの小型化をはかることができる。

【００１２】また前記筒状単レンズ６は例えば図９に示
す金型で硝材をプレス成形することにより得られる。１
７は上型、１８は胴型、１９は下型、２０はレンズがモ
ールドされるキャビティである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構成の光学ヘッドでは、筒状単レンズの有するシリン
ドリカル軸を決定するためには４分割受光素子上にでき
る光スポットを観測して第１焦点と第２焦点の非点の傾
斜角が所定の範囲内におさまるように回転調整しなけれ
ばならなく、組立て、調整工数の増加は避けられない。

【００１４】この発明の目的は、この従来の問題点を鑑
み、筒状単レンズのシリンドリカル軸を容易に決定で
き、しかも筒状単レンズの固定にともなうレンズへの入
射光束とレンズ光軸とのずれを少なくすることができる
光学ヘッド及びその調整方法を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の光学ヘッド
は、半導体レーザ等の光源と、光源からの出射光束を平
行光束に変換するコリメート手段と、前記平行光束を記
録媒体上に収斂させる対物レンズ等の集光手段と、前記
平行光束と前記記録媒体からの反射光束を分離する光束
分離手段と、前記光束分離手段からの分離光束が入射す
る受光素子と、前記分離手段と前記光束分離手段の中間
に位置して前記分離光束の光軸に略一致するレンズ光軸
を有するとともに前記分離光束が入射する側から順に正
のパワーを持つ第１のレンズ面と負のパワーを持つ第２
のレンズ面とを有しかつ前記第２のレンズ面の前記レン
ズ光軸に垂直な面内にシリンドリカル軸を有する筒状単
レンズと、基準面と前記分離光束に平行で互いに直交し
て前記筒状単レンズの側面を当接固定する少なくとも２
つのレンズ固定面を有する光学基台とを備えた光学ヘッ
ドであって、前記筒状単レンズのシリンドリカル軸を有
するレンズ面の有効径外に前記光学基台の基準面に対し
て所定の角度に位置決めするためのシリンドリカル軸角
度決定部を有することを特徴とするものでる。

【００１６】請求項２の光学ヘッドは、請求項１におい
て、筒状単レンズのシリンドリカル軸角度決定部は少な
くとも１面の略平面状テーパー部で構成されていること
を特徴とするものである。

【００１７】請求項３の光学ヘッド調整方法は、正のパ
ワーを持つ第１のレンズ面と負のパワーを持つ第２のレ
ンズ面とを有しかつ前記第２のレンズ面の光軸にに垂直
な面内にシリンドリカル軸を有する筒状単レンズと、基
準面と前記分離光束に平行で互いに直交して前記筒状単
レンズの側面を当接固定する少なくとも２つのレンズ固
定面を有する光学基台とを備え前記光学基台の基準面に
対して前記シリンドリカル軸が所定の角度をなす位置に
前記筒状単レンズを位置決めする調整方法であって、前
記筒状単レンズのシリンドリカル軸角度決定部と係合す
る係合手段と、係合手段と係合した筒状単レンズを回転
調整する回転手段とを有することを特徴とするものであ
る。

【００１８】

【作用】請求項１の光学ヘッドによれば、筒状単レンズ
の第２面側の金型にシリンドリカル軸角度決定部を構成
するので、シリンドリカル軸に対する角度決定部の角度
誤差を非常に小さく抑えることができる。

【００１９】また、筒状単レンズの側面を光学基台の少
なくも２つのレンズ固定面に当接させ、筒状単レンズを
回転してシリンドリカル軸を光学基台の基準面に対して
所定の角度に位置決めし、この状態で筒状単レンズをレ
ンズ固定面に固定することにより筒状単レンズのレンズ
光軸と光学基台の基準面とが平行となり、かつシリンド
リカル軸が基準面に対して所定の角度傾斜するように固
定される。したがって、筒状単レンズを用いて焦点距離
を短くすることにより、筒状単レンズと受光素子との距
離を短縮できるので光学ヘッドを小型化できるととも
に、筒状単レンズのシリンドリカル軸を容易に位置決め
でき、しかも筒状単レンズの固定に伴う筒状単レンズへ
の入射光束とレンズ光軸のずれを少なくすることがで
き、高精度でかつ信頼性を高くできる。

【００２０】請求項２の光学ヘッドによれば、請求項１
において、筒状単レンズのシリンドリカル軸角度決定部
は略平面状テーパー部で構成されていることを特徴とす
るものである。

【００２１】請求項３の光学ヘッドによれば、筒状単レ
ンズのシリンドリカル軸角度決定部を係合手段と係合さ
せ、その回転手段によって係合手段とともに筒状単レン
ズを回転させ、光学基台の基準面に対して所定の角度に
なるまで筒状単レンズを回転させ固定することにより、
従来、光スポットを観察して調整する場合より早く調整
が可能となる。

【００２２】

【実施例】この発明の実施例について図１、図２、図
３、図４、図５、図６を参照しながら説明する。図１は
本発明の実施例における光学ヘッドの斜視図、図２は筒
状単レンズの第２面を成形する金型の斜視図、図３はそ
の筒状単レンズ６の断面図、図４は筒状単レンズ６の第
２面側の正面図、図５は本実施例の光学ヘッドの調整方
法を示す正面図、図６は本実施例の光学ヘッドの調整方
法を示す側面図である。

【００２３】図１において、基本的には図７に示した従
来の光学ヘッドの光学系と同じ構成であるので、同一構
成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。な
お、６ａは筒状単レンズ６のシリンドリカル軸、１０
ａ、１０ｂは筒状単レンズを当接固定する面、１０ｅは
筒状単レンズ６の光軸方向の位置規制のための段差、１
１は筒状単レンズ６を光学基台のレンズ固定面１０ｂ、
１０ｃに押さえて固定するためのばねである。

【００２４】図２において、１９は本実施例の筒状単レ
ンズ６を成形する金型の下型、１９ａは筒状単レンズ６
の第２面の有効径内のシリンドリカル面を含むトーリッ
ク面を成型する転写面、１９ｂは筒状単レンズ６の有効
径外の円錐状テーパー部を成型する転写面、１９ｃはシ
リンドリカル軸１９ｅから角度α回転したシリンドリカ
ル軸角度決定部を成型する転写面、１９ｄは筒状単レン
ズ６のシリンドリカル軸角度決定部の中心線、１９ｅは
金型のシリンドリカル軸である。

【００２５】筒状単レンズ６は従来例の図９の下型１６
の代わりに図２に示す下型１９を用いて成形される。

【００２６】図３、図４において、６ａはシリンドリカ
ル軸、６ｂはレンズ光軸、６ｃは正のパワーを持つレン
ズ第１面、６ｄは負のパワーを持つレンズ第２面、６ｅ
はレンズ第２面の有効面でシリンドリカル面を含むトー
リック面、６ｆは第１面に構成されたこば面、６ｇはシ
リンドリカル軸６ａに対して角度α回転したシリンドリ
カル軸角度決定部の中心軸、６ｈは第２面の有効径外に
形成されたシリンドリカル軸角度決定部であるテーパー
状平面、６ｉは第２面の有効径外に形成された円錐状テ
ーパー部である。

【００２７】以上のように構成された光学ヘッドにおい
て、集光系から検出系までの光学的動作は図７に示す従
来例と同じであるので省略し、筒状単レンズ６の動作の
み述べる。

【００２８】筒状単レンズ６はばね１１によって、光学
基台１０のレンズ固定面１０ｂ、１０ｃに押圧固定さ
れ、基準面１０ａに対してシリンドリカル軸６ａが所定
の角度αになるように位置決めされる。筒状単レンズ６
は、光束分離手段３と４分割受光素子９の中間に位置し
て光束分離手段からの光束が筒状単レンズ６の第１面６
ｃに入射し急激に絞られる。第２面６ｄのトーリック面
６ｅに達した光束は広げられるとともに非点収差が与え
られ４分割受光素子９上にスポットが結ばれ信号が検出
される。

【００２９】つぎに、この光学ヘッドの筒状単レンズ６
の光学基台１０に対する位置決めの調整方法について図
５、図６を参照しながら説明する。

【００３０】図５、図６において、１２は筒状単レンズ
６のテーパー状平面６ｈと係合する係合手段、１３は係
合手段１２を支持する支持手段、１４は筒状単レンズ６
と係合した係合手段１２をレンズ光軸回りに回転を与え
る回転手段である。

【００３１】筒状単レンズ６のシリンドリカル軸角度決
定部であるテーパー状平面６ｈとトーリック面６ｅのシ
リンドリカル軸６ａは一定角度αをなしている。α＝４
５°とするとシリンドリカル軸角度決定部６ｇを光学基
台の基準面１０ａと直角になる位置で回転を止めること
によりシリンドリカル軸６ａを光学基台１０ａに対して
４５°傾いた角度で固定できる。この結果、記録媒体５
からの反射光束が筒状単レンズ６に入射すると、筒状単
レンズ６の第１焦点７と第２焦点８の略中間に配設され
た４分割受光素子９の受光面で適正に非点に収斂され誤
差信号が得られる。

【００３２】この実施例の光学ヘッドによれば、筒状単
レンズ６の側面を光学基台１０の少なくとも２つのレン
ズ固定面１０ｂ、１０ｃに当接させ、筒状単レンズ６を
回転してシリンドリカル軸６ａを光学基台１０の基準面
１０ａに対して所定の角度αに位置決めし、この状態で
筒状単レンズ６をレンズ固定面１０ｂ、１０ｃに固定す
ることにより筒状単レンズ６のレンズ光軸６ｂと光学基
台１０の基準面１０ａとが平行となり、かつシリンドリ
カル軸６ａが基準面１０ａに対して所定の角度αに傾斜
するように固定できる。したがって、筒状単レンズ６を
用いて焦点距離を短くすることにより、筒状単レンズ６
と４分割受光素子９との距離Ｌ１を短くできるので光学
ヘッドを小型化でき、しかも筒状単レンズ６の固定に伴
う筒状単レンズ６への入射光束とレンズ軸６ｂと光軸の
ずれを少なくすることができ、高精度でかつ信頼性を高
くできる。

【００３３】また、光学ヘッドの調整方法によれば、筒
状単レンズ６のシリンドリカル軸６ａとシリンドリカル
軸角度決定部６ｈの角度αは金型で精度良く製造できる
ので、筒状単レンズ６のシリンドリカル軸角度決定部で
あるテーパー状平面６ｈと係合手段１２を係合させ、回
転手段１４の回転角度を規制をするだけで位置決めでき
る。したがって、従来のように受光素子からの信号や受
光素子上の光スポットを見ながら行う位置決めより精度
良くさらに短時間で容易に回転方向の位置決めを行うこ
とができる。

【００３４】なお、本実施例ではテーパー状平面部は２
面で構成しているが、１面あるいは３面以上であっても
良い。

【００３５】また、本実施例は、情報信号がピットによ
り形成された記録媒体５からフォーカス誤差信号の検出
を非点収差法により行い、トラッキング誤差信号をプッ
シュプル法により行い、情報信号の検出を４分割領域の
和で検出するう光学ヘッドであるが、トラッキング誤差
信号の検出を３ビーム法で行う光学ヘッド、あるいは光
磁気信号を検出する光学ヘッドの中でフォーカス誤差検
出を非点収差法により行う光学ヘッドに適用できること
はいうまでもない。

【００３６】

【発明の効果】請求項１および請求項２の光学ヘッドに
よれば、筒状単レンズの第２面の有効径外にシリンドリ
カル軸角度決定部をシリンドリカル軸と所定の角度に傾
けて構成することにより、シリンドリカル軸角度決定部
を基準に光学基台に固定することにより、筒状単レンズ
のシリンドリカル軸を容易に位置決めすることができ、
しかも筒状単レンズの固定に伴う筒状単レンズへの入射
光束とレンズ光軸のずれを少なくすることができ、高精
度でかつ信頼性を高くできる効果がある。

【００３７】請求項３の光学ヘッドによれば、請求項１
において、筒状単レンズを第２面の有効径外に構成され
ているシリンドリカル軸角度決定部と係合する係合手段
で係合させ筒状単レンズを回転することによりシリンド
リカル軸の検出を行わずにシリンドリカル軸を光学基台
の基準面に対して高精度で回転位置決め、固定すること
ができる。また、筒状単レンズの光軸方向へ力を同時に
加えられ筒状単レンズの光軸方向の位置決めも同時にで
きるのでコストダウンをはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における光学ヘッドの斜視図

【図２】本発明の実施例における筒状単レンズの第２面
を成形する金型の斜視図

【図３】本発明の実施例における筒状単レンズの断面図

【図４】本発明の実施例における筒状単レンズの第２面
側の正面図

【図５】本発明の実施例における光学ヘッドの調整方法
を示す正面図

【図６】本発明の実施例における光学ヘッドの調整方法
を示す側面図

【図７】従来例の光学ヘッドの斜視図

【図８】他の従来例の光学ヘッドの概略説明図

【図９】他の従来例の光学ヘッドの筒状単レンズの成型
金型を示す図

【符号の説明】

１ 光源 ２ コリメート手段 ３ 光束分離手段 ４ 集光手段 ５ 記録媒体 ６ 筒状単レンズ ６ａ シリンドリカル軸 ６ｂ レンズ光軸 ６ｃ 正のパワーを持つレンズ第１面 ６ｄ 負のパワーを持つレンズ第２面 ９ ４分割受光素子 １０ 光学基台 １２ 係合手段 １４ 回転手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 徹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザ等の光源と、光源からの出
   射光束を平行光束に変換するコリメート手段と、前記平
   行光束を記録媒体上に収斂させる対物レンズ等の集光手
   段と、前記平行光束と前記記録媒体からの反射光束を分
   離する光束分離手段と、前記光束分離手段からの分離光
   束が入射する受光素子と、前記分離手段と前記光束分離
   手段の中間に位置して前記分離光束の光軸に略一致する
   レンズ光軸を有するとともに前記分離光束が入射する側
   から順に正のパワーを持つ第１のレンズ面と負のパワー
   を持つ第２のレンズ面とを有しかつ前記第２のレンズ面
   の前記レンズ光軸に垂直な面内にシリンドリカル軸を有
   する筒状単レンズと、基準面と前記分離光束に平行で互
   いに直交して前記筒状単レンズの側面を当接固定する少
   なくとも２つのレンズ固定面を有する光学基台とを備え
   た光学ヘッドであって、前記筒状単レンズのシリンドリ
   カル軸を有するレンズ面の有効径外に前記光学基台の基
   準面に対して所定の角度に位置決めするためのシリンド
   リカル軸角度決定部を有する光学ヘッド。
2. 【請求項２】 筒状単レンズのシリンドリカル軸角度決
   定部は少なくとも１面で構成される略平面状テーパー部
   であることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
3. 【請求項３】 正のパワーを持つ第１のレンズ面と負の
   パワーを持つ第２のレンズ面とを有しかつ前記第２のレ
   ンズ面の光軸にに垂直な面内にシリンドリカル軸を有す
   る筒状単レンズと、基準面と前記分離光束に平行で互い
   に直交して前記筒状単レンズの側面を当接固定する少な
   くとも２つのレンズ固定面を有する光学基台とを備え前
   記光学基台の基準面に対して前記シリンドリカル軸が所
   定の角度をなす位置に前記筒状単レンズを位置決めする
   調整方法であって、 前記筒状単レンズのシリンドリカル軸角度決定部と係合
   する係合手段と、係合手段と係合した筒状単レンズを回
   転調整する回転手段とを有することを特徴とする光学ヘ
   ッドの調整方法。