JP3075236B2 - 光学ヘッド装置および光軸傾き調整治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光軸の傾きを調整
する機能を備えた光学ヘッド装置および光軸傾き調整治
具に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光学ディスク装置には、光源か
らのビーム光が光学ヘッドベース上の複合プリズムを透
過した後、対物レンズを透過して光学ディスクに到達す
る光路を有する光学ヘッド装置を備えたものが知られて
いる。

【０００３】従来、この種の光学ヘッド装置としては、
例えば図３に示すようなものが採用されている。この光
学ヘッド装置につき、同図を用いて説明すると、同図に
おいて、符号５１で示す光学ヘッド装置は、レーザ（図
示せず）と高周波重畳モジュール５２とレーザペン５３
と複合プリズム５４と対物レンズ５５とハーフミラー５
６とを備え、これら各光学部品が光学ヘッド装置本体５
７内の光学ヘッドベース（図示せず）上に配設されてい
る。

【０００４】高周波重畳モジュール５２はレーザノイズ
を低減し、レーザペン５３はコリメータレンズ５８を内
蔵しレーザ光を平行光（コリメート光）とする。

【０００５】複合プリズム５４は、楔形プリズム５９と
偏光ビームスプリッタ６０と４５°ミラー６１と１／４
波長板６２とを有している。楔形プリズム５９および偏
光ビームスプリッタ６０はレーザペン５３からのコリメ
ート光を透過させ、４５°ミラー６１はこの透過後のコ
リメート光を偏向させる。１／４波長板６２は偏光後の
コリメート光を透過させる。

【０００６】対物レンズ５５は、フォーカス方向および
トラッキング方向の二軸方向に移動可能なレンズからな
り、アクチュエータ用のレンズホルダー６３に組み込ま
れている。これにより、コリメート光を円偏光で透過さ
せ、光学ディスク（図示せず）上に焦点を結ぶ。

【０００７】ハーフミラー５６は、偏光ビームスプリッ
タ６０からのビーム光（光学ディスクからのビーム反射
光）をビーム光ａとして透過させ、ビーム光ｂとして反
射させる。

【０００８】このように構成された光学ヘッド装置の光
学往路においては、レーザ（図示せず）からのレーザ光
をレーザペン５３で平行光とし、この平行光がＰ波とし
て楔形プリズム５９および偏光ビームスプリッタ６０に
順次入射した後、４５°ミラー６１で９０°偏向して１
／４波長板６２を透過し、円偏光で対物レンズ５５に入
射して光学ディスク（図示せず）上に焦点を結ぶ。

【０００９】一方、光学復路においては、光学往路とは
９０°偏光軸が回転しており、光学ディスク（図示せ
ず）からの反射光が１／４波長板６２を透過して４５°
ミラー６１で９０°偏向し、偏光ビームスプリッタ６０
にＳ波として入射した後、偏光ビームスプリッタ６０で
９０°偏向してハーフミラー５６を透過したビーム光ａ
からフォーカス誤差（ＦＥ）信号とトラッキング誤差
（ＴＥ）信号が検出されるとともに、ハーフミラー５６
で９０°反射したビーム光ｂからＲＦ信号が検出され
る。

【００１０】ところで、この種の光学ヘッド装置の複合
プリズムにおいては、コリメート光の光軸が、図４に示
すように、４５°ミラー６１で反射した後、光学ディス
ク接線方向および光学ディスク半径方向をそれぞれＸ軸
ｍとＹ軸ｎとする原点を通過するように設計されるが、
各構成部品の接合精度とその寸法精度の誤差から光学デ
ィスク接線方向の傾きθＴおよび光学ディスク半径方向
の傾きθＲの光軸傾きが発生する。

【００１１】図５（ａ）および（ｂ）は図４の平面図と
側面図で、４５°ミラー６１の光学偏向精度とビーム入
射部分のプリズムの傾きによって光路（光軸）に傾きが
発生する状態を示す。この場合、４５°ミラー６１で反
射したビームが±１０分の角度精度で偏向する。

【００１２】また、複合プリズム５４の光学部品として
の楔形プリズム５９，偏光ビームスプリッタ６０および
４５°ミラー６１における光軸傾きの加工精度は、それ
ぞれ±１０分（０．１６６°）であり、これら光学部品
を複合してその精度が劣化する方向に加算されると、±
２０分（０．３３°）以上となる。

【００１３】このような複合プリズムにおいては、各光
学部品が図６に示す状態から接着によって組み立てられ
るが、４５°ミラー６１の接着精度が十分でないと、図
７に示すようになる。この場合、４５°ミラー６１の光
学ディスク半径方向の傾き角度をθとすると、４５°ミ
ラー６１で反射されたビーム光の光学ディスク半径方向
の傾きが２θと大きくなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光学ヘ
ッド装置においては、光軸傾きを補正する機能を備えて
おらず、このためコマ収差のみならず非点収差が発生し
ていた。特に、対物レンズ５５の開口数（＝０．６）が
大きい場合には、ビーム傾き（光軸傾き）に対するコマ
収差が大きくなる。

【００１５】この結果、良好な集束ビーム特性を得るこ
とができず、高密度記録再生を行うことができないとい
う問題があった。

【００１６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、良好な集束ビーム特性を得ることができ、もっ
て高密度記録再生を行うことができる光学ヘッド装置お
よび光軸傾き調整治具の提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の光学ヘッド装置は、光源か
らのビーム光が光学ヘッドベース上の複合プリズムを透
過して４５°ミラーで反射し、この反射ビーム光が対物
レンズを透過して光学ディスクに到達する光路を備え、
この光路のうち前記４５°ミラーと前記対物レンズとの
間における反射ビーム用光路の光軸方向に開口するゴニ
オ台位置決め孔を前記光学ヘッドベースに設けるととも
に、このゴニオ台位置決め孔の開口周縁に所定の曲率を
もつ球座面を形成し、かつ、この球座面に適合する球面
を有するとともに、この球面の反ヘッドベース側に前記
４５゜ミラーを取り付けた光軸傾き調整用のゴニオ台
を、前記ゴニオ台位置決め孔に取り付け、 さらに、前記
ゴニオ台の周縁に、複数のベース接着用の切り欠きと、
治具が挿通される複数の光軸傾き調整用の貫通孔とを干
渉しないように形成した構成としてある。

【００１８】したがって、光学ヘッドベースにゴニオ台
を取り付ける前に、光軸傾き調整用の貫通孔に治具を挿
通して球座面に対してゴニオ台を移動操作すると、この
移動操作に伴い４５°ミラーが移動し、光軸の傾きが調
整される。そして、その後、光学ヘッドベースに対する
ゴニオ台の取り付けが複数の切り欠きにおいて行われ
る。

【００１９】請求項２記載の光軸傾き調整治具は、ゴニ
オ台の偏平面に４５°ミラーを介して対向する光透過用
の基部台と、この基部台の調整対象側に突設され、請求
項１における各貫通孔の開口周縁に当接可能な複数のロ
ッドと、これら各ロッドに弾性保持され各貫通孔を挿通
して球座面に当接可能な複数のピンとを備えた構成とし
てある。

【００２０】したがって、光軸の傾き調整が、ゴニオ台
の偏平面に４５°ミラーを介して基部台を対向させると
ともに、各ピンを各貫通孔に挿通させて球座面に当接さ
せ、かつ各ロッドを各貫通孔の開口周縁に当接させるこ
とにより行われる。

【００２１】請求項３記載の発明は、請求項２記載の光
軸傾き調整治具において、基部台の反ロッド突出側中央
部に調整用の操作子が突設されている構成としてある。
したがって、光軸の傾き調整が基部台の操作子を操作す
ることにより行われる。

【００２２】請求項４記載の発明は、請求項２又は３記
載の光軸傾き調整治具において、基部台に光透過用の切
り欠きが形成されている構成としてある。したがって、
光軸の傾き調整時にビーム光がビーム光透過用の切り欠
きを透過する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図１（ａ）および（ｂ）は本
発明の第一実施形態に係る光学ヘッド装置を示す平面図
と側面図で、同図以下の説明において図３〜図７と同一
の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略
する。同図において、符号１で示す光学ヘッド装置は、
レーザ（図示せず）と高周波重畳モジュール５２とレー
ザペン５３と複合プリズム２と１／４波長板６２とゴニ
オ台３と４５°ミラー４と対物レンズ５５とハーフミラ
ー５６とを備え、これら各光学部品が光学ヘッド本体５
７内の光学ヘッドベース５上に配設されている。

【００２４】 複合プリズム２は、光路６の上流側および
下流側にそれぞれ並列する楔形プリズム７と偏光ビーム
スプリッタ８とからなり、光学ヘッドベース５上に取り
付けられている。なお、１／４波長板６２は、図３にお
いて対物レンズ５５の下側に配設されている。

【００２５】 光学ヘッドベース５には、光路６のうち４
５°ミラー４と対物レンズ（図３に図示）との間におけ
る反射ビーム用光路６ａの光軸方向に開口するゴニオ台
位置決め孔９が設けられている。

【００２６】 ゴニオ台位置決め孔９の開口周縁には、所
定の曲率をもつ球座面９ａが形成されている。球座面９
ａの曲率半径Ｒは、４５°ミラー４の光反射点ｃから対
物レンズ５５の光軸上の主点ｄまでの距離に、４５°ミ
ラー４の光反射点ｃからゴニオ台３の偏平面（後述）ま
での距離（４５°ミラー４の１／２高さ）およびゴニオ
台３の厚さを加算した寸法に設定されている。これによ
り、光軸の傾き調整が、光学ヘッドベース５へのゴニオ
台３の取付前に球座面９ａに対してゴニオ台３を移動操
作することにより行われる。

【００２７】 ゴニオ台３は、球座面９ａに適合する曲率
をもつ球面３ａおよびこの球面３ａの反ヘッドベース側
に位置する偏平面３ｂを有し、光学ヘッドベース５上に
取り付けられている。

【００２８】 ゴニオ台３の周縁には、円周方向に所定の
間隔をもって並列する四個のベース接着用の切り欠き３
ｃおよびこれら切り欠き３ｃのうちそれぞれが互いに隣
り合う二つの切り欠き３ｃ間に三個の光軸傾き調整用の
貫通孔３ｄが設けられている。

【００２９】 これにより、光学ヘッドベース５に対する
ゴニオ台３の取り付けが、貫通孔３ｄを用いて光学ディ
スク接線方向θｔおよび光学ディスク半径方向θｒの角
度（光軸の傾き）を調整した後、各切り欠き３ｃにおい
て用いる紫外線接着剤に紫外線を照射することにより行
われる。

【００３０】 ４５°ミラー４は、ゴニオ台３の偏平面３
ｂ上に取り付けられている。これにより、光学ヘッドベ
ース５にゴニオ台３を取り付ける前に球座面９ａに対し
てゴニオ台３を移動操作すると、この移動操作に伴い４
５°ミラー４が移動し、光軸傾きが調整される。

【００３１】 このように構成された光学ヘッド装置の光
軸傾きを手動調整（角度傾き精度±０．０５°以下）す
るには、図１に示す光軸傾き調整用光学装置１１を用い
て行う。すなわち、光軸傾きの手動調整は、光軸傾き調
整用光学装置ベースＢにおける光学ヘッド装置１の対物
レンズ５５を透過するビーム光をそれぞれが所定の間隔
（１ｍ以上）もって並列するハーフミラー１２と４５°
ミラー１３で反射させた後、これら各反射ビーム光をハ
ーフミラー１４，１５で透過させてＣＣＤカメラ１６，
１７によって撮影し、これら各撮影像点がＣＲＴ１８，
１９において表示される校正済みのＸ−Ｙ平面上の原点
に合致するようにゴニオ台３を移動操作することにより
行われる。

【００３２】 このとき、ゴニオ台３を移動操作すると、
４５°ミラー４の光学ディスク接線方向（θｔ）および
光学ディスク半径方向（θｒ）の二軸方向の角度調整が
行われる。

【００３３】 なお、光軸傾きの自動調整は、ハーフミラ
ー１２および４５°ミラー１３からの反射ビーム光をハ
ーフミラー１４，１５で反射させた後、これら各反射ミ
ラー光を四分割センサおよび二次元光位置センサ等の位
置検出センサ２０，２１によって検出し、これら各検出
ビームから演算処理装置２２，２３によって光軸の傾き
を算出してＣＰＵデータバス２４に出力することにより
可能となる。

【００３４】 次に、本発明の第一実施形態に係る光学ヘ
ッド装置の光軸傾き調整に用いる光軸傾き調整治具につ
き、図２を用いて説明する。図２は本発明の第一実施形
態に係る光学ヘッド装置の光軸傾き調整に用いる光軸傾
き調整治具によるゴニオ台の手動調整について説明する
ために示す斜視図で、同図において図１（ａ）および
（ｂ）と同一の部材については同一の符号を付し、詳細
な説明は省略する。同図において、符号３１で示す光軸
傾き調整治具は、基部台３２とロッド３３とピン３４と
操作子３５とを備えている。

【００３５】 基部台３２は、４５°ミラー４からのビー
ム光が通過する切り欠き３２ａを有し、全体がゴニオ台
３の偏平面３ｂに４５°ミラー４を介して対向する平面
円形状のプレートによって形成されている。

【００３６】 ロッド３３は、ゴニオ台３における各貫通
孔３ｄの開口周縁に当接可能な三つの円筒体からなり、
基部台３２の調整対象（ゴニオ台）側周縁に取り付けら
れている。ピン３４は、各貫通孔３ｄを挿通して球座面
９ａに当接可能な三本のピンからなり、各ロッド３３内
にピン先端部を外部に露呈させ弾性保持されている。

【００３７】 操作子３５は、基部台３２の反ロッド突出
側中央部に突設されている。これにより、光軸傾きの調
整が操作子３５を移動操作することにより行われる。

【００３８】 このように構成された光軸傾き調整治具に
よるゴニオ台の手動調整は、予めゴニオ台位置決め孔９
の球座面９ａに球面３ａが対接するように光学ヘッドベ
ース５上に載置されたゴニオ台３の偏平面３ｂに４５°
ミラー４を介して光軸傾き調整治具３１の基部台３２を
対向させるとともに、各ピン３４を各貫通孔３ｄに挿通
させて球座面９ａに当接させ、かつ各ロッド３３を各貫
通孔３ｄの開口周縁に当接させることにより行われる。

【００３９】 このとき、図１に示す光軸傾き調整用光学
装置１１のＣＣＤカメラ１６，１７によって撮影された
各撮影像点がＣＲＴ１８，１９において表示される校正
済みのＸ−Ｙ平面上の原点に合致するように、操作子３
５を直交座標のＸ，Ｙ，Ｚ軸回りにθＸ，θＹ，θＺ回
転操作する。

【００４０】 なお、本実施形態においては、基部台３２
に光透過用の切り欠き３２ａを形成する場合について説
明したが、本発明はこれに限定されず、光透過用の貫通
孔（図示せず）を設けても実施形態と同様の効果を奏す
る。

【００４１】 また、本発明におけるゴニオ台の曲率半径
は、前述した実施形態に特に限定されるものでないこと
は勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、４
５°ミラーと対物レンズとの間における反射ビーム用光
路の光軸方向に開口するゴニオ台位置決め孔を光学ヘッ
ドベースに設けるとともに、このゴニオ台位置決め孔の
開口周縁に所定の曲率をもつ球座面を形成し、かつこの
球座面に適合する曲率をもつ球面およびこの球面の反ヘ
ッドベース側に位置する偏平面を有する光軸傾き調整用
のゴニオ台を取り付け、このゴニオ台の偏平面上には４
５°ミラーが取り付けられているので、光学ヘッドベー
スにゴニオ台を取り付ける前に球座面に対してゴニオ台
を移動操作すると、この移動操作に伴い４５°ミラーが
移動し、光軸の傾きが調整される。

【００４３】 したがって、光学ヘッドベースに対するゴ
ニオ台の取付前に光軸傾きを補正することができるか
ら、コマ収差および非点収差の発生を防止することがで
き、良好な集束ビーム特性を得て高密度記録再生を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明の第一実施形態に
係る光学ヘッド装置を示す平面図と側面図である。

【図２】本発明の第一実施形態に係る光学ヘッド装置の
光軸傾き調整に用いる光軸傾き調整治具によるゴニオ台
の手動調整について説明するために示す斜視図である。

【図３】従来の光学ヘッド装置の外観を示す斜視図であ
る。

【図４】従来における光学ヘッド装置の複合プリズムの
光軸傾きについて説明するために示す斜視図である。

【図５】同じく複合プリズムの光軸傾きについて説明す
るために示す平面図と側面図である。

【図６】複合プリズムの分解斜視図である。

【図７】複合プリズムの組立不良例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 光学ヘッド装置 ２ 複合プリズム ３ ゴニオ台 ３ａ 球面 ３ｂ 偏平面 ３ｃ 切り欠き ３ｄ 貫通孔 ４ ４５°ミラー ５ 光学ヘッドベース ６ 光路 ６ａ 反射ビーム光路 ７ 楔形プリズム ８ 偏光ビームスプリッタ ９ ゴニオ台位置決め孔 ９ａ 球座面 ３１ 光軸傾き調整治具 ３２ 基部台 ３２ａ 切り欠き ３３ ロッド ３４ ピン ３５ 操作子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/08 G11B 7/135 G02B 7/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からのビーム光が光学ヘッドベース
   上の複合プリズムを透過して４５°ミラーで反射し、こ
   の反射ビーム光が対物レンズを透過して光学ディスクに
   到達する光路を備え、 この光路のうち前記４５°ミラーと前記対物レンズとの
   間における反射ビーム用光路の光軸方向に開口するゴニ
   オ台位置決め孔を前記光学ヘッドベースに設けるととも
   に、 このゴニオ台位置決め孔の開口周縁に所定の曲率をもつ
   球座面を形成し、 かつ、この球座面に適合する球面を有するとともに、こ
   の球面の反ヘッドベース側に前記４５゜ミラーを取り付
   けた光軸傾き調整用のゴニオ台を、前記ゴニオ台位置決
   め孔に取り付け、 さらに、前記ゴニオ台の周縁に、複数のベース接着用の
   切り欠きと、治具が挿通される複数の光軸傾き調整用の
   貫通孔とを干渉しないように形成したことを特徴とする
   光学ヘッド装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学ヘッド装置の光軸を
   調整する治具であって、 前記ゴニオ台の偏平面に前記４５°ミラーを介して対向
   する光透過用の基部台と、 この基部台の調整対象側に突設され、前記各貫通孔の開
   口周縁に当接可能な複数のロッドと、 これら各ロッドに弾性保持され、前記各貫通孔を挿通し
   て前記球座面に当接可能な複数のピンとを備えたことを
   特徴とする光軸傾き調整治具。
3. 【請求項３】 前記基部台の反ロッド突出側中央部に調
   整用の操作子が突設されていることを特徴とする請求項
   ２記載の光軸傾き調整治具。
4. 【請求項４】 前記基部台にビーム光透過用の切り欠き
   が形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載
   の光軸傾き調整治具。