JPH0696464A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は光学式情報記録再生装置に搭載する
分離型光学ヘッドに関し、特に固定光学部の小形化を目
的とする。 【構成】 従来λ／２板16と第１ビームスプリッタ14ｂ
の間に配置されていた凸レンズを撤去してその取付けス
ペースを短縮し、且つ固定光学部1Aの可動光学部２に対
する送受光口を防塵窓兼用の凸レンズ24で構成するとと
もに、レーザ光源12をコリメートレンズ13に近づけるこ
とによりコリメートレンズ13を透過したレーザ光束を拡
散光に形成し、第１ビームスプリッタ14ｂを可動光学部
２の方向に透過する拡散光を凸レンズ24によって平行ビ
ームに補正し、且つ可動光学部２からの反射光を凸レン
ズ24によって各信号検出部18，19にそれぞれ焦点を結ぶ
ように形成した固定光学部1Aと、前記可動光学部２とか
ら構成する。また、前記凸レンズ24は固定光学部1Aの内
側が曲率半径の大きい面で、外側が曲率半径の小さい面
になるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて情報
の再生／記録／消去、またはそれらの複数の動作を行う
光学式情報記録再生装置の光学ヘッドに関する。

【０００２】現在、光学式に限らず情報記録再生装置で
は、小型化が要求され研究が進められている。その中で
も特に光学式情報記録再生装置に搭載されている光学ヘ
ッドは、部品点数が多いため大きく重いものになってい
る。これはアクセスが遅くなる原因となる。そこで光学
式情報記録媒体に情報の再生／記録／消去を行う光学ヘ
ッドの一部分だけを移動可能とし、それ以外の部分を固
定化する所謂分離型光学ヘッドが考案され実用になって
いる。

【０００３】この分離型光学ヘッドでは、可動光学部は
従来の一体型光学ヘッドに較べて小さく、軽くなってい
るが、固定光学部は従来のものと同じサイズであり、こ
の固定光学部についても装置全体の観点から小型化、軽
量化が要望されている。

【０００４】

【従来の技術】図３は従来の分離型光学ヘッドの内部配
置図を示す。なお、構成，動作の説明を理解し易くする
ために全図を通じて同一部分には同一符号を付してその
重複説明を省略する。図において、分離型光学ヘッド
は、固定光学部１と、可動光学部２とから構成されてい
る。３は可動光学部２に対向配置された光学式情報記録
媒体（以下、光ディスクと略称する）の一部分を示す。

【０００５】まず固定光学部１の構成から説明する。11
は筐体であってハッチング線を入れた部分で示す。11ａ
は筐体11に組込まれた透明の防塵窓、11ｂは筐体11の内
面に沿って組込まれたプリント板であって、筐体11から
突出した部分に端子パターンを導出している。

【０００６】12はレーザ光源、13はレーザ光源12の出射
光を平行光にするコリメートレンズ、以下各光路は一点
鎖線で示す。14ａはコリメートレンズ13を通過した平行
光を真円形に補正するビーム整形プリズム、14ｂはビー
ム整形プリズムで補正されたビームを可動光学部２の方
向に送出すると共に、その反射光を送出光路から分離す
るための第１ビームスプリッタを示し、ビーム整形プリ
ズム14ａと第１ビームスプリッタ14ｂは一体的に張り合
わせて形成されている。

【０００７】15は第１ビームスプリッタ14ｂで分離され
た可動光学部２からの反射光を、長い焦点距離で集束す
る凸レンズ、16はλ／２板、17は第２ビームスプリッ
タ、２点鎖線の円形内に示す18は信号検出部であって、
偏光ビームスプリッタ18ａと受光素子18ｂと18ｃとから
構成され、受光素子18ｂと18ｃの各出力を演算して情報
信号を再生する。

【０００８】同じく２点鎖線の円形内に示す19は制御信
号検出部であって、第３ビームスプリッタ19ａと受光素
子18ｂと18ｃとから構成され、受光素子18ｂの出力から
フォーカスサーボ信号を検出し、受光素子18ｃの出力か
らトラッキング信号を検出する構成になっている。

【０００９】次に可動光学部２の構成を説明する。図に
おいて、21は筐体であってハッチング線を入れた部分で
示す。22は固定光学部１から入射されたビームを光ディ
スク３の記録面に反射するミラー、23はミラー22で反射
されたビームを集光して光ディスク３の記録面にスポッ
トを形成する対物レンズを示す。

【００１０】各部の機能は、既に光学式情報記録再生装
置の分野で公知の技術であるので、本発明に直接関係の
無い部分についてはその説明の記載を省略する。光ディ
スク３に記録されている情報信号およびフォーカスサー
ボ／トラッキング信号の検出には、それぞれ受光素子が
用いられているが、この受光素子に焦点を結ぶように送
り込む光は、凸レンズ15によって集光している。

【００１１】この凸レンズ15は、光学特性の維持（球面
収差の発生防止および偏光ビームスプリッタ18ａにおけ
る偏光面の乱れ防止）と、低コスト化の目的で光束径に
比較して焦点距離の非常に長い、つまり開口数の非常に
小さい球面レンズが用いられている。

【００１２】一方、レーザ光源12から射出され、コリメ
ートレンズ13で平行ビームに変換され、ビーム整形プリ
ズムで真円に整形されたビームの光束径は、光ディスク
３の記録層に集光するための対物レンズ23に入るまで一
定であった。そして、光ディスク３の基板または保護層
の厚みは、現在では1.2 mmあり、対物レンズ23の焦点距
離は１mm以上のレンズを採用せざるを得ない。実際には
光ディスク３と対物レンズ23との衝突を回避するため
に、対物レンズ23には焦点距離３mm以上のレンズが使用
されることが多い。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】光ディスク３に記録さ
れている情報信号およびフォーカスサーボ／トラッキン
グ信号の検出に用いる各受光素子18ｂ，18ｃ，19ｂ，19
ｃは、それぞれ凸レンズ15の焦点距離の位置に配設され
ているが、この凸レンズ15は焦点距離を長くしてあるた
めに、この凸レンズ15と各受光素子の間隔を大きく開け
て実装する必要があった。

【００１４】従って、光ディスク３に記録されている情
報信号およびフォーカスサーボ／トラッキング信号を検
出する部分は、部品の広い取付けスペースを必要とし、
実装密度の向上を阻害する問題点となっていた。

【００１５】また、高密度記録のため対物レンズ23は、
光束をその回折限界まで絞り込むように設計されてお
り、光束を回折限界まで絞り込む程の集光特性を維持す
るためには、対物レンズ23の開口数（現状では0.55程度
である。）をあまり小さくできない。これは対物レンズ
23の焦点距離と光束径との比をほぼ一定に保持する必要
があることを意味している。

【００１６】従って、光ディスク３の基板または保護層
の厚さによって対物レンズ23の焦点距離の下限が決まっ
てしまい、光束径の下限も制限値があった。この結果、
光学ヘッドを構成する光学部品のサイズを小さくでき
ず、光学ヘッドの小型化、即ち光学式情報記録再生装置
の小型化を阻害する問題点となっていた。

【００１７】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、光学式情報記録再生装置に搭載する光学ヘッ
ドの固定光学部や可動光学部の部品実装密度の向上を図
り、光学式情報記録再生装置内部の光学ヘッドによって
占めるスペースを小さくすることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に図１に示すように、第１の実施例として、固定光学部
1Aと可動光学部２とからなる分離型の光学ヘッドにおい
て、前記固定光学部1Aは、レーザ光源12と、該レーザ光
源12の出射光を拡散光に変換するコリメートレンズ13
と、該拡散光をビーム整形プリズム14ａと第１ビームス
プリッタ14ｂを透過せしめた後、平行光に補正して前記
可動光学部２に送光する防塵窓兼用の凸レンズ24を具備
するとともに、当該凸レンズ24は前記可動光学部２から
平行光で逆送される反射光を集束光に変換し、前記第１
ビームスプリッタ14ｂで偏向して前記固定光学部1A内に
配置する信号検出部18と制御信号検出部19にそれぞれ焦
点を結ぶように構成する。

【００１９】また、第２の実施例として、前記凸レンズ
24は、固定光学部1Aの内側が曲率半径の大きい面で、外
側が曲率半径の小さい面に形成する。第３の実施例とし
て図２に示すように、固定光学部１と可動光学部2Aとか
らなる分離型の光学ヘッドにおいて、前記固定光学部１
は、レーザ光源12と、該レーザ光源12の出射光を平行光
に変換するコリメートレンズ13と、該平行光をビーム整
形プリズム14ａと第１ビームスプリッタ14ｂを透過せし
めた後、前記可動光学部2Aに送光するとともに、前記可
動光学部2Aから平行光で逆送される反射光を前記第１ビ
ームスプリッタ14ｂで偏向分離し、当該分離された反射
光を集束光に変換する凸レンズ15と、該集束光により焦
点を結ぶ信号検出部18と制御信号検出部19を具備してな
り、前記可動光学部2Aは、前記固定光学部１からの平行
光を拡散光に変換する防塵窓兼用の凹レンズ25と、当該
拡散光を光ディスク３の面を照射する方向に反射するミ
ラー22と、該反射された拡散光を前記光ディスク３の面
に焦点を結ぶように集光する対物レンズ26とから構成す
る。

【００２０】第４の実施例として前記凹レンズ25は、可
動光学部2Aの内側が曲率半径の大きい面で、外側が曲率
半径の小さい面に形成する。

【００２１】

【作用】第１の実施例において、凸レンズ24を固定光学
部1Aの送受光口の防塵窓の代わりに設けることにより、
少なくとも図３に示す従来の凸レンズ15の厚みに相当す
る取付けスペースを短縮でき、その信号検出部18および
制御信号検出部19に対する集光機能は凸レンズ24によっ
て発揮することができ、その焦点距離も短くなることは
ない。

【００２２】また、レーザ光源12をコリメートレンズ13
に近づけることによりその配置スペースを短縮でき、そ
の結果コリメートレンズ13の透過光は拡散光となるが、
その拡散光は凸レンズ24にて平行ビームに補正できる。

【００２３】第２の実施例において、凸レンズ24は、固
定光学部1Aの内側が曲率半径の大きい面で、外側が曲率
半径の小さい面に形成することにより低コストで球面収
差の発生を小さく抑えることができる。

【００２４】第３の実施例において、図２に示すように
凹レンズ25によって光ディスク３からの反射光を受光す
る対物レンズ26の透過光束径（対物レンズ26の光ディス
ク３に対する焦点距離に対応して定まる）より縮小した
平行ビームに変換することにより、その平行ビーム径に
対応するサイズで可動光学部2Aの凹レンズ25、および固
定光学部１の各光学部品を小型化できる。

【００２５】第４の実施例として、凹レンズ25は、可動
光学部2Aの内側が曲率半径の大きい面で、外側が曲率半
径の小さい面に形成することにより低コストで球面収差
の発生を小さく抑えることができる。

【００２６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面によって詳述す
る。図１は本発明の第１の実施例の光学ヘッド内部配置
図を示し、要部配置を明確にするために従来例の図３に
ハッチング線で囲む領域で示した筐体11および筐体21の
内側線とハッチング線の記載を省略している。以下、図
３を参照しながら図１の説明を行う。

【００２７】両図において、1Aは内部の小形化改造を行
った固定光学部であって、図３に示すλ／２板16と第１
ビームスプリッタ14ｂの間に配置されていた凸レンズ15
を撤去し、その取付けスペースが短縮されている。

【００２８】また図３に示す固定光学部１の防塵窓11ａ
を防塵窓兼用の凸レンズ24に置換するとともに、レーザ
光源12をコリメートレンズ13に近づけることによりコリ
メートレンズ13を通過したレーザ光を拡散光に補正し、
かつ小形化が可能となる。そして第１ビームスプリッタ
14ｂを可動光学部２の方向に透過する拡散光を凸レンズ
24によって平行ビームに補正する。

【００２９】また、光ディスク３からの反射光は、可動
光学部２の対物レンズ23を透過して平行ビームになり、
固定光学部1Aの送受光口に設けた凸レンズ24を透過する
と集束光になる。この集束光は、光ディスク３に記録さ
れている情報信号およびフォーカスサーボ／トラッキン
グ信号を検出するための各受光素子18ｂ，18ｃ，19ｂ，
19ｃの受光面上で焦点を結ぶように調整されている。

【００３０】凸レンズ24の各受光素子18ｂ，18ｃ，19
ｂ，19ｃに対する焦点距離は従来例に比較して短くなる
ことはないから光学特性を阻害することはない。本発明
の第２の実施例において、凸レンズ24を固定光学部の内
側が曲率半径の大きい面になるように形成し、固定光学
部の外側が曲率半径の小さい面になるように形成する理
由は、低コストと球面収差の発生を抑え、光学特性を維
持するためである。

【００３１】図２は本発明の第３の実施例の光学ヘッド
内部配置図を示し、要部配置を明確にするために図１の
場合と同様にハッチング線で示した各筐体内側の記載を
省略している。以下、図３を参照しながら図２の説明を
行う。この図の構成が図３と異なる点は、可動光学部側
に設ける凹レンズ25と対物レンズ26だけである。

【００３２】両図において、2Aは本発明の可動光学部で
あって、図３に示す従来の防塵窓21ａに代えて凹レンズ
25を設けている。また、従来の平行ビームを集光する対
物レンズ23に代えて拡散光を集光する対物レンズ26が設
けられている。凹レンズ25は固定光学部１から送光され
る平行ビームを拡散光に変換するが、ミラー22で光ディ
スク３の方向に反射させた後、対物レンズ26で集光して
光ディスク３の記録面上に焦点を結ぶように構成されて
いる。

【００３３】従来技術で述べたように対物レンズ26の直
径は、その対物レンズ26の光ディスク３に対する焦点距
離の下限値によって規制されるため、小型化に限界があ
ったが、凹レンズ25のビームエクスパンダ機能を利用
し、ミラー22を介して凹レンズ25と組み合わせることに
より固定光学部１と可動光学部2Aを結ぶ平行ビームのビ
ーム径を小さくすることができる。

【００３４】この第３の実施例では、レーザ光源12から
出射したレーザ光がコリメートレンズ13で平行ビームに
変換されて固定光学部１から可動光学部2Aに送光され
る。この平行ビームの区間と、第１ビームスプリッタ14
ｂで分離された可動光学部2Aからの反射光が固定光学部
１の各受光素子18ｂ，18ｃ，19ｂ，19ｃに焦点を結ぶま
での区間の光束径を小さくすることによって、各光学部
品のサイズをその光束径のサイズに対応させて小さく
し、光学ヘッドの小型化を実現するものである。

【００３５】なお、コリメートビーム径の縮小率は、可
動光学部2Aの送受光口に設けた凹レンズ25と、対物レン
ズ26との光路長さによって決定される。その光路長さを
ｄとし、可動光学部2Aに入ってくる平行ビームの光束径
をφとすると、凹レンズ25の光学特性を考慮して対物レ
ンズ26での光束径はφ＋ 0.1ｄ程度に留め置くことが好
ましい。

【００３６】この 0.1の係数をあまり大きくすると、凹
レンズ25が球面レンズであるから、収差発生の原因とな
り、光学特性の悪化につながる。逆に小さくすると、凹
レンズ25から対物レンズ26に入るまでにビーム径が、そ
れ程大きくならず光学ヘッドの小型化が困難になる。

【００３７】本発明の第４の実施例において、凹レンズ
25は、可動光学部2Aの内側が曲率半径の大きい面で、外
側が曲率半径の小さい面に形成する理由は、低コスト化
と球面収差の発生を小さく抑え、光学特性を維持するた
めである。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光学ヘッドによれば、分離型光学ヘッドの固定光学部
において光学系の実装密度を向上させ、光学ヘッドの小
形化・軽量化に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例の光学ヘッド内部配置
図

【図２】 本発明の第３の実施例の光学ヘッド内部配置
図

【図３】 従来の光学ヘッドの内部配置図

【符号の説明】

１ 固定光学部 1A 固定光学部 ２ 可動光学部 2A 可動光学部 11ａ，21ａ 防塵窓 12 レーザ光源 13 コリメートレンズ 14ａ ビーム整形プリズム 14ｂ 第１ビームスプリッタ 15 凸レンズ 17 第２ビームスプリッタ 18 信号検出部 19 制御信号検出部 22 ミラー 23 対物レンズ 24 凸レンズ 25 凹レンズ 26 対物レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定光学部(1A)と可動光学部(2）とから
   なる分離型の光学ヘッドにおいて、 前記固定光学部(1A)は、レーザ光源(12)と、該レーザ光
   源(12)の出射光を拡散光に変換するコリメートレンズ(1
   3)と、該拡散光をビーム整形プリズム(14a）と第１ビー
   ムスプリッタ(14b）を透過せしめた後、平行光に補正し
   て前記可動光学部(2）に送光する防塵窓兼用の凸レンズ
   (24)を具備するとともに、当該凸レンズ(24)は前記可動
   光学部(2）から平行光で逆送される反射光を集束光に変
   換し、前記第１ビームスプリッタ(14b）で偏向して前記
   固定光学部(1A)内に配置する信号検出部(18)と制御信号
   検出部(19)にそれぞれ焦点を結ぶように構成したことを
   特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】 前記凸レンズ(24)は、固定光学部(1A)の
   内側が曲率半径の大きい面で、外側が曲率半径の小さい
   面に形成した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】 固定光学部(1）と可動光学部(2A)とから
   なる分離型の光学ヘッドにおいて、 前記固定光学部(1）は、レーザ光源(12)と、該レーザ光
   源(12)の出射光を平行光に変換するコリメートレンズ(1
   3)と、該平行光をビーム整形プリズム(14a）と第１ビー
   ムスプリッタ(14b）を透過せしめた後、前記可動光学部
   (2A)に送光するとともに、前記可動光学部(2A)から平行
   光で逆送される反射光を前記第１ビームスプリッタ(14
   b）で偏向分離し、当該分離された反射光を集束光に変
   換する凸レンズ(15)と、該集束光により焦点を結ぶ信号
   検出部(18)と制御信号検出部(19)を具備してなり、 前記可動光学部(2A)は、前記固定光学部(1）からの平行
   光を拡散光に変換する防塵窓兼用の凹レンズ(25)と、当
   該拡散光を光ディスク(3）の面を照射する方向に反射す
   るミラー(22)と、該反射された拡散光を前記光ディスク
   (3）の面に焦点を結ぶように集光する対物レンズ(26)と
   から構成したことを特徴とする光学ヘッド。
4. 【請求項４】 前記凹レンズ25は、可動光学部2Aの内側
   が曲率半径の大きい面で、外側が曲率半径の小さい面に
   形成したことを特徴とする請求項３記載の光学ヘッド。