JPH09120577A

JPH09120577A - 光ヘッド

Info

Publication number: JPH09120577A
Application number: JP8306366A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Ikegame; 哲夫池亀; Tadao Karasawa; 忠夫唐沢
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 1997-05-06
Anticipated expiration: 2016-11-18
Also published as: JP2828227B2

Abstract

(57)【要約】【課題】記録媒体上のスポットが良好で、記録再生信
号が劣化することなく、フォーカシング制御やトラッキ
ング制御が正確に行える光ヘッドを提供する。【解決手段】光源20からの光が入射される回折格子と
しての多数の細条状の溝部50a と、溝部50a を経た光が
透過する凸球面50b を有するコリメータレンズとを同一
材料で一体成形した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００３】また、他の従来の光ヘッドにおいては、光
源から記録媒体に向かう往路中に回折格子、レンズを配
置しこれらの光学素子を介して記録媒体側にスポットを
投射している。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
の光ヘッドにあっては、光学系を形成する各光学部品を
それぞれ光ヘッド本体に取り付けていたため、組立工数
が多くなり、さらに各光学部品間の距離がばらついたり
して、光学的な精度が悪くなる不具合がある。例えば、
回折格子とレンズはそれぞれの機能を有するべつの光学
素子として構成され配置されている場合、回折格子とレ
ンズの間の間隔や傾きの精度が劣化し記録媒体上のスポ
ットが変化し、記録再生信号が劣化したり、フォーカシ
ング制御やトラッキング制御が正確に行えないという問
題点がある。

【０００５】また、部品点数および組み立て工数が多く
なり、コスト高になるという欠点がある。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。

【０００６】

【問題点を解決するための手段及び作用】本発明の光ヘ
ッドは、光源と、光源と記録媒体の間の光路中に配置さ
れる回折手段と、前記回折手段と前記記録媒体の間の光
路中に配置されるレンズ作用を有する光学素子と、前記
記録媒体からの反射光を受光する光検出器とからなる光
ヘッドにおいて、前記回折手段と前記光学素子とを同一
材料で一体成形により光学ユニットとして構成した。

【０００７】この構成によれば、光学ユニットを成形し
た段階で回折手段と光学素子との間の距離が決まるの
で、回折手段と光学素子との間の距離を調整するといっ
た不具合を解消することができる。又、光ヘッド本体へ
の取り付けについても一体成形したことから一つの部品
となるので組立工数が大幅に削減される。

【０００８】尚、回折手段および光学素子を保持する保
持部材も一体に成形して光学ユニットを構成すること
は、部品点数を削減する上で望ましい。又、光学ユニッ
トは、安価に構成する上でその材質をプラスチック系材
料とすることが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づき、詳細に説明する。図１および図２はこの発
明の原理を説明するため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に斜視図として示すように、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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】従って、光学的調整が容易にできると共
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。

【００１６】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。

【００１７】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。図４はこの
発明の原理を説明するための他の参考例を示す線図的断
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
って構成され、鏡筒部２２ｂを光学系支持本体２１に直
接装着する。

【００１８】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。

【００１９】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２８ａ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。

【００２０】この参考例では、回折格子２２、コリメー
タレンズ２４、凸レンズ２８及びシリンドリカルレンズ
３０とその保持部材を一体成形した成形体のそれぞれに
ついて、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
２４ｂのレンズ部２４ａを挟む両側の内周に金属ワッシ
ャ２４ｃ、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。

【００２１】また、本参考例では、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。

【００２２】図５ＡおよびＢは本願発明の原理を説明す
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。

【００２３】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。

【００２４】このように、本参考例においては、凹レン
ズとシリンドリカルレンズの２個の光学素子およびその
保持部材とをプラスチックにより一体成形し、１個の一
体成形体で２つの光学的機能を有するようにした。

【００２５】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、本参考例のように凹レンズとシリ
ンドリカルレンズの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。

【００２６】また、光透過防止処理を施したので有害光
の進入を有効に防止出来る。従って、フォーカシング制
御およびトラッキング制御を高精度で行うことが出来る
と共に、情報の記録、再生を正確に行うことが出来る。

【００２７】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、砂目地、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。図６は本
発明の実施形態の構成を示す線図的断面図である。

【００２８】本実施形態では、各光学系を形成する光学
部品と光学系支持本体および光ヘッド本体とを透明プラ
スチックの一体成形で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。

【００２９】本実施形態では、透明プラスチックの一体
成形体（光学ユニット）５０の各部に以下に示す光学面
を形成する。すなわち、一体成形体５０にレーザダイオ
ード２０が取り付けられる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
の底面には多数の細条状の溝部５０ａが設けられ、回折
格子（回折手段）を形成する。

【００３０】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
せる面に凸型の球面５０ｂを設けてコリメータレンズ
（コリメータレンズ）を形成する。

【００３１】また、記録媒体で反射されビームスプリッ
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が設けられ、第２の光学
面としての凹レンズ面を形成し、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。

【００３２】一体成形体５０の各光学面（５０ａ，５０
ｂ，５０ｃ，５０ｄなどの面）およびビームスプリッタ
２３の取り付け面をを除く一体成形体５０の周囲には光
透過防止処理として不透明コート層５１を設ける。

【００３３】なお、光透過防止処理は不透明コート層を
設けること以外に、光路部を形成するように、金属をイ
ンサートしたり、二色成形したり、あるいは光学面の周
囲に砂目地を形成し表面を粗くすることによって施すこ
ともできる。光透過処理を施すことで、有害光の侵入を
防止することができ、フォーカシング制御およびトラッ
キング制御を高精度で行うことができると共に、情報の
記録、再生を正確に行うことができる。

【００３４】このように本実施形態によれば、プラスチ
ックの成形体５０の各面に種々の球面や細条状の溝部を
設けるだけで、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する
ことができる。したがって、各光学素子が非常に容易に
得られる。

【００３５】また、成形体の各面に偏向又は、レンズ作
用を有する回折格子、コリメータレンズ、凹レンズ、シ
リンドリカルレンズの複数の光学素子を構成しさらにそ
の保持部材をプラスチック系材料から成る一体成形体を
もって構成した。また、一体成形体に直接ビームスプリ
ッタを取り付けて他の光学素子と一体構成した。そのた
め光学素子間の位置精度が格段に向上すると共に、組立
も著しく簡略化される。

【００３６】さらに本実施例においては、一体成形体に
直接レーザダイオードとホトダイオードを取り付けるよ
うにした為、回折格子、コリメータレンズ、凹レンズ、
シリンドリカルレンズの各光学素子に対するレーザダイ
オードとホトダイオードの位置精度が格段に向上する。
また、光学素子とコリメータレンズとレーザダイオード
の双方を保持する他の部品が不要で構成が非常に簡略化
されている。さらに本実施例においては、レーザダイオ
ードから記録媒体に至る光ビームの往路中に一体成形し
た回折格子と集光作用のあるレンズとを配置した。その
ため、回折格子と集光作用のあるレンズの間の間隔や傾
きの精度が良く、回折格子とレンズを介して生成され記
録媒体側に投射された３つのスポットの精度が良く、記
録再生信号が劣化することなく、フォーカシング制御や
トラッキング制御が正確に行え、結果として情報の記録
再生を正確に行う事ができる。

【００３７】なお、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。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、その一部分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。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光ヘッド
は、光源と、光源と記録媒体の間の光路中に配置される
回折手段と、前記回折手段と前記記録媒体の間の光路中
に配置されるレンズ作用を有する光学素子と、前記記録
媒体からの反射光を受光する光検出器とからなる光ヘッ
ドにおいて、前記回折手段と前記光学素子とを同一材料
で一体成形により光学ユニットとして構成したので、従
来の光ヘッドに比較し、記録媒体に投射された光スポッ
トが良好であって、記録信号や再生信号が劣化すること
なく、フォーカシング制御やトラッキング制御が正確に
行え、結果として情報の記録または再生を正確に行うこ
とができる。

【００３９】また、部品点数および組み立て工数が削減
され、又、回折手段と光学素子との光学位置調整も不要
であるため、安価な光ヘッドを提供することができる。
さらに、光学ユニットはプラスチック系材料で一体に成
形されるので、回折手段およびレンズ作用を有する光学
面の成形が容易にでき、量産性に優れ安価にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための参考図で断面図
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は本発明の原理を説明する
ための参考図で断面図を示す。

【図４】本発明の原理を説明するための参考図で断面図
を示す。

【図５】図５Ａおよび図５Ｂは本発明の原理を説明する
ための参考図を示す。

【図６】本発明の実施形態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４１／４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２３ビームスプリッタ２６対物レンズ３１凹レンズ５０一体成形体５０ａ溝部５０ｂ凸型球面５０ｃ凹型球面５０ｄ円筒面５１不透明コート層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、光源と記録媒体の間の光路中に配置される回折手段と、前記回折手段と前記記録媒体の間の光路中に配置される
レンズ作用を有する光学素子と、前記記録媒体からの反射光を受光する光検出器とからな
る光ヘッドにおいて、前記回折手段と前記光学素子とを同一材料で一体成形に
より光学ユニットとして構成したことを特徴とする光ヘ
ッド。
【請求項２】請求項１記載の光ヘッドにおいて、前記光学ユニットは、前記光学ユニットを保持する保持
部材をも同一材料で一体成形により構成されていること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項３】請求項１記載の光ヘッドにおいて、前記光学ユニットは、プラスチック系材料で一体成形に
より構成されていることを特徴とする光ヘッド。