(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラッキング用ピットを円周方向に沿って形成した記録媒体に光を照射し、その反射光からトラッキングピットを検出してトラッキング調整を行なうトラッキング用光学系であって、
接近して配置された投光素子及び受光素子と、
上記投光素子の出射光を上記記録媒体の検出部位に集光する投光レンズと、光が照射された上記検出部位の像を上記受光素子に結像する受光レンズを、各々の片側を切り落とし、この切り落とし部分で接合した形状の一枚レンズに形成した投受光用レンズとからなり、
上記投光素子、受光素子、投受光用レンズ、及び検出部位の光学的な位置関係を、投光素子から出た光が、投光レンズを斜めに横切って検出部位の中心に到達するように、投光素子と検出部位の中心を結ぶ光軸を、投光レンズのレンズ軸に対して傾斜させ、検出部位の中心から出た光が、受光レンズを斜めに横切って受光素子に到達するように、検出部位の中心と受光素子を結ぶ光軸を、受光レンズのレンズ軸に対して傾斜させた偏心光学系に構成し、
上記投光レンズの一方の面を、投光レンズと受光レンズの並び方向と直交する方向に、集光を行なうシリンドリカル面とし、投光レンズと受光レンズの少なくとも各一面を、収差を取るための非球面形状としたことを特徴とするトラッキング用光学系。
【請求項２】
上記投受光レンズの各面を、投光素子から出た光が受光素子に戻るまでの光の通過順に見て、第１面から第４面としたとき、第１面を凸面、第２面を投光レンズと受光レンズの並び方向と直交する方向に湾曲したシリンドリカル面、第３面と第４面を凸面とし、第１面及び第４面を収差を取るための非球面形状としたことを特徴とする請求項１記載のトラッキング用光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はフロッピ−ディスク等の記録媒体の記録面に形成したトラッキング用ピットを光学的に検出して、トラッキング調整を行なう光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フロッピ−ディスクを高記録密度化するため、図９に示すように、円盤状の記録媒体１の記録面２に走査方向に沿ってピット３を形成し、ピット３に径方向に挟まれた部分４を記録部位とするものがある。
【０００３】
この記録媒体１に対するデータ書き込み及び読みだしの際には、上記ピット３を光学的に検出して、磁気ヘッドを記録部位４に一致させるトラッキング調整を行なっている。
【０００４】
従来のトラッキング調整は、図１０に示すようにレーザダイオード５が発した光を、回折格子６で、トラッキング調整の方向である記録媒体の径方向（紙面と垂直な方向）に広げ、投光用レンズ７によって記録媒体１に集光し、その反射光を受光レンズ８でフォトダイオード９に結像させ、ピット３の部分で反射率が低くなることによる明暗の変化を検出して行なっている。
【０００５】
投光レンズ７から記録媒体１に照射されるスポット光Ｌは、図１１に示すように、トラッキング方向に細長く延びたものであり、この照射部分の像を検出するフォトトランジスタ９の検出セル１０は、トラッキング方向に分割形成されたものである。結像するピット像の大きさを、このセル１０の幅と間隔に合わせ、各セルの受光量の大きさを比べることにより、この光学系と一体的に動かされる磁気ヘッドをピット３の間の記録部位４と一致させるトラッキング調整が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記記録媒体であるフロッピ−ディスクのドライブは、ノート型パソコンへの搭載の必要等から、例えば１５ｍｍというように高さを極力小さくすることを要求され、これに内蔵されるトラッキング用光学系は、さらに高さを低くする必要がある。
【０００７】
しかし、上記従来のトラッキング用光学系１１は、光の照射と反射光の受光を大きな角度θを付けて異なる方向から行うので、投光レンズ７と受光レンズ８に大きな角度θを付け、離れた位置に配置する必要があり、記録媒体に向かう奥行きが長くなり、全体形状も大きくなる。さらに、光ビームを記録媒体１の径方向に延ばす回折格子６を投光素子５と投光用レンズ７の間に配置するため、これによっても光学系の奥行き方向（高さ方向）に沿った光路長が長くなる。したがって、上述した光学系の高さを小さくするという課題の解決は困難であった
そこで、本発明は、高さを低くできると共に全体の大きさを小さくできるトラッキング用光学系を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）  本発明が提供するトラッキング用光学系は、
トラッキング用ピットを円周方向に沿って形成した記録媒体に光を照射し、その反射光からトラッキングピットを検出してトラッキング調整を行なうトラッキング用光学系であって、
接近して配置された投光素子及び受光素子と、
上記投光素子の出射光を上記記録媒体の検出部位に集光する投光レンズと、光が照射された上記検出部位の像を上記受光素子に結像する受光レンズを、各々の片側を切り落とし、この切り落とし部分で接合した形状の一枚レンズに形成した投受光用レンズとからなり、
上記投光素子、受光素子、投受光用レンズ、及び検出部位の光学的な位置関係を、投光素子から出た光が、投光レンズを斜めに横切って検出部位の中心に到達するように、投光素子と検出部位の中心を結ぶ光軸を、投光レンズのレンズ軸に対して傾斜させ、検出部位の中心から出た光が、受光レンズを斜めに横切って受光素子に到達するように、検出部位の中心と受光素子を結ぶ光軸を、受光レンズのレンズ軸に対して傾斜させた偏心光学系に構成し、
上記投光レンズの一方の面を、投光レンズと受光レンズの並び方向と直交する方向に、集光を行なうシリンドリカル面とし、投光レンズと受光レンズの少なく共一面を、上記収差を取るための非球面形状としたことを特徴とする。
【０００９】
（２）  上記投受光レンズは、投光レンズと受光レンズの光軸を略平行に保ち、各面を、投光素子から出た光が受光素子に戻るまでの光の通過順に見て、第１面から第４面としたとき、第１面を凸面、第２面を投光レンズと受光レンズの並び方向と直交する方向に湾曲したシリンドリカル面、第３面と第４面を凸面とし、第１面及び第４面を収差を取るための非球面形状とすることができる。
【００１０】
【実施態様】
本発明の一実施態様を示す図１において、１２は投受光素子で、投光素子であるレーザダイオード１３と受光素子であるフォトダイオード１４を、１つの半導体ペレットに並べて形成している。１５は、この投受光素子１２を載置・固着したステムで、リード線が引き出される。この投光素子１３は点発光するものであり、受光素子１４は、例えば図１１に示したように、４個の受光セルをトラッキング方向に分割・形成したものを用いる。
【００１１】
１６は投受光レンズで、近接配置した投光素子１３と受光素子１４から、至近距離で対向する微小点である検出部位Ｐに投受光を行なうため、図２に示すように、投光用レンズ１７と受光用レンズ１８の片側部分を切り落とし、この部分で接合した形状の一枚レンズとしている。この投受光レンズ１６で、投光レンズ１７の頂点Ｔ１と受光レンズ１８の頂点Ｔ２は、レンズ境界の少し外側に位置する。
【００１２】
この投受光レンズ１６は、上記ステム１５に、位置決めして取り付けられる。この取り付けは、図示したように樹脂成形によりレンズ部と一体成形した保持部１６ａを用いて行なう他に、独立して製作した樹脂製レンズ又はガラスレンズを、図示しない取り付けブラケットを用いて取り付けることもできる。
【００１３】
上記トラッキング用光学系１９は、磁気ヘッドと共に、図示しない駆動機構により、図３（ａ）  （ｂ）  に示すように円盤状の記録媒体１の記録面に対向して、その径方向にスライド移動する。
【００１４】
このトラッキング用光学系１９は、投光素子１３、受光素子１４、投受光レンズ１６、及び検出部位Ｐの位置関係を、図４に示すようにして使用する。
【００１５】
投光素子１３、受光素子１４、及び検出部位Ｐは、近接しているので、投受光レンズ１６を、先に述べたように、一枚レンズとすると共に、投光軸Ａと受光軸Ｂに対し、投光レンズ１７の光軸αと受光レンズ１８の光軸βを、傾斜させた偏心光学系として使用する。
【００１６】
また、上記投光レンズ１７の検出部位Ｐにおける照射範囲は、図１１に示したように、トラッキング調整の方向である記録媒体の径方向（Ｙ方向）に広がる長円形状のものであり、受光レンズ１８の受光範囲は、図１１に示したように、受光素子１４の検出セル１０の形成パターンを囲む円形のものである。
【００１７】
このため、投光レンズ１７の集光位置となり、受光レンズ１８の物点となる仮想点Ｆを、図４に示すように、検出部位Ｐの少し後方に位置させ、検出部位Ｐで所定の大きさの照射範囲と受光範囲が得られるようにしている。
【００１８】
上述したように傾斜光学系としたことを、図５の光路図で説明する。図５において、投光素子１３から出た光は、斜め方向から投光レンズ１７に入射し、投光レンズ１７から内側寄りに抜けて、検出部位Ｐに達する。また、検出部位Ｐの中心から出た光は、受光レンズ１８に斜め方向から入射し、受光レンズ１８から外側寄りに抜けて、受光素子１４に達する。
【００１９】
図６，図７はトラッキング用ピットの延び方向（Ｘ方向）に対しては、光が広がらないで集光されていることを示している。
【００２０】
上記投受光レンズ１６は、上述したようにレンズ軸α，βに対して光軸Ａ，Ｂが傾斜した傾斜光学系となっているので、これにより生じる歪みを除去し、レンズ収差をも除去するため、投受光レンズ１６を非球面形状としている。
【００２１】
これを図２の実施例について説明する。
【００２２】
図２（ｂ）  の各面を、投光素子１３から出た光が投光レンズ１７を通過して受光素子１４に達する順に、第１面（Ｒ１）から第４面（Ｒ４）と呼ぶことにする。
【００２３】
第１面Ｒ１は図中ＸＹ方向に光を収束する凸面、第２面Ｒ２は図中Ｘ方向に光を収束するシリンドリカル面、第３面Ｒ３及び第４面Ｒ４はＸＹ方向に光を収束する凸面である。図２の実施例では、第１面、及び第４面を非球面形状としている。
【００２４】
図８は図２の投受光レンズ１６によって得られる検出部位Ｐにおける照射光量の分布例を示すものである。
【００２５】
本発明の投受光レンズ１６の各面の形状は、上記実施例に限られるものではない。投光レンズの一方の面がシリンドリカル面となり、他の３面の少なく共一面が、偏心光学系による光学歪みを除去するための非球面形状となっていれば良い。
【００２６】
また、本発明は、トラッキング用ピットを有するフロッピ−ディスクのピットを検出する場合の他に、円盤状記録媒体のピットを検出する場合に広く利用できるものである。
【００２７】
【発明の効果】
上記構造のトラッキング用光学系は、投光レンズ１７と受光レンズ１８の片側同士を接合して一枚レンズとし、傾斜光学系として用いることを可能とするため非球面形状を持たせた投受光レンズ１６を用いるから、検出部位Ｐに対して、投光素子１３と受光素子１４を近接させて投受光を行わせることができ、かつ投光レンズ１７と受光レンズ１８を従来例のように傾きを持たせる必要がない。
【００２８】
さらに、投光レンズ部分に光をトラッキング方向に延ばすシリンドリカル面を形成しているので、回折格子を別に設ける必要がない。
【００２９】
したがって、検出部位に向かう方向の高さを小さくするとともに、光学系全体の大きさを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトラッキング用光学系を示す断面図である。
【図２】図１の光学系の投受光レンズを示す図で、（ａ）  は投受光側から見た正面図、（ｂ）  は光路方向に見た側面図、（ｃ）  は投光レンズ側から見た上面図、（ｄ）  は受光レンズ側から見た底面図である。
【図３】図１のトラッキング用光学系の記録媒体に対する動きを説明する図で、（ａ）  は記録媒体の回転方向から見た側面図、（ｂ）  はトラッキング方向から見た側面図である。
【図４】図１に示すトラッキング用光学系の投光素子１３、受光素子１４、投受光レンズ１６、及び検出部位Ｐの位置関係を示す図である。
【図５】図１のトラッキング用光学系の光路図
【図６】図１のトラッキング用光学系の投光レンズの光路図
【図７】図１のトラッキング用光学系の受光レンズの光路図
【図８】本発明の投受光用レンズにより照明される検出部位の照射光量分布の一例を示す図
【図９】記録媒体におけるトラッキング用ピットの形成状態を説明する図である。
【図１０】従来のトラッキング用光学系の構成を示す断面図である。
【図１１】記録媒体における光の照射範囲と、受光素子への結像範囲の関係を示す図である。
【符号の説明】
１２  投受光素子
１３  投光素子（レーザダイオード）
１４  受光素子（フォトダイオード）
１５  ステム
１６  投受光レンズ
１７  投光レンズ
１８  受光レンズ
１６ａ  レンズ部と一体成形した保持部
１９  トラッキング用光学系
Ｔ１  投光レンズの頂点
Ｔ２  受光レンズの頂点
α  投光レンズの光軸
β  受光レンズの光軸
Ａ  投光軸
Ｂ  受光軸
Ｐ  検出部位
Ｆ  集光の仮想点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003599491.tif 000010
【図１０】
0003599491.tif 000011
【図１１】
0003599491.tif 000012