(57)【要約】【課題】  ３つの光学素子で構成された互換型の光ヘッド用光学ユニットに要求される、各光学素子相互の正確な位置決めを容易に行うことのできる光ヘッド用光学ユニットを得る。【解決手段】  光源側より順に第１の光学素子、第２の光学素子、第３の光学素子、の３つの光学素子と、３つの光学素子を保持する鏡枠とを有し、鏡枠は、第１の光学素子と第２の光学素子を光軸と直交する方向に摺動可能な間隙が形成され、第２の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部が形成されている光ヘッド用光学ユニットとする。【選択図】        図２
2006053985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源側より順に第１の光学素子、第２の光学素子、第３の光学素子、の３つの光学素子と、前記３つの光学素子を保持する鏡枠とを有し、
前記鏡枠は、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子を光軸と直交する方向に摺動可能な間隙が形成され、前記第２の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部が形成されていることを特徴とする光ヘッド用光学ユニット。
【請求項２】
前記第１の光学素子の外周縁部は、対応する前記鏡枠の周縁部より突出するよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド用光学ユニット。
【請求項３】
前記第１の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド用光学ユニット。
【請求項４】
前記第１の光学素子の外周縁部に対応する鏡枠の周縁部は、少なくとも３箇所で前記第１の光学素子の外周縁部より突出した突起部を有し、前記突起部以外の位置では前記第１の光学素子の外周縁部が前記鏡枠の周縁部より突出していることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド用光学ユニット。
【請求項５】
前記鏡枠に形成された、前記第１の光学素子が光軸と直交する方向に摺動可能な間隙をＡとし、前記第２の光学素子が光軸と直交する方向に摺動可能な間隙をＢとしたとき、
Ａ＞Ｂ
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ヘッド用光学ユニット。
【請求項６】
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子は、表面に段差が形成された構造を有する光学素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ヘッド用光学ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ヘッド用光学ユニットを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ヘッド装置、特に光ディスク等の光記録媒体用の記録装置や再生装置の光ピックアップ装置に用られる光ヘッド用光学ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、青紫色レーザ光源を使用し記録密度を高めた高密度光ディスク、赤色レーザ光源を使用したＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）、赤外レーザ光源を使用したＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）に対し、互換性を有する光ヘッド装置が知られている。
【０００３】
これら互換型の光ヘッドに用いられる光学ユニットとして、対物レンズの前方に２つの位相補正器を配置して、ＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ−ＤＶＤ）、ＤＶＤ、ＣＤの３種のディスクに対応しようとするものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、対物レンズと位相制御素子とを備えた、ＣＤとＤＶＤとの互換型の光ヘッド装置で、対物レンズと位相制御素子に位置決めマークを形成し、この位置決めマークにより光軸と直交する方向の位置決め（光軸合わせ）を行った後、１つのホルダーに固定した光ヘッド装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０７７１４号公報
【特許文献２】特開２００１−６２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された光ヘッドに用いられる光学ユニットは、同特許文献の図５に示されているように３種類の異なる波長の光を厚さの相異なる光ディスクに適用できるものであるが、同図に示されるような結像特性を得るには、対物レンズ及び２つの位相補正器の相互の正確な光軸合わせが必要とされる。しかし、上記特許文献１の３つの光学素子間の相互の光軸合わせについては記載されていない。
【０００６】
また、特許文献２に記載された光ヘッド装置は、同特許文献の図１に示されているようなホルダー、位相制御素子、対物レンズの形状では、位置決めマークを用いた位置決めに際し、位置決めマークを確認するための顕微鏡を接近させつつ、位相制御素子、対物レンズのいずれか一方に位置決め治具を接触させて光軸と直交する方向に移動させるための、ホルダー、位相制御素子、対物レンズの相互の具体的形状が不明である。
【０００７】
更に、３つの光学素子を位置決めマークを用いて位置決めする場合には、ホルダー及び３つの光学素子のそれぞれに、位置決めを可能とするための形状が必要である。また、位置決めマークを確認するための顕微鏡の対物レンズも接近して配置されるため、この顕微鏡の対物レンズとも干渉せずに、位置決め可能とできる形状が必要となる。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑み、３つの光学素子で構成された互換型の光ヘッド用光学ユニットに要求される、各光学素子相互の正確な位置決めを容易に行うことのできる光ヘッド用光学ユニットを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的は、以下の構成により解決される。
【００１０】
１）光源側より順に第１の光学素子、第２の光学素子、第３の光学素子、の３つの光学素子と、前記３つの光学素子を保持する鏡枠とを有し、前記鏡枠は、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子を光軸と直交する方向に摺動可能な間隙が形成され、前記第２の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部が形成されていることを特徴とする光ヘッド用光学ユニット。
【００１１】
２）前記第１の光学素子の外周縁部は、対応する前記鏡枠の周縁部より突出するよう形成されている１）の光ヘッド用光学ユニット。
【００１２】
３）前記第１の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部が形成されている１）の光ヘッド用光学ユニット。
【００１３】
４）前記第１の光学素子の外周縁部に対応する鏡枠の周縁部は、少なくとも３箇所で前記第１の光学素子の外周縁部より突出した突起部を有し、前記突起部以外の位置では前記第１の光学素子の外周縁部が前記鏡枠の周縁部より突出している１）の光ヘッド用光学ユニット。
【００１４】
５）前記鏡枠に形成された、前記第１の光学素子が光軸と直交する方向に摺動可能な間隙をＡとし、前記第２の光学素子が光軸と直交する方向に摺動可能な間隙をＢとしたとき、
Ａ＞Ｂ
である１）〜４）のいずれかの光ヘッド用光学ユニット。
【００１５】
６）前記第１の光学素子と前記第２の光学素子は、表面に段差が形成された構造を有する光学素子である１）〜５）のいずれかの光ヘッド用光学ユニット。
【００１６】
７）１）〜６）のいずれかの光ヘッド用光学ユニットを備えた光ピックアップ装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、鏡枠の第２の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部を形成し、鏡枠の奥側に位置する第２の光学素子を、この孔部を用いて位置決めすることにより、鏡枠を分割することなく単一部品とすることができ、部品数及び工程数の削減によるコストダウンを可能としつつ、３つの光学素子で構成された互換型の光ヘッド用光学ユニットに要求される各光学素子相互の正確な位置決めを、容易に行うことのできる光ヘッド用光学ユニットを得ることができる。
【００１８】
また、第２の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部を形成することに加え、第１の光学素子の外周縁部を、対応する鏡枠の周縁部より突出させるか、又は第１の光学素子の側面にも相対する部位の少なくとも３箇所に孔部を形成することで、光学素子に接触させ位置決めを行う治具を光軸直交方向に配置できると共に、位置決めの状態を確認する顕微鏡の対物レンズを光学素子の光軸方向に近接して配置でき、位置決めのための各部材と干渉することのない配置が可能となる。
【００１９】
更に、第１の光学素子が光軸と直交する方向に摺動可能な間隙が、第２の光学素子が光軸と直交する方向に摺動可能な間隙より大きくなるように鏡枠を形成することにより、第１の光学素子の位置決めのための摺動量が不足することを防止できる。
【００２０】
加えて、第１の光学素子の外周縁部に対応する鏡枠の周縁部は、少なくとも３箇所で第１の光学素子の外周縁部より突出した突起部を有するようにすることで、光ヘッド用光学ユニットを下向きに載置することができ、完成後に光学素子への擦り傷がつくのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明に係る光ヘッド用光学ユニットを備えた互換型光ピックアップ装置１００の光学的な概略構成を示した図である。
【００２３】
同図において、互換型光ピックアップ装置１００は、青紫色レーザ光源を使用し記録密度を高めた高密度光ディスク１９ａの記録再生に適合する青紫色半導体レーザ１１と、高密度光ディスク１９ａから反射された光を受光して検出する光検出器１５と、ＤＶＤ１９ｂの記録再生に適合する波長６５０ｎｍの赤色半導体レーザと光検出器が一体化された第１光モジュール１７と、ＣＤ１９ｃの記録再生に適合する波長７８０ｎｍの赤外線半導体レーザと光検出器が一体化された第２光モジュール１８と、上記３種のレーザ光をコリメータレンズ１４へ導くと共に、ディスクからの反射光をそれぞれ受光する光検出器へ導くためのビームスプリッタ１２、１３、１６と、コリメータレンズ１４によりコリメートされたレーザ光束を上記各ディスクに適合した状態で結像させる、本発明に係る光ヘッド用光学ユニット５０を含んで構成されている。
【００２４】
高密度光ディスク１９ａが、例えばＨＤ−ＤＶＤの場合には、青紫色半導体レーザ１１は波長４００ｎｍ近傍のものが使用される。
【００２５】
なお、図１に示す互換型光ピックアップ装置は一例であり、各種の変形が可能である。
【００２６】
図２は、本発明に係る光ヘッド用光学ユニット５０の一例を示す概略断面図である。
【００２７】
同図において、光ヘッド用光学ユニット５０は、レーザ光源側から順に、第１の光学素子２１、第２の光学素子２２、第３の光学素子２３と、第１の光学素子２１と第２の光学素子２２と第３の光学素子２３を保持する鏡枠２４で構成されている。
【００２８】
第１の光学素子２１は、主に青紫色と赤外線の互換を行う機能をつかさどる光学素子であり、透明のガラス平板上の光源側でない面に、紫外線硬化型の樹脂を用い光軸方向から見た形状が環状で断面形状が階段状の段差を有する輪帯構造を形成して回折面としたハイブリッド構成とすることが好ましい。このように外観に露出しない面に回折面を形成することで、回折面が傷つくのを防止できる。なお、この第１の光学素子２１は樹脂材料で一体に形成したものでもよい。第２の光学素子２２は、樹脂材料の射出成形により作製され、光源側の面に回折面が形成されており、主に青紫色と赤色の互換を行う機能をつかさどる光学素子である。
【００２９】
この第１の光学素子２１と第２の光学素子２２によって、高密度光ディスク、ＤＶＤ、ＣＤの３種のディスクの互換を可能としている。
【００３０】
第３の光学素子２３は、結像性能を有するレンズであり、温度変化に対し変化の少ないガラス成形レンズ（ガラスモールドレンズとも言う）とすることが好ましい。これは、ガラスの母材を所望の形状に対応した面形状を有する金型を用いて精密成形することにより作製されるものである。
【００３１】
鏡枠２４は、遮光性の樹脂材料で成形により形成されていることが望ましい。この鏡枠２４には、図示のように、第２の光学素子２２の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部２４ｈが形成されている。また図示のごとく、第１の光学素子２１と第２の光学素子２２は、それぞれ光軸と直交する方向に摺動可能なように、径方向で鏡枠２４と間隙が形成されている。
【００３２】
なお、上述の３種の光学素子の機能構成は一例であって、これに限るものでなく、その他の変形例でもよい。
【００３３】
以上のような光学素子と鏡枠を用いた光ヘッド用光学ユニット５０の内部構造と光学素子相互の位置決めについて、組み立て順に従い説明する。
【００３４】
図３は、鏡枠２４に第３の光学素子２３と第２の光学素子２２が組み付けられる状態を示す図である。
【００３５】
同図において、まず鏡枠２４に第３の光学素子２３を組み付ける。この組み付けは、第３の光学素子２３に形成されたフランジ部２３ｆの部分で図示のように嵌合して接着固定される。次いで、鏡枠２４を図示しない治具に固定した後、第２の光学素子２２を図示のように鏡枠２４に載置する。鏡枠２４には、第２の光学素子２２の側面に相対する部位には孔部２４ｈが形成されている。
【００３６】
また、同図に示すように、第２の光学素子２２の外径をＤ2とし、鏡枠２４の第２の光学素子２２が組み付けられる部位の内径をＷ2とした時、Ｗ2＞Ｄ2であって、第２の光学素子２２が光軸Ｏに直交する方向に、摺動できる間隙（隙間）を有するように、鏡枠２４の内径が形成されている。この間隙Ｂ＝（Ｗ2−Ｄ2）の値は、０．０５〜０．２ｍｍ程度が好ましい。
【００３７】
図４は、図３の状態を第２の光学素子２２側の光軸Ｏ方向から見た平面図である。同図に示すように、鏡枠２４の孔部２４ｈ（破線で示す）は略６０°間隔で６箇所に形成されている。一方、孔部２４ｈに対応した３箇所の位置には、接着剤を吐出するニードル２５が略１２０°間隔で配置されており、このニードル２５と略６０°ずれた位置には同様に略１２０°間隔で３箇所に、棒状の位置決め治具２６が配置されている。
【００３８】
このような配置において、まずニードル２５が鏡枠２４の孔部２４ｈに挿入され、第２の光学素子２２の側面部に接着剤を吐出した後、退避する。この接着剤は、例えば紫外線硬化型の接着剤が用いられる。次いで、位置決め治具２６が孔部２４ｈに挿入され第２の光学素子２２の側面に当接し、接着剤が硬化する前に、第２の光学素子２２を第３の光学素子２３の光軸Ｏに直交する方向に、摺動させて位置決めを行った後、位置決め治具２６を退避させると共に、紫外光を照射する。これにより、第２の光学素子２２を位置決めして固定することができる。
【００３９】
この位置決めの方法は、特開２００１−６２０３号公報に記載の、双方の光学素子に形成されたマークを、顕微鏡等で確認しつつ合わせるものが適用可能であるが、第３の光学素子２３の焦点位置と第２の光学素子２２に形成されたマークを確認しつつ合わせるものでもよい。
【００４０】
この第２の光学素子２２の位置決めと接着固定の工程は、これに限らず、以下のような順序でもよい。まず位置決め治具２６を孔部２４ｈに挿入して第２の光学素子２２の側面に当接させ、第３の光学素子２３の光軸Ｏに直交する方向に、摺動させて位置決めを行った後、ニードル２５を孔部２４ｈに挿入して、第２の光学素子２２の側面部に接着剤を吐出させるような順序にしてもよい。
【００４１】
なお、ニードル２５と位置決め治具２６が６０°ずれた配置の例で説明したが、ニードル２５と位置決め治具２６が配置可能な角度であれば、これに限るものでない。
【００４２】
また、孔部２４ｈを６箇所に形成した例で説明したが、位置決め治具２６のための３箇所は必須であるが、接着剤を吐出するニードル２５及び対応する孔部２４ｈを１又は２箇所としてもよい。
【００４３】
更に、ニードル２５と位置決め治具２６を図４のように配置し、鏡枠２４には孔部２４ｈを１２０°間隔で３箇所に形成してもよい。この場合には、まず孔部２４ｈをニードル２５に相対させ、ニードル２５を鏡枠２４の孔部２４ｈに挿入して、第２の光学素子２２の側面部に接着剤を吐出した後、退避させる。この後、鏡枠２４を６０°光軸回りに回転させて、孔部２４ｈを位置決め治具２６に相対させ、位置決め治具２６を挿入して、第２の光学素子２２の側面に当接させ、接着剤が硬化する前に、第２の光学素子２２の位置決めを行った後、位置決め治具２６を退避させると共に、紫外光を照射することで、第２の光学素子２２を位置決めして固定することができる。
【００４４】
即ち、鏡枠２４には、第２の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部が形成されていれば、第２の光学素子２２を第３の光学素子２３に対し、位置決めと固定を可能とすることができる。
【００４５】
図５は、図４で示した工程の後の、第１の光学素子２１を、位置決めする状態を示す図である。
【００４６】
上述のように、鏡枠２４に第２の光学素子２２が第３の光学素子２３に対し位置決めされて固定された後、第１の光学素子２１が、鏡枠２４に図示のごとく載置される。
【００４７】
この時、同図に示すように、第１の光学素子２１の外径をＤ1とし、鏡枠２４の第１の光学素子２１が組み付けられる部位の内径をＷ1とした時、Ｗ1＞Ｄ1であって、第１の光学素子２１が光軸Ｏに直交する方向に、摺動できる間隙（隙間）を有するように、鏡枠２４は形成されている。この間隙Ａ＝（Ｗ1−Ｄ1）の値は、上述のＢ＝（Ｗ2−Ｄ2）の値より大きく、即ちＡ＞Ｂとなるよう設定され、０．１〜０．４ｍｍ程度が好ましい。このように設定することで、第１の光学素子の位置決めのための摺動量が不足することを防止できる。また、鏡枠２４の第１の光学素子２１が組み付けられる部位の周縁部の高さは、第１の光学素子２１の周縁部が突出するように、Ｈ1の差を有して低く形成されている。この、高さの差Ｈ1は０．３〜０．８ｍｍ程度が好ましい。
【００４８】
この後、鏡枠２４を固定した状態で、図示のように位置決め治具２６を第１の光学素子２１の突出した外周縁部３箇所に接触させ、既に固定された第２の光学素子２２に対して、第１の光学素子２１を光軸Ｏに直交する方向に、摺動させ、位置決めを行う。この後、上述のニードルを接近させて接着剤を吐出させ、第１の光学素子２１は鏡枠２４に固定される。
【００４９】
以上説明したように、第１の光学素子と第２の光学素子と第３の光学素子の３つの光学素子を保持する鏡枠に、第１の光学素子と第２の光学素子を光軸と直交する方向に、それぞれ摺動可能な間隙を形成し、且つ第２の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部を形成することにより、位置決め治具を光軸直交方向に配置でき、この位置決め治具により第２の光学素子及び第１の光学素子の位置決めを行うことができるようになり、位置決めマーク等を確認するための顕微鏡の対物レンズ３２が接近するスペースを光軸Ｏ上に確保することができるようになる。
【００５０】
また、鏡枠の第２の光学素子の側面に相対する部位の少なくとも３箇所に孔部を形成し、鏡枠の奥側に位置する第２の光学素子を、この孔部を用いて位置決めすることにより、鏡枠を分割することなく単一部品とすることができ、部品数及び工程数の削減によるコストダウンが可能となる。
【００５１】
なお、上述の３つの光学素子を保持する鏡枠２４の第１の光学素子２１側は以下のような、形状とすることが望ましい。
【００５２】
図６は、鏡枠２４の先端部の形状を示す図である。
【００５３】
同図に示すように、鏡枠２４の周縁部の３箇所で、第１の光学素子２１の外周縁部より突出した突起部Ｔを有している。この突起部Ｔは、上述の略１２０°間隔で３方向に配置された位置決め治具と干渉しない位置に形成されている。この突起部Ｔ以外の位置では第１の光学素子２１の外周縁部が鏡枠２４の周縁部より突出するように形成されている。
【００５４】
このように、鏡枠２４に突起部Ｔを形成することにより、完成した光ヘッド用光学ユニット５０を突起部Ｔを下にして載置することができ、完成後に光学素子への擦り傷がつくのを防止できる。
【００５５】
図７は、本発明に係る光ヘッド用光学ユニット５０の他の例を示す概略断面図である。
【００５６】
同図に示すように、鏡枠２４の第１の光学素子２１の側面に相対する部位にも、略１２０°間隔で３箇所の孔部２４ｋを形成し、この孔部２４ｋを用いて、図４で説明した第２の光学素子２２の位置決め及び接着固定と同様の方法により、第１の光学素子２１の位置決め及び接着固定を行ってもよい。なお、同図に示すＷ1及びＤ1の関係は、上述の図５で説明したものと同様に設定されている。
【００５７】
このような形状に鏡枠２４を形成した場合にも、上述と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る光ヘッド用光学ユニットを備えた互換型光ピックアップ装置の光学的な概略構成を示した図である。
【図２】本発明に係る光ヘッド用光学ユニットの一例を示す概略断面図である。
【図３】鏡枠に第３の光学素子と第２の光学素子が組み付けられる状態を示す図である。
【図４】図３の状態を第２の光学素子側の光軸Ｏ方向から見た平面図である。
【図５】図４で示した工程の後の、第１の光学素子を、位置決めする状態を示す図である。
【図６】鏡枠２４の先端部の形状を示す図である。
【図７】本発明に係る光ヘッド用光学ユニットの他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１  青紫色半導体レーザ
１２  ビームスプリッタ
１３  ビームスプリッタ
１４  コリメータレンズ
１５  光検出器
１６  ビームスプリッタ
１７  第１光モジュール
１８  第２光モジュール
２１  第１の光学素子
２２  第２の光学素子
２３  第３の光学素子
２４  鏡枠
２５  ニードル
２６  位置決め治具
３２  顕微鏡の対物レンズ
５０  光ヘッド用光学ユニット
１００  互換型光ピックアップ装置
【図１】
2006053985.tif 000003
【図２】
2006053985.tif 000004
【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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