(57)【要約】【課題】簡単な構成で、光学素子を搭載したベースの温度変化による膨張・収縮を原因とする光軸のずれを確実に防止することのできる光ヘッド装置を提供すること。【解決手段】光ヘッド装置１において、ベース３のセンサーレンズ搭載部３５に対して直交する２つの位置決め面３６、３７を受光素子９およびセンサレンズ１７の光軸に平行に形成する一方、ベース３を構成する材料と同等の線膨張係数を備えるレンズホルダ２０にセンサーレンズ１７を保持させて、レンズホルダ２０の２つの取り付け面２１、２２をそれぞれセンサーレンズ搭載部３５の２つの位置決め面３６、３７に当接させる。【選択図】      図１
2004206760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、受光素子と、前記レーザ源から出射されたレーザ光を光記録媒体に収束させるとともに、光記録媒体からの戻り光を前記受光素子に導く光学系と、該光学系、前記レーザ光源および前記受光素子が搭載されたベースとを有する光ヘッド装置において、
前記光学系には、前記ベースに光学素子ホルダを介して搭載された光学素子が含まれ、
前記光学素子ホルダは、前記ベースと線膨張係数が同一の材料から形成されているとともに、前記ベースに直接、接着固定され、
前記光学素子は、前記素子ホルダの装置光軸に対して垂直な面に固定されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
請求項１において、前記光学系には、前記ベースに直接、搭載された第１の光学素子と、前記光学素子ホルダを介して前記ベースに搭載された第２の光学素子とが含まれ、
前記ベースにおける前記第２の光学素子の搭載部には、当該第２の光学素子を通る光軸に対して各々平行で、かつ、互いに交差する２つの位置決め面が形成され、
前記光学素子ホルダは、前記２つの位置決め面の各々に当接する２つの取り付け面を備えていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項３】
請求項２において、前記２つの位置決め面は、互いに直交していることを特徴とする光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体の記録を行う光ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤの記録再生を行う光ヘッド装置では、レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートレンズ、立ち上げミラー、対物レンズなどの光学系によって光記録媒体にスポットを形成する一方、光記録媒体からの戻り光については、対物レンズ、立ち上げミラー、コリメートレンズ、センサーレンズなどの光学系を介して受光素子に導くようになっている。
【０００３】
ここで、前記光学系に含まれる光学素子は、ベース上に搭載されており、このベース上においては、各光学素子同士の光軸を一致させる必要があるとともに、光軸上の位置を合わせる必要がある。
【０００４】
このため、従来は、光軸に対して垂直な面を素子実装面としてベースに形成し、この素子実装面に光学素子を固定している。このような構成であれば、温度変化によってベースに膨張・収縮が起きても光学素子同士の相対的な位置関係が変わらないので、光軸のずれが発生しない。
【０００５】
また、光学素子をベースに搭載するにあたっては、光軸を通る複数の位置決め面をベースに形成する一方、これらの取り付け面の各々に当接する取り付け面を備えた光学素子ホルダを準備しておき、この光学素子ホルダを介して光学素子をベースに搭載する方法も案出されている（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
【特許文献１】
特開平２０００−２６６９７７（図３、図４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術のうち、前者の構成では、ベースに形成した素子実装面が光軸に対して少しでも傾いていると、ベースに膨張・収縮が起きたときに光学素子同士の相対的な位置関係が変化し、光軸のずれが発生するという問題点がある。
【０００８】
また、後者の場合には、光軸を通る複数の位置決め面をベースに形成しなければならないという制約があり、それに伴って、光学素子ホルダの形状も複雑になるので、実用的ではないという問題点がある。
【０００９】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、簡単な構成で、光学素子を搭載したベースの温度変化による膨張・収縮を原因とする光軸のずれを確実に防止することのできる光ヘッド装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、レーザ光源と、受光素子と、前記レーザ源から出射されたレーザ光を光記録媒体に収束させるとともに、光記録媒体からの戻り光を前記受光素子に導く光学系と、該光学系、前記レーザ光源および前記受光素子が搭載されたベースとを有する光ヘッド装置において、前記光学系には、前記ベースに光学素子ホルダを介して搭載された光学素子が含まれ、前記光学素子ホルダは、前記ベースと線膨張係数が同一の材料から形成されているとともに、前記ベースに直接、当接し、前記光学素子は、前記素子ホルダの装置光軸に対して垂直な面に固定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、光学素子が光学素子ホルダを介してベースに搭載されているので、光学素子ホルダの位置を調整することにより、光学素子の位置を調整できる。また、素子ホルダは、ベースと線膨張係数が同一の材料から形成されているとともに、ベースに直接、接着固定されている。しかも、光学素子は、素子ホルダの装置光軸に対して垂直な面に固定されている。従って、温度上昇が起きても、光学素子を直接、ベースに搭載した場合に比較して、例えば１／３程度の光軸ずれで済む。
【００１２】
本発明において、前記光学系には、前記ベースに直接、搭載された第１の光学素子と、前記光学素子ホルダを介して前記ベースに搭載された第２の光学素子とが含まれ、前記ベースにおける前記第２の光学素子の搭載部には、当該第２の光学素子を通る光軸に対して各々平行で、かつ、互いに交差する２つの位置決め面が形成され、前記光学素子ホルダは、前記２つの位置決め面の各々に当接する２つの取り付け面を備えていることが好ましい。このように構成すると、光学素子ホルダの２つの取り付け面をそれぞれベースの２つの位置決め面に当接させるので、光学素子ホルダをベース上に配置しただけで第２の光学素子の光軸が合う。また、光学素子ホルダを光軸方向に移動させれば、第２の光学素子の光軸方向における位置を調整することができる。さらに、第２の光学素子は、光学素子ホルダを介してベースに搭載されているが、２つの位置決め面が第２の光学素子の光軸に平行であり、かつ、光学素子ホルダについては、ベースと同等の線膨張係数を備えているため、たとえレンズ光学素子ホルダが温度上昇して膨張が起こっても、第１の光学素子と第２の光学素子の相対的な位置が変化しないので、光軸がずれることはない。
【００１３】
本発明において、前記２つの位置決め面は、互いに直交していることが好ましい。このように構成すると、光学素子ホルダの外周面に２つの取り付け面を直角に形成すればよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明を適用した光ヘッド装置を説明する。
【００１５】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用した光ヘッド装置の光学系を抜き出して示す説明図、およびこの光学系をフロントモニター用受光素子の側からみたときの説明図である。なお、光学素子の多くはベースの下方からよくみえるので、図１（Ａ）には光学系を底面からみたものとして表わしてある。このため、図１（Ｂ）において、対物レンズが図面に向かって下方に表わされているが、光ヘッド装置は、通常、光記録媒体の下方に配置されるので、光学系の上下方向の位置は、実際には、図１（Ｂ）に示す位置とは上下逆である。
【００１６】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示す光ヘッド装置１は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、およびＤＶＤの記録再生を行う光ヘッド装置であり、以下に説明する光学素子は各々、後述するベースに搭載されている。ベースは、装置フレーム（図示せず）に対して相互に平行となるように取り付けた２本のガイドシャフト（図示せず）に沿って摺動可能に取り付けられている。
【００１７】
光ヘッド装置１において、光学系は、波長６５０ｎｍあるいは６３５ｎｍ（短波長）の第１のレーザ光を出射するＤＶＤ用の第１のレーザダイオード４（第１のレーザ光源）と、波長７６０〜８００ｎｍ（長波長）の第２のレーザ光を出射するＣＤ用の第２のレーザダイオード５（第２のレーザ光源）とを備えている。
【００１８】
本形態において、光学系は、第１のレーザダイオード４から出射された第１のレーザ光、および第２のレーザダイオード５から出射された第２のレーザ光を、光路合成用光学素子であるプリズム６によって、光記録媒体に向かう共通光路１０に導くようになっており、この共通光路１０上には、立ち上げミラー１１、コリメートレンズ１２、対物レンズ１３がこの順に配置されている。これらの光学素子のうち、対物レンズ１３は、レンズ駆動装置の対物レンズホルダ（図示せず）上に搭載され、軸摺動・回動型のレンズ駆動装置の場合、対物レンズホルダは、ホルダ支持部材の支軸に対して、摺動・回動可能に支持される。
【００１９】
本形態の光ヘッド装置１では、第１のレーザダイオード４から出射された第１のレーザ光、および第２のレーザダイオード５から出射された第２のレーザ光をプリズム６に導くにあたって、第１のレーザダイオード４から光記録媒体に向かう光路上には、第１のレーザ光をプリズム６に向けて部分反射するともに、光記録媒体からの戻り光を部分透過して受光素子９に向かわせる戻り光分離用光学素子としてのハーフミラー７が配置されている。第２のレーザダイオード５からプリズム６に至る光路上には、グレーティングレンズ１４およびリレーレンズ１５が配置されている。
【００２０】
また、ハーフミラー７と受光素子９との間には、非点収差発生素子としてのセンサーレンズ１７が配置されている。このセンサーレンズ１７は、レーザ光の戻り光に対して非点収差を発生させるためのレンズである。
【００２１】
さらに、プリズム６に対してハーフミラー７と反対側には、フロントモニター用受光素子１６が配置されている。
【００２２】
このように構成した光ヘッド装置１において、第１のレーザダイオード４から出射された第１のレーザ光は、一部がハーフミラー７の部分反射面によって反射され、その光軸が９０度折り曲げられてプリズム６に入射する。そして、プリズム６に入射した第１のレーザ光は、一部がプリズム６の部分反射面によって反射されて共通光路１０に到り、立ち上げミラー１１を経てコリメートレンズ１２に向かう。
【００２３】
一方、第２のレーザダイオード５から出射された第２のレーザ光は、グレーティング１４およびリレーレンズ１５を透過した後、プリズム６に入射する。そして、プリズム６に入射した第２のレーザ光は、一部がプリズム６の部分反射面を透過して共通光路１０に至り、立ち上げミラー１１を経てコリメートレンズ１２に向かう。
【００２４】
このようにしてコリメートレンズ１２に導かれたレーザ光は、平行光束に変換された後、対物レンズ１３に導かれ、この対物レンズ１３を介して、第１のレーザ光は光記録媒体であるＤＶＤの記録面に光スポットとして集光する一方、第２のレーザ光は光記録媒体であるＣＤあるいはＣＤ−Ｒの記録面に光スポットとして集光する。
【００２５】
従って、光記録媒体であるＤＶＤ、あるいはＣＤ−Ｒに情報を記録することができる。
【００２６】
また、光記録媒体であるＤＶＤ、あるいはＣＤから情報を再生するときには、光記録媒体で反射したレーザ光の戻り光が対物レンズ１３、コリメートレンズ１２、および立ち上げミラー１１を経て、再びプリズム６に戻る。そして、これらの戻り光は、一部がプリズム６の部分反射面でその光軸が９０度折り曲げられてハーフミラー７に戻る。そして、戻り光は、一部がハーフミラー７の部分反射面を透過してセンサーレンズ１７に入射し、このセンサーレンズ１７を通って受光素子９に至る。ここで、センサーレンズ１７は、双方のレーザ光の戻り光に対して非点収差を発生させるためのレンズであるため、受光素子９によって検出されるレーザ光の戻り光は、センサーレンズ１７を通ることにより非点収差が付与される。従って、受光素子９に４分割受光素子を形成することにより、これらの分割受光素子の光電流量からフォーカシング補正を行うことができる。
【００２７】
［センサーレンズ１７の搭載構造］
図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示す光ヘッド装置において、ベースに対して、センサーレンズを保持するレンズホルダなどを搭載した状態した状態を示す底面図、およびこの状態を受光素子の側からみたときの側面図である。図３（Ａ）〜（Ｇ）は、それぞれ図２に示すレンズホルダの背面図、平面図、正面図、底面図、左側面図、右側面図、および斜視図である。
【００２８】
本形態の光ヘッド装置１において、上記の光学系は、アルミニウム製のベース上に搭載されており、ここに用いたベースにおいて、受光素子９、第１のフォトダイオード４、およびセンサーレンズ１７が搭載される部分は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すようになっている。
【００２９】
図２（Ａ）、（Ｂ）において、受光素子９は、第１の光学素子として、ベース３の側端面３１に直接、接着固定されており、このベース３の側端面３１と受光素子９の光軸（装置光軸）とは直交している。また、ベース３において受光素子９の前方には、第２の光学素子としてのセンサーレンズ１７が搭載されており、その側方において、ベース３の側端面３２には、第１の光学素子としての第１のフォトダイオード４が直接、接着固定されている。
【００３０】
本形態では、センサーレンズ１７をベース３に搭載するために、ベース３には、受光素子９やセンサーレンズ１７の光軸に対して平行、かつ、互いに直交する第１の位置決め面３６および第２の位置決め面３７を備えたセンサーレンズ搭載部３５が形成されている。
【００３１】
一方、センサーレンズ１７は、筒状のレンズホルダ２０に面接着された状態でセンサーレンズ搭載部３５に搭載されており、このレンズホルダ２０（光学素子ホルダ）には、ベース３を構成するアルミニウムと同等の線膨張係数となるように調製されたＰＰＳ樹脂が用いられている。
【００３２】
レンズホルダ２０は、図２（Ａ）、（Ｂ）、および図３（Ａ）〜（Ｇ）に示すように、底面としての第１の取り付け面２１と、この第１の取り付け面２１に直交する側面としての第２の取り付け面２２と、第１の取り付け面２１および第２の取り付け面２２の双方に直交するレンズ取り付け面２３とを備えており、第１の取り付け面２１は、センサーレンズ搭載部３５の第１の位置決め面３６に対して接着固定され、第２の取り付け面２２は、センサーレンズ搭載部３５の第２の位置決め面３７に対して接着固定されている。また、レンズホルダ２０において装置光軸に対して垂直なレンズ取り付け面２３には、センサーレンズ１７が面接着されている。ここで、レンズ取り付け面２３に対向する面は、センサーレンズ１７をレンズホルダ２０に取り付けた状態で検査するための検査基準面２９になっている。なお、レンズホルダ２０には、レンズ取り付け面２３および検査基準面２９の双方で開口する貫通穴２８が形成されている。
【００３３】
ここで、レンズホルダ２０のレンズ取り付け面２３にセンサーレンズ１７を接着固定した状態で、センサーレンズ１７の光軸（開口中心）から第１の取り付け面２１に向かう垂線の長さと、センサーレンズ１７の光軸（開口中心）から第２の取り付け面２２に向かう垂線の長さとは等しく設計されている。
【００３４】
レンズホルダ２０において、上面２４から第２の取り付け面２２とは反対側の側面にかけての部分は、湾曲面２５として形成され、この湾曲面２５には、基端部がベース３にネジ止めされた板バネ１９の先端部が斜め上方から当接している。このため、板バネ１９でレンズホルダ２０をセンサーレンズ搭載部３５に仮固定した状態において、レンズホルダ２０は、第１の位置決め面２１と第２の位置決め面２２との交差部に向けて押圧される結果、レンズホルダ２０の第１の取り付け面２１は、センサーレンズ搭載部３５の第１の位置決め面２１に対して弾性をもって押圧されるとともに、第２の取り付け面２２は第２の位置決め面３７に対して弾性をもって押圧されることになる。
【００３５】
また、レンズホルダ２０において、第２の取り付け面２２には円形の凹部２６が形成されており、成形時にはこの凹部２６の内側にイジェクトピンが当接するようになっている。また、湾曲面２５にも円形の凹部２７が形成されており、成形時にはこの凹部２７の内側がゲートに位置するようになっている。このため、レンズホルダ２０を樹脂成形した際、イジェクトピン痕やゲート痕は、それぞれ凹部２６、２７の底部に形成され、外に突き出ていないので、それらを除去する二次加工を行う必要がない。
【００３６】
このような構成の光ヘッド装置１の製造工程のうち、ベース３にセンサーレンズ１７を搭載する工程では、受光素子９をベース３に面接着状態で固定した後、センサーレンズ１７を保持したレンズホルダ２０をセンサーレンズ搭載部３５に配置し、板バネ１９で仮固定する。その結果、レンズホルダ２０の第１の取り付け面２１は、センサーレンズ搭載部３５の第１の位置決め面３６に対して弾性をもって押圧されて位置決めされ、第２の取り付け面２２は第２の位置決め面３７に対して弾性をもって押圧されて位置決めされる結果、受光素子９の光軸とセンサーレンズ１７の光軸とが一致する。
【００３７】
次に、例えば第１のレーザダイオード４あるいは第２のレーザダイオード５を点灯させ、それを受光素子でモニターしながら、レンズホルダ２０を光軸方向に移動させて光軸方向におけるセンサーレンズ１７の位置を調整し、しかる後に、レンズホルダ２０の第１の取り付け面２１、および第２の取り付け面２２をベース３の第１の位置決め面３６、および第２の位置決め面３７にそれぞれ接着固定する。
【００３８】
以上説明したように、本形態では、センサレンズ１７がレンズホルダ２０を介してベース３に搭載されているので、レンズホルダ２０の位置を調整することにより、センサレンズ１７の位置を調整できる。
【００３９】
しかも、本形態では、ベース３のセンサーレンズ搭載部３５に対して直交する２つの位置決め面３６、３７を受光素子９およびセンサレンズ１７の光軸に平行に形成する一方、レンズホルダ２０の２つの取り付け面２１、２２をそれぞれセンサーレンズ搭載部３５の２つの位置決め面３６、３７に当接させる。このため、レンズホルダ２０をセンサーレンズ搭載部３５に配置しただけで受光素子９の光軸とセンサーレンズ１７の光軸とが一致する。また、レンズホルダ２０を光軸方向に移動させれば、センサーレンズ１７の光軸方向における位置を調整することができる。
【００４０】
また、レンズホルダ２０は、ベース３と線膨張係数が同一の材料から形成されているとともに、ベース３に直接、接着固定されている。しかも、センサレンズ１７は、レンズホルダ２０において受光素子９およびセンサレンズ１７の装置光軸に対して垂直な面に固定されている。従って、たとえレーザダイオード４が発する熱によって温度上昇が起きても、センサレンズ１７を直接、ベース３に搭載した場合に比較して、例えば１／３程度の光軸ずれで済む。
【００４１】
しかも、受光素子９などは第１の光学素子としてベース３に直接、固定されている一方、センサーレンズ１７は、第２の光学素子としてレンズホルダ２０を介してベース３に搭載されているが、センサーレンズ搭載部３５には２つの位置決め面３６、３７を受光素子９およびセンサーレンズ１７の光軸に平行に形成し、かつ、レンズホルダ２０については、ベース３を構成する材料と同等の線膨張係数を備える材料で形成したので、たとえレーザダイオード４が発する熱によってセンサーレンズ搭載部３５、およびレンズホルダ２０が温度上昇しても、ベース３に直接、接着固定した受光素子９の光軸と、レンズホルダ２０を介してベース３に搭載したセンサーレンズ１７の光軸とがずれることがない。
【００４２】
また、このような構成を採用しても、レンズホルダ２０においては、第１の取り付け面２１、第２の取り付け面２２、レンズ取り付け面２３、および検査基準面２９などといった外周面についてのみ高い精度で角度を出すだけでよい。
【００４３】
なお、上記形態では、ベース３では第１の位置決め面３６と第２の位置決め面３７とが直交し、レンズホルダ２０では第１の取り付け面２１と第２の取り付け面２２とが直交する構成を採用したが、第１の位置決め面３６と第２の位置決め面３７となす角度と、第１の取り付け面２１と第２の取り付け面２２とが成す角度が等しければ、それらの角度については直角に限定されるものではない。
【００４４】
また、上記形態ではセンサーレンズ１７の搭載に本発明を適用したが、その他の光学素子をベース３上に搭載する場合に本発明を適用してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、光学素子が光学素子ホルダを介してベースに搭載されているので、光学素子ホルダの位置を調整することにより、光学素子の位置を調整できる。また、素子ホルダは、ベースと線膨張係数が同一の材料から形成されているとともに、ベースに直接、当接している。しかも、光学素子は、素子ホルダの光軸の垂直な面に固定されている。従って、温度上昇が起きても、光学素子を直接、ベースに搭載した場合に比較して、例えば１／３程度の光軸ずれで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用した光ヘッド装置の光学系を抜き出して示す説明図、およびこの光学系をフロントモニター用受光素子の側からみたときの説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示す光ヘッド装置において、ベースに対して、センサーレンズを保持するレンズホルダなどを搭載した状態した状態を示す底面図、およびこの状態を受光素子の側からみたときの側面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｇ）は、それぞれ図２に示すレンズホルダの背面図、平面図、正面図、底面図、左側面図、右側面図、および斜視図である。
【符号の説明】
１  光ヘッド装置
４  第１のレーザダイオード
５  第２のレーザダイオード
６  プリズム（光路合成用光学素子）
７  ハーフミラー（光路分離用光学素子）
９  受光素子
１０  共通光路
１１  立ち上げミラー
１２  コリメートレンズ
１３  対物レンズ
１５  センサーレンズ
１６  フロントモニター用受光素子
１７  センサーレンズ
２０  レンズホルダ（光学素子ホルダ）
２１  第１の取り付け面
２２  第２の取り付け面
２３  レンズ取り付け面（装置光軸に対して垂直な面）
２９  検査基準面
３５  センサーレンズ搭載部
３６  第１の位置決め面
３７  第２の位置決め面
【図１】
2004206760.tif 000003
【図２】
2004206760.tif 000004
【図３】
2004206760.tif 000005