(57)【要約】【課題】環境温度の変化が発生しても、光軸のずれや光学素子の破損などを防止可能な光学素子の固定構造、および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、プリズム６の第１の素子面６１は、装置フレーム３の第１の位置決め面３１に位置決めされた状態に接着固定されている。また、第２の素子面６２は、変形可能な小突起３６、３７により規定された第２の位置決め面３２に当接している。従って、環境温度が変化した際、亜鉛合金製の装置フレーム３と、ガラス製のプリズム６との間の熱膨張係数の差に起因する応力が小突起３６、３７が加わったときでも、このような応力は、小突起３６、３７を変形させる力として作用して吸収されるので、プリズム６に大きな力が加わらない。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子の直交する第１の素子面および第２の素子面がそれぞれ被固定部材の直交する第１の位置決め面および第２の位置決め面に当接し、かつ、少なくとも前記第１の素子面が前記第１の位置決め面に対して接着剤により固定された光学素子の固定構造であって、
前記第２の位置決め面は、前記被固定部材から前記第１の位置決め面に対して垂直に突き出て前記第２の素子面に当接する小突起により規定されていることを特徴とする光学素子の固定構造。
【請求項２】
請求項１において、前記小突起の突出方向における寸法は、該小突起の先端部が前記第２の素子面の途中位置に位置する寸法であることを特徴とする光学素子の固定構造。
【請求項３】
請求項１または２において、前記小突起は、前記被固定部材に形成された凹部の底面から当該第１の位置決め面に対して直交する方向に延びていることを特徴とする光学素子の固定構造。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記小突起は、前記光学素子が位置する側、および前記光学素子が位置する側とは反対側に向けて変形可能であることを特徴とする光学素子の固定構造。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記光学素子は、前記第２の素子面が光の入射面あるいは出射面とされ、
前記小突起は、前記光路を挟む両側位置の各々に形成されていることを特徴とする光学素子の固定構造。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記被固定部材は、亜鉛合金から形成されていることを特徴とする光学素子の固定構造。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに規定する光学素子の固定構造を備えた光ヘッド装置であって、
光源と、受光素子と、前記光源から出射された出射光を光記録媒体に導くとともに、前記出射光が前記光記録媒体で反射した戻り光を前記受光素子に導く光学系とを有し、
当該光学系に前記光学素子が含まれ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、光学素子の被固定部材への固定構造、および光ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ヘッド装置では、光源から出射された出射光を対物レンズに導いてＣＤやＤＶＤなどの光記録媒体の記録面上の目標位置に集光させるとともに、光記録媒体で反射した戻り光を受光素子に導く光学系を有している。このような光ヘッド装置では、光学系を構成している各種の光学素子を装置フレーム上で位置決めした後、装置フレームに接着剤により固定することにより、光軸の調整が行われる。
【０００３】
例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、光路合成・分離用のプリズム６を装置フレーム３Ａ上に搭載する場合には、装置フレーム３Ａに対して、直交する第１の位置決め面３１Ａおよび第２の位置決め面３２Ａを構成する段差を形成しておき、プリズム６の直交する第１の素子面６１および第２の素子面６２を第１の位置決め面３１Ａおよび第２の位置決め面３２Ａにそれぞれ当接させて位置決めするとともに、少なくとも第１の素子面６１と第１の位置決め面３１Ａが接着剤により固定される。これにより、プリズム６は、光軸が調整された状態で固定される。ここで、装置フレーム３Ａには、従来、アルミニウム合金（ＡＤＣ１２）が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プリズム６などの光学素子は、通常、ガラスである一方、装置フレーム３Ａは金属製であるため、環境温度の変化が起こると、プリズム６と装置フレーム３Ａの熱膨張係数の差によって、第２の位置決め面３２Ａからプリズム６に対して剪断する力が作用する。特に、従来のように、装置フレーム３Ａの段差によって第１の位置決め面３１Ａおよび第２の位置決め面３２Ａを形成した場合、応力を吸収する構造になっていないため、第２の位置決め面３２Ａからプリズム６に対して作用する剪断力が大きい。従って、環境温度が変化すると、プリズム６の位置や姿勢がずれてしまうという問題点、さらには、プリズム６に亀裂や接着面での剥離が発生するなどといった問題点がある。
【０００５】
しかも、装置フレーム３Ａを構成する金属材料として、アルミニウム合金からＺＤＣ２などの亜鉛合金に変更して装置フレーム３Ａのコストダウンを図った場合、各材料の熱膨張係数は、以下の値（代表例）
プリズムの熱膨張係数            ７×１０−６  ／℃
アルミニウム合金の熱膨張係数  ２１×１０−６  ／℃
亜鉛合金の熱膨張係数          ２７×１０−６  ／℃
であるため、プリズム６と装置フレーム３Ａの熱膨張係数の差が拡大する。その結果、上記の問題点はより顕著となる。例えば、−２０℃から＋６０℃の温度サイクル試験（１０サイクル）を行ったとき、図３（ｂ）にＸ方向およびＹ方向における光軸のずれを各々ΔＰＸ、ΔＰＹで示すように、従来構造のまま、亜鉛合金製の装置フレーム３Ａを用いるとプリズム６の光軸が大きくずれてしまう。
【０００６】
以上の問題を鑑みて、本発明の課題は、環境温度の変化が発生しても、光軸のずれや光学素子の破損などを防止可能な光学素子の固定構造、および光ヘッド装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、光学素子の直交する第１の素子面および第２の素子面がそれぞれ被固定部材の直交する第１の位置決め面および第２の位置決め面に当接し、かつ、少なくとも前記第１の素子面が前記第１の位置決め面に対して接着剤により固定された光学素子の固定構造であって、前記第２の位置決め面は、前記被固定部材から前記第１の位置決め面に対して垂直に突き出て前記第２の素子面が当接する小突起により規定されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、第２の位置決め面は、小突起により規定されているため、環境温度が変化したとき、光学素子と装置フレームの熱膨張係数の差に起因して被固定部材に応力が発生しても、このような応力は、小突起を変形させる力として作用して吸収されるので、プリズムに大きな力が加わらない。それ故、プリズムには、位置ずれ、亀裂、接着面での剥離などが発生しない。
【０００９】
本発明において、前記小突起の突出方向における寸法は、該小突起の先端部が前記第２の素子面の途中位置に位置する寸法である。すなわち、小突起は、その突出方向において光学素子の一部分に接しているだけであるので、環境温度の変化によって、光学素子と装置フレームの熱膨張係数の差に起因して被固定部材に応力が発生したとしても、このような応力は、小突起が変形することによって吸収される。それ故、第１の素子面が第１の位置決め面から剥がれることがない。
【００１０】
本発明において、前記小突起は、前記被固定部材に形成された凹部の底面から当該第１の位置決め面に対して直交する方向に延びていることが好ましい。このように構成すると、第１の位置決め面から小突起が突出する寸法の割りには、小突起の実際の寸法は長いため、小突起は、変形しやすい。従って、環境温度が変化したとき、光学素子と装置フレームの熱膨張係数の差に起因して被固定部材に応力が発生しても、このような応力は、小突起の変形により確実に吸収されるため、プリズムでは、位置ずれ、亀裂、接着面での剥離などが発生しない。
【００１１】
本発明において、前記小突起は、前記光学素子が位置する側、および前記光学素子が位置する側とは反対側に向けて変形可能であることが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記光学素子は、前記第２の素子面が光の入射面あるいは出射面とされている場合、前記小突起は、前記光路を挟む両側位置の各々に形成されていることが好ましい。このように構成すると、小突起が光路を遮ることがない。
【００１３】
本発明において、前記被固定部材は、亜鉛合金から形成されていることが好ましい。このように構成すると、被固定部材をアルミニウム製あるいはアルミニウム合金製とした場合と比較してコストダウンを図ることができる。また、被固定部材を亜鉛製あるいは亜鉛合金製とすると、光学素子と被固定部材との熱膨張率の差が大きくなるが、本発明では、熱膨張率の差により発生する応力に起因するプリズムの位置ずれなどが防止されているので、被固定部材を亜鉛製あるいは亜鉛合金製とした場合でも、特性劣化が起こらない。
【００１４】
本発明を適用した光学素子の固定構造は、光ヘッド装置に適用できる。すなわち、光源と、受光素子と、前記光源から出射された出射光を光記録媒体に導くとともに、前記出射光が前記光記録媒体で反射した戻り光を前記受光素子に導く光学系とを有する光ヘッド装置において、当該光学系には、本発明を適用した固定構造で装置フレームなどに搭載された光学素子が含まれていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用した光ヘッド装置の一例を説明する。
【００１６】
（全体構成）
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見たときの説明図である。
【００１７】
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、後述する装置フレーム（被固定部材）に搭載されている。
【００１８】
本形態の光ヘッド装置１は、光源として、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とを備えている。
【００１９】
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・分離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、および対物レンズ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、衝動・回動可能に支持されている。
【００２０】
また、光学系において、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、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５から光記録媒体に向かう光路上には、グレーティングレンズ７を介して３ビームに分割された第１のレーザ光をプリズム６に向けて部分反射するとともに、光記録媒体からの戻り光を部分透過して受光素子８に向かわせる光路分離光学素子としてのハーフミラー９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。また、ハーフミラー９と受光素子８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。さらに、プリズム６に対してハーフミラー９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。
【００２１】
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、グレーティングレンズ７を透過した後、一部がハーフミラー９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。
【００２２】
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、グレーティングレンズ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。
【００２３】
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に導かれる。そして、第１のレーザ光は、対物レンズ１３によって光記録媒体であるＤＶＤの記録面に光スポットとして集光する。また、第２のレーザ光は、対物レンズ１３によって光記録媒体であるＣＤあるいはＣＤ−Ｒの記録面に光スポットとして集光する。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。
【００２４】
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９に戻る。そして、戻り光は、一部がハーフミラー９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８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８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を通ることによって非点収差が付与される。従って、受光素子８に４分割の光電素子を形成することにより、これら光電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。
【００２５】
（プリズム６の装置フレームへの固定構造）
図２（ａ）ないし（ｃ）は、図１に示す光ヘッド装置において、プリズムの装置フレームへの固定構造を示す斜視図、平面図、およびＢ−Ｂ′断面図である。なお、図２（ａ）ないし（ｃ）に矢印で示すＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向は各々、図１（ａ）、（ｂ）に示す矢印の方向と対応する。
【００２６】
本形態の光ヘッド装置１において、上記の光学系は、ＺＤＣ２などの亜鉛合金製の装置フレームに搭載されており、図２（ａ）ないし（ｃ）に示すように、装置フレーム３には、プリズム６を搭載するためにプリズム搭載部３０が形成されている。
【００２７】
プリズム６は立方体であり、その底面が第１の素子面６１とされ、フロントモニター用受光素子１６（図１（ａ）を参照）と対向する側に第２の素子面６２を備えている。また、プリズム６は、第１のレーザダイオード４から出射されたレーザ光が入射する素子面６３、第２のレーザダイオード５から出射されたレーザ光が入射する素子面６４、およびレーザ光が立ち上げミラー１１に向けて出射される素子面６５を備えている。
【００２８】
このような構成のプリズム６を搭載するプリズム搭載部３０には、プリズム６の直交する第１の素子面６１、および第２の素子面６２がそれぞれ当接して、プリズム６の位置決めを行う第１の位置決め面３１および第２の位置決め面３２が互いに直交する向きに形成されている。
【００２９】
本形態において、第１の位置決め面３１は、装置フレーム３に対してプリズム６を載置可能な平面として形成されている。
【００３０】
装置フレーム３において、第１の位置決め面３１に隣接する位置には凹部３３が形成され、第２の位置決め面３２は、凹部３３の底面から垂直に起立する一対の小突起３６、３７により規定されている。ここで、第２の素子面３２は、フロントモニター用受光素子１６へのモニター光の出射面になっているので、小突起３６、３７は、フロントモニター用受光素子１６への光路を避けるように、光路を挟む両側位置に形成されている。
【００３１】
また、小突起３６、３７は、プリズム６が配置されている側、およびその反対側に変形可能なように、板厚が０．７ｍｍに設定されている。また、小突起３６、３７は、高さ寸法が１．５５ｍｍ、板厚が０．７ｍｍ、幅寸法が０．３〜０．７ｍｍに設定されている。但し、小突起３６、３７は凹部３３の底部から立ち上がっているため、第１の位置決め面３１からみたとき、小突起３６、３７の突出寸法は、０．２〜１ｍｍである。
【００３２】
このように構成したプリズム搭載部３０において、プリズム６は、第１の位置決め面３１上に載置された後、第２の位置決め面３２を規定する小突起３６、３７に向けて押し付けられる。その結果、第１の素子面６１が第１の位置決め面３１に接し、プリズム６のＹ方向の位置決めが行われる。
【００３３】
また、第２の素子面６２が第２の位置決め面３２（小突起３６、３７）に当接し、プリズム６のＺ方向の位置決めが行われる。ここで、第２の位置決め面３２を規定する小突起３６、３７は、凹部３３の底部から立ち上がっているため、その高さ寸法のわりには第１の位置決め面３１からみたときの突出寸法が短い。従って、小突起３６、３７の突出方向における寸法は、小突起３６、３７の先端部３６１、３７１が第２の素子面６２の途中位置に位置する寸法である。このため、小突起３６、３７の先端部３６１、３７１は、第２の素子面６２の上端まで届いておらず、小突起３６、３７は、その突出方向においてプリズム６の一部分に接しているだけである。それ故、第２の素子面６２と第２の位置決め面３２（小突起３６、３７）との当接面積は狭い。
【００３４】
このようにして、プリズム６の位置調整を行った後、第１の素子６１が接着剤（図示せず）により固定される。なお、接着剤は、プリズム６が第１の位置決め面３１上に載置される前に、あらかじめ第１の素子面６１に塗布されており、位置調整を行った後、紫外線照射、熱を加える、嫌気状態に保持する等の手段によって硬化される。
【００３５】
（本形態の効果）
このように本形態の光ヘッド装置１では、プリズム６の第１の素子面６１が第１の位置決め面３１に位置決めされた状態に接着固定されている。また、第２の素子面６２は、変形可能な小突起３６、３７により規定された第２の位置決め面３２に当接している。従って、環境温度が変化した際、亜鉛合金製の装置フレーム３と、ガラス製のプリズム６との間の熱膨張係数の差に起因して応力が発生した場合でも、このような応力は、小突起３６、３７を変形させる力として作用して吸収されるので、プリズム６に大きな力が加わらない。それ故、プリズム６には、位置ずれ、亀裂、接着面での剥離などが発生しない。
【００３６】
また、第２の素子面６２と小突起３６、３７との当接面積が狭いため、小突起３６、３７が変形したときでも、第１の素子面６１が第１の位置決め面３１から剥がれることがない。
【００３７】
さらに、小突起３６、３７は、装置フレーム３に形成された凹部３３の底面から立ち上がっている。このため、第１の位置決め面３１から小突起３６、３７が突出する寸法が短いため、第２の素子面６２と小突起３６、３７との当接面積が極めて狭いわりには、小突起３６、３７の実際の寸法は長い。従って、小突起３６、３７は、変形しやすいので、プリズム６と装置フレーム３の熱膨張係数の差に起因する応力は、小突起３６、３７の変形により確実に吸収される。それ故、プリズム６には、位置ずれ、亀裂、接着面での剥離などが発生しない。
【００３８】
また、小突起３６、３７は光路を挟む両側位置に形成されているため、光路を遮ることがない。
【００３９】
さらに、本形態では、亜鉛合金製の装置フレーム３を用いたため、アルミニウム合金製の装置フレームを用いた場合と比較してコストダウンを図ることができる。また、装置フレーム３を亜鉛合金製とすると、プリズム６と装置フレーム３との熱膨張率の差が大きくなるが、本形態では、熱膨張率の差に起因する応力については小突起３６、３７の変形によって吸収されるので、装置フレーム３を亜鉛合金製とした場合でも、特性劣化が起こらない。
【００４０】
例えば、亜鉛合金の装置フレーム３を用いた光ヘッド装置１において、−２０℃から＋６０℃の温度サイクル試験（１０サイクル）を行ったときの結果を、図３（ａ）にＸ方向およびＹ方向における光軸のずれ（ΔＰＸ、ΔＰＹ）として示すように、光軸のずれは、図３（ｂ）に示す従来例と比較して、極めて小さい。
【００４１】
（その他の実施の形態）
なお、上記形態では、装置フレーム３に凹部３３を形成し、凹部３３の底面から小突起３６、３７が立ち上がった構造を採用したが、図４（ａ）に示すように、第１の位置決め面３１に隣接する位置から小突起３６、３７が直接、立ち上がっている構成を採用してもよい。また、図４（ｂ）に示すように、プリズム６の上方位置から第１の位置決め面３１に対して垂直に小突起３６、３７が垂れ下がった構成を採用してもよい。
【００４２】
さらに、上記形態では、本発明が適用される光学素子としてプリズム６を例に説明したが、プリズム６以外の光学素子の装置フレーム３への搭載に本発明を適用してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本形態の光ヘッド装置では、光学素子の第１の素子面は第１の位置決め面に位置決めされ、光学素子の第２の素子面を位置決めする第２の位置決め面は、小突起により規定されている。このため、環境温度が変化したとき、光学素子と装置フレームの熱膨張係数の差に起因して被固定部材に応力が発生しても、このような応力は、小突起を変形させる力として作用して吸収されるので、プリズムに大きな力が加わらない。それ故、プリズムには、位置ずれ、亀裂、接着面での剥離などが発生しない。
【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見たときの説明図である。
【図２】（ａ）ないし（ｃ）は、図１に示す光ヘッド装置において、プリズムの装置フレームへの固定構造を示す斜視図、平面図、およびＢ−Ｂ′断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した光ヘッド装置において−２０℃から＋６０℃の温度サイクル試験を行ったときにプリズムに発生する光軸ずれ量を示すグラフ、および従来の光ヘッド装置において−２０℃から＋６０℃の温度サイクル試験を行ったときにプリズムに発生する光軸ずれ量を示すグラフである。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の別の実施に形態に係る光ヘッド装置におけるプリズムの固定構造を示す説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、従来の光ヘッド装置におけるプリズムの固定構造を示す平面図、およびＡ−Ａ′断面図である。
【符号の説明】
１  光ヘッド装置
４、５  レーザダイオード（光源）
６  プリズム（光路合成・分離素子／光学素子）
３  装置フレーム
３０  プリズム搭載部
６１  第１の素子面
６２  第２の素子面
３１  第１の位置決め面
３２  第２の位置決め面
３３  凹部
３６、３７  小突起
【図１】
2005043434.tif 000003
【図２】
2005043434.tif 000004
【図３】
2005043434.tif 000005
【図４】
2005043434.tif 000006
【図５】
2005043434.tif 000007