(57)【要約】本発明は、光学的スキャン可能情報キャリア上に情報トラックをスキャン及び／又は作成するための光学装置であって、放射源及びこの放射源から発生する放射ビームを前記の情報キャリアにフォーカスするための対物レンズを有する光学ユニットの備わった光学装置に関する。ここにおける前記光学ユニットは、ホルダに収容され、光軸の方向に変位されることが可能な１以上の光学素子から構成される。この光学素子は、フレームに実装される誘導に沿って誘導される。本発明の実施形態に従ったホルダは、光軸に平行に光学素子の両側に伸びる棒状の誘導素子から構成され、さらに前記の棒状の誘導素子は、光学素子が光軸の方向に沿った位置に設置されるように、光学素子を誘導に沿って変位させるのに用いられることを特徴とする。前記の棒状誘導素子によって光学素子は、正確で安定した状態で光軸の方向に配置され、場所をさほどとらないことを特徴とする。
2004517427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的スキャン可能情報キャリア上に情報トラックをスキャン及び／又は作成するための光学装置であって：
放射源及び前記の放射源から発生する放射ビームを前記の情報キャリアにフォーカスするための対物レンズシステムを有する光学系から構成され；
前記光学系は、ホルダに収容され、光軸の方向に調整されることが可能であり；
前記光学素子は、フレームに実装される誘導に沿って誘導されることが可能であり；かつ、
前記ホルダは、光軸に平行に前記光学素子の両側に伸びる棒状誘導素子から構成され；さらに前記の棒状誘導素子は、光学素子が光軸の方向に沿った位置に設置されるように、光学素子を誘導に沿って変位させるために用いられる；
ことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学装置において：
前記の誘導素子は、少なくとも部分的には縦軸の周りを湾曲する表面を有することを特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれかの請求項に記載の光学装置において：
前記の誘導素子は、その両端部分のみにおいて前記誘導と接触することを特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載の光学装置において：
一方の端部では前記ホルダと係合し、反対側の端部では前記フレームと係合することによって前記誘導素子と前記誘導とを連携させる弾力素子から構成されることを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光学素子において：
前記の弾力素子は、前記の光軸と前記の誘導素子の縦軸とによって定義される平面に対して鏡面対称的に行動することを特徴とする光学装置。
【請求項６】
請求項４乃至５のいずれかの請求項に記載の光学装置において：
前記ホルダには、前記フレームにおける更なる誘導に沿って誘導されることが可能な更なる誘導素子が実装され；前記の更なる誘導素子と前記の更なる誘導とは少なくとも部分的には弾力素子の影響のもとで協動関係にあることを特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかの請求項に記載の光学装置において：
前記の弾力素子は、前記ホルダと点係合することを特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれかの請求項に記載の光学装置において：
前記の弾力素子は、オメガ型をしていることを特徴とする光学装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかの請求項に記載の光学装置において：
前記ホルダには、光学素子を光軸の方向に沿って設置するツールとの連携を可能にするための係合手段が実装されることを特徴とする光学装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学素子において：
前記の係合手段は、前記の誘導素子付近に実装されることを特徴とする光学装置。
【請求項１１】
光学プレーヤであって：
回転軸の周りを回転することができる光学的スキャン可能情報キャリアのための支持部材；及び前記の情報キャリア上に情報トラックをスキャン及び／又は作成するための光学装置であって、放射源及び前記の放射源から発生する放射ビームを前記の情報キャリアにフォーカスするための対物レンズシステムを有する光学系の備わった光学装置から構成され；
少なくとも前記の対物レンズシステムは、前記の情報キャリアに対して変位可能であり、変位装置によって回転軸に対して径方向に変位され；前記の光学系は、前記ホルダに収容され、光軸の方向に調整されることが可能であり、かつ前記フレームにおける誘導に沿って誘導されることが可能な１以上の光学素子から構成され；さらに、
前記の光学装置は、本発明の実施形態に従った光学装置であることを特徴とする光学プレーヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光学的スキャン可能情報キャリア上に情報トラックをスキャン及び／又は作成するための光学装置であって、放射源及びこの放射源から発生する放射ビームを前記の情報キャリアにフォーカスするための対物レンズシステムを有する光学系の備わった光学装置に関する。ここにおける前記光学系は、ホルダに収容され、光軸の方向に調整されることが可能な光学素子であって、フレームが提供する誘導に沿って誘導されることが可能な１以上の光学素子から構成される。
【０００２】
本発明はさらに回転軸の周りを回転することができる光学的スキャン可能情報キャリアのための支持部材、及びこの情報キャリア上に情報トラックをスキャン及び／又は作成するための光学装置であって、放射源及びこの放射源から発生する放射ビームを前記の情報キャリアにフォーカスするための対物レンズシステムを有する光学系の備わった光学装置から構成される光学プレーヤに関する。ここにおいて少なくとも前記の対物レンズシステムは、前記の情報キャリアに対して変位可能であり、これは変位装置によって回転軸に対して径方向に変位され、前記の光学系は、ホルダに収容され、光軸の方向に調整されることが可能な光学素子であって、フレームに提供される誘導に沿って誘導されることが可能な１以上の光学素子から構成される。
前文において記載される光学装置は多くの実施形態において適用されているため周知の技術である。例えば音楽を聴くためのＣＤプレーヤなどがこの適用の一例である。また、このような装置の新たな適用も知られている。例えば、ソフトウェアのためのＣＤＲＯＭプレーヤ、画像及び音声のためのＤＶＤプレーヤなどがこの例である。ここでＤＶＤプレーヤは高度な情報密度を必要とすることから上記のＣＤプレーヤ及びＣＤＲＯＭプレーヤにおいて使用される放射源とは異なるレーザー源という形の放射源を有する。さらに情報キャリア上に情報トラックをスキャンすること以外にもこのような光学装置は情報キャリア上に情報トラックを作成するためにも用いられ、実際にこのような適用は現在市場に出回っている。本明細書の前文に従った光学装置はこの前文に従った光学プレーヤの一部を形成する。ここにおいてこの光学系の少なくとも対物レンズシステムは径方向に変位することが可能であり、すなわち円盤型の情報キャリアに沿った情報トラックに対して直角方向に変位する。情報キャリアの情報密度が増大するにつれて、放射ビームが情報キャリア上に位置され、そこにフォーカスされる際に要求される正確さの度合いも増す。これは特にいわゆるＤＶＤ＋ＲＷ標準などにおいて顕著になる。このため光学系におけるすべての光学素子がそれぞれ正確な位置に配置されていることが重要である。この目的は光学系における少なくとも１つの光学素子を光軸の方向に変位可能にすることにより、製造過程において連携するコンポーネントが光軸の方向に対して適切に位置づけされることによって達成される。このような調整可能な光学素子は、例えばいわゆる偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）と、光学信号を電子信号に変換するダイオードとの間にあるコリメータ・レンズ、ビーム整形器、及び／又はサーボ・レンズによって形成されることが可能である。これらすべてのコンポーネントの機能については以下の本発明の実施形態の説明においてより詳細に記載する。従来技術においては、光学素子を光軸方向に変位するために光学素子の両側において光軸方向に伸びる管状ホルダが用いられる。この変位機能に関してはさらにフレームに固定された２つの棒状素子から構成されるレールシステムが提供される。前記光学素子は、前記管状ホルダに収容され、レールシステムに沿って変位される。このような実施形態はＪＰ−Ａ−１１１３４６９４において記載される。このような実施形態はティルティングのリスクの影響を比較的受けにくいが、大きな場所を取ってしまうことが問題になる。特に比較的低い情報密度を有する従来からのＣＤを再生するのにも適用可能であることがしばしば要求されるＤＶＤプレーヤなどにおいてこの問題は顕著になる。そのため従来技術の実施形態に従った光学装置には、別個の放射源及び光学レンズシステムを有する第２の光学系が備わっている。
【０００３】
本発明の課題は本明細書の前文に記載される光学装置及び光学プレーヤを提供することであって、ここで調整されるべき光学素子の調整は限られた空間で実施されることが可能であり、前記光学素子を調整している最中及びその後において連携する素子の位置の高度な安定性が得られる。さらに、この光学素子は調整操作においてティルティング、すなわち光軸に垂直に伸びる軸に対する傾き、にさらされてはならない。
【０００４】
この目的を達成するために、本発明の実施形態に従った光学装置において前記ホルダは、光軸に平行に光学素子の両側に伸びる棒状の誘導素子から構成され、さらに前記の棒状の誘導素子は、光学素子が光軸の方向に沿った位置に設置されるように、光学素子を誘導に沿って変位させるのに用いられることを特徴とする。
【０００５】
この目的を達成するために、本発明の実施形態に従った光学プレーヤは、内蔵される光学装置が本発明の実施形態に従った光学装置であることを特徴とする。
【０００６】
なお、本発明の範囲において「棒状素子」という表現は、この光学素子が光軸に平行する方向に伸びているという意味で用いられる。この素子の断面の形は原則的には自由であるが、いくつかの定形が好適である。この棒状誘導素子は、従来技術における管状ホルダに比べて場所をとらないことが特徴である。さらに、棒状誘導素子を有するホルダは、この棒状誘導素子が光学素子の側面の空いている場所に位置されるように設計されている。
【０００７】
好適な実施形態において、誘導素子は少なくとも部分的には縦軸の周りを湾曲する表面を有する。この湾曲面によって、誘導素子とフレームの誘導との間の線接触が実現される。線接触は面接触に比べてより好適な定義が可能であり変位の最中に干渉が起こりにくいため好都合である。
【０００８】
好適には誘導素子は、その両端だけにおいて誘導と誘導接触する。誘導素子と誘導とが誘導接触するそれぞれの位置が離れていることと、これらの位置と光学素子との間の距離が比較的長いことから、光軸に垂直な平面に対して光学素子が斜位に置かれるリスクが制限され、光学素子は正確に位置づけされることが可能になる。
【０００９】
特例の好適実施形態においては、さらに弾力素子が備わっており、これは一方でホルダと係合し、その反対側ではフレームと係合する。そしてこの弾力素子は誘導素子と誘導との連携を促す。このような弾力素子は、最適な誘導を提供する以外にも、一旦設定された光学系の位置が、例えば衝撃などの影響により変化し、位置が狂ってしまうことを防止する。
【００１０】
前記の弾力素子は好ましくは光軸と誘導素子の縦軸とによって定義される平面に対して鏡面対称的に行動する。その結果機械的に安定な状態が得られる。
【００１１】
調整メカニズムの安定性を増すために、好ましくはホルダには更なる誘導素子が備わっている。この誘導素子はフレームの更なる誘導に沿って誘導されることができ、この更なる誘導素子と更なる誘導とは少なくとも部分的には弾力素子の影響のもとで協動関係にある。この場合においてこの更なる誘導素子は、ティルト軸を形成することができ、そして前記の更なる誘導素子と前記の更なる誘導とはモーメント均衡の結果として弾力素子によって接触される。
【００１２】
さらに好都合な実施例においてこの弾力素子は、ホルダと点係合し、これによって光学素子の調整中に動く無摩擦ヒンジ継手が形成される。
【００１３】
さらに、この弾力素子をオメガ型にすることが非常に効果的であることが発見されている。ここにおいてオメガ型の両端部は相互に作用しあっていて、弾力素子がオメガ型の内側方向への屈曲作用を提供した場合これらの端は点係合する。
【００１４】
光学素子を設定するためにホルダには、好ましくは光学素子を光軸の方向に沿って設置するツールとの連携を実現するための係合手段が備わっている。この係合手段は前記ツールの外部係合手段と連携することもでき、これは例えばピン型、あるいはフォーク型などの形をとってよい。
【００１５】
好適にはこの係合手段は、誘導素子付近に実装され、これによって光学素子の調整において光学素子の不都合な斜位を招きうるホルダへのモーメント荷重が完全に回避されるかあるいは最小限にとどめられる。
【００１６】
以下においては、これらの様相を含む本発明の好適な実施形態が添付の図面を参照にして説明される。
図１及び図２は、コリメータ・レンズ１とこれを取り巻く環境を示す。コリメータ・レンズ１は、本発明の好適な実施形態に従った光学装置の一部を形成し、この光学装置は本発明の実施形態に従った光学プレーヤにおいて用いられる。なお、図１及び図２は本発明にとって重要である特性だけを表示する。したがって以下の説明において挙げられる部分のすべてが図示されているわけではない。
【００１７】
コリメータ・レンズ１は、周知で一般的な構成の光学系によって決定される光学回路に導入される。この光学系は以下のように説明されることができる。まず、レーザー源から発生する異なる光ビームは、この光ビームの断面を正確な円状態にするいわゆるビーム整形器を通過する。続いてこの光ビームはいわゆる偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）を通過する。この偏光ビーム・スプリッタは光の偏光の状態に応じて光ビームを９０度に偏向させるかあるいはそのまま通過させる。ビーム整形器から発生する光ビームは、偏光ビーム・スプリッタからの干渉を受けずにそのまま通過し、その後コリメータ・レンズ１を通過する。このようなコリメータ・レンズは以下のような寸法を有する：厚さ１．２ｍｍ；直径４．４ｍｍ。コリメータ・レンズ１の作用によって平行光ビームが得られ、これはコーナー反射器によって９０度偏向される。このコーナー反射器の両端は支持端部２ａ及び２ｂの上に搭載された形で実装される。このコーナー反射器は、光ビームが光学情報キャリアに垂直な方向に向けられるよう促す。光ビームはコーナー反射器を通過した後いわゆる４分の１ラムダ・レンズ（ｑｕａｒｔｅｒ Ｌａｍｂｄａ ｌｅｎｓ）を通過する。その結果この光ビームの偏向状態が変化する。続いて光ビームは情報キャリア上で情報トラックをスキャンあるいは作成するために対物レンズによってフォーカスされる。この目的を達成するために情報キャリアは上記の操作中に光軸１ａに平行な方向に伸びる軸を回転軸に回転し、それと同時に対物レンズは、光学プレーヤの変位装置によって情報トラックに垂直な方向に変位する（すなわち回転軸に関して径方向に変位する）。光ビームは情報キャリアの表面で反射した後、同じ経路を逆方向に進むこととなる。その結果この光ビームは対物レンズ、偏向状態をさらに変化させる４分の１ラムダ・レンズ、コーナー反射器、及び復路の移動において光ビームに収束効果をもたらすコリメータ・レンズを順々に通過する。４分の１ラムダ・レンズの二重作用によって、偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）は光ビームを矢印３に示される方向に９０度で反射させ、よって光ビームの偏光状態が変化する。続いて光ビームはサーボレンズによってダイオードにフォーカスされ、ここにおけるダイオードは光学情報を電子情報に変換することができる。
【００１８】
以下ではコリメータ・レンズ１の調整機能及び変位機能についてより詳細な説明をする。なお、本発明の実施形態において特に上記のビーム整形器やサーボレンズなど他の光学素子をも適用することが可能である。
【００１９】
情報キャリアを除いた上記の光学素子はフレーム４に収容される。このフレーム４は、情報トラックに対して垂直な方向に変位されることが可能である。しかし本発明の範囲は、例えば実質的には光学系における対物レンズだけが情報トラックに対して垂直方向に変位可能であり、コリメータ・レンズを含む他の光学素子のほとんどは光学プレーヤにおいて固定された位置に配置されるような実施形態をも含む。コリメータ・レンズ１はホルダ５に収容され、ここにおけるホルダ５はさらにリング状部分６及び棒状部分７から構成される。図３はホルダ５に収容されたコリメータ・レンズ１を単独で示す。棒状部分７は、コリメータ・レンズ１の平面に垂直な方向に、すなわちコリメータ・レンズ１の光軸１ａに平行に伸びる。棒状部分７は、線８ａ及び８ｂによって定義される４分円の延長の範囲内にある。そして棒状部分７の両端にはシャフト型部分９ａ及び９ｂが備わっている。このシャフト型部分９ａは、支持端部２ａ及び２ｂ上に配置されるコーナー反射器の場所を提供するために平坦側面１０を有する。シャフト型部分９ａ及び９ｂはそれぞれ誘導面１１ａ，１２ａ及び１１ｂ、１２ｂに誘導接触する。ここでの接触部分は線形である。
【００２０】
リング状ホルダ６には突出部分１３が備わっていて、この突出部分１３は支持面１４を有する。この支持面１４は、フレーム４の誘導面１５と誘導接触する。誘導が起こる部位であるシャフト型部分９ａ及び９ｂならびに支持面１４の３つのそれぞれが互いに間隔をおいて配置されていることから、コリメータ・レンズ１を収容するホルダ５は、正確に棒状部分７の方向に変位されることが可能である。
【００２１】
コリメータ・レンズ１を収容するホルダ５は、ワイヤ型スプリング１６によってフレーム４の種々の誘導表面と接触される。このワイヤ型スプリング１６はオメガ型をしていて、その中間部分は２つの直線部分１７及び１８ならびにこれらを結ぶ湾曲部分１９からなる。図１及び図２で示される状態において直線部分１７及び１８は、相互に垂直な位置にある。しかし荷重が加えられていない状態においてはこれらの直線部分１７及び１８がより接近し、９０度以下の例えば８０度の角度をなす。ワイヤ型スプリング１６の両端においてはそれぞれ屈曲スプリング部分２０，２１が実装され、ここでの屈曲は、コリメータ・レンズ１の方向に向かって内側に屈曲する。このワイヤ型スプリング１６は、線８ａ及び８ｂから４５度の角度でコリメータレンズ１の光軸１ａの方向に伸びる平面に対して鏡面対称的である。直線部分１７及び屈曲スプリング部分２０は、ホルダ５の直立端部２２ａ及び２２ｂの間に収容される。直立端部２２ａ及び２２ｂは、リング状部分６及び棒状部分７の上位に伸びる。直線部分１８及び屈曲スプリング部分２１は、それぞれフレーム４の一部を形成する直立端部２３ａ及び２３ｂの間に収容される。屈曲スプリング部分２０は、直立端部２２ａ及び２２ｂの間を伸びるカム２４の後ろに点係合する。屈曲スプリング部分２１も、図１及び図２には図示されないが、直立端部２３ａ及び２３ｂの間を伸びるカムの後ろに点係合する。直立端部２２ａ、２２ｂ、２３ａ及び２３ｂはスプリング１６が例えば手動生産作業などの際に狂った位置に配置されてしまわないようにする。
【００２２】
棒状部分７の上位には歯の列２５があり、この中央部分ではスプリング１６の直線部分１７を通すため一旦歯の列が中断される。この歯の列２５の上で、コリメータ・レンズ１を収容するホルダ５は、図示されない歯状ツールを用いた手動あるいは自動操作によって棒状部分７の縦の方向に沿って変位されることが可能である。この操作でホルダ５における上記ツールによって印加される力は、シャフト型部分９ａと誘導面１２ａとの接触線、及びシャフト型部分９ｂと誘導面１２ｂとの接触線の方向に向けられる。その結果、上記ツールは棒状部分７の縦軸に屈曲モーメントをもたらすことがないため、コリメータ・レンズ１の不都合な位置づけが回避されることが可能である。
【００２３】
コリメータ・レンズ１を収容するホルダ５が変位される際、スプリング１６は、直線スプリング部分１８に平行に伸び、かつスプリング部分２１とフレーム４とが係合する点を通る軸の周りを回転する。この回転は、直立端部２２ａと２２ｂ及び直立端部２３ａと２３ｂとの間のそれぞれの距離が大きいことから実現可能になる。一旦位置が設定されるとコリメータ・レンズ１を収容するホルダ５は、この位置を維持することができる。これはスプリング１６が、ホルダ５とフレーム４における種々の誘導面との間で起こりうる静止摩擦を抑制しているおかげである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態における光学装置及び光学プレーヤの一部を形成するコリメータ・レンズの環境を示す第１透視図である。
【図２】
図１において示されるコリメータ・レンズの第２透視図である。
【図３】
本発明の実施形態におけるホルダに収容されたコリメータ・レンズを単独で示す透視図である。
【国際公開パンフレット】
2004517427.tif 000003
2004517427.tif 000004
2004517427.tif 000005
2004517427.tif 000006
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2004517427.tif 000008
2004517427.tif 000009
2004517427.tif 000010
2004517427.tif 000011
2004517427.tif 000012
2004517427.tif 000013
2004517427.tif 000014
2004517427.tif 000015
2004517427.tif 000016
【国際調査報告】
2004517427.tif 000017
2004517427.tif 000018
2004517427.tif 000019