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発明の名称 対物レンズ及び光学ピックアップ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−7210
公開日 平成9年(1997)1月10日
出願番号 特願平7−175406
出願日 平成7年(1995)6月19日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】岡▲崎▼ 信太郎 (外1名)
発明者 久米 英廣
要約 目的
対物レンズの塵埃や汚れ等による光学特性の劣化が防止されるようにした、対物レンズ及び光学ピックアップを提供すること。

構成
発光手段からの光を光ディスク上に照射し且つ光ディスクからの戻り光を光検出器に入射させる光学ピックアップの対物レンズ14において、この対物レンズの表面を覆うための透明材料から成る保護カバー28が備えられるように、対物レンズ14を構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】 発光手段からの光を光ディスクの記録面に照射し且つ光ディスクからの戻り光を光検出器に入射させる光学ピックアップの対物レンズにおいて、前記対物レンズの表面を覆うための透明材料から成る保護カバーが備えられていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項2】 前記保護カバーが、着脱可能な取付手段により、対物レンズまたは対物レンズのホルダーに対して固定保持されることを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
【請求項3】 前記取付手段が、保護カバーに対して一体に成形されていることを特徴とする請求項2に記載の対物レンズ。
【請求項4】 前記保護カバーが、対物レンズの光学性能に影響を与えないように、薄板状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
【請求項5】 前記保護カバーの透過波面収差の球面収差を除いた値である残存収差が、使用する光源の波長に対して、0.01λ以下であることを特徴とする請求項4に記載の対物レンズ。
【請求項6】 前記保護カバーが、対物レンズの光学性能を改善または偏光するために、対物レンズの光軸に対して回転非対称に形成されていて、且つ対物レンズの光軸の周りに回動可能に固定保持されることを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
【請求項7】 前記保護カバーが、残像収差を除去するために、シリンドリカルレンズとして形成されていることを特徴とする請求項6に記載の対物レンズ。
【請求項8】 対物レンズが、前記保護カバーにより生ずる球面収差を補正するように、構成されていることを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
【請求項9】 発光手段と、発光手段からの光を光ディスク上に照射する対物レンズと、この対物レンズを二軸方向に移動可能に支持するアクチュエータと、光ディスクから対物レンズを介して入射される戻り光を検出する光検出器と、を含んでおり、前記対物レンズの表面を覆うための透明薄板から成る保護カバーが備えられていることを特徴とする光学ピックアップ。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばミニディスク(MD)・コンパクトディスク(CD)等の再生用または記録再生用の光学ピックアップと、例えばこの光学ピックアップの光学系に好適に利用される対物レンズの保護カバーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、コンパクトディスク用の光学ピックアップは、例えば図8に示すように構成されている。図8において、光学ピックアップ1は、光源となる半導体レーザ2と、半導体レーザ2からの光を光ディスクDに向かって反射させると共に光ディスクDからの戻り光を透過するビームスプリッタ3と、ビームスプリッタ3で反射された光ビームを光ディスクDの信号記録面に結像させる対物レンズ4と、光ディスクDからの戻り光が対物レンズ4及びビームスプリッタ3を介して結像される位置に配設された光検出器5と、対物レンズ4を情報読出位置に設定する駆動手段(二軸アクチュエータ)6と、上記各光学部品即ち半導体レーザ2,ビームスプリッタ3,光検出器5が取り付けられるベース7と、ベース7上の光学部品及び駆動手段6を覆うカバー8とを含んでいる。
【0003】上記駆動手段である対物レンズアクチュエータ6は、図9に示すように、対物レンズ4を保持するホルダー6aと、ホルダーを支持する支持部材6bと、ホルダーを移動させるための電磁駆動機構6cと、対物レンズ4の光軸を調整するための調整部材6dと、光学ピックアップ1全体を光ディスクの半径方向に移動させるための送り機構6eとから構成されている。
【0004】このように構成された光学ピックアップ1によれば、半導体レーザ2から出射された光ビームLは、ビームスプリッタ3により反射された後、対物レンズ4に入射し、対物レンズ4によって光ディスクDの信号記録面に収束する。光ディスクDの信号記録面で反射されレーザ光(戻り光)は、対物レンズ4を介してビームスプリッタ3に入射し、このビームスプリッタ3を透過して光検出器5に入射する。これにより、光検出器5からの出力信号に基づいて、光ディスクDの再生信号及びフォーカスエラー信号,トラッキングエラー信号が検出される。そして、これらフォーカスエラー信号,トラッキングエラー信号に基づいて、駆動手段6の電磁駆動機構6cが適宜に制御されることにより、対物レンズ4のフォーカシングサーボ及びトラッキングサーボが行なわれ、対物レンズ4は、光ディスクDの所望のトラックに対して正確に位置決めされると共に、フォーカス調整されることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような光学ピックアップ1を使用する再生用または記録再生用の光ディスク装置は、その使用環境が多様であると共に、一般的には光ディスクを上に且つ光学ピックアップを下に配置することが多いことから、対物レンズ4の上面には、塵埃や汚れが付着し易い。対物レンズ4に塵埃や汚れが付着すると、光学ピックアップの特性が劣化することになり、環境変化に弱くなる等の弊害が生ずることから、最悪の場合には、記録・再生が不可能になってしまうという問題があった。
【0006】このため、光ディスクと同一形状のディスクにクリーニング用のブラシを備えて、このディスクを光ディスクの代わりに光ディスク装置に装填することにより、対物レンズの表面の塵埃や汚れを取除いたり、あるいは布にアルコール等の洗浄液を滴下して、この布により対物レンズの表面を拭くことにより、塵埃や汚れの除去が行なわれている。
【0007】しかしながら、特に最近の光ディスク装置においては、光学ピックアップの対物レンズとして、プラスチック製レンズが使用されていることが多いため、上述したような機械的なクリーニングでは、対物レンズの表面が傷つく可能性が高く、また化学的なクリーニングでは、塵埃や汚れ等が完全に除去できないことになる。さらに、機械的クリーニングにおいては、駆動手段6の支持部材6bを変形させることになり、光学ピックアップ1の動作特性が劣化することがあるという問題があった。
【0008】本発明は、以上の点に鑑み、対物レンズの塵埃や汚れ等による光学特性の劣化が防止されるようにした、対物レンズ及びこれを利用した光学ピックアップを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によれば、発光手段からの光を光ディスクの記録面に照射し且つ光ディスクからの戻り光を光検出器に入射させる光学ピックアップの対物レンズにおいて、この対物レンズの表面を覆うための透明材料から成る保護カバーが備えられている、対物レンズにより、達成される。
【0010】また、上記目的は、本発明によれば、発光手段と、発光手段からの光を光ディスク上に照射する対物レンズと、この対物レンズを二軸方向に移動可能に支持するアクチュエータと、光ディスクから対物レンズを介して入射される戻り光を検出する光検出器とを含んでおり、前記対物レンズの表面を覆うための透明薄板から成る保護カバーが備えられている、光学ピックアップにより、達成される。
【0011】
【作用】上記構成によれば、対物レンズの表面に、保護カバーが備えられているので、対物レンズの表面には、塵埃や汚れ等が付着するようなことはない。また、保護カバーが着脱可能に固定保持されていることにより、保護カバーの表面に塵埃や汚れ等が付着した場合には、保護カバーを取り外して洗浄し、あるいは新しい保護カバーと交換することにより、常に塵埃や汚れ等のない清浄な保護カバーが備えられ得ることになる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図1乃至図6を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0013】図1及び図2は、本発明による対物レンズを備えた光学ピックアップの一実施例を示している。図1及び図2において、光学ピックアップ10は、二軸アクチュエータ11,光軸調整部材12,ベース部13を含んでいる。二軸アクチュエータ11は、そのベース11a(二軸ベース)が、光軸調整部材12を介してベース部13に対してネジ等により固定されるようになっている。
【0014】また、二軸アクチュエータ11は、ベース11a,対物レンズ14を保持するホルダー15,電磁駆動機構16,ホルダー15を支持する支持部材17を含んでいる。二軸アクチュエータ11は、図2に示すように、防塵用のカバー18により覆われていて、対物レンズ14はカバー18の孔18aに対応して配置されている。カバー18は、電磁駆動機構16及び光学部品を保護している。
【0015】図1の二軸アクチュエータ11における電磁駆動機構16は、上記ホルダー15及び対物レンズ14をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動するためのものであり、以下のように構成されている。即ち、図1及び図3に示すように、ホルダー15は、一対のフォーカスコイル19と二組のトラッキングコイル20を有している。これに対して、ベース11aは、一対のマグネット21及び一対のヨーク22を有している。
【0016】また、ホルダー15は対物レンズ14を保持するものであり、二軸アクチュエータ11の支持部材17のフォーカスヒンジ17a及びトラッキングヒンジ17bを介して、固定部23に支持されている。二軸アクチュエータ11の支持部材17は、対物レンズ14を光ディスクDの情報読出位置に設定するためのものである。フォーカスコイル19は、図3において、線材を水平方向に沿って巻回されることにより形成されている。トラッキングコイル20は、このフォーカスコイル19と直交する方向に巻回されている。
【0017】フォーカスコイル19に通電することにより、図3に示すように、対物レンズ14を保持するホルダー15は、フォーカスヒンジ17aを介してフォーカス方向Fcsに移動するようになっている。また、トラッキングコイル20に通電することにより、ホルダー15及び対物レンズ14は、トラッキングヒンジ17bを介してトラッキング方向Trkに移動するようになっている。
【0018】図1の光軸調整部材12は、ベース11aを一体的に取り付けることができるものであり、この光軸調整部材12をベース部13に対して移動して位置決めすることにより、光学ピックアップを構成する半導体レーザ,ビームスプリッタ,光検出器等の光学部品(図示せず)に対する対物レンズ14の光軸の位置が調整されるようになっている。
【0019】上記ベース部13は、送り機構部24を有している。この送り機構部24は、ラック24aと案内用の孔24bを有しており、この案内用の孔24bには、ガイド棒24cが挿入されている。ラック24aは、図示しないピニオンに噛合するようになっており、このピニオンが図示しないモータにより駆動されて、ベース部13が、矢印FDに沿ってガイド棒24c上を移動して、位置決めされるようになっている。これにより、ベース部13と一体である二軸アクチュエータ11は、光ディスクDの半径方向に移動され、所望のトラック位置に対してアクセスされる。
【0020】光学ピックアップ10の光学系は、以下のように構成されている。即ち、半導体レーザ25は、図2において、ベース部13の壁部13aに固定されている。半導体レーザ25から出射するレーザ光Lは、半透過反射部品(ビームスプリッタ)26を介して対物レンズ14に経て、光ディスクDの信号記録面に結像するようになっている。この光ディスクDの信号記録面で反射されたレーザ光の戻り光は、逆方向を辿って対物レンズ14,半透過反射部品26を介して、光検出器27に入射できるようになっている。ここで、光検出器27は、受光した戻り光に基づいて検出信号を図示しない制御装置に出力し、制御装置は、光ディスクDに記録された信号を再生することができる。
【0021】さらに、本実施例による光学ピックアップ10においては、上記対物レンズ14は、図3に示すように、その上面を覆うように配設された保護カバー28を備えている。保護カバー28は、対物レンズ14の光学特性を損なわないように、例えば使用する光源である半導体レーザ25からのレーザ光に関して、光透過率が少なくとも90%以上である光学材料、例えばアクリル樹脂,ポリカーボネート,ポリスチレン等の光学プラスチックから構成され、図3の実施例においては、薄板状に形成されている。そして、この保護カバー28は、透過波面収差の球面収差を除いた値である残存収差が、使用する光源の波長に対して、0.01λ以下に設定されている。尚、保護カバー28は、光学ガラスから構成されていてもよい。
【0022】上記保護カバー28は、その周囲に、下方に延びる複数個の固定用の係合部28aを備えている。各係合部28aは、その下端に、内側に向かって突出した係合爪28bを備えている。この場合、係合部28aは、保護カバー28と一体に成形されているが、これに限らず、光学プラスチックまたは光学ガラスから構成される保護カバー28に対して、構造用プラスチックから構成されていてもよい。
【0023】これに対して、対物レンズ14の外周縁には、図4に示すように、外側に突出した係合段部14aが形成されている。これにより、保護カバー28は、上方から対物レンズ14の上面に移動されると、その係合部28aの先端の係合爪28bが、一端外側に変形した後、対物レンズ14の係合段部14aに係合することにより、対物レンズ14は、その上面が保護カバー28により覆われることになる。これにより、一般的な使用状態である光ディスクDの下面に対して信号の記録・再生を行なう場合に、対物レンズ14に対して上方から付着する塵埃や、光ディスク装填時等における誤接触による汚れに対して、対物レンズ14が保護されることになる。
【0024】従って、例えば長期間の使用や保存により、保護カバー28の表面に塵埃が堆積したり、誤って汚れが付着した場合には、保護カバー28が対物レンズ14から取り外され、新しい保護カバー28が対物レンズ14に装着される。尚、上記保護カバー28は、その係合部28aの係合爪28bが、対物レンズ14の外周縁に設けられた係合段部14aに係合するようになっているが、これに限らず、例えば図5に示すように、係合爪28bがホルダー15の周縁に設けられた係合溝15a内に係合することにより、保護カバー28が対物レンズ14に対して間接的に固定保持されるようにしてもよい。
【0025】本実施例による光学ピックアップ10は、以上のように構成されており、半導体レーザ25から出射されたレーザ光は、半透過反射部品26により反射されて対物レンズ14に入射し、対物レンズ14により保護カバー28を介して光ディスクDの信号記録面に収束する。そして、光ディスク15の信号記録面で反射されたレーザ光(戻り光)は、保護カバー28及び対物レンズ14を介して、さらに半透過反射部品26を透過して、光検出器27に入射する。これにより、光検出器27からの検出信号に基づいて、光ディスクDからの情報信号とフォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号が検出されるようになっている。
【0026】この場合、保護カバー28は、対物レンズ14の光学特性を損なわないように構成されているので、従来の保護カバー28がない場合と同様に、光ディスクDからの戻り光の検出が行なわれ得る。さらに、対物レンズ14の上面が、保護カバー28によって覆われているので、塵埃や汚れが対物レンズ14の表面に付着するようなことはなく、また保護カバー28の表面に塵埃や汚れが付着した場合には、保護カバー28が新しいものと交換されることにより、容易に且つ迅速に塵埃や汚れが除去されることになる。
【0027】ところで、半導体レーザ25から出射されたレーザ光は、図6に図式的に示すように、対物レンズ14により光ディスクDの信号記録面に収束するが、一般的に半導体レーザ25は、その構造の点から、活性層の方向に依存する非点隔差を有するので、出射ビームには非点収差が残存する。従って、図6に示すように、レーザ光Lが光ディスクDの信号記録面に収束したとき、そのスポットは円形にならなくなってしまう。また、ビームスプリッタ26は、その取付の際あるいは外部温度による変形によって、非点収差やコマ収差を発生する可能性がある。
【0028】このため、本発明の他の実施例においては、図7に示すように、保護カバー29は、対物レンズ14の光軸に対して回転非対称な形状に、例えばシリンドリカルレンズとして形成される。これにより、上述した非点収差やコマ収差が補正されることになり、光ディスクDの信号記録面には円形のスポットが形成される。かくして、光学ピックアップ10の特性が向上されることになる。
【0029】さらに、他の実施例によれば、その係合爪と対物レンズもしくはホルダーの係合構造を変更して、例えば対物レンズの周囲に複数の係合段部を設けるようにしてもよい。これにより、保護カバー29の係合爪が、対物レンズ14の周囲に段階的に変位して係合することで、対物レンズ14の光軸の周りに回転可能に固定されるようにしてもよい。これにより、保護カバー29を対物レンズ14の光軸の周りに回転させることにより、保護カバー29による非点収差及びコマ収差の補正が、最小になるように調整される。尚、この保護カバー29の回転調整の後、保護カバー29は、接着または熱カシメ等によって固着されるようにしてもよい。
【0030】上記実施例においては、保護カバー28,29は、対物レンズ14の上面即ち光ディスクD側の面に配設されているが、これに限らず、対物レンズ14の任意の片面あるいは両面に配設されてもよい。さらに、本発明は、光学ピックアップに限らず、塵埃や汚れの付着により光学特性が劣化してしまうような他の任意の構成の光学機器の対物レンズに適用することも可能である。また、実施例においては、光ディスクが水平に配設されている場合について説明したが、これに限らず、光ディスクが垂直または斜めに配設され回転駆動される光学ピックアップに本発明を適用することも可能である。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、対物レンズの塵埃や汚れ等による光学特性の劣化が防止されるようにした、対物レンズ及びこれを利用した光学ピックアップが提供されることになる。




 

 


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