JP2618868B2 - Optical head unit - Google Patents

Optical head unit

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JP2618868B2
JP2618868B2 JP61259845A JP25984586A JP2618868B2 JP 2618868 B2 JP2618868 B2 JP 2618868B2 JP 61259845 A JP61259845 A JP 61259845A JP 25984586 A JP25984586 A JP 25984586A JP 2618868 B2 JP2618868 B2 JP 2618868B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光学情報記録媒体への情報の記録/再生に
用いられる光学ヘッド装置に関し、特に非接触位置セン
サーとしても応用できる発光・受光機能を備えた光学ヘ
ッドユニットに関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head device used for recording / reproducing information on / from an optical information recording medium, and in particular, a light emitting / receiving function applicable also as a non-contact position sensor. The present invention relates to an optical head unit provided with:

[従来の技術] 記録/再生装置における光学系は、レーザダイオード
光源から出射されるレーザビームを、対物レンズ等の収
束性光学素子を介して、情報記録媒体上に収束させ、情
報記録媒体表面上に記憶された情報を読み取り、あるい
は該情報記録媒体表面上に書き込み記憶させる装置とし
て知られている。情報の光学的読み取りを行うにせよ、
光学的書き込みを行うにせよ、レーザビームは対物レン
ズ等の収束性光学素子によって正しく情報記録媒体表面
上に収束していなければならない。そこで、該レーザビ
ームが対物レンズ等の収束性光学素子によって情報記録
媒体表面上に収束しているか否かを検知しつつ作動する
光学ヘッド装置が必要となるものである。
2. Description of the Related Art An optical system in a recording / reproducing apparatus converges a laser beam emitted from a laser diode light source on an information recording medium via a converging optical element such as an objective lens, and converges on a surface of the information recording medium. Is known as a device for reading information stored in a storage medium or writing and storing the information on the surface of the information recording medium. Regardless of the optical reading of the information,
Regardless of the optical writing, the laser beam must be properly focused on the surface of the information recording medium by a focusing optical element such as an objective lens. Therefore, an optical head device that operates while detecting whether or not the laser beam is converged on the surface of the information recording medium by a converging optical element such as an objective lens is required.

第5A図、第5B図は、従来例に関する光学ヘッド装置の
レイアウトを示す構成図である。図において、(1)は
光源となるレーザダイオードを示し、(2)は該レーザ
ダイオード(1)から出射されるレーザビーム光束であ
る。(4)は該レーザビームを分割する平行平板ビーム
スプリッタを示し、(5)はこれらのビームを収束させ
る集光レンズ等の光収束レンズ素子である又(6)は光
カード、光テープあるいは円板状光ディスク等の光情報
記録媒体であり、(7)は該情報記録媒体(6)の情報
記録面に形成された情報トラック、そして(10)は光情
報記録媒体(6)からのレーザ反射光(2′)を受光す
る光検知器受光部である。
5A and 5B are configuration diagrams illustrating a layout of an optical head device according to a conventional example. In the figure, (1) shows a laser diode serving as a light source, and (2) shows a laser beam emitted from the laser diode (1). (4) shows a parallel plate beam splitter for splitting the laser beam, (5) shows a light converging lens element such as a condenser lens for converging these beams, and (6) shows an optical card, an optical tape or a circle. An optical information recording medium such as a plate-shaped optical disk, (7) is an information track formed on the information recording surface of the information recording medium (6), and (10) is a laser reflection from the optical information recording medium (6). This is a photodetector light receiving unit that receives light (2 ').

次に動作について説明する。レーザダイオード(1)
から出射した発散光束(2)は平板ビームスプリッタ
(4)の表面(4a)で反射された後、集光光収束レンズ
素子(5)によって光情報記録媒体(6)に収束され
る。光情報記録媒体(6)から反射された反射光束
(2′)は平板ビームスプリッタ(4)の裏面(4b)で
反射され、出射光束(2)と少しずらされ、逆の進行方
向に進み、光検知器受光部(10)で受光される。光情報
記録媒体(6)の情報を正しく得るために、光収束スポ
ット(3)は正確に情報トラック(7)表面上に照射さ
れなければならない。反射光束(2′)は収束光束であ
るため、平板ビームスプリッタ(4)から光検知器受光
部(10)に向う時には良く知られているように非点収差
が発生する。今、平板ビームスプリッタ(4)は平行平
板であり、厚みをt、屈折率をn、表面(4a)への入射
角をθ[rad]とすると、非点隔差Δは次式で与えられ
る。
Next, the operation will be described. Laser diode (1)
The divergent light beam (2) emitted from the optical disk is reflected by the surface (4a) of the flat plate beam splitter (4), and then converged on the optical information recording medium (6) by the converging light converging lens element (5). The reflected light beam (2 ') reflected from the optical information recording medium (6) is reflected by the back surface (4b) of the flat plate beam splitter (4), slightly shifted from the emitted light beam (2), and proceeds in the opposite traveling direction. The light is received by the photodetector light receiving section (10). In order to correctly obtain information on the optical information recording medium (6), the light converging spot (3) must be accurately illuminated on the surface of the information track (7). Since the reflected light beam (2 ') is a convergent light beam, astigmatism occurs as is well known when the light beam travels from the flat plate beam splitter (4) to the photodetector light receiving section (10). Now, assuming that the flat plate beam splitter (4) is a parallel flat plate, the thickness is t, the refractive index is n, and the incident angle on the surface (4a) is θ [rad], the astigmatic difference Δ is given by the following equation.

前記非点収差が与えられたビームスプリッタ(4)か
らの反射光束(2′)は、LD(1)の出射光束(2)と
平行でそれと逆方向に進行し、かつ図において一点鎖線
で示される主光線は、 2t・tan θ′・cos θ …(2) のずれをもって光検知部[以下光検知器受光部という]
(10)に入射する。ここで、前記θ′は、n sin θ′=
sin θを満たしている。
The reflected light beam (2 ') from the beam splitter (4) provided with the astigmatism is parallel to the light beam (2) emitted from the LD (1) and travels in the opposite direction, and is shown by a dashed line in the figure. The principal ray to be detected has a shift of 2t · tan θ ′ · cos θ (2).
(10). Here, the θ ′ is n sin θ ′ =
sin θ is satisfied.

このような、光学式ヘッド装置において、光検知器受
光部(10)は光ディスク(6)上の光収束スポットが合
焦状態にある時に情報記録媒体ディスクから反射された
光束が、第5図(b)に示されるように、最小錯乱円
(11)となる光軸方向位置に配置される。そして、この
光検知器受光部(10)は、図示されるように、検知素子
(10a),(10b),(10c),(10d)に4分割され、こ
れら各検知部にて入射光束量を検知する。
In such an optical head device, the photodetector light receiving section (10) detects the light beam reflected from the information recording medium disk when the light converging spot on the optical disk (6) is in focus, as shown in FIG. As shown in b), it is arranged at the position in the optical axis direction where the circle of least confusion (11) occurs. The photodetector light receiving section (10) is divided into four parts, as shown, into detecting elements (10a), (10b), (10c), and (10d). Is detected.

周知のように、これら各検知部の出力は、焦点ずれが
生じた場合には光検知器受光部(10)上の光収束スポッ
トが歪んだスポット(12)となるので、対角線方向にお
いて対向する検知素子光電変換出力の和をとり対向検知
部対どうしの差出力を演算することにより光束の焦点ず
れを検出することができる。
As is well known, the output of each of these detection units is opposed in the diagonal direction because the light converging spot on the photodetector light receiving unit (10) becomes a distorted spot (12) when defocus occurs. The defocus of the light beam can be detected by calculating the sum of the photoelectric conversion outputs of the detection elements and calculating the difference output between the opposing detection units.

すなわち、対向検知素子部の和出力ペア差出力は、
{(10a)+(10c)}−{(10b)+(10d)}となり、
この演算出力信号はフォーカスエラー信号として出力さ
れ、不図示のフォーカスアクチュエータにより光情報記
録媒体上の光収束スポット焦点ずれが補正される。
That is, the sum output pair difference output of the facing detection element unit is
{(10a) + (10c)}-{(10b) + (10d)}
The calculation output signal is output as a focus error signal, and the focus actuator (not shown) corrects the defocus of the light converging spot on the optical information recording medium.

一方、光情報記録媒体(6)上の光収束点(3)を正
しく情報トラック上に照射するため面内方向の調整手段
としてトラッキングを行っている。ここでは特に説明を
しないが、ツインスポット法、プッシュプル法等が本従
来装置に適用できる。
On the other hand, tracking is performed as an in-plane direction adjusting means in order to properly irradiate the light convergence point (3) on the optical information recording medium (6) onto the information track. Although not specifically described here, a twin spot method, a push-pull method, or the like can be applied to the conventional apparatus.

[発明が解決しようとする問題点] 従来の光学式ヘッド装置は以上のように構成されてい
たので、次に述べるような問題点が生じていた。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional optical head device is configured as described above, the following problems occur.

先に述べた様にレーザダイオード(1)の発光点と光
検知器受光部(10)の光収束スポット(11)は第5図に
おいてZ方向にδ=2・t・cosθ・tan(θ′)だけず
れている。そして例えばθ=45゜、t=1mmとするとδ
=0.75mmと1mm以下である。又この時光軸方向(x)の
ずれ量も1mm以下と短い。
As described above, the light emitting point of the laser diode (1) and the light converging spot (11) of the photodetector light receiving section (10) are δ = 2 · t · cos θ · tan (θ ′) in the Z direction in FIG. ). If, for example, θ = 45 ° and t = 1 mm, δ
= 0.75 mm and 1 mm or less. At this time, the shift amount in the optical axis direction (x) is as short as 1 mm or less.

従って図のようにレーザダイオード(1)、光検知器
受光部(10)を別体に配置するのは非常に困難である問
題点がある。又光検知器受光部(10)は先に述べた様に
最小錯乱円(11)が照射される位置に配されなくてはな
らず調整手段を有する。しかし前記のようにレーザダイ
オード(1)と隣接しているため、調整手段の構成、配
置が非常に困難となる問題点がある。
Therefore, there is a problem that it is very difficult to arrange the laser diode (1) and the photodetector light receiving section (10) separately as shown in the figure. The photodetector light receiving section (10) must be arranged at the position where the circle of least confusion (11) is irradiated as described above, and has an adjusting means. However, as described above, since it is adjacent to the laser diode (1), there is a problem that the configuration and arrangement of the adjusting means becomes very difficult.

このような問題を解決するためにレーザダイオード
(1)の発光点と光収束スポット(11)が光軸及び光軸
に垂直な方向において1mm以下に隣接することを利用し
て、レーザダイオードのチップと光検知素子を同一基盤
上に形成することも考えられる。
In order to solve such a problem, a laser diode chip is used by utilizing the fact that the light emitting point of the laser diode (1) and the light converging spot (11) are adjacent to each other by 1 mm or less in the optical axis and a direction perpendicular to the optical axis. It is also conceivable to form the photodetector and the photodetector on the same substrate.

レーザダイオード(1)の発光点と光収束スポット
(11)は、共役関係にあるため相対位置精度と平板ビー
ムスプリッタ(4)の平行度さえ確保することができれ
ば、光検知器受光部を、演算によって求めたレーザダイ
オード(1)からの相対位置に設定すれば良いことにな
り、検知器の無調整化が実現し得ることになる。
Since the light emitting point of the laser diode (1) and the light converging spot (11) are in a conjugate relationship, if the relative position accuracy and the parallelism of the flat plate beam splitter (4) can be ensured, the photodetector light receiving unit is calculated. It is only necessary to set the position relative to the laser diode (1) obtained by the above, and it is possible to realize the non-adjustment of the detector.

相対位置精度は、両素子を同一基盤上に形成すれば比
較的容易であるが、平板ビームスプリッタ(4)の平行
度の許容幅は厳しい。例えば第5図において、例えばレ
ーザダイオード(1)が平板ビームスプリッタまでの距
離lを15mm、平板ビームスプリッタ(4)の(4a)面入
射角45゜、n=1.5、t=1mm平行度α[deg]とし光検
知器受光部(10)に対する光収束スポット(11)の変位
許容量を±10μmとするにはα=0.010゜(=0.6′)が
必要である。この様に光検知器受光部(10)とレーザダ
イオード(1)を無調整で一体化するためには平行ビー
ムスプリッタ(4)において1′以下の高精度にて平行
度を維持する必要があり、又平板ビームスプリッタの必
要有効エリアも、上記例においてレーザダイオードの光
束の開口数NA(なお、開口数NAは、光束の広がり角に相
当)が0.1の時では直径約5mmの円となり、広い面積にわ
たり高精度にて平面度が要求されるので、これらの面精
度を広域にわたって維持するためにコスト高となる問題
点がある。
The relative positional accuracy is relatively easy if both elements are formed on the same substrate, but the allowable width of the parallelism of the flat plate beam splitter (4) is strict. For example, in FIG. 5, for example, the distance 1 from the laser diode (1) to the plate beam splitter is 15 mm, the (4a) plane incident angle of the plate beam splitter (4) is 45 °, n = 1.5, t = 1 mm, and the parallelism α [ deg], α = 0.010 ° (= 0.6 ′) is required in order to set the allowable displacement of the light converging spot (11) with respect to the photodetector light receiving section (10) to ± 10 μm. Thus, in order to integrate the photodetector light receiving section (10) and the laser diode (1) without adjustment, it is necessary to maintain the parallelism with a high precision of 1 'or less in the parallel beam splitter (4). The required effective area of the flat plate beam splitter is also large in the above example, when the numerical aperture NA of the light beam of the laser diode (the numerical aperture NA corresponds to the spread angle of the light beam) is 0.1, a circle having a diameter of about 5 mm is wide. Since flatness is required with high accuracy over the area, there is a problem that cost is increased in order to maintain such surface accuracy over a wide area.

本発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、光検知器受光部位置の無調整化を実現すると
ともに、安価で簡易な光学ヘッド装置を提供することを
目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an inexpensive and simple optical head device while realizing no adjustment of the position of a light detector light receiving unit. It is.

[問題点を解決するための手段] 本発明の光学ヘッドユニットは、レーザ等の光源と、
この光源に近接して設けられた光検知部と、第1面で光
源からの光を反射し、第2面で情報記録媒体からの戻り
ビームを反射する平板光学素子とがレーザビーム及び戻
りビーム入出射可能な窓を有する所定パッケージ内に密
封されて構成されている。そして、これらの部材は一体
的に形成された同一ブロック上に近接配置され、また光
源から平板光学素子の第1面までの光路長が3mm程度と
なるように光源と平板光学素子とが配置されている。
[Means for Solving the Problems] The optical head unit of the present invention includes a light source such as a laser,
A light detecting unit provided near the light source and a flat optical element that reflects light from the light source on the first surface and reflects a return beam from the information recording medium on the second surface include a laser beam and a return beam. It is configured to be sealed in a predetermined package having a window through which light can enter and exit. These members are arranged close to each other on the same block integrally formed, and the light source and the flat optical element are arranged so that the optical path length from the light source to the first surface of the flat optical element is about 3 mm. ing.

[作用] 本発明における光学ヘッドユニットは、上述のように
構成されているため、パッケージ内に、極めて高い精度
でレーザダイオード光源、光検知部及び平板光学素子を
配置することができ、これらの配置や角度等を調整する
必要がない。更に、光源と平板光学素子との距離を近距
離に精度良く配置することにより、平板光学素子の第1
の面と第2の面との平行度の許容範囲が広く、また、戻
りビームの収納位置のずれが小さくなり、高性能かつ小
型の光学ヘッドユニットを構成可能となる。また、それ
ほど平行度の高くない実用的かつ安価な平板光学素子を
使用して構成することができる。
[Operation] Since the optical head unit according to the present invention is configured as described above, the laser diode light source, the light detecting unit, and the flat plate optical element can be arranged in the package with extremely high accuracy. It is not necessary to adjust the angle and the like. Further, by precisely arranging the distance between the light source and the flat optical element at a short distance,
The allowable range of the parallelism between the second surface and the second surface is wide, the displacement of the storage position of the return beam is small, and a high-performance and compact optical head unit can be configured. In addition, it can be configured using a practical and inexpensive flat optical element having not so high parallelism.

更に、本発明の光学ヘッドユニットに、例えば光収束
レンズとその位置制御用アクチュエータとを組み合わせ
れば、容易に光学ヘッド装置を構成することができる。
そして、本発明の光学ヘッドユニットを用いれば、光学
ヘッド装置を構成した場合にも、光検知部等の調整を行
うことなく、情報記録媒体の記録情報、フォーカス情報
及びトラッキング情報を得ることができ、他の特別な検
出手段や調整手段等は不要となる。
Furthermore, by combining the optical head unit of the present invention with, for example, a light converging lens and its position control actuator, an optical head device can be easily configured.
With the use of the optical head unit of the present invention, even when an optical head device is configured, it is possible to obtain recording information, focus information, and tracking information of an information recording medium without performing adjustment of a light detection unit and the like. In addition, other special detection means and adjustment means are not required.

[実施例] 以下、本発明の一実施例に関する光学ヘッドユニット
の構成について図を参照して説明する。
Embodiment Hereinafter, the configuration of an optical head unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図において、レーザダイオード(1)、ビームス
プリッタ(4)、光検知器受光部(10)は、従来例の各
要素と同じ機能をする。レーザダイオード(1)は、PN
接合から成る半導体チップが用いられ、(10′)は、レ
ーザダイオードの出力モニター用の光検知器受光部であ
る。又(17)は、レーザビームの本光学ヘッド装置から
の出射窓を示す。
In FIG. 1, a laser diode (1), a beam splitter (4), and a photodetector light receiving section (10) have the same functions as those of each element of the conventional example. Laser diode (1) is PN
A semiconductor chip comprising a junction is used, and (10 ') is a photodetector light-receiving section for monitoring the output of a laser diode. (17) shows an exit window of the laser head from the optical head device.

ここにレーザダイオード(1)ビームスプリッタ
(4)、光検知器受光部(10)は、ブロック(18)に対
して位置決めされつつ形成されており、このブロック
(18)はレーザダイオードの放熱のための手段も兼用す
るものである。
Here, the laser diode (1), the beam splitter (4), and the photodetector light receiving section (10) are formed while being positioned with respect to the block (18). This block (18) is used for heat radiation of the laser diode. Means is also used.

これらの光学ヘッドユニット内の各重要光学素子は、
図に示すように1つのパッケージ内に構成され密封され
ており、各光学要素の相対位置が高精度に位置決め設定
されるものである。
Each important optical element in these optical head units is
As shown in the figure, it is configured and sealed in one package, and the relative position of each optical element is set with high precision.

本実施例の場合、従来例と同様に、例えばt=1mm、
開口数NA=0.1であるとすると、レーザダイオード
(1)の光検知器受光部(10)あるいは、その他の重要
光学素子(例えば、ビームスプリッタ(4))に対する
相対位置精度は、光軸方向に±25μm、光軸に垂直な方
向に±5μmにアジャストさせてある。このような重要
光学要素の相対位置を決定ずけるパッケージの全体形状
は、円管状を成し、外径は太くても10mm径以下であるの
が好ましい。あまり細い径の円管パッケージは理論的に
も実用上からも作成困難であるが、原理的には5mm径の
パッケージを有する光学ヘッドユニット(13)の作成も
可能である。
In the case of this embodiment, as in the conventional example, for example, t = 1 mm,
Assuming that the numerical aperture NA is 0.1, the relative positional accuracy of the laser diode (1) with respect to the light receiving unit (10) of the photodetector or other important optical elements (for example, the beam splitter (4)) is in the optical axis direction. It is adjusted to ± 25 μm and ± 5 μm in the direction perpendicular to the optical axis. It is preferable that the overall shape of the package that can determine the relative position of such important optical elements has a cylindrical shape, and the outer diameter is not more than 10 mm even if it is large. Although it is difficult to make a circular tube package with a very small diameter theoretically or practically, it is also possible in principle to make an optical head unit (13) having a package with a diameter of 5 mm.

本発明の実施例に関する光学ヘッドユニット(13)
は、レーザダイオード(1)とビームスプリッタ(4)
の間の距離lを非常に短く位置決め設定したので、例え
ばl=3mmとすると、ビームスプリッタ(4)の平行度
は悪くても3′程度であれば充分であり、光検知器受光
部(10)の調整は、必要とするものではない。
Optical head unit (13) according to an embodiment of the present invention
Is a laser diode (1) and a beam splitter (4)
Is set very short, for example, if l = 3 mm, the parallelism of the beam splitter (4) should be about 3 'at the worst. The adjustment of) is not necessary.

又、本発明の以上に説明した実施例に関しては、ビー
ムスプリッタ(4)の有効面積も小さくとれるので重要
要素である面精度を維持する点からも有利であり、安価
なビームスプリッタに寄与することができる。そして、
相対位置関係はl及び平板ビームスプリッタの厚さt、
傾き=θが決定されれば、(2)式により自動的に決定
される値である。具体的に光学ユニット内に前記相対距
離を確保し組み立てるには、ブロック(18)にレーザー
ダイオード(1)と光検知器(10)の位置決め用の印、
例えば溝等を作成しておけば機械的精度で±5μmの位
置精度で十分位置決めすることができる。
In addition, the above-described embodiment of the present invention is advantageous in that the effective area of the beam splitter (4) can be reduced, thereby maintaining surface accuracy, which is an important factor, and contributing to an inexpensive beam splitter. Can be. And
The relative positional relationship is 1 and the thickness t of the plate beam splitter,
If the inclination = θ is determined, it is a value automatically determined by the equation (2). Specifically, in order to assemble the relative distance in the optical unit, the block (18) has marks for positioning the laser diode (1) and the photodetector (10),
For example, if a groove or the like is formed, positioning can be performed sufficiently with a mechanical accuracy of ± 5 μm.

第2A図,第2B図,第2C図に本発明の光学ヘッドユニッ
ト(13)を光学ヘッド装置に適用した実施例を示す。第
2A図,第2B図,第2C図において(14)は光学鏡筒、(1
5)は光収束レンズ素子をフィードバック駆動制御する
フォーカス及びトラッキングに関するアクチュエータで
ある。
2A, 2B and 2C show an embodiment in which the optical head unit (13) of the present invention is applied to an optical head device. No.
2A, 2B and 2C, (14) is an optical lens barrel, (1)
Reference numeral 5) denotes an actuator related to focus and tracking for feedback driving control of the light converging lens element.

上記本発明実施例の光学ヘッドユニット(13)の動作
は、基本的には従来例の動作と同様であるが、光学鏡筒
(14)に光学ヘッドユニット(13)及び対物レンズ等の
収束性光学素子(5)を動作させるアクチュエータ(1
5)を付設するだけで光学ヘッドユニット(13)より情
報記録媒体ディスク(6)の信号及び収束光スポット位
置情報をキャッチすることができる。そして、組立時に
光検知器受光部等の調整作業を要さない作用がある。
The operation of the optical head unit (13) of the embodiment of the present invention is basically the same as the operation of the conventional example, but the convergence of the optical head unit (13) and the objective lens etc. An actuator (1) that operates the optical element (5)
The signal of the information recording medium disk (6) and the convergent light spot position information can be caught by the optical head unit (13) only by adding the item (5). In addition, there is an operation that does not require adjustment work of the photodetector light receiving unit and the like at the time of assembly.

本光学装置を用いればさらに多様な光学ヘッド装置を
構成することができる。そこで、第2B図にその光学ヘッ
ド装置の1例を示す。(16)は反射ミラーであり、該反
射ミラー(16)は、光路を折り曲げてから対物レンズ等
の収束性光学素子に入射するごとく成したので、通例で
は多くの体積と占有する光路空間を圧縮することによ
り、より薄型の光学ヘッド装置を容易に提供することが
できるものである。
By using the present optical device, various types of optical head devices can be configured. FIG. 2B shows an example of the optical head device. (16) is a reflection mirror. Since the reflection mirror (16) is formed such that the optical path is bent and then incident on a converging optical element such as an objective lens, a large volume and an occupied optical path space are usually compressed. By doing so, a thinner optical head device can be easily provided.

第2A図,第2B図においては、以上のように本発明の光
学ヘッドユニット(13)は、パッケージの中心軸線と出
射光光軸線とが一致するように成したが、第2C図に示す
ようにパッケージ中心軸線と出射光光軸が重ならないよ
うに構成し、さらに薄型の光学ヘッドと成すことができ
る。
2A and 2B, as described above, the optical head unit (13) of the present invention is configured so that the center axis of the package and the optical axis of the emitted light coincide with each other, as shown in FIG. 2C. In addition, the central axis of the package and the optical axis of the emitted light do not overlap, and a thinner optical head can be achieved.

従来例の説明では特にトラッキング方式について触れ
なかったが、光学ヘッドユニット(13)内のビームスプ
リッタ(4)の表面(4a)に回折格子を形成することに
より、新たなる光学部品を増やすことなく、ツインスポ
ット法のトラッキングを行うことができる。ツインスポ
ット法自体については良く知られているので説明を省
く。ツインスポット法を採用する場合には(4a)面から
出射された3ビームの光ディスク(6)上の集光点が、
0次光集光収束点(3)を基準に、情報トラック(7)
に対し少し傾く様に回折格子の回転調整が必要となる場
合がある。第3図において(3a),(3b)を±1次光、
トラックピッチをP、±1次光と0次光間隔をdとする
と、 となる様にθを回転調整した時にトラッキング信号が最
も大きく得られる。
Although the tracking method was not particularly mentioned in the description of the conventional example, by forming a diffraction grating on the surface (4a) of the beam splitter (4) in the optical head unit (13), it is possible to increase the number of new optical components without increasing the number of new optical components. Tracking by the twin spot method can be performed. The twin spot method itself is well known and will not be described. When the twin spot method is adopted, the focal point on the optical disc (6) of the three beams emitted from the (4a) plane is
Information track (7) based on zero-order light converging point (3)
In some cases, it is necessary to adjust the rotation of the diffraction grating so as to be slightly tilted. In FIG. 3, (3a) and (3b) denote ± first order light,
Assuming that the track pitch is P and the interval between the ± 1st order light and the 0th order light is d, When θ is rotationally adjusted so as to obtain, the largest tracking signal can be obtained.

この場合、光学ヘッドユニット(13)のパッケージ中
心と出射光光軸が一致したものが有利であり、光学ヘッ
ドユニット(13)全体を光学鏡筒(14)の取付部で回転
調整すれば良い。回転しても光軸はずれることはないの
で、対物レンズ等の収束性光学素子(5)に対し像高を
発生することも無く良好な光収束特性を維持できる。又
この時、フォーカス信号には何ら影響を与えないことは
明らかで光検知器を調整する必要はない。
In this case, it is advantageous that the center of the package of the optical head unit (13) coincides with the optical axis of the emitted light, and the rotation of the entire optical head unit (13) can be adjusted by the mounting portion of the optical barrel (14). Since the optical axis does not deviate even when rotated, good light convergence characteristics can be maintained without generating an image height for the convergence optical element (5) such as an objective lens. At this time, it is clear that the focus signal is not affected at all, and it is not necessary to adjust the photodetector.

但し、光検知器受光部(10)は少なくとも6分割構成
の検知部を必要とする。
However, the photodetector light receiving section (10) requires a detecting section having at least a six-part configuration.

上記の実施例では光学ヘッドユニット(13)の外形形
状は円筒状のものを示したが、例えば角状のパッケージ
にすることも可能で使用法毎に適宜外形形状を選ぶこと
ができる。
In the above embodiment, the external shape of the optical head unit (13) is shown as a cylindrical shape. However, for example, a rectangular package can be used, and the external shape can be appropriately selected for each usage.

又本発明の光学ヘッドユニット(13)は上記のように
光学式ヘッド装置に適用できるだけでなく、発光、受光
素子として位置センサー等種々の用途に用いられる。
The optical head unit (13) of the present invention can be applied not only to the optical head device as described above, but also to various uses such as a position sensor as a light emitting / receiving element.

例として第4図を参照して説明する。(19)は試料で
あり、本発明の光学ヘッドユニット(13)、及び対物レ
ンズ(5)は鏡筒(14)に固定されている。この時、集
光位置付近に試料(19)を置くと、試料表面に合焦の
時、フォーカスエラー信号は零であるが、試料(19)を
Aの方向に移した時、表面に凹凸があるとフォーカスエ
ラー信号が変化する。凹凸の量と、フォーカスエラー信
号を較正しておけば、表面形状を調べることもできる。
そして、対物レンズ等の収束性光学素子の光収束開口数
NAを選択することにより、広範な測定精度と測定範囲に
て該対物レンズ等の収束性光学素子から光収束スポット
表面までの位置の変化を検知するセンサとして機能させ
ることができる。
An example will be described with reference to FIG. (19) is a sample, and the optical head unit (13) and the objective lens (5) of the present invention are fixed to a lens barrel (14). At this time, if the sample (19) is placed near the focusing position, the focus error signal is zero when the sample surface is focused, but when the sample (19) is moved in the direction A, the surface has irregularities. If so, the focus error signal changes. By calibrating the amount of unevenness and the focus error signal, the surface shape can be checked.
And a light converging numerical aperture of a converging optical element such as an objective lens.
By selecting NA, it is possible to function as a sensor for detecting a change in the position from the converging optical element such as the objective lens to the surface of the light converging spot in a wide range of measurement accuracy and measurement range.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、光源、光検知部及び
平板光学素子を一体的に形成された同一ブロック上に近
接配置し、光源から平板光学素子の第1面までの光路長
が3mm程度となるように光源と平板光学素子とを配置し
て光学ヘッドユニットを構成したので、配置後に光検知
部等の位置や角度を調整する必要がない。また、平板光
学素子の平行度の許容範囲が広いので安価な素子を用い
て高性能で小型のユニットを提供することができる。そ
して、光学ヘッド装置に適用した場合には、光学ヘッド
ユニットの個々の構成部材であるレーザダイオード光
源、光検知部、平板光学素子の配置や角度等を調整する
必要がなく、収束性光学素子等の位置を調整するだけで
情報記録媒体等に対して好適なフォーカシングができ、
光学ヘッド装置の組立て時等に光検知部等の位置調整を
行う必要がなく作業性が格段に向上する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the light source, the light detection unit, and the flat optical element are arranged close to each other on the same block integrally formed, and from the light source to the first surface of the flat optical element. Since the optical head unit is configured by arranging the light source and the flat plate optical element so that the optical path length becomes about 3 mm, there is no need to adjust the position and angle of the light detection unit and the like after the arrangement. Further, since the allowable range of the parallelism of the flat optical element is wide, a high-performance and small-sized unit can be provided by using an inexpensive element. When applied to an optical head device, there is no need to adjust the arrangement and angle of the individual components of the optical head unit, such as a laser diode light source, a light detection unit, and a flat optical element. Focusing on information recording media etc. can be performed only by adjusting the position of
It is not necessary to adjust the position of the light detection unit and the like at the time of assembling the optical head device, and the workability is remarkably improved.

また、光学ヘッドユニットが収束性光学素子と独立し
ているため、レーザダイオード光源、光検知部や平板光
学素子の傾き等を調整することなく、許容されるスペー
スに合わせて光路を自由に設定できる。これにより、装
置設計の自由度が向上し、光学ヘッド装置の小型化・薄
型化が実現できる。
In addition, since the optical head unit is independent of the converging optical element, the optical path can be set freely according to the allowable space without adjusting the inclination of the laser diode light source, the light detecting unit, the flat optical element, and the like. . As a result, the degree of freedom in device design is improved, and the size and thickness of the optical head device can be reduced.

更に、レーザビームの回折作用を利用して、情報記録
媒体のトラッキング調整等を行う場合にも、光学ヘッド
ユニットがパッケージに密封されて構成されているの
で、レーザダイオード光源、平板光学素子、光検知部の
それぞれの位置を変更することなく、光学ヘッドユニッ
ト全体を例えばパッケージの中心軸を中心に回転させる
だけで、トラッキングの調整を行うことも可能となる。
Further, when performing tracking adjustment of an information recording medium by utilizing the diffraction effect of a laser beam, since the optical head unit is configured to be sealed in a package, a laser diode light source, a flat plate optical element, a light detection It is also possible to adjust the tracking simply by rotating the entire optical head unit, for example, about the center axis of the package without changing the position of each part.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の一実施例による光学ヘッドユニット
の構成図、第2A,2B,2C図は本発明実施例の光学ヘッドユ
ニットを適用した光学ヘッド装置の構成図、第3図は本
発明実施例に関するツインスポット法による調整法の説
明図、第4図は本発明実施例の位置センサへの変形実施
例を示す構成図、第5A,5B図は従来例に関する光学ヘッ
ド装置を示す構成図である。 図において、(1)はレーザダイオード、(4)は平板
ビームスプリッタ、(10)は光検知器受光部、(13)は
光学ヘッドユニットである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical head unit according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2A, 2B, and 2C are configuration diagrams of an optical head device to which the optical head unit of the embodiment of the present invention is applied, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view of an adjustment method by a twin spot method according to an embodiment of the invention, FIG. 4 is a configuration diagram showing a modified example of the position sensor of the embodiment of the invention, and FIGS. 5A and 5B are configurations showing an optical head device according to a conventional example. FIG. In the figure, (1) is a laser diode, (4) is a flat plate beam splitter, (10) is a photodetector light receiving section, and (13) is an optical head unit. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−57013(JP,A) 特開 昭54−76177(JP,A) 特開 昭59−33641(JP,A) 実開 昭61−170126(JP,U)Continuation of the front page (56) References JP-A-56-57013 (JP, A) JP-A-54-76177 (JP, A) JP-A-59-33641 (JP, A) JP-A-61-170126 (JP, A) , U)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザダイオード光源と、 前記レーザダイオード光源に隣接した位置に収束する戻
りビームを受光し、この戻りビームに基づいて、情報記
録媒体の記録情報と、フォーカス情報と、トラッキング
情報と、を検知する光検知部と、 前記レーザダイオード光源からのレーザビームを表側面
である第1の面で反射して出射し、この反射されたレー
ザビームと同一光路を経て戻ってくる戻りビームを前記
第1の面と対向する裏側面である第2の面で反射して前
記光検知部へ出射する平板光学素子と、を有する光学ヘ
ッドユニットであって、 前記光検知部は、少なくとも4分割された受光検知素子
を含み、前記戻りビームの光収束スポットの位置情報の
検知機能を有しており、 前記レーザダイオード光源と、前記光検知部と、前記平
板光学素子と、を一体的に形成された同一ブロック上に
近接配置し、 前記レーザダイオード光源から前記平板光学素子の第1
の面までの光路長が3mm程度となるように前記レーザダ
イオード光源と前記平板光学素子とを配置し、 前記レーザダイオード光源と、前記光検知部と、前記平
板光学素子と、を前記レーザビーム及び前記戻りビーム
を入出射可能な窓を有する所定パッケージ内に密封した
ことを特徴とする光学ヘッドユニット。
A laser diode light source; a return beam converging at a position adjacent to the laser diode light source; and based on the return beam, record information of an information recording medium, focus information, tracking information, And a laser beam from the laser diode light source is reflected and emitted by the first surface, which is the front surface, and the return beam that returns via the same optical path as the reflected laser beam is emitted. A flat optical element that reflects on a second surface, which is a back surface facing the first surface, and emits the light to the light detection unit, wherein the light detection unit is divided into at least four parts. The laser diode light source, the light detection unit, and the flat plate light. A first element of the flat optical element from the laser diode light source.
The laser diode light source and the flat optical element are arranged so that the optical path length to the surface is about 3 mm, and the laser diode light source, the light detection unit, the flat optical element, the laser beam and The optical head unit is sealed in a predetermined package having a window through which the return beam can enter and exit.
【請求項2】前記平板光学素子の第1の面には回折格子
が配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の光学ヘッドユニット。
2. A first optical element according to claim 1, wherein a diffraction grating is arranged on a first surface of said flat optical element.
An optical head unit according to the item.
【請求項3】前記パッケージは円筒状であり、前記パッ
ケージの中心線と、前記パッケージの窓から出射される
前記平板光学素子の第1の面で反射されたレーザビーム
の光軸とがほぼ等しいことを特徴とする特許請求の範囲
第1項及び第2項のいずれかに記載の光学ヘッドユニッ
ト。
3. The package has a cylindrical shape, and a center line of the package is substantially equal to an optical axis of a laser beam emitted from a window of the package and reflected by a first surface of the flat optical element. The optical head unit according to claim 1, wherein the optical head unit comprises:
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US07/066,009 US4817072A (en) 1986-07-01 1987-06-24 Optical head utilizing diffraction grating
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