JP2662054B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents

光ヘッド装置

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JP2662054B2
JP2662054B2 JP1269358A JP26935889A JP2662054B2 JP 2662054 B2 JP2662054 B2 JP 2662054B2 JP 1269358 A JP1269358 A JP 1269358A JP 26935889 A JP26935889 A JP 26935889A JP 2662054 B2 JP2662054 B2 JP 2662054B2
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慶明 金馬
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光情報装置において、情報の記録または再
生を行う光ヘッド装置および、この光ヘッド装置を構成
するために用いる放射光源と光検出器と電気的入出力接
続手段の一体モジュールに関するものである。
従来の技術 ホログラムを用いて光ヘッドの光学系を簡略化したも
のとして、最近では、第6図に示すようなものがある
(例えば、Wai−Hon Lee“Horographic Optical Head f
or Compact Disc Applications“Optical Engineering
Vol.28 No.6 650−653(1989)−ウェイ・フォン・リー
「ホログラフィック オプティカル ヘッド フォー
コンパクト ディスク アプリケイションズ」オプティ
カル エンジニアリング ボリューム28 ナンバー6
650−653(1989))。第6図において、放射光源1から
出射した光ビーム2はホログラム6を透過して対物レン
ズに入射し、情報担体5の上に集光される。情報担体上
5で反射された光はもとの光路に逆にたどってホログラ
ム6に入射する。ホログラム6には非点収差波面が記録
されており、回折光71を第7図に示すような4分割の光
検出器81で受光することにより、フォーカスエラー信号
(FE)を得る。第7図(b)はジャストフォーカス時の
様子を、(a)と(c)はデフォーカス時の様子を示
す。フォーカスエラー信号FEは、 FE=(S1+S4)−(S2+S3) …(1) という演算によって得ることができる。
ここで放射光源1と光検出器81は光ヘッドの小型化の
ために第8図に示すような基台9に一体化されている。
また、放射光源1を発光させたり、光検出器81から外部
へ出力を取り出すために外部の回路との電気的入出力接
続部が基台9に取り付けられている。第8図のように放
射光源と、光検出器と、外部の回路との電気的入出力接
続部をハイブリッドに形成したものを、以下モジュール
と呼ぶ。このモジュールはいくつかの部品から構成され
るが、このモジュール自体も光ヘッド装置を構成する部
品と見ることができる。このようなモジュールを用いて
光ヘッドを第6図のように構成することにより、光ヘッ
ド光学系がほぼ1本の光軸の近傍にまとまって配置され
ることになり、温度変化や、経時的な歪による部品のず
れから、ほとんど影響を受けることがなく、安定に各種
信号検出を行うことができるという効果がある。さら
に、放射光源1に光検出器81を近接して配置したことに
より、放射光源1と光検出器81を容易に正確な相対位置
を持って組み立てることができる。
ここで、基台の形状は通常半導体レーザーを入れるパ
ッケージと同じで円形であり、底面の大きさは、どの方
向でも同じ(W0=L0)、になっている。
また、小型のプリズムを用いて同様の光ヘッド装置を
構成した例もある(特開昭64−46243)。
発明が解決しようとする課題 光ディスクの形状は面積が広い割に厚みが高々数mmと
薄い形状であるので、この光ディスクに対して記録再生
を行う光情報装置の小型化においては、薄型化が最も重
要な課題である。
しかし、上述の従来の光学系構成によれば、情報担体
5から放射光源1及び光検出器81までの距離が30mm程度
に大きくなるため、光ヘッドに求められる小型化、特に
薄型化が実現できないという課題がある。また、放射光
源1及び光検出器81の入出力端子部分と、外部回路への
電気的入出力接続手段を結ぶ結線の方向がほぼ放射状に
なっており、平行でないために、自動化が困難であった
り、結線を取り付ける工程に時間がかかるという課題が
ある。
そこで本発明では、光ヘッドを薄型化すること、ま
た、そのために最適なモジュールを得ること、及び、組
立工程を簡単にすること、を目的とする。
課題を解決するための手段 本発明では上述の課題を解決するため、光ヘッド装置
は、 放射光源と、光ビームを受光してその光量に応じた出
力を発生するように構成された光検出器と、外部の回路
との電気的入出力接続手段とを有する一体モジュール
と、 前記モジュールから放射される光ビームの光軸をほぼ
垂直に曲げる手段と、前記光ビームの光軸をほぼ垂直に
曲げる手段によって曲げられた光ビームを受けて情報担
体へ収束させる対物レンズと、前記光情報担体上で反射
した光ビームを前記対物レンズを透過させて受けて、前
記光ビームを分岐して前記モジュールの光検出器に導く
分岐手段を具備し、 前記対物レンズの光軸に垂直な面を対物レンズ面と定
義したときに、前記モジュールは、前記モジュールから
出射する光ビームの光軸に略垂直でかつ前記対物レンズ
面に略垂直な方向の長さよりも、前記モジュールから出
射する光ビームの光軸に略垂直でかつ前記対物レンズ面
に略平行な方向の長さの方が長くなる方向に配置されて
いることを特徴とする光ヘッド装置という構成にする
か、 あるいは、 光軸をほぼ垂直に曲げる反射手段を用い、かつ、放射
光源と光検出器と一体化して配置する基台の形状を、放
射光源の放射軸にほぼ垂直で情報担体にはほぼ平行な方
向の長さよりも、放射光源の反射軸にも情報担体にもほ
ぼ垂直な方向の長さを短くする。また、放射光源及び光
検出器の入出力端子部分と、外部回路への電気的入出力
接続手段を結ぶ結線の方向を平行とすることによって、
製造時に結線をすることを容易にし、 この光ヘッド装置に用いられるモジュールは、 放射光源と、光ビームを受光してその光量に応じて出
力を発生するように構成された光検出器と、外部の回路
との電気的入出力接続手段とを同一基台上に具備してい
る放射光源と光検出器と電気的入出力接続手段の一体モ
ジュールであって、 前記基台の形状または、前記モジュールの外形は、 前記モジュールから出射する光ビームの光軸方向から
みた面すなわち、前記光ビームに略垂直な面内におい
て、 第1の方向の長さよりも、前記第1の方向に略垂直な
第2の方向の長さの方が長いことを特徴とするモジュー
ル、という構成にする。
作用 本発明では上述の構成によって、放射光源と光検出器
と外部回路への電気的入出力接続手段をモジュール内に
配置するために十分な面積を確保しながら、かつ、モジ
ュールから出射する光ビームに垂直なある一方向につい
て形状を小さくすることを可能にする。
また、放射光源と光検出器を光ヘッドの厚み方向と直
角方向に並べることができ、このようにして薄くした方
向を、レンズの光軸方向、すなわち情報担体面と垂直な
方向に配置することにより、放射光源と光検出器を配置
する基台あるいはモジュールを、光ヘッドの厚み方向に
対して小型化が実現される。従って、光軸を垂直に曲げ
る折曲げ手段を用いる上に、上記のモジュールを用いる
ことにより、光ヘッド全体として薄型化が可能となる。
また結線方向を結線どうし互いに略平行とすることに
より、同一方向の動作によって結線ができるので、自動
化が容易になる。
実施例 以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。第1図
は本発明の実施例を原理的に説明するための図である。
放射光源1は通常半導体レーザーを用い、場合によって
は波面補正のための光学系を含むが、本発明には直接関
係しないので説明は省略する。
放射光源1を出射しモジュール21を出た光ビーム2
は、情報担体5と略平行な方向に進み、ミラー3によっ
て情報担体5に垂直な方向に光軸をほぼ90゜曲げられた
後、対物レンズ4によって、情報担体5の上に集光され
る。情報担体5の情報記録再生面で反射した光ビーム
は、再び対物レンズ4を透過し、ホログラム6に入射す
る。このとき発生する回折光7は、光検出器8に入射す
る。光検出器8の出力を演算することによってサーボ信
号や情報信号を得ることができる。ここで、フォーカス
エラー信号検出方式としては、非点収差法、ダブルナイ
フエッジ法、スポットサイズディテクション法などを用
いることができる。
また、トラッキングエラー信号検出方式としては、プ
ッシュプル法などのよく知られた方法を用いればよい。
さらに情報信号は、回折光の一部または全部の和から
得ることができる。回折光の一部または全部の和から情
報信号を得ることにより、さらに一層、部品点数削減、
光ヘッド装置の小型化、軽量化、低コスト化を実現でき
るという効果を得ることをできる。
次に放射光源1と光検出器8を一体化する基台また
は、放射光源と光検出器と電気的入出力接続手段を一体
化したモジュールの形状について述べる。第1図に示す
WよりもLを大きくして、Lの延伸方向に放射光源1や
光検出器8を配置して結果としてWを小さくする。例え
ばLを15mm程度にして、Wを3mm程度まで小さくしてし
まう。基台9あるいはモジュール21の外形をこのような
形状にし、このモジュール21を用いて光ヘッドを構成す
ることにより第2図に示す如く支持体5を用いて実装し
た光ヘッドを薄型にすることができる。つまり、対物レ
ンズ4の光軸に垂直な面を対物レンズ面と定義したとき
に、モジュール21は、モジュール21から出射する光ビー
ム2の光軸に略垂直でかつ対物レンズ面に略垂直な方向
の長さよりも、モジュール21から出射する光ビーム2の
光軸に略垂直でかつ対物レンズ面に略平行な方向の長さ
の方が長くなる方向に配置したことにより光ヘッドの薄
型化を実現した。このように本発明と従来例の差異は、
従来例では基台あるいはモジュールの形状がW0=L0であ
るのに対して、本発明では、基台あるいはモジュールの
形状をW>Lとしているところにある。そして、大きさ
の小さい(L)方向を光ヘッド装置の厚み方向に設定し
たことにより光ヘッド装置を薄型化できるという効果を
得ることができる。特に基台を第1図の如く長方形とす
れば、基台の加工が容易であり、また、基台を自動化ラ
インにおいて整然と並べることができるので組立も容易
になる。
なお他の実施例として、第3図のようにホログラム6
をホログラム支持体13を用いて、基台9に一体化するこ
ともできる。このような構成にすると、ホログラム6と
基台1との距離は支持体13によって決定され、その距離
の精度は容易に向上させることができる。また、ホログ
ラム支持体13を回転することにより、ホログラムを回転
して容易に回折光7を光検出器8の上で位置合わせする
こともできる。
さらに他の実施例として、上述のような形状の基台上
において、第4図のように外部回路との電気的入出力接
続手段10を基台の長い方向に関して両端に集める。この
ようにすることによって、基台またはモジュールの短い
方向の長さを少くしも長くすることなく外部回路との電
気的入出力接続手段10を設置するスペースを取ることが
できるという効果がある。また、入出力端子部分11との
結線をすべて平行に配置することによって、組立時に結
線を同一方向の動きだけによって行うことが可能にな
り、自動化が容易で、かつ、工程時間も短縮できる。
さらにまた、他の実施例として、第5図のように反射
型ホログラム63を用いて、ミラーとホログラムの機能を
兼ねさせることも可能である。このような構成を用いれ
ば、部品点数をさらに削減することができ、光ヘッド装
置を小型化、薄型化、軽量化、低コスト化できるという
効果がある。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は基台の形状
を、情報担体に垂直な辺の長さを短くすることによっ
て、光ヘッドの薄型化ができるというすぐれた効果を有
する。また、外部回路との電気的入出力接続手段を基台
の長い方向に関して両端に集める。このようにすること
によって、基台またはモジュールの短い方向の長さを少
しも長くすることなく外部回路との電気的入出力接続手
段を設置するスペースを取ることができるという効果が
ある。さらに、外部回路との電気的入出力接続手段と、
放射光源や光検出器とを結ぶ、結線をほぼ平行にするこ
とによって、組立工程を簡素化し、コストダウンを図れ
るという効果を有し、本発明は小型で高性能な光ヘッド
の容易な実現に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の光ヘッドの透視図、第2図
は本発明の一実施例の光ヘッドの斜投影図、第3図は本
発明の他の実施例の光ヘッドの透視図、第4図は本発明
のさらに他の実施例における要部の斜投影図、第5図は
本発明のさらに他の実施例の光ヘッドの透視図、第6図
は従来例の構成を示す断面図、第7図は従来例における
光検出器上でのフォーカスエラー信号検出用の回折光の
様子を示す図、第8図は従来例における要部の構成、形
状を示す斜投影図である。 1……放射光源、2……光ビーム、3……ミラー、4…
…対物レンズ、5……情報担体、6……ホログラム、7
……回折光、8……光検出器、9……基台、10……電気
的入出力接続手段、11……入出力端子部分、12……結
線、13……ホログラム支持体、63……反射型ホログラ
ム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−122042(JP,A) 特開 昭63−3474(JP,A) 特開 昭61−294646(JP,A)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザーと、光ビームを受光してそ
    の光量に応じた出力を発生するように構成され、かつ、
    前記半導体レーザーに近接して配置された光検出器と、
    外部の回路との電気的入出力接続手段とを有する一体モ
    ジュールと、 前記一体モジュールから放射される光ビームの光軸を反
    射によって、曲げる光軸の折曲げ手段と、前記光軸の折
    曲げ手段によって曲げられた光ビームを受けて情報担体
    へ収束させる屈折型の対物レンズと、前記光情報担体上
    で反射した光ビームを前記屈折型の対物レンズを透過さ
    せて受けて、前記光ビームを分岐して前記一体モジュー
    ル内の前記半導体レーザー付近に配置された前記光検出
    器に導く分岐手段を具備し、 前記分岐手段は前記光ビームを受けて回折光を発生する
    ホログラムであり、 前記光検出器を配置する基台は前記ホログラムの構成部
    材とは別部材からなる構成であり、 前記一体モジュール内において、前記半導体レーザーの
    発光点の近傍には自由空間があり、前記半導体レーザー
    から放射される光ビームは、前記光ビームの光軸の全周
    囲方向に広がり、 前記屈折型の対物レンズの光軸に垂直な面を対物レンズ
    面と定義したときに、前記一体モジュールから放射され
    た直後の光ビームの光軸は前記対物レンズ面に略平行で
    あり、 前記光検出器の出力よりフォーカスエラー信号とトラッ
    キングエラー信号を検出し、 前記一体モジュールは、前記対物レンズ面に略垂直な方
    向の長さよりも、前記一体モジュールから出射する光ビ
    ームの光軸に略垂直でかつ前記対物レンズ面に略平行な
    方向の長さの方が長くなる方向に配置されていることを
    特徴とする光ヘッド装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の光ヘッド装置であって、 前記電気的入出力接続部は半導体レーザーと光検出器と
    電気的入出力接続手段の一体モジュールから出射する光
    ビームの光軸に略垂直でかつ前記対物レンズ面に略平行
    な方向に関して、前記半導体レーザーと前記光検出器よ
    り外側の両端に配置されていることを特徴とする光ヘッ
    ド装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の光ヘッド装置で
    あって、半導体レーザーと光検出器を前記対物レンズ面
    に略平行な方向に並べたことを特徴とする光ヘッド装
    置。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の光ヘッド
    装置であって、反射を利用した光軸の折曲げ手段が反射
    ミラーであることを特徴とする光ヘッド装置。
  5. 【請求項5】請求項4に記載の光ヘッド装置であって、
    ホログラムを、ホログラム支持体を介して、半導体レー
    ザーと光検出器が配置された一体モジュールに一体化
    し、前記ホログラムによって前記一体モジュール内に閉
    空間をつくり、前記閉空間内に前記半導体レーザーと前
    記光検出を近接して配置することを特徴とする光ヘッド
    装置。
  6. 【請求項6】請求項1〜3のいずれかに記載の光ヘッド
    装置であって、光軸の折曲げ手段と光ビームを分岐する
    分岐手段を兼ねるものが、反射型ホログラムであること
    を特徴とする光ヘッド装置。
  7. 【請求項7】請求項1〜6のいずれかに記載の光ヘッド
    装置であって、 一体モジュールと外部回路の電気的入出力接続手段と、
    半導体レーザー及び光検出器の入出力端子部分とを結ぶ
    結線がほぼ平行であることを特徴とする光ヘッド装置。
  8. 【請求項8】半導体レーザーと、光ビームを受光してそ
    の光量に応じた出力を発生するように構成され、かつ、
    前記半導体レーザーに近接して配置された光検出器と、
    外部の回路との電気的入出力接続手段とを有する一体化
    モジュールと、 前記一体モジュールから放射される光ビームの光軸を反
    射によって、ほぼ垂直に曲げる光軸の折曲げ手段と、前
    記光軸の折曲げ手段によって曲げられた光ビームを受け
    て情報担体へ収束させる屈折型の対物レンズと、前記光
    情報担体上で反射した光ビームを前記屈折型の対物レン
    ズを透過させて受けて、前記光ビームを分岐して前記一
    体モジュール内の前記半導体レーザー付近に配置された
    光検出器に導く分岐手段を具備し、 前記分岐手段は前記光ビームを受けて回折光を発生する
    ホログラムであり、 前記光検出器を配置する基台は前記ホログラムの構成部
    材とは別部材からなる構成であり、 前記一体モジュール内において、前記半導体レーザーの
    発光点の近傍には自由空間があり、前記半導体レーザー
    から放射される光ビームは、前記光ビームの光軸の全周
    囲方向に広がり、 前記屈折型の対物レンズの光軸に垂直な面を対物レンズ
    面と定義したときに、前記一体モジュールから放射され
    た直後の前記光ビームの光軸は前記対物レンズ面に略平
    行であり、 前記一体モジュールは、前記対物レンズ面に略垂直な方
    向の長さよりも、前記一体モジュールから出射する光ビ
    ームの光軸に略垂直でかつ前記対物レンズ面に略平行な
    方向の長さの方が長くなる方向に配置されていることを
    特徴とする光ヘッド装置を組立てる方法であって、 前記分岐手段と前記一体モジュールを相対的に回転して
    前記光検出器上での前記回折光の位置を調整する工程を
    有することを特徴とする光ヘッド装置組立方法。
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