JP3607741B2 - 光学ヘッド装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は記録媒体に対し光学的に情報の記録または再生を行う情報記録再生装置における光学ヘッド装置に関する。
【0002】
【従来技術】
光ディスク装置等の光学式記録再生装置においては、光ビームにより光学的に情報の記録或いは再生等を行う光学ヘッド装置或いは光学式ピックアップ装置が使用される。例えば、第1の従来例としての特開平5−232321号公報には、その公報の図9に示すように小型の光学系を構成するために、回折格子24を反射型として光の入射角度を45度とし、対向面の斜面にブレーズ化ホログラム面を設けて、レーザダイオードに近接した光検出器があり、記録媒体で反射した光ビームは対物レンズを透過して戻り、ホログラム102に入射する。
【0003】
このホログラムから生ずる復路の+1次回折光は反射ミラー25で反射して光検出器7に入射し、光検出器7の出力を演算することによってサーボ信号及び情報信号を得ている。また、第2の従来例としての特開平4−102239号公報には、その公報の図9(A)に示すように、半導体基板1上に凹レンズ部16aを有するコリメータレンズ16及び偏光ビームスプリッタ17があり、上記基板上には光検出器12,13及びモニタ用光学器15を設け、半導体レーザ(面発光用)が埋め込まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記第1の従来例の特開平5−232321号公報においては、以下の問題点が存在する。
(1)半導体基板又は筐体上との接触面又は表面における斜面上にブレーズ化した反射型ホログラムを形成するのは工程上複雑で高価となる。又、ブレーズ化したホログラム素子上に埃が堆積すると回折効率が低下する。
(2)特開平5−232321号公報の図8に開示されているように対物レンズ4を埋め込み、空気中に含まれている埃が筐体14内の反射型ホログラム105に付着しないように保護されている。しかし、反射型ホログラム105に比べて対物レンズ4が小さく、筐体14の斜面上に反射型ホログラム105に位置決め調整後、固着する工程が複雑である。
【0005】
また、第2の従来例の特開平4−102239号公報においては、以下の問題点が存在する。偏光ビームスプリッタとホログラムレンズを半導体基板上に形成し又は接合するため部品点数が増え安価な光学ピックアップとならない。
【0006】
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、埃の影響を受けることなく、かつ組立てを容易にできる等の特徴を備えた光学ヘッド装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記目的を達成する請求項1に係る発明は、光ビームを発生する半導体レーザと、該半導体レーザからの光ビームを記録媒体上に集光する非球面の対物レンズと、前記記録媒体上で反射した光ビームを受光するための光検出器と、前記記録媒体上で反射した光ビームを回折させて前記光検出器へ導くためのホログラム素子とを備えた光学ヘッド装置において、前記記録媒体面と平行な面と、該面と鋭角を成す斜面を有する台形状の透明基板と、前記透明基板の斜面に形成され、光ビームを反射させて光路を変更させる反射部と、光ビームが通る開口に前記対物レンズと前記ホログラム素子を保持した対物レンズホルダとを有し、前記反射部で反射された光ビームの光路上に前記対物レンズが位置するように、前記対物レンズホルダを前記透明基板における前記記録媒体と平行な面上に接合して、前記ホログラム素子を、その両面を空間にさらした状態で、前記対物レンズ、前記対物レンズホルダ及び前記透明基板により密封することにより、前記ホログラム素子が埃の影響を受けず、かつ前記ホログラム素子の歪みを防止できる構造にしている。
また、請求項2に係る発明は、光ビームを発生する半導体レーザと、該半導体レーザからの光ビームを記録媒体上に集光する非球面の対物レンズと、前記記録媒体上で反射した光ビームを受光するための光検出器と、前記記録媒体上で反射した光ビームを回折させて前記光検出器へ導くためのホログラム素子とを備えた光学ヘッド装置において、前記記録媒体面と平行な面と、該面と互いに鋭角を成す2つの斜面とを有する台形状の透明基板と、前記透明基板の2つの斜面にそれぞれ形成され、光ビームを反射させて光路を変更させる2つの反射部と、前記対物レンズ及び前記ホログラム素子を保持した対物レンズホルダと、前記半導体レーザと光検出器とをパッケージ化した半導体レーザユニットを有し、前記半導体レーザユニットからの光ビームを前記一方の反射部に入射させ、前記他方の反射部で反射された光ビームの光路上に前記対物レンズが位置するように、前記半導体レーザユニット及び前記対物レンズホルダを前記透明基板における前記記録媒体と平行な面上に接合して、前記ホログラム素子を、その両面を空間にさらした状態で、前記対物レンズ、前記対物レンズホルダ及び前記透明基板により密封して、前記ホログラム素子が埃の影響を受けず、かつ前記ホログラム素子の歪みを防止できる構造にし、しかも前記透明基板における前記記録媒体と平行な面に前記対物レンズホルダや前記半導体レーザユニットを配置することにより、高精度の位置決めを必要とせず、組立てを容易に行うことができる構造にしている。
【0008】
【実施例】
図1は本発明の第1実施例の光学ヘッド装置1の構成を示す。この図1に示す光学ヘッド装置1は情報が記録される記録媒体2に対向して配置され、この光学ヘッド装置1は光学ヘッド装置本体(以下、単に本体と略記)3の周囲にアクチュエータ4をユニットホルダ5を介して取り付けている。
【0009】
このユニットホルダ5の内側の本体3は、上部側に台形状の凹部を、半導体基板又は磁性或いは非磁性の金属からなる基板等の部材で形成し、この凹部にガラスやPMMA、又はポリカーボネート等のプラスチック等の透明な部材で形成された台形状の透明基板6が収納され、接着剤等で固着されて(本体3が)形成されている。この透明基板6には本体3の凹部の斜面に対応する斜面部が形成されている。本実施例ではその斜面部の角度θ0を32.5度に設定している。この台形状の透明基板6の斜面部には誘電体多層膜等からなる第1及び第2のミラー反射部7a,7bが設けてある。
【0010】
この透明基板6における長手方向の一方の端部側で、記録媒体2側となる表面には半導体レーザ(以下、LDと略記)8と光検出器9とをパッケージ化したLDユニット11が接着等で固着されており、LD8から透明基板6に垂直に入射されるレーザ光は対向する第1のミラー反射部7aで反射されるようにしている。
【0011】
このLD8の近傍に配置される光検出器9は複数個の光検出素子に分割して形成され、複数個の光検出素子の出力からビームサイズ法又はフーコー法によるフォーカス制御、プッシュプル法によるトラッキング制御を行うことができるようにしている。また、透明基板6における長手方向の他方の端部側で、記録媒体2側となる表面には非球面の対物レンズ12が固着された対物レンズホルダ(以下、単にレンズホルダと略記)13が位置決めされて接着剤等で固着されている。このレンズホルダ13における対物レンズ12の光軸にその中心が一致するように形成した開口には1/4波長板14と、記録媒体2で反射された光を光検出器9側に導くように回折機能を有する偏光性ホログラム(あるいは偏光ホログラム)15とが固着されている。
【0012】
そして、上記第2のミラー反射部7bで反射される光ビームは、このミラー反射部7bに対向する対物レンズ12により集光された記録媒体2に照射されるようにしている。上記偏光性ホログラム15は例えばLiNbO3 (ニオブ酸リチウム)の基板上にプロトン交換エッチング法により形成され、この偏光性ホログラム15は入射光の偏光方向に応じて回折する特性を有する。具体的にはS偏光の光に対しては回折し、P偏光の光に対しては透過する。また、この偏光性ホログラム15等のホログラム素子を用いた時は、その回折格子面と1/4波長板14とは重ねないようにし、透明基板6上面とは隙間を持たせることで、回折格子の歪みを防止できる。
【0013】
また、透明基板6における長手方向のほぼ中央位置で、記録媒体2側となる表面にはシール材16が透明基板6の屈折率より比較的小さい屈折率を有する接着剤等で固着され、この部分に埃が付着するのを防止するようにしている。全反射されるための光が当たる部分の透明基板6表面を避けて、その周囲でシール材16を接着剤で固着するようにしていも良い。この場合には任意の接着剤を使用できる。
【0014】
この実施例では本体3に台形状の透明基板6を収納し、この透明基板6の2つの斜面部にミラー反射部7a,7bを取付け、かつ記録媒体2と殆ど平行となる上面でそれぞれミラー反射部7a,7bに対向する位置にLDユニット11及びレンズホルダ13を取付け、かつ透明基板6の上面の光を反射させる部分をシール材16で覆う構造にしている。つまりミラー反射部7a,7bを除く光学素子を透明基板6の記録媒体2側の上面に設ける構造にしている。そして、組立て作業を行い易くしていることが特徴の1つとなっている。
【0015】
また、レンズホルダ13内にホログラム素子を密封するように収納して、埃の影響を受けないようにしていることも特徴の1つとなっている。なお、図1において、透明基板6の底面から対物レンズ12の記録媒体2側の凸面までの高さL1は例えば5.5mmであり、透明基板6の長手方向の長さL2は例えば16mmである。また、図1の透明基板6の幅(紙面に垂直な方向の長さ)は例えば6.5mmである。
【0016】
なお、上記構成では本体3は台形状凹部を有する部材に透明基板6を収納し、固着したもので構成されると説明したが、本体3は透明基板6の底部側を単に底板部材などで密封する構造にしても良いし、ミラー反射部7a,7bが埃の影響を受けない多層膜構造の場合には底部側は開口し、透明基板6の底部側が露出する状態の構造でも良い。
【0017】
次にこの第1実施例の作用を説明する。LD8から出射された光ビームは台形状の透明基板6に入射され、この透明基板6の斜面に設けた誘電体多層膜による第1のミラー反射部7aに入射角θi=32.5度で入射し、反射され、斜め上方側に進行し、シール材16で表面が保護された透明基板6の上面で全反射して斜め下方に進行し、透明基板6の斜面に設けた誘電体多層膜による第2のミラー反射部7bで反射され、上方側に進行する。
【0018】
そして、偏光性ホログラム15には例えばP偏光で入射され、この偏光性ホログラム15を透過した光は1/4波長板14を透過して円偏光の光ビームになり、対物レンズ12により集光されて記録媒体2に照射される。この記録媒体2で反射された光ビームは対物レンズ12を介して1/4波長板14を透過することにより円偏光の光ビームは直線偏光となり、往路とは偏光方向が90度変換されるので、偏光性ホログラム15にはS偏光の光ビームで入射される。
【0019】
前記S偏光の光ビームは偏光ホログラム15を透過すると回折され、往路光の光軸とずれてミラー反射部7bに入射される。この回折光は透明基板6の斜面の第2のミラー反射部7bで反射されて斜め上方に進行し、透明基板6の上面で全反射して斜め下方に進行し、透明基板6の斜面の第1のミラー反射部7aで反射され、上方側に進行する。
【0020】
そして、透明基板6を透過し、対向する光検出器9で受光され、記録媒体2に記録された情報信号、制御信号が出力される。この構成ではLD8への戻り光の光量を少なくできるので、ノイズの影響を少なくできる。また、この第1実施例によれば、以下の効果がある。
(1)透明基板6の記録媒体2側の表面に、ミラー反射部7a,7bを除くすべての光学素子、LD8及び光検出器9を設けたLDホルダ11、偏光性ホログラム15及び対物レンズ12を配置した構成であるので、一方向即ち図1を参照すると上の方向から光学部品を組立てていくことができ、組立てを容易に且つ精度良く行うことができる。
(2)同一面上に光学素子を配置することにより、従来例における斜面に形成された反射型ホログラム面と入射ビームの傾き調整が不要となり、組立てが容易となる。
(3)偏光性ホログラム15は対物レンズ12で密封されるので埃の影響を受けない。
(4)透明基板6上の一表面上に偏光性ホログラム15を配置することによって、偏光プリズムが不要となり、部品点数が削減でき、位置決めが容易となる。
(5)ミラー反射部7a,7bで2回反射させることにより、LDユニット11とレンズホルダ13とを透明基板6の記録媒体2側の一方の面に配置できるので、光学ヘッド装置1を薄型化できる。
(6)ミラー反射部7a,7bが形成されている透明基板6の斜面の角度θ0を45度よりも小さくし、透明基板6の上面にて光を一回反射させることで、光路長を大きくすることができ、対物レンズ12の瞳上での光スポット径を大きくすることができる。また、透明基板6を薄く形成することができ、光学ヘッドの薄型化が可能となる。
【0021】
例えば、特開平5−232321号公報に開示の有限系光学ピックアップにおいては、半導体レーザの発光点と対物レンズの瞳までの距離をレンズ口径を満たす光束にしないと媒体上での光スポット径が十分小さくすることができず、光学ヘッドの薄型化を妨げていた。これに対し、この実施例では上記6のように光学ヘッドの薄型化が可能となる。
【0022】
なお、本実施例では、斜面の角度θ0を45度よりも小さく(θ0=32.5度)し、透明基板6の上面で一回反射させているが、斜面の角度θ0を45度とし、ミラー反射部7aで反射した光をミラー反射部7bに直接入射させるような構成を採用しても本発明の目的は達成される。
【0023】
図2は本発明の第2実施例の光学ヘッド装置21を示す。この光学ヘッド装置21は図1の第1実施例において、1/4波長板14及びLiNbO3 基板の偏光性ホログラム15を除去し、この偏光性ホログラム15が配置された位置にビームスプリッタの機能を有するビームスプリッタ用ホログラム22を設け、かつ第1のミラー反射部7aで反射された光ビームが当たる透明基板6の上面に3ビーム用回折格子23を形成し、その3ビーム用回折格子を覆うようにシール材16を接着した構成にしている。その他の構成は図1の第1実施例と同様であり、その説明を省略する。次に作用を説明する。LD8から出射された光ビームは第1のミラー反射部7aで全反射した後、回折格子23に入射する。このとき回折格子23を通過した光ビームは0次、±1次の3本の光ビームになり、第2のミラー反射部7bで全反射した後、上方に進行し、ビームスプリッタ用ホログラム22を通過した光は対物レンズ12を介して記録媒体2に集光照射される。
【0024】
記録媒体2で反射された光ビームは対物レンズ12を介してビームスプリッタ用ホログラム22に入射される。この3本の光ビームの回折光は第2のミラー反射部7b、透明基板6の上面部及び第1のミラー反射部7aで全反射された後、複数個に分割された光検出器9で受光され、情報信号及び制御信号が生成される。
【0025】
この実施例では、回折格子23によって生成される±1次光であって、記録媒体2からビームスプリッタ用ホログラム22を介して生成される回折光からトラッキング信号が得られ、回折格子23によって生成される0次光であって、記録媒体からビームスプリッタ用ホログラム22を介して生成される回折光からフォーカス制御信号及び情報信号が得られるようになっている。
【0026】
この第2実施例によれば、以下の効果がある。
(1)透明基板6の記録媒体2側の表面に、ミラー反射部7a,7bを除く全ての光学素子、LD8及び光検出器9を設けたLDユニット11、ビームスプリッタ用ホログラム22及び対物レンズ12を配置した構成であるので、個々の部品の精度が上がり、高精度の位置決めを必要とせず、組立てが容易に行うことができる。
(2)同一面上に光学素子を配置することにより、従来例における斜面に形成された反射型ホログラム面と入射ビームの傾き調整が不要となり組立てが容易となる。
(3)表面上に形成された回折格子23などのホログラム素子の埃への影響をうけることがない。
(4)透明基板6上の一表面上に回折格子23を形成し、ビームスプリッタ用ホログラム22をレンズホルダ13に保持することによって、偏光プリズムが不要となり部品点数が削減でき、位置決めが不要となる。
(5)ミラー反射部7a,7bで2回反射させることにより、LDユニット11とレンズホルダ13とを透明基板6の記録媒体2側の一方の面に配置できるので、光学ヘッド装置21を薄型化できる。
【0027】
なお、図2の3ビーム用回折格子23に代えて、偏光性ホログラムを形成し、レンズホルダの開口内に1/4波長板を接着剤で固定し、透明基板6上の偏光性ホログラムを覆うようにLDユニットを延ばしたレンズホルダの構造としても良い。
【0028】
図3(A)は本発明とともに開発した第1参考例における光学ヘッド装置31の主要部を示す。この第1参考例は第1実施例等を改良したものである。有限光学系の中で対物レンズ12の近傍にホログラム素子を配置すると、入射角依存性について検討する必要がある。すなわち、LD8からの光ビームがホログラム素子で回折され、複数の不要な回折光が発生する。対物レンズ12を透過した収束光は、記録媒体2上に集光する。そして記録媒体2上で反射した光が戻り光となり、迷光としてノイズの発生源になる。
【0029】
これを解決するために、第1実施例において、1/4波長板14と偏光性ホログラム15との間に別のホログラム、例えば入射角依存性の高いホログラムと、入射角依存性の低い偏光性ホログラムとを介装することによって偏光性ホログラムで回折した光ビームは入射角依存性の高いホログラムにより記録媒体2で収束しないようにして迷光の影響を軽減すると良い。以下にその具体例を示す。
【0030】
この図3(A)に示す第1参考例では、例えば図1の第1実施例におけるレンズホルダ13の開口に入射角依存性の低い第1ホログラム32と、入射角依存性の高い第2のホログラム33、これらの間にコリメータレンズ機能を持った第3のホログラム34と、1/4波長板14とを挟み接合し、レンズホルダ13の開口を対物レンズ12で密封する(開口の下側は透明基板で密封する)構造であり、入射角依存性の低いホログラム32を偏光性ホログラムとする。
【0031】
なお、図3(A)におけるレンズホルダ13の下側の構成は実際には図1と同様の構成であり、透明基板6等を省略した状態でLD8、光検出器9等を示している。この第1参考例によれば、第1実施例の光ヘッド装置と同様の効果を有すると共に、以下の効果も有する。
【0032】
偏光性ホログラム32によって生成される回折光が記録媒体2で収束されず、またその回折光が記録媒体2で反射され対物レンズに戻ってきたとしても、その光量は微量であるので、LD8への迷光によるノイズの影響を除去することができる。例えば特開平4−102239号公報では半導体基板にコリメータレンズを形成するには凹凸レンズ部を有することから部品点数、組立工数が増え、コストアップとなっていたが、本実施例ではコリメータレンズ機能を有するホログラム34をレンズホルダ13内に他の光学素子と共に配置することによりその機能を果たすようにできるため、組立の工数を削減でき、調整も容易になってコストを下げることが可能になる。
【0033】
図3(B)は第1参考例の変形例の光学ヘッド装置31´を示す。この変形例では図1のレンズホルダ13の開口に、入射角依存性の低い第1のホログラム32と、入射角依存性の高い第2のホログラム33と、1/4波長板14とを挟み接合し、対物レンズ12でレンズホルダ13の開口の上部側を密封する構造であり、入射角依存性の低い第1のホログラムを偏光性ホログラムとする。その他は図1と同様の構成である。また、この変形例の効果は図3(A)と同様の効果を有する。
【0034】
また、第1のホログラム32と第2のホログラム33を組み合わせることなく、第1のホログラム32を光軸に対して傾けて配置することにより、±1次回折光の集光点を記録媒体2の面上からずらすことでも良い。
【0035】
図4は本発明の第3実施例の光学ヘッド装置41を示す。この実施例は光磁気記録媒体42に対して光磁気的に記録情報を検出(再生)する光学系に使用するものである。この実施例ではレンズホルダ13に光磁気記録媒体42に対向して非球面の対物レンズ12が保持され、さらにこの対物レンズ12の光束の中央部を回折する偏光性ホログラム43が保持されている。この偏光性ホログラム43は、紙面に垂直な偏光成分の例えば80%以上を反射回折し、20%以下を透過し、紙面内の偏光成分を100%透過する。
【0036】
また、この実施例ではLD8の出射光軸に対して45度に傾斜した平行平面板45を台座46に固定する。この平行平面板45は楔状の複屈折性の結晶板を張り合わせて形成されたもので、LD8側の表面には誘電体多層膜45aが形成されている。このパッケージ44には複数の光検出器47,48が埋設されており、偏光性ホログラム43の回折光を受光してLD8の前方光をモニタする光検出器47と、光磁気信号とフォーカス及びトラックエラー信号を得るための、例えば4分割光検出素子からなる光検出器48とからなる。そして台座46にはこれらの光検出器47,48へ導くための貫通穴が設けてある。
【0037】
制御信号は非点収差方式によるフォーカスエラー信号を検出して、光学系全体をアクチュエータによって制御する。光磁気信号は結晶板からの常光と異常光との差信号によって検出される。又、パッケージ44の高さは図1の透明基板上との接触面にするために結晶板の平行平面板45の上部よりδだけ飛び出している。
【0038】
次にこの実施例の作用を説明する。LD8から出射した紙面に垂直な直線偏光の光ビームは平行平面板45の表面の誘電体多層膜45a上で反射して、偏光性ホログラム43の周辺光と、偏光性ホログラム43内の一部を透過した光ビームが対物レンズ12で光磁気記録媒体42へ集光される。
【0039】
一方、偏光性ホログラム43で反射回折した回折光はLDユニットの光検出器47で受光され、その出力に基づいて図示されないAPC(オートパワーコントロール)回路を経てLD8は光量制御される。又、光磁気記録媒体42で反射した光ビームはカー回転角を含んでおり、対物レンズ12、偏光性ホログラム43を透過して結晶板で常光と異常光との3本に分離され、それぞれの光検出器48で受光されて出力信号を得る。
【0040】
常光の光ビームは平行平面板を透過して非点収差を持たせる作用になっている。この実施例はLDユニット内に検光子として機能する結晶板を配置することで、光学ヘッド装置41を小型化するこができる。
【0041】
なお、例えば図1において、例えば光検出器9を透明基板6の上面にほぼ密着させるように取り付けるようにしても良い。また、例えば図1において、透明基板6の記録媒体2側の面は、記録媒体2と平行な平面であるが、例えばレンズホルダ13或いはLDユニット11が接合などで取り付けられる或いは固着される平面部分を段差を有する面にして、高さL1を小さくする(薄型化する)ようにしても良い。
【0042】
図5は本発明とともに開発した第2参考例における光学ヘッド装置を示す。この光学ヘッド装置51は斜面部の角度θ0を45度に設定した台形状の透明基板56を用いており、その斜面部には第1実施例と同様に誘電体多層膜からなる第1及び第2のミラー反射部7a,7bが設けられている。尚、アクチュエータは第1実施例と同様なので説明及び図示することを省略している。
【0043】
この透明基板56における長手方向の一方の端部側(図中左側)で、記録媒体2側となる表面にはLD8、ビームスプリッタスプリッタ機能と検光子機能を有する楔状のプリズムを2枚張り合わせた平行平面板55、前方モニタ用光検出器57及び光検出器58とをパッケージ54に収納しパッケージ化したLDユニット53が接着剤等で固着されている。
【0044】
また、透明基板6における長手方向の他方の端部側(図中右側)で、記録媒体2側となる表面には非球面の対物レンズ12が位置決めされて接着剤で直接固着されている。次にLDユニット53について説明する。LDユニット53は上記した通り、パッケージ54にLD8と平行平面板55と前方モニタ用光検出器57と光検出器58が固着されていることにより構成されている。
【0045】
LD8と平行平面板55は、LD8からの光ビームが平行平面板55に対し45度の角度で入射するようにパッケージ54に固着される。平行平面板55におけるLD8と対向する面には誘電体多層膜が、またその裏面には反射防止膜がコーティングされている。また、その裏面には平行平面板55にて反射せずに透過してくるLDからの光ビームをモニタする前方モニタ用光検出器57が直接固着されている。
【0046】
パッケージ54における平行平面板55の裏面と光学的に対向する部分には開口が形成されており、その開口に光検出器58が固着された光検出器ホルダ59が嵌め込まれ、光検出器ホルダ59のフランジ部分がパッケージ54の外表面に当て付いた状態で固着されている。このパッケージ54の外表面はLD8から出射される光ビームの光軸と平行であり、光検出器58の受光面とも平行に形成されている。尚、光検出器ホルダ59のフランジ部分がパッケージ54の外表面に当て付いた状態で、光検出器58はLD8に対し光学的共役の位置にその受光面が一致するようになっている。
【0047】
この光検出器58はLDユニット53が透明基板56上に固着された後でも位置調整が可能な構成となっている。つまり各光学素子の組付け位置等のばらつき等で光検出器58へ入射する光ビームの光軸が若干ずれる場合があり、そのような不具合が生じても対処できるように透明基板56へLDユニット53を固着した後でも光検出器58を固着した光検出器ホルダ59のフランジ部をパッケージ54の外表面上で摺動させることで光検出器58の位置調整をできるようにしている。
【0048】
次に本参考例の作用を説明する。LD8から出射される光ビームは平行平面板55で反射され、透明基板6に垂直に入射され、対向する第1のミラー反射部7aで反射され、第1の反射ミラーと光学的に対向する第2の反射ミラーで反射され、対物レンズ12に入射し集光されて記録媒体2に照射される。
【0049】
記録媒体2で反射された光ビームはカー回転角を含んでおり、対物レンズ12を透過し、第2及び第1のミラー反射部7b,7aで反射され透明基板56を出射し平行平面板55に入射する。光ビームはこの平行平面板55を透過することにより常光及び異常光から構成される3本の光ビームに分割され、それぞれ光検出器58によって受光され情報信号及び制御信号を出力する。
【0050】
尚、LD8から出射された光ビームは平行平面板55によって全成分が反射されるわけではなく、若干平行平面板55を透過する成分もあり、この透過した光ビームは前方モニタ用光検出器57によって受光され、図示しないAPC回路を経てLDの光量制御が行われる。本参考例によれば以下の効果を奏する。
(1)透明基板56に対し、対物レンズ12及びLDユニット53を一方向(図5中上側)から組み付けていくことができるので、容易にかつ、高精度に組み付けが行える。
(2)透明基板56に対し、対物レンズ12及びLDユニット53を直接固着したので、埃による悪影響を受けにくい。
(3)同一面上に光学素子を配置することにより、従来例における斜面に形成された反射型ホログラム面と入射ビームの傾き調整が不要となり組立てが容易となる。
(4)各光学素子の配置ずれによって引き起こされる光ビームの光軸ずれに対して、光検出器ホルダ59をパッケージ54の外表面上を当て付けて摺動させて光検出器58を位置調整することで、LDユニット53を透明基板56に固着したあとでも光軸ずれを吸収することができる。
【0051】
図6に本発明の第4実施例を示す。尚、図6では透明基板及びミラー反射部を省略している。この実施例では図示しないレンズホルダ(図4のレンズホルダ13を参考)に光磁気記録媒体2に対向して非球面の対物レンズ12が保持され、さらにコリメータ機能とビームスプリッタ機能を持たせたホログラムレンズ63が保持されている。このホログラムレンズ63は、その中央部が反射型ホログラムレンズになっており、中央部以外は偏光特性を持たないようにしている。
【0052】
本実施例のLDユニットは、パッケージ72の中にLD8の出射光軸に対して45度に傾斜した平行平面板65が台座66に固定されている。この平行平面板65は楔状の複屈折性の結晶板を張り合わせて形成されたものである。光検出器67,68は光検出器ホルダ71に埋設されており、光検出器67はホログラムレンズ63での反射光を受光しLD8の前方光をモニタするため光検出器であり、光検出器68は光磁気信号とフォーカス及びトラッキングエラー信号を得るための、例えば6分割光検出素子からなる光検出器である。台座66にはこれらの光検出器67,68へ導くための貫通孔が設けてある。
【0053】
パッケージ72の底部には開口69が形成されており、後述するが光検出器67,68の位置調整のために用いられる。また、パッケージ72の高さは図1の透明基板上との接触面にするために結晶板の平行平面板65の上部よりδだけ飛び出している。本実施例の作用についてはLD8から出射された発散光がホログラムレンズ63にて平行光にされて対物レンズ12に入射される以外、第3実施例と同様なので説明を省略する。
【0054】
次に光検出器67,68の位置調整について説明する。パッケージ72に形成された開口69にマニピュレータを挿入し、この開口69から光検出器ホルダ71をマニピュレータにて光検出器67,68に入射する光ビームの光軸と直交する方向に微動させることによって、光検出器67,68の位置の調整を行う。調整が終了したら開口69から接着剤を投入し、光検出器ホルダ71を固着する。
【0055】
光検出器67,68の位置調整は図示しない透明基板(図1に記載の透明基板と同様)にLDユニット及び図示しないレンズホルダを固着してから行う。これは対物レンズ12、ホログラムレンズ63、平行平面板65、LD8などの光学素子の組付け精度のばらつきから生じる光ビームの光軸ずれを除去するためであって、これらの光学素子が組み付けられた状態で光検出器67,68の位置を調整することでより有効に光ビームの光軸ずれを除去することが可能となる。 尚、本実施例のホログラムレンズ63を用いることで光磁気記録媒体面に照射される光ビームの収差が少なくできる。
【0056】
次に本発明とともに開発した光学ヘッド装置の第3参考例を図7を参照して説明する。本参考例は第2参考例の変形例であって、透明基板は台形状のプリズムではなく直角2等辺三角形状のプリズム(以下、単に三角プリズムと呼ぶ)としている。尚、第2参考例と説明が重複する部分は省略する。また、第2参考例と同一部材には同じ符号を付してある。
【0057】
三角プリズム6´の上面には対物レンズ12が、側面にはLDユニット53がそれぞれ接着剤で固着されている。本参考例によれば、第2参考例のように透明基板6の同一面上に対物レンズ12及びLDユニット53を固着していないので、第2参考例と比較し組立性や位置決め精度については若干劣るかもしれないが、透明基板6を三角プリズム6´とすることで光学ヘッド装置を小型に形成するといった効果を奏する。
【0058】
次に本発明とともに開発した光学ヘッド装置の第4参考例を図8を参照して説明する。本参考例では透明基板を大きさが異なる2つの三角プリズムを接合させて段差を有する台形状にしている。LDユニットは対物レンズに対し高さ方向の寸法が大きい。そこで透明基板のLDユニットが配置される側の高さ方向の寸法を小さくすることが考えられるが、台形状のプリズムに対し、その上面に段差を形成すると製作コストが上がってしまう。その問題点を解消したのが本参考例である。以下、詳細に説明する。
【0059】
三角プリズム6a,6bは両方共に直角2等辺三角形状のプリズムであり、三角プリズム6bが6aよりも相対的に大きい。台形プリズム86は、面6b4を面6b3と平行になるように大きい三角プリズム6bの45度の角部分が切り落とされ、大きい三角プリズム6bの接合面6b2に、面6b4の一端に面6a1の一端が一致されて小さい三角プリズム6aの接合面6a2が接合されることで形成される。
【0060】
上面は面6a3及び面6b3によって、面6a3側が面6b3側に対し低い段差部が形成される。このようにしてできた台形プリズム86に対し、面6a1,6b1にはミラー反射部7a(第1のミラー反射部),7b(第2のミラー反射部)がそれぞれ形成されている。また面6a3には反射防止膜が設けられる。
【0061】
さらに、面6a3には第2参考例とほぼ同様なLDユニットが直接接着されて配置され、面6b3には対物レンズ12が直接接着されて配置されている。本参考例の作用については第2参考例と同様なのでその説明を省略する。このように本参考例によれば、第2参考例の効果に加え、大きさの異なる2つの三角プリズムを貼り合わせることで、透明基板の上面に段差部を形成することができ、低い方の上面に高さ方向の寸法が大きいLDユニットを配置すれば、光学ヘッド装置全体の高さ方向の寸法を小さくでき、薄型化を更に推進できる。
【0062】
次に図9について説明する。図9は第1実施例で説明した光学ヘッド装置をアクチュエータに組み込んだ状態を示す斜視図である。光学ヘッド装置1はホルダ101の中央に直接埋設されている。ホルダ101のタンジェンシャル方向において光学ヘッド装置1の両側にはフォーカス方向に沿って貫通穴102が形成されている。ホルダ1の外周にはフォーカスコイル103が巻回されており、またタンジェンシャル方向における外周には巻回されたトラッキングコイル104が固着されている。
【0063】
尚、ホルダ101の下面側中央にはバランサが設けられており、フォーカシング駆動及びトラッキング駆動の際の駆動作用線とホルダ101の重心を一致させる作用をなしている。ホルダ101のトラッキング方向両側には凸部が形成され、ワイヤ105の一端が接着固定されている。このワイヤ105はフォーカスコイル103とトラッキングコイル104に半田付けされ、電気的に導通がとられている。ワイヤ105の他端はバネ受け106に固着されている。これによりホルダ101はワイヤ105により図示しない記録媒体面に対し垂直の方向(Fo:フォーカス方向)及び半径方向(Tr:トラッキング方向)に移動可能に支持される。バネ受け106には図示しないが電気基板が固定されており、電気基板はワイヤ105と半田付けされ電気的に導通されている。図示していないが、電気基板からはフレキシブル基板が出ており、本体(図示せず)の電気回路と接続されている。即ち、本体の電気回路とフォーカスコイル103、トラッキングコイル104とは電気的に接続されている。
【0064】
またLDユニット11内のLD8への駆動信号、及び光検出器9からの出力信号については図示しないフレキシブルプリント基板によって本体の駆動回路及び制御回路と接続されることで伝達可能とされている。ベース107からは外ヨーク108及び内ヨーク109が植設されており、外ヨーク108の内ヨーク109と対向する面に永久磁石110が固着されている。
【0065】
バネ受け106はベース107に対しネジでもって固定され、ホルダ101の貫通穴102に内ヨーク109が挿通され、また、フォーカシングコイル103及びトラッキングコイル104には永久磁石110が対向するように位置づけられる。ベース107は図示しない駆動手段により記録媒体の半径方向に移動可能とされている。
【0066】
尚、動作ついては第1実施例で説明した部分と重複する部分は省略する。記録媒体から反射して戻ってきた光ビームは光検出器9によって受光され、情報信号及びフォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号の検出が行われる。フォーカシングエラーが検出された場合には、これを補正するようにフォーカスコイル103に所定の駆動電流を印加させてホルダ101をフォーカシング方向に移動させる。またトラッキングエラーが検出された場合には、これを補正するようにトラッキングコイル104に所定の駆動電流を印加させてホルダ101をトラッキング方向に移動させる。このようにフォーカシング制御及びトラッキング制御を行う。
【0067】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、光ビームを発生する半導体レーザと、該半導体レーザからの光ビームを記録媒体上に集光する非球面の対物レンズと、前記記録媒体上で反射した光ビームを受光するための光検出器と、前記記録媒体上で反射した光ビームを回折させて前記光検出器へ導くためのホログラム素子とを備えた光学ヘッド装置において、前記記録媒体面と平行な面と、該面と鋭角を成す斜面を有する台形状の透明基板と、前記透明基板の斜面に形成され、光ビームを反射させて光路を変更させる反射部と、光ビームが通る開口に前記対物レンズと前記ホログラム素子を保持した対物レンズホルダとを有し、前記反射部で反射された光ビームの光路上に前記対物レンズが位置するように、前記対物レンズホルダを前記透明基板における前記記録媒体と平行な面上に接合して、前記ホログラム素子を、その両面を空間にさらした状態で、前記対物レンズ、前記対物レンズホルダ及び前記透明基板により密封したので、前記ホログラム素子が埃の影響を受けることがないと共に、前記ホログラム素子の歪みを防止できる。
【0068】
また、光ビームを発生する半導体レーザと、該半導体レーザからの光ビームを記録媒体上に集光する非球面の対物レンズと、前記記録媒体上で反射した光ビームを受光するための光検出器と、前記記録媒体上で反射した光ビームを回折させて前記光検出器へ導くためのホログラム素子とを備えた光学ヘッド装置において、前記記録媒体面と平行な面と、該面と互いに鋭角を成す2つの斜面とを有する台形状の透明基板と、前記透明基板の2つの斜面にそれぞれ形成され、光ビームを反射させて光路を変更させる2つの反射部と、前記対物レンズ及び前記ホログラム素子を保持した対物レンズホルダと、前記半導体レーザと光検出器とをパッケージ化した半導体レーザユニットを有し、前記半導体レーザユニットからの光ビームを前記一方の反射部に入射させ、前記他方の反射部で反射された光ビームの光路上に前記対物レンズが位置するように、前記半導体レーザユニット及び前記対物レンズホルダを前記透明基板における前記記録媒体と平行な面上に接合して、前記ホログラム素子を、その両面を空間にさらした状態で、前記対物レンズ、前記対物レンズホルダ及び前記透明基板により密封したので、前記ホログラム素子が埃の影響を受けず、かつ前記ホログラム素子の歪みを防止できる効果に加え、前記透明基板における前記記録媒体と平行な面に前記対物レンズホルダや前記半導体レーザユニットを配置することにより、組み立てを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の光学ヘッド装置の概略の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の第2実施例の光学ヘッド装置の概略の構成を示す断面図である。
【図3】本発明とともに開発した光学ヘッド装置の第1参考例の主要部の構成を示す図である。
【図4】本発明の第3実施例の光学ヘッド装置の概略の構成を示す断面図である。
【図5】本発明とともに開発した光学ヘッド装置の第2参考例の概略構成を示す断面図である。
【図6】本発明の第4実施例の光学ヘッド装置の主要部の構成を示す図である。
【図7】本発明とともに開発した光学ヘッド装置の第3参考例の概略構成を示す断面図である。
【図8】同じく、第4参考例の主要部の構成を示す図である。
【図9】本発明の第1実施例の光学ヘッド装置をアクチュエータに組み込んだ状態の斜視図である。
【符号の説明】
1 光学ヘッド装置
2 記録媒体
3 本体
4 アクチュエータ
5 ユニットホルダ
6 透明基板
7a,7b ミラー反射部
8 半導体レーザ(レーザダイオード)
9 光検出器
11 LDユニット
12 対物レンズ
13 レンズホルダ
141/4 波長板
15 偏光性ホログラム
16 シール材
Claims (2)
- 光ビームを発生する半導体レーザと、
該半導体レーザからの光ビームを記録媒体上に集光する非球面の対物レンズと、
前記記録媒体上で反射した光ビームを受光するための光検出器と、
前記記録媒体上で反射した光ビームを回折させて前記光検出器へ導くためのホログラム素子とを備えた光学ヘッド装置において、
前記記録媒体面と平行な面と、該面と鋭角を成す斜面を有する台形状の透明基板と、
前記透明基板の斜面に形成され、光ビームを反射させて光路を変更させる反射部と、
光ビームが通る開口に前記対物レンズと前記ホログラム素子を保持した対物レンズホルダとを有し、
前記反射部で反射された光ビームの光路上に前記対物レンズが位置するように、前記対物レンズホルダを前記透明基板における前記記録媒体と平行な面上に接合して、前記ホログラム素子を、その両面を空間にさらした状態で、前記対物レンズ、前記対物レンズホルダ及び前記透明基板により密封したことを特徴とする光学ヘッド装置。 - 光ビームを発生する半導体レーザと、
該半導体レーザからの光ビームを記録媒体上に集光する非球面の対物レンズと、
前記記録媒体上で反射した光ビームを受光するための光検出器と、
前記記録媒体上で反射した光ビームを回折させて前記光検出器へ導くためのホログラム素子とを備えた光学ヘッド装置において、
前記記録媒体面と平行な面と、該面と互いに鋭角を成す2つの斜面とを有する台形状の透明基板と、
前記透明基板の2つの斜面にそれぞれ形成され、光ビームを反射させて光路を変更させる2つの反射部と、
前記対物レンズ及び前記ホログラム素子を保持した対物レンズホルダと、
前記半導体レーザと光検出器とをパッケージ化した半導体レーザユニットを有し、
前記半導体レーザユニットからの光ビームを前記一方の反射部に入射させ、前記他方の反射部で反射された光ビームの光路上に前記対物レンズが位置するように、前記半導体レーザユニット及び前記対物レンズホルダを前記透明基板における前記記録媒体と平行な面上に接合して、前記ホログラム素子を、その両面を空間にさらした状態で、前記対物レンズ、前記対物レンズホルダ及び前記透明基板により密封したことを特徴とする光学ヘッド装置。
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