JP4439978B2 - 光学ヘッド及びそれを用いた光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＭＤ（ミニディスク）等の情報記録媒体としての光ディスクを駆動させる光ディスク装置において、光学ヘッドを薄型化する技術に関する。

ＣＤ（コンパクトディスク）等を駆動する光ディスク装置に用いられる光学ヘッドにおいて、受発光素子の一体化により光学系の部品を集積し、装置の小型化、低コスト化を進める検討が従来から行われてきた。この技術はＭＤのような光磁気記録用の光学ヘッドにも応用され、例えば、特許文献１に開示されたものがある。

図１１（ａ）はこのような受発光系が集積された従来の光学ヘッドの光学構成を示した側面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の上面図である。図１１（ａ）及び（ｂ）において同じ構成要素は同一の符号で示している。同図に示した構成について以下に図面を参照しながら説明する。

図１１（ａ）において、３１は集積ユニット、３２は筐体としてのパッケージを示しており、その内部には発光素子および受光素子が実装あるいは形成されたシリコン基板３３が設けられている。シリコン基板３３はパッケージ３２とホログラム素子３４とで封止されている。複合プリズム３５はホログラム素子３４で保持されている。３６は立上げミラー、３７は対物レンズ、３８は光磁気信号が記録された光ディスク、３９は光ディスク３８を内部に格納するためのカートリッジを示しており、４０はシリコン基板３３上の発光素子から光ディスク３８へ至る光路を示している。

図１１（ｂ）において、４１はシリコン基板３３上に設けられた発光素子としてのレーザーダイオードを示し、また４２、４３、４４および４５は受光素子としてのフォトダイオードを示している。

３４ａはホログラム素子３４の一面に設けられた回折溝であり、レーザーダイオード４１からの放射光が通過する領域に設けられている。

３５ａおよび３５ｂは複合プリズム３５の内部の光学面であり、光学面３５ａは、例えば、Ｐ偏光成分の略８０％を透過する一方、略２０％を反射し、Ｓ偏光成分の略１００％を反射する偏光依存性を持つ。一方、３５ｂは、Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分をそれぞれ略１００％反射する反射面である。３５ｃは、例えばニオブ酸リチウムのような複屈折性材料から成るウォラストンプリズムである。

上記のように構成された従来の光学ヘッドでは、レーザーダイオード４１から出射した光は、ホログラム素子３４および複合プリズム３５を透過し、立上げミラー３６で光路が略９０度折り曲げられ、対物レンズ３７により光ディスク３８上に集光される。この光ディスク３８においてカー効果により偏光が僅かに回転して反射した光は、再び対物レンズ３７および立上げミラー３６を経由して、複合プリズム３５に入射し、光学面３５ａでＰ偏光成分の略８０％が透過し、Ｐ偏光成分の略２０％とカー回転によって生じたＳ偏光成分の略１００％が反射する。

光学面３５ａを透過した光は回折溝３４ａにおいて、例えば±１次回折光が１０％ずつ回折し、フォトダイオード４２，４３で受光される。詳しい検出原理の説明は省くが、この受光信号を演算することにより、フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号が得られる。

一方、光学面３５ａにおいて反射した光は、反射面３５ｂで反射された後、ウォラストンプリズム３５ｃで互いに直交する偏光成分に分離されて、それぞれフォトダイオード４４，４５で受光され、この受光信号の差動により光磁気信号が検出される。

以上のように構成された従来の光学ヘッドは、レーザーダイオード４１とフォトダイオード４２，４３，４４，４５が別体の構成と比べて光学ヘッドサイズの小型化が可能であり、各部品間の相対位置精度の向上により高信頼性化が図れ、また、部品点数を削減できるので低コスト化が図れるというメリットがある。
特開平１０−１４３９３４号公報

ところで、市場では薄型の光ディスク装置の需要が益々大きくなっている。しかしながら、上記の図１１（ａ）に示す従来の構成では、光ディスク３８厚み方向の光学ヘッドの厚さをパッケージ３２の幅Ｈより薄くすることができず、光ディスク装置の更なる薄型化が困難であるという問題がある。

特に、リードフレーム型のパッケージの場合にはリード線の本数とピッチにより前記Ｈの値の最小値が決まり、例えばリード線１４本、リード線ピッチ０．５ｍｍであればＨの値の限界は３．５ｍｍ程度となり、カートリッジとのクリアランスを考えると、カートリッジ下面から光学ヘッドの下面までの距離、即ち光学ヘッド厚みを４ｍｍ程度とするのが、薄型化の限界となる。

構成だけを考えるならば、集積ユニット３１と立上げミラー３６との距離を短くし、集積ユニット３１をカートリッジ３９の窓の内側に配置することにより、光学ヘッドを薄型化することが可能であるが、このように集積ユニット３１と立上げミラー３６との距離を短くすると、これらの間の光路長が短くなり、トラッキング動作により対物レンズ３７がシフトした際の軸外収差が増える等の問題が生じる。

そこで、本発明の光学ヘッドは、光ディスクに光を出射する光源と、前記光源が取り付けられる筺体と、前記筐体に取り付けられる受光素子と、前記光源から出射された光を反射により偏向させる第１の反射手段と、前記第１の反射手段により反射された光を反射し、前記光ディスク方向に偏向させる第２の反射手段と、前記第２の反射手段により反射された光を前記光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクにより反射された光を分岐し、前記受光素子へ導く光分岐素子とを備え、前記光ディスクを格納するカートリッジの窓部の内側に前記第１の反射手段の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする。

また、本発明の光学ヘッドは、光ディスクに光を出射する光源と、前記光源が取り付けられる筺体と、前記筐体に取り付けられる受光素子と、前記光ディスクと前記光源との間に配置され、入射光と反射光とが成す角度が鋭角となるように前記光源から出射された光を反射により偏向させる第１の反射手段と、入射光と反射光とが成す角度が鋭角となるように前記第１の反射手段により反射された光を反射し、前記光ディスク方向に偏向させる第２の反射手段と、前記第２の反射手段により反射された光を前記光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクにより反射された光を分岐し、前記受光素子へ導く光分岐素子とを備えている構成としてもよい。

前記第１の反射手段は、前記筐体及び光分岐素子の少なくとも一方に固定されていてもよい。

前記第１の反射手段は、前記筐体及び光分岐素子の双方に固定されており、前記光源および受光素子は、前記筐体、光分岐素子及び第１の反射手段により封止されていてもよい。

前記第１の反射手段の有効光束を反射する領域の域外に、光の反射を抑える吸収膜が形成されていてもよい。

前記光分岐素子は、光軸方向に対向する一対の面のうち、光源に近い面には回折溝が形成される一方、光源から遠い面における有効光束が通過しない領域に、有効光束以外の光束を域外に導く傾斜面又は回折溝が形成された面が設けられてもよい。

前記第１の反射手段は、前記光分岐素子と一体的に形成されていてもよい。

前記第１の反射手段は、全反射条件を満たすように形成された前記光分岐素子の光学面によって構成されていてもよい。

前記第１の反射手段は、前記光源から出射される光の拡散角を変換する構成としてもよい。

前記第１の反射手段は、前記光分岐素子と前記受光素子との間に配置されていてもよい。

また、本発明は、前記光学ヘッドと、前記受光素子からの受光信号に基づいてフォーカス誤差信号を演算し、このフォーカス誤差信号に基づいて対物レンズの位置を制御して光ディスク上に集光スポットを追従させるフォーカス制御手段と、前記受光素子からの受光信号に基づいてトラッキング誤差信号を演算し、このトラッキング誤差信号に基づいて対物レンズの位置を制御して光ディスク上の所定の情報トラックに集光スポットを追従させるトラッキング制御手段とを有する光ディスク装置とすることもできる。

本発明の光学ヘッドは、光源から出射する光を反射して偏向させる第１の反射手段と、前記第１の反射手段によって反射された光を反射し、前記光ディスク方向に偏向させる第２の反射手段とを備え、光ディスクを格納するカートリッジの窓部の内側に前記第１の反射手段の少なくとも一部を配置するようにしているので、その分、光学ヘッド厚みの縮小が可能となる。

また、第１の反射手段と第２の反射手段は、入射光と反射光とが成す角度がそれぞれ鋭角になるように光を反射する構成としても光学ヘッド厚みを縮小することができる。

また、第１の反射手段を筐体及び光分岐素子の少なくとも一方に固定すると、各部品間の相対位置の位置決め精度を向上できるので、高信頼性化を図ることができる。また、カバーガラスなどの部品点数を削減できるので低コスト化が可能である。

また、前記第１の反射手段を前記筐体及び光分岐素子の双方に固定し、前記光源および受光素子を筐体、光分岐素子および第１の反射手段により封止した場合には、第１の反射手段および光分岐素子の光学面が曇るのを防ぐことができる。したがって、あらゆる環境下で安定した性能を得ることができ、光学ヘッドの信頼性を向上することができる。

また、第１の反射手段における有効光束を反射する領域の域外に吸収膜を設ける構成とすれば、有効光束以外の光が第１の反射手段などで反射して受光素子に戻るのを防ぐことができ、受光信号におけるオフセットやノイズを低減することができる。

また、前記光分岐素子において、光軸方向に対向する一対の面のうち、光源に近い面に回折溝を形成し、もう一方の面における有効光束が通過しない領域に、有効光束以外の光束を域外に導く傾斜面又は回折溝が形成された面を設ける構成とすれば、有効光束以外の光が対物レンズや光ディスク等を経由して受光素子に戻るのを防ぐことができる。この結果、受光信号におけるオフセットやノイズを低減することができる。また、上述したような不要光が光ディスク等で反射して戻ってくるのを抑えることができるので、複合プリズムが設けられる場合においては、この複合プリズムを有効光束の通過するぎりぎりの幅まで薄型化することができ、低コスト化できる。

また、前記第１の反射手段を光分岐素子と一体的に形成する構成とすれば、部品点数を削減でき、低コスト化を図ることができる。

また、前記第１の反射手段が、全反射条件を満たすように形成された光分岐素子の光学面によって構成される場合には、さらに低コスト化を図ることができる。

前記第１の反射手段が、光源から出射される光の拡散角を変換する場合には、光源と光分岐素子の間の見かけ上の光路長を実際の光路長よりも長くすることができる。したがって、光ヘッドを小型化した場合においても光源と光分岐素子との間の見かけ上の光路長が短くならないので、対物レンズのシフトによる軸外収差が増大するのを抑制することができる。

また、前記第１の反射手段を、光分岐素子と受光素子との間に配置する構成とすれば、光ヘッドを薄型化した場合においても光分岐素子と受光素子との光路長が短くなるのを抑制でき、光ヘッドの薄型化が制限されるのを抑制することができる。

また、前記光ヘッドを備えた光ディスク装置とすれば、上記効果を有効に発揮させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における光学ヘッド６０を側面から見た構成を示す断面図である。図中、１は受発光ユニットを、２は筐体としてのパッケージをそれぞれ示している。受発光ユニット１は、パッケージ２と、このパッケージ２の内部に配置されたシリコン基板３と、パッケージ２に被せられたカバーガラス４とからなる。シリコン基板３には、発光素子である光源としてのレーザーダイオード１３と、受光素子であるフォトダイオード１４，１５，１６，１７が実装あるいは形成されている（図１（ｂ）参照）。カバーガラス４は、パッケージ２の内部に塵や埃が進入するのを防ぐためのものである。受発光ユニット１は、レーザーダイオード１３が光ディスク１０に対しておよそ直交する方向に光を出射するような姿勢で設置されている。

５は第１の反射手段としての折返しミラーを、６は光分岐素子の一例としてのホログラム素子を、７は複合プリズムを、８は第２の反射手段の一例としての立上げミラーを、９は対物レンズを、１０は光ディスクを、１１はカートリッジを、１２はシリコン基板２上の発光素子から光ディスク１０へ至る光路を、それぞれ示している。光ディスク１０は、例えばＭＤ（ミニディスク）として構成されるものである。

一般にカートリッジ１１は、記録あるいは再生を行う際に光学ヘッド６０からの光を取り込むための開閉自在の窓部を備えている。このカートリッジ１１付き光ディスク１０は、光ディスク装置（図示省略）に装填されて記録再生が可能となる位置に移動する間にカートリッジ１１の窓部が開けられる。そして、光学ヘッド６０は、返しミラー５がそのカートリッジ１１の窓部の内側に位置するような構成となっている。

折返しミラー５は、受発光ユニット１と光ディスク１０との間に配置されている。また、この折返しミラー５は、光路１２上において受発光ユニット１とホログラム素子６との間に配置されている。折返しミラー５は光を反射させるためのものであるが、この折返しミラー５は反射の前後の光の軌跡によって形成される角度が鋭角になるような向きに配置されている。

立上げミラー８は、光路１２上において複合プリズム７と対物レンズ９との間に配置されている。この立上げミラー８も光を反射させるためのものであるが、この立上げミラー８は反射の前後の光の軌跡によって形成される角度が鋭角になるような向きに配置されている。図１（ａ）に示すように、光路１２は、折返しミラー５及び立上げミラー８で反射して偏向されることにより、光ディスク１０と平行な方向に見てＮ字状になっている。

図１（ｂ）は受発光ユニット１、ホログラム素子６及び複合プリズム７を光路１２に沿って示した上面図であり、図１（ａ）と同じ構成要素は同一の符号で示している。また、破線５'は折返しミラー５によって光路１２が折り曲げられる位置を示している。

６ａはホログラム素子６の一面に設けられた回折溝を示しており、この回折溝６ａはレーザーダイオード１３から出射された放射光が通過する領域に設けられている。回折溝６ａはホログラム素子６における受発光ユニット１側の面に位置している。

７ａおよび７ｂは複合プリズム７の内部の光学面を示しており、この光学面７ａは、例えば、光のＰ偏光成分のうち略８０％を透過させるとともに略２０％を反射し、Ｓ偏光成分の略１００％を反射する偏光依存性を持つ。光学面７ｂは、Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分を略１００％反射する反射面である。

７ｃは、例えばニオブ酸リチウムのような複屈折性材料から成るウォラストンプリズムを示す。

上記のように構成された本発明の光学ヘッド６０では、レーザーダイオード１３から出射された光は、カバーガラス４を透過し、折返しミラー５により光路が鋭角に折り曲げられ、ホログラム素子６および複合プリズム７を透過し、再び立上げミラー８により光路が光ディスク１０の方向に鋭角に折り曲げられ、対物レンズ９により光ディスク１０上に集光される。この光は光ディスク１０によって反射されるが、このとき光はカー効果により偏光が僅かに回転して反射する。この光は、再び対物レンズ９および立上げミラー８を経由して、複合プリズム７に入射する。この光は、光学面７ａでＰ偏光成分の略８０％が透過し、Ｐ偏光成分の略２０％とカー回転によって生じたＳ偏光成分の略１００％とが反射する。

光学面７ａを透過した光はホログラム素子６に入射し、回折溝６ａにおいて、例えば±１次回折光が１０％ずつ回折し、折返しミラー５及びカバーガラス４を経由してフォトダイオード１４，１５で受光される。詳しい検出原理の説明は省くが、この受光信号を演算することにより、フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号が得られる。

一方、複合プリズム７の光学面７ａにおいて反射した光は、反射面７ｂで反射された後、ウォラストンプリズム７ｃで互いに直交する偏光成分に分離され、ホログラム素子６、折返しミラー５及びカバーガラス４を経由してそれぞれフォトダイオード１６，１７によって受光され、この受光信号の差動により光磁気信号が検出される。

以上のように構成された本発明の光学ヘッド６０では、受発光ユニット１を水平に配置し、折返しミラー５がカートリッジ１１の窓部の内側に入り込むように配置することにより、光学ヘッド６０の少なくとも一部をカートリッジ１１の窓部の内側に配置できるため、光学ヘッド６０の厚みを小さくすることができる。

また、本実施形態１では、図１（ａ）に示すように折返しミラー５及び立上げミラー８の双方において光を鋭角に折り曲げるようにしているので、折返しミラー５が立上げミラー８よりも光ディスク１０に近い位置に配置されることとなり、その分受発光ユニット１も光ディスク１０に近づく。これにより、光路長を確保しつつ光学ヘッド６０の厚みを小さくすることができる。換言すれば、折返しミラー５が光ディスク１０と受発光ユニット１との間に位置するように光学ヘッド６０を構成し、光路が逆Ｎ字状となるように折返しミラー５及び立上げミラー８の向きを調整しているので、折返しミラー５がカートリッジ１１の窓部に入り込む構成を実現できている。

また、本実施形態１では、折返しミラー５を光軸方向におけるホログラム素子６とフォトダイオード１４，１５，１６，１７との間に配置するようにしているので、光ヘッド６０を薄型化した場合においても、それに伴ってホログラム素子６とフォトダイオードとの間の光路長が短くなるのを抑制できる。つまり、ホログラム素子６おフォトダイオードとの間の光路長は所定の距離よりも短くできないという事情がある。このため、これらホログラム素子６とフォトダイオードとの間に折返しミラー５を配置すれば光ヘッド６０内の空間を有効に利用できるので、光ヘッド６０の薄型化が制限されるのを抑制することができる。

なお、本発明の構成では、折返しミラー５を受発光ユニット１、ホログラム素子６又は光学ヘッド６０の所定の基準面に対し所定の位置、角度に固定すれば、その後に受発光ユニット１、ホログラム素子６、対物レンズ９の相対位置を調整したとしても、折返しミラー５の位置、角度を調整する必要はない。

なぜなら本構成において、受発光ユニット１、ホログラム素子６、対物レンズ９の相対位置は、受発光ユニット１から出射される光の光軸に沿って調整すればよく、折返しミラーの位置、傾きが僅かにずれても、ずれた光軸に応じて調整できるからである。例えば、位置決め用の部材や光学基台の取り付け面を精度良く製作すれば、折返しミラー５を無調整としても、折返しミラー５は、位置精度±３０μｍ、角度精度±０．２°程度を実現できるものと考えられる。

したがって、本構成のように光を折り曲げる構成としても煩雑な調整工程が増えることはなく、また、受発光ユニット１から対物レンズ９までの光路長を十分にとれるため、対物レンズ９のシフトによる軸外収差が増加するのを回避することもできる。

ここで、前記光学ヘッド６０を用いた光ディスク装置について図２を参考にして説明する。この光ディスク装置は、光学ヘッド６０と、フォーカス制御回路６２と、トラッキング制御回路６３とを有する。フォーカス制御回路６２は、フォトダイオード１４，１５からの受光信号に基づいてフォーカス誤差信号を演算し、このフォーカス誤差信号に基づいて対物レンズ９の位置を制御する。トラッキング制御回路６３は、フォトダイオード１４，１５からの受光信号に基づいてトラッキング誤差信号を演算し、このトラッキング誤差信号に基づいて対物レンズ９の位置を制御する。そして、対物レンズ９の位置を光ディスク１０に直交する方向及び光ディスク１０の半径方向に駆動させ、集光スポットを光ディスク１０上の所定の情報トラック上に追従させることができる。

（実施の形態２）
図３（ａ）は本発明の実施の形態２における光学ヘッド６０を側面から見た構成を示す断面図である。本実施形態２において実施形態１と異なるのは、折返し型集積ユニット２１、および、その構成要素のホログラム素子２２のみである。その他の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図３（ａ）においてホログラム素子２２は、光路１２における断面で示しており、２２ａはホログラム素子２２の一方の面に形成された回折溝を示している。また、図３（ｂ）は折返し型集積ユニット２１の構成要素を示した上面図であり、同図では便宜上ホログラム素子２２に斜線を付して示し、折返しミラー５および複合プリズム７はホログラム素子２２から少し離して表示している。

図３（ａ），（ｂ）に示した本実施形態３におけるホログラム素子２２は、例えばポリカーボネート等の樹脂を成形して構成されている。このホログラム素子２２には貫通孔２２ｂが上下に貫通していて、ホログラム素子２２はパッケージ２の上面に密着される一方、貫通孔２２ｂが折返しミラー５によって塞がれている。

ホログラム素子２２は、回折溝２２ａが設けられることで光分岐素子としての機能を有する。さらにこのホログラム素子２２に折返しミラー５及び複合プリズム７が固定されることで、このホログラム素子２２は折返しミラー５及び複合プリズム７を保持し、これらをパッケージ２に対して位置決めする機能を有する。

このように構成することにより、実施の形態１の効果に加え、各部品間の相対位置決め精度が向上し、光学ヘッド６０の高信頼性化を図ることができる。また、カバーガラスなどの部品点数を削減できるので低コスト化が可能である。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、図３（ａ）に示した実施の形態２と同じホログラム素子２２を備えているが、接合面を接着している点で実施形態２と異なる。ここでは、実施形態２と同じ構成については、その説明を省略する。

本実施の形態３では、図４に示すように、パッケージ２とホログラム素子２２の接合面を接着剤で接着するとともに、ホログラム素子２２と折返しミラー５との接合面を接着剤で接着することにより、シリコン基板３を完全に封止する。図４は本実施形態３の折返し型集積ユニットを示す上面図であり、図の斜線部は接合面からはみ出して塗布された接着剤を示している。

このように構成することにより、第２の実施の形態の効果に加え、結露によりシリコン基板３が錆びたり、折返しミラー５およびホログラム素子２２の光学面が曇るのを防ぐことができる。これにより、あらゆる環境下で安定した性能を得ることができ、光学ヘッド６０の信頼性を向上することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態４において実施の形態２、３と異なるのは、図５（ａ），（ｂ）に示すように、折返しミラー２３のみであり、その他の構成要素は実施の形態２、３と同じであるため、同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図５（ａ）は本発明の実施の形態４における折返し型集積ユニット２１を側面から見た断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）と直交する方向に見た折返しミラー２３の正面図である。

図５（ａ），（ｂ）において２４はシリコン基板３上のレーザーダイオード１３から出射する光束を示している。折返しミラー２３の反射面における所定の領域には、光を吸収する吸収膜２３ａが設けられている。この所定の領域とは、光束２４のうち対物レンズ９を通過するレーザーダイオード１３からの有効光束が反射される領域と、回折溝２２ａで回折した光ディスク１０からの戻り光が反射する領域とを除く領域を意味している。

このように構成することにより、実施の形態２、３の効果に加え、有効光束以外の光が、折返しミラー２３などで反射してシリコン基板３上のフォトダイオードに戻るのを防ぐことができ、受光信号におけるオフセットやノイズを低減できる。

（実施の形態５）
本実施の形態において実施の形態２と異なるのは、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ホログラム素子２５のみであり、その他の構成要素は実施の形態２と同じであるため、同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図６（ａ）は本発明の実施の形態５における折返し型集積ユニット２１を側面から見た断面図であり、図６（ｂ）は主としてホログラム素子２５を示す拡大図である。

図６（ａ），（ｂ）において、２５ａは回折溝、２５ｂおよび２５ｃは光軸に対して傾斜した面である。この傾斜面２５ｂ，２５ｃはホログラム素子２５におけるレーザーダイオード１３から離れた側の面において、有効光束を通過させる領域以外の領域に形成されている。傾斜面２５ｂ，２５ｃは、レーザーダイオード１３からの光を光軸から大きく反れる方向、即ち光軸から離れる方向に屈折させる機能を持つ。２６はシリコン基板３上のレーザーダイオード１３から出射する光のうち対物レンズ９を通過する有効光束を、また２６ａおよび２６ｂは斜面２５ｂおよび２５ｃを通過した光束をそれぞれ示している。

このように構成することにより、実施の形態２の効果に加え、複合プリズム７の側面７ａ，７ｂ（図中の上下面）で反射した光が、対物レンズ９、光ディスク１０等を経由してシリコン基板３上のフォトダイオードに戻るのを防ぐことができる。この結果、受光信号におけるオフセットやノイズを低減できる。また、複合プリズム７の側面７ａ，７ａで反射される不要光の発生を抑えることができるために、複合プリズム７を有効光束の通過するぎりぎりの幅まで薄型化でき、低コスト化することができる。

なお、図６（ｃ）に示すように、ホログラム素子２５の一方の面に前記傾斜面２５ｂ，２５ｃを設ける構成に代え、有効光束が通過する領域以外の領域に、入射した光を散乱させる凹凸を有する凹凸面２５ｄ，２５ｅを形成しても同様の効果を得ることができる。

（実施の形態６）
本実施の形態６において、実施の形態２と異なるのは、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ホログラム素子５１のみであり、その他の構成要素は実施の形態２と同じであるため、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。

図７（ａ）は本発明の実施形態６における折返し型集積ユニット２１を側面から見た断面図であり、図７（ｂ）は折返し型集積ユニット２１を示す上面図である。

図７（ａ），（ｂ）において、５１は例えばポリカーボネート等の樹脂を成形して構成されたホログラム素子であり、５１ａはホログラム素子５１に形成された回折溝であり、５１ｂは金あるいは誘電多層膜等からなる反射膜である。この反射膜５１ｂは本発明でいう第１の反射手段を構成するものであり、ホログラム素子５１と一体的に形成されている。反射膜５１ｂを有するホログラム素子５１の面は、レーザーダイオード１３からの光を回折溝５１ａの方向に反射させる位置及び角度に調整されて設けられている。

このように構成することによりホログラム素子とは別部材の折返しミラーが不要となるため部品点数を削減することができる。さらには組み立て工数も減るため、低コスト化が図れる。

また、組み立て時に折返しミラーの取り付け傾きがずれることがなくなるために、組み立て精度を向上することができる。

（実施の形態７）
図８は、本発明の実施形態７のホログラム素子５２を示している。このホログラム素子５２以外の構成要素は、実施形態６と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

この実施形態７では、ホログラム素子５２に２つの反射面５２ａ，５２ｂが設けられている。この反射面５２ａ，５２ｂは、光束の入射角が全反射条件を満たすように構成されており、このように構成することにより反射面５２ａ，５２ｂに反射膜を設けなくても高い反射率が得られとともに、低コスト化が図れる。

（実施の形態８）
図９は本発明の実施形態８を示す。本実施形態８において実施の形態６と異なるのは、ホログラム素子５３のみであり、その他の構成要素は実施の形態６と同じである。同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図９は本実施形態８における折返し型集積ユニット２１を側面から見た断面図であり、同図において、５３はホログラム素子を、また５３ａはホログラム素子５３の回折溝を、また５３ｂは金あるいは誘電多層膜等からなる反射膜を有する曲面で構成された反射面である。反射面５３ｂはレーザーダイオード１３からの光を回折溝５３ａの方向に反射させる位置及び角度に調整されて配置され、且つこの反射面５３ｂは、回折溝５３ａ側が凹む曲面に構成されることで、レーザーダイオード１３から出射された光の拡散角を変換して反射する機能を有する。すなわち、レーザーダイオード１３からの光束７０が凹曲面で反射されるために、この光束７０は、レーザーダイオード１３よりも光軸方向に離れている見かけの発光点７１に光源がある場合と等価であるので、実際の距離よりも光路長が伸びたことになる。

このように構成することにより、光ヘッド６０を小型化することによってレーザーダイオード１３とホログラム素子５３との実際の距離が短くなった場合においても、見かけ上の光路長を十分に確保することができるため、対物レンズ９のシフトによって軸外収差が増大するのを抑制することができる。なお、レーザーダイオード１３からの光を反射させる反射面を凹曲面に形成する構成に代え、この反射面がＮＡ変換ホログラムを有する構成としてもよい。

（実施の形態９）
図１０は本発明の実施形態９を示す。本実施形態９において実施の形態２と異なるのは、ホログラム素子５４及び折返しミラー５５のみであり、その他の構成要素は第２の実施の形態と同じであるため、同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

折返しミラー５５は、レーザーダイオード３１からの光を反射させる反射面に光の拡散角を変換して反射するＮＡ変換ホログラム５５ａを有する。このような構成としても、実施形態８と同様に、小型化しても見かけ上、光路長を十分に確保することができるため、対物レンズ９のシフトによって軸外収差が増大するのを抑制することができる。なお、反射面がＮＡ変換ホログラム５５ａを有する構成に代え、この反射面が凹曲面に構成されていてもよい。この場合も同様の効果を得ることができる。

（ａ）は、本発明の実施の形態１における光学ヘッドを側面から見た構成を示す断面図であり、（ｂ）は、前記光学ヘッドにおける受発光ユニット、ホログラム素子及び複合プリズムを光路に沿って示した上面図である。 前記光学ヘッドが適用された光ディスク装置の要部を示す概略図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態２における光学ヘッドを側面から見た構成を示す断面図であり、（ｂ）は、同光学ヘッドにおける折返し型集積ユニットの構成要素を示す上面図である。 本発明の実施の形態３における折返し型集積ユニットを示す上面図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態４における折返し型集積ユニットを側面から見た断面図であり、（ｂ）は、同折返し集積ユニットの折返しミラーを示す正面図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態５における折返し型集積ユニットを側面から見た断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態５におけるホログラム素子の拡大図であり、（ｃ）は、本実施形態５の別の形態におけるホログラム素子を示す図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態６における光学ヘッドを側面から見た構成を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態６における折返し型集積ユニットの構成要素を示した上面図である。 本発明の実施の形態７における光学ヘッドを側面から見た構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態８における光学ヘッドを側面から見た構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態９における光学ヘッドを側面から見た構成を示す断面図である。 （ａ）は、従来の光学ヘッドを側面から見た構成を示す断面図であり、（ｂ）は、同光学ヘッドの構成を示した上面図である。

符号の説明

１ 受発光ユニット
２ パッケージ
３ シリコン基板
４ カバーガラス
５ 折返しミラー
６ ホログラム素子
６ａ 回折溝
７ 複合プリズム
７ａ 光学面
７ｂ 反射面
７ｃ ウォラストンプリズム
８ 立上げミラー
９ 対物レンズ
１０ 光ディスク
１１ カートリッジ
１２ 光路
１３ レーザーダイオード
１４，１５，１６，１７ フォトダイオード
２１ 折返し型集積ユニット
２２ ホログラム素子
２２ａ 回折溝
２３ 折返しミラー
２３ａ 吸収膜
２４ 光束
２５ ホログラム素子
２５ａ 回折溝
２５ｂ，２５ｃ 斜面
２５ｄ，２５ｅ 凹凸面
２６ 有効光束
２６ａ，２６ｂ 光束
３１ 集積ユニット
３２ パッケージ
３３ シリコン基板
３４ ホログラム素子
３４ａ 回折溝
３５ 複合プリズム
３５ａ 光学面
３５ｂ 反射面
３５ｃ ウォラストンプリズム
３６ 立上げミラー
３７ 対物レンズ
３８ 光ディスク
３９ カートリッジ
４０ 光路
４１ レーザーダイオード
４２，４３，４４，４５ フォトダイオード

Claims (8)

1. 光ディスクに光を出射する光源と、
   前記光源が取り付けられる筺体と、
   前記筐体に取り付けられる受光素子と、
   前記光源から出射された光を反射により偏向させる第１の反射手段と、
   前記第１の反射手段により反射された光を反射し、前記光ディスク方向に偏向させる第２の反射手段と、
   前記第２の反射手段により反射された光を前記光ディスク上に集光する対物レンズと、
   前記光ディスクにより反射された光を分岐し、前記受光素子へ導く光分岐素子とを備え、
   前記第１の反射手段は、前記光分岐素子と一体的に形成され、
   窓部を備えたカートリッジに格納された光ディスクが光ディスク装置に装填されて記録再生可能な状態において、前記光ディスクの厚さの方向に対して前記窓部の内側に前記第１の反射手段の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする光学ヘッド。
2. 前記第１の反射手段は、前記光ディスクと前記光源との間に配置され、入射光と反射光とが成す角度が鋭角となるように前記光源から出射された光を反射により偏向させ、
   前記第２の反射手段は、入射光と反射光とが成す角度が鋭角となるように前記第１の反射手段により反射された光を反射し、前記光ディスク方向に偏向させることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
3. 前記光分岐素子は、前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光学ヘッド。
4. 前記光源および受光素子は、前記筐体、前記光分岐素子及び第１の反射手段により封止されていることを特徴とする請求項３記載の光学ヘッド。
5. 前記第１の反射手段の有効光束を反射する領域の域外に、光の反射を抑える吸収膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光学ヘッド。
6. 前記第１の反射手段は、全反射条件を満たすように形成された前記光分岐素子の光学面によって構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光学ヘッド。
7. 前記第１の反射手段は、前記光源から出射される光の拡散角を変換することを特徴とする請求項１又は２記載の光学ヘッド。
8. 請求項１又は２記載の光学ヘッドと、
   前記受光素子からの受光信号に基づいてフォーカス誤差信号を演算し、このフォーカス誤差信号に基づいて対物レンズの位置を制御して光ディスク上に集光スポットを追従させるフォーカス制御手段と、
   前記受光素子からの受光信号に基づいてトラッキング誤差信号を演算し、このトラッキング誤差信号に基づいて対物レンズの位置を制御して光ディスク上の所定の情報トラックに集光スポットを追従させるトラッキング制御手段とを備えていることを特徴とする光ディスク装置。
   

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