JP4500125B2 - Optical head and optical information medium driving device - Google Patents
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Description
本発明は、光ヘッド、光情報媒体駆動装置及びセンサーに関するものであり、特に光情報媒体の傾きや位置を検出する小型のセンサー、このセンサーを設けた光ヘッド及び光情報媒体駆動装置、光ヘッドを構成する構成部品のうち変位させる必要のある光学部品の傾きや位置を検出するセンサー、並びにこのセンサーを設けた光ヘッド及び光情報媒体駆動装置に関するものである。 The present invention relates to an optical head, an optical information medium driving device, and a sensor, and in particular, a small sensor for detecting the tilt and position of an optical information medium, an optical head provided with this sensor, an optical information medium driving device, and an optical head. In particular, the present invention relates to a sensor for detecting the inclination and position of an optical component that needs to be displaced among the components constituting the optical head, and an optical head and an optical information medium driving device provided with the sensor.
情報化時代の現在、高密度大容量メモリーの技術開発が盛んに行われている。メモリーに要求される能力としては、高密度、大容量、高信頼性に加え、書換え機能等が挙げられ、それらを満足するものとして光ディスクがある。その光ディスクに光学的に情報を記録再生する光ヘッドにおいて、従来、光ディスクの傾きを検出する技術に関して数多くの報告がなされている。例えば特許文献1に記載のものは、LED(Light Emitting Diode)と一対の光検出器を配設することから生ずるコストアップと、小型化が困難という課題を解決するためのものである。 In the information age, high-density and large-capacity memory technology is actively developed. As the capacity required for the memory, in addition to high density, large capacity and high reliability, a rewriting function and the like can be mentioned, and an optical disk satisfies these requirements. In the optical head for optically recording / reproducing information on the optical disc, many reports have been made on the technology for detecting the tilt of the optical disc. For example, the device described in Patent Document 1 is intended to solve the problem of cost increase caused by arranging an LED (Light Emitting Diode) and a pair of photodetectors and difficulty in miniaturization.
図18は、特許文献1の光ヘッドの構成を説明する図であり、以下に構成と動作についての説明をおこなう。 FIG. 18 is a diagram illustrating the configuration of the optical head disclosed in Patent Document 1, and the configuration and operation will be described below.
図18において、1は光源である半導体レーザ(以下LDと称する)、2はLD1から出射された光束、4は光ディスク6からの反射光束を出射光束と分離する分離手段としてのビームスプリッタ、7は集光手段としての対物レンズ5への入射光束の開口を制限する開口制限手段、9はLD1から出射された光束2により光ディスク6の情報記録面上に集光された光スポット、10は光ディスク6によって反射され、対物レンズ5およびビームスプリッタ4を透過した光束を受光し光電変換する光検知器、40は対物レンズ5のレンズ光軸、8はLD1からの出射光束のうち開口制限手段7を通過して対物レンズ5に入射する有効光束2以外の不要光束(チルト検知用光束すなわち光ディスク6の傾き検知用光束)、17は不要光束8により光ディスク6の情報記録面上に集光された光スポット、14は不要光束8の光ディスク6からの反射光束を受光する第2の光検知手段としてのチルト検知用光検知器、90は不要光束8の一部の光束の進行方向を変え開口制限手段7を介して対物レンズ5に入射させる進行方向変更手段としての反射ミラーである。上記チルト検知用光検知器14は2つの検知領域14a,14bを有し、それら各領域14a,14bからの出力はそれぞれ減算器15に与えられる。このチルト検知用光検知器14の出力は、対物レンズ5の光軸と光ディスク6の情報記録面とのなす角度、すなわち光ディスク6の傾きを検知するために用いられる。
In FIG. 18, 1 is a semiconductor laser (hereinafter referred to as LD) as a light source, 2 is a light beam emitted from the
図18において光ディスク6の傾きを検出する動作について説明する。LD1からの発散光束のうち、光ディスク6の記録・再生に用いられるのは、開口制限7によって決まる有効光束2である。その他の不要光束8の一部の進行方向を反射ミラー90によって変え、開口制限手段7を通り、対物レンズ5により光ディスク6上に集光スポット17を照射する。集光スポット17は記録・再生用の集光スポット9とは異なる位置に照射される。集光スポット9,17の光ディスク6からの反射光束は、各々異なる位置に結像され、光検知器10および光検知器14でそれぞれ受光される。光検知器14はチルト(光ディスク傾き)検出用であり、検知領域14a,14bからなる2分割光検知器である。光ディスク6が対物レンズ5の光軸と垂直であるとき、チルト検知用光束8による集光スポット17の受光量が検知領域14aと検知領域14bとで等しくなるように、光検知器14を配しておく。図18において、光ディスク6の半径方向はX軸に沿っている。光ディスク6の回転軸がY軸に対して(Y軸回りに)傾くと、チルト検知用光束8は光検知器14上で±X方向に動く。したがって検知領域14aの受光量と検知領域14bの受光量との差を求める演算処理{(検知領域14aの受光量)−(検知領域14bの受光量)}を施すことによって、光ディスク6の傾きを検知することができる。この傾き情報は減算器15からチルト信号VTILTとして出力される。このように本来使用されていなかったLD1の不要光束中に反射ミラー90を配するだけで、LED等の別光源を用いずともチルト検知用光束を得ることができる。
The operation for detecting the tilt of the
なお、ここでは光ヘッド、この光ヘッドが適用された光情報媒体駆動装置を構成する他の構成要素であるアクチュエータ、モータ、回路、メカニズムなどの本発明の主旨に基づかない要素については図示もせず説明も省略している。
しかしながら上記特許文献1の構成は、以下のような課題を有している。すなわち、図18の構成では、チルト検知用光束を得るためにLED等の別光源を用いないため、その体積分だけ光ヘッドの小型化を図れるものの、光検知器14がチルト検知用光束8による集光スポット17を結像させて受光する構成であるため、この光検知器14を光検知器10の近傍に配置せざるを得ず、光ヘッド構成面からは不要な体積が必要となる。またLD1の不要光束8を用いるため、チルト検知用光束の光量や発散度合いは、個々のLD1の特性によってばらつきを生じることになり、チルト(光ディスク傾き)検出の性能にもばらつきを生じる。さらに光検知器14の位置決め調整においては、集光スポット17を結像させて受光するため、検知領域14aと検知領域14bとで受光量が等しくなるように調整するには非常に高精度が要求される。加えて、LD1近傍は光ヘッドの中で最も温度が上昇する部分であるので、LD1からの不要光束8が温度変化よって光束の位置や向きが変化する可能性が大きく、チルト(光ディスク傾き)検出の性能にも誤差を生じる。すなわち、LED等の別光源を必要としないことによる小型化と低コスト化は効果として発揮できるものの、十分な簡素化を図れず、チルト(光ディスク傾き)検出の性能も十分に発揮できないという問題点を有していた。
However, the configuration of Patent Document 1 has the following problems. That is, in the configuration of FIG. 18, since another light source such as an LED is not used to obtain the tilt detection light beam, the optical head can be reduced in size by the volume, but the
一方、LEDを別光源として受光素子と一体化した、いわゆるチルトセンサーも実用化されている。しかしながら、このチルトセンサーは、例えば7mm×7mmで高さ9mm程度のサイズであるために、小型光ヘッドへの搭載は困難である。 On the other hand, a so-called tilt sensor in which an LED is used as another light source and integrated with a light receiving element has been put into practical use. However, since this tilt sensor has a size of, for example, 7 mm × 7 mm and a height of about 9 mm, it is difficult to mount it on a small optical head.
そこで、本発明は、光ディスクの傾きや光学部品等の位置ずれを検出する性能を十分に発揮する簡素な構成で小型のセンサーを提供し、さらにはこのセンサーが設けられた光ヘッド、光情報媒体駆動装置を提供することを目的とする。 Thus, the present invention provides a small sensor with a simple configuration that sufficiently exhibits the performance of detecting the tilt of an optical disc and the positional deviation of an optical component, and further, an optical head and an optical information medium provided with this sensor. An object is to provide a drive device.
前記の目的を達成するため、本発明は、レーザ光源から出射された情報記録用又は再生用の光を光情報媒体に集光させてこの光情報媒体からの反射光を受光する光ヘッドを前提として、所定の基準に対する前記光情報媒体の傾き又は位置ずれを検出するためのセンサーが設けられ、前記センサーは、基板と、前記基板上に設けられた光源チップ素子と、前記基板上に設けられ且つ前記光源チップ素子から出射されて前記光情報媒体によって反射された光を受光する受光領域とを備え、前記受光領域は、複数の領域に分割されて、各領域の受光量の比率によって前記光情報媒体の傾き又は位置ずれを検出するように構成されている。 In order to achieve the above object, the present invention is based on an optical head that collects information recording or reproduction light emitted from a laser light source on an optical information medium and receives reflected light from the optical information medium. As described above, a sensor for detecting an inclination or a positional deviation of the optical information medium with respect to a predetermined reference is provided, and the sensor is provided on a substrate, a light source chip element provided on the substrate, and the substrate. And a light receiving region that receives light emitted from the light source chip element and reflected by the optical information medium, the light receiving region being divided into a plurality of regions, and the light depending on the ratio of the amount of light received in each region. The information medium is configured to detect an inclination or positional deviation of the information medium.
また、本発明は、レーザ光源から出射された光を所定の光学部品を透過させた後に光情報媒体に集光させてこの光情報媒体からの反射光を受光する光ヘッドを前提として、所定の基準に対する前記光学部品の位置ずれを検出するためのセンサーが設けられ、前記センサーは、基板と、前記基板上に設けられた光源チップ素子と、前記基板上に設けられ、前記光源チップ素子から出射されて前記光学部品又はこれを保持する保持部材によって反射された光を受光する受光領域とを備え、前記受光領域は、複数の領域に分割されて、各領域の受光量の比率によって前記光学部品の傾き又は位置ずれを検出するように構成されている。 Further, the present invention presupposes an optical head that collects light emitted from a laser light source through a predetermined optical component and then collects the light on an optical information medium and receives reflected light from the optical information medium. A sensor for detecting a positional deviation of the optical component with respect to a reference is provided. The sensor is provided on a substrate, a light source chip element provided on the substrate, and provided on the substrate and emitted from the light source chip element. And a light receiving region that receives light reflected by the optical component or a holding member that holds the optical component, and the light receiving region is divided into a plurality of regions, and the optical component is divided according to the ratio of the amount of light received in each region. It is comprised so that the inclination or position shift of this may be detected.
また、本発明は、レーザ光源から出射された情報記録用又は再生用の光を所定の光学部品に透過させた後に光情報媒体に集光させてこの光情報媒体からの反射光を受光する光ヘッドを前提として、所定の基準に対する前記光学部品の傾き又は位置ずれを検出するためのセンサーが設けられ、前記センサーは、基板と、前記基板上に設けられた光源チップ素子と、前記基板上に設けられ、前記光源チップ素子から出射された出射光を前記光学部品又はこれを保持する保持部材によって反射された反射光を受光する受光領域とを備え、前記光学部品又はこれを保持する保持部材における前記光源チップ素子からの出射光を反射させるための反射領域がそれぞれ反射率を異にする複数の領域によって形成され、前記反射領域で反射されて前記受光領域で受光された反射光の受光量によって前記光学部品の傾き又は位置ずれを検出するように構成されている。 The present invention also provides light for receiving information reflected or reflected from the optical information medium after transmitting the information recording or reproducing light emitted from the laser light source to a predetermined optical component and then condensing it on the optical information medium. Assuming a head, a sensor for detecting the tilt or displacement of the optical component with respect to a predetermined reference is provided. The sensor includes a substrate, a light source chip element provided on the substrate, and a sensor on the substrate. A light receiving region that receives the reflected light reflected by the optical component or the holding member that holds the optical component, and the optical component or the holding member that holds the optical component. A reflection region for reflecting light emitted from the light source chip element is formed by a plurality of regions each having a different reflectance, and is reflected by the reflection region to be reflected in the light receiving region. It is configured to detect a tilt or positional deviation of the optical component in the received light amount of reflected light received.
前記基板の表面に凹部が形成され、前記凹部に前記光源チップ素子が配置されている構成としてもよい。 A recess may be formed on the surface of the substrate, and the light source chip element may be disposed in the recess.
前記凹部の側面はテーパ状であってもよい。 The side surface of the recess may be tapered.
前記光源チップ素子はLED素子であるのが好ましい。 The light source chip element is preferably an LED element.
前記基板は半導体からなり、前記光源チップ素子は前記基板と一体的に形成されている構成としてもよい。 The substrate may be made of a semiconductor, and the light source chip element may be formed integrally with the substrate.
前記基板には、前記受光領域からの光電流を増幅して演算する回路部が設けられている構成としてもよい。 The substrate may be provided with a circuit unit for amplifying and calculating a photocurrent from the light receiving region.
前記光情報媒体は円板状に形成され、前記光情報媒体と前記受光領域との間の光路にシリンドリカル素子が設けれ、前記受光領域は、前記光情報媒体の直径方向と平行な方向に延びる分割線を境に分割されており、前記シリンドリカル素子は、母線が前記分割線に対して傾いた向きなるように配置されている構成としてもよい。 The optical information medium is formed in a disc shape, a cylindrical element is provided in an optical path between the optical information medium and the light receiving area, and the light receiving area extends in a direction parallel to the diameter direction of the optical information medium. It is good also as a structure divided | segmented on the boundary of a dividing line, and the said cylindrical element being arrange | positioned so that a bus line may become the direction inclined with respect to the said dividing line.
また、前記光ヘッドを備え、光情報媒体への情報の記録又は記録された情報の再生を行う光情報媒体駆動装置としてもよい。 The optical head may be an optical information medium driving device that includes the optical head and records information on the optical information medium or reproduces the recorded information.
所定の基準に対する対象物の傾き又は位置ずれを検出するためのセンサーを前提として、基板と、前記基板上に設けられた光源チップ素子と、前記基板上に設けられ、前記光源チップ素子から出射されて前記対象物で反射した光を受光する受光領域とを備え、前記受光領域は、複数の領域に分割されて、各領域の受光量の比率によって前記対象物の傾き又は位置ずれを検出するように構成されている。 On the premise of a sensor for detecting an inclination or positional deviation of an object with respect to a predetermined reference, a substrate, a light source chip element provided on the substrate, a light source chip element provided on the substrate, and emitted from the light source chip element A light receiving area for receiving the light reflected by the object, and the light receiving area is divided into a plurality of areas so as to detect the inclination or displacement of the object according to the ratio of the amount of light received in each area. It is configured.
また、本発明は、所定の基準に対する対象物の傾き又は位置ずれを検出するためのセンサーを前提として、基板と、前記基板上に設けられた光源チップ素子と、前記基板上に設けられ、前記光源チップ素子から出射されて前記対象物で反射した光を受光する受光領域とを備え、前記対象物における前記光源チップ素子からの光を反射させるための反射領域がそれぞれ反射率を異にする複数の領域によって形成され、前記反射領域で反射して前記受光領域で受光された受光量によって前記対象物の傾き又は位置ずれを検出するように構成されている。 Further, the present invention presupposes a sensor for detecting an inclination or positional deviation of an object with respect to a predetermined reference, a substrate, a light source chip element provided on the substrate, and provided on the substrate, A light receiving region that receives light emitted from the light source chip element and reflected by the object, and a plurality of reflection regions for reflecting light from the light source chip element on the object have different reflectances. The inclination or the positional deviation of the object is detected based on the amount of light received by the reflection region and received by the light reception region.
以上説明したように、本発明による光ヘッドでは、センサーが、複数の領域に分割された受光領域と光源チップ素子とを基板上に備え、光情報媒体からの反射光を前記複数の領域にて受光してこの複数の領域での受光量に応じて前記光情報媒体の傾きもしくは位置ずれを検出している。このため、光情報媒体の傾きや位置ずれを検出する性能を十分に発揮する簡素なセンサーを、位置決め調整に高精度を要求せず、光ヘッド本来の形状に影響を与えない位置に配置することができる。また、レーザ光源とは別の光源チップ素子を用いて傾き等を検出しているため、そのばらつき特性も小さく、温度変化による光源チップ素子からの光束の位置や向きの変化も小さく、総合して小型化と低コスト化を実現できる光ヘッドを実現することができる。 As described above, in the optical head according to the present invention, the sensor includes the light receiving area divided into a plurality of areas and the light source chip element on the substrate, and the reflected light from the optical information medium is transmitted through the plurality of areas. The optical information medium is detected to detect the inclination or displacement of the optical information medium according to the amount of light received in the plurality of regions. For this reason, a simple sensor that fully exhibits the ability to detect the tilt and displacement of an optical information medium should be placed at a position that does not require high accuracy for positioning adjustment and does not affect the original shape of the optical head. Can do. In addition, since the tilt and the like are detected using a light source chip element different from the laser light source, the variation characteristics thereof are small, and the change in the position and direction of the light beam from the light source chip element due to the temperature change is also small. An optical head that can be reduced in size and cost can be realized.
また、本発明による別の態様の光ヘッドでは、センサーが、複数の領域に分割された受光領域と光源チップ素子とを基板上に備え、光学部品又はこれを保持する保持部材からの反射光を前記複数の領域にて受光してこの複数の領域の受光量に応じて前記光学部品の傾きもしくは位置を検出している。このため、検出した情報に応じて光ヘッド内において駆動手段によりその傾きや位置を変位させる光学部品の詳細な制御を行うことができる。例えば光ディスクの厚みによって生じる球面収差に対して、光ヘッド内で光学部品の位置を制御して球面収差の補正を行うことが可能となる。 In the optical head according to another aspect of the present invention, the sensor includes a light receiving region divided into a plurality of regions and a light source chip element on a substrate, and reflects light from an optical component or a holding member that holds the optical component. Light is received in the plurality of regions, and the tilt or position of the optical component is detected according to the amount of light received in the plurality of regions. For this reason, it is possible to perform detailed control of the optical component whose displacement and position are displaced by the driving means in the optical head in accordance with the detected information. For example, for spherical aberration caused by the thickness of the optical disk, it is possible to correct the spherical aberration by controlling the position of the optical component in the optical head.
また、本発明による別の態様の光ヘッドでは、センサーが、それぞれ反射率を異にする複数の領域によって形成された反射領域で反射した光を受光する受光領域と光源チップ素子とを基板上に備える構成なので、センサーの受光領域を複数の領域に分割する必要がなくなる。この結果、光ヘッドを小型化しつつ光学部品の詳細な位置制御を行うことができる。 In the optical head according to another aspect of the present invention, the sensor has a light receiving region and a light source chip element on the substrate for receiving light reflected by a reflective region formed by a plurality of regions each having a different reflectance. Since it is a structure provided, it is not necessary to divide the light receiving area of the sensor into a plurality of areas. As a result, it is possible to perform detailed position control of the optical component while reducing the size of the optical head.
また、受光領域を設けた基板に凹部が形成され、この凹部に光源チップ素子を搭載した場合には、光源チップ素子からの出射光が光情報媒体に照射されて、その反射光が受光領域に入射して光情報媒体の傾きもしくは位置を検出することにより、光情報媒体の傾きもしくは位置を検出する性能を十分に発揮する簡素な構成で、しかも光源チップ素子の不要な光を凹部の側面部分に至らしめることでセンサーとしての検出能力を向上することができる。また、光源チップ素子が基板から突出するのを抑制することができるので、1つの部品として扱いやすい小型のセンサーを実現することができる。さらに、凹部の側面をテーパ状にすることによって、凹部の側面が垂直状である場合と比較して、光源チップの搭載を容易にすることができるとともに基板の形成をも容易にでき、しかも熱が空中に逃げやすい構成にすることができる。 In addition, when a concave portion is formed in the substrate provided with the light receiving region, and the light source chip element is mounted in this concave portion, the light emitted from the light source chip element is irradiated onto the optical information medium, and the reflected light is incident on the light receiving region. By detecting the tilt or position of the optical information medium upon incidence, it has a simple configuration that sufficiently exhibits the performance of detecting the tilt or position of the optical information medium, and also removes unnecessary light of the light source chip element from the side surface portion of the recess. The detection ability as a sensor can be improved by reaching the above. Moreover, since it can suppress that a light source chip element protrudes from a board | substrate, the small sensor which is easy to handle as one component is realizable. Furthermore, by making the side surface of the recess tapered, the light source chip can be easily mounted and the substrate can be easily formed as compared with the case where the side surface of the recess is vertical. Can be configured to easily escape into the air.
また、光源チップ素子がLED素子である場合には、基板上に固定しやすく安定した発光をおこなうため、光情報媒体の傾きもしくは位置を検出する性能を十分に発揮する簡素な構成で小型のセンサーを実現できる。 In addition, when the light source chip element is an LED element, it is easy to fix on the substrate and emits light stably, so that a small sensor with a simple configuration that sufficiently exhibits the ability to detect the tilt or position of the optical information medium. Can be realized.
また、基板が半導体からなる場合には、この基板上に光源チップ素子が例えばプロセス工程によって一体的に形成されることにより、別体の光源チップ素子を基板上に搭載するときに発生する面内位置と角度の誤差がなくなる為、光束の光軸傾きや発光位置のばらつきを抑えることができる。また、光源チップ素子搭載の為の凹部面積を少なくすることができる為、その分、受光チップの面積を大きく取ることができる。以上より、光情報媒体の傾きもしくは位置をより精度よく検出することができる光ヘッドを実現できる。 Further, when the substrate is made of a semiconductor, the light source chip element is integrally formed on the substrate by, for example, a process step, thereby generating an in-plane generated when a separate light source chip element is mounted on the substrate. Since there is no error in position and angle, it is possible to suppress variations in the optical axis tilt and light emission position of the light beam. Further, since the area of the recess for mounting the light source chip element can be reduced, the area of the light receiving chip can be increased accordingly. As described above, an optical head capable of detecting the tilt or position of the optical information medium with higher accuracy can be realized.
また、基板に、受光領域からの光電流を増幅して演算する回路部を設けた場合には、センサー出力がより安定するため、光情報媒体の傾きもしくは位置を検出する性能を十分に発揮する簡素な構成で小型のセンサーを実現できる。 In addition, when the circuit unit for amplifying and calculating the photocurrent from the light receiving area is provided on the substrate, the sensor output becomes more stable, so that the performance of detecting the tilt or position of the optical information medium is sufficiently exhibited. A small sensor can be realized with a simple configuration.
また、光情報媒体からの反射光がシリンドリカル素子を経て受光領域に入射する構成の場合には、光情報媒体の傾きもしくは位置を検出する性能を十分に発揮する簡素な構成で、光情報媒体が記録部と未記録部とで反射率が異なるような光ディスクの場合であっても、反射率が異なる影響を受けることなく、傾きもしくは位置を安定して検出する小型のセンサーを実現できる。 Further, in the case where the reflected light from the optical information medium is incident on the light receiving region through the cylindrical element, the optical information medium has a simple configuration that sufficiently exhibits the performance of detecting the tilt or position of the optical information medium. Even in the case of an optical disc in which the reflectance differs between the recorded portion and the unrecorded portion, it is possible to realize a small sensor that stably detects the tilt or position without being affected by the reflectance.
また、本発明の光ヘッドは、レーザ光源と、集光素子駆動手段と、光情報媒体からの信号反射光を受光する光受光素子にて構成され、上記のセンサーを具備したことにより、光ヘッド構成部品、例えば集光素子駆動手段の傾きや位置を検出する性能を十分に発揮する簡素な構成で小型のセンサーを搭載した光ヘッドを実現できる。 Further, the optical head of the present invention includes a laser light source, a condensing element driving means, and a light receiving element that receives signal reflected light from an optical information medium, and includes the above-described sensor. An optical head equipped with a small sensor can be realized with a simple configuration that sufficiently exhibits the performance of detecting the inclination and position of a component, for example, the light condensing element driving means.
また、本発明によるセンサーは、受光領域が複数の領域に分割されて、各領域の受光量の比率によって対象物の傾き又は位置ずれを検出するので、簡単な構成で対象物の傾きや位置ずれを検出できる小型のセンサーとすることができる。 In the sensor according to the present invention, the light receiving area is divided into a plurality of areas, and the inclination or positional deviation of the object is detected based on the ratio of the amount of light received in each area. It can be set as a small sensor which can detect.
また、本発明による別の態様のセンサーは、それぞれ反射率を異にする複数の領域によって形成された反射領域で反射した光を受光する受光領域と光源チップ素子とを基板上に備える構成なので、受光領域を分割することなく、対象物の傾き又は位置ずれを検出することができる。したがって、簡素で且つ小型のセンサーを実現することができる。 In addition, the sensor according to another aspect of the present invention is configured to include a light receiving region and a light source chip element that receive light reflected by a reflective region formed by a plurality of regions each having a different reflectance, on a substrate. It is possible to detect the tilt or displacement of the object without dividing the light receiving area. Therefore, a simple and small sensor can be realized.
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。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1(a),図1(b),図1(c)は、本発明の実施形態1に係る傾きセンサーを示す平面図,側面図,正面図である。この図は傾きセンサーの概略的な構成を示すものである。図2(a),図2(b),図2(c)は、その傾きセンサーが搭載された光ヘッドを示す平面図,側面図,正面図である。この図は光ヘッドを概略的に示すものである。以下にその構成と機能についての説明を行う。
(Embodiment 1)
FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 1C are a plan view, a side view, and a front view showing an inclination sensor according to Embodiment 1 of the present invention. This figure shows a schematic configuration of the tilt sensor. 2A, 2B, and 2C are a plan view, a side view, and a front view showing an optical head on which the tilt sensor is mounted. This figure schematically shows the optical head. The configuration and function will be described below.
図1(a),図1(b),図1(c)、図2(a),図2(b),図2(c)において、符号6は反射体である光情報媒体の一例としての光ディスクを示している。傾きセンサー38は、光ディスク6から3mmの位置に配置される厚みが0.3mmの平面視矩形状の半導体基板30を備えている。この半導体基板30は、シリコン、GaAsP(ガリウム・砒素・リン)、Ge(ゲルマニウム)、InGaAs(インジウム・ガリウム・砒素)等の半導体からなる基板である。半導体基板30には、受光領域の一例としての受光チップが設けられている。受光チップは、本実施形態1では2つの領域(第1受光チップ31aと第2受光チップ31b)に分割されている。第1受光チップ31aと第2受光チップ31bとは、直線状に延びる分割線34を境として分割されている。両受光チップ31a,31bは、それぞれ1.2mm×1.5mmの大きさの半導体(構造は詳述しない)からなる。つまり、両受光チップ31a,31bは分割線34に対して互いに対称に形成されている。
1 (a), FIG. 1 (b), FIG. 1 (c), FIG. 2 (a), FIG. 2 (b), and FIG. 2 (c),
第1受光チップ31aには第1電極32aが、また第2受光チップ31bには第2電極32bがそれぞれ設けられている。また、半導体基板30には、両受光チップ31a,31bに共通に作用する第3電極33が設けられている。
The first
半導体基板30には、光源チップ素子の一例としてのLEDチップ35が設けられている。このLEDチップ35は0.31mm×0.21mmで高さ0.35mmに形成されている。LEDチップ35は、発光点37が分割線34の延長線上に位置するように配置されている。LEDチップ35は第4電極36を介して半導体基板30に設けられている。なお、図1(b)中、符号11はLEDチップ35から出射された出射光束を、また図1(a)中、符号12は光ディスク6で反射した反射光束を示している。
The
以上の構成要素によりセンサー38が構成される。このような構成にするとセンサー38は2.7mm×2.4mmで高さ0.65mmのサイズとなる。本実施形態ではこのセンサーを光ディスク6の傾きを検出する傾きセンサー38として適用したものを例にして説明を行う。
The
図2において、符号39は傾きセンサー38と電気的に接続される配線基板を示している。ここで配線基板39への電気的接続とは、第3電極33がハンダにより配線基板39上の配線に接続固定され、第1電極32a、第2電極32b,LEDチップ35,第4電極36が、それぞれ金属線(図示せず)によるワイヤボンディングによって配線基板39上の配線に接続固定されることを意味している。
In FIG. 2,
同図において、符号42は集光素子である対物レンズを、また43は対物レンズ42を駆動する集光素子駆動手段であるアクチュエータを、また41はレーザ光源としての半導体レーザを、また44は半導体レーザ41からの出射光を対物レンズ42に至らしめ、光ディスク6の情報信号を検出するための光学素子類を搭載した光学系ブロックをそれぞれ示している。以上の構成要素により傾きセンサー38が搭載された光ヘッド45が構成される。
In the figure,
ここで、R方向は光ディスク6の半径方向、T方向は光ディスク6のタンジェンシャル方向とする。傾きセンサー38は、分割線34がT方向とほぼ平行になるように配置される。
Here, the R direction is the radial direction of the
以上のように構成された本発明の実施形態1における傾きセンサー38とその傾きセンサー38が搭載された光ヘッドの動作について説明する。
The operation of the
まず、配線基板39によって外部回路(図示せず)と接続されて通電されたLEDチップ35は、発光して図1(b)及び図1(c)に示すように発散光を出射する。この出射光束11は光ディスク6に入射して反射する。この反射光束12は、例えば図1(a)に示すような大きさで傾きセンサー38に入射する。LEDチップ35から出射された出射光束11は光学部品等を透過することなく、直接光ディスク6に照射され、またこの反射光束12も光学部品等を透過することなく直接受光チップ31a,3bに入射される。ここで、傾きセンサー38は、光ヘッド45の所定の基準に対して光ディスク6が相対傾きを発生していない時に受光チップ31aと受光チップ31bとが受光する光量がそれぞれ等しくなるように位置決めされている。
First, the
そして、両受光チップ31a,31bが第3電極33で配線基板39の配線に電気接続されるとともに、第1電極32a及び第2電極32bがそれぞれ金属線によって配線基板39の配線に電気接続されるため、各受光チップ31a,31bでそれぞれ受光した光量に応じた光電流となって配線に出力される。受光チップ31a,31bは、いわゆる2分割フォトダイオードとして機能する。
The
傾きセンサー38の機能について、図3(a),図3(b),図3(c)を用いて説明する。図3(a),図3(b),図3(c)は、傾きセンサー38と反射光束12との関係を示すものである。これらの図は、便宜上、配線基板39とその配線を図示せず、かわりに受光チップ31a,31bで発生した光電流が第1電極32a及び第2電極32bから信号線で回路部の一例としての差動回路13に入力するように図示している。
The function of the
図3(a)は、図2(c)において光ヘッド45に対する光ディスク6のR方向(T方向の軸回り)の相対傾きが無いときの状態を示している。この状態では、反射光束12が分割線34に対して対称に位置するので、両受光チップ31a,31bの受光量は等しく、第1電極32a及び第2電極B32bからの発生光電流も等しい。したがって、差動回路13のR傾き信号は「0」となる。
FIG. 3A shows a state where there is no relative inclination in the R direction (around the axis in the T direction) of the
図3(b)は、光ディスク6が光ヘッド45に対して図2(c)に示すR方向(T方向の軸回り)の+の向きの相対傾きが発生したときの状態である。この状態では、反射光束12が分割線34に対して第1受光チップ31a側にシフトするため、第1受光チップ31aの受光量が第2受光チップ31bの受光量よりも大きくなり、第1電極32aからの光電流は第2電極32bからの光電流よりも大きくなる。したがって、差動回路13のR傾き信号は「+」となる。
FIG. 3B shows a state in which the
図3(c)は、光ディスク6が光ヘッド45に対してR方向(T方向の軸回り)の−の向きの相対傾きが発生したときの状態である。この状態では、反射光束12が分割線34に対して第2受光チップ31b側にシフトするため、第1受光チップ31aの受光量が第2受光チップ31bの受光量よりも小さくなり、第1電極32aからの光電流は第2電極32bからの光電流よりも小さくなる。したがって、差動回路13のR傾き信号は「−」となる。
FIG. 3C shows a state where the
このようにして、傾きセンサー38は、光ディスク6に対する光ヘッド45のR方向(T方向の軸回り)の相対傾きに応じたR傾き信号を出力することができる。いいかえれば、傾きセンサー38は、光ヘッド45と光ディスク6にR方向(T方向の軸回り)の相対傾きを検出できるものである。
In this manner, the
本実施の形態の構成による特徴を2点述べる。1つは、光ヘッド45と光ディスク6にT方向(R方向の軸回り)の相対傾きが発生しても、反射光束12はT方向すなわち分割線34に沿ってシフトするだけなので、オートゲインコントロールをかけておけば、R傾き信号が変化することはない。もう1つは、光ディスク6がフォーカス方向に変位したとしても、反射光束12の中心位置は変わらずに直径が変化するだけであるので、オートゲインコントロールをかけておくと、R傾き信号が変化することはない。
Two features according to the configuration of this embodiment will be described. One is that even if a relative tilt in the T direction (around the R direction axis) occurs in the
このように、本実施形態1の傾きセンサー38は、光ディスク6のフォーカス方向の変位や、光ヘッド45と光ディスク6とのT方向(R方向の軸回り)の相対傾きが生じたとしても、その影響を受けずに光ヘッド45と光ディスク6とのR方向(T方向の軸回り)の相対傾きを検出することができる。
As described above, even if the
加えて、実施形態1の傾きセンサー38とその傾きセンサー38が搭載された光ヘッド45は次の効果も有する。まず、傾きセンサー38が小型であるため、光ヘッド45の形状に影響を与えない。さらに、相対傾きを検出するための光源がLEDチップ35であり、ばらつき特性も小さい。そして、LEDチップ35と受光チップ31a,31bとが半導体基板30と一体化されているので、光ヘッド45上で傾きセンサー38の精密な位置決め調整は必要ない。また、傾きセンサー38は半導体レーザ41、つまり光ヘッドの中で最も温度上昇する部分から離れた位置に配置可能なので、半導体レーザ41による熱の影響を小さくすることができる。この結果、LEDチップ35からの出射光束11は温度変化よって光束の位置や向きが変化する可能性は小さくなり、相対傾きの検出の性能に誤差を生じる可能性も小さい。
In addition, the
さらに、反射光束12の受光領域を2分割するだけで傾きセンサー38として機能させることができるので、構成が複雑化するのを回避するとともに傾きセンサー38の小型化を図ることができる。
Furthermore, since the light receiving area of the reflected
本実施形態1の光ヘッド45には、図示省略しているがチルト補正機構が設けられている。このチルト補正機構は、傾きセンサー38による出力結果に基づいてアクチュエータ43を駆動制御するように構成されている。このアクチュエータ43の駆動制御により対物レンズのフォーカス方向及びトラッキング方向の位置補正が行われる。なお、チルト補正機構は、アクチュエータ43を駆動制御する構成に限られるものではなく、例えば光ヘッド45自体の位置制御又は姿勢制御を行う構成としてもよい。
Although not shown, the
(実施の形態2)
実施の形態1では、半導体基板30を形成した後に、この半導体基板30の上にLEDチップ35を搭載する構成としたが、本発明の実施形態2では、図4に示すように、LEDチップ35がプロセス工程により半導体基板30に一体的に形成されている。なお、図4は、本実施形態2に係るセンサー38を図1(a)のIV-IV線における断面で示したものである。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, after the
半導体基板30は、N型不純物を比較的高濃度に含むN+半導体層30aとN型不純物を比較的低濃度に含むN-半導体層30bとを有する。N-半導体層30bの不純物濃度は十分に低く設定され、実質的に高抵抗の真性半導体として機能する。
The
N-半導体層30bの上部には、P型不純物を比較的高濃度に含む不純物拡散領域が設けられている。この不純物拡散領域は受光チップ31a,31bを構成するものである。第1受光チップ31a及び第2受光チップ31bは、同様の不純物濃度プロファイルを有し、その結果、光学的にも電気的にも特性が実質的に同じになっている。両受光チップ31a,31bが何れも同様の不純物濃度プロファイルを有するように形成されているということは両受光チップ31a,31bの形成が同時に行われ得ることを意味している。
An impurity diffusion region containing a P-type impurity at a relatively high concentration is provided on the N − semiconductor layer 30b. This impurity diffusion region constitutes the
半導体基板30の底面(下面)には、カソード電極としての第3電極33が蒸着されている。この第3電極33は図示省略したカソード端子に接続されている。一方、半導体基板30の上面は、絶縁膜62及び保護膜63により覆われている。また、アノード電極としての第1電極32aが絶縁膜62及び保護膜63中に形成されたコンタクトホールを介して第1受光チップ31aに接続されている。この第1電極32aは図示省略したアノード端子に接続されている。第2電極32bも第1電極32aと同様の構成をなして第2受光チップ31bに接続されている。
A
第1電極32a及び第2電極32bと第3電極33との間に縦型PINダイオードが形成され、この縦型PINダイオードは、受光量に応じて光電流を発生させる。この縦型PINダイオードを流れる光電流を直接的又は間接的に検出することにより、各受光チップ31a,31bに照射された光の量を知ることができる。
A vertical PIN diode is formed between the
絶縁層62の上側には金属膜からなる第4電極36が形成され、この第4電極36の上側にPN接合を有する半導体層64が形成されている。この半導体層64の上面には中央部を残して絶縁膜65及び第5電極66が形成されている。半導体層上面の中央部は発光点37となる。この構成により、半導体基板30上にLEDチップ35が一体的に形成されることとなる。
A
本実施の形態2では、別体のLEDチップを半導体基板30上に形成するときに発生する面内位置と角度の誤差がなくなる為、出射光束11の光軸傾きや発光位置のばらつきを抑えることができる。したがって、光ディスク6の傾きをより精度よく検出することができる光ヘッド45を実現することができる。
In the second embodiment, since there is no in-plane position and angle error that occurs when a separate LED chip is formed on the
なお、その他の構成、作用及び効果は実施の形態1と同様である。 Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.
(実施の形態3)
本発明の実施形態3の構成と動作について、図5(a),図5(b),図5(c)を参照しながら説明する。
(Embodiment 3)
The configuration and operation of Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 (a), 5 (b), and 5 (c).
図5(a),図5(b),図5(c)は、それぞれ実施の形態3に係る光ヘッド45における傾きセンサー38の平面図,側面図,正面図であり、これらの図は傾きセンサー38を概略的に示すものである。以下にその構成と機能についての説明を行う。なお、図5(a),図5(b),図5(c)において、図1(a),図1(b),図1(c)と同じ構成要素には同じ符号を付しており、ここでは実施の形態1と異なる点のみについて説明する。
5 (a), 5 (b), and 5 (c) are a plan view, a side view, and a front view, respectively, of the
半導体基板30の端部には凹部61が形成されており、この凹部61が形成された端部はその他の部位よりも薄くなっている。凹部61は受光チップ31a,31bが形成された側(図5(b)における右側)の面を切除することにより形成されるものである。
A
半導体基板30は全体として0.5mmの厚みとなっているが、凹部61が形成された端部の厚みは0.2mmとなっている。この凹部61にLEDチップ35が搭載されている。これにより、実施形態1に比べ、LEDチップ35が半導体基板30から突出する高さを抑制することがきるので、傾きセンサー38のハンドリングを容易にすることができる。
The
凹部61の側面は半導体基板30にテーパ状に形成されるので、その分LEDチップ35と受光チップ31a,31bとの間隔が必要となり、このため傾きセンサー38は2.7mm×2.65mmで高さ0.55mmのサイズとなる。
Since the side surface of the
この傾きセンサー38が搭載された光ヘッド45の概略的な構成は、実施の形態1の図2(a),図2(b),図2(c)と同様である。したがって本発明の実施の形態2における傾センサー38は、図3(a),図3(b),図3(c)と同様の機能を有し、光ヘッド45と光ディスク6とのR方向(T方向の軸回り)の相対傾きをR傾き信号として検出できるものである。
The schematic configuration of the
本実施の形態3では、LEDチップ35が凹部61に設けられているために、実施の形態1の特徴に加え、LEDチップ35が半導体基板30から突出するのを抑制でき、傾きセンサー38を1つの部品として取り扱いやすくすることができるという特徴を有する。しかも、凹部61の側面をテーパ状に形成しているので、LEDチップ35の不要な光を凹部61のテーパ部分によって反射させることで光ディスク6に到達するのを防止することができる。
In the third embodiment, since the
なお、本実施形態3においても、実施形態2と同様にプロセス工程にてLEDチップ35を半導体基板30と一体的に形成するようにしてもよい。その他の構成、作用及び効果は実施形態1と同様である。
In the third embodiment, the
(実施の形態4)
本発明の実施形態4の構成と動作について、図6(a),図6(b),図6(c)を参照しながら説明する。
(Embodiment 4)
The configuration and operation of
図6(a),図6(b),図6(c)は、それぞれ実施の形態4に係る光ヘッドにおける傾きセンサー38の平面図,側面断面図,正面断面図であり、これらの図は傾きセンサー38を概略的に示すものである。本実施の形態4は実施の形態3の特徴をさらに際だたせたものである。したがって、図6(a),図6(b),図6(c)において図5(a),図5(b),図5(c)と同じ構成要素には同じ符号を付し、ここでは実施の形態3と異なる点のみについて説明する。
6A, 6B, and 6C are a plan view, a side cross-sectional view, and a front cross-sectional view, respectively, of the
半導体基板30は、全体として0.5mmの厚みに構成されており、半導体基板30における一方の面(図6(b)における右側)の中央部には凹部61が形成されている。この凹部61が形成された面には、そのほぼ全体に亘って受光チップ31a,31bが凹部61を取り囲むように形成されている。半導体基板30の中央部に凹部61が形成され、その凹部61にLEDチップ35が配置されることで半導体基板30は全体としては平板形状をなしている。
The
凹部61が形成された中央部分の厚みは0.2mmとなっている。この凹部61には、その中央に発光点37が位置するようにLEDチップ35が搭載されている。凹部61の側面がテーパ状に形成されているので、その分LEDチップ35と受光チップ31a,31bとの間隔が必要となり、傾きセンサー38は2.7mm×4.5mmで高さ0.55mmのサイズとなる。
The thickness of the central portion where the
傾きセンサー38が搭載された光ヘッド45の概略的な構成は、実施の形態1の図2(a),図2(b),図2(c)と同様である。したがって本発明の実施の形態4における傾きセンサー38は、図3(a),図3(b),図3(c)と同様の機能を有し、光ヘッド45と光ディスク6にR方向(T方向の軸回り)の相対傾きをR傾き信号として検出できるものである。
The schematic configuration of the
本実施の形態4の構成による特徴は、実施の形態1の特徴に加えて、実施の形態2の特徴がさらに際だったものとなる。つまり、LEDチップ35が基板中央の凹部61に設けられているために、実施の形態1の特徴に加え、LEDチップ35が半導体基板30から突出するのを抑制でき、傾きセンサー38を1つの部品として取り扱いやすくすることができるという特徴を有する。しかも、凹部61の側面をテーパ状に形成することでLEDチップ35の不要な光が光ディスク6には到達し難いようになっている。
The feature of the configuration of the fourth embodiment is more distinctive from the feature of the second embodiment in addition to the feature of the first embodiment. That is, since the
なお、本実施形態4においても、実施形態2と同様にプロセス工程にてLEDチップ35を半導体基板30と一体的に形成するようにしてもよい。その他の構成、作用及び効果は実施の形態3と同様である。
In the fourth embodiment, the
(実施の形態5)
本発明の実施形態5の構成と動作について、図7(a),図7(b),図7(c)を参照しながら説明する。
(Embodiment 5)
The configuration and operation of
図7(a),図7(b),図7(c)は、実施の形態4の光ヘッドにおける傾きセンサー38の平面図,側面断面図,正面断面図であり、これらの図は傾きセンサー38の概略的な構成を示すものである。図7(a),図7(b),図7(c)において図6(a),図6(b),図6(c)と同じ構成要素には同じ符号を付し、ここでは実施の形態4と異なる点のみについて説明する。なお、この傾きセンサー38が搭載された光ヘッド45の概略的な構成は、実施の形態1の図2(a),図2(b),図2(c)と同様である。
FIGS. 7A, 7B, and 7C are a plan view, a side cross-sectional view, and a front cross-sectional view of the
傾きセンサー38と光ディスク6との間には、円筒レンズであるシリンドリカル素子46が配置されている。このシリンドリカル素子46は平面視でおよそ正方形状のものであり、母線が受光チップ31a,31bの分割線34に対して45度の角度をなす向きになるように配置されている。シリンドリカル素子46の中央部には、貫通孔46aが形成されている。この貫通孔46aは、LEDチップ35から出射された出射光束11を通過させるためのものである。つまり、LEDチップ35から光ディスク6に向かう出射光束11はシリンドリカル素子46を経由しない。一方、光ディスク6からの反射光束12は、シリンドリカル素子46を透過する。シリンドリカル素子46は第1受光チップ31a及び第2受光チップ31bに入射する反射光束12全体に作用するものである。シリンドリカル素子46は、母線が受光チップ31a,31bの分割線34に対して45度の角度をなすように配置するのが最も好ましいが、40度以上で且つ50度以下としても許容範囲内の効果を得ることができる。
A
ここで、光ディスク6の記録部と未記録部とで反射率が異なる場合について説明する。この記録部と未記録部は互いに光ディスク6のR方向に隣接配置されており、それぞれ反射率が異なっている。このため、LEDチップ35からの出射光束11が光ディスク6に照射されると、光ディスク6上に形成された照射光束47は、図8に示すようにR方向の半分が暗くなりR方向に明暗を有した状態となる。そして、出射光束11はこの状態で傾きセンサー38に反射される。
Here, the case where the reflectance differs between the recorded portion and the unrecorded portion of the
前述した実施の形態4(図6参照)の如く、シリンドリカル素子が配置されていない傾きセンサー38であれば、そのままR方向の明暗を有した反射光束12となるので、第1受光チップ31aよりも第2受光チップ31bの受光量が減少する。つまり、光ヘッド45と光ディスク6が相対傾きを発生していない場合でも、R傾き信号を出力してしまうので、光ヘッド45と光ディスク6とのR方向(T方向の軸回り)の相対傾きを安定して検出できないこととなる。
As in the above-described fourth embodiment (see FIG. 6), if the
これに対し、本実施の形態5の傾きセンサー38によれば、R方向に明暗を有して光ディスク6から反射されてきた反射光束12は、シリンドリカル素子46を透過する。このときこの透過光束12に対して、母線を含む面における光束断面については変化を受けずに透過するが、母線と直交する面における光束断面についてはレンズ効果で収斂される。そして、この光束12は、シリンドリカル素子46の焦点位置を過ぎると再び発散状態となる。このとき、シリンドリカル素子46がR方向に対して母線を45度回転させた姿勢で配置される円筒レンズであることから、光束が収斂して発散する方向もR方向に対して45度傾いており、この結果、発散光束においては明暗の境界が透過前の光束に対して90度回転することになる。傾きセンサー38は、この発散光束が、変化しなかった母線を含む面内の光束断面とほぼ同じ大きさになるような光軸方向の位置に配置されている。これにより、シリンドリカル素子46に入射する光束の像は、傾きセンサー38の位置で90度回転した状態で略円形となる。
On the other hand, according to the
したがって、本実施の形態5のように、R方向に明暗を有して光ディスク6から反射されてきた反射光束12は、図9に示すように、傾きセンサー38の位置において像が90度回転してR方向と直交した方向に明暗を有する光束となる。このため、T方向に延びる分割線34によって分割された第1受光チップ31aと第2受光チップ31bとにおいて、その受光量はそれぞれ等しくなり、光ディスク6の記録部と未記録部とで反射率が異なる場合においても、差動回路13のR傾き信号は、その影響を受けることがない。つまり、本実施形態4では、光ヘッド45と光ディスク6が相対傾きを発生していない場合において、照射光束47の明暗によってR傾き信号を出力してしまって、光ヘッド45と光ディスク6にR方向(T方向の軸回り)の相対傾きを安定して検出できないという事態を回避することができる。
Therefore, as shown in the fifth embodiment, the reflected
この動作について模式的に表した図10〜図12を用いて説明する。図10は、図7の構成を模式的に示すとともに、LEDチップ35からの出射光束11の光線と光ディスク6からの反射光束12の光線を追跡したものを示している。図11は、光ディスク6上における照射光束47の分布を概念的に示すものであり、同図に示すように照射光束47には低反射率部47aが含まれている。この低反射率部47aは例えばT方向に延びる分布を示す。
This operation will be described with reference to FIGS. FIG. 10 schematically shows the configuration of FIG. 7, and shows the trace of the
一方、図12(a)〜(c)は、傾きセンサー38の第1受光チップ31a及び第2受光チップ31bとそこに入射する光ディスク6からの反射光束12の分布を示している。図12(a)は、T軸周りのチルトが存在しない場合を示し、図12(b)及び図12(c)はT軸周りのチルトが次第に大きくなった場合を示している。この反射光束12も照射光束47と同じように、低反射率部12aを含んでいる。ただし、この傾きセンサー38における低反射率部12aの分布は、上述したように照射光束47における明暗の像に対して90度回転して分布するので、R方向に延びる分布を示す。そして、光ディスク6にT軸回りの傾きが発生した場合には、この傾きによって発生する反射光束12の位置変化は図3と同様にR方向の位置ずれとして発生する。しかしながら、低反射率部12aがR方向に分布していることから、光ディスク6のT軸周りのチルトが発生して反射光束12が位置ずれしたとしても、第1受光チップ31a及び第2受光チップ31bがそれぞれ受光する受光量は低反射率部12aの影響を受け難く、両受光チップ31a,31bの差動検出によって、R傾き信号を出力することができる。
On the other hand, FIGS. 12A to 12C show the distribution of the reflected
このように、本実施の形態4の構成による特徴は、実施の形態1、2、3の特徴に加えて、光ディスク6の記録部と未記録部とで反射率が異なり、照射光束47においてR方向の一部に低反射率部47aが存在する場合であっても、光ヘッド45と光ディスク6にR方向(T方向の軸回り)の相対傾きをR傾き信号として検出できるものである。
Thus, in addition to the features of the first, second, and third embodiments, the feature of the fourth embodiment is that the reflectance differs between the recorded portion and the unrecorded portion of the
なお、本実施形態5においても、実施形態2と同様にプロセス工程にてLEDチップ35を半導体基板30と一体的に形成するようにしてもよい。その他の構成、作用及び効果は、前記実施形態4と同様である。
In the fifth embodiment, the
(実施の形態6)
前述した実施形態1から5までは、反射体が光ディスク6であり、光ヘッド45に搭載される傾きセンサー38を説明してきた。そして傾きセンサー38は、光ヘッド45と光ディスク6とのR方向(T方向の軸回り)の相対傾きをR傾き信号として検出する構成とした。しかしながら本発明の主旨は、上述の構成に限られるものではなく、光ディスク6の位置ずれを検出することも包含する。つまり、傾きセンサー38の工夫により、光ヘッド45における所定の基準に対する光ディスク6のフォーカス方向の変位(位置ずれ)を検出することが可能となる。
(Embodiment 6)
In the first to fifth embodiments described above, the
実施形態1の傾きセンサー38では、受光チップ31a,31bの分割線34をT方向と平行に設けたが(図1(a)参照)、図13に示すように、例えば分割線34をR方向と平行に設けることができる。こうすることにより、光ヘッド45と光ディスク6との位置を検出するセンサーとすることができる。
In the
つまり、光ディスク6がフォーカス方向に変位した状態が発生すると、反射光束12の中心位置は変わらずに直径が変化する。そして、反射光束12の光束径に応じて第1受光チップ31a及び第2受光チップ31bの受光量が変化するので、各受光チップ31a,31bの受光量に基づいて、光ヘッド45に対する光ディスク6のフォーカス方向変位(位置ずれ)を導出することができる。
That is, when the
なお、本実施形態6においても、実施形態2と同様にプロセス工程にてLEDチップ35を半導体基板30と一体的に形成するようにしてもよい。その他の構成、作用及び効果は実施の形態1と同様である。
In the sixth embodiment, the
(実施の形態7)
図14に示すように本発明の実施の形態7に係るセンサー38は、前述した実施形態1〜6の傾きセンサーと異なり、光学部品等の位置ずれ又は傾きを検出するためのセンサーとして構成されるものである。
(Embodiment 7)
As shown in FIG. 14, the
例えば光学部品である対物レンズがその保持部材(後述する)と一体となって変位する構成の場合には、例えば位置センサー38のLEDチップ35から出射される光を保持部材へ照射させ、その反射光がセンサーの受光領域にて受光できるような位置(例えば保持部材の近傍)に配置すれば保持部材の傾きもしくは位置ずれを検出でき、これにより保持部材によって保持された対物レンズの傾きもしくは位置ずれを検出できるようになる。
For example, when the objective lens, which is an optical component, is configured to be displaced integrally with its holding member (described later), for example, the light emitted from the
具体的に説明する。図14に示すように、光ヘッド45は、光学ブロック44と集光素子駆動手段であるアクチュエータ43とを備える。アクチュエータ43は、固定部51と保持部材48と対物レンズ42とを備える。保持部材48は、固定部51に設けられた4本のワイヤ50によって固定部51に保持されている。対物レンズ42は保持部材48によって保持されている。
This will be specifically described. As shown in FIG. 14, the
光学ブロック44は、半導体レーザ41、コリメートレンズ52、ミラー49等を主要な構成要素として備える。半導体レーザ41からの出射光はコリメートレンズ52で略平行光となり、ミラー49で反射して、保持部材48上の対物レンズ42に入射して光ディスク6の情報信号を記録・再生する。
The
本実施形態の傾きセンサー38は、アクチュエータ43の固定部51に配線基板39を介装した状態で設けられている。この傾きセンサー38は、保持部材48に対して出射光を出射し、その反射光を受光チップで受光する。ここで、受光チップが実施形態1と同様に2つに分割された構成であれば、光ディスク6のチルト検出と同様の原理で保持部材48の傾きを検出することができる。これにより、対物レンズ42の位置検出信号から、例えば光ディスク駆動装置の姿勢が変化した場合等において、対物レンズ42の自重によって生じる変位量が検出できるため、光ヘッド45内で対物レンズの位置を補正して、光ディスク6に対する安定した制御を行うことが可能となる。
The
なお、傾きセンサー38の受光チップを2つに分割する構成に代え、受光チップを分割しない構成とするとともに、保持部材48における出射光束の反射領域がそれぞれ反射率を異にする複数の領域に分割された構成とすることもできる。例えば図15に示すように、反射領域67は、反射率の比較的高い第1反射部67aと、この第1反射部67aよりも反射率の低い第2反射部67bとからなる。傾きセンサー38は、反射領域67上に形成された照射光束47が第1反射部67a及び第2反射部67bに跨るような位置に設置される。そして、保持部材48が例えば図15における上下方向に位置ずれすると、この位置ずれに応じて反射領域67における照射光束47の反射率が異なるので、保持部材48の位置ずれを検出することができる。つまり、LEDチップ35からの出射方向に対して略直交する方向における保持部材48の位置ずれを検出することができる。また、この場合でも、保持部材48の左右方向の傾きを検出することができる。
Instead of the configuration in which the light receiving chip of the
なお、本実施形態7においても、実施形態2と同様にプロセス工程にてLEDチップ35を半導体基板30と一体的に形成するようにしてもよい。その他の構成、作用及び効果は実施形態1と同様である。
In the seventh embodiment, the
(実施の形態8)
図16に示すように本発明の実施の形態8に係るセンサー38は、半導体レーザ41と対物レンズ42との間に配置された光学部品であるコリメートレンズ52の傾きまたは位置ずれを検出するためのセンサーとして構成されるものである。
(Embodiment 8)
As shown in FIG. 16, the
半導体レーザ41からの出射光を平行光に変換するコリメートレンズ52が、その保持部材53と一体となって駆動手段54によって光軸方向に移動する構成の場合、本実施形態8のセンサー38をLEDチップ35から出射される光を保持部材53へ照射させ、その反射光がセンサー38の受光領域にて受光できるような位置(例えば保持部材の近傍)に配置すれば保持部材53の位置を検出でき、これにより保持部材53によって保持されたコリメートレンズ52の位置を検出できるようになる。
In the case where the collimating
具体的に説明する。図16に示すように、光ヘッド45は、半導体レーザ41、コリメートレンズ52、保持部材53、駆動手段54、ミラー49、対物レンズ42等を主要な構成要素として備える。コリメートレンズ52は保持部材53によって保持されるとともに半導体レーザ41とミラー49との間に配置されている。駆動手段54は、保持部材53を光軸方向に駆動する構成である。
This will be specifically described. As shown in FIG. 16, the
傾きセンサー38は、光学系ブロック44に配線基板39を介装した状態で取り付けられている。傾きセンサー38は、保持部材53に対して出射光を出射し、その反射光を受光チップで受光する。これにより、保持部材53の傾き又は位置ずれを検出することができる。こうして、検出したコリメートレンズ52の位置検出信号によって、例えば光ディスク6の厚みによって生じる球面収差に対して、光ヘッド45内でコリメートレンズ52の位置を制御して球面収差の補正を行うことが可能となる。
The
さらに、コリメートレンズ52と対物レンズ42の間に、コリメートレンズ52からの平行光を受光する少なくとも2枚のレンズ(図示せず)と、この2枚のレンズのうちの一方のレンズを保持する保持部材(図示せず)と、一方のレンズと保持部材とを一体として光軸方向へ移動させる移動手段(図示せず)とを更に有する構成の場合には、本実施の形態で説明をしたセンサー38をLEDチップ35からの光を保持部材へ照射させ、反射光がセンサー38の受光領域にて受光のできるような位置(例えば保持部材の近傍)に配置すれば保持部材の位置を検出することにより、保持部材が保持する光学部品である一方のレンズの位置を検出できるようになる。このような構成にすると、一方のレンズの位置検出信号から、例えば光ディスクの厚みによって生じる球面収差に対して、光ヘッド内で一方のレンズの位置を制御して球面収差の補正を行うことが可能となる。
Furthermore, between the collimating
なお、以上説明した実施の形態1〜8では、傾きセンサー38は光ヘッド45に搭載されて、反射体としての光ディスク6や光ヘッド45の構成部品の傾きや位置ずれを検出するものとした。しかしながら、傾きセンサー38は光ヘッド45に搭載されるものに限られるものではなく、また反射体が光ディスク6や光ヘッド45の構成部品に限定されるものでもない。ここでは、上述の構成によって、反射体の傾きや位置ずれを検出するセンサー自体が本発明の主旨に基づくものである。
In the first to eighth embodiments described above, the
また、以上説明した実施の形態1〜8では、傾きセンサー38は半導体基板30に受光チップ31a,31bを形成して、いわゆる2分割フォトダイオードとして機能するものとしたが、半導体基板30上に受光チップ31a,31bからの光電流を増幅演算する回路部を設けたセンサーとしても本発明の主旨に基づくものである。
In the first to eighth embodiments described above, the
(実施の形態9)
本実施形態1の光ヘッド45が適用された光情報媒体駆動装置の構成について説明する。この光情報媒体駆動装置は、図17に示すように、光ヘッド45、回転駆動機構71、検出回路72、再生回路73、トラッキング制御回路74、フォーカス制御回路75等を主要な構成要素とする。
(Embodiment 9)
A configuration of an optical information medium driving device to which the
回転駆動機構71は、図略のモータによって光ディスク6を回転駆動する。検出回路72は、光ヘッド45によって分岐させられた反射光に基づいて、再生信号、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成する。再生回路73は、再生信号に基づいて光ディスク6に記録された情報を再生する。トラッキング制御回路74は、トラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング誤差を補償するように光ヘッド45を制御する。フォーカス制御回路75は、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカス誤差を補償するように光ヘッド45を制御する。
The
なお、本実施形態では、実施形態1の光ヘッド45を適用したが、これに代え、実施形態2〜7の何れかの光ヘッド45を適用した構成としてもよい。
In the present embodiment, the
1、41:半導体レーザ
2:光束
4:ビームスプリッタ
5、42:対物レンズ
6:光ディスク
7:開口制限手段
8:不要光束
9、17:光スポット
10:光検知器
11:出射光束
12:反射光束
13:差動回路
14:チルト検知用光検知器
14a、14b:検知領域
15:減算器
30:シリコン基板
31a、31b:受光チップ
32a、32b、33、36:電極
34:分割線
35:LEDチップ
37:発光点
38:傾きセンサー
39:配線基板
43:アクチュエータ
44:光学系ブロック
45:光ヘッド
46:シリンドリカル素子
47:照射光束
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 41: Semiconductor laser 2: Light beam 4:
Claims (9)
所定の基準に対する前記光情報媒体の傾きを検出するためのセンサーが設けられ、
前記センサーは、
基板と、
前記基板上に設けられた光源チップ素子と、
前記基板上に設けられ且つ前記光源チップ素子から出射されて前記光情報媒体によって反射された光を受光する受光領域とを備え、
前記受光領域は、複数の領域に分割されて、各領域の受光量の差分によって前記光情報媒体の傾きを検出するように構成されており、
前記光情報媒体は円板状に形成され、
前記光情報媒体と前記受光領域との間の光路にシリンドリカル素子が設けられ、
前記受光領域は、前記光情報媒体のタンジェンシャル方向と平行な方向に延びる分割線を境に分割されており、
前記シリンドリカル素子は、母線が前記分割線に対して傾いた向きになるように配置されていることを特徴とする光ヘッド。 An optical head that collects information recording or reproducing light emitted from a laser light source on an optical information medium and receives reflected light from the optical information medium,
Sensor is provided for detecting-out inclination of the optical information medium with respect to a predetermined reference,
The sensor is
A substrate,
A light source chip element provided on the substrate;
A light receiving region provided on the substrate and receiving light emitted from the light source chip element and reflected by the optical information medium;
The light receiving region is divided into a plurality of regions, it is configured to detect-out inclination of the optical information medium by the difference in the amount of received light in each region,
The optical information medium is formed in a disc shape,
A cylindrical element is provided in the optical path between the optical information medium and the light receiving region,
The light receiving region is divided with a dividing line extending in a direction parallel to the tangential direction of the optical information medium as a boundary,
The optical head is characterized in that the cylindrical element is arranged such that a bus line is inclined with respect to the dividing line.
前記凹部に前記光源チップ素子が配置されていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の光ヘッド。 A recess is formed on the surface of the substrate,
4. The optical head according to claim 1, wherein the light source chip element is disposed in the concave portion. 5.
前記光源チップ素子は前記基板と一体的に形成されていることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の光ヘッド。 The substrate is made of a semiconductor,
The optical head according to claim 1, wherein the light source chip element is formed integrally with the substrate.
光情報媒体への情報の記録又は記録された情報の再生を行うことを特徴とする光情報媒体駆動装置。
An optical head according to any one of claims 1 to 8, comprising:
An optical information medium driving apparatus which records information on an optical information medium or reproduces recorded information.
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