JPH04216328A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、光学的に情報の記録再
生をするために用いる光学ピックアップ装置に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】光学ピックアップ装置は、半導体レ−ザ
等の光源から発せられた光を光学記録媒体に照射して、
光学記録媒体で反射され、変調された反射光を光検出器
で検出することによって情報の記録再生を行う。このよ
うな光学ピックアップ装置は、対物レンズ、半導体レ−
ザ、光検出器等の多くの光学部品を必要とするため、装
置の小型化、軽量化を図ることが困難であった。このた
め、従来から各種の光学ピックアップ装置が提案されて
いる。 【０００３】例えば、特開平１−２７０３８２号公報に
は、半導体基板に凹部を形成し該凹部に対し４５°の角
度で傾斜した傾斜面にモニタ用光検出器を設け、該モニ
タ用光検出器の表面内にはほぼ　１００％の反射率を有
するコ−ティング膜を形成し、さらに対物レンズを透過
したレ−ザ光が入射する位置にホログラムプレ−トを配
設し、光ディスクで反射されたレ−ザ光に対し非点収差
の発生及びレ−ザ光を回折分離する作用を持たせ、半導
体基板上の光信号検出器で受光し電圧変換するようにし
た内容が開示されている。 【０００４】また、９０年春季及び秋季応用物理学会の
資料中２９ｐ−Ｎ−７　、３０ａ−Ｇ−３　には、対物
レンズにブレ−ズ特性を有したホログラムを一体接合し
、このホログラムを透過した光ビ−ムを短冊状の１０分
割光検出器（ＰＤ）で受光し、フォ−カス及びトラッキ
ング検出を行い、対物レンズを２次元方向に移動させる
ようにした内容が開示されている。 【０００５】また、本出願人が既に提案している特願平
２−２５４１０９の中には、半導体基板に傾斜部を形成
し傾斜面上に半導体レ−ザを設置し、半導体基板のレ−
ザビ−ムが照射される位置に、ミラ−と該ミラ−を回転
駆動させるアクチュエ−タとを設置する。また、半導体
基板の光学記録媒体からの反射ビ−ムが入射する位置に
、光検出器を形成する。この光検出器の上にプリズムを
設置し、該プリズムの半導体レ−ザに対向する端面には
半透過反射膜を形成する。半導体レ−ザから出射され、
ミラ−で反射されたレ−ザビ−ムは半透過反射膜で反射
され、対物レンズを介して光学記録媒体に導かれ、ここ
で反射された反射ビ−ムは対物レンズを介して半透過反
射膜に入射し、ここを透過したのち光検出器に導かれる
ように構成されている。そして、光検出器で検出された
光情報からトラッキングエラ−信号を検出し、ミラ−を
駆動するアクチュエ−タにこのトラッキングエラ−信号
を供給する。アクチュエ−タは、このトラッキングエラ
−信号に基づいてミラ−を回転させ、光学記録媒体への
入射ビ−ムを偏向させてトラッキングエラ−の補正を行
うという内容が開示されている。 【０００６】さらに、前記プリズムを断面台形を有する
プリズムに替え、半導体基板を傾斜部のない平坦な形状
にして、この半導体基板の平坦な表面に半導体レ−ザを
設置した構成も開示されている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のうち特開平１−２７０３８２号公報及び応用物理
学会の資料に開示されているものは、フォ−カス、トラ
ッキング制御するために対物レンズを駆動するための２
次元アクチュエ−タを必要とし、小型、軽量化を要求さ
れる光学ピックアップに適用することはできないという
不具合がある。 【０００８】また、特願平２−２５４１０９に開示され
ているものは、光学記録媒体からの反射光を半導体基板
上に設けたガルバノミラ−で反射させ、さらにプリズム
で反射させた後、光検出器へ導くように光学系を構成し
ているため、マイクロプリズムの表面に埃が付着しやす
く戻り光路が長くなってしまいひいては半導体基板が大
きくなり、光学ピックアップの小型、軽量化の妨げとな
る不具合がある。本発明は、上記不具合を解決すべく提
案されるもので、装置の小型、軽量化を図るとともに、
光検出器による信号検出を効率よく行える光学ピックア
ップを提供することを目的としたものである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体レ−ザから出射されたレ−ザ光を
反射膜がコ−ティングされたマイクロプリズム、ホログ
ラム、対物レンズを介して光学記録媒体に照射し、この
光ディスクで反射された反射光を対物レンズ、ホログラ
ムを介して光検出器で受光するように構成した光学ピッ
クアップにおいて、半導体レ−ザ、光検出器、マイクロ
プリズムを共通基板の表面側に設けるとともに、半導体
レ−ザから出射されたレ−ザ光が対物レンズに入射する
ように共通基板の表面側にガルバノミラ−を設け、光デ
ィスクで反射された反射光はガルバノミラ−、マイクロ
プリズムを介さずに光検出器で受光されるように構成し
た光学ピックアップ装置としたものである。 【００１０】 【作用】このように構成することにより、対物レンズの
可動部の質量を小さくできるとともに、部品点数の減少
化を図れる。また、ガルバノミラ−への入射位置を同じ
位置にすることができるので、反射面の面積を小さくで
きアクチュエ−タの小型化を図れる。また、反射光をガ
ルバノミラ−を介さずに受光するようにしているので、
半導体基板を小さくでき装置の小型化を図れる。また、
マイクロプリズムを介することなく反射光の光路を短く
できるので、光量ロスを減少させ信号検出の効率化を図
れる。 【００１１】 【実施例】以下、図面に従い本発明の実施例を詳細に説
明してゆく。第１図は、本発明の第１実施例を示したも
のである。Ａ図は装置断面図、Ｂ図は平面図である。半
導体基板１上の長手方向の一方端部近傍に、光源たる半
導体レ−ザ２を錫半田付け等により固定し、この半導体
レ−ザ２に対向するように半導体基板１上の長手方向の
他方端部近傍に、対向面を傾斜面としたマイクロプリズ
ム３を固定する。そして該マイクロプリズム３の傾斜面
には、反射膜４がコ−ティングされている。またマイク
ロプリズム３の反射膜４に対向する半導体基板１上には
凹部５が形成され、ここにガラス基板内に形成されたガ
ルバノミラ−６が埋設されている。なお、ガルバノミラ
−６はミラ−がアクチュエ−タにより回転駆動されるよ
うになっているものである。このようにして各部材は半
導体基板１上にそれぞれ位置決め配設されるのである。 【００１２】また、ガルバノミラ−６を中心に半導体基
板１の幅方向の対称位置に、４分割光検出器７ａ、７ｂ
が位置決め固定されている。一方、半導体基板１に対し
図示されていないフォーカス方向に移動可能なアクチュ
エータの可動部に固定された対物レンズ８が設けられ、
該対物レンズ８のレ−ザ光入射側には、ホログラム（Ｈ
ＯＥ）９が一体的に接合されている。なお、対物レンズ
８をプラスチック材で形成した場合、温度変化によって
体積膨張と屈折率変化が大きくなるので、焦点距離が変
わり球面収差も悪くなる。これを改善するには対物レン
ズを、非球面レンズあるいはアキシャル又はラジアル方
向に屈折率の変わる屈折率分布型レンズを用いればよい
。 【００１３】以上のごとく構成されている本実施例の動
作を説明すると、半導体レ−ザ２から出射されたレ−ザ
光は、マイクロプリズム３に形成されている反射膜４で
反射され、ガルバノミラ−６のミラ−面に入射し、ここ
で反射されてホログラム９が一体的に接合された対物レ
ンズ８を透過した後、照射ビ−ムとなって光ディスク１
０に入射する。 【００１４】光ディスク１０で反射された反射ビ−ムは
、再び対物レンズ８を透過し、ホログラム９面で一次光
が回折された後、それぞれ４分割光検出器７ａ、７ｂで
受光される。この場合、一次光の焦点位置は光軸方向に
おいて４分割光検出器７ａ、７ｂに対し前後するように
共役結像させる。このように、本実施例では光ディスク
１０からの反射光が対物レンズ９及びこれに一体的に接
合されているホログラム９を透過した後、ガルバノミラ
−６、マイクロプリズム３を介することなく４分割光検
出器７ａ、７ｂで受光されるので、反射光路が短くなり
光量ロスが減少することとなる。なお、光ビ−ムは１ビ
−ムの場合を示しているが、半導体レ−ザ２をマルチ発
光させて光ディスク１０の情報トラック上に複数のビ−
ムを照射させるようにしてもよい。以下の実施例につい
ても同様である。 【００１５】４分割光検出器７ａ、７ｂは、それぞれａ
１〜ｄ１及びａ２〜ｄ２という各素子を演算することに
よりフォ−カスエラ−信号（ＳＦ　）　、トラッキング
エラ−信号（ＳＴ　）　を検出する。そして、フォ−カ
スエラ−信号を検出することにより、対物レンズ８及び
ホログラム９を光軸方向に移動させて光ディスク１０に
対物レンズ９を透過した照射ビ−ムが、収束し焦点を結
ぶように制御するのである。 また、トラッキングエラ−信号を検出することにより、
ガルバノミラ−６が制御され、照射ビ−ムが光ディスク
１０のピット列に追従するようにされる。ここで、フォ
−カスエラ−信号（ＳＦ　）　、トラッキングエラ−信
号（ＳＴ　）　、情報信号（ＳＲＦ）　を求める演算式
を示すと次のごとくなる。 　　　ＳＦ　＝〔　（ａ１＋ｃ１）　−　（ｂ１＋ｄ１
）　〕−〔　（ａ２＋ｃ２）　−　（ｂ２＋ｄ２）　〕
　　　ＳＴ　＝　（ａ１＋ｄ１＋ｂ２＋ｃ２）　−　（
ｂ１＋ｃ１＋ａ２＋ｄ２）　　　　ＳＲＦ＝　（ａ１＋
ｂ１＋ｃ１＋ｄ１）　＋　（ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２）
　【００１６】以上のごとく本実施例によれば、光検出
器で検出されたトラッキングエラ−信号から、半導体基
板１上に設けられたガルバノミラ−６を駆動させ、また
光検出器で検出されたフォ−カスエラ−信号から対物レ
ンズ８を駆動させればよいので、対物レンズ８は光軸方
向のみのアクチュエ−タ構成でよいこととなる。したが
って、対物レンズ８の可動部の質量を小さくすることが
できるとともに、高速アクセス時に対物レンズ８のトラ
ッキング方向への振れを防止でき、部品点数の減少を図
れる。 【００１７】第２図は、本発明の第２実施例を示したも
ので、Ａ図は装置断面図、Ｂ図は平面図、Ｃ図は反射光
とホログラムの説明図である。第１実施例と対応する個
所には同一符号を付した（以下の実施例についても同様
）。本実施例では、対物レンズ８と一体的に接合された
ホログラム９の中央部にトラッキングエラ−信号検出用
の第２のホログラム領域１１を形成し、光ディスク１０
からの反射光は対物レンズ８を透過させた後、ホログラ
ム９の他に第２のホログラム領域１１でも回折するよう
になっている。 【００１８】また、半導体基板１上の光検出器は、ガル
バノミラ−６を中心に半導体基板１幅方向の対称位置に
２個７ａ、７ｂ設けるとともに、半導体レ−ザ２とガル
バノミラ−６との間にも１個７ｃ設けている。そして、
光ディスク１０からの反射光はホログラム９で回折され
て３分割光検出器７ａ、７ｂ（フォ−カスエラ−信号用
、情報信号用）で受光されるとともに、第２ホログラム
領域１１で回折されて２分割光検出器７ｃ（トラッキン
グエラ−信号用）で受光され、それぞれ電圧変換され駆
動回路を介して、ガルバノミラ−６を制御するようにな
っている。 【００１９】光ディスク１０からの反射光とホログラム
の関係をＣ図によって説明すると、ホログラム９には反
射光に対して一対の異なる曲率を有する部分が形成され
ており、球面波が回折光として発生する。ホログラム９
の中央部には、第２のホログラム領域１１が設けられて
いる。つまり、焦点ａ点、ｂ点、発光点ｏ点から発散す
る球面波干渉と第２ホログラム領域１１のゾーンプレー
トより回折光を得ることができるのである。他の構成に
ついては第１実施例と同様であり、効果についても同様
である。 【００２０】本実施例において、フォ−カスエラ−信号
等の各信号を求めるには次の演算式による。 　　ジャストフォーカス時は、３分割光検出器７ａの光
スポット径と７ｂの光スポット径は等しく、インフォー
カス時（光ディスクが対物レンズに近づいた状態）は、
３分割光検出器７ｂの光スポット径が大きくなり又７ａ
の光スポット径は小さくなる。逆にアウトフォーカス時
（光ディスクが対物レンズから遠ざかった状態）は、３
分割光検出器７ｂの光スポット径は小さくなり又７ａの
光スポット径は大きくなる。 【００２１】第３図は、本発明の第３実施例を示したも
ので装置の断面図である。本実施例は、第２実施例と同
様にホログラム９の中央部に第２のホログラム領域１１
を形成し、半導体基板１の表面側に断面Ｖ字状の溝１２
を形成し、この溝１２の一方の傾斜面にガルバノミラ−
６と３分割光検出器７ａ、７ｂを設け、他方の傾斜面に
トラッキングエラ−信号検出用の２分割光検出器７ｃを
設けている。 そして、光ディスク１０からの反射光はホログラム９で
回折されて３分割光検出器７ａ、７ｂ（フォ−カスエラ
−信号用、情報信号用）で受光されるとともに、第２ホ
ログラム領域１１で回折されて２分割光検出器７ｃ（ト
ラッキングエラ−信号用）で受光されるようになってい
る。他の構成については前記各実施例とほぼ同様であり
、効果についても同様である。 【００２２】第４図は、本発明の第４実施例を示したも
ので、本実施例では半導体基板１にＶ字状溝を形成し、
ガルバノミラ−６、光検出器７を設ける点については第
３実施例と同様であるが、光検出器７は１個のみで各信
号を検出するように構成してある。つまり、対物レンズ
８と一体的に接合され、＋１次光回折光の影響を除去す
るようにされたホログラム９を透過してきた反射光を、
短冊状の光検出器７で受光しフォ−カスエラ−信号はス
ポットサイズ法により、トラッキングエラ−信号はプッ
シュプル法により、情報信号は１０分割の素子で検出す
るようになっている。他の構成については前記各実施例
とほぼ同様であり、効果についても同様である。 【００２３】第５図は、本発明の第５実施例を示したも
ので、Ａ図は装置断面図、Ｂ図は平面図である。本実施
例では、半導体基板１にエッチングにより凹部５を形成
し、この凹部５の底部に半導体レ−ザ２を錫半田付けで
固定し、凹部５の斜面にはガルバノミラ−６を設ける。 凹部５の上方には、ビームスプリッタ１３を有するマイ
クロプリズム３を配設し、該マイクロプリズム３の半導
体基板１の幅方向両側には情報信号、各制御信号を検出
するための光検出器７ａ、７ｂを設ける。なお、この光
検出器はホログラム９を介する＋１次回折光、−１次回
折光を検出する。 【００２４】また、本実施例ではマイクロプリズム３を
透過した反射光の一部が出射する位置の半導体基板１表
面に、２　分割光検出器である前方モニタ１４を設けて
いる。この前方モニタ１４は、２個の素子の和信号によ
り半導体レ−ザ２の出力をモニタし、半導体レ−ザ２の
ＡＰＣ回路を介して出力光量を制御するとともに、差信
号によりガルバノミラ−６の振れ量の位置検出をするよ
うになっている。 【００２５】第６図は、本発明の第６実施例を示したも
ので、本実施例では光ディスクの情報トラックに対して
θ角傾けた状態にして、ガルバノミラ−６を振らせる構
成を示したものである。本実施例では、光検出器７の分
割方向に光ビ−ムを移動させることができ、フォ−カス
、トラッキングのオフセットを除去できる。 【００２６】次に、ガルバノミラ−６を半導体基板１に
形成する方法を説明する。ここでガルバノミラ−６は、
ミラ−とミラ−を回転駆動させるアクチュエ−タを指す
ものとする。第７図Ａは斜視図であり、Ｂ図は断面図で
ある。半導体基板１の表面に設けた回転軸１５を中心に
可動部１６を回動自在に設け、この可動部１６の表面に
反射膜１７を形成してミラ−として作用させる。可動部
１６の表面には電極１８を形成する。一方、可動部１６
の下方に位置し、ミラ−１９を指示しているガラス基板
２０の表面に、可動部１６の回転軸１５を中心に分離し
た２個の対向電極２１、２２を形成する。 【００２７】このように構成されているので、電極１５
と可動部１８の裏面に取りつけた電極１８とに、例えば
トラッキングエラ−信号に基づく電圧を印加すると、電
極１８と対向電極２１との間に静電引力が発生し、ミラ
−１９が矢印Ａ方向に回動する。一方、対向電極２２と
電極１８とにトラッキングエラ−信号に基づく電圧を印
加すると、ミラ−１９は矢印Ｂ方向に回動する。このよ
うに、ミラ−１９を回動させ、ミラ−１９で反射するレ
−ザビ−ムの進行方向を変えて、対物レンズ８、ホログ
ラム９を透過した後の、照射ビ−ムの光ディスクの情報
トラックからのずれ量を補正するのである。なお、ミラ
−１９に入射するレ−ザビ−ムの位置は常に同じ位置で
あるため、ミラ−１９の面積を小さくすることができ、
ガルバノミラ−６を小型にすることができる。 【００２８】 【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、光検出器
で検出されたトラッキングエラ−信号から、半導体基板
上に設けられたガルバノミラ−を駆動させ、また光検出
器で検出されたフォ−カスエラ−信号から対物レンズを
駆動させればよいので、対物レンズは光軸方向のみのア
クチュエ−タ構成でよいこととなる。したがって、対物
レンズの可動部の質量を小さくすることができるととも
に、高速アクセス時に対物レンズのトラッキング方向へ
の振れを防止でき、部品点数の減少化を図れる。また、
半導体基板に半導体レ−ザ、マイクロプリズム、ガルバ
ノミラ−を設けることにより、ガルバノミラ−に入射す
るレ−ザビ−ムの位置は常に同じ位置であるから、ガル
バノミラ−の反射面の面積を小さくすることができ、ア
クチュエ−タの小型化を図れる。また、光ディスクでの
反射光をホログラムで回折分離し、半導体基板上のガル
バノミラ−、マイクロプリズムを介さずに光検出器で受
光するようにしているので、半導体基板を小さくするこ
とができ装置の小型化を図れる。また、マイクロプリズ
ム、ガルバノミラ−を介さずに光検出器で受光するよう
にしているので、光路長が短くなりさらにそれらの光学
素子の表面に埃が付着することにより生じる光量ロスを
軽減できるので、光検出器で効率よく信号検出ができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る装置の断面図、平面
図である。

【図２】第２実施例に係る装置の断面図、平面図、説明
図である。

【図３】第３実施例に係る装置の断面図である。

【図４】第４実施例に係る装置の断面図である。

【図５】第５実施例に係る装置の断面図、平面図である
。

【図６】第６実施例に係る装置の断面図、平面図である
。

【図７】ガルバノミラ−の製造方法に係る斜視図、断面
図である。

【符号の説明】

１　　半導体基板 ２　　半導体レ−ザ ３　　マイクロプリズム ４　　反射膜 ６　　ガルバノミラ− ７　　光検出器 ８　　対物レンズ ９　　ホログラム １０　　光ディスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体レ−ザから出射されたレ−ザ光
   を反射膜がコ−ティングされたマイクロプリズム、ホロ
   グラム、対物レンズを介して光学記録媒体に照射し、こ
   の光ディスクで反射された反射光を対物レンズ、ホログ
   ラムを介して光検出器で受光するように構成した光学ピ
   ックアップにおいて、半導体レ−ザ、光検出器、マイク
   ロプリズムを共通基板の表面側に設けるとともに、半導
   体レ−ザから出射されたレ−ザ光が対物レンズに入射す
   るように共通基板の表面側にガルバノミラ−を設け、光
   ディスクで反射された反射光はガルバノミラ−、マイク
   ロプリズムを介さずに光検出器で受光されるように構成
   したことを特徴とする光学ピックアップ装置。