JPH05109112A - 光デイスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ヘッドにおける光検出器や光源などの取り
付けの簡素化を図り、小型、軽量、かつ組立性や信頼性
に優れた光記録装置を提供する。 【構成】 光検出器３１の受光域外側には接合部として
５０μｍから５００μｍ径ぐらいで、ハンダ、金、イン
ジウムなどからなる突起が構成されており、偏光ビーム
スプリッタ２７にも同様の突起が形成されている。これ
らの位置合わせを行い、超音波や熱を加えることにより
溶融、合金化して双方の接続を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は特に光ディスクを用いた
記録、再生装置の光学ヘッドに対して構成が簡素で組立
性に優れた光ディスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク、光カードなどの記録
担体に光学的に信号を記録、またはこれを再生する装置
が実用化されてきている。これらは記録担体上に微小な
光スポットを照射して記録を行うために、高密度な記録
が可能であること、記録担体に非接触で記録、再生を行
うために信頼性が高いなどの特長を有し、幅広い応用が
期待されている。本発明では、光ディスク装置のなかで
も記録／消去可能で、近い将来コンピュータ用外部記録
装置として磁気記録装置にとって代わるであろうといわ
れている光磁気ディスク装置をとりあげ説明を行う。

【０００３】光磁気ディスク装置は磁気ディスク装置に
比べ記録密度が高く大容量記録が可能であるが、トラッ
クピッチが非常に小さいため（１〜２μｍ）、対物レン
ズから出射される光スポットをディスク板上の目標トラ
ックに高精度に位置決め制御しなければならない。一般
には対物レンズをアクチュエータと一体化した対物レン
ズアクチュエータを構成し、これをディスクに対して垂
直方向に動かすフォーカス制御と、ディスクの半径方向
に対物レンズを移動させ目標トラックへの位置決めを行
うトラッキング制御とを行い、これを実現している。

【０００４】以下、光ディスク装置の一例として光磁気
ディスク装置について説明する。図７は従来の光ディス
ク装置の光学ヘッドの概略構成図である。図７におい
て、半導体レーザ光源１から発せられた光はコリメータ
ーレンズ２によって平行光に変換され、さらにビーム整
形プリズム３によって円形の光に整形される（半導体レ
ーザの出射光は楕円ビームのため）。この光はプリズム
４を介して対物レンズ５に入射し、ディスク６上に１〜
２μｍ径の微小な光スポットを形成する。対物レンズ５
は一般に可動アクチュエータと一体的に構成されてお
り、後述のサーボエラー信号により位置制御される。デ
ィスク６からの反射光は再び対物レンズ５、プリズム４
へ戻り、ここで光路変更された後にλ／２板７で４５°
偏向面を回転させられ、偏光ビームスプリッタ８でＰ偏
向成分とＳ偏向成分の光に分離される。Ｐ偏向成分の光
は非点収差レンズ９を通り光検出器１０へ、Ｓ偏向成分
の光はレンズ１１を介して光検出器１２へ入射し光量検
出される。ここで、非点収差レンズ９と光検出器１０は
対物レンズ５をフォーカス方向に位置制御するためのフ
ォーカスサーボエラー検出系を構成する要素であり、同
様にレンズ１１と検出器１２はトラック方向の位置決め
制御のためのトラッキングエラー検出系を構成するため
のものである。これらのエラー信号により対物レンズ５
は光スポットが目標トラックへ照射されるよう位置制御
される。情報信号の検出は光検出器１０と光検出器１２
の差信号（ディスク上の“１”、“０”の信号に応じて
双方の検出器出力は互いに位相が反転する）により差動
検出される。

【０００５】このように光検出器は、ディスクの情報信
号を検出するのみでなく、光スポットを目標トラックに
正しく追従させるための位置検出器としての役割を果た
すための重要な構成要素である。位置検出の方式として
は、特公昭５３−３９１２３号公報や特公昭６３−３１
８５８号公報など種々の方法があげられる。ここではこ
れらの方式については省略するが、いずれの方法でも光
検出器の取り付けは厳密に行う必要がある。この位置調
整が不十分だと、ディスク面への信号の記録、再生は先
に述べたフォーカスサーボやトラッキングサーボ制御を
正しく行うことができなくなり、記録ピット形状が不規
則になったり、スポットが絞りこまれないために記録に
必要な十分なエネルギーが得られなかったりして、正し
い記録、再生動作ができず、装置の信頼性を落としてし
まうことになる。そのために、光学ピックアップ内にお
いては、光学部品や機構部品の精度は厳しく管理させて
おり、特にエラー検出系の光検出器や非点収差レンズな
どの設置位置調整は対物レンズ出射光をディスク状に正
しくスポット形成させる上で特に厳しい設置位置精度が
要求される。

【０００６】一般にこの光検出器周辺の構成は図８に示
すような構成がとられている。図８において１３は光検
出器で、取り付け基板１４および台座１５に固定されて
いる。１６はこの光検出器１３からの信号を取り出すフ
レキシブル基板であり、光検出器１３からの読み取り信
号や光検出器１３の駆動信号線などからなり、制御部に
取り出される。１７のキャリッジは各種光学部品や対物
レンズアクチュエータなどが設置されているベースであ
る。キャリッジ１７との接触面には光入射口が設けてあ
り、入射光に対して光検出器１３の位置調整が行われ
る。位置調整は台座１５に外部から調整用治具が取り付
けられ（図示せず）、光検出器１３の信号をモニタしな
がら最適な位置を見つけ、その後取り付けねじ１８によ
り位置固定される。これらは図７に示した光検出器１
０、光検出器１２ともに行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では光検出器１３の位置調整はレーザ光源やプリ
ズムなどの各種光学部品を位置調整した後に行われる。
光検出器１３は先述のようにミクロンオーダの厳しい位
置精度が必要である。そのため、位置調整のやり易さや
固定の正確さ、あるいは固定後の信頼性を確保するため
に、図８における台座１５やキャリッジ１７の接触部は
歪が少なく剛性の高いものを用いる必要がある。また、
従来例で述べたように光検出器１３は複数個用いられる
場合が多いが、取り付け基板１４や台座１５を設ける必
要上、光検出器１３は相互を近接して設けることができ
ない。これらは光ヘッド全体の大きさ重量や増すことに
つながってしまい、光ディスク装置のアクセスの高速化
や装置の小型化を阻害する要因になっている。

【０００８】また、レンズ、プリズム等の光学素子と光
検出器１３はキャリッジ１７を基準として別々に位置調
整されるために、温度変動や経時変動、あるいはキャリ
ッジ１７の歪などの要因により、光学素子と光検出器１
３の相対位置がずれてしまうという問題も生じ、正しい
光スポット位置の制御や、情報信号の記録、再生ができ
なくなってしまうという問題が生じる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため記録担体に光スポットを照射する光源の光出
射面または記録担体からの反射または透過光を検出する
光検出器の受光面と同一面側に形成された第一の接合領
域と、光源と記録担体、または記録担体と光検出器との
間の光路を形成する光路形成部材に形成された第二の接
合領域とを互いに接合し接着する。

【００１０】

【作用】光源または光検出器を光路形成部材上にて位置
調整し、接合、固着することより、これら相互の相対位
置をより簡単、確実に確保することができ、光検出器保
持のための台座や光路形成部材の肉厚を極小化でき、光
ヘッドを小型、軽量にすることが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の光ディスク装置の一実施例を
説明する。図１は本発明の一実施例における光ディスク
装置の光学ヘッドの斜視図である。図１において半導体
レーザ１９から発せられた光はコリメーターレンズ２０
によって平行光に変換され、さらにビーム整形プリズム
２１によって円形の光に整形される。この光はビームス
プリッタ２２を通り、ミラー２３を介して対物レンズ２
４に入射し、ディスク６上に光が絞り込まれ微小な光ス
ポットを形成する。対物レンズ２４はコイルとヨークな
どからなるボイスコイル型のアクチュエータ（図示せ
ず）と一体化されており、フォーカスサーボエラー信
号、あるいはトラッキングエラー信号によってフォーカ
スおよびディスクラジアル方向に位置制御される。ディ
スクからの反射光は再び対物レンズ２４、ミラー２３、
ビームスプリッタ２２へ戻り、今度はλ／２板２５側に
光路変更される。λ／２板２５で偏光面を４５°回転さ
せられた後に、集光レンズ２６を介して偏光ビームスプ
リッタ（以下、ＰＢＳと略称する。）２７に入る。ＰＢ
Ｓ２７によりＰ偏光の光とＳ偏光の光に分離され、Ｐ偏
光の光は非点収差レンズ２８を通ってプリズム２９の出
射端面に接続されたフォーカスエラー検出用の光検出器
３０に入る。同様にＰＢＳ２７で分離されたＳ偏光成分
の光はＰＢＳ２７の端面に設置されたトラッキングエラ
ー検出用の光検出器３１により信号検出される。情報信
号は光検出器３０と光検出器３１の差信号にて信号成分
が検出される。

【００１２】ＰＢＳ２７に取り付けられた光検出器３１
は図２のような構成になっている。シリコンなどの半導
体基板３２上に４つに分割された受光面３３ａ、３３
ｂ、３３ｃ、３３ｄが構成されており、各々の受光面に
入射した光の強弱に応じて光信号が外部へ取り出され
る。受光面活性層の表面にはシリコンの酸化膜や窒化
膜、あるいは有機絶縁膜などからなるが受光活性層の保
護膜３４が形成されている。この保護膜３４上の受光域
外側には接合部として５０μｍから５００μｍ径ぐらい
の突起３５ａ、３５ｂが構成されている。この突起が光
学素子との接合を行うためのもので、ハンダ、インジウ
ム、金、銅、アルミなどの材料がスクリーン印刷、メッ
キなどにて形成されている。

【００１３】一方ＰＢＳ２７の出射端面にも図２に示す
ように同様の突起３６ａ、３６ｂが形成されている。接
合は光検出器３１の信号をモニタしながら、双方の相対
位置調整を行い、所定の位置になったところで加熱や超
音波により突起３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂを溶
融、あるいは合金化して接合する。接合完了後は有機接
着剤などで固着する。

【００１４】ここで、双方の突起３５ａ、３５ｂ、３６
ａ、３６ｂの位置は光軸が一致する位置にあらかじめ形
成されているが、ミクロンオーダの位置調整が必要なた
め、図３に示すようにＰＢＳ２７に構成する突起３７
ａ、３７ｂの面積を光検出器３１の突起３５ａ、３５ｂ
より大きくしておき、光検出器３１の位置を所定範囲内
で上下左右のいずれの位置に変動させても接合可能とな
るようにしておいてもよい。このことにより、接合位置
に余裕をもたせ、接合時の位置調整を固定することなく
自由に相対位置調整することができる。

【００１５】図４はホログラムやグレーティングなどを
用いて光学系を簡素化した光学ヘッドの別の例を示して
いる。この光学ヘッドについて構成を説明すると、３８
はガラス材であり、この端面に半導体レーザ光源３９が
設置されている。半導体レーザ光源３９から出た光は反
射型ホログラム４０で反射され、反射ミラー４１に達す
る。さらにここで反射された光はグレーティング対物レ
ンズ４２に達し、ここで集光されてディスク６上にスポ
ットを結ぶ。ディスク６から反射された光は再びグレー
ティング対物レンズ４２を通って反射ミラー４１で反射
され反射型ホログラム４０にくる。ここで光は回折され
破線で示した光路により光検出器４３に達し、光検出さ
れる。ここで光は回折され破線で示した光路により光検
出器４３に達し、光検出される。

【００１６】このように、反射ミラー４１やグレーティ
ング対物レンズ４２、反射型ホログラム４０などを用い
て、光学系を簡素化する技術開発は盛んにおこなわれて
おり、小型のヘッドに適用できる。図５はこの光学ヘッ
ドを支持部材４４で支持した時の概略構成図である。こ
の支持部材４４はフォーカスおよびトラッキング方向に
移動可能な構成となっており、これに取り付けられた可
動コイルや磁気回路からなるアクチュエータ（図示せ
ず。）により光学ヘッドを位置制御できる機構となって
いる。

【００１７】本例は光検出器からの信号取り出し用フレ
キシブル基板を排除し、より簡素な光学ヘッドを提供す
るためのものである。すなわち、光学ヘッドの軽量化を
図るためにプリズム、レンズなどの光学素子が簡素化さ
れてくると、従来のように光検出器からフレキシブル基
板などを通して信号を取り出すことが困難になってく
る。図５において、半導体レーザ３９や光検出器４３の
給電線および信号線は接合部４６で行っている。ガラス
などからなるヘッド部材４５の側面にアルミ、銅、はん
だ、あるいは透明性の酸化インジウム膜などからなる導
電性の印刷配線を施しておき電極４７を構成しておく。
この電極４７はヘッド部材４５の端面に形成された導電
性の突起よりなる接合部４６で接続されている。光検出
器４３は受光面からの取り出し線をコンタクトホールを
介して基板表面に電極パッドとして露出しておき、この
パッド上に導電性の突起を形成する。そして、光検出器
４３およびヘッド部材４５双方の突起を接合することに
より、接合部４６で素子どうしの接続と電気的接合の双
方をおこなうことができる。この配線は支持部材４４を
通して外部に取り出されるため簡素な構成で信号取り出
しが可能となる。

【００１８】以上の例で示すように本発明によれば光検
出器４３周辺の構成をきわめて簡素化できるとともに、
調整後光学素子であるヘッド部材４５と光検出器４３と
の相対位置変動を少なくすることができる。また、光検
出器４３表面へのごみの付着などもさけることができ
る。本例では半導体素子からなる光検出器４３を直接接
続する方法としたが、図６に示すようにテープキャリア
やセラミックまたはプラスチックダイなどからなるキャ
リア４８上に半導体チップの光検出器４３を取り付け、
これらキャリア上に突起４９ａ、４９ｂを形成してこれ
と光検出器４３をアルミ導電ワイヤ５０で接続する方法
を用いてもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、記録担体に光スポット
を照射する光源の光出射面または記録担体からの反射ま
たは透過光を検出する光検出器の受光面と同一面側に形
成された第一の接合領域と、光源と記録担体、または記
録担体と光検出器との間の光路を形成する光路形成部材
に形成された第二の接合領域とを互いに接合し接着する
ことにより、相対位置をより簡単、確実に確保すること
ができ、光検出器保持のための台座や光路形成部材の肉
厚を極小化でき、光ヘッドを小型、軽量にすることが可
能となり、位置検出器周辺の構成を簡素化でき、光学ヘ
ッドの軽量化を図れるとともに、組立の簡素化や組立後
の素子相互の位置ずれを抑圧することができ、高性能で
信頼性の高い光ディスク装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光ディスク装置の光
学ヘッドの斜視図

【図２】本発明の一実施例における光ディスク装置の要
部斜視図

【図３】本発明の一実施例における光ディスク装置の別
の例の要部斜視図

【図４】本発明の一実施例における光ディスク装置の光
学系を簡素化した光学ヘッドの別の例の概略構成図

【図５】本発明の一実施例における光ディスク装置の光
学ヘッドを支持部材で支持した時の概略構成図

【図６】本発明の一実施例における光ディスク装置のキ
ャリア上に光検出器を実装し接続した時の要部拡大図

【図７】従来の光ディスク装置の光学ヘッドの概略構成
図

【図８】従来の光ディスク装置の要部斜視図

【符号の説明】

６ 光ディスク １９ レーザ光源 ２０ コリメータレンズ ２１ ビーム整形プリズム ２２ ビームスプリッタ ２４ 対物レンズ ２５ λ／２板 ２７ 偏光ビームスプリッタ ２８ 非点収差レンズ ３０ 光検出器 ３１ 光検出器 ５０ アルミ導電ワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末永 清幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録担体に光スポットを照射する光源と、
   記録担体からの反射または透過光を検出する光検出器
   と、前記光源と、記録担体、または記録担体と、光検出
   器との間の光路を形成する光路形成部材とを有し、前記
   光源の光出射面、または前記光検出器の受光面と同一面
   側に形成された第一の接合領域と、前記光路形成部材に
   形成された第二の接合領域とを互いに接合し、接着する
   ことを特徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】前記第一の接合領域と前記第二の接合領域
   のいずれか一方の形状を他方の形状より大きくしたこと
   を特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 【請求項３】前記第一の接合領域と前記第二の接合領域
   の内少なくとも一方が導電性の突起であることを特徴と
   する請求項１記載の光ディスク装置。