JPH07296411A

JPH07296411A - 光学ヘッド

Info

Publication number: JPH07296411A
Application number: JP6092414A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tajiri; 敦志田尻; Kazushi Mori; 和思森; Keiichi Yoshitoshi; 慶一吉年; Takao Yamaguchi; 隆夫山口; Tatsuhiko Niina; 達彦新名
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】透明基板内で多重反射させる構成を採らずに
多重反射を実現し、多重反射させるために透明基板を用
いることによる欠点を解消しつつ小型、軽量、薄型の光
学ヘッドを提供することを目的とする。【構成】半導体からなる光学機能基板２の一方の表に
だけ、光学機能部としての半導体レーザ５、ミラー面
６、反射型３分割回折格子７、受光素子８、反射型ホロ
グラム９，１０を形成配置するとともに、これら光学機
能部に光を導くミラー板１を光学機能基板２に対抗配置
して多重反射させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光を用いて情報の記録
或いは再生を行う光学ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の小型化された光学ヘッドとして
は、例えば、特開平１−１５５５２９号公報の光ピック
アップのごとく、透明基板の対向する面に、ミラー、コ
リメータ、或いは非点収差発生レンズ等の光学機能部を
形成し、半導体レーザから出射された光を各光学機能部
にて反射させつつ前記透明基板内を透過させた後に光記
録媒体上に集光させ、更に、この光記録媒体にて反射さ
れた光を再び前記透明基板内を透過させて受光素子に導
くようにしたものが知られている（更に、特開昭６２−
１４６４４３号公報、特開平５−１２８６２５号公報、
及び特開昭６２−１４６４４４号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光学ヘッドでは、透明基板内で多重反射を行わせる
ため、透明基板の厚みや平行度等の寸法精度、屈折率の
均一性、温度や湿度に対する安定性が厳格に要求され
る。これらのことは技術的に解決が困難なものものあ
り、また解決のために価格が割高になる等の欠点を有す
る。また、光学系（光の経路）は透明基板の形状で決ま
るが、各素子を形成或いは取り付けた後に透明基板の形
状を調整することはできないため光路の微調整が行えな
い。更に、半導体レーザの光出射面および受光素子の受
光面が透明基板に接しているか或いは近接した位置に設
けられることから、ワイヤボンディング等の配線の引き
出しが容易でない。また、レーザー光の透明基板内への
出入りの際の反射を低減するために実際上は反射防止膜
等が必要になるという欠点もある。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑み、透明基板内
で多重反射させる構成を採らずに多重反射を実現し、多
重反射させるために透明基板を用いることによる欠点を
解消しつつ小型、軽量、薄型の光学ヘッドを提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成は、
二つ以上の光学機能部が形成されている光学機能基板
と、この光学機能基板と対向する位置に設けられ、前記
各光学機能部に光を導くミラー板とを備えていることを
特徴とする。

【０００６】第２の構成は、上記第１の構成において、
二つ以上の光学機能部が光学機能基板の一方の表面にだ
け形成している。

【０００７】第３の構成は、上記第２の構成において、
光学機能基板が半導体基板から成り、光学機能部として
の受光素子が前記光学機能基板によって形成している。

【０００８】第４の構成は、前記光学機能部として少な
くとも受光素子と回折格子ホログラムとを備える。

【０００９】第５の構成は、前記光学機能基板と前記ミ
ラー板との間で多重反射させた光を被照射体に照射する
ように構成されている。

【００１０】第６の構成は、一つの光学機能部が形成さ
れている光学機能基板と、この光学機能基板と対向する
位置に設けられ、前記光学機能部に光を導くミラー板と
を備えている。

【００１１】

【作用】第１の構成によれば、光は、光学機能基板とミ
ラー板との間で多重反射されるため、透明体内で多重反
射を行わせる場合に比べて温度や湿度に対する安定性が
向上するとともに屈折率の不均一性の影響を受けずに済
むことになる。また、その光学系の光路は光学機能基板
とミラー板との間の幅や傾きに影響を受けるが、この幅
や傾きは調整可能であるため、光路の調整を容易に行う
ことができる。

【００１２】第２の構成によれば、二つ以上の光学機能
部が光学機能基板の一方の表面にだけ形成される。即
ち、上記第１の構成では、例えば、光学機能基板として
透明基板を用い、光学機能部としてのホログラム等はミ
ラー板に向かう面に形成し、受光素子のみを当該基板の
背面側に形成する等の場合も含まれるが、かかる場合に
は、受光素子の受光面を透明基板に接して設けるため、
ワイヤボンディング等の配線の引き出しが容易でないと
いう欠点が残る。しかし、本構成では、光学機能部を光
学機能基板の一方の表面にだけ形成するので、かかる欠
点も生じない。更に、反射防止膜の必要もなくなる。

【００１３】第３の構成によれば、光学機能基板が半導
体基板から成り、光学機能部としての受光素子が前記光
学機能基板によって形成されているので、光学機能部と
してのホログラム等の形成とともに、光学機能部として
の受光素子をフォトリソグラフィ技術を用いて同時工程
で形成することが可能であり、生産性の向上及び各光学
機能部の形成位置精度等の向上を図ることができる。更
に、光学機能基板に受光素子の他にＩＣを形成すること
も可能となる。

【００１４】第４の構成によれば、光学機能基板とミラ
ー板のみで光学ヘッドの主要部分を構成することができ
る。

【００１５】第５の構成によれば、光学基板とミラー板
との間で多重反射させた光が被照射体に照射される。

【００１６】第６の構成においては、一つの光学機能部
が形成されている光学機能基板を用いるものにおいて、
上記第１の構成と同様の作用を奏する。

【００１７】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明をその実施例を示す図に基づ
いて説明する。

【００１８】図１は、本実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。図中の１はミラー板、２は光学機能基板、３
は光ディスクである。

【００１９】ミラー板１は、ガラス等の透明基板に高反
射率の金属をミラーとなるべき部分に蒸着等して成るも
のである。ミラーとなっていない部分（ガラス等のまま
である部分）は、後述の半導体レーザ５から出射された
光を透過させるために形成される。また、ミラー板１
は、光学機能基板２に対向してこれに平行に配置された
ものであり、光を光学機能基板２の各光学機能部に導く
ようになっている。

【００２０】光学機能基板２は、Ｓｉ（シリコン）基板
から成る。この光学機能基板１の図中左側には、傾斜段
差部が形成されている。この段差により全体厚みよりも
薄肉に形成された部分には、半導体レーザ５が形成配置
されている。また、上記傾斜段差部には、半導体レーザ
５から出射された光をミラー板１に導くためのミラー面
６が形成されている。

【００２１】光学機能基板２上には、前記ミラー板１に
て反射された光を３つのビームに分岐させるための反射
型３分割回折格子７、光ディスク３にて反射された光
（情報光）を受光するフォトダイオードからなる受光素
子８、この受光素子８に上記情報光を導くための反射型
ホログラム９、及び、光ディスク３に光ビームを集光さ
せるための反射型ホログラム１０が形成されている。

【００２２】即ち、半導体レーザ５から出射された光
は、ミラー面６→ミラー板１→反射型３分割回折格子７
→ミラー板１→反射型ホログラム９→ミラー板１→反射
型ホログラム９→ミラー板１の非ミラー部分透過→光デ
ィスク３の順に反射を繰り返しながら進む。そして、こ
の光ディスク３にて反射された光は、反射型ホログラム
９→ミラー板１→反射型ホログラム８→ミラー板１→受
光素子８の順に反射を繰り返しながら進む。

【００２３】反射型３分割用回折格子７は、半導体レー
ザ５から出射された前方出射光を、０次及び±１次回折
のビームに分割するように構成される。

【００２４】受光素子８は、例えば、光学機能基板２で
あるｎ⁺型Ｓｉ基板の表面上に選択的に形成されたｎ^-
型拡散層と、このｎ^-型拡散層の表面部に選択的に形成
されたｐ⁺型拡散層とで構成されるＰＩＮ型フォトダイ
オードとされる。そして、本実施例では、非点収差法を
用いたフォーカシングサーボを行うため、受光素子８
は、中心部に４分割された光検出部と、これらの両側に
形成された３ビーム法を用いたトラッキングサーボを行
うための光検出部とを備える。

【００２５】反射型ホログラム９は、例えば、グレーテ
ィングのピッチが漸次的に変化する曲線群からなるもの
を用いることができる。この反射型ホログラム９は、光
ディスク３にて反射されて戻ってきた主ビーム及び副ビ
ームに対してはこれらを１次で回折してその光軸を変化
させるとともに、当該ビームの進行方向と直交する一方
向とこの一方向と同一平面で直交する方向で焦点距離が
異なるように集光する（非点収差）作用を生じさせ、受
光素子８の信号検出領域（図示せず）上に集光させる。
上述は、非点収差法を用いたフォーカシングサーボであ
るが、他のよく知られたフォーカシングサーボ法である
フーコー法やスポットサイズ法等を用いてもよく、それ
ぞれの方法に対応した形状の光検出部を設ければよい。

【００２６】反射型ホログラム１０は、レーザー光を光
ディスク３上に集光させるように構成されている。

【００２７】両ホログラム９，１０は、ホログラム面に
例えばＡｌ蒸着や金蒸着が施されたものである。なお、
選択的にＡｌ蒸着等を行う方法として、リフトオフ法等
を用いることができる。

【００２８】図２は、ミラー板１の取付構造を示す縦断
側面図である。ミラー板１は、光学機能基板２を収容す
るケーシング１５の上端面に設けられたミラー取付部材
１６によって支持される。ミラー取付部材１６は、当該
光学ヘッドにおける光路微調整のためにケーシング１５
に対して可動に設けられるとともに、微調整終了後には
例えば接着剤やねじ等によって固定されるようになって
いる。

【００２９】上記の構成によれば、半導体レーザ５から
出射された光は、光学機能基板２とミラー板１との間で
多重反射されるため、透明体内で多重反射を行わせる場
合に比べて温度や湿度に対する安定性が向上するととも
に屈折率の不均一性の影響を受けずに済むことになる。
また、その光学系の光路は光学機能基板２とミラー板１
との間の幅や傾きに影響を受けるが、この幅や傾きは調
整可能であり、実際に半導体レーザ５を点灯し受光素子
８で受光しながら光路等の調整を行うことができる。

【００３０】更に、光学機能部である半導体レーザ５、
ミラー面６、反射型３分割回折格子７、受光素子８、反
射型ホログラム９、及び反射型ホログラム１０が、光学
機能基板２の一方の表面にだけ形成されているので、光
学機能基板２として透明基板を用いる必要がない。

【００３１】ここで、例えば、光学機能基板２として透
明基板（ガラス基板等）を用い、光学機能部としてのホ
ログラム等はミラー板１に向かう面に形成し、受光素子
８のみを当該基板の背面側に配置形成することも可能で
あるが、かかる場合には、受光素子８の受光面を透明基
板に接して設けるため、ワイヤボンディング等の配線の
引き出しが困難であるという欠点が残る。しかし、本実
施例のように、光学機能部を光学機能基板２の一方の表
面にだけ形成し、また、ミラー板１と光学機能基板２と
の間には十分に空間があるので、かかる欠点は生じな
い。また、反射防止膜の必要もなくなる。

【００３２】更に、本実施例では、光学機能基板２が半
導体基板から成り、光学機能部としての受光素子８を前
記光学機能基板２によって形成したので、光学機能部と
してのホログラム９等の形成とともに、光学機能部とし
ての受光素子８をフォトリソグラフィ技術等を用いて同
時工程で形成することが可能であり、生産性の向上及び
各光学機能部の形成位置精度等の向上を図ることができ
る。更に、光学機能基板２に受光素子８の他にＩＣを形
成することも可能である。

【００３３】（実施例２）以下、本発明の他の実施例を
図３乃至図５に基づいて説明する。

【００３４】図３乃至図５に示す本実施例の光学ヘッド
は、実施例１の光学ヘッドが、半導体レーザ５を光学機
能基板２上に配置するとともに、ミラー面６によってレ
ーザ光をミラー板１に導いた後に反射型３分割回折格子
７に導くように構成されているのに対し、半導体レーザ
５から出射されたレーザ光を直接に反射型３分割回折格
子７に導くように構成されている点で相違する。

【００３５】以下、各図に従って説明する。

【００３６】図３の光学ヘッドは、基台２０によって光
学ヘッドを光ディスク３に対して斜めに配置しており、
当該光学ヘッドからの光は上方に向けて照射され、光デ
ィスク３に直接にビームが入射するようになっている。

【００３７】図４の光学ヘッドは、同じく、基台２０に
よって光学ヘッドを光ディスク３に対して斜めに配置す
るが、当該光学ヘッドからの光は側方に向けて照射する
ようにしている点で図３の構成と相違する。この側方に
向けて照射された光は、図示しない折り曲げミラーによ
って上方に反射させ、図示しない集光レンズにて集光さ
れて光ディスク３に入射するように構成される。この図
４の構成においては、集光作用を生じさせる反射型ホロ
グラム１０に代えて、平行光を得るための反射型ホログ
ラム１０′が形成されることになる。

【００３８】図５の光学ヘッドは、光学ヘッドを光ディ
スク３に対して平行に配置しているものである点で図３
及び図４の構成と異なる。この構成の光学ヘッドは、光
学機能基板２上に台２１を配置し、この台２１の傾斜面
に半導体レーザ５を配置することで、レーザ光を直接に
反射型３分割回折格子７に導くようにしている。

【００３９】上記の構成によれば、光学機能基板２にミ
ラー面６を形成する必要がなく、光学機能基板２の簡素
化が図れる。また、図４の構成では、アクチュエータを
置くスペースを確保するために、光学ヘッドシステムと
して光学ヘッドから離れた位置に集光レンズを置く構成
を採る場合に適したものとなる。

【００４０】（実施例３）以下、本発明の他の実施例を
図６及び図７に基づいて説明する。

【００４１】図６及び図７に示す本実施例の光学ヘッド
は、実施例２の図３及び図４の光学ヘッドが、集光作用
を生じさせる反射型ホログラム１０又は平行光を得るた
めの反射型ホログラム１０′を有するのに対し、かかる
ホログラムを有しない構成となっている点で相違する。

【００４２】以下、各図に従って説明する。

【００４３】図６の構成では、集光レンズ２２を別に備
え、光学ヘッドからのレーザ光を集光して光ディスク３
に導くようにしている。

【００４４】図７の構成では、光学ヘッドからのレーザ
光を図示しないコリメートレンズによって平行光とし、
実施例２の図４の構成と同様にして光ディスクにレーザ
光を導くようにしている。

【００４５】（実施例４）以下、本発明の他の実施例を
図８及び図９に基づいて説明する。

【００４６】図８及び図９に示す本実施例の光学ヘッド
は、実施例３の図６及び図７の光学ヘッドが、光学機能
基板２に受光素子８を備えているのに対し、受光素子８
が基台２０上又は基台２０内に半導体レーザ５と隣接さ
せて配置している点で相違する。

【００４７】かかる構成によれば、受光素子８へ略垂直
に光ディスクからの反射光を入射させることができるの
で、信号の検出感度（精度）の向上が図れる。

【００４８】なお、受光素子８と半導体レーザ５とを一
体的に設けるようにしてもよく、このようにすれば、両
者間の位置精度が向上することになる。

【００４９】また、本実施例では、光学機能基板２に受
光素子８を形成しないため、光学機能基板２としてガラ
ス基板等の半導体以外の基板を用いることができる。

【００５０】以上の実施例では、トラッキング法として
３ビーム法を採る場合の構造について説明した。以下の
実施例５以降では、１ビームでトラッキングする方法と
してプッシュプル法を用いる場合の構造について説明す
る。

【００５１】（実施例５）以下、本発明の他の実施例を
図１０に基づいて説明する。

【００５２】本実施例の光学ヘッドは、実施例１に対応
する。この実施例１の図１の光学ヘッドが反射型３分割
回折格子７を備えるのに対し、本実施例の光学ヘッド
は、上記の反射型回折格子７は備えていない。

【００５３】（実施例６）以下、本発明の他の実施例を
図１１乃至図１６に基づいて説明する。

【００５４】本実施例の光学ヘッドのうち、図１１乃至
図１３の光学ヘッドは、実施例２に対応するものであ
り、この実施例２の図３乃至図５の光学ヘッドが反射型
３分割回折格子７を備えるのに対し、この反射型３分割
回折格子７に代えてミラー面１７を備えている。

【００５５】また、本実施例の光学ヘッドのうち、図１
４乃至図１６の光学ヘッドは、図１１乃至図１３の光学
ヘッドの各々に対応し、ミラー面１７をも有しない構成
として光学機能基板２の簡素化を図ったものである。

【００５６】（実施例７）以下、本発明の他の実施例を
図１７乃至図２０に基づいて説明する。

【００５７】本実施例の光学ヘッドのうち、図１７及び
図１８の光学ヘッドは、実施例３に対応する。この実施
例３の図６及び図７の光学ヘッドが反射型３分割回折格
子７を備えるのに対し、本実施例の光学ヘッドは、上記
の反射型回折格子７に代えてミラー面１７を備えてい
る。

【００５８】また、本実施例の光学ヘッドのうち、図１
９及び図２０の光学ヘッドは、図１７及び図１８の光学
ヘッドの各々に対応し、ミラー面１７をも有しない構成
として光学機能基板２の簡素化を図ったものである。

【００５９】（実施例８）以下、本発明の他の実施例を
図２１乃至図２４に基づいて説明する。

【００６０】本実施例の光学ヘッドのうち、図２１及び
図２２の光学ヘッドは、実施例４に対応する。この実施
例４の図８及び図９の光学ヘッドが反射型３分割回折格
子７を備えるのに対し、本実施例の光学ヘッドは、上記
の反射型回折格子７に代えてミラー面１７を備えてい
る。

【００６１】従って、実施例４と同様、受光素子８へほ
ぼ垂直に光ディスクからの反射光を入射させることがで
きるので、信号の検出感度（精度）の向上を図ることが
できる。また、受光素子８と半導体レーザ５とを一体的
に設けるようにしてもよく、このようにすれば、両者の
位置精度が向上することになる。

【００６２】また、本実施例の光学ヘッドのうち、図２
３及び図２４の光学ヘッドは、図２１及び図２２の光学
ヘッドの各々に対応し、ミラー面１７をも有しない構成
として光学機能基板２の簡素化を図ったものである。

【００６３】なお、以上の実施例（図１乃至図２２）で
は、二つ以上の光学機能部が光学機能基板２の一方の表
面にだけ形成されている場合を示したが、実施例１にお
いても述べたように、光学機能基板２として透明基板
（ガラス基板等）を用い、光学機能部としてのホログラ
ム等はミラー板１に向かう面に形成し、受光素子８のみ
を当該基板の背面側に配置形成することも可能である。
かかる場合でも、光は、光学機能基板２とミラー板１と
の間で多重反射されるため、透明体内で多重反射を行わ
せる場合に比べて温度や湿度に対する安定性が向上する
とともに屈折率の不均一性の影響を受けずに済み、ま
た、光路の調整が容易に行えるという効果は奏すること
ができるものである。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光学機
能基板とミラー板とを対面配置した構成であるので、温
度や湿度に対する安定性が向上するとともに屈折率の不
均一性の影響を受けずに済むことになる。また、光路の
調整を容易に行うことができる。

【００６５】また、光学機能部を光学機能基板の一方の
表面にだけ形成する場合には、ワイヤボンディング等の
配線の引き出しの容易化が図れるとともに、反射防止膜
の必要もなくなる。

【００６６】また、光学機能基板が半導体基板から成
り、光学機能部としての受光素子が前記光学機能基板に
よって形成する構成では、生産性の向上及び各光学機能
部の形成位置精度等の向上が図れるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学ヘッドの縦断側面図である。

【図２】ミラー板の取付構造を示す縦断側面図である。

【図３】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面図
である。

【図４】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面図
である。

【図５】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面図
である。

【図６】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面図
である。

【図７】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面図
である。

【図８】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面図
である。

【図９】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面図
である。

【図１０】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図１１】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図１２】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図１３】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図１４】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図１５】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図１６】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図１７】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図１８】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図１９】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図２０】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図２１】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図２２】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図２３】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【図２４】本発明の他の実施例の光学ヘッドの縦断側面
図である。

【符号の説明】

１ミラー板２光学機能基板３光ディスク（被照射体）５半導体レーザ６ミラー面７反射型３分割回折格子８受光素子９反射型ホログラム１０反射型ホログラム１５ケーシング１６ミラー取付部材１７ミラー面２０基台

フロントページの続き (72)発明者山口隆夫大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者新名達彦大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二つ以上の光学機能部が形成されている
光学機能基板と、この光学機能基板と対向する位置に設
けられ、前記各光学機能部に光を導くミラー板とを備え
ていることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】二つ以上の光学機能部が光学機能基板の
一方の表面にだけ形成されていることを特徴とする請求
項１に記載の光学ヘッド。
【請求項３】光学機能基板が半導体基板から成り、光
学機能部としての受光素子が前記光学機能基板によって
形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学
ヘッド。
【請求項４】前記光学機能部として少なくとも受光素
子と回折格子ホログラムを備えることを特徴とする請求
項３に記載の光学ヘッド。
【請求項５】前記光学機能基板と前記ミラー板との間
で多重反射させた光を被照射体に照射するように構成さ
れていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
に記載の光学ヘッド。
【請求項６】一つの光学機能部が形成されている光学
機能基板と、この光学機能基板と対向する位置に設けら
れ、前記光学機能部に光を導くミラー板とを備えている
ことを特徴とする光学ヘッド。