JPH11176017A - 光学ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体が薄型に構成されると共に、コストが低
減されるようにした、光学ピックアップ及び光ディスク
装置を提供すること。 【解決手段】 光源２１から出射された光ビームを回転
駆動される光ディスク１１に向かって導く立上げミラー
２２と、立上げミラーからの光ビームを光ディスクの信
号記録面上に集束させる光集束手段２３と、上記光源と
光集束手段との間に配設された光分離手段２１ｈと、上
記光分離手段で分離された光ディスクの信号記録面から
の戻り光ビームを受光する受光部を有する光検出器２１
ｄとを含み、上記光源が、凹陥部を有するケース内に収
容された半導体基板２１ａと、上記半導体基板上に取り
付けられ且つ半導体基板の表面に平行に光を出射する発
光素子２１ｃとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミニディスク（Ｍ
Ｄ），光磁気ディスク（ＭＯ），コンパクトディスク
（ＣＤ），ＣＤ−ＲＯＭ等（以下、「光ディスク」とい
う）の信号を記録及び／又は再生するための光学ピック
アップ、及びこの光学ピックアップを備えた光ディスク
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク用の光学ピックアップ
は、例えば図４に示すように構成されている。図４にお
いて、光学ピックアップ１は、受発光素子２，光路折曲
げ用ミラー３，立上げミラー４及び対物レンズ５を備え
ており、受発光素子２から出射した光ビームＬを、光路
折曲げ用ミラー３及び立上げミラー４を介して、さらに
対物レンズ５により、光ディスク６の信号記録面に集束
させるようになっている。

【０００３】上記受発光素子２は、図５に示すように構
成され、発光素子と受光素子を一体の光学ブロックとし
て、半導体パッケージに封入されたものである。受発光
素子２は、第一の半導体基板２ａ上に第二の半導体基板
２ｂが載置され、第二の半導体基板２ｂ上にレーザダイ
オードチップ２ｃが搭載されている。

【０００４】レーザダイオードチップ２ｃの前方の第一
の半導体基板２ａ上には、レーザダイオードチップ２ｃ
側に傾斜面（光路分岐面）を有した台形形状のプリズム
２ｄが配設されており、この光路分岐面には、ビームス
プリッタ膜２ｅが形成されている。また、プリズム２ｄ
は、その上面に、全反射膜（図示せず）が形成されてお
り、その下面には、半透過膜（図示せず）が形成されて
いる。プリズム２ｄは、レーザダイオードチップ２ｃか
ら出射された光ビームを、その光路分岐面により図５に
て上方に向かって反射させ、外部に出射する。

【０００５】この受発光素子２から出射された光ビーム
は、図４に示すように、光路折曲用ミラー３，立上げミ
ラー４を介して対物レンズ５に入射され、対物レンズ５
により光ディスク６の信号記録面に収束合焦される。光
ディスク６により反射された光ビームは、対物レンズ５
及び立上げミラー４，光路折曲用ミラー３を介して受発
光素子２のプリズム２ｄ内に入射し、プリズム２ｄの底
面及び上面で順次に反射されることにより、このプリズ
ム２ｄの底面の二ヶ所で、プリズム２ｄの下方に出射す
るようになっている。そして、第一の半導体基板２ａの
上面には、プリズム２ｄの底面の二ヶ所から出射した光
を受光する位置に、光検出器２ｆ，２ｇが形成されてい
る。

【０００６】光検出器２ｆ，２ｇは、それぞれ、適宜に
複数個の受光部に分割されており、各受光部からの検出
信号に基づいて、光ディスク６の再生信号を検出すると
共に、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信
号を検出するようになっている。尚、受発光素子２は、
全体が、例えば上端が開放したセラミックパッケージ２
ｈ内に収容されると共に、開口部が、透明ガラス等の透
明材料から成るリッド２ｉによって閉塞されている。

【０００７】また、上記対物レンズ５は、二軸アクチュ
エータ７によって二軸方向に移動可能に支持されてい
る。

【０００８】このような構成の光学ピックアップ１にお
いては、受発光素子２からの光ビームは、光路折曲げ用
ミラー３，立上げミラー４を介して、対物レンズ５によ
り光ディスク６の信号記録面に照射される。そして、こ
の信号記録面で反射された戻り光ビームは、対物レンズ
５，立上げミラー４，光路折曲げ用ミラー３を介して、
受発光素子２に入射し、その光検出器２ｆ，２ｇの各受
光部により受光され、再生信号が検出されると共に、フ
ォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が検出
されるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成の光ピックアップ１においては、受発光素子２は、
セラミックパッケージ２ｈの底面２ｊが取付面として、
光ディスク装置における所謂光学ベース等に対して取り
付けられるようになっている。従って、光学ピックアッ
プ１の全体の高さを決定する要素としては、第一の要素
即ち対物レンズ５の領域における光学ピックアップ１の
高さＨ１と、第二の要素即ち受発光素子２の領域におけ
る光学ピックアップ１の高さＨ２がある。

【００１０】ここで、高さＨ１は、図４に示すように、
光ディスク６の下面と対物レンズ５の上面との間の距離
ｇ２，対物レンズ５の厚さθ，二軸アクチュエータ７の
対物レンズ保持部分の厚さｂ，二軸アクチュエータ７の
フォーカス方向のストロークＳ，立上げミラー４の高さ
ｍ２としたとき、

【数１】 で表わされ、また高さＨ２は、光ディスク６の下面から
光ディスク装置のシャーシ８の下面までの高さａ，この
シャーシ８の下面と受発光素子２の上面までの距離ｇ
３，受発光素子２の厚さＰ，受発光素子２の下面と光路
折曲げ用ミラー３の距離ｇ１，光路折曲げ用ミラー３の
高さｍ１としたとき、

【数２】 で表わされる。従って、光学ピックアップ１の設計の際
には、通常高さＨ１に関する部品配置から決まる光軸高
さ、即ち光路折曲げ用ミラー３，立上げミラー４の間の
光軸の高さに合わせて、高さＨ２に関する部品構成を決
めるようにしている。

【００１１】しかしながら、一般に、上記高さＨ２のう
ち、（Ｐ＋ｇ１）の値が大きいことから、上記ｇ３を十
分に確保することが困難である。このため、無理にｇ３
を大きくしようとすると、上記光軸高さを下げる必要が
あり、光学ピックアップ１全体の高さが高くなってしま
うという問題があった。

【００１２】本発明は、以上の点に鑑み、全体が薄型に
構成されると共に、コストが低減されるようにした、光
学ピックアップ及びこれを利用した光ディスク装置を提
供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光ビームを出射する光源と、上記光源から出射さ
れた光ビームを回転駆動される光ディスクに向かって導
く光路立ち上げ手段と、光路立ち上げ手段からの光ビー
ムを光ディスクの信号記録面上に集束させる光集束手段
と、上記光源と光集束手段との間に配設された光分離手
段と、上記光分離手段で分離された光ディスクの信号記
録面からの戻り光ビームを受光する受光部を有する光検
出器とを含んでおり、上記光源が、凹陥部を有するケー
ス内に収容された半導体基板と、上記半導体基板上に取
り付けられ且つ半導体基板の表面に平行に光を出射する
発光素子とを備える、光学ピックアップにより、達成さ
れる。

【００１４】上記構成によれば、光源から出射した光ビ
ームが、そのまま水平に出射することにより、立上げミ
ラー等を介して、光集束手段により、光ディスクの信号
記録面に合焦することになる。そして、この光ディスク
からの戻り光ビームは、再び光集束手段から、光分離手
段を介して、光検出器に入射する。これにより、この光
検出器からの検出信号に基づいて、光ディスクの再生信
号とトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号
が検出されることになる。この場合、光源からの光ビー
ムが、半導体基板の表面から平行に出射される、即ち光
源の取付面に平行に出射されることになるので、光源か
らの光ビームを水平方向に導くための光路折曲げ用ミラ
ー等の光路折曲げ部材が不要となる。従って、部品点数
が少なくて済むと共に、光源の領域における光学ピック
アップの高さが低くされることになり、光学ピックアッ
プ全体が薄型に構成されることになる。

【００１５】上記光検出器が、光源の半導体基板上に形
成されていると共に、上記光分離手段が、ケースの窓部
を閉塞するように配設されている場合には、従来の受発
光素子におけるプリズムが不要となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図３を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１７】図１は、本発明の実施形態による光学ピッ
クアップを組み込んだ光ディスク装置の一実施形態を示
している。図１において、光ディスク装置１０は、光デ
ィスク１１を回転駆動する駆動手段としてのスピンドル
モータ１２と、回転する光ディスク１１の信号記録面に
対して光ビームを照射して信号を記録し、この信号記録
面からの戻り光ビームにより記録信号を再生する光学ピ
ックアップ２０及びこれらを制御する制御部１３を備え
ている。ここで、制御部１３は、光ディスクコントロー
ラ１４，信号復調器１５，誤り訂正回路１６，インター
フェイス１７，ヘッドアクセス制御部１８及びサーボ回
路１９を備えている。

【００１８】光ディスクコントローラ１４は、スピンド
ルモータ１２を所定の回転数で駆動制御する。信号復調
器１５は、光学ピックアップ２０からの記録信号を復調
して誤り訂正し、インターフェイス１７を介して外部コ
ンピュータ等に送出する。これにより、外部コンピュー
タ等は、光ディスク１１に記録された信号を再生信号と
して受け取ることができるようになっている。

【００１９】ヘッドアクセス制御部１８は、光学ピック
アップ２０を例えば光ディスク１１上の所定の記録トラ
ックまでトラックジャンプ等により移動させる。サーボ
回路１９は、この移動された所定位置において、光学ピ
ックアップ２０の二軸アクチュエータに保持されている
対物レンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向
に移動させる。

【００２０】図２は、上記光ディスク装置１０に組み込
まれた光学ピックアップを示している。図２において、
光学ピックアップ２０は、光源としての受発光素子２
１，光路立ち上げ手段としての立上げミラー２２及び光
集束手段としての対物レンズ２３を備えており、受発光
素子２１から出射した光ビームを、立上げミラー２２を
介して、さらに対物レンズ２３により、光ディスク１１
の信号記録面に集束させるようになっている。

【００２１】上記受発光素子２１は、図３に示すよう
に、第一の半導体基板２１ａ上において、その幅方向の
中央よりに第二の半導体基板２１ｂが載置され、第二の
半導体基板２１ｂ上に光源としてのレーザダイオードチ
ップ２１ｃが搭載されている。このレーザダイオードチ
ップ２１ｃは、半導体の再結合発光を利用した発光素子
であり、所定のレーザ光を出射するようになっている。
さらに、上記第一の半導体基板２１ａ上には、例えば上
記第二の半導体基板２１ｂの幅方向（図２の紙面に垂直
な方向）に沿ってそれた位置に、光検出器２１ｄが形成
されている。

【００２２】ここで、受発光素子２１は、全体が、例え
ば上端が開放したセラミックパッケージ２１ｅ内に収容
されると共に、開口部が、透明ガラス等の透明材料から
成るリッド２１ｆによって閉塞されている。尚、セラミ
ックパッケージ２１ｅは、レーザダイオードチップ２１
ｃから水平に出射される光ビームを通過させるように、
側面に窓部２１ｇを備えている。この窓部２１ｇは、上
記リッド２１ｆの垂直方向に延びる延長部分によって閉
塞されている。さらに、上記窓部２１ｇは、光分離手段
としてのホログラム素子２１ｈを備えている。このホロ
グラム素子２１ｈは、レーザダイオードチップ２１ｃか
らの光ビームをそのまま透過させると共に、光軸に沿っ
て外部から入射する光ディスク１１からの戻り光を回折
させ、上記光検出器２１ｄに導くようになっている。

【００２３】かくして、この受発光素子２１のレーザダ
イオードチップ２１ｃから窓部２１ｇを通って外部に向
かって水平方向に出射された光ビームは、図１に示すよ
うに、立上げミラー２２を介して対物レンズ２３に入射
され、対物レンズ２３により光ディスク１１の信号記録
面に収束合焦される。光ディスク１１により反射された
戻り光ビームは、対物レンズ２３及び立上げミラー２２
を介して受発光素子２１に入射し、ホログラム素子２１
ｈによって回折されることにより、第二の半導体基板２
１ｂを避けて、その横を通って光検出器２１ｄに入射す
ることになる。

【００２４】光検出器２１ｄは、適宜に複数個の受光部
に分割されており、各受光部からの検出信号に基づい
て、光ディスク１１の再生信号を検出すると共に、フォ
ーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を検出す
るようになっている。

【００２５】上記立上げミラー２２は、受発光素子２１
からの光ビームを鉛直方向に９０度反射させると共に、
光ディスク１１からの戻り光ビームを水平方向に９０度
反射させるようになっている。

【００２６】上記対物レンズ２３は、凸レンズであっ
て、立上げミラー２２からの光ビームを、回転駆動され
る光ディスク１１の信号記録面の所望の記録トラック上
に集束させる。ここで、対物レンズ２３は、二軸アクチ
ュエータ２４により、二軸方向即ちフォーカシング方向
及びトラッキング方向に移動可能に支持されている。

【００２７】本実施形態による光学ピックアップ２０を
組み込んだ光ディスク装置１０は、以上のように構成さ
れており、次のように動作する。先づ、光ディスク装置
１０のスピンドルモータ１２が回転することにより、光
ディスク１１が回転駆動される。そして、光学ピックア
ップ２０が、図示しないガイドに沿って、光ディスク１
１の半径方向に移動されることにより、対物レンズ２３
の光軸が、光ディスク１１の所望のトラック位置まで移
動されることにより、アクセスが行なわれる。

【００２８】この状態にて、光学ピックアップ２０に
て、受発光素子２１から水平に出射された光ビームは、
立上げミラー２２に光ディスク１１に向かって反射さ
れ、対物レンズ２３を介して、光ディスク１１の信号記
録面に集束される。光ディスク１１からの戻り光は、再
び対物レンズ２３，立上げミラー２２を介して、受発光
素子２１に入射する。そして、受発光素子２１のホログ
ラム素子２１ｈによって回折されることにより、光検出
器２１ｄに結像する。これにより、光検出器２１ｄの各
受光部からの検出信号に基づいて、光ディスク１１の記
録信号が再生される。

【００２９】その際、信号復調器１５は、光検出器２１
ｄからの検出信号に基づいて、適宜の方法により、トラ
ッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号を検
出する。そして、サーボ回路１９は、光ディスクドライ
ブコントローラ１４を介して、光学ピックアップ２０の
二軸アクチュエータ２４をサーボ制御することにより、
対物レンズ２３をフォーカシング方向に移動調整して、
フォーカシングを行なうと共に、対物レンズ２３をトラ
ッキング方向に移動調整して、トラッキングを行なうよ
うになっている。

【００３０】この場合、受発光素子２１は、半導体基板
２１ａの表面に沿って、水平方向に光ビームを出射する
ように構成されているので、光ディスク装置１０内に
て、光学ピックアップ２０の光学ベースに対して、水平
に搭載された状態で、従来のような光路折曲げ用ミラー
を使用することなく、立上げミラー２２に対して水平に
光ビームを出射することができる。これにより、光学ピ
ックアップ２０の全体の高さを決定する要素である、第
一の要素即ち対物レンズ５の領域における光学ピックア
ップ１の高さＨ１と、第二の要素即ち受発光素子２の領
域における光学ピックアップ１の高さＨ２は、以下のよ
うになっている。

【００３１】即ち、高さＨ１は、従来の光学ピックアッ
プ１の場合と同じであるが、高さＨ２は、

【数３】 で表わされることになり、図４で説明した従来の光学ピ
ックアップ１と比較して、受発光素子２の下面と光路折
曲げ用ミラー３の距離ｇ１，光路折曲げ用ミラー３の高
さｍ１の分だけ、薄くなる。これにより、光ディスク装
置１０のシャーシ１０ａとの干渉が問題にならなくなる
と共に、光学ピックアップ２０全体の高さが低くなる。
さらに、光路折曲げ用ミラーが不要であることから、部
品点数が少なくて済み、コストが低減されることにな
る。尚、受発光素子２１に関しても、従来の受発光素子
２におけるプリズム２１ｄが不要となることから、部品
点数が少なくなり、コストが低減されることになる。

【００３２】上記実施形態においては、光分離手段とし
て、ホログラム素子２１ｈが使用されているが、戻り光
ビームを回折等によって光検出器２１ｄに導くことがで
きるものであれば、他の回折格子等の光分離手段が使用
されることは明らかである。

【００３３】また、上記光検出器２１ｄは、受発光素子
２１に一体に構成されているが、別体に構成されていて
もよいことは明らかである。この場合、上記実施形態に
おいては、受発光素子２１は、所謂パッケージタイプと
して構成されているが、光検出器が別体に構成されてい
る場合、受発光素子２１の代わりに、発光素子が備えら
れることになり、この場合、発光素子としては、パッケ
ージタイプやカンタイプのレーザダイオードが使用され
る。

【００３４】さらに、上記実施形態による光ディスク装
置１０及び光学ピックアップ２０においては、コンパク
トディスク（ＣＤ）やＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスク再生
用の無偏光光学ピックアップの構成が示されているが、
これに限らず、光磁気ディスク（ＭＯ）等のための偏光
光学ピックアップ及び光ディスク装置に対しても本発明
を適用できることは明らかである。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、全
体が薄型に構成されると共に、コストが低減されるよう
にした、光学ピックアップ及び光ディスク装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップを組み込んだ光
ディスク装置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】図１の光ディスク装置における光学ピックアッ
プの一実施形態の構成を示す概略側面図である。

【図３】図２の光学ピックアップにおける受発光素子の
構成を示す拡大断面図である。

【図４】従来の光学ピックアップの一例における光学系
を示す平面図である。

【図５】図４の光学ピックアップにおける受発光素子の
構成を示す拡大断面図である。

【符号の簡単な説明】

１０・・・光ディスク装置、１１・・・光ディスク、１
２・・・スピンドルモータ、１３・・・制御部、１４・
・・光ディスクトライブコントローラ、１５・・・信号
復調器、１６・・・誤り訂正回路、１７・・・インター
フェイス、１８・・・ヘッドアクセス制御部、２０・・
・光学ピックアップ、２１・・・受発光素子、２２・・
・立上げミラー、２３・・・対物レンズ、２４・・・二
軸アクチュエータ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、 上記光源から出射された光ビームを回転駆動される光デ
   ィスクに向かって導く光路立ち上げ手段と、 光路立ち上げ手段からの光ビームを光ディスクの信号記
   録面上に集束させる光集束手段と、 上記光源と光集束手段との間に配設された光分離手段
   と、 上記光分離手段で分離された光ディスクの信号記録面か
   らの戻り光ビームを受光する受光部を有する光検出器と
   を含んでおり、 上記光源が、凹陥部を有するケース内に収容された半導
   体基板と、上記半導体基板上に取り付けられ且つ半導体
   基板の表面に平行に光を出射する発光素子とを備えるこ
   とを特徴とする光学ピックアップ。
2. 【請求項２】 上記ケースが、発光素子からの光を通過
   させる窓部を備えていることを特徴とする請求項１に記
   載の光学ピックアップ。
3. 【請求項３】 上記ケースの窓部が、透光性材料によっ
   て閉塞されていることを特徴とする請求項２に記載の光
   学ピックアップ。
4. 【請求項４】 上記光検出器が、光源の半導体基板上に
   形成されていると共に、上記光分離手段が、ケースの窓
   部を閉塞するように配設されていることを特徴とする請
   求項２に記載の光学ピックアップ。
5. 【請求項５】 上記ケースが、セラミック等から成るパ
   ッケージであることを特徴とする請求項１に記載の光学
   ピックアップ。
6. 【請求項６】 上記ケースが、金属製であることを特徴
   とする請求項１に記載の光学ピックアップ。
7. 【請求項７】 光ディスクを回転駆動する駆動手段と、 回転する光ディスクに対して光集束手段を介して光を照
   射し、光ディスクからの信号記録面からの戻り光を光集
   束手段を介して検出する光学ピックアップと、 光集束手段を二軸方向に移動可能に支持する二軸アクチ
   ュエータと、 光学ピックアップからの検出信号に基づいて、再生信号
   を生成する信号処理回路と、 光学ピックアップからの検出信号に基づいて、光集束手
   段を二軸方向に移動させるサーボ回路とを含んでおり、 上記光学ピックアップが、 光ビームを出射する光源と、 上記光源から出射された光ビームを回転駆動される光デ
   ィスクに向かって導く光路立ち上げ手段と、 光路立ち上げ手段からの光ビームを光ディスクの信号記
   録面上に集束させる光集束手段と、 上記光源と光集束手段との間に配設された光分離手段
   と、 上記光分離手段で分離された光ディスクの信号記録面か
   らの戻り光ビームを受光する受光部を有する光検出器と
   を含んでおり、 上記光源が、凹陥部を有するケース内に収容された半導
   体基板と、上記半導体基板上に取り付けられ且つ半導体
   基板の表面に平行に光を出射する発光素子とを備えるこ
   とを特徴とする光ディスク装置。