JPS61243956A

JPS61243956A - 光学ヘツド

Info

Publication number: JPS61243956A
Application number: JP8532385A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Doi; 土肥　昭彦
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Automation Equipment Engineering Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1986-10-30

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】〔発明の技術分野〕本発明は、集束光を用い情報記憶媒体から少なくとも情
報を読取ることが可能なもので、例えば、ＤＡＤ用のＣ
Ｄ（コンパクトディスク）やビデオディスクのような再
生専用の情報記憶媒体や、画像ファイル・静止画ファイ
ル・ＤＯＭ（コンビュウターアウトプットメモリー）等
に用いられ、集束光により記録層に対し穴を開ける等の
状態変化を起こさせて情報の記録を行ない、また、そこ
から再生することができる情報記憶媒体、さらに消去可
能な情報記憶媒体に対し、少なくとも再生または記録を
行なうときに適用される光学ヘッドに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

上記種の装置においては、情報記憶媒体から情報を読取
ったり、あるいは情報記憶媒体に新たに情報を書き加え
るとき、常に集束光の集光点が情報記憶媒体の記録層も
しり、°は光反射層の位置と一致していなければならな
い。そのため、その装置内には自動焦点ぼけ検出機能お
よびその補正機能を有している。

しかしながら、この機能は、光軸がずれた場合、焦点ぼ
け検出を行なう光検出器上で焦点ぼけ検出用のスポット
が移動してしまい、あたかも焦点がぼけたものとして誤
検知してしまう。そのため、外部環境の変化（温度変化
、湿度変化、機械的な振動や衝撃等）により、光軸がず
れると焦点がぼけてしまう。特に、温度変化に対しては
影響を受は易い。

そのため、光軸ずれに非常に弱い焦点ぼけ検出法、たと
えば結像点に光検出器を配置して行なうようなものにつ
いては、温度、湿度等の外部環境に対して光軸ずれを生
じないような工夫が必要となり、したがって、部品を減
らしたり、構造を変えたりするという操作が非常にやり
難い。そこで、このような光学系では、光源のホールド
法を工夫しているが、それでも部品点数を減らしたりコ
ンパクトにしたりすることがやり難い。

すなわち、第１０図に示すように、光源とじての半導体
レーザー１はフレーム２内に支持され、ホルダー３に取
付けられている。さらに、このホルダー３はコリメータ
ーレンズ４のホルダー５もしくは光学ヘッド本体に取付
けられている。ここで、通常、フレーム２はそれ自体が
電極となっている。このため、ホルダー３とホルダー５
もしくは光学ヘッド本体との間に、絶縁を目的として絶
縁シート６が介在され、さらに、取付ねじ７．７には絶
縁ねじが用いられている。

したがって、このような構造では、部品点数が多（複雑
かつ大型となる。また、半導体レーザー１のドライバ回
路基板を付けようとすると、上記のようにホールドを行
なった後に付けるしかないので、さらに部品点数が多く
なるばかりか、半導体レーザー１とドライバ回路基板と
が遠くなるのでノイズの問題が生じる。

（発明の目的）本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、温度変化に対して光軸がずれ難く、
安定して焦点ぼけ検出等を行なうことができるばかりか
、部品点数が減り簡単かつ小型の構造とすることができ
、しかも、ホルダー上に電気回路を配設することが可能
となるので、さらに小型となり、またノイズの心配もな
くなる光学ヘッドを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、光源を保持する
ホルダーをセラミック材としたことを特徴とするもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参照しなが
ら説明する。

第３図は本発明に係る光学ヘッドを用いた情報記録再生
装置を示すもので、この図中２１は光ディスク（情報記
憶媒体）である。この光ディスク２１は、一対の円板状
透明プレート２２．２３を内外スペーサ２４．２５を介
して貼り合せて形成され、その透明プレート２２．２３
のそれぞれの内面上には情報記録層としての光反射層２
６゜２７が蒸着によって形成されている。この光反射層
２６．２７のそれぞれには、ヘリカルにトラッキングガ
イド２８（第４図参照）が形成され、このトラッキング
ガイド２８上にビット２９の形で情報が記録される。ま
た、光ディスク２１の中心には孔が穿けられ、ターンテ
ーブル３０上に光ディスク２１が載置された際に、この
ターンテーブル３０のセンタースピンドル３１が光ディ
スク２１の孔に挿入され、ターンテーブル３０と光ディ
スク２１の回転中心が一致される。ターンテーブル３０
のセンタースピンドル３１には、さらにチャック装置３
２が装着され、このチャック装置３２によって光ディス
ク２１がターンテーブル３０上に固定される。ターンテ
ーブル３０は、回転可能に支持台（図示しない）によっ
て支持され、駆動モータ３３によって一定速度で回転さ
れる。

また、３４はリニアアクチュエータ３５あるいは回転ア
ームによって光ディスク２１の半径方向に移動可能に設
けられた光学ヘッドであり、この光学ヘッド３４内には
し、＝ザービームＬを発生する半導体レーザー（光源・
）３６が設けられている。

そして、情報を光ディスク２１に書き込むに際しては、
書き込むべき情報に応じてその光強度が変調されたレー
ザービームＬが半導体レーザ３６がら発生され、情報を
光ディスク２１から読み出す際には、一定の光強度を有
するレーザービームＬが半導体レーザー３６から発生さ
れる。半導体レーザー３６から発生された発散性のレー
ザービームＬは、コリメーターレンズ３７によって平行
光束に変換され、偏光ビームスプリッタ３８に向けられ
る。偏光ビームスプリッタ３８で反射した平行レーザー
ビームＬは、１７４波長板３９を通過して対物レンズ４
０に入射され、この対物レンズ４０によって光ディスク
２１の光反射層２６に向けて集束される。対物レンズ４
０は、ボイスコイル４１によってその光軸方向に移動可
能に支持され、対物レンズ４０が所定位置に位置される
と、この対物レンズ４０から発せられた集束性レーザー
ビームＬのビームウェストが光反射層２６の表面上に投
射され、最小ビームスポットが光反射層２６の表面上に
形成される。この状態において、対物レンズ４ｏは合焦
点状態に保たれ、情報の書き込みおよび読み出しが可能
となる。そして、情報を書き込む際には、光強度変調さ
れたレーザービームＬによって光反射層２６上のトラッ
キングガイド２８にピット２９が形成され、情報を読み
出す際には、一定の光強度を有するレーザービームＬが
、トラッキングガイド２８に形成されたビット２９によ
って光強度変調されて反射される。

光ディスク２１の光反射層２６から反射された発散性の
レーザービームＬは、合焦点時には対物レンズ４０によ
、って平行光束に変換され、再び１／４波長板３０を通
過して偏光ビームスプリッタ３８に戻される。レーザー
ビームＬが１／４波長板３９を往復することによってレ
ーザービームＬは、偏光ビームスプリッタ３８で反射し
た際に比べて偏波面が９０度何回転、この９０度だけ偏
波面が回転したレーザービームＬは、偏光ビームスプリ
ッタ３８で反射されず、この偏光ビームスプリッタ３８
を通過することとなる。偏光ビームスプリッタ３８を通
過したレーザービームＬはハーフミラ−４２によって２
系統に分けられ、その一方は、第１の投射レンズ４３に
よって第１の光検出器４４に照射される。この第１の光
検出器４４で検出された第１の信号は、光ディスク２１
に記録された情報を含み、信号処理装置４５に送られて
デジタルデータに変換される。ハーフミラ−４２によっ
て分けられた他方のレーザービームＬは、遮光板（光抜
出部材）４６によって光軸４７に対し非対称に抜出され
、第２の投射レンズ４８を通過した後筒２の光検出器４
９に入射される。第２の光検出器４９で検出された信゛
号は、フォーカス信号発生器５０で処理され、このフォ
ーカス信号がボイスコイル駆動回路５１に与えられる。

ボイスコイル駆動回路５１は、フォーカス信号に応じて
ボイスコイル４１を駆動し、対物レンズ４０を合焦点状
態に維持する。

次に、第３図に示した合焦点を検出するための光学系は
、単純化して示すと、第４図のようになり、合焦点検出
に関するレーザービームＬの軌跡は、第５図（ａ）（ｂ
）（ｃ）に示すように描かれる。対物レンズ４０が合焦
点状態にある際には、光反射層２６上にビームウェスト
が投射され、最小ビームスポット、すなわちビームウェ
ストスポット５２が光反射層２６上に形成される。通常
、半導体レーザー３６から対物レンズ４０に入射される
レーザービームＬは平行光束であるから、ビームウェス
トは対物レンズ４０の焦点上に形成される。しかしなが
ら、対物レンズ４０に半導体レーザー３６から入射され
るレーザービームＬがわずかに発散域あるいは収束して
いる場合には、ビームウェストは対物レンズ４０の焦点
近傍に形成される。ここで、光検出器４０の受光面は合
焦点状態においてそのビームウェストスポット５２の結
像面に配置されている（なお、結像面近傍に配置しても
よい。）。したがって、合焦点時には、ビームウェスト
スポット５２の像が光検出器４９の受光面の中心に形成
される。

すなわち、第５図（ａ）に示すように、ビームウェスト
スポット５２が光°反射層２６上に形成され、この光反
射層２６で反射されたレーザービ−ムＬは対物レンズ４
０によって平行光束に変換されて遮光板４６に向けられ
る。そして、遮光板４６によって光軸４７に対し非対称
に抜出され、投射レンズ４８によって収束され、光検出
器４９上で最小に絞られ、ビームウェスト像がその上に
形成される。次に、対物レンズ４０が光反射層２６に向
けて近接すると、ビームウェストは、第５図（ｂ）に示
すように、レーザービームＬが光反射層２６で反射され
て生ずる。すなわち、ビームウェストは対物レンズ４０
と光反射層２６との間に生ずる。このような非合焦点時
においては、ビームウェストは、通常、対物レンズ４０
の焦点距離内に生ずることから、ビームウェストが光点
として機能すると仮定すれば明らかなように光反射層２
６で反射され、対物レンズ４０がら射出されるレーザー
ビームＬは対物レンズ４０によって発散性のレーザービ
ームＬに変換される。遮光板４６を通過したレーザービ
ームＬ成分も同様に発散性であることから、このレーザ
ービームＬ成分が投射レンズ４８によって集束されても
光検出器４９の受光面上で最小に絞られず、光検出器４
９よりも遠い点に向かって集束されることとなる。

したがって、光検出器４９の受光面の中心から図中上方
に向かってレーザービームＬ成分は投射され、その受光
面上にはビームスポット像よりも大きなパターンが形成
される。さらに、第５図（Ｃ）に示すように、対物レン
ズ４０が光反射層２６から離間された場合には、レーザ
ービームＬは、ビームウェストを形成した後、光反射層
２６で反射される。このような非合焦点時には、対物レ
ンズ４０の焦点距離外であって対物レンズ４ｏと光反射
層２６との間に形成されることがら、対物レンズ４０か
ら遮光板４６に向かう反射レーザービームＬは集束性を
有することとなる。したがって、遮光板４６を通過した
レーザービームＬ成分は投射レンズ４８によってさらに
収束され、収束点を形成した後、光検出器４９の受光面
上に投射される。その結果、光検出器４９の受光面上に
はビームウェストスポット５２の像よりも大きなパター
ンが中心から図中下方に形成される。

次に、上記半導体レー：＃ｆ−３６についてさらに説明
を加える。第１図および第２図に示すように、半導体レ
ーザー３６はフレーム５４内に支持され、このフレーム
５４はそれ自体が電極と−なっている。

そして、このフレーム５４は、ホルダー５５にフレーム
５４から出ている信号用端子５６にて半田付けされてい
る。ここで、ホルダー５５は、絶縁を目的としてセラミ
ック材で形成されている。また、このホルダー５５は回
路基板として用いられ、このホルダー５５上には電気回
路パターン５７、すなわち半導体レーザー３６をドライ
ブするドライバ回路が形成されている。また、この電気
回路パターン５７の端にはコネクター５８が設けられて
おり、このコネクター５８から半導体レーザー３６の入
出力信号が得られるようになっている。

さらに、このように半導体レーザー３６を保持したホル
ダー５５には固定用のねじ穴もしくはばか穴があけられ
ていて、ホルダー５５はその部分を介してコリメーター
レンズ３７のホルダー５９にねじ６０　、’　６０によ
り取付けられている。

以上の構成によれば、半導体レーザー３６を保持するホ
ルダー５５をセラミック材としたので、セラミック材は
熱膨張率が金属と同じレベルであり、また吸湿性も低い
ことから、温度、湿度等による環境変化に対して半導体
レーザー３６の位置ずれ（光軸ずれ）を生じ難くなり、
光検出器４９による焦点ぼけ検出の誤動作を防止するこ
とができる。なお、通常電気回路基板に用いられるガラ
スエポキシ等では光軸ずれを生じる。

また、セラミック材は絶縁性なので、従来のように絶縁
シート等を設ける必要がなくなり、部品点数が減り簡単
かつ小型の構造とすることができる。しかも、ホルダー
５５に電気回路を直接配設することが可能となるので、
半導体レーザー３６とそのドライバ回路とが近付き、さ
らに小型になるとともにノイズの心配がなくなる。

なお、合焦点時を検出する光学系としては、上記実施例
のものの他に、第６図〜第９図に示すものがあり、本発
明はこのよ°うな光学系にも適用でき、また、これら以
外に、°光ディスク２１の光反耐層２６に対する結像位
置あるいはその近傍に光検出器４９を配置し、焦点がぼ
けたときスポットの中央が光検出器４９上で移動するよ
うにして焦点ぼけ検出を行なうあらゆる光学系に対して
適用することができる。なお、第６図に示す光学系にお
いては、レーザービームＬが対物レンズ４０の光軸４７
に対して斜め方向から入射されて光反射層２６に照射さ
れている。この場合においても、対物レンズ４０から投
射レンズ４８に破線で示すように収束性のレーザービー
ムＬが照射され、光反射層２６が近付くと、対物レンズ
４０から投射レンズ４８に一点鎖線で示すように発散性
のレーザービームＬが照射されることとなる。したがっ
て、投射レンズ４８から光検出器４９に向うレーザービ
ームＬは焦点ぼけの程度に応じて偏向され、光検出器４
９の受光面上ではスポットパターンの大きさが変化する
とともにその投射位置が偏位されることとなる。第７図
に示す光学系においては、投射レンズ４８と光検出器４
９との間にパイプリズム７１が設けられている。したが
って、レーザービームしは、合焦点時には実線で示す軌
跡を描き、非合焦点時にはパイプリズム７１によって偏
向される。第８図に示す光学系においては、対物レンズ
４０および投射レンズ４８で定まるビームウェストの結
像点にミラー７２が設けられ、そのミラー７２上の像を
光検出器４９上に結像するレンズ７３がミラー７２と光
検出器４９との間に設けられている。そして、合焦点時
にはミラー７２上に向ってレーザービームＬが実線で示
すように集束されるのに対し、非合焦点時には破線また
は一点鎖線で示す集束性または発散性のレーザービーム
Ｌが投射レンズ４８によって集束されることになり、結
果としてレーザービームＬがミラー７２によって偏向さ
れることになる。さらに、第９図に示す光学系において
は、光軸４７から離間した領域を通り光軸４７に平行に
レーザービームＬが対物レンズ４０に照射されている。

この場合においても、対物レンズ４０と光反射層２６と
の間の距離に依存して投射レンズ４８から光検出器４９
に向うレーザービームＬは偏向されることになる。

（発明の効果〕以上説明したように本発明によれば、集束光を用い情報
記憶媒体から少なくとも情報を読取ることが可能で、光
源と、この光源から発せられた光を上記情報記憶媒体上
に集光するための対物レンズと、上記情報記憶媒体から
射出した光を検出する光検出器と、上記光源を支持する
ホルダーとを備えた光学ヘッドにおいて、上記ホルダー
はセラミック材で形成したから、温度変化に対して光軸
がずれ難く、安定して焦点ぼけ検出等を行なうことがで
きるばかりか、部品点数が減り簡単かつ小型の構造とす
ることができ、しかも、ホルダー上に電気回路を配設す
ることが可能となるので、さらに小型となり、またノイ
ズの心配もなくなる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は半導体レーザ一部分を示す縦断側面図、第２図はホ
ルダーを示す正面図、第３図は情報記録再生装置を概略
的に示すブロック図、”第、４図は焦点ぼけ検出用光学
系を示す斜視図、第５図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は同光学系
の合焦点時および非合焦点時におけるレーザービームの
軌跡を示す説明図、第６図〜第９図は他の焦点ぼけ検出
用光学系を示す図、第１０図は従来例を示す縦断側面図
である。２１・・・情報記憶媒体（光ディスク）、３６・・・光
源（半導体レーザー）、４０・・・対物レンズ、４９・
・・第２の光検出器、５５・・・ホルダー、５７・・・
電気回路パターン。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図第２図第４図第５図第６図第７図第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）集束光を用い情報記憶媒体から少なくとも情報を
読取ることが可能で、光源と、この光源から発せられた
光を上記情報記憶媒体上に集光するための対物レンズと
、上記情報記憶媒体から射出した光を検出する光検出器
と、上記光源を支持するホルダーとを備えた光学ヘッド
において、上記ホルダーはセラミック材で形成したこと
を特徴とする光学ヘッド。
（２）ホルダーは電気回路パターンを配設する回路基板
として用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光学ヘッド。
（３）電気回路は光源をドライブする回路としたことを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光学ヘッド。