JPS61246939A - 光学ヘツド - 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】 〔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
しく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、機械的な撮動や衝撃等）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。

すなわち、第１０図および第１１図に示すように、情報
記憶媒体で反射され、投射レンズ１により導かれた光は
光検出器２の光検出領域３に投影される。ここで、光検
出器２はそのフレーム４自体が電極となっており、また
、光検出器２を支持するホルダー５もその熱膨張率が大
きいとホルダー５の動きにより光検出器２が位置ずれを
生じるため、通常、金属が用いられている。このため、
光検出器２とホルダー５との絶縁を目的として光検出器
５の周辺にベーク材等の有機物からなる絶縁物６を配置
し、その上にホルダー５を取付け、さらに、そのホルダ
ー５を投射レンズ１のホルダー７に取付けたり、光学ヘ
ッド本体に取付けたりしていた。

しかしながら、上記絶縁物６については、熱膨張率や吸
湿性等の特性は全く無視されていたため、この絶縁物６
の熱膨張や吸湿等により光検出器２の位置ずれが生じる
。しかも、絶縁物６と光検出器２との間および絶縁物６
とホルダー５との間は接着剤８．８にて固定が行われて
いるため、この接着剤自体も有機物であることから、層
が薄いとはいえ位置ずれの原因となる。したがって、焦
点ぼけ検出の誤動作の原因となる。

また、このような光軸ずれに弱い焦点ぼけ検出系では、
温度等の影響を考えなければならないので、通常、ホル
ダー５を電気回路基板（ガラスエポキシ等）として用い
ることができない。したがって、従来では、光検出器２
からの微小な信号をホルダー５とは別個に設けた電気回
路により増幅するようにしている。このため、Ｓ／Ｎ比
に気を配る必要がある。

〔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、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り、信
号出力も光検出器のみの微小な信号でなく増幅された信
号を取出せＳ／Ｎ比が良くなるようにした光学ヘッドを
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、光検出器を保持
するホルダーを低熱膨張率の有機絶縁物としたことを特
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
レーザービームＬを発生する半導体レーザー（光源）３
６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から発生され、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、１／４波長板３つ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８２６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４０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にビット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に形成されたピット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！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４９
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かわずかに発散域あるいは収束して
いる場合には、ビ−ムウエストは対物レンズ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！１２６上に形成され、この光反
射１２６で反射されたレーザービーム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ｔＡ１！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Ｉｎ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２６で反射され、対物レンズ４０から射出されるレ
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４９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４ｏの焦点距離外であって対物レンズ４０と光反ｊ
）ｊＪ１２６との間に形成されることから、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し成分は投射レンズ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、上記光検出器４９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、光検出器４９はホル
ダー５４に支持されている。すなわち、光検出器４９は
、光検出領域５５と、これを支持するフレーム５６とか
らなり、このフレーム５６は、それ自体が電極となって
いる。そして、この光検出器４９は、ホルダー５４に光
検出器４９から出ている信号用端子５７にて半田付けさ
れている。ここで、ホルダー５４は、光検出器４９の光
検出領域５５とホルダー５４との絶縁を目的として、低
熱膨張率の有機絶縁物で形成されている。また、このホ
ルダー５４は回路基板として用いられ、このホルダー５
４上には電気回路パターン５８、すなわち光検出器４９
からの信号を増幅する回路およびバイアス線のパターン
が形成されている。また、この電気回路パターン５８の
端にはコネクター５９が設けられており、光検出器４９
からの出力信号が増幅されたものとなってこのコネクタ
ー５９から得られるようになっている。さらに、このよ
うに光検出器４９を保持したホルダー５４には固定用の
ねじ穴もしく（よばか穴があけられていて、ホルダー５
４はその部分を介して投射レンズ４８のホルダー６０に
ねじ６１゜６１により取付けられている。

以上の構成によれば、光検出器４つを保持するホルダー
５４を低熱膨張率の有機絶縁物としたので、低熱膨張率
の有機絶縁物は熱膨張率が金属と同じレベルであること
から、光検出器４９の光検出領域５５とホルダー５４と
の間の絶縁を行なうことができるとともに、温度等によ
る外部環境の変化に対して光検出器４９の位置ずれ（光
軸ずれ）を生じ難くなり、焦点ぼけ検出の誤動作を防止
することができる。

しかも、光軸ずれに弱い焦点ぼけ検出系でも光検出器４
９を保持するホルダー５４上に電気回路たとえば増幅回
路を配設することが可能となるので、信号出力も光検出
器４９のみの微小な信号でなく増幅された信号を取出す
ことができ、したがってＳ／Ｎ比が良くなる。

なお、本発明は、上記実施例では焦点ぼけ検出を行なう
第２の光検出器４９に適用したが、これに限ることはな
く、トラックずれ検出を行なう第１の検出器４４に適用
してもよい。

さらに、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の光反射層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４
０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４９
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４９
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Ｌ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４
０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、この光検出器を支持
するホルダーとを備えた光学ヘッドにおいて、上記ホル
ダーは低熱膨張率の有機絶縁物で形成したから、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、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り、信号出力も光検出器のみの微
小な信号でなく増幅された信号を取出せＳｌＮ比が良く
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
図は光検出器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図および第１１図は従来例を示すもので
、第１０図は光検出器部分を示す縦断側面図、第１１図
は同じく光検出器部分を示す正面図である。 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、５４・・・ホルダー、５５・・・
光検出領域、５６・・・フレーム、５８・・・電気回路
パターン。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦錫 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 弓

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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、この光検出器を支持するホルダーとを備えた光学ヘ
   ッドにおいて、上記ホルダーは低熱膨張率の有機絶縁体
   で形成したことを特徴とする光学ヘッド。
2. （２）光検出器は少なくとも焦点ぼけ検出に用いられる
   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. （３）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。
4. （４）電気回路は光検出器の検出信号を増幅する回路等
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光
   学ヘッド。
5. （５）光検出器は、光を検出する光検出領域と、この光
   検出領域を支持するフレームとを設けて構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド。