JPS633475A - 反射型光結合素子 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、基板上に、発光素子及び少なくとも２つの
受光素子を配設し、前記発光素子からの光が対象物で反
射した光を前記受光素子で受光し、これら受光した光の
光量差に基づき対象物の位置を検出する反射型光結合素
子に関する。

（従来の技術） 第７図および第８図に従来の反射型光結合素子の一例を
示す。

この従来素子では、基板１上の略中央部にＬ　Ｅ　Ｄ　
（ｌｉｇｈｔ　ＥＩｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の発
光素子２を配設し、その両側に２つの受光素子３ａ、３
ｂを配設し、これら発光素子２および受光素子３ａ。

３ｂの上からエポキシ樹脂などの保護膜４をコーティン
グするようにしている。

この反射型光結合素子は、該素子に対向する物体の位置
検出に用いられている。すなわち、上記光結合素子を所
定位置に固定し、この素子に対向して平行に移動する対
象物にミラー等の光反射体を固着したとすると、光結合
素子の発光素子から照射された光は前記対象物に固着さ
れたミラーで反射した後、前記発光素子両側に設けられ
た受光素子３ａ、３ｂに入射されることになる。この際
、受光素子３ａ、３ｂに夫々入射される光の光量はミラ
ーの位置すなわち対象物の変化に応じて変動する。した
がって、これら受光素子３ａ、３ｂの各入射光量の差分
を取ることにより、対象物の位置を検出することができ
る。

このような光結合素子は、例えば光デイスク装置の光学
ヘッド内に設けられた対物レンズの位置検出に用いられ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような対象物の位置検出に用いられる従
来の光結合素子においては、発光素子２の無指向性によ
って発光素子２から出た光の殆どが対象物上の反射体以
外のところへ分散してしまい、受光素子３ａ、３ｂに対
しては受層の光しか入射されなかった。このため従来装
置においては、前記受光素子３ａ、３ｂの出力信号はそ
のＳ／Ｎ比が極端に悪く、対象物の位置に対応する信号
を正確かつ精度良く取り出せないという問題点があった
。なお、前記発光素子２に供給する電流を増加すること
によって発光出力を増大さぜることは可能であるが、こ
の場合電源容量が大きくなり、装置の小形化に支障をき
たすという問題点がある。

したがって、かかる従来の光結合素子を前記光デイスク
装置の光学ヘッドの対物レンズの位置検出に用いる場合
には、前述した原因によって対物レンズの位置を正確に
検出することが難しく、このためアクセスの際トラッキ
ング方向への動きが生じてトラックずれの原因となった
り、また信号処理に時間がかかるため高速アクセスへの
妨げとなっていた。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この発明では、発光素子の上側に発光素子からの光を収
光する収光体を配備するようにして上記問題点を解消す
るようにする。

（作用） 発光素子から発せられた光は、前記収光体によってその
光量が抑えられ指向性が良くなった光が対向配置された
対象物に入射され、その反射光が受光素子に入射される
ようになり、受光素子に対する入射光量が増大する。

（実施例） 第１図および第２図に本発明にかかる反射型光結合素子
の一実施例を示す。

この第１図および第２図に示す実施例ではガラス表面を
エポキシコーティングした基板１上の略中央部に、例え
ばＬＥＤ等の発光素子２を設けるとともに、その両側に
２＠の受光素子３ａ、３ｂを配設するようにしている。

また、発光素子２と受光素子３ａ、３ｂとの間に支持体
５ａ、５ｂを設け、これら支持体５ａ、５ｂで光透過型
収光体６を架設支持し、これらの上からエポキシ樹脂等
の保護膜４をコーティングするようにしている。

ここで、発光素子２の上部に配設した収光体６は、例え
ばシリンドリカルレンズ、球面レンズあるいは凸レンズ
等の光学レンズであり、発光素子２から発せられた光を
２次元方向のうちの少なくとも１方向について収光する
作用をなし発光素子２から発せられた光の発散を抑止す
る。また、支持体５ａ、５ｂは前記光層折体６を支持す
るとともに、発光素子２から受光素子３ａ、３ｂに直接
あるいは保護膜４で反射されて１．入射される光の遮光
体としての役目を持っている。この支持体５ａ。

５ｂはプラスチック等の絶縁体で構成するか、あるいは
ステンレス等の導体で構成した場合は、その表面を絶縁
膜コーティングするかして、他の部品すなわち受光素子
３ａ、３ｂ、基板１と接゛する部分に絶縁材を界在させ
るようにしている。また、この支持体５ａ、５ｂの発光
素子２側の各表面は精度良く研磨されており、これによ
り光の乱反射を防止するようにしている。尚、基板１は
プリント配線基板であり、基板上の発光素子２、受光素
子３ａ、３ｂを回路接続する電気的結線が行なわれてい
る。

かかる実施例によれば、発光素子２の前面に収光年用を
なす収光体６を設け、発光素子２から出た光の発散を抑
止するようにしたので、発光素子２から出た光の大部分
が対向配置した対象物の反射体に入射するようになり、
これにより受光素子３ａ、３ｂに入射される信号成分が
増加し、受光素子３ａ、３ｂの出力信号のＳ／Ｎ比を向
上させることができる。

また、前記支持体５ａ、５ｂは遮光体としても働くので
、発光素子２から受光素子３ａ、３ｂへの直接入射およ
びエポキシ４表面での反射による受光素子３ａ、３ｂへ
の入射を適格に防止することができ、これによりバイア
ス分のない良質の信号を取出すことができるようになる
。

次に、第３図に本発明の他の実施例を示す。この実施例
においては、発光素子２の四りに４個の受光素子３ａ、
３ｂ、３ｃおよび３ｄを配設し、該光結合素子に対向配
置した対象物のＸ方向およびＹ方向の２方向の位置検出
を行なえるようにした。すなわち、この実施例素子にお
いては、受光素子３ａおよび３Ｃの各出力の和Ｑａｃと
受光素子３ｂおよび３ｄの各出力の和Ｇｂｄとの差分値
（Ｇａ、−Ｇ、、）に基づき対象物のＸ方向の位置を検
出し、また受光素子３ａおよび３ｂの各出力の和Ｇａｂ
と受光素子３Ｃおよび３ｄの各出力の和Ｇ　との差分値
（Ｇａｂ−Ｇｃｄ）に基づき対象物のｄ Ｙ方向の位置を検出するようにしている。この実施例に
おいても、発光素子２と受光素子３ａ〜３ｄとの間に円
柱状の遮光体５を設け、この遮光体５で発光素子２の前
面に設けた収光体６（この場合２次元全方向に収光性を
持つ凸レンズとする）を支持する構成とし、受光素子３
ａ〜３ｄの出力信号のＳ／Ｎ比を向上させるようにして
いる。

次に、かかる第３図に示す実施例素子を光ディスク装買
の光ピツクアップ部分の対物レンズ位置検出に適用した
場合について説明する。

最初に、第４図に従って光デイスク装置の信号検出の原
理について説明する。

第４図において、円盤状のディスク１０の表面には長方
形の穴（ピット）が同心円状あるいはら旋状に並んでお
り、このピットの有無により１と０との区別する。

半導体レーザー１１から発せられたレーザー光束りはコ
リーメートレンズ１２およびハーフプリズム１３を順次
通過した後対物レンズ１４によって情報記憶媒体（ディ
スク）１０上に集束される。

また、このディスク１０から反射されたレーザー光束り
は再び対物レンズ１４を通過してハーフプリズム１３に
戻される。そして、このハーフプリズム１３で反射され
たレーザー光束りは集光レンズ１５およびシリンドリカ
ルレンズ１６を順次介して光検出器１７上に照射される
。そして、該光検出器１７で電気信号に変換された光の
濃淡信号はその後図示しない復調回路および信号処理回
路を介することにより情報再生のための信号として送出
されることになる。すなわち、光デイスク装置では、光
が対物レンズ１４により、ピットに照射された時、ピッ
トのエツジの部分に当った光は乱反射または拡散され、
ピット外の平らな所で正反射される光に比べ光量が減少
する。この光量差を光検出器１７で電気信号に変換し、
情報を再生する。

次に、上記対物レンズ１４をディスク１０の径方向即ち
トラッキング方向および光軸方向すなわちフォー力ツシ
ング方向に移動させる対物レンズ駆動装置２０に前記第
３図に示した実施例素子を設け、対物レンズ１４のトラ
ッキング方向およびフォーカツシング方向の位置検出を
行うようにしたものを第５図および第６図に示す。

第５図および第６図に示すように、対物レンズ１４は保
持枠２１に保持され、この保持枠２１は一端が固定され
た一対の平行板ばね２２，２２の他端に取付けられてい
る。したがって、対物レンズ１４は、矢印Ａで示すよう
に、その径方向すなわちトラッキング方向に変位可能と
なっている。

また、上記保持枠２１には可動磁性体２３が設けられて
おり、この可動磁性体２３の近傍にはこれを取囲む状態
でこの可動磁性体２３と共動する一対のヨーク２４．２
４および一対の永久磁石２５゜２５が固定的に配設され
ている。また、ヨーク２４．２４にはコイル２６．２６
が巻回されている。そして、コイル２６．２６にトラッ
クずれに対応した電流を流すことによって対物レンズ１
４をその径方向に所定量だけ移動させることができるよ
うになっている。

また、前記平行板ばね２２．２２の他端は中枠２７に固
定されている。この中枠２７は一対の渦巻状はね２８．
２８を介して外枠２つに支持され、これにより対物レン
ズ１４は、矢印Ｂで示すように、光軸方向に変位自在と
なっている。さらに、中枠２７にはシリンダ３０を介し
てコイル３１が装着され、−方、外枠２９には上記コイ
ル３１と共動する永久磁石３２およびヨーク３３．３３
が取付けられている。そして、コイル３１にフォーカス
ずれに対応した電流を流すことにより対物レンズ１４を
その光軸方向に所定量だけ移動させることができるよう
になっているＪ ところで、この対物レンズ駆ｖＪ装置２０のフレーム４
０は、前記対物レンズのトラッキング方向Ａおよびフォ
ー力ツシング方向Ｂの位置が検知されるべく、前記可ｖ
Ｊ！ａ性体２３の表面に固着されたミラー４２に対向す
る部分４１が取り除かれており、この部分４１に第３図
に示す光結合素子の基板１を固着するようにする。この
光結合素子は前述したように、発光素子２．４つの受光
素子３ａ〜３ｄ、保３１１！ｉｉ！４、支持体５および
収光体６で構成されており、発光素子２から照射された
光は吸光体６で収光された後コイル表面に配設されたミ
ラー４２で反射し、その後４個の受光素子３ａ〜３ｄに
入射されることになる。前記可動磁性体２３は対物レン
ズ１４と一体となってトラッキング方向Ａおよびフォー
力ッシング方向Ｂへ移動されるため、４つの受光素子３
ａ〜３ｄの出力を前述した態様で差分処理することによ
り対物レンズ１４のトラッキング方向Ａおよびフ４−カ
ッシング方向Ｂの位置を検出することができる。この光
結合素子には、前述のごとく、収光性を持つ透明収光体
６が発光素子２の前面に配設されているため、発光素子
２から出た光の大部分がミラー４に入射し、受光素子３
ａ〜３ｄの出力信号の信号成分を増大させることができ
る。また、この光結合素子の支持体５は前述した如く、
遮光体となっており、受光素子３ａ〜３ｄの出力からは
バイアス分のない良質の信号が得られる。このような構
成となっているため、この実施例装置においては対物レ
ンズの正確な位置検出を行なうことができるとともに、
該検出出力に基づき前記トラッキング方向およびフォー
力ツシング方向の移動機構を駆動することにより、トラ
ッキング動作およびフォー力ツシング動作を安定かつ正
確になし得るようになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明にかかる反射型光結合素
子によれば、発光素子の上側に、発光素子からの光を収
光する吸光体を設けるようにしたので、発光素子から発
せられた大部分が対象物に入射するようになり、受光素
子の出力信号の信号成分が増加し、Ｓ／Ｎ比を向上させ
ることができる。また、前記収光体を支持する支持体を
遮光体とするようにすれば、発光素子からの直接光およ
び保護膜表面での反射光が受光素子に入射されるのを確
実に遮断することができ、これにより受光素子の出力信
号に現れるバイアス分を抑制し、信号のみの良質な受光
出力を青ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる反射型光結合素子の一実施例を
示す平面図、第２図は同断面図、第３図（ａ）および（
ｂ）は本発明の他の実施例を示す平面図および断面図、
第４図は光デイスク装置の光学ヘッドを概略的に示す構
成図、第５図は本発明が適用される対物レンズ駆ＩＩＪ
装置の一例を示す平面図、第６図は同断面図、第７図は
従来の反射型光結合素子の一例を示す平面図、第８図は
同断面図である。 １・・・基板・・・２・・・発光素子、３・・・受光素
子、４・・・保護膜、５・・・支持体、６・・・収光体
、１０・・・情報記録媒体、１１・・・レーザー、１２
・・・コリーメートレンズ、１３・・・ハーフプリズム
、１４・・・対物レンズ、１５・・・集光レンズ、１６
・・・シリンドリカルレンズ、１７・・・光検出器、２
０・・・対物レンズ駆動装置、４２・・・ミラー。 第２図 ３．０３い （Ｇ’） 第３図 第５図 第６図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に発光素子を配設するとともに、該基板上
   の前記発光素子の囲りに少なくとも２つの受光素子を配
   設し、これら発光素子及び受光素子を所定の保護膜でコ
   ーティングし、前記発光素子の照射光が対象物で反射し
   た光を前記少なくとも２つの受光素子で受光することに
   より前記対象物の位置を検出する反射型光結合素子にお
   いて、前記発光素子の上側に、発光素子からの光を収光
   する収光体を配備するようにした反射型光結合素子。
2. （２）前記収光体は基板上の発光素子と受光素子との間
   に設けられた支持体によって支持され、この支持体は前
   記発光素子からの光を遮断する遮光体である特許請求の
   範囲第（１）項記載の反射型光結合素子。