JPH11110772A - 光ピックアップ - Google Patents
光ピックアップInfo
- Publication number
- JPH11110772A JPH11110772A JP9268492A JP26849297A JPH11110772A JP H11110772 A JPH11110772 A JP H11110772A JP 9268492 A JP9268492 A JP 9268492A JP 26849297 A JP26849297 A JP 26849297A JP H11110772 A JPH11110772 A JP H11110772A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- optical
- receiving means
- light receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 610
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 23
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 31
- 239000010408 film Substances 0.000 description 82
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 70
- 239000000463 material Substances 0.000 description 45
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 37
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 37
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 34
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 21
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 10
- 229910002555 FeNi Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 7
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 206010065929 Cardiovascular insufficiency Diseases 0.000 description 2
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 and therefore Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Head (AREA)
Abstract
を目的としている。 【解決手段】 光源2から出射された光の一部を受光す
るとともに光源9から出射された光の一部を受光し、受
光した光量に応じた電気信号を出力する受光手段36を
備え、受光手段36からの電気信号に基づいて光源2若
しくは光源9から出射される光量を制御するようにし
た。
Description
の記録や再生を行う光ピックアップに係り、特に、CD
やCD−ROM等の従来型光ディスクやデジタルビデオ
ディスク(DVD、DVD−ROM、DVD−RAM)
等の高密度光ディスクのようにディスク基板の厚みや記
録密度等の規格の異なる光ディスクの記録や再生が可能
な光ピックアップに関する。
コンピュータ用ソフトの媒体としてコンパクトディスク
(CD、CD−ROM)が幅広く普及しているが、近
年、映像ソフトや大容量コンピュータソフトの媒体とし
て、高密度光ディスク(DVD、DVD−ROM)が提
案され実用化されようとしている。高密度光ディスクで
は、光ピックアップの集光手段の開口数を従来型光ディ
スクの0.45から0.60に高めるとともに、半導体
レーザの波長を従来型光ディスクの780nmから65
0nmあるいは635nmに短波長化することにより、
光ディスクの記録面に結像されるスポット径をさらに微
小化し、記録密度を従来型光ディスクの4.2倍程度に
まで高めている。一方、ディスクの傾きにより生じる波
面収差は開口数の3乗とディスク基板の厚みに比例する
ため、高密度光ディスクではディスクの傾きによる波面
収差が増大することを抑制するために、ディスク基板の
厚みを従来型光ディスクの1.2mmに対して半分の
0.6mmに設定している。
ク用の光ピックアップ装置は、現在までに出版されたソ
フトの資産を有効に活用できるようにするために、高密
度光ディスクだけでなく従来型光ディスクの再生が可能
であることが要求されている。しかしながら、高密度光
ディスク用に設計された光学系をそのまま従来型光ディ
スクに用いると、ディスク基板の厚みの違いにより大き
な球面収差が発生して、結像スポットがボケて情報の再
生ができないという問題が生じる。
Rと呼ばれている一回だけ書き換え可能な追記型光ディ
スクが存在している。このCD−Rの反射膜は波長依存
性が非常に高いので、規格で定められている780nm
近傍の発振波長を有する光源しか用いることができな
い。
いて以下詳細に説明する。図13は従来の光ピックアッ
プの断面図である。図13において、200および30
0は光源で、光源200は高密度光ディスク206を再
生するために用いられる波長が635〜650nmの半
導体レーザであり、光源300は低密度光ディスク20
7および追記型低密度光ディスク(以下まとめて低密度
光ディスクと称す)を再生するために用いられる波長が
780nmの半導体レーザである。201はプリズム
で、プリズム201にはハーフミラー201aが設けら
れている。202はコリメータレンズで、コリメータレ
ンズ202は拡散光を平行光に変換する働きを有してい
る。203は対物レンズ保持部で、対物レンズ保持部2
03には低密度光ディスク用レンズ204と高密度光デ
ィスク用レンズ205が保持されている。対物レンズ保
持部203は光ディスクの種類に応じてレンズを切り替
えられるような構成を有している。
プリズム208が設けられており、プリズム208には
入射してきた光にうちの所定の割合を反射する反射膜2
08aが形成されている。この反射膜208aで反射さ
れた光は受光素子209に入射する。この受光素子20
9は受光した光量に応じた信号を出力する様になってお
り、この受光素子209からの出力信号に基づいて光源
200の出力が一定する様に光源200の電源回路を制
御する構成になっている。
の間にはプリズム210が設けられており、プリズム2
10には入射してきた光にうちの所定の割合を反射する
反射膜210aが形成されている。この反射膜210a
で反射された光は受光素子211に入射する。この受光
素子211は受光した光量に応じた信号を出力する様に
なっており、この受光素子211からの出力信号に基づ
いて光源300の出力が一定する様に光源300の電源
回路を制御する構成になっている。
の構成では、光源200,300から出射される光量を
モニタする受光素子209,211がそれぞれの光源に
対して別々に設けてあったので、受光素子209,21
1を設けるスペースやプリズム208,210を設ける
スペース等の分だけ光ピックアップが大型化してしま
い、市場の要請である光ピックアップの小型化が非常に
困難なものになっていた。
で、小型で薄型の光ピックアップを実現するものであ
る。
に、第1の光源と、第2の光源と、前記第1の光源から
出射された光の一部を受光するとともに前記第2の光源
から出射された光の一部を受光し、受光した光量に応じ
た電気信号を出力する受光手段とを備え、前記受光手段
からの電気信号に基づいて前記第1の光源若しくは前記
第2の光源から出射される光量を制御するようにした。
光源と、第2の光源と、前記第1の光源から出射された
光の一部を受光するとともに前記第2の光源から出射さ
れた光の一部を受光し、受光した光量に応じた電気信号
を出力する受光手段とを備え、前記受光手段からの電気
信号に基づいて前記第1の光源若しくは前記第2の光源
から出射される光量を制御することにより、複数の光源
からの光を1つの受光手段によりモニタリングすること
ができる。
第2の光源と、前記第1の光源から記録媒体に向かう光
の一部を分離する第1の分離手段と、前記第2の光源か
ら記録媒体に向かう光の一部を分離する第2の分離手段
と、前記第1の分離手段及び前記第2の分離手段から導
かれてきた光を受光し、受光した光量に応じた電気信号
を出力する受光手段とを備え、前記受光手段からの電気
信号に基づいて前記第1の光源若しくは前記第2の光源
から出射される光量を制御することを特徴とすることに
より、それぞれの光源から出射された光の利用効率の低
下を抑制しつつ、複数の光源からの光を1つの受光手段
によりモニタリングすることができる。
第2の光源と、前記第1の光源から出射され、記録媒体
で反射されてきた光を受光する第1の受光手段と、前記
第2の光源から出射され、記録媒体で反射されてきた光
を受光する第2の受光手段と、前記第1の光源,前記第
2の光源,前記第1の受光手段及び前記第2の受光手段
とを収納する収納部材と、前記第1の光源から記録媒体
に向かう光の一部を分離する第1の分離手段と、前記第
2の光源から記録媒体に向かう光の一部を分離する第2
の分離手段と、前記第1の分離手段及び前記第2の分離
手段から導かれてきた光を受光し、受光した光量に応じ
た電気信号を出力する第3の受光手段とを備え、前記第
3の受光手段からの電気信号に基づいて前記第1の光源
若しくは前記第2の光源から出射される光量を制御する
ことにより、1つの収納部材に複数の光源とその受光手
段が形成されている光ピックアップにおけるそれぞれの
光源のモニタリングを1つの受光手段で行うことがで
き、またそれぞれの光源と受光手段との間の位置あわせ
もより容易に行うことができる。
第2の分離手段とを備えた光学部材と収納部材と前記第
3の受光手段とを実質的に一体に設けたことにより、予
めそれぞれの部材の位置あわせ等を行った状態で光ピッ
クアップの組立作業を行うことが可能になるので、光ピ
ックアップの組立性をより良好にすることができる。
第2の光源と、前記第1の光源から出射され、記録媒体
で反射されてきた光を受光する第1の受光手段と、前記
第2の光源から出射され、記録媒体で反射されてきた光
を受光する第2の受光手段と、前記第1の光源から記録
媒体に向かう光の一部を分離する第1の分離手段と、前
記第2の光源から記録媒体に向かう光の一部を分離する
第2の分離手段と、前記第1の分離手段から導かれてき
た光を受光し、受光した光量に応じた電気信号を出力す
る第3の受光手段と、前記第2の分離手段から導かれて
きた光を受光し、受光した光量に応じた電気信号を出力
する第4の受光手段と、前記第1の光源,前記第2の光
源,前記第1の受光手段,前記第2の受光手段,前記第
3の受光手段及び前記第4の受光手段とを収納する収納
部材とを備え、前記第3の受光手段からの電気信号に基
づいて前記第1の光源から出射される光量を制御し、前
記第4の受光手段からの電気信号に基づいて前記第2の
光源から出射される光量を制御することにより、複数の
光源とそれぞれの光源からの光量をモニタリングする受
光手段とを1つの収納部材に収納することができる。
と第4の受光手段とが略同一平面上に配置されているこ
とにより、光ピックアップの厚み方向にモニタ用の受光
手段が占める割合をより低くすることができるので、光
ピックアップの厚みをより薄くすることができる。
段,第2の受光手段,第3の受光手段及び第4の受光手
段とが略同一平面上に配置されていることにより、光ピ
ックアップの厚み方向に受光手段が占める割合をより低
くすることができるので、光ピックアップの厚みをより
薄くすることができる。
と第3の受光手段とを同一半導体基板上に設け、第2の
受光手段と第4の受光手段を同一の半導体基板上に設け
たことにより、同一光源から出射された光を受光する受
光部を予め精度良く形成しておくことができるので、そ
れぞれの光源に対する位置あわせを基板毎に行うことが
できる。
第2の光源と、前記第1の光源から出射され、記録媒体
で反射されてきた光を受光する第1の受光手段と、前記
第2の光源から出射され、記録媒体で反射されてきた光
を受光する第2の受光手段と、前記第1の光源から記録
媒体に向かう光の一部を分離する第1の分離手段と、前
記第2の光源から記録媒体に向かう光の一部を分離する
第2の分離手段と、前記第1の分離手段から導かれてき
た光を受光し、受光した光量に応じた電気信号を出力す
るとともに前記第2の分離手段から導かれてきた光を受
光し、受光した光量に応じた電気信号を出力する第3の
受光手段と、前記第1の光源,前記第2の光源,前記第
1の受光手段,前記第2の受光手段及び前記第3の受光
手段とを収納する収納部材とを備え、前記第3の受光手
段からの電気信号に基づいて、前記第1の光源が発光し
ているときには前記第1の光源から出射される光量を制
御し、前記第2の光源が発光しているときには前記第2
の光源から出射される光量を制御することにより、複数
の光源からの光を1つの受光手段によりモニタリングす
ることができるとともに複数の光源とそれぞれの光源か
らの光量をモニタリングする受光手段とを1つの収納部
材に収納することができる。
段,第2の受光手段及び第3の受光手段とが略同一平面
上に配置されていることにより、光ピックアップの厚み
方向に受光手段が占める割合をより低くすることができ
るので、光ピックアップの厚みをより薄くすることがで
きる。
段,第2の受光手段及び第3の受光手段とを同一半導体
基板上に設けたことにより、光源から出射された光を受
光する各受光手段を予め精度良く形成しておくことがで
きるので、それぞれの光源に対する位置あわせを簡略化
することができるとともに部品点数の削減することがで
きる。
の形態1について図を参照しながら説明する。
ピックアップの構成と光路を示している。なお図1中
で、点線は従来型光ディスクを再生する場合の光路を示
し、実線は、高密度光ディスクを再生する場合の光路を
示している。図1において、1は第1のパッケージであ
り、第1のパッケージ1は、高密度光ディスク用の光を
出射する光源2や高密度光ディスクで反射された光を受
光する受光素子3等が載置される基板部1a及びそれら
の部材を包含するように設けられている側壁部1b等に
より形成されている。これらの基板部1aと側壁部1b
等は一体で形成しても別体で形成しても良い。なお一体
で形成した場合には、組立工程の簡素化を図ることがで
き、生産性の向上が可能になる。第1のパッケージ1を
形成する材料としては金属、セラミック等の材料を用い
ることが、光源2で発生する熱を良好に放出できるので
好ましい。
Cu,Al,Fe等の金属材料やFeNi合金やFeN
iCo合金等の合金材料を用いることが好ましい。なぜ
ならばこれらの材料は安価で放熱性が高く、かつ、高周
波重畳回路等からの電磁波等のノイズを遮断する電磁シ
ールドとしての効果も有するからである。これらの中で
も特にFe,FeNi合金,FeNiCo合金は熱抵抗
が小さく、放熱性が良好なので、光源2で発生する熱を
効率的に外部に放出することができる。またこれらの材
料は、低コストであるので、光ピックアップ装置を低価
格で提供することが可能になる。
及び必要に応じて側壁部1bを大きな熱容量を有するキ
ャリッジ(図示せず)に当接させることにより、光源2
で発生する熱を外部に逃がしている。従ってキャリッジ
に接触している基板部1aの面積が大きければ大きいほ
ど放熱性が良好になる。
したり、受光素子3からの電気信号を演算回路(図示せ
ず)に伝達する端子1cが設けてある。この端子1cは
ピンタイプのものであっても良いし、プリントタイプの
ものであっても良い。ここで特にピンタイプで端子1c
を形成した場合について説明する。端子1cは、金属材
料から構成されている基板部1aに電気的に接触しない
ようにしながら、基板部1aに設けられている複数の孔
(図示せず)に挿入されている。この端子1cの材質と
してはFeNiCo合金,FeNi合金,FeCr合金
等を用いることが好ましい。基板部1aと端子1cの間
の電気的な接触を断つ手段としては、孔において端子1
cと基板部1aと接する部分については絶縁性の皮膜等
が設けることが好ましく、更にこの部分から外気が混入
してこないように密閉しておくことが好ましい。このよ
うな要求を満たすものとしてハーメチックシール等の絶
縁及び密閉の双方を同時に行えるものを用いることが好
ましい。ここでは特に整合封止型若しくは圧縮封止型の
ハーメチックシールを用いることが好ましい。なぜなら
ばこれらの部材は極めて容易に絶縁と密閉の双方を行う
ことができ、さらに極めて安価であるので、端子1cの
基板部1aへの取付工程を簡略化でき、さらには光ピッ
クアップの製造コストを削減できるからである。また同
時に広い温度範囲にわたって高い気密性及び絶縁性を保
つことができるので、光ピックアップの信頼性を高くす
ることができ、かつ端子形状も比較的自由に変形するこ
とができるので、設計の自由度も大きくすることができ
る。
よび集光性が良好なものを用いることが、適当な形状の
ビームスポットを比較的容易に形成でき、ノイズ等の発
生を抑制できるので好ましい。このような条件を満たす
ものとして、固体、ガス及び半導体等の各種レーザ光を
用いることが好ましい。特に半導体レーザはその大きさ
が非常に小さく、光ピックアップの小型化を容易に実現
することができるので、光源2としては最適である。
0nm以下であることが、光源から出射された光が記録
媒体上に収束する際のビームスポットを容易に記録媒体
に形成されているトラックのピッチ程度の大きさにする
ことができるので好ましい。更に光源2の発振波長が6
50nm以下であれば、非常に高密度で情報が記録され
ている記録媒体をも再生することができる程度に小さな
ビームスポットを形成できるので、大容量の記憶手段を
容易に実現することができ、特に高密度光ディスクの対
する記録再生に供される光源2としては好ましい。
00nm程度以下の発振波長を実現できる材料として
は、AlGaInP,AlGaAs,ZnSe,GaN
等があり、これらの中でも特にAlGaAsは、化合物
材料の中でも結晶成長が容易であり、従って半導体レー
ザの製造が容易であるので、歩留まりが高く、高い生産
性を実現することができるので好ましい材料である。ま
た650nm以下の発振波長を実現できる材料として
は、AlGaInP,ZnSe,GaN等がある。これ
らの材料を用いた半導体レーザを光源2として用いるこ
とにより、記録媒体上に形成されるビームスポット径を
より小さくすることができるので、さらなる記録密度の
向上が可能になり、従って高密度光ディスクの再生が可
能になる。
間にわたり安定した性能を有しているので、光源2の信
頼性を向上させることができるので好ましい材料であ
る。
には3〜10(mW)程度であることが、再生に必要な
光量を十分に確保しつつエネルギーの消費を最小限に抑
制でき、更には光源2から放出される熱量も抑制できる
ので好ましい。記録再生兼用である場合には、記録の際
に記録層の状態を変化させるために大きなエネルギーを
必要とするので、少なくとも20(mW)以上の出力が
必要となることが多い。但し出力が60mWを超えると
光源2から放出される熱を外部に逃がすことが難しくな
り、光源2及びその周辺部が高温になってしまい、光源
の寿命が著しく低下し、最悪の場合には光源が破壊され
る危険性がある。このため電気回路が誤動作を起こした
り、光源2自体が波長変動を起こして発振波長がシフト
したり、信号にノイズが混入したりして、光ピックアッ
プの信頼性が大きく低下してしまうので好ましくない。
材5が接合されている。この第1光学部材5は、光源2
から出射され記録媒体で反射されてきた光を受光素子3
の所定の位置に導く働きを有している。ここでは第1光
学部材5が複数の斜面を有しており、それぞれの斜面に
形成された光学素子を用いて戻り光を誘導する場合の構
成について説明する。
5aと第2の斜面5bとが形成されている。また光源2
からの光が入射してくる面には、入射してきた光の一部
を受光素子36に向かって回折させるホログラム34が
形成されている。さらに第1の斜面5aにはハーフミラ
ーや偏光分離膜等で構成されている光路分割手段6が形
成してあり、第2の斜面5bには入射してきた光を受光
素子3に導く反射手段7が形成されている。また特に高
密度光ディスクの書き換え可能な場合には、非常に高い
エネルギーを光ディスクに照射する必要があるので、光
源2から出射された光をできるだけ効率よく光ディスク
上に導く必要がある。このことを考慮して光路分割手段
6を偏光分離膜で形成して1/4波長板4と組み合わせ
て用いることが、光の利用効率を向上させ、記録及び再
生の双方を行えるので好ましい。また光源2からの出射
光量を抑制することができるので、光源2の長寿命化を
図ることができ、引いては光ディスク装置の信頼性を向
上させることができるので好ましい。
してきた光を楕円偏光に変換する働きを有しており、記
録媒体で反射されて回転方向が反対になった楕円偏光は
前述した入射の偏光方向と直交する直線偏光に変換す
る。
非点収差を用いたフォーカスエラー信号の形成等)に応
じた光学素子を配置することが好ましい。例を挙げると
ナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号形成する際
には、反射手段7の位置にはナイフエッジを形成できる
光学素子を形成し、非点収差法を用いてフォーカスエラ
ー信号を得る場合には、反射手段7の位置には非点収差
を形成できる光学素子を形成する。そしてこれらの光学
素子は第1光学部材5中に形成されることを考慮する
と、ホログラム等で形成することが、例えばレンズ等で
構成している場合に比べて薄く形成することができるの
で、空間をより有効に利用することが可能になり、第1
光学部材5の小型化、薄型化を容易に行うことができる
ので好ましい構成である。
板状に形成されていることが収差の発生等を防止でき、
従って良好な再生信号形成若しくはファーカス・トラッ
キング信号形成を行うことができるので好ましい。さら
に第1光学部材5はその上面及び下面が透過する光の光
軸に対して正確にほぼ垂直となるように取り付けられて
いることが、非点収差の発生を防止でき、スポットのぼ
けによる再生信号の劣化を防止することができる。
は、ガラスや樹脂などの高い光透過性を有する材料を用
いることが、光量の減少を防止できるとともに第1光学
部材5を透過した光の光学特性を劣化させないので好ま
しい。特にガラスは複屈折が起こらず、従って透過した
光の特性を良好に保持できるので、第1光学部材5の材
料として好ましい。更にガラスの中でもBK−7等の波
長分散の小さなすなわちアッベ数の大きな光学ガラスを
用いることが、特に波長変動による収差の発生を抑制で
きるので好ましい。
は、予め中に光学素子が形成されている複数のサイコロ
状のプリズムを直線状に接合して形成するか、もしく
は、板状の構成材料の所定の位置に光学素子を形成した
後にそれぞれの板状材料を張り合わせて所定の形状に切
り出す等の方法を用いることが、良好な生産性を得られ
るので好ましい。特に後者の方法では高い生産性と歩留
まりを両立させることができるので好ましい方法であ
る。
ージ1の側壁部1bに設けられた開口部1dに直接第1
光学部材5を接合していたが、第1のパッケージ1と第
1光学部材5とは離間して設けても良い。離間して設け
ることにより、パッケージ1の高さのばらつきが存在す
る場合に問題となる光源2と第1光学部材5との距離を
より正確に調整することが可能になるので、第1光学部
材5によって受光素子3に導かれた光の光学特性をより
良好に保つことができ、正確な信号の検出が可能にな
る。
とにより囲まれた空間の内部、即ち光源2及び受光素子
3等が配置されている空間は密閉されることが好まし
い。このような構成にすることにより、ゴミや水分等の
不純物のパッケージ内部への進入を防止することができ
るので、光源2や受光素子3の性能を維持することがで
きるとともに出射される光の光学特性の劣化も防止する
ことができる。さらに第1のパッケージ1と第1光学部
材5とで密閉された空間にはN2ガス、乾燥空気若しく
はArガス等の不活性ガスを封入しておくことが、第1
のパッケージ1の内部に接している第1光学部材5等の
表面に結露が生じて光学特性が悪化してしまったり、光
源2や受光素子3の酸化などによる特性の劣化を防止す
ることができるのでさらに好ましい。
であり、第2のパッケージ8は、低密度光ディスク用の
光を出射する光源9や低密度光ディスクで反射された光
を受光する受光素子10等が載置される基板部8a及び
それらの部材を包含するように設けられている側壁部8
b等により形成されている。なお以下第2のパッケージ
8については特に第1のパッケージ1と異なる部分につ
いて説明する。
しては金属、セラミック等の材料を用いることが、光源
9で発生する熱を良好に放出できるので好ましい。
Cu,Al,Fe等の金属材料やFeNi合金やFeN
iCo合金等の合金材料を用いることが好ましい。なぜ
ならばこれらの材料は安価で放熱性が高く、かつ、高周
波重畳回路等からの電磁波等のノイズを遮断する電磁シ
ールドとしての効果も有するからである。これらの中で
も特にFe,FeNi合金,FeNiCo合金は熱抵抗
が小さく、放熱性が良好なので、光源8で発生する熱を
効率的に外部に放出することができる。またこれらの材
料は、低コストであるので、光ピックアップ装置を低価
格で提供することが可能になる。
ことが、光源から出射された光が記録媒体上に収束する
際のビームスポットを容易に記録媒体に形成されている
トラックのピッチ程度の大きさにすることができるので
好ましい。特に光源9としては光源2よりも発振波長が
長いものを用いることができ、例えばCDを再生する場
合には780nm程度で十分な大きさのビームスポット
を低密度光ディスク上に形成することができる。
光学部材5と同様であるが、斜面に形成された光学素子
に違いがある場合があるので、それについて説明する。
第1の斜面11aにはハーフミラーや偏光分離膜等で構
成されている光路分割手段12が形成してあり、第2の
斜面11bには入射してきた光を受光素子10に導く反
射手段13が形成されている。また光源9からの光が入
射してくる面にもまた、入射してきた光の一部を受光素
子36に向かって回折させるホログラム35が形成され
ている。
クとでは信号検出方法が異なる場合が多い。従って受光
素子10における受光部の配置は、受光素子3の受光部
の配置とは異なっている場合が多い。従って受光素子1
0に光ディスクからの光を導く際に反射手段13でフォ
ーカスエラー信号等を形成している場合には、反射手段
13の形状は反射手段7の構成とは異ならせて、それぞ
れの光ディスクに最適な信号形成を行うことが、より正
確な信号形成及び動作制御を行うことができ、より信頼
性の高い、誤動作の少ない光ピックアップを実現するこ
とができるので好ましい構成である。
5は、光源2及び光源9からの光の双方を光ディスク方
向に導く働きを有するものである。光路分割手段14と
してはハーフミラーや偏光分離膜等を用いることが一般
的であるが、さらに好ましくは光源2からの光を高い割
合で透過するとともに光源9からの光を高い割合で反射
する様な性質を有していることが望ましい。このような
場合には光路分割手段15での光の損失を最小限に抑制
することができ、従って光の利用効率を向上させること
ができる。光の利用効率の向上は、光源2または光源9
からの出射光量を抑制することを可能にするので、光源
2及び光源9の長寿命化を図ることができ、引いてはこ
の光ピックアップを搭載した光ディスク装置の信頼性を
向上させることができるので好ましい。
15として、波長選択機能を有する反射手段を用いるこ
とが好ましい。この波長選択機能を持つ反射手段は、あ
る波長を有する光を透過するとともに別の波長の光は反
射する働きを有しており、特に本実施の形態においては
光源2からの光をほぼ透過し、光源9からの光をほぼ反
射するように光路分割手段15を構成することが、光源
2及び光源9の光の利用効率を最も効率的に設定でき
る。従って光源2若しくは光源9のどちらかに大きな負
荷がかかることがほとんどなくなるので、光源2及び光
源9の寿命を平均化でき、ひいては光ピックアップの長
寿命化を実現できるので好ましい構成である。
4及び1/4波長板14をそれぞれの第1光学部材5及
び第2光学部材11に設けていたが、このようにする代
わりに光路分割手段15のコリメータレンズ16側の端
面と光ディスクの間であれば何れの位置に設けてもよ
い。このような構成とすることにより2つ必要であった
1/4波長板を1つ減らすことができるので、生産性を
向上させることができると共により安価な光ピックアッ
プとすることができる。特に光路分割手段15のコリメ
ータレンズ16側の端面に予め形成しておくことが、工
数を削減でき、より生産性を向上させることができるの
で好ましい構成である。
ンズ16は光源2,9から出射された光の拡散角を変換
して、入射前は拡散光だった光をほぼ平行光に変換する
働きを有している。17は集光レンズで、集光レンズ1
7は入射してきた光を集光して光ディスク上にビームス
ポットを形成するもので、レンズ駆動手段(図示せず)
によって、フォーカス方向およびトラッキング方向に移
動できるように支持されている。コリメータレンズ16
により集光レンズ17に入射する光の光量を増加させる
ことができるので、光の利用効率が向上する。従って光
源2,9を最大出力よりも低い出力で使用することがで
き、光源2,9の寿命を長くすることができ、引いては
光ピックアップの信頼性を向上させることができる。
に例えば第1光学部材5及び第2光学部材11等に光の
拡散角を変換するような機能を設けても良い。この場合
にはコリメータレンズ16を設けなくても良くなるの
で、正確な位置あわせが不要になるとともに部品点数の
削減により、生産性の向上を図ることができる。
光量のモニタリング及び光源2,9からの出力光量の制
御について説明する。
は、入力される電圧に応じて増加・減少するが、電圧を
一定に保持していても多少の光量の変動が発生すること
が多い。この光量の変動は、光ピックアップの光学特性
の劣化の原因となり、また記録媒体に記録されている情
報の正確な再生の妨げとなるものである。また記録動作
が可能な光ピックアップでは、記録時により多くの光を
記録媒体盤面に照射し、再生時には記録時と比べて少な
い光を照射する場合が多い。
モニタリングしておき、出射光量が変化した場合には、
光源2,9に加える電圧を制御する必要がある。
り、第1光学部材5の光源2に対向する面には、ホログ
ラム34が形成されている。同じく第2光学部材11の
光源9に対向する面にはホログラム35が形成されてい
る。
光の多くをそのまま通過させつつ、一部を受光素子36
に向けて回折させる働きを持つ透過型のホログラムで構
成されていることが、高密度光ディスク18,低密度光
ディスク19に導かれる光量をあまり減少させずにモニ
タリングに必要な光を受光素子36に導くことができる
ので好ましい。またホログラム34は光路分割手段6よ
りも光源2よりに配置されていることが、記録媒体で反
射されて戻ってきた光に対してホログラム34が作用し
て、受光素子3に入射する光量が減少したり、迷光の原
因となることを防止できるので好ましい。このことはホ
ログラム35についても同様である。
入射光量に応じた電気信号に変換され、光源2,9の電
源制御回路(図示せず)に出力される。そして電源制御
回路により、光源2,9に加える電圧を変化させて、光
源2,9から記録媒体に向かって出射される光量を制御
する構成となっている。
透過型のホログラム34によって受光素子36に導き、
光源9から出射された光の一部を透過型のホログラム3
5によって受光素子36に導く構成としたことにより、
記録若しくは再生動作に必要とされる記録媒体上での光
量を十分に確保しつつ、光源の出力制御を正確に行うこ
とができる。
れる前方出射光の一部と、光源9から出射され、記録媒
体に導かれる前方出射光の一部とをともに受光素子36
に導くような構成としたことにより、高密度光ディスク
18を動作させている場合にも、低密度光ディスク19
を動作させている場合にも同一の受光素子36を用いて
モニタリングすることになる。即ちモニタリング用の受
光素子が1つで済むようになり、部品点数を削減するこ
とができる。
プ装置の動作について図を参照しながら説明する。
路光の光路について説明する。先ず高密度光ディスク1
8をスピンドルモータに取り付ける。高密度光ディスク
18はディスク基板の厚みが0.6mm程度のものを2
枚張り合わせて成形されていることが多い。
bは、第1光学部材5の第1の斜面5aに形成してある
光路分割手段6を透過して、1/4波長板4で直線偏光
から円偏光に偏光方向を変えて、光路分割手段15に入
射する。そして光路分割手段15をほぼ透過した後、コ
リメータレンズ16で光束2cに変換され、集光レンズ
17により光束12dのように集光される。集光レンズ
17は高密度光ディスク18のデータが再生できる程度
にまで微小スポットに絞れるように開口数が0.6程度
に設計されている。次に、低密度光ディスク19を再生
する往路光の光路について説明する。なおここでは低密
度光ディスク19の厚みは1.2mm程度である場合が
多い。光源9の発光点9aから出射された出射光9bは
第2光学部材11の第1の斜面11aに設けられている
光路分割手段12を透過して、1/4波長板14で直線
偏光から円偏光に偏光方向を変えて、光路分割手段15
に入射する。そして光路分割手段15でほぼ反射された
後、コリメータレンズ16で光束9cに変換され、集光
レンズ17で低密度光ディスク19に光束9dのように
集光される。
時の集光レンズ17と記録面までのの距離L2は、高密
度光ディスク18を再生する時の集光レンズ17と記録
面までの距離L1よりも長くなるように設定されてい
る。この焦点距離の差は1.0mm以下、好ましくは
0.6mm以下とすることが、種類の異なる複数のディ
スクをそれぞれ再生する際に、集光レンズ17を保持す
るアクチュエータを大きく駆動する必要がほとんどなく
なる。従って焦点位置の調整を容易に行うことができ、
従って基板の厚さの違いに非常に良好に対応することが
できるので好ましい。
上の異なる位置に焦点を結ぶようにしたことにより、異
なる基板厚さを有する記録媒体を同一の光ピックアップ
装置によって再生することが可能になる。即ち厚さが
1.2mmのCD−ROM等の低密度光ディスク19と
厚さが0.6mmの単板もしくはこの単板の両面張り合
わせで形成されたDVD等の高密度光ディスク18とを
同じ光ピックアップで記録再生することが可能になるの
である。
ンズ等の光学部材の可動範囲を大きく取ることにより、
ある程度変更することが可能であるので、例えば高密度
光ディスクを張り合わせ光ディスクや複数の記録層を有
する光ディスクの再生も可能になる。
光ディスク19からの反射光を検出するまでの光路すな
わち復路について説明する。
て説明する。高密度光ディスク18からの反射光は、往
路とほぼ同じ光路をたどって光路分割手段15を透過
し、1/4波長板4で円偏光から最初の偏光方向に直交
する直線偏光に変換され、光学部材5の第1の斜面5a
に形成された光路分割手段6に入射する。光路分割手段
6はここでは偏光分離膜で形成されているので、入射し
た光はほぼ反射されて、反射手段7に導かれる。反射手
段7は目的に応じた光学素子で形成されているが、ここ
ではフォーカスエラー信号を形成する素子が設けられて
いる。従って反射手段7で反射された光はフォーカスエ
ラー信号を形成しつつ受光素子3に集光されて高密度光
ディスク18に記録されたデータに応じた信号及びトラ
ックエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出する。
合について説明する。低密度光ディスク19からの反射
光は、往路とほぼ同じ光路をたどって、光路分割手段1
5で反射され、1/4波長板14で円偏光から最初の偏
光方向に直交する直線偏光に変換され、光学部材11の
第1の斜面11aに形成された光路分割手段12に入射
する。光路分割手段12はここでは偏光分離膜で形成さ
れているので、入射した光はほぼ反射されて、反射手段
13に導かれる。反射手段13は目的に応じた光学素子
で形成されているが、ここではフォーカスエラー信号を
形成する素子が設けられている。従って反射手段13で
反射された光はフォーカスエラー信号を形成しつつ受光
素子10に集光されて低密度光ディスク19に記録され
たデータに応じた信号及びトラックエラー信号及びフォ
ーカスエラー信号を検出する。
した場合には、それぞれの光源から出射された光に発生
する波面収差が大きく異なる場合が多く、この波面収差
を補正することのできる収差補正機能を備えたレンズを
集光レンズとして用いる必要があり、結果としてそれぞ
れの光束に応じた複数の集光レンズを用いる必要が生じ
ることが一般的に多い。本実施の形態ではそれぞれ光源
2,9の発光点2a,9aとコリメータレンズの間の距
離を最適化することによりこの問題を回避しているので
以下この点について説明する。
光学系での発光点とコリメータレンズとの関係を示す図
である。図2において、L3はコリメータレンズ16も
しくから発光点2aまでの距離を示しており、L4はコ
リメータレンズ16から発光点9aまでの距離を示して
いる。更に図3は本発明の実施の形態1における波面収
差量とL3,L4との関係を示した図である。すなわち
L3とL4の比を変化させたときに集光レンズ入射時に
発生している波面収差量を集光レンズ17がトラッキン
グ方向に500μmシフトしている場合(太線)とトラ
ッキング方向のシフトが無い場合(細網線)とで比較し
ているものである。一般に光ディスクを再生中の集光レ
ンズはトラッキング方向に最大500μm程度シフトす
る可能性があり、また集光レンズに入射する光を有効に
光ディスク上に収束させるために許容される波面収差量
はRMS値で0.07λ(たたしλは光の波長を示す)
以下程度とされていることを考慮すると、比較的収差の
発生量が多く、集光レンズ17への光の入射条件がきつ
くなる発光点9aからの光に対して集光レンズ17のシ
フト量が最大(500μm)のときの波面収差量が0.
07λ以下であれば、どちらの発光点からの光も集光レ
ンズ17に入射した光は集光レンズ17のシフト量に拘
わらず光ディスク上に収束されることになると考えられ
る。この条件を満たす範囲としては、図3から明らかな
ように、L3とL4との比(L4÷L3=H、以下Hで
表記する)が0.50<H<0.75であることが好ま
しいことがわかる。
値で0.04λ以下であれば、どちらの発光点からの光
も集光レンズ17に入射した光は集光レンズ17のシフ
ト量に拘わらず光ディスク上に非常に正確に収束される
ことになると考えられる。この条件を満たす範囲として
は、図3から明らかなように、L3とL4との比(H)
が0.53<H<0.70であることが、さらに信号特
性を向上させることができるので、好ましいことがわか
る。
学系の配置を行うことにより、同一光学系中に複数の光
束を有する光ピックアップにおいて、すべての光束にお
ける波面収差を理論限界値以下とすることができるの
で、一つの集光レンズ17を用いることにより、いずれ
の光束も光ディスク上に集光させることができる。
で、集光レンズを削減することができるとともに集光レ
ンズの切替手段も設けなくて良くなり、光ピックアップ
の小型化や部品点数の削減による生産性の向上、複雑な
機構を廃することによる光ピックアップの信頼性の向
上、動作スピードの向上等を実現することができる。
を用いた無限系の光学系を用いていたが、図4に示すよ
うな有限系の光学系を用いることも考えられる。図4は
本発明の実施の形態1における有限光学系での発光点と
集光レンズの関係を示す図である。図4において、L3
は集光レンズ17から発光点2aまでの距離を示してお
り、L4は集光レンズ17から発光点9aまでの距離を
示している他は無限光学系と同様である。更に一方が無
限光学系で、一方が有限光学系で構成されている光ピッ
クアップにおいても同様に定義することができる。
2について図面を参照しながら説明する。
化した光学ヘッドの断面図である。なお図5において
は、実施の形態1と同様の構成を有する部材については
同一の番号を付加している。
ケージ20は、高密度光ディスク18用の光を出射する
光源2,低密度光ディスク19用の光を出射する光源9
や高密度光ディスク18及び低密度光ディスク19で反
射された光を受光する受光素子21等が載置される基板
部20a及びそれらの部材を包含するように設けられて
いる側壁部20b等により形成されている。パッケージ
20を構成する基板部20a,側壁部20bおよび端子
20cについては大きさを除いてほぼ第1のパッケージ
1の基板部1a,側壁部1bおよび端子1cと同様の構
成を有している。
および光源9から出射された光を所定の光路に導くとと
もに光ディスクで反射されて戻ってきた光を受光素子2
1に導く働きを有している。光学部材22は、第1の斜
面22a,第2の斜面22bおよび第3の斜面22cを
有する第1基板22dと、第1基板22dの光源側の端
面に接合された第2基板22eから構成されている。
子について説明する。23は拡散角変換手段で、拡散角
変換ホログラム23は第2基板22eの光源側の端面に
光源2から出射される光の光軸に合わせて設けられてお
り、光源2から入射してきた光の拡散角を小さくする働
き、すなわち光源2の発光点2aから出射された光を見
た目上より遠くから出射されたように光路を変換するも
ので、実質的に記録媒体と反対方向に発光点をずらし、
光源から記録媒体までの光路長を長くする働きを有して
いる。拡散角変換手段23としては回折格子特にホログ
ラムで形成されていることが、光を高効率で透過させる
ことができるので好ましい。特にホログラムとしては、
4段以上の階段状断面や鋸歯状断面を有するものを用い
ることが、特に高効率に光を利用でき、光量の減少を防
止できるので好ましい。
ルタ24は光源2から導かれてきた光をほぼ透過し、光
源9から導かれてきた光をほぼ反射する働きを有してい
る。
成したことにより、光源2から出射された光をほとんど
妨げること無しに光源9から導かれてきた光を反射する
ことができるので、光源2および光源9から出射された
光を高い割合で記録媒体まで導くことができる。従って
光源2および光源9から出射される光の量を増加させな
くとも記録媒体への記録もしくは再生が可能になるの
で、光源2および光源9を高出力状態で動作させること
による光源2および光源9の短寿命化を防止できる。更
には光源2および光源9を低出力状態で用いることがで
きるので、光源2および光源9の温度上昇がほとんど起
こらず、従って温度変化に伴う光源2および光源9の発
振波長のシフトがほとんど起こらない。従ってより正確
に焦点形成が行える高性能な光ピックアップを提供する
ことができる。
定の偏光方向を有する光を透過し、それ以外の偏光方向
を有する光を反射する働きを有している。ここでは、偏
光分離膜25は、光源2および光源9から出射されるS
偏光成分を透過し、P偏光成分を反射するように形成さ
れている。この偏光分離膜25により、通過する光の量
をほとんど減少させることなく記録媒体へ導くことがで
きるので、光の利用効率を向上させることができ、引い
ては光源2および光源9の長寿命化を実現できるので好
ましい。
はその構成・働きともに実施の形態1に示した1/4波
長板4および1/4波長板14とほぼ同様であるので説
明を省略する。
27は第2基板22eの光源側の端面に光源9から出射
される光の光軸に合わせて設けられており、光源9から
入射してきた光の拡散角を負にする働き、すなわち光源
9の発光点9aから出射された光を見た目上より近くか
ら出射されたように光路を変換するもので、実質的に記
録媒体に近づく方向に発光点をずらす。これにより光源
9の発光点は発光点9aから発光点9eに見かけ上移動
し、従って光源9から記録媒体までの光路長を実質的に
短くする働きを有している。拡散角変換手段27として
は回折格子特にホログラムで形成されていることが、光
を高効率で透過させることができるので好ましい。特に
ホログラムとしては、4段以上の階段状断面や鋸歯状断
面を有するものを用いることが、特に高効率に光を利用
でき、光量の減少を防止できるので好ましい。
形成手段28は入射してきた光を複数の光束に分離して
反射する働きを有しており、ここでは拡散角変換手段2
7を通過してきた光を3つの光束に分離してフィルタ2
4に向けて反射している。複数ビーム形成手段28は、
回折格子で形成することが、効率よく複数の光束を形成
することができるので好ましい。ここでは回折格子で発
生する0次光および±1次光の3つの光束を主に形成す
るような構成を有している。ここで形成された複数の光
束は低密度光ディスク19のトラックの所定の位置に照
射され、戻ってきた光の光量を比較することにより、低
密度光ディスク19のトラッキングを行う通称3ビーム
法と呼ばれるトラッキング方法に供される。
は偏光分離膜25で反射されてきた光を、反射手段30
は反射手段29で反射されてきた光を所定の方向に反射
する働きを有しており、Ag,Au,Cu等の高反射を
有する金属材料若しくは屈折率の異なる複数の誘電体材
料で形成されていることが好ましい。
31は第1基板の22dの第3の斜面22cに形成され
ており、反射手段30から反射されてきた光束のうち、
拡散方向にある光の拡散角を収束方向に変化させると共
に、収束方向にある光束はそのまま反射する働きを有し
ている。
反射型ホログラムで形成されていることが、光を高効率
で透過させることができるので好ましい。特に反射型ホ
ログラムとしては、4段以上の階段状断面や鋸歯状断面
を有するものを用いることが、特に高効率に光を利用で
き、光量の減少を防止できるので好ましい。
ム31は、光源2から出射された光が形成する光束の大
部分を0次光として反射すると共に、光源9から出射さ
れた光が形成する光束の大部分を+1次光に回折するよ
うに形成されている。これにより光源9から出射された
光の発光点位置が前方(記録媒体より)に移動したこと
により、受光素子21上で光源9からの光束が発散して
しまい、RF信号の検出やフォーカシング及びトラッキ
ング信号の形成が困難になることを防止できるので、正
確な信号形成を確実に行える高性能な光ピックアップを
実現することができる。
は第2基板22eの光源側の端面に設けられており、拡
散角変換手段31から導かれてきた光を受光素子21の
所定の位置に導くと共に入射してきた光束に所定の特性
を付与し、フォーカシング及びトラッキング用の信号を
形成することができる様な構成を有している。
基板22dの側面部にフィルタ24や複数ビーム形成手
段28とほぼ同一の高さで設けられており、光源2から
出射された光のうちフィルタ24を透過せずに反射して
きた光及び光源9から出射された光のうちフィルタ24
で反射されずに透過した光を受光し、その信号を光源2
及び光源9の電源制御回路にフィードバックすることに
より、光源2及び光源9の出力を制御している。
に導かれる前方出射光の一部と、光源9から出射され、
記録媒体に導かれる前方出射光の一部とをともに受光手
段33に導くような構成としたことにより、高密度光デ
ィスク18を動作させている場合にも、低密度光ディス
ク19を動作させている場合にも同一の受光手段33を
用いてモニタリングすることになる。即ちモニタリング
用の受光素子が1つで済むようになり、部品点数を削減
することができる。
受光手段21が集積された光学ヘッドに一体に設けたこ
とにより、受光手段33を設けるスペースを光ピックア
ップから削減することができるので、光ピックアップの
小型化が可能になる。更に受光手段33の光源2,9に
対する位置合わせを容易に、かつ、高精度に行うことが
できるので、光ピックアップの生産性を向上させること
ができるとともにより正確な光源からの出力光量の制御
を行うことができる。
した光学ヘッドをキャリッジに、あおり及び回転方向の
調整をして取り付けるだけで、光ピックアップ組立時の
位置調工程を大幅に簡略化することができるので、光ピ
ックアップの生産性を大幅に向上させることができる。
2基板22eに分けて形成した理由について説明する。
第1基板22dは複数の斜面を有しており、それらの斜
面に平行な位置に各種光学素子が配置されている。従っ
て第1基板に設けられている各種光学素子は入射してく
る光の光軸に対して傾斜して配置されていることにな
る。従って角度依存性の高い例えばホログラムの様な光
学素子を第1基板22d中に形成すると、相当高い精度
で位置合わせを行わない限り、角度による公差が大きく
なり、記録媒体に向かう光の特性が劣化してしまう可能
性が非常に大きい。このことは信号特性の劣化につなが
り、結果として光ピックアップ装置の性能を低下させる
要因となるので好ましくない。そこで本実施の形態にお
いては、特に角度依存性が高いと思われる拡散角変換手
段23,27を第1基板22dとは別体に設けられてい
る第2基板22eに形成して、光源2及び光源9から出
射される光の光軸に対して拡散角変換手段23,27が
略垂直になるように配置している。
体へ導かれる光の特性が劣化してしまうことをほとんど
防止することができ、信号特性の劣化が少ない、高性能
な光ピックアップ装置を提供することができるので好ま
しい。
光学素子は、第2基板22eの片面にのみ形成されてい
ることが好ましい。
のマスクを介してエッチング等の物理的若しくは化学的
方法により形成されるものであり、片面のみに形成した
方がマスクの枚数を減らすことができ、さらにエッチン
グの回数も減らせるので、工程数の削減も可能である。
加えて基板22eの原盤をひっくり返す必要もないの
で、複数回の位置合わせを省略することができる。従っ
て生産性を大幅に向上させることができると共に、製造
コストも低減することができるからである。
3,27及び信号形成手段32が第2基板22eの光源
側の端面に形成されている。
囲まれている空間は実施の形態1と同様に密閉してある
ことが好ましい。
異なる光源からの光を複数の光学素子が形成された光学
部材に入射させて所定の光路に導くような構成としたこ
とにより、従来それぞれの光源に対して複数設けられて
いた光学素子等を1つに集約できるので、分散配置され
た光ピックアップに比べて、光ピックアップ全体の大き
さを大幅に小型化することができるとともにそれぞれの
光源に対する各光学素子間の位置あわせ等も不要になる
ので生産性が大幅に向上し、さらには各光学素子の取り
付け誤差も最小限度に抑制することができるので良好な
光学特性を実現でき、加えて各光学素子の取り付け誤差
に起因する光の損失を最小限に抑止できるので光の利用
効率の良好な光ピックアップを実現することができる。
ら出射された光の少なくとも一方を光学部材22で複数
回反射して所定の光路に導くことにより、光学部材22
の大きさを小さくすることができるとともに反射なしで
導く場合に比べて光学部材22を出てからの光路長を短
くできるので、光ピックアップの小型化・薄型化を図る
ことができる。
光学素子が形成された光学部材22に入射させて所定の
光路に導くことにより、高密度光ディスク18に対する
光も低密度光ディスク19に対する光も、ともに正確に
それぞれの記録媒体に導くことができるとともに、複数
の光源それぞれに対応した複数の光学系を異なる光学部
材を用いて形成する必要がなくなり、部品点数の削減に
よる生産性の向上及びそれぞれの構成部材の位置あわせ
の簡略化を行うことができる。
の動作について説明する。記録媒体が高密度光ディスク
18である場合には、光源2から出射された光を用いて
記録若しくは再生を行う。この場合、光源2から出射さ
れた光は、拡散角変換手段23でその拡散角を小さくさ
れる、即ち光の広がりを小さくされる。
ら出射された光のほとんどを高密度光ディスク18に向
けて輸送することができるので、特に記録の際に多く必
要とされる高密度光ディスク18上での盤面光量を十分
に得ることができるようになる。従って記録再生共に良
好に行うことができる光ピックアップを提供することが
できるようになる。
分に混入してしまう光を減少させることができるので、
光学部材22中の迷光成分が減少し、従って迷光が受光
素子21等に入射して信号成分が劣化してしまうことを
防止することもできる。
された光は、フィルタ24をほとんど透過して、その後
に設けられいる偏光分離膜25もほとんど透過して1/
4波長板26に入射する。
で直線偏光だった光は円偏光に変換されて、コリメータ
レンズがある場合にはコリメータレンズ16を通過して
平行光に変換されてから、無い場合には直接集光レンズ
17に入射し、高密度光ディスク18へ収束される。
戻ってきた光は再び1/4波長板26に入射し、それを
通過する際に円偏光から光源2を出射された時の偏光方
向と直交する直線偏光に変換されて偏光分離膜25に入
射する。ここで行きとは違い、今度は偏光方向が異なっ
ているので、偏光分離膜25で反射され、反射手段2
9,30を介して拡散角変換手段31に入射する。この
拡散角変換手段31で入射してきた光はほとんど回折さ
れることなく反射され、信号形成手段32で受光素子2
1上の所定の位置に所定の形状の光束を形成され、この
受光素子21上に入射する光に基づいてRF信号及びフ
ォーカス・トラッキングの両信号が形成され、情報の再
生を行うと共に光ピックアップの最適な制御を行ってい
る。
合には、光源9から出射された光を用いて記録若しくは
再生を行う。この場合、光源9から出射された光は、拡
散角変換手段27で光の広がりが拡散方向から収束方向
に、即ち拡散光から収束光に変換される。
光は、フィルタ24でほとんど反射され、その後に設け
られいる偏光分離膜25をほとんど透過して1/4波長
板26に入射する。
で直線偏光だった光は円偏光に変換されて、コリメータ
レンズがある場合にはコリメータレンズ16を通過して
平行光に変換されてから、無い場合には直接集光レンズ
17に入射し、低密度光ディスク19へ収束される。
戻ってきた光は再び1/4波長板26に入射し、それを
通過する際に円偏光から光源9を出射された時の偏光方
向と直交する直線偏光に変換されて偏光分離膜25に入
射する。ここで行きとは違い、今度は偏光方向が異なっ
ているので、偏光分離膜25で反射され、反射手段2
9,30を介して拡散角変換手段31に入射する。この
拡散角変換手段31で入射してきた光はほとんど+一次
光に回折されて反射され、入射前に拡散光であった光は
収束光に変換された状態で。信号形成手段32に入射す
る。
の位置に所定の形状の光束を形成され、この受光素子2
1上に入射する光に基づいてRF信号及びフォーカス・
トラッキングの両信号が形成され、情報の再生を行うと
共に光ピックアップの最適な制御を行っている。
内に配置した場合においても実施の形態1と同様に、そ
れぞれの光源から出射された光に発生する波面収差が大
きく異なる場合が多く、このためそれぞれ光源2,9の
発光点2a(2e),9a(9e)とコリメータレンズ
の間の距離を最適化しているので以下この点について説
明する。なお実施の形態1とほぼ同様の構成を有する部
分については同一の番号を付加している。
光学系での発光点とコリメータレンズとの関係を示す図
である。図6において、L5はコリメータレンズ16か
ら仮想発光点2eまでの距離を示しており、L6はコリ
メータレンズ16から仮想発光点9eまでの距離を示し
ている。更に図7は本発明の実施の形態2における対物
レンズのシフトの有無による波面収差量とL5,L6と
の関係を示した図である。すなわちL5とL6の比を変
化させたときに集光レンズ入射時に発生している波面収
差量を集光レンズ17がトラッキング方向に500μm
シフトしている場合(実線)とトラッキング方向のシフ
トが無い場合とで比較しているものである。一般に光デ
ィスクを再生中の集光レンズはトラッキング方向に最大
500μm程度シフトする可能性があり、また集光レン
ズに入射する光を有効に光ディスク上に収束させるため
に許容される波面収差量はRMS値で0.07λ(たた
しλは光の波長を示す)以下程度とされていることを考
慮すると、比較的収差の発生量が多く、集光レンズ17
への光の入射条件がきつくなる発光点9aからの光に対
して集光レンズ17のシフト量が最大(500μm)の
ときの波面収差量が0.07λ以下であれば、どちらの
発光点からの光も集光レンズ17に入射した光は集光レ
ンズ17のシフト量に拘わらず光ディスク上に収束され
ることになると考えられる。この条件を満たす範囲とし
ては、図7から明らかなように、L5とL6との比(L
6÷L5=H、以下Hで表記する)が0.50<H<
0.75であることが好ましいことがわかる。
値で0.04λ以下であれば、どちらの発光点からの光
も集光レンズ17に入射した光は集光レンズ17のシフ
ト量に拘わらず光ディスク上に非常に正確に収束される
ことになると考えられる。この条件を満たす範囲として
は、図3から明らかなように、L5とL6との比(H)
が0.53<H<0.70であることが、さらに信号特
性を向上させることができるので、好ましいことがわか
る。
学系の配置を行うことにより、同一光学系中に複数の光
束を有する光ピックアップにおいて、すべての光束にお
ける波面収差を理論限界値以下とすることができるの
で、一つの集光レンズ17を用いることにより、いずれ
の光束も光ディスク上に集光させることができる。
で、集光レンズを削減することができるとともに集光レ
ンズの切替手段も設けなくて良くなり、光ピックアップ
の小型化や部品点数の削減による生産性の向上、複雑な
機構を廃することによる光ピックアップの信頼性の向
上、動作スピードの向上等を実現することができる。
を用いた無限系の光学系を用いていたが、有限系の光学
系を用いることも考えられる。この場合、無限系に比べ
てコリメータレンズを配置するスペースが不要になるの
で、光ピックアップ全体の大きさを小さくすることがで
きる。
3について図面を参照しながら説明する。
化された光学ヘッドの断面図であり、図9は本発明の実
施の形態3における光学部分の詳細な断面図である。こ
こで図9における正断面図は光路を直線状に描いてい
る。
で、パッケージ70は、高密度光ディスク18用の光を
出射する光源2,低密度光ディスク19用の光を出射す
る光源9や高密度光ディスク18及び低密度光ディスク
19で反射された光を受光する受光手段91,92等が
載置される基板部70a及びそれらの部材を包含するよ
うに設けられている側壁部70b等により形成されてい
る。
一体で形成しても別体で形成しても良い。なお一体で形
成した場合には、組立工程の簡素化を図ることができ、
生産性の向上が可能になる。
属、セラミック等の材料を用いることが、光源2及び光
源9で発生する熱を良好に放出できるので好ましい。
Cu,Al,Fe等の金属材料やFeNi合金やFeN
iCo合金等の合金材料を用いることが好ましい。なぜ
ならばこれらの材料は安価で放熱性が高く、かつ、高周
波重畳回路等からの電磁波等のノイズを遮断する電磁シ
ールドとしての効果も有するからである。これらの中で
も特にFe,FeNi合金,FeNiCo合金は熱抵抗
が小さく、放熱性が良好なので、光源2及び光源9で発
生する熱を効率的に外部に放出することができる。また
これらの材料は、低コストであるので、光ピックアップ
を低価格で提供することが可能になる。
び必要に応じて側壁部70bを大きな熱容量を有するキ
ャリッジ(図示せず)に当接させることにより、光源
2,9で発生する熱を外部に逃がしている。従ってキャ
リッジに接触している基板部70aの面積が大きければ
大きいほど放熱性が良好になる。
を供給したり、受光素子91,92からの電気信号を演
算回路(図示せず)に伝達する端子70cが設けてあ
る。この端子70cはピンタイプのものであっても良い
し、プリントタイプのものであっても良い。ここで特に
ピンタイプで端子70cを形成した場合について説明す
る。
る基板部70aに電気的に接触しないようにしながら、
基板部70aに設けられている複数の孔(図示せず)に
挿入されている。この端子70cの材質としてはFeN
iCo合金,FeNi合金,FeCr合金等を用いるこ
とが好ましい。基板部70aと端子70cの間の電気的
な接触を断つ手段としては、孔において端子70cと基
板部70aと接する部分については絶縁性の皮膜等が設
けることが好ましく、更にこの部分から外気が混入して
こないように密閉しておくことが好ましい。このような
要求を満たすものとしてハーメチックシール等の絶縁及
び密閉の双方を同時に行えるものを用いることが好まし
い。ここでは特に整合封止型若しくは圧縮封止型のハー
メチックシールを用いることが好ましい。なぜならばこ
れらの部材は極めて容易に絶縁と密閉の双方を行うこと
ができ、さらに極めて安価であるので、端子70cの基
板部70aへの取付工程を簡略化でき、さらには光ピッ
クアップの製造コストを削減できるからである。また同
時に広い温度範囲にわたって高い気密性及び絶縁性を保
つことができるので、光ピックアップの信頼性を高くす
ることができ、かつ端子形状も比較的自由に変形するこ
とができるので、設計の自由度も大きくすることができ
る。
性、指向性および集光性が良好なものを用いることが、
適当な形状のビームスポットを比較的容易に形成でき、
ノイズ等の発生を抑制できるので好ましい。このような
条件を満たすものとして、固体、ガス及び半導体等の各
種レーザ光を用いることが好ましい。特に半導体レーザ
はその大きさが非常に小さく、光ピックアップの小型化
を容易に実現することができるので、最適である。
0nm以下であることが、光源から出射された光が記録
媒体上に収束する際のビームスポットを容易に記録媒体
に形成されているトラックのピッチ程度の大きさにする
ことができるので好ましい。更に光源2の発振波長が6
50nm以下であれば、非常に高密度で情報が記録され
ている記録媒体をも再生することができる程度に小さな
ビームスポットを形成できるので、大容量の記憶手段を
容易に実現することができ、特に高密度光ディスクの対
する記録再生に供される光源2としては好ましい。
00nm程度以下の発振波長を実現できる材料として
は、AlGaInP,AlGaAs,ZnSe,GaN
等があり、これらの中でも特にAlGaAsは、化合物
材料の中でも結晶成長が容易であり、従って半導体レー
ザの製造が容易であるので、歩留まりが高く、高い生産
性を実現することができるので好ましい材料である。ま
た650nm以下の発振波長を実現できる材料として
は、AlGaInP,ZnSe,GaN等がある。これ
らの材料を用いた半導体レーザを光源2として用いるこ
とにより、記録媒体上に形成されるビームスポット径を
より小さくすることができるので、さらなる記録密度の
向上が可能になり、従って高密度光ディスクの再生が可
能になる。
間にわたり安定した性能を有しているので、光源2の信
頼性を向上させることができるので好ましい材料であ
る。
には3〜10(mW)程度であることが、再生に必要な
光量を十分に確保しつつエネルギーの消費を最小限に抑
制でき、更には光源2から放出される熱量も抑制できる
ので好ましい。記録再生兼用である場合には、記録の際
に記録層の状態を変化させるために大きなエネルギーを
必要とするので、少なくとも25(mW)以上の出力が
必要となる。但し出力が60mWを超えると光源2から
放出される熱を外部に逃がすことが難しくなり、光源2
及びその周辺部が高温になってしまい、光源の寿命が著
しく低下し、最悪の場合には光源が破壊される危険性が
ある。このため電気回路が誤動作を起こしたり、光源2
自体が波長変動を起こして発振波長がシフトしたり、信
号にノイズが混入したりして、光ピックアップの信頼性
が大きく低下してしまうので好ましくない。
源と称す)を載置する光源載置部71について説明す
る。光源載置部71はその形状が直方体状若しくは板形
状で、その上面若しくは側面には各光源が取り付けられ
ている。この光源載置部71は、基板部70a若しくは
側壁部70bに別部材若しくは基板部70a,側壁部7
0bの一部として設けられており、各光源を載置すると
ともに、各光源で発生した熱を逃がす働きを有してい
る。
膨張係数が各光源のそれ(約6.5×10-6/℃)に近
い材質が好ましい。具体的には線膨張係数が3〜10×
10 -6/℃で、熱伝導率が100W/mK以上である物
質、例えばAlN,SiC,T−cBN,Cu/W,C
u/Mo,Si等を、特に高出力の光源を用いる場合で
熱伝導率を非常に大きくしなければならないときにはダ
イアモンド等を用いることが好ましい。
膨張係数が同じか近い数値となるようにした場合、各光
源と光源載置部71の間の歪みの発生を抑制することが
できるので、各光源と光源載置部71との取付部分が外
れたり、各光源にクラックが入る等の不都合を防止する
ことができる。
け大きく取ることにより、各光源で発生する熱を効率よ
く外部に逃がすことができるので、各光源の温度が上昇
し、各光源から出射される光の波長がシフトしてしま
い、記録媒体での光の収束位置が微妙に異なってしま
い、再生信号に多くのノイズ成分が混入してしまった
り、各光源の出力が低下してしまい、記録媒体に対する
記録再生動作が正常に行えなくなったり、更には各光源
の寿命が短くなったり、最悪の場合には各光源が破壊さ
れてしまう等の不都合の発生を防止することができる。
置部71の側面部71aに光源2と光源9とを光源載置
部71の底面から略同一の高さに配置している。
72は光源2および光源9から出射された光を所定の光
路に導くとともに光ディスクで反射されて戻ってきた光
を所定の光路に導く働きを有している。
第2の斜面72b及び第3の斜面72cを有しており、
特に光が入射する面と出射される面とは略平行で、か
つ、入射若しくは出射される光はこれらの面に略垂直に
入射するような構成を有しているが好ましい。この様に
形成することにより、入射する光に対する非点収差等の
発生を抑制することができるので、透過する光の光学特
性の劣化を防止することができる。
b及び72cには各種の光学素子が形成されている。
学素子について説明する。まず第1の斜面72aには、
反射膜73及び反射膜74が形成されている。反射膜7
3は、光源2から出射されてきた光を所定の方向に反射
する働きを有しており、反射膜74は光源9から出射さ
れてきた光を所定の方向に反射する働きを有している。
そして反射膜73及び反射膜74を構成する材料として
は、Ag,Au,Cu等の高反射を有する金属材料若し
くは屈折率の異なる複数の誘電体材料を交互に複数層設
けることにより形成されていることが好ましい。
び反射膜74とは別々に設けられていたが、1つの大き
な反射膜として第1の斜面72aのほぼ全体に形成して
も良い。この場合マスクを用いて反射膜を形成するプロ
セスを省略することができるとともに反射膜を形成する
ためのマスクも減らすことができるので、生産性を向上
させることができるとともに製造コストも低減すること
ができる。
75,76が形成されている。偏光分離膜75には、光
源2から出射され、反射膜73で反射されてきた光が入
射し、偏光分離膜76には光源9から出射され、反射膜
74で反射されてきた光が入射する。これらの偏光分離
膜75,76は、特定の偏光方向を有する光を透過し、
それ以外の偏光方向を有する光を反射する働きを有して
いる。
異なる複数の誘電体材料を交互に複数層設けることによ
り形成されていることがより正確なPS分離が行えるの
で好ましい。特にここでは、光源2および光源9から出
射されるS偏光成分を透過し、P偏光成分を反射するよ
うに形成されている。偏光分離膜75,76の膜厚は、
入射してくる光の波長に応じて設定されることが好まし
い。この様にすることにより、入射してくる光の波長の
差による偏光分離の不完全さを減少させることができ、
より正確なPS分離を行うことができる。
過する光の量をほとんど減少させることなく記録媒体へ
導くことができるので、光の利用効率を向上させること
ができ、ひいては光源2および光源9がより小さい出力
でも所定の盤面光量を得ることができるので、各光源の
長寿命化を実現できるので好ましい。
5,76をそれぞれ別々に設けられていたが、入射して
くる光の波長の差が小さい場合には、1つの大きな偏光
分離膜として第2の斜面72bの上部ほぼ全体に形成し
ても良い。この場合マスクを用いて偏光分離膜を形成す
るプロセスを省略することができるとともに偏光分離膜
を形成するためのマスクも減らすことができるので、生
産性を向上させることができるとともに製造コストも低
減することができる。
り光の分離手段として偏光分離膜75,76を用いてい
たが、これらは必要とされる盤面光量に応じて、ハーフ
ミラー等の分離手段を用いても良い。
の光学部材について説明する。77及び78はモニター
光用のホログラムで、ホログラム77は光源2から出射
され、反射膜73で反射された光のうちの一部を所定の
方向へ反射回折する働きを有している。このホログラム
77で反射回折された光は、第1光学部材72の上面に
設けられている反射部79に導かれ、その後受光手段9
1上に設けられたモニタ光受光部に入射する。そしてモ
ニタ光受光部からの電気信号に基づいて光源2の電源制
御回路を駆動し、光源2に加える電力を調整して、光源
2から出射される光の光量が常に最適値となるように制
御を行う。
れ、反射膜74で反射された光のうちの一部を所定の方
向へ反射回折する働きを有している。このホログラム7
8で反射回折された光は、第1光学部材72の上面に設
けられている反射部80に導かれ、その後受光手段92
上に設けられたモニタ光受光部に入射する。そしてモニ
タ光受光部からの電気信号に基づいて光源9の電源駆動
回路を駆動し、光源9に加える電力を調整して、光源9
から出射される光の光量が常に最適値となるように制御
を行う。
に導かれる前方出射光の一部を、RF信号やフォーカス
・トラッキング信号を受光する受光部が形成されている
受光手段91に形成されたモニタ用受光部に導き、光源
9から出射され、記録媒体に導かれる前方出射光の一部
を、同じくRF信号やフォーカス・トラッキング信号を
受光する受光部が形成されている受光手段92に形成さ
れたモニタ用の受光部に導くような構成としたことによ
り、モニタ用の受光手段を受光手段91あるいは受光手
段92と別個に設けた場合と比べて、受光手段の数を減
らすことができる。
ラッキング信号用の受光部が形成されている受光手段9
1,92にモニタ用の受光部も形成したことにより、R
F信号用の受光部やフォーカス・トラッキング信号用の
受光部とモニタ用の受光部は受光手段91、92の作製
段階で所定の位置関係に作製されているので、受光手段
91,92と光源2,9との位置合わせと同時に自動的
にモニタ用受光部と光源2,9との位置合わせができ
る。従って生産工程における位置合わせの回数を減ら
し、端子との結線容易性を向上させることができるの
で、光ピックアップの生産性を向上させることができる
とともにモニタ用の受光部を受光部やフォーカス・トラ
ッキング信号用の受光部とは別の半導体基板に設ける場
合に比べて、省スペース化でき、光ピックアップの更な
る小型化を実現することができる。
部70aのほぼ同一平面上に形成されているので光ピッ
クアップの厚み方向を短くすることができ、光ピックア
ップの更なる小型化が可能になる。
9及び受光手段91,92が集積された光学ヘッドに設
け、更にそのモニタ用の受光部を密閉されて不活性ガス
が封入された光学ヘッド内に設けたことにより、モニタ
用の受光部が空気に触れて酸化したり、水分を吸収して
特性が劣化してしまうといった不都合を防止することが
できるとともにモニタ用の受光部を設けるスペースを光
ピックアップから削減することができるので、光ピック
アップの小型化が可能になる。
した光学ヘッドをキャリッジに、あおり及び回転方向の
調整をして取り付けるだけで済むような構成なので、光
ピックアップ組立時の位置調工程を大幅に簡略化するこ
とができ、光ピックアップの生産性を大幅に向上させる
ことができる。
受光部を受光手段91と受光手段92の双方に設けてい
たが、どちらか片方に設けても良い。この場合実施の形
態2に示すように、高密度光ディスク18を動作させて
いる場合にも、低密度光ディスク19を動作させている
場合にも同一の受光部を用いてモニタリングすることに
なる。即ちモニタリング用の受光部が1つで済むように
なり、部品点数を削減することができる。
を受光手段91,92とほぼ同一平面上に設けてそれを
モニタ用の受光手段としても良い。
手段91と受光手段92とに分けて設けていたが1つの
半導体基板上に全ての受光手段をまとめて設けても良
い。この場合受光手段の部品点数を削減することができ
るとともに、受光手段の位置あわせの回数も減少させる
ことができるので、生産性の良好な光ピックアップとす
ることができる。
部分には反射膜81,82が設けられている。
れて入射してきた光を反射して所定の位置に導く働きを
有しており、反射膜82は光路分割手段84で反射され
て入射してきた光を反射して所定の位置に導く働きを有
している。反射膜81,82はともにAg,Au,Cu
等の高反射を有する金属材料若しくは屈折率の異なる複
数の誘電体材料で形成されていることが好ましい。
83,84が形成されている。光路分割手段83は、光
源2から出射されて高密度光ディスク18で反射されて
戻ってきた光を透過するか、若しくは、反射する働きを
有しており、光路分割手段84は、光源9から出射され
て低密度光ディスク19で反射されて戻ってきた光を透
過するか、若しくは、反射する働きを有している。ここ
では光路分割手段83及び光路分割手段84の双方とも
透過する光量と反射する光量とが略同量となるようにハ
ーフミラーを用いることが好ましい。
第2光学部材86はパッケージ70の側壁部70bに設
けられている開口部70dを塞ぐように設けられてお
り、パッケージ70の側壁部70bとは、紫外線硬化樹
脂,エポキシ樹脂及び接着ガラス等で接合されている。
第2光学部材86は、第1基板86a、第2基板86b
を有している。以下これらの基板について順次説明す
る。
るガラスや樹脂等の良好な透光性を有する材料から形成
されており、そのシールド部材85側の端面の光源9か
らの光が通る領域には拡散角変換手段87が形成されて
いる。拡散角変換手段87は第1基板86aの光源9側
の端面に、光源9から出射される光の光軸に合わせて設
けられており、光源9から入射してきた光の拡散角を負
にする働き、すなわち光源9の発光点9aから出射され
た光を見た目上より近くから出射されたように光路を変
換する働きを有しているもので、実質的に記録媒体に近
づく方向に発光点をずらしている。これにより光源9の
発光点は真の発光点9aから見かけ上の発光点9bに移
動し、従って光源9から記録媒体までの光路長を見かけ
上短くする働きを有している。拡散角変換手段87とし
ては回折格子特にホログラムで形成されていることが、
光を高効率で透過させることができるので好ましい。特
にホログラムとしては、4段以上の階段状断面や鋸歯状
断面を有するものを用いることが、特に高効率に光を利
用でき、光量の減少を防止できるので好ましい。
及び第2の斜面86eを有し、更に第1の斜面86dに
は偏光分離膜88aとビーム分離部88bを備えた複数
ビーム形成手段88が形成されており、第2の斜面86
eにはフィルタ89が形成されている。
に設けられており、第1基板86aとは紫外線硬化樹
脂,エポキシ樹脂及び接合ガラス等の接合材により接合
されている。
源9から出射され、第1光学部材72及び第2光学部材
86の第1基板86aを介して導かれてきた光を所定の
光路に導くとともに光ディスクで反射されて戻ってきた
光を所定の光路に導く働きを有している。
が入射する面と出射される面とは、光の光軸に対して略
垂直で、かつ、それぞれの面が略平行となるように構成
されているが好ましい。この様に形成することにより、
入射する光に対する非点収差等の発生を抑制することが
できるので、透過する光の光学特性の劣化を防止するこ
とができる。
は互いに略平行で、かつ、第1光学部材72に形成され
ている斜面とは異なる方向に傾斜を有するように形成さ
れている。
6eには各種の光学素子が形成されている。
成手段88が設けられている。複数ビーム形成手段88
は偏光方向に合わせて光を反射するかもしくは透過する
偏光分離膜88aと入射してきた光を複数の光束に分離
して反射するビーム分離部88bを有しており、光源9
から出射され、拡散角変換手段87を通過してきた光は
偏光分離膜88aをほとんど透過して、ビーム分離部8
8bに入射する。そして入射してきた光をビーム分離部
88bで複数の光束に分離・反射している。なお、低密
度光ディスク19で反射された帰りの光は、1/4波長
板の働きで偏光方向が変えられるので、ビーム分離部8
8bには入射せず偏光分離膜88aで反射される構成と
なっている。
形成することが、効率よく複数の光束を形成することが
できるので好ましい。ここでは回折格子で発生する0次
光および±1次光の3つの光束を主に形成するような構
成を有している。
ィスク19のトラックの所定の位置に照射され、戻って
きた光の光量を比較することにより、低密度光ディスク
19のトラッキングを行う通称3ビーム法と呼ばれるト
ラッキング方法に供される。
用いない場合には、複数ビーム形成手段は設けなくて良
い。
あるフィルタ89が形成されている。フィルタ89は光
源2から導かれてきた光をほぼ80%以上透過し、光源
9から導かれてきた光をほぼ80%以上反射する働きを
有している。
成したことにより、光源2から出射された光をほとんど
妨げることなく光源9から導かれてきた光を反射するこ
とができるので、光源2および光源9から出射された光
を高い割合で記録媒体まで導くことができる。従って光
源2および光源9から出射される光の量を増加させなく
とも記録媒体への記録もしくは再生が可能になるので、
光源2および光源9を高出力状態で動作させることによ
る光源2および光源9の短寿命化を防止できる。更には
光源2および光源9を低出力状態で用いることができる
ので、光源2および光源9の温度上昇がほとんど起こら
ず、従って温度変化に伴う光源2および光源9の発振波
長のシフトがほとんど起こらない。従ってより正確に焦
点形成が行える高性能な光ピックアップを提供すること
ができる。
光と光源9からの光が略同一の光軸に導かれることにな
る。
きて複数ビーム形成手段88で反射された後にフィルタ
89に入射するまでの光路は第1光学部材72中を進む
光を含む平面に対して略垂直方向に進むように形成され
ている。
は、フィルタ89を透過してきた光源2からの光と、フ
ィルタ89で反射されてきた光源9からの光の双方の偏
光方向を直線偏光から楕円偏光に変換する働きを有して
いる。
形態に示すような所定の厚さを有する板状のものを用い
ても良いし、薄膜で形成しても良い。
91は、光路分割手段83を透過してきた光及び光路分
割手段83で反射された後反射膜81で反射されてきた
光を受光し、受光手段92は、光路分割手段84を透過
してきた光及び光路分割手段84で反射された後反射膜
82で反射されてきた光を受光するもので、ともにRF
信号、モニタ信号、トラッキング信号及びフォーカシン
グ信号を形成するのに必要な位置に必要な形状で必要な
個数の各種受光部が形成されている。
異なる光源からの光を複数の光学素子が形成された光学
部材に入射させて所定の光路に導くような構成としたこ
とにより、従来それぞれの光源に対して複数設けられて
いた光学素子等を1つに集約できるので、分散配置され
た光ピックアップに比べて、光ピックアップ全体の大き
さを大幅に小型化することができるとともにそれぞれの
光源に対する各光学素子間の位置あわせ等も不要になる
ので生産性が大幅に向上し、さらには各光学素子の取り
付け誤差も最小限度に抑制することができるので良好な
光学特性を実現でき、加えて各光学素子の取り付け誤差
に起因する光の損失を最小限に抑止できるので光の利用
効率の良好な光ピックアップを実現することができる。
ら出射された光の少なくとも一方を光学部材72,86
で複数回反射して所定の光路に導くことにより、パッケ
ージ70全体の大きさを小さくすることができるととも
に反射なしで導く場合に比べて光学部材86を出てから
の光路長を短くできるので、光ピックアップの小型化・
薄型化を図ることができる。
光学素子が形成された光学部材72,86に入射させて
所定の光路に導くことにより、高密度光ディスク18に
対する光も低密度光ディスク19に対する光も、ともに
正確にそれぞれの記録媒体に導くことができるととも
に、複数の光源それぞれに対応した複数の光学系を異な
る光学部材を用いて形成する必要がなくなり、部品点数
の削減による生産性の向上及びそれぞれの構成部材の位
置あわせの簡略化を行うことができる。
源9から出射された光は同一の光学部材に入射するよう
な構成を有していたが、同一パッケージ中に別々に設け
られている光学部材に入射するような構成としてもよ
い。この様な構成とすることにより、光源2から出射さ
れた光に対する光学部材と光源9から出射された光に対
する光学部材とに分離することができるので、それぞれ
の光に所定の光学特性を与える光学素子のみをそれぞれ
の光学部材に形成すればよいので、同一斜面上に種類の
異なる光学素子を別々に形成する必要がなくなり、形成
された光学素子の性能を劣化させる要因を除去すること
ができる。更に、例えば光源2から出射された光が光源
9から出射された光用の光学素子に入射した後、再び光
源2から出射された光の光路に混入して迷光成分となる
可能性を減少させることができるので、光学特性の劣化
の少ない優れた光ピックアップを提供することができ
る。
9を第1光学部材72の面72dに対向するように設け
られている。即ち光源2および光源9から出射された光
は、第1光学部材72の面72dに入射し、第1光学部
材72および第2光学部材86等に形成されている各種
光学素子により所定の性質を有する光束に変換されて記
録媒体に導かれる構成を有している。
および光源9は、第1光学部材72の光源側の面72d
を基準面として、位置あわせを行うことができる。即ち
複数形成されている光源を1つの面72dを基準として
位置あわせを行うことができるので、各光学部材に形成
されている各種光学素子に対してより高精度で位置あわ
せを行うことが可能になり、各光学部材に設けられてい
る各種光学素子に対する位置ずれが原因で発生する光学
特性の劣化を防止することができる。また光源2と光源
9との相互の位置調整も基準となる面が1つであるので
より容易に行うことができる。
の光源からの光が入射してくる部位に光学素子が形成さ
れていない場合には、入射面となる面72dには、入射
してくる光が散乱されたりしないように面粗度をできる
限り小さくする等の非常に精密な加工を施す必要があ
る。
を光学部材の同一面に入射させるようにしたことによ
り、このような精密加工を施さなければならない面の数
を減らすことができるので、精密加工に伴う製造工程を
簡略化でき、光学ヘッドの生産性が向上する。また精密
加工に係る生産コストも低減することができるので、安
価な光学ヘッドとすることができる。
素子との間の位置ずれがほとんど存在せず、光学特性の
良好な信頼性の高い光ピックアップを実現することがで
きる。
の光源に対向する面72dから光源2および光源9まで
の距離を等しくしている。このような関係に光源2およ
び光源9を配置することによって、光源2および光源9
を例えば同一の平行平面部材に当て決めして固定するこ
とができるので、光源2および光源9の高さ精度を容易
に確保することができる。そしてこれにより、高さ精度
がでていないことが原因で発生する光学特性の劣化を抑
制することができるので、良好な記録若しくは再生特性
を有した光ピックアップを実現することができる。
び光源9とを光源載置部71に配置している。このよう
に複数の光源を同一の光源載置部に設ける構成をしたこ
とにより、予め光源載置部71に対して決められた位置
関係に光源2および光源9を固定しておくことができる
ので、光学ヘッドの組立を行う際に、第1光学部材72
と光源2および光源9との間の位置決めを簡単にしかも
精度良く行うことができるようになり、光学ヘッドの生
産性を向上させることができる。また光源2および光源
9と第1光学部材72との間の位置ずれも発生しにくく
なるので、優れた光学特性を有する光ピックアップとす
ることができる。
2および光源9を設けることにより、光源2および光源
9の光源載置部71への取付をより容易に行え、更に異
なる面に設けた場合に比べて、光源2および光源9と光
源に電力を供給する電極やアースとの接続に用いられる
ワイヤの光源2および光源9との接続を容易に行えるよ
うになる。また光源2および光源9との相対的な位置決
めもより簡単かつ正確に行えるようになる。
に高い精度で面出しを行う必要があるが、複数の光源を
同一面に設けることにより、面出しを行う面がい面で良
くなるので、製造工程の削減でき、これにより生産性を
向上させることができるとともに生産コストも低減でき
る。
内に配置した場合においても実施の形態1と同様に、そ
れぞれの光源から出射された光に発生する波面収差が大
きく異なる場合が多く、このためそれぞれ光源2,9の
発光点2a(2e),9a(9e)とコリメータレンズ
の間の距離を最適化しているので以下この点について説
明する。なお実施の形態1とほぼ同様の構成を有する部
分については同一の番号を付加している。
限光学系での発光点とコリメータレンズとの関係を示す
図である。図10において、L5はコリメータレンズ1
6から仮想発光点2b間での有効焦点距離を示してお
り、L6はコリメータレンズ16から仮想発光点9bま
での有効焦点距離を示している。更に図11は本発明の
実施の形態3における対物レンズのシフトの有無による
波面収差量とL5,L6との関係を示している。すなわ
ちL5とL6の比を変化させたときに集光レンズ入射時
に発生している波面収差量を集光レンズ17がトラッキ
ング方向に500μmシフトしている場合(実線)とト
ラッキング方向のシフトが無い場合とで比較しているも
のである。一般に光ディスクを再生中の集光レンズはト
ラッキング方向に最大500μm程度シフトする可能性
があり、また集光レンズに入射する光を有効に光ディス
ク上に収束させるために許容される波面収差量はRMS
値で0.07λ(たたしλは光の波長を示す)以下程度
とされていることを考慮すると、比較的収差の発生量が
多く、集光レンズ17への光の入射条件がきつくなる発
光点9aからの光に対して集光レンズ17のシフト量が
最大(500μm)のときの波面収差量が0.07λ以
下であれば、どちらの発光点からの光も集光レンズ17
に入射した光は集光レンズ17のシフト量に拘わらず光
ディスク上に収束されることになると考えられる。この
条件を満たす範囲としては、図11から明らかなよう
に、L5とL6との比(L6÷L5=H、以下Hで表記
する)が0.50<H<0.75であることが好ましい
ことがわかる。
で反射されて戻っていく光に発生する波面収差量も抑制
することができるので、反射光を受光する受光素子に対
して良好に入射し、優れた信号特性を得ることができ
る。
値で0.04λ以下であれば、どちらの発光点からの光
も集光レンズ17に入射した光は集光レンズ17のシフ
ト量に拘わらず光ディスク上に非常に正確に収束される
ことになると考えられる。この条件を満たす範囲として
は、図11から明らかなように、L5とL6との比
(H)が0.53<H<0.70であることが、さらに
信号特性を向上させることができるので、好ましいこと
がわかる。
学系の配置を行うことにより、同一光学系中に複数の光
束を有する光ピックアップにおいて、すべての光束にお
ける波面収差を理論限界値以下とすることができるの
で、一つの集光レンズ17を用いることにより、いずれ
の光束も光ディスク上に集光させることができる。
で、集光レンズを削減することができるとともに集光レ
ンズの切替手段も設けなくて良くなり、光ピックアップ
の小型化や部品点数の削減による生産性の向上、複雑な
機構を廃することによる光ピックアップの信頼性の向
上、動作スピードの向上等を実現することができる。
を用いた無限系の光学系を用いていたが、有限系の光学
系を用いることも考えられる。この場合、無限系に比べ
てコリメータレンズを配置するスペースが不要になるの
で、光ピックアップ全体の大きさを小さくすることがで
きる。
内部、即ち光源2,9及び受光手段等が配置されている
空間は密閉されることが好ましい。このような構成にす
ることにより、ゴミや水分等の不純物のパッケージ内部
への進入を防止することができるので、光源2,9や受
光手段の性能を維持することができるとともに出射され
る光の光学特性の劣化も防止することができる。
6によりパッケージ70を密閉している。即ち第2光学
部材86の第1基板86aの底面とパッケージ70の側
壁部70bの外側の面とは、パッケージ70に設けられ
ている開口部70dを塞ぐように、接合材により接合さ
れている。ここで用いられる接合材としては、光硬化樹
脂,エポキシ樹脂,接合ガラス等が用いられることが多
い。
空気若しくはArガス等の不活性ガスを封入しておくこ
とが、パッケージ70の内部に存在する第1光学部材7
2等の表面に結露が生じて光学特性が悪化してしまった
り、光源2,9や受光手段91,92の酸化などによる
特性の劣化を防止することができるのでさらに好まし
い。
側壁部70bとを接合材を用いて接合し、パッケージ7
0を密閉する構成としたことにより、従来必要であった
この部分の封止にのみ設けられていたカバーガラスをな
くすことができるので、光ピックアップの構成を簡略化
でき、部品点数を削減することができる。また従来の光
学部材の位置合わせして接合する工程とパッケージを封
止するカバー部材を接合する工程の合計2工程必要であ
った光ピックアップの製造工程を前者の1工程に減らす
ことができるので、光ピックアップの製造工程を簡略化
することができ、光ピックアップの生産性を向上させる
ことができる。
外側に露出しているので、パッケージ内部に収納する場
合と比較して、パッケージの大きさを小さくすることが
できるとともに、必要な光学素子を1つの光学部材に形
成する場合に比べると、いつの光学部材中に存在する斜
面の数を大幅に減らすことができるので、特に光ピック
アップの幅方向の大きさを大幅に小さくすることができ
るので、光ピックアップの大きさをより小さくすること
ができ、ピックアップの空間利用効率をより高めること
ができる。
光学系のほぼ全てを1つのヘッドに搭載した光ピックア
ップとすることができるので、ピックアップの組立工程
を大幅に簡略化することができるユーザフレンドリーな
光ピックアップとなっている。
出している部分には光学素子を設けていないので、光学
素子が周囲に存在する外気にふれ、水分等を吸着して所
定の性能を出せなくなったり、光学素子に埃等が付着し
て特性が劣化してしまう等の不都合が発生することを抑
制することができる。
は負圧になっていることが好ましい。この様にすること
により、パッケージ70の外側からパッケージ70の側
壁部70bに接合される第2光学部材86をパッケージ
70の内側に向かって引き寄せる方向に力が加わるの
で、第2光学部材86とパッケージ70との接合性を良
好にすることができる。
態を示す。この場合、パッケージ70を外側から第2光
学部材86のみで密閉するのではなく、シールド部材8
5と第2光学部材86とにより、パッケージ70の開口
部70dを塞ぐように構成されている。即ちシールド部
材85は、パッケージ70の側壁部70bに設けられた
開口部70dをパッケージ70の内側から塞ぐように設
けられており、第2光学部材86は、パッケージ70の
側壁部70bに設けられた開口部70dをパッケージ7
0の外側から塞ぐように設けられており、この2つによ
り、パッケージ70の内部は密閉されている。
る。内側から接合されているシールド部材85は、パッ
ケージ70の内部が正圧である場合には接合材ごと側壁
部70bに押し付けられることになるので、リークが発
生する可能性を低減することができるが、パッケージ7
0の内部が負圧の場合には側壁部70bから離れていく
方向に力が加わることになるので、接合不良を生じてリ
ークが発生してしまう可能性が大きくなってしまう。
2光学部材86は、シールド部材85とは逆に、パッケ
ージ70の内部が負圧である場合には接合材ごと側壁部
70bに押し付けられることになるので、リークが発生
する可能性を低減することができるが、パッケージ70
の内部が正圧の場合には側壁部70bから離れていく方
向に力が加わることになるので、接合不良を生じてリー
クが発生してしまう可能性が大きくなってしまう。
込むようにシールド部材85と第2光学部材85とを配
置したことにより、パッケージ70の内部が正圧であっ
ても負圧であっても、シールド部材85もしくは第2光
学部材86の少なくとも一方には側壁部70bに押し付
けられる方向に力が働くことになるので、気圧差や接合
不良に起因したリークの発生を減少させることができ
る。
を向上させることができ、パッケージ70内部に配置さ
れる光源,受光素子,光学部材等が空気にに触れたり、
水分を含んだりすることに起因する不都合の発生を抑制
することができるので、非常に信頼性の高い光ピックア
ップとすることができる。
しては、樹脂やガラス等の透光性が良好で、光の利用効
率を低下させない材料を用いることが好ましい。またそ
の厚みは強度の問題が発生しない範囲でより薄く構成す
ることが、光の径が拡大されるのを最小限に抑制するこ
とができるので好ましい。
接合力と第2光学部材86の側壁部70bへの接合力と
は、異ならせるせることが好ましい。特にパッケージ7
0内部に直接面しているシールド部材85の側壁部への
接合力を第2光学部材86の接合力よりも大きくして、
仮に第2光学部材86と側壁部70bの間にリークが発
生したとしてもパッケージ70の内部までにはそのリー
クが届かないようにする。この様にすることにより、パ
ッケージ70内部へのリークの発生する可能性を大幅に
低減することが可能になる。この構成を実現する手段と
して、シールド部材85と側壁部70bとの接合に用い
られる接合材を第2光学部材86と側壁部70bとの接
合に用いられる接合材よりも大きな接合力を有するもの
にすること等が考えられる。
で囲まれた空間Aと、側壁部70b,シールド部材85
及び第2光学部材86とで囲まれた空間Bとの間の圧力
の差はできるだけ小さい方が好ましい。空間Aと空間B
との間に存在するシールド部材85には常に空間Aと空
間Bとの間の圧力差による力が加わった状態にある。こ
の状態で、携帯や車載その他に起因する振動等がシール
ド部材85に入力されると、シールド部材85が大きく
振動したり、撓んでしまい、入射してきた光とシールド
部材85との入射角が微妙に変化してしまう可能性があ
り、これに起因した光学特性の劣化が考えられる。
に反り等が起こり、収差が発生してしまい光学特性が劣
化する可能性もある。
間の圧力差(P)はできるだけ小さくすることが好まし
い。ここでは開口部に複数の光路が存在している関係
上、開口部が大きく形成されているので、具体的にはP
が0.25(atm)以下であることが好ましい。
の間の圧力差に起因する光学特性の劣化を防止すること
ができる。
の動作について説明する。記録媒体が高密度光ディスク
18である場合には、光源2から出射された光を用いて
記録若しくは再生を行う。この場合、光源2から出射さ
れた光は、まず第1光学部材72の第1の斜面72aに
形成された反射膜73で反射されて、第2の斜面72b
に形成されている偏光分離膜75に入射する。この偏光
分離膜75は光源2から出射された直線偏光を反射し、
それと直交する偏光方向の光を透過する働きを有してい
るので、光源2から入射してきた光は反射される。
は、シールド部材85を透過して、第2光学部材86の
第1基板86aを透過した後、第2光学部材86の第2
基板86bの第2の斜面86eに形成されたフィルタ8
9を透過して第2光学部材86から出射され、1/4波
長板90に入射する。この1/4波長板90に入射した
光は、その偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換され
て1/4波長板90から出射される。
ータレンズがある場合にはコリメータレンズ16を通過
して略平行光に変換されてから、無い場合には直接集光
レンズ17に入射し、高密度光ディスク18へ収束す
る。
戻ってきた光は再び1/4波長板90に入射する。この
光は、高密度光ディスク18で反射される際に楕円偏光
の回転方向が入射時のそれと比べて反対になっているの
で、1/4波長板90を通過する際には楕円偏光から光
源2から出射された往きの光の偏光方向と略直交する直
線偏光に変換されることとなる。即ち仮に光源2から出
射される際にS偏光で出射された光は、P偏光で光学部
材に入射することとなる。
学部材86に入射し、第2基板86bの第2の斜面86
eに形成してあるフィルタ89をほとんど透過して、第
2光学部材86から出射され、シールド部材85を透過
して、第1光学部材72に入射する。
bに形成されている偏光分離膜75に入射する。この時
入射してきた光の偏光方向は出射時のそれと比べると直
交する向きになっているので、光は偏光分離膜75をほ
とんど透過して、第1光学部材72の第3の斜面72c
に形成されている光路分割手段83に入射する。この光
路分割手段83により、入射してきた光は、その略半分
が透過され、略半分が反射されることになる。
そのまま第1光学部材72の下に設けられている受光手
段91の所定の位置に形成されている受光部に所定の形
状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供するこ
とになる。
第1光学部材72の第2の斜面72bに設けられている
反射膜81で反射されて受光手段91にも受けられてい
る所定の受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に
応じた信号形成に供することとなる。
合には、光源9から出射された光を用いて記録若しくは
再生を行う。この場合、光源9から出射された光は、ま
ず第1光学部材72の第1の斜面72aに形成された反
射膜74で反射されて、第2の斜面72bに形成されて
いる偏光分離膜76に入射する。この偏光分離膜76は
光源9から出射された直線偏光を反射し、それと直交す
る偏光方向の光を透過する働きを有しているので、光源
9から入射してきた光は反射される。
は、第2光学部材86の第1基板86aの下端面に形成
された拡散角変換手段87に入射する。この拡散角変換
手段87により、光源9から出射された光は拡散角を変
換されて、拡散光だった光は収束光となって第2基板8
6bから出射され、第2光学部材86の第2基板86b
の第1の斜面86dに形成された複数ビーム形成手段8
8に入射し、偏光分離膜88aを透過して、ビーム分離
部88bで反射される際に1本のメインビームと2本の
サイドビームとに分離されたのち、第2の斜面86eに
形成されているフィルタ89に入射する。このフィルタ
89は光源9から出射された光を反射し、光源2から出
射された光を透過するように形成されているので、複数
ビーム形成手段88からフィルタ89に入射した光はほ
とんど反射されて第2光学部材86から出射される。
波長板90に入射する。この1/4波長板90に入射し
た光は、その偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換さ
れて1/4波長板90から出射される。
ータレンズがある場合にはコリメータレンズ16を通過
して略平行光に変換されてから、無い場合には直接集光
レンズ17に入射し、高密度光ディスク18へ収束す
る。
戻ってきた光は再び1/4波長板90に入射する。この
光は、低密度光ディスク19で反射される際に楕円偏光
の回転方向が入射時のそれと比べて反対になっているの
で、1/4波長板90を通過する際には楕円偏光から光
源9を出射された往きの光の偏光方向と略直交する直線
偏光に変換されることとなる。即ち仮に光源9から出射
される際にS偏光で出射された光は、P偏光で光学部材
に入射することとなる。
学部材86に入射し、その第2基板86bの第2の斜面
86eに形成してあるフィルタ89でほとんど反射され
て、第1の斜面86dに設けられている複数ビーム形成
手段88に入射する。この場合は、入射する光の偏光方
向が往きの光とは略直交する方向となっているので、入
射してきた光はビーム分離部88bにほとんど入射する
ことなく偏光分離膜88aで反射されて、第2基板86
bから出射され、第1基板86aに形成されている拡散
角変換手段87に入射する。
射してきた光は、その拡散角を変換されて収束光となっ
て第2光学部材86から出射され、シールド部材85を
透過して、第1光学部材72に入射する。
bに形成されている偏光分離膜76に入射する。この時
入射してきた光の偏光方向は出射時のそれと比べると略
直交する向きになっているので、光は偏光分離膜76を
ほとんど透過して、第3の斜面72cに形成されている
光路分割手段84に入射する。この光路分割手段84に
より、入射してきた光は、その略半分が透過され、略半
分が反射されることになる。
そのまま第4光学部材の下部に設けられている受光手段
92の所定の位置に形成されている受光部に所定の形状
の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供すること
になる。
第2の斜面72bに設けられている反射膜82で反射さ
れて受光手段92に設けられている所定の受光部に所定
の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供す
ることとなる。このように複数の光源を同一のパッケー
ジ内に配置した場合においても実施の形態2と同様に、
それぞれの光源から出射された光に発生する波面収差が
大きく異なる場合が多く、このためそれぞれ光源2,9
の発光点2a,9aとコリメータレンズの間の距離を最
適化しているが、考え方は実施の形態1及び実施の形態
2と同様なので、ここではその説明を省略する。
ては、この様な光源載置部71の側面部71aに光源2
と光源9とを光源載置部71の底面から略同一の高さに
配置している。即ち光源2の発光点2aと光源9の発光
点9aとを結んだ直線は、記録媒体の表面に対して略垂
直となっている。
ら出射された光が第1光学部材72を通過する際に形成
する光軸を含む第1の平面と、光源9から出射された光
が第1光学部材72を通過する際に形成する光軸を含む
第2の平面及び光源9から出射された光が第2光学部材
86を通過する際に形成する光軸を含む第3の平面を光
の伝搬面として利用することができる。即ち記録媒体の
表面に対して垂直な面若しくは平行な面のいずれかの面
のみを伝搬面とするのではなく、そのいずれの面も伝搬
面として利用することができる。
平行な関係とすることにより、本来第1の平面を構成す
る光軸に係る光の一部が、第2の平面を構成する光軸に
係る光が入射すべき光学素子に入射して迷光成分となる
こと、若しくは逆に本来第2の平面を構成する光軸に係
る光の一部が、第1の平面を構成する光軸に係る光が入
射すべき光学素子に入射して迷光成分となることを防止
できるので、この様な構成を有する光ピックアップの光
学特性を良好なものとすることができ、高性能な光ピッ
クアップを提供することができる。
とにより、各光学部材の空間利用効率を向上させること
ができる。これにより各光学部材の小型化が可能とな
り、これらの光学部材を搭載した光ピックアップの小型
化にも寄与することになる。
際に、記録媒体に平行な面内方向の利用頻度を記憶媒体
に非平行な面内方向の利用頻度に比べて高くすることに
より、各光学部材の薄型化が可能となるので、光ピック
アップの薄型化を可能にすることができる。このことに
より特に携帯型のパソコン等の情報端末に搭載される光
ディスクドライブに最適な光ピックアップを提供するこ
とができる。
9を記録媒体の表面に対して略垂直に配置していたが、
これらの光源の配置は記録媒体の表面に対して非平行、
即ち記録媒体の表面に垂直な高さ方向に分布を有するよ
うな配置とすることにより、上記した目的を達成するこ
とができる。
形態4における光ピックアップモジュールの正面図であ
る。図12において、101はディスクで、本実施の形
態においてはディスク101として、デジタルビデオデ
ィスク(以下DVDと略す)等の高密度ディスク18ま
たはコンパクトディスク(以下CDと略す)等の低密度
ディスク19を用いている。ここで高密度ディスク18
としては例えば、記録層を有する基板を2つ用意し、そ
の2つの基板を張り合わせた構成のディスク等である。
ンドルモータ部で、ディスク101をクランプする機構
も有している。スピンドルモータ部102は、ディスク
101を回転させるスピンドルモータ及びディスク10
1を精度良く位置決めするターンテーブル等から形成さ
れている。
くは再生を行う光ピックアップ部で、その光学部分は実
施の形態1に示すような構成を有しているとともに集光
レンズ17をディスク101に対して動作させるアクチ
ュエータ108を備えている。
態2〜4に示すものを用いることも可能である。
ク101を内周及び外周に移させるフィード部である。
ピックアップ部103及びフィード部104を搭載する
モジュールベースである。
2及び光ピックアップ部103に電力を供給するフレキ
シブル基板である。
ジュールの動作について説明する。スピンドルモータ部
102により回転しているディスク101の所定の位置
に存在するデータを再生するような命令がCPUから送
られてきた場合、まずアクチュエータ108により集光
レンズ17を引き込んだ状態でフィード部104を駆動
し、光源2若しくは光源9から光をディスク101に照
射してその位置確認しつつ光ピックアップ部103を所
定のデータが存在するトラックまで移動させる。
クアップ部103に設けられているアクチュエータ10
8を駆動させて、フォーカシング信号及びトラッキング
信号を検出し、微少な位置調整を行った後、所定のトラ
ックの再生信号を光ピックアップ部103に設けられた
受光手段により検知して、信号再生を行う。
や信号の送受信及びスピンドルモータ部102への動力
の供給にはフレキシブル基板106,107を用いてい
る。
ュールにおいては、実施の形態1〜4に示した構成を有
する光ピックアップ部を用いているので、光ピックアッ
プモジュールの小型化・薄型化を実現することができ
る。
媒体に導かれる前方出射光の一部と、第2の光源から出
射され記録媒体に導かれる前方出射光の一部とをともに
同一の受光手段に導くような構成としたことにより、高
密度光ディスクを動作させている場合にも、低密度光デ
ィスクを動作させている場合にも同一の受光手段を用い
て光量のモニタリングすることになる。即ちモニタリン
グ用の受光手段が1つで済むようになり、部品点数を削
減することができる。
導かれる前方出射光の一部を、RF信号やフォーカス・
トラッキング信号を受光する受光部が形成されている第
1の受光手段に形成されたモニタ用受光部に導き、第2
の光源から出射され、記録媒体に導かれる前方出射光の
一部を、同じくRF信号やフォーカス・トラッキング信
号を受光する受光部が形成されている第2の受光手段に
形成されたモニタ用の受光部に導くような構成としたこ
とにより、モニタ用の受光素子を第一の受光手段あるい
は第2の受光手段と別個に設けた場合と比べて、受光素
子の数を減らすことができる。
ラッキング信号用の受光部が形成されている第1の受光
手段及び第2の受光手段にモニタ用の受光部も形成した
ことにより、RF信号用の受光部やフォーカス・トラッ
キング信号用の受光部とモニタ用の受光部は受光手段の
作製段階で所定の位置関係に作製されているので、受光
手段と光源との位置合わせと同時に自動的にモニタ用受
光部と光源との位置合わせができる。従って生産工程に
おける位置合わせの回数を減らし、端子との結線容易性
を向上させることができるので、光ピックアップの生産
性を向上させることができるとともにモニタ用の受光部
を受光部やフォーカス・トラッキング信号用の受光部と
は別の半導体基板に設ける場合に比べて、省スペース化
でき、光ピックアップの更なる小型化を実現することが
できる。
ついても、収納部材の基板部のほぼ同一平面上に形成さ
れているので光ピックアップの厚み方向を短くすること
ができ、光ピックアップの更なる薄型化が可能になる。
複数の受光手段を集積された光学ヘッドに設け、更にそ
のモニタ用の受光部を密閉されて不活性ガスが封入され
た光学ヘッド内に設けたことにより、モニタ用の受光部
が空気に触れて酸化したり、水分を吸収して特性が劣化
してしまうといった不都合を防止することができるとと
もにモニタ用の受光部を設けるスペースを光ピックアッ
プから削減することができるので、光ピックアップの小
型化が可能になる。
した光学ヘッドをキャリッジに、あおり及び回転方向の
調整をして取り付けるだけで済むような構成なので、光
ピックアップ組立時の位置調工程を大幅に簡略化するこ
とができ、光ピックアップの生産性を大幅に向上させる
ことができる。
構成と光路を示す図
発光点とコリメータレンズとの関係を示す図
3,L4との関係を示した図
発光点と集光レンズとの関係を示す図
ヘッドの断面図
発光点とコリメータレンズとの関係を示す図
フトの有無による波面収差量とL5,L6との関係を示
した図
学ヘッドの断面図
な断面図
の発光点とコリメータレンズとの関係を示す図
シフトの有無による波面収差量とL5,L6との関係を
示した図
プモジュールの正面図
Claims (11)
- 【請求項1】第1の光源と、第2の光源と、前記第1の
光源から出射された光の一部を受光するとともに前記第
2の光源から出射された光の一部を受光し、受光した光
量に応じた電気信号を出力する受光手段とを備え、前記
受光手段からの電気信号に基づいて前記第1の光源若し
くは前記第2の光源から出射される光量を制御すること
を特徴とする光ピックアップ。 - 【請求項2】第1の光源と、第2の光源と、前記第1の
光源から記録媒体に向かう光の一部を分離する第1の分
離手段と、前記第2の光源から記録媒体に向かう光の一
部を分離する第2の分離手段と、前記第1の分離手段及
び前記第2の分離手段から導かれてきた光を受光し、受
光した光量に応じた電気信号を出力する受光手段とを備
え、前記受光手段からの電気信号に基づいて前記第1の
光源若しくは前記第2の光源から出射される光量を制御
することを特徴とする光ピックアップ。 - 【請求項3】第1の光源と、第2の光源と、前記第1の
光源から出射され、記録媒体で反射されてきた光を受光
する第1の受光手段と、前記第2の光源から出射され、
記録媒体で反射されてきた光を受光する第2の受光手段
と、前記第1の光源,前記第2の光源,前記第1の受光
手段及び前記第2の受光手段とを収納する収納部材と、
前記第1の光源から記録媒体に向かう光の一部を分離す
る第1の分離手段と、前記第2の光源から記録媒体に向
かう光の一部を分離する第2の分離手段と、前記第1の
分離手段及び前記第2の分離手段から導かれてきた光を
受光し、受光した光量に応じた電気信号を出力する第3
の受光手段とを備え、前記第3の受光手段からの電気信
号に基づいて前記第1の光源若しくは前記第2の光源か
ら出射される光量を制御することを特徴とする光ピック
アップ。 - 【請求項4】第1の分離手段と第2の分離手段とを備え
た光学部材と収納部材と前記第3の受光手段とを実質的
に一体に設けたことを特徴とする請求項3記載の光ピッ
クアップ。 - 【請求項5】第1の光源と、第2の光源と、前記第1の
光源から出射され、記録媒体で反射されてきた光を受光
する第1の受光手段と、前記第2の光源から出射され、
記録媒体で反射されてきた光を受光する第2の受光手段
と、前記第1の光源から記録媒体に向かう光の一部を分
離する第1の分離手段と、前記第2の光源から記録媒体
に向かう光の一部を分離する第2の分離手段と、前記第
1の分離手段から導かれてきた光を受光し、受光した光
量に応じた電気信号を出力する第3の受光手段と、前記
第2の分離手段から導かれてきた光を受光し、受光した
光量に応じた電気信号を出力する第4の受光手段と、前
記第1の光源,前記第2の光源,前記第1の受光手段,
前記第2の受光手段,前記第3の受光手段及び前記第4
の受光手段とを収納する収納部材とを備え、前記第3の
受光手段からの電気信号に基づいて前記第1の光源から
出射される光量を制御し、前記第4の受光手段からの電
気信号に基づいて前記第2の光源から出射される光量を
制御することを特徴とする光ピックアップ。 - 【請求項6】第3の受光手段と第4の受光手段とが略同
一平面上に配置されていることを特徴とする請求項5記
載の光ピックアップ。 - 【請求項7】第1の受光手段,第2の受光手段,第3の
受光手段及び第4の受光手段とが略同一平面上に配置さ
れていることを特徴とする請求項5記載の光ピックアッ
プ。 - 【請求項8】第1の受光手段と第3の受光手段とを同一
半導体基板上に設け、第2の受光手段と第4の受光手段
を同一の半導体基板上に設けたことを特徴とする請求項
7記載の光ピックアップ。 - 【請求項9】第1の光源と、第2の光源と、前記第1の
光源から出射され、記録媒体で反射されてきた光を受光
する第1の受光手段と、前記第2の光源から出射され、
記録媒体で反射されてきた光を受光する第2の受光手段
と、前記第1の光源から記録媒体に向かう光の一部を分
離する第1の分離手段と、前記第2の光源から記録媒体
に向かう光の一部を分離する第2の分離手段と、前記第
1の分離手段から導かれてきた光を受光し、受光した光
量に応じた電気信号を出力するとともに前記第2の分離
手段から導かれてきた光を受光し、受光した光量に応じ
た電気信号を出力する第3の受光手段と、前記第1の光
源,前記第2の光源,前記第1の受光手段,前記第2の
受光手段及び前記第3の受光手段とを収納する収納部材
とを備え、前記第3の受光手段からの電気信号に基づい
て、前記第1の光源が発光しているときには前記第1の
光源から出射される光量を制御し、前記第2の光源が発
光しているときには前記第2の光源から出射される光量
を制御することを特徴とする光ピックアップ。 - 【請求項10】第1の受光手段,第2の受光手段及び第
3の受光手段とが略同一平面上に配置されていることを
特徴とする請求項9記載の光ピックアップ。 - 【請求項11】第1の受光手段,第2の受光手段及び第
3の受光手段とを同一半導体基板上に設けたことを特徴
とする請求項9,10いずれか1記載の光ピックアッ
プ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9268492A JPH11110772A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 光ピックアップ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9268492A JPH11110772A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 光ピックアップ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11110772A true JPH11110772A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17459259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9268492A Pending JPH11110772A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 光ピックアップ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11110772A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6388977B1 (en) | 1998-06-15 | 2002-05-14 | Sharp Kabushiki, Kaisha | Hologram laser unit and optical pickup device including the same |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP9268492A patent/JPH11110772A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6388977B1 (en) | 1998-06-15 | 2002-05-14 | Sharp Kabushiki, Kaisha | Hologram laser unit and optical pickup device including the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3199650B2 (ja) | 光ピックアップ | |
KR100306984B1 (ko) | 광픽업장치 | |
US6556533B1 (en) | Optical pickup device | |
JP2001034996A (ja) | 光ピックアップ | |
JP3867396B2 (ja) | 光ピックアップ | |
JP3520735B2 (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11110772A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH10106016A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH10334494A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11110786A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH10208275A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11102534A (ja) | 光ピックアップ及び光学ヘッド | |
JPH10275359A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11102531A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH10124912A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11102528A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH1173672A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH10247336A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11110773A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11110771A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH10241185A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11110774A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH10228666A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11102530A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH11110783A (ja) | 光ピックアップ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040113 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040213 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050602 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060822 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061002 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061226 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070424 |