JPH04360034A - 集積型光学素子および集積型光ピックアップ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ディスクに記録さ
れた情報を光学的に読み取る集積型光ピックアップおよ
びこれに用いる集積型光学素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記の集積型光ピックアップに用いる従
来の集積型光学素子を図４に示す。シリコン基板１上に
第１の光検出器２および第２の光検出器３を設け、この
２つの光検出器２、３を覆うように微小プリズム４を設
け、この微小プリズム４に向けてレーザ光を発するレー
ザダイオード５をヒートシンク６を介して設けている。 符号７はレーザダイオード５の出力を一定に保つ制御を
行うためのモニタ用光検出器である。こうして各光学素
子をシリコン基板１上に集積した集積型光学素子８はレ
ーザダイオードの雰囲気を気密に保つために気密ケース
内に収容されるが、その気密ケースのカバーガラス９は
通常シリコン基板１と平行に設けられる。

【０００３】上記の集積型光学素子８において、レーザ
ダイオード５から発せられたレーザ光は、微小プリズム
４の傾斜した側面４ａで反射し、カバーガラス９を透過
して図示略の光ディスクに向かい、集光レンズにより集
光されて光ディスク上に焦点を結ぶ。光ディスクで反射
した戻り光は同じ経路を戻り、微小プリズム４の側面４
ａからプリズム内部に入射し、シリコン基板１上の第１
の光検出器２を照射するとともに、そこでの反射光が微
小プリズム４の上面４ｂに向かい、この上面４ｂで焦点
を結ぶとともに反射して、第２の光検出器３を照射する
。この２つの光検出器２、３の出力によりフォーカシン
グエラー信号、トラッキングエラー信号、再生ＲＦ信号
の各信号検出が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の集積型光学
素子８では、レーザダイオード５から発せられたレーザ
光は、微小プリズム４の傾斜した側面４ａで反射して光
ディスク側に出射するので、この出射光の光軸Ｋは、シ
リコン基板１と平行なカバーガラス９に対して角度θだ
け傾いており、このためカバーガラス９を透過して光デ
ィスクに向かう光に非点収差が生じてしまうという問題
がある。非点収差が生じると、光ディスク上で円形の光
スポットを形成しないので、信号検出の信頼性が低下す
る。一方、光ディスクで反射した戻り光については、カ
バーガラス９を再び透過することで非点収差は解消され
る。しかし、微小プリズム４の傾斜した側面４ａからプ
リズム内部に入射する際に、戻り光光軸（出射光光軸Ｋ
と同じ）が側面４ａに対して傾斜していることで非点収
差が生じ、光検出器２、３上で円形の光スポットを形成
しないので、この点でも信号検出の信頼性が低下すると
いう問題もある。さらに、出射光の光軸Ｋがシリコン基
板１に対して傾いているので、光ピックアップ組立時の
集積型光学素子８の取り付けが容易でないという問題も
ある。

【０００５】本発明は、上記従来の欠点を解消するため
になされたもので、カバーガラスを透過して光ディスク
を照射する光あるいは光ディスクで反射して戻り光検出
器を照射する光に非点収差が生じることのない集積型光
学素子およびこれを用いた集積型光ピックアップを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１の発明は、基板上に第１および第２の光検出器と、
この２つの光検出器を覆うように置かれた複合プリズム
と、この複合プリズムに向けてレーザ光を発するレーザ
ダイオードとを備え、前記複合プリズムは、前記レーザ
ダイオードから発せられたレーザ光を垂直に入射させる
第１の面と、光ディスク面と平行にされる第２の面と、
前記第１の面から入射したレーザ光の光軸に対して角度
を持つプリズム内部の第１のハーフミラー面と、この第
１のハーフミラー面を透過した光を前記第２の面と直交
する方向に反射させるプリズム内部の第２のハーフミラ
ー面とを有し、前記第２の光検出器は、前記第２の面を
透過して光ディスクに向かい光ディスクで反射した戻り
光の前記第２のハーフミラー面を透過した光の戻り光焦
点Ｐから光軸前後方向に所定距離ａだけ離れた位置にあ
り、前記第１の光検出器は、光ディスクで反射した戻り
光の前記第２のハーフミラー面で反射し次いで前記第１
のハーフミラー面で反射した光の戻り光焦点Ｑから光軸
前後方向に前記第２の光検出器と焦点Ｐとの位置関係と
は逆方向に同じ所定距離ａだけ離れた位置にあることを
特徴とする集積型光学素子である。

【０００７】請求項２は、レーザダイオードから発せら
れたレーザ光の第１のハーフミラー面での無用な反射光
を遮断するために、第２の面の一部を光を散乱する乱反
射面としたものである。

【０００８】請求項３は、請求項１記載の集積型光学素
子を用いて集積型光ピックアップを構成したものである
。

【０００９】

【作用】上記構成において、レーザダイオードから発せ
られたレーザ光は、複合プリズムの第１の面を垂直に入
射し、プリズム内部の第１のハーフミラー面を透過し、
第２のハーフミラー面で反射し、第２の面を垂直に出射
して光ディスク側に向かう。前記第２の面は光ディスク
面と平行に設けられるので、第２の面と平行に設けるカ
バーガラスを透過して光ディスクを照射する光に非点収
差は生じない。また、光ディスクで反射した戻り光は、
同じ経路をたどって戻り複合プリズムの前記第２の面を
垂直に入射する。したがって、この第２の面を垂直に入
射する戻り光に非点収差は生じない。第２の面を垂直に
入射した戻り光の一部は第２のハーフミラー面を透過し
て、第２の光検出器を照射する。また、光ディスクで反
射した戻り光の第２のハーフミラー面で反射した光は、
第１のハーフミラー面で反射し、第１の光検出器を照射
する。第１の光検出器および第２の光検出器は、いずれ
も戻り光焦点ＰまたはＱから逆方向に等距離の位置にあ
るので、焦点誤差が生じると、第１、第２の２つの光検
出器の出力によりフォーカシングエラー信号を得ること
が可能である。また、第１および第２のハーフミラー面
はいずれもプリズム内部の接合面によるハーフミラー面
であるから、このハーフミラー面で非点収差が生じるこ
ともない。また、光検出器に入射する光の光軸を光検出
器に対して垂直にすることができるので、光検出器に正
しく円形の光スポットを形成することができ、信号検出
の信頼性がこの点でも向上する。さらに、複合プリズム
から出射する光の光軸をシリコン基板と垂直にすること
ができるので、光ピックアップ組立時の集積型光学素子
の取り付けは、シリコン基板を基準にして行うだけでよ
く、この集積型光学素子の取り付けが容易になる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３を参照
して説明する。図１は本発明一実施例の集積型光学素子
１１を示す。この集積型光学素子１１は、シリコン基板
１２上に第１の光検出器１３および第２の光検出器１４
と、この２つの光検出器１３、１４を覆うように置かれ
た複合プリズム１５と、この複合プリズムに向けてレー
ザ光を発するレーザダイオード１６とを備えている。レ
ーザダイオード１６は、ヒートシンク１７を介してシリ
コン基板１２上に取り付けられている。符号１８は、レ
ーザダイオード１６の出力を一定に保つ制御を行うため
のモニタ用光検出器である。

【００１１】前記複合プリズム１５は、３つのプリズム
を接合して形成したもので、前記レーザダイオード１６
から発せられたレーザ光を垂直に入射させるシリコン基
板１２に対して垂直な第１の面１５ａとシリコン基板１
２と平行な第２の面１５ｂとを持つ直方体形状であり、
プリズム内部に、前記第１の面１５ａから入射したレー
ザ光の光軸Ｋ１　に対して角度を持つ第１のハーフミラ
ー面１５ｃと、この第１のハーフミラー面１５ｃを透過
した光を直角にすなわち前記第２の面１５ｂと直交する
方向に反射させる第２のハーフミラー面１５ｄとを有し
ている。また、符号１９は集積型光学素子１１を気密に
封入した気密ケースのカバーガラス、符号２０は対物レ
ンズ、符号２１は光ディスクを示す。前記カバーガラス
１９はシリコン基板１２および光ディスク２１と平行で
ある。前記第２の光検出器１４は、光ディスク２１で反
射した戻り光の前記第２のハーフミラー面１５ｄを透過
した光の戻り光焦点Ｐから光軸前後方向に所定距離ａだ
け離れた位置にある。一方、前記第１の光検出器１３は
、光ディスク２１で反射した戻り光の前記第２のハーフ
ミラー面１５ｄで反射し次いで前記第１のハーフミラー
面１５ｃで反射した光の戻り光焦点Ｑから光軸前後の前
記と逆方向に前記と同じ所定距離ａだけ離れた位置にあ
る。また、第２の面１５ｂの第１のハーフミラー面１５
ｃの上方部分は、レーザダイオード１６から出射された
レーザ光の第１のハーフミラー面１５ｃで上方に反射し
た無用な光を散乱させるために砂ずり面１５ｅとしてい
る。これにより、第１のハーフミラー面１５ｃでの反射
光によるノイズを低減することができる。また、前記第
１の光検出器１３および第２の光検出器１４は、図２に
示すようにそれぞれＡ、Ｂ、ＣまたはＤ、Ｅ、Ｆの３分
割されたエレメントからなる３分割光センサである。

【００１２】前記集積型光学素子１１を用いた集積型光
ピックアップの一例を示すと、図３に示すように、集積
型光学素子１１を収容した前記カバーガラス１９を上面
に持つ気密ケース２２を対物レンズ２０を取り付けたレ
ンズホルダ２３内に設け、このレンズホルダ２３を、例
えばアクチュエータベース２４に設けた支持台２５に一
端を固定した４本のサスペンションワイヤ２６でフォー
カシング方向（図で上下方向）およびトラッキング方向
（図で紙面と直交する方向）に変位可能に支持する。な
お、図示は省略したが、例えばフォーカシングコイル、
トラッキングコイルをレンズホルダ２３側に設け、これ
に磁界を作用させる磁気回路をアクチュエータベース２
４上に設ける等して、対物レンズ２０のフォーカシング
サーボ、トラッキングサーボを行うようにする。

【００１３】上記の集積型光ピックアップにおいて、レ
ーザダイオード１６から発せられたレーザ光は、複合プ
リズム１５の第１の面１５ａを垂直に入射し、プリズム
内部の第１のハーフミラー面１５ｃを透過し、第２のハ
ーフミラー面１５ｄで上方に反射し、第２の面１５ｂを
垂直に出射しカバーガラス１９を垂直に透過して光ディ
スク２１に向かい、対物レンズ２０で集光されて光ディ
スク２１上に焦点を結ぶ。光ディスク２１で反射した戻
り光は、同じ経路をたどって戻り複合プリズム１５の前
記第２の面１５ｂを垂直に入射する。第２の面１５ｂを
垂直に入射した戻り光の一部は第２のハーフミラー面１
５ｄを透過して第２の光検出器１４を照射する。一方、
光ディスク２１で反射した戻り光の第２のハーフミラー
面１５ｄで反射した光は、第１のハーフミラー面１５ｃ
で反射して第１の光検出器１３を照射する。各光検出器
１３、１４はこれを検出してフォーカシングエラー信号
（ＦＥ）、トラッキングエラー信号（ＴＥ）、再生ＲＦ
信号（ＲＦ）に変換する。この場合、ＦＥ、ＴＥ、ＲＦ
の各信号は次の通りである。 ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ＋Ｅ）−（Ｂ＋Ｄ＋Ｆ）　　　　　　　
　…■ＴＥ＝（Ａ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ）　　　　　　　　
　　　　　　　　…■ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ　
　　　　　　　　　　　　　　　…■すなわち、このト
ラッキングエラー検出法はプッシュプル法である。この
場合、２つの光検出器１３、１４は戻り光焦点Ｐまたは
Ｑに対して互いに逆方向の位置で戻り光を検出するので
、２つの光検出器１３、１４を照射する光スポットは互
いに左右が反転し、したがって上記の■式の通りとなる
。上記のフォーカシングエラー信号検出法は基本的な原
理的としてはビームサイズ法であるが、これを３分割光
センサである２つの光検出器１３、１４の出力により検
出する。すなわち、第１の光検出器１３および第２の光
検出器１４は、いずれも戻り光焦点ＰまたはＱから逆方
向に等距離の位置にあるので、焦点誤差が生じると、２
つの光検出器１３および１４を照射する２つの光スポッ
トの一方は合焦点時より大きく他方は合焦点時より小さ
くなるので、上記の■式によりフォーカシングエラー信
号を得ることができる。なお、上述の■式、■式による
フォーカシングエラー検出法およびトラッキングエラー
検出法自体は、図４に示した従来例と同じである。

【００１４】上記の光学系では、光ディスク２１を照射
する光についても光検出器１３、１４を照射する光につ
いても非点収差が生じることはない。すなわち、複合プ
リズム１５の第２の面１５ｂを出射した光はカバーガラ
ス１９を垂直に透過するので、光ディスク２１を照射す
る光に非点収差は生じない。また、光ディスク２１で反
射した戻り光は第２の面１５ｂを垂直に入射するので、
その際に非点収差が生じることもない。また、第１およ
び第２のハーフミラー面１５ｃ、１５ｄはいずれもプリ
ズム内部の接合面によるハーフミラー面であるから、こ
のハーフミラー面１５ｃ、１５ｄで非点収差が生じるこ
ともない。

【００１５】また、光検出器１３、１４に入射する光の
光軸が光検出器１３、１４に対して垂直なので、光検出
器１３、１４に正しく円形の光スポットを形成すること
ができ、信号検出の信頼性が向上する。さらに、複合プ
リズム１５から出射する光の光軸Ｋ２　がシリコン基板
１２と垂直なので、光ピックアップ組立時の集積型光学
素子１１の取り付けは、シリコン基板１２を基準にして
行うだけでよく、この集積型光学素子１１の取り付けが
容易である。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、複合プリズムから光デ
ィスクに向けて出射する光の光軸がプリズム面（第２の
面）と垂直なので、カバーガラスを透過して光ディスク
を照射する光、あるいは光ディスクで反射して戻り光検
出器を照射する光に非点収差が生じることを防止するこ
とができる。また、光検出器に入射する光の光軸を光検
出器に対して垂直にすることができるので、光検出器に
正しく円形の光スポットを形成することができ、信号検
出の信頼性がこの点でも向上する。

【００１７】また、複合プリズムから出射する光の光軸
をシリコン基板と垂直にすることができるので、光ピッ
クアップの組立において、集積型光学素子の取り付けは
、シリコン基板を基準にして行うだけでよく、この集積
型光学素子の取り付けが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す集積型光学素子の構成
図である。

【図２】図１の集積型光学素子における第１の光検出器
および第２の光検出器の平面図である。

【図３】上記集積型光学素子を用いた集積型光ピックア
ップの概略構成図である。

【図４】従来の集積型光学素子の構成図である。

【符号の説明】

１１　　集積型光学素子 １２　　シリコン基板 １３　　第１の光検出器 １４　　第２の光検出器 １５　　複合プリズム １５ａ　　第１の面 １５ｂ　　第２の面 １５ｃ　　第１のハーフミラー面 １５ｄ　　第２のハーフミラー面 １５ｅ　　砂ずり面 １６　　レーザダイオード １９　　カバーガラス ２０　　対物レンズ（集光レンズ） ２１　　光ディスク ２２　　気密ケース ２３　　レンズホルダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板上に第１および第２の光検出器と
   、この２つの光検出器を覆うように置かれた複合プリズ
   ムと、この複合プリズムに向けてレーザ光を発するレー
   ザダイオードとを備え、前記複合プリズムは、前記レー
   ザダイオードから発せられたレーザ光を垂直に入射させ
   る第１の面と、光ディスク面と平行にされる第２の面と
   、前記第１の面から入射したレーザ光の光軸に対して角
   度を持つプリズム内部の第１のハーフミラー面と、この
   第１のハーフミラー面を透過した光を前記第２の面と直
   交する方向に反射させるプリズム内部の第２のハーフミ
   ラー面とを有し、前記第２の光検出器は、前記第２の面
   を透過して光ディスクに向かい光ディスクで反射した戻
   り光の前記第２のハーフミラー面を透過した光の戻り光
   焦点Ｐから光軸前後方向に所定距離ａだけ離れた位置に
   あり、前記第１の光検出器は、光ディスクで反射した戻
   り光の前記第２のハーフミラー面で反射し次いで前記第
   １のハーフミラー面で反射した光の戻り光焦点Ｑから光
   軸前後方向に前記第２の光検出器と焦点Ｐとの位置関係
   とは逆方向に同じ所定距離ａだけ離れた位置にあること
   を特徴とする集積型光学素子。
2. 【請求項２】　　前記複合プリズムの前記第２の面にお
   ける、前記レーザダイオードから発せられたレーザ光が
   前記第１のハーフミラーで反射して向かう部分を光の乱
   反射面としたことを特徴とする請求項１記載の集積型光
   学素子。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の集積型光学素子から発
   したレーザ光を少なくとも１つの集光レンズにより集光
   して光ディスク上に焦点を結ばせ、その反射光を再び前
   記集積型光学素子に戻し前記第１および第２の光検出器
   で検出することにより、光ディスクの情報を電気信号に
   変換するようにした集積型光ピックアップ。