JPH06251411A - 光学ヘッド及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクに信号の記録再生を行う光学ヘッ
ドとして、小形かつ、各構成要素の位置関係の経時変化
をなくした簡単な構成のもの、を提供する。 【構成】 受光素子８上に発光素子１とビームスプリッ
タ２を一体的に実装する。光束分離面４によって分離さ
れたディスク１０からの反射光を、受光素子８の方向に
反射する反射面５を、ビームスプリッタ２に設け、この
反射面５を円筒面として反射光に受光面で非点収差を発
生させ、非点収差法によるフォーカス誤差信号の検出を
可能とし、ビームスプリッタ２に回折格子３を設け、３
スポット法によるトラッキング誤差信号の検出を可能と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクや光磁気デ
ィスク等の光学的情報記録媒体に対して、情報信号の再
生や、記録再生を行うための光学ヘッドに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ディスク状の光学的情報記録媒体である
光ディスクや光磁気ディスクに、ディジタルオーディオ
信号や映像信号などを情報信号として記録しておき、こ
れの再生や記録再生を行う装置においては、情報信号を
記録または再生するための手段として光学ヘッドが用い
られる。

【０００３】一般に、光学ヘッドは、光源である半導体
レーザなどの発光素子と、この発光素子から発射された
光束を情報記録媒体上に照射するための集束光学系と、
情報記録媒体からの反射光束を、媒体と発光素子とを結
ぶ光束の戻り光路より分離するためのビームスプリッタ
と、この戻ってきた反射光束から信号を検出するための
検出光学系とを備えており、検出信号としてフォーカス
誤差信号、トラッキング誤差信号および情報信号を検出
する機能を有する。

【０００４】ところが従来の光学ヘッドは、部品点数が
多く構造が複雑であるという問題があった。これに対
し、１個の光学部品に複数の機能をもたせることにより
部品点数を削減した光学ヘッドの構成が、種々提案され
ている。

【０００５】図１３は、かかる提案の一つとして、特開
平４−１０９４３５号公報に記載の光学ヘッドの構成を
示す分解斜視図である。図１３に示した光学ヘッドは、
１面に回折格子８２ａが形成され、かつ他面が非点収差
を発生するように湾曲したハーフミラー面８２ｂである
ビームスプリッタ８２と、ビームスプリッタ８２の回折
格子が形成された面側に配された発光素子８１と、ビー
ムスプリッタ８２の湾曲したハーフミラー面側に配され
た受光素子８３を有する。

【０００６】発光素子８１から発射された光束は、回折
格子８２ａによって複数の光束に分割されビームスプリ
ッタ８２、ハーフミラー面８２ｂを透過してコリメート
レンズ８４、プリズム８６を経て対物レンズ７により、
ディスク１０上に集光される。ディスク１０からの反射
光束は、対物レンズ７によって集光され、プリズム８
６、コリメートレンズ８４を経てビームスプリッタ８２
に入射する。

【０００７】ここでビームスプリッタ８２のハーフミラ
ー面８２ｂは、円筒状またはいわゆるトーリック面状に
湾曲しているので、ハーフミラー面８２ｂを反射し受光
素子８３に入射する光束には非点収差が付与される。こ
れにより非点収差法によるフォーカス誤差検出が行われ
る。また、回折格子８２ａによって分割された複数の光
束を３スポット光として用いることにより、所謂３スポ
ット法によるトラッキング誤差検出が可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記既
提案例における光学ヘッドでは、湾曲した板状のビーム
スプリッタ８２が、発光素子８１とコリメートレンズ８
４とを結ぶ発散光束中にその発散光束の光軸に対して傾
斜して配置されるため、発光素子８１を発してディスク
１０に向かう往路の光束に、非点収差、コマ収差などの
有害な収差が発生してしまうという課題がある。

【０００９】また、ビームスプリッタ８２によって往路
の光束に発生する収差を小さくするためには、ビームス
プリッタ８２の厚さを極力薄くする必要があり、その結
果十分な機械的強度が得られず、製作や取扱が困難にな
るという課題がある。

【００１０】また、上記既提案例における光学ヘッドで
は、構成要素としての各素子が個別部品として配置され
るため、温度変化や振動などの影響により、各部品の位
置関係が経時変化し、フォーカスずれや信号レベルの低
下などが発生しやすいという課題がある。

【００１１】さらに、光ディスクの記録再生装置におい
ては、情報記録媒体として光磁気ディスクを使用するこ
とにより、一度記録した情報を消去して新たな情報を記
録することができるが、上記既提案例における光学ヘッ
ドでは、光磁気ディスクに記録された信号の再生機能に
ついては何ら考慮されていないという課題がある。

【００１２】本発明は、上記従来の技術の課題を解決
し、発光素子を発射してディスクに向かう往路の光束に
非点収差、コマ収差などの不要な収差を発生することが
なく、かつ、ビームスプリッタの機械的強度を確保し製
作や取扱が容易な光学ヘッドとそれを搭載した光ディス
ク装置を提供することを第１の目的とする。

【００１３】また本発明は、発光素子と受光素子とビー
ムスプリッタとを一体構成とすることにより、構成要素
としての各素子の位置関係の経時変化をなくし、かつ光
学系全体を小形化した光学ヘッドとそれを搭載した光デ
ィスク装置を提供することを第２の目的とする。

【００１４】さらに本発明は、上記ビームスプリッタに
偏光分離機能を付加することにより光磁気ディスクの再
生機能を持たせた光学ヘッドとそれを搭載した光ディス
ク装置を提供することを第３の目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の光学ヘッドにおいては、湾曲した板
状のビームスプリッタに代えて、ブロック状のビームス
プリッタを用い、情報記録媒体と発光素子とを結ぶ光路
より分離された、媒体からの反射光束を反射して受光素
子に導くための反射面を、そのビームスプリッタに設
け、かつ、この反射面をフォーカス誤差検出のための非
点収差を発生することの可能な形状とした。

【００１６】また、上記反射面を非点収差を発生するよ
うな形状とすることに代えて、上記光束分離面を非点収
差が発生するような形状とすることによっても、上記第
１の目的は達成される。

【００１７】次に、上記第２の目的を達成するために、
本発明の光学ヘッドにおいては、受光素子を形成した半
導体等の基板上に、発光素子とビームスプリッタとを一
体に組み立てる構成とした。

【００１８】さらに、上記第３の目的を達成するため
に、本発明の光学ヘッドにおいては、ビームスプリッタ
に偏光分離面を設ける構成とした。

【００１９】

【作用】本発明では、前記ビームスプリッタの光束分離
面によって、情報記録媒体と発光素子とを結ぶ光路より
分離された媒体からの反射光束は、前記反射面によって
所定の方向に反射され受光素子に導かれる。このとき前
記反射面の形状は、その反射光束に非点収差を発生する
ように例えば円筒面になっているので、非点収差法によ
るフォーカス誤差検出を行うことができる。

【００２０】一方、前記ビームスプリッタの、発光素子
から発射された光束が入射する面と、この光束がビーム
スプリッタより出射する面とは、それぞれの形状を平面
状とする。これにより、発光素子を発してディスクに向
かう往路の光束に、非点収差、コマ収差などの有害な収
差が発生することはない。さらに、このビームスプリッ
タの、発光素子から発射された光束が入射する面に回折
格子を設けることにより、発光素子からの光束を複数の
光束に分割し、これらの光束を例えば３スポットとして
用いて、３スポット法によるトラッキング誤差信号の検
出を行うことができる。

【００２１】なお、上記反射面を非点収差を発生するよ
うな形状とする代りに、上記光束分離面を非点収差が発
生するような形状とすることによっても、同様に非点収
差法によるフォーカス誤差の検出が可能である。

【００２２】また本発明では、受光素子を形成した半導
体基板上に、ビームスプリッタと発光素子とを実装し一
体構造とすることにより、光学系の小型化及び各構成要
素の位置の経時変化の防止が可能である。

【００２３】さらに本発明では、ビームスプリッタの内
部に偏光分離面を設けたことにより、ビームスプリッタ
の光束分離面によって、情報記録媒体と発光素子とを結
ぶ光路から分離された、媒体からの反射光束は、その偏
光方向が互いに直交する２個の直線偏光成分に分解され
る。すなわち、これらの直線偏光成分のうち一方は偏光
分離面で反射し、他方は偏光分離面を透過したあと反射
面で反射して、それぞれ受光素子に入射する。これら２
個の偏光成分の光強度に対応した信号の差を検出するこ
とにより、差動法による光磁気信号の検出を行うことが
できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例である光学ヘッドを図
を参照して詳細に説明する。図１の（ａ）は、本発明の
第１の実施例としての光学ヘッドの構成を示す正面図で
ある。また図１の（ｂ）は、この光学ヘッドを図１の
（ａ）において、矢印Ａの方向より見た矢視図であり、
さらに図１の（ｃ）は、図１の（ａ）において、矢印Ｂ
の方向より見た矢視図である。

【００２５】図１において、例えばＳｉなどの半導体基
板にＰＩＮフォトダイオードなどの光電変換素子を形成
して成る受光素子８上に、発光素子１がサブマウント９
を介して取付けられ、この発光素子１と所定距離だけ離
れた位置にビームスプリッタ２が配設される。発光素子
１としては、例えば半導体レーザチップ等の小型の素子
が望ましい。

【００２６】ビームスプリッタ２は、図１の（ｂ）に見
られる如く、２個の部材２ａ、２ｂを含み、この２個の
部材の接合面には、例えばハーフミラーのように入射光
に対し所定の透過率および反射率を持つ光束分離面４が
形成される。また、ビームスプリッタ２の持つ１個の反
射面５は、円筒面の形状に製作される。さらに発光素子
１からの光束が入射する面には、回折格子３が設けてあ
る。

【００２７】光源である発光素子１から発射された光束
１００は、ビームスプリッタ２の回折格子３に入射す
る。回折格子３に入射した光束は、信号の記録または再
生のための主光束と、トラッキング誤差検出のための２
個の副光束とに分割される。回折格子３によって生成さ
れた主光束と副光束は、それぞれビームスプリッタ２の
光束分離面４を透過して、回折格子３の設置された面の
反対側の面より出射する。但し、回折格子３はトラッキ
ングのための副光束を使用しない方式、例えば位相差法
やサンプルサーボ法によりトラッキング誤差検出を行う
場合には必要ない。

【００２８】ビームスプリッタ２の、発光素子１からの
光束が入射する面と、この光束が出射する面とは、互い
に平行な平面であり、かつ、これらの平面に対し光束が
垂直に入射するため、発光素子１からの発散光束に対し
非点収差やコマ収差を発生することはない。従って、ビ
ームスプリッタ２の、発光素子１からの光束が入射する
面から、その光束が出射する面までの厚さを、特に薄く
する必要はなく、従って機械的強度を維持できるので製
作や取扱が容易となる。

【００２９】ビームスプリッタ２を出射した光束は、反
射ミラー６で反射して対物レンズ７によりディスク１０
上に１個の主スポットおよび２個の副スポットとして集
光される。対物レンズ７は、後述のフォーカスおよびト
ラッキング誤差信号に基づき、フォーカスアクチュエー
タ１１およびトラッキングアクチュエータ１２によって
光軸方向およびディスク１０の半径方向に駆動される。

【００３０】これによりディスク１０上で光スポットが
焦点を結び、なおかつ、ディスク１０に記録された信号
のトラックに追従するように制御される。なお、反射ミ
ラー６は、光束の進行方向を９０度折り曲げることによ
り光学ヘッド全体の形状を薄型化するためのものであ
り、必須の構成要素ではない。

【００３１】ディスク１０からの反射光束は、対物レン
ズ７、反射ミラー６を経てビームスプリッタ２に入射
し、光束分離面４で、図１の（ｂ）のｙ方向に反射さ
れ、さらに反射面５によって、図１の（ｃ）のｚ軸の負
の方向に反射されて受光素子８に入射する。ここで、反
射面５の形状は円筒面であるため、受光素子８に入射す
る光束には非点収差が与えられる。

【００３２】したがって、非点収差法によるフォーカス
誤差検出を行うことができる。このフォーカス誤差の検
出範囲は、反射面５の円筒面の曲率を適当に設定するこ
とにより自由に設計することができる。

【００３３】なお本実施例において、ビームスプリッタ
２の反射面５を円筒面の形状とする代りに、ビームスプ
リッタ２の光束分離面４を円筒面としてもよく、この場
合も受光素子８に入射する光束に非点収差が与えること
ができ、かつ、発光素子１を発射してディスク１０に向
かう光束に非点収差、コマ収差などの有害な収差を発生
することはない。

【００３４】また、反射面５または光束分離面４を円筒
面にする代りに、反射光束に非点収差を発生するような
面形状、例えば互いに直交する２方向で曲率の異なる、
いわゆるトーリック面としてもよい。

【００３５】図２は、図１の（ｂ）に示す受光素子８の
一部を拡大してを示す平面図である。図２中の破線は、
図１におけるビームスプリッタ２の設置される位置を示
したものである。

【００３６】図２において、受光素子８には、図１の
（ｂ）における反射面５からの、Ｚ軸方向に向かう反射
光束が入射する位置に、６個の受光領域８ａ〜８ｆが半
導体プロセスにより形成される。ディスク１０からの反
射光束のうち、主スポットの反射光束１０１は、受光領
域８ａ〜８ｄで示す４分割領域の中央に入射し、副スポ
ットの反射光束１０２、１０３はそれぞれ受光領域８
ｅ、８ｆに入射する。

【００３７】これらの光束には非点収差が与えられてい
るので、各光束の受光領域上での形状は、ディスク１０
の信号記録面における各光束の集光状態によって変化
し、合焦状態では円形となり、焦点からずれるに従い楕
円形となる。したがって、受光領域８ａ〜８ｄの受信信
号を用いて（８ａ＋８ｃ）−（８ｂ＋８ｄ）なる演算を
行うことにより、非点収差法によるフォーカス誤差信号
が得られる。

【００３８】一方、３スポット法によるトラッキング誤
差信号は、ディスク１０上の２個の副スポットを、それ
ぞれディスクのトラック中心よりトラックピッチの１／
４だけ内周および外周にずらして照射することにより、
受光領域８ｅと８ｆとの差信号８ｅ−８ｆとして検出す
ることができる。

【００３９】但し、トラッキングのための副光束を使用
しない方式、例えば位相差法やサンプルサーボ法により
トラッキング誤差検出を行う場合には、受光領域８ａ〜
８ｄの受信信号を用いて誤差信号を検出するので、検出
領域８ｅ、８ｆは不要である。

【００４０】図３は、図１及び図２を参照して説明し
た、本発明の第１の実施例としての光学ヘッドに用いる
信号処理回路を示すブロック図であり、図３の（ａ）
が、その中でも３スポット法、図３の（ｂ）が位相差
法、によりそれぞれトラッキング誤差検出を行う回路で
ある。

【００４１】図３の（ａ）において、受光素子８の各受
光領域（８ａ〜８ｆ）からの出力電流は、それぞれ電流
電圧変換器（以下Ｉ／Ｖと略す）１２１〜１２４で電圧
に変換される。このとき、受光領域８ａと８ｃおよび受
光領域８ｂと８ｄからの電流はそれぞれ足し合わされて
Ｉ／Ｖに入力される。ディスクから再生された情報信号
は、Ｉ／Ｖ１２１とＩ／Ｖ１２２の出力の和信号すなわ
ち受光領域８ａ〜８ｄの出力の和として得られ、信号処
理回路１２５に入力される。

【００４２】また、非点収差法によるフォーカス誤差信
号は、Ｉ／Ｖ１２１とＩ／Ｖ１２２の出力の差信号とし
て得られ、フォーカス制御回路１２６を介してフォーカ
スアクチュエータ１１に入力される。さらに３スポット
法によるトラッキング誤差信号は、Ｉ／Ｖ１２３、１２
４の差信号として得られ、トラッキング制御回路１２７
を介してトラッキングアクチュエータ１２に入力され
る。

【００４３】次に、位相差法によるトラッキング誤差検
出を行う構成では、図３の（ｂ）に示すように、受光領
域８ａと８ｃ、８ｂと８ｄの出力電流がそれぞれＩ／Ｖ
１２８、１２９で電圧に変換される。Ｉ／Ｖ１２８、１
２９の和信号が情報信号として信号処理回路１３０に入
力され、差信号がフォーカス誤差信号として、フォーカ
ス制御回路１３１を介しフォーカスアクチュエータ１１
に入力される。トラッキング誤差信号は、Ｉ／Ｖ１２
８、１２９の出力を用いて、トラッキング信号処理回路
１３２によって生成され、トラッキングアクチュエータ
１２に入力される。

【００４４】以上の構成により、発光素子から発射され
てディスクに向かう光束に、非点収差、コマ収差などの
有害な収差を発生することなく、かつ、ビームスプリッ
タの強度を確保することができる。また、発光素子と受
光素子とビームスプリッタとを一体構成とすることによ
り、各素子の位置関係の経時変化をなくし、かつ、光学
系全体を小形化することができる。

【００４５】次に、本発明の第２の実施例を図４、図５
及び図６を用いて説明する。図４の（ａ）は、本発明の
第２の実施例としての光学ヘッドの構成を示す正面図で
ある。また図４の（ｂ）は、図４の（ａ）において、矢
印Ｃの方向より見た矢視図であり、さらに図４の（ｃ）
は、図４の（ａ）において、矢印Ｄの方向より見た矢視
図である。

【００４６】図４の（ａ）において、光源である発光素
子１から発射された光束１００は、ビームスプリッタ２
２に入射する。ビームスプリッタ２２は、図１に示した
第１の実施例のビームスプリッタと同様に、回折格子
３、光束分離面４、ならびに反射面５を有し、これに加
えて第２の反射面２３を備えている。光束分離面４は入
射光に対して所定の透過率及び反射率を有しているの
で、発光素子１から発射され回折格子３を経て光束分離
面４に達した光束のうちの一部分は、光束分離面４で反
射されて図４の（ｂ）のｙ軸の負の方向に向かう。

【００４７】この光束はさらに、図４の（ｃ）の第２の
反射面２３で反射されて図４の（ｃ）のｚ軸の負の方向
に向かい、受光素子２８に入射する。この光束の光強度
を検出することにより、発光素子１の出力を一定値に制
御するための、モニタ信号を得ることができる。この第
２の反射面２３の形状は平面でも良いが、球面など光束
を受光素子２８上に集光するような形状とすることによ
り、検出感度を低下させずに検出領域の面積を小さくす
ることができる。

【００４８】一方、発光素子１から発射され回折格子３
を経て光束分離面４を透過した光束は、図１に示した第
１の実施例とまったく同様に、ディスク１０の信号再生
に用いられる。

【００４９】図５は、図４の（ｂ）に示す受光素子２８
の平面を示す平面図である。図５中の破線は、図４の
（ｂ）に示したビームスプリッタ２２の外形を示す。図
５において、受光素子２８には、図４の（ｃ）における
反射面５からの反射光束が入射する位置に、６個の受光
領域２８ａ〜２８ｆが形成され、さらに、図４の（ｃ）
における第２の反射面２３からの光束が入射する位置
に、受光領域２８ｇが形成される。

【００５０】図６は、図４に示した本発明の第２の実施
例としての光学ヘッドに用いるレーザ出力制御装置の構
成を示すブロック図である。図６において、発光素子１
の光出力の一部が、図４、図５を参照して説明した構成
（第２の反射面２３、受光領域２８ｇ）により受光素子
２８の受光領域２８ｇに入射する。受光領域２８ｇの出
力電流は、Ｉ／Ｖ１３３に入力され、発光素子１の光出
力に比例した電圧信号となる。

【００５１】この信号はコンパレータ１３４に入力さ
れ、発光素子１の光出力の目標値としての基準電圧源１
３５の電圧と比較される。コンパレータ１３４の出力
は、レーザ駆動回路１３６に入力され、発光素子１の光
出力が目標値と一致するように、例えば発光素子１の電
流が制御される。

【００５２】図４〜図６を参照して説明した本実施例に
よれば、図１に示した第１の実施例の効果に加えて、発
光素子１の出力制御のためのモニタ信号の検出機能を集
積化することができ、モニタ信号の検出のための受光素
子を別途設けることなく、発光素子の出力制御を行うこ
とができる。

【００５３】次に、本発明の第３の実施例を、図７、図
８及び図９を参照して説明する。本実施例は、本発明を
光磁気ディスク用光学ヘッドに適用した場合の実施例で
ある。

【００５４】図７の（ａ）は、本発明の第３の実施例と
しての光学ヘッドの構成を示す分解斜視図である。ま
た、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）における矢印Ｅの方
向から見た矢視図で、本実施例の偏光分離面の動作を説
明するためのものである。但し、簡単のため回折格子３
によって生成された副光束は図示していない。

【００５５】図７（ａ）において、ビームスプリッタ３
２は、３個の部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃからなり、部
材３２ａと３２ｂとの接合面には、入射光束に対し所定
の透過率及び反射率をもつ光束分離面４が形成され、部
材３２ａと３２ｃとの接合面には、偏光分離面４０が形
成される。また、部材３２ｃの第２の面３５は、円筒面
状に製作される。さらに、部材３２ａの、発光素子１か
らの光束が入射する面には、回折格子３が設けられる。

【００５６】ここで、図７の（ｂ）を参照して偏光分離
面４０の動作を説明する。偏光分離面４０は、この面に
所定の角度で入射した光束の偏光成分のうち、図の紙面
に垂直な偏光成分すなわちｘ方向の偏光成分は偏光分離
面を透過できずに反射され、これと垂直な方向の偏光成
分すなわちｚ方向の偏光成分は透過させる機能を持つも
ので、例えば誘電体の多層薄膜などで構成される。

【００５７】図７の（ａ）に戻り、直線偏光光源である
発光素子１は、その発射する光束の偏光方向が図のｘ−
ｙ平面に対して略４５度をなすように、サブマウント３
９を介して受光素子３８に取付けられる。発光素子１か
ら発射した光束１００は、回折格子３に入射して主光束
と２個の副光束とに分割され、それぞれ光束分離面４に
入射する。

【００５８】光束分離面４は所定の透過率および反射率
を有しているので、入射した光束の一部分は反射されて
図のｙ軸の負の方向に進み、ビームスプリッタ３２の斜
面３３で反射されて受光素子３８に入射する。この光束
を検出した信号は、前記第２の実施例と同様に発光素子
１の光出力を制御するためのモニタ信号として用いるこ
とができる。

【００５９】一方、光束分離面４に入射した光束のう
ち、光束分離面４を透過した光束は、ビームスプリッタ
３２を出射し、反射ミラー６を経て対物レンズ７により
光磁気ディスク３０に照射される。光磁気ディスク３０
からの反射光は、対物レンズ７、反射ミラー６を経てビ
ームスプリッタ３２に入射し、光束分離面４で図のｙ方
向に反射され、偏光分離面４０に入射する。

【００６０】図７の（ｂ）に示すように、偏光分離面４
０に入射した光束１０４のうち、紙面に垂直な偏光成分
１０５は、図のｚ軸の負の方向に反射されて受光素子３
８に入射し、これと垂直な偏光成分１０６は、偏光分離
面４０を透過した後、面３５でｚ軸の負の方向に反射さ
れ、再び偏光分離面４０を透過して受光素子３８に入射
する。

【００６１】このとき、面３５の形状は円筒面であるた
め、面３５で反射して受光素子３８に入射する光束１０
６には非点収差が与えられる。したがって、上記第１、
第２の実施例と同様に非点収差法によるフォーカス誤差
検出を行うことができる。

【００６２】光磁気ディスク３０に記録された光磁気信
号は、以下のようにして検出される。発光素子１は、そ
の発射する光束の偏光方向が、図のｘ−ｙ平面に対して
略４５度をなすように設置されているので、発光素子１
を発射して上述の経路を経て偏光分離面４０に到達した
光束の偏光方向は、偏光分離面４０を透過する偏光方向
に対して略４５度方向となる。

【００６３】光磁気ディスク３０に信号が記録されてい
ると、その信号に応じて反射光の偏光方向がカー効果に
より±０．５度程度回転するので、偏光分離面４０を透
過した光束１０６の光強度と、反射した光束１０５の光
強度は記録された信号に応じて互いに逆位相で変化す
る。従って、光束１０５の光強度と光束１０６の光強度
との差信号を検出することにより、差動法による光磁気
信号の検出が可能である。

【００６４】図８は、図７の（ａ）における受光素子３
８の平面の一部を拡大して示す平面図である。図８中の
破線は、図７の（ａ）のビームスプリッタ３２の外形を
示す。図８において、受光素子３８には、図７の（ｂ）
における偏光分離面４０からの光束が入射する位置に、
９個の受光領域３８ａ〜３８ｉが形成され、さらに、反
射面３３からの光束が入射する位置に受光領域３８ｊが
形成される。

【００６５】図７の（ａ）の光磁気ディスク３０上に
は、回折格子３により分割された主光束と２個の副光束
により、３個の光スポットが照射されるが、これらの光
スポットに対応した３個の反射光束は、それぞれ偏光分
離面４０によって互いに直交する２個の偏光成分に分離
され、合計６本の光束となって受光素子３８に入射す
る。

【００６６】偏光分離面４０を透過して面３５で反射
し、再び偏光分離面４０を透過した３本の光束は、主光
束１１１が４個の受光領域３８ａ〜３８ｄの略中央に入
射し、副光束１１２、１１３はそれぞれ受光領域３８
ｅ、３８ｆに入射する。また、偏光分離面４０を反射し
た３本の光束は、主光束１１４が受光領域３８ｇに、副
光束がそれぞれ受光領域３８ｈ、３８ｉに入射する。

【００６７】これらの受光領域の信号を用いて、光磁気
信号、ピット信号、非点収差法によるフォーカス誤差信
号、および３スポット法によるトラッキング誤差信号を
それぞれ検出することができる。さらに、受光領域３８
ｊの信号より発光素子１の光強度に対応したモニタ信号
が得られる。

【００６８】図９は、図８の各受光領域から得られる信
号の信号処理回路を示すブロック図である。図９におい
て、受光領域３８ａ〜３８ｊの出力電流は、それぞれ図
９に示した結線に従い、Ｉ／Ｖ１３７〜１４２によって
電圧に変換される。Ｉ／Ｖ１３７とＩ／Ｖ１３８の出力
は、減算器１４３および加算器１４４に入力される。減
算器１４３の出力は、非点収差法によるフォーカス誤差
信号である。

【００６９】一方、加算器１４４の出力は、Ｉ／Ｖ１３
９の出力とともに減算器１４５および加算器１４６に入
力される。減算器１４５の出力は差動法による光磁気信
号であり、加算器１４６からは通常の光ディスクに記録
されたピット信号が得られる。

【００７０】また、Ｉ／Ｖ１４０とＩ／Ｖ１４１の出力
は、減算器１４７に入力され、減算器１４７より３スポ
ット法によるトラッキング誤差信号が得られる。さら
に、Ｉ／Ｖ１４２からは、発光素子の光出力に比例した
モニタ信号を得ることができる。なお、本実施例におい
てもトラッキング誤差検出方式として回折格子による副
光束を用いない方式を用いることが可能である。

【００７１】この場合は受光領域３８ｅ〜３８ｉ、Ｉ／
Ｖ１４０、Ｉ／Ｖ１４１ならびに減算器１４７は不要で
あり、トラッキング誤差信号はＩ／Ｖ１３７とＩ／Ｖ１
３８の出力を所定の信号処理回路に入力することにより
得られる。

【００７２】以上の構成により、光磁気ディスク用光学
ヘッドにおいて、発光素子を発射してディスクに向かう
光束に非点収差、コマ収差などの有害な収差を発生する
ことなく、かつ、ビームスプリッタの強度を確保するこ
とができる。

【００７３】また、発光素子と受光素子とビームスプリ
ッタとを一体構成とすることにより各素子の位置関係の
経時変化をなくし、かつ、光学系全体を小形化すること
ができる。さらに、発光素子の出力制御のためのモニタ
信号の検出機能を集積化することができる。

【００７４】なお本実施例において、ビームスプリッタ
３２の面３５を円筒面の形状とする代りに、ビームスプ
リッタ３２の光束分離面４を円筒面としてもよい。ま
た、偏光分離面４０を円筒面とすることもできる。さら
に、面３５または光束分離面４をまたは偏光分離面４０
を円筒面とする代りに、反射光束に非点収差を発生する
ような他の面形状、例えばトーリック面としてもよい。

【００７５】次に、図１０を参照して本発明の光学ヘッ
ドの第４の実施例を説明する。本実施例は、本発明の光
学ヘッドの実装方法として、光学ヘッドの主要部分を一
体化して気密封止した集積光学素子として、示したもの
である。

【００７６】図１０の（ａ）は本実施例の集積光学素子
の、一部分を破断して示す斜視図であり、図１０の
（ｂ）は、図１０の（ａ）におけるサブマウント９の１
つの具体例を示す平面図である。図１０の（ａ）の集積
光学素子４７において、サブマウント９上に取り付けら
れた発光素子１と、ビームスプリッタ２とを実装した受
光素子８は、ヒートシンク４２上に設置される。

【００７７】ヒートシンク４２は、ステム４１と一体に
形成されており、発光素子１に通電することによって発
生する熱は、サブマウント９、ヒートシンク４２を介し
てステム４１に放熱される。

【００７８】素子全体はキャップ４６により気密封止さ
れる。発光素子１を発射してビームスプリッタ２を通過
した光束は、キャップ４６に設けられたカバーガラス４
３を透過して集積光学素子４７の外部に発射され、対物
レンズによってディスクに集光される。ディスクからの
反射光束は、再びカバーガラス４３を透過してビームス
プリッタ２に入射し、受光素子８によって検出される。

【００７９】受光素子４５は、発光素子１からビームス
プリッタ２へ向かう光束と反対方向に発射される光束を
受光するものであり、発光素子１の光出力に比例したモ
ニタ信号を得ることができる。ただし、前記第２および
第３の実施例の受光素子は、モニタ用の受光領域を備え
ているので、これらの受光素子を本実施例の集積光学素
子４７に実装する場合は受光素子４５は必要ない。ま
た、受光素子４５を用いる代わりに、図１０の（ｂ）に
示すように、サブマウント９にモニタ用の受光素子５５
を半導体プロセスなどで形成することもできる。

【００８０】発光素子１、受光素子８、受光素子４５と
レーザ駆動回路、Ｉ／Ｖ等周辺回路との接続は、端子４
４を介しておこなう。端子４４と各素子の電極との接続
は、ワイヤボンディング等の方法によって行うことがで
きる。

【００８１】本実施例によれば、発光素子、受光素子、
ならびにビームスプリッタを一体化して集積光学素子と
することができる。これにより各素子の相互の位置関係
の経時変化を防止することができる。また、光学ヘッド
の製造工程において素子の取扱いを簡便に行うことがで
きるという利点がある。

【００８２】次に、図１１を参照して本発明の光学ヘッ
ドの第５の実施例を説明する。図１１は、本実施例の集
積光学素子の、一部分を破断して示す斜視図である。本
実施例は、本発明の光学ヘッドの第２の実装方法とし
て、前記第２の実施例の光学ヘッドの発光素子１、受光
素子２８、ならびにビームスプリッタ２２をパッケージ
５１に集積化した集積光学素子として、示したものであ
る。他の実施例の光学ヘッドについても同様に集積化が
可能である。

【００８３】図１１において、受光素子２８はリードフ
レーム５２に取り付けられる。発光素子１から発射した
光束は、ビームスプリッタ２２を透過して、光束出射窓
５３から出射し図示せざる対物レンズによってディスク
に集光される。ディスクからの反射光は、再び光束出射
窓５３を経てビームスプリッタ２２に入射し、受光素子
２８で検出される。光束出射窓５３には、ガラスまたは
透明な樹脂など光を透過する材料を用いる。あるいは、
パッケージ５１と光束出射窓５３とを透明樹脂で一体成
形しても良い。

【００８４】発光素子１および受光素子２８の電極は、
ワイヤボンディング等の方法で端子５４と接続され、こ
れらの端子により周辺回路との接続が行われる。

【００８５】本実施例によっても、発光素子、受光素
子、ならびにビームスプリッタを一体化して集積光学素
子とすることができる。これにより各素子の相互の位置
関係の経時変化を防止することができる。また、素子の
取扱いを簡便に行うことができるとともに、光学ヘッド
を小型、薄型化することができる。

【００８６】次に、図１２を参照して本発明の第６の実
施例を説明する。本実施例は、本発明にかかる光学ヘッ
ドを搭載した光ディスク再生装置の実施例を示したもの
である。

【００８７】図１２の（ａ）は、光ディスク再生装置６
８の構成を示す平面図である。また、図１２の（ｂ）
は、図１２の（ａ）において、矢印Ｆの方向から見た矢
視図である。ただし、図１２の（ｂ）には、シャフト６
２および６３、送りモータ６４および送りねじ６５は図
示していない。

【００８８】図１２において、先の第４の実施例に示し
た集積光学素子４７が、反射ミラー６、対物レンズ７、
並びにアクチュエータ６０と共に、光学ヘッドの筐体６
１に設置される。

【００８９】アクチュエータ６０は、先に第１の実施例
で述べたように、フォーカスアクチュエータとトラッキ
ングアクチュエータとを有しており、フォーカスおよび
トラッキング誤差信号に基づいて、対物レンズ７を光軸
方向およびディスクの半径方向に駆動する。

【００９０】対物レンズ７を駆動してフォーカスおよび
トラッキング制御を行なう代りに、集積光学素子４７、
反射ミラー６、対物レンズ７を一体駆動しても良い。
集積光学素子４７から発射されたレーザ光束は、反射ミ
ラー６で反射されて対物レンズ７によりディスク１０に
集光される。ディスク１０からの反射光は対物レンズ
７、反射ミラー６を経て集積光学素子４７に入射し、電
気信号に変換されて信号処理回路（図示せず）に入力さ
れる。信号処理回路は光ディスク再生装置６８の内部に
設置される。

【００９１】ディスク１０は、ディスクモータ６７に連
結されたターンテーブル６６上に装着され、所定の方向
に回転する。光ヘッドの筐体６１は、シャフト６２およ
び６３により支持され、送りモータ６４およびこれと連
結された送りねじ６５によって、ディスク１０の半径方
向に移動する。これにより、ディスク１０の任意の位置
に記録された信号の再生が可能である。

【００９２】本実施例では、先の第４の実施例に示した
集積光学素子４７を用いた場合について説明したが、第
５の実施例に示した集積光学素子を用いても良く、ま
た、本発明の光学ヘッドの発光素子、受光素子、および
ビームスプリッタを直接筐体６１に設置する構成として
も良い。

【００９３】さらに、先の本発明の第３の実施例に示し
た光学ヘッドを用いることにより、光磁気ディスク用の
記録再生装置を構成することができる。なお、光磁気デ
ィスクに記録を行なう場合は、光学ヘッドと共に、光磁
気ディスクに外部磁界を印加するための磁気ヘッドを用
いる。

【００９４】本実施例によれば、本発明にかかる光学ヘ
ッドを搭載することにより、小型、薄型の光ディスク再
生装置、光磁気ディスク記録再生装置を構成することが
できる。

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、光ディスクなどの光学
的情報記録媒体に対し情報信号の再生または記録再生を
行なう光学ヘッドにおいて、発光素子を発射してディス
クに向かう往路の光束に関しては、非点収差、コマ収差
などの不要な収差を発生することなく、かつ、ビームス
プリッタの強度を確保し製作や取扱が容易とすることが
できる。

【００９６】また、発光素子と受光素子とビームスプリ
ッタとを一体構成とすることにより各素子の位置関係の
経時変化をなくし、かつ光学系全体を小形化することが
できる。また、光磁気ディスクに記録された信号の再生
を行うことができる。さらに、光ディスク再生装置、光
磁気ディスク記録再生装置を小型化、薄型化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としての光学ヘッドの構
成を示す正面図および各部矢視図である。

【図２】図１の（ｂ）における受光素子の平面を一部拡
大して示した平面図である。

【図３】図２における受光領域からの信号の信号処理回
路を示すブロック図である。

【図４】本発明の第２の実施例としての光学ヘッドの構
成を示した正面図および各部矢視図である。

【図５】図４の（ｂ）における受光素子の平面を一部拡
大して示した平面図である。

【図６】図４に本発明の第２の実施例として示した光学
ヘッドに用いるレーザ出力制御装置の回路構成を示すブ
ロック図である。

【図７】本発明の第３の実施例としての光学ヘッドの構
成を示す斜視図および各部矢視図である。

【図８】図７における受光素子の平面を一部拡大して示
す平面図である。

【図９】図８における受光領域からの信号の信号処理回
路を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第４の実施例としての集積光学素子
の構成を示す分解斜視図である。

【図１１】本発明の第５の実施例としての集積光学素子
の構成を一部破断して示す斜視図である。

【図１２】本発明の第６の実施例としての光ディスク再
生装置の構成を示す平面図および各部矢視図である。

【図１３】従来の光学ヘッドの構成を示す分解斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…発光素子、２…ビームスプリッタ、３…回折格子、
４…光束分離面、５…反射面、７…対物レンズ、８…受
光素子、２２…ビームスプリッタ、２８…受光素子、３
２…ビームスプリッタ、３８…受光素子、４０…偏光分
離面、４７…集積光学素子、５１…パッケージ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光束を発射する発光素子と、該発
   光素子から発射された光束を光学式情報記録媒体上に集
   光させて照射するためのレンズと、受光素子と、前記光
   学式情報記録媒体からの反射光束が前記レンズを逆方向
   に通過して戻る経路としての、前記レンズと前記発光素
   子の間を結ぶ光路から、該反射光束を分離して前記受光
   素子へ導くための反射面（５）を備えたビームスプリッ
   タと、を少なくとも有する光学ヘッドにおいて、 前記ビームスプリッタと前記発光素子が、前記受光素子
   上に一体的に設置されたことを特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光学ヘッドにおいて、
   ビームスプリッタに備えられた前記反射面が、該反射面
   により反射して受光素子へ導かれた前記反射光束が、該
   受光素子面上に非点収差を発生させることのできる湾曲
   形状した反射面から成ることを特徴とする光学ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の光学ヘッドにお
   いて、前記ビームスプリッタは、前記発光素子から発射
   されて直接入射してくる光束の一部を反射して、前記発
   光素子出力のモニタ用に供するための反射面（２３）
   を、第２の反射面として備えたことを特徴とする光学ヘ
   ッド。
4. 【請求項４】 レーザ光束を発射する発光素子と、該発
   光素子から発射された光束を光学式情報記録媒体上に集
   光させて照射するためのレンズと、受光素子と、前記光
   学式情報記録媒体からの反射光束が前記レンズを逆方向
   に通過して戻る経路としての、前記レンズと前記発光素
   子の間を結ぶ光路から、該反射光束を分離して前記受光
   素子へ導くための反射面を備えたビームスプリッタと、
   を少なくとも有する光学ヘッドにおいて、 前記ビームスプリッタの備えた前記反射面は、前記反射
   光束が、第１及び第２の互いに直交する直線偏光成分を
   もつ第１及び第２の偏光光束から成るものとして、該第
   １の偏光光束（１０６）はこれを透過させ第２の偏光光
   束（１０５）は受光素子（３８）へ向けて反射させる偏
   光分離面としての第１の反射面（４０）と、該第１の反
   射面を透過した前記第１の偏光光束はこれを受光素子
   （３８）へ向けて反射させる第２の反射面（３５）と、
   から成り、 前記ビームスプリッタと前記発光素子が、前記第１の直
   線偏光光束と第２の直線偏光光束とを受光するための前
   記受光素子上に一体的に設置されたことを特徴とする光
   学ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の光学ヘッドにおいて、
   前記ビームスプリッタは、前記発光素子から発射されて
   直接入射してくる光束の一部を反射して、前記発光素子
   出力のモニタ用に供するための反射面（３３）を、第３
   の反射面として備えたことを特徴とする光学ヘッド。
6. 【請求項６】 レーザ光束を発射する発光素子と、該発
   光素子から発射された光束を光学式情報記録媒体上に集
   光させて照射するためのレンズと、受光素子と、前記光
   学式情報記録媒体からの反射光束が前記レンズを逆方向
   に通過して戻る経路としての、前記レンズと前記発光素
   子の間を結ぶ光路から、該反射光束を分離し反射面
   （５）を介して前記受光素子へ導くための、所定の透過
   率及び反射率を持つビームスプリッタ面（４）と、を少
   なくとも有する光学ヘッドにおいて、 前記発光素子から発射された直後の光束の持つ光軸と、
   前記ビームスプリッタ面（４）で分離された直後の光束
   の持つ光軸と、により規定される面が、前記受光素子
   （８）の受光面と平行である如く、各構成要素の位置決
   めをしたことを特徴とする光学ヘッド。
7. 【請求項７】 請求項１，２，３，４，５又は６に記載
   の光学ヘッドを搭載したことを特徴とする光ディスク再
   生装置。
8. 【請求項８】 請求項４又は５に記載の光学ヘッドを搭
   載したことを特徴とする光磁気ディスク記録再生装置。