JPH1031842A - 光路折曲げミラー及びこれを利用した光学ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 折曲げるべき光ビームにコマ収差が発生しな
いようにした、内面反射式の光路折曲げミラー，光学ピ
ックアップ及びこれを利用した光ディスク装置を提供す
ること。 【解決手段】 入射光ビームに対して傾斜した内面反射
面２３ｂと、入射光ビーム及び前記内面反射面で反射さ
れた光ビームに対して、それぞれ光透過面２３ａ，２３
ｃを備えた、成形樹脂でなる光路折曲げミラーであっ
て、前記成形樹脂内を透過する光ビームのスポットの全
ての領域に関して、その光路長がほぼ同じとなるよう
に、前記光透過面が設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミニディスク（Ｍ
Ｄ），光磁気ディスク（ＭＯ），相変化型ディスク，コ
ンパクトディスク（ＣＤ），ＣＤ−ＲＯＭ等（以下、
「光ディスク」という）の信号を記録及び／又は再生す
るための光学ピックアップ、及びこの光学ピックアップ
を備えた光ディスク装置に関し、特に光学ピックアップ
の発光素子カバーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク用の光学ピックアップ
は、例えば図６及び図７に示すように構成されている。
図６及び図７において、光学ピックアップ１は、光源と
しての半導体レーザ素子及び光検出器が一体化された受
発光装置２と、内面反射式光路折曲げミラー３と、立ち
上げミラー４及び対物レンズ５とを有している。

【０００３】ここで、上記光路折曲げミラー３は、反射
すべき光ビームを内部に導くための入射面３ａと、反射
面として作用する内面３ｂと、内面３ｂで反射された光
ビームを外部に向かって透過させる出射面３ｃを備えて
いる。さらに、上記光路折曲げミラー３は、図示の場
合、立ち上げミラー４を支持するための枠が一体に形成
されており、全体が樹脂による一体成形によって形成さ
れ、光学ベース６に対して取り付けられている。尚、上
記光路折曲げミラー３は、その入射面３ａに、内面３ｂ
による反射光ビームの外部への出射を阻止するために、
反射防止コーティングが施されている。

【０００４】このような構成の光学ピックアップ１にお
いては、受発光装置２の半導体レーザ素子からの光ビー
ムは、内面反射式光路折曲げミラー３の入射面３ａから
内部に入射した後、その内面３ｂで反射されて、出射面
３ｃから外部に出射し、さらに立ち上げミラー４によっ
て光ディスクＤの方向に光路を折曲げられて、対物レン
ズ５により光ディスクＤの信号記録面に照射される。そ
して、この信号記録面で反射された戻り光ビームは、対
物レンズ５，立ち上げミラー４から、再び光路折曲げミ
ラー３の内面３ｂで反射されて、受発光装置２の光検出
器の受光面で受光され、記録信号が検出されるようにな
っている。

【０００５】そして、正確な再生信号の検出のために、
受発光装置２の半導体レーザ素子からの光ビームが光デ
ィスクＤの信号記録面の正しい位置にスポットを形成し
て、正確な記録信号の再生が行われるために、上記対物
レンズ５が、所定のサーボ信号に基づいて微動されるよ
うになっている。この対物レンズ５のサーボとしては、
光ディスクＤの記録トラックに対して、光ディスクＤの
径方向に沿って対物レンズ５を微動させるトラッキング
サーボと、光軸に沿って光ディスクＤの信号記録面に接
近，離間させる方向に対物レンズ５を微動させるフォー
カシングサーボとが行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成の光ピックアップ１においては、上記光路折曲げミ
ラー３は、光学ベース６上に実装された受発光装置２か
ら上方に向かって垂直に進む光ビームを、水平方向に反
射させるように構成されている。他方、光路折曲げミラ
ー３は、その出射面３ｃが、成形時の型抜きを円滑に行
なうために、所謂型抜きテーパを有している。尚、上記
型抜きテーパは、図７において、上方に向かって左方に
傾斜するようになっており、反射面３ｂと同一の方向に
傾斜している。

【０００７】このような型抜きテーパは、出射面として
平面度が必要であることから、ある程度の精度を得るた
めには、十分なテーパ角をとらなければならない。従っ
て、上記出射面３ｃは、光ビームの光軸に対して垂直に
はならないので、この出射面３ｃを透過する光ビームは
そのスポット領域の位置に対応して微妙に光路長の違い
を生じて、コマ収差が生ずることになってしまうという
問題があった。

【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、折曲げるべき
光ビームにコマ収差が発生しないようにした、内面反射
式の光路折曲げミラー，光学ピックアップ及びこれを利
用した光ディスク装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、入射光ビームに対して傾斜した内面反射面と、入
射光ビーム及び前記内面反射面で反射された光ビームに
対して、それぞれ光透過面を備えた、成形樹脂でなる光
路折曲げミラーであって、前記成形樹脂内を透過する光
ビームのスポットの全ての領域に関して、その光路長が
ほぼ同じとなるように、前記光透過面が設定されてい
る、光路折曲げミラーにより、達成される。

【００１０】上記構成によれば、光源から出射した光ビ
ームは、光路折曲げミラーの一方の光透過面から内部に
入射して、その内面で反射された後、他方の光透過面か
ら出射して、光集束手段を介して、光ディスクの信号記
録面に集束する。ここで、光路折曲げミラーは、その入
射面となる一方の光透過面から出射面となる他方の光透
過面まで光ビームが通過する光路長が、この光ビームの
スポットのどの領域においても略一定である。このた
め、透過する光ビームにコマ収差が発生するようなこと
はなく、光ディスクの信号記録面に対して正確に所定の
スポットを形成することになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図５を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１２】図１は、本発明の実施形態に係る光学ピッ
クアップを組み込んだ光ディスク装置を示している。図
１において、光ディスク装置１０は、光ディスク１１を
回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１２
と、回転する光ディスク１１の信号記録面に対して光ビ
ームを照射して信号を記録し、この信号記録面からの戻
り光ビームにより記録信号を再生する光学ピックアップ
２０及びこれらを制御する制御部１３を備えている。こ
こで、制御部１３は、光ディスクコントローラ１４，信
号復調器１５，誤り訂正回路１６，インターフェイス１
７，ヘッドアクセス制御部１８及びサーボ回路１９を備
えている。

【００１３】光ディスクコントローラ１４は、スピンド
ルモータ１２を所定の回転数で駆動制御する。信号復調
器１５は、光学ピックアップ２０からの記録信号を復調
して誤り訂正し、インターフェイス１７を介して外部コ
ンピュータ等に送出する。これにより、外部コンピュー
タ等は、光ディスク１１に記録された信号を再生信号と
して受け取ることができるようになっている。

【００１４】ヘッドアクセス制御部１８は、光学ピック
アップ２０を例えば光ディスク１１上の所定の記録トラ
ックまでトラックジャンプ等により移動させる。サーボ
回路１９は、この移動された所定位置において、光学ピ
ックアップ２０の二軸アクチュエータに保持されている
対物レンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向
に移動させる。

【００１５】図２は、上記光ディスク装置１０に組み込
まれた光学ピックアップを示している。図２において、
光学ピックアップ２０は、それぞれ光学ベース２１上に
配設された、光源としての半導体レーザ素子及び光検出
器が一体に組み込まれた受発光装置２２（図３参照）
と、光路折曲げミラー２３と、立ち上げミラーとしての
平面ミラー２４及び光集束手段としての対物レンズ２５
と、対物レンズ２５を二軸方向に移動させるための二軸
アクチュエータ２６とから構成されている。

【００１６】ここで、上記対物レンズ２５を除く各光学
素子、即ち受発光装置２２，光路折曲げミラー２３，平
面ミラー２４は、図示しない手段によって、光ディスク
１１の半径方向に移動可能に支持された光学ベース２１
上に、それぞれ固定保持されている。

【００１７】ここで、上記受発光装置２２は、例えば図
３に示すように、構成されている。図３において、受発
光装置２２は、第一の半導体基板２２ａ上に光出力用の
第二の半導体基板２２ｂが載置され、この第二の半導体
基板２２ｂ上に発光素子としての半導体レーザ素子２２
ｃが搭載されている。半導体レーザ素子２２ｃの前方の
第一の半導体基板２２ａ上には、縦断面が台形形状のマ
イクロプリズム２２ｄが、その半透過面としての傾斜面
２２ｅを半導体レーザ素子２２ｃ側にして、設置されて
いる。ここで、上記マイクロプリズム２２ｄは、その傾
斜面２２ｅに、半透過膜（図示せず）が形成されてい
る。

【００１８】これにより、半導体レーザ素子２２ｃから
第二の半導体基板２２ｂの表面に沿って出射した光ビー
ムは、マイクロプリズム２２ｄの傾斜面にて反射され
て、上方に向かって進み、前述した光路折曲げミラー２
３，平面ミラー２４及び対物レンズ２５を介して、光デ
ィスク１１に達することになる。また、光ディスク１１
の信号記録面からの戻り光は、対物レンズ２５，平面ミ
ラー２４及び光路折曲げミラー２３を介して、マイクロ
プリズム２２ｄの傾斜面２２ｅを透過して、マイクロプ
リズム２２ｄの底面に達する。このマイクロプリズム２
２ｄの底面に達した戻り光は、一部がこの底面を透過す
ると共に、一部がこの底面で反射され、マイクロプリズ
ム２２ｄの上面に向かって進む。

【００１９】ここで、マイクロプリズム２２ｄの戻り光
入射位置の下部の第一の半導体基板２２ａ上には、第一
の光検出器２２ｆが形成されている。また、上記底面で
反射された戻り光は、マイクロプリズム２２ｄの上面に
て反射されて、再びマイクロプリズム２２ｄの底面に入
射される。そして、マイクロプリズム２２ｄの上面で反
射された戻り光の入射されるマイクロプリズム２２ｄの
底面部分の下部の第一の半導体基板２２ａには、第二の
光検出器２２ｇが形成されている。

【００２０】上記第一の光検出器２２ｆ，第二の光検出
器２２ｇは、それぞれ複数の受光部に分割されており、
各受光部の検出信号がそれぞれ独立して出力されるよう
になっている。尚、第二の半導体基板２２ｂ上には、半
導体レーザ素子２２ｃの出射側とは反対側に、第三の光
検出器２２ｈが備えられている。この第三の光検出器２
２ｈは、半導体レーザ素子２２ｃの発光強度をモニタす
るためのものである。

【００２１】上記半導体レーザ素子２２ｃは、半導体の
再結合発光を利用した発光素子であり、光源として使用
される。

【００２２】上記光路折曲げミラー２３は、受発光装置
の樹脂製カバーであって、図４及び図５に示すように、
半導体レーザ素子２２ｃから上方に向かう光ビームを内
部に導くための一方の光透過面である入射面２３ａと、
反射面として作用する内面２３ｂと、内面２３ｂで反射
された光ビームを外部に向かって透過させる他方の光透
過面としての出射面２３ｃを備えている。

【００２３】さらに、上記光路折曲げミラー２３は、図
示の場合、立ち上げミラー２４を支持するための枠が一
体に形成されており、全体が透明樹脂による一体成形に
よって形成されると共に、光学ベース２１上の所定位置
に載置されることにより、反射面としての内面２３ａが
所定位置に位置決めされるようになっている。ここで、
上記光路折曲げミラー２３は、入射面２３ａが水平に、
即ち半導体レーザ素子２２ｃからの光ビームに対して垂
直に配設されていると共に、例えば内面２３ｂの外側面
には、蒸着膜（図示せず）が形成されることにより、内
面２３ｂが内側にて反射面として作用するように構成さ
れている。

【００２４】平面ミラー２４は、光学ベース２１上に
て、斜め４５度に配設されたミラーであって、光路折曲
げミラー２３からのほぼ水平方向に進む光ビームを垂直
方向上方に向かって反射させるようになっている。

【００２５】上記対物レンズ２５は、凸レンズであっ
て、平面ミラー２４からの光を、回転駆動される光ディ
スク１１の信号記録面の所望のトラック上に集束させ
る。

【００２６】ここで、対物レンズ２５は、図２に示す二
軸アクチュエータ２６により、二軸方向即ちフォーカシ
ング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持されて
いる。二軸アクチュエータ２６は、光学ベース２１に対
してスキュー調整された状態で取り付けられる固定部２
６ａと、固定部２６ａに対して互いに平行な左右二対の
弾性支持部材２６ｂにより二軸方向に移動可能に支持さ
れた可動部２６ｃと、可動部２６ｃに取り付けられたフ
ォーカス用コイル２６ｄと、トラッキング用コイル２６
ｅと、を備えている。

【００２７】これに対して、光学ベース２１上には、上
記フォーカス用コイル２６ｄ及びトラッキング用コイル
２６ｅを挟んで、互いに対向するように配設されたヨー
ク２６ｆと、その内側に取り付けられたマグネット２６
ｇが備えられている。

【００２８】これにより、フォーカス用コイル２６ｄに
対して駆動電流が流れると、フォーカス用コイル２６ｄ
に発生する磁界と、マグネット２６ｇ及びヨーク２６ｆ
を流れる磁束との相互作用によって、可動部２６ｃがフ
ォーカス方向に駆動される。また、トラッキング用コイ
ル２６ｅに対して駆動電流が流れると、トラッキング用
コイル２６ｅに発生する磁界が、マグネット２６ｇ及び
ヨーク２６ｆを流れる磁束との相互作用によって、可動
部２６ｃがトラッキング方向に駆動される。かくして、
可動部２６ｃに保持された対物レンズ２５が二軸方向に
関して駆動制御されることになる。

【００２９】上記光路折曲げミラー２３は、その出射面
２３ｃが、図５に示すように、成形時の型抜きを円滑に
行なうために、上方に向かって右方に傾斜した型抜きテ
ーパを備えており、そのテーパ角θ１が、例えば６度に
選定されている。さらに、光路折曲げミラー２３は、上
記出射面２３ｃに入射する反射光ビームの光軸が、出射
面２３ｃに対して垂直になるように、即ち光学ベース２
１に対して傾斜角θ２だけ傾斜するように、反射面とし
ての内面２３ｂが、即ち内面２３ｂによる反射前後の光
ビームのなす角度が鋭角となるように、４５度よりやや
小さい傾斜角を有している。すなわち、出射面２３ｃ
は、内面２３ｂの傾斜と反対の方向に僅かに傾斜させて
いる。このため、入射面２３ａから入り、内面２３ｃ、
出射面２３ｃと透過する光ビームのスポットの全領域で
光路長がほぼ一致するようにされている。ここで、内面
２３ｂは、その外側面に蒸着膜（図示せず）が形成され
ることにより、反射膜として作用するように構成されて
いるが、その傾斜角が入射光に対する臨界角以下である
場合には、蒸着膜が備えられていなくてもよい。

【００３０】本実施形態による光学ピックアップ２０を
組み込んだ光ディスク装置１０は、以上のように構成さ
れており、次のように動作する。先づ、光ディスク装置
１０のスピンドルモータ１２が回転することにより、光
ディスク１１が回転駆動される。そして、光学ピックア
ップ２０が、光ディスク１１の半径方向に移動されるこ
とにより、対物レンズ２５の光軸が、光ディスク１１の
所望のトラック位置まで移動されることにより、アクセ
スが行なわれる。

【００３１】この状態にて、光学ピックアップ２０に
て、受発光装置２２の半導体レーザ素子２２ｃからの光
ビームは、光路折曲げミラー２３の入射面２３ａから内
部に入射し、その内面２３ｂにて内面反射することによ
り、光路が折曲げられて、その出射面２３ｃから出射し
た後、平面ミラー２４で光ディスク１１に向かって反射
され、対物レンズ２５を介して、光ディスク１１の信号
記録面に集束される。光ディスク１１からの戻り光は、
再び対物レンズ２５，平面ミラー２４及び光路折曲げミ
ラー２３を介して、受発光装置２２に入射する。そし
て、受発光装置２２の台形プリズム２２ｄ内に入射した
光ビームは、光検出器２２ｆ，２２ｇに集束する。これ
により、光検出器２２ｆ，２２ｇの検出信号に基づい
て、光ディスク１１の信号が再生される。

【００３２】その際、信号復調器１５は、光検出器２２
ｆ，２２ｇからの検出信号により、トラッキングエラー
信号及びフォーカシングエラー信号を検出する。そし
て、サーボ回路１９は、光ディスクドライブコントロー
ラ１４を介して、フォーカス用コイル２６ｄ及びトラッ
キング用コイル２６ｅへの駆動電流をサーボ制御する。
即ち、フォーカス用コイル２６ｄに発生する磁界が、マ
グネット２６ｇ及びヨーク２６ｆによる磁界と作用する
ことにより、可動部２６ｃが、フォーカシング方向に移
動調整され、フォーカシングが行なわれる。また、トラ
ッキング用コイル２６ｅに発生する磁界が、マグネット
２６ｇ及びヨーク２６ｆによる磁界と作用することによ
り、可動部２６ｃが、トラッキング方向に移動調整され
て、トラッキングが行なわれる。

【００３３】ここで、受発光装置２２の半導体レーザ素
子２２ｃからの光ビームは、光路折曲げミラー２３内に
入射して出射するまでの間に、その内面２３ｂによって
鋭角に反射されることにより、水平方向に関して少しだ
け、例えば６度の傾斜角θ２だけ傾斜することになる。
他方、光路折曲げミラー２３の出射面２３ｃは、成形時
の型抜きテーパを有しているので、テーパ角θ１、例え
ば６度だけ傾斜している。

【００３４】従って、折曲げミラー２３において、入射
面２３ａ、内面２３ｂ、出射面２３ｃと透過する光ビー
ムはそのスポットの全領域において、ほぼ同じ光路長と
なるから、コマ収差を生ずることはない。かくして、光
ディスク１１の信号記録面に対して、正確にスポットが
形成されることになり、光ディスク１１の信号の再生が
正しく行われることになる。尚、光ディスク１１からの
戻り光ビームに関しても、同様に光路折曲げミラー２３
の出射面２３ｃから内面２３ｂでの反射後入射面２３ａ
から出射するまでに、コマ収差が発生するようなことは
ない。

【００３５】ここで、光路折曲げミラー２３は、樹脂に
より成形されるので、上述した型抜きテーパ角を有する
出射面２３ｃが、透過させる光ビームの光軸に垂直にな
るように、出射面２３ｃ及び内面２３ｂの傾斜角度を適
宜に選定することによって、容易に且つ低コストで形成
されることになる。この場合、出射面２３ｃは、例えば
６度の十分に大きい型抜きテーパ角を有しているので、
その高精度の平面度が得られることになる。

【００３６】さらに、光路折曲げミラー２３は、図５に
示すように、その反射面としての内面２３ｂが、半導体
レーザ素子２２ｃからの光ビームを鋭角に反射させるよ
うに、４５度より小さく傾斜角を有している場合には、
内面２３ｂの位置を高くすることができるので、内面２
３ｂによる光ビームの反射光が少なくなる。従って、入
射面２３ａの反射防止コーティングを施す必要がなく、
より一層コストが低減されることになる。また、内面２
３ｂの位置が高いことにより、内面２３ｂの反射位置か
ら平面ミラー２４までの距離が短くできることになり、
全体が小型に構成されることになる。

【００３７】上記実施形態による光ディスク装置１０及
び光学ピックアップ２０においては、二軸アクチュエー
タ２６として、弾性支持部材２６ｂを備えた構成のもの
が示されているが、これに限らず、軸摺回動式の二軸ア
クチュエータであってもよいことは明らかである。

【００３８】また、上記実施形態による光ディスク装置
１０及び光学ピックアップ２０においては、光源とし
て、半導体レーザ素子及び光検出器が一体に構成された
受発光装置２２が使用されているが、これに限らず、光
源と光検出器が別体に構成されていてもよいことは明ら
かである。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、折
曲げるべき光ビームにコマ収差が発生しないようにし
た、光路折曲げミラー，光学ピックアップ及びこれを利
用した光ディスク装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップを組み込んだ光
ディスク装置の一実施形態の全体構成を示すブロック図
である。

【図２】図１の光ディスク装置における光学ピックアッ
プの構成を示す斜視図である。

【図３】図２の光学ピックアップにおける受発光装置の
拡大斜視図である。

【図４】図２の光学ピックアップにおける光路折曲げミ
ラーを含む要部の平面図である。

【図５】図４の要部を示す断面図である。

【図６】従来の光学ピックアップの一例における要部を
示す平面図である。

【図７】図６の光学ピックアップにおける要部を示す断
面図である。

【符号の簡単な説明】

１０・・・光ディスク装置、１１・・・光ディスク、１
２・・・スピンドルモータ、１３・・・制御部、１４・
・・光ディスクトライブコントローラ、１５・・・信号
復調器、１６・・・誤り訂正回路、１７・・・インター
フェイス、１８・・・ヘッドアクセス制御部、２０・・
・光学ピックアップ、２１・・・光学ベース、２２・・
・受発光装置、２３・・・光路折曲げミラー、２３ａ・
・・入射面、２３ｂ・・・内面（反射面）、２３ｃ・・
・出射面（テーパ面）、２４・・・プリズムミラー、２
５・・・対物レンズ、２６・・・二軸アクチュエータ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光ビームに対して傾斜した内面反射
   面と、入射光ビーム及び前記内面反射面で反射された光
   ビームに対して、それぞれ光透過面を備えた、成形樹脂
   でなる光路折曲げミラーであって、 前記成形樹脂内を透過する光ビームのスポットの全ての
   領域に関して、その光路長がほぼ同じとなるように、前
   記光透過面が設定されていることを特徴とする光路折曲
   げミラー。
2. 【請求項２】 前記光透過面を形成するときの型抜きテ
   ーパの傾斜角度が、ほぼ６度であることを特徴とする請
   求項１に記載の光学ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記内面反射面による反射前後の光ビー
   ムのなす角度が鋭角であることを特徴とする請求項１に
   記載の光学ピックアップ。
4. 【請求項４】 光ビームを出射する光源と、 この光源から出射された光ビームを回転駆動される光デ
   ィスクの信号記録面上に集束させる光集束手段と、 前記光源と光集束手段との間に配設された光分離手段
   と、 この光分離手段で分離された光ディスクの信号記録面か
   らの戻り光ビームを受光する受光部を有する光検出器
   と、 前記光源からの光ビームに対して傾斜した内面反射面
   と、入射光ビーム及び前記内面反射面で反射された光ビ
   ームに対して、それぞれ光透過面を備えた、成形樹脂で
   なる光路折曲げミラーとを有し、 この光路折曲げミラーは、 前記成形樹脂内を透過する光ビームのスポットの全ての
   領域に関して、その光路長がほぼ同じとなるように、前
   記光透過面が設定されていることを特徴とする光学ピッ
   クアップ。
5. 【請求項５】 光源から出射した光ビームを光ディスク
   の信号記録面上に集束する光集束手段と、 光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームを受光する
   受光部を有する光検出手段と、 前記光集束手段を移動可能な対物レンズ駆動手段と、 前記光検出手段の受光部からの信号に基づいて、サーボ
   信号を得る演算部と、 このサーボ信号に基づいて、前記対物レンズ駆動手段に
   駆動電流を供給するサーボ手段と、 前記光源からの光ビームに対して傾斜した内面反射面
   と、入射光ビーム及び前記内面反射面で反射された光ビ
   ームに対して、それぞれ光透過面を備えた、成形樹脂で
   なる光路折曲げミラーとを有し、 この光路折曲げミラーは、 前記成形樹脂内を透過する光ビームのスポットの全ての
   領域に関して、その光路長がほぼ同じとなるように、前
   記光透過面が設定されていることを特徴とする光ディス
   ク装置。