KR0120573Y1 - 광학 헤드 장치 - Google Patents

Abstract

반도체 기판에 설치된 광 검출 소자와 광 빔 발생 소자를 포함해서 형성된 발광 수광부, 제 1광 반사부, 제 2광 반사부 및 유한 배율 대물렌즈가 공통의 지지 부재로 지지되어 이루어지는 가동 광학계와,

상기 가동 광학계를 상기 유한 배율 대물렌즈의 광축을 따르는 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 변위시키는 구동 기구를 포함하는 광학헤드 장치로서,

상기 발광 수광부에서 광 빔 발생 소자가 발한 광 빔을 상기 제 1 광 반사부에서 반사시켜서 그 진행 방향을 변경하고, 또한 상기 제 2 광 반사부에서 반사시켜서 그 진로 방향을 재차 변경한 다음, 상기 유한 배율 대물렌즈로 집광 해서 기록 매체로 향하게 하고, 또, 상기 기록 매체로부터의 광 빔을 상기 유한 배율 대물렌즈를 통과시키며 상기 제 2 광 반사부에서 반사시켜서 그 진행 방향을 변경하고 다시 상기 제 1 광 반사부에서 반사시켜서 그 진로 방향을 재차 변경한 다음, 상기 발광 수광부에서 광 검출 소자에 입사시키는 것을 특징으로 한다.

Description

광학 헤드 장치

본 고안은 광 빔을 기록 매체에 입사시키고 기록 매체로부터의 광 빔을 받아서 광 검출부에 도입하고, 광 검출부로부터 기록 매체에 기록된 정보의 판독 출력을 얻음과 동시에 기록 매체에 입사하는 광 빔에 대한 포커스 제어 및 트래킹 제어를 행하는 광학 헤드 장치에 관한 것이다.

본 고안은 레이저 광 빔과 같은 광 빔을 광 디스크 등의 기록 매체에 입사시켜 기록 매체로부터의 광 빔을 받아서 광 검출부에 의해 검출하며, 광 검출부에서 기록 매체로부터의 광 빔에 따른 검출 출력을 얻을 뿐만 아니라 기록 매체에 입사하는 광 빔에 대한 포커스 제어 및 트래킹 제어를 행하는 광학 헤드 장치에 관한것으로서, 반도체 기판에 설치된 광 검출 소자와 광 빔 발생 소자를 포함하는 발광 수광부, 제 1 의 광 반사부, 제 2 의 광 반사부 및 유한 배율 대물렌즈를 공통의 지지 부재에 의해 지지하여 구성하는 가동 광학계를 형성하며, 구동 기구에 의해서 가동 광학계를 유한 배율 대물렌즈의 광축을 따르는 방향 및 이에 직교하는 방향으로 변위시키므로, 광 빔 발생 소자가 발생한 광 빔을 제 1 의 광 반사부 및 제 2 의 광 반사부의 각각으로 반사시켜 그 진행 방향을 변경한 다음, 유한 배율 대물렌즈에 의해 집속 상태로 하여 기록 매체에 향하게 하고, 또 기록 매체로부터의 광빔을 유한 배율 대물렌즈를 통과시켜, 제 2 의 광 반사부 및 제 1 의 광 반사부의 각각으로 반사시켜 그 진로 방향을 변경한 다음, 광 검출 소자에 입사시키도록 함으로서 전체의 치수, 특히 유한 배율 대물렌즈의 광축 방향의 치수로 되는 두께 치수를 매우 작게 할 수 있고 소형화 및 박형화가 충분히 이루어지고, 게다가 광 빔의 광축 조정을 용이하게 할 수 있으며 또한, 기록 매체에 입사하는 광 빔에 대한 포커스 제어와 트래킹 제어를 적절하게 행할 수 있게 한 것이다.

기록 매체로서의 광 디스크로부터 기록 정보를 재생하는 광학식 디스크 플레이어에는 광 디스크에 레이저 광 빔을 입사시켜서 광 디스크에 기록된 정보의 판독을 행하는 광학 헤드 장치가 설치된다. 이같은 광학 헤드 장치는 레이저 광 빔을 발생하며 상기 광빔을 광 디스크에 형성된 매우 좁은 기록 트랙상에 적정한 집속상태로 입사시켜서, 정확하게 기록 트랙을 따라가게 하고 또한, 광 디스크의 기록 트랙으로부터의 반사 레이저 광 빔을 광 검출기로 정확하게 안내하는 것이 요구 된다. 상기 요구사항을 만족하기 위하여, 헤드 장치는 반도체 레이저 소자, 광 디스크에 대향 시켜지는 대물렌즈, 기타의 렌즈, 거울 또는 프리즘, 광 검출기 등을 포함하는 여러가지의 광학 소자들을 정밀하게 배치시키는 동시에, 이들의 전체가 대물렌즈의 광축을 따르는 방향 및 이와 직교하는 방향으로 변위 가능하게 지지시켜서 구성된다. 이 때문에 통상의 광학 헤드 장치는 비교적 넓은 광학 소자 배치 공간을 요하며, 또, 각각의 광학소자에 대한 번거로운 조정 작업을 필요로 하기 쉽다.

이와 같은 관점에서 상술한 광학 헤드 장치의 불편을 해소하는 광학 헤드 장치로서, 반도체 기판에 광 검출기가 형성되고 그 반도체 기판상에 반도체 레이저 소자와, 반도체 레이저 소자에 의해 발생된 레이저 광이 광 디스크에 입사되도록 외부로 인도하고 또한, 광 디스크로 부터의 반사 레이저 광을 검출기로 도입하는 프리즘이 배치되어 구성되는 집적형의 발광 수광부를 갖춘 광학 헤드 장치가 본원 출원인에 의해 이미 제안되어 있다(특개소 62-283430호 공보).

이같은 접적형의 발광 수광부를 갖춘 광학 헤드 장치는 집적형의 발광 수광부와 1 개의 거울 및 대물렌즈가 공통의 지지 부재에 의해 지지된다. 그리고, 발광 수광부에 있는 반도체 레이저 소자로부터 나오며 프리즘에 의해 외부로 도출된 레이저 광 빔이 대물렌즈의 광축상에 배치된 거울에 의해 반사되어져서 대물렌즈로 향하게 되며 대물렌즈를 통해서 광 디스크에 입사되어진다. 또 광 디스크로부터의 반사 레이저 광 빔이 대물렌즈에 의해 받아들여져 대물렌즈를 거친 후 거울에 의해 반사되어져서 발광 수광부에 있는 프리즘에 입사되어, 프리즘에 의해서 광 검출기로 인도된다. 이와같이 집적형의 발광 수광부와 1 개의 거울과 대물렌즈를 지지하는 지지 부재는 구동 기구부에 부착되며, 구동 기구부에 의해서 대물렌즈의 광축을 따르는 방향 및 이와 직교하는 방향으로 변위 되어져서 이것에 의해 대물렌즈를 거쳐서 광 디스크에 입사되어지는 레이저 광 빔에 대한 포커스 제어 및 트래킹 제어가 행해진다.

이와 같이 상기 제안된 광학 헤드 장치는 발광 수광부가 집적화 되며, 또, 레이저 광 빔을 광 디스크에 입사시킴과 동시에 광 디스크로부터의 반사 레이저 광 빔을 받는 광학계가 공통의 지지 부재에 의해서 지지된 발광 수광부, 1 개의 거울 및 대물렌즈로 구성 되기 때문에 필요로 되는 광학 소자 배치 공간을 비교적 적게 차지하며 또, 조정 작업이 필요한 부분도 소수로 줄어든다.

그러나, 상술한 집적형의 발광 수광부를 갖춘 광학 헤드 장치에 있어서 발광 수광부와 대물렌즈의 사이에 형성되는 광로는 거울에 의해 1 회만 방향이 변화되어지기 때문에 발광 수광부는 길이 방향을 대물렌즈의 광축을 따라서 배치되어야 하고, 또, 대물렌즈의 개구수를 충분히 많게 해야되는 발광 수광부로부터 대물 렌즈까지의 광로 거리가 비교적 길게 되어지는 경우에서는, 대물렌즈의 광축상에 배치되는 거울과 대물렌즈의 사이의 간격이 비교적 크게되며, 장치에 대한 대물렌즈의 광축을 따르는 방향의 치수로 되는 두께 치수가 작게 되지 않으며 따라서 장치의 박형화가 충분히 이루어지지 못하는 경우가 생긴다. 또한, 레이저 광 빔의 광로조정은 예를 들면 거울의 조정에 의해 되며 조정 장소가 적은 반면 조정의 자유도는 과대해져 정확한 광로 조정을 행하기가 용이하지 않다.

이같은 점을 감안하여 본 고안은 집적형의 발광 수광부, 거울 및 대물렌즈를 포함하여 구성되는 광학계를 사용하여, 광 빔을 기록 매체에 입사시키며, 기록 매체로부터 광 빔을 받아서 광검출부에 위해 검출하고, 광 검출부에 대한 기록매체로 부터의 광 빔에 따라서 검출 출력을 얻음과 동시에 기록 매체에 입사하는 광 빔에 대한 포커스 제어 및 트래킹 제어를 행하는 것이며, 전체의 치수 특히, 두께 치수를 매우 작게 할 수 있으며 소형화 및 박형화가 충분히 이루어지고 또한 광 빔의 광로 조정을 용이하게 행할 수 있고, 더욱이 기록 매체에 입사하는 광 빔에 대한 포커스 제어와 트래킹 제어를 적합하게 행할 수 있도록한 광학 헤드 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술의 목적을 달성하도록 본 고안에 관한 광학 헤드 장치는, 반도체 기판에 설치된 광 검출 소자와 광 빔 발생 소자를 포함하여 형성된 발광 수광부, 제 1의 광 반사부, 제 2 의 광 반사부 및 유한 배율 대물렌즈가 공통의 지지 부재에 의해 지지되어 이루어지는 가동 광학계와, 가동 광학계를 유한 배율 대물렌즈의 광축을 따르는 제 1 의 방향 및 이와 직교하는 제 2 의 방향으로 변위시키는 구동 기구를 포함하며, 가동 광학계에서 발광 수광부의 광 빔 발생 소자가 발생하는 광 빔을 제 1 의 광 반사부에서 반사시켜 그 진행 방향을 변경하고, 또한, 제 2 의 광 반사부에서 반사시켜 그 진로 방향을 재차 변경한 다음, 유한 배율 대물렌즈에 의해 집속상태로 해서 기록 매체로 향하게 하며, 또 기록 매체로부터의 광 빔을 유한 배율 대물렌즈로 받아서 이를 통과시켜, 제 2 의 반사부에서 반사 시켜 그 진행 방향을 변경하며, 또한, 제 1 의 광 반사부에서 반사시켜 그 진로 방향을 재차 변경한 다음, 발광 수광부에서 광 검출 소자에 입사시킨다.

상술과 같이 본 고안을 따르는 광학 헤드 장치에 있어서 발광 수광부에서 광 빔 발생 소자로부터 발생된 광 빔이 제 1 및 제 2 의 광 반사부에 의해서 2 회 방향 변경이 되는 광로를 거쳐서 유한 배율 대물렌즈에 입사되어지며, 또 기록 매체로부터의 광 빔이 유한 배율 대물렌즈를 통과한 다음, 제 2 및 제 1 의 광 반사부에 의해서 2 회 방향 변경이 되는 광로를 거쳐서 발광 수광부에서 광 검출 소자로 인도된다. 그것에 의해 발광 수광부의 길이 방향이 유한 배율 대물렌즈의 광축에 직교하는 방향을 따라서 배치되고 또한, 유한 배율 대물렌즈의 개구수를 충분히 많게 해야만 되는 발광 수광부로부터 유한 배율 대물렌즈 까지의 광로 거리가 비교적 길게 되어지는 경우에 있어서도, 유한 배율 대물렌즈의 광축상에 배치되는 제 2 의 광 반사부와 유한 배율 대물렌즈 사이의 간격이 작게 되며, 가동 광학계에 있는 유한 배율 대물렌즈의 광축을 따르는 방향의 두께 치수는 작게 된다. 따라서, 본 장치는 소형화 및 슬림화가 충분히 이루어 질 수 있다.

또, 광 빔의 광로 조정이 용이해지며, 더욱이 상술과 같이 두께 치수가 작은 가동 광학계가 구동 기구에 의해 유한 배율 대물렌즈의 광축을 따르는 제 1 의 방향 및 이와 직교하는 제 2 의 방향으로 변위되어 기록 매체에 입사되어지는 광 빔에 대한 포커스 제어 및 트래킹 제어가 행하여져 그 결과 포커스 제어 및 트래킹 제어가 항상 적합하게 행해지는 것이다.

도 1 은 본 고안에 대한 광학 헤드 장치의 한 예의 요부를 도시하는 단면도.

도 2 는 본 고안에 대한 광학 헤드 장치의 한 예의 케이스내 구조를 도시하는 사시도.

도 3 은 도 2 에 도시되는 케이스내 구조의 분해 사시도.

도 4 는 본 고안에 대한 광학 헤드 장치의 한 예의 외관을 도시하는 사시도.

도 5 는 본 고안에 대한 광학 헤드 장치의 한 예에 쓰이는 발광 수광부를 도시하는 단면도.

도 6 은 도 5 에 도시되는 발광 수광부에서 얻어지는 검출 출력을 근거로 하는 포커스 에러 신호 형성을 설명하기 위한 구성도.

도 7 은 본 고안에 대한 광학 헤드 장치의 다른 예의 분해 사시도.

도 8 은 본 고안에 대한 광학 헤드 장치의 부가의 다른 예의 분해 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11:대물렌즈 20및 74:자기 요크 부재

21a및 21b및 79:가동 지지 부재 22,80및 80':지지 부재

23,71및 71':가동 광학계 24:구동 코일

27a,27b,77a및 77b:자석 34:집적 부품 기판

38,81a및 81b:포커스 제어 코일 39,82a및 82b:트래킹 제어 코일

42:패키지 43:발광 수광부

44및 45:거울 50:반도체 기판

51:제1의 광 검출기 52:제2의 광 검출기

53:반도체 레이저 소자 55:프리즘

[제 1 실시예]

도 1 내지 도 6 은 본 고안에 대한 광학 헤드 장치의 한 예를 도시한다.

본 예는 도 4 에 도시되는 바와 같은 외관을 가지며, 전체를 덮는 케이스(10)를 가지고 있다. 케이스(10)에는 그 상면에 투공(10a)이 형성되어 있으며, 케이스(10)에 수용된 유한 배율을 가지는 대물 렌즈(11)가 투공(10a)과 맞닿아 있다.

상기 실시예는 예를 들면, 디스크 플레이어에 조립되어져 사용되며 디스크 플레이어에 조립될 때는 도 4 에 도시하는 바와 같이 디스크 플레이어내에 배치된 가이드 부재(91,92)와 함께 이동 가능하게 결합된 가동 기초부(93)상에 부착된다. 가동 기초부(93)는 그것에 설치된 랙(93a)과 결합하는 피니언이 디스크 플레이어에 제공된 구동 수단으로 구동 되며, 가이드 부재(91,92)를 따라서, 디스크 플레이어에 장착된 광 디스크의 반경 방향으로 이동되어진다.

그리고, 본 예의 케이스 구조의 조립된 상태가 도 2 에 도시되며, 또, 분해된 상태는 도 3 에 도시된 바와 같이 지지 프레임부재로서 작용하는 자기 요크 부재(20), 유한 배율을 가지는 대물렌즈(11)를 포함하는 광학계 구성 요소를 지지하기 위해 한 쌍의 가동 지지부재(21a,21b)를 통해 자기 요크 부재(20)에 연결된 지지 부재(22)를 갖는 가동 광학계(23) 및 가동 광학계(23)의 지지 부재(22)를 둘러 싸며 장착된 구동 코일(24)을 내장하고 있다.

자기 요크 부재(20)에는 그 양쪽에 있는 상향 직립부(25a,25b)와 이들의 각각의 하부로부터 상향으로 구부려진 상향 직립부 (25a,25b)와 마주보는 판상부(26a,26b)가 설치되어 있으며, 직립부(25a)의 판상부 (26a)에 대향하는 면에는 자석(27a)이 부착되며, 또, 직립부 (25b)의 판상부 (26b)에 대향하는 면에는 자석(27b)이 부착되어 있다. 이들, 직립부(25a), 판상부(26a) 및 자석(27a)과 직립부(25b), 판상부(26b) 및 자석(27b)는 각각의 자계 형성부를 구성하고 있다.

또한, 자기 요크 부재(20)에는 가동 지지부재(21a)가 그 내측에 배치 되도록 가동 지지 부재(21a)의 부착 단부(29a)가 절단 조립부를 거쳐서 결합되어지는 지지 부재 부착부(28a) 및, 마찬가지로 자기 요크 부재(20)의 내측에 배치되는 가동 지지 부재(21b)의 부착 단부(29b)가 절단 조립부를 거쳐서 결합되어지는 지지 부재 부착부(28b)가 설치되어 있다. 가동 지지 부재 (21a)는 그 부착 단부(29a)에 대향하는 결합 단부(30a)를 가지며, 지지 부재 부착부 (28a)에 부착된 부착 단부(29a)를 제외한 그 이외의 부분이 도 2 및 도 3 에 있어서 화살표 X 로 도시되는 방향(X 방향) 및 화살표 Z 로 도시되는 방향 (Z 방향)으로 이동할 수 있게 되어 있다. 또, 가동 지지 부재(21b)는 그 부착 단부(29b)에 대향하는 결합 단부(30b)를 가지며 복수의 얇은 부분으로 형성된 힌지부(31b,32b)가 설치되어 있으며, 지지 부재 부착부(28b)에 부착된 부착 단부(29b)를 제외한 그 이외의 부분이 X 방향으로 및 Z 방향을 이동할 수 있게 되어 있다.

가동 광학계(23)에 있는 지지 부재(22)는 그 상면부에 대물렌즈(11)가 배치되고 상면부에는 대물렌즈(11)에 인접하게 투공이 형성 되어 있으며, 이같은 투공이 상면부에 배치된 집적 부품 기판(34)에 의해서 폐쇄되도록 되어 있다. 집적 부품 기판(34)으로부터 플렉시블 배선 접속 기판(35)이 연장되어 있다. 그리고, 지지 부재(22)는 대물렌즈(11) 이외의 각종 광학 부재를 집적 부품 기판(34)의 내면측에 장착된 것 또는 집적 부품 기판(34)으로부터 격리된 것으로서 그 내부에 수용하여 지지하고 있다.

또, 지지 부재(22)에 있는 1 쌍의 대향 단면부(36a,36b)에는 각각 결합부(37a,37b)가 형성되어 있으며, 지지 부재(22)의 결합부(37a)는 절단 조립부를 거쳐서 자기 요크 부재(20)의 내측에 배치된 가동 지지 부재(21a)의 결합 단부(30a)에 결합되어지며 또, 결합부(37b)는 절단 조립부를 거쳐서 자기 요크 부재(20)의 내측에 배치된 가동 지지 부재(21b)의 결합 단부(30b)에 결합되어져서 두단면부(36a,36b)간의 공간부분이 판상부(26a,26b)에 끼어져 자기 요크 부재(20)의 내측에 배치된다. 이것에 의해, 가동 광학계(23)가 자기 요크 부재(20)에 가동 지지 부재(21a,21b)를 거쳐서 자기 요크부재(20)에 부착된 상태를 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 지지 부재(22)로 지지된 대물렌즈(11)는 그 광축이 Z방향을 따르는 상태에 놓이게 된다.

또한, 구동 코일(24)은 직사각형 프레임에 모두 감긴 포커스 제어 코일(38) 및 포커스 제어 코일(38)의 1 쌍의 대향 측부의 각각에 2 개씩 고정된 트래킹 제어 코일(39)로 구성되며, 이와 같이 하여 자기 요크 부재(20)의 내측에 배치된 지지 부재(22)의 주위에 결합되어져서 자기 요크 부재(20)의 내측에 배치된다. 자기 요크 부재(20)의 내측에 배치된 구동 코일(24)에서 포커스 제어 코일(38)에 고정된 2개의 트래킹 제어 코일(39)의 각각의 대향 측부는 한쪽의 대향측부가 직립부(25a)에 고착된 자석(27a)과 판상부 (26a)의 사이에 배치되고 다른 쪽의 대향 단부는 직립부(25b)에 고착된 자석 (27b)과 판상부 (26b)의 사이에 배치시켜 자석(27a,27b)의 양 단부에 2 개의 트래킹 제어 코일(39)이 서로 대향하는 형태가 만들어진다.

포커스 제어 코일(28) 및 트래킹 제어 코일(39)은 자계 형성부를 구성하는 상향 직립부(25a)와 판상부(26a)와 자석(27a) 및 상향 직립부(25b)와 판상부(26b)와 자석(27b)과 함께 포커스 제어용 구동 기구 및 트래킹 제어용 구동 기구를 구성하고 있으며, 포커스 제어 코일 (38) 및 트래킹 제어 코일(39)은 가동 광학계(23)의 지지 부재(22)의 결합부(37b)에 부착된 플렉시블 접속 기판(40)을 통하여 포커스 제어 신호 및 트래킹 제어 신호를 공급받는다.

상술한 바와 같이 하여 제 2 도에 자기 요크부재(20)내에는 가동 지지 부재 (21a,21b), 대물렌즈(11)를 포함하여 광학계 구성 요소를 지지하는 지지 부재(22)를 구비하는 가동 광학계(23) 및 구동 코일(24)이 조립 부착되어 있고, 포커스 제어 코일(38)에 포커스 제어 신호가 공급되면, 포커스 제어 코일(38)은 상술의 자계 형성부에 의해 형성되는 자계에 놓이고 Z 방향 즉 대물렌즈(11)의 광축 방향을 전자력을 받는다. 따라서 포커스 제어 코일(38)이 결합되어진 지지 부재(22)의 전체가 가동 지지 부재(21a)에 있는 힌지부(31a) 및 가동 지지 부재(21b)에 있는 힌지부(31b)의 힌지 작용으로 Z방향으로 이동되어지며, 그 결과 대물렌즈(11)가 그 광축을 따르는 방향으로 포커스 제어 신호에 응신하여 변위된다. 또, 트래킹 제어 코일(39)에 트래킹 제어 신호가 공급되면 트래킹 제어 코일(39)은 상술의 자계 형성부에 의해형성되는 자계에 놓이고 X방향 즉, 대물렌즈(11)의 광축에 직교하는 방향의 전자력을 받는다. 이것에 의해 트래킹 제어 코일(39)이 포커스 제어 코일(38)을 거쳐서 결합되어진 지지 부재(22)의 전체는 가동 지지 부재(21a)에 있는 힌지부(32a) 및 가동 지지 부재(21b)에 있는 힌지부(32b)의 힌지 작용으로 X방향으로 이동되어지며, 그 결과, 대물렌즈(11)가 그 광축에 직교하는 방향으로 트래킹 제어 신호에 따라서 변위 되어진다.

가동 광학계(23)에 있어서의 지지 부재(22)의 내부에는 도 1 에 도시되는 바와 같이 지지 부재(22)의 상면부에 배치된 집적 부품 기판(34)의 내면에 패키지(42)에 수용된 발광 수광부(43)가 부착되어 배치되고 있으며, 또, 발광 수광부(43)의 아래쪽에 있어서의 대물렌즈(11)의 광축상에 거울(45)이 각각 지지 부재(22)로 지지되어 배치되고 있다. 거울 (44) 및 거울(45)의 양자 또는 거울(44)만은, 예컨대, 실리콘제 기판의 표면에 광 반사 코팅이 실시되어 형성된 것, 또는 실리콘제 기판상에 배치된 프리즘 거울을 형성하는 것으로 되어 있다.

지지 부재(22)에 대한 발광 수광부(43)의 부착 기준면과 지지 부재(22)에 대한 대물렌즈 (11)의 부착 기준면으 동일면(Pr)으로 되어 있으며, 따라서 발광 수광부 (43)의 부착 기준면에 대해서 대물렌즈 (11)의 광축 방향이 실질적으로 직교하는 것으로 되어 있는 것으로 된다.

패키지(42)에 수용된 발광 수광부(43)는 아래쪽의 거울(44)로 향하는 레이저광 빔을 내며, 발광 수광부(43)로 부터의 레이저 광 빔은 거울(44)에서 반사되며, 또한, 거울(45)에서 반사되어 윗쪽으로 향하게 되어 대물렌즈(11)에 입사되어진다. 그리고, 대물렌즈(11)에 입사되어진 레이저 광 빔은 대물렌즈(11)로 집광 상태로 되어서 광 디스크(D)에 입사하게 된다. 또, 광 디스크(D)로부터의 반사 레이저 광 빔이 대물렌즈(11)를 통해서 거울(45)에 입사되며, 거울 (45)에서 반사되고, 또한 거울(44)에서 반사되어서 위쪽으로 향하게 되어 패키지(42)에 수용된 발광 수광부(43)로 인도된다.

따라서, 지지 부재(22)의 내부에 있어선 발광 수광부(43)와 대물렌즈(11)의 사이에서는 레이저 광 빔은 거울 (44)과 거울(45)에 의해 방향이 2 회 변경되는 광로를 취하는 것으로 된다.

도 5에 도시되는 바와 같이 발광 수광부(43)를 수용해서 집적 부품 기판(3)의 내면에 부착되는 패키지(42)는 아래쪽으로 개구된 본체부(46)와 본체부(46)에 그 개구를 폐쇄하도록 고착된 유리판부(47)를 가지고 구성 되어 있으며, 발광 수광부(43)로부터의 레이저 광 빔은 유리판부(47)를 투과해서 거울(44)에 도달하며, 또, 거울 (44)에서 반사된 광 디스크(D)로부터의 레이저 광 빔이 유리판부(47)를 투과해서 발광 수광부(43)에 도달한다.

발광 수광부(43)는 예컨대 도 5 에 도시되는 바와 같이 반도체 기판(50)의 내부에 제 1 및 제 2 의 광 검출기(51,52)가 배열 형성됨과 더불어 반도체 기판(50)의 면에 반도체 레이저 소자(53)가 배치되며, 또한 반도체 기판(50)에 있는 반도체 레이저 소자(53)가 배치된 면이 보호막(54)으로 덮이며, 이와 같은 보호막(54)상의 제 1 및 데 2 광 검출기 (51,52)에 대응하는 위치에 프리즘(55)이 배치되어 구성되고 집적화된다. 프리즘(55)은 반도체 레이저 소자 (53)에 대향하는 면이 반도체 기판(50)에 있는 반도체 레이저 소자(53)가 배치된 면에 대해서 경사진 반투과 반사면(55a)을 형성하고 있다.

따라서, 반도체 레이저 소자(53)로부터 발광되는 레이저 광 빔이 프리즘(55)의 광 반투과 반사면(55a)으로 반사되어 패키지(42)의 유리판부(47)를 투과해서 거울 (44)로 향하며, 거울(44), 거울(45) 및 대물렌즈(11)를 통해서 광 디스크(D)에 입사되어진다. 그리고, 광 디스크(D)로부터의 반사 레이저 광 빔이 대물렌즈(11), 거울(45) 및 거울(44)을 통해서 되돌아가며, 프리즘(55)의 광 반투과 반사면(55a)을 투과 해서 프리즘(55) 내에 입사된다. 프리즘(55)내에 입사된 반사 레이저 광 빔은 그 일부분이 제 1 광 검출기(51)에 도달함과 더불어 다른 일부분이 프리즘내에서 반사되어서 제 2 광 검출기(52)에 도달한다. 그때, 반사 레이저 광 빔은 프리즘(55)내에 형성된다. 제 1 광 검출기(51)로부터 제 2 광 검출기(52)에 이르는 광로상에 집광점을 가지도록 설정되어 있다.

따라서, 제 1 및 제 2 광 검출기(51,52)의 각각으로 부터는 광 디스크(D)로 부터의 반사 레이저 광 빔에 따른 검출 출력 신호가 얻어지며, 그것들이 플렉시블 접속 기판(35)을 통해서 도출된다.

그리고, 이같은 제 1 및 제 2 광 검출기(51,52)로 부터의 검출 출력 신호에 기준해서, 재생 판독 신호, 트래킹 에러 신호, 포커스 에러 신호 등이 형성된다.

도 6 은 예컨대 포커스 에러 신호가 형성되는 구성을 도시한다. 이와 같은 구성에 있어서는 제 1 광 검출기(51)가 중앙 감광 소자(51a)와 이것을 사이에 끼우는 양측 감광 소자(51b,51c)가 동일면내에 배치되어 형성되며, 또, 제 2 광 검출기(52)가 중앙 감광 소자 (52a)와 이것을 사이에 끼우는 양측 감광 소자(52b,52c)가 동일면내에 배치되어 형성된다. 그리고, 제 1 및 제 2 광 검출기(51,52)의 각각의 위에 형성되는 반사 레이저 광 빔에 의한 스포트에 따라서 감광 소자(51a 내지 51c 및 52a 내지 52c)의 각각에서 검출 출력이 얻어지는데 감광 소자(51b 및 51c)의 각각으로부터의 검출 출력이 가산기(60)에서 가산 되어, 가산기(60)로부터의 가산 출력과, 감광 소자 (51a)로부터의 검출 출력의 감산기(61)에서 감산 되어서 감산기(61)로부터 감산 출력(Sa)이 도출되며, 또, 감광 소자(52b 및 52c)의 각각으로 부터의 검출 출력이 가산기(62)에서 가산되어, 가산기(62)로 부터의 가산출력과, 감광 소자(52a)로부터의 검출 출력이 감산기(63)에서 감산되어서 감산기(63)로부터 감산 출력(Sb)이 도출된다. 그리고, 감산 출력(Sa)과 감산 출력(Sb)이 다시 감산기(64)에서 감산되어서 감산기(64)로부터 감산 출력(Sc)이 얻어진다.

제 1 및 제 2 광 검출기(51 및 51)의 각각의 위에 스포트를 형성하는 반사 레이버 광 빔은 광 디스크 (D)에 입사하는 레이저 광 빔이 저스트(just) 포커스 상태에 있을 때, 프리즘(58)내에 형성되는 제 1 광 검출기(51)로 부터 제 2 광 검출기(52)에 이르는 광로상의 중간 위치에 집광점을 가지며, 또, 광 디스크 (D)에 입사하는 레이저 광 빔이 오버(over) 포커스 상태에 있을 때, 프리즘(52)내에 형성되는 제 1 광 검출기(51)로 부터 제 2 광 검출기(52)에 이르는 광로상의 중간 위치에서 제 1 광 검출기(51)측의 위치에 집광점을 가지며, 또한 광 디스크(D)에 입사하는 레이저 광 빔이 언더(under) 포커스 상태에 있을 때, 프리즘(55)내에 형성되는 제 1 광 검출기(51)로부터 제 2 광 검출기 (52)에 이르는 광로상의 중간 위치에서 제 2 광 검출기(52) 측의 위치에 집광점을 가진다. 이 때문에, 제 1 및 제 2 광 검출기(51 및 52)의 각각에 있어서의 스포트는 광 디스크(D)에 입사하는 레이저 광 빔이 저스트. 포커스 상태에 있을 때, 서로 동등한 치수를 가지며, 또, 광 디스크(D)에 입사하는 레이저 광 빔이 오버.포커스 상태에 있을 때, 제 1 의 광 검출기(51)에 있어서의 스포트가 저스트. 포커스 상태보다 작게 됨과 더불어 제 2 광 검출기(52)에 있어서의 스포트가 저스트. 포커스 상태보다 크게 되며, 또한 광 디스크(D)에 입사하는 레이저 광 빔에 언더 포커스 상태에 있을 때, 제 1 광 검출기(51)에 있어서의 스포트가 저스트. 포커스 상태보다 크게 됨과 더불어 제 2 광 검출기(52)에 있어서의 스포트는 저스트. 포커스 상태보다 작게 된다.

따라서, 상술한 감산 출력(Sa 및 Sb)은 각각 광 디스크(D)에 입사하는 레이저 광 빔의 광 디스크(D)에 있어서의 저스트 포커스 상태에 있을 때, 그 레벨을 영으로 하여, 오버 포커스 상태에 있을 때와 언더 포커스 상태에 있을 때에는 극성을 달리하는 레벨을 대칭적으로 취하게 되며, 포커스 에러 신호로 된다.

상기와 같이 도 1 내지 도 6 에 도시되는 예에 있어서는 가동 광학계(23)를 구성하는 지지 부재(22) 내의 광학 구성이 반도체 기판(50)에 제 1 및 제 2 광 검출기(51 및 52)와 반도체 레이저 소자 (53)가 배치되어 이루는 집적형 발광 수광부(43)를 갖추며, 이와 같은 발광 수광부(43)가 그 부착 기준면에 대해서 대물렌즈(11)의 광축 방향이 실질적으로 직교하도록 배치됨과 더불어, 발광 수광부(43)와 대물렌즈(11)의 사이에서는 레이저 광 빔이 거울(44)과 거울(45)에서 방향이 2 회 변경되는 광로를 취하는 것으로 된다. 즉, 발광 수광부(43)가, 그의 종방향이 대물렌즈(11)의 광축에 직교하는 방향이 되도록 배치되며, 또한 대물렌즈(11)와 그의 광축상에 배치되는 거울(45)과의 사이의 간격이 작게 되어지면서, 발광 수광부(43)로부터 대물렌즈(11)까지의 광로길이가 충분히 길게 되며, 지지 부재(22)는 발광 수광부(43)의 종방향을 대물렌즈(11)의 광축에 직교하게 하므로써 두께의 치수를 매우 작게 할 수 있게 된다. 따라서, 이같은 지지 부재(22)고 구성되는 가동 광학계를 갖추는 도 1 내지 도 6 에 도시되는 예는 전체의 두께 치수를 매우 작게 할 수 있게 된다.

또, 예컨대, 발광 수광부(43)를 수용하는 패키지(42)의 위치를 조정함으로서, 발광 수광부(43)와 대물렌즈(11)의 사이의 광로 조정을 용이하게 행할 수 있다.

[제 2 실시예]

도 7 은 본 고안에 대한 광학 헤드 장치의 다른 예를 도시한다.

본 예는 다이(70)상에 가동 광학계(71), 포커스 제어용 구동 기구 및 트래킹 제어용 구동 기구를 형성하는 제어 기구부(72)등이 부착되며, 그것들의 전체가 케이스 (73)로 덮이는 구성을 가진다. 케이스 (73)에는 가동 광학계(71)에 배치된 유한 배율을 가진 대물렌즈(11)에 대응하는 위치에 투과 구멍(73a)이 형성되어 있다.

본 예에 있어서의 가동 광학계(71) 및 제어 기구부 (72)를 포함하는 케이스내 구조는 지지 기판의 역할을 다하는 자기 요크 부재(74)를 갖추고 있다. 자기 요크 부재(74)에는 1 쌍의 상향 직립부(75a 및 75b)가 설치되며 또한, 상향 직립부(75a 및 75b)에 각각 대향하는 상향 직립부(76a 및 76b)가 설치되어 있으며, 상향 직립부(76a 및 76b)에는 자석(77a 및 77b)이 각각 고착되어 있다. 그리고, 상향 직립부(75a 및 76a)와 자석(77a)의 조합 및 상향으로 연장하는 직립부(75b 및 76b)와 자석 (77b)의 조합으로 후술되는 포커스 제어 코일 및 트래킹 제어 코일과 더불어 포커스 제어용 구동 기구 및 트래킹 제어용 구동 기구를 구성하는 자계형성부가 구성되어 있다.

또, 자기 요크 부재(74)에는 그 상면측에 돌출하는 1 쌍의 핀(78)을 거쳐서 가동 지지 부재(79)가 부착되어 있다.가동 지지 부재(79)는 힌지부(79a) 및 다른 복수의 힌지부를 가지고 있으며, 힌지부(79a)를 다른 복수의 힌지부에 의해 핀(78)에 따르는 방향으로 변위시킬 수 있게 되어 있다. 그리고, 가동 지지 부재(79)는 힌지부(79a)를 거쳐서 지지 부재(80)에 연결되어 있다.

지지 부재(80)는 유한 배율을 가지는 대물렌즈(11)를 포함하는 각종의 광학계 구성 요소를 지지하는 것으로 되어 가동 광학계(71)를 구성하고 있으며, 그 상면부에 대물렌즈(11)가 배치됨과 더불어 상면부에서의 대물렌즈(11)에 인접하는 위치에 투과 구멍이 형성되어 있고, 이같은 투과 구멍이 상면부에 배치된 집적 부품 기판(34)에 의해서 폐쇄되어진 것으로 되어 있다. 본 예에 있어선 지지 부재(80)의 상면부에서는 대물렌즈 (11)과 집적 부품 기판(34)이 한 쌍의 핀(78)사이의 위치와 힌지부(79a)를 결합하는 방향을 따라서 배열되어 있다.

그리고, 지지 부재(80)는 도 1 내지 도 6 에 도시되는 예에 있어서 가동 광학계(23)을 구성하는 지지 부재(22)와 마찬가지로 그 내부에 집적화되어서 패키지에 수용된 발광 수광부가 집적 부품 기판(34)의 내면에 부착 되어 배치되고 있으며, 또, 발광 수광부의 아래쪽에 제 1 거울이, 다시 대물렌즈(11)의 아래쪽의 대물렌즈(11)의 광축상에 제 2 거울이 각각 배치되어 있다. 이들 대물렌즈(11), 집적화되어서 패키지에 수용된 발광 수광부, 제 1 거울 및 제 2 거울 등의 각각의 기능, 동작 및 작용 효과 등은 도 1 내지 도 6 에 도시되는 예에서의 가동 광학계(23)를 구성하는 지지 부재(22)의 경우와 같다.

지지 부재(80)에는 상술한 바와 같이 대물렌즈(11)를 포함하는 각종의 광학계 구성 요소에 덕붙여서 한 쌍의 통 모양으로 감긴 포커스 제어 코일(81a 및 81b)이 각각 자기 요크 부재(74)에 설치된 상향 직립부(75a 및 75b)에 감합되어져 부착되어 있다. 포커스 제어 코일(81a)의 자석(77a)에 대향하는 면에는 2 개의 트래킹 제어 코일(82a)이 절연 접착되어 있으며, 또, 포커스 제어 코일(81a 및 81b)및 트래킹 제어 코일(82a 및 82b)에 포커스 제어 신호 및 트래킹 제어 신호를 각각 공급하기 위한 플렉시블 접속 기판(83)이 배치되어 있다.

이와 같은 구성하에서 플렉시블 접속 기판(83)을 통해서 포커스 제어 코일(81a 및 81b)의 각각이 상기 자계 형성부로 형성되는 자계에 있어서 대물렌즈(11)의 광축을 따르는 방향의 전자기력을 받는다. 그 때문에 포크스 제어 코일(81a 및 81b)이 고착된 지지 부재(80)가 가동 부재(79)에 있어서의 복수의 힌지부의 힌지 작용하에 가동 지지 부재(79)를 동반해서 대물렌즈(11)의 광축을 따르는 방향으로 이동되어지며, 그 결과, 대물렌즈(11)가 그 광축 방향으로 포커스 제어 신호에 따라서 이동되어진다.

또한, 플렉시블 접속 기판(83)을 통해서 트래킹 제어 코일(82a 및 82b)에 트래킹 제어 신호가 공급되면 트래킹 제어 코일(82a 및 82b)은 상기 자계 형성부로 형성되는 자계에 있어서, 그의 한쪽이 그것에 대면하는 자석 (77a 및 77b)의 다른 쪽에 접근되는 전자기력을 받는다. 이것에 의해서, 트래킹 제어 코일(82a 및 82b)이 포커스 제어 코일(81a 및 81b)을 거쳐서 고착된 지지 부재(80)가 힌지부(79a)를 지점으로 해서 회전되어지며, 그 결과, 대물렌즈(11)가 그 광축 방향으로 직교하는 방향으로 트래킹 제어 신호에 따라서 이동되어진다.

이와 같이 도 7 에 도시되는 예에 있어서도 도 1 내지 도 6 에 도시되는 예의 경우와 마찬가지의 작용 효과, 특히 전체의 두께 치수를 매우 작게 할 수 있는 이점이 얻어진다.

도 8 은 본 고안에 대한 광학 헤드 장치의 또한 다른 예를 도시한다.

본 예는 상술한 도 7 에 도시되는 예에서의 가동 광학계(71)를 구성하는 지지 부재(80)를 대신하며, 가동 광학계(71')를 구성하는 지지 부재(80')를 사용하는 것에 상당한다. 그래서, 도 8 에 있어서 도 7 에 도시되는 각 부에 대응하는 부분에는 도 7 과 공통의 부호를 부쳐서 나타내며, 그것들에 대한 설명을 생략한다.

본 예에서 사용되는 가동 광학계(71')를 구성 하는 지지 부재(80')는 도 7 에 도시되는 예에 있어서의 가동 광학계 (71)를 구성하는 지지 부재(80)와 마찬가지로 그 상면부에 대물렌즈(11)와 집적 부품 기판(34)이 배치 되는데 이들의 배열방향이 한 쌍의 핀(78)사이의 위치와 힌지부(79a)를 결합하는 방향에 직교하는 방향을 따르는 것으로 되어 있다. 그리고, 본 예는 기타의 부분에 대해서는 도 7에 도시되는 예와 마찬가지로 되어 있으며, 얻어지는 작용 효과 및 이점도 도 7에 도시되는 예와 마찬가지이다.

이상의 설명으로 분명하듯이 본 고안에 관계하는 광학 헤드 장치는 집적형인 발광 수광부, 제 1 및 제 2 광 반사부 및 유한 배율 대물렌즈를 포함하여 구성되는 광학계를 써서 발광 수광부로터의 광 빔을 기록 매체에 입사시키고 기록 매체로 부터의 광 빔을 받아서 방광 수광부로 검출하고, 발광 수광부에서 기록 매체로 부터의 광 빔에 따른 검출 출력을 얻음과 더불어 기록 매체에 입사하는 광 빔에 대한 포커스 제어 및 트래킹 제어를 행하는 기능을 달성하는 것이며, 유한 배율 대물렌즈의 개구수를 충분히 많게 해야만되는 발광 수광부로부터 유한 배율 대물렌즈까지의 광로 길이가 비교적 긴 경우에 있어서도, 광학계 구성부의 치수 ,특히 두께 치수를 매우 작게 할 수 있으며, 그것에 따라서 장치 전체의 소형화 및 박형화를 충분히 도모할 수 있게 된다. 또, 발광 수광부와 유한 배율 대물렌즈간에 있어서의 광 빔의 광로 조정을 용이하게 행할 수 있으며, 또한, 기록 매체에 입사하는 광 빔에 대한 포커스 제어와 트래킹 제어가 소형화된 광학계 구성부가 구동되어 행해지므로 항상, 적정한 포커스 제어 및 트래킹 제어가 이루어 진다.

Claims (6)

1. 반도체 기판(50)에 설치된 광 검출 소자(51.52: 제 1,2의 광검출기)와 광 빔 발생 소자(53: 반도체 레이저 소자)를 포함해서 형성된 발광 수광부(43), 제 1 광 반사부(44: 거울), 제 2 광 반사부(45: 거울) 및 유한 배율 대물렌즈(11)가 공통의 지지 부재(22)로 지지되어 이루어지는 가동 광학계(23)와, 상기 가동 광학계(23)를 상기 유한 배율 대물렌즈(11)의 광축을 따르는 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 변위시키는 구동 기구를 포함하는 광학 헤드 장치에 있어서, 상기 발광 수광부(43)에서 광 빔 발생 소자(53)가 발한 광 빔을 상기 제 1 광 반사부(44)에서 반사시켜서 그 진행 방향을 변경하고, 또한 상기 제 2 광 반사부(45)에서 반사기켜서 기 진로 방향을 대차 변경한 다음, 상기 유한 배율 대물렌즈(11)로 집광 해서 기록 매체로 향하게 하고, 또, 상기 기록 매체로부터의 광 빔을 상기 유한 배율 대물렌즈(11)를 통과시키며 상기 제 2 광 반사부(45)에서 반사시켜서 그 진행 방향을 변경하고 다시 상기 제 1 광 반사부(44)에서 반사시켜서 그 진로 방향을 재차 변경한 다음, 상기 발광 수광부(43)에서 광 검출 소자(51,52)에 입사시키는 것을 특징으로 하는 광학 헤드 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 수광부(43)에 대한 부착 기준면에 대해서 유한배율 대물렌즈(11)의 광축 방향이 직교하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드 장치
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광 반사부(44)에는 적어도 실리콘제 기판의 표면에 광 반사 코팅이 형성된 것을 특징으로 하는 광학 헤드 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광 반사부(44)가 적어도 실리콘제 기판상에 배치된 프리즘 거울로 된 것을 특징으로 하는 광학 헤드 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 발광 수광부(43)가 패키지(42)내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 헤드 장치.
6. 반도체 기판(50)에 설치된 광 검출 소자(51,52)와 광 빔 발생 소자(53)를 포함해서 형성된 발광 수광부(43), 제 1 광 반사부(44), 제 2 광 반사부(45) 및 유한 배율 대물렌즈(11)를 공통으로 지지하는 지지 부재(22)와, 상기 지지 부재(22)를 상기 유한 배율 대물렌즈(11)의 광축을 따르는 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향 이동하기 위해 구동기구에 포함되는 구동 코일(24)과, 상기 지지부재에 결합된 가동 지지 부재(21a,21b)를 포함하는 가동 광학계(23)와, 상기 구동 코일(24)에 작용하여 자계를 형성하고 상기 구동 코일(24)과 협력하여 구동기구를 형성하는 자계 형성부(25a,25b: 직립부, 26a,26b: 판상부, 27a,27b: 자석)를 포함하는 광학 헤드 장치에 있어서, 상기 가동 광학계(23)에서, 상기 발광 수광부(43)의 광 빔 발생 소자(53)가 발생한 광 빔을 상기 제 1 광 반사부(44)에서 반사시켜서 그 진행 방향을 변경하고, 또한, 상기 제 2 광 반사부(44)에서 반사시켜서 그 진로 방향을 재차 변경한 다음, 상기 유한 배율 대물렌즈(11)로 집광하여 기록 매체로 향하게 하고, 또, 상기 기록 매체로부터의 광 빔을 상기 유한 배율 대물렌즈를 통과시키고, 상기 제 2 광반사부(45)에서 반사시켜서 그 진행 방향을 변경하고 또한 상기 제 1 광 반사부(44)에서 반사시켜서 그 진로 방향을 재차 변경한 다음, 상기 발광 수광부(43)의 광 검출 소자(51,52)에 입사시키는 것을 특징으로 하는 광학 헤드 장치