JP2571037B2 - 光学ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学記録媒体に対
する情報の記録や再生のためにビームによる照射と入射
ビームの検出とを行う光学ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学式記録再生装置等で用いられている
光学ヘッドは、光学記録媒体をビームで照射してこの光
学記録媒体からの変調されたビームを検出することによ
って、情報の記録や再生を行う。また、光学ヘッドは、
光学記録媒体に対して非接触で用いられるので、フォー
カスサーボが必要である。フォーカス誤差検出法として
は、各種の方法があるが、非点収差法が多用されてい
る。

【０００３】図１１は、光学ヘッドの一従来例を示して
いる。この光学ヘッド１では、半導体レーザ２から射出
されビームスプリッタ３で反射されたビーム４は、対物
レンズ５を透過して光学記録媒体６へ入射する。光学記
録媒体６で反射され対物レンズ５とビームスプリッタ３
とを透過したビーム４は、カマボコ型の円筒レンズ７を
透過して非点収差を発生した状態で、光検出器８へ入射
する。

【０００４】つまり、この光学ヘッド１では、半導体レ
ーザ２、ビームスプリッタ３、円筒レンズ７及び光検出
器８の４つの光学部品が半導体レーザ装置９を構成して
おり、この半導体レーザ装置９と対物レンズ５とが光学
ヘッド１を構成している。

【０００５】

【発明が解決しようする課題】ところが、この様な光学
ヘッド１では、半導体レーザ装置９を構成している上記
４つの光学部品が互いに離間しているので、光学ヘッド
１の組立て時に、これら４つの光学部品相互の位置調整
や光軸合わせ等の調整作業が必要である。従って、光学
ヘッド１はコストが高い。また、この光学ヘッド１は、
上述の様に多くの光学部品を必要としているので、大型
であり且つコストが高い。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による光学ヘッド
は、半導体基板に形成されている光検出部と、前記半導
体基板に対して固定されている半導体レーザと、前記半
導体基板の前記光検出部上の位置に固定され、前記半導
体レーザに対向すると共にこの半導体レーザから射出さ
れるビームの光軸に対して傾斜している斜面を有する少
なくとも１個のプリズムとを備え、前記半導体レーザか
ら射出されたビームの光軸を前記斜面で偏向させてこの
ビームを反射すると共に、前記斜面を介して前記プリズ
ムへ入射したビームを前記光検出部で検出する様にして
いる。

【０００７】本発明による光学ヘッドでは、ビームの照
射と入射ビームの検出とが一体の光学部品で行われる。
また、プリズムへ入射するビームが収束状態であると、
プリズムを透過することによって入射ビームには非点収
差が発生し、このプリズムはビームスプリッタの機能の
他に非点収差を発生させる機能をも有している。しか
も、半導体基板のうちで光検出部上の位置にプリズムが
直接に固定されているので、光検出部とプリズムとが空
間的に離間していない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１〜第５具体例
を、図１〜１０を参照しながら説明する。図１，２が、
第１具体例中の半導体レーザ装置２１を示している。こ
の半導体レーザ装置２１では、リード２２を有するステ
ム２３上にシリコン基板２４が固定されており、このシ
リコン基板２４には信号検出用の光検出器であるＰＩＮ
ダイオード２５とレーザ出力モニタ用の光検出器である
ＰＩＮダイオード２６とが形成されている。

【０００９】これらのＰＩＮダイオード２５，２６が形
成されている位置のシリコン基板２４上には、三角プリ
ズム２７が接着剤によって固定されており、シリコン基
板２４上で三角プリズム２７の側方には、別のシリコン
基板２８が固定されている。また、このシリコン基板２
８の三角プリズム２７側の端部上には、半導体レーザで
あるレーザダイオードチップ３１が載置されている。

【００１０】なお、このレーザダイオードチップ３１と
対向している三角プリズム２７の斜面２７ａは５０％程
度の反射率を有しており、他の斜面２７ｂは全反射コー
ティングされて１００％の反射率を有している。

【００１１】そして、ステム２３上には窓ガラス３２を
有するキャップ３３が取り付けられており、上述の光学
系がハーメチックシールされている。なお、ＰＩＮダイ
オード２５，２６及びレーザダイオードチップ３１とリ
ード２２とは、ワイヤ（図示せず）によって接続されて
いる。

【００１２】図３は、以上の様な半導体レーザ装置２１
を用いている第１具体例の光学ヘッド３４を示してい
る。この光学ヘッド３４では、レーザダイオードチップ
３１から射出され三角プリズム２７の斜面２７ａで反射
されたビーム４は、窓ガラス３２及び対物レンズ５を透
過して光学記録媒体６へ入射する。

【００１３】光学記録媒体６で反射され対物レンズ５、
窓ガラス３２及び斜面２７ａを透過したビーム４は、Ｐ
ＩＮダイオード２５へ入射する。ところで、光学記録媒
体６で反射されたビーム４は収束状態で斜面２７ａへ入
射し、しかも、三角プリズム２７と空気との間には屈折
率差が存在している。このため、ビーム４は非点収差を
発生した状態でＰＩＮダイオード２５へ入射する。

【００１４】この結果、合焦状態でＰＩＮダイオード２
５へ入射するビーム４のビームスポット３５が図４
（ｂ）の形状になる様に、レーザダイオードチップ３１
とＰＩＮダイオード２５との位置関係を決めておけば、
ＰＩＮダイオード２５には合焦状態からのずれに応じて
図４（ａ）や（ｃ）の様な形状のビームスポット３５が
形成される。

【００１５】従って、図５に示す様な回路を用いれば、
ＰＩＮダイオード２５を構成している４個の光検出部Ａ
〜Ｄから、減算器３６を介してフォーカス誤差信号（Ａ
＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）を得ることができ、また、位相比較
器３７及び加算器３８を介して夫々トラッキング誤差信
号及び再生信号Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄを得ることができる。

【００１６】なお、三角プリズム２７と空気との屈折率
差のみでは十分な非点収差を得ることができない場合
は、図１，２に仮想線で示す様に、三角プリズム２７の
一部を削り取ることによって、円筒レンズ部４１や４２
を形成しておけばよい。

【００１７】また、この第１具体例中の半導体レーザ装
置２１では、図１に示した様に、レーザダイオードチッ
プ３１から射出されたビーム４は、三角プリズム２７の
斜面２７ａを透過して、直接にまたは斜面２７ｂで反射
されてＰＩＮダイオード２６へも入射する。従って、こ
のＰＩＮダイオード２６からの出力に基づいて、レーザ
ダイオードチップ３１の出力を調整することができる。

【００１８】以上の様な第１具体例中の半導体レーザ装
置２１では、レーザダイオードチップ３１から射出され
三角プリズム２７の斜面２７ａで反射されたビーム４
が、直接にはレーザダイオードチップ３１へ戻らない。
このため、レーザダイオードチップ３１におけるノイズ
の発生が少ない。

【００１９】また、単一の三角プリズム２７がビームス
プリッタとして機能しているので、この半導体レーザ装
置２１はコストが安い。また、ＰＩＮダイオード２５と
２６とが同一のシリコン基板２４の同一面に形成されて
いるので、これらのＰＩＮダイオード２５，２６はリソ
グラフィ法によって同時に形成することができる。

【００２０】図６は、本発明の第２具体例中の半導体レ
ーザ装置４３を示している。この半導体レーザ装置４３
は、互いに屈折率の異なる２個の直角プリズム４４，４
５によってビームスプリッタが構成されていることを除
いて、図１に示した既述の第１具体例中の半導体レーザ
装置２１と実質的に同様の構成であってよい。

【００２１】図７は、この様な半導体レーザ装置４３を
用いている第２具体例の光学ヘッドにおいて、光学記録
媒体６がビーム４の光軸方向へ移動した距離に対するＰ
ＩＮダイオード２５から得られる信号の量を示してい
る。

【００２２】なお、この信号量は、直角プリズム４４及
び４５として夫々光学ガラスＢＫ７及びＳＦ１１を用い
てこのビームスプリッタの高さを１mmとし、対物レンズ
５としてＮＡが０．４７の有限倍率のレンズを用い、且
つ図３には示されていないがＮＡが０．１４のコリメー
タレンズを用いた場合の結果である。

【００２３】図８は、本発明の第３具体例中の半導体レ
ーザ装置４６を示している。この半導体レーザ装置４６
は、ＰＩＮダイオード２５，２６の形成とレーザダイオ
ードチップ３１の載置とが一体のシリコン基板４７に対
して行われており、且つ互いに屈折率の異なる２個の直
角プリズム４８，４９によって構成されているビームス
プリッタがＰＩＮダイオード２５上にのみ位置する様に
シリコン基板４７に固定されていることを除いて、図１
に示した既述の第１具体例中の半導体レーザ装置２１と
実質的に同様の構成であってよい。

【００２４】図９は、本発明の第４具体例中の半導体レ
ーザ装置５１を示している。この半導体レーザ装置５１
は、シリコン基板２４上に固定されており且つレーザダ
イオードチップ３１が載置されているシリコン基板２８
にレーザ出力モニタ用のＰＩＮダイオード２６が形成さ
れていることを除いて、図８に示した既述の第３具体例
中の半導体レーザ装置４６と実質的に同様の構成であっ
てよい。従って、この半導体レーザ装置５１では、ＰＩ
Ｎダイオード２６がレーザダイオードチップ３１のバッ
クモニタとして使用される。

【００２５】図１０は、本発明の第５具体例中の半導体
レーザ装置５２を示している。この半導体レーザ装置５
２は、ＰＩＮダイオード２５が形成されているシリコン
基板２４にＰＩＮダイオード２６も形成されていること
を除いて、図９に示した既述の第４具体例中の半導体レ
ーザ装置５１と実質的に同様の構成であってよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明による光学ヘッドでは、ビームの
照射と入射ビームの検出とが一体の光学部品で行われる
ので、組み立て時に各部品間の位置調整や光軸合わせ等
の調整作業が少なく、コストを低減させることができ
る。また、プリズムがビームスプリッタの機能と非点収
差を発生させる機能とを兼備しているので、小型化とコ
スト低減とが可能である。しかも、光検出部とプリズム
とが空間的に離間していないので、このことによっても
小型化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１具体例中における半導体レーザ装
置の側断面図である。

【図２】第１具体例中における半導体レーザ装置の要部
の平面図である。

【図３】第１具体例の側面図である。

【図４】ビームスポットを示すための光検出器の平面図
である。

【図５】第１具体例の回路系を示すブロック図である。

【図６】本発明の第２具体例中における半導体レーザ装
置の側断面図である。

【図７】第２具体例の光学ヘッドで得られる信号の波形
図である。

【図８】本発明の第３具体例中における半導体レーザ装
置の側断面図である。

【図９】本発明の第４具体例中における半導体レーザ装
置の側断面図である。

【図１０】本発明の第５具体例中における半導体レーザ
装置の側断面図である。

【図１１】本発明の一従来例の側面図である。

【符号の説明】

４ ビーム ２１ 半導体レーザ装置 ２４ シリコン基板 ２５ ＰＩＮダイオード ２７ 三角プリズム ３１ レーザダイオードチップ ３４ 光学ヘッド ４３ 半導体レーザ装置 ４５ 直角プリズム ４６ 半導体レーザ装置 ４７ シリコン基板 ４９ 直角プリズム ５１ 半導体レーザ装置 ５２ 半導体レーザ装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板に形成されている光検出部
   と、 前記半導体基板に対して固定されている半導体レーザ
   と、 前記半導体基板の前記光検出部上の位置に固定され、前
   記半導体レーザに対向すると共にこの半導体レーザから
   射出されるビームの光軸に対して傾斜している斜面を有
   する少なくとも１個のプリズムとを備え、 前記半導体レーザから射出されたビームの光軸を前記斜
   面で偏向させてこのビームを反射すると共に、前記斜面
   を介して前記プリズムへ入射したビームを前記光検出部
   で検出する様にした光学ヘッド。