JP2807589B2 - 光源ユニット及び該光源ユニットを使用した光学ヘッド - Google Patents
光源ユニット及び該光源ユニットを使用した光学ヘッドInfo
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/22—Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly
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- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
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- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学系に回折素子を用
いた光学ヘッドに関するものである。
いた光学ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンパクトディスクプレーヤ等の光ディ
スク装置に用いられる光学ヘッドにおいて、回折素子
（ホログラム素子）を利用することにより、光学系の部
品点数を削減する技術が従来より開発されている。さら
に、この技術を光磁気ディスク等の書き換え可能な光デ
ィスク装置にも適用して、装置の小型軽量化、低価格化
を進めることが検討されている。
スク装置に用いられる光学ヘッドにおいて、回折素子
（ホログラム素子）を利用することにより、光学系の部
品点数を削減する技術が従来より開発されている。さら
に、この技術を光磁気ディスク等の書き換え可能な光デ
ィスク装置にも適用して、装置の小型軽量化、低価格化
を進めることが検討されている。
【０００３】このように光学系に回折素子を用いた光学
ヘッドの従来例としては図５に示すものが知られてい
る。同図において、半導体レーザ１からの出射光は回折
素子２によって回折され、０次回折光がコリメータレン
ズ３を通過し、対物レンズ４によって記録担体５上に集
光される。フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差
信号を得るため、記録担体５からの戻り光は対物レンズ
４、コリメータレンズ３を通過し、回折素子２により回
折され、その１次回折光が受光素子６に導かれる。
ヘッドの従来例としては図５に示すものが知られてい
る。同図において、半導体レーザ１からの出射光は回折
素子２によって回折され、０次回折光がコリメータレン
ズ３を通過し、対物レンズ４によって記録担体５上に集
光される。フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差
信号を得るため、記録担体５からの戻り光は対物レンズ
４、コリメータレンズ３を通過し、回折素子２により回
折され、その１次回折光が受光素子６に導かれる。
【０００４】このようにして構成される光学ヘッドにお
けるフォーカス誤差信号の検出原理を図６および図７に
基づいて説明する。図６に示すように、回折素子２は記
録担体５側より見ると、２つの分割領域２ａ・２ｂに分
割され、各分割領域２ａ・２ｂには互いに異なるピッチ
で格子２ｃ・２ｃ・・・、２ｄ・２ｄ・・・が分割線２
ｅに対し直角方向に形成されている。なお、分割線２ｅ
の方向は記録担体５のトラック方向に設定されている。
一方、受光素子６は、図７に示すように、３つの受光領
域６ａ〜６ｃに分割されている。ここで、半導体レーザ
１から出射された光ビームが記録担体５に対して合焦状
態の場合には、図７（ｂ）に示すように、回折素子２の
分割領域２ａで回折されたビームは受光素子６における
受光領域６ａ・６ｂ間の分割線６ｄ上に集光されてスポ
ット状のビームＱ1を形成し、分割領域２ｂで回折され
たビームは受光領域６ｃ上に集光されてスポット状のビ
ームＱ2を形成する。一方、記録担体５が対物レンズ４
に近づいた場合には、回折光の集光点は受光素子６の後
方に形成され、図７（ａ）に示すように、受光素子６上
には半月形状に広がったビームＱ1、Ｑ2が形成される。
逆に、記録担体５が対物レンズ４から遠ざかった場合、
回折光の集光点は受光素子６の前方に形成され、図７
（ｃ）に示すように、受光素子６上には、上記の場合と
逆向きの半月形状に広がったビームＱ1、Ｑ2が形成され
る。したがって、受光領域６ａ〜６ｃから得られる出力
信号をそれぞれＳａ〜Ｓｃとすると、フォーカス誤差信
号（ＦＥＳ）はＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂの演算をすることに
より得られる。
けるフォーカス誤差信号の検出原理を図６および図７に
基づいて説明する。図６に示すように、回折素子２は記
録担体５側より見ると、２つの分割領域２ａ・２ｂに分
割され、各分割領域２ａ・２ｂには互いに異なるピッチ
で格子２ｃ・２ｃ・・・、２ｄ・２ｄ・・・が分割線２
ｅに対し直角方向に形成されている。なお、分割線２ｅ
の方向は記録担体５のトラック方向に設定されている。
一方、受光素子６は、図７に示すように、３つの受光領
域６ａ〜６ｃに分割されている。ここで、半導体レーザ
１から出射された光ビームが記録担体５に対して合焦状
態の場合には、図７（ｂ）に示すように、回折素子２の
分割領域２ａで回折されたビームは受光素子６における
受光領域６ａ・６ｂ間の分割線６ｄ上に集光されてスポ
ット状のビームＱ1を形成し、分割領域２ｂで回折され
たビームは受光領域６ｃ上に集光されてスポット状のビ
ームＱ2を形成する。一方、記録担体５が対物レンズ４
に近づいた場合には、回折光の集光点は受光素子６の後
方に形成され、図７（ａ）に示すように、受光素子６上
には半月形状に広がったビームＱ1、Ｑ2が形成される。
逆に、記録担体５が対物レンズ４から遠ざかった場合、
回折光の集光点は受光素子６の前方に形成され、図７
（ｃ）に示すように、受光素子６上には、上記の場合と
逆向きの半月形状に広がったビームＱ1、Ｑ2が形成され
る。したがって、受光領域６ａ〜６ｃから得られる出力
信号をそれぞれＳａ〜Ｓｃとすると、フォーカス誤差信
号（ＦＥＳ）はＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂの演算をすることに
より得られる。
【０００５】次に、トラッキング誤差信号の検出原理を
図８および図９に基づいて説明する。トラッキング誤差
信号はプッシュプル法という方法により検出される。図
８（ｂ）に示すように、記録担体５上に案内溝として形
成されたトラック７の中央に光ビームＢが照射された場
合には、記録担体５からの戻り光の強度分布（強度の低
い部分をハッチングで示す）は、図９（ｂ）に示すよう
に、上記光ビームＢの中心線ｌ1−ｌ1に対応する中心線
ｌ2−ｌ2に対して線対称となる。一方、図８（ａ）また
は（ｃ）に示すように、トラック７の中央から外周側、
または、内周側にずれた位置に光ビームＢが照射された
場合には、戻り光の強度分布は図９（ａ）または（ｃ）
に示すように、上記中心線１2−１2に対して非対称とな
る。このような現象を利用し、回折素子２における分割
線２ｅの方向をトラック方向に設定して、分割領域２ａ
で回折される記録担体５からの戻り光の光量と、分割領
域２ｂで回折される戻り光の光量とを比較することによ
りトラッキング誤差信号を検出することができる。した
がって、受光領域６ａ〜６ｃから得られる出力信号をそ
れぞれＳａ〜Ｓｃとすると、トラッキング誤差信号（Ｔ
ＥＳ）はＴＥＳ＝Ｓａ＋Ｓｂ−Ｓｃの演算をすることに
より得られる。
図８および図９に基づいて説明する。トラッキング誤差
信号はプッシュプル法という方法により検出される。図
８（ｂ）に示すように、記録担体５上に案内溝として形
成されたトラック７の中央に光ビームＢが照射された場
合には、記録担体５からの戻り光の強度分布（強度の低
い部分をハッチングで示す）は、図９（ｂ）に示すよう
に、上記光ビームＢの中心線ｌ1−ｌ1に対応する中心線
ｌ2−ｌ2に対して線対称となる。一方、図８（ａ）また
は（ｃ）に示すように、トラック７の中央から外周側、
または、内周側にずれた位置に光ビームＢが照射された
場合には、戻り光の強度分布は図９（ａ）または（ｃ）
に示すように、上記中心線１2−１2に対して非対称とな
る。このような現象を利用し、回折素子２における分割
線２ｅの方向をトラック方向に設定して、分割領域２ａ
で回折される記録担体５からの戻り光の光量と、分割領
域２ｂで回折される戻り光の光量とを比較することによ
りトラッキング誤差信号を検出することができる。した
がって、受光領域６ａ〜６ｃから得られる出力信号をそ
れぞれＳａ〜Ｓｃとすると、トラッキング誤差信号（Ｔ
ＥＳ）はＴＥＳ＝Ｓａ＋Ｓｂ−Ｓｃの演算をすることに
より得られる。
【０００６】情報の記録再生を正確に行うために、これ
らのフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号に
基づいて、対物レンズ４は対物レンズアクチュエータ
（図示せず）によりフォーカス方向、トラック方向へ駆
動され、記録担体５上にフォーカス合わせされるととも
に、集光された光ビームがトラック７に対して正確に位
置決めされるようになっている。
らのフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号に
基づいて、対物レンズ４は対物レンズアクチュエータ
（図示せず）によりフォーカス方向、トラック方向へ駆
動され、記録担体５上にフォーカス合わせされるととも
に、集光された光ビームがトラック７に対して正確に位
置決めされるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来は個々の光学ヘッ
ド上でフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号
を確認しながら回折素子の調整をしていたが、この調整
方法では光学ヘッドに回折素子を調整するための空間を
確保する必要があること、調整のための機構部品が必要
になること、調整治具が複雑になること、回折素子の接
着固定が困難であること等の諸問題があった。これらの
問題を解決するためには、図３に示すような光学ヘッド
と同じ光学部品を備えた光学ヘッド代替部材上で回折素
子２を調整し、半導体レーザ１と、受光素子６と、回折
素子２とからなる光源ユニット８を組み立てておいてか
ら、実際の光学ヘッドにそのユニット８を組み込むとい
う方法がとられる。
ド上でフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号
を確認しながら回折素子の調整をしていたが、この調整
方法では光学ヘッドに回折素子を調整するための空間を
確保する必要があること、調整のための機構部品が必要
になること、調整治具が複雑になること、回折素子の接
着固定が困難であること等の諸問題があった。これらの
問題を解決するためには、図３に示すような光学ヘッド
と同じ光学部品を備えた光学ヘッド代替部材上で回折素
子２を調整し、半導体レーザ１と、受光素子６と、回折
素子２とからなる光源ユニット８を組み立てておいてか
ら、実際の光学ヘッドにそのユニット８を組み込むとい
う方法がとられる。
【０００８】ここで、上記の光学ヘッドで光源として一
般に使用される、現在広く実用化されている図１０に示
すような半導体レーザ１ではレーザチップ１ａおよび１
ｂの接合面１ｃに平行なＸＹ面内におけるＹ軸方向と、
上記接合面１ｃに垂直なＸＺ平面内におけるＺ軸方向と
では、光の発散角の大きさが異なる。すなわち、半導体
レーザから出射される光ビームの強度分布はガウス分布
となるが、強度が中心強度の１／２となる角度（半値全
角）は、現在主流となっている波長７８０ｎｍのＧａＡ
ｌＡｓ系の半導体レーザでは、Ｙ軸方向で約１０°、Ｚ
軸方向で約３０°であり、光ビームの光軸に垂直なＹＺ
平面における断面のパターンは、Ｙ軸上に短軸、Ｚ軸上
に長軸を有する楕円形となる。また、レーザチップ１ａ
・１ｂと受光素子６とは図１１に示すようなパッケージ
１０に収納され一体化されている。このパッケージ１０
は、内部にレーザチップ１ａ・１ｂと受光素子６を収納
し、ハーメチックシールされたガラス窓１０ａによって
封止することにより、湿気や酸素等の外気から内部を保
護している。回折素子２がこのガラス窓１０ａの前方で
パッケージ１０に固着され、光源ユニット８が構成され
る。このレーザチップ１ａ・１ｂの取り付けの際に、位
置ずれ、角度ずれが生じる。
般に使用される、現在広く実用化されている図１０に示
すような半導体レーザ１ではレーザチップ１ａおよび１
ｂの接合面１ｃに平行なＸＹ面内におけるＹ軸方向と、
上記接合面１ｃに垂直なＸＺ平面内におけるＺ軸方向と
では、光の発散角の大きさが異なる。すなわち、半導体
レーザから出射される光ビームの強度分布はガウス分布
となるが、強度が中心強度の１／２となる角度（半値全
角）は、現在主流となっている波長７８０ｎｍのＧａＡ
ｌＡｓ系の半導体レーザでは、Ｙ軸方向で約１０°、Ｚ
軸方向で約３０°であり、光ビームの光軸に垂直なＹＺ
平面における断面のパターンは、Ｙ軸上に短軸、Ｚ軸上
に長軸を有する楕円形となる。また、レーザチップ１ａ
・１ｂと受光素子６とは図１１に示すようなパッケージ
１０に収納され一体化されている。このパッケージ１０
は、内部にレーザチップ１ａ・１ｂと受光素子６を収納
し、ハーメチックシールされたガラス窓１０ａによって
封止することにより、湿気や酸素等の外気から内部を保
護している。回折素子２がこのガラス窓１０ａの前方で
パッケージ１０に固着され、光源ユニット８が構成され
る。このレーザチップ１ａ・１ｂの取り付けの際に、位
置ずれ、角度ずれが生じる。
【０００９】したがって、図３に示すように光学ヘッド
代替部材を用いた光学ヘッドの調整方法では、光学ヘッ
ド代替部材では半導体レーザ１のパッケージと、コリメ
ータレンズ３′と、対物レンズ４′とは機械精度で中心
合わせされているが、レーザチップ１ａ・１ｂの取り付
けの位置ずれ、角度ずれにより出射角度ずれが生じる。
レーザ出射光の強度分布の中心線の光路を実線により示
す。半導体レーザ１からの出射光はコリメータレンズ
３′により平行光に変換されるが、その進行方向はレー
ザ発光点とコリメータレンズ３′中心とを結ぶ一点鎖線
と平行となる。対物レンズ４′ではコリメータレンズ
３′の出射光と平行で対物レンズ４′の中心を通る破線
上に焦点を結ぶ。記録担体５上では入射角と反射角が等
しいという関係を満足する方向に反射し、再び対物レン
ズ４′に入射する。対物レンズ４′により反射光は入射
光と平行で反対方向に進み、さらにコリメータレンズ
３′で集光されて半導体レーザ１に戻る方向へ進む。図
示するように、回折格子２上では往復で強度分布の中心
線が大きくずれている。回折素子２の位置調整は戻り光
の強度分布に基づき所定のフォーカス誤差信号およびト
ラッキング誤差信号が得られるようになされる。
代替部材を用いた光学ヘッドの調整方法では、光学ヘッ
ド代替部材では半導体レーザ１のパッケージと、コリメ
ータレンズ３′と、対物レンズ４′とは機械精度で中心
合わせされているが、レーザチップ１ａ・１ｂの取り付
けの位置ずれ、角度ずれにより出射角度ずれが生じる。
レーザ出射光の強度分布の中心線の光路を実線により示
す。半導体レーザ１からの出射光はコリメータレンズ
３′により平行光に変換されるが、その進行方向はレー
ザ発光点とコリメータレンズ３′中心とを結ぶ一点鎖線
と平行となる。対物レンズ４′ではコリメータレンズ
３′の出射光と平行で対物レンズ４′の中心を通る破線
上に焦点を結ぶ。記録担体５上では入射角と反射角が等
しいという関係を満足する方向に反射し、再び対物レン
ズ４′に入射する。対物レンズ４′により反射光は入射
光と平行で反対方向に進み、さらにコリメータレンズ
３′で集光されて半導体レーザ１に戻る方向へ進む。図
示するように、回折格子２上では往復で強度分布の中心
線が大きくずれている。回折素子２の位置調整は戻り光
の強度分布に基づき所定のフォーカス誤差信号およびト
ラッキング誤差信号が得られるようになされる。
【００１０】実際の光学ヘッドでは絞り込みビームの性
能をよくするために対物レンズ４の光軸と対物レンズ入
射光の強度分布の中心を合わせると共に記録担体５に垂
直に入射するように調整される。具体的には、図４に示
すように、半導体レーザ１をコリメータレンズ３に対し
て光軸垂直方向に位置調整してコリメータレンズ３から
出射されるビームの出射角度を調整して記録担体に垂直
に入射するように光軸調整を行い、さらに半導体レーザ
１とコリメータレンズ３の両者を一体とした発光ブロッ
ク９を光軸垂直方向に移動して強度分布を調整する。以
上のような調整がなされるので、光学ヘッド代替部材上
で調整された光源ユニット８を実際の光学ヘッドに組み
込むと、上述したようにコリメータレンズ３に対して半
導体レーザ１の位置調整を行いコリメータレンズ３から
出射される平行光を記録担体５に垂直に入射させるとと
もに、対物レンズ４に対して、半導体レーザ１とコリメ
ータレンズ３を一体にした発光ブロック９の位置調整を
して対物レンズ中心に強度分布の中心を一致させるの
で、強度分布の中心は往復で同じ光路を通る。ところ
が、回折素子２はレーザチップ１ａ・１ｂの取り付け位
置、取り付け角度のばらつきのより発生する出射角度ず
れに基づいて往路とはずれた復路の強度分布の中心を基
準として調整されているので、光学ヘッド代替部材上で
観測される誤差信号と、実際の光学ヘッドで観測される
誤差信号に隔たりが生じ、フォーカス誤差信号およびト
ラッキング誤差信号にオフセットが生じる。
能をよくするために対物レンズ４の光軸と対物レンズ入
射光の強度分布の中心を合わせると共に記録担体５に垂
直に入射するように調整される。具体的には、図４に示
すように、半導体レーザ１をコリメータレンズ３に対し
て光軸垂直方向に位置調整してコリメータレンズ３から
出射されるビームの出射角度を調整して記録担体に垂直
に入射するように光軸調整を行い、さらに半導体レーザ
１とコリメータレンズ３の両者を一体とした発光ブロッ
ク９を光軸垂直方向に移動して強度分布を調整する。以
上のような調整がなされるので、光学ヘッド代替部材上
で調整された光源ユニット８を実際の光学ヘッドに組み
込むと、上述したようにコリメータレンズ３に対して半
導体レーザ１の位置調整を行いコリメータレンズ３から
出射される平行光を記録担体５に垂直に入射させるとと
もに、対物レンズ４に対して、半導体レーザ１とコリメ
ータレンズ３を一体にした発光ブロック９の位置調整を
して対物レンズ中心に強度分布の中心を一致させるの
で、強度分布の中心は往復で同じ光路を通る。ところ
が、回折素子２はレーザチップ１ａ・１ｂの取り付け位
置、取り付け角度のばらつきのより発生する出射角度ず
れに基づいて往路とはずれた復路の強度分布の中心を基
準として調整されているので、光学ヘッド代替部材上で
観測される誤差信号と、実際の光学ヘッドで観測される
誤差信号に隔たりが生じ、フォーカス誤差信号およびト
ラッキング誤差信号にオフセットが生じる。
【００１１】このオフセットの発生量は出射角度ずれに
依存するが、コリメータレンズ３の開口数、すなわち、
レーザ出射光の強度分布の利用範囲によって、その影響
が左右される。例えばＣＤ用の光学ヘッドで用いられる
コリメータレンズ３の開口数は０．１程度と小さいの
で、レーザから放射される非等方の強度分布のほぼ中央
付近の強度分布がほとんど一様分布と見なせる範囲を使
用しているので上述の強度分布ずれの影響は小さい。し
かし、例えば光磁気ディスクのように信号の再生ばかり
でなく信号の記録も行う書き換え可能型の光ディスク装
置に用いられる光学ヘッドでは、記録するのに十分な光
量を得る為に光利用効率を向上してコリメータレンズの
開口数は０．３〜０．４程度の大きな値をとるので、レ
ーザ出射光の強度分布のほぼ端から端までを利用するこ
とになり上述の強度分布ずれの影響が大きい。
依存するが、コリメータレンズ３の開口数、すなわち、
レーザ出射光の強度分布の利用範囲によって、その影響
が左右される。例えばＣＤ用の光学ヘッドで用いられる
コリメータレンズ３の開口数は０．１程度と小さいの
で、レーザから放射される非等方の強度分布のほぼ中央
付近の強度分布がほとんど一様分布と見なせる範囲を使
用しているので上述の強度分布ずれの影響は小さい。し
かし、例えば光磁気ディスクのように信号の再生ばかり
でなく信号の記録も行う書き換え可能型の光ディスク装
置に用いられる光学ヘッドでは、記録するのに十分な光
量を得る為に光利用効率を向上してコリメータレンズの
開口数は０．３〜０．４程度の大きな値をとるので、レ
ーザ出射光の強度分布のほぼ端から端までを利用するこ
とになり上述の強度分布ずれの影響が大きい。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光源ユ
ニットは、光源と受光素子と回折素子とがパッケージに
一体に設けられた光源ユニットであって、上記光源から
の出射光を平行光にするためのコリメータレンズと該平
行光を記録担体に集光する対物レンズとからなる光学ヘ
ッド代替部材に上記光源ユニットが組み込まれ、上記光
源の強度分布の中心光線が上記記録担体に垂直に入射す
るように上記光源ユニットと上記対物レンズとの相対的
な位置調整が行なわれてから、上記受光素子で所定の誤
差信号が得られるように位置調整された上記回折素子が
上記パッケージに固定されていることを特徴とする。 請
求項２に記載の光源ユニットは、請求項１記載の光源ユ
ニットにおいて、上記相対的な位置調整は、上記受光素
子の全受光領域の受光量を加算したトータル信号が最大
となるように行うことを特徴とする。 請求項３に記載の
光源ユニットは、請求項１記載の光源ユニットにおい
て、上記所定の誤差信号は、トラッキング誤差信号また
はフォーカス誤差信号であることを特徴とする。 請求項
４に記載の光学ヘッドは、請求項１乃至請求項３記載の
光源ユニットを組み込んだ光学ヘッドであって、該光学
ヘッドのコリメータレンズからの出射光が記録担体に垂
直になるように上記光源ユニットの位置調整が行なわれ
てから、上記光学ヘッドの対物レンズの光軸中心が該対
物レンズへの入射光の強度分布の調整されて組み込まれ
ていることを特徴とする。
ニットは、光源と受光素子と回折素子とがパッケージに
一体に設けられた光源ユニットであって、上記光源から
の出射光を平行光にするためのコリメータレンズと該平
行光を記録担体に集光する対物レンズとからなる光学ヘ
ッド代替部材に上記光源ユニットが組み込まれ、上記光
源の強度分布の中心光線が上記記録担体に垂直に入射す
るように上記光源ユニットと上記対物レンズとの相対的
な位置調整が行なわれてから、上記受光素子で所定の誤
差信号が得られるように位置調整された上記回折素子が
上記パッケージに固定されていることを特徴とする。 請
求項２に記載の光源ユニットは、請求項１記載の光源ユ
ニットにおいて、上記相対的な位置調整は、上記受光素
子の全受光領域の受光量を加算したトータル信号が最大
となるように行うことを特徴とする。 請求項３に記載の
光源ユニットは、請求項１記載の光源ユニットにおい
て、上記所定の誤差信号は、トラッキング誤差信号また
はフォーカス誤差信号であることを特徴とする。 請求項
４に記載の光学ヘッドは、請求項１乃至請求項３記載の
光源ユニットを組み込んだ光学ヘッドであって、該光学
ヘッドのコリメータレンズからの出射光が記録担体に垂
直になるように上記光源ユニットの位置調整が行なわれ
てから、上記光学ヘッドの対物レンズの光軸中心が該対
物レンズへの入射光の強度分布の調整されて組み込まれ
ていることを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明の光源ユニットは、光源からの出射光を
平行光にするコリメータレンズと該平行光を記録担体に
集光させる対物レンズとからなる光学ヘッド代替部材に
組み込まれ、光源ユニットと対物レンズとの相対的な位
置調整を行うことにより、回折素子において強度分布の
中心光線の往復でのずれがなくなる。このようにしてか
ら、所定の誤差信号が得られるように回折素子を位置調
整してパッケージに固定することにより、実際の光学ヘ
ッドに組み込んでから光源ユニットの回折素子の再度の
位置調整をなくすことができる。 本発明の光学ヘッド
は、上記のように位置調整された光源ユニットを、光源
からの出射光を平行光にするコリメータレンズと該平行
光を記録担体に集光させる対物レンズとからなる光学ヘ
ッドに組み込み、組み込んだ光源ユニットの光源からの
光が上記コリメータレンズからの出射光として記録担体
に垂直になるように光源ユニットの位置調整を行ってか
ら、光源ユニットとコリメータレンズとを一体にして対
物レンズの光軸中心に光源からの光の強度分布の中心を
一致させるので、強度分布の中心は往復で同じ光路を通
るため、光学ヘッド代替部材で観測される誤差信号と実
際の光学ヘッドで観測される誤差信号とを同じにでき
る。
平行光にするコリメータレンズと該平行光を記録担体に
集光させる対物レンズとからなる光学ヘッド代替部材に
組み込まれ、光源ユニットと対物レンズとの相対的な位
置調整を行うことにより、回折素子において強度分布の
中心光線の往復でのずれがなくなる。このようにしてか
ら、所定の誤差信号が得られるように回折素子を位置調
整してパッケージに固定することにより、実際の光学ヘ
ッドに組み込んでから光源ユニットの回折素子の再度の
位置調整をなくすことができる。 本発明の光学ヘッド
は、上記のように位置調整された光源ユニットを、光源
からの出射光を平行光にするコリメータレンズと該平行
光を記録担体に集光させる対物レンズとからなる光学ヘ
ッドに組み込み、組み込んだ光源ユニットの光源からの
光が上記コリメータレンズからの出射光として記録担体
に垂直になるように光源ユニットの位置調整を行ってか
ら、光源ユニットとコリメータレンズとを一体にして対
物レンズの光軸中心に光源からの光の強度分布の中心を
一致させるので、強度分布の中心は往復で同じ光路を通
るため、光学ヘッド代替部材で観測される誤差信号と実
際の光学ヘッドで観測される誤差信号とを同じにでき
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１５】まず、図１により光学ヘッド代替部材での
調整を説明する。光学ヘッド代替部材に設置され実際の
光学ヘッドで用いる光学部品とは異なるものについては
番号にダッシュを付けて区別する。同図において、半導
体レーザ１からの出射光は回折素子２によって回折さ
れ、０次回折光がコリメータレンズ３′を通過し、対物
レンズ４′によって記録担体５上に集光される。フォー
カス誤差信号およびトラッキング誤差信号を得るため、
記録担体５からの戻り光は対物レンズ４′、コリメータ
レンズ３′を通過し、回折素子２により回折され、その
１次回折光が受光素子６に導かれる。回折素子２の位置
調整について説明すると、前述したプッシュプル法によ
るトラッキング誤差信号に関する調整を例にとると、記
録担体５からの戻り光がトラック中心線に対して左右対
称になるように分割され受光素子６のそれぞれの受光領
域に集光されるように回折素子の位置を調整する必要が
ある。実施例では、半導体レーザ１とコリメータレンズ
３′は機械精度でしか中心合わせされていないので、半
導体レーザ１から出射される発散光はコリメータレンズ
３′により平行光に変換されるが、その進行方向はレー
ザ発光点とコリメータレンズ３′の中心とを結ぶ一点鎖
線と平行となる。受光素子６のそれぞれの受光領域の受
光量を加算して演算されるトータル信号が最大となるよ
うに対物レンズ４′の位置調整をしてから回折素子２の
位置調整をする。強度分布の中心光線はコリメータレン
ズ３′を通過後、対物レンズ４′により記録担体５に垂
直に入射するように対物レンズ４′の位置決めがされ
る。強度分布の中心光線は記録担体５で入射角と反射角
が等しくなる方向に反射されるが、垂直に入射する場合
には反射光は往復で同じ行路を通り、再び対物レンズ
４′とコリメータレンズ３′を経由してレーザ発光点に
向かう。この戻り光は回折素子２により回折されて１次
回折光が受光素子６に導かれる。回折素子２は、トラッ
ク方向に設定された分割線により２つの分割領域に分割
されており、各分割領域に入射した戻り光が回折され、
受光素子６の２つの受光領域に集光される。ここで、回
折素子２の分割線を戻り光の強度分布の中心線に一致す
るように調整することにより、トラッキング誤差信号は
オフセットのないものとなる。この状態で回折素子２を
同一パッケージ内に受光素子６が収納された半導体レー
ザ１のキャップ上に接着固定して光源ユニット８が作成
される。
調整を説明する。光学ヘッド代替部材に設置され実際の
光学ヘッドで用いる光学部品とは異なるものについては
番号にダッシュを付けて区別する。同図において、半導
体レーザ１からの出射光は回折素子２によって回折さ
れ、０次回折光がコリメータレンズ３′を通過し、対物
レンズ４′によって記録担体５上に集光される。フォー
カス誤差信号およびトラッキング誤差信号を得るため、
記録担体５からの戻り光は対物レンズ４′、コリメータ
レンズ３′を通過し、回折素子２により回折され、その
１次回折光が受光素子６に導かれる。回折素子２の位置
調整について説明すると、前述したプッシュプル法によ
るトラッキング誤差信号に関する調整を例にとると、記
録担体５からの戻り光がトラック中心線に対して左右対
称になるように分割され受光素子６のそれぞれの受光領
域に集光されるように回折素子の位置を調整する必要が
ある。実施例では、半導体レーザ１とコリメータレンズ
３′は機械精度でしか中心合わせされていないので、半
導体レーザ１から出射される発散光はコリメータレンズ
３′により平行光に変換されるが、その進行方向はレー
ザ発光点とコリメータレンズ３′の中心とを結ぶ一点鎖
線と平行となる。受光素子６のそれぞれの受光領域の受
光量を加算して演算されるトータル信号が最大となるよ
うに対物レンズ４′の位置調整をしてから回折素子２の
位置調整をする。強度分布の中心光線はコリメータレン
ズ３′を通過後、対物レンズ４′により記録担体５に垂
直に入射するように対物レンズ４′の位置決めがされ
る。強度分布の中心光線は記録担体５で入射角と反射角
が等しくなる方向に反射されるが、垂直に入射する場合
には反射光は往復で同じ行路を通り、再び対物レンズ
４′とコリメータレンズ３′を経由してレーザ発光点に
向かう。この戻り光は回折素子２により回折されて１次
回折光が受光素子６に導かれる。回折素子２は、トラッ
ク方向に設定された分割線により２つの分割領域に分割
されており、各分割領域に入射した戻り光が回折され、
受光素子６の２つの受光領域に集光される。ここで、回
折素子２の分割線を戻り光の強度分布の中心線に一致す
るように調整することにより、トラッキング誤差信号は
オフセットのないものとなる。この状態で回折素子２を
同一パッケージ内に受光素子６が収納された半導体レー
ザ１のキャップ上に接着固定して光源ユニット８が作成
される。
【００１６】このようにして調整された光源ユニット８
を実際の光学ヘッドに組み込む為の調整を図２を用いて
説明する。実際の光学ヘッドでは絞り込みビームの性能
をよくするために対物レンズ４の光軸と対物レンズ入射
光の強度分布の中心を合わせると共に記録担体５に垂直
に入射するように調整される。具体的には、光源ユニッ
ト８に固定された半導体レーザ１をコリメータレンズ３
に対して光軸垂直方向に位置調整してコリメータレンズ
３から出射されるビームの出射角度を調整して記録担体
に垂直に入射するように光軸調整を行い、さらに半導体
レーザ１とコリメータレンズ３の両者を一体とした発光
ブロック９を光軸垂直方向に移動して強度分布を調整す
る。以上のような調整がなされるので、光学ヘッド代替
部材上で調整された光源ユニット８を実際の光学ヘッド
に組み込むと、上述したようにコリメータレンズ３に対
して半導体レーザ１の位置調整を行いコリメータレンズ
３から出射される平行光を記録担体５に垂直に入射させ
るとともに、対物レンズ４に対して、半導体レーザ１と
コリメータレンズ３を一体にした発光ブロック９の位置
調整をして対物レンズ中心に強度分布の中心を一致させ
るので、強度分布の中心は往復で同じ光路を通る。ここ
で、回折素子２は往路と復路で一致する強度分布の中心
を基準として調整されているので、光学ヘッド代替部材
上で観測される誤差信号と、実際の光学ヘッドで観測さ
れる誤差信号が同じになる。
を実際の光学ヘッドに組み込む為の調整を図２を用いて
説明する。実際の光学ヘッドでは絞り込みビームの性能
をよくするために対物レンズ４の光軸と対物レンズ入射
光の強度分布の中心を合わせると共に記録担体５に垂直
に入射するように調整される。具体的には、光源ユニッ
ト８に固定された半導体レーザ１をコリメータレンズ３
に対して光軸垂直方向に位置調整してコリメータレンズ
３から出射されるビームの出射角度を調整して記録担体
に垂直に入射するように光軸調整を行い、さらに半導体
レーザ１とコリメータレンズ３の両者を一体とした発光
ブロック９を光軸垂直方向に移動して強度分布を調整す
る。以上のような調整がなされるので、光学ヘッド代替
部材上で調整された光源ユニット８を実際の光学ヘッド
に組み込むと、上述したようにコリメータレンズ３に対
して半導体レーザ１の位置調整を行いコリメータレンズ
３から出射される平行光を記録担体５に垂直に入射させ
るとともに、対物レンズ４に対して、半導体レーザ１と
コリメータレンズ３を一体にした発光ブロック９の位置
調整をして対物レンズ中心に強度分布の中心を一致させ
るので、強度分布の中心は往復で同じ光路を通る。ここ
で、回折素子２は往路と復路で一致する強度分布の中心
を基準として調整されているので、光学ヘッド代替部材
上で観測される誤差信号と、実際の光学ヘッドで観測さ
れる誤差信号が同じになる。
【００１７】本実施例では光学ヘッド代替部材で対物レ
ンズ４′の位置をトータル信号が最大になるよう調整し
てから回折素子２の調整を行うことを説明したが、対物
レンズ４′が固定されており、その他の光学部品（半導
体レーザ１、回折素子２、受光素子６）を一体として位
置調整することでトータル信号が最大になるよう調整し
ながら回折素子２の調整を行うことも本質的に同じこと
である。また、以上の説明では強度分布の違いにより発
生するトラッキング誤差信号のオフセットを問題にして
きたが、フォーカシング誤差信号に発生するオフセット
についても同様の調整方法により光学ヘッド代替部材上
で観測される誤差信号と、実際の光学ヘッドで観測され
る誤差信号が同じになる。
ンズ４′の位置をトータル信号が最大になるよう調整し
てから回折素子２の調整を行うことを説明したが、対物
レンズ４′が固定されており、その他の光学部品（半導
体レーザ１、回折素子２、受光素子６）を一体として位
置調整することでトータル信号が最大になるよう調整し
ながら回折素子２の調整を行うことも本質的に同じこと
である。また、以上の説明では強度分布の違いにより発
生するトラッキング誤差信号のオフセットを問題にして
きたが、フォーカシング誤差信号に発生するオフセット
についても同様の調整方法により光学ヘッド代替部材上
で観測される誤差信号と、実際の光学ヘッドで観測され
る誤差信号が同じになる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の光源ユニットによれば、回折素
子において強度分布の中心光線の往復でのずれがなくな
り、所定の誤差信号が得られるように回折素子を位置調
整してパッケージに固定されているため、実際の光学ヘ
ッドに組み込んでから回折素子の位置調整が不要とな
る。 本発明の光学ヘッドによれば、上記のように位置調
整された光源ユニットを用いるため、光学ヘッド代替部
材で観測される誤差信号と実際の光学ヘッドで観測され
る誤差信号とを同じにでき、光学ヘッド上に回折素子を
調整するためのスペースを確保したり、調整するための
機構部品を設ける必要がなくなるため、光学ヘッドのハ
ウジング形状の設計に自由度が増す。
子において強度分布の中心光線の往復でのずれがなくな
り、所定の誤差信号が得られるように回折素子を位置調
整してパッケージに固定されているため、実際の光学ヘ
ッドに組み込んでから回折素子の位置調整が不要とな
る。 本発明の光学ヘッドによれば、上記のように位置調
整された光源ユニットを用いるため、光学ヘッド代替部
材で観測される誤差信号と実際の光学ヘッドで観測され
る誤差信号とを同じにでき、光学ヘッド上に回折素子を
調整するためのスペースを確保したり、調整するための
機構部品を設ける必要がなくなるため、光学ヘッドのハ
ウジング形状の設計に自由度が増す。
【図１】本発明の光学ヘッド代替部材での回折素子の調
整位置の説明図である。
整位置の説明図である。
【図２】本発明の光学ヘッドでの調整方法の説明図であ
る。
る。
【図３】従来例の光学ヘッド代替部材での回折素子の調
整位置の説明図である。
整位置の説明図である。
【図４】従来例の光学ヘッドでの調整方法の説明図であ
る。
る。
【図５】光学ヘッドの概略正面図である。
【図６】回折素子の概略平面図である。
【図７】受光素子の概略平面図である
【図８】トラックと光ビームとの相対位置関係を示す説
明図である。
明図である。
【図９】図８の相対位置関係に対応する戻り光の強度分
布を示す説明図である。
布を示す説明図である。
【図１０】半導体レーザの出射光の強度分布を説明する
図である。
図である。
【図１１】半導体レーザおよび光源ユニットの概略正面
図である。
図である。
１ 半導体レーザ（光源） ２ 回折素子 ３ コリメータレンズ ４ 対物レンズ ５ 記録担体 ６ 受光素子 ７ トラック ８ 光源ユニット ９ 発光ブロック １０ パッケージ ３′ コリメータレンズ（光学ヘッド代替部材） ４′ 対物レンズ（光学ヘッド代替部材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 7/09 G11B 7/08 G11B 7/125 G11B 7/135
Claims (4)
- 【請求項１】 光源と受光素子と回折素子とがパッケー
ジに一体に設けられた光源ユニットであって、 上記光源からの出射光を平行光にするためのコリメータ
レンズと該平行光を記録担体に集光する対物レンズとか
らなる光学ヘッド代替部材に上記光源ユニットが組み込
まれ、 上記光源の強度分布の中心光線が上記記録担体に垂直に
入射するように上記光源ユニットと上記対物レンズとの
相対的な位置調整が行なわれてから、上記受光素子で所
定の誤差信号が得られるように位置調整された上記回折
素子が上記パッケージに固定されていることを特徴とす
る光源ユニット。 - 【請求項２】 上記相対的な位置調整は、上記受光素子
の全受光領域の受光量を加算したトータル信号が最大と
なるように行うことを特徴とする請求項１記載の光源ユ
ニット。 - 【請求項３】 上記所定の誤差信号は、トラッキング誤
差信号またはフォーカス誤差信号であることを特徴とす
る請求項１記載の光源ユニット。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３記載の光源ユニッ
トを組み込んだ光学ヘッドであって、 該光学ヘッドのコリメータレンズからの出射光が記録担
体に垂直になるように上記光源ユニットの位置調整が行
なわれてから、上記光学ヘッドの対物レンズの光軸中心
が該対物レンズへの入射光の強度分布の中心と一致する
ように上記光源ユニットと上記コリメータレンズとが一
体に位置調整されて組み込まれていることを特徴とする
光学ヘッド。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4026589A JP2807589B2 (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | 光源ユニット及び該光源ユニットを使用した光学ヘッド |
| CA002085661A CA2085661C (en) | 1992-02-13 | 1993-02-09 | Light source unit and optical head equipped therewith |
| US08/016,456 US5442616A (en) | 1992-02-13 | 1993-02-11 | Light source unit and method of adjusting for maximizing focus and tracking errors thereby |
| EP93301028A EP0556062B1 (en) | 1992-02-13 | 1993-02-12 | Light source unit and optical head equipped therewith |
| KR1019930001930A KR0148134B1 (ko) | 1992-02-13 | 1993-02-12 | 광원 유니트 및 이를 구비한 광학 헤드 |
| DE69318744T DE69318744T2 (de) | 1992-02-13 | 1993-02-12 | Lichtquelleneinheit und damit ausgerüsteter optischer Kopf |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4026589A JP2807589B2 (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | 光源ユニット及び該光源ユニットを使用した光学ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05225583A JPH05225583A (ja) | 1993-09-03 |
| JP2807589B2 true JP2807589B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=12197732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4026589A Expired - Lifetime JP2807589B2 (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | 光源ユニット及び該光源ユニットを使用した光学ヘッド |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5442616A (ja) |
| EP (1) | EP0556062B1 (ja) |
| JP (1) | JP2807589B2 (ja) |
| KR (1) | KR0148134B1 (ja) |
| CA (1) | CA2085661C (ja) |
| DE (1) | DE69318744T2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5615200A (en) * | 1992-09-10 | 1997-03-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light beam shaping device to change an anisotropic beam to an isotropic beam for reducing the size of an optical head |
| US6141487A (en) * | 1994-03-14 | 2000-10-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Data recording/reproducing apparatus and method for high speed play |
| EP0767953A2 (en) * | 1995-03-29 | 1997-04-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optical unit comprising a radiation source, a detector and a grating, and scanning device including the optical unit |
| JPH11213441A (ja) * | 1998-01-23 | 1999-08-06 | Rohm Co Ltd | 光ピックアップおよびその調整方法 |
| JP2001307376A (ja) | 2000-02-17 | 2001-11-02 | Sharp Corp | 光記録媒体及びピックアップ装置 |
| JP2002169921A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 買い物支援システム及び施設巡回支援システム |
| JP3985562B2 (ja) * | 2002-02-25 | 2007-10-03 | 株式会社日立製作所 | 光ヘッド及び光ディスク装置 |
| JP4655452B2 (ja) * | 2003-03-24 | 2011-03-23 | 富士ゼロックス株式会社 | 情報処理装置 |
| JP4480495B2 (ja) | 2004-07-07 | 2010-06-16 | 三洋電機株式会社 | 光ピックアップ装置 |
| US7359577B2 (en) * | 2004-07-13 | 2008-04-15 | Yan Wang | Differential method for layer-to-layer registration |
| US20060081761A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical pickup apparatus and optical disk apparatus |
| JP4722812B2 (ja) * | 2006-10-24 | 2011-07-13 | シャープ株式会社 | 光ピックアップ装置、及び当該光ピックアップ装置を備える光情報記録再生装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162650A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | Asahi Optical Co Ltd | 記録担体からの光学的情報読取装置 |
| JPS63153730A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-27 | Pioneer Electronic Corp | 回折格子の調整方法 |
| US5060212A (en) * | 1987-08-17 | 1991-10-22 | Ricoh Company, Ltd. | Integrated optical pick-up device |
| JPH0642288B2 (ja) * | 1988-03-17 | 1994-06-01 | シャープ株式会社 | 光学式ピックアップ装置 |
| US5070488A (en) * | 1988-06-29 | 1991-12-03 | Atsuko Fukushima | Optical integrated circuit and optical apparatus |
| JP2584000B2 (ja) * | 1988-09-17 | 1997-02-19 | 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 | 光ヘッドの組立調整方法及び装置 |
| US5220543A (en) * | 1989-02-14 | 1993-06-15 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Compact optical disc recording/reproducing system |
| JP2655923B2 (ja) * | 1990-01-22 | 1997-09-24 | シャープ株式会社 | 光ヘッド装置 |
| US5148421A (en) * | 1990-04-20 | 1992-09-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head |
| JPH0460933A (ja) * | 1990-06-26 | 1992-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ピックアップヘッド装置 |
| US5285062A (en) * | 1992-04-14 | 1994-02-08 | Hoetron, Inc. | Laser/detector hybrid with mirror source and diffracted return beam |
-
1992
- 1992-02-13 JP JP4026589A patent/JP2807589B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-02-09 CA CA002085661A patent/CA2085661C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-11 US US08/016,456 patent/US5442616A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-12 DE DE69318744T patent/DE69318744T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-12 KR KR1019930001930A patent/KR0148134B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-02-12 EP EP93301028A patent/EP0556062B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0556062A1 (en) | 1993-08-18 |
| EP0556062B1 (en) | 1998-05-27 |
| US5442616A (en) | 1995-08-15 |
| DE69318744T2 (de) | 1998-12-17 |
| DE69318744D1 (de) | 1998-07-02 |
| CA2085661A1 (en) | 1993-08-14 |
| JPH05225583A (ja) | 1993-09-03 |
| KR0148134B1 (ko) | 1998-10-15 |
| KR930018490A (ko) | 1993-09-22 |
| CA2085661C (en) | 1996-03-19 |
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