JP4210791B2 - 光学ヘッド及び光情報媒体駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスク状記録媒体に光スポットを投影して、光学的に情報を記録再生する方式の光情報媒体駆動装置に適用される光学ヘッドに関するものである。

近年、ディスク記録再生装置は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ブルーレイディスクなどその用途は年々多様化するとともに益々高密度・高性能・高品質・高付加価値化し、さらには大幅な小型化および低コスト化も求められている。特に記録可能なポータブル用ディスク記録再生装置の需要は大きく増加傾向にあり、より一層の小型・薄型・高性能化が求められている。

従来、光ディスク記録再生装置の光学ヘッドに関する技術としては、特開２０００−０４８３７４号公報等、数多くの報告がなされている。

以下、図面を参照しながら、従来の光学ヘッドの一例として、光磁気ディスク用のディスク記録再生装置の光学ヘッドについて説明する。

図１３、図１４、図１５および図１６は従来の光学ヘッドの概略的な構成または動作原理を示している。図１５に示すように、シリコン基板１上には半導体レーザ２が固定されるとともに、このシリコン基板１上に多分割光検出器３がＩＣプロセスにて形成されている。また、シリコン基板１には、放熱プレート４が銀ペーストを介して伝熱状態で保持されている。前記多分割光検出器３にはワイヤーボンディング等で端子５が配線されている。そして、これらシリコン基板１、放熱プレート４および端子５は、樹脂パッケージ６によって保持されている。樹脂パッケージ６上にはホログラム素子（回折格子）７が固定されている。このホログラム素子７は樹脂で成形されている。ホログラム素子７上には複合素子８が固定されている。複合素子８は、ビームスプリッタ８ａ、折り返しミラー８ｂ及び偏光分離素子８ｃより構成されている。

集積ユニット９は、前記シリコン基板１、半導体レーザ２、多分割光検出器３、放熱プレート４、端子５、樹脂パッケージ６、ホログラム素子７及び複合素子８を一体的に構成したものである。この集積ユニット９の先に反射ミラー１０が配設される。反射ミラー１０は光学台１９に固定される。また、前記集積ユニット９は端子５をフレキシブル回路３５に半田付けした後に光学台１９の内側に挿入されている。光学台１９と前記樹脂パッケージ６とは接着固定されている。

前記反射ミラー１０で反射された光は、対物レンズ１１を介して光磁気記録媒体１３に集光されて光スポット３２が形成されるようになっている。光磁気記録媒体１３は磁気光学効果を有する。

図１３に示すように、対物レンズ１１は、対物レンズ移動機構１４によって光磁気記録媒体１３のフォーカス方向およびラジアル方向に駆動されるようになっている。

対物レンズ移動機構１４は、対物レンズ１１、対物レンズホルダー１２、ベース１５、サスペンション１６、磁気回路１７、コイル１８ａ、１８ｂ等の各部品により構成される。対物レンズ移動機構１４は、コイル１８ａに通電することで、対物レンズ１１をフォーカス方向に、またコイル１８ｂに通電することで対物レンズ１１をラジアル方向に駆動することが可能となっている。前記ベース１５は、接着剤３４を用いて前記光学台１９に接着固定されている。

フレキシブル回路３５には、レーザーモニタ用の受光素子３６と、受光素子３６の受光量に応じて半導体レーザ２の発光量を制御する演算回路（図示省略）とが設けられている。受光素子３６は、フレキシブル回路３５の端部に半田付けされるとともに、前記演算回路と電気的に接続されている。また、受光素子３６は、図１５（ａ）に示すように、複合素子８から離れたところに配置されて、この複合素子８のビームスプリッタ８ａで分離された光束が入射するようになっている。フレキシブル回路３５は、カバー３３が被せられるとともに、光学台１９に固定される。

図１６に示すように、多分割光検出器３上には、フォーカス誤差信号受光領域２４と、トラッキング誤差信号受光領域２５，２６と、情報信号受光領域２７とが形成されている。フォーカス誤差信号受光領域２４にはフォーカス誤差信号検出用の光スポット２０が、またトラッキング誤差信号受光領域２５，２６にはトラッキング誤差信号検出用の光スポット２１が、また情報信号受光領域２７にはメインビーム（Ｐ偏光）の光スポット２２とメインビーム（Ｓ偏光）の光スポット２３とが、それぞれ形成される。そして、光学台１９の寸法は、フォーカス誤差信号受光領域２４が、多分割光検出器３のＺ軸方向（光軸方向）における光スポット２０，２０の両焦点３０、３１間の略中間に位置するように規定されている。各受光領域２４，２５，２６，２７には、減算器２８及び加算器２９が接続されている。

以上のように構成された従来の光学ヘッドについて、図１４及び図１５を参照しながら、その動作説明を行う。

半導体レーザ２から発せられた光は、ホログラム素子７により相異なる複数の光束に分離される。この複数の光束は、複合素子８のビームスプリッタ８ａへ入射される。この光束の一部は、ビームスプリッタ８ａを透過して反射ミラー１０で反射された後、対物レンズ１１を通して光磁気記録媒体１３上に直径１ミクロン程度の光スポット３２として集光される。一方、前記光束の残部は、ビームスプリッタ８ａによって反射される。この光束は、レーザモニタ用の受光素子３６に入射され、その受光量に応じて半導体レーザ２の駆動電流が制御される。

光磁気記録媒体１３からの反射光は、逆の経路をたどり、複合素子８のビームスプリッタ８ａへ入射されて複数の光束に分離される。そして、この入射光の一部は、ビームスプリッタ８ａによって反射されて、折り返しミラー８ｂを経由して偏光分離素子８ｃに入射される。この入射光は偏光分離素子８ｃにより、互いに直交する２つの偏光成分の光束に分離されて情報信号受光領域２７に入射される。

一方、光磁気記録媒体１３からの反射光のうちビームスプリッタ８ａを透過した光束は、ホログラム素子７により複数の光束に分離されフォーカス誤差信号受光領域２４とトラッキング誤差信号受光領域２５，２６へ集光される。

そして、Ｐ偏光からなるメインビーム２２とＳ偏光からなるメインビーム２３との差を演算することにより、差動検出法による光磁気ディスク情報信号の検出が可能となる。さらに、それらの和をとることにより、プレピット信号の検出が可能となる。

なお、フォーカスサーボはいわゆるＳＳＤ法で行い、トラッキングサーボはいわゆるプッシュプル法で行う。

以上のように構成される光学ヘッドにおいて、光磁気記録媒体１３からの反射光により所望の検出信号を得るためには、組立時に半導体レーザ２と対物レンズ１１と多分割光検出器３との相対的な位置関係の調整が必要となる。これら位置関係の調整において、多分割光検出器３のＺ軸方向（光軸方向）におけるフォーカス誤差信号の初期位置は、フォーカス誤差信号受光領域２４がフォーカス誤差信号検出用の光スポットの両焦点３０，３１間の略中間位置になるように設定される。このような位置設定が可能なように、光学台１９と集積ユニット９の樹脂パッケージ６との寸法が規定されている。

また、トラッキング誤差信号の調整を以下の通り行う。すなわち、外部治具（図示せず）によりベース１５を保持し、対物レンズ移動機構１４をＹ方向およびＸ方向に移動することにより、両トラッキング誤差信号受光領域２５，２６の出力が略均一となるようにトラッキング誤差信号の調整を行う。この調整は結果的には、半導体レーザ２の発光軸中心に対して対物レンズ１１の中心を合わせることとなる。

さらに、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対傾き調整を以下の通り行う。すなわち、外部治具（図示せず）によりベース１５を保持し、ラジアル方向（Ｙ軸周り）のスキュー調整θRと、タンジェンシャル方向（Ｘ軸周り）のスキュー調整θTを行うことにより、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対傾き調整を行う。調整後は、接着剤３４を用いてベース１５を光学台１９に接着固定する。以上により、フォーカス誤差信号の調整、トラッキング誤差信号の調整、及びスキュー調整が完了し、光学ヘッドが完成する。

上述したように従来の構成の光学ヘッドでは、受光素子３６と演算回路とを電気的に接続することから、受光素子３６をフレキシブル回路３５に設けるようにしている。このため、受光素子３６が複合素子８から離れたところに配置されることとなって、受光素子３６が複合素子８に対して位置ずれする虞があった。したがって、受光素子３６による検出精度を確実なものにできないという問題を有していた。

本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、光学ヘッドの大幅な小型化を図りつつ、より高精度かつ高感度な光量調整を実現することを目的としてなされたものである。

上記目的を達成するために、本発明は、光源と、前記光源から出射された光束を分離して少なくとも第１の光束及び第２の光束を出射する光束分離素子と、前記第１の光束が入射され、光情報記録媒体へ集光させる対物レンズと、前記第２の光束が入射される受光素子と、前記受光素子に入射された光量に応じて前記光源から出射される光量を調整する演算回路と、前記光情報媒体からの反射光が入射される光検出器とを備え、前記第２の光束を出射する前記光束分離素子の出射面と、前記第２の光束が入射される前記受光素子の入射面とが、接合されている光学ヘッドとした。

この構成では、受光素子を光束分離素子に直接接合するため、光軸または光束分離素子に対する受光素子の位置ずれを小さくすることができる。また、光束分離素子と受光素子の間の距離が縮まるとともに両者の相対位置ずれが少なくなることにより、受光素子の受光面から外れた位置に到達する光量を少なくすることができる。このため、受光素子へ入射される光量を増大できるとともに前記位置ずれの影響を小さくでき、検出感度のばらつきを抑えることができる。この結果、検出感度の高い光量の検出が可能となるため、高精度な光源の光量調整が可能となる。

前記第２の光束を出射する前記光束分離素子の出射面と、前記第２の光束が入射される前記受光素子の入射面とは、接着剤層を介して接合されているのが好ましい。

前記光束分離素子の出射面と前記受光素子の入射面とを接合すると、両者の距離が縮まるために、前記受光素子のモニタ表面へ入射される光量が増大される一方、この受光素子のモニタ表面とパッケージ表面から反射される光量も増大することとなる。このため、この反射光が迷光となって光検出器での検出精度に悪影響を与える可能性が生ずる。しかしながら、前記出射面と前記入射面との間に前記接着剤層を介在させることにより、前記受光素子へ入射される光量と、この受光素子で反射して光検出器に入射される迷光の光量及び収差を調整することが可能となる。これにより、前記受光素子へ入射される光量を維持しつつ、迷光によって生ずる検出誤差を低減することができる。

前記接着剤層は、９５％以下の光透過率を有しているのが好ましく、４０％以上で且つ９５％以下の光透過率を有しているのがより好ましい。

前記接着剤層の光透過率が９５％以下であれば、光束分離素子に受光素子を接合する構成としても、受光素子からの迷光によって光検出器で生ずる検出オフセットが規格値をクリヤーできる程度に低減することができる。また、前記光透過率が４０％以上であれば、受光素子による検知に必要な光量を確保することができる。

前記接着剤層は、６０％以上で且つ８０％以下の光透過率を有しているのがさらに好ましい。光透過率がこの範囲内であれば、光情報記録媒体の記録再生性能を安定させることができるので、光情報記録媒体の記録再生装置に好適な光学ヘッドとすることができる。

また、前記接着剤層は、透過波面収差が２０ｍλ以上とされているのが好ましく、透過波面収差が２０ｍλ以上で且つ３００ｍλ以下とされているのがより好ましい。

前記接着剤層の透過波面収差が２０ｍλ以上であれば、受光素子へ入射される光束と、受光素子で反射されて光検出器に入射される光束との双方の光束に適度な収差を付加して、光検出器への入射光束をぼけさせるか散乱させることができ、また光検出器への入射の偏りを緩和することができるので、光検出器での検出オフセットが規格値を確実にクリヤーすることができる。また、前記透過波面収差が３００ｍλ以下であれば、受光素子による検知に必要な光量を確保することができる。

前記接着剤層は、透過波面収差が６０ｍλ以上で且つ２００ｍλ以下とされているのがさらに好ましい。透過波面収差がこの範囲内であれば、光情報記録媒体の記録再生性能を安定させることができるので、光情報記録媒体の記録再生装置に好適な光学ヘッドとすることができる。

前記接着剤層は、紫外線硬化型の接着剤によって構成されているのが好ましい。ＵＶ接着方式等によって受光素子を光束分離素子に光学接着する構成とすれば、収差及び光透過率が所定範囲内に収まるようにし易いので、高精度な接着を実現することが可能となる。

前記対物レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させるための対物レンズ移動機構を備える場合には、前記対物レンズ移動機構は、前記対物レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に移動可能に保持するホルダーと、このホルダーを支持するベースとを備え、前記光束分離素子は、前記ベースの内側に入り込むように配置されているのが好ましい。

この構成では、光束分離素子の一部が対物レンズ移動機構のベースの内側に調整マージンを有した状態で入り込むので、光学ヘッドの光路長を短くすることが可能となり、光学ヘッドの大幅な小型化および薄型化を実現することが可能となる。

さらに、前記光束分離素子とともに前記受光素子も前記ベースの内側に入り込むように配置されていてもよい。

この構成では、対物レンズ移動機構のベースの内側に受光素子の一部が調整マージンを有した状態で入り込むので、光学ヘッドの投影面積を小さくすることができ小型化が可能となる。したがって、ディスク記録再生装置の小型化にも寄与することができる。

また、本発明は、前記光学ヘッドと、前記光学ヘッドから得られるフォーカス誤差信号に基づいて前記光学ヘッドを制御するフォーカス制御回路と、前記光学ヘッドから得られるトラッキング誤差信号に基づいて前記光学ヘッドを制御するトラッキング制御回路とを備えることを特徴とする光情報媒体駆動装置とすることも可能である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態による光学ヘッドの分解斜視図を示すものであり、図２は本発明の実施の形態による光学ヘッドの光路の概略図を示すものである。また、図３は本発明の実施の形態による光学ヘッドの調整方法を示すものであり、図４は本発明の実施の形態による光学ヘッドの光検出器の概略図を示している。

図２に示すように、シリコン基板１上には半導体レーザ２が固定されるとともに、このシリコン基板１上に多分割光検出器３がＩＣプロセスにて形成されている。また、シリコン基板１には、放熱プレート４が銀ペーストを介して伝熱状態で保持されている。前記多分割光検出器３にはワイヤーボンディング等で端子５が配線されている。そして、これらシリコン基板１、放熱プレート４および端子５は、樹脂パッケージ６によって保持されている。樹脂パッケージ６上にはホログラム素子（回折格子）７が固定されている。このホログラム素子７は樹脂で成形されている。ホログラム素子７上には複合素子８が固定されている。複合素子８は、ビームスプリッタ８ａ、折り返しミラー８ｂ及び偏光分離素子８ｃより構成されている。

集積ユニット９は、前記シリコン基板１、半導体レーザ２、多分割光検出器３、放熱プレート４、端子５、樹脂パッケージ６、ホログラム素子７及び複合素子８を一体的に構成したものである。この集積ユニット９の先に反射ミラー１０が配設される。反射ミラー１０は光学台１９に固定される。また、前記集積ユニット９は端子５をフレキシブル回路３５に半田付けした後に光学台１９の内側に挿入されている。光学台１９と前記樹脂パッケージ６とは接着固定されている。

前記反射ミラー１０で反射された光は、対物レンズ１１を介して光磁気記録媒体１３に集光されて光スポット３２が形成されるようになっている。光磁気記録媒体１３は磁気光学効果を有する。

図１に示すように、対物レンズ１１は、対物レンズ移動機構１４によって光磁気記録媒体１３のフォーカス方向およびラジアル方向に駆動されるようになっている。

対物レンズ移動機構１４は、対物レンズ１１、対物レンズホルダー１２、ベース１５、サスペンション１６、磁気回路１７、コイル１８ａ、１８ｂ等の各部品により構成される。対物レンズ移動機構１４は、コイル１８ａに通電することで、対物レンズ１１をフォーカス方向に、またコイル１８ｂに通電することで対物レンズ１１をラジアル方向に駆動することが可能となっている。前記ベース１５は、接着剤３４を用いて前記光学台１９に接着固定されている。

前記対物レンズ１１は、前記対物レンズホルダー１２に移動可能に保持されている。対物レンズホルダー１２は、前記ベース１５によって支持されている。このベース１５は、フレーム状に形成されるものであり、一対の挟持部材１５ａ，１５ａと、両挟持部材１５ａ，１５ａを連結するアーチ状の連結部材１５ｂとを備えている。そして、前記レンズホルダー１２は、両挟持部材１５ａ，１５ａと連結部材１５ｂとによって囲まれるように配置されている。

ベース１５は接着剤３４を用いて光学台１９に接着固定されている。前記フレキシブル回路３５にはカバー３３が被せられ、このカバー３３は光学台１９に結合されている。

図４に示すように、多分割光検出器３上には、一対のフォーカス誤差信号受光領域２４，２４と、一対のトラッキング誤差信号受光領域２５，２６と、一対の情報信号受光領域２７，２７とが形成されている。フォーカス誤差信号受光領域２４，２４は半導体レーザ２に対して対称に配置されている。また、トラッキング誤差信号受光領域２５，２６は半導体レーザ２に対して対称に配置されている。各フォーカス誤差信号受光領域２４，２４にはそれぞれフォーカス誤差信号検出用の光スポット２０が、また各トラッキング誤差信号受光領域２５，２６にはそれぞれトラッキング誤差信号検出用の光スポット２１が、また各情報信号受光領域２７，２７にはメインビーム（Ｐ偏光）の光スポット２２又はメインビーム（Ｓ偏光）の光スポット２３が、それぞれ形成される。そして、光学台１９の寸法は、フォーカス誤差信号受光領域２４が、多分割光検出器３のＺ軸方向（光軸方向）における光スポット２０，２０の両焦点３０、３１間の略中間に位置するように規定されている。

両フォーカス誤差信号受光領域２４，２４は減算器２８に接続されている。両トラッキング誤差信号受光領域２５，２６は減算器２８に接続されている。両情報信号受光領域２７，２７は、減算器２８及び加算器２９に接続されている。

前記複合素子８のビームスプリッタ８ａは、図２（ａ）に示すように、半導体レーザ２及び反射ミラー１０間の光軸に対して略４５度傾斜した傾斜面を有している。そして、半導体レーザ２から出射されて複合素子８へ入射された光束が、ビームスプリッタ８ａによって、複数の光束に分離されるようになっている。

前記複合素子８は、ビームスプリッタ８ａによって分離された各光束を出射するように複数の出射面８ｄ，８ｅを有している。例えば、複合素子８には、この複合素子８から対物レンズ１１へ向かう第１の光束４１を出射する主出射面８ｄと、このメインビームから分離された第２の光束４２を出射する副出射面８ｅとが設けられている。主出射面８ｄは、前記半導体レーザ２及び反射ミラー１０間の光軸と直交するように形成されている。一方、副出射面８ｅは、ビームスプリッタ８ａの側方で主出射面８ｄと略直交するように形成されている。

前記副出射面８ｅには、レーザモニター用の受光素子３６が接合されている。この受光素子３６は、樹脂製のパッケージを備え、その内部には、モニタ面を有する光検出器３６ａが配設されている。そして、受光素子３６は、半導体レーザ２の光束から分離された第２の光束４２を前記光検出器３６ａで受光し、その受光量に応じた電流を発生する。なお、パッケージ表面には、入射した光の反射を抑制する反射防止コートが施されているが、受光素子３６は、入射した光の数％〜数１０％程度の光をこのパッケージ表面で反射する。

受光素子３６はフレキシブル回路３５の端部を折り曲げて形成した折り曲げ部３５ａの裏面（内側面）に半田付けされている。フレキシブル回路３６には、この電流値により半導体レーザ２の発光量を演算し、半導体レーザ２の光量を規定の値に制御する演算回路３８（図１参照）が設けられている。

複合素子８及び受光素子３６は、図５に示すように、それぞれその一部が調整マージンを有した状態で前記ベース１５の内側に入り込むように配置されている。具体的に、ベース１５には、前述したようにアーチ状の連結部材１５ｂが設けられており、複合素子８及び受光素子３６は、この連結部材１５ｂの内側を通してベース１５の内側に入り込んでおり、複合素子８及び受光素子３６の一部が、ベース１５内に収納された構成となっている。そして、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、連結部材１５ｂと、複合素子８及び受光素子３６との間には、対物レンズ移動機構１４の位置調整及びスキュー調整が可能なように所定のマージンが形成されている。

前記受光素子３６は、そのパッケージの一方の面、即ち第２の光束４２が入射される入射面３６ｂが接着剤層４０を介して複合素子８と接着固定されている。接着剤層４０は、例えば紫外線硬化型の接着剤によって構成されており、この接着はいわゆる光学接着となっている。前記接着剤としては、例えばスリーボンド(株)社製のＴＢ３０８７Ｂを用いることができる。

前記接着剤層４０は、適度な透過波面収差を付与しつつ、入射光量に対して所定割合の光量の光束を透過させる。言い換えると、前記接着剤層４０が介在することによって、受光素子３６への入射光量が調整されるとともに、多分割光検出器３への入射光量及び収差が調整されている。この点に関し、以下詳細に説明する。

受光素子３６と複合素子８との間の距離が短くなると、その分受光素子３６のモニタ面に入射される光量が増大する一方、受光素子３６によって反射されて多分割光検出器３に戻る迷光の光量も増大することとなる。

多分割光検出器３の両フォーカス誤差信号受光領域２４，２４は前述したように減算器２８に接続されていて、フォーカス誤差信号は、両受光領域２４，２４における迷光の受光量が同等であれば、図６（ａ）に示すように、ＧＮＤに対してオフセットしていない波形となる。これに対し迷光量に差がある場合には、フォーカス誤差信号は、図６（ｂ）に示すように、ＧＮＤに対してオフセットした波形となる。

一方、両トラッキング誤差信号受光領域２５，２６は前述したように減算器２８に接続されていて、トラッキング誤差信号は、両受光領域２５，２６における迷光の受光量が同等であれば、図７（ａ）に示すように、ＧＮＤに対してオフセットしていない波形となる。これに対し迷光量に差がある場合には、トラッキング誤差信号は、図７（ｂ）に示すように、ＧＮＤに対してオフセットした波形となる。

このため、前記接着剤層４０の光透過率及び透過波面収差を規定することにより、受光素子３６を複合素子８に接合したことによって生ずる弊害を除去するようにしている。

具体的には、接着剤層４０は、４０％以上で且つ９５％以下の光透過率を有しているのが好ましく、６０％以上で且つ８０％以下の光透過率を有しているのが好ましい。図８に示すように、前記接着剤層４０の光透過率が９５％以下であれば、光束分離素子８に受光素子３６を接合する構成としても、受光素子３６からの迷光によって多分割光検出器３の各受光領域２４，２４，２５，２６で生ずるサーボ信号のオフセットが規格値をクリヤーできる程度に低減することができる。また、図９に示すように、前記透過率が４０％以上であれば、受光素子３６による検知に必要な光量を確保することができる。また、前記透過率が６０％以上で且つ８０％以下の範囲内であれば、光磁気記録媒体１３の記録再生性能を安定させることができるので、光磁気記録媒体１３の記録再生装置に好適な光学ヘッドとすることができる。

さらに、前記接着剤層４０は、透過波面収差が２０ｍλ以上で且つ３００ｍλ以下とされているのが好ましく、６０ｍλ以上で且つ２００ｍλ以下とされているのがより好ましい。図１０に示すように、前記透過波面収差が２０ｍλ以上であれば、受光素子３６に入射される第２の光束４２と、受光素子３６で反射して多分割光検出器３へ入射される光束との双方の光束に適度な収差を付加することで、多分割光検出器３への入射光束をぼけさせるか散乱させることができ、また各受光領域２４，２４，２５，２６への入射の偏りを緩和することができるので、サーボ信号のオフセット規格値を確実にクリヤーすることができる。また、図１１に示すように、前記透過波面収差が３００ｍλ以下であれば、受光素子３６による検知に必要な光量を確保することができる。

以上のように構成された本実施形態の光学ヘッドの動作について、図２及び図３を参照しながら説明する。半導体レーザ２からより発せられた光は、ホログラム素子７により異なる複数の光束に分離される。この複数の光束は、複合素子８のビームスプリッタ８ａへ入射される。そして、第１の光束４１は、ビームスプリッタ８ａを透過して反射ミラー１０で反射された後、対物レンズホルダー１２に固定された対物レンズ１１を通して光磁気記録媒体１３上に直径１ミクロン程度の光スポット３２として集光される。一方、第２の光束４２は、ビームスプリッタ８ａによって反射される。この光束４２は、レーザモニタ用の受光素子３６に入射され、演算回路３８は、受光素子３６の受光量に応じて半導体レーザ２の駆動電流を制御する。

光磁気記録媒体１３からの反射光は、逆の経路をたどり、複合素子８のビームスプリッタ８ａへ入射して複数の光束に分離される。そして、この入射光の一部は、ビームスプリッタ８ａによって反射されて、折り返しミラー８ｂを経由して偏光分離素子８ｃへ入射される。半導体レーザ２は、図２（ａ）で紙面に平行な偏光方向となるよう設置されており、入射光は偏光分離素子８ｃにより、互いに直交する２つの偏光成分の光束に分離され、情報信号受光領域２７に入射する。

一方、光磁気記録媒体１３からの反射光のうちビームスプリッタ８ａを透過した光束は、ホログラム素子７により複数の光束に分離され、フォーカス誤差信号受光領域２４とトラッキング誤差信号受光領域２５，２６へ集光される。

そして、Ｐ偏光からなるメインビーム２２とＳ偏光からなるメインビーム２３の差を演算することにより、差動検出法による光磁気ディスク情報信号の検出が可能となる。さらに、それらの和をとることにより、プレピット信号の検出が可能となる。

なお、フォーカスサーボはいわゆるＳＳＤ法で行い、トラッキングサーボはいわゆるプッシュプル法で行う。

以上のように構成される光学ヘッドにおいて、光磁気記録媒体１３からの反射光により所望の検出信号を得るためには、組立時に半導体レーザ２と対物レンズ１１と多分割光検出器３との相対的な位置関係の調整が行われる。これら位置関係の調整において、フォーカス誤差信号の初期位置は、フォーカス誤差信号受光領域２４が、多分割光検出器３のＺ軸方向（光軸方向）におけるフォーカス誤差信号検出用の光スポットの両焦点３０，３１間の略中間位置になるように設定される。このような位置設定が可能なように、光学台１９と集積ユニット９の樹脂パッケージ６との寸法が規定されている。

また、トラッキング誤差信号の調整を以下の通り行う。すなわち、外部治具（図示せず）によりベース１５を保持し、対物レンズ移動機構１４をＹ方向およびＸ方向に移動することにより、両トラッキング誤差信号受光領域２５，２６の出力が略均一となるようにトラッキング誤差信号の調整を行う。この調整は結果的には、図２に示すように、半導体レーザ２の発光軸中心に対して対物レンズ１１の中心を合わせることとなる。

さらに、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対傾き調整を以下の通り行う。すなわち、外部治具（図示せず）によりベース１５を保持し、ラジアル方向（Ｙ軸周り）のスキュー調整θRと、タンジェンシャル方向（Ｘ軸周り）のスキュー調整θTを行うことにより、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対傾き調整を行う。調整後は、接着剤３４を用いてベース１５を光学台１９に接着固定する。以上により、フォーカス誤差信号の調整、トラッキング誤差信号の調整、及びスキュー調整が完了し、光学ヘッドが完成する。このとき、図５（ａ）及び（ｂ）に示す３箇所の調整マージンは、対物レンズ移動機構１４のＸＹ平面調整、ラジアル方向（Ｙ軸周り）スキュー調整θR、及びタンジェンシャル方向（Ｘ軸周り）スキュー調整θTを考慮した値となっている。

以上のように本実施の形態によれば、サブビームを透過させる複合素子８の光束透過部に受光素子３６を接合しているので、光軸または複合素子８に対する受光素子３６の位置ずれを小さくすることができる。また、複合素子８と受光素子３６の間の距離が縮まるとともに両者の相対的な位置ずれが少なくなることにより、受光素子３６の光検出器３６ａから外れた位置に到達する光量を少なくすることができる。このため、受光素子３６へ入射される光量を増大できるとともに前記位置ずれの影響を小さくでき、検出感度のばらつきを抑えることができて半導体レーザ２の光量を安定して検出することが可能となる。この結果、検出感度の高い光量検出が可能となり、高精度な半導体レーザ２の光量調整が可能となる。また、部品の累積公差の影響を低減することができる。

しかも、本実施形態では、複合素子８の副出射面８ｅと受光素子３６の入射面３６ｂとを接着剤層４０を介在させて接合するようにしたため、この接着剤層４０によって受光素子３６への入射光量と、受光素子３６で反射して多分割光検出器３に入射される迷光の光量及び収差とを調整することが可能となる。したがって、受光素子３６を光束分離素子８に近づけることで受光素子３６へ入射される光量を維持しつつ、各受光領域２４，２４，２５，２６へ入射される迷光によって生ずる検出誤差を低減することができるので、高精度な光学ヘッドを得ることができる。

また、半導体レーザ２に近い位置で半導体レーザ２の光量を検出することが可能となるため、パワー分布の大きい光束を受光することとなり、検出光量が大きく、高感度かつ高精度な光源の光量調整が可能となる。

また、受光素子３６と複合素子８とをＵＶ接着方式等の光学接着を行うようにしているので、収差及び光透過率が所定範囲内に収まるようにし易いので、高精度な接着を実現することが可能となる。

さらに、複合素子８の一部が対物レンズ移動機構１４の内側に調整マージンを有した状態で入り込むようにしたので、光学ヘッドの小型化および薄型化を実現することが可能となる。また、光学ヘッド内での光路長を短くすることもできる。

また、受光素子３６の一部が対物レンズ移動機構１４の内側に調整マージンを有した状態で入り込むようにしたので、光学ヘッドのＸＹ平面における投影面積を小さくすることができ、より一層の小型化が可能となり、ディスク記録再生装置の小型化にも寄与することができる。したがって、小型薄型であり、しかも高性能のディスク記録再生装置を実現することが可能となる。

なお、実施の形態では、対物レンズ移動機構１４のベース１５の内側に複合素子８および受光素子３６が入り込む構成としたが、対物レンズ移動機構１４の構成によっては、対物レンズ移動機構１４の他の構成部品に複合素子８または受光素子３６が収納される構成としてもよい。

ここで、本実施形態による光学ヘッド５０が適用された光ディスク駆動装置５５について説明する。図１２に示すように、光ディスク駆動装置５５は、光磁気記録媒体１３を回転するための回転駆動機構５６と、前記光学ヘッド５０と、フォーカス制御回路５７と、トラッキング制御回路５８とを備えている。フォーカス制御回路５７は、フォーカス誤差信号受光領域２４の受光信号に基づいてフォーカス誤差信号を演算し、このフォーカス誤差信号に基づいて対物レンズ１１の位置を制御する。トラッキング制御回路５８は、トラッキング誤差信号受光領域２５，２６の受光信号に基づいてトラッキング誤差信号を演算し、このトラッキング誤差信号に基づいて対物レンズ１１の位置を制御する。そして、対物レンズ１１の位置を光磁気記録媒体１３に直交する方向及び光磁気記録媒体１３の半径方向に駆動させ、集光スポット３２を光磁気記録媒体１３上の所定の情報トラック上に追従させ、情報の記録、再生を行う。

この構成によれば、小型で高精度な光ディスク駆動装置を実現するとともに、高精度な記録・再生特性を実現することができる。

以上説明したように、本発明は、光源から出射される光量を調整する光学ヘッドに有用であり、更にはこの光ヘッドを用いて検出される信号を用いて所望の処理することにより必要な情報を出力するコンピュータ、ディスク記録再生装置、カーナビゲーションシステムといった情報処理装置などにも適用できる。

図１は、本発明の実施の形態による光学ヘッドを各部品に分解して示す斜視図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態における光学ヘッドの光路を概略的に示す図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の実施の形態による光学ヘッドの位置調整及びスキュー調整の方法を説明するための説明図である。 図４は、本発明の実施の形態による光学ヘッドに設けられた多分割光検出器を概略的に示す図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態による光学ヘッドにおけるベースと複合素子と受光素子との配置関係を概略的に示す図である。 図６（ａ）は、オフセットがない場合のフォーカス誤差信号の波形を示す特性図であり、図６（ｂ）は、オフセットが生じた場合のフォーカス誤差信号の波形を示す特性図である。 図７（ａ）は、オフセットがない場合のトラッキング誤差信号の波形を示す特性図であり、図７（ｂ）は、オフセットが生じた場合のトラッキング誤差信号の波形を示す特性図である。 図８は、接着剤層の光透過率とサーボ信号オフセットとの関係を示す特性図である。 図９は、接着剤層の光透過率と受光素子に必要な光量との関係を示す特性図である。 図１０は、接着剤層の透過波面収差とサーボ信号オフセットとの関係を示す特性図である。 図１１は、接着剤層の透過波面収差と受光素子に必要な光量との関係を示す特性図である。 図１２は、本発明の実施の形態による光学ヘッドが適用された光ディスク駆動装置の要部を概略して示す図である。 図１３は、従来の光学ヘッドを各部品に分解して示す斜視図である。 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、従来の光学ヘッドの位置調整及びスキュー調整の方法を説明するための説明図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、従来の光学ヘッドの光路を概略的に示す図である。 図１６は、従来の光学ヘッドに設けられた多分割光検出器を概略的に示す図である。

Claims (6)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光束を分離して少なくとも第１の光束及び第２の光束を出射する光束分離素子と、
   前記第１の光束が入射され、光情報記録媒体へ集光させる対物レンズと、
   前記第２の光束が入射される受光素子と、
   前記受光素子に入射された光量に応じて前記光源から出射される光量を調整する演算回路と、
   前記光情報媒体からの反射光が入射される光検出器と、
   光学台と、
   前記対物レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に移動可能に保持するホルダーと、
   前記光学台に固定され、前記ホルダーを支持するベースと、
   前記ベースに設けられ、ラジアル方向に開く開口部を有するアーチ状の連結部材と、
   少なくとも前記光学台の一部を覆うように配置され、端部に前記受光素子が接続されているフレキシブル回路と、を備え、
   前記第２の光束を出射する前記光束分離素子の出射面と、前記第２の光束が入射される前記受光素子の入射面とが接合され、
   前記連結部材の開口部の幅は、接合された前記光束分離素子と前記受光素子のラジアル方向の幅より大きく、前記受光素子は、前記光束分離素子とともに前記連結部材を通して前記ベースの内側に入り込むように配置されていることを特徴とする光学ヘッド。
2. 前記演算回路は、前記フレキシブル回路に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド。
3. 前記第２の光束を出射する前記光束分離素子の出射面と、前記第２の光束が入射される前記受光素子の入射面とは、接着剤層を介して接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ヘッド。
4. 前記接着剤層は、紫外線硬化型の接着剤によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光学ヘッド。
5. 前記対物レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させるための対物レンズ移動機構を備える請求項１から４の何れか１項に記載の光学ヘッド。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載の光学ヘッドと、
   前記光学ヘッドから得られるフォーカス誤差信号に基づいて前記光学ヘッドを制御するフォーカス制御回路と、
   前記光学ヘッドから得られるトラッキング誤差信号に基づいて前記光学ヘッドを制御するトラッキング制御回路とを備えることを特徴とする光情報媒体駆動装置。

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