光学ヘッドおよび光ディスク装置
【課題】対物レンズを搭載したヘッドホルダに受発光素子を一体に設けた一体駆動型の光学ヘッドにおいて、光ディスク半径方向の小型化を図ること。
【解決手段】対物レンズを搭載した可動部の光ディスク半径方向の位置を検出して、縦置き姿勢時の自重垂れの補正、および、トラバース送り量を高精度に制御することにより、可動部のＸ方向の可動範囲を狭めて小型化を図る。
【解決手段】対物レンズを搭載した可動部の光ディスク半径方向の位置を検出して、縦置き姿勢時の自重垂れの補正、および、トラバース送り量を高精度に制御することにより、可動部のＸ方向の可動範囲を狭めて小型化を図る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光によって情報の読出し、あるいは書込み、消去を行なう光ディスク装置に用いられる光学ヘッドにおいて、特に光源および信号検出手段を対物レンズと一体に駆動する構成とした光学ヘッドおよびそれを用いた光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの面振れおよび偏心に応じて、光スポットを光ディスク上の所定の情報トラックに追従させる光学ヘッドでは、光ディスクからの反射光から得られる、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づき対物レンズを駆動している。
【０００３】
従来から、この対物レンズが搭載された可動部に半導体レーザおよび信号検出手段を一体に構成することにより光学ヘッドの小型化を図っているものがあり、その例として特許文献１に示すもの等がある。
【０００４】
図１０（ａ）（ｂ）は従来の一体駆動型光学ヘッドの構成を示す側面図、および下面図であり、同じ構成要素については同じ符号を付している。
【０００５】
図１０（ａ）（ｂ）において、４１は半導体レーザ、４２は複数の受光領域を有する受光基板、４３はホログラム、４４はミラー、４５は対物レンズ、４６はこれらの光学部品を搭載したヘッドホルダ、４８はヘッドベース、４９はＹ方向にトラック溝を有する光ディスク、５０は往路光の光路、５１は復路光の光路である。
【０００６】
ここで、ホログラム４３はＸ方向、つまりトラック溝直行方向に対して領域を２分割するホログラムパターンを有し、それぞれの分割領域には曲線回折格子が形成されており、光ディスク４９で反射された光を分離回折するとともに、顕著な非点収差を発生するよう構成されている。
【０００７】
また、ヘッドホルダ４６はヘッドベース４８に対してワイヤ５２で支持されており、Ｘ方向、およびＺ方向に駆動可能な２軸アクチュエータの可動部を構成している。実際には駆動力を発生させるマグネットおよびコイルが必要であるが、図示は省略している。
【０００８】
また、図示していないが、ヘッドベース４８は光学ヘッド全体をディスク半径方向（Ｘ方向）に移動させるトラバース機構に連結されている。
【０００９】
以上のように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ４１から出射された往路光５０は、ミラー４４で反射され、対物レンズ４５に入射し、光ディスク４９上に焦点を結ぶ。光ディスク４９で反射された光は対物レンズ４５、ミラー４４を経て、ホログラム４３に入射し、ホログラム４３で回折した復路光５１が受光基板４２に入射し信号検出が行われる。
【００１０】
詳しい検出原理は省略するが、この復路光５１を受光基板４２上の多分割受光領域で受光し、演算することにより、非点収差法によるフォーカスエラー信号、および、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号が得られ、この出力信号に応じて光ディスク４９の面振れ方向へ焦点が常に合うように、また、偏心方向へ１つのトラックを常に追従するようにヘッドホルダ４６が駆動される。この時、受光基板４２における受光信号の和をとることによって光ディスク４９に記録された情報信号も検出することができる。
【００１１】
一般に光源と対物レンズが別体の有限系構成の光学ヘッドでは、対物レンズのトラッキング方向への移動により軸外収差が発生する。この時の収差量は、対物レンズの移動量が同じであれば、光源と対物レンズの位置が近いほど大きくなるため、光学ヘッドを小型化する上で課題となる。
【００１２】
一方、前述した一体駆動型光ヘッドでは、対物レンズと半導体レーザ光源の位置を常に一定に固定することが出来るため、対物レンズを駆動しても収差は変化しない。このため、軸外収差の課題を気にすることなく小型化が可能である。
【００１３】
また、簡単な構成でトラッキング検出が可能な１ビーム方式のプッシュプル法では、光源と対物レンズの相対的な移動に伴うオフセット課題を有しているが、一体駆動型光ヘッドではこの課題も発生しない。
【特許文献１】特開平９−１６１３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記従来の構成では光源と対物レンズを近づけて構成することができるため、光学部品の配置面積の縮小により、光学ヘッドのＹ方向のサイズを小型化することが可能である。
【００１５】
しかしながら、光学ヘッドのＸ方向のサイズについては、ヘッドホルダ等のサイズだけでなく、ヘッドホルダのＸ方向の可動範囲にも左右されるため、光学部品の配置面積の縮小だけではさらなる小型化はできない。
【００１６】
特に携帯型の機器等は、Ｘ軸方向が上下方向となる縦置き姿勢で使用される場合もあり、この時、ヘッドホルダの初期位置が自重によりＸ方向にずれる（以降、縦置き姿勢時の自重垂れ）ため、このずれ量だけヘッドホルダの可動範囲を広く設計する必要があり、光学ヘッドＸ方向のさらなる小型化が困難であった。
【００１７】
以上のような課題に対し、本発明では、携帯型の機器においてもＸ方向のサイズが小型化可能な光学ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光学ヘッドおよび光ディスク装置は、光源と、前記光源からの光を光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクからの反射光を分岐する光分岐素子と、前記光分岐素子からの光を受光する受光素子１と、前記光源と前記対物レンズと前記光分岐素子と前記受光素子１を搭載した可動体と、ヘッド基台と、前記ヘッド基台に対して前記可動体を光ディスク半径方向、および垂直方向に駆動する駆動手段と、前記光源から出射する光の一部を受光する受光素子２とを有し、前記受光素子２の出力信号によりヘッド基台に対する可動体の相対位置を検出する。
【００１９】
このとき、受光素子２はヘッド基台上に設けられていることが望ましい。
【００２０】
あるいは、受光素子２は可動体と一体に設けられ、ヘッド基台上に設けられた光源からの光の一部を反射する反射素子からの光を受光するように構成されていることが望ましい。
【００２１】
あるいは、受光素子２は可動体と一体に設けられ、可動体内に設けられた光源からの光の一部を反射する反射素子からの光を受光するように構成され、前記反射素子に入射あるいは反射する光は、ヘッド基台上に設けられた遮光素子により一部が遮蔽されるように構成されていることが望ましい。
【００２２】
あるいは、受光素子２は可動体と一体に設けられ、光ディスクからの光を分岐する光分岐素子からの光を受光するように構成され、対物レンズと光分岐素子の間の光路上にヘッド基台に固定されたシリンドリカルレンズが配置されていることが望ましい。
【００２３】
あるいは、受光素子２は可動体と一体に設けられ、光ディスクからの光を分岐する光分岐素子からの光を受光するように構成され、対物レンズと光分岐素子の間の光路上にヘッド基台に固定された、溝間隔が連続的に変化する回折素子が配置されていることが望ましい。
【００２４】
あるいは、トラッキング制御を開始する前に、ヘッド基台と可動体の光ディスク半径方向の相対位置ずれを検出して、可動体を駆動し、ヘッド基台との位置ずれを補正することが望ましい。
【００２５】
あるいは、ヘッド基台を光ディスク半径方向に移送する移送手段を有し、トラッキング制御中のヘッド基台と可動体の光ディスク半径方向の相対位置ずれを検出して、ヘッド基台の移送量を制御することが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の光学ヘッドによれば、対物レンズの可動範囲を小さくでき、光学ヘッドの光ディスク半径方向のサイズを小型化できる。
【００２７】
また、光磁気記録ヘッドでは、光スポットの移動範囲が小さくなるため、磁気ヘッドのコア面積を小さくでき、省電力化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１における光学ヘッド構成を示す側面図、および下面図であり、同じ構成要素については同じ符号を付している。
【００３０】
図１（ａ）（ｂ）において、１は半導体レーザ、２は複数の受光領域を有する受光基板、３はホログラム、４は入射光の１０％程度が透過し、残りは反射するように構成されたミラー、５は対物レンズ、６はこれらの光学部品を搭載したヘッドホルダ、７は２分割受光素子、８はヘッドベース、９はＹ方向にトラック溝を有する光ディスク、１０は往路光の光路、１１は復路光の光路である。
【００３１】
ここで、ホログラム３はＸ方向、つまりトラック溝直行方向に対して領域を２分割するホログラムパターンを有し、それぞれの分割領域には曲線回折格子が形成されており、光ディスク９で反射された光を分離回折するとともに、顕著な非点収差を発生するよう構成されている。
【００３２】
また、ヘッドホルダ６はヘッドベース８に対してワイヤ１２で支持されており、X方向、およびＺ方向に駆動可能な２軸アクチュエータの可動部を構成している。実際には駆動力を発生させるマグネットおよびコイルが必要であるが、図示は省略している。
【００３３】
また、２分割受光素子７はヘッドベース８に固定されていて、Ｘ方向に光束を分割する受光領域７ａ、７ｂを持つ。
【００３４】
また、図示していないが、ヘッドベース８は光学ヘッド全体をディスク半径方向（Ｘ方向）に移動させるトラバース機構に連結されている。
【００３５】
以上のように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ１から出射された往路光１０は、ホログラム３を透過後、ミラー４で１０％程度が透過し、残りは反射する。
【００３６】
ミラー４で反射した光は対物レンズ５に入射し、光ディスク９上に焦点を結ぶ。光ディスク９で反射された光は対物レンズ５、ミラー４を経て、ホログラム３に入射し、ホログラム３で回折した復路光１１が受光基板２に入射し信号検出が行われる。
【００３７】
詳しい検出原理は省略するが、この復路光１１を受光基板２上の多分割受光領域で受光し、演算することにより、非点収差法によるフォーカスエラー信号、および、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号が得られ、この出力信号に応じて光ディスク９の面振れ方向へ焦点が常に合うように、また、偏心方向へ１つのトラックを常に追従するようにヘッドホルダ６が駆動される。この時、受光基板２における受光信号の和をとることによって光ディスク９に記録された情報信号を検出することができる。
【００３８】
また、ミラー４を透過した光は２分割受光素子７の受光領域７ａおよび７ｂに入射し、この検出信号からヘッドホルダ６のＸ方向の位置信号が得られる。検出された位置信号により縦置き姿勢時の自重垂れ等のトラッキング制御前のＸ方向の初期ずれを補正し、また、トラッキング制御中にこの相対ずれが一定の範囲を越えないように高精度にヘッドベース８のトラバース送り量が制御される。
【００３９】
図２（ａ）（ｂ）はヘッドホルダ６の位置信号の検出方法を説明する説明図である。図２（ａ）はヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合、図２（ｂ）はＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合の下面図を示している。１０ａは往路光の光束を示している。
【００４０】
図２（ａ）のようにヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合は、半導体レーザ１から出射した光束１０ａは受光領域７ａ、７ｂに均等に入射するため、受光領域７ａおよび７ｂで検出される信号はほぼ等しい。一方、図２（ｂ）に示すようにＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合には、受光領域７ａで検出される信号と受光領域７ｂで検出される信号には差が生じる。
【００４１】
したがって、例えば受光領域７ａ、７ｂから得られる信号の差を演算すると、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の相対ずれ量に対応した位置信号が得られる。
【００４２】
以上のように構成された本発明の光学ヘッドでは、縦置き姿勢によりヘッドホルダ６の自重垂れが発生するような場合においても、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の位置ずれは一定範囲を越えないように補正されるため、ヘッドホルダ６のＸ方向の可動範囲を小さくできる。これにより光学ヘッドの光ディスク半径方向（Ｘ方向）のサイズを小型化できる。
【００４３】
また、対物レンズ５の可動範囲が小さくなり、光スポットの移動量が小さくなるため、光磁気記録ヘッドでは、磁気ヘッドのコア面積を小さくでき、省電力化が図れる。
【００４４】
図３（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１の別形態を示す側面図である。図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００４５】
図３（ａ）において１３は入射光の一部を透過、一部を反射する分岐プリズムであり、１４はヘッドベース８に固定され紙面垂直方向（Ｘ方向）に２分割された受光領域を持つ２分割受光素子である。
【００４６】
また、図３（ｂ）において１５は入射光の一部を透過、一部を反射する分岐プリズムであり、１６はヘッドベース８に固定され紙面垂直方向（Ｘ方向）に２分割された受光領域を持つ２分割受光素子である。図３（ａ）（ｂ）において破線は光路を示している。
【００４７】
図３（ａ）（ｂ）のように構成しても実施の形態１と同じ効果が得られることは言うまでも無い。
【００４８】
なお、分岐プリズム１３あるいは１５の代わりに回折素子等で光を分岐し、２分割受光素子で受光する構成としても同様の効果が得られる。
【００４９】
本発明の実施の形態では、ヘッドベース８の位置検出を２分割受光素子で行っているが、ヘッドベース８の位置に応じて受光量が変化するように配置されていれば、受光領域は１つでも多数でもよい。
【００５０】
（実施の形態２）
図４（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態２における光学ヘッド構成を示す側面図、および下面図である。図４（ａ）（ｂ）において図１（ａ）（ｂ）と異なる構成要素は反射素子２１ａ、２１ｂ、および、受光基板２２のみであり、その他の構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５１】
図４（ａ）（ｂ）において、反射素子２１ａ、２１ｂはヘッドベース８に固定されており、図中Ｘ方向に曲率を有する反射面を有し、半導体レーザ１から出射した光のうち、光ディスクに到達する有効光束の外側の外領域光３０を反射およびＸ方向に収束させて受光基板２２に導くように構成されている。また、受光基板２２上には反射素子２１ａ、２１ｂで反射された光をそれぞれ受光する受光領域２２ａ、２２ｂが設けられている。
【００５２】
以上のように構成された本発明の実施の形態２では、半導体レーザ１から出射された往路光１０は、ホログラム３、ミラー４、対物レンズ５を経由し、光ディスク９上に焦点を結ぶ。光ディスク９で反射された光は対物レンズ５、ミラー４を経て、ホログラム３に入射し、ホログラム３で回折した光が受光基板２２に入射し信号検出が行われる。
【００５３】
詳しい検出原理は省略するが、この信号を演算することによりフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が得られる。
【００５４】
一方、半導体レーザ１から出射した有効光束外の外領域光３０はそれぞれホログラム３のホログラムパターンの無い部分を透過し、反射素子２１ａ、２１ｂで反射し、再びホログラム３のホログラムパターンの無い部分を透過して受光基板２２上の受光領域２２ａ、２２ｂに入射し、この検出信号からヘッドホルダ６のＸ方向の位置信号が得られる。検出された位置信号により縦置き姿勢時の自重垂れ等のトラッキング制御前のＸ方向の初期ずれを補正し、また、トラッキング制御中にこの相対ずれが一定の範囲を越えないように高精度にヘッドベース８のトラバース送り量が制御される。
【００５５】
図５（ａ）（ｂ）はヘッドホルダ６の位置信号の検出方法を説明する説明図である。図５（ａ）はヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合、図５（ｂ）はＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合の下面図を示している。３０ａおよび３０ｂは外領域光の光束を示している。
【００５６】
図５（ａ）のようにヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合は、半導体レーザ１から出射し、反射素子２１ａ、２１ｂで反射し、受光基板２２上の受光領域２２ａ、２２ｂで受光される外領域光３０ａ、３０ｂの検出光量はほぼ等しい。
【００５７】
しかし図５（ｂ）のように、ヘッドホルダ６に対して反射素子２１ａ、２１ｂが相対的にＸ方向ずれると反射素子２１ａ、２１ｂへ到達する外領域光３０ａ、３０ｂに差が生じ、この結果、受光領域２２ａ、および２２ｂで受光される検出光量に差が生じる。
【００５８】
したがって、例えば、受光領域２２ａ、２２ｂから得られる信号の差を演算すると、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の相対ずれ量に対応した位置信号が得られる。
【００５９】
以上のように構成することにより、ヘッドホルダ６のＸ方向の可動範囲を小さくできるため、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６０】
本実施の形態では、実施の形態１の効果に加え、２分割受光素子が不要になるため、小型化、低コスト化が図れる。また、有効領域の光を使わないため光利用効率の損失もない。
【００６１】
なお、反射素子２１ａ、２１ｂはレンズ効果を持つように構成された反射型回折素子であってもよい。
【００６２】
（実施の形態３）
図６（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態３における光学ヘッド構成を示す側面図、および下面図である。図６（ａ）（ｂ）において図１（ａ）（ｂ）と異なる構成要素は反射素子２３ａ、２３ｂ、遮光板２４ａ、２４ｂ、および、受光基板２５のみであり、その他の構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００６３】
図６（ａ）（ｂ）において、反射素子２３ａ、２３ｂはヘッドホルダ６に固定されており、略球面の反射面を有し、半導体レーザ１から出射した光のうち、光ディスクに到達する有効光束の外側の外領域光３１を反射および収束させて受光基板２５に導くように構成されている。
【００６４】
また、遮光板２４ａ、２４ｂはヘッドベース８に固定され、反射素子２３ａ、２３ｂで反射され受光基板２５へ向かう光の一部を遮光するように配置されており、受光基板２５上には反射素子２３ａ、２３ｂで反射された光をそれぞれ受光する受光領域２５ａ、２５ｂが設けられている。
【００６５】
以上のように構成された本発明の実施の形態３では、半導体レーザ１から出射された往路光１０は、ホログラム３、ミラー４、対物レンズ５を経由し、光ディスク９上に焦点を結ぶ。光ディスク９で反射された光は対物レンズ５、ミラー４を経て、ホログラム３に入射し、ホログラム３で回折した光が受光基板２５に入射し信号検出が行われる。
【００６６】
詳しい検出原理は省略するが、この信号を演算することによりフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が得られる。
【００６７】
一方、半導体レーザ１から出射した外領域光３１はそれぞれホログラム３のホログラムパターンの無い部分を透過し、反射素子２３ａ、２３ｂで反射し、一部が遮光板２４ａ、２４ｂで遮光され、残りは再びホログラム３のホログラムパターンの無い部分を透過して受光基板２５上の受光領域２５ａ、２５ｂに入射し、この検出信号からヘッドホルダ６のＸ方向の位置信号が得られる。検出された位置信号により縦置き姿勢時の自重垂れ等のトラッキング制御前のＸ方向の初期ずれを補正し、また、トラッキング制御中にこの相対ずれが一定の範囲を越えないように高精度にヘッドベース８のトラバース送り量が制御される。
【００６８】
図７（ａ）（ｂ）はヘッドホルダ６の位置信号の検出方法を説明する説明図である。図７（ａ）はヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合、図７（ｂ）はＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合の下面図を示している。３１ａおよび３１ｂは外領域光の光束を示している。
【００６９】
図７（ａ）のようにヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合は、半導体レーザ１から出射し、反射素子２３ａ、２３ｂで反射し、受光基板２５上の受光領域２５ａ、２５ｂで受光される検出光量はほぼ等しい。
【００７０】
しかし図３（ｂ）のように、ヘッドホルダ６に対して遮光板２４ａ、２４ｂが相対的にＸ方向ずれると、遮光板２４ａ、２４ｂで遮光される光束に差が生じるため、受光領域２５ａ、および２５ｂで受光される検出光量に差が生じ、例えば、この検出光量差の演算により、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の相対ずれ量に対応した位置信号が得られる。
【００７１】
以上のように構成することにより、ヘッドホルダ６のＸ方向の可動範囲を小さくできるため、これまでの実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７２】
（実施の形態４）
図８（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態４における光学ヘッド構成を示す側面図、および下面図である。図８（ａ）（ｂ）において図１（ａ）（ｂ）と異なる構成要素はシリンドリカルレンズ２７、ホログラム素子２６および受光基板２８のみであり、その他の構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。また、図８（ｃ）はホログラム２６をＹ方向から見た拡大図であり、２６ａ〜２６ｆはホログラムパターンで分割された分割領域、３２ａはホログラムパターン上の光束、光束３２ａ内の斜線部は光ディスク９で反射および回折した光の干渉領域を示している。
【００７３】
図８（ａ）（ｂ）において、シリンドリカルレンズ２７はヘッドベース８に固定され、図中Ｘ方向に曲率をもつように構成されており、ホログラム２６は図８（ｃ）に示すようにＸ方向に光束を２分割するとともに、それと直交する方向に３分割する６分割ホログラムパターンが形成されており、受光基板２８上には分割領域２６ａと２６ｅで回折された光を受光する受光領域２８ａと分割領域２６ｂと２６ｆで回折された光を受光する受光領域２８ｂが設けられている。
【００７４】
以上のように構成された本発明の実施の形態４では、半導体レーザ１から出射した光は、ホログラム２６、シリンドリカルレンズ２７、ミラー４、対物レンズ５を経由して光ディスク９上に集光され、光ディスク９にて反射された光は、対物レンズ５、ミラー４、シリンドリカルレンズ２７を経由し、ホログラム２６入射し、ホログラム２６で光束が分割され、分割領域２６ｃ、２６ｄで回折された光を受光基板２８上の受光領域で受光して信号が検出される。
【００７５】
詳しい検出原理は省略するが、この信号を演算することによりフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が得られる。
【００７６】
一方、光ディスク９にて反射され、ホログラム２６で光束が分割され、分割領域２６ａと２６ｅ、２６ｂと２６ｆで回折された光は受光基板２８上の受光領域２８ａ、２８ｂに導かれ、この検出信号からヘッドホルダ６のＸ方向の位置信号が得られる。検出された位置信号により縦置き姿勢時の自重垂れ等のトラッキング制御前のＸ方向の初期ずれを補正し、また、トラッキング制御中にこの相対ずれが一定の範囲を越えないように高精度にヘッドベース８のトラバース送り量が制御される。
【００７７】
図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はヘッドホルダ６の位置信号の検出方法を説明する説明図である。図９（ａ）（ｃ）はヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合の下面図、および、その時のＹ方向から見たホログラム２６の拡大図、図９（ｂ）（ｄ）はＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合の下面図、および、その時のＹ方向から見たホログラム２６の拡大図を示している。
【００７８】
図９（ａ）（ｃ）に示すようにヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合は、光束３２ａは、ホログラムパターンの中央を通過するため、分割領域２６ａと２６ｅで回折されて受光領域２８ａで検出される光量と、分割領域２６ｂと２６ｆで回折されて受光領域２８ｂで検出される光量は等しい。
【００７９】
しかし図９（ｂ）（ｄ）に示すように、ヘッドホルダ６に対してシリンドリカルレンズ２７が相対的にＸ方向ずれると、シリンドリカルレンズ２７を通過する際に光軸がずれるため、対物レンズを通過する光束のホログラム２６上の位置はＸ方向にずれる。この時、分割領域２６ａと２６ｅで回折されて受光領域２８ａで検出される光量と、分割領域２６ｂと２６ｆで回折されて受光領域２８ｂで検出される光量に差が生じ、この検出光量差の演算により、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の相対ずれ量に対応した位置信号が得られる。
【００８０】
以上のように構成することにより、ヘッドホルダ６のＸ方向の可動範囲を小さくできるため、これまでの実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８１】
なお、本実施の形態のシリンドリカルレンズは、たとえば、溝間隔が連続的に変化する回折溝を有する回折素子であっても同様の効果が得られる。
【００８２】
なお、分割領域２６ｃ、２６ｄで回折され、受光基板２８で検出される光量の差からトラッキングエラー信号が得られるが、ヘッドホルダ６の移動に伴いホログラムパターン上で光束３２ａが移動するためオフセットが発生してしまう。しかし、このオフセット量はヘッドホルダ６の移動量に対応しているため、位置検出信号を用いて補正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明にかかる光学ヘッドは、対物レンズを搭載したヘッドホルダに受発光素子を一体に設けた一体駆動型構成において、さらに、姿勢差によらずヘッドホルダのＸ方向の可動範囲を狭めることが可能であり、光ディスクの半径方向にも円周方向にも小型化が可能である。したがって携帯型の小型機器に搭載される光学ヘッドに適している。また、スポット位置の移動範囲が小さいため、光磁気記録のヘッドに用いれば磁気ヘッドのコア面積を小さくでき省電力化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態１における光学ヘッドの側面図、および下面図
【図２】本発明の実施の形態１の動作を示す説明図
【図３】本発明の実施の形態１の別形態を示す側面図
【図４】本発明の実施の形態２における光学ヘッドの側面図、および下面図
【図５】本発明の実施の形態２の動作を示す説明図
【図６】本発明の実施の形態３における光学ヘッドの側面図、および下面図
【図７】本発明の実施の形態３の動作を示す説明図
【図８】本発明の実施の形態４における光学ヘッドの側面図、および下面図
【図９】本発明の実施の形態４の動作を示す説明図
【図１０】従来の光学ヘッドの側面図、および下面図
【符号の説明】
【００８５】
１ 半導体レーザ
２ 受光基板
３ ホログラム
４ ミラー
５ 対物レンズ
６ ヘッドホルダ
７ ２分割受光素子
７ａ 受光領域
７ｂ 受光領域
８ ヘッドベース
９ 光ディスク
１０ 往路光の光路
１０ａ 往路光の光束
１１ 復路光の光路
１２ ワイヤ
１３ 分岐プリズム
１４ ２分割受光素子
１５ 分岐プリズム
１６ ２分割受光素子
２１ａ 反射素子
２１ｂ 反射素子
２２ 受光基板
２２ａ 受光領域
２２ｂ 受光領域
２３ａ 反射素子
２３ｂ 反射素子
２４ａ 遮光板
２４ｂ 遮光板
２５ 受光基板
２５ａ 受光領域
２５ｂ 受光領域
２６ ホログラム
２６ａ〜ｆ 分割領域
２７ シリンドリカルレンズ
２８ 受光基板
３０ 外領域光
３０ａ 外領域光の光束
３０ｂ 外領域光の光束
３１ 外領域光
３１ａ 外領域光の光束
３１ｂ 外領域光の光束
３２ 光路
３２ａ 光束
４１ 半導体レーザ
４２ 受光基板
４３ ホログラム
４４ ミラー
４５ 対物レンズ
４６ ヘッドホルダ
４８ ヘッドベース
４９ 光ディスク
５０ 往路光の光路
５１ 復路光の光路
５２ ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光によって情報の読出し、あるいは書込み、消去を行なう光ディスク装置に用いられる光学ヘッドにおいて、特に光源および信号検出手段を対物レンズと一体に駆動する構成とした光学ヘッドおよびそれを用いた光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの面振れおよび偏心に応じて、光スポットを光ディスク上の所定の情報トラックに追従させる光学ヘッドでは、光ディスクからの反射光から得られる、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づき対物レンズを駆動している。
【０００３】
従来から、この対物レンズが搭載された可動部に半導体レーザおよび信号検出手段を一体に構成することにより光学ヘッドの小型化を図っているものがあり、その例として特許文献１に示すもの等がある。
【０００４】
図１０（ａ）（ｂ）は従来の一体駆動型光学ヘッドの構成を示す側面図、および下面図であり、同じ構成要素については同じ符号を付している。
【０００５】
図１０（ａ）（ｂ）において、４１は半導体レーザ、４２は複数の受光領域を有する受光基板、４３はホログラム、４４はミラー、４５は対物レンズ、４６はこれらの光学部品を搭載したヘッドホルダ、４８はヘッドベース、４９はＹ方向にトラック溝を有する光ディスク、５０は往路光の光路、５１は復路光の光路である。
【０００６】
ここで、ホログラム４３はＸ方向、つまりトラック溝直行方向に対して領域を２分割するホログラムパターンを有し、それぞれの分割領域には曲線回折格子が形成されており、光ディスク４９で反射された光を分離回折するとともに、顕著な非点収差を発生するよう構成されている。
【０００７】
また、ヘッドホルダ４６はヘッドベース４８に対してワイヤ５２で支持されており、Ｘ方向、およびＺ方向に駆動可能な２軸アクチュエータの可動部を構成している。実際には駆動力を発生させるマグネットおよびコイルが必要であるが、図示は省略している。
【０００８】
また、図示していないが、ヘッドベース４８は光学ヘッド全体をディスク半径方向（Ｘ方向）に移動させるトラバース機構に連結されている。
【０００９】
以上のように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ４１から出射された往路光５０は、ミラー４４で反射され、対物レンズ４５に入射し、光ディスク４９上に焦点を結ぶ。光ディスク４９で反射された光は対物レンズ４５、ミラー４４を経て、ホログラム４３に入射し、ホログラム４３で回折した復路光５１が受光基板４２に入射し信号検出が行われる。
【００１０】
詳しい検出原理は省略するが、この復路光５１を受光基板４２上の多分割受光領域で受光し、演算することにより、非点収差法によるフォーカスエラー信号、および、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号が得られ、この出力信号に応じて光ディスク４９の面振れ方向へ焦点が常に合うように、また、偏心方向へ１つのトラックを常に追従するようにヘッドホルダ４６が駆動される。この時、受光基板４２における受光信号の和をとることによって光ディスク４９に記録された情報信号も検出することができる。
【００１１】
一般に光源と対物レンズが別体の有限系構成の光学ヘッドでは、対物レンズのトラッキング方向への移動により軸外収差が発生する。この時の収差量は、対物レンズの移動量が同じであれば、光源と対物レンズの位置が近いほど大きくなるため、光学ヘッドを小型化する上で課題となる。
【００１２】
一方、前述した一体駆動型光ヘッドでは、対物レンズと半導体レーザ光源の位置を常に一定に固定することが出来るため、対物レンズを駆動しても収差は変化しない。このため、軸外収差の課題を気にすることなく小型化が可能である。
【００１３】
また、簡単な構成でトラッキング検出が可能な１ビーム方式のプッシュプル法では、光源と対物レンズの相対的な移動に伴うオフセット課題を有しているが、一体駆動型光ヘッドではこの課題も発生しない。
【特許文献１】特開平９−１６１３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記従来の構成では光源と対物レンズを近づけて構成することができるため、光学部品の配置面積の縮小により、光学ヘッドのＹ方向のサイズを小型化することが可能である。
【００１５】
しかしながら、光学ヘッドのＸ方向のサイズについては、ヘッドホルダ等のサイズだけでなく、ヘッドホルダのＸ方向の可動範囲にも左右されるため、光学部品の配置面積の縮小だけではさらなる小型化はできない。
【００１６】
特に携帯型の機器等は、Ｘ軸方向が上下方向となる縦置き姿勢で使用される場合もあり、この時、ヘッドホルダの初期位置が自重によりＸ方向にずれる（以降、縦置き姿勢時の自重垂れ）ため、このずれ量だけヘッドホルダの可動範囲を広く設計する必要があり、光学ヘッドＸ方向のさらなる小型化が困難であった。
【００１７】
以上のような課題に対し、本発明では、携帯型の機器においてもＸ方向のサイズが小型化可能な光学ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光学ヘッドおよび光ディスク装置は、光源と、前記光源からの光を光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクからの反射光を分岐する光分岐素子と、前記光分岐素子からの光を受光する受光素子１と、前記光源と前記対物レンズと前記光分岐素子と前記受光素子１を搭載した可動体と、ヘッド基台と、前記ヘッド基台に対して前記可動体を光ディスク半径方向、および垂直方向に駆動する駆動手段と、前記光源から出射する光の一部を受光する受光素子２とを有し、前記受光素子２の出力信号によりヘッド基台に対する可動体の相対位置を検出する。
【００１９】
このとき、受光素子２はヘッド基台上に設けられていることが望ましい。
【００２０】
あるいは、受光素子２は可動体と一体に設けられ、ヘッド基台上に設けられた光源からの光の一部を反射する反射素子からの光を受光するように構成されていることが望ましい。
【００２１】
あるいは、受光素子２は可動体と一体に設けられ、可動体内に設けられた光源からの光の一部を反射する反射素子からの光を受光するように構成され、前記反射素子に入射あるいは反射する光は、ヘッド基台上に設けられた遮光素子により一部が遮蔽されるように構成されていることが望ましい。
【００２２】
あるいは、受光素子２は可動体と一体に設けられ、光ディスクからの光を分岐する光分岐素子からの光を受光するように構成され、対物レンズと光分岐素子の間の光路上にヘッド基台に固定されたシリンドリカルレンズが配置されていることが望ましい。
【００２３】
あるいは、受光素子２は可動体と一体に設けられ、光ディスクからの光を分岐する光分岐素子からの光を受光するように構成され、対物レンズと光分岐素子の間の光路上にヘッド基台に固定された、溝間隔が連続的に変化する回折素子が配置されていることが望ましい。
【００２４】
あるいは、トラッキング制御を開始する前に、ヘッド基台と可動体の光ディスク半径方向の相対位置ずれを検出して、可動体を駆動し、ヘッド基台との位置ずれを補正することが望ましい。
【００２５】
あるいは、ヘッド基台を光ディスク半径方向に移送する移送手段を有し、トラッキング制御中のヘッド基台と可動体の光ディスク半径方向の相対位置ずれを検出して、ヘッド基台の移送量を制御することが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の光学ヘッドによれば、対物レンズの可動範囲を小さくでき、光学ヘッドの光ディスク半径方向のサイズを小型化できる。
【００２７】
また、光磁気記録ヘッドでは、光スポットの移動範囲が小さくなるため、磁気ヘッドのコア面積を小さくでき、省電力化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１における光学ヘッド構成を示す側面図、および下面図であり、同じ構成要素については同じ符号を付している。
【００３０】
図１（ａ）（ｂ）において、１は半導体レーザ、２は複数の受光領域を有する受光基板、３はホログラム、４は入射光の１０％程度が透過し、残りは反射するように構成されたミラー、５は対物レンズ、６はこれらの光学部品を搭載したヘッドホルダ、７は２分割受光素子、８はヘッドベース、９はＹ方向にトラック溝を有する光ディスク、１０は往路光の光路、１１は復路光の光路である。
【００３１】
ここで、ホログラム３はＸ方向、つまりトラック溝直行方向に対して領域を２分割するホログラムパターンを有し、それぞれの分割領域には曲線回折格子が形成されており、光ディスク９で反射された光を分離回折するとともに、顕著な非点収差を発生するよう構成されている。
【００３２】
また、ヘッドホルダ６はヘッドベース８に対してワイヤ１２で支持されており、X方向、およびＺ方向に駆動可能な２軸アクチュエータの可動部を構成している。実際には駆動力を発生させるマグネットおよびコイルが必要であるが、図示は省略している。
【００３３】
また、２分割受光素子７はヘッドベース８に固定されていて、Ｘ方向に光束を分割する受光領域７ａ、７ｂを持つ。
【００３４】
また、図示していないが、ヘッドベース８は光学ヘッド全体をディスク半径方向（Ｘ方向）に移動させるトラバース機構に連結されている。
【００３５】
以上のように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ１から出射された往路光１０は、ホログラム３を透過後、ミラー４で１０％程度が透過し、残りは反射する。
【００３６】
ミラー４で反射した光は対物レンズ５に入射し、光ディスク９上に焦点を結ぶ。光ディスク９で反射された光は対物レンズ５、ミラー４を経て、ホログラム３に入射し、ホログラム３で回折した復路光１１が受光基板２に入射し信号検出が行われる。
【００３７】
詳しい検出原理は省略するが、この復路光１１を受光基板２上の多分割受光領域で受光し、演算することにより、非点収差法によるフォーカスエラー信号、および、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号が得られ、この出力信号に応じて光ディスク９の面振れ方向へ焦点が常に合うように、また、偏心方向へ１つのトラックを常に追従するようにヘッドホルダ６が駆動される。この時、受光基板２における受光信号の和をとることによって光ディスク９に記録された情報信号を検出することができる。
【００３８】
また、ミラー４を透過した光は２分割受光素子７の受光領域７ａおよび７ｂに入射し、この検出信号からヘッドホルダ６のＸ方向の位置信号が得られる。検出された位置信号により縦置き姿勢時の自重垂れ等のトラッキング制御前のＸ方向の初期ずれを補正し、また、トラッキング制御中にこの相対ずれが一定の範囲を越えないように高精度にヘッドベース８のトラバース送り量が制御される。
【００３９】
図２（ａ）（ｂ）はヘッドホルダ６の位置信号の検出方法を説明する説明図である。図２（ａ）はヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合、図２（ｂ）はＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合の下面図を示している。１０ａは往路光の光束を示している。
【００４０】
図２（ａ）のようにヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合は、半導体レーザ１から出射した光束１０ａは受光領域７ａ、７ｂに均等に入射するため、受光領域７ａおよび７ｂで検出される信号はほぼ等しい。一方、図２（ｂ）に示すようにＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合には、受光領域７ａで検出される信号と受光領域７ｂで検出される信号には差が生じる。
【００４１】
したがって、例えば受光領域７ａ、７ｂから得られる信号の差を演算すると、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の相対ずれ量に対応した位置信号が得られる。
【００４２】
以上のように構成された本発明の光学ヘッドでは、縦置き姿勢によりヘッドホルダ６の自重垂れが発生するような場合においても、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の位置ずれは一定範囲を越えないように補正されるため、ヘッドホルダ６のＸ方向の可動範囲を小さくできる。これにより光学ヘッドの光ディスク半径方向（Ｘ方向）のサイズを小型化できる。
【００４３】
また、対物レンズ５の可動範囲が小さくなり、光スポットの移動量が小さくなるため、光磁気記録ヘッドでは、磁気ヘッドのコア面積を小さくでき、省電力化が図れる。
【００４４】
図３（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１の別形態を示す側面図である。図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００４５】
図３（ａ）において１３は入射光の一部を透過、一部を反射する分岐プリズムであり、１４はヘッドベース８に固定され紙面垂直方向（Ｘ方向）に２分割された受光領域を持つ２分割受光素子である。
【００４６】
また、図３（ｂ）において１５は入射光の一部を透過、一部を反射する分岐プリズムであり、１６はヘッドベース８に固定され紙面垂直方向（Ｘ方向）に２分割された受光領域を持つ２分割受光素子である。図３（ａ）（ｂ）において破線は光路を示している。
【００４７】
図３（ａ）（ｂ）のように構成しても実施の形態１と同じ効果が得られることは言うまでも無い。
【００４８】
なお、分岐プリズム１３あるいは１５の代わりに回折素子等で光を分岐し、２分割受光素子で受光する構成としても同様の効果が得られる。
【００４９】
本発明の実施の形態では、ヘッドベース８の位置検出を２分割受光素子で行っているが、ヘッドベース８の位置に応じて受光量が変化するように配置されていれば、受光領域は１つでも多数でもよい。
【００５０】
（実施の形態２）
図４（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態２における光学ヘッド構成を示す側面図、および下面図である。図４（ａ）（ｂ）において図１（ａ）（ｂ）と異なる構成要素は反射素子２１ａ、２１ｂ、および、受光基板２２のみであり、その他の構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５１】
図４（ａ）（ｂ）において、反射素子２１ａ、２１ｂはヘッドベース８に固定されており、図中Ｘ方向に曲率を有する反射面を有し、半導体レーザ１から出射した光のうち、光ディスクに到達する有効光束の外側の外領域光３０を反射およびＸ方向に収束させて受光基板２２に導くように構成されている。また、受光基板２２上には反射素子２１ａ、２１ｂで反射された光をそれぞれ受光する受光領域２２ａ、２２ｂが設けられている。
【００５２】
以上のように構成された本発明の実施の形態２では、半導体レーザ１から出射された往路光１０は、ホログラム３、ミラー４、対物レンズ５を経由し、光ディスク９上に焦点を結ぶ。光ディスク９で反射された光は対物レンズ５、ミラー４を経て、ホログラム３に入射し、ホログラム３で回折した光が受光基板２２に入射し信号検出が行われる。
【００５３】
詳しい検出原理は省略するが、この信号を演算することによりフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が得られる。
【００５４】
一方、半導体レーザ１から出射した有効光束外の外領域光３０はそれぞれホログラム３のホログラムパターンの無い部分を透過し、反射素子２１ａ、２１ｂで反射し、再びホログラム３のホログラムパターンの無い部分を透過して受光基板２２上の受光領域２２ａ、２２ｂに入射し、この検出信号からヘッドホルダ６のＸ方向の位置信号が得られる。検出された位置信号により縦置き姿勢時の自重垂れ等のトラッキング制御前のＸ方向の初期ずれを補正し、また、トラッキング制御中にこの相対ずれが一定の範囲を越えないように高精度にヘッドベース８のトラバース送り量が制御される。
【００５５】
図５（ａ）（ｂ）はヘッドホルダ６の位置信号の検出方法を説明する説明図である。図５（ａ）はヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合、図５（ｂ）はＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合の下面図を示している。３０ａおよび３０ｂは外領域光の光束を示している。
【００５６】
図５（ａ）のようにヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合は、半導体レーザ１から出射し、反射素子２１ａ、２１ｂで反射し、受光基板２２上の受光領域２２ａ、２２ｂで受光される外領域光３０ａ、３０ｂの検出光量はほぼ等しい。
【００５７】
しかし図５（ｂ）のように、ヘッドホルダ６に対して反射素子２１ａ、２１ｂが相対的にＸ方向ずれると反射素子２１ａ、２１ｂへ到達する外領域光３０ａ、３０ｂに差が生じ、この結果、受光領域２２ａ、および２２ｂで受光される検出光量に差が生じる。
【００５８】
したがって、例えば、受光領域２２ａ、２２ｂから得られる信号の差を演算すると、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の相対ずれ量に対応した位置信号が得られる。
【００５９】
以上のように構成することにより、ヘッドホルダ６のＸ方向の可動範囲を小さくできるため、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６０】
本実施の形態では、実施の形態１の効果に加え、２分割受光素子が不要になるため、小型化、低コスト化が図れる。また、有効領域の光を使わないため光利用効率の損失もない。
【００６１】
なお、反射素子２１ａ、２１ｂはレンズ効果を持つように構成された反射型回折素子であってもよい。
【００６２】
（実施の形態３）
図６（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態３における光学ヘッド構成を示す側面図、および下面図である。図６（ａ）（ｂ）において図１（ａ）（ｂ）と異なる構成要素は反射素子２３ａ、２３ｂ、遮光板２４ａ、２４ｂ、および、受光基板２５のみであり、その他の構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００６３】
図６（ａ）（ｂ）において、反射素子２３ａ、２３ｂはヘッドホルダ６に固定されており、略球面の反射面を有し、半導体レーザ１から出射した光のうち、光ディスクに到達する有効光束の外側の外領域光３１を反射および収束させて受光基板２５に導くように構成されている。
【００６４】
また、遮光板２４ａ、２４ｂはヘッドベース８に固定され、反射素子２３ａ、２３ｂで反射され受光基板２５へ向かう光の一部を遮光するように配置されており、受光基板２５上には反射素子２３ａ、２３ｂで反射された光をそれぞれ受光する受光領域２５ａ、２５ｂが設けられている。
【００６５】
以上のように構成された本発明の実施の形態３では、半導体レーザ１から出射された往路光１０は、ホログラム３、ミラー４、対物レンズ５を経由し、光ディスク９上に焦点を結ぶ。光ディスク９で反射された光は対物レンズ５、ミラー４を経て、ホログラム３に入射し、ホログラム３で回折した光が受光基板２５に入射し信号検出が行われる。
【００６６】
詳しい検出原理は省略するが、この信号を演算することによりフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が得られる。
【００６７】
一方、半導体レーザ１から出射した外領域光３１はそれぞれホログラム３のホログラムパターンの無い部分を透過し、反射素子２３ａ、２３ｂで反射し、一部が遮光板２４ａ、２４ｂで遮光され、残りは再びホログラム３のホログラムパターンの無い部分を透過して受光基板２５上の受光領域２５ａ、２５ｂに入射し、この検出信号からヘッドホルダ６のＸ方向の位置信号が得られる。検出された位置信号により縦置き姿勢時の自重垂れ等のトラッキング制御前のＸ方向の初期ずれを補正し、また、トラッキング制御中にこの相対ずれが一定の範囲を越えないように高精度にヘッドベース８のトラバース送り量が制御される。
【００６８】
図７（ａ）（ｂ）はヘッドホルダ６の位置信号の検出方法を説明する説明図である。図７（ａ）はヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合、図７（ｂ）はＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合の下面図を示している。３１ａおよび３１ｂは外領域光の光束を示している。
【００６９】
図７（ａ）のようにヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合は、半導体レーザ１から出射し、反射素子２３ａ、２３ｂで反射し、受光基板２５上の受光領域２５ａ、２５ｂで受光される検出光量はほぼ等しい。
【００７０】
しかし図３（ｂ）のように、ヘッドホルダ６に対して遮光板２４ａ、２４ｂが相対的にＸ方向ずれると、遮光板２４ａ、２４ｂで遮光される光束に差が生じるため、受光領域２５ａ、および２５ｂで受光される検出光量に差が生じ、例えば、この検出光量差の演算により、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の相対ずれ量に対応した位置信号が得られる。
【００７１】
以上のように構成することにより、ヘッドホルダ６のＸ方向の可動範囲を小さくできるため、これまでの実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７２】
（実施の形態４）
図８（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態４における光学ヘッド構成を示す側面図、および下面図である。図８（ａ）（ｂ）において図１（ａ）（ｂ）と異なる構成要素はシリンドリカルレンズ２７、ホログラム素子２６および受光基板２８のみであり、その他の構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。また、図８（ｃ）はホログラム２６をＹ方向から見た拡大図であり、２６ａ〜２６ｆはホログラムパターンで分割された分割領域、３２ａはホログラムパターン上の光束、光束３２ａ内の斜線部は光ディスク９で反射および回折した光の干渉領域を示している。
【００７３】
図８（ａ）（ｂ）において、シリンドリカルレンズ２７はヘッドベース８に固定され、図中Ｘ方向に曲率をもつように構成されており、ホログラム２６は図８（ｃ）に示すようにＸ方向に光束を２分割するとともに、それと直交する方向に３分割する６分割ホログラムパターンが形成されており、受光基板２８上には分割領域２６ａと２６ｅで回折された光を受光する受光領域２８ａと分割領域２６ｂと２６ｆで回折された光を受光する受光領域２８ｂが設けられている。
【００７４】
以上のように構成された本発明の実施の形態４では、半導体レーザ１から出射した光は、ホログラム２６、シリンドリカルレンズ２７、ミラー４、対物レンズ５を経由して光ディスク９上に集光され、光ディスク９にて反射された光は、対物レンズ５、ミラー４、シリンドリカルレンズ２７を経由し、ホログラム２６入射し、ホログラム２６で光束が分割され、分割領域２６ｃ、２６ｄで回折された光を受光基板２８上の受光領域で受光して信号が検出される。
【００７５】
詳しい検出原理は省略するが、この信号を演算することによりフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が得られる。
【００７６】
一方、光ディスク９にて反射され、ホログラム２６で光束が分割され、分割領域２６ａと２６ｅ、２６ｂと２６ｆで回折された光は受光基板２８上の受光領域２８ａ、２８ｂに導かれ、この検出信号からヘッドホルダ６のＸ方向の位置信号が得られる。検出された位置信号により縦置き姿勢時の自重垂れ等のトラッキング制御前のＸ方向の初期ずれを補正し、また、トラッキング制御中にこの相対ずれが一定の範囲を越えないように高精度にヘッドベース８のトラバース送り量が制御される。
【００７７】
図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はヘッドホルダ６の位置信号の検出方法を説明する説明図である。図９（ａ）（ｃ）はヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合の下面図、および、その時のＹ方向から見たホログラム２６の拡大図、図９（ｂ）（ｄ）はＸ方向にヘッドホルダ６がずれた場合の下面図、および、その時のＹ方向から見たホログラム２６の拡大図を示している。
【００７８】
図９（ａ）（ｃ）に示すようにヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向のずれが無い場合は、光束３２ａは、ホログラムパターンの中央を通過するため、分割領域２６ａと２６ｅで回折されて受光領域２８ａで検出される光量と、分割領域２６ｂと２６ｆで回折されて受光領域２８ｂで検出される光量は等しい。
【００７９】
しかし図９（ｂ）（ｄ）に示すように、ヘッドホルダ６に対してシリンドリカルレンズ２７が相対的にＸ方向ずれると、シリンドリカルレンズ２７を通過する際に光軸がずれるため、対物レンズを通過する光束のホログラム２６上の位置はＸ方向にずれる。この時、分割領域２６ａと２６ｅで回折されて受光領域２８ａで検出される光量と、分割領域２６ｂと２６ｆで回折されて受光領域２８ｂで検出される光量に差が生じ、この検出光量差の演算により、ヘッドホルダ６とヘッドベース８のＸ方向の相対ずれ量に対応した位置信号が得られる。
【００８０】
以上のように構成することにより、ヘッドホルダ６のＸ方向の可動範囲を小さくできるため、これまでの実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８１】
なお、本実施の形態のシリンドリカルレンズは、たとえば、溝間隔が連続的に変化する回折溝を有する回折素子であっても同様の効果が得られる。
【００８２】
なお、分割領域２６ｃ、２６ｄで回折され、受光基板２８で検出される光量の差からトラッキングエラー信号が得られるが、ヘッドホルダ６の移動に伴いホログラムパターン上で光束３２ａが移動するためオフセットが発生してしまう。しかし、このオフセット量はヘッドホルダ６の移動量に対応しているため、位置検出信号を用いて補正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明にかかる光学ヘッドは、対物レンズを搭載したヘッドホルダに受発光素子を一体に設けた一体駆動型構成において、さらに、姿勢差によらずヘッドホルダのＸ方向の可動範囲を狭めることが可能であり、光ディスクの半径方向にも円周方向にも小型化が可能である。したがって携帯型の小型機器に搭載される光学ヘッドに適している。また、スポット位置の移動範囲が小さいため、光磁気記録のヘッドに用いれば磁気ヘッドのコア面積を小さくでき省電力化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態１における光学ヘッドの側面図、および下面図
【図２】本発明の実施の形態１の動作を示す説明図
【図３】本発明の実施の形態１の別形態を示す側面図
【図４】本発明の実施の形態２における光学ヘッドの側面図、および下面図
【図５】本発明の実施の形態２の動作を示す説明図
【図６】本発明の実施の形態３における光学ヘッドの側面図、および下面図
【図７】本発明の実施の形態３の動作を示す説明図
【図８】本発明の実施の形態４における光学ヘッドの側面図、および下面図
【図９】本発明の実施の形態４の動作を示す説明図
【図１０】従来の光学ヘッドの側面図、および下面図
【符号の説明】
【００８５】
１ 半導体レーザ
２ 受光基板
３ ホログラム
４ ミラー
５ 対物レンズ
６ ヘッドホルダ
７ ２分割受光素子
７ａ 受光領域
７ｂ 受光領域
８ ヘッドベース
９ 光ディスク
１０ 往路光の光路
１０ａ 往路光の光束
１１ 復路光の光路
１２ ワイヤ
１３ 分岐プリズム
１４ ２分割受光素子
１５ 分岐プリズム
１６ ２分割受光素子
２１ａ 反射素子
２１ｂ 反射素子
２２ 受光基板
２２ａ 受光領域
２２ｂ 受光領域
２３ａ 反射素子
２３ｂ 反射素子
２４ａ 遮光板
２４ｂ 遮光板
２５ 受光基板
２５ａ 受光領域
２５ｂ 受光領域
２６ ホログラム
２６ａ〜ｆ 分割領域
２７ シリンドリカルレンズ
２８ 受光基板
３０ 外領域光
３０ａ 外領域光の光束
３０ｂ 外領域光の光束
３１ 外領域光
３１ａ 外領域光の光束
３１ｂ 外領域光の光束
３２ 光路
３２ａ 光束
４１ 半導体レーザ
４２ 受光基板
４３ ホログラム
４４ ミラー
４５ 対物レンズ
４６ ヘッドホルダ
４８ ヘッドベース
４９ 光ディスク
５０ 往路光の光路
５１ 復路光の光路
５２ ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光を光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクからの反射光を分岐する光分岐素子と、前記光分岐素子からの光を受光する受光素子１と、前記光源と前記対物レンズと前記光分岐素子と前記受光素子１を搭載した可動体と、ヘッド基台と、前記ヘッド基台に対して前記可動体を光ディスク半径方向、および垂直方向に駆動する駆動手段と、前記光源から出射する光の一部を受光する受光素子２と、を有し、
前記受光素子２の出力信号によりヘッド基台に対する可動体の相対位置を検出することを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
受光素子２はヘッド基台上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項３】
受光素子２は可動体と一体に設けられ、ヘッド基台上に設けられた光源からの光の一部を反射する反射素子からの光を受光するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項４】
受光素子２は可動体と一体に設けられ、可動体内に設けられた光源からの光の一部を反射する反射素子からの光を受光するように構成され、前記反射素子に入射あるいは反射する光は、ヘッド基台上に設けられた遮光素子により一部が遮蔽されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項５】
受光素子２は可動体と一体に設けられ、光ディスクからの光を分岐する光分岐素子からの光を受光するように構成され、対物レンズと光分岐素子の間の光路上にヘッド基台に固定されたシリンドリカルレンズが配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項６】
トラッキング制御を開始する前に、ヘッド基台と可動体の光ディスク半径方向の相対位置ずれを検出して、可動体を駆動し、ヘッド基台との位置ずれを補正することを特徴とする請求項１〜５記載の光学ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６記載の光ヘッドを用いた光ディスク装置。
【請求項８】
ヘッド基台を光ディスク半径方向に移送する移送手段を有し、トラッキング制御中のヘッド基台と可動体の光ディスク半径方向の相対位置ずれを検出して、ヘッド基台の移送量を制御することを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項１】
光源と、前記光源からの光を光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクからの反射光を分岐する光分岐素子と、前記光分岐素子からの光を受光する受光素子１と、前記光源と前記対物レンズと前記光分岐素子と前記受光素子１を搭載した可動体と、ヘッド基台と、前記ヘッド基台に対して前記可動体を光ディスク半径方向、および垂直方向に駆動する駆動手段と、前記光源から出射する光の一部を受光する受光素子２と、を有し、
前記受光素子２の出力信号によりヘッド基台に対する可動体の相対位置を検出することを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
受光素子２はヘッド基台上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項３】
受光素子２は可動体と一体に設けられ、ヘッド基台上に設けられた光源からの光の一部を反射する反射素子からの光を受光するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項４】
受光素子２は可動体と一体に設けられ、可動体内に設けられた光源からの光の一部を反射する反射素子からの光を受光するように構成され、前記反射素子に入射あるいは反射する光は、ヘッド基台上に設けられた遮光素子により一部が遮蔽されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項５】
受光素子２は可動体と一体に設けられ、光ディスクからの光を分岐する光分岐素子からの光を受光するように構成され、対物レンズと光分岐素子の間の光路上にヘッド基台に固定されたシリンドリカルレンズが配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項６】
トラッキング制御を開始する前に、ヘッド基台と可動体の光ディスク半径方向の相対位置ずれを検出して、可動体を駆動し、ヘッド基台との位置ずれを補正することを特徴とする請求項１〜５記載の光学ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６記載の光ヘッドを用いた光ディスク装置。
【請求項８】
ヘッド基台を光ディスク半径方向に移送する移送手段を有し、トラッキング制御中のヘッド基台と可動体の光ディスク半径方向の相対位置ずれを検出して、ヘッド基台の移送量を制御することを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１３９８７７（Ｐ２００６−１３９８７７Ａ）
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３０２１３（Ｐ２００４−３３０２１３）
【出願日】平成１６年１１月１５日（２００４．１１．１５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１５日（２００４．１１．１５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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