JP2000076691A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立ち上げミラーに集光作用を持たせたことに
よる反射光の強度分布の不均一性を相殺でき、フォーカ
スエラー信号やトラッキングエラー信号等の所望の信号
を正確に検出できる光学ヘッドを提供する。 【解決手段】 光源６からの光ビームを、反射面が集光
作用を有する曲面１０ａよりなる立ち上げミラー１０で
反射させて、ディスク状記録媒体４の情報記録面に集束
させるようにした光学ヘッドにおいて、立ち上げミラー
１０の曲面１０ａに対する入射光側および反射光側の少
なくとも一方の光路中に、曲面１０ａでの反射光強度分
布の不均一性を相殺する透過率分布を有する光学素子２
を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンパクトディ
スク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶ
Ｄ）等の光ディスク、ミニディスク（ＭＤ）等の光磁気
ディスクのようなディスク状記録媒体（以下、単にディ
スクとも言う）に対して情報の記録や再生を行うのに用
いる光学ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学ヘッドとして、例えば、図４
および図５に模式的に示すようなものがある。図４に示
す光学ヘッドは、無限遠補正光学系を採用するもので、
レーザ光源６から拡散して放射されるレーザ光を、コリ
メータレンズ５で平行光に変換して、平面状の反射面を
有する立ち上げミラー１１に入射させ、該立ち上げミラ
ー１１の反射面でディスク４の情報記録面方向に反射さ
せた後、対物レンズ７によりディスク４の情報記録面に
集束させるようにしている。また、図５に示す光学ヘッ
ドは、有限補正光学系を採用するもので、レーザ光源６
から拡散して放射されるレーザ光を、拡散光のまま立ち
上げミラー１１に入射させ、該立ち上げミラー１１の平
面状の反射面でディスク４の法線方向に反射させた後、
対物レンズ７によりディスク４の情報記録面に集束させ
るようにしている。なお、図４および図５において、対
物レンズ７は、アクチュエータ３に装着されて、光軸と
平行なフォーカシング方向と、ディスク４の情報トラッ
クを横切るトラッキング方向とに駆動されるようになっ
ている。

【０００３】ところが、図４および図５に示す従来の光
学ヘッドにあっては、立ち上げミラー１１と対物レンズ
７との二つの光学部品を、ディスク４の表面から見て重
なった位置関係で配置する必要があるため、光学ヘッド
全体の厚みが、立ち上げミラー１１および対物レンズ７
の各々の厚みを合計した寸法以上となり、光学ヘッドの
薄型化が阻害されるという問題がある。

【０００４】また、ＣＤやＤＶＤに対する互換性の要請
から、波長の異なる数種類のレーザ光を同一光学ヘッド
で使い分ける場合には、対物レンズ７が透過型光学素子
で、光の波長によって屈折率が変わるため、レーザ光の
波長によって結像位置がずれたり、球面収差が発生する
という問題がある。

【０００５】このような問題を解決するものとして、例
えば、特開平４−２０６０４８号公報、特開平４−３３
９３２５号公報、特開平５−３１４４９７号公報におい
て、立ち上げミラーの反射面を集光作用を有する曲面と
して、該曲面で反射されるレーザ光を対物レンズを用い
ることなくディスクに集束させるようにしたものが提案
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように立ち上げミラーの反射面を曲面として集光作用を
持たせる場合にあっては、その構造上、反射光の強度分
布が不均一になる。このため、例えば、ディスクからの
戻り光のファーフィールドでの強度分布を立ち上げミラ
ーを経て検出して、フォーカスエラー信号やトラッキン
グエラー信号を検出する場合には、正確な信号検出がで
きなくなるという問題がある。

【０００７】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、立ち上げミラーに集光作用を持
たせたことによる反射光の強度分布の不均一性を相殺で
き、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等
の所望の信号を正確に検出し得るよう適切に構成した光
学ヘッドを提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、光源からの光ビームを、反射面が集光
作用を有する曲面よりなる立ち上げミラーで反射させ
て、ディスク状記録媒体の情報記録面に集束させるよう
にした光学ヘッドにおいて、前記立ち上げミラーの曲面
に対する入射光側および反射光側の少なくとも一方の光
路中に、前記曲面での反射光強度分布の不均一性を相殺
する透過率分布を有する光学素子を配置したことを特徴
とするものである。

【０００９】この発明の一実施形態では、請求項１記載
の光学ヘッドにおいて、さらに、前記立ち上げミラーの
曲面への入射光側に、該曲面への入射光を平行光とする
無限遠補正光学系を配置し、かつ、前記曲面を、該曲面
での反射光の見掛けの結像点を焦点とし、該焦点を通り
前記無限遠補正光学系の光軸と平行な軸を主軸とする放
物面とする。このようにすれば、放物面主軸に平行に入
射する全ての光ビームを放物面焦点に集束させることが
できるので、光の利用効率を高めることが可能となる。

【００１０】さらに、この発明の一実施形態では、請求
項１記載の光学ヘッドにおいて、さらに、前記立ち上げ
ミラーの曲面への入射光側に、該曲面への入射光を拡散
光とする有限補正光学系を配置し、さらに、前記曲面
を、前記拡散光の見掛けの発光点を第１の焦点とし、前
記曲面での反射光の見掛けの結像点を第２の焦点とする
楕円面とする。このようにすれば、第１の焦点から拡散
して楕円面に入射する全ての光ビームを第２の焦点に集
束させることができるので、同様に光の利用効率を高め
ることが可能となる。

【００１１】さらに、この発明の一実施形態では、上記
の光学ヘッドにおいて、前記立ち上げミラーを、アクチ
ュエータによって前記ディスク状記録媒体のほぼ法線方
向と平行なフォーカシング方向と、前記ディスク状記録
媒体のトラックを横切るトラッキング方向とに駆動する
ようにする。このようにすれば、立ち上げミラーの曲面
で反射される光ビームをディスク状記録媒体の情報記録
面に常に合焦状態で集束させるフォーカシングサーボが
可能になると共に、情報記録面に形成される光ビームス
ポットを情報トラックに追従させるトラッキングサーボ
が可能になる。

【００１２】さらに、この発明の一実施形態では、上記
の光学ヘッドにおいて、前記光学素子を前記立ち上げミ
ラーに一体化して設ける。このようにすれば、組み立て
および光学的位置調整を容易にできると共に、特に上記
のように立ち上げミラーをアクチュエータによってフォ
ーカシング方向およびトラッキング方向に駆動する場合
にあっては、立ち上げミラーと一体に光学素子が変位す
ることになるので、立ち上げミラーの曲面での反射光強
度分布の不均一性を常に有効に相殺することが可能とな
る。

【００１３】さらに、この発明の一実施形態では、上記
の光学ヘッドにおいて、前記光学素子を液晶素子をもっ
て構成する。このようにすれば、光学素子を簡単かつ安
価にできる利点がある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。図１は、この発明の第１
実施形態を示す概略図である。この光学ヘッドは、無限
遠補正光学系を採用するもので、レーザ光源６から拡散
して放射されるレーザ光を、コリメータレンズ５を経て
立ち上げミラー１０の集光作用を有する曲面１０ａに平
行光として入射させ、該曲面１０ａでディスク４側に反
射させて、その情報記録面に集束させるものである。

【００１５】この実施形態では、かかる光学ヘッドにお
いて、立ち上げミラー１０への入射光側で、コリメータ
レンズ５と立ち上げミラー１０との間の光路中に透過率
分布を有する光学素子２を配置し、この光学素子２の透
過率分布によって、曲面１０ａに集光作用を持たせたこ
とによる反射光の強度分布の不均一性を相殺するように
する。ここで、光学素子２は、液晶素子をもって構成し
て、その透過率分布パターンを立ち上げミラー１０の反
射光の強度分布の不均一性パターンに応じて能動的に変
化させる。また、立ち上げミラー１０は、その曲面１０
ａを、ここでの反射光の見掛けの結像点を焦点とし、該
焦点を通りコリメータレンズ５の光軸と平行な軸を主軸
とする放物面とする。さらに、立ち上げミラー１０はア
クチュエータ３に装着して、ディスク４の法線方向と平
行なフォーカシング方向と、ディスク４の情報トラック
を横切るトラッキング方向とに駆動するようにする。

【００１６】このように、立ち上げミラー１０に集光作
用を持たせたことによる反射光の強度分布の不均一性
を、光学素子２の透過率分布で相殺すれば、例えばディ
スク４で反射される戻り光のファーフィールドにおける
強度分布を立ち上げミラーを経て検出して、フォーカス
エラー信号やトラッキングエラー信号を検出する場合
に、立ち上げミラー１０での反射光強度分布の不均一性
の影響をなくすことができるので、正確な信号検出が可
能となる。また、立ち上げミラー１０の曲面１０ａを、
上記のような放物面とすることにより、放物面主軸に平
行に入射する全てのレーザ光を放物面焦点に集束させる
ことができるので、光の利用効率を高めることができ
る。さらに、立ち上げミラー１０をアクチュエータ３に
よってフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆
動するようにすることにより、フォーカシングサーボお
よびトラッキングサーボを行うことが可能となる。

【００１７】なお、図１では、立ち上げミラー１０の入
射光路側に配置する光学部品としてレーザ光源６とコリ
メータレンズ５とを示したが、立ち上げミラー１０の曲
面１０ａに平行光を入射させる無限遠補正光学系であれ
ば、いかなる構成であってもよい。また、図１では、立
ち上げミラー１０に入射するレーザ光の光軸をディスク
４の表面と平行としているが、いかなる角度で入射させ
てもよい。

【００１８】図２は、この発明の第２実施形態を示す概
略図である。この光学ヘッドは、有限補正光学系を採用
するもので、レーザ光源６から放射される拡散光のレー
ザ光を、立ち上げミラー１０の集光作用を有する曲面１
０ｂに入射させ、該曲面１０ｂでディスク４側に反射さ
せて、その情報記録面に集束させるものである。

【００１９】この実施形態では、かかる光学ヘッドにお
いて、立ち上げミラー１０への入射光路中に、透過率分
布を有する光学素子２を配置し、この光学素子２の透過
率分布によって、曲面１０ｂに集光作用を持たせたこと
による反射光の強度分布の不均一性を相殺するようにす
る。ここで、光学素子２は、第１実施形態と同様に液晶
素子をもって構成して、その透過率分布パターンを立ち
上げミラー１０の反射光の強度分布の不均一性パターン
に応じて能動的に変化させる。また、立ち上げミラー１
０は、その曲面１０ｂを、入射する拡散光の見掛けの発
光点、図２の場合はレーザ光源６の発光点を第１の焦点
とし、曲面１０ｂでの反射光の見掛けの結像点を第２の
焦点とする楕円面とする。さらに、立ち上げミラー１０
は、第１実施形態と同様にアクチュエータ３に装着し
て、ディスク４の法線方向と平行なフォーカシング方向
と、ディスク４の情報トラックを横切るトラッキング方
向とに駆動するようにする。

【００２０】したがって、この実施形態においても、第
１実施形態と同様に、例えばディスク４で反射される戻
り光のファーフィールドにおける強度分布を立ち上げミ
ラーを経て検出して、フォーカスエラー信号やトラッキ
ングエラー信号を検出する場合に、立ち上げミラー１０
での反射光強度分布の不均一性の影響をなくすことがで
きるので、正確な信号検出が可能となる。また、立ち上
げミラー１０の曲面１０ｂを、上記のような楕円面とす
ることにより、第１の焦点から楕円面に入射する全ての
レーザ光を第２の焦点に集束させることができるので、
光の利用効率を高めることができる。さらに、立ち上げ
ミラー１０をアクチュエータ３によってフォーカシング
方向およびトラッキング方向に駆動するようにすること
により、フォーカシングサーボおよびトラッキングサー
ボを行うことが可能となる。

【００２１】なお、図２では、立ち上げミラー１０の入
射光路側に配置する光学部品としてレーザ光源６のみを
示したが、立ち上げミラー１０の曲面１０ｂに拡散光を
入射させる有限補正光学系であれば、いかなる構成であ
ってもよい。また、第１実施形態の場合と同様に、立ち
上げミラー１０に入射するレーザ光の光軸は、ディスク
４の表面に平行に限らず、いかなる角度であってもよ
い。

【００２２】図３は、この発明の第３実施形態を示す概
略図である。この光学ヘッドは、図１に示す光学ヘッド
において、光学素子２を立ち上げミラー１０に一体化し
て設けてアクチュエータ３に装着し、これにより両者を
一体にフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆
動するようにしたものである。

【００２３】このように、光学素子２と立ち上げミラー
１０とを一体化すれば、組み立ておよび光学的位置調整
を容易にできる。また、光学素子２は立ち上げミラー１
０と一体にアクチュエータ３によって駆動され、光学素
子２の透過率分布パターンと立ち上げミラー１０の反射
光強度分布の不均一性パターンとの相対位置は変化しな
いので、立ち上げミラー１０の反射光強度分布の不均一
性を常に有効に相殺することができる。

【００２４】なお、この発明は、上述した実施形態にの
み限定されるものではなく、幾多の変形まため変更が可
能である。例えば、図２に示す構成の光学ヘッドにおい
ても、図３と同様に、光学素子２を立ち上げミラー１０
に一体化して設けて、アクチュエータ３によりフォーカ
シング方向およびトラッキング方向に一体に駆動するよ
うにすることもできる。また、この発明は、無限遠補正
光学系や有限補正光学系を適用する場合に限らず、立ち
上げミラー１０への入射光に応じて最適な反射曲面を形
成し、その反射曲面での反射光強度分布の不均一性を光
学素子２の透過率分布特性で相殺して、立ち上げミラー
１０のみでディスク４の情報記録面にレーザ光を集束さ
せるようにすることができる。さらに、光学素子２は、
立ち上げミラー１０の入射光路側に限らず、反射光路側
に配置することもできるし、入射光路側および反射光路
側の両方に配置して、全体で立ち上げミラー１０の反射
光強度分布の不均一性を補正するようにすることもでき
る。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、立ち
上げミラーに集光作用を持たせたことによる反射光の強
度分布の不均一性を相殺する透過率分布を有する光学素
子を設けたので、フォーカスエラー信号やトラッキング
エラー信号等の所望の信号を正確に検出することが可能
となる。もちろん、立ち上げミラーに集光作用を持たせ
たことにより、対物レンズを用いることなく情報の記録
や再生を行うことができるので、光学ヘッドを薄型化で
きると共に、波長の異なる複数の光ビームを用いる場合
の結像位置のずれや球面収差の発生も防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態を示す概略図である。

【図２】同じく、第２実施形態を示す概略図である。

【図３】同じく、第３実施形態を示す概略図である。

【図４】従来の無限遠補正光学系を採用する光学ヘッド
の構成を模式的に示す図である。

【図５】同じく、有限補正光学系を採用する光学ヘッド
の構成を模式的に示す図である。

【符号の説明】

２ 光学素子 ３ アクチュエータ ４ ディスク ５ コリメータレンズ ６ レーザ光源 １０ 立ち上げミラー １０ａ，１０ｂ 曲面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光ビームを、反射面が集光作
   用を有する曲面よりなる立ち上げミラーで反射させて、
   ディスク状記録媒体の情報記録面に集束させるようにし
   た光学ヘッドにおいて、 前記立ち上げミラーの曲面に対する入射光側および反射
   光側の少なくとも一方の光路中に、前記曲面での反射光
   強度分布の不均一性を相殺する透過率分布を有する光学
   素子を配置したことを特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学ヘッドにおいて、 前記立ち上げミラーの曲面への入射光を平行光とする無
   限遠補正光学系を有し、かつ、前記曲面は、該曲面での
   反射光の見掛けの結像点を焦点とし、該焦点を通り前記
   無限遠補正光学系の光軸と平行な軸を主軸とする放物面
   からなることを特徴とする光学ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光学ヘッドにおいて、 前記立ち上げミラーの曲面への入射光を拡散光とする有
   限補正光学系を有し、かつ、前記曲面は、前記拡散光の
   見掛けの発光点を第１の焦点とし、前記曲面での反射光
   の見掛けの結像点を第２の焦点とする楕円面からなるこ
   とを特徴とする光学ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項記載の光学
   ヘッドにおいて、 前記立ち上げミラーを、前記ディスク状記録媒体のほぼ
   法線方向と平行なフォーカシング方向と、前記ディスク
   状記録媒体のトラックを横切るトラッキング方向とに駆
   動するアクチュエータを有することを特徴とする光学ヘ
   ッド。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項記載の光学
   ヘッドにおいて、 前記光学素子を前記立ち上げミラーに一体化して設けた
   ことを特徴とする光学ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項記載の光学
   ヘッドにおいて、 前記光学素子を液晶素子をもって構成したことを特徴と
   する光学ヘッド。