JP2003022561A - 光学ヘッド - Google Patents

光学ヘッド

Info

Publication number
JP2003022561A
JP2003022561A JP01836699A JP1836699A JP2003022561A JP 2003022561 A JP2003022561 A JP 2003022561A JP 01836699 A JP01836699 A JP 01836699A JP 1836699 A JP1836699 A JP 1836699A JP 2003022561 A JP2003022561 A JP 2003022561A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical head
branching
light source
flux
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP01836699A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Arai
昭浩 荒井
Toru Nakamura
徹 中村
Takuo Hayashi
卓生 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP01836699A priority Critical patent/JP2003022561A/ja
Priority to PCT/JP2000/000330 priority patent/WO2000045383A1/ja
Priority to AU30773/00A priority patent/AU3077300A/en
Publication of JP2003022561A publication Critical patent/JP2003022561A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1395Beam splitters or combiners

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 3ビーム方式の光学ヘッドにおいて、光源か
ら情報記録媒体に至る光路のメインビームの透過率を向
上させ、従来よりも低い光出力の光源を用いた光学ヘッ
ドを実現することを目的とする。 【解決手段】 サブビームを発生させる回折素子の中央
部に、回折格子非形成部を設けてメインビームの透過率
を増し、回折格子形成部で発生したサブビームが、十分
に対物レンズを通過するように、回折素子を光源に近接
して配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクなどの
情報記録媒体に、光学的に情報の記録または再生を行う
ための光学ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、光学ヘッドの代表的なトラッ
キングエラー信号検出方式のひとつとして、いわゆる3
ビーム方式が知られている。以下に、この3ビーム方式
の光学ヘッドについて、図面を参照しながら従来の技術
を説明する。
【0003】図5は、従来の光学ヘッドの概念図であ
る。100は光学系の光軸、101は半導体レーザー等
の光源、102は一様に回折格子が形成された回折素
子、103は対物レンズ、104は情報記録媒体、10
5は光の一部を透過して一部を反射するハーフミラー、
106は円柱レンズ等からなる検出レンズ、107は受
光素子である。光源101から発した光束は、図中の矢
印で示した光線で表されるように、回折素子102によ
って、0次、+1次及び−1次回折光として3つの光束
に分岐される。これらの光束は、ハーフミラー105を
透過し、対物レンズ103により情報記録媒体104上
に集光され、3つの光スポットが生成される。前記0次
回折光は、情報の記録または再生に用いられる光スポッ
ト(以下、メインスポットと呼ぶ。)となって光軸10
0a上に位置し、前記+1次および−1次回折光は、図
中の光線が示すように、光軸100aから離れて位置す
る2つの光スポット(以下、サブスポットと呼ぶ。)と
なる。図6は、情報記録媒体104の情報トラック上に
生成された、3つの光スポットを示す図である。図示し
たように、2つのサブスポットは、メインスポットを中
心として連続溝周期即ちトラック周期の約1/4づづ、
トラックに垂直な方向に離れて位置している。
【0004】情報記録媒体104で反射された光はそれ
ぞれ、対物レンズ104を再び通過し、ハーフミラー1
05で反射され、検出レンズ106を介して受光素子1
07上に導かれる。検出レンズ106は、周知のいわゆ
る非点収差法のフォーカスエラー信号検出のために、光
束に非点収差を与える機能を有している。メインスポッ
トからの反射光は光軸に沿って進み、受光素子107と
光軸100bの交点に集光され、サブスポットからの反
射光は、図中の光線に示すように、光軸100bから離
れた位置に集光される。受光素子107は、それら3つ
の光束を各々受光する光検出部を有しており、メインス
ポットからの光束は、前記フォーカスエラー信号検出
と、情報信号の検出に用いられ、2つのサブスポットか
らの光束は、検出信号の差動演算によって、トラッキン
グエラー信号検出に用いられる。
【0005】ここで、以降の説明では、便宜上、前記メ
インスポットを生成する光束を、メインビームと呼び、
前記サブスポットを生成する光束を、サブビームと呼ぶ
ことにする。図7は、回折素子102を説明する図であ
る。回折素子102上には、同図に記した縞模様のよう
に、均一な周期の回折格子が一様に形成されている。図
中の円108は、メインビームとなる光が通過する範囲
を示している。このような均一な周期の回折格子は、0
次、+1次及び−1次回折光として、通過する光束を空
間的に均一に振幅分割する。従来の光学ヘッドでは、こ
のような回折素子を用いて、メインビーム及び2つのサ
ブビームを発生させていた。その回折素子の回折効率
は、0次が70パーセント程度、+1次及び−1次が各
々10パーセント程度が一般的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
光学ヘッドの構成では、均一な回折格子が形成された回
折素子を用いて、光束を空間的に均一に振幅分割するこ
とによって、メインビームとサブビームを発生させてい
るため、光源から情報記録媒体に至る光路でのメインビ
ームとしての透過率は、回折素子の0次回折効率分だけ
低下するのは避けられない。また、その0次回折効率の
増加は、+1次および−1次回折光を減らすことになる
ため、十分なサブビーム光量を得るために制限される。
従って、情報の記録のために必要な光量をメインビーム
に確保するため、光源として高い光出力を有する半導体
レーザーが必要であった。
【0007】本発明は、以上のような従来の課題を考慮
し、光源から情報記録媒体に至る光路におけるメインビ
ームの透過率を向上させながらも、十分なサブビーム光
量が得られる光学ヘッドを実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明の光学ヘッドは、メインビームとし
て利用する光束とは空間的に異なる範囲の光束を主に用
いて、サブビームとして利用する光束を発生させる光分
岐手段を有している。また、メインビームが通過する領
域に回折格子非形成部を有する回折素子を、前記光分岐
素子とした光学ヘッドである。更に、サブビームが対物
レンズを通過するときに、対物レンズ開口上で占める前
記サブビームの面積が、対物レンズの開口面積の半分以
上となるように、光源と光分岐手段と対物レンズとの間
の距離が適切に配置されている光学ヘッドである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の光学ヘッドは、光源から
の光を、実質的に回折あるいは偏向を加えない第1の光
束と回折あるいは偏向を加えた第2の光束に分岐する光
分岐素子(例えば回折素子)と、第1の光束と第2の光
束を情報記録媒体に集光させる集光素子(例えば対物レ
ンズ)とを有し、第2の光束は、光源から放射される光
のうち、光分岐手素子上において第1の光束となる光よ
りも外側を通る光を用いて形成されることを特徴とす
る。これにより、第1の光束(例えばメインビーム)の
光量を上げることが可能となる。
【0010】また、光源と光分岐素子と集光素子との間
の位置関係を適切に配置することにより、第2の光束
(例えば一対のサブビームのそれぞれ)が集光素子の入
射瞳上で占める光束面積を大きくし(例えば入射瞳の全
面積の約半分以上)、これにより第2の光束の光量も十
分大きくすることができる。
【0011】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。
【0012】図1は、本発明の実施の形態における光学
ヘッドの光学系の構成図である。1は半導体レーザー等
の光源、2は光分岐手段としての回折素子、3は対物レ
ンズ、4は情報記録媒体、5aから5eは回折素子2で
分岐された光線、6は光学系の光軸、8は円柱レンズ等
からなる検出レンズ、9は受光素子である。図2は、回
折素子2に形成された回折格子の概念図である。2a及
び2bと記した縞模様の領域は、回折格子が形成されて
いる領域を示し、10はメインビームが通過する領域を
示す。領域2aと2bの間は、回折格子非形成部であ
る。
【0013】光源1を発した光は、回折素子2に入射
し、複数の光束に分岐される。これら複数の光束のう
ち、メインビームとして利用される光束は、光線5cの
ように回折格子2の回折格子非形成部を通過する光束で
ある。また、サブビームとして利用される光束は、仮
に、領域2aでの+1次回折光を光線5a、−1次回折
光を光線5bとし、領域2bでの+1次回折光を光線5
d、−1次回折光を光線5eとすると、光線5bと5d
で示した方向に分岐された2つの回折光である。メイン
ビームおよび2つのサブビームは、ハーフミラー7を透
過し、対物レンズ3により情報記録媒体4に集光され、
3つの光スポットが生成される。これらの光スポットか
らの反射光は、対物レンズ3を通過し、ハーフミラー7
で反射され、検出レンズ8を介して受光素子9に導かれ
る。受光素子9に導かれた各光束の位置と、それらの光
束を用いてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー
信号及び情報信号の検出を行う方法については、従来例
と同様のため、その説明を省略する。また、光線5aと
5eで示した回折光は、対物レンズの開口を通過しない
ため、利用されない光束となる。
【0014】ところで、サブビームを発生させるための
回折格子を、図2の2a及び2bのように、光軸から離
れた位置に配置すると、サブビームが十分に対物レンズ
の開口を通過するためには、光源と回折素子の間隔が、
ある条件を満たすように十分に近接している必要があ
る。以下に、この条件について図3を参照しながら説明
する。
【0015】図3において、11は光源位置に立てた面
である。図1と同一の構成要素には、それと同じ番号を
付し、説明を省略する。情報記録媒体4を物体面と見る
と、対物レンズ3による共役像面が面11である。情報
記録媒体4上に生成された一方のサブスポットの対物レ
ンズ3に関する共役像高をy1、回折格子形成部と非形
成部の境界と光軸との距離をy2、点y1とy2を結ぶ
直線の延長線が対物レンズ3の開口面と交差する高さを
h、光源1と回折素子2との間隔をd1、回折素子2と
対物レンズ3の開口面との間隔をd2とし、紙面上方向
を正とすると、 h=y2−(y1−y2)*d2/d1 ・・・(1) である。例えば、サブビームが対物レンズ3の開口面積
の半分以上を通過する条件は、たとえば図3の上方をプ
ラス方向とすると(y>0)、 h<0 ・・・(2) であるから、式(1)から距離d1を制限する条件を導
くと、 d1<(y1/y2−1)*d2 ・・・(3) と表される。更に、メインビームが全く回折格子形成領
域を通過しないようにするとすれば、対物レンズ3の光
源1側の開口数をNAとすると、 y2>NA*d1 ・・・(4) で表される条件を加えて、d1、d2を決めれば良い。
図4は、このような回折素子で発生されたサブビーム
が、対物レンズ開口を通過する様子を光源側から見た図
である。斜線部12は、図2の領域2aで回折し、図1
の光線5bで表されるサブビームを、斜線部13は、図
2の領域2bで回折し、図1の光線5dで表されるサブ
ビームを示している。中央部の十字斜線部は、前記2つ
のサブビームが重なる領域を示している。円14は、対
物レンズの開口を示す。同図は、2つのサブビームが、
対物レンズ開口の半分以上を通過していることを表して
いる。通過する光束の面積が、対物レンズ開口の半分以
上を占めれば、トラックに垂直な方向の開口数は確保で
きるため、集光されたサブビームはトラッキングエラー
信号検出に十分な光量をもつ小さなサブスポットとな
る。尚、式(1)から式(4)は、光源と、回折素子
と、対物レンズとの関係から導かれた式であるが、コリ
メータレンズ等の他のレンズを有する光学系であって
も、同様の考え方が適用可能であることは明らかであ
る。
【0016】以上のように、メインビームの通過する領
域に回折格子非形成部を設けた回折素子を用いることに
より、メインビームの透過率が向上し、また、回折格子
形成部での+1次および−1次回折効率は、各素子の配
置を調節することによりメインビーム光量に関わらずに
任意に設定可能となるため、十分なサブビーム光量を得
ることが可能である。
【0017】尚、以上は、光分岐手段として通常の回折
格子が形成された回折素子を用いて説明したが、回折格
子をブレーズ化して、図1に記した光線5b及び5dで
表される回折光の回折効率を増加させた回折素子を用い
れば、更にサブビームの光量を増加することが可能であ
る。それによって、一層トラッキングエラー信号の品質
を向上することが出来る。また、図2に記した領域2a
及び2bに、回折格子の代わりにプリズム等を形成し、
図1の光線5b及び5dの方向に光を偏向させる光学素
子を用いても同様の効果が得られる。
【0018】また、本実施の形態では、サブビームをト
ラッキングエラー信号の検出を目的とする光学ヘッドを
例として説明したが、本発明は、その構成に限定される
わけではなく、例えば、複数のビームを異なるトラック
に集光して、複数のトラックに記録された信号を同時に
再生するような光ディスク装置に対しても適用が可能で
ある。更に、サブビームの発生には、回折素子での+1
次または−1次回折光を用いて説明したが、2次以上の
高次の回折光を用いて2つ以上のサブビームを発生させ
る光分岐手段としても、前述したのと同様の考え方で応
用可能である。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、情報記録
媒体上に複数の光束を集光させて動作する方式の光学ヘ
ッドにおいて、光源から発した光束の内、従来利用して
いなかった範囲の光束を用いて、情報の記録または再生
に用いられる光束以外の光束を発生させる構成としたた
め、光源から放射された光を利用する比率が向上し、従
来よりも少ない光出力の光源を用いた光学ヘッドが実現
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の光学ヘッドの構成図
【図2】本発明の光学ヘッドに用いる光分岐素子の一例
を示す図
【図3】本発明の実施形態の光学ヘッドにおける光源と
光分岐素子と対物レンズの配置を説明する図
【図4】本発明の光分岐素子により発生するサブビーム
を説明する図
【図5】従来の光学ヘッドの構成図
【図6】光学ヘッドによって形成されるスポットを説明
する図
【図7】従来の光学ヘッドの回折素子を表す図
【符号の説明】
1,101 半導体レーザー 2,102 回折素子 2a〜2b 回折格子形成領域 3,103 対物レンズ 4,104 情報記録媒体 5a〜5e 回折光を示す光線 6,100 光学ヘッドの光軸 7,105 ハーフミラー 8,106 検出レンズ 9,107 受光素子 10,108 メインビームの通過範囲 11 光源位置 12,13 サブビーム 14 対物レンズ開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 卓生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5D119 AA43 BA01 EA02 EC41 JA22

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、前記光源からの光を、実質的に
    回折あるいは偏向を加えない第1の光束と回折あるいは
    偏向を加えた第2の光束に分岐する光分岐手段と、前記
    光分岐手段で分岐した前記第1の光束と前記第2の光束
    を情報記録媒体に集光させる集光手段とを有し、前記第
    2の光束は、前記光源から放射される光のうち、前記光
    分岐手段上において前記第1の光束となる光よりも外側
    を通る光を用いて形成されることを特徴とする光学ヘッ
    ド。
  2. 【請求項2】 光源と、前記光源からの光を、実質的に
    回折あるいは偏向を加えない主光束と回折あるいは偏向
    を加えた一対の光束に分岐する光分岐手段と、前記光分
    岐手段で分岐した前記主光束と前記一対の光束を情報記
    録媒体に集光させる集光手段とを有し、前記一対の光束
    は、前記光源から放射される光のうち前記光分岐手段上
    において前記主光束となる光よりも外側を通る光を用い
    て形成され、前記集光手段によって前記情報記録媒体に
    トラックピッチの約1/2の整数倍の間隔で集光され、
    前記情報記録媒体によって反射されてトラッキングエラ
    ーの検出に用いられることを特徴とする光学ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記光分岐手段は、回折格子形成部と回
    折格子非形成部とを有する回折素子であることを特徴と
    する、請求項1または2に記載の光学ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記光分岐手段によって回折あるいは偏
    向を加えて形成された光束が前記集光手段を通過する際
    に、前記集光手段の入射瞳上で占める光束の面積が前記
    入射瞳の面積の約半分以上となるように、前記光源と前
    記光分岐手段と前記集光手段が配置されていることを特
    徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の光学
    ヘッド。
  5. 【請求項5】 光源からの光を複数の光束に分岐させる
    光分岐手段と、前記光分岐手段によって分岐された光束
    を情報記録媒体に集光させる集光手段とを備えており、
    前記光分岐手段は光源からの光に実質的に回折あるいは
    偏向を与えない第1の部分と、光源からの光を回折ある
    いは偏向させる第2の部分とを有することを特徴とする
    光学ヘッド。
  6. 【請求項6】 前記光分岐手段の前記第1の部分は、情
    報記録媒体に対して情報の記録あるいは再生を行うため
    の光束を通過させ、前記光分岐手段の前記第2の部分
    は、情報記録媒体に対する情報の記録時あるいは再生時
    におけるトラッキング制御のための光束を通過させるこ
    とを特徴とする請求項5に記載の光学ヘッド。
  7. 【請求項7】 前記光分岐手段の前記第2の部分は、前
    記第1の部分を挟んで前記第1の部分の両側に形成され
    た2つの回折格子部分からなることを特徴とする請求項
    5あるいは6に記載の光学ヘッド。
  8. 【請求項8】 前記光分岐手段の前記第2の部分を通っ
    て形成される光束の少なくとも1つが前記集光手段の入
    射瞳上で占める面積は、前記入射瞳の面積の半分以上で
    あることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に
    記載の光学ヘッド。
JP01836699A 1999-01-27 1999-01-27 光学ヘッド Pending JP2003022561A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01836699A JP2003022561A (ja) 1999-01-27 1999-01-27 光学ヘッド
PCT/JP2000/000330 WO2000045383A1 (en) 1999-01-27 2000-01-24 Optical head
AU30773/00A AU3077300A (en) 1999-01-27 2000-01-24 Optical head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01836699A JP2003022561A (ja) 1999-01-27 1999-01-27 光学ヘッド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003022561A true JP2003022561A (ja) 2003-01-24

Family

ID=11969716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01836699A Pending JP2003022561A (ja) 1999-01-27 1999-01-27 光学ヘッド

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2003022561A (ja)
AU (1) AU3077300A (ja)
WO (1) WO2000045383A1 (ja)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63138625U (ja) * 1987-03-04 1988-09-13
NL9002007A (nl) * 1990-09-12 1992-04-01 Philips Nv Inrichting voor het met optische straling aftasten van een informatievlak.
JP2633420B2 (ja) * 1991-08-28 1997-07-23 三菱電機株式会社 光記録再生装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000045383A1 (en) 2000-08-03
AU3077300A (en) 2000-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20030080274A1 (en) Optical detector, optical pickup and optical information reproducing apparatus using optical pickup
JPH04117635A (ja) 半導体レーザの光学ヘッド組立体
JPH07129980A (ja) 光ピックアップ
US20070183279A1 (en) Apparatus for optically recording and reproducing information
JP2002109778A (ja) 光ピックアップ装置
JPH05307759A (ja) 光ピックアップ
US6167017A (en) Optical head assembly having means for detecting tracking errors based on astigmatisms generated by returning beams
JPH1011785A (ja) 光学ヘッド
JP2003022561A (ja) 光学ヘッド
JP3115761B2 (ja) 光学ヘッド
JP2616722B2 (ja) 光ヘッド装置
JPH02193333A (ja) 光ピックアップ
JP2644108B2 (ja) 光学式記録再生装置
JP3087586B2 (ja) 光学ヘッド
JPH0636497Y2 (ja) 光学系装置
JP2641258B2 (ja) 光学式ヘッド装置
JPH10241187A (ja) 光ピックアップ装置およびそれを用いた光学記録媒体駆動装置
JP2823763B2 (ja) 光学式ピックアップ装置
JPH04339330A (ja) 光ヘッド
JP2629657B2 (ja) 光学式ヘッド装置の光学素子ブロック
JP3845174B2 (ja) 光学ヘッド
JP2823762B2 (ja) 光学式ピックアップ装置
JP2633979B2 (ja) 光ピックアップ
JP3062787B2 (ja) 光ピックアップ
JPH04205726A (ja) オフセット除去装置