JP2748907B2 - 相変化用光ヘッド装置 - Google Patents

相変化用光ヘッド装置

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JP2748907B2
JP2748907B2 JP7267817A JP26781795A JP2748907B2 JP 2748907 B2 JP2748907 B2 JP 2748907B2 JP 7267817 A JP7267817 A JP 7267817A JP 26781795 A JP26781795 A JP 26781795A JP 2748907 B2 JP2748907 B2 JP 2748907B2
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勉 松井
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は相変化用光ヘッド装
置に関し、光ヘッドを小型軽量化を可能とする相変化用
光ヘッド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータ用磁気ディスクの高速アク
セス性と光ディスクのもつ大容量メモリを併せ持つ外部
記憶装置の研究が急速に進展している。次世代のディス
ク装置は、すべて高速転送レート、高速ランダムアクセ
スと、大容量メモリと媒体の保存性、非接触による媒体
の耐久性の点から、光ディスク装置になることは確実と
なっている。
【0003】そして、相変化媒体は、光磁気媒体の次世
代の消去可能な媒体として有望視されている。なお、相
変化光ヘッド関連の従来技術として、例えば特開平1−
144233号公報あるいは特開平4−295629号
公報等がある。なお、特開平1−144233号公報に
は、小型かつ低価格な光ヘッド装置を提供することを目
的として、レーザ光をビームスプリッタを介して収束光
学系でディスク面に収束して情報の書込み読出しをする
光ヘッド装置において、特定の偏光を反射回折してビー
ムスプリッタで収束光学系の光軸外に取りだしたディス
クからの反射光を反射光と回折光に分割する二つの異な
る特性の複数の領域からなる反射型格子素子と、反射型
格子素子の反射光から読み出し信号を検出する検出系
と、回折光から焦点誤差信号及びトラッキング誤差信号
を検出する検出系を備えた光ヘッド装置が提案されてい
る。また、特開平4−295629号公報には、小型化
及び低価格化を図ることを目的とし半導体レーザチップ
を増やすこと無く、フォーカス誤差信号及びRF信号を
検出できる半導体レーザを提供することを目的として、
同一方向に出射される2本のレーザ光の発光点がその光
軸方向にずれた半導体レーザと、該半導体レーザアレイ
の後方に配置され、各レーザ光の後方光をそれぞれ受光
する受光素子と、上記一方の後方光による上記一方の受
光素子からの出力と所定の信号とを比較する比較回路を
備え、該比較回路からの出力がフォーカス誤差信号とし
て用いられ、他の一方の受光素子からの出力電圧が再生
信号に用いられることを特徴とする光ピックアップ装置
が提案されている。
【0004】図5に、従来の相変化光ヘッドの構成の一
例を示す。
【0005】図5を参照して、レーザ501からの光出
力をコリメータレンズ502でコリメートビームにし、
楔プリズム部503、偏光ビームスプリッタ504、4
5度ミラー部505、及び1/4波長板506で構成さ
れる複合プリズム507を通過する。
【0006】楔プリズム部503では、楕円形状のコリ
メートビームを円形に近くなるようにビーム成形し、偏
光ビームスプリッタ504と1/4波長板506とで光
アイソレータを構成している。
【0007】この複合プリズム507を射出したビーム
は、対物レンズ508で集光し、相変化ディスク509
に焦点を結ぶ。
【0008】相変化ディスク509からの反射光は、偏
光ビームスプリッタ504まで逆順に戻り、S波の偏光
ビームスプリッタへの入射となり、ここで90度偏向さ
れる。
【0009】このビームは45度ミラー510で90度
偏向され、凸レンズ511、凹レンズ512、円筒レン
ズ513を通過して4分割光センサ514で受光され
る。
【0010】4分割光センサ514の光センサエレメン
トをP、Q、R、Sとしたとき、フォーカス誤差検出は
非点収差法により、またトラッキング誤差信号(TE)
はプッシュプル法により検出し、再生RF信号は各光セ
ンサエレメントの加算から得ている。
【0011】図6に、RF信号検出と、フォーカス誤差
検出信号(FE)とを得る回路構成の一例を示す。
【0012】図6を参照して、光センサ素子(フォトダ
イオード等からなる)P、Q、R、Sからの出力(光電
変換された電気信号)は、それぞれ抵抗R1、R2、R
3、R4を介して差動増幅器603〜606の反転入力
端に入力される。差動増幅器603〜606の出力を、
抵抗分割と加算器と減算器からなる演算部分を介して差
動増幅器607、608から、次式(1)及び(2)で
表わされるフォーカス誤差信号(FE)とトラッキング
誤差信号(TE)をそれぞれ得ている。
【0013】FE=(P+R)−(Q+S) …(1)
【0014】TE=(Q+R)−(P+S) …(2)
【0015】また、RF信号は光センサエレメントP、
Q、R、SからキャパシタCを介してDC成分をカット
して加算され、加算値が増幅器602から出力される。
この関係を次式(3)に示す。
【0016】RF=P+Q+R+S …(3)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の相変化光ヘ
ッドにおいては、同一の光センサからフォーカス誤差検
出と、コンデンサによるDC成分の阻止によってRF信
号を検出している。
【0018】しかし、RF信号検出のためには、フォー
カス誤差検出のための光センサの電流−電圧変換のため
の抵抗Rによって、√(4kTBR)の抵抗ノイズを発
生するため、S/N(信号対雑音比)の良好なRF信号
が得られないという問題がある。ここで、kはボルツマ
ン定数、Tは絶対温度、Bは増幅器の帯域である。
【0019】また、図6の回路においては、抵抗R1、
R2、R3、R4の各抵抗をRとしたとき、4・√(4
kTBR)の熱抵抗ノイズが発生するため、良好なキャ
リア対ノイズ比(CNR)を得ることができないという
問題がある。
【0020】さらに、光ヘッド全体の構成をより簡単な
構成とし且つ高性能化を図るためには、図5及び図6の
従来構成の光ヘッドでは重量も大とされコンパクト化の
達成が困難であるという問題も有する。
【0021】従って、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解消し、小型軽量化に好適な光ヘッドを提供す
ることにある。また、本発明は、上記目的を達成すると
共に、サーボ信号を良好に検出し、且つ良好な再生(R
F)信号を得ることができる光ヘッドを提供することを
目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、記録再生消去可能な相変化光ヘッドにお
いて、略直角三角形状のプリズムの一端面(三角形の長
辺に対応する端面)がビームスプリット手段を具備する
と共に前記プリズムの前記端面に当接してなる部材には
回折格子が形成され、半導体レーザからの射出ビームが
前記プリズムに入射されて前記端面を介して偏向されて
ディスクに至るように構成されると共に、前記ディスク
からの戻り光が前記プリズムに入射され前記ビームスプ
リット手段を透過し、前記回折格子からの射出光の0次
光からRF信号を検出し、且つ1次光からフォーカス誤
差信号とトラッキング誤差信号と、を得ることを特徴と
する相変化用光ヘッド装置を提供する。
【0023】本発明の相変化用光ヘッド装置は、好まし
くは、前記回折格子が、前記部材において、前記部材と
前記プリズムとの貼り合わせ面側又はその裏面側に形成
されることを特徴とする。
【0024】また、本発明の相変化用光ヘッド装置は、
好ましくは、前記ビームスプリット手段が、前記プリズ
ムに入射されたビームを90度偏光させ、前記ディスク
からの戻り光につき、入射光面に対して90度偏向面を
回転させることを特徴とする。
【0025】さらに、本発明の相変化用光ヘッド装置
は、好ましくは、前記レーザ、略直角三角形状のプリズ
ムと情報信号、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差
信号を光電変換する光センサを、レーザのキャプシュレ
ーション内に収容してなることを特徴とする。
【0026】本発明においては、RF信号検出にあたっ
ては単一の光センサエレメントを設けた光学構成とし、
半導体レーザのパッケージに収容可能な光ヘッドとした
ことにより、サーボ信号を良好に検出するとともに良好
な再生(RF)信号を得ることを可能とし、しかも光ヘ
ッド全体を小型化可能である。
【0027】
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を以下に説明する。図1は、本発明の一実施形態の
全体の構成を説明するための図である。
【0028】図1を参照して、本実施形態においては、
半導体レーザ発光部分101に直角プリズム102を配
置し、射出光を90度偏向させて射出させ、直角プリズ
ム102に貼り合わせた1/4波長板103を通して、
コリメータレンズ104でコリメートビームとし、対物
レンズ105でディスク106上に合焦させる。なお、
1/4波長板103を出射したビームは図示の如く円偏
光状態とされている。
【0029】直角プリズム102の斜面には、好ましく
は光学ガラスからなる平板107が配置され、その当接
面側又は開放端側(当接面の反対側)に、ホログラム素
子又は回折格子の膜を形成する。
【0030】ディスク106からの反射光は対物レンズ
105、コリメータレンズ104、1/4波長板103
を介して直角プリズム102にまで戻され、この平板1
07を通過し、回折格子からの0次光の光ビーム108
に基づきRF信号の検出を行い、1次光109の光ビー
ムに基づきフォーカス誤差検出とトラッキング誤差信号
を検出する。
【0031】本実施形態においては、これらの直角プリ
ズム102と、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差
信号、RF信号検出のための光センサと、ヘッド増幅器
を、レーザ発光のためのキャプシュレーション110内
に収容した構成とし、図5に示す従来の光学系と比較し
てそのサイズを大幅に小型化している。
【0032】図2(A)に、直角プリズム102の構成
と光ビームの経路を示す。
【0033】図2(A)を参照して、集束ビームは直角
プリズム102の底辺まで戻り、この底辺に接して配置
された平板107を通過することによって、非点隔差を
発生させ、非点収差法によってフォーカス誤差信号が検
出される。
【0034】さらに、平板107が直角プリズム102
に貼り合わされた部分が、偏光ビームスプリッタの成膜
とされる。偏光ビームスプリッタ膜は例えば酸化シリコ
ンと酸化セリウム又は酸化テリウムとを複数層積層して
形成される。
【0035】ディスク(106)からの戻り光はこの偏
光ビームスプリッタ膜に対してP波となり、ディスク
(106)からの戻り光はレーザに戻らない構成となっ
ている。すなわち、偏光ビームスプリッタ膜はディスク
(106)からの戻り光に対し90度偏光面を回転させ
る。
【0036】偏光ビームスプリッタを透過したビーム
は、回折格子201を形成した平板107を通り、その
出力は0次光と±1光となる。
【0037】図2(B)には、平板107の回折格子面
として、直角プリズム102との貼り合わせ面の反対側
に回折格子202もしくはホログラムを設けた構成が示
されている。
【0038】図3は、この光路の集束ビームを斜視図に
て模式的に示している。
【0039】図3を参照して、直進するビーム108に
RF信号検出のための光センサエレメント301を配置
し、1次光109に対して、4分割光センサ(A、B、
C、D)302を配置し、次式(4)〜(6)の関係式で表わ
される信号の検出を行う。
【0040】 フォーカス誤差検出=(A+C)−(B+D) …(4)
【0041】トラッキング誤差信号=B−D …(5)
【0042】RF信号=E …(6)
【0043】図3を参照して、RF信号は、0次光10
8を受光する光センサ301の出力電気信号(電流出
力)を抵抗R1で電圧モードとし、結合コンデンサC1
を介してDC成分をカットし、増幅器304で所定利得
分増幅してRF出力として取り出される。
【0044】1次光109を受光する4分割光センサ3
02の出力電気信号から、上式(4)、(5)で表されるフォ
ーカス誤差、トラッキング誤差信号は、前記従来例の説
明で参照した図6に示すような、演算増幅器を用いた加
算及び引き算回路により構成することができる。
【0045】図4は、フォーカス誤差検出を行う際の4
分割光センサへの集束状況を示す。
【0046】図4において、(A)はディスクが遠くな
った際の4分割光センサへの状況を示し、(B)は合焦
点状態を示し、また(C)はディスクが近くなったとき
の状況を示している。
【0047】なお、上記実施形態において、直角プリズ
ムに成膜された偏光ビームスプリッタ504は、分配比
を1以上としたハーフミラーで構成することも可能であ
る。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サーボ信号を良好に検出するとともに、良好な再生(R
F)信号を得ることができる。しかも光ヘッド全体を小
型化可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の全体構成を説明するため
の図である。
【図2】本発明の一実施形態における直角プリズムの構
成例を示す図である。
【図3】本発明の一実施形態において信号検出の様子を
模式的に説明するための斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態におけるサーボ信号検出の
様子を示す図である。
【図5】従来の光ヘッドの光学系の構成を示す図であ
る。
【図6】従来の光ヘッドのサーボ信号とRF信号検出回
路の構成を示す図である。
【符号の説明】
101 レーザ発光部分 102 直角プリズム 103 1/4波長板 104 コリメータレンズ 105 対物レンズ 106 ディスク 107 平板 108 0次光の光ビーム 109 1次光 110 キャプシュレーション 201 回折格子 202 回折格子 301 光センサエレメント 302 4分割光センサ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録再生消去可能な相変化光ヘッドにおい
    て、 略直角三角形状のプリズムの一端面(三角形の長辺に対
    応する端面)がビームスプリット手段を具備すると共
    前記プリズムの前記端面に当接してなる部材には回
    折格子が形成され、 半導体レーザからの射出ビームが前記プリズムに入射さ
    れて前記端面を介して偏向されてディスクに至るように
    構成されると共に、 前記ディスクからの戻り光が前記プリズムに入射され前
    記ビームスプリット手段を透過し、前記回折格子からの
    射出光の0次光から情報信号を検出し、且つ1次光から
    フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号と、を得る
    ことを特徴とする相変化用光ヘッド装置。
  2. 【請求項2】前記回折格子が、前記部材において、前記
    部材と前記プリズムとの貼り合わせ面側又はその裏面側
    に形成されることを特徴とする請求項1記載の相変化用
    光ヘッド装置。
  3. 【請求項3】前記ビームスプリット手段が、前記プリズ
    ムに入射されたビームを90度偏光させ、前記ディスク
    からの戻り光につき、入射光面に対して90度偏向面を
    回転させることを特徴とする請求項1記載の相変化用光
    ヘッド装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0991715A (ja) 1997-04-04

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