JP2849176B2 - 光情報記録・再生用ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的情報記録媒体上に光スポットを照射
して情報の記録・再生をするために用いる光情報記録・
再生用ヘッド（光学ヘッドと略称する）に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

光学ヘッドにおける光源としては、一般に半導体レー
ザが用いられる。そして、半導体レーザからの光束を記
録媒体上に導いて情報の記録・再生をするのであるが、
この場合に記録媒体からの反射光が半導体レーザに戻る
とノイズが発生し易く、再生信号のS/Nを劣化させてし
まうという不具合がある。

この問題を解決する方法の一つとして、例えば特開昭
61−150391号公報に開示してあるものがある。これは第
４図に示してあるように、記録媒体29に対して光ビーム
を斜めに入射させるいわゆる軸外し方式と称せられるも
のである。これによると、半導体レーザ21からの出射し
たレーザ光はコリメータレンズ22で平行光束となり、ビ
ーム整形プリズム23に入射する。ここで断面の強度分布
が楕円形状となっているコリメータレンズ22からの光ビ
ームを、ほぼ円形の強度分布を有する光束に変換する。
次に開口絞り30で光束径を制限させ、さらに回折格子24
で０次、±１次の回折光を生じさせる。こうして３本の
光束は集光レンズ25に光軸から外れて入射し、記録媒体
29上に集光された３つのスポットを結像する。

記録媒体29上で反射した３本の光束は、再び集光レン
ズ25に入射し平行光束となって出射した後、ミラー26に
より光路を曲げられ、検出レンズ27を経て光検出器28の
上に３つのスポットを形成するのである。

このように構成してあるので、記録媒体29での反射光
は半導体レーザ21の方向へ逆行することなく光検出器28
に導くことができ、半導体レーザ21への戻り光によるノ
イズの発光を防止できることとなる。この軸外し方式
は、光カード等の記録媒体に複屈折を生じるものについ
ては、特に効果的であるといわれて広く使用されてい
る。

ところで、集光レンズ25の入射瞳における入射光束Ｍ
および出射光束Ｎは、第３図に示すように集光レンズ25
の光軸Ｏからそれぞれ軸外しされた位置に適正に配置さ
れることが必要である。前記のごとく入射光束Ｍは、記
録媒体で反射され再び集光レンズに入射し、出射光束Ｎ
となってミラーに導かれるのであるが、入射光束Ｍは光
束中心Ｂが光軸Ｏを通るＸ軸線上における長さＡだけ軸
外しされた位置になければならないのである。出射光束
Ｎについても同様であり、光軸Ｏを挟んでＸ軸上の入射
光束Ｍと対応する位置になければならない。

一般に光学系をコンパクトに構成するために、集光レ
ンズ25と開口絞り30の間に光路を曲げたり分けたりする
ためのプリズム、ミラーを設けるという手段をとる。し
たがって、集光レンズ25とコリメータレンズ22との光軸
がずれてしまうことがある。このための調整は、コリメ
ータレンズ22の光軸に垂直な面内で半導体レーザ21を移
動することによって行う。

第５図は、半導体レーザ21の位置を調整する状態を示
した説明図である。説明の簡素化のためコリメータレン
ズ22と集光レンズ25との間の整形プリズム、回折格子、
光路折り曲げ用のプリズム等を省略して図示していな
い。これら省略した光学素子を含めた各光学素子の配設
位置、光学ヘッドの機械的設計誤差等によりコリメータ
レンズ22の光軸Ｃ（一点鎖線）と集光レンズ25の光軸Ｄ
（一点鎖線）との間には、Ｙ方向にずれｌが生じている
とする。この場合、Ｘ方向にも正規の軸外し量Ａの他に
誤差としてのずれが生じているのであるが、説明の簡素
化のため省略する。

そこで、Ｙ方向のずれを調整することとなるが開口絞
り30の中心を通った光ビームが、第３図におけるＢ点を
通るように半導体レーザ21を移動して調整する。この調
整量ｎは、コリメータレンズ22の光軸Ｃと半導体レーザ
21の発光点迄の距離に相当するが、コリメータ22の焦点
距離をｆとし、開口絞り30からコリメータレンズ22の半
導体レーザ21とは反対側の焦点31との距離をｐとし、前
記焦点31から集光レンズ25の瞳迄の距離をｍとし、開口
絞り30から集光レンズ25の瞳迄の距離をｐ＋ｍとした場
合、次の関係式が成り立つ。

ｌ＝（ｐ＋ｍ）n/f したがってｎだけ半導体レーザを調整することによ
り、Ｙ方向のずれｌを調整できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、開口絞り30の中心を通る光ビーム（光束の
中心ビーム）Ｅ（実線）は、半導体レーザ21から垂直前
方に発光する光ビームＦ（破線）とは一致せず、やや傾
いて発光されるようになっている。しかも光ビームＦ
（破線）は、光束の中心からややずれた位置を通るよう
になっている。

そして、一般に半導体レーザ21から垂直に発光する光
が最大強度を有するので、従来例のようなＹ方向のずれ
調整だけでは光束の最大強度位置が光束中心からずれて
しまうこととなる。したがって、集光レンズ25によって
記録媒体上に集光された光スポットの最大強度位置が光
スポットの中心からずれたものとなってしまい、情報の
記録・再生信号の劣化を招くという不具合がある。ま
た、半導体レーザ21からの光ビームの利用効率の悪化を
も招くという不具合がある。

本発明は、上記不具合を解決すべく提案されるもの
で、記録媒体上の光スポットの強度中心の偏りを生じな
いようにした光情報記録・再生用ヘッドを提供すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕

本発明は、上記目的を達成するために、光源からの光
束を記録媒体上に導く過程で光束を平行光束にするコリ
メータレンズと、記録媒体上に光束を集光する集光レン
ズとの間に光束の大きさを制限する開口絞りを設けた光
情報記録・再生用ヘッドにおいて、開口絞りをその中心
がコリメータレンズの光源とは反対側の焦点位置とほぼ
一致するように設けたことを特徴とする光情報記録・再
生ヘッドとしたものである。

このように開口絞りをその中心がコリメータレンズの
光源とは反対側の焦点位置とほぼ一致するように配設し
たので、半導体レーザの位置を移動することにより集光
レンズとコリメータレンズの光軸ずれを調整する際の光
束の強度中心のずれを無くすことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明して
いく。第１図は、従来例における第５図に相当する一部
光学素子を省略した光学系の概要図である。コリメータ
レンズ２と集光レンズ５との間にはプリズム、ミラー等
の光学素子は説明の簡素化のため図示していない。両者
の間に設けてある開口絞り３は、その中心がコリメータ
レンズ２の半導体レーザ１とは反対側の焦点６と一致す
るように設けてある。しかし、コリメータレンズ２の光
軸Ｃ（一点鎖線）と集光レンズ５の光軸Ｄ（一点鎖線）
とは、Ｙ方向にｌだけのずれを生じているものとする。

本発明ではこのように構成しているので、半導体レー
ザ１から垂直に発した最大強度の光線は、コリメータレ
ンズ２の光軸Ｃと平行に進んでコリメータレンズ２に入
射する。したがって、コリメータレンズ２から出射する
場合はコリメータレンズ２の焦点６を必ず通過すること
となる。そして半導体レーザ１の位置が調整量ｎの範囲
内のどこにあっても、コリメータレンズ２を出射する半
導体レーザ１の最大強度光線は焦点６を通過することと
なる。

このようにして半導体レーザ１の調整量にかかわら
ず、集光レンズ５への入射光束の中心が最大強度の光線
となっているため、集光レンズ５により記録媒体４に照
射された光スポットは、強度分布の偏りのない状態とな
るのである。したがって記録媒体４への情報の記録、再
生特性の向上を図れるとともに、光ビームの利用効率の
向上をも図れることとなる。以上が本発明の概要である
が、以下により詳細に説明していくこととする。

第２図は、光学ヘッド全体を構成する各素子を表した
概要図である。半導体レーザ１から出射した光束は、コ
リメータレンズ２に入射することにより平行光束となっ
て出射する。この平行光束は楕円の強度分布を有するも
ので、整形プリズム７に入射することによりほぼ円形の
強度分布を有する光束に変換される。整形プリズム７を
出射した光束は、コリメータレンズ２の半導体レーザ１
とは反対側のほぼ焦点位置に中心位置があるように設け
られた開口絞り３により光束径を制限される。なお、こ
の開口絞り３は整形プリズム７とコリメータレンズ２の
間に設けてもよく、この場合は整形プリズム７の整形比
を加味して楕円形の光束径とするようにしておく必要が
ある。

次に開口絞り３からの光束は、回折格子８を通過する
ことによって所要の回折光となって、プリズム９に入射
する。このプリズム９は、光学ヘッドのコンパクト化を
図るため光路を曲げる機能とミラーの機能とを合わせ持
たせたものである。プリズム９に入射した光ビームは、
破線で示すようにａ点で入射方向に対し直交する方向に
反射し、さらにｂ点で垂直方向に反射し集光レンズ５に
入射する。集光レンズ５では第３図で説明したように、
入射瞳における入射光束と出射光束は光軸Ｏからそれぞ
れ適正な軸外し位置に配置されるようになっている。

集光レンズ５を介して記録媒体４に光スポットを照射
し、記録媒体４で反射した光ビームは再び集光レンズ５
に入射する。集光レンズ５を通過することにより平行光
束となって、前記プリズム９に入射する。プリズム９に
入射した光ビームはｃ点で入射方向に直交する方向に反
射し、さらにミラー面ｅ（斜線部）のｄ点で直交する方
向に反射してプリズム９から出射してゆく。出射光は結
像レンズ10に入射した後、光検出器11（11a〜11d）に導
かれることにより、情報の記録或いは再生信号を得るこ
ととなるのである。

本実施例は以上のように構成しているが、プリズム９
の制作誤差、金物の寸法誤差等によりコリメータレンズ
２の光軸と集光レンズ５の光軸とが一致しなくなり、半
導体レーザ１をオリメータレンズ２の光軸に垂直な面内
で移動しながら調整する必要が生じる。このように調整
することにより集光レンズ５に適正に光束を入射させて
いるのである。そして、この場合に開口絞り３の中心は
コリメータレンズ２の半導体レーザ１とは反対側の焦点
と一致するようにしてあるので、半導体レーザ１から垂
直に発した最大強度の光線はコリメータレンズ２の焦点
すなわち開口絞り３の中心を通過し、さらに所定の光学
素子を通過して集光レンズ５へ入射光束の中心が最大強
度の光線となって入射してゆくこととなる。したがっ
て、記録媒体４に照射する光スポットは強度分布の偏り
のない状態となる。

本実施例は、軸外し光学系に適用したものであるが、
これに限定されるものではなく開口絞りを設けた他の光
学系にも適用できることはいうまでもない。また、本発
明と同様の効果は開口絞りが集光レンズの瞳と一致する
場合においては、集光レンズの瞳をコリメータレンズの
焦点位置に一致させることにより得られる。

〔発明の効果〕

以上のごとく、本発明によれば開口絞りの中心をコリ
メータレンズの光源とは反対側の焦点位置にほぼ一致さ
せるようにしているので、光源の位置を移動することに
より集光レンズに対する入射光の位置を調整しても、光
束の中心が常に最大強度光線であるため、記録媒体に照
射される光スポットの強度分布において中心に偏りを生
じさせないようにできる。したがって、情報記録・再生
特性の向上、光ビーム利用効率の向上を図れることとな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る説明図、 第２図は、同光学ヘッド全体の概要斜視図、 第３図は、集光レンズに対する光束の説明図、 第４図は、従来例に係る光学系の概要図、 第５図は、同説明図である。 １……半導体レーザ ２……コリメータレンズ ３……開口絞り ４……記録媒体 ５……集光レンズ ６……焦点

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光束を記録媒体上に導く過程で
   光束を平行光束にするコリメータレンズと、記録媒体上
   に光束を集光する集光レンズとの間に光束の大きさを制
   限する開口絞りを設けた光情報記録・再生用ヘッドにお
   いて、 開口絞りをその中心がコリメータレンズの光源とは反対
   側の焦点位置とほぼ一致するように設けたことを特徴と
   する光情報記録・再生ヘッド。