JP3088598B2 - 光学ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発業上の利用分野】本発明は、ディスク状記録媒体に
光スポットを投影して光学的に情報を記録再生する方式
であるディスク演奏装置の光学ヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディスク演奏装置は、ＣＤプレー
ヤ，ＣＤ−ＲＯＭ，マルチレーザープレーヤなど、その
用途は年々多様化すると共に益々高性能・高品質・高付
加価値化している。特に、記録可能な光磁気メディアを
利用したディスク演奏装置においては、ポータブル用，
車載用への需要は大きく増加傾向にあり、より一層の小
型・薄型・高性能化が求められている。

【０００３】従来、光磁気ディスク用の光学ヘッドに関
する技術としては、数多くの報告がなされている。

【０００４】以下、図面を参照しながら、従来の光磁気
ディスク用の光学ヘッドについて説明を行う。

【０００５】図５および図６は従来の光学ヘッドの概略
的な構成図およびその動作原理を説明する図である。図
５において、１は半導体レーザ、２はコリメートレン
ズ、３は回折格子、４はビームスプリッタ４ａ、偏光分
離素子４ｂ、反射ミラー４ｃより構成された複合素子、
５は対物レンズ、６は磁気光学効果を有する情報記録媒
体、７はモニタ用受光素子、８は検出レンズ、９は多分
割光検出器、１０および１１は光スポットの焦点、１２
は多分割光検出器９に形成されるメインビーム（Ｐ偏
光）、１３は多分割光検出器９上に形成されるメインビ
ーム（Ｓ偏光）、１４は多分割光検出器９上に形成され
るメインビーム（Ｐ＋Ｓ偏光）、１５は副ビームのうち
先行ビーム、１６は副ビームのうち後行ビームである。
図６において、１７は４分割受光領域、１８は先行ビー
ム受光領域、１９は後行ビーム受光領域、２０ａ、２０
ｂは情報信号受光領域、２１は減算器、２２は加算器で
ある。

【０００６】以上のように構成された従来例について、
以下その動作について説明を行う。半導体レーザ１より
発せられた光は、コリメートレンズ２により平行光に変
換され、回折格子３により異なる複数の平行光束に分離
される。異なる複数の平行光束は複合素子４のビームス
プリッタ４ａを透過し、対物レンズ駆動装置（図示せ
ず）に組み込まれた対物レンズ５により、情報記録媒体
（以下、光磁気ディスクと記す。）６上に直径１ミクロ
ン程度のメインビームとして集光されると同時に、いわ
ゆる３ビーム法によりメインビームと同一トラック上に
メインビームの前後に副ビームとして先行ビームと後行
ビームを一定間隔に形成する。また、複合素子４のビー
ムスプリッタ４ａにより反射された平行光束はモニタ用
受光素子７に入射し半導体レーザ１の駆動電流を制御す
る。

【０００７】光磁気ディスク６からの反射光は、逆の経
路をたどり、複合素子４のビームスプリッタ４ａにより
反射分離されて、偏光分離素子４ｂに入射する。半導体
レーザ１は、紙面に平行な偏光方向となるよう設置され
ており、入射光は偏光分離素子４ｂにより、偏光面を４
５度回転するとともに互いに直行する２つの偏光成分と
互いに直行する２つの偏光成分を有する異なる３つの光
束に分離され、反射ミラー４ｃにより反射される。複合
素子４を透過した反射光は検出レンズ８の凸レンズ部８
ａにより収れん光となり、凹シリンドリカルレンズ部８
ｂへ入射する。ここで、凹シリンドリカルレンズ部８ｂ
は、本従来例においては、紙面に平行な面内でＷ１の向
きに存在する光磁気ディスク６の記録トラックの像に対
して、略４５度の方向にレンズ効果を有するように設け
られている。検出レンズ８を透過した光は、多分割光検
出器９に入射する。

【０００８】複合素子４を透過した光はフォーカス誤差
信号検出手段である検出レンズ８により、非点収差を発
生する。凹シリンドリカルレンズ８ｂのレンズ面を有さ
ない面内では実線の光路となり焦点１０に収れんし、レ
ンズ効果を有する面内では、破線で示した光路となり、
焦点１１に収れんする。多分割光検出器９は受光面が焦
点１０と焦点１１との略中間に位置しており、演算回路
２１ｂにおいて、中心部の４分割受光領域１７で発生し
た電気信号の対角同士の和をとり、それらを減算するこ
とにより、いわゆる非点収差法によりフォーカス誤差信
号の検出を行う。

【０００９】演算回路２２ｂにおいて、先行ビーム１５
により先行ビーム受光領域１８で発生した電気信号と、
後行ビーム１６により後行ビーム受光領域１９で発生し
た電気信号の差を取ることにより、いわゆる３ビーム法
によるトラッキング誤差検出信号を検出する。

【００１０】また、演算回路２１ａにおいて、Ｐ偏光か
らなるメインビーム１２とＳ偏光からなるメインビーム
１３により情報信号受光領域２０ａ，２０ｂで発生した
電気信号同士の差を取ることにより、差動検出法による
光磁気ディスク情報信号の検出が可能である。さらに、
演算回路２２ａにおいて、それらの和をとることによ
り、プレピット信号の検出が可能である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、多分割光検出器の各受光領域で検出され
る光量において、情報記録媒体からの正規のフォーカス
誤差信号，トラッキング誤差信号，情報信号以外に、複
合素子の内部反射による迷光が発生し、多分割光検出器
の受光面に入射することにより、トラッキング誤差信
号，フォーカス誤差信号，情報信号のオフセットとな
る。また、光源の光パワーのわずかな変化あるいは記録
・再生のそれぞれの場合において各信号のオフセットが
変動し、情報記録媒体上の光スポット位置の正確な制御
が不可能となり、記録・再生特性が大幅に低下するとい
う問題点を有していた。

【００１２】本発明は上記従来の問題点に鑑み、検出信
号の迷光量を大幅に低減した光ヘッドを提供し、高精度
な記録・再生特性を実現する光学ヘッドを提供すること
を目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光学ヘッドは、光源より発せられた光束を平
行光束に変換するコリメートレンズと、前記コリメート
レンズからの平行光束を情報記録媒体上に集光させる対
物レンズと、前記コリメートレンズと前記対物レンズの
間に位置し、前記コリメートレンズからの光束を透過し
前記情報記録媒体からの反射光を往路と分離する偏光分
離手段と、前記偏光分離手段により分離された光束の光
軸の角度を変更する光束反射手段と、前記光速反射手段
により反射された光束が入射し、前記情報記録媒体のフ
ォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、情報記録信
号を検出する検出手段と、前記検出手段を経た光束を受
光する多分割光検出器と、前記多分割光検出器で発生し
た電気信号を演算する演算回路とを具備し、前記偏光分
離手段と前記光束反射手段を略平行に配置した一体構成
の複合素子とし、前記複合素子の平行光束に対する傾斜
角は、前記複合素子の内部反射による迷光が、前記光源
と前記コリメートとの相対位置ずれによる前記平行光束
の前記複合素子への入射角度変化を含んだ状態で、前記
多分割受光素子の受光面の長さの略２倍もしくはそれ以
上移動する傾斜角とした構成を有している。

【００１４】

【作用】この構成によって、光検出器に入射する迷光の
量を大幅に低減することが可能となり、記録・再生時に
おける情報記録媒体上の光スポットの位置を正確に制御
することが可能となり、高性能な光ヘッドおよびディス
ク演奏装置を実現できるとともに、品質の安定による一
層の量産性の向上を達成できるものである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。

【００１６】図１および図２は本発明の第１の実施例に
おける光学ヘッドの構成を示す説明図である。図１にお
いて、１は半導体レーザ、２はコリメートレンズ、３は
回折格子、４はビームスプリッタ４ａ、偏光分離素子４
ｂ、反射ミラー４ｃより構成された複合素子、５は対物
レンズ、６は磁気光学効果を有する情報記録媒体、７は
モニタ用受光素子、８は検出レンズ、９は多分割光検出
器、１０および１１は光スポットの焦点、１２は多分割
光検出器９に形成されるメインビーム（Ｐ偏光）、１３
は多分割光検出器９上に形成されるメインビーム（Ｓ偏
光）、１４は多分割光検出器９上に形成されるメインビ
ーム（Ｐ＋Ｓ偏光）、１５は副ビームのうち先行ビー
ム、１６は副ビームのうち後行ビームである。図２にお
いて、１７は４分割受光領域、１８は先行ビーム受光領
域、１９は後行ビーム受光領域、２０ａ、２０ｂは情報
信号受光領域、２１は減算器、２２は加算器である。

【００１７】以上のように構成された本発明の第１の実
施例について、以下その動作について説明を行う。

【００１８】光源である半導体レーザ１より発せられた
光は、コリメートレンズ２により平行光に変換され、回
折格子３により異なる複数の平行光束に分離される。異
なる複数の平行光束は複合素子４のビームスプリッタ４
ａを透過し、対物レンズ駆動装置（図示せず）に組み込
まれた対物レンズ５により、情報記録媒体（以下、光磁
気ディスクと記す。）６上に直径１ミクロン程度のメイ
ンビームとして集光されると同時に、いわゆる３ビーム
法によりメインビームと同一トラック上にメインビーム
の前後に副ビームとして先行ビームと後行ビームを一定
間隔に形成する。また、複合素子４のビームスプリッタ
４ａにより反射された平行光束はモニタ用受光素子７に
入射し半導体レーザ１の駆動電流を制御する。

【００１９】光磁気ディスク６からの反射光は、逆の経
路をたどり、複合素子４のビームスプリッタ４ａにより
反射分離されて、偏光分離素子４ｂに入射する。半導体
レーザ１は、紙面に平行な偏光方向となるよう設置され
ており、入射光は偏光分離素子４ｂにより、偏光面を４
５度回転するとともに互いに直行する２つの偏光成分と
互いに直行する２つの偏光成分を有する異なる３つの光
束に分離され、反射ミラー４ｃにより反射される。

【００２０】複合素子４を透過した反射光は検出レンズ
８の凸レンズ部８ａにより収れん光となり、凹シリンド
リカルレンズ部８ｂへ入射する。ここで凹シリンドリカ
ルレンズ部８ｂは、本実施例においては、紙面に平行な
面内でＷ１の向きに存在する光磁気ディスク６の記録ト
ラックの像に対して、略４５度の方向にレンズ効果を有
するように設けられている。検出レンズ８を透過した光
は、多分割光検出器９に入射する。

【００２１】複合素子４を透過した光はフォーカス誤差
信号検出手段である検出レンズ８により、非点収差を発
生する。凹シリンドリカルレンズ８ｂのレンズ面を有さ
ない面内では実線の光路となり焦点１０に収れんし、レ
ンズ効果を有する面内では、破線で示した光路となり、
焦点１１に収れんする。多分割光検出器９は受光面が焦
点１０と焦点１１との略中間に位置しており、演算回路
２１ｂにおいて、中心部の４分割受光領域１７で発生し
た電気信号の対角同士の和をとり、それらを減算するこ
とにより、いわゆる非点収差法によりフォーカス誤差信
号の検出を行う。

【００２２】演算回路２２ｂにおいて、先行ビーム１５
により先行ビーム受光領域１８で発生した電気信号と、
後行ビーム１６により後行ビーム受光領域１９で発生し
た電気信号の差を取ることにより、いわゆる３ビーム法
によるトラッキング誤差検出信号を検出する。

【００２３】また、演算回路２１ａにおいて、Ｐ偏光か
らなるメインビーム１２とＳ偏光からなるメインビーム
１３により情報信号受光領域２０ａ，２０ｂで発生した
電気信号同士の差を取ることにより、差動検出法による
光磁気ディスク情報信号の検出が可能である。さらに、
演算回路２２ａにおいて、それらの和をとることによ
り、プレピット信号の検出が可能である。

【００２４】複合素子４は、半導体レーザ１とコリメー
トレンズ２の光軸ずれが生じた場合においても、複合素
子４の内部反射による迷光が多分割光検出器９の受光面
に入射しないよう、一点鎖線で示した光軸に対して紙面
の平行な面内においてθ１の傾斜角を有した状態で固定
されている。

【００２５】この傾斜角θ１は、多分割光検出器９の受
光面から迷光を除去するために、各光学素子の光軸が正
規の状態において複合素子４の内部反射による迷光が多
分割光検出器９の受光面にて受光面の長さＷ２の略１倍
移動する角度と、半導体レーザ１の発光位置とコリメー
トレンズ２の光軸ずれにより複合素子４に入射する平行
光束の傾きの最悪値を考慮した設計余裕として複合素子
４の内部反射による迷光が多分割光検出器９の受光面に
て受光面の長さＷ２の略１倍移動する角度とを加算した
値である。

【００２６】従ってθ１は、複号素子４の内部反射によ
る迷光が多分割光検出器９の受光面において、多分割光
検出器９の受光面の長さＷ２の略２倍移動するように設
定されいる。また、複合素子４を、ビームスプリッタ４
ａと反射ミラー４ｃの２つの反射面より構成された平行
四辺形の反射面構成とすることにより、複合素子４をθ
１の角度傾けても、多分割光検出器９の位置を変化させ
ることなく迷光のみを多分割光検出器９の外側に移動さ
せることが可能となる。

【００２７】以上のように第１の実施例によれば、複合
素子４を光軸に対して規定の値以上傾けることにより、
半導体レーザ１の発光点とコリメータレンズ２の相対位
置変化を考慮しても、多分割光検出器９の受光面から複
合素子４の内部反射により発生した迷光だけを除去し
て、多分割光検出器９における迷光を大幅に低減するこ
とができるため、フォーカス誤差信号およびトラッキン
グ誤差信号のオフセットを減少することが可能となる。
したがって、半導体レーザ１の光パワーのわずかな変化
あるいは記録、再生のそれぞれの場合において各信号の
オフセットの変動が大幅に減少し、情報記録媒体上の光
スポット位置の正確な制御が可能となり、記録・再生特
性が大幅な向上を実現できるものである。

【００２８】なお、第１の実施例において、θ１は紙面
に平行な方向としたが、紙面に垂直な方向でもよい。

【００２９】次に、第２の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図３および図４において、２３は立ち
上げミラーである。第１の実施例との相違点は、情報記
録媒体６と平行に固定された複合素子４に対して半導体
レーザ１の光軸を鉛直方向にθ２傾けて取り付けた構成
としたことである。また、検出レンズ８および多分割光
検出器９も半導体レーザ１の光軸と同じくθ２傾けて取
り付けた構成となっている。

【００３０】半導体レーザ１の光軸は、半導体レーザ１
とコリメートレンズ２の光軸ずれが生じた場合において
も、複合素子４の内部反射による迷光が多分割光検出器
９の受光面に入射しないよう、複合素子４に対して紙面
の平行な面内においてθ２以上の傾斜角を有した状態で
固定されている。

【００３１】この傾斜角θ２は、多分割光検出器９の受
光面から迷光を除去するために、各光学素子の光軸が正
規の状態において複合素子４の内部反射による迷光が多
分割光検出器９の受光面にて受光面の長さＷ３の略１倍
移動する角度と、半導体レーザ１の発光位置とコリメー
トレンズ２の光軸ずれにより複合素子４に入射する平行
光束の傾きの最悪値を考慮した設計余裕として複合素子
４の内部反射による迷光が多分割光検出器９の受光面に
て受光面の長さＷ３の略１倍移動する角度とを加算した
値である。

【００３２】従ってこの傾斜角θ２は、複合素子４の内
部反射による迷光が多分割光検出器９の受光面におい
て、多分割光検出器９の受光面の長さＷ３の略２倍移動
するように設定されている。

【００３３】以上のように、第２の実施例によれば、第
１の実施例と同様の効果に加え、さらに、複合素子４に
対して半導体レーザ１の光軸をθ２傾けたことにより、
対物レンズ５と立ち上げミラー２３との距離Ｗ４を大き
くすることができるため、対物レンズ５を駆動するアク
チュエータの設計余裕を大きくすることが可能となり、
光ヘッドのより一層の薄型化が可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複合素子
を規定の傾斜角以上を有した状態に取り付けることによ
り、光検出器の受光面に入射する迷光の量を大幅に低減
することが可能となり、記録・再生時における情報記録
媒体上の光スポットの位置を正確に制御することが可能
となり、高性能な光ヘッドおよびディスク演奏装置を実
現できるとともに、品質の安定による一層の量産性の向
上を達成できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における光学ヘッドの構
成を示す説明図

【図２】図１における光学ヘッドの光検出器９の構成を
示す説明図

【図３】本発明の第２の実施例における光学ヘッドの平
面の説明図

【図４】同第２の実施例における光学ヘッドの側面の説
明図

【図５】従来の光学ヘッドの構成を示す説明図

【図６】図５の光ヘッドの光検出器９の説明図

【符号の説明】 １ 半導体レーザ ２ コリメートレンズ ３ 回折格子 ４ 複合素子 ５ 対物レンズ ６ 情報記録媒体 ７ モニタ用受光素子 ８ 検出レンズ ９ 多分割光検出器 １７ ４分割受光領域 １８ 先行ビーム受光領域 １９ 後行ビーム受光領域 ２０ａ，２０ｂ 情報信号受光領域 ２１ 減算器 ２２ 加算器 ２３ 立ち上げミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 裕行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 ▲高▼嶋 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 中村 徹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−87442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−171038（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−195531（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源より発せられた光束を平行光束に変
   換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズから
   の平行光束を情報記録媒体上に集光させる対物レンズ
   と、前記コリメートレンズと前記対物レンズの間に位置
   し、前記コリメートレンズからの光束を透過し前記情報
   記録媒体からの反射光を往路と分離する偏光分離手段
   と、前記偏光分離手段により分離された光束の光軸の角
   度を変更する光束反射手段と、前記光速反射手段により
   反射された光束が入射し、前記情報記録媒体のフォーカ
   ス誤差信号、トラッキング誤差信号、情報記録信号を検
   出する検出手段と、前記検出手段を経た光束を受光する
   多分割光検出器と、前記多分割光検出器で発生した電気
   信号を演算する演算回路とを具備し、前記偏光分離手段と前記光束反射手段を略平行に配置し
   た一体構成の複合素子とし、前記複合素子の平行光束に
   対する傾斜角は、前記複合素子の内部反射による迷光
   が、前記光源と前記コリメートレンズとの相対位置ずれ
   による前記平行光束の前記複合素子への入射角度変化を
   含んだ状態で、前記多分割受光素子の受光面の長さの略
   ２倍もしくはそれ以上移動する傾斜角としたことを特徴
   とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】 光源より発せられた光束を平行光束に変
   換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズから
   の平行光束を情報記録媒体上に集光させる対物レンズ
   と、前記コリメートレンズと前記対物レンズとの間に位
   置し、前記コリメートレンズからの光束を透過し前記情
   報記録媒体からの反射光を往路と分離する偏光分離手段
   と、前記偏光分離手段により分離された光束の光軸の角
   度を変更する光束反射手段と、前記光束反射手段により
   反射された光束が入射し、前記情報記録媒体のフォーカ
   ス誤差信号、トラッキング誤差信号、情報記録信号を検
   出する検出手段と、前記検出手段を経た光束を受光する
   多分割光検出器と、前記多分割光検出器で発生した電気
   信号を演算する演算回路とを具備し、前記偏光分離手段と前記光束反射手段を略平行に配置し
   た一体構成の複合素子とし、前記複合素子の平行光束に
   対する鉛直方向の傾斜角は、前記複合素子の内部反射に
   よる迷光が、前記光源と前記コリメートとの相対位置ず
   れによる前記平行光束の前記複合素子への入射角度変化
   を含んだ状態で、前記多分割受光素子の 受光面の長さの
   略２倍もしくはそれ以上移動する傾斜角としたことを特
   徴とする光学ヘッド。