JPH01125738A - 光ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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（以下、光ディスフと記
す。）に信号を記録し、記録された信号を再生または消
去する光ヘッドに関し、特に、内蔵する半導体レーザ光
源から発生される光の光強度変動を抑制することのでき
る光ヘッドに関するものである。

〔従来の技術〕

記録時や再生時において、光ヘッドにおける半導体レー
ザ光源から発生される光の光強度に変動が生じていると
、最終的には、光ディスクより再生される再生信号にノ
イズが重畳されてしまうことになる。

そこで、従来の光ヘッドにおいては、この様な半導体レ
ーザ光源から発生される光の光強度変動を抑えるために
、半導体レーザ光源の後方に光検出器を配置し、その光
検出器によって半導体レーザ光源の後方光を検出し、そ
の検出した光強度が一定になるように、ＡＰＣ（オート
パワーコントロール）回路によって半導体レーザ光源の
印加電流を自動制御していた。

しかし、半導体レーザ光源から発生される先の光強度変
動の振幅や位相は、前方光と後方光とで異なるため、上
記の様な後方光による制御では、光ディスクに入射する
前方光の光強度変動を充分に抑えられない場合があった
。

また、信号の記録と消去をほぼ同時に行うような光ヘッ
ドにおいては、半導体レーザ光源として半導体レーザア
レイを用いるが、この半導体レーザアレイは同一のパッ
ケージ内に複数の半導体レーザ発光素子を近接して配置
しているため、前述の様な、半導体レーザ光源の後方に
光検出器を設け、レーザ発光素子の後方光を検出する構
成では、各レーザ発光素子から出た光束が混在して光検
出器に入射してしまい、そのため、各レーザ発光素子の
光強度を独立して検出する事ができないという問題があ
った。

以上のような問題点に対し、従来では、例えば、特開昭
５７−２００９６１号公報に記載のように、半導体レー
ザ光源から発した前方光の一部をビームスプリフタによ
り分離検出し、その検出した信号によって再生信号中の
ノイズ成分を除去する方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記した既提案例においては、半導体レ
ーザ光源からの前方光を検出するために、新たに光検出
器や集光レンズが必要となるため、部品点数が多くなり
、構成も複雑化してしまうという問題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、
半導体レーザ光源から発生される前方光の光強度を直接
検出することができると共に、半導体レーザ光源のレー
ザ発光素子が複数であっても、各レーザ発光素子から発
生される光の光強度を独立して検出することができ、し
かも、新たに光検出器や集光レンズなどを必要とするこ
となく簡単な構成にて実現することのできる光ヘッドを
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本発明では、４分の１
波長板と対物レンズとの藺の光路中に、該４分の１波長
板から該対物レンズへ向かう光束の光軸に対して所定の
角度傾けてハーフミラ−面を設置し、該ハーフミラ−面
によって、前記４分の１波長板から前記対物レンズへ向
かう光束の一部を反射して、光検出器における、光ディ
スクからの反射光束が入射される第１の光検出領域とは
異なる第２の光検出領域に入射させるようにしたもので
ある。

〔作用〕

本発明では、半導体レーザ光源から発生され、偏光ビー
ムスプリフタと前記４分の１波長板とを通過した光束（
前方光）は、その一部が前記ハーフミラ−面で反射され
、残りは該ハーフミラ−面を透過する。

そして、該ハーフミラ−面を透過した光束（以下、主光
束と呼ぶ、）は、前記対物レンズによって集光されて光
ディスクの情報記録面上に導かれ、該情報記録面にて反
射されて、再度前記対物レンズと４分の１波長板とを通
過して前記偏光ビームスプリフタに達する。また、前記
ハーフミラ−面で反射された光束（以下、副光束と呼ぶ
、）は、再度前記４分の１波長板を通過して前記偏光ビ
ームスプリッタに達する。

従って、該副光束は、前記主光束と同一の偏光方向を有
する状態で、前記偏光ビームスプリンタに入射されるこ
とになるので、前記副光束は、前記主光束の導びかれる
光検出器と同一の光検出器に導かれる。しかし、前記ハ
ーフミラ−面は、前記４分の１波長板から前記対物レン
ズへ向かう主光束の光軸に対して所定の角度傾けて配置
されているので、前記光検出器に導かれた前記副光束は
、前記光検出器における前記主光束が入射する第１の光
検出領域とは異なる第２の光検出領域に入射されること
になる。即ち、前述の如く前記ハーフミラ−面を傾ける
ことにより、前記主光束と副光束とを、同一の光検出器
における、隣接して配置された異なる光検出領域に別々
に入射させることができるのである。

従って、前記光検出器における第２の光検出領域にて、
前記副光束の光強度を検出し、その検出信号をＡＰＣ回
路の制御信号とすることにより、前記半導体レーザ光源
から発生された前方光の光強度を高精度にて制御するこ
とができる。その結果、該前方光の光強度変動は確実に
抑制することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明の第１の実施例としての光ヘッドの構成
を模式的に示した側面図である。

第１図において、１は半導体レーザ光源、２はコリメー
トレンズ、３は偏光ビームスプリッタ、４は立ち上げミ
ラー、５は４分の１波長板、６は対物レンズ、７は光デ
ィスク、８は屋根形プリズム、９は検出レンズ、１０は
光検出器、２０はハーフミラ−１２０ａはハーフミラ−
面、５０は信号処理回路、５１はＡＰＣ（オートパワー
コントロール）回路、である。

第１図に示す様に、半導体レーザ光源１から発したＰ偏
光のレーザ光は、コリメートレンズ２を経て、偏光ビー
ムスプリッタ３を透過し、光路１００を進行して立ち上
でミラー４．４分の１波長板５を透過後、略円偏光にな
ってハーフミラ−２０に入射する。

ハーフミラ−２０は、所定の透過率を持つハーフミラ−
面２０ａを有しており、前記入射光の一部はそのハーフ
ミラ−面２０ａにて反射され、残りは透過する。尚、こ
の透過した透過光束を主光束、反射された反射光束を副
光束と以下呼ぶことにする。

さて、その後、主光束は対物レンズ６によって光デイス
ク７上に集光され、そして、光ディスク７で反射され、
対物レンズ６、ハーフミラ−２０゜４分の１波長板５．
立ち上げミラー４を経て光路１００を戻り、偏向ビーム
スプリッタ３に再度入射する。この時、主光束は、４分
の１波長板５を再度通過する事によって略円偏光からＳ
偏光に変わっているため、偏光ビームスプリッタ３で反
射され、その後、屋根形プリズム８．検出レンズ９を経
て光検出器１０に入射する。

一方、ハーフミラ−２０のハーフミラ−面２０ａで反射
された副光束は、ハーフミラ−２０が主光束の光軸に対
して所定の角度θだけ傾いているため、入射光路１００
とは異なる光路１０１を進行しながら、４分の１波長板
５．立ち上げミラー４を経て、偏光ビームスプリッタ３
に入射する。

その際、この副光束も主光束と同様に、４分の１波長板
５によってＳ偏光に変わっているため、偏光ビームスプ
リッタ３で反射され、その後、屋根形プリズム８．検出
レンズ９を経て光検出器１０に入射する。ただし、この
副光束は、主光束の光路１００とは異なる光路１０１を
進行するため、光検出器１０上でも主光束とは異なる光
検出領域に入射する。

第２図は第１図の光検出器と信号処理回路のそれぞれの
構成を示した回路図である。

ところで、第１図の光路１００を進行する主光束は偏光
ビームスプリッタ３で反射された後、屋根形プリズム８
．検出レンズ９を経て光検出器１０に入射するわけであ
るが、その際、その主光束は屋根形プリズム８によって
３光束に分割され、そして、その各々が検出レンズ９に
よって第２図に示す光検出器ｌＯの４分割光検出領域１
０ａおよび光検出領域１０ｂ、１０ｃ上にそれぞれ集光
されて、光スポット３０ａ、３０ｂ、３０ｃを形成する
。

そして、４分割光検出領域１０ａの２領域ずつからの出
力信号を信号処理回路５０中の減算回路４０ａによって
減算し、その差信号からナイフエッヂ方式による光ヘッ
ドのフォーカスサーボ信号を得、また、光検出領域１０
ｂ、１０ｃからの出力信号を減算回路４０ｂによって減
算し、その差信号からプッシュプル方式によるトラッキ
ングサーボ信号を得、また、全光検出領域からの出力信
号を加算回路４０ｃ、４０ｄ、４０ｅによって加算し、
その和信号から光ディスク７に記録されている情報の再
生信号を得る。

尚、このようなサーボ信号および再生信号の検出手段は
既に公知であり、本発明と直接関係しない内容なので詳
細な説明は省略する。

一方、ハーフミラ−２０のハーフミラ−面２０ａで反射
され、光路１０１を進行する副光束についても、主光束
と同様に、屋根形プリズム８．検出レンズ９を経て光検
出器１０に入射する際、屋根形プリズム８によって３分
割され、その各々が検出レンズ９によって第２図に示す
光検出器１０の光検出領域１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ上に
それぞれ集光されて、光スポット３１ａ、３１ｂ、３１
Ｃを形成する。

そして、各光検出領域１０　ｄ、　　１０　ｅ、　　１
０　ｆからの出力信号は加算回路４１によって加算され
る。この様にして加算して得られた信号は、半導体レー
ザ光源１から発生された光（前方光）の光強度を表して
おり、従って、この信号をＡＰＣ回路５１に入力し、こ
の信号に基づいて半導体レーザ光源１の駆動電流を制御
することにより、光強度の変動が抑制される。

以上説明したように、本実施例によれば、光ヘッドの対
物レンズ６と４分の１波長板５との間の光路中に、主光
束の光軸に対して所定の角度θを傾けたハーフミラ−２
０を設け、このハーフミラ−２０のハーフミラ−面２０
ａによって光ディスク７に入射する半導体レーザ光源ｌ
からの前方光の一部を反射して、信号再生用の光検出器
ｌＯ中の独立した光検出領域１０ｄ、１０ｅ、１０ｆに
導く事によって、新たに光学系や光検出系を設ける事な
く簡単な構成でもって、半導体レーザ光源１から発生さ
れた前方光の光強度変動を直接検出することができる。

次に、第３図は本発明の第２の実施例を模式的に示した
側面図である。

第３図において、第１図と同一の構成要素については同
一の番号を付した。

本実施例では、前述の第１の実施例におけるハーフミラ
−２０の代わりに、４分の１波長板５の対物レンズ側の
面をハーフミラ−面２０ａとし、その４分の１波長板５
を主光束の光軸に対して所定の角度θだけ傾けるように
した。このような構成をとることによって、新たにハー
フミラ−２０を設ける事なく、第１の実施例と全く同様
にして、半導体レーザ光源１から発生された前方光の光
強度変動を検出することができる。

尚、本実施例では、４分の１波長板５は主光束の光軸に
対して角度θだけ傾けて配置されるので、その状態で４
分の１波長板として機能するように４分の１波長板５の
仕様を決めてお（必要がある。

また、４分の１波長板５上に設けるハーフミラ−面２０
ａとしては、その反射率が数％程度でよく、例えば、誘
電体薄膜あるいは金′属薄膜で形成しても良いし、また
、単に、４分の１波長板上に予め設けられている反射防
止膜を除去して、４分の１波長板と空気との境界での反
射を利用するようにしても良い。

次に、第４図は本発明の第３の実施例を模式的に示した
側面図である。

第４図において、第１図または第３図と同一の構成要素
には同一の番号を付した。

本実施例では、半導体レーザ光源として、同一のパッケ
ージ内に互いに波長の異なる複数の半導体レーザ発光素
子を設けた半導体レーザアレイ１′を用い、光デイスク
７上の近接した位置に複数の光スポットを照射する構成
になっている。このような構成の光ヘッドでは、一方の
光スポットで信号の記録を行い、その直後、他方の光ス
ポットで記録した信号を再生する機能や、信号の記録再
生と共に記録した信号の消去を行う機能を持たせる事が
できる。

第５図に、第４図の半導体レーザアレイの一具体例を示
す。

この具体例では、互いに異なる波長のレーザ光、即ち、
波長λ１の光束１０２ａと波長λ２の光束１０２ｂとを
発する２個のレーザ発光素子１ａ。

ｌｂが、極めて近接した間隔（ｔ＝５０〜１００μｍ）
で対向して配置されている。尚、その他、第５図におい
て、ｌｃ、ｌｄはそれぞれ基台、１ｅはパッケージ、で
ある。

このような半導体レーザアレイ１′を光ヘッドの半導体
レーザ光源として用いる場合、前述した様に、レーザ発
光素子１ａ、ｌｂの後方に光検出器を設け、後方光の強
度変動を検出する様な従来の方式では、各レーザ発光素
子１ａ、ｌｂから発した後方光が同一の光検出器に入射
してしまうので、各レーザ発光素子から発生された光の
光強度を独立に検出する事ができなかった。

そこで、第４図に示す様に、本実施例では、対物レンズ
６側にハーフミラ−面２０ａを有する４分の１波長板５
を主光束の光軸に対して所定の角度θだけ傾むけて配置
し、かつ光検出系に、波長選択性フィルタ１１を設けて
、波長λ１の光束１０２ａと波長λ２の光束１０２ｂと
を分離し、その各々に対して、第１及び第２図の実施例
と同様の屋根形プリズム８ａ、８ｂ、検出レンズ９ａ。

９ｂ、光検出器１０Ａ、ＩＯＢを設けるようにした。

そうすることによって、半導体レーザアレイ１′から発
した互いに波長の異なる２光束（前方光）１０２ａ、１
０２ｂの各々について、各種サーボ信号、再生信号を独
立に検出できると共に、その光強度変動も独立に検出す
ることができる。

尚、本実施例では、第５図に示した様な２個のレーザ発
光素子１ａ、ｌｂを同一パッケージ１ｅ内に設けた半導
体レーザアレイ１′を用いた場合について説明したが、
さらにレーザ発光素子の素子数が増えた場合や、異なる
形態の半導体レーザアレイの場合でも同様の構成が適用
できる。

次に、第６図は本発明の第４の実施例を模式的に示した
側面図である。

第６図において、第１図、第３図または第４図と同一の
構成要素には同一の番号を付した。

本実施例では、半導体レーザ光源として、第４図、第５
図で示した半導体レーザアレイ１′を用い、光検出系と
して、多分割の光検出器１０′を用いた単一の光検出系
を用いている。

本実施例において、波長λ１．λ２の各光束１０２ａ、
１０２ｂは、半導体レーザアレイ１′の同一パッケージ
ｌｅ内にあるそれぞれ独立したレーザ発光素子１ａ、ｌ
ｂから発しているので、光検出器１０′上でも、レーザ
発光素子１ａから発した波長λ１の光束１０２ａの集光
スポットとレーザ発光素子１ｂから発した波長λ２の光
束１０２ｂの集光スポットとは空間的に離れた位置に照
射されることになる。

そこで、本実施例においても、第２及び第３の実施例と
同様に、対物レンズ６側にハーフミラ−面２０ａを有す
る４分の１波長板５を主光束の光軸に対して所定の角度
θだけ傾けて配置するようにする。そして、光検出器１
０′としては、第７図に示す様な、レーザ発光素子１ａ
から発し光ディスク７を経て光検出器１０′に入射する
主光束の光スポット３０ａ、３０ｂ、３０ｃを検出する
光検出領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、レーザ発光素子
１ａから発し４分の１波長板５のハーフミラ−面２０ａ
で反射されて光検出器１０′に入射する副光束の光スポ
ット３１ａ、３１ｂ、３１ｃを検出する光検出領域１０
ｄ、１０ｅ、１０ｆと、レーザ発光素子１ｂから発し光
ディスク７を経て光検出器１０′に入射する主光束の光
スポット３２ａ、３２ｂ、３２ｃを検出する光検出領域
ｉ。

ｇ、１０ｈ、１０ｉと、レーザ発光素子１ｂから発し４
分の１波長板５のハーフミラ−面２０ａで反射されて光
検出器１０’に入射する副光束の光スポット３３ａ、３
３ｂ、３３ｃを検出する光検出領域１０ｊ、１０に、　
　１ｏｎとの、これら合計１２個の光検出領域を所定の
間隔で配置した多分割光検出器を用いる。

こうすることによって、−組の屋根形プリズム。

検出レンズ、光検出器から成る単一光検出系で、前述の
第３の実施例と同様、異なる２光束１０２ａ、１０２ｂ
の各々について、各種サーボ信号。

再生信号を独立に検出できると共に、その光強度変動も
独立に検出することができるので、部品点数の削減、光
学系の構成の簡略化に有効である。

また、本実施例は、波長選択性フィルタを必要とせず、
半導体レーザアレイ１′から発する各光束１０２ａ、１
０２ｂを空間的に分離して検出する構成なので、同一の
発振波長を有するレーザ発光素子から成る半導体レーザ
アレイを半導体レーザ光源として用いる場合でも有効な
構成である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、半導体レーザ光源から発生される前方
光の光強度を直接検出することができるので、該前方光
の光強度を高精度にて制御でき、従って、光ディスクに
入射される該前方光の光強度変動を確実に抑制すること
ができる。また、半導体レーザ光源のレーザ発光素子が
複数であっても、各レーザ発光素子から発生される光の
光強度を独立して検出することができるので、それら光
の光強度変動を全て抑制することができる。さらにまた
、新たに光検出器や集光レンズなどを必要とすることが
ないため、部品点数も少なくて済み、構成も簡単になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を模式的に示した側面図
、第２図は第１図の光検出器と信号処理回路のそれぞれ
の構成を示した回路図、第３図は本発明の第２の実施例
を模式的に示した側面図、第４図は本発明の第３の実施
例を模式的に示した側面図、第５図は第４図の半導体レ
ーザアレイの一興体例を一部を破断して示した斜視図、
第６図は本発明の第４の実施例を模式的に示した側面図
、第７図は第６図の光検出器の構成を示した回路図、で
ある。 符号の説明 １・・・半導体レーザ光源、１′・・・半導体レーザア
レイ、３・・・偏光ビームスプリッタ、５・・・４分の
１波長板、６・・・対物レンズ、７・・・光ディスク、
１０゜１０′・・・光検出器、２０・・・ハーフミラ−
１２０ａ・・・ハーフミラ−面、５１・・・ＡＰＣ回路
。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザ光源と、偏光ビームスプリッタと、４
   分の１波長板と、対物レンズと、第１の光検出領域を有
   する光検出器と、を具備し、前記半導体レーザ光源から
   発生された光束を前記偏光ビームスプリッタと４分の１
   波長板とを介して前記対物レンズに入射し、該対物レン
   ズによって集光して光学的情報記録媒体の情報記録面上
   に導くと共に、前記情報記録面にて反射された反射光束
   を前記対物レンズと４分の１波長板と偏光ビームスプリ
   ッタとを介して前記光検出器の第１の光検出領域に入射
   するようにした光ヘッドにおいて、 前記４分の１波長板と前記対物レンズとの間の光路中に
   、該４分の１波長板から該対物レンズへ向かう光束の一
   部を反射するハーフミラー面を設けると共に、前記光検
   出器に前記第１の光検出領域とは異なる第２の光検出領
   域を設けて、前記ハーフミラー面を前記４分の１波長板
   から前記対物レンズへ向かう光束の光軸に対して所定の
   角度傾けて配置することにより、該ハーフミラー面で反
   射された反射光束が前記４分の１波長板と偏光ビームス
   プリッタとを介して前記光検出器の第２の光検出領域に
   入射されるようにしたことを特徴とする光ヘッド。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の光ヘッドにおいて、
   前記ハーフミラー面は、前記４分の１波長板の前記対物
   レンズ側の面に形成されると共に、該４分の１波長板を
   、該４分の１波長板から前記対物レンズへ向かう光束の
   光軸に対して所定の角度傾けて配置することにより、前
   記ハーフミラー面に前記光軸に対して前記所定の角度の
   傾きを与えるようにしたことを特徴とする光ヘッド。