JPH01178132A - 光ヘッド装置 - 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〕 この発明は、いわゆる元ディスク、ディジタルオーディ
オディスク、ビデオディスクなどの記録再生に用いる光
ヘツド装置に関する。

〔従来の技術〕

ビデオディスク、ディジタルオーディオディスク、元デ
ィスク（以下では、光ディスクと総称する。）の従来の
光へ、ド装置は、第２図に示すように、光源である半導
体レーザ１と、半纏体レーザの放射光２をディスク面４
に収束する結像レンズ３と、ビームスリ、タブリズム７
との他に、焦点誤差検出手段とトラ、キング誤差検出手
段を。

備えて構成されている。

焦点誤差検出手段には種々の方式があるが２本発明の方
式と最も関連の深い方式として非点収差法を挙げる仁と
ができる。非点収差法の焦点誤差検出手段は、第２図に
示すように凹球面レンズ５゜円筒レンズ６と４分割光検
出器９とから構成されている。ディスク向からの反射光
は結像レンズ３で結像され、ビームス１す、タダリズム
７で反射される。この反射光の来る位置に凹球面レンズ
５と円筒レンズ６が配置されているので、これらのレン
ズを通過後の光ビームは非点収差を生じ、４分割光検出
器９の前後に互いに直交する前側焦線ｉｏと後側焦線１
１を形成する。前側焦線１０と後側焦線１１の間の４分
割元検出器９上では、第３図（ｂ）に示すように円形ビ
ームとなる。結像レンズ３にディスク面が近づいた時［
２本の直交する焦線１０，１１は後方にずれて、光検出
器上のビームは第３図（Ｃ）に示すように横長の楕円と
なシ。

逆にディスク面が遠ざかる場合には、２本の直交する焦
ｙＭ１０　、１１ｔ：Ｉ前方にずれて、第３図（ａｌに
示すように縦長の楕円となる。そこで１分割線１６．１
７で分割されている４分割元検出器９の各素子１２〜１
５の出力電圧をＶαり〜ＶＣｌ５とするとＶｕ３＋　Ｖ
ｕＪ　−ＶＬＩ−３−Ｖ四の信号を検出することで、焦
点誤差信号が得られる。

トラ、キング誤差検出手段にも種々の方式があるが１本
発明の方式と最も関連の深い方式としてプッシュプル方
式をあげることができる。プッシュプル方式は、２分割
光検出器を使ってディスク面からの反射光のアンバラン
スを検出するｉ法で。

トラックが第３図の分割線１７と平行な場合はＶαコ＋
Ｖ（１３−Ｖ１１４）−Ｖ（ｉｓで、又、トラックが第
３図の分割線１６と平行な場合はＶ（ｔ３＋Ｖ霞−ｖｔ
ｔｉ−Ｖα４でトラッキング信号が得られる。又、他の
方法としてフォーカス誤差信号ＶＬ１３＋　Ｖ（１４）
　−ＶｕＪ　−■四の信号から、ヘテロダイン法や時間
差法でトラ、キング誤差信号を電子回路で作る方法も適
用できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の元へ、ド装置は、実用化されているもの
でも大きさが、４０Ｘ４０Ｘ３０ａｍ”程度あシ、従っ
て重量も重く、光デイスク装置全体の小型化、軽量化、
あるいはスタック型犬容童光ディスク実現の障害となっ
ている。この原因の１つは、光ディスクからの反射光を
ハーフプリズム。

あるいは偏光ビームスプリッタプリズムによ多光軸を９
０°近く曲げて、光源から分離させる光束分離手段と、
焦点及びトラ、キング誤差検出用光学系が分かれている
ためである。

本発明の目的は、上記欠点を解消して小型の光ヘッドを
実現することが可能な元ヘッド装置を提供することにあ
る。

〔問題を解決する手段〕

本発明の光へ、ド装置は、光源と、前記光源の像を記録
媒体上に紋り込む結像レンズと、前記光源と前記結像レ
ンズの間に設けられ、前記記録媒体からの反射光を前記
結像レンズの元軸から、前記記録媒体上のトラック方向
に沿って分離し、前記反射光を前記トラック方向に沿っ
た焦線を有する非点収差光に変換する格子レンズと、前
記非点収差光の直交する２本の焦線の間に配置され、前
記トラ、り方向にｔｌぼ沿った３本の平行な分割線で４
つの光検出素子に分割され、前記非点収差光が前記４つ
の光検出素子にまたがるように前記分割線の間隔をとっ
た４分割光検出器を有することを特徴とする。

〔作用〕

本発明の作用・原理は次の通りである。本発明の光ヘツ
ド装置では、元ディスク面からの反射光を光検知器に導
くために、格子レンズを用いる。

格子レンズには、１次回折光の他に格子レンズを直接透
過した０次回折光がある。そこで、この格子レンズを半
纏体レーザ光源と結像レンズの間に配置し、半導体レー
ザからディスク面に行く光に対しては、０次回折光を用
いると、単に格子レンズの基板の厚さに等しい透明板が
そう人されたのと同じになる。

一方、ディスク面からの反射光に対しては、１次回折光
を用いるとハーフプリズムや、偏光ビームスプリ、タグ
リズムを用いることなく情報光を光軸外にとシ出すこと
ができる。すなわち、格子レンズはビームスプリッタと
して作用することになる。

さらに本発明では結像系の元軸外にとり出した１次回折
光としての情報光から信号の他、焦点誤差信号、トラ、
キング誤差信号もとシ出すために。

格子レンズを非点収差レンズとしている。っマシ。

第２図の従来方式の元ヘッドの凹球面レンズと円筒レン
ズの機能をもたせている。焦点誤差検出は次の通りであ
る。

本発明に用いる格子レンズとは光の回折現象を利用した
ものである。格子レンズの構造は基板上に周期的な変化
を付けたものである。例えば１周期的な変化の一例とし
て基板表面を周期的に凹凸にしたものが挙げられる。或
いは周期的に屈折率を変えることによっても可能である
。このような周期的な変化をもった回折格子状の物に光
を入射させると回折により回折光を生じる。この回折格
子の周期及びその形状を変えることによシ回折光の波面
を任意の波面にすることができる。例えば。

平面波（入射光）を収束する球面波（回折光）などに回
折できる。つまシ基板上に周期的な変化を付けて特定の
波面の入射光を所望する波面の光に回折できる構造とな
っている。

第４図は本発明に用いる４分割光検出器と入射光の光分
布の関係を説明する図である。第４図（ｔｌはディスク
面への光が合焦状態の場合で第４図ｆ３）　、　［Ｃ）
は１合焦状態からずれた場合を表わしておシ、４分割光
検出器の両側の光検出素子１８．２１に入る光量の和と
、それにはさまれた光検出素子１９．２０に入る光量に
入る光量の差を求める仁とによ多焦点誤差を検出するこ
とができる。トラッキング誤差検出は次の通シである。

ディスク面上に紋られたスボ、トがトラックからずれた
とき中央の分割線（第２分割線）２３を境いに光量のア
ンバランスが生じることを利用してトラッキング誤差検
出をすることができる。

このように格子レンズを用いることによシ１部品数削減
と同時に小型化ヘッドが構成できる。−方、格子レンズ
特有の光源の波長変動に対する対策は次の通りである。

本発明では４分割元検出器は３本の平行な分割線で分割
されておシ、その分割線の方向を波長変動によシ生じる
格子レンズの１次回折光の移動方向とほぼ一致させてい
るため、波長変動が生じても誤差を生じにくいような構
成となっている。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は１本発明の実施例の基本構成を示す断面図であ
る。半導体レーザｌの放射光２は格子レンズ２５をＯ次
回折光として通過し、結像レンズ３によりディスク面４
に収束される。ディスク面４からの反射光は、結像レン
ズ３によシ収束され。

格子レンズ２５によシ回折され非点収差をもつ光となシ
、４分割元検出器８に致達する。

格子レンズ２５は半導体レーザｌを光源とする発散光と
、前側焦線ｌＯと後側焦線１１の非点収差をもち、かつ
、格子レンズの側に発散していく光の干渉縞を１表面凹
凸の形で記録したものを用いた。

４４図は、４分割元検出器８と、それに入射する光分布
の状態を説明する図である。４分割元検出器は第１．第
２．第３．第４の光検出素子１８゜１９．２０．２１と
からなシ、２本の達文する焦線１０，１１の間に配置さ
れている。Ｍｌ、第２゜第３の分割１ｓ２２．２３，２
４ｄ、後側焦線ｌｌに平行となっておシ、第１．第３の
分割線２２゜２４０間隔は、ディスク面４への収束光が
合焦状態のとき、第１．第４の光検出素子１８．２１へ
入る光量の和と第２．第３の光検出素子１９．２０へ入
る光量の和が等しくなるようにしている。

焦点誤差信号は１作用のところでも述べたように、第１
．第４の光検出素子１８．２１に入る光量の和と第２．
第３に入る光量の和１９，２０の差よシ得ることができ
る。すなわち、４つの光検出素子１ｓ　〜２ｘｏ出：Ｍ
［Ｅｔ−Ｖ（ｔｓ）　〜Ｖ（２１）とするとＶ（１８）
＋Ｖ（２１）−Ｖ（１９）　−Ｖ（２０）で焦点誤差信
号が検出できる。一方、トラ、り誤差信号ＦｉＶ（１８
）＋Ｖ（１９）　−Ｖ（２０）−Ｖ（２１）よシ検出で
きる。

ディスクからの再生信号は４分割光検出器８の１ｉｉ［
ＩＨＶ（１８）＋Ｖ（１９）＋Ｖ（２０）＋Ｖ（２１）
をとることにより検出することができる。

回折格子である格子レンズでは、半導体レーザの波長が
変動すると回折角が変化し、４分割光検出器上の回折光
の位置ずれが生じるため光源である半導体レーザの発振
波長の変動に対する対策が必要でおるが１本発明では、
この点に関して次のような解決策が施されている。本発
明では波長変化によシ生じる格子レンズの回折光の移動
方向はトラック方向で１分割線２２，２３．２４の方向
と一致させているので上述したような信号検出には誤差
は生じない。

尚、上記実施例では合焦状態のときに第１．第４検出素
子に入る光量の和と第２．第３の光検出素子へ入る光量
の和が等しくなるように分割線の間隔を定めているが、
必ずしもこのようにする必要はない。和が等しくならな
い分は信号処理系の方でオフセットを設けて処理すれば
和が等しいときと実質的に同等に扱える。

〔発明の効果〕

本発明の光ヘツド装置は、光源、結像レンズ。

格子レンズと４分割光検出器だけでよく、これまで数多
くの部品を使っていた光へ、ド装置の部品を大幅に削減
することが可能であシ、光へ、ド装置を小型及び軽量化
することが可能となる。さらに１部品の大幅削減によシ
元学系の位置調整が簡素化でき、かつ１元ヘッド装置の
価格も安くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例の基本構成を示す概略図、
第２図は従来の元へ、ド装置の一例を示す械略図、第３
図（ａｌ　、　（ｂ）　、　（Ｃ１は従来の光ヘツド装
置の４分割光検出器上の光ビームの状態を説明するため
の図、第４図（ａｌ　、　（ｂ）　、　（Ｃ）は本発明
の光へ。 ド装置の４分割光検出器上の回折光の状態を説明するた
めの図である。 ｌ・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・放射ビー
ム、３・・・・・・結像レンズ、４・・・・・・ディス
ク面、５・・・・・・凹球面レンズ、６・・・・・・円
筒レンズ、７・・・・・・ビームスブリ、タブリズム、
８・・・・・・４分割元検出器、９・・・・・・４分割
光検出器、ｌＯ・・・・・・前側焦線、１１・・・・・
・後側焦線、１２〜１４・・・・・・光検出素子、１６
．１７・・・・・・分割線、１８・・・・・・光検出素
子、１９・・・・・・光検出素子、２０・・・・・・光
検出素子、２１・・・・・・光検出素子。 ２２・・・・・・第１分割線、２３・・・・・・第２分
割線、２４・・・・・・第３分割線、２５・・・・・・
格子レンズ。 代理人　弁理蚕　　内　原　　　晋 茅　２　回 第　３　　」 （α）　　　　　　　（ｂ）（Ｃ） 手続補正書（自発） １．事件の表示　　昭和６３年　　特許願　第００１９
１３号２、発明の名称 光ヘツド装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　出願人 東京都港区芝五丁目３３番１号 （４２３）　　日本電気株式会社 代表者　関本忠弘 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第１２頁１５行目に「１２〜１４」とある
のを「１２〜１５」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光源と、前記光源の像を記録媒体上に紋り込む結像レ
   ンズと、前記光源と前記結像レンズの間に設けられ、前
   記記録媒体からの反射光を前記結像レンズの光軸から、
   前記記録媒体上のトラック方向に沿って分離して前記反
   射光を前記トラック方向に沿った焦線を有する非点収差
   光に変換する格子レンズと、前記非点収差光の直交する
   ２本の焦線の間に配置され、前記トラック方向にほぼ沿
   った３本の平行な分割線で４つの光検出素子に分割され
   、前記非点収差光が前記４つの光検出素子にまたがるよ
   うに前記分割線の間隔をとった４分割光検出器を有する
   ことを特徴とする光ヘッド装置。