JPH01191333A - 光学式ヘッド装置 - 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〕 この発明は光学式情報記録媒体への情報の記録／再生に
用いられる光学式ヘッド装置であって、情報を再生する
ための光学式情報記録媒体からの光束を分光素子の第２
の面により反射させて検出する光学式ヘッド装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第６図には従来の光学式ヘッド装置の構成が示されてい
る。図において、１はレーザ光源である半導体レーザ（
以下ＬＤという）、２はＬＤＩの出射光束、３は光束２
を半透過鏡である第１の面３ａで反射させた光束４を集
光手段である集光レンズ５に入射させる光束分離素子で
ある平板状ビームスプリフタ、６は集光レンズ５の透過
した光束の集光点付近に置かれた光学式情報記録媒体（
以下光ディスクという）、７は光ディスク６に記録もし
くは再生される情報であるピントである。

また、１０は光検知手段としての光検知器であり、光デ
ィスク６によって反射され集光レンチ５を介してビ・−
ムスブリッタ３の第１の面３ａを透過し、そしてビーム
スプリッタ３の第２の面３ｂで反射された後に更に第１
の面３ａを透過した反射光束を受光する。

従来の光学式ヘッド装置は以上の構成からなり、以下に
その動作について説明する。

前記ＬＤＩを出射し、ビームスプリッタ３の第１の面３
ａにて反射された光束４は、集光レンズ５によって光デ
ィスク６の情報トラック面上に集光される。そして、光
ディスク６に集光した光は情報トラック面により反射さ
れ、集光レンズ５を再透過した後にビームスプリッタ３
の第１の面３ａを透過し、更にビームスプリッタ３の第
２の面３ｂで反射された後に前記第１の面３ａを再び透
過する。従って、ビームスプリッタ３から反射される反
射光束は、公知のように非点収差、つまり子午光線、球
欠光線に対して別々の焦線を形成する収差が与えられ、
この反射光束は光検知器１０に入射される。

ここで、ビームスプリッタ３の第１の面３ａと第２の面
３ｂが平行で、厚みｔ、屈折率ｎ、第１の面３ａへの入
射角をθ（ｒ　ａ　ｄ）とすると、非点隔差Δは次式で
表される。

前記非点収差Δが与えられたビームスプリッタ３からの
反射光束２′は、ＬＤＩの出射光束２と平行でそれと逆
方向に進行し、かつ図において一点鎖線で示される主光
線は、２ｔ−ｊａｎθ′・ｃｏｓθのずれをもって光検
知器１０に入射する。

ここで、前記θ′はｎ−５ｉｎθ’＝ｓｉｎθを満たし
ている。

この従来の光学式ヘッド装置は、レーザ光を出射する光
源と同じ方向で多少ずれた位置に光検知器が配置されて
おり、この装置によれば光源と光検知器をほぼ同一位置
に近接配置できる。このような、光学式ヘッド装置にお
いて、光゛検知器１０は、光デイスク６上の集光スポン
１−が合焦状態にある時にディスクから反射された光束
が、第７図に示されるように、最小錯乱円１１とな゛る
光軸方向位置に配置される。そして、この光検知器１０
は、図示されるように、検知部１０ａ、１０ｂ。

１０Ｃ，１０ｄに４分割゛され、これら各検知部にて入
射光量を検知する。

周知のように、これら各検知部１０ａ、１０ｂ。

１０Ｃ，１０ｄの出力は、焦点ずれが生じた場合には光
検知器１０上のスポットが歪んだスポット１２となるの
で、対角線方向において対向する検知部の和をとり対向
検知部対どうしの差出力を演算することにより光束の焦
点ずれを検出すること、ができる。すなわち、対向検知
部の和出力どうしの差出力は、（１０ａ＋１０ｃ）−（
１０ｂ＋１０ｄ）となり、この演算出力信号はフォーカ
スエラー信号として出力され、不図示のフォーカスアク
チュエータにより光デイスク上の光スポツト焦点ずれが
補正される。

この場合の焦点ずれ検出方法は非点収差法であり、第７
図に示されるように、光デイスク上のスポットが合焦状
態ＩＩのときは最小錯乱円となって、略円形状態となる
が、ヘッド装置と光ディスク６の距離の変化により生ず
る焦点ずれが起こると、光検知器１０上のスポットが破
線で示されるように縦長および横長の楕円形に変形する
。従って、変形した楕円形を電気的に検出することによ
り焦点の位置ずれを検知することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の光学式ヘッド装置は以上のように構成されている
ので、ＬＤＩの出射光束２は、第８図に示されるように
、平板ビームスプリッタ３の第１の面３ａで反射する光
束４の他に第１の面３ａを透過する光束９も生じる。本
来不要な光束９は、平板ビームスプリッタ３の第２の面
３ｂ上の点Ｂで反射され、再び第１の面３ａ上の点Ｃを
透過し、集光レンズ５に入射するので、光ディスク６の
情報面上に集光する。光ディスク６より反射されたこの
不要光束９は集光レンズ５を再ｉ３過したのちに平板ビ
ームスプリッタ３の第１の面３ａ上の点Ｃを透過し、更
に平板ビームスプリッタ３の第２の面３ｂ上の点Ｂで反
射し、第１の面３ａ上の点Ａで反射し、再び第２の面３
ｂ上の点Ｄ′で反射し、第１の面３ａ上の点Ｅを透過し
、光検知器１０に入射する。

即ち、第１の光束４及び第２の光束９の光ディスク６か
らの反射光束２′が同時に光検知器１０に入射すること
になる。第１の光束４が光ディスク６で反射され光検知
器１０に入射して生じる光検知器１０上のスポットが最
小錯乱円１１になるディスク６の合焦位置と、不要な第
２の光束９の光検知器１０上のスポットが最小錯乱円１
１になる光ディスク６の位置が異なるので、フォーカス
エラー信号は第９図（１）のようになる。一方、第９図
（２）は公知の非点収差法によるフォーカスエラー信号
であり、ゼロレベルを一回だけ合焦点ａにて横切るいわ
ゆる「Ｓカーブ」の形状となっている。

これに対し、第６図に示した従来のヘッド装置において
は、不要光束９が光ディスク６から反射され、本来の光
束である光束４が光ディスク６により反射された光束９
と共に光検知器１０に入射するので、第９図（２）に示
したように合焦ずれ検出特性に乱れが生じる。特に図中
にｂで示したゼロクロス点は、光学ヘッド装置のフォー
カスサーボ回路に対して偽の合焦点となり、装置の正常
な動作を防げるという問題点があった。また、第１の光
束４と不要な第２の光束９とは光デイスク６上の集光点
が異なる為、不要な光束９で読み取った信号は、本来の
光束４で読み取る信号にとってノイズとなるなどの問題
点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、第１の光束の焦点位置検出特性の乱れをなく
し、その光束の合焦点位置が正確に検知でき、記録／再
生特性の向上を図れる光学式ヘッド装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る光学式ヘッド装置は、光源（半導体レー
ザｌ）から出射して光束分離素子（ビームスプリッタ３
）の第１の面３ａを透過する第２の光束９が光束分離素
子（ビームスプリッタ３）の第２の面３ｂで反射された
後再び光束分離素子（ビームスプリッタ３）の第１の面
３ａを透過して集光手段（集光レンズ５）に入射するこ
とを妨げる入射防止手段（遮光板１３等）を備えたもの
である。

〔作用〕

入射防止手段（遮光板１３等）は、光源（半導体レーザ
１）から出射して光束分離素子（ビームスプリンタ３）
の第１の面３ａを透過する第２の光束９が光束分離素子
（ビームスプリンタ３）の第２の面３ｂで反射した後、
再び上記第１の面３ａを透過して集光手段（集光レンズ
５）へ入射しようとするのを妨げる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明に係る光学式ヘッド装置の構成図であ
る。第１図において、第６図に示す構成要素に対応する
ものには同一の参照符を付し、その説明を省略する。第
１図において、９はＬＤＩの出射光束２がビームスプリ
ッタ３の第１の面３ａを透過した第２の光束、１３は第
２の光束９がビームスプリッタ３の第２の面３ｂで反射
された後再びビームスブリック３の第１の面３ａを透過
して集光レンズ５へ入射することを妨げる入射防止手段
としての遮光板である。

次に、動作について説明する。ＬＤ−１から出射した光
束２は、ビームスプリッタ３の半透過鏡である第１の面
３ａにより、第１の光束４と第２の光束９とに分離され
る。ビームスプリンタ３の第１の面３ａを透過した第２
の光束９は、ビームスプリッタ３の反射面である第２の
面３ｂにより反射され、再びビームスプリンタ３の第１
の面３ａを透過し、集光レンズ５へ向かうが、ビームス
プリッタ３の第１の面３ａの近傍に設けられた遮光板１
３により集光レンズ５への入射を妨げられる。

ここで、ビームスプリッタ３の第１の面３ａと第２の面
３ｂとが略平行な場合、ビームスプリッタ３の第１の面
３ａあるいは第２の面３ｂにおいて、第１の光束４の開
口（または光束２の開口）と第２の光束９の開口との分
離は第２図に示すようにビームスプリッタ３の厚みｔが
次式の条件を満たすことで可能である。

・・・・・・・・・（２） 上式の中で、ｌは光源ＬＤＩからビームスプリッタ３ま
での距離、θはＬＤＩから出射した光束２のビームスプ
リッタ３に対する入射角、Ｔは光束２の開口をＮＡとし
たとき、ＮＡ＝ｓｉｎｒなる関係を有する角度、θ′は
ビームスプリッタ３の屈折率をｎとしたとき、ｎｓ　ｉ
ｎθ’＝ｓｉｎくθ−ｆ）なる関係を有する角度である
。

上記のようにビームスプリッタ３の厚さｔを設定した場
合、第１の光束４の開口と第２の光束９の開口とをビー
ムスプリンタ３の第１の面３ａ−ヒで分離できるので、
第１の光束４の集光レンズ５への入射を妨げることなく
、不要光束である第２の光束９だけの集光レンズ５への
入射を妨げることができる。

一方、ビームスプリッタ３の第１の面３ａで反射した第
１の光束４については、従来例と同様の動作をするので
説明は省く。なお、本装置では不要光束９が集光レンズ
５に入射することがないので、第９図（２）の如く良好
なフォーカスエラー信号が得られる。

なお、上記実施例では、第２の光束９の集光レンズ５へ
の入射を妨げる入射防止手段として遮光板１３を用いた
が、第３図に示すようにビームスプリッタ３の第１の面
３ａに第２の光束９にのみ作用するように全反射膜１４
（もしくは光吸収媒質）を部分的に形成してもよい。ま
た、第４図に示すように、第２の光束９がビームスプリ
ッタ３の第１の面３ａを透過しないようにビームスプリ
ンタ３の形状を制限してビームスプリッタ３を形成して
も同様に第２の光束９が集光レンズ５への入射を妨げる
効果を有する。また、第４図において、第２の光束９が
入射するビームスプリッタ３の第２の面３ｂおよび側面
３Ｃの必要部分に第２の光束９を吸収する光吸収層を設
ければ、−層の上記効果が得られる。更に第５図に示す
ようにビームスプリンタ３の第２の面３ｂに第２の光束
９にのみ作用する光吸収体１５　（もしくは反射防止膜
）を設け、第２の光束９を反射させないようにしても上
記と同様な効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、光源から出射して光束分
離素子の第１の面を透過する第２の光束が光束分離素子
の第２の面で反射された後再び第１の面を透過して集光
手段に入射することを妨げる入射防止手段を設けて構成
したので、第１の光束の焦点位置検出特性の乱れがなく
なり、これによりその光束の合焦点位置が正確に検知で
き、したがって記録／再生特性の向上が図れるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例に係る光学式ヘッド装置
の構成図、第２図は第１図のビームスプリンタの厚みに
関する説明を行なうための構成図、第３図はこの発明の
第２実施例を示すビームスプリッタおよびその付近の構
成図、第４図はこの発明の第３実施例を示すビームスプ
リッタおよびその付近の構成図、第５図はこの発明の第
４実施例を示すビームスプリッタおよびその付近の構成
図、第６図は従来の光学式ヘッド装置の構成図、第７図
は従来例における光検知器の動作を説明するための図、
第８図は従来例の問題点を説明するためのビームスプリ
ッタおよびその付近の構成図、第９図（１１，ｆ２１は
従来例においてフォーカスエラー信号と焦点すれとの関
係を示すグラフである。 １・・・・・・半導体レーザ（光源）、２・・・・・・
出射光束、２′・・・・・・反射光束、３・・・・・・
ビームスプリッタ（光束分離素子）、４・・・・・・第
１の光束、５・・・・・・集光レンズ（集光手段）、６
・・・・・・光ディスク（光学式情報記録媒体）、９・
・・・・・第２の光束、１０・・・・・・光検知器（光
検知手段）、１３・・・・・・遮光板（入射防止手段）
、１４・・・・・・全反射膜（入射防止手段）、１５・
・・・・・光吸収体（入射防止手段）。 代理人　　大君　増雄（ほか２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ光を出射する光源と、この光源から出射する光束
   を第１の面で反射する光束分離素子と、この光束分離素
   子の第１の面で反射された第１の光束を光学式情報記録
   媒体上に光スポットとして集光する集光手段と、上記光
   学式情報記録媒体の情報面によって反射され上記集光手
   段を介して上記光束分離素子の第１の面を透過し、上記
   光束分離素子の第２の面で反射された後、更に上記光束
   分離素子の第１の面を透過した反射光束を検知する光検
   知手段とを有し、上記光検知手段上の光スポットの変形
   によって上記光学式情報記録媒体の情報面における光ス
   ポットの焦点ずれを検知する光学式ヘッド装置において
   、上記光源から出射して上記光束分離素子の第１の面を
   透過する第２の光束が上記光束分離素子の第２の面で反
   射された後再び上記光束分離素子の第１の面を透過して
   上記集光手段に入射することを妨げる入射防止手段を設
   けたことを特徴とする光学式ヘッド装置。