JPH01298538A - 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、カード状またはディスク状等の光学的情報記
録媒体に情報を記録および再生のいずれか、或は、その
両方を行なう光ヘッドに関するものである。

〔従来例〕

従来、光を用いて情報を記録し、また記録された情報を
読出す媒体の形態としてディスク状、カード状、チーブ
状等各種のものが知られている。

これらの内、カード状に形成された光学的情報記録媒体
（以下「光カード」と称す）を例にとると、前記光カー
ト９は小型・軽量で持ち運びに便利な大記録容量の媒体
として、大きな需要が見込まれている。

上記の光カードには、記録情報に従って変調され微小ス
ポットに絞られた光ビームで光カード上に予め設定され
た記録トランクを走査することＫよって、光学的に検出
可能な記録ビット列として情報が記録される。

また、該光カードに記録された情報の再生は、光カード
に情報が書き込まれないレベルの一定パワーの光ビーム
で前述の記録ビット列を走査することによって行なわれ
る。

ところで、このような記録或は再生動作には欠くことの
できない技術として、従来よりオート・フォーカシング
（以下ＡＦと記す）制御とオート・トラッキング（以下
ＡＴと記す）　Ｐｌｔ制御がある。

ＡＦ副制御、常に微小スポットを記録媒体上に結ばせる
もので、非点収差法がよく知られている。

ＡＴ制御は、記録媒体上にあらかじめプリフォーマット
された案内トラックに微小スポットを追従させ、トラン
クはずれを防止するもので、３ビーム法及びプッシュプ
ル法がよく知られている。

以下、従来の光ヘッドについて説明する。

第４図は、光カードに情報を記録・再生するために用い
る光ヘッドの構成の１例である。

半導体レーデ１から発せられた光束は、コリメータレン
ズ２によシ平行光束となる。該平行光束は、光カード７
に結ぶ微小スポットの径を決定するためのアノ４’−チ
ャ３で制限され、グレーティング４によって０次回折光
、±１次回折光の３光束に分割され、それぞれ、ビーム
スプリンタ−５を通過後、対物レンズ６で光カード７上
に直径数μｍの微小スポットとして結像される。

第５図は、光カード７上での３スポｙ　）　ｓ、、ｓ。

Ｓ３と案内トラック３１の位置関係を示した図である。

また、第６図は、Ｏ次回折光束が光カード７０基板表面
２１を経て媒体面２２に入射し、更に反射するときの光
路図であり、図からもわかるように、媒体面からの反射
光の光路（実線）は、入射光路と一致するが、カード表
面からの反射光の光路（点線）は、対物レンズ６に入射
した後、発散光束とをシ、前記入射光路とは一致しない
。

光カードで反射された光束は、再び対物レンズ６を経て
、前記第４図のビームスプリンター５で反射し、球面ｔ
・ンズ８とシリンドリカルレンズ９からなる非点収差光
学系で集光され、光検出器１０に入射する。

第７図は、光検出器１０の構成と、受光面上でのスポラ
）　Ｐ、　、　Ｐ２．　Ｐ３を示した図である。光検出
器１０Ｆｉそれぞれ、独立に光電変換機能を有する光検
出素子１０ｍ　、１０ｂ　、ｌＯｅ　、１０ｄ　。

１０＠、１０ｆから構成されている。

この時、前記各検出素子により、光電変換された電気信
号の値について（ｌ　Ｏａ＋ｌＯｄ　）−（１０ｂ＋１
０ｃ）がゼロになるようにＡＦ’制御し、（１０ａ−１
Ｏｆ）がゼロになるようにＡＴ制御する。

ところで、この種の光ヘッドの光軸調整は、金物等でつ
くられた光ヘツド本体に各光学部品を固定し、これに対
して半導体し〜ザ１をその取付は基準面内で位置調整す
るのが一般的である。この際、光学部品で成る軸に対す
る半導体レーザｌの光軸の角度についてＦｉ調整してお
らず、この角度については、半導体レーザ１の取付は面
に対するチップ（発光部）の取付は精度に頼っている。

通常、この取付は精度は±３°程度である。

また、半導体レーザ１から発する光の強度分布は、軸対
称のガウス分布となるのが一般的である。

このような半導体レーザｌからの光がコリメータレンズ
２にある角度をもって入射すると、コリメータレンズ２
から出射する平行光束は本来の光軸から平行シフトして
アパーチャ３に入射する九め、アパーチャ３から出射す
る光束の光強度分布は、第８図のように本来の光軸に対
して非対称となり、この非対称性は、カード面上でのス
ポット及び光検出器１０上でもそのまま保存されること
になる。

また、光検出器１０には元カード７の表面反射光も入射
し、当然、この表面反射光の強度分布も非対称となる。

以上のような非対称な光強度分布をもつ光束が光検出器
１０に入射すると、例えば、光検出器１０＠と１Ｏｆで
の光強度分布が異なるためにＡＴ副制御オフセントをも
たせてしまうことになる。

更に、対物レンズ６を上下させることにより得られるＡ
Ｆエラー信号（いわゆるＡＦＳ字信号）を用いてＡＦ引
込みを行う時、ＡＦエラー信号にオフセットをもたせる
とともに、ＡＦＳ字波形波形状変化を発生させることに
なる。

第４図の光ヘッドでは、アパーチャ３で最小有効光束を
決定したが、第９図の光ヘッドのようにア・−一チヤを
用いずに、対物レンズ６が最小有効光束を決定する光ヘ
ッドにおいても、上記のような問題が発生することは明
らかである。

従来技術における光ヘッドは、以上のような欠点を有し
ておυ、それは、光ヘッドの精度及び信頼性を低下させ
るものである。

〔発明が解決しようとしている課題〕

以上のごとく、従来の光ヘッドでは、光ヘッドで決定さ
れる最小有効光束の強度分布が光束中心に対して非対称
となシ得るため、ＡＦ及びＡＴ副制御るための信号検出
系である光検出器上でのスポットの強度分布も非対称と
なり、ＡＦ及びＡＴ副制御オフセットを発生させ、更に
ＡＦエラー信号の波形を変化させるという問題点がある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、以上の様な課題を解決するものとして
、光源から発生する光束をコリメータレンズで平行光束
とし、前記平行光束を対物レンズで光学的情報記録媒体
面上に微小スポットとして結び、前記記録媒体から反射
する光を検知し々から、情報を記録、または再生する光
ヘッドにおいて、前記平行光束の最小有効光束内の光強
度分布を外部から確認しながら変更する手段を有するこ
とを特徴とする光ヘッドが提供される。

〔作用〕

本発明の光ヘッドは、光ヘッドで決定される最小有効光
束の光強度分布を光束中心に対して対称形にすることＫ
よシ、光検出器上のスポットの強度分布をスポット中心
に対して対称形にすることができ、それＫより、光ヘッ
ドで生じるＡＦエラー信号の波形変化をおさえ、さらに
、ＡＦ及びＡＴのオフセットを無くすことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の光ヘッドの具体的な実施例について、図
面に基づき詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る光ヘッドの第１実施例の光学配
置と光路及び光学的情報記録媒体を示したものである。

第１図において、１は半導体レーデ、２はコリメータレ
ンズ、３はアパーチャ、４はグＶ　−フイング、５はビ
ームスプリッタ−１６は対物レンズ、７は光学的情報記
録媒体、８Ｆｉ球面レンズ、９はシリンドリカルレンズ
、１０ｔｉ光検出器、１１は平行平板、５１は光ヘツド
本体にあけられた開孔である。

半導体レーデ１から出射した光は、コリメータ、レンズ
２によって平行光束となり、該平行光束は平行平板１１
を経てアミ４−チヤ３で制限され、グレーティング４、
ビームスプリンタ５を通過し対物レンズ６によって、光
学的情報記録媒体７に微小な３つのスポットとして結ば
れる。

記録媒体７で反射した光は再度対物レンズ６を経てビー
ムスプリッタ−５で反射され、更に球面レンズ８とシリ
ンドリカルレンズ９からなる非点収差光学系を経て、光
検出器１０に入射する。

ここで、アパーチャ３は、入射光束を制限することによ
り、記録媒体７上でのスポット径を希望の値にするため
に用いる。該アパーチャ３は一点鎖線で示される本来の
光軸に関し対称的に固定配置されている。

また、光ヘツド本体にあけた開孔５１は、アパーチャ３
で制限された光束がビームスグリツタ−５に入射し、そ
の時の反射成分を取シ出すためのものであり、反射光束
のケラレを防止するために、反射光束径よりも充分大き
くしである。

第１実施例の光ヘッドにおけるＡＦ副制御は非点収差Ａ
Ｆ方式を用い、ＡＴ制御には３ビ一ムＡＴ方式を用いる
。それぞれの方式は既に知られている事項であるため、
ここでは説明を省く。

また、記録媒体７とスポットの関係及び光検出器１０の
構成と光検出器ｌＯと入射光との関係については、それ
ぞれ従来例に示した第５図と第７図と同様であるため、
ここでは説明を省く。

ところで、半導体レーザの取付基準面に対するチソ７°
（発光部）の取付位置精度は±３°程度である。

第１図において、半導体レーデ１が発する光が上記のよ
うな角度でコリメータレンズ２に入射すると、コリメー
タレンズ２から出射する平行光束の軸は、上記−点鎖線
で示す本来の光軸に対して平行シフトし、そのまま平行
平板１１に入射する。

ここで、最小有効光束を決定しているア・母−チャ３か
ら出射する光束の強度分布が上記本来の光軸に対して対
称になるように、平行平板１１を光束に対して角度調整
する。

平行平板１１の角度調整を行なうにあたシ、ア／９−チ
ャ３での出射光束の強度分布を確認するため、光ヘツド
本体にあけた開孔５１からＴＶカメラでアノ９−チャ面
をモニターし、そのモニター情報を波形モニターに出力
することにより前記平行平板１１の角度調整の情報とす
る。

平行平板１１の角度調整で得られた光束の本来の光軸に
対する対称性は、光検出器１０上でも保存できるため、
従来の光ヘッドにあるような光ヘッドで生ずるＡＰ及び
ＡＴのオフセットはなくなり、更に、ＡＰエラー信号の
波形変化もおさえることができる。

また、前記光束の強度分布確認手段は、精度の面で充分
であり、さらに調整時間の短縮、容易さ等、作業性の向
上も達成できる。

以上のようＫ、本発明の第１実施例では、従来における
光ヘッドの問題点を解決することができる。

本発明は、前記実施例に限らす穐々の変形、応用が可能
である。

゛前記実施例では、光ヘッドの最小有効光束を決定する
部材としてアパーチャをとシあげたが、第２図に示すよ
うに対物レンズ６で最小有効光束を決定する光ヘッドも
考えられる。この場合は、対物レンズ６の近傍でかつ半
導体レーデｌ側に平行平板１１を設け、光束に対して角
度調整することにより、対物レンズ６から出射する光束
の強度分布を光軸に対して対称形にすることができるた
め、本発明の第１実施例と同様の効果を得ることができ
る。但し、この場合の強度分布の確認は、開孔５１のか
わりに対物し／ズ６　ｔ−’ｒｖカメラでモニターする
ことによって可能となる。

また、光ヘッドの最小有効光束を決定する部材は、アパ
ーチャ、対物レンズに限ることなく、いかなる部材でも
よい。その部材の近傍でかつ半導体レーデ１側に平行平
板を設け、同様に角度調整を行なうことにより、第１実
施例と同様の効果が得られる。

また、第３図は、最小有効光束を決定する部材（ア／？
−チャ３）自体を移動させて光強度分布を変更する例で
あシ、コリメータレンズ２から出射する平行光束の軸が
、−点鎖線で示す本来の光軸に対して平行シフトした場
合、アパーチャ３によって制限された出射光束の強度分
布が出射光束の軸に対して対称になるように、アパーチ
ャ３を光軸を横切る水平面内で移動させる。

但し、アノ９−チャ３からの出射光束は、本来の光軸か
ら平行シフトしたままなので、アパーチャ３の後に更に
平行平板１１を設け、光束に対して該平行平板１１ｔ−
角度調整することにより、出射光束の軸と本来の光軸と
を近付けることができる。

これによシ、第１実施例と同様の効果が可能となる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明の光ヘッドでは、光軸調
整不良や半導体レーデの取付精度不良等が原因で発生す
るＡＦ　−？　ＡＴのオフセット及びＡＦエラー信号の
変動の問題を簡便な手段で解決することができ、実用上
の利点は大きい。また、本発明の光ヘッドを用いること
によシ、望ましい制御のもとてシステム全体を機能させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の第１実施例の光ヘッドの光学配置及
び光路図である。 第２図は、本発明の第２実施例の光ヘッドの光学配置及
び光路図である。 第３図は、本発明の第３実施例の光ヘッドの光学配置及
び光路図である。 第４因は、従来における光ヘッドの１例で、その光ヘッ
ドの光学配置及び光路図である。 第５図は、光学的情報記録媒体７上の案内トラック３１
とスポット８１〜Ｓ３の位置関係を示した図である。 第６図は光学的情報記録媒体７の断面と入射光束を示し
た図である。 第７図は、光検出器１０ａ〜１０ｆの構成と、入射光束
を示した図である。 第８図は、アｔ４−チャから出射する光束の光強度分布
を示した図である。 第９図は、従来における元ヘッドの１例で、その光ヘッ
ドの光学配置及び光路図である。 １：半導体レーザ、２：コリメータレンズ、３ニアパー
チヤ、４ニゲレーテイング、５：ビームスプリッタ　、
　６二対物レンズ、７：光学的情報記録１１１体、ｓ　
：球面レンズ、９ニジリントリカルレンズ、１０：光検
出器、１１：平行平板、２１：記録媒体の表面、２２：
記録媒体面、３１：案内トラック、５１：開孔、ｓ４．
ｓ２．ｓ、：記録媒体上のスポット、Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ３
：光検出器上のスポット像。 第５図 第６図 第８図 第９図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源から発生する光束をコリメータ・レンズで平
   行光束とし、前記平行光束を対物レンズで光学的情報記
   録媒体面上に微小スポットとして結び、前記記録媒体か
   ら反射する光を検知しながら、情報を記録、または再生
   する光ヘッドにおいて、前記平行光束の最小有効光束内
   の光強度分布を外部から確認しながら変更する手段を有
   することを特徴とする光ヘッド。
2. （２）前記光強度分布を変更する手段として、前記光源
   と対物レンズとの間に平行平板を持ち、該平行平板の角
   度を変化させることにより、最小有効光束を決定する部
   材と協働して、前記光強度分布を変更することを特徴と
   する請求項１に記載の光ヘッド。
3. （３）前記光強度分布を変更する手段として、最小有効
   光束を決定する部材を用い、該部材を光軸方向を横切る
   方向に移動させることにより、前記光強度分布を変更す
   ることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
4. （４）前記光強度分布を外部から確認する手段として、
   光ヘッドに前記最小有効光束の径よりも大きい光束取出
   し用開孔を有することを特徴とする請求項１に記載の光
   ヘッド。