JPH0227736B2 - - Google Patents

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JPH0227736B2
JPH0227736B2 JP58146365A JP14636583A JPH0227736B2 JP H0227736 B2 JPH0227736 B2 JP H0227736B2 JP 58146365 A JP58146365 A JP 58146365A JP 14636583 A JP14636583 A JP 14636583A JP H0227736 B2 JPH0227736 B2 JP H0227736B2
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JP
Japan
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light
error signal
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receiving element
prism
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JP58146365A
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JPS6038742A (ja
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Masayuki Inoe
Toshihiko Goto
Yoshihiro Katase
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明は光学式ビデオデイスク、光学式情報フ
アイル等における光学式記録担体の記録及び再生
等に用いる光学ヘツドに係り、特にトラツキング
及びフオーカス誤差信号を得るのに好適な誤差信
号検出方式に関するものである。 〔発明の背景〕 光学式記録担体(以下、デイスクと略す)の記
録及び再生に用いる光学ヘツドは、レーザ光を微
小なスポツトに絞り込み、デイスクの情報トラツ
ク上に正確に集光する必要がある。このため、光
学ヘツドにはフオーカス及びトラツキング誤差検
出装置が備えられている。 第1図は従来の誤差信号検出方式を示す模式図
である。 第1図において、1は半導体レーザ、2はコリ
メートレンズ、3は発散光、4は平行光、5はビ
ームスプリツタ、5aは偏光反射面、6は4分の
1波長板、7は対物レンズ、8はデイスク、9は
情報トラツク、9aは案内溝、10は反射光、1
1は平行光、12は凸レンズ、13はミラー、1
4は凹レンズ、15,16は2分割受光素子、1
7はフオーカス誤差信号、18,19は2分割受
光素子、20はトラツキング誤差信号、である。 光源である半導体レーザ1から出射された発散
光3はコリメートレンズ2により平行光4とな
る。平行光4は偏向ビームスプリツタ5、4分の
1波長板6を通過した後対物レンズ7により絞り
込まれて、デイスク8の情報トラツク9上に照射
される。デイスク8からの反射光10は対物レン
ズ7により再び平行光11に変換され、4分の1
波長板6を通過後、偏光ビームスプリツタ5の偏
光反射面5aで反射される。この平行光11は凸
レンズ12を通過後、ミラー13により光束を2
分割され、一方は凹レンズ14を通過して2分割
受光素子15,16に入射する。2分割受光素子
15,16の出力信号の差からフオーカス誤差信
号17が得られる。またミラー13により2分割
された光束の他方は2分割受光素子18,19に
入射して、その出力信号の差からトラツキング誤
差信号20が得られる。この誤差信号17,20
は、対物レンズ7を光軸方向であるx方向と、デ
イスク8の半径方向であるy方向に正確に駆動す
るための制御信号として用いられる。 ところで、再生専用のビデオデイスク等に用い
られるフオーカス誤差信号検出方式としては、円
柱レンズを用いる非点収差方式が知られている。
この方式は反射光のフアーフイールド像の形状の
変化を利用してフオーカス誤差信号を得るもので
あり、検出感度が高いという特徴がある。ところ
が、記録も可能なデイスクに一般に用いられてい
る深さλ/8(λはレーザ光の波長)案内溝9aに
よつて、デイスクからの反射光は一次元方向の回
折を受けるため、この回折の影響がフオーカス誤
差信号に外乱として混入して検出精度を低下さ
せ、その結果、トラツキング誤差信号の品質も悪
くなり、トラツキングの引込み時や検索時に対物
レンズの制御系が不安定となる。前述した非点収
差方式の様な反射光のフアーフイールド像からフ
オーカス誤差信号を得る方式では、この様な案内
溝による回折の影響が極めて大きいという欠点が
ある。 一方、第1図に示す様なフオーカス誤差信号検
出方式は一般にウエツジ方式と呼ばれるものであ
り、この方式においては、凸レンズ12と凹レン
ズ14とによる反射光の結像位置に2分割受光素
子15,16を設け、その出力信号の差からフオ
ーカス誤差信号17を得ており、反射光の結像位
置においてデイスク8上の像に対して共役な像が
できるため、案内溝9aによる回折の影響は軽減
されてフオーカス誤差信号17の検出精度を高め
ることができる。 次に、トラツキング誤差信号の検出方式につい
て述べる。 第2図は、対物レンズ7により微小なスポツト
に集光された光がデイスク8の案内溝9aを横切
つた時のフアーフイールド像の変化を示す模式図
である。同図において、21はフアーフイールド
像である。 案内溝9aの深さは、半導体レーザ1が出射す
るレーザ光の波長をλとすると、λ/8の光学的距
離であり、情報トラツク9と案内溝9aからの反
射光にはπ/2の位相差がある。ここで第2図に示
すように、対物レンズ7により絞り込まれた光ス
ポツトが情報トラツク9の中心線からずれて情報
トラツク9と案内溝9aとの境に照射されると、
反射光のフアーフイールド像21では、光スポツ
トのずれた方向に光強度の強い場所が移る。従つ
てこの光強度の変化を2分割受光素子18,19
で検出してその出力信号の差からトラツキング誤
差信号20を得ることができる。 第1図に示した様な従来の誤差信号検出方式で
は、案内溝を有するデイスクの記録、再生には有
利であるが、光束をミラー13で2分割するため
に、フオーカス誤差信号を得るための2分割受光
素子15,16及びトラツキング誤差信号を得る
ための2分割受光素子18,19を別々の位置に
配置しなければならず、そのため各々に調整機構
を設ける必要があり、光学ヘツドが大形化すると
ともに複雑、高価になるという欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を除去
し、フオーカス誤差信号を得るための2分割受光
素子と、トラツキング誤差信号を得るための2分
割受光素子とを同一平面上に一体化し、受光素子
の調整機構を簡略化して、光学ヘツドの小形化、
低価格化を実現し得る誤差信号検出方式を提供す
ることにある。 〔発明の概要〕 上記の目的は本発明によれば、デイスクからの
反射光束の半分を、互いに出射角度の異なるプリ
ズムにより2分割して第1の2分割受光素子に導
き、残りの半分の光束を前記プリズムを通ること
なく直進させて第2の2分割受光素子に導くよ
う、前記光束、プリズム及び第1、第2の2分割
受光素子の相対的位置決めを行なうと共に、更に
前記第1および第2の2分割受光素子を略同一平
面上に一体化して形成し、前記第1の2分割受光
素子の出力からトラツキング誤差信号を、前記第
2の2分割受光素子の出力からフオーカス誤差信
号をそれぞれ得るようにして達成される。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。 第3図は本発明の第1の実施例を示す斜視図で
ある。 第3図において、半導体レーザ1から出射され
た発散光3がデイスク8の情報トラツク9に入射
して、デイスク8による反射光10が偏光ビーム
スプリツタ5の偏光反射面5aにより反射するま
での構成は、第1図に示した従来の誤差信号検出
方式と同一な構成であり、第1図に示す符号と同
一な符号は同一な光学部品を示している。また、
30は平行な光束、31はプリズム、32は凸レ
ンズ、34は受光素子である。 偏光反射面5aにより反射された平行な光束3
0は、稜線31aが光束30の光軸に垂直な二等
辺三角形柱のプリズム31に入射する。稜線31
aの方向は、光束30に情報信号として含まれる
情報トラツク9の方向と一致している。ここでプ
リズム31は光束30のx方向の上半分がプリズ
ム31の入射面31b,31cに入射するよう配
置されており、光束30のx方向の下半分はその
まま直進して、凸レンズ32に入射して集束光3
3となる。入射面31b,31cに入射した光束
30の上半分は、入射面31b,31cが光束3
0の光軸に対し対称に斜交しているため、プリズ
ム31によつて2方向に偏光され、凸レンズ32
に入射してそれぞれ集束光33b,33cとな
る。集束光33aは受光素子34の2分割領域3
4a,34bに入射して、前記した従来例と同様
な原理により2分割領域34a,34bの出力信
号の差からフオーカス誤差信号を得る。一方、集
束光33b,33cはそれぞれ受光素子34の2
分割領域34d,34eに入射して、前記した従
来例と同様な原理により2分割領域34d,34
eの出力信号の差からトラツキング誤差信号を得
る。 本実施例によれば、フオーカス誤差信号検出用
の2分割領域34a,34bと、トラツキング誤
差信号検出用の2分割領域34d,34eとは第
3図に示すように同一平面上に近接して配置でき
るため一体化することができる。さらに、受光素
子34の調整は2分割領域34a,34bの境界
線34cが光束30の中心と一致すべく微調整す
るだけで良いため、調整機構は従来と比較して大
幅に簡略化される。 第3図の実施例で用いた受光素子34を第4図
に示す。この受光素子34は、非点収差方式によ
るフオーカス誤差検出とツイン・ビーム方式によ
るトラツキング誤差検出に用いられる受光素子で
あり、再生専用のビデオデイスクプレーヤや
DADプレーヤに広く使用されており、入手が容
易である。中央に位置する2分割領域34a1,3
4a2,34b1,34b2のうち34a1と34b2およ
び34b1と34b2を短絡して2分割領域34a,
34bとして用い、この出力信号の差からフオー
カス誤差信号を得ることができる。また両側に位
置する2分割領域34d,34eの出力信号から
トラツキング誤差信号を得ることができる。 従来より、種々の誤差信号検出方式が新たに考
案されているものの、それらの実現に際して従来
ある受光素子を用いることができないために、新
たに受光素子を試作する必要があるなどの障害が
あつた。これに比べて、本発明においては上述し
たように一般に広く使用されている受光素子を用
いることができるために、本発明の実用化はきわ
めて容易である。 本実施例の具体的な設計は以下のように行な
う。第5図は、第3図において偏光ビームスプリ
ツタ5の偏光反射面5aにより反射してからの構
成を示す上面図と平面図である。実際には、凸レ
ンズ32は収差の点から、左に凸の構成とすべき
であるが、プリズム31、凸レンズ32が薄肉の
場合には収差は問題とならず、また本発明の本質
とは無関係であるので、説明の簡単のために右側
に凸の構成とした。 プリズム31の頂角をα、凸レンズ32の集点
距離をf、プリズム31と凸レンズ32との距離
をd1、凸レンズ32と受光素子34との距離を
d2、プリズム31の屈折率をnとすると、プリズ
ム31の稜線31aで偏光された光線の角度β
は、 β=sin-1(n sinα)−α となる。また、αが小さい時には、 β≒(n−1)α と近似できる。 次に受光素子34上の集束光33aと集束光3
3bおよび集束光33aと集束光33cとの距離
をpとすると、pは p=d2tanβ ≒d2tan{(n−1)α} ≒d2(n−1)α と近似できる。また、本実施例では、 d2=f としているので p≒f(n−1)α となる。 第4図に示した受光素子34を用いてp=0.65
mm、n=1.5の場合の、プリズム31の頂角αと
凸レンズ32の焦点距離fとの関係を以下の表に
示す。
【表】 以上述べたように、α、fはd1とは無関係であ
る。このため、プリズム31が光軸方向に多少移
動しても影響がなく、プリズム31の光軸方向の
位置調整が不要であるという利点がある。 また、第6図は、凸レンズ32の後方にプリズ
ム31を配置した例である。この場合、収束光中
にプリズム31が配置されるために、第5図とは
異なつた設計となる。 すなわち、 p=(d2−d1)tan{(n−1)α} ≒(d2−d1)(n−1)α ≒(f−d1)(n−1)α となる。 p=0.65mm、n=1.5、f=30mmの場合の、プ
リズム31と凸レンズ32との距離d1とプリズム
31の頂角αとの関係を以下の表に示す。
〔発明の効果〕
以上説明したように、従来の技術において、非
点収差方式のように反射光のフアーフイールド像
からフオーカス誤差信号を得る方式では、デイス
クの案内溝によつて反射光が回折を受けて、この
回折の影響がフオーカス誤差信号に外乱として混
入するという欠点があり、ウエツジ方式によりフ
オーカス誤差信号を得る場合は、光束をミラーに
より分割するために、フオーカス、トラツキング
誤差信号を得るための2分割受光素子を別々の場
所に配設して、しかも各々に調整機構を設ける必
要があるために光学ヘツドが大形化するとともに
複雑、高価になるという欠点があつたが、本発明
によれば、互いに偏向方向の異なるプリズムを光
束の半分まで配設して、プリズムに入射した光束
を2方向に偏向し、その結果フオーカス誤差信号
検出用の2分割受光素子とトラツキング誤差信号
検出用の2分割受光素子とを同一平面上に近接配
置して一体化することにより、受光素子の調整機
構を簡略化できるとともに小形な光学ヘツドを実
現できるため、上記した従来技術の欠点を解決し
たものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の誤差信号検出方式を示す模式
図、第2図はトラツキング誤差信号の検出方式を
説明するための模式図、第3図は本発明の一実施
例を示す斜視図、第4図は第3図の受光素子のパ
ターンを示す図、第5図、第6図は第4図の要部
の説明図、である。 符号説明、1……半導体レーザ、8……デイス
ク、31,37,38……プリズム、34,35
……受光素子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レーザ光を発生するレーザ光源1と、レーザ
    光源1から出射されたレーザ光の光束を光学式記
    録坦体8の情報トラツク9上に導く光学手段2,
    6,7と、情報トラツク9上で反射された反射光
    束を上記光学手段2,6,7から分離するための
    分離手段5と、分離手段5により分離された反射
    光束を受光する受光領域を有する受光素子34と
    を備えた光学ヘツドにおいて、 上記受光素子34は、上記分離手段5によつて
    分離された反射光束が入射される第1の2分割受
    光領域34a,34bと、この第1の2分割受光
    領域の両側に離れて、第1の2分割受光領域に並
    置された第2の2分割受光領域34d,34eか
    らなり、 上記受光素子34と上記分離手段5の間のレー
    ザ光の光束路中には、二等辺三角柱状に形成さ
    れ、レーザ光の光束の略半分の光束が入射される
    位置に位置するとともに、稜線の方向がレーザ光
    の光束に情報信号として含まれる情報トラツクの
    方向と略一致し、入射された光束を稜線を境界と
    して出射角度が異なる2つの光束に分割し、分割
    された一方の光束を上記第2の2分割受光領域3
    4d,34eの一方の領域34d上へ導き、他方
    の光束を他方の領域34e上へ導くプリズム31
    が配置され、 第1の2分割受光領域34a,34bから得ら
    れた2つの出力信号の差信号からフオーカス誤差
    信号を発生するフオーカス誤差信号発生回路と、 第2の2分割受光領域34d,34eから得ら
    れた2つの信号の差信号からトラツキング誤差信
    号を発生するトラツキング誤差信号発生回路 とを備えていることを特徴とする光学ヘツド。
JP14636583A 1983-08-12 1983-08-12 光学ヘッド Granted JPS6038742A (ja)

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JPS6038742A JPS6038742A (ja) 1985-02-28
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EP0224853B1 (en) * 1985-11-30 1992-02-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical head
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