JPH0242642A - 光学ヘッド構造 - 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】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は光学ヘッド構造に関し、特に小型化及び軽量化
し得る光学ヘッド構造に関する。

〈従来の技術〉 従来、光学ヘッド式記録媒体としての光ディスクの記録
面に収束光を照射すると共に、その反射光を検出するこ
とにより、記録及び再生を行うようにした高密度記録再
生装置がある。この装置に用いられる光ディスクにあっ
ては、一般に若干の反りや歪みがあると共に、光ディス
クの回転軸への取付誤差による偏心がある。そこで、光
学ヘッドをそれらの影響を受けることなく光ディスクの
微細な記録トラックに追従させるべく、光学ヘッドのフ
ォーカス及びトラッキングの各エラーを検出することに
より、その位置制御を行っている。

各エラー検出用の検出光として、光ディスクからの反射
光の向きを偏光ビームスプリッタにより変向すると共に
、この変向された検出光をハーフプリズムを通して、更
に２方向に分けるようにしたものがある。その一方の検
出光の半分をナイフエツジにより遮断して、所謂ナイフ
ェツジ法を用いて、フォーカスエラー検出用の例えば２
分割フォトダイオードの分割線上に焦点を結ぶようにさ
せている。即ち、フォーカス方向にずれた場合には、そ
の焦点位置がフォトダイオードの手前または奥側にずれ
るため、２分割フォトダイオードのいずれか一方に集光
して、そのずれを容易に検出することができる。また、
ハーフプリズムにより分けられた他方の検出光をトラッ
キングエラー検出用の例えば２分割フォトダイオードの
分割線上に集光させている。この場合にも、トラッキン
グ方向にずれた場合には集光部の左右の明るさに差を生
じるため、２分割フォトダイオードの出力差によりその
ずれを検出することができる。

上記構造によると、ハーフプリズムにより分割された検
出光の一方をナイフェツジを用いてフォーカスエラーを
検出するが、フォーカス用フォトダイオードに入射する
光束の半分がナイフェツジにより遮断されるため、その
遮断された光束が無駄でおる。また、ハーフプリズム、
ナイフェツジ、及び２組のフォトダイオードをそれぞれ
別個に設けていることから、部品点数及びその取付は箇
所が多く、光学ヘッドが大型化すると共に型組が増加す
るため、高速アクセス化が不利になると云う問題がある
。

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、ナイフェツジ法を用いてフォーカスエラーの検出を
行う形式の光学ヘッド構造に於て、ナイフェツジにより
遮断される検出光を無駄にすることなく、かつ小型化及
び軽量化し得る光学ヘッド構造を提供することにある。

［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、光学ヘッドのトラ
ッキング及びフォーカスのいずれか一方のエラー状態を
光学的に検出するために検出光の光路内に配置された第
１の受光素子と、前記検出光の一部を異なる向きに変向
するための変向手段と、トラッキング及びフォーカスの
いずれか他方のエラー状態を光学的に検出するために前
記変向された検出光の光路内に配置された第２の受光素
子と、前記フォーカスエラー状態を検出するために前記
両光路のいずれかに設けられたナイフェツジ手段とを有
する光学ヘッド構造に於て、前記変向手段が、前記検出
光の光路中に配置された補償板及び偏光ビームスプリッ
タからなり、前記ナイフェツジ手段が、前記補償板のエ
ツジからなることを特徴とする光学ヘッド構造を提供す
ることにより達成される。

く作用〉 このようにすれば、検出光の一部を変向するための変向
手段としての補償板及び偏光ビームスプリッタのいずれ
か一方のエツジからなるナイフェツジ手段を用いて、フ
ォーカスエラーをナイフェツジ法にて検出することがで
きると共に、検出光の光路中に変向手段とナイフェツジ
手段とが設けられているため、両者を１つにまとめるこ
とができ、部品点数及びその取付は箇所を少なくし得る
。

また、ナイフェツジ手段により検出光の一部を遮断する
ことがないため、検出光の無駄になる部分がない。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図は本発明が適用、された光学ヘッドの要部を示す
模式図である。第１図に示されるように、図示されない
光源としての半導体レーザから光ディスクに向けて照射
される出射光１の光軸上には偏光ビームスプリッタ２、
及びλ／４板３が配設されている。

ところで、偏光ビームスプリッタ２を通過した出射光１
は、λ／４板３を通過した後、光ディスクにて反射して
反射光４となって、再びλ／４板３を通過して偏光ビー
ムスプリッタ２内に入射するため、偏光ビームスプリッ
タ２内にあっては、反射光４の偏光面が出射光１の偏光
面に対して９０度責合っている。従って、偏光ビームス
プリッタ２内にて反射光４の向きが変向されて、検出光
８として偏光ビームスプリッタ２の図の右側面から出射
する。

この検出光８の光軸上には、集光レンズ６及び測光セン
サ７がそれぞれ同軸的に配設されており、フを一カス及
びトラッキングの各エラー検出を行うために、検出光８
を集光レンズ６にて収束光として測光センサ７に集光し
ている。尚、半導体レーザから光ディスクまで出射光１
の光軸上にそれぞれを配設したが、光軸上にミラー等を
配設することにより光軸の向きを自由に変更することが
できるため、それぞれの配置を限定するものではない。

第２図は測光センサ７の側断面図であり、第３図は第２
図の■−■線について見た図である。第２図及び第３図
に示されるように、測光センサ７の基板９には、トラッ
キングエラー検出用の受光素子としてのフォトダイオー
ド１３とフォーカスエラー検出用の受光素子としてのフ
ォトダイオード１４とが一体的に設けられている。トラ
ッキングエラー検出用のフォトダイオード１３が検出光
８の光路内に配置されていると共に、フォトダイオード
１３から所定の距離をおいてフォーカスエラー検出用の
フォトダイオード１４が位置している。

これら各フォトダイオード１３．１４は、第３図に示さ
れるように、互いに直交する分割線により４分割された
フォトダイオード素子により構成されている。トラッキ
ング用フォトダイオード１３は、その一方の分割線と、
検出光８の光軸がトラッキングエラーの際にずれる方向
とが直交するように配設され、フォーカス用フォトダイ
オード１４は、その一方の分割線がフォトダイオード１
３の上記分割線の延長線上に位置するように配設されて
いる。

第２図に示されるように、基板９上には、２個のプリズ
ム部材１０．１１を組み合わせてなる偏光ビームスプリ
ッタ１５が固着されている。一方のプリズム部材１０は
、平行四辺形の側断面を有する形状をなし、その底面１
０ａによりフォトダイオード１４を覆うと共に、フォト
ダイオード１４側からフォトダイオード１３の上方に向
けて斜めに延出するように設けられており、検出光８を
プリズム部材１０に入射するようにされている。

他方のプリズム部材１１は、三角形の側断面を有する形
状をなし、その底面１１ａによりフォトダイオード１３
を覆うと共に、プリズム部材１０の底面１０ａから上記
延出端部に至る面に密接している。これら両プリズム部
材１０．１１の互いに密接する面間には、例えば偏光膜
１６が介装されている。尚、例えば基板９の凹設部内を
樹脂モールドにて埋めることにより、プリズム１５の下
部が固定される。

プリズム部材１０の検出光８の入射面上には、検出光８
の光束のフォトダイオ−、ド１４側の半分を遮断するよ
うに、補償板としてのλ／２板１２が固着されている。

従って、検出光８のλ／２板１２を通過した部分が、偏
光膜１６にて反射することとなる。このλ／２板１２の
検出光８の光路中に必るエツジ１７が、検出光８の光束
の半分を遮断するナイフェツジ法に於けるエツジをなし
、偏光膜１６にて反射した反射光の断面が半月状をなす
ように分割される。

このようにして、検出光８の半分が、偏光ビームスプリ
ッタ１５にて反射することなく、直接的にトラッキング
用フォトダイオード１３上に集光し、残りの半分が、プ
リズム部材１０の偏光膜１６と平行する対向面に設けら
れた例えば反射膜２５にて反射した後、フォーカス用フ
ォｌ−ダイオード１４の両分割線の交点上に集光するよ
うにされている。尚、各フォトダイオード１３．１４は
、基板９から延出する図示されないリード線を介して、
図示されない制御回路と電気的に接続されている。

次に、各フォトダイオード１３．１４によるトラッキン
グ及びフォーカスの各エラーの検出要領を以下に示す。

第４図に示されるようにフォトダイオード１３には検出
光８の半分が例えば想像線により示されるように半月状
に集光しており、トラッキングエラーを生じた場合には
その光軸が図に於ける左右方向のいずれかにずれること
となる。また、各フオドダイオード素子から、各照射パ
ターンに応じた検出信号Ｅ−Ｈが、（Ｅ＋Ｆ）と（Ｇ＋
ｌ−１＞とに分かれるように各アンプ１９．２０にそれ
ぞれ入力され、更に各アンプ１９．２０からの出力値を
アンプ２１に入力している。そして、アンプ２１により
、例えば（Ｅ＋Ｆ）から（Ｇ＋Ｈ）を減算し、その演算
値を制御回路へ出力している。従って、トラッキングエ
ラーを生じた場合には、その方向及びエラー量の検出を
容易に行うことができる。

また、第５図にあっては、偏光ビームスプリッタ１５内
に於て偏光膜１６にて全反則して向きを変えられた検出
光８の残りの半分が、対向面２５にて再度向きを変えら
れた後、４分割フォトダイオード１４の分割線の交点上
に想像線により示されるようにほぼ焦点を結ぶように入
射しており、フォーカスエラーが生じていない状態を示
している。前記と同様に、フォトダイオード１４の各フ
ォトダイオード素子から、各照射パターンに応じた検出
信号Ａ−Ｄが、（Ａ＋８＞と（Ｃ十Ｄ）とに分かれるよ
うに各アンプ２２．２３にそれぞれ入力され、更に各ア
ンプ２２．２３からの出力値をアンプ２４に入力してい
る。そして、アンプ２４により、例えば（Ａ十Ｂ＞から
（Ｃ十Ｄ）を減算し、その演算値を制御回路へ出力して
いる。

尚、フォーカス用の光束は、前記したようにλ／２板１
２のエツジ１７及び偏光ビームスプリッタ１５の偏光膜
１６によりその断面が半月状をなすように分割されてい
る。フォーカスが変化して、例えば焦点位置がフォトダ
イオード１４よりも手前にある場合には、第６図に示す
ようにフォトダイオード１４の一方（図に於ける上半分
側）に半月状に集光し、焦点位置がフォトダイオード１
４より奥側にある場合には第７図に示されるように、フ
ォトダイオード１４の他方（図に於ける下半分側）に集
光する。従って、フォーカスエラーを生じた場合には、
フォトダイオード１４の各一対のダイオード素子の検出
信号の（Ａ十Ｂ＞と（Ｃ＋Ｄ）との出力差により、所謂
ナイフェツジ法と同様に、その方向及びエラー量を容易
に検出することができる。尚、読取り信号は、！・ラッ
キング用フォトダイオード１３の検出信号Ｅ−）−１の
和（Ｅ十Ｆ　十〇　＋　Ｈ＞を利用することにより検出
することができる。

また、本実施例によれば、フォーカス及びトラッキング
の各エラー検出用のフォトダイオードを１つの基板に設
（プでいるため、フォトダイオードへの配線が簡素化さ
れて、耐ノイズ性を向上することができると共に、その
先軸調整が１箇所で良いため調整時間を短縮化できる効
果がある。

尚、各〕７ｔトダイオード１３．１４には４分割フォト
ダイオードを用いたが、フォトダイオード１３では（Ｅ
＋Ｆ）と（Ｇ＋Ｈ＞とに分割し、フォトダイオード１４
では（Ａ十Ｂ＞と（Ｃ十Ｄ）とに分割するようにした２
分割フォトダイオードを用いても良い。また、各フォト
ダイオード１３．１４を互いに入替えても良く、この場
合には、検出光８の半分を直接的にフォーカスエラー検
出用に用いるが、向きを変えられた検出光８の残りの半
分をその光路の途中にて焦点を結ばせて、その虚像をト
ラッキングエラー検出用として用いることにより、各エ
ラー検出を行うことができる。

［発明の効果］ このように本発明によれば、フォーカスエラー検出用の
ナイフェツジ手段を、変向手段としての補償板及び偏光
ビームスプリッタにより形成するため、検出光の一部を
遮断することなくフォーカスエラーを検出することがで
きるため、検出光の無駄になる部分がない。また、検出
光の光路中に変向手段とナイフェツジ手段とが配置され
ていることから、両者を１つにまとめることができるた
め、部品点数及びその取付【プ箇所を少なくすることが
でき、光学ヘッドを小型化かっ軽旧化でき、高速アクセ
ス化が可能になる等、その効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用された光学ヘッドの要部を示す
模式図である。 第２図は、測光センサの側断面図である。 第３図は、第２図の■−■線について見た断面図である
。 第４図は、トラッキングエラーの検出要領を示す模式的
回路図である。 第５図乃至第７図は、フォーカスエラーの検出要領を示
す模式的回路図である。 １・・・出射光　　　　　２・・・偏光ビームスプリッ
タ３・・・λ／４板　　　　４・・・反射光６・・・集
光レンズ　　　７・・・測光センサ８・・・検出光　　
　　　９・・・基板１０．１１・・・プリズム部材 １０ａ、１１ａ・・・底面 １２・・・λ／２板 １３．１４・・・フォトダイオード １５・・・偏光ビームスプリッタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学ヘッドのトラッキング及びフォーカスのいずれか一
   方のエラー状態を光学的に検出するために検出光の光路
   内に配置された第１の受光素子と、前記検出光の一部を
   異なる向きに変向するための変向手段と、トラッキング
   及びフォーカスのいずれか他方のエラー状態を光学的に
   検出するために前記変向された検出光の光路内に配置さ
   れた第２の受光素子と、前記フォーカスエラー状態を検
   出するために前記両光路のいずれかに設けられたナイフ
   エッジ手段とを有する光学ヘッド構造に於て、前記変向
   手段が、前記検出光の光路中に配置された補償板及び偏
   光ビームスプリッタからなり、前記ナイフエッジ手段が
   、前記補償板のエッジからなることを特徴とする光学ヘ
   ッド構造。