JPH0264919A - 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］ 〈産業上の利用分野ン 本発明は、光学ヘッド構造に関し、特に小型化かつ軽重
化し得る光学ヘッド構造に関する。

〈従来の技術〉 従来、光学式の高密度記録再生装置として種々のものが
あるが、例えば光磁気ディスクの記録面に比較的強い収
束光を照射することにより情報を記録し、また比較的弱
い収束光を照射することにより上記情報を再生する光磁
気記録再生装置がある。この装置に用いられる光磁気デ
ィスクには、−ｍに若干の反りや歪みがあると共に、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磁気ディスクの
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状態を検出するこ
とにより、その位置制御を行っている。

各エラー状態を検出するための光学ヘッド構造には種々
のものがあるが、その−例を第７図に示す。図に於て、
光源としての図示されない半導体レーザから発せられて
平行光にされかつ円形断面に整形された出射光３１が、
図示されない光磁気ディスクの記録面にて反射され、図
の上方から偏光ビームスプリッタ３２に入射し、偏光ビ
ームスプリッタ３２内の偏光反射膜により、そのＰ偏光
成分の一部及びＳ偏光成分が反射されて、検出光３３と
して偏光ビームスプリッタ３２の図の右側面から出射す
る。

検出光３３は、集光レンズ３４により収束光に変えられ
、両幅光成分の比を調節するためのλ／２板３５を通過
した後、Ｐ偏光成分は偏光ビームスプリッタ３６内を直
進してトラッキングエラー検出用受光素子３７上に集光
し、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ３６の偏光反射
膜にて反射され、非点収差法にてエラーを検出するべく
シリンドリカルレンズ３９を介して、フォーカスエラー
検出用受光素子３８上に集光する。そして、これら各受
光素子３７．３８により、トラッキング及びフォーカス
の各エラーが検出され、それぞれのエラー量に応じて図
示されない対物レンズが駆動され修正される。なお、偏
光ビームスプリッタ３６により分割された検出光３３の
ＰｙＲ光成分とＳ偏光成分とが、それぞれ各受光素子３
７．３８（こ集光するため、両受光素子３７．３８の受
光量の差により光磁気ディスクに記録された情報を読取
ることができる。

しかしながら、上記構造によると、多数の光学部品にて
構成されていると共に、偏光ビームスプリッタ３６にて
分割された検出光３３の各光軸上に各受光素子３７．３
８が別々に配置されていることから、光学ヘッドを保持
するフレーム等も大型化するため、光学ヘッド全体が大
型化かつ重量化するという問題があった。更に、各部品
の組付は作業も煩雑化し、高精度な光軸調整が困難であ
った。

〈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、測光センサが簡素化され、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］ く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各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測光センサを有
する光学ヘッド構造に於て、前記測光センサが、前記ト
ラッキングのエラー状態を検出するべく前記検出光の光
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、前記第１の
受光素子に向けて入射する前記検出光の光路を横切るよ
うに前記変向された検出光を反射するための反射手段と
、前記フォーカスのエラー状態を検出するべく前記反射
された検出光の光路内に配置された第２の受光素子とを
有す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。

また、前記変向された検出光を前記第２の受光素子に向
けて非点収差させるためのアナモルフィック光学素子が
、前記反射手段から前記第２の受光素子に至る光路内に
配置されていると良い。更に、前記変向手段が偏光ビー
ムスプリッタからなり、前記アナモルフィック光学素子
が、前記偏光ビームスプリッタの前記変向された検出光
を出射する面にλ／４板を介して固着されたシリンドリ
カルレンズからなり、前記反射手段が、前記シリンドリ
カルレンズの曲面部に形成された反射膜からなると良い
。特に、前記変向手段が、前記第１の受光素子と同一基
板上に固着されていると良い。

く作用〉 このように、トラッキングエラー検出用受光素子に至る
検出光の一部を、変向手段により変向して、更に反射手
段により反射させ、トラッキングエラー検出用の検出光
の光路を横切らせて、その光路内にフォーカスエラー検
出用受光素子を配置することにより、フォーカスエラー
検出用受光素子をその受光素子に至る光路長だけ離して
を配置する必要がない。また、変向手段をトラッキング
エラー検出用受光素子と同一の基板上に固着することに
より、測光センサを小型化し得ると共に、各部品の組付
は及び光軸調整を容易に行うことができる。

〈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
式図であり、光源としての半導体レーザ１から光磁気デ
ィスク６に向けて照射される発散光からなる出射光５の
光路内には、偏光ビームスプリッタ２及びコリメータレ
ンズ４が配設され、これらを通過した出射光５は、対物
レンズ７を介して光磁気ディスク６に照射される。とこ
ろで、偏光ビームスプリッタ２内を通過する光は、その
対角位置に設けられた偏光膜により、Ｓ偏光成分が全反
射されると共に、Ｐ偏光成分の一部が通過するようにさ
れている。

半導体レーザ１からの発散光としての出射光５は、コリ
メータレンズ４により整形され、対物レンズ７により収
束光となって光磁気ディスク６の記録面８上に集光する
。尚、記録面８からの反射光りの偏光面が回転するなめ
、磁気が反転している記録部分からの反射光のＳ偏光成
分の割合が、無記録部分からの反射光に対して増加して
いる。

反射光りは、偏光ビームスプリッタ２内を上記とは逆向
きに通過する際に、その偏光膜にて前記したようにＰ偏
光成分の一部とＳ偏光成分とからなる検出光１０となっ
て反射される。この検出光１０が、偏光ビームスプリッ
タ２の図に於ける右側面から収束光となって出射する。

検出光１０の光路内には、測光センサ１１が配設されて
おり、フォーカス及びトラッキングの各エラー状態と光
磁気記録の状態とを検出するために、測光センサ１１に
検出光１０が入射するようになっている。尚、偏光ビー
ムスプリッタ２と測光センサ１１との間にはλ／２板３
が介装されているが、これは、測光センサ１１に入射す
る検出光１０の両幅光成分の比を所定値に調節するため
のものである。また、本実施例では半導体レーザから光
ディスクに至る一直線をなす出射光５の光路内に上記し
た各々を配置したが、実際には光軸上にミラー等を配置
することによりこの光路を自由に変更し得るため、その
配置は限定されるものではない。

第２図は測光センサ１１の軸線方向に沿う断面図であり
、第３図は第２図の■−■線について見た断面図である
。測光センサ１１の基板１２には、検出光１０の光軸上
に位置するようにされた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、該フォトダイ
オードから所定の距離をおいて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、両受光
面１３ａ、１４ａが互いに同一平面上に位置するように
一体的に固着されている。

これら各フォトダイオード１３．１４は、第３図に示す
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、その一方の分割線を検出光１０
のトラッキングエラーの際に光量差を生じる方向に直交
する向きになるように配設され、フォーカス用フォトダ
イオード１４は、その一方の分割線をフォトダイオード
１３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図に示すように、基板１２のフォトダイオード１３
の受光面１３ａには、立方体形状をなす偏光ビームスプ
リッタ１５が密着しており、偏光ビームスプリッタ１５
に入射する検出光１０のＳ偏光成分が、偏光ビームスプ
リッタ１５の対角位置に設けられた偏向膜により、図の
上方の出射面１５ａから出射される向きに反射される。

出射面１５ａには第４図に示すように、λ／４板１板金
６してアナモルフィック光学素子としてのシリンドリカ
ルレンズ１７が対角方向に傾斜した状態で一体的に固着
される。シリンドリカルレンズ１７の曲面部には、反射
手段としての反射膜１８が形成されており、出射面１５
ａから出射した検出光１０が同軸的に反射される。この
反射光１０ａは、λ／４板１板金６回通ることから、上
記したＳ偏光がＰ偏光に変えられるため、偏光ビームス
プリッタ１５の偏向膜を、測光センサ１１に入射する検
出光１０の光路を横切るように通過して、出射面１５ａ
と反対側の面１５ｂから出射することとなる。この面１
５ｂには、反射光１０ａをフォトダイオード１４に向け
て変向させるための反射面２５ａを有する反射部材２５
が密着している。

このようにして、検出光１０のＰ偏光成分が直接フォト
ダイオード１３上に集光し、Ｓ偏光成分が、偏光ビーム
スプリッタ１５、シリンドリカルレンズ１７の反射膜１
８、及び反射部材２５の反射面２５ａをそれぞれ介して
４分割フォトダイオード１４の中央部に集光するように
なる。尚、各フォトダイオード１３．１４は、基板１２
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説明する。

第５図に示すように、フォトダイオード１３の各フォト
ダイオード素子（ｅ、ｆ、ｇ、ｈ）から、各照射パター
ンに応じた検出信号Ｅ〜Ｈが、（Ｅ＋Ｆ）と（Ｇ＋Ｈ）
とに分かれるように各アンプ１９．２０に各々入力され
、この各アンプ１９．２０からの出力値がアンプ２１に
入力されるようになっている。そして、アンプ２１にて
、（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。ここで、フォトダイオード１３
の各フォトダイオード素子（ｅ−ｈ）には、検出光１０
のＰ偏光成分が想像線に示すように円形に集光しており
、トラッキングエラーを生じた場合には図に於ける左右
間に光Ｉ差を生じることから、上記演算値によりトラッ
キングエラーの方向及びエラー量の検出を容易に行うこ
とができる。

一方、第６図に示すように、フォトダイオード１４では
、各フォトダイオード素子（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）から、互
いに対角位置にあるフォトダイオード素子同士の出力値
の和である（Ａ＋Ｂ）と（Ｃ＋Ｄ）とに分かれるように
、各アンプ２２．２３に各々入力され、更に各アンプ２
２．２３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、（Ａ＋Ｂ）から（Ｃ＋Ｄ）を
減算し、その演算値を制御回路へ出力している。

フォトダイオード１４の受光面１４ａには、シリンドリ
カルレンズ１７の反射膜１８にて成る方向（４分割フォ
トダイオード１４の対角方向）に沿う成分の焦点距離が
変えられた後、反射部材２５の反射面２５ａにて反射さ
れて、４分割フォトダイオード１４の分割線の交点上に
想像線Ｋに示すように略円形をなすように、Ｓ偏光成分
からなる反射光１０ａが入射しており、第６図にはフォ
ーカスエラーが生じていない状態を示している。

ここで、フォーカスエラーを生じた場合には、第６図の
想像線り或いは想像線Ｍに示すように、出力値（Ａ＋Ｂ
）或いは（Ｃ＋Ｄ＞のいずれかが大きくなることから、
上記演算値によりフォーカスエラーの方向及びエラー量
の検出を公知の非点収差法にて容易に行うことができる
。

尚、読取り信号は、トラッキング用フォトダイオード１
３の検出信号Ｅ〜Ｈの和（Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）と、フォー
カス用フォトダイオード１４の検出信号Ａ−Ｄの和（Ａ
＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＞との差を比較することにより検出するこ
とができる。即ち、前記したように、磁気が反転された
記録部分からの反射光が、無記録部分からの反射光より
もｓｌ光成分の割合が増加しているため、Ｐ偏光成分を
検出するフォトダイオード１３とＳ偏光成分を検出する
フォトダイオード１４とにより、各光量の差の大小を判
断して光磁気記録信号の有無を読み取ることができる。

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
けているため、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、その光
軸３Ｉ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。更に実施例では、トラッキングエラー検出用
フォトダイオード１３には４分割フォトダイオードを用
いたが、（Ｅ十Ｆ）と（Ｇ十Ｈ）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。

また本実施例では、シリンドリカルレンズの曲面に反射
膜を形成したが、反射手段及びアナモルフィック光学素
子の形状や配置を限定するものではなく、例えば、シリ
ンドリカルレンズ及び反射膜の代わりに凹面鏡を用いる
こともできる。あるいは、偏光ビームスプリッタの面１
５ａ側に平面鏡を設けると共に、面１５ｂ側にシリンド
リカルレンズを設けなりしても良い。

［発明の効果１ このように本発明によれば、トラッキングエラー検出用
受光素子に至る検出光の一部を、変向手段により変向し
て、更に反射手段により反射させ、トラッキングエラー
検出用の検出光の光路を横切らせて、その光路内にフォ
ーカスエラー検出用受光素子を配置することから、フォ
ーカスエラー検出用受光素子をその受光素子に至る光路
長だけ離してを配置する必要がないと共に、変向手段を
トラッキングエラー検出用受光素子と同一の基板上に固
着することにより、測光センサ全体を小型化でき、かつ
光学ヘッド全体も小型化及び軽量化できると共に、その
高アクセス化も向上し得る。また、各部品の組付は及び
光軸調整を容易に行うことができるなど、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を示す要部模
式図である。 第２図は、第１図に示す光学ヘッドに於ける測光センサ
の軸線方向に沿う断面図である。 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、第２図に示す測光センサの偏光ビームスプリ
ッタ部分を拡大して示す斜視図である。 第５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６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。 第７図は、従来の光学ヘッドを示す要部模式図である。 １・・・半導体レーザ　　２・・・偏光ビームスプリッ
タ３・・・λ／２板　　　　４・・・コリメータレンズ
５・・・出射光　　　　　６・・・光磁気ディスク７・
・・対物レンズ　　　８・・・記録面９・・・反射光　
　　　　１０・・・検出光１０ａ・・・反射光　　　１
１・・・測光センサ１２・・・基板 １３．１４・・・フォトダイオード ３ａ、１４ａ・・・受光面 ５・・・偏光ビームスプリッタ ５ａ・・・出射面　　　１６・・・λ／４板７・・・シ
リンドリカルレンズ ８・・・反射膜　　　　１９〜２４・・・アンプ５・・
・反射部材　　　２５ａ・・・反射面１・・・出射光 ２・・・偏光ビームスプリッタ ３・・・検出光　　　　３４・・・集光レンズ５・・・
λ／２板 ６・・・偏光ビームスプリッタ ７．３８・・・受光素子 ９・・・シリンドリカルレンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学ヘッドのトラッキング及びフォーカスの各エ
   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
   置された測光センサを有する光学ヘッド構造に於て、 前記測光センサが、前記トラッキングのエラー状態を検
   出するべく前記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、前記第１の受光素子に向けて入射する前
   記検出光の光路を横切るように前記変向された検出光を
   反射するための反射手段と、前記フォーカスのエラー状
   態を検出するべく前記反射された検出光の光路内に配置
   された第２の受光素子とを有することを特徴とする光学
   ヘッド構造。
2. （２）前記変向された検出光を前記第２の受光素子に向
   けて非点収差させるためのアナモルフィック光学素子が
   、前記反射手段から前記第２の受光素子に至る光路内に
   配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学
   ヘッド構造。
3. （３）前記変向手段が偏光ビームスプリッタからなり、
   前記アナモルフィック光学素子が、前記偏光ビームスプ
   リッタの前記変向された検出光を出射する面にλ／４板
   を介して固着されたシリンドリカルレンズからなり、前
   記反射手段が、前記シリンドリカルレンズの曲面部に形
   成された反射膜からなることを特徴とする請求項２に記
   載の光学ヘッド構造。（４）前記変向手段が、前記第１
   の受光素子と同一基板上に固着されていることを特徴と
   する請求項１乃至請求項３に記載の光学ヘッド構造。