JPH0287337A - 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］ 本発明は光学的情報記録再生装置に用いられる光ヘッド
に関するものであり、とりわけ、半導体し・−ザを光源
をする光ヘッドに関するものである。

「従来の技術］ 従来から光を用いて情報を１２録・Ｉｆ＃生ずる媒体の
形態として光ディスク、光カード、光テープ等の各種の
ものが知られている。これらはそれぞれ特徴をもってお
り、目的、用途等によって使いわけられているが、その
うち光カードは製造の容易さ、携帯性のよさ、アクセス
性のよさといった特徴を生かし、今後、用途がますます
広まってゆくと考えられる。

第４図は上記カード状の記録媒体に対して構成された光
情報記録再生装置の一例を示す概略ブロック図である。

同図において、１０１は情報を記録すべき光カード、＋
０３は光ヘッド（第４図において点線で囲まれた部分）
、＋０４は光ビーム、１０５は光カード１０１を載置す
るシャトル、＋０８は半導体レーザ光源、＋０９はコリ
メーターレンズである。１１０は偏光ビームスプリッタ
、１３０は！７４波長板で該２つの部材の組み合わせに
よって図の上から下へ向う光は透過させるが、下から一
ヒヘ向う光は直角方向に曲げられる。Ｉｌｌは対物レン
ズで平行光を光カードＩ　ＯＩ　１で集光させる働きを
する。

１１２は光センサ、＋１３はプリアンプ、１１４はオー
トフォーカシングサーボ、＋１５はオートトラッキング
サーボ、＋１６はデコーダ、１１７はインターフェイス
、１１８はコンピュータ。

＋１９はエンコーダ、＋２０はレーザドライバ。

＋２１はステッピング千−夕で光学ヘッド１０３を紙面
と争直方向に移動させる働きをもつ。

１２２．１２３はそれぞれブーりでプーリ１２２、＋２
３には、ベルト１２４がかけられている。該ベルト１２
４には光カード１０１を載置すると共に固定するシャト
ル１０５が取付けられている。ブー９１２２はモータ１
２６のシャフトに取り付けられており、モータ１２６の
同転によって九カード＋０１は図の矢印へ方向に往復運
動する。

次に第４図に示された装置の動作を情報１■牛の場合を
例にとり説明する。

第４図において、半導体レーザ１０８から発振された光
ビームは、コリメータレンズ＋０９で・［行光になり、
偏光ビームスプリッタ＋１０及び１／４波民板１３０を
通り、さらに対物レンズ１１１により、集光されて、光
カードｌｏｔ上に微小スポットを形成する。光カード１
０１からの反Ｑ−を尤は微小スポットにより照射された
部分に情報ビットがあるかないかによって変調を受け、
この変調光が再び対物レンズＩ　Ｉ　Ｉｔごよって平行
光となり、偏光ビームスプリッタ＋１０によって光セン
サ１１２へ入射される。光センサ１１２は変調光の光量
変化を検知し、電気信号に変λ−てプリアンプ＋１３へ
送る。プリアンプ１１３からオートフォーカシングサー
ボ＋１４に信号が送られ。

オートフォーカシングサーボ１１４からの信号により、
図示されていないアクチュエーターにより対物レンズＩ
ｌｌをＢ方向に移動させ、光ビーム＋０４が尤カードｌ
　Ｏｌ　ｌで焦点を結ぶように対物レンズＩｌｌと光カ
ード１０１との距離を制御する。

またプリアンプ＋１３からの信号は、オートトラッキン
グサーボ１１５にも信号が送られ、オドトラッキングサ
ーボ１１５からの信号は、不図小のアクチュエータによ
り対物レンズＩ１１を紙面と和尚方向（こ移動させ、光
ビーム１０４が所定の位置に焦点を結ぶように制御する
。なお、装置６の初期動作時ζは、インターフェイス１
１７からオートフォーカシングサーボ１１４．オートト
ラッキングサーボ１１５へサーボの引込み指令が送られ
る。オートフォーカシングサーボ１１４とオートトラッ
キングサーボ１１５については、いくつかの９体的な方
法が提案されているが１例えば光ビーム１０４をグレー
ティング等で複数に分け、児カード！０１にあらかじめ
オートフォーカシング川の、又はオートトラッキング用
のトラックをプリフォーマットしておき、複数の光ビー
ムの少なくとも１つで情報を１１１生し、他のビームで
オートフォーカス川およびオートトラッキング用のイ、
τ弓を取り出す例が提案されている。更に、プリアンプ
１１３からの信号は、デコーダ！１６に送られて電気的
に必要な処理をされた後、インターフェース１１７に送
られる。インターフコ−ス１１７からはコンピュータ＋
１８に情報化けが送られる。またインターフェース１１
７からは、エンコーダ１１９に信号が送られ、必要に応
じて変調をうけた後、レーザドライバ１２０を経て゛ト
専体レーザ１０８の発振を制御する。

更に、インターフェース＋１７からはスデツビング千−
夕１２１とモータサーボ１２７にｆＡ４が送られ、それ
ぞれ光ヘッド＋０３の紙面に対して垂直方向の位置制御
モータ１２６の回転制御が行なわれる。

［９，明が解決しようとする課題］ 第４図を用いて説明した光ヘッド＋０３において、情報
の誤った記録、或いは誤った＋１Ｎ牛を防＋１する為に
張装な技術課題として一ト導体レーザ１０８の出力の安
定化技術が挙げられる。この技術課題に対しては従来よ
り種々の提案が成されており、例λば特公昭５４−１０
４８１号公報にその一例が記されている。同公報におい
ては、半導体レーザの丙牛用レーザ光と反対側より放射
するレーザ光を光電変換素子により捕集し、ｍｊ記光電
変換累ｒからの出力市１’ｆとＪ、９準電圧とを比較し
て、その比！咬結宋に基づき半導体レーザの出力を制御
する技術が開ノＩ〈されている。

しかしながらこの技術を第４図に示す光ヘッドに適用−
う゛る場合には次のような欠点を有する場合がある。第
５図は光カード１０１の模式図を示したものである。光
カード１０１は透明保護層１３１と支持ノ、（盤１３２
とが接着して構成され、その接着面に情報記録層１３３
が設けられる１、光は透明保１店層＋３１側より人ｑ・
ｔする。光カード＋０１の持つ携帯ｆ１、フレキシビリ
デイ等の特１〈を牛かＡために透明保護層１３１、支持
基盤１３２は高分子樹脂を材料とする例が多く、とりわ
け、ポリカーボネートは製造トの好便さもあって広く使
われている。しかしながらポリカーボネートは製造時も
しくは携シ１７、保管時に複屈折を生じると云う欠点が
知られている。このような複屈折をイラする光カード１
０１に対して第４図に小す光ヘッド１０３で情報の記録
・＋Ｉｉ生を竹なう場合には、光カード１０１からの反
対光束を偏光ビームスプリッタ１１０で完全に光センサ
１１２へ向けることができず、その一部光東はごＶ導体
レーザ１０８へもどってしまう。この時前述の如く特公
昭５４−１０４８１号公報に記される技術を用いて゛１
′導体レーザＩＣ）８の出力の安定化を行なう光ヘッド
であれば、前記もどり光が半導体レーザ１０８内ＨＢの
１１１ｊ記九電変換素子へ到達してしまい、その結果、
゛ｌ′導体レーザ１０８の出力な低Ｆさせるように制御
回路が作動する。このため、たとえば記録時においては
充分な光ｔ１が光カード１０１に到達せず良好な記録が
行なえなくなる。

半導体レーザ１０８の出力の安定化を達成する為の史な
る従来例としては特公昭６３−１８３５４号公報に記さ
れる技術がある。同公報中の実施例によれば、記録媒体
からの反射光束を情報両生用光検出器へ反ｑ・ｔする為
のプリズムを、半導体レーザから記録媒体へ到る光路中
に設け、前記ブノズムにより半導体レーザから記録媒体
へ向う光束の一部を反射させ、２分割センサの一方へ導
き、そのセンサの出力と他方のセンサとの出力との差（
＋ｉ　ｚ’ｊをもって゛ｌ′導体レーザの９．尤：ｊ）
を制御するものでＩ）る５、この方法によれば、′（−
導体レーザの発光：Ｉ：を制御するための光検出器が半
導体レザの外部に存在するものであるから、萌述の光カ
ードから゛Ｉ′導体レーザへのもどり尤による問題点は
１１４　／ｉｉされる。

しかしながらｌ−記従来例においてはト記の欠点がある
。一般に光検出器は受光部を保護する／）にカベ−プレ
ートを有するが、このような光検１ｉｉ器へ光が入射す
るとカバープレートの表・裏山［ｆｌｌの表面１ｖＱ−
７、さらに受光面等の反ｑ・１而による反射光を生じる
。この反射光は入射光のＩ　０〜３０％にも達するもの
である７しかるに＋ｉｉｉ　記公報中に記される従来例
においては、情報＋１）牛用センサと半導体レーザの９
　尤’ｉ）　：ｌｉ’制御川セ用サとがプリズムをはさ
んでｌＩ−いに受光部を゛［′−行にして対向し、ＩＴ
Ｌっ、各センサへの人ｑ−ｔ　＊−束の主光線に対して
継面と成る配置である。従って発光：Ｉ）制御田七ンサ
で発生した表面反射光がプリズムを透過して情報１ｒｊ
牛川センザに到達し、この結果出生イ３号の品位の低下
を招く。他方、情報再生用センサで発生した表面反射光
がプリズムを透過して発光量制御用センサへ到達し、こ
れにより半導体レーザの出力変動を招き好ましいもので
はない。

［課題を達成するための手段］ 本発明の目的は、上記従来装置の欠点を解消し、簡便な
る構成にて光源である゛ト導体レーザの出力の安定化を
企り、且つ、Ｓ／Ｎ比の高い信号検出のできる光ヘッド
を提供する事にある。

本発明の上記の目的は、少なくとも半導体レーザ、コリ
メータレンズ、無偏光ビームスプリッタ、対物レンズ、
センサレンズ、第１のセンサ。

第２のセンサから成る光ヘッドにおいて、半導体レーザ
からの光束は無偏光ビームスプリッタにより情報記録媒
体と前記第１のセンサとへ向かう光束に分割され、ｎつ
、情報記録媒体からの反射光束は前記無偏光ビームスプ
リッタにより前記第２のセンサと半導体レーザとへ向か
う光束に分割される構成であり、 且つ、前記無偏光ビームスプリッタから第１のセンサま
での光路中に光学的アイソレート手段を設けることによ
り速成できる。

［作用］ 上記のような光ヘッドによれば、光学的アイソレート手
段により、無偏光ビームスプリッタから第１のセンサに
向う光は伝えるが、第１のセンサの反射面（受光面、カ
バーガラス等）で反射し、無偏光ビームスプリッタに向
う光は伝えないのでに連の問題点は解決される。

［実施例］ 以下、本発明の光ヘッドについて具体的な実施例に基き
、ａ″を細に説明する。

第１図に、焦点制御に非点収差方式、トラッキング制御
にプッシュプル１Ｊ式を用いた本発明の光ヘッドの構成
の一例を、概略ブロック図で示す。

第１図において、ｌは上位判断手段と交信するためのイ
ンターフェイス、２はエンコーダ、３は比較器６からの
信号及びエンコーダ２の信号によりレーザドライバを制
御するレーザ制御部、４はレーザドライバ、５は半導体
レーザの発光；ｄ制御用センサからの出力を増幅するア
ンプ、６はＣＰＩＪ　７からの基準１５号と比較する比
較器、７は制御手段としてのＣＰＵ、＋０８は半導体レ
ーザ、＋０９はコリメータレンズ、１１は無偏光ビーム
スプリッタ、ＩＩＩは対物レンズ、１２は情報両生用セ
ンサに光を集光させるための球面レンズ、１３は円筒レ
ンズ、１４は情報内生用センサである。１５は検光子、
１６はλ／４板であり、両者で光学的アイソレート手段
を構成する。１７は半導体レーザの発光１４制御用セン
サである。

インターフェイスｌより・記録すべき信号がエンコーダ
２を経由してレーザ制御部３へ送られ、その結果に基づ
きレーザドライバ４は半導体レーザ１０８を駆動する。

半導体レーザ１０８から出射する光は直線偏光である。

該偏光面が第１図の紙面と平行であるように取りつけら
れた半導体レーザ１０８からの発散光束はコリメータレ
ンズ＋０９により・１行光束化され、無偏光ビームスプ
リッタ１１において振幅分割を受けた後、対物レンズＩ
１１により光カード１ｏｔｈへ集光され記録を行なう。

光カード１０１における反射光束は光路を逆進し無偏光
ビームスプリッタ１１により再度振幅分割され、−・部
光束は球面レンズ１２、円筒レンズ１３から成るセンサ
レンズ系を透過した後情報＋Ｉｊ牛用センサ１４の受光
部へ到達する。

第２図は、　前記情報β１生用センサ１４の受光部を示
すものであり、四分割された受光部２１１゜２１２．２
＋、、２１４の中央へｌｉ′ｉＩ記光束２０は到達する
。

各受光部からの出力に対して、受光部２１１と２１、の
出力の和と受光部２１□と２１４の出力の和との差を光
点収差方式によるオートフォーカス制御用の信号とする
。叉、受光部２１１と２１□の出力の和と受光部２１３
と２１．の出力の和との差をプッシュプル方式によるオ
ートトラッキング制御用の信号とする。更に、４つの受
光部からの出力の総和を再生信号として用いる。

１１１び第１図において、コリメータレンズ＋０９から
の＝＋ｉ行光束は、無偏光ビームスプリッタ１１におい
て光束の一部が反ｑ−ｔされ、検光子−１５に人射する
。検光子１５は無偏光ビームスプリッタＩｌで反射され
た直線偏光の光束を透過するようにその先軸が設置され
ている。検光％１５を透過した直線偏光光束はλ／４板
１６で円偏光光束となり、半導体レーザの発光Ｍ制御用
センサ１７へ入射する。該センサ１７からの出力はアン
プ５を経て比較器６へ入る。他方インターフェイスｌか
らの信号によりＣＰｔＪ７は記録、再生の状態にそれぞ
れ対応して好適な発光Ｈ１を示す基準信号を比較器６へ
送る。比較器６においては両者の信号を比較した結果な
レーザ制御部３へ送り、この信号に基づいてレーザ制御
部３は好適である発光状態となる様レーザドライバ４を
制御する。

ところで発光量制御用センサ１７へ人Ｑ・Ｉした円偏光
光束は該センサ受光面及びカバープレートの表面で一部
が反Ｑ−１ｔ、　、人Ｑ−１光路に沿ってλ／４仮１６
に入射する。このとき円偏光光束は更にλ／４板１６で
直線偏光光束に変換される。すなわち、検光子１５から
λ／４板Ｉ６に入射した光束の偏光面に対し発光１を制
御用センサ１７で反射し、λ／４板１６で直線偏光に変
換された光束の偏光面は９０°凹転したことになるため
、該直線偏光光束は検光子１５で遮断されてしまい２検
光子１５を透過する光はＯになる。

これにより、情報再生用センサ１４と半導体レーザの発
光層制御用センサ１７とが、無偏光ビームスプリッタ１
１をはさんで互いに受光面を串打にして対向し、１つ、
各センサへの入射光束の）二光線に対して垂直と成る配
置であっても、゛ＩＳ導体レーザの発光徹制御用センサ
１７からの反’ｌ−１光は情報ＩＩ■生川牛用セン４に
人θ・１しない。

以１−１本実施例では、情報記録媒体の透明保護層内部
に複屈折が存在しても、無偏光ビームスプリッタ及び検
光Ｐ、λ／４板からなる光学的アイソレートＬ段を用い
ることにより、従来よりもより安定な半導体レーザの発
光−１制御及び情報の記録１【）生、オートフォーカス
サーボ、オートトラッキングサーボを行なうこと力ｉｉ
４能である。

本発明に係る第２の実施例を第３図に示す。第；３図に
示す実施例が第１図に示す実施例と異なる点は、光学的
アイソレート手段の検光子のかわりに偏光ビームスプリ
ッタ２０１を用いたことにある。

この場合、無偏光ビームスプリッタ１１で反ｑ・１した
紙面に１（工行な直線偏光光束は、偏光ビームスプリッ
タ２０＋を透過し、λ／４板を２度透過することで偏光
面が９０°回転した直線偏光光束が］１１び偏光ビーム
スプリッタに人Ｑ４する。偏光ビームスプリッタ２０１
へ人ｑ＝ｔ　ｔ、た光は、すべて反射してしまうため、
゛ト導体レーザの発光ｉｉｌ制御用センサ１７からの反
射光が情報再生用センサ１４に入射することはない。よ
って本実施例も第１実施例と同様の効果を得ることがで
きる。

また、前記２つの実施例において、情報１１１生川セン
サ１４を入射光束の主光線に対して傾きをもたせること
により更なる効果が得られる。

１１丁１記２つの実施例では、情報再生用センサ１４に
入射した光は、該センサ１４の受光面及びカバープレー
ト等の反Ｑ−を而で反ＱＪ　Ｌ　、センサレンズ系、無
偏光ビームスプリッタＩ＋、検光子１５゜λ／４板を透
過して半導体レーザの発光量制御用センサ１７に人Ｑ＝
Ｉ　してしまつ。その先ｈ：：は、情報記録媒体１゛−
のビットの４ｆｊｉｊＥで変化するため、゛Ｌ導体レー
ザの発光：１：制御に悪影響を及ぼす可能性がある。

しかしながら情’Ｎ　＋Ｉ？牛川セ用サ１４で反！ＩＩ
−ｒ　Ｉ、　”１′、４体レーザの発光ｒａｔ制御用セ
ンサ１７へ到達する光：１：は、１１１町偏光ビームス
プリツタ１１の透過率及び反射率、情報記録媒体の反射
率、史に情報＋Ｉｉ　！、１川セ用サ１４の反射率で決
定されるものであり。

実際には、半導体レーザの発光量制御には影響を及ぼさ
ない）ｔにおさえることが可能であるから問題にはなら
ないが、情報＋Ｉ７生川牛用サ１４を傾けることにより
該センサでの反射光は半導体レーザの発光頃制御用セン
サ１７へは全く戻らないため、前記２つの実施例では史
に安定な半導体レーザの発光ｉｉｔ制御が可能となる。

史に、本発明では、検光子や偏光ビームスプリッタのか
わりに、グラントムソンプリズムのような結晶で構成さ
れる偏光子を用いても同様の効果が得られる。

また、本発明の光ヘッドに用いる検光子は、般に市販さ
れているシート状の検光子であってもよく、安価でかつ
購入しゃずいという利点がある。

［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように本発明によれば、簡便なる
構成にして、良好な品位の情報再生信号並びにオートフ
ォーカシング制御用信号、オートトラッキング制御用信
号を得られると同時に、半導体レーザの発光量を制御ｉ
ｉ）能な光ヘッドを提供する事が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ヘッドの第！実施例を示す概略ブロ
ック図である。 第２図は第１実施例のセンサの様子を示す図である。 第３図は本発明の光ヘッドの第２実施例を示す概略ブロ
ック図である。 第４図は光カード記録再生装百を説明する為の図である
。 第５図は光カードを説明する為の図である。 ｌ・・・インターフェイス、２・・・エンコーダ、３・
・・レーザ制御部、４・・・レーザドライバ、５・・・
アンプ、６・・・比較器、７・・・ＣＰＬＪ、１１・・
・無偏光ビームスプリッタ、Ｉ２・・・球面レンズ。 １３・・・円筒レンズ、１４・・・情報両生用センサ、
１５・・・検光子、１６・・・λ／４板、１７・・・発
光！５制御用センサ、１０１・・・光カード、＋０８・
・・半導体レーザ、１０９・・・コリメータレンズ、Ｉ
ｌｌ・・・対物レンズ、２０１・・・偏光ビームスプリ
ッタ代理人　弁理士　　山　下　穣　嘔 第１図 第３図 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも半導体レーザを有する光源部、コリメ
   ータレンズ、無偏光ビームスプリッタ、対物レンズ、セ
   ンサーレンズ、第１のセンサ、第２のセンサから成る光
   ヘッドにおいて、 該第１のセンサは該コリメータレンズからの平行光束の
   内該無偏光ビームスプリッタにより振幅分割された一方
   の光束を受光し、該第１のセンサからの出力を用いて該
   半導体レーザの発光量を制御すると共に、該無偏光ビー
   ムスプリッタにより振幅分割された他方の光束を光学的
   情報記録媒体に照射しその反射光を再度該無偏光ビーム
   スプリッタにより振幅分割して、その一方の光束を該第
   ２のセンサで受光する構造であって、 且つ、該無偏光ビームスプリッタから該第１のセンサま
   での光路中に、光学的アイソレート手段を設けたことを
   特徴とする光ヘッド。
2. （２）前記光学的アイソレート手段が検光子、λ／４板
   で構成されることを特徴とする請求項第１項記載の光ヘ
   ッド。
3. （３）請求項第２項記載の光ヘッドにおいて、前記検光
   子が偏光ビームスプリッタであることを特徴とする光ヘ
   ッド。
4. （４）請求項第２項記載の光ヘッドにおいて、前記検光
   子がシート状であることを特徴とする光ヘッド。
5. （５）請求項第２項記載の光ヘッドにおいて、前記検光
   子がグラントムソンプリズムであることを特徴とする光
   ヘッド。