JPH0289235A - 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、”ｌｉ導体レーザを光
源と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記録・再生する媒体の形態と
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５図は」１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、＋０１は情報を記録すべき光カード、＋
　０３は光ヘッド（第５図において点線で囲まれた部分
）、１０４は光ビーム、１０５は光カード１０１を載置
するシャトル、１０８は半導体レーザ光源、１０９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１／４波長板で該２つの部材の組み合わせ
によって図のトから下へ向う光は透過させるが、下から
上へ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＋　０１−．１−で集光させる働
きをする。 １１２は光センサ、１１３はプリアンプ、＋１４はオー
トフォーカシングサーボ、１１５１まオートトラッキン
グサーボ、１１６はデコーダ、１１７はインターフェイ
ス、１１８はコンピュータ、１１９はエンコーダ、１２
０はレーザドライバ、＋２１はステッピングモータで光
学ヘッド１０３を紙面と垂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１２２．１２
３には、ベルト＋２４がかけられている。該ベルト１２
４には光カード＋０１を載置すると共に固定するシャト
ル＋０５が取付けられている。プーリ１２２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
回転によって光カード１０１は図の矢印へ方向に往復運
動する。 次に第５図に示された装置〃の動作を情報両生の場合を
例にとり説明する。 第５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で平行光になり、偏
光ビームスプリッタ１１０及び１７４波長板１３０を通
り、さらに対物レンズＩＩ＋により、集光されて、光カ
ート１０１上に微小スポットを形成する。光カード１０
１からの反射光は微小スポットにより照１１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Ｉ１１に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
人ｉｔされる。光センサ１１２は変調光の光ｆｉｌ変化
を検知し、電気信号に変えてプリアンプ１１：３へ送る
。プリアンプ１１３からオートフォーカシングサーボ１
１４に信号が送られ、オートフォーカシングサーボ１１
４からのイ言号により、図示されていないアクチュエー
タにより対物レンズＩｌ＋を１３方向に移動させ、光ビ
ーム１０４が光カード１０１上で焦点を結ぶように対物
レンズＩ１１と光カード＋０１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、オートトラッキング
サーボ１１５からの信号は、不図示のアクチュエータに
より対物レンズ１１１を紙面と１刊直方向に移動させ、
光ビーム＋０４が所定の位置に焦点を結ぶように制御す
る。なお、装置の初期動作時には、インターフェイス＋
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、いくつかの具体的な方
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、光カード１０１にあらかじ
めオーｌ・フォーカシング用の、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１１の少なくとも１つで情報を両生し、他のビーム
でオートフォーカス用およびオートトラッキング用の信
号を取り出す例が提案されている。更に、プリアンプ１
璽３からの信号−１１、デコーダ１１６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＋１７に
送られる。インターフェース＋１７からはコンピュータ
＋１８に情報５５号が送られる。またインターフェース
＋１７からは、エンコーダ＋１９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！２０を経て
半導体レーザ１０８の発振を制御する。 更に、インターフェース＋１７からはステッピングモー
タ１２１とモータサーボ！２７に信号が送られ、それぞ
れ光ヘッド１０３の紙面に対してル直方向の位置制御モ
ータ１２６の回転制御が行なわれる。 ［発明が解決しようとする課題］ 第５図を用いて説明した光ヘッド１０３において、情報
の誤った記録、或いは誤った再生を防止する為に重要な
技術課題として半導体レーザ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、例えば特公昭５４−１０４８１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ｉｎ生川用−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、前記光電変換素子
からの出力電圧と基県電圧とを比較して、その比較結果
に基づき半導体レーザの出力を制御する技術が開示され
ている。 しかしながらこの技術を第５図に示す光ヘッドに適用す
る場合には次のような欠点を有する場合がある。第６図
は光カード＋０１の模式図を小したものである。光カー
ド１０１は透明保護層１３１と支持基盤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。光は透明保護層＋３１側より入射する。光カード
１０１の持つ携帯性、フレキシビリティ等の特長を生か
すために透明保護層１３１、支持基盤１：３２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
トは製造上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帯、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ｈ（１折を有する光カード！０１に対して第５図に
示す光ヘッド１０３で情報の記録・再生を行なう場合に
は、光カード１０１からの反対光束を偏光ビームスプリ
ッタ１！０で完全に光センサ１１２へ向けることができ
ず、その一部光束は半導体レーザ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半導体レーザ１０８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内部の萌記九電変換素子へ到達してしまい、
その結果、半導体レーザ１０８の出力を低下させるよう
に制御回路が作動する。このため、たとえば記録時にお
いては充分な光量が光カード１０１に到達せず良好な記
録が行なえなくなる。 ゛ト導体レーザ１０８の出力の安定化を達成する為の川
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１１ｉ生用光検出器へ反射する
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、前記プリズムにより゛ト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
差信号をもって゛［で４導体レーザの発光用を制御する
ものである。この方法によれば、半導体レーザの発光ｈ
１を制御するための光検出器が半導体レーザの外部に存
在するものであるから、１ｒ）述の光カードから半導体
レーザへのもどり光による問題点は解消される。 しかしながら、対物レンズに入射する光束径が対物レン
ズ径と同等又は入射光束径の方が対物レンズ径よりも大
きく、その対物レンズ径が、光学的情報記録媒体へ照射
する光束の最小有効光束径を決定するような光ヘッドの
構成であると、オートトラッキングサーボによってトラ
ックの並び方向に対物レンズが移動する時、対物レンズ
によって光束の一部がケラしてしまったり光束内の強度
分布が異なってしまうことが生じる。 この時、半導体レーザから記録媒体へ向かう光束の一部
を反射させ、その光をセンサで検知し、フィードバック
して半導体レーザの発光：ｉ

【を制御しているため、半
導体レーザの発光ｈｉは一定に保たれているにもかかわ
らず記録媒体への照射光ζｌが一定に保たれてないこと
になる。 従来の技術には以上のような欠点がある。 ［課題を解決するだめの手段］ 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半導体レーザの出力の安定化を企
り、１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。 本発明のト記目的は、少なくとも半導体レーザ、コリメ
ータレンズ、開口制限手段、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、Ｈ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、 Ｉｔつ第１のセンサへの入射光束及び光学的情報記録媒
体に照射される光束を同一の開口制限手段によって制限
することによって達成できる。 ［作用］ 上記のように同一の開［１制限手段によって第１のセン
サへの入射光束と光学的情報記録媒体に照射される光束
を制限することにより１両光束の光束内部の断面強度分
布が等しくなる。 また、前記開口制限手段によって最小有効光束径が決定
される構成にすることにより、対物レンズによって光束
の一部がケラしてしまう従来の問題点を解法でき、かつ
第１のセンサ」二での光量と情報記録媒体上での光量の
−Ｕいのりニアリティは良好となり、より安定した半導
体レーザの発光量制御とカード面での一定光量の照射を
保証できる。 ［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
、詳細に説明する。 第１図に、焦点制御に非点収差り式、トラッキング制御
にプッシュプル方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、１は上位判断手段と交信するだめのイ
ンターフェイス、２はエンコーダ、３は比較器６からの
信号及びエンコータ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
レーザの発光贋制御用センサからの出力を増幅するアン
プ、６はＣＩ）ＩＪ　７からの基準信号と比較する比較
器、７は制御手段としてのＣＰＵ、１０８は半導体レー
ザ、ｌ、０９はコリメータレンズ、１１は無偏光ビーム
スプリッタ、ＩＩ＋は対物レンズ、１２は情報再生用セ
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、Ｉ４は情報再生用センサ、１５は半導体レーザの
発光量制御用センサ、１６は開口；１１限Ｔ段である円
形開口のアパーチャである。 インターフェイスｌより記録すべき信号がエンコーダー
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からの発散光束はコリメータレンズ
＋０９により平行光束化され、開口制限手段である円形
間１」のアパーチャ１６で制限され、無偏光ビームスプ
リッタｌ】において振幅分割を受けた後、対物レンズ１
１１により光カートｌ　Ｏｌ　ｌ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、
一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μｍ牛用センサ１４の
受光部へ到達する。第２図には、前記情報１ｊ生用セン
サの受光部を示すものであり、四分割された受光部２１
＋、２１□。 ２＋３．２＋、の中央へ前記光束２０は到達する。 各受光部からの出力に対して、受光部２＋、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
。又、受光部２１．と２１ａの出力の和と受光部２！３
と２１４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１ｊ生信号として用いる。 再び第１図において、コリメータレンズ１０９からの平
行光束は無偏光ビームスプリッタＩＩにおいて光束の一
部が反射され、平導体レーザの発光量制御用センサＩ５
へ入射する。該センサ１５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ＣＰ　ＬＪ　７は記録、再生の状態にそれぞれ対応
して好適な発光量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をレーザ制
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成る様レーザドライバ４を制御する
。 第１図に示す実施例における第１の特徴は、アパーチャ
１６が無偏光ビームスプリッタ１１と半導体レーザ１０
８側の間の光路中にあるため、発光ｔｉｔ制御用センサ
１５と対物レンズＩＩＩに入射する光束内部の断面強度
分布が等しいことである。 更に、アパーチャ＋６によって本光ヘッドの最小有効光
束径が決定されるため、対物レンズＩｌｌへ入射する九
東径は対物レンズＩｌｌの径よりも小さく、且つ、オー
トトラッキングサーボにより対物レンズＩ１１がトラッ
クの並び方向へ移動しても入射光束は対物レンズＩ１１
によってケラレることはない。 以、Ｌのように、本光ヘッドでは、アパーチャ１６で制
限された光を用いて、半導体レーザの発光量制御及び情
報の記録、両生を行なうため、半導体レーザの特性がど
う変化しても、無偏光ビームスプリッタＩＩで分割され
た２光束内の情報はまったく同じであるから、発光ｔ１
制御用センサ１５１、での光量と光カード１０１上での
光量のｈいのりニアリディは良好であり、より安定した
半導体レーザの発光Ｖ制御とカード面での一定光かの照
射を保証できる。 尚、アパーチャは最小有効光束径を決めるものであれば
良く、コリメータレンズの外径または、半導体レーザ外
装の光出射口であってもかまわない。 本発明に係る史なる実施例を第３図に示す。第３図の実
施例において、第１図と略同じ部材には同一の番号が付
してあり、３０は光束を分割する回折格子、３６は該回
折格子の前に置かれたアパーチャ、３！は複数光束に対
応した情報再生用センサ、４０は集光レンズ、４１は複
数光束に対応した発光量制御用センサである。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、オート
トラッキング制御に回折格子３０を用いた：３ビーム法
を用いる点にある。 情報肉牛用センサ３１には第４図に示すように情報μｉ
生並びにオートフォーカス制御のための四分割された受
光部２１とオートトラッキング制御のための２つの受光
部３２．３３とが存在し、受光部３２と３３との出力の
差を用いてオートトラッキング制御を行なう。 本実施例においては、アパーチャ３６はコリメータレン
ズ＋０９と回折格子３０の間に位置している。本実施例
でも第１の実施例と同様の効果が得られることは云うま
でもない。 但し、本実施例では、回折格子３０によって発生ずる±
１次回折光は、回折格Ｊ’３０で決まる回ＪＪｉ角で拡
がるため、発光量制御用センサ４１の受光部面積は大き
いものが要求されるが、その人きさは応答速度との関係
で制限されてしまう。そこで、集光レンズ４０にて発光
；４制御用センサ４１に０次及び±１次回折光を集光し
受光する構成であると効果は向上する。 第１図及び第３図に示す２つの実施例において、″Ｐ−
専体専一レーザ光量制御用センサ１５，４１それぞれを
入射光束に対し傾けることにより、史なる効果が得られ
る。 それぞれ該センサ１５．４１を傾けた目的は、該センサ
１５．４＋の受光面及びカバーガラス等からの表面反射
光が、再び無偏光ビームスプリッタ１１で半導体レーザ
１０８と情報再生用センサ１４．３１の２方向に分割さ
れそれぞれの光束が゛１′−導体レーザ１０８と情報両
生用センサ１４．３１へ入射することによる半導体レー
ザ１０８の発光状態の悪化と情報再生用センサ１４．３
１の再生信号の品位の低下を防ＩＬするためである。 発光量制御用センサ１５．４１の傾き角度は、詠センサ
１５．４１の表面反射光が情報１り牛用センサ１４．３
１の受光部へ入射しない程度とずる。これにより、半導
体レーザの発光量制御ばかりでなく、オートフォーカシ
ングサーボ、オートトラッキングサーボ、再生信号処理
等をより安定にかつ正確に行なえる。 ［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように、本発明の光ヘッドによれ
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
量を制御可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図は本発明の光へ・ソドの第１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ｒ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図は第２実施例のセンサの様子を示す図である。 第５図は光カード記録再生装ｊ６を説明するための図で
ある。 第６図は光カードを説明する為の図である。 １−・・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・−ＣＰＬｌ、Ｉｌ−・無
偏光ビームスプリッタ、！２・・・球面レンズ、１３・
・・円筒レンズ、１４・・・情報再生用センサ、１５・
・・発光］ｉ制制御上センサ１６・・・アパーチャ、＋
０１・・・光カード、１０８・・・半導体レーザ、１０
９・・・コリメータレンズ、１１１・・・対物レンズ。 代理人　　弁理士　山　Ｆ　穣　十 第１図 第２図 区 寸 瞭

Claims (3)

【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ー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、該第１
   のセンサへの入射光束及び、光学的情報記録媒体に照さ
   れる光束は、同一の開口制限手段によって制限された光
   束であることを特徴とする光ヘッド。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の光ヘッドにおいて、
   前記開口制限手段によって最小有効光束径が決定される
   ことを特徴とする光ヘッド。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の光ヘッドにおいて、
   前記開口制限手段は、前記半導体レーザと前記無偏光ビ
   ームスプリッタの間に設けられていることを特徴とする
   光ヘッド。