JPH029021A - Optical head device - Google Patents

Optical head device

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JPH029021A
JPH029021A JP15811388A JP15811388A JPH029021A JP H029021 A JPH029021 A JP H029021A JP 15811388 A JP15811388 A JP 15811388A JP 15811388 A JP15811388 A JP 15811388A JP H029021 A JPH029021 A JP H029021A
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JP
Japan
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light
light source
grating lens
lens
optical head
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Application number
JP15811388A
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Japanese (ja)
Inventor
Akitomo Oba
昭知 大場
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH029021A publication Critical patent/JPH029021A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the wavelength fluctuation of a light source and the influence to be caused by the deformation of a light spot and to decrease the focusing shift by diffracting and separating reflected light generated from a recording medium from an optical axis of an image forming lens by a grating lens, placing a parting of a four-division photodetector in parallel to the diffracted direction, and selecting a distance to the grating lens. CONSTITUTION:A grating lens 25 diffracts and separates a laser reflected light beam of a disk 4 along the track direction 6 from an optical axis of an image forming lens 3. Subsequently, a four-division photodetector 9 is placed between focal lines 10, 11 to which an astigmatism light 5 is orthogonal. Next, by selecting a distance extending from a semiconductor laser 1 to the grating lens 25, a focusing shift generated by the wavelength fluctuation of the semiconductor is minimized. According to such constitution, against the wavelength fluctuation of a light source, a small light spot deformation and the focusing shift are decreased remarkably, and its shift is extremely small and can be reduced to <=0.24mum when the wavelength fluctuation is 10nm.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ヘッド装置、いわゆる光ディスク、ディジ
タルオーディオディスク、ビデオディスクなどの記録再
生に用いる光ヘッド装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical head device, which is used for recording and reproducing so-called optical discs, digital audio discs, video discs, and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、光ヘッド装置には、種々の構成のものがあるが、
その一つに格子レンズを用いたものがある。この構成の
光ヘッド装置は、ハーフプリズムや偏向ビームスプリッ
タプリズムを用いないでも情報光の取り出しが可能なも
のであり、例えば、光源である半導体レーザと、半導体
レーザの放射光を、記録媒体としての光ディスクに収束
する結像レンズと、光デイスク面からの反射光を4分割
光検出器に導く格子レンズとから構成することができる
Conventionally, there are various configurations of optical head devices.
One of them uses a grating lens. An optical head device with this configuration is capable of extracting information light without using a half prism or a deflection beam splitter prism. It can be composed of an imaging lens that converges on the optical disk and a grating lens that guides reflected light from the optical disk surface to a four-split photodetector.

前記のようなプリズムを使用しないで済むのは、次のよ
うなことからである。すなわち、格子レンズから出射す
る光には1次回折光の他に格子レンズを直接透過した0
次回折光がある。そこで、この格子レンズを前述の如く
半導体レーザ光源と結像レンズの間に配置し、半導体レ
ーザからディスク面に行く光に対しては、0次回折光を
用いると、単に格子レンズの基板の厚さに等しい透明液
が挿入されたのと同じになる。
The reason why it is not necessary to use the prism as described above is as follows. In other words, the light emitted from the grating lens includes, in addition to the first-order diffracted light, the 0 light that directly passed through the grating lens.
There is a second diffracted light. Therefore, if this grating lens is placed between the semiconductor laser light source and the imaging lens as described above, and the 0th order diffracted light is used for the light that goes from the semiconductor laser to the disk surface, the thickness of the substrate of the grating lens will simply be used. It will be the same as if a transparent liquid equal to is inserted.

一方、ディスク面からの反射光に対しては、1次回折光
を用いるとハーフプリズムや、偏向ビームスプリッタプ
リズムを用いることなく情報光を光軸外に取り出すこと
ができる。すなわち、格子レンズはビームスプリッタと
して作用することになるのである。
On the other hand, for the reflected light from the disk surface, if first-order diffracted light is used, the information light can be extracted off the optical axis without using a half prism or a deflection beam splitter prism. In other words, the grating lens acts as a beam splitter.

このようにして、光源、結像レンズ、格子レンズ、4分
割光検出器によって光ヘッド装置を構成することができ
、上述のように光軸外に取り出した1次回折光としての
情報光から信号の他制開信号をも得るようにする。すな
わち、情報光から信号の他、焦点誤差信号、トラッキン
グ誤差信号も取り出し、これら検出誤差信号を用いて焦
点(フォーカス)制御等を行う。焦点誤差検出手段にも
、種々の方式によるものがある。非点収差法によるもの
は、その−例である。この非点収差法の焦点誤差検出手
段では、収束球面波を、非点収差を有する収束波面に変
換する格子レンズを使用し、これと4分割光検出器とか
ら構成されている。
In this way, an optical head device can be configured by a light source, an imaging lens, a grating lens, and a 4-split photodetector, and as described above, a signal is generated from the information light as the first-order diffracted light extracted off the optical axis. Make it possible to obtain other brake signals as well. That is, in addition to signals, a focus error signal and a tracking error signal are also extracted from the information light, and these detection error signals are used to perform focus control and the like. There are also various types of focus error detection means. An example is one based on the astigmatism method. The focus error detection means of this astigmatism method uses a grating lens that converts a convergent spherical wave into a convergent wavefront having astigmatism, and is composed of a grating lens and a 4-split photodetector.

この場合の格子レンズは、半導体レーザからの発散光と
非点収差を有する発散波面の干渉パターンで構成される
The grating lens in this case is composed of an interference pattern of diverging light from a semiconductor laser and a diverging wavefront having astigmatism.

上述の焦点誤差検出手段を採用する光ヘッド装置におい
て、焦点誤差信号、更には再生信号は、次のようにして
得られる。
In an optical head device that employs the above-described focus error detection means, a focus error signal and further a reproduction signal are obtained as follows.

4分割光検出器は、第5図に示すように、各素子12〜
15によって検出面が形成されている。符号16、17
は分割線を示している。光デイスク面からの反射光は、
結像レンズで結像され、格子レンズにより光軸外に分離
され、非点収差となり、4分割光検出器の前後に互いに
直交する前側焦線と後側焦線を形成する。前側焦線と後
側焦線の間の4分割光検出器上では、第5図(b)に示
すように円形ビームが形成される。結像レンズにディス
ク面が近づいた時は、2本の直交する焦線は後方にずれ
て、光検出器上のビームは、第5図(a)に示すような
楕円となり、逆にディスク面が遠ざかる場合には、2本
の直交する焦線は前方にずれて、第5図(c)に示すよ
うな楕円となる。そこで、4分割光検出器の各素子12
〜15の出力電圧をV(12) 〜V (15)とする
と、V (12)  +V (14)−V (13) 
−V (15)の信号を検出することで、焦点誤差信号
が得られる。
As shown in FIG.
15 forms a detection surface. Code 16, 17
indicates a dividing line. The reflected light from the optical disk surface is
The image is formed by the imaging lens and separated off the optical axis by the grating lens, resulting in astigmatism and forming a front focal line and a rear focal line orthogonal to each other at the front and rear of the 4-split photodetector. A circular beam is formed on the four-split photodetector between the front focal line and the rear focal line, as shown in FIG. 5(b). When the disk surface approaches the imaging lens, the two orthogonal focal lines shift backward, and the beam on the photodetector becomes an ellipse as shown in Figure 5(a); When the two orthogonal focal lines move away from each other, the two orthogonal focal lines shift forward, forming an ellipse as shown in FIG. 5(c). Therefore, each element 12 of the 4-split photodetector
If the output voltage of ~15 is V (12) ~V (15), then V (12) +V (14) - V (13)
A focus error signal is obtained by detecting the signal of -V (15).

このようにして焦点誤差信号を検出することができ、ま
た、ディスクからの再生信号は、4分割光検出器の光量
の総和であるV (12) +V (13)+V (1
4) +V (15)をとることにより検出することが
できる。
In this way, the focus error signal can be detected, and the reproduced signal from the disk is V (12) +V (13) +V (1
4) Can be detected by taking +V (15).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、この種の格子レンズを用いる光ヘッド装置で
は、使用光源の波長変動により生じるフォーカス・オフ
セットが問題であり、かかる光ヘッド装置を実用化する
上でこれがネックとなる。
By the way, in optical head devices using this type of grating lens, focus offset caused by wavelength fluctuations of the light source used is a problem, and this becomes a bottleneck in putting such optical head devices into practical use.

すなわち、この種の光ヘッド装置の実用可能なフォーカ
ス・オフセントの許容値は、例えば具体的には、5μm
程度である。また、一般に、温度に対しては20℃を中
心に±40℃の範囲内で動作する必要がある。一方、半
導体レーザを光源とする場合、半導体レーザの温度に対
する発振披裂の変動量は、通常、中心温度20°Cで約
4.5nm/20℃である。つまり、上記の2つの条件
より、フォーカス・オフセットは約10nmの波長変動
に対し、0.5μm以内である必要がある。しかして、
従来の光ヘッド装置では、5nmの変動に対して、フォ
ーカス・オフセットの許容値0.5μmに達してしまう
ため、実用化は困難であった。
That is, the practical focus offset tolerance of this type of optical head device is, for example, 5 μm.
That's about it. Additionally, in general, it is necessary to operate within a temperature range of ±40°C around 20°C. On the other hand, when a semiconductor laser is used as a light source, the amount of variation in oscillation cracking with respect to the temperature of the semiconductor laser is usually about 4.5 nm/20°C at a center temperature of 20°C. In other words, based on the above two conditions, the focus offset needs to be within 0.5 μm for a wavelength variation of about 10 nm. However,
In the conventional optical head device, the permissible focus offset value reaches 0.5 μm for a variation of 5 nm, making it difficult to put it into practical use.

本発明の目的は、上述の欠点を解消し、フォーカス・オ
フセットを大幅に低減することができ、もって、実用可
能な光ヘッド装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical head device that can eliminate the above-mentioned drawbacks, can significantly reduce focus offset, and is thus practical.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の光ヘッド装置は、 光源と、 光源の像を記録媒体上に絞り込む結像レンズと、光源と
結像レンズとの間に設けられ、前記記録媒体からの反射
光を結像レンズの光軸から前記記録媒体上のトラック方
向に沿って回折分離し、前記反射光を非点収差光に変換
する格子レンズと、前記非点収差光の直交する2本の焦
線の間に配置された4分割光検出器とを有し、 4分割光検出器の分割線を前記回折方向と平行に配置す
ると共に、光源から格子レンズまでの距離を、光源の波
長変動により生ずるフォーカス・オフセットを最小化す
る距離に設定して成ることを特徴としている。
The optical head device of the present invention includes a light source, an imaging lens that focuses an image of the light source onto a recording medium, and is provided between the light source and the imaging lens, and converts light reflected from the recording medium into light from the imaging lens. a grating lens that diffracts and separates the reflected light from the axis along the track direction on the recording medium and converts the reflected light into astigmatic light; and a grating lens that is disposed between two orthogonal focal lines of the astigmatic light. The dividing line of the 4-split photodetector is arranged parallel to the diffraction direction, and the distance from the light source to the grating lens is minimized to minimize focus offset caused by wavelength fluctuations of the light source. The feature is that the distance can be set to

〔作用〕[Effect]

格子レンズによって記録媒体からの反射光を結像レンズ
の光軸から回折分離し、4分割光検出器へ与える場合、
4分割光検出器の分割線を前記回折方向と平行に配置す
ることにより、フォーカス・オフセットを生じにくくす
ることができる上、光源の波長変動により生じるフォー
カス・オフセットを最小化するように、格子レンズまで
の距離を設定することによって、光検出面での光のスポ
ットの変形による影響をも排除でき、フォーカス・オフ
セットの大幅な低減が可能となる。
When the reflected light from the recording medium is diffracted and separated from the optical axis of the imaging lens by a grating lens, and then applied to a 4-split photodetector,
By arranging the dividing line of the 4-split photodetector parallel to the diffraction direction, it is possible to make focus offset less likely to occur, and also to minimize focus offset caused by wavelength fluctuations of the light source. By setting the distance to , it is possible to eliminate the influence of deformation of the light spot on the photodetection surface, making it possible to significantly reduce focus offset.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例装置を示す。本実施例は、光
源として半導体レーザを使用する場合の構成を示してお
り、光ヘッド装置は、半導体レーザ1と、結像レンズ3
と、格子レンズ25と、4分割光検出器9を備えている
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. This embodiment shows a configuration in which a semiconductor laser is used as a light source, and the optical head device includes a semiconductor laser 1 and an imaging lens 3.
, a grating lens 25 , and a four-split photodetector 9 .

半導体レーザ1からは記録媒体であるディスク4に対し
放射ビーム2が出射され、半導体レーザ1の像をディス
ク4上に絞り込む結像レンズ3は、半導体レーザlとデ
ィスク4との間に配されている。
A radiation beam 2 is emitted from the semiconductor laser 1 to a disk 4 which is a recording medium, and an imaging lens 3 that focuses the image of the semiconductor laser 1 onto the disk 4 is arranged between the semiconductor laser 1 and the disk 4. There is.

格子レンズ25は、半導体レーザ1と結像レンズ30間
に設けられている。この格子レンズ25は、ディスク4
からの反射光を、結像レンズ3の光軸からディスク4に
おけるトラック方向6に沿って回折分離し、反射光を図
示のように非点収差光5に変換するためのものであり、
これを用いて再生信号、焦点誤差信号等の検出を行う。
The grating lens 25 is provided between the semiconductor laser 1 and the imaging lens 30. This grating lens 25 is connected to the disk 4
This is for diffracting and separating the reflected light from the imaging lens 3 along the track direction 6 on the disk 4 from the optical axis of the imaging lens 3, and converting the reflected light into astigmatic light 5 as shown in the figure.
This is used to detect reproduction signals, focus error signals, etc.

4分割光検出器9は、図示の如く、非点収差光5の直交
する2本の焦線、すなわち前側焦線10゜後側焦線11
の間に配置される。
As shown in the figure, the four-split photodetector 9 detects two orthogonal focal lines of the astigmatic light 5, that is, a front focal line 10° and a rear focal line 11.
placed between.

4分割光検出器9自体の構成は、第5図で示したように
、また、光源である半導体レーザ1の波長変動前後のビ
ームの状態を説明するための第2図にも示すように、4
つの光検出素子12〜15から成り、光検出面は符号1
6.17を付した分割線で示すように4つに分割され、
それぞれビームスポットの照射の割合に応じた出力V 
(12)〜V (15)が取り出されるようになってい
る。
The configuration of the 4-split photodetector 9 itself is as shown in FIG. 5, and as shown in FIG. 4
It consists of two photodetecting elements 12 to 15, and the photodetecting surface is numbered 1.
6. Divided into four parts as shown by the dividing line marked 17,
Output V according to the irradiation ratio of each beam spot
(12) to V (15) are taken out.

再生信号、焦点誤差信号の検出方法としては、基本的に
は、既述した方法によるものであってよい。
The method for detecting the reproduced signal and the focus error signal may basically be the method described above.

すなわち、再生信号に関しては、各素子12〜15から
の出力の総和V (12) +V (13) +V (
14)+V(15)を再生信号として検出する。
That is, regarding the reproduced signal, the sum of the outputs from each element 12 to 15 V (12) +V (13) +V (
14) Detect +V(15) as a reproduction signal.

また、焦点誤差の検出についても、フォーカス誤差信号
V (12) +V (14) −V (13) −V
 (15)を取り出すことによって行うことができる。
Also, regarding focus error detection, focus error signal V (12) +V (14) -V (13) -V
This can be done by taking out (15).

更に、制御信号の他の一つであるトラッキング誤差信号
の検出方法としても、既知の方式によるものを適用でき
る。
Further, as a method for detecting a tracking error signal, which is another type of control signal, a known method can be applied.

すなわち、トラッキング誤差検出手段にも種々の方式が
あるが、例えば、そのうちの一つの方式としてプッシュ
プル方式をあげることができる。
That is, there are various methods for tracking error detection means, and one of them, for example, is a push-pull method.

かかるプッシュプル方式は、分割形光検出器を使ってデ
ィスク面からの反射光のアンバランスを検出する方法で
、トラックが分割線17と平行な場合は、V (12)
 +V (13) −V (14) −V (15)で
、また、トラックが分割線16と平行な場合は、■(1
2) 十V (15) −V (13) −V (14
)でトラッキング信号が得られる。また、他の方法とし
て、フォーカス誤差信号V (12) +V (14)
 −v (13)−V(15)の信号から、ヘテロダイ
ン法や、時間差法でトラッキング誤差信号を電子回路で
作る方法も適用できる。
This push-pull method uses a split-type photodetector to detect the imbalance of reflected light from the disk surface, and when the track is parallel to the split line 17, V (12)
+V (13) -V (14) -V (15), and if the track is parallel to the dividing line 16, ■(1
2) 10V (15) -V (13) -V (14
) the tracking signal can be obtained. In addition, as another method, focus error signal V (12) +V (14)
-v(13)-V(15) A method of generating a tracking error signal using an electronic circuit using a heterodyne method or a time difference method from the signal of -V(15) can also be applied.

4分割光検出器9については、4分割光検出器9の分割
線を格子レンズ25による回折分離の場合の回折方向と
平行に配置するように設置されており、かつ、格子レン
ズ25に関しては、半導体レーザ1の波長変動により生
ずるフォーカス・オフセットを最小化するように、半導
体レーザ1から格子レンズ25までの距離が設定されて
いる。
The 4-split photodetector 9 is installed so that the dividing line of the 4-split photodetector 9 is arranged parallel to the diffraction direction in the case of diffraction separation by the grating lens 25, and regarding the grating lens 25, The distance from the semiconductor laser 1 to the grating lens 25 is set so as to minimize the focus offset caused by wavelength fluctuations of the semiconductor laser 1.

このように、本実施例は、光源としての半導体レーザ1
と、光源の像を記録媒体であるディスク4上に絞り込む
結像レンズ3と、光源と結像レンズ3の間に設けられ、
記録媒体からの反射光を結像レンズ3の光軸から記録媒
体上のトラック方向6に沿って回折分離し、反射光を非
点収差光5に変換する格子レンズ25と、非点収差光5
の直交する2本の焦線10.11の間に配置された4分
割光検出器9から構成された光ヘッド装置において、4
分割光検出器9の分割線を前記回折方向と平行に配置し
、かつ、格子レンズ25においては、光源の波長変動に
より生じるフォーカス・オフセントを最小化するように
、光源から格子レンズ25までの距離を最適に設定しで
ある。
In this way, this embodiment uses the semiconductor laser 1 as a light source.
, an imaging lens 3 that focuses the image of the light source onto a disk 4 which is a recording medium, and an imaging lens 3 provided between the light source and the imaging lens 3,
A grating lens 25 that diffracts and separates the reflected light from the recording medium from the optical axis of the imaging lens 3 along the track direction 6 on the recording medium and converts the reflected light into astigmatic light 5;
In an optical head device composed of a four-split photodetector 9 arranged between two orthogonal focal lines 10 and 11,
The distance from the light source to the grating lens 25 is set so that the dividing line of the split photodetector 9 is arranged parallel to the diffraction direction, and in the grating lens 25, the focus offset caused by the wavelength fluctuation of the light source is minimized. is set optimally.

前記構成の光ヘッド装置では、フォーカス・オフセット
の大幅な低減が可能であり、実用上、フォーカス・オフ
セットが0.5μm程度の値が要求される場合でも、こ
れに十分応えることができ、半導体レーザ1の波長変動
が10nmのときにはフォーカス・オフセットを0.2
4μm以下程度のものとすることができる。
The optical head device with the above configuration can significantly reduce the focus offset, and even if a focus offset of about 0.5 μm is required in practice, it can fully meet this requirement, and is suitable for semiconductor lasers. When the wavelength variation of 1 is 10 nm, the focus offset is set to 0.2.
The thickness can be approximately 4 μm or less.

これは、下記のような点に着目したものである。This focuses on the following points.

使用光源の波長変動により生じるフォーカス・オフセッ
トは、ビームスポットの移動と、わずかな変形が原因で
ある。前者の原因は光検出器9の分割線の方向と回折光
の移動方向を一致させることにより解消することができ
る。
Focus offsets caused by wavelength variations in the light source used are caused by movement and slight deformation of the beam spot. The former cause can be eliminated by matching the direction of the dividing line of the photodetector 9 with the moving direction of the diffracted light.

すなわち、格子レンズを用いた光ヘッド装置の場合、光
源の波長変動に対して、1次回折光の光軸からの回折角
度がわずかに変化するため、光検出器上のビームスポッ
トは、わずかに移動及び変形し、フォーカス・オフセン
トを生ずることとなる。
In other words, in the case of an optical head device using a grating lens, the diffraction angle of the first-order diffracted light from the optical axis changes slightly as the wavelength of the light source changes, so the beam spot on the photodetector moves slightly. and deformation, resulting in focus offset.

このため、第1図の光ヘッド装置においては、次のよう
な対策を採用している。
For this reason, the following measures are adopted in the optical head device shown in FIG.

すなわち、第2図(a)は、オン・フォーカス4J[で
の光検出器9上でのビームスポットを示しているが、こ
の場合、焦点誤差信号は上述した如(,4分割光検出器
9上の対角成分の和V (12)+V(15)とv (
13) +v (14)との差、すなわちV (12)
 十V (15) −V (13) −V (14)で
あるから、第2図(b)に示すように、波長変動により
生ずるビームスポットの移動方向と光検出器の分割線を
一致させた場合、焦点誤差信号はほとんど変化しない。
That is, FIG. 2(a) shows the beam spot on the photodetector 9 at the on-focus 4J[, but in this case, the focus error signal is The sum of the upper diagonal components V (12) + V (15) and v (
13) The difference from +v (14), that is, V (12)
10V (15) -V (13) -V (14) Therefore, as shown in Fig. 2(b), the moving direction of the beam spot caused by wavelength fluctuation is aligned with the dividing line of the photodetector. In this case, the focus error signal hardly changes.

また、ここで、ビームスポットの移動方向は、回折光の
光軸からの回折分離方向と一致するため、この回折分離
方向と分割線の方向を一致させることにより、フォーカ
ス・オフセットを生じにく(することができるのである
。さらに、この分割線の方向をトラック方向と一致させ
ることにより、トラックオフセットを生じないようにす
ることもできる。
In addition, since the moving direction of the beam spot coincides with the diffraction separation direction from the optical axis of the diffracted light, by matching this diffraction separation direction and the direction of the dividing line, focus offset is prevented ( Further, by making the direction of this dividing line coincide with the track direction, it is possible to prevent track offset from occurring.

このようにして、前者の原因、すなわちビームスポット
の移動に起因するフォーカス・オフセットの軽減が可能
である。
In this way, it is possible to reduce the former cause, that is, the focus offset caused by the movement of the beam spot.

第1図の光ヘッド装置においては、更に上記に加えて、
後者の原因、すなわち変形に起因するフォーカス・オフ
セットをも軽減し、フォーカス・オフセントを大幅に低
減させている。
In addition to the above, the optical head device shown in FIG.
The latter cause, that is, focus offset caused by deformation, is also reduced, and focus offset is significantly reduced.

すなわち、上述したようなビームスポットの移動に起因
するフォーカス・オフセットを防止するだけでは、フォ
ーカス・オフセットを実用可能な値にまで低減するには
十分ではない。そこで本発明者は、前述のような格子レ
ンズ25を使用した場合における次のようなフォーカス
・オフセントの光源と格子レンズ25間の距離に対する
依存性があることを見い出し、格子レンズ25を用いた
前記光ヘッド装置の構成の上に、さらに格子レンズ25
を最適に設計することによりフォーカス・オフセントを
実用可能な値にまで低減させる構成を採ることとしたも
のである。
That is, simply preventing the focus offset caused by the movement of the beam spot as described above is not sufficient to reduce the focus offset to a practical value. Therefore, the inventor of the present invention found that the following focus offset depends on the distance between the light source and the grating lens 25 when the grating lens 25 as described above is used. In addition to the structure of the optical head device, a grating lens 25 is also provided.
We have decided to adopt a configuration that reduces focus offset to a practical value by optimally designing.

すなわち、第1図の格子レンズ25は、光源である半導
体レーザ1からの球面波と非点収差光との干渉パターン
より形成するので、この格子レンズ25により変換され
る非点収差光5の波動変動によるビーム形の変形は、格
子レンズ25がら光源である半導体レーザ1までの距離
dLIllに依存し、このdLDによってフォーカス・
オフセットも変化する。
That is, since the grating lens 25 in FIG. 1 is formed from the interference pattern of the spherical wave from the semiconductor laser 1 which is the light source and the astigmatic light, the wave of the astigmatic light 5 converted by the grating lens 25 is The deformation of the beam shape due to the fluctuation depends on the distance dLIll from the grating lens 25 to the semiconductor laser 1, which is the light source, and this dLD determines the focus.
The offset also changes.

−例として、第3図は、フォーカス・オフセットの光源
と格子レンズ間の距離dLDに対する依存性を示した図
である。なお、この図は、波長変動が5nmの場合であ
る。この第3図に示されるように、dLoが14.8m
m付近でフォーカス・オフセントがゼロ近くになる。す
なわち、フォーカス・オフセントが最小化されることが
分かる。
- As an example, FIG. 3 shows the dependence of the focus offset on the distance dLD between the light source and the grating lens. Note that this figure is for a case where the wavelength variation is 5 nm. As shown in Figure 3, dLo is 14.8m
The focus offset becomes close to zero near m. That is, it can be seen that the focus offset is minimized.

このように、本発明に従う光ヘッド装置では、既述した
後者の原因、すなわちビーム形の変形によるフォーカス
・オフセットをもdLDを最適化することにより、低減
できることを利用したものであり、以下は、最適化した
dLDの10nmにわたる波長変動に対するフォーカス
・オフセットについての実験例である。
As described above, the optical head device according to the present invention takes advantage of the fact that the latter cause mentioned above, that is, the focus offset due to beam shape deformation, can be reduced by optimizing dLD. This is an experimental example of focus offset for wavelength variation over 10 nm of an optimized dLD.

すなわち、第4図は、格子レンズ25と光源との距離d
LDを最適化して設計した格子レンズ25.(dLD=
16.5mm)と、最適化せずに設計した格子レンズ(
d LD = 16.5m m)の波長変動によるフォ
ーカス・オフセットを示した図である。第4図により、
dlllを最適化することにより、フォーカス・オフセ
ットを10nmの波長変動に対して0.24μm以下と
でき、実用可能とすることができることが確認された。
That is, FIG. 4 shows the distance d between the grating lens 25 and the light source.
Lattice lens designed by optimizing LD25. (dLD=
16.5mm) and a grating lens designed without optimization (
d LD = 16.5 mm) is a diagram showing focus offset due to wavelength variation. According to Figure 4,
It was confirmed that by optimizing dllll, the focus offset could be reduced to 0.24 μm or less for a wavelength variation of 10 nm, making it practical.

このようにして、本光ヘッド装置は、この種の格子レン
ズを用いた装置において、格子レンズの設計パラメータ
を更に1つだけ変えることにより、フォーカス・オフセ
ットを大幅に低減することができる。
In this way, the present optical head device can significantly reduce focus offset in a device using this type of grating lens by further changing only one design parameter of the grating lens.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、フォーカス・オ
フセットを大幅に低減することができ、フォーカス・オ
フセットが極めて小さく、しかも既述したような利点を
有する格子レンズを用いた形式の光ヘッド装置を容易に
実用化することが可能となる。
As explained above, according to the present invention, an optical head device using a grating lens that can significantly reduce focus offset, has extremely small focus offset, and has the advantages described above. can be easily put into practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の光ヘッド装置の一実施例を示す図、 第2図は光ヘッド装置の4分割光検出器上の光源の波長
変動前後のビームの状態を説明するための図、 第3図は本発明の説明に供するための光源から格子レン
ズまでの設計距離に対する依存性を示した図、 第4図は本発明の説明に供するための光ヘッド装置の波
長変動によるフォーカス・オフセットの特性を示す図、 第5図は4分割光検出器上の光のビームの状態を説明す
るための図である。 ■・・・・・半導体レーザ 2・・・・・放射ビーム 3・・・・・結像レンズ 4・・・・・ディスク(ディスク@) 5・・・・・非点収差光 6・・・・・トラック方向 9・・・・・4分割光検出器 10・・・・・前側焦線 11・・・・・後側焦線 12〜15・・・光検出素子 16、17・・・分割線 25・・・・・格子レンズ
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the optical head device of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the state of the beam before and after wavelength variation of the light source on the four-split photodetector of the optical head device. Figure 3 is a diagram showing the dependence on the design distance from the light source to the grating lens for explaining the present invention, and Figure 4 is a diagram showing the dependence of focus offset due to wavelength fluctuation of the optical head device for explaining the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating the state of the light beam on the four-split photodetector. ■...Semiconductor laser 2...Radiation beam 3...Imaging lens 4...Disk (disk@) 5...Astigmatism light 6... ...Track direction 9...Four division photodetector 10...Front focal line 11...Back focal line 12-15...Photodetection elements 16, 17...Division Line 25... Lattice lens

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源と、 光源の像を記録媒体上に絞り込む結像レンズと、光源と
結像レンズとの間に設けられ、前記記録媒体からの反射
光を結像レンズの光軸から前記記録媒体上のトラック方
向に沿って回折分離し、前記反射光を非点収差光に変換
する格子レンズと、前記非点収差光の直交する2本の焦
線の間に配置された4分割光検出器とを有し、 4分割光検出器の分割線を前記回折方向と平行に配置す
ると共に、光源から格子レンズまでの距離を、光源の波
長変動により生ずるフォーカス・オフセットを最小化す
る距離に設定して成ることを特徴とする光ヘッド装置。
(1) A light source, an imaging lens that focuses an image of the light source onto a recording medium, and is provided between the light source and the imaging lens, and directs the reflected light from the recording medium from the optical axis of the imaging lens to the recording medium. a grating lens that diffracts and separates the reflected light along the upper track direction and converts the reflected light into astigmatic light; and a 4-split photodetector disposed between two orthogonal focal lines of the astigmatic light. The dividing line of the 4-split photodetector is arranged parallel to the diffraction direction, and the distance from the light source to the grating lens is set to a distance that minimizes the focus offset caused by wavelength fluctuations of the light source. An optical head device characterized by comprising:
JP15811388A 1988-06-28 1988-06-28 Optical head device Pending JPH029021A (en)

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