JPH04139624A

JPH04139624A - 光学ヘッドとその調整方法

Info

Publication number: JPH04139624A
Application number: JP2261848A
Authority: JP
Inventors: Masami Miyoshi; 三好　雅巳
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1992-05-13
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JP2835778B2

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】〔概要〕光デイスク装置において、光ディスクからのデータの読
み出し／書き込みを行う光学ヘッドと、その調整方法に
関し、レーザ発光素子の光軸と光学系の光軸とを一致できるよ
うにすることによって、オフトラックが少ない光学ヘッ
ドを安価に実現することを目的とし、レーザ発光素子と光学素子とを組み合わせて成る光学ヘ
ッドにおいて、光学素子の光軸に対して、レーザ発光素
子の光軸方向を可変可能に取り付けて成るよう構成する
。

そして、レーザビームの光量分布の最大点を、光学素子
の光軸と一致させるよう調整する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ＣＤ　（ＣＯＭＰＡＣＴ　ＤＩＳＫ）やり、
Ｄ　（ＬＡＳＥｌｉＤＩＳＫ）　、ＯＤ３（ＯＰＴＩＣ
ＡＬ　ＤＩＧＩＴＡＬ　ＤＡＴＡ　ＤＩＳＫ）等を記録
媒体として使用する光デイスク装置において、光ディス
クからのデータの読み出し／書き込みを行う光学ヘッド
と、その調整方法に関する。

光ディスクとの間において行うデータの読み出し／書き
込みは、コヒーレント特性を有するレーザ光を用いて行
っている。しかも、光ディスクのトレースは、ビーム径
が１μｍオーダーのレーザビームによって行っている。

したがって、データの書き込み／読み出しを行う光学ヘ
ッドの光学系には、高い光学処理精度が必要である。

そのため、光学処理精度の高い光学ヘットが求められて
いる。

［従来の技術］最初に、光学ヘッドの概要を説明する。

第４図は、光学ヘッドの全容を説明する図で、（ａ）は
平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ｂ）の
Ａ−Ａ断面図、である。

すなわち、光学ヘッド１は、Ｌ　Ｄ　（ＬＡＳＥ［ｌ　
　ＤＩＯＤＥ）２のレーザ光を光学的に処理し、ビーム
出射部３から光ディスクに向けてレーザビームを照射す
る仕組である。

他方、ＬＤ　　２は、固定板５とｘ−ｙ調整／固定ネジ
６ａ　、　６ｂによってヘッドベース４に取り付けてい
る。

第５図は、光学ヘッドの概要を説明するプロ。

り図、である。

すなわち、光ビーム電＃７よりレーザ発振電力の供給を
受けてＬＤ　　２がレーザ発振し、１ＬＤ２から出射す
る直線偏向のレーザ光をコリメータレンズ８で平行光に
変換する。

そして、アナモルフィックプリズム９で真円のレーザビ
ームに変換し、ビームスプリンタ１０を透過して対物レ
ンズ１１で光ディスク１２に集束する。

他方、光ディスク１２からの反射光は、光デイスク１２
上の記録データに応じて強度が変化し、対物レンズ１１
で平行光に変換した後、ビームスプリッタ１０でハーフ
ミラ−１３側へ反射され、該ノｈ−フミラーとレンズ１
４ａ、　１４ｂを介して光検知器１５．１６に入射する
。

そして、光検知器１５から記録データに対応する主信号
１７を得る。また、光検知器１６から光ディスクのトレ
ースに関するサーボ信号１８を得る。

尚、光ディスク１２からの反射光は、、該光ディスクの
種類によって強度変化を受ける場合や偏向面の回転を受
ける場合等があり、それらによって、光学ヘッドの処理
系も若干界なる。

次に、ＬＤとコリメータレンズの調整について説明する
。

第６図は、ＬＤを光学ヘッドに取り付けた際の調整を説
明する斜視図、である。

ＬＤ　　２を光学ヘッドに取り付ける場合は、該ＬＤ　
　２の基準面１９をレーザ光の出射方向の基準として取
り付ける。すなわち、レーザ光は基準面１９に対して垂
直方向に出射する。

そして、光学系の光軸２５とＬＤ　　２の発光点２７と
が一致するようにｉＬＤ　　２を図上のＸ方向とＹ方向
とに位置調整する。その結果、光学系の光軸２５とり、
Ｄ２の光軸とが一致する。

他方、コリメータレンズ８を図上Ｘ方向に位置調整する
ことによって、該コリメータレンズ８から図上の上方向
に出射するレーザ光を光学系の光軸２５と平行のビーム
光にする。すなわち、平行ビーム光が得られる場合は、
コリメータレンズ８の焦点位置にＬＤ　　２の発光点２
７が位置する場合である。

次に、光デイスク装置のトラッキングサーボについて説
明する。

第７図は、プッシュプル法によるオフトラック検出方法
を説明する図で、（ａ）はオントランク状態を説明する
図、（ｂ）　（ｃ）はオフトラック状態を説明する図、
である。

すなわち、光ディスク１２のピット２０にレーザビーム
照射した際に、その反射光の強度分布２１ａ２１ｂ、２
１ｃを光検知器１６Ａ、　１６Ｂで検知し、レーザビー
ムのトラッキング状態を検出する方法である。

第７図（ａ）はオントラック状態にあり、光検知器１６
Ａ、　１６Ｂの検知出力信号が同一となる。したがって
、差動増幅器２３の出力電圧ｅ０は０（ゼロ）である。

第７図（ｂ）は、レーザビームが図上右側にオフトラッ
クした場合であり、光検知器１６Ａの検知出力信号の大
きさが光検知Ｗ１６Ｂの検知出力信号の大きさよりも大
きくなる。したがって、差動増幅器２３の出力電圧ｅ０
は−（マイナス）出力となる。

第７図（ｃ）は、レーザビームが図上左側にオフトラッ
クした場合であり、光検知器１６Ａの検知出力信号の大
きさよりも光検知器１６Ｂの検知出力信号の大きさが大
きくなる。したがって、差動増幅器２３の出力電圧ｅ０
は±（プラス）出力となる。

すなわち、差動増幅器２３の出力電圧からレーザビーム
のトラッキング状態を知ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、光ディスク１２のビット２０に照射するレーザ
ビームの強度分布が、光学系の光軸に対して非対称であ
る場合は、該レーザビームのトランキングエラーを生じ
る問題がある。

特に、レーザビームの強度分布の非対称性が光ディスク
の半径方向に生じる場合に、トランキングエラーが発生
し問題となる。

第８図は、ＬＤの光軸誤差がトラッキングに与える影響
を説明する図で、（ａ）は光学系の光軸とＬＤの光軸と
が一致している場合のレーザビームの光量分布を説明す
る回、（ｂ）は（ａ）のトラック検出結果を説明する図
、（ｃ）は光学系の光軸に対しＬＤの光軸方向が不一致
の場合のレーザビームの光量分布を説明する図、（ｄ）
は（ｃ）のトラック検出結果を説明する図、である。

すなわち、第８図（ａ）に示すように、ＬＤ　　２の光
軸２６が基準面１９に対して垂直である場合は、ＬＤ　
　２の光軸２６と光学系の光軸２５とが一致し、レーザ
ビームの光量分布２４は光学系の光軸２５をピークとし
て対称に分布する。

したがって、第８図（ｂ）に示すように、光ディスク１
２のビット２０から得られる反射光の強度分布２１ａは
、光検知器１６Ａと光検知器１６Ｂとで等しくなり、差
動増幅器２３の出力電圧ｅ０は０（ゼロ）となる。

他方、第８図（ｃ）に示すように、ＬＤ２ａの光軸２６
ａが基準面１９に対して傾いている場合は、ＬＤ　　２
ａの光軸２６ａと光学系の光軸２５との間に△θの方向
誤差を生じ、ＬＤ２ａから出射するレーザ光は該ＬＤ２
ａの光軸２６ａ方向へ最も強（出射される為、レーザビ
ームの光量分布２４ａのピーク位置が光学系の光軸２５
から逸れ、光学系の光軸２５に対して非対称に分布する
。

したがって、第８図（ｄ）に示すように、レーザビーム
が光ディスク１２のビット２０にオントラックしている
にも係わらず、該ビット２０から得られる反射光の強度
分布２１ｄは、光検知器ｉ６Ａの検知出力信号の大きさ
よりも光検知器１６Ｂの検知出力信号の大きさが大きく
なる。

そのため、差動増幅器２３の出力電圧ｅ０は＋（プラス
）出力となり、オフトランク状態を示す。

その結果、トラッキングサーボ回路がレーザビーム位置
の補正を行い、図上で示せばビット２ｏの右側にオフト
ラックさせることになる。

尚、ＬＤ２ａの光軸２６ａが基準面１９に対して傾く理
由は、レーザダイオードの半導体チップをパッケージに
ポンディングする場合に方向誤差を生じるためであり、
例えば、角度にして２〜３°程度の許容偏差を有してい
る。

また、ＬＤ２ａの光軸２６ａの傾き許容偏差を小さくす
ることも可能であるが、その場合、ＬＤの製造コストが
極端に高くなる。そのため、光デイスク装置のコスト全
体を押し上げることになる。

本発明の技術的課題は、従来の光学ヘッドにおける以上
のような問題を解消し、ＬＤの光軸と光学系の光軸とを
一致できるようにすることによって、オフトラックが少
ない光学ヘッドを安価に実現することにある。

〔課題を解決するための手段］第１図は、本発明の基本原理を説明する図、である。

本発明は、レーザ発光素子を光学ヘッドに取り付ける際
に、取り付は角度を可変できる構成としたところに特徴
がある。

すなわち、レーザ発光素子２ｂと光学素子８ａとを組み
合わせて成る光学ヘッドにおいて、光学素子８ａの光軸
２５ａに対して、レーザ発光素子２ｂの光軸２６ｂ方向
を可変可能に取り付けて成る光学ヘッドである。

また、前記の光学ヘッドを調整する場合は、レーザ発光
素子２ｂの光軸２６ｂ方向を可変し、レーザビームの光
量分布２４ｂの最大点を、光学素子の光軸２５ａと一致
させる調整方法を採る。

［作用］本発明の光学ヘッドでは、レーザ発光素子２ｂの光軸２
６ｂ方向を可変可能である。

すなわち、レーザ発光素子２ｂの光軸２６ｂが該レーザ
発光素子２ｂの基準面１９に対して傾いている場合であ
っても、該傾きに相当する角度θだけレーザ発光素子２
ｂの取り付は角度を可変することによって、レーザ発光
素子２ｂの光軸２６ｂと光学系の光軸２５ａとを同一方
向に一致させることが可能である。

したがって、レーザ発光素子２ｂから出射するレーザ光
は、光学系の光軸２５ａ方向へ最も強く出射され、該光
学系の光軸２５ａを最大点とする対称的なレーザビーム
の光量分布２４ｂを得ることができる。つまり、レーザ
ビームの光量分布２４ｂの最大点を、光学素子の光軸２
５ａと一致させるように調整すればよいのである。

〔実施例）次に、本発明の光学ヘッドとその調整方法を実際上どの
ように具体化できるかを実施例で説明する。

（１）光学ヘッドの構成第２図は、実施例の光学ヘッドを説明する図で、（ａ）
はＬＤの取り付は部を説明する図でヘッドベースのみを
切断した断面図、（ｂ）は（ａ）の光学ヘッドを図上の
左側面から見た図、である。

すなわち、ＬＤ２ｃをＬＤ固定板２９を用いてＬＤｌ！
整台２整合取り付ける。この際、ＬＤ固定板２９はＬＤ
固定ネジ３０ａ　、　３０ｂで固定する。したがって、
ＬＤ２ｃはＬＤ調整台２８上に完全に固定される。

ＬＤｊ［整合２８は、ｘ−ｙｇｌ整／整定固定ネジ３１
ａ１ｂでヘッドベース４ａに取り付ける。この際、ＬＤ
調整台２８のネジ孔にはクリアランスを設けてあり、Ｂ
　＋、、　Ｄ　ＢＨ整置台２８ヘッドベース４ａに取り
付ける際に、第２図（ｂ）の図上Ｘ軸方向およびＹ軸方
向に移動することが可能である。すなわち、ＬＤ２ｃの
発光点２７を、光学系の光軸２５上に位置させるように
調整することができる。

レーザビームの平行度は、コリメータレンズ８を第２図
（ａ）の図上Ｚ方向に移動させることによって調整する
。すなわち、コリメータレンズ８の焦点位置にＬＤ２ｃ
の発光点２７を位置させるように調整する。尚、該コリ
メータレンズ８の位置調整は、Ｚ軸調整穴３３に治工具
（偏心ドライバー）を挿入して調整する。

Ｙ軸方向すなわち光ディスクの半径方向におけるレーザ
ビームの光量分布の調整は、θ調整ネジ３２で行う。す
なわち、θ調整ふジ３２を回転することによって、ＬＤ
調整台２８の湾曲部３４の湾曲状態が変化し、ＬＤ２ｃ
の向きを光学系の光軸２５に対して可変することができ
る。

尚、θ調整ネジ３２を調整した後の固定は、接着剤また
はダブルナツトで行う。

（２）光軸調整方法第３図は、実施例の光学ヘッドを調整する方法を説明す
るフロック図、である。

すなわち、光学ヘッド１ａから出射されるレーザビーム
を、スクリーン３６側のショートバスとスクリーン３７
例のロングパスとにハーフミラ−３５で分割し、該スク
リーン３６．３７上に現れるビームスポットをＣＣＤ　
（Ｃ）ＩＡＲＧＥ　Ｃ０ＵＰＬＥＤ　ＤＥＶＩＣＥ）　
　カメラ３８３９で撮影する。

そして、ＣＣＤカメラ３８．３９によるビームスポット
の撮影像をＣＲＴ　（ＣＡＴ）ＩＯＤＥ　ＲＡＹ　ＴＩ
ＩＢＥ）モニタ４０．４１で観測する。

尚、前記の光学ヘッド１ａおよびハーフミラ−３５、ス
クリーン３６，３７　、ＣＣＤカメラ３８．３９の光軸
は一致させである。

調整手順は次の通りである。

■レーザビームの平行度調整コリメータレンズ８をＺ軸方向に移動させ、ＣＲＴモニ
タ４０とＣＲＴモニタ４１に観測されるレーザビームの
スポット径が、同じ大きさになるように調整する。

すなわち、ショートパスを経たレーザビームとロングパ
スを経たレーザビームのスポット径が同一径であるなら
ば、該レーザビームは平行光である。尚、この時、ＬＤ
２ｃの発光点２７はコリメータレンズ８の焦点距離と同
じ距離に位置している。

■ビーム位置（発光点）の調整ＬＤＷ整合２８のヘノドベース４ａ上における位置、す
なわちＬＤ２ｃの位置をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動
させ、ＣＲＴモニタ４０およびＣＲＴモニタ４】に観測
されるビームスポットが、ターゲント４２．４３の中心
に位置するように調整する。

すなわち、レーザビームスポットが、両ターゲソＩ−４
２，４３の中心に位置しているならば、ＬＤ２ｃの発光
点２７は光学系の光軸２５上に位置している。

■ＬＤの光軸調整 θ調整ネジ３２を回転させ、ＬＤ２ｃの向きを光学系の
光軸２５に対して可変し、ＣＲＴモニタ４ｏおよびＣＲ
Ｔモニタ４１に観測されるビームスポットの光量を、各
々のＣＲＴモニタ４０．４１において、それぞれ上下方
向で対称の光量分布になるように調整する。

すなわち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における光量分布を
対称にすることによって、ビームスポットの中央位置す
なわち光学系の光軸２５位置において、最も光量が大き
く、かつ、光量分布が対称のレーザビームを得ることが
できる。

以上の手順である。

尚、本実施例の光学ヘッドにおいては、前記■のＬＤの
光軸調整を行うと、ＬＤ２ｃの発光点２７が光学系の光
軸２５から僅かながら逸れるため、再度■のビーム位置
の調整行うと良好な調整結果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、レーザ発光素子を光学ヘ
ッドに取り付ける際に、取り付は角度を可変できる構成
とすることによって、光学ヘッド内の光学系の光軸とレ
ーザ発光素子との光軸とを一致させることができる。

したがって、光学ヘッドから得られるビームスポットの
光量分布は、光学系の光軸に対して対称分布となり、オ
フトラックの少ない光学ヘッドを実現することができる
。

また、レーザ発光素子の光軸偏差に対して、特に厳しい
許容偏差を設定する必要が無い為、低コスト、かつ、低
オフトラックの光学ヘッドを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本原理を説明する関、第２図は、
実施例の光学ヘッドを説明する図で、（ａ）はＬＤの取
り付は部を説明する図でヘソドヘースのみを切断した断
面図、（ｂ）は（ａ）の光学へラドを図上の左側面から
見た図、第３図は、実施例の光学ヘッドを調整する方法を説明す
るブロック図、第４図は、光学ヘッドの全容を説明する図で、（ａ）は
平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ｂ）の
Ａ−Ａ断面図、第５図は、光学ヘッドの概要を説明するブロック図、第６図は、ＬＤを光学ヘッドに取り付けた際の調整を説
明する斜視図、第７図は、ブツシュプル法によるオフトラック検出方法
を説明する図で、（ａ）はオンドラック状態を説明する
図、（ｂ）　（ｃ）はオフトラック状態を説明する図１
、第８図は、ＬＤの光軸誤差がトラッキングに与える影響
を説明する図で、（ａ）は光学系の光軸とＬＤの光軸と
が一致している場合のレーザビームの光量分布を説明す
る図、（ｂ）は（ａ）のトラック検出結果を説明する図
、（ｃ）は光学系の光軸に対しＬＤの光軸方向が不一致
の場合のレーザビームの光量分布を説明する図、（ｄ）
は（ｃ）のトラック検出結果を説明する図、である。図において、Ｌｌａは光学ヘッド、２．２ａ、２ｃはＬ
Ｄ　（ＬＡＳＥＲＤＩＯＤＥ）、２ｂはレーザ発光素子
、３はビーム出射部、４，４ａはヘッドベース、５は固
定板、６ａ、６ｂはＸ−Ｙ調整／固定ネジ、７は光ビー
ム電源、８はコリメータレンズ、８ａは光学素子、９は
アナモルフィックプリズム、１０はビームスプリッタ、
１１は対物レンズ、１２は光ディスク、１３はハーフミ
ラ−１１４ａ、１４ｂはレンズ、１５．１６は光検知器
、１７は主信号、１８はサーボ信号、１９は基準面、２
０はビット、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは反射光
の強度分布、２２は反射光の回折パターン、２３は差動
増幅器、２４゜２４ａ、２４ｂはレーザビームの光量分
布、２５は光学系の光軸、２５ａは光学素子の光軸、２
６．２６ａはＬＤ（ＬＡＳＥＲＤＩＯＤＥ）の光軸、２
６ｂはレーザ発光素子の光軸、２７は発光点、２８はＬ
Ｄ調整台、２９はＬＤ固定板、３０ａ　、　３０ｂはＬ
Ｄ固定ネジ、３１ａ、３１ｂはＸ−Ｙ調整／固定ネジ、
３２はθ調整ネジ、３３はＺ軸調整穴、３４は湾曲部、
３５はハーフミラ−１３６，３７はスクリーン、３８．３９はＣＣＤカメラ、４０はＣＲＴモニタ、はターゲント、をそれぞれ示している。

Claims

【特許請求の範囲】１、レーザ発光素子（２ｂ）と光学素子（８ａ）とを組
み合わせて成る光学ヘッドにおいて、光学素子（８ａ）の光軸（２５ａ）に対して、レーザ発
光素子（２ｂ）の光軸（２６ｂ）方向を可変可能に取り
付けて成ること、を特徴とする光学ヘッド。２、請求項１記載の光学ヘッドにおいて、レーザ発光素子（２ｂ）の光軸（２６ｂ）方向を可変し
、レーザビームの光量分布（２４ｂ）の最大点を、光学
素子の光軸（２５ａ）と一致させること、を特徴とする
光学ヘッドの調整方法。