JPH0421935B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に、反射表面の検出を目的として
構成された干渉性（コヒーレント）放射光の放出
及び受信用の無非点収差光学デイバイス、並びに
該デバイスを装備した記録及び読取ヘツドに関す
るものである。 本発明による光学デイバイスは、半導体タイプ
のレーザ源から発散する光の拡がりを狭めなが
ら、該レーザ源からの光を放射する機能と、オプ
トエレクトロニツク検出手段によつて反射される
光線を受信する機能とを有する。これらの２つの
機能は完全に減結合されたものである。本デイバ
イスは極僅かのエレメントしか持たないため、そ
の結果小型であり、また調整の必要をほとんど伴
わない。特に、本デイバイスは、２個の無非点収
差ポイント、いわゆるヴアイアシユトラスポイン
トと結合され得る球形屈折表面の公知の性質を利
用するものである。前記２個のポイントは該球体
屈折表面の凹面側に設置される。 本発明の光学デイバイスの注目すべき適用とし
ては、光学デイスクからの反射による記録及び読
取用の光学ヘツドがあげられる。本発明の光学デ
イバイスを適用すれば、後述するように、操作が
融通自在であるため、即ち２本の光線間で減結合
している２つのレーザの片方だけを使うことも、
両方使用することも可能であるため、集光誤差及
びラジアルトラツキングの検出を行うと同時に、
これらを制御しつつ記録及び読取を良好に実施し
得る。 従来は、このような記録及び読取ヘツドは、レ
ーザ光源、ビームスプリツタなどの光分離手段、
コリメータレンズ、対物レンズなどの多数の空間
的に独立した要素を組み合わせて作製していたの
で、その光学調整が容易でなく、又、小型・軽量
化も困難であつた。 他方、一般に記録及び読取ヘツドにおいては、
より高密度で質の高い記録及び読取を実現するた
めに、光デイスク等の記録表面上により径の小さ
な光スポツトを形成することが望まれている。こ
の際、特に記録及び読取ヘツドを構成する光学系
により発生される非点収差が問題となるので、従
来から該点収差補正用の光学要素が、該ヘツドに
組み込まれたりしている。しかしながら、上述し
た小型・軽量化の要請等を満たし且つ非点収差を
発生させないような光学系から記録及び読取ヘツ
ドを作製することは困難であつた。 本発明はこのように従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、小型・軽量化可能で且つ光学調整
が容易であり、しかも光スポツト径を小さくし得
る干渉性放射光の送出及び受信用の無非点収差光
学デイバイスを提供することを課題とする。 本発明の干渉性放射光の送出及び受信用の無非
点収差光学デイバイスは前述の課題を達成するた
めに、一点より光線を発する少なくとも１つの半
導体レーザ源と、反射表面で反射された光線を検
出するオプトエレクトロニツク検出手段と、第１
平面と球状の凸面とによつて限定されており、該
凸面によつて形成される球形屈折表面のヴアイア
シユトラスポイントの一方が第１平面上に位置す
ると共に第１平面が該ヴアイアシユトラスポイン
トの一方を該凸面の中心に連結する直線に対して
垂直であるように構成された屈折光学ブロツクと
を備えており、レーザ源が光学ブロツクを介して
反射表面を照明するようにヴアイアシユトラスポ
イントの一方に近接して設置されたことを特徴と
する。 本発明の無非点収差光学デイバイスによれば、
屈折光学ブロツクにより半導体レーザ源から発散
する光の拡がりを狭めながら、該レーザ源からの
光を放射する機能及びオプトエレクトロニツク検
出手段によつて反射される光線を受信する機能を
発揮し得、これらの２つの機能は完全に減結合さ
れたものである。当該デイバイスは、極僅かのエ
レメントしか持たないため、小型・軽量化に適し
た構造を持ち、且つ光学調整も容易である。同時
に、レーザ源が光学ブロツクを介して反射表面を
照明するようにヴアイアシユトラスポイントの一
方に近接して設置されているので、反射面上にお
けける非点収差の発生を阻害することができ、即
ち、反射面上に形成する光スポツトの径を小さく
することができる。 本発明における以上の特徴及び他の特徴は以下
に添付図面を用いて記述される説明を基に当業者
によつて、思料されれば、より明確になるもので
あろう。 第１図に示されている本発明による光学デイバ
イスは平行六面対であるキユーブ１を含む。現考
慮中の該平行六面体は、他に特別な記述のない限
りセメント付けされた２個の直角プリズムによつ
て形成される立方体である。界面３は２個のプリ
ズムの斜面から構成されており、該界面３は偏光
分離面を形成すべく処理され、従つて該偏光分離
面は、与えられた偏光を所有するべての放射光を
通過し且つ、先行した偏光に対して90度の偏光を
所有するすべての放射光を反射させる。平凸レン
ズ２はキユーブ１と同じ材質で形成され、該キユ
ーブ１の面のうちの１つの面６にセメント付けさ
れる。レンズ２の凸面によつて形成される球形の
中心Ｃは、該キユーブ１の中央平面上に位置す
る。前記球形の曲率半径Ｒは、レンズ２の光学軸
Ｚと、面６に向かい合うキユーブ面との交点上に
位置する点Ａが、レンズ２の球形屈折表面のヴア
イアシユトラスポイントであるように選択され
る。換言すらば、キユーブ１とレンズ２とによつ
て構成される光学ブロツクは点Ａの無非点収差像
を点A₁に形成する。該点A₁は公知の通り点Ａが
実像であれば虚像である。居間、ヴアイアシユト
ラス状態を想起してみるに：キユーブとレンズと
に対して共通の屈折率がｎであり、且つ外部媒体
が空気である時： CA＝Ｒ／ｎ、CA₁＝nR である。 第１状態は、レンズアセンブリの厚さｅと半径
Ｒの関係に： Ｒ＝ｅｎ／ｎ＋１ の式を成立させる。この関係が立証されて、尚、
放射光源がＡに設置され、該放射光が面３による
透過に相当する方向で偏光され、且つ半頂角α₀を
持つ発散光線を空中に放射する場合この半頂角は
キユーブ内でαとなり、レンズから発射し且つ仮
想点A₁から引出される光線は、 sinα₁＝sinα／ｎ及びsinα＝sinα₀／ｎ の関係を伴う半頂角α₁を所有する。さらに、キユ
ーブ１は立方体であるため、面３に関して点Ａの
共役点である点Ｂは該キユーブ１の他の１面上に
位置し、該点Ｂはまた無非点収差点である。その
結果仮想点A₁上に収れんしてレンズ２上に降下
し、先行光線に対して直角の偏光方向をもつ光線
が面３から反射され、点Ｂに収れんする。逆に言
えば、点Ｂから発光する光線は点Ａから発光する
光線に対して直角に偏光され、面３から反射さ
れ、さらに点Ａから発光する光線上に重ねられ
る。キユーブ１とレンズ２が２個の別々のエレメ
ントとして記述されているが、この事実は本発明
における必要な特徴ではない。即ち、光学ブロツ
クは、面６がないようなキユーブ１とレンズ２と
が一体的に構成されたものとして設計されても良
い。 尚、第１図において、点Ａから半頂角αで発す
る光線は、レンズ２を曲面において屈折していな
い直線で示されているが、これは角度αを図上で
明瞭に示すためのものであり、この光線は実際に
は、第２図及び第３図で示すようにレンズ２の曲
面で軸Ｚに近づく方に屈折する。 本分中に記載のデイバイスは、位相中心Ａを有
する半導体レーザL_Aと、点Ｂ上あるいはＢに近
接して中心設置されるオプトエレクトロニツク検
出手段とに接続して使用される。ＡとＢのおのお
のの機能は逆にしてもよい。言い換えれば、検出
手段Ａ地点に、つまり軸Ｚ上に配置され、一方レ
ーザが共役点Ｂに設置されてもよい。第２図は、
本発明の第１利用方法説明図である。無非点収差
視準手段の一例としての視準対物レンズ４は軸Ｚ
と一致する光軸を持ち、その焦点が（図１に示さ
れた）点A₁に位置するように該視準対物レンズ
４はレンズ２の背後に設置される。該対物レンズ
４は上記の如く設計されているため、点Ａから発
せられる角光線発散が最大値をとる場合にも、光
学ブロツクを通過した一点から発せられた入者光
線に対しいかなる球形収差も提示することはな
く、従つて光学ブロツク及びレンズ４から構成さ
れた光学系は無非点収差特性を保持することにな
る。 例えば該レンズ４はダブレツトによつて構成さ
れることも可能であり、従つて、反射表面Ｓを照
明する平行光線が形成される。この反射表面が軸
Ｚに垂直であるならば、該反射光線は入射光線と
一致する。該光線が点Ｂに集光することを確保す
るためには、該光線の偏光方向がＡから発光する
光線の偏光方向に対して直角であること確保する
必要がある。このため、複屈折手段の一例を構成
する４分の１波長プレート５は、入射及び反射光
線に共通の光路上で、レンズ２と対物レンズ４と
の間か、対物レンズ４と反射表面Ｓとの間のいず
れかに設置される。４分の１波長プレート５は入
射光線の偏光に対して45度に配向されておりその
結果該プレートを通過する１回の横断のあと、円
偏光が形成され、直線偏光が２回の横断のあとで
しかしながら初期偏光に対して90度で再び形成さ
れる。レーザからの発光光線と反射光線との間で
起こる上記分離は、必要とあらば、４分の１波長
プレートがなくても、界面３によつて達成可能で
ある。該界面３は偏光光分離面ではなく、単なる
半透明面である。検出手段D_BはＢ地点、あるい
はＢに近接する位置に設置され、一方では表面Ｓ
の存在を検出すために、もう一方では反射光の、
強さ、空間分布などのような特徴を計測するため
に作用する。例としては、Ｂに中心を持つ光ダイ
ドードによつて、表面Ｓ上の反射率が決定される
ことが可能である。仮に、表面Ｓが軸Ｚに対して
垂直ではない場合には、反射光線は入射光線と一
致することはないであろうし、従つて、該反射光
線はＢで終点を結ぶうことはないであろう。相対
位置変位を決定し、それによつて軸Ｚに対する垂
直平面と表面Ｓの角度を演繹するためには、検出
セルの行例をキユーブ１の対応面上に位置づける
ことのみが必要である。 或る種の適用に於いては２つの光源を該デイバ
イスに結合することが有益であることが明確とな
るであろう。第３図に示されている本発明の第２
利用具体例に於いては、無非点収差の状態が点Ａ
と点Ｂによつてのみ満足されている状況で、無視
でき得るほどの非点収差が極めて近接した位置に
ある２点に導かれるという事実に基づく。従つて
第１の半導体レーザはＡに設置される。光線F_A
はまず、４分の１波長プレート５を通過し、次に
対物レンズ４を通過し、該対物レンズ４は、その
後表面Ｓから反射され戻りＢに集光される光線
F_Bを形成する。第２の半導体レーザはＢ点と同
じ面上に、しかし相対的には僅かな範囲で変位さ
せて設置される。該第２レーザは、光線F_Aに対
して90度で偏光する光線F_Dを送出する。表面Ｓ
から反射される光線F_Cは点Ｃに集光する。該点
Ｃは点Ａと同じ面上に設置され、該点Ａに関して
変位している。一方では、Ａ、Ｃ間の、また他方
Ｂ、Ｄ間の相対位置変位は、半導体レーザや光ダ
イオードのような検出器の位置調整を充分に許容
しなければならない。該光ダイオードは例えば、
単一ケーシング内に位置し、参照番号１０と１１
でおのおの表示され得るものである。典型的に
は、最少限に可能な位置変位は約50μｍである。
ＡとＤに設置されたレーザは必ずしも同一のもの
ではないし、必ずしも同じ波長を持つものではな
い。波長が異なる際には、２個のレーザの位置決
めについて色収差が考慮されなければならない。
その場合には、エレメントはもはや完全立方体で
はない。 本発明は、光学デイスクのような、特に、情報
メデイアの記録及び読取りの領域に適用される。
第４図は、第２図に示された光学デイバイスを使
用した本発明による記録及び読取用の光学ヘツド
の第１具体例を説明するものである。同様の光学
ヘツドが反射デイスク１００の読取及び、更にそ
の記録用に利用され得る。反射デイスク１００は
回転運動によつて駆動されるが、一方、該ヘツド
はラジアル運動によつて駆動されるものである。
このタイプの光学ヘツドは、レーザによつて送出
される光線Ｆから準パンクチユアルスポツトＴを
形成すべく構成される。該スポツトは、前記回転
運動と前記ラジアル運動の組み合わせの結果、う
ず巻状、あるいは同心円状の軌道を描く。光線Ｆ
はレーザL_Aから送出され、該レーザL_Aは記録の
際に書き取られる情報によつて変調され、読取の
際の連続出力を供給する。このレーザは第２図を
参照して前述した、送出及び受信用の光学デイバ
イスの点Ａに設置されている。該デイバイスの背
後には焦点調整対物レンズ６が設置されている。
該焦点調整対物レンズは同光軸Ｚを所有し、対物
レンズ４から送出される平行光線がデイスク１０
０の平行面内で集光するべく配置されている。レ
ーザL_Aは一点より光線を発する半導体レーザで
あるが、その放射パターンは、全方向性のもので
はない。前記レーザの光線発散角度は、例えば、
発光面の拡面方向には約10度、垂直方向には約25
度になり得る。その結果、対物レンズ６の入射ひ
とみの平面内で平行光線の投影が楕円形である。
従来のレーザの場合、楕円の長軸と短軸の比率は
４のオーダであり、或る種のレーザにおいては該
楕円軸比が1.5まで下がり得る。読出しを促進す
るためには特に、円スポツトＴを備え、さらにそ
れによつて、円発散を持つ光線Ｆを得られること
が望ましい。こういう理由で、対物レンズの入射
ひとみの大きさは、楕円の短軸の関数として選定
される。その結果該ひとみが絞り効果を所有す
る。このために、レーザL_Aが充分な電力を有す
る場合には、電力の損失はわずかなものとなる。
実例としてあげれば、記録に要される最小エネル
ギーは、切断による書き取り方法で約３ｍＷとな
る。該書取り方法は、10Mbits／ｓのビツト速度
でデジタルデータを記録する光学的記録に適用さ
れるものである。光学ヘツドの種々のエレメント
によつて、特に対物レンズ６のレベルの絞り効果
によつてもたらされる損失電力は、レーザL_Aか
ら供給されるエネルギーの約75％に見積られ、そ
のために、12ｍＷの最低ピーク電力を持つレーザ
の使用が必要になる。記録されるべき情報は、２
進電気信号の形態をしている。該２進電気信号
は、電力変化が、例えば０及び15ｍＷのような２
つのレベルで生じるように構成されたレーザに対
して適用されるものである。読み出しの場合に
は、同一のレーザが使用され得るがその際該レー
ザは、読取スポツトが何ら切断動作を生じないこ
とを確保するために、電力を低減させている。
（１ｍＷの電力レベルで充分である）、同一レーザ
を使用するという事実によつて、該レーザの電気
コントロールのみを変えて、同一ヘツドを保持す
ることが可能になる。また、２個の別々のレーザ
をおのおの備えた２個のヘツドを使用することも
可能である。すべての場合において、電力追従制
御のための準備がなされ得る。該電力追従制御
は、半導体接合は、相反する二方向に放射光を送
出するという事実に基づいた、従来の技術に従つ
て遂行されるものである。光検出器が、デイスク
に対向する方向に送出された放射光を受信するこ
とを確実とするために、該光検出器がレーザL_A
の背面上に設置され、その設置により、フイード
バツクループで一定値に保たれ得る発光電力の指
示が与えられる。 ４分の１波長プレート５及び界面３は、デイス
ク１００の表面から反射される光線を該レーザに
よつて送出される光線から分離する。光線Ｆが該
デイスク上で完全に集光し、準パンクチユアルス
ポツトＴを形成する時に、反射光線F_Bは点Ｂで
集光される。読取の際に光線F_Bのパワーは検出
手段D_Bにより、Ｂ点あるいは該Ｂ点に近接する
位置で検出され、この検出された光線F_Bのパワ
ーは、点Ｔでの該デイスク１００の表面状態の関
数である。空洞を形成する切断こん跡によつて該
デイスク１００の反射力の欠如、あるいは低減の
いずれかが示される。逆に、非切断域では、光線
が完全に反射される。従つて、光線F_Bのパワー
は、該デイスク１００上に先に書き取られたレリ
ーフの変調速度に合わせて該デイスク１００の回
転運動と、該ヘツドのラジアル運動が勧められる
につれて、漸次変調される。さらに、記録及び読
取りの両操作中に、検出手段D_Bが集光誤差とラ
ジアルトラツキング誤差を検出し得ることが確保
されることが望ましい。該集光誤差（点Ｔが、該
デイスクの平面内に正確に位置付けられていな
い）は、軸Ｚ上の相対的変位という形で表され
る。また、該ラジアルトラツキング誤差（読取の
際に、点Ｔが切断トラツク上に位置していない、
あるいは記録の際に、点Ｔが切断が望まれる通常
はプレカツトトラツクの形状のトラツク上にな
い）は、ラジアル軸Ｘ上で該デイスク１００の相
対的変位という形で表される。光学的記録の領域
で公知の誤差検出手段は、第４図に示される光学
ヘツドの特定の形状に合わせて構成され得る。 検出手段の第１具体例は第５図に示される。こ
の具体例によつて、ラジアルトラツキング誤差信
号と、集光誤差信号と、必要とあらば読取出力信
号の獲得が可能である。該検出手段は、P₁，P₂，
P₃，P₄の４個の光ダイオードを含む。該光ダイ
オードは、平面Ｘ，Ｙ内に設置され、該平面は点
Ｂを含むキユーブの面に対して平行であり、該キ
ユーブ面から距離ｈを隔てる。前記４個の光ダイ
オードは軸Z_Rを囲む方形状に配置され、誤差が何
ら発生しない時には光線F_Bの力が該４個の光ダ
イオード間で平等に分配されるように、軸Ｘと軸
Ｙによつて、相互に可能な限り近接して分離され
ている。前記距離ｈは、誤差を伴なうかあるいは
伴なわないかのいずれかで、該光ダイオードが該
光線F_Bの全パワーを実際に検出することを確保
するために該光ダイオードが、光線F_Bによつて
平面Ｘ，Ｙに形成されるスポツトを確実に完全に
カバーするように選定される。従つて、出力信号
S₁，S₂，S₃，S₄のおのおのの総和によつて、スポ
ツトＴ地点のデイスク上にこん跡が存在するかあ
るいは欠如していかが示され、従つて該総和は、
読取出力信号を構成する。誤差皆無の状態では、
光線F_BはＢで集光し、平面Ｘ，Ｙ内に形成され
る該スポツトは、円形で、軸Z_R上に中心を置く。
ラジアルトラツキング誤差が生じる際、あるいは
言葉を換えて（第４図参照）、集光点Ｔがプレカ
ツトトラツクに対してあるいは情報一運搬トラツ
クに対し軸Ｘに沿つて変位している時、光線Ｆの
部分のみが反射し、その光の強度は光ダイオード
間でもはや平等には分配されない。なぜなら軸Ｘ
に沿つた光線F_Rの相対的変位が、該軸Ｘに沿つ
たスポツトＴの相対的変位と対応することを確保
すべく、該軸Ｘの方向が選定されるならば、該ス
ポツトは該軸Ｘに沿つて変位していることになる
からである。従つて、ラジアルトラツキング誤差
信号は式（S₁＋S₃）−（S₂＋S₄）から得られる。集
光誤差を検出するために、キユーブ１の点Ｂを有
する面上に、マスク７が設置される。該マスクは
点Ｂを通り軸Ｘと平行な直線状の一辺を所有す
る。何ら誤差が検出されない時は、光線F_BがＢ
で集光するため、該マスクは何ら効果を持たな
い。集光誤差の結果、その符号に従つて収束点
は、該キユーブ１の内部か外部からのいずれか
で、しかし常に軸Z_R上で形成される。第６図にお
いて、該収束点は、該キユーブの内部に設置され
ている。該マスク７は光線F_Bの半ひとみを遮断
しその結果光ダイオードP₁，P₂のみが照明され
る。第７図において、該収束点は該キユーブの外
側に設置さている。該マスク７は、前述と同様の
機能を果たすが、検出平面上のその像は逆になつ
ており、その結果光ダイオードP₃，P₄のみが照
明される。 従つて、集光誤差の符号は式（S₁＋S₂）−（S₃＋
S₄）の符号によつて与えられる。 もう１つの、集光誤差検出手段は上述の配置よ
りもより単純な設計であり、実用の際により容易
に適応されるものである。該集光誤差検出手段
は、マスクの位置に関して高い正確度を要求する
もので、第８図において説明されている。適用さ
れる方法、すなわち言わゆる非対称形方法は、光
学システム１，２，３，４の軸と、対物レンズ６
の軸との間の相対変位ｄを生じることによつて構
成される。このような相対変位は単に心合わせの
不良調整が原因である場合もある。光学システム
１，２，３，４の軸Ｚが対物レンズ６の光学中心
０を通過しないために、デイバイス１００によつ
て反射される光線は、何ら集光誤差が存在しない
際にさえもはや入射光線と一致しない。即ち２本
の光線は相対的に2dだけ変位している。従つて、
この結果、レンズ４を通過したあとで、角度変位
に帰着する：つまり、該反射光線は点Ｂに収束す
るが、該光線の軸は、軸Z₁との間で角度を形成す
る。その際、焦点はずれが、キユーブ１の面と平
行な検出平面内に光スポツトの変位を生じる。該
光スポツトは、集光誤差がゼロの時、先の例にお
ける場合同様、光エネルギーの同部分を受容する
べく配置された２個の光検出器セルによつて検出
され得る。ラジアルトラツキング誤差は前述と同
様にして検出されその結果４個のセルのためを準
備がなされなければならない。さらに、検出され
るべき光スポツトの変位方向が垂直であること、
及び従つて軸Ｚと対物レンズの光軸との間に生じ
る相対変位ｄが、記録されたみぞに対し、該デイ
スク上で、接線の方向を持つ相対変位と対応する
ことを確保するための段階がとられなければなら
ない。仮に、４個の光検出器セル間の間隔がＢに
形成される該スポツトの最小直径よりも小さいな
らば、該４個の光検出器セルはキユーブの平行平
面内に設置される代わりに、該キユーブの点Ｂを
含む面上に設置されると有利である。例えば射出
ひとみの寸法が2μｍ×5μｍであるレーザL_Aの場
合、Ｂで形成される該スポツトは、約5μｍの直
径を有する。光ダイオード製造のための幾つかの
技術によつて、約1μｍの間隔が形成され得る。
その結果、該間隔は該光のスポツトの半径よりも
小さい値となる。 光学ヘツドのもう１つの具体例に於いては、２
個の半導体レーザの準備がなされる。第１のレー
ザは、第２のレーザが読取にとりかかる間に、変
調され、記録にとりかかる。従つて、該第１のレ
ーザは、該第２のレーザの読取作用が進むにつ
れ、記録制御を進めていく。２個のレーザ及び２
個の光検出器を、ブロツク１，２に結合する手段
は第３図を参照にしてすでに説明された。しかし
ながら、技術上の理由によつて、このシステムの
実際の製作は難しいことが実施段階で判明する。
第９図に示される光学ヘツドにおいては、互いに
非常に近接した２個のオプトエレクトロニツクエ
レメントを１つの同一平面上に設置するという問
題が実施を妨げられてきた。これは半導体レーザ
の性質を利用することによつて克服されてきた。
該半導体レーザの性質とは、半導体レーザによつ
て送出される光パワーの一部が、該レーザ内に再
注入される時に、該パワーが増加するように構成
されるものである。さらに、本発明による光学デ
イバイスに相対する鏡が存在するため、出力の上
昇が生じる。該出力上昇は、該レーザの対向端で
容易に検出される。 従つて、第９図によるデイバイスはそれらの位
相中心が点Ａ及び点Ｂの近くと位置する２個のレ
ーザ、L_A及びL_Bと、２個の光ダイオードDL_A及
びDL_Bによつて構成されている。該光ダイオー
ド、DL_A及びDL_Bは該２個のレーザの夫々の背面
に対して配設されている。 該デイスク１００上で得られる読取スポツト及
び記録スポツトは、該デイスク上で同一トラツク
のみぞ内に位置する。ここで、同時に読み取り操
作及び記録操作を行うために、かかる同一トラツ
クのみぞ内において、読取スポツトは、記録スポ
ツトに関して、僅かに後方に形成されなければな
らない。２個のレーザと、点Ａ及びＢの間では実
際上完全な一致が不可能であるが、本具体例で
は、このようにトラツクのみぞに沿つて読取スポ
ツトと記録スポツトとをずらせて形成するのでこ
れらの光スポツトの位置調整誤差は実用上厳格な
問題とはならず、軸Ｚに関してブロツク１，２を
回転させることにより、２個のスポツト位置の微
調整を行えば、十分な該光スポツトの位置精度が
得られる。 さらに、以後の記述で明らかなように、集光誤
差の検出を行う目的で、該２個の位相中心は、面
３に関して厳密に共役するのではなく、軸Ｚ及び
軸ZR上において、わずかな範囲で相対的に変位
させられる。即ち、光ダイオードDL_Aは、デイス
ク１００が通常の位置よりも僅かに上方に位置し
たときに、最大の信号を検出するように且つ光ダ
イオードDL_Bは、デイスク１００が通常の位置よ
りも僅かに下方に位置したときに、最大の信号を
検出するように光学系配置が成されている。この
ため、後述の如く第１０図に示すようなS_A−S_B
の値を集束誤差の検出用信号として用いることが
できる。尚、このように、レーザL_A及びL_Bから
発せられた光線は、デイスク１００上で完全な集
束状態から僅かにずれた状態で光スポツトを形成
しており、即ち該光スポツトの系は理論上得られ
る最小限の大きさとはされていない。しかしなが
ら、これらの光線が完全に集束する位置の高さの
差を適度に小さくとることにより、該光スポツト
の大きさを実用上問題がない程度に小さくしつつ
以下に述べるような焦点誤差の検出を可能とし得
る。 未変調レーザL_Bは、レーザL_Aの偏光方向に対
して90度の偏光方向を有する。ヘツドはレーザ
L_Aによつて送出される光線が該レーザL_A内に再
注入されること、及び該レーザL_Bによつて送出
される光線もまた該レーザL_B内に再注入される
ことを確保するための４分の１波長プレートを備
えていない。該デイスク１００は不切断箇所にお
いてのみ鏡の機能を果たす。切断こん跡の存在
が、読取反応光線の光パワーと、さらに該レーザ
によつて送出され且つ、該光ダイオードDL_Bによ
つて検出されるパワーを低減する。該光ダイオー
ドDL_Bは従つて出力に、読み出し信号S_Bを送出す
る。集光誤差の指示は、前に述べられた２個のレ
ーザ間の軸Ｚ上の相対変位に基づいて、２個の光
ダイオードS_A及びS_B間の出力信号差から行われ
る。実際には、２個の信号S_A及びS_Bの変化がデ
イスク１００の軸Ｚ上の横座標の関数として第１
０図内において示される得る。該デイスク上で対
応光線が集光する時おのおのの曲線が最大値を通
過する。しかしながら該２光線が同時に完全に集
光されるのではないため、差：S_A−S_Bの変化曲
線は単に焦点はずれの指示をするのみならず、集
光誤差の符号の指示をも与える；すなわちこの第
２の指示は、信号S_A及びS_Bによつてのみ与えら
れているではない。この方法を適用する際には、
当然のことながら該光線のうちの１本は変調さ
れ、一方もう１本は変調されないという事実を考
慮されなければならない。従つて、該変調のタイ
プは、該光の強度が、決してゼロにはならないこ
とを確保すべく選定される。強度ゼロによつて信
号S_Aが抑制されるからである。例として、変調
は２つのレベル：すなわち１ｍＷと５ｍＷで与え
られ、一方読取レーザL_Bの出力は継続して１ｍ
Ｗに等しい値を保持し得る。該変調から、該信号
S_A及びS_Bにおける変化が生じ、該変化は該信号
が大抵の場合、誤差周波数よりずつと高い周波数
を持つため波によつて消去されるであろう。第
４図に示されるシングルレーザ光学ヘツドの場合
と同様にレーザの出力制御システムを配備し得
る。 ラジアルトラツキング誤差信号を形成するため
の手段はプレカツトトラツクによつて構成され
る。該プレカツト、トラツクは所定の周波数で揺
動（wobblate）され、記録動作を行う前にデイ
スク上に形成される。検出は、揺動
（wobbulation）信号に関して、読取信号と同周
期であり、該検出はこのタイプの検出に一般的に
用いられる方法に従い、該トラツキング誤差を供
給する。信号S_A及びS_Bはこの目的のために使用
されることも許容される。該誤差の平均値がゼロ
であるため、誤差の検出への干渉を避ける目的
で、制御ループは該誤差変化によりも遅くなるよ
うに設計されなければならない。 本発明は上記の具体例に限定されるものではな
く、特に誤差検出モード、及びオプトエレクロト
ニツク検出手段の構造に関して前記の光学ヘツド
の構造の形状に限定されない。利用される検出モ
ードに無関係に、獲得された誤差信号の関数たる
誤差修正を、従来の方法、例えばモーターによつ
て遂行され得る。該モーターはフランス特許出願
において記載されたようなヘツドに堅固に固定さ
れるのである。該フランス特許は本発明の出願人
により、特許出願番号第7834649号、出願公告番
号第2443734号で登録されるものである。 さらに、今までに記載された具体例は、すべて
のエレメントが機械的に連結された小型化された
光学ヘツドに関する。対物レンズ６と送出及び受
信デイバイスは分離していることが望ましい場合
がある。該送出及び受信デイバイスは光学ブロツ
クによつて構成されており、該光学ブロツクは、
タブレツトとしてのレンズ４とさらに必要な場合
４分の１波長プレート５によつて、レーザ及び検
出手段と結合される。従つて該光学ヘツドは機械
的に分離した２つの部分：すなわち、静止した送
出及び受信デイバイスと、可動エレメントとによ
つて構成され、該可動エレメントは該対物レンズ
と反射鏡によつて構成される。上に記載された非
対称的方法による誤差検出には、光検出セルが点
Ｂを踏む平面内に存在することを確保することが
必要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一具体例である光学デイバイ
スの説明図、第２図は第１図の具体例の第１利用
方法説明図、第３図は第１図の具体例の第２利用
方法説明図、第４図は光学デイスク用光学ヘツド
の第１具体例の説明図、第５図、第６図及び第７
図は第４図の光学ヘツドに適用される誤差検出方
法の説明図、第８図はもう１つの誤差検出方法の
説明図、第９図は光学デイスク用光学ヘツドの第
２具体例の説明図、第１０図は第９図の光学ヘツ
ドに適用される誤差検出方法の説明図である。 １……キユーブ、２……平凸レンズ、３……界
面、４……視準対物レンズ、５……４分の１波長
プレート、６……キユーブ内の一面、７……マス
ク、８，９，１０，１１……光ダイオード、１０
０……デイスク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一点より光線を発する少なくとも１つの半導
   体レーザ源と、反射表面で反射された前記光線を
   検出するオプトエレクトロニツク検出手段と、第
   １平面と球状の凸面とによつて限定されており、
   該凸面によつて形成される球形屈折表面のヴアイ
   アシユトラスポイントの一方が前記第１平面上に
   位置すると共に前記第１平面が該ヴアイアシユト
   ラスポイントの一方を前記凸面の中心に連結する
   直線に対して垂直であるように構成された屈折光
   学ブロツクとを備えており、前記レーザ源が前記
   光学ブロツクを介して前記反射表面を照明するよ
   うに前記ヴアイアシユトラスポイントの一方に近
   接して設置されたことを特徴とする干渉性放射光
   の送出及び受信用の無非点収差光学デイバイス。 ２ 前記少なくとも１つの半導体レーザ源から発
   せられた光線が無非点収差の平行光線となるよう
   に前記光学ブロツクの外部における前記発せられ
   た光線の光路上に位置する無非点収差視準手段を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の光学デイバイス。 ３ 前記光学ブロツクが平行六面体と該平行六面
   体にセメント付けされた平凸レンズとによつて構
   成されることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の光学デイバイス。 ４ 前記平行六面体がセメント接合された２個の
   直角プリズムによつて構成され、該２つの直角プ
   リズム間の界面が、該平行六面体の前記第１平面
   と該第１平面に交差する第２平面とによつて形成
   される２面角を２分する線に沿つて傾いており、
   該界面は前記発せられた光線に関して透過性であ
   り、さらに該界面は前記反射表面からの前記反射
   された光線に関して反射性であり、前記検出手段
   は前記光学ブロツクを介して前記反射表面からの
   前記反射された光線を受信するように該界面に関
   して該レーザ源との共役点に近接して設置された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
   光学デイバイス。 ５ 前記発せられた光線が直線形で偏光し、前記
   界面が前記発せられた光線を透過すべく偏光選択
   装置の機能を行うように構成されており、前記反
   射面からの前記反射された光線の偏光が前記発せ
   られた光線の偏光に対して90度であることを確保
   するために、前記光学ブロツクの凸面側の前記光
   路上に位置する複屈折手段を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項に記載の光学デイバイ
   ス。 ６ 前記複屈折手段が４分の１波長プレートによ
   つて構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項に記載の光学デイバイス。 ７ 前記平行六面体がセメト接合された２つの直
   角プリズムによつて構成されており、前記少なく
   とも１つの半導体レーザは前述した第１のレーザ
   源の他に第２のレーザ源を含んでおり、前記第２
   のレーザ源が該２つの直角プリズム間の界面に関
   して前記第１のレーザ源との共役点に近接して配
   置されており、該界面は該平行六面体の前記第１
   平面と該第１平面に交差する第２平面とによつて
   形成される２面角を２分する直線に沿つて傾いて
   おり、該界面は、前記第１のレーザ源から発せら
   れた光線に関して透過性であり且つ前記第２のレ
   ーザ源から発せられた光線に関して反射すべく構
   成されることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   に記載の光学デイバイス。 ８ 前記第１及び第２のレーザ源からの光線がお
   のおのに対してそれぞれ90度で直線的に偏光し、
   前記界面が前記第１のレーザ源からの光線を透過
   すべく偏光分離面を与えるように構成されたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の光学
   デイバイス。 ９ 前記検出手段が前記第１及び第２のレーザ源
   の背面端によつて発せられる放射光を夫々集める
   ための少なくとも２つの検出器を含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第７項に記載の光学デイバ
   イス。 １０ 少なくとも一つの読取−記録用光線を発す
   る無非点収差光学デイバイスと、前記無非点収差
   光学デイバイスから発せられた光線が無非点収差
   の平行光線となるように前記発せられた光線の光
   路上に位置する無非点収差視準手段と、前記無非
   点収差の平行光線を情報運搬可動メデイアの所定
   トラツク上に集光する対物レンズとを備えた集束
   放射光による反射によつて光学的記録・読取を行
   う前記メデイアの記録及び読取ヘツドであつて、 前記無非点収差光学デイバイスは、前記読取−
   記録用光線を一点より発する少なくとも１つの半
   導体レーザ源と、前記メデイアで反射された前記
   光線を検出するオプトエレクトロニツク検出手段
   と、第１平面と球状の凸面とによつて限定されて
   おり、該凸面によつて形成される球形屈折表面の
   ヴアイアシユトラスポイントの一方が前記第１平
   面上に位置すると共に前記第１平面が該ヴアイア
   シユトラスポイントの一方を前記凸面の中心に連
   結する直線に対して垂直であるように構成された
   屈折光学ブロツクとを備えており、前記レーザ源
   が前記光学ブロツクを介して前記メデイアを照明
   するように前記ヴアイアシユトラスポイントの一
   方に近接して設置されたことを特徴とする記録及
   び読取ヘツド。 １１ 記録用光線及び読取用光線を発する無非点
   収差光学デバイスと、集光対物レンズとを備えた
   集束放射光による反射によつて光学的記録・読取
   を行う情報運搬可動メデイアの記録及び読取ヘツ
   ドであつて、 前記無非点収差光学デイバイスは、前記記録用
   光線を一点より発する第１のレーザ源及び前記読
   取用光線を一点より発する第２のレーザ源と、前
   記メデイアで反射された前記光線を夫々検出すべ
   く前記第１及び第２のレーザ源の背面端によつて
   発せられる放射光を夫々集めるための２つの検出
   器を含むオプトエレクトロニツク検出手段と、セ
   メント接合された２つの直角プリズムによつて構
   成された平行六面体及び該平行六面体にセメント
   付けられた平凸レンズから構成されており該平行
   六面体の第１平面と該平凸レンズの球状の凸面と
   によつて限定されており、該凸面によつて形成さ
   れる球形屈折表面のヴアイアシユトラスポイント
   の一方が前記第１平面上に位置すると共に前記第
   １平面が該ヴアイアシユトラスポイントの一方を
   前記凸面の中心に連結する直線に対して垂直であ
   るように構成された屈折光学ブロツクとを備えて
   おり、 前記第１のレーザ源が前記光学ブロツクを介し
   て前記メデイアを照明するように前記ヴアイアシ
   ユトラスポイントの一方に近接して設置されてお
   り、 前記第２のレーザ源が前記光学ブロツクを介し
   て前記メデイアを照明するように前記２つの直角
   プリズム間の界面に関して前記第１のレーザ源と
   の共役点に近接して設置されており、 該界面は該平行六面体の前記第１平面と該第１
   平面に交差する第２平面とによつて形成される２
   面角を２分する直線に沿つて傾いており、該界面
   は、前記第１のレーザ源から発せられた光線に関
   して透過性であり且つ前記第２のレーザ源から発
   せられた光線に関して反射すべく構成されてお
   り、 前記第１及び第２のレーザ源は前記対物レンズ
   により前記第１及び第２のレーザ源から発せられ
   た光線が前記対物レンズの軸線に関して変位され
   る２点上に集束されるように配置され、前記２つ
   の検出器によつて送出される信号間の信号差が集
   光誤差の特性を示すことを特徴とする記録及び読
   取ヘツド。