JPH0547029A - 光ヘツド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォーカスサーボ検出ディテクタ上での検出
光と迷光の光源間の干渉を除く。 【構成】 マルチアレイレーザ１からの出射光を光ディ
スク５上に微小スポットとして集光し、ディスクからの
反射戻り光を二分割ディテクタ１２によって受光してフ
ォーカスエラーを検出する光学系で、反射戻り光が通る
光学系中に光学プリズム９を配置することによって、光
学系の設計製作誤差や光学部品の経時的な位置ずれによ
るフォーカスディテクタ上でのフォーカス検出光と迷光
の光源間の干渉を防ぐことができる。したがって、特定
の波長スポットについてフォーカスサーボをかけること
によってマルチアレイレーザを用いた光ヘッドは良好な
フォーカスサーボ特性を持つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】光を利用して情報の記録再生を行
う情報入出力装置に用いる光ヘッド装置に関する。さら
に詳しくは、複数の波長の異なる光を出射する光源を用
いる光ヘッド装置のサーボ特性の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の光ヘッド装置の一例を示
す。マルチアレイレーザ１は長波長と短波長のレーザ放
射光を発し、その放射光はコリメートレンズ２によって
コリメートされ、偏光ビームスプリッタ３を透過した後
対物レンズ４によってビームは絞られ、光ディスク５盤
面上で集光スポットを形成する。記録や消去時は高出力
発光が容易な長波長のビームを用い、再生時にはビーム
スポットが絞り易い短波長のビームを用いる。光ディス
クで反射した光は行きの光学系を逆進し、偏光ビームス
プリッタ３で一部の光は反射され、偏光ビームスプリッ
タ６に至る。偏光ビームスプリッタ６に入射したビーム
は信号検出光とトラック兼フォーカス検出光に分離され
る。信号検出光は結晶光学軸が行きの光学系の入射光の
偏光面に４５度に設定された検出レンズ付ウォーラスト
ンプリズム７によって常光線と異常光線に分離された後
集光され、４分割ディテクタ８によって信号を差動検出
する。一方トラック兼フォーカス検出光は検出レンズ付
ビームスプリッタ２９によってトラック検出光とフォー
カス検出光に分離される。トラック検出光は検出レンズ
２５によって集められ２分割ディテクタ２６によってフ
ァーフィールド上で受光されてトラックエラー信号がプ
ッシュプル法で検出される。フォーカス検出光はナイフ
ェッジ１１によって半分遮られ、光束が二分割ディテク
タ１２によって受光されてフォーカスエラー信号が検出
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、偏光ビーム
スプリッタ６には光ディスクからの反射戻り光の他に、
光ディスクへ向かう光のうちビームスプリッタ３の面３
０で反射された光が迷光として光ディスクからの反射戻
り光に微量に混入する。混入した迷光は前記信号検出
光、トラック兼フォーカス検出光の何れにも微量に混入
してくる。

【０００４】このような迷光は、偏光ビームスプリッタ
３の幾何学的な配置が理想的な場合には、光ディスクか
らの反射戻り光の光軸と一致するため問題はない。

【０００５】しかし、偏光ビームスプリッタ３の幾何学
的な配置が製作上の誤差や経時的な位置ズレがあって理
想的な配置からずれた場合、面３０での反射による迷光
とトラック兼フォーカス検出光の光軸が一致せず、２分
割のフォーカス検出ディテクタ１２上に分割線から外れ
て乗ったり、２分割ディテクタ２６上に集光してサーボ
オフセットが生じたりする。同一光源から生じる光ディ
スクからの戻り光に対する迷光量は小さいため、前記の
オフセットは光源が一つの場合にはサーボ特性上大きな
問題にはならない。しかし、複数の光源が記録（消去）
パワーと再生パワーで同時に光る場合、例えば、記録を
行いながら、直前に記録したものを再生して出力するよ
うな場合問題になる。即ち、記録パワーと再生パワーに
は発光出力に大きな差があるため、記録パワーで光る光
源による迷光が再生パワーで光る光源の光ディスクから
の反射戻り光にとっては相対的に大で干渉を及ぼし、特
にフォーカスサーボ特性に悪い影響を与えるという課題
があった。このように、従来の複数の波長の異なる光源
を用いた光ヘッド装置では光学系の設計製作誤差や経時
的な位置ずれに対する十分な許容量と良好なサーボ特性
との両立が困難であった。そのため複数の光源を用いた
光ヘッド装置の量産実用化が阻まれていた。

【０００６】本発明は複数の波長の異なる光源を用いた
光ヘッド装置において、検出素子上の検出光と迷光の光
源間の干渉を低減するためのものであり、その目的は光
学系の設計製作誤差と経時的な誤差に十分な許容量を与
えながら良好なサーボ特性特に、良好なフォーカスサー
ボ特性を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の光ヘッド装置は
上記の目的を達成するために、複数の波長の異なる光を
出射する光源と、この光源からの出射光を微小スポット
として記録媒体面上に集光する収束光学系と、前記記録
媒体面上の集光点からの反射光を光検出器に導く光学系
とからなる光ヘッド装置において、前記記録媒体からの
反射光を光検出器に導く光学系内に前記反射光を波長毎
に分離する光学的波長分離手段を備えた構成を有してい
る。

【０００８】

【作用】本発明の光ヘッド装置では、光ディスクから反
射される複数の波長をもった反射戻り光を光学的波長分
離手段を通すことにより必要な波長の光を分離に取り出
すことができる。本発明で問題にしている光学部品の設
計製作誤差や、経時的な位置ずれによって生ずる迷光と
検出光のズレ角は、それ程大きくないため、異なる波長
の光を分離することができれば、波長の異なる光源から
の迷光が検出光に混入することはない。これによってサ
ーボ検出素子上における検出光への他の異なる波長の光
源からの迷光の干渉が除去される。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の光ヘッド装置を用いた実施例
について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の光学的波長分離手段として光学プリズムをフォーカ
ス検出に用いた一実施例の光学系構成図である。この実
施例の光ヘッド装置は、光源としてマルチアレイレーザ
１と、その放射光を平行光にするコリメートレンズ２、
平行光束を分離、反射させる偏光ビームスプリッタ３、
光ディスク５に光束を絞る対物レンズ４、信号検出光を
取り出す偏光ビームスプリッタ６、信号検出光を常光線
と異常光線に分離する検出レンズ付きウォーラストンプ
リズム７、信号検出光を受光する４分割ディテクタ８、
トラック検出光を取り出すビームスプリッタ２７、トラ
ック検出光を集める検出レンズ２５、トラック検出光を
受光する２分割ディテクタ２６、２つの波長からなるフ
ォーカス検出光を波長による屈折率差によって分離する
光学プリズム９、フォーカス検出光を絞るためのフォー
カス検出レンズ１０、フォーカス検出光を受光するため
の２分割ディテクタ１２、フォーカス検出光を分割して
半分遮るためのナイフエッジ１１より構成される。

【００１０】図２は図１の実施例におけるマルチアレイ
レーザの構造概念図で、マルチアレイレーザチップ１５
が収められる様子を示す。なお、図１、図２における実
施例ではマルチアレイレーザは波長の異なる放射光を２
つ発するが、本発明は３つ以上の放射光を有するマルチ
アレイレーザに対しても適用は可能である。また、光源
としては、マルチアレイレーザにかかわらず、複数のレ
ーザを用いることもできる。

【００１１】図１において、信号検出、トラックエラー
検出は、従来と同様に行なうので説明は省略する。フォ
ーカス検出光は光学プリズム９に入射し、波長の違いに
よる屈折率差によって波長毎に分離され、検出レンズ１
０によって集光され、片方の波長の光束のみを半分遮る
よう挿入されたナイフエッジ１１を通過し、２分割ディ
テクタ１２によってフォーカス検出光を受光する。

【００１２】図３は本発明の光ヘッド装置におけるフォ
ーカス検出の原理を示すために、レーザ光が光ディスク
を反射した後の戻りの光学系を示したものである。光デ
ィスク５が対物レンズ４の合焦位置にある時について説
明する。波長の異なる光束は対物レンズを通過後、光学
プリズム９によって分離され、屈折率の大なるフォーカ
ス検出用光１３はフォーカス検出レンズ１０によって集
光され、ナイフエッジ１１で半分遮られた後、２分割デ
ィテクタ１２の分割線上でスポット１９に示すように焦
点を結ぶ。その結果差動検出器２２は差動出力２３に零
出力する。一方、光学プリズム９において屈折率の小な
る光束１４の非フォーカス検出用光はフォーカス検出レ
ンズ１０によって集光されるが２分割ディテクタ１２に
は至らず、ディテクタ上で焦点を結んでいるフォーカス
検出光へ干渉しない。次に光ディスク５が対物レンズ４
の焦点位置よりも近い位置１６に来た時について説明す
る。波長の異なる光束が光学プリズム９において分離さ
れるところまでは光ディスクが対物レンズの合焦位置に
ある時と同じである。戻り光の光束はプリズムで分離さ
れた後、屈折率の大なるフォーカス検出用光１７は検出
レンズ１０によって集光され、ナイフエッジ１１で半分
遮られた後、２分割ディテクタ１２上でスポット２０に
示すように焦点がぼけて投影する。その結果差動検出器
２２が働いて差動出力２３（≠０）を発生し対物レンズ
４は差動出力２３が０になるように駆動される。一方、
屈折率の小さな非フォーカス検出用光は、光学プリズム
９により光路を大きく曲げられ２分割ディテクタ１２に
は至らない。

【００１３】最後に光ディスク５が対物レンズ４の焦点
位置よりも遠い位置に来た時については、光ディスクが
対物レンズの焦点位置よりも近い時と同様に一方の波長
のレーザ光のみ二分割ディテクタ１２上に至り、スポッ
ト２１に示すように集光スポットを形成して差動出力２
３（≠０）が発生して対物レンズ４が差動出力２３が０
になるように駆動される。以上のように本発明において
は異なる波長の光束を、十分大きい分離角で分離するこ
とができる。これに対して光学系の設計製作誤差や経時
的な位置ズレによって発生する迷光とフォーカス検出光
の光軸ズレ角は小さいので、フォーカス検出ディテクタ
上におけるフォーカス検出光と迷光の光源間の相互干渉
を除去できる。

【００１４】図４は、本発明の他の実施例の光学系構成
図である。この実施例の光ヘッド装置は、図１の例とは
フォーカス検出光学系が若干異なる。即ちフォーカス検
出光はビームスプリッタ２４において屈折率の差により
異なる波長毎に分離され検出レンズ１０によって集光さ
れる。片方の波長の光束のみがナイフエッジ１１によっ
て遮られ、二分割ディテクタ１２によってフォーカスエ
ラーが検出される。この実施例では図１におけるプリズ
ム９の機能をビームスプリッタ２４が兼ねている。

【００１５】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図５は、本発明の他の実施例の光学系構成図であ
る。図１の例とはやはりフォーカス検出光学系が若干異
なる。即ちフォーカス検出光は回折格子２８によって波
長毎に異なる回折角で分離され、検出レンズ１０によっ
て集光される。片方の波長の光束のみがナイフエッジ１
１によって遮られ、二分割ディテクタ１２によってフォ
ーカスエラーが検出される。この実施例では図１におけ
るプリズム９の機能を回折格子２８が受け持っている。

【００１６】以上の実施例では、光学的波長分離手段と
して、光学プリズムや回折格子の例を示したが、この他
に特定の波長のみを透過する波長フィルタ等でも構成で
きる。

【００１７】また、光学的波長分離手段は、フォーカス
検出光路以外にも、トラック検出光路や信号検出光路に
用いることもできる。また、それらを組み合わせること
もできる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いた複
数の異なる波長の光源を有する光ヘッドは、複数の波長
のディスク反射戻り光束の間に、光学系の設計製作誤差
や経時的な位置ずれによる迷光と検出光の光軸ずれ角よ
りも十分大きい分離角をもたせることができる。これに
よって検出光と迷光の光源間の干渉の除去が可能で、そ
のため量産実用上の光学系の許容量を確保しながら良好
なサーボ特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ヘッド装置を用いた光学系の一実施
例の平面的に示した構成説明図である。

【図２】マルチアレイレーザの構造概念図である。

【図３】本発明の光ヘッド装置のフォーカス検出方法を
示す図である。

【図４】本発明の光ヘッド装置を用いた他の実施例を示
す図である。

【図５】本発明の光ヘッド装置を用いた他の実施例を示
すずである。

【図６】従来の光ヘッド光学系を平面的に示した構成説
明図である。

【符号の説明】

１ マルチアレイレーザ ２ コリメートレンズ ３ 偏光ビームスプリッタ ４ 対物レンズ ５ 光ディスク ６ 偏光ビームスプリッタ ７ 検出レンズ付きウォーラストンプリズム ８ ４分割ディテクタ ９ 光学プリズム １０ 検出レンズ １１ ナイフエッジ １２ 二分割ディテクタ １３ フォーカス検出用光 １４ 非フォーカス検出用光 １５ マルチアレイレーザチップ １６ 焦点がはずれた位置の光ディスク １７ 焦点がはずれた時の検出用光 １８ 焦点がはずれた時の非検出用光 １９ 合焦時フォトスポット ２０ ディスクが近いた時のスポット ２１ ディスクが遠ざかった時のスポット ２２ 差動検出器 ２３ 差動出力 ２４ ビームスプリッタ ２５ 検出レンズ ２６ 二分割ディテクタ ２７ ビームスプリッタ ２８ 回折格子 ２９ 検出レンズ付ビームスプリッタ ３０ 偏光ビームスプリッタ３の迷光発生面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の波長の異なる光を出射する光源
   と、この光源からの出射光を微小スポットとして記録媒
   体面上に集光する収束光学系と、前記記録媒体面上の集
   光点からの反射光を光検出器に導く光学系とからなる光
   ヘッド装置において、 前記記録媒体からの反射光を光検出器に導く光学系内に
   前記反射光を波長毎に分離する光学的分離手段を備えて
   いることを特徴とする光ヘッド装置。