JPH0548534B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は光学式情報記録媒体への情報の記
録／再生に用いられる光学式ヘツド装置であつ
て、非点収差法フオーカスサーボ、ツインビーム
法トラツキングサーボを用いた、いわゆる３ビー
ム法光学式ヘツド装置の光学構成に関するもので
ある。

［従来の技術］ 第３図には従来の光学式ヘツド装置の構成が示
されている。図において、１はレーザ光源である
半導体レーザ（以下LDという）、２はLDの出射
光束、４は光束を第１の面４ａで反射させて集光
レンズ５に入射させる平板状ビームスプリツタ、
６は集光レンズ５の透過した光束の集光点付近に
置かれた光学式情報記録媒体（以下光デイスクと
いう）、７は光デイスク６に記録もしくは再生さ
れる情報であるピツト、８はピツトの列よりなる
トラツクである。

また、１０は光検知器であり、光デイスク６に
よつて反射され集光レンズ６を介してビームスプ
リツタ４の第１の面４ａを透過し、そしてビーム
スピリツタ４の第２の面４ｂで反射された後に更
に第１の面４ａを透過した反射光束を受光する。

従来の光学式ヘツド装置は以上の構成からな
り、以下にその動作について説明する。

前記LD１を出射した光束２は、ビームスピリ
ツタ４の第１の面４ａにて反射された後、集光レ
ンズ５によつて光デイスク６の情報トラツク面上
に集光される。そして、光デイスク６に集光した
光は情報トラツク面により反射され、集光レンズ
５を再透過した後にビームスピリツタ４の第１の
面４ａを透過し、更にビームスプリツタ４の第２
の面４ｂで反射された後に前記第１の面４ａを再
び透過する。従つて、ビームスプリツタ４から反
射される反射光束は、公知のように非点収差、つ
まり子午光線、球欠光線に対して別々の焦線を形
成する収差が与えられ、この反射光束は光検知器
１０に入射される。

ここで、ビームスプリツタ４の第１の面４ａと
第２の面４ｂが平行で、厚みｔ、屈折率ｎ、第１
の面４ａへの入射角をθ［rad］とすると、非点
隔差Δは次式で表される。

Δ＝２×ｔ×θ²×（n²−１）／n³ ……(1) 前記非点収差が与えられたビームスプリツタ４
からの反射光束２′は、LD１の出射光束２と平行
でそれと逆方向に進行し、かつ図において一点鎖
線で示される主光線は、2t・tahθ′・cosθのずれ
をもつて光検知器１０に入射する。ここで、前記
θ′はsinθ′＝sinθを満たしている。

本発明に係る光学式ヘツド装置は、レーザ光を
出射する光源と同じ方向で多少ずれた位置に光検
知器が配置されており、この装置によれば光源と
光検知器をほぼ同一位置に近接配置でき、薄型か
つ小型の光学系を構成できるなどの各種の利点を
有する。

このような、光学式ヘツド装置において、光検
知器１０は光デイスク６上の集光スポツトが合焦
状態にある時にデイスクから反射された光束が、
第３図ｂに示されるように、最少錯乱円１１とな
る光軸方向位置に配置される。そして、この光検
知器１０は、図示されるように、検知部１０ａ，
１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに４分割され、これら各
検知部にて入射光量を検知する。

周知のように、これら各検知部の出力は、焦点
ずれが生じた場合には光検知器１０上のスポツト
が歪んだスポツト１２となるので、対角線方向に
おいて対向する検知部の和をとり対向検知部対ど
うしの差出力を演算することにより光束の焦点ず
れを検出することができる。

すなわち、対向検知部の和出力どうしの差出力
は、｛10a＋10c｝−｛10b＋10d｝となり、この演算
出力信号はフオーカスエラー信号として出力さ
れ、不図示のフオーカスアクチユエータにより光
デイスク上の光スポツト焦点ずれが補正される。

この場合の焦点ずれ検出方法は非点収差法であ
り、第３図ｂに示されるように、光デイスク上の
スポツトが合焦状態１１のときは最少錯乱円とな
つて、略円形状態となるが、ヘツド装置と光デイ
スク６の距離の変化により生ずる焦点ずれが起こ
ると、光検知器１０上のスポツトが破線で示され
るように縦長および横長の楕円形に変形する。従
つて、変形した楕円形を電気的に検出することに
より焦点の位置ずれを検知することができる。

一方、光デイスク６上の照光スポツトを正確に
情報トラツク上に照射するためのトラツキングを
行つており、例えば、第３図ｂに示されるよう
に、前記トラツキングエラー信号は分割線７′に
対して対称となる検出部１０ａ及び１０ｂと検出
部１０ｃ及び１０ｄの出力差から得るようにして
おり、第３図ｃに示されるように、トラツク８の
方向をLD１の出射方向ｘに対し45°傾けて配置す
ることにより、前記分割線７′をトラツクによる
回折像の強度分布対象線とすることができ、この
分割線７′の垂直方向への光量変化を検知すれば、
光デイスク上スポツトの位置ずれを検出できる。

従つて、光検知器１０の出力から｛10a＋10b｝
−｛10c＋10d｝を演算し、これをトラツキングエ
ラー信号として出力すれば、このトラツキングエ
ラー信号により、不図示のトラツキングアクチユ
エータが駆動制御され、スポツトがトラツク８の
中心に正しく位置するように補正される。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の光学式ヘツド装置では前述のような方式
のトラツキングを行つているので、光デイスク６
に傾きが生じた場合にはトラツキングを正確に行
うことができないという問題があつた。

第３図において前述したように、光デイスク６
上のスポツトが情報トラツク８上に正しく照射さ
れる場合には、ピツト７からの回折反射光束の分
布はトラツク中心線に関し対称であり、前記光検
知器１０においては、分割線７′を基準として対
称となり、従つて光検知器１０上においても前記
検知部の各出力は、（10a＋10b）＝（10c＋10d）と
なる。

そして、光デイスク６上の集光スポツトが情報
トラツク８から面内方向で僅かにずれた場合に
は、ピツト７による回折反射光束の強度分布はト
ラツク中心線方向に対して非対称となる。この時
例えば、検出部の出力は（10a＋10b）＞（10c＋
10d）、また逆方向にずれた場合には（10a＋10b）
＜（10c＋10d）となる。従つて、検出部の差出力
｛（10a＋10b）−（10c＋10d）｝をトラツキングエラ
ー信号とすれば、スポツト９の情報トラツク８か
らのずれを検知することができる。

すなわちトラツキングが正確に行われるために
は、スポツトが情報トラツクに正しく集光されて
いる時に回折反射光の強度分布がトラツク中心線
に関し対称であることが必須である。

しかしながら、光デイスク６が傾いた場合、周
知のように、光束に主にコマ収差が生じる。従つ
て、このコマ収差は反射光束分布の対称性を乱
し、このような非対称分布を生じさせる収差をも
つた光束は、たとえトラツク上に正しく集光され
た場合でもその反射光束はトラツク中心線方向に
対する対称性をなくし、トラツキングエラー信号
により正確なトラツキングを行わせることができ
ないという問題があつた。

更に、光デイスク６が傾く際の反射光束におい
て、第３図ａの一点鎖線で示される主光線が傾い
て、結果として光検知器１０上のスポツト１１が
変位することになる。従つて、このスポツト変位
によつても正確なトラツキングエラー信号を得る
ことができないという問題があつた。

発明の目的 この発明は、前記問題点を解決するためになさ
れたもので、光デイスクの傾きが生じた場合でも
照射光スポツトとトラツクとの面内ずれを良好に
検出できる低コストの小型光学式ヘツド装置を得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る光学式ヘツド装置は、レーザ光
を出射する光源と、該光源から出射された光束
を、回折格子をその表面に形成した第１の面によ
つて複数個に分離・反射する光束分離素子と、該
反射された複数個の光束を光学式情報記録媒体上
に集光する集光レンズ手段と、前記光源に近接配
置され、前記光学式情報記録媒体の情報面から反
射された光束を受光する光検知器とを備え、前記
光束分離素子は、前記光学式情報記録媒体の情報
面により反射され、前記集光レンズ手段を再透過
し、更に前記第１の面を透過した光束を反射する
第２の面を有し、前記第２の面により反射された
光束は、前記第１の面を再透過した後、前記光源
からの出射光束と逆方向かつ略平行の光束とされ
て前記光検知器に受光されることを特徴とする。

［作用］ この発明における光学式ヘツド装置では、光源
から出射される光束が回折格子によつて例えば０
次及び±１次の３つのビームに回折形成され、こ
の３ビームは光束分離素子により方向を変え集光
レンズ手段を介して光デイスクの情報トラツクに
光スポツトとして照射される。

そして、０次回折光については、従来と同様に
光束分離素子にて与えられた非点収差を検出する
ことによりフオーカスエラー信号を得ることがで
き、一方±１次回折光はトラツクの異なる位置に
照射され、この２つのスポツトの位置関係から０
次回折光と情報トラツクとの面内ずれを検出する
ことができる。

また、情報記録媒体からの反射光束は、光束分
離素子の第２の面で反射され、更に第１の面を透
過して光源からの出射光束と略平行にされるの
で、光源と光検知器を近接配置でき、小型化を図
ることができる。

［実施例］ 以下、この発明の１実施例を図に基づいて説明
する。

第１図ａには本発明に係る光学式ヘツド装置の
概略構成が示され、第１図ｂには光検知器の構
造、第１図ｃには光デイスク上における光スポツ
トの照射状態が示されている。

本実施例において特徴的なことは、複数のビー
ムを形成する回折格子を独立して設けず、光束分
離素子に一体に形成したことである。すなわち、
第１図に示されるように、光束分離素子４が設け
られ、この光束分離素子４は第１の面４ａに回折
格子３を形成する。

この様な回折格子３が形成された光束分離素子
４は45°傾斜させて設けられているが、回折格子
３に入射される光束２は複数の回折光を形成し光
デイスク６上に出射される。そして、その他の構
成は従来の構成と同様となつている。

次に、本発明の動作について説明する。

LD１を出射した光束２は回折格子３によつて
回折され、ビームスプリツタ等の光束分離素子４
の第１の面４ａで反射された後に、集光レンズ５
によつて光デイスク６の情報面に斜線で示した３
つの光スポツト９ａ，９ｅ，９ｆが集光される。

この３つのスポツト９ａ，９ｅ，９ｆのそれぞ
れの中心を結ぶ線は、トラツク８の軌跡方向に対
して、わずかに傾くように配置され、スポツト９
ａにて焦点ずれを、またスポツト９ｅ，９ｆにて
面内ずれを検出する。

そして、光デイスク６に集光した光は情報面の
トラツク８により反射され、集光レンズ５を介し
てビームスプリツタ等の光束分離素子４の第２面
４ｂにより反射されて光検知器１０に入射され
る。

すなわち、光束分離素子としてのビームスプリ
ツタ４により、光デイスク６から反射された光束
は第１の面４ａを透過し、第２の面４ｂにより
90°方向が変換されて反射される。

そして、この反射光束は再び第１の面４ａを透
過して、LD１を出射した光束２に対して所定間
隔を有する反射光束２′となつて光検知器１０に
入射しており、このビームスプリツタ４内を透過
反射することにより非点収差が与えられる。

また、光検知器１０は、光デイスク上の集光ス
ポツトが合焦状態にあるときに中心ビームすなわ
ち０次回折光（スポツト９ａに対応する）の反射
光束が最少錯乱円となる光軸方向位置に置かれて
いる。そして、光検知器１０は、第１図ｂに示さ
れるように、３ビームを６個所で検知するように
しており、３ビームのうち中央のビーム（０次
光）は４分割された検知部１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄにより、また両側のビーム（±１次
光）はそれぞれ独立した検知部１０ｅ，１０ｆに
より受光される。

このようにして得られた両側検知器１０ｅ，１
０ｆの出力は減算器１３などによつて差動演算さ
れ、この信号をトラツキングエラー信号として出
力することにより、中央スポツト９ａとトラツク
８との面内ずれが検知できる。

従つて、このトラツキングエラー信号により、
ここでは図示しないトラツキングアクチユエータ
が駆動制御され、スポツト９ａがトラツク８の中
心に正しく位置するように補正される。

以上のように、複数のビーム、実施例では±１
次光のビームを利用したツインビーム方式のトラ
ツキングサーボによれば、２つのビームにより面
内ずれを検知するのでデイスク傾きなどにより発
生するコマ収差の影響を受けにくい安定したトラ
ツキングサーボを行うことができる。また、この
トラツキングサーボはフオーカスサーボの検出と
は別個に行うため、フオーカスサーボを行うとき
の干渉を受けにくいという利点がある。

本実施例によれば、平板ビームスプリツタなど
の光束分離素子と別体となつた回折格子を使用す
ることなく、光学部品点数を低減して低コストの
装置を得ることができるという利点を有する。

なお、本実施例では、光デイスク６上のトラツ
ク方向をxy平面におけるLD１の出射方向ｘに対
して45°とし、光束分離素子４をxy平面における
出射方向ｘに対して45°とした場合を説明したが、
前記角度以外でも本発明を適用することができ
る。

また、光束分離素子４は平行平板として説明し
たが、光デイスク６からの反射光に対して非点収
差付与の効果を高めるためにくさび状に形成して
もよく、これによつて、光束分離素子４の厚さを
より薄くできるという効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、光源からの
光束を複数個の光束に回折分離し、このうちの０
次以外の回折光にて情報トラツクと０次回折光ス
ポツトとの面内ずれを検出するようにしたので、
光束分離素子からの反射光によつて各種の検出作
用を行う装置において、情報トラツクと０次回折
光スポツトとの面内ずれをデイスク傾きなどの影
響を受けずに良好に行うことができる。

また、回折格子を一体に形成した光束分離素子
によれば、光学部品を増やすことなく薄型で小型
軽量の光学式ヘツド装置を得ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学式ヘツド装置の第１
実施例を示す説明図であり、第１図ａは基本構成
図、第１図ｂは光検知器の構成図、第１図ｃは光
デイスク面における３つのスポツトの照射状態を
示す説明図、第２図は従来の光学式ヘツド装置を
示す説明図であり、第２図ａは基本構成図、第２
図ｂは光検知器の構成図、第２図ｃは光デイスク
面におけるスポツトの設定状態を示す説明図であ
る。 図において、１はLD、３は回折格子、４は光
束分離素子としてのは平板状ビームスプリツタで
あり、４ａは第１の面、４ｂは第２の面、５は集
光レンズ、６は光デイスク、８はトラツク、１０
は光検知器である。図中同一符号は同一又は相当
部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザ光を出射する光源と、 該光源から出射された光束を、回折格子をその
   表面に形成した第１の面によつて複数個に分離・
   反射する光束分離素子と、 該反射された複数個の光束を光学式情報記録媒
   体上に集光する集光レンズ手段と、 前記光源に近接配置され、前記光学式情報記録
   媒体の情報面から反射された光束を受光する光検
   知器とを備え、 前記光束分離素子は、前記光学式情報記録媒体
   の情報面により反射され、前記集光レンズ手段を
   再透過し、更に前記第１の面を透過した光束を反
   射する第２の面を有し、 前記第２の面により反射された光束は、前記第
   １の面を再透過した後、前記光源からの出射光束
   と逆方向かつ略平行の光束とされて前記光検知器
   に受光されることを特徴とする光学式ヘツド装
   置。 ２ 前記光束分離素子の第１の面と第２の面が平
   行に形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の光学式ヘツド装置。 ３ 前記光束分離素子の第１の面と第２の面がく
   さび状に形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光学式ヘツド装置。