JPH058501B2 - - Google Patents

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JPH058501B2
JPH058501B2 JP59145767A JP14576784A JPH058501B2 JP H058501 B2 JPH058501 B2 JP H058501B2 JP 59145767 A JP59145767 A JP 59145767A JP 14576784 A JP14576784 A JP 14576784A JP H058501 B2 JPH058501 B2 JP H058501B2
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JP
Japan
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order
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beams
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optical recording
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JPS6124032A (ja
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Atsushi Fukumoto
Kyoshi Oosato
Michio Oka
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Sony Corp
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Sony Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学式記録装置、再生装置及び記録再
生装置に適用して好適な光学式ヘツドのトラツキ
ング誤差検出装置に関する。
背景技術とその問題点 先ず第1図を参照して、従来の光学式ヘツドの
トラツキング誤差検出装置について説明する。
OHは光学ヘツドを全体として示す。1は半導体
レーザ素子(レーザダイオード)で、これのレー
ザビーム出射端面1A側より出射した、断面が楕
円の発散レーザビームLはコリメータレンズ(不
用の場合もある)2に入射せしめられて平行ビー
ムとなされた後、回折格子(グレーテイング)3
に入射せしめられる。回折格子3より出射した0
次ビームL0及び±1次ビームL+1,L-1(尚、+2
次以上、−2次以下のビームは無視する)は無偏
光ビームスプリツタ(ハーフミラー)(偏向ビー
ムスプリツタの場合は、対物レンズ5との間に1/
4波長板を設ける)4を通過した後、対物レンズ
5に入射せしめられて集束せしめられ、その集束
された0次ビームL0及び±1次ビームL+1,L-1
は光学式記録媒体(光磁気記録媒体も含む)6の
記録面に所定間隔(例えば10μm)を置いて入射
せしめられる。
光学式記録媒体6で反射した0次ビームL0
び±1次ビームL+1,L-1は対物レンズ5を通過
した後、ビームスプリツタ4に入射せしめられ、
その一部はその反射面4aで反射して光検出器7
に入射せしめられる。この光検出器7は、0次ビ
ームL0及び±1次ビームL+1,L-1が各別に入射
せしめられる3個の光検出部にて構成される。そ
して、±1次ビームが夫々入射せしめられる一対
の光検出部からの一対の光検出出力の差を採るこ
とにより、0次ビームL0の光学式記録媒体6の
記録面上でのトラツキング状態に応じたトラツキ
ング誤差信号が得られる。又、0次ビームの入射
せしめられた光検出部からは、再生信号、フオー
カスエラー信号等が得られる。
次に、半導体レーザ素子1の一例について第2
図を参照して説明する。この半導体レーザ素子1
は通常一方の電極を兼ねた銅等より成るヒートシ
ンク8上に固着されている。半導体レーザ素子1
の構造を図に於いてその上層から下層に向かつて
説明すると、1aは電極層、1bはn−GaAs層
(基体層)、1cはn−Ga1−yAlyAs層(クラツ
ド層)、1dはGa1−xAlxAs層(活性層)、1e
はp−Ga1−yAlyAs層(クラツド層)、1fはp
−GaAs層である。そして、活性層1dから上述
のレーザビームLが出射する。この半導体レーザ
素子1のレーザビーム出射端面(剪開面)1Aを
正面とすると、その幅が100〜300μm、高さ(厚
さ)が80〜100μm、奥行が200〜300μmである。
活性層1dのヒートシンク8の上面からの高さは
数μmである。
ところで、0次ビームL0の光学式記録媒体6
の記録面に対するタンジエンシヤルスキユー角が
変化すると、トラツキングエラー信号もそれに応
じて周期的に変化し、正確なトラツキングエラー
を検出することができなかつた。
本発明者等はその原因を究明したところ、次の
ようなことが分かつた。光学式記録媒体6で反射
した0次ビームL0及び±1次ビームL+1,L-1
対物レンズ5を通過した後、ビームスプリツタ4
の反射面4aで反射するのみならず、ビームスプ
リツタ4を通過し、回折格子3に入射して、夫々
に対応して格別の0次ビーム及び±1次ビームが
発生し、コリメータレンズ2を通過して半導体レ
ーザ素子1に向かう。この半導体レーザ素子1に
向かうビームのビーム量は、無偏光ビームスプリ
ツタを用いた場合には多く、偏向ビームスプリツ
タを用いた場合は少ない。
この場合、第3図に示す如く、半導体レーザ素
子1のレーザビーム発光端面1Aと、回折格子3
との相対回動角位置に応じて、半導体レーザ素子
1に向かう中心ビームLa及びその両側に位置す
る両側ビームLb,Lcの配置は夫々中心ビームLa
がレーザビーム出射端面1A上の活性層1dに位
置し、両側ビームLb,Lcが中心ビームLaの位置
を通り、活性層1dと直交する直線上に於いて上
下に位置する場合と、中心ビームLa及び両側ビ
ームLb,Lcが共に活性層1d上に位置する場合
と、中心ビームLa及び両側ビームLb,Lcを結ぶ
直線が上記2つの場合の中間の任意の角度位置に
来る場合とがある。そして、これら中心ビーム
La及び両側ビームLb,Lcは、0次ビームL0と、
±1次ビームL+1,L-1が回折格子3によつて再
回折され、且つ混在して重畳されたものである。
ところで、両側ビームLb,Lcの少なくとも一
方がヒートシンク8の面に入射した場合は、その
面が粗面であるので、そのビームはそこで乱反射
されるので問題はないが、両側ビームLb,Lcの
少なくとも一方が半導体レーザ素子1のレーザビ
ーム出射端面1Aに入射する場合は、この端面1
Aは反射率が良好(例えば10%)なので、この端
面1Aで反射し、上述の光路を通過して光検出器
7に入射するので、+1次又は−1ビームと干渉
を起こす。このため、0次ビームL0の光学式記
録媒体6の記録面に対するタンジエンシヤルスキ
ユー角に応じて、光検出器7に入射する+1次又
は−1次ビームの強度が変化し、トラツキングエ
ラー信号がそのスキユー角に応じて周期的に変化
する。第4図は、両側ビームLb,Lcの一方Lbが
半導体レーザ素子1のレーザビーム発光端面1A
に入射し、他方Lcがヒートシンク8に入射した
場合の、0次ビームL0の光学式記録媒体6の記
録面に対するタンジエンシヤルスキユー角α°に対
するトラツキングエラー信号Seのレベル変化の
周期性を示す。尚、実際には、|α|が増大する
につれて、トラツキングエラー信号Seのレベル
は減衰する。尚、両側ビームLb,Lc共レーザビ
ーム出射端面1Aに入射する場合は、第4図に対
応する波形の振幅が第4図のそれの2倍となり、
位相は第4図と異なる。
次に、両側ビームLb,Lcのうちの一方Lbが半
導体レーザ素子1のレーザビーム出射端面1Aに
入射し、他方Lcがヒートシンク8に入射する場
合の干渉について、第5図(レンズ系の図示を省
略してある)を参照して説明する。第5図に於い
て、実線にて示される1Aはレーザビーム出射端
面であるが、破線にて示される正規の位置の出射
端面1Aに対し傾いている一般的な場合を示し、
又、実線にて示される6は光学式記録媒体である
が、破線にて示される正規の位置の光学式記録媒
体6に対し傾いている場合を示す。0次ビーム
L0は正規の位置のレーザビーム出射端面1A及
び正規の位置の光学式記録媒体6の記録面に対し
鉛直である。θは+1次ビームL+1の0次ビーム
L0に対する角度である。l1はレーザビーム出射端
面1A及び回折格子3間の光路長、l2は回折格子
3及び光学式記録媒体6の記録面間の光路長であ
る。Δl1,Δl2は夫々光路長l1,l2に対する0次ビ
ームL0及び+1次ビームL+1間の光路差である。
Δl3,Δl4は夫々光学式記録媒体6のスキユーによ
る光路差、レーザビーム出射端面1Aのスキユー
による光路差である。
又、gを回折格子3に於ける0次ビームL0
び+1次ビームL+1間の位相差とする。i0,i1
夫々回折格子3に於ける0次ビーム、+1次ビー
ムの透過率、tをハーフミラー4の透過率、r,
fを夫々光学式記録媒体6の記録面上、レーザビ
ーム出射端面1A上の反射率とする。
しかして、+1次ビームL+1が入射する光学式
記録媒体6の記録面上の点Aに於ける光の複素振
幅を次の4つの場合に分けて考える。
(1) a1:+1次ビームL+1が直接点Aに入射した
場合。
(2) a2:0次ビームL0が光学式記録媒体6で反射
し、再度回折格子3に入射することによつて得
られた0次ビームがレーザビーム出射端面1A
で反射し、再度回折格子3に入射することによ
つて得られた+1次ビームが点Aに入射した場
合である。
(3) a3:0次ビームL0が光学式記録媒体6で反射
し、再度回折格子3に入射することによつて得
られた+1次ビームがレーザビーム出射端面1
Aで反射し、再度回折格子3に入射することに
よつて得られた0次ビームが点Aに入射した場
合である。
(4) a4:+1次ビームL+1が光学式記録媒体6で
反射し、再度回折格子3に入射することによつ
て得られた0次ビームがレーザビーム出射端面
1Aで反射し、再度回折格子3に入射すること
によつて得られた0次ビームが点Aに入射する
場合である。
次にa1〜a4を式にて示す。
a1=i1t・exp{j(l1+g+l2+Δl2+Δl3)}
……(1) a2=i2 0i1t3rf・exp〔j{3(l1+l2)+g+Δl2
Δl3}〕 ……(2) a3=i2 0i1t3rf・exp〔j{3(l1+l2)+g+2Δl1 +Δl2+Δl3+2Δl4}〕 ……(3) a4=i2 0i1t3rf・exp〔j{3(l1+l2)+g +3(Δl2+Δl3)+2Δl1+2Δl4}〕 ……(4) 計算の簡単のため、レーザビームの可干渉距離
を2(l1+l2)以下とすると、点Aに於ける光の強
度IAは次式のように表される。
IA=|a12+|a2+a3+a42 =i2 1t2〔1+i4 0t4r2f2{3+2cos2(Δl1+Δl4)+2
cos2
(Δl1 +Δl4+Δl2+Δl3)+2cos2(Δl2+Δl3)}〕…
…(5) 又、両側ビームLb,Lcの両方がレーザビーム
出射端面1Aに入射する場合に於いて、+1次ビ
ームL+1が光学式記録媒体6の記録面上の点Aに
入射し、−1次ビームL-1が0次ビームL0に対し
対称な点Bに入射する場合は、点Aの光の強度IA
は(5)式の通りであるが、点Bの光の強度IBは次式
のように表される。
IB=i2 1t2〔1+i4 0t4r2 2{3+2cos2(Δl1−Δl4) +2cos2(Δl1−Δl4+Δl2−Δl3)+2cos2(Δl2
Δl3)}〕 ……(6) 発明の目的 本発明は上述した光学式トラツキング誤差検出
装置に於いて、光学ヘツドの0次ビームの光学式
記録媒体に対するタンジエンシヤルスキユー角の
変化によつては変化する虞のないトラツキングエ
ラー信号を得ることのできるものを提案しようと
するものである。
発明の概要 本発明は、半導体レーザ素子と、この半導体レ
ーザ素子よりのレーザビーム(波長をλとする)
が入射せしめられる回折格子と、この回折格子よ
り出射した0次ビーム及び±1次ビームが通過せ
しめられるビームスプリツタと、このビームスプ
リツタより出射した0次ビーム及び±1次ビーム
が集束せしめられて光学式記録媒体に入射せしめ
られる対物レンズと、光学式記録媒体により反射
せしめられた0次ビーム及び±1次ビームが対物
レンズを通過し、更にビームスプリツタの反射面
で反射した後、入射せしめられる光検出器とを有
し、光検出器より±1次ビームに対応した一対の
光検出出力を得、この一対の光検出出力の差に基
づいて0次ビームの光学式記録媒体上のトラツキ
ング状態に応じたトラツキング誤差信号を得るよ
うにした光学式ヘツドのトラツキング誤差検出装
置に於いて、光学式記録媒体より反射し、対物レ
ンズ、ビームスプリツタ及び回折格子を通過して
半導体レーザ素子に向かう中心ビーム及びその両
側の両側ビームに関し、中心ビームに対する該両
側ビームの少なくとも一方の光路差(λ/4)・
(2n+1)<但しn=0,1,2,3,……>に
選定して成ることを特徴とするものである。
かかる本発明によれば、この種光学式トラツキ
ング誤差検出装置に於いて、光学式ヘツドの0次
ビームの光学式記録媒体に対するタンジエンシヤ
ルスキユー角の変化によつて変化する虞のないト
ラツキングエラー信号を得ることのできるものを
得ることができる。
実施例 以下に、第5図を再度参照して本発明の一実施
例を説明する。第3図に示す如く半導体レーザ素
子1に向かう中心ビームLa及び両側ビームLb,
Lcを結ぶ直線が半導体レーザ素子1の活性層1
dに対し略直交している場合は、中心ビームLa
に対する両側ビームLb,Lcの一方Lbの光路差を
(λ/4)・(2n+1)<但し、n=0,1,2,
3,……>に選べば、即ち(5)式に於いて、 Δl1+Δl4=(π/2)・(2n+1) ……(7) に選べば、(5)式は、 IA=i2 1t2(1+i4 0t4r4f2)=const. ……(8) となり、中心ビームLaと両側ビームLb,Lcの一
方Lbとの間の干渉はなくなり、タンジエンシヤ
ルスキユー角の変換によつては、トラツキングエ
ラー信号のレベルが変化しなくなる。尚、Δl1
Δl4のうち一方を固定すれば、他方は(λ/4)・
(2n+1)となる。尚、ビームLcはヒートシンク
8に入射して乱反射されるので、中心ビームLa
と干渉を生じる虞はない。
又、第3図に示す如く、両側ビームLb,Lcが
共にレーザビーム出射端面1Aに入射する可能性
がある場合は、上述の条件に加えて、中心ビーム
Laに対する両側ビームLb,Lcの他方Lcの光路差
をも(λ/4)・(2n+1)に選べば、即ち(6)式
に於いて、 Δl1−Δl4=(π/2)・(2m+1)<但し、m=
0,1,2,3,……) ……(9) に選べば、(6)式は、 IB=i2 1t2(1+i4 0t4r2f2)=const.……(10) となり、中心ビームLaと両側ビームLb,Lcの他
方Lcとの間の干渉もなくなり、タンジエンシヤ
ルスキユー角の変化によつては、トラツキングエ
ラー信号のレベルが変化しなくなる。従つて、こ
の場合は(7)式及び(9)式を共に満足するようにΔl1
Δl4を選定する。
その他の構成は第1図及び第2図と同様であ
る。
かくして、かかる光学式ヘツドのトラツキング
誤差検出装置によれば、光学式記録媒体で反射し
たビームが対物レンズ5、ビームスプリツタ4及
び回折格子3を通じて半導体レーザ素子1のレー
ザビーム出射端面1Aで反射しても、中心ビーム
Laと両側ビームLb,Lcとが干渉する虞がないの
で、光学式ヘツドOHの0次ビームの光学式記録
媒体に対するタンジエンシヤルスキユー角の変化
によつて変化する虞のないトラツキングエラー信
号を得ることができる。
尚、ビームの配置が上述の中間状態にあるとき
も上述と同様である。
発明の効果 上述せる本発明によれば、この種光学式ヘツド
のトラツキング誤差検出装置に於いて、光学式ヘ
ツドの0次ビームの光学式記録媒体に対するタン
ジエンシヤルスキユー角の変化によつては変化す
る虞のないトラツキングエラー信号を得ることの
できるものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光学式ヘツドのトラツキング誤
差検出装置を示す略線的配置図、第2図及び第3
図は従来の光学式ヘツドのトラツキング誤差検出
装置に於ける半導体レーザ素子の一例を示す正面
図、第4図は波形図、第5図は干渉の説明に供す
る線図である。 OHは光学ヘツド、1は半導体レーザ素子、1
Aはそのレーザビーム出力端面、1dはその活性
層、2はコリメータレンズ、3は回折格子、4は
ビームスプリツタ、5は対物レンズ、6は光学式
記録媒体である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子よ
    りのレーザビーム(波長をλとする)が入射せし
    められる回折格子と、該回折格子より出射した0
    次ビーム及び±1次ビームが通過せしめられるビ
    ームスプリツタと、該ビームスプリツタより出射
    した0次ビーム及び±1次ビームが集束せしめら
    れて光学式記録媒体に入射せしめられる対物レン
    ズと、上記光学式記録媒体により反射せしめられ
    た0次ビーム及び±1次ビームが上記対物レンズ
    を通過し、更に上記ビームスプリツタの反射面で
    反射した後、入射せしめられる光検出器とを有
    し、該光検出器より上記±1次ビームに対応した
    一対の光検出出力を得、該一対の光検出出力の差
    に基づいて上記0次ビームの上記光学式記録媒体
    上のトラツキング状態に応じたトラツキング誤差
    信号を得るようにした光学式ヘツドのトラツキン
    グ誤差検出装置に於いて、上記光学式記録媒体よ
    り反射し、上記対物レンズ、上記ビームスプリツ
    タ及び上記回折格子を通過して上記半導体レーザ
    素子に向かう中心ビーム及びその両側の両側ビー
    ムに関し、該中心ビームに対する該両側ビームの
    少なくとも一方の光路差を(λ/4)・(2n+1)
    <但しn=0,1,2,3,……>に選定して成
    ることを特徴とする光学式ヘツドのトラツキング
    誤差検出装置。
JP14576784A 1984-07-13 1984-07-13 光学式ヘツドのトラツキング誤差検出装置 Granted JPS6124032A (ja)

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