JPH0622062B2 - 光ヘツド装置 - Google Patents

光ヘツド装置

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JPH0622062B2
JPH0622062B2 JP61132723A JP13272386A JPH0622062B2 JP H0622062 B2 JPH0622062 B2 JP H0622062B2 JP 61132723 A JP61132723 A JP 61132723A JP 13272386 A JP13272386 A JP 13272386A JP H0622062 B2 JPH0622062 B2 JP H0622062B2
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JP
Japan
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light
light source
imaging lens
lens
photodetector
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雄三 小野
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、いわゆる光ディスク,ディジタルオーディ
オディスク,ビデオディスクなどの記録再生に用いる光
ヘッド装置に関する。
〔従来の技術〕
ビデオディスク,ディジタルオーディオディスク,光デ
ィスク(以下では、光ディスクと総称する)の従来の光
ヘッド装置は、第2図に示すように、光源である半導体
レーザ1と、半導体レーザ1の放射光15をコリメート光
16にするコリメーティングレンズ17と、収束レンズ18
と、ビームスプリッタプリズム19の他に、焦点誤差検出
手段とトラッキング誤差検出手段とを備えて構成されて
いる。
焦点誤差検出手段には種々の方式があるが本発明の方式
と最も関連の深い方式としてウェッジプリズム方式をあ
げることができる。ウェッジプリズム方式の焦点誤差検
出手段は、第2図に示すようにウェッジプリズム20及び
21と、光検出素子22及び23から成る2分割光検出器と、
光検出素子24及び25から成る2分割光検出器とから構成
されている。ディスク面6に対し、収束ビーム5が丁度
焦点を結んでいる時は、ウェッジプリズムからの光ビー
ム26及び27は、各々、光検出素子22及び23の間と、光検
出素子24及び25間に収束しているが、収束ビーム5がデ
ィスク面6に対してデフォーカスした時は、光ビーム26
及び27は互いに離れる方向に、又は、互いに接近する方
向にデフォーカスするので、光検出素子22及び23の差動
出力、又は、光検出素子24及び25の差動出力をとること
で焦点誤差信号が得られる。
トラッキング誤差検出手段にも種々の方式があるが、本
発明の方式と最も関連の深い方式としてプッシュプル方
式をあげることができる。プッシュプル方式は、2分割
光検出器を使ってディスク面からの反射光を検出する方
式で、第2図に示す光検出素子22及び23の出力の和と、
光検出素子24及び25の出力の和との差をとることでトラ
ッキング誤差信号が得られる。なお、第2図に示した従
来技術の光ヘッド装置は、フィリップス テクニカル
レビュー(philips Technical Review)第40巻(1982年
発行)第6号第151 頁から156 頁に詳しく述べられてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の光ヘッド装置は、実用化されているもの
でも大きさが40×40×30mm程度あり、従って重量も重
く、光ディスク装置全体の小型化,軽量化、あるいはス
タック型大容量光ディスク実現の障害となっている。こ
の原因の1つは、光ディスクからの反射光をハーフプリ
ズム、あるいは偏光ビームスプリッタリズムにより、光
軸を90゜曲げて光源から分離させ、その後方に光検出器
を配置するという方法がとられているため、光学系の1
軸化が難しい点にある。
このような問題に対して、半導体レーザ光源の発光部に
光を戻した際、自己結合効果によって発振出力が増加す
るいわゆるSCOOP効果を利用した小型光ヘッドが提
案されている。
しかしながら、自己結合効果は半導体レーザの発振現象
の不安定性であることが指摘され、ここ数年内で実用化
されたディジタルオーディオディスク,ビデオディスク
などでは、再生信号,位置決め信号にもれ込むノイズと
して逆にこの自己結合効果を抑制するための技術が開発
されるにいたっている状況である。半導体レーザの自己
結合効果は、半導体レーザ自身の共振器に光ディスクと
いう反射面が加わり、三つのミラーらなる共振器という
構成で考えなければならないものである。ディスクの回
転中は、ディスクの光軸方向のばたつきのため、焦点ソ
ーボがかかっている時でも、半導体レーザと光ディスク
の間隔が約1μmの幅でゆれ動いており、極めて安定度
の悪い共振器構成となってしまっている。従って、この
ようなSCOOP効果により、光ディスク上の信号を再
生することは困難な課題が多すぎる。
本発明の目的は、上記欠点を解消して小型の光ヘッドを
実現することが可能な光ヘッド装置を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の光ヘッド装置は、半導体レーザ光源と、前記光
源の像を記録媒体上に絞りこむ結像レンズと、前記光源
の脇に配置され、その受光面が互いに平行な分割線で3
分割された光検出器と、前記光源と前記結像レンズとの
間に設けられ、往路の光を0次回折光として透過し、か
つ、前記結像レンズの光軸と交わり前記分割線と平行な
境界線を境に互みに異なる収束距離を有し、前記結像レ
ンズを経て来た前記記録媒体からの復路の反射光を前記
境界線を境に分割し+1次回折光として前記光検出器の
分割線上にそれぞれ薄くビームスプリッタ機能を有する
格子レンズとを備えることを特徴としている。
〔作用〕
本発明の作用・原理は次の通りである。本発明の光ヘッ
ド装置では、光学系の1軸化を達成するために、光ディ
スク面からの反射光を光検出器に導くために、格子レン
ズを用いる。格子レンズには所望の+1次回折光の他
に、0次回折光がある。0次回折光は格子レンズを直接
透過した光である。そこで、この格子レンズを半導体レ
ーザ光源と結像レンズとの間に配置し、半導体レーザか
らディスク面に行く光に対しては、0次回折光を用いる
と、単に格子レンズの基板の厚さに等しい透明板が挿入
されるのと同じになる。
一方、ディスク面からの反射光に対しては、所望の+1
次回折光を用いるとハーフプリズムや、偏光ビームスプ
リッタプリズムを用いることなく情報光を光軸外にとり
出すことができる。すなわち、格子レンズはビームスプ
リッタとして作用することになる。この結果、小型,軽
量の光ヘッド装置を構成できる。
さらに本発明では、光軸外にとり出した情報光から信号
の他、フォーカス誤差信号,トラッキング誤差信号もと
り出すために、格子レンズの収束距離を結像レンズの光
軸と交わる線を境に互いに異ならせることにより、第2
図に示す従来の光ヘッド装置におけるウェッジプリズム
と等価な作用をさせ、ウェッジプリズム方式とほぼ等価
な光ビームに変換している。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の一実施例の基本構成を示す正面断面
図である。半導体レーザ1の放射光2は、格子レン30
を0次回折光として透過し、結像レンズ4によりディス
ク面6上の点7に収束される。ディスク面6からの反射
光は、結像レンズ4により収束され、格子レンズ3によ
り回折され、回折光8及び回折光10として半導体レーザ
の脇にある光検出素子12,13,14からなる3分割光検出器
28に到達する。
第3図は、第1図の光ヘッド装置の右側面図を示す。第
3図に示すように、格子レンズ3は軸外しレンズで、各
々収束点11及び9を持ち、ディスク面6からのもどり光
を軸外し部に置かれた3分割光検出器28に導く。
格子レンズ3を半導体レーザ1の方向から見た時の格子
の配置の様子を第4図に模式的に示す。格子レンズのピ
ッチと方向は、配置をわかりやすくすらめに実際より大
きく書いてある。格子レンズ3は、結像レンズ4の光軸
と交わる線を境に、収束距離の異なる左側格子レンズ29
と右側格子レンズ30とから構成されている。左側格子レ
ンズ29の+1次回折光は第1図及び第3図に示す点9に
収束する。一方、右側格子レンズ30の+1次回折光は、
第1図及び第3図に示す点11に収束する。そこで、3分
割光検出器28の光検出素子12,13,14を第1図に示すよう
に左側回折光8を光検出素子12と13で、右側回折光10を
光検出素子13と14で検出するようにし、ディスク面6に
光ビーム5が収束している合焦状態で3分割光検出器28
上の両回折光のスポット径が等しくなるように配置する
ことで、次に説明するように、フォーカス誤差信号,ト
ラッキング誤差信号,再生信号を得ることができる。
第5図は3分割光検出器28上の回折光の状態を説明する
ための図である。第5図(a)は、ディスク面6上に光
ビーム5が収束している合焦状態を示す図で、左側回折
光8及び右側回折光10は等しいスポット径になってい
る。第5図(b)は、ディスク面6が面ぶれして、結像
レンズ4に近づいたデフォーカス状態の回折光を示す図
である。回折光8及び10の収束点は合焦時よりも格子レ
ンズ3から遠くなるので、第5図(b)に示すように、
3分割光検出器28上では、左側回折光8のスポット径が
大きくなり、右側回折光10のスポット径が小さくなる。
しかし、格子レンズの境界線に対する半円スポットの境
界線31の位置は変化しない。従って、光検出素子12及び
14の出力が増加し、光検出素子13の出力が減少する。反
対に、ディスク面6が結像レンズ6から遠ざかった場合
は、回折光8及び10の収束点は合焦時よりも格子レンズ
3に近くなるので、第5図(c)に示すように、3分割
光検出器上では、左側回折光8のスポット径が小さくな
り、右側回折光10のスポット径が大きくなる。この場合
も半円スポットの境界線31の位置は変化しない。従っ
て、光検出素子12及び14の出力が減少し、光検出素子13
の出力が増加する。
以上の考案により、光検出素子12,13,14の出力電圧を各
々V(12V,V(13),V(14)とすれば、焦点誤差信
号は、V(12)+V(14)−V(13)により検出でき、
ディスクのフォーカスずれの方向及び量を検知すること
ができる。
一方、トラッキングのずれ信号は、半導体レーザ1から
の放射光2のディスク上の絞り込みスポットがトラック
位置からずれると、もどり光の強度分布にアンバランス
が生じることを利用する。第1図の紙面に垂直な方向に
トラックが延びている配置であるとすると、トラックず
れにより回折光8と10の強度比が変わるため、3分割光
検出器28の光検出素子12と14の出力信号に差が生じる。
従って、トラッキング信号は、V(12)−V(14)によ
り検出でき、この差信号の正負により、トラックずれの
方向も検知することができる。
ディスクからの信号は、3分割光検出器28の光量の総和
V(12)+V(13)+V(14)をとることにより検出で
きる。
〔発明の効果〕
本発明の光ヘッド装置は、光学部品が結像レンズと格子
レンズだけでよく、これまで数多くの部品を使っていた
光ヘッド装置の部品を大幅に削減することが可能であ
り、これまで光ディスク装置全体の小型化、あるいは、
スタック画光ディスク装置のネックとなっていた光ヘッ
ドのサイズを縮小することが可能となる。さらに本発明
によれば、半導体レーザと3分割光検出器とを同一パッ
ケージ内にハイブリッドに作成することにより、量産性
信頼性に富む光ヘッド装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の基本構成を示す断面図、 第2図は従来の光ヘッド装置の一例を示す断面図、 第3図は第1図に示す実施例の右側面図、 第4図は第1図に示す実施例の格子レンズの構成を示す
平面図、 第5図は3分割光検出器上の回折光の状態を説明するた
めの図である。 1……半導体レーザ 2,15……放射光 3……格子レンズ 4……結像レンズ 5……収束ビーム 6……ディスク面 7,9,11……収束点 8,10……回折光 12,13,14,22,23,24,25……光検出素子 16……コリメート光 17……コリメーティングレンズ 18……収束レンズ 19……ビームスプリッタプリズム 20,21……ウェッジプリズム 26,27……分割光ビーム 28……3分割光検出器 29……左側格子レンズ 30……右側格子レンズ 31……半円スポットの境界線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザ光源と、前記光源の像を記録
    媒体上に絞りこむ結像レンズと、前記光源の脇に配置さ
    れ、その受光面が互いに平行な分割線で3分割された光
    検出器と、前記光源と前記結像レンズとの間に設けら
    れ、往路の光を0次回折光として透過し、かつ、前記結
    像レンズの光軸と交わり前記分割線と平行な境界線を境
    に互いに異なる収束距離を有し、前記結像レンズを経て
    来た前記記録媒体からの復路の反射光を前記境界線を境
    に分割し+1次回折光として前記光検出器の分割線上に
    それぞれ導くビームスプリッタ機能を有する格子レンズ
    とを備えることを特徴とする光ヘッド装置。
JP61132723A 1985-12-10 1986-06-10 光ヘツド装置 Expired - Lifetime JPH0622062B2 (ja)

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JP61132723A JPH0622062B2 (ja) 1986-06-10 1986-06-10 光ヘツド装置
DE8686117152T DE3679648D1 (de) 1985-12-10 1986-12-09 Optischer kopf mit einem beugungsgitter zum richten von zwei oder mehreren gebeugten lichtstrahlen auf optische detektoren.
EP86117152A EP0228620B1 (en) 1985-12-10 1986-12-09 Optical head comprising a diffraction grating for directing two or more diffracted beams to optical detectors
US06/940,007 US4945529A (en) 1985-12-10 1986-12-10 Optical head comprising a diffraction grating for directing two or more diffracted beams to optical detectors

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JPS62289932A JPS62289932A (ja) 1987-12-16
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2672620B2 (ja) * 1989-01-12 1997-11-05 松下電器産業株式会社 光ヘッド装置及びその組立方法
KR940001999B1 (ko) * 1989-06-06 1994-03-12 샤프 가부시끼가이샤 광 픽업장치

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JPS62289932A (ja) 1987-12-16

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