JPH0743845B2 - 光ヘツド装置 - Google Patents

光ヘツド装置

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JPH0743845B2
JPH0743845B2 JP60282204A JP28220485A JPH0743845B2 JP H0743845 B2 JPH0743845 B2 JP H0743845B2 JP 60282204 A JP60282204 A JP 60282204A JP 28220485 A JP28220485 A JP 28220485A JP H0743845 B2 JPH0743845 B2 JP H0743845B2
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昌邦 山本
清伸 遠藤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は情報担体に光を照射し、光学的に情報の記録又
は再生を行なう光ヘッド装置に関する。
〔従来技術〕
近年、デジタル化された音声を表面の凹凸で記録したコ
ンパクトデイスクや、TV映像を記録したビデオデイスク
の普及が著しい。
特にコンパクトデイスクプレイヤーは据置型から自由に
持ち運べるポータブル型、又は車載用のプレーヤーへの
進出が大いに期待されている。
これら光学的情報記録再生装置は、使用側からの要求と
して薄型、小型、安価な事が要求されており、従つて上
記の如き情報担体に情報を記録又は再生する光ヘッド装
置に関しても同様の要求が大きくなつている。
従来、上記のような光ヘッド装置は、光検出器に向かう
光路中にシリンドリカルレンズ等を配置し、非点収差を
利用してフオーカスエラー信号を検出するのが普通であ
つた。しかしながら、シリンドリカルレンズ等の特殊な
光学部品は装置の高価格化の原因となり、また組立時に
各部品間の光学調整が煩雑であつた。そこで、このよう
な欠点を解決した光ヘツド装置が特開昭60−5425号等で
提案されている。この例を第15図を用いて説明する。
第15図は従来の光ヘツド装置の構成を示す概略図であ
る。ここで、半導体レーザー光源41からの光束46は、コ
リメーターレンズ42により平行光束となつて偏光ビーム
スプリツター44を透過し、1/4波長板15を透過した後、
対物レンズ45により情報記録担体17に集光される。この
情報記録担体面で反射され、情報を含んだ光束は、ビー
ムスプリツター44で反射された後、ブレーズ型回折格子
20に入射する。この回折格子は、入射面に対してほぼ臨
界角となる方向に、入射する光束を回折する設計となつ
ている。情報記録担体が正規の位置よりも遠い場合、あ
るいは近い場合に、回折格子に入射する光束は収束ある
いは発散光となる。この結果、光検出器51上での光量分
布のアンバランスが生じ、フオーカス誤差検出が行なわ
れる。
しかしながら、上記の如き光ヘツド装置は、使用時の環
境温度の変化、駆動電流の変動等によつて光源の波長が
変化すると正しいオートフオーカス動作が行なえなくな
る欠点があつた。
たとえば一例として、λ=830nmの波長の半導体レーザ
は、1℃の温度上昇に対して約0.3nmの波長シフトを生
じ、この結果20℃の温度上昇では6nmもの波長変動を生
じる。これだけの波長変化が生じたときには、回折光は
完全に全反射の状態となり、±1μm程度のフオーカス
ずれでは光検出器51上の光量分布が全く変化しないとい
う状態が生じてしまい、オートフオーカス動作は不可能
となる。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解決し、光
学調整が簡単で、しかも光源の波長変動の影響が少ない
光ヘッド装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、情報担体に光を照射する光源と、
前記光源と情報担体との間に配され、前記情報担体で反
射された光束を前記照射光束から分離する光分割器と、
前記光分割器で分離された反射光束を検出する光検出器
とから成る光ヘッド装置において、前記光分割器と光検
出器との間に、前記反射光束の少なくとも一部を回折し
て前記光検出器に導く回折格子を有する光学素子を前記
光分割器とは別個に設け、前記光検出器の受光面は、前
記回折格子の回折光が前記光源の波長変動に起因して移
動する方向にほぼ沿った分割線により複数の領域に分割
されているものとすることによって達成される。
〔実施例〕
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の光ヘッド装置の一実施例を示す概略図
である。ここで、半導体レーザ1から出射したS偏光は
コリメータレンズ2、ビーム整形プリズム3を経て平行
光束となり、適当な偏光特性(例えばP偏光の反射率が
70%で透過率が30%、S偏光の反射率が100%)の偏光
ビームスプリツタ4を透過し、対物レンズ5によつて情
報記録面6に集光される。そして、磁気的に情報が記録
された記録面46における、上向きおよび下向きの磁化の
情報に応じて偏光面が回転された反射光は、再び対物レ
ンズ5を経て、偏光ビームスプリツタ4で入射光束と分
離され、一面にレリーフ型回折格子が形成された平行平
板から成る光学素子7に入射する。そして前記回折格子
で回折された光は、検光子を経て光検出器9に導かれ、
オートフオーカス(以下AFと称す)及びオートトラツキ
ング(以下ATと称す)の為の制御信号と、前記記録面6
に記録された情報の信号とが検出される。
第1図に示した光学素子7を、偏光ビームスプリツタ4
側から見た図を第2図に示す。本実施例の、レリーフ型
回折格子は3つの部分10a,10b,10cに分割されていて、
おのおの格子が円錐形に形成されており、回折光束11a,
11b,11cを集束せしめるレンズ作用を有する。また光検
出器9は4つの受光面9a,9b,9c,9dが紙面方向に直列に
配置されている。この光検出器上の光量分布は、第1図
における記録面6上のスポツトの合焦状態に応じて変化
する。まず、オートフオーカスの原理を以下に詳しく説
明する。
フオーカスエラー信号は回折格子10aと、光検出器9の
受光面9a,9bで検出する。第3図(A),(B),
(C)は、光検出器9の受光面9a,9bを、光の入射側か
ら見た図で、斜線部はビームの形状を示し、(B)は合
焦状態、(A),(C)は焦点外れ状態を示す。受光面
からの出力を夫々Ia,Ib,とすると、第4図(A)に示す
ような電気系において、Ia−Ibなる演算を差動増幅器12
で行なうことにより、出力端子13には、第4図(B)に
示す様なフオーカスエラー信号が得られる。第4図
(B)において横軸は合焦位置を零としたときの対物レ
ンズと記録面との距離(フオーカス誤差)を示し、縦軸
は信号出力を示す。得られたフオーカスエラー信号に従
い、不図示のアクチユエータを介して対物レンズ5或い
は光ヘツド全体を入射光の光軸に沿つてデイスクに対し
て動かすことにより、オートフオーカスが可能となる。
次に、第1図示の実施例におけるオートトラツキングの
原理を説明する。トラツクエラー信号は回折格子10c,10
bと光検出器の受光面9c,9dで検出する。第5図(A),
(B),(C)のように情報記録担体の基板18に溝18a
が形成されているとすると、対物レンズ5により、入射
光束はこの溝18aの近傍に集光される。ここで(B)
は、目的の溝18aの上にスポツトが生じている状態、
(A),(C)は夫々溝に対してスポツトが右または左
にずれている状態を示す。この基板18上の記録面19で反
射される光束は溝18aでの回折或いは散乱によるトラツ
キング情報を含む。
第2図図示の光検出器9の受光面9c,9dで前記反射光を
受けると、その光量は、前述の第5図(A),(B),
(C)の状態に応じて、それぞれ第6図(A),
(B),(C)のように変化する。従つて第7図(A)
に示すような電気系においてIc−Idなる演算を差動増幅
器14で行なうことにより出力端子16には、第7図(B)
に示すようなトラツキングエラー信号が得られる。第7
図(B)において、横軸はトラツキング誤差、縦軸は信
号出力を示す。得られたトラツキングエラー信号に従つ
て、不図示のトラツキングアクチユエータを駆動し、対
物レンズ7を光軸に垂直に移動される等の方法で、オー
トトラツキングが可能となる。
以上説明したフオーカスエラー信号、トラツクエラー信
号の検出法において半導体レーザーの波長変動の影響に
ついて説明する。波長変動により、考えられる影響は、
回折格子から回折される光の回折方向が変化し、光検出
器上での位置が変わる事、及び一つの次数の光にエネル
ギーが集中せず複数のビームが光検出器上にやつてくる
事である。光検出器上でのビーム位置の変化は、本発明
においては光検出器の分割線に対し、平行方向のみで垂
直方向には変化しないので、波長変動による、ビーム位
置変化による影響はない。また、複数のビームが光検出
器上にくる状態は、一つのビームのエネルギが複数に分
散され、分割線に沿って、平行移動した位置に入射して
いるので合計光量では、一つのビームの光量検出と変わ
らないので、複数のビームが光検出器上にくることによ
る影響もない。
以上のように光検出器の受光面を波長変動で光束の移動
する方向に相対的に大きな寸法で作り、また、各受光面
の境界線をこの方向に平行にすることにより、光源の波
長変動が生じても、各光検出部の出力はほとんど影響を
受けず、正しいオートフオーカスおよびオートトラツキ
ングを行なうことができる。
次に本発明に用いる光学素子の回折格子構造体を製造す
るための型作成の1例を示す。
型作成においては第8図に示すように型材20を回転し、
ダイヤモンド等のカツター21を紙面に垂直方向へ移動さ
せながら型を作成する。カツター21の刃先の頂角は、角
α,βによつて定まり、上記例では65゜の角度を持たせ
る。型材20はリン青銅、真鍮Ni等の金属でも良いし、ロ
ウ盤やプラスチツク材等の高分子系の材質でもかまわな
い。但し、金属型材の場合は直接スタンパーとして使用
可能であり電鋳等でスタンバーを作成する工程が必要な
いと云う利点がある。第8図で示した方法で切削される
とレリーフ構造は第9図(B)に示した如く、同心円状
のレリーフ構造が得られる。第9図(A)は(B)図の
一部を拡大した図で、α35゜,β80゜,ピツチ〜20
μmである。
次に、第10図に示す如く、アクリルの如きプラスチツク
材23にコンプレツシヨン転写を行なう。この時、型22、
アクリル材23を適当な温度と圧力をかける事により金型
22のレリーフ構造を忠実にアクリル材23に転写する事が
可能である。
転写したアクリル材23のレリーフ構造部に第11図に示す
如く、例えば蒸着等で反射層24を設ける。反射層24は多
層構造でも単層構造でもかまわない。また、MgF2,TiO2,
ZrO2,SiO2等の誘電膜でもAu,Ag,Al,Cu等の金属膜でもか
まわない。以上のような方法により本発明に用いる光学
素子が作成される。
一般に、光磁気記録再生装置に用いる光ヘツド装置にお
いて、反射光は記録面でその偏光面が回転されるととも
に検光子に至るまでの間、記録面及び、その間の光学素
子の偏光特性によつてP偏光成分とS偏光成分とに位相
差が生じそのためRf信号のS/N値が低下する場合があ
る。そこで第12図(A),(B),(C)にその位相差
を補正する手段を設けた本発明の他の実施例の構成を示
す。
第12図(A)は、記録面6、対物レンズ5、偏光ビーム
スプリツタ4による位相差が大きく光学素子7による位
相差が小さいときの構成図である。偏光ビームスプリツ
タ4と光学素子7との間にバビネソレイユ等の位相補正
板25を入れることにより、位相が補正され、S/Nが向上
する。第12図(B)は、記録面6、対物レンズ5、偏光
ビームスプリツタ4による位相差が小さく光学素子7に
よる位相差が大きいときの構成図である。偏光子26の位
置を偏光ビームスプリツタ4と光学素子7との間にする
ことにより光学素子7による位相差の影響がなく、S/N
が向上する。
第12図(C)は、記録面6、対物レンズ5、偏光ビーム
スプリツタ4及び光学素子7のおのおので位相差が大き
くなるときの構成図である。偏光ビームスプリツタ4と
光学素子7の間に、位相補正板25を入れ、検光子27の位
置を位相補正板25と、光学素子7との間にすることによ
つて位相差が補正され、S/Nの値が向上する。
第13図は、トラツクエラー信号及びフオーカスエラー信
号と情報信号との相互のもれこみが大きい場合に好適な
実施例を示す図である。
記録面6からの反射光は、対物レンズ5、偏光ビームス
プリツタ4を経て光学素子7に入射する。光学素子7は
反射光束のうち適当な光量を回折して光検出器9に導
き、トラツクエラー信号、フオーカスエラー信号を検出
する。反射光ののこりは光学素子7を透過し、検光子2
8、集光レンズ29を経てもう1つの光検出器30に至り、
情報担体に記録された情報信号が検出される。このこと
により、トラツクエラー信号及びフオーカスエラー信号
と情報信号との相互のもれこみは軽減される。
第14図は光デイクク装置に適用される他の光ヘツド装置
の構成図である。この場合、半導体レーザ1を出たS偏
光の直線偏光は、コリメータレンズ2、ビーム整形プリ
ズム3を経て平行光束となり、さらに偏光ビームスプリ
ツタ例えば、S偏光、98%反射、P偏光98%透過)34で
反射し、1/4波長板31で円偏光となり、対物レンズ5に
より記録面36に集光される。記録面36に形成されたピツ
トによつて反射光は、再び対物レンズ5、1/4波長板31
を透過し、P偏光の直線偏光となる。このP偏光の直線
偏光は、偏光ビームスプリツタ34を透過して光学素子7
に至り、光検出器9に導かれトラツクエラー信号とフオ
ーカスエラー信号及び情報信号が得られる。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように本発明の光ヘツド装置によれば温
度変化などによつて光源の波長変動が生じた場合でもド
リフトを生じることなく、信号を検出することが可能と
なつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光ヘツド装置の実施例を示す構成図、
第2図は第1図示の光学素子を示す図、第3図及び第4
図は夫々本発明におけるオートフオーカスの原理を示す
図、第5図、第6図及び第7図は夫々本発明におけるオ
ートトラツキングの原理を示す図、第8図、第9図、第
10図及び第11図は夫々本発明に用いる光学素子の製造方
法を示す図、第12図、第13図及び第14図は夫々本発明の
光ヘツド装置の他の実施例を示す構成図、第15図は従来
の光ヘツド装置を示す構成図である。 1……半導体レーザ 2……コリメータレンズ 3……ビーム整形プリズム 4……偏光ビームスプリツタ 5……対物レンズ 6……記録面 7……光学素子 8……検光子 9……光検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報担体に光を照射する光源と、前記光源
    の情報担体との間に配され、前記情報担体で反射された
    光束を前記照射光束から分離する光分割器と、前記光分
    割器で分離された反射光束を検出する光検出器とから成
    る光ヘッド装置において、 前記光分割器と光検出器との間に、前記反射光束の少な
    くとも一部を回折して前記光検出器に導く回折格子を有
    する光学素子を前記光分割器とは別個に設け、前記検出
    器の受光面は、前記回折格子の回折光が前記光源の波長
    変動に起因して移動する方向にほぼ沿った分割線によっ
    て複数の領域に分割されていることを特徴とする光ヘッ
    ド装置。
JP60282204A 1985-12-16 1985-12-16 光ヘツド装置 Expired - Lifetime JPH0743845B2 (ja)

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