JPH0754589B2 - 光ヘツド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は情報担体の情報記録面に光を照射し情報の記録
又は検出を行う光ヘッド装置に関し、特に小型・軽量で
安価に製造し得る光ヘッド装置に関する。

（従来の技術） 従来、光ヘッド装置は例えば第10図に示すように構成さ
れていた。第10図は、その概略構成図である。同図に示
すように、半導体レーザ光源１から射出された発散光束
は、回折格子２により信号読出し用の主ビームとトラッ
キング誤差信号検出用の２つの副ビームに分割される。
この分割された光束はビームスプリッタ３を透過し、対
物レンズ５で集光されて光学的に透明な基板６に設けら
れた情報記録面７上に直径１μｍ程度のスポットを形成
する。記録面７により反射された光束は、対物レンズ５
を通過して集光され、ビームスプリッタ３で反射されて
センサーレンズ8,円柱レンズ９を通過し光検出器10に至
る。

このように構成された光ヘッド装置を用いて情報を記録
する場合には、情報信号に従ってレーザ光源１を駆動
し、情報記録面７への入射光を変調せしめることによっ
て行なう。また情報を検出する場合には無変調の光を凹
凸のピットあるいは反射率の変化等によって情報が記録
された情報記録面７に照射し、この記録情報によって変
調を受けた反射光を光検出器10で検出し、情報を再生す
る。

この際、情報記録面７には、記録信号列から成るトラッ
クあるいは予め基板６等に設けられた案内トラックが、
第10図においては紙面に垂直な方向に延びる形で密に形
成されている。従って、情報を正しく記録又は検出する
ために前記トラックを常にスポットが正しくトレースす
るオートトラッキングを行う必要がある。また、光ヘッ
ド装置においては、前述のオートトラッキングとは別に
情報記録面に高密度に情報を記録し、またこの記録され
た情報を検出するために、光源からの光を常に情報記録
面に合焦させるオートフォーカシングを行う必要があ
る。

上記した第10図に示す光ヘッドにおいては、オートトラ
ッキングは周知の３ビーム方式、オートフォーカシング
は周知の非点収差法により行うようにされている。

しかして、３ビーム方式によりオートトラッキングを行
うには上記回折格子２により主ビームと２つの副ビーム
に分割された合計３本のビームのうち、２つの副ビーム
のそれぞれを情報記録面のトラック中心からわずかにず
らして照射し、反射光を３分割された光検出器10で受光
する。この時、正しくトラッキングしている状態では２
つの副ビームの戻り光量は等しく平衡状態にあるが、一
方にずれると戻り光量に差が生じる。この戻り光量の差
を光検出器10によりトラッキング誤差信号として検出す
る。かくして得られた誤差信号を消失せしめるよう光ヘ
ッドを情報記録面７に対して水平方向に駆動制御する。
又、非点収差法によりオートフォーカシングを行うに
は、上記のように反射光束中に円柱レンズ９を設ける。
該円柱レンズ９を通過する光束、特に回折格子２により
３分割されたビームのうちの主ビームは、焦点が合って
いるときは真円で焦点がずれるとだ円形のスポットとし
て光検出器10で受光される。該光検出器10は上記のよう
に３分割され、そのうち中央のセンサは左右上下対称に
４分割されている。そこで情報記録面７の上下動による
スポット形状の変化を光量変化として上記４分割センサ
で検知することによりフォーカシング誤差信号を検出す
る。かくして得られた誤差信号を消失せしめるよう光ヘ
ッドを情報記録面に対して上下方向に駆動制御する。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、光ヘッド装置は、小型・軽量で安価なものが
望ましい。ところが、上記したように、例えば３ビーム
方式によりオートトラッキングを行い、あるいは非点収
差方式によりオートフォーカシングを行うには、回折格
子、あるいは円柱レンズ等が必要となり、光ヘッド装置
の小型・軽量化および低コスト化の支障となっていた。
又、回折格子を用いて３ビーム方式によりオートトラッ
キングを行う場合、大出力のレーザ光源が必要となり、
調整も面倒となる。

本発明は、このような問題点を解消するために成された
もので、小型・軽量で部品点数が少なく低コスト化を実
現し得る光ヘッド装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、以上のような目的は、 光源から発した光束を光束分離手段及び集光レンズを介
して情報記録面に入射し、前記情報記録面にて反射され
た光束を前記光束分離手段により分離して光検出器に導
く光ヘッド装置において、 前記光束分離手段は、ハーフミラーが形成された第１面
と、前記第１面の反対側になめらかなエッジを有するく
さび形に形成された２つの平坦な傾斜面を有する第２面
と、から構成されたプリズムであり、 前記光検出器は、複数の光検出部を有する光検出器であ
り、 前記光源から発した光束は、前記プリズムの第１面で反
射され前記情報記録面に入射し、 前記情報記録面にて反射された光束は、前記プリズムの
第１面を通過して、前記プリズムの第２面に形成された
２つの平坦な傾斜面により瞳分割され、 この分割された光束を、前記複数の光検出部を有する光
検出器で受光することを特徴とする光ヘッド装置、 により達成される。

（作用） 上記のように構成された光ヘッド装置において、光源よ
り発射された光束は光束分離手段の第１面に形成された
ハーフミラーに入射する。該入射光束の内、ハーフミラ
ーで反射された光束は、対物レンズ等の集束レンズを通
過し、集光せしめられ、情報記録面に入射する。該記録
面にて反射された光束は、再び集束レンズを通過し、上
記光束分離手段に入射する。そして、該光束分離手段の
第１面に形成されたハーフミラーを透過した光束は、該
光束分離手段の第２面に形成された２つの平坦な傾斜面
により分割せしめられる。この分割せしめられた光束
を、さらに光検出器で受光することにより、記録情報の
検出、フォーカス誤差信号の検出、及びトラッキング誤
差信号の検出が行なわれる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は、本発明に基づく光ヘッド装置の実施例の概略
構成図である。

同図において、レーザー光源１から発射された発散光束
はプリズム13の第１面（プリズム13におけるレーザー光
源１側の面）に形成されたハーフミラー12により反射さ
れ、コリメーターレンズ２を通過して平行光束とされた
後、対物レンズ５により集光され情報記録担体の基板６
を介して記録面７に入射する。そして、この記録面７に
より反射された光束は再び対物レンズ５、コリメーター
レンズ２を通過し、ハーフミラー12を透過してプリズム
13に入射する。該プリズム13の第２面（上記第１面の反
対側の面）は、なめらかなエッジを有するくさび形に形
成されており、両傾斜面14a,14bはそれぞれ平坦な面で
形成されている。該プリズム13に入射した光束は上記傾
斜面14a,14bにより瞳分割せしめられる。この分割され
た光束は、集束しつつ光検出器43に入射する。この光検
出器43は、43a,43b,43C,43dに４分割されており、上記
傾斜面14aを通過した光束は光検出器43aと43bとの境界
にスポット状に照射され、又上記傾斜面14bを通過した
光束は光検出器43cと43bとの境界にスポット状に照射さ
れる。ここで、情報担体の記録面７に情報を記録する場
合には、情報信号に従ってレーザー光源１を駆動し、記
録面７への入射光を変調せしめることにより行う。又、
情報を検出する場合には無変調の光束を記録面７に照射
し、そこに記録された情報に従って変調を受けた反射光
を光検出器43で検出し、情報を再生する。

次に、第２図及び第３図を用いて本実施例の光ヘッド装
置におけるオートフォーカシングについて説明する。

第２図は、上記した光検出器43a〜43d上でのスポットの
照射状況を示すもので、図中斜線部はスポットの照射位
置を示す。まず、記録面７が合焦状態にあるとき、各光
検出器43a〜43dにて受光する光量が等しくなるようこれ
ら光検出器43a〜43dを設定する。しかして、記録面７が
対物レンズ５に対して相対的に遠ざかると、光検出器43
a〜43dでのスポットの照射状況は第２図（ａ）に示すよ
うになり、光検出器43b及び43cに比べ43a及び43dでの受
光量が大となる。又、記録面７が対物レンズ５に対して
相対的に近づくと、光検出器43a〜43dでのスポットの照
射状況は第２図（ｃ）に示すようになり、光検出器43a
及び43dに比べ43b及び43cでの受光量が大となる。そし
て、このような各光検出器43a〜43dにおける受光量の変
化を第３図に示す電気系にて検知する。すなわち、光検
出器43aからの出力をIa、43bからの出力をIb、43cから
の出力をIc、43dからの出力をIdとすると（Ia-Ib）＋
（Id-Ic）なる演算を差動増幅器46,47及び加算器48で行
うことにより出力端子49にてフォーカス誤差信号を得
る。かくして得られたフォーカス誤差信号に従って、不
図示のアクチュエータを駆動してオートフォーカシング
が行われる。

さらに、第４図及び第５図を用いて本実施例の光ヘッド
装置におけるオートトラッキングについて説明する。ト
ラッキング誤差信号を検出するには、第１図に示すプリ
ズム13における傾斜面14aを通過する半光束を用いる。
該半光束は集束しつつ光検出器43aと43bとの境界に入射
する。ここで、光検出器43aと43bとの境界方向を記録面
７に形成されたトラック６の方向と一致するよう設定す
る。

第４図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、記録面７
上に形成されたスポットとトラック６との相対位置関係
が変化すると、それに応じて光検出器43a,43b上の光強
度分布は第５図に示すように変化する。ただし、第５図
のおいて縦軸は光検出器43a,43bで受光される光束の光
量を示し、縦軸を境にして左側が光検出器43aにおける
受光量、右側が光検出器43bにおける受光量を示す。こ
れらの光量変化に基づき、第６図に示す電気系において
Ia-Ibなる演算を差動増幅器61で行うことにより出力端
子62にてトラッキング誤差信号が得られる。このトラッ
キング誤差信号に従って不図示のアクチュエータを駆動
し、対物レンズ５を光軸に垂直に移動させる等の方法で
オートトラッキングを行なう。

以上説明したように、本実施例の光ヘッド装置は、従来
の光ヘッド装置、例えば上記した光ヘッド装置における
２つの三角柱プリズムと該プリズムの接合面に設けられ
たハーフミラーと光路中に配設されたセンサーレンズと
を単一のプリズム13で代用することができるので部品点
数の削減に有益である。又、構成が簡単なものとなるた
め調整個所が少なくてすみ、安価に製造し得る。又、上
記光ヘッド装置に用いたプリズム13は、上述の如き２つ
の傾斜面を有する長尺のプリズムを予め作っておき、後
で所定の長さに切断することにより得られるから、量産
に適し、低コスト化に有益である。

次に、本発明による第１参考例の光ヘッド装置について
説明する。第７図は、その概略構成図である。同図にお
いて、レーザ光源１から射出された光束はプリズム13の
第１の面に配設されたハーフミラー12により反射され対
物レンズ５に入射する。この対物レンズ５には所謂有限
結像対物レンズが用いられており、第１実施例で使用し
たコリメータレンズ等の光学素子を用いることなく光源
からの光束を直接記録面７に集光することができる。記
録面７で反射された光束は、再び対物レンズ５を通過
し、ハーフミラー12を透過してプリズム13に入射する。
このプリズム13は三角柱プリズムを用いることができ
る。該プリズム13の第２の面には、第８図（ａ）に示す
如く、相互に傾いた複数の反射面15a,15b,15c（本実施
例においては３面）を有する反射部15が設けられてい
る。該反射部15は、プリズム13を研摩加工して形成する
以外に、紫外線硬化樹脂による薄層コピーや、プリズム
13と一体的にインジェクションモールドにより作製して
も良い。反射面15a,15b,15cにより反射されて分割され
た光束は、それぞれわずかに異なった方向に進行し、プ
リズム13の第１の面で全反射された後、プリズム13の第
３の面を透過して光検出器44に入射する。なお、第８図
（ａ）は上記反射面に入射した光束が、該反射面により
分割されて光検出器44に３個のスポットを形成する状況
を模式的に示す図であり、第８図（ｂ）は上記光検出器
44に生じた３つのスポットの形成状況を示す図である。
これらの図に示すように、反射面15aによる反射光束
は、光検出器44の検出部45bと45cの境界付近に照射され
る。反射面15bによる反射光束は、光検出器44の検出部4
5aに照射される。反射面15cによる反射光束は、光検出
器44の検出部45dに照射される。

しかして、本参考例の光ヘッド装置においてフォーカス
誤差信号を得るには、記録面７が対物レンズ５に対して
相対的に移動するに応じて変化する光検出部45bと45cと
の受光量を第６図に示すような差動増幅器により演算し
て行うことができる。又、本装置においてトラッキング
誤差信号を得るには、反射面15bと該反射面に対応する
光検出部45a及び反射面15cと該反射面15cに対応する光
検出部45dを用いて行う。すなわち、反射面15bと15cと
の間の境界線は記録面７のトラック方向と一致してお
り、該トラックに対する入射光束の照射位置に対して光
検出器45aと45dとで受光される光量が変化する。この光
量変化の差分を上記同様の差動増幅器で演算することに
よりトラッキング誤差信号が得られる。

本参考例では、上記本発明実施例で得られた利点の外、
上記構成により特に光ヘッド装置全体の小型化に有効で
ある。

次に、本発明の第２参考例の光ヘッド装置について説明
する。第９図はその概略構成図である。

同図において、プリズム13の第２面におけるレーザ光源
１側には反射鏡16が設けられている。ただし、プリズム
13の第２面において上記反射鏡16が設けられた領域と設
けられていない領域との境界線はプリズム13の稜線に対
して平行である。そして、プリズム13の第２面側には光
検出器45a,45dが設けられ、第３面側には光検出器45b,4
5cが設けられている。

レーザ光源１から発射された光束はプリズム13の第１面
にて反射され、対物レンズ５により集束されて記録面７
に入射する。次いで記録面７にて反射された光束は、再
び対物レンズ５を通過し、プリズム13の第１面を透過す
る。そして、この透過した光束はプリズム13の反射鏡16
にて反射され、プリズム13の第１面に入射し、さらに該
第１面で反射されて、第３面側に設けられた光検出器45
b,45cに入射する。ただし、プリズム13の第２面に入射
した光束の内、反射鏡16の設けられていない領域に入射
した光束はそのまま該第２面を透過し、光検出器45a,45
dに入射する。

このような本参考例の光ヘッド装置において、フォーカ
ス誤差信号の検出は、プリズム13の第３面側に設けられ
た光検出器45b,45cにより行なわれる。すなわち、記録
面７からの反射光束の内、反射面16にて反射された光束
を光検出器45b,45cで検出し、該検出器45b,45cからの出
力を第６図に示すような差動増幅器で演算することによ
りフォーカス誤差信号を得る。又、トラッキング誤差信
号の検出は、プリズム13の第２面側に設けられた光検出
器45a,45dにより行なわれる。すなわち、記録面７から
の反射光束の内、反射面16にて反射されずにプリズム13
の第２面を透過する光束を光検出器45a,45dで検出し、
該光検出器45a,45dからの出力を第６図に示すような差
動増幅器で演算することによりトラッキング誤差信号を
得る。

上記のように、本参考例の光ヘッド装置においては、記
録面７にて反射された光束を分割するのに、プリズム13
の第２面における反射鏡16の有無により行うという簡単
な手段により達成される。しかも、反射鏡16はマスク蒸
着等の簡便な手段により容易に形成することができる。
又、本装置においては、フォーカス誤差信号の検出とト
ラッキング誤差信号の検出とを完全に分離された光検出
器により行うことができるから、夫々の特性に対して光
検出器の位置を最適に調整でき、かつ相互に干渉を生じ
ることが無く、又光検出部の大きさを十分大きくするこ
とができ、その外形も適宜選定することが可能である。

（発明の効果） 以上説明した様に、本発明の光ヘッド装置によれば、従
来の光ヘッド装置に比べ部品点数が少なくてすみ、構造
の簡単なより小型化された光ヘッド装置を低コストにて
得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における光ヘッド装置の概略構
成図、第２図は上記実施例における光ヘッド装置に用い
た光検出器に照射されたスポットの照射位置を示す図、
第３図は上記実施例におけるフォーカス誤差信号を検出
するための電気系を示した図、第４図は上記実施例の光
ヘッド装置において情報記録媒体の記録面に照射された
光束の照射状況を示す図、第５図は第４図に示す光束の
照射状況による光量分布図、第６図は上記実施例におい
て用いられるトラッキング誤差信号を得るための電気系
を示す図、第７図は本発明の第１参考例における光ヘッ
ド装置の概略構成図、第８図（ａ）は上記第１参考例の
光ヘッド装置に用いた反射部の斜視図、第８図（ｂ）は
上記第１参考例を用いた光検出器におけるスポットの照
射状況を示す図、第９図は本発明の第２参考例における
光ヘッド装置の概略構成図、第10図は従来の光ヘッド装
置の一例を示す概略構成図である。 １……レーザ光源、２……コリメータレンズ ５……対物レンズ、７……記録面 12……ハーフミラー、13……プリズム 15……反射部、16……反射鏡 43a〜43d,44,45a〜45d……光検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から発した光束を光束分離手段及び集
   光レンズを介して情報記録面に入射し、前記情報記録面
   にて反射された光束を前記光束分離手段により分離して
   光検出器に導く光ヘッド装置において、 前記光束分離手段は、ハーフミラーが形成された第１面
   と、前記第１面の反対側になめらかなエッジを有するく
   さび形に形成された２つの平坦な傾斜面を有する第２面
   と、から構成されたプリズムであり、 前記光検出器は、複数の光検出部を有する光検出器であ
   り、 前記光源から発した光束は、前記プリズムの第１面で反
   射され前記情報記録面に入射し、 前記情報記録面にて反射された光束は、前記プリズムの
   第１面を通過して、前記プリズムの第２面に形成された
   ２つの平坦な傾斜面により瞳分割され、 この分割された光束を、前記複数の光検出部を有する光
   検出器で受光することを特徴とする光ヘッド装置。