JPH0831004A - 光学的情報記録/再生装置及び集積ヘッド - Google Patents
光学的情報記録/再生装置及び集積ヘッドInfo
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- JPH0831004A JPH0831004A JP6164383A JP16438394A JPH0831004A JP H0831004 A JPH0831004 A JP H0831004A JP 6164383 A JP6164383 A JP 6164383A JP 16438394 A JP16438394 A JP 16438394A JP H0831004 A JPH0831004 A JP H0831004A
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- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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Abstract
記録/再生装置及び集積ヘッドの提供。 【構成】 光ディスク3からの反射光はプリズム2qでX
方向にプリズム2pでY軸方向に反射され、ホログラム光
学素子15を介してフォトダイオード14a,14b,14c,14d に
受光される。このような配置によりレーザダイオード11
a 、フォトダイオード14a,14b,14c,14d をX軸方向とす
ることができる。
Description
し、又は光ディスクに記録された情報を再生する光学的
情報記録/再生装置及びその光源、光検出器を収納した
集積ヘッドに関する。
めの光学ヘッドは高速アクセスを可能とするために必要
最小限の大きさ、重量とした可動部と、その他の部分の
固定部とに分離した分離光学型のものが用いられる傾向
にある。図4は分離光学型の光学ヘッドの略示斜視図で
ある。水平面内(x−y平面内)で回転するように配置
された光ディスク3の下方(z軸の負方向)には光学ヘ
ッドの可動部2がy軸の正負方向への移動可能に配置さ
れ、そのy軸の正方向(光ディスク半径の遠心方向)に
光学ヘッドの固定部の一部である集積ヘッド1が配置さ
れている。
及び光検出器を内蔵しており、この光源が出力したビー
ムをy軸の負方向に投射し、可動部2のプリズム2aでz
軸の正方向へ反射させ、対物レンズ2bでこれを集光して
光ディスク3へ投射し、その反射光を同一光路で逆方向
に導いて集積ヘッド1へ至らしめるようにしている。可
動部2はy軸方向に敷設したレール4上に転がり軸受2d
が転接するようになしてあり、y軸方向への駆動力は可
動部2に設けたコイル2cとこれに結合させてy軸方向に
配置した磁気回路5とによって得ている。
ボ及びトラックサーボがあり、前者は光ビームを光ディ
スク3の記録面に合焦させる制御であり、後者は合焦点
を所要トラックに追随させる制御である。以下これらの
制御の原理について説明する。理解を容易にするために
プリズム2aを用いることなく光源及び光検出器が光ディ
スク3の下にあるとして説明する。図5は図4のx軸の
正方向から見た立面図である。可干渉光源たるレーザダ
イオード1aから出力されたレーザビームは、集積ヘッド
1に設けられたホログラム光学素子15, 対物レンズ2bを
経て光ディスク3へ投射され、その反射光は逆進してホ
ログラム光学素子15へ入射され、ここに形成された格子
パターンに応じて回折され微小角度偏向されてレーザダ
イオード1aの両側 (y軸の正負方向)に配置された光検
出器たるフォトダイオード14a,14b,14c,14d に入射す
る。
ーカスサーボの説明に先立ち、これに用いるフーコー法
の原理及びフォーカス誤差信号FES について説明する。
光ディスク3の回転によって面振れが生じるとその情報
記録膜はz軸方向に変動する。変動に追従して対物レン
ズ2bから出射されたビームスポットが常に情報記録膜上
に合焦照射されるようサーボをかける。サーボをかける
ために対物レンズ2 と光ディスク3との相対距離に応じ
て出力値が変化するフォーカス誤差信号(FES) を利用す
る。FES を得る方式の一つとしてフーコー法がある。こ
れには図6に示すように4分割のフォトダイオードを1
個使用するか又は2分割フォトダイオードを2個使用す
る。
合焦位置にある場合は、光ディスクからの反射光は4分
割フォトダイオード17上で楕円状のスポット像になり、
楕円のほぼ中心が分割線CL1 上にのる。FES はフォトダ
イオードの4分割の各部からの出力A, B, C, Dを使
用してFES = (A+C) − (B+D) として求める。合
焦の場合、FES =0になる。
焦位置よりも近くにある場合は、フォトダイオード上で
のビームパターンは図示したようにA, Cの部分で2個
の半円形状となり、FES の値は正となる。光ディスクが
合焦位置よりも遠くにある図6(3) の場合はB, Dの部
分で半円形状となり、FES の値は負となる。以上より光
ディスクの遠近に応じてFES の出力値は図6(4) のとお
り負から正に変化し、この信号FES を利用することでフ
ォーカスサーボをかけることが可能となる。
ディスクの回転で偏芯が生じると、トラックがy軸方向
に変動する。変動に追従して対物レンズ2bから出射され
たビームスポットが常にトラック上に照射されるようサ
ーボをかける必要があり、そのために、ビームスポット
とトラックとの相対距離に応じて出力値が変化するトラ
ック誤差信号(TES) を利用する。TES を得る方式の一つ
としてプッシュプル法がある。これには図7に示すよう
な2分割フォトダイオードを使用する。図7(2) に示す
ように、対物レンズで絞られたビームスポットがちょう
どトラック上にある場合は、光ディスクからの反射光の
強度分布は光軸OAに対して対称となり、2分割フォトダ
イオード上の強度分布も図7(2) のとおり分割線CL2 に
対して対称となる。
らの出力A, Bを使用してTES =A−Bとして求める。
トラック上にビームスポットがある場合この値は零とな
る。次に図7(1) に示すようにトラックがビームスポッ
トより図中、左側にずれた場合は反射光の強度分布は光
軸より左側が強くなる。従って2分割フォトダイオード
上の強度分布も図7(1) のように図の左側部分に照射さ
れる強度の方が強くなり、TES は正となる。図7(3) の
場合はビームスポットがトラックより図中、右側にある
場合であり、この場合TES は負となる。このようなずれ
によるTES の正負変化を利用すればトラックサーボをか
けることが可能となる。なお、ビームスポットがトラッ
クに対して左右に移動することにより生じるフォトダイ
オード上でのビームパターンをプッシュプルパターンと
呼ぶ。
使用してフォーカスサーボ、トラックサーボを行う方法
について説明する。図8は図5をz軸の正方向から見た
略示平面図であり、ホログラム光学素子15はy軸方向の
中心線で2分割され2つの領域15a,15b は回折格子の周
期が異なり、前者が短周期、後者が長周期となってい
る。そして2分割フォトダイオード14a,14b は夫々領域
15a,15b 夫々での+1次回折光を受光する位置に配置さ
れており、前述の格子周期の長短によりフォトダイオー
ド14a が14b よりy軸方向の遠い方に位置する。同様に
領域15a,15b での−1次回折光夫々を受光するように2
分割フォトダイオード14d,14c の配置位置が定められて
いる。更に詳しく説明すると光ディスク3の合焦位置に
ある場合の領域15a からの+1次回折光の結像点がフォ
トダイオード14a の分割線14a3上にくるようにフォトダ
イオード14a の位置を決めておく。
の領域15b からの+1次回折光の結像点がフォトダイオ
ード14b の分割線14b3上にくるようにフォトダイオード
14bの位置を決めておく。2分割フォトダイオード14a
の14a1部の出力をA、14a2部の出力をB、フォトダイオ
ード14b の14b1部の出力をD、14b2部の出力をCとする
とFES = (A+C) − (B+D) の演算を行うことによ
り図6の場合と同様、フーコー法の原理に基づきFES を
得ることができる。
14c,14d の2分割線はx軸方向となっている。図7に示
したものと同様の強度分布の受光を光2分割の領域で行
うことにより、TES =A−Bとして求めることができ
る。その意味からは1つのフォトダイオードで足りる
が、2つを並列的に接続することで出力が倍増され、そ
の分信号品質が向上することになる。
分割線14a3,14b3 はy軸方向にある。またこれらのフォ
トダイオード14a,14b 上のスポット像に乗っているプッ
シュプルパターンを2分割線14a3,14b3 で2等分するよ
うにする。以下その理由について説明する。まず前者に
ついて説明する。レーザダイオード1aから出射されるレ
ーザ光の発振波長は種々の原因で変動する。例えば再生
状態から記録状態に移行するとき、一般的にレーザダイ
オードのパワーを4〜5mWから27〜30mWに上昇させる
が、このときレーザダイオードの波長は2〜5nm程度、
長波長側に変化する。図9に示すとおりホログラム光学
素子は回折の原理で光ビームを偏向しているので、波長
が長くなると回折角度はθ0 からθ1 に増加する。
円状ビームスポット21a1も21a2の位置に移動する。この
移動があくまでも分割線14a3に沿って平行に行われるよ
うにフォトダイオード14a の位置を設定しておけば、14
a1で受光する光ビーム強度と14a2で受光する光ビーム強
度に変化はなくFES 値も変化しない。この移動方向が分
割線14a3,14b3 に対して平行でないとすると、レーザダ
イオードの波長が変化してビームスポットが移動したと
き、分割線14a3に対してビームスポットが斜めに移動す
るので領域14a1で受光する光ビーム強度と領域14a2で受
光する光ビーム強度が変化してFES 値も変化し、デフォ
ーカスが生じてしまう。フォトダイオード14b にも同様
のことが言える。
ード上のスポット像にのっているプッシュプルパターン
をフォトダイオード分割線が垂直に2等分するよう設定
するのが良いという理由を説明する。まず、図10のとお
り、ホログラム光学素子15の分割線15c がプッシュプル
パターン24に対して略平行になっている場合を考える。
このとき、トラック方向はy軸方向である。22はホログ
ラム光学素子15に入射する光ディスク3からの反射光の
x軸方向の強度分布である。これは、トラックがビーム
スポットに対してx軸の正方向にずれたときの分布であ
る。ホログラム光学素子15に入射した光は分割線15c で
2分される。前述のとおり領域15a で回折された光ビー
ムはフォトダイオード14a 上にビームスポット21a とし
て集光される。
a のとおり 23a1 ,23a2 で同等となる。また領域15b で
回折された光ビームはフォトダイオード14b 上にビーム
スポット21b として集光される。このときのx軸の正方
向の光強度分布は23b のとおり (23b1<23b2 )となる。
ここで14a1,14a2,14b2,14b1 の出力をA, B, C, Dと
すると 23b2>23b1>23a1=23a2 ∴C>D>A=B ∴FES = (A+C) − (B+D) >0 となり、FES の値は零とならない。これはFES にオフセ
ットがのって、デフォーカスが生じることを意味する。
従ってこのような配置は不適当なのである。
分割線15c がプッシュプルパターン24に対して垂直にな
っている場合を考える。このとき、トラック方向はx軸
方向である。22はホログラム光学素子15に入射する光デ
ィスクからの反射光のx軸方向の強度分布である。これ
は、トラックがビームスポットに対してy軸の正方向に
ずれたときの分布である。25はホログラム光学素子15に
入射する光ディスクからの反射光のy軸方向の強度分布
である。ホログラム光学素子15に入射した光は分割線15
c で2分される。
ムはフォトダイオード14a 上にビームスポット21a とし
て集光される。このときのx軸方向の光強度分布は23a
のとおり均一となる。また領域15b で回折された光ビー
ムはフォトダイオード14b 上にビームスポット21b とし
て集光される。このときのx軸方向の光強度分布は23b
のとおり均一となる。ここで14a1,14a2,14b2,14b1 の出
力をA, B, C, Dとすると 23b1=23a1=23a2=23b2 ∴A=B=C=D ∴FES = (A+C) − (B+D) =0 となり、FES の値は零となる。これはFES にオフセット
はのらず、デフォーカスは生じないことを意味する。
て左右に移動して光ディスクからの反射光にプッシュプ
ルパターンの強度変化が重畳された場合、ホログラム光
学素子15の分割線15c をプッシュプルパターンに垂直に
なるよう設置するとFES にオフセット成分はのらず、デ
フォーカスは生じない。すなわち、FES に外乱としてプ
ッシュプル信号はのってこない。
示すレーザダイオード1a及びフォトダイオード14a,14b,
14c,14d はy軸方向に並び、FES 用のフォトダイオード
14a,14b の分割線をプッシュプルパターンと垂直になる
ように配置する必要がある。上述のレーザダイオード1
a、フォトダイオード14a,14b,14c,14d のy軸方向の配
置は図4のように光路を設置した場合はz軸方向とな
る。このような配置では光ディスクの厚み方向寸法が大
きくなりがちである。このz軸方向の薄型化は光ディス
クの姿勢の縦横に拘らず共通の技術的課題となってい
た。
なされたものであり、光路の反射回数を増すことでレー
ザダイオード (可干渉光源) 及びフォトダイオード (光
検出器) の配列方向をx軸方向とすることができ、光デ
ィスクの厚み方向の装置寸法の薄型化を可能とする光学
的情報記録/再生装置及び集積ヘッドを提供することを
目的とする。
/再生装置は、可干渉光を光ディスクへ投射し、その反
射光をホログラム光学素子を介して光検出器で受光し、
該光検出器における受光パターンによって光ディスクへ
の投射の合焦制御を行う光学的情報記録/再生装置にお
いて、光ディスクから光検出器に至る光路は、光ディス
クに略垂直な第1光路と、該第1光路から偶数回の反射
を経る第2光路とを含むことを特徴とする。第1光路に
続く第2光路部分の方向は、光ディスクの光投写位置で
その円周方向と平行となす。なお、具体的には第2光路
に係る反射を最小の2回とすればよい。
ディスクへ投射し、その反射光をホログラム光学素子を
介して光検出器で受光し、該光検出器における受光パタ
ーンによって光ディスクへの投射の合焦制御を行う光学
的情報記録/再生装置における前記可干渉光の光源及び
光検出器を内蔵する集積ヘッドにおいて、可干渉光源及
び光検出器を光ディスクと平行な方向に配置すべくなし
てあることを特徴とする。
とで可干渉光源及び光検出器の配列方向をx軸方向とす
ることができ、光ディスクの厚み方向の寸法の薄型化が
可能となる。これに伴い集積ヘッドの周方向寸法も短寸
化される。
て詳述する。図1は本発明の光学的情報記録/再生装置
の実施例を示す模式図である。光ディスク3はx−y平
面においてz軸まわりに回転するようになっており、そ
の下方 (z軸負方向) にはy軸方向に移動する可動部2
が設けられている。可動部は対物レンズ及びその直下に
あってz軸方向の光路をx軸方向に変じるプリズム2q、
x軸方向の光路をy軸方向に変じるプリズム2pとを備え
る。その他可動部2にはフォーカスサーボ、トラックサ
ーボのための機構を備える。
ダイオード1aを中心にx軸の正方向にフォトダイオード
14c,14d を、また負方向にフォトダイオード14b,14a を
並置してある。これらのフォトダイオードはいずれも2
分割型であり、フォトダイオード14c,14d は2分割線が
z軸方向、フォトダイオード14b,14a は2分割線がx軸
方向となっている。レーザダイオード1aの前方にはホロ
グラム光学素子15が設けられており、その分割線はx軸
方向となっている。
の上述した光学素子を外に出して表してある。このよう
な本発明装置における光ディスク3からの反射光につい
てみると光ディスク3から対物レンズ2bを経てプリズム
2qに至る第1光路ではプッシュプルパターンはx−y平
面でy軸の方向に現れる () 。プリズム2qで反射され
たx軸方向の第2光路ではy−z平面でy軸方向に現れ
る () 。次のプリズム2pで反射されて集積ヘッド1へ
向かう第2光路部分ではz−x平面でx軸方向に現れる
() 。つまりホログラム光学素子15の分割線15c とプ
ッシュプルパターンの方向とは図11の関係を見たし、当
然に該プッシュプルパターンとフォトダイオード14a,14
b の2分割線との関係も図11の関係を満たすことにな
る。
x軸方向にあることから2つの領域からの±1次回折光
はx軸方向に広がり、同方向に並設したフォトダイオー
ド14a,14b,14c,14d によって受光されることは言うまで
もない。
利用して光ディスク3からの反射光の第2光路を2回反
射させるようにしたものである。集積ヘッド1および1
内の配置は図1のものと同様であることは言うまでもな
い。図3は固定部のより詳しい斜視図であり、集積ヘッ
ド1を出た光はコリメートレンズ26で平行光とされビー
ムスプリッタ27を経て可動部へ出射されていく。一方反
射光は逆に集積ヘッド1に向かうと共にビームスプリッ
タ27でx軸の負方向へ向けられウォラストンプリズム28
によりP偏光及びS偏光に分離されて2分割フォトダイ
オード30へ入射される。フォトダイオード30により記録
情報の読出しが行われる。
スクの厚み方向寸法を薄くした光学的情報記録/再生装
置が実現できる。従来のプリズム2aはその反射面に極め
て高い精度を必要とした。即ちP偏光とS偏光の位相差
が少ない極めて多層の高価な誘電体膜が必要であった。
本発明は2回の反射が行われるものであるので各反射面
の精度は低くて済む。つまり、位相差がキャンセルされ
ることになり、位相差の許容値を大きくすることができ
る。これにより必要な膜の層数を減らすことができ、反
射面が多いにも拘らずコストを低減できる。
視図である。
例の模式的斜視図である。
より詳細な斜視図である。
図である。
式図である。
置図である。
る。
の関係の説明図である。
の関係の説明図である。
とで可干渉光源及び光検出器の配列方向をx軸方向とす
ることができ、光ディスクの厚み方向の寸法の薄型化が
可能となる。これに伴い集積ヘッドについても、前記厚
み方向が短寸化される。
Claims (9)
- 【請求項1】 可干渉光を光ディスクへ投射し、その反
射光をホログラム光学素子を介して光検出器で受光し、
該光検出器における受光パターンによって光ディスクへ
の投射の合焦制御を行う光学的情報記録/再生装置にお
いて、光ディスクから光検出器に至る光路は、光ディス
クに略垂直な第1光路と、該第1光路から偶数回の反射
を経る第2光路とを含むことを特徴とする光学的情報記
録/再生装置。 - 【請求項2】 前記第2光路は光ディスクに略平行な平
面内にある請求項1記載の光学的情報記録/再生装置。 - 【請求項3】 前記第1光路に続く第2光路部分の反射
方向は、可干渉光の光ディスクへの投写部位における円
周方向と平行である請求項1又は2記載の光学的情報記
録/再生装置。 - 【請求項4】 前記第2光路に係る反射回数を2回とし
た請求項1〜3のいずれかに記載の光学的情報記録/再
生装置。 - 【請求項5】 前記第2光路の反射を行わせる2つの鏡
体を備える請求項4記載の光学的情報記録/再生装置。 - 【請求項6】 前記第2光路の反射を行わせる2つの鏡
面を有するプリズムを備える請求項4記載の光学的情報
記録/再生装置。 - 【請求項7】 可干渉光源から光ディスクへ向かう投射
光路は前記第2光路及び第1光路と実質的に一致してい
る請求項1〜6のいずれかに記載の光学的情報記録/再
生装置。 - 【請求項8】 可干渉光源及び光検出器の配列方向が光
ディスクと平行である請求項7記載の光学的情報記録/
再生装置。 - 【請求項9】 可干渉光を光ディスクへ投射し、その反
射光をホログラム光学素子を介して光検出器で受光し、
該光検出器における受光パターンによって光ディスクへ
の投射の合焦制御を行う光学的情報記録/再生装置にお
ける前記可干渉光の光源及び光検出器を内蔵する集積ヘ
ッドにおいて、可干渉光源及び光検出器を光ディスクと
平行な方向に配置すべくなしてあることを特徴とする集
積ヘッド。
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