JPH083906B2 - Optical head device - Google Patents
Optical head deviceInfo
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- JPH083906B2 JPH083906B2 JP61194092A JP19409286A JPH083906B2 JP H083906 B2 JPH083906 B2 JP H083906B2 JP 61194092 A JP61194092 A JP 61194092A JP 19409286 A JP19409286 A JP 19409286A JP H083906 B2 JPH083906 B2 JP H083906B2
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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、CD,光ビデオディスクや記録再生光ディス
ク等光ディスクと総称されるものの光学系に関するもの
である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical system of what is generally called an optical disk such as a CD, an optical video disk and a recording / reproducing optical disk.
(従来の技術) 従来の光ディスクに用いられている光学系を第2図に
示す。半導体レーザ1から出射した光ビームは、コリメ
ートレンズ2で略平行光線とされ、ウェッジプリズム8
に入射する。ウェッジプリズムは、出射した光ビームの
非点収差をなくし、かつ光分布形状を補正するために用
いられる。第2図では、2つのウェッジプリズムを用い
た例を示す。ウェッジプリズムを透過した光ビームは、
ビームスプリッター9を透過し、対物レンズ4に入射す
る。対物レンズで収束された光ビームは、ディスク5の
基板を透過して情報記録再生層に到達する。情報記録再
生層で反射された光ビームは、往路を逆にたどり、ビー
ムスプリッター9で反射分岐されて、レンズ群6を通過
し、ディテクター7に入射する。レンズ群6を単凸レン
ズ及びシリンドリカルレンズの組合せとすれば、いわゆ
る非点収差方式と呼ばれる一般的なフォーカシングサー
ボ信号を得ることができる。又ディテクター出力を適当
な回路を用いて取り出せばトラッキングサーボ信号を得
ることができる。これらのサーボ信号を用いて対物レン
ズ4を二次元的に駆動し、ディスク5に入射する光ビー
ムを一定のトラック上に収束させるようにサーボを行な
うことができるが、本発明とは直接係わりがないため詳
しい説明は省略する。(Prior Art) FIG. 2 shows an optical system used in a conventional optical disc. The light beam emitted from the semiconductor laser 1 is made into substantially parallel rays by the collimator lens 2, and the wedge prism 8
Incident on. The wedge prism is used to eliminate the astigmatism of the emitted light beam and to correct the light distribution shape. FIG. 2 shows an example using two wedge prisms. The light beam that has passed through the wedge prism is
The light passes through the beam splitter 9 and enters the objective lens 4. The light beam converged by the objective lens passes through the substrate of the disk 5 and reaches the information recording / reproducing layer. The light beam reflected by the information recording / reproducing layer traces the outward path in the opposite direction, is reflected and branched by the beam splitter 9, passes through the lens group 6, and enters the detector 7. When the lens group 6 is a combination of a single-convex lens and a cylindrical lens, a general focusing servo signal called a so-called astigmatism method can be obtained. A tracking servo signal can be obtained by taking out the detector output using an appropriate circuit. The objective lens 4 can be two-dimensionally driven by using these servo signals, and servo can be performed so that the light beam incident on the disk 5 is converged on a certain track, but it is not directly related to the present invention. Since it is not present, detailed description is omitted.
第3図は、従来例のもう1つの例である。この例で
は、第2図の例のウェッジプリズムとビームスプリッタ
ーをまとめた形で一体化したリトロービームスプリッタ
ー10が使用されている。第3図の例では光学部品点数は
少くなり、光学系の組立性等は第2図の例に比べ格段に
向上していると言える。FIG. 3 is another example of the conventional example. In this example, the Littrow beam splitter 10 in which the wedge prism and the beam splitter of the example shown in FIG. In the example of FIG. 3, the number of optical components is small, and it can be said that the assembling property of the optical system is much improved as compared with the example of FIG.
(発明が解決しようとする問題点) 第2図のような従来例では光学部品点数が多くなり、
光軸調整や組立性を考慮すると複雑でかつコストパフォ
ーマンスも悪い。この欠点を補ったのが第3図の従来例
であるが、しかしこの構成から明らかなように、同一面
を透過及び反射面としているために透過光と反射光を分
離するための手段として蒸着膜を多数形成する必要があ
るなど技術的にも困難な点がある。又リトロービームス
プリッター10の反射面で光ビームのレターデーションが
発生して直線偏光の入射光が一般に楕円偏光となるとい
う欠点を有している。ここで、レターデーション(Reta
rdation)とは、リトロービームスプリッターのような
光学素子はプリズムの接着により構成されているため、
その接着剤の硬化状態や応力歪等によって光弾性や複屈
折が生じ、入射光の偏光状態により位相差が発生するこ
とを言う。従って、位相差が生じるとディテクターへ入
射する光量が変化したり、半導体レーザへの戻り光量が
増加して再生信号品質を劣化させる。このレターデーシ
ョンの発生は、特に光磁気記録再生方式と呼ばれる記録
膜材料のカー効果を利用する技術において著しい信号の
劣化を招く。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional example as shown in FIG. 2, the number of optical components increases,
Considering optical axis adjustment and assembling, it is complicated and cost performance is poor. The conventional example shown in FIG. 3 compensates for this drawback. However, as is clear from this structure, since the same surface is used as a transmission and reflection surface, vapor deposition is used as a means for separating transmitted light and reflected light. There are technically difficult points such as the necessity of forming many films. Further, there is a drawback that retardation of the light beam occurs on the reflection surface of the Littrow beam splitter 10 and the incident light of linearly polarized light is generally elliptically polarized light. Where the retardation (Reta
rdation) means that an optical element such as a Littrow beam splitter is constructed by adhering prisms.
It means that photoelasticity and birefringence occur due to the cured state of the adhesive, stress strain, etc., and a phase difference occurs due to the polarization state of incident light. Therefore, when a phase difference occurs, the amount of light incident on the detector changes, or the amount of light returned to the semiconductor laser increases, which deteriorates the quality of the reproduced signal. The generation of the retardation causes a remarkable signal deterioration particularly in a technique called a magneto-optical recording / reproducing system that utilizes the Kerr effect of a recording film material.
本発明では、上述の二方式の欠点を克服し、かつ簡単
でレターデーションの発生しにくい方式を提供する。The present invention provides a method that overcomes the drawbacks of the two methods described above and that is simple and that retardation does not easily occur.
(問題点を解決するための手段) 以上のように従来例で見られる問題点を解決するため
に、本発明では、従来のウェッジプリズムとビームスプ
リッターの組合せの代りに一枚のウェッジプリズムを使
用する。この一枚のウェッジプリズムを光ビームが透過
する際に、ビーム形状補正及び非点収差の補正が可能で
ある。又このウェッジプリズムをビームスプリッターと
して利用し、その一面の表面反射光を取り出す。(Means for Solving Problems) In order to solve the problems seen in the conventional example as described above, in the present invention, one wedge prism is used instead of the conventional combination of the wedge prism and the beam splitter. To do. When the light beam passes through this one wedge prism, it is possible to correct the beam shape and the astigmatism. Further, this wedge prism is used as a beam splitter to extract the surface reflected light on one surface thereof.
即ち、本発明の光ヘッド装置は、放射光源から出射す
る光ビームを受けて略平行ビームとするコリメートレン
ズと、光ビームを記録担体上に収束させる対物レンズ
と、コリメートレンズと対物レンズの間に配置した非平
行な二面を有する光学素子と、記録担体上で反射し再び
対物レンズを透過した光ビームを、光学素子の対物レン
ズ側の面で反射させ光検出器に入射させる光路とを有
し、光学素子のコリメートレンズ側の入射角をα,対物
レンズ側の入射角をβとするとき、 45°<β<α<75° であり、かつ、光学素子における、入射するビーム径に
対する出射するビーム径の比をmするとき m=1.5〜2.0 であることを特徴とするものである。That is, the optical head device of the present invention includes a collimator lens that receives a light beam emitted from a radiation light source to form a substantially parallel beam, an objective lens that converges the light beam on a record carrier, and a space between the collimator lens and the objective lens. It has an optical element having two non-parallel surfaces arranged, and an optical path for causing the light beam reflected on the record carrier and transmitted again through the objective lens to be reflected by the surface of the optical element on the objective lens side and incident on the photodetector. When the incident angle on the collimating lens side of the optical element is α and the incident angle on the objective lens side is β, then 45 ° <β <α <75 °, and the output for the incident beam diameter in the optical element When the ratio of the beam diameters to be set is m, m = 1.5 to 2.0.
(作用) 本発明によれば、光学部品の削減を図り、光ヘッドの
光軸取りや組立性を容易にし、また部品の削減によって
信頼性の向上も図ることができる。ビームスプリッター
として利用するウェッジプリズムは、接着面もなく表面
反射を利用するので、複屈折や光弾性の発生することが
少なく、従って、偏光状態により位相差(レターデーシ
ョン)が発生することもない。特に微小な偏光状態の差
を利用して情報信号の記録再生を行なう方式において非
常に有利となる。(Operation) According to the present invention, it is possible to reduce the number of optical components, facilitate the optical axis alignment and assembling of the optical head, and reduce the components to improve the reliability. Since the wedge prism used as a beam splitter uses surface reflection without an adhesive surface, birefringence and photoelasticity are less likely to occur, and therefore a phase difference (retardation) does not occur due to the polarization state. In particular, it is very advantageous in a system for recording / reproducing an information signal by utilizing a minute difference in polarization state.
(実施例) 本発明の一実施例を、第1図を用いて説明する。放射
光源としての半導体レーザ1から出射した光ビームは、
コリメートレンズ2により略平行光線となる。光ビーム
は、ウェッジビームスプリッター3に入射角αで入射す
る。このαの値は、半導体レーザの非点収差距離及び半
導体レーザの接合方向に平行な放射半値全角θ‖と接合
方向に垂直な放射半値全角θ⊥の比である半導体レーザ
の楕円率に依存する。ウェッジプリズムを出射する角度
をβとすると、ウェッジプリズムの前後での光ビームの
楕円率はm倍となる。この時ビーム拡大率mは で与えられる。ここでnは屈折率である。この関係mは
α>βであれが常にm>1となる。通常の半導体レーザ
ではθ‖10°θ⊥25°程度であるが、光学系の楕円
補正率は必ずしも光ビームが等方的となるようにする必
要はなく、むしろ光ビームの伝達効率を考えると、m=
1.5〜2.0程度とする方が望ましい。(Example) An example of the present invention will be described with reference to FIG. The light beam emitted from the semiconductor laser 1 as a radiation source is
The collimator lens 2 makes a substantially parallel light beam. The light beam enters the wedge beam splitter 3 at an incident angle α. The value of α depends on the astigmatism distance of the semiconductor laser and the ellipticity of the semiconductor laser, which is the ratio of the radiation full angle at half maximum θ ‖ parallel to the joining direction of the semiconductor laser and the radiation half angle at full angle θ ⊥ perpendicular to the joining direction. . When the angle of emission from the wedge prism is β, the ellipticity of the light beam before and after the wedge prism is m times. At this time, the beam expansion rate m is Given in. Here, n is a refractive index. This relation m is always m> 1 even if α> β. In the case of a normal semiconductor laser, θ ‖ 10 ° θ ⊥ 25 °, but the elliptic correction factor of the optical system does not necessarily need to make the light beam isotropic, but rather considers the light beam transmission efficiency. , M =
It is preferable to set it to about 1.5 to 2.0.
半導体レーザから出射される光ビームは、基本モード
としてガウシアンの分布を有する。光学系の楕円補正率
を2.5倍として光ビームをほぼ等方的にすると、光ビー
ム分布がガウシアン分布よりも平面波分布に近いものと
なる。平面に近い分布の光が対物レンズに入射すると、
対物レンズの焦点面では、Airy Discと呼ばれる光スポ
ットができる。このAiry Discの周辺には1次回折光が
発生し、この1次回折光の最大強度は0次光の約4%程
度となる。この1次回折光が隣接トラック上にあると、
クロストークが発生する。トラックピッチ1.2〜1.6μm
で波長770〜800nm、NA0.45〜0.6程度の光ディスク装置
ではちょうど隣接トラック上に1次回折光がくるのでク
ロストークが大きくなる。一方、対物レンズに入射する
と光ビームの分布がガウシアンに近くなり、例えば対物
レンズの周辺での強度が中心強度の1/e2、即ち約13%程
度となるとスポットの半値全幅はAiry Discの半値全幅
に比べ約10%拡大するが、1次回折光強度は1/3程度に
減少する。結果として、隣接トラックからのクロストー
クが減少する。従って、本発明では、1次回折光をおさ
える目的で楕円率の補正を真円となるようにせず、一方
向の補正を1.5〜2.0倍とすると、透過率を比較的大きく
とり、かつ適当なガウシアンビームの分布とすることが
できる。α>75°においては入射角が大きすぎるため、
無反射コーティングの条件が難しくなる。一方、β<45
°とすると、補正用のウェッジプリズムの角度が大きく
なり、光学系の構成が複雑となる。The light beam emitted from the semiconductor laser has a Gaussian distribution as a fundamental mode. When the ellipse correction factor of the optical system is set to 2.5 times and the light beam is made isotropic, the light beam distribution becomes closer to the plane wave distribution than the Gaussian distribution. When light with a distribution close to a plane enters the objective lens,
At the focal plane of the objective lens, a light spot called Airy Disc is created. First-order diffracted light is generated around the Airy Disc, and the maximum intensity of the first-order diffracted light is about 4% of the 0-th order light. If this first-order diffracted light is on an adjacent track,
Crosstalk occurs. Track pitch 1.2 to 1.6 μm
Therefore, in an optical disk device having a wavelength of 770 to 800 nm and an NA of 0.45 to 0.6, the crosstalk becomes large because the first-order diffracted light comes exactly on the adjacent track. On the other hand, when entering the objective lens, the distribution of the light beam becomes close to Gaussian. For example, when the intensity around the objective lens becomes 1 / e 2 of the center intensity, that is, about 13%, the full width at half maximum of the spot is half the full width at half maximum of Airy Disc. It expands by about 10% compared to the full width, but the 1st-order diffracted light intensity decreases to about 1/3. As a result, crosstalk from adjacent tracks is reduced. Therefore, in the present invention, if the correction of the ellipticity is not made to be a perfect circle for the purpose of suppressing the first-order diffracted light and the correction in one direction is 1.5 to 2.0 times, the transmittance is relatively large and an appropriate Gaussian is obtained. It can be a beam distribution. Since the incident angle is too large for α> 75 °,
Conditions for anti-reflection coating become difficult. On the other hand, β <45
If it is set to °, the angle of the wedge prism for correction becomes large, and the configuration of the optical system becomes complicated.
数値例として、β=45°に固定すると、m=1.5のと
き、α=64.8°、m=2.0のとき、α=71.9°で、45°
<β<α<72°となる。As a numerical example, if β = 45 ° is fixed, α = 64.8 ° when m = 1.5, and α = 71.9 ° and 45 ° when m = 2.0.
<Β <α <72 °.
また、α=75°に固定すると、m=1.5のとき、β=6
8.9°、m=2.0のとき、β=59.6°で、59°<β<α<
75°となる。Also, if we fix α = 75 °, β = 6 when m = 1.5
When 8.9 ° and m = 2.0, β = 59.6 °, 59 ° <β <α <
It becomes 75 °.
従って、本発明においては、45°<β<α<75°で、
かつm=1.5〜2.0を満足するように、α,βを設定すれ
ばよい。Therefore, in the present invention, 45 ° <β <α <75 °,
In addition, α and β may be set so as to satisfy m = 1.5 to 2.0.
ウェッジビームスプリッター3を透過した光ビーム
は、対物レンズ4によりディスク5の基板を透過して情
報記録再生層に入射する。情報記録再生層で反射された
光ビームは、再び対物レンズ4を透過してウェッジビー
ムスプリッター3に入射角βで入射する。ウェッジビー
ムスプリッター3で反射された光ビームは、レンズ群6
を通り、ディテクター7に入射する。ディテクター7の
出力より従来例の項で説明したようにフォーカシング及
びトラッキング信号、情報再生信号を得ることができる
が、本発明には他の公知のサーボ信号検出方式を用いる
こともできるので詳細な説明は省略する。The light beam that has passed through the wedge beam splitter 3 passes through the substrate of the disk 5 by the objective lens 4 and enters the information recording / reproducing layer. The light beam reflected by the information recording / reproducing layer again passes through the objective lens 4 and enters the wedge beam splitter 3 at an incident angle β. The light beam reflected by the wedge beam splitter 3 is a lens group 6
It passes through and enters the detector 7. Although the focusing and tracking signals and the information reproducing signal can be obtained from the output of the detector 7 as described in the section of the conventional example, other well-known servo signal detecting methods can be used in the present invention, and therefore detailed description will be given. Is omitted.
本発明の場合、ウェッジビームスプリッター3のビー
ム拡大率mを1.5〜2.0とすることで、ディスク5上の光
ビームの高次回折光を少くし、隣接トラックからのクロ
ストークを軽減させる方向に使用するのが得策である。
即ち第1図で、紙面の上下方向にディスクの半径方向が
くるようにして光学系を設定することにより実用上良好
な再生信号特性を得ることができる。In the case of the present invention, by setting the beam expansion rate m of the wedge beam splitter 3 to 1.5 to 2.0, the high-order diffracted light of the light beam on the disk 5 is reduced, and it is used in the direction of reducing crosstalk from the adjacent track. Is a good idea.
That is, in FIG. 1, by setting the optical system so that the radial direction of the disk is in the vertical direction of the paper surface, it is possible to obtain a practically good reproduction signal characteristic.
(発明の効果) 以上のように、本発明によれば、光学部品点数を削減
してなお同等以上の性能が得られる。また非平行なウェ
ッジ状のビームスプリッターの表面反射を利用して再生
及びサーボ信号を得るためにレターデーションを少くす
ることができ、特に光磁気等の微少な偏光状態の差を検
出する方式に対して有効となる。本発明を用いると、他
に波及効果として光軸の調整や光ヘッドの組立性を向上
させることができる。これは、例えば第3図のリトロ−
ビームスプリッター10を用いるような場合と比較して
も、反射面を基準とした設計が容易であり、反射光の光
路も幾何学的に単純であり、その効果は従来のものに比
べ大なるものがある。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the number of optical components and still obtain equivalent or higher performance. In addition, it is possible to reduce the retardation in order to obtain the reproduction and servo signals by using the surface reflection of the non-parallel wedge-shaped beam splitter, and especially for the method of detecting the minute polarization state difference such as magneto-optical. Will be effective. The use of the present invention can improve the adjustment of the optical axis and the assembling property of the optical head as a ripple effect. This is, for example, the retro-
Even when compared with the case of using the beam splitter 10, the design based on the reflecting surface is easy, the optical path of the reflected light is geometrically simple, and the effect is greater than the conventional one. There is.
第1図は、本発明の一実施例の構成図、第2図は、第1
の従来例でウェッジプリズムとビームスプリッターを組
合せた最も基本的な構成を示す図、第3図は、第2の従
来例で、リトロービームスプリッター10を使用した構成
を示す図である。 1……半導体レーザ、2……コリメートレンズ、3……
ウェッジビームプリッター、4……対物レンズ、5……
ディスク、6……レンズ群、7……ディテクター。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a most basic configuration in which a wedge prism and a beam splitter are combined in the conventional example of FIG. 3, and FIG. 3 is a diagram showing a configuration using the Littrow beam splitter 10 in the second conventional example. 1 ... Semiconductor laser, 2 ... Collimate lens, 3 ...
Wedge beam splitter, 4 ... Objective lens, 5 ...
Disc, 6 ... Lens group, 7 ... Detector.
Claims (1)
平行ビームとするコリメートレンズと、光ビームを記録
担体上に収束させる対物レンズと、前記コリメートレン
ズと対物レンズの間に配置した非平行な二面を有する光
学素子と、前記記録担体上で反射し再び前記対物レンズ
を透過した光ビームを、前記光学素子の前記対物レンズ
側の面で反射させ光検出器に入射させる光路とを有し、
前記光学素子の前記コリメートレンズ側の入射角をα、
前記対物レンズ側の入射角をβとするとき 45°<β<α<75° かつ、前記光学素子における、入射するビーム径に対す
る出射するビーム径の比をmするとき m=1.5〜2.0 であることを特徴とする光ヘッド装置。1. A collimator lens for receiving a light beam emitted from a radiation light source to form a substantially parallel beam, an objective lens for converging the light beam on a record carrier, and a non-parallel lens disposed between the collimator lens and the objective lens. An optical element having two surfaces, and an optical path for reflecting the light beam reflected on the record carrier and transmitted again through the objective lens to be reflected by the surface of the optical element on the objective lens side and incident on a photodetector. Then
The incident angle on the collimating lens side of the optical element is α,
When the incident angle on the objective lens side is β, 45 ° <β <α <75 °, and when the ratio of the outgoing beam diameter to the incident beam diameter in the optical element is m, m = 1.5 to 2.0. An optical head device characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61194092A JPH083906B2 (en) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Optical head device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP61194092A JPH083906B2 (en) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Optical head device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6352341A JPS6352341A (en) | 1988-03-05 |
JPH083906B2 true JPH083906B2 (en) | 1996-01-17 |
Family
ID=16318816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP61194092A Expired - Lifetime JPH083906B2 (en) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Optical head device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH083906B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP3304053B2 (en) * | 1997-05-30 | 2002-07-22 | 松下電器産業株式会社 | Optical head and optical disk device |
KR100606689B1 (en) * | 1999-02-09 | 2006-07-31 | 엘지전자 주식회사 | Apparatus of Optical Pick-Up with Astigmatism Correcting Function |
KR100348883B1 (en) | 1999-09-03 | 2002-08-17 | 엘지전자주식회사 | Optical pick up for suppressing astigmatism |
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1986
- 1986-08-21 JP JP61194092A patent/JPH083906B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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JPS6352341A (en) | 1988-03-05 |
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