JPH10208260A

JPH10208260A - 光ヘッド

Info

Publication number: JPH10208260A
Application number: JP9007797A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsui; 勉松井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 1998-08-07
Anticipated expiration: 2017-01-20
Also published as: JP2950271B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光ディスク半径方向への光ヘッドの出っ張り
を小さくすること。【解決手段】複合プリズム５３の近隣に当該複合プリ
ズム５３からの射出光を９０度偏向する偏向手段２を配
置し、この偏向手段２で偏向されるビームの進行先に凹
レンズ５９、４分割プリズム３、第１のビームスプリッ
タ４をこの順に配設する。また、第１のビームスプリッ
タ４の後段に、当該ビームスプリッタ４での偏向ビーム
及び直進ビームのいずれかを受光する単一の光センサ６
及び多分割光センサ５を備え、単一の光センサ６からＲ
Ｆ信号を検出すると共に多分割センサ５からダブルナイ
フエッジ法によりトラッキング誤差信号及びフォーカス
誤差信号を検出可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ヘッドに係り、
特に、記録再生消去可能な相変化光ディスク用の光ヘッ
ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ヘッドを図７に示す。図７に示
す光ヘッド５０は１ビーム式の光ヘッドである。

【０００３】レーザ光源５１からの射出光は、コリメー
タレンズ５２で平行光となり、複合プリズム５３に入射
する。ここで、複合プリズム５３は、ビーム成形プリズ
ム、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５３ａ、４５度ミ
ラー（図示略）、１／４波長板５４からなる。この複合
プリズム５３では、光源５１からの直線偏光ビームが、
偏光ビームスプリッタ５３ａを直進し、４５度ミラーで
９０度偏向され、１／４波長板５４で円偏光となり、対
物レンズアクチュエータ６７に装備された対物レンズ５
５に入射し、光ディスク５６に集束する。

【０００４】一方、光ディスク５６からの戻り光は、偏
向ビームスプリッタ５３ａから光ヘッドのトラッキング
移動方向に射出され、第１のビームスプリッタ５７と、
第２のビームスプリッタ５８とを経由し、凹レンズ５９
及び４分割プリズム６０に入射する。ビームスプリッタ
５７で９０度偏向されたビームは、ＲＦ信号検出用の単
一の光センサ（ＲＦセンサ）６１に入射する。また、ビ
ームスプリッタ５８を直進したビームは、ＴＥセンサ６
２に入射し、プッシュプル法によるトラッキング誤差信
号の検出が行われる。更に、４分割プリズム６０を透過
した分散ビームは、ＦＥセンサ６３に入射し、ダブルナ
イフエッジ法によるフォーカス誤差信号の検出が行われ
る。ここで、符号６４は、光ヘッド５０のトラッキング
移動方向（図中矢印方向）への案内軸、符号６５は、そ
の軸受けを示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、光ヘッドのトラッキング移動方向の幅
Ｗ₁が広く、光ディスクの配置領域に対し光ヘッドがデ
ィスク半径方向に大きく出っ張り、光ディスク装置の筐
体が大型化するという不都合があった。

【０００６】また、この場合、光ディスクからの戻り光
の光路長が大きくなり、光ディスク回転時のディスク面
の傾き変動によってトラッキング誤差信号にオフセット
変化が生じ、信号特性上好ましくない不都合があった。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、光ディスク半径方向への光ヘッドの出
っ張りを小さくし、光ディスク装置全体の小型化を図り
得る光ヘッドを提供することを、その目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、レーザ光源、コリメータ
レンズ及び複合プリズムを光ヘッドのトラッキング移動
方向と直交する方向に沿ってかつ光ディスク面に沿って
この順に配置する。このうち、複合プリズムは、光ディ
スク面からの戻り光を光ヘッドのトラッキング移動方向
に射出するように構成する。また、複合プリズムの近隣
に当該複合プリズムからの射出光を９０度偏向する偏向
手段を配置する。更に、この偏向手段で偏向されるビー
ムの進行先に凹レンズ、４分割プリズム、第１のビーム
スプリッタをこの順に配設する。また、第１のビームス
プリッタの後段に、当該ビームスプリッタでの偏向ビー
ム及び直進ビームのいずれかを受光する単一の光センサ
及び多分割光センサを備える。そして、単一の光センサ
からＲＦ信号を検出すると共に多分割センサからダブル
ナイフエッジ法によりトラッキング誤差信号及びフォー
カス誤差信号を検出するという構成を採っている。

【０００９】本発明では、複合プリズムからの射出光を
近隣の偏向手段により直ちに９０度偏向し、偏向したビ
ームの進行先に配した４分割プリズムでビームを分散し
た後、この分散した４ビーム片を更にビームスプリッタ
で分離し、その分光の一方を単一の光センサで受光して
ＲＦ信号を検出すると共に、他方を６分割センサで受光
しダブルナイフエッジ法によりトラック誤差信号とフォ
ーカス誤差信号を同時に検出するようになっている。こ
のため、従来同様にＲＦ信号、トラック誤差信号、フォ
ーカス誤差信号の検出が可能な上、従来例に比べ光ヘッ
ドのトラッキング移動方向における光学系の配置要素が
削減される。

【００１０】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
光ヘッドにおいて、４分割プリズムの後段に第２のビー
ムスプリッタを設けると共に、この第２のビームスプリ
ッタからの分光の進行先に入射光スポットのトラック方
向から４５度傾いた分割線を有する４分割光センサを配
置した、という構成を採っている。本発明では、光ヘッ
ドのトラッキング移動方向における光学系の配置要素の
数を拡大することなく、４分割センサの出力からランド
グルーブ判別信号が得られる。

【００１１】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
光ヘッドにおいて、偏向手段として第２のビームスプリ
ッタを備えると共に、このビームスプリッタを直進する
ビームの進行先に入射光スポットのトラック方向から４
５度傾いた分割線を有する４分割光センサを配置した、
という構成を採っている。本発明では、光ヘッドのトラ
ッキング移動方向における光学系の配置要素の数だけで
なく、これと直交する方向の配置要素数も拡大すること
なく、４分割センサの出力からランドグルーブ判別信号
が得られる。

【００１２】請求項４記載の発明では、凹レンズを４分
割プリズムに固定した、という構成を採っている。本発
明では、凹レンズと４分割プリズムとの位置関係を常に
一定に保ちながら、光軸方向における配置位置の調整が
可能となる。

【００１３】請求項５記載の発明では、第２のビームス
プリッタの光量分配比を４分割光センサに透過する光量
よりも他の一方に透過する光量の方が大きくなるように
設定した、という構成を採っている。本発明では、ラン
ドグルーブ判別信号を検出を可能としつつ、良好なＲＦ
信号が検出される。

【００１４】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図３に基づいて説明する。従来例と同一部分につい
ては、同一符号を付して重複説明を省略する。

【００１６】図１において、符号１０は、光ヘッドを示
す。光ヘッド１０は、図１の紙面において光ディスク５
６よりも奥側に配置されている。光ヘッド１０におい
て、レーザ光源５１、コリメータレンズ５２、複合プリ
ズム５３は、この順で、光ヘッドのトラッキング移動方
向とほぼ直交する方向に沿って、かつ、ほぼ光ディスク
面に沿って配列されている。符号５４は１／４波長板、
符号５５は対物レンズ、符号６７は対物レンズアクチュ
エータを示す。

【００１７】複合プリズム５３に含まれる偏光ビームス
プリッタ５３ａは、光ディスク５６からの戻り光を光ヘ
ッド１０のトラッキング移動方向であって光ディスク５
６から遠ざかる方向に射出するように設定されている。
この射出光の進行先であって複合プリズム５３の近隣に
は、入射光をほぼ９０度偏向する４５度ミラー２が配置
されている。この４５度ミラー２のビーム入射面には凸
レンズ１が設けられている。また、この４５度ミラー２
で９０度偏向されたビームの進行先には、凹レンズ５
９、４分割プリズム３、ビームスプリッタ４が、この順
に配設されている。そして、ビームスプリッタ４を直進
するビームの進行先にＲＦ信号を検出するＲＦセンサ６
が設けられると共に、ビームスプリッタ４で９０度偏向
されたビームの進行先にトラック誤差信号及びフォーカ
ス誤差信号の双方を検出するＴＥ／ＦＥセンサ５が設け
られている。これらレーザ光源５１から各センサ５，６
までの光学系の要素は、全体としてコ字状に配置されて
いる。

【００１８】図３は、公知の４分割プリズム３の形状を
示す斜視図である。４分割プリズム３は、４つの三角プ
リズム３Ｕ，３Ｓ，３Ｍ，３Ｈを結合して方形にしたも
のと考えて良い。図３（ａ）に示すように、プリズムに
投影された光スポットのトラック方向に沿って上下に設
けられた２つの三角プリズム３Ｕ，３Ｓは、互いに同一
形状からなり、光入射面が光入射方向を法線とする面に
対し２軸方向においてそれぞれ傾けて設定されている。
このため、この一組の三角プリズム３Ｕ，３Ｓを透過し
た２つのビーム片は入射面の傾きに応じて上下及び左右
に偏向し分散される。一方、図３（ｂ）に示すように、
上記トラック方向の左右に設けられた２つの三角プリズ
ム３Ｍ，３Ｈも、互いに同一形状からなり、光入射面は
光入射方向を法線とする面に対し上記光スポットのディ
スク半径方向において傾けて設定されている。このた
め、透過光は左右に分散される。ここで、各三角プリズ
ム３Ｕ，３Ｓ，３Ｒ，３Ｌの厚みは４分割プリズム３の
中心において一致し、この中心の厚みは外周の厚みより
薄くなっている。また、光透過面は、光入射方向を法線
とする面に平行になっている。

【００１９】凹レンズ５９は、この４分割プリズム３に
固定されており、４分割プリズム３と一体として光軸方
向の配置位置を調整可能となっている。また、ビームス
プリッタ４の後段に設けられたＴＥ／ＦＥセンサ５及び
ＲＦセンサ６は、光ヘッド１０の筐体に固定されてい
る。

【００２０】図２は、上記光学系の一部省略した斜視図
である。ＲＦセンサ６は、単一の光センサであって、ビ
ームスプリッタ４を直進した扇型状の４ビーム片をそれ
ぞれ受光する。一方、ＴＥ／ＦＥセンサ５は、多分割光
センサであって、中央の４分割センサ５Ｃからフォーカ
ス誤差信号を検出し、左右の単センサ５Ｌ，５Ｒからト
ラック誤差信号を検出する構成となっている。即ち、４
分割センサ５Ｃの出力のうち対角に位置するＡ，Ｃの出
力を加え、増幅器１１にて電圧変換後減算器１４及び加
算器１５に入力する一方、他の対角に位置するＢ，Ｄの
出力を加え、増幅器１２にて電圧変換後減算器１４及び
加算器１５に入力する。そして、減算器１４、加算器１
５の出力としてフォーカス誤差信号ＦＥを得る。

【００２１】ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）

【００２２】また、左右の単センサ５Ｌ，５Ｒの出力
Ｆ，Ｅを増幅器８，９にて電圧変換後減算器１３を通し
てトラック誤差信号ＴＥを得る。

【００２３】ＴＥ＝Ｅ−Ｆ

【００２４】次に、本実施形態の動作を図１乃至図２に
基づいて説明する。レーザ光源５１から照射されたビー
ムは、コリメータレンズ５２、複合プリズム５３を介
し、対物レンズ５５を通して光ディスク５６に集束され
る。また、光ディスク５６からの戻り光は偏光ビームス
プリッタ５３ａで９０度偏向され、凸レンズ１で集束さ
れた後、４５度ミラー２で９０度偏向され、凹レンズ５
９から４分割プリズム３に入射する。４分割プリズム３
で分散されたビーム片は、それぞれビームスプリッタを
透過し、ＴＥ／ＦＥセンサ５及びＲＦセンサ６に受光さ
れる。

【００２５】これらのセンサ５，６の出力から図２に示
した信号処理系によりＲＦ信号、トラック誤差信号、フ
ォーカス誤差信号を得る。

【００２６】これによると、従来の光ヘッドと同様にＲ
Ｆ信号、トラック誤差信号、フォーカス誤差信号の検出
を行うことができるのはもちろん、本実施形態である図
１と従来例である図７とを比較すればわかるように、偏
向手段としての４５度ミラー２を複合プリズム５３の近
隣に配置したので、光ヘッドのトラッキング移動方向に
おける幅を従来例のＷ₁よりも図１のＷ₂のように縮小
することができる。このため、光ディスク装置の筐体を
小型化することが可能となる。

【００２７】次に、本発明の他の実施形態を図４乃至図
５に基づいて説明する。本実施形態では、上述した実施
形態の構成及び動作をそのままに、更に、ランドグルー
ブ記録式追記型光ディスクの走査にあたり、走査位置が
ランドかグルーブかを判別するための構成を加えたもの
となっている。

【００２８】即ち、本実施形態の構成を示す図４（ａ）
では、図１で示した４分割プリズム３とその後段のビー
ムスプリッタ４との間に、更にビームスプリッタ１６を
配し、このビームスプリッタ１６で９０度偏向されるビ
ームの進行先に多分割光センサ（Ｌ／Ｇセンサ）１７を
設けた構成となっている。Ｌ／Ｇセンサ１７は、光スポ
ットのトラック方向に対し分割線を４５度傾けて設定し
た４分割センサであって、その構成は図４（ｂ）に示す
ように４つの三角形状のセンサエレメントＫ，Ｌ，Ｇ，
Ｈの結合から成る。

【００２９】そして、これら各センサエレメントの出力
から次式に基づきトラック誤差信号ＴＥ^*とランドグル
ーブ判別信号ＬＧとを得る。ここで、各センサエレメン
トＫ，Ｌ，Ｇ，Ｈは、ＧとＨが入射光スポットのトラッ
ク方向に沿って配置され、ＫとＬは、光スポットのディ
スク半径方向に沿って配置されている。

【００３０】ＴＥ^*＝Ｋ−ＬＬＧ＝Ｇ＋Ｈ

【００３１】図５は、トラック誤差信号ＴＥ^*とランド
グルーブ判別信号ＬＧとの関係を示す信号図である。ト
ラッキング誤差信号ＴＥ^*の立ち下がりの零クロス時に
おいてランド／グルーブ判別信号ＬＧの極大点と極小点
をそれぞれ“１”と“０”として判別する。このために
はトラッキング誤差信号ＴＥ^*とランド／グルーブ判別
信号ＬＧとの間に位相差が必要である。そこで、上述し
たように４分割センサ１７の分割線を入射光スポットの
トラック方向に対し４５度傾けている。

【００３２】このようにしても、上述した第１の実施形
態と同様の作用効果を奏するほか、光ディスク走査位置
のランドグルーブ判別を行うこともできる。また、ＴＥ
／ＦＥセンサ５とは別にＬ／Ｇセンサ１７からトラック
誤差信号ＴＥ^*を検出しディスク内周／外周の判別に利
用することで、ＴＥ／ＦＥセンサ用のビームスプリッタ
４の配置位置とＬ／Ｇセンサ用のビームスプリッタ１６
の配置位置とを独立に調整することができ、この部分の
光学系の調整を比較的容易に行うことができる。

【００３３】次に、本発明の更に他の実施形態を図６に
基づいて説明する。この図６に示す実施形態は、図１の
実施形態において、複合プリズム５３からの射出光を９
０度偏向するために設けた４５度ミラー２をビームスプ
リッタ１９に変更し、このビームスプリッタ１９を直進
するビームの進行先に多分割センサ２１を配した構成と
なっている。符号１８は、ビームスプリッタ１９の光入
射面に設けられた凸レンズを示す。多分割センサ２１
は、光スポットのトラック方向に対し分割線を４５度傾
けた４分割センサであって、図６（ｂ）に示すように、
４つの三角形状のセンサエレメントＱ，Ｐ，Ｍ，Ｎから
成る。このうち、センサエレメントＱ，Ｐの出力を減算
器２２に入力してトラッキング誤差信号ＴＥ^*を得ると
共に、センサエレメントＭ，Ｎの出力を加算器２３に入
力しランド／グルーブ判別信号ＬＧを得るようになって
いる。ここで、センサエレメントＱ，Ｐ，Ｍ，Ｎのう
ち、ＭとＮは入射光スポットのトラック方向に沿って配
置され、Ｐ，Ｑはディスク半径方向に沿って配置されて
いる。

【００３４】ＴＥ^*＝Ｑ−ＰＬＧ＝Ｍ＋Ｎ

【００３５】このようにしても、上記第２の実施形態と
同様の作用効果を奏するほか、複合プリズムから検出セ
ンサまでの光路長を第１の実施形態と同程度に短縮する
ことができる。

【００３６】ここで、上記各実施形態において、凹レン
ズは４分割プリズムに固定されていても良いし、分離さ
れていても良い。また、第２又は第３の実施形態におい
て、Ｌ／Ｇセンサ用のビームスプリッタ１７，１９の光
量分配比は、当該Ｌ／Ｇセンサに透過する光量よりも他
の一方（即ち、ＲＦ信号検出系の側）に透過する光量の
方が大きくなるように設定することが望ましい。これに
よると、ＲＦセンサ側で信号検出に有効な光量を確保す
ることができるので、良好なＲＦ信号を検出することが
できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、複合プリズムからの射出光を近
隣で９０度偏向し、この偏向したレーザ光の進行先に配
置した４分割プリズム及びビームスプリッタを介し分離
された各々の透過光からＲＦ信号、トラック誤差信号、
フォーカス誤差信号を検出するので、従来の光ヘッドと
同様にＲＦ信号、トラック誤差信号、フォーカス誤差信
号の検出を行うことができるのはもちろん、光ヘッドの
トラッキング移動方向における光学系の配置要素を削減
し、その方向の幅を短縮することができる。このため、
光ディスク装置の筐体を小型化することが可能となる。
また、光ディスクから光センサまでの光路長を短縮でき
るので、トラッキング誤差信号のフォーカス誤差信号へ
の漏れ込みを抑制でき、より安定したサーボ信号を得る
ことができる。

【００３８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、４分割プリズムの後段に第２のビームス
プリッタと所定の分割線を有する多分割光センサを設け
たので、請求項１記載の発明と同様の作用効果を維持し
つつ、光ディスク走査位置のランドグルーブ判別信号の
検出と、光ディスク内周／外周の判別信号の検出を行う
ことが可能となる。

【００３９】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明において、偏向手段をビームスプリッタとし、これ
を直進する光の進行先に所定の分割線を有する多分割光
センサを配置したので、請求項２記載の発明と同様の作
用効果を維持しつつ、光路長を請求項２記載の発明より
も短縮することが可能となり、これがため、より安定し
たサーボ信号の検出が可能となる。

【００４０】また、上記発明において、凹レンズを４分
割プリズムに固定した場合は、４分割プリズムと凹レン
ズとの位置関係を常に一定に保ったまま光軸方向の配置
位置を調整できるので、この部分の光学系の調整を容易
に行うことが可能となる。また、光路長の短縮も有効に
図ることができる。更に、請求項２又は３記載の発明に
おいて、第２のビームスプリッタの光量分配比をランド
グルーブ検出側よりもＲＦ信号検出側の光量が大きくな
るように設定した場合は、ＲＦセンサ側で信号検出に有
効な光量を確保することができるので、良好なＲＦ信号
を検出することができる、という従来にない優れた光ヘ
ッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す光ヘッドの概略構成
図である。

【図２】図１の光ヘッドの光学系の構成を示す一部省略
した斜視図である。

【図３】図１の４分割プリズムの構成を示す概略斜視図
であり、図３（ａ）で特に上片と下片の形状を示し、図
３（ｂ）で特に右片と左片の形状を示す。

【図４】本発明の他の実施形態を示す光ヘッドの概略構
成図であり、図４（ａ）は全体構成図、図４（ｂ）はＬ
／Ｇセンサの構成図である。

【図５】図４の実施形態で得られるトラック誤差信号Ｔ
Ｅ^*とフォーカス誤差信号ＦＥとの関係を示す信号図で
ある。

【図６】本発明の更に他の実施形態を示す光ヘッドの概
略構成図であり、図６（ａ）は全体構成図、図６（ｂ）
はＬ／Ｇセンサの構成図を示す。

【図７】従来例の光ヘッドを示す概略構成図である。

【符号の説明】

１，１８凸レンズ２４５度ミラー（偏向手段）３４分割プリズム４ビームスプリッタ（第１のビームスプリッタ）５ＴＥ／ＦＥセンサ（６分割光センサ）６ＲＦセンサ（単一の光センサ）１０，２０，３０光ヘッド１６ビームスプリッタ（第２のビームスプリッタ）１７，２１Ｌ／Ｇセンサ（４分割センサ）１９ビームスプリッタ（第２のビームスプリッタ、偏
向手段）５１レーザ光源５２コリメータレンズ５３複合プリズム５６光ディスク５９凹レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源、コリメータレンズ及び複合
プリズムを光ヘッドのトラッキング移動方向とほぼ直交
する方向に沿ってかつほぼ光ディスク面に沿ってこの順
に配置し、前記複合プリズムは、光ディスク面からの戻り光を光ヘ
ッドのトラッキング移動方向に射出するように構成し、前記複合プリズムの近隣に当該複合プリズムからの射出
光を略９０度偏向する偏向手段を配置し、この偏向手段で偏向されるビームの進行先に凹レンズ、
４分割プリズム、第１のビームスプリッタをこの順に配
設し、前記第１のビームスプリッタの後段に、当該ビームスプ
リッタでの偏向ビーム及び直進ビームのいずれかを受光
する単一の光センサ及び多分割光センサを備え、前記単一の光センサからＲＦ信号を検出すると共に前記
多分割センサからダブルナイフエッジ法によりトラッキ
ング誤差信号及びフォーカス誤差信号を検出可能に構成
したことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】請求項１記載の光ヘッドにおいて、前記４分割プリズムの後段に第２のビームスプリッタを
設けると共に、この第２のビームスプリッタからの分光
の進行先に入射光スポットのトラック方向から略４５度
傾いた分割線を有する４分割光センサを配置したことを
特徴とする光ヘッド。
【請求項３】請求項１記載の光ヘッドにおいて、前記偏向手段として第２のビームスプリッタを備えると
共に、このビームスプリッタを直進するビームの進行先
に入射光スポットのトラック方向から略４５度傾いた分
割線を有する４分割光センサを配置したことを特徴とす
る光ヘッド。
【請求項４】前記凹レンズを前記４分割プリズムに固
定したことを特徴とする請求項１，２又は３記載の光ヘ
ッド。
【請求項５】前記第２のビームスプリッタの光量分配
比を前記４分割光センサに透過する光量よりも他の一方
に透過する光量の方が大きくなるように設定したことを
特徴とする請求項２又は３記載の光ヘッド。