JPS5870434A - 光学ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば元ディスク、ピデイオディスク等の
情報記憶媒体ζこ集光したレーザー光を照射することに
より少くとも情報を読取ることが可能な再生ないしは記
録再生装置等に適用し得る光学ヘッドに関する。

一般に、光ディスク、ビデイオディスク等の情報記憶媒
体の記録層ないしは光反射層としての情報形成層の所に
集光したレー剖゛−光のビームウェスト（最も絞ねた部
分）が来るように焦点の調節を行なう方法として、記録
層ないしは光反射層としての情報形成層上でのレーせ゛
−光の焦点ぼけを検知して、この検知信号により対物ｌ
／ンズを移動させて焦点を合せるよ・うにしている。

従来、記録層ないしは光反射層としての情報形成層−ヒ
での１７−ザー光の焦点ぼけを検知する方法の代表的な
ものとして、情報記憶媒体の情報形成層から反射して対
物レンズを通過したレーザー光の反射光路上に凸レンズ
からなる検知系光学レンズおよび検知部がたとえば同心
円的に複数に分割された光検出器を順次配ｔｅＬ、光検
出器に照射されたときのレーザー光のスポットサイズ（
面積）を検知する方法がある。

しかしながら、情報記録媒体の記録１Ｇないしは光反射
層としての情報形成層の表面に微細な凹凸がある場合に
は、そこから反射したレーザー光には回折が生じ、光検
出器上でのスポットの中（こ回折パターンが現わわる。

厳密に言えばこの回折パターンは一般に対称形をしてい
ない。

そのため、この回折パターンの影響により焦点がぼけて
いるように誤って検知してしまうことがある。

そこで、第１図ビ）（ロ）Ｈで示すように、情報形成層
ａから反射して対物レンズｂを通過した光ビームの反射
光路Ｃの途中ζこ、この光軸番こ関して非対称に抜出す
光抜出部材（ナイフウエッチ）ｄ、レンズｅ１および２
つの光検出セルｆ２ｇを有した光検出ｉｈを設け、従来
のよう（・こ光検出器の所のスポットサイズによって焦
点ぼけを検知するのではなく、光検出器り上でのビーム
スポットＩの移動（矢印Ｊ方向）としてμ・点ぼけを検
知することζこより回折の影響を受けにくいようにした
ものが考えられるに至った。

なお、第２図の実線で示すように、卸点かあっている場
合には「０」となり、また、対物レンズｂと情報形成層
ａとが近づいて上ＩＪｉｌＯ）光検出セルｇにビームス
ポットｉが尚ってマイ−）−スの信号が、才だ、対物レ
ンズｂと情報形成ｆｔ、　ａとが離れすぎて下側の光検
出セルｆにビームスボッｌ−ｉが当ってプラス信号が得
られるようになっている。

しかしながら、対物レンズ１〕と情報形成層ａとのｌｉ
！１″！離が離れすぎたり、近すきすぎた場合、光検出
ｇｈ上でのビーノ・スポットｉのサイズが光検出器りの
光株出セルｆ、１ζよりも大きく、はみ出してしまうた
め、焦点ぼけ検出信号が小さくなってし才う。したがっ
て、何かの拍子に大幅に焦点がぼけて第２ＶのＡ点や・
Ｂ点の位置にずれたとしても奈り大きな知恵ずれ信号が
得られず、フィードバック量も小さい。そのため、例え
ば対物レンズｂと情報記憶媒体とが異常接近した場合に
は焦点合せが迅速に行なえないばかりでなく場合によっ
ては対物レンズｂが（１％記記憶体に接触してしまうと
いった重大な問題を有している。

本発明は、上記事情にもとづきなされたもので、その目
的とするところは、少くとも対物レンズと情報記憶媒体
とが異常接近したときこれを確′−に検出でき、迅速か
つ安定し、た色別ばけ制御が行なλるようにした光学ヘ
ッドを提供し、ようとするものである。

以下、本発明を第３図〜第８図に示す一実施例を参照し
て詣明する。第３図は光ディスクないしはビデイオテイ
スクをＴｉ’ｆ　ｍ　記４．Ｍ　１１１体とし、半導体
レーサー？光学ヘッドに用いた情報５ご録・検事装置を
示し、図中）は媒体、・１■動装置ｉｆｔ　２によって
回転駆動さイ１．ろ情報記憶媒体で、３はこの情報記憶
媒体１の片面側に対向５勺１つ図示しないヘッド移動機
溝ζこより情報記憶媒体Ｊの半径方向（臂ｙ３図（こお
いて閏ｆ釡方向）に往復動自在な光学ヘッドである１、 上記情報記憶１３Ｖ体ｌは、円孕伏に峻彰され、その片
面に記録層ないし、は光反射ｌ・急としての情′＞１４
杉ｌＪ！層４カ月？？成さｔ’ｌり２　枚ノ迭明Ｘ　・
ｆｉｙ　５　、５を、上記情報形成層４，４が互いに内
９ｉ１になる状態かつ情報形成層４，４の相互対向面間
に空間部が形成されるよう内外スペーサ６、および外側
スペーサ７を介在させた状態で貼合せたものであり、情
報形成層４が形成された箇所には後述するトラッキング
ガイドが、また、その中央部には回転中心孔（図示しな
い）が形成されている。

才た、この情報記憶媒体１を回転駆動する媒体駆動装置
２は、図示しないモータの、駆動軸と一体の回転軸８と
、この回転軸８に嵌着され駆動軸８の軸心線ζこ対して
直角な水平支持面を有し情報記憶媒体ノの中央部下面を
支承する回転支持体９と、上記回転軸８の上端部に装着
される押え具１ｏとを有している。そして、情報記憶媒
体１の回転中心孔を回転軸８に嵌合させ径方向の位置決
めを行なうとともに回転支持体９と押え具１０とで情報
記憶媒体１の中央部を挾持して面方向の動きを規制する
構成となっている。

また、光学ヘッド３はつぎのような構成となっている。

すなわち、光学ヘッド３内には光ビームとしてのレーザ
ー元１ノを水平方向に発振する半導体レーザー発振器１
２が設けられており、この半導体レーザー発振器１２の
横方向にはカップリングレンズ１３、および偏光ビーム
スプリッタ１５が順次配置されている。さらに、偏光ビ
ームスプリッタ１５の上方Ｑこはλ／４板ノロ、および
対物レンズ１７が順次配置されている。

また、偏光ビームスプリッタ１５の下方にはハーフミラ
−１８が４５度の角度に配置されており、偏光ビームス
ブリック１５を通過した光を２分割して読取り用光学系
１９と無点ぼけ・トラックすれ検知用光学系２０に振分
けるようになっている。上記読取り用光学系１９はハー
フミラ−１８の横方向に順次配置されたレンズ２ノおよ
び読取り月光検出器２２を有した構成となっている。

また、焦点ぼけ・トラックずれ検知用光学系２０は、ハ
ーフミラ−１８の下方にＩｔｌ’１次配置さねた光軸の
中心からずれた位置にある一部の光のみを抜出す光抜出
し部材としてナイフウエッチからなる遮光板２３、検知
系光学レンズ２４ａ。

２４ｂ１　ミラー２５、およびミラー２５の横方向に、
光検出器２６を有した構成となっている。

上記光検出器２６は第４図Ｋ）に示すように情報形成層
４の存在する位置と集光したレーザー光１１のビームウ
ェストの位置とが一致しているときの情報形成層４に対
する２つの光学的結像点Ｐ＋　　、Ｐｔ（レーザー光１
１の集光点）のうち情報形成層４に対して遠くの位置に
ある結像点Ｐ２の位置に設けられているとともに第５図
に示すように反射光の母線に中心を合せ、その真下に第
１の光検出セル２６ａ１真上に第２の光検出セル２６ｂ
１左横に第３の光検出セル２６ｃ１右横に第４の光検出
セル２６ｄを配置した構成となっている。

なお、２７は対物レンズ１７を上下方向（すなわち情報
記憶媒体１の下面に接離する方向）ζこ移動させるボイ
スコイル型フォーカスモーク等のレンズ、駆動装置であ
る。

一方、検知系光学レンズ２４ａは球面レンズ、検知系光
学レンズ２４ｂはシリンドリカルレンズ力）らなり、シ
リンドリカルレンズ２４ｂの母線の方向は焦点ぼけ時の
移動方向（矢印Ａ方向）に対して直角、トラックずれ方
向（矢印Ｂ方向）と平行になっているとともに光検出器
２６の位置を情報記憶媒体１の情報形成層４に対する遠
い方の結像点Ｐ、の位置に配置する。そうすることによ
り焦点ぼけ検出方向と直角な方向ではレーザー光１１ａ
は第４図（ロ）で示すような軌跡を描くことになり、光
検出器２６上でのビームスボッｌ−Ｊ　Ｊ　ａ’は第５
図（こ示すように隼、壱ぼけＳ　出時のビームスボッ）
　Ｊ　Ｊ　ａ’の移動方向（矢印入方向）と直交する方
向が長軸となる楕円形を呈している。一方、トラックず
れ検出方向から見ると情報形成層４ｉこ対する結像点は
光検出器２６から離れた位置Ｐ１の位―に存在し、光検
出器２６上では第５図に示すようζこ情報形成層４−ヒ
でのトラツキンクガイドの回折ツクターン３０が観察さ
イすること（こなる。

また、第５図および第６図に示すように光（・（出器２
６の］１ノ−ム３５には対物レンズ１７と情報形成層４
とが接近することによって生じる焦点はけ時におけろビ
ームスボッ）　Ｊ　Ｊ　ａ’の移動方向（ｉｌｌに、大
きく焦点がすれたときこわを検知する異常検出用の光検
出器３６が配置されている。

しかして、半導体１／−ザー発振器１２から発振したレ
ーせ゛−光１）はカップリングレンズＪ３により平行斤
になり、その後備＜ビームスプリッタ１５で上方に偏光
されろ。この偏光された光はλ／４也１６を通過するこ
とにより直線偏光つＹ：が円偏光になったのち対物レン
ズＪ７により情報記惧沙、体１＋の記嶽層ないしは光反
射層としての情報形成層４に集光さ石２る。

このとき、情報形成層４が記録層である相合にはレーザ
ー光１１の照射エネルギーを用定値以−トとすることに
より情報形成層４にピッ１−　（穴）の形成等の駄態変
化が起こり、情報の記録が行なわれることになる。

一方、情報形成層４からの反射光はλ／４板Ｊ６で円偏
光から直線偏光となり、この光は偏光ビームスプリッタ
１５内を直進して下方に抜（ハ）、ハーフミラ−Ｊ８を
通過して炉点ぼけ・トラックずれ検知用光学系２０に導
びかわる。ここで、後述するように情報形成層４上での
レー剖゛−光Ｉノのさ、仁点ぼけおよびトラックずれが
光検出器２６の呆１ないし第４の光検出セル２６２〜２
６（Ｉでの元検出量のｋによって検知されろ。

すなわち、第３図にｉすように偏光ビートスプリッタ１
５を通過した後の反射光路の途中に光’ｌｉ：旧こ関し
て非対称、すなわち光軸の中心からずれた位置にある九
の一部１１ａのみを光按出し部材としての遮光＠２３に
より抜出し、検知系光学レンズ２４ａ、２４ｂを通した
後、ミラー２５で方向を変えて光検出器２６に当てるよ
う（こした場合、情報形成層４上のレーザー光１１の：
礪人５、がばけるとミラー２５で反身、１さｎた光が光
検出器２６の中心位置から上下方向に移動する。

このことを第７図（イ）、（ロ）、（＋（へ）に示す原
理図を参照して説明する。すなわち、第７図イ）で示す
ように情報形成層４に対してレーザー光）１の色点が合
っている場合には対物レンズ１７を通った反射光は光軸
と平行となり、斂光板２３を通った光１１ａのビームス
ポットｌ　Ｊ　ａ’は光検出器２６の中心位ｆｉｔｌこ
ある。ところが、紀７図（Ｏｌで示すように情報形成層
４と対物レンズＪ７とが接近しすぎて焦点が合わない場
合には対物レンズＪ７を通った反射光は光軸から徐々に
離れるよう外方ζこ広がり、遮光板２３を通った光１１
ａのビームスボッ）　Ｊ　Ｊ　ａ’は中心位置より上方
に設けられた第２の検出セル２６ｂ上に当る。また、こ
れとは逆に第７図Ｎで示すように情報形成層４と対物レ
ンズ１７とが離れすぎて焦点が合わない場合には対物レ
ンズ１７を通った反射光は光軸に徐々に近づくよう内方
に絞られた状態となり、遮光板２３を通った光１１ａの
ビームスポットＪ　１　ａ’は中心位置より下方に設け
られた第１の検出セル２６ａ上に多く当ること番こなる
。１ したブバって、情報形成＋４４と対物レンズ１７との間
隔がある一定に保だねで色点が合っている場合には、第
１の光検出セル２６ａときＮ２の光検出セル２６ｂの光
検出器はともにはとんど零もしくは同レベルになり、情
報形ｒＲ治４を対物レンズ１７とが接近して焦点ぼけが
生じる場合には上（１，ｌ］の第２の光検出セル２６ｂ
の出力レベルが下側の第１の光検出セル２ｆｙａの出力
レベルより大きく、才た、逆に離れて焦小ぼけが生じる
場合には下側の第１の光検出セル２６ａの出力レベルが
大きくなる。

才た、何らかの拍子で対物レンズ１７が情報形成層４に
Ｗ近しすきた場合にはビームスポットは第５図のｌｌａ
“の状態となって第２の検出セル２６ｂの上１ｉ１ｊｊ
近傍に設けられた異常検出用セル３６ｊこよってこれ、
が検出される。

一方、第８図に示すように第１の光検出セル２６ａとＴ
Ｉｒ２の光検出セル２６ｂおよび異常検出用の光検出セ
ル３６の出力信号は差壇巾回路２８を介して、堅動回路
３３に入力さね、レンズ腎１（回路２７合介して対物レ
ンズＪ７が焦点が合う方向に移ルｈされる。

このようにして、情報記１でｔＶ体１のうねり等による
焦点はけが自動的かつ迅速に補正されるとともに異常接
近による光学ヘッド３と・ＩＬ’耕５記憶媒体１との接
触が防止さ、ｆ］ることｉ（なる。

なお、情報形成１層４にピット（穴）あるいは凹凸形状
で形ＪＥＥされた情報のｊ光取りは、偏光ビームヌプリ
ツク１５を通り、ハーフミラ−Ｊ８で反力された光をレ
ンズ２ノを介して読取り月光検出器２２に２３ひいて行
なうことにな□る。

なお、上述の一失施ｔ７Ｈにおいて、１．！４点・、よ
け時におけるビームスボッ）　Ｊ　］　ａ’の移動力１
ハ１０）片方に外宮検出用の尤；：炙出セル３６を配置
δして対物レンズノアと情報形成層４とが異常接近した
場合こ不しを４・対物し得ろようにしたが、第５図およ
び第６図の２点鎖線で示すように第１の光検出セル２６
ａの下１；：１近初に′ＪＬ常検常用出用ブこ検出セル
３７を設けて対・物レンズ１７と１１テ報７彩成Ｒ４４
とが接近した場合のみでなく離れすきた場合にもこわを
検出して迅速に４．４ミ点ぼけを制御し得るようにして
もよい。（なお、離れすぎた場合にはビームスポットは
第５図の１　）　ａ”の状態となる。） その他、本発明は本発明の要旨を変えない範囲で種々変
形実施回部なことは勿論である。

本発明は以上説明したように、情報配憶媒体の記録層な
いしは光反射層としての情報形成層から反射して対物レ
ンズを通過した光ビームの光軸に関して非対称な光を抜
出し、このビームスポットの光検出器上での移動方向を
検知することｌこより情報形成層に対する光ビームの焦
点ぼけを検知するもので、上記ビームスポットの移動方
向のうち少くとも対物レンズと情報形成層が接近した場
合における移動方向１１１１に大きく焦点がずれたとき
これを検知する異常検出用の光検出セルを少くとも１個
配置したものである。

したがって、簡単な構成でありながら、何かの拍子に対
物レンズと情報形成層が異常接近した場合、確実（ここ
れを検出して迅速に焦点ぼけを制御でき、光学ヘッドと
情報記憶媒体との接触等を確実に防止して安定した情報
処理が可能となるといった効呆を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（イｌ　、　（ｎ　、　ＰＭはビームスポットの
移動により焦点ぼけを検出する基本原理を示す説明図、
第２図は光検出器上でのビームスポットの移動に伴う光
検出器の変化状態を示す説明図、第３図乃至第８図は本
発明の一実施例を示すもので、第３図は本発明の一実施
伊１を適用した情報記録・再生装置の概略的構成図、２
ｇ４図ビｌ、Ｆｊｌは同実施例における楕円状ビームス
ポットの形成原理を示す説明図、第５図は光検出器上に
形成されたビームスポットの状態を示す説明１−１第６
図は光検出器の側面図、第７図（イ）、　（０１、ｒｉ
は本発明の一実施例による焦点ぼけ検知の原理を説明す
るための説明図、第８図は焦点ぼけ自動調節用、駆動系
を示す説明図である。 １・・・情報記憶媒体、３・・・光学ヘッド、４・・記
録層ないしは光反射層としての情報形成層、Ｉ）・・・
光ビーム（レーザー元）、１７・・・対物レンズ、２０
・・・蕪点ぼけ検知用光学系、２３・・・光抜出し部材
（遮光板）、２６・・・光検出器、２６ａ〜２６（Ｊ・
・・光検出セル、３６．３７・・・異常検出用の光検出
セル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 情報記憶媒体の記録層ないしは光反射層としての（′＃
   報形成層から反射して対物レンズを通過した光ビームの
   光軸に関して非対称な光を抜出し、このビームスポット
   の光検出器上での移動方向を検知することにより情報形
   成層に対する光ビームの焦点ばけを検知するもので、上
   記ビームスポットの移動方向のうち少くとも対物レンズ
   と情報形成層が接近した場合（こおける移動方向＋１１
   １１に大きく焦点がずれたときこれを検知する升席検出
   用の光検出セルを少くとも１個配置したことを特徴とす
   る光学ヘッド。