JPS59195345A - 光学ヘツド - Google Patents

光学ヘツド

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Publication number
JPS59195345A
JPS59195345A JP58070339A JP7033983A JPS59195345A JP S59195345 A JPS59195345 A JP S59195345A JP 58070339 A JP58070339 A JP 58070339A JP 7033983 A JP7033983 A JP 7033983A JP S59195345 A JPS59195345 A JP S59195345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens
reflected
parallel
disk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58070339A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunji Ohara
俊次 大原
Tomio Yoshida
吉田 富夫
Isao Sato
勲 佐藤
Kenji Koishi
健二 小石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP58070339A priority Critical patent/JPS59195345A/ja
Publication of JPS59195345A publication Critical patent/JPS59195345A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following

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】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオディスク等のようにディスク上に記録
された情報を光学的に読み取る光学的再生装置、あるい
はディスクに情報を光学的に記録再生しようとする光学
的記録再生装置に係り、特に記録再生およびサーボのた
めの光学系に関する。
従来例の構成とその問題点 近年、ガスレーザに代って、半導体レーザを用いた光情
報処理装置の開発が盛んになってきた。
光デイスク装置はその1例である。光デイスク装置とは
半導体レーザの光を情報記録媒体であるディスク上でφ
1μm以下の微小スポット光に絞り、ディスクに記録さ
れている信号を再生したり、又はディスクに情報を高密
度に記録再生するものである。
記録再生可能な光デイスク装置に用いられる半導体レー
ザは高出力の光パワーが出力できるものが要望される。
一般に高出力でC’W(定常)発振可能な半導体レーザ
は、その発光領域の縦・横比が異なるため、ビームの拡
り角が非等方的である。
例えは第1回に高出力でCW発振可能な半導体レーザの
遠視野像における平行と垂直方向の出射光分布の1例を
示したが、光強度かピークの半分になる各々の方向の半
値角をθ/ノ、θL とすると、 θ〃 =5° 、θム −1.25°、θL /θ//
 −2,5・・・(1)となる。なお第1図で縦軸は光
強度、横軸は拡がり角である。このように高出力半導体
レーザのビーム拡り角の比θL/θ〃 は約2.5倍程
度ある。
鴫 このような非等方的な拡り角を有する半導体レーザの光
を、ディスク上で円い等方的な微小スポット光に絞り込
むための光デイスク装置の1例として特公昭56−41
にプリズムを用いた方法が提案されている。第2図にそ
の櫃略を示した。
すなわち半導体レーザーから出た光を、集光レンズ2で
集め平行光に直した後、プリズム3で半導体レーザーの
接合面に平行方向のみビームを拡げ、垂直方向とほぼ同
等な幅のビーム径にして、絞りレンズ5でディスクe上
に絞り込む構成である。
しかしこの方法は半導体レーザーの光軸x−x。
と絞りレンズ5の光軸Y−Y’とが平行、あるいは直交
せず定められた角αで交わることとなり、後で詳しく説
明するように光学系を小さくすることができない。
また、かかる装置においては少なくとも2つのサーボ技
術が必要である。1つはディスクの回転に伴い回転方向
と垂直な方向にディスクが面ブレをおこすが、前記φ1
μm以下に絞られた微小スポット光が常にディスク上に
照射できるように光学系を追従させるサーボで、このサ
ーボはフォーカスサーボと呼ばれている。他方はディス
クの回転に伴い前記トラックが偏心等によりディスクの
半径方向に桜勤するが、これに対し常に前記微小スポッ
ト光が前記トラック土を照射するように光学系を追従さ
せるサーボで、このサーボはトラツキツクサーボと呼は
れている。
前記フォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行う
ためのサーボ信号(誤差信号)はディスクの反射光より
得ており、具体的な光学系の1例を同じ第2図に示して
いる。
第2図において4は偏光ビームスプリッタでレーザの偏
光方向に応じて透過あるbは反射する。
7はλ/4で、ディスク6よりの反射光λ/4板7を再
び通り、その1稲光方向が変えられ偏光ビームスプリッ
タ−4で反射される。8は凸レンズ、9は分割ミラーで
、この分割ミラーに゛より光ビームは2分割され、かつ
方向を変えられ10.11の光検出器にそれぞれ導かれ
る。光検出器1oはその光入射方向からみると10a、
10bに示すように2分割されており。2分割された各
光検出器10a、10bの出力の差より前記フォーカス
サーボのためのフォーカス誤差信号を得ている。
また、光検出器11はその光入射面からみると11a、
11bに示すように2分割されており、2分割された各
光検出器11a、11bの出力の差より前記トラッキン
グサーボのためのトラッキング誤差信号を得、前記4ケ
の各光検出器の出力の緩和よりディスク上に記録された
情報を読み出す再生信号を得ている。
第2図に示す従来の光学系では、小型化する時半導体レ
ーザからの光出射光i1d X −X’とディスクから
フォーカス誤差信号を検出する光検出器までの反射光路
の光軸z −z’が第2図に示すように、ある角度β(
−9o°−α)をもって開いており、かつ、比較的両光
軸が長くなるため、この開さ角βが欠点となって光学系
を小さくすることが出来ない。
発明の目的 本発明は主に上記欠点に鑑みてなされた発明であり、入
射光路5反転光路に各々プリズムを設は光学調整および
組み立てを容易にし、かつ光学系を小さくコンパクトに
できる光学ヘッドを提供することを目的とする。
発明の構成 本発明の光学ヘッドは、半導体レーザからの出射光を集
め平行光に直す集光レンズと、ディスク上にレーザ光を
紋り込む絞りレンズと、ディスクよりの反射光を空間的
に2分するための全反射面と透過面を有する分割プリズ
ムと、2分された反射光のうちの一方を集束するレンズ
とを備え、前記集光レンズにより平行に直された平行光
の光軸と、前記2分された反射光のうちの一方を集束す
るレンズの光軸とを略平行になるように配置したもので
ある。
また本発明の光学ヘッドは、半導体レーザからの出射光
を集め平行光に直す集光レンズと、前記平行光の短かい
方の光束幅を拡げる少なくとも1つ以上の光入射面と前
記平行光と略直角になるように反射させる少なくとも1
つ以上の全反射面とを有した拡大プリズムと、入射され
る光ビームの偏光方向に応じて反射または透過する偏光
ビームスプリンタと、1回通過すると光の偏光方向かに
波長ずれる λ/4板と、ディスク上にレーザ光を絞り
込む絞りレンズと、ディスクよりの反射光を空間的に2
分するための全反射面と透過面を有し、かつ前記2分さ
れた反射光のうちの一方を絞るためのほぼ光軸に沿って
2分された半凸レンズを有した分割プリズムとを備え、
金肥集光レンズにより平行に直された平行光の光軸と、
前記2分された反射光のうちの一方を集束する半凸レン
ズの光軸とを略平行になるように配置したものである。
実施例の説明 以下図面に従い本発明の詳細な説明する。第3図a、b
、cは本発明の一実施例を示した図である。第2図と同
じ構成要素については同一の番号を付している。第3図
において集光レンズにてコリメートされた光束幅11 
の平行ビームPは拡大プリズム12の8面から入射し、
光束幅I2の平行光に拡大されb面で全反射し、0面か
ら光束幅I2の平行ビームQとなって出力される。この
時、入射光Pの光軸X−X“と出射光Qの光軸Y−Y“
とは略直交している。
以下、この拡大プリズム12について詳しく述べる。
入射光P(平行光)は、拡大プリズム12の端面aに人
則し屈折してプリズムの中に入る。この時の条件は、ス
ネルの法則から(2)式で与えられる。
no Slnθ1=n1Sinθ2・・・・・・・・(
2)ただし no (≠1):空気の屈折率n1ニブリ
ズムの屈折率 θ1 :入射角 θ2 :屈折角 端面aにて平行束幅工、は工、に拡大されるがその比?
+1”I2/11は(3)式で与えられる。
771−=−I2/ 11−1 cosθ2/CO3θ
1−=−−−−・(3)つぎに入射光Pと出射光Qとの
光軸x−x’  と面すにて全反射させる。この時の入
射角θ3は(4)式で与えられる。
θ3≠(90+01−θ2)/2  ・・・・・・・・
・(4)端面すにて入射角θ3で全反則させ、かつ端面
Cにてその反射光が略垂直入射して出射するためのプリ
ズムの各頂角は、 となる。
以上の条件を満足するプリズムを製作すれば、入射光束
11がm倍の出射光束I2となり入射光Pの光軸x −
x’と出射光Qの光軸Y −Y’は略直交する。
具体的に前記第(1)式の条件である半導体レーザの拡
り角化2.5からm=2.5、屈折率n。−1゜nl−
1,51とすると、各頂角は以下の様になる。
θニア2°、θ2−39°、θ5コロ1.5°、04千
1■、5・0なお端面aに入る光ビームの偏光方向は、
端面aに対してP偏向になっていること矛よ望ましい。
向に偏向しており、かつ第1図に示すようにθll〈θ
ムとなっているため、平行方向のビーム径を拡大する必
要があるためである。また光入射角もθ1−72°と大
きく、P偏向の方がより端面aを透過しやすくなる。な
お、端面aに対しては使用する特定のレーザ波長と特定
の入射角度θ1の条件でその時の反射損失が最も少なく
なるような反射防止膜を蒸着している。このように拡大
プリズム12で半導体レーザの接合面に平行方向のみビ
ーム径を拡げ、レーザ光をほぼ円形にした後、光ヒーム
を全反射させる。そして偏光ビームスプリッタ4で反射
し、λ/4板7を通過後、絞りレンズ5にてディスク6
上でほぼ円形の等方向な微小スポット光が得られること
となる。
一方デイスクロより反射光は偏光ビームスプリッタ7を
透過し、ディスク6上に記録された信号全再生し、かつ
フォーカスおよびトラッキング制御をかけるための分割
プリズム13に導かれる。
以下この分割プリズムについて詳しく説明する。
第4図に分割プリズム13の斜示図を示す。
すなわち、反射光路中において、前記ディスクよりの反
射光の約半分は全反射面dで全反射され、凸レンズをそ
の光軸方向と略平行にほぼ半分に割った半凸レンズ14
に導かれる。半凸レンズ14の光軸中心とレーザ中心は
ほぼ一致している。
従って反射光の約半分は半凸レンズ14で絞られ、その
結像位置に置かれた光検出器に照射される。光検出器1
oは、その光入射面からみると10a、1obに示す2
分割の構造をしており、前記10 a 、 10 bの
各光検出器p出力差よりフォーカス誤差信号が得られる
一方、前記反射光の残り半分は端面eを通過し光検出器
11に導びかれる。光検出器11はその光入射面からみ
ると11 a 、 11 bi/)示す2分割の構造を
しており、前記’f 1 a ’、 1 l bの各光
検出器の出力差よりトラッキング誤差信号は得られる。
いわゆる、遠視野像の動きからトラッキング誤差信号は
得られる。
また、ディスクよりの再生信号は、例えば前記10.1
1の両光検出器の出力の緩和から得られる。
第3図の構成でフォーカス誤差信号を得る原理について
詳しく説明する。
第5図はフォーカス誤差信号を得る方法についてのみ説
明するために第3図を簡略化して示した図であり、第3
図と同様の構成要素については同一の付量を付している
。第5図において(a)は絞りレンズ5とディスク6間
が所望の距離より近づきすぎた場合、(b)は丁度所望
の距離、すなわちディスク面上に入射光がフォーカスさ
れた場合、(C)は前記所望の距離より長くなった場合
をそれぞれ示している。まず、第5図(a)に示したよ
うに絞りレンズ5とディスク6とが前記所望の距離より
近づきすぎると、半凸レンズにより絞られる反射光の結
像位置A1 は、光検出器10より遠くなる。従ってこ
の場合、光検出器10bに受光される光量より光検出器
10 aに受光される光量の方が多くなる。逆に第5図
(C)に示すように絞りレンズ5とディスク6とが前記
所望の距離よりも遠ざかると、光検出器10dに受光さ
れる光量より光検出器10bに受光される光量の方が多
くなる(反射光の結像位置A3が半凸レンズ側に近づく
。)また、第5図(b)に示すようにディスク6上に入
射光がフォーカスされた場合は、光検出器10上に半凸
レンズにより結像された反射光が照射されるため、光検
出器10 a 、 10 bの受光量は等しくなる。
従って前記光検出器1Qa、10bの受光量が等しくな
るようにサーボをかければ、フォーカスサーボが実現で
きる。
このように第3図の本発明の構成によれば、比較的短か
くすることが困難な半導体レーザからの光出射光軸(あ
るいは集光レンズにて平行になった平行光の光軸)と、
フォーカス制御信号等を検出する反射光路の光軸をほぼ
平行にすることができる。1だ拡大プリズムの端面aへ
の平行光Pの入射角度は、拡大プリズムの端面Cを偏光
ビームスプリッタ端面fに押しあて、かつ平行光PがY
−Y“面に垂直になるように調整すれば自と入射角度が
決まる。
なお、第3図の構成では、拡大プリズムと分割プリズム
と偏光ビームスプリッタとλ/4板はお互に接しており
、一体構造となっている例を示したが、分離して配置す
ることも可能である。
第6図にディスクの上面からみた本発明の光学ヘッドを
示す。光学ヘッドはY−Y’の方向に移送されディスク
6の仕置の位置で信号の記録、再生を行うことができる
第7図に本発明の他の実施例を示す。図中、第3図と同
様の構成要素については同一の付量を付している。これ
は、前記拡大プリズムを用いない場合の実施例であるが
、第3図と同様、分割プリズム13によって結像される
反射光の光軸方向と、半導体レーザ1の光軸方向が一致
しているため、光学系を小さくすることが可能となる。
発明の効果 以上のように本発明の光学ヘッドは、集光レンズにより
平行に直された平行光の光軸と、2分された反射光のう
ちの一方を集束するレンズの光軸とを略平行になるよう
に配置したので、光学系を小さく、コンパクトにするこ
とができる。
第1図は半導体レーザの遠視野像の強度分布特性図、第
2図は従来の光デイスク装置の構成を示す図、第3図(
a)は本発明の一実施例における光学ヘッドの正面図、
(b)は同側面図、(C)は同平面図、第4図は同実施
例における分割プリズムの斜視図、第5図(a) 、 
(b) 、 (C)はフォーカス誤差信号を得る方法に
ついて説明するための図、第6図はディスクに対する本
発明の光学ヘッドの配置図、第7図は本発明の他の実施
例を示す図である。
1・・・・・・半導体レーザ、2・・・・・・集光レン
ズ、4°・・°°゛偏向ビームスプリッタ、5・・・・
・・絞りレンズ、6・・・・・・ディスク、7・・・・
・・λ/4板、13・・・・・・分割プリズム、14・
・・・・・レンズ(半凸レンズ斥d・・・・・・分割プ
リズムの全反射面、e・・・・分割プリズムの透過面、
a・・・・・・拡大プリズムの光入射面、b・・・拡大
プリズムの全反射面、12・・・・・・拡大プリズム。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 キ 第2図 第3図 (Cス・ン                    
            ())。
14図 第5図 第7図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体レーザからの出射光を集め平行に直す集光
    レンズと、ディスク上にレーザ光を絞り込む絞りレンズ
    と、ディスクよりの反射光を空間的に2分するための全
    反射面と透過面を有する分割プリズムと、2分された反
    射光のうちの一方を集束するレンズとを備え、前記集光
    レンズにより平行に直された平行光の光軸と、前記2分
    された反射光のうちの一方を集束するレンズの光軸とを
    略平行になるように配置したことを特徴とする光学ヘッ
    ド。
  2. (2)半導体レーザからの出射光を集め平行光に直す集
    光レンズと、前記平行光の短かい方の光束幅を拡げる少
    なくとも1つ以上の光入射面と前記平行光と略直角にな
    るように反射させる少なくとも1つ以上の全反射面とを
    有した拡大プリズムと、入射される光ビームの偏光方向
    に応じて反射または透過する燭光ビームスプリッタと、
    1回通過すると光の偏光方向%波長ずれる′4板と、デ
    ィスク上にレーザ光を絞り込む絞りレンズと、ディスク
    よりの反射光を空間的に2分するための全反射面と透過
    面を有し、かつ前記2分された反射光のうちの一方を絞
    るためのほぼ光軸に沿って2分された半凸レンズを有し
    た分割プリズムとを備え、前記集光レンズにより平行に
    直された平行光の光軸と、前記2分された反射光のうち
    の一方を集束する半凸レンズの光軸とを略平行になるよ
    うに配置したことを特徴とする光学ヘッド。
JP58070339A 1983-04-20 1983-04-20 光学ヘツド Pending JPS59195345A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103278927A (zh) * 2013-06-21 2013-09-04 西安工业大学 双波段共口径共光路共变焦成像光学系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5814234B2 (ja) * 1976-05-22 1983-03-17 大熊 源一 置物家屋における藁、茅葺屋根の模造品製造法
JPS59188852A (ja) * 1983-04-12 1984-10-26 Hitachi Ltd 偏光ビ−ムスプリツタ

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