JPS60115032A - 光学ヘッド - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえばＤＡＤ　、ビデオディスク、光ディ
スク、ＣＯＭ等に用いられ、光を用いて情報記憶媒体か
ら情報の読取シ、必要に応じて（ｉ報の追加記録、情報
の消去等を行なうことができる光学ヘッドに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

上記種の光学ヘッドにあっては、近時、第１図に示すよ
うに構成したものが開発されている。

すなわち、図中１は半導体レーザー装置であり、この半
導体レーザー装置１から発生されたレーザービームは、
コリメータレンズ２によって平行光束に変換され、三角
プリズム３を介しテ偏光ビームスプリッタ４に向けられ
ている。偏光ビームスプリッタ４を通過した平行レーザ
ービームはλ／４板５を通過して対物レンズ６に入射さ
れ、この対物レンズ６によって情報記憶媒体７の光反射
層ないしは記録層８に向けて集束される。対物レンズ６
は、ボイスコイル９によってその光軸方向に移動可能に
支持され、対物レンズ６が所定位置に位置されると、こ
の対物レンズ６から発せられた集束性レーザービームの
最も絞られた部分、すなわちビームウェストが光反射層
ないしは記録層８の表面上に投射され、ビームウェスト
スポットが光反射層ないしは記録層８０表面上に形成さ
れる。この状態において、゛対物レンズ６は合焦状態に
保れ、情報の書き込み及び読み出しが可能となる。

情報記憶媒体７の光反射層ないしは記録層８から反射さ
れた発散性のレーザービームは、合焦時には対物レンズ
６によって平行光束に変換され、再びλ／４板５を通過
して偏光ビームスプリッタ４に戻される。レーザービー
ムがλ／４板５を往復することによってレーザービーム
は偏光ビームスプリッタ４を通過した際に比べて偏波面
が９０度回転し、この９０度だけ偏波面が回転したレー
ザービームは偏光ビームスシリツタ４を通過せず、この
偏光ビームスプリッタ４で反射されることとなる。偏光
ビームスシリツタ４で反射されたレーザービームは、ノ
・−７ミラー１０によって２系統に分けられ、その一方
（トラックずれ検出系）は光検出器（第２０光検出器）
１１に照射される。この光検出器１ノで検出された信号
は、情報記憶媒体７に記録された情報を含み、信号処理
装置に送られてデジタルデータに変換される。ハーフミ
ラ−１０によって分けられた他方（焦点ぼけ検出系）の
レーザービームは、光抜出部材としてのナイフェツジ１
２によって光軸に対して非対称に抜き出され、投射レン
ズ１３を通過した後、光検出器（第１の光検出器）１４
に入射される。そして、この光検出器１４で検出された
信号にもとづいてディスコイル９が駆動され、対物レン
ズ６が合焦状態に維持されるようになっている。

しかしながら、このような溝成の光学ヘッドでは、ガラ
ス部品点数が多く、コストが高くつくばかシか、コンノ
ぐクト化が図れない。また、第１の光検出器１１にはあ
まシ集光されていないレーザービームが照射されるので
、棺１の光検出器１１の外径寸法を小さくできず、この
ため第１の光検出器１ノの周波数特性が悪い。なお、光
検出器１１は外径寸法が大きくなると一般にそれに反比
例して光検出器１ノから得られる検出信号の応答速度が
遅くなる。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、低コスト化およびコンパクト化が図
れるとともに、検出信号の周波数特性を改善して再生信
号処理の高速化に対応することができるようにした光学
ヘッドを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、集束光を用い情
報記憶媒体から少なくとも情報を読取ることが可能な光
学ヘッドにおいて、上記情報記憶媒体に向けて照射され
る光束を集光する対物レンズと、上記情報記憶媒体で反
射し、再び上記対物レンズを通過した光束の光路上に配
置された投射レンズと、この投射レンズを通過した光束
を光軸に対して非対称に抜出す光抜出部材と、との光抜
出部材によシ抜出された光束を受光して少なくとも焦点
ぼけを検出する第１の光検出器と、上記光抜出部材に固
定され、光抜出部材によシ抜出されない光を受光して少
なくともトラックずれを検出する第２の光検出器とを具
備したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第２図〜第３図０）〜に）を
参照しながら説明する。第２図中２１は半導体レーザー
装置であシ、この半導体レーザー装置２１から発生され
たレーザービームは、コリメータレンズ２２によって平
行光束に変換され、プリズム２３を介して偏光ビームス
プリッタ２４に向けられている。偏光ビームスプリッタ
２４で反射された平行レーザービームはλ／４板２板金
５過して対物レンズ２６に入射され、この対物レンズ２
６によって情報記憶媒体２７の光反射層ないしは記録層
２８に向けて集束される。対物レンズ２６は、？イスコ
イル２９によってその光軸方向に移動可能に支持され、
対物レンズ２６が所定位置に位置されると、この対物レ
ンズ２６から発せられた集束性レーザービームの最も絞
られた部分、すなわちビームウェストが光反射層ないし
は記録層２８の表面上に投射され、ビームウェストスポ
ットが光反射層ないしは記録層２８の表面上に形成され
る。この状態において、対物レンズ′２６は合焦状態に
保れ、情報の書き込み及び読み出しが可能となる。なお
、情報を書き込む際には、光強度変調されたレーザービ
ームによって光反射層ないしは記録層２８上のトラッキ
ングガイド（ｆリグルーｆ）にビットが形成され、情報
を読み出す際には、一定の光強度を有するレーザービー
ムが、トラッキングガイドに形成されたビットによって
光強度変調されて反射される。

情報記憶媒体２７の光反射層ないしは記録層２８から反
射された発散性のレーデ−ビームは、合焦時には対物レ
ンズ２６によって平行光束に変換され、再びλ／４板２
板金５過して偏光ビームスプリッタ２４に戻される。レ
ーザービームがλ／４板２板金５復することによってレ
ーザービームは偏光ビームスプリッタ２４で反射された
際に比べて偏波面が９０度回転し、この９０度だけ偏波
面が回転したレーザービームは偏光ビームスシリツタ２
４で反射されず、この偏光ビームスブリック２４を通過
することとなる。

偏光ビームスシリツタ２４を通過したレーザービームは
投射レンズ３ｏに入射する。この投射レンズ３０は、た
とえば第１の球面レンズ３１と光軸に平行な面でたとえ
ば光軸を含まない一部を切断した第２の球面レンズ３２
とを接着したもので、入射するレーザービームの入射位
置によシ焦点距離が異なる。すなわち、投射レンズ３θ
に入射するレーザービームは、第１とｒｌ）２の球面レ
ンズ３１．３２の両方を通過する第１のレーザービーム
成分３３と、第１の球蒲レンズ３１のみ通過する第２の
レーザービーム成分３４とに分割され、Ｍｌのレーザー
ビーム成分３３は投射レン、ｅ３０に近い位置に集束さ
れ、第２のレーザービーム成分３４は投射レンズ３０か
ら遠い位置に集束される。また、投射レンズ３０を通過
したレーザービームの光路上には光軸に対して非対称に
光を抜出す、すなわち焦点が大きく埋けた場合を除き第
１のレーザービーム成分３３を遮光し第２のレーザービ
ーム成分３４を抜出す光抜出部材としてのナインエツジ
３５が配置されておシ、第１のレーザービーム成分３３
はこのナインエツジ３５の前面に固定された光検出器（
第２の光検出器）３６に照射される。この光検出器３６
は合焦点時における第１のレーザービーム成分３３の集
光点からたとえば投射レンズ３０側にわずかにずれた位
置に配置されてトラッキングずれ検出と情報信号の読取
シを行なう。一方、第２のレーザービーム成分３４は光
検出器（第１の光検出器）３７に照射され、この光検出
器３７は合焦点時における第２のレーザービーム成分３
４の集光点に配置されて焦点はけ検出を行なう。すなわ
ち、光検出器３７で検出された信号にもとづいて？イス
コイル２９が駆動され、対物レンズ２６が合焦状態に維
持される。

しかして、合焦時および非合焦時におけるし一デービー
ムの軌跡は第１５図（イ）〜に）で示される。すなわち
、対物レンズ２６が合焦状態にある際には、光反射層な
いしは記録層２８上にビームウェストが投射され、最小
ビームスポット、すなわちビームウェストスポットが光
反射層ないしは記録層２８に形成される。通常、レーザ
ー装置２１から対物レンズ２６に入射されるレーザービ
ームは平行光束であるから、ビームウェストは対物レン
ズ２６の焦点上に形成される。

しかしながら、対物レンズ２６にレーザー装置２１から
入射されるレーザービームがわずかに発散或は収束して
いる場合には、ビームウェストは対物レンズ２６の焦点
近傍に形成される。

−１だ、光検出器３６の受光面は、合焦状態においてビ
ームウェストス月？ットの結像面かられずかにずれた位
置に配置され、したがりて合焦時にはビームウェストス
ポットの第１のレーザービーム成分３３による像が光検
出器３６の受光面に形成される。一方、光検出器３７の
受光面ハ、合焦状態においてビームウエストスポットの
結像面に配置され、したがって合焦時にはビームウェス
トスポットの第２のレーザービーム成分３４による像が
光検出器３７の受光面に形成される。

すなわち、第３図（イ）に示すようにビームウェストス
ポットが光反射層ないしは記録層２８上に形成され、こ
の光反射層ないしは記録層２８で反射したレーザービー
ムは対物レンズ２６によって平行光束に変換されて投射
レンズ３０に向けられる。そして、投射レンズ３０の第
１と第２の球面レンズ３１．３２を通過する第１のレー
ザービーム成分３３が光検出器３６上に集光される。ま
た、投射レンズ３０の第１の球面レンズ３１のみを通過
する第２のレーザービーム成分３４が光検出器３７上で
最小に絞られ、ビームウェストスポット像がその上に形
成される。

次に、対物レンズ２６が光反射層ないしは記録層２８に
向けて近接すると、ビームウェストスポットは、第３図
（ロ）に示すようにレーザービームが光反射層ないしは
記録層２８で反射されて生ずる。すなわち、ビームウェ
ストは、対物レンズ２６と光反射層ないしは記録層２８
との間に生ずる。このような非合焦時においては、ビー
ムウェストは、通常対物レンズ２６の焦点距離内に生ず
ることから、ビームウェストが光点として機能すると仮
定すれば明らかなように光反射層ないしは記録層２８で
反射され、文４！１勿レンズ２６から射出されるレーザ
ービームは、対物レンズ２６によって発散性のレーザー
ビーム成分換され、投射レンズ３０に入射する。しタカ
って、投光レンズ３０から射出される第１と第２のレー
ザービーム成分３１　、３２ハイ−Ｊ’れも合焦時の場
合よりも遠い点に向って集束されることになる。したが
って、第１のレー″Ｉｌ！−ビーム成分３３は光検出器
３６の受光面の中心から図上上方に向ってわずかにずれ
て投射され、その受光面上には合焦時におけるビームス
ポット像よりも大きなパターンが形成される。また、第
２のレーザービーム成分３４は光検出器３７の受光面の
中心から図上下方に向って投射され、ビームウェストス
ポット像よシも大きなパターンが形成される。対物レン
ズ２６が情報記憶媒体２７に近付き過ぎると、第１のレ
ーザービーム成分３３がナイフェツジ３５によって完全
に遮光されず、一部分がはみ出して（抜き出されて）光
検出器３７上に投射される。これによシ、焦点はけ検出
信号が大きくなるため、対物レンズ２６が情報記憶媒体
２７に突き当たシ殖くなる。

さらに、第３図（ハ）に示すように、対物レンズ２６が
光反射層ないしは記録層２８から離間された場合には、
ビームウェストを形成した後レーザービームは、光反射
層ないしは記録層２８で反射される。このような非合焦
時には、通常ビームウェストは対物レンズ２６の焦点距
離外であって対物レンズ２６と光反射層ないしは記録層
２８との間に形成されることから、光反射層ないしは記
録層２８で反射され、対物レンズ２６から射出されるレ
ーザービームは、対物レンズ２６によって収束性のレー
ザービームに変換され、投射レンズ３０に入射する。し
たがって、投射レンズ３０から射出される第１と第２の
レーザービーム成分３３．３４はいずれも合焦時の場合
よりも近い位置に向って集束されることになる。したが
って、８１のレーザービーム成分３３は光検出器３６の
受光面の中心から図上下方に向ってずれて投射され、そ
の受光面には合焦時におけるビームスポット像よりも小
さなパターンが形成される。まだ、第２のレーザービー
ム成分３４は一旦収束点を形成した後光検出器３７の受
光面上に投射され、その受光面上にはビームウェストス
ポット像よシも大きなパターンが中心から図上上方にず
れて形成される。対物レンズ２６が光反射層ないしは記
録層２８から離間し過ぎると、第３図に）に示すように
、第１と第２のレーザービーム成分３３゜３４はさらに
近い位置に向って集束されることになる。したがって、
第１のレーザービーム成分３３はナイフェツジ３５によ
りｘ光されず、抜き出され、光検出器３７の下方に向っ
て投射される。また、第２のレーザービーム成分３４は
光検出器３６上に投射される。

以上の構成によれば、ハーフミラ−を用いる必要がなく
、シかもナイフェツジ３５と光検出器３６とを一体化し
たから、低コスト化およびコンパクト化が図れる。

まだ、焦点はけ検出感度を高く保つには投射’Ｉｙ　７
　、ｅ　３０の焦点距離はなるべく長くした方が良い。

そのため、第１図に示す従来光学ヘッドでは、投射レン
ズと光検出器との間の距離が長く、その間のスペースが
有効利用されていないが、第２図に示す本発明の光学ヘ
ッドではその空間にトラックずれ検出および信号情報読
取り用の光検出器３６が設けられているので空間に無駄
がない。

また、コンパクト化に伴ないフレームも小さくなるので
、軽量化が図れることになる。

また、第３図←）で示すように、対物レンズ２６が情報
記憶媒体２７の光反射層ないしは記録層２８に近付キ］
キ゛ると合焦点時光検出器３６に照射されていた第１の
レーザービーム成分３３の一部がナイフェツジ３５から
はみ出し、光検出器３７に照射されるため、焦点ぼけ検
出信号が大きくなるので、対物レンズ２６が情報記憶媒
体２７に突き当たシ難くなる。

さらに、投射レンズ３０の焦点距離が短い部分で集光さ
れた第１のレーザービーム成分３３を光検出器３６で検
出するため、光検出器３６としてより小さなものが使用
できるので高速応答が行なえ、情報の高速読取りが可能
となる。

さらに、投射レンズ３０から射出されるレーザービーム
は、第１と第２のレーザービーム成分３３．３４に分割
され、それぞれが利用されるので、光反射層ないしは記
録層２８で反射して戻ってきたレーザービームを１００
チ有効利用することができる。

なお、上記実施例では、投射レンズ３０として第１の球
面レンズ３１と光軸に平行な面で一部を切断した第２の
球面レンズ３２とを接着したものを用いたが、本発明は
これに限ることはなく、たとえば第４図に示すように、
通常の球面レンズ３８を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、集束光を用い情報
記憶媒体から少なくとも情報を読取ることが可能な光学
ヘッドにおいて、上記ｔ＾報記憶媒体に向けて照射され
る光束を集光する対物レンズと、上記情報記憶媒体で反
射し、再び上記対物レンズを通過した光束の光路上に配
置された投射レンズと、この投射レンズを通過した光束
を光軸に対して非対称に抜出す光抜出部材と、仁の光抜
出部材により抜出された光束を受光して少なくとも焦点
ぼけを検出する第１の光検出器と、上記光抜出部材に固
定され、光抜出部制によシ抜出されない光を受光して少
なくともトラックずれを検出する第２の光検出器とを具
備したから、低コスト化およびコンパクト化が図れると
ともに、検出信号の周波数特性を改善して再生信号処理
の高速化に対応することができる等の優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す構成図、第２図は本発明の一実施
例を示す構成図、第３図（イ）〜に）は同実施例の合焦
時および非合焦時におけるレーザービームの軌跡を示す
説明図、第４図は本発明の他の実施例を示す構成図であ
る。 ２６・・・対物レンズ、２７・・・情報記憶媒体、３０
・・・投射レンズ、３６・・・第２の光検出器、３７・
・・第１の光検出器、３５・・・光抜出部材。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１　図 第２　図 ！Ｉ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 集束光を用い情報記憶媒体から少なくとも情報を読取る
   ことが可能なものにおいて、上記情報記憶媒体に向けて
   照射される光束を集光する対物レンズと、上記情報記憶
   媒体で反射し、再び上記対物レンズを通過した光束の光
   路上に配置された投射レンズと、この投射レンズを通過
   した光束を光軸に対して非対称に抜出す光抜出部材と、
   との光抜出部材によシ抜出された光束を受光して少なく
   とも焦点ぼけを検出する第１の光検出器と、上記光抜出
   部材に固定され、光抜出部材によシ抜出されない光を受
   光して少なくともトラックずれを検出する第２の光検出
   器とを具備したことを特徴とする光学ヘッド。