JPS6050632A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光学式ビデオディスク、光学式情報ファイル等
の光学式記録担体の記録、再生に用いる光学へ、ドに関
する。

〔発明の背景〕

光学式記録担体（以下、ディスクと略す）の記録、再生
に用いる光学ヘッドは、レーザ光を微小なスポットに絞
９込み、ディスクの情報トラック上に正確に集光する必
要がある。このため、光学ヘッドには７メーカス及びト
ラッキング誤差検出装置が備えられ゛ている。

第１図は従来のフォーカス及びｌ・う、キイグ誤差検出
装置を用いた光学ヘッドの乎面図である。光源である半
導体レーザ■から出射された発散光３けコリメートレン
ズ２により平行光４となる。平行光４は偏向ビームスプ
リッタ５．４分の１波長板６を通過した後対物レンズ７
にょシ絞シ込まれて、ディスク８の情報ｌ・ラック９上
に照射される。ディスク８からの反射光１ｏは対物レン
ズ７により再び平行光１１に変換され、４分の１波長板
６を通過後、偏光ビームスブリック５の偏光反射面５α
で反射される。この平行光１１は凸レンズ１２を通過後
、ミラー１３により光束を２分割され、一方は凹レンズ
１４を通過して２分割受光素子１５１６に入射する。２
分割受光素子１５．１６の出力信号の差からフォーカス
誤差信号１７か得られる。ミラー１３によシ２分割さｈ
た光束の他方は２分割受光素子１８．１９に入射して、
その出力信号の差からトラッキング誤差信号２０が得ら
れる。これらの誤差信号１７．２０は、対物レンズ７を
光軸方向であるＸ方向と、ディスク８の半径方向である
ｙ方向に駆動するための制御信号として用いられる。

−２方専用のビデオディスク等に用いられるフォーカス
誤差検出方式としては、円柱レンズを用いる非点収差方
式が知られている。この方式は反射光のファーフィール
ド像の形状の変化を利用してフォーカス誤差信号を得る
ものであり０、検出感度が高いという特徴がある。とこ
ろが、記録も可能なディスクに一般に用いられている深
さΔ（入はレーザ光の波長）の案内溝によって、ディス
クからの反射光が一次元方向の回折を受けるために、こ
の回折の影響がフォーカス誤差信号に外乱として混入し
て検出精度が低下して、結果としてトラッキング誤差信
号の品質が悪くなシ、トラッキングの引込み時や胸索時
に対物レンズの制御系が不安定となる。

この案内溝による回折の影響は、非点収差方式のように
反射光のファーフィールド１象からフォーカス誤差信号
を得る方式の方が太きい。

第１図に示しだ光学ヘッドのフォーカス誤差検出方式Ｕ
、一般にウェッジ方式と呼ばれろものであり凸レンズ１
２と凹レンズ１４とによる反射光の結像位置に２分割受
光素子１５１６を設け、その出力信号の差からフォーカ
ス誤差信号１７を得ている。反射光の結像位置に、にい
てはディスク８上の像に対して共役な像ができるために
、案内溝２ａによる回折の影卿はｉｌ減さｈてフォーカ
ス誤差信号１７の検出精度を簡めることができる。

次に、トラ、キング誤差信号の検出方式について述べる
。第２図は、対物レンズ７により微少なスポットに集光
された光がディスク８の案内溝９αを横切った時のファ
ーフィールド像の変化を示すものである。案内溝９αの
深さは、半導体レーザ１が出射するレーザ光の波長を入
がある。ここで第２図に示すように、対物レンズ７によ
り絞り込捷れた光スポットが、情報トラック９の中心か
らずれて、情報トランク９と案内溝９　’ａとの境に照
射されると、反射光のファーフィールド像２１では、光
スポットのずれだ方向に光強度の強い場所が移る。従っ
てこの光強度の変化を２分割受光素子１８１９で検出し
てその出力信号の差からトラッキング誤差信号２０を得
ることができる。

第１図に示した従来の光学ヘッドは、案内溝を有するデ
ィスクの記録、再生には有利な方式でけあるものの、光
束をミラー１６で２分割するために、フォーカス誤差信
号を得るだめの２分割受光素子１５．１６とトラッキン
グ誤差信号を得るだめの２分割受光素子１８１９とを別
々の位置に配置し、かつ各々に調整機構を設ける必要が
あるために、光学１ツドが大形化するとともに複雑、高
価になるという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、フォ
ーカス誤差信号を得るだめの分割受光素子と、ｌ・ラッ
キング誤差信号を得るだめの分割受光素子とを同一平面
内に近接、配置１ｒ１′しで一体化することによシ、受
光素子の調整機構を簡略化して小形で安価な光学ヘッド
を提供することにある。

〔発明の概捗〕

上記した目的を達するだめに、本発明による光学ヘッド
においては、ディスクからの反射光の光束の半分を、そ
の入射面と出射面とが平行な平板状のプリズムにより偏
向し、プリズムによシ偏向された光束を、２分割領域を
有する第１の受光素子に照射してトラッキング誤差信号
を検出し、プリズムを通らずに直進する光束を、２分割
領域を有する第２の受光素子に照射してフォーカス誤゛
差信号を検出するとともに、上記第１第２の受光素子を
略同一平面内に近接院政して一体化したものである。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。第３図は本発明による光学ヘッドの第１の実施例
を示す斜視図である。

第３図において、半導体レーザ１から出射された発散光
６がディスク８の情報トラック９に入射して、ディスク
８による反射光１０が偏光ビームスプリッタ５の偏光反
射面５αにより反射する寸での構成は、第１図に示した
従来の光学ヘッドと同一な構成であり、第１図に示す符
号と同一な符号は同一な光学部品を示している◇偏向反
射面５αによシ反射された平行な光束６０は凸レンズ１
２により集束光６２となる。集束光３２の＋２方向の半
分の光束はプリズム３１に入射せずに直進して集束光３
２（７となり、集束光３２αは受光素子３３の２分割領
域３３（Ｚ、３３ｂに入射する。

２分割領域３３ａ、　３３ｂの出力信号の差からフォー
カス誤差イど号を行為ことかできる。一方集束光６２の
一２方向の半分の光束はプリズム６１に入射する。ここ
でプリズム３１はその入射面と出射１ｎ１とが平行な平
板であシ、かつ入射面と集束光３２の光軸とは斜交して
いるだめに、プリズム３１に入射した集束光５２の一部
１ｄ、ｘ方向に偏向されて集束光３２ｂとなる。集束光
６２］）は受光素子６３の２分割領域６３ｄ、、３５ｅ
に入射する。

２分割領域３３ｄ、５３ｅの出力信号の差からトラ。

キング誤差信号を得ることができる。

次に第５図に示したプリズムの１１さ、イ頃き角、２分
割領域長ａ１５３ｂと３３ｅ、　５５（Ｌとの距離につ
いて詳しく説明する。第４図は第６図の検出光学系の平
面図である。第４図において平行な光束３０は凸レンズ
３１によシ集束光３２と々す、集束光３２の一部３２ａ
はプリズムろ２に入射せｒに１ｈ進し、受光素子３３の
一受光面に入射する。、ここで受光素子長の受光面は集
束光３２ａの結像位置′にあるために、受光面上にはデ
ィスク８上の像に対して共役な像ができる。このためデ
ィスク８０案内溝９αによる回折の影響は軽減されてフ
ォーカス誤差信号の検出精度を高めることができる。一
方プリズム３１に入射しだ集束光３２の一部はプリズム
３１によりＸ方向に偏向されて集束光３２ｂとなシ受光
素子３３の受光面に入射する。

ここでプリズム６１の材質はガラス、アクリル樹脂等の
透光性物質であるために、その屈折率ｎは空気の屈折率
に対して略１５である。

プリズム６１は厚さがｔであり、光軸に対して角度θ傾
いているためにプリズム３１を遊回した集束光３２ｂは
、集束光３２αの結像位置に対してＸ方向にｄ、Ｘ方向
にＪ２Ｃｏ　、ｆ：θ離れた点で結像する。第４図から
明らかなように、受光素子３３の受光面上に、集束光′
５２α、３２ｂは完全に分離して入射し、さらに集束光
３２ｂは受光素子３３の受光面上では合焦状態ではない
ためにフォーカス、トラッキング誤差信号は独立して検
出することができる。

次に第４図におけるプリズムの厚さｔｌその傾き角６と
集束光３２ａ、３２ｂの結像位置との関係を第４図、第
５図からめる。第５図は厚さｔ屈折率ルの平板状のプリ
ズム３１に光束４０が入射角θで入射した状態を示して
いる。

第５図において、光束４０がプリズム３１により偏向さ
れて光束４１となるが、ここで光束４０と光束４１との
グリズノ・３１の厚さ方向の距離りをめる。

第５図において ｚ＝　−ｔ−ｙ　・・・・・　・・・（１）ｔａｎθ　
′−−・・・　・・・　・・・　（３）（２）式、（３
）式を（０式に代入すると−ｊ［ ｔ−ｔ＜１−）　（，１） ｔａミル 一部プリズム３１の屈折率をルとすると１−’　；　ｎ
　Ｏ−’　（５） ル　ＳＬルθ ここで入射角θが小さい場合にｅま ５ｉｒＬθ’　ｔｔＨ１θＩ ｓｒ、ｎ　中　ｔｃＬｎθ　（６） とおけるから（５）式、（６）式を（４）式に代入する
と前記したようにプリズム３１の屈折率ルは約１．５で
あるために（７）式よシ ｔ　−−−（ａ） となる。ここで第５図におけるｔｄ、第４図における結
像位置の距離ｔに相当するために、第４図のｔｉｔθと
は関係は ｄ　、、、　ｔｓｉｒＬθ ｅｌｆ−−ｓｔ７ｔθ　（９） となる。−例としてプリズム３１の厚さを１２聴プリズ
ム３１の傾き角を６０°とするとく９）式よシｄ−−２
ｍｍとなる。このことは第３図の２分割領域３６α、３
３ｂと２分割領域３３ｄ、、５３ｅとの中心を２ｗｎ離
せば良いことを示している。このため上記した２つの２
分割領域は第３図に示したように一体化することができ
第１図に示した従来例に比べて受光素子６３の調整機構
は大幅に簡略化→−ることかでき、光学ヘッドを軽量化
、低価格化することができる。更に受光素子長の各２分
割領域の境界線５３ｃ、３３４は直交しているだめに、
受光素子３乙の（ｎｌｌ副調整簡単になるという利点。

もある。

〔発明の効果〕 以上説明したように、従来の光学ヘッドにおいて、非点
収差方式のように反射光のファーフィールド像からフォ
ーカス誤差信号を得る方式においては、ディスクの案内
溝によって反射光が回折を受けて、この回折の影響がフ
ォーカス誤差信号に外乱として混入するという欠点かを
シ、ウェッジ方式によりフォーカス誤差信号を得る場合
は、光束をミラーにより分割するだめに、ツメ−カス、
トラ、キング誤差信号を得るだめの２分割受光素子を別
々の場所に配設して、しかも各々に調整機構を設ける必
侠があるために光学ヘッドが大型化するとともに複雑、
高価になるという欠点があったが、本発明による光学ヘ
ッドにおいては、入射面と出射面とが平行な平板状のプ
リズムを、入射面と光束とが斜文するように光束の半分
寸で挿入配設し、プリズムに入射した光束を偏向させて
その結果フォーカス誤差信号検出用の２分割受光素子と
トラッキング誤差信号検出用の２分割受光素子とを同一
平面上に近接配置して一体化することによシ受光素子の
調整機構を簡略化できるとともに小型な光学ヘッドを実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学ヘッドを示す平面図、第２図はトラ
ッキング誤差信号の検出方式を示す説明図、第３図、第
４図１はそれぞれ本発明による光学ヘッドの実施例を示
す斜視図、第５図は第４図に示した検出光学系の原理図
である。 １・・・・・・半導体レーザ ８・・・・・・ディスク １２・・・・・・凸レンズ ３１・・・・・・プリズム 躬　１　膓 χ 第２困 ／り一ローー／δ 第　３臼 尤 曜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　レーザ光源と、レーザ光源から出射する光束を光学
   式記録担体の情報記録面上に導く光学手段と、該情報記
   録面からの反射光束を上記光学手段から分離するための
   分離手段と、分離された反射光束を集光する集光手段お
   よび該光束を検出する検出手段゛とを備えたる光学ヘッ
   ドにおいて、上記分離手段から検出手段に至る光路中に
   、反射光束を偏向するだめのプリズムを、反射光束の略
   半分の位置まで挿入配設するとともに、検出手段が、偏
   向を受けない光束に対してその結像位置に境界線を持つ
   ２つの領域において受光する第１の受光領域と、偏向を
   受けた光束に対してそ光束の中心に境界線を持つ２つの
   領域において受光する第２の受光領域とを含みかつ上記
   第１・第２の受光領域が略同一平面上に一体化して形成
   されていることを特徴とする光学ヘッド。