JPS62102437A - 光学ヘツド装置 - 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】 〔産業上の利用分野） この発明は、光学ヘッド親電に関するものであり、さら
に詳しくいうと、レーザ光源からの出射光束を記録担体
の情報トラックに照射する集光レンズ系と、記録担体に
集光後反射された光束をレーザ光源からの出射光束から
分離して光電変換器へ入射させる光束分離手段よりなる
光学系とを備えた光学ヘッド装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の従来の技術としては、たとえば特開昭ｔ４−ｔ
’ｙｏｉ、を号公報に記載のものがあった。

また、このはか、従来、仁の種の装置として第７図に示
すものがあった。すなわち、牛導体レーザのようなレー
ザ光源（１）より出射された出射光束（２）は平行平板
光学素子（３）により照射光束（りと反射光束（りに分
離される。平行平板光学素子（３）は、出射光束（２）
を反射し、曲げるだめのハーフきラーからなっている。

集光レンズ系（６）は照射光束（夕）を円盤上の記録担
体（７）の情報トラック（ｒ）上に尤スポット（？）と
して集光する。なお、記録相体（７）は集光レンズ系（
６）の焦点位置付近に置かれている。また、情報トラッ
ク（ざ）は、第１図に示すように、ビット（１０）とラ
ンド（／／）からなっている。さらに、記録担体（７）
は、モータ（図示せず）により回転される。

−力、記録担体（７）により反射された光束は、再び集
光レンズ系（６）およびハーフミラ−（３）全透過して
反射光束（１）となシ、光検知器（／２）上に集光する
。

以上の構成において、光検知器（／λ）は、記録相体（
７）の回転に伴って、ピット（１０）、ランド（／／）
のいずれかの光スポット（９）が反射されるときの反射
光量の差により記録担体（７）に記録された情報を電気
信号に変換し、この後、ここには特に図示していない回
路により、たとえばオーディオ信号、ビデオ信号、デジ
タルデータ等として利用される。また、「モダーン　オ
プチカル　エンジニアリング」マグロ−ヒル、ニューヨ
ーク（／　９４　ｂ　　）ＩＪＭｏｄｅｒｎ　０ｐｔｉ
ｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｊＭＣ（）ｒａｗ　
−Ｈｌｌｌ、　Ｎ、ｙ、（／？ＡＡ）１によれば、光軸
に傾けて置かれた平行平板光学素子を透過した光束には
非点収差が生じる。

また、記録担体（７）は、１９１転に伴って面振れ、振
動等によｐ集光レンズ系（６）の焦点位置により光軸方
向に変位する。この焦点ずれは、非点収差を含む光束に
よって、公知の方法（特開昭ｔＡ−ｔ７０／３号公報）
により光検知器（／２）上の光束の形状変化によ如検出
され、特に図示しないサーボ回路により補正されて、常
に記録相体（７）上の光束が合焦に保たれる。

かような光学ヘッド装置においては、記録担体（７）上
に畜積される情報寿密度を可能な限り高め、大容量情報
媒体として利用する目的から、ビット長およびトラック
間隔はレーザ光源（１）よｐ集光レンズ系（６）に至る
集光系が、回折［界の理想的状態にある場合に限界的に
読み得る＃まどの小さい寸法となっている。すなわち、
火影的には、レーザ波長λ＝７ｔＯｎｍ、集光レンズ系
（番）の開ロ数ＮＡ−θｒＰ１１度の場合には、回折限
界に集光されたスポット様は約λ／ＮＡ＝ｔ、４μｍ程
度であるが、これに合せてトラック間隔７６μｍ１最小
ビツト長はＯ３μｍ５すなわち、最少スポット径の約手
分位である。上述したように、集光系が回折限界の集光
系となるためには、レーザ光源（１）より出射した出射
光束（２）が集光レンズ系（６）を通過して光スポット
（９）に至る全光路において、無収差に近い状態で導か
れることが必要である。

し発明が解決しようとする問題点） 以上のような従来の光学ヘッド装置では、照射光束（り
と反射光束０）とを互いに分離するため、ハーフミラ−
を備えた平行平板光学素子（３）を、レーザ光源（１）
よりの出射光束（２）を反射させる手段に使用している
ので、光学素子を反射で使用する場合、透過で使用する
場合に比べて反射面の乱れが数倍程度の割合で光束の収
差を増加させるという一般特性から、無収差に近い状態
で集光レンズ系（６）に照射光束（＋）を導ひくことが
困難であるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
た本ので、無収差に近い状態で集光レンズ系に照射光束
を導くことができる光学ヘッド装置を得ることを目的と
する。

〔問題点を解決するだめの手段］ この発明に係る光学ヘッド装置は、レーザ光源から記録
担体の間の光束が平行ビームでない部位に、−面がハー
フミラ−からなる第１の平行平板光学素子を配置すると
ともに、第２の平行平板光学素子を、法線と光軸を含む
平面、すなわち、メリジオナル平面が互いに直角になる
ように配置するとともにル−ザ光源からの出射光が第１
、第２の平行平板光学水子を透過するようにしたもので
ある。

〔作用〕

この発明においては、第１、第２の平行平板光学素子に
よって、透過光に生じる非点収差が補正され、レーザ光
源よりの出射光が、平行平板光学素子の表面で反射され
ることなく、無収差に近い状態で集光レンズ系に導かれ
る。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示し、図において、（／
３）は第２の半行平板光学素子、（ハ０はシリンドリカ
ルレンズである。その他、第Ｖ図におけると同一符号は
同一部分を示し説明は省略する。第１の平行平板光学素
子（３）の集光レンズ系（４）側の面はハーフミラ−と
して機能する。第第２の平行平板光学素子（３）（／３
）は、光軸と傾きを示す法線を含む平面、すなわちメリ
ジオナル平面がＷいに直交するよう配置されている。す
なわち、−面がハーフミラ−である第１の半行平板光学
素子（３）のメリジオナル平面と、第２の平行平板光学
素子（／３）のメリジオナル平面に直角な平面であるサ
ジタル平面とが、互いに一致している。

逆にいえば、−面がハーフミラ−である第１の平行半板
光学素子（３）のサジタル平面と、第２の半行平板光学
素子（／３）のメリジオナル平面とが、互いに一致して
いる。さらに、第１、第２の平行平板光学素子（３）（
／３）は、互、いに、同じ厚み、同じＪｌｉ折率で、同
じ角度で光軸に対し傾いている。

さらに、反射光束０）中にシリンドリカルレンズ（ハ０
が配置されている。

次に動作について説明する。レーザ光源（１）よシの出
射光束（２）に、第２の平行平板光学素子（／３）で生
じる非点収差により与えられる波面収差Ｗ、（α２．φ
ハは、宮岡千里他「光デイスクシステムの技術的課題」
”光学技術］ンダクト”Ｖｏｌ。

、２３．腐７．ｅｐｙ、（／ｙｒｔ）よシ、となる。こ
こで、ｔ７は第２の平行平板光学素子（１３）の厚み１
．Ｎ、はその屈折率、θ、は第２の平行平板光学素子（
／３）の光軸に対する傾き角、α、は光線の光軸に対す
る傾き角、φ７は光線と光軸を含む平面とメリジオナル
平面とのなす角である。ここで（１）式中に含まれる定
数／／コは、通常、波面収差を考える場合、最良像点で
の値として配達されることが一般的であシ、このために
加えた。同様に一面がハーフプリズムである第１の平行
平板光９素子（３）により生ずる非点収差による波面収
差ｗ、（α１．φ、）は、 −（λ） 式で与えられる。ここでｔ、、　Ｎ、、α、８φ、け、
それぞれ第１の平行平板光学素子（３）の厚さ、屈折率
、光軸に対する傾き、光線と光軸とのなす角、メリジオ
ナル平面と光軸と光線を含む平面をなす角である。ここ
でα、−αニーαであシ、第１の半行平板光学素子（３
）のメリジオナル面は第２の平行平板光学素子（／Ｊ）
のサジタル面と一致しているので、 φ７−π／λ−φ、−φ である。さらに、−列として、１．＝１．＝１　、θ、
＝θ、＝・θ、　Ｎ、−Ｎ、−Ｎとおき、「レンズ設計
法」（共立出版）によれば、収差の加算により、全体の
収差を児つもることができるので、非点収差にょる全波
面収差Ｗ（α、φ）は、（／ｌ　、　（，２１式よシＷ
（α、φ）−ｗバα、φ）十ｗＪ（α、φ）＝　Ｏ となシ、非点収差が消去される。さらに出射光束（，２
）はハーフミラ−表面で反射することなく、集光レンズ
系（６）に無収差に近い状態で導かれ、記録担体（７）
上に良好な光スポット（ｔ）を形成する。

さらに、記録担体（７）で反射され、集光レンズ系（４
）を透過し、ハーフミラ−（３）に反射された反射光束
（り）は、シリンドリカルレンズ（ハ・により、自動焦
点調整のだめの非点収差を光束に加え、光検知器（／２
）にいたる。

上記の実施例では、Ｎ、＝Ｎ、、ｔ、＝ｔユ、θ７−θ
１による例を示したが、Ｎ、、　Ｎ、、　ｔ、、　ｔＪ
、θ２．θ。

は を満たせばよく、要は第１、第２の平行平板光学素子（
３）（／３）各々の発生する非点収差が打ち消し合うよ
うな、厚み、傾き角、屈折率の組合せにすればよいこと
は容易にわかる。

ここで、内用−「光デイスクヘッド（１）・・・サーボ
機構」”光学技術］ンタクト”Ｖｏｌ、−一、　／ｑ（
／ｑｔグ）によれば、回折格子により複数のビームを作
ることが一般的に行われている。このような場合、上記
実施例において、光学系中のレーザ光源（１）と光束分
離手段でない第２の平行平板光学素子（／３）との間に
回折格子を置いても、光束分離手段でない第２の平行平
板光学素子（／３）と光束分離手段である第１の平行平
板光学素子（３）との間に回折格子を置いてもよい。ま
た、平行平板光学素子（３）（／３）のうちの７つが前
記の回折格子であってもよい。

さらに、（３）式を満たす限シにおいては、第２の平行
平板光学素子が、第２図に示すように、半導体レーザで
なるレーザ光源（１）のパッケージ窓ガラス（／倉）で
あってもよい。

さらに、コ個の平行平板光学素子（ｊ）（ｔＪ）のうチ
ノ７ツをブルヌター角で光軸に対して傾けて置けば、反
射防止コートを行わなくとも、ブルヌター角に傾けた平
行平板光学素子で２光束の表面反射を抑えることができ
る。

なお、上記実施例では、ノ）−フミラー面をもつ第１の
平行平板光学素子（３）を集光レンズ系（６）とハーフ
ミラ−面をもたない第２の平行平板光学素子（／３）と
の間に置いたが、第３図に示すように、ハーフミラ−面
をもつ第１の平行平板光学素子（３）を、第２の平行平
板光学素子（／３）とレーザ光源（１）との間に置いて
もよい。この実施例では、第１図の実施例と同様に、レ
ーザ光６１（１）よりの出射光束（２）は、集光レンズ
系（４）により良好な光ヌボツ）　Ｃ９）を記録担体（
７）上に形成したのち、反射されて第２の平行平板光学
素子（／３）で非点収差を与えられ、ノ・−フばラー面
をもつ第１の平行平板光学素子（３）で反射され、光検
知器（／２）に入射する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、レーザ光源からの出
射光束を、反射させることなく、集光レンズ系に導くよ
う圧したので、回折限界の集光系を形成して、無収差に
近い状態で照射光束を集光レンズ系に導くことができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部斜視図、第２図は他
の実施例の一部斜視図、第３図はさらに他の実施例の要
部斜視図、第９図は従来の光学ヘッド装置の要部斜視図
、第１図は同じく一部平面図である。 （１）・・レーザ光源、（２）・・出射光束、（３）・
・第１の平行平板光学素子、（す・・照射光束、０）・
・反射光束、（４）・・集光レンズ系、（７）・・記録
担体、（１）・・情報トラック、（／２）・光検知器、
（１３）・・第２の平行平板光学素子。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 ん５図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光源からの出射光束を記録担体の情報トラ
   ックに照射する集光レンズ系と、前記記録担体に集光後
   反射された反射光束を前記出射光束から分離して光検知
   器へ導く光線分離機能を有し前記レーザ光源から前記記
   録担体の間の光束が平行ビームでない部位に光軸に対し
   て傾けて配置された第１の平行平板光学素子と、メリジ
   オナル平面が前記第１の平行平板光学素子のメリジオナ
   ル平面と直交して配置された第２の平行平板光学素子と
   を備えてなる光学ヘッド装置。
2. （２）第１、第２の平行平板光学素子の一方が、光軸に
   対してプルースタ角で傾けて配置された特許請求の範囲
   第１項記載の光学ヘッド装置。
3. （３）第２の平行平板光学素子が、第１の平行平板光学
   素子とレーザ光源との間に配置された特許請求の範囲第
   １項記載の光学ヘッド装置。
4. （４）第一の平行平板光学素子が、第１の平行平板光学
   素子と集光レンズ系との間に配置された特許請求の範囲
   第１項記載の光学ヘッド装置。
5. （５）第２の平行平板光学素子が、レーザ電源のパッケ
   ージ窓ガラスである特許請求の範囲第１項記載の光学ヘ
   ッド装置。
6. （６）回折格子により複数個の光スポットに分けられた
   光束が情報トラックに照射される特許請求の範囲第１項
   記載の光学ヘッド装置。
7. （７）第２の平行平板光学素子が、第１の平行平板光学
   素子と回折格子との間に配置された特許請求の範囲第６
   項記載の光学ヘッド装置。
8. （８）第２の平行平板光学素子が、回折格子とレーザ光
   源との間に配置された特許請求の範囲第６項記載の光学
   ヘッド装置。
9. （９）第１、第２の平行平板光学素子の一方が回折格子
   である特許請求の範囲第６項記載の光学ヘッド装置。
10. （１０）自動焦点調節手段を備え、この自動焦点調節手
    段に非点収差を含む光束を利用する特許請求の範囲第１
    項記載の光学ヘッド装置。