JPS62222440A

JPS62222440A - 光デイスク装置の光ヘツド

Info

Publication number: JPS62222440A
Application number: JP61064203A
Authority: JP
Inventors: Noriya Kaneda; 金田　徳也; Akira Saito; 明斉藤; Masateru Watanabe; 渡辺　正輝; Tomoji Oosumi; 大隅　共司; Nobuo Suzuki; 信男鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1987-09-30
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0792925B2; US4807212A

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〕本発明は光ディスク装置の光ヘッドに係り、特に光ヘッ
ドから照射される光ビームの焦点合わせを正確に行なう
のに好適な光ディスク装置の光ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

光ヘッドにより情報を記録又は再生する光ディスク装置
においては１回転する光ディスクの表面に設けられたト
ラック溝上やトラック溝間に、光ビームを照射し、情報
記録時には、該光ビームの照射パワーを変調することに
より、情報の１１１１７又は１１０７１に応じた穴（ピ
ット）等を形成し、再生時には、微弱なパワーの光ビー
ムを前記光ディスフ表面に照射し、ピッ１−の有無等に
よる反射光の強弱の変化を検出して情報の認識を行なっ
ている。ここで、光ディスク上の所望のトラックに情報
を記録又は再生するためには、高精度に前記光ビームを
該トラックに位置決めしかつ焦点合わせをする必要があ
る。

次に、上記光ビームの位置決めについて、先ず説明する
。高精度に位置決めするために、光ビームがトラック中
心からどの程度ずれているかを検出する必要がある。公
知の手法としては、トラック溝からの回折光の強度の変
化を検出することで行なうものがある。一般に、この手
法は小形化の要請から、光源には半導体レーザを使用し
ている。

現状で実用されている半導体レーザは、波長がおおよそ
０．８３μｍの近赤外光のみであるため、トラックピッ
チ１．６μｍ、対物レンズの開口数は０．５前後のもの
を使い、第２図に示すように、トラック溝からの回折光
の±１次光２３が互いにほぼ接するような状況で得られ
るような使い方になっている。

第２図において、２１はトラック溝を示す断面であり、
２２は対物レンズの開口を模式的に示したものである。

従って、トラック溝２１からの回折光２３のうち対物レ
ンズに入射するのは、上記対物レンズの開口２２内の範
囲のものとなる。

トラックずれの検出は、前記光ビームがトラック溝２１
からずれると、前記±１次回折光２３の強度に差が生し
ることを利用して行なっている。即ち、第３図（ａ）に
示す様に、トラック溝２１に正確に光ビーム３１が照射
された場合には、回折光強度４１の最も強い部分がトラ
ック溝２１の位置と一致する。

ところが、第３図（ｂ）、　（Ｃ）に示す様に、トラッ
ク溝２１に正確に光ビーム３１が照射されない場合には
、回折光強度４１の強度の最も強い部分がトラック溝２
１からのずれに応じて左右に移動する。光ビームの位置
合わせは、上記回折光２３の回折光強度４１を検出する
事によって行なわれる。

次に、上記回折光強度４１を検出して、位置決めする機
構について、第４図に示す光ヘッドを用いて説明する。

第５図に示す様に、半導体レーザ素子５１から出力され
た楕円形強度分布をもつ光は、コリメータレンズ５２で
平行光に変換され、三角プリズム５３で短軸方向の強度
分布が補正される。三角プリズム５３の出力光は、ビー
ムスプリッタ５４．１／４波長板５５、トラッキング用
回動ミラー５６、対物レンズ５７を通して情報記録面５
８上のトラック溝２１に集束される。情報記録面５８か
らの反射光はビームスプリッタ５４で分離された後、光
量分離プリズム５９を介して、レンズ６１、トラッキン
グ検出用の２分割光検出器６２に入力される。２分割光
検出器６２からの電気信号を差動アンプ６３に通すと、
前記トラック溝２１からのずれに応じて、プラス又はマ
イナスのトラックずれ検出信号が得られ、上記ずれが検
出されるわけである。上記トラックずれ検出信号は、ト
ラッキング信号処理回路（図示しない）で処理され、ト
ラッキング用回動ミラー５６の角度を制御するボイスコ
イル６４にフィードバックされ、これによって、光ビー
ムがトラック溝２１に正確に位置決めされる。

次に、光ビームの焦点合わせについて説明する。

第４図において、情報記録面５８からの反射光、すなわ
ちトラック溝２１からの回折光は、光量分離プリズム５
９によって、焦点ずれ検出光学系７０にも入射される。

第５図は上記焦点ずれ検出光学系７０の具体例を示す図
であり、特開昭５７−１０８８１１号公報に開示されて
いるものである。第５図に示す焦点ずれ検出光学系７０
は、凸レンズ７１と１円柱レンズ７２と、ナイフェツジ
７３と、４分割光検出器７４とから構成されている。こ
こで、円柱レンズ７２は１図示していないが、トラック
溝２１に対して４５″の傾きを持ち、かつナイフェツジ
７３は、凸レンズ７１と円柱レンズ７２とが形成する最
小錯乱円の半分を前記トラック溝２１と平行な向きに遮
光するものである。上記の構成により、４分割光検出器
７４には、特開昭５７−１０８８１１号公報に開示され
ている様に、情報記録面５８に対する光ビームの焦点ず
れに応じて、次の様なパターンが照射される。即ち、第
６図に示す様に、対物レンズ５７を通渦した光ビームの
光スポット７５が情報記録面５８上に正確に焦点合わせ
された場合には、第７図（ａ）に示す様に、半月状光パ
タ−ン７６の直線部が４分割光検出器７４の分割線７７
に対して平行になる。しかし、光スポット７５が情報記
録面５８上に焦点合わせされず、第６図中に示す矢印Ａ
の方向にずれた場合には、第７図（ｂ）に示す様に、半
月状光パターン７６が左回りに回転する。

逆に、第６図中に示す矢印Ｂの方向にずれた場合には、
第７図（ｃ）に示す様に、右回りに回転する。

光スポット７５が情報記録面５８から焦点ずれして、第
７図（ｂ）、　（ｃ）に示す様に、半月状光パターン７
６が回転している場合には、４分割光検出器７４の検出
部７４ａ、　７４ｂからの２つの出力の差が零になる様
に、対物レンズアクチュエータ７８を制御して、焦点合
わせが行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した様に、焦点ずれ検出光学系７０は、情報記録面
５８からの反射光を用いて、第７図（ａ）、　（ｂ）。

（ｃ）に示す様な半月状パターン７６を形成し、焦点合
わせを行なうものであるが、このとき４分割光検出器７
４の検出部７４ａ、　７４ｂからの出力の差が零になっ
ても、仮に半月状パターンの各部分の光強度が均一でな
いとすると、焦点合わせは正確に行なわれないことにな
る。半月状パターン７６の各部分の光強度を不均一にす
る第１の原因は、情報記録面５８の反射光に含まれるト
ラック溝２１の回折光である。しかし、上記回折光によ
る半月状パターン７６の各部分の光強度の不均一は、第
８図に示す様に、回折光２３の対象軸２４が、４分割光
検出器７４の分割線７７、７８と略一致する様に配置す
ることによって、解決できる。上記の配置をとることに
より、４分割光検出器７４の検出部７４ａ、　７４ｂに
入射される光量が同等になるからである。

また、半月状パターン７６の各部分の光強度を不均一に
する第２の原因は第４図に示すコリメータレンズ５２や
対物レンズ５７のコマ収差である。一般に、コリメータ
レンズ５２や対物レンズ５７は、情報記録面５８からの
反射光を良好に絞り込んだ光ビームスポットにするため
に、各種の収差を補正するべく、複数枚のレンズの組合
せから構成されている。しかしながら、完全な収差補正
は困難ばかりか、初期にはある程度の収差補正がなされ
ていても、温度変化や湿度変化等で、構成レンズ間の相
互の位置ずれなどによって、いわゆるコマ収差が生じる
。このコマ収差は、前記した情報記録面５８からの反射
光に強度変化を生じさせる。従って。

焦点ずれ検出光学系７０の４分割光検出部７４に照射さ
れる半月状パターン７６の各部分の光強度が不均一にな
り、検出部７４ａ、　７４ｂの出力差が零になる様に対
物レンズアクチュエータ７７を制御しても、光スポット
７５の焦点合わせが正確に行なわれない事態が生じる。

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、対物レンズなどによる光ビームスポットの波面収
差、特にコマ収差の影響による情報記録面からの反射光
の強度変化が、焦点ずれ検出に影響を与えることを防止
し、正確に焦点合わせを行なうことが可能な光ディスク
装置の光ヘッドを提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光ディスク装置の光ヘッドは、光源からのレー
ザ光を集光して光スポットを形成し、上記光スボッ１〜
を情報記録面上のトラック溝に照射し、トラック溝から
の回折光を含む反射光に基づいて、上記光スポットの位
置決めと焦点合わせを行なうものであり、特に、光ヘッ
ドを構成するレンズの光軸と直交する面上で、上記レン
ズのコマ収差を示すＳ字状の干渉縞のうち、中央部平行
縞の方向とトラック溝の方向とが光学的にほぼ直交する
様に配置されていることを特徴としている。

〔作　用〕

前述のコマ収差には方向性がある。例えば公知のフィゾ
ー形干渉計を使って得られるレンズの干渉縞を見ると、
コマ収差がない場合、第９図（ａ）に示すような平行で
等間隔の白黒の干渉縞が得られる。これに対し、コマ収
差がある場合は、第９図（ｂ）に示すように例えばＳ字
状に曲がった干渉縞が得られる。このことは、上記コマ
収差のあるレンズを通った光の波面に曲がりがあること
を示し、トラック溝等の回折光には該波面の曲がりに応
じた光の強度の変化となって表われてしまうことを意味
する。

本発明は、上記したコマ収差の方向性を利用して、第５
図に示す４分割光検出器７４の検出部７４ａ。

７４ｂに同じ様に強度変化を受けたトラック溝からの反
射光による半月状パターンを照射させ、コマ収差に基づ
く光の強度変化の影響を除去するものである。即ち、コ
マ収差は、第９図（ｂ）に示す様に、Ｓ字状に干渉縞で
示され、８字の中心位置１２を中心とした点対称となる
。そこで、今、干渉縞の中央平行縞の方向に軸１３を考
え、この軸１３とトラック溝とが直角になる様にレンズ
を光軸まわりに回転させる。これによってトラック溝に
よる反射光は、４分割光検出器７４の検出部７４ａ、　
７４ｂに対して、同じ様に強度変化を受けた回折光を含
むものになる。その結果、検出部７４ａと７４ｂの受光
面積とその出力が正確に比例する様になり、正確な焦点
合わせを実現することが可能になる。

〔実施例〕

添付の図面に示す実施例により、更に本発明について詳
細に説明する。

第１０図は、対物レンズやコリメータレンズのコマ収差
の方向性を見出すために用いる公知のフィゾー干渉計で
ある。第９図において、９１は光源用レーザ、９２はビ
ームエキスパンダ、９３は参照用光透過平面、９４は被
測定用レンズ、９５は反射球面。

９６はカメラ、９７はモニタテレビである。本実施例で
は、第９図に示すフィゾー干渉計を用いて、対物レンズ
やコリメータレンズのコマ収差の干渉縞をモニタする。

次に第１図（ｂ）に示す様に、モニタされたコマ収差を
示すＳ字状干渉縞の中央平行縞の方向を示す軸１３と一
定の関連性を対物レンズ５７（又はコリメータレンズ５
２）の鏡筒にを有するマーク１１を付す。次に、この様
にマーキングされた対物レンズ５７又はコリメータレン
ズ５２を光ヘッドに組み込む際に、上記マーク１１によ
りコマ収差の方向性を認識し、第１図（ｂ）に示す様に
、コマ収差の方向性を示す軸１３とトラック溝２１とが
直交する様に、上記対物レンズ５７やコリメータレンズ
５２を光軸のまわりに回転あわせする。

上記した様に、コマ収差の干渉縞の方向性を示す対称軸
１３とトラック溝２１とを直交させることにより、第５
図及び第７図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）に示した４分
割光検出器７４上の半月状パターン７６が均等の光強度
で照射される。そのため、４分割光検出器７４の検出部
７４ａ、　７４ｂの出力が半月状パターン７６の受光面
積に正確に比例したものとなり、高精度で光スポット７
５の焦点合わせを行なうことが可能になる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、光ヘッ
ドに用いる対物レンズやコリメータレンズにコマ収差が
あっても、焦点合わせが上記コマ収差によって影響を受
けることを有効に防止することができる。従って、特別
に波面収差の良好なレンズを選別して使用するなどのこ
とが不要になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の一実施例を示す説明
（ｃ）はトラック溝に入射される光ビームの位置すれと
回折光強度の関連性を示す説明図、第４図は光ヘッドの
具体例を示す説明図、第５図は第４図に示す焦点ずれ検
出光学系の詳細を示す説明図。第６図は情報記録面上に光ビームを集光し光スポットを
形成する状態を示す説明図、第７図（ａ）。（ｂ）、　（Ｃ）及び第８図は焦点合わせ時に第５図中
に示す４分割光検出器に照射される半月状パターンを示
す説明図、第９図（ａ）はレンズにコマ収差がないとき
の干渉縞を示す図、第９図（ｂ）はレンズにコマ収差が
ある場合の干渉縞を示す図、第１０図はフィゾー干渉計
を示す説明図である。１１・・・マーク、１２・・・干渉縞の中心位置、１３
・・・軸。２１・・・トラック溝、５１・・・半導体レーザ素子、
５２・・・コリメータレンズ、５３・・・三角プリズム
、５４・・・ビームスプリッタ、５６・・・トラッキン
グ用回動ミラー、５７・・・対物レンズ、５８・・・情
報記録面、５９・・・光量分離プリズム、６２・・・２
分割検出器、６４・・・ボイスコイル、７０・・・焦点
ずれ検出光学系、７１・・・凸レンズ、７２・・・円柱
レンズ、７３・・・ナイフェツジ、７４・・・４分割光
検出器、７５・・・光スポット、７６・・・半月状パタ
ーン、７７・・・分割線、７８・・対物レンズアクチュ
エータ、９１・・・光源用レーザ、９２・・・ビームエ
キスパンダ、９４・・・被測定用レンズ、９５・・・反
射球面、９６・・・カメラ、９７・・・モニタテレビ。代理人　　弁理士　　秋　本　　正　実第１図第２図（ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　　（ｃ）第４図ど１り溝つ１第５図５も第６図嘴蛾記Ｉ泉のへ只第７図第８図／′６第９図

Claims

【特許請求の範囲】１、光源からのレーザ光を集光して光スポットを形成し
、上記光スポットを情報記録面上のトラック溝に照射し
、トラック溝からの反射光中に含まれる回折光に基づい
て、上記光スポットの位置決めと焦点合わせを行なう光
ディスク装置の光ヘッドにおいて、上記光ヘッドを構成
するレンズの光軸と直交する面上で、上記レンズのコマ
収差を示すＳ字状の干渉縞のうち、中央部平行縞の方向
とトラック溝の方向とが光学的にほぼ直交す様に、上記
レンズが配置されていることを特徴とする光ディスク装
置の光ヘッド。２、前記コマ収差を示すＳ字状の干渉縞のうち、中央部
平行縞の方向と一定の関連性を有するマークを、鏡筒に
付したレンズを用いていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の光ディスク装置の光ヘッド。３、前記レンズは対物レンズであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の光ディスク装置の
光ヘッド。４、前記レンズはコリメータレンズであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の光ディスク
装置の光ヘッド。