JPS62289932A - 光ヘツド装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、いわゆる光ディスク、ディジタルオーディ
オディスク、ビデオディスクなどの記録再生に用いる光
ヘッド装置に関する。

（従来の技術〕 ビデオディスク、ディジタルオーディオディスク、光デ
ィスク（以下では、光ディスクと総称する）の従来の光
ヘッド装置は、第２図に示すように、光源である半導体
レーザｌと、半導体レーザ１の放射光１５をコリメート
光１６にするコリメーティングレンズ１７と、収束レン
ズ１８と、ビームスプリンタプリズム１９の他に、焦点
誤差検出手段とトラッキング誤差検出手段とを備えて構
成されている。

焦点誤差検出手段には種々の方式があるが本発明の方式
と最も関連の深い方式としてウニ・ノジプリズム方式を
あげることができる。ウェッジプリズム方式の焦点誤差
検出手段は、第２図に示すようにウェッジプリズム２０
及び２１と、光検出素子２２及び２３から成る２分割光
検出器と、光検出素子２４及び２５から成る２分割光検
出器とから構成されている。ディスク面６に対し、収束
ビーム５が丁度焦点を結んでいる時は、ウェッジプリズ
ムからの光ビーム２６及び２７は、各々、光検出素子２
２及び２３の間と、光検出素子２４及び２５の間に収束
しているが、収束ビーム５がディスク面６に対してデフ
ォーカスした時は、光ビーム２６及び２７は互いに離れ
る方向に、又は、互いに接近する方向にデフォーカスす
るので、光検出素子２２及び２３の差動出力、又は、光
検出素子２４及び２５の差動出力をとることで焦点誤差
信号が得られる。

トラッキング誤差検出手段にも種々の方式があるが、本
発明の方式と最も関連の深い方式としてプッシュプル方
式をあげることができる。プッシュプル方式は、２分割
光検出器を使ってディスク面からの反射光を検出する方
式で、第２図に示す光検出素子２２及び２３の出力の和
と、光検出素子２４及び２５の出力の和との差をとるこ
とでトラッキング誤差信号が得られる。なお、第２図に
示した従来技術の光ヘッド装置は、フィリップス　テク
ニカル　レビュー　（Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｔｅｃｈｎｉｃ
ａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ）第４０巻（１９８２年発行）第６
号第１５１頁から１５６頁に詳しく述べられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の光ヘッド装置は、実用化されているもの
でも大きさが４０　Ｘ　４０　Ｘ　３０ｍａ＋３程度あ
り、従って重量も重く、光デイスク装置全体の小型化。

軽量化、あるいはスタック型大容量光ディスク実現の障
害となっている。この原因の１つは、光ディスクからの
反射光をハーフプリズム、あるいは偏光ビームスプリッ
タプリズムにより、光軸を９０’曲げて光源から分離さ
せ、その後方に光検出器を配置するという方法がとられ
ているため、光学系の１軸化が難しい点にある。

このような問題に対して、半導体レーザ光源の発光部に
光を戻した際、自己結合効果によって発振出力が増加す
るいわゆる５ｃｏｏｐ効果を利用した小型光ヘッドが提
案されている。

しかしながら、自己結合効果は半導体レーザの発振現象
の不安定性であることが指摘され、ここ数年内で実用化
されたディジタルオーディオディスク、ビデオディスク
などでは、再生信号２位置決め信号にもれ込むノイズと
して逆にこの自己結合効果を抑制するための技術が開発
されるにいたっている状況である。半導体レーザの自己
結合効果は、半導体レーザ自身の共振器に光ディスクと
いう反射面が加わり、三つのミラーからなる共振器とい
う構成で考えなければならないものである。

ディスクの回転中は、ディスクの光軸方向のばたつきの
ため、焦点サーボがかかっている時でも、半導体レーザ
と光ディスクの間隔が約１μｍの幅でゆれ動いており、
極めて安定度の悪い共振器構成となってしまっている。

従って、このような５ｃｏｏｐ効果により、光デイスク
上の信号を再生することは困難な課題が多すぎる。

本発明の目的は、上記欠点を解消して小型の光ヘッドを
実現することが可能な光ヘッド装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光ヘッド装置は、半導体レーザ光源と、前記光
源の像を記録媒体上に絞りこむ結像レンズと、前記光源
の脇に配置され、その受光面が互いに平行な分割線で３
分割された光検出器と、前記光源と前記結像レンズとの
間に設けられ、前記結像レンズの光軸と交わり前記分割
線と平行な境界線を境に互いに異なる収束距離を有し、
前記結像レンズを経て来た前記記録媒体からの反射光を
前記境界線を境に分割して前記光検出器の分割線上にそ
れぞれ導く格子レンズとを備えることを特徴としている
。

〔作用〕

本発明の作用・原理は次の通りである。本発明の光ヘッ
ド装置では、光学系の１軸化を達成するために、光デイ
スク面からの反射光を光検出器に導くために、格子レン
ズを用いる。格子レンズには所望の＋１次回折光の他に
、０次回折光がある。

０次回折光は格子レンズを直接透過した光である。

そこで、この格子レンズを半導体レーザ光源と結像レン
ズとの間に配置し、半導体レーザからディスク面に行く
光に対しては、０次回折光を用いると、単に格子レンズ
の基板の厚さに等しい透明板が挿入されたのと同じにな
る。

一方、ディスク面からの反射光に対しては、所望の＋１
次回折光を用いるとハーフプリズムや、偏光ビームスプ
リッタプリズムを用いることなく情報光を光軸外にとり
出すことができる。すなわち、格子レンズはビームスプ
リンタとして作用することになる。この結果、小型、軽
量の光ヘッド装置を構成できる。

さらに本発明では、光軸外にとり出した情報光から信号
の他、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号もと
り出すために、格子レンズの収束距離を結像レンズの光
軸と交わる線を境に互いに異ならせることにより、第２
図に示す従来の光ヘッド装置におけるウェッジプリズム
と等価な作用をさせ、ウェッジプリズム方式とほぼ等価
な光ビームに変換している。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例の基本構成を示す正面断面
図である。半導体レーザ１の放射光２は、格子レンズ３
を０次回折光として通過し、結像レンズ４によりディス
ク面６上の点７に収束される。

ディスク面６からの反射光は、結像レンズ４により収束
され、格子レンズ３により回折され、回折光８及び回折
光１０として半導体レーザの脇にある光検出素子１２，
１３．１４からなる３分割光検出器２８に到達する。

第３図は、第１図の光ヘッド装置の右側面図を示す。第
３図に示すように、格子レンズ３は軸外しレンズで、各
々収束点１１及び９を持ち、ディスク面６からのもどり
光を軸外し部に置かれた３分割光検出器２８に導く。

格子レンズ３を半導体レーザｌの方向から見た時の格子
の配置の様子を第４図に模式的に示す。

格子レンズのピッチと方向は、配置をわかりやすくする
ために実際より大きく書いである。格子レンズ３は、結
像レンズ４の光軸と交わる線を境に、収束距離の異なる
左側格子レンズ２９と右側格子レンズ３０とから構成さ
れている。左側格子レンズ２９の＋１次回折光は第１図
及び第３図に示す点９に収束する。一方、右側格子レン
ズ３０の＋１次回折光は、第１図及び第３図に示す点１
１に収束する。

そこで、３分割光検出器２８の光検出素子１２．１３．
１４を第１図に示すように左側回折光８を光検出素子１
２と１３で、右側回折光１０を光検出素子１３と１４で
検出するようにし、ディスク面６に光ビーム５が収束し
ている合焦状態で３分割光検出器２８上の再回折光のス
ポット径が等しくなるように配置することで、次に説明
するように、フォーカス誤差信号。

トラッキング誤差信号、再生信号を得ることかできる。

第５図は３分割光検出器２８上の回折光の状態を説明す
るための図である。第５図（ａ）は、ディスク面６上に
光ビーム５が収束している合焦状態を示す図で、左側回
折光８及び右側回折光１０は等しいスポット径になって
いる。第５図（ｂ）は、ディスク面６が面ぶれして、結
像レンズ４に近づいたデフォーカス状態の回折光を示す
図である。

回折光８及び１０の収束点は合焦時よりも格子レンズ３
から遠くなるので、第５図（ｂ）に示すように、３分割
光検出器２８上では、左側回折光８のスポット径が大き
くなり、右側回折光１０のスポット径が小さくなる。し
かし、格子レンズの境界線に対する半円スポットの境界
線３１の位置は変化しない。従って、光検出素子１２及
び１４の出力が増加し、光検出素子１３の出力が減少す
る。反対に、ディスク面６が結像レンズ６から遠ざかっ
た場合は、回折光８及び１０の収束点は合焦時よりも格
子レンズ３に近くなるので、第５図（ｃ）に示すように
、３分割光検出器上では、左側回折光８のスポット径が
小さくなり、右側回折光１０のスポット径が大きくなる
。この場合も半円スポットの境界１！３１の位置は変化
しない。従って、光検出素子１２及び１４の出力が減少
し、光検出素子１３の出力が増加する。

以上の考察により、光検出素子１２，１３．１４の出力
電圧を各々Ｖ　（１２）　、　Ｖ　（１３）　、　Ｖ　
（１４）とすれば、焦点誤差信号は、ｖ　（１２）　＋
ｖ　（１４）　−ｖ　（１３）により検出でき、ディス
クのフォーカスずれの方向及び量を検知することができ
る。

一方、トラッキングのずれ信号は、半導体レーザ１から
の放射光２のディスク上の絞り込みスポットがトラック
位置からずれると、もどり光の強度分布にアンバランス
が生じることを利用する。

第１図の紙面に垂直な方向にトランクが延びている配置
であるとすると、トラックずれにより回折光８と１０の
強度比が変わるため、３分割光検出器２８の光検出素子
１２と１４の出力信号に差が生じる。

従って、トラッキング信号は、Ｖ　（１２）　−Ｖ　（
１４）により検出でき、この差信号の正負により、トラ
ックずれの方向も検知することができる。

ディスクからの信号は、３分割光検出器２８の光量の総
和Ｖ　（１２）　＋ｖ　（１３）　＋Ｖ　（１４）をと
ることにより検出できる。

〔発明の効果〕

本発明の光ヘッド装置は、光学部品が結像レンズと格子
レンズだけでよく、これまで数多くの部品を使っていた
光ヘッド装置の部品を大幅に削減することが可能であり
、これまで光デイスク装置全体の小型化、あるいは、ス
タック型光ディスク装置のネックとなっていた光ヘッド
のサイズを縮小することが可能となる。さらに本発明に
よれば、半導体レーザと３分割光検出器とを同一パッケ
ージ内にハイブリッドに作成することにより、量産性信
頼性に富む光ヘッド装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の基本構成を示す断面図、 第２図は従来の光ヘッド装置の一例を示す断面図、 第３図は第１図に示す実施例の右側面図、第４図は第１
図に示す実施例の格子レンズの構成を示す平面図、 第５図は３分割光検出器上の回折光の状態を説明するた
めの図である。 ｌ・・・・・・・・半導体レーザ ２．１５・・・・・・放射光 ３・・・・・・・・格子レンズ ４・・・・・・・・結像レンズ ５・・・・・・・・収束ヒーム ６・・・・・・・・ディスク面 ７、　９．１１・・・・収束点 ８、ｌＯ・・・・・・回折光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザ光源と、前記光源の像を記録媒体上
   に絞りこむ結像レンズと、前記光源の脇に配置され、そ
   の受光面が互いに平行な分割線で３分割された光検出器
   と、前記光源と前記結像レンズとの間に設けられ、前記
   結像レンズの光軸と交わり前記分割線と平行な境界線を
   境に互いに異なる収束距離を有し、前記結像レンズを経
   て来た前記記録媒体からの反射光を前記境界線を境に分
   割して前記光検出器の分割線上にそれぞれ導く格子レン
   ズとを備えることを特徴とする光ヘッド装置。