JPS6235168B2 - - Google Patents

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JPS6235168B2
JPS6235168B2 JP56112472A JP11247281A JPS6235168B2 JP S6235168 B2 JPS6235168 B2 JP S6235168B2 JP 56112472 A JP56112472 A JP 56112472A JP 11247281 A JP11247281 A JP 11247281A JP S6235168 B2 JPS6235168 B2 JP S6235168B2
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JP
Japan
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light beam
photodetector
beam splitter
optical system
control signal
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Expired
Application number
JP56112472A
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English (en)
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JPS5814330A (ja
Inventor
Tetsuo Hosomi
Keiichi Yoshizumi
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP56112472A priority Critical patent/JPS5814330A/ja
Priority to US06/397,451 priority patent/US4507766A/en
Publication of JPS5814330A publication Critical patent/JPS5814330A/ja
Publication of JPS6235168B2 publication Critical patent/JPS6235168B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1356Double or multiple prisms, i.e. having two or more prisms in cooperation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射光源から放射される光ビームに
よつて、情報担体上に情報信号を光学的に記録あ
るいは情報担体上の情報信号を再生する為に好適
な光学装置に関するものである。
光学的に情報を記録あるいは再生するための情
報担体(光デイスク)へ記録又は再生を行なう場
合に、放射光源からの光ビームを記録又は再生を
行なう上で最適の光学系とした上で集光させるレ
ンズ系(対物レンズ)へ入射させて、この対物レ
ンズの回折限界の光ビームのスポツトを形成させ
る。光ビームスポツトの大きさは対物レンズの開
口数N.Aと入射光ビームの波長により決まり、
ほゞλ/NAと表わす事ができる。一例として放
射光源を半導体レーザとして波長をλ=0.8μm
対物レンズの開口数をN.A=0.6とすればλ/NA
=1.3μmとなる。
かかる微小の光ビームスポツトにより記録又は
再生される情報信号の大きさは、幅がおよそ0.4
〜0.8μm、長さ0.5〜2μmのピツト状をしてい
る。このようなピツト状の信号を記録又は再生す
る為には、光ビームスポツトの焦点位置を制御す
るフオーカシングサーボ、及び情報信号トラツク
上で光ビームを制御するトラツキングサーボが必
要となる。また、記録時又は再生時の信号周波数
を制御する為のタイムベース補正(TBCサー
ボ)が必要となる場合もある。このようなサーボ
システムは、極めて高精度である必要があり、例
えばフオーカシングサーボでは±1μm以内の精
度で数百ミクロンのダイナミツクレンジを必要と
し、トラツキングサーボでは、±0.1μm以内の精
度で±100μm以上のダイナミツクレンジを必要
とする。またTBCサーボではダイナミツクレン
ジがほゞトラツキングサーボと同程度必要とな
る。このような高精度のサーボシステムを実現さ
せる為には、小型軽量で二次元又は三次元で移動
する光学ピツクアツプが必要となる。以下図面を
用いて光学ピツクアツプの構成及びその働きを説
明する。
第1図は、従来より公知である光学系の要素技
術を組合せた光学ピツクアツプの概略図である。
ヒートシンク2上の半導体レーザ1から出射する
光ビームはカツプリングレンズ3により平行光ビ
ームとなる。もし半導体レーザ1が出射する光ビ
ームが非等方的である場合には、平行光ビームを
等方的とするビームエクスパンダー系4が挿入さ
れる。偏光ビームスプリツター5に入射した平行
光ビームは図面上向へ反射されて四分の一波長板
6を透過して対物レンズ7で収束され光デイスク
8上の情報信号9を照射する。光デイスク8で反
射された光ビームは、再び対物レンズ7、四分の
一波長板6を透過して、今度は偏光ビームスプリ
ツター5を透過して、ハーフミラー10に入射す
る。ハーフミラーを透過した光ビームは、情報信
号のトラツク方向で二分割された光検出器11に
入射する。一方ハーフミラー10を反射した光ビ
ームは、収束する為の単凸レンズ12を通過し
て、バイプリズム13により二方向に分離されて
単凸レンズの焦平面にある光検出器アレー14に
入射する。この光学系に於ては、対物レンズ7の
みが図中x,y,z方向へ三次元的に可動となつ
ており、それぞれの方向にトラツキング制御信
号、TBC制御信号及びフオーカシイング制御信
号により駆動される。この駆動の為の機構は、本
発明とは直接関係がないので省略する。
この光学系に於てトラツキング制御信号は、光
検出器11から得られる。即ち対物レンズ7で集
光された光ビームスポツトは、情報信号のトラツ
ク方向の回折され、光検出器11に入射する光ビ
ームには、トラツクの移動方向に依存する信号が
含まれている。従つて2分割されている光検出器
11よりもそれぞれの電気信号を差動回路を通し
てトラツキング制御信号が得られる。この光学系
に於いて、フオーカシング制御信号は、光検出器
アレー14から得られる。今対物レンズ7で集光
された光ビームスポツトがちようど情報信号9上
にある場合に、バイプリズム13を出射する二本
の光ビームが光検出器14−1と14−2の境界
線上及び14−3と14−4の境界線上に入射し
ているとすれば、対物レンズ7と光デイスク8の
近づく方向では、光検出器14−2と14−3の
出力が大きくなり対物レンズ7と光デイスク8の
遠ざかる方向では、光検出器14−1と14−4
の出力が大きくなる。従つて光検出器14よりの
電気信号を(14−1)+(14−4)−(14−
2)−(14−3)とする差動回路を通すことでい
わゆるフーコ法のフオーカシング制御信号が得ら
れる。この光学系では1つ大きな問題となる事が
ある。それは、トラツキング制御が不安定となる
事である。即ち、この光学ピツクアツプのフオー
カシング制御を作動させて、トラツキング方向
(x方向)へオープンで駆動させるとトラツキン
グ制御信号は第2図のごとくエンベロープのうね
つたものとなる。これは対物レンズ7がトラツク
に垂直な方向へ移動する事によつて光ビームが移
動する為である。従つて対物レンズの移動量を大
きくすると第2図のトラツキング制御信号のエン
ベロープ変化は増々大きくなり、ついには制御信
号の零クロス点がなくなつてしまう。即ちトラツ
キング制御は不可能となる。
本発明では、以上の光学ピツクアツプの欠点を
なくして、安定な制御を行なう事のできる光学ピ
ツクアツプを提供する。以下第4図に基づいて、
本発明の実施例の内の1つを説明をする。半導体
レーザ15を出射する光ビームは、カツプリング
レンズ16で平行光ビームとなる。必要に応じて
平行光ビームを等方的とする為のビームエクスパ
ンダー系17が挿入されている。平行光ビームは
第1の偏光ビムスプリツター18で図面上向へ反
射され、第2の偏光ビームスプリツター19、四
分の一波長板20を透過して、対物レンズ21に
より収束されて、光デイスク26上の情報信号2
7を照射する。光デイスクで反射された光ビーム
は、再び、対物レンズ21、四分の一波長板20
を透過して、第2の偏光ビームスプリツター19
によつて振幅分割され10%ないし90%の光ビーム
は反射されて、第2の光検出器22に入射する。
第2の偏光ビームスプリツター19は、P偏波即
ち光ビームの電場ベグトルがx方向に向いている
時にはほゞ全光ビームが透過し、S偏波即ち光ビ
ームの電場ベクトルがy方向に向いている時には
10%以上90%以下、さらに本発明の実施例により
好適な方法として光検出器22より情報信号を取
りだす場合には60%以上80%以下の光ビームを反
射させる。第2の偏光ビームスプリツター19を
透過した一部の光ビームは、第1の偏光ビームス
プリツター18を透過して、光ビームのほぼ半分
を全反射させるミラー23で反射され収束用のレ
ンズ24で収束されて第1の光検出器25の二分
割素子の境界線上に入射する。この第1の光検出
器25は収束用のレンズ24の焦点位置におか
れ、全反射ミラー23で光ビームを切断する方向
に一致した境界を有する二分割の光検出素子から
成つている。この第1の光検出器25からは先の
公知例で述べたと同じ原理に基づくフーコ法のフ
オーカシング制御用の信号を得る事ができる。第
1の光検出器25上へ集光する光ビームは、半導
体レーザ15の光放射点と共役の点となつている
ので、可動光学系を形成する対物レンズ21、四
分の一波長板20及び偏光ビームスプリツター1
9の二次元又は三次元の動きに関して不動点とな
る。従つてフオーカシング制御信号に偽の信号が
混入する事なく、良好のフオーカシング制御信号
を得る事ができる。一方上述の可動光学系に内蔵
された第2の光検出器22は光軸に対し対称な二
分割の素子からなつており、かつ二分割の境界線
は情報トラツクと平行となつている。
本発明の重要な点はこの二次元又は三次元方向
に可動な19,20,21とよりなる可動光学系
と、半導体レーザ15、カツプリングレンズ1
6、ビームエクスパンダー17、偏光ビームスプ
リツター18、全反射ミラー23、レンズ24及
び第1の光検出器25とから構成される固定光学
系とにそれぞれ光検出器を設ける事にある。即
ち、可動光学系内にある第2の光検出器22から
安定なトラツキング制御信号を得て、固定光学系
内にある第1の光検出器より安定なフオーカシン
グ制御信号を得る。可動光学系内にある第2の光
検出器より安定なトラツキング制御信号が得られ
る理由は、可動光学系のトラツキング方向、即ち
第4図のx軸方向への移動に対して第2の光検出
器上の光ビームの形状はほとんど変化しない為で
ある。本発明による光学ピツクアツプでフオーカ
シング制御を行ない、トラツク方向へオープン状
態で強制的に周期的な駆動を行なつた時、第3図
で示したようなトラツク制御信号が得られる。第
3図で明らかなように従来の光学ピツクアツプで
得られた同様の第2図で示される信号よりはるか
に良好な制御信号を得る事ができる。第3図で制
御信号のエンベロープがややうねるのは、光ビー
ムの分布むらに起因するものである。
本発明は、様々なバリエーシヨンが思考され
る。即ち第4図に示した光学系は、半導体レーザ
15から出射する光ビームを第1の偏光ビームス
プリツター18で反射させるものであるが、最初
に偏光ビームスプリツター18を透過とする光学
系も考えられる。また本発明の固定光学系をより
平面的な構成にしたものも考える事ができる。第
5図によりより平面的な固定光学系とする構成を
説明する。光デイスク26より反射された光ビー
ムの一部振幅分割された光ビームが第1の偏光ビ
ームスプリツター18を透過する所までは第4図
で示した場合と全く同様の原理に基づくものであ
る。この一部振幅分割された光ビームは第2の四
分の一波長板28に入射する。この第2の四分の
一波長板28は裏面が全反射ミラーとなつてお
り、光ビームは反射されて再び第2の偏光ビーム
スプリツター18に入射して、今度は反射され単
凸レンズ24を透過して、単凸レンズの焦点面に
位置する第1の光検出器25に入射する。第2の
四分の一波長板から反射される光ビームは、一部
反射しないように光吸収素子又は光不透過性の素
子29が挿入されている。この素子29の挿入に
よつて前述の原理と同じフーコ法フオーカシング
制御信号を得る事ができる。
以上のように、本発明によると光学ピツクアツ
プ可動光学系と固定光学系とにそれぞれ光検出器
を設け、可動光学系内の光検出器より少くともト
ラツキング制御信号を固定光学系内の光検出器よ
り少くともフオーカシング制御信号を取りだす事
により安定な光学ピツクアツプを実現する事がで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光学的記録再生装置の1例を示
す構成図、第2図は同動作説明波形図、第3図は
本発明の動作説明波形図、第4図は本発明の1実
施例を示す構成図、第5図は本発明の他の実施例
を示す構成図である。 1,15……半導体レーザ、3,16……カツ
プリングレンズ、4,17……ビームエクスパン
ダー、5,18,19……偏光ビームスプリツタ
ー、6,20,28……四分の一波長板、7,2
1……対物レンズ、8……光デイスク、11,1
4,22,25……光検出器、12,24……単
凸レンズ、13……バイプリズム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 平行光ビームが入射される第2のビームスプ
    リツタとその第2のビームスプリツタからの光ビ
    ームを情報担体上に集光する対物レンズと前記第
    2のビームスプリツタの近傍に配設され、前記情
    報担体よりの反射光が前記対物レンズおよび第2
    のビームスプリツタを介して照射されるトラツキ
    ング制御信号取出用の第2の光検出器とを有し少
    なくとも二次元以上の方向に移動可能な可動光学
    系と、光源よりの平行光ビームを前記第2のビー
    ムスプリツタに入射するとともに前記第2のビー
    ムスプリツタからの前記反射光を受ける第1のビ
    ームスプリツタとその第1のビームスプリツタか
    らの前記反射光を受けるフオーカシング制御信号
    取出用の第1の光検出器とを有する固定光学系よ
    りなる光学装置。 2 第2の光検出器は光軸に対して対称に分割さ
    れた素子からなり、かつその素子間の境界線が前
    記情報担体上の情報トラツクと平行方向となつて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の光学装置。
JP56112472A 1981-07-16 1981-07-17 光学装置 Granted JPS5814330A (ja)

Priority Applications (2)

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JP56112472A JPS5814330A (ja) 1981-07-17 1981-07-17 光学装置
US06/397,451 US4507766A (en) 1981-07-16 1982-07-12 Optical device for optically recording and reproducing information signals on an information carrier

Applications Claiming Priority (1)

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JPS5814330A JPS5814330A (ja) 1983-01-27
JPS6235168B2 true JPS6235168B2 (ja) 1987-07-31

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