JPS63175236A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は情報担体に光を照射し、光学的に情報の記録、
消去又は再生を行なう光ヘッド装置に関する。

［従来の技術］ 近年、デジタル化された音声を表面の凹凸で記録したコ
ンパクトディスクや、ＴＶ映像を記録したビデオディス
クの普及が著しい。

特にコンパクトディスクプレーヤーは据置型から自由に
持ち運べるポータプル型、又は車載用のプレーヤーへの
進出が大いに期待されている。

これらの光学的情報記録再土製こは、使用側からの要求
として薄型、小型、安価な事が要求されており、従って
上記の如き情報担体に情報を記録又は再生する光ヘッド
装置に関しても同様の要求が高まっている。

第６図は、従来の光ヘッド装置の一例を示す構成図であ
る。

同図において、レーザ光［４１から射出した発散光束は
、コリメータレンズ４２に入射して平行光束となり、偏
光ビームスプリッタ４３に入射する。ここで、偏光ビー
ムスプリッタ４３は、特定の方向に振動面を有する直線
偏光をほぼ１００％透過し、これに直交する方向に振動
面を有する直線偏光をほぼｌＯＯ％反射する特性を有し
ている。この偏光ビームスプリッタ４３を透過した直線
偏光は入／４板４４を透過して円偏光となり、対物レン
ズ４５によって情報担体の基板４６上に設けられた情報
記録面４７に集光され、スポットｆ％１ｐｍ前後のスポ
ットを形成する。

また、情報記録面４７によって反射された光重は対物レ
ンズ４５を通って平行光束となり、入／４板４４を透過
して入射時とは振動面の方向が直交する直線偏光となり
、偏光ビームスプリッタ４３に再び入射する。ここで、
偏光ビームビームスプリッタ４３は、前述の様な特性に
より光分割器として働き２情報記録面４７からの反射光
を反射した入射光と分離せしめ、センサレンズ４８及び
シリンドリカルレンズ４９を介して集束光束として光検
出器５０へ導く。

このような光ヘッド装置を用いて情報を記録する場合に
は、情報信号に従ってレーザ光源４１を駆動し、情報記
録面４７への入射光の強度を変調せしめることによって
行う。また、情報を検出する場合には、無変調の光を凹
凸のピット或は反射率の変化等によって情報が記録され
た情報記録面４７に照射し、この記録情報によって変調
を受けた反射光を光検出器５０で検出し、情報を再生す
る。また、光検出器５０は、その受光面が４分割されて
おり、シリンドリカルレンズ４９との組み合せで１周知
の方法（所謂非点収差法）によってフォーカスエラー信
号が検出される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のような従来の光へラド装置では、
偏光ビームスプリッタ、光検出器等の多くの光学部品を
空間中に配置することが必要であるため、各光学素子相
互の位置調整が煩雑であった。

また、部品数が多い為に、装との小型化が困難で、多く
の製造工程が必要となり高コストであるという問題点を
有していた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、小型
軽量化に適し、低コストで生産できる光ヘッド装置を提
供することにある。

以上のような目的は、光源から発した光を情報記録面に
照射するとともに、前記光源より情報記録面に至る光路
中に配設された光分１１Ａ器により前記情報記録面から
の反射光を前記照射光と分離して光検出器の受光面に導
き、情報の検出又は記録を行なう光ヘッド装置において
。

前記光分割器の対物レンズに対向する２つの面が、共に
光軸に対して垂直に設けられ、その対物レンズから遠い
距離にある面の少なくとも一部が反射鏡であることを特
徴とする光ヘッド装置により達成される。

［作用］ 上記のような光ヘッド装置によれば。

■光ヘッド装置を構成する部品点数を減らすことができ
、光ヘッド装置の小型化と低コスト化が実現できる。

■光ヘッド装置を用いるシステムに最適のオートフォー
カシング法やオートトラッキング法を、前光検出器を変
えるだけで対応できる。

■前記光分割器に設けられた前記反射鏡に反射率分布を
もたせることによりフォーカス検出感度が向上する。

等の利点を有する。

［実施例］ 以下、本発明の光ヘッド装置の実施例を具体的な図面に
基づき詳細に説明する。

第１図（ａ）は本発明の光ヘッド装置の一実施例を示す
概略構成図である。

第１図（ａ）において、ｌは半導体レーザー等の光源、
２は光分割器、３は光分割器の分１１面、４は所定面に
光を集光する対物レンズ、５は光ディスク等の情報記録
面、６は光分割器２の一面２ａに設けられた反射鏡、７
は光検出器である。

半導体レーザーｌから出射した光は、光分割器２のハー
フミラ−面３によって、光束は９０’方向を変えられた
後、対物レンズ４に入射し、そのレンズ作用によって情
報記録面５に径１　ｇ　ｍ　ｔｉｌｔ後のスポットに集
光される。情報記録面５で反射された光束は、再び対物
レンズ４を通り、収束光となって、光分割器２のハーフ
ミラ−而３を透過し、光分割器２の一面２ａに設けられ
た反射鏡６によって反射される。該反射光は再びＩ＼−
フミラー面３で光路を変え、光検出′ＪＡ７へ入射する
。

光検出器７の受光面は、各種の分割が可能であり、その
例を第１図（ｂ）　　、　（ｃ）に示す。

第１図（ｂ）の光検出器？−１は受光面Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄの部分に４分割されていて、情報記録面５と対物
レンズ４との間の距ａｌＫ応じて、光束８の大きさが変
化することを用いてフォーカスエラー信号が得られる。

すなわち、フォーカスエラー信号”ＡＦは ＩＡＦ工（Ａ＋Ｂ）　−（ＣＯＤ） によって得られ、いｂゆるビームサイズ法でオートフォ
ーカスが行われる。

また、この光検出器？−１の分割線は、情報記録面５の
トラック方向ＴＴ’に一致させているので、トラッキン
グエラー信号”ＡＴは、ＩＡＴ＝　（Ａｒｃ）−（Ｂ＋
Ｄ） によって得られ、いわゆるプッシュプル法でオートトラ
ッキングが行なわれる。

または、第１図（Ｃ）の様に情報記録面５のトラック方
向ＴＴ’およびそれと直交する線で分割された受光面Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを持つ光検出器７−２を
用いることにより、公知のヘテロゲイン法トラッキング
も可能となる。

本発明は、従来用いられていたコリメーターレンズを省
略し、対物レンズ４に、センサーレンズの役割を持たせ
たいわゆる有限系の光学配置になっており、かつ、光分
割器２に反射鏡６を設け、光路長を相対的に長くするこ
とで小型の光ヘッドが可能となるという効果を有してい
る。また、前述した様に光分′Ｍ器７の分割方法を変え
るだけで、種々のオートフォーカシング、或いはオート
トラッキングが可能となり、システムに最適のオートフ
ォーカシング法やオートトラッキング法を用いることが
できるという効果も有する。

更に１本発明では、対物レンズ４以外は、光分割器２の
みであり、部品点数の少ない光ヘッド装置が実現できる
。また、該光分割器２は長尺のプリズムを加工し、かつ
、小さく切り出すことによってｆｆｉ産が可能となり、
コスト的にも有利となる。

次に、本発明の他の実施例について、図面を用いて説明
する。

第２図（ａ）は本発明の光ヘッド装置の他の実施例を示
す概略構成図、　ｍ２ｓ（ｂ）　　、　（ｃ）　　、　
（ｄ）はそれぞれ本実施例に用いることのできる各種光
検出器における受光面の分割の一例を示す図である。

第２図（ａ）において、第１図（ａ）と同一部分には同
一記号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ
説明する。

本実施例の一特徴は光分割器２の面２ａに設けられた反
射鏡６′が情報記録面５で反射された光束を２分するよ
うに設けられ、もう一方の半分の位置に光検出器９が設
けられていることにある。

従って、情報記録面５で反射された光束は、光分割器２
に設けられた反射鏡６′で略半分の光束が反射されて、
光検出器７′に入射する。また１反射されなかった半分
の光束は、直接、光検出器９へ入射する。

光検出器７′、光検出器９は第２図（ｂ）の様になって
おり、光検出器７′−１はｍ１図（ｂ）と同様の分割と
なっている。なお、光検出器９は分割されていなくても
かまわない、このときのオートフォーカシング法、オー
トトラッキング法は、１ｔｊ述したビームサイズ法、及
びプッシュプル誌であり、フォーカスエラー信↓”　Ａ
Ｆは、ＩＡＦ＝Ａ　　Ｂ により得て、また、トラッキングエラー信号ＩＡＴは、 ＩＡＴ＝　（Ａ＋Ｂ）−Ｃ により得られる。

また、第２図（ｃ）の様な分割の光検出器７′−３を用
いることにより、オートフォーカス法に。

ナイフェツジ法を用いることも可能となる。即ち、情報
記録面５と対物レンズ４との間の距離に応じて、光検出
器７′−３に入射する光束の、最外殻の光束が光検出器
の分割線に直交する方向（紙面にて上下方向）に移動す
ることにより、Ａ−Ｂの演算処理で、フォーカスエラー
信号を得ることができる。

更に、第２図（ｄ）の様な光検出器７′−２および光検
出器９−２を用いれば、第１図（ｃ）で述べた様に、ヘ
テロゲイン法によるオートトラッキングも可能となる。

以上の如く、本実施例においても、種々のオートフォー
カシング法やオートトラッキング法が可能であるという
効果を有する０例えば１本実施例で説明した。ナイフェ
ツジ法によるオートフォーカシングと、プッシュプル法
によるオートトラッキングとを用いた光ヘッドを構成す
れば、光磁気ディスク或いは追記型光ディスクの如く溝
付きディスク（プリグループ板）を用いる光デイスクシ
ステムの光ヘッドに適している。光磁気信号の読出法に
ついては、光検出器の前にアナライザーを入れることに
より実現できるが、ここでは省略する。

この様に１本発明では光ヘッドを用いるシステムに最適
のオートフォーカシング法やオートトラッキング法を、
光検出器を変えるだけで対応できるという効果を有して
いる。

更に、本実施例では光検出器９は、光分割器２の面２ａ
に貼り付けることにより、はとんど無調整で良いという
利点を有している。加えて、フォーカスエラー信号を得
るための光検出器７′は単独で位置調整が行なえるため
、トラッキングエラー信号を変化させることなく、フォ
ーカスエラー信号のオフセット調整を光検出器７′で行
なうことも可ず走となる。更に、第２図（Ｃ）の様に。

２分割の光検出器７′−３を用いる場合には、光検出器
７′−３の位置調整方向は１分割線に直交する方向の一
方向のみであり、光ヘッドの組立、調整が容易になると
いう効果も有する。

更に、本発明の第３の実施例を第３図を用いて説明する
。第２図（ａ）と同一部分には同一記号を付して示し、
ここでは異なる部分についてのみ説ＩＩＩする。

本実施例の一特徴は光分割器２の而２ｂをわずかに傾け
、しかも反射鏡を光分割器２の２つの面２ａおよび２ｂ
に設け、第１の反射鏡６′で反射された光が第２の反射
鏡１１に入射し、該第２の反射鏡１１によって反射され
た光が光検出器７′に入射するように構成されている。

すなわち、情報記録面５で反射された光束は、光分割器
２′に設けられた反射鏡６′で略半分の光束が反射され
て、光分割器２′の半導体レーザーｌから遠い位置にあ
る対向面２ｂに曲げられる。この面２ｂは、微小に傾け
られており、その少なくとも一部分に反射鏡１１が設け
られている。この反射鏡１１に入射してきた光束は、更
に反射されて、光検出器７′に入射する。

本実施例においても、種々のオートフォーカシング法や
オートトラッキング法が用いることができるのは前述し
た実施例と同じである。しかし、本実施例において、オ
ートフォーカシング法にナイフェツジ法を用いた場合は
特に次の様な効果を有する。

第４図は、情報記録面５から反射された光束の最外殻の
光線のみを模式的に示した図で、説明に不要な部分は省
略している。

情報記録面５と対物レンズ４との１ｌｉｌの距離が合焦
位置（図中、ａの位２２）にあるときは、前述した最外
殻の光線は実線の様に対物レンズ４の焦点Ｆへ射出する
。情報記録面５が前記合焦位こより、遠くなった場合（
図中、ｂの位置）は最外殻の光線は一点鎖線の様に収束
し、近くなった場合（図中、Ｃの位置）は最外殻の光線
は破線の様に発散する。即ち、情報記録面５の遠近に応
じて、最外殻の光線の射出角が変化する。

このとき、光検出器７′−４を（イ）の位置に配置した
場合と、（ロ）の位置に配置した場合とを比較すると、
（ロ）の位置に配置した場合の方が、最外殻の光線の変
化は相対的に大きくなり。

光量変化が大きくなる（なお、（イ）、（ロ）において
実線、一点鎖線、破線はそれぞれ前記の状７ｍの光スポ
ットを示す）、従って反射鏡ｉｔを用いて光路長をかせ
ぐことによりフォーカス検出感度が高くなるという利点
を有しており、Ｓ／Ｎの良い信号検出が可能になる効果
がある。

更に、反射ｍ６′或いは反射鏡ｔｉの反射率を部分的に
変化させたり１反射率の勾配を持たせることにより、フ
ォーカス検出感度をさらに向上させることも可能である
。

具体的に第５図を用いてフォーカス検出感度が向上する
理由を説明する。

第５図は光検出器７’−４土のスポットと、情報記録面
５から反射された光束の強度分布ｉｏ　　（ｘ）（半光
束のみを図示する）、および反射鏡の反射十分／ｃｆＲ
（ｘ）を模式的に示し、光検出器に入射する光量分布Ｉ
　（ｘ）　＝Ｉｏ　　（ｘ）　ｘＲ（ｘ）を概略的に示
している。なお、Ｒ（ｘ）＝Ｒａ　　’　　（ｘ）ＸＲ
ｒｔ　（ｘ）−１？あり。

Ｒ６’、Ｒ１１はそれぞれ反射鏡６’、１１の同一光線
が入射する部分Ｘでの反射率である。

ここで、第５図（ａ）は反射率分布Ｒ（ｘ）がいたると
ころで、一定である場合、第５図（ｂ）は勾配を有して
いる場合である。前述したように、ナイフェツジ法は最
外殻の光線の移動による光量の変化、つまりＩ　（ｘ）
を示した図中のハツチング部分と無ハツチング部分の面
積の差を検出することでフォーカスエラー信号を得てい
るのであるから、図より明らかなように１反射率分布Ｒ
（ｘ）が勾配を有している場合の方が見かけ上、光量変
化が大きなり、フォーカス検出感度が向上する。

［発明の効果］ 以Ｊ−説明したように本発明に係る光ヘッド装こによれ
ば、 コリメーターレンズを省略し、光検出器―導く球面レン
ズ、シリンドリカルレンズを用いることなく、光へラド
を構成することが可能となり、部品点数の少ない小型の
光ヘッドが実現できる。

更に、光検出器の分割方法を変えるだけで、種種のオー
トフォーカシング法、オートトラッキング法を用いるこ
とができ、光ヘッドの使用システムに最適のオートフォ
ーカシング法、オートトラッキング法を選択できるとい
う効果もある。加えて、光検出器の位２１調整が容易と
なって、組立調整が簡略化されコスト低減につながる。

又、光検出器の位置を適当な値に設定して、フォーカス
検出感度の高い光ヘッドを構成することが可能となる。

等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の光ヘッド装置の第１実施例を示
す概略構成図、第１図（ｂ）　、　（０）はそれぞれ光
ヘッド装置の光検出器の受光面の分割の例を示す図であ
る。 第２図（ａ）は本発明の光ヘッド装置の第２実施例を示
す概略構成図、第２図（ｂ）　　、　（ｃ）　　、　（
ｄ）はそれぞれ本実施例の光検出器における受光面の分
割の例を示す図である。 第３図は本発明の第３の実施例を示す概略構成図である
。 第４図は光検出器の位置による光束の変化を示す模式図
である。 第５図は、フォーカス検出感度が向上する原理を示す模
式図である。 第６図は従来の光ヘッド装置の一例を示す構成図である
。 ｌ：光源 ２：光分割器 ２ａ、２ｂ：光分割器の面 ３：光分割面 ４：対物レンズ ５：情報記録面 ６．６’、１１：反射鏡 ７．７’、７−１．７’−１，７−２゜７′−２，７’
−３，７’−４ ９、９−２：光検出器 ８：光検出器上の光束 代理人　　　弁理士　　　山　下　穣　子箱１図 （Ｇ） （ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（Ｃン第２図 （ｏ）　　　　　　（ｂ） 第３図 第４図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源から発した光を情報記録面に照射するととも
   に、前記光源より情報記録面に至る光路中に配設された
   光分割器により前記情報記録面からの反射光を前記照射
   光と分離して光検出器の受光面に導き、情報の検出又は
   記録を行なう光ヘッド装置において、 前記光分割器の対物レンズに対向する２つの面が、共に
   光軸に対して垂直に設けられ、その対物レンズから遠い
   距離にある面の少なくとも一部が反射鏡であることを特
   徴とする光ヘッド装置。
2. （２）前記光分割器の反射鏡で反射された光が前記光検
   出器に至るまでの光路中に、前記光分割器の反射鏡が設
   けられた面以外の面の少なくとも一部に反射鏡が設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光ヘッド装置。
3. （３）前記情報記録面からの反射光が、前記反射鏡に入
   射し、該反射鏡で反射された光が前記光検出器の受光面
   に入射することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光ヘッド装置。
4. （４）前記光分割器の反射鏡は、情報記録面からの反射
   光の一部分を反射することを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の光ヘッド装置。
5. （５）前記反射鏡が、前記光分割器の２面以上に設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   光ヘッド装置。