JPS63224044A - 光学ヘツド - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、集束光を用いて情報記憶媒体から少なくとも
情報の読取りを行なう光学ヘッドに関する。

（従来の技術） 光ディスク装置等に用いられる光学ヘッドにおいては、
所謂ナイフエッヂ法を用いて焦点ずれ検出を行なうよう
にしたものが知られている。

すなわち、このような光学ヘッドにおいては、先ず、半
導体レーザーからレーザービームが発せられ、このレー
ザービームは、第１のシリンドリカルレンズを透過する
ことによって楕円補正される。ついで、コリメートレン
ズによって平行化され、その後、偏光ビームスプリッタ
、および１７４波長板を順次通過し、対物レンズに導か
れる。そして、この対物レンズにより、スパイラルある
いは同心円状にトラックを有する情報記憶媒体上に集光
される。この集光されたレーザービームは情報記憶媒体
で反射され、再び上記対物レンズおよび１／４波長板を
通過後、偏光ビームスプリッタに戻され、この偏光ビー
ムスプリッタによって反射される。この反射されたレー
ザービームは、ナイフエッチにより光軸に対し非対称に
抜出された後、第２のシリンドリカルレンズを透過する
ことにより焦点ずれ検出感度を上げるべく結像横倍率を
増加され、その後、２分割された光検出器上に投射され
る。そして、この光検出器でレーザービームが対物レン
ズの情報記憶媒体に対する焦点ぼけ量に応じて移動する
ことにより、焦点ずれ検出が行われる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記光学ヘッドでは、レーザービームの
楕円補正を行なう第１のシリンドリカルレンズおよびレ
ーザービームの結像倍率を増加させるための第２のシリ
ンドリカルレンズの２個のシリンドリカルレンズを用い
ているため、光学ヘッドの大型化し重くなり、アクセス
時間が長くなるという欠点がある。

本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、小型軽量化が図れ、しかも軽量化に
よるアクセス時間の短縮化が図れる光学ヘッドを提供す
ることにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題を解決するために、光ビームを発生
する光ビーム発生手段と、この光ビーム発生手段により
発生された光ビームを反射する偏光ビームスプリット面
と、この偏光ビームスプリット面により反射された光ビ
ームを情報記憶媒体上に集光させる集光手段と、光源か
ら集光手段に至る光路途中に設けられ、光ビームの発散
角を一方向のみ変化させるビーム状態変換手段と、集光
手段により情報記憶媒体上に集光された後情報記憶媒体
から射出され集光手段を再び通過した光ビームが偏光ビ
ームスプリット面を透過するように光ビームの偏光面を
回転させる１／４波長板と、この１／４波長板により偏
光面を回転され偏光ビームスプリット面を透過した光ビ
ームがビーム状態変換手段を再び透過するように光ビー
ムを案内する光案内手段と、この光案内手段により案内
され再びビーム状態変換手段を透過した光ビームを検出
する少なくとも焦点ぼけ検出を行なうための光検出手段
とを具備したことを特徴とするものである。

（作用） 同一のビーム状態変換手段によって、光源から情報記憶
媒体へ導かれる光ビームの楕円補正を行なうとともに情
報記憶媒体から光検出手段へ導かれる光ビームを用いた
焦点ずれ検出の感度を上げる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図中２は光学ヘッドであり、この光学へラド２はレ
ーザービームＬを発生する半導体レーザー（光８１）４
を有している。この半導体レーザー４から発せられたレ
ーザービームＬは、グレーティング６を通過することに
より、光軸が僅かにずれたＯ次光ＬＯ１１次光Ｌ１ａ、
　Ｌｌｂ等に分離される。このグレーティング６により
分離されたレーザービームＬは、第１のシリンドリカル
凹レンズ（ビーム状態変換手段）８を透過することによ
り短軸方向の開き角が広げられ、その後、第１のプリズ
ム１０の一面に垂直に入射される。この第１のプリズム
１０の他の一面には偏光ビームスプリト面１２が形成さ
れており、入射されたレーザービームＬは偏光ビームス
プリット面１２によって略１００％が反射され、シリン
ドリカル凸レンズ（ビーム状態変換手段）１４に導かれ
る。このシリンドリカル凸レンズ１４は、その母線が第
１のシリンドリカル凹レンズ８の母線と平行となるよう
に配置されている。レーザービームＬは、このシリンド
リカル凸レンズ１４を透過することにより、再度開き角
がコントロールされ断面略円形状に変換される。

このシリンドリカル凸レンズ１４を透過したレーザービ
ームＬは１／４波長板１６に導かれ、１／４波長板１６
を透過することによって円偏光光となり、その後対物レ
ンズ１８に導かれる。

対物レンズ１８に導かれたレーザービームＬはこの対物
レンズ１８によってトラックを有する情報記憶媒体２０
上に集光される。

このように情報記憶媒体２０上で集光されたレーザービ
ームＬは、この情報記憶媒体２０上で反射し、再び対物
レンズ１８．１／４波長板１６、およびシリンドリカル
凸レンズ１４を透過した後、プリズム１０の偏光ビーム
スプリット面１２に戻される。

ここで、レーザービームＬは１／４波長板１６を往復す
ることによって偏光ビームスプリット面１２で反射され
た際に比べ振動方向が９０度回転した直線偏光光に変換
されている。したがって、偏光ビームスプリット面１２
に戻されたレーザービームＬは、この偏光ビームスプリ
ット面１２を透過する。

プリズム１０の偏光ビームスプリット面１２には第２の
プリズム２２が重合され、この第２のプリズム２２の上
記偏光ビームスプリット面１２と反対側の面には第３の
プリズム２４が重合されている。これら第２のプリズム
２２と第３のプリズム２４との間の面には光反射面２６
と光透過面２８が設けられている。

偏光ビームスプリット面１２を透過したレーザービーム
Ｌの一部は光反射面２６で反射されることにより光軸に
対して非対称に抜出され、再び偏光ビームスプリット面
１２を透過し、さらに第１のシリンドリカル凹レンズ８
を透過した後、半導体レーザー６の近傍に配置された光
検出器３０上に照射される。この光検出器３０上に照射
されるレーザービームＬは、光反射面２６によって非対
称に抜出されたことにより、対物レンズ１８の情報記憶
媒体２０に対する焦点ずれ量に応じて光検出器３０上で
移動する。

上記光検出器３０は、第２図に示すように、一対の焦点
ずれ検出用セル３０ａ、３０ａおよび一対のトラックず
れ検出用セル３（１，３０ｂを有している。そして、こ
の焦点ずれ検出用セル３０ａ、３０ａにレーザービーム
ＬのＯ次光ＬＯが照射されることにより、いわゆるナイ
フエッチ法による焦点ぼけ検出が行われる。また、トラ
ックずれ検出用セル３０ｂ、３０ｂにレーザービームＬ
の１次光Ｌ１ａ、　Ｌｌｂが照射されることにより、い
わゆるプッシュプル（ｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ）法によるト
ラックずれ検出が行われる。さらに、焦点ずれ検出用セ
ル３０ａ、３０ａからの出力およびトラックずれ検出用
セル３０ｂ、３０ｂからの出力の和を用いて情報検出が
行われる。

ここで、情報記憶媒体２０で反射され、合焦時光検出器
３０上で結像するレーザービームＬは、シリンドリカル
凸レンズ１４および第１のシリンドリカル凹レンズ８を
再度通過することにより角度補正を受け、結果的に合焦
時の光検出器３０上での第１のシリンドリカル凹レンズ
８の母線と直交する方向における結像横倍率が増加する
。ナイフエッヂ法では焦点ずれ検出感度が結像横倍率に
比例するので、焦点ずれ時光検出器３０上でレーザービ
ームＬのスポットが移動する方向を第１のシリンドリカ
ル凹レンズ８およびシリンドリカル凸レンズ１４の作用
で結像横倍率が増加する方向（第１図において紙面に平
行な方向）に合せることにより、焦点ずれ検出感度を増
加させることができる。

なお、この光学ヘッド２は、焦点ずれ検出結果およびト
ラックずれ検出結果に応じて全体が図示しない移動機構
によって上下および左右に移動されることによって対物
レンズ１８が合焦状態に維持されるとともに所定のトラ
ックに向けられる。

一方、光透過面２８で透過したレーザービームＬは第２
のシリンドリカル凹レンズ３２によりこの母線に直交す
る方向（第１図において紙面に平行な方向）で平行光に
なる。したがって、それ以後十分離れた所ではビーム断
面は楕円形状になる。

このレーザービームＬは、光学ヘッド２とは別体の固定
部３４に配置された光学的スケールセンサー３″６に照
射される。なお、光学ヘッド２はこの固定部３４に対し
て常に移動している。

第３図に示すように、このスケールセンサー３６にはグ
レーティング６の影響でレーザービームＬの０次光ＬＯ
だけでなく１次光１１ａ、１−１ｂ等も現われる。スケ
ールセンサー３６には、この１次光１１ａ、１１ｂ等が
現われる周期に対応した一定の間隔で複数の位置検出用
光検出セル３６ａ・・・。

３６ｂ・・・が２列に配列されている。第１列目の光検
出セル３６ａ・・・と第２列目の光検出セル３６ｂ・・
・とは半周期ずれて配列されているとともに互いに導通
されている。そして、この光検出セル３６ａ・・・、３
６ｂ・・・からの出力を用いて光学ヘッド２の位置が検
出される。

また、第３図に示すように、上記半導体レーザー４、グ
レーティング６および光検出器３０は半導体素子マウン
ト用フレーム３８に支持されている。半導体レーザー４
、グレーティング６および光検出器３０以外の光学部品
は光学部品マウント用フレーム４０に内蔵されている。

上記半導体素子マウント用フレーム３８は光学部品マウ
ント用フレーム４０にねじ４２．４２によって固定され
ている。さらに、半導体素子マウント用フレーム３８と
光学部品マウント用フレーム４０との接合部は、半導体
素子の耐環境性保護のため、ハーメチックシール４４で
シールされている。また、この光学部品マウント用フレ
ーム４０には光透過面２８、第２のシリンドリカル凹レ
ンズ３２を順次透過しスケールセンサー３６に向うレー
ザービームＬが通る穴４６が設けられている。

以上の構成によれば、同一の第１のシリンドリカル凹レ
ンズ８およびシリンドリカル凸レンズ１４によって、半
導体レーザー４から情報記憶媒体２０へ導かれるレーザ
ービームＬの楕円補正を行なうとともに情報記憶媒体２
０から光検出器３０へ導かれるレーザービームＬを用い
た焦点ずれ検出の感度を上げることができる。したがっ
て、光学部品を削減することができるので、小型軽量化
が図れ、しかも軽−化によるアクセス時間の短縮化が図
れる。

また、光学ヘッド２から固定部３４のスケールセンサー
３６にレーザービームＬを投光することにより光学ヘッ
ド２の位置を検出するので、光学ヘッド２自体にスケー
ルセンサー３６を備える必要がない。したがって、この
点においても、小型ｌ！量化が図れ、しかも軽量化によ
るアクセス時間の短縮化が図れる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、同一のビーム状態
変換手段によって、光源から情報記憶媒体へ導かれる光
ビームの楕円補正を行なうとともに情報記憶媒体から光
検出手段へ導かれる光ビームを用いた焦点ずれ検出の感
度を上げることができ、以て、小型軽量化が図れ、しか
も軽量化によるアクセス時間の短縮化が図れる等の優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は光学ヘ
ッドおよびスケールセンサーを示す断面図、第２図は光
学ヘッドの半導体素子マウント用フレームを示す正面図
、第３図はスケールセンサーを示す平面図である。 ２・・・光学ヘッド、４・・・光ビーム発生手段〈半導
体レーザー）、８・・・ビーム状態変換手段（第１のシ
リンドリカル凹レンズ）、１２・・・偏光ビームスプリ
ット面、１４・・・ビーム状態変換手段（シリンドリカ
ル凸レンズ）、１６・・・１／４波長板、１８・・・集
光手段（対物レンズ）、２０・・・情報記憶媒体、２６
・・・光案内手段（光反射面）、３０・・・光検出手段
（光検出器）。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを発生する光ビーム発生手段と、この光
   ビーム発生手段により発生された光ビームを反射する偏
   光ビームスプリット面と、この偏光ビームスプリット面
   により反射された光ビームを情報記憶媒体上に集光させ
   る集光手段と、上記光源から上記集光手段に至る光路途
   中に設けられ、光ビームの発散角を一方向のみ変化させ
   るビーム状態変換手段と、上記集光手段により情報記憶
   媒体上に集光された後情報記憶媒体から射出され上記集
   光手段を再び通過した光ビームが上記偏光ビームスプリ
   ット面を透過するように上記光ビームの偏光面を回転さ
   せる１／４波長板と、この１／４波長板により偏光面を
   回転され上記偏光ビームスプリット面を透過した光ビー
   ムが上記ビーム状態変換手段を再び透過するように上記
   光ビームを案内する光案内手段と、この光案内手段によ
   り案内され再び上記ビーム状態変換手段を透過した光ビ
   ームを検出する少なくとも焦点ぼけ検出を行なうための
   光検出手段とを具備したことを特徴とする光学ヘッド。
2. （２）上記光案内手段は、情報記憶媒体に対する上記対
   物レンズの焦点ずれ量に応じて上記光検出器上で光ビー
   ムが移動するように上記光ビームを偏向させることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド。
3. （３）上記光案内手段は、上記光検出器上で光ビームが
   移動する方向と上記ビーム状態変換部材により光ビーム
   の発散角が変化される方向とが平行となるように光ビー
   ムを偏向させることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の光学ヘッド。
4. （４）上記ビーム状態変換手段は非球面レンズを有して
   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
   ヘッド。
5. （５）上記ビーム状態変換手段は少なくとも２個以上の
   非球面レンズで構成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の光学ヘッド。
6. （６）上記少なくとも２個以上の非球面レンズはシリン
   ドリカルレンズを含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の光学ヘッド。