JPS63304433A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ディスク等の光学的情報処理装置における光
記録あるいは再生・消去を行なうための光学装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

高記録密度の光ディスク・メモリが実用化されるにとも
ない、高性能かつ小型軽量の光ピックアップ装置の開発
が進められている。光ピツクアップの課題は小型軽量化
とともに光学素子相互の位置合せを含む光軸調整時間の
短縮などが大きな問題として挙げられる。

第３図に光デイスク用光ヘッドの従来例の概略を示す。

半導体レーザー０の拡散光はコリメーシ　　　゛コンレ
ンズ１２により平行光に変換される。この平行光は偏光
ビームスプリッタ−４にＰ偏光として人射し、これを通
過し、オブジェクティブレンズ１８で光ディスク２ｏの
記録媒体上に集光される。光ディスク７で集光された光
は１部が反射され、オブジェクティブレンズ１８．−λ
仮を通過してＳ偏光となり、偏光ビームスプリンター・
１で反射し、検出系に向う。この検出光学系は光ディス
クの記録面の情報を読み出すとともにディスク面上に微
小スポットを形成するフォーカシング。

軌道を追跡するトラッキングなどを行うための誤差信号
を得る光学部品より構成される。この検出光学系は非点
収差方式やナイフェツジ方式などがあるが、ここではナ
イフェツジ方式を示している。

検出レンズ３０の焦点に光検知器３６．４２が１没置さ
れる。フォーカスエラー信号はビームスプリツタ３２を
通過した光束の半分を遮断するナイフェツジ３４により
、２分割光検知器上の光束変化により得られる。トラッ
キングエラー信号はビームスプリンタ３２で反射された
光束が集光される位置に設置された２分割光検知器４２
上の光束変化により得られる。記録面の情報の読み出し
はこれらの光検知器の和信号として得られる。

このような光デイスク用ヘッドは光ディスクの記録媒体
上で、１μｍφ程度に集光したスポットを照射すること
に特徴があり、従来コンピュータ用メモリとして使用さ
れている磁気ハードディスクに比べて２桁近い高密度の
記録、再生が可能である。このため前記した微小スポッ
トをディスク上に形成するためには以下に述べるような
煩雑な光軸調整が必要であり、製作時間を要することが
問題となっている。この光軸調整の短縮化と軽量化のた
め、光メモリシンポジウム′８５論文集、第１１３頁か
ら１２０頁には先導波路を利用した光ヘッドの例が記載
されている。この方法は先導波路表面上に導波路レンズ
、導波路格子などを露光、現像プロセスで精度良く集積
化して製作するため、前述した光軸調整が不用となる。

しかし、光学系の効率が低いこと、フォーカシング、ト
ラッキングの実用的手段が見当らないといった問題があ
る。

なお、この種の技術としては特開昭６１−６１２４６号
がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記光集積化技術は光ディスクの煩雑な光ピツクアップ
の光軸調整の簡略化が利点であるが集光したスポットの
形状あるいは収差を小さくすることが課題となる。また
、先導波層、コリメーティングレンズ、オブジェクティ
ブレンズなどの入出射の効率が低いという問題があった
。

本発明の目的は煩雑な光軸合せが不要で、高効率の実用
的な光ヘッドを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、半導体レーザを可動に取りつけ、コリメー
ションレンズ１２あるいは集光レンズ１８に対し、半導
体レーザの位置を制御することにより達成される。すな
わちオブジェクティブレンズ１８に入射する光を拡散あ
るいは収束光として、従来の平行光によるオブジェクテ
ィブレンズから記録媒体までの固定焦点距離を可変とし
、ディスクの面振れに追随するようにした。また、オブ
ジェクティブレンズに入射する光を光軸中心からずらす
ことによりディスクに向う収束光を半径方向に振るよう
にしてトラックずれに追随するようにした。

〔作用〕

本発明は半導体レーザの位置を電気的に微調整すること
ができるので、ディスク上の一定範囲内で任意の位置に
スポットを照射できる。このため、ディスクからの反射
光が光検知器に来るように調整できる。従って、レーザ
１０をコリメーションレンズ１２の光軸中心に対し焦点
距離となるように数μｍの調整をする光軸調整は不要と
なる。また、光学部品は一定精度に加工したものを取り
つけたのみの状態で検知器の位置調整をする必要がない
。

さらに、光検知器を含む光学系の製作誤差に対するフォ
ーカシングエラーのオフセット量はレーザの光量をモニ
タしているフォトダイオードの出力変化を検知し、オフ
セット量を検知するようにした。それによって、光学系
の位置設定誤差に伴うフォーカスエラー信号のオフセッ
ト量を取り除くことができるので、光デイスク上に最小
スポットを照射できる。

また、前記したように一定範囲内でスポット位置を変え
られるのでディスクの面振れに伴うフォーカス誤差、ト
ラッキング誤差にも追随できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１１１１（ａ）により説明
する。レーザダイオード１０から出射される拡散光はコ
リメーションレンズ１２で略平行光となり偏光ビームス
プリッタ１４を透過し、１／４波長扱１６を通過して、
直線偏光から円偏光に変換されオブジェクティブレンズ
１８に入射し、光ディスク２０の記録媒体２１上に集光
される。記録媒体２Ｌから反射した光はオブジェク子イ
ブレンズ１８．１／４波長扱１６と逆行し、１／４波長
板を透過すると、偏光ビームスプリッタ１゛４に入る光
はＳ偏光となる。

このＳ偏光は偏光ビームスプリッタ１４で反射して光検
知器３６に向う。途中、ナイフェツジを兼ねるフーコプ
リズム３４．検出レンズ３０を通過して、光検知器３６
に集光される。光検知器３６はオブジェクティブレンズ
１８によって光ディスクの記録媒体上に集光された光ス
ポットの形状を間接的に検知するとともに、記録媒体の
反射率を検出するものである。これら半導体レーザ１０
からオブジェクトレンズ１８．光検知器３６までの光学
系は、全て公知の構成であるが、本発明はオブジェクテ
ィブレンズ１８を固定し、半導体レーザ１０をコリメー
ションレンズ１２に対して可動となるように構成したこ
とに特徴がある。

すなわち、半導体レーザ１０をアクチュエータ８に取り
つけ、コリメーションレンズ１２と半導体レーザの発光
点との相対位置を制御する構成とした。第１図（ｂ）は
光ディスク２０がオブジェクティブレンズ１８に対し、
離れた場合と近づいた場合について示している。実線は
離れた場合であり、光検知器３６で検出したディスク位
置を示すフォーカスエラー信号出力によりアクチュエー
タ８をｙＪＡ＠］ｔ、、コリメーションレンズ１２に半
導体レーザ１０を接近させた状態を示す。この状態では
コリメーションレンズ２２の焦点距離より内側に半導体
レーザの発光点が在り、従ってコリメーションレンズ２
２を通過した光束は第１図（ｂ）に示すようにやや拡散
気味となり、オブジェクティブレンズ１８に達する。オ
ブジェクティブレンズ１８に入射した拡散気味の光束は
平行光で入射した場合の焦点距離より遠いディスクの記
録媒体に集光する。

破線は光ディスク２０がオブジェクティブレンズ１８に
対し近づいた場合である。前記したように光検知器で検
出した出力によりアクチュエータ８を駆動し、コリメー
ションレンズ１２の焦点距埴より外側に半導体レーザの
発光点を位置させる。

従ってコリメーティングレンズ２２を通過した光束はや
や収束気味となってオブジェクティブレンズ２３に達す
る。この光束はオブジェクティブレンズの焦点距離より
近いディスクの記録媒体に集光する。前記したような検
出光学系の構成により光検知器３６がオブジェクティブ
レンズ１８と光デイスク２０間の相対変位に応じたフォ
ーカスエラー信号ＡＦが得られるのは公知である。また
、高密度に記録するために設けられているトラック溝、
あるいはピット等からのずれに応じて得られるトラッキ
ングエラー信号ＴＲが得られることも公知である。

このフォーカスエラー信号ＡＦ、　　トラッキングエラ
ー信号ＴＲを用いて前記した焦点距離の制御し３ついて
述べる。第２図はアクチュエータ８により半導体レーザ
１０とコリメーティングレンズ１２との相対位置の制御
状態を示す。ディスク２０とオブジェクティブレンズ１
８の距離に対する焦点誤差信号ＡＦは第２図に示すよう
になる。

オブジェクティブレンズ１８に対し、光ディスクは数ｎ
ｎ離れた点で上下方向に±１００μ’ｎｌ程度の面振れ
がある。この面振れをΔｈで示しており、この面振れに
対し焦点誤差信号Ａ’Ｆは図のようにオブジェクティブ
レンズの焦点近傍でΔｈに比例した値が得られる。従来
このＡＦを利用してネガティブフィードバックをかけて
第５図に示すようにオブジェクティブレンズ１８のアク
チュエータをＮｉｌ、ディスクの面振れに追従させてい
た。

本発明は前述したようにレーザ１０の位置を変えること
により、集光点がディスク面上になるようにすることに
特徴がある。ところで、第２図に示す■、はレーザの出
力をモニタするためレーザダイオードに並設されている
ホトダイオードの電流である。このＩ、がディスクの面
振れに伴い乱れているのはディスクからの反射光がわず
かに戻って来るためであり、ピーク値はオブジェクティ
ブレンズ１８とディスク２０の距離が焦点距離と一致し
た点であり、スクープノイズと呼ばれろ。すなわち、■
、にスクープノイズの生ずる点がジャストフォーカス点
であるが焦点誤差信号ＡＦはこの時、オフセットＡＦｏ
を示している。これは検出糸の微小誤差により生してい
るもので、サーボ回路にこのＡＦｏをオフセット値とし
て与えれば検出系の微小誤差を取り除くことができる。

また、本発明ではこのスクープノイズの生ずる時点でＡ
Ｆが０に近くなるようレーザ１０の位置を制御すること
ができるのは前述したとうりである。

次にトラッキング制御について述べる。トラッキングの
検出系についても公知であり詳肥に述べない。ディスク
面上にジャストフォーカスされたスポットの反射光が検
知器に戻るように制御されると、トラッキングエラー信
号ＴＲは光検知器により得られる。追記用の光ディスク
では約１．６μｍ間隔で溝が設けられており、ビームス
ポットがこの溝からの回折を受けてトラッキングエラー
信号となる。このトラッキングエラー信号ＴＲを利用し
てアクチュエータ８をディスクの半径方向に制御するこ
とによりビームスポットが所望のトラック上を追随する
ことができる。

電極１７ａ、１７ｂに正電圧が加えられてアクチュエー
タは（ａ）図の如く変位し、半導体レーザ焦点誤差１１
は＋ΔＺだけ変位する。第２図（ａ）の位置にある半導
体レーザの拡散光は第１図において実線の如くなり、コ
リメーティングレンズ２２でやや拡散光となってオブジ
ェクティブレンズ２３で集光されて、第１図（ｂ）の如
く遠い位置にあるディスク８１上に焦点を結ぶ。

逆に焦点誤差信号ＡＦが負の値となると電極１７ａ、１
７ｂには負電圧が加えられて、アクチュエータは（ｂ）
図の如く変位し、半導体レーザは−ΔＺだけ変位する。

第２図（ｂ）の位置にある半導体レーザの拡散光は第１
図の破線の如くなり、コレメーティングレンズでやや収
束光となって、第１図（ｂ）の如く近い位置にあるディ
スク上に焦点を結ぶ。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、煩雑な光軸合せが不要となり、
高効率の光ヘッドを得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例の光ヘッドの
概略説明図、第２図はフォーカス誤差信号の説明図、第
３図は従来の光ヘットの概略図である。 １０・・レーザ、１２・・コリメーションレンズ、１４
・・偏光ビームスプリッタ、１８・・・オブジェクｖ　
１　　口 （α） １０・・し−プ″ １２−・・コリメーションし〉人゛ １＋・・・夛Ｆ妃ヒ゛−ムスτリッタ １９・・・オフ′又りティブルン疋 ２０・・・えデ′イ又７ ３０−タた出、レンズ゛ 屏・・・フーコーフ゛１）χ′乙・ ３ｂ・−遺≦卆鐙知ＡＬ ′１３１　図 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光源と該光源の光束を光ディスクの記録媒体上に集
   光する光学系と記録媒体の反射光を検出する光検出器を
   備えた光学ヘッドにおいて、光源を３次元アクチュエー
   タに取りつけたことを特徴とする光学ヘッド。