JP2638778B2 - 光ヘツド装置 - Google Patents

光ヘツド装置

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JP2638778B2
JP2638778B2 JP61060305A JP6030586A JP2638778B2 JP 2638778 B2 JP2638778 B2 JP 2638778B2 JP 61060305 A JP61060305 A JP 61060305A JP 6030586 A JP6030586 A JP 6030586A JP 2638778 B2 JP2638778 B2 JP 2638778B2
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豊 山中
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、いわゆる光デイスク、デイジタルオーデイ
オデイスクと、ビデオデイスクなどの記録再生に用いる
光ヘツド装置のうち、格子型の光学素子を用いた光ヘツ
ド装置に関する。
(従来の技術) ビデオデイスク、デイジタルオーデイオデイスク、光
デイスク(以下光デイスクと総称)の従来の光ヘツド
は、第3図に示すように光源である半導体レーザ1と、
半導体レーザ1の放射光をコリメート光にするコリメー
トレンズ23と、収束レンズ24と、ビームスプリッタプリ
ズム21と、焦点誤差検出手段とトラツキング誤差検出手
段とから構成されている。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
てウエツジプリズム方式をあげることができる。ウエツ
ジプリズム方式の焦点誤差検出手段は、ウエツジプリズ
ム22と、25及び26から成る2分割光検出器と、27及び28
から成る2分割光検出器とから構成されている。デイス
ク面4に対し、収束ビームが焦点を結んでいる時は、ウ
エツジプリズム22からの光ビーム29及び30は各々光検出
器25及び26の間と、光検出器27及び28の間に収束してい
るが、デイスク面4が焦点からずれたとき、光ビーム29
及び30は互に離れる方向に、又は、互に接近する方向に
デフオーカスするので、光検出器25及び26の差動出力、
又は光検出器27及び28の差動出力をとることで焦点誤差
信号が得られる。トラツ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
てプツシユプル方式をあげることができる。プツシユプ
ル方式はデイスク反射光をフヤーフイールドで2分割し
て光量の偏りを検出する方式で、光検出器25及び26の出
力の和と、光検出器27及び28の出力の和との差をとるこ
とでトラツキング誤差信号が得られる。第3図に示した
従来技術の光ヘツド装置は、フイリツプス・テクニカル
・レビユー(Philips Technical Review)第40巻(1952
年発行)第6号第151〜156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) 光デイスクの記録再生に用いる従来の光ヘツド装置
は、実用化されているものでも大きさが40×40×30mm3
程度であり、従つて重量も重く、光デイスク装置全体の
小型化、軽量化、あるいはスタツク型大容量光デイスク
実現の障害となつている。この原因は1つには光デイス
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
プリツ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
れているから、光学系の1軸化が難しい点にある。
このような問題点に対して、半導体レーザ光源の発光
部に光を戻した際、自己結合効果によつて発振出力が増
加するいわゆるスクープ(Scoop)効果を利用した小型
光ヘツ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
現象の不安定性から生じるものであり、信号再生時のS/
Nは従来の方式に比べて低下する。
さらに第3図のウエツジプリズム22による誤差検出の
問題点として、焦点誤差検出用のビーム分割方向とトラ
ツキング誤差検出用のビーム分割方向とが同一であるか
ら、両者の誤差信号間でのクロストークが大きい点が上
げられる。
光学部品の小型軽量化を目的として回折格子によるホ
ログラムレンズを誤差検出系に用いる方法も提案されて
いるが、光源の波長ゆらぎにより回折角が変化するとい
う本質的な問題があり、ホログラムレンズでは焦点距離
が変化し誤差検出信号にオフセツト等が生じてしまう。
そこで、本発明の目的は、小型化が容易で、しかも信
号再生時のS/Nに優れ、クロストークが小さく、焦点距
離誤差検出精度に優れた光ヘツ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) 前述の問題点を解決するために本発明が提供する光ヘ
ツド装置は、半導体レーザ光源と、この光源の出射光を
記録媒体上に絞りこむレンズ系と、前記光源とレンズ系
との間に設けてあり,前記レンズ系から出射される光ビ
ームを2分割する分割線を境に2つの領域に分けられて
いる回折格子と、この回折格子の+1次または−1次回
折光のいずれか一方の回折光の収束位置に設けてある第
1の2分割光検出器と、他方の前記回折光のデフオーカ
ス位置に設けてある第2の2分割光検出器とを備え、前
記回折格子の2つの領域ではこれら領域の境の前記分割
線方向において格子の周期が互いに異なり、前記第1の
2分割光検出器の分割線は前記回折格子の前記分割線と
同一の方向であり、前記第2の2分割光検出器の分割線
は前記回折格子の前記分割線と直交する方向であり、前
記第1の2分割光検出器から焦点誤差信号を、前記第2
の2分割光検出器からトラッキング誤差信号をそれぞれ
検出することを特徴とする。
(作用) 本発明の作用・原理は次の通りである。本発明では、
光学系の1軸化が達成できるように、光デイスク面から
の反射光を光検出器に導くために回折格子を用いる。回
折格子には、高次の回折光を除くと、0次回折光、±1
次回折光の3つの回折光がある。0次回折光は回折格子
を直接に透過した光である。この回折格子を半導体レー
ザ光源と収束レンズ系との間に配置する。半導体レーザ
からデイスク面に行く光に対しては、0次回折光を用い
ると、単に透明板があるのと同じになる。一方デイスク
面からの反射光に対しては、±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ツ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、回折格子はビームスプリツタとして作用すること
になる。この結果、小型軽量の光ヘツド装置を構成でき
る。
また回折格子を2分割して互に周期を変えることでウ
エツジプリズムと同等な作用を実現することができる。
さらに+1次と−1次回折光に対して異なる検出器の配
置を用いることで、ウエツジプリズムにはない効果を実
現することが可能となる。
ところで、回折格子を用いるときの問題点として光源
の波長が変化すると回折角も変化するという現象があ
る。収束位置に2分割光検出器を設置して差動出力を得
る場合は、分割線と直交する方向にビームが移動すると
検出信号のオフセツトとなつてしまう。デフオーカス位
置で用いる場合はビーム径に比べて移動量が小さいから
あまり問題とならない。そこで本発明においては、収束
位置で用いる2分割光検出器では回折角の変化によるビ
ームの移動方向と光検出器の分割線の方向とを一致させ
る配置をとることでこの問題を解決した。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の基本構成を示す模式的な
断面図である。半導体レーザ1の出射光は回折格子2を
0次回折光として通過し、収束レンズ3によりデイスク
面4に収束される。デイスク面4からの反射光は回折格
子2により回折され、2分割光検出器5〜8に到達す
る。収束レンズは第3図のようにコリメートレンズと集
光レンズから成るレンズ系でもよい。回折格子2を半導
体レーザ1の側から見たときの格子の配置と光検出器5
〜8の配置の関係を第2図に示す。
回折格子2は2つの領域9と10に分割され、これらの
両領域においては分割線の方向で格子の周期が互に異な
つている。ここで、第2図右側を+方向、左側を−方向
する。領域9及び10の+1次回折光の収束位置にそれぞ
れ2分割光検出器5及び6を受光面の分割線が回折格子
の分割線と同方向となるように設けている。−1次の回
折光についてはそのデフオーカス位置にそれぞれ2分割
光検出器7及び8を、受光面の分割線が回折格子の分割
線と直交方向になるように設けている。
焦点およびトラツキング誤差信号は次のようにして得
ることができる。+1次回折光の収束ビームを2分割光
検出器の分割線上に合わせておけば、デイスク面が変動
したときに、ウエツジプリズム方式と同様に、+1次回
折ビームが分割線と直交方向に移動するから、2分割光
検出器5又は6の差動出力より焦点誤差信号を得ること
ができる。この焦点距離誤差は、光源の波長のゆらぎの
影響を受けないから精度よく検出できる。トラツキング
誤差信号は−1次回折光のフアーフイールド中に設置し
た2分割光検出器7,8によりプツシユプル方式で検出で
きる。7または8あるいは両方の2分割光検出器の差動
出力からトラツキング誤差信号が得られる。またこのと
きの光ビームの分割方向は焦点誤差検出用の分割方向と
直交しているので両誤差信号間のクロストークは十分に
小さくなる。
本実施例の配置においては、光源の波長シフトによる
+1次回折光の移動は2分割光検出器5及び6の分割線
方向に発生するので、光検出器の大きさに移動量を見込
んだ余裕を持たせておけば、誤差信号への影響はなくな
る。−1次回折光も同様に波長シフトで移動するが、2
分割光検出器7及び8はビーム径の大きなフアーフイー
ルド中に設けられているので相対的に移動量は小さくな
り、誤差信号の影響はほとんどない。本実施例はスクー
プ効果を利用していないから信号再生時のS/Nに優れて
いる。
なお、上述の光検出器の配置における+1次と−1次
方向とを入れ替えても本発明は実現できる。
(発明の効果) 以上に説明したように、本発明によれば、小型化が容
易で部品数が少なく、しかも信号再生時のS/Nに優れ、
クロストークが小さく、焦点距離誤差検出精度に優れた
光ヘツド装置を提供することができ、光デイスク装置全
体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の基本構成を示す模式的断面
図、第2図は第1図実施例における回折格子と2分割光
検出器との配置を示す平面図、第3図は従来の光ヘツド
装置の例を示す模式的な断面図である。 1……半導体レーザ、2……回折格子、3……収束レン
ズ、4……デイスク面、5,6,7,8……2分割光検出器、
9,10……回折格子分割領域、21……ビームスプリツタプ
リズム、22……ウエツジプリズム、23……コリメートレ
ンズ、24……集光レンズ、25,26,27,28……光検出器、2
9,30……光ビーム。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザ光源と、この光源の出射光を
    記録媒体上に絞りこむレンズ系と、前記光源とレンズ系
    との間に設けてあり、前記レンズ系から出射される光ビ
    ームを2分割する分割線を境に2つの領域に分けられて
    いる回折格子と、この回折格子の+1次または−1次回
    折光のいずれか一方の回折光の収束位置に設けてある第
    1の2分割光検出器と、他方の前記回折光のデフォーカ
    ス位置に設けてある第2の2分割光検出器とを備え、前
    記回折格子の2つの領域ではこれら領域の境の前記分割
    線方向において格子の周期が互いに異なり、前記第1の
    2分割光検出器の分割線は前記回折格子の前記分割線と
    同一の方向であり、前記第2の2分割光検出器の分割線
    は前記回折格子の前記分割線と直交する方向であり、前
    記第1の2分割光検出器から焦点誤差信号を、前記第2
    の2分割光検出器からトラッキング誤差信号をそれぞれ
    検出することを特徴とする光ヘッド装置。
JP61060305A 1985-12-10 1986-03-18 光ヘツド装置 Expired - Lifetime JP2638778B2 (ja)

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DE8686117152T DE3679648D1 (de) 1985-12-10 1986-12-09 Optischer kopf mit einem beugungsgitter zum richten von zwei oder mehreren gebeugten lichtstrahlen auf optische detektoren.
EP86117152A EP0228620B1 (en) 1985-12-10 1986-12-09 Optical head comprising a diffraction grating for directing two or more diffracted beams to optical detectors
US06/940,007 US4945529A (en) 1985-12-10 1986-12-10 Optical head comprising a diffraction grating for directing two or more diffracted beams to optical detectors

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JPS62217425A (ja) 1987-09-24

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