JPH01298540A - Optical head - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は情報記録媒体に光学的に情報を記録または再生
する光デイスク装置用の光ヘッドに関し、特に発振波長
と、非点隔差が変化する光源を用いた光ヘッドに関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an optical head for an optical disk device that optically records or reproduces information on an information recording medium. This relates to the optical head used.
従来の技術
半導体レーザを用いて情報記録媒体に情報を記録、再生
する光デイスク装置の光ヘッドとして、−船釣なものは
第6図に示すようなものである。2. Description of the Related Art As an optical head for an optical disk device for recording and reproducing information on an information recording medium using a semiconductor laser, an optical head mounted on a boat is shown in FIG.
第6図において、■の半導体レーザから出射した発散光
はコリメータレンズ2により平行な光束に変換されて光
ビーム3となる。光ビーム3は整形プリズム4により、
略円形の光分布形状となるように一方向のビーム幅が拡
大される。略円形になった光ビーム5はP偏光で偏光ビ
ームスプリッタ6に入射し、l/4波長板7を通って対
物レンズ8で集束され、情報記録媒体が塗布されたディ
スク9上に光スポット10を形成する。ディスク9から
反射した光ビーム5は、対物レンズ8.1/4波長板7
を通過することによりS偏光となり、偏光ビームスプリ
ッタ6で反射する。ここを反射した光ビームはさらに検
出レンズ11. シリンドリカルレンズ12で絞られて
、光検出器13に受光される。光検出器13は、再生信
号を検出すると共に、いわゆる非点収差法によりフォー
カスエラー信号を、プッシュプル法によりトラッキング
エラー信号を検出するように構成されている。In FIG. 6, the diverging light emitted from the semiconductor laser (2) is converted into a parallel light beam by the collimator lens 2 and becomes a light beam 3. The light beam 3 is passed through a shaping prism 4,
The beam width in one direction is expanded so that the light distribution shape is approximately circular. The approximately circular light beam 5 is P-polarized and enters the polarizing beam splitter 6, passes through the 1/4 wavelength plate 7, is focused by the objective lens 8, and forms a light spot 10 on the disk 9 coated with the information recording medium. form. The light beam 5 reflected from the disk 9 passes through an objective lens 8 and a quarter-wave plate 7.
The light becomes S-polarized light, and is reflected by the polarization beam splitter 6. The light beam reflected here is further passed through the detection lens 11. The light is focused by a cylindrical lens 12 and received by a photodetector 13. The photodetector 13 is configured to detect a reproduction signal, a focus error signal by a so-called astigmatism method, and a tracking error signal by a push-pull method.
発明が解決しようとする課題
上記のように構成された光ヘッドにおいて、記録から再
生、あるいは再生から記録へ切り替えると、半導体レー
ザ1の出力が急峻に変化し、それに伴って波長と非点隔
差も象、峻に変化する。半導体レーザIの出力と、波長
及び非点隔差は第3図。Problems to be Solved by the Invention In the optical head configured as described above, when switching from recording to reproduction or from reproduction to recording, the output of the semiconductor laser 1 changes sharply, and the wavelength and astigmatism difference accordingly change. Elephant changes drastically. The output, wavelength, and astigmatism of the semiconductor laser I are shown in Figure 3.
第4図に示すような関係にある。第3図のごと(、波長
はモードホッピングにより不連続に変化するが、半導体
レーザの出力とは一定の関係がある。The relationship is as shown in FIG. As shown in Figure 3, although the wavelength changes discontinuously due to mode hopping, there is a constant relationship with the output of the semiconductor laser.
また、半導体レーザのPN接合面に垂直方向と水平方向
の発光点のずれによる非点隔差は、第4図のごとく低出
力では大きく、大出力では小さくなるf頃向にある。Further, as shown in FIG. 4, the astigmatism difference due to the deviation of the light emitting point in the vertical and horizontal directions on the PN junction surface of the semiconductor laser is large at low output and small at high output, around f.
一方、記録と再生に要する半導体レーザの出力は、情報
記録媒体の材質及びディスクの回転数によって異なるが
、近年、一般に記録では35〜5Qmw程度、再生では
2〜4mw程度が用いられている。−例として、半導体
レーザlから出射する再生時の出力P1を47nw、記
録時の出力P2を59mwとした場合、波長の変化は5
nm程度となり、非点隔差の変化は4μm程度になる。On the other hand, the output of the semiconductor laser required for recording and reproduction varies depending on the material of the information recording medium and the rotation speed of the disk, but in recent years, generally about 35 to 5 Qmw is used for recording and about 2 to 4 mw for reproduction. - As an example, if the output P1 during reproduction emitted from the semiconductor laser I is 47nW and the output P2 during recording is 59mW, the change in wavelength is 5
The change in the astigmatism difference is about 4 μm.
上記光ヘッドでは、コリメータレンズ2及び対物レンズ
8の色収差により、光スポット10の位置が変化しデフ
ォーカスを起こす6色収差が補正されていない従来のレ
ンズでは、一般に5nm波長が変化すると1〜2μm程
度のデフォーカスを発生する。この変化は2.峻なため
、制御系が違いつかず一定時間デフォーカス状態が続く
ため、ビット、エラー、レートが増加するという問題が
発生する。しかし、コリメータレンズ2と対物レンズ8
を使用波長領域で色収差補正すれば、この波長変化によ
るデフォーカスは抑えることができる。In the above optical head, the position of the optical spot 10 changes due to the chromatic aberration of the collimator lens 2 and the objective lens 8, causing defocus. With conventional lenses that do not correct six chromatic aberrations, a change in wavelength of 5 nm is generally about 1 to 2 μm. Defocus occurs. This change is 2. Because of the sharpness of the control system, the control system remains unchanged and the defocus state continues for a certain period of time, causing problems such as increases in bits, errors, and rate. However, collimator lens 2 and objective lens 8
By correcting chromatic aberration in the wavelength range used, defocus caused by this wavelength change can be suppressed.
一方、コリメータレンズと対物レンズの色収差を補正し
ても上記半導体レーザ1の非点隔差の変化は残るため、
ディスク9上に結像する光スポット10の径が大きくな
って、記録周波数特性あるいはクロストーク特性を劣化
させるという問題が起こっている。On the other hand, even if the chromatic aberration of the collimator lens and objective lens is corrected, the change in the astigmatism of the semiconductor laser 1 remains;
A problem has arisen in that the diameter of the optical spot 10 that is imaged on the disk 9 becomes larger, deteriorating the recording frequency characteristics or the crosstalk characteristics.
課題を解決するための手段
本発明は、上記のような!i!!を解決するため、光ヘ
ッドとして、レーザー光源と、このレーザー光源からの
発散光を集光するコリメータレンズと、集光された光束
の光分有形状を略円形に整形する整形プリズムと、この
整形された光束を情報記録媒体上に集束させる対物レン
ズと、上記情報記録媒体からの反射光を検出する検出光
学系とを設け、上記コリメータレンズの色収差により、
上記レーザー光源の非点隔差の変化を補正するよう構成
したものである。Means for Solving the Problems The present invention is as described above! i! ! In order to solve this problem, the optical head consists of a laser light source, a collimator lens that focuses the diverging light from the laser light source, a shaping prism that shapes the shape of the light beam of the focused beam into a substantially circular shape, and this shaping. An objective lens that focuses the emitted light beam onto an information recording medium and a detection optical system that detects reflected light from the information recording medium are provided, and due to the chromatic aberration of the collimator lens,
It is configured to correct changes in astigmatism of the laser light source.
作用
上記のような構成により、半導体レーザで発生する非点
隔差の変化を、コリメータレンズの色収差によって起こ
る非点隔差で打ち消し合い、ディスク上に安定した光ス
ポットを集束することができる。Effect: With the above configuration, the change in astigmatism caused by the semiconductor laser is canceled out by the astigmatism caused by the chromatic aberration of the collimator lens, and a stable light spot can be focused on the disk.
実施例
以下本発明の一実施例を第1図から第5図に基づいて説
明する。なお、第1図において従来の光ヘッド(第6図
)と構成の同じものは同一番号を付して詳細な説明は省
略する。EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5. Incidentally, in FIG. 1, those having the same configuration as the conventional optical head (FIG. 6) are designated by the same numbers, and detailed description thereof will be omitted.
第1図は本発明の一実施例の光ヘッドの構成図を示す、
第1図に示すように、半導体レーザlから出た光はコリ
メータレンズ21により集光され平行光束となった後、
整形プリズム4.偏光ビームスプリッタ6.1/4波長
板7および対物レンズ22によりディスク9の記録面上
に絞り込まれ光スポット10を形成する。ディスク9よ
り反射した光は、再び対物レンズ22および1/4波長
板7を通り、偏光ビームスプリッタ6で反射して検出レ
ンズ11. シリンドリカルレンズI2により、光検
出器13上に結像し、従来例同様の方法でフォーカス、
トラッキングエラー信号と再生信号が検出される。FIG. 1 shows a configuration diagram of an optical head according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the light emitted from the semiconductor laser I is focused by the collimator lens 21 and becomes a parallel beam of light, and then
Shaping prism 4. A polarizing beam splitter 6, a quarter wavelength plate 7 and an objective lens 22 focus the light onto the recording surface of the disk 9 to form a light spot 10. The light reflected from the disk 9 passes through the objective lens 22 and the quarter-wave plate 7 again, is reflected by the polarizing beam splitter 6, and is sent to the detection lens 11. An image is formed on the photodetector 13 by the cylindrical lens I2, and focused and focused in the same manner as in the conventional example.
A tracking error signal and a reproduction signal are detected.
以上のような構成において、コリメータレンズ21は使
用波長領域で第2図に示すような色収差を有する。つま
り波長の変化をΔλに対して作動距離の変化ΔWDは略
ΔWD(μm)=0.25xΔλ(nm)の関係にある
。In the above configuration, the collimator lens 21 has chromatic aberration as shown in FIG. 2 in the wavelength range used. In other words, the change in working distance ΔWD is approximately in the relationship ΔWD (μm)=0.25×Δλ (nm) with respect to the change in wavelength Δλ.
一方、半導体レーザlが再生出力PIから記録出力P2
に変化した場合の非点隔差は、第4図に示すように約4
μm変化するが、これはPN接合面に垂直方向の発光点
は移動せず、平行方向の発光点のみが、約4μm垂直方
向の発光点に近ずくよう移動するために発生するもので
ある。従って、第5図に示すようにディスク9に結像す
る光スポット10は、上記垂直方向に対応する方向の集
束位置は変化しないが、平行方向に対応する方向の集束
位置は下記のようにdpだけ変化する。On the other hand, the semiconductor laser l changes from the reproduction output PI to the recording output P2.
As shown in Figure 4, the astigmatism difference when changing to
This occurs because the light emitting point in the direction perpendicular to the PN junction surface does not move, but only the light emitting point in the parallel direction moves approximately 4 μm closer to the light emitting point in the perpendicular direction. Therefore, as shown in FIG. 5, the focusing position of the light spot 10 focused on the disk 9 in the direction corresponding to the perpendicular direction does not change, but the focusing position in the direction corresponding to the parallel direction is dp as shown below. only changes.
ap=ΔAsX(r、/f2)2)2X(1/m2)た
だし、ΔASは半導体レーザ1の非点隔差の変化量、f
、は対物レンズ22の焦点距離、f2はコリメータレン
ズ21の焦点距離、mは整形プリズム4の拡大率である
。本実施例では、f、−4m、f、2m8m、m−2,
0としたが、−最にこの程度の値が使用されている。ap=ΔAs
, is the focal length of the objective lens 22, f2 is the focal length of the collimator lens 21, and m is the magnification of the shaping prism 4. In this example, f, -4m, f, 2m8m, m-2,
Although it was set to 0, a value of this order is often used.
従って、上記のように非点隔差が4μmあると、その集
束位置の変化量は、0.25μmになり、第5図(a)
のごと(各々の方向の集束位置がずれることになる。Therefore, if the astigmatism difference is 4 μm as described above, the amount of change in the focusing position will be 0.25 μm, as shown in Figure 5(a).
(The focusing position in each direction will shift.
さらに、上記出力の変化に伴って半導体レーザ1の波長
は、第3図のごとく変化するため、コリメータレンズ2
1の色収差により、光スポット10の集束位置が変化す
る。半導体レーザlの出力がPlからP2に変化すると
、波長は約5nm長くなるから、上記のように本実施例
のコリメータレンズ21は、その作動距離が
ΔWD−0,25X5=1.25 (μm)変化するよ
う構成されており、この変化により、PN接合面の垂直
方向に対応する方向の光スポットIOの集束位置移動1
1dsは、
ds=ΔWDX (f、/f2)2
−1.25X (4/8) 2 =0.31 (μm)
水平方向に対応する方向の集束位置移動量dpはdP−
ΔWDX (r 1/12)2x (1/m2)−1,
25X (4/8)2XI/22=0.06(μm)
となる。Furthermore, as the wavelength of the semiconductor laser 1 changes as shown in FIG. 3 as the output changes, the collimator lens 2
Due to the chromatic aberration of 1, the focal position of the light spot 10 changes. When the output of the semiconductor laser l changes from Pl to P2, the wavelength increases by about 5 nm, so as mentioned above, the working distance of the collimator lens 21 of this embodiment is ΔWD-0,25X5=1.25 (μm) This change causes the focusing position of the optical spot IO to move in the direction corresponding to the vertical direction of the PN junction surface.
1ds is: ds=ΔWDX (f, /f2)2 -1.25X (4/8)2 =0.31 (μm)
The focusing position movement amount dp in the direction corresponding to the horizontal direction is dP-
ΔWDX (r 1/12)2x (1/m2)-1,
25X (4/8)2XI/22=0.06 (μm).
従って、コリメークレンズ21の色収差によって、ディ
スク9上の光スボント10は0.025μmの非点隔差
が発生することになる。この方向は、第5図(b)のご
とくなり、上記半導体レーザ1の非点隔差による光スポ
ット10の集束位置のずれ(第5図(a))とは方向が
逆になるため、お互いに打ち消し合って非点隔差は無く
なる。Therefore, due to the chromatic aberration of the collimating lens 21, an astigmatism difference of 0.025 μm occurs in the optical substrate 10 on the disk 9. This direction is as shown in FIG. 5(b), and is opposite to the shift in the focusing position of the light spot 10 due to the astigmatism difference of the semiconductor laser 1 (FIG. 5(a)), so they are different from each other. They cancel each other out and the astigmatism difference disappears.
従って、従来のような問題を解決することができる。Therefore, the conventional problems can be solved.
なお、このように非点隔差を補正することにより、コリ
メータレンズ21の色収差が若干残り、光スポント10
の集束位置に色収差にもとすくずれを起こすが、これは
、対物レンズ22にコリメータレンズ21の残存色収差
に相当する過剰な色収差補正をすれば解決する問題であ
る。Note that by correcting the astigmatism difference in this way, some chromatic aberration of the collimator lens 21 remains, and the light spot 10
Chromatic aberration also causes a shift in the focal position of the lens, but this problem can be solved by correcting excessive chromatic aberration corresponding to the residual chromatic aberration of the collimator lens 21 in the objective lens 22.
発明の効果
以上本発明の光ヘッドにより、半導体レーザの出力を変
えた時に起こる非点隔差の変化を抑えることができるた
め、ディスク上に結像する光スボントが非点収差を持つ
ことなく、安定したスポット径を維持でき、それによる
記録周波数特性あるいはクロストーク特性の劣化を防ぐ
ことができる。Effects of the Invention The optical head of the present invention can suppress the change in astigmatism that occurs when the output of the semiconductor laser is changed, so the optical band that forms an image on the disk can be stabilized without astigmatism. The spot diameter can be maintained, and deterioration of recording frequency characteristics or crosstalk characteristics due to this can be prevented.
第1図は本発明の一実施例における光ヘッドの原理図、
第2図は実施例におけるコリメータレンズの色収差の説
明図、第3図は半導体レーザの波長変化を示す特性図、
第4図は半導体レーザの非点隔差の変化を示す特性図、
第5図は実施例における非点隔差の説明図、第6図は従
来の光ヘッドの原理図である。
1・・・・・・半導体レーザ、4・・・・・・整形プリ
ズム、9・・・・・・ディスク、10・・・・・・光ス
ポット、21・・・・・・コリメータレンズ、22・・
・・・・対物レンズ。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第2図
波 畏(λ) Cn訊)
第3図
第4図
手番体レーf出力 (my)FIG. 1 is a principle diagram of an optical head in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the chromatic aberration of the collimator lens in the example, and FIG. 3 is a characteristic diagram showing the wavelength change of the semiconductor laser.
Figure 4 is a characteristic diagram showing changes in astigmatism of a semiconductor laser;
FIG. 5 is an explanatory diagram of the astigmatism difference in the embodiment, and FIG. 6 is a diagram of the principle of a conventional optical head. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor laser, 4... Shaping prism, 9... Disc, 10... Light spot, 21... Collimator lens, 22・・・
...Objective lens. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao (1 person) Figure 3 Figure 4 Hand number output (my)
Claims (2)
を集光するコリメータレンズと、集光された光束の光分
布形状を略円形に整形する整形プリズムと、この整形さ
れた光束を情報記録媒体上に集束させる対物レンズと、
上記情報記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と
から構成され、上記コリメータレンズの色収差により、
上記レーザー光源の非点隔差の変化を補正するようにし
たことを特徴とする光ヘッド。(1) A laser light source, a collimator lens that focuses the diverging light from the laser light source, a shaping prism that shapes the light distribution shape of the focused light beam into a substantially circular shape, and a shaping prism that converts the shaped light beam into an information recording medium. an objective lens that focuses on the
It is composed of a detection optical system that detects the reflected light from the information recording medium, and due to the chromatic aberration of the collimator lens,
An optical head characterized in that the change in astigmatism of the laser light source is corrected.
たことを特徴とする請求項(1)記載の光ヘッド。(2) The optical head according to claim (1), wherein chromatic aberration of the collimator lens is corrected by an objective lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63128954A JPH01298540A (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Optical head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63128954A JPH01298540A (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Optical head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01298540A true JPH01298540A (en) | 1989-12-01 |
Family
ID=14997519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63128954A Pending JPH01298540A (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Optical head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01298540A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5644413A (en) * | 1992-08-07 | 1997-07-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head for adjusting a positional relation between the information medium and the optical head |
KR100478559B1 (en) * | 1997-08-29 | 2005-07-21 | 삼성전자주식회사 | Optical pickup for recordable and playable discs |
-
1988
- 1988-05-26 JP JP63128954A patent/JPH01298540A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5644413A (en) * | 1992-08-07 | 1997-07-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head for adjusting a positional relation between the information medium and the optical head |
KR100478559B1 (en) * | 1997-08-29 | 2005-07-21 | 삼성전자주식회사 | Optical pickup for recordable and playable discs |
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