JPH0792925B2 - 光デイスク装置の光ヘツド - Google Patents

光デイスク装置の光ヘツド

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JPH0792925B2
JPH0792925B2 JP61064203A JP6420386A JPH0792925B2 JP H0792925 B2 JPH0792925 B2 JP H0792925B2 JP 61064203 A JP61064203 A JP 61064203A JP 6420386 A JP6420386 A JP 6420386A JP H0792925 B2 JPH0792925 B2 JP H0792925B2
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light
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optical head
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正輝 渡辺
共司 大隅
信男 鈴木
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/22Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

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装置の光ヘッドに係り、特に光ヘッ
ドから照射される光ビームの焦点合わせを正確に行なう
のに好適な光ディスク装置の光ヘッドに関する。
〔従来の技術〕
光ヘッドにより情報を記録又は再生する光ディスク装置
においては、回転する光ディスクの表面に設けられたト
ラック溝上やトラック溝間に、光ビームを照射し、情報
記録時には、該光ビームの照射パワーを変調することに
より、情報の“1"又は“0"に応じた穴(ピット)等を形
成し、再生時には、微弱なパワーの光ビームを前記光デ
ィスク表面に照射し、ピットの有無等による反射光の強
弱の変化を検出して情報の認識を行なっている。ここ
で、光ディスク上の所望のトラックに情報を記録又は再
生するためには、高精度に前記光ビームを該トラックに
位置決めしかつ焦点合わせをする必要がある。
次に、上記光ビームの位置決めについて、先ず説明す
る。高精度に位置決めするために、光ビームがトラック
中心からどの程度ずれているかを検出する必要がある。
公知の手法としては、トラック溝からの回折光の強度の
変化を検出することで行なうものがある。一般に、この
手法は小形化の要請から、光源には半導体レーザを使用
している。現状で実用されている半導体レーザは、波長
がおおよそ0.83μmの近赤外光のみであるため、トラッ
クピッチ1.6μm、対物レンズの開口数は0.5前後のもの
を使い、第2図に示すように、トラック溝からの回折光
の±1次光23が互いにほぼ接するような状況で得られる
ような使い方になっている。第2図において、21はトラ
ック溝を示す断面であり、22は対物レンズの開口を模式
的に示したものである。従って、トラック溝21からの回
折光23のうち対物レンズに入射するのは、上記対物レン
ズの開口22内の範囲のものとなる。
トラックずれの検出は、前記光ビームがトラック溝21か
らずれると、前記±1次回折光23の強度に差が生じるこ
とを利用して行なっている。即ち、第3図(a)に示す
様に、トラック溝21に正確に光ビーム31が照射された場
合には、回折光強度41の最も強い部分がトラック溝21の
位置と一致する。ところが、第3図(b),(c)に示
す様に、トラック溝21に正確に光ビーム31が照射されな
い場合には、回折光強度41の強度の最も強い部分がトラ
ック溝21からのずれに応じて左右に移動する。光ビーム
の位置合わせは、上記回折光23の回折光強度41を検出す
る事によって行なわれる。
次に、上記回折光強度41を検出して、位置決めする機構
について、第4図に示す光ヘッドを用いて説明する。第
4図に示す様に、半導体レーザ素子51から出力された楕
円形強度分布をもつ光は、コリメータレンズ52で平行光
に変換され、三角プリズム53で短軸方向の強度分布が補
正される。三角プリズム53の出力光は、ビームスプリッ
タ54、1/4波長板55、トラッキング用回動ミラー56、対
物レンズ57を通して情報記録面58上のトラック溝21に集
束される。情報記録面58からの反射光はビームスプリッ
タ54で分離された後、光量分離プリズム59を介して、レ
ンズ61、トラッキング検出用の2分割光検出器62に入力
される。2分割光検出器62からの電気信号を差動アンプ
63に通すと、前記トラック溝21からのずれに応じて、プ
ラス又はマイナスのトラックずれ検出信号が得られ、上
記ずれが検出されるわけである。上記トラックずれ検出
信号は、トラッキング信号処理回路(図示しない)で処
理され、トラッキング用回動ミラー56の角度を制御する
ボイスコイル64にフィードバックされ、これによって、
光ビームがトラック溝21に正確に位置決めされる。
次に、光ビームの焦点合わせについて説明する。第4図
において、情報記録面58からの反射光、すなわちトラッ
ク溝21からの回折光は、光量分離プリズム59によって、
焦点ずれ検出光学系70にも入射される。
第5図は上記焦点ずれ検出光学系70の具体例を示す図で
あり、特開昭57−108811号公報に開示されているもので
ある。第5図に示す焦点ずれ検出光学系70は、凸レンズ
71と、円柱レンズ72と、ナイフエッジ73と、4分割光検
出器74とから構成されている。ここで、円柱レンズ72
は、図示していないが、トラック溝21に対して45゜の傾
きを持ち、かつナイフエッジ73は、凸レンズ71と円柱レ
ンズ72とが形成する最小錯乱円の半分を前記トラック溝
21と平行な向きに遮光するものである。上記の構成によ
り、4分割光検出器74には、特開昭57−108811号公報に
開示されている様に、情報記録面58に対する光ビームの
焦点ずれに応じて、次の様なパターンが照射される。即
ち、第6図に示す様に、対物レンズ57を通過した光ビー
ムの光スポット75が情報記録面58上に正確に焦点合わせ
された場合には、第7図(a)に示す様に、半月状光パ
ターン76の直線部が4分割光検出器74の分割線77に対し
て平行になる。しかし、光スポット75が情報記録面58上
に焦点合わせされず、第6図中に示す矢印Aの方向にず
れた場合には、第7図(b)に示す様に、半月状光パタ
ーン76が左回りに回転する。逆に、第6図中に示す矢印
Bの方向にずれた場合には、第7図(c)に示す様に、
右回りに回転する。光スポット75が情報記録面58から焦
点ずれして、第7図(b),(c)に示す様に、半月状
光パターン76が回転している場合には、4分割光検出器
74の検出部74a,74bからの2つの出力の差が零になる様
に、対物レンズアクチュエータ78を制御して、焦点合わ
せが行なわれる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した様に、焦点ずれ検出光学系70は、情報記録面58
からの反射光を用いて、第7図(a),(b),(c)
に示す様な半月状パターン76を形成し、焦点合わせを行
なうものであるが、このとき4分割光検出器74の検出部
74a,74bからの出力の差が零になっても、仮に半月状パ
ターンの各部分の光強度が均一でないとすると、焦点合
わせは正確に行なわれないことになる。半月状パターン
76の各部分の光強度を不均一にする第1の原因は、情報
記録面58の反射光に含まれるトラック溝21の回折光であ
る。しかし、上記回折光による半月状パターン76の各部
分の光強度の不均一は、第8図に示す様に、合焦点状態
において、±1次回折光23の対称軸24を分割線77aと略
一致させることにより解決できる。換言すれば、±1次
回折光23の対称軸24と4分割光検出器74の一対の検出部
74a,74b及び74c,74dを規定する差動分割線77bとをほぼ
直交するように配置することによって解決できる。上記
対称軸24は、トラックの中心線を示している。上記の配
置をとることにより、4分割光検出器74の検出部74a,74
bに入射される光量が同等になるからである。ここで、
差動分割線とは、一般に、光検出器の左右検出部(上記
の例の場合には、検出部74aと74b、及びその上部に位置
する検出部74cと74d)の面積が同一になるように定めら
れている直線を言う。
また、半月状パターン76の各部分の光強度を不均一にす
る第2の原因は第4図に示すコリメータレンズ52や対物
レンズ57のコマ収差である。一般に、コリメータレンズ
52や対物レンズ57は、情報記録面58からの反射光を良好
に絞り込んだ光ビームスポットにするために、各種の収
差を補正するべく、複数枚のレンズの組合せから構成さ
れている。しかしながら、完全な収差補正は困難である
ばかりか、初期にはある程度の収差補正がなされていて
も、温度変化や湿度変化等で、構成レンズ間の相互の位
置ずれなどによって、いわゆるコマ収差が生じる。この
コマ収差は、前記した情報記録面58からの反射光に強度
変化を生じさせる。従って、焦点ずれ検出光学系70の4
分割光検出部74に照射される半月状パターン76の各部分
の光強度が不均一になり、検出部74a,74bの出力差が零
になる様に対物レンズアクチュエータ78を制御しても、
光スポット75の焦点合わせが正確に行なわれない事態が
生じる。
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、対物レンズなどによる光ビームスポットの波面収
差、特にコマ収差の影響による情報記録面からの反射光
の強度変化が、焦点ずれ検出に影響を与えることを防止
し、正確に焦点合わせを行なうことが可能な光ディスク
装置の光ヘッドを提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の光ディスク装置の光ヘッドは、光源からのレー
ザ光を集光して光スポットを形成し、上記光スポットを
情報記録面上のトラック溝に照射し、トラック溝からの
回折光を含む反射光に基づいて、上記光スポットの位置
決めを行なうための光学系と焦点合わせを行なうための
光学系とを備えた光ディスク装置の光ヘッドであって、
上記焦点合わせを行なうための光学系の光検出器は分割
形成されており、さらに上記光検出器の分割部分からそ
れぞれ出力される電気信号の出力差に基づいて焦点ずれ
を検出するため、光検出器に照射される上記回折光の+
1次回折光と−1次回折光との対称軸(トラック中心線
を示す)と、上記光検出器の分割部分からそれぞれ出力
される電気信号の出力差を取る少なくとも一対の分割部
分を定める差動分割線とが、合焦点状態においてほぼ直
交するように配置されている光ヘッドに適用されるもの
であり、次の特徴を有している。すなわち、光ヘッドを
構成するレンズの光軸と直交する面上で、上記レンズの
コマ収差を示すS字状の干渉縞のうち、中央部平行縞の
方向とトラック溝の方向とが光学的にほぼ直交する様に
配置されていることを特徴としている。
〔作 用〕
前述のコマ収差には方向性がある。例えば公知のフィゾ
ー形干渉計を使って得られるレンズの干渉縞を見ると、
コマ収差がない場合、第9図(a)に示すような平行で
等間隔の白黒の干渉縞が得られる。これに対し、コマ収
差がある場合は、第9図(b)に示すように例えばS字
状に曲がった干渉縞が得られる。このことは、上記コマ
収差のあるレンズを通った光の波面に曲がりがあること
を示し、トラック溝等の回折光には該波面の曲がりに応
じた光の強度の変化となって表われてしまうことを意味
する。
本発明は、上記したコマ収差の方向性を利用して、第5
図に示す4分割光検出器74の検出部74a,74bに同じ様に
強度変化を受けたトラック溝からの反射光による半月状
パターンを照射させ、コマ収差に基づく光の強度変化の
影響を除去するものである。即ち、コマ収差は、第9図
(b)に示す様に、S字状に干渉縞で示され、S字の中
心位置12を中心とした点対称となる。そこで、今、干渉
縞の中央平行縞の方向に軸13を考え、この軸13とトラッ
ク溝とが直角になる様にレンズを光軸まわりに回転させ
る。これによってトラック溝による反射光は、4分割光
検出器74の検出部74a,74bに対して、同じ様に強度変化
を受けた回折光を含むものになる。その結果、検出部74
aと74bの受光面積とその出力が正確に比例する様にな
り、正確な焦点合わせを実現することが可能になる。
なお、本発明は、光検出器に照射される+1次回折光と
−1次回折光との対称軸(トラック中心線を示す)と、
光検出器の分割部分からそれぞれ出力される電気信号の
出力差を取る少なくとも一対の分割部分を定める差動分
割線とが、合焦点状態においてほぼ直交するように光学
的に配置されている光ヘッドを前提としてなされたもの
である。
〔実施例〕
添付の図面に示す実施例により、更に本発明について詳
細に説明する。
第10図は、対物レンズやコリメータレンズのコマ収差の
方向性を見出すために用いる公知のフィゾー干渉計であ
る。第10図において、91は光源用レーザ、92はビームエ
キスパンダ、93は参照用光透過平面、94は被測定用レン
ズ、95は反射球面、96はカメラ、97はモニタテレビであ
る。本実施例では、第9図に示すフィゾー干渉計を用い
て、対物レンズやコリメータレンズのコマ収差の干渉縞
をモニタする。次に第1図(a),(b)に示す様に、
モニタされたコマ収差を示すS字状干渉縞の中央平行縞
の方向を示す軸13と一定の関連性を対物レンズ57(又は
コリメータレンズ52)の鏡筒にを有するマーク11を付
す。次に、この様にマーキングされた対物レンズ57又は
コリメータレンズ52を光ヘッドに組み込む際に、上記マ
ーク11によりコマ収差の方向性を認識し、第1図(b)
に示す様に、コマ収差の方向性を示す軸13とトラック溝
21とが直交する様に、上記対物レンズ57やコリメータレ
ンズ52を光軸のまわりに回転あわせする。
上記した様に、コマ収差の干渉縞の方向性を示す対称軸
13とトラック溝21とを直交させることにより、第5図及
び第7図(a),(b),(c)に示した4分割光検出
器74上の半月状パターン76が均等の光強度で照射され
る。そのため、4分割光検出器74の検出部74a,74bの出
力が半月状パターン76の受光面積に正確に比例したもの
となり、高精度で光スポット75の焦点合わせを行なうこ
とが可能になる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、光ヘッ
ドに用いる対物レンズやコリメータレンズにコマ収差が
あっても、焦点合わせが上記コマ収差によって影響を受
けることを有効に防止することができる。従って、特別
に波面収差の良好なレンズを選別して使用するなどのこ
とが不要になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b)は本発明の一実施例を示す説明
図、第2図はトラック溝による回折光と対物レンズ開口
との関係を示す説明図、第3図(a),(b),(c)
はトラック溝に入射される光ビームの位置ずれと回折光
強度の関連性を示す説明図、第4図は光ヘッドの具体例
を示す説明図、第5図は第4図に示す焦点ずれ検出光学
系の詳細を示す説明図、第6図は情報記録面上に光ビー
ムを集光し光スポットを形成する状態を示す説明図、第
7図(a),(b),(c)及び第8図は焦点合わせ時
に第5図中に示す4分割光検出器に照射される半月状パ
ターンを示す説明図、第9図(a)はレンズにコマ収差
がないときの干渉縞を示す図、第9図(b)はレンズに
コマ収差がある場合の干渉縞を示す図、第10図はフィゾ
ー干渉計を示す説明図である。 11……マーク、12……干渉縞の中心位置、13……軸、21
……トラック溝、51……半導体レーザ素子、52……コリ
メータレンズ、53……三角プリズム、54……ビームスプ
リッタ、56……トラッキング用回動ミラー、57……対物
レンズ、58……情報記録面、59……光量分離プリズム、
62……2分割検出器、64……ボイスコイル、70……焦点
ずれ検出光学系、71……凸レンズ、72……円柱レンズ、
73……ナイフエッジ、74……4分割光検出器、75……光
スポット、76……半月状パターン、77a……分割線、77b
……差動分割線、78……対物レンズアクチュエータ、91
……光源用レーザ、92……ビームエキスパンダ、94……
被測定用レンズ、95……反射球面、96……カメラ、97…
…モニタテレビ。
フロントページの続き (72)発明者 大隅 共司 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 鈴木 信男 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源からのレーザ光を集光して光スポット
    を形成し、上記光スポットを情報記録面上のトラック溝
    に照射し、トラック溝からの反射光中に含まれる回折光
    に基づいて、上記光スポットの位置決めを行なうための
    と光学系と焦点合わせを行なうための光学系とを備えた
    光ディスク装置の光ヘッドであって、上記焦点合わせを
    行なうための光学系の光検出器は分割形成されており、
    さらに上記光検出器の分割部分からそれぞれ出力される
    電気信号の出力差に基づいて焦点ずれを検出するため、
    光検出器に照射される上記回折光の+1次回折光と−1
    次回折光との対称軸で示されるトラック中心線と、上記
    電気信号の出力差を取る少なくとも一対の分割部分を光
    検出器上で規定する差動分割線とが、合焦点状態におい
    てほぼ直交するように配置されている光ヘッドにおい
    て、 上記光ヘッドを構成するレンズの光軸と直交する面上
    で、上記レンズのコマ収差を示すS字状の干渉縞のう
    ち、中央部平行縞の方向とトラック溝の方向とが光学的
    にほぼ直交するように、上記レンズが配置されているこ
    とを特徴とする光ディスク装置の光ヘッド。
  2. 【請求項2】前記コマ収差を示すS字状の干渉縞のう
    ち、中央部平行縞の方向と一定の関連性を有するマーク
    を、鏡筒に付したレンズを用いていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の光ディスク装置の光ヘッ
    ド。
  3. 【請求項3】前記レンズは対物レンズであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の光ディス
    ク装置の光ヘッド。
  4. 【請求項4】前記レンズはコリメータレンズであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の光
    ディスク装置の光ヘッド。
JP61064203A 1986-03-24 1986-03-24 光デイスク装置の光ヘツド Expired - Lifetime JPH0792925B2 (ja)

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US07/029,549 US4807212A (en) 1986-03-24 1987-03-24 Correcting for comatic aberration in an optical head of an optical disk apparatus

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JPS62222440A JPS62222440A (ja) 1987-09-30
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