JPH1173674A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補正ホログラム素子によってビームを分割す
ることになるため、光の利用効率が低く、大幅に光量が
低下してしまう。 【解決手段】 光ディスク反射光は、対物レンズ４を入
射し、ビームスプリッタ２で反射されて光検出器３に入
射されて受光される。光検出器３の受光面は、矩形状の
第１の受光面７ａとこれよりも大径の矩形状の第２の受
光面７ｂとに分割されている。基板厚さ０．６ｍｍの第
１の光ディスク５の再生時には、スイッチ８を閉成し、
第１及び第２の受光面７ａ及び７ｂによりそれぞれ光電
変換されて得られた電気信号を加算器９で加算し、その
加算信号を再生信号として出力する。一方、基板厚さ
１．２ｍｍの第２の光ディスク６の再生時には、スイッ
チ８を開成し、対物レンズ４の中心付近を通過する反射
光を受光する第１の受光面７ａにより光電変換されて得
られた電気信号を加算器９を通して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ヘッド装置に係
り、特に異なる基板厚さを有するコンパクトディスク等
の光記録媒体に対して情報信号を記録再生する光ヘッド
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に使用されている光ディスク装置
においては、ミクロンオーダーの記録媒体面を保護する
ために、透明基板を透過して記録媒体面に微小スポット
を形成する光ヘッド装置が用いられている。

【０００３】このような従来の光ヘッド装置では、内部
のレーザ光源から出射した光を光ディスクの平行平板で
ある透明基板内を収束ビームとして透過させるため、透
過するビームには平行平板の厚さに依存した波面収差が
発生することになる。この波面収差とは、収束ビームの
等位相面の球面からのずれを示すものである。このずれ
が大きいと、収束スポットが回折限界より拡大してしま
い良好な記録再生特性が得られない。従って、回折限界
に近い微小スポットを記録媒体面に形成するために、光
ヘッド光学系においてこの波面収差を補正するようレン
ズ設計がなされている。

【０００４】ところで、光ディスクの基板厚さは、利用
目的によって異なっている。基板厚さが異なると上記波
面収差補正量が異なるため、従来の光ヘッド装置におい
ては特定の基板厚さの光ディスク媒体の記録再生のみし
かできないという問題があった。

【０００５】これに対し、従来、ホログラム素子の０次
透過光と１次回折光を用いて、２つの基板厚さに対応す
る光ヘッド装置も知られている（オプチカルレビュー第
１巻、第１号、２７頁）。

【０００６】この従来の光ヘッド装置では、図７に示す
ように、図示を省略したレーザ光源から出射された光が
補正ホログラム素子２０を透過し、更に対物レンズ４で
光ディスク５又は６に集光される。その反射光は対物レ
ンズ４及び補正ホログラム素子２０をそれぞれ透過して
図示しない光検出器に入射される。

【０００７】ここで、対物レンズ４は０．６ｍｍの基板
厚さの第１の光ディスク５に対応できるように設計され
ており、位相変化の生じない補正ホログラム素子２０の
０次透過光によって、この厚さの光ディスク５の記録情
報信号を再生する。一方、基板厚さ１．２ｍｍの第２の
光ディスク６に対応するため、補正ホログラム素子２０
は、基板厚さの違いによって対物レンズ４の透過光に残
存する収差を補正する１次回折光が発生するように格子
が形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、この従来の
光ヘッド装置では、補正ホログラム素子２０によってビ
ームを分割することになるため、その分割比が０次透過
光５０％、１次回折光５０％としても、往復で２度補正
ホログラム素子２０を透過するため、光の利用効率とし
ては、２５％にしかならず、大幅に光量が低下してしま
うという問題がある。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
異なる基板厚さを有する光ディスク媒体に対して少ない
光量の低下により情報信号を記録再生する光ヘッド装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、記録再生する光を出射するレーザ光源と、
レーザ光源からの出射光を光記録媒体面上に集光する対
物レンズと、対物レンズの中心部分を透過した光記録媒
体からの反射光を受光する第１の受光面と、対物レンズ
の周辺部分を透過した光記録媒体からの反射光を受光す
る第２の受光面とを備えた光検出器と、光記録媒体の基
板厚さに応じて第１及び第２の受光面の各出力信号の和
信号と第１の受光面の出力信号の一方を選択出力する手
段とを有する構成としたものである。

【００１１】また、本発明はレーザ光源と対物レンズと
の間の光路中に設けられ、対物レンズの中心部分を透過
した光記録媒体からの第１の反射光と、対物レンズの周
辺部分を透過した光記録媒体からの第２の反射光を分離
するホログラム素子を設け、光検出器はホログラム素子
により分離された第１及び第２の反射光を別々に受光す
る第１及び第２の受光面を有することを特徴とする。

【００１２】本発明では、対物レンズの中心部分を透過
した光記録媒体からの第１の反射光と、対物レンズの周
辺部分を透過した光記録媒体からの第２の反射光をそれ
ぞれ第１及び第２の受光面に別々に受光し、光記録媒体
の基板厚さに応じて第１及び第２の受光面の各出力信号
の和信号と第１の受光面の出力信号の一方を選択出力す
るようにしたため、ビーム分割による光利用効率の低下
を最小限に抑えることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明になる光ヘッド装置の第１の
実施の形態の構成図を示す。この実施の形態は、レーザ
光源１、ビームスプリッタ２、光検出器３、対物レンズ
４、スイッチ８及び加算器９から構成されている。

【００１４】この実施の形態の動作について説明する
に、レーザ光源１からの出射光はビームスプリッタ２を
透過し、対物レンズ４により第１の光ディスク５又は第
２の光ディスク６の記録面に基板を透過して集光され
る。これにより、得られる光ディスク反射光は、対物レ
ンズ４を入射し、ビームスプリッタ２で反射されて光検
出器３に入射されて受光される。

【００１５】この光検出器３の受光面は、矩形状の第１
の受光面７ａとこれよりも大径の矩形状の第２の受光面
７ｂとに分割されている。基板厚さ０．６ｍｍの第１の
光ディスク５の再生時には、スイッチ８を閉成し（オン
とし）、第１及び第２の受光面７ａ及び７ｂによりそれ
ぞれ光電変換されて得られた電気信号を加算器９で加算
し、その加算信号を再生信号として出力する。対物レン
ズ４を透過した反射光をすべて用いて再生信号を得る。
これは対物レンズ４を透過した光は第１の光ディスク５
の基板を透過して第１の光ディスク５の記録面に焦点一
致して集光するからである。

【００１６】一方、基板厚さ１．２ｍｍの第２の光ディ
スク６の再生時には、スイッチ８を開成し（オフと
し）、対物レンズ４の中心付近を通過する反射光を受光
する第１の受光面７ａにより光電変換されて得られた電
気信号を加算器９を通して出力する。これは、対物レン
ズ４を透過して第２の光ディスク６に向かう光のうち、
対物レンズ４の中心部分を透過した光の方が周辺部分を
透過した光よりも遠方の第２の光ディスク６の記録面に
結像するためで、対物レンズ４を透過した光ディスク６
からの反射光のうち対物レンズ４の中心部分を透過した
反射光のみから再生信号を得るのである。

【００１７】このように、この実施の形態によれば、光
検出器３の受光面の分割のみで２種類の基板厚さの光デ
ィスクに対応することができ、光学素子数の増加が少な
く、また、従来装置にも存在するビームスプリッタのみ
でビームの分割をしているだけなので、補正ホログラム
素子を用いた図７の従来装置に比べて光量の低下が少な
いという特徴がある。

【００１８】なお、上記の実施の形態において、ビーム
スプリッタ２と光検出器３の光路中に平行平板等の非点
収差を発生する素子を設置し、光検出器３を図２に受光
面を示すように４つの受光面１０ａ〜１０ｄに４分割し
た構成とすることにより、非点収差法によるフォーカス
エラー信号やプッシュプル法やヘテロダイン法によるト
ラックエラー信号を得ることができる。

【００１９】また、レーザ光源１とビームスプリッタ２
の間の光路中に回折格子を挿入し、光検出器３を図３に
示すように、３つの受光面１１ａ〜１１ｃを設けた構成
とすることにより、３ビーム法によるトラックエラー信
号を得ることも容易である。

【００２０】更に、レーザ光源１のレーザ光を光ディス
ク５又は６に導く光学系として、コリメートレンズと対
物レンズを使うものでもよいし、偏光ビームスプリッタ
と１／４波長板により反射受光量を多くとる光学系を用
いてもよい。

【００２１】図４は本発明になる光ヘッド装置の第２の
実施の形態の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部
分には同一符号を付してある。図４に示す実施の形態
は、レーザ光源１、対物レンズ４、ホログラム素子１
２、光検出器１３より構成されている。光検出器１３は
図５（ａ）に示すように、２つの２分割受光面１４及び
１つの受光面１５とが直線上に配置された構成である。
また、ホログラム素子１２は、図５（ｂ）に示すよう
に、円形の領域が中心を通る分割線で２つに分割した領
域１８ａ、１８ｂと、これらの領域１８ａ、１８ｂが中
心部に位置された矩形状の領域１８ｃとから構成されて
いる。

【００２２】次に、この第２の実施の形態の動作につい
て説明するに、レーザ光源１から出射されたレーザ光
は、ホログラム素子１２を透過し、対物レンズ４により
第１の光ディスク５又は第２の光ディスク６の記録面に
基板を透過して集光される。これにより、得られる光デ
ィスク反射光は、対物レンズ４を入射し、ホログラム素
子１２で回折されて光検出器１３に入射されて光電変換
される。

【００２３】ここで、ホログラム素子１２の領域分割は
図１の光検出器３の受光面の分割と同等の効果を持つ。
この実施の形態では、図５（ｂ）に示したように、円形
の内部を更に２分割し、フォーカスエラー信号検出に利
用している。光検出器１３は図５（ａ）に示した２つの
２分割受光面１４によりホログラム素子１２の領域１８
ａ、１８ｂで回折された光を受光し、１つの受光面１５
によりホログラム素子１２の領域１８ｃで回折された光
を受光する。図５（ａ）中、１６は受光ビームを示す。

【００２４】２つの２分割受光面１４によりそれぞれ光
電変換して得られた電気信号は、対物レンズ４の中心部
を透過した光ビームの信号出力であり、受光面１５によ
り光電変換して得られた電気信号は、対物レンズ４の周
辺部を透過した光ビームの信号出力である。基板厚さ
０．６ｍｍの第１の光ディスク５の再生時には、第１の
実施の形態で説明したと同じ理由からこれらすべての受
光面１４及び１５の出力信号の和より信号出力を得る。

【００２５】また、基板厚さ１．２ｍｍの第２の光ディ
スク６の再生時には、第１の実施の形態で説明したと同
じ理由から、対物レンズ４を透過した光ディスク６から
の反射光のうち、図５（ｂ）に示したホログラム素子１
２の中心部の２つの領域１８ａ及び１８ｂで回折され
た、対物レンズ４の中心部分を透過した反射光のみから
再生信号を得る。従って、２つの２分割受光面１４から
の各出力信号の和から信号出力を得る。更に、２つの２
分割受光面１４からの各出力信号からナイフエッジ法の
原理によるフォーカスエラー信号を得ることができる。

【００２６】ここで、この実施の形態で用いているホロ
グラム素子１２は、従来装置においてレーザ光源から対
物レンズへ向かう光と、対物レンズを透過したディスク
反射光を光検出器方向へ向かわせるために分離するため
に用いる、ビームスプリッタあるいはホログラム素子と
同様の目的の光学部品であり、従来装置の補正ホログラ
ム素子２０のような光ディスクへ向かう光を常時２つに
分割するためのものではないので、従来装置に比べて光
の利用率を向上できる。

【００２７】従って、この実施の形態によれば、光検出
器１３の受光面の分割とホログラム素子１２を設けるこ
とにより、光量の低下が少なく２種類の基板厚さの光デ
ィスクに対応することができるという特徴がある。

【００２８】なお、図４のレーザ光源１とホログラム素
子２の間の光路中に、回折格子１７を設け、光検出器１
３を図６に示すように、２つの２分割受光面１９ｂ、１
９ｃと、それらの上下に配置した受光面１９ａ及び１９
ｄと、側部に設けた３つの受光面１９ｅ〜１９ｇとから
なる構成とした場合は、３ビーム法によるトラックエラ
ー信号を容易に得ることができる。この素子配置では、
トラックエラー検出用のサブビームについても対物レン
ズ４の中心部と周辺部に分けることが容易に可能とな
る。

【００２９】このように、ホログラム素子１２を用いる
構成は、いろいろなエラー検出方式と組み合わせること
が容易にできるという特徴がある。

【００３０】なお、以上の説明では、第１の受光面と第
２の受光面の境界は円形としているが、対物レンズを並
進させてトラッキング動作を行うような場合は、受光面
でのビームの中心位置が移動する。このような場合に
は、境界をビームの移動方向に長軸をもつ楕円形状とす
ることでビーム移動による再生信号特性の変化を抑制し
ながら、同様の効果を実現することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビーム分割による光利用効率の低下を最小限に抑えるこ
とができるため、光量の低下を従来に比べて少なくでき
る。また、光検出器の受光面の分割のみで２種類の基板
厚さの光ディスクに対応することができるため、光学素
子数の増加が少なく構成することができる。また、本発
明によれば、ホログラム素子により光検出器に対物レン
ズの中心部と周辺部を通るディスク反射光をそれぞれ分
離して入射することができるため、２種類の基板厚さの
光ディスクに対応する装置を容易に構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成図である。

【図２】図１の光検出器の他の例を示す図である。

【図３】図１の光検出器の他の例を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の構成図である。

【図５】図４の光検出器とホログラム素子の一例を示す
図である。

【図６】図４の光検出器の他の例を示す図である。

【図７】従来の一例の構成図である。

【符号の説明】

１ レーザ光源 ２ ビームスプリッタ ３ 光検出器 ４ 対物レンズ ５ 第１の光ディスク ６ 第２の光ディスク ７ａ 第１の受光面 ７ｂ 第２の受光面 ８ スイッチ ９ 加算器 １０ａ〜１０ｄ、１１ａ〜１１ｃ、１５、１９ａ〜１９
ｇ 受光面 １６ 受光ビーム １２ ホログラム素子 １３ 光検出器 １７ 回折格子 １８ａ〜１８ｃ 領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録再生する光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源からの出射光を光記録媒体面上に集光す
   る対物レンズと、前記対物レンズの中心部分を透過した
   前記光記録媒体からの反射光を受光する第１の受光面
   と、前記対物レンズの周辺部分を透過した前記光記録媒
   体からの反射光を受光する第２の受光面とを備えた光検
   出器と、前記光記録媒体の基板厚さに応じて、前記第１
   及び第２の受光面の各出力信号の和信号と前記第１の受
   光面の出力信号の一方を選択出力する手段とを有するこ
   とを特徴とする光ヘッド装置。
2. 【請求項２】前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の
   光路中に設けられ、前記対物レンズの中心部分を透過し
   た前記光記録媒体からの第１の反射光と、前記対物レン
   ズの周辺部分を透過した前記光記録媒体からの第２の反
   射光を分離するホログラム素子を設け、前記光検出器は
   該ホログラム素子により分離された該第１及び第２の反
   射光を別々に受光する第１及び第２の受光面を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
3. 【請求項３】前記光検出器は、前記第１の受光面が直線
   上に配置された２つの２分割受光面であり、前記第２の
   受光面が該２つの２分割受光面と同じ直線上に配置され
   た一つの受光面であることを特徴とする請求項２記載の
   光ヘッド装置。
4. 【請求項４】前記レーザ光源から前記ホログラム素子の
   間の光路中に回折素子を有することを特徴とする請求項
   ２記載の光ヘッド装置。