JPS60197950A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は１例えば画像ファイル、静止画ファイル、ＣＯ
Ｍ等に用いられ光学的に情報を記録・再生することので
きる光学ヘッドの改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

高速に情報の記録を行なうことのできる装置として、記
録と同時にそれを読取り記録内容を１認する機能を持つ
光学ヘッドが知られている。

第１図は、一般的な光学ヘッドを用いて、情報記憶媒体
に記録を行う場合の説明図であり、溝形状をしたトラッ
キングガイド１を有する情報記憶媒体の記録層表面２上
に対物レンズ３を通過した記録用レーザー光４．読取シ
用レーザー光５．先行ビーム６が集光され、各々記録用
集光ビームスポット７、読取り用集光ビームスポット８
．先行集光ビームスポット９を形成している。記録用レ
ーザー光４は情報記憶媒体の記録層に対し、穴を開けた
り、屈折率・反射率等の光学的竹性を変化させる等、局
所的に状態の変化を起こさせて情報の記録を行なうため
点滅可能であり、記録用集光ビームスポット７はトラッ
キングガイド１に沿って移動する。記録用レーザー光４
が点灯した所で情報記憶媒体の配録層表面２上に局所的
な変化が生じ新たに記録された情報信号ピット１０が形
成される０そして記録用集光ビームスポット７の後方に
、その記録内容を確認するため、読取り用レーザー光５
からの読取り用集光ビームスポット８が存在している。

さらに進行方向にｉＪ　Ｌ記録用集光ビームスポット７
の両方に、先行ビーム６からの先行集光ビームスポット
９を形成し、記録前の状態を検知している。ここで記録
用レーザー光４．読取り用レーザー光５．先行ビーム６
は同一の対物レンズ３を通過するが、対物レンズ３通過
前の平行光の状態で記録用レーザー光４の光軸Ｗと読取
シ用し−ザー光５０光軸ｒと先行ビーム６の光軸ｐとが
わずかに傾いているため、情報記憶媒体の記録層表面２
上で記録用集光ビームスポット７と、読取り用集光ビー
ムスポット８と先行集光ビームスポット９とが離れた位
置に存在している。

ところが、以上の様な光学ヘッドは次の様な問題点を有
している。

０〕読取シ用光検出器上に記録用レーザー光が入らない
ように、読取り用レーザー光と記録用レーザー光の波長
を変え、ダイクロイックミラーにより分離する方法が知
られているが、［Ｆ］記録用レーザーがマルチモード発
振するためにある特定の波長を持った光がダイクロイッ
クミラーを通過する。■記録用レーザー素子にバラ付き
があり、素子により一発振波長が異なる０■ダイクロイ
ツクミラーでも１００チ記録用レーザー光を遮光するこ
とはできない０■記録用レーザー光の迷光が発生する。

等の理由により読取り用レーザー光の検出部に記録用レ
ーザー光の一部が入り込む。

〔＠記録時に記録用レーザー光は非常に高速に点滅する
ので、記録用レーザー光が焦点ぼけ検出用光検出器また
はトラックずれ検出用光検出器上に入射すると焦点ぼけ
検出、トラックずれ検出に悪影響を及ぼす。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、情報の
記録時に、記録用レーザー光の１響を受けることなく安
定に焦点はけ検出、焦点ぼけ補正を行なうことのできる
光学ヘッドを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、光源と、この光
源からの光を情報記憶媒体へ導く光学手段と、この情報
記憶媒体からの反射光を検知する光検出器とからなる光
学ヘッドにおいて、この光検出器が光感知領域と光年感
知領域とを有し、光感知領域には焦点ぼり検出に用いる
光を、また光年感知領域には、情報記憶媒体に情報の記
録を行なう時に用いる光を照射することにより、情報の
記録時に、記録用レーザー光の影響を受けることなく安
定に焦点ぼけ検出、焦点はけ補正を行なうことのできる
光学ヘッドである０ 〔発明の実施例〕 以下、本発明釜図示の一実施例を参照しながら説明する
。

第１図は、一般的な光学ヘジドを用いて、情報記憶媒体
に配録を行う場合の説明図であシ、本発明においても適
用される。第２図は第１図に示す光学ヘッドのブロック
図であり以下にその構成を説明する。実線は光学部品及
び光路を示し、破線は制御回路系を示す。この光学系は
記録用レーザー光源１１と読取り用多重レーザー光１２
を分離し、分離された各々のレーザー光は同一の朶光部
（対物レンズ）２６を通過することを特徴としている。

情報の読取りを行なっている時は記録用レーザー光源１
１は消えている。新たな情報の記録を行なう時は、記録
すべき情報を有した信号が記録用情報信号発生器１３か
ら記録用レーザー駆動回路１４に伝えられそれに合わせ
て記録用レーザー光源１１が点滅する。記録用レーザー
光源１１の裏側から出た光を記録用レーザー光量モニタ
一部１５で受光する。点灯時の記録用レーザー光量が常
に一定になるように記録用レーザー光量モニタ一部１５
の出力を記録用レーザー駆動回路１４に負帰壌かける。

情報の記録、読取りにかかわらず読取り用多重レーザー
光源１２から発光する光量は常に一定に保っておく。読
取り用多重レーザー光源１２からは読取シ用し−ザー光
と先行ビームが作られる。読取り用多重レーザー光源１
２の場合もそこから発した光の一部を読取り用レーザー
光量モニタ一部１６で検出し、＆取り用レーザ−１駆動
回路１７１Ｃ負帰壌をかけ出力光量の安定化をはかつて
いる。記録用レーザー光、読取り用レーザー光、先行ビ
ームは多重レーザー光処理部１８で統合され、集光部（
対物レンズ）２６を経て情報記憶媒体１９上に集光され
る。また情報記憶媒体１９上で反射した光は再び集光部
（対物レンズ）２６を通過した彼。

多重レーザー光処凰部１８を介して先行ビーム反射光量
検出部２０．情報信号読取り部２１゜トラックずれ検出
部２２．焦点ぼけ検出′部２３にそれぞれ分配される。

但し情報信号読取り部２１、トラックずれ検出部２２は
同一の光検出器で共用される場合が多い。またトラック
ずれ検出部２２と焦点ぼけ検出部２３の出力はトラック
ずれ・焦点はけ補正回路２４を経て集光部（対物レンズ
）２６を２軸方向に動かして補正を行なうトラックずれ
、焦点はけ補正駆動回路２５に送られる。

次に第２図における銃取り用多重レーザー光源１２と多
重レーザー光処理部１８の具体的な構成を説明する。読
取り用多重レーザー光源１２は１個の読取り用レーザー
光源２７を持ち、多重レーザー光発生部２８にて、読取
シ用し−ザー光と先行ビームとに分ける。また多重レー
ザー光処理部１８は、レーザー光合成部２９゜アインレ
ーション部３０．レーザー光分離部３１に分かれる０多
重レーザー光発生部２８にて作られた多ｌ読取り用レー
ザー光（読取シ用し−ザー光と先行ビーム）と記録用レ
ーザー光はレーザー光合成部２９ＶＣより合成され、　
ｔｌぼ類似した光路を通る。レーザー光合成部２９を通
過した多重レーザー光は、偏光ビームスグリツタ−と”
？’／４板とからなるアイソレーション部３０を通り、
集光部（対物レンズ）２６を経て情報記憶媒体１９に到
着する。情報記憶媒体１９上で反射し再び集光部（対物
レンズ）２６を通過した多重レーザー光はアイソレーシ
ョン部３０の働きでレーザー光分離部３１の方向へ向け
られる。この多重レーザー光をレーザー光分離部３１に
て分離して先行ビーム反射光量検出部２０．焦点ぼけ検
出部２３．トランクずれ検出部２２．情報信号読取り部
２１に各々分けて送る。これらの各ブロックは必要不可
欠ではあるが、１個の光検出器上に４つのブロックが構
成されるという構造は装置の安定性・信頼性の面から若
干の無理が生じる。そこで多くの場合、レーザー光分離
部３１内では、情報記憶媒体１９で反射し戻ってきた光
のうち必要な一部のみを抜出して各検出部へ投射してい
る。具体的−例をあげる。情報記憶媒体１９で反射しア
イソレーション部３０で分離し検出系へ進む光は、記録
用レーザー光、読取り用レーザー光。

先行ビームが重なっている状態になっている。

レーザー光分離部３１内部ではそれをまず始めに・・−
フプリズムによシ２分割する０２分割された一方の光に
おいては読取り用レーザー光のみを記録用レーザー光、
先行ビームから分離して取り出し２分割された光検出器
上に投光する。

この２分割光検出器によシ情報信号を読取るとともに１
情報記憶媒体の記録層表面からの反射光の回折パターン
を用いて検出するブツシュグル法を用いてトラックずれ
を検出する。つまりこの２分割光検出器で第２図のＡブ
ロックを形成する。ハーフプリズムによシ分割されたも
う片方の光の内、先行ビームのみをレーザー光分離部３
１の一部で取り出し、先行ビーム反射光量検出部２０へ
投光するとともに、読取シ用し−ザー光を抜出し、それ
を用いて焦点埋は検出を行なう。焦点ぼけ検出部２３と
先行ビーム反射光１検出部２０を１個の光検′出器が具
備し、第２図のＢブロックを形成することも可能である
０ ここで、レーザー光分離部３１における分離方法につい
て検討−する。一般に記録用レーザー光は、読取り用レ
ーザー元より非常に大きい光量で高速点滅を繰返してい
る。したがってこの様な記録用レーザー光を一焦点ぼけ
検出やトラックずれ検出に用いると、焦点ぼけ補正やト
ラックずれ補正が不安定となってしまう。そこで記録用
レーザー光の影響を取り除くために、光学的手段により
先行ビーム反射光量検出部２０゜情報信号読取り部２１
のみならずトラックずれ検出部２２．焦点ぼけ検出部２
３にも記録用レーザー光が入シ込まないように遮光する
ことが望ましい。また、読取り用レーザー光によシ読取
り用集光ビームスポットと、先行ビームによる先行集光
ビームスポットの２つの集光ビームスポットを用いて焦
点ぼけ検出を行なおうとすると読取り用レーザー光量と
先行ビーム光量との違いにより焦点ぼけ量に影響がでて
くる。さらにトランクずれ検出を行なうブツシュグル法
の場合には、検出用に用いる集光ビームスポットは１個
である方が検出が容易になることは。

いうまでもない。以上から情報記憶媒体の記録ｉＨ上の
１個の集光ビームスポットを用いて焦点ぼけ検出を行な
うとともに、１個の集光ビームスポットを用いてトラン
クずれ検出を行なう方法が本発明では用いられている０
特に焦点はけ検出用の集光ビームスポットとトランクず
れ検出用の集光ビームスポットを共通にする必要性はな
いが、情報記憶媒体の記録層表面の複数の集光ビームス
ボッ）Ｋ対し重要性の高い集光ビームスポット１個を基
準として選びその集光ビームスポットに合わせて焦点ぼ
け補正とトラックずれ補正とを行ない、それに付随して
他の集光ビームスポットが形成されるようにした方が全
体の系としては比較的安定する。また、この基準とする
集光ビームスポットは記録用集光ビームスポット以外に
すべきである０本発明の寮施例としてはｎＫ、精度の良
い合焦点状態であることが要求されている読取り用集光
ビームスポットが用いられる。

第２図の情報記憶媒体１９で反射し、アイソレーション
部３０で分離された光は、レーザー光分離部３１の一部
槽成部品である・・−フプリズムで２分割され、一方は
第３図の光学系へ、そして他方は第４図又は第５図の光
学系へ送られる。

まず第３図の光学系について説明する。第３図は第２図
における光学ヘッドのトランクずれ・信号読取り検出部
の説明図である。光検出器３２上では、情報信号の読取
りとトラックずれ検出を行なう。（第２図のＡブロック
に対応する。）第３図に示す様に平行光状態では、記録
用レーザー光４．読取り用レーザー光５．先行ビーム６
は各々重なり合って混在している。しかし、記録用レー
ザー先光軸Ｗ、読取り用レーザー光光軸ｒ、先行ビーム
光軸ｐとが互いにわずかに傾いているので、投射レンズ
３３を用いるとその集光点もしくはその近傍で読取り用
集光ビームスポットと記録用集光ビームスポット７と先
行ビームスポット９とに分離される。この現象を利用し
、合焦点時の検出系での集光点もしくはその近傍に光抜
出し部材３４を置いてＵｔ取り用レーザー光５のみを取
出し光検出器３２上へ投射し、た。光抜出し部材３４と
してナイフェツジを用いると比較的高精度の調整が容易
に行なえる。また、先行ビーム６と記録用レーザー光４
とを完全Ｋａ光することができるので両者の影響を受け
ることなく安定罠読取り用レーザー光５のみを取出すと
七ができる。トラックずれ検出方法と１２てブツシュグ
ル法が存在し、これは、合焦点特集光スポットが情報記
憶媒体の記録層表面２にあるトラッキングガイド１を横
切るとその集光点に対する７ア一フイールド面上に左右
非対称なパターンが現われることを利用し、トラッキン
グガイドｌの伸びる方向を投影した方向に直角に２個の
光検出セル（光感動領域）を配列した光検出器をファー
フィールド面上に＃、き、各光検出セルからの検出信号
の差を用いてトランクずれを検出する方法である。第３
図では、光抜出し部材３４で抜出した読取多用レーザー
光５の進行方向に、分割された光検出器３２を置き、２
つの光検出セル（光感動領域）３ｓＣ，３５Ｄの並ぶ方
向を集光ビームスポットの並ぶ方向に対し直角にするこ
とによりブツシュグル法を用いてトラックずれ検出を行
なうことができる。この時光検出器３２は、読取り用レ
ーザー光５の集光点位置においても左右非対称なパター
ンが現われずトラックずれが検出できない。しかし集光
点での読取り用レーザー光５の焦点深度の長さ以上に、
その集光点より後方に光検出器３２を置けば安定したト
ランクずれ検出信号が得られることを実験によシ確かめ
た。また２つの光検出セル（光感動領域）３５Ｃ，３５
Ｄの検出信号を加算するととＫよ多情報信号の読取シを
行なうこともできる。第３図に示すような光学ヘッドの
組立ては通常、光検出器３２と光抜出し部材３４を別々
に準備し、読取り用レーザー先光軸ｒｌｃ合わせて光検
出器３２の位置決めを行なった後、最適位置に光抜出し
部材３４を設置する方法が考えられるー。光検出器３２
上の読取り用レーザー光５のスポットサイズよりも光検
出セル（光感動領域）３５０，３５Ｄの面積の方が充分
広い場合には読取多用レーザー光５が光検出セル（光感
動領域）３５Ｃ，３５Ｄからはみ出さない限シは、光検
出器３２の中心と、読取り用レーザー光光軸ｒとが光検
出セル（光感動領域）３５Ｃ，３５Ｄの並らぶ方向に対
し直角方向にずれていても蓋しつかえないｏしたがって
光検出器３２と光抜出し部材３４をあらかじめ一体物と
し、両者間の位置を機械的精度で決めるとともに光抜出
し部材３４の抜出し端面３６と分割された光検出器３２
上の少なくとも２つの光検出セル３５Ｃと３５Ｄの並ぶ
方向とを平行にすることによシ光学ヘッドの組立て調整
をよシ簡単に行なうことができる０まだ光抜出し部材３
４の抜出し端面３６と合焦点時に多重レーザー光の集光
面上に並ぶ各レーザー光の集光ビームスポットの並ぶ方
向とは直角になっている０実際に第３図に示す光学ヘッ
ドの組立て調整は以下の様に行なう０まず常に別の系を
用いて合焦点状態を保ち光検出器３２と一体化した光抜
出し部材３４を左右に動かしながら光検出器３２方向に
透過した光量を測定することによシ光抜出し部材３４が
存在する面上でのビームスポットサイズを知ることがで
きる。次に光抜き出し部材３４を上下方向にずらして同
様の測定を繰返すことによシ読取シ用し−ザー光５の集
光点の上下位置がまる。さらに読取多用レーザー光５を
通過させ、記録用レーザー光４を遮光する適当な位置に
光抜出し部材３４の左右方向を決める。最後に光検出セ
ル３５のＣとＤＫ均等に読取多用レーザー光５が当たる
ように光検出器３２の奥行き方向の位置を決める。

以上の様に位置決めされた光検出器３２の光検出を行な
うチップはカンタイブのパッケージに内蔵され光の入っ
て来る前面にはカバーカラスが取り付けである。実際は
、そのカバーカラスの一部を着色したり、テープを貼っ
たり、又はナイフェツジ板を乗せる等してカバーカラス
の一部に光抜出し部材を形成することによシ、光抜出し
部材３４と分割された光検出器３２を一体物として構成
することができる０ 次に本発明の一寅施例を第４図を用いてより具体的に説
明する。第４図は本発明に係る光学ヘッドの一実施例に
おける焦点ぼけ・先行ビーム反射光量検出部の説明図で
ある。光検出器３７上では、読取り用レーザー光５を取
出して焦点ぼけを検出するとともに先行ビーム６を抜出
して先行ビーム反射光量の検出を行なう。

（第２図のＢブロックに対応する。）ここでも合沖点時
、読取り用レーザー光光軸ｆと記録用レーザー光光軸Ｗ
と先行ビーム光軸ｐとが互いＫわずかに傾いているので
投射レンズ３３を用いると、その集光面もしくはその近
傍で各レーザー光が幾何学的に分離されるという現象を
利用している。そのためには合焦点時、検出系での集光
面もしくはその近傍に焦点はけを行なう光杉「小器を置
いた焦点ぼけ検出方式を用いる必要がある。第４図はそ
の一例として光路の途中罠遮光板３８を販き光の一部の
みを抜出し、合焦点時、検出系での集光点もしくはその
近傍に光検出器３７を置いて焦点ぼけ検出を行なう検出
方法が用いられている。光検出器３７は、焦点ぼけ検出
に用いるレーザー光の作る集光、ビームスポットのごく
近傍に２個の光検出セル（光感動領域）３９Ｂ、３９Ｆ
を形成しであるＯ第４図に示すものは、記録用レーザー
光４．読取り用レーザー光５．先行ビーム６０波長が等
しい場合もしくは波長が異なっていてもダイクロインク
ミラーを使わない場合でｈる０各レーザー光は、焦点ぼ
け検出用に具備した遮光板３８を通り抜けた後、投射レ
ンズ３３に、より集光され光検出器３７上に照射される
０ここで光検出器３７は、合焦点時、検出系方向での集
光面もしくはその近傍に置かれているため、光検出器３
７上で読取り用レーザー光５と記録用レーザー光４とを
幾何学的に分離させ読取り用レーザー光５を光検出セル
（光感動領域）３９上に、また記録用レーザー光６を光
年感知領域４０上に照射している。詳細に説明すると、
光検出器３７内で焦点ぼけ検出に用いる２分割さ゛れた
光検出セル（光感動領域）３９の一部に光年感知領域４
０を形成し、合焦点時、記録用レーザー光４を仁の光年
感知領域４０内に照射させるよう罠した。光年感知領域
４０内では全く光を感知しないので記録用集゛光ビーム
スポット７がいくら点滅を繰返したとしても焦点ぼけ検
出用光検出セル（光感動領域）３９には何ら影響を及は
さない。そして光検出セル３９（光感動領域）の幅をあ
る程度広くすると光検出器３７上での胱取り用集光ビー
ムスポット８と記録用集光ビームスポット７０間隔を非
常に狭くした場合でも、焦点がわずかずれただけでも読
取り用集光ビームスポット８のサイズが広がりこの光検
出セル３９（光感動領域）から外へはみ出してしまうと
いうことを防止できる。なお、集光ビームスポット８と
記録用集光ビームスポット７０間隔がそれｐｌど狭ぐな
い場合には、第５図に示すように光検出器４１上の光感
動領域４２の外側圧光不感知領域４３を設けここに記録
用レーザー光４を照射し、てもよい。

ところで第４図における光年感知領域４０の形成方法と
しては光検出セル（光感動領域）３９０Ｆ上に局所的に
光反射性の膜もしくは光吸収性の膜を積層する方法があ
る０本実施例ではＡＡ’、Ｃｒ、Ａｕ等を５００Ａ以上
（好ましくは成した。また光吸収性の膜としては炭素膜
９色素膜を用いることができる０また他の形成方法とし
ては、光検出セル（光感動領域）３９Ｆの一部をエツチ
ングにより除去したものを用いることもで色る。

以上は焦点ぼけ検出の説明であるが１次に先行ビーム検
出について説明する０同一の光検出器３７上Ｋ、光検出
セル３９と並べて先行ビーム反射光量検出用の光検出セ
ル（光感動領域）４４を形成すると光学系としてよりコ
ンノ・クトにしかも低コストになシ都合がよい。また先
行集光ビームスポット９は先行ビーム光軸ｐが、読取り
用レーザー光光軸ｒと記録用レーザー光光軸ＷＫ対して
傾いているので合焦点時検出系方向で集光面もしくはそ
の近傍に置かれた光検出器３７上では記録用集光ビーム
スポット７や読取り用集光ビームスポット８から幾何先
約に分離されている０先行ビーム反射光量検出用の光検
出セル４４を配置する場所は、第４図に示す場合には、
焦点ぼけ検出用の光検出セル３９Ｆの一部に光年感知領
域４０が存在しているので光検出セル３９のすぐ隣りに
先行ビーム反射光量検出用の光検出セル４４を形成する
ことができる。また第５図に示す場合には、焦点ぼけ検
出用の光検出セル４２と先行ビーム反射光量検出用の光
検出セル４５がある特定の間隔を置いて形成してあり、
合焦点時にはその間の隙間（ここでは光年感知領域４３
）に向かって記録用レーザー光４が照射されることにな
る。

〔発明の効果〕

′以上説明したように本発明によれば、情報の記録時に
記録用レーザー光の影響を受けることなく、安定に焦点
ぼけ検出、焦点埋は補正を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般的な光学ヘッドを用いた情報記憶媒体へ
の記録方法の説明図％８１４２図は、第１図に示す光学
ヘッドのブロック図、第３図は第２図における光学ヘッ
ドのトラックずれ・信号読取り検出部の説明図、第４図
及び第５図は本発明に係る光学ヘッドの一実施例におけ
る焦点ぼけ拳先行ビーム反射光量検出部の説明図である
。 ４・・・記録用レーザー光、５・・・読取り用レーザー
光、３７．４１・・・光検出器、３９．４２山光感知領
域％　４０−４３・・・元不感知篤域。 第１図 ゝ−２ 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）光源と、この光源からの光を情報記憶媒体へ導く
   光学手段と、この情報記憶媒体からの反射光を検知する
   光検出器とからなる光学ヘッドにおいて、この光検出器
   が光感動領域と光子感知領域とを壱することを特徴とす
   る光学ヘッド０（２）前記光検出器が、合焦点時検出暴
   方向での集光面ないしはその近傍上にあることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド。 （３）前記光検出器上の光感動領域が少なくとも２分割
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光学ヘッド。 （４）前記光検出器上の光感動領域に、焦点ぼけ検出に
   用いる光を照射することを特徴とする特許″　請求の範
   囲第１項又は第３項記載の光学ヘッド。 （５）前記光検出器上の光子感知領域に前記情報記憶媒
   体に情報の記録を行なう時に用いる光を照射することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド。 （６）前記光検出器上の光子感知領域は、前記光感動領
   域の一部に形成されている光反射性の膜もしくは光吸収
   性の膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第５項記載の光学ヘッド０ （７）前記光検出器上の光子感知領域は、前記光感動領
   域の一部を除去したものである゛ことを特徴とする特許
   請求の、範囲第１項又は第５項記載の光学ヘッド。 （８）前記光検出器上の光子感知領域は、前記光感動領
   域の外側にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第５項記載の光学ヘッド０