JPS60214427A - 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、例えば、画像ファイル、静止画ファイル、Ｃ
ＯＭ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仁とのできる装置として、記
録と同時にそれを読取シ記録内容を確認する機能を持つ
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シ、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・反射率等の光学的特性を変化させる等、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記録層表面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。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、読取ね用レーザー光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。

さらに進行方向に対し記録用集光ビームスポット７の前
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．読取多用レーザー光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と読取り用
レーザー光５の光軸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、読取シ用集光ビーム
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 ０〕読取り用光検出器上に記録用レーザー光が入らない
ように、読取多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、■記録用レーザーがマルチモード発振す
るためＫ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、素子によシ発振波長が異なる。

■グイクロイックミラーでも１００％記録用レーザー光
を遮光することはで゛きない。■記録用レーザー光の迷
光が発生する。等の理由によシ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υ込む。

（２）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
たはトラン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影響を受けることなく、安
定に、かつ正確な焦点ぼけ検出ができ、さらに容易に焦
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。

〔発明の概賛〕

本発明は、上記目的を達成するために、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、この光検出器が合焦点時、この光検出器上に形成
される集光スポットの並ぶ方向に対して直角に並設され
た光検出部材を有しそこに焦点ぼけ検出に用いる光を照
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かつ正確な焦点ぼけ検出が
でき、さらに谷易罠焦点ぼけ補正を行なうことのできる
光学ヘッドである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を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、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１
２を分離し、分離された各々のレーザー光は同一の集光
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
１１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の車側から出た光を記録用レーザー光量モと
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１
５の出力を記録用レーザー駆動回路１４に負帰環かける
。情報の記録、読取シ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。

読取シ用多重レーザー光源１２からは読取り用レーザー
光と先行ビームが作られる。読取多用多重レーザー光源
１２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、読取シ用レーザー駆動
回路１７に負帰環をかけ出力出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上に集光さバる
。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を通過した後、多重レーザー光処理部
１８を介して先行ビーム反射光量検出部２０．情報信号
読取シ部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。但し情報信号読取シ部２
１．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の出方はトランクずれ・焦点ぼけ補正回路
２４を経て集光部（対物レンズ）２６を２軸方向に動が
して補正を行なうトラックずれ焦点ぼけ補正駆動回路２
５に送られる。

次に第２図における読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
取シ用多重レーザー光源１２は１個の読取シ用レーザー
光源２７を持ち、多重レーザー光発生部２８にて、読取
り用レー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。多重
レーザー光発生部２８にて作られた多重読取り用レーザ
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２９によシ合成され、はぼ類
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プリッタ−とＮＡ板とから
なるアイソレーション部３ｏを通シ、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ｖ−ザー光はアイソレーション部３ｏ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．情報信号読取シ部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つのプロ２り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、レーザー光分馳部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。レーザー光分陥部３１内部ではそれをまず始
めにハーフプリズムによシ２分割する。２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シ出し、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、
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ンクずれ
を検出する。っ１シこの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多分割されたも
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、読取り用レーザー光を抜出し、それ
を用いて焦点ぼけ検出を行なう。焦点ぼけ検出部２，３
と先行ビーム反射光量検出部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
検討する〇一般に記録用レーザー光は、読取多用レーザ
ー光よシ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０そとで記録用レーザ
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２３にも記
録用レーザー元が入夛込まないように遮光するととが望
ましい。また、読取り用レーザー光により読取シ用集光
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ばけ検
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多焦点ぼけ量に影響がでてくる。さ
らにトラックずれ検出を行なうプッシュプル法の場合に
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層上の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。特に焦点ぼけ検出用の集光ビ
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
表回の複数の集光ビームスポットに対し重要性の高い集
光ビームスボンド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ンクずれ補正と
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。本発明の笑施例
と１−では常に精度の良い合焦点状態であることが要求
されている読取シ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
構成部品であるハーフプリズムで２分割でれ、一方は第
３図の光学系へ、そ］７て他方は第４図の光学系へ送ら
れる。

丑ず第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
け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３
３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ボンド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を置いて読取り用レーザー光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
全に遮光することができるので両者の影響を受けること
なく安定に読取多用レーザー光５のみを取出す仁とがで
きる。トランクずれ検出方法としてブツシュグル法が存
在し、これは、合焦点詩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
の集光点に対するファーン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、トラッキングカイト
１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
ド面上に置き、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で抜出した読取り用レー
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）３５Ｃ，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
ることによりプッシュプル法を用いてトランクずれ検出
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り確
かめた。まだ２つの光検出セル（光感動領域）３５Ｃ，
３５Ｄの検出信号を加算することにより情報信号の読取
シを行なうこともできる０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、読取り用レーザー光光軸ｒに合わせて光
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。

光検出器３２上の読取シ用し−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）３５Ｃ，３５Ｄの面
積の方が充分広い場合には読取り用レーザー光５が光検
出セル（光感動領域）３５Ｃ，３５Ｄからはみ出さない
限りは、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光検出器３２の中心と、読取
り用レーザー光光軸ｒとがずれていても差しつかえない
。したがって光検出器３２と光抜出し部材３４をあらか
じめ一体物さし、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
の組立て調整をより簡単に行なうことができる。まだ光
抜出し部材３４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。実際に第３回に
示す光学ヘッドの組立て調整は以下の様に行なう。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り光抜出
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り読取り用レー
ザー光５の集光点の上下位置がする０プらに読取υ用し
−ザー光５を通過させ、記録用レーザー光４を遮光する
遮光な位置に光抜出し部利３４の左右方向を決める。最
後に光検出セル３５のＣとＤに均等に読取り用レーザー
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Ｗｔ決めされた光検出器３２の光検出を行
なうテップはカンタイブのパンケージに内蔵され光の入
って来る前面にはカバーガラスが取り付けである。実際
は、そのカバーガラスの一部を着色したシ、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ガラ
スの一部に光抜出し部材を形成することにより光抜出し
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。

次に本発明の一実施例を第４図を用いてよシ具体的に説
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、読取シ用し−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。）ここでも合焦点時
読取り用レーザー光光軸ｒ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、その集光面もしくはその近傍
で各レーザ一部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ぼけを行なう光検出器を置いた
焦点ぼけ検出方式を用いる必要がある。第４図は、その
−例として光路の途中に端面が集光スポットの並ぶ方向
に平行になるように配置された遮光板３８を置き光の一
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。具体的には以下に述べる通
シである。まず記録用レーザー光４．読取り用レーザ一
部５．先行ビーム６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。ここで光検出器３７は合
焦点時の検出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３７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、記
録用レーザー光４を光年感知領域４０上に、また先行ビ
ーム６を光検出セル（光感動領域）４１上に照射してい
る。

ところで遮光板３８の端面が集光スポットの並ぶ方向に
直角になっておシ、焦点ぼけ用検出セル３９Ｂ、３９Ｆ
も集光スポットの並ぶ方向に沿って並んでいる場合につ
いて考える。情報記憶媒体にそりやりねシ等の局所的な
傾き量が大きい場合でも記録用集光ビームスポットがき
ちんと集光され続けるため罠は、記録層表面上で記録用
集光ビームスポットと焦点ぼけ検出を行なうのに用いて
いる読取シ用集光ビームスポットが近接している必要が
ある。その結果光検出器３７上で読取シ用集光ビームス
ポット８の近接した位置に記録用集光ビームスポット７
が来る。合焦点ぼけ用検出セル３９Ｅ、３９Ｆのうち３
９Ｅの方向に記録用集光ビームスポット７が位置してい
るとする。情報の記録時にも安定して焦点ぼけ補正を行
なうためには記録用集光ビームスポット７の光を焦点ぼ
け用検出セル３９Ｅで検出しないことが望ましく、それ
には３９Ｆよりも３９Ｂの方の幅を大幅に狭くして焦点
ぼけ用検出セル３９Ｈの外側に記録用集光ビームスポッ
ト７が来るようにしたり、焦点ぼけ検出用検出セル３９
Ｅ上の一部に不感知領域をもうけ、そこに記録用集光ビ
ームスポット７を照射させる必要がある。いずれにして
も焦点ぼけ用検出セル３９Ｅの検出面積が３９Ｆよシも
かなり小さくなる。その結果、読取多用レーザー光５が
３９Ｅ内で広がる方向に焦点がぼけた場合には、わずか
に焦点がぼけただけでも読取り用レーザー光５が焦点ぼ
け用検出セル３９Ｂからはみ出してしまい焦点ぼけ検出
信号が得られなくなる。それに対し第４図のように光検
出セル３９Ｅ、３９Ｆを読取υ用集光ビームスポット８
．記録用集光ビームスポット７、先行集光ビームスポッ
ト９の並らぶ方向に対し直角方向に配置すれば２個の光
検出セル３９Ｅ、３９Ｆの面積が等しくどちらの方向に
焦点がぼけてもほぼ等しく焦点ぼけ検出信号を得ること
ができる０ ところで、第４図では一例として光路の途中に光遮光板
３８を置き、光の一部のみを抜出して行なう焦点ぼけ検
出方法を用いているがそれに限らず、例えば１光源から
出た光が対物レンズ３の光軸に対しななめの角度から対
物レンズ３に入射させて焦点ぼけ検出を行なう方法”や
６対物レンズ３の光軸に対しては平行ではあるが、対物
レンズ３の光軸中心からはずれた位置から光を入射させ
、情報記憶媒体１９で反射した光は対物レンズ３の別の
位置（同じく光軸中心からはずれた位置）から射出する
ような方法”あるいは１合焦点時検出系方向での集光点
に対しミラーと拡大用凸レンズを用いて焦点ぼけ時の検
出系方向の集光点の縦の動きを横の動きに変えて検出す
る方法”さらに１光路の途中に三角プリズム−を挿入す
る方法”等を用いることができる。つまシ少なくとも焦
点ぼけを検出する系では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
なう検出方法を用いるとともに光検出器３７の構造とし
て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のみに少なくとも２個の光検出セル
３９Ｂ、３９Ｆを形成しておく。

以上説明したように本発明によれば、無点はけ用検出セ
ルの面積が３９Ｅ、３９Ｆで等しいため焦点ぼけ検出信
号の大きさが焦点がぼけた方向によらずほぼ等しくなる
。それによシ比較的対称な焦点ぼけ検出特性が得られ焦
点ぼけ補正をより安定に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、第２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
トランクずれ・信号読取り検出部の説明図、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。 ７・・・記録用集光ビームスポット、８・・・読取シ用
集光ビームスポット、９・・・先行集光ビームスポット
、３７・・・光検出器、３９・・・光検出部材（光検出
セル）。 代理人ブ［理士　則近菟τｆ／ｊ（はが１名）第　３　
図 ３ム 第一　４　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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
   が合焦点時、この光検出器上に形成される集光スポット
   の並ぶ方向に対して直角に並設された光検出部材を有す
   ることを特徴とする光学ヘッド。
2. （２）前記光検出器が、合焦点時検出系方向での集光面
   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. （３）前記光検出器上の光検出部材に、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項記載の光学ヘッド。
4. （４）前記光検出器上の光検出部材に照射する光の光量
   差の生じる方向が前記集光スポットの並ぶ方向に対して
   直角で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。