JPS60234247A - 光ヘツド - Google Patents
光ヘツドInfo
- Publication number
- JPS60234247A JPS60234247A JP59090808A JP9080884A JPS60234247A JP S60234247 A JPS60234247 A JP S60234247A JP 59090808 A JP59090808 A JP 59090808A JP 9080884 A JP9080884 A JP 9080884A JP S60234247 A JPS60234247 A JP S60234247A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- prism
- optical
- lens
- triangular prism
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording 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
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Optical Head (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光ヘッドに関し、特に半導体レーザから出力
さムるレーザ光のビーム形状を光学系により所定の形状
に補正して使用する光学記録再生装置用に適した光ヘッ
ドに関するものである。
さムるレーザ光のビーム形状を光学系により所定の形状
に補正して使用する光学記録再生装置用に適した光ヘッ
ドに関するものである。
光ヘッドにより情報を記録・再生する光デイスク装置に
おいては、回転するディスク円板の表面に形成された金
属膜に光ビームを照射し、情報記録時には、光ビームの
照射パワーを変調することにより、上記金属膜に情報”
] ”または(r OHに応した穴(ピット)等を形
成し、再生時には上記金属膜に微弱な光ビームを照射す
ることにより、ピッ1−の有無等による反射光の変化を
検出して、情報の認識を行う。このような光デイスク装
置の情報記録再生用光ヘッドとしては、小形軽量化を図
るために光源として半導体レーザ素子を用い、これと光
ビーム集束用のコリメータ・レンズ系と、対当レンズと
を組み合わせた構造の光学系が用いられる。この場合、
半導体レーザの出力パワーを補って情報記録時のピット
形成に必要な高い照射パワーを得るためには、半導体レ
ーザ素子の出力光を平行光に集束するコリメータ・レン
ズにできるだけ開口数の大きいものが望まれる。
おいては、回転するディスク円板の表面に形成された金
属膜に光ビームを照射し、情報記録時には、光ビームの
照射パワーを変調することにより、上記金属膜に情報”
] ”または(r OHに応した穴(ピット)等を形
成し、再生時には上記金属膜に微弱な光ビームを照射す
ることにより、ピッ1−の有無等による反射光の変化を
検出して、情報の認識を行う。このような光デイスク装
置の情報記録再生用光ヘッドとしては、小形軽量化を図
るために光源として半導体レーザ素子を用い、これと光
ビーム集束用のコリメータ・レンズ系と、対当レンズと
を組み合わせた構造の光学系が用いられる。この場合、
半導体レーザの出力パワーを補って情報記録時のピット
形成に必要な高い照射パワーを得るためには、半導体レ
ーザ素子の出力光を平行光に集束するコリメータ・レン
ズにできるだけ開口数の大きいものが望まれる。
ところで、半導体レーザを用いた光ヘッドにはいくつか
の問題がある。その1つは、第1図(B)に示すように
、半導体レーザからの出力光が通常は楕円形の強度分布
を示し、例えば日立製作所のHL8300シリーズで知
られるレーザ素子の場合、出力光の強度分布は半値での
短軸と長軸の比がほぼJ:2の楕円となる点にある。
の問題がある。その1つは、第1図(B)に示すように
、半導体レーザからの出力光が通常は楕円形の強度分布
を示し、例えば日立製作所のHL8300シリーズで知
られるレーザ素子の場合、出力光の強度分布は半値での
短軸と長軸の比がほぼJ:2の楕円となる点にある。
このため記録に必要な出力強度を得るためにコリメータ
・レンズの開口数を0.3〜0.5程度にしても、コリ
メータ・レンズからの出力光が上述したような楕円強度
分布のものとなってしまう。
・レンズの開口数を0.3〜0.5程度にしても、コリ
メータ・レンズからの出力光が上述したような楕円強度
分布のものとなってしまう。
ディスク上への情報の記録・再生を正確に行うためには
、対物レンズで収束された光スポットが第1図(C)に
示すような真円形となっていることが望まわる。このよ
うな真円形の強度分布をもっスポツ1へを得るためには
、コリメータ・レンズと対物レンズとの間、または半導
体レーザとコリメータ・レンズとの間の光路中に、ビー
ム形状変換用の光学素子を配置する必要があり、通常は
、第1図(A)に示すように、コリメータ・レンズJ2
の後方に三角プリズム13を配置し、コリメータ・レン
ズ12で平行光に東京された第1図(B)に示す楕円形
のレーザ光をプリズム13で短軸方向のみ拡大し、第1
図(C)に示す真円形の光に変換し7ている。
、対物レンズで収束された光スポットが第1図(C)に
示すような真円形となっていることが望まわる。このよ
うな真円形の強度分布をもっスポツ1へを得るためには
、コリメータ・レンズと対物レンズとの間、または半導
体レーザとコリメータ・レンズとの間の光路中に、ビー
ム形状変換用の光学素子を配置する必要があり、通常は
、第1図(A)に示すように、コリメータ・レンズJ2
の後方に三角プリズム13を配置し、コリメータ・レン
ズ12で平行光に東京された第1図(B)に示す楕円形
のレーザ光をプリズム13で短軸方向のみ拡大し、第1
図(C)に示す真円形の光に変換し7ている。
半導体レーザを用いた光へソlくの他の問題点は、レー
ザの出力特性が温度変動により影響を受け易く、環境温
度が上昇したりあるいは出力パワーを再生レベルから記
録レベルにアップした場合には、レーザ光の発振波長が
変動するという点にある。
ザの出力特性が温度変動により影響を受け易く、環境温
度が上昇したりあるいは出力パワーを再生レベルから記
録レベルにアップした場合には、レーザ光の発振波長が
変動するという点にある。
例えば、周囲温度が20”C上昇すると、発振波長は5
nm程度長くなり、また出力パワーを3mWから20m
Wにアップすると、発振波長は3〜4nm程度長くなる
。
nm程度長くなり、また出力パワーを3mWから20m
Wにアップすると、発振波長は3〜4nm程度長くなる
。
このため、第1図(A、 )に示すように、畦に三角プ
リズム13を配置して、楕円形の出力光を円形光に変換
するのみでは、再生出力状態時から記録出力状態時に切
り替わる場合や、環境温度が上昇した場合に、二角プリ
ズム13からの出射方向が、第2図の点線で示すように
変化し、対物レンズ21を通過する際に光軸ずれを生じ
て、光円板22への光スポラ1−が位置ずれを起こす。
リズム13を配置して、楕円形の出力光を円形光に変換
するのみでは、再生出力状態時から記録出力状態時に切
り替わる場合や、環境温度が上昇した場合に、二角プリ
ズム13からの出射方向が、第2図の点線で示すように
変化し、対物レンズ21を通過する際に光軸ずれを生じ
て、光円板22への光スポラ1−が位置ずれを起こす。
また、当然の3−
ことながら、記録出力状態時から再生出力状態時になっ
た場合にも、二角プリズム出射光方向が変化して、光ス
ポツ1〜の光円板22への位置ずれを起こすことにより
、反射光の光軸がずれて、光検出器への入射光ずれを生
ずることになる。このように、発振波長が変動すること
によるプリズム出射先方向が変化する特性を、プリズム
の波長分散特性と呼ぶ。
た場合にも、二角プリズム出射光方向が変化して、光ス
ポツ1〜の光円板22への位置ずれを起こすことにより
、反射光の光軸がずれて、光検出器への入射光ずれを生
ずることになる。このように、発振波長が変動すること
によるプリズム出射先方向が変化する特性を、プリズム
の波長分散特性と呼ぶ。
第2図の場合、対物レンズ21の焦点距離を4.5 m
mとし、三角プリズム】3に材質5F−11(屈折率=
1.763066 at: 830nm、頂角a =
30.79°)を使用すると、レーザ波長変動が例えば
4nmのときには、対物レンズ21を通過後の光スポッ
トで約0.6μ川の変動となる。したがって、1−ラン
ク・ピッチが僅か1.6μ川程度の光ディスクにおいて
は、発振波長の変動があると、光スポットの光円板22
7\の位置決めに重大な誤差を生じることになる。
mとし、三角プリズム】3に材質5F−11(屈折率=
1.763066 at: 830nm、頂角a =
30.79°)を使用すると、レーザ波長変動が例えば
4nmのときには、対物レンズ21を通過後の光スポッ
トで約0.6μ川の変動となる。したがって、1−ラン
ク・ピッチが僅か1.6μ川程度の光ディスクにおいて
は、発振波長の変動があると、光スポットの光円板22
7\の位置決めに重大な誤差を生じることになる。
本発明の目的は、上述した半導体レーザ素子の特性に鑑
み、半導体レーザからの出力光を所定の4− 強度分布形状の光に変換でき、かつレーザの発振波長の
変化による光軸ずれを容易に抑制できる構成の光ヘッド
を提供することにある。
み、半導体レーザからの出力光を所定の4− 強度分布形状の光に変換でき、かつレーザの発振波長の
変化による光軸ずれを容易に抑制できる構成の光ヘッド
を提供することにある。
上述した目的を達成するため、本発明では、波長分散に
よる光軸ずれが材質の異なるプリズムを組み合せること
によりなくすことができることに着目し、コリメータ・
レンズと対物レンズとの間に2枚の三角プリズムを組み
合せて介在させ、これらのプリズムによりビーム形状の
補正と波長分散による光軸ずれの補償を同時に解消する
ようにしている。
よる光軸ずれが材質の異なるプリズムを組み合せること
によりなくすことができることに着目し、コリメータ・
レンズと対物レンズとの間に2枚の三角プリズムを組み
合せて介在させ、これらのプリズムによりビーム形状の
補正と波長分散による光軸ずれの補償を同時に解消する
ようにしている。
すなわち、半導体レーザの波長変化により光軸ずれが生
じるのは、前述のように、三角プリズムの波長分散特性
によるものであるため、材質の異なるプリズムの組み合
わせにより、波長分散による光軸ずれを殆んどなくすこ
とができ、例えば、三角プリズムとして5F−11とT
−a K 10を使用し、各プリズムの角度を適当に選
らぶことにより、三角プリズム出射光の光軸ずれをなく
すこと 6− が可能である。
じるのは、前述のように、三角プリズムの波長分散特性
によるものであるため、材質の異なるプリズムの組み合
わせにより、波長分散による光軸ずれを殆んどなくすこ
とができ、例えば、三角プリズムとして5F−11とT
−a K 10を使用し、各プリズムの角度を適当に選
らぶことにより、三角プリズム出射光の光軸ずれをなく
すこと 6− が可能である。
この場合、!1′Lに光1IIIlのずれを解消するだ
けの目的で異なる材質の組み合わせプリズムを光路中に
配置するだけでは、部品数が増大し、光ヘッドの横進が
複雑化し、価格的にも高価なものとなってしまう。
けの目的で異なる材質の組み合わせプリズムを光路中に
配置するだけでは、部品数が増大し、光ヘッドの横進が
複雑化し、価格的にも高価なものとなってしまう。
そこで、本発明では、ビームスプリッタとして機能する
直角二等辺三角形のプリズムと、ビーム形状補正用の三
角プリズムとを貼り合わせ、両プリズムの境界面に誘電
膜を蒸着することにより、初期の目的達成と部品数の低
減と小形化を同時に可能としている。以下、本発明の詳
細を実施例により説明する。
直角二等辺三角形のプリズムと、ビーム形状補正用の三
角プリズムとを貼り合わせ、両プリズムの境界面に誘電
膜を蒸着することにより、初期の目的達成と部品数の低
減と小形化を同時に可能としている。以下、本発明の詳
細を実施例により説明する。
第3図は、本発明による光ヘッドの構成の1例を示す図
であり、1】は半導体レーザ、12はコリメータ・レン
ズ、13はビーム形状補正用の第1の三角プリズム、】
4は光路変更、つまり記録媒体22からの反射光を光検
出器45の方向に差し向ける偏光ビーム・スプリッタと
して作用する第2の三角プリズム、15は4分の1波長
板、21は対物レンズ、23は絞込みレンズ、24は円
柱レンズ、25は光検出器である。レンズ23.24お
よび光検出器25は、焦点ずれ信号や1−ラックずれ(
言分、さらに光ディスク22からのデータ信号を得るた
めの光学系を構成している。
であり、1】は半導体レーザ、12はコリメータ・レン
ズ、13はビーム形状補正用の第1の三角プリズム、】
4は光路変更、つまり記録媒体22からの反射光を光検
出器45の方向に差し向ける偏光ビーム・スプリッタと
して作用する第2の三角プリズム、15は4分の1波長
板、21は対物レンズ、23は絞込みレンズ、24は円
柱レンズ、25は光検出器である。レンズ23.24お
よび光検出器25は、焦点ずれ信号や1−ラックずれ(
言分、さらに光ディスク22からのデータ信号を得るた
めの光学系を構成している。
上記構成において、例えば、三角プリズム14に材質5
F−11の直角二等辺三角形のものを、また、三角プリ
ズム13に材質L a S F −]、 6のものを用
い、さらに上記プリズム14の斜辺に相当する面30し
;は、例えば偏光ビーム・スプリンタとしての機能を有
する蒸着層を形成する。これらの材質の異なる2つのプ
リズム13と14とを面52で貼り合わせることにより
色消しプリズムとすることができる。また、楕円強度分
布を有するレーザ光源(半導体レーザ)11からの出力
光を、コリメータ・レンズ12により平行光に変換した
後、プリズム13の端面13Aに所定角度で入射させる
ことにより、楕円の短軸方向を拡大して真円の強度分布
をもつ光ビームに変換できる。上記7− 光ビームは面30を通過した後、プリズム14の一方の
端面14Aから4分の1波長板15.対物レンズ21を
通過して記録媒体22に照射される。
F−11の直角二等辺三角形のものを、また、三角プリ
ズム13に材質L a S F −]、 6のものを用
い、さらに上記プリズム14の斜辺に相当する面30し
;は、例えば偏光ビーム・スプリンタとしての機能を有
する蒸着層を形成する。これらの材質の異なる2つのプ
リズム13と14とを面52で貼り合わせることにより
色消しプリズムとすることができる。また、楕円強度分
布を有するレーザ光源(半導体レーザ)11からの出力
光を、コリメータ・レンズ12により平行光に変換した
後、プリズム13の端面13Aに所定角度で入射させる
ことにより、楕円の短軸方向を拡大して真円の強度分布
をもつ光ビームに変換できる。上記7− 光ビームは面30を通過した後、プリズム14の一方の
端面14Aから4分の1波長板15.対物レンズ21を
通過して記録媒体22に照射される。
さらに記録媒体から反射された戻り光は、対物レンズ2
1.4分の1波長板15を通過してプリズム14の端面
’4Aに入射され、2個のプリズム14と13との重ね
合わせ面30で反射して、プリズム]4の他方の端面1
4Bから検出光学系に向う。
1.4分の1波長板15を通過してプリズム14の端面
’4Aに入射され、2個のプリズム14と13との重ね
合わせ面30で反射して、プリズム]4の他方の端面1
4Bから検出光学系に向う。
プリズム13と14の組み合わせにより、人出射光の光
束拡大倍率mを、例えば2にする場合には、光源側のプ
リズム13の1つの頂角(β角)を76、167°にし
、このプリズム13への入射光角度(θ角)の入射面1
3Aに法線に関して65.315’ とすればよい。こ
のとき、例えば半導体レーザ11の発振波長を830n
mとすると、プリズム13の屈折率はn e =]、、
760298、プリズム14の屈折率はn d = 1
.763066であり、波長が±30nm変化しても、
プリズム14からの出射光ずれは0.001°程度に抑
えられ、対物レンズ21により記録媒体9− 8− 上に集束される光スポットのずれは0.08μmf!i
!度となる。光ディスク22のトラック・ピッチは1.
6μm程度となっているため、上記光スボッ1−のずれ
はトラックからのずれ率に換算して約5%に過ぎず、こ
の値は情報の記録再生にほとんど影響しない無視できる
値である。
束拡大倍率mを、例えば2にする場合には、光源側のプ
リズム13の1つの頂角(β角)を76、167°にし
、このプリズム13への入射光角度(θ角)の入射面1
3Aに法線に関して65.315’ とすればよい。こ
のとき、例えば半導体レーザ11の発振波長を830n
mとすると、プリズム13の屈折率はn e =]、、
760298、プリズム14の屈折率はn d = 1
.763066であり、波長が±30nm変化しても、
プリズム14からの出射光ずれは0.001°程度に抑
えられ、対物レンズ21により記録媒体9− 8− 上に集束される光スポットのずれは0.08μmf!i
!度となる。光ディスク22のトラック・ピッチは1.
6μm程度となっているため、上記光スボッ1−のずれ
はトラックからのずれ率に換算して約5%に過ぎず、こ
の値は情報の記録再生にほとんど影響しない無視できる
値である。
なお、上記の構成において、プリズム13の入射光の一
部は、破線40で示す如く面30で反射し、プリズム1
3の底面13Cで反射してプリズム14の端面14Bか
ら検出光学系に入力されるおそれがある。従来は、この
ようなプリズムI3からの入射ビームの検出器25への
到達を防止するために、例えばビームスプリンタをわず
かに傾けて配置し、端面14Aからプリズム14に入射
して端面]、 4 Bから出て行く戻り光だけを受光で
きる位置に検出器を配置している。しかしながら。
部は、破線40で示す如く面30で反射し、プリズム1
3の底面13Cで反射してプリズム14の端面14Bか
ら検出光学系に入力されるおそれがある。従来は、この
ようなプリズムI3からの入射ビームの検出器25への
到達を防止するために、例えばビームスプリンタをわず
かに傾けて配置し、端面14Aからプリズム14に入射
して端面]、 4 Bから出て行く戻り光だけを受光で
きる位置に検出器を配置している。しかしながら。
上記反射光の問題は、光源側のプリズム13の底面13
Cを粗面加工して、この面での反射を抑えることによっ
ても防ぐことができ、この方法を採用すれば、簡単な構
成で組立の容易な光ヘッドをIO− 得ることができる。
Cを粗面加工して、この面での反射を抑えることによっ
ても防ぐことができ、この方法を採用すれば、簡単な構
成で組立の容易な光ヘッドをIO− 得ることができる。
以−1−説明したように、本発明によれば、半導体レー
ザの温度変化等による発振波長の変化があっても、九ヘ
ッドからの出力光の光軸すれを容易に抑制でき、かつ真
円形の光強度分布をもつ出力光ビームを得ることのでき
る光ヘッドを簡mな構造で実現できる。
ザの温度変化等による発振波長の変化があっても、九ヘ
ッドからの出力光の光軸すれを容易に抑制でき、かつ真
円形の光強度分布をもつ出力光ビームを得ることのでき
る光ヘッドを簡mな構造で実現できる。
第1図(A)(B)(C)はそれぞれ半導体レーザの出
力強度分布を円形に補正する従来の光ヘッドの光学系を
説明するための図、第2図は三角プリズムの波長分散に
よる光軸ずれを説明するための図、第3図は本発明の一
実施例を示す光ムラi(の光学系を示す図である。 11:半導体レーザ、12:コリメータ・レンズ、21
:対物レンズ、22:情報記録媒体(光円板)、+ 3
,14 :三角プリズム、25:検出器。 11− 第 1 図 C 第1頁の続き 0発 明 者 角 1) 義 人 国分寺市東恋ケ窪央
研究所内 1丁目28幡地 株式会社日立製作所中315−
力強度分布を円形に補正する従来の光ヘッドの光学系を
説明するための図、第2図は三角プリズムの波長分散に
よる光軸ずれを説明するための図、第3図は本発明の一
実施例を示す光ムラi(の光学系を示す図である。 11:半導体レーザ、12:コリメータ・レンズ、21
:対物レンズ、22:情報記録媒体(光円板)、+ 3
,14 :三角プリズム、25:検出器。 11− 第 1 図 C 第1頁の続き 0発 明 者 角 1) 義 人 国分寺市東恋ケ窪央
研究所内 1丁目28幡地 株式会社日立製作所中315−
Claims (1)
- (1)発光強度分布がほぼ楕円形で発光する半導体レー
ザと、該レーザからの光を平行光に補正するコリメータ
・レンズと、該平行光の楕円形強度分布を円形強度分布
に変換する三角プリズムを具備する光学ヘッドにおいて
、」二記コリメータ・レンズと対物レンズとの間に2枚
の三角プリズムを組み合わせて介在させ、該三角プリズ
ムによりビーム形状の補正と波長分散による光軸ずれの
補償を同時に行うことを特徴とする光ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59090808A JPH0740374B2 (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 光ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59090808A JPH0740374B2 (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 光ヘツド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60234247A true JPS60234247A (ja) | 1985-11-20 |
JPH0740374B2 JPH0740374B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=14008893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59090808A Expired - Lifetime JPH0740374B2 (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 光ヘツド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0740374B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6449136A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical head |
JPS6449135A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical head |
JPH01287830A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光記録再生装置 |
US5097462A (en) * | 1987-08-17 | 1992-03-17 | Ricoh Company, Ltd. | Integrated optical pick-up device |
US5477386A (en) * | 1991-07-24 | 1995-12-19 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical system for optical disc apparatus including anamorphic prisms |
KR100478559B1 (ko) * | 1997-08-29 | 2005-07-21 | 삼성전자주식회사 | 기록및재생가능형디스크를위한광픽업 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56152942U (ja) * | 1980-04-10 | 1981-11-16 |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP59090808A patent/JPH0740374B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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