JPS62139146A

JPS62139146A - 光ヘツド装置

Info

Publication number: JPS62139146A
Application number: JP60280603A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Ono; 小野　雄三
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-12-12
Filing date: 1985-12-12
Publication date: 1987-06-22

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】（産業上の利用分野）この発明は、いわゆる光ディスク、ディジタルオーディ
オディスク、ビデオディスクなどの記録再生に用いる光
ヘッド装置のに関する。

（従来の技術）ビデオディスク、ディジタルオーディオディスク、光デ
ィスク（以下では、光ディスクと総称する）の従来の光
ヘッド装置は、第２図に示すように、光源である半導体
レーザ１と、半導体レーザ１の放射光２をコリメート光
３にするコリメーティングレンズ４と、収束レンズ５と
、ビームスプリッタプリズム６の他に、焦点誤差検出手
段とトラッキング誤差検出手段とを備えて構成されてい
る。

焦点誤差検出手段には種々の方式があるが、本発明の方
式と最も関連の深い方式としてウェッジプリズム方式を
あげることができる。ウェッジプリズム方式の焦点誤差
検出手段は、第２図に示すようにウェッジプリズム７及
び８と、光検出器９及び１０から成る２分割光検出器と
、光検出器１１及び１２から成る２分割光検出器とから
構成されている。ディスク面１３に対し、収束ビーム１
４が丁度焦点を結んでいる時は、ウエッジプリズムから
の光ビーム１５及び１６は各々、光検出器９及び１０の
間と、光検出器１１及び１２の間に収束しているが、収
束ビーム１４がディスク面１３に対してデフォーカスし
た時は、光ビーム１５及び１６は互に離れる方向に、又
は、互に接近する方向にデフォーカスするので、光検出
器９及び１０の差動出力、又は、光検出器１１及び１２
の差動出力をとることで焦点誤差信号が得られる。

トラッキング誤差検出手段にも種々の方式があるが、本
発明の方式と最も関連の深い方式としてプッシュプル方
式をあげることができる。プッシュプル方式は、２分割
光検出器を使ってディスク面からの反射光を検出する方
式で、第２図に示す光検出器９及び１０の出力の和と、
光検出器１１及び１２の出力の和との差をとることで、
トラッキング誤差信号が得られる。なお、第２図に示し
た従来技術の光ヘッド装置は、フィリップステクニカル
レビ、　−（Ｐｈ１ｌｉｐｓ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒ
ｅｖｉ　−ｅｗ　）第４０巻（１９８２年発行）第６号
第１５１頁から１５６頁に詳しく述べられている。

（発明が解決しようとする問題点）上述した従来の光ヘッド装置は、実用化されているもの
でも大きさが、４０Ｘ４０Ｘ３０−程度あム従って重量
も重く、光デイスク装置全体の小型化、軽量化、あるい
はスタック型大容量光ディスク実現の障害となっている
。この原因の１つは、光ディスクからの反射光をハーフ
プリズム、あるいは偏光ビームスプリッタプリズムによ
り光軸を９０°曲げて、光源から分離させ、その後方に
光検出器を配置するという方法がとられているため、光
学系の１軸化が難しい点にある。

このような問題に対して、半導体レーザ光源の発光部に
光を戻した際、自己結合効果によって発振出力が増加す
るいわゆる５ｃｏｏｐ効果を利用した小型光ヘッドが提
案されている。

しかしながら、自己結合効果は、半導体レーザの発振現
象の不安定性であることが指摘され、ここ数年内で実用
化された、ディジタルオーディオディスク、ビデオディ
スクなどでは、再正信号。

位置決め信号にもれ込むノイズとして、逆にこの自己結
合効果を抑制するための技術が開発されるにいたってい
る状況である。半導体レーザの自己結合効果は、半導体
レーザ自身の共振器に、光ディスクという反射面が加わ
り、三つのミラーからなる共振器という構成で考えなけ
ればならないものである。ディスクの回転中はディスク
の光軸方向のばたつきのため、焦点サーボがかかつてい
る時でも半導体レーザと光ディスクの間隔が、約１μｍ
の幅でゆれ動いておシ、極めて安定度の悪い共振器構成
となってしまっている。従って、このよりな５ＣＯＯＰ
効果により、光デイスク上の信号を再生することは困難
な課題が多すぎる。

本発明の目的は、上記欠点を解消して小型の光ヘッドを
実現することが可能な光ヘッド装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段）本発明の光ヘッド装置は、光源と、前記光源の像を記録
媒体上に絞シこむ結像レンズと、前記光源の両脇に配置
されそれぞれが２分割された複数の光検出器と、前記光
源と前記結像レンズの間に設けられ前記結像レンズの光
軸と交わる境界線を境に互に異なる格子ピッチを有し前
記結像レンズを経て来た前記記録媒体からの反射光を前
記境界線を境に２分割して前記光検出器上に導く回折格
子とを含んで構成される。

（作用）本発明の作用・原理は次の通りである。本発明の光ヘッ
ド装置では、光学系の１軸化を達成するために、光デイ
スク面からの反射光を光検出器に導くために、回折格子
を用いる。回折格子には、高次回折光を除くと＋１次回
折新党−１次回折光。

０次回新党の３つの回折光がある。０次回新党は回折格
子を直接透過した光である。そこで、この回折格子を半
導体レーザ光源と結像レンズの間に配置し、半導体レー
ザからディスク面に行く光に対しては、０次回新党を用
いると、単に回折格子の基板の厚さに等しい透明板がそ
う人されたのと同じになる。

一方、ディスク面からの反射光に対しては、±１次回折
光を用いるとハーフプリズムや、偏光ビ−ムスブリッタ
プリズムを用いることなく情報光を光軸外にとり出すこ
とができる。すなわち、回折格子はビームスプリッタと
して作用することになる。この結果、小型、軽量の光ヘ
ッド装置を構成できる。

さらに本発明では、光軸外にとり出した±１次回折光と
しての２つの情報光から信号のほか、フォーカス誤差信
号、トラッキング誤差信号もとシ出すために、回折格子
のピッチを結像レンズの光軸と交わる線を境に互に異な
らせることによシ、第２図に示す従来の光ヘッド装置に
おけるウェッジプリズムと等価な作用をさせ、ウェッジ
プリズム方式と等価な光ビームに変換している。

（実施例）次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例の基本構成を示す断面
図である。半導体レーザ１の放射光２は、回折格子１７
を０次回新党として通過し、結像レンズ１８によりディ
スク面１３に収束される。ディスク面１３からの反射光
は、結像レンズエ８により収束され、回折格子１７によ
シ回折され、回折光１５及び回折光１６として、半導体
レーザの両脇にある２分割光検出器１９及び２ｏに到達
する。２分割光検出器１９及び２０は、光検出器９゜１
０及び光検出器１１．１２からなる。

回折格子１７を半導体レーザ１の方向から見た時の格子
の配置の様子を第３図に模式的に示す。

格子のピッチは、配置をわかりやすくするために実際よ
シ大きく書いである。回折格子１７は、結像レンズ１８
の光軸と交わる線を境に、格子ピッチの異なる左側回折
格子２１と右側回折格子２２とから構成されている。左
側回折格子２１の±１次回折光は、２分割光検出器１９
と同一平面上の点２４及び点２５に収束する。一方、右
側回折格子２２の±１次回折光は、２分割光検出器２０
と同一平面上の点２３及び点２６に収束する。そこで、
ディスク面１３に光ビームが収束している合焦位置の状
態で２分割光検出器１９及び２ｏを第３図に示す様に回
折光の収束点２５及び２６を光検出器９，１０の分割線
及び光検出器１１．１２の分割線に合わせて配置するこ
とで、次に説明するように、フォーカス誤差信号、トラ
ッキング誤差信号、再生信号を得ることができる。

光ディスクの上下面ぶれ（デフォーカス）に対し、各２
分割光検出器１９．２０の光検出器９〜１２が受光する
光量が変動するため、光検出器９と１０の受光量の差お
よび光検出器１１と１２の受光量の差を示す差信号をも
ってフォーカス誤差信号とする。すなわち、合焦位置で
は、上に述べたように２分割光検出器１９．２０の分割
線上に回折光１５及び１６が収束するので差信号は零と
なる。ディスク面１３が結像レンズ１８から遠ざかる方
向にずれた場合には、回折光１５及び１６の収束点は、
２分割光検出器１９．２０上から回折格子１７の方向に
シフトする。この時、回折格子１７の中心すなわち結像
レンズ１８の光軸に入射し几光線は不動であるため、回
折光の収束点のぼけは２分割光検出器１９及び２０の各
々内側の光検出器１０及び１１上に生じ、光検出器１０
及び１１にくる光量が増加する。逆に、ディスクが結像
レンズ１８に近づく場合には、回折光１５及び１６の収
束点は、回折格子１７から遠ざかる方向にシフトする。

この場合には各２分割光検出器１９及び２０のそれぞれ
外側の光検出器９及び１２の光量が増え、差信号が生じ
る。

以上の考え方によシ、光検出器９，１０，１１゜１２の
出力電圧を各々Ｖ（９）、Ｖα４．ｖａ力、■（２）と
すれば、焦点誤差信号は、■αＯ＋Ｖα１−　（Ｖ（９
）＋■（ロ））により検出でき、ディスクのフォーカス
ずれの方向及び量を検知することができる。

一方トラッキングのずれ信号は、半導体レーザ１からの
放射光２のディスク上の絞シ込みスポットがトラック位
置からずれるともどシ光の強度分布にアンバランスが生
じることを利用する。第１図の紙面に垂直な方向にトラ
ックが伸びている配置であるとすると、トラックずれに
より回折光１５と１６の強度比が変わるため、２分割光
検出器１９と２０の出力信号に差が生じる。従ってトラ
ッキング信号Ｒ１Ｖ（９）＋　ｌＯ−（Ｖ（１１）＋　
ＶＵ　）　Ｋ　！　！ｌ）検出でき、この差信号の正負
により、トラックず一１〇− れの方向も検知することができる。

ディスクからの信号は、２分割光検出器１９及び２０の
光量の総和Ｖ（９）＋Ｖ（１０＋Ｖα■＋Ｖ（６）をと
ることによシ検出できる。

以上の第１および第３図に示す実施例では、第３図の点
２３及び点２４に収束する回折光は使用していないので
、情報光の１／２を損失していることになる。次に、こ
の光も利用する本発明の他の実施例を説明する。

第４図は、本発明の第２の実施例を示すもので、回折光
の収束点２３及び２４へも２分割光検出器３１及び３２
を配置している。追加した２分割光検出器３１及び３２
を構成する光検出器２７．２８゜２９．３０の出力電圧
を各々Ｖ＠、Ｖ弼、■（ハ）。

■（至）とすると、第１の実施例の説明と同様に１焦点
誤差信号は、ＶＱＯ＋Ｖ（１や＋■（５）＋■（至）−
（Ｖ（９）十■（ロ）十■（ハ）＋Ｖｌによシ、トラッ
キング誤差信号ハ、Ｖ（９）＋ＶＣＩｃｅ＋Ｖ＠＋ＶＣ
［−［ＶＱ１＋ＶＱａ十ＶＷ＋Ｖ（ハ）］によジジブイ
スからの再生信号は、４つの２分割光検出器１９．２０
，３１．３２の光ＪＨＤｔｌＶ（９）＋Ｖａ（ｅ＋１１
）＋Ｖ（Ｌ１＋Ｖ＠＋Ｖ＃＋■（ハ）＋■（７）によυ
検出できる。

（発明の効果）本発明の光ヘッド装置は、光学部品が結像レンズと、回
折格子だけでよく、これまで数多くの部品を使っていた
光ヘッド装置の部品を大幅に削減することが可能であり
、これまで、光デイスク装置全体の小型化、あるいは、
スタック型光ディスク装置のネックとなっていた光ヘッ
ドのサイズを縮少することが可能となる。さらに本発明
は、半導体レーザと２分割光検出器とを同一パッケージ
内にハイブリッドに作成することによ）、量産性信頼性
に富む光ヘッドを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図線本発明の第１の実施例の基本構成を示す断面図
、第２図は従来の光ヘッド装置の一例を示す断面図、第
３図は第１図に示す実施例の回折格子１７及び２分割光
検出器１９．２０を示す図、第４図は本発明の第２の実
施例の回折格子１７及び２分割光検出器１９，２０，３
１．３２を示す図である。１・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・放射ビー
ム、３・・・・・・コリメート光、４・・・・・・コリ
メーティングレンズ、５・・・・・・収束レンズ、６・
・・・・・ビームスプリッタプリズム、７．８・・・・
・・ウェッジプリズム、９，１０，１１゜１２．２７，
２８，２９．３０・・・・・・光検出器、１３・・・・
・・ディスク面、１４・・・・・・収束ビーム、１５．
１６・・・・・・分割光ビーム、１７・・・・・・回折
格子、１８・・・・・・結像レンズ、１９，２０，３１
．３２・・・・・・２分割光検出器、２１・・・・・・
左側回折格子、２２・・・・・・右側回折格子、２３，
２４，２５．２６・・・・・・回折光の収束点。楢１釦茫２回

Claims

【特許請求の範囲】

　光源と、前記光源の像を記録媒体上に絞りこむ結像レ
ンズと、前記光源の両脇に配置されそれぞれが２分割さ
れた複数の光検出器と、前記光源と前記結像レンズの間
に設けられ前記結像レンズの光軸と交わる境界線を境に
互に異なる格子ピッチを有し前記結像レンズを経て来た
前記記録媒体からの反射光を前記境界線を境に２分割し
て前記光検出器上に導く回折格子とを含むことを特徴と
する光ヘッド装置。