JPH0242640A - 光学ヘッド構造 - 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】 ［発明の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本発明は光学ヘッド構造に関し、特に小型化及び軽口化
し得る光学ヘッド構造に関する。

〈従来の技術〉 従来、光学ヘッド式記録媒体としての光ディスクの記録
面に収束光を照射すると共に、その反射光を検出するこ
とににす、記録及び再生を行うようにした高密度記録再
生装置がある゛。この装置に用いられる光ディスクにあ
っては、一般に若干の反りや歪みがあると共に、光ディ
スクの回転軸への取付誤差による偏心がある。そこで、
光学ヘッドをそれらの影響を受けることなく光ディスク
の微細な記録トラックに追従させるべく、光学ヘッドの
フォーカス及びトラッキングの各エラーを検出すること
により、その位置制御を行っている。

各エラー検出用の検出光として、光ディスクからの反射
光の向きを偏光ビームスプリッタにより変向すると共に
、この変向された検出光をハーフプリズムを通して、更
に２方向に分けるようにしたものがある。その一方の検
出光の半分をナイフエツジにより遮断して、所謂ナイフ
ェツジ法を用いて、フォーカスエラー検出用の例えば２
分割フォトダイオードの分割線上に焦点を結ぶようにさ
せている。即ら、フォーカス方向にずれた場合には、そ
の焦点位置がフォトダイオードの手前または奥側にずれ
るため、２分割フォトダイオードのいずれか一方に集光
して、そのずれを容易に検出することができる。また、
ハーフプリズムにより分けられた他方の検出光をトラッ
キングエラー検出用の例えば２分割フォトダイオードの
分割線上に集光させている。この場合にも、トラッキン
グ方向にずれた場合には集光部の左右の明るさに差を生
じるため、２分割フォトダイオードの出力差によりその
ずれを検出することができる。

上記構造によると、ハーフプリズムにより分割された検
出光の一方をナイフェツジを用いてフォーカスエラー置
検出するが、フォーカス用フォトダイオードに入射する
光束の半分がナイフェツジにより遮断されるため、その
遮断された光束が無駄である。また、ハーフプリズム、
ナイフェツジ、及び２組のフォトダイオードをそれぞれ
別個に設けていることから、部品点数及びその取イ」け
箇所が多く、光学ヘッドが大型化すると共に重量が増加
するため、高速アクレス化が不利になると云う問題がめ
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、ナイフェツジ法を用いてフォーカスエラーの検出を
行う形式の光学ヘッド構造に於て、ナイフェツジにより
遮断される検出光を無駄にすることなく、かつ小型化及
び軽量化し得る光学ヘッド構造を提供することにある。

［発明の構成１ 〈課題を解決するための手段〉 このＪ、うな目的は、本発明によれば、光学ヘッドのト
ラッキング及びフォーカスのいずれか一方のエラー状態
を光学的に検出°するために検出光の光路内に配置され
た第１の受光素子と、前記検出光の一部を異なる向きに
変向するための変向手段と、トラッキング及びフォーカ
スのいずれか他方のエラー状態を光学的に検出するため
に前記変向された検出光の光路内に配置された第２の受
光素子と、前記フォーカスエラー状態を検出するために
前記両光路のいずれかに設けられたナイフェツジ手段と
を有する光学ヘッド構造に於て、前記変向手段が、前記
検出光の光路中に設けられたプリズムの全反射面からな
り、前記ナイフェツジ手段が、前記全反射面の境界縁部
からなることを特徴とする光学ヘッド構造を提供するこ
とにより達成される。

く作用〉 このようにすれば、検出光の一部を変向するための全反
射面を有するプリズムの全反射面の境界縁部からなるナ
イフェツジ手段を用いて、）４−カスエラーをナイフェ
ツジ法にて検出することができると共に、変向手段とナ
イフェツジ手段とを１つのプリズムに設けることができ
るため、部品点数及びその取付は箇所を少なくし得ると
共に、ナイフェツジ手段により検出光の一部を遮断する
ことがないため、検出光の無駄になる部分がない。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添イ」の図面について詳し
く説明する。

第１図は本発明が適用された光学ヘッドの要部を示Ｖ模
式図である。第１図に示されるように、図示されない光
源としての半尊体し−リ゛から光ディスクに向けて照射
される出射光１の光軸上には偏光ビームスプリッタ２、
及びλ／４板３が配設されている。

ところで、偏光ビームスプリッタ２を通過した出射光１
は、λ／４板３を通過した後、光ディスクにて反射して
反則光４となって、再びλ／４板３を通過して偏光ビー
ムスプリッタ２内に入射するため、偏光ビームスプリッ
タ２内にあっては、反射光４の偏光面が出射光１の偏光
面に対して９０度異なっている。従って、偏光ビームス
プリッタ２内にて反則光４の向きが変向されて、検出光
８として偏光ビームスプリッタ２の図の右側面から出射
する。

この検出光８の光軸上には、集光レンズ６及び測光セン
サ７がそれぞれ同軸的に配設されており、フォーカス及
びトラッキングの各エラー検出を行うために、検出光８
を集光レンズ６にて収束光として測光センサ７に集光し
ている。尚、半導体レ−’ｆから光ディスクまで出射光
１の光軸上にそれぞれを配設したが、光軸上にミラー等
を配設することにより光軸の向きを自由に変更すること
ができるため、それぞれの配置を限定するものではない
。

第２図は測光センサ７の側断面図であり、第３図は第２
図の■−ｍ線について見た図である。第２図及び第３図
に示されるように、測光センサ７の基板９には、トラッ
キングエラー検出用の受光素子としてのフォトダイオー
ド１３とフォーカスエラー検出用の受光素子としてのフ
ォトダイオード１４とが一体的に設けられている。トラ
ッキングエラー検出用のフォトダイオード１３が検出光
８の光路内に配置されていると共に、フォトダイオード
１３から所定の距離をおいてフォーカスエラー検出用の
フォトダイオード１４が位置している。

これら各フォトダイオード１３．１４は、第３図に示さ
れるように、互いに直交する分割線により４分割された
フｙｔ　ｌ−ダイオード素子により構成されている。ト
ラッキング用フォトダイオード１３は、その一方の分割
線と、検出光８の光軸がトラッキングエラーの際にずれ
る方向とが直交するように配設され、フォーカス用フォ
トダイオード１４は、その一方の分割線がフォトダイオ
ード１３の上記分割線の延長線上に位置するように配設
されている。

第２図に示されるように、基板９上にはプリズム１５が
固着されている。このプリズム１５は、平行四辺形の側
断面を有する形状をなして、その底面１５ａによりフォ
トダイオード１４のみを覆うと共に、フォトダイオード
１４側からフォトダイオード１３の上方に向けて斜めに
延出するように設けられており、検出光８の光束のフォ
トダイオード１４側の半分をプリズム１５内に入射する
ようにされている。また、底面１５ａから上記延出端部
のエツジ１７に至る面１６が、プリズム１５内に入射し
て百１６に達する検出光８の入射角が臨界角以上となる
角度をもって形成されており、面１６に達する検出光８
が全反射する全反射面をなしている。プリズム１５の面
１６のエツジ１７が、光束の半分を遮断するナイフェツ
ジ法に於けるエツジをなし、面１６にて全反射した反射
光の断面が半月状をなすように分割される。

このようにして、検出光８の半分が、プリズム１５に遮
断されることなく、直接的にトラッキング用フォトダイ
オード１３上に集光し、残りの半分が、面１６と平行す
る対向面２５にて反射した後、フォーカス用フォトダイ
オード１４の両分割線の交点上に集光するようにされて
いる。尚、各フォトダイオード１３．１４は、基板９か
ら延出する図示されないリード線を介して、図示されな
い制御回路と電気的に接続されている。

次に、各フォトダイオード１３．１４によるトラッキン
グ及びフォーカスの各エラーの検出要領を以下に示す。

第４図に示されるようにフォトダイオード１３には検出
光８の半分が例えば想像線により示されるように半月状
に集光しており、トラッキングエラーを生じた場合には
図に於ける左右方向のいずれかに光量差を生じることと
なる。゛また、各フォトダイオード素子から、各照射パ
ターンに応じた検出信号Ｅ〜ト１が、（Ｅ十Ｆ＞と（Ｇ
＋ｔ−（＞とに分かれるＪ：うに各アンプ１９．２０に
それぞれ入力され、更に各アンプ１９．２０からの出力
値をアンプ２１に入力している。そして、アンプ２１に
より、例えば（Ｅ＋Ｆ）から（Ｇ十トｌ）を減算し、そ
の演算値を制御回路へ出力している。従って、トラッキ
ングエラーを生じた場合には、その方向及びエラー聞の
検出を容易に行うことができる。

また、第５図にあっては、プリズム１５内に於て面１６
にて全反射して向ぎを変えられた検出光８の残りの半分
が、対向面２５にて再度向きを変えられた俊、４分割フ
ォトダイオード１４の分割線の交点上に想像線により示
されるようにほぼ焦点を結７Ｓ−ように入射しており、
フォーカスエラーが生じていない状態を示している。前
記と同様に、フォトダイオード１４の各フォトダイオー
ド素子からζ各照射パターンに応じた検出信号Ａ−Ｄが
、（Ａ＋Ｂ）と（Ｃ＋Ｄ）とに分かれるように各アンプ
２２．２３にそれぞれ入力され、更に各アンプ２２．２
３からの出力値をアンプ２４に入力している。そして、
アンプ２４により、例えば（へ十Ｂ＞から（Ｃ十Ｄ＞を
減緯し、その演算値を制御回路へ出力している。

尚、フォーカス用の光束は、前記したようにプリズム１
５の面１６のエツジ１７及び面１６によりその断面が半
月状をなすように分割されている。

フォーカスが変化して、例えば焦点位置がフォトダイオ
ード１４よりも手前にある場合には、第６図に示すよう
に〕４１〜ダイオード１４の一方（図に於ける上半分側
）に半月状に集光し、焦点位置がフォトダイオード１４
より奥側にある場合には第７図に示されるように、フォ
トダイオード１４の他方（図に於ける下半分側）に集光
する。従って、フォーカスエラーを生じた場合には、フ
ォトダイオード１４の各一対のダイオード素子の検出信
号の（Ａ十Ｂ＞と（Ｃ＋Ｄ＞との出力差により、所謂ナ
イフェツジ法と同様に、その方向及びエラーｍを容易に
検出することができる。尚、跣取り信号は、トラッキン
グ用フォトダイオード］３の検出信号ト〜１−１の和（
Ｅ十Ｆ十〇＋ｔ−１＞を利用することにより検出するこ
とができる。

また、本実施例によれば、フォーカス及びトラッキング
の各エラー検出用のフォトダイオードを１つの基板に設
けているため、フォトダイオードへの配線が簡素化され
て、耐ノイズ性を向上することができると共に、その先
軸調整が１箇所で良いため調整時間を短縮化できる効果
がある。

また、第８図は本発明に基づく第２の実施例を示す第２
図に対応する図であり、前記実施例と同様の部分には同
一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第２
の実施例にあっては、プリズム１５の底面１５ａがフォ
１−ダイオード１４を覆わないように設けられていると
共に、面１６に対向する対向面２６が面１６に平行して
おらず、面１６にて全反射して向きを変えられた検出光
８が、対向面２６からプリズム１５の外方に向けて出射
し、かつフォトダイオード１４に集光する向きに屈折す
るようにされている。この第２の実施例によれば、プリ
ズム１５をより小形化できる。

尚、各フォトダイオード１３．１４による各エラー検出
要領は、前記実施例と同様であるため゛、その説明を省
略する。

ところで、各フォトダイオード１３．１４には４分割フ
ォトダイオードを用いたが、フォトダイオード１３では
（Ｅ十Ｆ＞と（Ｇ＋Ｈ）とに分割し、フォトダイオード
１４では（Ａ＋Ｂ）と（Ｃ十Ｄ）とに分割するようにし
た２分割フォトダイオードを用いても良い。また、各フ
ォトダイオード１３．１４を互いに入替えても良く、こ
の場合には、検出光８の半分を直接的にフォーカスエラ
ー検出用に用いるが、向きを変えられた検出光８の残り
の半分をその光路の途中にて焦点を結ばせて、その虚像
をトラッキングエラー検出用とじて用いることにより、
各エラー検出を行うことができる。

［発明の効果］ このように本発明によれば、フォーカスエラー検出用の
ナイフェツジ手段を有するプリズムの全反射面にて、そ
の向きを変向された検出光によりトラッキング及びフォ
ーカスのいずれか一方のエラーを検出することから、検
出光の一部を遮断することがないため、検出光の無駄に
なる部分がない。また、プリズムの全反射面を用いて検
出光の一部の向きを変向することから、変向手段として
反射膜などを形成する必要がないため、部品コストを低
減し得る。更に、変向手段とナイフェツジ手段とを１つ
のプリズムにより形成するため、部品点数及びその取付
は箇所を少なくすることができ、光学ヘッドを小型化か
つ軽量化でき、高速アクセス化が可能になる等、その効
果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用された光学ヘッドの要部を示す
模式図である。 第２図は、測光センサの側断面図である。 第３図は、第２図の■−■線について兄た断面図である
。 第４図は、トラッキングエラーの検出要領を示す模式的
回路図である。 第５図乃至第７図は、フォーカスエラーの検出要領を示
す模式的回路図である。 第８図は、第２の実施例を示す第２図に対応する図であ
る。 １・・・出射光　　　　　２・・・偏光ビームスプリッ
タ３・・・λ／４板　　　　４・・・反射光６・・・集
光レンズ　　　７・・・測光センサ８・・・検出光　　
　　　９・・・基板１３．１４・・・フォトダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学ヘッドのトラッキング及びフォーカスのいずれか一
   方のエラー状態を光学的に検出するために検出光の光路
   内に配置された第１の受光素子と、前記検出光の一部を
   異なる向きに変向するための変向手段と、トラッキング
   及びフォーカスのいずれか他方のエラー状態を光学的に
   検出するために前記変向された検出光の光路内に配置さ
   れた第２の受光素子と、前記フォーカスエラー状態を検
   出するために前記両光路のいずれかに設けられたナイフ
   エッジ手段とを有する光学ヘッド構造に於て、前記変向
   手段が、前記検出光の光路中に設けられたプリズムの全
   反射面からなり、前記ナイフエッジ手段が、前記全反射
   面の境界縁部からなることを特徴とする光学ヘッド構造
   。