JPH0242643A - 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、特に小型化及び軽量化
し得る光学ヘッド構造に関する。

〈従来の技術〉 従来から、光学ヘッド式記録媒体としての光ディスクの
記録面に照射した収束光の反射光を検出することにより
、情報を記録、再生する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
よる偏心があるが、光学ヘッドをそれらの影響を受ける
ことなく光デイスク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
出し、その位置制御を行っている。

実際には、光ディスクからの反射光を偏光ビームスプリ
ッタにより変向して得たエラー検出光をハーフプリズム
を通して２方向に分け、その一方をシリンドリカルレン
ズを通してフォーカスエラー検出用の４分割フォトダイ
オードの中央部に集光させるようにしている。そして、
フォーカスエラーが生じる場合には上記４分割フォトダ
イオードの互いに対角位置にあるフォトダイオードに楕
円状に集光することから、一方の対角位置のフォトダイ
オードの出力の和と、他方の対角位置のフォトダイオー
ドの出力の和との差によりエラーを検出することができ
る（非点収差法）、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おり、
トラッキングエラーが生じる場合には両フォトダイオー
ド間の明るさに差を生じるなめ、その出力差によりエラ
ーを検出することがて′きる。

しかるに、−Ｅ記検出構造には、ハーフプリズム、シリ
ンドリカルレンズ及び２組のフォトダイオード等を用い
ていることから部品点数が多くなると共に２方向に分け
られた検出光の光軸に対する各フォトダイオードの位置
４ＪＮ整等、各部品の位置調整が煩雑化しがちであった
。

〈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、光学ヘッドのフォーカス及びトラッキングの各エラ
ー検出用の測光センサが簡素化され、かつその内蔵光学
部品の光軸調整等が容易な光学ヘッド′ｊｆＩ造を提供
することにある。

［発明の構成］ く課題を解決するための手段〉 このよ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各エラー状態を光学的に検出す
る測光センサを有する光学ヘッド構造に於て、前記測光
センサが、前記両エラー状態のいずれか一方を検出する
べく検出光の光路内に配置された第１の受光素子と、前
記検出光の一部を変向するべく前記光路内に配置された
ハーフプリズムと、前記両エラー状態のいずれか他方を
検出するべく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、前記フォーカスのエラー状態を非
点収差法にて検出するべく、前記フォーカスのエラー状
態を検出する側の受光素子に至る検出光の光路内に配置
されると共に前記変向手段と一体をなすシリンドリカル
レンズとを内蔵す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、測光センサのトラッキング及びフォ
ーカスエラー検出用各受光素子に向けて検出光を分ける
光学部品が小型化、軽量化され、かつその位置調整が容
易になる。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付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す模
式図であり、光源としての半導体レーザ１から図示され
ない光ディスクに向けて照射される発散光からなる出射
光５の光路内には、偏光ビームスプリッタ２、λ／４板
３及びコリメータレンズ４が配設され、これらを通過し
た出射光５は、図示されない対物レンズを介して光ディ
スクに照射される。

ここで、半導体レーザ１からの出射光５は第２図に示す
ように楕円形断面を有しているが、出射光５の輪郭より
も小さな円形の輪郭を有するコリメータレンズ４を該出
射光の光路内に配設することにより、コリメータレンズ
４を通過する円形断面部分のみが光ディスクに照射され
る出射光５として用いられる。

光ディスクに照射された出射光５は該ディスクに反射さ
れ、反射光６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。

この反射光６はλ／４板３を２回通過することから、偏
光ビームスプリッタ２内にあっては、該反射光の偏光面
は出射光１の偏光面に対して９０度異なるようになる。

従って、反射光６は偏光ビームスプリッタ２内に対角位
置に配設された偏光反射膜により変向されて、検出光７
として偏光ビームスプリッタ２の第１図に於ける右側面
から出射する。ここで、偏光ビームスプリッタ２及びλ
／４板３が半導体レーザ１からの発散光からなる出射光
５及び収束光からなる反射光６の光路内に配設されてい
ることから、従来のように平行光を通過させる場合に比
較して偏光ビームスプリッタ２及びλ／４板３を小型化
することができる。

この検出光７の光路内には、当該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ための測光セ
ンサ８が配設されている。尚、本実施例では半導体レー
ザから光ディスクに至る一直線をなす出射光１の光路内
に上記した各々を配置したが、実際にはミラー等を配置
することによりこの光路を自由に変更し得るため、その
配置は限定されるものではない。

第３図は測光センサ８の軸線方向に沿う断面図であり、
第４図は第３図のＩＶ　−ＩＶ線について見た断面図で
ある。測光センサ８の基板９には、その中心部にトラッ
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、該フォトダイオードから所定の距離をおいて
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とが互いに同一平面上に位置するように一体
的に固着されている。

これら各フォトダイオード１３．１４は、第４図に示す
ように、互いに直交する分割線により４分割されたフォ
ト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の一方の分割線はトラッキング
エラーの際に検出光７の光軸のずれる方向と直交してい
る。また、フォトダイオード１３よりもややノドさいフ
ォーカス用フォトダイオード１４の一方の分割線はフす
１〜ダイオード１３の上記分割線の延長線上に位置して
いる。

第３図Ｇご示すように、基板９のフォトダイオード１３
の受光面１３ａには、検出光７の半分を直角に反射する
立方形状のハーフプリズム１０が密着している。このハ
ーフプリズム１０の反射した検出光７ａを出射する面１
０ａには、第５図に示すように、シリンドリカルレンズ
１１が傾斜した状態で一体的に固着されている。また、
フォトダイオード１４の受光面１４ａには、上記シリン
ドリカルレンズ１１を通った検出光７ａをフォトダイオ
ード１４に向けて変向させる反射面１２ａを有する三角
柱状の反射部材１２が密着している。

そして、例えば基板９の凹設部９ａ内を樹脂モールドに
て埋めることにより、ハーフプリズム１０及び反射部材
１２の下部が基板９に固定される。

このようにして、検出光７の半分が直接フォトダイオー
ド１３上に集光し、残りの半分が、ハーフプリズム１０
に反射された後、シリンドリカルレンズ１１を通過して
反射部材１２の反射面１２ａに反射され、４分割された
フォトダイオード１４の中央部に集光するようになる。

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、各フオＩ・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説明する。

第６図に示すように、フォトダイオード１３の各フォト
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〜Ｈが、（Ｅ＋Ｆ）と（Ｇ＋Ｈ）とに分かれるように
各アンプ１９．２０に各々入力され、この各アンプ１９
．２０からの出力値がアンプ２１に入力されるようにな
っている。そして、アンプ２１にて、（Ｅ十Ｆ）から（
Ｇ十Ｈ）を減算し、その演算値を制御回路へ出力してい
る。

ここで、フォトダイオード１３の各フォトダイオード素
子には、検出光７の半分が想像線に示すように円形に集
光しており、トラッキングエラーを生じた場合には、そ
の光軸が図に於ける左右方向のいずれかにずれることか
ら、上記演算値によりトラッキングエラーの方向及びエ
ラー量の検出を容易に行うことができる。

一方、第７図に示すように、フォトダイオード１４では
、互いに対角位置にあるフォトダイオード素子同士の出
力値の和（Ａ十Ｃ）と（Ｂ＋Ｄ）とに分かれるように各
アンプ２２．２３に各々入力され、更に各アンプ２２．
２３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、（Ａ＋Ｃ）から（Ｂ＋Ｄ＞を減算
し、その演算値を制御回路へ出力している。

第７図に示すように、ハーフプリズム１０にて向きを変
えられた半分の検出光７ａは、シリンドリカルレンズ１
１にて成る方向（４分割フォトダイオード１４の対角方
向）に沿う成分の焦点距離が変えられた後、反射部材１
２の反射面１２ａにて反射され、４分割フォトダイオー
ド１４の分割線の交点上に想像線Ｋに示すように略円形
をなす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。ここで、フォーカスエラーを
生じた場合には、第７図の想像線り或いは想像線Ｍに示
すように、出力値（Ａ十Ｃ）或いは（Ｂ＋Ｄ）のいずれ
かが大きくなることから上記演算値によりフォーカスエ
ラーの方向及びエラー量の検出を公知の非点収差法にて
容易に行うことができる。

尚、読取り信号は、トラッキング用フォトダイオード１
３の検出信号Ｅ〜Ｉ（の和（Ｅ十Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）を利用す
ることにより検出することができる。

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、その光軸調整
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
。

第８図は本発明に基づく第２の実施例を示す第２図と同
様の図である。本実施例では、反射部材２５が板状をな
している。それ以外の構成は第１の実施例と同様である
。

尚、上記実施例ではトラッキングエラー検出用フォトダ
イオード１３には４分割フォトダイオードを用いたが、
（Ｅ十Ｆ）と（Ｇ十Ｈ）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、本実施例では
、検出光７の半分をハーフプリズム１０及び反射部材１
２の反射面１２ａにより２回反射させてフォトダイオー
ド１４に入射させるようにしたが、実際には例えばハー
フプリズム１０の反射角度を変えることにより、該プリ
ズムに１回だけ反射させてフォトダイオード１４に入射
させるようにしても良い。

［発明の効果］ このように本発明によれば、測光センサのトラッキング
及びフォーカスエラー検出用各受光素子に向けて検出光
を分ける光学部品が小型化され、かつその位置調整が容
易になるなめ、光学ヘッド全体も小型化、軽量化され、
その応答性も向上することから、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第１の実施
例を示す要部模式図である。 第２図は、第１図の■−■線について見たコリメータレ
ンズの正面図である。 第３図は、第１図に示す光学ヘッドに於ける測光センサ
の軸線方向に沿う断面図である。 第４図は、第３図のＩＶ　−ＩＶ線について見た断面図
である。 第５図は、第３図に示す測光センサのハーフプリズム及
びシリンドリカルレンズのみを拡大して示す斜視図であ
る。 第６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、本発明が適用された光学ヘッドの第２の実施
例を示す第３図と同様の図である。 １・・・半導体レーザ　　２・・・偏光ビームスプリッ
タ３・・・λ／４板　　　　４・・・コリメータレンズ
５・・・出射光　　　　　６・・・反射光７・・・検出
光　　　　　７ａ・・・分割された検出光８・・・測光
センサ　　　９・・・基板９ａ・・・凹設部　　　　１
０・・・ハーフプリズム１０ａ・・・出射面 １１・・・シリンドリカルレンズ １２・・・反射部材　　　１２ａ・・・反射面１３．１
４・・・フォトダイオード １３ａ、１４ａ・・・受光面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学ヘッドのトラッキング及びフォーカスの各エ
   ラー状態を光学的に検出する測光センサを有する光学ヘ
   ッド構造に於て、 前記測光センサが、前記両エラー状態のいずれか一方を
   検出するべく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変向するべく前記光路内に配置され
   たハーフプリズムと、 前記両エラー状態のいずれか他方を検出するべく前記変
   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
   、 前記フォーカスのエラー状態を非点収差法にて検出する
   べく、前記フォーカスのエラー状態を検出する側の受光
   素子に至る検出光の光路内に配置されると共に前記変向
   手段と一体をなすシリンドリカルレンズとを内蔵するこ
   とを特徴とする光学ヘッド構造。
2. （２）前記ハーフプリズムが、前記第１の受光素子の受
   光面に密着していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の光学ヘッド構造。
3. （３）前記両受光素子が、互いに同一平面上に配置され
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項若しくは第２
   項に記載の光学ヘッド構造。