JPH0476830A - light head - Google Patents

light head

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JPH0476830A
JPH0476830A JP18807690A JP18807690A JPH0476830A JP H0476830 A JPH0476830 A JP H0476830A JP 18807690 A JP18807690 A JP 18807690A JP 18807690 A JP18807690 A JP 18807690A JP H0476830 A JPH0476830 A JP H0476830A
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JP
Japan
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light
photodetector
optical head
signal
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP18807690A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Nakao
武司 仲尾
Takeshi Maeda
武志 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0476830A publication Critical patent/JPH0476830A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野] 本発明は光ディスク装置に係り、特に組立てが容易で生産性の高い光ヘットの構成に関する。 【従来の技術】[Industrial application field] The present invention relates to an optical disk device, and more particularly to an optical head structure that is easy to assemble and has high productivity. [Conventional technology]

従来、光ディスク用光ヘッドにおける光検出器は、例え
ば特開昭63−222339記載のように、複数の形状
の決まった受光素子を有している。 光ヘツド組立てのプロセスでは、光検出器に導かれる光
束を、上記の受光素子に対して所定の位置に位置付ける
工程が必要である。 [発明が解決しようとする課題) ところが、光検出器の位置合わせには時間を要し、光ヘ
ッドの価格が高い要因の一つになっているといえる。ま
た、経時的変化によって部品ずれが発生し、光検出器へ
の入射光束と各受光素子の位置関係が狂ってしまうこと
も起る。これらは、焦点ずれあるいはトラックずれ制御
系に対してオフセットとして作用するため、安定な記録
、再生あるいは消去が行なえなくなるという問題が発生
する。 本発明の目的は、上記の事項を踏まえ、組立が容易で経
時的変化の影響を受けない信号再生系を有した光ヘッド
を提供することにある。
Conventionally, a photodetector in an optical head for an optical disk has a plurality of light-receiving elements having a fixed shape, as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-222339. The process of assembling the optical head requires a step of positioning the light beam guided to the photodetector at a predetermined position with respect to the above-mentioned light receiving element. [Problems to be Solved by the Invention] However, it takes time to align the photodetector, which can be said to be one of the reasons why the price of the optical head is high. Moreover, parts shift may occur due to changes over time, and the positional relationship between the light beam incident on the photodetector and each light-receiving element may become out of order. Since these act as an offset on the focus shift or track shift control system, a problem arises in that stable recording, reproduction, or erasing cannot be performed. In view of the above, an object of the present invention is to provide an optical head having a signal reproducing system that is easy to assemble and is not affected by changes over time.

【課題を解決するための手段] 上記の問題点を解決するため、本発明では、信号再生用
光検出器として、マトリクス状に分割された多分割受光
素子を用いる。さらに、従来の光ヘッドのように受光面
を物理的に決定せず、複数のマトリクス要素からなる受
光領域を仮想的に設定する。複数の受光領域間で受光光
量の演算を行ない、光点制御信号や情報再生信号を得る
。 [作用] 各マトリクス要素で受光する光信号を比較することによ
って、光検出器に入射する光束の光強度中心位置を決定
することができる。これを基準にして、マトリクス上に
所定の大きさの受光領域を仮想的に決定する。所定の受
光領域内に存在するマトリクス要素の光信号総和をとる
ことにより、その領域を物理的に決定された1受光面と
みなすことができる。複数の受光領域間で受光信号の演
算を行なうことにより、各種光点制御信号や情報再生信
号を得ることができる。 本発明によれば、光ヘツド組立時に光検出器の位置合わ
せをする必要がない。従って、光ヘッドの組立性が向上
する。また、本発明によれば光検出器に入射する光束の
光強度中心位置を常に知ることができる。したがって経
時的変化その他の理由で光軸ずれが発生した場合でも、
それに合わせてマトリクス内で受光領域を移動させるこ
とにより、常に安定な信号再生が可能となる。 【実施例】 以下第1図により本発明の一実施例を述べる。 本実施例は光磁気ディスク装置に関するものである。半
導体レーザ光源1は2つの発光点1aおよびlb(図示
せず)を有する。半導体レーザ光源1の出射光はコリメ
ートレンズ2により平行光束となり、ビーム整形プリズ
ム3によって光強度分布が円形に整形される。さらに偏
光ビームスプリッタ4、ミラー5を通過して絞り込みレ
ンズ6によりディスク7上に絞り込みスポット8として
絞り込まれる。絞り込みスポット8aおよび8bの役割
は表1に示すように様々考えられる。 ディスク7で反射した光は、絞り込みレンズ6、ミラー
S、偏光ビームスプリッタ4、レンズ9を通過し、ウォ
ラストンプリズム10によってp・S両偏光成分に光束
分離される。ウォラストンプリズム10は、入射する光
の偏光方向がプリズムの張り合わせ面に対して略45度
であり、8射する2光束の光量が概略一致するように回
転させて設定されている。 本実施例では、あえてλ/2板を用いていない。 これは使用するレーザが2種類以上で2つの絞り込みス
ポットの波長が異なる場合に極めて有効である。ウォラ
ストンプリズムを回転設置せずλ/2板を用いて偏光方
向の回転を行なう場合、λ/2板はどちらか一方あるい
は両者の中間波長で設計する必要がある。するとどちら
か一方あるいは両方の光とも完全な直線偏光でなくなり
、ある程度楕円偏光になってしまう。これは光磁気信号
のC/N劣化につながるため好ましくない。したがって
、2つ以上の波長を使用する光磁気ディスク装置におい
ては、光磁気信号再生系にλ/2板を用いず、ウォラス
トンプリズムあるいは偏光ビームスプリッタを回転して
設定する方が好ましいといえる。 第2図に示すように5光検出器11の上には受光面12
a〜12dがあり、各受光面上には仮想的な光検出領域
A−G(詳細は後述)が形成されている。焦点ずれ信号
AP、トラックずれ信号TR2光磁気再生信号MO、ア
ドレス情報再生信号ID等は以下に示す演算式により得
られる。ただし、以下の式における記号A−Gは、A−
Gの各光検出領域で受光する光量の総和を表わすものと
する。 AF  =  (A+C)−B TR=E−F M○ =  (A+B+C)−(E+F):   D−
G ID = (A+B十C)+ (E+F)=  D十G 第2図は、受光面12および光検出領域の一例を示した
ものである。これらの形状は第2図に限定されず、いか
なるものであっても本発明の本質に影響を与えるもので
はない。 受光面12は、第3図に示すようにマトリクス状に配置
された受光素子XIJによって構成されている。要素数
はmXnである。各受光素子は、例えばPINフォトダ
イオードあるいはCCDセンサなどによって構成されて
おり、受光光量に応した電流あるいは電圧を出力する。 マトリクスの「行」方向の出力および「列」方向の出力
は、それぞれゲート回路101aおよび101bに導か
れ、コントローラ103の指令により検出すべき受光素
子の信号を選択する。選択された信号は、信号処理回路
102によって計算処理され、焦点ずれ信号、トラック
ずれ信号、光磁気再生信号、アドレス情報再生信号など
として上位のコントローラ(図示せず)に送られる。 第4図によって各受光素子による信号検出方法を詳しく
説明する。説明を簡単にするため、マトリクス要素数を
4X4とし、各受光素子をフォトダイオードとしている
。 例えば受光素子D23を選択する場合、出力端子として
H2とv3を選択すれば良い。またH1〜H4と■2を
選択すれば、受光素子D:2、D22、D32、D42
の和信号が得られることになる。マトリクス要素が多い
場合も、同様の考え方で出力信号を得ることができる。 出力端子の選択は、前述のゲート回路で行なう。 以上説明した方法によって、受光素子に入射する光の強
度分布を知ることができる。受光素子は空間的な広がり
を持つため、得られる光強度分布は不連続になる。そこ
で、信号処理回路102で平滑化処理(いわゆるスムー
ジング処理)などを行なう。その結果、マトリクス上に
おける光強度分布の中心位置を特定することができる。 特定された光強度分布中心を基準に、所定の大きさをも
った光検出領域(図中ではA、B、C)を仮想的に設定
する。この光検出領域内にある受光素子の信号を総和す
ることにより従来における一つの光検出領域とみなして
各種信号の再生を行なう。受光領域の形状などは、コン
トローラ103内部のメモリによりあらかじめ設定して
おけばよい。また、経時的な変化などによって受光面上
の光束が移動した場合は、その強度中心を検出しなおし
、光検出領域を再設定することにより、安定な信号検品
を常に行なうことができる。 従来光ヘッドを組み立てる際は、検出系の光束を決めら
れた光検出器上の所定位置に位置づける作業が必要であ
った。また経時的変化によって発生する光検出器の位置
ずれは、焦点ずれ検出系やトラックずれ検出系などのオ
フセットとしてサーボに悪影響を与える要因であった。 本発明によれば、光ヘツド組立後に光検出領域を設定す
るため、組立時に光検出器を精密に位置合わせする必要
がない。したがって光ヘツド組立工程を簡略化すること
ができる。 本実施例においては、光強度分布の中心を基準にとって
いるが、複数の受光素子を用いて受光光束の外周部を検
知し、それを基準としても構わない。また第2図におい
ては、光検出器上に複数の受光領域を設定しているが、
一つの大きな受光領域をマトリクス受光素子で形成し、
複数の仮想的光検出領域を形成しても構わない。さらに
、本発明は光磁気ディスクのみならず、例えば再生専用
型、追記型あるいは相変化方式の光ディスク装置に対し
ても適用可能であることは勿論である。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses a multi-division light-receiving element divided into a matrix as a photodetector for signal reproduction. Furthermore, unlike conventional optical heads, the light-receiving surface is not physically determined, but a light-receiving area consisting of a plurality of matrix elements is virtually set. The amount of light received is calculated between a plurality of light receiving areas to obtain a light spot control signal and an information reproduction signal. [Operation] By comparing the optical signals received by each matrix element, the center position of the light intensity of the light beam incident on the photodetector can be determined. Based on this, a light receiving area of a predetermined size is virtually determined on the matrix. By calculating the sum of the optical signals of the matrix elements existing within a predetermined light-receiving area, that area can be regarded as one physically determined light-receiving surface. By calculating light reception signals between a plurality of light reception areas, various light spot control signals and information reproduction signals can be obtained. According to the present invention, there is no need to align the photodetector when assembling the optical head. Therefore, the ease of assembling the optical head is improved. Furthermore, according to the present invention, the center position of the light intensity of the light beam incident on the photodetector can always be known. Therefore, even if optical axis misalignment occurs due to changes over time or other reasons,
By moving the light-receiving area within the matrix accordingly, stable signal reproduction is always possible. [Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. This embodiment relates to a magneto-optical disk device. The semiconductor laser light source 1 has two light emitting points 1a and lb (not shown). The emitted light from the semiconductor laser light source 1 is turned into a parallel beam by the collimating lens 2, and the light intensity distribution is shaped into a circular shape by the beam shaping prism 3. The light then passes through a polarizing beam splitter 4 and a mirror 5 and is focused onto a disk 7 by a focusing lens 6 as a focusing spot 8 . Various roles can be considered for the narrowing spots 8a and 8b as shown in Table 1. The light reflected by the disk 7 passes through the aperture lens 6, the mirror S, the polarizing beam splitter 4, and the lens 9, and is separated by the Wollaston prism 10 into both p and S polarized components. The Wollaston prism 10 is rotated so that the polarization direction of the incident light is approximately 45 degrees with respect to the bonding surface of the prism, and the light quantities of the eight emitted light beams are approximately equal. In this embodiment, a λ/2 plate is intentionally not used. This is extremely effective when two or more types of lasers are used and the two focusing spots have different wavelengths. When rotating the polarization direction using a λ/2 plate without rotating the Wollaston prism, the λ/2 plate must be designed with an intermediate wavelength of one or both. Then, one or both of the lights will no longer be completely linearly polarized, but will become elliptically polarized to some extent. This is undesirable because it leads to C/N deterioration of the magneto-optical signal. Therefore, in a magneto-optical disk device that uses two or more wavelengths, it is preferable not to use a λ/2 plate in the magneto-optical signal reproducing system, but to use a rotating Wollaston prism or a polarizing beam splitter. As shown in FIG.
a to 12d, and virtual photodetection areas A to G (details will be described later) are formed on each light receiving surface. The focus shift signal AP, track shift signal TR2, magneto-optical reproduction signal MO, address information reproduction signal ID, etc. are obtained by the following calculation formulas. However, the symbol AG in the following formula is A-
Let it represent the total amount of light received by each photodetection area of G. AF = (A+C)-B TR=E-F M○ = (A+B+C)-(E+F): D-
G ID = (A+B+C)+(E+F)=D+G FIG. 2 shows an example of the light receiving surface 12 and the light detection area. These shapes are not limited to those shown in FIG. 2, and any shape will not affect the essence of the present invention. The light receiving surface 12 is composed of light receiving elements XIJ arranged in a matrix as shown in FIG. The number of elements is mXn. Each light receiving element is composed of, for example, a PIN photodiode or a CCD sensor, and outputs a current or voltage corresponding to the amount of light received. Outputs in the "row" direction and "column" direction of the matrix are led to gate circuits 101a and 101b, respectively, and the signals of the light receiving elements to be detected are selected according to instructions from the controller 103. The selected signal is calculated and processed by the signal processing circuit 102 and sent to a higher-level controller (not shown) as a focus shift signal, track shift signal, magneto-optical reproduction signal, address information reproduction signal, etc. The signal detection method using each light receiving element will be explained in detail with reference to FIG. To simplify the explanation, the number of matrix elements is assumed to be 4×4, and each light receiving element is a photodiode. For example, when selecting the light receiving element D23, H2 and v3 may be selected as the output terminals. Also, if H1 to H4 and ■2 are selected, the light receiving elements D: 2, D22, D32, D42
A sum signal of . Even when there are many matrix elements, the output signal can be obtained using the same concept. Selection of the output terminal is performed by the aforementioned gate circuit. By the method described above, it is possible to know the intensity distribution of light incident on the light receiving element. Since the light receiving element has a spatial extent, the obtained light intensity distribution is discontinuous. Therefore, the signal processing circuit 102 performs smoothing processing (so-called smoothing processing). As a result, the center position of the light intensity distribution on the matrix can be specified. Based on the identified center of light intensity distribution, photodetection areas (A, B, and C in the figure) having a predetermined size are virtually set. By summing the signals of the light receiving elements within this photodetection area, it is regarded as one conventional photodetection area and various signals are reproduced. The shape of the light-receiving area and the like may be set in advance in the memory inside the controller 103. Furthermore, if the light flux on the light receiving surface moves due to changes over time, the center of intensity is redetected and the light detection area is reset, so that stable signal inspection can always be performed. Conventionally, when assembling an optical head, it was necessary to position the light beam of the detection system at a predetermined position on a predetermined photodetector. Furthermore, the positional shift of the photodetector caused by changes over time has been a factor that adversely affects the servo as an offset in the focus shift detection system, track shift detection system, and the like. According to the present invention, since the photodetection area is set after the optical head is assembled, there is no need to precisely align the photodetector during assembly. Therefore, the optical head assembly process can be simplified. In this embodiment, the center of the light intensity distribution is used as the reference, but it is also possible to use a plurality of light receiving elements to detect the outer periphery of the received light beam and use that as the reference. In addition, in Fig. 2, multiple light receiving areas are set on the photodetector.
Forming one large light-receiving area with a matrix light-receiving element,
A plurality of virtual light detection areas may be formed. Furthermore, it goes without saying that the present invention is applicable not only to magneto-optical disks but also to, for example, read-only type, write-once type, or phase change type optical disk devices.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明したように、本発明によれば、光ヘット組立時
に光検出器の位置合わせを精密に行なう必要がない。従
って、光ヘッドの組立性が向上する。また、本発明によ
れば光検出器に入射する光束の光強度中心位置を常に知
ることができる。したがって経時的変化その他の理由で
光軸ずれが発生した場合でも、それに合わせてマトリク
ス内で受光領域を移動させることにより、常に安定な信
号再生が可能となる。
As described above, according to the present invention, there is no need to precisely align the photodetector when assembling the optical head. Therefore, the ease of assembling the optical head is improved. Furthermore, according to the present invention, the center position of the light intensity of the light beam incident on the photodetector can always be known. Therefore, even if optical axis misalignment occurs due to changes over time or other reasons, stable signal reproduction is always possible by moving the light receiving area within the matrix accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明における一実施例の全体構成を示す図、
第2図は光検出器の構成を示す図、第3図は光検出器受
光部分の詳細を説明する図、第4図は受光素子の動作を
説明する図である。 符号の説明 1・・・半導体レーザ光源、2・・・コリメートレンズ
、3・・・ビーム整形プリズム、4・・・偏光ビームス
プリンタ、5・・ミラー、6・・絞り込みレンズ、7・
・・ディスク、8・・・絞り込みスポット、9・パルン
ズ、10・・・ウォラストンプリズム、11・・光検出
器、12・・・受光領域、101・・・ゲート回路、1
02・・信号処理回路、103・・・コントローラ代理
人 弁理士 小川 ysyA 口 ■ 図 、ヒイtコンYロークへ ■ 図
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the photodetector, FIG. 3 is a diagram explaining details of the light receiving portion of the photodetector, and FIG. 4 is a diagram explaining the operation of the light receiving element. Explanation of symbols 1... Semiconductor laser light source, 2... Collimating lens, 3... Beam shaping prism, 4... Polarizing beam splinter, 5... Mirror, 6... Stopping lens, 7...
...Disc, 8...Filtering spot, 9. Paruns, 10...Wollaston prism, 11...Photodetector, 12...Light receiving area, 101...Gate circuit, 1
02...Signal processing circuit, 103...Controller agent Patent attorney Ogawa ysyA mouth ■ Diagram, Hi-tcon Y Rourke ■ Diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光ディスク装置に搭載する光ヘッドにおいて、焦点
ずれ検出信号、トラックずれ検出信号、記録情報信号の
うち少なくとも一つを、マトリクス状に分割された多分
割光検出器によって検出することを特徴とする光ヘッド
。 2、該多分割光検出器における各マトリクス要素の受光
量から該光検出器に入射する光束の光強度中心位置を検
出することを特徴とする、特許請求範囲第1項記載の光
ヘッド。 3、該光強度中心をもとに、該多分割光検出器上に、複
数のマトリクス要素からなる仮想的な受光領域を設定す
ることを特徴とする、特許請求範囲第1項および第2項
記載の光ヘッド。 4、該受光領域を複数設定し、各受光領域の光信号を演
算することにより、焦点ずれ検出信号、トラックずれ検
出信号、記録情報信号のうち少なくとも一つを生成する
ことを特徴とする、特許請求範囲第1項、第2項および
第3項記載の光ヘッド。 5、該光強度中心のずれにともない、該受光領域を該多
分割光検出器上で移動させて設定することを特徴とする
、特許請求範囲第1項、第2項、第3項および第4項記
載の光ヘッド。
[Claims] 1. In an optical head mounted on an optical disk device, at least one of a focus shift detection signal, a track shift detection signal, and a recording information signal is detected by a multi-segment photodetector divided into a matrix. An optical head characterized by: 2. The optical head according to claim 1, wherein the light intensity center position of the light beam incident on the multi-divided photodetector is detected from the amount of light received by each matrix element in the multi-division photodetector. 3. Claims 1 and 2, characterized in that a virtual light-receiving area consisting of a plurality of matrix elements is set on the multi-segment photodetector based on the light intensity center. Light head as described. 4. A patent characterized in that a plurality of light-receiving areas are set and the optical signal of each light-receiving area is calculated to generate at least one of a defocus detection signal, a track deviation detection signal, and a recording information signal. An optical head according to claims 1, 2, and 3. 5. Claims 1, 2, 3 and 5, characterized in that the light receiving area is set by moving on the multi-segment photodetector as the center of the light intensity shifts. The optical head according to item 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010082430A1 (en) * 2009-01-13 2010-07-22 太陽誘電株式会社 Light receiving device, optical disc player, and method of selecting light receiving elements
JP2011527780A (en) * 2008-06-30 2011-11-04 シンボル テクノロジーズ, インコーポレイテッド Imaging module having folded illumination path and imaging path

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