JPH06101128B2 - 光学ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、情報を書き込み或は、読み出す為の光ビーム
を光ディスク等の情報記録媒体上にフォーカスする為の
光学ヘッドの改良に関する。

［発明の技術的背景］ 近年、たとえばDADのCD（コンパクトディスク）やビデ
オディスクのような再生専用の情報記憶媒体や画像ファ
イル・静止画ファイル・COM（コンピュータ・アウトプ
ットメモリー）等に用いられ、集束光により記録層に対
し穴を開ける等の状態変化を起こさせて情報を記録し、
また、そこから再生することのできる情報記憶媒体、さ
らに消去可能な情報記憶媒体（以下単にディスクとい
う。）に情報を光学的に書き込み、また読み出す光学式
の情報記録再生装置が種々開発されている。これら情報
記録再生装置おいては、対物レンズで集束された光ビー
ムが書き込み或は、読み出しのいずれにあっても常に光
ディスク上に光ビームがフォーカスされていることが要
求されている。即ち、光ディスク上に光ビームのビーム
・ウエストが照射され、最小ビーム・スポットが光ディ
スク上に形成されていることが要求されている。このこ
とから、光学ヘッドは、光ビームのフォーカス状態を検
出するフォーカス検出装置を備え、従来から種々のフォ
ーカス検出装置が提案され、開発されている。例えば、
特開昭57−44236号公報には、フォーカス検出方式の一
例が示されている。

すなわち、第１図（イ）（ロ）（ハ）で示すように、記
録層ないしは光反射層ａから反射して対物レンズｂを通
過した光ビームの反射光路ｃの途中に、この光軸に関し
て非対称に光ビームを抜出す光抜出部材（ナイフウェッ
ジ）ｄ、レンズｅ、および２つの光検出セルf,gを有し
た光検出器ｈを設け、それ以前のように光検出器上のス
ポットサイズによって焦点ぼけを検知するのではなく、
光検出器ｈ上でのビーム・スポットｉの移動（矢印ｊ方
向）として焦点ぼけを検知することにより回折の影響を
受けにくいようにしたものが考えられるに至っている。

なお、焦点ぼけ検出信号は第２図の実線で示すように、
焦点があっている場合には、そのレベルが「０」とな
り、また、対物レンズｂと記録層ないしは光反射層ａと
が近づいて上側の光検出セルｇにビーム・スポットｉが
当っている場合には、マイナスの信号が発生され、ま
た、対物レンズｂと記録度ないしは光反射層ａとが離れ
すぎて下側の光検出セルｆにビーム・スポットｉが当っ
てプラス信号が発生される。（なお、図中０点より右方
向は対物レンズが離れる方向、左方向は対物レンズが近
づく方向を示している。） ［背景技術の問題点］ ところで、第２図において焦点ぼけ量の絶対値が｜δor
|,|δof|より大きくなると、光検出器上でビーム・スポ
ットｉが光検出セルf,gからはみ出すため検出光量が下
がり焦点ぼけ検出信号が小さくなる問題がある。

このことは、第２図において信号反転部δorとδofとの
間の距離が小さすぎると焦点ぼけ検出が不安定となる問
題に直結する。また、電気的な焦点ぼけ補正回路上のサ
ーボループゲイン（対物レンズ位置制御用負帰還回路の
増幅率）が小さいと、対物レンズｂは常に完全には合焦
点位置で停止されず、合焦点位置付近で微動されてい
る。そしてこの信号反転部δor,δof外にはずれると、
焦点ぼけ検出信号が小さくなるので実質的にサーボルー
プゲインが小さくなり、焦点ぼけ補正の為の制御が不可
能となり、より大きく焦点がはずれやすくなるといった
問題がある。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情にもとづきなされたもので、その目
的とするところは、高い信頼性及び十分な感度で焦点を
検出することができる光学ヘッドを提供することにあ
る。

［発明の概要］ 本発明によれば、かかる目的を達成するために、情報が
記録される記録層を備える情報記録媒体に対し、光ビー
ムを照射して情報を書き込む装置であり、前記記録層に
光ビームを集光し、この記録層からの光ビームを集める
対物レンズと、この対物レンズにより集められた光ビー
ムからこの光ビームの光軸に対して非対称に光ビームの
一部を抜き出す光抜出手段と、光ビームを検出する光検
出領域を備え、前記光検出手段により抜き出された光ビ
ームを受光する光検出手段とを具備し、この光検出手段
による検出結果に基づいて前記光検出手段上でのビーム
スポットの移動を検出して前記情報記録媒体に照射され
る光ビームの焦点ぼけを検出する光学ヘッドにおいて、 F:対物レンズの情報記録媒体に近い側の主点から集光点
までの距離、 y:対物レンズの射出瞳の半径もしくは対物レンズの開口
部の半径、 m:光検出器上の結像倍率、 δcrit:許容される焦点ぼけ量としたとき、 上記光検出手段は、以下に示す半径ｒ 但し、ここで 但し、NAは対物レンズの開口数 λは使用波長 の円よりも大きな寸法の光検出領域を有していることを
特徴とする光学ヘッドが提供される。

［発明の実施例］ 以下、第３図〜第11図を参照しながら、この発明の光学
ヘッドの実施例について説明する。

第３図を参照しながら、この発明の光学ヘッドが適用さ
れた情報記録再生装置を概略的に説明する。光ディスク
２は、１対の円板状透明プレート4,6を内外スペーサ8,1
0を介して貼合わされて形成され、その透明プレート4,6
の夫々の内面上には、記録層ないしは光反射層（以下単
に光反射層という。）12,14が蒸着によって形成されて
いる。この光反射層12,14の夫々には、ヘリカルにトラ
ッキング・ガイド16が形成され、このトラッキング・ガ
イド16上にピットの形で情報が記録される。光ディスク
２の中心には、孔が穿けられ、ターンテーブル18上に光
ディスク２が載置された際に、このターンテーブル18の
センター・スピンドル20が光ディスク２の孔に挿入さ
れ、ターンテーブル18と光ディスク２の回転中心が一致
される。ターンテーブル18のセンター・スピンドル20に
は、更にチャック装置22が装着され、このチャック装置
22によって光ディスク２がターンテーブル18上に固定さ
れている。ターンテーブル18は、回転可能に支持台（図
示せず）によって支持され、駆動モータ24によって一定
速度で回転される。

光学ヘッド26がリニア・アクチエータ28或は、回転アー
ムによって光ディスク２の半径方向に移動可能に設けら
れ、この光学ヘッド26内には、レーザ・ビームを発生す
るレーザ装置30が設けられている。情報を光ディスク２
に書き込むに際しては、書き込むべき情報に応じてその
光強度が変調されたレーザ・ビームがレーザ装置30から
発生され、情報を光ディスク２から読み出す際には、一
定の光強度を有するレーザ・ビームがレーザ装置30から
発生される。レーザ装置30から発生されたレーザ・ビー
ムは、凹レンズ32によって発散され、凸レンズ32によっ
て平行光束に変調され、偏光ビーム・スプリッタ36に向
けられている。偏光ビーム・スプリッタ36によって反射
された平行レーザ・ビームは、1/4波長板38を通過して
対物レンズ40に入射され、この対物レンズ40によって光
ディスク２の光反射層14に向けて集束される。対物レン
ズ40は、ボイス・コイル42によってその光軸方向に移動
可能に支持され、対物レンズ40が所定位置に位置される
と、この対物レンズ40から発せられた集束性レーザ・ビ
ームのビーム・ウエストが光反射層14表面上に投射さ
れ、最小ビーム・スポットが光反射層14の表面上に形成
される。この状態において、対物レンズ40は、合焦状態
に保たれ、情報の書き込み及び読み出しが可能となる。
情報を書き込む際には、光強度変調されたレーザビーム
によって光反射層14上のトラッキング・ガイド16にピッ
トが形成され、情報を読み出す際には、一定の光強度を
有するレーザ・ビームは、トラッキング・ガイド16に形
成されたピットによって光強度変調されて反射される。

光ディスク２の光反射層14から反射された発散性のレー
ザ・ビームは、合焦時には対物レンズ40によって平行光
束に変換され、再び1/4波長板38を通過して偏光ビーム
・スプリッタ36に戻される。レーザ・ビームが1/4波長
板38を往復することによってレーザ・ビームは、偏光ビ
ーム・スプリッタ36で反射された際に比べて偏波面が90
度回転し、この90度だけ偏光偏波面が回転したレーザ・
ビームは、偏光ビーム・スプリッタ36で反射されず、こ
の偏光ビーム・スプリッタ36を通過することとなる。偏
光ビーム・スプリッタを通過したレーザ・ビームは、ハ
ーフ・ミラー44によって２系に分けられ、その一方は、
凸レンズ46によって第１の光検出器48に照射される。こ
の第１の光検出器48で検出された第１の信号は、光ディ
スク２に記録された情報を含み、信号処理装置に送られ
てディジタル・データに変換される。ハーフ・ミラー44
によって分けられた他方のレーザ・ビームは、光抜出手
段としての遮光板52によって光軸53から離間した領域を
通過する成分のみが取り出され、投射レンズ54を通過し
た後ミラー56によって反射されて第２の光検出器58に入
射される。ここで、遮光板52は、プリズム，アパーチャ
ー・スリット或は、ナイフ・エッジ等のいずれで構成さ
れても良い。第２の光検出器58で検出された信号は、フ
ォーカス信号発生器60で処理され、このフォーカス信号
発生器60から発生されたフォーカス信号がボイス・コイ
ル駆動回路62に与えられる。ボイス・コイル駆動回路62
は、フォーカス信号に応じてボイス・コイル42を駆動
し、対物レンズ40を合焦状態に維持することとなる。
尚、光ディスク２の光反射層14上に形成されたトラッキ
ング・ガイド16を正確にトレースする場合には、プッシ
ュプル法を利用し第２の光検出器48からの信号を処理し
てリニア・アクチエータ28を作動させても良く、また、
対物レンズ40を横方向に移動させたり、或は図示しない
ガルバ・ミラーを作動させても良い。

第３図に示した合焦時を検出する為の光学系が第４図に
示すように単純化して示され、この光学系における合焦
検出に関するレーザ・ビームの軌跡が第５図（イ）〜
（ニ）に示されている。対物レンズ40が合焦状態にある
際には、光反射層14上にビーム・ウエストが投射され、
最小ビーム・スポット、即ちビーム・ウエスト・スポッ
ト64が光反射層14上に形成される。通常、レーザ装置30
から対物レンズ40に入射されるレーザは、平行光束であ
るから、ビーム・ウエストは、対物レンズ40の焦点上に
形成される。然しながら、対物レンズ40にレーザ装置30
から入射されるレーザがわずかに発散或は、集束されて
いる場合には、ビーム・ウエストは、対物レンズ40の焦
点近傍に形成される。第３図、第４図及び第５図（イ）
〜（ニ）に示される光学系においては、光検出器58の受
光面は、合焦状態においてそのビーム・ウエスト・スポ
ット64の結像面に配列されている。従って、合焦時に
は、ビーム・ウエスト・スポット64の像が光検出器58の
受光面の中心に形成される。即ち、第５図（イ）に示す
ようにビーム・ウエスト・スポット64が光反射層14上に
形成され、この光反射層14で反射されたレーザ・ビーム
は、対物レンズ40によって平行光束に変換されて遮光板
52に向けられる。遮光板52によって光軸53から離間した
領域を通る光成分のみが取り出され、投射レンズ54によ
って集束され、光検出器58上で最小に絞られ、ビーム・
ウエスト・スポット像がその上に形成される。次に、対
物レンズ40が光反射層14に向けて近接すると、ビーム・
ウエストは、第５図（ロ）に示すようにレーザ・ビーム
が光反射層14で反射されて生ずる。即ち、ビーム・ウエ
ストは、対物レンズ40と光反射層14との間に生ずる。こ
のような非合焦時においては、ビーム・ウエストは、通
常、対物レンズ40の焦点距離内に生ずることから、ビー
ム・ウエストが光点として機能すると仮定すれば明らか
なように光反射層14で反射され、対物レンズ40から射出
されるレーザ・ビームは、対物レンズ40によって発散性
のレーザ・ビームに変換される。遮光板52を通過したレ
ーザ・ビーム成分も同様に発散性であることから、この
レーザ・ビーム成分が投射レンズ54によって集束されて
も光検出器58の受光面上で最小に絞られず、光検出器58
よりも遠い点に向って集束されることとなる。従って、
光検出器58の受光面の中心から図上上方に向ってレーザ
・ビーム成分は、投射され、その受光面上には、ビーム
・スポット像よりも大きなパターンが形成される。更
に、第５図（ハ）に示されるように対物レンズ40が光反
射層14から離間された場合には、ビーム・ウエストを形
成した後レーザは、反射層14で反射される。このような
非合焦時には、通常ビーム・ウエストは、対物レンズ40
の焦点距離外であって対物レンズ40と反射層14間に形成
されることから、対物レンズ40から遮光板52に向う反射
レーザ・ビームは、集束性を有することとなる。従っ
て、遮光板52を通過したレーザ・ビーム成分は、投射レ
ンズ54によって更に集束され、集束点を形成した後光検
出器58の受光面上に投射される。その結果、光検出器58
の受光面には、ビーム・ウエスト・スポットの像よりも
大きなパターンが中心から図上下方に形成される。更
に、第５図（ニ）に示すように対物レンズ40が光反射層
14から大きく離間された場合には、遮光板52より近い点
で集束される。したがって、従来例で前述したように光
検出器58の受光面の中心から図上上方に向ってレーザ・
ビーム成分は投射される。

上述したレーザの軌跡の変化即ち、光線軌跡の変化は、
幾何学的に下記のように説明され、レーザ・ビーム成分
が光検出器58上で偏向される値h₃を求めることができ
る。対物レンズ40の幾何学的な結像系は、第６図に示す
ように表わすことができる。ここでf₀は、対物レンズ40
の焦点距離をまた、δは合焦時から非合焦時に至る際の
対物レンズ40即ち、光ディスク２の光反射層14の移動距
離を示し、第６図において実線で示される光線軌跡は、
ビーム・ウエストから発せられ、対物レンズ40の主面上
であって光軸53から距離h₀だけ離間した点を通過し、集
束されるものを示している。第５図（イ）に示される合
焦時には、明らかなようにδ＝０であり、第５図（ロ）
に示される非合焦時には、光ディスク２が距離δだけ対
物レンズ40に近接し、ビーム・ウエストは、光反射層14
で反射されて形成されることから、ビーム・ウエストは
その２倍だけ対物レンズ40に近接することとなる。（近
接する場合は、δ＜０である。）また、第５図（ハ）に
示される非合焦時には、光ディスク２が距離δだけ対物
レンズ40から離間され、ビーム・ウエストを形成した後
レーザ・ビームが光反射層14から反射されることから、
実質的に光反射層14の背後にビーム・ウエストが形成さ
れたと同様であってビーム・ウエストは、２δだ対物レ
ンズから離間することとなる。合焦時には、ビーム・ウ
エストが対物レンズ40の焦点位置に形成されるとすれ
ば、光ディスク２がδだけ移動した場合には、第６図に
示されるようにビーム・ウエストと対物レンズ40の主面
間の距離は、（f₀＋２δ）で表わされる。ビーム・ウエ
ストを光点とみなせば、第６図における角度β_０及びβ
_１は、下記（１）及び（２）式で示される。

また、レンズの結合公式から 従って、 （１）式に代入すると 第７図は、投射レンズ54の光学系における光線軌跡を示
し、投射レンズ54が１対の組み合せレンズ54−1,54−２
から成るものとして取り扱っている。

ここで、レンズ54−1,54−２は、夫々焦点距離f₁，f₂を
有し、対物レンズ40の主面からａだけ離間した位置に遮
光板52が配置され、対物レンズ40の主面からＬだけ離間
した位置にレンズ54−１の主面が配置され、更にこのレ
ンズ54−１の主面からＨだけ離間してレンズ54−２の主
面が、またｅだけ離間して光検出器58の受光面が配列さ
れていると仮定している。図中実線で示される光線軌跡
は、対物レンズ40で集束されて、遮光板52の光透過面で
あって光軸53からｙだけ離間したものを示している。

距離ｙは、下記（３）式で表わされる。

ｙ＝h₀−ａβ_１ （２）式を代入すると、 ここで、 Ｆ（δ）＝（f₀＋f₀ ²/2δ）^-1 とすれば、β_１は、 β_１＝h₀・Ｆ（δ） で表わされ、（３）式は、次式で表わされる。

ｙ＝h₀（１−aF（δ） …（４） 従って、 また、光線がレンズ54−１の主面上を通る光軸53上から
の位置h₁は、（６）式で表わされる。

h₁＝ｙ−（Ｌ−ａ）β_１ β_１＝h₀・Ｆ（δ）を代入すると h₁＝ｙ−h₀（Ｌ−ａ）・Ｆ（δ） 更に（５）式を代入すると （２）式と同様に角度β_２を求めれば、角度β_２は、
（７）式で表わされる。

（２）式と同様にβ_２は下記式で表わされる。

この式において、f₁は、レンズ54−１の焦点距離を表わ
している。この式にβ_１＝h₀・Ｆ（δ）、（５）式及び
（６）式を代入すると、 以下同様にレンズ54−２の主面上を通る光線の光軸53上
からの位置h₂及び入射角β_３光線が光検出器58の受光面
上に入射する光軸53上からの位置h₃即ち、偏位量は、夫
々（８）〜（10）式で表わされる。

h₂＝h₁−Ｈβ_２ （６）式及び（７）式を代入すると、 （２）式と同様にβ_３は、下記式で表わされる。

ここで、f₂はレンズ54−２の焦点距離を表わしている。

（７）式及び（８）式を代入すると h₃についてh₂と同様に表わせば、 h₃＝h₂−（ｌ−Ｈ）β_３ （８）式及び（９）式を代入すると、 第６図及び第７図に示される光学系は、既に述べたよう
に合焦時即ち、δ＝０では、検出器58上で光線は、h₃＝
０に集束されるのであるから、この条件下においては、
Ｆ（０）＝０であり、（10）式は下記式で表わされる。

また、遮光板52によって光軸53外の光線を通るもののみ
が取り出されることから、ｙ≠０である。従って、 この式で、（10）式を単純化すれば、（13）式又は（1
4）式が得られる。

即ち、 F^-1（δ）＝f₀＋f₀ ²/2δを代入すると、 又は、 δが充分に小さい（δ≪f₀ ²）の場合には、（ａ−f₀）
≪f₀ ²/2δであるから、 次に、合焦時（δ＝０）において、光ディスク２の光反
射層14上のビーム・ウエストに対する光検出器58の受光
面上に形成されるビーム・ウエスト像の横倍率ｍは、下
記（16）式で表わされる。

ｍ＝−β_０／β_３（倒立像） ここで、δ＝０におけるβ_０は、 また、（１）式でδ＝０あれば、h₀＝ｙであるから、 この条件下では、β_１＝０であり、β_２は、 更に（８）式においてδ＝０の場合Ｆ（δ）＝０である
から、 h₂＝ｙ（１−H/f₁） 従ってβ_３は、 ｍは、次式で表わされる。

（12）式で（16）式からf₂を消去すれば、 正立像が形成される場合について同様に考察すれば（ｍ
＝β_０／β_３），f₁は、次式で表わされる。

従って、 （12）式からf₂を求めると、 （20）式を（13）式に代入してh₃を横倍率ｍで表わせ
ば、（21）式及び（22）式が得られる。

但し、（ａ−f₀）≪f₀ ²/2δ 遮光板52と対物レンズ40との間で光線軌跡がほとんど変
化しない場合（ｙ−ｈ≒０）には、距離ａは、ａ＝０と
仮定して良く、（21）式は、次のように表わされる。実
際の光学系では、合焦時に平行光束が対物レンズ40から
遮光板に向けられ、ｙ−ｈ＝０が成立する。また、非合
焦時には、他の光学素子に比して遮光板52が対物レンズ
40に比較的近接配置されていることから、ｙ−ｈ≒０が
成立し、従って、ａ≒０が成立する。

従って、 （１）式からh₀／（f₀＋２δ）＝β_０であるので h₃＝±2mδβ_０ …（23） また、第６図に示した光学系では、ビーム・ウエストが
対物レンズ40の焦点に形成されると仮定したが、発散性
又は、集束性のレーザ・ビームが対物レンズ40に入射す
る場合には、ビーム・ウエストは焦点からｂだけ偏位し
て形成される。従って、全光学系を１つの合成レンズと
みなし、（23）式においてβ_０の値を示す（１）式の所
に２δ＝２δ′＋ｂと置き、（21）式を書き直してみる
と、偏位量h₃が求められる。

ここで、ａ＝０の場合には、 また、f₀＋ｂ≫２δ′であれば、 となる。ここでf₀＋ｂ＝Ｆとすると となる。

次に焦点ぼけに対する最大許容値を調べてみる。

また、情報記憶媒体の光反射層14に対して穴を開けるな
ど状態変化を起こして記録を行なう場合焦点ぼけが生じ
て光反射層14上でのスポットが大きくなると記録を行な
いにくくなる。合焦点時の光反射層14でのスポットサイ
ズalは al＝0.82λ/NA …（27） （ただし、λはレーザの波長、NAは開口数である。） で与えられる。

通常、光反射層14上のスポットは、図10に示すようにエ
アリー・ディスク・パターン（Airy Disk Pattern）と
称せられる鋭いピークを有する光強度分布を有してい
る。このような分布を有するスポットの径は、中心強
度、即ち、最大強度の1/e²（ｅは自然対数の底）となる
輪体の直径alとして定義される。この直径alは、通常
（27）式で表わされる。

このような大きさを有するビーム・スポットが対物レン
ズ40によって形成されるビーム・ウエストに対応すると
すれば、合焦時において光検出器58の受光面上に形成さ
れるビーム・ウエストの像の大きさa_dは、レンズ系40,5
4の横倍率ｍで表わされる。

またこの時の強度分布はガウス分布に類似していると考
えられ、Ｚだけ焦点がぼけた時の記録層上での半径ω
（Ｚ）はビーム・ウエストでの強度が中心強度の1/e²と
なる輪体の半径をω_０とし、そこからＺずれた所での半
径ω（Ｚ）とすると となる。したがって（29）式から ここで、ω_０は、輪体の半径であるから、 この時のスポット中心強度Ｉは に減少する。記録が可能な最低中心強度をIminとする
と、スポット中心強度Ｉはこの最低強度Iminより大きい
ことが必要とされる。

（30）式から 今λ＝0.83μｍ、NA＝0.6として、通常Imin＝0.7である
ので λ＝0.85μｍ、NA＝0.5として、通常Imin＝0.7であるの
で つまり、許容焦点ぼけ量δcritは、（31）式にImin＝0.
7を代入して求められる。

で与えられる。

したがって、許容焦点ぼけ量はマージンを見越して±3.
0μｍと設定することができる。

したがって、第５図（イ）ないし第５図（ニ）に示すよ
うな光学系（ナイフエッジの代りにプリズム、スリッ
ト、アパーチャ、ミラー、フォトディテクター等を使う
光学系を含む）、すなわち、対物レンズ40により集光し
た光の集光点（ビーム・ウエスト位置）と情報記憶媒体
の光反射層（記録層）14に対する結像位置のうちの少な
くとも一箇所に光検出器58を具備し、かつ対物レンズ40
により集束した光の集光点と情報記録媒体の光反射量14
の位置ずれ量に応じて光検出器58上での左右非対称な光
量が投射されることにより焦点ぼけを検出し得る光学ヘ
ッドの光学系において、 の式から±3.0μｍ焦点がぼけると（26）式から光検出
器58上に第11図のように半径ｒ（≒h₃） ミリの円形ビーム・スポット70ができ、その中にナイフ
エッジ52の影71が表われる。ここで、F:対物レンズの情
報記録媒体に近い側の主点から集光点（ビーム・ウエス
ト位置）までの距離、y:対物レンズの射出瞳の半径もし
くは対物レンズの開口部の半径、m:光検出器上の結像倍
率（横倍率）、δcrit:許容される焦点ぼけ量（標準対
物レンズ・光反射層距離からの許容されるずれ量）とな
る。

このとき、ビーム・スポット70が２つの光検出領域とし
ての光検出セル58a,58bからはみださなければ以上の要
請から満足できる。つまり光検出器58として半径ｒが の円よりも大きな検出領域を有する必要があり、本発明
はこれを満足する大きさに設定したものである。

なお、上述した実施例においては、記録再生装置につい
て記載したが、これに限らず記録或いは再生専用の装置
に対しても適用し得ることは、明らかである。

その他本発明は本発明の趣旨を変えない範囲で種々変形
可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように、焦点ぼけ量に対する焦
点ぼけ検出信号の信号反転部間（第８図のδorからδof
まで）の幅を広くでき、少し大きく焦点がずれても光学
的検出信号は小さくならず焦点ぼけ検出用サーボループ
ゲインが大きいままになり、そのため焦点ぼけ補正系が
より安定になるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）（ハ）はビーム・スポットの移動に
より焦点ぼけを検出する基本原理を示す説明図、第２図
は光検出器上でのビーム・スポットの移動に伴う光検出
量の変化状態を示す説明図、第３図〜第11図は本発明の
一実施例を示すもので第３図は本発明の一実施例に係る
光学ヘッドを備えた情報記録再生装置を示すブロック
図、第４図は第３図に示された光学系を示す図、第５図
（イ）〜（ニ）は合焦時及び非合焦時におけるレーザ・
ビームの軌跡を示す説明図、第６図は第４図に示された
対物レンズを通る光線の軌跡を解析する為の図、第７図
は第４図に示された投射レンズを通る光線の軌跡を解析
する為の図、第８図は焦点ぼけ量に対する焦点ぼけ検出
信号の状態を示す説明図、第９図は焦点ぼけ量に対する
焦点ぼけ検出用検出器で検出される光量の和を示す説明
図、第10図は対物レンズによって形成されるビーム・ウ
エストにおける光強度分布を示す図、第11図は光検出器
上の焦点ぼけ時のビーム・スポットを示す図である。 ２…情報記憶媒体、12,14…記録層ないしは光反射層、4
0…対物レンズ、52…光抜出手段、58…光検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報が記録される記録層を備える情報記録
   媒体に対し、光ビームを照射して情報を書き込む装置で
   あり、前記記録層に光ビームを集光し、この記録層から
   の光ビームを集める対物レンズと、この対物レンズによ
   り集められた光ビームからこの光ビームの光軸に対して
   非対称に光ビームの一部を抜き出す光抜出手段と、光ビ
   ームを検出する光検出領域を備え、前記光検出手段によ
   り抜き出された光ビームを受光する光検出手段とを具備
   し、この光検出手段による検出結果に基づいて前記光検
   出手段上でのビームスポットの移動を検出して前記情報
   記録媒体に照射される光ビームの焦点ぼけを検出する光
   学ヘッドにおいて、 F:対物レンズの情報記録媒体に近い側の主点から集光点
   までの距離、 y:対物レンズの射出瞳の半径もしくは対物レンズの開口
   部の半径、 m:光検出器上の結像倍率、 δcrit:許容される焦点ぼけ量としたとき、 上記光検出手段は、以下に示す半径ｒ 但し、ここで 但し、NAは対物レンズの開口数 λは使用波長 の円よりも大きな寸法の光検出領域を有していることを
   特徴とする光学ヘッド。