JPH0652576B2 - 光学ヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光磁気ディスクプレーヤ・ＤＲＡＷディスク
プレーヤ等の光ディスクプレーヤに用いられるディスク
媒体の情報の記録・再生または消去を光学的に行う光学
ヘッドに関する。

従来の技術 従来、例えば、光磁気ディスクプレーヤに用いられる光
学ヘッドは、第３図に示すような光学系で構成されてい
る。

この従来の光学ヘッドにおいて、半導体レーザ１と、半
導体レーザ１から照射される非等方に広がる出射光を平
行ビームに変換する開口数の大きいコリメータレンズ２
と、コリメータレンズ２を介して変換された楕円平行ビ
ームを円形平行ビームに成形する一対のアナモルフィッ
クバイプリズム３、３と、図示しない対物レンズアクチ
ュエータに支持された対物レンズ４とによって半導体レ
ーザ１からディスクＤに至る光学系の往路が形成されて
いる。そして、半導体レーザ１からの出射光を平行ビー
ムに成形するアナモルフィックバイプリズム３から対物
レンズ４に至る光路上にビームスプリッタ５が配設され
ている。ディスクＤから戻り光はビームスプリッタ５を
通して９０度偏向され光検出系を構成する光学系に導か
れる。ビームスプリッタ５を通して９０度偏向した方向
には、１／２波長板６、集束レンズ７、偏光ビームスプ
リッタ８とが配設されている。そして、戻り光の偏光ビ
ームスプリッタ８を直進する方向に２分割光センサ９が
配設されており、このセンサからの信号で、プッシュプ
ル法によるトラッキングエラー検出が行われる。一方、
戻り光のうち偏光ビームスプリッタ８を通して９０度偏
向される方向には、凹レンズ１０、円筒レンズ１１、４
分割センサ１２が配設されており、その検出出力で非点
収差法によるフォーカスエラー検出が行われる。この光
センサ９および１２により検出されたトラッキングおよ
びフォーカスエラー信号によって対物レンズアクチュエ
ータのサーボが行われる。これによって対物レンズ４を
通して集束されるビームスポットがディスクＤのトラッ
クを正確に追従制御される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような従来のヘッド構成による
と、半導体レーザ１からの出射光をディスクＤ上に導
く光路上に配置されたビームスプリッタ５と、ディスク
Ｄからの反射・戻り光をエラー検出系に導く光路上に配
置されたビームスプリッタ８とが共に立方体ブロック状
でそれだけで大きなスペースを要すること、半導体レ
ーザ１からの出射光を楕円ビームから円形平行ビームに
成形するために一対のアナモルフィックバイプリズムと
称する三角プリズムを用いていること、フォーカスエ
ラー検出を非点収差法で行うために円筒レンズ１１を用
いていること等により、次のような問題が生じていた。

従来構造によると、光学系を構成する光学部品の点数が
多くなり、それぞれの部品毎にスペースを要するため
に、光学系全体の光路長が長くなり、かつ全体として大
きなスペースを要することになる。そのため、光学ヘッ
ドのコンパクト化を図り得ない等の問題が生じていた。
更には三角プリズム等の部品成形の難しさ等の点でコス
ト高になる難点があった。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、上記のような
光学ヘッドのコンパクト化を図り、かつコストダウンを
達成することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、レーザ光源からのレーザ光を対物レンズを通
して記録媒体上に導くと共にその反射戻り光をレーザ光
源とは異なる方向へ偏向させる第１のビームスプリッタ
と、該第１のビームスプリッタで偏向された戻り光をフ
ォーカスエラー検出系とラジアルエラー検出系の２方向
に分岐させる第２のビームスプリッタとを備え、第１の
ビームスプリッタを２枚の平板透明体で形成し、前記レ
ーザ光源からのレーザ光の光路に対して所定の角度で傾
けると共に、そのうちの一方を第２のビームスプリッタ
で分岐されたフォーカスエラー検出系の光路上に延出せ
しめ、前記戻り光がフォーカスエラー検出及びラジアル
エラー検出系を構成する収束凸レンズと前記平板透明体
による延出部分とを通過することで非点収差を生じせし
め、更に第２のビームスプリッタを平行平板で構成して
光路に対して所定の角度で傾けて配設したことを特徴と
する。

作用 以上のような構成において、レーザ光源から発せられた
レーザ光は第１のビームスプリッタに所定の角度を持っ
て入射することにより、楕円ビームから円形ビームに成
形される。対物レンズによって記録媒体上に集束された
レーザ光の反射戻り光は第１のビームスプリッタで９０
度偏向され、第２のビームスプリッタによってトラッキ
ングエラー検出系とフォーカスエラー検出系に分岐され
る。このフォーカスエラー検出系に９０度偏向された戻
り光は第１のビームスプリッタの延出部分を通過するこ
とにより、非点収差を生じしめられ、このエラー検出系
により非点収差方式によるフォーカスエラーの検出がな
される。したがって、従来要していたビーム成形用のプ
リズムや、戻り光に非点収差を生ぜしめるための円筒レ
ンズ等は不要となる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明を光磁気方式の光学ヘッドに適用した場
合の光学系の一例を示し、図中、２０は半導体レーザ、
２１は対物レンズ、Ｄは光磁気ディスク、３０はディス
クＤへの情報の記録・消去を行う際、垂直磁界を印加す
るバイアス磁界印加用の磁石を示している。

第１図に示す光学系において、半導体レーザ２０と、開
口数の大きいコリメータレンズ２２と、２枚の平板透明
体２３１、２３２を重ね合わせてなる第１のビームスプ
リッタ２３と、図示しない２軸アクチュエータに支持さ
れた対物レンズ２１とによって半導体レーザ２０から対
物レンズ２１までの往路が形成されている。第１のビー
ムスプリッタ２３は、対物レンズ２１に垂直に導かれる
光軸Ｆに対して４５度傾斜させて配設されている。そし
て、半導体レーザ２０およびコリメータレンズ２２は、
その光軸Ｆ0 が第１のビームスプリッタ２３に対し４５
度より小さい角度で、レーザ光が入射されるように配設
されている。半導体レーザ２０から照射される非等方に
広がる照射光はコリメータレンズ２２を通して略楕円平
行ビームに変換され、この楕円平行ビームの短軸からな
る平行面が第１のビームスプリッタ２３の面に垂直にな
るように入射される。これで、光の偏波面が９０度偏光
され、第１のビームスプリッタ２３に入射される楕円平
行ビームが長軸を径とする円形平行ビームに成形され
る。この円形平行ビームは対物レンズ２１を通してディ
スクＤ上に集束される。

したがって、第１のビームスプリッタ２３は偏光ビーム
スプリッタであると同時に、ビーム成形プリズムとして
の役割を兼ね備えていることになる。

一方、ディスクＤで反射された戻り光は、４５度傾けて
設けた第１のビームスプリッタ２３によって９０度偏向
される。この偏向方向には、１／２波長板２４、収束凸
レンズ２５、平板状の第２の偏光ビームスプリッタ２
６、第１の光検出器２７が配設されている。第２のビー
ムスプリッタ２６は、第１のビームスプリッタ２３と平
行に配設されている。上記の戻り光は第２のビームスプ
リッタによって直進方向と、９０度偏向した方向に２分
される。この第２のビームスプリッタ２６の９０度偏向
方向に第２の光検出器２８が配設されている。この第２
の光検出器２８に至る光軸上には、第１のビームスプリ
ッタ２３を構成する２枚の平板透明体２３１、２３２の
うち、一方の平板透明体２３１の一端が斜めに交差して
延出されている。

このように、第１のビームスプリッタ２３は第２の光検
出器２８に導かれる光軸と交差し得る程度の長さを持つ
長手方向が長い平板透明体２３１と、長手方向がそれよ
りも短い平板透明体２３２とを重ね合わせ貼着すること
によって一体に形成されている。

次に、以上の如く構成された光学ヘッドによるトラッキ
ングおよびフォーカスエラーの検出動作について説明す
る。

第１の光検出器２７は、トラッキングエラー検出を行う
もので、これは２分割光センサが用いられている。対物
レンズ２１を介してディスクＤに照射されるビームスポ
ットがディスクＤのトラック溝の段差を照射すると、そ
の戻り光にディスクＤの半径方向に対し波長のズレが生
じる。その戻り光は対物レンズ２１を通して第１のビー
ムスプリッタ２３まで戻され、９０度偏向される。この
９０度偏向した戻り光は第２のビームスプリッタ２６を
直進し、２分割光センサの受光部で受光される。この受
光された入射光量の差を検出することによってトラッキ
ングエラーの検出がなされる。すなわち、プッシュプル
法によって、トラッキングエラーの検出が行われること
になる。

一方、第２の光検出器２８は、フォーカスエラー検出を
行うもので、これには４分割光センサが用いられてい
る。第２の光検出器２８は、ディスクＤに照射されるビ
ームスポットがジャストフォーカスのとき、収束凸レン
ズ２５、第２のビームスプリッタ２６、平板透明体２３
１を通して入射する戻り光が正円状に決像される位置に
配設されている。そして、対物レンズ２１とディスクＤ
との距離が遠くなったり、近くなったりすると、平板透
明体２３１を通して光検出器２８に入射結像される像が
縦長あるいは横長の楕円状に変化する。この変化を４分
割光センサにより検出することによりフォーカスエラー
の検出がなされる。いわゆる非点収差法によってフォー
カスエラーの検出が行われることになる。

このエラー検出を行う場合、第２のビームスプリッタ２
６で９０度偏向された戻り光には、第１のビームスプリ
ッタ２３の平板透明体２３１の延出部分を通過すること
によって非点収差が生ぜしめられ、この非点収差が生じ
た戻り光が第２の光検出器２８で受光検出されることに
なる。

このフォーカスおよびトラッキングエラー信号の検出に
よって、対物レンズ２１が２軸アクチュエータを介して
サーボされ、ビームスポットがディスクＤのトラック溝
を正確に追従するように制御される。

次いで、光磁気ディスクへの情報の記録・消去および再
生について説明する。

光磁気ディスクへの情報の記録は、ディスクＤに磁界を
印加しつつレーザ光を照射して行うキュリー点書き込み
により行われる。そして、情報の消去は、磁界を印加し
つつ一定のレーザ出力で連続して記録トラックをビーム
スポットによりトレースすることによって行われる。

一方、情報の再生は、カー回転角を検出することによっ
て行われる。この場合、ディスクＤからの戻り光が１／
２波長板２４を通ると、その偏光面角度が４５度回転さ
れる。この偏光面が４５度回転した戻り光は第２の偏光
ビームスプリッタ２６を通して２方向に分光され、第１
および第２の光検出器２７、２８によって受光検出され
る。その際、ディスクＤの情報トラックに印加された垂
直磁界の方向によってカー効果が生じ、戻り光の偏光面
角度はいずれかに一方にある角度でカー回転された状態
で戻される。そのため、偏光ビームスプリッタ２６を通
して分光される戻り光の光量がカー回転方向によって直
進方向と９０度偏向方向とで異なる。したがって、第１
と第２の光検出器２７、２８によって受光される戻り光
の入射光量に差が生じることになり、この差を取り出す
ことによって再生ＲＦ信号が得られる。

第２図は本発明をＤＲＡＷディスクへの記録・再生に用
いられる光学ヘッドに適用した他の実施例を示してい
る。この図において、第１図と異なる点は、１／２波長
板２４を取り除き、半導体レーザ２０から対物レンズ２
１に至る光路上の第１のビームスプリッタ２３と対物レ
ンズ２１との間に１／４波長板２９を介在させたことで
ある。これによってＤＲＡＷディスク対応の光学ヘッド
が構成されている。この実施例の場合、第１のビームス
プリッタ２３、第２のビームスプリッタ２６は、上記の
ような長方形平板状に形成されたものでなく、長手方向
両端を平行にカットした断面平行四辺形状に形成されて
いる。このように第１、第２のビームスプリッタ２３、
２６は、平板状であれば良く、各種の形状のものを採用
できる。

この構成においても、第１のビームスプリッタ２３が偏
光ビームスプリッタであると同時に、ビーム成形プリズ
ムとしての機能を併せ備えることにより、第１のビーム
スプリッタ２３を通過したレーザ光は楕円平行ビームか
ら円形平行ビームに成形される。したがって、アナモル
フィックバイプリズムのようなビーム成形プリズムは別
途不要である。

更に、光検出系を構成する第２のビームスプリッタ２６
が平行平板で構成され、立方体状のものに比べて薄型コ
ンパクトである。また、このビームスプリッタ２６と第
２の光検出器２８との間の光路上に延出された第２のビ
ームスプリッタ２３の平板透明体２３１によって、光検
出器２８で受光される戻り光に非点収差が生ぜしめられ
る。したがって、第１のビームスプリッタ２３は、非点
収差法によるフォーカスエラー検出系において、戻り光
に非点収差を発生させる作用をも持っていることにな
る。そのため、非点収差発生用の円筒レンズ等は不要に
なる。

発明の効果 以上説明したとおり、本発明によれば、光学ヘッドの光
学系を構成する光学部品点数を削減することができ、ヘ
ッド構成を簡素化しコンパクト化・低コスト化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学ヘッドの一例を示すブロック
構成図、第２図は本発明に係る光学ヘッドの他の例を示
すブロック構成図、第３図は従来構造の光学ヘッドを示
すブロック構成図である。 ２０……半導体レーザ、 ２１……対物レンズ、 ２２……コリメータレンズ、 ２３……第１のビームスプリッタ、 ２３１、２３２……平行透明板、 ２４……１／２波長板、 ２５……収束凸レンズ、 ２６……第２のビームスプリッタ、 ２７……第１の光検出器、 ２８……第２の光検出器、 Ｄ……ディスク媒体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光を用いて記録媒体に情報の記録・
   再生または消去を行う光学ヘッドにおいて、レーザ光源
   からのレーザ光を対物レンズを通して前記媒体上に導く
   と共にその反射戻り光を前記光源とは異なる方向へ変更
   させる第１のビームスプリッタと、該第１のビームスプ
   リッタで偏向された前記戻り光をフォーカスエラー検出
   系とラジアルエラー検出系の２方向に分岐させる第２の
   ビームスプリッタとを具備し、前記第１のビームスプリ
   ッタを２枚の平板透明体で形成し、前記レーザ光源から
   のレーザ光の光路に対して所定の角度で傾けて配置する
   と共に、そのうちの一方を前記第２のビームスプリッタ
   で分岐されたフォーカスエラー検出系の光路上に延出せ
   しめ、前記戻り光がフォーカスエラー検出系及びラジア
   ルエラー検出系を構成する収束凸レンズと前記平板透明
   体による延出部分とを通過することで非点収差を生じせ
   しめ、更に前記第２のビームスプリッタを平行平板で構
   成して光路に対して所定の角度で傾けて配設したことを
   特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】コリメータレンズを通して楕円平行ビーム
   に変換された前記レーザ光源からの出射光を４５度より
   小なる角度で前記第１のビームスプリッタに入射させる
   ようにした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。