JPH07134837A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学ヘッド内で発生する迷光により発生する
サーボ信号のＤＣオフセットをなくし、安定した誤差信
号を得る。 【構成】 検出レンズ１０の第２面にその光軸に対して
傾けた円錐部１０ｃを設け、光学ヘッド内で発生した迷
光が検出レンズ１０に画角を持って入射したとき第２面
の円錐部１０ｃで全反射面させ、光検出器と異なる方向
に迷光を導き、光検出器に入射する迷光を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録媒体上に光ビームを
照射し、記録再生を行う光学ヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】以下、図面を参照しながら、従来の光学
ヘッドについて説明する。

【０００３】図３は従来の光学ヘッドの光学系を示す
図、図４は光学系の光路立上げ部を示す図、図５は光学
系の光検出器の信号検出受光領域を示す図、図６は検出
レンズの動作を示す図である。

【０００４】図３において、１は光源である半導体レー
ザ、２はグレーティングであり、片面に回折格子が形成
され、回折によりトラッキング用ビームをつくる。３は
光源１から出射された光を平行光束にするコリメートレ
ンズ、４は記録媒体からの戻り光を光検出器１１に分岐
するためのビームスプリッター、４ａはビームスプリッ
ターの反射面、５は反射面４ａで反射された光を検出す
る前光用光検出器、６は平行光束を記録媒体方向に反射
させる立上げミラー、７は記録媒体上に光スポットを収
斂させるための対物レンズ、８はビームスプリッターで
分岐された記録媒体からの反射光をＰ偏光，Ｐ＋Ｓ偏
光，Ｓ偏光の成分に分離するウォラストンプリズム、９
は光軸を９０゜まげるための反射ミラー、９ａは反射
面、１８は記録媒体からの反射光を光検出器１１上に集
光させる検出レンズ、１１は情報信号とサーボ信号を検
出する樹脂モールドされた光検出器、１２は光学ヘッド
の部品を固定する基台、１２ａは半導体レーザ１の前光
を前光用光検出器５に導く穴部、１３はコリメートレン
ズから出射する有効光束、１４は記録媒体上に集光され
る光束、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは光束１３が
基台１２で散乱した光である。

【０００５】図４において、１９は対物レンズ７をフォ
ーカス方向およびトラッキング方向（紙面に垂直方向）
に移動させ記録媒体２０上に焦点を結ばせるためのアク
チュエータ、２０は記録媒体である。１５ｅ，１５ｆは
光束１３がアクチュエータ１９で散乱した光である。

【０００６】図５において、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
１１ｄはフォーカス誤差信号を検出する信号検出受光領
域、１１ｅ，１１ｆはトラッキング誤差信号を検出する
信号検出受光領域、１１ｇ，１１ｈは偏光分離された情
報信号を検出する信号検出受光領域、２１ａ，２１ｂ，
２１ｃは差動回路、２１ｄは加算回路である。

【０００７】図６において、１４ａは検出レンズ１８の
第１焦点、１４ｂは検出レンズ１８の第２焦点、１８ａ
は凸面で構成されている第１面、１８ｂはシリンドリカ
ル面を含むトーリック凹面で構成されている第２面、１
８ｃは光軸に対して垂直なこば面、２２は迷光である。

【０００８】以上のように構成された従来例の光学ヘッ
ドについて、以下その動作について説明する。

【０００９】半導体レーザ１から出射された光はグレー
ティング２に入射、紙面に垂直方向に回折し、０次光，
±１次光のトラッキング誤差信号検出に必要な３つの光
束に分離される（図中は０次光のみ表示）。３つの光束
はビームスプリッター４を透過し、立上げミラー６で反
射、対物レンズ７によって記録媒体２０上に中央に情報
検出用の光スポット、その両側にトラッキング誤差信号
用の光スポットが集光される。記録媒体２０からの反射
光は対物レンズ７、立上げミラー６を経てビームスプリ
ッター４に入射し、反射面４ａで反射されウォラストン
プリズム８に入射する。ウォラストンプリズム８におい
て、反射光は３つの光束と直角方向に情報検出用Ｐ偏光
光束、フォーカス誤差信号用Ｐ＋Ｓ偏光光束、情報検出
用Ｓ偏光光束の３つの光束に分離され、反射ミラー９の
反射面９ａで反射され、検出レンズ１８に入射する。検
出レンズ１８は光軸まわりにシリンドリカル軸を紙面に
対して４５゜回転して取付けられ、第１面１８ａの凸面
で光束を絞り第２面１８ｂのシリンドリカル面で記録媒
体２０の面振れに応じた非点収差が発生させられる。図
６に示すように、シリンドリカル軸に垂直で光軸を含む
平面内では光束１４は焦点１４ａに収斂し、シリンドリ
カル軸と一致する平面内では焦点１４ｂに収斂する。光
検出器１１は受光面が焦点１４ａと焦点１４ｂとの略中
間に配設され、非点収差法によりフォーカス誤差信号の
検出を行う。

【００１０】一方、コリメートレンズ３で平行にされた
光束は反射面４ａで反射され、基台の穴部１２ａを通っ
て前光用光検出器５に入射し、この前光用光検出器５か
ら得られる信号によって半導体レーザ１の出射パワーが
一定になるように制御を行う。

【００１１】光検出器１１上に結ばれた光スポットのう
ち、フォーカス誤差信号用の光スポットは信号検出受光
領域１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ上に形成され、各
領域で発生した光電流は１１ａと１１ｃ、１１ｂと１１
ｄの組み合わせで加算された後Ｉ−Ｖ変換され、さらに
差動回路２１ｂで差動されフォーカス誤差信号（１１ａ
＋１１ｃ）−（１１ｂ＋１１ｄ）が得られる。トラッキ
ング誤差信号用の光スポットは信号検出受光領域１１
ｅ，１１ｆ上に形成され、この領域で発生した光電流は
Ｉ−Ｖ変換後差動回路２１ａで差動され、トラッキング
誤差信号（１１ｅ−１１ｆ）が得られる。また、情報用
光スポットは信号検出受光領域１１ｇ，１１ｈ上に形成
され、各領域で発生した光電流はＩ−Ｖ変換された後、
光磁気ディスク（ＭＯ）の場合は差動回路２１ｃで差動
されて情報用信号（１１ｇ−１１ｈ）が、ＲＯＭディス
クの場合は加算回路２１ｄで加算されて情報用信号（１
１ｇ＋１１ｈ）が得られる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成の光学ヘ
ッドでは、対物レンズ７は記録媒体上のグルーブに追従
するためにトラッキング方向に移動し、また種々の部品
組立て誤差のマージンをとるため、実際に記録媒体上に
集光させる光束１４より大きな径の光束１３を確保する
必要がある。このため余分な光束が基台１２やアクチュ
エータ１９に当たり散乱光（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，
１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ）となる。これらが光学ヘッド
の中で迷光となり光学部品内を透過して光軸に対して傾
いた光束２２で検出レンズ１８に入射する。これらの光
束は第１面１８ａで収斂され第２面のこば面１８ｃに入
射、屈折して光検出器１１上に入射する。これらの光は
不均一な強度分布を持つぼけた像となりやすい。したが
って、この像は隣接した箇所ではほぼ等しい迷光量で
も、離れた箇所では強度の異なる迷光となり、この迷光
の差が差動演算を行っても迷光の差分のＤＣ成分が残
る。したがって、フォーカス誤差信号、トラッキング誤
差信号にＤＣオフセットが発生する。また、低反射の記
録媒体を記録再生する光学ヘッドにおいては、記録媒体
からの反射光量と比較して迷光量が多くなるため、ＤＣ
オフセットの割合が大きくなり、正確にサーボをかける
ことができなくなる問題点を有していた。

【００１３】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、迷光に強い光学ヘッドを提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、光源からの出射光束を記録媒体上に収斂さ
せる対物レンズと、前記記録媒体からの反射光束を光検
出器に導く光学手段と、前記光検出器の前に光束が入射
する第１面の有効径内は正のパワーを持ち第２面は有効
径内に負のパワーを持つ面と、有効径外に円錐部からな
るレンズとを有している。

【００１５】また、前記２つのレンズ面のいずれか１面
の有効径内はシリンドリカル面を含むトーリック面と
し、他の面の有効径内は回転対称面とするレンズであ
る。

【００１６】

【作用】本発明は上記した構成にすることにより、迷光
が検出レンズに入射しても第２面の有効径外の円錐面に
おいて全反射させ、光検出器とは異なる方向に変えるこ
とができ、光検出器に入射する迷光量を減らすことがで
きる。これによりフォーカス・トラッキング誤差信号検
出に影響を与えることを防止することができ、安定した
フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号の検出を行
うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１８】図１は本発明の実施例における光学ヘッド
の光学系を示す図、図２は検出系の動作を示す図であ
る。

【００１９】図１において、１０は第２面の有効径外に
円錐部を持つ検出レンズである。基本的には図３に示し
た従来の光学ヘッドの光学系と同じ構成であるので、同
一構成部分には同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【００２０】図２において、１０ａは入射側の第１面の
凸面、１０ｂは第２面の負のパワーを持つ面とシリンド
リカル面を含むトーリック凹面、１０ｃは第２面の有効
径外になり直線の稜を持つ円錐部、１０ｄは検出レンズ
側面、１６，１７は迷光である。

【００２１】以上のように構成された光学ヘッドにおい
て、集光系から偏光分離までの光学的動作は図３に示す
従来例と同じであるので省略し、検出レンズ１０の動作
のみ述べる。

【００２２】図２において、検出レンズ１０は光軸まわ
りにシリンドリカル軸を紙面に対して４５゜回転してて
取付けられ、第１面１０ａの凸面で光束を絞り、第２面
１０ｂのシリンドリカル面で記録媒体１９の面振れに応
じた非点収差が発生させられる。シリンドリカル軸に垂
直で光軸を含む平面内では光束１４は焦点１４ａに収斂
し、シリンドリカル軸と一致する平面内では焦点１４ｂ
に収斂する。光検出器１１は受光面が焦点１４ａと焦点
１４ｂとの略中間に配設され、非点収差法によりフォー
カス誤差信号の検出を行う。

【００２３】通常、この検出レンズ１０の第２面１０ｂ
は軸外性能が約１゜程度まで対応できるように設計され
るため、第２面１０ｂは第１面１０ａの有効径に対して
１／３程度である。一方、散乱光である迷光は検出レン
ズ１０に大きな画角で入射する。第１面１０ａに対し
て、発散状に入射する光束１６の場合、円錐部１０ｃで
全反射され検出レンズ側面１０ｄを透過してレンズ外部
に出射して光検出器１１に入射しない。また、収束状に
入射する光束１７の場合、円錐部１０ｃで全反射され検
出レンズ側面１０ｄを透過してレンズ外部に出射して光
検出器１１に入射しない。迷光でも軸外性能の保証範囲
にはいるものは光検出器１１に入射するが、トータルと
しては軸外性能の保証範囲外の角度をもって入射する光
が多いので従来例と比較して光検出器１１に入射する迷
光量は大幅に削減できる。

【００２４】これにより、図５に示す差動回路２１ａ，
２１ｂで得られるフォーカス誤差信号およびトラッキン
グ誤差信号のＤＣオフセットは小さくなるので安定した
情報信号を検出する光学ヘッドを実現できる。

【００２５】また、本実施例では面１０ｃは直線状の円
錐で構成していたが、各入射角度に対応して全反射する
様な曲面で構成しても良いのは言うまでもない。

【００２６】また、本実施例は光磁気ディスク用の光学
ヘッドであるが、コンパクトディスクや相変化型ディス
ク用の光学ヘッドに使用しても同様な効果が得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、光検出器の前に
設ける検出レンズを、光束が入射する第１面の有効径内
は正のパワーを持ち、第２面は有効径内に負のパワーを
持つ面と、有効径外に円錐部からなる検出レンズとした
ことにより、光学ヘッド内で発生する迷光による影響を
軽減し、安定したフォーカス誤差信号、トラッキング誤
差信号、情報信号の検出を行うことができる光学ヘッド
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における光学ヘッドの光学系を
示す平面図

【図２】同実施例における検出レンズ１０の動作を示す
説明図

【図３】従来の光学ヘッドにおける光学系を示す平面図

【図４】従来の光学ヘッドにおける光学系の光路立上が
り部を示す側面図

【図５】従来の光学ヘッドにおける光学系の光検出器の
信号検出受光領域を示すブロック図

【図６】従来の光学ヘッドにおける検出レンズの動作を
示す説明図

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ グレーティング ３ コリメートレンズ ４ ビームスプリッター ４ａ 反射面 ５ 前光用光検出器 ６ 立上げミラー ７ 対物レンズ ８ ウォラストンプリズム ９ 反射ミラー １０ 検出レンズ １０ａ 検出レンズの第１面 １０ｂ 検出レンズの第２面（トーリック凹面） １０ｃ 検出レンズの第２面（円錐部） １１ 光検出器 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ フォーカス誤差信号
検出受光領域 １１ｅ，１１ｆ トラッキング誤差信号検出受光領域 １１ｇ，１１ｈ 情報信号検出受光領域 １２ 基台 １２ａ 基台穴部 １３ コリメートレンズから出射する有効光束 １４ 記録媒体上に集光される光束 １６，１７ 迷光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 秀輝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中村 裕行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの出射光束を記録媒体上に収斂
   させる対物レンズと、 前記記録媒体からの反射光束を光検出器に導く光学手段
   と、 前記光検出器の前に光束が入射する第１面の有効径内は
   正のパワーを持ち第２面は有効径内に負のパワーを持つ
   面と、有効径外に円錐部からなるレンズとを有する光学
   ヘッド。
2. 【請求項２】 ２つのレンズ面のいずれか１面の有効径
   内はシリンドリカル面を含むトーリック面とし、他の面
   の有効径内は回転対称面とするレンズである請求項１記
   載の光学ヘッド。