JPH073700B2 - Optical head device - Google Patents
Optical head deviceInfo
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- JPH073700B2 JPH073700B2 JP62161672A JP16167287A JPH073700B2 JP H073700 B2 JPH073700 B2 JP H073700B2 JP 62161672 A JP62161672 A JP 62161672A JP 16167287 A JP16167287 A JP 16167287A JP H073700 B2 JPH073700 B2 JP H073700B2
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- diffraction grating
- head device
- optical head
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光学式ヘッド装置、特に光学式情報記録媒体
である光ディスクより信号を読出し/書込む光学式ヘッ
ド装置の光学系要素の構成に関するものである。The present invention relates to an optical head device, and more particularly to a configuration of an optical system element of an optical head device for reading / writing a signal from an optical disc which is an optical information recording medium. It is a thing.
[従来の技術] 第11図は従来の光学式ヘッド装置を示すものであり、図
において、(1)は半導体レーザ等の光源、(2)は光
源(1)より出射された出射光束、(3)は出射光束
(2)を3本の光束に分離する回折格子、(4)は照射
光束(5)と反射光束(6)を分離するハームプリズム
(ビームスプリッタとして動作する)、(7)は照射光
束(5)を円板状の情報記録媒体(ディスク)(12)の
情報トラック(13)上に光スポット(14)として集光す
る集光レンズである。なお、情報記録媒体(12)は集光
レンズ(7)の焦点付近に置かれ、モータ(図示せず)
等で回転駆動されている。[Prior Art] FIG. 11 shows a conventional optical head device. In the figure, (1) is a light source such as a semiconductor laser, (2) is a light flux emitted from the light source (1), Reference numeral 3) is a diffraction grating for separating the outgoing light beam (2) into three light beams, (4) is a Harm prism (operating as a beam splitter) for separating the irradiation light beam (5) and the reflected light beam (6), (7) Is a condenser lens for converging the irradiation light beam (5) on the information track (13) of the disc-shaped information recording medium (disk) (12) as a light spot (14). The information recording medium (12) is placed in the vicinity of the focal point of the condenser lens (7) and a motor (not shown)
It is driven to rotate.
上記光スポット(14)は第12図(b)に示すように、実
際には3つの光スポット(14a)、(14b)、(14c)よ
り成り、上記情報トラック(13)はピット(15)とラン
ド(16)より成る。The light spot (14) is actually composed of three light spots (14a), (14b) and (14c) as shown in FIG. 12 (b), and the information track (13) is a pit (15). And land (16).
上記情報記録媒体(12)により反射させられた光束は、
再び集光レンズ(7)を透過した後、ハーフプリズム
(4)を透過し、光検知器(19)側へ向う反射光束
(6)となる。The luminous flux reflected by the information recording medium (12) is
After passing through the condenser lens (7) again, it passes through the half prism (4) and becomes a reflected light beam (6) toward the photodetector (19) side.
(17)は反射光束(6)の収束角を小にし反射光束の倍
率を拡大する凹レンズ、(18)は凹レンズ(17)を透過
した光束に非点収差を生じさせるシリンドリカル凹レン
ズであり、(17)、(18)のレンズ系が合焦ズレ検出
(フォーカシングセンサ)光学系となっている。(17) is a concave lens that reduces the convergence angle of the reflected light beam (6) to increase the magnification of the reflected light beam, and (18) is a cylindrical concave lens that produces astigmatism in the light beam that has passed through the concave lens (17). ) And (18) are the optical system for detecting the focus shift (focusing sensor).
(19)は光検知器で、第12図(a)に示すように4分割
光検知器(19a)と両側光検知器(19b)、(19c)より
構成されている。その中央の4つに分割された4分割光
検知器(19a)は、その分割線に対し上記シリンドカル
凹レンズ(18)のレンズ中心線を45゜傾けるように配置
されている。Reference numeral (19) is a photodetector, which is composed of a four-division photodetector (19a) and both-side photodetectors (19b) and (19c) as shown in FIG. 12 (a). The four-division photodetector (19a) divided into four in the center is arranged so that the lens center line of the cylindrical concave lens (18) is inclined by 45 ° with respect to the division line.
第12図(a)において、(20a)、(20b)、(20c)は
それぞれ4分解光検知器(19a)と両側光検知器(19
b)、(19c)上の光束である。In FIG. 12 (a), (20a), (20b), and (20c) are a 4-resolution photodetector (19a) and a double-sided photodetector (19), respectively.
b), the luminous flux on (19c).
(21)は両側光検知器(19b)、(19c)の出力を作動増
幅する差動増幅器、(22)は差動増幅器(21)の出力、
(23)は4分割光検知器(19a)の対角位置に配設され
た光検知器同士を各々共通として隣接の検知器の出力を
差動増幅する差動増幅器、(24)は差動増幅器(23)の
出力、(25)は4分割光検知器(19a)の和出力を得る
加算器、(26)は加算器(25)の出力でディスク(12)
より再生された信号出力である。(21) is a double-sided photodetector (19b), a differential amplifier for operating and amplifying the outputs of (19c), (22) is an output of the differential amplifier (21),
(23) is a differential amplifier that differentially amplifies the output of adjacent detectors by making the photodetectors arranged at diagonal positions of the four-division photodetector (19a) common to each other, and (24) is differential The output of the amplifier (23), (25) is an adder for obtaining the sum output of the four-division photodetector (19a), and (26) is the output of the adder (25) for the disk (12).
This is the reproduced signal output.
次に動作について説明する。光スポット(14a)により
読取られた再生情報は、加算器(25)より電気信号(2
6)として取出され、その後図示しない処理手段で情報
処理されて、TV信号、オーディオ信号等に変換される。Next, the operation will be described. The reproduction information read by the light spot (14a) is read by the adder (25) as an electric signal (2
6) and then processed by a processing means (not shown) to be converted into a TV signal, an audio signal or the like.
情報記録媒体(12)は、通常では回転中心とディスク中
心が取付け誤差等により一致していない。そのため、回
転によりトラックズレが生ずる。In the information recording medium (12), the center of rotation and the center of the disc do not normally coincide with each other due to a mounting error or the like. Therefore, the track shift occurs due to the rotation.
そこで、トラック中心と光スポット(14a)の中心を一
致させて正しく情報読出しを行うために、公知のように
両側光検知器(19b)、(19c)の出力が用いられる。す
なわち、両側光検知器(19b)、(19c)上の光束(20
b)、(20c)はディスク上のサイドビーム、つまり、光
スポット(14b)、(14c)に対応しており、この光スポ
ット(14b)、(14c)の中心を結ぶ線は情報トラック
(13)の方向に対してやや傾くように配置されている。
このため、情報トラック(13)と中心ビーム、つまり光
スポット(14a)のズレに対して、両側光検知器(19
b)、(19c)上の光束(20b)、(20c)の強度がアンバ
ランスになり、差動出力(22)がトラックズレに比例し
た出力となる。Therefore, in order to correctly read information by making the center of the track coincide with the center of the light spot (14a), the outputs of the two-sided photodetectors (19b) and (19c) are used as is known. That is, the luminous flux (20b) on both side photodetectors (19b) and (19c)
b) and (20c) correspond to side beams on the disc, that is, the light spots (14b) and (14c), and the line connecting the centers of these light spots (14b) and (14c) is the information track (13). ) Is arranged to be slightly inclined with respect to the direction.
Therefore, both sides of the photodetector (19) with respect to the deviation of the information track (13) and the central beam, that is, the light spot (14a).
b), the intensities of the luminous fluxes (20b) and (20c) on (19c) become unbalanced, and the differential output (22) becomes an output proportional to the track shift.
この出力を、集光レンズ(7)を情報トラック(13)と
直角な方向に移動させるトラッキングアクチュエータ
(図示せず)に対し、負帰還系を構成するよう印加すれ
ば、光スポット(14a)を絶えず情報トラック中心に集
光させることができる。By applying this output to a tracking actuator (not shown) that moves the condenser lens (7) in a direction perpendicular to the information track (13) so as to form a negative feedback system, a light spot (14a) is formed. It can be continuously focused on the information track.
このように、ディスク上に3つの光束(14a),(14
b),(14c)を形成し、両側の光束(14b)、(14c)の
反強度差よりトラックズレ検知を行う方法は、ツインス
ポット法と呼ばれ、例えば、特公昭53−13123号に記載
されている。In this way, the three luminous fluxes (14a), (14
b) and (14c) are formed, and the method of detecting the track deviation from the difference in the intensities of the light beams (14b) and (14c) on both sides is called the twin spot method, and is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 53-13123. Has been done.
また、ディスク面は通常、平坦ではなく回転により面振
れを生ずる。次に、その補正法について述べる。Moreover, the disk surface is not flat, and surface wobbling occurs due to rotation. Next, the correction method will be described.
前記反射光束(6)は凹レンズ(17)により拡大され、
シリンドカル凹レンズ(18)によって非点収差が形成さ
れて光検知器(19)へ導かれる。The reflected light flux (6) is magnified by the concave lens (17),
Astigmatism is formed by the cylindrical concave lens (18) and is guided to the photodetector (19).
第13図に示すように、情報記録媒体(12)の対物レンズ
焦点位置からのズレの方向により、楕円の方向が90度異
なる。その時、フォーカスズレに対する差動増幅器の出
力(24)は第14図のように変化する。As shown in FIG. 13, the direction of the ellipse differs by 90 degrees depending on the direction of deviation from the focal point of the objective lens of the information recording medium (12). At that time, the output (24) of the differential amplifier with respect to the focus shift changes as shown in FIG.
従って、その出力で集光レンズ(7)を光軸方向に移動
するフォーカシングアクチュエータを動作させれば、公
知の方法により絶えず集光レンズの焦点ズレを補正する
ことができる。このようにディスク(12)からの反射光
束(6)に非点収差を与え、光束の形状変化から焦点ズ
レを検知する方法(非点収差法)は特公昭53−39123号
により記載されている。Therefore, if the focusing actuator that moves the condenser lens (7) in the optical axis direction is operated by the output, the focus shift of the condenser lens can be constantly corrected by a known method. As described above, Japanese Patent Publication No. 53-39123 discloses a method (astigmatism method) of applying astigmatism to the reflected light beam (6) from the disk (12) and detecting the focus shift from the change in the shape of the light beam. .
なお、ここではシリンドカル凹レンズ(18)が凹レンズ
(17)と光検知器(19)の間にある例を示したが、シリ
ンドカル凹レンズ(18)が凹レンズ(17)の手前にあっ
ても同様の原理にてフォーカスズレ検知は可能である。Here, the example in which the cylindrical concave lens (18) is located between the concave lens (17) and the photodetector (19) is shown, but the same principle can be applied even if the cylindrical concave lens (18) is in front of the concave lens (17). The focus shift can be detected at.
ここで、凹レンズ(17)による拡大作用は、光検知器
(19)上の3つの光束(20a)、(20b)、(20c)の相
互の間隔を大きくするために用いられる。すなわち、デ
ィスク上に集光される3つのスポット(14a)、(14
b)、(14c)の間隔については、これをあまり大きく設
定しすぎると、情報トラック(13)がスパイラルまたは
同心円状であるためにこの情報トラック(13)と光スポ
ット(14a)、(14b)、(14c)列の角度設定値の許容
幅が小さくなるという問題がある。従って、情報記録媒
体(12)上の3ビーム間隔はむやみに大きくできず、例
えば、CD(コンパクトディスクプレーヤ)用の光ピック
アップでは22μm程度が上限とされている。Here, the enlarging action of the concave lens (17) is used to increase the mutual spacing of the three light beams (20a), (20b), (20c) on the photodetector (19). That is, three spots (14a), (14
Regarding the intervals of b) and (14c), if this is set too large, the information track (13) and the light spots (14a) and (14b) are spiral or concentric. , (14c) There is a problem that the permissible width of the angle set value becomes small. Therefore, the three-beam interval on the information recording medium (12) cannot be unduly large, and for example, in the optical pickup for CD (compact disc player), the upper limit is about 22 μm.
これに対して、4分割光検知器(19a)及び両側光検知
器(19b)、(19c)の中心間隔はあまり小さくしすぎる
と、反射光束(6)に対する検知器位置決め精度が厳し
くなるので、広いことが望ましい。このため、反射光束
(6)の3ビーム間隔を広げる必要があり、凹レンズ
(17)が用いられるのである。On the other hand, if the center distance between the four-division photodetector (19a) and the two-sided photodetectors (19b) and (19c) is too small, the positioning accuracy of the detector with respect to the reflected light beam (6) becomes strict. It is desirable to be wide. Therefore, it is necessary to widen the three-beam interval of the reflected light beam (6), and the concave lens (17) is used.
なお、従来装置については、文献(近藤他“コンパクト
ディスクプレーヤ用MLP−2型光ピックアップ”三菱電
機技報vol,58,No.11,1984)に詳細に記載されている。The conventional device is described in detail in a document (Kondo et al., "MLP-2 type optical pickup for compact disc player", Mitsubishi Electric Technical Report vol, 58, No. 11, 1984).
[発明が解決しようする問題点] 従来の光学ヘッド装置は、以上のように構成されている
ので回折格子(3)、ビームスプリッタとして働くハー
フプリズム(4)、シリンドカルレンズ(18)等の個別
部品を正しく位置決めして、図示しないマウント上に固
定する必要があり、組立に手間がかかるという問題があ
った。また、個々の部品が単機能であるために装置のコ
ストアップ要因となっていた。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional optical head device is configured as described above, the diffraction grating (3), the half prism (4) that functions as a beam splitter, the cylindrical lens (18), and the like. There is a problem in that it is necessary to properly position the individual parts and fix them on a mount (not shown), which takes time and effort for assembly. Further, since each component has a single function, it has been a factor of increasing the cost of the device.
本発明はこのような問題点を解消するためになされたも
ので、回折格子、ビームスプリッタとして動作するハー
フプリズム、反射光路中に置かれたフォーカシングセン
サ用光学系として機能するレンズ等の機能を一個の光学
部品で実現でき、コストダウン及び装置の組立時間の削
減が可能となる光学式ヘッド装置を提供するものであ
る。The present invention has been made to solve such problems, and has one function such as a diffraction grating, a half prism operating as a beam splitter, and a lens functioning as an optical system for a focusing sensor placed in the reflection optical path. The present invention provides an optical head device that can be realized with the optical components described above, and can reduce the cost and the assembly time of the device.
[問題点を解決するための手段] 本発明の第1の発明に係る光学式ヘッド装置は、情報記
録媒体上に集光手段を介して光スポットを形成するため
の光束を出射する光源と、焦点ずれ制御及びトラックず
れ制御用の2つの受光領域を有して前記光源に近接配置
された光検知器と、一対の対向する第1及び第2の面を
有し、前記光源と前記情報記録媒体との間に配置された
一体の光学素子ブロックとを備え、前記光学素子ブロッ
クの前記光源に近い第1の面には、前記光源からの出射
光束を中心光束と両側光束の複数の光束に分離して透過
させる第1の回析格子領域及び前記情報記録媒体からの
反射光束を単純透過させる単純透過領域の2種の領域を
形成し、前記光学素子ブロックの前記情報記録媒体に近
い第2の面には、前記第1の回析格子領域からの光束を
透過させて前記集光手段に導くとともに前記情報記録媒
体からの反射光束を前記第1の回析格子領域からの光束
と空間的に分岐させて前記第1の面に形成された単純透
過領域に導き、該分割された光束を焦点ずれ信号生成用
の光束に変換する第2の回析格子領域を形成したことを
特徴とするものである。[Means for Solving Problems] An optical head device according to a first aspect of the present invention includes a light source that emits a light beam for forming a light spot on an information recording medium via a light converging means, A light detector having two light receiving regions for focus shift control and track shift control, which is arranged in proximity to the light source, and a pair of first and second surfaces facing each other, and the light source and the information recording. An integrated optical element block arranged between the medium and a first surface of the optical element block near the light source, the light flux emitted from the light source is divided into a central light flux and a plurality of light fluxes on both sides. A second diffraction grating region of the optical element block, which is close to the information recording medium, is formed by forming a first diffraction grating region for separating and transmitting and a simple transmitting region for simply transmitting the reflected light flux from the information recording medium. On the surface of the first diffraction grating region Formed on the first surface by transmitting the light flux from the area and guiding it to the light converging means and spatially branching the light flux reflected from the information recording medium with the light flux from the first diffraction grating region. It is characterized in that a second diffraction grating region for guiding the divided light flux to a light flux for generating a defocus signal is formed in the simple transmission area.
また、本発明の第2の発明に係る光学式ヘッド装置は、
情報記録媒体上に集光手段を介して光スポットを形成す
るための光束を出射する光源と、焦点ずれ制御及びトラ
ックずれ制御用の2つの受光領域を有して前記光源に近
接配置された光検知器と、一対の対向する第1及び第2
の面を有し、前記光源と前記情報記録媒体との間に配置
された一体の光学素子ブロックとを備え、前記光学素子
ブロックの前記光源に近い第1の面には、前記光源から
の出射光束を中心光束と両側光束の複数の光束に分離し
て透過させる回析格子領域及び前記情報記録媒体からの
反射光束を単純透過させる単純透過領域の2種の領域を
形成し、前記光学素子ブロックの前記情報記録媒体に近
い第2の面には、前記回析格子領域からの光束を透過さ
せて前記集光手段に導くとともに、前記情報記録媒体か
らの反射光束を前記光源からの出射光束が透過する領域
の略中心を境界として一対の光束として2分割し、かつ
該2分割された光束を前記回析格子領域からの光束と空
間的に分岐させて前記単純透過領域に導く2分割回折格
子領域を形成したことを特徴とするものである。The optical head device according to the second aspect of the present invention is
A light source which emits a light beam for forming a light spot on an information recording medium through a light converging means, and a light which has two light receiving regions for focus shift control and track shift control and is arranged in proximity to the light source. A detector and a pair of opposing first and second
And an integrated optical element block disposed between the light source and the information recording medium, and the first surface of the optical element block near the light source emits light from the light source. The optical element block is formed with two types of areas, a diffraction grating area that separates the light flux into a central light flux and a plurality of light fluxes on both sides and transmits the light flux, and a simple transmission area that simply transmits the reflected light flux from the information recording medium. Of the second surface near the information recording medium, the light flux from the diffraction grating region is transmitted and guided to the light converging means, and the light flux reflected from the information recording medium is emitted from the light source. A two-division diffraction grating which is divided into two as a pair of light beams with the substantially center of the transmitting region as a boundary and which is spatially branched from the light beam from the diffraction grating region and is guided to the simple transmission region. Formed a region And it is characterized in and.
[作用] 本発明の第1の発明に係る光学式ヘッド装置によれば、
回折格子領域及び単純透過領域からなる第1の面と、回
折格子領域からなる第2の面とをそれぞれ一体の光学素
子ブロックの相対する面として、単純透過領域と各々の
回折格子領域との位置決めを非常に精度良く行うことが
できるため、情報記録媒体からの反射光束が第1の回折
格子領域を再透過することで生じる不要な再回折光が光
検知器に入射することがなくなる。[Operation] With the optical head device according to the first aspect of the present invention,
Positioning of the simple transmission region and each of the diffraction grating regions is performed by using the first surface of the diffraction grating region and the simple transmission region and the second surface of the diffraction grating region as opposing faces of the integrated optical element block. Therefore, unnecessary re-diffracted light generated by re-transmission of the reflected light beam from the information recording medium through the first diffraction grating region does not enter the photodetector.
また、本発明の第2の発明に係る光学式ヘッド装置によ
れば、情報記録媒体からの反射光束を空間的に2分割し
て2つの光束に分け、光検知器に導くための2分割回折
格子領域を一体の光学素子ブロックの第2の面に形成
し、第1の面に回折格子領域及び単純透過領域を形成す
ることにより、2分割回折格子領域の境界の入射光束に
対する位置決めを確実に実現できるものである。Further, according to the optical head device of the second aspect of the present invention, the reflected light flux from the information recording medium is spatially divided into two light fluxes and divided into two light fluxes, and the two-division diffraction for guiding to the photodetector. By forming the grating area on the second surface of the integrated optical element block and forming the diffraction grating area and the simple transmission area on the first surface, the positioning of the boundary of the two-divided diffraction grating area with respect to the incident light flux is surely performed. It can be realized.
[実施例] 本発明の第1実施例を第1図に示す。図において、
(1)〜(10)までの部材については従来例と同一とな
っている。(30)は、本発明により導入された透明媒
質、例えば光学ガラスや光学プラスチックなどの材質か
らなる光学素子ブロックであり、光源(1)側の第1の
面(35)と集光レンズ(7)側の第2の面(36)を有し
ている。(31)は光学素子ブロック(30)の第1の面
(35)の一部に形成された第1の回折格子であり、この
第1の回折格子は光源(1)から出射されたレーザ光を
0次回折光、±1次回折光の3つの光束に分離する。[Embodiment] A first embodiment of the present invention is shown in FIG. In the figure,
The members (1) to (10) are the same as the conventional example. (30) is an optical element block made of a transparent medium introduced by the present invention, for example, a material such as optical glass or optical plastic, and comprises a first surface (35) on the light source (1) side and a condenser lens (7). ) Side second surface (36). Reference numeral (31) is a first diffraction grating formed on a part of the first surface (35) of the optical element block (30), and the first diffraction grating is a laser beam emitted from the light source (1). Is separated into three light fluxes of 0th-order diffracted light and ± 1st-order diffracted light.
(32)は光学素子ブロック(30)の第2の面(36)に形
成された第2の回折格子であり、この第2の回折格子は
光源(1)からの出射光(2)と回折分離する光束
(6)との干渉縞の形状となっている。また、第2の回
折格子(32)は、第1実施例では非点収差を与える縞軌
跡構成となっており、これは格子間隔が略線形的に変化
するような縞軌跡とすることにより実現している。Reference numeral (32) is a second diffraction grating formed on the second surface (36) of the optical element block (30). The second diffraction grating diffracts the light emitted from the light source (1) (2). It has the shape of an interference fringe with the light flux (6) to be separated. In addition, the second diffraction grating (32) has a fringe locus configuration that gives astigmatism in the first embodiment, and this is realized by making the fringe locus such that the grating interval changes substantially linearly. is doing.
そして、(33)は無反射コーティング領域であり、この
領域に第2の回折格子にて分離された反射光束を通過さ
せ、光検知器(19)に入射させる構成とする。Further, (33) is a non-reflection coating region, and the reflected light beam separated by the second diffraction grating is allowed to pass through this region and is made incident on the photodetector (19).
次に、第1の実施例の動作について説明する。Next, the operation of the first embodiment will be described.
光源(半導体レーザ)(1)より出射した光束(2)
は、透明媒質(光学ガラス、光学プラスチック等)より
なる光学素子ブロック(30)の第1の面(35)上に形成
された回折格子(31)によって0次光、±1次光の3つ
の光束に回折分離され、この状態で第2の回折格子(3
2)に入射し、その後に0次透過回折光として集光レン
ズ(7)に入射する。この光束は集光レンズ(7)を透
過した後、光ディスク(12)の情報記録面に3つの光ス
ポット(14a)、(14b)、(14c)として集光される。
これらの3つの集光スポットは、出射光(2)の光路中
に形成された第1の回折格子(31)により回折分離され
た0次及び±1次回折光に相当する。Light flux (2) emitted from a light source (semiconductor laser) (1)
Is a zero-order light or ± first-order light due to the diffraction grating (31) formed on the first surface (35) of the optical element block (30) made of a transparent medium (optical glass, optical plastic, etc.). The light is diffracted and separated into a light beam, and in this state the second diffraction grating (3
The light enters the condenser lens (7) as 0th-order transmitted diffracted light. After passing through the condenser lens (7), this light flux is condensed on the information recording surface of the optical disc (12) as three light spots (14a), (14b), and (14c).
These three focused spots correspond to the 0th and ± 1st order diffracted lights diffracted and separated by the first diffraction grating (31) formed in the optical path of the outgoing light (2).
次に、光ディスク(12)により反射された光束は再び集
光レンズ(7)を透過して第2の回折格子(32)に入射
され、1次透過回折光の反射光束(6)として半導体レ
ーザ出射光(2)と分離された後、無反射コーティング
領域(33)を透過して光検知器(19)に入射される。こ
の第2の回折格子の縞軌跡は、反射光束(6)が半導体
レーザからの出射光(2)と、回折分離されるように作
成されており、同時に本実施例においては、反射光束
(6)が非点収差を有し、かつ光検知器(19)の位置で
最小錯乱円となるような波面となっている。Next, the light flux reflected by the optical disk (12) again passes through the condenser lens (7) and enters the second diffraction grating (32), and is reflected by the semiconductor laser as a reflected light flux (6) of the first-order transmitted diffracted light. After being separated from the emitted light (2), it is transmitted through the antireflection coating region (33) and is incident on the photodetector (19). The fringe locus of the second diffraction grating is created so that the reflected light beam (6) is diffracted and separated from the emitted light (2) from the semiconductor laser. At the same time, in the present embodiment, the reflected light beam (6) is generated. ) Has astigmatism, and has a wavefront that forms a circle of least confusion at the position of the photodetector (19).
このようにして、光検知器(19)上に照射された光束
(20a)、(20b)、(20c)は第1図(b)に示される
ものとなる。図において、(19a)は光ディスク(12)
上の中央のスポット(14a)に対応する光束(20a)を受
光する4分割光検知器であり、図のように4分割された
エレメントA〜Dから成っている。Thus, the luminous fluxes (20a), (20b), (20c) irradiated on the photodetector (19) are as shown in FIG. 1 (b). In the figure, (19a) is an optical disc (12).
A four-division photodetector that receives a light beam (20a) corresponding to the upper center spot (14a), and is composed of four-divided elements A to D as shown in the figure.
第1実施例では、第2の回折格子(32)によりディスク
反射光に付与される非点収差は、光ディスク(12)上の
光スポットが合焦ズレを起した時の光束(20a)の変形
による焦線方向が図中に破線で示したようにx及びy方
向となるように与えられており、従来例と同様に図のA
〜Dのエレメントによる電流出力に対し(A+C)−
(B+D)なる演算をすることにより、非点収差法によ
る合焦ズレの検出が可能である。In the first embodiment, astigmatism imparted to the disc reflected light by the second diffraction grating (32) is the deformation of the light beam (20a) when the light spot on the optical disc (12) is out of focus. The focal line direction is given so as to be in the x and y directions as indicated by the broken line in the figure.
(A + C) -for the current output by the ~ D element
By performing the calculation of (B + D), it is possible to detect the focus shift by the astigmatism method.
また、光束(20b)、(20c)はディスク上の両側スポッ
ト(14b)、(14C)に対応しており、従来例と同様に両
側光検知器(19b)、(19c)の出力を差動演算すること
により、ツインスポット法の原理でトラックズレの検出
が可能である。なお、光学素子ブロック(30)の第1の
面(35)も回折分離された反射光束(6)が透過する領
域(33)(破線で囲っている)には無反射コーティング
が施してあり、これにより光検知器(19)に入射する光
量を増加させている。無反射コーティング領域(33)
は、これに限定することなく、第1の面(35)の全面に
わたって形成されていても何ら問題はない。また、光源
(1)から出射する光強度が十分強い場合には特に無反
射コーティングを施さなくてもよい。In addition, the luminous fluxes (20b) and (20c) correspond to the spots (14b) and (14C) on both sides of the disc, and the outputs of the two side photodetectors (19b) and (19c) are differentiated as in the conventional example. By performing the calculation, it is possible to detect the track shift according to the principle of the twin spot method. The first surface (35) of the optical element block (30) is also provided with a non-reflection coating on a region (33) (enclosed by a broken line) through which the reflected light beam (6) diffracted and separated is transmitted, This increases the amount of light incident on the photodetector (19). Anti-reflective coating area (33)
Is not limited to this, and there is no problem even if it is formed over the entire surface of the first surface (35). Further, when the intensity of the light emitted from the light source (1) is sufficiently high, the antireflection coating may not be applied.
次に、第1の回折格子(31)及び第2の回折格子(32)
を形成する上で留意すべき点について述べる。第2の回
折格子には前述したように以下の2つの機能がある。Next, the first diffraction grating (31) and the second diffraction grating (32)
The points to be noted in forming The second diffraction grating has the following two functions as described above.
(1)半導体レーザからの出射光束(2)と1次回折光
である反射光束(6)を空間的に分離すること(従来例
におけるビームスプリッタの機能)。(1) Spatial separation of the luminous flux (2) emitted from the semiconductor laser and the reflected luminous flux (6) which is the first-order diffracted light (function of the beam splitter in the conventional example).
(2)回折分離光に合焦ズレ検出用に非点収差を付与す
ること(従来例におけるフォーカシングセンサ光学系の
シリンドリカルレンズの機能)。(2) To add astigmatism to the diffracted separated light for detecting the focus shift (function of the cylindrical lens of the focusing sensor optical system in the conventional example).
前記機能の(1)において、特に第1の面(35)上にお
ける光束(2)及び(6)の透過位置を表す円(2s)、
(6s)が重ならないことが重要である。そして、(6s)
は、第1の回折格子(31)の形成領域外になければなら
ない。仮に、(6s)が第1の回折格子(31)の領域に侵
入すると光検知器(19)に入射する光束が回折を受け、
正しい情報読取りを行う上での障害となる。In the above-mentioned function (1), in particular, a circle (2s) representing the transmission positions of the light beams (2) and (6) on the first surface (35),
It is important that (6s) do not overlap. And (6s)
Must be outside the area where the first diffraction grating (31) is formed. If (6s) enters the area of the first diffraction grating (31), the light beam incident on the photodetector (19) is diffracted,
This is an obstacle to correct reading of information.
次に、本発明の第2実施例を第2図により説明する。第
2実施例は、第1図に比べて以下の点が異なっている。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in the following points.
(1)4分割光検知器(19a)の分割線方向が第1図に
比べて45゜回転し、図示のx、y方向となっている。(1) The division line direction of the 4-division photodetector (19a) is rotated by 45 ° as compared with FIG. 1, and is in the x and y directions shown.
(2)第2の回折格子(32)の縞軌跡の形成において、
光ディスク(12)上の集光光束が合焦ズレを起したとき
に、4分割光検知器(19a)上の光束の焦線方向がx、
y方向と45゜をなす方向となるよう考慮されている。す
なわち、第2の回折格子(32)の縞軌跡を設ける際に反
射光束(6)の非点収差の方向が第1の実施例に比べて
45゜回転した波面を想定している。(2) In forming the fringe locus of the second diffraction grating (32),
When the focused light beam on the optical disc (12) is out of focus, the focal line direction of the light beam on the four-division photodetector (19a) is x,
It is considered that the direction is 45 ° with the y direction. That is, when the fringe locus of the second diffraction grating (32) is provided, the direction of the astigmatism of the reflected light beam (6) is larger than that of the first embodiment.
The wavefront rotated by 45 ° is assumed.
第2実施例においても、図の4分割エレメントA、B、
C、Dの出力に対し、(A+C)−(B+D)の演差を
施すことにより、ディスク上光束の合焦ズレが検出で
き、両側光検知器(19c)、(19b)の差動によりツイン
スポット法の原理でトラックズレが検出できる。但し、
第2実施例においては、検知器(19a)の分割線がx、
y方向を向いているために、公知のように集光レンズ
(7)を図示しないアクチュエータによりx方向に変位
させてトラックを追加させた場合に、合焦ズレ検出特性
の劣化(フォーカシングセンサのオフセット発生)が小
さくなる。これは、集光レンズ(7)のx方向への移動
に略比例して4分割光検知器(19a)上の光束(20a)が
x方向に移動するが、これは4分割の分割線に沿う方向
であり、(A+C)−(B+D)への検出出力が合焦時
に変化しないことによる(特公昭53−37722号に示され
ている)。Also in the second embodiment, the four-divided elements A, B,
By focusing the output of C and D by (A + C)-(B + D), the focus shift of the light flux on the disc can be detected, and the twin side photodetectors (19c) and (19b) are used for the twin. Track deviation can be detected by the principle of the spot method. However,
In the second embodiment, the dividing line of the detector (19a) is x,
Since the lens is oriented in the y direction, when the condenser lens (7) is displaced in the x direction by an actuator (not shown) to add a track as is known, deterioration of the focus shift detection characteristic (offset of the focusing sensor) Occurrence) becomes smaller. This is because the light beam (20a) on the four-division photodetector (19a) moves in the x-direction substantially in proportion to the movement of the condenser lens (7) in the x-direction. This is due to the fact that the detection output to (A + C)-(B + D) does not change during focusing (as shown in JP-B-53-37722).
次に、本発明の第3実施例を第3図により説明する。第
3実施例では、第1の実施例に比べて、第2の回折格子
(32)の縞軌跡が、Z軸回りに45゜回転している。ま
た、4分割光検知器(19a)の分割線方向が45゜回転し
ている。更に、光検知器(19)の光源(1)に対する相
対位置が、光源(1)の出射光の中心光束(Z方向)回
りに45゜回転しており、第3実施例においては、第1実
施例と同様の回折格子(32)の軌跡を45゜回転するだけ
で、4分割光検知器(19a)の分割線方向をx、y方向
とすることができる。従って、第2実施例と同様に、集
光レンズ(7)のトラッキングアクチュエータによるx
方向への移動にともなう合焦ズレ検知の際の特性劣化の
問題が解消できる。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the fringe locus of the second diffraction grating (32) is rotated by 45 ° around the Z axis as compared with the first embodiment. The direction of the dividing line of the 4-division photodetector (19a) is rotated by 45 °. Further, the relative position of the photodetector (19) with respect to the light source (1) is rotated by 45 ° around the central luminous flux (Z direction) of the emitted light of the light source (1). The division line directions of the four-division photodetector (19a) can be set to the x and y directions only by rotating the locus of the diffraction grating (32) similar to that of the embodiment by 45 °. Therefore, as in the second embodiment, x by the tracking actuator of the condenser lens (7)
It is possible to solve the problem of characteristic deterioration at the time of detecting the focus shift due to the movement in the direction.
以上3つの実施例は、合焦ズレ検知(フォーカシングセ
ンサ)として非点収差法、トラックズレ検知(トラッキ
ングセンサ)としてツインスポット法を用いている。し
かし、本発明の光学素子ブロック(30)はトラッキング
センサとしてツインスポット法を用い、フォーカシング
センサとしては他の各種方式と組み合せることができ
る。これは、第2の回折格子(32)を他のフォーカシン
グセンサ方式に適するように変更することで可能とな
る。以下の第4、第5の実施例で、他のフォーカシング
センサと組み合せた例の説明をする。In the above three embodiments, the astigmatism method is used as the focus shift detection (focusing sensor), and the twin spot method is used as the track shift detection (tracking sensor). However, the optical element block (30) of the present invention can use the twin spot method as the tracking sensor and can be combined with other various methods as the focusing sensor. This can be achieved by changing the second diffraction grating (32) to be suitable for other focusing sensor system. In the following fourth and fifth embodiments, an example of combining with another focusing sensor will be described.
第4図は本発明の第4実施例であり、フォーカシングセ
ンサとしては、公知のフーコー法を採用している。本例
では第2の回折格子(32)は、光源(1)からの出射光
束(2)が透過する部分の円形領域の中心を境に、直線
的に2分割されており、分割線の両側に2組の格子軌跡
(32a)、(32a′)が形成されている。従って、ディス
ク反射光は、第2の回折格子(32)によって、1次回折
光の反射光束(6)となるが、領域(32a)、(32a′)
て回折された光は互いに空間的に分離された2組の光束
(6a)、(6a′)となる。そして、光検知器(19)は反
射光束(6a)、(6a′)の集光点位置に置かれており、
一点鎖線100で示されるように、そのスポツトは光束(2
0a)、(20b)、(20c)、(20a′)、(20b′)、(20
c′)で構成され、光束(20a)、(20b)、(20c)は反
射光束(6a)の集光点、一方光束(20a′)、(20
b′)、(20c′)は反射光束(6a′)の集光点としてで
きる各3つの光束である。また、(20a)、(20a′)は
ディスク上の中心スポット(14a)に対応し、(20b)、
(20b′)及び(20c)、(20c′)は各々ディスク上の
両側スポット(14b)及び(14c)に対応する。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention, and a known Foucault method is adopted as the focusing sensor. In this example, the second diffraction grating (32) is linearly divided into two parts with the center of the circular region of the part through which the light flux (2) emitted from the light source (1) passes, as the both sides of the division line. Two sets of lattice loci (32a) and (32a ') are formed in the. Therefore, the disc reflected light becomes the reflected light flux (6) of the first-order diffracted light by the second diffraction grating (32), but the regions (32a), (32a ')
The diffracted light becomes two sets of light beams (6a) and (6a ') spatially separated from each other. The photodetector (19) is placed at the focal point of the reflected light beams (6a) and (6a '),
The spot has a luminous flux (2
0a), (20b), (20c), (20a '), (20b'), (20
c '), and the light beams (20a), (20b), (20c) are the focal points of the reflected light beam (6a), while the light beams (20a'), (20c)
b ') and (20c') are three light fluxes that can be formed as condensing points of the reflected light flux (6a '). Also, (20a) and (20a ') correspond to the central spot (14a) on the disc, and (20b),
(20b ') and (20c), (20c') correspond to the double-sided spots (14b) and (14c) on the disc, respectively.
この場合、トラッキングセンサ出力は、ツインスポット
法により{(19c)+(19c′)}−{(19b)+(19
b′)}なる演算により得られる。次にフーコー法フォ
ーカシングセンサの動作を第5図で説明する。In this case, the tracking sensor output is {(19c) + (19c ')}-{(19b) + (19
b ′)}. Next, the operation of the Foucault focusing sensor will be described with reference to FIG.
第5図はフォーカシングセンサ用の光検知器(19a)、
(19a′)だけを抜き出して描いた図であり、図の
(a)、(b)、(c)は順に、集光レンズ(7)と光
ディスク(12)が近い方向に合焦ズレを起した時、合焦
の時、及び(7)と(12)が遠い方向に合焦ズレを起し
た時の光検知器(19a)、(19a′)上での光束(20
a)、(20a′)のスポット形状変化が示されている。Fig. 5 shows the photodetector (19a) for the focusing sensor,
It is a drawing in which only (19a ′) is extracted, and (a), (b), and (c) in the drawing sequentially show a focusing shift in a direction in which the condenser lens (7) and the optical disk (12) are close to each other. Light beam (20a) on the photodetectors (19a) and (19a ') when (7) and (12) are out of focus.
The spot shape changes of a) and (20a ') are shown.
このようにディスクの合焦ズレ方向によってスポット形
状が変化するため、図の4つの検知器エレメントA、
B、C、Dに対し(A+C)−(B+D)なる演算をす
ることにより合焦ズレの検知ができる。第2の回折格子
(32)においては、集光点(20a)と光源(1)出射点
(1′)の各々に配置した半導体レーザの波長を有する
点光源で形成される第2の面(36)上の干渉縞軌跡を回
折格子領域(32a)の軌跡とし、集光点(20a′)と光源
(1)の出射点(1′)に各々配置した光源(1)であ
る半導体レーザの波長を有する点光源で形成される第2
の面(36)上の縞軌跡を回折格子領域(32a′)の縞軌
跡とすれば良い。In this way, the spot shape changes depending on the focusing misalignment direction of the disc, so that four detector elements A,
Focus misalignment can be detected by performing an operation of (A + C)-(B + D) for B, C, and D. In the second diffraction grating (32), the second surface formed by the point light sources having the wavelength of the semiconductor laser disposed at each of the condensing point (20a) and the emission point (1 ') of the light source (1) ( 36) The interference fringe locus on 36) is used as the locus of the diffraction grating region (32a), and the semiconductor laser which is the light source (1) is arranged at the condensing point (20a ') and the emission point (1') of the light source (1). Second formed by a point light source having a wavelength
The fringe locus on the plane (36) may be used as the fringe locus of the diffraction grating region (32a ').
次に、本発明の第5実施例を第6図に基づいて説明す
る。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第5実施例においては、光源(1)の出射光束(2)の
中心光束を境にして第2の回折格子が(32a′)、(32
a)なる2つの領域に別れている。光検知器(19)は、
同図下の破線(100)で囲って示すように、(19a)、
(19b)、(19c)、(19a′)、(19b′)、(19c′)
より成り、(19a)、(19a′)は各々3分割構成となっ
ている。In the fifth embodiment, the second diffraction gratings (32a '), (32) are separated by the central light flux of the outgoing light flux (2) of the light source (1).
a) is divided into two areas. The light detector (19)
As shown by the broken line (100) in the lower part of the figure, (19a),
(19b), (19c), (19a '), (19b'), (19c ')
And each of (19a) and (19a ') has a three-divided structure.
第7図は、第6図をz、y平面内で見た図であり、図
(b)には、特に、第2の回折格子(32)を、x、y平
面で見た図を抜き出して示している。図示のように、第
2の回折格子(32)は半導体レーザの出射(2)の中心
光線(2′)を通る直線(50)で分けられる一対の回折
格子領域(32a)、(32a′)より成り、光ディスク(1
2)で反射され回折格子領域(32a)、(32a′)で回折
された光束は空間的に分離され、光検知器(19)の前後
の集光点f1、f2に集光される。なお、(19)は回折分離
された光束(6)の進行方向に対し、2つの集光点f1、
f2の略中間位置に置かれている。検知器上の光束は第6
図(b)に示したように、ディスク上の3つのスポット
(14a)、(14b)、(14c)に対応して、(20a)、(20
a′)と(20b)、(20b′)と(20c)、(20c′)とな
る。つまり、(20a)〜(20c)の組と、(20a′)〜(2
0c′)の組が、(32a)、(32a′)により空間的に分離
されている。そして、トラッキングセンサ出力はツイン
スポット法により、{(19c)+(19c′)}−{(19
b)+(19b′)}により得られる。FIG. 7 is a view of FIG. 6 viewed in the z and y planes, and in FIG. 7B, a view of the second diffraction grating (32) particularly in the x and y planes is extracted. Is shown. As shown in the figure, the second diffraction grating (32) is a pair of diffraction grating regions (32a), (32a ') divided by a straight line (50) passing through the central ray (2') of the emission (2) of the semiconductor laser. Consists of an optical disc (1
The light beams reflected by 2) and diffracted by the diffraction grating regions (32a) and (32a ') are spatially separated and condensed at converging points f 1 and f 2 before and after the photodetector (19). . Note that (19) is two converging points f 1 with respect to the traveling direction of the diffracted and separated light beam (6),
It is located approximately in the middle of f 2 . The light flux on the detector is the sixth
As shown in the figure (b), corresponding to three spots (14a), (14b), (14c) on the disc, (20a), (20
a ') and (20b), (20b'), (20c), and (20c '). That is, the set of (20a) to (20c) and the set of (20a ') to (2
The group of 0c ') is spatially separated by (32a) and (32a'). The tracking sensor output is {(19c) + (19c ')}-{(19
b) + (19b ')}.
次に、フォーカシングセンサの検出原理を光検知器(19
a)、(19a′)上の光スポットを抜き出して描いた第8
図により説明する。第8図(a)、(b)は、ディス上
光スポットが各々集光レンズ(7)に近い方向に合焦ズ
レを起した場合、第8図(c)は合焦の場合、第8図
(d)、(e)は遠い方向に合焦ズレを起した場合の検
知器上の光スポットの変化を示している。Next, the detection principle of the focusing sensor is detected by an optical detector (19
a), 8th drawn by extracting the light spot on (19a ')
It will be described with reference to the drawings. 8 (a) and 8 (b) show the case where the light spots on the disc are out of focus in the direction close to the condenser lens (7), and FIG. FIGS. 8D and 8E show changes in the light spot on the detector when a focus shift occurs in the far direction.
第8図(c)に示すように、合焦時においては、光検知
器(19a)、(19a′)上の光束形状は半円形で大きさが
等しい。また、エレメントAとB、及びA′、B′で示
す検知器に入射する光量は同じとなっている。そして、
エレメントA、B、Cの光電変換出力に対しS1=A−
(B+C)、S2=A′−(B′+C′)なる演算を行う
と、S1、S2の合焦ズレに対する変化は第8図(f)、
(g)のようになる。更に、S1、S2について(S1−S2)
なる差動演算をすると同図(h)のような合焦ズレ検出
出力(いわゆるS字カーブ)が得られ焦点ズレの量と方
向が検出出力できることが理解される。なお、本発明と
同様の原理のフォーカシングセンサについて本願人は既
に特開昭60−059545号にて開示している。As shown in FIG. 8 (c), at the time of focusing, the light beam shapes on the photodetectors (19a) and (19a ') are semicircular and of equal size. Further, the amounts of light incident on the detectors denoted by the elements A and B, and A ′ and B ′ are the same. And
S 1 = A- for the photoelectric conversion outputs of the elements A, B, C
When the calculation of (B + C), S 2 = A ′ − (B ′ + C ′) is performed, the change of S 1 and S 2 with respect to the focus shift is shown in FIG.
It becomes like (g). Furthermore, regarding S 1 and S 2 (S 1 −S 2 )
It is understood that when the differential calculation is performed, a focus shift detection output (so-called S-shaped curve) as shown in FIG. 6H is obtained, and the amount and direction of the focus shift can be detected and output. The present applicant has already disclosed a focusing sensor having the same principle as that of the present invention in JP-A-60-059545.
次に、第2の回折格子(32)の軌跡の成形法について述
べる。第7図で明らなように、回折格子領域(32a)で
回折された光束f1に集光し、回折格子領域(32a′)で
回折された光束はf2に集光するから、(32a)の縞軌跡
は、光源(1)の出射点(1′)と点f1の各々に置かれ
た半導体レーザの波長の点光源により第2の面(36)上
に形成される干渉縞軌跡とすればよい。また、(32
a′)の縞軌跡も同様に、半導体レーザ(1)の出射点
(1′)と点f2の各々に置かれた半導体レーザの波長の
点光源により第2の面(36)上に形成される干渉縞軌跡
とすればよい。Next, a method of forming the locus of the second diffraction grating (32) will be described. As is apparent from FIG. 7, since the light beam f 1 diffracted by the diffraction grating region (32a) is focused and the light beam diffracted by the diffraction grating region (32a ′) is focused on f 2 , The fringe locus of 32a) is an interference fringe formed on the second surface (36) by the point source of the wavelength of the semiconductor laser placed at each of the emission point (1 ') and the point f 1 of the light source (1). It may be a locus. Also, (32
Similarly, the fringe locus of a ′) is also formed on the second surface (36) by the point sources of the wavelength of the semiconductor laser placed at each of the emission point (1 ′) and the point f 2 of the semiconductor laser (1). The generated interference fringe locus may be used.
第9図は本発明の第6実施例であり、第5実施例である
第6図と同様のフォーカシングセンサ方式の変形例であ
る。第5の実施例では、1次回折光である反射光束
(6)がy方向に回折分離されていたが、本実施例で
は、x方向に分離されている。また、第2の回折格子
(32)は、半導体レーザ(1)の出射光束(2)の中心
光線と交わるx方向の直線(50)を境に、左右2つの回
折格子領域(32a)、(32a′)より構成されており、各
々の領域で回折された光束は検知器(19)前後の集光束
f1、f2に集光するよう格子軌跡が設けられている。FIG. 9 shows a sixth embodiment of the present invention, which is a modification of the focusing sensor system similar to FIG. 6 which is the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the reflected light beam (6) which is the first-order diffracted light is diffracted and separated in the y direction, but in the present embodiment, it is separated in the x direction. The second diffraction grating (32) has two diffraction grating regions (32a) (32a) on the left and right with a straight line (50) in the x direction intersecting the central ray of the emitted light beam (2) of the semiconductor laser (1) as a boundary. 32a '), and the light beams diffracted in each area are collected before and after the detector (19).
Lattice trajectories are provided to focus light on f 1 and f 2 .
第9図(b)に示されるように、ディスク上光スポット
(14a)は、(20a)、(20a′)に(14b)は(20b)、
(20b′)に(14c)は(20c)、(20c′)に対応してい
る。トラッキングセンサ出力は(19b)、(19c)の差動
演算による得られる(ツインスポット法)。As shown in FIG. 9 (b), the optical spot (14a) on the disc is (20a), (20a '), (14b) is (20b),
(14c) corresponds to (20b ') and (20c'). The tracking sensor output is obtained by the differential calculation of (19b) and (19c) (twin spot method).
また、光検知器(19a)、(19a′)は図のようにx方向
に沿った分割線で各々3分割されており、各エレメント
を図示のようにA、B、C、A′、B′、C′とする
と、第5実施例と同様にS1=A−(B+C)、S2=A′
−(B′+C′)なる演算S1、S2の差動(S1−S2)演算
よりフォーカシングセンサ出力が得られる。なお、本実
施例では光検知器(19a)、(19a′)の分割線の方向が
x方向にあり、回折格子領域(32a)、(32a′)による
回折方向と一致しているため、光源(1)である半導体
レーザが周囲温度変化、駆動電流の変化等により波長変
化を起しても光検知器上の光束(20a)、(20a′)が上
記分割線に沿う方向(x方向)に移動し、フォーカシン
グセンサの検出特性劣化が事実上無視できるという利点
がある。なお、同様の効果は第4の実施例を示す第4図
の構成例についても発揮される。Further, the photodetectors (19a) and (19a ') are each divided into three by a dividing line along the x direction as shown in the drawing, and each element is divided by A, B, C, A', B as shown in the drawing. If ′ and C ′, then S 1 = A− (B + C) and S 2 = A ′ as in the fifth embodiment.
The focusing sensor output is obtained by the differential (S 1 -S 2 ) calculation of the calculations S 1 and S 2 of − (B ′ + C ′). In this embodiment, the direction of the dividing lines of the photodetectors (19a) and (19a ') is in the x direction, which coincides with the diffraction direction of the diffraction grating regions (32a) and (32a'). Even if the semiconductor laser of (1) causes a wavelength change due to a change in ambient temperature, a change in drive current, etc., the light beams (20a) and (20a ') on the photodetector are in the direction (x direction) along the dividing line. The advantage is that the deterioration of the detection characteristics of the focusing sensor can be virtually ignored. The same effect is exerted also in the configuration example of FIG. 4 showing the fourth embodiment.
以上の各実施例は、トラッキングセンサとしてツインス
ポット法を用いた光学系において、フォーカシングセン
サとして非点収差法、フーコー法、C−SSD法との組み
合せの例について示したが、他の公知のフォーカシング
センサとの組合せも可能であり、要は第1の面(35)上
の一部、すなわち半導体レーザ出射光が透過する部分に
3ビーム発生用の回折格子を作成し、第2の面(36)上
に、ディスク側に向う光に対しては透過0次光を集光レ
ンズ側に透過させ、ディスクからの反射光に対しては1
次回折光として、半導体レーザ出射光より回折分離する
とともにフォーカシングセンサ用に光束を処理する回折
格子を作成するというのが発明の主旨である。In each of the above embodiments, an example of a combination of the astigmatism method, the Foucault method, and the C-SSD method as the focusing sensor in the optical system using the twin spot method as the tracking sensor is shown. A combination with a sensor is also possible, in short, a diffraction grating for generating three beams is formed on a part of the first surface (35), that is, a part through which the emitted light of the semiconductor laser is transmitted, and the second surface (36 ), The transmitted zero-order light is transmitted to the condenser lens side for the light directed to the disc side, and 1 for the reflected light from the disc.
It is the gist of the invention to create a diffraction grating that separates the emitted light of the semiconductor laser as the secondary diffracted light and processes the light flux for the focusing sensor.
また、光源(1)と光検知器(19)は、空間的に分離し
たように説明したが、第2の回折格子(32)による回折
角が小さく、出射光束(2)との分離量が小さい場合に
は、第10図のように光源(1)、光検知器(19)を同一
のパッケージ(60)内に配置してもよく、その場合、光
源(1)の波長変化に対する1次回折光の回折角変化が
小さいので、波長変化時にも良好なフォーカシングセン
サ特性を維持できる。なお、適用可能な情報媒体は、再
生専用の凹凸形状で情報が記録されたもの以外に、追記
型、光磁気型、相変化型など、様々なものが考えられる
ことは言うまでもない。Further, although the light source (1) and the photodetector (19) are described as being spatially separated, the diffraction angle by the second diffraction grating (32) is small and the amount of separation from the emitted light beam (2) is small. When the size is small, the light source (1) and the photodetector (19) may be arranged in the same package (60) as shown in FIG. 10, and in that case, the next time the wavelength change of the light source (1) occurs. Since the change in the diffraction angle of the folded light is small, it is possible to maintain good focusing sensor characteristics even when the wavelength changes. Needless to say, applicable information media include various types such as a write-once type, a magneto-optical type, and a phase change type, in addition to the information-recorded information having a read-write concavo-convex shape.
[発明の効果] 以上、詳述した通り、本発明の第1の発明に係る光学式
ヘッド装置によれば、情報記録媒体上に集光手段を介し
て光スポットを形成するための光束を出射する光源と、
焦点ずれ制御及びトラックずれ制御用の2つの受光領域
を有して前記光源に近接配置された光検知器と、一対の
対向する第1及び第2の面を有し、前記光源と前記情報
記録媒体との間に配置された一体の光学素子ブロックと
を備え、前記光学素子ブロックの前記光源に近い第1の
面には、前記光源からの出射光束を中心光束と両側光束
の複数の光束に分離して透過させる第1の回折格子領域
及び前記情報記録媒体からの反射光束を単純透過させる
単純透過領域の2種の領域を形成し、前記光学素子ブロ
ックの前記情報記録媒体に近い第2の面には、前記第1
の回析格子領域からの光束を透過させて前記集光手段に
導くとともに前記情報記録媒体からの反射光束を前記第
1の回析格子領域からの光束と空間的に分岐させて前記
第1の面に形成された単純透過領域に導き、該分岐され
た光束を焦点ずれ信号生成用の光束に変換する第2の回
析格子領域を形成したので、第1の面に形成された単純
透過領域と、第1,第2の回折格子領域との間の相対的な
位置決めを非常に精度良く行うことができるため、情報
記録媒体からの反射光束が第1の回折格子領域を再透過
することで生じる不要な再回折光が光検知器に入射する
ことがなくなり、情報再生特性の乱れが発生することが
なくなるという効果ある。[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the optical head device of the first invention of the present invention, the light beam for forming the light spot on the information recording medium is formed through the condensing means. Light source,
A light detector having two light receiving regions for focus shift control and track shift control, which is arranged in proximity to the light source, and a pair of first and second surfaces facing each other, and the light source and the information recording. An integrated optical element block arranged between the medium and a first surface of the optical element block near the light source, the light flux emitted from the light source is divided into a central light flux and a plurality of light fluxes on both sides. A second diffraction grating region of the optical element block, which is close to the information recording medium, is formed by forming two types of regions, that is, a first diffraction grating region that is separated and transmitted and a simple transmission region that simply transmits the reflected light flux from the information recording medium. On the surface, the first
The light flux from the diffraction grating area is guided to the light converging means, and the light flux reflected from the information recording medium is spatially branched from the light flux from the first diffraction grating area. Since the second diffraction grating region for guiding the branched light flux to the light flux for generating the defocus signal is formed on the simple transmission area formed on the surface, the simple transmission area formed on the first surface is formed. Since the relative positioning between the first diffraction grating area and the first and second diffraction grating areas can be performed very accurately, the reflected light beam from the information recording medium re-transmits through the first diffraction grating area. There is an effect that unnecessary re-diffracted light that does not enter the photodetector, and the disturbance of the information reproduction characteristic does not occur.
また、本発明の第2の発明に係る光学式ヘッド装置によ
れば、情報記録媒体上に集光手段を介して光スポットを
形成するための光束を出射する光源と、焦点ずれ制御及
びトラックずれ制御用の2つの受光領域を有して前記光
源に近接配置された光検知器と、一対の対向する第1及
び第2の面を有し、前記光源と前記情報記録媒体との間
に配置された一体の光学素子ブロックとを備え、前記光
学素子ブロックの前記光源に近い第1の面には、前記光
源からの出射光束を中心光束と両側光束の複数の光束に
分離して透過させる回析格子領域及び前記情報記録媒体
からの反射光束を単純透過させる単純透過領域の2種の
領域を形成し、前記光学素子ブロックの前記情報記録媒
体に近い第2の面には、前記回析格子領域からの光束を
透過させて前記集光手段に導くとともに、前記情報記録
媒体からの反射光束を前記光源からの出射光束が透過す
る領域の略中心を境界として一対の光束として2分割
し、かつ該2分割された光束を前記回析格子領域からの
光束と空間的に分岐させて前記単純透過領域に導く2分
割回折格子領域を形成したので、上記第1の発明の効果
に加えて、2分割回折格子領域の境界の入射光束に対す
る位置決めを非常に精度良く行うことができるため、確
実な焦点ずれ信号を容易に得ることができるという効果
がある。According to the optical head device of the second aspect of the present invention, the light source for emitting the light beam for forming the light spot on the information recording medium via the light converging means, the focus deviation control and the track deviation. A photodetector having two light receiving regions for control and arranged in the vicinity of the light source, and a pair of first and second surfaces facing each other, and arranged between the light source and the information recording medium. An integrated optical element block, and a first surface near the light source of the optical element block is provided with a light beam emitted from the light source, which is divided into a central light flux and a plurality of light fluxes on both sides to be transmitted. Two types of areas, a diffraction grating area and a simple transmission area for simply transmitting the reflected light flux from the information recording medium, are formed, and the diffraction grating is formed on the second surface of the optical element block near the information recording medium. The luminous flux from the area is transmitted to The light flux reflected from the information recording medium is split into two as a pair of light fluxes with the center of the region through which the light flux emitted from the light source is transmitted as a boundary, and the split light flux is divided into the diffraction gratings. Since the two-divided diffraction grating region is spatially branched from the light flux from the region and guided to the simple transmission region, in addition to the effect of the first invention, positioning of the boundary of the two-division diffraction grating region with respect to the incident light flux is performed. Can be performed very accurately, so that a reliable defocus signal can be easily obtained.
第1図は本発明の一実施例による光学ヘッドを示す図、
第2図〜第10図は、本発明の他の実施例を示す図、第11
図は従来の光学ヘッド装置を示す図、第12図〜第14図は
従来の光学ヘッド装置の原理を説明するための図であ
る。 図において、(1)は半導体レーザ等の光源、(7)は
集光レンズ、(12)は光ディスク、(19)は光検知器、
(30)は光学素子ブロック、(31)は第1の回折格子、
(32)は第2の回折格子(35)は第1の面、(36)は第
2の面である。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is a diagram showing an optical head according to an embodiment of the present invention,
2 to 10 are views showing another embodiment of the present invention, and FIG.
The figure shows a conventional optical head device, and FIGS. 12 to 14 are diagrams for explaining the principle of the conventional optical head device. In the figure, (1) is a light source such as a semiconductor laser, (7) is a condenser lens, (12) is an optical disk, (19) is a photodetector,
(30) is an optical element block, (31) is the first diffraction grating,
(32) is the second diffraction grating (35) is the first surface, and (36) is the second surface. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (15)
ットを形成するための光束を出射する光源と、焦点ずれ
制御及びトラックずれ制御用の2つの受光領域を有して
前記光源に近接配置された光検知器と、 一対の対向する第1及び第2の面を有し、前記光源と前
記情報記録媒体との間に配置された一体の光学素子ブロ
ックとを備え、 前記光学素子ブロックの前記光源に近い第1の面には、
前記光源からの出射光束を中心光束と両側光束の複数の
光束に分離して透過させる第1の回析格子領域及び前記
情報記録媒体からの反射光束を単純透過させる単純透過
領域の2種の領域を形成し、 前記光学素子ブロックの前記情報記録媒体に近い第2の
面には、前記第1の回折格子領域からの光束を透過させ
て前記集光手段に導くとともに前記情報記録媒体からの
反射光束を前記第1の回析格子領域からの光束と空間的
に分岐させて前記第1の面に形成された単純透過領域に
導き、該分岐された光束を焦点ずれ信号生成用の光束に
変換する第2の回析格子領域を形成したことを特徴とす
る光学式ヘッド装置。1. A light source which emits a light beam for forming a light spot on an information recording medium through a light converging means, and two light receiving regions for focus shift control and track shift control. An optical element block having a pair of opposed first and second surfaces and an optical element block disposed between the light source and the information recording medium; On the first side of the block near the light source,
Two types of regions, a first diffraction grating region that separates and transmits the light beam emitted from the light source into a plurality of light beams of a central light beam and side light beams, and a simple transmission region that simply transmits the light beam reflected from the information recording medium. On the second surface of the optical element block near the information recording medium, the light flux from the first diffraction grating region is transmitted to be guided to the condensing means and is reflected from the information recording medium. The light flux is spatially branched from the light flux from the first diffraction grating area to be guided to a simple transmission area formed on the first surface, and the branched light flux is converted into a light flux for generating a defocus signal. An optical head device characterized in that a second diffraction grating region is formed.
射光束と、該第2の回折格子領域で分岐された光束との
干渉縞軌跡としたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の光学式ヘッド装置。2. The second diffraction grating region is an interference fringe locus of a light beam emitted from a light source and a light beam branched by the second diffraction grating region. 1
An optical head device according to the item.
に非点収差を付与するように、前記第2の回折格子領域
を構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の光学式ヘッド装置。3. The second diffraction grating region is configured so as to impart astigmatism to the light beam split by the second diffraction grating region. Optical head device.
が略線形的に変化するような縞軌跡としたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の光学式ヘッド装置。4. The optical head device according to claim 1, wherein the second diffraction grating region has a fringe locus such that the grating spacing thereof changes substantially linearly.
は光学プラスチックで構成したことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の光学式ヘッド装置。5. The optical head device according to claim 1, wherein the optical element block is made of optical glass or optical plastic.
に無反射コーティングを施したことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の光学式ヘッド装置。6. The optical head device according to claim 1, wherein a region including a simple transmission region on the first surface is provided with an antireflection coating.
かつ該情報記録媒体の情報トラックに略直交する方向に
変位させることにより前記光スポットを前記情報トラッ
クに追従移動させるトラッキングアクチュエータを有
し、前記光検知器の焦点ずれ制御用の領域に形成された
焦点ずれ信号検出のための分割線の少なくとも一つは、
前記光スポットの移動方向に沿う方向にしたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の光学式ヘッド装置。7. A tracking actuator for moving the light spot following the information track by displacing the light converging means in a direction parallel to the surface of the information recording medium and substantially orthogonal to the information track of the information recording medium. However, at least one of the dividing lines for detecting the defocus signal formed in the area for defocus control of the photodetector,
The optical head device according to claim 1, wherein the optical head device is arranged along a moving direction of the light spot.
ケージ内に近接配置したことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の光学式ヘッド装置。8. The optical head device according to claim 1, wherein the photodetector and the light source are arranged close to each other in the same package.
ットを形成するための光束を出射する光源と、焦点ずれ
制御及びトラックずれ制御用の2つの受光領域を有して
前記光源に近接配置された光検知器と、 一対の対向する第1及び第2の面を有し、前記光源と前
記情報記録媒体との間に配置された一体の光学素子ブロ
ックとを備え、 前記光学素子ブロックの前記光源に近い第1の面には、
前記光源からの出射光束を中心光束と両側光束の複数の
光束に分離して透過させる回析格子領域及び前記情報記
録媒体からの反射光束を単純透過させる単純透過領域の
2種の領域を形成し、 前記光学素子ブロックの前記情報記録媒体に近い第2の
面には、前記回析格子領域からの光束を透過させて前記
集光手段に導くとともに、前記情報記録媒体からの反射
光束を前記光源からの出射光束が透過する領域の略中心
を境界として一対の光束として2分割し、かつ該2分割
された光束を前記回析格子領域からの光束と空間的に分
岐させて前記単純透過領域に導く2分割回折格子領域を
形成したことを特徴とする光学式ヘッド装置。9. A light source that emits a light beam for forming a light spot on an information recording medium via a light converging means, and two light receiving regions for focus shift control and track shift control. An optical element block having a pair of opposed first and second surfaces and an optical element block disposed between the light source and the information recording medium; On the first side of the block near the light source,
Two types of areas are formed: a diffraction grating area that separates the light flux emitted from the light source into a plurality of light fluxes of a central light flux and both side light fluxes, and a simple transmission area that simply transmits the reflected light flux from the information recording medium. On the second surface of the optical element block near the information recording medium, the light flux from the diffraction grating region is transmitted and guided to the condensing means, and the light flux reflected from the information recording medium is transmitted to the light source. Is divided into two parts as a pair of light beams with the substantially center of the region through which the light beam emitted from is transmitted as a boundary, and the two divided light beams are spatially branched from the light beams from the diffraction grating region to form the simple transmission region. An optical head device characterized in that a two-division diffraction grating region for guiding is formed.
状の縞軌跡としたことを特徴とする特許請求の範囲第9
項記載の光学式ヘッド装置。10. A diffraction pattern according to claim 9, wherein each of the two-divided diffraction grating regions has a substantially linear stripe locus.
An optical head device according to the item.
た略直線状の縞軌跡を、該2分割回折格子領域の境界線
に略直交させたことを特徴とする特許請求の範囲第10項
記載の光学式ヘッド装置。11. The tenth aspect of the present invention is characterized in that the substantially linear stripe loci formed in each of the two-division diffraction grating regions are made substantially orthogonal to the boundary line of the two-division diffraction grating regions. The optical head device described.
れた一対の光束にそれぞれ異なる集光距離を与えるよう
に、前記2分割回折格子領域を構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第9項記載の光学式ヘッド装置。12. The two-division diffraction grating region is configured so that a pair of light beams divided by the two-division diffraction grating region are given different converging distances, respectively. The optical head device described.
れた一対の光束にそれぞれ異なる集光距離を与えるとと
もに、前記光検知器をこの2つの集光点の略中間位置に
配置したことを特徴とする特許請求の範囲第12項記載の
光学式ヘッド装置。13. The pair of light beams divided by the two-division diffraction grating region are provided with different focusing distances, respectively, and the photodetector is arranged at a substantially intermediate position between the two focusing points. The optical head device according to claim 12.
域に形成された焦点ずれ信号検出のための分割線の方向
を、前記2分割回折格子領域によって分割された一対の
光束の回折分離方向と一致させたことを特徴とする特許
請求の範囲第9項記載の光学式ヘッド装置。14. A diffractive separation of a pair of light beams divided by the two-division diffraction grating region in the direction of a dividing line for detecting a defocus signal formed in a light receiving region for defocus control of the photodetector. The optical head device according to claim 9, wherein the optical head device is aligned with the direction.
ッケージ内に近接配置したことを特徴とする特許請求の
範囲第9項記載の光学式ヘッド装置。15. The optical head device according to claim 9, wherein the photodetector and the light source are arranged close to each other in the same package.
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| JP62161672A JPH073700B2 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Optical head device |
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|---|---|---|---|
| JP62161672A JPH073700B2 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Optical head device |
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Also Published As
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