JPH097213A

JPH097213A - 光学的情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH097213A
Application number: JP7151347A
Authority: JP
Inventors: Moritoshi Miyamoto; 守敏宮本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】検出光学系へと向かう光束が光学系固定部に
おいてケラレるのを避け、ＡＴオフセット発生や再生信
号の強度低下及びＳＮ比低下等の劣化などの不利を生じ
にくい光学的情報記録再生装置を提供する。【構成】照射光学系からの光束を絞って光カード１に
光スポットとして照射し且つ光カード１上の光スポット
からの光束を検出光学系に導く様にした光ヘッドを有
し、この光ヘッドは照射光学系及び検出光学系を含む固
定部と該固定部に対し移動可能で対物レンズ１６を含む
可動部とから構成されており、照射光学系からの光束の
照射により光カード１に対し情報を記録再生する光学的
情報記録再生装置において、検出光学系を構成する光学
部品の有効径を光カード１上の光スポットからの光束の
到達可能範囲以上の大きさとなした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的情報記録媒体に
情報を記録し、該記録媒体に記録された情報を再生する
光学的情報記録再生装置に関する。本発明は、特に、光
ヘッド光学系が固定部と可動部とに分かれている光学的
情報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光を用いて情報の記録、再生を行
なう情報記録媒体としてディスク状、カード状、テープ
状等の各種の形態のものが知られている。これら光学的
情報記録媒体には記録及び再生の可能なものや再生のみ
可能なもの等がある。記録可能な媒体への情報の記録
は、記録情報に従って変調され微小スポット状に絞られ
た光ビームで情報トラックを走査することにより行なわ
れ、光学的に検出可能な情報ビット列として情報が記録
される。

【０００３】又、記録媒体からの情報の再生は、該媒体
に記録が行なわれない程度の一定のパワーの光ビームス
ポットで情報トラックの情報ビット列を走査し、該媒体
からの反射光又は透過光を検出することにより行なわれ
る。

【０００４】上述した記録媒体への情報の記録、再生に
用いられる光ヘッドは、記録媒体に対しその情報トラッ
ク方向及び該方向を横切る方向に相対的に移動可能とさ
れており、この移動により光ビームスポットの情報トラ
ック走査が行なわれる。光ヘッドにおける光ビームスポ
ットの絞り込み用レンズとしては、例えば対物レンズが
用いられる。この対物レンズはその光軸方向（フォーカ
シング方向）及び該光軸方向と記録媒体の情報トラック
方向との双方に直交する方向（トラッキング方向）に夫
々独立して移動することができるように光ヘッド本体に
保持されている。このような対物レンズの保持は、一般
に弾性部材を介して成され、対物レンズの上記２方向の
移動は一般に磁気的相互作用を利用したアクチュエータ
により駆動される。

【０００５】ところで、上述した光学的情報記録媒体の
うちカード状の光学的情報記録媒体（以下、光カードと
称する）は、小型軽量で持ち運びに便利な比較的大容量
の情報記録媒体として今後大きな需要が見込まれてい
る。

【０００６】ここで、光学的情報記録再生方法を図１４
に示す光ヘッド光学系の概略図を用いて説明する。

【０００７】図１４において、２１は光源たる半導体レ
ーザであり、この例ではトラックに垂直の方向に偏光し
ている８３０ｎｍの波長の光を発する。また、２２はコ
リメータレンズ、２３はビーム整形プリズム、１１は光
束分割のための回折格子、２５は偏光ビームスプリッタ
である。更に、３６は１／４波長板、３３ａはミラー、
３７は対物レンズ、４０は凸球面レンズ、４１は凸シリ
ンドリカルレンズ、４２は光検出器を示す。光検出器４
２は、２つの受光素子４２ａ，４２ｃ及び４つに分割さ
れた受光素子４２ｂから構成されている。

【０００８】半導体レーザ２１から発せられた光ビーム
は、発散光束となってコリメータレンズ２２に入射す
る。そして、該レンズにより平行光ビームとされ、さら
にビーム整形プリズム２３により所定の光強度分布、つ
まり円形の強度分布を有するビームに整形される。その
後、回折格子１１に入射し、該回折格子１１により有効
な３つの光ビーム（０次回折光及び±１次回折光）に分
割される。この３つの光束は、偏光ビームスプリッタ２
５にＰ偏光光束として入射する。偏光ビームスプリッタ
２５に入射したＰ偏光は１００％近く透過する。

【０００９】次いで、前記３つの光束は１／４波長板３
６を透過する際に円偏光に変換され、ミラー３３ａで反
射され、対物レンズ３７によって光カード１上に集束さ
れる。この集束された光が図１４に示したように、３つ
の微小ビームスポットＳ₁ （＋１次回折光）、Ｓ₂ （０
次回折光）、Ｓ₃ （−１次回折光）である。Ｓ₂ は記
録、再生、ＡＦ制御に用いられ、Ｓ₁ とＳ₃ はＡＴ制御
に用いられる。光カード１上におけるスポット位置は、
光ビームスポットＳ₁ ，Ｓ₃ は隣接するトラッキングト
ラック４上に位置し、光ビームスポットＳ₂ は該トラッ
キングトラック間の情報トラック２上に位置している。
かくして、光カード１上に形成された光ビームスポット
からの反射光は、再び対物レンズ３７を通って平行光束
とされ、ミラー３３ａで反射され、１／４波長板３６を
透過することにより入射時とは偏光方向が９０°回転し
た光ビームに変換される。そして、偏光ビームスプリッ
タ２５にはＳ偏光ビームとして入射し、１００％近く反
射され、検出光学系に導かれる。

【００１０】前記検出光学系では、球面レンズ４０とシ
リンドリカルレンズ４１とが組み合わされており、この
組み合わせにより非点収差法によるＡＦ制御が行なわれ
る。光カード１から反射した３つの光束は前記検出光学
系によりそれぞれ集光され、光検出器４２に入射して、
３つの光スポットを形成する。受光素子４２ａ，４２ｃ
は前述の光スポットＳ₁ ，Ｓ₃ の反射光を受光し、これ
ら２つの受光素子の出力の差を用いてＡＴ制御が行なわ
れる。また、４分割の受光素子４２ｂは光スポットＳ₂
の反射光を受光し、その出力を用いてＡＦ制御が行なわ
れ且つ記録情報が再生される。

【００１１】ところで、以上の様な光ヘッド光学系を、
図１４に示されている様に、固定部２０と可動部３０と
に分け、該可動部のみを矢印に示す様に移動させること
により、光ビームスポットＳ₂ で情報トラックの走査を
行うことができる。この様な分離型の光ヘッドでは、可
動部の移動量は、光カード１の縦方向の長さ程度は必要
であり、通常１００ｍｍ程度である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記分離型光ヘッドの
場合には、可動部の位置によって光路長特に回折格子１
１から可動部、光カード１及び再び可動部を経て光検出
器４２へと至る光路長が変化する。この光路長の変化は
可動部の移動量の略２倍であり、このため光学系に対す
る光束の所定位置からのずれ（以下、単に「光束ずれ」
という）が発生しやすい。即ち、光学系に対する光カー
ド（記録媒体）１の配置の角度誤差が大きい場合や、機
械部品及び光学部品の精度誤差及びこれらの組立誤差が
大きい場合には、光カード１からの反射光束が光学系に
対する基準位置から傾いたり平行シフトしたりする。こ
の光束ずれが大きくなると、２つのＡＴ（オートトラッ
キング）制御用光束のうちの一方だけに、光学部品の有
効径によるケラレが発生し、ＡＴオフセットや再生信号
劣化等の不利が生じてしまうという問題点があった。そ
して、可動部の位置に応じて光路長が変化するため、光
束ケラレの量も変化し、可動部の位置によって信号強度
やＡＴオフセットの大きさが変化するという問題もあっ
た。

【００１３】ＡＴオフセット発生や再生信号強度低下発
生等の不利を回避するためには、各部品の精度及びこれ
らの組立て精度を厳しくすることが考えられるが、その
場合には部品加工及び組立てに要する時間及び労力が大
きく、低コスト化が困難になる。

【００１４】そこで、本発明は、検出光学系へと向かう
光束が光学系固定部においてケラレるのを避けることを
目的とする。そして、本発明は、これにより、特にＡＴ
オフセット発生や再生信号の強度低下及びＳＮ比低下等
の劣化などの不利を生じにくい光学的情報記録再生装置
を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するものとして、照射光学系からの光束を絞っ
て光学的情報記録媒体に光スポットとして照射し且つ前
記記録媒体上の光スポットからの光束を検出光学系に導
く様にした光ヘッドを有し、該光ヘッドは前記照射光学
系及び前記検出光学系を含む固定部と該固定部に対し移
動可能で対物レンズを含む可動部とから構成されてお
り、前記照射光学系からの光束の照射により前記記録媒
体に対し情報を記録し及び／または記録情報を再生する
光学的情報記録再生装置において、前記検出光学系を構
成する光学部品の有効径は前記記録媒体上の光スポット
からの光束の到達可能範囲以上の大きさであることを特
徴とする光学的情報記録再生装置、が提供される。

【００１６】本発明の一態様においては、前記光ヘッド
は光束を複数に分割する回折格子を含んでおり、該回折
格子により分割された複数の光束により前記記録媒体に
前記光スポットが複数形成される。

【００１７】本発明の一態様においては、前記回折格子
は前記可動部に配置されている。

【００１８】本発明の一態様においては、前記回折格子
は格子ピッチの異なる複数の回折領域を有する。

【００１９】本発明の一態様においては、前記回折格子
は格子ピッチ及び格子ピッチ方向の異なる複数の回折領
域を有する。

【００２０】本発明の一態様においては、前記照射光学
系と前記検出光学系とが偏光ビームスプリッタを共有し
ており、前記照射光学系から前記可動部へと向かう光束
と該可動部から前記検出光学系へと向かう光束とが前記
偏光ビームスプリッタから前記可動部まで共通の光路を
通る。

【００２１】本発明の一態様においては、前記照射光学
系と前記検出光学系とがビームスプリッタを共有してお
り、前記照射光学系から前記可動部へと向かう光束と該
可動部から前記検出光学系へと向かう光束とが前記ビー
ムスプリッタから前記可動部まで共通の光路を通る。

【００２２】本発明の一態様においては、前記記録媒体
上の光スポットからの光束の到達可能範囲は、前記記録
媒体の配置の角度誤差や前記光ヘッドの機械部品及び光
学部品の精度誤差及びこれらの組立誤差や前記可動部の
移動範囲に基づき決定される。

【００２３】本発明の一態様においては、前記記録媒体
上の光スポットからの光束の到達可能範囲は、前記記録
媒体の配置の角度誤差や前記光ヘッドの機械部品及び光
学部品の精度誤差及びこれらの組立誤差が通常考えられ
る最大の程度に生じた場合に前記可動部が全移動範囲内
で移動する時に前記光束が到達し得る範囲である。

【００２４】本発明の一態様においては、前記検出光学
系は光収斂作用をもつ光学部品を含む。

【００２５】本発明の一態様においては、前記光収斂作
用をもつ光学部品は凸レンズである。

【００２６】本発明の一態様においては、前記光収斂作
用をもつ光学部品はシリンドリカルレンズである。

【００２７】本発明の一態様においては、前記光収斂作
用をもつ光学部品はトーリックレンズである。

【００２８】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の具体的
実施例を説明する。

【００２９】図１は、本発明による光学的情報記録再生
装置の光ヘッドの一実施例の概略構成図である。

【００３０】図１において、１は光カードである。照射
光学系は、上記図１４に関し説明した様な半導体レー
ザ、コリメータレンズ及びビーム整形プリズムを含むも
のであり、ここからはビーム整形された平行光束が出射
される。また、検出光学系は、図１４に関し説明した様
な球面レンズ、シリンドリカルレンズ及び光検出器を含
むものである。

【００３１】入射光路を光カード１の面とほぼ平行に進
行してきたレーザ光束は、回折格子１１により３つの光
束に分けられ、偏光ビームスプリッタ１２にＳ偏光とし
て入射し反射される。その後、１／４波長板１５、対物
レンズ１６、光カード１、対物レンズ１６及び１／４波
長板１５を経由することにより偏光方向が９０度回転
し、偏光ビームスプリッタ１２にＰ偏光として再び入射
して透過し、全反射プリズム１３の全反射面にＰ偏光と
して入射して反射され、反射光路を直進し、検出光学系
に到達する。反射光路は光カード１の面とほぼ平行であ
り、且つ入射光路と反射光路とは可動部に関し反対側に
位置し互いに平行である。そして、反射光路を進行した
光束は、検出光学系により検出される。

【００３２】ここでは、照射光学系からの光束を対物レ
ンズ１６で絞って光カード１に光スポットとして照射し
ており、該光カード１上の光スポットからの光束を検出
光学系に投影している。また、光ヘッドの光学系は、照
射光学系及び検出光学系を含む固定部と、該固定部に対
し矢印方向に移動可能な可動部とから構成されている。

【００３３】図２は本実施例における検出光学系の概略
構成図である。図２において、４０は凸球面レンズであ
り、４１はシリンドリカルレンズであり、４２は光検出
器である。球面レンズ４０の外径（有効径）Ｄは、光束
ずれのない場合の光束最外径（複数の光束を内包する外
径）ｄよりも大きく、その大きさは、光カード１の配置
の角度誤差や光ヘッドの機械部品及び光学部品の精度誤
差及びこれらの組立誤差が通常考えられる最大の程度に
生じたとして、可動部の全移動範囲で発生する上記光束
ずれよりも、（Ｄ−ｄ）が大きくなる様なものとされて
いる。即ち、外径Ｄは、最大の光束ずれを考慮した場合
の光束到達可能範囲よりも大きい。

【００３４】例えば、光束が光学系に対する所定角度か
ら１°傾いたとすると、可動部と検出光学系の凸球面レ
ンズ４０との距離が１０ｍｍの場合と１００ｍｍの場合
とでは、その差が（１００−１０）ｔａｎ１°＝１．５
７ｍｍとなり、使用する光束の径が５ｍｍφ程度の光ヘ
ッドにおいては、かなりの光量変動となる。本実施例で
は、この様な可動部移動に伴い凸球面レンズ４０へと向
かう光束が移動する際にも凸球面レンズ４０の有効径内
に入る様に、該有効径が設定されている。

【００３５】図２において、Ａは光カード１の配置の角
度誤差や機械部品及び光学部品の精度誤差及びこれらの
組立誤差がない場合の或る光束を示し、Ｂは光カード１
の配置の角度誤差や機械部品及び光学部品の精度誤差及
びこれらの組立誤差が大きい場合の対応光束を示す。光
束Ａは凸球面レンズ４０の外径がｄであってもケラレる
ことはないが、光束Ｂは凸球面レンズ４０の外径がｄで
あると斜線部分がケラレてしまう。これに対し、本実施
例では、凸球面レンズ４０の外径がＤであるので光束
Ａ，Ｂともケラレることはない。

【００３６】尚、ここでは検出光学系の凸球面レンズ４
０に関し説明したが、シリンドリカルレンズ４１の外径
（有効径）についても同様のことがいえる。

【００３７】また、本実施例では光束は凸球面レンズ４
０を経てシリンドリカルレンズ４１に到達しているが、
シリンドリカルレンズを経て凸球面レンズに到達する様
な配置にしてもよい。

【００３８】図３は、本発明による光学的情報記録再生
装置の光ヘッドの一実施例の概略構成図である。本図に
おいて、上記図１〜図２におけると同様の機能を有する
部材には同一の符号が付されている。本実施例は、図１
〜図２のものと、全反射プリズム１３の配置状態及び検
出光学系の配置が異なるのみである。本実施例において
も、上記図１〜図２の実施例と同様の効果が得られる。

【００３９】図４は、本発明による光学的情報記録再生
装置の光ヘッドの一実施例の概略構成図である。本図に
おいて、上記図１〜図３におけると同様の機能を有する
部材には同一の符号が付されている。本実施例は、図１
〜図２のものと、回折格子の構成及び光検出器の構成が
異なる。

【００４０】即ち、本実施例では、図５に示されている
様な互いに格子ピッチ方向の異なる複数の回折領域１１
ａ，１１ｂ，１１ｃをもつ複合回折格子１１’が用いら
れている。複合回折格子１１’を用いることにより、入
射光束から互いに異なる３つの方向にそれぞれ０次及び
±１次の３つの回折光を生じさせ、かくして図６に示さ
れている様に光カード上に０次回折光スポットＳ_AF、第
１の方向に回折された＋１次回折光スポットＳ_DV1 、第
１の方向に回折された−１次回折光スポットＳ _DV2 、第
２の方向に回折された＋１次回折光スポットＳ_AT1 、第
２の方向に回折された−１次回折光スポットＳ_AT2 、第
３の方向に回折された＋１次回折光スポットＳ_RF1 及び
第３の方向に回折された−１次回折光スポットＳ_RF2 を
形成し、光スポットＳ_AFを用いて記録及びＡＦ制御を行
い、光スポットＳ_DV1 ，Ｓ_DV2 を用いて記録直後の確認
再生（ダイレクトベリファイ）を行い、光スポットＳ
_AT1，Ｓ_AT2 を用いてＡＴ制御を行い、光スポットＳ_RF1
と光スポットＳ_RF2 と光スポットＳ_DV1 ，Ｓ_DV2 ，Ｓ
_AFのうちの１つとを用いて３トラックの同時再生を行
い、しかも以上の様な記録再生をＬ，Ｆどちらの向きで
も（即ち往復で）行うことができる。なお、図６におい
て、４はトラッキングトラックであり、２は情報トラッ
クである。

【００４１】図７は、本実施例において用いられている
検出光学系の光検出器４２’の受光素子の配置を示す図
である。光カード上の光スポットＳ_AF，Ｓ_DV1 ，Ｓ
_DV2 ，Ｓ _AT1 ，Ｓ_AT2 ，Ｓ_RF1 ，Ｓ_RF2 に対応する光ス
ポットＳ'_AF ，Ｓ'_DV1，Ｓ'_DV2，Ｓ'_AT1，Ｓ'_AT2，Ｓ'
_RF1，Ｓ'_RF2が、それぞれ受光素子Ｄ_AF，Ｄ_DV1 ，Ｄ_DV2
，Ｄ_AT1 ，Ｄ_AT2 ，Ｄ_RF1 ，Ｄ_RF2 上に形成される。

【００４２】図８は本実施例における検出光学系の概略
構成図である。図８において、４０は凸球面レンズであ
り、４１は凸シリンドリカルレンズであり、４２’は光
検出器である。球面レンズ４０の外径（有効径）Ｄは、
光束ずれのない場合の光束最外径（複数の光束を内包す
る外径）ｄよりも大きく、その大きさは、光カード１の
配置の角度誤差や光ヘッドの機械部品及び光学部品の精
度誤差及びこれらの組立誤差が通常考えられる最大の程
度に生じたとして、可動部の全移動範囲で発生する上記
光束ずれよりも、（Ｄ−ｄ）が大きくなる様なものとさ
れている。即ち、外径Ｄは、最大の光束ずれを考慮した
場合の光束到達可能範囲よりも大きい。

【００４３】例えば、光束が光学系に対する所定角度か
ら１°傾いたとすると、可動部と検出光学系の凸球面レ
ンズ４０との距離が１０ｍｍの場合と１００ｍｍの場合
とでは、その差が（１００−１０）ｔａｎ１°＝１．５
７ｍｍとなり、使用する光束の径が５ｍｍφ程度の光ヘ
ッドにおいては、かなりの光量変動となる。本実施例で
は、この様な可動部移動に伴い凸球面レンズ４０へと向
かう光束が移動する際にも凸球面レンズ４０の有効径内
に入る様に、該有効径が設定されている。

【００４４】図８において、Ｘは０次回折光（スポット
Ｓ'_AF を形成する光束）を示し、Ｙ，Ｚはそれぞれ回折
角最大の±１次回折光（スポットＳ'_RF1，Ｓ'_RF2を形成
する光束）を示す。尚、本図では、各光束は光カード１
の配置の角度誤差や機械部品及び光学部品の精度誤差及
びこれらの組立誤差が大きい場合のものである。凸球面
レンズ４０の外径がｄであると、光束Ｘはケラレなくと
も、光束Ｙ，Ｚは斜線部分がケラレてしまう。これに対
し、本実施例では、凸球面レンズ４０の外径がＤである
ので光束Ａ，Ｂともケラレることはない。

【００４５】尚、ここでは検出光学系の凸球面レンズ４
０に関し説明したが、シリンドリカルレンズ４１の外径
（有効径）についても同様のことがいえる。

【００４６】また、本実施例では光束は凸球面レンズ４
０を経てシリンドリカルレンズ４１に到達しているが、
シリンドリカルレンズを経て凸球面レンズに到達する様
な配置にしてもよい。

【００４７】図９は、本発明による光学的情報記録再生
装置の光ヘッドの一実施例の概略構成図である。本図に
おいて、上記図４〜図８におけると同様の機能を有する
部材には同一の符号が付されている。本実施例は、図４
〜図８のものと、全反射プリズム１３の配置状態及び検
出光学系の配置が異なるのみである。本実施例において
も、上記図４〜図８の実施例と同様の効果が得られる。

【００４８】図１０は、本発明による光学的情報記録再
生装置の光ヘッドの一実施例の概略構成図である。本図
において、上記図１〜図９におけると同様の機能を有す
る部材には同一の符号が付されている。

【００４９】図１０において、１は記録媒体であるとこ
ろの光カード、２０は光学系固定部、３０は光学系可動
部である。

【００５０】光学系固定部２０は、以下のように構成さ
れている。即ち、２１は、光源であるところの半導体レ
ーザであり、波長８３０ｎｍの直線偏光を発する。２２
はコリメータレンズ、２３はビーム整形プリズム、２４
は１／２波長板、２５は偏光ビームスプリッタ、２６は
集光レンズ、２７は光量モニタである。更に、４０は凸
球面レンズ、４１は凸シリンドリカルレンズ、４２は光
検出器を示す。光検出器４２は受光素子４２ａ，４２
ｂ，４２ｃからなる。受光素子４２ｂは４分割素子であ
る。半導体レーザ２１、コリメータレンズ２２、ビーム
整形プリズム２３、１／２波長板２４及びビームスプリ
ッタ２５は、照射光学系を構成する。上記ビームスプリ
ッタ２５、集光レンズ２６及び光量モニタ２７は、モニ
タ光学系を構成する。上記ビームスプリッタ２５、球面
レンズ４０、シリンドリカルレンズ４１及び光検出器４
２は、検出光学系を構成する。

【００５１】光学系可動部３０は、以下のように構成さ
れている。即ち、３１は偏光ビームスプリッタ、３２は
１／４波長板、３３は反射ミラー、３４は１／４波長
板、３５は反射型回折格子、３６は１／４波長板であ
り、これらは一体化されている。３７は対物レンズであ
る。該光学系可動部３０は、光学系固定部２０及び光カ
ード１に対し矢印で示す向きに往復移動可能である。

【００５２】半導体レーザ２１より発せられた光ビーム
は、発散光束となってコリメータレンズ２２に入射す
る。そして該レンズにより平行ビームとされ、さらにビ
ーム整形プリズム２３により所定の光強度分布を有した
断面円形のビームに整形される。その後、１／２波長板
２４を通過し、偏光ビームスプリッタ２５に入射する。
前述の１／２波長板２４は光軸の周りに回動可能に支持
されており、その回転角度を調整することにより、該１
／２波長板２４から前記ビームスプリッタ２５に到達し
た光のうちで反射される光量と透過する光量の割合を制
御することができる。

【００５３】前記ビームスプリッタ２５を透過した光は
集光レンズ２６を経て光量モニタ２７に入射する。この
光量モニタによる受光光量のモニタに基づき１／２波長
板２４の回転角を調節したり半導体レーザ２１の印加電
圧を調節したりして、前記ビームスプリッタ２５により
反射される光量を所望の値に制御することができる。

【００５４】一方、偏光ビームスプリッタ２５により反
射された光は、光学系可動部３０に入射する。この光の
進行について、図１１に基づき説明する。偏光ビームス
プリッタ２５により反射され光学系可動部３０に入射し
た光は、先ず偏光ビームスプリッタ３１を通過し、１／
４波長板３２を介して反射ミラー３３により反射され
る。この反射光は、再び１／４波長板３２を通過するた
め、該１／４波長板３２への入射時とは偏光方向が９０
°回転した光ビームに変換されて偏光ビームスプリッタ
３１へと戻り、従って該偏光ビームスプリッタ３１によ
り反射される。その反射ビームは、前述の場合と同様に
１／４波長板３４を介して反射型回折格子３５に入射す
る。該回折格子３５による反射光は、有効な３つの光ビ
ーム（０次回折光及び±１次回折光）に分割されてい
る。この３つの光束は、再び１／４波長板３４を通過す
るため、該１／４波長板３４への入射時とは偏光方向が
９０°回転した光ビームに変換されて偏光ビームスプリ
ッタ３１へと戻り、従って該偏光ビームスプリッタ３１
を通過する。かくして偏光ビームスプリッタ３１を通過
した３つの光束は、１／４波長板３６を通過することで
円偏光に変換され、対物レンズ３７により光カード１上
に集束される。

【００５５】以上の様にして集束された光が、図１０に
示されている３つの微小ビームスポットＳ₁ （＋１次回
折光）、Ｓ₂ （０次回折光）、Ｓ₃ （−１次回折光）で
ある。スポットＳ₁ ，Ｓ₃ はオートトラッキング（以下
「ＡＴ」と称す）制御に使用され、スポットＳ₂ は記
録、再生、オートフォーカス（以下「ＡＦ」と称す）制
御に使用される。光カード１上において、図１０に示す
ように、光ビームスポットＳ₁ ，Ｓ₃ は隣接するトラッ
キングトラック４上に位置し、光ビームスポットＳ₂ は
該トラッキングトラック間の情報トラック２上に位置し
ている。

【００５６】光カード１上に形成された光ビームスポッ
トからの反射光（ＡＴ信号光及び再生・ＡＦ信号光）
は、再び対物レンズ３７を通って平行光束となり、図１
１に示すように、１／４波長板３６を透過することによ
り偏光ビームスプリッタ３１からの入射時と偏光方向が
９０°回転した光ビームに変換されて偏光ビームスプリ
ッタ３１へと戻り、従って該偏光ビームスプリッタ３１
により反射され、光学系固定部２０の偏光ビームスプリ
ッタ２５に入射する。

【００５７】かくして光学系固定部２０に入射したＡＴ
信号光及び再生・ＡＦ信号光は、１／２波長板２４から
偏光ビームスプリッタ２５に入射した光とは偏光方向が
２７０°回転しているので、偏光ビームスプリッタ２５
を透過し、凸球面レンズ４０及びシリンドリカルレンズ
４１を経て光検出器４２に導かれる。該光検出器４２の
受光素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃには、それぞれ光カー
ド１上のスポットＳ₁，Ｓ₂ ，Ｓ₃ からの信号光がスポ
ットＳａ，Ｓｂ，Ｓｃとして結像される。

【００５８】検出光学系では、凸球面レンズ４０と凸シ
リンドリカルレンズ４１との組合わせを用いており、光
カード１上のスポットＳ₂ からの再生・ＡＦ信号光を４
分割受光素子４２ｂで受光して非点収差法によるＡＦ制
御が行われ且つ記録情報が再生される。また、光カード
１上のスポットＳ₁ ，Ｓ₃ からのＡＴ信号光をそれぞれ
受光素子４２ａ，４２ｃで受光してＡＴ制御が行われ
る。

【００５９】図１２は回折格子の説明図である。図１２
において、（ａ）は本実施例では使用されていない透過
型回折格子であり、（ｂ）は本実施例で使用された反射
型の回折格子である。これらの回折格子では、透光部と
遮光部または反射部との幅を同一にしている。

【００６０】図１２（ａ）に示すように、透過型回折格
子においては、透明基板５０の一面に所定幅の遮光部５
２が該所定幅の２倍のピッチで配列されており、隣接遮
光部５２間に上記所定幅の透光部５４が形成されてい
る。光は下向きに入射し、遮光部５２に入射した光が反
射又は吸収されて損失し、透光部５４に入射した光（入
射光の５０％）のみが０次及び±１次等の回折光に分割
されて透過する。

【００６１】図１２（ｂ）に示すように、反射型回折格
子３５においては、透明基板５０の一面に所定幅の９９
％以上の高反射率の反射部５３が該所定幅の２倍のピッ
チで配列されており、隣接反射部５３間に上記所定幅の
透光部５４が形成されており、透明基板５０の他面には
全面に９９％以上の高反射率の反射膜５６が形成されて
いる。光は上向きに入射し、反射部５３に入射した光の
一部は反射されて０次回折光となり且つエッジから±１
次等の回折光が生じ、また透光部５４に入射した光が反
射膜５６により反射され再び透光部５４を通って出射す
る際に一部はそのまま通過して０次回折光となり且つ反
射部５３のエッジから±１次等の回折光が生ずる。従っ
て、正反射による０次光が図１２（ａ）の場合の約２倍
になり、かつ、基板５０の厚さｔを光源波長の可干渉距
離の１／２以上とすれば反射部５３からの反射光と反射
膜５６からの反射光とが時間的にインコヒーレント化さ
れ２種類の回折光は干渉することなく重ね合される。従
ってこの反射型回折格子の光利用効率は図１２（ａ）の
光透過型回折格子の２倍近くになる。

【００６２】なお、本実施例における反射型回折格子３
５と反射ミラー３３とを入れ替えた構成を採用してもよ
い。更に、偏光ビームスプリッタ３１を図１１における
左下がり右上りの配置に代えて図１１中角度９０度回転
した左上り右下がりの配置（図１１の偏光ビームスプリ
ッタ２５の配置と同様の配置）となすことによっても、
偏光方向を適宜設定することにより、同様の機能を得る
ことができる。

【００６３】図１３は本実施例における検出光学系の概
略構成図である。偏光ビームスプリッタ２５の一辺寸法
（有効径）Ｄ’は、光束ずれのない場合の光束最外径
（複数の光束を内包する外径）と等しい一辺寸法（有効
径）ｄ’よりも大きく、その大きさは、光カード１の配
置の角度誤差や光ヘッドの機械部品及び光学部品の精度
誤差及びこれらの組立誤差が通常考えられる最大の程度
に生じたとして、可動部の全移動範囲で発生する上記光
束ずれよりも、（Ｄ’−ｄ’）が大きくなる様なものと
されている。即ち、有効径Ｄ’は、最大の光束ずれを考
慮した場合の光束到達可能範囲よりも大きい。

【００６４】例えば、光束が光学系に対する所定角度か
ら１°傾いたとすると、可動部と検出光学系の偏光ビー
ムスプリッタ２５との距離が１０ｍｍの場合と１００ｍ
ｍの場合とでは、その差が（１００−１０）ｔａｎ１°
＝１．５７ｍｍとなり、使用する光束の径が５ｍｍφ程
度の光ヘッドにおいては、かなりの光量変動となる。本
実施例では、この様な可動部移動に伴い偏光ビームスプ
リッタ２５へ入射する光束が移動する際にも偏光ビーム
スプリッタ２５の有効径内に入る様に、該有効径が設定
されている。

【００６５】図１３において、Ａは光カード１の配置の
角度誤差や機械部品及び光学部品の精度誤差及びこれら
の組立誤差がない場合の或る光束を示し、Ｂは光カード
１の配置の角度誤差や機械部品及び光学部品の精度誤差
及びこれらの組立誤差が大きい場合の対応光束を示す。
光束Ａは偏光ビームスプリッタ２５の有効径がｄ’であ
ってもケラレることはないが、光束Ｂは偏光ビームスプ
リッタ２５の有効径がｄ’であると斜線部分がケラレて
しまう。これに対し、本実施例では、偏光ビームスプリ
ッタ２５の有効径がＤ’であるので光束Ａ，Ｂともケラ
レることはない。

【００６６】尚、ここでは検出光学系の偏光ビームスプ
リッタ２５に関し説明したが、凸球面レンズ４０やシリ
ンドリカルレンズ４１の外径（有効径）についても同様
のことがいえる。

【００６７】また、本実施例では光束は偏光ビームスプ
リッタ２５から凸球面レンズ４０を経てシリンドリカル
レンズ４１に到達しているが、偏光ビームスプリッタ２
５からシリンドリカルレンズを経て凸球面レンズに到達
する様な配置にしてもよい。

【００６８】上記偏光ビームスプリッタ２５に代えて、
ビームスプリッタを用いることもできる。

【００６９】以上の全ての実施例では、検出光学系は光
収斂作用をもつ光学部品として凸球面レンズ４０及び凸
シリンドリカルレンズ４１を用いているが、凸シリンド
リカルレンズ４１の代わり或は凸球面レンズ４０及び凸
シリンドリカルレンズ４１の代わりにトーリックレンズ
を用いることもできる。

【００７０】また、以上の全ての実施例では、回折格子
１１，１１’が可動部に配置されているので、該可動部
が移動しても回折格子と対物レンズとの位置関係は変化
せず、このため回折格子が固定部に配置されている場合
に比べて回折格子で分割された光束がケラレにくい。従
って、記録媒体上の光スポットからの光束の到達可能範
囲が狭くなり、検出光学系を構成する光学部品の有効径
を小さく設定することが可能となる。

【００７１】

【発明の効果】以上の様な本発明によれば、検出光学系
を構成する光学部品の有効径が記録媒体上の光スポット
からの光束の到達可能範囲以上の大きさであるので、検
出光学系へと向かう光束が光学系固定部においてケラレ
るのを避けることができ、これにより、特にＡＴオフセ
ット発生や再生信号の強度低下及びＳＮ比低下等の劣化
などの不利が生じにくくなる。

【００７２】更に、本発明では、回折格子を可動部に配
置することにより、記録媒体上の光スポットからの光束
の到達可能範囲を狭くでき、検出光学系を構成する光学
部品の有効径をできるだけ小さく設定することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学的情報記録再生装置の光ヘッ
ドの一実施例の概略構成図である。

【図２】図１の実施例における検出光学系の概略構成図
である。

【図３】本発明による光学的情報記録再生装置の光ヘッ
ドの一実施例の概略構成図である。

【図４】本発明による光学的情報記録再生装置の光ヘッ
ドの一実施例の概略構成図である。

【図５】図４の実施例における複合回折格子の平面図で
ある。

【図６】光カードとその上に形成される光スポットとを
示す図である。

【図７】光検出器の受光素子とその上に形成される光ス
ポットとを示す図である。

【図８】図４の実施例における検出光学系の概略構成図
である。

【図９】本発明による光学的情報記録再生装置の光ヘッ
ドの一実施例の概略構成図である。

【図１０】本発明による光学的情報記録再生装置の光ヘ
ッドの一実施例の概略構成図である。

【図１１】図１０の実施例における光学系可動部での光
の進行の説明図である。

【図１２】回折格子の説明図である。

【図１３】図１０の実施例における検出光学系の概略構
成図である。

【図１４】従来の光学的情報記録再生装置の光ヘッド光
学系を示す概略図である。

【符号の説明】

１光カード２情報トラック４トラッキングトラック１１回折格子１２偏光ビームスプリッタ１３反射プリズム１５１／４波長板１６対物レンズ２０光学系固定部２１半導体レーザ２２コリメータレンズ２３ビーム整形プリズム２５偏光ビームスプリッタ２６集光レンズ２７光量モニタ３０光学系可動部３１偏光ビームスプリッタ３２，３４，３６１／４波長板３３反射ミラー３３ａミラー３５反射型回折格子３７対物レンズ４０凸球面レンズ４１凸シリンドリカルレンズ４２，４２’ 光検出器４２ａ，４２ｂ，４２ｃ受光素子Ｄ_AF，Ｄ_DV1 ，Ｄ_DV2 ，Ｄ_AT1 ，Ｄ_AT2 ，Ｄ_RF1 ，Ｄ
_RF2 受光素子Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ 光スポットＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ光スポットＳ_AF，Ｓ_DV1 ，Ｓ_DV2 ，Ｓ_AT1 ，Ｓ_AT2 ，Ｓ_RF1 ，Ｓ
_RF2 光スポットＳ'_AF ，Ｓ'_DV1，Ｓ'_DV2，Ｓ'_AT1，Ｓ'_AT2，Ｓ'_RF1，
Ｓ'_RF2 光スポット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照射光学系からの光束を絞って光学的情
報記録媒体に光スポットとして照射し且つ前記記録媒体
上の光スポットからの光束を検出光学系に導く様にした
光ヘッドを有し、該光ヘッドは前記照射光学系及び前記
検出光学系を含む固定部と該固定部に対し移動可能で対
物レンズを含む可動部とから構成されており、前記照射
光学系からの光束の照射により前記記録媒体に対し情報
を記録し及び／または記録情報を再生する光学的情報記
録再生装置において、前記検出光学系を構成する光学部品の有効径は前記記録
媒体上の光スポットからの光束の到達可能範囲以上の大
きさであることを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項２】前記光ヘッドは光束を複数に分割する回
折格子を含んでおり、該回折格子により分割された複数
の光束により前記記録媒体に前記光スポットが複数形成
されることを特徴とする、請求項１に記載の光学的情報
記録再生装置。
【請求項３】前記回折格子は前記可動部に配置されて
いることを特徴とする、請求項２に記載の光学的情報記
録再生装置。
【請求項４】前記回折格子は格子ピッチの異なる複数
の回折領域を有することを特徴とする、請求項２〜３の
いずれかに記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項５】前記回折格子は格子ピッチ方向の異なる
複数の回折領域を有することを特徴とする、請求項２〜
４のいずれかに記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項６】前記照射光学系と前記検出光学系とが偏
光ビームスプリッタを共有しており、前記照射光学系か
ら前記可動部へと向かう光束と該可動部から前記検出光
学系へと向かう光束とが前記偏光ビームスプリッタから
前記可動部まで共通の光路を通ることを特徴とする、請
求項１〜５のいずれかに記載の光学的情報記録再生装
置。
【請求項７】前記照射光学系と前記検出光学系とがビ
ームスプリッタを共有しており、前記照射光学系から前
記可動部へと向かう光束と該可動部から前記検出光学系
へと向かう光束とが前記ビームスプリッタから前記可動
部まで共通の光路を通ることを特徴とする、請求項１〜
５のいずれかに記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項８】前記記録媒体上の光スポットからの光束
の到達可能範囲は、前記記録媒体の配置の角度誤差や前
記光ヘッドの機械部品及び光学部品の精度誤差及びこれ
らの組立誤差や前記可動部の移動範囲に基づき決定され
ることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の
光学的情報記録再生装置。
【請求項９】前記記録媒体上の光スポットからの光束
の到達可能範囲は、前記記録媒体の配置の角度誤差や前
記光ヘッドの機械部品及び光学部品の精度誤差及びこれ
らの組立誤差が通常考えられる最大の程度に生じた場合
に前記可動部が全移動範囲内で移動する時に前記光束が
到達し得る範囲であることを特徴とする、請求項８に記
載の光学的情報記録再生装置。
【請求項１０】前記検出光学系は光収斂作用をもつ光
学部品を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれ
かに記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項１１】前記光収斂作用をもつ光学部品は凸レ
ンズであることを特徴とする、請求項１０に記載の光学
的情報記録再生装置。
【請求項１２】前記光収斂作用をもつ光学部品はシリ
ンドリカルレンズであることを特徴とする、請求項１０
に記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項１３】前記光収斂作用をもつ光学部品はトー
リックレンズであることを特徴とする、請求項１０に記
載の光学的情報記録再生装置。