JPS5814330A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JPS5814330A
JPS5814330A JP56112472A JP11247281A JPS5814330A JP S5814330 A JPS5814330 A JP S5814330A JP 56112472 A JP56112472 A JP 56112472A JP 11247281 A JP11247281 A JP 11247281A JP S5814330 A JPS5814330 A JP S5814330A
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light
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Tetsuo Hosomi
哲雄 細美
Keiichi Yoshizumi
恵一 吉住
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G—PHYSICS
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1356—Double or multiple prisms, i.e. having two or more prisms in cooperation

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射光源から放射される光ビームによって、
情報担体上に情報信号を光学的に記録あるいは情報担体
上の情報信号を再生する為に好適な光学装置に関するも
のである。
光学的に情報を記録あるいは再生するだめの情報担体(
光ディスク)へ記録又は再生を行なう場合に、放射光源
からの光ビームを記録又は再生を行なう上で最適の光学
系とした上で集光させるレンズ系(対物レンズ)へ入射
させて、この対物レンズの回折限界の光ビームのスポッ
If形成させる。光ビームスポットの大きさは対物レン
ズの開口数N、Aと入射光ビームの波長により決まシ。
はyλ/ NA’と表わす事ができる。−例をして放射
光源を牛導体レーザとして波長をλ=0.8μm対物レ
ンズの開口数をN、A=0.6とすればλ/NA=1.
3μmとなる。
かかる微小の光ビームスポットにより記録又は−再生さ
れる情報信号の大きさは1幅がおよそ0.4〜0.8μ
m、長さ0.6〜2μmのピット状をしている。このよ
うなビット状の信号を記録又は再生する為には、光ビー
ムスポットの焦点位置の制御するフォーカシングサーボ
、及び情報信号トラック上へ光ビームを制御するトラッ
キングサーボが必要となる。また、記録時又は再生時の
信号周波数を制御する為のタイムベース補正(TBCf
−ボ)が必要となる場合もある。このようなサーボシス
テムは、極めて高精度である必要があり1例えばフォー
カシングサーボでは±1μm以内の精度で数百ミクロン
のダイナミックレンジを必要へし、トラッキングサーボ
では、±0.1μm以内の精度で±100μm以上のダ
イナミックレンジを必要とする。またTBCサーボでは
ダイナミックレンジがはソトラッキングサーポと同程度
必要となる。
このような高精度のサーボシステムを実現させる−−−
為には、小型軽量で二次元又は三次元で移動する光学ピ
ックアップが必要となる。以下図面を用いて光学ピック
アップの構成及びその働きを説明する。
第1図は、従来より公知である光学系の要素技術を組合
せた光学ピックアップの概略図である。
ヒートシンク2上の生導体レーザ1から出射する光ビー
ムはカップリングレンズ3にょシ平行先ビームとなる。
もし竿導体レーザ1が出射する光ビームが非等方的であ
る場合には、平行光ビームを等方向とするビームエクス
パングー系4が挿入される。偏光ビームスプリッタ−6
に入射した平行光ビームは図面上向へ反射されて四分の
一波長板6を透過して対物レンズ7で収束され光デイス
ク8上の情報信号eを照射する。光ディスク8で反射れ
た光ビームは、再び対物レンズ7、i分の一波長板6を
透過して、今度は偏光ビームスグリツタ−6を透過して
、ハーフミラ−10[入射する。
ハーフミラ−を透過した光ビ、ニムは、情報信号のトラ
ック方向で二分割された光検出器11に入射する。一方
ハーフミラー10を反射した光ビーム1−12べ一。
は、収束する為の単画レンズ12を通過して、パイプリ
ズム13によシ二方向に分離されて単画レンズの焦平面
にある光検出器アレー14に入射する。この光学系に於
ては、対物レンズ7のみが図中X、7.Z方向へ三次元
的に所動となっており。
それぞれの方向にトラッキング制御信号、TBC制御信
号及びフォーカシング制御信号により駆動される。この
駆動の為の機構は1本発明とは直接関係がないので省略
する。
この光学系に於てトラッキング制御信号は、光検出器1
から得られる。即ち対物レンズ7で集光された光ビーム
スポットは、情報信号のトラック方向の回折され、光検
出器11に入射する光ビームには、トラックの移動方向
に依存する信号が含まれている。従って2分割されてい
る光検出器11よシのそれぞれの電気信号を差動回路を
通してトラッキング制御信号が得られる。この光学系に
於て、フォーシング制御信号は、光検出器アレー14に
、パイプリズム13を出射する二本の光ビームが光検出
器14−1と14−2の境界線上及び14−3と14−
4の境界線上に入射しているとすれば、対物、レンズ7
と光ディスク8の近づく方向では、光検出器14−2と
14−3の出力が大きくなり対物レンズ7と光ディスク
8の遠ざかる方向では、光検出器14−1と14−4の
出力が大きくなる。従って光検出器14よシの電気信号
f、(14−1)+(14−4)−(14−2>−(1
4−s)とする差動回路を通すことでいわゆるフーコ法
のフォーカシング制御信号が得られる。この光学系では
1つ大きな問題となる事がある。それは、トラッキング
制御が不安定となる事である。即ち、この光学ピックア
ップのフォーカシング制御を作動させて、トラッキング
方向(x方向)へオープンで駆動させるとトラッキング
制御信号は第2図のごとくエンベローブのうねったもの
となる。これは対物レンズ7がトラックに垂直な方向へ
移動する事によって光ビームが移動する為である。従っ
て対物レンズの移動量を大きくすると第2図のトラ7 
、N; ッキング制御信号のエンベロープ変化は増々大きくなり
、ついには制御信号の零クロス点がなくなってしまう。
即ちトラッキング制御は不可能となる。
本発明では1以上の光学ピックアップの欠点をなくして
、安定な制御を行なう事のできる光学ピックアップを提
供する。以下第4図に基づいて。
本発明の実施例の内の1つを説明をする。生導体レーザ
16f:出射する光ビームは、カップリングレンズ16
で平行光ビームとなる。必要に応じて平行光ビームを等
方向とする為のビームエクスパンダ−系17が挿入され
ている。平行光ビームは第1の偏光ビムスプリッター1
8で図面上向へ反射され、第2の偏光ビームスプリッタ
−19,四分の一波長板20′ft−透過して、対物レ
ンズ21.に工り収束されて、光デイスク26上の情報
信号1を照射する。光ディスクで反射された光ビームは
。
再び、対物レンズ21.四分の一波長板20を透過して
、第2の偏光ビームスプリッタ−19によって振幅分割
され1oチないし90%の光ビームは反射されて、第2
の光検出器22に入射する。
第2の偏光ビームスプリッタ−19は、P偏波即ち光ビ
ームの電場ベグトルガX方向に向−ている時にははソ全
光ビームが透過し、S偏波即ち光ビームの電場ベクトル
ガがy方向に向いている時には10ts以上90%以下
、さらに本発明の実施例により好適な方法として光検出
器22より情報信号を取りだす場合には6oチ以上80
%以下の光ビームを反射させる。第2の偏光ビームスプ
リッタ−19を透過し九一部の光ビームは、第1の偏光
ビームスプリッタ−18を透過して、光ビームのほぼ手
分を全反射させるミラー23で反射され収束用のレンズ
24で収束されて第1の光検出器26の二分割素子の境
界線上に入射する。この第1の光検出器26は収束用の
レンズ24の焦点位置におかれ、全反射ミラー23で光
ビームを切断する方向に一致した境界を有する二分割の
光検出素子から成っている。この第1の光検出器26か
らは先の公知例で述べたと同じ原理に基づくフーコ法の
フォーカシング制御用の信号を得る事がで97、。
きる。第1の光検出器26上へ集光する光ビームは、牛
導体レーザ16の光放射点と共役の点となっているので
、可動光学系を形成する対物レンズ21、四分の一波長
板2o及び偏光ビームスプリッタ−19の二次元又は三
次元の動きに関して不動点となる。従ってフォーカシン
グ制御信号に偽の信号が混入する事なく、良好の7リ一
カシング制御信号を得る事ができる。一方上述の可動光
学系に内蔵された第2の光検出器22は光軸に対し対称
な二分割の素子からなっており、かつ二分割の境界線は
情報トラックと平行となっている。
本発明の重要な点はこの二次元又は三次元方向に可動な
19,20.21とよりなる可動光学系と、牛導体レー
ザ16.カップリングレンズ16゜ビームエクスパンダ
ー、1r、偏光ビームスプリッタ−18,全反射、ミラ
ー23.レンズ24及び第1の光検出器26とから構成
される固定光学系とにそれぞれ光検出器を設ける事にあ
る。即ち、可動光学系内にある第2の光検出器22から
安定なトラッキング制御信号を得て、固定光学系内にあ
る第1の光検出器より安定なフォーカシング制御信号を
得る。可動光学系内、にある第2の光検出器より安定な
トララミング制御信号が得られる理由は、可動光学系の
トラッキング方向、即ち第4図のX軸方向への移動に対
して第2の光検出器上の光ビームの形状はほとんど変化
しない為である。
本発明による光学ピックアップでフォーカシング制御を
行ない、トラック方向へオープン状態で強制的に周期的
な駆動を行なった時、第3図で示したようなトラック制
御信号が得られる。第3図で明らかなように従来の光学
ピックアップで得られた同様の第2図で示される信号よ
りはるかに良好な制御信号を得る事ができる。第3図で
制御信号のエンベロープがややうねるのは、光ビームの
分布むらに起因するものである。
本発明は、様々なバリエージ四ンが思考される。
即ち第4図に示した光学系は、4!導体レーサ16から
出射する光ビームを第1の偏光ビームズブリッター18
で反射させるものマあるが、最初に偏光ビームスプリッ
タ−18を透過とする光学系も111、ノ 考えられる。また本発明の固定光学系をより平面的な構
造のものも考える事ができる。第6図によりより平面的
な固定光学系とする構成を説明する(。
光ディスク26より反射された光ビームの一部振幅分割
された光ビームが第1の偏光ビームスプリッタ−18を
透過する所までは第4図で示した場合と全く同様の原理
に基づくものである。この一部振幅分割された光ビーム
は第2の四分の一波長板28に入射する。この第2の四
分の一波長板28は裏面が全反射ミラーとなっており、
光ビームは反射されて再び第1の偏光ビームスプリッタ
−18に入射して、今度は反射され半凸レンズ24を透
過して、半凸レンズの焦点面に位置する第1の光検出器
26に入射する。第2の四分の一波長板から反射される
光ビームは、一部反射しないように光吸収素子又は光不
透過性の素子29が挿入されている。この素子29の挿
入によって前述の原理と同じフーコ法7オーカシング制
御信号を得る事ができる。
以上のように1本発明によると光学ピックアラを設け、
可動光学系内の光検出器より少くともトラッキング制御
信号を固定光学系内の光検出器より少くともフォーカシ
ング制御信号を取りだす事により安定な光学ピックアッ
プを実現する事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光学的記録再生装置の1例を示す構成図
、第2図は開動作説明波形図、第3図は本発明の動作説
明波形図、第4図は本発明の1実施例を示す構成図、第
6図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 1.16・・・・働手導体レーザ、3,166・・・・
・カップリングレンズ、4,17・噛・・e・ビームエ
クスパングー、5,18,19・■俳・・偏光ビームス
プリッタ−,6,20,28・・・・・・四分の一波長
板、7,21・・・・・・対物レンズ8・・・・・・光
ディスク、11,14,22,25・・・・・・光検出
器。 12.24・・・・・・半凸レンズ、13@・1・・バ
イプリズム。 第11 12I!!1 第4図 15図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  平行光ビームが入射される第2のビームスグ
    リツタトその第2のビームスグリツタからの光ビームを
    情報担体上に集光する対物レンズと前記第2のビームス
    プリッタの近傍に配設され、前記情報担体よりの反射光
    が前記対物レンズおよび第2のビームスプリッタを介し
    て照射される第2の光検出器とを有し少なくとも二次元
    以上の方向に移動可能な可動光学系と、光源よりの平行
    光ビームを前記第2のビームスプリッタに入射するとと
    もに前記第2のビームスプリッタからの前記反射光を受
    ける第1のビームスプリッタとその第1のビームスプリ
    ッタからの前記反射光を受ける第1の光検出器とを有す
    る固定光学系よりなる光学装置。
  2. (2)第2の光検出器は光軸に対して対称に分割された
    素子からなり、かつその素子間の境界線が前記情報担体
    上の情報トラックと平行方向となっており、この第2の
    光検出器より少なくとも情報トラックを追従させるため
    のトラッキング制御用信号を得ることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の光学装置。
JP56112472A 1981-07-16 1981-07-17 光学装置 Granted JPS5814330A (ja)

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