JPS61123029A - 光学ヘツド - Google Patents

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、光学ヘッド、特に光スポットにより記録情報
を検出する光学ヘッドに関する。

〔従来技術〕

この種の光学ヘッド（＝おいては、情報を正しく再生す
るために、レーザ光を収束させた光スポットを記録媒体
上に正確（＝照射する必要がある。それ故、記録媒体と
光スポットの照射位置との相対位置を常に正確（：検知
していなければならない。従来、そのフォーカス検出手
段としては、記録媒体からの反射光を円筒レンズと４分
割光検出器との組合せにより検出する非点収差方式とか
、ナイフェツジと２分割光検出器との組合せによるナイ
フェツジ方式等が採用されていた。

しかし、これらの方式では、フォーカス手段として分割
型の光検出器に加えて円筒レンズ。

あるいはナイフェツジ等を使用するためＣ二、いくつか
の問題点を含んでいる。第１に光学ヘツドの構成時の位
置調整が非常に複雑であること。

第２に光学ヘッドが大型になってしまうことである。

次に、従来の代表例として第６図および第４図（−示す
非点収差方式を掲げ、原理、構成および上述の問題点に
ついて記述する。

第３図は光学ヘッドの構成を示したものである。この図
において、集光レンズ１０１により微小に絞られた光ス
ポット１０２が記録媒体１０３から反射され、偏光ビー
ムスプリッタ１０４を通過後、半透鏡１０５に入射する
。半透鏡１０５から２分された反射光１０６は一方がト
ラック検出器１０７に、他方が円筒レンズ１０８を通過
して４分割光検出器１０９に結像される。４分割光検出
器１０９からの各出力信号は加減算器１１４に入力され
、Ａ領域１１０とＢ領域１１１との加算値Ｘと。

Ｃ領域１１２とＤ領域１１６との加算値Ｙとの差分値（
Ｘ−Ｙ　）が、フォーカス誤差信号として加減算器１１
４から出力される。なお、４分割光検出器１０９は、記
録媒体１０６の記録面が光スポット１０２の合焦点と合
致する位置、すなわち第４図に示すように９円筒レンズ
１０８で形成される最小錯乱円１１５の位置に配置され
ている。したがって、記録媒体１０６の記録面が光スポ
ット１０２の合焦点と合致する位置の場合には最小錯乱
円１１５となることから、加算値Ｘと加算値Ｙとの差分
値（ｘ−ｙ）がゼロになり、加減算器１１４からはゼロ
の信号が出力される。記録媒体１０６が集光レンズ１０
１に近づきすぎると２反射光１０６の結像面は遠ざかり
、４分割光検出器１０９上の像はｙ軸に長い楕円１１６
となって差分値（ｘ−ｙ）の符号は正になる。逆に遠く
なると、結像面は近づき、ｙ軸に長い楕円１１７となっ
て差分値（ｘ−ｙ）の符号が負になる。従って、これら
の差分信号を常時検出し９合焦点位置になるように集光
レンズ１０１がサーボ制御される。

このような構成において、第１の問題点は。

円筒レンズ１０８と４分割光検出器１０９とを配置する
際に、記録媒体１０３上のピットと呼ばれる記録情報か
らの回折を受けない位置、すなわち光スポツト１０２内
において均一な反射面からの反射パターンで位置合せす
るのが一般的である。

この場合９反射パターンが同心円状（−広がっており９
円筒レンズ１０８の中心線を反射パターンの中心に合せ
、さらに円筒レンズ１０８の最小錯乱円１１５の位置に
４分割検出器１０９の中心を一致させることも必要であ
る。調整時の操作は。

同筒レンズ１０８を光軸上に正確に配置した後。

４分割光検出器１０９の各検出素子からの出力が分割域
で左右および上下に等しくなるように。

Ｘ方向、？／力方向移動およびＸ軸回転およびＸ軸回転
を行うことによって１反射パターンの中心部と４分割光
検出器１０９との中心を一致させる。さらに、４分割光
検出器１０９をＺ方向に移動させ、各検出素子からの出
力が均等になる円筒レンズ１０８の最小錯乱円１１５の
位置（１合わせる。しかし、この位置合せ操作は数ミク
ロンおよび１ミリラジアン以下の精度で行うことから。

調整時の操作が非常に複雑になり、多大の労力と時間を
要する結果、コスト高（−なるという欠点がある。

第２の問題点は２円筒レンズ１０８の焦点距離が一般に
５Ｍから１ｃｒｎ程度あり、さらに円筒レンズ１０８の
肉厚が敢闘あることから、半透鏡１０５のフォーカス方
向出射端面と４分割光検出器１０９との距離を少なくみ
ても１ｔＭ以上にしなければならない。このことは２円
筒レンズ１０８を挿入することにより、光路長が長くな
って構成的（′−犬型になるという不都合がある。

以上、従来方式の非点収差方式によるフォーカス検出手
段の問題点を説明したが、ナイフェツジ方式等でも同様
の欠点を有している。いずれにしても、従来方式では位
置調整が複雑でコスト高になったり、光学ヘッドが大型
になるという欠点を招′いている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、フォーカス検出器の２分割光検出部に
９反射光の有効径を遮光する第１の帯状マスクと第２の
帯状マスクとを設け、これ等のマスクで制約された２分
割光検出部の両光るとともに、その調整に要する工数を
低減して。

小型化と経済性を向上することのできる光学ヘッドを提
供することにある。

〔発明の構成〕

本発明は、記録媒体上のトラックに追従して照射する光
スポットにより記録情報を検出する光学〜ラドにおいて
、前記光スポットの形成位置を検出するフォーカス検出
手段が９合焦点位置における前記記録媒体からの無変調
な反射光の中心線近傍に２分割光検出部の境界を配置し
。

該２分割光検出部の面上に前記中心線近傍を円帯状に遮
光する第１の帯状マスクと、前記反射光を弓形状に遮光
する第２の帯状マスクとを。

合焦点位置での前記反射光の有効な両光電変換領域が等
しくなるごとく相反領域に設けたことを特徴とする。

以下余日 〔発明の実施例〕 次に９９本発明ついて実施例を挙げ９図面を参照して詳
しく説明する。

第１図は１本発明による実施例の構成を示す斜視図、第
２図は、第１図の実施例における反射光の入射状況を説
明する図である。第１図において、レーザ光源２０１か
ら出射された直線偏光２０２はコリメートレンズ２０３
により平行光２０４になる。平行光２０４は、出射端面
２ｏ５＋：’／を波長板２０６を有する偏光ビームスプ
リンタ１０４を経て集光レンズ１０１で収束される。収
束された光スポット１０２は回転する記録媒体１０６の
トラック２０９上の記録情報２１０で反射され２反射光
１０６が再び集光レンズ１０１を通過後、偏光ビームス
プリッタ１０４に戻る。反射光１０６はＡ波長板２０６
を再度通過することにより、入射時とは偏波面が直交し
た直線偏光となっているので。

パターンは、２分割のトラック検出器１０７に人射して
トラック誤差信号２１１を出力する。他方の分割された
反射光１０６ｂは、フォーカス検出器２５０に入射し、
光電変換領域２８０からの出力信号（Ａ）　２２６と出
力信号（Ｂ）２２７とが出力として得られる。これらの
出力は、差分演算器２２８に入力された後、出力側から
フォーカス誤差信号２２９が得られる。

フォーカス検出器２５０は、光スポット１０２が合焦点
位置（＝あって、記録媒体１０３の無変調領域に照射さ
れた場合の反射光１０６ｂの有効径２２０、すなわち平
行光２０４と同じパターンの中心線２４０の近傍が２分
割光検出部２２１の境界２２２と一致するように２分割
光検出部２２１を配置しである。２分割光検出部２２１
の面上には中心線２４０の近傍に円帯状に遮光する第１
の帯状マスク２２３が配置されている。また、２分割光
検出部２２１における光電変換領域２８０の他方の面上
には反射光１０６ｂを弓形状に遮光する第２の帯状マス
ク２２５が設けられている。すなわち。

第１の帯状マスク２２３と第２の帯状マスク２２５とは
、中心線２４０の近傍を境界として２分割光検出部２２
１上の相反領域に設けられている。さらに、光スポット
１０２が記録媒体１０３に対し合焦点位置に照射された
場合１反射光１０６ｂは２分割光検出部２２１０面上で
光電変換領域２８０のうち、それぞれ等しい有効な面積
をもつ２つの光電変換領域に分けられる。上述のごとく
、フォーカス検出器２５０は、２分割光検出部２２１と
。

第１の帯状マスク２２３と、第２の帯状マスク２２５と
から構成されている。

第２図は、フォーカス検出器２５０に反射光１０６ｂが
入射する状況をより具体的（＝説明するための図である
。図の（イ）は、光スポット１０２が合焦点位置にある
場合を示しており９反射光１０６ｂの破線で示す有効径
２２０が第１の帯状マスク２２３と第２の帯状マスク２
２５とで遮光される。２分割光検出部２２１は、境界２
２２が反射光１０６ｂの中心線２４０近傍に位置するご
とく配置されており、入射した反射光１０６ｂは、光電
変換領域２８０ａおよび２８０ｂのうちのそれぞれ等し
い面積をもつ有効な２つの光電変換領域に分けられる。

従って、差分演算器２２８から得られるフォーカス誤差
信号２２９はゼロとなる。また。

図の（ロ）は、集光レンズ１０１と記録媒体１０３との
距離が近づきすぎた場合を示しており１図中実線で示す
反射光１０６ｂが点線で示す合焦点位置における有効径
２２旧二比して大きくなっている。

この場合には、光電変換領域２８０ａに入る光量は反射
光１０６ｂが広がった分だけ多くなる。これに対し、光
電変換領域２８０ｂ側も合焦点時以上の光量となるが１
円の周辺部、すなわち弓形部分が遮光されていることか
ら、光量の増加の割合は光電変換領域２８０ａの側に比
して少ない。

従って、出力信号（Ａ）　２２６の値から出力信号（Ｂ
）２２７の値を引いて得られるフォーカス誤差信号は正
の値になる。さらに９図の←→は、集光レンズ１０１と
記録媒体１０３との距離が離れすぎた場合を示しており
９反射光１０６ｂの径が有効径２２０に比べて小さい。

従って、出力信号（Ａ）　２２６の値は小さく、出力信
号（Ｂｌ　２２７の値は太きくな〔発明の効果〕 以上の説明により明らかなように９本発明によれば、フ
ォーカス検出器２５０の２分割光検出部に、平行光２０
４と同一のパターンを有する反射光の有効径２２０を遮
光する第１の帯状マスク２２３と第２の帯状マスク２２
５とを設け、これ等のマスクで制約された２分割光検出
部２２１の両光電変換領域に入射する光量差をフォーカ
ス誤差信号とすることにより、従来のごとき円筒レンズ
の使用を排除し、かつ光検出器の構成を簡略化すること
が可能となった。また、組立調整時においても、非点収
差方式のごとく、光検出器のＺ方向への調整を要しない
ことから、労力と時間が節約できコストの低減が計れる
し、半透鏡とフォーカス検出器との距離に制限がないこ
とから、光学ヘッドの小型化が可能になるなど、その得
られる効果は大きい。

以下余白

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の構成を示す斜視図、第２
図は、第１図の実施例においてフォーカス検出器に反射
光が入射する状況をより具体的に説明するための図、第
３図は従来の非点収差方式を適用する光学ヘッドの構成
例を示す斜視図、第４図は、第３図の従来例における非
点収差方式を説明するための図である。 図において、１０１は集光レンズ、１０６は記録媒体、
１０４は偏光ビームスプリッタ、１０５は半透鏡、１０
７はトラック検出器、２０１はレーデ光源、２０６はコ
ツメートレンズ、２０６は％波長板。 ２０９はトラック、２２８は差分演算器、２２１は２分
割光検出部、２２６は第１の帯状マスク、２２５は第２
の帯状マスク、２５０はフォーカス検出器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、記録媒体上のトラックに追従して照射する光スポッ
   トにより記録情報を検出する光学ヘッドにおいて、前記
   光スポットの形成位置を検出するフォーカス検出手段が
   、合焦点位置における前記記録媒体からの無変調な反射
   光の中心線近傍に２分割光検出部の境界を配置し、該２
   分割光検出部の面上に前記中心線近傍を円帯状に遮光す
   る第１の帯状マスクと、前記反射光を弓形状に遮光する
   第２の帯状マスクとを、合焦点位置での前記反射光の有
   効な両光電変換領域が等しくなるごとく相反領域に設け
   たことを特徴とする光学ヘッド。