JPS61233441A

JPS61233441A - 光ヘツド装置

Info

Publication number: JPS61233441A
Application number: JP60073591A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kuwayama; 桑山　哲郎; Masaru Osawa; 大大沢; Naosato Taniguchi; 尚郷谷口; Kiyonobu Endo; 遠藤　清伸; Hiroaki Hoshi; 星　宏明; Yasuo Nakamura; 保夫中村
Original assignee: Canon Inc; Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Inc; Canon Electronics Inc
Priority date: 1985-04-09
Filing date: 1985-04-09
Publication date: 1986-10-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH0746439B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、情報担体の情報記録面に光を照射し、情報の
検出又は記録を行なう光ヘッド装置に関する。

〔従来技術〕

従来、上記のような光ヘッド装置におい【は、フォーカ
スエラーおよびトラッキングエラーを検出するために、
情報記録担体で反射された光束が光検出器に導かれる光
路中に特殊な形をしたプリズムや、特殊な非球面レンズ
であるシリンドリカルレンズあるいはドーリ、クレンメ
等を配置するのが普通であった。

このような特殊な光学部品は、光へ、ド装置を製造する
際に高価格化の原因となシ、また、各光学部品が個別に
存在する形態なので配置調整が複雑になるという欠点を
有していた。これらの欠点を補うために、光検出器に光
束を導く光路中に回折格子を設は九光ヘッド装置が種々
提案されている。例えば、シリンドリカルレンズを回折
格子素子に置き換えた例としては、特開昭５３−１００
８０８号、特開昭５４−４３００５号、特開昭５４−６
１５０３号、特開昭５４−１３４６０５号等がある。こ
れらの光ヘッド装置におい【は、シリンドリカルレンズ
、あるいはトーリックレンズを平板型の回折格子で置換
えているため、安価な光へ、ド装置が構成可能なこと、
他の部品と接着しているので位置調整が安易なこと等の
長所を有している。

しかし、このような回折格子素子を半導体レーデ光源と
組合せたときには重大な問題点が発生する。それは、半
導体レーデ光源がヘリウム・ネオンレーザ等の気体レー
ザーと比較して波長の安定性が低いために、使用時の環
境温度の変化、駆動電流の変動によりて光源の波長が変
化し、上記光学ヘッド装置の場合、正しいオートフォー
カス動作等ができなくなることである。

たとえば−例として、λ＝８３０　ｎｍの波長の半導体
レーデは、１℃の温度上昇に対して約０．３ｎｍの波長
シフトを生じ、この結果２０℃の温度上昇ではｄｎｍも
の波長変動を生じる。通常の非点収差方式のフォーカス
エラー検出において、シリンドリカルレンズとしてホロ
グラムレンズを用いているときに、波長が８３０画から
８３６画に変化すると、光の回折方向の変化により合焦
位置のドリフトを生じ、特別な補正無しでは正しいオー
トフォーカス動作が行なわれなくなりてしまう。

またこのような光へ、ド装置に用いられている回折格子
が高次回折光にブレーズされている格子であるときに、
前述したような波長変動が生じた場合には、回折光が１
００チ特定の次数に集中することはできず、隣接するい
くつかの次数にエネルギーが分配されてしまう。このよ
うな回折格子を光へ、ドに用いた場合、光検出器が特定
の次数光だけを検出するように作られている場合には、
検出量の低下を生じてしまう。また、特定の回折次数光
の回折効率が光源の波長に敏感な場合には、検出光量が
光源の波長変動の影響を強く受けてしまう問題点もある
。

〔発明の目的〕

本発明は上記のよ５な光源の波長変動の影響を受けない
光ヘッド装置を提供することを目的とする。

〔発明の要旨〕

本発明によれば、以上の様な目的は、光源からの光を情
報記録面上に入射させ、該情報記録面からの反射光を前
記入射光の光路中に配置された回折格子を有する光分割
器により回折光として光検出器に導き、情報の検出又は
記録を行なう光へ。

ド装置において、前記光検出器は単一あるいは複数に分割された光検知面
を有し、該光検知面の前記回折格子により回折される方
向に対する寸法が、該方向に直交する方向の寸法に比較
して、前記光源の波長変動により生じる前記回折光の変
動を含むように大きく設定されたことを特徴とする光へ
、ド装置により達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明による光ヘッド装置の一実施例の概略
的構成図である。

同図において半導体レーデｌから出射したＰ偏光はコリ
メータレンズ２により平行光束となシ、平行平板４，６
及び体積型回折格子５とから構成される光分割器３に入
射する。この光分割器３を透過した直線偏光（Ｐ偏光）
は、対物レンズ７によって基板８上の情報記録面９に径
１μｍ前後のスデットに集光される。磁気的に情報が記
録された記録面９において、情報に応じて偏光面が回転
（カー回転）された反射光１０は光分割器３に再び入射
し、体積型回折格子５によって、波長と回折格子５のピ
ッチにより定まる所定の回折角で回折される。この回折
光１１は平行平板４或いは６の表面で全反射を繰シ返し
ながら導波され、光分割器３の端面に設けられた４分割
光検出器１３に入射する。光検出器１３の直前には検光
子１２が設けられていて、光磁気信号を光量変化に変換
する。

第１図に示した光分割器３を半導体レーデ１側から見た
図を第２図に示す。本笑施例の体積型回折格子５は、格
子が円錐形に形成され【おり、回折光１１を集束せしめ
るレンズ作用を有する。また、４分割光検出器１３は４
つの受光面が紙面方向に直列に配置されている。この光
検出器１３上の光量分布は、第１図における記録面９上
のスポ、トの合焦状態に応じ【変化する。例えば、対物
レンズ７の焦点位置が記録面９に一致しているときＫは
、反射光１０は平行光となり、回折光１１は第２図の実
線のようＫなりて、光検出器１３に１１ｂＫ示す形状で
入射する。ｔｆｃ、対物レンズ７が記録面に近ずきすぎ
た或いは遠ざかシすぎた場合には、反射光１０は発散光
或いは集束光となり、回折光１１は第２図におい【夫々
一点鎖線或いは点線のようになって、光検出器１３上で
夫々１１Ｃ或いは１１轟に示す形状となる。このような
光束形状の変化を利用してフォーカスエラー信号を検出
する原理を以下に詳しく説明する。

第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｅ）は４分割光検出
器１３を光の入射側から見九図で（ｂ）は合焦状態、（
、）　、　（Ｃ）は焦点外れ状態を示す。ここで、１３
ａ　５１３ｂ　＋１３ｃ＊１３ｄは夫々分割された光検
知面を示し、入射光束の形状は上述のように、１１Ｍ＄
１１ｂ、ｌｉｅと変化する。なお、ｌｌａ’　Ｉ　ｌｌ
ｂ’　＃　　ｔｉｅ’については後述する。光検知面１
３ａｓ１３ｂ＋１３ｃ＋１３ｄからの出力を夫々Ｉａ　
、Ｉｂ　、ＩＣ，Ｉｄとすると、第４図（＆）に示すよ
うな電気系で（Ｉｂ＋Ｉｃ　）−（Ｉａ＋Ｉｄ　）なる演算を行なう事によって、差動増幅器１４の出力端
子１５は、第４図（ｂ）に示す様なフォーカスエラー信
号が得られる。第４図（ｂ）において横軸は合焦位置を
零とし九ときの対物レンズと記録面との距離（フォーカ
ス誤差）を示し、縦軸は信号出力を示す。得られたフォ
ーカスエラー信号に従い、不図示のアクテ、二一タを介
して対物レンズ７或いは光ヘッド全体を入射光の光軸に
沿りてディスクに対して動かすことによ）、オートフォ
ーカスが可能となる。

次に、第１図示の実施例におけるオートトラッキングの
原理を説明する。第５図（５１）　＃　（ｂ）　ｔ　（
ｅ）のように情報記録担体の基板８に溝８鳳が形成され
ているとすると、対物レンズ７により、入射光束はこの
＄　ｇ　ｍの近傍に集光される。ここで（ｂ）　社、目
的の溝８朧の上にスポットが生じている状態、（轟）。

（ｅ）は夫々溝に対してスポットが右または左くずれて
いる状態を示す。この基板８上の記録面９で反射される
光束は溝８１での回折或いは散乱によるトラッキング情
報を含む。第２図示の４分割光検出器１３で、前記反射
光を受けると光検知面１３ａ。

１３ｂ　、１３ｃ　、１３ｄで受ける光量は、前述の第
５図（ｆｉ）　、　（ｂ）　＃　（ｃ）の状態に応じて
、夫々第６図（ａ）。

（ｂ）　ｔ　（ｅ）のように変化する。従って、第７図
（−）に示すような電気系で、（Ｉ轟＋Ｉｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ）なる演算を行なう事によって、差動増幅器１６の出力端
子１７には、第７図（ｂ）に示すようなトラッキングエ
ラー信号が得られる。第７図（ｂ）において、横軸はト
ラッキング誤差、縦軸は信号出力を示す。

得られたトラ、キングエラー信号に従って、不図示のト
ラッキングアクチーエータを駆動し、対物レンズ７を光
軸に垂直に移動させる等の方法で、オートトラッキング
が可能となる。尚、ここで基板８に予め案内トラックと
しての溝が形成されている場合を説明したが、このよう
な溝がない場合でも、記録面９の情報が記録されている
部分（記録トラック）と、その他の部分とでは、前述の
磁気光学効果によって検光子１２を透過する光量が異な
シ、記録トラックとスポットとの位置関係に応じて光検
出器１３上の光量分布にアンバランスが生じる。従って
、このような場合でも、第７図（−）のように、４分割
光検出器１３の各々の光検知面の出力を演算することく
よシ同様にトラッキングエラー信号が得られる。

また第２図に示した実施例においては、回折格子５から
の回折光は集束光となって回折されているが、このよう
にレンズ作用を生ずる回折格子は例えば格子を円錐形に
作製する事によって実現できる。

次に本発明の内容となる光源の波長変動の影響を受けな
くする方法について記述する。

第１図の光ヘッド装置において半導体レーデ光源１の波
長に変動が生じたと仮定する。この波長変動により、回
折光１１の進行方向はわずかに変動するが第１図におい
てはこの変化の方向は紙面内の方向である。第２図およ
び第３図に示した光量分布のうち、１１ａ’＋　１１”
ｅ　ｌｉｅ’は光源波長が変動したときに生じる光量分
布である。この波動変動により生じる方向の変化は回折
格子により回折される方向なので第３図においてはそれ
ぞれ１１　ｍ’　、　１　ｌ　ｂ’　、　１１　ｃ’は
目、ａ、１１ｂ、１１ｃの光量分布の上下に変動するこ
とＫなる。ここで第３図に示すよ５Ｋ、光検出器１３の
各光検知面１３　ｍ　＝　１３　ｂ　−１３ｃ　＠　１
３　ｄをこの波長変動で光束の移動する方向に相対的に
大きな寸法で作シ、また、各光検知面の分割線をこの方
向に平行させることにより、光源の波長変動が生じても
、各光検出器の出力はほとんど影響を受けず、正しいオ
ートフォーカスおよびオートトラッキングを行うことが
できる。

もし本発明のような工夫がなく第８図（畠）に示すよ５
に光束の移動する方向に相対的に寸法が大きくない場合
、又は第８図（ｂ）のよう、に光束の移動方向に各光検
知面１３　ａ　ｅ　１３　ｂ　ａ　１３　ｃ　＊　１３
　ｄの分割線が平行になっていない場合は、光検出器１
３の全体の受光光量の減少や各光検知面１３ａ。

１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの出力が光源の波長変動によっ
て変化してしまう不都合が生じる。

第９図は、本発明の第２実施例を示した図である。第１
図図示の実施例と同様に、回折格子５により回折された
光束１１は検光子１２を通って光検出器１３に入射する
。いま、半導体レーザー１の発振波長が長くなったとき
、回折光１１の生じる角度はこの波長変化に比例して大
きくなシ、この結果、回折光１１’は光分割器３に近い
場所に光ステ、トを生じることになる。

第１０図は、光検出器１３０分割法と、光スポ、トの関
係をあられした図である。光スポット１１が光スポット
１１′と変化しても、光検出器１３の分割線は、光源波
長変動により回折光の移動する方向に設定されているた
め、ＡＦの作動点ドリフトを生じることが無い。

次に本発明に用いる回折構造体を製造するための型作成
の１例を示す・型作成においては第１１図に示すように凰材１８を回転
し、ダイヤモンド等のカッター１９を紙面に垂直方向へ
移動させながら型を作成する。

カッター１９の刃先の頂角は、角α、βによって定まシ
、上記例では〜６５°の角度を持たせる。型材１８はリ
ン青銅、真鍮Ｎｉ等の金属でも良いし、ロウ盤やプラス
チ、り材等の高分子系の材質でもかまわない。但し、金
属型材の場合は直接スタン・譬−として使用可能であり
電鋳等でスタン・臂−を作成する工程が必要ないと云う
利点がある。第１１図で示した方法で切削されるとレリ
ーフ構造は第１２図（Ｂ）に示した如く、同心円状のレ
リーフ構造が得られる。第１２図（６）は（Ｂ）図の一
部を拡大した図でαへ３５°、β七８０°、ピッチ〜２
０μｍである。

次に、第１３図に示す如く、アクリルの如きプラスチッ
ク材２０にコンブレッジ、／転写を行なう。この時、型
１８、アクリル材２０を適轟な温度と圧力をかける事に
よυ金型１８のレリーフ構造を忠実にアクリル材２０に
転写する事が可能である。

転写したアクリル材のレリーフ構造部に第１４図に示す
如、＜、例えば蒸着等で反射層２１を設ける。反射層２
１は多層構造でも単層構造でもかまわない。また、Ｍｇ
Ｆ２　＊　ＴｌＯ２＊　ＺｒＯ２＊　８１０２９等の誘
電膜でもＡｕ　、　Ａｇ　、　ｋＬ　、　Ｃｕ等の金属
膜でもかまわない。

次に第１５図に示す如く、アクリル材２０の屈折率に近
い物質２２でレリーフ部を埋める。この時、カバー材２
３ｔ−設ける事により、表面を光学的に滑らかにする事
ができる。その為に物質２２は接層作用を持りている事
が好ましく、例えばアクリル系の紫外線硬化型接着材が
有利である。またカバー材２３はアクリル材２０と同一
のものでも、他の物質（例えばガラス）でもかまわない
。

以上の経過により本発明の光分割器が作成される。

〔発明の効果〕以上述べてき九ように本発明の光へ、ド装置によれば温
度変化などくよって光源の波長変動が生じた場合でもド
リフトを生じることなく、信号を検出することが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ヘッド装置を示す概略構成図であり
、第２図および第３図は本発明の光へ。ド装置に生じる光量分布を示した図である。第４図はフォーカスエラー検出回路を表し要因、第５図
および第６図はトラ、キングエラー検出の原理を表し要
因であ夛、第７図はトラッキングエラー検出回路を表し
た図である。第８図は波動変動の影響を受けてしまう光検出器の光検
知面の例を示す図である。第９図は本発明の第２実施例を示す概略構成図であり、
第１０図は、第２実施例における光検出器の各光検知面
の形状を示した図である。また第１１図、第１２図、第１３図、第１４図。第１５図はそれぞれ本発明の光ヘッド装置に使用する回
折格子の製造方法を示した図である。１：レーデ光源、２：コリメーターレンズ、３：ビーム
スグリ、ター、４，６：平行平板、５：回折格子、７：
対物レンズ、８：基板、９：情報記録担体、１０：反射
光、１１：回折光、１２：検光子、１３：光検出器。代理人　　弁理士　山　下　積　子弟２図（０）　　　　　　（ｂ）　　　　　（ｃ）第４因（ｂ）第５図（０）　　　　（ｂ）　　　　（Ｃ）第６図＋５０　　＋５ｃ　　　　　　　　１５ｅ）　　１，５
Ｃ１３ｔ）　　１３ｃ第７図（ｂ）第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源からの光を情報記録面上に入射させ、該情報
記録面からの反射光を前記入射光の光路中に配置された
回折格子を有する光分割器により回折光として光検出器
に導き、情報の検出又は記録を行なう光ヘッド装置にお
いて、前記光検出器は単一あるいは複数に分割された光検知面
を有し、該光検知面の前記回折格子により回折される方
向に対する寸法が、該方向に直交する方向の寸法に比較
して、前記光源の波長変動により生じる前記回折光の変
動を含むように大きく設定されたことを特徴とする光ヘ
ッド装置。