JPH0622063B2 - Optical head device - Google Patents
Optical head deviceInfo
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- JPH0622063B2 JPH0622063B2 JP61132724A JP13272486A JPH0622063B2 JP H0622063 B2 JPH0622063 B2 JP H0622063B2 JP 61132724 A JP61132724 A JP 61132724A JP 13272486 A JP13272486 A JP 13272486A JP H0622063 B2 JPH0622063 B2 JP H0622063B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、いわゆる光ディスク,ディジタルオーディ
オディスク,ビデオディスクなどの記録再生に用いる光
ヘッド装置に関する。The present invention relates to an optical head device used for recording / reproducing of so-called optical disc, digital audio disc, video disc and the like.
ビデオディスク,ディジタルオーディオディスク,光デ
ィスク(以下では、光ディスクと総称する)の従来の光
ヘッド装置は、第2図に示すように、光源である半導体
レーザ1と、半導体レーザ1の放射光15をコリメート光
16にするコリメーティングレンズ17と、収束レンズ18
と、ビームスプリッタプリズム19の他に、焦点誤差検出
手段とトラッキング誤差検出手段とを備えて構成されて
いる。As shown in FIG. 2, a conventional optical head device for a video disc, a digital audio disc, and an optical disc (hereinafter collectively referred to as an optical disc) collimates a semiconductor laser 1 which is a light source and a light 15 emitted from the semiconductor laser 1. light
16 collimating lens 17 and converging lens 18
In addition to the beam splitter prism 19, a focus error detecting unit and a tracking error detecting unit are provided.
焦点誤差検出手段には種々の方式があるが、本発明の方
式と最も関連の深い方式としてウェッジプリズム方式を
あげることができる。ウェッジプリズム方式の焦点誤差
検出手段は、第2図に示すようにウェッジプリズム20及
び21と、光検出素子22及び23から成る2分割光検出器
と、光検出素子24及び25から成る2分割光検出器とから
構成されている。ディスク面6に対し、収束ビーム5が
丁度焦点を結んでいる時は、ウェッジプリズム20,21か
らの光ビーム26及び27は、各々、光検出素子22及び23の
間と、光検出素子24及び25の間に収束しているが、収束
ビーム5がディスク面6に対してデフォーカスした時
は、光ビーム26及び27は互いに離れる方向に、又は、互
いに接近する方向にデフォーカスするので、光検出素子
22及び23の差動出力、又は、光検出素子24及び25の差動
出力をとることで焦点誤差信号が得られる。There are various types of focus error detecting means, and the wedge prism type can be cited as the type most closely related to the type of the present invention. As shown in FIG. 2, the focus error detecting means of the wedge prism type includes wedge prisms 20 and 21, a two-divided photodetector composed of photodetection elements 22 and 23, and a two-divided light composed of photodetection elements 24 and 25. It is composed of a detector. When the converging beam 5 is just focused on the disk surface 6, the light beams 26 and 27 from the wedge prisms 20 and 21 are between the light detecting elements 22 and 23 and the light detecting element 24 and However, when the focused beam 5 is defocused with respect to the disk surface 6, the light beams 26 and 27 are defocused in a direction away from each other or in a direction approaching each other. Detection element
A focus error signal can be obtained by taking the differential output of 22 and 23 or the differential output of the photodetecting elements 24 and 25.
トラッキング誤差検出手段にも種々の方式があるが、本
発明の方式と最も関連の深い方式としてプッシュプル方
式をあげることができる。プッシュプル方式は、2分割
光検出器を使ってディスク面からの反射光を検出する方
式で、第2図に示す光検出素子22及び23の出力の和と、
光検出素子24及び25の出力の和との差をとることでトラ
ッキング誤差信号が得られる。なお、第2図に示した従
来技術の光ヘッド装置は、フィリップステクニカルレビ
ュー(Philips Technical Review)第40巻(1982年発行)第
6号第151頁から156頁に詳しく述べられている。There are various types of tracking error detecting means, but the push-pull method can be cited as the method most closely related to the method of the present invention. The push-pull method is a method of detecting reflected light from the disk surface using a two-division photodetector, and is the sum of the outputs of the photodetection elements 22 and 23 shown in FIG.
The tracking error signal is obtained by taking the difference from the sum of the outputs of the photodetection elements 24 and 25. The prior art optical head device shown in FIG. 2 is described in detail in Philips Technical Review Vol. 40 (issued in 1982) No. 6, pages 151 to 156.
上述した従来の光ヘッド装置は、実用化されているもの
でも大きさが40×40×30mm3程度あり、従って重量も重
く、光ディスク装置全体の小型化,軽量化、あるいはス
タック型大容量光ディスク実現の障害となっている。こ
の原因の1つは、光ディスクからの反射光をハーフプリ
ズム、あるいは偏光ビームスプリッタプリズムにより光
軸を90゜曲げて、光源から分離させ、その後方に光検出
器を配置するという方法がとられているため、光学系の
1軸化が難しい点にある。The conventional optical head device described above has a size of about 40 × 40 × 30 mm 3 even if it has been put to practical use, and therefore it is heavy, and the overall size and weight of the optical disc device is reduced, or a stack type large capacity optical disc is realized. Has become an obstacle. One of the reasons for this is that the reflected light from the optical disk is bent 90 ° by a half prism or a polarizing beam splitter prism to separate it from the light source, and a photodetector is placed behind it. Therefore, it is difficult to make the optical system uniaxial.
このような問題に対して、半導体レーザ光源の発光部に
光を戻した際、自己結合効果によって発振出力が増加す
るいわゆるSCOOP効果を利用した小型光ヘッドが提
案されている。For such a problem, a small-sized optical head has been proposed that utilizes the so-called SCOOP effect in which the oscillation output increases due to the self-coupling effect when the light is returned to the light emitting portion of the semiconductor laser light source.
しかしながら、自己結合効果は、半導体レーザの発振現
象の不安定性であることが指摘され、ここ数年内で実用
化されたディジタルオーディオディスク,ビデオディス
クなどでは、再生信号,位置決め信号にもれ込むノイズ
として、逆にこの自己結合効果を抑制するための技術が
開発されるにいたっている状況である。半導体レーザの
自己結合効果は、半導体レーザ自身の共振器に光ディス
クという反斜面が加わり、三つのミラーからなる共振器
という構成で考えなければならないものである。ディス
クの回転中は、ディスクの光軸方向のばたつきのため、
焦点サーボがかかっている時でも、半導体レーザと光デ
ィスクの間隔が約1μmの幅でゆれ動いており、極めて
安定度の悪い共振器構成となってしまっている。従っ
て、このようなSCOOP効果により、光ディスク上の
信号を再生することは困難な課題が多すぎる。However, it is pointed out that the self-coupling effect is the instability of the oscillation phenomenon of the semiconductor laser, and in digital audio discs, video discs, etc., which have been put into practical use in the last few years, it appears as noise leaking into the reproduction signal and the positioning signal. On the contrary, the technology for suppressing this self-coupling effect is being developed. The self-coupling effect of a semiconductor laser must be considered in the configuration of a resonator composed of three mirrors in which an anti-slope surface called an optical disk is added to the resonator of the semiconductor laser itself. During the rotation of the disc, fluttering along the optical axis of the disc causes
Even when the focus servo is applied, the distance between the semiconductor laser and the optical disk fluctuates within a width of about 1 μm, resulting in a resonator structure with extremely poor stability. Therefore, due to such SCOOP effect, it is too difficult to reproduce the signal on the optical disk.
本発明の目的は、上記欠点を解消して小型の光ヘッドを
実現することが可能な光ヘッド装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide an optical head device capable of solving the above drawbacks and realizing a compact optical head.
本発明の光ヘッド装置は、半導体レーザ光源と、前記光
源の像を記録媒体上に絞りこむ結像レンズと、前記光源
の脇に配置されその受光面が互いに平行な分割線で4分
割された光検出器と、前記光源と前記結像レンズとの間
に設けられ、往路の光を0次回折光として透過し、か
つ、前記結像レンズの光軸と交わる前記分割線と平行な
境界線を境に互いに異なる収束距離を有し、前記結像レ
ンズを経て来た前記記録媒体からの復路の反射光を前記
境界線を境に分割し+1次回折光として前記光検出器の
左右2つの分割線上にそれぞれ導くビームスプリッタ機
能を有する格子レンズとを備えることを特徴としてい
る。In the optical head device of the present invention, a semiconductor laser light source, an imaging lens that narrows down the image of the light source on a recording medium, and a light receiving surface that is arranged beside the light source and is divided into four by parallel dividing lines. A boundary line that is provided between the photodetector, the light source, and the imaging lens, transmits the outward light as 0th-order diffracted light, and is parallel to the dividing line that intersects the optical axis of the imaging lens. On the two left and right split lines of the photodetector, the reflected light on the return path from the recording medium that has passed through the imaging lens and has a different convergence distance at the boundary is divided at the boundary as a + 1st-order diffracted light. And a grating lens having a beam splitter function of guiding the respective beams to
本発明の作用・原理は次の通りである。本発明の光ヘッ
ド装置では、光学系の1軸化を達成するために、光ディ
スク面からの反射光を光検出器に導くために、格子レン
ズを用いる。格子レンズには所望の+1次回折光の他に
0次回折光がある。0次回折光は格子レンズを直接透過
した光である。そこで、この格子レンズを半導体レーザ
光源と結像レンズの間に配置し、半導体レーザからディ
スク面に行く光に対しては、0次回折光を用いると、単
に格子レンズの基板の厚さに等しい透明板が挿入された
のと同じになる。The operation and principle of the present invention are as follows. In the optical head device of the present invention, a grating lens is used to guide the reflected light from the optical disk surface to the photodetector in order to achieve the uniaxial optical system. The grating lens has 0th-order diffracted light in addition to the desired + 1st-order diffracted light. The 0th-order diffracted light is light that has directly passed through the grating lens. Therefore, if this grating lens is arranged between the semiconductor laser light source and the imaging lens and the 0th-order diffracted light is used for the light that goes from the semiconductor laser to the disk surface, it is simply transparent to the thickness of the substrate of the grating lens. It will be the same as the board was inserted.
一方、ディスク面からの反射光に対しては、所望の+1
次回折光を用いるとハーフプリズムや、偏光ビームスプ
リッタプリズムを用いることなく情報光を光軸外にとり
出すことができる。すなわち、格子レンズはビームスプ
リッタとして作用することになる。この結果、小型,軽
量の光ヘッド装置を構成できる。On the other hand, for the light reflected from the disk surface, the desired +1
When the secondary diffracted light is used, the information light can be taken out of the optical axis without using a half prism or a polarization beam splitter prism. That is, the grating lens acts as a beam splitter. As a result, a compact and lightweight optical head device can be constructed.
さらに本発明では、光軸外にとり出した情報光から信号
の他、フォーカス誤差信号,トラッキング誤差信号もと
り出すために、格子レンズの収束距離を結像レンズの光
軸と交わる線を境に互いに異ならせることにより、第2
図に示す従来の光ヘッド装置におけるウェッジプリズム
と等価な作用をさせ、ウェッジプリズム方式とほぼ等価
な光ビームに変換している。Further, in the present invention, in addition to the signal from the information light extracted outside the optical axis, the focus error signal and the tracking error signal are also extracted, so that the convergence distance of the grating lens is different from each other with the line intersecting the optical axis of the imaging lens as a boundary. By letting the second
The same effect as the wedge prism in the conventional optical head device shown in the figure is applied, and the light beam is converted into a light beam almost equivalent to the wedge prism system.
次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例の基本構成を示す正面断面
図である。半導体レーザ1の放射光2は、格子レンズ3
を0次回折光として通過し、結像レンズ4によりディス
ク面6上の点7に収束される。ディスク面6からの反射
光は、結像レンズ4により収束され、格子レンズ3によ
り回折され、回折光8及び回折光10として、半導体レー
ザの脇にある光検出素子32,33,34,35からなる4分割
光検出器28に到達する。FIG. 1 is a front sectional view showing the basic structure of an embodiment of the present invention. The emitted light 2 of the semiconductor laser 1 is generated by the grating lens 3
Is passed as the 0th-order diffracted light and is converged by the imaging lens 4 to a point 7 on the disk surface 6. The reflected light from the disk surface 6 is converged by the imaging lens 4 and diffracted by the grating lens 3 to be diffracted light 8 and diffracted light 10 from the photodetector elements 32, 33, 34, 35 beside the semiconductor laser. It reaches the four-division photodetector 28.
第3図は、第1図の光ヘッド装置の右側面図を示す。第
3図に示すように、格子レンズ3は軸外しレンズで、各
々収束点11及び9を持ち、ディスク面6からのもどり光
を軸外し部に置かれた4分割光検出器28に導く。FIG. 3 is a right side view of the optical head device shown in FIG. As shown in FIG. 3, the grating lens 3 is an off-axis lens and has converging points 11 and 9, respectively, and guides the returning light from the disk surface 6 to the four-division photodetector 28 placed on the off-axis portion.
格子レンズ3を半導体レーザ1の方向から見た時の格子
の配置の様子を第4図に模式的に示す。格子レンズのピ
ッチと方向は、配置をわかりやすくするために実際より
大きく書いてある。格子レンズ3は、結像レンズ4の光
軸と交わる線を境に、収束距離の異なる左側格子レンズ
29と右側格子レンズ30とから構成されている。左側格子
レンズ29の+1次回折光は第1図及び第3図に示す点9
に収束する。一方、右側格子レンズ30の+1次回折光
は、第1図及び第3図に示す点11に収束する。そこで、
4分割光検出器28の光検出素子32,33,34,35を第1図
に示すように左側回折光8を光検出素子32と33で、右側
回折光10を光検出素子34と35で検出するようにし、ディ
スク面6に光ビーム5が収束している合焦状態で4分割
光検出器28上の両回折光のスポット径が等しくなるよう
に配置することで、次に説明するように、フォーカス誤
差信号,トラッキング誤差信号,再生信号を得ることが
できる。FIG. 4 schematically shows the arrangement of the gratings when the grating lens 3 is viewed from the direction of the semiconductor laser 1. The pitch and direction of the grating lens are written larger than they actually are to make the arrangement easier to understand. The grating lens 3 is a left-side grating lens having a different convergence distance from the line intersecting the optical axis of the imaging lens 4.
29 and a right-side grating lens 30. The + 1st-order diffracted light of the left-side grating lens 29 is the point 9 shown in FIGS. 1 and 3.
Converge to. On the other hand, the + 1st order diffracted light of the right grating lens 30 converges on the point 11 shown in FIGS. 1 and 3. Therefore,
As shown in FIG. 1, the left-side diffracted light 8 is detected by the light-detecting elements 32 and 33 and the right-side diffracted light 10 is detected by the light-detecting elements 34 and 35 as shown in FIG. By detecting and arranging so that the spot diameters of both diffracted lights on the four-division photodetector 28 become equal in the focused state where the light beam 5 is converged on the disk surface 6, as will be described next. In addition, a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction signal can be obtained.
第5図は、4分割光検出器28上の回折光の状態を説明す
るための図である。第5図(a)は、ディスク面6上に光
ビーム5が収束している合焦状態を示す図で、左側回折
光8及び右側回折光10は等しいスポット径になって4分
割光検出器28の左右2つの分割線上に到達している。第
5図(b)は、ディスク面6が面ぶれして、結像レンズ4
に近づいたデフォーカス状態の回折光を示す図である。
回折光8及び10の収束点は、合焦時よりも格子レンズ3
から遠くなるので、第5図(b)に示すように、4分割光
検出器28上では、左側回折光8のスポット径が大きくな
り、右側回折光10のスポット径が小さくなる。しかし、
格子レンズの境界線に対応する半円スポットの境界線31
の位置は変化しない。したがって、光検出素子32及び35
の出力が増加し、光検出素子33及び34の出力が減少す
る。反対に、ディスク面6が結像レンズから遠ざかった
場合は、回折光8及び10の収束点は合焦時よりも格子レ
ンズ3に近くなるので、第5図(c)に示すように、4分
割光検出器上では、左側回折光8のスポット径が小さく
なり、右側回折光10のスポット径が大きくなる。この場
合も半円スポットの境界線31の位置は変化しない。した
がって、光検出素子32及び35の出力が減少し、光検出素
子33及び34の出力が増加する。FIG. 5 is a diagram for explaining the state of the diffracted light on the four-division photodetector 28. FIG. 5 (a) is a diagram showing a focused state in which the light beam 5 is converged on the disk surface 6. The left diffracted light 8 and the right diffracted light 10 have the same spot diameter, and the four-division photodetector is used. It has reached the two dividing lines on the left and right of 28. In FIG. 5 (b), the disc surface 6 is deviated, and the imaging lens 4
It is a figure which shows the diffracted light of the defocused state which approached to.
The converging point of the diffracted lights 8 and 10 is at the grating lens 3 more than at the time of focusing.
Therefore, as shown in FIG. 5 (b), the spot diameter of the left diffracted light 8 becomes large and the spot diameter of the right diffracted light 10 becomes small on the four-division photodetector 28. But,
Semicircular spot boundary line 31 corresponding to the boundary line of the grating lens
The position of does not change. Therefore, the photodetectors 32 and 35
Output increases and the outputs of the photodetection elements 33 and 34 decrease. On the contrary, when the disk surface 6 is moved away from the imaging lens, the converging points of the diffracted lights 8 and 10 are closer to the grating lens 3 than when focused, so that as shown in FIG. On the split photodetector, the spot diameter of the left diffracted light 8 is small and the spot diameter of the right diffracted light 10 is large. Also in this case, the position of the boundary line 31 of the semicircular spot does not change. Therefore, the outputs of the photodetectors 32 and 35 decrease and the outputs of the photodetectors 33 and 34 increase.
以上の考察により、光検出素子32,33,34,35の出力電
圧を各々V(32),V(33),V(34),V(35)とすれば、焦
点誤差信号は、V(32)+V(35)−V(33)−V(34)により
検出でき、ディスクのフォーカスずれの方向及び量を検
知することができる。From the above consideration, if the output voltages of the photodetector elements 32, 33, 34, and 35 are V (32), V (33), V (34), and V (35), the focus error signal is V ( 32) + V (35) -V (33) -V (34), and the direction and amount of defocus of the disk can be detected.
一方トラッキングのずれ信号は、半導体レーザ1からの
放射光2のディスク上の絞り込みスポットがトラック位
置からずれるともどり光の強度分布にアンバランスが生
じることを利用する第1図の紙面に垂直な方向にトラッ
クが延びている配置であるとすると、トラックずれによ
り回折光8と10の強度比が変わるため、4分割光検出器
28の光検出素子32及び33の出力信号の和と、光検出素子
34及び35の出力信号の和とに差が生じる。従ってトラッ
キング信号は、V(32)+V(33)−V(34)−V(35)により
検出でき、この差信号の正負により、トラックずれの方
向も検知することができる。On the other hand, the tracking deviation signal uses the fact that the narrowed spot on the disk of the emitted light 2 from the semiconductor laser 1 deviates from the track position and causes an imbalance in the intensity distribution of the returning light. Assuming that the track extends in the direction of, the intensity ratio of the diffracted light 8 and 10 changes due to the track shift, so the 4-division photodetector
The sum of the output signals of the 28 photodetector elements 32 and 33 and the photodetector element
There is a difference in the sum of the output signals of 34 and 35. Therefore, the tracking signal can be detected by V (32) + V (33) -V (34) -V (35), and the direction of track deviation can also be detected by the positive / negative of this difference signal.
ディスクからの信号は、4分割光検出器28の光量の総和
V(32)+V(33)+V(34)+V(35)をとることにより検出
できる。The signal from the disk can be detected by taking the sum V (32) + V (33) + V (34) + V (35) of the light quantity of the four-division photodetector 28.
回折素子である格子レンズを用いたフォーカス誤差検
出,トラッキング誤差検出では、半導体レーザの波長が
変動すると回折角が変化し、光検出器上の回折光の位置
ずれが生じるため、光源である半導体レーザの発振波長
の変動に対する対策が必要であるが、本発明では、この
点に関して、次のような解決策がほどこされている。In focus error detection and tracking error detection using a grating lens that is a diffractive element, the diffraction angle changes when the wavelength of the semiconductor laser changes, and the position of the diffracted light on the photodetector shifts. However, the present invention provides the following solution in this respect.
今、回折角による位置ずれを光検出器28上で、分割線に
平行な方向及び直交する方向の2方向に分けて考察す
る。第6図に点線で示したような分割線に平行な方向の
位置変動については、何ら信号強度に変化を及ぼさない
ので問題ない。第7図に点線で示したような分割線に直
交する方向の位置変動については、光検出素子32〜35の
出力が変化するので注意が必要である。トラッキング誤
差信号はV(32)+V(33)−V(34)−V(35)であり、情報
信号はV(32)+V(33)+V(34)+V(35)であるから変化
は生じない。フォーカス誤差信号については、本発明で
は、4分割光検出器上の2つの回折光の分割線に直交方
向の変動が同じ方向になるように第1図に示すように4
分割光検出器28を格子レンズ3の境界線と結像レンズ4
の光軸とを含む平面の片側に配置し、さらに4分割光検
出器28上の回折光8と10の間隔と4分割光検出器の左右
2つの分割線の間隔とを等しくすることにより、次に述
べるように波長変動に対しフォーカス誤差を生じないよ
うにしている。このような配置をとった時の各光検出素
子32〜35の出力を第8図に示す。第8図(a)の曲線36,3
7はフォーカスエラーΔZに対する出力電圧V=V(34)
−V(35)を、曲線38,39はV=V(32)−V(33)を示す。
点線と実線は、第7図の実線と点線の場合に対応する。
このように、V(34)−V(35)又はV(32)−V(33)は、回
折光の位置変動に対して第8図(a)に示すようにオフセ
ット電圧を生じ、フォーカス誤差を生じてしまうが、本
発明ではフォーカス誤差信号をV(32)+V(35)−V(33)
−V(34)でとっているので、第8図(b)に曲線40及び41
で示すように、回折光が位置変動してもほとんどオフセ
ットを生じない。第8図(b)でΔZはフォーカスエラ
ー、VFはフォーカス誤差信号で、点線41と実線40は第
7図の実線と点線の場合に対応している。以上では、半
導体レーザの波長が変動し回折角が変化した時の解決策
について述べた。格子レンズでは、波長が変動したとき
は、回折角の変化すなわち横収差が発生するのみでな
く、縦収差すなわち、格子レンズの焦点距離も変動する
が、本発明では次に述べるように解決策が施されてい
る。Now, the positional deviation due to the diffraction angle will be considered on the photodetector 28 by dividing it into two directions, a direction parallel to the dividing line and a direction orthogonal to the dividing line. Positional fluctuations in the direction parallel to the dividing line as shown by the dotted line in FIG. 6 cause no problem because no change is caused in the signal strength. It is necessary to pay attention to the positional fluctuation in the direction orthogonal to the dividing line as shown by the dotted line in FIG. 7 because the outputs of the photodetector elements 32 to 35 change. Since the tracking error signal is V (32) + V (33) -V (34) -V (35) and the information signal is V (32) + V (33) + V (34) + V (35), no change occurs. Absent. Regarding the focus error signal, in the present invention, as shown in FIG. 1, the fluctuations in the directions orthogonal to the dividing lines of the two diffracted lights on the 4-division photodetector are the same as shown in FIG.
The split photodetector 28 is connected to the boundary line of the grating lens 3 and the imaging lens 4.
By arranging it on one side of a plane including the optical axis of, and by making the interval between the diffracted lights 8 and 10 on the 4-part photodetector 28 equal to the interval between the two left and right parting lines of the 4-part photodetector, As described below, a focus error is prevented from occurring with respect to wavelength fluctuation. FIG. 8 shows the output of each photodetector element 32 to 35 in such an arrangement. Curves 36 and 3 in Fig. 8 (a)
7 is the output voltage V = V (34) for the focus error ΔZ
-V (35) and curves 38 and 39 show V = V (32) -V (33).
The dotted and solid lines correspond to the solid and dotted lines in FIG.
As described above, V (34) -V (35) or V (32) -V (33) produces an offset voltage as shown in FIG. However, in the present invention, the focus error signal is V (32) + V (35) -V (33).
-V (34), so curves 40 and 41 are shown in FIG. 8 (b).
As shown by, even if the position of the diffracted light changes, almost no offset occurs. In FIG. 8 (b), ΔZ is a focus error signal, VF is a focus error signal, and dotted lines 41 and solid lines 40 correspond to the solid line and dotted line in FIG. In the above, the solution when the wavelength of the semiconductor laser changes and the diffraction angle changes has been described. In the grating lens, when the wavelength changes, not only does the diffraction angle change, that is, the lateral aberration occurs, but also the longitudinal aberration, that is, the focal length of the grating lens also changes, but the present invention provides a solution as described below. It has been subjected.
本発明においてはディスク面6からの反射光を収束する
主たる収束作用は結像レンズ4が持っており、格子レン
ズ3はその収束位置を光検出器の前後に異ならせるため
のわずかなレンズ作用と回折によって生じる非点収差を
補正するレンズ作用しか持っていない。図1を参照する
と、右側格子レンズ30は結像レンズ4による収束点
を、結像レンズにより近い収束点11に収束させるよう
にする凸レンズ作用を持ち、左側格子レンズ29は結像
レンズ4による収束点を、結像レンズからより遠い収束
点9に収束させるようにする凹レンズ作用を持ってい
る。今、半導体レーザの波長が長波長側へ変化したとす
ると、どちらの格子レンズの作用も強くなる。すなわち
格子レンズの焦点距離の絶対値が小さくなる。この結
果、収束点11は結像レンズ4により近い方向に変化
し、収束点9は結像レンズ4からより遠い方向に変化す
る。従って、光検出器上の光ビームはどちらも大きくな
り、V(32)−V(33)およびV(34)−V(3
5)の各々はオフセットを生じる。しかしながら、本発
明ではフォーカス誤差信号をV(32)+V(35)−
V(33)−V(34)でとっているので、ほとんどオ
フセットを生じない。In the present invention, the imaging lens 4 has a main converging function of converging the light reflected from the disk surface 6, and the grating lens 3 has a slight lens function for varying the converging position before and after the photodetector. It has only a lens function of correcting astigmatism caused by diffraction. Referring to FIG. 1, the right-side grating lens 30 has a convex lens function for making the convergence point of the imaging lens 4 converge to a convergence point 11 closer to the imaging lens, and the left-side grating lens 29 converges by the imaging lens 4. It has a concave lens action for converging a point to a converging point 9 farther from the imaging lens. Now, if the wavelength of the semiconductor laser changes to the long wavelength side, the action of both grating lenses becomes strong. That is, the absolute value of the focal length of the grating lens becomes small. As a result, the convergence point 11 changes in the direction closer to the imaging lens 4, and the convergence point 9 changes in the direction further away from the imaging lens 4. Therefore, the light beams on the photodetector are both large, V (32) -V (33) and V (34) -V (3
Each of 5) produces an offset. However, in the present invention, the focus error signal is V (32) + V (35) −.
Since it is V (33) -V (34), almost no offset occurs.
本発明の光ヘッド装置は、光学部品が、結像レンズと、
格子レンズだけでよく、これまで数多くの部品を使って
いた光ヘッド装置の部品を大幅に削減することが可能で
あり、これまで光ディスク装置全体の小型化、あるい
は、スタック型光ディスク装置のネックとなっていた光
ヘッドのサイズを縮小することが可能となる。In the optical head device of the present invention, the optical component includes an imaging lens,
Since only a grating lens is needed, it is possible to drastically reduce the parts of the optical head device that used many parts up until now, downsizing the entire optical disk device until now, or becoming the neck of the stack type optical disk device. It is possible to reduce the size of the conventional optical head.
さらに本発明によれば、半導体レーザと4分割光検出器
とを同一パッケージ内にハイブリッドに作成することに
より、量産性信頼性に富む光ヘッド装置を実現すること
ができる。Further, according to the present invention, by hybridizing the semiconductor laser and the four-division photodetector in the same package, it is possible to realize an optical head device having high mass productivity and reliability.
第1図は本発明の実施例の基本構成を示す断面図、 第2図は従来の光ヘッド装置の一例を示す断面図、 第3図は第1図に示す実施例の右側面図、 第4図は第1図に示す実施例の格子レンズの構成を示す
平面図、 第5図、第6図及び第7図は4分割光検出器上の回折光
の状態を説明するための図、 第8図はフォーカスエラーに対するフォーカス誤差信号
の変化を説明するための図である。 1……半導体レーザ 2,15……放射光 3……格子レンズ 4……結像レンズ 5……収束ビーム 6……ディスク面 7,9,11……収束点 8,10……回折光 22,23,24,25,32,33,34,35……光検出素子 16……コリメート光 17……コリメーティングレンズ 18……収束レンズ 19……ビームスプリッタプリズム 20,21……ウェッジプリズム 26,27……分割光ビーム 28……4分割光検出器 29……左側格子レンズ 30……右側格子レンズ 31……半円スポットの境界線 36,37,38,39……光検出素子の差信号 40,41……フォーカス誤差信号1 is a sectional view showing the basic structure of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional optical head device, FIG. 3 is a right side view of the embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a plan view showing the structure of the grating lens of the embodiment shown in FIG. 1, and FIGS. 5, 6 and 7 are views for explaining the state of diffracted light on the 4-split photodetector. FIG. 8 is a diagram for explaining changes in the focus error signal with respect to the focus error. 1 ... Semiconductor laser 2,15 ... Synthetic light 3 ... Grating lens 4 ... Imaging lens 5 ... Convergent beam 6 ... Disk surface 7,9,11 ... Convergence point 8,10 ... Diffracted light 22 , 23,24,25,32,33,34,35 …… Photodetector 16 …… Collimated light 17 …… Collimating lens 18 …… Converging lens 19 …… Beam splitter prism 20,21 …… Wedge prism 26 , 27 …… Split light beam 28 …… 4-split photodetector 29 …… Left-side grating lens 30 …… Right-side grating lens 31 …… Semicircular spot boundary line 36,37,38,39 …… Difference between photodetectors Signal 40,41 …… Focus error signal
Claims (2)
媒体上に絞りこむ結像レンズと、前記光源の脇に配置さ
れその受光面が互いに平行な分割線で4分割された光検
出器と、前記光源と前記結像レンズとの間に設けられ、
往路の光を0次回折光として透過し、かつ、前記結像レ
ンズの光軸と交わる前記分割線と平行な境界線を境に互
いに異なる収束距離を有し、前記結像レンズを経て来た
前記記録媒体からの復路の反射光を前記境界線を境に分
割し+1次回折光として前記光検出器の左右2つの分割
線上にそれぞれ導くビームスプリッタ機能を有する格子
レンズとを備えることを特徴とする光ヘッド装置。1. A semiconductor laser light source, an imaging lens for narrowing down an image of the light source on a recording medium, and a photodetector which is arranged beside the light source and whose light-receiving surface is divided into four parallel division lines. And provided between the light source and the imaging lens,
The light that has passed through the image forming lens passes through the image forming lens and transmits the light on the outward path as 0th-order diffracted light, and has different convergence distances at a boundary line parallel to the dividing line that intersects the optical axis of the image forming lens. A light including a grating lens having a beam splitter function, which splits the reflected light on the return path from the recording medium at the boundary line and guides it as + 1st-order diffracted light onto the two left and right split lines of the photodetector, respectively. Head device.
含む平面の片側に配置し、かつ、前記光検出器上の前記
反射光の間隔と、前記左右2つの分割線の間隔とを等し
くしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
ヘッド装置。2. The photodetector is arranged on one side of a plane including the boundary line and the optical axis, and the distance between the reflected light on the photodetector and the distance between the left and right dividing lines. 2. The optical head device according to claim 1, wherein the values are equal to each other.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61132724A JPH0622063B2 (en) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Optical head device |
| DE8686117152T DE3679648D1 (en) | 1985-12-10 | 1986-12-09 | OPTICAL HEAD WITH A BREATHING GRID FOR DIRECTING TWO OR MORE BENDED BEAMS TO OPTICAL DETECTORS. |
| EP86117152A EP0228620B1 (en) | 1985-12-10 | 1986-12-09 | Optical head comprising a diffraction grating for directing two or more diffracted beams to optical detectors |
| US06/940,007 US4945529A (en) | 1985-12-10 | 1986-12-10 | Optical head comprising a diffraction grating for directing two or more diffracted beams to optical detectors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61132724A JPH0622063B2 (en) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Optical head device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62289933A JPS62289933A (en) | 1987-12-16 |
| JPH0622063B2 true JPH0622063B2 (en) | 1994-03-23 |
Family
ID=15088099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61132724A Expired - Lifetime JPH0622063B2 (en) | 1985-12-10 | 1986-06-10 | Optical head device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622063B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940001999B1 (en) * | 1989-06-06 | 1994-03-12 | 샤프 가부시끼가이샤 | Optical pick-up device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59177734A (en) * | 1983-03-29 | 1984-10-08 | Toshiba Corp | Focal difference detector |
| JPS6150227A (en) * | 1984-08-17 | 1986-03-12 | Akai Electric Co Ltd | Optical pickup device |
-
1986
- 1986-06-10 JP JP61132724A patent/JPH0622063B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62289933A (en) | 1987-12-16 |
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