JPH04311828A - Optical head and information recording device - Google Patents
Optical head and information recording deviceInfo
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- JPH04311828A JPH04311828A JP3077567A JP7756791A JPH04311828A JP H04311828 A JPH04311828 A JP H04311828A JP 3077567 A JP3077567 A JP 3077567A JP 7756791 A JP7756791 A JP 7756791A JP H04311828 A JPH04311828 A JP H04311828A
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- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置や光カ
−ド装置や光テープ装置などの光情報処理装置に用いる
光ヘッドおよび情報媒体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head and information medium used in optical information processing devices such as optical disk devices, optical card devices, and optical tape devices.
【0002】0002
【従来の技術】光ディスク装置などに用いる光ヘッドで
は、半導体レーザなどからの出射ビームをフォーカスレ
ンズにより光ディスクなどの情報媒体に照射し、ディス
ク反射ビームをフォーカスレンズで再度集光した後、ビ
ーム分離光学系でディスク反射ビームを半導体レーザ出
射ビームから分離し、分離されたディスク反射ビームを
光検出器で受光し、光検出器出力から焦点ずれ検出信号
やトラックずれ検出信号を生成し、これらの検出信号を
例えば二次元レンズアクチュエータに供給し、フォーカ
スレンズをレンズ光軸方向とディスク半径方向に動かし
て、焦点合わせ制御とトラック合わせ制御を行なう。同
時に、光検出器出力から情報再生信号も生成する。2. Description of the Related Art In an optical head used in an optical disk device, a beam emitted from a semiconductor laser or the like is irradiated onto an information medium such as an optical disk using a focus lens, and the beam reflected from the disk is focused again using a focus lens. The system separates the disc reflected beam from the semiconductor laser emitted beam, the separated disc reflected beam is received by a photodetector, a defocus detection signal and a track deviation detection signal are generated from the output of the photodetector, and these detection signals are is supplied to, for example, a two-dimensional lens actuator, and the focus lens is moved in the lens optical axis direction and the disk radial direction to perform focusing control and track alignment control. At the same time, an information reproduction signal is also generated from the photodetector output.
【0003】通常、光源である半導体レーザのチップは
、電極用のリード線が取り付けられたパッケージの基板
に固定され、ガラス窓付きのキャップで密封されている
。また、半導体レーザパッケージやビーム分離光学系、
光検出器、二次元レンズアクチュエータなどは、光ヘッ
ドの筺体(ボディー)にしっかりと固定されている。し
かし、フォーカスレンズは、焦点合わせ制御やトラック
合わせ制御を達成するために、光ヘッド筺体に固定され
た二次元レンズアクチュエータのバネを介して、可動的
に支持されている。よって、光ヘッド全体を密閉するこ
とはない。[0003] Usually, a semiconductor laser chip, which is a light source, is fixed to a package substrate to which lead wires for electrodes are attached, and is sealed with a cap with a glass window. We also provide semiconductor laser packages, beam separation optical systems,
The photodetector, two-dimensional lens actuator, etc. are firmly fixed to the housing (body) of the optical head. However, in order to achieve focusing control and tracking control, the focus lens is movably supported via a spring of a two-dimensional lens actuator fixed to the optical head housing. Therefore, the entire optical head is not hermetically sealed.
【0004】また、従来の光ディスクなどの光ヘッドに
用いられている焦点ずれ検出方式の多くは、ディスク反
射光の形状や光強度分布が焦点ずれによって変化するこ
とを用いて、多分割光検出器で受光し、その直流的出力
信号のアンバランスを焦点ずれ検出信号としていた。In addition, many of the defocus detection methods used in conventional optical heads such as optical disks utilize the fact that the shape and light intensity distribution of the disk reflected light change due to defocus, and detect a multi-segment photodetector. The unbalance of the direct current output signal was used as the defocus detection signal.
【0005】例えば、特開昭59−58537 号公報
に記載の非点収差方式は、ディスク反射ビームに円柱レ
ンズなどの非点収差素子により非点収差を与えると、デ
ィスク反射ビームは互いに直交方向の2つの焦線ができ
、そのほぼ中央の最小錯乱円位置では円形になるので、
そのディスク反射光を4分割光検出器で受光する。4分
割光検出器面上の反射ビーム形状は、ディスクが焦点位
置にあればほぼ円形で、ディスクが焦点位置からずれる
とずれた方向によって互いに直交方向の線形になる。そ
こで、4分割光検出器の互いに対角位置にある光検出素
子同士の直流的出力信号を加算し、2つの直流的加算信
号の差をとることにより焦点ずれ検出信号が得られる。For example, in the astigmatism method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-58537, when astigmatism is imparted to the disk reflected beam by an astigmatism element such as a cylindrical lens, the disk reflected beams are arranged in directions perpendicular to each other. Two focal lines are formed, and at the position of the circle of least confusion, which is approximately in the center, it becomes circular, so
The disk reflected light is received by a four-split photodetector. The shape of the reflected beam on the 4-split photodetector surface is approximately circular when the disk is at the focal position, and becomes linear in mutually orthogonal directions depending on the direction of the displacement when the disk is deviated from the focal position. Therefore, a defocus detection signal is obtained by adding the DC output signals of the photodetecting elements located diagonally to each other in the 4-split photodetector and taking the difference between the two DC summed signals.
【0006】一方、上記第1の従来例のような、ディス
ク反射光の形状や光強度分布の変化を多分割光検出器で
受光し、その直流的出力信号のアンバランスを検出する
方式とは別に、焦点深さ方向の異なる位置に光スポット
を形成する回折格子を用いて焦点誤差検出を行う方式が
、特開平1−303632 号公報で提案されている。On the other hand, what is the method of receiving the changes in the shape and light intensity distribution of the disk reflected light using a multi-segment photodetector and detecting the unbalance of the DC output signal, as in the first conventional example described above? Separately, a method for detecting a focus error using a diffraction grating that forms light spots at different positions in the focal depth direction has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-303632.
【0007】特開平1−303632 号公報に開示さ
れている実施例によれば、その回折格子は、その格子溝
間隔が順次増加または減少する複数の同心円溝の集合の
一部分であり、+1次ビームと−1次ビームに正と負の
像点縦移動の収差(焦点ずれの収差)を与える。また、
その回折格子は、同心円溝の中心位置がメインビームの
主光線軸の位置から偏心した領域を用いて、+1次ビー
ムと−1次ビームをメインビームの主光線軸に対して反
対方向に放射する。そこで、+1次ビームと−1次ビー
ムは、フォーカスレンズによりメインビームに対して焦
点深さ方向の異なる位置に2つのサイドスポットとして
絞り込まれ、2つのサイドスポットからの反射光量は光
ディスクに記録された信号によって変調され、それらの
変調度は光検知素子と包絡線検波回路で検出される。2
つのサイドスポットによる変調度は光ディスクの焦点ず
れによって変化するので、2つの変調度の差をとること
により焦点ずれ検出信号が得られる。According to an embodiment disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-303632, the diffraction grating is a part of a set of a plurality of concentric grooves whose grating groove intervals increase or decrease in sequence, and the +1st-order beam and −1-order beams are given positive and negative aberrations due to vertical movement of the image point (aberrations due to defocus). Also,
The diffraction grating uses a region where the center position of the concentric groove is eccentric from the position of the principal ray axis of the main beam, and radiates the +1st order beam and -1st order beam in opposite directions with respect to the principal ray axis of the main beam. . Therefore, the +1st-order beam and the -1st-order beam were focused by a focus lens into two side spots at different positions in the focal depth direction with respect to the main beam, and the amounts of reflected light from the two side spots were recorded on the optical disk. They are modulated by signals, and their degree of modulation is detected by a photodetector and an envelope detection circuit. 2
Since the degree of modulation by the two side spots changes depending on the defocus of the optical disc, a defocus detection signal can be obtained by taking the difference between the two degrees of modulation.
【0008】また、従来の光ヘッドに用いているビーム
分離光学系は、例えば、特開昭59−58537 号公
報に記載されているように、偏光プリズムと4分の1波
長板を用いる。このビーム分離光学系では、レーザビー
ムが4分の1波長板を往復すると直線偏光ビームの偏光
方向が90度回転するので、偏光プリズムにより2つの
ビームを完全に分離することができる。一般的に用いら
れている偏光プリズムは、誘電体の積層膜を2つの三角
プリズムではさんだ立方体の偏光ビームスプリッタで、
反射ビームを直角方向に分離する。Furthermore, the beam separation optical system used in the conventional optical head uses a polarizing prism and a quarter wavelength plate, as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-58537. In this beam separation optical system, when the laser beam goes back and forth through the quarter-wave plate, the polarization direction of the linearly polarized beam is rotated by 90 degrees, so that the two beams can be completely separated by the polarizing prism. A commonly used polarizing prism is a cubic polarizing beam splitter in which a dielectric laminated film is sandwiched between two triangular prisms.
Separates the reflected beams at right angles.
【0009】さらに、コンパクトディスクなどの光ヘッ
ドでは、光学部品数を低減するために、4分の1波長板
は使用せずに、ディスク反射ビームの約半分を直角方向
に分離するハーフプリズムやハーフミラーが用いられて
いる。Furthermore, in optical heads such as compact disks, in order to reduce the number of optical components, a quarter-wave plate is not used, but a half prism or half wave plate that separates approximately half of the disk reflected beam in the right angle direction is used. mirror is used.
【0010】また最近では、特開平2−216629
号公報に記載されているように、半導体レーザとフォー
カスレンズの間に挿入した回折格子またはホログラム素
子などでディスク反射ビームを半導体レーザとは微小角
度異なる方向に分離することにより、半導体レーザと光
検出器を隣接して実装した小形の光ヘッドも報告されて
いる。[0010] Also, recently, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-216629
As described in the publication, by separating the disk reflected beam into a direction slightly different from that of the semiconductor laser using a diffraction grating or hologram element inserted between the semiconductor laser and the focus lens, the semiconductor laser and photodetection are performed. A small optical head in which the optical discs are mounted adjacent to each other has also been reported.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかし、光ヘッドを小
形化しようとした場合、従来のケースに密閉された半導
体レーザでは光源部が大きくなる、という問題がある。
そこで、光ヘッド筺体に半導体レーザチップを直接取付
ることが考えられる。しかし、従来の光ヘッド筺体では
、光ヘッド筺体の内部が密閉されておらず、光ヘッド筺
体の開放部分や二次元レンズアクチュエータのバネ部分
などから流入する湿気等を含んだ外気に半導体レーザチ
ップが直接さらされる。そのため、長期間使用したり多
湿な環境で保存または使用すると、半導体レーザチップ
の端面等が劣化してレーザ発振が不安定になり、さらに
は光ヘッドの性能が不安定になる、とういう問題が生じ
る。However, when attempting to downsize the optical head, there is a problem in that the light source section of the conventional semiconductor laser sealed in a case becomes large. Therefore, it is conceivable to attach the semiconductor laser chip directly to the optical head housing. However, in conventional optical head housings, the inside of the optical head housing is not sealed, and the semiconductor laser chip is exposed to outside air containing moisture flowing in from the open part of the optical head housing or the spring part of the two-dimensional lens actuator. directly exposed. Therefore, if it is used for a long period of time or stored or used in a humid environment, the end face of the semiconductor laser chip deteriorates, making laser oscillation unstable, and furthermore, the performance of the optical head becomes unstable. arise.
【0012】また、前述の特開昭59−58537 号
公報に記載の非点収差方式などのように、ディスク反射
光の形状や光強度分布のアンバランスを多分割光検出器
で検出して、焦点ずれ検出信号をえる方式では、例えば
、焦点ずれ検出光学系の焦点合せをするために、デ−タ
信号等が最大になるディスク位置、または光源に戻って
くる反射光量が最大になるディスク位置、を焦点合せ系
とは別の測定系によって検出し、そのディスク位置にお
いて、4分割光検出器の各々の光検出素子が光を等量に
受光し、各々の光検出素子が同レベルの直流信号を出力
することにより焦点ずれ検出信号がゼロレベルになるよ
うに、4分割光検出器と検出用レンズの位置を調整しな
ければならない。そのために、光ヘッドの組立調整に時
間がかかり、光ヘッドが高価格になる、という問題があ
った。また、光ヘッドに高精度の光学部品位置調整機構
を設けなくてはならず、光ヘッドの小型化が困難である
、という問題があった。[0012] Also, as in the astigmatism method described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 59-58537, the shape of the disk reflected light and the unbalance of the light intensity distribution are detected using a multi-segment photodetector. In the method of obtaining a defocus detection signal, for example, in order to focus the defocus detection optical system, the disc position where the data signal etc. is maximum or the disc position where the amount of reflected light returning to the light source is maximum is determined. , is detected by a measurement system separate from the focusing system, and at that disk position, each photodetection element of the 4-split photodetector receives an equal amount of light, and each photodetection element receives the same level of direct current. The positions of the four-split photodetector and the detection lens must be adjusted so that the defocus detection signal becomes zero level by outputting the signal. Therefore, there is a problem in that it takes time to assemble and adjust the optical head, making the optical head expensive. Further, there is a problem in that the optical head must be provided with a highly accurate optical component position adjustment mechanism, making it difficult to downsize the optical head.
【0013】さらに、温度変化などによって光学部品の
取付け位置がずれると、多分割光検出器面上の光束位置
がずれるため、多分割光検出器の各々の光検出素子の出
力に直流的なアンバランスが生じ、焦点ずれ検出信号が
ゼロレベルなるディスク位置と焦点合せの目標点位置が
ずれてしまい、焦点ずれ検出信号にオフセットが生じる
、という問題があった。Furthermore, if the mounting position of the optical component shifts due to a change in temperature, the position of the light beam on the surface of the multi-segment photodetector shifts, so a direct current amplifier is applied to the output of each photodetector element of the multi-segment photodetector. There is a problem in that balance occurs, and the disk position at which the defocus detection signal is at zero level deviates from the target point position for focusing, causing an offset in the defocus detection signal.
【0014】一方、前述の特開平1−303632 号
公報に開示されている実施例によれば、上述の問題点に
ついては解決されているが、最も安定に焦点ずれ検出信
号を得るためのピットの配置とサイドスポットの形状を
決定する回折格子の構造とに関しては十分に検討されて
おらず、光ディスク半径方向のサイドスポットとピット
の相対的位置ずれによる変調度の低下によって、焦点制
御引き込み動作が不安定になる、という問題がある。通
常、光ディスク装置における自動焦点制御は、自動トラ
ッキング制御の前に行うべきものであるから、光ディス
クの半径方向のずれに影響されるものであってはならな
い。On the other hand, according to the embodiment disclosed in the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-303632, the above-mentioned problems have been solved, but the pits are not suitable for obtaining the most stable defocus detection signal. The structure of the diffraction grating that determines the arrangement and the shape of the side spot has not been sufficiently studied, and the focus control pull-in operation may fail due to a decrease in the degree of modulation due to the relative positional shift between the side spot and the pit in the radial direction of the optical disk. There is a problem with stability. Normally, automatic focus control in an optical disc device should be performed before automatic tracking control, so it must not be affected by radial deviation of the optical disc.
【0015】これを、図18を用いて説明する。図18
の(1)と(2)は、特開平1−303632号公報に
開示されている複数の同心円溝の回折格子を用いた場合
の、光ディスク面上のスポット形状とピットを示す。3
50aは光ディスク面上のメインスポット、350bと
350cは光ディスク面上のサブスポットで、351は
トラック、352はトラック351上に記録されている
ピットである。同心円溝の回折格子は、+1次ビームと
−1次ビームに正と負の像点縦移動の収差(焦点ずれの
収差)を与えるので、+1次ビームと−1次ビームは、
フォーカスレンズによって、メインビームに対して焦点
深さ方向の異なる位置に絞り込まる。図18の(1)と
(2)はともに、メインビームの焦点位置からずれた−
1次ビームの集束位置におけるスポット形状を示し、サ
ブスポット350cが最も小さい状態を示す。(1)は
、3つのスポットがトラック351の上を通過する場合
で、サブスポット350cの反射光はピット352で大
きく変調される。図18には示さないが、光ディスクの
ずれが反対方向でサブスポット350bが最も小さくな
ると、サブスポット350bの反射光はピット352で
大きく変調される。よって、(1)の様に3つのスポッ
トがトラック351の上を通過する場合、焦点ずれ検出
信号は図18の(3)の実線353で示す曲線になる。
一方、(2)は3つのスポットがトラック351の間を
通過する場合で、サブスポット350cの反射光はピッ
ト352では余り変調されず、例えば(1)の場合の半
分以下に減少する。図18には示さないが、光ディスク
のずれが反対方向でサブスポット350bが最も小さく
なる場合も、サブスポット350bの反射光のピット3
52による変調度は例えば(1)の場合の半分以下に減
少する。
よって、図18の(2)の様に3つのスポットがトラッ
ク351の間を通過する場合、焦点ずれ検出信号は図1
8の(3)の破線354で示すようにピークが半分以下
に減少しを持ち、焦点近傍の検出感度も半分以下に減少
する。自動焦点合わせ制御の引き込み動作時に検出感度
が減少すると、フォーカスレンズをディスクのずれに追
従させるための駆動力が不足し、フォーカスレンズの動
きが遅くなるため、引き込み動作に失敗していまう可能
性がある。よって、上記の従来例では、焦点制御引き込
み動作が不安定になる、という問題がある。This will be explained using FIG. 18. Figure 18
(1) and (2) show the spot shape and pits on the optical disc surface when a diffraction grating with a plurality of concentric grooves disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-303632 is used. 3
50a is a main spot on the optical disc surface, 350b and 350c are sub spots on the optical disc surface, 351 is a track, and 352 is a pit recorded on the track 351. The concentric groove diffraction grating gives the +1st order beam and the -1st order beam aberrations of positive and negative image point vertical movement (defocus aberrations), so the +1st order beam and the -1st order beam are
The focus lens narrows down the main beam to different positions in the depth of focus direction. Both (1) and (2) in Fig. 18 are shifted from the focal position of the main beam.
The spot shape at the focal position of the primary beam is shown, and the sub-spot 350c is the smallest. (1) is a case where three spots pass over the track 351, and the reflected light of the sub-spot 350c is largely modulated by the pit 352. Although not shown in FIG. 18, when the optical disc is displaced in the opposite direction and the sub-spot 350b becomes the smallest, the reflected light of the sub-spot 350b is significantly modulated by the pit 352. Therefore, when three spots pass over the track 351 as shown in (1), the defocus detection signal becomes a curve shown by the solid line 353 in (3) of FIG. On the other hand, (2) is a case where three spots pass between the tracks 351, and the reflected light of the sub-spot 350c is not significantly modulated by the pits 352, and is reduced to less than half of the case (1), for example. Although not shown in FIG. 18, even when the optical disc is misaligned in the opposite direction and the sub-spot 350b is the smallest, the pit 3 of the reflected light of the sub-spot 350b
For example, the modulation depth by 52 is reduced to less than half of that in case (1). Therefore, when three spots pass between the tracks 351 as shown in (2) of FIG. 18, the defocus detection signal is as shown in FIG.
As shown by the broken line 354 in 8(3), the peak decreases to less than half, and the detection sensitivity near the focal point also decreases to less than half. If the detection sensitivity decreases during the pull-in operation of automatic focusing control, there will be insufficient driving force to make the focus lens follow the disc displacement, and the movement of the focus lens will become slow, which may cause the pull-in operation to fail. be. Therefore, in the conventional example described above, there is a problem that the focus control pull-in operation becomes unstable.
【0016】他方、自動トラッキング制御においては、
トラック追従の目標点合わせが自動的に行われ、しかも
光学部品の位置がずれても原理的にオフセットが生じな
い方式として、プリウォーブルピットを用いたサンプル
サーボ方式がある。この方式におけるトラックずれ検出
方法は、トラック中心に対して右と左に等量ずれて配置
された2組のプリウォーブルピットをメインスポットが
通過する場合、トラックずれ量に応じて反射ビームの変
調レベルに差が生じることを利用して、反射ビームを光
検出器で受光し、変調レベルの差を検出してトラックず
れ検出信号を得る。この方法では、メインスポットがト
ラック中心を通過すればトラックずれ検出信号は自動的
にゼロレベルになるので、トラック追従の目標点合わせ
のための光学部品位置調整は不要である。また、光検出
器は反射ビームの全光量を受光していればよく、光学部
品の取付け位置が変化してもトラックずれ検出信号にオ
フセットは生じない。しかしながら、通常、光ヘッドを
小型化低コスト化するためには、焦点ずれ検出とトラッ
クずれ検出には同一の光学系を用いており、焦点ずれ検
出用光検出素子とトラックずれ検出光検出素子も同一の
光検出器パッケージに取り付けられている。そのため、
光ヘッドの組立において、トラック追従の目標点合わせ
のための光学部品位置調整は不要であっても、依然とし
て焦点合せのためには光学部品の高精度な位置調整が必
要であり、サンプルサーボ方式の利点も十分に発揮され
ていない、という問題があった。On the other hand, in automatic tracking control,
A sample servo method using prewobble pits is a method in which target point alignment for track following is automatically performed and, in principle, no offset occurs even if the position of an optical component is shifted. The method for detecting track deviation in this method is that when the main spot passes through two sets of prewobbled pits that are arranged to be shifted by the same amount to the right and left with respect to the track center, the modulation level of the reflected beam is determined according to the amount of track deviation. The reflected beam is received by a photodetector, and the difference in modulation level is detected to obtain a track deviation detection signal. In this method, when the main spot passes through the center of the track, the track deviation detection signal automatically becomes zero level, so there is no need to adjust the position of the optical component to align the target point for track following. Further, the photodetector only needs to receive the entire amount of the reflected beam, and no offset occurs in the track deviation detection signal even if the mounting position of the optical component changes. However, in order to reduce the size and cost of the optical head, normally the same optical system is used for defocus detection and track misalignment detection, and the photodetecting element for defocus detection and the photodetecting element for tracking misalignment are also used. attached to the same photodetector package. Therefore,
When assembling an optical head, even though it is not necessary to adjust the position of the optical components for target point alignment for track following, highly accurate position adjustment of the optical components is still required for focusing. There was a problem that the advantages were not fully utilized.
【0017】また、偏光ビームスプリッタやハーフプリ
ズムやハーフミラーを用いてディスク反射ビームを直角
方向に分離するビーム分離光学系を用いると、半導体レ
ーザからフォーカスレンズに至るフォーカシング光学系
の光路とは別に、ビームスプリッタから光検出器に至る
検出光学系の光路が必要になり、光ヘッドの小形化には
不向きである、という問題がある。[0017] Furthermore, if a beam separation optical system is used that uses a polarizing beam splitter, a half prism, or a half mirror to separate the disk reflected beam in the orthogonal direction, apart from the optical path of the focusing optical system from the semiconductor laser to the focus lens, This requires an optical path for the detection optical system from the beam splitter to the photodetector, which poses a problem in that it is not suitable for downsizing the optical head.
【0018】一方、回折格子またはホログラム素子など
をビーム分離光学系に用いれば、半導体レーザと光検出
器を隣接して実装することによりフォーカシング光学系
の光路と検出光学系の光路を共有できるので、光ヘッド
の小形化に有効である。しかし、回折格子またはホログ
ラム素子などは、半導体レーザ出射ビームとディスク反
射ビームを完全に分離はできないので、以下に示す問題
がある。半導体レーザ出射ビームも、回折格子やホログ
ラム素子を通過することにより0次回折ビームの他に多
数の高次回折ビームに分離するので、メインビームの光
強度が低下してしまう、という問題がある。また、上述
したメインビームの光強度の極端な低下を防ぐために、
高次回折ビームの回折効率を低く抑えなければならない
ので、ディスク反射光のビーム分離効率が低く、十分な
検出信号が得られない、という問題がある。また、ディ
スク反射光の大部分が半導体レーザに戻ってしい、レー
ザノイズが発生し易い、という問題がある。On the other hand, if a diffraction grating or a hologram element is used in the beam separation optical system, the optical path of the focusing optical system and the optical path of the detection optical system can be shared by mounting the semiconductor laser and the photodetector next to each other. This is effective in downsizing the optical head. However, since a diffraction grating or a hologram element cannot completely separate the semiconductor laser emitted beam and the disk reflected beam, the following problems arise. A semiconductor laser emitted beam also passes through a diffraction grating or a hologram element and is separated into a number of higher-order diffraction beams in addition to the zero-order diffraction beam, which causes a problem in that the light intensity of the main beam decreases. In addition, in order to prevent the extreme decrease in the light intensity of the main beam mentioned above,
Since the diffraction efficiency of the higher-order diffraction beam must be kept low, there is a problem that the beam separation efficiency of the disk reflected light is low and a sufficient detection signal cannot be obtained. Another problem is that most of the light reflected from the disk tends to return to the semiconductor laser, and laser noise is likely to occur.
【0019】本発明の目的は、半導体レーザの劣化を防
止して、長期間安定な性能が維持できる、小形の光ヘッ
ドを提供することにある。An object of the present invention is to provide a compact optical head that can maintain stable performance for a long period of time by preventing deterioration of the semiconductor laser.
【0020】本発明の他の目的は、焦点合せのための光
学部品位置調整が不要で、しかも、光学部品の取付け位
置が変化しても焦点ずれ検出信号にオフセットが生じな
く、さらに光ディスクの半径方向のずれに影響されない
で安定な自動焦点引き込み動作が達成できる焦点ずれ検
出方式を用いた、小形の光ヘッドを提供することにある
。また、サンプルサーボ方式用にフォーマットされた光
ディスクを用い、トラッキング制御にサンプルサーボ方
式を用いて、無調整化が可能な小形の光ヘッドを提供す
ることにある。Another object of the present invention is that there is no need to adjust the position of optical components for focusing, there is no offset in the defocus detection signal even if the mounting position of the optical component changes, and the radius of the optical disc is An object of the present invention is to provide a small optical head using a defocus detection method that can achieve stable automatic focus pull-in operation without being affected by directional deviation. Another object of the present invention is to provide a compact optical head that uses an optical disk formatted for the sample servo method and uses the sample servo method for tracking control, making it possible to eliminate adjustment.
【0021】また、本発明のその他の目的は、半導体レ
ーザ出射ビームとディスク反射ビームとを完全に分離で
き、しかも、フォーカシング光学系の光路と検出光学系
の光路を共有できるビーム分離光学系を用いた、小形の
光ヘッドを提供することにある。Another object of the present invention is to use a beam separation optical system that can completely separate the semiconductor laser emitted beam and the disc reflected beam, and that can share the optical path of the focusing optical system and the optical path of the detection optical system. The purpose of the present invention is to provide a compact optical head.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、半導体レーザの特に半導体レーザチッ
プと、半導体レーザから出射した出射ビームをディスク
などの情報媒体面上に結像させるフォーカスレンズなど
の結像光学系と、情報媒体により反射した反射ビームと
該出射ビームを分離する回折格子やビームスプリッタプ
リズムやハーフミラーなどのビーム分離光学系と、ビー
ム分離光学系で分離した検出ビームを受光する光検出器
と、半導体レーザと結像光学系とビーム分離光学系と光
検出器を固定する光ヘッド筺体と、からなる光ヘッドに
おいて、結像光学系またはビーム分離光学系と光ヘッド
筺体とによって半導体レーザを密閉する。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser, particularly a semiconductor laser chip, and a focus that focuses an output beam emitted from the semiconductor laser onto the surface of an information medium such as a disk. An imaging optical system such as a lens, a beam separation optical system such as a diffraction grating, a beam splitter prism, or a half mirror that separates the output beam from the reflected beam reflected by the information medium, and a detection beam separated by the beam separation optical system. In an optical head consisting of a photodetector that receives light, a semiconductor laser, an imaging optical system, a beam separation optical system, and an optical head housing that fixes the photodetector, the imaging optical system or the beam separation optical system and the optical head housing are used. The semiconductor laser is hermetically sealed.
【0023】本発明の好ましい態様(態様2)では、結
像光学系またはビーム分離光学系と光ヘッド筺体とによ
って密閉される空間を乾燥した窒素ガスで置換する。In a preferred embodiment (aspect 2) of the present invention, the space sealed by the imaging optical system or beam separation optical system and the optical head housing is replaced with dry nitrogen gas.
【0024】本発明の別の好ましい態様(態様3)では
、結像光学系またはビーム分離光学系と光ヘッド筺体と
によって密閉される空間を真空で置換する。In another preferred embodiment (aspect 3) of the present invention, the space sealed by the imaging optical system or beam separation optical system and the optical head housing is replaced with a vacuum.
【0025】本発明の好ましい態様(態様4)では、結
像光学系またはビーム分離光学系と光ヘッド筺体とを焼
結によって気密接合する。In a preferred embodiment (aspect 4) of the present invention, the imaging optical system or the beam separation optical system and the optical head housing are hermetically bonded together by sintering.
【0026】本発明の好ましい態様(態様5)では、焦
点ずれ検出信号やトラックずれ検出信号に応じて、2次
元レンズアクチュエータなどにより光ヘッド筺体全体を
2方向に位置制御する。In a preferred embodiment (aspect 5) of the present invention, the position of the entire optical head housing is controlled in two directions using a two-dimensional lens actuator or the like in response to a focus shift detection signal or a track shift detection signal.
【0027】本発明の好ましい態様(態様6)では、ビ
ーム分離光学系は、半導体レーザから出射した出射ビー
ムをメインビームと2つのサブビームに分離する第1の
ビーム分離光学系と、情報媒体により反射した複数の反
射ビームを出射ビームとは異なる方向に分離する第2の
ビーム分離光学系とからなり、第1のビーム分離光学手
段は、2つのサブビームに正の非点収差と負の非点収差
を与える第1の回折格子またはホログラム素子からなり
、情報媒体面上には、サブビームの反射光量を変調する
ために予め記録された凹凸形状のピットや反射率の異な
るピットなどのマークがあり、第2のビーム分離光学系
で分離した+1次サブビームと−1次サブビームをそれ
ぞれ受光するための複数の光検出器または分割型光検出
器の少なくとも2つの光検出素子と、サブビームを受光
する2つの光検出素子が出力する光量信号からマークに
よって変調された振幅の大きさを検出するための2つの
振幅検出回路と振幅検出回路から出力された2つの振幅
検出信号を引算する差動演算回路とからなる焦点ずれ検
出回路からなる。In a preferred embodiment (aspect 6) of the present invention, the beam separation optical system includes a first beam separation optical system that separates the output beam emitted from the semiconductor laser into a main beam and two sub-beams, and a first beam separation optical system that separates the output beam emitted from the semiconductor laser into a main beam and two sub-beams; and a second beam separation optical system that separates the plurality of reflected beams into a direction different from that of the output beam, and the first beam separation optical system separates the two sub-beams with positive astigmatism and negative astigmatism. The first diffraction grating or hologram element has marks on the information medium surface, such as pits with uneven shapes or pits with different reflectances, recorded in advance to modulate the amount of reflected light of the sub-beams. at least two photodetecting elements of a plurality of photodetectors or a split type photodetector for receiving the +1st-order sub-beam and -1st-order sub-beam separated by the second beam separation optical system, respectively; and two light detecting elements for receiving the sub-beams. Two amplitude detection circuits for detecting the magnitude of the amplitude modulated by the mark from the light amount signal output by the detection element, and a differential calculation circuit for subtracting the two amplitude detection signals output from the amplitude detection circuit. It consists of a defocus detection circuit.
【0028】本発明のさらに好ましい態様(態様7)で
は、第1の回折格子またはホログラム素子は、その格子
溝間隔が順次増加または減少する複数の直線溝の集合で
ある。また、マークは、トラックの方向とは垂直な方向
にそろって配置されている。In a further preferred embodiment (aspect 7) of the present invention, the first diffraction grating or hologram element is a set of a plurality of linear grooves in which the grating groove spacing increases or decreases sequentially. Further, the marks are arranged in a direction perpendicular to the direction of the track.
【0029】本発明の別のさらに好ましい態様(態様8
)では、第1の回折格子またはホログラム素子は、その
格子溝間隔が順次増加または減少する複数の同心楕円溝
の集合の一部分であり、さらに、その同心楕円溝の中心
位置が0次ビームの主光線軸の位置から偏心した位置に
配置されている。また、マークは、トラックの方向とは
垂直な方向にそろって配置されている。Another more preferred embodiment of the present invention (Embodiment 8)
), the first diffraction grating or hologram element is part of a set of a plurality of concentric elliptical grooves whose grating groove spacing increases or decreases sequentially, and furthermore, the center position of the concentric elliptical grooves is located at the main position of the zero-order beam. It is placed at a position eccentric from the position of the beam axis. Further, the marks are arranged in a direction perpendicular to the direction of the track.
【0030】本発明の他のさらに好ましい態様(態様9
)では、振幅検出回路は、+1次ビームまたは−1次ビ
ームがマーク間にある時の光検出素子の出力信号レベル
を保持する第1のサンプルホールド回路と、+1次ビー
ムまたは−1次ビームがマーク上にある時の光検出素子
の出力信号レベルを保持する第2のサンプルホールド回
路と、第1のサンプルホールド回路の出力信号と第2の
サンプルホールド回路の出力信号を引算する差動演算回
路とよりなる。Other more preferred embodiments of the present invention (Embodiment 9)
), the amplitude detection circuit includes a first sample and hold circuit that holds the output signal level of the photodetector when the +1st order beam or -1st order beam is between the marks, and a first sample and hold circuit that holds the output signal level of the photodetector element when the +1st order beam or -1st order beam A second sample and hold circuit that holds the output signal level of the photodetector when it is on the mark, and a differential operation that subtracts the output signal of the first sample and hold circuit and the output signal of the second sample and hold circuit. It consists of a circuit.
【0031】本発明の他の好ましい態様(態様10)で
は、振幅検出回路は、該振幅検出回路の出力信号の極性
を常に正レベルまたは負レベルにするためのスイッチ回
路を内蔵する。In another preferred embodiment (aspect 10) of the present invention, the amplitude detection circuit incorporates a switch circuit for always setting the polarity of the output signal of the amplitude detection circuit to a positive level or a negative level.
【0032】本発明の他の好ましい態様(態様11)で
は、マークは、情報媒体面上をメインスポットが案内さ
れる所定のトラック中心線に対して片側に一定距離だけ
はなれて配置された第1のピット群とトラック中心線に
対して反対側に等距離だけはなれて配置された第2のピ
ット群からなり、メインスポットが第1のピットを通過
するときの光検出素子の出力信号レベルと第2のピット
を通過するときの光検出素子の出力信号レベルを比較す
ることによりトラックずれ検出信号を得る。In another preferred embodiment (aspect 11) of the present invention, the mark is a first mark disposed at a certain distance on one side with respect to a predetermined track center line along which the main spot is guided on the information medium surface. It consists of a pit group and a second pit group placed equidistantly apart from each other on the opposite side with respect to the track center line, and the output signal level of the photodetecting element and the second pit group are A track deviation detection signal is obtained by comparing the output signal levels of the photodetecting elements when passing through two pits.
【0033】本発明の他の好ましい態様(態様12)で
は、情報媒体により反射した反射ビームを該出射ビーム
とは異なる方向に分離する第2のビーム分離光学系は、
少なくとも一方の面に複屈折性物質からなる第2の回折
格子を有する回折格子板と、反射ビームが第2の回折格
子を通過するときに異常光線(または常光線)となるよ
うに偏光方向を回転するためのファラデーローテータや
4分の1波長板などの偏光回転手段とからなり、第2の
回折格子の凸部と凹部は、異常光線(または常光線)に
対する光路長の差が波長の整数倍と2分の1波長で、幅
がほぼ等しい。In another preferred embodiment (aspect 12) of the present invention, the second beam separation optical system that separates the reflected beam reflected by the information medium into a direction different from that of the emitted beam, comprises:
A diffraction grating plate having a second diffraction grating made of a birefringent material on at least one surface, and a polarization direction such that the reflected beam becomes an extraordinary ray (or ordinary ray) when it passes through the second diffraction grating. It consists of polarization rotation means such as a Faraday rotator and a quarter-wave plate for rotation, and the convex and concave portions of the second diffraction grating are such that the difference in optical path length with respect to the extraordinary ray (or ordinary ray) is an integer number of wavelengths. Double and half wavelengths, almost equal width.
【0034】本発明の好ましい態様(態様13)では、
第2の回折格子の凸部と凹部は、さらに常光線(または
異常光線)に対する光路長の差が波長の整数倍である。[0034] In a preferred embodiment (aspect 13) of the present invention,
Furthermore, the difference in optical path length between the convex portion and the concave portion of the second diffraction grating with respect to the ordinary ray (or extraordinary ray) is an integral multiple of the wavelength.
【0035】本発明の好ましい態様(態様14)では、
偏光回転手段が4分の1波長板である。In a preferred embodiment (aspect 14) of the present invention,
The polarization rotation means is a quarter wavelength plate.
【0036】本発明の好ましい態様(態様15)では、
回折格子板と4分の1波長板とが一体になっている。In a preferred embodiment (aspect 15) of the present invention,
The diffraction grating plate and the quarter wavelength plate are integrated.
【0037】本発明の好ましい態様(態様16)では、
第1の回折格子は、第2の回折格子を有する回折格子板
の他方の面に形成されている。In a preferred embodiment (aspect 16) of the present invention,
The first diffraction grating is formed on the other surface of the diffraction grating plate having the second diffraction grating.
【0038】本発明の好ましい態様(態様17)では、
第1の回折格子は複屈折性物質からなり、第1の回折格
子の凸部と凹部は、異常光線(または常光線)に対する
光路長の差が波長の整数倍で、幅がほぼ等しい。[0038] In a preferred embodiment (aspect 17) of the present invention,
The first diffraction grating is made of a birefringent material, and the convex portions and concave portions of the first diffraction grating have substantially equal widths with a difference in optical path length for the extraordinary ray (or ordinary ray) being an integral multiple of the wavelength.
【0039】[0039]
【作用】本発明において、半導体レーザの特に半導体レ
ーザチップは、結像光学系またはビーム分離光学系と光
ヘッド筺体とによって密閉されているので、光ヘッド筺
体の外部から流入する湿気等を含んだ外気に半導体レー
ザチップが直接さらされることはない。よって、半導体
レーザチップの端面等が劣化してレーザ発振が不安定に
なることはないので、長期間使用したり多湿な環境で保
存または使用しても、光ヘッドの性能な安定である。[Operation] In the present invention, since the semiconductor laser, particularly the semiconductor laser chip, is sealed by the imaging optical system or beam separation optical system and the optical head housing, it is free from moisture that flows in from outside the optical head housing. The semiconductor laser chip is not directly exposed to the outside air. Therefore, the laser oscillation does not become unstable due to deterioration of the end face of the semiconductor laser chip, so the performance of the optical head remains stable even if it is used for a long period of time or stored or used in a humid environment.
【0040】さらに第2または第3のの態様においては
、半導体レーザの特に半導体レーザチップは、光ヘッド
製作当初から乾燥した窒素ガス雰囲気中または真空中に
置かれるので、清浄な半導体レーザチップの端面を長く
維持できる。よって、光ヘッドは、より長期間の保存ま
たは使用に耐えることができる。Furthermore, in the second or third aspect, since the semiconductor laser, particularly the semiconductor laser chip, is placed in a dry nitrogen gas atmosphere or in a vacuum from the beginning of manufacturing the optical head, the end face of the semiconductor laser chip is clean. can be maintained for a long time. Therefore, the optical head can be stored or used for a longer period of time.
【0041】また、第4の態様においては、フォーカス
レンズや回折格子等の光学部品の材質よりは融点の低い
焼結材、例えば、コバルトガラス(融点が約500度C
)などを加熱して溶融させゆっくりと冷却することによ
り、半導体レーザチップを密閉する接合部分の気密性を
良くし、さらに、接着剤使用時に生じる接着剤から放出
される不純ガスによる半導体レーザチップ端面の劣化の
問題も解決される。Further, in the fourth aspect, a sintered material having a melting point lower than that of the material of optical components such as a focus lens and a diffraction grating, such as cobalt glass (with a melting point of about 500 degrees Celsius), is used.
), etc., by heating and melting and slowly cooling it, it improves the airtightness of the joint that seals the semiconductor laser chip, and it also improves the airtightness of the joint part that seals the semiconductor laser chip.Furthermore, the end face of the semiconductor laser chip is The problem of deterioration is also solved.
【0042】第5の態様においては、焦点ずれ検出信号
やトラックずれ検出信号に応じて、2次元レンズアクチ
ュエータなどにより光ヘッド筺体全体を2方向に位置制
御することにより、自動焦点制御や自動トラッキング制
御を達成することができる。In the fifth aspect, automatic focusing control and automatic tracking control are performed by controlling the position of the entire optical head housing in two directions using a two-dimensional lens actuator or the like according to the focal deviation detection signal and the tracking deviation detection signal. can be achieved.
【0043】次に、第6の態様の作用を説明するために
、第1の回折格子の作用と本発明の焦点ずれ検出原理を
、図16および図17を用いて説明する。図16は、本
発明の光ヘッドの基本構成図で、導体レーザ300から
出射したレーザ光束301は、第1の回折格子302に
よって0次ビーム304aと+1次ビーム304bと−
1次ビーム304cに分離される。+1次ビーム304
bと−1次ビーム304cは、0次ビーム304aに対
して正と負の微小角度だけ異なる方向に出射する。さら
に、本発明で用いる第1の回折格子302は、通常の等
間隔直線溝型回折格子とは異なり、非等間隔直線溝型回
折格子または同心楕円弧型回折格子などであり、+1次
ビームに対して正の円柱レンズまたはトロイダルレンズ
として作用し、−1次ビームに対して負の円柱レンズま
たはトロイダルレンズとして作用する。よって、+1次
ビームと−1次ビームに絶対値が等しい正と負の非点収
差を与える。第1の回折格子302の作用によって、少
なくとも紙面内方向においては、+1次ビーム304b
は0次ビーム304aよりも集束状態になり、−1次ビ
ーム304cは0次ビーム304aよりも発散状態にな
る。各々のビームは、フォーカスレンズ306によって
絞り込まれる。紙面内方向において、0次ビーム304
aの集束点を307aとし、+1次ビーム304bの集
束点を307bとし、−1次ビーム304cの集束点を
307cとする。ただし、集束点307bと307cは
、+1次ビーム304bと−1次ビーム304cの焦線
である。光ディスク308による、0次ビーム304a
と+1次ビーム304bと−1次ビーム304cは光デ
ィスク308で反射し、、フォーカスレンズ306を通
過して、第2の回折格子303で半導体レーザ300の
出射ビーム301から分離され、光検出素子に到達する
。光検出素子311bは+1次反射ビーム310bを受
光して光量信号312bを出力し、光検出素子311c
は−1次反射ビーム310cを受光して光量信号312
cを出力する。光ディスク308には凹凸形状のピット
などのマークがある。光ディスク308が紙面横方向に
移動すると、+1次反射ビーム310bの光量と−1次
反射ビーム310cの光量はマークによって変調され、
光量信号312bと光量信号312cも変調される。光
量信号312bと光量信号312cの変調の大きさは、
例えば、エンベロープ検波回路によって検出することが
できる。エンベロープ検波回路は、入力信号の振幅の上
レベルと下レベルを検出し、その差、すなわち入力信号
の変調の大きさを出力する。よって、変調度信号314
bは+1次反射ビーム310bがマークによって変調さ
れる大きさを示し、変調度信号314cは+1次反射ビ
ーム310cがマークによって変調される大きさを示す
。変調度信号314bと変調度信号314cを差動演算
回路315に入力し、その出力を焦点ずれ検出信号31
6とする。Next, in order to explain the operation of the sixth aspect, the operation of the first diffraction grating and the defocus detection principle of the present invention will be explained using FIGS. 16 and 17. FIG. 16 is a basic configuration diagram of the optical head of the present invention, in which a laser beam 301 emitted from a conductive laser 300 is converted into a 0th-order beam 304a and a +1st-order beam 304b by a first diffraction grating 302.
It is separated into a primary beam 304c. +1st beam 304
The b and −1st order beams 304c are emitted in directions different from the 0th order beam 304a by small positive and negative angles. Furthermore, the first diffraction grating 302 used in the present invention is different from a normal evenly spaced straight groove type diffraction grating, and is a non-equally spaced straight groove type diffraction grating or a concentric elliptical arc type diffraction grating, and is for the +1st order beam. It acts as a positive cylindrical lens or toroidal lens with respect to the −1st order beam, and acts as a negative cylindrical lens or toroidal lens with respect to the -1st order beam. Therefore, positive and negative astigmatism with equal absolute values are given to the +1st-order beam and the -1st-order beam. Due to the action of the first diffraction grating 302, at least in the in-plane direction, the +1st-order beam 304b
is more focused than the zero-order beam 304a, and the -1st-order beam 304c is more divergent than the zero-order beam 304a. Each beam is focused by a focus lens 306. In the in-plane direction, the zero-order beam 304
Let 307a be the focal point of the beam a, 307b be the focal point of the +1st order beam 304b, and 307c be the focal point of the −1st order beam 304c. However, the focal points 307b and 307c are focal lines of the +1st-order beam 304b and the -1st-order beam 304c. Zero-order beam 304a from optical disk 308
The +1st order beam 304b and -1st order beam 304c are reflected by the optical disk 308, pass through the focus lens 306, are separated from the output beam 301 of the semiconductor laser 300 by the second diffraction grating 303, and reach the photodetector element. do. The photodetecting element 311b receives the +1st-order reflected beam 310b and outputs a light amount signal 312b, and the photodetecting element 311c
receives the −1st-order reflected beam 310c and outputs the light amount signal 312
Output c. The optical disc 308 has marks such as uneven pits. When the optical disk 308 moves in the horizontal direction on the paper, the light intensity of the +1st-order reflected beam 310b and the -1st-order reflected beam 310c are modulated by the marks.
The light amount signal 312b and the light amount signal 312c are also modulated. The magnitude of the modulation of the light amount signal 312b and the light amount signal 312c is
For example, it can be detected by an envelope detection circuit. The envelope detection circuit detects the upper level and lower level of the amplitude of the input signal, and outputs the difference therebetween, that is, the magnitude of modulation of the input signal. Therefore, the modulation degree signal 314
b indicates the magnitude by which the +1st-order reflected beam 310b is modulated by the mark, and the modulation degree signal 314c indicates the magnitude by which the +1st-order reflected beam 310c is modulated by the mark. The modulation degree signal 314b and the modulation degree signal 314c are input to the differential calculation circuit 315, and the output thereof is used as the defocus detection signal 31.
Set it to 6.
【0044】0次ビーム304aによって情報の記録再
生をするために最も適した光ディスク308の位置(焦
点合わせの目標点位置)は、0次ビーム304aの集束
点307aの位置309(2)である。第1の回折格子
302が+1次ビーム304bと−1次ビーム304c
に与える非点収差は符号が反対で絶対値が等しいから、
集束点306bと集束点306cの光ディスク308か
らのずれ量は等しい。よって、このディスク位置では、
+1次反射ビーム310bと−1次反射ビーム310c
がマークによって変調される大きさは等しく、変調度信
号314bのレベルと変調度信号314cのレベルは等
しくなり、焦点ずれ検出信号316はゼロレベルになる
。光ディスク308が位置309(1)の方へずれると
、+1次反射ビーム310bの変調度は大きくなり、−
1次反射ビーム310cの変調度は小さくなり、焦点ず
れ検出信号316は正レベルになる。光ディスク308
が+1次ビーム304bの集束点307bの位置309
(1)において、+1次反射ビーム310bの変調度は
最大になり、焦点ずれ検出信号316は最大の正レベル
になる。逆に、光ディスク308が位置309(3)の
方へずれると、+1次反射ビーム310bの変調度は小
さくなり、−1次反射ビーム310cの変調度は大きく
なり、焦点ずれ検出信号316は負レベルになる。光デ
ィスク308が−1次ビーム304cの集束点307c
の位置309(3)において、−1次反射ビーム310
cの変調度は最大になり、焦点ずれ検出信号316は最
大の負レベルになる。The most suitable position of the optical disk 308 (focusing target point position) for recording and reproducing information using the zero-order beam 304a is the position 309(2) of the focal point 307a of the zero-order beam 304a. The first diffraction grating 302 has a +1st order beam 304b and a −1st order beam 304c.
Since the astigmatism given to has opposite signs and equal absolute values,
The amount of deviation of the focusing point 306b and the focusing point 306c from the optical disk 308 is equal. Therefore, at this disk position,
+1st order reflected beam 310b and -1st order reflected beam 310c
are modulated by the marks to the same magnitude, the level of the modulation degree signal 314b and the level of the modulation degree signal 314c become equal, and the defocus detection signal 316 becomes zero level. When the optical disk 308 shifts toward position 309(1), the modulation degree of the +1st-order reflected beam 310b increases, and -
The degree of modulation of the primary reflected beam 310c becomes smaller, and the defocus detection signal 316 becomes a positive level. optical disc 308
is the position 309 of the focal point 307b of the +1st order beam 304b
In (1), the modulation degree of the +1st-order reflected beam 310b becomes maximum, and the defocus detection signal 316 becomes the maximum positive level. Conversely, when the optical disk 308 shifts toward position 309(3), the modulation degree of the +1st-order reflected beam 310b becomes smaller, the modulation degree of the -1st-order reflected beam 310c increases, and the defocus detection signal 316 becomes a negative level. become. The optical disc 308 is the focal point 307c of the -1st order beam 304c.
At position 309(3), -1st order reflected beam 310
The modulation degree of c becomes the maximum, and the defocus detection signal 316 becomes the maximum negative level.
【0045】図17の(1)と(2)は、図16の光デ
ィスク308が位置309(3)の位置にずれた場合の
光ディスク面上を示し、320aはメインスポット、3
20bと320cはサブスポットを示し、321はトラ
ックで、322はトラック321上に記録されているピ
ットを示す。ピット322の位置は、数トラックにわた
ってディスク半径方向にそろっている。(1)は、3つ
のスポットがトラック321の上を通過する場合で、サ
ブスポット320cの反射光は、複数のピット322で
大きく変調される。図には示さないが、図16の光ディ
スク308が位置309(1)の位置にずれた場合は、
サブスポット320bの反射光が複数のピット322で
大きく変調される。よって、(1)に示すように3つの
スポットがトラック321の上を通過する場合、焦点ず
れ検出信号は(3)の実線323で示す曲線になる。実
線323は、図18の(3)の実線353とほぼ同じ検
出感度が得られることを示す。また、図17の(2)は
3つのスポットがトラック321の間を通過する場合で
、サブスポット320cの反射光はやはり複数のピット
322で大きく変調されるので、変調度は、(1)の場
合と同程度に得られ減少しない。図には示さないが、図
16の光ディスク308が位置309(1)の位置にず
れた場合でも、サブスポット320bの反射光は複数の
ピット322によって変調され、変調度は(1)の場合
と同程度に得られ減少しない。よって、(2)の様に3
つのスポットがトラック321の間を通過する場合でも
、焦点ずれ検出信号は、図17の(3)の破線324で
示すようにほぼ実線323と同じレベルで、ピークや焦
点近傍の検出感度も減少する事はない。よって、トラッ
クずれが生じた場合でも、自動焦点合わせ制御の引き込
み動作を安定に行うことが出来る。17(1) and (2) show the optical disk surface when the optical disk 308 in FIG. 16 is shifted to position 309(3), 320a is the main spot, 320a is the main spot,
20b and 320c indicate sub-spots, 321 a track, and 322 a pit recorded on the track 321. The positions of the pits 322 are aligned in the radial direction of the disk over several tracks. (1) is a case where three spots pass over the track 321, and the reflected light of the sub-spot 320c is largely modulated by the plurality of pits 322. Although not shown in the figure, if the optical disc 308 in FIG. 16 shifts to position 309(1),
The reflected light of the sub-spot 320b is significantly modulated by the plurality of pits 322. Therefore, when three spots pass over the track 321 as shown in (1), the defocus detection signal becomes a curve shown by the solid line 323 in (3). A solid line 323 indicates that almost the same detection sensitivity as the solid line 353 in FIG. 18(3) can be obtained. In addition, (2) in FIG. 17 is a case where three spots pass between the tracks 321, and the reflected light of the sub-spot 320c is also largely modulated by the plurality of pits 322, so the degree of modulation is the same as in (1). It is obtained to the same extent as the case and does not decrease. Although not shown in the figure, even when the optical disc 308 in FIG. 16 is shifted to the position 309(1), the reflected light of the sub-spot 320b is modulated by the plurality of pits 322, and the degree of modulation is different from that in the case (1). It is obtained to the same extent and does not decrease. Therefore, as in (2), 3
Even when one spot passes between the tracks 321, the defocus detection signal is at almost the same level as the solid line 323, as shown by the broken line 324 in (3) of FIG. 17, and the detection sensitivity near the peak and focus also decreases. There's nothing wrong. Therefore, even if track deviation occurs, the pull-in operation for automatic focusing control can be performed stably.
【0046】以上の説明のように本発明によれば、第1
の回折格子302が+1次ビーム304bと−1次ビー
ム304cに与える非点収差は符号が反対で絶対値は必
ず等しいので、光ディスク308が焦点合わせの目標点
位置にあれば、集束点307bと集束点307cのずれ
量は必ず等しくなり、マークによる+1次反射ビーム3
10bと−1次反射ビーム310cの変調度も必ず等し
くなり、焦点ずれ検出信号316は自動的にゼロレベル
になる。よって、本発明によれば、焦点合わせの目標点
位置の設定が自動的に行われるので、焦点合わせのため
に光学部品の位置調整を行う必要がない。また、本発明
では、光検出素子311bと光検出素子311cは+1
次反射ビーム310bと−1次反射ビーム310cの全
光量を受光していればよく、各々の反射ビームが光検出
素子の受光面のどの位置にあってもよい。よって、光学
部品の位置がずれても焦点ずれ検出信号には原理的にオ
フセットが生じない。また、トラックずれが生じた場合
でも、自動焦点合わせ制御の引き込み動作を安定に行う
ことができる。As explained above, according to the present invention, the first
The astigmatism that the diffraction grating 302 gives to the +1st-order beam 304b and the -1st-order beam 304c has opposite signs and always has the same absolute value, so if the optical disk 308 is at the target point position for focusing, the astigmatism will be the same as the focusing point 307b. The amount of deviation at point 307c is always equal, and the +1st order reflected beam 3 due to the mark
The degree of modulation of the -1st-order reflected beam 310c is always equal to that of the reflected beam 10b, and the defocus detection signal 316 automatically becomes zero level. Therefore, according to the present invention, since the target point position for focusing is automatically set, there is no need to adjust the position of optical components for focusing. Further, in the present invention, the photodetecting element 311b and the photodetecting element 311c are +1
It is sufficient that the total amount of light of the secondary reflected beam 310b and the −1st-order reflected beam 310c is received, and each reflected beam may be located at any position on the light-receiving surface of the photodetector. Therefore, even if the position of the optical component shifts, no offset occurs in the defocus detection signal in principle. Furthermore, even if a track shift occurs, the pull-in operation for automatic focusing control can be performed stably.
【0047】第7の態様では、第1の回折格子302ま
たはホログラム素子は、その格子溝間隔が順次増加また
は減少する複数の直線溝の集合であり、+1次ビームと
−1次ビームに1方向にだけ集束または発散する正と負
の非点収差を与え、+1次ビームと−1次ビームを0次
ビームの主光線軸に対して反対方向に放射する。また、
マークは、トラックの方向とは垂直な方向にそろって配
置されているので、トラックずれが生じた場合でも、焦
点ずれ検出信号の減少はなく、自動焦点合わせ制御の引
き込み動作を安定に行うことができる。In the seventh aspect, the first diffraction grating 302 or hologram element is a set of a plurality of linear grooves whose grating groove intervals increase or decrease in sequence, and the +1st-order beam and the −1st-order beam are directed in one direction. Positive and negative astigmatism that converges or diverges only is given to the beam, and the +1st-order beam and the -1st-order beam are emitted in opposite directions with respect to the principal ray axis of the 0th-order beam. Also,
The marks are arranged in a direction perpendicular to the track direction, so even if a track shift occurs, the focus shift detection signal will not decrease, and the pull-in operation for automatic focusing control can be performed stably. can.
【0048】第8の態様では、第1の回折格子またはホ
ログラム素子は、その格子溝間隔が順次増加または減少
する複数の同心楕円溝の集合の一部分であり、+1次ビ
ームと−1次ビームに2方向に集束または発散する正と
負の非点収差を与える。さらに、その同心楕円溝の中心
位置が0次ビームの主光線軸の位置から偏心した位置に
配置され、+1次ビームと−1次ビームを0次ビームの
主光線軸に対して反対方向に放射する。また、マークは
、トラックの方向とは垂直な方向にそろって配置されて
いるので、トラックずれが生じた場合でも、焦点ずれ検
出信号の減少はなく、自動焦点合わせ制御の引き込み動
作を安定に行うことができる。In the eighth aspect, the first diffraction grating or hologram element is a part of a set of a plurality of concentric elliptical grooves whose grating groove spacing increases or decreases sequentially, and the first diffraction grating or hologram element is a part of a set of a plurality of concentric elliptical grooves whose grating groove spacing increases or decreases sequentially, Provides positive and negative astigmatism that converges or diverges in two directions. Furthermore, the center position of the concentric elliptical groove is placed at a position eccentric from the position of the principal ray axis of the 0th-order beam, and the +1st-order beam and -1st-order beam are emitted in opposite directions with respect to the principal ray axis of the 0th-order beam. do. In addition, since the marks are arranged in a direction perpendicular to the track direction, even if a track shift occurs, the focus shift detection signal will not decrease, and the pull-in operation for automatic focusing control will be performed stably. be able to.
【0049】第9の態様では、振幅検出回路を、+1次
ビームまたは−1次ビームがマーク間にある時の光検出
素子の出力信号レベルを保持する第1のサンプルホール
ド回路と、+1次ビームまたは−1次ビームがマーク上
にある時の光検出素子の出力信号レベルを保持する第2
のサンプルホールド回路と、第1のサンプルホールド回
路の出力信号と第2のサンプルホールド回路の出力信号
を引算する差動演算回路とで構成することにより、サブ
ビームを受光する光検出素子が出力する光量信号からマ
ークによって変調された振幅の大きさを検出することが
できる。In the ninth aspect, the amplitude detection circuit includes a first sample and hold circuit that holds the output signal level of the photodetecting element when the +1st order beam or the -1st order beam is between the marks, and the +1st order beam. or - a second one that maintains the output signal level of the photodetector when the primary beam is on the mark;
The photodetector element that receives the sub-beam outputs the sub-beam by comprising a sample-and-hold circuit and a differential calculation circuit that subtracts the output signal of the first sample-and-hold circuit and the output signal of the second sample-and-hold circuit. The magnitude of the amplitude modulated by the mark can be detected from the light amount signal.
【0050】第10の態様では、振幅検出回路が、振幅
検出回路の出力信号の極性を常に正レベルまたは負レベ
ルにするためのスイッチ回路を内蔵することにより、振
幅信号が常に同じ極正になるので、それらの差動演算を
行った結果、焦点ずれ検出信号に、誤動作が生じない。[0050] In the tenth aspect, the amplitude detection circuit includes a switch circuit for always setting the polarity of the output signal of the amplitude detection circuit to a positive level or a negative level, so that the amplitude signal always has the same polarity positive. Therefore, as a result of performing these differential calculations, no malfunction occurs in the defocus detection signal.
【0051】第11の態様では、マークが、情報媒体面
上をメインスポットが案内される所定のトラック中心線
に対して片側に一定距離だけはなれて配置された第1の
ピット群とトラック中心線に対して反対側に等距離だけ
はなれて配置された第2のピット群からなり、メインス
ポットが第1のピットを通過するときの光検出素子の出
力信号レベルと第2のピットを通過するときの光検出素
子の出力信号レベルを比較することにより、本発明にお
ける焦点ずれ検出方式と同じく、サンプルサーボ方式用
にフォーマットされた光ディスクを用いてトラッキング
制御にサンプルサーボ方式を用いることができ、無調整
化が可能な小形の光ヘッドを実現できる。[0051] In the eleventh aspect, the mark is located between the first pit group and the track center line, which are arranged at a certain distance on one side with respect to the predetermined track center line along which the main spot is guided on the information medium surface. The output signal level of the photodetecting element when the main spot passes through the first pit and when the main spot passes through the second pit is By comparing the output signal levels of the photodetecting elements, it is possible to use the sample servo method for tracking control using an optical disk formatted for the sample servo method, similar to the defocus detection method in the present invention, and to perform tracking control without any adjustment. It is possible to realize a compact optical head that can be
【0052】次に、第12の態様の作用を説明するため
に、第2の回折格子と偏光回転手段からなるビーム分離
光学系の作用を説明する。図16で、半導体レーザ30
0などの光源は、直線偏光のレーザビーム301を出射
する。半導体レーザ出射ビーム301は、複屈折性物質
でできている第2の回折格子板303を通過し、ファラ
デーローテータや4分の1波長板などの偏光回転手段3
05を通過し、光ディスク308などの情報媒体に達す
る。情報媒体308で反射した反射ビームは、再度偏光
回転手段305を通過する。ファラデーローテータや4
分の1波長板などの偏光回転手段305は、レーザビー
ムを往復させると直線偏光の偏光方向を90度回転する
ことができる。よって、例えば、光源300からの出射
ビーム301は第2の回折格子板303中を常光線とし
て伝搬し、ディスク308からの反射ビームは第2の回
折格子板303中を異常光線として伝搬する。第2の回
折格子板303に回折格子の格子溝深さは、凸部を通過
した異常光線の光路長と凹部を通過した異常光線の光路
長の差が波長の整数倍と2分の1波長になるように設定
されている。また、格子溝の凸部の幅と凹部の幅は、ほ
ぼ等しい。そこで、凸部を通過したビームと凹部を通過
したビームは、強度が等しく、位相が半波長分だけずれ
ているので、0次回折方向においては互いに打ち消し合
う。一方、±1次回折方向においては互いに強め合うの
で強い±1次回折ビームとなり、半導体レーザ300の
近傍に配置された光検出器311bや311cに到達す
る。よって、ディスク反射ビームを完全に分離すること
ができ、十分な検出信号が得られる。また、ディスク反
射ビームは、半導体レーザ300には戻ることがなく、
レーザノイズの発生も少なくなる。Next, in order to explain the operation of the twelfth aspect, the operation of the beam separation optical system consisting of the second diffraction grating and polarization rotation means will be explained. In FIG. 16, the semiconductor laser 30
A light source such as 0 emits a linearly polarized laser beam 301. The semiconductor laser emitted beam 301 passes through a second diffraction grating plate 303 made of a birefringent material, and then passes through a polarization rotation means 3 such as a Faraday rotator or a quarter-wave plate.
05 and reaches an information medium such as an optical disk 308. The reflected beam reflected by the information medium 308 passes through the polarization rotation means 305 again. Faraday rotator and 4
The polarization rotation means 305, such as a half-wave plate, can rotate the polarization direction of linearly polarized light by 90 degrees by reciprocating the laser beam. Therefore, for example, the emitted beam 301 from the light source 300 propagates in the second diffraction grating plate 303 as an ordinary ray, and the reflected beam from the disk 308 propagates in the second diffraction grating plate 303 as an extraordinary ray. The grating groove depth of the diffraction grating in the second diffraction grating plate 303 is such that the difference between the optical path length of the extraordinary ray that has passed through the convex portion and the optical path length of the extraordinary ray that has passed through the concave portion is an integral multiple of the wavelength and a half wavelength. is set to be. Furthermore, the width of the convex portion and the width of the concave portion of the lattice groove are approximately equal. Therefore, the beam that has passed through the convex portion and the beam that has passed through the concave portion have the same intensity and are shifted in phase by a half wavelength, so that they cancel each other out in the zero-order diffraction direction. On the other hand, in the ±1st-order diffraction direction, the diffraction beams strengthen each other, resulting in a strong ±1st-order diffraction beam, which reaches the photodetectors 311b and 311c arranged near the semiconductor laser 300. Therefore, the disk reflected beam can be completely separated, and a sufficient detection signal can be obtained. Further, the disk reflected beam does not return to the semiconductor laser 300,
The generation of laser noise is also reduced.
【0053】第13の態様では、さらに第2の回折格子
の凸部と凹部の常光線(または異常光線)に対する光路
長の差が波長のほぼ整数倍になるように設定されている
ので、第2の回折格子の凸部を通過したビームの位相と
凹部を通過したビームの位相は一致するので、半導体レ
ーザ出射ビーム301に対しては回折格子として作用し
ない。よって、半導体レーザ出射ビーム301は、第2
の回折格子によっては分離されないで、第1の回折格子
303によってのみ分離して、光ディスク308に達す
るので、メインビーム304aの光強度が低下すること
はない。In the thirteenth aspect, the difference in optical path length between the convex portion and the concave portion of the second diffraction grating for the ordinary ray (or extraordinary ray) is set to be approximately an integral multiple of the wavelength. Since the phase of the beam passing through the convex portion of the second diffraction grating matches the phase of the beam passing through the concave portion, it does not act as a diffraction grating for the semiconductor laser output beam 301. Therefore, the semiconductor laser emitted beam 301
The main beam 304a is not separated by the first diffraction grating, but is separated by the first diffraction grating 303 and reaches the optical disk 308, so the light intensity of the main beam 304a does not decrease.
【0054】第14の態様では、偏光回転手段305に
4分の1波長板を用いることにより、光ヘッドを小さく
することができ、また、光ヘッドのコストを低下するこ
とができる。In the fourteenth aspect, by using a quarter wavelength plate for the polarization rotation means 305, the optical head can be made smaller and the cost of the optical head can be reduced.
【0055】第15の態様では、回折格子板と4分の1
波長板とを一体にすることにより、部品数が減少するの
で光ヘッドの組立が容易になり、また、さらに光ヘッド
も小さくなる。In the fifteenth aspect, the diffraction grating plate and the quarter
By integrating the wavelength plate, the number of parts is reduced, making it easier to assemble the optical head, and the optical head can also be made smaller.
【0056】また、第16の態様では、第1の回折格子
302は、回折格子板303の他方の面に形成されてい
るので、光学部品数を減少することができて光ヘッドが
小型になる。また、光ヘッドの組立を容易にすることが
できる。Furthermore, in the sixteenth aspect, since the first diffraction grating 302 is formed on the other surface of the diffraction grating plate 303, the number of optical components can be reduced and the optical head can be made smaller. . Furthermore, assembly of the optical head can be facilitated.
【0057】第17の態様では、さらに、第1の回折格
子302は、複屈折性物質からなる。なた、第1の回折
格子302の凸部と凹部は、異常光線(または常光線)
に対する光路長の差がほぼ波長の整数倍で、幅がほぼ等
しい。そのため、第1の回折格子302は、ディスク反
射ビームに対しては回折格子の作用はない。よって、第
1の回折格子302によって半導体レーザ出射ビームか
ら分離した複数のビーム304aと304bと304c
は、ディスクで反射した後に再度第1の回折格子302
を通過しても、さらに分離することはない。In the seventeenth aspect, the first diffraction grating 302 is further made of a birefringent material. Note that the convex portions and concave portions of the first diffraction grating 302 are used for extraordinary rays (or ordinary rays).
The difference in optical path length is approximately an integral multiple of the wavelength, and the widths are approximately equal. Therefore, the first diffraction grating 302 does not act as a diffraction grating on the disk reflected beam. Therefore, a plurality of beams 304a, 304b, and 304c are separated from the semiconductor laser emitted beam by the first diffraction grating 302.
is reflected by the disk and then re-applied to the first diffraction grating 302.
There will be no further separation even if it passes through.
【0058】[0058]
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1から図13
および図19を用いて説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 13.
This will be explained using FIG.
【0059】図1は、本発明を用いた光ヘッドの構成図
である。1は半導体レーザ、2は複屈折性物質の回折格
子板、5は4分の1波長板、6はフォーカスレンズ、7
Aと7Bは3分割型光検出器、8は半導体レーザ1のパ
ワーモニタ用光検出器、9は光検出器出力信号の演算回
路、である。回折格子板2の半導体レーザ1側の面には
回折格子3があり、フォーカスレンズ6側の面には回折
格子4がある。半導体レーザ1から出射したビーム14
は、回折格子4によって、メインビーム15aと、サブ
ビーム15bおよび15cに分離される。16は、メイ
ンビーム15aとサブビーム15bと15cが図1には
示さない光ディスクで反射し、4分の1波長板を通過し
た反射ビームである。反射ビーム16は、回折格子3に
よって、ビーム17Aと17Bに分離される。反射ビー
ム16,ビーム17A,ビーム17Bは各々、メインビ
ーム15aと2つのサブビーム15bと15cからなる
。ビーム17Aは3分割型光検出器7Aで受光され、ビ
ーム17Bは3分割型光検出器7Bで受光される。半導
体レーザ1と光検出器7Aおよび7Bは、フランジ10
を介して円形基板11上に固定されている。また、パワ
ーモニタ用光検出器8と集積型電子回路9も円形基板1
1上に固定されている。12は筒状の光ヘッド筺体で、
光ヘッド筺体12の中には、フォーカスレンズ6と4分
の1波長板5と回折格子板2と円形基板11が、スペー
サ13aと13bと13cを介して固定されている。FIG. 1 is a block diagram of an optical head using the present invention. 1 is a semiconductor laser, 2 is a diffraction grating plate made of a birefringent material, 5 is a quarter wavelength plate, 6 is a focus lens, 7
A and 7B are three-split photodetectors, 8 is a photodetector for power monitoring of the semiconductor laser 1, and 9 is an arithmetic circuit for the photodetector output signal. A diffraction grating 3 is provided on the surface of the diffraction grating plate 2 on the semiconductor laser 1 side, and a diffraction grating 4 is provided on the surface on the focus lens 6 side. Beam 14 emitted from semiconductor laser 1
is separated by the diffraction grating 4 into a main beam 15a and sub-beams 15b and 15c. Reference numeral 16 indicates a reflected beam in which the main beam 15a and sub-beams 15b and 15c are reflected by an optical disk not shown in FIG. 1 and passed through a quarter wavelength plate. The reflected beam 16 is separated by the diffraction grating 3 into beams 17A and 17B. The reflected beam 16, beam 17A, and beam 17B each consist of a main beam 15a and two sub-beams 15b and 15c. The beam 17A is received by the 3-split photodetector 7A, and the beam 17B is received by the 3-split photodetector 7B. The semiconductor laser 1 and the photodetectors 7A and 7B are connected to the flange 10.
It is fixed onto the circular substrate 11 via. In addition, a power monitor photodetector 8 and an integrated electronic circuit 9 are also mounted on the circular substrate 1.
It is fixed on 1. 12 is a cylindrical optical head housing;
Inside the optical head housing 12, a focus lens 6, a quarter wavelength plate 5, a diffraction grating plate 2, and a circular substrate 11 are fixed via spacers 13a, 13b, and 13c.
【0060】図19は、このヘッドの組立図である。ま
ず、図19の(a)に示すように、光ヘッド筺体12と
フォーカスレンズ6の間に、コバルトガラスなどの低融
点のガラス粉末400をはさみ、オーブンで加熱する。
例えば、コバルトガラスなどは、摂氏500度程度で溶
融する。徐々に室温に戻すと、図19の(b)に示すよ
うに、溶融した低融点ガラスは固まって焼結ガラス40
1になり、光ヘッド筺体12とフォーカスレンズ6を密
閉接着する。フォーカスレンズ6が焼結接着された光ヘ
ッド筺体12に、乾燥した窒素雰囲気中で、スペーサ1
3a,4分の1波長板5,スペーサ13b,回折格子板
2,スペーサ13cの順に挿入する。その後、光ヘッド
筺体12のつば部分403に、銅などの柔らかい金属で
できたリング状のパッキン402をのせ、円形基板11
をかぶせ、図には示さないネジで金属パッキン402の
凸部をつば部分403と円形基板11でつぶしながら、
円形基板11を固定する。以上の工程により、光ヘッド
筺体12の内部は、乾燥した窒素ガスによって満たされ
、外気から密閉される。FIG. 19 is an assembled view of this head. First, as shown in FIG. 19(a), a low melting point glass powder 400 such as cobalt glass is sandwiched between the optical head housing 12 and the focus lens 6 and heated in an oven. For example, cobalt glass melts at about 500 degrees Celsius. When the temperature is gradually returned to room temperature, the molten low melting point glass solidifies and forms the sintered glass 40, as shown in FIG. 19(b).
1, and the optical head housing 12 and focus lens 6 are hermetically bonded. The spacer 1 is attached to the optical head housing 12 to which the focus lens 6 is sintered and bonded in a dry nitrogen atmosphere.
3a, quarter wavelength plate 5, spacer 13b, diffraction grating plate 2, and spacer 13c are inserted in this order. Thereafter, a ring-shaped packing 402 made of soft metal such as copper is placed on the collar 403 of the optical head housing 12, and the circular board 11 is
, and while crushing the convex part of the metal packing 402 with the collar part 403 and the circular board 11 with a screw (not shown),
The circular substrate 11 is fixed. Through the above steps, the inside of the optical head housing 12 is filled with dry nitrogen gas and sealed from the outside air.
【0061】図2は、図1に示した光ヘッドを用いた光
ディスク装置の機構系構成図である。21は装置基板、
22は光ディスク、23は光ディスク22を回転するモ
ーターである。光ヘッド筺体12は、バネ24を介して
2次元光ヘッドアクチュエータ25に取り付けられてい
る。2次元光ヘッドアクチュエータ25は、光ヘッド筺
体12全体を紙面上下方向に移動してフォーカシング制
御を行うためのコイルと磁石からなるフォーカシングア
クチュエータ26と、光ヘッド筺体12全体を紙面左右
方向に移動してトラッキング制御を行うためのコイルと
磁石からなるトラッキングアクチュエータ27とからな
る。また、キャリッジ28は、2次元光ヘッドアクチュ
エータ25全体を光ディスク22の半径方向に移動し、
アクセス制御を行なう。FIG. 2 is a mechanical configuration diagram of an optical disk device using the optical head shown in FIG. 21 is a device board;
22 is an optical disk, and 23 is a motor for rotating the optical disk 22. The optical head housing 12 is attached to a two-dimensional optical head actuator 25 via a spring 24. The two-dimensional optical head actuator 25 includes a focusing actuator 26 consisting of a coil and a magnet for performing focusing control by moving the entire optical head housing 12 in the vertical direction in the drawing, and a focusing actuator 26 that moves the entire optical head housing 12 in the horizontal direction in the drawing. It consists of a tracking actuator 27 consisting of a coil and a magnet for performing tracking control. Further, the carriage 28 moves the entire two-dimensional optical head actuator 25 in the radial direction of the optical disk 22,
Perform access control.
【0062】図3は、3分割型光検出器7Aと7Bの構
造と、演算回路9のブロックダイアグラムである。3分
割型光検出器7Aは、3つの受光素子7Aa,7Ab,
7Acからなり、受光素子7Aaはビーム17Aのメイ
ンビーム17Aaを受光し、受光素子7Abはビーム1
7Aのサブビーム17Abを受光し、受光素子7Acは
ビーム17Aのサブビーム17Acを受光する。3分割
型光検出器7Bは、3つの受光素子7Ba、7Bb、7
Bcからなり、受光素子7Baはビーム17Bのメイン
ビーム17Baを受光し、受光素子7Bbはビーム17
Bのサブビーム17Bbを受光し、受光素子7Bcはビ
ーム17Bのサブビーム17Bcを受光する。加算回路
30は、受光素子7Aaと7Baの出力信号を加算して
、メインビーム15aの光量信号31を出力する。サン
プルサーボ回路32は、メインビーム15aの光量信号
31からトラックずれ検出信号33を生成する。トラッ
クずれ検出信号33を図2のトラッキングアクチュエー
タ27に供給し、トラッキング制御をおこなう。加算回
路34bは、受光素子7Abと7Bbの出力信号を加算
して、サブビーム15bの光量信号35bを出力する。
エンベロープ検波回路36bは、サブビーム15bの光
量信号35bから変調度信号37bを生成する。加算回
路34cは、受光素子7Acと7Bcの出力信号を加算
して、サブビーム15cの光量信号35cを出力する。
エンベロープ検波回路36cは、サブビーム15cの光
量信号35cから変調度信号37cを生成する。差動演
算回路38は、変調度信号37bと変調度信号37cを
引算して、焦点ずれ検出信号を出力する。焦点ずれ検出
信号39を図2のフォーカシングアクチュエータ26に
供給し、フォーカシング制御をおこなう。FIG. 3 is a block diagram of the structure of the three-part photodetectors 7A and 7B and the arithmetic circuit 9. The three-segment photodetector 7A includes three light receiving elements 7Aa, 7Ab,
7Ac, the light receiving element 7Aa receives the main beam 17Aa of the beam 17A, and the light receiving element 7Ab receives the main beam 17A of the beam 17A.
The light-receiving element 7Ac receives the sub-beam 17Ab of the beam 17A, and the sub-beam 17Ac of the beam 17A. The three-segment photodetector 7B includes three light receiving elements 7Ba, 7Bb, 7
Bc, the light receiving element 7Ba receives the main beam 17Ba of the beam 17B, and the light receiving element 7Bb receives the main beam 17B.
The light receiving element 7Bc receives the sub-beam 17Bb of the beam 17B. The adder circuit 30 adds the output signals of the light receiving elements 7Aa and 7Ba and outputs a light amount signal 31 of the main beam 15a. The sample servo circuit 32 generates a track deviation detection signal 33 from the light amount signal 31 of the main beam 15a. The track deviation detection signal 33 is supplied to the tracking actuator 27 in FIG. 2 to perform tracking control. The adder circuit 34b adds the output signals of the light receiving elements 7Ab and 7Bb and outputs a light amount signal 35b of the sub-beam 15b. The envelope detection circuit 36b generates a modulation degree signal 37b from the light amount signal 35b of the sub-beam 15b. The adder circuit 34c adds the output signals of the light receiving elements 7Ac and 7Bc and outputs a light amount signal 35c of the sub-beam 15c. The envelope detection circuit 36c generates a modulation degree signal 37c from the light amount signal 35c of the sub-beam 15c. The differential calculation circuit 38 subtracts the modulation degree signal 37b and the modulation degree signal 37c, and outputs a defocus detection signal. The focus shift detection signal 39 is supplied to the focusing actuator 26 in FIG. 2 to perform focusing control.
【0063】まず、本発明によるビーム分離光学系の動
作について説明する。First, the operation of the beam separation optical system according to the present invention will be explained.
【0064】図4は、回折格子板2の構造を説明する図
である。回折格子板2は、例えばLiNbO3(ニオブ
酸リチウム)である。図4の(a)は、LiNbO3の
屈折率楕円体40を示す。LiNbO3 は、三方晶系
の結晶で光学的に負の一軸結晶である。よって、その屈
折率楕円体40は、光学軸(または結晶軸のC軸)41
方向に偏平な回転対称な楕円体である。図3の(b)は
、回折格子板2とLiNbO3 の光学軸41とビーム
14と16の偏光方向を示す。光学軸41は、回折格子
板2の面内にある。屈折率楕円体40のビーム14また
は16に垂直な切断面形状は、楕円42で示すように光
学軸41方向が短軸の楕円になる。半導体レーザ1の出
射ビーム14の偏光方向14′は、光学軸41の方向と
一致している。よって、出射ビーム14は、回折格子板
2中を異常光線として伝搬する。回折格子板2を通過し
たビーム14は、4分の1波長板5によって円偏光にな
り、光ディスク22で反射し逆回りの円偏光になり、再
度4分の1波長板5を通過すると、出射ビーム14の偏
光方向14′とは垂直な方向の直線偏光になる。よって
、ディスク反射ビーム16の偏光方向16′は楕円42
の長軸方向に一致し、ディスク反射ビーム16は回折格
子2中を常光線として伝搬する。回折格子板2の半導体
レーザ側の面には、図4の(c)に示すような等間隔直
線型の回折格子3があり、回折格子3の溝深さは例えば
4.63μm である。また、回折格子板2のフォーカ
スレンズ側の面には、例えば図4の(d)に示すような
不等間隔直線型の回折格子4があり、回折格子4の溝深
さは1.85μm である。FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of the diffraction grating plate 2. As shown in FIG. The diffraction grating plate 2 is, for example, LiNbO3 (lithium niobate). FIG. 4(a) shows a refractive index ellipsoid 40 of LiNbO3. LiNbO3 is a trigonal crystal and an optically negative uniaxial crystal. Therefore, the refractive index ellipsoid 40 has an optical axis (or the C axis of the crystal axis) 41
It is a rotationally symmetrical ellipsoid that is flat in the direction. FIG. 3(b) shows the optical axis 41 of the diffraction grating plate 2 and LiNbO3, and the polarization directions of the beams 14 and 16. The optical axis 41 is within the plane of the diffraction grating plate 2 . The shape of the cross section of the refractive index ellipsoid 40 perpendicular to the beam 14 or 16 is an ellipse whose minor axis is in the direction of the optical axis 41, as shown by an ellipse 42. The polarization direction 14' of the emitted beam 14 of the semiconductor laser 1 coincides with the direction of the optical axis 41. Therefore, the output beam 14 propagates through the diffraction grating plate 2 as an extraordinary ray. The beam 14 that has passed through the diffraction grating plate 2 becomes circularly polarized light by the quarter-wave plate 5, is reflected by the optical disk 22, becomes circularly polarized light in the opposite direction, and when it passes through the quarter-wave plate 5 again, it is emitted. The beam 14 becomes linearly polarized in a direction perpendicular to the polarization direction 14'. Therefore, the polarization direction 16' of the disk reflected beam 16 is an ellipse 42.
The disk reflected beam 16 propagates in the diffraction grating 2 as an ordinary ray. On the surface of the diffraction grating plate 2 on the semiconductor laser side, there is a diffraction grating 3 of an evenly spaced straight line type as shown in FIG. 4(c), and the groove depth of the diffraction grating 3 is, for example, 4.63 μm. Further, on the surface of the diffraction grating plate 2 on the focus lens side, there is a linear diffraction grating 4 with irregular intervals as shown in FIG. 4(d), and the groove depth of the diffraction grating 4 is 1.85 μm. be.
【0065】図5は、2つの回折格子3と4の溝深さが
違う理由を説明する図である。図5の上段の図に示すよ
うに、屈折率がnの物質50でできた回折格子51の溝
深さをdとすると、凸部の光路長52はndで、回折格
子の周囲が空気で囲まれているとすれば凹部の光路長5
3はdであるから、凸部と凹部の光路長の差ΔOPは、
ΔOP=(n−1)d
である。ΔOPが波長の整数倍であれば、凸部を通過し
たビームの位相と凹部を通過したビームの位相のずれは
なく、回折格子の作用はない。ΔOPが波長の整数倍か
らずれると、凸部を通過したビームの位相と凹部を通過
したビームの位相がずれ、回折格子として作用する。特
に、ΔOPが波長の整数倍と半波長であれば、凸部を通
過したビームの位相と凹部を通過したビームの位相が1
80度ずれ、0次回折方向に出射するビームは互いに打
ち消し合うので、0次回折ビームは生じない。よって、
通過ビームは主に±1次回折方向に回折される。図5の
下段のグラフは、横軸が溝深さdで、縦軸が波長単位の
光路長の差ΔOP/λ=(n−1)d/λである。Li
NbO3 の波長780nm近辺における常光線屈折率
noと異常光線屈折率neは、
no=2.262
ne=2.179
で、これらの常光線屈折率noの値から求めたΔOP/
λを直線54で示し、異常光線屈折率neの値から求め
たΔOP/λを直線55で示す。上述したように、縦軸
の値がちょうど整数になれば、回折格子の作用はない。
縦軸の値が半整数になれば、0次回折ビームは無く、強
い±1次回折ビームを生じる回折格子となる。その他の
値では、整数に近いほど0次回折ビームが強く、半整数
に近いほど±1次回折ビームが強い回折格子になる。図
5のグラフから、溝深さが4.63μmの場合は、異常
光線に対しては光路長の差がちょうど波長の7倍で、常
光線に対しては光路長の差が7.5 倍でる。よって、
回折格子板2の半導体レーザ側の面の回折格子4の溝深
さを4.63μm とすれば、回折格子4は、半導体レ
ーザ出射ビーム14に対しては回折格子としての作用が
なく、ディスク反射ビーム16に対しては0次回折ビー
ムはなく±1次回折ビームだけ生じる回折格子となる。
即ち、回折格子3と4分の1波長板5によって、半導体
レーザ出射ビーム14とディスク反射ビーム16を完全
に分離することができる。また、溝深さが1.85μm
の場合は、常光線に対しては光路長の差がちょうど波
長の3倍で、異常光線に対しては光路長の差が2.8
倍でる。よって、回折格子板2のフォーカスレンズ側の
面の回折格子4の溝深さを1.85μm とすれば、回
折格子4は、半導体レーザ出射ビーム14に対しては強
い0次回折ビームと弱い±1次回折ビームを生じる回折
格子として作用し、ディスク反射ビーム16に対しては
回折格子としての作用がない。よって、回折格子4を、
半導体レーザ出射ビーム14から記録再生用のメインビ
ームとスポット位置制御用の2つのサブビームを生成す
るための回折格子として用いることができる。しかも、
これらのビームが光ディスクで反射した後、再度回折格
子4を通過しても、通常の回折格子のようにさらに多く
のビームに分離することはない、という利点がある。FIG. 5 is a diagram explaining the reason why the groove depths of the two diffraction gratings 3 and 4 are different. As shown in the upper diagram of FIG. 5, if the groove depth of the diffraction grating 51 made of a material 50 with a refractive index of n is d, the optical path length 52 of the convex portion is nd, and the surroundings of the diffraction grating are air. If it is surrounded, the optical path length of the recess is 5
Since 3 is d, the difference ΔOP in the optical path length between the convex part and the concave part is
ΔOP=(n-1)d. If ΔOP is an integral multiple of the wavelength, there is no phase shift between the beam passing through the convex portion and the beam passing through the concave portion, and there is no effect of the diffraction grating. When ΔOP deviates from an integer multiple of the wavelength, the phase of the beam passing through the convex portion and the phase of the beam passing through the concave portion are shifted, and the beam acts as a diffraction grating. In particular, if ΔOP is an integral multiple of the wavelength and a half wavelength, the phase of the beam passing through the convex portion and the phase of the beam passing through the concave portion are 1.
Since the beams deviated by 80 degrees and emitted in the 0th order diffraction direction cancel each other out, no 0th order diffraction beam is generated. Therefore,
The passing beam is mainly diffracted in the ±1st order diffraction directions. In the lower graph of FIG. 5, the horizontal axis is the groove depth d, and the vertical axis is the optical path length difference ΔOP/λ=(n-1)d/λ in units of wavelength. Li
The ordinary refractive index no and extraordinary ray refractive index ne of NbO3 near the wavelength 780 nm are: no=2.262 ne=2.179, and ΔOP/
λ is shown by a straight line 54, and ΔOP/λ obtained from the value of the extraordinary ray refractive index ne is shown by a straight line 55. As mentioned above, if the value on the vertical axis is just an integer, there is no effect of the diffraction grating. When the value on the vertical axis becomes a half-integer, there is no 0th-order diffraction beam, and the diffraction grating produces strong ±1st-order diffraction beams. For other values, the closer the value is to an integer, the stronger the 0th-order diffraction beam becomes, and the closer it is to a half-integer, the stronger the ±1st-order diffraction beam becomes. From the graph in Figure 5, when the groove depth is 4.63 μm, the difference in optical path length for extraordinary rays is exactly 7 times the wavelength, and the difference in optical path length for ordinary rays is 7.5 times the wavelength. Out. Therefore,
If the groove depth of the diffraction grating 4 on the semiconductor laser side surface of the diffraction grating plate 2 is 4.63 μm, the diffraction grating 4 will not act as a diffraction grating for the semiconductor laser emitted beam 14, and will reflect the disk. For beam 16, the diffraction grating produces no 0th-order diffraction beam but only ±1st-order diffraction beams. That is, the diffraction grating 3 and the quarter-wave plate 5 can completely separate the semiconductor laser emitted beam 14 and the disk reflected beam 16. In addition, the groove depth is 1.85 μm
In the case of , the difference in optical path length for ordinary rays is exactly three times the wavelength, and the difference in optical path length for extraordinary rays is 2.8.
It's double. Therefore, if the groove depth of the diffraction grating 4 on the focus lens side surface of the diffraction grating plate 2 is 1.85 μm, the diffraction grating 4 will produce a strong 0th-order diffraction beam and a weak ± It acts as a diffraction grating for producing the first-order diffraction beam, but does not act as a diffraction grating for the disc reflected beam 16. Therefore, the diffraction grating 4 is
It can be used as a diffraction grating for generating a main beam for recording and reproduction and two sub-beams for spot position control from the semiconductor laser emitted beam 14. Moreover,
There is an advantage that even if these beams pass through the diffraction grating 4 again after being reflected by the optical disk, they will not be separated into more beams as in a normal diffraction grating.
【0066】以上の説明から、図1において、半導体レ
ーザ1から出射したビーム14は、回折格子4によって
、メインビーム15aと、サブビーム15bおよび15
cに分離し、4分の一波長板を通過して、光ディスク2
2(図2に示す)に達する。光ディスク22で反射した
メインビーム15aとサブビーム15bと15cは、4
分の1波長板を通過し、回折格子3によってビーム17
Aとビーム17Bになり、半導体レーザ出射ビーム14
とは完全に分離することができる。From the above explanation, in FIG. 1, the beam 14 emitted from the semiconductor laser 1 is divided into a main beam 15a, sub beams 15b and
optical disk 2, passes through a quarter-wave plate, and
2 (shown in Figure 2). The main beam 15a and sub beams 15b and 15c reflected by the optical disc 22 are 4
The beam 17 passes through the half-wave plate and is filtered by the diffraction grating 3.
A and beam 17B, and the semiconductor laser output beam 14
can be completely separated.
【0067】次に、本実施例の光ヘッドにおける焦点ず
れ検出方法およびフォーカシング制御について説明する
。Next, the defocus detection method and focusing control in the optical head of this embodiment will be explained.
【0068】図6は、不等間隔直線型の回折格子4の構
造と作用を説明する図である。回折格子4を含む平面内
にx軸とy軸をとり、ビームの進行方向にz軸をとり、
設計上の座標原点をOとする。図6の(1)はx−y平
面を示し、回折格子4の多数の格子溝60は、y軸に平
行な直線群61n(n=±1,±2,±3,…)の一部
分である。回折格子4の作用はy軸方向には一様である
から、図7に示すx−z断面でその集光発散作用を説明
する。原点Oからfだけ離れたz軸上の点をPとし、点
Pを中心に半径fの円をSoで示す。また、波長をλと
して、点Pを中心に半径(f+nλ)の円をSn(n=
1,2,3,…)で示す。円Snとx軸との交点を直線
群61nとすれば、x−y平面に入射して直線群61n
で回折した後点Pに集束するビームは、点Pにおいて同
位相になり強めあうので、+1次の回折ビーム15bと
なる。同時に、直線群61nで+1次回折ビームとは反
対方向に回折するビームは、回折格子による回折角の対
称性によって、原点Oから−fだけ離れたz軸上の点Q
から発散する−1次の回折ビーム15cになる。よって
、図6の(1)に示す直線群61nの原点Oからの位置
Xn(n=1,2,3,…)を、FIG. 6 is a diagram illustrating the structure and operation of the non-uniformly spaced linear type diffraction grating 4. The x-axis and y-axis are taken in the plane containing the diffraction grating 4, and the z-axis is taken in the direction of beam propagation,
Let O be the design coordinate origin. (1) in FIG. 6 shows the x-y plane, and the many grating grooves 60 of the diffraction grating 4 are part of a group of straight lines 61n (n=±1, ±2, ±3,...) parallel to the y-axis. be. Since the action of the diffraction grating 4 is uniform in the y-axis direction, its light condensing and diverging action will be explained using the xz cross section shown in FIG. Let P be a point on the z-axis that is away from the origin O by f, and let So be a circle with radius f centered on point P. Also, assuming the wavelength is λ, a circle with radius (f+nλ) centered on point P is Sn(n=
1, 2, 3,...). If the intersection of the circle Sn and the x-axis is a group of straight lines 61n, it is incident on the x-y plane and the group of straight lines 61n
The beams diffracted at and then focused on point P have the same phase at point P and strengthen each other, resulting in a +1st-order diffracted beam 15b. At the same time, the beam diffracted by the straight line group 61n in the opposite direction to the +1st-order diffracted beam is directed to a point Q on the z-axis, which is away from the origin O by -f, due to the symmetry of the diffraction angle by the diffraction grating.
It becomes a -1st-order diffracted beam 15c that diverges from. Therefore, the position Xn (n=1, 2, 3,...) of the straight line group 61n shown in FIG. 6 (1) from the origin O is
【0069】[0069]
【数1】[Math 1]
【0070】とすれば、このような不等間隔直線型の回
折格子は、図6の(2)に示すように、+1次ビーム1
5bに対しては焦線距離fの正の円柱レンズとして作用
して正の非点収差を与え、+1次ビーム15bは焦線P
xに集束する。また、−1次回折ビームに対しては焦点
距離−fの負の円柱レンズとして作用して負の非点収差
を与え、−1次ビーム15cは焦線Qxから発散するビ
ームになる。As shown in (2) of FIG.
5b, it acts as a positive cylindrical lens with a focal length f, giving positive astigmatism, and the +1st-order beam 15b has a focal line P.
Focus on x. Furthermore, it acts as a negative cylindrical lens with a focal length of -f to the -1st order diffracted beam, giving negative astigmatism, and the -1st order beam 15c becomes a beam that diverges from the focal line Qx.
【0071】図8は、光ディスク22の情報記録膜面上
を示す。光ディスク22のデータ領域は、例えば、1周
が32セクタに分かれ、1セクタは43セグメントに分
かれ、各々のセグメントの先頭には、一点鎖線で示すト
ラック92上に凹凸形状のピット93aとピット93b
が配置されている。各々のピット93aとピット93b
の位置は、ディスクの半径方向(紙面上下方向)に沿っ
て少なくとも数トラックの範囲でそろっている。また、
トラック92の間隔は1.5μm で、ピット93aは
紙面上方向に約4分の1トラックずれており、ピット9
3bは紙面下方向に約4分の1トラックずれている。9
1aは0次回折のメインビーム15aのスポット、91
bは+1次回折のサブビーム15bのスポット、91c
は−1次回折のサブビーム15cのスポット、である。
ピット93aと93bがスポット91aと91bと91
cを通過すると、メインビーム16aとサブビーム16
bとサブビーム16cの反射光量はそれぞれ変調される
。図8の(2)は光ディスク22がメインビーム15a
の焦点位置にある場合で、スポット91aは最も小さく
、情報の記録再生に適したディスク位置(焦点合わせの
目標点位置)である。回折格子4が作用する方向はトラ
ック92の方向である。サブビーム15bと15cは、
トラックに垂直な方向には最もよく集束するがトラック
方向には集束しない。よって、スポット91bとスポッ
ト91cは同じ大きさのトラック方向に長いスポットに
なり、サブビーム16bと16cのピット93aおよび
ピット93bによる変調度は等しくなる。図8の(1)
は、光ディスク22が−1次回折のサブビーム15cの
焦線位置にある場合で、スポット91cは縦に長い焦線
になり、各々のピット93aとピット93bはディスク
の半径方向(紙面上下方向)に沿ってそろっているので
、サブビーム16cは最も大きく変調される。スポット
91bは(2)の場合よりもさらに横に大きくなり、サ
ブビーム16bの変調度は(2)の場合よりも小さくな
る。
逆に、図8の(3)は、光ディスク22が+1次回折の
サブビーム15bの焦線位置にある場合で、スポット9
1bは縦に長い焦線になり、サブビーム16bは最も大
きく変調される。スポット91cは(2)の場合よりも
さらに横に大きくなり、サブビーム16cの変調度は(
2)の場合よりも小さくなる。FIG. 8 shows the information recording film surface of the optical disc 22. As shown in FIG. The data area of the optical disc 22 is divided into, for example, 32 sectors per round, and 43 segments per sector, and at the beginning of each segment there are uneven pits 93a and 93b on a track 92 indicated by a dashed line.
is located. Each pit 93a and pit 93b
The positions of are aligned within a range of at least several tracks along the radial direction of the disk (in the vertical direction on the paper). Also,
The spacing between the tracks 92 is 1.5 μm, and the pits 93a are shifted by about a quarter of a track in the upward direction on the paper.
3b is shifted by about 1/4 track toward the bottom of the paper. 9
1a is the spot of the main beam 15a of the 0th order diffraction, 91
b is the spot of the +1st-order diffraction sub-beam 15b, 91c
is the spot of the −1st-order diffraction sub-beam 15c. Pit 93a and 93b are spots 91a, 91b and 91
After passing through c, the main beam 16a and sub beam 16
The amounts of reflected light of the sub-beams 16b and 16c are respectively modulated. (2) in FIG. 8 shows that the optical disc 22 is connected to the main beam 15a.
The spot 91a is the smallest in the focal position, and is the disk position (focusing target point position) suitable for recording and reproducing information. The direction in which the diffraction grating 4 acts is the direction of the track 92. The sub beams 15b and 15c are
It focuses best in the direction perpendicular to the track, but not in the direction of the track. Therefore, the spots 91b and 91c have the same size and are long in the track direction, and the modulation degrees by the pits 93a and 93b of the sub-beams 16b and 16c are equal. (1) in Figure 8
is a case where the optical disc 22 is located at the focal line position of the -1st-order diffraction sub-beam 15c, the spot 91c becomes a vertically long focal line, and each pit 93a and pit 93b extends in the radial direction of the disc (up and down direction in the paper). Since the sub-beams 16c are aligned along the same axis, the sub-beams 16c are modulated the most. The spot 91b becomes laterally larger than in case (2), and the modulation degree of sub-beam 16b becomes smaller than in case (2). Conversely, (3) in FIG. 8 shows a case where the optical disc 22 is located at the focal line position of the +1st-order diffraction sub-beam 15b, and the spot 9
1b becomes a longitudinally long focal line, and sub-beam 16b is modulated most significantly. The spot 91c is laterally larger than in case (2), and the modulation degree of the sub-beam 16c is (
It is smaller than in case 2).
【0072】図9の(1)は、光ディスク位置の変化を
横軸にとった場合に、ピット93aと93bによる光量
信号35bと光量信号35cの変調度の変化を示す。横
軸の(1)はー1次回折のサブビーム15cの焦線位置
で、(2)はメインビーム15cの焦点位置で焦点合わ
せの目標点位置であり、(3)は+1次回折のサブビー
ム15bの焦線位置である。ディスクが(1)の位置で
はサブビーム15cが最も多く変調されるので、光量信
号35cの振幅は最大になり、光ディスクが(3)の位
置ではサブビーム15bが最も多く変調されるので、光
量信号35bの振幅は最大になる。光ディスクが(2)
の位置では、光量信号35bの振幅と光量信号35cの
振幅は等しく、最大振幅の約半分に減少する。光量信号
35bと光量信号35cは、図3に示したエンベロープ
検波回路36bと36cに入力される。エンベロープ検
波回路36bは、図8の(1)の光量信号35bの振幅
の上レベル81bと下レベル82bを検出し、その差、
すなわち光量信号35bの変調度信号37bを出力する
。エンベロープ検波回路36cは、図8の(1)の光量
信号35cの振幅の上レベル81cと下レベル82cを
検出し、その差、すなわち光量信号35cの変調度信号
37cを出力する。図8の(2)は、エンベロープ検波
回路で得られる変調度信号37bと37cを示し、変調
度信号37cはディスク位置(1)で最大になり、変調
度信号37bはディスク位置(3)で最大になる。焦点
合わせの目標点位置(2)では、変調度信号37bと3
7cは最大値の約半分になる。よって、変調度信号37
bと37cを差動演算回路38に入力すれば、図8の(
3)の実線で示すような焦点ずれ検出信号39がえられ
る。光ディスク22が焦点合わせの目標点位置(2)に
ある場合は、焦点ずれ検出信号振幅信号39は自動的に
ゼロレベルになる。よって、焦点ずれ検出信号39を用
いて2次元光ヘッドアクチュエータ25のフォーカシン
グアクチュエータ26で光ヘッド全体を光ディスク22
面に垂直な方向に動かすことにより、フォーカシング制
御を行うことができる。FIG. 9(1) shows changes in the degree of modulation of the light amount signal 35b and the light amount signal 35c due to the pits 93a and 93b, when the horizontal axis represents the change in the optical disk position. (1) on the horizontal axis is the focal line position of the -1st-order diffraction sub-beam 15c, (2) is the focal position of the main beam 15c and the target point position for focusing, and (3) is the +1st-order diffraction sub-beam 15b. is the focal line position of When the optical disc is in position (1), the sub-beam 15c is modulated the most, so the amplitude of the light amount signal 35c is maximum, and when the optical disc is in the position (3), the sub-beam 15b is modulated the most, so the amplitude of the light amount signal 35c is maximum. The amplitude will be maximum. Optical disc (2)
At the position, the amplitude of the light amount signal 35b and the amplitude of the light amount signal 35c are equal and are reduced to about half of the maximum amplitude. The light amount signal 35b and the light amount signal 35c are input to envelope detection circuits 36b and 36c shown in FIG. 3. The envelope detection circuit 36b detects the upper level 81b and the lower level 82b of the amplitude of the light amount signal 35b in (1) of FIG.
That is, a modulation degree signal 37b of the light amount signal 35b is output. The envelope detection circuit 36c detects an upper level 81c and a lower level 82c of the amplitude of the light amount signal 35c in (1) of FIG. 8, and outputs the difference therebetween, that is, a modulation degree signal 37c of the light amount signal 35c. (2) in FIG. 8 shows the modulation degree signals 37b and 37c obtained by the envelope detection circuit, the modulation degree signal 37c is maximum at disk position (1), and the modulation degree signal 37b is maximum at disk position (3). become. At the focus target point position (2), the modulation degree signals 37b and 3
7c is about half of the maximum value. Therefore, the modulation degree signal 37
If b and 37c are input to the differential arithmetic circuit 38, (
A defocus detection signal 39 as shown by the solid line in 3) is obtained. When the optical disc 22 is at the focusing target point position (2), the defocus detection signal amplitude signal 39 automatically becomes zero level. Therefore, using the focus shift detection signal 39, the focusing actuator 26 of the two-dimensional optical head actuator 25 moves the entire optical head toward the optical disk 22.
Focusing control can be performed by moving in a direction perpendicular to the plane.
【0073】図10は、エンベロープ検波回路36bお
よび36cブロックダイアグラムの一例を示す。入力信
号100をアンプ101で増幅し、微分回路103で微
分した後、フィルタ105で微分信号104の高域のノ
イズを除去し、両極性のゼロコンパレータ106に入力
してパルス信号107を得る。図11の(1)には入力
信号100の一例を示し、(2)にはその微分信号10
4を示し、(3)にはパルス信号107を示す。図11
は全体として、紙面右方向に同一の時間経過を示す。入
力信号100が極小値または極大値になると微分信号1
04は一点鎖線125で示すゼロレベルになり、微分信
号104がゼロレベルを通過する度に、ゼロレベルコン
パレータ106はパルス126を出力する。パルス信号
107はフリップフロップ回路108に入力され、フリ
ップフロップ回路108にパルス126が入力される度
に、そのQ端子はハイレベル状態とローレベル状態のど
ちらかを繰り返す。よって、Q端子出力とパルス信号1
07をアンド回路109に入力すれば、図11の(4)
に示すような1パルスおきのパルス信号110が得られ
る。よって、サンプルホールド回路111を用いてパル
ス信号110によりアンプ出力102のサンプルタイミ
ングをとれば、サンプルホールド回路111は、図11
の(1)の丸点113で示す振幅の下レベルを保持する
レベル信号112を出力する。一方、フリップフロップ
回路108のQバー端子はQ端子とは逆のハイレベル状
態とローレベル状態を繰り返す。よって、Qバー端子出
力とパルス信号107をアンド回路114に入力すれば
、図11の(5)に示すようなパルス信号110とは逆
の1パルスおきのパルス信号115が得られる。よって
、サンプルホールド回路116を用いてパルス信号11
5によりアンプ出力102のサンプルタイミングをとれ
ば、サンプルホールド回路116は、図11の(1)の
三角点118で示す振幅の上レベルを保持するレベル信
号117を出力する。よって、レベル信号117と11
2を差動演算回路118に入力すると、入力信号100
の振幅の大きさに応じた振幅信号119が得られる。
ただし、パルス信号110と115のタイミングによっ
ては、レベル信号117が入力信号100の振幅の上レ
ベルを保持しレベル信号117が振幅の下レベルを保持
し、振幅信号が負になる場合がある。そこで、制御信号
が正レベルならA端子を選び負レベルならB端子を選ぶ
スイッチ回路121を用いて、A端子に振幅信号119
を入力しB端子に振幅信号119をインバータ120を
通して入力し、さらに振幅信号119を制御端子に入力
すれば、振幅の大きさを常に正で示す出力信号122が
得られる。FIG. 10 shows an example of a block diagram of envelope detection circuits 36b and 36c. After an input signal 100 is amplified by an amplifier 101 and differentiated by a differentiating circuit 103, high-frequency noise of the differentiated signal 104 is removed by a filter 105 and inputted to a bipolar zero comparator 106 to obtain a pulse signal 107. FIG. 11 (1) shows an example of the input signal 100, and (2) shows its differential signal 10.
4, and (3) shows the pulse signal 107. Figure 11
shows the same time course as a whole in the right direction on the page. When the input signal 100 reaches the minimum value or maximum value, the differential signal 1
04 becomes the zero level indicated by a dashed line 125, and the zero level comparator 106 outputs a pulse 126 every time the differential signal 104 passes through the zero level. The pulse signal 107 is input to the flip-flop circuit 108, and each time the pulse 126 is input to the flip-flop circuit 108, its Q terminal repeats either a high level state or a low level state. Therefore, Q terminal output and pulse signal 1
07 to the AND circuit 109, (4) in FIG.
A pulse signal 110 of every other pulse is obtained as shown in FIG. Therefore, if the sampling timing of the amplifier output 102 is determined by the pulse signal 110 using the sample and hold circuit 111, the sample and hold circuit 111 will be as shown in FIG.
A level signal 112 that maintains the lower level of amplitude shown by the circle point 113 in (1) is output. On the other hand, the Q bar terminal of the flip-flop circuit 108 repeats a high level state and a low level state, which are opposite to the Q terminal. Therefore, by inputting the Q-bar terminal output and the pulse signal 107 to the AND circuit 114, a pulse signal 115 of every other pulse, which is opposite to the pulse signal 110, as shown in (5) of FIG. 11 is obtained. Therefore, using the sample and hold circuit 116, the pulse signal 11
5, the sample and hold circuit 116 outputs a level signal 117 that maintains the upper level of the amplitude indicated by the triangular point 118 in (1) of FIG. Therefore, level signals 117 and 11
2 to the differential arithmetic circuit 118, the input signal 100
An amplitude signal 119 corresponding to the magnitude of the amplitude is obtained. However, depending on the timing of the pulse signals 110 and 115, the level signal 117 may hold the upper level of the amplitude of the input signal 100, the level signal 117 may hold the lower level of the amplitude, and the amplitude signal may become negative. Therefore, using a switch circuit 121 that selects the A terminal if the control signal is at a positive level and selects the B terminal if the control signal is at a negative level, an amplitude signal 119 is sent to the A terminal.
By inputting the amplitude signal 119 to the B terminal through the inverter 120, and further inputting the amplitude signal 119 to the control terminal, an output signal 122 that always indicates the magnitude of the amplitude as positive can be obtained.
【0074】通常の光ディスク装置では、自動焦点制御
系に必要な応答周波数は2kHz程度である。一方、ピ
ット93aと93bが配置されているセグメントの数は
1周で32*43=1376個で、光ディスク30の回
転数は2400rpm (40Hz)とすれば、焦点ず
れ検出信号のサンプリング周波数は約55kHzである
。よって、本実施例によれば、十分に安定な自動焦点制
御が達成できる。本実施例の焦点ずれ検出方式では、3
分割型光検出器7Aと7Bの光受光素子7Ab,7Ac
,7Bb,7Bcは各々、サブビームである17Ab,
17Ac,17Bb,17Bcの全光量を受光すればよ
く、光検出器などの位置調整をしなくてもフォーカシン
グの目標点を自己調整できる。また、光検出素子などの
取付け位置が変化しても焦点ずれ検出信号にオフセット
は生じない。[0074] In a normal optical disc device, the response frequency required for the automatic focus control system is about 2 kHz. On the other hand, if the number of segments in which the pits 93a and 93b are arranged is 32*43=1376 in one revolution, and the rotation speed of the optical disc 30 is 2400 rpm (40Hz), the sampling frequency of the defocus detection signal is approximately 55kHz. It is. Therefore, according to this embodiment, sufficiently stable automatic focus control can be achieved. In the defocus detection method of this embodiment, 3
Light receiving elements 7Ab and 7Ac of split type photodetectors 7A and 7B
, 7Bb, 7Bc are sub-beams 17Ab,
It is sufficient to receive the total amount of light of 17Ac, 17Bb, and 17Bc, and the target point for focusing can be self-adjusted without adjusting the position of a photodetector or the like. Furthermore, even if the mounting position of the photodetector or the like changes, no offset occurs in the defocus detection signal.
【0075】次に、トラッキング制御について図12と
図13を用いて説明する。Next, tracking control will be explained using FIGS. 12 and 13.
【0076】図12は、図3に示したサンプルサーボ回
路32のブロックダイヤグヤムである。入力信号130
をアンプ131で増幅し、微分回路133で微分した後
、フィルタ135で微分信号134の高域のノイズを除
去し、立ち上がりのゼロコンパレータ136に入力して
パルス信号137を得る。図13の(1)は、図8の(
2)に示したのと同じ光ディスク22面上で、特にトラ
ッキング制御に関する部分を示す。91aはメインビー
ム15aのスポット、92はトラック中心、93aは紙
面上方に4分の1トラックだけずれて配置されたピット
、93bは紙面下方に4分の1トラックだけずれて配置
されたピットを示し、スポット91aがトラック中心9
2の真上(トラッキング制御の目標点)を紙面右方向に
移動する場合である。図13の(2)には入力信号13
0の一例を示し、(3)にはその微分信号134を示し
、(4)にはパルス信号137を示す。図13は、紙面
右方向に全体として同一の時間経過を示す。入力信号1
30が極小値または極大値になると微分信号134は一
点鎖線155で示すゼロレベルになり、微分信号134
が負レベルから正レベルへとゼロレベル155を通過す
る度に、立ち上がりのゼロレベルコンパレータ136は
パルス156を出力する。パルス信号137はフリップ
フロップ回路138に入力され、フリップフロップ回路
138にパルス156が入力される度に、そのQ端子は
ハイレベル状態とローレベル状態のどちらかを繰り返す
。よって、Q端子出力とパルス信号137をアンド回路
139に入力すれば、図13の(5)に示すような1パ
ルスおきのパルス信号140が得られる。よって、サン
プルホールド回路141を用いてパルス信号140によ
りアンプ出力132のサンプルタイミングをとれば、サ
ンプルホールド回路141は、図13の(2)の丸点1
43で示すピット93aによる変調レベルを保持するレ
ベル信号142を出力する。一方、フリップフロップ回
路138のQバー端子はQ端子とは逆のハイレベル状態
とローレベル状態を繰り返す。よって、Qバー端子出力
とパルス信号137をアンド回路144に入力すれば、
図13の(6)に示すようなパルス信号140とは逆の
1パルスおきのパルス信号145が得られる。よって、
サンプルホールド回路146を用いてパルス信号145
によりアンプ出力132のサンプルタイミングをとれば
、サンプルホールド回路146は、図13の(2)の三
角点148で示すピット93bによる変調レベルを保持
するレベル信号147が得られる。よって、レベル信号
147と142を差動演算回路148に入力して、出力
信号149をトラックずれ検出信号に用いる。ピット9
3aと93bはトラック92の中心から同じ量だけずれ
て配置されているから、図13の(1)に示すようにス
ポット91aがトラック92の真上(トラッキング制御
の目標点)を移動する場合には、ピット93aによる変
調レベル143とピット93bによる変調レベル148
は等しくなり、トラックずれ検出信号149は自動的に
ゼロレベルになる。図13の(1a)に示すようにスポ
ット91aが紙面上方向にずれた場合には、図13の(
2a)に示すようにピット93aではより大きく変調さ
れ変調レベル143はより低いレベルになり、ピット9
3bではあまり変調されずに変調レベル148はより高
いレベルになる。よって、トラックずれ検出信号149
は負レベルになる。逆に、図13の(1b)に示すよう
にスポット91aが紙面下方向にずれた場合には、図1
3の(2b)に示すようにピット93aではあまり変調
されずに変調レベル143はより高いレベルになり、ピ
ット93bでは大きく変調され変調レベル148はより
低いレベルになる。よって、トラックずれ検出信号14
9は正レベルになる。よって、トラックずれ検出信号3
3を用いて2次元光ヘッドアクチュエータ25のトラッ
キングアクチュエータ27で光ヘッド全体をディスク半
径方向に動かすことにより、トラッキング制御を行うこ
とができる。FIG. 12 is a block diagram of the sample servo circuit 32 shown in FIG. 3. input signal 130
is amplified by an amplifier 131 and differentiated by a differentiating circuit 133, high-frequency noise of the differential signal 134 is removed by a filter 135, and inputted to a rising zero comparator 136 to obtain a pulse signal 137. (1) in FIG. 13 is the same as (1) in FIG.
Parts related to tracking control are shown on the same optical disk 22 surface as shown in 2). 91a is the spot of the main beam 15a, 92 is the center of the track, 93a is a pit that is shifted by a quarter track upwards in the page, and 93b is a pit that is shifted by a quarter track downwards in the page. , spot 91a is at the track center 9
2 (target point of tracking control) to the right on the paper. In (2) of FIG. 13, the input signal 13
0 is shown, (3) shows its differential signal 134, and (4) shows the pulse signal 137. FIG. 13 shows the same overall time course in the right direction on the paper. Input signal 1
30 reaches the local minimum value or maximum value, the differential signal 134 becomes the zero level shown by the dashed line 155, and the differential signal 134
The rising zero level comparator 136 outputs a pulse 156 each time the signal passes through the zero level 155 from a negative level to a positive level. The pulse signal 137 is input to the flip-flop circuit 138, and each time the pulse 156 is input to the flip-flop circuit 138, its Q terminal repeats either a high level state or a low level state. Therefore, by inputting the Q terminal output and the pulse signal 137 to the AND circuit 139, a pulse signal 140 of every other pulse as shown in (5) of FIG. 13 is obtained. Therefore, if the sampling timing of the amplifier output 132 is determined by the pulse signal 140 using the sample and hold circuit 141, the sample and hold circuit 141 will be able to obtain the sample timing of the amplifier output 132 using the pulse signal 140.
A level signal 142 holding the modulation level by the pit 93a indicated by 43 is output. On the other hand, the Q bar terminal of the flip-flop circuit 138 repeats a high level state and a low level state, which are opposite to the Q terminal. Therefore, if the Q bar terminal output and the pulse signal 137 are input to the AND circuit 144,
A pulse signal 145 of every other pulse, which is opposite to the pulse signal 140 as shown in (6) of FIG. 13, is obtained. Therefore,
Pulse signal 145 using sample and hold circuit 146
By determining the sampling timing of the amplifier output 132, the sample and hold circuit 146 obtains a level signal 147 that holds the modulation level due to the pit 93b indicated by the triangular point 148 in (2) of FIG. Therefore, the level signals 147 and 142 are input to the differential arithmetic circuit 148, and the output signal 149 is used as a track deviation detection signal. Pit 9
3a and 93b are arranged with the same amount of deviation from the center of the track 92, so when the spot 91a moves directly above the track 92 (target point of tracking control) as shown in (1) of FIG. are the modulation level 143 due to the pit 93a and the modulation level 148 due to the pit 93b.
become equal, and the track deviation detection signal 149 automatically becomes zero level. If the spot 91a shifts upward in the paper as shown in (1a) of FIG.
As shown in FIG. 2a), the modulation level 143 becomes a lower level due to the larger modulation in the pit 93a.
3b, there is less modulation and the modulation level 148 is a higher level. Therefore, the track deviation detection signal 149
becomes a negative level. Conversely, if the spot 91a is shifted downward in the plane of the paper as shown in (1b) of FIG.
As shown in 3(2b), the pit 93a is not modulated much and the modulation level 143 becomes a higher level, and the pit 93b is highly modulated and the modulation level 148 becomes a lower level. Therefore, the track deviation detection signal 14
9 is a positive level. Therefore, the track deviation detection signal 3
Tracking control can be performed by moving the entire optical head in the radial direction of the disk using the tracking actuator 27 of the two-dimensional optical head actuator 25.
【0077】通常の光ディスク装置では、トラッキング
制御系に必要な応答周波数は8kHz程度である。一方
、トラックずれ検出信号のサンプリング周波数は焦点ず
れ検出信号と同じく約55kHzである。よって、本実
施例によれば、十分に安定な自動トラッキング制御が達
成できる。本実施例のトラックずれ検出方式では、3分
割型光検出器7Aと7Bの光受光素子7Aaと7Baは
各々、メインビームである17Aaと17Baの全光量
を受光すればよく、光検出器などの位置調整をしなくて
もトラッキングの目標点を自己調整できる。また、光検
出素子などの取付け位置が変化してもトラックずれ検出
信号にオフセットは生じない。[0077] In a normal optical disc device, the response frequency required for the tracking control system is about 8 kHz. On the other hand, the sampling frequency of the track deviation detection signal is about 55 kHz, the same as the defocus detection signal. Therefore, according to this embodiment, sufficiently stable automatic tracking control can be achieved. In the track deviation detection method of this embodiment, the light receiving elements 7Aa and 7Ba of the three-split photodetectors 7A and 7B only need to receive the entire amount of light of the main beams 17Aa and 17Ba, respectively, and the photodetectors, etc. You can self-adjust the tracking target point without having to adjust the position. Furthermore, even if the mounting position of the photodetector or the like changes, no offset occurs in the track deviation detection signal.
【0078】情報の記録および再生は、通常の光ディス
ク装置と同様に行なうことができる。一例として、追記
型光ディスクを用いた場合について説明する。情報の記
録時には、半導体レーザ1に情報に合わせたパルス状の
駆動電流を流してレーザビームの強度をパルス状に変調
し、メインビーム15aのスポット91aを用いて、光
ディスク22面上の記録膜に熱的に穴を開けて情報を記
録する。情報の再生時には半導体レーザ1を一定の低パ
ワーで発光させ、同じくメインビーム15aを用いて、
スポット91aの反射ビーム17Aaおよび17Baの
反射光量が穴として記録された情報によって変調される
ので、光量信号31から情報を再生することができる。
相変化光ディスクを用いた場合は、情報が穴形状ではな
く記録膜の反射率の変化として記録されるのが異なるだ
けで、本実施例の光ヘッドをそのまま用いることができ
る。Information can be recorded and reproduced in the same manner as in a normal optical disc device. As an example, a case will be described in which a write-once optical disc is used. When recording information, a pulsed driving current is applied to the semiconductor laser 1 in accordance with the information to modulate the intensity of the laser beam in a pulsed manner, and the spot 91a of the main beam 15a is used to record a recording film on the surface of the optical disk 22. Record information by thermally drilling holes. When reproducing information, the semiconductor laser 1 is made to emit light at a constant low power, and the main beam 15a is also used.
Since the amount of reflected light of the reflected beams 17Aa and 17Ba of the spot 91a is modulated by the information recorded as the holes, the information can be reproduced from the light amount signal 31. When a phase change optical disk is used, the optical head of this embodiment can be used as is, with the only difference being that information is recorded as changes in the reflectance of the recording film rather than in the shape of holes.
【0079】本発明の第2の実施例を、図14と図15
を用いて説明する。第2の実施例では、第1の実施例で
用いた図6の(1)の不等間隔直線型回折格子4の替わ
りに、図14の(1)に示すような同心楕円型の回折格
子201を用いる。その他の部品および作用は第1の実
施例とまったく同じなので、説明を省略する。A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. 14 and 15.
Explain using. In the second embodiment, a concentric elliptical diffraction grating as shown in (1) of FIG. 14 is used instead of the nonuniformly spaced linear diffraction grating 4 of (1) of FIG. 6 used in the first embodiment. 201 is used. The other parts and operations are exactly the same as in the first embodiment, so their explanation will be omitted.
【0080】同心楕円型の回折格子201の格子溝20
2は、図14の(1)の破線で示すように原点Oを中心
とする同心楕円203n(n=1,2,3,…)の一部
分(楕円弧)である。回折格子201を含む平面内で楕
円203nの長軸方向にx軸をとり、短軸方向にy軸を
とり、ビームの進む方向にz軸をとり、座標原点をOと
する。楕円203nの長軸方向の半径RXn(n=1,
2,3,…)を、Grating grooves 20 of concentric elliptical diffraction grating 201
2 is a part (elliptic arc) of a concentric ellipse 203n (n=1, 2, 3, . . . ) centered on the origin O, as shown by the broken line in FIG. 14 (1). In the plane including the diffraction grating 201, the x-axis is taken in the long axis direction of the ellipse 203n, the y-axis is taken in the short-axis direction, the z-axis is taken in the direction in which the beam advances, and the coordinate origin is O. Radius RXn (n=1,
2, 3,…),
【0081】[0081]
【数2】[Math 2]
【0082】楕円203nの短軸方向の半径RYn(n
=1,2,3,…)を、Radius RYn (n
=1,2,3,...),
【0083】[0083]
【数3】[Math 3]
【0084】とする(ただし、fy<fx)。そうする
と、図7での説明と同様に、x−z平面においては、+
1次回折ビーム15bは原点Oからfxだけ離れたz軸
上の点に収束し、−1次回折ビーム15cは原点Oから
−fxだけ離れたz軸上の点から出たように発散する。
一方、y−z平面においては、+1次回折ビーム15b
は原点Oからfyだけ離れたz軸上の点に収束し、−1
次回折ビーム15cは原点Oから−fyだけ離れたz軸
上の点から出たように発散する。よって、図14の(2
)に示すように、+1次ビーム15bはx方向には焦線
Pxを結びy方向には焦線Pyを結び、−1次ビーム1
5cはx方向には焦線Qxから出たように発散しy方向
には焦線Qyから出たように発散する。よって、このよ
うな同心楕円型の回折格子201は、+1次回折ビーム
に対しては焦線距離がfxとfyの正のトロイダルレン
ズとして作用し、−1次回折ビームに対しては焦線距離
が−fxと−fyの負のトロイダルレンズとして作用す
る。よって、同心楕円型の回折格子201は、+1次ビ
ーム15bと−1次ビーム15cに絶対値が等しい正と
負の2方向の非点収差(楕円の短軸方向に強く長軸方向
に弱い)を与え、かつ、+1次ビーム15bと−1次ビ
ーム15cを0次ビーム15aに対して正と負の微小角
度だけ異なる方向に出射する。(However, fy<fx). Then, in the x-z plane, +
The first-order diffraction beam 15b converges at a point on the z-axis that is away from the origin O by fx, and the -1st-order diffraction beam 15c diverges from a point on the z-axis that is away from the origin O by -fx. On the other hand, in the yz plane, the +1st order diffraction beam 15b
converges to a point on the z-axis that is fy away from the origin O, and -1
The next diffraction beam 15c diverges as if emerging from a point on the z-axis that is −fy away from the origin O. Therefore, (2
), the +1st order beam 15b has a focal line Px in the x direction, a focal line Py in the y direction, and -1st order beam 15b.
5c diverges in the x direction as if emerging from the focal line Qx, and diverges in the y direction as if emerging from the focal line Qy. Therefore, such a concentric elliptical diffraction grating 201 acts as a positive toroidal lens with focal lengths fx and fy for the +1st order diffraction beam, and acts as a positive toroidal lens with focal lengths fx and fy for the -1st order diffraction beam. acts as a negative toroidal lens of -fx and -fy. Therefore, the concentric elliptical diffraction grating 201 has astigmatism in two directions, positive and negative, which have equal absolute values in the +1st-order beam 15b and the -1st-order beam 15c (stronger in the short axis direction of the ellipse and weaker in the long axis direction). The +1st order beam 15b and the -1st order beam 15c are emitted in directions different from the 0th order beam 15a by small positive and negative angles.
【0085】図15は、図8同様に、同心楕円型の回折
格子201を用いた場合の光ディスク22面上における
0次回折のメインビーム15aのスポット91aと、+
1次回折のサブビーム15bのスポット91bと、−1
次回折のサブビーム15cのスポット91cを示す。図
15の紙面横方向が図14のx方向(楕円203の長軸
方向)に相当し、紙面上下方向がy方向(楕円203の
短軸方向)に相当する。また、光ディスク22面上の一
点鎖線で示すトラック92上のピット93aと93bは
、図8で説明したものと同じ作用をする。図14の(2
)は、図8の(2)と同じく光ディスク22がメインビ
ーム15aの焦点位置にある場合で、スポット91aは
最も小さく、情報の記録再生に適したディスク位置(焦
点合わせの目標点位置)である。サブビーム15bと1
5cは、回折格子201によって与えられた紙面上下方
向(y方向)に強く紙面横方向(x方向)に弱い非点収
差のため、紙面上下方向には収束位置が大きくずれ、紙
面横方向には収束位置が少しずれているので、同じ大き
さの縦に長い楕円型のスポット91bと91cになる。
よって、サブビーム15bと16cのピット93aおよ
び93bによる変調度は等しくなる。図15の(1)は
、図8の(1)と同じく光ディスク22が−1次回折の
サブビーム15cのx方向の焦線位置にある場合で、サ
ブビーム15cは横方向に一番よく絞られるので、スポ
ット91cは縦に長いスポットになり、各々のピット9
3aとピット93bはディスクの半径方向(紙面上下方
向)に沿ってそろっているので、サブビーム15cは最
も大きく変調される。+1次回折のサブビーム15bの
スポット91bは(2)の場合よりもさらに大きくなり
、サブビーム15bの変調度は(2)の場合よりも小さ
くなる。図15の(0)は、光ディスク22がさらにフ
ォーカスレンズ8から離れて−1次回折のサブビーム1
5cのy方向の焦線位置にある場合で、サブビーム15
cは今度は縦方向に絞られるので、スポット91cは横
に長いスポットになり、サブビーム15cの変調度は(
1)の場合よりも減少する。サブビーム15bのスポッ
ト91bは(1)の場合よりもさらに大きくなり、サブ
ビーム15bの変調度は(1)の場合よりもさらに小さ
くなる。逆に、図15の(3)は、図8の(3)と同じ
く光ディスク22が+1次回折のサブビーム15bのx
方向の焦線位置にある場合で、サブビーム15bは横方
向に一番よく絞られるので、スポット91bは縦に長い
スポットになり、各々のピット93aとピット93bは
ディスクの半径方向(紙面上下方向)に沿ってそろって
いるので、サブビーム15bは最も大きく変調される。
サブビーム15cのスポット91cは(2)の場合より
もさらに大きくなり、サブビーム15cの変調度は(2
)の場合よりも小さくなる。図15の(4)は、光ディ
スク22がさらにフォーカスレンズ8に近ずき+1次回
折のサブビーム15bのy方向の焦線位置にある場合で
、サブビーム15bは今度は縦方向に絞られるので、ス
ポット91bは横に長いスポットになり、サブビーム1
5bの変調度は(3)の場合よりも減少する。サブビー
ム15cのスポット91cは(3)の場合よりもさらに
大きくなり、サブビーム15cの変調度は(3)の場合
よりもさらに小さくなる。そこで、光ディスク位置の変
化を横軸にとった場合に、ピット93aと93bによる
光量信号35bと光量信号35cの変調度の変化は、図
9の(1)に示した図とまったく同様になる。すなわち
、光量信号35bの振幅はディスク位置(3)で最大に
なり、光量信号35cの振幅はディスク位置(1)で最
大になり、ディスク位置(2)では光量信号35bの振
幅と光量信号35cの振幅は等しくなる。さらに、エン
ベロープ検波回路36bと36cが出力する変調度信号
37bと37cは、図9の(2)と同じになり、差動演
算回路38により、図9の(3)の実線に示すような焦
点ずれ検出信号39がえられ、光ディスク22が焦点合
わせの目標点位置(2)にある場合は、焦点ずれ検出信
号39は自動的にゼロレベルになる。Similar to FIG. 8, FIG. 15 shows the spot 91a of the main beam 15a of the 0th order diffraction on the surface of the optical disk 22 when the concentric elliptical diffraction grating 201 is used, and the +
The spot 91b of the first-order diffraction sub-beam 15b and -1
A spot 91c of the sub-beam 15c of the next diffraction is shown. The horizontal direction in the paper of FIG. 15 corresponds to the x direction (long axis direction of the ellipse 203) in FIG. 14, and the vertical direction in the paper corresponds to the y direction (short axis direction of the ellipse 203). Further, pits 93a and 93b on the track 92 indicated by the dashed line on the surface of the optical disk 22 have the same effect as that described in FIG. 8. (2 in Figure 14)
) is a case where the optical disc 22 is at the focal position of the main beam 15a, as in (2) of FIG. 8, and the spot 91a is the smallest and is the disc position suitable for recording and reproducing information (focusing target point position). . Sub beam 15b and 1
5c, due to the astigmatism given by the diffraction grating 201 which is strong in the vertical direction (y direction) of the paper and weak in the horizontal direction (x direction) of the paper, the convergence position shifts greatly in the vertical direction of the paper, and Since the convergence positions are slightly shifted, the spots 91b and 91c are vertically long elliptical spots of the same size. Therefore, the modulation degrees of the sub-beams 15b and 16c due to the pits 93a and 93b are equal. (1) in FIG. 15 is a case where the optical disc 22 is located at the x-direction focal line position of the -1st-order diffraction sub-beam 15c, as in (1) in FIG. 8, and since the sub-beam 15c is best focused in the horizontal direction, , the spot 91c becomes a vertically long spot, and each pit 9
Since the sub-beams 3a and the pits 93b are aligned along the radial direction of the disk (in the vertical direction of the paper), the sub-beam 15c is modulated most greatly. The spot 91b of the +1st-order diffraction sub-beam 15b becomes even larger than in case (2), and the modulation degree of sub-beam 15b becomes smaller than in case (2). (0) in FIG. 15 shows that the optical disk 22 is further away from the focus lens 8 and the -1st order diffraction sub-beam 1
5c, the sub-beam 15
Since c is now focused in the vertical direction, the spot 91c becomes a horizontally long spot, and the modulation degree of the sub-beam 15c is (
It will decrease compared to case 1). The spot 91b of the sub-beam 15b becomes even larger than in case (1), and the modulation degree of sub-beam 15b becomes even smaller than in case (1). On the other hand, in (3) of FIG. 15, the optical disk 22 is
Since the sub-beam 15b is best focused in the horizontal direction, the spot 91b becomes a vertically long spot, and each pit 93a and pit 93b is located in the radial direction of the disk (vertical direction in the paper). Since the sub-beams 15b are aligned along the sub-beam 15b, the sub-beams 15b are modulated the most. The spot 91c of the sub-beam 15c is even larger than in case (2), and the modulation degree of the sub-beam 15c is (2).
) will be smaller than in the case of (4) in FIG. 15 shows a case where the optical disk 22 further approaches the focus lens 8 and is located at the focal line position in the y direction of the sub-beam 15b of +1st order diffraction, and since the sub-beam 15b is now focused in the vertical direction, the spot 91b becomes a horizontally long spot, sub beam 1
The modulation depth of 5b is smaller than that of (3). The spot 91c of the sub-beam 15c becomes even larger than in case (3), and the modulation degree of sub-beam 15c becomes even smaller than in case (3). Therefore, when the change in the optical disk position is plotted on the horizontal axis, the change in the modulation degree of the light amount signal 35b and the light amount signal 35c due to the pits 93a and 93b is exactly the same as that shown in FIG. 9(1). That is, the amplitude of the light amount signal 35b is maximum at the disk position (3), the amplitude of the light amount signal 35c is maximum at the disk position (1), and the amplitude of the light amount signal 35b and the light amount signal 35c are the same at the disk position (2). The amplitudes will be equal. Furthermore, the modulation degree signals 37b and 37c output by the envelope detection circuits 36b and 36c become the same as (2) in FIG. When the shift detection signal 39 is obtained and the optical disc 22 is at the focusing target point position (2), the focus shift detection signal 39 automatically becomes zero level.
【0086】第1の実施例や第2の実施例で示した回折
格子板2と4分の1波長板5を貼合わして一体にするこ
ともできる。一例として、回折格子板2のフォーカスレ
ンズ6側の面にある回折格子4または回折格子201と
4分の1波長板5を、赤外線硬化樹脂(UV樹脂)で貼
合わせる場合について説明する。回折格子の溝が屈折率
1.5のUV樹脂で埋められているとすれば、回折格子
の凸部と凹部の光路長の差ΔOPは、ΔOP=(n−1
.5)dである。回折格子内の屈折率として、常光線屈
折率no=2.262から求めたΔOP/λを直線25
4で示し、異常光線屈折率ne=2.179から求めた
ΔOP/λを直線255で示す。溝深さが2.05μm
の場合は、常光線に対しては光路長の差がちょうど波
長の2倍で、異常光線に対しては光路長の差が1.8
倍でる。
よって、回折格子板2の貼合わせ面側の回折格子4の格
子溝60、または回折格子201の格子溝202の溝深
さを2.05μm とすれば良い。[0086] The diffraction grating plate 2 and quarter wavelength plate 5 shown in the first embodiment and the second embodiment can also be bonded together to form a single unit. As an example, a case will be described in which the diffraction grating 4 or the diffraction grating 201 on the surface of the diffraction grating plate 2 on the focus lens 6 side and the quarter wavelength plate 5 are bonded together using an infrared curable resin (UV resin). If the grooves of the diffraction grating are filled with UV resin with a refractive index of 1.5, the difference ΔOP in the optical path length between the convex and concave parts of the diffraction grating is ΔOP=(n-1
.. 5) It is d. As the refractive index within the diffraction grating, ΔOP/λ obtained from the ordinary ray refractive index no = 2.262 is expressed as a straight line 25
4, and ΔOP/λ obtained from the extraordinary ray refractive index ne=2.179 is shown by a straight line 255. Groove depth is 2.05μm
In the case of , the difference in optical path length for ordinary rays is exactly twice the wavelength, and the difference in optical path length for extraordinary rays is 1.8.
It's double. Therefore, the groove depth of the grating groove 60 of the diffraction grating 4 on the bonding surface side of the diffraction grating plate 2 or the grating groove 202 of the diffraction grating 201 may be set to 2.05 μm.
【0087】図20は、本発明のその他の実施例を説明
する図で、部品番号が図1と同じ部品は、同じ作用をす
る。図20の実施例は、光ヘッド筺体12内部の回折格
子板2と円形基板11ではさまれた領域を密閉したもの
である。円形基板11とスペーサ13dおよび回折格子
板2とスペーサ13dの間にリング状のゴムパッキン4
10を入れ、ネジ411で締め付けて密閉する。スペー
サ13dのゴムパッキン410があたる角の部分は、密
閉を保つために斜めにカットしてある。組立作業は、乾
燥した窒素雰囲気中で行なう。または、ネジ411をし
める手前までの組立作業を予め大気中で行ない、真空装
置の真空ベルジャー内で、モーターによってネジ411
を締め付けても良い。FIG. 20 is a diagram illustrating another embodiment of the present invention, in which parts having the same part numbers as those in FIG. 1 have the same functions. In the embodiment shown in FIG. 20, the area sandwiched between the diffraction grating plate 2 and the circular substrate 11 inside the optical head housing 12 is sealed. A ring-shaped rubber packing 4 is provided between the circular substrate 11 and the spacer 13d and between the diffraction grating plate 2 and the spacer 13d.
10 and tighten with screw 411 to seal it. The corner portion of the spacer 13d where the rubber packing 410 contacts is cut diagonally to maintain airtightness. Assembly work is performed in a dry nitrogen atmosphere. Alternatively, the assembly work up to just before tightening the screws 411 can be performed in advance in the atmosphere, and the screws 411 can be tightened by a motor in a vacuum bell jar of a vacuum device.
You can also tighten it.
【0088】[0088]
【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザの劣化が
なく長期間安定な性能が維持できる、小形の光ヘッドが
実現できる。また、半導体レーザ出射ビームとディスク
反射ビームとを完全に分離でき、しかも、フォーカシン
グ光学系の光路と検出光学系の光路を共有できて光ヘッ
ドの小形化に有効な、ビーム分離光学系が達成できる。According to the present invention, it is possible to realize a compact optical head that can maintain stable performance for a long period of time without deterioration of the semiconductor laser. In addition, a beam separation optical system can be achieved that can completely separate the semiconductor laser emitted beam and the disc reflected beam, and can also share the optical path of the focusing optical system and the optical path of the detection optical system, which is effective for downsizing the optical head. .
【図1】光ヘッドの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical head.
【図2】光ディスク装置の機構系の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a mechanical system of an optical disc device.
【図3】光検出器と演算回路の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a photodetector and an arithmetic circuit.
【図4】回折格子板の構造の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of the structure of a diffraction grating plate.
【図5】回折格子の格子溝深さと位相差の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of grating groove depth and phase difference of a diffraction grating.
【図6】不等間隔直線型回折格子の構造と作用の説明図
。FIG. 6 is an explanatory diagram of the structure and operation of an unevenly spaced linear diffraction grating.
【図7】回折格子の集光発散作用の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of the light focusing/diverging effect of the diffraction grating.
【図8】光ディスク面上のスポットとピットの説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of spots and pits on the optical disc surface.
【図9】焦点ずれ検出信号生成の説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of defocus detection signal generation.
【図10】エンベロープ検波回路の構成図。FIG. 10 is a configuration diagram of an envelope detection circuit.
【図11】タイミング信号生成の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of timing signal generation.
【図12】サンプルサーボ回路の構成図。FIG. 12 is a configuration diagram of a sample servo circuit.
【図13】トラックずれ検出信号生成の説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of track deviation detection signal generation.
【図14】同心楕円型回折格子の構造と作用の説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of the structure and operation of a concentric elliptical diffraction grating.
【図15】光ディスク面上のスポットとピットの説明図
。FIG. 15 is an explanatory diagram of spots and pits on the optical disc surface.
【図16】本発明の光ヘッド基本構成図。FIG. 16 is a basic configuration diagram of an optical head of the present invention.
【図17】本発明の光ディスク面上のスポットとピット
の説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram of spots and pits on the optical disc surface of the present invention.
【図18】従来例の光ディスク面上のスポットとピット
の説明図。FIG. 18 is an explanatory diagram of spots and pits on the surface of a conventional optical disc.
【図19】光ヘッド組立の説明図。FIG. 19 is an explanatory diagram of an optical head assembly.
【図20】光ヘッド組立の説明図。FIG. 20 is an explanatory diagram of an optical head assembly.
1…半導体レーザ、2…回折格子板、3…回折格子、4
…回折格子、5…4分の1波長板、6…フォーカスレン
ズ、7A,7B…3分割型光検出器、12…光ヘッド筺
体、22…光ディスク、36b,36c…エンベロープ
検波回路、38…差動演算回路、41…光学軸。1... Semiconductor laser, 2... Diffraction grating plate, 3... Diffraction grating, 4
... Diffraction grating, 5... Quarter wavelength plate, 6... Focus lens, 7A, 7B... 3-split photodetector, 12... Optical head housing, 22... Optical disk, 36b, 36c... Envelope detection circuit, 38... Difference Dynamic calculation circuit, 41...optical axis.
Claims (17)
した出射ビームを情報媒体面上に結像させる結像光学系
と、該情報媒体により反射した反射ビームと該出射ビー
ムを分離するビーム分離光学系と、該ビーム分離光学系
で分離した検出ビームを受光する光検出器と、該半導体
レーザと該結像光学系と該ビーム分離光学系と該光検出
器を固定する光ヘッド筺体と、からなる光ヘッドにおい
て、該結像光学系または該ビーム分離光学系と該光ヘッ
ド筺体とによって該半導体レーザを密閉した、ことを特
徴とする光ヘッド。1. A semiconductor laser, an imaging optical system that forms an image of an output beam emitted from the semiconductor laser on an information medium surface, and a beam separation optical system that separates a reflected beam reflected by the information medium and the output beam. a photodetector that receives the detection beam separated by the beam separation optical system, an optical head housing that fixes the semiconductor laser, the imaging optical system, the beam separation optical system, and the photodetector; 1. An optical head characterized in that the semiconductor laser is hermetically sealed by the imaging optical system or the beam separation optical system and the optical head housing.
像光学系または該ビーム分離光学系と該光ヘッド筺体と
によって密閉される空間を窒素ガスで置換した、ことを
特徴とする光ヘッド。2. The optical head according to claim 1, wherein a space sealed by the imaging optical system or the beam separation optical system and the optical head housing is replaced with nitrogen gas. light head.
像光学系または該ビーム分離光学系と該光ヘッド筺体と
によって密閉される空間を真空で置換した、ことを特徴
とする光ヘッド。3. The optical head according to claim 1, wherein a space sealed by the imaging optical system or the beam separation optical system and the optical head housing is replaced with a vacuum. light head.
載の光ヘッドであって、該結像光学系または該ビーム分
離光学系と該光ヘッド筺体とを焼結によって気密接合し
た、ことを特徴とする光ヘッド。4. The optical head according to claim 1, wherein the imaging optical system or the beam separation optical system and the optical head housing are hermetically sealed together by sintering. An optical head characterized by:
ヘッド筺体全体を2方向に位置制御する、ことを特徴と
する光ヘッド。5. The optical head according to claim 1, wherein the entire optical head housing is positionally controlled in two directions.
した出射ビームを情報媒体面上に結像させる結像光学系
と、該情報媒体により反射した反射ビームと該出射ビー
ムを分離するビーム分離光学系と、該ビーム分離光学系
で分離した検出ビームを受光する光検出器と、該半導体
レーザと該結像光学系と該ビーム分離光学系と該光検出
器を固定する光ヘッド筺体とからなり、該結像光学系ま
たは該ビーム分離光学系と該光ヘッド筺体とによって該
半導体レーザを密閉した光ヘッドを有し、該ビーム分離
光学系は、該半導体レーザから出射した該出射ビームを
メインビームと2つのサブビームに分離する第1のビー
ム分離光学系と、該情報媒体により反射した複数の反射
ビームを該出射ビームとは異なる方向に分離する第2の
ビーム分離光学系とからなり、該第1のビーム分離光学
手段は、2つの該サブビームに正の非点収差と負の非点
収差を与える第1の回折格子またはホログラム素子から
なり、該情報媒体面上には、該サブビームの反射光量を
変調するために予め記録されたマークがあり、該光検出
器は、該サブビームを受光する2つの光検出素子を有し
、該2つの光検出素子が出力する光量信号から該マーク
によって変調された振幅の大きさを検出するための2つ
の振幅検出回路と、該振幅検出回路から出力された2つ
の振幅検出信号を引算する差動演算回路とからなる焦点
ずれ検出回路、とからなることを特徴とする情報記録装
置。6. A semiconductor laser, an imaging optical system that images an output beam emitted from the semiconductor laser on an information medium surface, and a beam separation optical system that separates the reflected beam reflected by the information medium and the output beam. a photodetector that receives the detection beam separated by the beam separation optical system, an optical head housing that fixes the semiconductor laser, the imaging optical system, the beam separation optical system, and the photodetector. , has an optical head in which the semiconductor laser is sealed by the imaging optical system or the beam separation optical system and the optical head housing, and the beam separation optical system converts the output beam emitted from the semiconductor laser into a main beam. and a second beam separating optical system that separates a plurality of reflected beams reflected by the information medium into two sub-beams in a direction different from that of the output beam. The beam separation optical means 1 includes a first diffraction grating or a hologram element that gives positive astigmatism and negative astigmatism to the two sub-beams, and the amount of reflected light of the sub-beams is reflected on the information medium surface. There is a mark recorded in advance for modulating the sub-beam, and the photodetector has two photodetecting elements that receive the sub-beam, and the light intensity signal output by the two photodetecting elements is modulated by the mark. a defocus detection circuit comprising two amplitude detection circuits for detecting the magnitude of the amplitude detected by the amplitude detection circuit; and a differential calculation circuit for subtracting the two amplitude detection signals output from the amplitude detection circuits. An information recording device characterized by:
該第1の回折格子またはホログラム素子は、その格子溝
間隔が順次増加または減少する複数の直線溝の集合であ
り、該マークは、該トラックの方向とは垂直な方向にそ
ろって配置されている、ことを特徴とする情報記録装置
。7. The information recording device according to claim 6,
The first diffraction grating or hologram element is a collection of a plurality of linear grooves whose grating groove intervals increase or decrease in sequence, and the marks are arranged in a direction perpendicular to the direction of the track. An information recording device characterized by the following.
該第1の回折格子またはホログラム素子は、その格子溝
間隔が順次増加または減少する複数の同心楕円溝の集合
の一部分であるとともに、その該同心楕円溝の同心点位
置が該メインビームの主光線軸の位置から偏心しており
、該マークは、該トラックの方向とは垂直な方向にそろ
って配置されている、ことを特徴とする情報記録装置。8. The information recording device according to claim 6,
The first diffraction grating or hologram element is a part of a set of a plurality of concentric elliptical grooves whose grating groove intervals increase or decrease sequentially, and the position of the concentric point of the concentric elliptical grooves corresponds to the principal ray of the main beam. An information recording device characterized in that the marks are eccentric from the position of the axis and are aligned in a direction perpendicular to the direction of the track.
載の情報記録装置であって、該振幅検出回路は、2つの
該サブビームの各々について、該マーク間にある時の該
光検出素子の出力信号レベルを保持する第1のサンプル
ホールド回路と、該マーク上にある時の該光検出素子の
出力信号レベルを保持する第2のサンプルホールド回路
と、該第1のサンプルホールド回路の出力信号と該第2
のサンプルホールド回路の出力信号を引算する差動演算
回路とよりなる、ことを特徴とする情報記録装置。9. The information recording device according to claim 6, wherein the amplitude detection circuit detects the light between the marks for each of the two sub-beams. a first sample and hold circuit that holds the output signal level of the element; a second sample and hold circuit that holds the output signal level of the photodetecting element when it is on the mark; output signal and the second
An information recording device comprising: a differential arithmetic circuit that subtracts an output signal of a sample and hold circuit.
、該振幅検出回路は、該振幅検出回路の出力信号の極性
を常に正レベルまたは負レベルにするためのスイッチ回
路を内蔵する、ことを特徴とする情報記録装置。10. The information recording device according to claim 9, wherein the amplitude detection circuit includes a switch circuit for always setting the polarity of the output signal of the amplitude detection circuit to a positive level or a negative level. An information recording device characterized by:
記載の情報記録装置であって、該マークは、該情報媒体
面上を該メインスポットが案内される所定のトラック中
心線に対して片側に一定距離だけはなれて配置された第
1のピット群と該トラック中心線に対して反対側に等距
離だけはなれて配置された第2のピット群からなり、該
メインスポットが該第1のピットを通過するときの該光
検出素子の出力信号レベルと該第2のピットを通過する
ときの該光検出素子の出力信号レベルを比較することに
よりトラックずれ検出信号を得る、ことを特徴とする情
報記録装置。11. The information recording device according to claim 6, wherein the mark is aligned with a predetermined track center line along which the main spot is guided on the information medium surface. The main spot consists of a first pit group placed a certain distance apart on one side with respect to the track center line, and a second pit group placed an equal distance apart on the opposite side with respect to the track center line. A track deviation detection signal is obtained by comparing the output signal level of the photodetecting element when passing through the second pit with the output signal level of the photodetecting element when passing through the second pit. Information recording device.
記載の光ヘッドであって、該情報媒体により反射した該
反射ビームを該出射ビームとは異なる方向に分離する第
2のビーム分離光学系は、少なくとも一方の面に複屈折
性物質からなる第2の回折格子を有する回折格子板と、
該反射ビームが該第2の回折格子を通過するときに異常
光線または常光線の一方となるように偏光方向を回転す
るための偏光回転手段とからなり、該第2の回折格子の
凸部と凹部は、異常光線または常光線の一方に対する光
路長の差が波長の整数倍と2分の1波長で、幅がほぼ等
しい、ことを特徴とする光ヘッド。12. The optical head according to any one of claims 1 to 5, wherein a second beam separation unit separates the reflected beam reflected by the information medium into a direction different from the output beam. The optical system includes a diffraction grating plate having a second diffraction grating made of a birefringent material on at least one surface;
a polarization rotation means for rotating the polarization direction so that the reflected beam becomes either an extraordinary ray or an ordinary ray when passing through the second diffraction grating, and a convex portion of the second diffraction grating; An optical head characterized in that the concave portion has a difference in optical path length for either an extraordinary ray or an ordinary ray by an integral multiple of a wavelength and a half wavelength, and has substantially equal widths.
該第2の回折格子の凸部と凹部は、さらに常光線または
異常光線の一方に対する光路長の差が波長の整数倍であ
る、ことを特徴とする光ヘッド。13. The optical head according to claim 12,
The optical head is further characterized in that the convex portion and the concave portion of the second diffraction grating have a difference in optical path length with respect to either an ordinary ray or an extraordinary ray that is an integral multiple of a wavelength.
ずれかに記載の光ヘッドであって、該偏光回転手段が4
分の1波長板である、ことを特徴とする光ヘッド。14. An optical head according to any one of claims 12 to 13, wherein the polarization rotating means has four polarization rotating means.
An optical head characterized by being a 1/2 wavelength plate.
該回折格子板と4分の1波長板とが一体になっている、
ことを特徴とする光ヘッド。15. The optical head according to claim 14,
The diffraction grating plate and the quarter wavelength plate are integrated.
An optical head characterized by:
かに記載の光ヘッドであって、該第1の回折格子は、該
第2の回折格子を有する該回折格子板の他方の面に形成
されている、ことを特徴とする光ヘッド。16. The optical head according to claim 12, wherein the first diffraction grating is arranged on the other surface of the diffraction grating plate having the second diffraction grating. An optical head characterized in that:
該第1の回折格子は複屈折性物質からなり、該第1の回
折格子の凸部と凹部は、異常光線または常光線の一方に
対する光路長の差が波長の整数倍で、幅がほぼ等しい、
ことを特徴とする光ヘッド。17. The optical head according to claim 16,
The first diffraction grating is made of a birefringent material, and the convex portions and concave portions of the first diffraction grating have substantially equal widths with a difference in optical path length for either the extraordinary ray or the ordinary ray being an integral multiple of the wavelength. ,
An optical head characterized by:
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP3077567A JP2861449B2 (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Optical head and information recording device |
| US07/865,114 US5361244A (en) | 1991-04-10 | 1992-04-08 | Optical head and information recording apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3077567A JP2861449B2 (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Optical head and information recording device |
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| JP2861449B2 JP2861449B2 (en) | 1999-02-24 |
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ID=13637595
Family Applications (1)
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| JP3077567A Expired - Lifetime JP2861449B2 (en) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Optical head and information recording device |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0605929A1 (en) * | 1993-01-04 | 1994-07-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Device for optically scanning a surface |
| EP0607700A3 (en) * | 1992-12-24 | 1994-11-30 | Sharp Kk | Semiconductor laser device. |
| EP0598592A3 (en) * | 1992-11-17 | 1995-09-27 | Seiko Epson Corp | Laser emission unit, optical head and optical memory device. |
| EP0786839A1 (en) * | 1996-01-23 | 1997-07-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light output apparatus and optical pickup apparatus employing the same |
| JP2011504614A (en) * | 2007-11-23 | 2011-02-10 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Beam shaper, optical system and method of using the same |
-
1991
- 1991-04-10 JP JP3077567A patent/JP2861449B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5581523A (en) * | 1992-11-17 | 1996-12-03 | Seiko Epson Corporation | Laser emission unit, optical head and optical memory device |
| US5680384A (en) * | 1992-11-17 | 1997-10-21 | Seiko Epson Corporation | Laser emission unit, optical head and optical memory device |
| EP0607700A3 (en) * | 1992-12-24 | 1994-11-30 | Sharp Kk | Semiconductor laser device. |
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| EP0786839A1 (en) * | 1996-01-23 | 1997-07-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light output apparatus and optical pickup apparatus employing the same |
| US5801402A (en) * | 1996-01-23 | 1998-09-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | VCSEL light output apparatus having a monitoring photodetector and an optical pickup apparatus employing the same |
| JP2011504614A (en) * | 2007-11-23 | 2011-02-10 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Beam shaper, optical system and method of using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2861449B2 (en) | 1999-02-24 |
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