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JPS6161245A - Optical head - Google Patents

Optical head

Info

Publication number
JPS6161245A
JPS6161245A JP59183946A JP18394684A JPS6161245A JP S6161245 A JPS6161245 A JP S6161245A JP 59183946 A JP59183946 A JP 59183946A JP 18394684 A JP18394684 A JP 18394684A JP S6161245 A JPS6161245 A JP S6161245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
light
track
refractive index
reflected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59183946A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomiji Shiga
志賀 富治
Tsutomu Ishikawa
勉 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP59183946A priority Critical patent/JPS6161245A/en
Publication of JPS6161245A publication Critical patent/JPS6161245A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

PURPOSE:To set the number of composition of a lens to one piece, to polish a lens, to decrease the man-day of vapor deposition processing of a reflection preventing film and to improve productivity by using a refractive index distribution type rod lens of a large diameter low aberration large opening number as an object lens. CONSTITUTION:A straight line polarized light 8 from a light source 7a of a semiconductor laser, etc., penetrates a collimator lens 9 and a polarized prism 11 and received through a 1/4 wavelength plate 12 and a whole reflecting prism 13 by using a refractive index distribution type rod lens 14. The light spot 15 is reflected by a track 17 on rotating recording media 16, a reflecting light 18 with recording information is reflected in the polarized prism 11, divided with a half mirror 19 and irradiated to a track detecting device 20 and a focus detecting device 21. Since the lens 14 must be stopped down up to a diffraction limit to form the light spot 15, a large diameter is set to 3.1mm. Since the number of opening is kept to a scope from 0.4-0.6 and the plane aberration and frame aberration are corrected, the plane processing is executed for a light incident edge surface 34.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光により記録情報を検出する光学へ。[Detailed description of the invention] The present invention relates to optics that detect recorded information using light.

ドに関する。Regarding de.

コノ種の光学へ、ドにおいては、記録媒体上の情報を正
しく再生するために半導体レーザからのビームを十分に
絞って微小スボ、°ト金形成する必要がある。
In this type of optics, in order to correctly reproduce information on a recording medium, it is necessary to sufficiently focus the beam from a semiconductor laser to form minute grooves and holes.

従来、この工うな微小スポットを形成する対物レンズは
、光線追従法で設計した3枚程の組合せレンズで構成1
れるのが一般的である。たとえば第1図に示す工うに約
5mm径の単レンズ1,2゜3t−M合せてレンズホル
ダ4に組込んで2群3枚による組合せレンズを構成する
ものがある。レンズホルダ40円周にはピッチの小さな
ネジ形成され、このネジと嵌合するスペーサ5と、固定
具6とで単レンズ1,2.3’iレンズホルダ4に挿入
するとともに、光軸、焦点距離等の調整をしながらスペ
ーサ5及びml定具6とで単レンズを固定している。こ
のエクeC光学へ、ドの対物レンズに複数の形状の異な
るレンズ全組合せる理由に、ビーム金収束するときに生
ずる収差金除去するためである。
Conventionally, the objective lens that forms this tiny spot is composed of a combination of about three lenses designed using the ray tracing method.
It is common that For example, as shown in FIG. 1, a single lens 1,2 DEG 3T-M with a diameter of about 5 mm is assembled into a lens holder 4 to form a combination lens with three lenses in two groups. A small pitch screw is formed on the circumference of the lens holder 40, and a spacer 5 that fits with this screw and a fixture 6 are used to insert the single lens 1, 2.3'i into the lens holder 4, and to adjust the optical axis and focal point. A single lens is fixed with a spacer 5 and an ml fixture 6 while adjusting the distance and the like. The reason why a plurality of lenses of different shapes are combined with the objective lens in this E-C optical system is to eliminate aberrations that occur when the beam is converged.

しかし、このような対物レンズを使用した光学へ、ドは
、コスト高となる恐れがあった。その理由は第1にレン
ズの研磨加工や反射防止膜を施す蒸着等の加工工数が多
大であること、第2に複数のレンズを高精度に位置決め
するとともにレンズ金離散的に配置するのが一般的であ
ることから、第1図に示すL5なレンズホルダやスペー
サ等の付加物を必要とし溝底が複雑で且つ部品点数が多
いこと、第3にたくさんの部品金単備し次のち、光軸、
焦点距離等を調整しながら組立てるので、この組立工数
が多大であることによる。Oのように溝底点数が多いこ
ととありまって、量産化によるコスト低減が期待できな
い欠点があり九。
However, optical systems using such objective lenses may be expensive. The reasons for this are, firstly, the number of processing steps such as lens polishing and vapor deposition for applying an anti-reflection film is large, and secondly, it is common practice to position multiple lenses with high precision and arrange the lens metal discretely. Because of this, it requires additional parts such as the L5 lens holder and spacer shown in Figure 1, and the groove bottom is complicated and the number of parts is large. shaft,
This is because the assembly requires a large number of man-hours since it is assembled while adjusting the focal length and the like. Since there are many groove bottom points like O, there is a drawback that cost reduction cannot be expected through mass production.9.

本発明の目的は、従来と同等の光スボ、トヲ形成せしめ
るとともに、生産性に優れ且つ低コストな対物レンズを
有する光学ヘッドを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an optical head having an objective lens that can form optical holes and toes equivalent to those of the conventional ones, has excellent productivity, and is inexpensive.

本発明にjf′L、げ、光源と、記録媒体上のトラ。The present invention includes a light source, a light source, and a light source on a recording medium.

りに前記光源からの光を集光する対物レンズ七有する光
学系と、光が照射され7を前記トラックからの反射光に
Lり前記トラックの記録情報全検出する検出手段とを含
む光学へ、ドにおいて、前記対物レンズは集束性ロッド
レンズからM、力、前記ロッドレンズの中心軸における
屈折T=kno、中心軸からの距離をr、屈折率勾配の
程度金示すパラメータt!iとするとき、屈折率分布+
1 (rlがn”(r)中n@2(1−gr2+h4(
9r2)”IllsCgr  )  ) で表わされ、レンズ媒質のイオン濃度勾配が大きく、前
記光源からの光が入射する端面が先球であることを特徴
とする光学へ、ドが得られる。
an optical system including an objective lens 7 for condensing light from the light source, and a detection means for detecting all recorded information on the track by reflecting light from the track 7 to which the light is irradiated; In de, the objective lens is formed from a focusing rod lens by M, the force, the refraction T=kno at the central axis of the rod lens, the distance from the central axis r, and the parameter t! which indicates the degree of refractive index gradient. When i, refractive index distribution +
1 (rl is n”(r), n@2(1-gr2+h4(
9r2)"IllsCgr) )", and the lens medium has a large ion concentration gradient, and the end face on which the light from the light source enters has a spherical tip.

次に本発明の実施例上図面を参照して説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2図は記録媒体上のトラックに追従して照射する光ス
ポットの反射光から、記録情報を検出する本発明による
実施例の光学へ、ドを示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an optical system according to an embodiment of the present invention that detects recorded information from the reflected light of a light spot that follows and irradiates a track on a recording medium.

図に訃いて、半導体レーザ7の発光面7aから出射する
広角ビーム8はコリメートレンズ9に工つてコリメート
光10となる。コリメート光10は偏光プリズム1li
A過後、1/4波長板12へ入射し、ここでコリメート
光の偏光面が45度回転する。1/4e長板12の出射
光33は全反射プリズム13で反射され几後、集束性ロ
ッドレンズ14で収束される。集束性ロッドレンズ14
で収束された光スポット15は回転する記録媒体16上
のトラック177で反射され、記録trt報をもつ反射
光18は再び対物レンズ(集束性ロッドレンズ)!4.
1/4波長板12を通過後、偏光プリズム11に入射す
る0反射光18は入射光1゜と1交する偏光面を有する
1線偏光であるので、偏光プリズム11内で反射され、
ハーフミラ−19方向に進行する。ハーフミラ−19で
分割されt反射光18はトラック検出器2oと7オーカ
ス検出器211C照射される。周知のトラック検出器2
゜では光スポット15のトラック17がらの位置すれ七
示す信号としてトラック信号をフォーカス検出器21で
に集束性ロッドレンズ14Vcエク集束した光のスポッ
ト位置のフォーカス位置からのずれ?示す信号として、
フォーカス信号を出力する。
As shown in the figure, a wide-angle beam 8 emitted from a light emitting surface 7a of a semiconductor laser 7 is converted into collimated light 10 by a collimating lens 9. The collimated light 10 is polarized by a polarizing prism 1li.
After passing through A, the collimated light enters the quarter-wave plate 12, where the polarization plane of the collimated light is rotated by 45 degrees. The emitted light 33 from the 1/4e long plate 12 is reflected by the total reflection prism 13 and then converged by the converging rod lens 14. Focusing rod lens 14
The light spot 15 converged at is reflected by a track 177 on the rotating recording medium 16, and the reflected light 18 with the recording trt information is again reflected by the objective lens (focusing rod lens)! 4.
After passing through the 1/4 wavelength plate 12, the zero reflected light 18 that enters the polarizing prism 11 is linearly polarized light having a plane of polarization that intersects the incident light 1°, so it is reflected within the polarizing prism 11.
Half mirror - Proceed in the direction of 19. The reflected light 18 divided by the half mirror 19 is irradiated to the track detector 2o and the seven orcus detectors 211C. Well-known track detector 2
In this case, the track signal is used as a signal indicating the position of the light spot 15 on the track 17.The focus detector 21 uses the focusing rod lens 14Vc to detect the deviation of the spot position of the focused light from the focus position. As a signal to indicate,
Outputs focus signal.

又、トラック検出器20あるいに7オーカス検出器21
からに、記録情報の緩和の差異を抽出して記録信号が検
出される。
Also, a track detector 20 or seven orcus detectors 21
A recorded signal is detected by extracting the difference in relaxation of the recorded information.

第3図は第2図に示す集束性ロッドレンズ部分の拡大断
面図である。1/4波長板12がらのコリメート光33
は全反射プリズム13を経て、集束注ロッドレンズ14
で記録媒体16正に2μmφ以下の光スポット15に収
束される。集束性口。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the focusing rod lens portion shown in FIG. 2. Collimated light 33 from the quarter wavelength plate 12
passes through a total reflection prism 13 and then a focusing rod lens 14
The light is focused on the recording medium 16 to a light spot 15 with a diameter of exactly 2 μm or less. Convergent mouth.

ドレンズ14に入力レーザ光入射側(プリズム側)端面
を先球とし、反射レーザ光入射側(記録媒体側)端面を
平面としており、両端面には蒸着等に工力反射防止膜3
0が施されている。又、この集束性ロッドレンズ14は
円筒状のレンズホルダー31円1c固定されている。
The input laser beam incident side (prism side) of the drain lens 14 has a spherical tip, and the reflected laser beam incident side (recording medium side) has a flat end surface, and both end surfaces are coated with an engineered anti-reflection film 3 by vapor deposition or the like.
0 is applied. Further, this focusing rod lens 14 is fixed to a cylindrical lens holder 31 1c.

集束性ロッドレンズ14ii、ガラス棒を溶融塩に長時
間浸漬して、あらかじめガラスに含まれた電子分極率が
大きく高温でガラス中音移動しゃ丁い一部イオンを溶融
塩中のアルカリイオンと交換し、その結果生じるイオン
拡散分布の放物線近似性全利用してレンズ状媒質に必要
な屈折率分布全形放したものである。イオン拡散によっ
て得られる屈折率分布がレンズ状媒質として最適な放物
線状分布を形成する!程でイオン濃度と屈折率の間に加
成性が成立するので、屈折率分布をイオン拡散方程式の
解から知ることができ、次式が知られている。
Focusing rod lens 14ii, a glass rod is immersed in molten salt for a long time, and the electronic polarizability contained in the glass is large and the sound movement in the glass is blocked at high temperature, and some of the ions are exchanged with alkali ions in the molten salt. However, the parabolic approximation of the resulting ion diffusion distribution is fully utilized to release the entire refractive index distribution required for the lenticular medium. The refractive index distribution obtained by ion diffusion forms a parabolic distribution that is ideal for a lenticular medium! Since additivity is established between the ion concentration and the refractive index at , the refractive index distribution can be known from the solution of the ion diffusion equation, and the following equation is known.

但し、K:イオン変換度パラメータ、ro ニガラス棒
の半径、D=イオンの拡散係数、t:拡散時間である。
However, K: ion conversion degree parameter, ro: radius of the glass rod, D: ion diffusion coefficient, t: diffusion time.

パラメータKが0.04以上になると屈折率分布が放物
線状になり、本実施例の集束性ロッドレンズ14はKの
値がより大きい、ものである。
When the parameter K is 0.04 or more, the refractive index distribution becomes parabolic, and the converging rod lens 14 of this embodiment has a larger value of K.

又、集束性レンズ14の特性を示す要素である屈折率分
布nは で表わされる。
Further, the refractive index distribution n, which is an element indicating the characteristics of the converging lens 14, is expressed by .

但し、 n 6 ns ロッドの中心軸上の屈折”J5
.rは中心軸からの距離、9は2乗分布定数、h4゜h
6は4次お工び6次の収差係数である。集束性ロッドレ
ンズ14はこの収差係数であるh4とh8の高次頂金理
想値、 即ち h4 ”  +   h’ ”’”” 4丁に近
つけることにより、低収差で大口径な集束性ロッドレン
ズにしている。これによる効果の一つはビームの収束性
′t−エリ大きくできることである。
However, the refraction on the central axis of the n 6 ns rod “J5
.. r is the distance from the central axis, 9 is the square distribution constant, h4゜h
6 is a fourth-order aberration coefficient and a sixth-order aberration coefficient. The converging rod lens 14 has a low aberration and a large diameter converging rod lens by bringing the aberration coefficients h4 and h8 close to the high-order apex ideal values, that is, h4 '' + h'``''''' 4 lenses. I have to. One of the effects of this is that the beam convergence 't-element can be increased.

また集束性ロッドレンズ14はプリズム側端面を先球と
することにより、ザイデルの5収差のうちの球面収差が
補正されている。したがりて、イオン交換法Vcよる収
差の補正とあいまって、エフ低収差になっている。
Further, the converging rod lens 14 has a prism-side end surface having a spherical tip, thereby correcting spherical aberration of Seidel's five aberrations. Therefore, combined with the correction of aberrations by the ion exchange method Vc, the F aberrations are low.

以上1本発明に工れば、従来の複数レンズによる組合せ
でなく、2つの光入出射端面のうちの入力レーザ光が入
射する端面を先球とした低収差な大口径集束性ウッドと
することに工り、レンズの溝底数は1個となるので、レ
ンズの研磨加工や、反射防止膜の蒸着力ロエエ数が大巾
に低減できることは明らかである。又、集束性ロッドレ
ンズは円柱状であることから、Oのレンズホルダで1例
えば集束性ロッドレンズの外径エフわずかに大きな内径
の中空部を有するレンズホルダとし、これに 1ロッド
レンズ全圧入や従層等で組み込むことが可態トなり、従
来のスペーサやレンズホルダ内の微小ピッチのねじ部が
排除できるとともに、組立時の光軸合せ等の調整も不要
となる。
According to one aspect of the present invention, instead of the conventional combination of multiple lenses, it is possible to use a low-aberration, large-diameter focusing wood with a spherical tip on the end surface on which the input laser beam enters among the two light input/output end surfaces. Since the number of groove bottoms on the lens is one, it is clear that the Lohe number required for polishing the lens and for vapor deposition of the anti-reflection film can be greatly reduced. In addition, since the focusing rod lens is cylindrical, a lens holder of O is used, for example, a lens holder that has a hollow part with an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the focusing rod lens, and the entire rod lens is press-fitted into this. It can be assembled using a slave layer, etc., and it is possible to eliminate the conventional spacer or threaded portion with a minute pitch in the lens holder, and also eliminates the need for adjustments such as optical axis alignment during assembly.

この様に構成の単純化に伴い、構成点数の削減。In this way, with the simplification of the configuration, the number of configuration points is reduced.

及び構成品の加工工数の低減、更に組立工数の低減とと
もに生産性が向上し、エフ量産効果によるコスト低減が
期待できる。
With the reduction in the number of man-hours for machining and component parts, and further reduction in the number of assembly man-hours, productivity is improved, and cost reductions can be expected due to the F mass production effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の組合せレンズの構造例金示す概略横断面
図、第2図σ本発明の実施例を示すブロック図、第3図
は第2図の一部側断面図である。 1.2.3・・・・・・レンズ、4・・・・・レンズホ
ルタ−15・・・・・・スペーサ、6・・・・・・固定
具、7・・・・・・半導体レーザ、8・・・・・・広角
ビーム、9・・・・・・コリメートレンズ、10・・・
・・・コリメート光、11・・・・・・偏光プリズム、
12・・・・・・1/4波長板、13・・・・・・全反
射プリズム、14・・・・・・集束性ロッドレンズ、1
5・・・甲光スボ、ト、16・・・・・・記録媒体、1
7・由・・トラック、18・・・・・・反射光、19・
・・・・・ハーフミラ−,20・・・・・・トラック検
出器、21・・・・・・フォーカス検出器、30・・・
・・・反射防止膜、31・・・・・・レンズホルダー、
33・・・・・・コリメート光。 代理人 弁理士  内 原   晋  −\;。 手続補正書(自発) 60.3.17 昭和  年  月  日 l、事件の表示   昭和59年 特許 願第1839
46号2、発明の名称  光学ヘッド 3、補正をする者 事件との関係       出 願 人東京都港区芝五
丁目33番1号 (423)   日本電気株式会社 (連絡先 日本電rN株式会社′特許部)5、補正の対
よ (1)明細書全文 ■ 明細書添付図面第2図および第3図6、補正の内容 (1)別紙のとシフ (21明細書添付図面第2図および第3図を本手続補正
書添付図面第2図および第3図に訂正する。 訂正明細書 !6発明の名称 光学ヘッド 2、特許請求の範囲 光源と、前記光源からの光を集光して光スポットにする
対物レンズを有する光学系と、記録媒体上のトラックへ
前記光スポットが照射するよう制御する照射手段と、前
記トラックの反射光から記録情報を読出す検出手段とを
含む光学ヘッドにおいて、 前記対物レンズが、直径が3.1ミリメートル以3、発
明の詳細な説明 〔技術分野〕 本発明は光によシ記録情報を検出する光学ヘッドに関す
る。 〔従来技術〕 このrIIO元学ヘ光学くおいては、記録媒体上の情報
を正しく再生するために半導体レーザ等の光源から放出
される光を十分に絞って1から2マイクロメール径(φ
1〜2μm)の微小スポットを形成する必要がろる。 従来、このよりな微小スポラトラ形成する対物レンズに
、0.4から0.6程の大きな開口数NAを要するとと
もに球!収差、コマ収差等の収差を極力低減させる必要
がある。それ故%元線追従法で設計した3枚程の組合せ
レンズで講底するのが一般的である。たとえば、第1因
に示すエリに約6ミリメードル径(φ6wl1)の単レ
ンズ1,2.3t−2群3枚として、レンズ組立枠4に
組込んだ宿底としてVる。レンズ組立枠4の内周にはピ
ッチの小さなネジが形成され、このネジと嵌合するスペ
ーサ5と固定具6とで単レンズ1. 2. 3t−レン
ズ組立枠41C挿入するとともに、光軸、黒点距離等の
調整をしながらスペーサ5及び固定具6とで]にし]弓
メイ1,23に固定している。 Lカl−、この工うな組合せによる対物レンズを使用し
九光学ヘッドは、価格高となる。理由ζ第11’Ctl
j!”(個のレンズで構成することから、レンズの研磨
加工や反射防止膜を施す蒸着等の加工工数が増加するこ
と、第2vc複数個のレンズを高精度に位置決めすると
ともにレンズを離散的曵配置する必要があることから、
第1図に示す工うなレンズ組立枠4やスペーサ5等の付
加物を必要とし、構成が複雑で、かつ部品点数が多くな
ること、第3に多数の部品を元軸、焦点距離等全調整し
ながら組竺てることから組立工数が増加することである
。 以上のエリに従来は溝底が′0雑匡なることから、九と
え量産化を進めたとしても価格低減が期待できない欠点
があっ九。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、微小な元スポット全形底せしめるとと
もに、生産性に優れ、かつ低価格な対物レンズを有する
光学ヘッドt−提供することIcある。 〔発明の偏成〕 本発明により″Lげ2元源と、前記光源からの尤全集光
して元スポットにする対物レンズを有する光学系と、記
録媒体上のトラックへの前記元スポットの照射手段と、
前記トラックの反射光から記録情報を胱出丁検出手段と
を含む光学ヘッドにおいて、前記対物レンズが、直径t
3.1ミ’Jメートル(3,1m)以上の大口径とし、
前記光源からの光の入射端面を先球とする低収差大開口
数の屈折率分布型ロッドレンズからなることを特徴とす
る光学ヘッドが得られる。 〔実施例〕 次に本発明の実施例を図面を参照してP細VC説明する
。 第2図は本発明の実施例を示す斜視図でおる。 図VCおいて、パッケージ7の中に固定さn九半導体レ
ーザ等の光源7aがらの直線偏光8は、コリメートレン
ズ91Cエク平行尤1oとなる。平行光10に、偏光プ
リズム11を通過後、1/4波長板12に入射すると円
偏光になる。1/4 波長板12からの平行光10は全
反射プリズム13で反射された後、直径りが3.1 ミ
+)メートル(3,1μm)以上の大口径かつ前記光源
7からの尤の入射yJa面347に先球とする低収差大
開口数(NA、)7)屈折率分布型ロッドレンズ14で
集光される。集光された元スポット15は回転する記録
媒体16上のトラック17で反射され、記録情報をもつ
反射光18に再び屈折本分布型ロッドレンズ14,1/
4  波長板12を通過後、偏光プリズムIIVc戻る
。174波長板12を通過した反射光18隠元源7がら
の平行光10と直交する偏光面を有するI線側光となる
ので、偏光プリズム11内で反射され、ハーフミラ−1
9rc回って進行する。ハーフミy−19で分割場九た
反射光18にトラック検出器20とフォーカス検出器2
1からなる検出手段5QK照射される。トラック検出器
2oがらに、元スボッ)15のトラック17からの位置
ずれ量がトラック誤差信号22として出方される。 フォーカス検出器、21がらに屈折率分布型ロッ)”し
y、(14で集光した元スポット15の焦平面と、情報
t−記録したトラック17との位置ずれ量が、フォーカ
ス誤差信号23として出力される。 また、トラック検出器20あるいはフォーカス検出器2
1からに、反射光18の強弱が記録情報として出力され
る。 トラlり誤差信号22とフォーカス誤差信号23は各々
照射手段511C入力される。照射手段51店号22及
びフォーカス誤差信号23を受けてロッドレンズ14全 回に移動して正確な位置決めをする。 sg3図μ第2囚に示す屈折率分布型ロッドレンズおL
びその付近の拡大断面囚である.174波長板12かも
の平行光10i全反射プリズム13の一面で反射され屈
折率分布型ウッドレンズ14で、記録媒体16上Vcl
からマイクロメートル(φ1〜2μm)以下の元スポッ
ト15に集光される。屈折率分布型コツトレンズ14に
、光源7がらの光入射端面34側(全反射プリズム13
側)を先球とし、反対側(、記録媒体16側)の端面全
平面としており、両端面VCは蒸着等ICエリ反射防止
膜30が施はれている。また、この屈折率分布型ロッド
レンズ14は円筒状レンズ保持枠31内に固定されてい
る。 屈折率分布型ロッドレンズ14μ、元スポット15を形
成する上で回折限界筐で絞らなけt″LFiならないこ
とから、大口径にしておる。元スポット15の位置での
絞り込みビーム径Sは λ S=/、  ・・・・・・・・・・・・ α)で与えら
れる。ここでfc焦点距離(元ヘッドとしては3から4
ミリメートル(3〜4 m )必り。 dにレンズ14への入射ビーム径(31〜4ミリメート
ル(m))、λは波長(一般的Vcl−!780 ナノ
メートル(7801m))である。 a)式エフ計算上ビーム径Sが約1マイクロメートル(
φ1μ鴨)VC絞られることになるが、実際ににビーム
径Sが小笛いと焦平面での強度分布がみだれ、サイドロ
ープが生じ、天動的な元スポット15のビーム径1(床
下させてしまう。それ故、大口径31ミリメートル(3
,l m )以上にしである。 また、開口数N A t 0.4から06の範囲に納め
、かつ球面収差とコマ収差を補正するために、入射端面
34を球面加工しである。先球の先端から記録媒体側の
端面までの光軸方向の長さに1.6mm((リメートル
(R1〜3園)として良好な結果を得た。 屈折率分布型ロッドレンズ14の製法に、ガラス棒′l
t溶融塩に長時間浸漬して、あらかじめガラスに含″1
れた電子分視率が大きく高温でガラス中を移動しゃす一
一部イオンを溶融塩中のアルカリイオンと5!換し、そ
の結果生じるイオン拡散分布の放物線近似性を利用して
レンズ状媒質に必要な屈折率分布金形収したものである
。イオン拡散によって得られる屈折率分布がレンズ状媒
質として最適な放物線状分布を形成する過程でイオン濃
度と屈折率の間に加底性が収支するので、屈折率分布金
イオン拡散方程式の解から知ることができ、但し、K:
イオン又換度パラメータ、r(ニガラス棒の半径、D°
イオンの拡散係数、t:拡散時間である。 パラメータKが0.04以上になると屈折率分布が放物
線状になるが、本笑施例のごとく、大口径になるとイオ
ン拡散に長時間tg!するので、KO値を極力大きくし
て、短時間を計っている。iた、屈折至分布型ロッドレ
ンズ14の特性を示す要素である屈折率分布nは n’(r)=no”(1−(gr)’+h4 (gr)
’+ha (gr)’十・・・・・・・・・) で表わされる。但し、not’zロッドの中心軸上の屈
折率、ra中心軸からの距離、gに2乗分布定数、 h
4シエびh6に4次および6次の収差係数でわる。屈折
率分布型ロッドレンズ14はこの収差係数でおるh4と
h6の高次項を理想値即ち、り低収差で直径3.1ミリ
メートル(3,1m’)以上の大口径な屈折率分布型ロ
ッドレンズ14にしている。 〔発明の効果〕 以上、本発明+C:れば、従来の複数レンズ状媒質る組
合せでなく、光源からの元が入射する端面上先球とした
低収差な大口径屈折率分布型ロッドレンズを使用するこ
とIcエク、レンズの構成数に1個となる故、レンズの
研磨加工や、反射防止膜の蒸着加工工数が大巾に低減で
きることに明らかでらる。また、屈折率分布型ロッドレ
ンズに円柱状であることから、このレンズ保汚枠t−9
’lJえは屈折!分布型ロッドレンズの外径工りわずか
―大きな内径の中空部を有する円筒状レンズ保持枠とし
、これに屈折!分布型ロッドレンズを圧入や接着等で組
み込むことが可能となり、従来使用していたスペーサや
レンズ組立枠内の微小ピッチのネジ部が排除できるとと
もIC%組立時の光軸合せ等の調整も不要となる。 このようVc構放の単純化口ともない、祷成点数の削減
、及び溝底品の加工工数の低減、さらIc組立工数の低
減、とともに生産性が同上し、よりfk産効果による価
格低減が期待できる。 4、図面の簡単な説明 第1図μ元学ヘッドに使用する従来の対物レンズを示す
断面図、第2図は本発明の実施例金示す斜視図、a!3
図は本発明の実1s例の部分拡大断面図である。 1.2.3・・・・・・単レンズ、4・・・・・・レン
ズ組立枠、5・・・・・・スペーサ、6・・・・・・固
定具、7・・・・・・光源、8・・・・・・直線偏光、
9・・・・・・コリメートレンズ、10・・・・・・板
、13・・・・・・全反射プリズム、14・・・・・・
屈折率分布型コツトレンズ、15・・・・・・元スポッ
ト、16・・・・・・記録媒体、17・・・・・・トラ
ック、18・・・・・・反射光。 19・・・・・・ハーフミラ−,20・・・・・・トラ
ック検出器。 21・・・・・・フォーカス検出器、22・・・・・・
トラック誤差信号、23・・・・・・フォーカス誤差信
号、25・・・・・・トラック駆動側a部、26・・・
・・・フォーカス駆動制御部、30・・・・・・反射防
止膜、31・・・・・・レンズ保持枠、34・・・・・
・入射端面、50−−−−−−検出手股、5112図 t
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional combination lens, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partial side sectional view of FIG. 2. 1.2.3... Lens, 4... Lens holder 15... Spacer, 6... Fixture, 7... Semiconductor laser, 8...Wide-angle beam, 9...Collimating lens, 10...
...Collimated light, 11...Polarizing prism,
12...1/4 wavelength plate, 13...Total reflection prism, 14...Focusing rod lens, 1
5... Koko Subo, G, 16... Recording medium, 1
7.Yu...Truck, 18...Reflected light, 19.
... Half mirror, 20 ... Track detector, 21 ... Focus detector, 30 ...
...Anti-reflection film, 31... Lens holder,
33...Collimated light. Agent: Susumu Uchihara, patent attorney −\;. Procedural amendment (spontaneous) 60.3.17 Showa year, month, day l, case description 1988 Patent Application No. 1839
No. 46 No. 2, Title of the invention: Optical head 3, Relationship to the person making the correction case: Applicant: 5-33-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo (423) NEC Corporation (Contact information: NEC rN Co., Ltd.' Patent Part) 5. Amendments (1) Full text of the specification■ Figures 2 and 3 of the drawings attached to the specification The figures are corrected to Figures 2 and 3 of the drawings attached to this procedural amendment. Amended specification! 6 Title of the invention Optical head 2, Claims Light source, and a light spot that condenses light from the light source. An optical head comprising: an optical system having an objective lens for detecting the light spot; irradiation means for controlling irradiation of the light spot onto a track on a recording medium; and detection means for reading recorded information from light reflected from the track. The objective lens has a diameter of 3.1 mm or more.Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to an optical head for detecting recorded information by light.[Prior Art] In order to correctly reproduce information on a recording medium, the light emitted from a light source such as a semiconductor laser is sufficiently narrowed down to a diameter of 1 to 2 micrometers (φ
It is necessary to form a minute spot (1 to 2 μm). Conventionally, an objective lens that forms this fine sporatra requires a large numerical aperture NA of about 0.4 to 0.6, and it is also spherical! It is necessary to reduce aberrations such as aberrations and coma as much as possible. Therefore, it is common to use a combination of about three lenses designed using the % element line tracking method. For example, in the area shown in the first factor, a single lens 1 with a diameter of about 6 millimeters (φ6wl1) and three lenses in a 2.3t-2 group are installed in the lens assembly frame 4 as a base. A screw with a small pitch is formed on the inner periphery of the lens assembly frame 4, and the single lens 1. 2. 3t-The lens assembly frame 41C is inserted and fixed to the bow cans 1 and 23 with the spacer 5 and fixture 6 while adjusting the optical axis, sunspot distance, etc. An optical head using an objective lens based on this unconventional combination is expensive. Reason ζ 11th Ctl
j! (Because it is composed of individual lenses, the number of processing steps such as polishing the lenses and vapor deposition for applying an anti-reflection film increases.) Because it is necessary to
The construction shown in Figure 1 requires additional parts such as the lens assembly frame 4 and spacer 5, making the configuration complex and requiring a large number of parts. Thirdly, a large number of parts are required to fully adjust the original axis, focal length, etc. The number of man-hours required for assembly increases as the parts are assembled at the same time. In addition to the above-mentioned method, there is a disadvantage that conventionally, the bottom of the groove is 0.05 cm, so even if mass production is promoted, a reduction in price cannot be expected. [Object of the Invention] It is an object of the present invention to provide an optical head having an objective lens which can completely bottom out a minute original spot, has excellent productivity, and is inexpensive. [Aspects of the Invention] According to the present invention, there is provided an optical system having an L-shaped binary source, an objective lens that collects most of the light from the light source into an original spot, and irradiates the original spot onto a track on a recording medium. means and
In the optical head, the objective lens has a diameter t.
A large diameter of 3.1 mm (3.1 m) or more,
There is obtained an optical head characterized in that it is comprised of a gradient index rod lens with low aberrations and a large numerical aperture, the end surface of which the light from the light source enters has a spherical tip. [Embodiment] Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the present invention. In FIG. VC, linearly polarized light 8 from a light source 7a such as an n9 semiconductor laser fixed in a package 7 becomes parallel to the collimating lens 91C. When the parallel light 10 passes through the polarizing prism 11 and enters the quarter-wave plate 12, it becomes circularly polarized light. After the parallel light 10 from the 1/4 wavelength plate 12 is reflected by the total reflection prism 13, the parallel light 10 has a large diameter of 3.1 μm or more in diameter and is incident from the light source 7. The light is focused by a low aberration, large numerical aperture (NA, ) 7) gradient index rod lens 14 having a spherical tip on the yJa plane 347. The condensed original spot 15 is reflected by a track 17 on a rotating recording medium 16, and the reflected light 18 containing recorded information is refracted again by a distributed rod lens 14,1/
4 After passing through the wave plate 12, it returns to the polarizing prism IIVc. 174 The reflected light 18 that has passed through the wavelength plate 12 becomes I-line side light having a polarization plane perpendicular to the parallel light 10 from the hidden source 7, so it is reflected within the polarizing prism 11 and reflected by the half mirror 1.
Proceed through 9rc rotations. A track detector 20 and a focus detector 2 are applied to the reflected light 18 with a divided field of half-mi Y-19.
The detection means 5QK consisting of 1 is irradiated. From the track detector 2o, the amount of positional deviation of the original track 15 from the track 17 is output as a track error signal 22. The focus detector 21 is a refractive index gradient type lens, and the amount of positional deviation between the focal plane of the original spot 15 condensed at 14 and the track 17 on which information is recorded is expressed as a focus error signal 23. Also, the track detector 20 or the focus detector 2
1, the strength of the reflected light 18 is output as recording information. The drift error signal 22 and the focus error signal 23 are each input to the irradiation means 511C. In response to the irradiation means 51 store number 22 and focus error signal 23, the rod lens 14 is moved all the way for accurate positioning. sg3 Figure μ 2nd prisoner shows the gradient index rod lens L
This is an enlarged cross-section of the area near the area. 174 wavelength plate 12 parallel light 10i is reflected by one surface of the total reflection prism 13 and is reflected by the refractive index distribution type Wood lens 14 onto the recording medium 16 at Vcl
The light is focused on an original spot 15 with a diameter of micrometers (φ1 to 2 μm) or less. The gradient index lens 14 is provided with a total reflection prism 13 on the light incident end surface 34 side of the light source 7.
The end surface on the opposite side (on the recording medium 16 side) is entirely flat, and both end surfaces VC are coated with an IC edge antireflection film 30 such as vapor deposition. Further, this gradient index rod lens 14 is fixed within a cylindrical lens holding frame 31. The gradient index rod lens 14μ has a large aperture because the original spot 15 must be stopped by a diffraction-limited housing to achieve t''LFi in order to form the original spot 15.The focused beam diameter S at the position of the original spot 15 is λ S= /, ・・・・・・・・・・・・α).Here, fc focal length (3 to 4 for the original head)
Must be millimeter (3 to 4 m). d is the diameter of the beam incident on the lens 14 (31 to 4 millimeters (m)), and λ is the wavelength (typical Vcl-!780 nanometers (7801 m)). a) Equation F calculation shows that the beam diameter S is approximately 1 micrometer (
φ1μ duck) VC will be narrowed down, but in reality, the beam diameter S becomes small and the intensity distribution at the focal plane is blurred, side ropes occur, and the beam diameter 1 of the original spot 15 (below the floor) Therefore, the large diameter 31 mm (3
, l m). Further, in order to keep the numerical aperture N A t within the range of 0.4 to 0.06 and to correct spherical aberration and coma aberration, the entrance end surface 34 is processed into a spherical surface. Good results were obtained by setting the length in the optical axis direction from the tip of the tip of the tip to the end surface on the recording medium side to be 1.6 mm ((R1 to R3). In the method for manufacturing the gradient index rod lens 14, glass rod'l
tImmerse in molten salt for a long time to pre-contain "1" in glass.
Some of the ions that move through the glass at high temperatures due to their high electron dispersion are combined with alkali ions in the molten salt. In other words, the parabolic approximation of the resulting ion diffusion distribution is utilized to obtain the refractive index distribution shape required for the lens-like medium. In the process in which the refractive index distribution obtained by ion diffusion forms a parabolic distribution that is optimal for a lens-like medium, the bottom-up property balances between the ion concentration and the refractive index, which can be known from the solution of the refractive index distribution gold ion diffusion equation. However, K:
Ion exchange degree parameter, r (radius of Niglass rod, D°
Ion diffusion coefficient, t: diffusion time. When the parameter K becomes 0.04 or more, the refractive index distribution becomes parabolic, but as in this example, when the diameter becomes large, ion diffusion takes a long time tg! Therefore, I set the KO value as high as possible and timed it in a short time. In addition, the refractive index distribution n, which is an element indicating the characteristics of the refractive index distribution type rod lens 14, is n'(r)=no''(1-(gr)'+h4 (gr)
It is expressed as '+ha (gr)'10......). However, not'z is the refractive index on the central axis of the rod, ra is the distance from the central axis, g is the square distribution constant, h
4th and h6 are divided by fourth-order and sixth-order aberration coefficients. The gradient index rod lens 14 is a gradient index rod lens with a large aperture of 3.1 mm (3.1 m') or more in diameter and with low aberrations. I set it to 14. [Effects of the Invention] As described above, the present invention +C: Instead of the conventional combination of multiple lens-like media, a large-diameter gradient index rod lens with a low aberration and a spherical tip on the end face where the light source enters is provided. It is clear that since only one Ic lens is used for each lens, the number of man-hours required for polishing the lens and depositing the anti-reflection film can be greatly reduced. In addition, since the gradient index rod lens has a cylindrical shape, this lens stain-retaining frame T-9
'lJ is refraction! The outer diameter of the distributed rod lens is small - it is a cylindrical lens holding frame with a large inner diameter hollow part, and it refracts! It is now possible to incorporate a distributed rod lens by press-fitting or gluing, eliminating the need for spacers and micro-pitch threads in the lens assembly frame, which were previously used, and making adjustments such as optical axis alignment during IC% assembly possible. No longer needed. As a result of this simplification of the Vc configuration, the number of required parts is reduced, the man-hours for processing groove bottom parts are reduced, the man-hours for assembling the IC are reduced, and the productivity is the same as above, and the price is expected to be reduced due to the effect of fk production. can. 4. Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a cross-sectional view showing a conventional objective lens used in a μ-element head, Fig. 2 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, a! 3
The figure is a partially enlarged sectional view of an actual example of the present invention. 1.2.3...Single lens, 4...Lens assembly frame, 5...Spacer, 6...Fixing tool, 7...・Light source, 8...Linearly polarized light,
9...Collimating lens, 10...Plate, 13...Total reflection prism, 14...
Gradient index lens, 15...Original spot, 16...Recording medium, 17...Track, 18...Reflected light. 19...Half mirror, 20...Track detector. 21...Focus detector, 22...
Track error signal, 23... Focus error signal, 25... Track drive side a section, 26...
... Focus drive control section, 30 ... Antireflection film, 31 ... Lens holding frame, 34 ...
・Incidence end face, 50------detection arm, 5112 figure t

Claims (1)

【特許請求の範囲】 光源と、記録媒体上のトラックに前記光源からの光を集
光する対物レンズを有する光学系と、光が照射された前
記トラックからの反射光により前記トラックの記録情報
を検出する検出手段とを含む光学ヘッドにおいて、前記
対物レンズは集束性ロッドレンズから成り、前記ロッド
レンズの中心軸における屈折率n_0、中心軸からの距
離をr、屈折率勾配の程度を示すパラメータをgとする
とき、屈折率分布n(r)が n^2(r)≒n_0^2{1−gr^2+h_4(g
r^2)^4+h_6(gr^2)^6} で表わされ、レンズ媒質のイオン濃度勾配が大きく、前
記光源からの光が入射する端面が先球であることを特徴
とする光学ヘッド。
[Scope of Claims] An optical system including a light source, an objective lens that focuses light from the light source onto a track on a recording medium, and recording information on the track using reflected light from the track irradiated with light. In the optical head, the objective lens includes a focusing rod lens, and the rod lens has a refractive index n_0 at the central axis, a distance from the central axis r, and a parameter indicating the degree of the refractive index gradient. g, the refractive index distribution n(r) is n^2(r)≒n_0^2{1-gr^2+h_4(g
r^2)^4+h_6(gr^2)^6} An optical head characterized in that the lens medium has a large ion concentration gradient, and the end surface onto which light from the light source enters has a spherical tip.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0318912A2 (en) * 1987-11-30 1989-06-07 Nec Corporation An optical head

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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