JP2643287B2 - 光検出器 - Google Patents

光検出器

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JP2643287B2 JP11251388A JP11251388A JP2643287B2 JP 2643287 B2 JP2643287 B2 JP 2643287B2 JP 11251388 A JP11251388 A JP 11251388A JP 11251388 A JP11251388 A JP 11251388A JP 2643287 B2 JP2643287 B2 JP 2643287B2
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靖夫 木村
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Nippon Electric Co Ltd
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  • Optical Head (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、いわゆる光ディスク,コンパクトディス
ク,ビデオディスク,光磁気ディスク等の記録,再生に
用いられる光ヘッド装置において、特に焦点誤差検出に
フーコー法を、トラック誤差検出にプッシュプル法を用
いた焦点誤差,トラック誤差検出用の光検出器に関す
る。
〔従来の技術〕
コンパクトディスク,ビデオディスク,光磁気ディス
ク(以下、光ディスクと総称する)等への情報の記録,
再生に用いられる光ヘッドは、光源である半導体レーザ
から出射した光を光ディスク面上に正しく集光させるた
めに、焦点誤差検出機能を、また、希望のトラックを逸
脱することなくトレースするために、トラック誤差検出
機能を有している。焦点誤差検出方法にはいくつかの方
式があるが、一般に用いられているものには非点収差法
とフーコー法がある。また同様に、トラック誤差検出方
式にもいくつかの種類があるが、一般的に用いられてい
るものはプッシュプル法と3ビーム法である。
実際の光ヘッド装置ではこれらが組み合わされ構成さ
れているが、非点収差法と3ビーム法の組合せ、フーコ
ー法とプッシュプル法の組合せが多用されている。
前者の組合せはコンパクトディスクやレーザディスク
のような読み出し専用の光ヘッド装置に主に用いられ
る。第6図はこの組合せに多用されている6分割光検出
器の受光面を示す図である。焦点誤差検出用の4分割光
検出器1と、その両側に配置された2個のトラック誤差
検出用光検出器3,4がモノリシックに集積されている。
4分割光検出器1は互いに直交する2つの直線A2,B2に
よって4分割されている。4分割光検出器1の外形は正
方形,長方形の場合が多く、稀に円形の場合もある。ト
ラック誤差検出用の光検出器3,4はほぼ長方形である。
後者の組合せは一度だけ情報の書込みができるライト
ワンス型の光ヘッド装置や、複数回の情報書込みができ
る光磁気型の光ヘッド装置に主に用いられている。この
組合せでは焦点誤差検出用に4分割型光検出器を、トラ
ック誤差検出用に2分割型光検出器を用い、計2個の光
検出器を用いている。このため、光ヘッドの小型化,軽
量化が困難であったが、最近では、複合光学部品を用い
ることにより、この組合せでも先に述べた6分割光検出
器を用いることができるようになってきている。
複合光学部品の例としては、例えば、ホログラム光学
素子や、4分割プリズムを挙げることができる。ホログ
ラム光学素子は、例えば、昭和62年3月発行の電子情報
通信学会創立70周年記念総合全国大会講演予稿集第4分
冊第4−177頁に掲載の木村靖夫,須釜成人,小野雄三
著の「ホログラム素子を用いたCD用小型光ヘッド」と題
する論文に、また、4分割プリズムは、昭和61年7月発
行のファースト オプトエレクトロニクス カンファレ
ンス(OEC′86)テクニカル ダイジェスト(FIRST OPT
OELECTORNICS CONFERENCE(OEC′86)TECHNICAL DIGES
T)第226ページから第227ページに掲載の「ニュー オ
プチカル ヘッド フォーカシング アンド トラッキ
ングエラー ディテクション メソッド ウィズ クア
ドランドプリズム」(NEW OPTICAL HEAD FOCUSING AND
TRACKING ERROR DETECTION METHOD WITH QUADRANT PURI
SM)と題する論文にその動作原理の詳細に記述されてい
る。
第7図は、複合光学素子と6分割光検出器を用いたフ
ーコー法とプッシュプル法の組合せによる光ヘッド装置
の焦点ずれによる光検出器受光面上でのスポット形状の
模式図である。6分割光検出器は、2つの直交する分割
線A6,B7によって分けられた第1から第4の4つの個別
光検出器8,9,10,11からなる4分割光検出器と、その両
側に配置された2つの光検出器12,13から構成されてい
る。合焦状態では光ディスクからの戻り光は、第7図
(b)に示すように中央の4分割光検出器の分割線B7上
に集光する。光ディスクが収束レンズに近づく方向にデ
フォーカスすると、4分割光検出器上での光スポットは
第7図(a)に示すように、4分割光検出器上の第2個
別光検出器9と第3個別光検出器10にのみ存在する。逆
に光ディスクが収束レンズから遠ざかる方向にデフォー
カスすると、4分割光検出器上での光スポットは第7図
(c)に示すように、4分割光検出器上の第1個別光検
出器8と第4個別光検出器11にのみ存在する。従って焦
点誤差信号は中央の4分割受光面の対角和の差信号から
得られる。
4分割光検出器の両側に配置された2つの光検出器1
2,13は、トラック誤差を検出するためのもので、2つの
光検出器の出力の差からトラック誤差信号が得られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
光ヘッド装置において、光検出器の位置調整方法は光
ヘッド装置の性能を決める大きな要因である。特に、焦
点誤差検出特性や、光ヘッドの温度安定性に及ぼす影響
は大きい。前述の複合光学素子と6分割光検出器を用い
たフーコー法とプッシュプル法の組合せによる光ヘッド
装置では、中央の4分割光検出器の位置調整が特に重要
である。中央の4分割光検出器は、いわゆる焦点誤差S
字特性が最大になるよう第6図に示すY方向、およびθ
方向が調整され、その後、X方向の位置を決めるために
6分割光検出器全体を+Xおよび−X方向に移動させて
S字特性が崩れ出す位置を求め、その中点を最適位置と
して決定していた。
X方向の位置を最適に調整することは、光ヘッド装置
の温度安定性を確保する上で重要であり、特に、ホログ
ラム光学素子を用いた光ヘッド装置では合焦時のスポッ
ト位置が温よりX方向に変化するため、所望の位置に調
整することは必要不可欠である。しかい上述の方法は光
検出器のX方向の最も外側の位置を検出することにより
最適位置を間接的に求ているにすぎず、大きな調整誤差
が含まれてしまう。また、調整後に、光ビームが最適位
置に調整されているか否かを検査することも不可能であ
り、結果的に完全に調整することはできないという欠点
を有していた。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、X方向の位置
調整が容易に行え、また、その結果を検査し得る光検出
器を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、略直交する第1及び第2の直線によって4
分割された受光面を有する4分割光検出器と、前記4分
割光検出器の両側に前記第1の直線に対して略線対称な
位置に設置された第1及び第2の個別光検出器とからな
る6分割型の光検出器において、 前記第1の個別光検出器の受光面は前記第1の直線に略
平行な直線と前記第2の直線に略平行な直線により縁部
が形成される少なくとも1箇所の凹部を有し、前記第2
の個別光検出器は前記第1の個別光検出器の前記第1の
直線に対する線対称な形状を有するうことを特徴として
いる。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例を説明するための図で
ある。本実施例は、複合光学素子を用いたフーコー法と
プッシュプル法の組合せによる光ヘッド装置に用いる6
分割光検出器に対応している。すなわち、焦点誤差検出
用の4分割光検出器14と、この4分割光検出器の両側に
配置された2つのトラック誤差検出用の光検出器17,18
とから成る。そして、本実施例では、X方向の光スポッ
ト位置と、6分割光検出器の相対的な位置関係を検出す
るために、トラック誤差検出用の光検出器17,18を利用
する。本実施例によれば、4分割光検出器14は直交する
X軸とY軸によって4分割されている。トラック誤差検
出用の光検出器17,18は長方形状の一部が切除されて形
状を有しており、その長方形の長辺はX軸に平行で、短
辺はY軸に平行である。この長方形の光検出器の一部は
X軸に平行な直線とY軸に平行な直線によって切除され
ており、除去された部分が凹部15,16となっている。そ
して、トラック誤差検出用光検出器17,18はY軸に対し
て線対称な位置および形状を有している。
次に、本実施例の動作を第2図〜第4図をも参照して
説明する。
第2図(a)に示すように、光検出器17に光ビーム19
を照射すると、光検出器17の出力は光ビームのX軸方向
への移動にともない第2図(b)に示すように変化す
る。同様に第3図(a)に示すように、光検出器18に光
ビーム19を照射すると、光検出器18の出力は光ビームの
X軸方向への移動に伴い第3図(b)に示すように変化
する。
このように光ビーム19が光検出器17あるいは光検出器
18を照射する場合、逆の出力特性が得られることがわか
る。従って、これら2つの光検出器17,18の出力の差を
とれば、第4図に示すように、Xのある値で出力はゼロ
になる。つまり、このXの位置が4分割光検出器14上で
の2つの光スポットの最適位置になるようにトラック誤
差検出用光検出器の形状を定めておけば、この2つの光
検出器の差信号を観測することにより、6分割光検出器
の最適位置を決定することができる。さらに、光スポッ
トが所定の位置にあるか否かの確認もこの信号の絶対値
が許容される最大位置ずれの場合に得られる本信号の絶
対値以下であることを確認することにより知ることがで
きる。
以上の実施例では、トラック誤差検出用光検出器17,1
8の受光面の凹部15,16のX軸方向に平行な切除線はX軸
上にあるが、この切除線がY軸の+方向にわずかにX軸
から離れるようにしてもよい。これは、合焦時にトラッ
ク誤差検出用の光スポットが誤差検出用光検出器17,18
の受光面上にすべて存在するようにするためである。こ
のために、実際の調整は、光ディスクを合焦状態からず
らせて、光検出器上で、光スポートを太らせた状態で行
う。このような状態で調整しても、光ビームの中心位置
は変化しないので、位置調整にはなんの影響も及ぼさな
い。
第5図は本発明の第2の実施例を説明するためのもの
である。本実施例ではトラック誤差検出用の光検出器、
すなわち、位置調整用の凹部を持つ光検出器20,21は、
Y軸方向の延長線上に配置されている。トラック誤差検
出用の光ビームはY軸方向に導かれる構成の誤差検出用
光学素子を用いた光ヘッド装置に対応するものである。
以上本発明の実施例について説明したが、本発明の光
検出器を製作するには、通常の製作工程のフォトマスク
のパターンに変更するだけでよく、製作上の問題点は全
くない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、位置調整が容易にかつ精密に行える
光検出器が得られる。この光検出器を用いれば、調整後
の検査も調整と同様な手法で実施できるため、信頼性の
高い光ヘッド装置が容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を説明するための図、 第2図〜第4図は第1の実施例の作用を説明するための
図、 第5図は本発明の第2の実施例を説明するための図、 第6図および第7図は従来の技術を説明するための図で
ある。 1,14……4分割光検出器 3,4……トラック誤差検出用光検出器 6……分割線A 7……分割線B 8……第1個別光検出器 9……第2個別光検出器 10……第3個別光検出器 11……第4個別光検出器 12,13……光検出器 15,16……凹部 17,18,20,21……トラック誤差検出用光検出器 19……光ビーム

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】略直交する第1及び第2の直線によって4
    分割された受光面を有する4分割光検出器と、前記4分
    割光検出器の両側に前記第1の直線に対して略線対称な
    位置に設置された第1及び第2の個別光検出器とからな
    る6分割型の光検出器において、 前記第1の個別光検出器の受光面は前記第1の直線に略
    平行な直線と前記第2の直線に略平行な直線により縁部
    が形成される少なくとも1箇所の凹部を有し、前記第2
    の個別光検出器は前記第1の個別光検出器の前記第1の
    直線に対する線対称な形状を有することを特徴とする光
    検出器。
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