JP2762708B2 - Optical head - Google Patents

Optical head

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JP2762708B2
JP2762708B2 JP2148245A JP14824590A JP2762708B2 JP 2762708 B2 JP2762708 B2 JP 2762708B2 JP 2148245 A JP2148245 A JP 2148245A JP 14824590 A JP14824590 A JP 14824590A JP 2762708 B2 JP2762708 B2 JP 2762708B2
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light
divided
error signal
symmetry
photodetector
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秀樹 愛甲
徹 中村
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、情報記録媒体を有し、レーザ光などの光ビ
ームを照射することにより情報の記録、再生、消去など
をおこなうためのフォーカス誤差信号検出手段、トラッ
キング誤差信号検出手段を有する光ディスク装置の光学
ヘッドに関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has an information recording medium, and detects a focus error signal for recording, reproducing, and erasing information by irradiating a light beam such as a laser beam. And an optical head of an optical disk apparatus having a tracking error signal detecting means.

従来の技術 従来の光学ヘッドにおけるフォーカス誤差信号検出手
段、トラッキング誤差信号検出手段に関する技術として
は多くの報告がなされている。
2. Description of the Related Art There have been many reports on techniques relating to focus error signal detection means and tracking error signal detection means in conventional optical heads.

以下、図面を参照しながら、従来の光学ヘッドについ
て説明を行う。
Hereinafter, a conventional optical head will be described with reference to the drawings.

従来の光学ヘッドの概略構成の一例を第4図にしめ
す。
FIG. 4 shows an example of a schematic configuration of a conventional optical head.

第4図において、1は光源、2はビームスプリッタ
A、3は対物レンズ、4は情報記録媒体である光ディス
ク、5はビームスプリッタB、6はレンズA、7は2分
割光検出器A、8は差動アンプA、9は光スポットA、
7pは2分割光検出器7の分割線であり、10はレンズB、
11はナイフエッジ、12は2分割光検出器B、13は差動ア
ンプB、14は光スポットB、12pは2分割光検出器12の
分割線である。また15は加算アンプである。
In FIG. 4, 1 is a light source, 2 is a beam splitter A, 3 is an objective lens, 4 is an optical disk as an information recording medium, 5 is a beam splitter B, 6 is a lens A, 7 is a two-segment photodetector A, 8 Is a differential amplifier A, 9 is a light spot A,
7p is a dividing line of the two-part photodetector 7, 10 is a lens B,
11 is a knife edge, 12 is a two-segment photodetector B, 13 is a differential amplifier B, 14 is a light spot B, and 12p is a dividing line of the two-segment photodetector 12. Reference numeral 15 denotes a summing amplifier.

以下、図面を参照しながら従来の光学ヘッドの動作に
ついて説明する。
Hereinafter, the operation of the conventional optical head will be described with reference to the drawings.

光源1からの出射光は、ビームスプリッタA2を透過
後、対物レンズ3を経て光ディスク4上に光スポットを
形成する。このとき光ディスク4上の記録トラックの方
向は紙面垂直方向である。光ディスク4からの反射光は
逆の経路をたどり、対物レンズ3を経てビームスプリッ
タA2で反射し、ビームスプリッタB5に入射して透過光と
反射光に分離される。この透過光はレンズA6を経て収れ
ん光となり、2分割光検出器A7に光スポットA9を形成す
る。ここで2分割光検出器A7の分割線7pを光スポットA9
の光量を略2分割する位置に設定し、差動アンプA8で2
分割光検出器A7の2つの受光領域に発生する各電気信号
の差を取ることにより、いわゆるプッシュプル法によっ
てトラッキング誤差信号を検出することができる。
The light emitted from the light source 1 passes through the beam splitter A2 and then forms an optical spot on the optical disk 4 via the objective lens 3. At this time, the direction of the recording track on the optical disc 4 is perpendicular to the paper surface. The reflected light from the optical disc 4 follows the reverse path, passes through the objective lens 3, is reflected by the beam splitter A2, enters the beam splitter B5, and is separated into transmitted light and reflected light. This transmitted light becomes converged light through the lens A6, and forms a light spot A9 on the two-divided photodetector A7. Here, the dividing line 7p of the two-segment photodetector A7 is changed to the light spot A9.
Is set at a position where the light amount of the light is approximately divided into two, and two
The tracking error signal can be detected by the so-called push-pull method by taking the difference between the electric signals generated in the two light receiving areas of the split photodetector A7.

一方、ビームスプリッタB5の反射光はレンズB10を経
て収れん光となり、2分割光検出器B12に光スポットB14
を形成する。ここでレンズB10による収れん光を略半分
を遮光する位置にナイフエッジ11を配置し、かつ2分割
光検出器B12の分割線12pを光束断面上でナイフエッジ11
のエッジラインと略平行で光スポットB14の光量を略2
等分するように設定して、差動アンプB13で2分割光検
出器B12の2つの受光領域に発生する各電気信号の差を
取ることにより、いわゆるナイフエッジ法によってフォ
ーカス誤差信号を検出することができる。
On the other hand, the reflected light of the beam splitter B5 becomes converged light through the lens B10, and the light spot B14
To form Here, the knife edge 11 is arranged at a position where almost half of the light converged by the lens B10 is shielded, and the dividing line 12p of the two-divided photodetector B12 is connected to the knife edge 11 on the light beam cross section.
Approximately 2 parallel to the edge line of
Detecting a focus error signal by the so-called knife edge method by setting equal division and taking the difference between each electric signal generated in the two light receiving areas of the two-divided photodetector B12 by the differential amplifier B13 Can be.

さらに加算アンプ15によって、2分割光検出器A7,2分
割光検出器B12で発生する全ての電気信号の和を取れ
ば、光ディスク4の情報信号を検出することができる。
Further, the information signal of the optical disk 4 can be detected by adding the sum of all the electric signals generated by the split photodetector A7 and the split photodetector B12 by the addition amplifier 15.

発明が解決しようとする課題 上述した従来の光学ヘッドにおいては、フォーカス誤
差信号とトラッキング誤差信号とを各々独立して検出す
るため、光ディスク4からの反射光を透過光と反射光に
分離するビームスプリッタB5が必要であり、しかもレン
ズA6,レンズB10および2分割光検出器A7,2分割光検出器
B12のように、略同一の構成要素が重複して必要とな
る。したがって構成要素が多いため、光学ヘッドの大型
化とコストアップを避けることができないという重大な
欠点があった。
SUMMARY OF THE INVENTION In the conventional optical head described above, a beam splitter for separating reflected light from the optical disc 4 into transmitted light and reflected light in order to detect a focus error signal and a tracking error signal independently of each other. B5 is required, lens A6, lens B10 and split photodetector A7, split photodetector
As in B12, substantially the same components are required in duplicate. Therefore, since there are many components, there is a serious drawback that an increase in the size and cost of the optical head cannot be avoided.

本発明は上記問題点に鑑み、フォーカス誤差信号とト
ラッキング誤差信号とを兼用して検出する構成を実現す
ることにより、光ディスクからの反射光を透過光と反射
光に分離するビームスプリッタも不要であり、重複した
構成要素も削除することができる。つまり、構成要素を
最小限とした小型で安価な光学ヘッドを提供するもので
ある。
In view of the above-described problems, the present invention realizes a configuration in which a focus error signal and a tracking error signal are also used for detection, thereby eliminating the need for a beam splitter for separating reflected light from an optical disc into transmitted light and reflected light. Also, duplicate components can be deleted. That is, the present invention provides a small and inexpensive optical head with a minimum number of components.

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の光学ヘッドは、光
源と、光源からの出射光を記録トラックを有する情報記
録媒体上に収れんさせる対物レンズと、情報記録媒体か
らの反射光によって情報信号,フォーカス誤差信号,ト
ラッキング誤差信号を検出する検出手段と、対物レンズ
をこの対物レンズの光軸方向と略平行なフォーカス方向
と、記録トラックおよびフォーカス方向に略垂直なトラ
ッキング方向とに駆動してフォーカスサーボ,トラッキ
ングサーボをかける手段とを具備し、このフォーカス誤
差信号,トラッキング誤差信号を検出する手段は、情報
記録媒体からの反射光を透過し、その光束断面において
記録トラックと略垂直な中心線を対称軸として、この対
称軸を含む中央部の光束と対称軸を含まない周辺部の2
つの光束とに多分割光検出器の平面から離れた空間的に
対称に分割し、かつ各々の光束を光軸方向を含めた多分
割光検出器の平面から離れた空間的に異なる焦点位置に
収れんさせる分割収れん素子と、分割収れん素子の透過
光が入射し、情報記録媒体上に対物レンズの焦点があっ
ている場合に、反射光束の光束断面上の、2つの周辺光
束が収れんして形成される2つの焦点の光軸方向中間位
置に存在する多分割光検出器であって、対称軸を含まな
い2つの周辺光束が入射し、各光束が形成する略合同の
2つの光スポットの各々に対して、この対称軸に略平行
な分割線で光量をほぼ均一に受光するように配置された
第1および第2の2つの2分割受光領域と、対称軸を含
む中央光束が入射し、中央光束が形成する1つの光スポ
ットに対して、中央光束の光束断面において記録トラッ
クと略平行な中心線と略一致する少なくとも1本の分割
線で光量をほぼ均一に受光するように配置された第3の
受光領域とで形成される多分割光検出器と、第1のおよ
び第2の2分割受光領域において、各々に形成される略
合同の光スポットの形状に対して、相異なる位置に存在
する受光領域を電気的に結線して和を取り、その和を取
った各電気信号の差を取る第1の差動アンプと、第3の
受光領域における分割線で分割された各々の受光領域で
発生する各電気信号の差を取る第2の差動アンプとから
なることを特徴としている。
Means for Solving the Problems In order to achieve this object, an optical head according to the present invention comprises a light source, an objective lens for causing light emitted from the light source to converge on an information recording medium having a recording track, and an Detecting means for detecting an information signal, a focus error signal, and a tracking error signal by reflected light; a focus direction substantially parallel to an optical axis direction of the objective lens; and a tracking direction substantially perpendicular to the recording track and the focus direction. Means for applying focus servo and tracking servo by driving the optical disc, and means for detecting the focus error signal and the tracking error signal. The means for transmitting the reflected light from the information recording medium and having substantially the same light beam section as the recording track. With the vertical center line as the axis of symmetry, the luminous flux at the center including this axis of symmetry and the periphery not including the axis of symmetry Part 2
Into two light beams, spatially symmetrically separated from the plane of the multi-segmented photodetector, and each light beam to a spatially different focal position apart from the plane of the multi-segmented photodetector including the optical axis direction. When the split converging element to be converged and the transmitted light of the split converging element are incident and the objective lens is focused on the information recording medium, the two peripheral light fluxes on the cross section of the reflected light flux are converged and formed. A multi-segment photodetector located at an intermediate position between two focal points in the optical axis direction, wherein two peripheral light beams not including the axis of symmetry are incident, and each of two substantially congruent light spots formed by each light beam. On the other hand, the first and second two light receiving regions, which are arranged so as to receive the light amount almost uniformly by the dividing line substantially parallel to the symmetry axis, and the central light flux including the symmetry axis enter, For one light spot formed by the central beam, Multi-split light detection formed by a third light receiving area arranged so as to receive the light amount substantially uniformly with at least one split line substantially coincident with the center line substantially parallel to the recording track in the light beam cross section. In the first and second two-divided light receiving regions, the light receiving regions existing at different positions are electrically connected to each other to obtain the sum of the shapes of the substantially congruent light spots formed in each of the first and second divided light receiving regions. A first differential amplifier that takes the difference between the electric signals obtained by taking the sum thereof, and a second differential amplifier that takes the difference between the electric signals generated in each light receiving area divided by the dividing line in the third light receiving area. It is characterized by comprising a differential amplifier.

作用 この構成によって、フォーカス誤差信号とトラッキン
グ誤差信号とを兼用して検出することができ、情報記録
媒体からの反射光を透過光と反射光に分離する手段も不
要であり、重複した構成要素も削除することができる。
つまり、構成要素を最小限とした小型で安価な光学ヘッ
ドを実現することができる。
Operation With this configuration, it is possible to detect both the focus error signal and the tracking error signal, and there is no need for a means for separating reflected light from the information recording medium into transmitted light and reflected light. Can be deleted.
That is, a small and inexpensive optical head with a minimum number of components can be realized.

実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。第1図は本発明の第1の実施例における光学ヘ
ッドの概略構成図である。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical head according to a first embodiment of the present invention.

第1図において、1は光源、2はビームスプリッタ
A、3は対物レンズ、4は情報記録媒体である光ディス
クである。
In FIG. 1, 1 is a light source, 2 is a beam splitter A, 3 is an objective lens, and 4 is an optical disk as an information recording medium.

16は分割収れん素子であって、光ディスク4からの反
射光を透過し、その光束断面において、記録トラックと
略垂直な中心線を対称軸として、対称軸を含む中央部の
光束が入射して焦点17aに収れんさせる第1のレンズ16a
と、対称軸を含まない周辺部の2つの光束のおのおのが
入射し、第1のレンズ16aの焦点17aとは各々光軸方向を
含めて空間的に異なる焦点位置17b,17cに収れんさせる
第2,第3の2つのレンズ16b,16cからなる。18は分割収
れん素子16を経た3つの光束が入射する多分割光検出
器、19a,19b,19cは分割収れん素子16によって多分割光
検出器18上に形成される3つの光スポット、18a,18b,18
cは、3つの光スポット19a,19b,19cの各々を受光する多
分割光検出器18内の3つの受光領域、20b,20cは受光領
域18b,18cに形成された光スポット19b,19cに対して、光
ディスク4からの反射光光束断面において、記録トラッ
クに略垂直な中心線である対称軸に略平行な分割線であ
り、光量をほぼ均一に受光するように配置されている。
20aは受光領域18aに形成された光スポット19aに対し
て、光ディスク4からの反射光光束断面において、記録
トラックと略平行な中心線と略一致する分割線であり、
光量をほぼ均一に受光するように配置されている。
Reference numeral 16 denotes a divided converging element, which transmits reflected light from the optical disc 4 and, in a cross section of the light beam, receives a light beam at a central portion including a symmetric axis with a center line substantially perpendicular to the recording track as a symmetric axis. First lens 16a converged on 17a
Then, each of the two light beams in the peripheral portion not including the axis of symmetry is incident, and the second light beam converges at a focal position 17b, 17c spatially different from the focal point 17a of the first lens 16a including the optical axis direction. , And the third two lenses 16b and 16c. Reference numeral 18 denotes a multi-segment photodetector on which three light beams having passed through the split-convergence element 16 are incident. 19a, 19b, and 19c are three light spots formed on the multi-segment photodetector 18 by the split-convergence element 16, 18a and 18b. , 18
c is three light receiving areas in the multi-segment photodetector 18 that receives each of the three light spots 19a, 19b, and 19c, and 20b and 20c are light spots 19b and 19c formed in the light receiving areas 18b and 18c. In the cross section of the light beam reflected from the optical disc 4, the dividing line is a dividing line substantially parallel to the symmetry axis which is a center line substantially perpendicular to the recording track, and is arranged so as to receive the light amount almost uniformly.
Reference numeral 20a denotes a dividing line that substantially coincides with a center line substantially parallel to the recording track in a light beam cross section reflected from the optical disc 4 with respect to the light spot 19a formed in the light receiving area 18a.
It is arranged to receive the light amount almost uniformly.

21bは受光領域18a,18bを分割する分割線、21cは受光
領域18a,18cを分割する分割線、22A,22Bは差動アンプ、
23は加算アンプである。なお多分割光検出器は光ディス
ク4上に対物レンズ3の焦点があっている場合に、2つ
の焦点17b,17cの光軸方向中間位置に存在する。
21b is a dividing line that divides the light receiving regions 18a and 18b, 21c is a dividing line that divides the light receiving regions 18a and 18c, 22A and 22B are differential amplifiers,
23 is an addition amplifier. When the objective lens 3 has a focal point on the optical disc 4, the multi-split photodetector is located at an intermediate position between the two focal points 17b and 17c in the optical axis direction.

以下、図面を参照しながら本発明の実施例の光学ヘッ
ドの動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the optical head according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

光源1からの出射光は、ビームスプリッタA2を透過
後、対物レンズ3を経て光ディスク4上に光スポットを
形成する。このとき光ディスク4上の記録トラックの方
向は紙面垂直方向である。
The light emitted from the light source 1 passes through the beam splitter A2 and then forms an optical spot on the optical disk 4 via the objective lens 3. At this time, the direction of the recording track on the optical disc 4 is perpendicular to the paper surface.

光ディスク4からの反射光は逆の経路をたどり、対物
レンズ3を経てビームスプリッタA2で反射し、分割収れ
ん素子16に入射する。
The reflected light from the optical disk 4 follows the reverse path, is reflected by the beam splitter A2 via the objective lens 3, and enters the divided converging element 16.

分割収れん素子16の透過光は3つの光束に空間分割さ
れ、多分割光検出器上に3つの光スポット19a,19b,19c
を形成している。
The transmitted light of the split converging element 16 is spatially split into three light beams, and three light spots 19a, 19b, 19c are formed on the multi-split photodetector.
Is formed.

このとき、受光領域18bと受光領域18cにおいて、各々
に形成される略合同の光スポット19b,19cの形状に対し
て、分割線20b,20cにより分割され相異なる位置に存在
する受光領域を電気的に結線して和を取り、その和を取
った各電気信号の差を差動アンプ22Aでとることにより
フォーカス誤差信号を検出することができる。この場
合、2つの光スポット19b、19cの形状変化からフォーカ
ス誤差信号を得るため、第4図の従来例で説明したナイ
フエッジ法と比較して多分割光検出器18の位置変化の影
響を受けることはない。
At this time, in the light receiving region 18b and the light receiving region 18c, the light receiving regions divided by the dividing lines 20b and 20c and located at different positions are electrically connected to the shapes of the substantially congruent light spots 19b and 19c formed respectively. To obtain a sum, and the difference between the summed electric signals is taken by a differential amplifier 22A to detect a focus error signal. In this case, in order to obtain a focus error signal from the shape change of the two light spots 19b and 19c, the focus error signal is affected by the position change of the multi-segment photodetector 18 as compared with the knife edge method described in the conventional example of FIG. Never.

また受光領域18aにおいて、分割線20aで分割された各
々の受光領域で発生する各電気信号の差を差動アンプ22
Bでとることによりトラッキング誤差信号を検出するこ
とができる。
In the light receiving area 18a, the difference between the electric signals generated in each light receiving area divided by the dividing line 20a is represented by a differential amplifier 22.
By using B, a tracking error signal can be detected.

すなわち分割線20aが記録トラックと略平行に配置さ
れているため、光スポット19aは分割線20aを線対称とす
る記録トラックの±1次回折光を光量成分として有して
いる。つまり光ディスク4の偏心などの原因で分割線20
aで分割された各々の受光領域の受光光量が変化するた
め、その差を差動アンプ22Bでとればいわゆるプッシュ
プル法によりトラッキング誤差信号を検出するという原
理である。
That is, since the division line 20a is arranged substantially parallel to the recording track, the light spot 19a has ± 1st-order diffracted light of the recording track whose line division is axisymmetric as the light amount component. In other words, the division line 20
Since the amount of received light in each light receiving area divided by a changes, if the difference is obtained by the differential amplifier 22B, the principle is that a tracking error signal is detected by a so-called push-pull method.

さらに加算アンプ23によって、多分割光検出器18の各
受光領域で発生する全ての電気信号の和を取れば、光デ
ィスク4の情報信号を検出することができる。
Further, if the sum of all the electric signals generated in each light receiving area of the multi-segment photodetector 18 is calculated by the addition amplifier 23, the information signal of the optical disk 4 can be detected.

第2図は第1図におけるフォーカス誤差信号検出の動
作説明図である。ここでは多分割光検出器18と形成され
る光スポットのみを図示し、他の構成要素については省
略している。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an operation of detecting a focus error signal in FIG. Here, only the light spot formed with the multi-segment photodetector 18 is shown, and other components are omitted.

第2図(A)は光ディスク4に対物レンズ3の焦点が
あっている場合であり、このとき分割収れん素子16には
平行光が入射する。よって受光領域18b,18cに形成され
る光スポット19b,19cは略合同であり、分割線20b,20cに
よって4つの受光領域で光量をほぼ均一に受光してい
る。したがって差動アンプ22Aの出力であるフォーカス
誤差信号は零である。
FIG. 2A shows a case where the objective lens 3 is focused on the optical disk 4, and at this time, parallel light enters the divided converging element 16. Therefore, the light spots 19b and 19c formed in the light receiving regions 18b and 18c are substantially congruent, and the light receiving amounts are almost uniformly received in the four light receiving regions by the dividing lines 20b and 20c. Therefore, the focus error signal output from the differential amplifier 22A is zero.

第2図(B)は光ディスク4に対物レンズ3から遠ざ
かる向きに変位した場合であり、このとき分割収れん素
子16には第2図(A)と比較して収れんした光が入射す
る。よって受光領域18bに形成される光スポット19bは大
きくなり、一方受光領域18cに形成される光スポット19c
は小さくなって、分割線20b,20cによる4つの受光領域
で光量にアンバランスを生じる。したがって差動アンプ
22Aの出力であるフォーカス誤差信号は負となる。
FIG. 2 (B) shows a case where the optical disk 4 is displaced away from the objective lens 3 and, at this time, converged light enters the divided converging element 16 as compared with FIG. 2 (A). Therefore, the light spot 19b formed in the light receiving area 18b becomes larger, while the light spot 19c formed in the light receiving area 18c becomes larger.
Becomes smaller, and the light amount becomes unbalanced in the four light receiving regions by the dividing lines 20b and 20c. Therefore the differential amplifier
The focus error signal, which is the output of 22A, is negative.

第2図(C)は光ディスク4が対物レンズ3に近づく
向きに変位した場合であり、このとき分割収れん素子16
には第2図(A)と比較して発散した光が入射する。よ
って受光領域18bに形成される光スポット19bは小さくな
り、一方受光領域18cに形成される光スポット19cは大き
くなって、分割線20b,20cによる4つの受光領域で光量
にアンバランスを生じる。したがって差動アンプ22Aの
出力であるフォーカス誤差信号は正となる。ただし第2
図(B),(C)では差動アンプ22A,22Bと加算アンプ2
3は省略している。
FIG. 2C shows a case where the optical disc 4 is displaced in a direction approaching the objective lens 3, and at this time, the divided converging element 16 is displaced.
2A, light diverged as compared with FIG. Therefore, the light spot 19b formed in the light receiving area 18b becomes smaller, while the light spot 19c formed in the light receiving area 18c becomes larger, and the light amount becomes unbalanced in the four light receiving areas formed by the dividing lines 20b and 20c. Therefore, the focus error signal output from the differential amplifier 22A is positive. However, the second
Figures (B) and (C) show the differential amplifiers 22A and 22B and the summing amplifier 2
3 is omitted.

以上のように第1図,第2図で示した本実施例によれ
ば、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とを兼
用して検出する手段を1個の分割収れん素子16と1個の
多分割光検出器18で達成できる。すなわち第4図の従来
例の光学ヘッドの構成に対して、光ディスク4からの反
射光を透過光と反射光に分離するビームスプリッタも不
要で、重複した構成要素も削除することができる。つま
り、構成要素を最小限とした小型で安価は光学ヘッドを
実現できるものである。
As described above, according to the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2, a means for detecting both a focus error signal and a tracking error signal is provided by one divided converging element 16 and one multi-divided element. This can be achieved with the photodetector 18. That is, as compared with the configuration of the conventional optical head shown in FIG. 4, a beam splitter for separating reflected light from the optical disk 4 into transmitted light and reflected light is not required, and redundant components can be eliminated. In other words, a small and inexpensive optical head with a minimum number of components can be realized.

ここで多分割光検出器18上の各受光領域と各光スポッ
トとの相対位置関係は第1図、第2図に示した実施例に
限定されるものではない。すなわち分割収れん素子16は
分割する光束を偏向させる機能を持ってもよく、多分割
光検出器18上の各受光領域と各光スポットとの相対位置
関係は任意に設定できる。この一例の場合の多分割光検
出器18と形成される光スポットのみを本発明のの第2の
実施例として第3図に示す。他の構成要素については第
1図の構成と同一であり、分割収れん素子16のみが分割
する光束を偏向させる機能を持つが、ここでは省略して
いる。
Here, the relative positional relationship between each light receiving area on the multi-segment photodetector 18 and each light spot is not limited to the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. That is, the split converging element 16 may have a function of deflecting the split light beam, and the relative positional relationship between each light receiving area on the multi-split photodetector 18 and each light spot can be set arbitrarily. Only the light spot formed with the multi-segment photodetector 18 in this example is shown in FIG. 3 as a second embodiment of the present invention. Other components are the same as those in FIG. 1, and only the split and converging element 16 has a function of deflecting the split light beam, but is omitted here.

第3図において、受光領域18b,18cは分割線24を挟ん
で隣接する位置に存在する。よって分割線20b,20cと分
割線21b,21cは各々は1本の分割線となって4分割受光
領域を形成し、2つの略合同な光スポット19b,19cに対
して4つの受光領域は均一な光量を受光している。した
がって4つの受光領域の対角同士の和を取り、その和信
号の差を差動アンプ22Aで取ればフォーカス誤差信号を
検出することができる。
In FIG. 3, the light receiving regions 18b and 18c are present at positions adjacent to each other with the dividing line 24 interposed therebetween. Therefore, each of the dividing lines 20b and 20c and the dividing lines 21b and 21c is a single dividing line to form a four-part light receiving area, and the four light receiving areas are uniform for two substantially congruent light spots 19b and 19c. Receiving a large amount of light. Therefore, if the sum of the diagonals of the four light receiving areas is obtained and the difference between the sum signals is obtained by the differential amplifier 22A, the focus error signal can be detected.

一方受光領域18aは分割線21b,21cを挟んで受光領域18
b,18cと隣接する位置に存在する。この受光領域18a上に
は光スポット19aが形成されるが、分割線20aは光スポッ
ト19aに対して、光ディスク4からの反射光光束断面に
おいて、記録トラックと略平行な中心線と略一致する分
割線であり、光量をほぼ均一に受光するように配置され
ている。すなわち分割線20aが記録トラックと略平行に
配置されているため、光スポット19aは分割線20aを線対
称とする記録トラックの±1次回折光を光量成分として
有している。ここで分割線25b,25cは分割線20aに愛して
線対称な2本の分割線であり、かつ分割線20aの両端が
それぞれ分割線25b,25cの一端と連結されて、受光領域1
8aを矩形的な略S字状の分割線で2分割している。
On the other hand, the light receiving area 18a is separated from the light receiving area 18 by the dividing lines 21b and 21c.
It exists at a position adjacent to b and 18c. A light spot 19a is formed on the light receiving area 18a, and the dividing line 20a is substantially the same as the light spot 19a in the cross section of the light beam reflected from the optical disc 4 and substantially coincides with the center line substantially parallel to the recording track. It is a line and is arranged so as to receive the light amount almost uniformly. That is, since the division line 20a is arranged substantially parallel to the recording track, the light spot 19a has ± 1st-order diffracted light of the recording track whose line division is axisymmetric as the light amount component. Here, the dividing lines 25b and 25c are two dividing lines symmetrical to the dividing line 20a, and both ends of the dividing line 20a are connected to one ends of the dividing lines 25b and 25c, respectively.
8a is divided into two by a rectangular substantially S-shaped dividing line.

したがって、光ディスク4の偏心などの原因で分割線
25b,20a,25cの矩形的な略S字状の分割線で2分割され
た各々の受光領域の受光光量が変化するため、その差を
差動アンプ22Bでとればトラッキング誤差信号を検出す
るという原理である。この場合、分割線25b,25cの位置
を適正位置に設定すれば、光スポット19aを分割線20aで
2分割する一般的なプッシュプル法に較べて、対物レン
ズ3のトラッキング方向の位置ずれにより発生するトラ
ッキング誤差信号のオフセットを大幅に減少させること
が可能となる。
Therefore, due to the eccentricity of the optical disc 4, the dividing line
Since the amount of received light in each light receiving area divided into two by a rectangular substantially S-shaped dividing line of 25b, 20a, and 25c changes, a tracking error signal is detected if the difference is obtained by the differential amplifier 22B. It is a principle. In this case, if the positions of the dividing lines 25b and 25c are set to appropriate positions, the light spot 19a is generated due to a displacement in the tracking direction of the objective lens 3 as compared with a general push-pull method in which the light spot 19a is divided into two by the dividing line 20a. The offset of the tracking error signal can be greatly reduced.

これにより光ディスク装置において、対物レンズ3が
光学ヘッド移動時の加速度等でトラッキング方向の中立
位置から移動した場合でも、トラッキングサーボの引き
込み能力は大幅に向上する。しかも、目標トラックに大
きな偏心(100μm程度以上)がある場合でも、目標ト
ラックに対する追従性が大幅に向上して、安定したトラ
ッキングサーボを実現することが可能となる。
Thus, in the optical disk device, even when the objective lens 3 moves from the neutral position in the tracking direction due to acceleration or the like at the time of moving the optical head, the pull-in capability of the tracking servo is greatly improved. Moreover, even when the target track has a large eccentricity (about 100 μm or more), the followability to the target track is greatly improved, and a stable tracking servo can be realized.

第3図に示した多分割光検出器18上の各受光領域と各
光スポットとの相対位置関係の場合は、第1図の位置関
係に較べて、多分割光検出器18の調整が大幅に容易にな
るという特有の効果も兼ね備えている。
In the case of the relative positional relationship between each light receiving area on the multi-segment photodetector 18 and each light spot shown in FIG. 3, the adjustment of the multi-segment photodetector 18 is significantly larger than the positional relationship in FIG. It also has the unique effect of being easier.

ただしここで、受光領域18a,18b,18c、光スポット19
a,19b,19c、分割線20a,20b,20c、分割線21b,21c、差動
アンプ22A,22B、および加算アンプ23は第1図の実施例
と同一の構成要素である。
However, here, the light receiving areas 18a, 18b, 18c, the light spot 19
The components a, 19b, 19c, the dividing lines 20a, 20b, 20c, the dividing lines 21b, 21c, the differential amplifiers 22A, 22B, and the addition amplifier 23 are the same components as those in the embodiment of FIG.

なお分割収れん素子は、プレス成形などで製造される
一体の素子であってもよいことは言うまでもなく、素子
の透過率などの点からも有効である。
It is needless to say that the split converging element may be an integrated element manufactured by press molding or the like, and is also effective in terms of the transmittance of the element.

さらに分割収れん素子は、ホログラム素子であっても
よいことは言うまでもなく、素子の製造面、透過率など
の点からも有効である。
Further, it goes without saying that the divided and converged element may be a hologram element, and it is also effective in terms of the element manufacturing surface, transmittance, and the like.

以上述べてきたように、本発明の第1と第2の実施例
によれば、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号
とを兼用して検出する手段を1個の分割収れん素子16と
1個の多分割光検出器18で達成できる。すなわち第4図
の従来例の光学ヘッドの構成に対して、光ディスク4か
らの反射光を透過光と反射光に分離するビームスプリッ
タも不要で、重複した構成要素も削除することができ
る。つまり、構成要素を最小限とした小型で安価な光学
ヘッドを実現できるものである。
As described above, according to the first and second embodiments of the present invention, the means for detecting both the focus error signal and the tracking error signal is used as one split converging element 16 and one multi-element. This can be achieved by the split photodetector 18. That is, as compared with the configuration of the conventional optical head shown in FIG. 4, a beam splitter for separating reflected light from the optical disk 4 into transmitted light and reflected light is not required, and redundant components can be eliminated. That is, a small and inexpensive optical head with a minimum number of components can be realized.

発明の効果 本発明は、光源と、光源からの出射光を記録トラック
を有する情報記録媒体上に収れんさせる対物レンズと、
情報記録媒体からの反射光によって情報信号,フォーカ
ス誤差信号,トラッキング誤差信号を検出する検出手段
と、対物レンズをこの対物レンズの光軸方向と略平行な
フォーカス方向と、記録トラックおよびフォーカス方向
に略垂直なトラッキング方向とに駆動してフォーカスサ
ーボ,トラッキングサーボをかける手段とを具備し、こ
のフォーカス誤差信号,トラッキング誤差信号を検出す
る手段は、情報記録媒体からの反射光を透過し、その光
束断面において記録トラックと略垂直な中心線を対称軸
として、この対称軸を含む中央部の光束と対称軸を含ま
ない周辺部の2つの光束とに多分割光検出器の平面から
離れた空間的に対称に分割し、かつ各々の光束を光軸方
向を含めた多分割光検出器の平面から離れた空間的に異
なる焦点位置に収れんさせる分割収れん素子と、分割収
れん素子の透過光が入射し、情報記録媒体上に対物レン
ズの焦点があっている場合に、反射光束の光束断面上
の、2つの周辺光束が収れんして形成される2つの焦点
の光軸方向中間位置に存在する多分割光検出器であっ
て、対称軸を含まない2つの周辺光束が入射し、各光束
が形成する略合同の2つの光スポットの各々に対して、
この対称軸に略平行な分割線で光量をほぼ均一に受光す
るように配置された第1および第2の2つの2分割受光
領域と、対称軸を含む中央光束が入射し、中央光束が形
成する1つの光スポットに対して、中央光束の光束断面
において記録トラックと略平行な中心線と略一致する少
なくとも1本の分割線で光量をほぼ均一に受光するよう
に配置された第3の受光領域とで形成される多分割光検
出器と、第1のおよび第2の2分割受光領域において、
各々に形成される略合同の光スポットの形状に対して、
相異なる位置に存在する受光領域を電気的に結線して和
を取り、その和を取った各電気信号の差を取る第1の差
動アンプと、第3の受光領域における分割線で分割され
た各々の受光領域で発生する各電気信号の差を取る第2
の差動アンプとからなることを特徴としている。
Advantageous Effects of the Invention The present invention provides a light source, and an objective lens for causing light emitted from the light source to converge on an information recording medium having a recording track,
Detecting means for detecting an information signal, a focus error signal, and a tracking error signal based on reflected light from the information recording medium; and moving the objective lens in a focus direction substantially parallel to an optical axis direction of the objective lens, and in a recording track and a focus direction. Means for applying focus servo and tracking servo by driving in a vertical tracking direction, and means for detecting the focus error signal and the tracking error signal. , A center line substantially perpendicular to the recording track is set as a symmetry axis, and a light beam in a central portion including the symmetry axis and two light beams in a peripheral portion not including the symmetry axis are spatially separated from the plane of the multi-split photodetector. Split symmetrically and focus each light beam at a spatially different focal position away from the plane of the multi-segmented photodetector, including the optical axis direction. In the case where the split converging element and the transmitted light of the split converging element are incident and the objective lens is focused on the information recording medium, the two peripheral light fluxes on the cross section of the reflected light flux are formed by converging. A multi-segment photodetector located at an intermediate position between two focal points in the optical axis direction, wherein two peripheral light beams not including the axis of symmetry are incident, and each of two substantially congruent light spots formed by each light beam. For
First and second two divided light receiving regions arranged so as to receive the light amount substantially uniformly by a dividing line substantially parallel to the symmetry axis, and a central light beam including the symmetry axis are incident, and a central light beam is formed. A third light receiving portion arranged so as to receive the light amount substantially uniformly with at least one division line substantially coincident with the center line substantially parallel to the recording track in the light beam cross section of the central light beam with respect to one light spot to be formed. A multi-segment photodetector formed of the first and second regions,
For the shape of the substantially congruent light spot formed on each,
The light receiving areas existing at different positions are electrically connected to obtain a sum, and the sum is divided by a dividing line in the third light receiving area with a first differential amplifier for obtaining a difference between the respective electric signals. The difference between the electric signals generated in the respective light receiving areas
And a differential amplifier.

この構成によって、フォーカス誤差信号とトラッキン
グ誤差信号とを兼用して検出する手段を1個の分割収れ
ん素子と1個の多分割光検出器の極めて簡単な構成で達
成できる。すなわち従来例の光学ヘッドの構成に対し
て、光ディスク4からの反射光を透過光と反射光に分離
するビームスプリッタも不要で、重複した構成要素も削
除することができる。つまり、構成要素を最小限とした
小型で安価な光学ヘッドを実現できるものである。
With this configuration, the means for detecting both the focus error signal and the tracking error signal can be achieved with a very simple configuration of one split convergence element and one multi-split photodetector. That is, as compared with the configuration of the conventional optical head, a beam splitter for separating reflected light from the optical disk 4 into transmitted light and reflected light is not required, and redundant components can be eliminated. That is, a small and inexpensive optical head with a minimum number of components can be realized.

また分割収れん素子は分割する光束を偏向させる機能
を持ってもよく、多分割光検出器上の各受光領域と各光
スポットとの相対位置関係は任意に設定できる。これに
よって、特にトラッキング誤差信号検出にプッシュプル
法を発展させた方式を用いることができ、しかも多分割
光検出器の調整を簡単化すことができる。
Further, the split converging element may have a function of deflecting the split light beam, and the relative positional relationship between each light receiving area on the multi-split photodetector and each light spot can be set arbitrarily. This makes it possible to use a method developed from the push-pull method especially for tracking error signal detection, and to simplify the adjustment of the multi-segment photodetector.

また、分割収れん素子は、プレス成形などで製造され
る一体の素子であってもよいし、ホログラム素子であっ
てもよい。これによって、素子の製造面、透過率、特性
安定性などの点からも有効である。
Further, the divided converging element may be an integrated element manufactured by press molding or the like, or may be a hologram element. This is also effective in terms of the manufacturing surface of the element, transmittance, and characteristic stability.

したがって本発明の光学ヘッドはきわめて簡単な構成
で、小型・安価で調整が容易な特性の安定した優れた光
学ヘッドを実現できるものである。
Therefore, the optical head of the present invention can realize an excellent optical head having a very simple configuration, a small size, an inexpensive, easily adjustable characteristic, and a stable characteristic.

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

第1図は本発明の第1の実施例における光学ヘッドの概
略構成図、第2図(A),(B),(C)はその実施例
の部分的動作説明図、第3図は本発明の第2の実施例に
おける光学ヘッドの要部説明図、第4図は従来の光学ヘ
ッドの概略構成図である。 1……光源、2,5……ビームスプリッタ、3……対物レ
ンズ、4……光ディスク、6,10,16a,16b,16c……レン
ズ、7,12,18……光検出器、8,13,22A,22B……差動アン
プ、9,14,19a,19b,19c……光スポット、11……ナイフエ
ッジ、15,23……加算アンプ、16……分割収れん素子、1
7a,17b,17c……焦点、18a,18b,18c……受光領域、20a,2
0b,20c……分割線、21b,21c,24,25b,25c……分割線。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical head according to a first embodiment of the present invention, FIGS. 2A, 2B, and 2C are partial operation explanatory diagrams of the embodiment, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view of a main part of an optical head according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional optical head. 1 ... light source, 2,5 ... beam splitter, 3 ... objective lens, 4 ... optical disc, 6,10,16a, 16b, 16c ... lens, 7,12,18 ... photodetector, 8, 13,22A, 22B …… Differential amplifier, 9,14,19a, 19b, 19c …… Light spot, 11 …… Knife edge, 15,23 …… Additional amplifier, 16 …… Divided converging element, 1
7a, 17b, 17c: Focus, 18a, 18b, 18c: Light receiving area, 20a, 2
0b, 20c ... dividing line, 21b, 21c, 24, 25b, 25c ... dividing line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−182932(JP,A) 特開 昭63−228423(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 7/09────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-182293 (JP, A) JP-A-63-228423 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G11B 7/09

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源と、 前記光源からの出射光を記録トラックを有する情報記録
媒体上に収れんさせる対物レンズと、 前記情報記録媒体からの反射光によって情報信号,フォ
ーカス誤差信号,トラッキング誤差信号を検出する検出
手段と、 前記対物レンズを前記対物レンズの光軸方向と略平行な
フォーカス方向と、前記記録トラックおよび前記フォー
カス方向に略垂直なトラッキング方向とに駆動してフォ
ーカスサーボ,トラッキングサーボをかける手段とを具
備し、 前記フォーカス誤差信号,前記トラッキング誤差信号を
検出する手段は、 前記情報記録媒体からの反射光を透過し、その光束断面
において前記記録トラックと略垂直な中心線を対称軸と
して、前記対称軸を含む中央部の光束と前記対称軸を含
まない周辺部の2つの光束とに多分割した多分割光検出
器の平面から離れた空間的に対称に分割し、かつ各々の
光束を光軸方向を含めた多分割光検出器の平面から離れ
た空間的に異なる焦点位置に収れんさせる分割収れん素
子と、 前記分割収れん素子の透過光が入射し、前記情報記録媒
体上に前記対物レンズの焦点があっている場合に、前記
反射光束の光束断面上の、前記対称軸を含まない2つの
周辺光束が収れんして形成される2つの焦点の光軸方向
中間位置に存在する前記多分割光検出器であって、前記
対称軸を含まない2つの周辺光束が入射し、各光束が形
成する略合同の2つの光スポットの各々に対して、前記
対称軸に略平行な分割線で光量をほぼ均一に受光するよ
うに配置された第1および第2の2つの2分割受光領域
と、前記対称軸を含む中央光束が入射し、前記中央光束
が形成する1つの光スポットに対して、前記中央光束の
光束断面において、前記記録トラックと略平行な中心線
と略一致する少なくとも1本の分割線で光量をほぼ均一
に受光するように配置された第3の受光領域とで形成さ
れる前記多分割光検出器と、 前記第1の2分割受光領域と前記第2の2分割領域にお
いて、各々に形成される略合同の光スポットの形状に対
して、相異なる位置に存在する受光領域を電気的に結線
して和を取り、その和を取った各電気信号の差を取る第
1の差動アンプと、前記第3の受光領域における前記分
割線で分割された各々の受光領域で発生する各電気信号
の差を取る第2の差動アンプとからなる ことを特徴とする光ヘッド。
A light source; an objective lens for converging light emitted from the light source on an information recording medium having a recording track; and an information signal, a focus error signal, and a tracking error signal by reflected light from the information recording medium. Detecting means for detecting; applying a focus servo and a tracking servo by driving the objective lens in a focus direction substantially parallel to an optical axis direction of the objective lens and a tracking direction substantially perpendicular to the recording track and the focus direction; Means for detecting the focus error signal and the tracking error signal, wherein reflected light from the information recording medium is transmitted, and a center line substantially perpendicular to the recording track in a light beam cross section is set as a symmetry axis. A central light beam including the axis of symmetry and two light beams in the peripheral portion not including the axis of symmetry. Spatially symmetrically separates from the plane of the divided multi-segmented photodetector, and causes each light beam to converge at a spatially different focal position apart from the plane of the multisegmented photodetector, including the optical axis direction. A split convergence element, and when the transmitted light of the split convergence element is incident and the objective lens is focused on the information recording medium, does not include the symmetry axis on the cross section of the light flux of the reflected light flux. The multi-segment photodetector located at an intermediate position in the optical axis direction between two focal points formed by converging two peripheral light beams, wherein two peripheral light beams not including the axis of symmetry enter and form each light beam. A first and a second two-divided light receiving region arranged so as to receive the light amount substantially uniformly with a dividing line substantially parallel to the axis of symmetry for each of the two substantially congruent light spots; A central beam including the axis of symmetry enters, With respect to one light spot formed by the center light beam, the light amount is received substantially uniformly by at least one division line substantially coincident with the center line substantially parallel to the recording track in the light beam cross section of the center light beam. The multi-divided photodetector formed by a third light-receiving area disposed in the first light-receiving area; and a substantially congruent light spot formed in each of the first two-divided light-receiving area and the second two-divided area. A first differential amplifier that electrically connects light receiving regions existing at different positions to each other to obtain a sum, and obtains a difference between the summed electric signals; An optical head, comprising: a second differential amplifier that takes a difference between electric signals generated in each light receiving region divided by the division line in the region.
【請求項2】分割収れん素子は、プレス成形などで製造
される一体の素子であることを特徴とする請求項1記載
の光学ヘッド。
2. The optical head according to claim 1, wherein the divided converging element is an integral element manufactured by press molding or the like.
【請求項3】分割収れん素子は、ホログラム素子である
ことを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。
3. The optical head according to claim 1, wherein the divided converging element is a hologram element.
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