JP3134013B2 - 光ピックアップ評価方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光ピックアップ評価方
法に関する。この発明は光ピックアップの調整に利用で
きる。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップは、光ディスクや光カー
ド等の各種光記録媒体に対して情報の記録および／また
は再生を行なう装置として従来から広く知られている。
光記録媒体には、記録面の凹凸によりトラックが形成さ
れ、このトラックに沿って各種情報が記録される。

【０００３】光ピックアップによる情報の記録および／
または再生は光スポットをトラックに沿って移動させる
ことにより行なわれる。このとき光スポットを記録面上
に集光させるためにフォーカシング制御が行なわれ、光
スポットがトラック上からずれないようにするためにト
ラッキング制御が行なわれる。従って、フォーカシング
制御とトラッキング制御とが適正に行なわれていれば、
光スポットは記録面上のトラック間に集光するはずであ
るが、記録面からの戻り光を受光する光センサーの位置
ずれ等があると、フォーカシング制御および／またはト
ラッキング制御に誤差が発生し、光ピックアップによる
集束光の集光位置と記録面との間のずれや、光スポット
のトラック中央部からのずれが発生する。これらの「ず
れ」はオフセットと呼ばれる。

【０００４】実際に組み立てられたばかりの光ピックア
ップは、フォーカシングやトラッキングのオフセットを
伴うのが普通であり、これらオフセットを補正する調整
工程が必要である。このようなオフセット補正を行なう
技術として、光ピックアップによりハーフミラー面に光
スポット形成し、ハーフミラー透過光により光スポット
像を光学的に拡大して撮像し、拡大光スポット像が最小
となるように光ピックアップの調整を行なう方法が知ら
れている（特開平２−２９４９４４号公報）。

【０００５】この方法ではフォーカシングのオフセット
補正は可能であるが、トラッキングのオフセット補正を
行なうことができない。上記ハーフミラーの代わりに光
記録媒体自体を用い、記録面に形成した光スポットを光
学的に拡大して撮像することも考えられるが、トラック
を形成する記録面の凹凸は光波長以下の大きさであるの
で、通常の拡大光学系で拡大しても鮮明な像を得ること
ができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、フォーカシングとト
ラッキングのオフセットを同時に検出できる新規な光ピ
ックアップ評価方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の光ピックアッ
プ評価方法では「基準面部材」を用いる。「基準面部
材」は光透過性（照射される光の一部を透過させる）で
あり、基準面の凹凸によりトラックが形成されている。
基準面部材としては、前述した光ディスクや光カード等
の光透過性の光記録媒体自体を用いることができるが、
光ピックアップ評価専用に作製したものを用いてもよ
い。光透過性の光記録媒体自体を基準面部材として用い
る場合には勿論、トラックの形成された記録面が「基準
面」である。光ピックアップ評価専用の基準面部材を用
いる場合、トラックは実際の光記録媒体におけると同じ
仕様で形成し、基準面への光ピックアップからの集束光
照射も実際の光記録媒体におけると同様になるようにす
る。

【０００８】上記基準面上に所定の側（実際の光記録媒
体で光ピックアップからの集光光束で照射される側に対
応する側）から、光ピックアップにより光スポットを照
射するとともに、光スポット形成位置を含む光スポット
形成位置近傍を上記所定の側と反対側から照明光により
照射する。

【０００９】上記所定の側と反対側において、上記光ス
ポットの拡大像と、上記照明光によるトラックの拡大干
渉像とを同一の撮像手段で撮像することにより、フォー
カシングとトラッキングのオフセットを検出する。ここ
に、オフセットを検出するとは、オフセットの「有無」
の検出の他、必要に応じて「オフセット量」を検出する
場合を含む。

【００１０】トラックの拡大干渉像を生成するには「基
準面に照射される照明光の、基準面による反射光を波面
分割し、分割された各波面を横ずらしさせて相互に干渉
させる」波面分割・横ずらし法によっても良いし（請求
項２）、「光スポットの拡大像を結像する拡大光学系の
光軸上に光軸と直交的に配備された参照反射面による反
射光と、基準面による反射光の干渉により生成させ」て
も良く（請求項３）、あるいは「照明光光源からの光束
を２分割して一方の光束により基準面を照明するととも
に、他方の光束により参照反射面を照射」し、参照反射
面による反射光と、基準面による反射光の干渉により拡
大干渉像を生成させる」ようにしても良い（請求項
４）。

【００１１】

【作用】基準面に照射された光スポットと、照明光によ
る照射部位とは共通の拡大光学系により拡大される。そ
して撮像手段の受光面上には光スポットの拡大像が結像
する。また上記照射部位にあるトラックは上記拡大光学
系により拡大され、拡大干渉像を上記受光面に生成す
る。光スポットの拡大像とトラックの拡大干渉像とは共
通の拡大倍率で拡大されるから、受光手段の出力をモニ
ターに表示すれば光スポットとトラックの位置関係を観
察でき、オフセットの有無を検出できる。

【００１２】また、光スポット像の大きさやピーク強度
等に基づき、フォーカシングのオフセット量を検出で
き、トラックの拡大干渉像と光スポット像の位置関係か
ら、トラッキングのオフセット量を知ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら具体的な実施例を
説明する。

【００１４】図１は、この発明のピックアップ評価方法
を実施した光ピックアップ評価調整装置の１例を概念図
として示している。図中、符号２２で示す部分は光ピッ
クアップである。符号１で示す光源（半導体レーザー）
からのレーザー光束はコリメートレンズ２により平行光
束化され、ビームスプリッター３と反射プリズム４によ
り順次反射されると対物レンズ５に入射し、同レンズ５
により集束性の光束となって、基準面部材としての光デ
ィスク７の基準面即ち記録面に光スポットを照射する。
符号６は、対物レンズ５に対してフォーカシング動作と
トラッキング動作を行なわせるサーボ駆動系を略示して
いる。

【００１５】基準面部材としての光ディスク７の記録面
には、その凹凸によりトラックが形成されている。光ピ
ックアップから照射された光は記録面により一部反射さ
れ、他は記録面を透過する。記録面により反射された光
は「戻り光」として対物レンズ５を透過し、反射プリズ
ム４により反射されビームスプリッター３を透過すると
検出系２１に入射する。そして先ず集光レンズ８により
集束傾向を与えられた後、ビームスプリッター９により
２分割される。２分割された一方の光束はシリンダーレ
ンズ１０により非点収差を与えられ、４分割の受光素子
１１により受光される。受光素子１１からの出力は演算
・制御回路１３に送られる。演算・制御回路１３は、受
光素子１１からの信号に基づきサーボ駆動系５を駆動制
御して所謂「非点収差法」によるフォーカシング制御を
行なう。

【００１６】ビームスプリッター９により分割された他
方の光束は２分割の受光素子１２に受光される。受光素
子１２の出力は演算・制御回路１３に入力し、同回路１
３はサーボ駆動系５を駆動制御して、所謂プッシュ・プ
ル法によるトラッキング制御を行なう。

【００１７】従って、フォーカシング制御とトラッキン
グ制御とが適正に行なわれていれば光ディスク７の記録
面上のトラック間中央部に光スポットが集光することに
なるが、実際にはフォーカシングおよび／またはトラッ
キングのオフセットが存在するのが普通である。

【００１８】さて、光ディスク７の、光ピックアップ２
２とは反対側には顕微鏡１９が配備されている。顕微鏡
１９は、拡大レンズ１４とハーフミラー１５と照明光光
源１６と、干渉手段２３とを有する。照明光光源１６を
発光させると、放射された照明光はハーフミラー１５、
干渉手段２３、拡大レンズ１４を介して、光ディスク７
の記録面に照射される。照明光の照射位置は、光ピック
アップ２２により照射される光スポットを含む光スポッ
ト近傍の部分である。

【００１９】光ピックアップ２２により記録面に光スポ
ットを照射しつつ上記のように照明光の照射を行なう
と、顕微鏡１９の拡大レンズ１４には「光ピックアップ
２２から発せられて、記録面を透過した光」と、「照明
光光源１６から照射され記録面により反射された反射
光」とが入射することになる。前者はハーフミラー１５
により反射されると、撮像手段であるＣＣＤカメラ１７
の受光面上に「光スポットの拡大像」を結像する。後者
は、拡大レンズ１４による拡大効果と干渉手段２３によ
る干渉効果により上記受光面上にトラックの拡大干渉像
を生成する。

【００２０】ＣＣＤカメラ１７の出力は必要な信号処理
を受けた後、ディスプレイ１８上に表示される。ディス
プレイ１８に表示された画像情報はＣＰＵ２０に送られ
る。ＣＰＵ２０は画像情報に基づき、内蔵プログラムに
従って演算・制御回路におけるフォーカシング制御およ
びトラッキング制御のオフセット補正量を、所定量変化
させる。これによりＣＣＤカメラ１７による撮像画面が
変化する。これを繰り返して「最小径の拡大光スポット
像がトラック中央部に得られる」ようにすることによ
り、光ピックアップ２２におけるフォーカシングおよび
トラッキングのオフセット補正を自動的に行なうことが
できる。

【００２１】上の説明では干渉手段２３に関しては具体
的な説明をしなかった。以下には干渉手段の具体例を３
例説明する。図２に示す例は請求項２の１実施例であ
り、拡大干渉像は反射光の波面分割・横ずらし法により
生成される。

【００２２】符号７０は基準面を示す。この基準面の凹
凸として（この例では拡大レンズ１４側に向かって凸に
なった部分として）トラックが形成されている。照明光
光源１６からの光をハーフミラー１５と対物レンズ１４
を介して基準面７０に照射する。基準面７０による反射
光は、ハーフミラー１５を透過して偏光子２３Ａ、ウォ
ラストンプリズム２３Ｂ、検光子２３Ｃを透過する。反
射光は、ウォラストンプリズム２３Ｂを透過する際、常
光・異常光が図の上下方向へ微小角分離する。この分離
方向はトラックの長さ方向（図２の図面に直交する方
向）に直交する方向となるように設定する。

【００２３】検光子２３Ｃを透過した光束の波面は、異
常光波面（［Ｅ］波面）と常光波面（［Ｏ］波面）に分
割され、且つ、これら波面は互いに横にずれている。こ
のため分離した２光束は撮像手段の受光面において拡大
干渉像を生成する。分割波面の横ずれ量は小さく、この
ため拡大干渉像はトラックのエッジ部分を表すことにな
る。この干渉手段を用いると光スポットの拡大像も干渉
の影響を受けるが極めて微細な影響であり、光ピックア
ップ評価に実質的な影響はない。

【００２４】図３は請求項３の１実施例を特徴部分のみ
略示している。この例では、図示されない拡大レンズの
光軸ＡＸ上に光軸ＡＸと直交するように参照反射面２３
Ｄが配備される。参照反射面の具体例としては半透鏡で
よい。照明光光源１６からの光は、参照反射面２３Ｄを
介して基準面７０に照射される。このとき照明光の一部
は参照反射面２３Ｄにより反射され参照波面を生成す
る。基準面７０にからの反射光は上記参照波面を持つ光
と干渉して拡大干渉像を生成する。

【００２５】参照反射面２３Ｄを配備する位置は、基本
的に、参照波面を持つ光と基準面による反射光を撮像手
段受光面上で干渉させられるならばどこでもよいが、実
用的観点からは、参照反射面を組み込んだ拡大レンズと
して、周知のフィゾー型やミラウ型の対物レンズを用い
るのが良い。

【００２６】図４の例は請求項４の１実施例を特徴部分
のみ示している。この例では照明光光源１６からの光は
ハーフミラー１５で２分されて一方は基準面７０に、他
方は参照反射面２３Ｅに照射される。参照反射面２３Ｅ
は通常の反射面でよい。参照反射面２３Ｅにより参照波
面をもつ反射光と、基準面７０による反射光とを干渉さ
せてトラックの拡大干渉像を生成させる。この場合、拡
大レンズはハーフミラー１５と基準面との間に配備すれ
ばよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、新規
な光ピックアップ評価方法を提供できる。この方法で
は、上記のように拡大回折像によりトラックを、また拡
大像により光スポットを直接に撮像できるので、フォー
カシングとトラッキングのオフセットを同時に検出でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光ピックアップ評価方法を適用した
光ピックアップ評価調整装置の１例を示す図である。

【図２】干渉手段の１例を説明するための図である。

【図３】干渉手段の別例を説明するための図である。

【図４】干渉手段の他の例を説明するための図である。

【符号の説明】

７ 基準面部材としての光ディスク ２２ 光ピックアップ １４ 拡大レンズ ２３ 干渉手段 １７ 撮像手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/22 G01M 11/00 - 11/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準面の凹凸によりトラックが形成された
   光透過性の基準面部材の、上記基準面上に所定の側か
   ら、光ピックアップにより光スポットを照射するととも
   に、上記光スポット形成位置を含む光スポット形成位置
   近傍を上記所定の側と反対側から照明光により照射し、 上記所定の側と反対側において、上記光スポットの拡大
   像と、上記照明光によるトラックの拡大干渉像とを同一
   の撮像手段で撮像することにより、上記光ピックアップ
   のフォーカシングとトラッキングのオフセットを検出す
   ることを特徴とする光ピックアップ評価方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ピックアップ評価方法に
   おいて、基準面に照射される照明光の、基準面による反射光を波
   面分割し、分割された各波面を横ずらしさせて相互に干
   渉させる、 波面分割・横ずらし法により拡大干渉像を生
   成させることを特徴とする光ピックアップ評価方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の光ピックアップ評価方法に
   おいて、 光スポットの拡大像を結像する拡大光学系の光軸上に光
   軸と直交的に配備された参照反射面による反射光と、基
   準面に依る反射光の干渉により拡大干渉像を生成させる
   ことを特徴とする光ピックアップ評価方法。
4. 【請求項４】請求項１記載の光ピックアップ評価方法に
   おいて、 照明光光源からの光束を２分割し、一方の光束により基
   準面を照明するとともに、他方の光束により参照反射面
   を照射し、参照反射面による反射光と、基準面による反
   射光の干渉により拡大干渉像を生成させることを特徴と
   する光ピックアップ評価方法。