JPH01178130A - 光学的情報処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、光ディスク、デジタルオーディオディスク、
ビデオディスクなどの記録／再生に用いられる光学的情
報処理装置に関する。

（従来技術） 従来の光学的情報処理装置を用いての情報記録媒体への
記録あるいは再生は、光源から発ぜられる光の焦点を情
報記録媒体に当てることによってピットとよばれる溝を
作り記録をおこない、またピットの部分は反射率が低い
ことを利用して、情報記録媒体からの反射光の光量を検
出することによってピットの有無を検知し情報を再生し
ていた。

上述したような光学的情報処理装置において、情報記録
媒体に細かいピットでかつ狭いトラック幅で同心円状あ
るいは螺旋状に情報を記録させるほうが記録容量は増加
する。このようにパターンを細かくすればするほど次の
ような問題がおこってくる。

情報記録媒体は純平面ではなく多少の起伏が存在する。

このため記録あるいは再生時に光の焦点が情報記録媒体
上に一致せず記録あるいは再生の誤差を生じる。このよ
うに光の光軸方向にずれてしまうことをフォーカシング
方向にずれているといい、これがフォーカシングエラー
となる。

また微細パターンで記録あるいは再生をおこなうため、
隣接するトラック方向にずれてしまい、本来の記録ある
いは再生面上をうまく光が走行しないといったことが起
こってしまう。このようにトラックと垂直方向にずれる
ことをトラッキング方向にずれるといいトラッキングエ
ラーとなる。

このため上ｊホしたようなわずかなエラーでも検知し、
常に光の焦点が情報記録媒体上にくるように、また決め
られたトラック上を光が走行するように制御する必要が
生じてくる。

そこでこのようなフォーカシングエラーまたトラッキン
グエラーの検出を行う光学的情報処理装置としては、種
々のものが提案されている。

例えば第８図に示すような構成となっている。

これは半導体レーザーによる光源１０１から放射される
光をコリメートレンズ１０５により平行光とし回折格子
１２５によりトラッキング方向に１本の主光と２本の副
光とに分割し、このように３分割された光はビームスプ
リッタ１１９を透過して対物レンズ１１３により光の焦
点が情報記録媒体１１５の情報記録面上に一致するよう
にし、さらに１本の主光は情報記録媒体１１５のピット
１１７上にくるようにし、また２本の副光はそれぞれ情
報記録媒体１１５上の主光と同一のピット１１７にすこ
しづつかかるようにておく。

さらに情報記録媒体１１５の情報記録面上で反射した光
は対物レンズ１１３で再び平行光となりビームスプリッ
タ１１９で光路が分離され、凸レンズ１２１と円柱レン
ズ１２３からなる非点収差光学系を通って、光検出器１
０９に入射される。

そして光検出器１０９の出力よりフォーカシングエラー
、トラッキングエラーを検知し、電気的に対物レンズ１
１３をフォーカシング方向、トラッキング方向に駆動す
ることにより正確な記録あるいは再生を行うものである
。

そこでまずフォーカシングエラーの検知は次のようにし
ておこなう。

光源１０１から発せられた光は、情報記録媒体１０９で
反射しビームスプリッタ−１１７で光路を変更され、凸
レンズ１２１と円柱レンズ１２３かうなる非点収差光学
系に入っていき、光検出器１’０９に入射する。この非
点収差光学系は円柱レンズ１２３の曲率をもたない方向
の集光位置と、曲率をもった方向の集光位置が違うため
光検出器１０９を円柱レンズ１２３から遠ざけるに従い
光検出器１０９上の光スポットのパターンは、縦に細長
いパターンから徐々に円形となり、さらに横に細長くな
る。このような性質を利用して、光検出器１０９上の光
スポットのパターンが円形となる位置に光検出器１０９
を設置しておけば、もし対物レンズ１１３の光の焦点位
置よりも近い位置に情報記録媒体１１５がある場合、非
点収差光学系に入射する光は発散光となり、通常の焦点
位置よりも遠い位置に焦点がくるようになる。これは円
柱レンズ１２３から光検出器１０９を遠ざけたことと同
様に、光検出器１０９には横に細長い光スポットのパタ
ーンが入射する。そこでこの光検出器１０９を円柱レン
ズ１２３の軸に対して斜めに４分割し、対角同士の光検
出器の出力の差をとることによってフォーカシングエラ
ーを読みとることができる。

またトラッキングエラーは次のようにして検出する。４
分割された光検出器１０９に主光が入射し、４分割され
た光検出器１０９の両端に更に付加された２つの光検出
器１０９に２本の副光がそれぞれ入射し、トラッキング
エラーがない場合は副光の入射する２つの光検出器１０
９の出力差はないように設定しておく。したがって正規
のピット１１７上から光の焦点がずれているような場合
、主光の両端の２本の副光もそれに伴って、それぞれピ
ット１１７上からずれてしまう。このためピット１１７
上にずれた副光の反射光は弱く、ピツト１１７からはず
れた副光の反射光は強くなり、副光の入射する２つの光
検出器１０９の出力には差が生じてしまい、この出力差
からトラッキングエラーを検知することができる。

このようにしてフォーカシングエラー、トラッキングエ
ラーを検知することによって、正確な記録、再生を行う
ものであった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したような従来の装置において、光源から情報記録
媒体へ向かう光の光路と情報記録媒体で反射し光検出器
へ向かう光の光路といった２つの異なった光路が必要で
あり、そのためビームスプリッタが必要でおる。またフ
ォーカスエラー検出。

トラッキングエラー検出のために非点収差光学系あるい
は回折格子が必要である。これらの光学部品は微細でお
り、その部品の構成も複雑であるためコスト、寸法、あ
るいは生産性といった点でさまざまな問題があった。

本発明の目的は、光学部品の数を最少限に減らし構成を
簡易なものにすることによってコスト。

寸法、あるいは生産性の向上をはかるものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 光源と、光源からの光を平行光に変換する第１のレンズ
と、平行光を情報記録媒体上に集光する第２のレンズと
、情報記録媒体上で反射した光を検出する光検出器とを
備えた光学的情報処理装置において、第１のレンズの周
辺に上記光検出器を設置したことを特徴とする光学的情
報処理装置。

（作用） 上記のような構成にされたものにおいては、情報記録媒
体上へ記録あるいは再生用の光源からの光の光路と、情
報記録媒体上で反射し光検出器へ向う光の光路とを同一
光路とすることにより、光学的部品の数を減少させると
ともに全体の構成を簡素化することによってコスト、寸
法、あるいは生産性の向上をはかることかができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す光学的情報処理装置の
構成図でおり、第２図は光源方向から見た光検出部の構
成図である。

半導体レーザーを用いた光源１．コリメートレンズを用
いた第１のレンズ５．対物レンズを用いた第２のレンズ
１３．そして情報記録媒体１５とが一直線上に所定の間
隔をおいて設置されている。

また第２のレンズ１３は光源からの光の光軸方向、即ち
フォーカシング方向に、また光源からの光の光軸に対し
て垂直方向、即ちトラッキング方向にそれぞれ電気的に
駆動可能な状態に支持されている。

ざらに上記第１のレンズ５の外周には、一定間隔をもっ
てリング状の支持部７が設置されており、支持部７の内
壁に沿ってトラッキング方向に中心から左右に２分割さ
れたリング状の光検出器９ａ。

９ｂが、また光軸方向に光検出器１１ａ、１１ｂと並ん
で二重に設置されている。

上述したような構造にすることにより光源１からの光は
第１のレンズ５を通ることにより平行光となり第２のレ
ンズ１３によって光の焦点が情報記録媒体１５のトラッ
ク上にくるようにされ、ざらにその反射光は同一の光路
を逆にたどる。つまり反射光は第２のレンズ１３に入り
平行光とされ第１のレンズ５へと向かう。そして第１の
レンズ５上で反射した光はトラッキングエラーあるいは
フォーカシングエラーがない場合、光検出器９ａ。

９ｂ及び１１ａ、’１１ｂにそれぞれ等しい光量が入る
ように光検設置されている。

そこでフォーカシングエラー及びトラッキングエラーの
制御は次のように行う。

まずフォーカシングエラーの制御方法であるが、第３図
に示すように情報記録媒体１５が第２のレンズ１３の焦
点位置よりも第２のレンズ１３側に近い場合、情報記録
媒体１５からの反射光は第２のレンズ１３によって発散
光となる。このため第１のレンズ５の表面に反射して光
検出器９ａ（９ｂ）及び１１ａ（１１ｂ＞にはいる光量
は上記のようなフォーカシングエラーがない場合に比べ
て、光検出器９ａ　（９ｂ）側にはいる光量が多くなる
。

逆に光の焦点が情報記録媒体１５の手前に必る場合、情
報記録媒体からの反射光は第２のレンズ１３によって収
束光となる。このため光検出器９ａ（９ｂ）に比べて光
検出器１１ａ（１１ｂ＞側に２　　多くの光量が入るよ
うになる。したがって光検出器９ａ　（９ｂ）と光検出
器１１ａ（１１ｂ＞の出力差からフォーカシングエラー
が得られる。

次にトラッキングエラーの制御方法であるが、第４図を
参照して説明する。第４図は第２のレンズ１３を通った
光の焦点が本来のトラックよりも図中やヤ左方向にずれ
ている状態を示している。

ここでピット１７は情報記録媒体１５に比べて反射率が
低いという性質があり、このためピット１７にあたって
反射する光は、情報記録媒体１５の表面必たって反射す
る光に比べて当然弱い光となってしまう。従って光検出
器９ａ（１１ａ）は、光検出器９ｂ（ｌｌｂ＞に比べて
弱い光しか入ってこない。そこで光検出器９ａ（１１ａ
）と光検出器９ｂ　（１ｌ　ｂ＞の出力差からトラッキ
ングエラーが得られる。

そして、光検出器９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂの出力の
総和をとることによって情報記録媒体１５に記録された
情報を読取ることができる。

即チ、各光検出器９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂの出力を
９Ａ、９Ｂ、１１Ａ、ＩＩＢとすると、フォーカシング
エラー信号ＦＥ、　トラッキングエラー信号ＴＥ、情報
信号ＲＦは例えば ＦＥ＝　（９Ａ＋９Ｂ＞　＝（１１Ａ＋１１８＞ＴＥ＝
　（９Ａ＋１１Ａ＞−（９Ａ＋１１８）ＲＦ＝　（９Ａ
＋９Ｂ＋１１Ａ＋１１Ｂ＞で得られる。

詳述してきたように、本発明では従来のような２つの異
なった光路は必要なく、光源から出ていく光と情報記録
媒体で反射し光検出器に向かう光とが同一の光路でよい
ため、光学部品の数を非常に減少させることができる。

また、上記光検出器は第６図に示すようにチップ状の光
検出器９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂを第１のレンズ５の
両端に設置しても、あるいは第７図に示すようにチップ
状の光検出器を複数個設置してもかまわない。また上記
第１のレンズ５は従来使用されていたコリメートレンズ
とは異なっており、表面反射を起こすような設計であっ
たり、反射材を表面に形成したりしている。

また、第５図は本発明の第２の実施例を示す図である。

これは、第１のレンズ５と光検出器の支持部７を一体形
成したものである。従ってフォーカシングエラーあるい
はトラッキングエラーの検出は、上記の第１の実施例と
同様の方法で行うことができる。またこのように第１の
レンズ５と光検出器の支持部７を一体形成することによ
って、光検出器の設置の際、微調整がより容易に行なえ
ると共に光学部品の部品数を減らすことができる。

［発明の効果］ この発明によれば光源から情報記録媒体へ向う光の光路
と、情報記録媒体上で反射した光の光路を同一とし、か
つレンズの周辺に光検出器を備えていることから、従来
のようにビームスプリッタあるいは非点収差系などの光
学部品が必要なく、はるかに光学的情報処理装置の構造
を簡略化でき、小形、軽量、安価な光学的情報処理装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光学的情報処理装置を
示す構成図であり、第２図は第１図における光検出部の
正面図、第３図はフォーカシング制御を示す概略図、第
４図はトラッキング制御を示す概略図、第５図は本発明
の第２の例に係る光学的情報処理装置を示す構成図、第
６図は光検出部の変形例を示す正面図、第７図は光検出
部の変形例を示す正面図、第８図は従来の光学的情報処
理装置を示す構成図である。 １．１０１・・・・・・・・・光源 ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・光検出
部５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１
のレンズ７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・支持部ｇａ、ｇｂ・・・・・・・・・光検出器１１ａ
、１１ｂ・・・光検出器 １３・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２のレン
ズ１５．１１５・・・・・・情報記録媒体１７．１１７
・・・・・・ピット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、 この光源からの光を平行光に変換する第１のレンズと、 前記平行光を情報記録媒体上に集光する第２のレンズと
   、 前記情報記録媒体で反射した光を検出する光検出部とを
   備えた光学的情報処理装置において、前記光検出部は、
   前記光源からの光の光軸方向に複数個の光検出器と、光
   源からの光の光軸方向に垂直な方向に複数個の光検出器
   を有すると共に、上記第１のレンズの周辺に設置された
   ことを特徴とする光学的情報処理装置。
2. （２）前記光検出部と前記第１のレンズが一体構造とな
   つている特許請求の範囲第一項記載の光学的情報処理装
   置。
3. （３）前記第１のレンズが前記第２のレンズに対向する
   側に凸面をもつている特許請求の範囲第一項または第二
   項記載の光学的情報処理装置。