JPH01302540A - 光ピックアップ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＣＤプレーヤやレーザプレーヤ等に使用して好
適な光ピンクアップ装置に関する。

〔発明の概要〕

不発明はＣＤプレーヤ等に使用して好適な光ピツクアッ
プ装置に関し、光ディスク上に少くとも二つの光ビーム
を収束させると共に光ディスクでの反射光を光ピンクア
ップ内に収束させ、光ピツクアップ内の収束点近傍の前
後に少くとも二つの光検出器を設けて、夫々の光検出器
の反射光ビームの差に対応した出力を得る様にして、複
雑な光学手段を設けずに安定なフォーカスエラー信号を
検出すると共にこの）食出したフォーカスエラー信号中
にオフセットが発生しない安定再生可能な光ピツクアッ
プ装置を得る様にしたものである。

〔従来の技術〕

従来から光ピンクアップ装置でフォーカスエラー墳出方
法としては種々の方法が提案され、非点収差法、ナイフ
ェツジ法、臨界角検出法、ウォーブリング法、ビームサ
イズ法等が知られている。

非点収差法、ナイフェツジ法、及びビームサイズ法は焦
点ずれによるビーム形状やビームサイズの変化を検出す
る方法であり、臨界角度検出法は平行光束系の平行度の
変化を検出するものであり、ウォーブリング法は電気的
な方法による検出法であるが、非点収差法、臨界角検出
法及びナイフェツジ法では光ディスクで反射された反射
光を検出器に導く光路に、シリンドリカルレンズ、臨界
角用プリズム及びナイフェツジ等の光学手段を必要とし
、ウォーブリング法はレーザ光を電気的に振動させるた
めの手段を必要とし、光学系や電気系が複雑となり、精
度を上げるには微調整を必要とする欠点がある。

反射光を検出器に厚く光路に光学系に挿入しないビーム
サイズ法を第１２図及び第１３図に示す。

第１２図でレーザ源等の光源（１１がらの光ビームはビ
ームスプリッタ（２）に入射し、ビームスプリッタ（２
）で反射した光ビームはコリメータレンズ（３）、対物
レンズ（４）を通して光ディスク（５）上に収束される
。光ディスク（５）で反射した反射光は対物レンズ（４
）、コリメータレンズ（３）、ビームスプリンタ（２）
を通過して多分割フォトダイオード等からなる検出器（
６）に入射させる。ビームサイズ法では検出器（６）を
ジャストフォーカスＦのときビームウェストの位置に設
けると、光ディスク（５）が近づいている場合と、遠の
いている場合とで区別がっけにくいので検出器（６）の
位置をビームウェストよりやや手前に配設している。検
出器（６）は第１３図に示す様に受光面はａ、ｂ、ｃに
３分割され、これら３分割された受光面に受ける反射光
ビーム（９ｃ）の光量比を加算アンプ（７）及び差動ア
ンプ（８）で夫々（ａ＋ｂ）−〇の様に算出して算出出
力が０の時エラー信号は零、プラスでは近すぎ、マイナ
スでは遠すぎとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

叙上のビームサイズ法ではビームスプリッタ（２）と検
出器（６）間に例えば非点収差法のシリンドリカルレン
ズの様な光学手段を必要としないが、光ディスク（５）
に傾きを生じた場合に検出器（６）の受光面上で反射光
ビーム（９）のスポットが移動し、検出出力にオフセッ
トを起こして、フォーカスエラーの原因となる欠点があ
った。

本発明は叙上の欠点に鑑み成されたものでその目的とす
るところは複雑な光学手段を設けず、オフセット等を起
こさない安定なフォーカスエラー信号の得られる光ピツ
クアップ装置を提供せんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光ピツクアップ装置はその１例が第１図に示さ
れている様に光ディスク（５）上に少くとも二つの光ビ
ーム（１１）を収束させ、光ディスク（５）での反射光
を光ピツクアップ（１２）内に収束させ、光ピツクアッ
プ（１２）内の収束点近傍Ｆの前後に少くとも二つの検
出器（６）を設けて、夫々の検出器（６）の反射光ビー
ム［９１、（９Ａ）　、　（９Ｂ）の差に対応した出力
を得る様にしたものである。

〔作　用〕

本発明の光ピツクアップ装置はビームスプリフタ（２）
と検出器（６）間での反射光ビーム＋９＋、　（９Ａ）
　、　（９Ｂ）の焦点内と焦点外に少くとも検出器を配
して、検出器（６）上のビームスポットの径の差出力を
とり出しているで、光学手段が反射光路に必要でなく、
且つオフセントの生じない光ピツクアンプ装置が得られ
る。　　　４ 〔実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図で説明する
。第１図に於いて、光ピツクアップ装置（１２）が光デ
ィスク（５）へ光ビーム（１１）を照射する光路は例え
ば、３ビ一ム方式が利用出来る。即ち、レーザ等の光ｍ
ｔｏから出射した光ビーム（１１）はグレーテング（１
０）で回折され３ビームに分離されてビームスプリンタ
（２）を通過し、コリメータレンズ（３）、対物レン・
ズ（４）を介して光ディスク（５）に照射される。光デ
ィスク（５）の照射面は第２図に示されている様に、中
央のピット列（以下中央トラックと記す）　（１３ｃ）
に３つのビームスポット（１４１１）　、　（１４Ｃ）
　。

（１４０）が照射されるとして、ビームスポット（１４
Ｃ）が中央トランク（１３Ｃ）の中央にあるとき、上下
にあるビームスボンド（１４０）　、　（１４０）は互
に逆のエツジ即ち、右側ピント列（１３１？）側と左側
ピント列（１３Ｌ）側に中央の主ビームスボア　ト（１
４ｃ）を挟んで２０μｍ前後の位置に配する。これら上
下の複ビームスポット（１４１）　、　（１４０）はト
ラッキングエラー検出に用いられる。

光ディスク（５）に照射された３つの光ビーム（１１）
は第２図の様に三つのビームスポット（１４１Ｊ）　、
　（１４Ｃ）　。

（１４Ｄ）となって例えば中央トランク（１３Ｃ）で反
射され、三つの光ビームは対物レンズ（４）、コリメー
タレンズ（３）を通ってビームスプリッタ（２）に入射
し、ビームスプリンタ（２）で９０″方向を変える様に
反射されて検出器（６）に三つのビームスポットを結ぶ
、三つの反射されて検出器（６）の受光面に照射される
ビームスポットのうち、中央の主ビームスポット（１４
Ｇ　’　）は帰路光学系焦点に来る様に検出器（６）を
例えば、１頃斜して配設する。この場合、上下の複ビー
ムスポット（１４０’　）、　（１４０”）は焦点の前
後に来る様にする。この詳細を以下に説明する。第３図
Ａで検出器（６）への反射光ビーム（９Ｃ）　、　（９
Ｕ）　、　（９０）が検出器（６）の受光面で形成する
三つの反射ビームスポット（１４０’　）＋　（１４Ｃ
’　）、　（１４０’　）が正しいスポット（光ディス
ク（５）のビームスポットに対応したスポット）を焦点
面Ｆに形成する焦点位置をＰｏ。

Ｆｌ、Ｆ！とすると、中央の主ビームスポット（１４Ｃ
’）が焦点位ｆｉＰ６に来る様に、又上下の複ビームス
ポット（１４Ｕ　’　）、　（１４Ｄ　’　）は焦点位
置Ｆ、、　Ｆ、の様に焦点面Ｆの前後に来る様にする。

この為に検出ｉ！３　ｆ６１は焦点面（１６）を中心に
時計方向に傾けられている。

検出器（６）は多分割フォトダイオード等で構成され、
その受光面は第３図Ｂの様に大別すれば三つの第１〜第
３の受光面（１５）　、　（１６）　、　（１７）に分
割されている。第１、及び第３の受光面（１５）、（１
７）は更に３分割された受光面Ａ、Ａ’、Ｂ及びり、　
Ｄ’。

已に分割され、第１及び第３の受光面（１５）、（１７
）で検出した検出信号によりフォーカスエラー信号及び
トラッキングエラー信号を検出し、第２の受光面（１６
）でＨＦ信号を検出する。

第１及び第３の受光面（１５）　、　（１７）に当たる
反射光の襟ビームスポット（１４０’　）、　（１４０
”）は第３図Ａ、Ｂに示す様に、焦点位置Ｆ０に対し、
焦点面Ｆから前後に等しくずれた位置にあるため略等し
いビームスポット径となる。

又、光ディスク（５）と対物レンズ（２）との距離が近
づいた場合には反射光ビームは拡がるため反射光路の反
射光ビーム（９１１）　、　（９Ｃ）　、　（９Ｄ）は
第３図Ａで示した焦点面Ｆよりも第４図へに示す様に遠
ざかった焦点面Ｆ′となる。このため第４図Ｂに示す様
に第１の受光面（１５）上のビームスポット（１４Ｕ　
”）の径は真の焦点に近づくため小さくなり、第３の受
光面（１７）上のビームスポフ）［１４Ｄ’）の径は大
きくなり、中央にある第２の受光面（１６）では略中間
の大きさのビームスポット（１４Ｃ’　）の径となる。

逆に、光ディスク（５）と対物レンズ（６）とが遠ざか
る場合には反射光ビームは縮まるため反射光路の反射光
ビーム（９０）　、　（９Ｃ）　、　（９Ｄ）は第３図
Ａで示した焦点面Ｆよりも第５図Ａに示す様に近づいた
焦点面Ｆ″となる。このため第４図Ｂに示す様に第１の
受光面（１５）上のビームスポット（１４０’　）の径
は真の焦点より近づくために大きくなり、第３の受光面
（１７）上のビームスポット（１４０’　）の径は小さ
くなり、中央にある第２の受光面（１６）では略中間の
大きさのビームスポット（１４Ｃ”）の径となる。

第６図は叙上の検出器（６）からフォーカスエラー信号
、ＨＦ信号及びトラッキングエラー信号を取り出すため
の検出回路を示すものである。フォーカスエラー信号を
取り出すためには第１及び第３の受光面（１５）　、　
（１７）の３分割された夫々の両端の受光面ＡとＡ′並
にＤとＤ′を共通接続し第１及び第２の差動増幅器（１
８）及び（１９）の夫々の出力を反転入力端子に接続し
、３分割された夫々の中央の受光面Ｂ並にＥを第１及び
第２の差動増幅器（１８）及び（１９）の夫々の非反転
入力端子に接続し、第１及び第２の差動増幅器（１８）
　、　（１９）の出力を第３の差動増幅器（２０）の反
転及び非反転入力端子に供給して、第１及び第３の受光
面（１５）、（１７）での出力をＡ＋、Ａｔ’、　ＢＩ
＋　ＤＩ＋　Ｄ＋’、　Ｅ＋　、とすればｆ（ａｔ　＋
ＡＩ　’　）−Ｂ１１−　（（ｏ＋　＋［ｌ、　’　）
−Ｅｌ＋の演算を行なって再出力の差をとれば反射ビー
ムスポット（１４１１’　）、　（１４０’　）に対応
した信号となり、出力端子（２５）にはフォーカスエラ
ー信号をとり出すことが出来る。

即ち、光ディスク（５）上でジャストフォーカスであれ
ば第１及び第２の受光面（１５）、（ＩＴ）のビームス
ポット（１４０’　）、　（１４０’　）は略等しく、
第１及び第２の差動増幅器（１８）、（１９）の出力は
等しくなるので、第３の差動増幅器（２０）の出力は零
となる。

これに対し、フォーカスがずれれば第１及び第３の受光
面（１５）　、　（１７）でのビームスポット（１４１
１’）。

（１４０’　）の径は第４図Ｂ及び第５図Ｂに示す様に
異なり、第１及び第２の差動増幅器（１８）　、　（１
９）の出力は異なりプラス或はマイナスの出力信号が第
３の差動増幅器（２０）に得られるのでフォーカス点が
近すぎ又は遠すぎるのを判別し得る。

光ディスク（５）のピットに対応したＨＦ信号は検出器
（６）の中央に配された第２の受光面Ｃからの検出出力
を第４の増幅器（２１）に供給し、出力端子（２６）か
ら取り出せばよく、従来の検出方法の様にエラー信号の
ためにエネルギーを取られることがないので、Ｓ／Ｎが
向上し、配線も単一なのでノイズ混入のないＨＦ信号が
得られる。

又、トラックエラー信号は従来の３ビ一ム方式と同じ様
に第１及び第３の受光面（１５）、（１８）の両端の受
光面Ａ、Ａ’並にり、Ｄ’と中央の受光面Ｂ並にＥの検
出出力をＡ１＋Ａ１’＋Ｂ＋並にＤ１十Ｉ）、’＋Ｅ、
の様に第５及び第６の加算増幅器（２２）　、　（２３
）で加算し、第５及び第６の夫々の出力を第７の差動増
幅器（２４）の反転及び非反転入力端子に供給して（Ａ
＋＋Ａ＋　’　＋Ｄ＋）　−（Ｄ＋＋Ｄ＋　’　＋Ｅ＋
）の演算を行なって出力端子（２７）に出力する様にな
せばよい。

尚、上述の第５図のフォーカスエラー信号検出には３個
の差動増幅器（１８）　、　（１９）　、　（２０）を
用いたが第７図に示す様に一つの差動増幅器（２８）に
よって３分割した受光面Ａ、Ａ’とＥから得られる検出
出力をＡＨ＋Ａ１’　＋Ｅｌの様に加算し、同じく３分
割した受光面り、Ｄ’とＢから得られる検出出力をＤ＋
＋Ｄ＋’＋８＋の様に加算し、フォーカスエラー信号を
出力端子（２５）に取り出す様にしてもよい。

フォーカスエラー信号の検出時に光ディスク（５）が傾
くと、反射光ビーム（９Ｃ）　、　（９０）　、　（９
Ｄ）の中心がずれて、検出器（６）の第１乃至第３の受
光面（１５）　。

（１６）　、　（１７）の中心にビームスポット（１４
Ｇ’）＋（１４０’　）＋　（１４０’　）が正しく照
射されずに移動する。

この場合検出器（６）の受光面の分割方向（第３図で左
右方向）を移動してもビームスポットの径は変化しない
ので検出出力電圧は変らないが、検出器（６）の受光面
の分割方向と直交する方向（第３図で上下方向）に移動
した場合にはビームスポット（１４ｃ　’　）、　（１
４１１’　）　、　（１４０’　）の中央部の光度が強
い部分が移動するために検出出力電圧が変動する。

然し、この場合、第１及び第３の受光面（１５）　、　
（１６）の検出出力、即ち第１及び第２の差動増幅器（
１８）　。

（１９）の差動出力が等しく変化するためその差信号は
変化しないのでビームスポット（１４１’　）、　（１
４０’　）が上下方向に移動しても極めて安定なフォー
カスエラー検出を行うことが出来る。

上述の実施例では多分割フォトダイオード等の検出器を
傾けて配置した例を示したが、第８図に示す様に、フォ
トダイオードの受光面（３０）に段部（３１）を形成し
、これら段部（３１）に第１乃至第３の受光面（１５）
　、　（１６）　、　（１７）を形成する様にしてもよ
い。

或はプラスチック等を階段状に形成したり或は傾斜した
基台に異なる３つの第１乃至第３の受光面（１５）　、
　（１６）　、　（１７）を持ったフォトダイオード等
、検出器を別々に配設してもよい。

更に検出器（６）に設ける第１及び第３の受光面（１５
）　、　（１７）を３分割して、Ａ、Ａ’、Ｂ並にり。

Ｄ’、Ｈの受光面を作る場合に第９図及び第１０図に示
す様にスリット状部の受光面Ｂ、Ｅを互にハの字状或は
互に平行に傾けて形成しておけば第９図の場合は受光面
Ａ、Ｂ、Ａ’或はり、Ｅ、Ｄ’の真中にビームスポット
（１４１１’　）、　（１４［１’　）が来る様に調整
するには検出器（６）を第９図で矢印Ｘ、ｘの様に左右
に移動させて受光面Ａ、Ａ’又はり。

Ｄ′の検出出力Ａ　＋　　Ａ　＋　’又はＤＩ　−ＤＩ
′が零になる様にすればよい。

又、第１θ図に示す構成では検出器（６）の中心点（第
９図で中央ビームスポット（１４Ｃ’　）の照射位１）
　（３２）を中心に矢印方向Ｙに回動させればビームス
ポットが中央位置に来る点を容易に調整可能となる。

第１１図に示す例は第１及び第３の受光面（１５）。

（１７）を３分割せずにスポット形状と同じ様に２分割
した場合である。この場合感度は上昇するが、検出器（
６）の受光面に正しいビームスポットを照射するために
は傾けて配置した検出器（６）の角度を微調整しなけれ
ばならない。

尚本発明は叙上の実施例に限定されることなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

〔発明の効果〕

本発明の光ピツクアップ装置によれば複雑な光学手段を
設けずに安定なフォーカスエラー信号を検出すると共に
Ｓ／Ｎのよい情報再生を行うことが出来る効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ピツクアップ装置の一実施例を示す
光学系の模式図、第２図は光ディスク面の３ビームを示
す平面図、第３図は合焦点位置の検出器の側面及び平面
図、第４図は合焦点より、遠い位置の検出器の側面及び
平面図、第５図は合焦点より近い位置の検出器の側面及
び平面図、第６図は本発明の光ピツクアップ装置の検出
信号を検出するための検出回路図、第７図は光ピツクア
ップ装置の１食出回路の他の実施例を示す回路図、第８
図は本発明の検出器の他の実施例を示す側断面図、第９
図乃至第１１図は本発明の検出器の他の実施例を示す平
面図、第１２図は従来のビームサイズ法の光学系の模式
図、第１３図は従来のビームサイズ法の検出器を示す平
面図である。 （１１は光源、（２）はビームスプリフタ、（３）はコ
リメータレンズ、（４）は対物レンズ、（６）は検出器
、（１０）はグレーテング、（１２）は光ピツクアップ
、（１５）　。 （１６）、　（１７）は第１〜第３の受光面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ディスク上に少くとも二つの光ビームを収束させると
   共に光ディスクでの反射光を光ピックアップ内に収束さ
   せ、 上記光ピックアップ内の収束点近傍の前後に少くとも二
   つの光検出器を設けて、夫々の該光検出器の反射光ビー
   ムの差に対応した出力を得る様にして成ることを特徴と
   する光ピックアップ装置。