JPH0281338A - Optical pickup - Google Patents

Optical pickup

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Publication number
JPH0281338A
JPH0281338A JP63231451A JP23145188A JPH0281338A JP H0281338 A JPH0281338 A JP H0281338A JP 63231451 A JP63231451 A JP 63231451A JP 23145188 A JP23145188 A JP 23145188A JP H0281338 A JPH0281338 A JP H0281338A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
focus
objective lens
recording medium
collimator lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP63231451A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Hashimoto
明彦 橋本
Koichi Konishi
宏一 小西
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP63231451A priority Critical patent/JPH0281338A/en
Publication of JPH0281338A publication Critical patent/JPH0281338A/en
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Abstract

PURPOSE:To simplify the constitution of an optical system and to miniaturize the whole by illuminating a recording medium in a defocusing condition, arranging a photo detector to the focus position of a collimator lens and forming the image of the recording medium. CONSTITUTION:The title pickup provides a light source 3, an objective lens 7 to project the light from the power source 3 through a collimator lens 4 to an optical type recording medium after a beam splitter is transmitted or reflected and a photo detector 8 to reflect, transmit or receive the reflecting light at an optical type recording medium through an objective lens 7 and the collimator lens 4 with a beam splitter. The light source 3 is dislocated and arranged from a focus position f0 of the collimator lens 4 and the light detector 8 is arranged to the focus position f0 of the collimator lens 4, an optical type recording medium is illuminated in the defocus condition and the image is formed at the photo detector 8. Thus, the constitution can be simplified, miniaturized and made inexpensive.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光カード、コンパクトディスク、ビデオデ
ィスク等の光学式記録媒体に記録された情報を読み取る
ための光ピツクアップに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical pickup for reading information recorded on an optical recording medium such as an optical card, a compact disc, or a video disc.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光ピツクアップは従来種々のものが提案されており、例
えば特開昭57−205833号公報には、光源からの
光を回折格子、偏光ビームスプリッタ、コリメータレン
ズ、1/4波長板および対物レンズを介して光学式記録
媒体に投射し、その反射光を対物レンズ、1/4波長板
、コリメータレンズ、偏光ビームスプリッタ、凹レンズ
および円柱レンズを経て光検出器で受光して情報を読み
取ると共に、フォーカスエラー信号およびトラッキング
エラー信号を検出するようにしたものが開示されている
Various types of optical pickups have been proposed in the past. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-205833 discloses a system in which light from a light source is passed through a diffraction grating, a polarizing beam splitter, a collimator lens, a quarter-wave plate, and an objective lens. The reflected light passes through an objective lens, a 1/4 wavelength plate, a collimator lens, a polarizing beam splitter, a concave lens, and a cylindrical lens, and then is received by a photodetector to read information, as well as a focus error signal. Also disclosed is a device that detects a tracking error signal.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上述した従来の光ピツクアップにおいて
は、記録媒体からの3ビームの戻り光を光検出器上で分
離するための凹レンズや、フォーカスエラーを検出する
ために情報読み取り用のビームの戻り光に非点収差を与
えるための円柱レンズ等を必要とするため、構成が複雑
で大形になると共に、コストが高くなるという問題があ
る。また、光源をコリメータレンズの焦点位置に配置す
ることによって、光源からの光を平行光束として対物レ
ンズによりその焦点位置において記録媒体に投射するよ
うにしているため、記録媒体上における読み取り光のス
ポットが極めて小さ(、このため例えば特開昭63−7
533号公報に開示されている光カードのように、1ト
ラツクの幅が大きく、その幅方向に複数のデータが記録
されている場合には、情報の正確な読み取りが困難にな
る。
However, in the conventional optical pickup described above, a concave lens is used to separate the three beams of return light from the recording medium on the photodetector, and a concave lens is used to separate the return light of the information reading beam to detect focus errors. Since a cylindrical lens or the like is required to provide point aberration, there are problems in that the configuration is complicated and large, and the cost is high. In addition, by placing the light source at the focal position of the collimator lens, the light from the light source is projected onto the recording medium at the focal position by the objective lens as a parallel beam of light, so the spot of the reading light on the recording medium is extremely small (for this reason, for example, JP-A-63-7
When the width of one track is large and a plurality of pieces of data are recorded in the width direction, as in the optical card disclosed in Japanese Patent No. 533, it becomes difficult to read the information accurately.

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、構成を簡単にできると共に、小形かつ安価に
でき、しかもトラック幅方向に複数のデータを有するト
ラックを読み取る場合にもこれを常に正確に読み取り得
るよう適切に構成した光ピツクアップを提供することを
目的とする。
This invention was made by focusing on these conventional problems, and can be made simple, compact, and inexpensive, and is also suitable for reading tracks that have multiple data in the track width direction. The object of the present invention is to provide an optical pickup that is appropriately configured so that it can always read accurately.

〔課題を解決するための手段および作用〕上記目的を達
成するため、この発明では光源と、この光源からの光を
ビームスプリフタを透過または反射させた後コリメータ
レンズを経て光学式記録媒体に投射する対物レンズと、
前記光学式記録媒体での反射光を前記対物レンズおよび
コリメータレンズを経て前記ビームスプリッタで反射ま
たは透過させて受光する光検出器とを具え、前記光源を
前記コリメータレンズの焦点位置からずらして配置する
と共に、前記光検出器を前記コリメータレンズの焦点位
置に配置して、前記光学式記録媒体をデフォーカス状態
で照明すると共に、その像を前記光検出器に結像させる
よう構成する。
[Means and effects for solving the problem] In order to achieve the above object, the present invention includes a light source, and the light from the light source is transmitted or reflected through a beam splitter and then projected onto an optical recording medium through a collimator lens. an objective lens for
a photodetector that receives reflected light from the optical recording medium through the objective lens and the collimator lens, reflected or transmitted by the beam splitter, and the light source is arranged to be shifted from the focal position of the collimator lens. In addition, the photodetector is arranged at the focal point of the collimator lens to illuminate the optical recording medium in a defocused state and to form an image thereof on the photodetector.

〔実施例〕〔Example〕

第1図および第2図はこの発明の一実施例の要部の構成
を示す横断平面図および横断正面図である。この実施例
は、光カード1と光ピツクアップ2とを光カード1のト
ラック方向に相対的に移動させて、光カード1のトラッ
クに記録されているデータを読み取るものである。光源
としてのLED3はコリメータレンズ4の焦点位置r0
よりも若干手前に配置し、該LED3からの光束をハー
フミラ−5を透過させた後、コリメータレンズ4、反射
ミラー6および対物レンズ7を経て光カード1にその法
線方向から投射して、該光カード1のトラックをデフォ
ーカス状態で照明するようにする。また、光カード1で
の反射光は対物レンズ7で集光し、反射ミラー6および
コリメータレンズ4を経てハーフミラ−5で反射させて
光検出器8で受光するようにする。ここで、光検出器8
はコリメータレンズ4の焦点位置f0に配置して、LE
D3により照明されたトラックの像を対物レンズ7およ
びコリメータレンズ4を経て結像させるようにする。な
お、ハーフミラ−5で反射されるLED3の出射光は受
光素子9で受光し、これによりLED3の出射光量が一
定となるようにLED3の駆動を制御するようにする。
FIGS. 1 and 2 are a cross-sectional plan view and a cross-sectional front view showing the configuration of essential parts of an embodiment of the present invention. In this embodiment, data recorded on the tracks of the optical card 1 is read by relatively moving the optical card 1 and the optical pickup 2 in the track direction of the optical card 1. The LED 3 as a light source is at the focal position r0 of the collimator lens 4.
The light beam from the LED 3 is transmitted through the half mirror 5, and then projected onto the optical card 1 from the normal direction through the collimator lens 4, the reflection mirror 6, and the objective lens 7. The tracks of an optical card 1 are illuminated in a defocused state. Further, the reflected light from the optical card 1 is condensed by an objective lens 7, passed through a reflecting mirror 6 and a collimator lens 4, reflected by a half mirror 5, and received by a photodetector 8. Here, the photodetector 8
is placed at the focal position f0 of the collimator lens 4, and the LE
The image of the track illuminated by D3 is formed through the objective lens 7 and the collimator lens 4. Note that the light emitted from the LED 3 reflected by the half mirror 5 is received by the light receiving element 9, and the drive of the LED 3 is controlled so that the amount of light emitted from the LED 3 is thereby constant.

上記のLED3、ハーフミラ−5、コリメータレンズ4
、反射ミラー6、光検出器8および受光素子9は、光ピ
ツクアップ2の図示しないベースに固定した保持枠10
に装着する。
Above LED 3, half mirror 5, collimator lens 4
, the reflecting mirror 6, the photodetector 8, and the light receiving element 9 are mounted on a holding frame 10 fixed to a base (not shown) of the optical pickup 2.
Attach to.

一方、対物レンズ7はホルダ11に保持し、このホルダ
11を4本の平行ワイヤ12を介して、対物レンズ7の
光軸方向であるフォーカス方向Fと、光カード1のトラ
ックと直交するトラッキング方向Tとに変位可能に、図
示しないベースに固定したワイヤー台13に支持する。
On the other hand, the objective lens 7 is held in a holder 11, and the holder 11 is connected via four parallel wires 12 to a focus direction F, which is the optical axis direction of the objective lens 7, and a tracking direction perpendicular to the tracks of the optical card 1. It is supported on a wire stand 13 fixed to a base (not shown) so as to be movable in a direction T.

ホルダ11には、トラッキング方向Tにおいて対向する
端面にフォーカスコイル14Aおよび14Bを装着する
と共に、これらフォーカスコイル14A 、 14Bの
外側にトラッキングコイル15Aおよび15Bをそハぞ
れ装着する。
Focus coils 14A and 14B are attached to the holder 11 on opposite end faces in the tracking direction T, and tracking coils 15A and 15B are attached to the outside of these focus coils 14A and 14B, respectively.

また、図示しないベースには、フォーカスコイル14A
 、 14Bに侵入して内ヨーク17A、 17Bを設
けると共に、これら内ヨーク17Aおよび17Bとそれ
ぞれフォーカスコイル14^、14Bおよびトラッキン
グコイル15^、15Bを介して対向して一対の外ヨー
ク18A 、 18Bおよび19^、19Bを設け、こ
れら外ヨーク18A 、 18Bおよび19A 、 1
9Bの内側にそれぞれ永久磁石20^、20Bおよび2
1A 、 21Bを接着して、永久磁石2OA、 20
Bによりトラッキングコイル15Aおよびフォーカスコ
イル14^を横切る磁束を、永久磁石21A 、 21
Bによりトラッキングコイル15Bおよびフォーカスコ
イル14Bを横切る磁束をそれぞれ発生させるようにす
る。このようにして、4本の平行ワイヤ12のうちの2
本のワイヤを介してフォーカスコイル14A 、 14
Bにフォーカスエラー信号を供給することによりホルダ
11と一体に対物レンズ7をフォーカス方向Fに変位さ
せてフォーカスサーボを行い、他の2本のワイヤを介し
てトラッキングコイル15A 、 15Bにトラッキン
グエラー信号を供給することによりホルダ11と一体に
対物レンズ7をトラッキング方向Tに変位させてトラッ
キングサーボを行うようにする。
Also, a focus coil 14A is provided on the base (not shown).
, 14B to provide inner yokes 17A, 17B, and a pair of outer yokes 18A, 18B and opposing inner yokes 17A, 17B via focusing coils 14^, 14B and tracking coils 15^, 15B, respectively. 19^, 19B are provided, and these outer yokes 18A, 18B and 19A, 1 are provided.
Permanent magnets 20^, 20B and 2 are placed inside 9B, respectively.
1A and 21B are glued together to create permanent magnets 2OA and 20.
Magnetic flux that crosses the tracking coil 15A and the focus coil 14^ by the permanent magnets 21A and 21
B generates magnetic fluxes that cross the tracking coil 15B and the focus coil 14B, respectively. In this way, two of the four parallel wires 12
Focus coil 14A, 14 through main wire
By supplying a focus error signal to B, the objective lens 7 is displaced in the focus direction F together with the holder 11 to perform focus servo, and the tracking error signal is sent to the tracking coils 15A and 15B via the other two wires. By supplying the holder 11, the objective lens 7 is displaced in the tracking direction T to perform tracking servo.

第3図は第1図に示す光カード1のトラックフォーマッ
トの一例を示すものである。トラック25には、その中
央部にトラック方向に延在して白黒パターンから成るガ
イドパターン26が形成されており、このガイドパター
ン26の両側にトラック幅方向にそれぞれ8ビツトのデ
ータが記録されている。
FIG. 3 shows an example of the track format of the optical card 1 shown in FIG. A guide pattern 26 consisting of a black and white pattern is formed in the center of the track 25 and extends in the track direction, and 8-bit data is recorded on each side of the guide pattern 26 in the track width direction. .

第4図は第2図に示した光検出器8の一例の構成を示す
ものである。光検出器8は、トラック幅方向の16個の
データ記録位置に対応して配置したデータ読み取り用受
光領域31−1〜31−16と、ガイドパターン26の
像を受光するようにトラック方向に離間して配置した6
対のクロック生成用受光領域32−1〜32−12と、
ガイドトラック26のトラック幅方向の両エツジ部の像
を受光するようにトラック幅方向に離間対向して配置し
た4対のフォーカス・トラッキングエラー検出用受光領
域33−1〜33−8とをもって構成する。
FIG. 4 shows the configuration of an example of the photodetector 8 shown in FIG. 2. In FIG. The photodetector 8 has data reading light receiving areas 31-1 to 31-16 arranged corresponding to 16 data recording positions in the track width direction, and is spaced apart in the track direction so as to receive the image of the guide pattern 26. 6
Pairs of clock generation light receiving areas 32-1 to 32-12;
It is composed of four pairs of focus/tracking error detection light-receiving areas 33-1 to 33-8 arranged spaced apart and facing each other in the track width direction so as to receive images of both edge portions of the guide track 26 in the track width direction. .

ここで、上述したように、LED3をコリメータレンズ
4の焦点位置f0よりも若干手前に配置して光カード1
をデフォーカス状態で照明すると、その照明光は対物レ
ンズ7の焦点位置よりも前方に収束される。したがって
、対物レンズ7の焦点位置が光カード1上に位置する合
焦状態では、光カード1上での照明光の照度分布は例え
ば第5図に実線で示すようになり、また光カード1が対
物レンズ7の焦点位置よりも対物レンズ側に近づくとス
ポット径が大きくなるためにその照度分布は第5図に二
点鎖線で示すようになり、逆に遠ざかるとスポット径が
小さくなるために破線で示すようになる。このように、
照明光の光カード1上での照度分布は、対物レンズ7と
光カード1との間の距離に応じて変化するが、第5図か
ら明らかなように、その照明領域には対物レンズ7と光
カード1との間の距離が変化しても照度が殆ど変化しな
いリング状の不変化部分(第4図において符号35で示
す)が生じ、この不変化部分35の内側と外側とでは対
物レンズ7の焦点状態の変化による照度の変化が逆とな
る。すなわち、光カード1が対物レンズ7の焦点位置よ
りも対物レンズ側に近づくと、不変化部分35を境に内
側では照度が合焦時におけるよりも減小するのに対し外
側では増大し、逆に光カード1が対物レンズ7の焦点位
置から遠ざかると、不変化部分35の内側では照度が合
焦時におけるよりも増大するのに対し外側では減小する
Here, as described above, the LED 3 is placed slightly in front of the focal position f0 of the collimator lens 4, and the optical card 1
When illuminated in a defocused state, the illumination light is converged ahead of the focal position of the objective lens 7. Therefore, in a focused state in which the focal position of the objective lens 7 is located on the optical card 1, the illuminance distribution of the illumination light on the optical card 1 is as shown by the solid line in FIG. 5, for example, and the optical card 1 is When approaching the objective lens side from the focal position of the objective lens 7, the spot diameter becomes larger, so the illuminance distribution becomes as shown by the two-dot chain line in FIG. It will be shown as follows. in this way,
The illuminance distribution of the illumination light on the optical card 1 changes depending on the distance between the objective lens 7 and the optical card 1, but as is clear from FIG. A ring-shaped unchanging part (indicated by reference numeral 35 in FIG. 4) is created in which the illuminance hardly changes even if the distance between the optical card 1 and the optical card 1 changes. The change in illuminance due to the change in the focal state in No. 7 is reversed. That is, when the optical card 1 approaches the objective lens side rather than the focal position of the objective lens 7, the illuminance decreases on the inside of the unchanged portion 35 compared to when in focus, but increases on the outside, and vice versa. When the optical card 1 moves away from the focal position of the objective lens 7, the illuminance increases inside the unchanged portion 35 compared to when it is in focus, but decreases outside it.

この実施例では、LED3をコリメータレンズ4の焦点
位置r0よりも若干手前に配置することにより、光カー
ド1が対物レンズ7の焦点位置に位置する合焦状態で、
不変化部分35の内側においてトラック25を十分照明
できるようにする。また、光検出器8においては、第4
図に示すようにトラック25のデータ記録位置に対応す
るデータ読み取り用受光領域31−1〜3146を、光
検出器8に形成される照明光による光カード1のスポッ
ト像の不変化部分35の内側で該不変化部分35の直径
方向に沿って配列すると共に、4対のうちの2対のフォ
ーカス・トラッキングエラー検出用受光領域33−3.
33−4および33−5.33−6は、主として不変化
部分35の内側周辺部の像を受光するように、それぞれ
の中心が不変化部分35の内側に位置するように対称に
配置し、他の2対のフォーカス・トラッキングエラー検
出用受光領域33−1.33−2および337、33−
8は、主として不変化部分35の外側周辺部の像を受光
するように、それぞれの中心が不変化部分35の外側に
位置するよように対称に配置する。
In this embodiment, by arranging the LED 3 slightly in front of the focal position r0 of the collimator lens 4, in the focused state where the optical card 1 is located at the focal position of the objective lens 7,
Enable sufficient illumination of the track 25 inside the unchanged portion 35. Moreover, in the photodetector 8, the fourth
As shown in the figure, the data reading light-receiving areas 31-1 to 3146 corresponding to the data recording positions of the track 25 are set inside the unchanged portion 35 of the spot image of the optical card 1 by the illumination light formed on the photodetector 8. are arranged along the diameter direction of the unchanged portion 35, and two of the four pairs of focus/tracking error detection light receiving regions 33-3.
33-4, 33-5, and 33-6 are arranged symmetrically so that their respective centers are located inside the unchanged portion 35 so as to mainly receive images of the inner peripheral portion of the unchanged portion 35, The other two pairs of focus/tracking error detection light receiving areas 33-1, 33-2 and 337, 33-
8 are arranged symmetrically so that their centers are located outside the unchanged portion 35 so as to mainly receive images of the outer periphery of the unchanged portion 35.

また、クロック生成用受光領域32−1〜32−12は
受光領域33−3.33−4と33−5.33−6との
間に配置する。
Further, the clock generation light receiving areas 32-1 to 32-12 are arranged between the light receiving areas 33-3, 33-4 and 33-5, 33-6.

なお、対を成すクロック生成用受光領域32−1;32
2、32−3;32−4  、・・・・・・、 32−
11  ;32−12のそれぞれの間隔は、ガイドパタ
ーン26を構成する白黒パターンの像の1/2ピンチと
する。また、フォーカス・トラッキングエラー検出用受
光領域33−1〜33−8の各々は、白黒パターンのト
ラック幅方向のエツジ部の像を受光し得るように白黒パ
ターンのピッチの整数倍の長さを有し、かつガイドパタ
ーン26とデータ部との間の白の部分(高反射率部分)
からの反射光を十分受光し得る幅を有するように構成す
ると共に、不変化部分35の外側周辺部の像を受光する
受光領域33−1.33−2および33−7゜33−8
は、入射光の照度が低いので、内側周辺部を受光する受
光領域33−3〜33−6の長さよりも長くする。
Note that the paired clock generation light receiving areas 32-1;
2, 32-3; 32-4,..., 32-
11; 32-12 is set to 1/2 a pinch of the image of the black and white pattern constituting the guide pattern 26. Further, each of the focus/tracking error detection light receiving areas 33-1 to 33-8 has a length that is an integral multiple of the pitch of the black and white pattern so that it can receive the image of the edge portion in the track width direction of the black and white pattern. And the white part (high reflectance part) between the guide pattern 26 and the data part
The light-receiving areas 33-1, 33-2 and 33-7, 33-8 are configured to have a width sufficient to receive reflected light from
Since the illuminance of the incident light is low, the inner peripheral portion is made longer than the length of the light receiving areas 33-3 to 33-6 that receive light.

ここで、光学系の倍率は、LED3の発光径と光カード
1上での照明光の不変化部分35の径との比が、光検出
器8上に形成されるトラック25のデータ像のピッチと
光カードl上でのデータのピッチとの比と等しくなるよ
うに、コリメータレンズ4と対物レンズ7との焦点距離
の比を例えば1:4とする。このようにすれば、光カー
ド1上でのトラック幅方向のデータピッチが5μII+
(トラック幅95μm)のとき、それに対応する光検出
器8上での受光領域31−1〜31−8および31−9
〜31−16のピッチは20μmとなるので、光検出器
8の製作も容易になる。
Here, the magnification of the optical system is determined by the ratio of the emission diameter of the LED 3 to the diameter of the unchanging portion 35 of the illumination light on the optical card 1, and the pitch of the data image of the track 25 formed on the photodetector 8. For example, the ratio of the focal lengths of the collimator lens 4 and the objective lens 7 is set to 1:4 so that the ratio of the pitch of the data on the optical card l is equal to the pitch of the data on the optical card l. In this way, the data pitch in the track width direction on the optical card 1 is 5μII+
(track width 95 μm), the corresponding light receiving areas 31-1 to 31-8 and 31-9 on the photodetector 8
Since the pitch of 31-16 is 20 μm, the photodetector 8 can also be manufactured easily.

以上のようにして、対を成す一方のクロック生成用受光
領域32−1.32−3.32−132−7.32−9
および32−11の出力の和と、他方のクロック生成用
受光領域32−2.32−4.32−6.32−8.3
2−9および3210の出力の和との差に基づいてクロ
ック信号を得るようにする。また、ガイドパターン26
のトラック幅方向の一方のエツジ部の像を受光する受光
領域33−1.33−3.33−5および33−7の出
力の和と、他方のエツジ部の像を受光する受光領域33
−2.33−4゜33−6および33−8の出力の和と
の差に基づいてトラッキングエラー信号を得ると共に、
中心が不変化部分35の内側に位置する受光領域33−
3〜33−6の出力の和と、中心が不変化部分35の外
側に位置する受光領域33−1.33−2.33−7お
よび33−8の出力の和との差に基づいてフォーカスエ
ラー信号を得るようにする。
As described above, one of the paired clock generation light receiving areas 32-1.32-3.32-132-7.32-9
and the sum of the outputs of 32-11 and the other clock generation light receiving area 32-2.32-4.32-6.32-8.3
A clock signal is obtained based on the difference between the sum of the outputs of 2-9 and 3210. In addition, the guide pattern 26
The sum of the outputs of light-receiving areas 33-1, 33-3, 33-5 and 33-7 that receive an image of one edge in the track width direction, and the light-receiving area 33 that receives an image of the other edge.
-2. Obtain a tracking error signal based on the difference between the sum of the outputs of 33-4° 33-6 and 33-8, and
A light receiving area 33- whose center is located inside the unchanged portion 35
Focusing is performed based on the difference between the sum of the outputs of 3 to 33-6 and the sum of the outputs of light receiving areas 33-1, 33-2, 33-7 and 33-8 whose centers are located outside the unchanged portion 35. Try to get an error signal.

この実施例では、以上のようにして得られるフォーカス
エラー信号に基づいて対物レンズ7をその焦点位置に光
カード1が位置するように光軸方向に変位させてフォー
カスサーボを行うと共に、トラッキングエラー信号に基
づいて対物レンズ7を照明光のスポット中心が光カード
1の所望のトラック25の幅方向中心に位置するように
トラッキングサーボを行いながら、クロック信号に同期
してデータ読み取り用受光領域33−1〜31−16の
出力を取り込んで、16ビツトのデータを読み取る。
In this embodiment, focus servo is performed by displacing the objective lens 7 in the optical axis direction so that the optical card 1 is located at its focal position based on the focus error signal obtained as described above, and the tracking error signal is While performing tracking servo so that the spot center of the illumination light is located at the widthwise center of the desired track 25 of the optical card 1, the objective lens 7 is moved in synchronization with the clock signal to the data reading light receiving area 33-1. - Take in the output of 31-16 and read 16-bit data.

この実施例によれば、第4図において不変化部分35の
内側に中心が位置する受光領域33−3〜33−6の出
力の和D1は、光カード1が対物レンズ7の焦点位置(
合焦位置)よりも対物レンズ側にある位置から合焦位置
を経て遠ざけると、照明光の収束位置までは増大するが
、その後は減小する。これに対し、不変化部分35の外
側に中心が位置する受光領域33−1.33−2.33
−7および33〜8の出力の和D2は、照明光の収束位
置までは減小するが、その後は増大する。したがってこ
れらDlおよびD2の出力を処理して、それらの差が合
焦位置で零となるようにすれば、第6図に示すようにそ
の前後で極性が反転するフォーカスエラー信号を得るこ
とができる。
According to this embodiment, the sum D1 of the outputs of the light receiving areas 33-3 to 33-6 whose centers are located inside the unchanged portion 35 in FIG.
When moving away from a position closer to the objective lens than the focal position through the focal position, the illumination light increases up to the convergence position of the illumination light, but decreases thereafter. On the other hand, the light receiving area 33-1.33-2.33 whose center is located outside the unchanged portion 35
The sum D2 of the outputs of −7 and 33 to 8 decreases up to the convergence position of the illumination light, but increases thereafter. Therefore, by processing the outputs of Dl and D2 so that the difference between them becomes zero at the in-focus position, it is possible to obtain a focus error signal whose polarity is reversed before and after the in-focus position, as shown in Figure 6. .

ここで、フォーカスエラー信号が零となる位置は、合焦
位置の他に照明光の収束位置に関し合焦位置と共役な位
置にも生じ、この位置よりも光カード1が離れるとフォ
ーカスエラー信号の極性が逆転してフォーカス引き込み
ができなくなる。したがって、光カード1が離れ過ぎて
第6図においてフォーカスエラー信号の極性が逆転する
逆転部は、対物レンズ7の駆動範囲内においてできるだ
け少ない方が望ましいが、このために逆転位置と合焦位
置との間の距Miを長くすると、光検出器8に入射する
光量が低下して雑音の影響を受は易くなる。また、距離
!を短くすると、信号処理系のノイズや光カード1上の
欠陥、シーク時におけるフォーカスエラー検出用受光領
域の出力の変動等によってフォーカスサーボが外れ易く
なる。このようなことから、距Mlは200 μm〜8
00 μm、すなわち合焦位置(対物レンズ7の焦点位
置)から照明光の収束位置までの距離が100μm〜4
00μmとなるように設定するのが好適である。
Here, the position where the focus error signal becomes zero occurs not only at the in-focus position but also at a position conjugate to the in-focus position with respect to the convergence position of the illumination light, and when the optical card 1 is moved away from this position, the focus error signal becomes zero. The polarity is reversed and focus cannot be pulled. Therefore, it is desirable that the reversal portion where the optical card 1 is too far away and the polarity of the focus error signal is reversed in FIG. 6 be as small as possible within the driving range of the objective lens 7. When the distance Mi between them is increased, the amount of light incident on the photodetector 8 decreases, making it more susceptible to noise. Also, distance! If it is shortened, the focus servo is likely to come off due to noise in the signal processing system, defects on the optical card 1, fluctuations in the output of the light receiving area for focus error detection during seek, etc. For this reason, the distance Ml is 200 μm ~ 8
00 μm, that is, the distance from the focal position (focal position of the objective lens 7) to the convergence position of the illumination light is 100 μm to 4
It is preferable to set the thickness to 00 μm.

このようにすれば、フォーカスオンしたとき、光カード
1が第6図において合焦位置から±2以内の正規部■に
ある場合には、一定時間後に対物レンズ7がサーボ範囲
に入り、サーボオンした後通常のフォーカスサーボを安
定して行うことができる。また、光カードlが第6図に
おいて正規部■にあるときは、対物レンズ7がサーボ範
囲に入ったときサーボオンする。この際、そのまま落ち
着いて安定してフォーカスサーボが行われる場合と、対
物レンズ7が光カードlから離れる慣性で逆転部に入っ
てしまいサーボが外れる場合とがあるが、後者の場合に
は一旦フオーカスオフし、光カード1が±2内に位置す
るようにフォーカスコイル14A 、 14Bに所定の
極性のバイアス電流を供給して対物レンズ7を所定量変
位させた後、再びフォーカスオンすることにより通常の
フォーカスサーボを安定して行うことができる。同様に
、光カード1が第6図において逆転部にあるときは、対
物レンズ7はフォーカスエラー信号が零にならないまま
光カードlから離れた位置に保持されるので、この場合
も一旦フオーカスオフして光カード1が±l内に位置す
るように対物レンズ7を所定量変位させた後、再びフォ
ーカスオンすることにより通常のフォーカスサーボを安
定に行うことができる。すなわち、フォーカスオンし、
一定時間経過してもフォーカスエラー信号が変化しない
まま対物レンズ7が光カード1に近接または離れた位置
にあるとき、あるいはフォーカスエラー信号が2度零と
なって光カード1から離れた位置にあるときには、それ
らを検出して一旦フオーカスオフした後、光カードlが
±2内に位置するようにフォーカスコイル14A 、 
14Bに所要の極性のバイアス電流を供給して対物レン
ズ7を所定量変位させてから、再びフォーカスオンすれ
ばよい。
In this way, when the focus is turned on, if the optical card 1 is in the normal area ■ within ±2 from the focus position in Fig. 6, the objective lens 7 will enter the servo range after a certain period of time and the servo will be turned on. After that, normal focus servo can be performed stably. Further, when the optical card 1 is in the normal part (2) in FIG. 6, the servo is turned on when the objective lens 7 enters the servo range. At this time, there are cases where the focus servo is performed calmly and stably, and cases where the objective lens 7 enters the reversal section due to inertia separating from the optical card l and the servo comes off, but in the latter case, the focus is turned off once. Then, after displacing the objective lens 7 by a predetermined amount by supplying a bias current of a predetermined polarity to the focus coils 14A and 14B so that the optical card 1 is positioned within ±2, normal focus is achieved by turning on the focus again. Servo can be operated stably. Similarly, when the optical card 1 is in the reversal position in FIG. After the objective lens 7 is displaced by a predetermined amount so that the optical card 1 is positioned within ±l, the focus is turned on again, thereby stably performing normal focus servo. In other words, focus on,
When the objective lens 7 is close to or away from the optical card 1 without changing the focus error signal even after a certain period of time has elapsed, or when the focus error signal becomes zero twice and the objective lens 7 is at a position away from the optical card 1. Sometimes, after detecting them and once focusing off, the focus coil 14A is moved so that the optical card l is positioned within ±2.
It is sufficient to supply a bias current of a desired polarity to 14B to displace the objective lens 7 by a predetermined amount, and then turn on the focus again.

なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、フォーカスエラーを検出するための中心が不変化部分
の内側に位置する受光領域および中心が不変化部分の外
側に位置する受光?■域は、任意の数の受光領域をもっ
て構成することができる。また、上述した実施例ではト
ランキングエラー信号をも得るために、ガイドパターン
26の像を受光するようにフォーカス・トラッキングエ
ラー検出用受光領域をトラック幅方向に対を成すように
設けたが、フォーカスエラーのみを検出する場合には、
必ずしもトラック幅方向に対を成すように受光領域を設
ける必要がないと共に、ガイドパターン26の像を受光
するように配置する必要もない。したがって、この発明
は光カードに限らずガイドパターンをもたないCD等の
他の光学式記録媒体を用いる場合にも有効に適用するこ
とができる。また、上述した実施例ではハーフミラ−5
においてLED3からの光を透過させ、光カードlから
の戻り光を反射させるようにしたが、LED3と光検出
器8との位置関係を逆にして、LED3からの光を反射
させ、光カード1からの戻り光を透過させるようにする
こともできる。更に、光源はLEDに限らず、半導体レ
ーザ等を用いることもできるし、その配置もコリメータ
レンズ4の焦点位置r0の手前に限らず、後方に配置し
て記録媒体をデフォーカス状態で照明することもできる
Note that this invention is not limited only to the embodiments described above, and numerous modifications and changes are possible. For example, is there a light-receiving area whose center is located inside the unchanged portion for detecting focus errors, or a light-receiving region whose center is located outside the unchanged portion? Area (1) can be configured with any number of light-receiving areas. In addition, in the above-described embodiment, in order to obtain a trunking error signal, the light-receiving areas for focus/tracking error detection were provided in pairs in the track width direction so as to receive the image of the guide pattern 26; If you only want to detect errors, use
It is not necessarily necessary to provide the light-receiving areas in pairs in the track width direction, and it is also not necessary to arrange them so as to receive the image of the guide pattern 26. Therefore, the present invention can be effectively applied not only to optical cards but also to other optical recording media such as CDs that do not have guide patterns. In addition, in the embodiment described above, the half mirror 5
In the above, the light from the LED 3 is transmitted through and the return light from the optical card 1 is reflected. However, by reversing the positional relationship between the LED 3 and the photodetector 8, the light from the LED 3 is reflected, and the light from the optical card 1 is reflected. It is also possible to allow the return light from to pass through. Further, the light source is not limited to an LED, but a semiconductor laser or the like can also be used, and its arrangement is not limited to the front of the focal position r0 of the collimator lens 4, but can also be arranged behind the focal position r0 to illuminate the recording medium in a defocused state. You can also do it.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、この発明によれば光源をコリメータ
レンズの焦点位置からずらして配置して記録媒体をデフ
ォーカス状態で照明すると共に、光検出器をコリメータ
レンズの焦点位置に配置して、他のレンズを用いること
なく記録媒体の像を結像させるようにしたので、光学系
の構成を簡単にでき、全体を小形かつ安価にできると共
に、フォーカスエラーも高感度で検出でき、しかもトラ
ック幅方向に複数のデータを有するトラックを読み取る
場合にもこれを常に正確に読み取ることができる。
As described above, according to the present invention, the light source is arranged offset from the focal position of the collimator lens to illuminate the recording medium in a defocused state, and the photodetector is arranged at the focal position of the collimator lens. Since the image of the recording medium is formed without using a lens, the configuration of the optical system can be simplified, the whole can be made smaller and cheaper, and focus errors can be detected with high sensitivity. This can always be read accurately even when reading a track with multiple pieces of data.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の要部の構成を示す横断平
面図、 第2図は同じく横断正面図、 第3図は第1図に示す光カードのトラックフォーマット
の一例を示す図、 第4図は第2図に示す光検出器の一例の構成を示す図、 第5図は第1図において光カード上での照明光の照度分
布の変化を示す図、 第6図はフォーカスエラー信号を示す図である。 1・・・光カード      2・・・光ピツクアップ
3・・・LED         4・・・コリメータ
レンズ5・・・ハーフミラ−6・・・反射ミラー7・・
・対物レンズ     8・・・光検出器25・・・ト
ラック      26・・・ガイドパターン31−1
〜31−16・・・データ読み取り用受光領域32−1
〜32−12・・・クロック生成用受光領域33−1〜
33−8・・・フォーカス・トラッキングエラー検出用
受光領域 35・・・不変化部分 第1図 第2図 第4図
FIG. 1 is a cross-sectional plan view showing the configuration of essential parts of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional front view, and FIG. 3 is a diagram showing an example of the track format of the optical card shown in FIG. 1. Figure 4 is a diagram showing the configuration of an example of the photodetector shown in Figure 2. Figure 5 is a diagram showing changes in the illuminance distribution of illumination light on the optical card in Figure 1. Figure 6 is a diagram showing focus error. It is a figure which shows a signal. 1... Optical card 2... Optical pickup 3... LED 4... Collimator lens 5... Half mirror 6... Reflection mirror 7...
- Objective lens 8... Photodetector 25... Track 26... Guide pattern 31-1
~31-16... Light receiving area 32-1 for data reading
~32-12...Clock generation light receiving area 33-1~
33-8... Light receiving area for focus/tracking error detection 35... Unchanged portion Fig. 1 Fig. 2 Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、光源と、この光源からの光をビームスプリッタを透
過または反射させた後コリメータレンズを経て光学式記
録媒体に投射する対物レンズと、前記光学式記録媒体で
の反射光を前記対物レンズおよびコリメータレンズを経
て前記ビームスプリッタで反射または透過させて受光す
る光検出器とを具え、前記光源を前記コリメータレンズ
の焦点位置からずらして配置すると共に、前記光検出器
を前記コリメータレンズの焦点位置に配置して、前記光
学式記録媒体をデフォーカス状態で照明すると共に、そ
の像を前記光検出器に結像させるよう構成したことを特
徴とする光ピックアップ。
1. A light source, an objective lens that transmits or reflects the light from the light source through a beam splitter and then projects it onto an optical recording medium via a collimator lens, and transmits the reflected light from the optical recording medium to the objective lens and the collimator. a photodetector that receives light reflected or transmitted by the beam splitter through a lens, the light source is placed offset from the focal position of the collimator lens, and the photodetector is placed at the focal position of the collimator lens. An optical pickup characterized in that the optical pickup is configured to illuminate the optical recording medium in a defocused state and form an image thereof on the photodetector.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61273744A (en) * 1985-05-29 1986-12-04 Hitachi Ltd Information recording and reproducing device for optical card
JPS61289547A (en) * 1985-06-14 1986-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical information recording and reproducing device

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