JPH03268241A - 光ディスク装置の焦点検出用光学系 - 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】 〔概要〕 光ディスク装置の焦点検出用光学系に関し、記録媒体上
に形成したプリグループによるクロストークを軽減する
ことを目的とし、 光源よりの入射光を記録媒体に照射し、該記録媒体より
の反射光を３分割光検出器で検出する光ディスク装置の
焦点検出用光学系において、記録媒体から３分割光検出
器に至る反射光の光路に前記反射光を透過させるととも
に、散乱させる散乱面を介在させる構成とした。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光ディスク装置に関し、特に、光ディスク装
置の焦点検出用光学系に関する。

〔従来の技術〕

一般に、光ディスク装置においては、記録媒体から最も
正確に記録を再生するため、記録読取用の入射光の焦点
を正確に記録媒体の記録面に合わせるように制御してい
る。この制御は、焦点検出用光学系とフォーカスエラー
信号演算装置（以下、ＦＥＳ演算装置という）により記
録媒体の記録面の位置と入射光の焦点との位置誤差を検
出して、ＦＥＳ演算装置からその位置誤差に対応する信
号値を有するフォーカスエラー信号（以下、ＦＦ、Ｓと
いう）を出力し、このＦＥＳを焦点位置を制御するサー
ボ制御機構に入力して前記位置誤差をなくすようにして
いる。

前記焦点検出用光学系は、例えば第４図に示すように、
光源１から記録媒体（光ディスク）２の記録面に例えば
レーザー光線のようなコーヒーレントな光からなる入射
光３をビームスプリッタ７、ミラー８、対物レンズ９を
介して照射し、この入射光３が記録媒体２の記録面で反
射してできる反射光４を対物レンズ９、ミラー８、ビー
ムスプリンタ７及び収束用レンズ１０を介して３分割光
検出器５に受光するように構成している。

上記３分割光検出器５は、例えば第２図に示すように、
同じ平面に３つの受光面５ａ・５ｂ・５Ｃを並列に設け
、中央の受光面５ｂに反射光４の中心部を受光し、その
両側の受光部５ａ・５ｃに反射光４の両側縁部を受光す
るように配置される。

また、ＦＥＳ演算装置は各受光面５ａ・５ｂ・５Ｃの出
力を入力して、入射光の焦点と記録媒体の記録面との誤
差を演算し、この誤差に対応する信号値を有するＦＥＳ
を出力するように構成している。

この場合、入射光の焦点と記録媒体の記録面とが一致す
るジャストフォーカスの時に、両側の受光面５ａ・５Ｃ
の合計受光量と中央の受光面すの受光量とが等しくなる
位置（第４図に仮想線で示す）に３分割光検出器を配置
する構成もあるが、検出感度を高めるために、ジャスト
フォーカスの時に両側の受光面５ａ・５ｃの合計受光量
が中央の受光面５ｂの受光量よりも少なくなる位置（第
４図に実線で示す）に３分割光検出器５を配置し、ＦＥ
Ｓ演算装置で両側の受光面５ａ・５Ｃの合計受光量に適
当なゲインを乗じて増幅した値と中央の受光面５ｂの受
光量とを等しくする構成が多用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、記録媒体２の中には、その記録面に、トラッ
キング制御をするために、記録媒体２と同心状に形成さ
れた多数のプリグループと呼ばれる溝を有するものがあ
る。

焦点検出用光学系と記録媒体２との間隔を一定にした状
態で上記プリグループを入射光３の照射点（光スポット
）が横断する時には、反射光４の光量が例えば第５図■
ないし［相］に示すように３分割光検出器５の受光状態
が変化する。

即ち、従来の光ディスク装置の焦点検出用光学系では、
第５図に示すように、３分割光検出器５の受光面におい
て、光の干渉作用により明点と暗部とが格子状に並び、
反射光が多い部分では隣接する明点が互いに重なり合う
明るい部分（図面上、白い部分）となり、反射光が少な
い部分では明点の広がりが小さくなって暗い部分（図面
上、斜線）となる。その結果、光スポットがプリグルー
プの片側のランド上を照射している時には■に示すよう
に全体が明るい部分になる。また、光スポットの中心が
そのランドからプリグループの中央に進むにつれて■な
いし■に示すように各受光面５ａ・５ｂ・５Ｃの受光部
の片側から順に反対側に暗い部分が増え、光スポットが
プリグループの中央に位置する時には■に示すように各
受光面５ａ・５ｂ・５Ｃの受光部の中央部が暗くなり、
光スポットがプリグループの中央から反対側のランドに
進むにつれて■ないし■に示すように各受光面５ａ・５
ｂ・５ｃの受光部の片側から順に中央寄りに明るい部分
が増え、光スポットが完全に反対側のランドに上がった
時には■に示すように各受光面５ａ・５ｂ・５Ｃの受光
部の全体が明るくなる。

その結果、第３図（ｂ）のＦＥＳ線で示すように、光ス
ポットがプリグループを横断する時に焦点が記録媒体２
の記録面に対して最大０．８μｍ程度遠くなった場合と
同じようなＦＥＳが出力される。このように、光スポッ
トがプリグループを横断する時にＦＥＳが変化すること
はクロストークと呼ばれ、その大きさはクロストーク量
と呼ばれている。

このクロストークによってサーボ制御機構が焦点位置を
変化させることは全く不必要であるばかりでなく、記録
の再現性を高める上では有害ですらある。

また、従来の光ディスク装置の焦点検出用光学系では、
第５図に示すように、明るい部分と暗い部分との境界線
が明るい部分から暗い部分に向かって凸な曲線となるた
め、中央部の受光面５ｂの受光量の変化率に対して両側
の受光面５ａ・５ｃの受光量の変化率が大きくなるため
、クロストーク量の変化率及び最大値が大きくなる。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、
記録媒体上に形成したプリグループによるクロストーク
を軽減できるようにした光ディスク装置の焦点検出用光
学系を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、例えば第１図に示すように、光源１よりの入
射光３を記録媒体２に照射し、峰記録媒体２よりの反射
光４を３分割光検出器５で検出する光ディスク装置の焦
点検出用光学系において、上記の目的を達成するため、
記録媒体２から３分割光検出器５に至る反射光４の光路
に前記反射光４を透過させるとともに、散乱させる散乱
面６を介在させるという手段を講じている。

〔作　　　用〕

光スポットがプリグループを横断する際にプリグループ
の反射光量はプリグループの両側のランドからの反射光
量よりも少なくなり、反射光４には反射光量の多い部分
と少ない部分とができる。

この反射光４が散乱面６を透過する際に、散乱面の回折
作用によって光量の多い部分から少ない部分に光が散乱
されて３分割光検出器５に受光されることになる。この
ため、３分割光検出器５の受光面上での明点の広がりが
大きくなり、明るい部分と暗い部分との境界が不明確に
なるとともに、全体としての光量分布が平均化され、３
分割光検出器５の両側の受光面が受ける光量の変化率と
中央部の受光面が受ける光量の変化率の格差が小さくな
る。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る光ディスク装置の焦点
検出用光学系の構成図である。

この焦点検出用光学系は、入射光３を記録媒体２に照射
する光源１と、入射光３が記録媒体２で反射してできる
反射光４を検出する３分割光検出器５とを備え、光源１
から記録媒体２の記録面に至る入射光３の光路には、ビ
ームスプリッタ７、ミラー８及び対物レンズ９が設けら
れている。記録媒体２の記録面から３分割光検出器５に
至る反射光４の光路の一部分は入射光３の光路と重複し
ている。即ち、反射光４は記録媒体２の記録面がら対物
レンズ９及びミラー８を経てビームスプリッタフに至り
、ビームスプリッタ７で入射光３の光路から振り分けら
れた後、収束用レンズ１０を経て３分割光検出器５に至
るようにしている。

上記３分割光検出器５は、第２図に示すように、互いに
平行に配置された３つの受光面５ａ・５ｂ・５ｃを有し
ている。そして、この３分割光検出器５は、反射光４の
光軸が受光面５ｂの中央部に直交し、両側の受光部５ａ
・５Ｃに反射光４の周縁部がかかるように受光できる位
置に位置させる。

ここで、３つの受光面５ａ・５ｂ・５ｃの受光量は、ジ
ャストフォーカス時に両側の受光面５ａ・５ｃの受光量
Ａ−Ｃの合計が中央の受光面５ｂの受光量Ｂと等しくな
るように設定してもよいが、ここでは、入射光３の焦点
と記録媒体の記録面との位置誤差の検出感度を高めるた
め、ジャストフォーカス時に両側の受光面５ａ・５ｃの
受光量Ａ・Ｃの合計が中央の受光面５ｂの受光量Ｂより
も少なくなるように設定している。

上記反射光４の光路の途中、特に、入射光３の光路から
分離された後の反射光４の光路の途中に、反射光４を透
過させるとともに散乱させる散乱面６を介在させている
。

この散乱面６は、例えば平滑なガラス板の表面を粒度０
．５μｍ程度のガラス用紙ヤスリで擦って作らた、目視
的には光沢面に見える程度の凹凸面で構成される。また
、散乱面６は反射光４の光０ 路の途中の任意の位置に配置することができるが、ここ
では、その作用を最も確認し易いようにするため、３分
割光検出器５の直前に配置している。

なお、この焦点検出用光学系の３分割光検出器５の出力
に基づき、光学系を制御し、入射光３の焦点と記録媒体
２の記録面とを一致させるため、ＦＥＳ演算装置とサー
ボ制御機構とが設けられる。

このＦＥＳ演算装置は、３分割光検出器５の各受光面５
ａ・５ｂ・５ｃを入力し、両側の受光面５ａ・５ｃの受
光量Ａ−Ｃの合計値に適当なゲインＧを乗じた後、これ
から中央の受光面５ｂの受光量Ｂを差し引いた値、即ち
、Ｇ　（Ａ＋Ｃ）　−ＢをＦＥＳの信号値として演算し
、この信号値を有するＦＥＳをサーボ制ａｍ構に出力す
るようにしている。また、サーボ制御機構は、入力した
ＦＥＳに基づき、ＦＥＳがＯとなるように光学系を制御
する構成としている。

この焦点検出用光学系においては、入射光３の光スポッ
トがプリグループを横断する際に、光スポットのランド
に照射している部分からの反射光１ 量は多く、プリグループに照射している部分からの反射
光量は少なくなる。しかし、反射光４が散乱面６を透過
する際に散乱面６が回折格子として作用し、反射光４の
光量の多い部分から少ない部分に光が分散されて３分割
光検出器５に受光される。その結果、各受光面５ａ・５
ｂ・５ｃにおける明点の広がりが大きくなり、明るい部
分と暗い部分との境界が不明確になるとともに、全体と
しての光量分布が平均化される。従って、両側の受光面
５ａ・５ｃの受光量Ａ−Ｃの合計にゲインＧを乗じた値
と中央の受光面５ｂの受光量Ｂとの格差が小さくなり、
クロストークの変化率及び最大値が小さくなる。

即ち、従来例においては第３図（ｂ）のＦＥＳ線に示す
ようにクロストークがフォーカスずれ量に換算して０．
７μｍ（最大値−最小値）程度に達していたのに対し、
この実施例では第３図のＦＥＳ線に示すようにクロスト
ークがフォーカスずれ量に換算して０．３μｍ（最大値
−最小値）以下に軽減されている。

２ なお、この場合、プリグループでの回折による光量分布
の変化（第５図）を利用してトラッキングｗＪ御をする
ため、この焦点検出用光学系とトラッキング信号演算装
置とを用いてトラッキングエラー信号（以下、ＴＢＳと
いう）を求めたところ、第３図（ａ）のＴＥＳ線と第３
図（ｂ）のＴＥＳ線とを比較すれば、散乱面６を設けた
場合でもＴＢＳの演算には何ら支障がないことが分かる
。

なお、上記実施例においては、３分割光検出器５を使用
しているが、３分割光検出器５の中央の受光面５ｂを各
受光面５ａ・５ｂ・５ｃの境界線の方向の中央部で２分
割した４分割光検出器を使用する場合にも本発明を適用
できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、入射光が記録媒体のプ
リグループを横断して移動する際に、反射光に光量の多
い部分と少ない部分とができるが、反射光の光路に散乱
面を介在させるので、散乱面の回折作用により反射光の
光量の多い部分から少ない部分に光が分散されて光量分
布が平均化される。３分割光検出器の両側の受光面の受
光量の変化率と中央の受光面の受光量の変化率との格差
を小さくすることができるので、クロストークを軽減す
ることができ、サーボ制御機構の不要な動作を少なくし
て記録の再現性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光ディスク装置の焦点
検出用光学系の構成図、第２図はその３分割光検出器の
正面図、第３図（ａ）は上記焦点検出用光学系により検
出したフォーカスずれ量を示すクロストーク特性線図及
びトラックずれ量を示すトラッキング特性線図、第３図
（ｂ）は従来の焦点検出用光学系により検出したフォー
カスずれ量を示すクロストーク特性線図及びトラックず
れ量を示すトラッキング特性線図、第４図は従来の光デ
ィスク装置の焦点検出用光学系の構成図、第５図は入射
光スポットがプリグループを横断する時の３分割光検出
器の受光状態の変化を順に示３ ４ す受光状態図である。 図中、 １・・・光源、　　　　２・・・記録媒体、３・・・入
射光、　　　４・・・反射光。 ５・・・３分割光検出器、 ６・・・散乱面。 代　理　人　弁理士 井　　桁　　貞 ５：３分割免験出器 ３分かｊ燵山器の正面図 第　　２　　図 （ａ）！−メイ＝Ｌ４月 クロヌトーク特・Ｌま冷製■＆ぴ′トラはソ１付十剪■
第　　３　　図 ・■ ■ ■ ■ ■ ■ 受先状態図 プログループ中鵡 ■ ランド上 ［相］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕光源（１）よりの入射光（３）を記録媒体（２）
   に照射し、該記録媒体（２）よりの反射光（４）を３分
   割光検出器（５）で検出する光ディスク装置の焦点検出
   用光学系において、 記録媒体（２）から３分割光検出器（５）に至る反射光
   （４）の光路に前記反射光（４）を透過させるとともに
   、散乱させる散乱面（６）を介在させることを特徴とす
   る、光ディスク装置の焦点検出用光学系。