JPH0349045A - 光学式情報記録再生装置 - 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、フォーカスエラー信号における位置ずれ情報
信号のオフセットを除去することのできる光学式情報記
録再生装置に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク等を情報記録媒体とする光学式情報記録再生
装置は、光学式ピックアップにより情報記録媒体に光ビ
ームを照射し、そこからの反射光を検出して行うように
なっている。この光学式ピックアップは、最近、目的の
トランクに追従させるに際し高速アクセス化等が要求さ
れ、分離型ピックアップが普及し始めている。

これは光学式ピックアップが、少なくとも光源を設けた
固定部と、少なくともこの光源からの光ビームを情報記
録媒体の所定の位置に照射するための反射部材を設けた
可動部とに分離して成るものである。このように光源を
有する光学系を分離固定しているため、光＃部の組立、
調整が容易であるとともに、トラッキング制御は可動部
に組み込まれる反射部材や対物レンズを移動調整するこ
と及び／又は可動部全体を移動することにより高精度に
行うことができる。さらに、光ビームをトラックを横断
して大幅に移動させるときには、光源部と分離した可動
部全体をスライダ構造等を介して移動させることにより
行うことができる。

この分離型ピックアップにおいてトラッキング制御を行
う場合、次のような不具合が生じることがある。つまり
、固定部からの出射光が可動部の可動軸に対して傾きを
持っている場合、機械的誤差により光ディスクの半径上
位置によって可動部にタンジェンシャル方向の位置ずれ
が発生する場合、光学式情報記録再生装置内の品位の熱
特性の影響により光軸ずれが発生する場合、ディスクに
タンジエンシアル方向の傾きがある場合、光学系に対す
るスピンドルモータのターンテーブルの傾きが熱特性等
の影響で経年的に変化した場合、またタンジェンシャル
方向に洩れ込んでいるディスク溝横断信号がある場合等
にフォーカスエラー信号に位置ずれによるオフセットが
生じることがある。

第５図は、上記光軸ずれが発生する状態の１例を示した
もので、これによると光デイスク内周に位置する可動部
２５が可動軸Ａに対しある傾き誤差を持っている場合、
可動部２５が移動して光デイスク外周の２５ａに位置す
ると固定部２６において受光する光ビームの光軸は、δ
分だけずれを生じていることが明らかである。なお、２
７は光ディスクを回転させるスピンドルモータの位置を
示す。

この分離型ピックアップの光軸ずれを解決するための手
段として、特開昭６１−１８２６４０号公報には移動部
の反射部材に入射する光の入射角変化を検出し、この検
出結果に基づいて入射角変化を打ち消すように反射部材
を調整して、ヨーイング等による固定部と可動部との相
対位置の変化を補正するようにした内容が開示しである
。

ところが、この方法は可動部に光軸ずれ検出用の２分割
光検出器を設けなければならない。またこの２分割光検
出器へ光線を導くためのビームスプリッタも設けなけれ
ばならないため、可動部の重量が増しシーク特性が劣化
するという不具合がある。

次に特開昭６１−１４８６３号公報には、アクチュエタ
に入る光ビームの入射光を２つに分離し、一方を通常の
記録・再生・消去を行う光ビームとし、他方をアクチュ
エータ内で反射させ、その反射量とディスクからの反射
光とを再度同一光路を通させた後、固定光学系内で両反
射ビームを分離し、後者の反射ビームから検出された光
点制御信号に補正をかけ、光軸ずれの影響を除去するよ
うにした内容が開示しである。

ところが、この方法は可動部に光軸ずれ検出用のビーム
スプリッタ、λ／４板、ミラーを設ける必要があるため
可動部重量が増しシーク特性が劣化するという不具合、
また光軸ずれ検出器へ光線を導くためのビームスブリフ
タを固定部に設けているためレーデへ戻るＰ偏光成分が
大きいという不具合がある。

本発明は、上記不具合を解決すべく提案されるもので、
可動部に追加部品を設けず、固定部にビームスプリッタ
、２分割光検出器を設けることによりタンジェンシャル
方向の光軸ずれ、ディスク溝横断信号等を検出してフォ
ーカス信号における位置ずれ情報信号のオフセットを除
去することのできる光学式情報記録再生装置を提供する
ことを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は、上記
目的を達成するため少な（とも光源、フォーカスエラー
検出系、情報信号検出系を有する固定部と、少なくとも
対物レンズを有する可動部とを設けた光学式情報記録再
生装置において、情報記録媒体からの反射光を光源へ戻
る光路とサーボ信号検出系、情報信号検出系への光路に
分割する第１のビームスプリッタ、及び前記サボ信号検
出系、情報信号検出系への光束を光軸ずれ、ディスク傾
き、ディスク溝横断信号等によるオフセットを含んだ）
す、−力スエラー信号を検出する手段と光軸ずれ、ディ
スク傾き、ディスク溝横断信号等によるオフセットのみ
の信号を検出する手段に分割する第２のビームスプリッ
タを有する固定部と、該固定部の両検出手段により得た
タンジェンシャル方向の差動信号同士の差動演算を行う
演算手段を設けた構成とした。

このように、記録、再生、消去、フォーカスエラー、ト
ラッキングエラー検出用の主ビームの情記録媒体からの
反射光をフォーカスエラー信号を検出しないフォトディ
テクタへ導き、光軸ずれ、ディスク傾き、ディスク溝横
断信号等によって生じる反射光の光量分布ずれを検出し
、その値をフォーカスサーボループへフィードバックす
ることにより、光軸ずれ等によるフォーカスオフセット
を除去できる。

〔実施例〕

第１図Ａは、本発明の第１実施例を示す構成図である。

この装置は、スピンドルモータ１１により回転するディ
スクｌＯの下方に可動部が配設しである。この可動部１
２には、光源からの光を反射する反射部材９ａおよび光
ビームをディス２１０表面に集光する対物レンズ９ｂを
設けてあり、トラッキング制御は可動部全体１２および
／又は対物レンズ９ｂを移動することによって行うよう
にしである。

可動部１２に対して固定部１３が設けてあり、分ｇ１１
［光学系を成している。固定部１３には光源としてのレ
ーザーダイオード１が設けてあり、ここから出射された
光ビームはコリメートレンズ２を介して平行光束となり
、ビームスプリッタ３に入射されほとんどの光ビームは
透過して可動部１２の反射部材９ａで対物レンズ９ｂ方
向へ反射され、対物レンズ９ｂを介してディス７１０表
面に集光照射されるようになっている。

ディスク１０の記録層からの反射光は、前記対物レンズ
９ｂで集光されてほとんど平行光束とされ、前記反射部
材９ａで反射されて固定部１３のビー）・スプリッタ３
に入射する。ここでほとんどが反射され検出系へと導か
れるようになっている。このようにして前記ビームスプ
リッタ３で反射され、検出系のビームスプリッタ４に導
かれた光ビームは反射されて一方の光ビームは臨界角プ
リズム６に入射し、この臨界角プリズム６で反射された
光ビムは光検出器である分割ＰＤ（フォトダイオード）
８でフォーカスエラー信号を検出するようになっている
。このようにしてフォーカスエラーを検出する方法は、
臨界角法と称せられる。

一方、前記ビーｌ、スプリッタ４を透過した他方の光ビ
ームは、集光レンズ５で集光されて光検出器である分割
ＰＤ７で受光される。ここではフォーカスエラー信号を
検出せず、光束のずれや光束内の光量分布を検出するよ
うになっている（なお光量分布検出のためには、集光レ
ンズ５は必ずしも必要ではないことはいうまでもない）
。

第１図Ｂは、フォーカスエラー信号を検出するための検
出系の動作を示したものである。先ず分割ＰＤ８で光１
を検出し、差動演算器１４でタンジェンシャル方向に差
動の演算をしてフォーカスエラー信号を検出する。この
場合フォーカスエラー信号の中には、光軸ずれ等による
オフセットも含まれている。一方、分割ＰＤ７で光量を
検出し、差動演算器１５でタンジェンシャル方向に差動
の演算をすることで、光軸ずれ等によるオフセットのみ
の信号を検出する。したがって、分割ＰＤ７８および差
動演算器１４．１５による二つの差動信号をさらに差動
増幅器１６で差動演算すれば、光軸ずれ等によるオフセ
ットを除去したフォーカスエラ信号のみが得られること
となる。

第１図Ｃは、フォーカスエラー信号を検出するだめの他
の検出系の動作を示したものである。先ず分割ＰＤ８で
光量を検出し、差動演算器１４でタンジェンシャル方向
に差動の演算をするとともに加算器１７で加算する。一
方、分割ＰＤ７でも光量を検出し、差動演算器１５でタ
ンジェンシャル方向に差動の演算をするとともに加算器
１８で加算する。

次に割算器１９．２０で両分割ＰＤ７．８への光量のア
ンバランスを正規化する。アンバランスを正規化するの
は第１図Ａにおいてビームスプリッタ４０反射率および
透過率をそれぞれ５０％とし、臨界角プリズム６の反射
率を７０％とすると、両分割ＰＤ７．８への光１比は５
０：３５となり初期状態で１：１とならなくなってしま
うために必要である。なお、両分割ＰＤ７．８の光量比
は光学系のレイアウトで決まる値である。

次に分割ＰＤＰ、８、差動演算器１４．１５等による二
つの差動信号を差動演算器１６で、差動演算すれば、光
軸ずれ等によるオフセットを除去したフォーカスエラー
信号のみが得られることとなる。

以上のごとく、本実施例によれば割算器１９．２０で両
分割ＰＤ７．８への光量のアンバランスを正規化するの
で、（Ａ−Ｂ）：Ｇ、（Ａ’　−Ｂ’　）１：１にする
ためのゲインＧの調整が不要となる。

また、ビームスプリッタ４、臨界角プリズム６の透過率
、反射率の経時的変化により、両分割ＰＤ７．８への光
量のアンバランスが生じた場合にも、（Ａ−Ｂ）：Ｇ、
（Ａ’　−Ｂ’　）は常にｌ：ｌに保たれるので、フォ
ーカスオフセットが変化してしまうことを防止できる。

なお、必要に応じ割算器２０と差動演算器１６との間に
増幅器を設け、上記Ｇ１を任意に設定できることはいう
までもない。

第２図は、フォーカスエラー信号を得るための概念を詳
細に説明したものである。フォーカスエラー信号を検出
するための分割ＰＤは、タンジェンシャル方向の光軸ず
れ等の影響を含んだフォカスエラー信号を検出する。も
う一方の分割ＰＤは、光軸ずれ等の影響を光量分布すれ
として検出する。そしてそれぞれの分割ＰＤは、タンジ
ェンシャル方向の光軸ずれがない状態では上段に示すご
とく、その方向の差動信号は０となっている。

次に、タンジェンシャル方向の光軸ずれがある状態では
、フォーカスエラー検出用の分割ＰＤでは下段に示すよ
うにδＴだけの光軸ずれ成分が生じる。一方、光量分布
検出用の分割ＰＤではδＴ′だけの光軸ずれ成分が生じ
る。したがって、フォカスエラー検出用の分割ＰＤのタ
ンジェンシャル方向の差動信号から光量分布検出用の分
割ＰＤの差動信号によるある定数Ｇ、を乗じたものを引
く演算をすれば、（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ十Ｃ）３Ｇ＋　（
（Ａ’　＋Ｄ’　）−（１３’　＋Ｃ’　））−フォー
カスエラー信号となり、光軸ずれの影響を除去したフォ
ーカスエラー信号が得られるのである。

定数６１の値は、タンジェンシャル方向の光軸ずれかな
い理想的な状態では（Ａ十Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）＝　（Ａ’　＋
Ｂ’　＋Ｃ’　＋Ｄ’　）となるように設定すれば、光
軸ずれの影響の除去効果は最大となる。

一方、ディスクの記録層からの反射光の同一光束を２光
束に分離し、フォーカスエラー検出用の分割ＰＤと光量
分布検出用の分割ＰＤへ導き、それぞれの差動演算によ
り光軸ずれの影響を除去したフォーカスエラー信号を得
る本実施例にふいては、前記光束中のタンジェンシャル
方向に漏れ込んでいるディスク溝横断信号を除去したフ
ォーカスエラー信号も前記と同様にして得ることができ
ることはいうまでもない。このディスク溝横断信号の定
数Ｇ、の値も同様に（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）＝　（Ａ’＋Ｂ
’　＋Ｃ’　＋Ｄ’　）となるように設定すればよいこ
ととなる。したがって、Ｇ＋の最適値を決める調整は、
フォーカスエラー検出用の分割ＦＤと光量分布検出用の
分割ＰＤそれぞれの差動演算後のフォーカスエラー信号
に漏れ込んでいるディスク溝横断信号が最少となるよう
にすればよい。

第３図は、本発明の第２実施例を示したもので第１実施
例と対応する個所には同一符号を付しｊこ（以下の実施
例についても同様）。本実施例は、光磁気ヘッドに応用
した場合のもので、フォーカスエラー信号の検出には第
１実施例と同様に臨界角法を用いている。レーザーダイ
オード１から出射された光ビームはコリメートレンズ２
を透過し、平行光束は偏光ビームスプリッタ３ａを透過
し、反射部材９ａを介して反射し対物レンズ９ｂにより
ディスクｌＯａを照射する。ディスク１０の記録層から
の反射光は、前記対物レンズ９ｂで集光され平行光束と
なって固定部１３の偏光ビームスプリッタ３ａに入射す
る。ここで光ビームのほとんどが反射された後、λ／２
板２１を透過することにより偏光方向が４５度回転され
、さらに検出系の偏光ビームスプリッタ４ａに入射して
光束が２分割される。

一方の光ビームは臨界角プリズム６へ入射し、反射した
光ビームは集光レンズ２２を透過して分割ＰＤ８で受光
される。他方の光ビームは前記偏光ビームスプリッタ４
ａを透過した後、集光レンズ５を透過して分割ＰＤ７で
受光される。

このように構成しであるのでフォーカスエラ信号はく八
−Ｂ）−Ｇ、（Δ’−８’　）によって得られ、光軸ず
れの影響を除去したものとなる。

そして光磁気信号は（７へ＋Ｂ）　　Ｃ，、ｉ２　（Ａ
’　十Ｂ７によって得られるがこの場合のＧ、、Ｇ、は
ある定数である。

第４図は、本発明の第３実施例を示したものでフォーカ
スエラー信号の検出方式にナイフェツジ法を用いたもの
である。ここでナイフェツジ法とは、ディスクから戻っ
てきた収束光路幅にナイフェツジを配設して、受光素子
」二での光点像の移動量を検出することによってフォー
カスエラーを検出するものである。

本実施例では、検出系のビームスプリッタ４で反射され
た一方の光ビームは集光レンズ２３で集光されるが、そ
の焦点位置近傍にナイフェツジ１７が設けであるので、
このナイフェツジ２４によって一部が遮光されて光ビー
ムが分、１１　Ｐ　Ｄ　８で受光される。上う１こなっ
ている。またヒ゛−ムスプリッタ４を透過した他方の光
ビーノ、は、集光レンズ５を透過） して分割ＦＤ７で受光されるようになっている。

そして、フォーカスエラー信号は（Δ−Ｆ３）−Ｇ（Ａ
’　−Ｂ’　）よって得られ、光軸ずれの影響を除去し
たもの士なるのである（Ｇ、はある定数）。

本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、他の
フォーカスエラー検出法である非点収差法等においても
、フォーカスエラー検出用の分割ＰＤと光量分布検出用
の分割ＰＤを設けてそれぞれの差動演算を行うことによ
り、光軸ずれの影響を除去したフォーカスエラー信号を
得ることができることはいうまでもない。なお、非点収
差法とは非点収差を発生する光学部品、例えば円筒レン
ズを利用して受光素子上に結像するスボ７）の変化を検
出して行うものである。

以上の各実施例により得られたフォーカスエラー信号は
、所要の回路を経て光ピンクアップのレンズアクチュエ
ータに送られフォーカスコイルに印加される。そして対
物レンズは、駆動するレンズアクチュエータによりディ
スク面と垂直な方向に移動されフォーカス制御が行われ
るのである。

〔発明の効果〕

以上のごとく、本発明によれば可ｉＩＪ部に光軸ずれ検
出のための特別の光学系検出器等を設けずに、ディスク
からの反射光を情報信号検出用のＰＤまたはトラッキン
グエラー信号検出用のＰＤを用いて、タンジェンシャル
方向の差動演算を行うことによりフォーカスエラー信号
が得られるので、これをフォーカスコイルーブへフィー
ドバックすればフォーカスオフセットをキャンセルでき
る。

したがって、固Ｍｍからの出射光が可動軸に対しタンジ
ェンシャル方向の傾き誤差を有している場合、また機械
的誤差によりディスク半径位置によって可り部にタンジ
ェンシャル方向の位置ずれが生じている場合、また光学
式情報記録再生装置内のある部分の熱特性の影響により
タンジェンシャル方向の位置ずれが発生している場合、
また光学系に対して相対的にディスクのタンジェンシャ
ル方向の傾き角がある場合、またその量が半径位置によ
って異なる場合、またタンジエンンヤル方向に洩れ込ん
でいるディスク溝横断信号が生じている場合等において
、フォーカスオフセットをキャンセルすることができ、
光ピツクアップにより安定した情報の記録、再生、消去
、シークが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂ、Ｃは、本発明の第１実施例を示す概要構
成図、 第２図は、フォーカスエラー信号検出の概念説明図、 第３図は、本発明の第２実施例を示す概要構成図、 第４図は、本発明の第３実施例を示す概要構成図、 第５図は、光軸ずれが発生する状態を示す説明図である
。 １０１．レーザーダイオード ３１１．ビームスブリック ４８９．ビームスブリック ７０．３分割ＰＤ ８００１分割ＰＤ １０、　、　、ディスク １２．　、　、可動部 １３、　、　、固定部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも光源、フォーカスエラー検出系トラッキ
   ングエラー検出系、情報信号検出系を有する固定部と、
   少なくとも対物レンズを有する可動部とを設けた光学式
   情報記録再生装置において、 情報記録媒体からの反射光を光源へ戻る光 路とサーボ信号検出系、情報信号検出系への光路に分割
   する第１のビームスプリッタ及び前記サーボ信号検出系
   、情報信号検出系への光束を光軸ずれ、ディスク傾き、
   ディスク溝横断信号等によるオフセットを含んだフォー
   カスエラー信号を検出する手段と光軸ずれ、ディスク傾
   き、ディスク溝横断信号等によるオフセットのみの信号
   を検出する手段に分割する第２のビームスプリッタを有
   する固定部と、該固定部の両検出手段により得たタンジ
   ェンシャル方向の差動信号同士の差動演算を行う演算手
   段を設けたことを特徴とする光学式情報記録再生装置。