JPH0350337B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はデイスクに形成された光学的遷移の
系列を光学ヘツドで読み出してビデオ信号やオー
デイオ信号を再生するデイスク装置に使用して好
適なラジアルスキユー補正装置に関する。

背景技術とその問題点 デイスクの面は微視的に見れば完全な平面にな
り得ず、そこにはスキユーが存在する。そして、
スキユーにより信号面の方線方向と光学ヘツドの
光軸とがずれると、コマ収差が生じる。このスキ
ユーがデイスクのラジアル方向であるときには、
レーザのスポツトは隣接する複数のトラツクにわ
たるものとなり、クロストークの原因となる。ま
た、デイスクのラジアル方向の解像度（遮断周波
数）が劣化し、サーボ系が不安定となる。

一般にスキユーの許容角はλ／（NA）³に比例
する。ここでλはレーザ光の波長、NAは対物レ
ンズの開口数である。光学ヘツドの光源として
He−Neレーザチユーブを用いた場合には、その
波長λが632.8nmと小さいので、十分な解像度を
維持したとしても対物レンズのNAを0.4と小さく
抑えることができ、このためスキユーの許容角を
大とできる。クロストークやサーボ系の安定の点
で実用可能である。

ところで、近年光学ヘツドの小型、軽量および
低価格化のためにHe−Neレーザチユーブのかわ
りに半導体レーザを用いることが望まれている。
しかし、この半導体レーザでは、その波長λが
780nm（±20nm）と長いため、He−Neレーザチ
ユーブと同等とするには、対物レンズのNAを0.5
と大としなければならない。この結果、スキユー
許容角は１／２（ほぼ（0.4／0.5）³）となり、クロス
ト ークやサーボ系の安定性の点で不都合となる。半
導体レーザを採用する場合にはスキユーを抑える
ことが肝要である。

そこで、デイスクのラジアル方向のスキユーを
検出し、これに基づいてこのスキユーを解消する
ようにしたデイスク装置のラジアルスキユー補正
装置が考えられている。

ここでは、この装置について考えておく。第１
図はこのような装置の光学系１を主にに示す。こ
の光学系１はデイスク２上に形成されたピツトの
有無をたおえばレーザ光の位相（干渉）に基づい
て検出するものである。周知のとおり、この光学
系１ではレーザ光がピツトの系列（トラツク）上
にビームスポツトを結ぶ必要がある。このためこ
の例でもトラツキングサーボ、フオーカスサーボ
が行われる。この例では、加えてデイスク２の光
学系１に対する傾むき（スキユー）を検出してそ
のスキユーを補正するようにしている。

第１図において、半導体レーザ３からデイスク
２に向かう光路には順次、回折格子４、ポラリゼ
ーシヨン・ビーム・スプリツタ５、コリメータレ
ンズ６、１／４λ板７および対物レンズ８が配され ている。半導体レーザ３からのレーザはこの光路
に沿つてデイスク２の信号面に入射する。

回折格子４はレーザ光を１つの主光と４つの補
助光に分離するためのものである。主光は第２図
にａで示すようにピツト列にスポツトを結ぶよう
になされる。この主光はピツトの有無を読みと
り、RF信号を再生するためのものである。この
場合、たとえばピツトの深さの光路をλ／４として ピツトに反射した光のその周辺に反射した光とが
干渉して暗くなるようにする。したがつて、光の
明暗としてピツトの有無が検出される。この主光
はこのほかにフオーカスサーボにも用いられる。
この点については後述する。

補助光のうちの２つは第２図にｂ，ｃで示すよ
うにほぼトラツクに沿う方向にならぶようにスポ
ツトを結ぶ。これらスポツトｂ，ｃはトラツクの
並び方向にわずかにずれており、これらのずれを
一定に保つことにより、主光のスポツトａがピツ
ト列を正確にトラツキングするようにできる。こ
のようなトラツキングサーボはたとえば対物レン
ズ８のレンズホルダ（図示略）を図の左右方向に
駆動することにより行われる。

補助光の残りの２つは第２図にｄ，ｅで示すよ
うに主光のスポツトａに対してトラツクの並び方
向に離間してスポツトを結ぶ。これら２つの補助
光はのちに理解されるようにラジアルスキユーを
検出するためのものである。

上述回折格子４はたとえば十字状のものとし、
主光として０次の回折光、補助光として１次の回
折光を用いる。

デイスク２に入射したレーザ光は反射されて戻
り光として同一の光路に沿つてビース・スプリツ
タ５にいたる。この間レーザ光は往復で２度１／４ λ板７を通過しし、このため、両主軸方向の直線
偏光の間にλ／２の光路差が生じ、この結果、戻り 光の偏光面は90゜だけ回転させられる。したがつ
て、戻り光はビーム・スプリツタ５で反射され、
こののち平凹レンズ９およびシリンドリカル凸レ
ンズ１０を介してデイテクタ１１に入射させられ
る。

デイテクタ１１には第３図に示すように５個の
受光部１２，１３，１４，１５，１６が形成され
ている。受光部１２，１３，１４，１５，１６は
それぞれ主光および補助光のスポツトａ〜ｅに対
応する。受光部１３，１４は単一の受光素子から
構成される。これらの受光出力からトラツキング
エラーが検出されトラツキングサーボが行われる
ことに説明は要しないであろう。

これに対し、受光部１２，１５，１６はともに
４個の受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから構成される。
このうち受光部１２の受光素子Ａ〜Ｄの全受光出
力の和からRF信号が形成される。同時にこの受
光部１２の受光素子Ａ〜Ｄから第５図に示すよう
にして出力がとり出されて以下に理解されるよう
にフオーカス検出が行われる。他の受光部１５，
１６の受光素子Ａ〜Ｄの受光出力も第５図に示す
ようにとり出され、ともにフオーカス検出がなさ
れるようになつている。

受光部１２のフオーカス検出はフオーカスサー
ボのため、すなわち、主光のクロスサーボ点をデ
イスク２の信号面に結ばせ、これにより解像度
（遮断周波数）を向上させるために用いられる。

他の受光部１５，１６のフオーカス検出はラジ
アルスキユー補正用に用いられる。すなわちデイ
スク２のラジアル方向の異なる２点で焦点が合う
ようにデイスク２を駆動し、これによりスキユー
を解消するのである。この場合フオーカスサーボ
用の受光部１２をスキユー補正に兼用すれば受光
部１５，１６の一方を省略することができる。

以上のフオーカス検出にはいわゆる非点収差法
を採用する。すなわち、シリンドリカル凸レンズ
１０を通過したレーザ光は非点収差を有し、この
ため、縦方向の平面光線束よりも横方向の平面光
線束のほうが、より、シリンドリカル凸レンズ１
０がわでクロスオーバし、この結果、各位置での
スポツト形状は第４図に示すようになる。スポツ
ト形状は、スポツト位置がシリンドリカル凸レン
ズ１０から遠ざかるにしたがつて縦方向に長い楕
円から真円になり、さらに横方向に長い楕円にな
るのである。

非点収差法では、レーザ光のクロスオーバ点が
デイスク２の信号面にあるときに、受光部１２，
１５，１６のスポツト形状がちようど真円になる
ようにする。このようにすると、デイスク２が半
導体レーザ３から遠ざかつたとき、すなわち、物
点（クロスオーバ点）の距離が長くなつたときに
は、像点距離が小さくなり、このため平面光線束
の双方はともに第１図で示す位置より左がわでク
ロスオーバするようになる。したがつて、受光部
１２，１５，１６上のスポツト形状は横方向に長
い楕円となる。逆に、デイスク２が半導体レーザ
３に近づいたときには、受光部１２，１５，１６
上のスポツト形状は縦方向に長い楕円となる。

以上のスポツト形状の変化は第５図Ａ，Ｂ，Ｃ
に示すようにして検出される。この場合、デイス
ク２が近すぎるときには＋Ｖの出力が得られ、焦
点が合つたときには０の出力となる。またデイス
ク２が遠すぎるときには−Ｖの出力が得られる。
これらのことについては説明を要しないであろ
う。

このような構成では、ラジアルスキユー補正用
の受光部１５，１６に基づいてデイスク２の傾き
を制御してスポツトｄ，ｅの位置で焦点が合うよ
うにする。このようにすると光学系１に対するデ
イスク２のラジアルスキユーをなくすこととな
る。したがつて、コマ収差がなくなり、隣接トラ
ツク間のクロストークを抑えることができ、また
サーボ系の安定性を向上させることができる。こ
のような効果は、λが長い半導体レーザ３の場合
にとくに実効がある。もちろん通常のHe−Neレ
ーザ等でもNAを大とする余裕ができ、解像度を
向上させることができる等の利点が生じる。

ところで、このようなラジアルスキユー補正を
行つた場合には、デイテクタ１１が大型化し、し
かもデイテクタ１１の素子密度が劣化して有効利
用を図れないという不都合が生じる。

すなわち、第６図に示すようにレーザ光のクロ
スオーバ面（一点鎖線）にスキユー角αでデイス
ク２が配置されている場合を考える。そして、ス
ポツトａではクロスオーバ点がデイスク２上にあ
るとする。この場合、スポツトｅでのフオーカス
エラーΔはΔ＝sinαとなる。ただし、ｌはスポツ
トａとｅとの間の距離である。このことからフオ
ーカスエラーΔを正確に検出し、これによりスキ
ユー補正を行うには、ｌを大とする必要があるこ
とわかる。もちろん距離ｌを大とするとデイテク
タ１１の受光面を大とする必要があり、デイテク
タ１１を大型化する必要がある。また、受光部１
２，１５，１６の間には他の受光部を設けないの
でスペースの利用効率も悪いものとなるのであ
る。

しかも、トラツキング用のスポツトｂ，ｃに関
して言えば、第２図に示すようにスポツト間隔は
20μｍ程度であるため、デイテクタ１１がわでは
これをたとえば10倍の倍率で200μｍ程度に大き
くする必要がある（第３図）。平凹レンズ９はこ
のために設けられている。そして、このためスポ
ツトａ，ｅのスポツト間隔、たとえば第２図では
50〜75μｍの間隔もデイテクタ１１上では10倍の
500〜750μｍ拡大されてしまう（第３図）。した
がつて、上述の不都合は極めて厳しいものとな
る。

発明の目的 この発明はデイテクタを大型化することなくラ
ジアルスキユーを補正しうるデイスク装置のラジ
アルスキユー補正装置を提供することを目的とし
ている。

発明の概要 この発明ではこのような目的を達成するために
デイテクタの像の像倍率を大とする凹レンズをシ
リンドリカル凹レンズとしている。

この発明ではラジアルスキユー補正用の受光部
の距離を小さく抑えることができ、この結果、デ
イテクタの小型化を図ることができる。スペース
の利用効率も向上する。

実施例 以下、この発明の一実施例について第７図およ
び第８図を参照しながら説明しよう。なお、第７
図および第８図においてそれぞれ第１図および第
３図と対応する箇所には対応する符号を付して詳
細説明を省略する。

第７図においては、第１図の平凹レンズ９のか
わりにシリンドリカル凹レンズ１９を設けてい
る。

この場合、たとえばシリンドリカル凹レンズ１
９の曲率を平凹レンズ９のそれと同じものとして
考えてみる。シリンドリカル凹レンズ１９の長さ
方向の倍率は平凹レンズがないときの倍率であ
り、デイスク２上の長さをλ₀、デイテクタ１１上
の長さをλ₁とし、対物レンズ８およびコリメータ
レンズ６の焦点距離をそれぞれf₀，f₁とすると、
λ₁＝f₁／f₀・β・λ₀・Ｋとなる。ただし、Ｋはデイ テクタ１１の位置による常数である。他方、シリ
ンドリカル凹レンズ１９の周方向の倍率は平凹レ
ンズ９があるときの倍率であり、この平凹レンズ
９による倍率をβとするとλ₁＝f₁／f₀・β・λ₀・Ｋ となる。

このことから、シリンドリカル凹レンズ１９の
長さ方向すなわちラジアルスキユー補正用の受光
部１５，１６または受光部１２が並ぶ方向の倍率
は、トラツキングサーボ用の受光部１３，１４が
並ぶ方向の倍率の１／βとなり、このため、受光部 １２，１５，１６の間隔を小にでき、デイテクタ
１１を小型化できる。

ちなみに、f₁／f₀＝４，β＝2.5，Ｋ＝１とし、
スポツトｂ，ｃ間距離を20μｍ、スポツトａ，ｅ
間距離を75μｍとしたときの受光部１２，１６間
距離は第８図に示すように300μｍとなり、従前
の半分以下となる。もちろん、受光部１３，１４
間距離は200μｍと十分に大きくすることができ
る。

発明の効果 以上述べたようにこの発明によればデイテクタ
の像の像倍率を大とする凹レンズをシリンドリカ
ル凹レンズとし、ラジアルスキユー補正用の受光
部が並ぶ方向の像倍率を大きくしないようにして
いる。このため、ラジアルスキユーのエラー検出
を確実に行うのに足るだけラジアルスキユー補正
用のスポツト間隔を大としても、ラジアルスキユ
ー補正用の受光部の間隔を大とすることがない。
したがつて、デイテクタを大型とする必要がな
い。もちろん、スペースの利用効率も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はラジアルスキユー補正の一例を説明す
るための模式図、第２図〜第５図は第１図例を説
明するための図、第６図は第１図例の不都合を説
明するための図、第７図はこの発明の一実施例を
示す模式図、第８図は第７図実施例のデイテクタ
１１を示す図である。 １は光学系、２はデイスク、３は半導体レー
ザ、４は回折格子、１０はシリンドリカル凸レン
ズ、１１はデイテクタ、１２はフオーカスサーボ
用の受光部、１３，１４はトラツキングサーボ用
の受光部、１５，１６はラジアルスキユー補正用
の受光部、１９はシリンドリカル凹レンズであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ デイスクに投射された光線の反射光を受光装
   置により受光してこの受光装置の出力に基づいて
   上記デイスクの光学的遷移の系列を信号系列に変
   換する光学ヘツドに対する上記デイスクのそのラ
   ジアル方向のスキユーを補正するデイスク装置の
   ラジアルスキユー補正装置において、少なくとも
   上記デイスクのラジアル方向の異なる第１および
   第２の位置での反射光を受光して上記第１および
   第２の位置でのフオーカス検出をそれぞれ行う第
   １および第２の受光部を上記受光装置に設け、か
   つ上記受光装置に結像される像の像倍率を大とす
   るレンズを、そのシリンドリカル面の長手方向が
   上記第１および第２の受光部の並び方向に沿うシ
   リンドリカル凹レンズとし、上記第１および第２
   の位置の像の像倍率を小さくしたことを特徴とす
   るデイスク装置のラジアルスキユー補正装置。