JPH0690798B2 - 光ピックアップ用スポット位置エラー検出装置 - Google Patents

光ピックアップ用スポット位置エラー検出装置

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JPH0690798B2
JPH0690798B2 JP18038788A JP18038788A JPH0690798B2 JP H0690798 B2 JPH0690798 B2 JP H0690798B2 JP 18038788 A JP18038788 A JP 18038788A JP 18038788 A JP18038788 A JP 18038788A JP H0690798 B2 JPH0690798 B2 JP H0690798B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,光により記録や再生等を行う光ピックアップ
用スポット位置エラー検出装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来,この種の光ピックアップ用スポット位置エラー検
出装置は,基本的には第6図に示すような構成となって
おり,使用光情報記録媒体トラックピッチ,使用光波
長,対物レンズ開口数,及び入射瞳半径で決まる光情報
記録媒体反射光(以下単に媒体反射光という)12のファ
ーフィールドパターン18,19を放射状に分割された4つ
の領域P,Q,R,Sを有する光路分割器13により4つに分割
する。
領域Pおよび領域Rの透過光はわずかに光路を左右に変
えて,収束レンズ14により6分割光検出器15の2つの2
分割光検出部16の分割線上にそれぞれ集光し,このビー
ムによりナイフエッジ法によりフォーカスエラー検出を
行う。
領域Qおよび領域Sの透過光は光路を左右に大きく変
え,収束レンズ14により2つの単独の光検出部17にそれ
ぞれ集光され,プッシュプル法によるトラックエラー検
出を行う。(例えば特開昭60-145536号公報)。なおナ
イフエッジ法によるフォーカスエラーの検出とプッシュ
プル法によるトラックエラー検出のための基本構成につ
いては、昭和58年10月サイエンスフォーラム社発行の
「光メモリ光磁気メモリ総合技術集成」の第94〜100頁
に説明されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
エラーの検出感度は上記の光学系で一応得られるが,そ
の感度は再生専門の場合は一応充分であるものの,使用
光学系の形状及び使用光波長の条件によっては充分では
なくなるという問題がある。
この原因は次のように考えられる。すなわち,もともと
トラックエラー検出には±一次回折光成分の重畳した光
を用い,フォーカスエラー検出には±一次回折光の含ま
れない光を用いるものである。しかし従来用いられてい
る放射状に4分割した形状のものでは,光学系の形状,
使用する光の波長の如何によっては上記の±一次回折光
の各領域への配分が理想的な形とは大きくかけ離れてし
まうからである。
光路分割器13の正面を示す第7図を参照すると,光情報
記録媒体面上の回折によって発生するファーフィールド
パターン18,19に対して,光路分割器13の分割線21,22,2
3,24が単なる放射状であるため,領域P,Rのフォーカス
エラー検出用の領域に斜線を施した±一次回折光成分を
多く取り込むため,トラックエラーのフォーカスエラー
への回り込みが大きくなる。特に,再生専用でなく記録
も行う装置では,フォーカスエラー信号が安定に検出で
きなくなる。
第8図は条件が変って±一次回折光が図で左右に分れた
場合(18′,19′)における光路分割器13の正面を示し
た図で,この場合は第7図の場合における±一次回折光
のまわり込みに加えて,フォーカスエラーがトラックフ
ィールドへ回り込むようになり,安定な検出ができなく
なる。
本発明は,上記のような問題点を生じることなく,1つの
検出器で安定なトラックエラーおよび安定なフォーカス
エラーを検出することが可能なスポット位置エラー検出
系を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による光ピックアップ用スポット位置エラー検出
装置は,2つの2分割光検出部及び2つの独立な光検出部
を有する6分割型光検出器と,媒体反射光を直交2軸に
対称な4つの領域に分け,一方の軸に対象な第1の対の
領域を通る第1の対の光束を前記2つの2分割光検出部
の各境界線に個々に向け,他方の軸に対象な対の領域を
通る第2の対の光束を前記2つの独立な光検出部に個々
に向けるように構成した光路分割器と,この光路分割器
に同軸に近接して設けられ,前記第1の対の光束をそれ
ぞれ前記2つの2分割光検出部の境界線に集光させ,前
記第2の対の光束を前記2つの独立の光検出部にそれぞ
れ集光させる集束レンズとを有するスポット位置エラー
検出装置において,前記2つの対の領域のうち,いずれ
か一方の対の領域が有限の線分で互いに接し,他方の対
の領域が前記一方の対の領域により互いに隔離されてい
ることを特徴としている。
〔実施例〕
先に説明したように,この種の装置では光学装置の機構
と使用する光の波長の如何によって±一次回折光成分が
一部重なったりはなれたりする。すなわち,使用光情報
記録媒体のトラックピッチをPμm,使用光波長をλμm,
対物レンズ開口数をNA,入射瞳半径をammとすると,±一
次回折光成分と−1次回折光成分は,NA・P−λ>0で
ある条件を満足するときは第6図又は第7図に示すよう
に一部が重なっており,一方NA・P−λ<0である条件
を満足するときは第8図に示すように両回折光成分は互
いに分離する。NA・P−λ=0のときは両一次回折光が
互いに接するときである。
第1図はNA・P−λ>0であるときの本発明の第1の一
実施例の構成を示す図であり,光路分割器13,収束レン
ズ14,6分割光検出器15を光軸上に配置してある。そして
前記6分割光検出器15は2つの2分割光検出部16と2つ
の独立した光検出部17で構成されている。
第2図を参照して,光路分割器13として前記光軸に直交
する平面内において,前記光軸と前記平面の交点0を原
点とし,トラック方向にy軸トラックと直交する方向に
x軸をとり, r≡a・λ/(NA・P)とすると,分割線31,32,33,34,
及び35は概ね でそれぞれ構成され,前記光軸に垂直な前記平面に対し
て少くとも媒体反射光12の範囲内においてそれぞれ独立
な出射角を有する4つの領域A,B,C,Dを形成する。
光路分割器13と集束レンズ14は光情報記録媒体よりの反
射光12のファーフィールドを,±一次の回折光18″,1
9″を極力排除した領域A,C内の2成分と,±一次回折光
18″,19″を多く取り込む領域B,D内の2成分の計4つの
成分に分割し,±一次回折光を極力排除した領域A,Cを
通る2成分を前記光検出器15の2つの2分割検出器16の
分割線上にそれぞれ集光してフォーカスエラー検出を行
い,残りの領域B,Dを通る2成分を前記光検出器15の2
つの独立した検出部17にそれぞれ集光してトラックエラ
ー検出を行う。
次に上記の第1の実施例の具体例について説明する。
使用光情報記録媒体トラックピッチPを1.6μm,使用光
波長0.78μm対物レンズ開口数NAを0.5,入射瞳半径aを
2.15mmである光情報記録再生装置において,媒体よりの
反射光の光軸に対して光路分割器13,収束レンズ14,6分
割光検出器15が並べられ,また光検出器15は収束レンズ
14を透過した媒体反射光の焦点位置に受光面が設置され
ている。
光路分割器13としては,第2図に示すように,媒体反射
光の光軸に直交する平面内において,前記光軸と前記平
面の交点0を原点としてトラック方向にy軸,トラック
と直交する方向にx軸をとった時,分割線31,32,33,34,
35は概ね 点i(0,0.7)と点j(0,−0.7)を結ぶ線分, 点i(0,0.7)を始点とし点k(1,−1.9)を通る線, 点i(0,0.7)を始点とし点l(−1,1.9)を通る線, 点j(0,−0.7)を始点とし点m(1,−1.9)を通る線, 点j(0,−0.7)を始点とし点n(−1,−1.9)を通る
線, でそれぞれ構成され,前記光軸に垂直な前記平面に対し
て,光路前方の面がそれぞれ独立した角度を有し,光路
後方の面が平行であり,±一次回折光成分18″,19″を
極力排除したフォーカスエラー検出用の領域Aおよび領
域Cと,±一次回折光の成分を多く取り込むトラックエ
ラー検出用の領域Bおよび領域Cの4つの領域内の成分
に独立に分割するプリズムを用いる。
光検出器としては,第1図に示すコンパクトディスク用
の6分割検出器15を用いる。前記光軸から2分割検出部
16までが130μm,さらに外側の光検出部17の中心までが6
00μmであり,収束レンズの焦点距離は30mmとすると,
前記光路分割器の材料がPMMAの場合,前記光路分割器の
前方の面のなす角は,前記光軸に垂直な面に対し,領域
AおよびCは0.5度でそれぞれ逆方向に,領域Bおよび
Dは2.3度でそれぞれ逆に傾きを形成することで,所望
の光検出部にスポットを形成できる。
第3図は本発明の第2の実施例における光路分割器の形
状を示す図である。5本の分割線41,42,43,44,45のうち
中央部の分割線41は直線であるが,他の4本は直線と円
弧の組合せである。この方式によると,分割線の形状は
複雑ではあるが,一次回折光26,27のフォーカス領域E,G
への回り込みが無いので,感度の低下がない。
なお以上は分割線としていずれも±一次回折光同志の交
点とこれら回折光と媒体反射光12の輪郭との交点を結ぶ
線分又は通る線を例としたが,これらの点とは異った点
を通る線分又は線を用いてもよい。要は単純な形で一次
回折線の回り込みをなるべく小さくすればよい。
次にNA・P−λ<0の場合について説明する。
第4図及び第5図は本発明の第3の実施例の全般的な斜
視図とその光路分割器の正面図をそれぞれ示したもので
ある。光路分割器13における±一次回折光28と29は図に
示すように左右に分離している。いまP,λ,NA,a,rに, NA・P−λ≦0の条件の下に第1の実施例におけると全
く同じ意味を持たせると,分割線51,52,53,54,55は概ね 点(−r+a,o)と点(r+a,o)を結ぶ線分 であらわされ,領域I,J,K,Lを形成する。
ここで具体的にPを1.6μm,λを0.83μm,NAを0.5,aを2.
15μmとすると(NA・P−λ<0),分割線51,52,53,5
4,55は,第5図に示すように, 点(−0.08,0)と点(0.08,0)を結ぶ線分 点(−0.08,0)を始点とし点(−1.12,1.84)を通る線 点(−0.08,0)を始点とし点(−1.12,−1.84)を通る
線 点(0.08,0)を始点とし点(1.12,1.84)を通る線 点(0.08,0)を始点とし点(1.12,−1.84)を通る線 でそれぞれあらわされる。すなわち,光軸に垂直な平面
に対して,光路前方の面がそれぞれ独立した角度を有
し,光路後方の面が平行であり,±一次回折光成分28と
29を極力排除したフォーカスエラー検出用の領域I及び
Kと,±一次回折光の成分を多く取り込むトラックエラ
ー検出用の領域J及びLの4つの成分に独立に分割する
プリズムを用いる。
上記においては分割線はいずれも特定の点を通るものを
示したが,これらの点から或る程度離れてもよいことは
いうまでもない。
以上いくつかの例をNA・P−λの正の場合と負の場合に
分けて説明したが,これらのいずれにも共通する特徴的
な点は,いずれの場合でも2組の領域対(ACとBD)のう
ちどちらか一方の対(第2図ではBとDの対,第5図で
はIとKの対)は或る程度大きな線分(第2図ではjkを
通る線,第5図では(−0.08,0)と(0.08,0))で境界
を接し,他方の対(A,C)は前記の線分で分離された形
になっている。
〔発明の効果〕
本発明は,従来の光ピックアップ用スポット位置エラー
検出系の基本的構成を変えることなく,光路分割器の分
割領域の構成を光情報記録媒体よりの反射光のうちフォ
ーカスエラー検出用として±一次回折光の成分を極力排
除した2成分,トラックエラー検出用として±一次回折
光の成分を多く取り込む少なくとも2成分の合せて4つ
の成分に分割し,それぞれ独立に分離する構成とするこ
とにより,安定なトラックエラー検出と,トラックエラ
ーの回り込みを極力低減した安定なフォーカスエラー検
出ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成を示す斜視図,第2図
は第1図の装置における光路分割器の正面図,第3図の
本発明の他の実施例における光路分割器の正面図,第4
図は本発明の更に他の実施例の構成を示す斜視図,第5
図は第4図の装置における光路分割器の正面図,第6図
は従来の装置の斜視図,第7図は第6図の装置における
光路分割器の正面図,第8図は他の従来例における光路
分割器の正面図である。 記号の説明:12……媒体反射光,13……光路分割器,14…
…収束レンズ,15……6分割光検出器,16……2分割光検
出部,17……光検出部,18,19……ファーフィールドパタ
ーン,31〜35……分割線,A,B,C,D……領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2つの2分割光検出部及び2つの独立な光
    検出部を有する6分割型光検出器と,媒体反射光を直交
    2軸に対称な4つの領域に分け,一方の軸に対称な対の
    領域を通る第1の対の光束を前記2つの2分割光検出部
    の各境界線に個々に向け,他方の軸に対象な対の領域を
    通る第2の対の光束を前記2つの独立な光検出部に個々
    に向けるように構成した光路分割器と,この光路分割器
    に同軸に近接して設けられ,前記第1の対の光束をそれ
    ぞれ前記2つの2分割光検出部の境界線に集光させ,前
    記第2の対の光束を前記2つの独立の光検出部にそれぞ
    れ集光させる集束レンズとを有するスポット位置エラー
    検出装置において,前記2つの対の領域のうち,いずれ
    か一方の対の領域が有限の線分で互いに接し,他方の対
    の領域が前記一方の対の領域により互いに隔離されてい
    ることを特徴とする光ピックアップ用スポット位置エラ
    ー検出装置。
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