JPH073699B2 - 光ヘツドの焦点検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、光ディスクファイル装置などの光学ヘッド
の焦点検出装置に関するものである。

従来の技術 従来この種の光学ヘッドの光学系は、例えば第９図のよ
うな構成になっている。

すなわち、半導体レーザ１から出た光束２はコリメータ
レンズ３によって平行光となり、偏光ビームスプリッタ
４、および1/4波長板5,絞りレンズ６を通って、光ディ
スク7Aのトラック8A上に光スポット9Aとして集束され
る。7B,8B,9Bは各々光ディスク7A,トラック8A,光スポッ
ト9Aの側面図である。光スポット9Aはトラック8A上に照
射された後、反射され、再び絞りレンズ６を通って平行
光となり、1/4波長板５を経て、偏光ビームスプリッタ
４によって反射分離され、光束10Aとして紙面の右方向
に進む。光束10Aはミラー11Aによって半分が反射され、
光束12Aとなってトラッキングエラー検出器13Aに照射さ
れる。光束10Aの残りの光束は検出レンズ14Aによって絞
り込まれ、フォーカシングエラー検出器15に照射され
る。フォーカシングエラー検出器15は紙面に上下に２分
割されたフォトダイオードであり、ミラー11Aをナイフ
エッジと呼ばれる遮光板とする、いわゆるナイフエッジ
方式のフォーカシングエラー検出方法の例を示してい
る。10Bは光束10Aの断面、即ち、光強度のファーフィー
ルドパターンを示し、点線14Bが検出レンズ14Aの位置
を、点線11Bがミラー11Aの位置を各々表わす。光束10B
内の斜線部16,17は、光ディスク7Bに設けられたトラッ
ク8Bの繰り返しがあたかも回折格子として作用すること
によって生じる０次回折光と±１次回折光との重なり合
う部分であり、トラッキングエラーに応じて干渉効果に
より光強度が変化する部分である。13Bはトラッキング
エラー検出器13Aの上面図であり、２分割されたフォト
ダイオードで、ここに光束12Aが12Bで示されるように照
射される、いわゆるファーフィールド方式と呼ばれるト
ラッキングエラー検出方法となっている（特願昭59−12
7967号の従来例）。

第10図は第９図の従来の光学ヘッドにおけるRF信号、フ
ォーカシングエラー信号，トラッキングエラー信号の検
出回路の構成を示す図である。図において13C,13Dはト
ラッキングエラー検出器であり、15A,15Bはフォーカシ
ングエラー検出器である。図におけるRF信号回路18で検
出器13C,13D,15A,15Bの和信号を作成しFE信号回路（フ
ォーカスエラー信号回路）19でフォーカシングエラー検
出器15A,15Bの差信号を作成し、TE信号回路（トラッキ
ングエラー信号回路）20でトラッキングエラー検出器13
C,13Dの差信号を作成する。

発明が解決しようとする問題点 第11図a,b,cのように絞りレンズ６をディスクに近づけ
ていくと、光スポット９がディスク基板表面7Cとディス
ク記録面7Dを横切る時に、２つの特徴的な信号が発生す
る。第12図a,b,cはそれぞれ第11図a,b,cに対応する信号
であり前記２つの信号は第12図b,cに示されている。こ
れらは、いわゆるＳ字信号と呼ばれるもので、光ディス
クシステムでは、このＳ字信号を検出することによって
フォーカスの引き込みを行なっている。一般にこの２つ
のＳ字信号はその振幅が異なるため、つまりディスク記
録面7Dを横切る時に生じるＳ字信号の振幅が大きいた
め、２つの振幅の間に、ある適切な検出レベルを設ける
ことによってディスク記録面7Dを検知し、フォーカスの
引き込みが可能となる。

しかし、ディスク記録面7Dの反射率が低く、ディスク基
板表面7Cでの反射率との差が小さくなった場合は、第13
図に示すように２つのＳ字信号の振幅の差Ｓ−Ｓ′も小
さくなる。したがって、２つのＳ字信号の振幅の間に検
出レベルを設定することが困難になり、フォーカスの引
き込みが正常に行なわれなくなる。ディスク基板表面で
の反射率は一般に４〜５％であるが、ディスク記録膜の
反射率がこの値に近づいた場合、たとえば10％以下にな
った場合には上記のような問題が顕著となる。

本発明が解決しようとする問題点は、上記のようなディ
スク記録面の反射率が低いディスクにおけるフォーカス
引き込みの不安定性である。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の技術的手段は、光
束中のディスク基板表面反射光強度の大きい部分にしゃ
へい手段を設けることである。

作用 上記手段による作用は、ディスク基板表面によるＳ字信
号の振幅が相対的に小さくなり、ディスク記録面による
Ｓ字信号との判別が明確に行なわれるようになることで
ある。詳細は以下の通りである。

第14図と第15図はディスク基板表面による反射光21とデ
ィスク記録面による反射光22との違いを、絞りレンズ開
口23出射後のスポットダイヤフラムによって示した一つ
の例である。これにより、ディスク基板表面による反射
道21では、周辺光線が光束中央部に収束する傾向を持
ち、光束中央部の光強度が大きいことがわかる。一方、
ディスク記録面による反射光22は、全体に均一な分布を
示しているのが分かる。したがって、ディスク基板表面
からの反射光強度の大きい部分をしゃへいすることによ
って、ディスク基板表面7Cとディスク記録面7DによるＳ
字信号の振幅相対差を拡大する作用を得る。

ディスク基板表面による反射光21に見られる周辺光線の
収束傾向は、絞りレンズのもつ収差によるものである。
この収差を用いた２つのＳ字曲線の判別も可能である
が、以下の理由で実用的でない。絞りレンズはディスク
基板を通過した波面が理想波面となるように設計されて
いるため、絞りレンズを出射してディスク基板に至るま
での波面は、いわゆる球面収差の残存する波面となって
いる。即ち、ディスク基板表面に形成される光スポット
も、球面収差を含んだ、ややボケたスポットになってい
る。従って、この光スポットによるＳ字曲線の勾配は、
ディスク記録面でのＳ字曲線の勾配に比べてゆるやかで
あり、２つのＳ字曲線の勾配による判別が可能となる。
しかし、ディテクタ，光学部品等のバラツキやディテク
タ調整のバラツキによって前記勾配が変動するため検出
が困難であり、本発明による方法に比べて実用的でない
といえる。

実施例 本発明の一つの実施例を第１図に示す。従来例を示した
第９図と同番号と同じものは、同名称、及び同機能を有
するものである。本発明の特徴とする点は、光束10A中
にしゃへい手段24Aを設けた事である。

しゃへい手段24Aの形状は光束10Aの断面に重ねて見た時
に、第３図の24B、及び第４図の24B′の様に特徴づける
ことができる。第３図はディスク基板表面による反射光
21の中央部をしゃへいした例で、第４図は前記反射光21
の周辺部をしゃへいした例である。しゃへい手段の形状
は第３図，第４図に示した形に限らず、前記反射光21の
強度の大きい部分を少しでもしゃへいするものであれば
良い。これによってディスク基板表面による反射光21と
ディスク記録面による反射光22が各々のＳ字曲線形成に
寄与する割合に相対差が生じ、即ち、２つのＳ字曲線の
振幅の差が拡がり、適切な検出レベルの設定によるフォ
ーカス引き込みの安定化が可能となる。

また、本発明は第２図に示すような構成の焦点検出装置
においても同様の効果を得る。まず、光学系の構成につ
いて説明を行なう。第２図において、光源である半導体
レーザ30から出た光束31はコリメータレンズ32によって
平行光となり、偏光ビームスリッタ34,全反射ミラー3
5、および1/4波長板36,絞りレンズ37を通って、光ディ
スク上のトラック38上に集束される。トラック38からの
反射光束は再び絞りレンズ37,1/4波長板36,全反射ミラ
ー35を経て、偏光ビームスプリッタ34を反射してビーム
スプリッタ39に入射し、光束40と光束41に分割される。
ビームスプリッタ39は光束40と光束41の光量比率を例え
ば2:8に分割する。42,43は各々凸球面を有する検出レン
ズである。検出レンズ42は光束40の半分を光スポット44
に絞り込み、検出レンズ43は光束40の残りの半分を光ス
ポット45に絞り込む。つまり、検出レンズ42,43は所定
の位置に光スポット44,45を絞り込めるように、レンズ
中心をずらして切り出すか、あるいは平凸球面レンズの
平面を傾斜させて作成して偏向作用を持たせるなどして
設ける。46A,47A,48A,49Aは光スポット44,45が照射され
るフォーカシングエラー検出器であり、４分割光検出素
子から成る。なおこのフォーカシングエラー検出方式
は、２個のナイフエッジ方式を一体化した方式となって
いる。50A,51A,52Aは光束41がファーフィールド像のま
まで照射される分割光検出素子であり、50A,51Aがトラ
ッキングエラー検出器、52AがRF信号検出器である。ト
ラッキングエラーの検出方式はファーフィールド方式と
なっており、RF信号検出器52Aとトラッキングエラー検
出器50A,51Aの受光面積比率は例えば3:1の割合で設定す
る。

さて、フォーカス検出用光束40と、本発明のしゃへい手
段24の関係を図示すると第５図から第８図のようにな
る。第５図，第６図は上記の平凸球面レンズの平面を傾
斜されたものを２つ並べて構成した検出レンズ、第７
図，第８図はレンズ中心をずらして切り出したレンズを
２つ並べて構成した検出レンズの例である。この場合に
もしゃへい手段24を挿入することは有効で、図に示した
形状に限らず反射光21の光強度の大きい領域をしゃへい
することで所望の効果を得る。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によればディスク基板表
面からの反射光とディスク記録面からの反射光による２
つのＳ字信号の振幅に相対的な差を与え、正確なフォー
カスの引き込みが可能となり、光ディスク装置の信頼性
を向上する上で極めて工業的価値が高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光ヘッドの焦点検出
装置の原理図、第２図は本発明の他の実施例における焦
点検出装置の光学系の斜視図、第３図，第４図は第１図
に示した焦点検出装置のしゃへい手段の形状を示した
図、第５図から第８図は第２図に示した実施例における
しゃへい手段の形状を示した図、第９図は従来例におけ
る焦点検出装置の原理図、第10図は同装置の回路図、第
11図はＳ字曲線形成の原理図、第12図はＳ字曲線形状を
示した図、第13図は反射率の低いディスクにおけるＳ字
曲線を示した図、第14図はディスク基板表面による反射
光のスポットダイヤグラム、第15図はディスク記録面に
よる反射光のスポットダイヤグラムである。 11A……ミラー、14A……検出レンズ、15……フォカシン
グエラー検出器、24A……しゃへい手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、この光源から出射する光束を光ス
   ポットとして集束する集光手段と、ディスクからの反射
   光を波面分割する手段と、波面分割された前記反射光を
   集光し光スポットを形成する検出レンズと、前記光スポ
   ットを受光する光検出器と、前記反射光に含まれる前記
   ディスクの基板表面による反射光の光強度が大きい領域
   をしゃへいするよう配置されたしゃへい手段を備えた光
   ヘッドの焦点検出装置。