JPH08279168A

JPH08279168A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JPH08279168A
Application number: JP7100568A
Authority: JP
Inventors: Katsushige Yanagisawa; 克重柳沢
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】光ヘッド装置において光検出器の構造を変更
することなく、正確なフォーカスエラー信号の検出を可
能とすることである。【構成】光源４からの光束はハーフミラー３で反射さ
れ、反射された一方の光束は焦光レンズ５によりディス
ク６上に集光される。ディスク６から戻った光束はハー
フミラー３を介して絞り１０によって制限され、更に非
点収差発生用レンズ１を介して光検出器２の４分割検出
素子２ａ〜２ｄ上に入射される。検出素子面上には非点
収差によるスポットを生じ、焦点ずれがはげしい場合、
上記スポットは線状になるが、絞り１０によって検出面
への入射光束は制限されているので、検出面からはみで
ることはない。従って正確なフォーカスエラー信号を得
ることができ、また３ビーム検出器においてクロストー
クエラーも発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク、ディジタ
ルオーディオディスク、ビデオディスク等の記録又は再
生用光ヘッド装置に係り、特にそのフォーカスエラー検
出手段の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク等に用いられる光ヘッド装置
（光ピックアップ等）には、フォーカスエラー検出のた
めに非点収差法を利用するものがある。

【０００３】図５は上記光ヘッド装置の一構成例で、１
は非点収差発生用レンズ、２は光検出器、３はビームス
プリッタとして用いられるハーフミラー、４はレーザ光
源、５は焦光レンズ、６はディスクである。これら部材
１〜４は図示しないハウジングに取り付けられ、焦光レ
ンズ５はディスク６に対しフォーカシング方向及びトラ
ッキング方向に移動可能に通常のように保持されてい
る。

【０００４】光検出器２としては、図６に示すような４
分割光検出器が用いられ、光源４からの光束は、図示し
ない回折格子によって０次光と±１次光に分離される。
回折格子を通った光はハーフミラー３で反射され、反射
された光束は焦光レンズ５によりディスク６上に集光さ
れる。光ディスクで反射されたディスクから戻り光束は
ビームスプリッタとしてのハーフミラー３、非点収差発
生用レンズ１を介して光検出器２の４分割検出素子２ａ
〜２ｄ上に入射され非点収差によるスポット７を生ず
る。このスポット７は焦光レンズ５の焦点ずれに応じて
図６（ａ）又は（ｃ）のようになり、合焦の場合は同図
（ｂ）のようになる。従って上記素子２ａ〜２ｄの出力
電圧からフォーカスエラー信号を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のフォ
ーカスエラー検出方式において問題となるのは、焦点ず
れがはげしい場合、前記スポット７は、非点収差のため
に線状になって図６（ａ），（ｃ）に示すようにその線
状スポット７の長径が４分割検出素子２ａ〜２ｄより大
きくはみ出してしまって正確なフォーカスエラー信号が
得られず検出エラーが発生することである。

【０００６】このことを更に詳しく述べる。図５のよう
な従来の光ヘッドにおいて、非点収差発生用レンズ１よ
り光検出器２側の空間の開口数をＮＡ’、非点収差によ
り発生する非点隔差を△Ｓ’とする。この場合の光検出
器の近辺の戻り光の集束状態を図２に示す。図２では紙
面の都合上、サジタル方向、タンジェンシャル方向での
集束状態を同一面上に示してある。対物レンズ５とディ
スク６の距離の変化、すなわち焦点ズレが起こった場
合、それに同期して図２の集光光束は光軸方向にほぼ平
行移動し、光検出器２上に図２のようなスポット形状が
得られる。非点隔差を△Ｓ’はディスク側の空間でのフ
ォーカスエラー検出範囲に対応するが、フォーカスエラ
ー検出範囲内で焦点ズレがもっとも激しい場合、光検出
器２上のスポット形状はほぼ線状になる。この場合のス
ポットの長径Ｄ’は、

【数１】Ｄ’＝△Ｓ’・ＮＡ’ （１）である。

【０００７】一方、対物レンズ５よりもディスク側の空
間の開口数をＮＡ、フォーカスエラー検出範囲を△Ｓ、
ディスク側から光検出器側の光学系の横倍率の絶対値を
βとすると、幾何光学の関係式から

【数２】ＮＡ’＝ＮＡ／β （２） △Ｓ’＝β²・△Ｓ（３）である。したがって、式（１）は、

【数３】Ｄ’＝β・△Ｓ・ＮＡ（４）である。

【０００８】ディスク側の開口数ＮＡや焦点深度△Ｓ
は、使用するディスクの種類やレーザ波長によって制約
を受け、設計上の自由度は少ない。また、横倍率の絶対
値βを小さくすると光検出器の位置精度を厳しくする必
要がある。あるいは光源４のレーザダイオードの発散角
が小さい場合、対物レンズ５の位置での所望の開口を得
るために横倍率の絶対値βを大きくすることが必要にな
る。こうした場合、光検出器２上のスポット長径Ｄが光
検出器より大きくなってしまうことが起こり、正確なフ
ォーカスエラー信号が得られず検出性能の劣化を招く。
なお、非点収差発生用にアナモフィックレンズを用いる
などで、サジタル方向とタンジェンシャル方向で開口
数、横倍率が異なる場合は、両方向の平均値をとって式
（１）から式（４）に当てはめればよい。

【０００９】更に、例えば、３ビーム検出器のように４
分割検出素子の付近に図７に示すように他の検出素子
８，９（トラッキングエラー検出）が配設されている場
合にはトラッキングエラーの検出素子８，９にスポット
７がかかってしまいクロストークが発生するので大きな
検出エラーが発生する。

【００１０】かかる問題を解決するために４分割検出素
子のパターンを変更することが考えられるが、これはコ
ストがあがるだけでなく、大型となってしまうので実用
上実施するのが困難である。

【００１１】本発明の目的は光検出器の構造変更を行う
ことなく、簡易な手段を付加するだけで、上述した問題
を解決することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、光源からの光をディスクに照射し、該デ
ィスクからの反射光をビームスプリッタ、非点収差発生
用光学素子を介して光検出器に入射させる光ヘッド装置
において、上記ビームスプリッタから光検出器迄の光路
中に光束制限用絞りを配設したことを要旨とする。

【００１３】

【作用】上記本発明の光ヘッド装置においては、上記絞
りにより光検出器に入射する光束が制限され、スポット
が検出面からはみ出なくなり、検出エラーの発生を防ぐ
ことができる。

【００１４】

【実施例】以下図面に示す本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の光ヘッド装置の一実施例で、図６と同一
符号は同一又は類似の部材をあらわし、特に上記実施例
では、例えば、非点収差発生用レンズ１の入射側に光束
制限用絞り１０を配設している。なお、図１において、
レーザ光源４から出た光は図示していない回折格子によ
って０次光と、１次光に分離され、該回折格子を通った
光はハーフミラー型ビームスプリッタ３で反射され、デ
ィスク６に至る。この時、０次光がフォーカスエラー信
号検出用のビームとなり、１次光がトラッキングエラー
信号検出用となる。

【００１５】この場合の光検出器の近辺の戻り光の集束
状態を図３に示す。図３では図２と同様、紙面の都合上
サジタル方向、タンジェンシャル方向での集束状態を同
一面上に示してある。ここでは絞り１０を設けたために
光検出器２側の開口数ＮＡ”が、絞り１０がない場合の
開口数ＮＡ’に比べて、

【数４】ＮＡ”＜ＮＡ’ （５）のようになる。フォーカスエラー検出範囲内で焦点ズレ
がもっとも激しい場合に光検出器２上にできるスポット
長径Ｄ”は、

【数５】Ｄ”＝△Ｓ’・ＮＡ” （６）であるので、式（１）、式（５）、式（６）より

【数６】Ｄ”＜Ｄ’ （７）とすることができるので、絞り１０によって光検出器２
への光束を制限し、前記問題の解決を図ることができ
る。

【００１６】図２及び図３は従来及び本発明による非点
収差と検出面上のスポットの関係を示す。図２の従来例
では焦点がずれると、スポット長径１２，１３が大き
い。これに対し絞り１０を用いると、この絞り１０によ
って検出面への入射光束１４が制限されるため、焦点ず
れの場合のスポット長径１２，１３は小さくなるので、
フォーカス検出エラーの発生を防止することができる。

【００１７】図４は前記３ビーム検出器に本発明を適用
した場合の検出面上のスポットの状態を示す。図４に示
すように本発明では絞り１０を設けることにより検出面
に対する入射光束が制限され、スポット７は検出面内に
おさまるので、正確なフォーカスエラー信号が得られ、
またクロストークも発生しないので、検出エラーが生じ
ることはない。

【００１８】なお絞り１０はレンズ１の直後またこのレ
ンズ１そのものに設けてもよい。レンズそのものに設け
る場合は、レンズ面に丸孔を有するコーティングを施し
てもよい。或いは非点収差を発生する光学素子としてハ
ーフミラー３そのものが用いられている場合は、ハーフ
ミラー３の裏面かハーフミラー３の直後に絞り１０を設
けてもよい。なお絞り１０の円形孔の大きさはフォーカ
スエラー信号検出用受光部とトラッキングエラー信号検
出用受光部とに形成される光の受光状態を勘案して決定
する。

【００１９】更に、非点収差発生用光学素子としてはシ
リンドリカルレンズが用いられるが、アナモフィックレ
ンズ、ホログラム素子、又はハーフミラーで発生する非
点収差をそのまま用いてもよい。またハーフミラーに代
えてプリズムを用いた偏光ビームスプリッタを用いても
よい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ヘッド装置において、検出面への光束制限用の絞りとい
う簡易な手段を付加するだけで、正確なフォーカスエラ
ー信号を得ることができ、また３ビーム検出器に適用し
てもクロストークエラーが発生することがなくなり、フ
ォーカスエラー検出の精度を大幅に向上することが可能
となる。しかも光検出器の構造を変更する必要がないの
で、コストアップや大型化を招くこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】従来の光ヘッド装置における非点収差とスポッ
トとの関係を示す説明図である。

【図３】前記実施例における非点収差とスポットとの関
係を示す説明図である。

【図４】前記実施例における検出面上のスポットの状態
を示す説明図である。

【図５】従来の光ヘッド装置の概略構成図である。

【図６】図５の装置における検出面上のスポットの状態
を示す説明図である。

【図７】従来の３ビーム検出器における検出面上のスポ
ットの状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１非点収差発生用レンズ２光検出器３光束分割用ハーフミラー４レーザ光源５焦光レンズ６ディスク７スポット１０絞り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光をディスクに照射し、該デ
ィスクからの反射光をビームスプリッタ、非点収差発生
用光学素子を介して光検出器に入射させる光ヘッド装置
において、上記ビームスプリッタから光検出器迄の光路中に光束制
限用絞りを配設したことを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】前記絞りを前記ビームスプリッタを含む
ビームスプリッタと前記光学素子を含む光学素子との間
又は前記光学素子を含む光学素子と前記光検出器との間
に設けたことを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装
置。
【請求項３】前記ビームスプリッタと非点収差発生用
光学素子とを一体の光学部品で構成したことを特徴とす
る請求項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】前記ビームスプリッタは、プリズム又は
ハーフミラー又は回折格子であることを特徴とする請求
項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】前記光検出器は、４分割されたフォーカ
スエラー信号検出用受光部と、該受光部に近接してトラ
ッキングエラー信号検出用受光部を備えたことを特徴と
する請求項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】前記絞りは、ハウジングの一部として構
成されていることを特徴とする請求項２に記載の光ヘッ
ド装置。