JPH11175988A - 光学ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学配置の制約から光検出器のフォーカス誤
差検出用の受光領域を分割する一方の分割線を信号トラ
ックによる外乱の影響により生じる光ビームの強度分布
の異なる方向と一致させることが出来ず、この場合に外
乱がフォーカス制御に悪影響を及ぼすので、この悪影響
の軽減を図る。 【解決手段】 受光領域を分割する一方の分割線１８を
受光領域１７上における非点収差発生ＰＢ−ＰＢ’方向
に対してπ／４（ｒａｄ）を成す方向より信号トラック
の接線方向ＰＴ−ＰＴ’に振った方向に設定する。これ
により光学ヘッド装置の外形寸法においてディスクの径
方向の幅を狭めることを犠牲にせずにフォーカスエラー
信号に現れる信号トラックによる外乱の影響の軽減を図
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクの信号ト
ラックによる外乱の影響がフォーカスエラー信号に現れ
るのを軽減した光学ヘッド装置に関し、特に、立ち上げ
ミラーを用いて光軸を折曲する構成により薄型化を図っ
たものに好適な光学ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクに対して光学的に信号の読み取
り、あるいは書き込みを行う光学ヘッド装置において
は、光ビームの焦点をディスクの信号面に合焦させるフ
ォーカス制御のために非点収差法が最も多く採用されて
いる。

【０００３】非点収差法によってフォーカス制御を行う
光学ヘッド装置においては、周知の如く、光検出器のフ
ォーカス誤差検出用の受光領域を直交する２本の分割線
により４分割し、その分割された各対角線上の受光領域
におけるそれぞれの加算光強度レベルの差を検出してフ
ォーカスエラー信号を得ている。

【０００４】ところで、光学ヘッド装置においては、光
検出器により受光される光ビームの強度分布にディスク
の信号トラックによる外乱の影響が現れることが知られ
ている。

【０００５】非点収差法によってフォーカス制御を行う
光学ヘッド装置においては、光検出器のフォーカス誤差
検出用の受光領域を分割する一方の分割線を信号トラッ
クの接線方向に一致させれば、信号トラックによる外乱
の影響により生じる光ビームの強度分布の変化が前記一
方の分割線と直交するもう一方の分割線に対して略線対
称となる方向に現れ、フォーカスエラー信号を得る際の
各対角線上にある受光領域の光強度レベルをそれぞれ加
算した加算光強度レベルの差を演算することにより信号
トラックによる外乱の影響を打ち消すことが出来る。

【０００６】ところで、光学ヘッド装置としては、光源
から出射された光ビームを対物レンズに入射する入射光
路上で対物レンズの手前側に立ち上げミラーを配置し、
この立ち上げミラーにより光ビームを折曲することによ
りディスクに対して垂直方向となる光路長を短くして薄
型化を図ったものが知られている。

【０００７】このように立ち上げミラーにより光軸が折
曲される構成の光学ヘッド装置においては、外形形状が
光源及び光検出器を配置する位置により直に影響される
ので、ディスク装置に組み込まれる際にディスク装置の
外形寸法の小型化を阻害しないように光源や光検出器が
配置される位置がディスクの内周側においてディスクの
信号記録領域の最内周に光ビームが照射されるのが阻害
されない形状とした上でディスクの外周側において極力
突出しない形状とするために、立ち上げミラーから対物
レンズとは逆側の光路の光軸をディスクの信号トラック
の接線方向より内周向きに折曲するように、かつ光学ヘ
ッド装置の外形寸法においてディスクの径方向の幅を狭
めるように立ち上げミラーの反射面の向きが設定されて
いる。

【０００８】すなわち、立ち上げミラーの反射面の向き
は、光学ヘッド装置を組み込んだ際にディスク装置の外
形寸法の小型化を阻害しないようにするために重要であ
り、自由度が低い設計事項である。

【０００９】ところで、多くの光学ヘッド装置は、光源
を配置する光路と光検出器を配置する光路とを分離する
ビームスプリッターを平行平板のハーフミラーにより構
成し、非点収差を発生させる非点収差発生光学素子とし
て前記ハーフミラーを使用する構成となっている。

【００１０】その為、前記ハーフミラーの位置は、ハー
フミラーを透過する光ビームの光軸を中心とした回転方
向も含めて光源及び光検出器を配置する位置により決定
される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】立ち上げミラーにより
光軸が折曲される構成の光学ヘッド装置において、信号
トラックによる外乱により光検出器の受光スポットに現
れる光強度分布の不均一の発生方向は、立ち上げミラー
の反射面の向きにより決定される。

【００１２】一方、光検出器の受光スポットに発生され
る非点収差の向きは、ハーフミラーの傾き方向により決
定される。したがって、立ち上げミラーにより光軸が折
曲される構成の光学ヘッド装置においては、前述したよ
うにディスク装置の小型化を阻害しない外形形状にする
ことによる光学配置の制約から光検出器のフォーカス誤
差検出用の受光領域を分割する一方の分割線を信号トラ
ックによる外乱の影響により生じる光ビームの強度分布
の異なる方向と一致させることが出来ない場合が多い。

【００１３】したがって、このような光学ヘッド装置に
おいては、信号トラックによる外乱がフォーカス制御に
悪影響を及ぼす光学配置となることが少なくなく、この
悪影響が問題となった。

【００１４】また、立ち上げミラーを備えず、薄型化を
図っていない光学ヘッド装置においては、光検出器のフ
ォーカス誤差検出用の受光領域を分割する一方の分割線
を信号トラックの接線方向に一致させることにより信号
トラックによる外乱の影響を打ち消すことが容易である
が、このために非点収差を発生させる非点収差発生光学
素子としてビームスプリッターの役割も担うようにハー
フミラーを用いた場合、光源となるレーザーダイオー
ド、あるいは光検出器を配置する位置が限定され、これ
によりレーザーダイオード、あるいは光検出器が光学ヘ
ッド装置の外形寸法の小型化を阻害する場合もあった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、非点収差法を
用いてフォーカス制御を行う光学ヘッド装置において光
検出器のフォーカス誤差検出用の受光領域を分割する一
方の分割線の方向が受光領域上における非点収差発生方
向と多少ずれると、多少の振幅低下を生じるが十分実用
になる振幅を有するフォーカスエラー信号が得られるの
で、前記一方の分割線の方向を前記非点収差発生方向に
対してπ／４（ｒａｄ）を成す方向から受光領域上にお
ける信号トラックの接線方向に振って設定するように
し、信号トラックによる外乱がフォーカスエラー信号を
不正確にする影響を軽減するようにしている。

【００１６】この場合、受光領域を分割する一方の分割
線の方向を受光領域上における非点収差発生方向に対し
てπ／４（ｒａｄ）を成す方向と信号トラックの接線方
向との間に設定したり、あるいは、受光領域上における
非点収差発生方向と信号トラックの接線方向との角度が
少なく前記一方の分割線の方向を受光領域上における信
号トラックの接線方向に一致させても十分実用になる振
幅を有するフォーカスエラー信号が得られる場合には前
記一方の分割線の方向を受光領域上における信号トラッ
クの接線方向に一致させて設定する。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の光学ヘッド装置に係る主要部
分となる光検出器の受光領域を示す説明図である。

【００１８】図２は図１に示す光検出器が備えられた光
学ヘッド装置の一例を示す構成図である。まず、図２を
用いて対物レンズ駆動機構の構成に付いて説明する。

【００１９】対物レンズ１は、フォーカシングコイル２
及びトラッキングコイル３が装着されたレンズホルダー
４に保持されている。レンズホルダー４は、フレーム５
に取り付けられる取付板６にそれぞれ一端が固定される
４本の支持ワイヤー７によりフレーム５に変位可能に支
持されている。

【００２０】フレーム５には、フォーカシングコイル２
及びトラッキングコイル３に作用する磁界を形成するマ
グネット８，９及びヨーク１０，１１が固着されてい
る。次に図２を用いて光学系の構成に付いて説明する。

【００２１】光学系を構成する各光学部品は、対物レン
ズ駆動機構と共に光学ハウジング（図示せず）に組み込
まれている。光源となるレーザーダイオード１３から発
生されるレーザービームを対物レンズ１に導く入射光路
及びディスクＤで反射されて前記対物レンズ１に戻され
たレーザービームを光検出器１４に導く戻り光路を有し
ている。

【００２２】レーザーダイオード１３から発生されるレ
ーザービームは、ハーフミラー１５により屈曲され、更
に立ち上げミラー１６により屈曲されて対物レンズ１に
入射され、該対物レンズ１により集光されてディスクＤ
に到達される。

【００２３】ディスクＤにより反射されたレーザービー
ムは、対物レンズ１に戻り、立ち上げミラー１６により
屈曲された後、ハーフミラー１５を通過してフォーカス
制御に利用する非点収差が付与されて光検出器１４に到
達する。

【００２４】ところで、図２に示す光学ヘッド装置は、
図１に示す如く、光検出器１４におけるディスクＤに記
録された記録信号を取り出すためのメインの受光領域１
７が実線で示す直交する２本の分割線１８、１９により
４分割されてフォーカス誤差検出用受光領域として利用
され、その分割された各対角線上の受光領域におけるそ
れぞれの加算光強度レベルの差を検出してフォーカスエ
ラー信号が得られるようになっている。

【００２５】図３は、図２に示す光学ヘッド装置の光学
系をディスクの信号面と平行方向となる平行面上におい
て示した光学配置図である。図３において、立ち上げミ
ラー１６の反射面の向きＡは、ディスクの信号トラック
の接線方向Ｔ−Ｔ’に対して角度θに設定されるように
各光学部品が配置されている。

【００２６】この場合、ハーフミラー１５は平行平板に
より構成され、光学ハウジングの所定位置に設置されて
おり、ハーフミラー１５の板面はディスクの信号面と直
交方向の位置関係に配置される。

【００２７】その為、ハーフミラー１５における非点収
差が発生される非点収差発生方向を立ち上げミラー１６
上に投影すると、立ち上げミラー１６の反射面の向きＡ
と直交する方向Ｂ−Ｂ’となる。

【００２８】この立ち上げミラー１６上に投影された非
点収差発生方向Ｂ−Ｂ’は、信号トラックの接線方向Ｔ
−Ｔ’に対して角度「π／２（ｒａｄ）−θ」となる。
したがって、光検出器１４上において、図１の一点鎖線
に示す如く、受光領域１７に投影された非点収差方向Ｐ
Ｂ−ＰＢ’と信号トラックの接線方向ＰＴ−ＰＴ’との
角度差αは「π／２（ｒａｄ）−θ」となる。

【００２９】フォーカスエラー信号の振幅を最大とする
には、光検出器１４の受光領域１７を分割する直交する
２本の分割線（仮の分割線２０、２１として破線で示
す）を受光領域１７上における非点収差方向ＰＢ−Ｐ
Ｂ’に対してそれぞれ角度π／４（ｒａｄ）の方向に設
定するが、このように分割線２０、２１を設定すると、
受光領域１７に投影された信号トラックの接線方向ＰＴ
−ＰＴ’は、一方の分割線（図１においては分割線２
０）に対して角度β＝「π／２（ｒａｄ）−θ」−π／
４（ｒａｄ）＝「π／４（ｒａｄ）−θ」となる。

【００３０】その角度βは、θ＝π／４（ｒａｄ）の場
合に「０」となり、この角度βが「０」の場合に受光領
域１７上における信号トラックの接線方向ＰＴ−ＰＴ’
と一方の分割線２０とが一致する。この場合、信号トラ
ックによる外乱の影響が前記一方の分割線２０に対称に
現れることになるので、フォーカスエラー信号に現れる
信号トラックによる外乱の影響が最小となる。

【００３１】一方、角度βが「０」から離れ、信号トラ
ックの接線方向ＰＴ−ＰＴ’と角度差の少ない方の一方
の分割線との角度が広がると（最大で、π／４（ｒａ
ｄ））、信号トラックによる外乱の影響が大きくなる。

【００３２】ところで、光学ヘッド装置を設計する場
合、信号トラックと直交する方向の距離Ｌ（図３に示
す）が角度θ＜π／４（ｒａｄ）に設定され、光学ヘッ
ド装置の外形寸法においてディスクの径方向の幅を狭め
ることが行われる。

【００３３】但し、図３のようにレーザーダイオード１
３が光検出器１４とディスクの径方向に離れて配置され
る構成であるので、角度θが小さくなると、レーザーダ
イオード１３を配置した部分がディスクの外周側に変位
される。その為、角度θをむやみに小さくすると、レー
ザーダイオード１３を配置した部分が立ち上げミラー１
６が配置される位置より信号トラックと直交する方向へ
の突出量が多くなり、光学ヘッド装置の外形寸法におい
てディスクの径方向の幅を狭めることが出来なくなるの
で、角度θは「０」からある程度離れた値、例えば現状
の光学系では３０度〜３５度程度に設定される。

【００３４】このように外形寸法の関係からディスクの
径方向の幅を狭めることが重視された光学ヘッド装置に
おいては、受光領域に投影される信号トラックの接線方
向と一方の分割線とを一致させることが出来ないので、
仮の分割線２０，２１のように分割線の方向を受光領域
上における非点収差方向に対してそれぞれ角度π／４
（ｒａｄ）の方向に設定し、フォーカスエラー信号の振
幅を最大とすると、受光領域に投影される信号トラック
の接線方向と一方の分割線との角度差が生じ、その角度
差によってはフォーカスエラー信号に現れる信号トラッ
クによる外乱の影響が無視できないレベルとなる。

【００３５】このような場合において、本願において
は、図１に示す如く、光検出器１４の受光領域１７を分
割する分割線１８が受光領域１７に投影された非点収差
方向ＰＢ−ＰＢ’に対して角度π／４（ｒａｄ）を成す
方向Ｃ−Ｃ’より受光領域１７に投影される信号トラッ
クの接線方向ＰＴ−ＰＴ’に振った方向に設定されてい
る。

【００３６】その為、分割線１８を非点収差方向ＰＢ−
ＰＢ’と角度π／４（ｒａｄ）を成す方向Ｃ−Ｃ’に設
定した場合よりも分割線１８の方向が信号トラックの接
線方向ＰＴ−ＰＴ’に近付き、フォーカスエラー信号に
現れる信号トラックによる外乱の影響が軽減される。

【００３７】尚、もう一方の分割線１９は、前記分割線
１８に対して角度π／４（ｒａｄ）を成す方向に設定さ
れており、各対角線上の受光領域におけるそれぞれの加
算光強度レベルの差からフォーカスエラー信号が得られ
るようになっている。

【００３８】非点収差方向ＰＢ−ＰＢ’と角度π／４
（ｒａｄ）を成す方向Ｃ−Ｃ’に対する信号トラックの
接線方向ＰＴ−ＰＴ’の角度が１０度程度以下の場合
は、分割線１８の方向を受光領域上における信号トラッ
クの接線方向に一致させても十分実用になる振幅のフォ
ーカスエラー信号が得られるので、このような場合には
前記分割線１８の方向を受光領域上における信号トラッ
クの接線方向ＰＴ−ＰＴ’に一致させて設定しても良
い。このようにすることにより、フォーカスエラー信号
に現れる信号トラックによる外乱の影響の大幅な軽減が
期待できる。

【００３９】尚、前述実施例においては、立ち上げミラ
ー１６により光軸が折曲される構成の光学ヘッド装置に
ついて説明したが、立ち上げミラー１６を備えていない
光学ヘッド装置であっても受光領域を分割する一方の分
割線１８を受光領域上における非点収差発生方向に対し
てπ／４（ｒａｄ）を成す方向より信号トラックの接線
方向に振った方向に設定することによりハーフミラー１
５の反射面の向きを信号トラックの接線方向に振ること
が出来、光学ヘッド装置の外形寸法においてディスクの
径方向の幅を狭めるのに有利となる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べた如く、受光領域を分割する一
方の分割線を受光領域上における非点収差発生方向に対
してπ／４（ｒａｄ）を成す方向より信号トラックの接
線方向に振った方向に設定するようにしているので、光
学ヘッド装置の外形寸法においてディスクの径方向の幅
を狭めることを犠牲にせずにフォーカスエラー信号に現
れる信号トラックによる外乱の影響を軽減することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学ヘッド装置に係る主要部分となる
光検出器の受光領域を示す説明図である。

【図２】図１に示す光検出器が備えられた光学ヘッド装
置の一例を示す構成図である。

【図３】図２に示す光学ヘッド装置の光学系をディスク
の信号面と平行方向となる平行面上において示した光学
配置図である。

【符号の説明】

１ 対物レンズ １３ レーザーダイオード １４ 光検出器 １５ ハーフミラー １６ 立ち上げミラー １７ 受光領域 １８，１９ 分割線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交する２本の分割線により４分割され
   た受光領域が光検出器に備えられ、ディスクに照射する
   光ビームのフォーカス誤差に応じて非点収差が付与され
   た光ビームを前記受光領域に受光することで非点収差法
   によりフォーカス制御が行われると共に、前記受光領域
   を分割する２本の分割線のいずれもディスクの信号トラ
   ックの接線方向に一致されない構成の光学ヘッド装置で
   あって、前記受光領域を分割する一方の分割線を受光領
   域上における非点収差発生方向に対してπ／４（ｒａ
   ｄ）を成す方向より信号トラックの接線方向に振った方
   向に設定したことを特徴とする光学ヘッド装置。