JPS5873024A - 光学式情報処理装置 - Google Patents

光学式情報処理装置

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JPS5873024A
JPS5873024A JP56172400A JP17240081A JPS5873024A JP S5873024 A JPS5873024 A JP S5873024A JP 56172400 A JP56172400 A JP 56172400A JP 17240081 A JP17240081 A JP 17240081A JP S5873024 A JPS5873024 A JP S5873024A
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detector
detectors
light
output
focus
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JP56172400A
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Kaneki Matsui
完益 松井
Haruhisa Takiguchi
治久 瀧口
Yukio Kurata
幸夫 倉田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13Optical detectors therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微小°スポット状に絞った光を照射してディス
ク上の記録媒体に情報を記録しまた記録された情報を再
生する光学装置に関し、特に記録媒体上での微小スポッ
ト光の大きさが記録再生動作に対し常に最適径に保持さ
れるように焦点制御を行ないまた読取動作においてディ
スクの情報が記録されたトラック上に常に正確な微小ス
ポット光を照射するようにトラッキング制御を行なう光
学式情報処理装置に関するものである。
ディスクに記録された情報を光学的に再生する手段とし
てはVLP等のようなビデオディスクがよく知られてい
る。ビデオディスクでは、直径約1μm程度に絞ったス
ポット光を焦点制御、トラッキング制御等の制御を行な
いながらあらかじめ記録された情報トラック上に照射し
、トラックLを正しく追跡することによって情報が再生
される。
しかしながら、ビデオディスクのディスク板は読取動作
において高速で回転駆動されるため、回転時の面振れあ
るいは外部振動等によってスポット光照射点の位置が絶
えず変動する。従って、情報を正確に読取るためにはこ
のディスク板の位置変動に追従してスポット光の焦点制
御及びトラッキング制御を確実に行なうことが要求され
、ディスク被及び情報トラックの位置検出機構及びスポ
ット光照射系の駆動制御機構が必要となる。
本発明は、上述の焦点制御とトラッキング制御を簡単な
光゛学系で行なうことのできるピックアップ装置に焦点
位置検出機構とトラック位置検出機構を備えた新規有用
な光学式情報処理装置を提供することを目的とするもの
である。
以下、本発明を実施例に従って図面を参照しながら詳説
する。
第1図は本発明を用いたピックアップ装置の−“tぐ実
施例を示す構成図である。
・が−1、 半導体レーザ1から放射されたレーザ光はその偏光面が
紙面と平行になるように設定されているため、偏光膜を
有するビームスプリッタ−2に入射した場合、偏光膜の
有する特性によってビームスプリッタ−2をほぼ完全に
透過しコリメートレンズ8に入射する。コリメートレン
ズ3によって平行にされた光策はλ/4板4を通過する
ことにより円偏光に変換された後、対物レンズ5に入射
される。対物レンズ5を出射した光束は集光されて対物
レンズ5の焦点位置に配置されたディスク6面上に微小
な光スポットを形成する。ディスク6面から反射された
光束は入射時の光束に対し逆回りの円偏光になって再び
対物レンズ5に入射され、合焦状態で平行光束となりλ
/4′板4に入射する。
λ/’4板4を出射した光束は入射時の光束に対し直線
偏光の向きが90°変換され、再びコリメートレンズ8
を通過した後偏光膜を有するビームスプリッタ−2に入
射され、ビームスプリッタ−2でほぼ完全に反射し検出
器8に入射される。
第2図は本発明を用いたピックアップ装置の他の実施例
を示す構成図である。
本実施例に於いては、半導体レーザ1から放射されたレ
ーザ光はまずコリメートレンズ3に入射し、平行光にさ
れた後ビームスプリッタ−2に入射し、その後同様にλ
/4板4.対物レンズ5を透過した後ディスク6に集光
される。ディスク6面から反射された光束は同様にして
対物レンズ5゜λ/4板4を透過後ビームスプリッタ−
2でほぼ完全に反射されてカップリングレンズ7に入射
する。カップリングレンズ7を透過したレーザ光は検出
器8上に所定のビーム径で入射する。
第8図は上記実施例で用いた検出器8の主として受光面
の形状を示す構成図である。
この検出器8の受光面は両側に大きな受光面をもつ2組
の分割検出器8−al、8−a2と8−b+。
8−b2と中央部に両側の検出器より小さな受光面をも
つ1組の分割検出器8−cl、8−c2からなっており
、各組の検出器の分割部が一直線状になるように近接し
て配置されている。検出器8は第1図ではコリメートレ
ンズ8の光軸上に、第2図ではカップリングレンズ7の
光軸上に検出器中心が一致するように光軸に垂直に設置
されており、コリメートレンズ3あるいはカップリング
レンズ7からの検出器8までの間隔は検出器8の大きさ
とコリメートレンズ3あるいはカップリングレンズ7の
焦点距離及び口径で定まる所定の位置に設定されている
。  ゛ 次に第4図に従って焦点制御を行うための合焦。
非合焦状態を検出する原理について説明する。尚、第4
図では蜘解を容易にするために光ディスク6から反射し
て検出器8に入射するまでを図示し、対物レンズ5とコ
リメートレンズ8あるいはカップリングレンズ7を1個
の対物レンズ9で代用している。対物レンズ9とディス
ク6との各位置での検出器上に照射される光スポット1
0τa、10  b。
10−c 、 10−b’の形状も合せて図示する。
まず第4図(b)に示すように合焦位置ではディスク6
から反射してきた光束は検出器8上に光スポラ)10−
bの形状で照射され、この時中央の1組の分割検出器8
−cの出力と両側の2組の分割検用型8−a、8−bの
出力の和が相等しくなるように検出器8が設定されてい
る。従って中央の1組の分割検出器8−cの出力と両側
の2組の分割検出器8−a、8−bの出力の和との差 Vp=(V(8−a)+V(g−b))  V(8−c
)は零になる。ここで、■(8−a)+”(s−b)+
”(8−c )は各組の分割検出器からの出力値を表わ
す。
しかしながら第4図(、])に示す如くディスク6が合
焦状態からずれて対物レンズ9から遠ざかるにつれ検出
器8上の光スポット10−aは小さくなり、このため両
側の2組の分割検出器8−a、8−bへの入射光量は少
なくなり、一方中央の1組の分割検出器8−cへの入射
光量は増加する。このため、中央の1組の分割検出器8
−cの出力と両側の2組の分割検出器8−a、8−bの
出力の和とに差動出力差VF=(V(s−a)+V(s
−b))−V(8−c)<。
が表われる。
逆に第4図(C)に示すようにディスク6が合焦状態か
らずれて対物レンズ6に接近すると結像位置は後方に移
行し、検出器8上での光スポ、、)10−Cは大きくな
る。このため両側の2組の分割検出器8−a、8−bへ
の入射光量は増大し、中央の1組の分割検出器8−cへ
の入射光量は減少する。この結果、中央の1組の分割検
出器8−cの出力と両側の2組の分割検出器8−a、8
−bの出力の和との出力差に第4図(a>の場合と逆符
号の出力差が現われる。
このようにして、中央の1組の分割検出器8−cからの
出力と両側の2組の分割検出器8−a、8−bからの出
力との出力差vFから、ディスク6の合焦位置を境とし
ディスク6位置により互いに逆符号の信号が検出される
ことになる。
しかしながら第4図(a)に示す位置よりも更にディス
ク6が対物レンズ9から遠ざかった場合には検出器8前
方で結像した後検出器8に照射するため検出器8上の光
スポットは次第に大きくなる。
このため中央の1組の分割検出器8−cからの出力と両
側の2組の分割検出器8−a、8−bからの出力との出
力差vFは第4図(a)のディスク6位置より更に対物
レンズ9から遠ざかるにつれて第4図(b)から第4図
(c)に示すディスク位置に対応する出力差vF と同
じ符号の出力差vFが得られる。第5図は対物レンズ9
にディスク6を密着させ対物レンズ9からディスク6を
漸次離間せしめる際に」1記3組の検出器より得られる
出力差vFの変化を示す信号波形図である。図中の(a
)(b)(c)(d)は各々第4図(a)(b)(c)
(d)に対応する信号である。このように3組の検出器
の差動出力VF = (V(8−a)+V(s−b) 
)  −V(8−c)が零になるディスク6位置は第4
図(b)の合焦点位置と第4図(d)の捩合焦点位置の
2箇所存在するが、例えばディスク6を対物レンズ9か
ら次第に離間せしめることによって出力差Vpが正符号
から負符号に変化する位置が合焦状態で負符号から正符
号に変化する位置が擬合焦状態となり、両者を区別する
ことができる。また、ディスク6を対物レンズ9に接近
させていた場合は上記と逆になることは明らかであり、
差動出力Vp′−V(8c)−’[V(s−a)+V(
8−b))を得ることにより同様にディスク6位置を検
知することができる。
以上の如く、3組の検出器の差動出力vFの変化を検出
することにより合焦状態と非合焦状態の識別を行なうこ
とができ、またディスク6の合焦位置を境とする。互い
に逆符号の信号を検出することにより合焦位置と擬合焦
位置の識別を行なうことができる。差動出力vFはディ
スク位置検出信号として光学系の駆動機構に帰還され、
光学系は集光スポット婆合焦状態でディスク6面へ照射
するように制御駆動される。
次に第6図に従ってトラッキング制御を行うためのトラ
ック位置を検出する原理について説明する。第6図はデ
ィスク6面のトラックに情報として記録されたピッ)1
1と集光スポット13の各位置関係とそれに対応する検
出器8への入射光スポット10.ピット像12を模式図
として示している。
まず第6図(b)に示す如く、ピット11中心と集光ス
ポット13中心が正確に合致してトラック上に光照射さ
れているときには、検出器上の入射光スポット10−b
の中央部にピット像12が形成される。このため検出器
8の中央線で上下2分割された上半分の3個の分割検出
器8−al 、8−bl 。
8−clの和の出力と下半分の8個の分割検出器8−a
2 +8−b2 +8−c2の和の出力は相等しくなる
ため図中の上半分の分割検出器8  al、8  +)
l+8−clの和に対応する出力と下半分の分割検出器
8−a2,8−b2,8−C2の和に対応する出力の差
vTは零になる。
次に第6図(a)に示す如くピット11中心が集光スポ
ット13中心からずれ、図中では下方に移動した場合、
検出器上の入射光スポット10−bの上方にピット像1
2が形成される。このため検出器8の図中の上半分の8
個の分割検出器8−al、8−bl、8−c’Hの和の
出力は下半分の8個の分割検出器8−a 2 、8−b
 2 、8−C2の和の出方より小さくなるため上半分
の分割検出器8−al 、8−bl、8−cHの和に対
応する出力と下半分の分割検出器8−a2゜8−b2,
8−C2の和に対応する出力の差■Tが差動出力として
発生する。
一方、第6図(c)に示す如くピット11中心が集光ス
ポット13中心からずれて、図中では上方に移動した場
合には第6図(a)とは逆の結果になり検出器上の入射
光スポット10−bの下方にピット像12が形成される
。このため、検出器8の図中上半分の8個の分割検出器
8−aH,8−bl 、8−clの和の出力は下半分の
3個の分割検出器8−a2,8−b2,8−c2の和の
出力より大きくなるため、上半分の分割検出器8  a
t +8  J 、8−clの和に対応する出力と下半
分の分割検出器8  a2 + 8  b2 + 8 
 ’−c2の和に対応する出力の差vTが第6図(a)
とは逆符号の差動出力として現われる。
即ち、第6図(a)のようにピット11中心が集光スポ
ット13中心より下方に位置した場合と第6図(c)の
ように上方に位置した場合とでは第6図(b)のように
ピッl−1中心と集光スポット18中心が合致した状態
を境にして分割検出器8−al、8−bl、8−clの
和の出力に対応する出力と分割検出器8  a2+8 
 b2.g  C2の和の出力に対応する出力は反転す
るため上記2組に対応する和の出力の差動増幅を行なう
ことによってピット位置即ちトラック位置に対応した互
いに逆符号の信号が検出されることになる。
第7図は集光スポット13がピット列を横切った場合の
和信号即ち各分割検出器の和の出力とトラック誤差信号
即ちVr=(V(8−at) 十v(8−b+ )”’
(8−cl))−(V(8,2)+V(8−b2)+v
(8−cpQ) (D信号ヲー例ヲ示す波形図である。
ここでトラック誤差信号が零となる位置が和信号の最少
値になる時と、和信号の最大値になる時の2箇所存在す
るが和信号が最大値となる時はピットとピットの中間位
置に集光スポ’y ) 1 Bが在る時であり、和信号
が最少値となる時は集光スポット13がピット中心に合
致した時である。更にトラック誤差信号に示したように
上述の2つの場合は信号の変化の様子すなわち図中では
信号が負から正に変化する所が合トラック状態になって
いることから識別することができる。
このようにして得られたディスク位置検出信号とトラッ
ク位置検出信号を各々の駆動系に於ける制御用コイルに
帰還して光学系の光照射点を移動させ焦点制御、トラッ
キング制御を行なうことによりディスク6が振動した場
合でも常に合焦状態でトラック上に正確に集光スポット
を照射することができ、安定した情報再生動作が確立さ
れる。
さらに第6図で示したようにトラック位置を検出するに
は図中上半分の3個の分割検出器の和の出力と、下半分
の8個の分割検出器の和の出力の差の出力値を検出する
だけでなく、少なくとも上下各一対の分割検出器の出力
の差の出力、例えば第8図に示すように、中央部の上下
の分割検出器の差の出力あるいは第9図に示すように両
側の上下の分割検出器の差の出力を検出することによっ
て同様の原理によりトラック位置を検出することができ
る。
以上詳述したように複数の分割検出器よりなる検出器系
を用いることによって焦点制御とトラッキング制御を簡
単な光学系で行なうことのできる焦点制御機構及びトラ
ック制御機構を備えたピックアップ装置の光学系を構成
することができ、情報読取を確実に実行し得る光学式情
報処理装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ本発明のディスク位置検出
系を有するピックアップ装置の実施例を示す構成図であ
る。 第3図は第1図及び第2図のピックアップ装置で用いた
検出器の1実施例を示す説明図である。 第4図は焦点誤差検出機構の原理を説明する説明図であ
る。 第5図ばディスク位置検出信号すなわち焦点誤差信号の
1例を示す波形図である。 第6図はトラック誤差検出機構の原理を説明する説明図
である。 第7図はトラック位置検出信号すなわちトラック誤差信
号の1例を示す波形図である。 第8図及び第9図は本発明の他の実施例を示す検出器の
説明図である。 1・・・半導体レーザ素子、2・・・偏光ビームスプリ
ッタ、3・・・コリメートレンズ、4・・・λ/4板、
5・・・対物レンズ、6・・・ディスク、7・・・カッ
プリングレンズ、8・・・検出器、9・・・対物レンズ
、10−a。 10−b’、40−c 、 10−d・=入射スポット
光、11・’・ピット、12・・・ピット像、13・・
・集光スポット。 代理人 弁理士  福 士 愛 彦 第1図      第2図         <’c>
第3図 1        第η図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ディスク面上の記録トラックに微小スポット光を照
    射して光学的に記録情報の再生を実行する光学式情報処
    理装置において、前記ディスク面に前記微小スポット光
    の合焦位置を配置し、前記ディスク面からの反射光が検
    出光学系に結像される結像位置の前方あるいは後方に少
    なくとも三分割されかつ一列に近接して配置され、両側
    の検出器の受光面積が中央部の受光面積に比べて充分大
    きく中央部の検出器の配列方向と垂直方向の寸法が両側
    の検出器に比べて短かく設定された光検出器を設け、両
    側の光検出器の出力の和と中央部の光検出器の出力との
    出力差を前記微小スポット光の焦点位置検出信号として
    検出するとともに少なくとも1個の光検出器を受光面積
    が相等しくなるように検出器配列方向と垂直方向に分割
    し、その差動出力をトラック位置検出信りとして検出す
    ることにより前記焦点位置検出信号及びトラック位置検
    出信号に基いて前記微小スポット光の焦点制御及びトラ
    ック制御を実行するようにしたことを特徴とする光学式
    情報処理装置。
JP56172400A 1981-10-27 1981-10-27 光学式情報処理装置 Granted JPS5873024A (ja)

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JPH0311007B2 JPH0311007B2 (ja) 1991-02-15

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8600380A (nl) * 1985-03-11 1986-10-01 Hitachi Ltd Inrichting voor het detecteren van scherpstellingsfouten en een optische schijf-inrichting waarin deze wordt gebruikt.
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