JPS5914134A - 光デイスク装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオディスク等のようにディスク上に記録
された情報を光学的に読み取る光学的再生装置、あるい
はディスクに情報を光学的に記録再生しようとする光学
的記録再生装置に係り、特にディスクよりの反射光を利
用し、各種サーボをかけるためのサーボ信号および再生
信号を得るための光学系に関するものである。

従来例の構成とその問題点 一般に、ビデオディスクや光学的記録再生装置において
は、情報を高密度に記録、再生するために、ディスク上
のトラックは、例えばその幅が０６μｍ１そのピッチが
１．６μｍと微細なスパイラルあるいは同心円の形状と
なっている。前記ディスク上は１ｌ１１μｍ以下に絞り
込まれｔこ微小スポット光が照射され、その反射光から
ディスク−Ｌの情報か読み出されている。

かかる装置においては、少くとも２つのサーボ技術が必
要である。１つはディスクの回転に伴い回転方向と垂直
な方向にディスクが面ブレをおこすが、前記面ブレに対
し前記φ１μＩｎ以下に絞られた微小スポツ）光が常に
ディスク上に照射できるように光学系を追従させるサー
ボで、このサーボはフォーカスサーボと呼ばれている。

他方はディスクの回転に伴い前記トラックが偏心等によ
りディスクの半径方向に移動するが、これに対し常に前
記微小スポット光が前記トラック上を照射するように光
学系を追従させるサーボで、このサーボはトラッキング
サーボと呼ばれている。

前記フォーカスおよびトラッキングサーボを行うための
サーボ信号（誤差信号）はディスクの反射光より得てお
り、具体的な光学系としては例えば第１図に示すような
光学系が提案されている。

第１図の光学系において、（１）は例えば半導体レーザ
からなる光源、（２）は半導体レーザから出た光を集め
る集光レンズ、（３）は偏光ビームスプリッタで、レー
ザの偏光方向に応じて透過あるいは反射する。（４）は
光路変更のためのプリズム、（５）はλ／４板、（６）
は微小スポット光に絞り込むための絞りレンズ、（７）
はディスクで、ディスク上に前記微小スポット光が照射
され、信号の記録再生あるいは再生のみが行なわれる。

ディスク（７）よりの反射光はλ／４板（５）を再び通
り、その偏光方向が変えられ、偏光ビームスプリッタ（
３）で反射される。（８）は凸レンズ、（９）は分割ミ
ラーで、この分割ミラーにより光ビームは２分割され、
かつ方向を変えられ、ＯＱＯυの光検出器にそれぞれ導
かれる。光検出器ＯＱはその光入射方向からみると（１
０ａ）（１０ｂ）に示すように２分割されており、２分
割された各光検出器（１０ａ）（ｔａｂ）の出力の差よ
り前記フォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号を
得ている。また光検出器（ＩＩ）はその光入射面からみ
ると（ｌｌａ）（ｌｌｂ）に示すように２分割されてお
り、２分割された各光検出器（ｌｌａ）（Ｉｌｂ）の出
力の差より前記トラッキングサーボのためのトラッキン
グ誤差信号を得ている。そして前記４ケの各光検出器の
出力の総和よりディスク上に記録された情報を読み出す
再生信号を得ている。

前記第１図の光学系には以下の欠点を有している。

（］）反射光を２分割するために、分割ミラーから成る
光学素子を必要とし、このミラーの経時変化、例えば表
面に付着するゴミ、あるいは温度変動、振動等による分
割ミラーの位置ずれ等が両サーボ信号を乱し、制御性能
を悪くする。

（２）　　フォーカス誤差信号Ｖｆｅは第２図の実線で
示すようｌこ、横軸を絞りレンズとディスク間の所望の
距離からのズレ量（以下デフォーカス量と呼ぶ）とした
時、ジャストフォーカス点（ト）を中心とした８字特性
が得られる。横軸の正の方向は絞りレンズ（６）とディ
スク（７）が近づく方向でアル。第２−図の８字特性で
フォーカスサーボ引き込み範囲はデフォーカス点（イ）
より絞りレンズ側にディスクが近づいた範囲である。何
故ならばこの範囲以外ではフォーカス誤差信号が反転し
てしまうためである。従ってフォーカス引き込み範囲を
広くとるには（イ）点がより左側、すなわち絞りレンズ
（６）より遠ざかる方向にあることが望ましい。

前記（イ）点でフォーカス誤差信号が反転する理由は、
ディスク（７）が絞りレンズ（６）より遠ざかると、絞
りレンズ（６）と凸レンズ（８）により結像される反射
光の結像点Ｐ点が分割ミラー（９）側に近づき、さらに
近づいて前記結像点Ｐが分割ミラー（９）を越えると、
光検出器（１０ａ）（１０ｂ）に入射する光ビームが反
転してしまうためで、この時のデフォーカス量が第２図
（イ）となる。

従ってフォーカス引き込み範囲を広くとろうとすれば、
前記分割ミラー（９）は出来るｔごけ絞りレンズ（６）
に近い方が望ましい。しかしこの方式では凸レンズ（８
）より分割ミラー（９）を近づけることは不可能であり
、フォーカス引き込み範囲は狭くなる。

発明の目的 本発明は主に上記欠点を鑑みてなされたものであり、分
割ミラーを必要とせ丁、かつフォーカス引き込み範囲を
広くできる、ようにしノだ新規な光学系を有する光デイ
スク装置を提供することを目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するため瘉こ、本発明（オ、偏光ビーム
スプリッタの反射光路の面の略半分を凸レンズ、他面を
全反射面とし、前記凸レンズの結像位置からフォーカス
誤差信号を、前記全反射向の反射光からｌ・ラッキング
誤差信号をそれぞれ得るような構成したもの、である。

実施例の説明 以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第８図は本発明の一実施例を示した図で、（ａ）が正面
図、（ｂ）が側面図を示す。なお第８図にて第１図と同
一の構成委素については同じ番号を付した。

第８図において、ディスクからの反射光を取り出す偏光
ビ〜ムスプリノタ（２）は、反射光を取り出す反射光路
の面の半面が全反射面０、残り半面が略半分の凸レンズ
（１４）から成るように構成されている。第４図に前記
偏光ビームスプリッタＧ′４の斜視図を示した。σ）は
信号トラックである。

ディスクよりの反射光は絞りレンズ（６）、λ／４板（
５）、光路変更のためのプリズム（４）を通り、偏光ビ
ームスプリッタ０ｚの境界面（１２ａ）で反射される。

前記反射された光ビームの半分は全反射面（ハ）で全反
射し、ドラッギング誤差信号を得るための光検出器０υ
に導かれる。光検出器０υはその光入射面からみると（
ｘｘａ）（ｕｂ）に示す２分割の構造をしており、前記
（ｌｌａ）（ｌｌｂ）の各光検出器の出力差よりトラッ
キング誤差信号は得られる。いわゆる遠視野像の動きか
ら１−ラッキング誤差信号は得られる。

一方、前記偏光ビームスプリッタｑ諺の境界面（１２ａ
）で反射された光ビームの他の半分は前記凸レンズθ→
で絞られ、その結像位置Ｐに１１′１かれた光検出器０
１に照射される。光検出器ＯＱは、その光入射面からみ
ると（１ｏａ）（１ｏｂ）に示す２分割の構造をしてお
り、前記（１０ａ　）（ｔｏｂ）の各光検出器の出力差
よりフォーカス誤差信号が得られる。凸レンズθ→は第
４図に示すように凸レンズを略半分に切り落した形をし
たレンズである。ディスクよりの再生信号は例えば前記
ｃｏ　ａＩ）の両光検出器の出力の総和から得られる。

第８図の構成でフォーカス誤差信号を得るｊ伍理につい
て詳しく説明する。第５図はフォーカス誤差信号を得る
方法についてのみ説明するために第３図を簡略化した図
であり、第８図と同様の構成要素については同一の信号
を付した。第６図において、（ａ）は絞りレンズ（６）
とディスク（７）面が所望の距離より近づきすぎた場合
、（ｂ）は丁度所望の距離、すなわちディスク面上に丁
度入射光がフォーカスされた場合、（Ｃ）は前記所望の
距離より長くなった場合をそれぞれ示している。

まず、第５図（ａ）に示したように、絞りレンズ（６）
とディスク（７）とが前記所望の距離より近づきすぎる
と、凸レンズα美により絞られる反射光の結像位置Ｐ＋
は光検出器００より遠くなる。従ってこの勢合、光検出
器（１０ａ）に受光される光量より光検出、器（ｔａｂ
）に受光される光量の万が多くなる。逆に第５図（ｃ）
に示すように絞りレンズ（６）とディスク（７）とが前
記所望の距離より遠ざかると、光検出器（ｘｏｂ）に受
光されろ光量より光検出器（１０ａ）に受光される光量
の方が多くなり、反射光の結像位置Ｐ３が凸レンズＣＬ
、側に近づく。また第５図（ｂ）に示すようにディスク
（７）上に入射光がフォーカスされた場合は、光検出器
００上に凸レンズ（ｌうにより結像された反射光Ｐ２が
照射されるため、光検出器（１ｏａ）（ｔａｂ）の受光
量は等しくなる。従って前記両検出器（ｔＯａ）と（１
０ｂ）の出力の差をとれば第２図破線で示すような８字
のフォーカス誤差信号が得られ、前記フォーカス誤差信
号を用い、前記固有の光検出器（１０ａ）（１０ｂ）の
受光量が等しくなるようにサーボをかければフォーカス
サーボが実現できる。

第８図、第５図で示すように本発明の構成では、従来例
に比ベフォーカス誤差信号、トラ、キング誤差を得るた
めの分割ミラー（第１図の（９））を必要としない。ま
た反射光を２分している偏光ビームスプリッタ内の全反
射面０４が凸レンズ（１４）よりさらに絞りレンズ（６
）側に近づいているため、第２図（イ）で示したフォー
カス誤差信号が反転する位置がより左側のり）点、すな
わち絞りレンズからディスクが遠ざかる方向に移動する
。従ってフォーカス引き込み範囲は第２図つ）点より右
側となり、引き込み範囲が拡大される特徴を有している
。また本発明の構成によれば、反射光の結像位置（Ｐあ
るいはＰ２）にてフォーカス誤差信号を得るようにして
いるため、ディスク上に記録されている情報（例えば位
相構造を有した溝トランクや情報ビット）からうける反
射光の回折の影響を軽減することができ、高品質なフォ
ーカス誤差信号を得ることができるようになる。

第６図〜第８図に本発明の他の実施例を示す。

なお第８図と同一のものについては同一の番号を付して
いる。第６図において、ディスク（７）よりの反射光は
、偏光ビームスプリッタθＧの境界面（１５ａ）で反射
され、ディスクよりの反射光路の面に導かれる。前記反
射光路の面の一部は全反射面０３と半分の凸レンズ０４
）からなっている。従って前記反射光の半分は全反射面
θふで全反射され、半分の凸レンズ０→に導かれ、光検
出器（１４上で結像される。一方他の半分の光は直接光
検出器θυ上に導かれる。

第７図は長円形の光がビームを出射する半導体レーザの
光線（１）を円形のビームに直すための光束幅変換用プ
リズムＯＱを付加した時の本発明の他の実施例であり、
（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図で各々示す。

第８図は、前記光束幅変換のためのプリズムＯＱの一部
をけずり、光検出器０ηを置くスペースをもったプリズ
ムθ乃を付加した場合の実施例である。

第８図から第８図の本発明のいずれの構成においても、
本発明の偏光ビームスプリンタＯ罎（ｌにより反射光が
２分される方向は、ディスク上の信号！・ラックに対し
て垂直方向となる。

またディスクからの反射光が偏光ビームスプリッタの境
界間で反射される構成についてのみ説明してきたが、第
９図に示すように透過する構成でも同様な効果は得られ
る。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、偏光ビームスプリ
ンタのディスクよりの反射光の出射する面の約半分を全
反射面、約半分を凸レンズの構成にすることにより、フ
ォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を得るための
分割ミラーを必要とせず、従って経時変化、温度変動、
振動等に対してもサーボ性能に悪影響を与えないし、ま
ｔ二反射光を２分割する位置を従来より大きく絞りレン
ズ側に近づけることができるため、フォーカスサーボ引
き込み範囲も広くなる等の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１回（ａ）　（ｂ）は従来の光デイスク装置の概略平
面図および側面図、第２図はフォーカス誤差信号の特性
図、第８図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例を示す概略
平面図および側面図、第４図は本発明のビームスプリッ
タの斜視図、第５図（ａ）〜（ｃ）はフォーカス誤差信
号を得る方法を説明する図、第６図〜第９図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示す図である。 （１）・・・光源（半導体レーザ）、（６）・・・絞り
レンズ、（７）・・・ディスク、ｏＱ・・・第１の光検
出器、０υ・・・第２の光検出器、（１２０ト・・ビー
ムスプリッタ、０４・・・全反射面、ａ４・・・略半分
の凸レンズ 代理人　森本義弘 第１図 Ｊ 第２図 第３図 １θＣ［ロー１０ｂ ｌど 第４図 ４ 第７図 第５図 を 第９図 乙７ 、−Ｔｈ＼−ｔｏｅ ｅｅｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源から出た光を絞り、ディスク上に照射して情報
   を読み出したり、書き込んｔごすする光デイスク装置に
   おいて、光路中に光源からディスクまでの入射光路と、
   ディスクから光検出器までの反射光路を分離するビーム
   スプリッタを設け、前記ビームスプリッタの前記反射光
   路に当る面が、ディスクよりの反射光の約半分を全反射
   する全反射面と、前記全反射された半分の反射光あるい
   は残り約半分の反射光を絞る略半分の凸レンズとから成
   る構造を有し、前記凸レンズにより絞られた約半分の反
   射光を検出する２分割された第１の光検出器と残り半分
   の反射光を検出する２分割された第２の光検出器とを設
   け、各光検出器の各々の差信号よりフォーカス誤差信号
   とトラッキング誤差信号を得、前記両光検出鼎出力の総
   和からディスク上に記録されｔコ再生信号を得るように
   したことを特徴とする光デイスク装置。 ２、反射光を約２分割する全反射面の方向をディスク上
   の信号トラックに対して垂直方向になるようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光デイスク装
   置。 ８、　第１の光検出器を凸レンズにより結像される反射
   光の結像点に置いたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の光デイスク装置。