JPS5914138A - 光デイスクのトラツキング制御光学系 - Google Patents
光デイスクのトラツキング制御光学系Info
- Publication number
- JPS5914138A JPS5914138A JP12236282A JP12236282A JPS5914138A JP S5914138 A JPS5914138 A JP S5914138A JP 12236282 A JP12236282 A JP 12236282A JP 12236282 A JP12236282 A JP 12236282A JP S5914138 A JPS5914138 A JP S5914138A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- order
- tracking control
- light
- optical system
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording 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
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ディジタル・オーディオ・ディスクやビデオ
・ディスク等の光ディスクのトラッキング制御、特に３
ビーム法と呼ばれるトラッキング制御方式に用いる光学
系の構成に関するものである。
・ディスク等の光ディスクのトラッキング制御、特に３
ビーム法と呼ばれるトラッキング制御方式に用いる光学
系の構成に関するものである。
従来技術
従来、この種のトラッキング制御方式としては、プッシ
ュプル法、ヘテロダイオ法および３ビーム法の３方式が
知られているが、３ビーム法は、前２者の方式に比べて
ピットの形状やディスクの傾きにさほど悪影響を受ける
ことなく制御が行なえる利点がある。
ュプル法、ヘテロダイオ法および３ビーム法の３方式が
知られているが、３ビーム法は、前２者の方式に比べて
ピットの形状やディスクの傾きにさほど悪影響を受ける
ことなく制御が行なえる利点がある。
ところで、この３ビーム法に用いられている従来のレー
ザーピックアップは、第１図に示すように、光源として
の半導体レーザー１と、この半導体装置ザ−１から射出
された発散光束を平行光束に変換するコリメートレンズ
２と、コリメートレンズ２の次位にあってレーザー光を
回折０次光と±１次光とに分離する回折格子３と、Ｐ偏
光波を通過させＳ偏光波をカットする偏光ビームスプリ
ッタ４と、通過してきたＰ偏光波を円偏光に変換する１
／４波長板５と、円偏光に変換された平行光束を光ディ
スクＤ上に結像するフォーカスレンズ６とからなる投射
系を備えるとともに、偏光ビームスプリッタ４でスプリ
ットされた反射光を、平行光束を収束さぜるための平凸
レンズ８および非点収差発生用のシリンドリカルレンズ
９を介して受光面１０上に結像する反射系とを備えてい
る。
ザーピックアップは、第１図に示すように、光源として
の半導体レーザー１と、この半導体装置ザ−１から射出
された発散光束を平行光束に変換するコリメートレンズ
２と、コリメートレンズ２の次位にあってレーザー光を
回折０次光と±１次光とに分離する回折格子３と、Ｐ偏
光波を通過させＳ偏光波をカットする偏光ビームスプリ
ッタ４と、通過してきたＰ偏光波を円偏光に変換する１
／４波長板５と、円偏光に変換された平行光束を光ディ
スクＤ上に結像するフォーカスレンズ６とからなる投射
系を備えるとともに、偏光ビームスプリッタ４でスプリ
ットされた反射光を、平行光束を収束さぜるための平凸
レンズ８および非点収差発生用のシリンドリカルレンズ
９を介して受光面１０上に結像する反射系とを備えてい
る。
この場合、回折０次光、±１次光は、第２図（５）。
（Ｂ） 、 （Ｃ）に示すように、ディスクＤのピット
Ｐに対して３つのスポットＳｏ、Ｓ＋１．Ｓ−１として
結像され、第３図に示すように、これら３つのスポット
ＳＯ。
Ｐに対して３つのスポットＳｏ、Ｓ＋１．Ｓ−１として
結像され、第３図に示すように、これら３つのスポット
ＳＯ。
Ｓ＋１ 、 Ｓ−１の反射光のうち、０次スポットＳＯ
の反射光は、オーディオ信号とフォーカス信号のための
４分割セルよりなる受光部１０１上に結像され、±１次
スポットｓ＋ｌ、ｓ−１の反射光は、トラッキング信号
用の受光部１０２ 、１．０３に夫々入射される。
の反射光は、オーディオ信号とフォーカス信号のための
４分割セルよりなる受光部１０１上に結像され、±１次
スポットｓ＋ｌ、ｓ−１の反射光は、トラッキング信号
用の受光部１０２ 、１．０３に夫々入射される。
この場合、トラッキング信号は、受光部１０２，１０３
における受光光量の差を検出することによって得られ、
第２図（Ｂ）および（ｑに示すように、正しくトラッキ
ングされていない場合には、光量差に応じて、フォーカ
スレンズ６のサーボ駆動機構７を駆動して第２１四に示
すように、各スポットＳＯ、Ｓ＋１ 、 Ｓ−１がピッ
トＰに対して正しい位置に結像されるようにフォーカス
レンズ６をディスクＤに対してトラックと垂直方向に変
位させる。
における受光光量の差を検出することによって得られ、
第２図（Ｂ）および（ｑに示すように、正しくトラッキ
ングされていない場合には、光量差に応じて、フォーカ
スレンズ６のサーボ駆動機構７を駆動して第２１四に示
すように、各スポットＳＯ、Ｓ＋１ 、 Ｓ−１がピッ
トＰに対して正しい位置に結像されるようにフォーカス
レンズ６をディスクＤに対してトラックと垂直方向に変
位させる。
上記従来の３ビーム用レーザーピツクアツプでは、回折
格子３として、平行な直線スリットよりなる回折格子を
用い、この回折格子３を平行光束中、即ち、コリメート
レンズ２と偏光ビームスプリッタ４との間に配置した構
造であるため、光学系全体として光路長が長くなり、レ
ーザーピックアップが大きくなる欠点があった。即ち、
有効な光量を確保するためには、コリメートレンズ２を
レーザー光源１に対して所定距離能して必要な発散角を
確保しなければならず、このコリメートレンズ２の次位
に回折格子３を配置するとすれは、更に余分の配置スペ
ースを要するからである。
格子３として、平行な直線スリットよりなる回折格子を
用い、この回折格子３を平行光束中、即ち、コリメート
レンズ２と偏光ビームスプリッタ４との間に配置した構
造であるため、光学系全体として光路長が長くなり、レ
ーザーピックアップが大きくなる欠点があった。即ち、
有効な光量を確保するためには、コリメートレンズ２を
レーザー光源１に対して所定距離能して必要な発散角を
確保しなければならず、このコリメートレンズ２の次位
に回折格子３を配置するとすれは、更に余分の配置スペ
ースを要するからである。
発明の目的
本発明は、上記従来の３ビーム用レーザーピ゛ンクアツ
プの構造」二の問題点を解消すべくなされたものであっ
て、光学系の光路長を短かくすることができ、したがっ
てコンパクトな構造とすることができる光ディスクのト
ラッキング制御光学系を提供することを目的としている
。
プの構造」二の問題点を解消すべくなされたものであっ
て、光学系の光路長を短かくすることができ、したがっ
てコンパクトな構造とすることができる光ディスクのト
ラッキング制御光学系を提供することを目的としている
。
発明の要旨
このため、本発明においては、レーザー光源からコリメ
ートレンズに至る発散光束中に、回折格子と偏光ビーム
スプリッタとを配置するようにしたことを基本的な特徴
としている。
ートレンズに至る発散光束中に、回折格子と偏光ビーム
スプリッタとを配置するようにしたことを基本的な特徴
としている。
かかる配置構成において所望の回折ビームを得るために
は、以下の条件を満足する回折格子を用いることが好ま
しい。
は、以下の条件を満足する回折格子を用いることが好ま
しい。
回折格子の格子定数すと±１次回折角ψの関係を以下の
ように設定した光ディスクのトラッキング制御光学系； ｒｔａｎαｈ たたし、 ｆ・・・コリメートレンズの焦点距離 ｒ・・・レーザー光源と回折格子面との光学長αｈ・・
・回折格子の光軸より高さｈの点とレーザー光源とを結
ぶ直線と光軸との間の角度 ｂ・・・上記高さｈにおける格子定数 χ・・・レーザー光の波長 実施例 以下、本発明の実施例について本発明をより具体的に説
明する。
ように設定した光ディスクのトラッキング制御光学系； ｒｔａｎαｈ たたし、 ｆ・・・コリメートレンズの焦点距離 ｒ・・・レーザー光源と回折格子面との光学長αｈ・・
・回折格子の光軸より高さｈの点とレーザー光源とを結
ぶ直線と光軸との間の角度 ｂ・・・上記高さｈにおける格子定数 χ・・・レーザー光の波長 実施例 以下、本発明の実施例について本発明をより具体的に説
明する。
第４図において、１１はレーザー光源としての半導体レ
ーザー、１２は半導体レーザー１１から射出される発散
光束を平行光束に変換するコリメートレンズ、１３はコ
リメートレンズ１２の手前の発散光束中に配置した偏光
ビームスプリッタ、１４は偏光ビームスプリッタ１３と
レーザー光源１１の間の発散光束中に配置した回折格子
、１５はコリメートレンズ１２の次位に配置した１／４
波長板、１６はフォーカスレンズ、１７はビラツキング
制御信号に応じテフォーカスレンズ１６のディスクＤに
対する位置を制御する駆動機構、１８は偏光ビームスプ
リッタ１３により反射されたスポット反射光に対して受
光面１９上において非点収差を発生させるシリンドリカ
ルレンズである。
ーザー、１２は半導体レーザー１１から射出される発散
光束を平行光束に変換するコリメートレンズ、１３はコ
リメートレンズ１２の手前の発散光束中に配置した偏光
ビームスプリッタ、１４は偏光ビームスプリッタ１３と
レーザー光源１１の間の発散光束中に配置した回折格子
、１５はコリメートレンズ１２の次位に配置した１／４
波長板、１６はフォーカスレンズ、１７はビラツキング
制御信号に応じテフォーカスレンズ１６のディスクＤに
対する位置を制御する駆動機構、１８は偏光ビームスプ
リッタ１３により反射されたスポット反射光に対して受
光面１９上において非点収差を発生させるシリンドリカ
ルレンズである。
上記の回折格子１４は、発散光束中にあって、回折０次
および±１次ビームを生成するようにその格子条件を設
定しており、偏光ビームスプリッタ１３を通過したＰ偏
光波は、コリメートレンズ１２によって平行光束に変換
されたのち、１／４波長板１５で円偏光に変換され、フ
ォーカスレンズ１６によって光ディスクＤ上に回折０次
、±１次のスポットｓｏ。
および±１次ビームを生成するようにその格子条件を設
定しており、偏光ビームスプリッタ１３を通過したＰ偏
光波は、コリメートレンズ１２によって平行光束に変換
されたのち、１／４波長板１５で円偏光に変換され、フ
ォーカスレンズ１６によって光ディスクＤ上に回折０次
、±１次のスポットｓｏ。
Ｓ＋１ 、５−１（第２図参照〕として結像される。
これらスポットｓＱ 、 Ｓ＋１ 、 Ｓ−１の反射光
は、フォーカスレンズ１６を通過して平行光束に変換さ
れ、１７４波長板１５に入射する。この場合、反射光の
円偏光は逆回転となっているので、１／４波長板１５を
透過した反射光束はＳ偏光波となり、Ｓ偏光波は偏光ビ
ームスプリッタ１３によってその大部分がシリンドリカ
ルレンズ１８に向けて反射される。シリンドリカルレン
ズ１８は、受光面１９上に各スポットＳ□ 、Ｓ＋１
、ｓ−’ｉの反射光を投射し、第３図について説明した
ように、受光面１９の結像状態から必要なトラッキング
制御情報を得る。
は、フォーカスレンズ１６を通過して平行光束に変換さ
れ、１７４波長板１５に入射する。この場合、反射光の
円偏光は逆回転となっているので、１／４波長板１５を
透過した反射光束はＳ偏光波となり、Ｓ偏光波は偏光ビ
ームスプリッタ１３によってその大部分がシリンドリカ
ルレンズ１８に向けて反射される。シリンドリカルレン
ズ１８は、受光面１９上に各スポットＳ□ 、Ｓ＋１
、ｓ−’ｉの反射光を投射し、第３図について説明した
ように、受光面１９の結像状態から必要なトラッキング
制御情報を得る。
次に、上記回折格子について説明する。
いま、第５図に示すように、透過部３１と不透過部３２
とを格子状に配列した透過格子と呼ばれる回折格子３３
を考えると、この回折格子３３に平行光線が入射したと
きの回折光の強度Ｊは、回折理論から次式で与えられる
。
とを格子状に配列した透過格子と呼ばれる回折格子３３
を考えると、この回折格子３３に平行光線が入射したと
きの回折光の強度Ｊは、回折理論から次式で与えられる
。
ここで、ａ；不透過部の幅 θ；入射角ｂり格子定数
ψ；回折角 ｍ；格子の総本数 χ；波長 λ Ｊ′；入射光の強度。
ψ；回折角 ｍ；格子の総本数 χ；波長 λ Ｊ′；入射光の強度。
入射光が回折格子３３に対して垂直に入射した場合、回
折光強度Ｊは、ｓｉｎψを横軸にとって第６図に示す通
りで、±１次の回折光の方向は、ｓｉｎψ−χ／ｂで±
２次の回折光の方向は、ｓｉｎψ−２χ／ｂである。
折光強度Ｊは、ｓｉｎψを横軸にとって第６図に示す通
りで、±１次の回折光の方向は、ｓｉｎψ−χ／ｂで±
２次の回折光の方向は、ｓｉｎψ−２χ／ｂである。
したがって、０次および±１次の回折光のみを使用し、
かつ光束を有効に利用するためには、±２次の回折光強
度を零にすれはよく、その条件は、２χ／ｂ＝χ／ａ
即ち、ｂ＝２ａであれはよい。
かつ光束を有効に利用するためには、±２次の回折光強
度を零にすれはよく、その条件は、２χ／ｂ＝χ／ａ
即ち、ｂ＝２ａであれはよい。
また、第７図に示すような位相格子３４を回折格子とし
て用いることができるが、この場合、０次および±１次
の回折光のみを得るための条件は、位相差をδとして、 次 δ＝ −（ｒｌＡ−１） ｄ χ で、与、えられる。
て用いることができるが、この場合、０次および±１次
の回折光のみを得るための条件は、位相差をδとして、 次 δ＝ −（ｒｌＡ−１） ｄ χ で、与、えられる。
ここで、χ；波長、 ｎＡ：屈折率、
ｄ；位相部の厚さ。
次に、本発明のように、発散光束中の回折格子１４を配
置する場合の格子条件を考える。
置する場合の格子条件を考える。
第８図に示すように、いま、近軸焦点距離ｆのレンズＬ
に入射高りで光軸と平行な光線が入射し、結像点Ｏより
光学長でｒの距離に配置した回折格子Ｇを通って結像点
Ｏに達するとする。
に入射高りで光軸と平行な光線が入射し、結像点Ｏより
光学長でｒの距離に配置した回折格子Ｇを通って結像点
Ｏに達するとする。
この場合、入射光線と屈折後の光線との交点Ｈと０点と
の距離をｆ１角度をＣｈとすると、この光線の正弦条件
のｚａｓ＃瑳不満足量をＣｈとして、入射高りは、 ｈ ＝ ｆ’ ｓｉｎαｈ−（ｆ＋ｃｈ）ｓｉｎαｈ・
・・（２）で表わされ、また、回折格子Ｇでの高さｈは
、ｈ’−ｒ ｔａｎ ａｈ・＝ （３１で表わされる
から、両者の比は、 ｈ （ｆ ＋Ｃｈ） Ｓｉｎ Ｃｈで表
わされる。
の距離をｆ１角度をＣｈとすると、この光線の正弦条件
のｚａｓ＃瑳不満足量をＣｈとして、入射高りは、 ｈ ＝ ｆ’ ｓｉｎαｈ−（ｆ＋ｃｈ）ｓｉｎαｈ・
・・（２）で表わされ、また、回折格子Ｇでの高さｈは
、ｈ’−ｒ ｔａｎ ａｈ・＝ （３１で表わされる
から、両者の比は、 ｈ （ｆ ＋Ｃｈ） Ｓｉｎ Ｃｈで表
わされる。
コリメート光学系での正弦条件の不満足量Ｃｈは焦点距
離ｆに比べて無視できるので、ｆ十Ｃｈ＋ｆとすること
ができ、平行光束中に設ける場合の回折格子の格子定数
すに対応する発散光束中の回折格子Ｇの格子定数すは、
（４）式から明らかなように、となる。
離ｆに比べて無視できるので、ｆ十Ｃｈ＋ｆとすること
ができ、平行光束中に設ける場合の回折格子の格子定数
すに対応する発散光束中の回折格子Ｇの格子定数すは、
（４）式から明らかなように、となる。
したがって、この回折格子の±１次回折光の角度ψは、
ψ二５ｉｎ−１（λ／ｂ）
ｒ ｔａｎαｈ
となる。
いま、トラッキング制御光学系において、第９図に示す
ようなコリメート光学系を考え、その具体例を示す。
ようなコリメート光学系を考え、その具体例を示す。
Ｔ Ｎ
上記コリメート光学系の焦点距離ｆ ＝ ２１．３５５
。
。
回折格子Ｇの位置ｒ＝１２．５゜
さらに、このコリメート光学系の球面収差（実線）およ
び正弦条件の不満足量Ｃｈ（破線〕を第１０図に示す。
び正弦条件の不満足量Ｃｈ（破線〕を第１０図に示す。
ここで、平行光束中の点（ｘ、ｙ）を通る光線が回折格
子Ｇを通過する点（Ｘ’、 Ｙ’）を求めると、以下の
表の通りとなる。
子Ｇを通過する点（Ｘ’、 Ｙ’）を求めると、以下の
表の通りとなる。
したがって、平行光束中の回折格子即ち、例えば第１図
の従来の回折格子が、第１１図（ａ）に示す平行直線状
のものであるとすると、発散光束中の回折格子即ち、本
発明に用いる回折格子は、第１１図１１））に示すよう
に、従来の回折格子に比べて全体に縮小され、かつ周辺
に行くに従って若干の曲率をもってくるごとき格子形状
となる。
の従来の回折格子が、第１１図（ａ）に示す平行直線状
のものであるとすると、発散光束中の回折格子即ち、本
発明に用いる回折格子は、第１１図１１））に示すよう
に、従来の回折格子に比べて全体に縮小され、かつ周辺
に行くに従って若干の曲率をもってくるごとき格子形状
となる。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光源
とコリメートレンズの間の発散光束中に偏光ビームスプ
リッタと回折格子とを配置した構成であるため、極めて
コンパクトなレーザーピックアップとすることができ、
また、偏光ビームスプリッタは反射光に関してコリメー
トレンズの後方に位置するので従来必要であった収束光
学部品としての平凸レンズも不要とすることができる効
果が得られる。
とコリメートレンズの間の発散光束中に偏光ビームスプ
リッタと回折格子とを配置した構成であるため、極めて
コンパクトなレーザーピックアップとすることができ、
また、偏光ビームスプリッタは反射光に関してコリメー
トレンズの後方に位置するので従来必要であった収束光
学部品としての平凸レンズも不要とすることができる効
果が得られる。
第１図は従来の３ビ一ム方式のトラッキング制御第３図
は受光面の正面説明図、第４図は本発明の実施例にかか
る光ディスクのトラッキング制御光学系を示す構成図、
第５図は透過格子の断面説明図、第６図は回折角ψとし
てｓｉｎψを横軸としたときの回折光強度Ｊの分布を示
すグラフ、第７図は位相格子の拡大断面説明図、第８図
は発散光束中に配置する中 回折格子′）幾何光学系を示す図・第９図は発散光与、
に配置するコリメート光学系の構成図、第１０図は第９
図に示したコリメート光学系の収差図、第１１図は従来
の回折格子と本発明の回折格子とを図式的に示す平面説
明図である。 １１・・・レーサー光源、１２・・・コリメートレンズ
、１３・・・偏光ビームスプリッタ、１４・・・回折格
子、１５・・・１／４波長板、１６・・・フォーカスレ
ンズ、Ｄ・・・光ディスク。
は受光面の正面説明図、第４図は本発明の実施例にかか
る光ディスクのトラッキング制御光学系を示す構成図、
第５図は透過格子の断面説明図、第６図は回折角ψとし
てｓｉｎψを横軸としたときの回折光強度Ｊの分布を示
すグラフ、第７図は位相格子の拡大断面説明図、第８図
は発散光束中に配置する中 回折格子′）幾何光学系を示す図・第９図は発散光与、
に配置するコリメート光学系の構成図、第１０図は第９
図に示したコリメート光学系の収差図、第１１図は従来
の回折格子と本発明の回折格子とを図式的に示す平面説
明図である。 １１・・・レーサー光源、１２・・・コリメートレンズ
、１３・・・偏光ビームスプリッタ、１４・・・回折格
子、１５・・・１／４波長板、１６・・・フォーカスレ
ンズ、Ｄ・・・光ディスク。
Claims (1)
- （１） レーザー光源と、そのレーザー光束を平面波
に変換するコリメートレンズと、レーザー光源トコリメ
ートレンズの間に配置された偏光ビームスプリッタと、
偏光ビームスプリッタとレーザー光源との間の発散光束
中に配置された回折格子とからなる光ディスクのトラッ
キング制御光学系。 （２、特許請求の範囲第１項記載の光ディスクのトラッ
キング制御光学系において、 上記回折格子の格子設定数すと±１次回折角ψの関係を
以下のように設定した光ディスクのトラッキング制御光
学系； ただし、 ｆ・・・コリメートレンズの焦点距離 ｒ・・・レーザー光源と回折格子面との光学長αｈ・・
・回折格子の光軸より高さｈの点とレーザー光源とを結
ぶ直線と光軸との間の角度 ｂ・・・上記高さｈにおける格子定数 χ・・・レーザー光の波長
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12236282A JPS5914138A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 光デイスクのトラツキング制御光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12236282A JPS5914138A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 光デイスクのトラツキング制御光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5914138A true JPS5914138A (ja) | 1984-01-25 |
Family
ID=14834005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12236282A Pending JPS5914138A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 光デイスクのトラツキング制御光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5914138A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202012013496U1 (de) | 2011-01-13 | 2017-03-15 | Daniel Weiss | Schweisskopf |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128720A (ja) * | 1974-09-04 | 1976-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPS57100636A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-22 | Trio Kenwood Corp | Optical information reader |
-
1982
- 1982-07-14 JP JP12236282A patent/JPS5914138A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128720A (ja) * | 1974-09-04 | 1976-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPS57100636A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-22 | Trio Kenwood Corp | Optical information reader |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202012013496U1 (de) | 2011-01-13 | 2017-03-15 | Daniel Weiss | Schweisskopf |
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