JPS59215029A - 光学情報再生装置 - 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】 この発明は、光学情報再生装置に関する。

光ビームを記録ディスク上に収束させ、この記録ディス
クからの反射ビームを、光学系を介して光検出素子に導
と、光学清報を再生する光学情報再生装置が知られてい
る。

と０ような光学情報再生装置として、出願人は先に、集
光レンズとシリンドリカルレンズを含む光学系と、縦割
３分割の光検出素子を用いる方式りもＤを、提案した（
特願昭５８−５７０４０号）。

本発明は、この特願昭５８−５７０４０号において提案
された光学情報再生装置の改良に係るもＤである０で、
以下にまず、この装置について簡単に説明し、あわせて
、本発明により改良しようとする問題点をのべる。

判・１図は、上記光学情報再生装置’Ｔ＞ｘ例を示して
いる。

周・１図において、符号ｌは光源、符号２はハーフプリ
ズム、符号３は、コリメートレンズ、符号４は対物レン
ズ、符号５は記録ディスク、符号６はシリンドリカルレ
ンズ、符号７は光検出素子を、そわそわ示している。

また、以後の位置関係Ｏ説明のために、Ｘ方向およびＹ
方向を図り如く定め、訓・１図において、図面に直交す
る方向をＺと定める。

光源１は、この実症例においてレーザーダイオードであ
る。

光源１から放射さＪまた放射角のある光束は、ハーフミ
ラ−面を有するハーフプリズム２に入射し、こＯハーフ
プリズム２をＹ方向に透過した部分が、コリメートレン
ズ３により平行光束とされ、対物し／ズ４に入射し、対
物レンズ４０作用により、記録ディスク５上に集束的に
照射される。刃・１図において、記録ディスク５におけ
る、トラックＤ配列方向はＺ方向である。

記録ディスク５を照射した光ビームは、反射ビームとな
って、対物し／ズ４をＹ方向逆向ぎに透過し、コリメー
トレンズ３に次いで、ハーフプリズム２に入射する。そ
して、こ０ノ・−ノブリズム２によって、Ｘ方向逆向き
に反射される成分が、光検出素子７に導か、ｌする。

コリメートレンズ３は集束し／ズである。

シリンドリカルレンズ６は、Ｙ方向にパワーを有するが
、２方向にはパワーをもたない。従って、シリンドリカ
ルレンズ６から、光検出素子７１＼向う光束は、Ｙ方向
とＺ方向とで集束性か異なる。

すなわち、Ｚ方向の集束性は、集光レンズたるコリメー
トレンズ３により定まるが、Ｙ方向の集束性ハコリメー
トレンズ３と７リンドリカルレノズ６とによって定まり
、シリンドリカルレンズ６Ｄパワー０ため、Ｚ方向に比
して、Ｙ方向０集束傾向がつよい。

今、ｇ□　１図に示すように、光ビームが、記録ディス
ク５Ｌｒ）トラック上に正しく集束していると、記録デ
ィスク５からの反射ビームは、対物レンズ透過後、平行
光束となり、光検出素子７へ導か牙１つつ、Ｙ方向にお
いては、光軸上’Ｉ）ｆ２，９に集束し、Ｚ方向におい
ては、同光軸上ｆｒ）、ｆｌ　　点に集束する。

すなわち、１・１図り点ｆ１　　は、反射ビームＤ光路
上における、集光レンズとしてのコリメートレンズ３の
焦点であり、Ａ、ｆ２　は、コリメートレンズ３とシリ
ンドリカルレンズ６０合成焦点である。

ここで、矛２図を参照すると、矛２図’ＱＰＱ　　点は
合成焦点ｆ２’）位置、ＬＯ点は焦点ｆ１Ｌｒ）位置、
Ｑｏ　　点は、ｐｏ　　点、ＬＱ　　点り中間の所定の
位置を示している。そこで、今、Ｐｏ　　点における反
射ビーム０形状、すな゛わち、反射ビームに直交する平
面上での光束断面り形状を考えると、ｐｏ　　、＋ｉに
おいては、光束は、Ｙ方向に偏平な形状りとなる。

すなわち、こＯ形状Ｄ′ｒ）長、さ方向はＺ方向である
。

逆に、Ｌｏ　　、５での反射ビームの形状は、Ｚ方向に
偏平で、Ｙ方向を長手方向とする、形状Ｈとなる。

そして、Ｐｏ、Ｌｏ両点の中空の位ｆｔＱｏ、＋＃では
、反射ビームの形状は、円形状Ｅとなる。

光検出素子７は、反射ビームの形状が、円形と　５− なる、まさにＱｏ　　Ａに配備さ、１９る０である。な
お、牙２図において１１≠１２であるが実際上は、一般
に１１＝１２となるように光学系を設計する。

ととろで、対物レンズ４から、記録ディスク５が遠ざか
るようにすわると、反射ビームは、対物レンズ４を透過
した０ち、平行光束とならず、若干集束性となるので、
光検出素子７へ向う光束ＤＹ方向、２方向り集束位置は
、ともに、ｈ、ｆ＋点よりも牙１図で右側へすねること
になり、光検出素子７における反射ビーム形状は、Ｚ方
向において偏平化する。

逆に、記録ディスク５が対物レンズ４に近づくようにす
わると、光検出素子７上り反射ビームはＹ方向において
偏平化する。

さて、光検出素子７は縦割３分割のものであって　、３
１７３図に示すように、Ｚ方向において１，３分−割さ
れている。各エレメ／トＡ、、Ｂ、Ｃ相互間は、互いに
絶縁されていることは、いうまでもない。

図中、破線でハツチを捲した部分は、反射ビームの、光
検出素子７上の形状を示す。こわまでＤべ＝　６− てきたことからして、坩・３図（Ｉｆ）に示す状態が、
光ビームが正しく、記録ディスク５上に合焦している状
態、１・３図（１）が、記録ディスク５が対物し／ズ４
に近づいた場合、ゴ・３図（■、）が遠ざかった場合に
相当することは、容易に理解されるであろう。

ソコテ、光検出素子７Ｄ各ニレメン）　Ａ　＋　　Ｂ　
ｔＣから得られる出力、すなわち光電変換信号を、そわ
そわ、対応的にａ、ｂ、ｃとしよう。

そして、反射ビームの大きさと、エレメントＡ。

Ｂ、ＣＤ大きさとを調整し、合焦状態０とき、すなわち
、剖・、３図、（■）に示す状態のとき、ａ　ご　ｂ＋
ｃ となるように調整する。

すると、フォーカス信号ＦＣとしては、ＦＣ＝（ｂ＋ｃ
）〜ａ を用い牙１ばよい。このフォーカス信号を０となるよう
に、対物し／ズ４と記録ディスク５との距離を調整して
、前述の合焦状態を実印できる。

又、光ビームの集束位置がトラック配列方向へすわると
、トランクの配列方向がＺ方向であることに対応して、
光検出素子７への反射ビームＤ入射位置も２方向・＼ず
わるＤで、トラック信号ＴＲとしては、 ＴＲ：＝ｂ−ｃ を用いねば良く、このトランク信号ＴＲを０とするよう
に調整するごとによりトラッキング調整を行うことかで
きる。

又、検出すべきＲＦ　信号は、 Ｒ，Ｆ＝ａ＋ｂ＋ｃ と構成される。

こＯような、光学情報再生装置は１，３分割の光検出素
子を用いるって、光学系の位置調整が容易であり、作業
能率が高く、信頼性が高い、又、調　゛整Ｏ容易性にと
もない、部品構成、組立加工が簡単と７Ｚす、精度のよ
い装置を得ることかできる。

又、シリンドリカルレンズを用い、反射ビーム０形状０
変化を利用して、フォーカス信号、トランク信号等を得
るので、検出感度が高い。しかし、以下に述べるごとき
点で、なお、改良の、余地がある。

すなわち、とＤ光学情報再生装置においては、前述り如
く、トラッキング信号として、ＴＲ＝ｂ−ｃを用いてい
る。しかるに、記録ディスク５が対物し／ズ４から遠ざ
かるにつわて、光検出素子７上り反射ビームＤ形状がＹ
方向に偏平となるにつわて、トラッキング信号Ｏ検出感
度が徐々に低下し、Ｙ方向に゛偏平化した反射ビームが
、牙４図０如くニレメン）Ａ内に完全に含まわてしまう
と、極端に感度が低下することになる。この逆に、反射
ビームがＺ方向に偏平化する場合には、こＤような検出
感度り低下は、殆ど問題とならない。

そこで、本発明０目的は、上述Ｄ１　トラッキング信号
力検出感度の変動を防止し、安定した検出感度でトラッ
キング信号を検出しうる、光学情報再生装置を提供する
ことである。

９− 以下、本発明を説明する。

本発明り光学情報再生装置は、その光学系、すなわち、
記録ディスクからの反射ビームを光検出素子に導く光学
系として、少くとも、集光レンズ、シリンドリカルレン
ズを有するものを用いる。

本発明０特隊とするところは、主として、用いられる光
検出素子にある。

すなわち、本発明の光学情報再生装置に用いろねる光検
出素子は、縦割４分割り光検出素子である。こＤ光検出
素子を構成する４つ０エレメ／ト０うち、少くとも中央
部０２つＤエレメントは、互いに略同−形状を有１−で
いる。

こＤ光検出素子は、上記集光し／ズＤ焦、貞と、シリン
ドリカルレンズ及び集光レンズの合成焦点との間で、光
ビームがｄｒ！録ディスク上に合焦したとき、反射ビー
ムが円形となる光軸上り位置に配設さ」する。

そして、合焦状態においで、中央部０２つ０エレメント
の出力の和と９両端部０エレメ／ｌ−’７）出力Ｏ和と
が、互いに等しくなるように、光検出累　１０− 子が構成さ牙するのである。

以下、具体的な例に即して説明する。

ｊ・５図は、本発明り光学情報再生装置０１例を要部の
み説明図的て示している。

牙１図に示す装置とＤ差異は、使用されている光検出素
子７０が縦割４分割のも０である、という、屯りみであ
る。従って、同−Ｇ機材については、ｊ・５図において
も、１・１図におけると、同一の符号を用いている。な
お、こ０例でも、一般に、矛２図で１１＝１２となるよ
うに光学系の設計が行なわわる。

光検出素子７０は、牙６図に示すように、縦割４分割り
もので、Ｚ方向において４分割さねている各ニレメン）
Ｐ、Ｑ、Ｒ，８間が絶縁さねていることはいうまでもな
い。牙６図において、光検出素子７０Ｊ：ｎ、破線でハ
ツチを殉じた部分は、反射ビームＤ、素子７０上Ｏ形状
を示す。」・３図との対応から明らかなように、」・６
図（１）は、光ビームが正しく記録ディスク５上に合焦
している状態を示す。父、刃・６図（１）は、記録ディ
スク５が対物し／ズ４に近づいた場合、同図（ＩＩ＋　
）は、遠ざかった場合を、そ牙１ぞ牙１示す。

４つｎｘレメｙｌ−Ｐ、Ｑ、Ｒ，Ｓ’７’）うちφ）中
央部０２つ、ニレメンＩ−Ｑ、Ｒは、互いに略同−の形
状を有する。

エレメントＰ、Ｑ、Ｒ，Ｓ’７）出力、すなわち光電変
換信号を、例によって、対応的に１’）＋　　ｑ＋ｒ＋
Ｓと示ずことにしよう。

エレメントＰ、Ｑ、Ｒ，Ｓ’７）形状は、牙６図（Ｉ）
に示す状態、すなわち合焦状態において、ｑ、　＋　ｒ
さｐ＋ｓとなるように設定される。

フォーカス信号ＰＣＩとしては、 ＰＣＩ：＝（ｐ＋５）−（ｑ十ｒ） を用い、このフォーカス信号ＰＣＩをＯとなるように、
記録ディスク５と対物し／ズ４との距声１ｆを調整する
。

又、検出すべき清報信号ＲＦ＋としては、ＲＦＩ　＝　
ｐ　＋ｑ＋ｒ　十ｓ を用いる。

さて、トラッキング信号ＴＲＩとしては、ＴＲ＋　＝　
（ｐ　＋　ｑ　）　−（ｒ　＋　ｓ　）を用いる。

このようにすると、テフォーカス状態で、反射ビーム０
形状が、牙６図（１）Ｌｒ）如き状態となっても、適正
なトラツキツク信号検出を行うことが可能である。すな
わち、３分割り光検出素子を用いる」場合に問題となる
、トラッキング信号り検出感度の変動を除去することが
でき、常に安定した感度で、トラノ゛キ／り信号検出を
行なうことができる。

とＤように、本発明によ灼ば、縦割３分割り光検出素子
を用いる光学情報再生装置０有する利点を、そＤまま生
かしつつ、しかも常に安定したトラッキング制御を行う
ことができる、光学情報再生装置を提供できる。

なお、縦割４分割り光検出素子７０につい′て、Ｚ方向
において、牙７図の如き寸法α、βを考える　１３− と、光検出素子７０を構成する上で、 β〉■、２α とした場合に、信号検出の感度が良好であることが、発
明者ら０実験によって確認されている。

【図面の簡単な説明】

牙１図ないし牙４図は、従来技術および、その問題点を
説明するため０図、」・５図は、本発明Ｄｌ実癩例を示
す光学配置図、１・６図は、本発明を説明するため０図
、牙７図は、本発明Ｏ￥殉上、好ましい光検出素子の条
件を説明するため０図である。 ■・・・光源、２・・・ハーフプリズム１、つ・・・コ
リメートレンズ（集光レンズ）、４・・・対物レンズ、
５・・・記録ディスク、６・・・シリンドリカルレンズ
、７（Ｊ・・・縦割４分割り光検出素子 −１４＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ビームを記録ディスク上に収束させ、こＩ７）記録デ
   ィスクからＯ反射ビームを、光学系を介して光検出素子
   に導き、光学情報を再生する光学情報再生装置であって
   、 記録ディスクからの反射ビームを光検出素子に導く光学
   系を、少くとも、集光レンズ、シリ７ドリカルレンズを
   有するものとし、 上記光検出素子として、少くとも中央部０２つのエレメ
   ントを略同形状とした、縦割４分割り光検出素子を用い
   、 こＯ光検出素子を、上記集光し／ズの焦点（ｆｌ）と、
   上記シリンドリカルレンズおよび集光レンズの合成焦点
   （ｆ２）との間で、上記光ビームが記録ディスク上に合
   焦したとぎ、上記反射ビームが円形になる光軸上の位置
   に配設し、 かつ、上記合焦状態において、上記光検出素子０中央部
   ｌ７）２つＤエレメント’７’）出力の和と、両端部の
   エレメントの出力の和とが、互いに等しくなるように、
   上記光検出素子を構成したことを特徴とする、光学情報
   再生袋Ｗ。