JPS5952437A - 光学式再生装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は光学式再生装置に１タコシ、特にフォーカス誤
差信号を得るための手段を改良したものである。

背景技術とその問題点 従来、レーザ光源よりのレーザビームを対物レンズを用
いて光学式ディスクの記録面上に集束せしめ、その再生
ビームを光検出器の検出向に照射することにより、光検
出器より再生信号を得るようにした光学式再生装置があ
る。

かかる光学式再生装置に於（・て、従来光検出器の光検
出面を円形にすると共に、この光検出面を４等分して４
象限の光検出部に分割し、光検出器の前面側に半円柱レ
ンズを配し、第１及び第３象限の光検出部の検出出力の
和と、第２及び第４象限の光検出部の検出出力の和との
差Ｉ／（−よりフォーカス誤差信号を得、これにより対
物レンズの軸上の位置を制御して、フォーカスザーボを
行なうようにしたものがある。以下、これについて図面
を径照して説明する。

第１図は千円柱レンズ（１）を全体として示し、（２）
はその半円柱面、（３）は矩形の平面である。この平面
（３）上に、その中心を原点Ｏとし、半円柱面（２）の
母線に平行なＸ軸、直角なＹ軸及び平面（３）に垂直な
Ｚ軸から成る直交座標を設ける。又、Ｚ軸上に於いて、
レンズ（１）の半円柱面（２）側で原点０から所定距離
の点を原点Ｏ′とし、Ｚ軸と直角な平面内にＸ軸及びＹ
軸の各正側と夫々４５°の角度をなすＸ軸及びこれと直
角なｙ軸から成る他の直角座標を設ける。そして、この
Ｘ、ｙ面内に光検出器の円形の光検出面が一致するよう
にし、とのｘ、ｙ軸にて光検出面を４等分して光検出器
を４象限の光検出部に分割する。

そして、レンズ＋１）の平面（３）側に、第２図に示す
如く光軸がＺ軸と一致し、平面（３）上のスポット（４
）が円形（第２図は斜視図である）となる集束ビームを
入射せしめる。円形のスポット（４）に対し、Ｘ軸、Ｙ
軸と４５°の角度をなす半径上の軸ａ　％　ｄを第１〜
第４象限■〜■に仮りに設ける。

さて、上述した如く集束ビームがレンズ（１）の平面（
３）に入射した場合のレンズ（１）のＸｏＺ断面及びＹ
ＯＺ断面に於ける光線ｔ５１　、　（６）の軌跡一つい
て、第３図を参照して説明する。レンズｔｌ）のＹＯＺ
断面に入射する光線（６）は、ＹＯＺ断面は厚さ一定で
あるので、その出射光は入射光と平行に進み、Ｚ軸上の
点Ｐを通過する。レンズ（１）のＸＯＺ断面に入射する
光線（５）は、ＸＯＺ断面が凸レンズを構成しているの
で、Ｚ軸側に屈折し、Ｚ軸上の点Ｐの手前の点Ｐ′を通
過する。

さて、第３図に於いて、点Ｐ　、　Ｐ’の中間の点０′
（第１図参照）に光検出器の光検出面ＤＴが位置し、光
検出面ＤＴ上の照射ビームのスポラ）　＋４’）は第５
図に示す如く円形になったとき、対物レンズよりの集束
ビームが光学式ディスクの記録面に焦点を結ぶものとす
る。。かくすると、対物レンズよりの集束ビームの焦点
が光学式ディスクの手前か向う側に結ばれたということ
は、光検出器の光検出面の位置が点Ｏ′より手前の点α
か向う側の点βにずれたことと等価になり、夫々光検出
器の光検出面ＤＴのスポラ）　＋４’）は、第４図及び
第６図に示す如く楕円となる。即ち、この楕円スポット
＋４’）は第４図の場合は第１及び第３象限１．Ｉに於
いてＸ軸に対し４５°の方向に長径を有し、第６図の場
合は第２及び第４象限１　、　ＩＶに於いてＸ軸に対し
４５°の方向に長径を有する。尚、第４図〜第６図に於
いて、軸ａ′〜ｄ′は夫々第２図の軸ａ　％　ｄに対応
する。

そこで、光検出器の光検出面がスポット（石より太きい
ものとすれば、４象限の光検出部のうち、第１及び第３
象限１．ＩＮの光検出部の検出出力の相と、第２及び第
４象限■、■の光検出部の検出出力の和との差により、
対物レンズの光学式記録媒体に対するフォーカス誤差信
号が検出される。

従って、上記差が零となるように対物レンズをその光軸
上に移動させることにより、フォーカスサーボが可能と
なる。

しかしながら、かかる光学式再生装置では、半円柱レン
ズ（１）の出射ビームは、ビーム分布の相似性が保たれ
てい１よいため、半円柱レンズを光検出器と組合せた場
合、光検出器から、光分布の対称性による正しいトラッ
キング誤差信号（フォーカス誤差信号と分離して）を得
ることは困與６である。

しかも、半円柱レンズ（１）の、光検出器の光検出面Ｄ
　Ｔに対する光軸上の位置が固定されるほか、レンズ（
１）の製作も困難である。

発明の目的 かかる点に鑑み、本発明は光学素子の製造が容易、光学
素子の光検出器に対する位置決めが容易で、光検出器〃
・らフォーカス誤差信号と共に、光分布の対称性りによ
る正しいトラッキング誤差信号をも祠ることのできる光
学式再生装置を提案せんとするものである。

発明の概要 本発明は、光学式記録媒体にビームを照射して得た再生
集束ビームが入射する光検出器と、（１）生集束ビーム
の光路中に配されたその光軸にｊ１４　ｊ（、ｉな透明
平行平板とを有し、透明平行平板を光軸を含む平面で光
軸に対称に複数に分割された光学的厚みの異なる第１及
び第２の領域にて４：’を成し、１１ｆ生集束ビームの
うち第１及び第２の領域を通過した第１及び第２のビー
ムの第］及・び第２の結像点の略中間位置に光検出器の
光検出面を自己すると共に、光検出器を夫々第１及び第
２のビームを各号１」に受光する第１及び第２の光検出
部にて構成し、第１及び第２の光検出部よりの第１及び
第２の検出信号の差からフォーカス誤差信号を得るよう
にしたものである。

かかる本発明によれば、光学素子の製造が容易、光学素
子の光検出器に対する位置決めが容易−で１光検器かも
フォーカス誤差信号と共に、光分布の対称性ｄによる正
しいトラッキング誤差信号をも得ることのできる光学式
再生装置を得ることができる。

実施例 以下に図面を参照して、本発明の一実施例を詳細に説明
する。先ず、光学式ディスクにビームを照射して得た再
生集束ビームの光路中に配さｈたその光軸に垂直な透明
平行平板（力について、第７図及び第８図について説明
する。尚、第８図の（９）しま後述する偏光ビームスプ
リッタｔｔａ　＜第１３図参照）よりの平行ビームを集
束ビームにするための凸レンズである。尚、凸レンズ（
９）は用いない場合もある。

透明平行平板（力は第７図に示す如く、円板状で、共に
光軸Ｚを含む互いに直交する２千面、即ちＸ２面、ＹＺ
面で区切られた４象限の領域（７ａ）〜（７ｄ）を有し
、第１及び第３象限の領域（７ａ）　。

（７Ｃ）の光学的厚味が互いに等しく、第２及び第４象
限の領域（７ｂ）、（７ｄ）の光学的厚味が互いに等し
く、且つ第１及び第３象限（７ａ）、′（７ｃ）の領域
の光学的厚味と、第２及び第４象限の領域（７ｂ）、（
７ｄ）の光学的厚味とが互いに異なり、各領域（７ａ）
〜（７ｄ）が夫々軸対称性を有するものである。

ここでは、透明平行平板（７）に点対称に中心角が９０
°の１円の切欠（７’ａ）、　（７’ｃ　）を形成し、
その内部の空気層を第１及び第３象限の領域（７ａ）、
（７ｃ）とし、他の部分を第２及び第４象限の領域（７
ｂ）、（７ｄ）としたものである。扇形の切欠（７’ａ
　）　、　（７’ｃ　）の各辺は又又はＹ軸上に位置す
る。

光通過媒質の光学的厚みは、物理的厚みに、その媒質の
屈折率を掛けたものである。従って、透明平行平板（７
）の第１及び第３領域（７ａ）、（７ｃ）と、第２及び
第４領域（７ｂ）、（７ｄ）とはその物理的厚み又は媒
質の屈折率を異ならせれば良い。即ち、透明平行平板（
力を同じ屈折率のガラス、プラスチック（例えばアクリ
ル）等で作り、その第１及び第３領域（７ａ）、（７Ｃ
）と第２及び第４領域（７ｂ）、（７ｄ）とでその厚み
を異ならせるとか、厚みは一定にしておいて、各領域と
して屈折率の異ｌＬる媒質を設け、それらを接着剤を用
いて貼り合わせるようにしても良い。

又、Ｚ軸上に於いて、透明平行平板（力の平向（第８図
の右側の平面Ｘ７Ｂ）上の原点Ｏかも所定距離の点を０
′とし、Ｚ軸と直角な平面内に於いて、ｙ軸及びｙ軸と
夫々平行なｙ軸及びｙ軸から成る直角座標を設ける。そ
して、第９図〜第１１図に示す如く、このＸ、・ｙ平面
内に光検出器の円形の光検出面（８）が一致するように
し、このｘ、ｙ軸にて光検出面（８）を４等分して光検
出器を４象限の光検出部（その各光検出面を（８ａ）〜
（８ｄ）とする）に分割する。

そして、レンズ（力の平面（７Ａ）側に、光軸がＺ軸と
一致し、透明平行平板（７）の平面（第８図の左側の平
面＞　（７Ａ）上の断面が円形となる集束ビームを入射
せしめる。

さて、上述した如く集束ビームが透明平行平板（７）の
平面（７Ａ）に入射した場合の、ＸＭ上の断面の第１象
限及び第４象限の領域（７ａ）、（７ｄ）に入射するビ
ーム（５１、（６１の軌跡について、第８図を参照して
説明する。透明平行・平板（７）の第１象限の領域（７
ａ）に入射するビーム（５）は直進してＺ軸上の結像点
Ｍｌを通過する。第４象限の領域（７ｄ）に入射するビ
ーム（６）は領域（７ｄ）で図のように屈折し、Ｚ軸上
の結像点Ｍ１の向う側の結像点Ｍ２を通過する。

さて、第８図に於いて、結像点Ｍ１　ｒＭ２の中間の点
Ｏ′（第７図参照）に光検出器の光検出面ＤＴが位置し
ているときに、光検出面ＤＴ上の照射ビームのスポラ）
　（４’）が第１０図に示す如く円形になったとき、対
物レンズよりの集束ビームが光学式ディスクの記録面に
焦点を結ぶようにする。かくすると、対物レンズよりの
集束ビー昼焦点が光学式ディスクの手前か向う側に結ば
れたということは、光検出器の光検出面ＤＴの位置が点
Ｏ′より手前の点αか向う側の点βにずれたことと等価
になり、夫々光検出器の光検出面ＤＴのスポット前は、
第９図及び第１１図に示す如く半径の異なる１円の組合
わされたものとなる。第９図のスポット（４１は第２及
び第４象限の径が大きい７円と、第１及び第３象限の径
が小さい７円とから構成されている。第１１図のスポッ
ト（４）は、第１及び第３象限の径が大きい１円と、第
２及び第４象限の径が小さい７円とから構成されている
。

第９図〜第１１図に於いて、スポット（４）の各象・　
　　１ 眼内の光量は等しいか、１円の半径が異なる場合は単位
面積当りの光量が異なるため、明暗ができる。

そこで、第９図〜第１１図に示す如く、光検出器の光検
出面（８）の輪郭を、半径の小さい１円の半径より僅か
半径の小さい円形となし、その光検出面（８）をＸ軸、
ｙ軸で４等分して４象限の光検出面（８ａ）〜（８ｄ）
を形成する。かくすると、各光検出部の検出出力はその
スポット（４）の単位面積当りの光量に比例する。

尚、ある面に集束ビームが照射されている場合に、その
集束ビームのスポット内の円形領域丙の光量（％）と、
そのビームの集束状態との関係は＠１２図の曲線Ｓ１．
Ｓ２．Ｓ３の如くである。曲線Ｓｌは集束ビームがその
面で焦点を結んだ場合であり、曲線Ｓ２．Ｓ３はその面
の前後に焦点を結んだ場合の曲線を示す。従って、所定
の半径ρ０の円形領域での光量（エンサークルドエネル
ギー）を検出すれば、集束ビームのその面上での集束状
態を検出することができる。

そこで、光検出器の４象限の光検出部のうち、第１及び
第３象限Ｉ、Ｉ［の光検出部の検出出力の和と、第２及
び第４象限１．ＩＶの光検出部の検出出力の和との差に
より、対物レンズの光学式記録媒体（ディスク）に対す
るフォーカス誤差信号が検出される。従って、上記差が
零となるように対物レンズをその光軸上に移動させるこ
とにより、７オーカスサーボが可能となる。

又、この透明平行平板（７）の出射ビームはビーム分布
の相似性が保持されるから、透明平行平板（７）を光検
出器と組合せることにより、光分布の対称性による正し
いトラッキング誤差信号を得ることができる。その方法
としては、上述の差の検出出力から周波数分離によりフ
ォーカス誤差信号（低周波）及びトラッキング誤差信号
（高周波）を得ることができる。又、光検出器の４象限
の光検出部のうち、第１及び第２（又は第１及び第４）
象限Ｉ、ｌ（１，ｌＶ）の光検出部の検出出力の和と、
第３及び第４（又は第２及び第３）象限Ｉ　、　ＩＶ（
ＩＩ、Ｉ）の光検出部の検出出力の和との差により、ト
ラッキング状態が検出される。従って、この差が零とな
るように例えばトラッキングミラーを制御してトラッキ
ングサーボを行なえば良い。

尚、再生信号は、全ての光検出部の検出出力の和により
得られる。

次に、第１３図を診照して、本発明による光学式再生装
置の一例一ついて説明する。レーザー光源叫からの発散
レーザービームなコリメータレンズａＩ）により平行ビ
ームにし、これを偏光ビームスプリッタ（１２＋　−７
波長板（１３１を介してガルバノミラ−（トラッキング
ミラー）　（１４１にて反射させて後、対物レンズ（１
９により光学式ディスク（１６）上に焦点を結ばせるよ
うにする。この光学式ディスク１１６１の反射ビームを
対物レンズ（１つ一ガルバノミラー（１４１−”波長板
０りを介してビームスプリッタ（１，２＋に入射せしめ
、その反射波たる略平行なビームをレンズ（９）に供給
して集束ビームとなし、この集束ｅ−ムを透明平行平板
（７）を介して光検出器ｕ′７）の光検出面（８）上に
焦点を結ばせる。０８１は光検出器（１７）の各検出部
よりの検出出力の得られる４つの出力端子である。

尚、例えば、透明平行平板（力を４５°ずつに８等分し
、その８．つの領域の光学的厚みを２種類にして、１つ
置きの領域の光学的厚みを等しくし、それに対応して光
検出器（１７）の光検出面（８）を４５°ずつに８等分
してその各光検出部を透明平行平板（力の各領域に対応
させるようにしても良い。この場合は１つ置きの光検出
部の検出信号の相と、他の１つ置きの光検出部の検出信
号の和との差により）オーカス誤差信号を得ることがで
きる。従って。

透明平行平板（７）及び光検出器ｔｔｎの分割数は上述
に限られない。

、又、光検出器αＤはその光検出面（８）が円環状であ
っても良い。

かかる光学式再生装置によれば、光学素子の製造が容易
、光学素子の光検出器に対する位置決めが容易で、光検
出器からフォーカス誤差信号と共に、光分布の対称性の
による正しいトラッキング誤差信号をも得ることのでき
る光学式再生装置を得ることができる。

発明の効果 かかる本発明によれば光学素子の製造が容易、光学素子
の光検出器に対する位置決めが容易で、光検出器からフ
ォーカス誤差信号と共に、光分布の対称性のによる正し
いトラッキング誤差信号をも得ることのできる光学式再
生装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は半円柱レンズを示す斜視図、第・２図はビーム
スポットを示す斜視図、第３図は半円柱レンズの入射光
線の軌跡を示す線図、第４図、第５図及び第６図は夫々
ビームスポットを示す線図、第７図は本発明に使用する
透明平行平板の一例を示す正面図、第８図は第７図の透
明平行平板の入射光線の軌跡を示す線図、第９″図、第
１０図及び第１１図は夫々ビームスポットを示す線図、
第１２図は特性曲線図、第１３図は本発明による光学式
再生装置の一実施例を示す配置図である。 （力は透明平行平板、（７ａ）〜（７ｄ）はその４象限
の領域、（８）は光検出面、（８ａ）　〜（８ｄ）はそ
の４象限の光検出面、（ｌηは光検出器である。 同　　松隈秀盛。−１ 、・ゞ−′ −・、゛ 第１− ！ ２２５ 第４図 ＠５図・ 矛 第６図 第９図 イ 手続補正書 昭和５７年１１月　１１日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 （特許庁審判長　　　　　　　　　　　殿）１、事件の
表示 昭和５７年特許願第　１６１８１１　号２・発明の名称
　　光学式再生装置 ３、補正゛をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名称（２１
８）　　ソニー株式会社 代表取締役　大　賀　典　雄 ４、代　理　人　東京都新宿区西新宿１丁目８番１号（
新宿ビル）置東京（０３）３４３−５８２１　（代表）
（３３８８）　　弁理士　伊　　　　藤　　　　貞７、
補正の対象　　　明細書の発明の詳細な説明の欄（１１
ＢＡ＠′書中、第５頁１６行「装置では、」の次に「フ
ォーカス状態が前後にずれた場合、」を加入する。 （２）同、同頁１７行「ビーム分伯」とあるを「入射ビ
ームに対尼で分布」と訂正する。 （３）同、同頁１９行「光検出器がら」とあるを「光検
出器の４象限の検出出力から」と訂正する。 （４）　　同、同頁末行「にょる正しい」とあるを「に
より症挫敏」と訂正する。 （５）　　同、同頁末行〜第６頁′１行「（フォーカス
・・・・困難である０」とあるを次のように訂正する。 、「を得ようとすると、フォーカス誤差信号の影響を受
けることになる。」 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学式記録媒体にビームを・照射して得た再生集束ビー
   ムが入射する光検出器と、上記再生集束ビームの光路中
   に配されたその光軸に垂直な透明平行平板とを有し、該
   透明平行平板を上記光軸を含む平面で該光軸に対称に複
   数に分割された光学的厚みの異なる第１及び第２の領域
   にて構成し、上記再生集束ビームのうち上記第１及び第
   ２の領域を通過した第１及び第２のビームの第１及び第
   ２の結像点の略中間位置に上記光検出器の光検出面を配
   すると共に、該光検出器を夫々上記第１及び第２のビー
   ムを各別に受光する第１及び第２の光検出部にて構成し
   、該第１及び第２の光検出部よりの第１及び第２の検出
   信号の差からフォーカス誤差信号を得るようにしたこと
   を特徴とする光学式再生装置。