JPS6050638A - 光信号検出装置 - 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］ 本発明は光学式ディスクプレーヤに使用さｎる光信号検
出装置に関する。

（従来技術］ 光学式ディスクプレーヤに使用さｎる光信号検出装置に
は、光の集束点にディスク上の光学的情報信号を位置さ
せて信号を読み取るため、上記信・号そのものを読み取
る機構と、上記集束点と上記ディスク上の光学的情報信
号との位置関係を検出する機構とが必要である。この位
置関係を検出する機構とが必要でちる。この位置関係は
、集束レンズの光軸方向の位置関係と、上記ディスク上
の光学情報信号列方向と集束レンズの光軸方向の両方に
垂直な方向の位置関係の２つに大別することができ、そ
ｔぞｎの位置関係に関する検出信号は、前者がフォーカ
ス信号、後者がトラック信号と呼ばしる。

このフォーカス信号とトラック信号の検出方法に関して
は、すでに幾つかの方法が提案さしているが、そ扛らは
全て、光の集束点とディスク上の光学的情報信号との位
置関係に依って光電変換面上の光の強度分布が変化する
様に構成さｔｙｃものである。そして、その光電変換素
子として複数に分割さ扛た半導体光電変換素子を用い、
分割さｎたそ扛ぞｎの部分の光強度を電気信号の形で検
出して、そ扛ぞＣの光強度の関係からフォーカス及びト
ラック信号を得ている。従って、この光電変換素子の位
置が不適当な位置になっていると、分割さｎた各部分の
強度の関係に狂いを生ずるので、この光電変換素子と、
そこに入射する信号光との位置関係には非常に高い精度
が要求さｎる。そのため、光信号検出装置の組み立て時
に於いて、上記信号光の光軸と光電変換素子の位置を微
調整する必要が生じ、光信号検出装置の組み立ての工程
が非常に複雑になっていた。

（発明の目的〕 本発明は、上述の如き問題点を解決したものである。即
ち、複数に分割さｎｆＣ，光電変換素子の代わシに１仕
切シの無い二次元竿導体位置検出素子を用いることによ
って、光電変換素子、即ち上記位置検出素子とそこに入
射する信号光との位置関係の精度を格段に緩やかなもの
とし、光信号検出装置の組み立て時に於ける光電変換素
子の位置の微調整の必要を無くしたのである。このこと
は、光信号検出装置の組み立て工程の大幅な簡略化を意
味する。

（発明の構成〕 ここで、半導体装置検出素子について図面を用いて簡単
に説明する。第１図は、半導体装置検出素子の受光面側
の正面図でちる。受光面（１）の海には電極（２）が設
けらｎｌそｆぞ；ｎ、Ｍ５子ｘｔ　ｘ’　ｐ　ＹＹｌが
接続さｎている。今、点（４）に光スポットが入射した
ものとすると、端子Ｘ、ＸＩ、Ｙ、Ｙｌに於ける電気出
力Ｘ□　、　□　、、、Ｙｌ、は、はＸＩ　Ｙ は次の関係式で表わさ■る。

Ｘ１＃に−（１） α＋ｃＬｌ ｋ：入射光強度と光電変 換効率に関する定数 もし、入射光スポットが点ではなく、広がりを持つ時は
、その強度分布の重心の位置に関して、上記（１）から
（４）の関係が成り立つ。この時、半導体装置検出素子
上で点（３）全原点として、ＸＩＸ方向にπ座標軸（５
）を、ＹＩＹ方向にｙ座標軸（６）を設定すると、以下
に示す様に出力Ｘ１　ｍ　”１　ｅ　Ｙｌ　ｙ”１から
上記座標軸上の入射光強度分布の重心の位置を知ること
ができる。原点（３）の座標（０、０）は、ＣＣｃＬ＋
（Ｌ　’）　／２、Ｃｂ＋ｂ　’）／２）に対応するも
のとすると、入射光強度分布の重心の位置の上記座標軸
上のπ座標、ｙ座標はそｎぞｎ１α＋α１　α−αｌ　
Ｘ、ＸＩ。

２　・＋・・Ｘ、　＋Ｘ・、（５） ｂ　＋ｂ　Ｉ　ｂ　−ｂ　＋　ｙ　ｊ　−Ｙ　嘗。

ｂ　−＝　＝　（６） ２　ｂ＋ｂ　’　Ｙｌ　＋”ｔ となる。従って、端子ｘＯ＃　”ＯＩ　ＹＯｌ　”Ｏか
’）　の出力Ｘ＊　＊　”１　＃　Ｙｌ　＃　”１にヨ
ッテ、入射光全体の強度に関係なく入射光強度分布の重
心の半導体装置検出素子上の位置を知ることができる、
ｔ７ｊ、”＊　ｔ　ｘＩｔ　ｔ　Ｙｌ　＃　”１　（Ｄ
値？、　スヘテ刀りえることによって、総入射光量に比
例した出力を得ることもできる。

以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第２図
はフォーカス信号検出法として臨界角法を、トラック信
号検出法としてプッシュプル法を用いた場合の光信号検
出装置の基本的な＃！成を示す図である。はぼ点光源と
見偽すことのできる光源（７）から射出した光は、コリ
メータレンズ（８）によって平行光に変換さｎ、さらに
ビームスプリッタ（９）によって光路を曲げらｎて対物
レンズσ０に入射し、微小スポットに絞らｎた状態でデ
ィスク（１１〕に当る。そして、ディスク上で反射さｎ
Ｌ光は、今度は対物レンズ（ｉｏ）、ビームスプリッタ
（９）を通って臨界角プリズム（１２）に入射し、さら
に半導体装置検出素子、Ｃ１３）に到達する。上記半導
体装置検出素子のかわシに従来通シ４分割フォトダイオ
ードを使用し、入射光束と上記４分割フォトダイオード
の位置関係に狂いが生じた場合の説明図が第３図である
。４分割フォトダイオード（１５、ｌから（工３）に入
射した光線の強度分布（ｊ９）は、第２図のディスク（
１１）の仁政が対物レンズ（１０）に近すぎる場合第３
図（イ）に示す様になり、前記の位置関係が遠すぎる場
合は第３図〔）〉〕に示す様になる。ここで斜線で示し
た部分は光量の少ない部分であり、第３１（ハ）では入
射光バクーンの厭面上半分が暗くな力、第３図（ハ）で
は同下半分が暗くなっている。従って、この上半分と下
半分の光強度の差をと扛ば、対物レンズ（１０）とディ
スク（１１）の位置関係が近すぎる時と遠すぎる時とで
は上記光強度の差が正負逆の状態となシ、上記位置関係
の遠近の情報即ちフォーカス信号が得らｎる。しかし、
第３図に示す様な４分割フォトダイオードと入射光の位
置関係になっていると、常に４分割フォトダイオードの
下半分（１７）　、（１８）の出力が上半分（１５）　
、（１６）の出力よシも大きい状態になってしまう。こ
の様な状態は、電気的な処理によっである程度の補正が
可能だが１補正を行なっても信号の感度や線形範囲は著
しく劣化する。さらにトラック信号に関しても同様のこ
とが起こる。第３図（ロ）は、ディスク（１１〕と対物
レンズ〔１０〕の距離が適正である場合の４分割フォト
ダイオードとそこに入射した光強度パターン（１９）で
ある。入射光パターン（１９）ノ中ノ斜線で示した部分
は、ディスク（１１）上の光学的情報信号によって変調
さｎて光強度が弱くなっている部分でラシ、第３図（ロ
）の光強度パターン（１９）全紙面上で左右半分ずつに
分けたとすると、圧倒の方が右側よりも強度が小さいこ
とになる。この左右の強度差は、ディスク（１１）上で
光スポットのどの部分に光学的情報信号があるかに依存
するので、トラック信号は、上記左右の強度差をと扛ば
良いことになる。しかし、第３図（ロ）に示した状態で
は、正確なトラック信号が得ら！Ｌ力いのはフォーカス
信号の場合と同様である。

しころが、第２図に於いて、半導体位置検出素子（１３
）を使用した場合は、上記素子上に入射した光強度分布
の重心の位置に応じて信号が検出さ扛るので、例えば第
１図で説明した２方向の重心の位置の信号をトラック信
号、同ｙ方向の重心の位置の信号をフォーカス信号とす
扛ば、半導体装置検出素子（１３）への入射光束が、上
記素子上からはみだしてさえいなけｎば、４分割フォト
ダイオードを用いた前述の場合の様な不都合が起こるこ
とはない。従って、光信号検出装置の組み立て時に於け
る半導体装置検出素子の位置決め精度は、４分割フォト
ダイオードを用いた場合より大幅に緩くて良いというこ
とになる。

本発明の別の実施例を第４図に示す。光源（２０〕から
射出さ１シタ光は対物レンズ〔２２〕によって収束光と
なシ、微小スポットの状態でディスク（乙〕に入射する
。ディスク（２３〕によって反射さｎた光は、対物レン
ズ（２２）を通った後ｔビームスプリッタ（２１）によ
って方向’ｆｆ１ｆ化させら扛て半導体装置検出素子（
２４）に入射する。この時、上記素子へ入射する光線の
光軸が上記素子の後述するトラック信号の方向にはない
１つの辺（第４図では紙上下側の辺に近い所にあるとす
ｎば１対物レンズ（２２〕　とディスク〔２３〕の距離
に応じて、半導体装置検出素子へ入射する光強度分布〔
２５〕は、第５図（イ）〜（ハ）に示す様になる。（イ
）はディスク（Ｚ３］　と対物レンズ（２２）の距離が
近すぎる場合であり、（ロ）、（ハ）はそｎぞ牡、上記
距離が適正及び遠すぎる場合である。

対物レンズ（２２）とディスク（２３）の距離に応じて
、半導体装置検出素子（２４）上で光強度分布（６〕の
重心（２６）が紙面上上下に動くので、この信号をフォ
ーカス信号とすることができる。また、ディスク（Ｚ３
）と対物レンズ〔２２〕の距離が適正である時のトラッ
ク信号の検出に説明した図が第６図である。前例の場合
と同様に、ディスク田土の光スポットと光学的情報信号
との位置関係に対応して光強度分布（２５）に光１−の
少ない部分（斜線の部分］が現わするので、そｎによっ
て、光強度分布（２５）の重心（２６）の位置が第６図
紙面上左右に動くことになる。こ几がトラック信号であ
る。この場合も、入射光の光＠（２７）が、半導体装置
検出素子のトラック何月方向（紙面上左右方向〕にはな
い一辺の近（に米ｔば良いという条件があるだけで、組
み立て時に、半導体位ＩＩソ検出素子の位置を精密に決
める必要がない。

（発明の効果〕 以上の様に、本発明の光信号検出装置は、従来の光信号
検出装置に比較して、光電変換素子とそこに入射する光
束との位置関係の精密さに対する要求が著しく緩やかに
なっている。従って、光信号検出装置の組み立て時の工
程が従来に比較して簡単なものになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体装置検出素子の概略を示す原理図である
。第２図、第４図は本発明の一実施例の構氏図でらシ、
第３図は従来の方法による光信号検出の原理図、第５因
、第６図は本発明の実施例に於ける光信号検出の原理図
である。 ０）。。受光面　（２）。。電極 （３）。。受光面上座ｍ原点 （４）。。光入射点　（５）　、　（６）　、　、受光
面上座標軸（７）　、（イ）。。光源　（８）。。コリ
メータレンズ（９）、（２１）　、。ビームスプリッタ
（１０）　、（２２）　。。対物レンズ　（１）　、　
、　（２２）　。 。光ディスク　（１３）　、（２４）　、。半導体装置
検出素子　（１４）。。光学的情報信号列方向（１５）
　、（１６）・、（１７）　、（１８）　、　、　４分
割フォトダイオード受光面　（１９）　、（２５）　、
　、入射光（２６）。、入射光強度分布の重心の位置（
２７〕　。。入射光光軸　以上 出願人　株式会社第二精工合

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスクに記録さｎた光学的情報信号を読み取る手段と
   して、光源と集束レンズと光電変換素子とを備えた光信
   号検出装置に於いて、上記光電変換素子に半導体装置検
   出素子を用いることを特徴とする光信号検出装置。