JPS6145418A - 光学系装置 - 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】 ［Ｒ１明の利用分野］ 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
ク等のトラッキング制御に３ビーム法と呼ばれるトラッ
キング制御方式を用い、一方フオーカス制御には非点収
差法を用いる光学系装置に１Ｊｉｌする。

［従来技術の背景とその問題点］ 従来より光源からの１本の光束を回折格子によって回折
光を生じすしぬ、その中の０次とその両側の±１次回折
光を取り出し、該３木の回折光束（ビーム）をディスク
等の記録媒体上に、ビームスポットの中心を結ぶ線がト
ラック方向に対して鵡小なオ７セ・ソト角を持つように
対物レンズを介して収束せしめ、ＨＩ”信号を読み出１
゛０次の主光束の前後に配される±１次光束の副光束の
光量差によって、主光束スポットのトラッキング状態を
判別する３ビーム法と呼ばれるトラッキング制御方式が
周知である。

ところが斯る方式を採用するに、主光束と副光束の相互
の光検出器の位置間隔がピックアップの小型化を背景に
十分にとれない場合には相互の光束漏れに因してクロス
トーク発生の問題があり、トラッキングサーボ系では、
ＤＣオフセットの発生や、ＨＦ信号にはジッダが混入す
ることになる。

一方、ディスクからの反射光をシリンドリカルレンズ等
によって非点収差をグｅ止させ、光検出器上に結像させ
てフォーカスエラー信号を得るフォーカスサーボ系の構
成では、一般的に対象とする検出器上に理想的な受光パ
ターンが得られにくく、即ち斯４光学系の精度にも依存
して検出器上の受光パターンは実際にはジャストフォー
カス時に理論上の正門にならず角形に近い形になり、特
に精度が得にくいシリンドリカルレンズを配すと第７図
の如く形状となりがちで、非点収差光像は各々の分割検
出器に対して光量分布が正確に現われ難く、光検出器の
分割出力演算を補正して正確なフォーカスエラー情報を
得ることが困難であり、これは対物レンズ側の球面収差
にも多少影響されるが、特に取り付は精度を含めた非点
収差用の光学部品自体の曲面の加工精度に依存する。

本発明者らの実験によれば、該光像の状態でフォーカス
サーボ系を構成するとディスクの厚みむら等に対する許
容度が著しく損なわれることが確認されており、根本的
には非点収差を発生させる光学部品に原因があるが、従
来は最終的に対象としない光束が検出器側に罰れ込む量
が最小になるように、個々の光学系部品の取りつけ位置
の微調整を繰り返すことで対応していたため量産性に冨
むものではなく実質的な改善にはならなかフた。

［発明の目的］ 本発明は断る欠点を除去し、簡素な構成で正確なトラッ
キング、及びフォーカシングが可能であり、且つ光学系
の小型化にも寄与する光学系装置を提供することをその
目的とする。

［発明の概要］ 本発明の光学系装置は回折格子によつて光源からの放射
光束より主光束とすへく０次回折光束と、副光束とすべ
く士゛１次回折光束とを取り出し、該光束を各々収束す
べく対物レンズを介した記録ディスク上のスポット列が
上記ディスクの記録トラックに対して所定のオフセット
角を持ち、且つ該ディスクからの反射光束に対応して各
々受光すへく光検出器を配設した光学系を構成し、上記
主光束の反射光束を非点収差させて受光する光検出器か
らフォーカスエラー信号を得るとともに、上記副光束の
反射光束を受光する光検出器の受光領域の出力差によっ
てトラッキングエラー信号を得るようにした光学系装置
に於いて、少なくとも上記主光束の反射光束に対して上
記主光束と上記副光束の実質的な反射光束列に略沿った
方向で光束周縁部を遮蔽する遮光板を非点収差前の光路
内に設けるようにしている。

［発明の実施例コ 以下図面に従って本発明の一実施例を説明する。

第１図、第２図は本発明の一実施例を示し、半導体レー
ザ光源（１）の放射光束はコリメータレンズ（２）、ハ
ーフミラ−（３）、対物レンズ（４）を介して光学式記
録ディスク（５）に導かれる。

ハーフミラ−（３）、コリメータレンズ（２）間の光路
中には回折格子（６）を設けており、放射光束は回折格
子（６）により主光束とずへくＯ次回折光束と、副光束
とすべく±１次回折光束とに分離され、対物レンズ（４
）に入射して各々記録ディスク面に対して収束され、該
ディスク上では第３図の如く記録ピッ）　（Ｐ）列から
成るトラ、ツクＴｎに対して収束される主光束のスポッ
トＳｌの前後に副光束のスボッ）Ｓ２、Ｓ３が位置した
状態で、且つ記録情報目的トラックＴｎの中心から副ス
ポットＳ２　、Ｓ３が互いに反対方向に（ｌｌＪｌｌ接
する記録トラックＴｎ−１、Ｔｎ＋１に近づく方向）外
れるように調整され、記録ディスク上には光束のスポッ
ト列が上記目的トラックＴｎに対して略１度、あるいは
それ以下の所定のオフセット角を持つように一列に並ん
で焦点を結んでいる。

記録ディスクからの反射光束は逆行し、ハーフミラ−（
３）で反射され、放射光束の光路とは離隔し、凸レンズ
（７）を介して光検出器（８）、（９）、（１０）に各
光束が受光される。

検出器（８）、（９）はＨＦ信号（再生信号）を得る検
出器（１０）とは別個に設けられ、各々±１次回折光束
である副光束を受光する。

なお、主光束は検出！（１０）で受光され、本実施例で
は各光束ともシリンドリカルレンズ（ｌｌ）を介して各
検出器に入射している。

トラッキングエラー信号は光検出器（８）、（９）の検
出出力の差により得られ、対物レンズ（４）を記録トラ
ックと直交する方向に移動させ、フォーカスエラ−１ｎ
号・はシリンドリカルレンズ（１１）の非点収差により
第６図に示す４分割検出器の各々（１０ａ）、（１０ｃ
）の和と、（１０ｂ）、（１０ｄ）のＩｎとの差を取る
ことによって得られ、対物レンズ（７）はフォーカスエ
ラー信号によって光軸方向に移動される。

またハーフミラ−（３）と凸レンズ（７）間の光路内に
は遮光板（１２）が設けられ、該遮光板（１２）の遮蔽
せざる部分は遮光板（１２）に向かって入射される主光
束の実質的な反射光束径に対してその間隔が僅かに幅狭
であり、設置位置は第４１４の如く主光束の反射光束（
１３）と副光束の反射光束（１４）、（１５）の列にほ
ぼ沿フた方向で、方向性をもって光束周縁部が隠される
ように配置され、また主光束スポットがオントラックの
状態での反射光束の相互に対向する周縁部が略等しく遮
蔽されるように位置され、また光束が該設置箇所でほぼ
一致する場合は斯種列方向とは上述光学系部品によって
決定される各光束の遮光板への入射方向に依存する実費
的な光束列方向を意味し、いずれの場合も遮蔽方向が該
設置箇所での光束列とは実質的に交わらないため副光束
側の入射角に気を使うことなく配置することが可能であ
る。

この遮光４！ｉ（１２）の存在により各検出器に入射す
る反射光束の受光パターン変化が起こるが、注目すべき
は受光パターンに対応した遮光箇所は、各光束がシリン
ドリカルレンズ（１１）で９０度ねじれるため、隣接す
る検出器側に近接した受光部にあたり、主光束であれば
対象としない検出器（８）、（９）側へ結果として非点
収差後に一部入射する主光束の反ｒｌｌ光束分と、検出
器（１０）上に結像するも検出器（８）、（９）１１！
１へ近接した位置で受光される光束等は、予め非点収差
前に遮光される。

このため本実施例ではフォーカス、トラッキング共にエ
ラー出力は相対的に減少された状態となり、詳しくは検
出器（１０）上の光像が第７図の形状であればシリンド
リカルレンズ（１１）の長短軸各方向に対応して収差光
像が延びる部分、即ち第６図のハツチング部分の受光パ
ターンを結果的に削除した出力の演算によりフォーカス
サーボは律せられる。

本実施例は以上のように構成されており、クロストーク
の発生はそれに対応する箇所の光束周縁部分を遮光する
ため減少し、トラッキング系のオフセットＤＣ，ＨＦ信
号のジッダも共に減少する。

ところが光学系の構成上、検出器（１０）からＨＦ信号
（１０ａ　＋　１０ｂ　＋　１０ｃ　＋　１０ｄ　）を
取り出すことになり、遮光方向がトラッキング方向に直
交するため、ディスク偏心に追従して行なわれるトラッ
キング駆動範囲内で遮光による種々の効果が得られ、且
つこのＨＦｆ号から得られる所！１７Ｍ　Ｔ　Ｆ　（Ｍ
ｏｄｕｒａｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉ
ｏｎ）特性の劣化の遷移が遮光量に対して緩慢でなけれ
ば実用上有効ではないが、一般的にはＭＴＦが大幅に劣
化する以前の僅かな遮光範囲内、−例としてコンパクト
ディスクと呼称されるＤＡＤプレーヤ（一般的なトラッ
キング駆動範囲はディスク偏心量に対応したほぼ±０．
４ｒａｍ　）の斯種光学系では反射光束直径６ｍｍに対
し、東端からの遮光距離の総和が約０．８〜１．６ｍｍ
内でジッダやオフセット及びエラーレートの極小値を中
心とした漸次変化が現出するため問題がない。

また光学系の構成は本実施例に限らず、種々の応用構成
にも適用可（＋Ｆ、であり、いずれも光束分布に対応し
て遮光が容易な非点収差前の光路内に所定の方向性をも
って光束周縁を遮蔽する遮光板を配；９すればよい。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明の光学系装置によれば、遮光の
対象光束が非点収差にまりで９０度ねじれるため３ビー
ム法に係る検出器間の相互のクロストークを防止し、結
果的にＤＣオフセット、ジッタの減少にもつながり安定
したトラッキングサーボが可能である。

また、一般的にトラッキング駆動の光軸偏倚に関連する
受光パターンずれは主光束側では実施例の検出器配列方
向に現われるため、対角和同士の出力演算検出の非点収
差法、及びフォーカス系の影響は相互の検出器出方差を
トラッキングエラーとして検出する３ビーム法を援用す
るかぎり原理上、検出器演算結果内に誤差として現出し
にくいが、実際には光学系部品の仕上がり精度や取り付
は精度に関連する光学系の収差等に起因して、所謂像面
ひずみを起こした非点収差光像の周縁には非対称に現出
し易いため、特にフォーカス系の分割検出器の演算結果
やＨＦ信号出方に影響を与える場合があるが、上述遮光
板方向が該外乱部分を部分的に遮光する方向に一致する
ため、同時に厚みむらのあるディスク等に対しても光学
系の精度に左右されず、安定したフォーカスサーボ、正
確なＨＦ　（ｉ号の抽出を行なうことが可能であり、実
用的効果は大きい。

また上述のりａストークは光束光量の差から主光束側か
ら副光束検出器への相対漏れ込み量が大であるが、本実
施例のように副光束を同時に遮光すれば副光束側からの
個れ込みも防止でき、断る場合にはハーフミラ−（ある
いはシリンドリカルレンズ）に一体化して遮光部を設け
ることができ、位置Ｖ４整も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の光学系装置概略図、第２図は
同光学系斜視図、第３図はパターン図、第４図は遮光板
と反射光束の相対位置説明図、第５図は検出器配置図、
第６図、第７図は検出器上の受光パターン図である。 ［符号の説明コ １０９．半導体し−ザ　　３２２．ハーフミラ−４１０
，対物レンズ　　　６１８１回折格子Ｉｌ。、、シリン
ドリカルレンズ ８．９．１０．、光検出器　　１２．、、遮光板１３、
、、、主光束の反射光束

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回折格子によって光源からの放射光束より主光束とす
   べく０次回折光束と、副光束とすべく±１次回折光束と
   を取り出し、該光束を各々収束すべく対物レンズを介し
   た記録ディスク上のスポット列が上記ディスクの記録ト
   ラックに対して所定のオフセット角を持ち、且つ該ディ
   スクからの反射光束に対応して各々受光すべく光検出器
   を配設した光学系を構成し、上記主光束の反射光束を非
   点収差させて受光する光検出器からフォーカスエラー信
   号を得るとともに、上記副光束の反射光束を受光する光
   検出器の受光領域の出力差によってトラッキングエラー
   信号を得るようにした光学系装置に於いて、少なくとも
   上記主光束の反射光束に対して上記主光束と上記副光束
   の実質的な反射光束列に略沿った方向で光束周縁部を遮
   蔽する遮光板を非点収差前の光路内に設けたことを特徴
   とする光学系装置。