JPS6223375B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

情報信号が記録されている記録媒体の信号面に
光を集光させ、信号面からの反射光を光検出子で
受光して情報信号を再生するようにした情報信号
再生装置においては、記録媒体の信号面からの情
報信号の読出しに使用される光が、記録媒体の信
号面上で微小な径の光のスポツトとなるように集
光された状態となされなければならないが、記録
媒体面は再生時に完全な平面を保つてはいないか
ら、情報信号の読出しに使用される光が記録媒体
の信号面に常に良好なフオーカス状態となされる
ようにするために、光学的な情報信号再生装置で
は従来から集光レンズと記録媒体面の信号面との
間隔が常に所定の値に保持されるような自動制御
系を構成して集光レンズを駆動変位させるように
した、いわゆるフオーカス制御方式を採用してい
ることは周知のとおりである。 ところで、フオーカス制御方式における従来の
フオーカス誤差信号検出方式の代表的なものとし
ては、集光レンズと円筒レンズと４分割光検出子
（フオトセンサ）との組合わせによる非点収差方
式や、集光レンズとナイフエツジと２分割光検出
子との組合わせによるナイフエツジ方式などを挙
げることができるが、これらの諸方式は何れも記
録媒体の信号面上の光のスポツトを再び光学経路
の何れかの個所に結像させることが必要とされる
ために光路長が長くなり、光学系の小型化という
面で不利なものであつた。 そして、上記の問題点を解消しうるフオーカス
誤差信号検出方式として、光源より出射され集光
レンズにより記録媒体の信号面上に集光され、前
記の記録媒体の信号面で反射された光を、前記し
た集光レンズを通過させた後に、反射面が光軸に
対して臨界角となるように設置されている検出プ
リズムに入射させ、検出プリズムで反射させた光
を２分割フオトセンサに与えるようにしたものが
提案されたが、この既提案のものでは、光軸に対
して臨界角の反射面を有する検出プリズムが用い
られているために、検出感度を上げるということ
からプリズムとして複数回の反射が行なわれるよ
うな反射面を有するものが用いられた場合には、
プリズムは体積が大きなものとなり、また、必ら
ず光軸の屈曲あるいはオフセツトが必要とされる
ので光学系全体が大型化し、組立調整が困難とな
る他、コスト高になるということなどが問題とな
つた。 そこで、本出願人会社では前記した既提案のも
のにおける諸欠点のないフオーカス誤差信号検出
方式を適用した情報信号再生装置として、特願昭
56−51956号により、(1)第１図に示すように光源
１より出射された集光レンズ５により記録媒体７
の信号面上に集光され、前記の記録媒体７の信号
面で反射された光が前記した集光レンズ５を通過
した後に入射される干渉フイルタ８を、その干渉
フイルタ８からの出射光の強さが極大値と極小値
との中間の値となるように光軸に対して傾斜させ
て配置し、また、前記した干渉フイルタ８からの
出射光を、前記の干渉フイルタ８の面と直交する
面の内で光軸と光軸位置における干渉フイルタの
法線とを含む面、すなわち干渉フイルタの入射面
と、光軸との双方に対して直交する如き線ｌによ
つて少なくとも分割されている光検出子９で受光
し、前記の光検出子９における分割された複数部
分からそれぞれ出力されたそれぞれの部分の受光
量に応じた出力信号を演算し、前記の演算の結果
として得られた信号に基づいて集光レンズを駆動
制御して、記録媒体の信号面上における光のスポ
ツトが最小径となるようにした構成の情報信号再
生装置、及び、(2)第２図に示すように光源より出
射され集光レンズにより記録媒体の信号面上に集
光され、前記の記録媒体の信号面で反射された光
が、前記した集光レンズを通過した後に入射され
る干渉フイルタ８として、その干渉フイルタから
の出射光の強さが極大値と極小値との中間の値と
なるように光軸に対し互いに反対の方向の傾斜を
示して光軸上で二分割された形態のもの８ａ，８
ｂを用い、また、前記した干渉フイルタ８の出射
光を受光する光検出子９として、光軸上に２つの
分割線l₁，l₂の交点があり、かつ、一方の分割線
l₁が干渉フイルタ８の分割線と平行であるような
４分割受光素子１１ａ〜１１ｄを備えたものを用
い、前記した光検出子９において分割線に関し偶
数象限と対応する位置の受光素子からの出力信号
の和信号と、奇数象限と対応する位置の受光素子
からの出力信号の和信号との差信号に基づいて集
光レンズ５を駆動制御して、記録媒体７の信号面
上における光のスポツトが最小径となるようにし
た情報信号再生装置などを提案した。 前記した本出願人会社による既提案の情報信号
再生装置の構成原理及び動作原理の概要を説明す
ると次のとおりである。 本出願人会社による既提案の情報信号再生装置
の一実施態様のものの要部の概略構成を示す第１
図の斜視図において１は半導体レーザ光源であ
り、この半導体レーザ光源１から出射した拡散光
はコリーメータレンズ２（コリメーシヨンレンズ
２）により平行光となされてから台形プリズム３
に入射される。前記の台形プリズム３は光を３つ
の光束に分ける動作を行なう。 ４は偏光プリズム、６はλ／４板であり、この
偏光プリズムとλ／４板６とは入射と反射光との
分離を行なうために設けられたものである。５は
集光レンズであつて、この集光レンズ５はそれに
対して３つの方向から入射された３つの平行光束
を記録媒体７（デイスク７）上に３つの光のスポ
ツトとして集束させる動作を行なう。 なお、第１図中の偏光プリズム４においては、
それの反射面が第１図中の点ｃ，ｄ，ｆ，ｅを結
んでできる面であるかのように示しているが、こ
れは反射光の径路及び反射光の経路におかれる部
材を紙面上で図示し易くするために、わざわざそ
のような記載の仕方を採用したものであり、偏光
プリズム４の反射面は実際には第１図中のｂ，
ｄ，ｇ，ｅの各点を結んでできる面（または点
ａ，ｃ，ｈ，ｆの各点を結んでできる面）である
（この点は、偏光プリズム４が図示されている他
の図面についても同様である。） 集光レンズ５によつてデイスク７上に集束され
た３つの光のスポツトからの３本の反射光束は、
集光レンズ５を通過し、次いでλ／４板６と偏光
プリズム４とを通り、偏光プリズム４の反射面で
反射して偏光プリズム４から出射されるが、偏光
プリズム４から出射した３本の反射光束の内の中
央の光束の通路中には透過型の干渉フイルタ８
（多重干渉フイルタ８）が設置されている。 前記した干渉フイルタ８の設置の態様は、それ
からの出射光の強さが極大値と極小値との中間の
値となるように光軸に対して傾斜した状態（透過
型の干渉フイルタ８の面の法線と光軸とがある角
度_０で交じわるように干渉フイルタ８が光軸に
対して傾斜している状態）となされている。 ９は光検出子（フオトセンサ）であり、この光
検出子９は干渉フイルタ８から出射した中央の光
束を受けて光電変換を行なう受光素子９ａ，９ｂ
と、両側の光束の個々のものを個別に受けてそれ
を光電変換する受光素子９ｃ，９ｄとによつて構
成されているが、前記した光検出子９はそれの受
光素子９ａと受光素子９ｂとの分割線ｌ（境界線
ｌ）が、前記した干渉フイルタ８の面と直交する
面の内で光軸と光軸位置における干渉フイルタ８
の法線とを含む面、すなわち、干渉フイルタ８の
入射面と、光軸との双方に対して直交する位置と
なされるように設置される。 さて、干渉フイルタ８は、第３図に例示するよ
うに狭帯域の通過特性を有している。今、干渉フ
イルタを第４図に示すように光軸OAに対して角
度_０で配置した場合には、干渉フイルタ内で多
重反射する光が１回の反射によつて生じる光路差
△と位相差θとはそれぞれ次の式で表わされる。 △＝2d√1²−0^{2 2} _０ ………（1a） θ＝２π△／λ ………（1b） （ただし、λは入射光の波長、ｄはフイルタの膜
厚、n₁はフイルタ膜の屈折率、n₀はフイルタの両
側の媒質の屈折率、である。） そして、光路差△と透過光の強さ例は次の
（2a）、（2b）式のようになり、 △＝ｐλ ………（2a） △＝（ｐ＋１／Ｎ）λ………（2b） （ただし、Ｐは、Ｐ＝１、２、３……、Ｎは反射
回数） 光路差△が（2a）式の値を示す時に透過光は極
大値をとり、また光路差△が（2b）式の値を示
す時に透過光は極小値をとる。それで（2a）、
（2b）式で示される透過光の強さは既述した第３
図に示されるようなものとなる。 したがつて、位相差θがπとなるように干渉フ
イルタに対する光の入射角_０を設定すれば、そ
の時における干渉フイルタの透過光は極大値をと
るが、入射角_０を前記の場合、すなわち干渉フ
イルタの透過光を極大値とさせる角度よりも僅か
だけ小さくした場合には、第３図より判かるよう
に透過光の強さの変化が位相差θの変化に対して
極大値をとるようにすることができる。 光源となる半導体レーザからの光の可干渉性は
良好であるから、第５図のように位相差θがπよ
り僅かに小さなθ_１となるように干渉フイルタに
対する入射角_０を設定しておくと、位相差θが
θ_１から僅かだけ変化しても透過光の強さｔは大
きく変化する。 第１図中の干渉フイルタ８は、それによつて位
相差θとして例えば第５図中の位相差θ_１が得ら
れるような入射角_０に設定されるように光軸に
対して傾斜されるのであり、それは干渉フイルタ
８を第１図中の矢印Ar方向へ回動調整すること
によつて行なわれる。 第６図ａ，ｂ図は、集光レンズ５とデイスク７
との間隔が、集光レンズ５によつて光がデイスク
７上に集束される状態となる間隔よりも短かい場
合｛第６図ａ図｝と長い場合｛第６図ｂ図｝とに
おけるデイスク７からの反射光の様子、及び前記
それぞれの場合における干渉フイルタ８の働き、
ならびに光検出子９による検出結果の状態などを
説明するための図である。まず、第６図ａ図示の
ように、デイスク７が合焦位置よりも集光レンズ
５側に近付いた場合におけるデイスク７からの反
射光は集光レンズ５を通過した後に拡散光（発散
光）となる。 それで、この場合に集光レンズ５から出射した
デイスク７からの反射光による拡散光の干渉フイ
ルタ８に対する入射角は、光軸OAよりも左側の
反射光については角度_０よりも小さくなり、ま
た、光軸OAよりも右側の反射光については角度
_０よりも大きくなるから、（1a）、（1b）式より
明らかなように、光軸OAよりも左側の反射光の
位相差はθ_１よりも大きくなり、また、光軸OA
よりも右側の反射光の位相差はθ_１よりも小さく
なる。したがつて、上記の場合、すなわち、第６
図ａ図示の場合における干渉フイルタ８の透過光
は、光軸OAよりも左側については第５図中のｔ
よりも大きくなり、また、光軸OAよりも右側に
ついては第５図中のｔよりも小さくなる。 次に、第６図ｂ図示のように、デイスク７が合
焦位置よりも遠ざかつた場合におけるデイスク７
からの反射光は、集光レンズ５を通過した後に収
れん光となるから、集光レンズ５から出射した光
の干渉フイルタ８への入射角は、光軸OAよりも
左側の反射光については角度_０よりも大きくな
り、また、光軸OAよりも右側の反射光について
は角度_０よりも小さくなるから、既述した
（1a）、（1b）より明らかなように、光軸OAより
も左側の反射光の位相差はθ_１よりも小さくな
り、また、光軸OAよりも右側の反射光の位相差
はθ_１よりも大きくなる。したがつて、第６図ｂ
図示の場合における干渉フイルタ８の透過光は、
光軸OAよりも左側については第５図中のｔより
も小さくなり、また、光軸OAよりも右側につい
ては第５図中のｔよりも大きくなるのである。 なお、第１図示の実施例のように、集光レンズ
５への入射光が平行光であると、デイスク７が集
光レンズ５に対して合焦位置にある場合における
デイスク７からの反射光は、集光レンズ５を通過
したときに平行光となるから、干渉フイルタ８へ
の入射角は干渉フイルタの全面にわたつて_０と
なり、干渉フイルタ８の透過光は第５図中のｔで
示す強さのものとなる。 干渉フイルタ８から出射した光は、光検出子９
における受光素子９ａ，９ｂに与えられるのであ
るが、既述のように光検出子９における受光素子
９ａ，９ｂの分割線ｌは光軸上に位置しているの
で、集光レンズ５に対してデイスク７が合焦位置
にある場合には、干渉フイルタ８の透過光は受光
素子９ａと受光素子９ｂとに等しい光量で到達
し、両受光素子９ａ，９ｂの出力の差は零とな
る。 また、デイスク７が集光レンズ５に対して合焦
位置からずれている場合は、前記のずれの方向と
ずれの大きさとに対応して、干渉フイルタ８から
光検出子９の受光素子９ａ，９ｂに与えられる光
量が変化するから、２つの受光素子９ａ，９ｂの
出力の差の信号の極性と大きさも変化しているも
のとなる。 したがつて、光検出子９の受光素子９ａ，９ｂ
の出力の差信号をフオーカス誤差信号として、フ
オーカス誤差信号が零となるように集光レンズ５
を光軸方向に駆動制御すれば、デイスクの信号面
上には常に最小の光のスポツトを生じさせること
ができ、また、前記した２つの受光素子９ａ，９
ｂの出力の和信号は良好な再生信号として利用で
きるのである。 干渉フイルタ８として、エタロン型フイルタを
用いるとした場合に、エタロン型フイルタの透過
光の半値巾は数百Å以下まで小さくなるので、例
えば光源の波長を7000Å前後とするときにそれの
位相半値巾を小さなものとして、位相差対透過光
量特性の傾斜の急峻な干渉フイルタを得ることは
容易である。 そして、位相差対透過光量特性の急峻な傾斜上
に角度_０を設定すれば、干渉フイルタに対する
入射光の僅かな入射角度の変化に対しても、透過
光量が大巾に変化する、すなわち、検出々力が大
巾に変化する、鋭敏なフオーカス誤差信号検出器
を容易に得ることができる。 次に、既述のように台形プリズム３で作られた
３つの光束の内の両側の光束は、中央の光束によ
りデイスク７の信号面上に作られた中央の光のス
ポツトの両側へ対称的に光のスポツトを作る。 前記した両側の光束によりデイスク７の信号面
上に作られた２つの光のスポツトからの反射光
は、トラツキング制御用の情報として用いられ
る。 光検出子９における受光素子９ｃ，９ｄは前記
した両側の光束によりデイスク７の信号面上に作
られた２つの光のスポツトからの反射光を受光し
てそれを光電変換して、トラツキング制御信号を
発生させるために用いられるものである。 一般に、デイスク７は再生動作中に必らず面振
れを伴なつているものであるから、デイスク面中
には傾斜している面が必らず存在している。 ところで、フオーカスの自動制御系中に設けら
れている集光レンズは、常に真のフオーカス位置
からずれている状態にあるということができる
が、集光レンズ５が真のフオーカス位置にないと
きにデイスク７における傾斜面で反射した光の光
軸は、入射光軸に対して傾斜しているものとな
る。 また、入射光束はそれの断面における強度分布
が周知のようにガウス分布を示すから、集光レン
ズ５が真のフオーカス位置にあつたときの傾斜面
での反射光は、入射光軸と一致する光軸を有して
はいても、強度分布の中心が入射光軸とずれた状
態のものとなる。 したがつて、デイスク７の傾斜面で反射した光
は、光検出子９の受光素子９ａ，９ｂからの出力
の差信号中に真のフオーカス誤差とは無関係の信
号成分、すなわち、偽のフオーカス誤差信号成分
を生じさせるが、前記の偽のフオーカス誤差信号
成分は当然のことながらフオーカス制御の質を劣
化させ、情報信号再生装置の性能を低下させるこ
とになる。 そして、前記のような情報信号再生装置では、
干渉フイルタを光軸に対し特定な角度に傾斜する
ように配置して、干渉フイルタへの入射光の入射
角の変動に応じて変化する干渉フイルタの出射光
の光量変化の態様を用いて、容易に鋭敏な検出感
度が得られるようにしたフオーカス誤差信号検出
方式を採用しているものなので、前記の問題点の
内で傾斜面での反射光の光軸が反射光軸に対して
傾斜することにより、偽のフオーカス誤差信号が
生じてフオーカス制御を乱すという点は、再生動
作時に面振れが生じない状態でデイスクを駆動回
転させることが困難であるという事情がある場合
には特に大きな問題となる。 すなわち、デイスクの信号面の傾斜は、正常な
デイスクにおいては極めて微小なものであるか
ら、光軸の移動量は小さく、集光レンズの口径と
略々同寸法の大きな光束を受光素子で受けるよう
にした場合には、光軸の移動の影響を実用上無視
できる程度とすることはできるが、面振れなどに
よつてデイスクの信号面に大きな傾斜面が生じた
時には大きな問題となる。 前記の問題点は、干渉フイルタとして、分解能
の小さなものを用いれば解決できるが、この解決
手段を採用したのでは、フオーカス制御系の性能
を低下させることになるので望ましい解決手段と
はいえない。 第２図は、前記した問題点を良好に解決するこ
とができるようにした本出願人会社の既提案の他
の実施態様のものの要部の構成を示す斜視図であ
つて、この第２図においては第１図中の図面符号
１〜７の部分の図示が省略されている。 第２図において、干渉フイルタ８は３つの光束
を含む面で分割された２つの部分８ａ，８ｂより
なり、各部分８ａ，８ｂは中央の光束の光軸に対
して互いに逆方向に所定の角度だけ傾斜するよう
にして配置されている。 すなわち、干渉フイルタ８の２つの部分の内の
一方の部分８ａは中央の光束の光軸に対して角度
_０だけ傾斜し、また、他方の部分８ｂは中央の
光束の光軸に対して角度−_０だけ傾斜して配置
されるのである。 前記した角度_０、−_０は、第４図、第５図
等を参照して説明した場合と同様に、干渉フイル
タ８への入射光が光軸OAと平行なものであると
きに、干渉フイルタ８からの出射光の位相差が第
５図中のθ_１となされうるようなものに設定され
るのである。 そして、前記した干渉フイルタ８からの出射光
（この場合は透過光）を受けて光電変換を行なう
光検出子９の受光素子は田の字状に４分割された
４つの受光素子１１ａ〜１１ｄとなされている。 前記の４つの受光素子１１ａ〜１１ｄを構成さ
せる２つの分割線l₁，l₂の交点は中央の光束の光
軸上におかれており、中央の光束は各受光素子１
１ａ〜１１ｄを均等に照射する。 第２図示の例においては両側の光束は干渉フイ
ルタ８を通過することなく、光検出子９における
前記した田の字状配置の４つの受光素子１１ａ〜
１１ｄの両側に配置された受光素子１２，１３に
入射されるようになされているが、構造上の都合
によつては干渉フイルタ８の２つの部分８ａ，８
ｂをそれぞれ上下方向に延長して、両側の光束も
干渉フイルタ８を通過するようになされてもよ
い。 前記した田の字状に配置された４つの受光素子
１１ａ〜１１ｄからの出力信号は、演算器１４〜
１９によつて構成された演算回路に加えられ、演
算回路での演算結果として出力端子２０からはフ
オーカス誤差信号が出力され、また出力端子２１
からは再生信号が出力される。 前記した演算器１４〜１９からなる演算回路で
行なわれる演算は、受光素子１１ａからの出力信
号をSa、受光素子１１ｂからの出力信号をSb、
受光素子１１ｃからの出力信号をSc、受光素子
１１ｄからの出力信号をSdとするとし、また、
演算器１１〜１６の回路で行なわれる演算によつ
て出力端子２０に送出されるフオーカス誤差信号
をSeとし、さらに、演算器１７〜１９の回路で
行なわれる演算によつて出力端子２１に送出され
る再生信号をSfとすると、それぞれ次の式で示さ
れるものである。 Se＝（Sb−Sa）−（Sc−Sd）＝（Sb＋Sd）−（Sa＋Sc） ………(3) Sf＝Sa＋Sb＋Sc＋Sd ………(4) さて、第２図示の構成例のものにおいて、デイ
スク７が集光レンズ５の合焦位置よりも集光レン
ズ５側に近付いて、デイスク７からの反射光が集
光レンズ５を通過して拡散光となつている場合に
おける干渉フイルタ８の２つの部分８ａ，８ｂへ
の入射光の入射角は、干渉フイルタ８へ光軸と平
行な光が入射している時の入射角とは変わり、干
渉フイルタ８から出射して受光素子１１ａ，１１
ｃに与えられる光を生じさせている干渉フイルタ
８への入射光の干渉フイルタ８への入射角は、干
渉フイルタ８へ光軸と平行な光が入射される時の
入射角よりも大きくなり、また、干渉フイルタか
ら出射して受光素子１１ｂ，１１ｄに与えられる
光を生じさせている干渉フイルタ８への入射光の
干渉フイルタ８への入射角は、干渉フイルタ８へ
光軸と平行な光が入射される時の入射角よりも小
さくなる。 したがつて、前記の場合における受光素子１１
ａ，１１ｃに対する照射光量は第５図中のｔより
も減少し、また受光素子１１ｂ，１１ｄに対する
照射光量は第５図中のｔよりも増加する。 それで、演算回路の出力端子２０に出力される
フオーカス誤差信号は、(3)式より明らかなように
正の値となる。 前記とは逆に、デイスク７が集光レンズ５の合
焦位置よりも集光レンズ５から遠ざかつて、デイ
スク７からの反射光が集光レンズ５を通過して収
れん光となつている場合には、演算回路の出力端
子２０に出力されるフオーカス誤差信号は負の値
をとる。 また、両側の光束の強度の差は、受光素子１
２，１３の出力の差として端子２３に現われて、
これはトラツキング誤差信号として用いられる。 第２図中において、２４，２５は増幅器、２２
は演算器である。 デイスク７の信号面が傾斜していると、デイス
ク７からの反射光の光軸は既述のように入射光軸
に対して傾斜するものであるから、デイスク７の
信号面が傾斜しているときにおける干渉フイルタ
８への入射光の光軸は、例えば第２図中の矢印Ｂ
の方向に傾斜して、中央の光束の光軸は４つの受
光素子１１ａ〜１１ｄを分割している２本の分割
線l₁，l₂の交点よりも上方へ移動し、それによ
り、受光素子１１ａ，１１ｂからの出力信号
Sa，Sbが増加し、また、受光素子１１ｃ，１１
ｄからの出力信号Sc，Sdは減少するが、前記し
た各信号Sa〜Sdの増減が(3)式で示されるフオー
カス誤差信号Seの大きさに影響を与えないこと
は明らかであり、干渉フイルタ８への入射光の光
軸が変化してもフオーカス誤差信号は乱されるこ
とがない。 このように、第２図示の実施態様のものにおい
ては、デイスクの信号面に面振れなどの原因によ
つて問題となるような傾斜面が生じていても、そ
の影響によつてフオーカス誤差信号中に偽の信号
を生じさせることはないのであり、既述した問題
点は良好に解消される。 また、光検出子９における受光素子１２，１３
に入射される両側の光束が、干渉フイルタ８を通
過した状態のものとなされている場合であつて
も、その光束の光軸の傾斜の影響がトラツキング
誤差信号に現われないことは、前記した記述から
容易に理解できるところであろう。 中央の光束の光軸が第２図中の矢印Ｂと直交す
る方向に傾斜した時に、干渉フイルタ８における
２つの部分８ａ，８ｂに入射する光束の入射角
は、２つの部分８ａ，８ｂについて同方向に等し
く変化し、受光素子１１ａ〜１１ｄへ与えられる
照射光量は等しく増大あるいは減少されるから、
(3)式によつて与えられるフオーカス誤差信号Se
の大きさには変化がない。 しかし、この場合には演算回路の出力端子２１
に現われる再生信号の信号レベルには変化が生じ
ることになるが、デイスクに記録されている情報
信号がFM波信号形態、またはPCM信号形態とな
されていれば、再生信号の信号レベルの変化の影
響が実用上において問題となることはない。 このように、第２図示の構成例のものにおいて
は、デイスクの信号面の傾斜の影響がフオーカス
誤差信号やトラツキング誤差信号などに現われる
ことがなく、安定した情報信号再生状態において
情報信号の再生を行なうことを可能とする。 第１図及び第２図を参照して説明した本出願人
会社による既提案の情報信号再生装置によれば、
光軸に対して臨界角の反射面を有する検出プリズ
ムを用いている既提案の情報信号再生装置におけ
る問題点が良好に解決されたのであるが、第１図
及び第２図を参照して説明した既提案の情報信号
再生装置では、光束の角度変化を干渉フイルタに
よつて鋭るどく検出できるように、干渉フイルタ
における透過特性のスロープの傾斜の急峻な部分
を用いるので、平均透過光の強度が−3dBだけ低
下し、また、干渉フイルタとして金属薄膜を有す
る形式のものが使用された場合には、その薄膜に
よる反射によつて平均透過光の強度がさらに−
6dBだけ低下するため、透過光に基づいて得られ
る再生信号のＳ／Ｎが低下するということが問題
となる他、第１図示の構成態様の装置では既述の
ようにデイスクの信号面の傾斜によつて偽のフオ
ーカス誤差信号が生じ、また、第２図示の構成態
様の装置では、デイスクの信号面の傾斜によつて
も偽のフオーカス誤差信号は生じないが、干渉フ
イルタ８の２つの部分８ａ，８ｂの縁の部分によ
つて光の乱反射や回折などが生じ、それによりフ
オーカス誤差信号のＳ／Ｎを低下させることが問
題となつた。 本発明は、前記した本出願人会社による既提案
の情報信号再生装置におけるような問題点のない
情報信号再生装置を提供することを目的としてな
されたものであり、以下、添付図面を参照しなが
ら本発明の情報信号再生装置の具体的な内容を詳
細に説明する。 第７図は、本発明の情報信号再生装置の一実施
態様のものの概略構成を示すブロツク図であつ
て、この第７図において、既述した第１図及び第
２図示の情報信号再生装置における構成部分と対
応する構成部分には、第１図及び第２図中で使用
した図面符号と同一の図面符号が使用されてい
る。 第１図示の情報信号再生装置において、１は半
導体レーザ光源、２はコリメータレンズ、４は偏
光プリズム、５は集光レンズ、６はλ／４波長
板、７はデイスク、８は紙面内で光軸に対して方
位角を示すようにして配置された干渉フイル
タ、９Ｔは干渉フイルタ８を透過した光電変換す
る光検出子、９Ｒは干渉フイルタ８で反射した光
を光電変換する光検出子であり、前記した光検出
子９Ｔ，９Ｒは、それぞれ２つの受光素子で構成
されており、９Ta，９Tbは光検出子９Ｔを構成
する２つの受光素子であり、また９Ra，９Rbは
光検出子９Ｒを構成する２つの受光素子である。 そして、前記した光検出子９Ｔを構成している
２つの受光素子９Ta，９Tbと、光検出子９Ｒを
構成している２つの受光素子９Ra，９Rbとは、
それぞれ、干渉フイルタ８の入射面と光軸との双
方に対して直交する如き線で分割された状態のも
のとなされているのである。（前記の分割線は第
７図中では紙面に垂直である）。 光検出子９Ｔにおける２つの受光素子９Ta，
９Tbからの出力信号は減算器２６と加算器３０
とに供給され、また、光検出子９Ｒにおける２つ
の受光素子９Ra，９Rbからの出力信号は減算器
２７と加算器３０とに供給され、加算器３０から
出力端子２１には再生信号が送出される。 また、前記した減算器２６，２７からの出力信
号は加算器２９と減算器２８とに供給され、加算
器２９から出力端子２０にはフオーカス誤差信号
が送出され、さらに減算器２８から出力端子２３
にはトラツキング誤差信号が送出される。 次に、上記のような構成を有する本発明の情報
信号再生装置が、各出力端子２０，２１，２３に
前述のような各信号を出力することができるよう
に動作しうるものであることについての説明を行
なう。 第８図は、干渉フイルタ８の一部拡大側面図で
あつて、干渉フイルタ８はそれへの入射光が干渉
フイルタ８内において多重反射を繰返すことによ
つて、透過光と反射光とを生じるが、入射光と透
過光との間の位相差θは、既述した（1a）、
（1b）式より次の(4)式のように示されるものとな
る。 θ＝４πｄ／λ√^２ _１−^２ _０ ²…
……(4) ｛ただし、ｄ、n₁、n₀などは、既述した（1a）、
（1b）式の場合と同じである｝ そして、前記した位相差θについて、透過光と
反射光との明るさは次の第１表のように示され
る。

【表】 射回数）
前記した第１表より明らかなように干渉フイル
タ８に入射した光の内で干渉フイルタ８を透過す
る光の光量と、干渉フイルタ８で反射する光の光
量とは、入射光と透過光との位相差θによつて変
化し、かつ、その変化の態様は透過光の光量の変
化と反射光の変化とが相逆性（相補性）を示すも
のとなつている。この点について補足説明を行な
うと次のとおりである。 すなわち、第９図は既述した第３図と同様に、
干渉フイルタ８における入射光と透過光との位相
差θに対する光の透過特性を示す曲線図である
が、干渉フイルタ８の光の透過特性のスロープに
おける傾斜の急峻な位置と対応する位相差θ_１が
入射光と透過光との間で得られるように、干渉フ
イルタ８の方位角を前記した(4)式に従つて定め
ると、その状態における干渉フイルタ８の透過光
の強さはI₁となり、また、その状態における反射
光の強さは（１−I₁）となる。干渉フイルタ８の
透過光の強さは、入射光と透過光との位相差θに
関して(4)式によつて定められており、また、反射
光の強さは｛（入射光の強さ）−（透過光の強さ）｝
として得られるから、反射光の強さは入射光と透
過光との位相差θの変化に対して、透過光の強さ
の変化とは相逆的（相補的）に変化するのであ
る。 第１０図ａ図は、第６図ａ図示のようにデイス
ク７が集光レンズ５の合焦位置よりも集光レンズ
５に近付き、デイスク７からの反射光が集光レン
ズ５を通過して発散光束となつて干渉フイルタ８
へ入射する状態を示し、また、第１０図ｂ図は、
第６図ｂ図示のようにデイスクが集光レンズ５の
合焦位置よりも遠ざかり、デイスク７からの反射
光が集光レンズ５を通過して収れん光束となつて
干渉フイルタ８へ入射する状態を示す。 前記した第１０図ｂ図示のように、デイスク７
が集光レンズ５の合焦位置よりも遠ざかり、干渉
フイルタ８への入射光束が収れん光束となつてい
る時は、干渉フイルタ８への入射光束における光
軸よりも上側の部分の光束の干渉フイルタ８への
入射角は増大し、また光軸よりも下側の部分の光
束の干渉フイルタ８へ入射角は減少する。 前記した入射光束における光軸よりも上側の部
分の干渉フイルタ８への入射角の増大と、光軸よ
りも下側の部分の干渉フイルタ８への入射角の減
少とは光軸を対称軸として対称的なものであるか
ら、前記した上、下両側の光束部分における平均
的な位相差の増大と減少とは、それぞれΔθ、−
Δθとして表わすことができる。 したがつて、デイスク７が集光レンズ５の合焦
位置よりも遠ざかつた状態において、光検出子９
Ｔにおける２つの受光素子９Ta，９Tbの内の受
光素子９Taに与えられる透過光は、第９図中で
（θ_１＋Δθ）と対応する光の強さ（I₁＋ΔＩ）
を有するものとなり、また、受光素子９Tbに与
えられる透過光は、第９図中で（θ_１−Δθ）と
対応する光の強さ（I₁−ΔＩ）を有するものとな
る。 また、前記の場合に干渉フイルタ８からの反射
光が与えられる光検出子９Ｒにおける２つの受光
素子９Ra，９Rbに入射される光の強さは、それ
ぞれ｛1.0−（I₁＋ΔＩ）｝、｛1.0−（I₁−ΔＩ）｝と
なることはいうまでもない。 今、光検出子９Ｔにおける２つの受光素子９
Ta，９Tbからの出力信号を、それぞれSta，Stb
とし、また、光検出子９Ｒにおける２つの受光素
子９Ra，９Rbからの出力信号を、それぞれ
Sra，Srbとして、前記した各出力信号Sta，
Stb，Sra，Srbについて、次の(5)式のような演算
を行なうと、その結果として得られる出力信号
は、下記の(6)式で示される光の強さに比例したも
のとなる。 ｛Sta−Stb＋Srb−Sra｝ ………(5) （I₁＋ΔＩ）−（I₁−ΔＩ）＋｛1.0−（I₁−ΔＩ）｝−｛1.0−（I₁＋ΔＩ）｝＝４ΔＩ ………(6) また、前記した第１０図ａ図示のように、デイ
スク７が集光レンズ５の合焦位置よりも集光レン
ズ５側に近付いて、干渉フイルタ８への入射光束
が発散光束となつている時は、前記した第１０図
ｂ図示の場合とは全く逆となり、各光検出子９
Ｔ，９Ｒにおける受光素子９Ta，９Tb，９Ra，
９Rbへ与えられる入射光の強さは第１０図ｂ図
示の状態とは逆となる。 したがつて、第１０図ａ図示の場合における各
光検出子９Ｔ，９Ｒの各受光素子９Ta，９Tb，
９Ra，９Rbからの出力信号Sta，Stb，Sra，Srb
を上記の(5)式に従つて演算した結果として得られ
る出力信号は、−４ΔＩに比例したものとなる。 第７図に示すブロツク図において、前記のよう
に２つの光検出子９Ｔ，９Ｒにおける各受光素子
９Ta，９Tb，９Ra，９Rbからの出力信号Sta，
Stb，Sra，Srbについて、前記した(5)式に従うよ
うな演算を行なう回路は、減算器２６，２７と加
算器２９であり、加算器２９から出力端子２０に
は、各光検出子９Ｔ，９Ｒの各受光素子の出力信
号について、(5)式に従つて演算がなされることに
よつて得られたフオーカス誤差信号Seが出力さ
れるのである。 すなわち、減算器２６，２７と加算器２９とに
よつて構成された演算回路は、各光検出子９Ｔ，
９Ｒにおける各受光素子からの出力信号につい
て、 Se＝（Sta−Stb）＋（Srb−Sra） 上式に従つた演算を行なつて、フオーカス誤差信
号Seを発生し、それを出力端子２０に与えるの
である。 このように、第７図に示す本発明の情報信号再
生装置においては、集光レンズ５の合焦位置から
のデイスク７の変位と対応して生じるデイスク７
からの反射光の干渉フイルタ８への入射角の変化
に伴なつて、干渉フイルタ８の位相差が変化し、
それによつて生じる干渉フイルタ８の透過光と反
射光との光の強さの変化が、干渉フイルタ８への
入射光の光軸と干渉フイルタ８の法線とを含む面
に直交する面を境界とする光束の各半分について
相逆的に生じると共に、透過光と反射光とについ
ても相逆的に生じるから、干渉フイルタ８の透過
光を検出する光検出子９Ｔと、干渉フイルタ８の
反射光を検出する光検出子９Ｒとにおける各２つ
の受光素子９Ta，９Tb，９Ra，９Rbからの出
力信号、Sta，Stb，Sra，Srbについて、演算回
路において(5)式のような演算を行なうことによ
り、デイスク７のフオーカス誤差を大きな感度で
検出することができるのである。 また、各検出子９Ｔ，９Ｒにおけるすべての受
光素子９ta，９tb，９ra，９rbからの出力信号の
総和は、常に最大の出力で一定しているので、前
記した出力信号の総和をデイスク７に記録されて
いる情報信号の再生信号とすれば、Ｓ／Ｎの良い
再生信号が得られることになる。第７図中の加算
器３０は、光検出子９Ｔ，９Ｒの各受光素子９
Ta，９Tb，９Ra，９Rbの出力信号の総和を出
力端子２１に供給しているから、出力端子２１に
は再生信号Sfが出力されるのである。 さて、デイスク７が面振れなどにより光軸に対
して傾斜すると、デイスク７からの反射光束の光
軸も傾斜する。今、例えば、第１０図ｂ図におい
て、干渉フイルタ８への入射光束の全体が図中の
矢印Ｖ方向に移動すると、光検出子９Ｔにおいて
は受光素子９Taへの照射面積が減少してそれの
出力が低下し、逆に受光素子９Tbへの照射面積
が増大してそれの出力が増大する。また、前記し
た干渉フイルタ８への入射光束の移動によつて、
干渉フイルタ８からの反射光束は、第１０図ｂ図
中の矢印Ｈ方向に移動するから、光検出子９Ｒに
おいては、受光素子９Raへの照射面積が減少し
てそれの出力が減少し、逆に受光素子９Rbへの
照射面積が増大してそれの出力が増大する。 前記した各光検出子９Ｔ，９Ｒが光学的に等し
い位置に配置されているとすれば、前記した光束
の移動量は２つの光検出子９Ｔ，９Ｒについて等
しいから、干渉フイルタ８に対する入射光束が移
動しても、(5)式のような演算を行なう演算回路か
らの出力信号の値は変化することがないし、ま
た、各光検出子９Ｔ，９Ｒにおけるすべての受光
素子からの出力信号の総和の値も変化しない。し
たがつて、第７図示の構成を有する本発明の情報
信号再生装置では、デイスク７の傾斜がフオーカ
ス誤差信号や再生信号に対して原理的に全く影響
を与えることがないのである。 また、前述のように光束が移動すれば干渉フイ
ルタ８への入射角も変化するが、入射角の変化に
より例えば第１０図ｂ図では光検出子９Ｔへの入
射光が増加しても光検出子９Ｒへの入射光は同量
だけ減少するから、この現象によつてもフオーカ
ス誤差信号や再生信号が変化しないことは明らか
である。 なお、光検出子９Ｔ，９Ｒにおける各２つの受
光素子の分割線が、デイスク７の記録跡の延長方
向と平行となるような態様で光検出子９Ｔ，９Ｒ
を配置して本発明装置を実施してもよい。 次に、光検出子９Ｔにおける各受光素子９
Ta，９Tbの出力信号の差（Sta−Stb）や、光検
出子９Ｒにおける各受光素子９Ra，９Rbの出力
信号の差（Sra−Srb）は、同極性のトラツキン
グ誤差信号となるから、第７図中における減算器
２８から出力端子２３に送出される信号（Sta−
Stb＋Sra−Srb）はトラツキング誤差信号となつ
ている。 今、第１０図ａ，ｂ図に示すように、フオーカ
スずれが生じている状態において、トラツキング
ずれが生じている場合を考えると、この状態にお
いて各光検出子９Ｔ，９Ｒにおける受光素子９
Ta，９Tb，９Ra，９Rbへの入射光の強さとそ
れで生じる出力信号とはそれぞれ次のように示さ
れる。 受光素子９Ta…Ｉ＋ΔＩ＋α∽Sta ………(7) 受光素子９Tb…Ｉ−ΔＩ−α∽Stb ………(8) 受光素子９Ra…１−（Ｉ＋ΔＩ）＋α∽Sra
………(9) 受光素子９Rb…１−（Ｉ−ΔＩ）−α∽Srb
………(10) （ただし、αはトラツキングずれによつて光束の
上、下の各半分における光の強さの増減を示す） 前記した(7)〜(10)式によつて、フオーカス誤差信
号とトラツキング誤差信号とを求めてみると、 フオーカス誤差信号は４ΔＩ トラツキング誤差信号は４α、となり、また出
力の総和は2.0となる。したがつて、前記の例の
ように、トラツキングとフオーカスとの双方が同
時にずれても、フオーカス誤差信号とトラツキン
グ誤差信号と再生信号とは、互いに全く干渉しな
いことが判かる。したがつて、本発明の情報信号
再生装置では、前述のようにして作られた誤差信
号に基づく制御が正確に行なわれ得るのである。 なお、本発明の情報信号再生装置の実施に当つ
ては、主スポツトの両側に形成させた２つのスポ
ツトを用いる、いわゆるツインスポツト法によつ
てトラツキング誤差信号を得るようにしてもよい
ことは当然である。 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の情報信号再生装置は、既提案装置と
同様な利点、すなわち、検出光束が基本的に大径
の平行光であり、フオーカス誤差信号を光束の移
動によつて得るものではないから、光検出子や干
渉フイルタの配置位置に対して高精度が必要でな
く、それにより組立容易、高信頼性が得られ、ま
た、干渉フイルタは透過特性のスロープが極めて
急峻なものを容易に作ることができるので、フオ
ーカス誤差検出感度の設計的選択範囲が広く、し
たがつて目的に合う検出装置が容易に得られると
いう利点がある他に、本発明装置では干渉フイル
タの透過光による検出と完全に相逆性を有する検
出のできる干渉フイルタからの反射光による検出
も行なつているので、デイスクからの反射光の全
部を検出に用いて極めて高い検出感度が得られ、
また、デイスクの傾斜やレンズの移動によつても
フオーカス誤差信号が変調されることはなく、偽
のフオーカス信号は生じることがなく、さらに、
情報の再生信号も常に最大で一定のレベルで得ら
れるので、Ｓ／Ｎの良好な再生信号が容易に出力
でき、さらにまた、使用部品も少ないので安価に
装置を作ることができ、また、演算回路を追加す
れば、回折光の偏りによるトラツキング誤差信号
の検出機能も容易に付与することもでき、この場
合も、フオーカス誤差信号や再生信号はトラツキ
ング誤差信号には全く影響されない、などの諸利
点が得られるのであり、本発明装置によれば、既
述した諸問題がすべて良好に解消された情報信号
再生装置が容易に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は既提案装置のブロツク図、
第３図及び第５図ならびに第９図は干渉フイルタ
の特性例図、第４図及び第８図は干渉フイルタの
動作説明図、第６図ａ，ｂ図及び第１０図ａ，ｂ
図はデイスクの信号面が合焦位置にない場合の動
作説明図、第７図は本発明の情報信号再生装置の
一実施態様のブロツク図である。 １……光源、２……コリメータレンズ、４……
偏光プリズム、５……集光レンズ、６……λ／４
板、７……デイスク、８……干渉フイルタ、９，
９Ｔ，９Ｒ……光検出子、９Ta，９Tb，９Ra，
９Rb……受光素子、２６〜２８……減算器、２
９，３０……加算器、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光源より出射され集光レンズにより記録媒体
   の信号面に集光され、前記の記録媒体の信号面で
   反射された光が前記した集光レンズを通過した後
   に入射される干渉フイルタを、その干渉フイルタ
   からの出射光の強さが極大値と極小値との中間の
   値となるように光軸に対して傾斜させて配置し、
   また、前記した干渉フイルタからの出射光と干渉
   フイルタからの反射光とを、前記の干渉フイルタ
   の入射面と光軸との双方に対して直交する如き線
   を分割線として少なくとも分割されていると共
   に、前記の出射光と反射光との両光束中に配置さ
   れている光検出子で受光し、前記の光検出子にお
   ける分割された複数部分からそれぞれ出力された
   それぞれの部分の受光値に応じた出力信号につい
   て、前記の分割線に関して同じ側の分割部分から
   の出力信号の和の信号間で減算を行ない、前記の
   演算の結果として得られた信号に基づいて集光レ
   ンズを駆動制御して、記録媒体の信号面上におけ
   る光のスポツトが最小径となるようにした情報信
   号再生装置。