JPS63148430A - 光ヘツドの焦点検出装置 - 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 この発明は、光デイスクファイル装置などの光学ヘッド
の焦点検出装置に関するものである。

従来の技術 従来この種の光学ヘッドの光学系は、例えば第７図の゛
ような構成になっている。

すなわち、半導体レーザ１から出た光束２はコリメータ
レンズ３によって平行光となり、偏光ビームスプリッタ
４、およびに波長板５．絞シレンズ６を通って、光ディ
スク７Ａのトラック８Ａ上に光スポット９Ａとして集束
される。７Ｂ、８Ｂ。

９Ｂは各々光ディスク７Ａ、トラックａＡ、光スボッ）
９Ａの側面図である。光スボッ）９Ａはトラック８Ａ上
に照射された後、反射され、再び絞シレンズ６を通って
平行光となり、％波長板６を経て、偏光ビームスグリツ
タ４によって反射分離され、光束１ｏＡとして紙面の右
方向に進む。光束１０Ａはミラー１１Ａによって半分が
反射され、光束１２Ａとなってトラッキングエラー検出
器１３Ａに照射される。光束１０Ａの残りの光束は検出
レンズ１４Ａによって絞り込まれ、フォーカシングエラ
ー検出器１６に照射される。フォーカシングエラー検出
器１６は紙面に上下に２分割されたフォトダイオードで
あシ、ミラー１１Ａをナイフェツジと呼ばれる遮光板と
する、いわゆるナイフェツジ方式のフォーカシングエラ
ー検出方法の例を示している。１０Ｂは光束１０Ａの断
面、即ち、光強度のファーフィールドパターンを示し、
点！１４Ｂが検出レンズ１４Ａの位置を、点線１１Ｂが
ミラー１１Ａの位置を各々表わす。光束１０Ｂ内の斜線
部１６．１７は、光ディスク７Ｂに設けられたトラック
８Ｂの繰り返しがあたかも回折格子として作用すること
によって生じる０次回折光と±１次回折光との重なり合
う部分であり、トラッキングエラーに応じて干渉効果に
より光強度が変化する部分である。１３Ｂはトラッキン
グエラー検出器１３Ａの上面図であり、２分割されたフ
ォトダイオードで、ここに光束１２Ａが１２Ｂで示され
るように照射される、いわゆるファーフィールド方式と
呼ばれるトラッキングエラー検出方法となっている（特
願昭５９−１２７９６７号の従来例）。

第８図は第７図の従来の光学ヘッドにおけるＲＦ倍信号
フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号の
検出回路の構成を示す図である。図において１３Ｃ，１
３Ｄはトラッキングエラー検出器であり、１ｓＡ、１ｓ
Ｂはフォーカシングエラー検出器である。図におけるＲ
Ｆ信号回路１８で検出器１３Ｃ，１３Ｄ、　１ｔｓＡ、
　１ｓＢの和信号を作成しＦＥ信号回路（フォーカスエ
ラー信号回路）１９でフォーカシングエラー検出Ｂ１ｔ
ｓＡ＊１５Ｂの差信号を作成し、ＴＥ信号回路（トラッ
キングニラ−信号回路）２０でトラッキングエラー検出
器１３Ｃ，１３Ｄの差信号を作成する。

発明が解決しようとする問題点 １ｓＡ、１ｓＢの差信号を詳細に見るため、第９図のよ
うに模式化する。１５Ａ、１ｓＢの差信号を発生する検
出光スポットは、トラッキング信号を含んだ領域２１Ａ
、２１Ｂと、その他の領域２２Ａ、２２Ｂに分類できる
。尚、領域２１Ａ。

２１Ｂを総称して以後領域２１と呼ぶことにする。

各領域の光量をそれぞれ”２１ＡＩ”２１Ｂ＋”２２Ａ
Ｉ■２２Ｂとすれば、フォーカスエラー信号ＦＥは次の
式で表現できる。

”””（工２１Ａ−工２１Ｂ）＋（工２２Ａ”２２Ｂ）
　　（１）ディスクの面ブレによって検出光スポットは
検出器分割線１５Ｃを横切るように動き、フォーカス制
御はこの時の差信号、即ち、式０）の右辺が０となるよ
う対物レンズ６を変位させることによって達成される。

尚、言うまでもないが検出器１６上に集光される光束は
回折による光スポットを形成するため、ファーフィール
ドにおける光強度パターンが、前記光スポットの光強度
分布にそのまま反映されるわけではない。しかし、検出
レンズとして用いられるのは一般に単レンズであって、
球９面収差が大きく、焦点位置においてもファーフィー
ルドの光強度パターンの影響は小さくない。従ってファ
ーフィールドパターン１０Ｂを用いて焦点検出の様子を
解析することは妥当性のあることである。

さて、式（１）の第一項はトラッキング信号を含んだ２
つの領域２１Ａ、２１Ｂの光量差を示している。番地検
索時にはディスク上の光スポット９Ａがトラックを横断
するわけであるが、このときＩ２１Ａｌ　”２１　Ｂの
バランスが崩れトラッキングエラー信号がＦＥ倍信号の
干渉を起こすことがあり、フォーカスずれや、検索エラ
ー等のトラブルを生じる。これが本発明の解決しようと
する問題点である。初期の検出器位置調整によってこの
干渉量を小さくすることは可能であるが、干渉量最小の
条件とフォーカスエラー感度最大の条件が必ずしも一致
しない。また、検出レンズ光軸と光束１０Ａの光軸を組
立調整によって完全に一致させることは困難である。即
ち、光路断面を見れば実際の調整においては第１０図の
ようにΔＸ、Δｙだけ偏心した配置になっているものと
思われる。このとき領域２３Ａと２３Ｂの光はそれぞれ
検出レンズ１４Ｂの異なった部分を通過するため、球面
収差の影響が異なり、検出器１６に達した時に、その到
達位置が異なる。従って、検出器１６上に形成される検
出光スポットの光強度分布は対称性を失い、工２１　Ａ
と工、１３のバランスが崩れ、ＦＥ倍信号トラック横断
干渉の影響が表われることになる。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するための本発明の技術的な手段は、
光束中にじゃ閉子段を設け、領域の一部もしくは全部を
しゃ閉し、フォーカスエラー検出感度を劣化させること
なくトラック横断干渉を打ち消すものである。

作　　用 上記手段による作用は、検出光スポットに含まれるトラ
ッキング信号の非対称性がキャンセルされる点である。

即ち、領域の一部、とくに検出レンズの球面収差が大き
い部分を通過した光束をしゃ閉することによって、検出
光スポットの上記非対称性が補正され、トラック横断干
渉の影響をなくすことができる。また、領域の全部をし
ゃ閉した場合は、残った光束にはトラッキング信号が含
まれていないため、トラック横断干渉の影響は見られな
い。

実施例 本発明の一つの実施例を第１図に示す。従来例を示した
第７図と同番号のものは、同名称及び同機能を有するも
のである。本発明の特徴とする点は、光束１ｏＡ中に、
しゃ閉子段２４Ａを設けた事にある。

しゃ閉子段２４Ａの形状は、光束１０Ａの断面に重ねて
見た時に、第２図の２４Ｂ、及び第３図の２４Ｂ’の様
に特徴づけることができる。第２図は領域２１を一部じ
ゃ閉した例で、第３図は領域２１を全てじゃ閉した例で
ある。

第２図の様な一部じゃ閉した例では、球面収差の大きい
側、即ちレンズ外周部に近い領域をしや閉すると効果が
大きい。また、しや閉子段２４Ｂの形状は図に示した形
に限らず、領域２１を少しでもしや閉する効果があれば
良い。例えばじゃ閉子段２４Ｂを円開口とし、これを少
しシフトすることによってしゃ閉効果をもたせた場合に
も、本発明の目的とする効果を得ることができる。

第３図の様に領域２１を全てじゃ閉する場合にも、しや
閉子段２４Ｂの形状は図に示した形に限らず、領域２１
を全てじゃ閉するものであれば良い。ただ、なるべく多
くの光量を取り込めるような形状が望ましいと言える。

以上に示したじゃ閉子段の導入によって第２図及び第４
図の様に光束１０Ａの中心と、検出レンズ１ＯＡの光軸
が一致しない場合にもトラック横断干渉の影響を打ち消
すことができる。

また、本発明は第４図に示すような構成の焦点検出装置
においても同様の効果を得る。まず光学系の構成につい
て説明を行う。第４図において、光源である半導体レー
ザ３ｏから出た光束３１は、コリメータレンズ３２によ
って平行光となり、偏光ビームスプリッタ３４．全反射
ミラー３５、および％波長板３６．絞りレンズ３７を通
って、光デイスク上のトラック３８上に集束される。ト
ラック３８からの反射光束は再び絞りレンズ３７゜％波
長板３６．全反射ミラー３６金経て、偏光ビームスプリ
ッタ３４を反射してビームスプリッタ３９に入射し、光
束４ｏと光束４１に分割される。

ビームスプリッタ３９は光束４０と光束４１の光量比率
を例えば２：８に分割する。４２．４３は各々凸球面を
有する検出レンズである。検出レンズ４２は光束４ｏの
半分を光スポット４４に絞り込み、検出レンズ４３は光
束４Ｑの残りの半分を光スポット４６に絞り込む。つま
り、検出レンズ４２．４３は所定の位置に光スポラ）４
４．４６を絞り込めるように、レンズ中心をずらして切
り出すか、あるいは平凸球面レンズの平面を傾斜させて
作成して偏光作用を持たせるなどして設ける。

４６Ａ、４７Ａ、４８Ａ、４９Ａは光スポット４４．４
５が照射されるフォーカシングエラー検出器であり、４
分割光検出素子から成る。なおこのフォーカシングエラ
ー検出方式は、２個のナイフェツジ方式を一体化した方
式となっている。

ｓｏＡ、５１Ａ、５２Ａは光束４１がファーフィールド
像のままで照射される分割光検出素子であり、ｓｏＡ、
ｓｌＡがトラッキングエラー検出器、５２ＡがＲＦ信号
検出器である。トラッキングエラーの検出方式はファー
フィールド方式となっており、ＲＦ信号検出器５２Ａと
トラッキングエラー検出器５０Ａ、５１Ａの受光面積比
率は例えば３：１の割合で設定する。

さて、フォーカス検出用光束４ｏと、本発明のしゃ閉子
段２４の関係を図示すると第５図、及び第６図のように
なる。第６図は上記の平凸球面しンズの平面を傾斜させ
たものを２つ並べて構成した検出レンズ、第６図はレン
ズ中心をずらして切シ出したレンズを２つ並べて構成し
た検出レンズの例である。図に示したように光束４０の
中心と検出レンズの中心が一致しない場合、フォーカス
検出信号へのトラック横断干渉が発生する。この場合に
もしや閉子段２４を挿入することは有効で、前記干渉の
影響を打ち消すことができる。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば７オ一カス検出
信号感度を劣化させることなく、番地検索時のトラック
横断干渉を打ち消すことができ、光デイスク装置の信頼
性を向上する上で工業的価値の極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光ヘッドの焦点検出
装置の原理図、第２図、第３図は第１図に示した焦点検
出装置のしゃ閉子段の形状を示した図、第４図は本発明
の他の実施例における焦点検出装置の光学系の斜視図、
第６図、第６図は第４図に示した実施例におけるフォー
カシングエラー検出光束、検出レンズ及びしゃ閉子段の
関係を示した図、第７図は従来例における焦点検出装置
の原理図、第８図は同装置の回路図、第９図は同装置の
模式図、第１０図は同７オーカシングエラー検出用光束
のファーフィールドパターンと検出レンズとの関係を示
す模式図である。 １１Ａ・・・・・・ミラー、１４Ａ・・・・・・集光レ
ンズ、１６・・・・・・フォーカシングエラー検出器、
１３Ａ・・・・・・トラッキングエラー検出器、２４Ａ
・・・・・・しゃ断手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ？／ ２４−ｔ、、や閉子役 第４図 第５図 ？／ 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光源と、この光源から出射する光束をディスクの記録
   面上に集束する集束手段と、前記ディスクからの反射光
   束を波面分割する手段と、波面分割された前記反射光束
   を集光し光スポットを形成する検出レンズと、前記光ス
   ポットを受光する光検出器と、前記反射光に含まれる前
   記ディスクのトラック溝によって生じる回折パターンの
   一部、または全部をしゃ閉する手段を備えた光ヘッドの
   焦点検出装置。