JPS63173231A - 光ヘツド装置 - 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、ディスク状、カード状或いはテープ状等の情
報担体面上に光源からの光音照射して情報の読出し及び
書込みを行なう光ヘッド装置に関し、特に焦点検出を好
適に行うことのできる光ヘッド装置に関する。

（従来の技術） 上述したような光ヘッド装置の焦点検出方式としては１
例えば第６図に示すような非点収差法が知られている。

第６図（ａ）はその非点収差を行うための構成例を示す
図であシ、第６図（ｂ）はその検出原理を示す図である
。これらの図において、半導体レーデ等の光源１０１か
ら射出された光束は。

その１部がビームスグリツタ１０２を透過し、対物レン
ズ１０３によシ光ディスク１０４上の情報トラックに集
光される。そして、光ディスク１０４で反射され九戻シ
光束は再び対物レンズ１０３を通過してビームスプリッ
タ１０２で反射されてシリンドリカルレンズ】０５に入
射する。この入射光束はシリンドリカルレンズ１０５に
より非点収差が与えられて光検出器１０６の受光面に集
光される。光検出器１０６は、第６図（ｂ）に示すよう
に。

４分割された受光面を備えている。そして、対物レンズ
１０３と光ディスク１０４との相対距離により、同図に
示したように光検出器１０６の受光面に照射され次光ス
ポット１０９の形状が変化し、この光スポラ）１０９の
形状の変化から光ディスク１０４への合焦状態を検知す
ることができる。

例えば正常な合焦時には元スポット１０９は第６図（ｂ
）の上段に示すように略円形となり、各受光面に入射す
る光量はほぼ等しく、これら受光面から検出される信号
の対角相の差信号すなわち７オ一カスエラー信号は０と
なる。これに対し、光ディスク１０４が対物レンズ１０
３に対して相対的に離れた状態、所謂前ビン状態になっ
た時には光スポラ）１０９の形状は第６図（ｂ）の中段
に示すようになジ、フォーカスエラー信号は＋Ｖとなる
。又、光ディスク１０４が対物レンズ１０３に対して相
対的に近づい次状態、所謂後ピン状態になり友時には光
スポラ）１０９の形状は第６図（ｃ）の下段に示すよう
になり、フォーカスエラー信号は−Ｖとなる。

以上示し次焦点検出方式は非点収差を生じるようシリン
ドリカルレンズを用いたものであるが、他に、第７図に
示すように、平行平板状の光学素子を用いて非点収差を
生じるようにし几焦点検出方法もある。第７図はその構
成例を示す概略図である。この構成例においては、光源
１０】から射出された光束は平行平板光学部材】０７の
第１面に入射する。この平行平板光学部材１０７は光源
１０１に対して傾斜面を有するよう配置されており、そ
の第１面にはハーフミラ−１０８が付設されている。従
って、平行平板光学部材１０７に入射した光束の一部は
／％−７ミラー１０８面で反射され、対物レンズ１０３
を通過後光ディスク】０４上に集光される。この光ディ
スク１０４からの反射光束は再び対物レンズ１０３’ｉ
ｉ−通過し、徐々に収束しながら平行平板光学部材１０
７の第１面に入射する。そして、この平行平板光学部材
１０７によジ非点収差が与えられ、光検出器１０６に集
光される。かくして、この非点収差を生じた元来を用い
て、第６図（ｂ）におけると同様の方法でフォーカスエ
ラー信号を得ることができる。

このような構成例におい′Ｃは、平行平板光学部材１０
７を用いることにエラ、第６図に示した構成例における
よりもよ少小型＠量化された装置が得らｎるという利点
がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、第７図に示した構成により焦点検出を行
なった場合、非点収差と同時にコマ収差が生じてしまい
、７オーカスエラー検出の際の合焦精度が低下するとい
う不都合が生じる。この理由は、第８図に示す図を用い
て説明することができる。第８図（ａ）〜（ｇ）には、
第７図に示す４つの受光面金有する光検出器１０６への
光スポツト１０９０種々の照射状況が示しである。図中
点心は非点収差の生じ次光スポット１０９の形状であり
、これにはコマ収差を含んでいる。ただし、第８図（ｄ
）は光スポラ）１０９が第８図（−）〜＜ｃＪに示した
照射状況にある場合の光ディスクと対物レンズとの相対
的距離（横軸）に対するフォーカスエラー信号（縦軸）
の特性図であり、第８図（ｈ）は光ス？ット１０９が第
８ｅ（ｅ）〜（ｇ）に示した照射状況にある場合の特性
図である。これらの図において１元スポット】０９が光
検出器１０６の受光面に対して第８図（ａ）〜（ｃ）に
示すような照射状況を呈する場合。

フォーカスエラー信号特性は第８図（ｄ）に示すような
所謂８字特性が得られるから問題は生じない。

これに対して、光スポット】０９が光検出器１０６の受
光面に対して第８図（，３〜（ロ）】に示すような照射
状況を呈する場合、フォーカスエラー信号特性は第８図
（ｈ）に示すものとなり１合焦時にフォーカスエラー信
号にオフセットが発生し検出誤差が生じてしまう、すな
わち、第８図（ｅ）〜（ｇ）に示す光スポット１０９の
照射状況は、光スポット１０９が光検出器１０６の中心
からずれてしまっ次場合でおる。このように照射状況に
ずれが生じる場合としては、光ディスク】０４の傾きや
対物レンズ１０３が光ディスク１０４の情報トラックに
追従し対物レンズ１０３の中心と光束の中心とがずれた
場合等が挙げられる。

又、上述のように非点収差を得るのに平行平板光学部材
を用いた際コマ収差が生じるのを防止するために、少な
くとも２つの平行平板光学部材を用いて相互にコマ収差
を補正するようにした光ヘッド装置が特開昭６１−２０
２３３９号公報に開示されている。ところがこの光ヘッ
ド装置では、平行平板部材を多く用いた分装置が大型化
し、又フォーカスエラー信号検出の感度、も低下し、調
整が複雑になる等の欠点が生じる。

本発明の目的は上記のような非点収差光学系を用いてフ
ォーカスエラー検出を行なうのに、このような光学系で
コマ収差が発生し、ディスクの傾き或いは対物レンズの
移動によるフォーカスエラー信号の検出誤差があるにも
かかわらず正確なフォーカス制御を行なうことができる
光ヘッド装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上述した従来技術の問題点は本発明の光源から出射され
た光束を対物レンズを介して情報記録担体のトラック上
に照射し、この記録担体で反射又は透過され次検出光束
からトラックエラー信号を検出すると共にこの検出光束
に光学系により非点収差を与えて光検出器上に導きこの
光束の・マターンの変化全検出して前記担体上の光スポ
ットの合焦検出を行なう光ヘッド装置において、前記光
学系が非点収差と同時にコマ収差を発生し、前記トラッ
クエラー信号検出の際得られた信号の一部をフォーカス
エラー信号の補正に用いて前記コマ収差の影響を除去す
ることを特徴とする光ヘッド装置によＶ解決される。

（作用） はじめに、本発明の原理について第３図を参照しながら
説明する。第３図は光ディスクの傾き或いは対物レンズ
が光ディスクのトラック方向に追従したときの対物レン
ズの移動によりトラックエラー信号にオフセットが生じ
る原理金示す図である。なお、このトラックエラー信号
検出はプツシニブル方式によるものである。第３図（ａ
）は光ディスク１２が１２′で示すように傾い友場合で
あシ、第３図（ｂ）は対物レンズ１３が１３′で示すよ
うに光ディスク１２のトラック方向に相対的に移動（以
下、対物レンズの移動とする）し定場合である。

なお、説明の便宜上対物レンズ１３には無限遠補正対物
レンズが用いである。又、光検出器１４は２つの受光面
Ａ、Ｈに分割されておシ、これら受光面の境界は光ディ
スク１２のトラック方向に相当するよう設定されている
。このような構成において、不図示の光源から射出され
たレーデ光が正常なオントラック状態にあり、且つ光デ
ィスク１２に傾きがなく光源からのレーザ光が該光ディ
スクに垂直に入射する場合、光検出器１４の受光面に照
射場れる戻り光は第３図＜ａ＞ではＣで示すようになり
、第３図（ｂ）ではＤで示すようになる。ところが、こ
のようなプツシＳｆル方式によるトラックエラー信号検
出においては、光ディスク１２が第３図（ａ）の１２′
で示すように傾いた場合、或いは対物レンズ１３が第３
図（ｂ）の１３’で示すように移動した場合、光検出器
１４で検出される戻り光は点線Ｃ′か或いは点線Ｄ′で
示すように受光面ＡとＢとの境界から偏シ検出信号にオ
フセットが生じる。

この元ディスク１２の傾き及び対物レンズ１３の移動に
より得られる偽信号の周波数帯域はトラックずれによる
トラックエラー信号の周波数帯域よりも相当低いもので
ある。光ディスク１２の傾き及び対物レンズ１３の移動
によシ得られる信号は。

フォーカスエラー信号に２いてはコマ収差による信号と
なる。従って、フォーカスエラー信号からトラックエラ
ー信号検出の際得られた元ディスク１２の傾き及び対物
レンズ１３の移動による周波数帯域の信号を差引くこと
によりコマ収差による信号が除かれた正確々７オーカス
エラー信号金得ることができる。

本発明はこのような原理に基づくもので、上述し九本発
明の構成において、非点収差を得る光学系にコマ収差が
あり、同時に元ディスクの傾き或いは対物レンズの移動
に起因するフォーカスエラー信号のオフセットが生じて
もトラックエラー検出の際得られ比信号の一部？用いて
正しく補正されたフォーカスエラー信号を得ることがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明における第１実施例を示す回路構成図で
ある。同図において、光ディスク等の情報記録媒体から
反射された光束は非点収差を生じさせる任意の光学部材
を通過後、光検出器１で受光される。この光検出器】は
受光面が４分割されており、各々の受光面からは出力信
号’　ｌ　ｂ　ｌ　ｃｌｄが得られる。この対角相、即
ちａ−）−ｃ及びｂ＋ｄを差動増幅器２で減算すること
によシフオーカスエラー信号が得られる。このフォーカ
スエラー信号を位相補償回路３によシ位相補償した後、
アクチーエータドライバー回路４に導きアクチェエータ
コイルに前記フォーカスエラー信号に応じた電流が流れ
る。

アクチェエータコイル５は不図示の対物レンズ保持体に
設けられておシ、このコイル５と不図示の磁気回路との
相互作用によシ対物レンズをその光軸方向、即ちフォー
カス方向に駆動することができる。又、上記光検出器１
のａ　＋ｂとｃ　＋　ｄとの分割線を情報記録媒体のト
ラック方向に沿う方向に取ると、これらａ　−１−ｂと
ｃ　＋　ｄとの差信号を差動増幅器２′にて減算するこ
とにより所謂ゾッシ為プル方式によるトラックエラー信
号として得ることができる。このトラックエラー信号も
上述し次フォーカスエラー信号と同様位相補償回路３′
により位相補償された後、アクチーエータドライバー回
路４′に導かれアクチェエータコイル６に上記トラック
エラー信号に応じた電流が流れる。このアクチェエータ
コイル６も不図示の対物レンズ保持体に設けられており
、このコイル６と不図示の磁気回路との相互作用により
対物レンズをトラック方向に駆動することができる。

又、同図において、差動増幅器２′にて得られたトラッ
クエラー信号は反転アンｆ７によシ所定の値に増幅され
、補償回路８にて補償された後フォーカスエラー信号に
加えられる。補償回路８は第２図に示す回路構成金有し
ている。９はローツクスフイルターであり、１０は周波
数フィルターであり、１】及び１１′は位相ゲイン補償
回路である。

補償回路８がこのような回路構成を有するのは。

情報記録媒体、例えば光ディスクの傾き及び対物レンズ
の移動はトラックエラー信号の周波数帯域よりも十分に
低い周波数で変動する友めであシ、又光ディスクの傾き
量に対してのトラックエラー信号のオフセットと上記対
物レンズ移動量に対するトラックエラー信号のオフセッ
トとは異なるためである。従って、差動増幅器２″にて
得られ九トラックエラー信号は反転アンシフにより所定
の値に増幅された後、上記構成の補償回路８にて、まず
光ディスクの傾き及び対物レンズの移動による周波数帯
域が得られるようロー・母スフイルター９で低周波域の
信号のみが通過せしめられる。次いで１周波数フィルタ
ー１０で光ディスクの傾きによる周波数と対物レンズの
移動による周波数の信号が分割され１位相ゲイン補償回
路１１及び１１′で前記夫々の帯域の信号が補償され、
この補償された信号がフォーカスエラー信号に加えられ
る。

光学系にコマ収差があり、同時に光ディスクに傾きが生
じ或いは対物レンズが移動し次際に得られるオフセット
のめるフォーカスエラー信号から上述のようにトラック
エラー信号検出の際に得られた光ディスクの傾き或いは
対物レンズの移動による信号を差引くことによシコマ収
差があるために生シるオフセットを含まないフォーカス
エラー信号を得ることかできる。

従って、本実施例によれば、友とえ非点収差を得る光学
系にコマ収差があって、同時に光ディスクの傾き或いは
対物レンズの移動が生じてフォーカスエラー信号にオフ
セットが生じても正確なフォーカスエラー信号が得られ
る。

次に本発明の第２実施例について第４図を参照しながら
説明する０本実施例におけるトラックエラー信号は３ビ
一ム方式により得られる。従りて副ビームによる戻り光
が検出できるよう光検出器１の他に光検出器１５及び１
６が設けられている。

これら光検出器１５及び１６は元ディスク上のトラック
方向に相当する境界によって２つの受光面に分割されて
おり、光検出器】５においては受光面ｆ＋ｅｆｆｉ備え
、光検出器１６においては受光面り、ｇｋ備えている。

そして、これら光検出器の各受光面からの出力は、光デ
ィスクに傾きがなく且つ対物レンズが移動していない場
合において。

受光面ｆ及びｇからの出力ｆ＋ｇは受光面ｅ及びｈから
の出力ａ　＋ｈと同レベルになるよう増幅器１８で調整
されている。これらｅ　十りと増幅器１８からの出力は
差動増幅器２〃に導かれ両者の差出力が得られる。光デ
ィスクに傾きが生じるとこの差動増幅器２′から差出力
が生じ、こうして得られ次光ディスクの傾き検出信号は
補正回路１７を通して増幅器１８＃′に入力される。−
万、光検出器１５゜１６からの出力ｅ　＋ｆ及びｇ＋ｈ
は差動増幅器２′に導かれ１両者の差出力が位相補償回
路３′にて位相補償てれアクチーエータドライバー回路
４′に導かれる。次いでトラックエラー信号に応じ九電
流がアクチュエータコイル６に流される。ここで上記ア
クチュエータドライバー回路４′から得られ九信号は対
物レンズのトラック方向の移動量に外ならず、この信号
が補償回路１７′ヲ通過後増幅器１８′に入力される。

増幅器１８′及び１８”′の名田力は加算反転増幅器１
９により加算されてから反転しフォーカスサーが回路の
アクチュエータドライバー回路４の入力に加えられる。

即ち光ディスクの傾き及び対物レンズの移動による信号
は位相補償され、夫々加えられフォーカスエラードリフ
ト分を補正する信号としてフォーカスサーがループに加
えられる。こうしてコマ収差によるフォーカスエラード
リフトが補正された正しいフォーカスエラー信号を得る
ことができる。

さらに本発明の第３実施例を第５図に示す。この実施例
において対物レンズ移動量は図中の相対位置検出器２０
ｔ−用いて得られる。そして、この相対位置検出器２０
からの出力信号は第２実施例におけると同様に処理され
フォーカスエラー信号が補正される。なお、この相対位
置検出はトラックアクチェエータの中立位置検出、トラ
ック金地び越すキック制御、トラック制御がはずれ次と
きの位置検出、或いはモーションフィードバック等にも
利用することができる。

（発明の効果） 以上説明し友ように本発明の光ヘッド装置によれば、た
とえフォーカスエラー信号を得るための非点収差光学系
にコマ収差があって、同時に光ディスク等の情報記録担
体の傾き或いは対物レンズの移動に起因するフォーカス
エラー信号のオフセットが生じても、このオフ七ット信
号が除かれた正しいフォーカスエラー信号を得ることが
できる。

従って、このフォーカスエラー信号により情報記録担体
上に照射場れる光スポラトラ常に合焦状態に保つことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に用いる回路構成図、第２
図は第１図に示す補償回路の構成図、第３図（１）及び
（ｂ）は本発明の詳細な説明する友めの図、第４図は本
発明の第２実施例に用いる回路構成図、第５因は本発明
の第３実施例に用いる回路構成図。 第６図は非点収差法による焦点検出方法を説明する几め
の図、第７図は平行平板を用いて非点収差を生ぜしめる
従来の装置、第８図はフォーカスエラー信号にオフセッ
トが生じた場合の光検出器上への元スポットの照射状況
金示す図である。 １．１５．１６・・・光検出器。 ＆　Ｈｂ　Ｈｅ　Ｈｄ　Ｈ＠　ｓ　ｆ　＋　ｇ・・・光
検出器の各々の受光面。 ２．２′・・・差動増幅器、３．３’・・・位相補償回
路、４．４′・・・アクチュエータドライバー回路、７
・・・反転アンプ、８・・・補償回路。 代理人　弁理士　　山　下　穣　平 第２図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源から出射された光束を対物レンズを介して情報記録
   担体のトラック上に照射し、この記録担体で反射又は透
   過された検出光束からトラックエラー信号を検出すると
   共に、この検出光束に光学系により非点収差を与えて光
   検出器上に導きこの光束のパターンの変化を検出して前
   記担体上の光スポットの合焦検出を行なう光ヘッド装置
   において、前記光学系が非点収差と同時にコマ収差を発
   生し、前記トラックエラー信号検出の際得られた信号の
   一部をフォーカスエラー信号の補正に用いて前記コマ収
   差の影響を除去することを特徴とする光ヘッド装置。