JPS63224032A - 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９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％波長板６．絞りレンズ６を通って、光デイ
スク７ムのトラック８ム上に光スポツト９ムとして集束
される。７Ｂ　、　８Ｂ　。

９Ｂは各々光デイスク７ム、トラック８ム、光スポツト
９ムの側面図である。光スポツト９ムはトラック８ム上
に照射された後、反射され、再び絞りレンズ６を通って
平行光となり、％波長板６を経て、偏向ビームスプリッ
タ４によって反射分離され、光束１０ムとして紙面の右
方向に進む。光束１０ムはミラー１１ムによって半分が
反射され、光束１２ムとなってトラッキングエラー検出
器１３ムに照射される。光束１０ムの残りの光束は検出
レンズ１４ム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
あり、ミラー１１ム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１０人の断
面、即ち、光強度のファーフィールドパターンを示し、
点線１４Ｂが検出レンズ１４ムの位置を、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１３ムの上面図であり、２分割されたフ
ォトダイオードで、ここに光束１２ムが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１０図は第９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１３Ｇ　、　１３Ｄはトラッキングエラー検
出器であり、１ｅｓＡ　、　１ｅｓＢはフォーカシング
エラー検出器である。図におけるＲＦ信号回路１８で検
出器１３０　、１３Ｄ　、　１５Ａ　、　１６Ｂ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器１６ム、１６Ｂの差
信号を作成し、ＴＫ信号回路（トラッキングエラー信号
回路）２０でトラッキングエラー検出器１３Ｇ、１３Ｄ
の差信号を作成する。

発明が解決しようとする問題点 第１１図ａ、ｂ、ｃのように絞りレンズ６をディスク７
に近づけていくと、光スポット９がディスク基板表面７
Ｇとディスク記録面７Ｄを横切る時に、２つの特徴的な
信号が発生する。第１２図ａ、ｂ、ｃはそれぞれ第１１
図ａ、ｂ、ｃに対応する信号であり前記２つの信号は第
１２図す、ｃ・に示されている。これらは、いわゆるＳ
字信号と呼ばれるもので、光デイスクシステムでは、こ
のＳ字信号を検出することによってフォーカスの引き込
みを行なっている。一般にこの２つのＳ字信号はその振
幅が異なるため、つまりディスク記録面７Ｄを横切る時
に生じるＳ字信号の振幅が大きいため、２つの振幅の間
に、ある適切な検出レベルを設けることによってディス
ク記録面７Ｄを検知し、フォーカスの引き込みが可能と
なる。

しかし、ディスク記録面７Ｄの反射率が低く、ディスク
基板表面７Ｃでの反射率との差が小さくなった場合は、
第１３図に示すように２つのＳ字信号の振幅の差ｓ　−
ｓ’も小さくなる。したがって、２つのＳ字信号の振幅
の間に検出レベルを設定することが困難になり、フォー
カスの引き込みが正常に行なわれなくなる。ディスク基
板表面での反射率は一般に４〜５％であるが、ディスク
記録膜の反射率がこの値に近づいた場合、たとえば１０
俤以下になった場合には上記のような問題が顕著となる
。

本発明が解決しようとする問題点は、上記のようなディ
スク記録面の反射率が低いディスクにおけるフォーカス
引き込みの不安定性である。

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手段は、光
束中のディスク基板表面反射光強度の大きい部分にじゃ
へい手段を設けることである。

作用 上記手段による作用は、ディスク基板表面によるＳ字信
号の振幅が相対的に小さくなり、ディスク記録面による
Ｓ字信号との判別が明確に行なわれるようになることで
ある。詳細は以下の通りである。

第１４図と第１５図はディスク基板表面による反射光２
１とディスク記録面による反射光２２との違いを、絞り
レンズ開口２３出射後のスポットダイヤグラムによって
示した一つの例である。これにより、ディスク基板表面
による反射光２１では、周辺光線が光束中央部に収束す
る傾向を持ち、光束中央部の光強度が大きいことがわか
る。一方、ディスク記録面による反射光２２は、全体に
均一な分布を示しているのが分かる。したがって、ディ
スク基板表面からの反射光強度の大きい部分をしゃへい
することによって、ディスク基板表面７Ｃとディスク記
録面７ＤによるＳ字信号の振幅相対差を拡大する作用を
得る。

ディスク基板表面による反射光２１に見られる周辺光線
の収束傾向は、絞りレンズのもつ収差によるものである
。この収差を用いたｉつのＳ字曲線の判別も可能である
が、以下の理由で実用的でない。絞りレンズはディスク
基板を通過した波面が理想波面となるように設計されて
いるため、絞りレンズを出射してディスク基板に至るま
での波面は、いわゆる球面収差の残存する波面となって
いる。即ち、ディスク基板表面に形成される光スポット
も、球面収差を含んだ、ややボケたスポットになってい
る。従って、この光スポットによるＳ字曲線の勾配は、
ディスク記録面でのＳ字曲線の勾配に比べてゆるやかで
あり、２つのＳ字曲線の勾配による判別が可能となる。

しかし、ディテクタ、光学部品等のバラツキやディテク
タ調整のバラツキによって前記勾配が変動するため検出
が困難であり、本発明による方法に比べて実用的でない
といえる。

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９図と同番号と同じものは、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１０ム
中にじゃへい手段２４ムを設けた事である。

しゃへい手段２４ムの形状は光束１ｏムの断面に重ねて
見た時に、第３図の２４Ｂ、及び第４図の２４Ｂ′の様
に特徴づけることができる。第３図はディスク基板表面
による反射光２１の中央部をしゃへいした例で、第４図
は前記反射光２１の周辺部をしゃへいした例である。し
ゃへい手段の形状は第３図、第４図に示した形に限らず
、前記反射光２１の強度の大きい部分を少しでもしやへ
いするものであれば良い。これによってディスク基板表
面による反射光２１とディスク記録面による反射光２２
が各々のＳ字曲線形成に寄与する割合に相対差が生じ、
即ち、２つのＳ字曲線の振幅の差が拡がり、適切な検出
レベルの設定によるフォーカス引き込みの安定化が可能
となる。

また、本発明は第２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
いて説明を行なう。第２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、偏光ビームスリッタ３４．全反射
ミラー３６、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を経て、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４０の
半分を光スポット４４に絞り込み、検出レンズ４３は光
束４ｏ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ボッ）４
４．４５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
作成して偏向作用を持たせるなどして設ける。

４６ム、４７ム、４８ム、４９ムは光スポット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。

６０ム、６１ム、６２ムは光束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、６ｏム、
６１ムがトラッキングエラー検出器、６２ムが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６２ムと
トラッキングエラー検出器６ｏム、６１ムの受光面積比
率は例えば３：、１０割合で設定する。

さて、フォーカス検出用光束４０と、本発明のしゃへい
手段２４の関係を図示すると第６図から第８図のように
なる。第６図、第６図は上記の平凸球面レンズの平面を
傾斜させたものを２つ並べて構成した検出レンズ、第７
図、第８図はレンズ中心をずらして切り出したレンズを
２つ並べて構成した検出レンズの例である。この場合に
もしやへい手段２４を挿入することは有効で、図に示し
た形状に限らず反射光２１の光強度の大きい領域をしゃ
へいすることで所望の効果を得る。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によればディスク基板表
面からの反射光とディスク記録面からの反射光による２
つのＳ生信号の振幅に相対的な差を与え、正確なフォー
カスの引き込みが可能となり、光デイスク装置の信頼性
を向上する上で極めて工業的価値が高いものである。

【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３図、第４図は第１図
に示した焦点検出装置のしゃへい手段の形状を示した図
、第６図から第８図は第２図に示した実施例におけるじ
ゃへい手段の形状を示した図、第９図は従来例における
焦点検出装置の原理図、第１０図は同装置の回路図、第
１１図はＳ字曲線形状の原理図、第１２図はＳ字曲線形
状を示した図、第１３図は反射率の低いディスクにおけ
るＳ字曲線を示した図、第１４図はディスク基板表面に
よる反射光のスポットダイヤグラム、第１６図はディス
ク記録面による反射光のスポットダイヤグラムである。 １１人・・・・・・ミラー、１４人・・・・・・検出レ
ンズ、１６・・・・・・フォカシングエラー検出器、２
４ム・・・・・・しゃへい手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 Ａ−−しゃへいう１受 、Ｍ−ｒ−ムスプリーＩり ４２４３−−ネ酬出しンス゛ ４６、ｄ７ｊＪｇ、４Ｑ−フォー刀シンク゛エラー坤勢
士１１５０．５１−　トラヅキングエラー＆±ｌよ、５
？−ＲＦ傷借方灸わ詠 第２図 マハ 第３図　　　　第４図 第５図　　　　第６１２４ 第７図　　　　第８図 第９図 第１０図 第１１図 （α）　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　（Ｃ）
第１２図 第１３図 ノ１＼；いエリｈ１ビト

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光スポットとし
   て集束する集光手段と、ディスクからの反射光を波面分
   割する手段と、波面分割された前記反射光を集光し光ス
   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
   基板表面による反射光の光強度が大きい領域をしゃへい
   するよう配置されたしゃへい手段を備えた光ヘッドの焦
   点検出装置。