JPS649658B2 - - Google Patents

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JPS649658B2
JPS649658B2 JP58162823A JP16282383A JPS649658B2 JP S649658 B2 JPS649658 B2 JP S649658B2 JP 58162823 A JP58162823 A JP 58162823A JP 16282383 A JP16282383 A JP 16282383A JP S649658 B2 JPS649658 B2 JP S649658B2
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JP
Japan
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light
photodetector
objective lens
reflected light
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JP58162823A
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JPS6055521A (ja
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Shinsuke Shikama
Kazuo Okada
Mitsushige Kondo
Nobumasa Egashira
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to CA000462388A priority patent/CA1257493A/en
Priority to US06/647,124 priority patent/US4625303A/en
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Publication of JPS649658B2 publication Critical patent/JPS649658B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
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    • GPHYSICS
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    • GPHYSICS
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    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13Optical detectors therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、デジタルオーデイオデイスク、ビ
デオデイスク等の情報記録媒体から情報を読出し
或は書き込む光デイスクヘツドの自動焦点調節装
置特に非点収差光学系を用いた自動焦点調節装置
に関する。
〔従来技術〕
近年情報記録盤上に光学的に記録された情報を
レーザ光を用いたヘツドで再生したり、逆に情報
を記録する、光ビデオデイスク装置、光オーデイ
オデイスク等の開発が盛んである。この種光デイ
スク装置のヘツド(以下光デイスクヘツドと称
す)では、情報の正確な記録、再生の為に、焦束
レーザ光を情報記録媒体であるデイスクの情報記
録トラツク上に常に正しく焦点合わせをして照射
する為の自動焦点調節装置が必要である。このよ
うな自動焦点装置として、非点収差光学系を用い
て情報検出及び焦点位置検出を行なう方式が知ら
れている。第1図はこの従来の非点収差光学系を
使用した光デイスクヘツドの自動焦点調節装置を
概略的に示す光路図、第2図はその光検知器以下
のサーボ機構を示す概略図である。図において1
は半導体レーザ等の光源、2は光源1より出射さ
れた出射光束、3は対物レンズ、4は対物レンズ
の合焦点位置付近に置かれたデイジタルオーデイ
オ信号、ビデオ信号等の情報がトラツク状に記録
されている情報記録媒体である光デイスク、5は
デイスク4上の集光スポツトSから対物レンズ3
をへての反射光束、6は出射光束2と反射光束を
分離するビームスプリツタ、7は反射光束5に非
点収差を与える光学素子である円筒レンズでその
円筒軸方向をx(紙面に直角)、これにレンズ面内
で直交する方向をyとする。8はx,y方向と
45゜の角度をもつ分割線で8a,8b,8c,8
dに4分割された光検知器、9はそれへ投射され
る反射光束7による反射光スポツト、10は加算
器11,12及び差動増幅器13よりなる焦点位
置検出回路、14は加算器からなる情報検出回
路、15は対物レンズを光軸方向に移動させるフ
オーカスアクチエータ、16はフオーカスアクチ
エータ15を附勢し対物レンズを駆動するレンズ
駆動回路、17は図示されていない情報再生回路
である。
次にその動作を説明する。光源1より出射した
レーザ出射光束2は対物レンズ3により収束さ
れ、デイスク4の情報トラツク上に集光スポツト
Sを形成する。この集光スポツトSからのデイス
ク4上の情報トラツクから読出された情報を含む
反射光束5はビームスプリツタ6で出射光束2と
分離され、円筒レンズ7によつて一方向だけより
収束される非点収差光束に変換される。即ち円筒
レンズ7の円筒軸x方向と光軸を含む面内ではレ
ンズ作用はなく、対物レンズ3による収束で点P
に集光し、xと直交するy方向と光軸を含む平面
(紙面)内では円筒レンズ7の収束作用により点
Qに集光する。従つて非点収差を受けた反射光束
の光分布形状は、点Qにおいてx方向に長い線
状、P点においてy方向に長い線状、その間vは
x,yの何れかの方向を長径とする長円形か円形
となる。デイスク4が対物レンズ3の合焦点位置
にある時(以下合焦時と称す)に非点収差を受け
た反射光束の光分布形状が円形となる位置に4分
割光検知器8が置かれている。従つて、光検知器
8への反射光スポツト9の形状は合焦時に円形光
デイスク4が合焦時より対物レンズ3に近ずく方
向に変位すると反射光スポツト9の形状はx方向
に細長い長円形となり、合焦時より遠ざかる方向
に変位するとy方向に細長い長円形となる。そし
て反射光スポツト9が円形の時の各受光領域8
a,8b,8c,8dによる受光面積は等しく、
反射光スポツト9の長経がx方向の時は受光領域
8a,8cが、反射光スポツト9の長径がy方向
の時は、受光領域8b,8dが、他の領域より受
光面積が大となる。よつて受光領域8a,8cの
受光出力和をとる加算器11の出力と、受光領域
8b,8dの受光出力和をとる加算器12の出力
との差を差動増幅器13より取出せば、その出力
信号、即ち焦点位置検出回路10の出力信号Ef
は、合焦時で反射光スポツト9が円形の時は零、
光デイスク4が合焦点より近ずき反射光スポツト
9がx方向に細長くなると正、光デイスク4が合
焦時より遠ざかり反射光スポツト9がy方向に細
長くなると負になり、その合焦点位置からのずれ
に略比例した大きさの出力となる。従つてこの焦
点位置検出回路10の出力Efによりレンズ駆動回
路16を制御し、フオーカスアクチエータ15を
付勢させて、対物レンズ3を光軸方向に動かすこ
とによつて自動的に焦点合わせが行なわれる。又
反射光束5に含まれる光デイスク4からの読出し
情報は各受光領域による受光出力和をとる情報検
出回路14により取出され再生回路17に導かれ
る。
しかし上述の従来装置では実用にあたつて次の
ような問題点があつた。即ち第2図における4分
割光検知器8の構造をより詳細に示した第3図A
に示すように4つの受光領域の間には、各々を分
離するための有限幅の不感帯18が存在する。こ
の不感帯18の幅を小さくしすぎると各受光領域
間のクロストークが増大して差動演算出力を低下
することになり好ましくない。その設計の1例を
数値で示すと合焦時の反射光スポツト9の直径が
約100μm程度であり、不感帯幅は約10〜15μm程
度が下限であつた。光検知器への入射光束の内、
不感帯18に入射する部分のエネルギーは、焦点
位置検出回路10の出力にも、情報検出回路14
の出力にも何等寄与しない。このように反射光ス
ポツト径に対し無視し得ない幅の不感帯18が、
特に第3図Bに示すような強度Iの分布をもつガ
ウシアンビームである反射光束5の最高強度部で
ある中心0があたる光検知器8の中央部に存在す
るため、不感帯幅が零で、クロストークのない理
想的な場合に較べ、合焦状態の検出感度が低下し
ていた。又、上記不感帯18による受光エネルギ
ーのロスは、情報検出回路14の出力低下をきた
しS/N比の劣化原因ともなつていた。
〔発明の概要〕
この発明は、上記のような従来の自動焦点調節
装置の欠点を除去するためになされたもので、光
検知器として4分割光検知器を使用せずに、光検
知器の中心付近で折曲した2分割線により、この
光検知器の中心を通る上記x及びyの方向の軸に
略対称な中央がくびれた中央受光領域と、上記x
又はy方向軸に略対称な劣端が互に相対向する形
状の両側受光領域の3領域に分割した3分割光検
知器を使用することによつて、従来のものより検
出感度の高い、かつ情報検出感度の低下をもたら
さない焦点位置検出特性の良好な光デイスクヘツ
ドの自動焦点調節装置を提供するものである。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第4図はこの発明の一実施例である自動焦点
調節装置において用いる光検知器の構成及びその
接続例を示す概略図で他の部分は第1図,第2図
と同一構成を有している。図において第2図と同
一符号は同一或は相当部分を示し、焦点位置検出
回路10は加算器12と差動増幅器13でのみ構
成されており、19は3分割光検知器、19aは
それの中央受光領域、19b,19dは両側受光
領域である。この光検知器19は、第2図の従来
の4分割構成の相対向する両領域を連結部20で
連結して3分割構成としたものである。即ち光検
知器19の中心付近で折曲した2分割線21,2
2により、中央がくびれた形状の中央受光領域1
9aと、劣端が相対向した形状の両側受光領域1
9b,19dの3領域に分割され、中央領域19
aの形状は光検知器の中心を通るx方向軸及びy
方向軸に対し軸対称であり、両側領域19b,1
9dの形状はy方向軸に対し軸対称となつてい
る。この光検知器19による焦点位置検出動作、
自動焦点調節動作は、第1図,第2図の従来装置
と基本的には変わらない。即ち第2図の光検知器
8の受光領域8aと8cを外部で加算器11によ
り連結したのに対し、この光検知器19では、こ
の両領域を連結部20で内部で連結し1領域19
aとしたのみであるからである。しかし反射光ス
ポツト9の光強度が最高で、分割線の存在によつ
て光エネルギー損失の影響が大きい光検知器の中
心部に分割線を設けずに連結部20として中心部
の光束を無駄なくとらえるようにしたので従来構
成よりも焦点ずれ検出感度を大きくすることがで
きる。又、情報検出回路14に対しても、上記中
心光束有効利用化により、以前よりも大きな振幅
でとり出せ、S/N比の向上に役立つている。こ
の外に光検知器からの接続線の減少、加算器が1
個省略できる等の、装置の性能を損うことなしに
部品数の低減と信頼性の向上、ひいては製造コス
トの低減がはかれる。さらに両側の分割受光領域
19b,19dの対向する劣端部を従来のものに
較べエツジ角度を大きくとれるので尖鋭な端部へ
の電界集中による耐圧低下を防ぐこととができ
る。
なお以上の実施例では、光検知器19の折曲分
割線21,22の折曲線のなす角が90゜である例
を示したが必ずしも90゜である必要はなく、例え
ば連結部20の存在による合焦時の差動増幅器へ
の入力信号のアンバランスを補償するために90゜
より多少大きく設定してもよい。
〔発明の効果〕
この発明は以上のような3分割構成の光検知器
を使用したため、分割線の不感帯の存在による受
光エネルギーの減少を従来のものより少なく抑え
ることができるので、焦点ずれ検出感度を大きく
することができ、情報検出回路のS/N比向上に
役立ち、その外、部品数の低減、信頼性の向上、
製造コストの低減、光検知器分割領域の耐圧低下
の防止がはかれる等の諸効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の非点収差光学系を使用した光
デイスクヘツドの自動焦点調節装置を示す概略光
路図、第2図はそれの光検知器以下のサーボ機構
を示す概略図、第3図はその動作説明図、第4図
はこの発明の一実施例における光検知器の構成及
びその接続を示す概略図である。 図において、1は光源、3は対物レンズ、4は
情報記録媒体である光デイスク、6はビームスプ
リツタ、7は非点収差光学素子である円筒レン
ズ、8は4分割光検知器、10は焦点位置検出回
路、14は情報検出回路、15はフオーカスアク
チエータ、16はレンズ駆動回路、19は3分割
光検知器、19aはそれの中央受光領域、19
b,19dは両側受光領域、21,22は折曲分
割線である。図中同一符号は同一或は相当部分を
示している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光源、この光源からの出射光束を情報記録媒
    体のトラツク上に集光させる対物レンズ、上記光
    源からの出射光束と上記記録媒体上の集光スポツ
    トからの上記対物レンズを経ての反射光束を分離
    するビームスプリツタ、この分離された反射光束
    に非点収差を与える光学素子、この光学素子をへ
    ての反射光束を受光し、受光する反射光スポツト
    の形状変化によつて異なつた検知出力を取出す光
    検知器、及びこの光検知器の出力から上記記録媒
    体の上記対物レンズの合焦点位置からのずれに応
    じた信号を取出す焦点位置検出回路を備え、この
    検出回路の出力により上記対物レンズを光軸方向
    に駆動するようにした光デイスクヘツドの自動焦
    点調節装置において、上記光検知器は、この光検
    知器の中心付近で折曲した2分割線により、この
    光検知器の中心を通る上記光学素子軸x方向及び
    これに直交するy方向の軸に対し略対称の中央が
    くびれた形状の中央受光領域と、上記x又はy方
    向軸に略対称な尖端が互に相対向する形状の両側
    受光領域の3領域に分割された3分割構成とした
    ことを特徴とする光デイスクヘツドの自動焦点調
    節装置。 2 上記焦点位置検出回路は、上記光検知器の中
    央領域による受光出力と、両側領域による受光出
    力和との差出力を取出すようにした特許請求の範
    囲第1項記載の光デイスクヘツドの自動焦点調節
    装置。
JP58162823A 1983-09-05 1983-09-05 光デイスクヘツドの自動焦点調節装置 Granted JPS6055521A (ja)

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JP58162823A JPS6055521A (ja) 1983-09-05 1983-09-05 光デイスクヘツドの自動焦点調節装置
DE8484110194T DE3484723D1 (de) 1983-09-05 1984-08-28 Automatisches fokussierungsverfahren.
EP19840110194 EP0137272B1 (en) 1983-09-05 1984-08-28 Automatic focusing device
CA000462388A CA1257493A (en) 1983-09-05 1984-09-04 Automatic focusing device
US06/647,124 US4625303A (en) 1983-09-05 1984-09-04 Automatic focusing device

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JPS6055521A JPS6055521A (ja) 1985-03-30
JPS649658B2 true JPS649658B2 (ja) 1989-02-20

Family

ID=15761905

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CA (1) CA1257493A (ja)

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