JPH0120498B2 - - Google Patents
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- JPH0120498B2 JPH0120498B2 JP54136997A JP13699779A JPH0120498B2 JP H0120498 B2 JPH0120498 B2 JP H0120498B2 JP 54136997 A JP54136997 A JP 54136997A JP 13699779 A JP13699779 A JP 13699779A JP H0120498 B2 JPH0120498 B2 JP H0120498B2
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- light
- photodetecting
- beams
- photodetector
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば記録媒体上に螺旋或いは同心
円状に記録された情報トラツクに対物レンズを経
て３個の読取り光スポツトを集束し、情報信号と
トラツキング誤差信号を得る光学的情報読取装置
の改良に関するものである。
円状に記録された情報トラツクに対物レンズを経
て３個の読取り光スポツトを集束し、情報信号と
トラツキング誤差信号を得る光学的情報読取装置
の改良に関するものである。
上記の様に３つのビームを使用した先行技術と
して特開昭52−147403号公報がある。当該公報第
３図で説明されている光検出器は中央に情報信号
読取用の第２の光検出器（図面９ｂで示されてい
る）を配置し、この光検出器を挟むようにトラツ
キング誤差信号を検出するための第１、３の光検
出器（図面９ａ，９ｃで示されている）が配置さ
れている。しかし上記光検出器は焦点誤差号を検
出する構成となつていない。この特開昭52−
147403号公報では「焦点調整は 例えばエアロフローテイングなどを用いる（公
報コラム４、第１〜３行参照）。」と説明されてお
り、光検出器による焦点検出については何ら説明
していない。
して特開昭52−147403号公報がある。当該公報第
３図で説明されている光検出器は中央に情報信号
読取用の第２の光検出器（図面９ｂで示されてい
る）を配置し、この光検出器を挟むようにトラツ
キング誤差信号を検出するための第１、３の光検
出器（図面９ａ，９ｃで示されている）が配置さ
れている。しかし上記光検出器は焦点誤差号を検
出する構成となつていない。この特開昭52−
147403号公報では「焦点調整は 例えばエアロフローテイングなどを用いる（公
報コラム４、第１〜３行参照）。」と説明されてお
り、光検出器による焦点検出については何ら説明
していない。
また３ビーム方式によるトラツキング誤差信号
検出方式に関する先行技術として特開昭53−
13123号公報が、またシリンドリカルレンズと４
分割光検出素子の組合せによつて焦点誤差信号を
検出する先行技術として米国特許第4079247号明
細書がある。しかし当該両先行技術はトラツキン
グ誤差信号検出、焦点誤差信号検出の個々の技術
について説明しているだけにすぎず両者を一体化
して一つの装置で２種類の誤差信号を検出する技
術について何ら説明していない。
検出方式に関する先行技術として特開昭53−
13123号公報が、またシリンドリカルレンズと４
分割光検出素子の組合せによつて焦点誤差信号を
検出する先行技術として米国特許第4079247号明
細書がある。しかし当該両先行技術はトラツキン
グ誤差信号検出、焦点誤差信号検出の個々の技術
について説明しているだけにすぎず両者を一体化
して一つの装置で２種類の誤差信号を検出する技
術について何ら説明していない。
本願発明は３ビーム方式によりトラツキング誤
差信号と焦点誤差信号の両方の信号が検出可能な
光学系を有し、しかも量産性に優れ、光学調整が
容易となる一体型光検出素子を組込んだ情報読取
装置を提供することを目的とする。
差信号と焦点誤差信号の両方の信号が検出可能な
光学系を有し、しかも量産性に優れ、光学調整が
容易となる一体型光検出素子を組込んだ情報読取
装置を提供することを目的とする。
本発明の情報読取装置は光源から放射された光
束を光分割素子に入射させて複数のビームを発生
させた後、対物レンズにより記録媒体の情報トラ
ツク上にほぼ直線的に並んだ３つのビームスポツ
トとして照射し、その反射光を光検出器に導き情
報信号とトラツキング誤差信号を検出するように
した光学的情報読み取り装置において、 少なくとも２個に分割された光検出面からなる
第１の光検出面とこの第１の光検出面の両側に配
置された第２の光検出面と第３の光検出面の少な
くとも４個の光検出面で構成されるものであり、
前記第１、第２、第３の各光検出面がひとつの光
学素子として一体的に固定され且つ前記第１、第
２、第３の各光検出面がほぼ同一平面上に配置さ
れた一体型光検出素子を前記記録媒体からの反射
光路中に配置するとともに、前記対物レンズと前
記一体型光検出素子間の光路中に前記記録媒体面
に垂直な方向に関する前記記録媒体の変位に応じ
てビーム形状に変化を生じさせる焦点検出用の光
学素子を配置し、前記３つのビームをすべて前記
焦点検出用の光学素子へ入射させ、前記焦点検出
用の光学素子から発した３つのビームのうち中間
のビームを前記第１の光検出面へ入射させ且つ前
記両側の２つのビームをそれぞれ前記第２の光検
出面と前記第３の光検出面に入射させ、前記第１
の光検出面におけるビーム形状の変化を検出する
ことにより焦点誤差信号を得るとともに前記第２
と第３の光検出面における光量の大きさを比較す
ることによりトラツキング誤差信号を得ることを
特徴とするものである。
束を光分割素子に入射させて複数のビームを発生
させた後、対物レンズにより記録媒体の情報トラ
ツク上にほぼ直線的に並んだ３つのビームスポツ
トとして照射し、その反射光を光検出器に導き情
報信号とトラツキング誤差信号を検出するように
した光学的情報読み取り装置において、 少なくとも２個に分割された光検出面からなる
第１の光検出面とこの第１の光検出面の両側に配
置された第２の光検出面と第３の光検出面の少な
くとも４個の光検出面で構成されるものであり、
前記第１、第２、第３の各光検出面がひとつの光
学素子として一体的に固定され且つ前記第１、第
２、第３の各光検出面がほぼ同一平面上に配置さ
れた一体型光検出素子を前記記録媒体からの反射
光路中に配置するとともに、前記対物レンズと前
記一体型光検出素子間の光路中に前記記録媒体面
に垂直な方向に関する前記記録媒体の変位に応じ
てビーム形状に変化を生じさせる焦点検出用の光
学素子を配置し、前記３つのビームをすべて前記
焦点検出用の光学素子へ入射させ、前記焦点検出
用の光学素子から発した３つのビームのうち中間
のビームを前記第１の光検出面へ入射させ且つ前
記両側の２つのビームをそれぞれ前記第２の光検
出面と前記第３の光検出面に入射させ、前記第１
の光検出面におけるビーム形状の変化を検出する
ことにより焦点誤差信号を得るとともに前記第２
と第３の光検出面における光量の大きさを比較す
ることによりトラツキング誤差信号を得ることを
特徴とするものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。
る。
第１図は、光学的情報読取装置の焦点検出装置
の一方式の原理を説明するための線図である。レ
ーザ光源１から放射された光（紙面内に直線偏光
している）はコリメータレンズ２によつて平行光
とされ、偏光膜を有する偏光プリズム３、1/4波
長板４および対物レンズ５を経て情報トラツクを
含むデイスク６上に収束される。この光束は凹凸
のビツト形状を持つ情報トラツクにより反射さ
れ、対物レンズ５および1/4波長板４を経て偏光
プリズム３に入射する。偏光プリズム３に入射す
る反射光束は、1/4波長板４の作用により紙面に
対し垂直方向に偏光されているから、この光は偏
光プリズム３で反射される。この偏光プリズム３
で反射された光束を集光レンズ７および円柱レン
ズ８により収束させる。ここで円柱レンズ８は一
軸方向によみ収束作用を持つから、集光レンズ７
および円柱レンズ８による収束ビームの形状は、
デイスク６の位置が上下にずれると、情報トラツ
クに正しく収束された状態（合焦位置）を境とし
て直交した方向に変形する。従来は、この形状変
化を例えば四分割した光検出器（図示せず）によ
り検出して焦点誤差信号を得、この信号によりフ
オーカツシング制御を行つている。
の一方式の原理を説明するための線図である。レ
ーザ光源１から放射された光（紙面内に直線偏光
している）はコリメータレンズ２によつて平行光
とされ、偏光膜を有する偏光プリズム３、1/4波
長板４および対物レンズ５を経て情報トラツクを
含むデイスク６上に収束される。この光束は凹凸
のビツト形状を持つ情報トラツクにより反射さ
れ、対物レンズ５および1/4波長板４を経て偏光
プリズム３に入射する。偏光プリズム３に入射す
る反射光束は、1/4波長板４の作用により紙面に
対し垂直方向に偏光されているから、この光は偏
光プリズム３で反射される。この偏光プリズム３
で反射された光束を集光レンズ７および円柱レン
ズ８により収束させる。ここで円柱レンズ８は一
軸方向によみ収束作用を持つから、集光レンズ７
および円柱レンズ８による収束ビームの形状は、
デイスク６の位置が上下にずれると、情報トラツ
クに正しく収束された状態（合焦位置）を境とし
て直交した方向に変形する。従来は、この形状変
化を例えば四分割した光検出器（図示せず）によ
り検出して焦点誤差信号を得、この信号によりフ
オーカツシング制御を行つている。
第２図は本願人が先に提案した焦点検出装置の
一例の要部の構成を示す線図である。本例の装置
において、デイスク６の反射光を偏光プリズム３
で反射させる迄は第１図に示す装置と同じ構成な
ので、第１図に示す符号と同一符号は同一光学部
材を表わす。偏光プリズム３で反射した平行光束
を検出プリズム１０に入射し、その反射面１１に
より反射される光束を検出器１２で受光する。反
射面１１は、合焦状態での入射光線（平行光束）
に対してほぼ臨界角となるように設定する。この
ようにすれば、合焦状態では偏光プリズム３で反
射された全光線は反射面１１で全反射され（実際
には反射面の状態が完全ではないので図示ｎ方向
に幾分の光が透過する）、デイスク６が合焦状態
からａ方向にずれると偏光プリズム３で反射され
た光束は反射面１１に対して最大ai1〜ai2で示す
傾き成分を持つ光線束となる。またデイスク６が
合焦状態からｂ方向にずれると、反射面１１への
入射光線はbi1〜bi2で示す傾き成分を持つ光線束
となる。すなわち、デイスク６が合焦状態からず
れると、反射面１１への入射光線は光軸上の中心
光線（一点鎖線）を除いて臨界角の前後で連続的
に変化する。したがつて、デイスク６がａおよび
ｂ方向に変位して合焦状態からはずれると、反射
面１１での反射強度が第３図に示すように臨界角
近傍では僅かな入射角の変化で急激に変化するか
ら、中心光線を含む紙面に対し垂直な面を境とし
て明暗の状態がそれぞれ逆になる。これに対し、
合焦状態では、一様に全反射されるから、このよ
うな明暗は現われない。光検出器１２は、このよ
うな反射面１１からの反射光の光量分布を検出す
るもので、第２図中に平面図をも示すように、中
心光線（光軸）を境に二分割した二つの受光領域
１２Ａ，１２Ｂをもつて構成する。なお、第３図
は検出プリズム１０の屈折率が1.50で、Ｐ偏光お
よびＳ偏光におけるそれぞれの反射強度Rpおよ
びRsを示したものである。
一例の要部の構成を示す線図である。本例の装置
において、デイスク６の反射光を偏光プリズム３
で反射させる迄は第１図に示す装置と同じ構成な
ので、第１図に示す符号と同一符号は同一光学部
材を表わす。偏光プリズム３で反射した平行光束
を検出プリズム１０に入射し、その反射面１１に
より反射される光束を検出器１２で受光する。反
射面１１は、合焦状態での入射光線（平行光束）
に対してほぼ臨界角となるように設定する。この
ようにすれば、合焦状態では偏光プリズム３で反
射された全光線は反射面１１で全反射され（実際
には反射面の状態が完全ではないので図示ｎ方向
に幾分の光が透過する）、デイスク６が合焦状態
からａ方向にずれると偏光プリズム３で反射され
た光束は反射面１１に対して最大ai1〜ai2で示す
傾き成分を持つ光線束となる。またデイスク６が
合焦状態からｂ方向にずれると、反射面１１への
入射光線はbi1〜bi2で示す傾き成分を持つ光線束
となる。すなわち、デイスク６が合焦状態からず
れると、反射面１１への入射光線は光軸上の中心
光線（一点鎖線）を除いて臨界角の前後で連続的
に変化する。したがつて、デイスク６がａおよび
ｂ方向に変位して合焦状態からはずれると、反射
面１１での反射強度が第３図に示すように臨界角
近傍では僅かな入射角の変化で急激に変化するか
ら、中心光線を含む紙面に対し垂直な面を境とし
て明暗の状態がそれぞれ逆になる。これに対し、
合焦状態では、一様に全反射されるから、このよ
うな明暗は現われない。光検出器１２は、このよ
うな反射面１１からの反射光の光量分布を検出す
るもので、第２図中に平面図をも示すように、中
心光線（光軸）を境に二分割した二つの受光領域
１２Ａ，１２Ｂをもつて構成する。なお、第３図
は検出プリズム１０の屈折率が1.50で、Ｐ偏光お
よびＳ偏光におけるそれぞれの反射強度Rpおよ
びRsを示したものである。
なお偏光していない光に対する反射強度は、こ
れらの中間（Rp＋Rs）／２となる。
れらの中間（Rp＋Rs）／２となる。
第２図において、デイスク６がａ方向に変位し
たときは、反射面１１に入射する光のうち中心光
線より図において下側の光束は、一番外側の入射
光線ai1を筆頭としてすべての入射光線の入射角
は臨界角よりも小さくなる。したがつて、この部
分では透過光が存在し、一番外側の透過光線ai1
からｎ迄を含む光線束が透過する。この透過した
部だけ、一番外側の反射光線ai1から中心光線迄
を含む反射光線束の強度は弱められる。反射面１
１に入射する光のうち、中心光線より図において
上側の光束は、一番外側の入射光線ai1を筆頭に
してすべての入射光線の入射角は臨界角よりも大
きくなる。したがつて、この部分では透過光が存
在せず、入射した全ての光線が、一番外側の反射
光線ai2から中心光線迄を含む高速に含まれて反
射する。したがつて、この場合には、光検出器１
２上での光量分布は、受光領域１２Ａが暗くな
り、受光領域１５Ｂが明るくなる。
たときは、反射面１１に入射する光のうち中心光
線より図において下側の光束は、一番外側の入射
光線ai1を筆頭としてすべての入射光線の入射角
は臨界角よりも小さくなる。したがつて、この部
分では透過光が存在し、一番外側の透過光線ai1
からｎ迄を含む光線束が透過する。この透過した
部だけ、一番外側の反射光線ai1から中心光線迄
を含む反射光線束の強度は弱められる。反射面１
１に入射する光のうち、中心光線より図において
上側の光束は、一番外側の入射光線ai1を筆頭に
してすべての入射光線の入射角は臨界角よりも大
きくなる。したがつて、この部分では透過光が存
在せず、入射した全ての光線が、一番外側の反射
光線ai2から中心光線迄を含む高速に含まれて反
射する。したがつて、この場合には、光検出器１
２上での光量分布は、受光領域１２Ａが暗くな
り、受光領域１５Ｂが明るくなる。
これに対し、デイスク６がｂ方向に変位したと
きは、反射面１１への入射光線の傾きの関係が上
述したａ方向の場合と逆になり、したがつて光検
出器１２の領域１２Ａ，１２Ｂの明暗の関係が逆
になる。この場合の反射面１１における反射面お
よび透過光をそれぞれ符号br1，br2およびbt2で示
す。
きは、反射面１１への入射光線の傾きの関係が上
述したａ方向の場合と逆になり、したがつて光検
出器１２の領域１２Ａ，１２Ｂの明暗の関係が逆
になる。この場合の反射面１１における反射面お
よび透過光をそれぞれ符号br1，br2およびbt2で示
す。
なお、合焦状態では光検出器１２の受光領域１
２Ａ，１２Ｂへの入射光量はそれぞれ等しくな
る。
２Ａ，１２Ｂへの入射光量はそれぞれ等しくな
る。
したがつて、角受光領域１２Ａ，１２Ｂの出力
の差を検出することにより、その量および極性か
らずれの量および方向を表わす焦点誤差信号を得
ることができ、この信号に基いて対物レンズ５を
光軸方向に移動制御するフオーカツシング制御を
行うことができると共に、受光領域１２Ａ，１２
Ｂの出力の和からデイスク６に記録された情報信
号を検出することができる。しかも合焦状態では
反射面１１での透過成分が殆んどないから、光量
の損失が極めて少ないと共に、合焦から外れた場
合には、中心光線を境にいずれか一方の側の光束
が全反射され、他方の側の光束の反射強度が極端
に減少するから受光領域１２Ａ，１２Ｂにおける
光量差が著しくなる。したがつて、十分正確に焦
点検出を行うことができる。
の差を検出することにより、その量および極性か
らずれの量および方向を表わす焦点誤差信号を得
ることができ、この信号に基いて対物レンズ５を
光軸方向に移動制御するフオーカツシング制御を
行うことができると共に、受光領域１２Ａ，１２
Ｂの出力の和からデイスク６に記録された情報信
号を検出することができる。しかも合焦状態では
反射面１１での透過成分が殆んどないから、光量
の損失が極めて少ないと共に、合焦から外れた場
合には、中心光線を境にいずれか一方の側の光束
が全反射され、他方の側の光束の反射強度が極端
に減少するから受光領域１２Ａ，１２Ｂにおける
光量差が著しくなる。したがつて、十分正確に焦
点検出を行うことができる。
上記第１，２図の焦点検出装置は、光学的情報
読取装置の機能として必要なトラツキング誤差信
号を検出する機能が付加されていない。
読取装置の機能として必要なトラツキング誤差信
号を検出する機能が付加されていない。
ビデオデイスクの様な情報記録媒体から情報を
読み取る際には上述したようにフオーカツシング
制御として光スポツトが常に情報記録面に収束す
るようにする必要があると共に光スポツトが所定
の情報トラツクから外れることなく常にその上を
走査するようにトラツキング制御が必要である。
読み取る際には上述したようにフオーカツシング
制御として光スポツトが常に情報記録面に収束す
るようにする必要があると共に光スポツトが所定
の情報トラツクから外れることなく常にその上を
走査するようにトラツキング制御が必要である。
第４図は本発明の光学的情報読取装置の一例の
構成を示す線図であり、当該装置では情報信号、
焦点誤差信号並びにトラツキング誤差信号の３つ
の信号が検出できる。レーザ光源２１から放射さ
れた光をリレーレンズ２２Ａ，２２Ｂに導き、こ
れらリレーレンズ２２Ａ，２２Ｂ間に平行光路中
に回析格子２３を配置し、３つのビームを作成す
る。これらビームをコリメータレンズ２４によつ
てそれぞれ平行光束とし、偏光膜を有する偏光プ
リズム２５、1/4波長板２６および対物レンズ２
７を経て情報トラツクを含むデイスク２８上に収
束させる。３ビームのデイスク２８上での位置関
係は、例えば第５図に示すように、デイスク２８
のトラツク２９の方向で、スポツト３０Ａを中心
にスポツト３０Ｂと３０Ｃとが互いに反対方向に
わずかずつずれるように配置し中間のスポツト３
０Ａをフオーカツシング制御および情報読み取り
用とし、両側のスポツト３０Ｂ，３０Ｃをトラツ
キング制御用とする。第４図において、デイスク
２８上に収束された各ビームの反射光束は、対物
レンズ２７、1/4波長板２６および偏光プリズム
２５を経て、第２図に示したと同様な検出プリズ
ム３１に入射させるが、本実施例では各ビームが
デイスク２８上で合焦状態にあるとき、対物レン
ズ２７を経た各ビームの反射光束がほぼ平行光束
となるようにし、これら各ビームの平行反射光束
を、該平行反射光束に対してほぼ臨界各になるよ
うに設定した反射面３２を有する前記検出プリズ
ム３１と偏光プリズム２５との間に凸円柱レンズ
３３を配置して、デイスク２８に形成したトラツ
ク２９の幅方向にのみ収束させ、これら各ビーム
の反射面３２での反射光束を、凸円柱レンズ３３
の焦点面に光検出器３４を配置して受光する。こ
のようにすれば、合焦状態においては、第６図の
凸円柱レンズ３３、検出プリズム３１および光検
出器３４の部分の斜視図を示すように、凸円柱レ
ンズ３３を通つた各ビームの反射光束は検出プリ
ズム３１の反射面３２でほぼ全反射され、光検出
器３４に入射する各ビームの反射光束のスポツト
３５Ａ，３５Ｂおよび３５Ｃは、凸円柱レンズ３
３の焦点位置において各反射光束の中心光線と直
交する平面で、各反射光束の中心線を結ぶ直線に
関して対称で、かつトラツク２９の方向に平行に
延在することになる。なお、第５図および第６図
において、スポツト３０Ａと３５Ａ、３０Ｂと３
５Ｂおよび３０Ｃと３５Ｃはそれぞれ対応する。
また、対物レンズ２７のデイスク２８に対する合
焦状態が外れ、対物レンズ２７の焦点位置がデイ
スク２８の前後に位置すると、光検出器３４上の
スポツト３５Ａ〜３５Ｃは第２図において説明し
たと同様に、各反射光束の中心光線を結ぶ直線を
境として明暗の状態がそれぞれ逆になる。更に、
デイスク２８上での各ビームスポツト３０Ａ〜３
０Ｃの位置が第５図に示す状態からデイスク２８
の移動によりトラツク２９の幅方向に左右にずれ
ると、トラツキング制御用スポツト３０Ｂ，３０
Ｃに対応する光検出器３４上のスポツト３５Ｂ，
３５Ｃはその明暗の状態がそれぞれ逆になる。光
検出器３４は、上述したような各反射光束の光量
分布を検出するもので、第６図に示すように、フ
オーカツシング制御および情報読み取り用ビーム
の反射光束はその中心光線（光軸）を境に２分割
した２つの受光領域３４A1，３４A2で受光し、
他の２つのトラツキング制御用ビームのそれぞれ
の反射光束は、２分割した受講領域３４A1，３
４A2の両側にそれぞれ設けた受光領域３４Ｂお
よび３４Ｃでそれぞれ受光するように構成する。
この光検出器３４は第６図の様にトラツキング誤
差信号検出用の受光領域３４Ｂと３４Ｃが情報信
号と焦点誤差信号検出用の受光領域３４A1、と
３４A2を近接した状態で挟むように配置されて
いる。更にこれらの受光領域３４A1，３４A2，
３４Ｂ，３４Ｃは検出面が同一平面上に配置さ
れ、しかもこれらの領域は一体的に結合された構
成になつている。第７図Ａ〜Ｃに示すように、受
光領域３４A1，３４A2の出力を加算器３６に供
給することにより、その出力からトラツク２９に
記録された情報信号を検出することができると共
に、これら出力を差動増幅器３７に供給すること
により、その出力から焦点誤差信号を検出するこ
とができる。また、受光領域３４Ｂ，３４Ｃの出
力を差動増幅器３８に供給することにより、その
出力からトラツキング誤差信号を検出することが
できる。なお、第７図においてＡは、第５図に示
すようにフオーカツシングおよび読み取り用ビー
ムのスポツト３０Ａのトラツク２９上に正確に位
置していると共に、各ビームがデイスク２８上に
結像している合意状態にある場合を示し、Ｂは対
物レンズ２７の焦点位置がデイスク２８よりも手
前に位置し、かつデイスク２８上での各スポツト
が、第５図に示す状態からトラツク２９の幅方向
で一方の側にずれた状態にある場合を示し、また
Ｃは対物レンズ２７の焦点位置がデイスク２８よ
りも先方に位置し、かつデイスク２８上での各ス
ポツトが第７図Ｂとは逆方向にずれた状態にある
場合を示している。
構成を示す線図であり、当該装置では情報信号、
焦点誤差信号並びにトラツキング誤差信号の３つ
の信号が検出できる。レーザ光源２１から放射さ
れた光をリレーレンズ２２Ａ，２２Ｂに導き、こ
れらリレーレンズ２２Ａ，２２Ｂ間に平行光路中
に回析格子２３を配置し、３つのビームを作成す
る。これらビームをコリメータレンズ２４によつ
てそれぞれ平行光束とし、偏光膜を有する偏光プ
リズム２５、1/4波長板２６および対物レンズ２
７を経て情報トラツクを含むデイスク２８上に収
束させる。３ビームのデイスク２８上での位置関
係は、例えば第５図に示すように、デイスク２８
のトラツク２９の方向で、スポツト３０Ａを中心
にスポツト３０Ｂと３０Ｃとが互いに反対方向に
わずかずつずれるように配置し中間のスポツト３
０Ａをフオーカツシング制御および情報読み取り
用とし、両側のスポツト３０Ｂ，３０Ｃをトラツ
キング制御用とする。第４図において、デイスク
２８上に収束された各ビームの反射光束は、対物
レンズ２７、1/4波長板２６および偏光プリズム
２５を経て、第２図に示したと同様な検出プリズ
ム３１に入射させるが、本実施例では各ビームが
デイスク２８上で合焦状態にあるとき、対物レン
ズ２７を経た各ビームの反射光束がほぼ平行光束
となるようにし、これら各ビームの平行反射光束
を、該平行反射光束に対してほぼ臨界各になるよ
うに設定した反射面３２を有する前記検出プリズ
ム３１と偏光プリズム２５との間に凸円柱レンズ
３３を配置して、デイスク２８に形成したトラツ
ク２９の幅方向にのみ収束させ、これら各ビーム
の反射面３２での反射光束を、凸円柱レンズ３３
の焦点面に光検出器３４を配置して受光する。こ
のようにすれば、合焦状態においては、第６図の
凸円柱レンズ３３、検出プリズム３１および光検
出器３４の部分の斜視図を示すように、凸円柱レ
ンズ３３を通つた各ビームの反射光束は検出プリ
ズム３１の反射面３２でほぼ全反射され、光検出
器３４に入射する各ビームの反射光束のスポツト
３５Ａ，３５Ｂおよび３５Ｃは、凸円柱レンズ３
３の焦点位置において各反射光束の中心光線と直
交する平面で、各反射光束の中心線を結ぶ直線に
関して対称で、かつトラツク２９の方向に平行に
延在することになる。なお、第５図および第６図
において、スポツト３０Ａと３５Ａ、３０Ｂと３
５Ｂおよび３０Ｃと３５Ｃはそれぞれ対応する。
また、対物レンズ２７のデイスク２８に対する合
焦状態が外れ、対物レンズ２７の焦点位置がデイ
スク２８の前後に位置すると、光検出器３４上の
スポツト３５Ａ〜３５Ｃは第２図において説明し
たと同様に、各反射光束の中心光線を結ぶ直線を
境として明暗の状態がそれぞれ逆になる。更に、
デイスク２８上での各ビームスポツト３０Ａ〜３
０Ｃの位置が第５図に示す状態からデイスク２８
の移動によりトラツク２９の幅方向に左右にずれ
ると、トラツキング制御用スポツト３０Ｂ，３０
Ｃに対応する光検出器３４上のスポツト３５Ｂ，
３５Ｃはその明暗の状態がそれぞれ逆になる。光
検出器３４は、上述したような各反射光束の光量
分布を検出するもので、第６図に示すように、フ
オーカツシング制御および情報読み取り用ビーム
の反射光束はその中心光線（光軸）を境に２分割
した２つの受光領域３４A1，３４A2で受光し、
他の２つのトラツキング制御用ビームのそれぞれ
の反射光束は、２分割した受講領域３４A1，３
４A2の両側にそれぞれ設けた受光領域３４Ｂお
よび３４Ｃでそれぞれ受光するように構成する。
この光検出器３４は第６図の様にトラツキング誤
差信号検出用の受光領域３４Ｂと３４Ｃが情報信
号と焦点誤差信号検出用の受光領域３４A1、と
３４A2を近接した状態で挟むように配置されて
いる。更にこれらの受光領域３４A1，３４A2，
３４Ｂ，３４Ｃは検出面が同一平面上に配置さ
れ、しかもこれらの領域は一体的に結合された構
成になつている。第７図Ａ〜Ｃに示すように、受
光領域３４A1，３４A2の出力を加算器３６に供
給することにより、その出力からトラツク２９に
記録された情報信号を検出することができると共
に、これら出力を差動増幅器３７に供給すること
により、その出力から焦点誤差信号を検出するこ
とができる。また、受光領域３４Ｂ，３４Ｃの出
力を差動増幅器３８に供給することにより、その
出力からトラツキング誤差信号を検出することが
できる。なお、第７図においてＡは、第５図に示
すようにフオーカツシングおよび読み取り用ビー
ムのスポツト３０Ａのトラツク２９上に正確に位
置していると共に、各ビームがデイスク２８上に
結像している合意状態にある場合を示し、Ｂは対
物レンズ２７の焦点位置がデイスク２８よりも手
前に位置し、かつデイスク２８上での各スポツト
が、第５図に示す状態からトラツク２９の幅方向
で一方の側にずれた状態にある場合を示し、また
Ｃは対物レンズ２７の焦点位置がデイスク２８よ
りも先方に位置し、かつデイスク２８上での各ス
ポツトが第７図Ｂとは逆方向にずれた状態にある
場合を示している。
第７図から明らかなように、本実施例において
は、光検出器３４の受光領域３４A1，３４A2の
出力の差および受光領域３４Ｂ，３４Ｃの出力の
差を検出することにより、その量および極性から
ずれの量および方向を表わす焦点誤差信号および
トラツキング誤差信号を得ることができるから、
これら誤差信号に基いて対物レンズ２７を光軸方
向に移動制御するフオーカツシング制御および対
物レンズ２７を光軸と直交するトラツク２９の幅
方向に移動制御するトラツキング制御を正確に行
なうことができる。
は、光検出器３４の受光領域３４A1，３４A2の
出力の差および受光領域３４Ｂ，３４Ｃの出力の
差を検出することにより、その量および極性から
ずれの量および方向を表わす焦点誤差信号および
トラツキング誤差信号を得ることができるから、
これら誤差信号に基いて対物レンズ２７を光軸方
向に移動制御するフオーカツシング制御および対
物レンズ２７を光軸と直交するトラツク２９の幅
方向に移動制御するトラツキング制御を正確に行
なうことができる。
第８図は本発明光学的情報読取装置の更に他の
例の構成を示す線図である。本例ではコリメータ
レンズ２４を偏光プリズム２５と対物レンズ２７
との間に配置してデイスク２８からの反射光束を
収束光とし、偏光プリズム２５を経た収束反射光
束を凹円柱レンズ４１により検出プリズム３１の
反射面３２における入射面の方向においてのみ平
行光束となるように発散させてから、検出プリズ
ム３１を経て光検出器４２に入射させるようにし
た点が上述した実施例と異なるものである。光検
出器４２は、コリメータレンズ２４の焦点位置
で、かつ凹円柱レンズ４１の焦点位置に配置す
る。したがつて、第４図に示す実施例と同様に、
リレーレンズおよび回析格子を用いて３ビームを
作成し、これらビームを偏光プリズム２５を経て
コリメータレンズ２４に導くと共に、光検出器４
２も第６図に示すと同様に構成すれば、３ビーム
により情報信号、焦点誤差信号およびトラツキン
グ誤差信号を検出することができる。第８図にお
いて破線で示す光線は、紙面に対し垂直な方向
（トラツクの幅方向）の両外側の光線を示す。
例の構成を示す線図である。本例ではコリメータ
レンズ２４を偏光プリズム２５と対物レンズ２７
との間に配置してデイスク２８からの反射光束を
収束光とし、偏光プリズム２５を経た収束反射光
束を凹円柱レンズ４１により検出プリズム３１の
反射面３２における入射面の方向においてのみ平
行光束となるように発散させてから、検出プリズ
ム３１を経て光検出器４２に入射させるようにし
た点が上述した実施例と異なるものである。光検
出器４２は、コリメータレンズ２４の焦点位置
で、かつ凹円柱レンズ４１の焦点位置に配置す
る。したがつて、第４図に示す実施例と同様に、
リレーレンズおよび回析格子を用いて３ビームを
作成し、これらビームを偏光プリズム２５を経て
コリメータレンズ２４に導くと共に、光検出器４
２も第６図に示すと同様に構成すれば、３ビーム
により情報信号、焦点誤差信号およびトラツキン
グ誤差信号を検出することができる。第８図にお
いて破線で示す光線は、紙面に対し垂直な方向
（トラツクの幅方向）の両外側の光線を示す。
第９図は本発明光学的情報読取装置の更に他の
例の構成を示す線図である。本例では、レーザ光
源２１から放射された光をコリメータレンズ２
４、凹円柱レンズ４３、偏光プリズム２５および
凸円柱レンズ４４を経て平行光束とし、これを1/
４波長板２６および対物レンズ２７を経てデイス
ク２８上に収束させ、その反射光束を対物レンズ
２７、1/4波長板２６、凸円柱レンズ４４、偏光
プリズム２５および検出プリズム３１を経て光検
出器４５に導くようにしたものである。凸円柱レ
ンズ４４は上述した実施例と同様に反射光束を検
出プリズム３１の反対面における入射面に対して
直交する方向においてのみ収束させるものとし、
光検出器４５は凸円柱レンズ４４の焦点面または
対物レンズ２７の瞳面の像面に配置する。本実施
例は、レーザ光源２１としてビームの発散角が
縦、横で大きく異るレーザ光源、例えばDH（ダ
ブルヘテロ）レーザを用いるものである。このよ
うなレーザ光源をそのまま用いると大部分の光は
対物レンズ開口でけられるため効率が悪い。そこ
で、本実施例では、凹、凸円柱レンズ４３，４４
でビームを整形し、レーザ光源２１から放射され
たビームをほぼ全部対物レンズ２７に導くことに
より、ビームの利用効率を向上させるものであ
る。また、凸円柱レンズ４４により反射光束を検
出プリズム３１の反射面３２における入射面に対
して直交する方向においてのみ収束させ、検出プ
リズム３１の反射面３２における入射面方向はほ
ぼ平行光束として、偏光プリズム２５を経て検出
プリズム３１に導くものであるから、上述した実
施例と同様、３ビーム方式のビームで情報信号、
焦点誤差信号およびトラツキング誤差信号を有効
に検出することができる。
例の構成を示す線図である。本例では、レーザ光
源２１から放射された光をコリメータレンズ２
４、凹円柱レンズ４３、偏光プリズム２５および
凸円柱レンズ４４を経て平行光束とし、これを1/
４波長板２６および対物レンズ２７を経てデイス
ク２８上に収束させ、その反射光束を対物レンズ
２７、1/4波長板２６、凸円柱レンズ４４、偏光
プリズム２５および検出プリズム３１を経て光検
出器４５に導くようにしたものである。凸円柱レ
ンズ４４は上述した実施例と同様に反射光束を検
出プリズム３１の反対面における入射面に対して
直交する方向においてのみ収束させるものとし、
光検出器４５は凸円柱レンズ４４の焦点面または
対物レンズ２７の瞳面の像面に配置する。本実施
例は、レーザ光源２１としてビームの発散角が
縦、横で大きく異るレーザ光源、例えばDH（ダ
ブルヘテロ）レーザを用いるものである。このよ
うなレーザ光源をそのまま用いると大部分の光は
対物レンズ開口でけられるため効率が悪い。そこ
で、本実施例では、凹、凸円柱レンズ４３，４４
でビームを整形し、レーザ光源２１から放射され
たビームをほぼ全部対物レンズ２７に導くことに
より、ビームの利用効率を向上させるものであ
る。また、凸円柱レンズ４４により反射光束を検
出プリズム３１の反射面３２における入射面に対
して直交する方向においてのみ収束させ、検出プ
リズム３１の反射面３２における入射面方向はほ
ぼ平行光束として、偏光プリズム２５を経て検出
プリズム３１に導くものであるから、上述した実
施例と同様、３ビーム方式のビームで情報信号、
焦点誤差信号およびトラツキング誤差信号を有効
に検出することができる。
以上の様に本発明は記録媒体面に垂直な方向の
記録媒体の変位に応じてビーム形状に変化を与え
る例えば前記検出プリズム３１の様な焦点検出用
の光学素子に３つのビームを入射させるととも
に、上記光学素子から発した３つのビームを一体
型光検出素子へ入射させ中間のビームのビーム形
状の検出と両側のビームの光量の大きさの比較検
出とにより、ひとつの光検出素子によりトラツキ
ング誤差信号と焦点誤差信号が同時に検出できる
３ビーム方式による小型且つ低価格の装置を提供
できるものである。
記録媒体の変位に応じてビーム形状に変化を与え
る例えば前記検出プリズム３１の様な焦点検出用
の光学素子に３つのビームを入射させるととも
に、上記光学素子から発した３つのビームを一体
型光検出素子へ入射させ中間のビームのビーム形
状の検出と両側のビームの光量の大きさの比較検
出とにより、ひとつの光検出素子によりトラツキ
ング誤差信号と焦点誤差信号が同時に検出できる
３ビーム方式による小型且つ低価格の装置を提供
できるものである。
第１図は焦点検出方式を適用する光学的読取装
置の構成を示す線図、第２図は本願人が先に提案
した焦点検出装置の一例の構成を示す線図、第３
図は臨界角近傍での反射強度の一例を示す線図、
第４図は本発明光学的情報読取装置の一例の構成
を示す線図、第５図は第４図に示すデイスク上で
の３ビームのスポツトの位置関係の一例を示す平
面図、第６図は第４図に示す凸円柱レンズ３３、
検出プリズム３１および光検出器３４の部分の斜
視図、第７図Ａ，ＢおよびＣは第４図に示す実施
例における情報信号、焦点誤差信号およびトラツ
キング誤差信号の検出態様を示す線図である。第
８図および第９図はそれぞれ本発明光学的情報読
取装置の更に他の例の構成を示す線図である。 ２１……レーザ光源、２２Ａ，２２Ｂ……リレ
ーレンズ、２３……回析格子、２４……コリメー
タレンズ、２５……偏光プリズム、２６……1/4
波長板、２７……対物レンズ、２８……デイス
ク、２９……トラツク、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ
……スポツト、３１……検出プリズム、３２……
反射面、３３……凸円柱レンズ、３４……光検出
器、３４A1，３４A2，３４Ｂ，３４Ｃ……受光
領域、３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ……スポツト、３
６……加算器、４１……凹円柱レンズ、４２……
光検出器、４３……凹円柱レンズ、４４……凸円
柱レンズ、４５……光検出器。
置の構成を示す線図、第２図は本願人が先に提案
した焦点検出装置の一例の構成を示す線図、第３
図は臨界角近傍での反射強度の一例を示す線図、
第４図は本発明光学的情報読取装置の一例の構成
を示す線図、第５図は第４図に示すデイスク上で
の３ビームのスポツトの位置関係の一例を示す平
面図、第６図は第４図に示す凸円柱レンズ３３、
検出プリズム３１および光検出器３４の部分の斜
視図、第７図Ａ，ＢおよびＣは第４図に示す実施
例における情報信号、焦点誤差信号およびトラツ
キング誤差信号の検出態様を示す線図である。第
８図および第９図はそれぞれ本発明光学的情報読
取装置の更に他の例の構成を示す線図である。 ２１……レーザ光源、２２Ａ，２２Ｂ……リレ
ーレンズ、２３……回析格子、２４……コリメー
タレンズ、２５……偏光プリズム、２６……1/4
波長板、２７……対物レンズ、２８……デイス
ク、２９……トラツク、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ
……スポツト、３１……検出プリズム、３２……
反射面、３３……凸円柱レンズ、３４……光検出
器、３４A1，３４A2，３４Ｂ，３４Ｃ……受光
領域、３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ……スポツト、３
６……加算器、４１……凹円柱レンズ、４２……
光検出器、４３……凹円柱レンズ、４４……凸円
柱レンズ、４５……光検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源から放射された光束を光分割素子に入射
させて複数のビームを発生させた後、対物レンズ
により記録媒体の情報トラツク上にほぼ直線的に
並んだ３つのビームスポツトとして照射し、その
反射光を光検出器に導びき情報信号とトラツキン
グ誤差信号を検出するようにした光学的情報読取
装置において、 少なくとも２個に分割された光検出面からなる
第１の光検出面とこの第１の光検出面の両側に配
置された第２の光検出面と第３の光検出面の少な
くとも４個の光検出面で構成されるものであり、
前記第１、第２、第３の各光検出面がひとつの光
学素子として一体的に固定され且つ前記第１、第
２、第３の各光検出面がほぼ同一平面上に配置さ
れた一体型光検出素子を前記記録媒体からの反射
光路中に配置するとともに、前記対物レンズと前
記一体型光検出素子間の光路中に前記記録媒体面
に垂直な方向に関する前記記録媒体の変位に応じ
てビーム形状に変化を生じさせる焦点検出用の光
学素子を配置し、前記３つのビームをすべて前記
焦点検出用の光学素子へ入射させ、前記焦点検出
用の光学素子から発した３つのビームのうち中間
のビームを前記第１の光検出面へ入射させ且つ前
記両側の２つのビームをそれぞれ前記第２の光検
出面と前記第３の光検出面に入射させ、前記第１
の光検出面におけるビーム形状の変化を検出する
ことにより焦点誤差信号を得るとともに前記第２
と第３の光検出面における光量の大きさを比較検
出することによりトラツキング誤差信号を得るこ
とを特徴とした光学的情報読取装置。 ２ 前記第２の光検出面と前記第３の光検出面は
いずれも前記第１の光検出面に近接していること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学的
情報読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13699779A JPS5661045A (en) | 1979-10-25 | 1979-10-25 | Optical information reader |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13699779A JPS5661045A (en) | 1979-10-25 | 1979-10-25 | Optical information reader |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5661045A JPS5661045A (en) | 1981-05-26 |
| JPH0120498B2 true JPH0120498B2 (ja) | 1989-04-17 |
Family
ID=15188368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13699779A Granted JPS5661045A (en) | 1979-10-25 | 1979-10-25 | Optical information reader |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5661045A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5774837A (en) * | 1980-10-25 | 1982-05-11 | Olympus Optical Co Ltd | Signal detection system of optical information reproducing device |
| JP2576542B2 (ja) * | 1987-11-16 | 1997-01-29 | ソニー株式会社 | 光記録情報再生装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54125005A (en) * | 1978-03-23 | 1979-09-28 | Olympus Optical Co Ltd | Optical reading method |
-
1979
- 1979-10-25 JP JP13699779A patent/JPS5661045A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5661045A (en) | 1981-05-26 |
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