JPH01211328A - 光ヘッド装置 - 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、光ディスク、ディジタルディスク。

ビデオディスク等の記録媒体に記録された情報を再生す
る光ヘッド装置に関する。

（従来の技術） 光ディスク等の記録媒体には、情報が帯状のトラックに
記録されている。このような記録媒体の情報は、微小ス
ポットに容易に集光できるレンズ光等を利用した光ヘッ
ド装置により再生される。

該光ヘッド装置は、記録媒体のトラックに光を投射しつ
つ、該トラックに沿って移動され、トラフ　　゛りから
の反射光に基づき情報を再生する。

第８図に示すように、従来の光ヘッド装置３０は。

例えば、半導体レーザの光源３１を有し、該光源３１か
ら回折格子３２へ光が投射され、該回折格子３２の０次
回折光が収束レンズ３３にて光ディスク５０のトラック
に合焦状態となるように収束される。光ディスク５０の
トラックに収束された光は、該光ディスク５０のトラッ
クにて反射され、その反射光は。

収束レンズ３３を通って回折格子３２に投射される。

そして、該回折格子３２による１次回折光が、再生信号
とは別に、光ディスク５０のトラックに収束される光の
焦点ずれおよびトラッキング誤差を検出するために利用
される。

回折格子３２による１次回折光は、光源３１の側方に配
設された一対の２分割光検出器３４および３５に投射さ
れる。

回折格子３２は１例えば、第９図に示すように。

光ディスク５０のトラック方向（第９図に矢印Ａで示す
方向）とは平行な線３２ｃにて２つの領域３２ａおよび
３２ｂに分割されており、それぞれの領域３２ａおよび
３２ｂに、その分割線とは直交する平行線にて構成され
た互いに周期の異なる格子が形成されている。

各２分割光検出器３４および３５は、光源３１の側方に
、トラック方向に並設されており、各光検出器３４およ
び３５の受光面３４ａ、３４ｂおよび３５ａ、３５ｂは
１回折格子３２の分割線３２ｃとは平行な分割線にて分
割されている。そして、光源３１から投射された光が光
ディスク５０のトラックに合焦状態で収束されると、一
方の領域３１ａの回折格子による１次回折光が、一方の
光検出器３４の受光面３４ａおよび３４ｂの分割線上に
合焦状態で収束するように、該光検出器３４が所定位置
に配設される。同様に他方の光検出器３５も、他方の領
域３２ｂの回折格子による１次回折光が、その受光面３
５ａおよび３５ｂの分割線上に合焦状態で収束するよう
に配設される。

このような光ヘッド装置３０では、各光検出器３４およ
び３５の検出結果に基づき、光ディスク５０のトラック
に対する該トラックに投射される光の焦点のずれ、およ
びトラッキング誤差が検出される。

例えば、光ディスク５０が収束レンズ３３に接近あるい
は離隔するように変動すると９回折格子３２における各
領域３２ａおよび３２ｂの格子による１次回折光は９回
折格子３２の分割線３２ｃに対して直交する方向に移動
する。その結果、各光検出器３４および３５の各受光面
３４ａ、３４ｂおよび３５ａ、３５ｂにて捉えられる光
量が、それぞれ変動し、一方の光検出器３４の各受光面
３４ａおよび３４ｂの光量の差と、他方の光検出器３４
の各受光面３４ａおよび３４ｂの光量の差とに基づき、
光ディスク５０と収束レンズ３３との距離の変動が検出
される。また、光ディスク５０に投射された光の収束位
置がトラックの幅方向の中心位置である場合には、光検
出器３４の各受光面３４ａおよび３４ｂにて捉えられる
全光景と光検出器３５の各受光面３５ａおよび３５ｂに
て捉えられる全光量とは等しくなるが、トラック上の光
収束位置がトラック方向に対して左右方向にずれると、
光検出器３４の各受光面３４ａおよび３４ｂにて捉えら
れる全光量と、光検出器３５の各受光面３５ａおよび３
５ｂにて捉えられる全光量とに差が生じ、その差に基づ
きトラッキング誤差信号が検出される（いわゆるプッシ
ュプル方式）。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の光ヘッド装置３０では、光源３１から
投射され回折格子３２を透過した光は、該光ヘッド装置
３０が光ディスク５０に対して適正位置にある場合には
、収束レンズ３３により光デイスク５０上に合焦状態で
収束するように、光源３１および収束レンズ３３の位置
が定められる。そして、光デイスク５０上に合焦状態で
収束した光の反射光は１回折格子３２により、各光検出
器３４および３５の受光面上に合焦状態となるように収
束させられる。このため、光源３１．各光検出器３４お
よび３５等の位置は。

精密に定めなければならない。しかしながら、これらが
所定位置よりずれて配設された場合には。

回折格子３２の１次回折光は、各光検出器３４および３
５の受光面上に合焦状態で収束せず、いわゆるフォーカ
スオフセットが生じる。このフォーカスオフセットを解
消するためには９回折格子３２を、光ディスク５０に対
して平行移動あるいは回転させ。

光デイスク５０上に光が収束した状態で、その反射光の
回折格子３２による１次回折光が、光検出器３４および
３５の受光面上に合焦状態となるように調整する必要が
ある。

しかしながら光検出器３４および３５の受光面上に形成
される光スポットは９通常、数μｍ〜十数μｍと微小で
あるため２回折格子３２を調整して、光検出器３４およ
び３５の受光面に光を合焦させることは容易ではない。

本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その
目的は、光源、光検出器等の位置調整。

回折格子の調整等が容易に行なえる光ヘッド装置を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、所定のデータが記録されたトラックを有する
記録媒体に光を投射し、その反射光の光強度に基づきデ
ータを再生する光ヘッド装置であり、記録媒体のトラッ
クに向けて光を投射する光源と、該光源の投射光を記録
媒体のトラック上に合焦状態で収束させるレンズ系と、
該記録媒体のトラックから反射された光を回折する回折
格子と。

前記記録媒体のトラック上に合焦状態で収束され該回折
格子にて回折された光により、受光面上に所定の面積の
光スポットを形成するべく、該光の合焦位置とは異なる
位置に配設された光検出器と。

を有し、該光検出器の受光面上の光スポットの光強度の
変化に基づき、前記記録媒体のトラックと該トラックに
投射された光との関係を検出することを特徴としてなり
、そのことにより上記目的が達成される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

第１図に示すように２本発明の光ヘッド装置１０は、光
源として半導体レーザ１１を有し、該半導体レーザ１１
から発振される光は９回折格子１２に投射され、該回折
格子１２の０次回折光が収束レンズ１３にて、光ディス
ク５０のトラックに合焦状態で収束される。なお、収束
レンズ１３は、コリメートレンズと集光レンズとを有す
るレンズ系であってもよい。光ディスク５０のトラック
に収束された光の反射光は１回折格子１２により回折さ
れ、その１次回析光が半導体レーザ１１の側方に配設さ
れた光検出器２１に投射される。

該光検出器２１は、その受光面上に回折格子１２の１次
回折光が、所定面積を有する円形あるいは楕円形の光ス
ポットを形成すべく、該１次回折光の合焦位置よりも前
方に配設されている。

回折格子１２は、第２図に示すように、矢印Ａで示すト
ラック方向の光検出器２１配設側に中心を有する同心円
または円弧にて形成された格子を有する。

光検出器２１の受光面は、光ディスク５０のトラック方
向とは直交する方向に４分割されており、中央の２つの
受光面す、、ｂ２は、外側の２つの受光面ａ１およびａ
２よりもトラック方向と直交する幅方向寸法が短くなっ
ている。該光検出器２１は。

光ディスク５０にて反射され９回折格子１２にて回折さ
れた１次回折光の光スポット２０が２次式（１）および
（２）式を満足して各受光面ａＩ＋　　ａｔ　＋　　ｂ
ｊ　＋　　ｂ！に等しい光量で投射されるように、その
位置調整および出力調整が行われる。

Ｐ　ｂｊ　＋　Ｐ　ｂ□＝Ｐ、ｌ＋Ｐ、！　　・・・（
１）Ｐ□＋Ｐい＝Ｐ−ｔ＋Ｐｂｔ　　・・・（２）ただ
し、Ｐｏ：受光面ａ、に投射される光量Ｐ、！＝受光面
ａ２に投射される光量 Ｐｂｌ：受光面す、に投射される光量 Ｐ　ｂｚ　：受光面ｂ２に投射される光量このような構
成の光ヘッド装置１０では、光デイスク５０上に投射さ
れる光の焦点誤差信号、およびトラッキング誤差信号が
次のように得られる。

光デイスク５０上に投射される光は、光ディスク５０が
光ヘッド装置１０とは所定の間隔を有していれば、光デ
ィスク５０に合焦状態で収束し、その反射光は、光検出
器２１の受光面に所定の面積の光スポットを形成する。

これに対し、光ディスク５０が光ヘッド装置１０に対し
て接近あるいは離隔すると。

光ディスク５０に投射される光は該光デイスク５０上に
は合焦状態で収束されず、その反射光により光検出器２
１の受光面上に形成される光スポット２０は。

光ディスク５０に合焦状態で投射された光により光検出
器２１の受光面上に形成される光スポットに対し、同心
状に増大あるいは減少する。その結果。

該光スポット２０により光検出器２１における外側の各
受光面ａｔおよびａ２にて捉えられる光量と。

中央部の各受光面す、およびｂ２にて捉えられる光量と
の差（（Ｐ−＋＋Ｐａｚ）　　　（Ｐｂ＋＋Ｐｂｚ）　
）により、焦点誤差信号が得られる。

また、トラッキング誤差信号は次のようにして得られる
。本実施例では、光検出器２１の各受光面が光ディスク
５０のトラック方向とは平行な分割線にて分割されてい
るため、光ディスク５０に投射される光が、トラック方
向に対して該トラック方向とは直交する左右方向にずれ
た位置に収束した場合には、光検出器２１の受光面に形
成される光スポット２０の光強度分布は、トラック方向
の中心線に対して非対称になる。従って、プッシュプル
方式により、光検出器２１の受光面ａ、とす、とにより
捉えられる光量と受光面ａ２とｂ２とにより捉えられる
光量との差（（Ｐ、ｔ＋Ｐｂ＋）−（Ｐ、ｚ＋Ｐｂｚ）
）。

あるいは外側の受光面ａ１とａ２とがそれぞれ捉える光
量の差（Ｐ−＋　　Ｐ−ｔ）、あるいは中央部の受光面
ｂ１とｂ２とがそれぞれ捉える光量の差（Ｐｂ、−Ｐｂ
２）によりトラッキング誤差信号Ｆが得られる。

なお、再生信号は、光検出器２１の受光面に形成される
光スポット２０の全光量により得られる。

このような、光ヘッド装置１０により得られる焦点誤差
信号Ｆ＝　（（Ｐ、Ｉ＋Ｐ、□）　　（Ｐｂ＋＋Ｐｂｚ
））ト、光ティスク５０と収束レンズ１３ど゛の間隔ｄ
との関係を、第３図のグラフに示す。

本発明の他の実施例を第４図に示す。本実施例では光源
である半導体レーザ１１から投射される光は、０次回杭
先（主ビーム）と±１次回折光（副ビーム）とに分離す
る第１の回折格子１５．および第２の回折格子１６を介
して収束レンズ１３に与えられ、該収束レンズ１３にて
光ディスク５０のトラックに合焦状態で収束される。光
源１１側の第１の回折格子１５は、第５図に示すように
、トラック方向Ａに対して直交方向から数度〜士数度程
度傾けて設けられた格子を有している。第２の回折格子
１６は。

第１の回折格子１５とは９０度位相が異なっている。

半導体レーザ１１の側方には２例えば３つの光検出器２
２．２３．２４がトラック方向とは数度〜十数度傾斜し
た方向に並設されている。各光検出器２２゜２３、２４
は、第１の回折格子１５により回折され、光ディスク５
０にて反射された後に第２回折格子１６にて回折された
３本の光ビームの各合焦位置よりも。

それぞれ後方に設けられており、それぞれの検知面に所
定の面積を有する光スポットが形成される。

第１の回折格子１５にて回折された３本の光ビームは、
光ディスク５０にて反射され、第２の回折格子１６にて
回折されて、対応する各光検出器２２．２３゜２４の受
光面にそれぞれ投射される。中央の光検出器２３には、
第１の回折格子１５にて回折された主ビームが所定の面
積を有するスポット状に投射され。

他の各光検出器２２および２４には、第１の回折格子１
５にて回折された副ビームがそれぞれ所定の面積を有す
るスポット状に投射される。その結果、各光検出器２２
．２３．２４の受光面には、所定の面積の円形あるいは
楕円形状の光スポット２０ｂ、２０ｃ。

２０ｄがそれぞれ形成される。

中央の光検出器２３は１回折格子１６の中心線と平行な
線分にて３つに分割された受光面Ｘ＋＋７＋ｘ２を有す
る。外側に配設された残り２つの光検出器２２および２
４は、それぞれ１つの正方形状の受光面ＺＩ＋ＺＺを有
する。

中央の光検出器２３の各受光面ＸＩ　ｒ　　Ｖ＋　　Ｘ
２には、光デイスク５０上に合焦状態で投射された光ビ
ームの反射光にて形成される光スポラ）２０ｃが。

次式（３）および（４）を満足して各受光面にそれぞれ
等しい光量で捉えられるように、該光検出器２３の位置
調整および出力調整が行われる。

Ｐｙ＝ＰＸＩ＋ＰＸ□・・・（３） Ｐ　ＸＩ　＝　Ｐ　ｘｔ　　　　・・・（４）ただしＰ
８１：受光面Ｘ、が捉える光量Ｐｘ！：受光面Ｘ２が捉
える光量 Ｐｙ　：受光面ｙが捉える光量 このような構成の光ヘッド装置１０では、光デイスク５
０上に投射される光の焦点誤差信号およびトラッキング
誤差信号が次のようにして得られる。

光ヘッド装置１０に対して光ディスク５０が接近または
離隔すれば、主ビームにより中央の光検出器２３上に形
成される光スポラ）２０ｃは１合焦状態で光デイスク５
０上に投射された主ビームにより該光検出器２３上に形
成される光スポットに対して、同心状に増大あるいは減
少する。従って、該光検出器２３の外側の受光面Ｘ１お
よびｘ２が捉える光量と、中央部の受光面ｙが捉える光
量との差（（ｐｘｔ＋ＰＸ□）　−Ｐ、）により焦点誤
差信号が得られる。

第６図に２本実施例の光ヘッド装置により得られた焦点
誤差信号を示す。

また、トラッキング誤差信号は、外側に配設された光検
出器２２および２４に投射された副ビームにより形成さ
れるそれぞれの光スポット２０ｂおよび２０ｄの光量に
基づき、従来の３ビーム法によるトラッキング誤差信号
の検出と同様に検出される。

光検出器２２および２４はトラック方向に並設されてお
り、各光検出器２２および２４には光源１１から投射さ
れて第１の回折格子１５による±１次回折光（副ビーム
）が光ディスク５０にて反射された後に投射される。そ
して、光ディスク５０に合焦状態で投射される主ビーム
がトラック上にある場合には、各副ビームにて形成され
た光スポット２０ｂおよび２０ｄの光量は等しくなるが
、各副ビームがトラックに対してトラック方向とは直交
する左右方向にずれると、各光検出器２２および２４が
捉える各光スポットの光量が変化し、その光量の差（Ｐ
、、−Ｐ、□）（ただし、Ｐ２１は光検出器２２の受光
面ｚ、が捉える光量、Ｐｘ２は光検出器２４の受光面２
！が捉える光量）により、トラッキング誤差信号が得ら
れる。

このように２本発明の光ヘッド装置は、光検出器の検知
面に投射される光スポットの大きさの変化を捉えて光デ
ィスクに投射される光ビームの焦点誤差信号を得ている
。光検出器の受光面の形状は、上記実施例のものに限定
さす９例えば第７図に示す形状であってもよい。第７図
（イ）に示す光検出器２５は、正方形状の受光面２５ａ
の中央部に正方形状の受光面２５ｂが同心状態で配設さ
れた２分割型である。そして、光ディスク５０のトラッ
クに合焦状態で投射された光ビームの反射光にて形成さ
れる光スポット２０ｅの光量が、各受光面２５ａおよび
２５ｂにて等しくなるように、各受光面２５ａおよび２
５ｂの大きさ、光検出器２５の位置等が定められる。第
７図（ロ）に示す光検出器２６は、トラック方向Ａとは
直交する方向に３分割された受光面２６ａ、２６−ｂ、
２６ｃを有し、中央の受光面２６ｂの受光量と、外側の
各受光面２６ａおよび２６ｃの受光量とが等しくなるよ
うに、光スポット２０ｅが形成される。

第７図（ハ）に示す光検出器２７は１等しい大きさの２
つの受光面２７ａおよび２７ｂを有する。このような光
検出器２７では１例えば光デイスク５０上に合焦状態で
投射された光ビームの反射光により各受光面２７ａおよ
び２７ｂ上に形成される光スポット２０ｃの光量は、各
受光面２７ａおよび２７ｂにて異なるようしてもよい。

この場合も、各受光面２７ａおよび２７ｂの受光量の変
化に基づき、焦点誤差信号が得られる。第７図（ニ）に
示す光検出器２８は。

正方形状の受光面２８ａの中央部に円形状の受光面２８
ｂが設けられている。各受光面２８ａおよび２８ｂに２
合焦状態で光デイスク５０上に投射されてた光ビームの
反射光により形成される光スポット２０ｅの光量は、各
受光面２８ａおよび２８ｂにて等しくされ、る。

第７図（イ）〜（ニ）に示すいずれのかの光検出器を有
する光ヘッド装置では、トラッキング誤差信号を得るた
めには、各光検出器の受光面をトラック方向と平行に２
分割し１分割された各受光面が捉える光量の変化を検出
すればよい。あるいは、第４図および第５図に示す光ヘ
ッド装置のように、３ビ一ム方式の場合には、焦点誤差
を検出するために使用される光検出器の側方に光検出器
をそれぞれ配設し１両者が捉える光量の変化を検出する
ことによっても、トラッキング誤差信号が得られる。

（発明の効果） 本発明の光ヘッド装置は、このように、光ディスク等の
記録媒体のトラックに合焦状態となるように投射された
光ビームの反射光により、光検出器の受光面に所定の面
積を有する光スポットを形成し、該光スポットの光量の
変動に基づいて、焦点誤差、−トラッキング誤差等の記
録媒体のトラックに投射された光と該トラックとの関係
を検出するようにしているため、光検出器の受光面上に
形成される光スポットが大きく、光検出器等の位置調整
２回折格子の調整等が容易に行える。

４　　パ　　の　　　なｉ′■ 第１図は本発明の光ヘッド装置の一例を示す模式図、第
２図はその回折格子の格子模様と光検出器の受光面との
関係を示す平面図、第３図はその光ヘッド装置による焦
点誤差信号の検出結果を示すグラフ、第４図は本発明の
他の実施例の光ヘッド装置の模式図、第５図はその回折
格子の格子模様と光検出器の受光面との関係を示す平面
図、第６図はその光ヘッド装置による焦点誤差信号の検
出結果を示すグラフ、第７図（イ）〜（ニ）はそれぞれ
検出器の受光面の一例を示す平面図、第８図は従来の光
ヘッド装置の模式図、第９図はその回折格子の格子模様
と光検出器の検出面との関係を示す平面図である。

１０・・・光ヘッド装置、１１・・・光源、　１２．１
５．１６・・・回析格子、１３・・・収束レンズ、　２
１．２２．２３．２４・・・光検出器。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定のデータが記録されたトラックを有する記録媒
   体に光を投射し、その反射光の光強度に基づきデータを
   再生する光ヘッド装置であり、記録媒体のトラックに向
   けて光を投射する光源と、 該光源の投射光を記録媒体のトラック上に合焦状態で収
   束させるレンズ系と、 該記録媒体のトラックから反射された光を回折する回折
   格子と、 前記記録媒体のトラック上に合焦状態で収束され該回折
   格子にて回折された光により、受光面上に所定の面積の
   光スポットを形成するべく、該光の合焦位置とは異なる
   位置に配設された光検出器と、を有し、 該光検出器の受光面上の光スポットの光強度の変化に基
   づき、前記記録媒体のトラックと該トラックに投射され
   た光との関係を検出することを特徴とする光ヘッド装置
   。