JPH02287926A - 光学的情報処理装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ビデオディスクやデジタルオーディオディス
ク等の光ディスク等に使用される光学的情報処理装置に
関する。

（従来の技術） 従来より、光ディスクの情報記録および再生には光ピツ
クアップヘッド機構が採用されており、このような光ピ
ツクアップ機構では、光ディスクの信号記録面と集光レ
ンズの焦点位置とのずれを検出するための位置ずれ検出
機構として、非点収差方式による位置ずれ検出機構が広
く普及している。

第３図は光ピツクアップ機構の一例の構成を示す概略構
成図で、発光源である半導体レーザ１から出力されたレ
ーザ光ａは、ビームスプリッタ２を透過した後、集光レ
ンズ３にて情報記憶媒体である光デイスク４上に集光さ
れる。

この光デイスク４上で反射されたレーザ光（以下、反射
光すと呼ぶ）は再びビームスプリッタ２に入射し、ここ
で直角方向に反射された後、非点収差発生用光学素子例
えばシリンドリカルレンズ５、図示を省略した検出用の
光学系を透過して受光素子例えば４分割フォトダイオー
ド６に集光される。

この４分割フォトダイオード６は、４つの受光部し＾、
ＰＢ、　ＰＣ，ＰＤを夫々一定の間隔をおいて田字状に
配列して構成されており、その分割線７ａの方向は、非
点収差の方向に対して４５度傾くように配置されている
。

このような４分割フォトダイオード６による非点収差方
式の位置ずれ検出方法の原理について以下に説明する。

シリンドリカルレンズ５は単一方向例えばレンズのサジ
タル面にのみレンズとして作用し、これと直交する方向
例えばレンズのメリジオナル面には何も作用しないため
、このレンズを透過したレーザ光すは第４図中Ａ点では
１本の縦線即ちサジタル焦線として（第４図（ａ））　
、また同図中６点では　１本の横線即ちメリジオナル焦
線として集光することになる（第４図（ｅ））。

また、ＡとＥ点の中間点Ｃではビームは円形になり（第
４図（ｃ））　、この０点からＡ点に接近するにつれて
例えば点Ｂ点では縦に長い円に（第４図（ｂ））　、ま
た０点からＥ点に接近するにつれて例えば点りでは横に
長い円になる（第４図（ｄ））。

そして４分割ダイオード６の４つの検出素子ＰＡ。

ＰＢ、　ＰＣＳＰＤのうち、ＰＡとｐｃ、　ｐＢとＰＤ
が夫々対角線上にある場合、フォーカス誤差（ＦＥ）信
号は、４分割フォトダイオ−）（ＰＤ）の対角和の差、
即ち、ＰＥ−（ＰＡ＋ＰＣ）−（ＰＢ＋ＰＤ）で表せ、
ＰＨ−０のとき合焦点となる。従って、光源１からの光
の光量分布が均一の場合には第５図（ａ）に示すように
、４分割ダイオード６面上に最小錯乱円の反射光すが投
影された場合に合焦となる。この時ディスク４に記録さ
れたピット列の像Ｃも４分割ダイオード６面上に投影さ
れるが、そのトラック方向と　４分割ダイオード６の分
割線６ａの方向とは一致している。

ここで、トラッキングサーボがｏｒｌ’となったとする
と、ディスクの偏心等によりピット列はディスク半径方
向（以下、ラジアル方向と呼ぶ）にも動くため、４分割
ダイオード６面上の反射投影像も４分割ダイオード６の
分割線６ａに沿って移動する。従って、この時のＰＥ信
号出力し０である。

即ち、集光レンズ３の焦点が光デイスク上のトラックを
ラジアル方向に横断する場合でもＰＩＥ信号の出力は変
動しないように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような光ピツクアップヘッド機構に
用いられる半導体レーザは、光量分布が接合面方向と垂
直方向とで拡がり角が１＝３程度の異方性を有している
ことから、４分割ダイオド面上に投影される光スポット
も異方的な光量分布となり、ＦＥ比出力０となる時の４
分割ダイオード上のスポットパターンは最小錯乱円では
なく楕円状となる。しかもその楕円の軸は第５図（ｂ）
に示すように４分割ダイオード分割線６ａの方向から時
計もしくは反時計方向に回転することになる。従って、
４分割ダイオード６上に投影される光ディスクのビット
像ｃも同図に示すように歪んだ状態となる。このような
状態では、ピット列がラジアル方向に移動すると、４分
割ダイオード６の各検出素子のＰＡ、　ＰＢ、　ＰＣ，
ＰＤの受光量が変化し、その対角和の差であるＰＥ信号
はｐｃ−ｏとはならない。

このようなＰＥ信号の変動が発生すると、この信号の変
動によりアクチュエータがフォーカス方向に駆動され、
結果的に外部への騒音発生を招くという問題があった。

例えばＣＤプレーヤでは、高速サーチを行なう際に耳ぎ
わすな雑音が発生する等の問題が生じることになる。

本発明は上述した従来の問題点を解決するためになされ
たもので、光ディスクのトラック横断時におけるフォー
カスエラー信号変動が低減でき、光ピツクアップヘッド
から生じる騒音の低減が図れる光学的情報処理装置を提
供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の光学的情報処理装置は、半導体レーザ発光源と
、このレーザ発光源からのレーザ光を情報記録媒体に集
光・照射するための集光光学系と、前記情報記録媒体か
らのレーザ反射光を集光して非点収差を発生させる非点
収差発生用光学系と、この非点収差発生用光学系の集光
側の光軸上に配置され、４個の受光素子を十字状の分割
領域を挟んで用字状に配列してなる４分割検出素子とを
備え、前記４分割検出素子上に投影されたレーザ反射光
に基づいて前記集光光学系と前記情報記録媒体間の距離
を検出するように構成された光学的情報処理装置におい
て、前記非点収差発生用光学系により発生する非点収差
の方向が、前記十字状分割領域の十字状分割領域の４５
度方向を中心に時計方向または反時計方向に５度から１
０度の範囲で回転した位置となるように前記４分割検出
素子または前記非点収差発生用光学系を配置したことを
特徴とするものである。

（作　用） 本発明は、非点収差発生用光学系により発生する非点収
差の方向が、４分割ダイオードの４分割領域の４５度の
方向を中心に時計もしくは反時旧方向に　５度から１０
度回転した角度をなすように配置することにより、光デ
ィスクのトラック横断時のフォーカスエラー信号変動を
低減でき、光ピツクアップヘッドから生じる騒音を低減
することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図を参照して説明する
。

第１図は、実施例の構成を示す図で、同図（ａ）は実施
例の４分割フォトダイオードを示し、同図（ｂ）は光ピ
ツクアップ機構の概略構成を示す図である。

発光源である半導体レーザ１１がら出力されたレーザ光
ａは、ビームスプリッタ１２を透過した後、集光レンズ
１３にて情報記憶媒体である光デイスク１４上に集光さ
れる。この光デイスク１４上で反射されたレーザ光は再
びビームスプリッタ１２に入射し、ここで直角方向に反
射された後、その反射光すは、非点収差発生用光学素子
である円柱レンズ１５、図示を省略した検出用の光学系
を透過して４分割フォトダイオード１６に集光される。

この４分割フォトダイオード１６は、４つの検出索子Ｐ
Ａ、　ＰＢ、　ＰＣ，ＰＤをおいて用字状に配列して構
成されている。そして、円柱レンズ１５の母線ｍの方向
は、４分割ダイオード１６の４分割線１６ａの４５度の
方向を中心として、反射光すの進行方向から見て時計方
向に５度回転即ち分割線から反時計方向に３５度傾斜す
る位置となるように配置されている。

ところで、半導体レーザは、接合面方向とその垂直方向
とでその拡がり角がに３３度の異方性をもつため１．４
分割ダイオード上に投影される反射光のスポットも異方
的な光ユ分布となり、ＰＥ信号出力がＯとなる時の４分
割ダイオード上のスポットパターンは最小錯乱円ではな
く楕円状となる。

そしてその楕円の軸は前述第５図（ｂ）に示したように
、４分割ダイオード分割線方向から時計もしくは反時計
方向に回転した位置となる。

このように１：３程度の異方性がある場合には、スポッ
トパターンの楕円軸の回転角度は５〜１ｏ度となること
が、光線追跡の結果から判明している。

そこで、本実施例のように４分割ダイオード１６の分割
線１６ａの位置を予めこの回転角度分傾斜させておくこ
とで、４分割ダイオード１６の分割線方向と４分割ダイ
オード１６上の光スポットの楕円軸とが一致し、ＰＥ信
号出力の変動を防止することが可能となる。

上述実施例では、非点収差発生用光学素子として円柱レ
ンズ１５を用いた例について説明したが、これは他の非
点収差光学素子を用いてもよ（、例えば第２図（ｂ）に
示すように、非点収差発生用光学素子として平板ビーム
スプリッタ２１を用いてもよい。

この光ピツクアップ機構における　４分割ダイオード１
６は、第２図（ａ）に示すように反射光すの進行方向か
ら見て分割線１６ａの方向か時計方向に５度回転した状
態となるように配置されている。

このような回転角度を付けることで、甲板ビームスプリ
ッタ２１の非点収差方向ｎと４分割ダイオードの４分割
線方向１６ａとが４分割ダイオド１６の４５度方向を中
心に反時計方向に５度回転した角度となり、　４分割ダ
イオード分割線１６ａの方向と４分割ダイオード上の光
スポットの楕円軸とが一致する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の光学的情報処理装置によ
れば、光ディスクのトラック横断時のフォーカスエラー
信号変動を低減でき、光ピ・ツクアップヘッドから生じ
る騒音を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の４分割フォトダイオードと円柱レンズ
の母線方向との位置関係および光ピツクアップ機構の構
成を示す図、第２図は本発明の他の実施例の４分割フォ
トダイオードと光ピツクアップ機構の構成を示す図、第
３図は従来の光ピックアップ機構の構成を示す図、第４
図は非点収差によるフォーカスエラー検出の原理を示す
図、第５図は均一光量分布の場合における合焦時の４分
割ダイオード上のスポットパターンおよびビットの投影
像と、光量分布か異方的である場合の４分割ダイオード
上のスポットパターンおよびビット像を示す図である。 １１・・・・・・・・・半導体レーザ １２・・・・・・・・・ビームスプリッタ１３・・・・
・・・・・集光レンズ １４・・・・・・・・・光ディスク １５・・・・・・・・・円柱レンズ １６・・・・・・・・・４分割ダイオード１６ａ・・・
・・・４分割ダイオードの分割線２１・・・・・・・・
・平板ビームスプリッタｍ・・・・・・・・・円柱レン
ズの母線方向・・平板ビームスプリッタの非点収差方向
出願人　　　　　　株式会社　東芝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体レーザ発光源と、 このレーザ発光源からのレーザ光を情報記録媒体に集光
   ・照射するための集光光学系と、前記情報記録媒体から
   のレーザ反射光を集光して非点収差を発生させる非点収
   差発生用光学系と、この非点収差発生用光学系の集光側
   の光軸上に配置され、４個の受光素子を十字状の分割領
   域を挾んで田字状に配列してなる４分割検出素子とを備
   え、前記４分割検出素子上に投影されたレーザ反射光に
   基づいて前記集光光学系と前記情報記録媒体間の距離を
   検出するように構成された光学的情報処理装置において
   、 前記非点収差発生用光学系により発生する非点収差の方
   向が、前記十字状分割領域の十字状分割領域の４５度方
   向を中心に時計方向または反時計方向に５度から１０度
   の範囲で回転した位置となるように前記４分割検出素子
   または前記非点収差発生用光学系を配置したことを特徴
   とする光学的情報処理装置。