JPH03268232A - 光ピックアップ - 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、光ピックアップ、特に、同心円状又は螺旋状
のトラックを設けた情報記録媒体を用いて記録再生を行
う光ピックアップに関するもので〔従来の技術〕 従来、光ディスクに記録又は再生を行う光ピックアップ
として、例えば、第７図に示すようなものが知られてい
る。同図において、半導体レーザ１より出射された光束
はコリメータレンズ２によって平行光とされ、ビームス
プリッタ３を通過して対物レンズ４に入射し、この対物
レンズ４によって収束されて光ディスク５に導かれる。

光ディスク５は、同心円状又は螺旋状の情報トラック６
と、その両側のガイドトラック６゛とが設けられたガラ
ス等の光透過性材料からなる基板７上に、希土類遷移金
属の非晶質合金薄膜等の情報記録媒体８が蒸着、スパッ
タリング等により形成されてなり、対物レンズ４からの
収束光は情報記録媒体８上にビームスポットを形成する
。

情報記録媒体８からの反射光は、再び対物レンズ４を通
過し、ビームスプリッタ３で直角に反射された後に収束
レンズ１０及びシリンドリカルレンズ１１を介すること
で非点収差を有する光束とされ、シリンドリカルレンズ
１１の母線方向に対し４５°傾けて配置した４分割の光
検出器１２に入射される。

次に、上記光ピックアップにおける焦点検出の原理につ
き説明する。

第８図（ａ）　（ｂ）において、４分割の光検出器１２
の各受光部１２ａ〜１２ｄでの受光量をそれぞれ５ａ−
３ｄとする。合焦時には、光検出器１２上のビームスポ
ットＡは同図（ｂ）に示すように円形となるため、各受
光部１２ａ〜１２ｄで検出される受光量Ｓ　ａ　−Ｓ　
ｄは等しい。従って、情報記録媒体８と対物レンズ４と
の間の相対的距離を修正するための信号として用いるフ
ォーカシングエラー信号（Ｓａ＋Ｓｃ）　−（Ｓｂ＋５
ｄ）＝Ｏである。

次に、対物レンズ４が情報記録媒体８に対して相対的に
近づくと、第９図（ａ）（ｂ）に示すように、光検出器
１２上のビームスポットＡはシリンドリカルレンズ１１
の母線と平行方向す。を長軸とする楕円となり、フォー
カシングエラー信号（Ｓａ十５ｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ）は
負になる。

一方、対物レンズ４が情報記録媒体８から相対的に遠ざ
かると、光検出器１２上のビームスポットＡは第１０図
（ａ）　（ｂ）に示すように、シリンドリカルレンズ１
１の母線方向と直交する方向ａ０を長軸とする楕円とな
り、フォーカシングエラー信号（Ｓａ＋５ｃ）−（Ｓｂ
十Ｓｄ）は正になる。

次に、第８図（ａ）（ｂ）に示した合焦時において、ト
ラックずれのためにガイドトラック６′による回折で光
検出器１２上に投影されるビームスポットＡに生じる回
折パターンの変化のために、フォーカシングエラー信号
に発生するクロストークの影響を検討する。

まず、光源である半導体レーザ１から情報記録媒体８に
到る光学系に収差のない理想的な場合を考える。第１１
図（ａ）　（ｂ）に示すように、光検出器１２を図示の
Ｘ−Ｘ方向が情報トラック６と平行な方向、Ｙ−Ｙ方向
が情報トラック６と垂直な方向となるように配置し、情
報トラック６にビームスボッｌ−Ｂを照射してその反射
光を光検出器１２で受光する。第１１図（ａ）（ｂ）は
ビームスポットＢが情報トラック６から下方にずれてい
る状態、第１２図（ａ）（ｂ）はビームスポットＢの上
下方向のずれがない状態、第１３図（ａ）（ト））はビ
ームスポットＢが情報トラック６から上方へずれている
状態をそれぞれ示している。換言すれば、第１１図（ａ
）　（ｂ）及び第１３図（ａ）（ロ）はトラッキングエ
ラーが存在する状態、第１２図（ａ）（ｂ）はトラッキ
ングエラーが存在しない状態、つまり、トラッキングエ
ラー信号（Ｓａ＋Ｓｂ）　−（Ｓｃ＋５ｄ）＝Ｏの状態
である。なお、第１１図（ａ）（ｂ）　〜第１３図（ａ
）（ｂ）は全て合焦状態であるものとする。

第１１図（ａ）（ｂ）〜第１３図（ａ）（ロ）から明ら
かなように、ビームスポットＢの上下位置に応じて光検
出器１２上の回折パターン、つまり、前記のビームスポ
ットＡのパターンが変化する。しかし、第１１図（ａ）
（ｂ）　〜第１３図（ａ）（ｂ）における回折パターン
はいずれもＹ−Ｙ軸について対称なので、上記のフォー
カシングエラー信号において、クロストークは発生しな
い。

次に、光源である半導体レーザ１から情報記録媒体８に
到る光学系が収差を有する場合について考える。光学系
が収差（特に、非点収差）を有し、この収差の方向が情
報トラック６と平行な方向（又は直交方向）からずれた
時、クロストークが発生する。

第１４図（ａ）　（ｂ）〜は第１６図（ａ）（ト））そ
の様子を示す図であって、光検出器１２の配置方向及び
情報トラック６とビームスポットＢの位置関係を第１１
図（ａ）（ｂ）〜第１３図（ａ）（ｂ）と同様に設定し
、かつ、第１４図（ａ）（ｂ）はビームスポットＢが情
報トラック６から下方にずれている場合、第１５図（ａ
）（ｂ）はビームスポットＢのずれがない場合、第１６
図（ａ）（ｂ）はビームスポットＢが上方にずれている
場合を示している。

この場合は、第１１図〜第１３図の場合と異なり、光学
系の収差により光検出器１２に投影される回折パターン
が乱れて、クロストークが発生する。このため、合焦状
態であるにもかかわらず、フォーカシングエラー信号（
Ｓａ＋５ｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ）は第１４図（ａ）（ｂ）
で正、第１５図（ａ）（ｂ）でＯ“、第１６図（ａ）（
ｂ）で負の値を取ることになり、誤った信号が発生する
ため、フォーカシング制御が不安定になる。

従って、一般に、上記のような光ピックアップでは、使
用する光学部品の面精度を厳重に管理することにより、
クロストークの発生を抑制している。

或いは、上述のように、収差の方向がクロストークの発
生量に影響するので、以下のような方法でクロストーク
の低減を図ることが考えられる。

すなわち、第５図に示すように、光源である半導体レー
ザ１とコリメータレンズ２との間にガラス製の平行平板
１３が配置され、この平行平板１３は光軸Ｃを軸として
回転可能となっている。

ところで、板厚ｔ、屈折率ｎの平行平板１３を拡き角α
の光束中に角度βだけ傾けて配置すると、なる非点収差
Ｗを発生する。この非点収差Ｗの方向は、光軸Ｃを回転
中心として平行平板１３を回転させることにより調整で
き、又、非点収差量は平行平板１３の傾き角度βを変え
るか、屈折率ｎもしくは板厚ｔを変化させることにより
制御できる。従って、上記の平行平板１３を使用するこ
とにより、光学系の有する非点収差によるフォーカシン
グエラー信号の劣化の問題を解消できる。

第１７図（ａ）は平行平板１３を有しない光ピックアッ
プにより得られるフォーカシングエラー信号を示すもの
である。この場合、情報トラック６をビームスポットＢ
が横断する時に大きなりロストークが発生しており、特
に合焦点（横軸ＩＩ　Ｏ１１の点）近傍のクロストーク
により誤動作が発生する。

第１７図（ｂ）は平行平板１３を設けた場合のフォーカ
シングエラー信号を示している。この場合、合焦点近傍
で、はとんどクロストークは発生しておらず、安定なフ
ォーカシング制御が可能となる。

ところで、光ピックアップを光情報記録再生装置（コン
パクトディスクプレーヤ、光磁気ディスク駆動装置等）
に組み込む際に、上記の如（、平行平板１３を使用して
クロストークが発生しないように調整された光ピックア
ップを精度良く光情報記録再生装置に取り付ける必要が
ある。つまり、光ピックアップの調整工程における光ピ
ックアップと情報記録媒体８との姿勢関係が光情報記録
再生装置に取り付けた状態でも精度良く再現されねばな
らないが、実際上は、量産性等を考慮した場合、光ピッ
クアップを充分に精度良く取り付けることは困難である
。

ところが、光ピックアップがクロストークの調整時とは
異なる姿勢で光情報記録再生装置に取り付けられた場合
、取付は前に折角調整を行っていたとしても、この取付
は誤差により以下で述べるように、クロストークが発生
することになる。

すなわち、平行平板１３による光ピックアップ１４のク
ロストークの調整が第６図（ａ）の状態で行われたもの
とする。この時、平行平板１３で収差が補償されること
により、ビームスポットＢと情報トラック６の位置変化
と、それに伴う光検出器１２での検出光の状態変化は第
１１図（ａ）（ｂ）〜第１３図（ａ）（ｂ）の如くにな
る。

次に、光ピックアップ１４が第６図Φ）に示すように、
同図（ａ）の調整時とはΔＬだけずれて光情報記録再生
装置に取り付けられた場合、ビームスポットＢと情報ト
ラック６の位置変化による検出光の位置関係は第１８図
（ａ）・第１９図（ａ）・第２０図（ａ）のように、平
行平板１３による調整時に対してΔθだけ傾くことにな
る。

その結果、ビームスポットＢと情報トラック６の位置変
化に伴う光検出器１２での検出光の状態変化は第１８図
ら）・第１９図（ｂ）・第２０図（ｂ）のようになり、
クロストークが発生する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第２１図から明らかなように、Δθと、情報
トラック６の半径ｒと、上記のずれ量ΔＬとの間には、 Δθ−５ｉｎ　−’　（ΔＬ　／　ｒ　）の関係がある
。すなわち、情報トラック６の傾き角Δθが情報トラッ
ク６の半径ｒにも依有することから、情報記録媒体８の
内周部と外周部でクロストーク量は一定ではない。従っ
て、光ビックアツブを光情報記録再生装置にΔＬの位置
ずれを有して取り付けた場合、仮に、光情報記録再生装
置上でクロストークの再調整を実施しても、半径位置に
よってクロストーク量が変化するため、クロストークを
完全に抑制することはできない不具合があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光ピックアップは、上記の課題を解決する
ために、同心円状又は螺旋状にトラックを設けた情報記
録媒体を使用して記録再生を行うとともに、少なくとも
上記トラックの像の延びる方向及びそれと直交する方向
に沿って分割されているフォーカシングエラー検出用の
受光素子を備えた光ピックアップにおいて、上記受光素
子が上記トラックの像の延びる方向に沿って、所定幅を
有する不感帯を境界として分割されていることを特徴と
するものである。

〔作　用〕

上記の構成によれば、トラッキングエラーが生じていて
、受光素子上でトラックの像がトラック方向に対応する
方向の境界の片側のみに形成されるべき時に、光学系の
収差により生じるトラックの像に回転により像が上記ト
ラック方向に対応する方向の境界の他側にはみ出しそう
になっても、上記トラック方向に対応する方向の境界が
所定幅の不感帯となっているので、トラックの像のはみ
出し部位が不感帯内に形成され、不感帯の他側には形成
されることはないので、フォーカシングエラーの検出は
正確に行われるようになる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第６図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

第５図に示すように、光ピックアップ１４は、半導体レ
ーザｌと、半導体レーザｌから出射された光束を平行光
とするコリメータレンズ２と、光デイスク５側と光検出
器工２側とに光束を分岐するビームスプリッタ３と、半
導体レーザ１から出射され、ビームスプリッタ３を透過
した光束を光ディスク５の情報記録媒体８上に収束する
対物レンズ４と、光ディスク５で反射され、対物レンズ
１ ４を介してビームスプリッタ３で直角に反射された光束
を収束させる収束レンズ１０と、フォーカシングエラー
信号を得べく収束レンズ１０からの光束を非点収差を有
する光束として光検出器１５に導くシリンドリカルレン
ズ１１とを備えている。

光ディスク５は、同心円状又は螺旋状の情報トラック６
（トラック）と、その両側のガイドトラック６゛とが設
けられたガラス等の光透過性材料からなる基板７上に希
土類遷移金属の非晶質合金薄膜等の情報記録媒体８が蒸
着、スパッタリング等により形成されてなる。

又、半導体レーザ１とコリメータレンズ２との間にガラ
ス製の平行平板１３が配置され、この平行平板１３は光
軸Ｃを軸として回転させるか、もしくは平行平板１３の
板厚も、屈折率ｎを調整することにより、光学系の収差
が補償されるようになっている。

受光素子としての光検出器１５は第１図に示すように、
光ディスク５における情報トラック６の延びる方向に対
応するｘ−Ｘ方向と、それと直交２ するＹ−Ｙ方向に沿ってそれぞれ分割され、４つの受光
部１５ａ〜１５ｄが形成されている。ここで、Ｘ−Ｘ方
向には、通常の分割線よりかなり広い幅２の不感帯１６
に沿って分割され、Ｙ−Ｙ方向には通常の分割線１７に
沿って分割されている。

第２図（ａ）（ｂ）〜第４図（ａ）（ｂ）に光ピックア
ップを光情報記録再生装置に取り付ける際の取付は誤差
（第６図参照）により、情報トラック６（便宜上ハツチ
ングで示す）とビームスポットＢとの間に角度Δθの傾
きが生じ、それに伴って、光検出器１５上の情報トラッ
ク６の像に回転が生じた場合を示す。但し、第２図（ａ
）は光デイスク５上のビームスポットＢが情報トラック
６より下方にずれてトラッキングエラーが生じている状
態、第３図（ａ）はトラッキングエラーのない状態、第
４図（ａ）はビームスポットＢが情報トラック６より上
方にずれてトラッキングエラーが生じている状態を示す
。なお、第２図（ａ）（ｂ）〜第４図（ａ）（ｂ）は、
全てフォーカシングエラーの生じていない状態を示す。

第２図（ａ）のように、ビームスポットＢが情報ト４ ラック６から下方にずれてトラッキングエラーが生じて
いる場合、同図（ｂ）に示すように、本来、受光部１５
ｃ及び１５ｄのみに形成されるべき光検出器１５上の像
、つまり、ビームスポットＡが、受光部１５ｃからはみ
出すが、受光部１５ｃ・１５ｄと受光部１５ａ・１５ｂ
との間に所定幅２の不感帯１６が形成されているので、
受光部１５ｃからはみ出したビームスボッｌ−Ａが不惑
帯１６内に形成され、受光部１５ｂには形成されないの
で、フォーカシングエラー信号（Ｓａ＋５ｃ）−（Ｓｂ
＋５ｄ）＝Ｏとなる。

同様に、第４図（ａ）のように、ビームスポットＢが情
報トラック６から上方にずれてトラッキングエラーが生
じている場合、同図（ロ）に示すように、本来、受光部
１５ａ及び１５ｂのみに形成されるべきビームスポット
Ａが、受光部１５ａからはみ出すが、受光部１５ａから
はみ出したビームスボッ）Ａが不感帯１６内に形成され
、受光部１５ｄ内にはビームスポットＡが形成されない
ので、フォーカシングエラー信号（Ｓａ＋５ｃ）−（Ｓ
ｂ＋５ｄ）＝Ｏとなる。なお、不感帯１６の幅ｌは光デ
イスク５上のビームスポットＢと情報トラック６との間
の傾き角度をΔθ、光検出器１５上のビームスポットＡ
の直径をφとすると、！≧φｓｉｎΔθ となるようにすれば良い。

〔発明の効果〕

本発明に係る光ピックアップは、以上のように、受光素
子が情報記録媒体におけるトラックの像の延びる方向と
対応する方向に沿って、所定幅を有する不感帯を境界と
して分割されている構成である。

これにより、トラッキングエラーが生じていて、受光素
子上でトラックの像がトラック方向に対応する方向の境
界の片側のみに形成されるべき時に、光学系の収差によ
り生じるトラックの像に回転により像が上記トラック方
向に対応する方向の境界の他側にはみ出しそうになって
も、上記トラック方向に対応する方向の境界が所定幅の
不感帯となっているので、トラックの像のはみ出し部位
５ が不感帯内に形成され、不感帯の他側には形成されるこ
とはないので、フォーカシングエラーの検出は正確に行
われるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すものである
。 第１図は光検出器を示す概略正面図である。 第２図（ａ）（ｂ）〜第４図（ａ）（ｂ）はそれぞれ情
報記録媒体上のビームスポット位置が変化した際の情報
記録媒体上及び光検出器上の各ビームスポットを示す説
明図である。 第５図は光ピックアップの概略構成図である。 第６図は光ピックアップを光情報記録再生装置に取り付
ける際に取付は誤差が生じることを示す説明図である。 第７図乃至第２１図は従来例を示すものである。 第７図は光ピックアップの概略構成図である。 第８図（ａ）＠〜第１０図（ａ）Φ）はそれぞれ焦点位
置が変化した際の光ピックアップにおける光束及び６ 光検出器上のビームスポットを示す説明図である。 第１１図（ａ）（ｂ）　〜第１３図（ａ）（ｂ）はそれ
ぞれ合焦状態において情報記録媒体上のビームスポット
位置が変化した際の情報記録媒体上及び光検出器上の各
ビームスポットを示す説明図である。 第１４図（ａ）（ロ）〜第１６図（ａ）　（ｂ）はそれ
ぞれ合焦状態で、かつ、光学系に収差が存在する時に情
報記録媒体上のビームスポット位置が変化した際の情報
記録媒体上及び光検出器上の各ビームスポットを示す説
明図である。 第１７図（ａ）は収差の補償を行わない場合の焦点位置
とフォーカシングエラー信号との関係を示すグラフであ
る。 同図（ｂ）は収差の補償を行った場合の焦点位置とフォ
ーカシングエラー信号との関係を示すグラフである。 第１８図（ａ）（ｂ）〜第２０図（ａ）（ｂ）はそれぞ
れ光ピックアップを光情報記録再生装置に取り付ける際
に取付は誤差が生じた場合に情報記録媒体上のビームス
ポット位置が変化した際の情報記録媒体上皮　７ ８ び光検出器上の各ビームスポットを示す説明図である。 第２１図は情報トラックの半径位置と情報トラックとビ
ームスポットとの間の傾き角との関係を示す説明図であ
る。 ６は情報トラック（トラック）、８は情報記録媒体、１
５は光検出器（受光素子）、１６は不惑帯である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同心円状又は螺旋状にトラックを設けた情報記録媒
   体を使用して記録再生を行うとともに、少なくとも上記
   トラックの像の延びる方向及びそれと直交する方向に沿
   って分割されているフォーカシングエラー検出用の受光
   素子を備えた光ピックアップにおいて、 上記受光素子が上記トラックの像の延びる方向に沿って
   、所定幅を有する不感帯を境界として分割されているこ
   とを特徴とする光ピックアップ。