JPH0760527B2 - 光学式ピックアップ装置 - Google Patents

光学式ピックアップ装置

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JPH0760527B2
JPH0760527B2 JP61218615A JP21861586A JPH0760527B2 JP H0760527 B2 JPH0760527 B2 JP H0760527B2 JP 61218615 A JP61218615 A JP 61218615A JP 21861586 A JP21861586 A JP 21861586A JP H0760527 B2 JPH0760527 B2 JP H0760527B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばビデオディスクプレーヤ、コンパクト
ディスクプレーヤ等において、情報を記録再生する光学
式ピックアップ装置に関する。
［発明の概要］ 本発明の光学式ピックアップ装置においては、略平行な
２つの直線によって３分割された光検出器の中央の領域
の幅が、ディスク上のトラックの回折光による影響が相
殺されるように設定されるとともに、３分割された３つ
の領域の中央にある領域から出力される信号または、中
央の領域を挾む２つの領域から出力される信号の和信号
のいずれかの利得が制御される。
［従来の技術］ 従来、例えば特開昭55-87328号公報、特開昭60-45947号
公報等のように、非点収差によるフォーカス制御を行う
方式において、略平行な２つの直線により３分割された
光検出器を用いることが提案されている。
第６図はその原理図を示している。同図において、光源
１から発せられたレーザ光は偏光ビームスプリッタ２に
入射される。偏光ビームスプリッタ２により反射された
光は対物レンズ３を介してディスク４上に収束、照射さ
れる。ディスク４により反射された光は対物レンズ３、
偏光ビームスプリッタ２を介して円筒レンズ５に入射さ
れる。円筒レンズ５により非点収差が与えられた光は光
検出器６により検出される。
第７図に示すように光検出器６は略平行な２つの直線に
より中央の領域Ｂと、領域Ｂを挾む領域Ａと領域Ｃの３
つの領域に分割されている。円筒レンズ５により非点収
差が与えられているので、光がディスク４上に合焦して
いるとき光検出器６上のスポット光は破線のように略円
形になるがディスク４が合焦位置から遠ざかるか近づく
とスポット光は縦長または横長の略楕円形になる。
そこで、領域Ａの出力と領域Ｃの出力を加算回路８で加
算し、この信号と領域Ｂの出力信号との差を差動増幅器
７で得るようにする。領域Ｂの幅はディスク４が合焦位
置にあるとき差動増幅器７の出力が零になるように設定
されている。
即ち、例えば第８図（ａ）のように、合焦状態の光スポ
ットの照射面積a,b,cの比が1:2:1（ａ＋ｃ＝ｄ）になる
ように光検出器６の分割線31、32を設定する。これで、
合焦点でフォーカスエラー信号は零になる。しかし、実
際にはトラックによる光の回折によってトラック方向に
対して対称に２つの影（斜線部分）が生じ、光ビームが
トラック方向に変位するとこの影の明るさが互いに変化
するため、合焦点でフォーカスエラー信号が零にならな
い場合が生じる。そのため、合焦点でのこの回折の影響
をなくす必要がある。
第８図（ｂ）はトラック方向Ｔと分割線31、32が平行で
ある場合、即ち非点収差軸（分割線に対して垂直な方
向）ASとトラック方向Ｔとの角度αが90°である場合を
示したものである。トラック方向Ｔと平行な図示しない
第３の分割線によって領域Ｂを２分割し、その上下の領
域の出力の差でトラッキングエラー信号を得るものと仮
定したとき、この場合トラッキングエラー信号は得られ
るが、フォーカスエラー信号は合焦状態でも零にはなら
ない。また、第８図（ｃ）に示すようにトラック方向Ｔ
と分割線31、32が直交する場合、即ち非点収差軸ASとト
ラック方向Ｔとの角度αが０°である場合、トラッキン
グエラー信号が得られず、合焦状態でもフォーカスエラ
ー信号は零になるとは限らない。
第８図（ｂ），（ｃ）に示す状態から生じる問題を避け
て合焦点ての光の回折の影響をなくすためは、第８図
（ａ）のように面積a,b,cの面積比が1:2:1とされている
状態においては、第８図（ｄ）に示すようにトラック方
向Ｔと非点収差軸ASの角度αを変化させることによって
回折による２つの影の領域のみが分割線31、32によって
各々面積で1/2になるようにする。このとき０°＜α＜9
0°において角度αを変化させる過程において分割線3
1、32により分割される各々の回折の影の部分の面積比
が1:1になる角度αは必ず１つ存在する。
以上のように設定することにより、第８図（ｅ）に示す
ように回折によって２つの影の領域の一方の領域41が明
るく、他方の領域42が暗くなったとしても、差動増幅器
７の出力は（Ａ＋Ｃ）−Ｂ＝０となる。
従って、トラックによる光の回折が生じてもディスク４
が合焦状態においてフォーカスエラー信号は零となり、
ディスク４が合焦状態からずれると、そのずれに対応し
たフォーカスエラー信号が差動増幅器７の出力に現れる
ので、このフォーカスエラー信号に対応して対物レンズ
３の位置を制御（フォーカス制御）することができる。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで非点収差を与える光学手段として円筒レンズを
用いた場合、他の収差は殆ど発生しない。しなしなが
ら、光学部品の簡略化や小形化を考慮して円筒レンズの
代わりに例えば平行平面板を等を用いた場合、非点収差
以外の他の収差（特にコマ収差）が同時に発生し、合焦
状態におけるスポット光は円形でなくなる。したがっ
て、第８図（ｄ）に示したような方法では回折による影
響はなくならない。
第９図（ａ）はコマ収差によって変形した光スポットが
光検出器６上に照射されている状態を示している。ここ
でも第８図（ａ）と同様に面積a,b,cが面積比で1:2:1と
なるように仮に分割線31、32が設定されている。
第９図（ｂ），（ｃ）に示す状態は各々第８図（ｂ），
（ｃ）に示す状態と同様に問題を有している。尚、第９
図（ｂ）において、回折による２つの影の部分の面積は
異なるが、光エネルギーは同じであるためトラッキング
エラー信号はオントラックで零となる。
第９図（ｂ），（ｃ）に示すような状態において生じる
問題点を避けて合焦点での光の回折の影響をなくすため
に、第９図（ａ）のように面積a,b,cが面積比で1:2:1と
なるように設定した状態で、第９図（ｄ）に示すように
トラック方向Ｔと非点収差軸ASの角度αを変化させて
も、２つの影の部分は互いに大きさも異なり各々非対称
な形状のため、各々の影の部分の面積が共に分割線31、
32によって1/2になる角度αが存在するとは限らない。
したがって、角度αの設定では回折の影響はなくならな
い。
即ち、影の部分の面積が共に２つの分割線31、32によっ
て1/2にならなければ、２つの影の光量が同等の状態
（光ビームがトラックの中心に在るとき）でＡ＋Ｃ−Ｂ
＝０となる角度αは存在するとしても、光ビームがトラ
ックの中心からずれ、第９図（ｅ）のように領域43は明
るくなり、領域44は暗くなって光量にアンバランスが生
じたとき、Ａ＋Ｃ−Ｂは零にならない。
その結果、ディスク上において光がトラックを横切る場
合、トラックの回折光成分としての所謂プッシュプル信
号が各領域相互間において相殺されずフォーカスエラー
信号にオフセットが現れ、正確なフォーカスサーボがで
きなくなるなどの欠点を有している。
本発明は、以上の点を考慮して為されたもので、非点収
差以外のコマ収差などの収差を発生する光学部材を使用
してもフォーカスエラー信号にオフセットが生じること
がなく正確なフォーカスサーボを実現できる光学式ピッ
クアップ装置を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の光学式ピックアップ装置は、光源と、この光源
より発せられた光をディスクに収束する対物レンズと、
ディスクにより反射された光を検出し、略平行な２つの
直線によって第１の領域と前記第１の領域を挾む第２及
び第３の領域の３つの領域に実質的に３分割された光検
出器と、光検出器へ入射される光に非点収差と他の収差
を与える平行平面板11としての光学手段と、第１の領域
が出力する第１の信号と、第２の領域と第３の領域が出
力する信号を加算した第２の信号とからフォーカスエラ
ー信号を生成する差動増幅器と、第１の信号と前記第２
の信号のうち少なくとも一方の利得を制御する利得制御
回路12、13、14としての利得制御手段とを備え、第１の
領域の幅は、ディスク上のトラックの回折光による影響
が相殺されるように設定されるとともに、その結果生じ
る第１の信号と第２の信号との間のオフセットを相殺す
るように利得制御手段による利得が設定されることを特
徴としている。
［作用］ 本発明の光学式ピックアップ装置は、非点収差とともに
他の収差が与えられた光を検出し、略平行な２つの直線
によって３分割されている検出器の第２の領域と第３の
領域に挾まれた第１の領域の幅は、トラックの回折光に
よる成分が第１の領域が出力する第１の信号と、第２及
び第３の領域が出力する信号を加算した第２の信号が同
一レベルになるように設定されるとともに、第１の信号
と第２の信号の間のオフセットが利得制御手段により相
殺されるようにしている。
［実施例］ 第２図は本発明の光学式ピックアップ装置の原理を示す
図であり、第６図における場合と対応する部分には同一
の符号を付してある。第２図において、光源１より発せ
られた光の光軸に対して傾斜して平行平面板11が配置さ
れている。平行平面板11の一方の面はハーフミラーとな
っているため、光源１より発せられた光は反射され、対
物レンズ３を介してディスク４上に照射される。ディス
ク４により反射された光は対物レンズ３を介して平行平
面板11に入射され非点収差が与えられた後、光検出器６
により検出されるようになっている。
第１図に示すように光検出器６は略平行な２つの直線に
よって３つの領域に分割されており、領域Ａと領域Ｃの
出力は加算回路８により加算され、領域Ｂの出力は利得
制御回路12により所定の利得βに制御される。利得制御
回路12の出力と加算回路８の出力の差が差動増幅器７に
より演算され、フォーカスエラー信号として出力される
ようになされている。
非点収差を発生する光学手段として平行平面板11を用い
ると、ビームスプリッタ２が不要となり構成を簡略化す
ることができる。また、円筒レンズより平行平面板の方
が製造が容易であるから、コストも低減できる。しかし
ながら、平行平面板11はそこを通過する光に非点収差を
与えると同時にコマ収差も与える。その結果第４図に示
すように、光検出器６上の合焦位置及びそれからずれた
位置におけるスポット光の形状が、円形あるいは楕円形
から歪むことになる。
そこで、本発明においては、このトラックの回折光によ
る影響が相殺されるように領域Ｂの幅が設定される。即
ち、第３図に示すように、例えば０°＜α＜90°の間で
かつトラッキングエラー信号の変調度が高くなるよう
に、非点収差軸の方向に対してトラックの進行方向が角
度αだけ傾斜しているとすると、トラックの進行方向に
対して垂直な方向（左右）に左側トラックの回折による
影（同図ａ）と右側トラックの回折による影（同図ｂ）
とが現われる。この影は第９図で説明したように角度α
を０°にすると台形（スポット光の形状を一応そのよう
に仮定する）の斜辺側に、90°にすると上辺と底辺側に
各々現われる。この台形上のスポット光や回折光の影の
エネルギー分布はピックアップを構成する部品、トラッ
クの規格等が特定された場合、シュミレーションにより
演算することができる。従って、この回折光による成分
が相殺されるように領域Ｂの幅を設定することが可能で
ある。このことは例えばエネルギー分布が平均している
と仮定した場合、第３図の領域Ａにおける回折による影
が生じる部分ａの面積と領域Ｃにおける回折による影が
生じる部分ｂの面積の和が、領域Ｂにおける部分ａの面
積と部分ｂの面積の和に等しくなるように領域Ｂの幅を
設定することを意味する。
しかしながら、領域Ｂの幅をこのように設定すると、光
スポットは台形状であるため、合焦状態において領域Ａ
の出力と領域Ｃの出力を加算した加算回路８の出力と領
域Ｂの出力は必ずしも等しくならず、両者の間にはオフ
セットが発生する。利得制御回路12の利得はこのオフセ
ットを相殺するように調整、設定される。この場合、加
算回路８の出力の利得を制御するようにしてもよいこと
は勿論である。
このようにトラックの回折光による影響は領域Ｂの幅を
適宜所定の値に設定することにより相殺され、その結果
発生するオフセットは利得制御回路12により相殺される
ので、差動増幅器７が出力するフォーカスエラー信号に
より、正確なフォーカスサーボを実現することができ
る。
トラック進行方向を非点収差の軸方向に対して角度α
（≠０°）だけ傾斜させた場合、第５図に示すように領
域Ｂをさらに領域B1と領域B2に等分し、領域Ａと領域B1
の出力を加算回路21により加算し、領域Ｃと領域B2の出
力を加算回路22により加算し、加算回路21と22の出力の
差を差動増幅器23により演算し、トラッキングエラー信
号とすることも可能である。このとき領域B1と領域B2の
出力は各々利得制御回路13、14により利得調整がされた
後、加算回路15により加算され、差動増幅器７に入力さ
れる。勿論、加算回路15の出力を利得調整するようにし
てもよい。
以上、非点収差を与える光学手段として平行平面板を用
いる場合を例として説明したが、その他にくさび状平面
板等を用いる場合においても本発明は応用が可能であ
る。
［効果］ 以上のように本発明の光学式ピックアップ装置は、非点
収差とともに他の収差が与えられた光を検出し、略平行
な２つの直線によって分割されている検出器の第２の領
域と第３の領域に挾まれた第１の領域の幅は、トラック
の回折光による成分が第１の領域が出力する第１の信号
と、第２及び第３の領域が出力する信号を加算した第２
の信号が同一レベルになるように設定されるとともに、
第１の信号と第２の信号の間のオフセットが利得制御手
段により相殺されるようにしているので、構成を簡単に
できコストを低減できるとともに、正確なフォーカスサ
ーボを実現できるなどの効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の光学式ピックアップ装置の一実施例の
具体的構成を示すブロック図、第２図は本発明の光学式
ピックアップ装置の原理を示す原理図、第３図及び第４
図は本発明の光学式ピックアップ装置の光検出に照射さ
れるスポット光の形状を示す形状説明図、第５図は本発
明の光学式ピックアップ装置の他の実施例の具体的構成
を示すブロック図、第６図は従来の光学式ピックアップ
装置の原理を示す原理図、第７図は従来の光学式ピック
アップ装置の一例を示すブロック図、第８図及び第９図
は従来の光学式ピックアップ装置のスポット光の形状を
示す形状説明図である。 １……光源 ２……偏光ビームスプリッタ ３……対物レンズ ４……ディスク ５……円筒レンズ ６……光検出器 ７、23……差動増幅器 ８……加算回路 11……平行平面板 12、13、14……利得制御回路 15、21、22……加算回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光源と、前記光源より発せられた光をディ
    スクに収束する対物レンズと、前記ディスクにより反射
    された前記光を検出し、略平行な２つの直線によって第
    １の領域と前記第１の領域を挾む第２及び第３の領域の
    ３つの領域に実質的に３分割された光検出器と、前記光
    検出器へ入射される前記光に非点収差と他の収差を与え
    る光学手段と、前記第１の領域が出力する第１の信号
    と、前記第２の領域と第３の領域が出力する信号を加算
    した第２の信号とからフォーカスエラー信号を生成する
    差動増幅器と、前記第１の信号と前記第２の信号のうち
    少なくとも一方の利得を制御する利得制御手段とを備
    え、 前記第１の領域の幅は、前記ディスク上のトラックの回
    折光による影響が相殺されるように設定されるととも
    に、その結果生じる前記第１の信号と前記第２の信号と
    の間のオフセットを相殺するように前記利得制御手段に
    よる利得が設定されることを特徴とする光学式ピックア
    ップ装置。
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