JPH08263854A

JPH08263854A - 光学式情報読取装置

Info

Publication number: JPH08263854A
Application number: JP7063012A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Akao; 茂赤尾; Keiichi Kimura; 景一木村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡単で、組立および調整を容易に行え
る光学式情報読取装置を提供することを目的とする。【構成】光ディスクにて反射された反射光が光検出器
８１に入射する。演算部９１ａにおいて、受光素子８１
ｂ１と受光素子８１ｂ２との受光量の差分を検出し、こ
れに基づいてフォーカスエラー信号を生成する。演算部
９１ｂにおいて、受光素子８１ａと受光素子８１ｃとの
受光量の差分を検出し、これに基づいてトラッキングエ
ラー信号を生成する。演算部９１ｃにおいて、受光素子
８１ｂ１，８１ｂ２，８１ｂ３の受光量の総和を算出
し、これに基づいて記録情報検出信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】ＣＤ（Compact Disk) などの光学
式記録媒体に記録された情報を読み取り、フォーカシン
グエラー信号およびトラッキングエラー信号などを生成
する光学式情報読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、ＣＤなどの光学式情報読取装置
に一般的に用いられる従来の光学式読取ヘッドにおける
０次光を受光する光検出部の構成を説明するための図で
ある。図７に示すように、従来の光検出部１００は、０
次光１０１を受光する４分割受光素子であり、受光素子
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄで構成され
る。受光素子１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ
の境界領域は、図中斜線で示す不感帯１００ｅとなって
いる。

【０００３】光検出部１００では、対物レンズより収束
した光束が光ディスク上の最良結像面に結像したとき
に、受光素子１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ
の受光信号が均等になるように、光検出部１００の位置
および後述する演算部を調整する。また、光検出部１０
０では、不感帯１００ｅの影響を小さくし、要求検出精
度が得られるように、光検出部１００上に結像する０次
光１０１の光束径を調整する。

【０００４】図８（Ａ）は、図７に示す光検出部１００
を用いてＲＦ信号を生成するための回路図である。図８
（Ａ）に示すように、受光素子１００ａ，１００ｂ，１
００ｃ，１００ｄの検出信号が増幅器１０２に入力さ
れ、増幅器１０２の出力がＲＦ信号となる。ここでは、
演算部は増幅器１０２、所定の配線および抵抗で構成さ
れる。

【０００５】図８（Ｂ）は、図７に示す光検出部１００
を用いてトラッキング信号を生成するための回路図であ
る。図８（Ｂ）に示すように、増幅器１０３において、
受光素子１００ｃ，１００ｄの検出信号と、受光素子１
００ａ，１００ｂの検出信号との差分が算出され、その
出力がトラッキングエラー信号となる。ここでは、演算
部は増幅器１０３、所定の配線および抵抗で構成され
る。

【０００６】図８（Ｃ）は、図７に示す光検出部１００
を用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号を生
成するための回路図である。図８（Ｃ）に示すように、
増幅器１０４において、受光素子１００ｂ，１００ｃの
検出信号と、受光素子１００ａ，１００ｄの検出信号と
の差分が算出され、その出力がフォーカスエラー信号と
なる。すなわち、非点収差法によってフォーカスエラー
信号を生成する。ここでは、演算部は増幅器１０４、所
定の配線および抵抗で構成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た非点収差法に代表される０次光を受光するための４分
割受光素子を有する光検出部を用いた光学式情報読取装
置では、構成が複雑であるため、４分割受光素子間の信
号レベルを等しくするように光検出部の位置および演算
部の調整し、かつ、４分割受光素子間に存在する不感帯
の影響を小さくして要求精度が得れるように光検出部上
の光束径を調整することが困難であった。

【０００８】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされ、構成が簡単で、組立および調整を容易に行
える光学式情報読取装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
光学式情報読取装置は、光学式記録媒体に光を照射する
光源と、前記光源からの光が前記光学式記録媒体に合焦
点で結像したときに、前記光学式記録媒体における反射
光を、それぞれ少なくとも一方の端に角部を有する受光
可能領域のうち前記角部を含む一部の領域で受光し、こ
れらの受光量が相互に等しくなるように配置された第１
の受光素子および第２の受光素子で構成される受光手段
と、前記第１の受光素子の受光量と前記第２の受光素子
の受光量との差分に基づいて、フォーカスエラー信号を
生成する信号生成手段とを有する。

【００１０】また、本発明の光学式情報読取装置は、好
ましくは、前記光学式記録媒体における反射光のうち、
前記第１の受光素子および第２の受光素子で受光されな
い光を受光する第３の受光素子をさらに有する。

【００１１】また、本発明の光学式情報読取装置は、好
ましくは、前記角部の角度は鋭角または鈍角である。

【００１２】さらに、本発明の光学式情報読取装置は、
好ましくは、前記角部の角度は直角であり、前記第１の
受光素子および第２の受光素子による受光量の総和が、
前記反射光の光量の１／２よりも大きい。

【００１３】

【作用】本発明の光学式情報読取装置では、光源からの
光が光学式記録媒体に照射され、この光の光学的記録媒
体における反射光が受光手段に入射される。このとき、
光源からの光が前記光学式記録媒体に合焦点で結像して
いる場合には、反射光は、第１の受光素子および第２の
受光素子のそれぞれの受光可能領域のうち角部を含む一
部の領域に受光され、第１の受光素子および第２の受光
素子の受光量は等しくなる。一方、光源からの光が前記
光学式記録媒体に合焦点で結像していない場合には、反
射光を受光した第１の受光素子の受光量と第２の受光素
子の受光量とは異なる。第１の受光素子および第２に受
光素子の受光量に応じた信号が信号生成手段に入力さ
れ、信号生成手段において、その差分が算出される。そ
して、信号生成手段において、前記算出された差分に応
じたフォーカスエラー信号が生成され、このフォーカス
エラー信号に基づいて、前記第１の受光素子および前記
第２の受光素子の受光量が等しくなるように、フォーカ
ス制御が行われる。すなわち、光源からの光が前記光学
式記録媒体に合焦点で結像するように制御が行われる。

【００１４】また、本発明の光学式情報読取装置では、
前記光学式記録媒体における反射光のうち、前記第１の
受光素子および前記第２の受光素子で受光されない光が
第３の受光素子で受光される。そして、前記第１の受光
素子、前記第２の受光素子および前記第３の受光素子に
おける受光結果の総和が算出され、この総和に基づい
て、記録情報が再生される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例に係わる光学式情報読
取装置について説明する。第１実施例図１は、本実施例に係わる光学式情報読取装置１の構成
図である。図１に示すように、光学式情報読取装置１で
は、光源１１から射出された光束２１が透過型の回折格
子３１によって回折され、０次光および±１次光によっ
て構成される３ビーム２１ａが得られる。３ビーム２１
ａは、ビームスプリッタ４１を透過して、対物レンズ５
１によって収束され、光ディスク６１に入射する。光デ
ィスク６１には、螺旋状あるいは同心円状にピットが形
成され、このピットのパターンに応じて符号化された情
報が記録してある。

【００１６】光ディスク６１に入射した３ビーム２１ａ
は、光ディスク６１上で反射され、再び対物レンズ５１
を透過し、ビームスプリッタ４１によりシリンドリカル
レンズ７１に偏向される。３ビーム２１ａは、シリンド
リカルレンズ７１を透過して、光検出器８１に入射す
る。光検出器８１は、入射した３ビーム２１ａを検出し
た結果に応じた検出信号Ｓ８１を演算回路９１に出力す
る。

【００１７】図２は、図１に示す光検出器８１および演
算回路９１の構成図である。図２に示すように、光検出
器８１は、直列に配置された受光素子８１ａ，８１ｂ，
８１ｃで構成される。受光素子８１ａの検出信号Ｓ８１
ａは演算部９１ｂに出力される。受光素子８１ｂの検出
信号Ｓ８１ｂは演算部９１ａ，９１ｃに出力される。受
光素子８１ｃの検出信号Ｓ８１ｃは演算部９１ｂに出力
される。受光素子８１ｂは、線対称に配置された受光素
子８１ｂ１，８１ｂ２と受光素子８１ｂ３とで構成され
る。受光素子８１ｂ１，８１ｂ２は、台形型をしてお
り、その短辺が向かい合うように配置してある。

【００１８】この受光素子８１ｂ１，８１ｂ２は、３ビ
ーム２１ａの０次光が光ディスク６１に最適結像面（合
焦点）で結像したときに、図２に示すように、光ディス
ク６１における反射光２０ａ１を、それぞれ角部８１ｂ
１０，８１ｂ２０を含む領域で受光する。

【００１９】受光素子８１ｂ３は、反射光２０ａ１のう
ち、受光素子８１ｂ１，８１ｂ２で受光されない光を受
光する。受光素子ｂ１，ｂ２，ｂ３の間には、Ｙ字型の
不感帯８１ｂ４が存在する。

【００２０】図２に示すように、演算回路９１は、演算
部９１ａ，９１ｂ，９１ｃで構成される。演算部９１ａ
は、検出信号Ｓ８１ｂを用いて、受光素子８１ｂ１の検
出結果と受光素子８１ｂ２の検出結果との差分を算出
し、この算出結果に基づいてフォーカスエラー信号を生
成する。すなわち、本実施例では、受光素子８１ｂ１，
８１ｂ２を用いると共に角部８１ｂ１０，８１ｂ２０を
含む領域で受光することで、ディフォカース時に受光素
子８１ｂ１，８１ｂ２の検出信号相互間に差分を適切に
生じさせることができ、簡単な構成で適切なフォカース
エラー信号を適切に生成できる。

【００２１】演算部９１ｂは、検出信号Ｓ８１ａ，Ｓ８
１ｃを用いて、受光素子８１ｃの検出結果と受光素子８
１ａの検出結果との差分を算出し、この算出結果に基づ
いてトラッキングエラー信号を生成する。すなわち、本
実施例では、３ビーム法を用いてトラッキングエラー信
号を生成する。

【００２２】演算部９１ｃは、検出信号Ｓ８１ｂを用い
て、受光素子８１ｂ１，８１ｂ２，８１ｂ３の受光結果
の総和を算出し、この算出結果に基づいて記録情報検出
信号を生成する。

【００２３】光検出器８１の位置および演算回路９１
は、光ディスク６１の最良結像面に３ビーム２１ａが結
像したときに、受光素子８１ｂ１，８１ｂ２，８１ｂ３
の受光量がそれぞれ等しくなり、また、受光素子８１
ａ，８１ｃの受光量が等しくなるように調整してある。

【００２４】また、３ビーム２１ａの０次光の光束径が
不感帯８１ｂ４の影響を小さくし、要求検出精度が得ら
れるように、光検出器８１およびシリンドリカルレンズ
７１の位置が調整される。

【００２５】上述したように、本実施例の光学式情報読
取装置１では、３ビーム２１ａの０次光が光ディスク６
１に最適結像面（合焦点）で結像したときに、図２に示
すように、光ディスク６１における反射光２０ａ１を、
それぞれ角部８１ｂ１０，８１ｂ２０を含む領域で受光
するように受光素子８１ｂを構成したことで、その構成
を簡単にすることができ、組立および調整を簡単にでき
る。

【００２６】また、本実施例の光学式情報読取装置１で
は、３ビーム２１ａの０次光のうち、受光素子８１ｂ
１，８１ｂ２で受光される光を受光素子８１ｂ３を用い
て受光するため、光効率損失の低下を回避できる。

【００２７】第２実施例図３は、本実施例に係わる光学式情報読取装置２の構成
図である。図３に示すように、光学式情報読取装置２で
は、光源１２から射出された光束２２がビームスプリッ
タ４２ａを透過して、対物レンズ５２によって収束さ
れ、光ディスク６１に入射する。光ディスク６１には、
螺旋状あるいは同心円状にピットが形成され、このピッ
トのパターンに応じて符号化された情報が記録してあ
る。

【００２８】光ディスク６１に入射した光束２２は、光
ディスク６１上で反射され、再び対物レンズ５２を透過
し、ビームスプリッタ４２ａによりビームスプリッタ４
２ｂに偏向される。光束２２は、ビームスプリッタ４２
ｂにより、光束２２ｆ，２２ｔに分けられ偏向される。
光束２２ｆは、シリンドリカルレンズ７２に偏向され、
シリンドリカルレンズ７２を透過して光検出器８２ｆに
入射する。光検出器８２ｆは、入射した光束２２ｆを検
出した結果に応じた検出信号Ｓ８２ｆを演算回路９２ｆ
に出力する。光束２２ｔは光検出器８２ｔに偏向され、
光検出器８２ｔは、入射した光束２２ｔを検出した結果
に応じた検出信号Ｓ８２ｔを演算回路９２ｔに出力す
る。

【００２９】図４は、図３に示す光検出器８２ｆ，８２
ｔおよび演算回路９２ｆ，９２ｔの構成図である。図４
に示すように、光検出器８２ｆは、受光素子８２ｆ１，
８２ｆ２で構成される。受光素子８２ｆの検出信号Ｓ８
２ｆは、演算回路９２ｆの演算部９２ａに出力される。
受光素子８２ｆ１，８２ｆ２の間には、不感帯８２ｆ３
が存在する。

【００３０】受光素子８２ｆ１，８２ｆ２は、矩形型を
しており、光束２２の０次光が光ディスク６１に最適結
像面（合焦点）で結像したときに、図４，図６（Ｂ）に
示すように、光ディスク６１における反射光２２ｆを、
それぞれ直角の角部８２ｆ１０，８２ｆ２０を含む領域
で受光する。また、光束２２の０次光が光ディスク６１
に最適結像面で結像しない場合、すなわちディフォカー
スの場合には、図６（Ａ），（Ｃ）に示すように、反射
光２２ｆがそれぞれ直角の角部８２ｆ１０，８２ｆ２０
を含む領域で受光され、受光素子８２ｆ１，８２ｆ２の
検出結果にはディフォカースの程度に応じた差分が生じ
る。そのため、受光素子８２ｆ１，８２ｆ２の検出結果
からフォカースエラー信号を適切に生成できる。

【００３１】演算部９２ａは、検出信号Ｓ８２ｆを用い
て、受光素子８２ｆ１の受光結果と受光素子８２ｆ２の
受光結果との差分を算出し、この算出結果に基づいて、
フォーカスエラー信号を生成する。すなわち、本実施例
では、非点収差法を用いて、フォーカスエラー信号を生
成する。

【００３２】図４に示すように、光検出器８２ｔは、受
光素子８２ｔ１，８２ｔ２で構成される。受光素子８２
ｔの検出信号Ｓ８２ｔは、演算回路９２ｔの演算部９２
ｂ，９２ｃに出力される。受光素子８２ｔ１，８２ｔ２
の間には、不感帯８２ｔ３が存在する。

【００３３】受光素子８２ｔ１，８２ｔ２は、矩形型を
しており、光ディスク６１が正確にトラッキング制御さ
れているときには、図４に示すように、反射光２２ｔを
相互に等しい光量で受光する。

【００３４】演算部９２ｂは、検出信号Ｓ８２ｔを用い
て、受光素子８２ｔ１の受光結果と受光素子８２ｔ２の
受光結果との差分を算出し、この算出結果に基づいて、
トラッキングエラー信号を生成する。すなわち、本実施
例では、プッショプル法を用いて、トラッキングエラー
信号を生成する。

【００３５】演算部９２ｃは、検出信号Ｓ８２ｔを用い
て、受光素子８２ｔ１の受光結果と受光素子８２ｔ２の
受光結果との総和を算出し、この算出結果に基づいて、
記録情報検出信号を生成する。

【００３６】光検出器８２ｆの位置および演算回路９２
ｆは、光ディスク６１の最良結像面に光束２２が結像し
たときに、受光素子８２ｆ１，８２ｆ２の受光量がそれ
ぞれ等しく、かつ、光検出器８２ｆによって受光される
光量が光束２２の全光量の１／２より大きくなるように
調整してある。

【００３７】また、光検出器８２ｔの位置および演算回
路９２ｔは、光ディスク６１の最良結像面に光束２２が
結像したときに、受光素子８２ｔ１，８２ｔ２の受光量
がそれぞれ等しくなるように調整される。

【００３８】また、光検出器８２ｆの位置およびシリン
ドリカルレンズ７２の位置は、光束２２ｆの光束径が不
感帯８２ｆ３の影響を小さくし、要求検出精度が得られ
るように調整される。

【００３９】さらに、光検出器８２ｔの位置は、光束２
２ｔの光束径が不感帯８２ｔ３の影響を小さくし、要求
検出精度が得られるように調整される。

【００４０】本実施例によっても上述した第１実施例に
おける場合と同様の効果を得ることができる。

【００４１】本発明は、上述した実施例には限定されな
い。例えば、フォーカスエラー信号を生成するために用
いられる光検出器は、前述した図２に示す受光素子８１
ｂおよび図４に示す光検出器８２ｆの他に、例えば、図
５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すようなものを用いても
よい。

【００４２】図５（Ａ）に示す光検出器では、０次光の
光ディスクにおける反射光２００が受光素子２０１ａ，
２０１ｂによって受光され、この受光量に基づいてフォ
ーカスエラー信号が生成される。

【００４３】また、図５（Ｂ）に示す光検出器では、０
次光の光ディスクにおける反射光２００が受光素子２０
２ａ，２０２ｂによって受光され、この受光量に基づい
てフォーカスエラー信号が生成される。

【００４４】また、図５（Ｃ）に示す光検出器では、０
次光の光ディスクにおける反射光２００が受光素子２０
３ａ，２０３ｂによって受光され、この受光量に基づい
てフォーカスエラー信号が生成される。

【００４５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の光学式
情報読取装置では、第１の受光素子および第２の受光素
子によって受光手段を構成することで、従来の４分割受
光素子を用いた光学式情報読取装置に比べて、その構成
を簡単化できる。その結果、装置の組み立て及び調整を
容易にできる。その結果、フォーカスエラー制御を安定
して高精度に行うことができる。また、本発明の光学式
情報読取装置によれば、第１の受光素子および第２の受
光素子で構成される受光手段を用いることで、受光素子
間に生じる不感帯および受光感度のムラによる影響を小
さくでき、装置の調整を簡単化できる。さらに、本発明
の光学式情報読取装置によれば、第３の受光素子を用い
ることで、従来からある４分割受光素子に比べ、受光素
子間の不感帯の影響を小さくでき、第１の受光素子およ
び第２の受光素子によって受光されない光による光効率
損を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる光学式情報読取装
置の構成図である。

【図２】図１に示す光検出器および演算回路の構成図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例に係わる光学式情報読取装
置の構成図である。

【図４】図３に示す光検出器および演算回路の構成図で
ある。

【図５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本実施例において、
フォーカスエラー信号を生成するために用いられる光検
出部のその他の例を説明するための図である。

【図６】（Ａ），（Ｃ）はディフォカース時における受
光素子の受光パターンを説明するための図、（Ｂ）はフ
ォカース時における受光素子の受光パターンを説明する
ための図である。

【図７】ＣＤなどの光学式情報読取装置に一般的に用い
られる従来の光学式読取ヘッドにおける０次光を受光す
る光検出部の構成を説明するための図である。

【図８】（Ａ）は図７に示す光検出部を用いてＲＦ信号
を生成するための回路図、（Ｂ）は図７に示す光検出部
を用いてトラッキングエラー信号を生成するための回路
図、（Ｃ）は図７に示す光検出部を用いてフォーカスエ
ラー信号を生成するための回路図である。

【符号の説明】

１１，１２・・・光源３１・・・回折格子４１，４２ａ，４２ｂ・・・ビームスプリッタ５１，５２・・・対物レンズ７１，７２・・・シリンドリカルレンズ８１，８２・・・光検出器９１，９２ｔ，９２ｆ・・・演算回路８１ａ，８１ｂ，８１ｂ１，８１ｂ２，８１ｂ３，８１
ｃ，８２ｆ１，８２ｆ２，８２ｔ１，８２ｔ２・・・受
光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学式記録媒体に記録された情報を読み取
る光学式情報読取装置であって、光学式記録媒体に光を照射する光源と、前記光源からの光が前記光学式記録媒体に合焦点で結像
したときに、前記光学式記録媒体における反射光を、そ
れぞれ少なくとも一方の端に角部を有する受光可能領域
のうち前記角部を含む一部の領域で受光し、これらの受
光量が相互に等しくなるように配置された第１の受光素
子および第２の受光素子で構成される受光手段と前記第
１の受光素子の受光量と前記第２の受光素子の受光量と
の差分に基づいて、フォーカスエラー信号を生成する信
号生成手段とを有する光学式情報読取装置。
【請求項２】前記光学式記録媒体における反射光のう
ち、前記第１の受光素子および第２の受光素子で受光さ
れない光を受光する第３の受光素子をさらに有する請求
項１に記載の光学式情報読取装置。
【請求項３】前記角部の角度は鋭角または鈍角である請
求項１または２に記載の光学式情報読取装置。
【請求項４】前記角部の角度は直角であり、前記第１の
受光素子および第２の受光素子による受光量の総和が、
前記反射光の光量の１／２よりも大きい請求項１または
２に記載の光学式情報読取装置。