JPH0827947B2 - 光学式トラッキングエラー検出方法及び検出機構 - Google Patents

光学式トラッキングエラー検出方法及び検出機構

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JPH0827947B2
JPH0827947B2 JP5311493A JP31149393A JPH0827947B2 JP H0827947 B2 JPH0827947 B2 JP H0827947B2 JP 5311493 A JP5311493 A JP 5311493A JP 31149393 A JP31149393 A JP 31149393A JP H0827947 B2 JPH0827947 B2 JP H0827947B2
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秀夫 末永
俊夫 杉山
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、凹レンズを用い反射光
の光路を短縮したマルチビーム式の光学式フォーカスエ
ラー及びトラッキングエラー検出方法並びに検出機構に
関する。 【0002】 【従来の技術】図1は、従来における光学式読取装置の
光検出装置である。レーザダイオード1にて発振したレ
ーザ光は、コリメートレンズ2にて平行光束となり、回
折格子3に入射する。回折格子は、入射した光束をその
格子定数によって決まる角度間隔θに回折させる。この
うち本光学系は、ディスク情報面へのオートフォーカス
信号と読取った情報信号を担う0次回折光(透過光)及
びディスク情報トラックへのトラッキング信号を担う±
1次回折光のみを使用する。次に、この回折光は、偏光
プリズム4と水晶波長板5を経由し対物レンズ6にてデ
ィスク情報面7上に焦光され、情報の読出しを行い反射
される。この反射光は、再び同じ経路を戻り偏光プリズ
ムによって光検出系のレンズ群の方に反射され、検出レ
ンズ8とシリンドリカルレンズ9を経て光電変換器10
に入射し、光学情報を電気信号に変換する。本例の光検
出系は、オートフォーカス信号検出用には非点収差方式
を、またトラッキング信号検出用には3スポット方式を
利用した光学系である。現在、トラッキング信号検出方
式としては、回折光方式(2D方式)とサブスポット方
式(3スポット方式)の2つの方式がある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】かかる従来の3スポッ
ト方式は、サブスポットの光の明暗を利用する方式であ
るため、ディスク情報面上の記録されたピット形状の良
否に左右されない安定なトラッキング信号が得られるの
で、非常に有効な方式である。しかし、従来の構成では
この方式は、以下に示すような必要条件から、光検出光
学系の小型化には向かないという欠点を有していた。必
要条件の第1は、光電変換素子上での光スポット径はあ
る有限の大きさPであることかつ3スポットの各スポッ
トが互いに完全に分離されるだけの間隔d(d>2・
P)で配されていること、である。ただし、上記スポッ
ト径Pに関しては、光電変換素子上のスポット位置調整
精度の点から、できるだけ大きい方が有利である。必要
条件の第2は、ディスク情報トラックの曲率半径の最大
位置にて良好なトラッキング信号を得るためには、ディ
スク上での3スポット間隔をできる限り短かくするこ
と、従って、回折格子による回折角度θをできる限り小
さく設定することである。ここで、光検出系の実効長l
は次式で示される。 【0004】 【数1】l=d/tanθ 従って、上述の2つの必要条件は、この実効長lを長く
設定しなくてはならないことを示し、光検出系の小型化
を妨げていた。ここで、小型化を目ざした光検出系の定
数の設定の一例として、d=600(μm),θ=0.
28°とした時、実効長は、l≒120(mm)となる
が、現在、ディジタルオーディオディスクにおいては、
この光検出系の実効長を、少なくともその半分以下にす
ることが好ましい。以上のように、光検出系の実効長の
短縮化において、本従来例の3スポット方式は大きな欠
点を有しており、ひいては光学式読取装置の小型化を妨
げていた。 【0005】本発明の目的は、ディスクに対するヘッド
のエラー検出精度を確保しながら反射光の光路長の大幅
な短縮化が可能な光学式のエラー検出技術を提供するこ
とにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の発明は、記録体のトラックに対する
ヘッドの位置ずれに対応する反射光に、非点収差を生じ
させた後、凹レンズを透過させ、受光面上に上記位置ず
れに対応した互いに分離した複数のスポットを形成させ
ることを特徴とするものである。 【0007】また、第2の発明は、記録体のトラックに
対するヘッドの位置ずれに対応する反射光に非点収差を
生じさせる非点収差手段と、該非点収差手段の後段に配
され上記非点収差光を透過する凹レンズと、該凹レンズ
からの複数のビーム状収束光を受け上記位置ずれに対応
した互いに分離した複数のスポットを形成する受光手段
とを設けたことを特徴とするものである。 【0008】 【作用】上記凹レンズは、短光路の条件下においても光
学系の所定の合成焦点距離を確保するようにし、トラッ
ク部からの反射光の非点収差光が透過され、ヘッドのト
ラックずれに対応したスポットを光電変換素子等の受光
部の面上に互いに重ならない状態で形成するので、良好
なトラッキングエラー信号を得ることができる。 【0009】また、上記非点収差手段と凹レンズと受光
手段とを、反射光のビーム進行方向に対してこの順序で
配列してあるため、非点収差手段は、受光手段に対し離
れた位置に配置されることになる。このため、受光手段
の前後に形成される焦線の位置が該受光手段の位置に対
し略対称になり、ディスク変位に対するフォーカスエラ
ー信号の特性形状の対称性を高くでき、フォーカス引込
み時の引込みミスを防止できるようになる。 【0010】 【実施例】以下、本発明の実施例を、図2〜図8を用い
て説明する。 【0011】図2は、本発明の一実施例としての3スポ
ット光検出方式の場合の光学系の構成例である。本実施
例は、検出レンズ8と光電変換素子10との間に凹レン
ズ11を設けた構成であって、該凹レンズ11によって
光検出系の実効長の大幅な短縮化を図っている。 【0012】以下、図3及び図4により、この光路の短
縮化の原理を説明する。 【0013】図3に示す光学系は、従来の光学系の原理
的構成を示したもので、焦点距離fの凸レンズ8から焦
点位置X1(12)までの実効長はL1となっている。た
だしL1=fとしている。また、図4の光学系は、本発
明の検出光学系の原理的構成を示したもので、焦点距離
1の凸レンズ8と焦点距離f2の凹レンズ11とを有す
る構成である。該構成において、凸レンズ8と凹レンズ
11との間隔をmとすれば、合成焦点距離f′、及び凸
レンズ8から焦点位置X1(12)までの実効長L2は、
それぞれ次式で表される。 【0014】 【数2】f′=f1・f2/(f1+f2−m) L2=m+(f1・f2−mf2)/(f1+f2−m) 今、図4において、f1をf1<<fと設定し、さらに、
その時のf′が、f′=f=L1となるようにf2,mを
設定すれば、入射平行光束は、実線のような経路を取り
位置X1で焦点を結ぶ。このとき、図4のレンズ群は、
f′=fの設定により、その光学的性能は図3のレンズ
と等価となる。すなわち、図4のレンズ群の主平面はX
0の位置(13)となり、該X0の位置に焦点距離fの凸
レンズがあるのと等しく、横倍率及び縦倍率も各々同じ
になる。この状態を一点鎖線で示す。従って、レンズの
光軸に対してαの傾きで入る入射光束に対し、図3,図
4とも、焦点位置の横方向移動量δ1,δ2は等しくな
る。このδ1=δ2の状態を点線で示す。従って、f′=
f=L1の条件のもとで、f1及びmを小さく設定するこ
とにより、図4における実効長L2は、実際上のレンズ
の球面収差を無視できる範囲内においては、いくらでも
短縮化が可能となる。 【0015】以上のように、この原理を光検出系に適用
することによって、光検出系の実効長を大幅に短縮する
ことが容易に可能となる。 【0016】本実施例においては、例えば、光検出系の
実効長がf=L1=120(mm)の従来構造に対して、
光学系の定数を、f1=36(mm),f2=−14(m
m),m=26.2(mm)と設定することによって、こ
の時の光検出系の実効長l′を約52(mm)と、半分以
下の短縮光学系にでき装置の大幅な小型化を容易に図る
ことができる。 【0017】次に、図5の実施例は、該光検出系の光学
素子を支持体14に固定し一体した構成であって、本構
成においては、光学部品の光軸合わせを精度よく容易に
行なえる効果がある。 【0018】図6の実施例は、該光検出系の光学素子の
うち、凸レンズと凹レンズを合成し一体化したメニスカ
スレンズ14を用いた構成例である。 【0019】図7の実施例は、凸レンズとシリンドリカ
ルレンズを合成し一体化し、片面を凸面に、もう一方の
面を円柱面を整形した光学レンズ15を用いた構成であ
る。 【0020】図8の実施例は、円柱レンズと凹レンズを
合成し一体化し、片面が円柱面、もう一方の片面が凹面
に整形した光学レンズ16を用いている。 【0021】以上、図6,図7,図8に示す実施例の光
検出光学系においては、いずれも、光学部品点数を減ら
せるし、また、光軸合わせの精度が上がるなど性能及び
作業性も向上させ得る効果がある。 【0022】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
電変換素子等の受光面上でのスポット間隔を所定量確保
した状態、即ちスポット同士が互いに重なり合わない状
態で光検出系の実効長を大幅に短縮できるので、トラッ
キングエラーの検出精度を高く確保して小型の検出装置
を簡易な構成下で実現できる。 【0023】また、光電変換素子の前後に形成される焦
線の位置が光電変換素子の位置に対し略対称にすること
ができるので、ディスク変位に対するフォーカスエラー
信号の特性形状の対称性を高くでき、フォーカス引込み
時の引込みミスを防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】 【図1】従来の概略構成図である。 【図2】本発明の一実施例である3スポット光検出系の
概略構成図である。 【図3】本発明の動作説明図である。 【図4】本発明の動作説明図である。 【図5】本発明の他の実施例の概略構成図である。 【図6】本発明の他の実施例の概略構成図である。 【図7】本発明の他の実施例の概略構成図である。 【図8】本発明の他の実施例の概略構成図である。 【符号の説明】 1…レーザダイオード光源、 2…コリメートレンズ、 3…回折格子、 4…偏光プリズム、 5…水晶波長板、 6…対物レンズ、 7…ディスク情報面、 8…検出レンズ、 9…シリンドリカルレンズ、 10…光電変換素子、 11…凹レンズ、 12…焦点位置、 13…レンズ系の主平面、 14…支持体、 15…メニスカスレンズ、 16…片面凸片面シリンドリカルレンズ、 17…片面凹片面シリンドリカルレンズ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.記録体のトラックに対するヘッドの位置ずれを反射
    光のビームによる複数のスポットで検出してフォーカス
    エラー及びトラッキングエラーを検出する方法におい
    て、 上記位置ずれに対応する反射光に、非点収差を生じさせ
    た後、凹レンズを透過させ、受光面上に上記位置ずれに
    対応した互いに分離した複数のスポットを形成させるよ
    うにしたことを特徴とする光学式フォーカスエラー及び
    トラッキングエラー検出方法。 2.記録体のトラックに対するヘッドの位置ずれを反射
    光のビームによる複数のスポットで検出してフォーカス
    エラー及び光学式トラッキングエラーを検出する機構に
    おいて、 上記位置ずれに対応する反射光に非点収差を生じさせる
    非点収差手段と、該非点収差手段の後段に配され上記非
    点収差光を透過する凹レンズと、該凹レンズからの複数
    のビーム状収束光を受け上記位置ずれに対応した互いに
    分離した複数のスポットを形成する受光手段と、を備え
    たことを特徴とする光学式フォーカスエラー及びトラッ
    キングエラー検出機構。
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