JPS6223373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微少スポツト状に絞つた光を照射して
デイスク上の記録媒体に情報を記録し、また記録
された情報を再生する光学装置に関し、特に記録
媒体上での微少スポツト光の大きさが記録再生動
作に対し常に最適径に保持されるように焦点制御
を行ない、また読取動作においてデイスクの情報
が記録されたトラツク上に常に正確に微少スポツ
ト光が照射されるようにトラツキング制御を行な
う光学装置に関するものである。

デイスクに記録された情報を光学的に再生する
手段としてはVLP等のようなビデオデイスクがよ
く知られている。ビデオデイスクでは、直径約１
μｍ程度に絞つたスポツト光を焦点制御、トラツ
キング制御等の制御を行ないながらあらかじめ記
録された情報トラツク上に照射し、トラツク上を
正しく追跡することによつて情報が再生される。
しかしながら、ビデオデイスクのデイスク板は読
取動作において高速で回転駆動されるため、回転
時の面振れあるいは外部振動等によつてスポツト
光照射点の位置が絶えず変動する。従つて、情報
を正確に読取るためにはこのデイスク板の位置変
動に追従してスポツト光の焦点制御及びトラツキ
ング制御を確実に行なうことが要求され、デイス
ク板及び情報トラツクの位置検出機構及びスポツ
ト光照射系の駆動制御機構が必要となる。

本発明は、上述の焦点制御とトラツキング制御
を簡単な光学系で行なうことのできるピツクアツ
プ装置に焦点検出機構とトラツク検出機構を備え
た新規有用な光学装置を提供することを目的とす
るものである。

以下、本発明を実施例に従つて図面を参照しな
がら詳説する。

第１図は本発明を用いたピツクアツプ装置の一
実施例を示す構成図である。

半導体レーザ１から放射されたレーザ光はその
偏光面が紙面と平行になるように設定されている
ため、偏光膜を有するビームスプリツター２に入
射した場合、偏光膜の有する特性によつてビーム
スプリツター２をほぼ完全に透過しコリメートレ
ンズ３に入射する。コリメートレンズ３によつて
平行にされた光束はλ／４板４を通過することに
より円偏光に変換された後、対物レンズ５に入射
する。対物レンズ５を出射した光束は集光されて
対物レンズ５の焦点位置に配置されたデイスク６
面上に微少な光スポツトを形成する。デイスク６
面から反射された光束は入射時の光束に対し逆回
りの円偏光になつて再び対物レンズ５に入射さ
れ、合焦状態で平行光束となりλ／４板４に入射
する。λ／４板４を出射した光束は入射時の光束
に対し直線偏光の向きが90゜変換され、再びコリ
メートレンズ３を通過した後偏光膜を有するビー
ムスプリツター２に入射され、ビームスプリツタ
ー２でほぼ完全に反射しスプリツトプリズム７
ａ，７ｂを通過した後検出器８に入射される。

第２図にビームスプリツター２、スプリツトプ
リズム７ａ，７ｂ及び検出器８の構造及びそれぞ
れの配置を示す。第２図ａ、第２図ｂ、第２図ｃ
はそれぞれ正面図、側面図、底面図である。ま
た、第３図にスプリツトプリズム７ａ，７ｂ、第
４図に検出器８の形状を示す。即ち、スプリツト
プリズム７ａ，７ｂはクサビ形のプリズムが互い
に向い合つた形で形成されている。また、検出器
８は４組の検出器Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから成り立つて
おり、ＡとＢ、ＣとＤは互いに密接して配置さ
れ、検出器Ａ，Ｂと検出器Ｃ，Ｄはスプリツトプ
リズム７ａ，７ｂとの関係で決定される間隔を有
して配置されている。更に、クサビ形プリズム７
ａ及び７ｂの接着面は検出器ＡとＢ、ＣとＤの境
界に一致するように配置され、合焦状態で検出器
ＡとＢ、ＣとＤの境界上に結像するように設定さ
れている。

次に第５図に従つて焦点制御を行うための合
焦・非合焦状態を検出する原理について説明す
る。第５図では理解を容易にするために光がデイ
スク６から反射して検出器８に入射するまでを直
線的に図示し、第１図の左側よりピツクアツプを
見た図と下側よりピツクアツプを見た図を中途で
結合し（Ｘ−X′線がその境界線である。）合成し
た図を示している。但し、検出器ＣとＤに関して
は図中では省略し検出器Ａ及びＢのみについて示
している。検出器ＣとＤの位置は第５図でいえば
検出器ＡとＢに対し紙面に垂直な上側に該当す
る。まず第５図ｂに示す如く合焦状態ではデイス
ク６から反射してきた光束のうちスプリツトプリ
ズムの一方のクサビ形プリズム７ａの領域を通過
した右半分の光束（第１図では手前側に位置する
光束）は第１図に示されるようにクサビ形プリズ
ム７ａによつて曲げられるため検出器Ａ及びＢの
境界上に結像する（尚、他方のクサビ形プリズム
７ｂの領域を通過した左半分の光束（第１図では
奥側に位置する光束）は第１図に示されるように
クサビ形プリズム７ｂによつて曲げられるため検
出器Ｃ及びＤの境界上に結像する）。このため
Ａ，B2組の検出器に入射する光量は相等しいも
のとなる。従つて、Ａ，B2組の検出器の出力差
は零となる。しかしながら第５図ａに示す如くデ
イスク６が合焦状態からずれて、対物レンズ５か
ら遠ざかると結像位置は検出器８の前方に移動す
る。このため同図に示すように２組の検出器Ａ，
ＢのうちＢの検出器への入射光量が増加し、他方
Ａの検出器の入射光量が減少する。このためＡ，
B2組の検出器に出力差が現われる。一方、第５
図ｃの如くデイスク６が合焦状態からずれて対物
レンズ５に近付くと結像位置は検出器８の後方に
移行する。このため同図に示すように２組の検出
器Ａ，ＢのうちＡの検出器への入射光量が増加
し、Ｂの検出器への入射光量が減少する。このた
めＡ，B2組の検出器に第５図ａの場合と逆符号
の出力差が現われる。

同様に検出器Ｃ及びＤの場合は検出器Ａ及びＢ
の場合と対称の関係になるため、デイスク６が合
焦状態からずれて対物レンズ５に近付いた場合
（第５図ｃに相当する場合）は検出器Ｄの入射光
量が増大し、また、デイスク６が対物レンズ５か
ら遠ざかつた場合（第５図ａに相当する場合）に
は検出器Ｃの入射光量が増大する。このようにし
て各２組の検出器８の出力を差動増幅し、即ち、
第５図では検出器Ａの出力から検出器Ｂの出力を
差し引いた出力差と、検出器Ｄの出力から検出器
Ｃの出力を差し引いた出力差を加えた出力を増幅
することによつて、デイスク６の合焦位置を境と
してデイスク６位置により互いに逆符号の信号が
検出されることになる。

次に第６図に従つてトラツキング制御を行うた
めのトラツク位置を検出する原理について説明す
る。第６図にはトラツク上のピツト９とスポツト
光１０の各位置関係とそれに対応する検出器８へ
の入射光量の模式図を示している。まず第６図ｂ
に示す如く、ピツト９中心とスポツト光中心が一
致し正しくトラツク上に光が照射されているとき
には図中で紙面より上方の光束即ちビームスプリ
ツター２の上半分のクサビ形プリズム７ａを通過
し検出器ＡとＢに照射される光量と、紙面より下
方の光束即ちビームスプリツター２の下半分のク
サビ形プリズム７ｂを通過し検出器ＣとＤに照射
される光量が等しくなるため、図中の検出器Ａと
Ｂの和に対応する出力と、検出器ＣとＤの和に対
応する出力の差は零になる。次に第６図ａに示す
如くピツト９中心がスポツト光中心からずれて図
中では紙面より上方に位置した場合、結像点近
く、即ちスプリツトプリズム位置では紙面より上
方の光束即ち上半分のクサビ形プリズム７ａを通
過する光量はビツト９による回折のため下半分の
クサビ形プリズム７ｂを通過する光量に比べて少
なくなる。この結果、上半分のクサビ形プリズム
７ａを通過し検出器ＡとＢに照射される光量は下
半分のクサビ形プリズム７ｂを通過し検出器Ｃと
Ｄに照射される光量に比べて少なくなるため検出
器ＡとＢの和に対応する出力は検出器ＣとＤの和
に対応する出力に比べて小さくなる。一方、第６
図ｃに示す如くピツト９中心がスポツト光中心か
らずれて図中では紙面より下方に位置した場合
は、第６図ａとは逆の結果になり、上半分のクサ
ビ形プリズム７ａを通過する光量は下半分のクサ
ビ形プリズム７ｂを通過する光量に比べて多くな
る。この結果、検出器ＡとＢの和に対応する出力
は検出器ＣとＤの和に対応する出力に比べて大き
くなる。即ち、第６図ａのようにピツト９中心が
スポツト光中心より上方に位置した場合と、第６
図ｃのように下方に位置した場合とでは第６図ｂ
のようにピツト９中心とスポツト光中心が一致し
た状態を境にして、検出器ＡとＢの和に対応する
出力と検出器ＣとＤの和に対応する出力は反転す
るため検出器ＡとＢの和に対応する出力と検出器
ＣとＤの和に対応する出力の差動増幅を行なうこ
とによつてピツト位置即ちトラツク位置に応じ
て、互いに逆符号の信号が検出されることにな
る。このようにして得られたデイスク位置検出信
号とトラツク位置検出信号を各々の制御用コイル
に帰還して焦点制御、トラツキング制御を行なう
ことにより常に合焦状態でトラツク上にスポツト
光を照射することができ安定した情報再生動作が
確立される。以上詳述したようにスプリツトプリ
ズムと２組の互いに近接した二分割光検出器より
成る検出器系を用いることによつて焦点制御とト
ラツキング制御を簡単な光学系で行なうことので
きる焦点制御機構及びトラツク制御機構を備えた
ピツクアツプ装置を構成することができ、情報読
取を確実に実行し得る光学装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデイスク位置検出系を有する
ピツクアツプの一実施例を示す構成図である。第
２図は第１図に示すビームスプリツタースプリツ
トプリズム及び検出器の配置図である。第３図は
第１図に示すスプリツトプリズムの外形図であ
る。第４図は第１図に示す検出器の説明図であ
る。第５図は焦点誤差検出機構の原理を説明する
説明図である。第６図はトラツク誤差検出機構の
原理を説明する説明図である。 １……半導体レーザ素子、２……ビームスプリ
ツター、３……コリメートレンズ、４……λ／４
板、５……対物レンズ、６……デイスク、７……
スプリツトプリズム、８……検出器、９……ピツ
ト、１０……スポツト光。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイスク面上の記録トラツクに対し微少スポ
   ツト光を照射して光学的に情報の記録再生を実行
   する光学情報処理装置において、 検出光学系に、尖鋭部を逆向きにして配置した
   ２個のクサビ形のプリズムの側面が接合されてな
   るスプリツトプリズムと、４個の光検出器Ａ，
   Ｂ，Ｃ，Ｄからなる光検出器がこの順に配置さ
   れ、 Ａ，Ｂの光検出器が互いに密接して配置されて
   なる光検出器Ａ，ＢとＣ，Ｄの光検出器が互いに
   密接して配置されてなる光検出器Ｃ，Ｄ間は互い
   に所定の間隔を有し、且つ上記２個のクサビ形の
   プリズムの接合面は光検出器Ａと光検出器Ｂ及び
   光検出器Ｃと光検出器Ｄの境界線に光学的に一致
   するように配置され、且つデイスクに対する微少
   スポツト光の合焦状態で検出光のスポツトが光検
   出器Ａと光検出器Ｂ、及び光検出器Ｃと光検出器
   Ｄの境界上に結像するように光検出器の位置設定
   がなされ、且つデイスクの記録トラツク上に微少
   スポツト光中心が一致しているときに上記スプリ
   ツトプリズムの一方のクサビ形のプリズムを通過
   し光検出器Ａ，Ｂに照射される光量と、他方のク
   サビ形のプリズムを通過し光検出器Ｃ，Ｄに照射
   される光量とが等しくなるように光検出器の位置
   設定がなされ、 前記光検出器Ａと光検出器Ｂの出力差又は光検
   出器Ｄと光検出器Ｃの出力差又はそれぞれの出力
   差の和出力を焦点位置検出信号とし、光検出器
   Ａ，Ｂと光検出器Ｃ，Ｄ間の出力差をトラツク位
   置検出信号としたことを特徴とする光学情報処理
   装置。