JPS63824A

JPS63824A - 光学式ピツクアツプ装置

Info

Publication number: JPS63824A
Application number: JP14434386A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ikeda; 義明池田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-06-19
Filing date: 1986-06-19
Publication date: 1988-01-05

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、高精度の調整を必要とせずに、常に正確なフ
ォーカスエラー信号を１ｑることのできる光学式ピック
アップ装置に関する。本発明において、光学式ピックア
ップ装置は記録媒体上のビットの有無を検出するタイプ
のものに限らず、磁（ヒの向きの違いを検出する光磁気
方式や、結晶・非結晶の違いを検出するもの等を含む。

［従来の技術１近年、情報に関する産業の進展が目ざましく、扱われる
情報量ち飛躍的に増大する傾向にある。

そのため、従来の磁気ヘッドに代って、レーザ光を用い
た光学式ピックアップ（装置）を用いて光学的記録媒体
（ディスク）に情報を高密度に記録したり、高速度で再
生したりすることのできる光学式情報記録再生装置が注
目される状況にある。

ところで、前記ディスクに情報を記録したり、記録され
た情報を再生じたりする場合、対１カレンズ系等からな
るピックアップをフォーカス状態に設定し、このフォー
カス状態を保持りる必要がある。そのため、−般に、デ
ィスクからの距離に応じてその出力が変化する光検出器
からのフォーカスエラー信号を利用してフォーカスサー
ボが行なわれる。

前記フォーカスエラー信号の検出方法は、従来より種々
促案されており、非点収差法、ナイフェツジ法、フーコ
ープリズム法等がある。

例えば、特公昭６０−４８９４９号公報には、非点収差
法によってフォーカスエラー信号を検出するようにした
ピックアップが開示されている。

第７図及び第８図は従来の非点収差法によるフォーカス
エラー信号の検出を示ず説明図である。

これらの図において、レーザダイオード等の光源１から
出射された光束は、コリメータレンズ２により平行光束
にされた後、偏光ビームスプリッタ３に入射され、その
偏光Ｉ！Ａ３ａを透過し、１／４波長板４を透過し、対
物レンズ５により記録媒体としてのディスク６の記録面
上に光スポットとして収束される。前記対物レンズ５は
、図示しないアクチュエータに、光軸及び光軸と直交す
るディスク６の半径方向の２軸方向に移動可能に支持さ
れ、このアクチュエータにより前記２＠方向に駆動され
て光スポットがディスク６の情報１−ラックの中央にフ
ォーカス状態で追従するようにフォーカスサーボ及びト
ラッキングサーボが行なわれる。前記ディスク６で反射
した光は、偏光膜３ａまでしよ往路と同じ光路をたどる
が、復路においてはその偏、光方向が往路の偏光方向に
対し直交するため偏光膜３ａで反射し、集光レンズ７及
び円柱レンズ８を経て、４分割の光検出器って受光され
る。

第８図に示すように、前記光検出器９上でのビーム１０
の形状は、ディスク６の記録面が対物レンズ５の焦点の
位置にあるときは真円に、焦点位装置よりも遠いかまた
は近いときには、前記円柱レンズ８の作用によりそれぞ
れ互いに直交した楕円形となる。前記光検出器９は、４
分割されたフォーカス検出領域９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ
の対角方向に楕円の長袖方向が一致するように配置され
、対角のフォーカス検出領域９ａ、９ｄの出力の和及び
９ｂ、９ｃの出力の和をとった後、差動増幅器１１によ
ってその停を検出して、フォーカスエラー信号を得るよ
うになっている。

［発明が解決しようとする問題点コところで、前記非点収差法を用いてフォーカスエラー信
号を検出する場合、前記４分Ｑｌの光検出器９の中心（
４つのフォーカス検出領域９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄに分
割する２直線の交点）と、光検出器９の受光部上でのビ
ーム１０の光軸の位置（楕円の中心）とを−致させるこ
とが必要である。

もし、両者が一致していないと、第９図に示すように、
ご−ム１０の形状が楕円の状態、すなわち非合焦状態で
あるにもかかわらず、対角のフォーカス検出順１ｓ９．
９　ａ　、　９　ｄの出力の和と９ｂ、９ｃの出力の和
とが等しくなって、誤って合焦状態と検知されたり、第
１０図に示づように、ビーム１０の形状が真円の状態、
すなわち、合焦状態であるにもかかわらず、対角のフォ
ーカス検出ｉｌｌ域９ａ、９ｄの出力の和と９ｂ、９ｃ
の出力の和とに差が生じて、ム？１って非合焦状態と検
知されたりして、正確なフォーカスサーボが行なわれな
くなる。

従って、ピックアップの組立時に前記光検出器９の中心
とビーム１０の光軸とを一致させるように、光検出器９
をビーム１０の光軸と垂直な方向に２次元的に移動さけ
る高粘度の調整が必要になるという問題点がある。

また、組立時に高精度の調整を行なっても、経年変化や
温度変化等によって、ピックアップ内の光学系がずれる
等して前記光検出器９の中心とビーム１０の光軸とがず
れてしまうことがあるという問題点がある。

これらの問題点は、非点収差法に限らず、ナイフェツジ
法、フーコープリズム法等、分７１されたフォーカス検
出領域がビームの光軸に対して対称性を要求される場合
に共通ずるものである。

［発明の目的］本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、組立旧
における光検出器の位置の高精瓜の調整を不要どし、ま
た、経年変化や！ｎ度変化等による光検出器とビームど
の相対的な位置のずれを簡ｉトに補正でき、常に正確な
フォーカスエラー信号を得ることのでさる光学式ピック
アップ装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明による
光学式ピックアップ装置は、光検出器の受光部をマトリ
ックス状の複数の受光要素に分割すると共に、この各受
光要素の出力を演算処理して前記受光部上における記録
媒体からの戻り光の光軸の位置を検出づる光軸位置検出
手段を設け、この先軸位置検出手段によって検出された
前記戻り光の光軸の位置に対してフォーカス検出領域が
対称になるように、前記受光要素を集合することによっ
て、前記受光部を複数のフォーカス検出領域に分割する
ようにしたものである。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は光学式ピックアップ装置の主要部を示す構成図、第
２図は光学式ピックアップ装置の光学系を示す説明図、
第３図は光検出器を示す説明図、第４図は原理説明図、
第５図は第１実施例の動作を説明するフローチャー１〜
である。

本実施例にＪ５ける光学式ピックアップ装首の光学系は
、第２図に示すように構成されている。

すなわら、レーザダイオード等の光源１から出用された
光束は、コリメータレンズ２により平行光束にされた後
、偏光ビームスプリッタ３に人！１４され、その偏光膜
３ａを透過し、１／４波長板４を透過し、対物レンズ５
により記録媒体としてのディスク６の記録面上に光スポ
ットとして収束されるようになっている。前記対物レン
ズ５は、図示しないアクチュエータに、光軸及び光軸と
直交するディスク６の半径方向の２＠方向に移動可能に
支持され、このアクチュエータにより前記２軸方向に駆
動されて光スポットがディスク６の情報トラックの中央
にフォーカス状態で追従するようにフォーカスサーボ及
びトラッキングサーボが行なわれるようになっている。

前記ディスク６で反射した光は、偏光膜３ａまでは往路
と同じ光路をたどるが、復路においてはその偏光方向が
往路の偏光方向に対し直交するため偏光１１ｍ３ａで反
射し、集光レンズ７及び円柱レンズ８を経て、光検出器
２１で受光されるようになっている。そして、この光検
出器２１の出力に基づいて、非点収差法によるフォーカ
スエラー信号が得られるようになっている。

本実施例において、前記光検出器２１は、第３図に示さ
れるように受光部２２がマトリックス状の複数、例えば
１０行１０列で１００個の受光要素２３に分割されてい
る。なお、図中、×１〜×１１及びＹ１〜Ｙ１１は、前
記受光部２２を受光要素２３に分割する境界線のＸ座標
及びＹ座標を示す。

また、ｓｉｊ＜ｉ＝１．２．・・・、１０、ｊ−１゜２
、・・・、１０）は、Ｘｉ軸、×ｉ＋１軸、ＹｊｌＮｌ
、Ｙｊ＋１軸によって囲まれた受光要素２３の出力を示
す。前記各受光要素２３の出力Ｓｉｊは、それぞれ増幅
器２４及び△／Ｄコンバータ２５を介して光軸位置検出
手段としてのコン１〜ローラ２６に入力されるようにな
っている。

このコントローラ２６は、フォーカスサ−ボのオン時に
は、スイッチ２７の接点を２７ａ側から２７ｂ側に切換
えることにＪ、す、対物レンズ５をフォーカスの位置検
出範囲内に引き込むために、前記対物レンズ５を駆動す
る図示しないアクチュエータのフォーカスコイル３３に
駆動回路３２を介して印加されていたサーヂ手段２８の
出力信号の印加を解除づると共に、前記光検出器２１の
出力に基づいて前記コントローラ２６から１ｑられるフ
ォーカスエラー信号をＤ／△コンバーク２つ、ゲイン制
御回路３０、位相制御回路３１及び前記スイッチ２７を
介して前記駆動回路３２に印加するようになっている。

前記コントローラ２６は、前記光検出器２１の受光部２
２を仮の中心座標（ＸＯ’　、ＹＯ’　）を中心として
、Ｘｏ’ｒｈｂ及びＹ　Ｏ’　ｌｊｍＪによって４つの
フィーカス検出領域に分割し、この４分割された各領域
の対角領域の出力の和を共め、ざらに、この２つの対角
領域の出力和の差を求め、これをフォーカスエラー信号
とする。なお、前記仮の中心座標（Ｘｏ’　、Ｙｏ’　
）は、ある固定された座標でも良いし、コントローラ２
６によって前回決定された座標でも良い。このフォーカ
スエラー信号は、前記Ｄ／Ａコンバータ２９、ゲイン制
御回路３０、位相制御回路３１、及びスイッチ２７を介
して前記駆動回路３２に供給され、このフォーカスエラ
ー信号に基づいて前記フォーカスコイル３３によって駆
動される対物レンズ５は、仮の合焦位置で安定する。こ
こで、前記受光部２２の仮の中心座Ｊｌ：、（Ｘｏ’　
、ＹＱ’　）とこの受光部２２上におけるディスク６か
らの戻り光（ビーム）１０の光軸の位置とが一致してい
れば真の合焦状態であるが、前記受光部２２の仮の中心
座標とＩｉａ記ビーム１０の光軸の位置とが一致してい
ない場合には、実際は非合焦状態である。

前記コントローラ２６は、同時に、前記受光部２２の各
受光部Ｍ２３の出力Ｓｉｊを演算処理して受光部２２上
における前記ビーム１０の光軸の位置を求める。このビ
ーム１０の光軸の位置を求める方法の原理を第４図を参
照して説明する。

第４図において、ビーム１０を座標（Ｘｏ、ＹＯ）を中
心としてＸＯｔＭ及びＹＯ’Ｎｌで４分割し、４分割さ
れた各領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの出力を３八。

ＳＢ　、ＳＣ、ＳＤとするとき、ビーム１０の光軸の位
置と前記座標（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）とが−致していれば
、次式％式％が成り立つ。従って、この式■、■が成り立つときの座
標（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）がビーム１０の光軸の位置の座
標である。

前記コントローラ２６の実際の処理過程を第５図のフロ
ーチャートを参照して説明する。

フォーカスサーボがオンされると、コントローラ２６は
、前記受光部２２の各受光要素２３の出力Ｓ１１〜Ｓ　
１０１０をＲＡＭ３４に格納する。この出力８１１〜＄
１０１０に基づいて、前記受光要素２３の横１行の出力
の総和５ｋ＝Ｓ　（１、ｋ）＋Ｓ　（２゜ｋ）＋−＋Ｓ
　（１０，Ｋ）（ｋ−１，２，−１０）を１行目から１
０行目までについて求める。次に、この横１行の出力の
総和Ｓｋに基づいて、Ｙ　ｎ　−４−１軸（ｎ＝１．２
．・・・、９）よりも上側の領域の順に行なう。そして
、Ａｎがゼロのとき、すなわち、Ｙｎ＋１軸よりも上側
の領域の出力の総和と下側の領域の出力の総和が等しい
ときのＹｎ＋１をビーム１０の光軸の位置のＹ座標ＹＯ
として過程を終了する。

次に、図示しないがビーム１０の光軸の位置の×座標×
０も同様にして求める。づなわら、前記受光部２２の各
受光要素２３の出力Ｓ１１〜Ｓ　１０１０に塁づいて、
縦１列の出力の総和を１列目から１０列目までについて
求め、Ｘｎ＋１軸（ｎ＝１゜２、・・・、９）よりも左
側の領域の出力の総和と右側の領域の出力の総和が等し
いとぎのＸ　ｎ　＋　ｌをビーム１０の光軸の位置のＸ
座標ＸＯとする。

そして、前記コントローラ２６は、ビーム１０の光軸の
位置の座標（ＸＯ、ＹＯ）を求めた後は、この座ａ　（
Ｘｏ　、　Ｙｏ　）を中心として、ＸｏｉＮ＋及びＹＯ
軸によって光検出器２１の受光部２２を４つのフォーカ
ス検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに分割する。そして、対角の
領域Ａ、Ｄ及びＢ、Ｃの出力の和を、この領域内にある
受光要素Ｓｉｊの出光を加算することにより求め、さら
に、２つの対角領域の出力和の差を求め、これをフォー
カスエラー信号とし、前記Ｄ／△コンバータ２９、ゲイ
ン制御回路３０、位相制御回路３１及びスイッチ２７を
介して前記駆動回路３２に供給する。このどき、ビーム
１０の光軸の位置に対して、フォーカス検出領域△、Ｂ
、Ｃ，Ｄが対称になっているので、正確なフォーカスエ
ラー信号が得られ、対物レンズ５は正確に合焦状態に保
持される。

なお、前記受光要素２３の数は本実施例によって限定さ
れず、適宜設定される。

第６図は本発明の第２実施例の動作を説明するフローチ
ャートである。

本実施例は、ビーム１ｏの光軸の位置の例えばＹ座標を
求める処理過程において、Ｙｎ＋１＠（ｎ＝１．２．・
・・、９）よりも上側の領域の出力ＳｋとのｕＡｎがゼ
ロにならない場合を想定し、その場合には、Ａｎが最小
値をとるときのＹ　ｎ　＋１をビーム１０の光軸の位置
のＹ座標の近似値ＹＯとするようにしたものである。

すなわち、第６図に示すように、第１実施例と同様に、
まず、Ｙ２軸よりも上側の領域の出力の総和と下側の領
域の出力の総和の差Ａ１を求め、このＡ１の絶対値ＩＡ
１＋をＡｍ１ｎとする。次に、Ｙ　ｎ　＋　１　’Ｎよ
りも上側の領域の出力の総和と下側の出力の総和の差Ａ
ｎをｎ＝２〜９までについて順に求め、その際、このＡ
ｎの絶対［１Ａｎ１が前記Δｍｉｎより小さい場合には
、このｌＡｎ＋を新たにＡｍ１ｎとすると共に、このと
きのＹｎ＋１をＹＯとする。従って、過程の終了時には
、１Ａｎｌの最小値が、Ａ、ｍｉｎとなっていると共に
、１Ａｎｌが最小値をとるときのｙｎ＋１がＹＯとなっ
ている。そして、このｙｎ＋−１をビーム１０の光軸の
位置のＹ座標の近似値ＹＯとする。図示しないが、ビー
ム１０の光軸の位置のＸ座標の近似値Ｘｏも同様にして
求める。

そして、ビーム１０の光軸の位置の近似座標（ＸＯ、Ｙ
Ｏ）を求めた後は、この座標（×０゜ＹＯ）を中心とし
て、ＸＯ軸及びＹＯ軸によって光検出部２１の受光部２
２を４つの７４−カス検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに分割づ
る。

その他の作用及び効果は第１実施例と同様である。

なお、ビーム１０の光軸の位置を求める方法は、前記実
施例によって限定されず、例えば、受光要素２３の横１
行の出力の総和Ｓｋ　（ｋ＝１．２゜・・・、１０）を
求め、このＳｋかに＝ｎのとき最大値をとり、ｋ＝ｎ＋
１またはに＝ｎ−１のとき最大値と同じか次に大きい値
をとるとき、ビーム１０の光軸の位置のＹ座標をＹｎ＋
１またはｙｎとするようにしても良い。

なお、前記実流例では非点収差法によりフォーカスエラ
ー信号を得る場合について説明したが、本発明は、ナイ
フェツジ法やフーコプリズム法等、光検出器の分割され
たフォーカス検出領域がビームの光軸に対して対称性を
要求される場合に適用することができる。また、例えば
フーコプリズム法等に適用づる場合には、光検出器の受
光部を例えば複数の行あるいは列のみの受光要素に分割
しても良い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、光検出器の受光部
をマトリックス状の複数の受光要素に分割すると共に、
この受光部上における記録媒体からの戻り光の光軸の位
置を検出し、この戻り光の光軸の位置に対して略対称に
なるように、前記受光要素を集合覆ることによって前記
受光部を複数のフォーカス検出領域に分υ１するように
したので、光グ°式ピックアップ装置の組立時における
光検出器の位置の高精度の調整が不要になり、また、経
年変化や温度変化等による光検出器とビームとの相対的
な位置のずれを簡単に補正でき、常に正ａｒなフォーカ
スエラー信号を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は光学式ピックアップ装置の主要部を示Ｊ構成図、第
２図は光学式ピックアップ装置の光学系を示す説明図、
第３図は光検出器を示す説明図、第４図は原理説明図、
第５図は第１実施例の動作を説明するフローチャート、
第６図は本発明の第２実施例の動作を説明りるフローチ
ｐ−１〜、第７図ないし第１０図は従来例に係り、第７
図及び第８図は非点収差法によるフォーカスエラー信号
の検出を示寸説四図、第９図及び第１０図は光検出器の
中心とビームの光１袖の位置とが一致していない場合を
示す説明図である。５・・・対物レンズ　　　６・・・ディスク８・・・円
柱レンズ　　　１０・・・ビーム２１・・・光検出器　
　　２２・・・受光部２３・・・受光要素　　　２５・
・・Ａ／Ｄコンバータ２６・・・コントローラ　２９・
・・Ｄ／Ａコンバータ３２・・・駆動回路　　　３３・
・・フォーカスコイル３４・・・ＲＡ　Ｍ第１図第５図第６図第９図　　　　　　　第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

　光学的記録媒体に光源からの光を照射すると共に、こ
の記録媒体からの戻り光を受光部が複数のフォーカス検
出領域に分割された光検出器で受光し、この各フォーカ
ス検出領域の出力に基づいてフォーカスエラー信号を検
出する光学式ピックアップ装置において、前記光検出器
の受光部をマトリックス状の複数の受光要素に分割する
と共に、前記各受光要素の出力を演算処理して前記受光
部上における前記記録媒体からの戻り光の光軸の位置を
検出する光軸位置検出手段を設け、この光軸位置検出手
段によって検出された前記戻り光の光軸の位置に対して
フォーカス検出領域が略対称になるように、前記受光要
素を集合することによって前記受光部を複数のフォーカ
ス検出領域に分割することを特徴とする光学式ピックア
ップ装置。