JPH07182665A - 光ピックアップシステム - Google Patents
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- JPH07182665A JPH07182665A JP6281895A JP28189594A JPH07182665A JP H07182665 A JPH07182665 A JP H07182665A JP 6281895 A JP6281895 A JP 6281895A JP 28189594 A JP28189594 A JP 28189594A JP H07182665 A JPH07182665 A JP H07182665A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
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- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
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- G11B7/0916—Foucault or knife-edge methods
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ビームの光効率を増大しうる改善されたナ
イフエッジ方法を用いる光ピックアップシステムを提供
する。 【構成】 光ビーム１３を発射する光源１２と、光ディ
スク上に位置した集束点１７と光検出器２２は一つの光
軸６０を形成し、第１および第２光電セル３２，３３を
提供するために一様に分けられた受光面２７を含み、各
光電セルは焦点エラー信号を光強さ測定の形態で出力す
る光検出器２２と、光源から光ディスクの記録面１８ま
での光ビーム１５を反射するために反射面を提供して光
ディスクおよび光検出器の間に形成された光軸に対して
予め定められた角度θで傾斜して設置されたナイフエッ
ジ２０と、ナイフエッジによって反射された光ビーム１
５を記録面上に集束させ、記録面から反射された光ビー
ムをナイフエッジおよび光検出器へ集束させるため、ナ
イフエッジおよび光ディスクの間に設置された対物レン
ズ１６と、第１および第２光電セルからの出力を比較し
て焦点エラー信号を発生するために、第１および第２光
電セルに連結された差動増幅器２８とを含む。
イフエッジ方法を用いる光ピックアップシステムを提供
する。 【構成】 光ビーム１３を発射する光源１２と、光ディ
スク上に位置した集束点１７と光検出器２２は一つの光
軸６０を形成し、第１および第２光電セル３２，３３を
提供するために一様に分けられた受光面２７を含み、各
光電セルは焦点エラー信号を光強さ測定の形態で出力す
る光検出器２２と、光源から光ディスクの記録面１８ま
での光ビーム１５を反射するために反射面を提供して光
ディスクおよび光検出器の間に形成された光軸に対して
予め定められた角度θで傾斜して設置されたナイフエッ
ジ２０と、ナイフエッジによって反射された光ビーム１
５を記録面上に集束させ、記録面から反射された光ビー
ムをナイフエッジおよび光検出器へ集束させるため、ナ
イフエッジおよび光ディスクの間に設置された対物レン
ズ１６と、第１および第２光電セルからの出力を比較し
て焦点エラー信号を発生するために、第１および第２光
電セルに連結された差動増幅器２８とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ピックアップシステム
に関し、とくに、光効率の増大を提供可能なシステムで
用いる改善されたナイフエッジ方法に関する。
に関し、とくに、光効率の増大を提供可能なシステムで
用いる改善されたナイフエッジ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光情報記録用ディスク、例えば、レーザ
ディスクでの一般的な問題点の一つは、焦点エラーの発
生ということである。ナイフエッジ(Knife-edge)方法は
このような問題点の解決を図るための方法の一つとして
開発された。
ディスクでの一般的な問題点の一つは、焦点エラーの発
生ということである。ナイフエッジ(Knife-edge)方法は
このような問題点の解決を図るための方法の一つとして
開発された。
【０００３】図４は、ナイフエッジ方法を用いる従来の
光ピックアップシステム１０の一例が示されている。こ
の光ピックアップシステム１０は、光源１２、ビームス
プリッター１４、対物レンズ１６、光情報記録用ディス
ク１９（以下、光ディスクと称する）、ナイフエッジ２
０、光検出器２２および差動増幅器２８を含む。このシ
ステムにおいて、光ビーム１３は光源１２（例えば、レ
ーザダイオード）から発射されビームスプリッター１４
に入射されて、ビームスプリッターの内に取り付けた反
射面１５により部分的に反射される。該反射面１５から
反射された光ビームは集束された光ビームとして光ディ
スク１９の記録面１８上へ対物レンズ１６を通じて放射
される。光ディスク１９から反射された集束光ビームは
対物レンズ１６によって集まり、ビームスプリッター１
４を通じて伝送される。しかるのち、光ビームはナイフ
エッジ２０を通過して、その後、一対の光電セル２２が
提供する受光面２７を含む光検出器２２に投射される。
各々の光電セルからの光強さ測定の形態の出力は、差動
増幅器２８の第１および第２入力端子２４，２６に各々
に連結され、差動増幅器２８が各々の光電セルからの出
力を比較し関連される焦点エラーの検出を可能にする
し、焦点エラーは二つの出力への単純な差である。受光
面２７の受光部に入射される光ビームの強さは、光ディ
スク１９の記録面１８と光ビームの集束点１７のあいだ
の位置関係によって変化する。
光ピックアップシステム１０の一例が示されている。こ
の光ピックアップシステム１０は、光源１２、ビームス
プリッター１４、対物レンズ１６、光情報記録用ディス
ク１９（以下、光ディスクと称する）、ナイフエッジ２
０、光検出器２２および差動増幅器２８を含む。このシ
ステムにおいて、光ビーム１３は光源１２（例えば、レ
ーザダイオード）から発射されビームスプリッター１４
に入射されて、ビームスプリッターの内に取り付けた反
射面１５により部分的に反射される。該反射面１５から
反射された光ビームは集束された光ビームとして光ディ
スク１９の記録面１８上へ対物レンズ１６を通じて放射
される。光ディスク１９から反射された集束光ビームは
対物レンズ１６によって集まり、ビームスプリッター１
４を通じて伝送される。しかるのち、光ビームはナイフ
エッジ２０を通過して、その後、一対の光電セル２２が
提供する受光面２７を含む光検出器２２に投射される。
各々の光電セルからの光強さ測定の形態の出力は、差動
増幅器２８の第１および第２入力端子２４，２６に各々
に連結され、差動増幅器２８が各々の光電セルからの出
力を比較し関連される焦点エラーの検出を可能にする
し、焦点エラーは二つの出力への単純な差である。受光
面２７の受光部に入射される光ビームの強さは、光ディ
スク１９の記録面１８と光ビームの集束点１７のあいだ
の位置関係によって変化する。
【０００４】光ディスクの記録面１８および集束点１７
が一致する場合、これは、「合焦(just focussed) 」位
置として知られていて、このようなばあい、各々の光電
セル上に投射された光ビームの強さおよび出力は同一で
あって、差動増幅器の第１および第２入力端子２４，２
６に対して入力は同一となるのでゼロ焦点エラー信号を
得る。もし光ディスクの記録面１８が集束点１７と一致
しない場合は、各々の光電セル上に入射される光ビーム
の強さが互いに異なるようになるので、よってシステム
が変位の方向を表す信号のゼロではない焦点エラー信号
を得ることができる。
が一致する場合、これは、「合焦(just focussed) 」位
置として知られていて、このようなばあい、各々の光電
セル上に投射された光ビームの強さおよび出力は同一で
あって、差動増幅器の第１および第２入力端子２４，２
６に対して入力は同一となるのでゼロ焦点エラー信号を
得る。もし光ディスクの記録面１８が集束点１７と一致
しない場合は、各々の光電セル上に入射される光ビーム
の強さが互いに異なるようになるので、よってシステム
が変位の方向を表す信号のゼロではない焦点エラー信号
を得ることができる。
【０００５】このようなシステムで、受光面２７上に入
射された光ビームの強さは次の式（１）によって計算で
きる。
射された光ビームの強さは次の式（１）によって計算で
きる。
【０００６】
【数１】 ｉ＝ｒＩ＊ｋ＊ＲＳ ２＊ＲＯ ２ （１） ここで、ｉは受光面２７上に入射された光ビームの強さ
で、Ｉは光源の強さ、ｒは放射損失係数、ｋはナイフエ
ッジによる損失係数、ＲＳはビームスプリッターによる
損失係数、ＲＯは対物レンズによる損失係数を示す。も
しｒ，Ｉ，ｋ，ＲＳ，およびＲＯが各々０．８，０．
３，０．５，０．５および０．９７であると、ｉは０．
０２８ｍW になる。このような従来のナイフエッジ方法
はビームスプリッター１４が光ビームの一部の遮断を要
求するので、よって、光ビームの光効率を低減させる。
で、Ｉは光源の強さ、ｒは放射損失係数、ｋはナイフエ
ッジによる損失係数、ＲＳはビームスプリッターによる
損失係数、ＲＯは対物レンズによる損失係数を示す。も
しｒ，Ｉ，ｋ，ＲＳ，およびＲＯが各々０．８，０．
３，０．５，０．５および０．９７であると、ｉは０．
０２８ｍW になる。このような従来のナイフエッジ方法
はビームスプリッター１４が光ビームの一部の遮断を要
求するので、よって、光ビームの光効率を低減させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、光ビームの光効率を増大しうる改善されたナイ
フエッジ方法を用いる光ピックアップシステムを提供す
ることである。
目的は、光ビームの光効率を増大しうる改善されたナイ
フエッジ方法を用いる光ピックアップシステムを提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明の焦点エラーを検出する光ピックアップシス
テムは、光ビームを発射する光源と、光ディスク上に位
置した集束点と光検出器は一つの光軸を形成し、第１お
よび第２光電セルを提供するために一様に分けられた受
光面を含み、各々の光電セルは焦点エラー信号を光強さ
測定の形態で出力を発生する前記光検出器と、前記光源
から前記光ディスクの記録面までの光ビームを反射する
ために反射面を提供して前記光ディスクおよび前記光検
出器のあいだに取り付けられ前記光軸に対して予め定め
られた角度θで傾斜して取り付けられたナイフエッジ
と、前記ナイフエッジによって反射された光ビームが前
記記録面上に集束させ、前記記録面から反射された光ビ
ームをナイフエッジおよび光検出器へ集束させるため、
前記ナイフエッジおよび前記光ディスクのあいだに取り
付けられた対物レンズと、前記光検出器の前記第１およ
び第２光電セルからの出力を比較して焦点エラー信号を
発生するために、前記第１および第２光電セルに連結さ
れた差動増幅器とを含む。
に、本発明の焦点エラーを検出する光ピックアップシス
テムは、光ビームを発射する光源と、光ディスク上に位
置した集束点と光検出器は一つの光軸を形成し、第１お
よび第２光電セルを提供するために一様に分けられた受
光面を含み、各々の光電セルは焦点エラー信号を光強さ
測定の形態で出力を発生する前記光検出器と、前記光源
から前記光ディスクの記録面までの光ビームを反射する
ために反射面を提供して前記光ディスクおよび前記光検
出器のあいだに取り付けられ前記光軸に対して予め定め
られた角度θで傾斜して取り付けられたナイフエッジ
と、前記ナイフエッジによって反射された光ビームが前
記記録面上に集束させ、前記記録面から反射された光ビ
ームをナイフエッジおよび光検出器へ集束させるため、
前記ナイフエッジおよび前記光ディスクのあいだに取り
付けられた対物レンズと、前記光検出器の前記第１およ
び第２光電セルからの出力を比較して焦点エラー信号を
発生するために、前記第１および第２光電セルに連結さ
れた差動増幅器とを含む。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の光ピックアップシステムを添
付の図面を参照しながらより詳しく説明する。
付の図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１０】図１〜図３は、本発明の望ましい実施例に
よるナイフエッジ(Knife-edge)の多様な図面である。な
お、従来技術の図４と同一部分は同一符号が使われるこ
とに注目すべきである。
よるナイフエッジ(Knife-edge)の多様な図面である。な
お、従来技術の図４と同一部分は同一符号が使われるこ
とに注目すべきである。
【００１１】図１は、焦点エラー検出用光ピックアップ
システム１０で用いる本発明のナイフエッジ２０の斜視
図を示している。同図において、システムは、光源１２
と、対物レンズ１６と、光ディスク１９と、反射面３４
を有するナイフエッジ２０と、受光面２７が取り付けら
れた光検出器２２と、差動増幅器２８とを含む。このよ
うな光ピックアップシステム１０において、光ビーム１
３は光源１２（例えば、レーザダイオード）から発射さ
れナイフエッジ２０に入射し、該ナイフエッジの反射面
３４によって部分的に反射される。しかるのち、この反
射面３４から反射された光ビーム１５は、集束された光
ビームとして光ディスク１９の記録面１８上に対物レン
ズ１６を通じて放射される。ナイフエッジ２０の反射面
３４は、光検出器２２および光ディスク上の集束点１７
によって形成される光軸６０に予め定められた角度θで
傾斜される形態で取り付けられる。この角度θは４５度
になるのが望ましい。光ディスク１９の記録面１８から
の反射された集束された光ビームは、対物レンズ１６に
よって集束され、しかるのち、ナイフエッジ２０を過ぎ
る。ナイフエッジ２０を通過した集束光ビームは、光検
出器の受光面２７上に入射されて、受光面２７は第１お
よび第２光電セル３２，３３を含む。これら各々の光電
セルは光強さ測定の形態で出力の生成を可能にする。第
１および第２光電セルからの出力は、差動増幅器２８上
の一対の第１および第２入力端子２４，２６に各々送ら
れるが、この差動増幅器２８は各セルからの出力を比較
し、焦点エラー信号を生成する。ここで、ナイフエッジ
により光ビームの中央で円形ビームスポット(spot)の半
分が切られるので、光ビームは受光面２７の中央に半円
形態になることに注目すべきである。
システム１０で用いる本発明のナイフエッジ２０の斜視
図を示している。同図において、システムは、光源１２
と、対物レンズ１６と、光ディスク１９と、反射面３４
を有するナイフエッジ２０と、受光面２７が取り付けら
れた光検出器２２と、差動増幅器２８とを含む。このよ
うな光ピックアップシステム１０において、光ビーム１
３は光源１２（例えば、レーザダイオード）から発射さ
れナイフエッジ２０に入射し、該ナイフエッジの反射面
３４によって部分的に反射される。しかるのち、この反
射面３４から反射された光ビーム１５は、集束された光
ビームとして光ディスク１９の記録面１８上に対物レン
ズ１６を通じて放射される。ナイフエッジ２０の反射面
３４は、光検出器２２および光ディスク上の集束点１７
によって形成される光軸６０に予め定められた角度θで
傾斜される形態で取り付けられる。この角度θは４５度
になるのが望ましい。光ディスク１９の記録面１８から
の反射された集束された光ビームは、対物レンズ１６に
よって集束され、しかるのち、ナイフエッジ２０を過ぎ
る。ナイフエッジ２０を通過した集束光ビームは、光検
出器の受光面２７上に入射されて、受光面２７は第１お
よび第２光電セル３２，３３を含む。これら各々の光電
セルは光強さ測定の形態で出力の生成を可能にする。第
１および第２光電セルからの出力は、差動増幅器２８上
の一対の第１および第２入力端子２４，２６に各々送ら
れるが、この差動増幅器２８は各セルからの出力を比較
し、焦点エラー信号を生成する。ここで、ナイフエッジ
により光ビームの中央で円形ビームスポット(spot)の半
分が切られるので、光ビームは受光面２７の中央に半円
形態になることに注目すべきである。
【００１２】図２（Ａ）は、光ディスクが合焦位置にあ
るばあい、受光面２７の中央に入射する光ビームの強さ
分布の断面４０を示す。これは、最小スポットサイズを
有する。もし光ディスク１９が光検出器２２から遠のく
と、受光面２７上に入射される光ビームの強さ分布の断
面４０は、図２（Ｂ）に示したように、第２光電セル３
３に向かってかたよる。もし、光ディスクが光検出器２
２に向かって前進すると、受光面２７上に入射される光
ビームの強さ分布の断面４０は第１光電セル３２に向か
ってかたより、半円のビーム形態は図２（Ｂ）に示した
のに対して反転する（図２（Ｃ）参照）。
るばあい、受光面２７の中央に入射する光ビームの強さ
分布の断面４０を示す。これは、最小スポットサイズを
有する。もし光ディスク１９が光検出器２２から遠のく
と、受光面２７上に入射される光ビームの強さ分布の断
面４０は、図２（Ｂ）に示したように、第２光電セル３
３に向かってかたよる。もし、光ディスクが光検出器２
２に向かって前進すると、受光面２７上に入射される光
ビームの強さ分布の断面４０は第１光電セル３２に向か
ってかたより、半円のビーム形態は図２（Ｂ）に示した
のに対して反転する（図２（Ｃ）参照）。
【００１３】このようなシステム１０で、受光面２７上
に投射される光ビーム２１の強さは次の式（２）によっ
て計算できる。
に投射される光ビーム２１の強さは次の式（２）によっ
て計算できる。
【００１４】
【数２】ｉ＝ｒＩ＊ｋ＊ＲＯ ２ （２） ここで、ｉは受光面２７上に投射された光ビームの強さ
で、Ｉは光源の強さ、ｒは放射損失係数、ｋはナイフエ
ッジによる損失係数、Ｒ０は対物レンズによる損失係数
である。もし、ｒ，Ｉ，ｋ，およびＲ０が各々０．８，
０．３，０．５，および０．９７であると、ｉは０．１
１２９ｍW になる。本発明の受光面２７上に入射する光
ビームの強さは従来技術の光ビームの強さの４倍であ
る。
で、Ｉは光源の強さ、ｒは放射損失係数、ｋはナイフエ
ッジによる損失係数、Ｒ０は対物レンズによる損失係数
である。もし、ｒ，Ｉ，ｋ，およびＲ０が各々０．８，
０．３，０．５，および０．９７であると、ｉは０．１
１２９ｍW になる。本発明の受光面２７上に入射する光
ビームの強さは従来技術の光ビームの強さの４倍であ
る。
【００１５】図３は光ディスクの変位を電圧への関数と
して測定した焦点エラー検出信号曲線７０を示す。ここ
で、矢印７２は可能な焦点調節距離を表す。このシステ
ムで最高最低電圧(peak-to-peak voltage)および焦点調
節距離の範囲は各々±１２Ｖおよび１５μｍである。
して測定した焦点エラー検出信号曲線７０を示す。ここ
で、矢印７２は可能な焦点調節距離を表す。このシステ
ムで最高最低電圧(peak-to-peak voltage)および焦点調
節距離の範囲は各々±１２Ｖおよび１５μｍである。
【００１６】以上説明したように、本発明はビームスプ
リッターを使用しないため、光ピックアップシステムで
従来のナイフエッジの代りに本発明の改善されたナイフ
エッジを用いることによって、光ビームの光効率は増大
する。
リッターを使用しないため、光ピックアップシステムで
従来のナイフエッジの代りに本発明の改善されたナイフ
エッジを用いることによって、光ビームの光効率は増大
する。
【００１７】本発明は特定の実施例について説明した
が、本発明の範囲を逸脱することなく、当業者は種々の
改変をなし得るであろう。
が、本発明の範囲を逸脱することなく、当業者は種々の
改変をなし得るであろう。
【００１８】
【発明の効果】したがって、本発明によれば、ビームス
プリッターを取り除いて、改善されたナイフエッジを用
いることによって、光ビームの光効率を増大することが
できる。
プリッターを取り除いて、改善されたナイフエッジを用
いることによって、光ビームの光効率を増大することが
できる。
【図１】本発明の好ましい実施例によるナイフエッジ方
法の斜視図である。
法の斜視図である。
【図２】図２（Ａ）ないし（Ｃ）は、それぞれ光検出器
の受光面に入射する光ビームの光強さ分布の断面を示し
た図である。
の受光面に入射する光ビームの光強さ分布の断面を示し
た図である。
【図３】光ディスクの変位と焦点エラー信号の電圧との
関係を示した図である。
関係を示した図である。
【図４】従来の光ピックアップシステムでナイフエッジ
方法を用いた概略図である。
方法を用いた概略図である。
１２ 光源 １３，１５，２１ 光ビーム １６ 対物レンズ １８ 光ディスクの記録面 １９ 光ディスク ３４ ナイフエッジの反射面 ２２ 光検出器 ２７ 受光面 ３２ 第１光電セル ３３ 第２光電セル ２４ 第１入力端子 ２６ 第２入力端子 ２８ 差動増幅器
Claims (2)
- 【請求項１】 焦点エラーを検出する光ピックアップシ
ステムにおいて、 光ビームを発射する光源と、 光ディスク上に位置した集束点と光検出器は一つの光軸
を形成し、第１および第２光電セルを提供するために一
様に分けられた受光面を含み、各々の光電セルは焦点エ
ラー信号を光強さ測定の形態で出力を発生する前記光検
出器と、 前記光源から前記光ディスクの記録面までの光ビームを
反射するために反射面を提供して前記光ディスクおよび
前記光検出器のあいだに取り付けられ前記光軸に対して
予め定められた角度で傾斜して取り付けられたナイフエ
ッジと、 前記ナイフエッジによって反射された光ビームが前記記
録面上に集束させ、前記記録面から反射された光ビーム
をナイフエッジおよび光検出器へ集束させるため、前記
ナイフエッジおよび前記光ディスクのあいだに取り付け
られた対物レンズと、 前記光検出器の前記第１および第２光電セルからの出力
を比較して焦点エラー信号を発生するために、前記第１
および第２光電セルに連結された差動増幅器と、を含む
ことを特徴とする光ピックアップシステム。 - 【請求項２】 前記予め定められた角度が４５度である
ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップシステ
ム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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ID=19368215
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