JPS62172539A - 光学的情報読取装置のトラツキング制御方法 - Google Patents

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、トラッキング用案内溝を持たない光学的記録
媒体の記録面で光ビームを反射または透過させ、この反
射光または透過光によりトラッキングエラーを検出する
光学的情報読取装置におけるトラッキング制御方法に関
するものである。

（発明の技術的背景） 高密度かつ大容量の情報を記録・再生するだめの記録媒
体の１つとして、光ディスクが従来よりある。例えば幅
０．６〜１．０舊ｍ、長さ１〜３ＪＬｍ程度の凹部から
なる多数のビットを同１６円あるいはら旋状に配列して
トラックを形成した、案内溝付きの光ディスクがある。

この場合、光ビームは常に光ディスクの記録面に焦点を
結ぶようフォーカス制御される。また、光ビームのピッ
トによる反射特性の変化に基づいて、光ビームのトラッ
クからの偏位（トラッキングエラーという）を常時検出
して光ビームをトラックに照射するようトラッキング制
御される。

このトラッキング制御の方法としては種々提案されてい
るが、光学系の小型化と構成の簡素化を図るためには、
ファーフィールド方が最も適している。

このファーフィールド法は、光ビームがピットにより回
折される時に、トラッキングエラーに対応してファーフ
ィールド域に反射光の非対称な光量分布が生じる現象を
利用し、このファーフィールド域において光検出器によ
りこの光量分布の変化を検出してトラッキングエラーを
求めるものである。このファーフィールド法にはプッシ
ュプル法およびヘテロダイン法がある。

一方光ディスクには、トラッキング用案内溝を持たずピ
ットを濃淡パターンで形成したものがあるが、このよう
な濃淡のピットではファーフィールド域に光量分布の非
対称性が発生せず、前記のようなプッシュプル法などの
ファーフィールド法が適用できなかった。このため複雑
なトラッキング制御方法を採用しなければならず、光学
系の小型化も困難であった。またこのような濃淡パター
ンのピットの場合に、前記のファーフィールド法を適用
可能とするために記録面に案内用の溝を濃淡ピットとは
別に設けることも考えられている。

しかしこの場合には光ディスクの製造工程が増えるとい
う問題が生じる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ト
ラッキング用案内溝を持たない光学的記録媒体に対しフ
ァーフィールド法を適用可能とし、光学系の小型化と簡
素化を可能とする光学的情報読取り装置のトラッキング
制御方法を提供することを目的とする。

また本発明は、光ディスクのみでなくトラッキング用案
内溝のないカード、シート、テープ、ドラムなど種々の
形態の光学的記録媒体に対しファーフィールド法を適用
可能とする光学的情報読取り装置のトラッキング制御方
法を提供することを目的とする。

さらにまた本発明は、情報を反射光で読み取る光学的記
録媒体のみでなく、透過光で読み取る光学的記録媒体に
対してもファーフィールド法を適用可能とする光学的情
報読取り装置のトラッキン°　　グ制御方法を提供する
ことを目的とする。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、トラッキング用案内溝なし
光学的記録媒体に光ビームを導き、この光学的記録媒体
の記録面による前記光ビームの反射光または透過光から
トラッキングエラーを検出し、このトラッキングエラー
を最小とする方向にトラッキング制御する方法において
、前記記録面を前記光ビームの焦点から所定距離偏位し
た非合焦位置に位置させるようにフォーカス制御する一
方、前記反射光または透過光をファーフィールド域に設
けられかつ前記トラックと平行な方向に二分割された光
検出器に導き、この光検出器の各検出素子の出力からト
ラッキングエラーを検出することを特徴とする光学的情
報読取り装置のトラッキング制御方法により達成される
。

すなわち発明者は種々の実験の結果、濃淡パターンのピ
ットを形成した案内溝無しの光ディスクなどの光学的記
録媒体に対して、光ビームを記録面から僅かに偏位した
位置に焦点を結ばせることにより、ファーフィールド域
に反射光または透過光の光量分布の非対称性が発生する
ことを発見し、この発見に基づきファーフィールド法に
よるトラッキング制御を可能としたものである。ここに
光ビームの焦点の記録面からの偏位量は、光源として波
長が０．８３ｇｍ程度の半導体レーザを用い、焦点圧９
３．６ｍｍ程度の結像レンズを用いる場合には（０，４
〜０．６）ルｍ程度に設定するのが望ましい。

（実施例） 第１図は本発明方法を説明するための光学系の一実施例
を示す概念図である。この図において符号１０はトラッ
キング用案内溝を持たない光学的記録媒体としての光デ
ィスクであり、その下面の記録面１０ａには、濃淡パタ
ーンからなるピットが同心円あるいはら旋状に形成され
、このビット列によりトラックが形成される。この光デ
ィスク１０はクランプ１２に固定され、クランプ１２と
共にサーボモータ（図示せず）により回転駆動される。

１４は半導体レーザであり、例えば波長０．８３　ｐｍ
程度のＰ直線偏光のレーザ光を出力する。このＰ偏光レ
ーザ光はコリメータレンズ１６、偏光ビームスプリッタ
１８、反射プリズム１９を通り、入／４板２０で右廻り
の円偏光となってさらに結像レンズ２２を通って記録面
１０ａに導かれる。結像レンズ２２は記録面１０ａから
０．４〜０．８　ｇｍ、好ましくは０．５　ｇｍ遠い位
置或は近い位置に焦点を結ぶように７オーカ、ス制御さ
れる。

光ビームは記録面１０ａに当って反射され、左回りの円
偏光となって結像レンズ２２に戻る。この反射光はさら
に入／４板２０を通ってＳ偏光の直線偏光となる。この
Ｓ偏光の反射光は、偏光ビームスプリッタ１８によって
Ｐ偏光の入射光ビームと分離されてビームリデューサ２
４に導かれ、そのビーム径が絞られる。この絞られた反
射光の一部はハーフプリズム２６によって４分割光検出
器２８に導かれ、反射光の残部は反射プリズム３０、直
交する２つのシリンドリカルレンズ３２．３４および反
射プリズム３６を介して４分割光検出器３８に導かれる
。２つのシリンドリカルレンズ３２．３４はその焦点距
離が異なり、４分割光検出器３８の対角位置の２つの光
検出素子の出力の和を求め、これら２つの和の差によっ
てフォーカスエラー（ＦＥＲ）を求める。すなわち非点
収差法によりフォーカスエラーが求められ、フォーカス
エラーが前記結像レンズ２２のフォーカス制御系に帰還
され、光ビームの焦点が記録面１０ａからほぼ０．５Ｉ
Ｌｍ偏位した位置に制御される。

前記４分割光検出器２８は、その一方の分割部がトラッ
ク像の走行方向と平行となるように配置され、このトラ
ック像と平行な分割部を挾む一対の検出素子ａ、ｂの和
によって濃淡ピットの有無を示すＲＦ倍信号求められる
。また他の一対の検出素子ｃ、ｄの差によってトラッキ
ングエラー（ＴＥＲ）が求められる。すなわち本実施例
ではトラッキングエラーはプッシュプル法により求めら
れる。前記結像レンズ２２あるいは光学系全体を支持す
る基板４０は、このトラッキングエラーが最小となるよ
うにトラッキング制御系によりトラックに直交する方向
に移動される。

第２図は本発明方法の現象を計算により解析した計算結
果を示す図であり、この図で横軸は記録面１０ａに照射
される光ビームとトラックとのずれ量χを、縦軸は光検
出器２８の素子ｃ、ｄにより検出したトラッキングエラ
ー（ＴＥＲ）を示す。なお光源としては波長０．８３１
Ｌｍの半導体レーザ４を使い、ビット幅をＩＪＬｍ、記
録面１０ａのピット部分の反射率を０％、ピット以外の
部分の反射率を１００％とし、さらに結像レンズ２２と
しては焦点路＠　ｆ　＝　３．Ｅｉ　ｍ　ｍのものを用
いると仮定している。

結像レンズ２２により光ビームの焦点の記録面からの偏
位量δを決める際には、結像レンズ２２の焦点深度を考
慮し、この（Ａ位置δが焦点深度内に入るようにするべ
きである。すなわち第３図の説明図により明らかなよう
にこの偏位量δが焦点深度２ｄの範囲内に入るようにす
ればレンズ２２の結像性能に大きな影響が発生せず、Ｒ
Ｆ倍信号フォーカスエラーの検出に支障は全く生じない
からである。例えばレンズ２２の開口率Ｎ　Ａ　＝　０
．４７とすれば、焦点深度ｄはｄ＝士入／２　　（ＮＡ
）　２ ＝±１．９ｐ−ｍ となる。従ってこの場合には偏位量δ（＝　　０．５ｇ
ｍ）は、焦点深度ｄに比べ充分焦点に近くなり、結像性
能への影響は無視できる。

第２図において、Ａはこの偏位量δ＝±０．５　ＪＬｍ
の場合を、Ｂ、Ｃは±０．８、±０．４±ｇｍの場合を
それぞれ示す。また参考のために入／８の深さの案内溝
を有する場合の計算結果をＤに示す。

以上の結果は、案内溝なしの光ディスクとして、濃淡ピ
ットを有するものを使った場合のものである。しかし本
発明は濃淡ピットだけでなく反射光の振幅変化によりピ
ットの有無を検出する振幅型の光ディスクや、トラッキ
ング用案内溝のないカード、シート、テープ、ドラムな
ど種々の形態の光学的記録媒体に対しても同様に適用で
き、本発明はこのようなものも包含する。

また以上の実施例ではプッシュプル法によりトラッキン
グ制御を行うが、ヘテロダイン法などの他の方法であっ
てもファーフィールド法に含まれるものであれば、本発
明は包含する。

さらに本発明は反射光で情報を読出すものだけでなく透
過光で情報を読出すものも包含する。

（発明の効果） 本発明は以上のように、光学的記録媒体の記録面が結像
レンズの焦点より所定距離偏位して位置するようにフォ
ーカス制御する一方、ファーフィールド域における反射
光または透過光の光量分布の変化に基づいてトラッキン
グエラーを検出する。従ってトラッキング用案内溝を持
たない光学的記録媒体に対して、ファーフィールド法が
適用可能となり、プッシュプル法やヘテロゲイン法など
の光学系が簡単になる制御方法が使用可能となる。この
ため装置の小型化と簡素化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するだめの光学系の一実施例
を示す概念図、第２図はこの実施例による実験結果を示
す図、第３図は焦点深度の説明図である。 １０・・・光ディスク、 １０ａ・・・記録面、 １４・・・半導体レーザ、 ２２・・・結像レンズ、 ２８．３８・・・４分割光検出器、 ＴＥＲ・・・トラッキングエラー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トラッキング用案内溝のない光学的記録媒体に光
   ビームを導き、この光学的記録媒体の記録面による前記
   光ビームの反射光または透過光からトラッキングエラー
   を検出し、このトラッキングエラーを最小とする方向に
   トラッキング制御する方法において、 前記記録面を前記光ビームの焦点から所定距離偏位した
   非合焦位置に位置させるようにフォーカス制御する一方
   、前記反射光または透過光をファーフィールド域に設け
   られかつ前記トラックと平行な方向に二分割された光検
   出器に導き、この光検出器の各検出素子の出力からトラ
   ッキングエラーを検出することを特徴とする光学的情報
   読取装置のトラッキング制御方法。
2. （２）前記光ビームの焦点の記録面からの偏位量は（０
   ．４〜０．６）μｍの範囲内に設定されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学的情報読取装
   置のトラッキング制御方法。