JPS634435A - Optical information processor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To contrive to design an optical system without taking spot interval into account and to extend the degree of freedom in design by forming the surface shape of an element protection member of a photodetector in a way that a face corresponding to a central element is formed in parallel with the face of the said element and a face corresponding to elements at both sides is tilted more toward the direction parted from the central element. CONSTITUTION:Three light beams reflected in an optical disk 5 return to the optical path, pass through an objective lens 4, are reflected in a beam splitter 3 and projected onto a photodetector 8. The surface of the element protection member 9 corresponding to a main element 10 is formed in parallel with the surface of the main element 10 and the surface corresponding to a side element 11 is tilted more toward the direction parted from the main element 10 like a prism. As a result, since the optical axis 13 of the side spot is refracted in the surface of the element protection member 9, the axis is bent in a direction being parted from the main element 10 and the interval of the three spots on the photodetector 8 is spread more than that as the case with the element protection member 9 using a single board.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ビデオディスクやディジタルオーディオ等
のいわゆる光ディスクの情報記録及び又は再生に用いら
れる光学的情報処理装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an improvement in an optical information processing device used for recording and/or reproducing information on so-called optical discs such as video discs and digital audio discs.

（従来の技術） 一般に、高密度、大容量の記録再生装置として、情報記
録媒体である光ディスクを使用する光学的情報処理装置
が実用化されている。(Prior Art) Generally, optical information processing devices using optical disks as information recording media have been put into practical use as high-density, large-capacity recording and reproducing devices.

この種の光学的情報処理装置は、従来、第６図に示すよ
うに構成され、半導体レーザ等の光源１、ビームスプリ
ッタ３、対物レンズ４及び光検出器８を備え、光源１か
らの光はビームスプリッタ３を通り、対物レンズ４によ
り光デイスク５上に絞られる。そして、光デイスク５上
に情報を記録する場合、光１ｉ！！１を変調し、光デイ
スク５上にビットと呼ばれる孔を形成する。又、情報を
再生ずる場合、対物レンズ４で絞られた光は、ピットの
有無で反射光の光量が増減する。反射した光は元の光路
を戻り、ビームスプリッタ３で分割され、光検出器８に
届く。そして、この光検出器８で光情報を電気信号とし
て読取ることが出来る。This type of optical information processing device has conventionally been configured as shown in FIG. 6, and includes a light source 1 such as a semiconductor laser, a beam splitter 3, an objective lens 4, and a photodetector 8. The beam passes through a beam splitter 3 and is focused onto an optical disk 5 by an objective lens 4. When recording information on the optical disk 5, the optical 1i! ! 1 to form holes called bits on the optical disk 5. Further, when reproducing information, the amount of reflected light of the light focused by the objective lens 4 increases or decreases depending on the presence or absence of pits. The reflected light returns along the original optical path, is split by the beam splitter 3, and reaches the photodetector 8. This photodetector 8 can read the optical information as an electrical signal.

さて、光デイスク５上に高密度で情報を記録するため、
光デイスク５上には同心円状あるいは螺旋状にビットが
形成されている。このビットの幅、ビットとビットの間
隔等は、記録密度を向上させるため、対物レンズ４と光
の波長で決まる回折限界に近い値に設定される。そして
、記録時には、光デイスク５上にビットを連続的に形成
するために、光ディスク５を回転させる。しかしながら
、光ディスク５は理想的な平面ではなく、面ブレ、偏心
等があるため、常に対物レンズ４の焦点位置にない、即
ち、焦点ズレが発生する。そこで、なんらかの方法で、
対物レンズ４の焦点位置と光デイスク５上のビットの位
置とが、常に一致するようにしなければならない。又、
光ディスク５に偏心があっても、ビット列を連続的に読
取ることが出来るようにするために、トラックズレな検
出し、常にビット列が対物レンズ４によって得られる光
スポットにより、走査されるようにしなければならない
。Now, in order to record information at high density on the optical disk 5,
Bits are formed concentrically or spirally on the optical disk 5. The width of the bits, the interval between bits, etc. are set to values close to the diffraction limit determined by the objective lens 4 and the wavelength of light in order to improve recording density. During recording, the optical disc 5 is rotated in order to continuously form bits on the optical disc 5. However, since the optical disk 5 is not an ideal plane and has surface wobbling, eccentricity, etc., it is always not at the focal position of the objective lens 4, that is, a focal shift occurs. So, in some way,
The focal position of the objective lens 4 and the position of the bit on the optical disk 5 must always match. or,
In order to be able to read the bit string continuously even if the optical disk 5 is eccentric, track deviation must be detected and the bit string must be constantly scanned by the light spot obtained by the objective lens 4. It won't happen.

そこで、この焦点ズレとトラックズレを検出するための
光学系が、種々提案されている。Therefore, various optical systems for detecting this focal shift and track shift have been proposed.

トラックズレの検出方法の代表的な例として、３ビーム
法があり、その機構を第７図に示す。即ち、ビームスプ
リッタ３と光源１の間に、回折格子２を設け、この回折
格子２により光束は３本に分けられる。そして、回折格
子２の角度を適当に調整することにより、第８図（ａ）
に示すようにビット列（トラック）７に副ビームスポッ
ト（サイトスボットン６−ｂの半分がかかるようにして
おけば、同図（ａ）、（ｂ）のようにトラック７から光
束がズレると、トラックからズしたビームの反射光が増
えるから、２つの副ビームスポット（サイドスポット）
６−ｂの反射光量を３分割光検出器８でとれば、第９図
のような特性を得ることが出来る。A three-beam method is a typical example of a method for detecting track deviation, and its mechanism is shown in FIG. That is, a diffraction grating 2 is provided between the beam splitter 3 and the light source 1, and the diffraction grating 2 divides the light beam into three beams. By appropriately adjusting the angle of the diffraction grating 2, as shown in FIG.
If the sub-beam spot (half of the sight tube 6-b) is placed on the bit string (track) 7 as shown in the figure, if the light beam deviates from the track 7 as shown in (a) and (b) of the figure, Since the amount of reflected light from the beam that deviates from the track increases, two secondary beam spots (side spots) are created.
If the amount of reflected light 6-b is detected by the three-split photodetector 8, the characteristics shown in FIG. 9 can be obtained.

（発明が解決しようとする問題点） トラックズレを検出するために、３ビーム法を使う場合
、対物レンズ４によって絞られた光デイスク５上のスポ
ット間隔と、光検出器８上における光ディスク５によっ
て反射した光のスポット間隔が重要な問題となる。光デ
イスク５上でのスポット間隔は偏心、ＰｔＪＨ送り軸と
スポット位置とのズレ、回折格子回転角の調整誤差等の
問題から小さい方が良い。(Problem to be Solved by the Invention) When using the three-beam method to detect track deviation, the spot interval on the optical disk 5 focused by the objective lens 4 and the optical disk 5 on the photodetector 8 An important issue is the spot spacing of the reflected light. The smaller the spot interval on the optical disk 5, the better to avoid problems such as eccentricity, misalignment between the PtJH feed axis and the spot position, and adjustment errors in the rotation angle of the diffraction grating.

ところが、光検出器８上でのスポット間隔は副ビームス
ポット（サイドスポット）６−ｂと主ビームスポット（
メインスポット）６−ａとの重なりを防ぐため離した方
が良い。光デイスク５上でのスポット間隔と光検出器８
上でのスポット間隔は、大体対物レンズ４の光デイスク
５側への焦点距離と光検出器ａｌｌ！！！への焦点距離
との比率によって決まる。However, the spot interval on the photodetector 8 is between the sub beam spot (side spot) 6-b and the main beam spot (
Main spot) It is better to separate it to prevent it from overlapping with 6-a. Spot spacing on optical disk 5 and photodetector 8
The spot interval above is roughly determined by the focal length of the objective lens 4 toward the optical disk 5 side and the photodetector all! ! ! It is determined by the ratio between the focal length and the focal length.

普通、光学系を設計する場合、光検出器８上でのサイド
スポットとメインスポットとが重ならず１、光検出器８
の素子間距離が製作可能な程度には離す。３つのスポッ
ト間隔は、光学系の設計に制限を与えるが、装置の小形
化の一つの方策として、対物レンズ４の焦点距離を短く
することが考えられる。３ビーム法を使用する場合、こ
の３つのスポット間隔が近づき、設計が非常に制限され
てしまう。このスポット間隔を考慮せずに、光学系が設
計出来ると、設計自由度が広がる。Normally, when designing an optical system, the side spot and main spot on the photodetector 8 do not overlap 1, and the photodetector 8
The distance between the elements is as far as possible. Although the spacing between the three spots puts a limit on the design of the optical system, one possible measure for downsizing the apparatus is to shorten the focal length of the objective lens 4. When using the 3-beam method, the spacing between these three spots becomes close, severely limiting the design. If an optical system can be designed without considering this spot interval, the degree of freedom in design increases.

この発明は、設計の自由度が広がる光学的情報処理装置
を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an optical information processing device with a wider degree of freedom in design.

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明では、光検出器の素子保護部材の表面形状を、
中央の素子に対応する面は該素子と平行で、両側の素子
に対応する面は上記中央の素子から離れる方向に高くな
るように傾斜させ、直接、素子と一緒にモールドしてい
る。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In this invention, the surface shape of the element protection member of the photodetector is
The surface corresponding to the central element is parallel to the element, and the surfaces corresponding to the elements on both sides are inclined to be higher in the direction away from the central element, and are directly molded together with the element.

く作用） この発明によれば、対物レンズによって絞られた光デイ
スク上での３つのスポット間隔を広げることなく、光検
出器上での３つのスポット間隔を広げることが出来、こ
の結果、光検出器上のメインスポットとサイドスポット
との重なりを防ぎ、小形化に際し、対物レンズの光検出
器側への焦点距離が短くなっても設計の自由度を増すこ
とが出来る。According to this invention, the distance between the three spots on the photodetector can be widened without widening the distance between the three spots on the optical disk focused by the objective lens, and as a result, the light detection By preventing the main spot and side spot on the instrument from overlapping, it is possible to increase the degree of freedom in design even when the focal length of the objective lens toward the photodetector side is shortened when downsizing.

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

この発明の光学的情報処理装置は、第１図乃至第４図に
示すように構成され、第１図は光学系システムを示す構
成図、第２図は光デイスク上での３つのスポットの位置
を示す平面図、第３図は光検出器の形状と光軸の様子を
示す断面図、第４図は光検出器上でのスポットの様子を
示す平面図である。The optical information processing device of the present invention is constructed as shown in FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a configuration diagram showing the optical system, and FIG. 2 is a diagram showing the positions of three spots on an optical disk. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the shape of the photodetector and the state of the optical axis, and FIG. 4 is a plan view showing the state of the spot on the photodetector.

即ち、従来例〈第７図）と同一箇所は同一符号を付すこ
とにすると、第１図に示すように、同一線上に光源１、
回折格子２、ビームスプリッタ３、対物レンズ４及び光
ディスク５が所定間隔を置いて配設されている。更に、
上記の同一線上と略直交する方向に、ビームスプリッタ
３と所定間隔を置いて光検出器８が配設されている。こ
の光検出器８は３つの素子に分割されたもので、第２図
からも明らかなように、３つの素子つまりメインエレメ
ント１０とその両側のサイドエレメント１１を有してお
り、このメインエレメント１０及びサイドエレメント１
１を覆うように、素子保護部材９が設けられている。こ
の場合、素子保護部材９の形状は、中央の素子つまりメ
インエレメント１０に対応する表面がメインエレメント
１０に平行に形成され、両側の素子つまりサイドエレメ
ント１１に対応する表面がメインエレメント１０から離
れるに従って高くなるように傾斜している。That is, if the same parts as in the conventional example (Fig. 7) are given the same reference numerals, as shown in Fig. 1, the light sources 1 and 1 are placed on the same line.
A diffraction grating 2, a beam splitter 3, an objective lens 4, and an optical disk 5 are arranged at predetermined intervals. Furthermore,
A photodetector 8 is disposed at a predetermined distance from the beam splitter 3 in a direction substantially orthogonal to the same line. This photodetector 8 is divided into three elements, and as is clear from FIG. 2, it has three elements, that is, a main element 10 and side elements 11 on both sides thereof. and side element 1
An element protection member 9 is provided to cover 1. In this case, the shape of the element protection member 9 is such that the surface corresponding to the central element, that is, the main element 10, is formed parallel to the main element 10, and the surfaces corresponding to the elements on both sides, that is, the side elements 11, are formed as they move away from the main element 10. It is sloping upward.

さて、動作時には、光源１から出た光はビームを３つの
方向に分割するための回折格子２とビームスプリッタ３
を通り、対物レンズ４で光デイスク５上にスポットを絞
る。この光デイスク５上では、第３図に示すように、対
物レンズ４中心の光軸上のメインスポット５−ａと、ビ
ット列７に対して若干角度をもっているように、サイド
スポット６−ｂとに絞られている。光ディスク５を反射
した３つの光は元の光路を戻り、対物レンズ４を通り、
ビームスプリッタ３で反射され、光検出器８上に照射さ
れる。Now, during operation, the light emitted from the light source 1 is passed through a diffraction grating 2 and a beam splitter 3 to split the beam into three directions.
, and focus the spot onto the optical disk 5 using the objective lens 4. On this optical disk 5, as shown in FIG. It's narrowed down. The three lights reflected from the optical disk 5 return to the original optical path, pass through the objective lens 4,
The light is reflected by the beam splitter 3 and irradiated onto the photodetector 8.

この光検出Ｂ８により光電変換され、光デイスク５上に
記録された情報を読取ることが出来る。Information recorded on the optical disc 5 can be read by photoelectric conversion by this photodetector B8.

既述のように、素子保護部材９は、メインエレメント１
０に対応する表面がメインエレメント１０に平行に形成
され、サイドエレメント１１に対応する表面がメインエ
レメント１０から離れるに従って高くなるプリズム状に
なっている。この結果、メインスポット６−ａの光軸１
３は、素子保護部材９の表面で屈折するため、メインエ
レメント１０から離れる方向に曲がり、光検出器８上の
３つのスポット間隔は、素子保護部材９が単なる板状の
ものよりは広がる。そして、第４図に示すように光軸が
曲がらない従来のサイドスポット１．４に比較して、光
軸が曲がった場合のサイドスポット１５はメインスポッ
ト１６よりも離れた位置に来る。As mentioned above, the element protection member 9 protects the main element 1
The surface corresponding to 0 is formed parallel to the main element 10, and the surface corresponding to the side element 11 has a prismatic shape that increases in height as the distance from the main element 10 increases. As a result, the optical axis 1 of the main spot 6-a
3 is refracted on the surface of the element protection member 9, so it bends in a direction away from the main element 10, and the spacing between the three spots on the photodetector 8 is wider than when the element protection member 9 is a simple plate. As shown in FIG. 4, compared to the conventional side spot 1.4 in which the optical axis is not bent, the side spot 15 when the optical axis is bent is located at a position further away from the main spot 16.

（変形例） 第５図はこの発明の変形例を示したもので、上記実施例
と同様効果が得られる。(Modification) FIG. 5 shows a modification of the present invention, which provides the same effects as the above embodiment.

即ち、この変形例では、光検出器８の低価格化を図るた
め、素子像１１ｍ１ｉ１９の材質としてプラスチックを
使用し、リードフレーム１７、素子基板１８、メインエ
レメント１０．サイドエレメント１１をプラスチックモ
ールドにより一体成形して被覆している。That is, in this modification, in order to reduce the cost of the photodetector 8, plastic is used as the material for the element image 11m1i19, and the lead frame 17, element substrate 18, main element 10. The side element 11 is integrally molded and covered with a plastic mold.

この発明の特徴は、素子保護部材１つの表面形状である
ので、プラスチックモールド時に、メインエレメント１
０に対応する表面がメインエレメント１０に平行に、又
、サイドエレメント１１に対応する表面がメインエレメ
ント１０から離れる　　・に従って高くなる、つまり厚
みを増すように成形すれば良い。The feature of this invention is the surface shape of one element protection member, so when plastic molding, the main element 1
The surface corresponding to 0 may be formed parallel to the main element 10, and the surface corresponding to the side element 11 may be formed to be higher or thicker as the distance from the main element 10 increases.

［発明の効果］ この発明によれば、対物レンズ４よって絞られた光デイ
スク５上での３つのスポット間隔を広げることなく、光
検出器８上での３つのスポット間隔を広げることが出来
る。この結果、光検出器８上のメインスポット６−ａと
サイドスポット６−すとの重なりを防ぎ、小形化に際し
、対物レンズ４の焦点距離が短くなっても設計の自由度
を増すことが出来る。[Effects of the Invention] According to the present invention, the distance between the three spots on the photodetector 8 can be widened without widening the distance between the three spots on the optical disk 5 focused by the objective lens 4. As a result, the main spot 6-a and the side spot 6-a on the photodetector 8 are prevented from overlapping, and when downsizing, the degree of freedom in design can be increased even if the focal length of the objective lens 4 is shortened. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はこの発明の一実施例に係る光学的情報処理装置
の光学系システムを示す構成図、第２図は同じく光デイ
スク上での３つのスポットの位置を示す平面図、第３図
は同じく光検出器の形状と光軸の様子を示す断面図、第
４図は同じく光検出器上でのスポットの様子を示す平面
図、第５図はこの発明の変形例を示す断面図、第６図及
び第７図は従来の光学的情報処理装置の光学系システム
（２例）を示す構成図、第８図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）
は同じく光デイスク上での３つのスポットの位置を示す
平面図、第９図は同じくサイドエレメントの差信号とト
ラックからのズレ量との関係を示す特性曲線図である。 １・・・光源、２・・−回折格子、３・・・ビームスプ
リッタ、４・・・対物レンズ、５・・・光ディスク、８
・・・光検出器、 ９．１９・・・素子保護部材、１０・・・メインエレメ
ント（中央の素子）、１１・・・サイドエレメント（両
側の素子）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 へ８１ −　　　　〇 第７図 第９図FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical system of an optical information processing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the positions of three spots on an optical disk, and FIG. Similarly, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the shape of the photodetector and the state of the optical axis, FIG. 4 is a plan view similarly showing the state of the spot on the photodetector, and FIG. Figures 6 and 7 are configuration diagrams showing optical systems (two examples) of conventional optical information processing devices, and Figures 8 (a), (b), and (C).
9 is a plan view showing the positions of three spots on the optical disk, and FIG. 9 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the side element difference signal and the amount of deviation from the track. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Light source, 2...-Diffraction grating, 3... Beam splitter, 4... Objective lens, 5... Optical disk, 8
... Photodetector, 9.19 ... Element protection member, 10 ... Main element (center element), 11 ... Side element (both sides elements). Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Go to Figure 1, Figure 2, Figure 3 81 - 〇 Figure 7 Figure 9

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）情報記録媒体上に情報を記録及び又は既に記録さ
れた情報を再生するために、少なくとも光源と、ビーム
スプリッタと、対物レンズと、この対物レンズで絞られ
たスポットを３本にするような回折格子と、上記情報記
録媒体で反射した光を検出する３つの素子に分割され素
子保護部材で覆われた光検出器とを備えた光学的情報処
理装置において、 上記光検出器の素子保護部材の表面形状が、中央の素子
に対応する面は該素子と平行で、両側の素子に対応する
面は上記中央の素子から離れる方向に高くなるように傾
斜していることを特徴とする光学的情報処理装置。(1) In order to record information on an information recording medium and/or reproduce information that has already been recorded, at least a light source, a beam splitter, an objective lens, and a spot focused by the objective lens should be made into three beams. an optical information processing device comprising a diffraction grating and a photodetector divided into three elements for detecting light reflected by the information recording medium and covered with an element protection member; An optical device characterized in that the surface shape of the member is such that the surface corresponding to the central element is parallel to the element, and the surfaces corresponding to the elements on both sides are inclined so as to become higher in the direction away from the central element. information processing device. （２）上記素子保護部材はプラスチックモールドにより
形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光学的情報処理装置。(2) The optical information processing device according to claim 1, wherein the element protection member is formed of a plastic mold.