JP2001034965A - フォーカスエラー検出装置 - Google Patents
フォーカスエラー検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光検出器の調整位置不良や経年変化など位置
ずれが起きた場合、検出光に光量の変化が生じた場合で
も、フォーカスエラー検出が正しく行え、安定したトラ
ッキングが実現できるフォーカスエラー検出装置の実現
を課題とする。 【解決手段】 光源１から出射される光を集光して光情
報記録媒体８上に照射する対物レンズ７と、集光された
光の光情報記録媒体８の記録面からの反射光のスポット
を検出する光検出器３と、この光検出器３の検出結果か
ら対物レンズ７の焦点位置と光記情報録媒体８の記録面
とのずれ量を検出するフォーカスエラー検出装置で、光
記情報録媒体８の記録面からの反射光に非点収差を与え
る円筒レンズ１３を設け、これによって非点収差が与え
られた光情報記録媒体８の記録面からの反射光が光検出
器３上に作る楕円形スポットの２軸の長さの差からフォ
ーカスエラーを検出する。
ずれが起きた場合、検出光に光量の変化が生じた場合で
も、フォーカスエラー検出が正しく行え、安定したトラ
ッキングが実現できるフォーカスエラー検出装置の実現
を課題とする。 【解決手段】 光源１から出射される光を集光して光情
報記録媒体８上に照射する対物レンズ７と、集光された
光の光情報記録媒体８の記録面からの反射光のスポット
を検出する光検出器３と、この光検出器３の検出結果か
ら対物レンズ７の焦点位置と光記情報録媒体８の記録面
とのずれ量を検出するフォーカスエラー検出装置で、光
記情報録媒体８の記録面からの反射光に非点収差を与え
る円筒レンズ１３を設け、これによって非点収差が与え
られた光情報記録媒体８の記録面からの反射光が光検出
器３上に作る楕円形スポットの２軸の長さの差からフォ
ーカスエラーを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォーカスエラー
検出装置に関し、特に集光手段が集光した光の焦点位置
と光記録媒体の記録面とのずれ量を検出するフォーカス
エラー検出装置に関する。
検出装置に関し、特に集光手段が集光した光の焦点位置
と光記録媒体の記録面とのずれ量を検出するフォーカス
エラー検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスク情報担体の
ピット上にレーザビームを照射してフォーカスエラー信
号を検出する方法として、種々の方法が提案されてお
り、中では、非点収差法、ナイフエッジ法、臨界角法な
どが知られている。
ピット上にレーザビームを照射してフォーカスエラー信
号を検出する方法として、種々の方法が提案されてお
り、中では、非点収差法、ナイフエッジ法、臨界角法な
どが知られている。
【０００３】本発明は、非点収差法の改良に関するもの
なので、非点収差法の光学装置と検出方法を以下に説明
する。図８は、非点収差法の原理を説明するための光ピ
ックアップの光学系の主要部を示す構成図である。図８
において、符号１は光源であるレーザダイオードであ
り、これから出射されたレーザ光は符号２のコリメート
レンズで平行光にされ、符号５５のビームスプリッタで
反射され、符号７の対物レンズで集光されて、符号８で
表される光情報記録媒体の上に集光され、符号５で表さ
れる記録スポットまたは再生スポットになる。
なので、非点収差法の光学装置と検出方法を以下に説明
する。図８は、非点収差法の原理を説明するための光ピ
ックアップの光学系の主要部を示す構成図である。図８
において、符号１は光源であるレーザダイオードであ
り、これから出射されたレーザ光は符号２のコリメート
レンズで平行光にされ、符号５５のビームスプリッタで
反射され、符号７の対物レンズで集光されて、符号８で
表される光情報記録媒体の上に集光され、符号５で表さ
れる記録スポットまたは再生スポットになる。
【０００４】ここで、符号５Ａを合焦点位置よりも光情
報記録媒体８が対物レンズ７に近い点で焦点を結んだ近
焦点スポット、符号５Ｂを合焦点スポットとする。集束
されたスポット５は光情報記録媒体８で反射され、逆の
光路を辿って対物レンズ７、ビームスプリッタ５５を透
過して検出レンズである符号１２の凸レンズで集光され
て、符号１３の非点収差発生素子である円筒レンズで非
点収差を与えられ、符号２０の光検出素子である４分割
フォトダイオードに至る。
報記録媒体８が対物レンズ７に近い点で焦点を結んだ近
焦点スポット、符号５Ｂを合焦点スポットとする。集束
されたスポット５は光情報記録媒体８で反射され、逆の
光路を辿って対物レンズ７、ビームスプリッタ５５を透
過して検出レンズである符号１２の凸レンズで集光され
て、符号１３の非点収差発生素子である円筒レンズで非
点収差を与えられ、符号２０の光検出素子である４分割
フォトダイオードに至る。
【０００５】以上に述べた光路で光情報記録媒体８の合
焦点スポット５Ｂにスポット５が位置したとき、光情報
記録媒体８からの反射光がＭ点に焦点を結ぶように構成
するものとすると、先に述べた円筒レンズ１３の作用に
よって、紙面に垂直な方向では焦点位置は変わらない
が、紙面に平行な方向ではＳ点に焦点を結ぶことになる
ので、Ｆ点においては検出ビームスポット７０は真円に
なる。このため、Ｆ点に４分割フォトダイオード２０を
置くと、図９Ｂのようになり４分割フォトダイオード２
０のそれぞれの素子で同じ光量が検出される。
焦点スポット５Ｂにスポット５が位置したとき、光情報
記録媒体８からの反射光がＭ点に焦点を結ぶように構成
するものとすると、先に述べた円筒レンズ１３の作用に
よって、紙面に垂直な方向では焦点位置は変わらない
が、紙面に平行な方向ではＳ点に焦点を結ぶことになる
ので、Ｆ点においては検出ビームスポット７０は真円に
なる。このため、Ｆ点に４分割フォトダイオード２０を
置くと、図９Ｂのようになり４分割フォトダイオード２
０のそれぞれの素子で同じ光量が検出される。
【０００６】一方、光情報記録媒体８が対物レンズ７に
近付く近焦点スポット５Ａでは、焦点がＳ´点およびＭ
´点にそれぞれ移動し、Ｆ点におけるスポットは紙面に
垂直な方向が太く、紙面に平行な方向が細くなり、４分
割フォトダイオード２０の検出ビームスポット７０は図
９Ａのように楕円になる。また、逆に、光情報記録媒体
８が対物レンズ７から遠い点になる遠焦点スポットで
は、図９Ｃに示すように、Ｆ点におけるスポットは紙面
に垂直な方向が細く、紙面に平行な方向が太くなり、４
分割フォトダイオード２０の検出ビームスポット７０は
図９Ｃに示すような横方向の楕円になる。
近付く近焦点スポット５Ａでは、焦点がＳ´点およびＭ
´点にそれぞれ移動し、Ｆ点におけるスポットは紙面に
垂直な方向が太く、紙面に平行な方向が細くなり、４分
割フォトダイオード２０の検出ビームスポット７０は図
９Ａのように楕円になる。また、逆に、光情報記録媒体
８が対物レンズ７から遠い点になる遠焦点スポットで
は、図９Ｃに示すように、Ｆ点におけるスポットは紙面
に垂直な方向が細く、紙面に平行な方向が太くなり、４
分割フォトダイオード２０の検出ビームスポット７０は
図９Ｃに示すような横方向の楕円になる。
【０００７】このような、非点収差法光学装置の構成
で、４分割フォトダイオード２０に照射された検出ビー
ムスポットの光強度に応じた４つの素子のそれぞれの出
力をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、フォーカスエラー信号Ｆ
ｅは
で、４分割フォトダイオード２０に照射された検出ビー
ムスポットの光強度に応じた４つの素子のそれぞれの出
力をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、フォーカスエラー信号Ｆ
ｅは
【０００８】Ｆｅ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
【０００９】で表される。したがって、合焦点位置では
Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄとなって、この値は０になる。図７に、
このフォーカスエラー信号Ｆｅを検出するのための回路
構成を示す。
Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄとなって、この値は０になる。図７に、
このフォーカスエラー信号Ｆｅを検出するのための回路
構成を示す。
【００１０】以上にのべたように、非点収差法を用いた
場合、調整の段階で、検出ビームスポット７０の中心
が、４分割フォトダイオード２０の中心からずれるよう
な場合には、フォーカスエラー信号Ｆｅの値が、合焦点
位置でも０にはならない。すなわち、図１０に示すよう
に、光情報記録媒体８上で反射されて、Ｆ点位置に置い
た４分割フォトダイオード２０が調整位置不良、あるい
は経年変化で位置ずれ等を生じると、４分割フォトダイ
オード２０の分割中心位置に対し、例えば合焦点状態で
検出ビームスポット７０が照射されても、フォーカスエ
ラー信号Ｆｅは０でなくなり、フォーカスエラー信号Ｆ
ｅを０とするようなフォーカスサーボがなされるため
に、対物レンズ７を合焦位置でない点に移動させてしま
うことになり、弊害を発生する。
場合、調整の段階で、検出ビームスポット７０の中心
が、４分割フォトダイオード２０の中心からずれるよう
な場合には、フォーカスエラー信号Ｆｅの値が、合焦点
位置でも０にはならない。すなわち、図１０に示すよう
に、光情報記録媒体８上で反射されて、Ｆ点位置に置い
た４分割フォトダイオード２０が調整位置不良、あるい
は経年変化で位置ずれ等を生じると、４分割フォトダイ
オード２０の分割中心位置に対し、例えば合焦点状態で
検出ビームスポット７０が照射されても、フォーカスエ
ラー信号Ｆｅは０でなくなり、フォーカスエラー信号Ｆ
ｅを０とするようなフォーカスサーボがなされるため
に、対物レンズ７を合焦位置でない点に移動させてしま
うことになり、弊害を発生する。
【００１１】また、検出ビームスポット７０の光強度の
変化で、フォーカスエラー信号Ｆｅを生成しているため
に、光検出系の汚れや傷、光情報記録媒体８の汚れや
傷、案内溝、記録ピットの状態などによって、検出する
光の光量に変動が生じることがあり、このために、トラ
ッキングが乱れ、フォーカスサーボ動作が不安定になる
等の問題がある。
変化で、フォーカスエラー信号Ｆｅを生成しているため
に、光検出系の汚れや傷、光情報記録媒体８の汚れや
傷、案内溝、記録ピットの状態などによって、検出する
光の光量に変動が生じることがあり、このために、トラ
ッキングが乱れ、フォーカスサーボ動作が不安定になる
等の問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
非点収差法に基づくフォーカスエラー検出装置において
は、調整不良や経年変化などで、４分割フォトダイオー
ドなどの検出器の中心位置からスポット中心がずれた場
合、光検出系に汚れや傷がある場合、光情報記録媒体の
汚れや傷があったり、案内溝、記録ピットの状態不良な
どの場合には、フォーカスサーボが、対物レンズを合焦
位置でない点に移動させてしまうなどの不具合が生じ、
フォーカスサーボ動作が不安定になる等の問題があっ
た。本発明は、比較的簡単な方法でこの問題を解決し
て、光検出器の調整位置不良や経年変化など位置ずれが
起きた場合や、検出光に光量の変化が生じた場合でも、
フォーカスエラー検出が正しく行え、安定したトラッキ
ングが実現できるフォーカスエラー検出装置の実現を課
題とする。
非点収差法に基づくフォーカスエラー検出装置において
は、調整不良や経年変化などで、４分割フォトダイオー
ドなどの検出器の中心位置からスポット中心がずれた場
合、光検出系に汚れや傷がある場合、光情報記録媒体の
汚れや傷があったり、案内溝、記録ピットの状態不良な
どの場合には、フォーカスサーボが、対物レンズを合焦
位置でない点に移動させてしまうなどの不具合が生じ、
フォーカスサーボ動作が不安定になる等の問題があっ
た。本発明は、比較的簡単な方法でこの問題を解決し
て、光検出器の調整位置不良や経年変化など位置ずれが
起きた場合や、検出光に光量の変化が生じた場合でも、
フォーカスエラー検出が正しく行え、安定したトラッキ
ングが実現できるフォーカスエラー検出装置の実現を課
題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、光源手段と、この光源手段から出射され
る光を集光して光記録媒体上に照射する集光手段と、こ
の集光手段によって集光された光の前記光記録媒体の記
録面からの反射光のスポットを検出する光検出手段とを
有し、この光検出手段の検出結果から前記集光手段が集
光した光の焦点位置と前記光記録媒体の記録面とのずれ
量を検出するフォーカスエラー検出装置において、前記
光記録媒体の記録面からの反射光に非点収差を与える非
点収差手段と、この非点収差手段によって非点収差が与
えられ前記光検出手段が検出した前記光記録媒体の記録
面からの反射光の楕円形スポットの２軸の長さの差を求
める演算手段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の
長さの差からフォーカスエラーを検出することを特徴と
する。
め、本発明は、光源手段と、この光源手段から出射され
る光を集光して光記録媒体上に照射する集光手段と、こ
の集光手段によって集光された光の前記光記録媒体の記
録面からの反射光のスポットを検出する光検出手段とを
有し、この光検出手段の検出結果から前記集光手段が集
光した光の焦点位置と前記光記録媒体の記録面とのずれ
量を検出するフォーカスエラー検出装置において、前記
光記録媒体の記録面からの反射光に非点収差を与える非
点収差手段と、この非点収差手段によって非点収差が与
えられ前記光検出手段が検出した前記光記録媒体の記録
面からの反射光の楕円形スポットの２軸の長さの差を求
める演算手段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の
長さの差からフォーカスエラーを検出することを特徴と
する。
【００１４】また、このフォーカスエラー検出装置にお
いて、前記光記録媒体の記録面からの反射光に非点収差
を与える非点収差手段と、この非点収差手段によって非
点収差が与えられ前記光検出手段が検出した前記光記録
媒体の記録面からの反射光の楕円形スポットの２軸の長
さの比の対数を求める演算手段とを具備し、この演算手
段が求めた２軸の長さの比の対数からフォーカスエラー
を検出することを特徴とする。
いて、前記光記録媒体の記録面からの反射光に非点収差
を与える非点収差手段と、この非点収差手段によって非
点収差が与えられ前記光検出手段が検出した前記光記録
媒体の記録面からの反射光の楕円形スポットの２軸の長
さの比の対数を求める演算手段とを具備し、この演算手
段が求めた２軸の長さの比の対数からフォーカスエラー
を検出することを特徴とする。
【００１５】さらに、また、このフォーカスエラー検出
装置において、前記光記録媒体の記録面からの反射光に
非点収差を与える非点収差手段と、この非点収差手段に
よって非点収差が与えられ前記光検出手段が検出した前
記光記録媒体の記録面からの反射光のスポットを楕円形
状に近似するスポット近似手段と、このスポット近似手
段が近似した楕円形状の２軸の長さの差を求める演算手
段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の長さの差か
らフォーカスエラーを検出することを特徴とする。
装置において、前記光記録媒体の記録面からの反射光に
非点収差を与える非点収差手段と、この非点収差手段に
よって非点収差が与えられ前記光検出手段が検出した前
記光記録媒体の記録面からの反射光のスポットを楕円形
状に近似するスポット近似手段と、このスポット近似手
段が近似した楕円形状の２軸の長さの差を求める演算手
段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の長さの差か
らフォーカスエラーを検出することを特徴とする。
【００１６】さらに、また、このフォーカスエラー検出
装置において、前記光記録媒体の記録面からの反射光に
非点収差を与える非点収差手段と、この非点収差手段に
よって非点収差が与えられ前記光検出手段が検出した前
記光記録媒体の記録面からの反射光のスポットを楕円形
状に近似するスポット近似手段と、このスポット近似手
段が近似した楕円形状の２軸の長さの比の対数を求める
演算手段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の長さ
の比の対数からフォーカスエラーを検出することを特徴
とする。
装置において、前記光記録媒体の記録面からの反射光に
非点収差を与える非点収差手段と、この非点収差手段に
よって非点収差が与えられ前記光検出手段が検出した前
記光記録媒体の記録面からの反射光のスポットを楕円形
状に近似するスポット近似手段と、このスポット近似手
段が近似した楕円形状の２軸の長さの比の対数を求める
演算手段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の長さ
の比の対数からフォーカスエラーを検出することを特徴
とする。
【００１７】このように、楕円スポットまたはスポット
を近似した楕円の２軸の長さの差または長さの比の対数
からフォーカスエラーを検出するようにすることで、ス
ポットに位置ずれが起きた場合や、検出光に光量の変化
が生じた場合でも、フォーカスエラーを正しく検出する
ことができる。
を近似した楕円の２軸の長さの差または長さの比の対数
からフォーカスエラーを検出するようにすることで、ス
ポットに位置ずれが起きた場合や、検出光に光量の変化
が生じた場合でも、フォーカスエラーを正しく検出する
ことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるフォーカス
エラー検出装置を添付図面を参照にして詳細に説明す
る。
エラー検出装置を添付図面を参照にして詳細に説明す
る。
【００１９】図１に、本発明のフォーカスエラー検出装
置の一実施の形態の構成を表すブロック図を示した。図
１において、符号１は光源である半導体レーザダイオー
ド、符号２はコリメートレンズ、符号３は光検出器、符
号７は対物レンズ、符号８は光情報記録媒体、符号１０
は光ピックアップユニット、符号１２は検出レンズ、符
号１３は非点収差発生素子である円筒レンズ、符号４１
は信号処理部、符号５４は回折格子、符号５５はビーム
スプリッタである。
置の一実施の形態の構成を表すブロック図を示した。図
１において、符号１は光源である半導体レーザダイオー
ド、符号２はコリメートレンズ、符号３は光検出器、符
号７は対物レンズ、符号８は光情報記録媒体、符号１０
は光ピックアップユニット、符号１２は検出レンズ、符
号１３は非点収差発生素子である円筒レンズ、符号４１
は信号処理部、符号５４は回折格子、符号５５はビーム
スプリッタである。
【００２０】光源である半導体レーザダイオード１から
出射された拡散ビームは、コリメートレンズ２で平行光
にされ、光路分離素子である回折格子５４で複数の光路
に分けられ、ビームスプリッタ５５の接合面で反射さ
れ、光路を９０°折り曲げられ、対物レンズ７で集光さ
れて、光情報記録媒体である光ディスク８の記録面上に
集光されて、ビームスポットを形成する。
出射された拡散ビームは、コリメートレンズ２で平行光
にされ、光路分離素子である回折格子５４で複数の光路
に分けられ、ビームスプリッタ５５の接合面で反射さ
れ、光路を９０°折り曲げられ、対物レンズ７で集光さ
れて、光情報記録媒体である光ディスク８の記録面上に
集光されて、ビームスポットを形成する。
【００２１】この集光されたビームスポットは光ディス
ク８の記録面で反射されて同じ光路を戻り、ビームスプ
リッタ５５を透過し、その後、検出レンズ１２、非点収
差発生素子である円筒レンズ１３を透過し、最後に検出
ビームスポットを、例えば２次元配列光検出器のような
ビーム形状が検出可能な光検出器３に入射させる。この
光検出器３で発生した電気信号は、信号処理部４１で信
号処理され、この電気信号からフォーカスエラー信号が
生成され、さらにフォーカスサーボ信号が生成されて出
力される。このサーボ信号は、光ピックアップユニット
１０のサーボ系にフィードバックされる。
ク８の記録面で反射されて同じ光路を戻り、ビームスプ
リッタ５５を透過し、その後、検出レンズ１２、非点収
差発生素子である円筒レンズ１３を透過し、最後に検出
ビームスポットを、例えば２次元配列光検出器のような
ビーム形状が検出可能な光検出器３に入射させる。この
光検出器３で発生した電気信号は、信号処理部４１で信
号処理され、この電気信号からフォーカスエラー信号が
生成され、さらにフォーカスサーボ信号が生成されて出
力される。このサーボ信号は、光ピックアップユニット
１０のサーボ系にフィードバックされる。
【００２２】光検出器３と、入射した検出ビームスポッ
トの関係を図２に示す。図２に示した検出ビームスポッ
ト７０は図８Ａ、図９Ａに示した場合と同様、合焦点位
置よりも光ディスク８が対物レンズ７に近い位置にある
場合のものを示している。この検出ビームスポット７０
は非点収差が与えられているために、図１では、紙面に
垂直な方向が太く紙面に平行な方向が細い、縦長の楕円
形になる。
トの関係を図２に示す。図２に示した検出ビームスポッ
ト７０は図８Ａ、図９Ａに示した場合と同様、合焦点位
置よりも光ディスク８が対物レンズ７に近い位置にある
場合のものを示している。この検出ビームスポット７０
は非点収差が与えられているために、図１では、紙面に
垂直な方向が太く紙面に平行な方向が細い、縦長の楕円
形になる。
【００２３】図３に、信号処理部４１内で行われるフォ
ーカスエラー信号の処理内容をフローチャートで示す。
まずステップ１０１で、歪み補正、エッジ検出、エッジ
強調等の「前処理」が行われる。次に、ステップ１０２
で「検出ビームスポットの水平／垂直方向の軸長の算
出」を行う。検出ビームスポット７０の水平長さａと垂
直長さｂとを検出する。ステップ１０３の「フォーカス
エラー信号演算／生成」の段階で、フォーカスエラー信
号Ｆｅは
ーカスエラー信号の処理内容をフローチャートで示す。
まずステップ１０１で、歪み補正、エッジ検出、エッジ
強調等の「前処理」が行われる。次に、ステップ１０２
で「検出ビームスポットの水平／垂直方向の軸長の算
出」を行う。検出ビームスポット７０の水平長さａと垂
直長さｂとを検出する。ステップ１０３の「フォーカス
エラー信号演算／生成」の段階で、フォーカスエラー信
号Ｆｅは
【００２４】 Ｆｅ＝ａ−ｂ （但し、０＜ａ≦ｘ、０＜ｂ≦ｙ） （１）
【００２５】 Ｆｅ＝ｂ−ａ （但し、０＜ａ≦ｘ、０＜ｂ≦ｙ） （２）
【００２６】により、フォーカスエラー信号を生成す
る。ここでｘは水平長さａの最大値、ｙは垂直長さｂの
最大値であり、ｘ、ｙは光検出器の物理的な大きさの制
限によって決まる値である。このフォーカスエラー信号
に基づいてステップ１０４で「フォーカスサーボ信号を
生成」し、ステップ１０５で「サーボ信号を出力」す
る。この時の、焦点の位置ずれに対するフォーカスエラ
ー信号の値を示したグラフを図５に示す。
る。ここでｘは水平長さａの最大値、ｙは垂直長さｂの
最大値であり、ｘ、ｙは光検出器の物理的な大きさの制
限によって決まる値である。このフォーカスエラー信号
に基づいてステップ１０４で「フォーカスサーボ信号を
生成」し、ステップ１０５で「サーボ信号を出力」す
る。この時の、焦点の位置ずれに対するフォーカスエラ
ー信号の値を示したグラフを図５に示す。
【００２７】以上に説明した図１の構成は本発明の一例
であり、コリメートレンズ２の機能を対物レンズ７に持
たせ、コリメートレンズ２を省略した構成、ビームスプ
リッタ５５の透過、反射を逆にして、光源１と検出系の
位置を入れ替えた構成など、光情報記録媒体からの反射
検出ビームに非点収差発生素子で非点収差を与え、その
結果の検出ビームスポットを光検出器で検出する構成が
とれればどのような方法でも用いることができる。
であり、コリメートレンズ２の機能を対物レンズ７に持
たせ、コリメートレンズ２を省略した構成、ビームスプ
リッタ５５の透過、反射を逆にして、光源１と検出系の
位置を入れ替えた構成など、光情報記録媒体からの反射
検出ビームに非点収差発生素子で非点収差を与え、その
結果の検出ビームスポットを光検出器で検出する構成が
とれればどのような方法でも用いることができる。
【００２８】本発明の他の実施の形態を以下で説明す
る。この実施の形態の基本構成は図１のそれと同一であ
るが、図３のフローチャートでのステップ１０３の「フ
ォーカスエラー信号演算／生成」の段階で、フォーカス
エラー信号Ｆｅを次の式で表すようにする。
る。この実施の形態の基本構成は図１のそれと同一であ
るが、図３のフローチャートでのステップ１０３の「フ
ォーカスエラー信号演算／生成」の段階で、フォーカス
エラー信号Ｆｅを次の式で表すようにする。
【００２９】 Ｆｅ＝ｌｏｇ（ａ／ｂ） ＝ｌｏｇａ−ｌｏｇｂ （但し、０＜ａ≦ｘ、０＜ｂ≦ｙ） （３）
【００３０】 Ｆｅ＝ｌｏｇ（ｂ／ａ） ＝ｌｏｇｂ−ｌｏｇａ （但し、０＜ａ≦ｘ、０＜ｂ≦ｙ） （４）
【００３１】この時の、焦点の位置ずれに対するフォー
カスエラー信号の値を示したグラフを図６に示す。
カスエラー信号の値を示したグラフを図６に示す。
【００３２】ところで、検出ビームスポットは、常に正
確な楕円形をしているわけではなく、光学系の汚れや
傷、光情報記録媒体の汚れや傷、案内溝、記録ピットの
状態などによって、歪みを含んだ楕円形状をしている。
このような場合の、対策を含んだ本発明の他の実施の形
態のフローチャートを図４に示す。
確な楕円形をしているわけではなく、光学系の汚れや
傷、光情報記録媒体の汚れや傷、案内溝、記録ピットの
状態などによって、歪みを含んだ楕円形状をしている。
このような場合の、対策を含んだ本発明の他の実施の形
態のフローチャートを図４に示す。
【００３３】この実施の形態では、信号処理部４１内で
行われるフォーカスエラー信号の処理内容が図３のもの
とやや異なって、ステップ２０２の「検出ビームスポッ
トの楕円への近似化」のステップが図３のフローチャー
トに追加される。これにより、検出ビームスポットに対
し楕円へ近似化を行って、歪みの補正を行うことが可能
になる。
行われるフォーカスエラー信号の処理内容が図３のもの
とやや異なって、ステップ２０２の「検出ビームスポッ
トの楕円への近似化」のステップが図３のフローチャー
トに追加される。これにより、検出ビームスポットに対
し楕円へ近似化を行って、歪みの補正を行うことが可能
になる。
【００３４】この近似した楕円形の２軸の長さをそれぞ
れａ、ｂとして算出し、その後、式（１）または式
（２）を用いて差分を取ってフォーカスエラー信号とす
る。これにより、図３に示したフローチャートの実施の
形態の作用効果に加えて、光学系の汚れや傷、光情報記
録媒体の汚れや傷、案内溝、記録ピットの状態などの外
因による影響を大幅に排除し、安定したフォーカスエラ
ー信号を検出することが可能になる。
れａ、ｂとして算出し、その後、式（１）または式
（２）を用いて差分を取ってフォーカスエラー信号とす
る。これにより、図３に示したフローチャートの実施の
形態の作用効果に加えて、光学系の汚れや傷、光情報記
録媒体の汚れや傷、案内溝、記録ピットの状態などの外
因による影響を大幅に排除し、安定したフォーカスエラ
ー信号を検出することが可能になる。
【００３５】また、他の実施の形態として、同様に検出
ビームスポットの楕円へ近似化を行って、その楕円形の
２軸の長さをそれぞれａ、ｂとして算出し、その後、式
（３）または式（４）を用いて軸の長さの比の対数を取
って、フォーカスエラー信号とすることもできる。
ビームスポットの楕円へ近似化を行って、その楕円形の
２軸の長さをそれぞれａ、ｂとして算出し、その後、式
（３）または式（４）を用いて軸の長さの比の対数を取
って、フォーカスエラー信号とすることもできる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明は、光源と、この光源から出射される光を集光して
光記録媒体上に照射する対物レンズと、この対物レンズ
によって集光された光の光記録媒体の記録面からの反射
光のスポットを検出する光検出器とを有し、この光検出
器の検出結果から対物レンズが集光した光の焦点位置と
光記録媒体の記録面とのずれ量を検出するフォーカスエ
ラー検出装置において、光記録媒体の記録面からの反射
光に非点収差を与える円筒レンズと、この円筒レンズに
よって非点収差が与えられ光検出器が検出した光記録媒
体の記録面からの反射光の楕円形スポットの２軸の長さ
の差を求める演算手段とを具備し、この演算手段が求め
た２軸の長さの差からフォーカスエラーを検出すること
を特徴とする。これにより、光検出器の調整位置不良や
経年変化など位置ずれが起きた場合や、検出光に光量の
変化が生じた場合でも、スポットの中心が光検出器の受
光範囲内で多少ずれても、トラッキングエラー信号が乱
れにくく、オフセットが生じる事なく安定したフォーカ
スエラー検出が正しく行える。
発明は、光源と、この光源から出射される光を集光して
光記録媒体上に照射する対物レンズと、この対物レンズ
によって集光された光の光記録媒体の記録面からの反射
光のスポットを検出する光検出器とを有し、この光検出
器の検出結果から対物レンズが集光した光の焦点位置と
光記録媒体の記録面とのずれ量を検出するフォーカスエ
ラー検出装置において、光記録媒体の記録面からの反射
光に非点収差を与える円筒レンズと、この円筒レンズに
よって非点収差が与えられ光検出器が検出した光記録媒
体の記録面からの反射光の楕円形スポットの２軸の長さ
の差を求める演算手段とを具備し、この演算手段が求め
た２軸の長さの差からフォーカスエラーを検出すること
を特徴とする。これにより、光検出器の調整位置不良や
経年変化など位置ずれが起きた場合や、検出光に光量の
変化が生じた場合でも、スポットの中心が光検出器の受
光範囲内で多少ずれても、トラッキングエラー信号が乱
れにくく、オフセットが生じる事なく安定したフォーカ
スエラー検出が正しく行える。
【００３７】また、本発明の請求項２の発明は、同様の
フォーカスエラー検出装置において、光記録媒体の記録
面からの反射光に非点収差を与える円筒レンズと、この
円筒レンズによって非点収差が与えられ光検出器が検出
した光記録媒体の記録面からの反射光の楕円形スポット
の２軸の長さの比の対数を求める演算手段とを具備し、
この演算手段が求めた２軸の長さの比の対数からフォー
カスエラーを検出することを特徴とする。これにより、
請求項１の効果に加え、２軸の長さの比でフォーカスエ
ラーを検出しているため、光量の変動などによってスポ
ットの大きさが変化した場合でも、楕円の長短軸の比は
変化しないため、安定したフォーカスエラー検出が可能
である。
フォーカスエラー検出装置において、光記録媒体の記録
面からの反射光に非点収差を与える円筒レンズと、この
円筒レンズによって非点収差が与えられ光検出器が検出
した光記録媒体の記録面からの反射光の楕円形スポット
の２軸の長さの比の対数を求める演算手段とを具備し、
この演算手段が求めた２軸の長さの比の対数からフォー
カスエラーを検出することを特徴とする。これにより、
請求項１の効果に加え、２軸の長さの比でフォーカスエ
ラーを検出しているため、光量の変動などによってスポ
ットの大きさが変化した場合でも、楕円の長短軸の比は
変化しないため、安定したフォーカスエラー検出が可能
である。
【００３８】また、本発明の請求項３の発明は、同様の
フォーカスエラー検出装置において、光記録媒体の記録
面からの反射光に非点収差を与える円筒レンズと、この
円筒レンズによって非点収差が与えられ光検出器が検出
した光記録媒体の記録面からの反射光のスポットを楕円
形状に近似するスポット近似手段と、このスポット近似
手段が近似した楕円形状の２軸の長さの差を求める演算
手段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の長さの差
からフォーカスエラーを検出することを特徴とする。こ
のように、スポットの楕円近似を行うために、検出ビー
ムスポットが、光検出系の汚れや傷、光情報記録媒体の
汚れや傷、案内溝、記録ピットの状態不良などによっ
て、歪みを含んだ楕円形状をしている場合でも、その歪
みをスポット近似手段で補正することができ、請求項１
の効果に加え、外因による影響を大幅に削除して、安定
したフォーカスエラー検出が可能になる。
フォーカスエラー検出装置において、光記録媒体の記録
面からの反射光に非点収差を与える円筒レンズと、この
円筒レンズによって非点収差が与えられ光検出器が検出
した光記録媒体の記録面からの反射光のスポットを楕円
形状に近似するスポット近似手段と、このスポット近似
手段が近似した楕円形状の２軸の長さの差を求める演算
手段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の長さの差
からフォーカスエラーを検出することを特徴とする。こ
のように、スポットの楕円近似を行うために、検出ビー
ムスポットが、光検出系の汚れや傷、光情報記録媒体の
汚れや傷、案内溝、記録ピットの状態不良などによっ
て、歪みを含んだ楕円形状をしている場合でも、その歪
みをスポット近似手段で補正することができ、請求項１
の効果に加え、外因による影響を大幅に削除して、安定
したフォーカスエラー検出が可能になる。
【００３９】また、本発明の請求項４の発明は、同様の
フォーカスエラー検出装置において、光記録媒体の記録
面からの反射光に非点収差を与える円筒レンズと、この
円筒レンズによって非点収差が与えられ光検出器が検出
した光記録媒体の記録面からの反射光のスポットを楕円
形状に近似するスポット近似手段と、このスポット近似
手段が近似した楕円形状の２軸の長さの比の対数を求め
る演算手段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の長
さの比の対数からフォーカスエラーを検出することを特
徴とする。これにより、請求項３の効果に加え、光量の
変動などによってスポットの大きさが変化した場合で
も、楕円の長短軸の比は変化しないため、安定したフォ
ーカスエラー検出が可能である。
フォーカスエラー検出装置において、光記録媒体の記録
面からの反射光に非点収差を与える円筒レンズと、この
円筒レンズによって非点収差が与えられ光検出器が検出
した光記録媒体の記録面からの反射光のスポットを楕円
形状に近似するスポット近似手段と、このスポット近似
手段が近似した楕円形状の２軸の長さの比の対数を求め
る演算手段とを具備し、この演算手段が求めた２軸の長
さの比の対数からフォーカスエラーを検出することを特
徴とする。これにより、請求項３の効果に加え、光量の
変動などによってスポットの大きさが変化した場合で
も、楕円の長短軸の比は変化しないため、安定したフォ
ーカスエラー検出が可能である。
【図１】本発明のフォーカスエラー検出装置の実施の形
態の構成を表すブロック図。
態の構成を表すブロック図。
【図２】図１の実施の形態で光検出器と入射した検出ビ
ームスポットの関係を示す説明図。
ームスポットの関係を示す説明図。
【図３】フォーカスエラー信号の処理内容を示すフロー
チャート。
チャート。
【図４】フォーカスエラー信号の他の処理内容を示すフ
ローチャート。
ローチャート。
【図５】焦点の位置ずれに対するフォーカスエラー信号
の値を示すグラフ。
の値を示すグラフ。
【図６】焦点の位置ずれに対するフォーカスエラー信号
の値を示す他のグラフ。
の値を示す他のグラフ。
【図７】フォーカスエラー信号を検出するのための回路
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図８】非点収差法の原理を説明するための光ピックア
ップの光学系の主要部を示す構成図。
ップの光学系の主要部を示す構成図。
【図９】検出ビームスポットと焦点位置の関係を示す説
明図。
明図。
【図１０】検出ビームスポットのオフセットずれを示す
説明図。
説明図。
１ 半導体レーザダイオード ２ コリメートレンズ ３ 光検出器 ７ 対物レンズ ８ 光情報記録媒体 １０ 光ピックアップユニット １２ 検出レンズ １３ 円筒レンズ ２０ ４分割フォトダイオード ４１ 信号処理部 ５４ 回折格子 ５５ ビームスプリッタ
Claims (4)
- 【請求項１】 光源手段と、この光源手段から出射され
る光を集光して光記録媒体上に照射する集光手段と、こ
の集光手段によって集光された光の前記光記録媒体の記
録面からの反射光のスポットを検出する光検出手段とを
有し、この光検出手段の検出結果から前記集光手段が集
光した光の焦点位置と前記光記録媒体の記録面とのずれ
量を検出するフォーカスエラー検出装置において、 前記光記録媒体の記録面からの反射光に非点収差を与え
る非点収差手段と、 この非点収差手段によって非点収差が与えられ前記光検
出手段が検出した前記光記録媒体の記録面からの反射光
の楕円形スポットの２軸の長さの差を求める演算手段と
を具備し、 この演算手段が求めた２軸の長さの差からフォーカスエ
ラーを検出することを特徴とするフォーカスエラー検出
装置。 - 【請求項２】 光源手段と、この光源手段から出射され
る光を集光して光記録媒体上に照射する集光手段と、こ
の集光手段によって集光された光の前記光記録媒体の記
録面からの反射光のスポットを検出する光検出手段とを
有し、この光検出手段の検出結果から前記集光手段が集
光した光の焦点位置と前記光記録媒体の記録面とのずれ
量を検出するフォーカスエラー検出装置において、 前記光記録媒体の記録面からの反射光に非点収差を与え
る非点収差手段と、 この非点収差手段によって非点収差が与えられ前記光検
出手段が検出した前記光記録媒体の記録面からの反射光
の楕円形スポットの２軸の長さの比の対数を求める演算
手段とを具備し、 この演算手段が求めた２軸の長さの比の対数からフォー
カスエラーを検出することを特徴とするフォーカスエラ
ー検出装置。 - 【請求項３】 光源手段と、この光源手段から出射され
る光を集光して光記録媒体上に照射する集光手段と、こ
の集光手段によって集光された光の前記光記録媒体の記
録面からの反射光のスポットを検出する光検出手段とを
有し、この光検出手段の検出結果から前記集光手段が集
光した光の焦点位置と前記光記録媒体の記録面とのずれ
量を検出するフォーカスエラー検出装置において、 前記光記録媒体の記録面からの反射光に非点収差を与え
る非点収差手段と、 この非点収差手段によって非点収差が与えられ前記光検
出手段が検出した前記光記録媒体の記録面からの反射光
のスポットを楕円形状に近似するスポット近似手段と、 このスポット近似手段が近似した楕円形状の２軸の長さ
の差を求める演算手段とを具備し、 この演算手段が求めた２軸の長さの差からフォーカスエ
ラーを検出することを特徴とするフォーカスエラー検出
装置。 - 【請求項４】 光源手段と、この光源手段から出射され
る光を集光して光記録媒体上に照射する集光手段と、こ
の集光手段によって集光された光の前記光記録媒体の記
録面からの反射光のスポットを検出する光検出手段とを
有し、この光検出手段の検出結果から前記集光手段が集
光した光の焦点位置と前記光記録媒体の記録面とのずれ
量を検出するフォーカスエラー検出装置において、 前記光記録媒体の記録面からの反射光に非点収差を与え
る非点収差手段と、 この非点収差手段によって非点収差が与えられ前記光検
出手段が検出した前記光記録媒体の記録面からの反射光
のスポットを楕円形状に近似するスポット近似手段と、 このスポット近似手段が近似した楕円形状の２軸の長さ
の比の対数を求める演算手段とを具備し、 この演算手段が求めた２軸の長さの比の対数からフォー
カスエラーを検出することを特徴とするフォーカスエラ
ー検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204439A JP2001034965A (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | フォーカスエラー検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204439A JP2001034965A (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | フォーカスエラー検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001034965A true JP2001034965A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16490555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11204439A Pending JP2001034965A (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | フォーカスエラー検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001034965A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6594149B2 (en) * | 2001-09-18 | 2003-07-15 | Hitachi, Ltd. | Liquid cooled circuit device |
| CN100530379C (zh) * | 2006-07-19 | 2009-08-19 | 清华大学深圳研究生院 | 激光读取头信号拾取光路结构 |
-
1999
- 1999-07-19 JP JP11204439A patent/JP2001034965A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6594149B2 (en) * | 2001-09-18 | 2003-07-15 | Hitachi, Ltd. | Liquid cooled circuit device |
| CN100530379C (zh) * | 2006-07-19 | 2009-08-19 | 清华大学深圳研究生院 | 激光读取头信号拾取光路结构 |
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