JP2561253B2 - Track error detector - Google Patents

Track error detector

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JP2561253B2
JP2561253B2 JP61310311A JP31031186A JP2561253B2 JP 2561253 B2 JP2561253 B2 JP 2561253B2 JP 61310311 A JP61310311 A JP 61310311A JP 31031186 A JP31031186 A JP 31031186A JP 2561253 B2 JP2561253 B2 JP 2561253B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、いわゆる光ディスク、ディジタルオーデ
ィオディスク、ビデオディスク、光磁気ディスクなどの
記録、再生に用いる光ヘッドのトラック誤差検出装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a track error detecting device for an optical head used for recording and reproducing so-called optical disc, digital audio disc, video disc, magneto-optical disc, and the like.

(従来の技術) ビデオディスク、ディジタルオーディオディスク、光
磁気ディスク(以下では光ディスクと総称する)の従来
の光ヘッドに用いられているトラック誤差検出方法には
主に、プッシュプル法、ヘテロダイン法、スリービーム
法がある。プッシュプル法及びヘテロダイン法は、光デ
ィスクのデータ読み出しに用いる主ビームの反射光のフ
ァーフィールドパターンを用いる方式であり、スリービ
ーム法はトラック誤差検出用の補助ビームを用いる方式
である。
(Prior Art) Track error detection methods used in conventional optical heads of video discs, digital audio discs, and magneto-optical discs (hereinafter collectively referred to as optical discs) are mainly push-pull method, heterodyne method, three-track method. There is a beam method. The push-pull method and the heterodyne method are methods using a far-field pattern of reflected light of a main beam used for reading data from an optical disk, and the three-beam method is a method using an auxiliary beam for detecting a track error.

ファーフィールドパターンを用いる誤差検出方式は、
光ディスクの盤面に形成されたピットまたはプリグルー
ブにより回折された反射光の光量分布が、ピットまたは
プリグルーブと光スポットとの位置関係により変化する
ことを利用している。
The error detection method using the far field pattern is
It utilizes that the light amount distribution of the reflected light diffracted by the pits or pregrooves formed on the surface of the optical disc changes depending on the positional relationship between the pits or pregrooves and the light spot.

第2図は、使用する光源の波長をλとした場合に、ピ
ットの深さがλ/5の条件で、ファーフィールドに置かれ
た第3図に示す4分割光検出器1上でのディスクからの
反射光2の光量分布が個々のピットとの相対位置により
どのように変化するかを模式的に示したものである。第
2図は4分割光検出器の各セグメントA3、B4、C5、D6の
出力を各々a,b,c,dとしたときの PP=(a+d)−(b+c) …(1) HTD=(a+c)−(b+d) …(2) RF=a+b+c+d …(3) の3つの信号変化を示している。PP信号はピット進行方
向にならんだセグメントの和信号の差信号、HTD信号は
対角和の差信号、RF信号は全和信号である。第2図の横
軸はピットとスポットの相対位置を表し、時間軸に対応
する。
FIG. 2 shows a disk on the four-division photodetector 1 shown in FIG. 3 placed in the far field under the condition that the pit depth is λ / 5, where λ is the wavelength of the light source used. 3 schematically shows how the light amount distribution of the reflected light 2 from the light changes depending on the relative position to each pit. Fig. 2 shows PP = (a + d)-(b + c) (1) HTD = (when the output of each segment A3, B4, C5, D6 of the 4-split photodetector is a, b, c, d. a + c)-(b + d) (2) RF = a + b + c + d (3) The three signal changes are shown. The PP signal is the difference signal of the sum signals of the segments arranged in the pit traveling direction, the HTD signal is the difference signal of the diagonal sum, and the RF signal is the total sum signal. The horizontal axis of FIG. 2 represents the relative position of the pit and the spot, and corresponds to the time axis.

プッシュプル法は、本発明と最も関連の深い方式であ
り、(1)式で得られるPP信号をトラック誤差信号とし
て利用するものである。個々のピットで生じるトラック
の進行方向の光量分布は、オフトラックの場合、非対象
となる。この非対称分布により、4分割光検出器1から
(1)式の演算を処すことにより、あるいはこの場合の
4分割光検出器と等価な機能を有する2分割フォトディ
テクタの出力差をとることにより、トラックからの光ス
ポットずれの方向に応じたトラック誤差信号が得られ
る。第2図(b)のように光スポットがトラックの中央
を通れば、PP信号は常にゼロになる。
The push-pull method is the method most closely related to the present invention, and uses the PP signal obtained by the equation (1) as a track error signal. The light amount distribution in the traveling direction of the track generated in each pit is asymmetric in the case of off-track. By performing the calculation of the formula (1) from the 4-division photodetector 1 by this asymmetric distribution, or by taking the output difference of the 2-division photodetector having a function equivalent to that of the 4-division photodetector in this case, the track is calculated. A track error signal corresponding to the direction of the light spot shift from is obtained. When the light spot passes through the center of the track as shown in FIG. 2 (b), the PP signal is always zero.

第2図(a)から(c)の状態にトラックがディスク
の回転につれて移動すれば、PP信号の平均値はプラスか
らマイナスへ変化する。したがって、PP信号の符号に応
じてトラックサーボをかければよい。
If the track moves from the state shown in FIG. 2A to the state shown in FIG. 2C as the disc rotates, the average value of the PP signal changes from plus to minus. Therefore, it suffices to apply the track servo according to the sign of the PP signal.

第4図はプッシュプル法による従来のトラック誤差検
出装置を示す。半導体レーザ31を出た光は偏光ビームス
プリッタ42、λ/4板41を介して収束レンズ39で光ディス
ク40上に集光される。光ディスク40からの反射光は逆の
経路をたどり、偏光ビームスプリッタ42で、90゜進路を
曲げられ、光軸を境界にして第1光検出器30および第2
光検出器32に導かれる。トラック誤差信号は第1光検出
器30および第2光検出器32の出力の差信号から得られ
る。
FIG. 4 shows a conventional track error detecting device by the push-pull method. The light emitted from the semiconductor laser 31 is condensed on the optical disc 40 by the converging lens 39 via the polarization beam splitter 42 and the λ / 4 plate 41. The reflected light from the optical disk 40 follows the reverse path, and the polarization beam splitter 42 bends the path thereof by 90 °, and the first photodetector 30 and the second photodetector 30 are separated by the optical axis as a boundary.
It is led to the photodetector 32. The track error signal is obtained from the difference signal between the outputs of the first photodetector 30 and the second photodetector 32.

次にヘテロダイン法について説明する。第2図(b)
のように光スポットがトラックの中央を通るときには、
(2)式で与えられる4分割フォトディテクタ1の対角
和の差信号HTDは常にゼロとなる。(a)または(c)
のようにスポットがトラックの中央からずれて通るとき
には、HTD信号の位相は、光スポットのずれの方向によ
って、全和の信号RFに対して90゜の進み、あるいは遅れ
を伴う。したがってRF信号を基準にしてHTD信号の位相
を検出すれば、両極性のトラック誤差信号を得ることが
できる。位相検出手段としてヘテロダイン検波を用いる
ことが多い。
Next, the heterodyne method will be described. Fig. 2 (b)
When the light spot passes through the center of the track like
The difference signal HTD of the diagonal sum of the 4-division photodetector 1 given by the equation (2) is always zero. (A) or (c)
As described above, the phase of the HTD signal is advanced or delayed by 90 ° with respect to the total signal RF depending on the direction of the deviation of the light spot. Therefore, if the phase of the HTD signal is detected with reference to the RF signal, a bipolar track error signal can be obtained. Heterodyne detection is often used as the phase detection means.

第5図はスリービーム法によるトラック誤差検出装置
を示している。主ビーム53のほかに、回折格子51で分け
られた±1次回折光54,55をトラック誤差検出用の補助
ビームとして使う。第6図はスリービーム法によるトラ
ック誤差検出原理を説明するための図である。3本の光
ビームは光ディスク上に第6図に示すように3つのスポ
ットを形成し、主スポット7がオントラックの場合、2
つの補助スポット8、9はそれぞれ逆方向にわずかにオ
フトラックになるように結像する。第6図(b)から
(a)に示す右方向のオフトラックが生じると第2補助
スポット9からの反射光は、ピット10の回折を受けるた
めに第1補助スポット8からの反射光に比べて弱くな
る。同様に、第6図(c)に示す左方向のオフトラック
が生じると、第1補助スポット8からの反射光は第2補
助スポット9からの反射光に比べて弱くなる。従って2
つの補助スポットからの反射光強度の差からトラック誤
差信号を得ることができる。
FIG. 5 shows a track error detecting device by the three-beam method. In addition to the main beam 53, the ± first-order diffracted lights 54 and 55 divided by the diffraction grating 51 are used as auxiliary beams for detecting a track error. FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of track error detection by the three-beam method. The three light beams form three spots on the optical disc as shown in FIG. 6, and when the main spot 7 is on-track, 2
The two auxiliary spots 8 and 9 are imaged so as to be slightly off-track in the opposite directions. When the right off-track shown in FIGS. 6B to 6A is generated, the reflected light from the second auxiliary spot 9 is diffracted by the pits 10, and therefore, compared with the reflected light from the first auxiliary spot 8. Becomes weaker. Similarly, when the left off-track shown in FIG. 6C occurs, the reflected light from the first auxiliary spot 8 becomes weaker than the reflected light from the second auxiliary spot 9. Therefore 2
The track error signal can be obtained from the difference in the reflected light intensity from the two auxiliary spots.

(発明が解決しようとする問題点) 以上述べた従来の技術には次のような問題点があっ
た。プッシュプル法では、トラック誤差信号にもとづき
収束レンズをアクチュエータで光軸に垂直な方向に動か
した場合、第7図に示すように、収束レンズの光軸11
と、2分割光検出器12の分割線13にずれが生じる。光デ
ィスク面からの反射光は収束レンズの光軸を中心として
2分割光検出器12に入射するため、2分割光検出器12の
分割線13で光量は正しく分割されず、第7図ではAの光
検出器14にBの光検出器15よりも多くの光が入射するこ
とになる。この結果、トラッキング誤差信号に直流オフ
セットが発生し、トラッキング誤差制御の制御範囲が狭
くなるという欠点を有していた。同様の問題は光ディス
クが傾いた場合にも生じる。ヘテロダイン法では、ピッ
ト1個ごとのエッジで生じる回折パターンの変化を利用
するために、ピットの無いプリグルーブのみの媒体から
はトラックエラー信号が検出できないという欠点を有し
ていた。またヘテロダイン検波等を用いるために、電気
回路が複雑になるという欠点を有していた。
(Problems to be Solved by the Invention) The conventional techniques described above have the following problems. In the push-pull method, when the focusing lens is moved in the direction perpendicular to the optical axis by the actuator based on the track error signal, as shown in FIG.
Then, the division line 13 of the two-division photodetector 12 is displaced. Since the reflected light from the optical disk surface is incident on the two-division photodetector 12 with the optical axis of the converging lens as the center, the amount of light is not correctly divided by the division line 13 of the two-division photodetector 12, and in FIG. More light will be incident on the photodetector 14 than on the B photodetector 15. As a result, DC offset occurs in the tracking error signal, and the control range of tracking error control is narrowed. Similar problems occur when the optical disc is tilted. The heterodyne method has a drawback in that a track error signal cannot be detected from a medium having only pregrooves without pits because it utilizes the change in the diffraction pattern generated at the edge of each pit. Further, since the heterodyne detection is used, there is a drawback that the electric circuit becomes complicated.

またスリービーム法ではスイングアームを用いたキャ
リッジ送りを採用すると、スイングアームの回転角度に
より信号強度が変化するという欠点を有していた。
Further, in the three-beam method, if the carriage feed using the swing arm is adopted, there is a drawback that the signal strength changes depending on the rotation angle of the swing arm.

本発明の目的は、上記欠点を解決したトラック誤差検
出装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a track error detecting device that solves the above drawbacks.

(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するために、本発明が提供する手段
は光記録媒体のピットあるいはプリグルーブ上に対物レ
ンズを経て集光され、反射された反射光を光源と対物レ
ンズから少なくとも構成される結像光学系の光軸外に取
り出すとともに、前記光軸外に取り出された前記反射光
を第1および第2の光検出器に入射せしめるホログラム
素子と、前記第1の光検出器と前記第2の光検出器を少
なくとも含み、前記ホログラム光学素子は前記対物レン
ズの口径をF、焦点距離をf、前記光学記録媒体のピッ
トあるいはプリグルーブのトラックピッチをP、光源の
波長をλ、0≦δ≦(前記対物レンズの前記記録媒体の
トラック方向への最大可動距離)なる関係を満足する量
をδ、前記対物レンズを経てきた記録媒体からの反射光
のビーム径をdとし、該光ビームの垂直断面内におい
て、前記光記録媒体トラック並びに平行な軸をX軸、X
軸および光ビームと直交する軸をY軸としたとき、該光
ビームのうち、 なる条件を満足する領域内に入射する光ビームを前記第
1の光検出器に、 なる条件を満足する領域内に入射する光ビームを前記第
2の光検出器に、それぞれ入射するように回折させ、そ
れ以外の領域内に入射する光ビームを焦点誤差検出器に
入射させることを特徴とするトラック誤差検出装置であ
る。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the means provided by the present invention is to collect reflected light that is focused on a pit or pre-groove of an optical recording medium through an objective lens and reflected. A hologram element for extracting the reflected light extracted outside the optical axis into the first and second photodetectors while extracting the reflected light outside the optical axis of the imaging optical system including at least a light source and an objective lens; The hologram optical element includes at least a first photodetector and the second photodetector, and the hologram optical element has a diameter F of the objective lens, a focal length f, and a track pitch of pits or pregrooves of the optical recording medium P. , Λ is the wavelength of the light source, and δ is an amount that satisfies the relationship of 0 ≦ δ ≦ (maximum movable distance of the objective lens in the track direction of the recording medium), and the recording medium has passed through the objective lens. The beam diameter of the reflected light is d, and in the vertical cross section of the light beam, the optical recording medium track and the parallel axis are the X-axis and X-axis.
When the axis orthogonal to the axis and the light beam is the Y axis, A light beam incident on a region satisfying the following condition to the first photodetector, And diffracting the light beams incident on the region satisfying the following condition so that they are incident on the second photodetector, and the light beams incident on the other regions are incident on the focus error detector. It is a characteristic track error detection device.

(作用) 以下、本発明の装置の作用について、総合して述べ
る。
(Operation) Hereinafter, the operation of the device of the present invention will be comprehensively described.

本発明の作用は以下の通りである。簡単のために、光
ディスクからの反射光は対物レンズによりコリメート光
に変換されて、結像光学系光軸外に取り出されるものと
する。第8図はオントラックの場合の反射コリメート光
16の断面内の光強度分布をプリグルーブのある媒体の場
合についてX=Y=0を光軸として、模式的に示したも
のである。X軸はトラック並び方向に平行である。光強
度は第1領域17、第2領域18、第3領域19に分かれて分
布し、光源から対物レンズに入射する光波の対物レンズ
口径内の光強度分布が一様であれば、各領域内の光強度
はほぼ一様となり、さらに、第1領域17と第3領域19は
等強度となる。
The operation of the present invention is as follows. For simplicity, it is assumed that the reflected light from the optical disc is converted into collimated light by the objective lens and taken out of the optical axis of the imaging optical system. Figure 8 shows the reflected collimated light in the case of on-track.
The light intensity distribution in the cross section of 16 is schematically shown with X = Y = 0 as an optical axis in the case of a medium having a pre-groove. The X axis is parallel to the track alignment direction. The light intensity is divided into the first region 17, the second region 18, and the third region 19, and if the light intensity distribution of the light wave incident on the objective lens from the light source within the aperture of the objective lens is uniform, within each region Light intensity is substantially uniform, and the first region 17 and the third region 19 have equal intensity.

第2領域18はプリグルーブからの0次以外の回折光を
含まないのに対して、第1領域17および第3領域19は媒
体からの反射光とブリグルーブからの回折光の重なりが
生じている。したがってオフトラックが生じた場合に最
も強い強度変化を示すのは第1および第3領域である。
つまり、第1および第3領域の光を用いてトラック誤差
信号を得るのが最も感度が良い。第1および第3領域の
位置はプリグレーブからの回折によるために、反射光が
コリメート光に変換された場合、近似的に次式で与えら
れる。
The second region 18 does not include the diffracted light other than the 0th order from the pre-groove, whereas the first region 17 and the third region 19 have the overlapping of the reflected light from the medium and the diffracted light from the brigrove. . Therefore, it is the first and third regions that show the strongest intensity change when off-track occurs.
That is, it is most sensitive to obtain the track error signal using the light in the first and third regions. Since the positions of the first and third regions are due to diffraction from the pre-grave, when reflected light is converted into collimated light, it is approximately given by the following equation.

ここで、Fは対物レンズの口径、fは対物レンズの焦
点距離、λは波長、Pはプリグルーブのピッチである。
第1領域17の全光量と、第3領域19の全光量から、トラ
ック誤差信号を得れば、最も大きな誤差信号を取り出す
ことができるが、そのようなトラック誤差検出系を構成
すると、収束レンズのアクチュエータのトラッキング方
向の動作により、収束光学系光軸と、誤差検出系光軸に
ずれが生した場合に、誤差信号に直流オフセットが発生
する。そこで、0≦δ≦(対物レンズのトラッキング方
向への最大可動量)を満足する量をδとて、第1領域か
ら、 なる関係を満足する第1の部分と、第3領域から、 なる関係を満足する第2の部分に入射する光量からトラ
ック誤差信号を得るようにする。第9図に示すように第
1の部分20および第2の部分21は、両光軸にずれが生じ
た場合でも、光ディスクからの反射光22のそれぞれ第1
領域23および第3領域24から、おのおの等しい面積に入
射する光量を取り出すように設定してある。したがっ
て、トラック誤差信号オフセットの発生は防止できる。
第10図は収束レンズの軸ずれに対する本発明によるトラ
ック信号オフセットと従来のプッシュプル法によるトラ
ック信号オフセットを計算により求めたものである。
Here, F is the aperture of the objective lens, f is the focal length of the objective lens, λ is the wavelength, and P is the pitch of the pregroove.
If the track error signal is obtained from the total amount of light in the first area 17 and the total amount of light in the third area 19, the largest error signal can be taken out. When the optical axis of the convergent optical system and the optical axis of the error detection system are displaced by the operation of the actuator in the tracking direction, a DC offset is generated in the error signal. Therefore, let δ be an amount that satisfies 0 ≦ δ ≦ (maximum movable amount of the objective lens in the tracking direction), and from the first region, From the first part that satisfies the relation The track error signal is obtained from the amount of light incident on the second portion satisfying the relation. As shown in FIG. 9, the first portion 20 and the second portion 21 respectively have the first reflected light 22 from the optical disk 22 even when the optical axes are deviated from each other.
The amounts of light incident on the same area are extracted from the region 23 and the third region 24, respectively. Therefore, the occurrence of the track error signal offset can be prevented.
FIG. 10 shows the calculation of the track signal offset according to the present invention and the track signal offset by the conventional push-pull method with respect to the axis shift of the converging lens.

本発明ではトラック信号オフセットはほとんど発生し
ていない。
In the present invention, almost no track signal offset occurs.

また、誤差検出光学系に導かれる反射光がコリメート
光ではなく、発散波または、収束波である場合には、発
散波または収束波の所望の位置でのビーム径をdn、収束
レンズの口径をFnとすれば、 第1の部分として、 第2の部分として、 を満足する部分の光をとり出せば、コリメート光の場合
と同様の働きをさせることができる。
Further, when the reflected light guided to the error detection optical system is not a collimated light but a diverging wave or a converging wave, the beam diameter at the desired position of the diverging wave or the converging wave is dn, and the diameter of the converging lens is If it is Fn, as the first part, As the second part, By extracting the light of the part satisfying the above condition, the same function as that of the collimated light can be obtained.

上記の様な効果を持つ光学素子は、反射、屈折、回折
のいずれの効果を用いても実現できるが、光ディスクか
らの反射光を結像光学系の光軸外に取り出す光軸分離手
段としての機能も複合した光学素子は、回折型の光学素
子であるホログラム光学素子を用いることではじめて実
現できる。
The optical element having the above effects can be realized by using any of the effects of reflection, refraction and diffraction, but as an optical axis separating means for extracting the reflected light from the optical disk out of the optical axis of the imaging optical system. An optical element having a combination of functions can be realized only by using a hologram optical element which is a diffractive optical element.

(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例を示す図である。本実
施例では、ホログラム26による光の回折の効果により本
発明を実施している。透明基板上27には4つの領域から
成るホログラム26が形成されている。ホログラムの第1
領域28および第2領域29は、それぞれ(8),(9)式
を満足する位置に形成されており、第1領域28には第1
光検出器30上の点と半導体レーザ31をそれぞれ光源とす
る2つの発散球面波による干渉縞が記録されている。同
様に、第2領域29には第2光検出器32上の点と半導体レ
ーザ31をそれぞれ光源とする2つの発散球面波による干
渉縞が記録されている。ホログラムの第3領域33および
第4領域34は、4分割光検出器35上のそれぞれA点36、
B点37と半導体レーザ31を光源とする2つの発散球面波
による干渉縞が形成されている。ホログラム第3領域33
とホログラム第4領域34の接合線38がナイフエッジと等
価な働きをすることにより、4分割光検出器35の対角差
信号からフォーカス誤差信号を得ることができる。半導
体レーザ31を出た光のうち、ホログラムを0次回折光と
して透過した光は収束レンズ39により光ディスク40上に
集光される。光ディスクからの反射光は収束レンズ39に
より、半導体レーザの発光点に収束する収束球面波とな
ってホログラムに入射する。ホログラムには上述の縞模
様が表面凹凸として記録されているので(8)式を満足
する領域に入射した光は第1の光検出器へ、(9)式を
満足する領域に入射した光は第2の光検出器へ入射する
ように回折される。したがって、第1および第2の光検
出器の出力の差動をとることでトラック誤差信号を得る
ことができる。本実施例では、ホログラムは光軸分離の
機能をも保持している。
(Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the present invention is implemented by the effect of light diffraction by the hologram 26. A hologram 26 composed of four regions is formed on a transparent substrate 27. Hologram first
The region 28 and the second region 29 are formed at positions satisfying the expressions (8) and (9), respectively.
Interference fringes due to two diverging spherical waves whose light sources are the points on the photodetector 30 and the semiconductor laser 31, respectively, are recorded. Similarly, in the second area 29, interference fringes due to two diverging spherical waves having the points on the second photodetector 32 and the semiconductor laser 31 as light sources are recorded. The third area 33 and the fourth area 34 of the hologram are respectively point A 36 on the four-division photodetector 35,
Interference fringes are formed by two diverging spherical waves using the point B 37 and the semiconductor laser 31 as a light source. Hologram third area 33
Since the joining line 38 of the hologram fourth region 34 functions equivalently to the knife edge, the focus error signal can be obtained from the diagonal difference signal of the four-division photodetector 35. Of the light emitted from the semiconductor laser 31, the light that has passed through the hologram as the 0th-order diffracted light is condensed on the optical disc 40 by the converging lens 39. The reflected light from the optical disc is converged by the converging lens 39 into a converging spherical wave that converges on the light emitting point of the semiconductor laser and enters the hologram. Since the above-mentioned striped pattern is recorded on the hologram as surface irregularities, the light incident on the area satisfying the expression (8) is input to the first photodetector and the light incident on the area satisfying the expression (9) is It is diffracted so that it is incident on the second photodetector. Therefore, the track error signal can be obtained by taking the differential between the outputs of the first and second photodetectors. In this embodiment, the hologram also holds the function of separating the optical axes.

第11図は本発明の第2の実施例を説明するための図で
ある。本実施例では、反射光の結像光学系光軸外への分
離のために、λ/4板41と偏光ビームスプリッタ42を用い
ている。光軸外にとり出された反射光は、透明基板44を
介して光検出器30,32,45に導かれる。透明基板44には
(8)式を満足する領域の光を第1の光検出器30へ、
(9)式を満足する光を第2の光検出器32へ入射させる
ように屈折させるプリズム46が設置されている。したが
って第1の光検出器30と第2の光検出器32の出力の差動
からトラック誤差信号を得ることができる。透明基板44
の(8),(9)式を満足しない領域の光を用いてフォ
ーカス誤差信号、および読み出し信号を得ることももち
ろん可能である。また、透明基板上にプリズムを設置す
る替わりに第1の実施例と同様のホログラムを設置して
も同様の作用を得ることができる。
FIG. 11 is a diagram for explaining the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the λ / 4 plate 41 and the polarization beam splitter 42 are used to separate the reflected light outside the optical axis of the imaging optical system. The reflected light extracted outside the optical axis is guided to the photodetectors 30, 32, 45 via the transparent substrate 44. The light of the area satisfying the expression (8) is transmitted to the first photodetector 30 on the transparent substrate 44,
A prism 46 that refracts light that satisfies the expression (9) so as to enter the second photodetector 32 is installed. Therefore, the track error signal can be obtained from the differential between the outputs of the first photodetector 30 and the second photodetector 32. Transparent substrate 44
Of course, it is also possible to obtain the focus error signal and the read signal by using the light in the region that does not satisfy the expressions (8) and (9). Further, instead of installing the prism on the transparent substrate, the same effect can be obtained by installing the same hologram as in the first embodiment.

第12図は本発明の第3の実施例を説明するための図
で、第2の実施例の透明基板44を、反射ミラー47で置き
替えた例である。また、ディスクからの反射光をコリメ
ート光として軸外にとり出している。(8),(9)式
を満足する領域の光をそれぞれ第1、および第2の光検
出器30,32へ導くように該当する部分の反射角を他の部
分とは異ならせるようにサブミラー48が設置してある。
(8),(9)式を満足しない領域の光を用いて、フォ
ーカス誤差信号、および読み出し信号を得ることももち
ろん可能である。また、(8),(9)式を満足する領
域からの反射光の反射角を替える代りに、該当する領域
に反射型のホログラムを設置して、回折により光ディス
クからの反射光を、光検出器に導くことももちろん可能
である。その際、ホログラムとして記録されるべき反射
面上の縞模様は、半導体レーザと、光検出器上の点をそ
れぞれ光源とする2つの発散球面波が反射面上につくる
干渉縞となる。
FIG. 12 is a diagram for explaining the third embodiment of the present invention, which is an example in which the transparent substrate 44 of the second embodiment is replaced by a reflecting mirror 47. In addition, the reflected light from the disk is extracted off-axis as collimated light. The sub-mirror so that the reflection angle of the corresponding portion is different from that of the other portions so that the light in the regions satisfying the expressions (8) and (9) is guided to the first and second photodetectors 30 and 32, respectively. 48 are installed.
Of course, it is also possible to obtain the focus error signal and the read signal by using the light in the region that does not satisfy the expressions (8) and (9). Further, instead of changing the reflection angle of the reflected light from the area satisfying the expressions (8) and (9), a reflection hologram is installed in the corresponding area, and the reflected light from the optical disc is detected by diffraction. Of course, it is possible to lead to a vessel. At that time, the stripe pattern on the reflecting surface to be recorded as a hologram becomes an interference fringe formed by two diverging spherical waves having a semiconductor laser and a point on the photodetector as a light source on the reflecting surface.

(発明の効果) 本発明によれば、トラック誤差信号にオフセットが発
生することのほとんど無いトラック誤差検出装置を実現
することができる。また、本発明に用いる光学素子は従
来の成型技術により容易に製作でき、量産性に富む、安
価なトラック誤差検出装置が得られる。
(Effect of the Invention) According to the present invention, it is possible to realize a track error detection device in which an offset is hardly generated in a track error signal. Further, the optical element used in the present invention can be easily manufactured by the conventional molding technique, and an inexpensive track error detecting device with high mass productivity can be obtained.

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

第1図は本発明の第1の実施例を説明するための斜視
図、第2図、第3図、第4図、第5図、第6図は従来技
術を説明するための図、第7図は従来技術の問題点を説
明するための図、第8図、第9図、第10図は本発明の作
用を説明するための図、第11図は本発明の第2の実施例
を説明するための断面図、第12図は本発明の第3の実施
例を説明するための断面図である。 図において、 1,35……4分割光検出器、2……反射光、3……セグメ
ントA、4……セグメントB、5……セグメントC、6
……セグメントD、7……主スポット、8……第1補助
スポット、9……第2補助スポット、10……ピット、11
……収束レンズ光軸、12……2分割光検出器、13……分
割線、14……光検出器A、15……光検出器B、16……反
射コリメート光、17,23……反射光第1領域、18……反
射光第2領域、19,24……反射光第3領域、20……第1
の部分、21……第2の部分、22……反射光、25……誤差
検出系、26……ホログラム、27,44……透明基板、28…
…ホログラム第1領域、29……ホログラム第2領域、30
……第1光検出器、31……半導体レーザ、32……第2光
検出器、33……ホログラム第3領域、34……ホログラム
第4領域、36……A点、37……B点、38……接合線、39
……収束レンズ、40……光ディスク、41……λ/4板、42
……偏光ビームスプリッタ、43……反射光、45……光検
出器、46……プリズム、47……反射ミラー、48……サブ
ミラー、49……コリメートレンズ、50……フォーカス誤
差、読み出し信号検出系、51……回折格子、52……凹レ
ンズ、53……主ビーム、54……+1次回折光、55……−
1次回折光。
1 is a perspective view for explaining a first embodiment of the present invention, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5 and FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the problems of the prior art, FIGS. 8, 9, and 10 are diagrams for explaining the operation of the present invention, and FIG. 11 is a second embodiment of the present invention. And FIG. 12 is a sectional view for explaining the third embodiment of the present invention. In the figure, 1,35 ... 4-division photodetector, 2 ... Reflected light, 3 ... Segment A, 4 ... Segment B, 5 ... Segment C, 6
...... Segment D, 7 ...... Main spot, 8 ...... First auxiliary spot, 9 ...... Second auxiliary spot, 10 ...... Pit, 11
…… Converging lens optical axis, 12 …… 2-division photodetector, 13 …… Dividing line, 14 …… Photodetector A, 15 …… Photodetector B, 16 …… Reflected collimated light, 17,23 …… 1st area of reflected light, 18 ... 2nd area of reflected light, 19, 24 ... 3rd area of reflected light, 20 ... 1st
21 ... Second part, 22 ... Reflected light, 25 ... Error detection system, 26 ... Hologram, 27,44 ... Transparent substrate, 28 ...
… Hologram first area, 29 …… Hologram second area, 30
...... First photodetector, 31 ...... Semiconductor laser, 32 ...... Second photodetector, 33 ...... Hologram third area, 34 ...... Hologram fourth area, 36 ...... A point, 37 ...... B point , 38 …… Joining line, 39
...... Convergent lens, 40 …… Optical disc, 41 …… λ / 4 plate, 42
...... Polarizing beam splitter, 43 …… Reflected light, 45 …… Photodetector, 46 …… Prism, 47 …… Reflecting mirror, 48 …… Sub mirror, 49 …… Collimating lens, 50 …… Focus error, Read signal detection System, 51 ... Diffraction grating, 52 ... Concave lens, 53 ... Main beam, 54 ... + 1st order diffracted light, 55 ...−
First-order diffracted light.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光記録媒体のピットあるいはプリグルーブ
上に対物レンズを経て集光され、反射された反射光を光
源と対物レンズから少なくとも構成される結像光学系の
光軸外に取り出すとともに、前記光軸外に取り出された
前記反射光を第1および第2の光検出器に入射せしめる
ホログラム素子と、前記第1の光検出器と前記第2の光
検出器を少なくとも含み、前記ホログラム光学素子は前
記対物レンズの口径をF、焦点距離をf、前記光学記録
媒体のピットあるいはプリグルーブのトラックピッチを
P、光源の波長をλ、0≦δ≦(前記対物レンズの前記
記録媒体のトラック方向への最大可動距離)なる関係を
満足する量をδ、前記対物レンズを経てきた記録媒体か
らの反射光のビーム径をdとし、該光ビームの垂直断面
内において、前記光記録媒体トラック並びに平行な軸を
X軸、X軸および光ビームと直交する軸をY軸としたと
き、該光ビームのうち、 なる条件を満足する領域内に入射する光ビームを前記第
1の光検出器に、 なる条件を満足する領域内に入射する光ビームを前記第
2の光検出器に、それぞれ入射するように回析させ、そ
れ以外の領域内に入射する光ビームを焦点誤差検出器に
入射させることを特徴とするトラック誤差検出装置。
1. A pit or a pre-groove of an optical recording medium, which is condensed through an objective lens and is reflected and reflected out of an optical axis of an image forming optical system including at least a light source and an objective lens, The hologram optical device includes at least a hologram element that causes the reflected light extracted outside the optical axis to be incident on first and second photodetectors, and the first photodetector and the second photodetector. The element is the aperture of the objective lens is F, the focal length is f, the track pitch of the pits or pregrooves of the optical recording medium is P, the wavelength of the light source is λ, and 0 ≦ δ ≦ (track of the recording medium of the objective lens. The maximum movable distance in the direction), δ, the beam diameter of the reflected light from the recording medium that has passed through the objective lens, and d is the light beam in the vertical cross section. When recording medium track and that the X-axis parallel axes, an axis perpendicular to the X axis and the light beam is Y axis, of the light beam, A light beam incident on a region satisfying the following condition to the first photodetector, Diffracting the light beams incident on the area satisfying the following condition so as to be incident on the second photodetector, and causing the light beams incident on the other areas to be incident on the focus error detector. Track error detection device characterized by.
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