JP2594903B2 - 焦点誤差検出装置 - Google Patents
焦点誤差検出装置Info
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- JP2594903B2 JP2594903B2 JP60063578A JP6357885A JP2594903B2 JP 2594903 B2 JP2594903 B2 JP 2594903B2 JP 60063578 A JP60063578 A JP 60063578A JP 6357885 A JP6357885 A JP 6357885A JP 2594903 B2 JP2594903 B2 JP 2594903B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野〕 本発明は焦点誤差検出装置に関し、更に詳しくは、ビ
デオ・ディスク・オーディオ・ディスク，あるいはディ
ジタル・光ディスク装置の如く、反射面の位置変動に応
じて照射光の焦点位置を追従させる必要のある光ビーム
応用装置に好適な焦点誤差検出装置に関する。
デオ・ディスク・オーディオ・ディスク，あるいはディ
ジタル・光ディスク装置の如く、反射面の位置変動に応
じて照射光の焦点位置を追従させる必要のある光ビーム
応用装置に好適な焦点誤差検出装置に関する。
回転型記録媒体の表面にレーザ光を照射し、光学的に
情報を記録、あるいは再生する光ディスク装置において
は、回転中の光ディスクに生ずる上下動に応じて、光ピ
ックアップの対物レンズを動かし、情報記録面が常にレ
ーザスポットの焦点深度内に収まるように制御する自動
焦点サーボ系が必要となる。自動焦点サーボ系は、対物
レンズを上下動するための、例えばボイスコイル形のサ
ーボモータと、焦点誤差検出部と、検出された焦点誤差
に応じてサーボモータを動作させるためのサーボ増幅器
とからなるが、これらの要素のうち、特に焦点誤差検出
部が重要であり、光ディスク装置に適用する場合は、情
報記録面に形成してある情報ビットやトラックを形成す
るプリグレーブ等に起因する反射光の変化が焦点誤差信
号に影響を与えない構成のものが望まれる。また、正し
い焦点制御のためには、例えば光学系の位置ずれ等に起
因して情報記録面からの反射光の光軸に偏位が生じた場
合でも、それが焦点誤差信号に影響しない装置構成が望
まれる。
情報を記録、あるいは再生する光ディスク装置において
は、回転中の光ディスクに生ずる上下動に応じて、光ピ
ックアップの対物レンズを動かし、情報記録面が常にレ
ーザスポットの焦点深度内に収まるように制御する自動
焦点サーボ系が必要となる。自動焦点サーボ系は、対物
レンズを上下動するための、例えばボイスコイル形のサ
ーボモータと、焦点誤差検出部と、検出された焦点誤差
に応じてサーボモータを動作させるためのサーボ増幅器
とからなるが、これらの要素のうち、特に焦点誤差検出
部が重要であり、光ディスク装置に適用する場合は、情
報記録面に形成してある情報ビットやトラックを形成す
るプリグレーブ等に起因する反射光の変化が焦点誤差信
号に影響を与えない構成のものが望まれる。また、正し
い焦点制御のためには、例えば光学系の位置ずれ等に起
因して情報記録面からの反射光の光軸に偏位が生じた場
合でも、それが焦点誤差信号に影響しない装置構成が望
まれる。
従来、上述た焦点誤差を検出するための装置構成とし
て種々の方式のものが提案されており、その１つは、情
報記録面（反射面）からの反射光をレンズにより集束
し、その集束点にナイフエッジを配置し、反射光の一部
だけがナイフエッジ後方の光検出器に到達するようにし
ている（例えば、雑誌「日経エレクトロニクス1983年11
月21日号，第202頁参照）。この方式によれば、集束レ
ンズとナイフエッジとの間に円柱レンズを配置した時、
光検出器上に焦点ずれ量に応じて回転する半円形の光像
を得ることができ、２分割された光検出器を用いて、そ
の差動出力をとることにより高精度の焦点誤差信号を得
ることができる。しかしながら、上記方式では、焦点誤
差信号がナイフエッジと集束光との相対的な位置関係に
依存しているため、熱膨張等によるナイフエッジの位置
変化や、反射光の光軸ずれが焦点誤差信号に影響を及ぼ
すという問題がある。また、他の方式として、例えば特
開昭59−77637号公報に記載の如く、反射光を集束する
光路上に、光束の中心部と周辺部を異なる方向に分離さ
せる光学素子を設け、これらの分離された光束を別々の
光検出器で受光し、その出力差から焦点誤差信号を得る
方式が知られている。しかしながら、反射光の中心部と
周辺部とでは、前述した情報ピットやトラックによる光
量変化の現れ方が異なるため、この方式では誤差信号に
ノイズ成分を含むという問題が残されている。
て種々の方式のものが提案されており、その１つは、情
報記録面（反射面）からの反射光をレンズにより集束
し、その集束点にナイフエッジを配置し、反射光の一部
だけがナイフエッジ後方の光検出器に到達するようにし
ている（例えば、雑誌「日経エレクトロニクス1983年11
月21日号，第202頁参照）。この方式によれば、集束レ
ンズとナイフエッジとの間に円柱レンズを配置した時、
光検出器上に焦点ずれ量に応じて回転する半円形の光像
を得ることができ、２分割された光検出器を用いて、そ
の差動出力をとることにより高精度の焦点誤差信号を得
ることができる。しかしながら、上記方式では、焦点誤
差信号がナイフエッジと集束光との相対的な位置関係に
依存しているため、熱膨張等によるナイフエッジの位置
変化や、反射光の光軸ずれが焦点誤差信号に影響を及ぼ
すという問題がある。また、他の方式として、例えば特
開昭59−77637号公報に記載の如く、反射光を集束する
光路上に、光束の中心部と周辺部を異なる方向に分離さ
せる光学素子を設け、これらの分離された光束を別々の
光検出器で受光し、その出力差から焦点誤差信号を得る
方式が知られている。しかしながら、反射光の中心部と
周辺部とでは、前述した情報ピットやトラックによる光
量変化の現れ方が異なるため、この方式では誤差信号に
ノイズ成分を含むという問題が残されている。
本発明の目的は、上述した反射面の状態による反射光
量の変化や光軸の変化が焦点誤差信号に影響しにくい焦
点誤差検出装置を提供することにある。
量の変化や光軸の変化が焦点誤差信号に影響しにくい焦
点誤差検出装置を提供することにある。
上記目手を達成するために、本発明の焦点誤差検出装
置は、焦点合せすべき光反射面からの反射光を集束する
集束レンズと、上記集束レンズの出力光を第1,第２の集
束光に分離するための手段と、それぞれ上記第1,第２の
集束光の光路上に配置された第1,第２の光検出器と、少
なくとも上記２つの光検知器の出力の差に応じた焦点誤
差信号を発生する回路とからなり、各検知器は、焦点ず
れに伴う集束光受光像の大きさ変化が互いに逆方向に現
われる位置関係で各光路上に配置され、それぞれ帯状に
分割された中央部をマスクし、その両側に受光像の端部
を検出する第1,第２の受光部が設けられ、該受光像の端
部の光量を検出して焦点誤差信号を得ることを特徴とす
る。
置は、焦点合せすべき光反射面からの反射光を集束する
集束レンズと、上記集束レンズの出力光を第1,第２の集
束光に分離するための手段と、それぞれ上記第1,第２の
集束光の光路上に配置された第1,第２の光検出器と、少
なくとも上記２つの光検知器の出力の差に応じた焦点誤
差信号を発生する回路とからなり、各検知器は、焦点ず
れに伴う集束光受光像の大きさ変化が互いに逆方向に現
われる位置関係で各光路上に配置され、それぞれ帯状に
分割された中央部をマスクし、その両側に受光像の端部
を検出する第1,第２の受光部が設けられ、該受光像の端
部の光量を検出して焦点誤差信号を得ることを特徴とす
る。
上述した光検知器の位置関係は、例えば、第１の光検
知器を第１の集束光の集束点後方に配置し、第２の光検
知器を第２の集束光の集束点前方に配置することにより
満される。
知器を第１の集束光の集束点後方に配置し、第２の光検
知器を第２の集束光の集束点前方に配置することにより
満される。
本発明においては、光反射面が焦点位置からはずれる
と、２個の光検出器の一方では受光像が拡大され、他方
では縮小されるため、各光検出器の受光面の受光像の中
央部をマスクし、その両側に位置して受光像の端部を受
光する互いに分離された第１、第２の受光部で構成し、
これらの受光部により受光像の端部だけが光電変換に供
されるようにすると、受光像が拡大される側では、全光
量のうち第１、第２の受光部に照射される光量の比率が
高くなり、出力が増大する。逆に、受光像が縮小される
側の光検出器では、マスク領域に収まる比率が高まるた
め、第１、第２の受光部からの出力は減少する。従っ
て、２つの光検出器の受光部からの出力の差をとること
により焦点誤差信号を得ることができる。この場合、反
射面の凹凸等により反射光量が変化した場合でも、これ
らのノイズ成分は２つの集束光に同時に現われ、しかも
その中心部に現われるため、受光像の端部を受光する第
１、第２の受光部の出力から焦点誤差信号を得ることに
より焦点誤差信号への影響は除去できる。
と、２個の光検出器の一方では受光像が拡大され、他方
では縮小されるため、各光検出器の受光面の受光像の中
央部をマスクし、その両側に位置して受光像の端部を受
光する互いに分離された第１、第２の受光部で構成し、
これらの受光部により受光像の端部だけが光電変換に供
されるようにすると、受光像が拡大される側では、全光
量のうち第１、第２の受光部に照射される光量の比率が
高くなり、出力が増大する。逆に、受光像が縮小される
側の光検出器では、マスク領域に収まる比率が高まるた
め、第１、第２の受光部からの出力は減少する。従っ
て、２つの光検出器の受光部からの出力の差をとること
により焦点誤差信号を得ることができる。この場合、反
射面の凹凸等により反射光量が変化した場合でも、これ
らのノイズ成分は２つの集束光に同時に現われ、しかも
その中心部に現われるため、受光像の端部を受光する第
１、第２の受光部の出力から焦点誤差信号を得ることに
より焦点誤差信号への影響は除去できる。
以下、本発明の詳細な実施例を参照して説明する。
第１図は本発明による焦点位置検出装置の原理的な構
成を示す図であり、１は焦点位置にある反射面、１′は
上記反射面が焦点位置から遠ざかる方向に位置ずれを起
した状態を示し、2,2′は上記それぞれの位置における
反射光を示す。３は反射光２を点P1に焦束するための集
束レンズ,10は上記集束レンズ３と集束点P1との間に挿
入された、例えばハーフミラー型のビームスプリッタで
あり、集束レンズ３で集束された反射光２は上記ビーム
スプリッタ10で２分され、直進光2Aと分岐光2Bがそれぞ
れ分岐面10′から等距離の位置に集束点P1とP2を形成す
る。
成を示す図であり、１は焦点位置にある反射面、１′は
上記反射面が焦点位置から遠ざかる方向に位置ずれを起
した状態を示し、2,2′は上記それぞれの位置における
反射光を示す。３は反射光２を点P1に焦束するための集
束レンズ,10は上記集束レンズ３と集束点P1との間に挿
入された、例えばハーフミラー型のビームスプリッタで
あり、集束レンズ３で集束された反射光２は上記ビーム
スプリッタ10で２分され、直進光2Aと分岐光2Bがそれぞ
れ分岐面10′から等距離の位置に集束点P1とP2を形成す
る。
本発明では２個の光検出器13と14とを用い、一方の光
検出器13は集束点P2から所定距離ｗだけビームスプリッ
タ寄りの位置に配置し、他方の光検出器は集束点P1から
距離ｗだけ遠ざかった位置に配置し、それぞれの位置で
ビームスプリッタ出力光を受光するようにしている。
検出器13は集束点P2から所定距離ｗだけビームスプリッ
タ寄りの位置に配置し、他方の光検出器は集束点P1から
距離ｗだけ遠ざかった位置に配置し、それぞれの位置で
ビームスプリッタ出力光を受光するようにしている。
光検出器13,14は、第２図（Ｄ）に示す如く、中心部
に有効受光面16を残して、その周囲をマスク15で遮へい
した構造となっており、基本的には同一形状のものが用
いられる。反射面１が焦点位置に合致している場合は、
集束点P1,P2から等距離ｗの位置での２つの集束光2A,2B
の断面積は同一であり、光検出器13と14には、第２図
（Ｂ）に斜線を施して示す如く、同面積の受光像（光ス
ポット）（が形成され、全入射光量に対する受光面16の
受光量の比率は互いに等しくなる。従って、ビームスプ
リッタ10において直進光2Aと分岐光2Bとが等しい光強度
で分岐していれば、合焦点時の２つの光検出器13,14の
出力は互いに等しくなる。
に有効受光面16を残して、その周囲をマスク15で遮へい
した構造となっており、基本的には同一形状のものが用
いられる。反射面１が焦点位置に合致している場合は、
集束点P1,P2から等距離ｗの位置での２つの集束光2A,2B
の断面積は同一であり、光検出器13と14には、第２図
（Ｂ）に斜線を施して示す如く、同面積の受光像（光ス
ポット）（が形成され、全入射光量に対する受光面16の
受光量の比率は互いに等しくなる。従って、ビームスプ
リッタ10において直進光2Aと分岐光2Bとが等しい光強度
で分岐していれば、合焦点時の２つの光検出器13,14の
出力は互いに等しくなる。
上記構成において、反射面１が１′の位置に偏位する
と、焦点ずれによって、第１図に破線2A′,2B′で示す
如く、２つの集束光の集束点が合焦点の位置P1,P2より
も手前側に移動する。従って、第２図（Ａ）に示すよう
に、光検出器13では光スポット６′が縮小されて入射光
のほとんどが受光面16に絞り込まれ、他方の光検出器14
上では拡大された光スポットの一部を受光面16が受光す
ることになる。この場合、光検出器13の出力は光検出器
14の出力より大となり、２つの光検出器の出力信号の差
は焦点ずれ量に応じた値となる。上記構成において、反
射面が１の位置からレンズ３に近づく方向で偏位する
と、第２図（Ｃ）に示すように、光検出器13上の光スポ
ットが拡大され、光検出器14上の光スポットが絞り込ま
れるため、検出器出力の関係は逆転する。従って、２つ
の光検出器13と14の差動出力Ｖは、焦点ずれ量δに対し
て、第３図に示すようなＳ字形の特性曲線となり、これ
を利用して自動焦点サーボ系を構成することができる。
と、焦点ずれによって、第１図に破線2A′,2B′で示す
如く、２つの集束光の集束点が合焦点の位置P1,P2より
も手前側に移動する。従って、第２図（Ａ）に示すよう
に、光検出器13では光スポット６′が縮小されて入射光
のほとんどが受光面16に絞り込まれ、他方の光検出器14
上では拡大された光スポットの一部を受光面16が受光す
ることになる。この場合、光検出器13の出力は光検出器
14の出力より大となり、２つの光検出器の出力信号の差
は焦点ずれ量に応じた値となる。上記構成において、反
射面が１の位置からレンズ３に近づく方向で偏位する
と、第２図（Ｃ）に示すように、光検出器13上の光スポ
ットが拡大され、光検出器14上の光スポットが絞り込ま
れるため、検出器出力の関係は逆転する。従って、２つ
の光検出器13と14の差動出力Ｖは、焦点ずれ量δに対し
て、第３図に示すようなＳ字形の特性曲線となり、これ
を利用して自動焦点サーボ系を構成することができる。
上記装置構成において、反射面１として、例えばプリ
グルーブ形式の情報トラックをもつ光ディスクが適用さ
れた場合、上述した２つの光検出器13,14上の光スポッ
トに、第４図に11a,11bで示す如く、一時回折光が現わ
れる。光ディスク上の光スポット位置がトラックからず
れると、上記一時回折光11a,11bの強度が変化するが、
焦点ずれが小さければ、上記強度変化は２つの光検出器
13,14に等しく現われるため、差動出力をとることによ
り互いに打ち消すことができ、焦点誤差検出信号への影
響はほとんどない。
グルーブ形式の情報トラックをもつ光ディスクが適用さ
れた場合、上述した２つの光検出器13,14上の光スポッ
トに、第４図に11a,11bで示す如く、一時回折光が現わ
れる。光ディスク上の光スポット位置がトラックからず
れると、上記一時回折光11a,11bの強度が変化するが、
焦点ずれが小さければ、上記強度変化は２つの光検出器
13,14に等しく現われるため、差動出力をとることによ
り互いに打ち消すことができ、焦点誤差検出信号への影
響はほとんどない。
第５図は本発明の参考例を示す。この参考例では、光
検出器13,14のそれぞれの有効受光面を、上述した一時
回折光11a,11bを分離する方向に２分割し、16a,16b,16
c,16dの４つの受光面からそれぞれ独立した形で光検出
信号A,B,C,Dを取り出せるようにしている。このように
４つの受光面から独立した出力を取り出すと、第６図に
示すように、焦点誤差検出信号AFは、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ
＋Ｄ）によって得られ、トラック位置検出信号TRは（Ａ
−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ）によって得ることができる。また、
全ての出力を加算することにより、トラック上の情報信
号を得ることができる。このように光検知器の有効受光
面を複数の領域に分割した場合、トラック位置検出信号
TRは一方の光検出器だけを利用してもよい。
検出器13,14のそれぞれの有効受光面を、上述した一時
回折光11a,11bを分離する方向に２分割し、16a,16b,16
c,16dの４つの受光面からそれぞれ独立した形で光検出
信号A,B,C,Dを取り出せるようにしている。このように
４つの受光面から独立した出力を取り出すと、第６図に
示すように、焦点誤差検出信号AFは、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ
＋Ｄ）によって得られ、トラック位置検出信号TRは（Ａ
−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ）によって得ることができる。また、
全ての出力を加算することにより、トラック上の情報信
号を得ることができる。このように光検知器の有効受光
面を複数の領域に分割した場合、トラック位置検出信号
TRは一方の光検出器だけを利用してもよい。
第７図は、第１図に示した装置構成において、反射光
の光軸が検出器13,14に対してずれた場合の説明図であ
る。このような状態は、例えば、光ディスクのトラック
の偏心に対してレンズを追従させたときに生じるし、ま
た温度変化や経時変化によって光学部品の位置がずれた
場合にも生じる。反射面１上において、第７図（Ａ）に
示すように光スポットの位置がεだけ移動し、同じ方向
にレンズ３もεだけ移動したと仮定すると、第７図
（Ｂ）に示す如く、光検出器13,14上の光スポット６は
破線に示す位置６′にεだけ移動する。このような受光
スポット６の移動があっても、光スポット６の強度分布
が一様であるならば、光検出器13,14の出力に変化はな
く、焦点誤差信号に誤差は生じない。また、光検出器上
の光スポット６の強度分布が一様でない場合にも、光ス
ポット６の移動は２つの検出器に等しく現われるため、
差動出力により得られる焦点誤差信号に生じる誤差は極
めて小さい。
の光軸が検出器13,14に対してずれた場合の説明図であ
る。このような状態は、例えば、光ディスクのトラック
の偏心に対してレンズを追従させたときに生じるし、ま
た温度変化や経時変化によって光学部品の位置がずれた
場合にも生じる。反射面１上において、第７図（Ａ）に
示すように光スポットの位置がεだけ移動し、同じ方向
にレンズ３もεだけ移動したと仮定すると、第７図
（Ｂ）に示す如く、光検出器13,14上の光スポット６は
破線に示す位置６′にεだけ移動する。このような受光
スポット６の移動があっても、光スポット６の強度分布
が一様であるならば、光検出器13,14の出力に変化はな
く、焦点誤差信号に誤差は生じない。また、光検出器上
の光スポット６の強度分布が一様でない場合にも、光ス
ポット６の移動は２つの検出器に等しく現われるため、
差動出力により得られる焦点誤差信号に生じる誤差は極
めて小さい。
第８図は、第５図に示した分割型の光検出器を用いて
トラック位置を検出している状態において、上述した反
射光の光軸ずれが生じた場合の光検出器13,14上の光ス
ポットについての説明図である。この場合は、受光面16
a,16b,16c,16dと一次回折光11a,11bの位置がずれるた
め、一次回折光の境界が位置する16bと16cにおいて出力
の低下が著しい。しかしながら、出力の低下量は16bと1
6cではほぼ等しく、この値をｐとすると、トラック位置
検出信号は｛Ａ−（Ｂ−ｐ）｝＋｛（Ｃ−ｐ）−Ｄ｝＝
（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ）となり、ｐが打ち消されてしま
う。すなわち、トラック位置検出信号に対する光軸変化
の影響はなく、仮にあっても誤差は極めて小さいことが
わかる。
トラック位置を検出している状態において、上述した反
射光の光軸ずれが生じた場合の光検出器13,14上の光ス
ポットについての説明図である。この場合は、受光面16
a,16b,16c,16dと一次回折光11a,11bの位置がずれるた
め、一次回折光の境界が位置する16bと16cにおいて出力
の低下が著しい。しかしながら、出力の低下量は16bと1
6cではほぼ等しく、この値をｐとすると、トラック位置
検出信号は｛Ａ−（Ｂ−ｐ）｝＋｛（Ｃ−ｐ）−Ｄ｝＝
（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ）となり、ｐが打ち消されてしま
う。すなわち、トラック位置検出信号に対する光軸変化
の影響はなく、仮にあっても誤差は極めて小さいことが
わかる。
第９図は、本発明で採用される光検出器13、14の一実
施例を示す。この例では、光検出器13,14の中央部に受
光面を上下に２分する形で帯状にマスク15が施されてい
る。光スポット６は２分割された受光面16aと16b、およ
び16cと16dの出力が合焦点時に略等しくなる位置にあ
る。各受光面16a〜16dの出力をA,B,C,Dとすると、焦点
誤差検出信号は（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）によって得ら
れ、焦点位置の移動量δに対する誤差信号出力Ｖは第10
図に示す特性となる。
施例を示す。この例では、光検出器13,14の中央部に受
光面を上下に２分する形で帯状にマスク15が施されてい
る。光スポット６は２分割された受光面16aと16b、およ
び16cと16dの出力が合焦点時に略等しくなる位置にあ
る。各受光面16a〜16dの出力をA,B,C,Dとすると、焦点
誤差検出信号は（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）によって得ら
れ、焦点位置の移動量δに対する誤差信号出力Ｖは第10
図に示す特性となる。
第11図は、上述した第９図の実施例における光検出器
13,14のマスク15に相当する部分に、トラック位置検出
用に２分割された受光面16e,16fと16g,16hをそれぞれ配
置した参考例である。16e〜16hの出力をＥ〜Ｈとする
と、トラック位置検出信号TRは（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）
となる。第８図に示した参考例と比較すると、焦点誤差
検出用の受光面16a〜16dが受光する１次回折光11a,11b
の光量は小さくできるため、トラック通過時やオフトラ
ック時に、一次回折光によって焦点誤差検出信号に含ま
れる誤差量が、前記参考例よりさらに小さくなる。上述
した受光面を上下に２分割する実施例又は参考例の構造
では、第12図に６′で示すように、反射光の光軸ずれに
よって光検出器上の光スポットが上下方向にずれた場
合、光検出器13,14の出力（Ａ＋Ｂ），（Ｃ＋Ｄ）が各
々わずかに変化する。但し、この変化量は２つの光検出
器13,14で同様に現われるため、その値をｑとすると、
焦点位置検出信号は（Ａ＋Ｂ−ｑ）−（Ｃ＋Ｄ−ｑ）＝
（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）となり互いに打ち消される。ト
ラッキング位置検出信号については、光線ずれによる影
響は第１図の装置構成と同じである。
13,14のマスク15に相当する部分に、トラック位置検出
用に２分割された受光面16e,16fと16g,16hをそれぞれ配
置した参考例である。16e〜16hの出力をＥ〜Ｈとする
と、トラック位置検出信号TRは（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）
となる。第８図に示した参考例と比較すると、焦点誤差
検出用の受光面16a〜16dが受光する１次回折光11a,11b
の光量は小さくできるため、トラック通過時やオフトラ
ック時に、一次回折光によって焦点誤差検出信号に含ま
れる誤差量が、前記参考例よりさらに小さくなる。上述
した受光面を上下に２分割する実施例又は参考例の構造
では、第12図に６′で示すように、反射光の光軸ずれに
よって光検出器上の光スポットが上下方向にずれた場
合、光検出器13,14の出力（Ａ＋Ｂ），（Ｃ＋Ｄ）が各
々わずかに変化する。但し、この変化量は２つの光検出
器13,14で同様に現われるため、その値をｑとすると、
焦点位置検出信号は（Ａ＋Ｂ−ｑ）−（Ｃ＋Ｄ−ｑ）＝
（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）となり互いに打ち消される。ト
ラッキング位置検出信号については、光線ずれによる影
響は第１図の装置構成と同じである。
第13図は、焦点誤差検出装置を光ディスク装置に用い
た本発明の参考例を示す。17はレーザダイオードとレー
ザ光を平行光束とするための光学系とからなる光ビーム
発生装置であり、装置17より放射された平行光線18は偏
光ビームスプリッター19、４分の１波長板20、対物レン
ズ21を介して、光ディスク22に形成された情報トラック
23上に焦点を結ぶ。光ディスク22より反射された光は、
偏光ビームスプリッター19を透過し、第１図で説明した
焦点誤差検出装置に導かれる。この例では、光検出器1
3,14に第５図で示した形状のものを用いており、トラッ
ク位置検出信号も同時に得ている。受光面16a,16b,16c,
16dの出力をA,B,C,Dとすると、焦点誤差検出信号AF,ト
ラック位置検出信号TR,情報信号SIはそれぞれ AF＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） （１） TR＝（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ） （２） SI＝（Ａ＋Ｂ）＋（Ｃ＋Ｄ） （３） によって得られる。信号AF,TRに応じて、レンズ21を矢
印24,および矢印25の方向に移動させることにより、自
動焦点と自動トラッキングが達成される。
た本発明の参考例を示す。17はレーザダイオードとレー
ザ光を平行光束とするための光学系とからなる光ビーム
発生装置であり、装置17より放射された平行光線18は偏
光ビームスプリッター19、４分の１波長板20、対物レン
ズ21を介して、光ディスク22に形成された情報トラック
23上に焦点を結ぶ。光ディスク22より反射された光は、
偏光ビームスプリッター19を透過し、第１図で説明した
焦点誤差検出装置に導かれる。この例では、光検出器1
3,14に第５図で示した形状のものを用いており、トラッ
ク位置検出信号も同時に得ている。受光面16a,16b,16c,
16dの出力をA,B,C,Dとすると、焦点誤差検出信号AF,ト
ラック位置検出信号TR,情報信号SIはそれぞれ AF＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） （１） TR＝（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ） （２） SI＝（Ａ＋Ｂ）＋（Ｃ＋Ｄ） （３） によって得られる。信号AF,TRに応じて、レンズ21を矢
印24,および矢印25の方向に移動させることにより、自
動焦点と自動トラッキングが達成される。
第14図は、焦点誤差検出装置を光ディスク装置に用い
た本発明の他の参考例を示す。尚、第14図において、前
記参考例と同一の要素には同一符号を付してある。本参
考例においては、偏向ビームスプリッター19とレンズ３
の間の４分の１波長板24を配置し、ビームスプリッター
12の代りに偏光ビームスプリッター25を用いている。偏
向ビームスプリッター25を用いると、４分の１波長板24
の取付け角度を変えることにより、直進光2Aと分岐光2B
の比率を調整することができ、２つの光検出器13と14に
入力される光量を等しくする調整作業が容易となる。但
し、この光量調整は、各検出器の出力回路に挿入される
増幅器の利得を調整することにより償うことができる。
本参考例では、光検出器13,14として第11図で示した形
式のものを用いており、この場合の焦点誤差検出信号A
F、トラック位置検出信号TR、および情報信号SIは、光
検出器13の受光面16a,16b,16c,16d、光検出器14の受光
面16e,16f,16g,16hの出力をそれぞれA,B,C,D,E,F,G,Hと
すると、 AF＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） （４） TR＝（Ｆ−Ｅ）＋（Ｈ−Ｇ） （５） SI＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）＋（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ） （６） によって得られる。
た本発明の他の参考例を示す。尚、第14図において、前
記参考例と同一の要素には同一符号を付してある。本参
考例においては、偏向ビームスプリッター19とレンズ３
の間の４分の１波長板24を配置し、ビームスプリッター
12の代りに偏光ビームスプリッター25を用いている。偏
向ビームスプリッター25を用いると、４分の１波長板24
の取付け角度を変えることにより、直進光2Aと分岐光2B
の比率を調整することができ、２つの光検出器13と14に
入力される光量を等しくする調整作業が容易となる。但
し、この光量調整は、各検出器の出力回路に挿入される
増幅器の利得を調整することにより償うことができる。
本参考例では、光検出器13,14として第11図で示した形
式のものを用いており、この場合の焦点誤差検出信号A
F、トラック位置検出信号TR、および情報信号SIは、光
検出器13の受光面16a,16b,16c,16d、光検出器14の受光
面16e,16f,16g,16hの出力をそれぞれA,B,C,D,E,F,G,Hと
すると、 AF＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） （４） TR＝（Ｆ−Ｅ）＋（Ｈ−Ｇ） （５） SI＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）＋（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ） （６） によって得られる。
以上、幾つかの実施例と参考例を示したが、本発明に
おいて、光検出器の有効受光面の形状は実施例と参考例
で示した形状以外に種々の変形が可能であり、光検出器
に照射された光スポットの大きさが焦点ずれ量に応じて
変化し、その一部分だけが受光信号に反影される形式の
ものであればよい。また、実施例では、２個の光検出器
13,14を焦束点から等距離ｗの位置に配置したが、直進
光2Aと分岐光2Bの光量に応じて、位置を調整してもよ
い。さらに、上記２個の光検出器の位置関係を逆にし、
直進光2Aを集束点の手前で受光し、分岐光2B側で集束後
の光を受光するようにしてもよく、ビームスプリッタ12
の特性によっては、２つの受光素子の受光面が異なる大
きさをもつようにしてもよい。
おいて、光検出器の有効受光面の形状は実施例と参考例
で示した形状以外に種々の変形が可能であり、光検出器
に照射された光スポットの大きさが焦点ずれ量に応じて
変化し、その一部分だけが受光信号に反影される形式の
ものであればよい。また、実施例では、２個の光検出器
13,14を焦束点から等距離ｗの位置に配置したが、直進
光2Aと分岐光2Bの光量に応じて、位置を調整してもよ
い。さらに、上記２個の光検出器の位置関係を逆にし、
直進光2Aを集束点の手前で受光し、分岐光2B側で集束後
の光を受光するようにしてもよく、ビームスプリッタ12
の特性によっては、２つの受光素子の受光面が異なる大
きさをもつようにしてもよい。
以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、焦点
合せすべき反射面からの光を２方向に分離し、各光路上
に、焦点ずれにより生ずる受光像（スポット）の大きさ
変化が互いに逆方向となる位置関係で光検知器を配置す
ると共に、各検知器が常時は受光像の一部の光量を電気
信号に変換するようにし、上記両検出器の出力の差を焦
点誤差検出信号として利用するようにしているため、反
射面の形状変化等によって反射光に変化が生じた場合で
も、これらの変化による影響の少ない焦点誤差検出信号
を得ることができる。
合せすべき反射面からの光を２方向に分離し、各光路上
に、焦点ずれにより生ずる受光像（スポット）の大きさ
変化が互いに逆方向となる位置関係で光検知器を配置す
ると共に、各検知器が常時は受光像の一部の光量を電気
信号に変換するようにし、上記両検出器の出力の差を焦
点誤差検出信号として利用するようにしているため、反
射面の形状変化等によって反射光に変化が生じた場合で
も、これらの変化による影響の少ない焦点誤差検出信号
を得ることができる。
第１図は本発明による焦点誤差検出装置の原理的な構成
を示す構成図、第２図（Ａ）〜（Ｄ）は第１図の装置構
成で用いられる光検知器13、14の構造および焦点位置に
応じたこれら光検知器上での受光像の変化を説明するた
めの図、第３図は第１図の装置構成で得られる焦点誤差
信号の特性を示す図、第４図は第１図の装置構成におい
て反射光に一次回折光が生じた場合の光検知器上の受光
像についての説明図、第５図は光検知器の他の参考例を
示す図、第６図は第５図の光検知器における出力信号回
路を示す図、第７図（Ａ）〜（Ｂ）は第１図の構成にお
ける光軸ずれ発生時の動作説明図、第８図は第５図は光
検知器における光軸ずれ発生時の受光像についての説明
図、第９図は本発明で採用される光検知器の一実施例を
示す図、第10図は第９図の光検知器からの出力信号の波
形図、第11図は第９図の光検知器の変形参考例を示す
図、第12図は第９図の光検知器の動作説明図、第13図と
第14図はそれぞれ焦点誤差検出装置を光ディスク装置に
適用した本発明の参考例を示す図である。 符号の説明 １……光反射面、２……反射光 ３……集束レンズ、13,14……光検出器 ６……受光像、15……マスク 16……有効受光面
を示す構成図、第２図（Ａ）〜（Ｄ）は第１図の装置構
成で用いられる光検知器13、14の構造および焦点位置に
応じたこれら光検知器上での受光像の変化を説明するた
めの図、第３図は第１図の装置構成で得られる焦点誤差
信号の特性を示す図、第４図は第１図の装置構成におい
て反射光に一次回折光が生じた場合の光検知器上の受光
像についての説明図、第５図は光検知器の他の参考例を
示す図、第６図は第５図の光検知器における出力信号回
路を示す図、第７図（Ａ）〜（Ｂ）は第１図の構成にお
ける光軸ずれ発生時の動作説明図、第８図は第５図は光
検知器における光軸ずれ発生時の受光像についての説明
図、第９図は本発明で採用される光検知器の一実施例を
示す図、第10図は第９図の光検知器からの出力信号の波
形図、第11図は第９図の光検知器の変形参考例を示す
図、第12図は第９図の光検知器の動作説明図、第13図と
第14図はそれぞれ焦点誤差検出装置を光ディスク装置に
適用した本発明の参考例を示す図である。 符号の説明 １……光反射面、２……反射光 ３……集束レンズ、13,14……光検出器 ６……受光像、15……マスク 16……有効受光面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 明 小田原市国府津2880 株式会社日立製作 所小田原工場内 (72)発明者 渡辺 正輝 小田原市国府津2880 株式会社日立製作 所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭50−10131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−38944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−43234（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−100203（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】焦点合わせすべき光反射面からなりプリグ
ルーブ形式のトラックを有する光ディスクからの反射光
を集束する集束レンズと、上記集束レンズの出力光を第
１、第２の集束光に分離するための手段と、それぞれ上
記第１、第２の集束光の光路上に配置された第１、第２
の光検知器と、少なくとも上記２つの光検知器の出力の
差に応じた焦点誤差信号を発生する回路とからなり、上
記各検知器は、焦点ずれに伴う上記集束光受光像の大き
さ変化が互いに逆方向に現れる位置関係で各光路上に配
置され、それそれ帯状に３分割された中央部をマスク
し、その両側に第１、第２の受光部が設けられ、該第
１、第２の受光部により受光像の端部のみの光量を検出
して上記焦点誤差信号を得ることを特徴とする焦点誤差
検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063578A JP2594903B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 焦点誤差検出装置 |
| US06/828,354 US4742218A (en) | 1985-03-11 | 1986-02-11 | Focus error detection apparatus utilizing focusing an front and rear sides of focal planes |
| DE19863604722 DE3604722A1 (de) | 1985-03-11 | 1986-02-14 | Vorrichtung zur ermittlung von fokussierfehlern |
| NL8600380A NL192850C (nl) | 1985-03-11 | 1986-02-14 | Inrichting voor het afspelen van een optische schijf, voorzien van middelen voor het opwekken van een focusseringsfoutsignaal. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063578A JP2594903B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 焦点誤差検出装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7058498A Division JP2685015B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 光ディスク装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61224144A JPS61224144A (ja) | 1986-10-04 |
| JP2594903B2 true JP2594903B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=13233278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60063578A Expired - Lifetime JP2594903B2 (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-29 | 焦点誤差検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2594903B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH077518B2 (ja) * | 1988-08-31 | 1995-01-30 | 松下電器産業株式会社 | 自動焦点調整装置 |
| CN108375453B (zh) * | 2018-04-27 | 2024-04-12 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种x射线聚焦镜垂直装调系统及方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010131A (ja) * | 1973-05-24 | 1975-02-01 | ||
| JPS5238944A (en) * | 1975-09-23 | 1977-03-25 | Canon Inc | Optical system for scanning |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60063578A patent/JP2594903B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61224144A (ja) | 1986-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |