JP2699986B2 - Apparatus for detecting focus error of optical head - Google Patents

Apparatus for detecting focus error of optical head

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JP2699986B2
JP2699986B2 JP2325127A JP32512790A JP2699986B2 JP 2699986 B2 JP2699986 B2 JP 2699986B2 JP 2325127 A JP2325127 A JP 2325127A JP 32512790 A JP32512790 A JP 32512790A JP 2699986 B2 JP2699986 B2 JP 2699986B2
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photodetector
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インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン
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【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、光記録媒体上のデータの読取り及び書込み
に適合した光ヘッドの焦点誤差を検出するための手段に
関し、より詳しくは、焦点誤差信号を生成して、光線を
ある表面上の焦点に保持するように動作するサーボ・シ
ステムへの入力として使用するための、改良された手段
に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a means for detecting a focus error of an optical head adapted for reading and writing data on an optical recording medium, and more particularly, to a focus error. An improved means for generating a signal and using it as an input to a servo system that operates to hold a light beam at a focal point on a surface.

B.従来の技術 光記憶用にこれまで用いられてきた焦点誤差検出法
は、一般に、ナイフ・エッジ、非点収差補正レンズ、ま
たは臨界角プリズムを採用している。これらの技術は、
これらの光素子及びセグメント化された光検出器の非常
にクリティカルな位置合せを必要とする。
B. Prior Art The focus error detection methods previously used for optical storage generally employ a knife edge, astigmatism correction lens, or critical angle prism. These technologies are
A very critical alignment of these light elements and segmented photodetectors is required.

欧州特許出願公開第0164687号明細書は、光ディスク
から反射したレーザ光線を、対物レンズを通してプリズ
ムに送り、そこである方向でビーム幅を1/Mに減少させ
て、楕円形ビームをナイフ・エッジ型焦点誤差検出シス
テムに送り出す、検出技術を開示している。上記明細書
には、式(25′)に続いて、プリズムを使用すると、プ
リズムを用いない通常のナイフ・エッジ法に比べて、焦
点誤差信号がM倍に増加すると記されている。
EP-A-0164687 teaches that a laser beam reflected from an optical disc is sent through an objective lens to a prism, where the beam width is reduced to 1 / M in one direction, and the elliptical beam is focused on a knife-edge focus. A detection technique is disclosed for sending to an error detection system. The above specification states that following equation (25 '), the use of a prism increases the focus error signal by a factor of M compared to the normal knife-edge method without a prism.

1985年10月15日〜17日に米国ワシントンで開催された
光データ記憶を主題とする会議の概要(The Digest of
the Topical Meeting on Optical Data Storage)に
は、ヤマモト(Yamamoto)他の「光プレグルーブ寸法の
設計上の考慮点(Design Consideration of Optical Pr
egroove Dimensions)」と題する論文THCC2−1が掲載
されている。上記論文は、焦点誤差に関連する遠視野ス
ポット寸法変動を検出するための6要素光検出器を開示
している。
Outline of the conference on optical data storage held in Washington, USA, October 15-17, 1985 (The Digest of
The Topical Meeting on Optical Data Storage) includes Yamamoto et al., “Design Consideration of Optical Pr
egroove Dimensions) ”has been published. The above article discloses a six-element photodetector for detecting far-field spot size variations related to focus errors.

C.発明が解決しようとする課題 比較的少ない構成要素で、焦点誤差信号の品質を有意
に向上させ、かつ一方向でセグメント化された光検出器
のクリティカルでない位置合せしか必要としない大きな
ビーム・サイズを提供する、非常に敏感な焦点誤差検出
技術を提供することを目的とする。
C. Problems to be Solved by the Invention With a relatively small number of components, a large beam beam which significantly improves the quality of the focus error signal and requires only non-critical alignment of the unidirectional segmented photodetector. It is an object to provide a very sensitive focus error detection technique that provides size.

D.課題を解決するための手段 この目的に対して、本発明によれば、光記録媒体から
反射される戻り光線の光路内にプリズムを置くことによ
って、光ヘッドの焦点誤差を検出する装置が提供され
る。プリズムは、ある方向のビーム幅を1/Mに減じ、さ
らに前記の方向でビームの焦点誤差に関する発散又は収
束の角度をM倍に増し、それによって、所望通り焦点誤
差信号の品質をM2倍に向上させる。焦点誤差は、ヤマモ
ト他の論文に示されたような内側及び外側感光領域を有
するセグメント化された光検出器によって検出される。
光検出器は、内側領域と外側領域の光の強度の差から焦
点誤差を示す電気信号を生成する。また光検出器は、ト
ラック誤差信号を提供するような方法でセグメント化す
ることが好ましい。
D. Means for Solving the Problem For this purpose, according to the present invention, there is provided an apparatus for detecting a focus error of an optical head by placing a prism in an optical path of a return light beam reflected from an optical recording medium. Provided. Prism reduces the beam width in the one direction to 1 / M, further increase the angle of divergence or convergence regarding focus error of the beam M times in the direction of the, thereby doubling M quality as desired focus error signal To improve. The focus error is detected by a segmented photodetector having inner and outer photosensitive regions as shown in Yamamoto et al.
The photodetector generates an electric signal indicating a focus error from a difference in light intensity between the inner region and the outer region. Also, the photodetector is preferably segmented in such a way as to provide a tracking error signal.

E.実施例 本発明の原理は、第1図に最も良く図示されている。
ダイオード・レーザ10の出力はサーキュラライザ/コリ
メータ・システム11を通過して、平行ビーム12となる。
ビーム12は、ビーム・スプリッタ13から反射するとビー
ム14になる。ビーム14はレンズ15により光記録媒体の表
面16上に集光される。表面16がレンズ15の焦点にある
時、ビーム・スプリッタ13からレンズ15へ送られた平行
ビーム14は、それ自体に重なって逆反射され、スプリッ
タ13によって戻りビーム14としてプリズム17に送られ
る。ビーム14はプリズム17で屈折されてビーム18とな
り、遮られずに光検出器19に向かう。ビーム18の全断面
ビーム・パターンが、光検出器19に当たる。ビーム18
は、Dに等しい長軸とAに等しい短軸を有する楕円形の
強度パターンを有する。プリズム17は、ビーム14の幅を
屈折ビーム18の幅のの1/M(M=D/Aで定義される)に減
少させる。
E. Embodiment The principles of the present invention are best illustrated in FIG.
The output of the diode laser 10 passes through a circularizer / collimator system 11 into a parallel beam 12.
The beam 12 becomes a beam 14 when reflected from the beam splitter 13. The beam 14 is focused on a surface 16 of the optical recording medium by a lens 15. When the surface 16 is at the focal point of the lens 15, the collimated beam 14 sent from the beam splitter 13 to the lens 15 overlaps itself and is retroreflected, and is sent by the splitter 13 to the prism 17 as a return beam 14. The beam 14 is refracted by the prism 17 into a beam 18 and travels to the photodetector 19 without interruption. The full cross-section beam pattern of beam 18 impinges on photodetector 19. Beam 18
Has an elliptical intensity pattern with a major axis equal to D and a minor axis equal to A. Prism 17 reduces the width of beam 14 to 1 / M of the width of refracted beam 18 (defined as M = D / A).

今、表面16がレンズ15の焦点から量δzだけ変位して
いると仮定する。この条件の下では、表面16から反射し
たビーム14′はレンズ15を通過した後、角度δθで発散
する。
Now assume that surface 16 is displaced from the focal point of lens 15 by an amount δz. Under this condition, the beam 14 'reflected from the surface 16 diverges at an angle δθ after passing through the lens 15.

δθ=Dδz/f2 (1) ただし、fはレンズ15の焦点距離である。δθ = Dδz / f 2 (1) where f is the focal length of the lens 15.

δzが負の場合、δθは負となり、ビーム14′は収束
する。次の分析では、δzが正の場合を考えるが、δz
が小さい時は、発散ビームにも収束ビーム14′にも同じ
分析が有効である。
If δz is negative, δθ will be negative and beam 14 'will converge. In the following analysis, consider the case where δz is positive,
When is small, the same analysis is valid for both the divergent beam and the convergent beam 14 '.

プリズム17から出た屈折ビーム18′は、発散角Mδθ
を有し、検出器19上の前記光線の幅Wは次式で与えられ
る。
The refracted beam 18 'emerging from the prism 17 has a divergence angle Mδθ
And the width W of the light beam on the detector 19 is given by:

W≒A+2lMδθ (2) ただし、lはプリズム17から光検出器19までの距離であ
る。
W ≒ A + 2lMδθ (2) where l is the distance from the prism 17 to the photodetector 19.

式(1)を使うと、次式で得られる。 Using equation (1), it can be obtained by the following equation.

W≒A+2lMDδz/f2 ≒A+2lM2Aδz/f2 あるいは δW/δz=(W−A)/δz=2lM2A/f2 (3) したがって、表面16からの戻りビーム14′の経路内に
プリズム17を挿入することにより、焦点誤差δzを示す
ビーム幅δWの変化は、M2倍に向上する。Mは、プリズ
ム17の頂角及びプリズム材料の屈折率によって決まる。
Mは任意の大きさにすることができる。ただし、システ
ムの位置合せの許容誤差は、Mが増加するにつれてます
ます厳しくなる。単一プリズム17の場合の実用的な最大
値はほぼM=5である。ただし数個のプリズムを直列に
使用することができ、その場合は合成係数Mは、各プリ
ズムの値Mの積となる。
W ≒ A + 2lMDδz / f 2 ≒ A + 2lM 2 Aδz / f 2 or δW / δz = (WA) / δz = 2lM 2 A / f 2 (3) Therefore, the prism in the path of the return beam 14 ′ from the surface 16 by inserting the 17, the change in beam width δW showing a focus error δz is improved to twice M. M is determined by the vertex angle of the prism 17 and the refractive index of the prism material.
M can be any size. However, the alignment tolerances of the system become increasingly tight as M increases. A practical maximum for a single prism 17 is approximately M = 5. However, several prisms can be used in series, in which case the synthesis coefficient M is the product of the values M of each prism.

第2A図に示すように、光検出器19は、3つの感光性ス
トライプ領域1、2、3を含む。破線の楕円は、ビーム
18が光検出器19上に作る、全断面ビーム・パターンを表
す。これらの感光領域1、2、3上の入射光によって生
成される電気信号をそれぞれI1、I2、I3とする。
As shown in FIG. 2A, photodetector 19 includes three photosensitive stripe regions 1, 2, 3. The dashed ellipse is the beam
18 represents the full cross-section beam pattern created on the photodetector 19. The electrical signal generated by light incident on these photosensitive areas 1,2,3 and I 1, I 2, I 3, respectively.

信号I1及びI3は増幅器20で合計され増幅されて出力信
号S1を与えるが、信号I2は増幅器21で増幅されて出力信
号S2を与える。ビーム14が焦点にある場合、S1はS2と等
しい。信号S1及びS2は差動増幅器22及び加算増幅器26に
供給され、それらの出力が除算回路28に供給される。増
幅器20、21、22及び26の帯域幅は、焦点サーボ帯域幅
(通常10kHz未満)を十分に上回っており、その結果、
増幅器22及び26の出力間の位相差は無視できる。除算回
路28の出力は、焦点誤差信号FESである。
Signals I 1 and I 3 is amplified summed in amplifier 20 provides an output signals S 1, but the signal I 2 is amplified by the amplifier 21 provides an output signal S 2. If the beam 14 is in focus, S 1 is equal to S 2. Signals S 1 and S 2 are supplied to the differential amplifier 22 and the summing amplifier 26, whose outputs are fed to the divider circuit 28. The bandwidth of the amplifiers 20, 21, 22 and 26 is well above the focus servo bandwidth (typically less than 10kHz), so that
The phase difference between the outputs of amplifiers 22 and 26 is negligible. The output of the divider 28 is a focus error signal FES.

この焦点誤差信号が、焦点サーボ制御システム23(第
1図)に印加される。図示のように、システム23は、ボ
イス・コイル・ドライバなど、ボイス・コイル・モータ
のコイル24内の電流を調整し、それによって表面16に対
するレンズ15の相対的位置を調整するための、従来型の
手段を具備している。代表的なサーボ・システムは、上
記の欧州特許出願公開第0164687号明細書に示されてい
る。
This focus error signal is applied to the focus servo control system 23 (FIG. 1). As shown, the system 23 comprises a conventional system for adjusting the current in the coil 24 of the voice coil motor, such as a voice coil driver, thereby adjusting the relative position of the lens 15 with respect to the surface 16. Means are provided. A typical servo system is shown in the above-mentioned EP-A-0164687.

回折制限式光学系では、ビーム18の強度プロファイル
はガウス分布となる。すなわち、 検出器19の領域2の幅2aは、ディスク表面16がレンズ15
の焦点にあるとき、検出器19への入射光の半分が領域2
に当たり、残りの半分が領域1及び3に当たるように選
択する。
In a diffraction limited optical system, the intensity profile of the beam 18 has a Gaussian distribution. That is, The width 2a of the area 2 of the detector 19 is such that the disk surface 16 is
At the focal point, half of the light incident on
And select the other half to fall on regions 1 and 3.

ビーム18の合計出力は、次式で与えられる。 The total power of beam 18 is given by:

また、検出器19の領域2上の出力は、次式で与えられ
る。
The output of the detector 19 on the area 2 is given by the following equation.

これは、a=0.169Aである場合、δz=0かつW=Aの
とき、P/2に等しい。
This is equal to P / 2 when δz = 0 and W = A, if a = 0.169A.

レンズ15の焦点位置dzの変化に対するFESの感度を評
価するには、dzに伴うS2の相対的な変化を求める必要が
ある。S2はI2に比例し、I2はP2に比例するので、問題の
量は、 となる。式(3)及び(7)を用いると、 この導関数の値は、以下のようになる。
To assess the sensitivity of the FES for the change in the focal position dz of the lens 15, it is necessary to determine the relative change in S 2 due to dz. S 2 is proportional to I 2, since I 2 is proportional to P 2, the amount of problems, Becomes Using equations (3) and (7), The value of this derivative is:

δZ=0かつW=Aのとき、上記の量は−0.269Aに等
しい。したがって、 である。
When δZ = 0 and W = A, the above amount is equal to -0.269A. Therefore, It is.

従来技術(ヤマモト等の前記論文参照)で代表的なl
(50mm)及びf(4mm)の値でプリズムなし(M=1)
の場合、この量は5.4/mmに等しい。焦点誤差δzが0.00
1mmと大きい場合、P2の変化、したがってS2の変化は0.5
4%にすぎない。S1の変化はS2の変化と等しく、符号が
逆であるので、式(4)から、±1の範囲を有するFES
が僅か0.0108になる。
Typical l in the prior art (see the above-mentioned paper by Yamamoto et al.)
(50mm) and f (4mm) without prism (M = 1)
For, this amount is equal to 5.4 / mm. Focus error δz is 0.00
If large as 1 mm, the change in P 2, thus changing the S 2 0.5
Only 4%. Since the change in S 1 is equal to the change in S 2 and the sign is opposite, from equation (4), FES with a range of ± 1
Becomes only 0.0108.

本発明の原理に従って、M=5のプリズムを組み込む
と、FESが0.264に増大し、焦点サーボ・ループの感度が
25倍になる。
Incorporating an M = 5 prism according to the principles of the present invention increases the FES to 0.264 and increases the sensitivity of the focus servo loop.
25 times.

光検出器の好ましい構成を第2B図に示す。光検出器25
は、それぞれ電気信号I1〜I6を生成する、6つの感光領
域を含む。焦点誤差信号は、次式で与えられる。
A preferred configuration of the photodetector is shown in FIG. 2B. Photodetector 25
Each generates an electrical signal I 1 ~I 6, includes six photosensitive areas. The focus error signal is given by the following equation.

トラック誤差信号は、次式で与えられる。 The track error signal is given by the following equation.

ただし、 S1=k(I1+I3+I4+I6) S2=k(I2+I5) S3=k(I1+I2+I3) S4=k(I4+I5+I6) なお、kは増幅器20及び21の利得である。 Where S 1 = k (I 1 + I 3 + I 4 + I 6 ) S 2 = k (I 2 + I 5 ) S 3 = k (I 1 + I 2 + I 3 ) S 4 = k (I 4 + I 5 + I 6 ) Here, k is the gain of the amplifiers 20 and 21.

トラック誤差信号を使ってトラック誤差を調整する方
法は、従来通りのものであり、本発明の一部ではない。
第2B図は、焦点誤差を検出し補正するための本発明者の
手段が、焦点誤差信号とトラック誤差信号の両方を生成
する25のような光検出器と整合性があり、所望通りそれ
と共に使用できることを示すために加えたものにすぎな
い。
The method of adjusting the track error using the track error signal is conventional and is not part of the present invention.
FIG. 2B shows that the inventor's means for detecting and correcting the focus error is compatible with a photodetector such as 25 which produces both a focus error signal and a track error signal, and with it as desired. It is only added to show that it can be used.

第3A図及び第3B図は、読取り専用、追記型、あるいは
相変化型ディスクと共に使用する光ヘッドの実施例を図
示する。この実施例によれば、ヘッドの一般的な方向
は、ディスク50上のトラックに平行である。したがっ
て、このヘッドは、スイング・アーム式アクチュエータ
を用いたディスク駆動機構に極めて容易に適合する。レ
ーザ52(第3A図)から出たビームはレンズ54により平行
にされて、屈折または反射なしにPBS56に向かい、それ
を通過する。PBS56から出たビーム58は、一方向の幅が
Dでそれに直交する方向の幅がAの楕円形の断面を有す
る。このビーム58が四分の一波長板60を通り、プリズム
・アセンブリ62に向かう。プリズム・アセンブリ62の第
1の面64で、ビーム58は円形にされ、次いで、第2の面
66から全内部反射(TIR)で反射されて反射面68に当た
り、そこから対物レンズ70を通って、合成ビーム72がデ
ィスク50上に集光される。ビーム72は、反射ビーム58′
としてディスクから反射される。この実施例では、表面
64での屈折は、ディスクに向うビーム58を円形にし、か
つ焦点誤差信号の品質を改良するという2つの機能を果
す。やはり横断面が楕円形であるビーム58′は、PBS56
の表面74によって反射され、光検出器76に向かう。光検
出器76は、第2A図または第2B図に示すようにセグメント
化されていることが好ましい。ビーム58′の遮られない
完全なビーム・パターンが光検出器76に当たる。
3A and 3B illustrate an embodiment of an optical head for use with a read-only, write-once, or phase change disk. According to this embodiment, the general direction of the head is parallel to the tracks on the disk 50. Therefore, this head is very easily adapted to a disk drive mechanism using a swing arm type actuator. The beam emanating from laser 52 (FIG. 3A) is collimated by lens 54 and travels through PBS 56 without refraction or reflection. The beam 58 emitted from the PBS 56 has an elliptical cross-section having a width D in one direction and A in a direction perpendicular thereto. This beam 58 passes through a quarter wave plate 60 to a prism assembly 62. At the first side 64 of the prism assembly 62, the beam 58 is made circular and then the second side
From 66, the light is reflected by total internal reflection (TIR) and strikes a reflecting surface 68 from which a combined beam 72 is focused onto a disk 50 through an objective lens 70. Beam 72 is a reflected beam 58 '
As reflected from the disk. In this embodiment, the surface
The refraction at 64 serves two functions: to make the beam 58 towards the disc circular and to improve the quality of the focus error signal. The beam 58 ', whose cross section is also elliptical, is
Is reflected by the surface 74 of the Photodetector 76 is preferably segmented as shown in FIG. 2A or 2B. The complete unobstructed beam pattern of beam 58 'strikes photodetector 76.

第3A図及び第3B図に示すように、ディスク50が焦点内
にある場合、戻りビーム58′はビーム58に一致し、光検
出器76におけるビームの幅はAに等しくなる。しかし、
ディスク50上のデータが焦点外にある場合は、戻りビー
ム58′は58から発散し、光検出器76に向うビームの幅を
Aより大きくさせる。この効果は、図1に示すビーム1
8′の発散と類似している。光検出器76は、図2に示す
ものと類似の回路に接続されており、FESが生成され
る。ディスクを焦点におく必要があるとき、このFESに
応答して、第1図に示すものと類似の適当なサーボ手段
によって、ディスク50の表面に対するレンズ70の相対的
位置を調節する。
When the disk 50 is in focus, as shown in FIGS. 3A and 3B, the return beam 58 'coincides with the beam 58 and the width of the beam at the photodetector 76 is equal to A. But,
If the data on disk 50 is out of focus, return beam 58 'will diverge from 58, causing the width of the beam toward photodetector 76 to be greater than A. This effect is similar to beam 1 shown in
Similar to 8 'divergence. Photodetector 76 is connected to a circuit similar to that shown in FIG. 2 to generate FES. When the disc needs to be in focus, the relative position of the lens 70 with respect to the surface of the disc 50 is adjusted in response to this FES by suitable servo means similar to that shown in FIG.

この実施例では、プリズム66の膨張/収縮比Mが、レ
ーザ52の放出パターンに合致しなければならない。
In this embodiment, the expansion / contraction ratio M of the prism 66 must match the emission pattern of the laser 52.

第3A図および第3B図に示した構成では、従来技術で教
示されるものとは違って、焦点誤差信号の品質が所望通
りM2倍に向上する。
In the configuration shown in Figures 3A and Figure 3B, unlike those taught by the prior art, the quality of the focus error signal is improved as desired M 2 times.

F.発明の効果 本発明は、プリズムの感度向上能力を完全に活用する
焦点合せシステムを開示する。本発明は、欧州特許出願
公開第0164687号明細書のようなナイフ・エッジは使用
せず、そのかわりに、内側及び外側領域を有する3領域
検出器を用いる。焦点誤差信号は、外側領域と内側領域
の差をとることによって導かれる。この技法を用いるこ
とによって、遮られない完全な戻り光線が利用できる。
ナイフ・エッジは存在せず、焦点誤差信号は、基本的に
ビームのサイズを測定する3要素検出器から導かれる。
したがって本発明は、光検出器で完全なM2倍の感度向上
を達成できる。
F. Effects of the Invention The present invention discloses a focusing system that makes full use of the prism's ability to enhance sensitivity. The present invention does not use a knife edge as in EP-A-0164687, but instead uses a three-zone detector with inner and outer zones. The focus error signal is derived by taking the difference between the outer and inner regions. By using this technique, an unobstructed complete return beam is available.
There is no knife edge, and the focus error signal is basically derived from a three-element detector that measures the size of the beam.
Accordingly, the present invention can achieve complete M 2 times more sensitive by a photodetector.

なお、上記欧州特許出願では、焦点誤差用の光検出器
はトラッキング誤差用の光検出器とは別個に設けられて
いるが、本発明の焦点誤差用の光検出器は、トラッキン
グ誤差用の光検出器としても使用(共用)される。
In the above-mentioned European patent application, the photodetector for the focus error is provided separately from the photodetector for the tracking error, but the photodetector for the focus error of the present invention is a photodetector for the tracking error. Also used (shared) as a detector.

本発明のもう1つの特徴は、プリズムを使って焦点の
品質向上とビームの屈曲という2つの役割を果たせるこ
とができることである。明細書の第3A図及び第3B図を参
照されたい。ビーム屈曲器は、水平方向からの光を垂直
方向に向けて、媒体に当てるために必要である。本発明
は、第3の反射面を有するプリズムを使って屈曲器とし
ての役割を果たさせる。こうすると、追加部品の必要が
省け、光学ヘッドのサイズを縮小する助けとなる。これ
は、スイング・アーム式アクチュエータ応用例には非常
に重要である。
Another feature of the present invention is that the prism can be used to perform two functions of improving the quality of focus and bending the beam. See FIGS. 3A and 3B of the specification. A beam flexure is needed to direct light from the horizontal direction vertically to impinge on the media. The present invention uses a prism having a third reflecting surface to serve as a bending device. This eliminates the need for additional components and helps reduce the size of the optical head. This is very important for swing arm actuator applications.

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

第1図は、本発明の原理を示す概略図である。 第2A図と第2B図は、セグメント化された光検出器の2つ
の好ましい構造を示す図である。両方とも焦点誤差信号
を生成し、第2B図の検出器はさらにトラック誤差信号を
生成する。 第3A図および第3B図は、スイング・アーム式アクチュエ
ータを用いた光ディスク駆動機構と共に使用するための
実施例を示す図である。 10……ダイオード・レーザ、11……サーキュラライザ/
コリメータ・システム、13……ビーム・スプリッタ、1
5、70……レンズ、16……表面、17、66、62……プリズ
ム、18、18′……屈折ビーム、19、25、76……光検出
器、23……焦点サーボ制御システム、24……コイル、26
……加算増幅器、28……除算回路、52……レーザ、50…
…ディスク、56……PBS、60……四分の一波長板、68…
…反射面
FIG. 1 is a schematic diagram showing the principle of the present invention. 2A and 2B show two preferred configurations of a segmented photodetector. Both generate a focus error signal, and the detector of FIG. 2B also generates a track error signal. 3A and 3B are views showing an embodiment for use with an optical disk drive mechanism using a swing arm type actuator. 10 …… Diode laser, 11 …… Circularizer /
Collimator system, 13 …… Beam splitter, 1
5, 70 ... lens, 16 ... surface, 17, 66, 62 ... prism, 18, 18 '... refracted beam, 19, 25, 76 ... photodetector, 23 ... focus servo control system, 24 …… coils, 26
…… Additional amplifier, 28 …… Division circuit, 52 …… Laser, 50…
… Disk, 56… PBS, 60… quarter wave plate, 68…
… Reflective surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・ルガール アメリカ合衆国カリフオルニア州パロ・ アルト、アパートメント・デイー、ウエ ブスター・ストリート 228番地 (56)参考文献 特開 平1−260636(JP,A) 特開 平3−17835(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Daniel Rugar 228, Webster Street, Apartment Day, Palo Alto, California, United States of America Hei 3-17835 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光記録媒体上でデータを読み取りまたは書
き込みあるいはその両方を行なうための光ヘッドの焦点
誤差を検出するための装置であって、 平行光線を供給する光発生手段(52、54)と、 光発生手段からの平行光線を受け取る四分の一波長板
(60)と、 四分の一波長板からの平行光線を円形にする第1の面
(64)と、円形にされた光が完全内部反射によって反射
される第2の面(66)と、反射面である第3の面(68)
とを有するプリズム(62)であって、光記録媒体から反
射された戻り光線が第3の面、第2の面、第1の面の順
に経由してプリズムから出ていく場合に、戻り光線の幅
をある方向で1/Mに縮小し、同時に戻り光線の発散又は
収束の角度を前記ある方向でM倍に拡大することによっ
て、光ヘッドの焦点誤差を示す戻り光線の前記ある方向
での幅の変化をM2倍に拡大するためのプリズム(62)
と、 第3の面から反射された光線を光記録媒体上に集光させ
るためのレンズ(70)と、 プリズムからの戻り光線を受け取る偏光ビーム・スプリ
ッタ(56)と、 内側及び外側の感光領域を有し、プリズムから偏光ビー
ム・スプリッタを経て遮られない戻り光線を受け取り、
内側領域と外側領域での光強度の差に応答して焦点誤差
信号を生成する光検出器(76)と、 を具備する装置。
An apparatus for detecting a focus error of an optical head for reading and / or writing data on an optical recording medium, comprising: a light generating means for supplying a parallel light beam. A quarter-wave plate (60) for receiving parallel rays from the light generating means; a first surface (64) for making the parallel rays from the quarter-wave plate circular; A second surface (66) where the light is reflected by the complete internal reflection, and a third surface (68) that is a reflecting surface
A return light beam reflected from the optical recording medium when the return light beam exits the prism via the third surface, the second surface, and the first surface in this order. By reducing the width of the return light beam to 1 / M in a certain direction, and at the same time, increasing the angle of divergence or convergence of the return light beam by M times in the certain direction, so that the return light beam indicating the focus error of the optical head in the certain direction prism for enlarging the change in width to twice M (62)
A lens (70) for condensing the light reflected from the third surface onto the optical recording medium; a polarizing beam splitter (56) for receiving the returning light from the prism; and inner and outer photosensitive regions. Receiving an unobstructed return beam from the prism via a polarizing beam splitter,
A photodetector (76) for generating a focus error signal in response to a difference in light intensity between the inner and outer regions.
JP2325127A 1990-04-20 1990-11-26 Apparatus for detecting focus error of optical head Expired - Lifetime JP2699986B2 (en)

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