JP2712484B2

JP2712484B2 - 焦点誤差検出装置

Info

Publication number: JP2712484B2
Application number: JP1030545A
Authority: JP
Inventors: 毅岡田; 一起大谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-02-09
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JPH02210622A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、追記型光ディスク、CD、ビデオディスク
等、媒体上に光を照射して、記録あるいは再生する装置
において、光の焦点位置からの媒体面のずれを検出する
焦点誤差検出装置に関する。

従来の技術第４図は、従来の焦点誤差検出装置の構成図、第５図
は、第４図における焦点誤差検出の原理図、第６図は、
第４図における焦点誤差信号出力手段の構成図である。
第４図において、１は、焦点誤差検出光学系、２は光・
電気信号変換手段であり、これらは第５図に示すように
構成される。第５図において、11は、媒体記録面、12
は、対物レンズ、13は、光ビーム収束用凸レンズ、16
は、合焦点位置からずれた媒体記録面、21,22は太陽電
池等からなる２分割受光素子である。

第４図において、３は、第６図に示すように２分割受
光素子21,22の出力のそれぞれの差動をとり、各差動出
力の和を出力する焦点誤差信号出力手段である。４は、
各２分割受光素子の出力の和をとる和信号出力手段、５
は、焦点誤差信号出力手段３の出力を和信号出力手段４
で割った値を出力する割算補正手段である。

つぎに、第４図の従来の焦点誤差検出装置の動作を、
第５図を用いて説明する。

第５図（ａ）に示すように、光ディスク記録、再生用
の光ビームを対物レンズ12で収束し、媒体記録面11で反
射させる。反射した光は再び、対物レンズ12を通り、そ
のうちの一部、あるいは全部が光ビーム収束用凸レンズ
13に導かれる。光ビーム収束用凸レンズ13で光ビームは
焦点を結ぶが、その焦点の前側に２分割受光素子21を置
き、後側に２分割受光素子22を置く。あらかじめ、対物
レンズによって収束された光ビームの合焦点位置に媒体
記録面がきたときに、２分割受光素子21と２分割受光素
子22に同面積のスポットがあたるように調整しておく。
すなわち、媒体記録面11に光ビームが丁度、焦点を結ぶ
とき、二つの２分割受光素子21,22での光ビーム形状
は、第５図（ｂ）のようになる。

ところが、合焦点から対物レンズ12に対し遠ざかる方
向にずれた媒体記録面16上に光ビームがあたると、第５
図（ａ）の点線で示すように光ビームの径路が変化し、
二つの２分割受光素子21,22での光ビーム形状に、第５
図（ｃ）のような不均衡を生ずる。一方、合焦点から対
物レンズに対し近づく方向にずれた媒体記録面に光ビー
ムがあたると、第５図（ｄ）のように（ｃ）とは逆の不
均衡を生ずることになり、光ビームの媒体記録面11に対
する焦点位置ずれを二つの２分割受光素子21,22上での
光ビーム形状の不均衡としてとらえることができる。上
述したように、焦点誤差検出光学系１で得られる光ビー
ム形状の不均衡を光・電気信号変換手段２で電気信号に
変えて、これを第６図に示す焦点誤差信号出力手段３に
より焦点誤差信号を求めている。しかし、媒体記録面11
の反射率や記録ピットの深さ等のばらつきにより、検出
光量が変化し、その結果、焦点誤差信号の出力が変動し
てしまうことを防ぐために、和信号出力手段４により、
受光素子すべての受光量の和である和信号を出力し割算
補正手段５で、焦点誤差信号を上記和信号で割ることに
より、焦点誤差信号の出力の補正を行っている。

このように、従来の焦点誤差検出装置では、焦点誤差
検出光学系で得られる光ビーム形状の不均衡あるいは光
量変化を電気信号に変えることにより、焦点誤差信号を
得ることができ、さらに記録媒体の反射率や記録ピット
の深さのばらつきに強い構成をとることができた。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記の構成では、和信号と焦点誤差信号
の出力が比例するという前提で補正を行っているが、記
録媒体上の記録信号の記録長、記録間隔の変化がある場
合は上述の比例関係が成立しなくなる。例えば、第７図
（ａ）は従来の割算補正をした焦点誤差信号の出力（縦
軸）を焦点ずれ（横軸）との関係を示す。ここで実線は
記録媒体上に信号が記録してない場合、点線は光ディス
クの外周最密記録の場合、一点鎖線は内周最密記録の場
合の計算結果である。この図から、記録信号なしの時
（実線）は、比例関係が成立しているが、記録信号があ
る時（点線、一点鎖線）は、非直線性が増加してくるこ
とがわかる。このように、従来の割算補正だけでは記録
媒体上の記録長、記録間隔の変化がある場合は十分な補
正ができないという問題点を有していた。

課題を解決するための手段上記問題点を解決するために、本発明の焦点誤差検出
装置は、割算補正手段で補正しきれない、記録信号の記
録長、記録間隔の変化による焦点誤差信号の変動補正の
ため、あらかじめ調べておいた和信号と補正係数の関係
から補正係数を計算する補正係数計算手段と上記補正係
数を割算後の焦点誤差信号に乗じる利得可変手段を設け
たものである。

作用本発明は上記の構成によって、記録媒体上の記録信号
の記録長、記録間隔が変わることによる光量変化が生じ
ても、その光量変化に応じた補正係数を乗ずることによ
って、焦点誤差に比例した信号を取り出すことができ
る。

実施例第１図は本発明の一実施例における焦点誤差検出装置
の構成図、第２図は第１図における補正係数計算手段の
具体例を示す図である。

第１図において、１は、焦点誤差検出光学系、２は、
光・電気信号変換手段で、これらは第５図に示すように
構成される。３は、第６図に示すように２分割受光素子
21,22の出力のそれぞれの差動をとり、各差動出力の和
を出力する焦点誤差信号出力手段である。４は、各２分
割受光素子の総ての出力の和をとる和信号出力手段、５
は、焦点誤差信号出力手段３の出力を和信号出力手段４
で割った値を出力する割算補正手段で、これらは従来の
焦点誤差検出装置におけるものと同じである。

６は、和信号（これをIpとする）を入力して補正係数
Ｋを出力する補正係数計算手段である。ここでＫは、焦
点誤差信号出力が焦点ずれに比例する様に出力を補正す
るための係数で、第２図（ａ）または（ｂ）に示すよう
な式で表される。第２図においてa,b,cは定数で、あら
かじめ記録媒体について測定された値である。またIm
は、各記録媒体について反射率の変動を検出する基準領
域（例えば信号が記録されていない領域）を設け、その
領域で測定した和信号の値である。第２図（ｂ）のよう
にIm/Ipを変数とすることにより、記録媒体反射率の個
体差があっても補正係数に影響しない様にできる。

７は、割算補正された焦点誤差信号に、補正係数計算
手段６で計算した補正係数を乗ずる可変増幅手段であ
る。

つぎに、第１図および第５図を用いて本発明の焦点誤
差検出装置の動作を説明する。焦点誤差検出光学系１の
焦点面11から反射した光は、対物レンズ12、収束レンズ
13を経て２分割受光素子21,22へ当たる。受光素子21,22
の出力は、焦点誤差信号出力手段３へ入り、その出力
は、媒体面11の移動量に応じて変化する。また、受光素
子21,22の出力は和信号出力手段４において、総ての受
光素子出力の和がとられ、その出力は割算補正手段５お
よび補正係数計算手段６に入る。焦点誤差信号出力は、
割算補正手段５において、和信号出力で割算補正され、
さらに可変増幅手段７において補正係数計算手段６の補
正を受けて出力される。なお、補正係数計算手段６にお
いて、第２図（ａ）に示すように、和信号Ipを与えて補
正係数を計算する方法と、第２図（ｂ）に示すように、
Im/Ipを変数として補正係数を計算する方法がある。こ
の場合Imの値は、記録媒体交換時にあらかじめ記憶させ
ておく。

第３図は、本発明の第二の実施例における焦点誤差検
出装置の構成図である。

第３図において、8,9は、再生時に可変増幅器７を通
して出力し、記録時に可変増幅器７を通さず直接出力す
る様に切換える切換え手段である。この様に切換える理
由は、記録時は媒体の未記録部分へ記録するため、記録
長や記録間隔の補正を必要としないためである。

つぎに、第３図の第二の実施例の動作を説明する。ま
ず信号再生時は、上記第一の実施例と動作は全く同一で
ある。信号記録時は、切換え手段8,9が切り替わり可変
増幅器７を通さずに焦点誤差信号が出力される以外は、
上記第一の実施例と動作は全く同一である。

なお、ここで切換え手段8,9を用いる代わりに、信号
記録時は可変増幅手段７の増幅率を１とするように補正
係数計算手段６を制御してもよい。

発明の効果以上のように本発明は、割算補正手段で補いきれなか
った分を補正する補正係数計算手段を設けることによ
り、記録信号の記録間隔、記録長の違いによる焦点誤差
信号の変動をおさえることができる。

例えば、第７図（ｂ）は、本発明の補正を施した場合
の焦点誤差信号出力（縦軸）と焦点ずれ（横軸）との関
係を示す。ここで実線は記録媒体上に信号が記録してな
い場合、点線は光ディスクの外周最密記録の場合、一点
鎖線は内周最密記録の場合の計算結果である。また、第
７図（ａ）は従来の方法による結果である。

このように本発明の方法によれば焦点ずれが±１μｍ
以内では記録信号の有る場合でも直線関係が成立してい
ることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における焦点誤差検出装置の
構成図、第２図は補正係数計算手段の具体例を示す図、
第３図は本発明の第２の実施例を示す図、第４図は従来
の焦点誤差検出装置の構成図、第５図は焦点誤差検出光
学系の原理図、第６図は焦点誤差信号出力手段の構成
図、第７図は焦点ずれと焦点誤差信号出力との関係を示
す図である。１……焦点誤差検出光学系、２……光・電気信号変換手
段、３……焦点誤差信号出力手段、４……和信号出力手
段、５……割算補正手段、６……補正係数計算手段、７
……可変増幅手段、8,9……切り替えスイッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】焦点付近に置かれた記録媒体表面からの反
射光を取り出す光学系と、前記光学系から取り出した光
を複数の受光素子で受け、それらの出力から前記記録媒
体が焦点位置から変位した量に比例するような出力電圧
を発生する焦点誤差信号出力手段と、前記複数の受光素
子にあたる全光量に比例する出力電圧を発生する和信号
出力手段と、前記焦点誤差信号出力を前記和信号出力で
割算する割算補正手段と、前記和信号出力に基づいて、
前記記録媒体表面の記録状態に応じた補正係数を発生す
る補正係数計算手段と、前記割算補正された出力に前記
補正係数を掛ける可変増幅手段とを備えた焦点誤差検出
装置。
【請求項２】記録媒体へ記録するとき、前記可変増幅手
段の増幅率を１とすることを特徴とする請求項（１）記
載の焦点誤差検出装置。
【請求項３】再生時に可変増幅手段を通して出力し、記
録時に可変増幅手段を通さず直接出力する様に切換える
切換え手段を備えたことを特徴とする請求項（１）記載
の焦点誤差検出装置。
【請求項４】補正係数計算手段は、記録媒体の基準領域
においてあらかじめ測定された和信号出力を基準値と
し、その基準値で和信号を規格化したパラメータを用い
て計算することを特徴とする請求項（１）または（２）
または（３）記載の焦点誤差検出装置。