JP2945120B2 - フォーカシング・エラー信号発生装置 - Google Patents
フォーカシング・エラー信号発生装置Info
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/1055—Disposition or mounting of transducers relative to record carriers
- G11B11/10576—Disposition or mounting of transducers relative to record carriers with provision for moving the transducers for maintaining alignment or spacing relative to the carrier
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
- G11B7/0857—Arrangements for mechanically moving the whole head
- G11B7/08582—Sled-type positioners
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
- G11B7/0912—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only by push-pull method
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に光学式情報記憶システム等に応用でき
るものであり、とりわけこうしたシステムに利用され
て、フォーカシング・エラー信号を発生し、所与の光磁
気媒体等に対し正確に光の焦点を合わせることができる
ようにする装置に関するものである。
るものであり、とりわけこうしたシステムに利用され
て、フォーカシング・エラー信号を発生し、所与の光磁
気媒体等に対し正確に光の焦点を合わせることができる
ようにする装置に関するものである。
光学式情報記憶システムと磁気情報記憶システムのハ
イブリッド、いわゆる光磁気情報記憶システムは、記憶
容量を増大させる可能性があるだけでなく、光学情報の
消去及び新しい光学情報の再書込みに関する問題を解決
できるように思われる。以前の光学システムの大部分
は、情報の消去及び再書込みができなかった。こうした
システムの記憶容量は、理論的上限が媒体１平方インチ
当り30メガバイトにもなり得ると推定されている。実際
には、5.25インチのディスクの場合、400〜800メガバイ
トもの記憶容量が期待できる。
イブリッド、いわゆる光磁気情報記憶システムは、記憶
容量を増大させる可能性があるだけでなく、光学情報の
消去及び新しい光学情報の再書込みに関する問題を解決
できるように思われる。以前の光学システムの大部分
は、情報の消去及び再書込みができなかった。こうした
システムの記憶容量は、理論的上限が媒体１平方インチ
当り30メガバイトにもなり得ると推定されている。実際
には、5.25インチのディスクの場合、400〜800メガバイ
トもの記憶容量が期待できる。
いわゆる光学ヘッドには、光磁気システムにおけるデ
ータ検出に必要なコンポーネントの全てが含まれる場合
がよくある。もちろん、データにアクセスするため、光
学ヘッドはアクチュエータ機構によって半径方向へ移動
し、回転するディスクの表面を横切る。あいにく、こう
した光磁気システムが市場で受けいれられる上での障害
の１つは、最新のハード・ディスクを用いた磁気記憶シ
ステムに比べて、情報を取出せる速度が比較的遅いとい
う点である。現在の光学式記憶シスッテムの低速アクセ
ス性能に影響を及ぼしている主要な要素は、移動式光学
ヘッド・アセンブリの質量である。すぐわかるように、
光ディスクに読み書きする装置の質量が増す程、回転す
るディスク上で正確に位置決めする関係上、こうした装
置を加速するのは一層困難になる。
ータ検出に必要なコンポーネントの全てが含まれる場合
がよくある。もちろん、データにアクセスするため、光
学ヘッドはアクチュエータ機構によって半径方向へ移動
し、回転するディスクの表面を横切る。あいにく、こう
した光磁気システムが市場で受けいれられる上での障害
の１つは、最新のハード・ディスクを用いた磁気記憶シ
ステムに比べて、情報を取出せる速度が比較的遅いとい
う点である。現在の光学式記憶シスッテムの低速アクセ
ス性能に影響を及ぼしている主要な要素は、移動式光学
ヘッド・アセンブリの質量である。すぐわかるように、
光ディスクに読み書きする装置の質量が増す程、回転す
るディスク上で正確に位置決めする関係上、こうした装
置を加速するのは一層困難になる。
光学システムの可動質量を減少させるためのやり方の
ひとつとして以下のものがあった。これにおいては、光
学アセンブリを分割して、アクチュエータ機構に固定さ
れたままの固定コンポーネントからなるサブアセンブリ
と、質量が最小で強度が最大の可動コンポーネントから
なるサブアセンブリとしていた。ここで用いているよう
に、こうしたシステムは、分割光学システム（split op
tical system）と呼ばれる。
ひとつとして以下のものがあった。これにおいては、光
学アセンブリを分割して、アクチュエータ機構に固定さ
れたままの固定コンポーネントからなるサブアセンブリ
と、質量が最小で強度が最大の可動コンポーネントから
なるサブアセンブリとしていた。ここで用いているよう
に、こうしたシステムは、分割光学システム（split op
tical system）と呼ばれる。
光磁気ディスクあるいは任意の光ディスクに情報の読
み書きを行なう場合、対物レンズによってフォーカシン
グされている光ビームの半径方向位置を、ディスクの回
転中、トラック上に維持することが必要になる。こうし
た操作はトラック追従（track following）として知ら
れている。トラック追従には、半径方向の位置（トラッ
キング）エラー信号を発生する必要がある。以下からも
明らかなように、比較的小さな磁区に記録、読出し、消
去が行なわれるので、焦点を結んだ光のスポットを所望
のトラックに維持することが重要になる。光ビームの焦
点維持には、フォーカシング（軸方向）エラー信号の発
生が必要になる。これらの信号、すなわちトラッキング
（半径方向位置）エラー信号とフォーカシング（軸方向
位置）エラー信号はそれぞれセグメントに分割された検
出気によって生じる信号に基づいて計算することができ
る。これらの検出基の出力は、これらのエラー信号を発
生するため、さまざまな方法で差をとられる（減算され
る）。
み書きを行なう場合、対物レンズによってフォーカシン
グされている光ビームの半径方向位置を、ディスクの回
転中、トラック上に維持することが必要になる。こうし
た操作はトラック追従（track following）として知ら
れている。トラック追従には、半径方向の位置（トラッ
キング）エラー信号を発生する必要がある。以下からも
明らかなように、比較的小さな磁区に記録、読出し、消
去が行なわれるので、焦点を結んだ光のスポットを所望
のトラックに維持することが重要になる。光ビームの焦
点維持には、フォーカシング（軸方向）エラー信号の発
生が必要になる。これらの信号、すなわちトラッキング
（半径方向位置）エラー信号とフォーカシング（軸方向
位置）エラー信号はそれぞれセグメントに分割された検
出気によって生じる信号に基づいて計算することができ
る。これらの検出基の出力は、これらのエラー信号を発
生するため、さまざまな方法で差をとられる（減算され
る）。
溝付き（grooved）光磁気ディスクから反射して検出
器に向かう剪断干渉像（sheared interferogram）を形
成する。すなわち、光ディスクや光磁気ディスクに用い
られるように溝付き媒体上のスポットに光の焦点を結ば
せた場合、反射光には、中心軸から偏位した軸を夫々持
つ一連を次数の回折が含まれる。これらの回拆の次数は
通常はオーバーラップしており、剪断干渉像を生じる。
適正なサンプリングをすれば、剪断干渉像を利用してト
ッラッキング・エラー信号を発生することができる。フ
ォーカシング・エラー信号は多様は方法によって得るこ
とができる。
器に向かう剪断干渉像（sheared interferogram）を形
成する。すなわち、光ディスクや光磁気ディスクに用い
られるように溝付き媒体上のスポットに光の焦点を結ば
せた場合、反射光には、中心軸から偏位した軸を夫々持
つ一連を次数の回折が含まれる。これらの回拆の次数は
通常はオーバーラップしており、剪断干渉像を生じる。
適正なサンプリングをすれば、剪断干渉像を利用してト
ッラッキング・エラー信号を発生することができる。フ
ォーカシング・エラー信号は多様は方法によって得るこ
とができる。
剪断干渉像も含めて、焦点検出に関する方法のあるも
のにおいては、検出器が実際に光の反射ビーム、すなわ
ち照射スポッオの直径を検知する。従って、焦点は、検
出器と収束ビームの交差によって形成されるスポットの
サイズを検知することによって決めることができる。差
動検出方式（differential detection scheme）では、
細長いＩ字のような形状の検出器（いわゆるＩ検出器）
を用い、式 FE＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） に従って焦点を決めることができる。ここで、FEはフォ
ーカシング・エラー信号、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、Ｉ検
出器中の別個のセクションを表わしている。この方法は
一次元スポット・サイズ検出と呼ばれることもある。
のにおいては、検出器が実際に光の反射ビーム、すなわ
ち照射スポッオの直径を検知する。従って、焦点は、検
出器と収束ビームの交差によって形成されるスポットの
サイズを検知することによって決めることができる。差
動検出方式（differential detection scheme）では、
細長いＩ字のような形状の検出器（いわゆるＩ検出器）
を用い、式 FE＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） に従って焦点を決めることができる。ここで、FEはフォ
ーカシング・エラー信号、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、Ｉ検
出器中の別個のセクションを表わしている。この方法は
一次元スポット・サイズ検出と呼ばれることもある。
Ｉタイプ検出器以外に、トラッキング・エラー信号及
びフォーカシング・エラー信号の決定に象限タイプ（qu
adrant type）の検出器を用いることを提案されてい
る。例えば、米国特許としては、Gottfriedによる米国
特許第4,773,053号、Andoによる米国特許第4,797,868号
及びKogure他による米国特許第4,779,250号がある。ま
た一般文献ではLaser and Optronics（1987年９月）85
〜87頁のLee,Wai−Honによる“Optical Technology For
Compact Disk Pickups"がある。詳細についてはこれら
を参照のこと。とりわけ、分割光学コンポーネントが用
いられている場合、トラッキング・エラー信号及びフォ
ーカシング・エラー信号を発生するこうした先行技法に
関する問題は、このシステムが照射されているスポット
内の光パワーの空間分布が不均一であったりあるいは変
化することに起因する誤差を生じやすいという点にあ
る。こうした光パワーの空間分布が不均一になったりあ
るいは変化することを「パターン・ノイズ」と呼ぶこと
ができる。パターン・ノイズの一例が、上述の剪断干渉
像である。このようなパターン・ノイズは重要である。
なぜなら、照射されているスポット内の光パワーのこの
ような分配のやり直しは、それがピント外れによるもの
ではなく、またＩ検出器の内側の素子と外側の素子の間
の光パワーのバランスを正確に維持しないので、光学シ
ステム中のフォーカシングの状態が正確に示されるから
である。こうしたパターン・ノイズは、光ビームのエッ
ジを定める面による回拆、ほこり、反射光ビームが部分
的にさえきられること、あるいは溝付き媒体表面からの
反射による回析次数の干渉によって生じる可能性があ
る。このパターン・ノイズは、光学式媒体表面から反射
する光ビームに固有のものであるか、少なくとも取り除
くのは極めて困難である。パターン・ノイズによって光
学システムの性能が許容できないレベルまで低下し得
る。
びフォーカシング・エラー信号の決定に象限タイプ（qu
adrant type）の検出器を用いることを提案されてい
る。例えば、米国特許としては、Gottfriedによる米国
特許第4,773,053号、Andoによる米国特許第4,797,868号
及びKogure他による米国特許第4,779,250号がある。ま
た一般文献ではLaser and Optronics（1987年９月）85
〜87頁のLee,Wai−Honによる“Optical Technology For
Compact Disk Pickups"がある。詳細についてはこれら
を参照のこと。とりわけ、分割光学コンポーネントが用
いられている場合、トラッキング・エラー信号及びフォ
ーカシング・エラー信号を発生するこうした先行技法に
関する問題は、このシステムが照射されているスポット
内の光パワーの空間分布が不均一であったりあるいは変
化することに起因する誤差を生じやすいという点にあ
る。こうした光パワーの空間分布が不均一になったりあ
るいは変化することを「パターン・ノイズ」と呼ぶこと
ができる。パターン・ノイズの一例が、上述の剪断干渉
像である。このようなパターン・ノイズは重要である。
なぜなら、照射されているスポット内の光パワーのこの
ような分配のやり直しは、それがピント外れによるもの
ではなく、またＩ検出器の内側の素子と外側の素子の間
の光パワーのバランスを正確に維持しないので、光学シ
ステム中のフォーカシングの状態が正確に示されるから
である。こうしたパターン・ノイズは、光ビームのエッ
ジを定める面による回拆、ほこり、反射光ビームが部分
的にさえきられること、あるいは溝付き媒体表面からの
反射による回析次数の干渉によって生じる可能性があ
る。このパターン・ノイズは、光学式媒体表面から反射
する光ビームに固有のものであるか、少なくとも取り除
くのは極めて困難である。パターン・ノイズによって光
学システムの性能が許容できないレベルまで低下し得
る。
これまでに、パターン・ノイズによって損われること
のないフォーカシング・エラー信号を発生するための方
式がいくつか提案されている。例えば、第３図に示すよ
うに、正のレンズの焦点の前後両側にスポット・サイズ
検出器を配置して、フォーカシング・エラー信号の差分
を発生することが提案されている。この検出方式では、
半分透明で、半分反射性のビーム・スプリッタによっ
て、もとの反射光ビームから２つのビームが作られる。
第１の検出器は第１のビームの収束しつつある部分中に
配置され、他方第２の検出器第２のビームが発散しつつ
ある部分中に配置される。各検出器は、上述の方法でフ
ォーカシング・エラー信号を発生する。ただし、第１の
検出器が発生するエラー信号の勾配は、第２の検出器が
発生するものと符号及び大きさが異なる。これら２つの
エラー信号の代数的差は、パターン・ノイズ排除特性を
有する正味の差動焦点エラー信号である。
のないフォーカシング・エラー信号を発生するための方
式がいくつか提案されている。例えば、第３図に示すよ
うに、正のレンズの焦点の前後両側にスポット・サイズ
検出器を配置して、フォーカシング・エラー信号の差分
を発生することが提案されている。この検出方式では、
半分透明で、半分反射性のビーム・スプリッタによっ
て、もとの反射光ビームから２つのビームが作られる。
第１の検出器は第１のビームの収束しつつある部分中に
配置され、他方第２の検出器第２のビームが発散しつつ
ある部分中に配置される。各検出器は、上述の方法でフ
ォーカシング・エラー信号を発生する。ただし、第１の
検出器が発生するエラー信号の勾配は、第２の検出器が
発生するものと符号及び大きさが異なる。これら２つの
エラー信号の代数的差は、パターン・ノイズ排除特性を
有する正味の差動焦点エラー信号である。
第３図に示すように、平行光ビームはレンズ10がフォ
ーカシングする。フォーカシングされた光ビームは、ビ
ーム・スプリッタ12によって第１のビーム14と第２のビ
ーム16に分割される。第２のＩ検出器18は、ビーム14の
収束しつつある部分中に配置する。第２のＩ検出器20は
焦点22よりも遠方に位置決めして、第２のビーム16の発
散しつつある部分中に配置する。焦点22は、もちろん、
レンズ10に関する焦点である。２つの検出決の放射照度
（irradiance）パターンが互いにぴったり対応する限
り、この焦点検知方式にはパターン・ノイズを排除する
という利点がある。
ーカシングする。フォーカシングされた光ビームは、ビ
ーム・スプリッタ12によって第１のビーム14と第２のビ
ーム16に分割される。第２のＩ検出器18は、ビーム14の
収束しつつある部分中に配置する。第２のＩ検出器20は
焦点22よりも遠方に位置決めして、第２のビーム16の発
散しつつある部分中に配置する。焦点22は、もちろん、
レンズ10に関する焦点である。２つの検出決の放射照度
（irradiance）パターンが互いにぴったり対応する限
り、この焦点検知方式にはパターン・ノイズを排除する
という利点がある。
第３図の検出器方式に関する問題は、第２の検出器か
らのエラー信号が、対物レンズと検出器の間の光路長に
かなり依存するという点にある。もちろん、このような
システムは上述の分割光学コンポーネント・システムに
用いることはできない。
らのエラー信号が、対物レンズと検出器の間の光路長に
かなり依存するという点にある。もちろん、このような
システムは上述の分割光学コンポーネント・システムに
用いることはできない。
本発明は、フォーカシング・エラー信号に対するパタ
ーン・ノイズに影響を最小限におさえ、さらに分割光学
システムに用いることができるフォーカシング信号を発
生することができる装置を提供することを目的とする。
ーン・ノイズに影響を最小限におさえ、さらに分割光学
システムに用いることができるフォーカシング信号を発
生することができる装置を提供することを目的とする。
本発明の利点は、光媒体表面から反射する光ビームか
らフォーカシング・エラー信号を発生する以下のような
装置によって実現される。この装置は、図示のように、
次のような構成要素（ａ）〜（ｃ）を含んでいる：
（ａ）光学表面からの反射光のビームを第１のビームと
第２のビームに分割するビーム・スプリッタ；（ｂ）第
１の検出信号と第２の検出信号を発生する第１の検出器
及び第２の検出器；（ｃ）第１の焦点距離を有し前記第
１のビームを第１の焦点に収束する第１のレンズであっ
て、前記第１の検出器は収束されつつある前記第１のビ
ーム内の前記第１のレンズからから第１の距離だけ離れ
た位置に置かれる；（ｄ）前記第１の焦点距離とは異な
る第２の焦点距離を有し前記第２のビームを第２の焦点
に収束する第２のレンズであって、前記第２の検出器に
収束されつつある前記第２のビーム内の前記第２のレン
ズから第２の距離だけ離れた位置に置かれ、前記第１の
距離と前記第１の焦点距離との比の値は前記第２の距離
の前記第２の焦点距離との比の値に実質的に等しい；
（ｅ）前記第１の検出信号と前記第２の検出信号を減算
的に組み合わせることにより、フォーカシング・エラー
の大きさを表すフォーカシング・エラー信号を発生する
フォーカシング・エラー検出手段。このような装置はビ
ームのパターン・ノイズ、すなわち、ビームの焦点状態
に関係のない光パワーの空間的変動の排除に優れ、分割
光学情報システムに組み込むのに適している。
らフォーカシング・エラー信号を発生する以下のような
装置によって実現される。この装置は、図示のように、
次のような構成要素（ａ）〜（ｃ）を含んでいる：
（ａ）光学表面からの反射光のビームを第１のビームと
第２のビームに分割するビーム・スプリッタ；（ｂ）第
１の検出信号と第２の検出信号を発生する第１の検出器
及び第２の検出器；（ｃ）第１の焦点距離を有し前記第
１のビームを第１の焦点に収束する第１のレンズであっ
て、前記第１の検出器は収束されつつある前記第１のビ
ーム内の前記第１のレンズからから第１の距離だけ離れ
た位置に置かれる；（ｄ）前記第１の焦点距離とは異な
る第２の焦点距離を有し前記第２のビームを第２の焦点
に収束する第２のレンズであって、前記第２の検出器に
収束されつつある前記第２のビーム内の前記第２のレン
ズから第２の距離だけ離れた位置に置かれ、前記第１の
距離と前記第１の焦点距離との比の値は前記第２の距離
の前記第２の焦点距離との比の値に実質的に等しい；
（ｅ）前記第１の検出信号と前記第２の検出信号を減算
的に組み合わせることにより、フォーカシング・エラー
の大きさを表すフォーカシング・エラー信号を発生する
フォーカシング・エラー検出手段。このような装置はビ
ームのパターン・ノイズ、すなわち、ビームの焦点状態
に関係のない光パワーの空間的変動の排除に優れ、分割
光学情報システムに組み込むのに適している。
第１図には、光学媒体に記憶されたデータを差動的に
検出する新規な装置30が示されている。装置30は、下記
の説明によって明らかなように、光路長への敏感さの問
題に直接取り組みながら、従来の装置に生じるパターン
・ノイズの感度を最小限におさえるものである。一般的
に言えば、装置30は入射平行ビームを２つの通常は等し
い第１の出力ビームと第２の出力ビームに分割する。第
１の出力ビームと第２の出力ビーム内にそれぞれ第１の
レンズと第２のレンズが配置されており、第１の検出器
と第２の検出器にこれらのビームを集束させるようにな
っている。第１のレンズと第２のレンズの焦点距離が等
しく、夫々の検出器が各レンズから等距離で、焦点より
も手前側に配置される。すなわち各検出器に同じＫ値が
付与されるとしたならば、２つの等しいエラー信号が発
生する。本願で用いられているように、Ｋ値という用語
は、レンズから検出器までの距離をレンズの焦点距離で
割ったものに等しい。すなわち、Ｋ＝11/fである。こう
した検出器によって生じる信号の差を求めることによっ
てパターン・ノイズが最大限まで排除されるが、正味の
焦点エラー信号も同様にゼロになる。本発明では、２つ
のレンズは、焦点距離が異なっているが、２つの検出器
はこれらの検出器のＫ値が同じになるように第１の出力
ビーム内および第２の出力ビーム内に配置される。すな
わち、各検出器に対する照射スポットは同じサイズにな
る。こうした新しい状況においては、勾配の異なる２つ
のエラー信号が発生する。これらの検出器は２つのビー
ム内における光学的に同様の位置に配置されているの
で、これらのエラー信号の差を求めることによって、正
味のエラー信号（正味のフォーカシング・エラー信号）
が生じ、パターン・ノイズが最大限に排除される。
検出する新規な装置30が示されている。装置30は、下記
の説明によって明らかなように、光路長への敏感さの問
題に直接取り組みながら、従来の装置に生じるパターン
・ノイズの感度を最小限におさえるものである。一般的
に言えば、装置30は入射平行ビームを２つの通常は等し
い第１の出力ビームと第２の出力ビームに分割する。第
１の出力ビームと第２の出力ビーム内にそれぞれ第１の
レンズと第２のレンズが配置されており、第１の検出器
と第２の検出器にこれらのビームを集束させるようにな
っている。第１のレンズと第２のレンズの焦点距離が等
しく、夫々の検出器が各レンズから等距離で、焦点より
も手前側に配置される。すなわち各検出器に同じＫ値が
付与されるとしたならば、２つの等しいエラー信号が発
生する。本願で用いられているように、Ｋ値という用語
は、レンズから検出器までの距離をレンズの焦点距離で
割ったものに等しい。すなわち、Ｋ＝11/fである。こう
した検出器によって生じる信号の差を求めることによっ
てパターン・ノイズが最大限まで排除されるが、正味の
焦点エラー信号も同様にゼロになる。本発明では、２つ
のレンズは、焦点距離が異なっているが、２つの検出器
はこれらの検出器のＫ値が同じになるように第１の出力
ビーム内および第２の出力ビーム内に配置される。すな
わち、各検出器に対する照射スポットは同じサイズにな
る。こうした新しい状況においては、勾配の異なる２つ
のエラー信号が発生する。これらの検出器は２つのビー
ム内における光学的に同様の位置に配置されているの
で、これらのエラー信号の差を求めることによって、正
味のエラー信号（正味のフォーカシング・エラー信号）
が生じ、パターン・ノイズが最大限に排除される。
さらに詳述すると、第１図に示すように、ビーム・ス
プリッタ32コクメートされた入射ビーム34を第１の出力
ビーム36と第２の出力ビーム38に分割する。第１の出力
ビーム36はレンズ40によって焦点（図示せず）に集束さ
れる。図示したように、検出器42は、レンズ40の焦点よ
りも手前側に、すなわち、ビームが収束しつつある部分
内に配置される。フォーカシングされた第１の出力ビー
ム36は検出器42において所予のＫ値を有する。
プリッタ32コクメートされた入射ビーム34を第１の出力
ビーム36と第２の出力ビーム38に分割する。第１の出力
ビーム36はレンズ40によって焦点（図示せず）に集束さ
れる。図示したように、検出器42は、レンズ40の焦点よ
りも手前側に、すなわち、ビームが収束しつつある部分
内に配置される。フォーカシングされた第１の出力ビー
ム36は検出器42において所予のＫ値を有する。
第２の出力ビーム38はレンズ44によって第２の焦点
（図示せず）に集束される。検出器42と同様、検出器46
はレンズ44の焦点の手前側に、すなわちビームが収束し
つつある部分内に配置される。本発明の原理に基き、検
出器46は検出器46における第２の出力ビーム38のＫ値が
検出器42における第１の出力ビーム36のＫ値と同じにな
るように配置される。検出器42及び46が生成する信号の
代数的差は、差動増幅器48の正の入力と負の入力に信号
を印加することによって求められる。差動増幅器48の出
力がフォーカシング・エラー信号である。
（図示せず）に集束される。検出器42と同様、検出器46
はレンズ44の焦点の手前側に、すなわちビームが収束し
つつある部分内に配置される。本発明の原理に基き、検
出器46は検出器46における第２の出力ビーム38のＫ値が
検出器42における第１の出力ビーム36のＫ値と同じにな
るように配置される。検出器42及び46が生成する信号の
代数的差は、差動増幅器48の正の入力と負の入力に信号
を印加することによって求められる。差動増幅器48の出
力がフォーカシング・エラー信号である。
パターン・ノイズが最大限まで排除されることに加え
て、第１図に示す発明は対物レンズからフォーカシング
用のレンズ40及び44までの光路長の変化にほとんど影響
を受けないので、分割光学コンポーネント・システムに
適用すれば有益である。このような応用の例として、第
２図に示す分割光学コンポーネントによる光学式情報記
憶装置について考察する。
て、第１図に示す発明は対物レンズからフォーカシング
用のレンズ40及び44までの光路長の変化にほとんど影響
を受けないので、分割光学コンポーネント・システムに
適用すれば有益である。このような応用の例として、第
２図に示す分割光学コンポーネントによる光学式情報記
憶装置について考察する。
第２図に示すように、第１図に開示した差動型検出装
置が固定光学アセンブリ50内に収納すなわち配置されて
いる。固定光学アセンブリ50は、フレームのような、光
学式情報記憶装置中の任意の固定構造とすることができ
る。
置が固定光学アセンブリ50内に収納すなわち配置されて
いる。固定光学アセンブリ50は、フレームのような、光
学式情報記憶装置中の任意の固定構造とすることができ
る。
すぐわかるように、光ディスク52は、光学式情報記憶
装置内において既知のメカニズム（図示せず）によって
回転するように取りつけられる。固定光学アセンブリ50
が発生した光は、ミラー54で反射し、対物レンズ56を介
して光ディスク52へ送られる。入射光または反射光は対
物レンズ56でコリメートされ、ミラー54から固定光学ア
センブリ50へ反射されて、装置30（第１図）に送られ
る。光ディスク52からのデータにアクセスするため、ミ
ラー54及び対物レンズ56は可動ソリ58に取りつけられて
いる。可動ソリ58は、固定レール60に沿って、ディスク
52に対し半径方向にミラー54及び対物レンズ56を移動さ
せる。固定レール60に沿って可動ソリ58を移動させるた
めに、いくつかのホイールまたはローラ62を設けること
ができる。
装置内において既知のメカニズム（図示せず）によって
回転するように取りつけられる。固定光学アセンブリ50
が発生した光は、ミラー54で反射し、対物レンズ56を介
して光ディスク52へ送られる。入射光または反射光は対
物レンズ56でコリメートされ、ミラー54から固定光学ア
センブリ50へ反射されて、装置30（第１図）に送られ
る。光ディスク52からのデータにアクセスするため、ミ
ラー54及び対物レンズ56は可動ソリ58に取りつけられて
いる。可動ソリ58は、固定レール60に沿って、ディスク
52に対し半径方向にミラー54及び対物レンズ56を移動さ
せる。固定レール60に沿って可動ソリ58を移動させるた
めに、いくつかのホイールまたはローラ62を設けること
ができる。
対物レンズ56の取りつけられるフォーカシング機構64
も図示したように、可動ソリ58上に設けられている。す
ぐわかるように、フォーカシング機構64は差動型検出装
置によって生じるフォーカシング・エラー信号に関連し
て、つまりそれに応答しで、対物レンズ56を光ディスク
52に近づけたり、光ディスク52から遠ざけたりする働き
をするものである。フォーカシング機構64は、この目的
のための任意の既知の装置であってよい。図示されてい
ないが、固定レール60に沿った可動ソリ58の移動は、任
意の既知の方法によってよい。
も図示したように、可動ソリ58上に設けられている。す
ぐわかるように、フォーカシング機構64は差動型検出装
置によって生じるフォーカシング・エラー信号に関連し
て、つまりそれに応答しで、対物レンズ56を光ディスク
52に近づけたり、光ディスク52から遠ざけたりする働き
をするものである。フォーカシング機構64は、この目的
のための任意の既知の装置であってよい。図示されてい
ないが、固定レール60に沿った可動ソリ58の移動は、任
意の既知の方法によってよい。
さらに、本発明の原理は、例えばリニア・アクチュエ
ータや回転型アクチュチェータといった、第２図に示す
もの以外のアクチュエータを用いた分割光学コンポーネ
ント・システムに適用することができる。回転型アクチ
ュエータを用いた場合、固定光学アセンブリ50とミラー
54のアラインメントを維持して、光ビーム66が遮られな
いようにする必要があるのはもちろんである。本発明
は、媒体中の溝の向きの回転がとりわけ有害なパターン
・ノイズ源となり得る回転型アクチュエータを用いる場
合には特に有効である。
ータや回転型アクチュチェータといった、第２図に示す
もの以外のアクチュエータを用いた分割光学コンポーネ
ント・システムに適用することができる。回転型アクチ
ュエータを用いた場合、固定光学アセンブリ50とミラー
54のアラインメントを維持して、光ビーム66が遮られな
いようにする必要があるのはもちろんである。本発明
は、媒体中の溝の向きの回転がとりわけ有害なパターン
・ノイズ源となり得る回転型アクチュエータを用いる場
合には特に有効である。
特定の実施例に関連して本発明の説明及び例示を行な
ってきたが、当業者には明らかなように、上述のまた特
許請求の範囲で提示した本発明の原理を逸脱することな
く、修正及び変更を加えることができる。光学式記録シ
ステムにおけるフォーカシング状態の検知に関連して本
発明の説明を行なってきたが、もちろんフォトソリグラ
フィや表面測定学（surface metrology）といった同様
の光学システムにおける焦点検知にも利用することがで
きる。
ってきたが、当業者には明らかなように、上述のまた特
許請求の範囲で提示した本発明の原理を逸脱することな
く、修正及び変更を加えることができる。光学式記録シ
ステムにおけるフォーカシング状態の検知に関連して本
発明の説明を行なってきたが、もちろんフォトソリグラ
フィや表面測定学（surface metrology）といった同様
の光学システムにおける焦点検知にも利用することがで
きる。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、分割光
学システムにおいてもパターン・ノイズの影響を受けな
いフォーカシング・エラー信号を得ることができる。
学システムにおいてもパターン・ノイズの影響を受けな
いフォーカシング・エラー信号を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、 第２図は本発明を応用した分割光学システムを示す図、 第３図は従来技術を示す図である。 30:装置 32:ビーム・スプリッタ 34:入射ビーム 36:第１の出力ビーム 38:第２の出力ビーム 40,44:レンズ 42,46:検出器 48:差動増幅器
Claims (3)
- 【請求項１】下記の（ａ）ないし（ｅ）を設けたフォー
カシング・エラー信号発生装置： （ａ）光学表面からの反射光のビームを第１のビームと
第２のビームに分割するビーム・スプリッタ； （ｂ）第１の検出信号と第２の検出信号を発生する第１
の検出器及び第２の検出器； （ｃ）第１の焦点距離を有し前記第１のビームを第１の
焦点に収束する第１のレンズであって、前記第１の検出
器は収束されつつある前記第１のビーム内の前記第１の
レンズから第１の距離だけ離れた位置に置かれる； （ｄ）前記第１の焦点距離とは異なる第２の焦点距離を
有し前記第２のビームを第２の焦点に収束する第２のレ
ンズであって、前記第２の検出器は収束されつつある前
記第２のビーム内の前記第２のレンズから第２の距離だ
け離れた位置に置かれ、前記第１の距離と前記第１の焦
点距離との比の値は前記第２の距離の前記第２の焦点距
離との比の値に実質的に等しい； （ｅ）前記第１の検出信号と前記第２の検出信号を減算
的に組み合わせることにより、フォーカシング・エラー
の大きさを表すフォーカシング・エラー信号を発生する
フォーカシング・エラー検出手段。 - 【請求項２】前記フォーカシング・エラー検出手段は前
記第１の検出信号と前記第２の検出信号を入力する差動
増幅器を含むことを特徴とする請求項１記載のフォーカ
シング・エラー検出手段。 - 【請求項３】分割光学システムを有し、 前記分割光学システムは前記反射光のビームを前記ビー
ム・スプリッタに導くミラー及び対物レンズと、 前記ミラー及び対物レンズを前記光学表面に対して移動
させる移動手段と を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載
のフォーカシング・エラー信号発生装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US427,288 | 1989-10-24 | ||
| US07/427,288 US5001333A (en) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | Method and apparatus for focus error compensation having path length independence |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03165329A JPH03165329A (ja) | 1991-07-17 |
| JP2945120B2 true JP2945120B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=23694234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2286912A Expired - Lifetime JP2945120B2 (ja) | 1989-10-24 | 1990-10-24 | フォーカシング・エラー信号発生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5001333A (ja) |
| JP (1) | JP2945120B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3329342B2 (ja) * | 1992-02-27 | 2002-09-30 | 富士通株式会社 | 光ディスク装置 |
| JP3092402B2 (ja) * | 1993-07-12 | 2000-09-25 | キヤノン株式会社 | データバック装置を有したカメラ |
| US20030017081A1 (en) * | 1994-02-10 | 2003-01-23 | Affymetrix, Inc. | Method and apparatus for imaging a sample on a device |
| KR100200828B1 (ko) * | 1994-07-30 | 1999-06-15 | 윤종용 | 포커스에러 검출장치 |
| US7095032B2 (en) * | 1998-03-20 | 2006-08-22 | Montagu Jean I | Focusing of microscopes and reading of microarrays |
| US6472671B1 (en) * | 2000-02-09 | 2002-10-29 | Jean I. Montagu | Quantified fluorescence microscopy |
| JP4380096B2 (ja) * | 2001-08-20 | 2009-12-09 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | 反射型の読み取り光学系 |
| DE602005006999D1 (de) * | 2004-03-31 | 2008-07-03 | Koninkl Philips Electronics Nv | Optische scan-einrichtung |
| WO2017102428A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Asml Netherlands B.V. | Focus monitoring arrangement and inspection apparatus including such an arrangement |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4652737A (en) * | 1984-05-29 | 1987-03-24 | Xerox Corporation | Sampled optical focus error detecting system for rotating optical media |
| US4797868A (en) * | 1985-05-15 | 1989-01-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical system employing a laser beam for focusing, tracking and transferring information signals with respect to a magneto-optical memory |
| EP0205940B1 (de) * | 1985-05-31 | 1989-08-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Optisches System zum Führen des Lesestrahles bei einem magneto-optischen Speicher |
| JPS6282525A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-16 | Toshiba Corp | 光学ヘツド |
| FR2597643A1 (fr) * | 1985-11-08 | 1987-10-23 | Seiko Epson Corp | Systeme de lecture de signal magneto-optique |
-
1989
- 1989-10-24 US US07/427,288 patent/US5001333A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-24 JP JP2286912A patent/JP2945120B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03165329A (ja) | 1991-07-17 |
| US5001333A (en) | 1991-03-19 |
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