JP5207240B2 - 光記録再生媒体の焦点誤差検出方法、およびそれに用いる発光装置のビーム分割調節器 - Google Patents
光記録再生媒体の焦点誤差検出方法、およびそれに用いる発光装置のビーム分割調節器 Download PDFInfo
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Description
回転する前記光記録再生媒体における参照面に対し、発光装置によりレーザー光を照射して、この照射したレーザー光に対する前記周期構造からの回折光および参照面反射光、もしくは回折光および参照面透過光をファーフィールド領域内に誘導せしめ、
このファーフィールド領域内に光検知器を配置して、所定速度で回転する前記光記録再生媒体の参照面上における接線方向への距離間隔s/4に対応する4つの異なる位置において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測することによって、これらの計測したサンプリング値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出するという技術的手段を採用したことによって、光記録再生媒体の焦点誤差検出方法を完成させた。
差信号のサンプル値を、IDF(0)、IDF(s/4)、IDF(s/2)、IDF(3s/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM(0)、ISUM(s/4)、ISUM(s/2)、ISUM(3s/4)として、
回転する前記光記録再生媒体における参照面に対し、発光装置からのレーザー光の波面の一部の位相を180度ずらして照射して、この照射したレーザー光に対する前記周期構造からの回折光および参照面反射光、もしくは回折光および参照面透過光をファーフィールド領域内に誘導せしめ、
このファーフィールド領域内に光検知器を配置して、所定速度で回転する前記光記録再生媒体の参照面上における接線方向への距離間隔s/4に対応する3つの異なる位置において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測することによって、これらの計測したサンプリング値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出するという技術的手段を採用した。
2対のエレメントのペアのうち、一方のエレメントのペアを、180度位相がずれた部分からの回折光と、位相ずれを有していない参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置するとともに、
他方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と位相ずれを有していない部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置し、
この4つのエレメントからの出力の差信号および和信号の各時刻における3つのサンプル値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出するという技術的手段を採用した。
2対のエレメントのペアのうち、一方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と、180度位相がずれた部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置するとともに、
他方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と位相ずれを有していない部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置し、
この4つのエレメントからの出力の差信号および和信号の各時刻における3つのサンプル値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出するという技術的手段を採用した。
第1のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_1(−s/4)、IDF_1(0)、IDF_1(s/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_1(−s/4)、ISUM_1(0)、ISUM_1(s/4)として、
かつ、第2のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_2(−s/4)、IDF_2(0)、IDF_2(s/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_2(−s/4)、ISUM_2(0)、ISUM_2(s/4)として、
回転する前記光記録再生媒体における参照面に対し、発光装置によりレーザー光を照射して、この照射したレーザー光に対する前記周期構造からの回折光および参照面反射光、もしくは回折光および参照面透過光をファーフィールド領域内に誘導せしめ、
このファーフィールド領域内に光検知器を配置して、所定速度で回転する前記光記録再生媒体の参照面上に形成された、隣り合う各ピット列における4つの異なる位置において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測することによって、これらの計測したサンプリング値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出するという技術的手段を採用することもできる。
差信号のサンプル値を、IDF(0)、IDF(p/4)、IDF(p/2)、IDF(3p/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM(0)、ISUM(p/4)、ISUM(p/2)、ISUM(3p/4)として、
回転する前記光記録再生媒体における参照面に対し、発光装置からのレーザー光の波面の一部の位相を180度ずらして照射して、この照射したレーザー光に対する前記周期構造からの回折光および参照面反射光、もしくは回折光および参照面透過光をファーフィールド領域内に誘導せしめ、
このファーフィールド領域内に光検知器を配置して、所定速度で回転する前記光記録再生媒体の参照面上に形成された、隣り合う各ピット列における3つの異なる位置において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測することによって、これらの計測したサンプリング値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出するという技術的手段を採用することもできる。
2対のエレメントのペアのうち、一方のエレメントのペアを、180度位相がずれた部分からの回折光と、位相ずれを有していない参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置するとともに、
他方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と位相ずれを有していない部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置し、
この4つのエレメントからの出力の差信号および和信号の各時刻における3つのサンプル値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出するという技術的手段を採用した。
2対のエレメントのペアのうち、一方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と、180度位相がずれた部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置するとともに、
他方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と位相ずれを有していない部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置し、
この4つのエレメントからの出力の差信号および和信号の各時刻における3つのサンプル値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出するという技術的手段を採用した。
第1のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_1(−p/4)、IDF_1(0)、IDF_1(p/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_1(−p/4)、ISUM_1(0)、ISUM_1(p/4)として、
かつ、第2のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_2(−p/4)、IDF_2(0)、IDF_2(p/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_2(−p/4)、ISUM_2(0)、ISUM_2(p/4)として、
回転する前記光記録再生媒体における参照面に対し、発光装置によりレーザー光を照射して、この照射したレーザー光に対する前記周期構造からの回折光および参照面反射光、もしくは回折光および参照面透過光をファーフィールド領域内に誘導せしめ、このファーフィールド領域内に光検知器を配置して、所定速度で回転する前記光記録再生媒体の参照面上における接線方向への距離間隔s/4に対応する4つの異なる位置において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測することによって、これらの計測したサンプリング値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することができる。
本発明の第1実施形態を図1から図10に基づいて説明する。図1は本発明の焦点誤差検出方法に用いる装置を示す構成図であり、図2は本焦点誤差検出装置に使用する対物レンズに入射する光ビームの対物レンズ入射瞳上の位相分布を表わす説明図である。
次に、本発明の第2実施形態を図8および図9に基づいて説明する。本実施形態では、接線方向に90度ずつ位相の異なる(δが−π/2、0、π/2に対応する)3つの位置での2組の2分割光検知器71の出力に基づいて焦点誤差信号を得ることによって、誤差を検出するものである。
第1のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_1(−s/4)、IDF_1(0)、IDF_1(s/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_1(−s/4)、ISUM_1(0)、ISUM_1(s/4)として、
かつ、第2のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_2(−s/4)、IDF_2(0)、IDF_2(s/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_2(−s/4)、ISUM_2(0)、ISUM_2(s/4)として、
次に、本発明の第3実施形態を図10および図11に基づいて説明する。本実施形態では、半径方向に90度ずつ位相の異なる(隣り合うピット列同士の横方向にずれているもの、すなわち、δが−π/2、0、π/2、πである)4つの位置での2分割光検知器38の出力に基づいて焦点誤差信号を得ることによって、誤差を検出するものである。
差信号のサンプル値を、IDF(0)、IDF(p/4)、IDF(p/2)、IDF(3p/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM(0)、ISUM(p/4)、ISUM(p/2)、ISUM(3p/4)として、
次に、本発明の第4実施形態を図12に基づいて説明する。本実施形態では、対物レンズに照射するレーザー光の一部(1/4の領域)に180度位相がずれた領域を設け、半径方向に90度ずつ位相の異なる(δが−π/2、0、π/2に対応する)3つの位置での2組の2分割光検知器71の出力に基づいて焦点誤差信号を得ることによって、誤差を検出するものである。
第1のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_1(−p/4)、IDF_1(0)、IDF_1(p/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_1(−p/4)、ISUM_1(0)、ISUM_1(p/4)として、
かつ、第2のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_2(−p/4)、IDF_2(0)、IDF_2(p/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_2(−p/4)、ISUM_2(0)、ISUM_2(p/4)として、焦点誤差信号FESは、
次に、本発明の実施変形例を図13から図17に基づいて説明する。図13は、本発明の焦点誤差検出方法に用いる装置を発展させて、ホログラム・データを光ディスクに記録再生するための装置の概略図であり、ホログラムの記録に必要な同一光源から射出したレーザービームを信号光ビーム、参照光ビームに分割し、これらのホログラム・ディスク内での焦点位置を精確、かつ、独立に制御しようとする発光装置のビーム分割調節器を示している。
2 対物レンズ
3 光ディスク
4 情報記録面
5 2分割光検知器
6 半透明鏡
7 エレメント
8 エレメント
9 減算器
10 加算器
11 乗算器
12 低域通過フィルタ
13 レーザー光源
14 レーザー光源
15 レーザー光源
16 光スポット
17 光スポット
18 光スポット
19 情報トラック
20 制御回路
21 サンプルホールド回路
22 サンプルホールド回路
23 サンプルホールド回路
24 サンプルホールド回路
25 サンプルホールド回路
26 サンプルホールド回路
31 レーザー光源
32 対物レンズ
33 光ディスク
34 参照面
35 スピンドルモータ回転軸
36 半透明鏡
37 レンズ
38 2分割光検知器
39 集光スポット
40 周期構造
41 反射光ビーム
42 1次回折光ビーム
71 2分割光検知器
51 信号光ビーム
52 参照光ビーム
53 ビーム分割調節器
53a 凹レンズ体
53b 凸レンズ体
54 ビームスプリッタ
55 対物レンズ
56 対物レンズアクチュエータ
57 ホログラム・ディスク
58 参照面
59 参照面
60 2次元センサーアレー
61 サーボ用レーザーユニット
62 サーボ用レーザービーム
63 サーボ基準面
Claims (15)
- 回転ディスク式の光記録再生媒体の内部に参照面を成形して、かつ、この参照面上には接線方向に距離sの周期間隔をもった一次元周期構造を設ける一方、
回転する前記光記録再生媒体における参照面に対し、発光装置によりレーザー光を照射して、この照射したレーザー光に対する前記周期構造からの回折光および参照面反射光、もしくは回折光および参照面透過光をファーフィールド領域内に誘導せしめ、
このファーフィールド領域内に光検知器を配置して、所定速度で回転する前記光記録再生媒体の参照面上における接線方向への距離間隔s/4に対応する4つの異なる位置において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測することによって、これらの計測したサンプリング値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することを特徴とする光記録再生媒体の焦点誤差検出方法。 - ファーフィールド領域内に設置する光検知器は少なくとも2つのエレメントからなり、この2つのエレメントからの出力の差信号および和信号を各時刻における4つのサンプル値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することを特徴とする請求項1記載の光記録再生媒体の焦点誤差検出方法。
- 光記録再生媒体の参照面上における接線方向の距離間隔s/4に対応する4つの異なる位置S1、S2、S3、S4(S1=0、S2=s/4、S3=s/2、S4=3s/4と表現する)において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測するとき、
差信号のサンプル値を、IDF(0)、IDF(s/4)、IDF(s/2)、IDF(3s/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM(0)、ISUM(s/4)、ISUM(s/2)、ISUM(3s/4)として、
- 回転ディスク式の光記録再生媒体の内部に参照面を成形して、かつ、この参照面上には接線方向に距離sの周期間隔をもった一次元周期構造を設ける一方、
回転する前記光記録再生媒体における参照面に対し、発光装置によりレーザー光の波面の一部の位相を180度ずらして照射して、この照射したレーザー光に対する前記周期構造からの回折光および参照面反射光、もしくは回折光および参照面透過光をファーフィールド領域内に誘導せしめ、
このファーフィールド領域内に光検知器を配置して、所定速度で回転する前記光記録再生媒体の参照面上における接線方向への距離間隔s/4に対応する3つの異なる位置において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測することによって、これらの計測したサンプリング値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することを特徴とする光記録再生媒体の焦点誤差検出方法。 - ファーフィールド領域内に設置する光検知器は、2対のエレメントのペアからなる少なくとも4つのエレメントからなり、
2対のエレメントのペアのうち、一方のエレメントのペアを、180度位相がずれた部分からの回折光と、位相ずれを有していない参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置するとともに、
他方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と位相ずれを有していない部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置し、
この4つのエレメントからの出力の差信号および和信号の各時刻における3つのサンプル値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することを特徴とする請求項4記載の光記録再生装置の焦点誤差検出方法。 - ファーフィールド領域内に設置する光検知器は、2対のエレメントのペアからなる少なくとも4つのエレメントからなり、
2対のエレメントのペアのうち、一方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と、180度位相がずれた部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置するとともに、
他方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と位相ずれを有していない部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置し、
この4つのエレメントからの出力の差信号および和信号の各時刻における3つのサンプル値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することを特徴とする請求項4記載の光記録再生装置の焦点誤差検出方法。 - 光記録再生媒体の参照面上における接線方向の距離間隔s/4に対応する3つの異なる位置S5、S6、S7(S5=−s/4、S6=0、S7=s/4と表現する)のピット列において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測するとき、
第1のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_1(−s/4)、IDF_1(0)、IDF_1(s/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_1(−s/4)、ISUM_1(0)、ISUM_1(s/4)として、
かつ、第2のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_2(−s/4)、IDF_2(0)、IDF_2(s/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_2(−s/4)、ISUM_2(0)、ISUM_2(s/4)として、
- 回転ディスク式の光記録再生媒体の内部に参照面を成形して、かつ、この参照面上には半径方向に距離pの周期間隔で並列するピット列を構成して、かつ、距離間隔が半径方向にp/4ずつ位置ずれしたピット列が隣り合って並列された一次元周期構造を設ける一方、
回転する前記光記録再生媒体における参照面に対し、発光装置によりレーザー光を照射して、この照射したレーザー光に対する前記周期構造からの回折光および参照面反射光、もしくは回折光および参照面透過光をファーフィールド領域内に誘導せしめ、
このファーフィールド領域内に光検知器を配置して、所定速度で回転する前記光記録再生媒体の参照面上に形成された、隣り合う各ピット列における4つの異なる位置において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測することによって、これらの計測したサンプリング値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することを特徴とする光記録再生媒体の焦点誤差検出方法。 - 光記録再生媒体の参照面上における半径方向の所定の距離間隔に対応する隣り合う4つの異なる位置のピット列上の位置P1、P2、P3、P4(P1=0、P2=p/4、P3=p/2、P4=3p/4と表現する)において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測するとき、
差信号のサンプル値を、IDF(0)、IDF(p/4)、IDF(p/2)、IDF(3p/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM(0)、ISUM(p/4)、ISUM(p/2)、ISUM(3p/4)として、
- 回転ディスク式の光記録再生媒体の内部に参照面を成形して、かつ、この参照面上には半径方向に距離pの周期間隔で並列するピット列を構成して、かつ、距離間隔が半径方向にp/4ずつ位置ずれしたピット列が、接線方向に隣り合って並列された一次元周期構造を設ける一方、
回転する前記光記録再生媒体における参照面に対し、発光装置によりレーザー光の波面の一部の位相を180度ずらして照射して、この照射したレーザー光に対する前記周期構造からの回折光および参照面反射光、もしくは回折光および参照面透過光をファーフィールド領域内に誘導せしめ、
このファーフィールド領域内に光検知器を配置して、所定速度で回転する前記光記録再生媒体の参照面上に形成された、隣り合う各ピット列における3つの異なる位置において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測することによって、これらの計測したサンプリング値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することを特徴とする光記録再生媒体の焦点誤差検出方法。 - ファーフィールド領域内に設置する光検知器は、2対のエレメントのペアからなる少なくとも4つのエレメントからなり、
2対のエレメントのペアのうち、一方のエレメントのペアを、180度位相がずれた部分からの回折光と、位相ずれを有していない参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置するとともに、
他方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と位相ずれを有していない部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置し、
この4つのエレメントからの出力の差信号および和信号の各時刻における3つのサンプル値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することを特徴とする請求項10記載の光記録再生装置の焦点誤差検出方法。 - ファーフィールド領域内に設置する光検知器は、2対のエレメントのペアからなる少なくとも4つのエレメントからなり、
2対のエレメントのペアのうち、一方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と、180度位相がずれた部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置するとともに、
他方のエレメントのペアを、位相ずれを有していない部分からの回折光と位相ずれを有していない部分からの参照面反射光もしくは参照面透過光が重なり合うファーフィールド領域に配置し、
この4つのエレメントからの出力の差信号および和信号の各時刻における3つのサンプル値に基づいて演算することにより信号を生成して、前記レーザー光の集光スポットにおける焦点誤差を検出することを特徴とする請求項10記載の光記録再生装置の焦点誤差検出方法。 - 光記録再生媒体の参照面上における3つの異なる各ピット列上の位置P5、P6、P7(P5=−p/4、P6=0、P7=p/4と表現する)において、干渉する光の光強度をそれぞれ計測するとき、
第1のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_1(−p/4)、IDF_1(0)、IDF_1(p/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_1(−p/4)、ISUM_1(0)、ISUM_1(p/4)として、
かつ、第2のペアについては、
差信号のサンプル値を、IDF_2(−p/4)、IDF_2(0)、IDF_2(p/4)とする一方、
和信号のサンプル値を、ISUM_2(−p/4)、ISUM_2(0)、ISUM_2(p/4)として、
- 光記録再生媒体におけるサンプリング位置が、ディスク円周をn等分した360/n度(n≧1)毎に設けられていることを特徴とする請求項1〜13の何れか一つに記載の光記録再生媒体の焦点誤差検出方法。
- 光記録再生媒体が、ディスク内部に複数の参照面を有する3次元光記録再生媒体であって、発光装置による信号光ビームと参照光ビームとを、同一光軸上に集光することによってホログラムを記録するときに、各参照面における焦点誤差を検出することを特徴とする請求項1〜14の何れか一つに記載の光記録再生媒体の焦点誤差検出方法。
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