JPH0110750Y2 - - Google Patents
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- JPH0110750Y2 JPH0110750Y2 JP1983161697U JP16169783U JPH0110750Y2 JP H0110750 Y2 JPH0110750 Y2 JP H0110750Y2 JP 1983161697 U JP1983161697 U JP 1983161697U JP 16169783 U JP16169783 U JP 16169783U JP H0110750 Y2 JPH0110750 Y2 JP H0110750Y2
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- JP
- Japan
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- light
- focus error
- photodetector
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- error signal
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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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
- G11B7/09—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
- G11B7/094—Methods and circuits for servo offset compensation
-
- 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
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- 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
- G11B7/0909—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 astigmatic methods
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- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は焦点誤差検出装置に関し、特に光学式
記録又は再生装置における焦点誤差検出装置に関
するものである。
記録又は再生装置における焦点誤差検出装置に関
するものである。
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。第１図において、１は光源、２はこの光源
１から発せられた光束、３はこの光束２を記録媒
体５方向に反射するビームスプリツタ、４はこの
ビームスプリツタ３で反射された光束２を記録媒
体５の情報記録面５ａに収束照射せしめる対物レ
ンズ、６は記録面５ａで反射された反射光束、７
はこの反射光束６に非点収差を与えるシリンドリ
カルレンズである。このシリンドリカルレンズ７
を経た非点光束が合焦状態で生じる２つの焦線の
間に光束断面が円形となる位置があり、そこに受
光面８ａが位置するように光検出器８が置かれ
る。
つた。第１図において、１は光源、２はこの光源
１から発せられた光束、３はこの光束２を記録媒
体５方向に反射するビームスプリツタ、４はこの
ビームスプリツタ３で反射された光束２を記録媒
体５の情報記録面５ａに収束照射せしめる対物レ
ンズ、６は記録面５ａで反射された反射光束、７
はこの反射光束６に非点収差を与えるシリンドリ
カルレンズである。このシリンドリカルレンズ７
を経た非点光束が合焦状態で生じる２つの焦線の
間に光束断面が円形となる位置があり、そこに受
光面８ａが位置するように光検出器８が置かれ
る。
光検出器８は、第２図に示す如く、ほぼ直交す
る２本の直線を境界線として各々近接配置された
４つの独立な受光素子８1〜８4からなるいわゆる
４分割光検出器である。この光検出器８の受光面
中心Ｏに関して対称な受光素子８1と８3の各出力
信号は加算器９で加算され、受光素子８2と８4の
各出力信号は加算器１０で加算され、更に加算器
９，１０からの各和信号は減算器１１で減算され
る。そして減算器１１からの差信号が焦点誤差信
号として用いられ、この焦点誤差信号に基づいて
第１図に示した光学系の焦点の制御が行われるの
である。
る２本の直線を境界線として各々近接配置された
４つの独立な受光素子８1〜８4からなるいわゆる
４分割光検出器である。この光検出器８の受光面
中心Ｏに関して対称な受光素子８1と８3の各出力
信号は加算器９で加算され、受光素子８2と８4の
各出力信号は加算器１０で加算され、更に加算器
９，１０からの各和信号は減算器１１で減算され
る。そして減算器１１からの差信号が焦点誤差信
号として用いられ、この焦点誤差信号に基づいて
第１図に示した光学系の焦点の制御が行われるの
である。
記録媒体５が合焦点位置にあるとき、反射光束
は光検出器８の受光面８ａ上において、模式的に
第３図ｂに示す如く分布する。従つて、焦点誤差
信号FEは、各受光素子８1〜８4の出力信号の低
域成分をSi（Si＝１，２，３，４）とするとき、 FE＝（S1＋S3）−（S2＋S4）＝０ …(1) となる。これに対し、合焦点位置からずれると、
反射光束の分布は第３図ａ又はｃに示すようにな
り、FE＞０又はFE＜０となる。すなわち、焦点
誤差信号FEの符号及び大きさから焦点ずれ方向
及びずれ量を得ることができるのである。
は光検出器８の受光面８ａ上において、模式的に
第３図ｂに示す如く分布する。従つて、焦点誤差
信号FEは、各受光素子８1〜８4の出力信号の低
域成分をSi（Si＝１，２，３，４）とするとき、 FE＝（S1＋S3）−（S2＋S4）＝０ …(1) となる。これに対し、合焦点位置からずれると、
反射光束の分布は第３図ａ又はｃに示すようにな
り、FE＞０又はFE＜０となる。すなわち、焦点
誤差信号FEの符号及び大きさから焦点ずれ方向
及びずれ量を得ることができるのである。
このように、従来の焦点誤差検出装置では、受
光面中心に関して対称な受光素子同士の出力信号
を加算し、その和信号同士の差から焦点誤差信号
を得るように構成されているので、トラツキング
制御やジツタ補正等のために光束をトラツキング
方向或いはタンジエンシヤル方向に移動させたと
き、光検出器の受光面上の光束にずれが生じると
このずれに応じて焦点誤差信号にオフセツトが生
じてしまうという欠点があつた。
光面中心に関して対称な受光素子同士の出力信号
を加算し、その和信号同士の差から焦点誤差信号
を得るように構成されているので、トラツキング
制御やジツタ補正等のために光束をトラツキング
方向或いはタンジエンシヤル方向に移動させたと
き、光検出器の受光面上の光束にずれが生じると
このずれに応じて焦点誤差信号にオフセツトが生
じてしまうという欠点があつた。
また光束のずれを検出し、この検出信号により
(1)式から得られる焦点誤差信号を補償することに
よつてオフセツトを低減する方法も提案されてい
るが（特公昭56−42060号公報等参照）、かかる方
法では、減算回路、乗算回路等を多数必要とする
ので、回路構成が複雑となりかつコスト高となる
欠点があつた。
(1)式から得られる焦点誤差信号を補償することに
よつてオフセツトを低減する方法も提案されてい
るが（特公昭56−42060号公報等参照）、かかる方
法では、減算回路、乗算回路等を多数必要とする
ので、回路構成が複雑となりかつコスト高となる
欠点があつた。
本考案は、上記のような従来装置の欠点を除去
すべくなされたものであり、光検出器の受光面上
での光束の位置ずれに伴う焦点誤差信号のオフセ
ツト量を低減した焦点誤差検出装置を提供するこ
とを目的とする。
すべくなされたものであり、光検出器の受光面上
での光束の位置ずれに伴う焦点誤差信号のオフセ
ツト量を低減した焦点誤差検出装置を提供するこ
とを目的とする。
本考案による焦点誤差検出装置は、光検出器の
受光面中心に関して対称な受光素子同士の出力信
号を乗算し、その積信号同士の差から焦点誤差信
号を得る構成となつている。
受光面中心に関して対称な受光素子同士の出力信
号を乗算し、その積信号同士の差から焦点誤差信
号を得る構成となつている。
以下、本考案の実施例を図に基づいて説明す
る。
る。
第４図において、反射光束を受光する光検出器
８は従来のものと同じであり、この光検出器８の
受光面中心に関して対称な受光素子８1と８3の各
出力信号は乗算器１２で乗算され、受光素子８2
と８4の各出力信号は乗算器１３で乗算され、更
に乗算器１２，１３からの各積信号は減算器１４
で減算される。そして減算器１４からの差信号が
焦点誤差信号となる。
８は従来のものと同じであり、この光検出器８の
受光面中心に関して対称な受光素子８1と８3の各
出力信号は乗算器１２で乗算され、受光素子８2
と８4の各出力信号は乗算器１３で乗算され、更
に乗算器１２，１３からの各積信号は減算器１４
で減算される。そして減算器１４からの差信号が
焦点誤差信号となる。
光検出器８が第１図に示されるような配置であ
るとき、焦点誤差信号FEは、各受光素子８1〜８
４の出力信号の低域成分をSi（ｉ＝１，２，３，
４）とすれば、 FE＝（S1×S3）−（S2×S4） …(2) で表わされる。
るとき、焦点誤差信号FEは、各受光素子８1〜８
４の出力信号の低域成分をSi（ｉ＝１，２，３，
４）とすれば、 FE＝（S1×S3）−（S2×S4） …(2) で表わされる。
第５図には焦点ずれに対する焦点誤差信号FE
の変化が示されており、焦点誤差信号の符号及び
大きさから焦点ずれ方向及びずれ量を得ることが
できるのである。そしてこの焦点誤差信号に基づ
いて第１図に示す対物レンズ４等をサーボ制御す
ることによつて常に合焦点位置を保持できるので
ある。
の変化が示されており、焦点誤差信号の符号及び
大きさから焦点ずれ方向及びずれ量を得ることが
できるのである。そしてこの焦点誤差信号に基づ
いて第１図に示す対物レンズ４等をサーボ制御す
ることによつて常に合焦点位置を保持できるので
ある。
ここで、トラツキング制御やジツタ補正等のた
めに光束をトラツキング方向或いはタンジエンシ
ヤル方向に移動させると、光検出器８の受光面上
の光束中心が光検出器８の受光面中心からずれ
る。例えば、第６図に示すように、受光面上での
光束中心Ｐが光検出器８の受光面中心Ｏに対して
ずれているとする。
めに光束をトラツキング方向或いはタンジエンシ
ヤル方向に移動させると、光検出器８の受光面上
の光束中心が光検出器８の受光面中心からずれ
る。例えば、第６図に示すように、受光面上での
光束中心Ｐが光検出器８の受光面中心Ｏに対して
ずれているとする。
このような状態で第１式で示す従来の方法によ
つて焦点誤差信号を得れば、合焦点位置でも光束
中心の受光面上でのずれに起因したオフセツトが
生じてしまう。このオフセツトは、光束の光強度
分布を近似的に一様であるとすれば、第６図の斜
線部分の面積に相当する。但し第６図の斜線部分
の２辺をなす点線は光束の中心Ｐに関して光検出
器８の分割線xx′，yy′の対称線を表わしている。
つて焦点誤差信号を得れば、合焦点位置でも光束
中心の受光面上でのずれに起因したオフセツトが
生じてしまう。このオフセツトは、光束の光強度
分布を近似的に一様であるとすれば、第６図の斜
線部分の面積に相当する。但し第６図の斜線部分
の２辺をなす点線は光束の中心Ｐに関して光検出
器８の分割線xx′，yy′の対称線を表わしている。
ここで、従来の第１式の演算結果から、光束中
心の受光面上でのずれに起因したオフセツトを引
き算する事によつて、ずれに依存されない焦点誤
差信号を得る手段を考える。第１式で得られる信
号を改めてFE′と書き換え、またオフセツトを
Ｄ、ずれに依存されない焦点誤差信号をFEとす
る。
心の受光面上でのずれに起因したオフセツトを引
き算する事によつて、ずれに依存されない焦点誤
差信号を得る手段を考える。第１式で得られる信
号を改めてFE′と書き換え、またオフセツトを
Ｄ、ずれに依存されない焦点誤差信号をFEとす
る。
FE＝FE′−Ｄ …(3)
∵FE′＝（S1＋S3）−（S2＋S4） …(4)
先に述べた様にオフセツトＤを第６図の斜線部
分の面積に相当すると仮定すれば、Ｄは簡単な図
形計算により第５式のように近似できる。
分の面積に相当すると仮定すれば、Ｄは簡単な図
形計算により第５式のように近似できる。
Ｄ〔（S1＋S4）−（S2＋S3）〕〔（S1＋S2）−（S3
＋S4）〕／（S1＋S2＋S3＋S4）…(5) 第４式、第５式を第３式に代入すれば簡単な計
算により第６式を得る。
＋S4）〕／（S1＋S2＋S3＋S4）…(5) 第４式、第５式を第３式に代入すれば簡単な計
算により第６式を得る。
FE＝４〔（S1×S3）−（S2×S4）〕／（S1＋S2＋S3＋
S4）…(6) 従つて、第６式の分子、つまり本考案の演算、
第２式の演算結果は、光束中心の受光面上でのず
れに起因したオフセツトを除去した、ずれに依存
されない焦点誤差信号を与えるものである。
S4）…(6) 従つて、第６式の分子、つまり本考案の演算、
第２式の演算結果は、光束中心の受光面上でのず
れに起因したオフセツトを除去した、ずれに依存
されない焦点誤差信号を与えるものである。
第７図に第６図のようなずれがある時の焦点ず
れに対する焦点誤差信号の変化を示す。第７図に
おいて、点線ｂが従来の第１式の演算による焦点
誤差信号を、実線ａが、本考案装置、つまり第２
式の演算による焦点誤差信号をそれぞれ示してい
る。
れに対する焦点誤差信号の変化を示す。第７図に
おいて、点線ｂが従来の第１式の演算による焦点
誤差信号を、実線ａが、本考案装置、つまり第２
式の演算による焦点誤差信号をそれぞれ示してい
る。
第７図から明らかな様に、本考案による焦点誤
差信号ａは従来の焦点誤差信号ｂに比して受光面
上での光束中心のずれによつて生ずるオフセツト
が非常に小さいことが解る。
差信号ａは従来の焦点誤差信号ｂに比して受光面
上での光束中心のずれによつて生ずるオフセツト
が非常に小さいことが解る。
なお、第８図に示す如く、４つの受光素子８1
〜８4の各出力信号を加算器１５で加算し、更に
除算器１６において加算器１５からの和信号で減
算器１４からの差信号を除算し、その商信号を焦
点誤差信号として用い、焦点誤差信号を光検出器
８の全光量で規格化してやることにより、記録媒
体５の製造上における反射率の局所的なばらつき
等による反射光量の変動に対して、常に、焦点制
御のサーボゲインを一定にすることができ、動作
を安定化させることができる。
〜８4の各出力信号を加算器１５で加算し、更に
除算器１６において加算器１５からの和信号で減
算器１４からの差信号を除算し、その商信号を焦
点誤差信号として用い、焦点誤差信号を光検出器
８の全光量で規格化してやることにより、記録媒
体５の製造上における反射率の局所的なばらつき
等による反射光量の変動に対して、常に、焦点制
御のサーボゲインを一定にすることができ、動作
を安定化させることができる。
また、光検出器８の受光面上での光束の位置ず
れが例えば第９図に示す様に極端に大きく、４つ
の受光素子のうち１つだけにしか反射光束が戻ら
ないような場合、本装置ではFE＝０となり、焦
点制御が出来ないことになる。このような極端な
場合の焦点制御はあまり現実的ではないが、例え
ば本考案による焦点誤差信号に、(1)式で得られる
焦点誤差信号を適当なゲインで付加してやること
により制御可能となる。
れが例えば第９図に示す様に極端に大きく、４つ
の受光素子のうち１つだけにしか反射光束が戻ら
ないような場合、本装置ではFE＝０となり、焦
点制御が出来ないことになる。このような極端な
場合の焦点制御はあまり現実的ではないが、例え
ば本考案による焦点誤差信号に、(1)式で得られる
焦点誤差信号を適当なゲインで付加してやること
により制御可能となる。
以上説明したように、本考案による焦点誤差検
出装置によれば、光検出器の受光面中心に関して
対称な受光素子同士の出力信号を乗算し、その積
信号同士の差から焦点誤差信号を得るように構成
したので、光学部品等を追加することなく、簡単
な回路構成により、光検出器の受光面上での光束
の中心ずれに起因する焦点誤差信号のオフセツト
を著しく低減できる。従つて、かかる焦点誤差検
出装置を用いることにより、安定した焦点制御を
実現することができる。
出装置によれば、光検出器の受光面中心に関して
対称な受光素子同士の出力信号を乗算し、その積
信号同士の差から焦点誤差信号を得るように構成
したので、光学部品等を追加することなく、簡単
な回路構成により、光検出器の受光面上での光束
の中心ずれに起因する焦点誤差信号のオフセツト
を著しく低減できる。従つて、かかる焦点誤差検
出装置を用いることにより、安定した焦点制御を
実現することができる。
第１図は光学式記録又は再生装置における光学
系の模式図、第２図は従来例を示す回路図、第３
図ａ，ｂ，ｃは光検出器の受光面上での光束形状
を示す模式図、第４図は本考案の一実施例を示す
回路図、第５図は焦点ずれに対する焦点誤差信号
の変化を示す図、第６図は光検出器の受光面上で
の光束中心がずれた場合を示す模式図、第７図は
第６図の状態における焦点ずれに対する焦点誤差
信号の変化を示す図、第８図は本考案の他の実施
例を示す回路図、第９図は光検出器の受光面上で
の極端な光束の中心ずれを示す模式図である。 主要部分の符号の説明、１…光源、３…ビーム
スプリツタ、４…対物レンズ、７…シリンドリカ
ルレンズ、８…光検出器、９，１０，１５…加算
器、１１，１４…減算器、１２，１３…乗算器、
１６…除算器。
系の模式図、第２図は従来例を示す回路図、第３
図ａ，ｂ，ｃは光検出器の受光面上での光束形状
を示す模式図、第４図は本考案の一実施例を示す
回路図、第５図は焦点ずれに対する焦点誤差信号
の変化を示す図、第６図は光検出器の受光面上で
の光束中心がずれた場合を示す模式図、第７図は
第６図の状態における焦点ずれに対する焦点誤差
信号の変化を示す図、第８図は本考案の他の実施
例を示す回路図、第９図は光検出器の受光面上で
の極端な光束の中心ずれを示す模式図である。 主要部分の符号の説明、１…光源、３…ビーム
スプリツタ、４…対物レンズ、７…シリンドリカ
ルレンズ、８…光検出器、９，１０，１５…加算
器、１１，１４…減算器、１２，１３…乗算器、
１６…除算器。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ほぼ直交する２本の直線を境界線として各々
近接配置された４つの独立な受光素子からなる
光検出器と、記録媒体の情報記録面を経た光束
を前記光検出器の受光面に非点収束形態で導く
光学系と、前記光検出器の４つの受光素子の出
力信号を演算する演算回路とを備え、前記演算
回路の出力信号を焦点誤差信号とする焦点誤差
検出装置であつて、前記演算回路は、前記光検
出器の受光面中心に関して対称な受光素子同士
の出力信号を乗算して１対の積信号を得る手段
と、前記１対の積信号間の差信号を算出する手
段とを備えたことを特徴とする焦点誤差検出装
置。 (2) 前記演算回路は、前記４つの受光素子の各出
力信号を加算して和信号を得る手段と、前記和
信号で前記差信号を除算する手段とを備えたこ
とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
記載の焦点誤差検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983161697U JPS6070923U (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 焦点誤差検出装置 |
| US06/662,037 US4663750A (en) | 1983-10-19 | 1984-10-18 | Focus error detection device for an optical recording/playing back system |
| DE19843438260 DE3438260A1 (de) | 1983-10-19 | 1984-10-18 | Fokussierungsfehlerdetektorvorrichtung fuer ein optisches aufzeichnungs- und wiedergabegeraet |
| GB08426517A GB2150385B (en) | 1983-10-19 | 1984-10-19 | Video disc focussing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983161697U JPS6070923U (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 焦点誤差検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6070923U JPS6070923U (ja) | 1985-05-20 |
| JPH0110750Y2 true JPH0110750Y2 (ja) | 1989-03-28 |
Family
ID=15740140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1983161697U Granted JPS6070923U (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 焦点誤差検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4663750A (ja) |
| JP (1) | JPS6070923U (ja) |
| DE (1) | DE3438260A1 (ja) |
| GB (1) | GB2150385B (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4899327A (en) * | 1985-02-04 | 1990-02-06 | International Business Machines Corporation | Focus servo loop correction |
| US4823330A (en) * | 1985-02-04 | 1989-04-18 | International Business Machines Corporation | Focus servo loop off-set compensation |
| JPH0736233B2 (ja) * | 1985-04-16 | 1995-04-19 | オリンパス光学工業株式会社 | 光学的情報記録再生装置 |
| EP0234594A3 (en) * | 1986-02-28 | 1989-09-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | System capable of retrieving information from an optical memory |
| JPH0760527B2 (ja) * | 1986-09-17 | 1995-06-28 | パイオニア株式会社 | 光学式ピックアップ装置 |
| JP2597560B2 (ja) * | 1986-12-25 | 1997-04-09 | 株式会社東芝 | 情報処理装置 |
| JPS648563A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Toshiba Corp | Track counter |
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