JPH01130333A - 焦点誤差検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光デイスク装置における光ヘッドの焦点位置
制御に用いる焦点誤差検出装置に関するものである。

従来の技術　　−・ 近年、光デイスク装置のロムコスト化の要求に従って、
精密な光軸調整を必要としない焦点誤差検出装置が検討
されている。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の焦点誤差検
出装置の一例について説明する。

第１３図、第１４図は従来の焦点誤差検出装置の構成図
を示すものである。第１３図において、１０は記録情報
列を意味する凹凸状のあるいは周囲と反射率を異にする
情報ピットがトラックに沿って形成されている（情報ト
ランクを形成している）光記録媒体である。ｌはコヒー
レントな光を発する発光源、３はコヒーレント光を光記
録媒体１０上に集光させる対物レンズである。４は光を
電気信号に変換する発光手段であって、後述のような２
個の互いに独立した受光素子４ａおよび４ｂに分割され
ている。２は光記録媒体１０に入射する光の一部を透過
させ、それより反射した光の一部を反射させる分光手段
である。５は受光素子４ａおよび４ｂのそれぞれの出力
の位相差を検出する位相比較手段、６は上記位相比較手
段出力の高域成分を除去する低域通過手段である。なお
光記録媒体１０は一般には記録面１０ａと保護層１０ｂ
より構成されている。保護層１０ｂは外傷により記録面
上の情報が欠損するのを防止するために設けられている
６従って対物レンズ３を出た光はこの保護層１０ｂを透
過した後に記録面１０ａへ達する。

以上のように構成された焦点誤差検出装置について、以
下その動作の説明をする。

第３図（ａ）、山）、（Ｃ）に受光手段４に投影される
情報トランクの遠視野像（ファーフィールド像）の様子
を示す、同図（ａ）は対物レンズ３の焦点深度内に記録
面１０ａがあるときの遠視野像を表す。ピット端で回折
した光が平面部分で反射した光と互いに干渉しあうこと
により（第４図）、同図のような模様になる。回折光は
光軸に対して互いに対称な方向へ生じる。従って、干渉
領域は光軸を挾んで両側にできる。世）および（Ｃ）は
対物レンズ３がそれぞれ近すぎる場合および速すぎる場
合を表している。このとき光記録媒体ｌＯが対物レンズ
３の焦点位置よりずれるに従って遠視野像光量分布の空
間周波数が増大する。

次に第３図（ｄ）、（６）、（ｆ）に対物レンズ３が光
記録媒体ｌＯ上に設けられた情報トラックに沿うて微小
量移動した時の様子を示す。対物レンズ３の焦点位置に
光記録媒体１０があるときはピット端回折光と平面部分
反射光との干渉領域内部の光量分布は変化せず、ただ干
渉領域全体の総光量のみが変化する（ｄ）、対物レンズ
３が記録媒体ｌＯに対し近すぎる場合および遠すぎる場
合は同図（ｅ）、（ｆ）に示されるように、光量分布の
移動が起こる。しかもその移動方向は焦点誤差が正か負
か（遠いか近いか）によって互いに反対向きとなる。

受光素子４ａおよび４ｂは一方の干渉領域をトラック周
方向に分割するように設置されている（第１４図）、第
５図に受光素子４ａおよびｒｂの出力信号の一例を示す
、（ａ）、伽）、（０）はそれぞれ焦点深度内、近すぎ
る場合、速すぎる場合に対応している。ピットは連続的
にトラック周方向に移動しているとする。これを見れば
明らかなように、焦点誤差量およびその方向は受光素子
４ａおよび４ｂの出力信号の位相に対応していることが
判る。

従、てこの位相差を検出することによって焦点誤差信号
を得ることができる（第６図）。第６図（ａ）、申）、
（Ｃ）はそれぞれ第５図に対応している。ここでは検出
した位相差の絶対量をパルス幅でもって、位相進み、遅
れを電気的極性でもって出力する回路を位相比較手段５
として用いている。低域通過手段６の出力は１Ｍ）、−
）、（０）に対応して（ｄ）、（ｅ）、（ｊ）となる。

光記録媒体１０は一般にはディスク状のものであり、ピ
ットは常にトラック周方向に定速で移動しているので、
安定した焦点誤差信号を検出することができる。

以上述べた焦点誤差検出方法は一般には位相差法と呼ば
れており、非点収差法やフーコー法などのように精密に
調整された検出光学系を必要としないのが特徴である。

（例えば、特公昭５６−３１６５１号公報）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、光記録媒体保護層
の表面上に傷があると、焦点誤差信号にオフ七ｙトが加
わるといった問題点を有していた。

第７図、第８図にこの様子を示す。すなわち、保護層１
０ｂの表面上の傷をｄとすると、受光手段４にはその像
ｄ、およびｄ２が現れる。像ｄ、およびｄ！は対物レン
ズ３の光軸に対して点対称である。これは光記録媒体１
０に対し、入射時に傷ｄを通った光束と反射時に傷ｄを
通った光束とが同時に受光手段４に投影されるからであ
る。しかもこの傷の像ｄ、およびｄ！は光記録媒体１０
が定速で移動するのに伴って動くので、これが光量分布
の移動となり、したがって全く焦点誤差がないときでも
、第９図に示したごとく受光素子４ａおよび４ｂの出力
に見掛は上の位相差を生じる。即ち、これが焦点誤差検
出におけるオフセットとなる。

ここで（ａｌ、（ｂｌはそれぞれ受光素子４ａ、４ｂの
出力を、（Ｃ）は位相比較手段５の出力を、（ｄ）は低
域通過手段６の出力を表している。

本発明は上記問題点に鑑み、位相差法による焦点誤差検
出方法を用い、しかも光記録媒体表面上の傷によって焦
点誤差信号にオフセットが生じない焦点誤差検出装置を
提供するものである。

問題点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、上述の受光手段を２個、それぞれが光軸を挟んで対
称になるように設け、それぞれ２対の受光素子が出力信
号の位相差を加算する手段を設けたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、焦点誤差による位相差
の検出感度を犠牲にすることなしに、光記録媒体表面上
の傷による位相差を相殺することとなる。

実施例 以下本発明の一実施例の焦点誤差検出装置について、図
面を参照しながら説明する。

第１図は′本発明の第１の実施例における焦点誤差検出
装置の要部構成図、第２図は全体構成図を示すものであ
る。第１図において、４０は受光手段であり、受光素子
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄに分割されている。５
１および５２は位相比較手段であわ、それぞれ受光素子
４Ｑａ、４０ｂの出力信号の位相比較、および受光素子
４０Ｃ１４０ｄの位相比較を行う。

５３は加算手段であり、位相比較手段５１および５２の
出力を加算する。６は低域通過手段であり、加算手段５
３の出力信号を低域濾波する。

第２図において、発光手段１、分光手段２、対物レンズ
３、光記録媒体１０は従来例で述べたのと同等のもので
ある。

以上のように構成された焦点誤差検出装置について、以
下、第１図、第２図、第１０図、第１１図、第１２図を
用いてその動作を説、明する。　　　′まず、第１図に
受光素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと情報トラッ
ク遠視野像との位置関係を示す。

光記録媒体反射光には平面反射成分とピントエツジによ
る回折光成分カイあり、回折光は平面反射光光軸に対し
必ず対称な方向へ生じることは既に述べた。即ち、回折
光と平面反射光との干渉領域はトラック周方向に光軸を
挟んで両側に生じる。受光素子４０ａ、４０ｂはその片
側に、受光素子４０Ｃ１４０ｄはそのもう片側に位置し
ている。即ち受光素子４０ａ、４０ｂと受光素子４０ｃ
、４０ｄとは光軸を挟んで対称に配置されている。

受光素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの出力を第１
０図に示す。同図（ａ）は焦点誤差がない場合のそれぞ
れの素子の出力を、伽）は近い場合を（Ｃ）は遠い場合
のそれぞれの素子の出力を示す、（ｂ）においては受光
素子４０ａ出力は受光素子４０ｂ出力に対し位相が進み
、受光素子４０ｃ出力も一光素子４０ｄ出力に対し位相
が進んでいる。また（Ｃ）においては位置関係□はそれ
ぞれ逆転するのがわかる。すなわち焦点誤差に対する位
相差出力はそれぞれの干渉類、域において同じ傾向にあ
るといえる。第ｔｉ図に・位相比較手段５１．５２の出
力例を示す、（ａ）、伽）はそれぞれ焦点誤差がない場
合の位相比較手段５１．５２の出力、（Ｃ）、（ｄ）は
近い場合の、（ｅ）、（ｆ）は遠い場合の位相比較手段
５１．５２の出力を表す。両者の出力の極性は同じであ
るから、加算しても焦点誤差信号は消失しない、ここで
、°各々の位相比較手段の機能は従来例における位相比
較手段５の機能と同等であるとしてい墨。

次に光記録媒体１０の保護層１０ｂの表面上に傷がある
場合について述べる。すでに第８図において説明しであ
るが傷ｄの像ｄ、　、ｄ、が遠視野像の光軸中心を対称
点にして、互いに逆向きに移動する。このときの受光素
子４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの出力を第１２図（
ａ）、山）、（０）、（ｄ）に示すが、受光素子４Ｑａ
、４０ｂの位相差と受光素子４０Ｃ，４０ｄの位相差は
互いに逆向きに生じていることわかる。従って、位相比
較手段５１．５２の出力（（ｅ）、（ｆ））を加算する
と、その影響はキャンセルされることになる（（幻）。

以上のように本実施例によれば、受光素子４０ａ、４０
ｂおよび受光素子４Ｑｃ、４０ｄをトラック遠視野像に
沿って光軸対称に設け、それぞれの受光素子出力信号の
位相差を加算する手段を設けることにより、光記録媒体
表面上の傷による影響をキャンセルすることができる。

なお、第１の実施例においてピット自体が情報信号であ
るかのような表現を用いたが、ピットが情報信号である
必然性はない、サーボ信号検出専用のピットであっても
よい。

発明の効果 以上のように本発明は４分割された受光手段をトラック
遠視野像に沿って光軸対称に設けることにより、光記録
媒体表面の傷による焦点オフセットをキャンセルするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の焦点誤差検出装置の要部構
成図、第２図はその全体構成図、第３図は情報トラック
遠視野像の様子を示した模式図、第４図はその生成原理
を示す説明図、第５図、第６図は従来の焦点誤差検出装
置の動作説明図、第７図、第８図、第９図はその問題点
を示した説明図、第１０図、第１１図、第１２図は本発
明の一実施例の動作説明図、第１３図、第１４図はそれ
ぞれ従来例の要部構成図及び全体構成図である。 ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０　ｄ　・−・・−受光素
子、５１．５２・・・・・・位相比較手段、５３・・・
・・・加算手段。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 ６４１：Ｓｍ’１１３１ＬチＲ 第２図 第３図 光＃Ｉｐ心 第５ｒ１１Ｊ 第６図 （（１）　　　　　　　　　　　　　　”−ｃｒｔｙｖ
（ｄ）　　　　　　　　　　　　　　　　　ＧＮＤｔｆ
）　　−−−−−−−−−−−−−−一−−−−−一−
：−−一籾ρ第７図 第９図 （ｄ）　　　　　　　−−ご２ンー−（：ｒＮＤ第１１
図 （（ｔ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＧＮＤ
（ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＯＮρ
第１２図 桔Ｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録面上に凹凸状の、あるいは周囲と反射あるい
   は透過率を異にする微小領域を有する光記録媒体と、上
   記光記録媒体に照射する光を供給する発光手段と、上記
   発光手段より発した光を上記光記録媒体の記録面上に集
   光せしめる対物レンズと、上記光記録媒体を反射または
   透過した光を検出する手段より成る焦点誤差検出装置で
   あって、上記光記録媒体反射光または透過光の光路中に
   設けられた、互いに独立に光量を電気信号に変換する機
   能を有する第一の受光素子、第二の受光素子、第三の受
   光素子、第四の受光素子でもって構成された受光手段と
   、上記第一の受光素子および第二の受光素子の出力の位
   相差を検出する第一の位相比較手段と、上記第三の受光
   素子および第四の受光素子の出力の位相差を検出する第
   二の位相比較手段と、上記第一の位相比較手段および第
   二の位相比較手段の出力を加算合成または減算合成する
   加算手段とでもって構成された焦点誤差検出装置。
2. （２）光記録媒体の記録面上には情報トラックが設けら
   れていることを特徴とし、第一の受光素子、第二の受光
   素子、第三の受光素子、第四の受光素子は上記情報トラ
   ックの遠視野像に沿って配列されていることを特徴とし
   た特許請求の範囲第（１）項記載の焦点誤差検出装置。
3. （３）第一の受光素子は第四の受光素子に対して、第一
   の受光素子は第四の受光素子に対してそれぞれ光軸に対
   して対称に設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の焦点誤差検出装置。