JPH02187933A - 傾き角測定方法 - Google Patents
傾き角測定方法Info
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- JPH02187933A JPH02187933A JP466789A JP466789A JPH02187933A JP H02187933 A JPH02187933 A JP H02187933A JP 466789 A JP466789 A JP 466789A JP 466789 A JP466789 A JP 466789A JP H02187933 A JPH02187933 A JP H02187933A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 claims abstract description 14
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
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。
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、光学式の傾き角測定方法に係り、特に、非点
収差方式でフォーカス誤差検出を行う光学ヘッドを用い
ろ傾き角１１１１１定方法に関する。
収差方式でフォーカス誤差検出を行う光学ヘッドを用い
ろ傾き角１１１１１定方法に関する。
［従来の技術］
非点収差方式でフォーカス誤差検出を行う光学ヘッドは
、従来より、ビデオディスク、コンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）などの光ディスクドライブ装置に採用され、一般に
普及している。
、従来より、ビデオディスク、コンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）などの光ディスクドライブ装置に採用され、一般に
普及している。
該種光学ヘッドは、公知のように光ディスクに記録され
た信号を読み取るだけでなく、フォーカス信号及びトラ
ッキング信号も検出するようになっている。このフォー
カス信号は、光デイスク上に結ばれるレーザビームスポ
ットを常にジャストフォーカス状態するためのフォーカ
ス制御系に送出されろもので、通常分割型受光素子の出
力値を検出することにより、フォーカス誤差を認知する
ようになっている。
た信号を読み取るだけでなく、フォーカス信号及びトラ
ッキング信号も検出するようになっている。このフォー
カス信号は、光デイスク上に結ばれるレーザビームスポ
ットを常にジャストフォーカス状態するためのフォーカ
ス制御系に送出されろもので、通常分割型受光素子の出
力値を検出することにより、フォーカス誤差を認知する
ようになっている。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、上述した従来の非点収差方式でフォーカス誤
差検出を行う光学ヘッドは主に光学式ディスクドライブ
装置に用いられており、これを（ｑｌき角の？１１１定
に利用したものは見当らなかった。
差検出を行う光学ヘッドは主に光学式ディスクドライブ
装置に用いられており、これを（ｑｌき角の？１１１定
に利用したものは見当らなかった。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは２非点収差方式でフォーカス誤差検出を行う
光学ヘッドによって、傾き角が測定可能な傾き角測定方
法を提供することにある。
るところは２非点収差方式でフォーカス誤差検出を行う
光学ヘッドによって、傾き角が測定可能な傾き角測定方
法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明による傾き角測定方法は、上記目的を達成するた
め、非点収差方式でフォーカス誤差検出を行う光学ヘッ
ドを用い、ジャストフォーカス状態における分割型受光
素子からのフォーカス信号出力値、並びに該フォーカス
信号出力値と予め定めた定数とで規定される測定面の傾
き角に関する２次関数式によって、ｍ定面の傾き角を算
出するようになされる。
め、非点収差方式でフォーカス誤差検出を行う光学ヘッ
ドを用い、ジャストフォーカス状態における分割型受光
素子からのフォーカス信号出力値、並びに該フォーカス
信号出力値と予め定めた定数とで規定される測定面の傾
き角に関する２次関数式によって、ｍ定面の傾き角を算
出するようになされる。
［作 用］
非点収差方式の光学ヘッドにおいては、第２図に示すよ
うに、ディテクタ１１として４分割型のフォトダイオー
ドを使用しており、該ディテクタｌｌ上に、測定面と光
学ヘッドとの変位に応じて楕円もしくは円形のビームス
ポットが投影され、測定面に光学ヘッドが合焦（ジャス
トフォーカス）している時には、ディテクタ１１上のビ
ームスポットは円形となる。
うに、ディテクタ１１として４分割型のフォトダイオー
ドを使用しており、該ディテクタｌｌ上に、測定面と光
学ヘッドとの変位に応じて楕円もしくは円形のビームス
ポットが投影され、測定面に光学ヘッドが合焦（ジャス
トフォーカス）している時には、ディテクタ１１上のビ
ームスポットは円形となる。
いま、４分割型のフォトダイオードよりなるディテクタ
１１の各領域を第２図示の如＜、Ａ、Ｂ。
１１の各領域を第２図示の如＜、Ａ、Ｂ。
Ｃ，Ｄとし、それぞれの出力をＦ（Ａ）、Ｆ（Ｂ）。
ＦＣＣ＞、Ｆ（Ｄ）とすると、フォーカス信号Ｆは、Ｆ
＝ （Ｆ（Ａ）＋Ｆ（Ｃ））−（Ｆ（Ｂ）＋Ｆ（Ｄ））
で表わされる。
＝ （Ｆ（Ａ）＋Ｆ（Ｃ））−（Ｆ（Ｂ）＋Ｆ（Ｄ））
で表わされる。
また、ビームが測定面に対して垂直に入射される場合は
、ディテクタ１１に結ばれるビームスポット１２の中心
とディテクタ１１の中心は一致するが、１１１１１定面
が傾いた場合には、上記ビームスポット１２の中心はデ
ィテクタ１１の中心からずれる。
、ディテクタ１１に結ばれるビームスポット１２の中心
とディテクタ１１の中心は一致するが、１１１１１定面
が傾いた場合には、上記ビームスポット１２の中心はデ
ィテクタ１１の中心からずれる。
ここで、測定面にビームがジャストツーカス状態である
時、測定面のビーｔ１に対する傾き角をθとすると、前
記フォーカス信号Ｆは、前記ビームスポットの光強度分
布（ガウス分布）に従うと考えられるので。
時、測定面のビーｔ１に対する傾き角をθとすると、前
記フォーカス信号Ｆは、前記ビームスポットの光強度分
布（ガウス分布）に従うと考えられるので。
ｔｒ＝ ｆｆ（Ａ）十Ｆ（ｃ））−（Ｆ（Ｂ）十Ｆ（Ｄ
））＝ｋ ４ （ｋ −＋ ｋ ｚ （ｆａ
”−／’ ＬＬ４ｅ −”’ （（χ−（ＡＩ５’→す
１ン 改、８十Ｊ−り）ｕｓ 、−Ｖ＋’ｌ（χ−η
っ子ｙ２） ６曲））リ −ズ。
））＝ｋ ４ （ｋ −＋ ｋ ｚ （ｆａ
”−／’ ＬＬ４ｅ −”’ （（χ−（ＡＩ５’→す
１ン 改、８十Ｊ−り）ｕｓ 、−Ｖ＋’ｌ（χ−η
っ子ｙ２） ６曲））リ −ズ。
と表わせる。但し。
ｋｌ、に２．に３：光学系の諸室数により決る定数に４
：電気回路によって決る定数 ｕ １ ｇ ｕ ２ ＋ ｕ ３ Ｉｕ ４ ：θの関
数である。
：電気回路によって決る定数 ｕ １ ｇ ｕ ２ ＋ ｕ ３ Ｉｕ ４ ：θの関
数である。
上式の右辺は、不完全ｒ（ガンマ）関数の一種で、ガウ
スの誤差関数に帰着するが、これを近似することにより
、θの２次式が得られる。
スの誤差関数に帰着するが、これを近似することにより
、θの２次式が得られる。
これをＦ ＝ｋ Ｅ、θ２＋に６とすれば、（但し、ｋ
ｚ、ｋＧは定数） θ＝± （Ｆ−ｋ ６ ）フ１ となり、θ≧０の時について考えれば良いので。
ｚ、ｋＧは定数） θ＝± （Ｆ−ｋ ６ ）フ１ となり、θ≧０の時について考えれば良いので。
θ＝ 五Ｆ ｋａ）フ１］
となる。従って、事前にｋＥ、、ｋｃの値を定めておく
と、Ｆの値によって傾き角θの値が算出でき机 ［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図〜第３図によって説明する
。
と、Ｆの値によって傾き角θの値が算出でき机 ［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図〜第３図によって説明する
。
第１図は非点収差方式のフォーカス誤差検出を行う光学
ヘッドを示す説明図、第２図はディテクタ上のビームス
ポットを示す説明図である。
ヘッドを示す説明図、第２図はディテクタ上のビームス
ポットを示す説明図である。
同図に示すように、レーザダイオードｌから発せられた
レーザ光２は、コリメータレンズ３によって平行光４と
なり、偏向ビー１５スプリツタ５゜λ／４板６．対物レ
ンズ７を通って例えば光ディスクたる測定面８に照射さ
れてビームスポットを結ぶ５上記測定面８で反射された
ビー１１は、再び対物レンズ７、λ／４板６を通って偏
向ビームスプリッタ５で反射され、結像レンズ９、シリ
ンドリカルレンズｌＯを通って、４分割型のフォトダイ
オードからなるディテクタ１１に照射され、ビームスポ
ット１２を結ぶ。なお、第２図で実線で示したビームス
ポット１２は、ジャストフォーカス状態で、′ｅ４定面
８の傾き角が０°の場合を、第２図で１点鎖線で示した
ビームスポット１２は。
レーザ光２は、コリメータレンズ３によって平行光４と
なり、偏向ビー１５スプリツタ５゜λ／４板６．対物レ
ンズ７を通って例えば光ディスクたる測定面８に照射さ
れてビームスポットを結ぶ５上記測定面８で反射された
ビー１１は、再び対物レンズ７、λ／４板６を通って偏
向ビームスプリッタ５で反射され、結像レンズ９、シリ
ンドリカルレンズｌＯを通って、４分割型のフォトダイ
オードからなるディテクタ１１に照射され、ビームスポ
ット１２を結ぶ。なお、第２図で実線で示したビームス
ポット１２は、ジャストフォーカス状態で、′ｅ４定面
８の傾き角が０°の場合を、第２図で１点鎖線で示した
ビームスポット１２は。
ジャストツーカス状態で、測定面８に所定の傾き角があ
る場合をそれぞれ示している。
る場合をそれぞれ示している。
ここで、該実施例においては、前記コリメータレンズ３
．対物レンズ７、結像レンズ９１シリンドリカルレンズ
ｌＯの焦点距離ｆを、それぞれ。
．対物レンズ７、結像レンズ９１シリンドリカルレンズ
ｌＯの焦点距離ｆを、それぞれ。
１４．５ｍｍ、４８．０ｍｍ、 ２５．６ｍｍ、 １０
０ｍｍとした。また、対物レンズ７と結像レンズ９間、
結像レンズ９とシリンドリカルレンズ１０間、シリンド
リカルレンズ１０とディテクタｌ１間の距離を、それぞ
れ。
０ｍｍとした。また、対物レンズ７と結像レンズ９間、
結像レンズ９とシリンドリカルレンズ１０間、シリンド
リカルレンズ１０とディテクタｌ１間の距離を、それぞ
れ。
５０、ＯＬｌｍ、１１．２５ｎ＋ｍ、１３．３８７＋＋
ｖとした。
ｖとした。
斯くした構成を採る光学ヘッドを用いて、測定面８の傾
き角θの測定を行った。まず、対物レンズ７の焦点を測
定面に合わせてジャストフォーカス状態として１次に測
定面８の傾き角Ｏを０°から５°まで変化させて、前記
したフォーカス信号Ｆの値を測定した。この結果を示す
のが１表−１である。
き角θの測定を行った。まず、対物レンズ７の焦点を測
定面に合わせてジャストフォーカス状態として１次に測
定面８の傾き角Ｏを０°から５°まで変化させて、前記
したフォーカス信号Ｆの値を測定した。この結果を示す
のが１表−１である。
（表−１）
ところで、該実施例におけろ光学系においては。
０≧２．４°の時には、ビームスポット１２のずれが大
きくなり過ぎ、ディテクタ１１の４分割型フォトダイオ
ードの一つの領域から完全に外れてしまうため、フォー
カス信号Ｆの値は前述の近似式に従わなくなる。そこで
、０°≦０≦２．３゜の場合について説明する。
きくなり過ぎ、ディテクタ１１の４分割型フォトダイオ
ードの一つの領域から完全に外れてしまうため、フォー
カス信号Ｆの値は前述の近似式に従わなくなる。そこで
、０°≦０≦２．３゜の場合について説明する。
前記した近似式Ｆ ” ｋ Ｓθ２＋に６に、（θ、Ｆ
）＝（，０，０，０００）及び（２，３，３，０３３）
を代入し、ｋｓ及びｋｏを定める。結果はｋ Ｓ ＝０
．５７３． ｋ ６ ＝ ０となり、近似式は Ｆ＝０
．５７３０２となる。これをグラフに表すと第３図の如
き放物線となる。（第３図中の白丸は実ｉｌｌり値） 上記Ｆ＝０．５７３０２より、θ＝±４となり、ここで
はθ≧０の場合のみを考えれば良いから、θ＝、／Ｔ弓
前コ冒となる。この式に、前記表−１におけるフォーカ
ス信号Ｆの実ル１す値を代入して０の値を求めると１次
の表−２の通りとなる４（表−２） 表−２から明らかなように、計算によって求めたＯの値
は１元のθの値に非常に近い値とかり。
）＝（，０，０，０００）及び（２，３，３，０３３）
を代入し、ｋｓ及びｋｏを定める。結果はｋ Ｓ ＝０
．５７３． ｋ ６ ＝ ０となり、近似式は Ｆ＝０
．５７３０２となる。これをグラフに表すと第３図の如
き放物線となる。（第３図中の白丸は実ｉｌｌり値） 上記Ｆ＝０．５７３０２より、θ＝±４となり、ここで
はθ≧０の場合のみを考えれば良いから、θ＝、／Ｔ弓
前コ冒となる。この式に、前記表−１におけるフォーカ
ス信号Ｆの実ル１す値を代入して０の値を求めると１次
の表−２の通りとなる４（表−２） 表−２から明らかなように、計算によって求めたＯの値
は１元のθの値に非常に近い値とかり。
小数点以下第２位を四捨五入すると元の０の値に一致す
る。よって、フォーカス信号Ｆの値を測定し、該フォー
カス信号出力値と予め定めた定数とで規定される測定面
８の傾き角θに関する２次関数式によって、測定面８の
傾き角０が高い精度で８１１１定・算出可能となる。
る。よって、フォーカス信号Ｆの値を測定し、該フォー
カス信号出力値と予め定めた定数とで規定される測定面
８の傾き角θに関する２次関数式によって、測定面８の
傾き角０が高い精度で８１１１定・算出可能となる。
従って、非点収差方式でフォーカス誤差検出を行なう光
学ヘッドの出力をマイクロコンピュータ笠よりなる？Ｓ
算・制御系で、Ｆ＝ｋｓ Ｏ” ＋ｋｃ。
学ヘッドの出力をマイクロコンピュータ笠よりなる？Ｓ
算・制御系で、Ｆ＝ｋｓ Ｏ” ＋ｋｃ。
並びに定数ｋｓ、に６と予め作成されたプロゲラ１１と
に基づき５実Ｋ１１１されたＦの値でθを算出させ、こ
の°演算結果を、適宜の表示手段、プリント手段などに
出力させることが容易に可能となる４なお１本発明の傾
き角測定方法による測定対象は、各種分野に適用可能で
あり、非点収差方式でフォーカス誤差検出を行なう光学
ヘッドという。
に基づき５実Ｋ１１１されたＦの値でθを算出させ、こ
の°演算結果を、適宜の表示手段、プリント手段などに
出力させることが容易に可能となる４なお１本発明の傾
き角測定方法による測定対象は、各種分野に適用可能で
あり、非点収差方式でフォーカス誤差検出を行なう光学
ヘッドという。
比較的安価で入手し易い光学系を用いているので。
低コストの傾き角訓定機を構築できる。また、本発明を
例えば光デイスクドライブに適用すれば。
例えば光デイスクドライブに適用すれば。
回転テーブルの停止状態において１回転テーブルの傾き
やディスクのソリ等を容易にｄｌす定できる。
やディスクのソリ等を容易にｄｌす定できる。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、非点収差方式でフォーカ
ス誤差検出を行なう光学ヘッドにより。
ス誤差検出を行なう光学ヘッドにより。
精度の高い傾き角の測定を行うことが可能となって、各
種分野での利用が期待でき、その産業的価値は多大であ
る。
種分野での利用が期待でき、その産業的価値は多大であ
る。
第１図〜第３図は本発明の実施例に係り、第１図は非点
収差方式のフォーカス誤差検出を行う光学ヘッドを示す
説明図、第２図はディテクタ上のビームスポットを示す
説明図、第３図はフォーカス信号Ｆの値と測定面の傾き
角との関係を示すグラフ図である。 ｌ・・・・・・レーザダイオード、２・・・・・・レー
ザ光、３・・・・・・コリメータレンズ、４・・・・・
・平行光、５・・・・・・偏向ビー１１スプリツタ、６
・・・・・・λ／４板、７・・・・・・対物レンズ、８
・・・・・・測定面、９・・・・・・結像レンズ、ｌＯ
・・・・・・シリンドリカルレンズ、１１・・・・・・
ディテクタ、１２・・・・・・ディテクタ上のビームス
ポット。 ｂ−で 区 レーザダイオード レーザ光 コリメータレンズ 平行光 偏光ビームスプリッタ λ／４極 対物レンズ 測定面 結像レンズ シリンドリカルレンズ ディテタタ
収差方式のフォーカス誤差検出を行う光学ヘッドを示す
説明図、第２図はディテクタ上のビームスポットを示す
説明図、第３図はフォーカス信号Ｆの値と測定面の傾き
角との関係を示すグラフ図である。 ｌ・・・・・・レーザダイオード、２・・・・・・レー
ザ光、３・・・・・・コリメータレンズ、４・・・・・
・平行光、５・・・・・・偏向ビー１１スプリツタ、６
・・・・・・λ／４板、７・・・・・・対物レンズ、８
・・・・・・測定面、９・・・・・・結像レンズ、ｌＯ
・・・・・・シリンドリカルレンズ、１１・・・・・・
ディテクタ、１２・・・・・・ディテクタ上のビームス
ポット。 ｂ−で 区 レーザダイオード レーザ光 コリメータレンズ 平行光 偏光ビームスプリッタ λ／４極 対物レンズ 測定面 結像レンズ シリンドリカルレンズ ディテタタ
Claims (1)
- 非点収差方式でフォーカス誤差検出を行う光学ヘッドを
用い、ジヤストフオーカス状態における分割型受光素子
からのフォーカス信号出力値、並びに該フォーカス信号
出力値と予め定めた定数とで規定される測定面の傾き角
に関する２次関数式によつて、測定面の傾き角を算出す
るようにしたことを特徴とする傾き角測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP466789A JPH02187933A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 傾き角測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP466789A JPH02187933A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 傾き角測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187933A true JPH02187933A (ja) | 1990-07-24 |
Family
ID=11590265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP466789A Pending JPH02187933A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 傾き角測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02187933A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003076873A1 (fr) * | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Olympus Optical Co., Ltd. | Detecteur d'angle de miroir, systeme de commutation de signaux optiques, et procede de commutation de signaux optiques |
| KR100521921B1 (ko) * | 2001-09-20 | 2005-10-13 | 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 | 광디스크의 면진동 판별방법 및 장치 |
| KR100653489B1 (ko) * | 1999-11-09 | 2006-12-04 | 엘지전자 주식회사 | 광 디스크의 면진동 검출장치 및 검출방법 |
| WO2008120458A1 (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 載置台整準方法及び載置台整準装置 |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP466789A patent/JPH02187933A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100653489B1 (ko) * | 1999-11-09 | 2006-12-04 | 엘지전자 주식회사 | 광 디스크의 면진동 검출장치 및 검출방법 |
| KR100521921B1 (ko) * | 2001-09-20 | 2005-10-13 | 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 | 광디스크의 면진동 판별방법 및 장치 |
| WO2003076873A1 (fr) * | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Olympus Optical Co., Ltd. | Detecteur d'angle de miroir, systeme de commutation de signaux optiques, et procede de commutation de signaux optiques |
| EP1484575A1 (en) * | 2002-03-08 | 2004-12-08 | Olympus Corporation | Mirror angle detector, optical signal switch system, and optical signal switching method |
| EP1484575A4 (en) * | 2002-03-08 | 2005-06-08 | Olympus Corp | MIRROR ANGLE DETECTOR, OPTICAL SIGNAL SWITCHING SYSTEM AND OPTICAL SIGNAL SWITCHING PROCESS |
| WO2008120458A1 (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 載置台整準方法及び載置台整準装置 |
| JP2008251577A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 載置台整準方法及び載置台整準装置 |
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