JPH0782651B2 - 焦点誤差検出装置 - Google Patents
焦点誤差検出装置Info
- Publication number
- JPH0782651B2 JPH0782651B2 JP29003087A JP29003087A JPH0782651B2 JP H0782651 B2 JPH0782651 B2 JP H0782651B2 JP 29003087 A JP29003087 A JP 29003087A JP 29003087 A JP29003087 A JP 29003087A JP H0782651 B2 JPH0782651 B2 JP H0782651B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ディ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。
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、光ディスク装置のロー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。
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。
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（情報トラックを
形成している）光記録媒体である。１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
変換する受光手段であって、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10
b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。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。
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（情報トラックを
形成している）光記録媒体である。１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
変換する受光手段であって、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10
b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。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。
下その動作の説明をする。
第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に受光手段４に投影され
る情報トラックの遠視野像（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
領域は光軸を挟んで両側にできる。（ｂ）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遠すぎる
場合を表している。このとき光記録媒体10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。
る情報トラックの遠視野像（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
領域は光軸を挟んで両側にできる。（ｂ）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遠すぎる
場合を表している。このとき光記録媒体10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）、（ｅ）、（ｆ）に対物レンズ３が光
記録媒体10上に設けられた情報トラックに沿って微小量
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10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。
記録媒体10上に設けられた情報トラックに沿って微小量
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10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4bの出力信号の一例を示す。（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ焦点深度内、近すぎる場合、
遠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。従って
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）、（ｂ）、
（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（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に対応して（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）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。
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4bの出力信号の一例を示す。（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ焦点深度内、近すぎる場合、
遠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。従って
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）、（ｂ）、
（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（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に対応して（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）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）。
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セットが加
わるといった問題点を有していた。
の表面上に傷があると、焦点誤差信号にオフセットが加
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10
bの表面上の傷をｄとすると、受光手段４にはその像d1
およびd2が現れる。像d1およびd2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10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d1およびd2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の出力に見掛け上の位相差を生
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（ａ）、（ｂ）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。
bの表面上の傷をｄとすると、受光手段４にはその像d1
およびd2が現れる。像d1およびd2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10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d1およびd2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の出力に見掛け上の位相差を生
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（ａ）、（ｂ）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。
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。
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。
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。
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40
a、40b、40c、40dに分割されている。51および52は位相
比較手段であり、それぞれ受光素子40a、40bの出力信号
の位相比較、および受光素子40c、40d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53の
出力信号を低域濾波する。
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40
a、40b、40c、40dに分割されている。51および52は位相
比較手段であり、それぞれ受光素子40a、40bの出力信号
の位相比較、および受光素子40c、40d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53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。
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。
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ットエッジによる回折光成分があ
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40c、40d
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。
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ットエッジによる回折光成分があ
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40c、40d
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10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、（ｂ）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
も受光素子40d出力に対し位相が進んでいる。また
（ｃ）においては位相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
干渉領域において同じ傾向にあるといえる。第11図に位
相比較手段51、52の出力例を示す。（ａ）、（ｂ）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
る。
図（ａ）は焦点誤差がない場合のそれぞれの素子の出力
を、（ｂ）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
も受光素子40d出力に対し位相が進んでいる。また
（ｃ）においては位相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
干渉領域において同じ傾向にあるといえる。第11図に位
相比較手段51、52の出力例を示す。（ａ）、（ｂ）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
る。
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図において説明してあるが
傷ｄの像d1、d2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、40
b、40c、40dの出力を第12図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）に示すが、受光素子40a、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（（ｇ））。
について述べる。すでに第８図において説明してあるが
傷ｄの像d1、d2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、40
b、40c、40dの出力を第12図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）に示すが、受光素子40a、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（（ｇ））。
以上のように本実施例によれば、受光素子40a、40bおよ
び受光素子40c、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。
び受光素子40c、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。また、同実施例においては位相比較手段51の出力
と位相比較手段52の出力を加算合成したが、第一の受光
素子と第二の受光素子間の位相比較の極性あるいは第三
の受光素子と第四の受光素子間の位相比較の極性の一方
を変えた場合には加算合成を減算合成にすればよい。
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。また、同実施例においては位相比較手段51の出力
と位相比較手段52の出力を加算合成したが、第一の受光
素子と第二の受光素子間の位相比較の極性あるいは第三
の受光素子と第四の受光素子間の位相比較の極性の一方
を変えた場合には加算合成を減算合成にすればよい。
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。
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。
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、40d……受光素子、51、52……位相比較
手段、53……加算手段。
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、40d……受光素子、51、52……位相比較
手段、53……加算手段。
Claims (2)
- 【請求項１】記録面上に凹凸状の、あるいは周囲と反射
率または透過率を異にする微小領域がトラックに沿って
設けられた光記録媒体と、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，第四の受光素子が上記トラッ
クの遠視野像に沿って順次一列になるように、かつ上記
トラックの遠視野像を光軸を挟んで二分した一方の領域
を上記第一の受光素子及び第二の受光素子で、他方の領
域を上記第三の受光素子及び第四の受光素子でそれぞれ
分割するように配置し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
を有することを特徴とする焦点誤差検出装置。 - 【請求項２】第一の受光素子は第四の受光素子に対し
て、第二の受光素子は第三の受光素子に対してそれぞれ
光軸を挟んで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。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29003087A JPH0782651B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 焦点誤差検出装置 |
| EP88310704A EP0317224B1 (en) | 1987-11-17 | 1988-11-14 | Focus detection system for an optical disk drive using photo sensor elements in the far field of information pits |
| US07/272,054 US4998235A (en) | 1987-11-17 | 1988-11-14 | Focus detection system for an optical disk drive using photo sensor elements in the far field of information pits |
| DE88310704T DE3882918T2 (de) | 1987-11-17 | 1988-11-14 | Fokusregelsystem für optische Scheibenvorrichtung mit lichtempfindlichen Elementen in der Fokusebene des Bildes der Informationsstruktur. |
| KR1019880015148A KR910006658B1 (ko) | 1987-11-07 | 1988-11-17 | 초점오차검출장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29003087A JPH0782651B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 焦点誤差検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01130333A JPH01130333A (ja) | 1989-05-23 |
| JPH0782651B2 true JPH0782651B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=17750877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29003087A Expired - Fee Related JPH0782651B2 (ja) | 1987-11-07 | 1987-11-17 | 焦点誤差検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782651B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006024538A1 (de) | 2006-05-23 | 2007-11-29 | Bos Gmbh & Co. Kg | Rollo mit geräuschfreiem Spiralfederantrieb |
| JP7089389B2 (ja) | 2017-08-02 | 2022-06-22 | 株式会社バルカー | メタルガスケット |
-
1987
- 1987-11-17 JP JP29003087A patent/JPH0782651B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01130333A (ja) | 1989-05-23 |
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