JPH0836762A - Optical disk apparatus - Google Patents

Optical disk apparatus

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JPH0836762A
JPH0836762A JP5849895A JP5849895A JPH0836762A JP H0836762 A JPH0836762 A JP H0836762A JP 5849895 A JP5849895 A JP 5849895A JP 5849895 A JP5849895 A JP 5849895A JP H0836762 A JPH0836762 A JP H0836762A
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photodetector
optical
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利昌 神定
Masaaki Hishiki
正昭 日紫喜
Akira Saito
明 斉藤
Masateru Watanabe
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Abstract

PURPOSE:To obtain an optical disk apparatus having a focus error detector in which the change of a reflected light quantity or an optical axis due to the state of an optical disk recording surface scarcely influences a focus error signal. CONSTITUTION:The optical disk apparatus comprises an optical system 21 for casting a laser beam at a rotating recording medium 22, a beam splitter 25 for separating the reflected light beam from the medium into first and second convergent light beams, first and second photodetectors 13, 14 disposed on the optical paths of the first and secod light beams, and a circuit for generating a focus error signal corresponding to the difference of the outputs of the photodetectors. The photodetectors are disposed on the paths in the positional relationship in which the amplitude changes of light receiving images due to the lights upon the deviation of the focuses occurs in reverse directions to form focus error signals from the outputs of second and third areas 16a-16d to obtain a tracking control signal for allowing the positions which is irradiated with the laser beam, from the output of the spit areas 16e-16h to follow up the track of the medium.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置に関し、
更に詳しくは、ビデオ・ディスク、オーディオ・ディス
ク、あるいはディジタル・光ディスク装置の如く、反射
面の位置変動に応じて照射光の焦点位置を追従させる必
要のある光ビーム応用装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical disk device,
More specifically, the present invention relates to a light beam application device, such as a video disc, an audio disc, or a digital optical disc device, which needs to follow the focal position of irradiation light according to the position variation of a reflecting surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】回転型記録媒体の表面にレーザ光を照射
し、光学的に情報を記録、あるいは再生する光ディスク
装置においては、回転中の光ディスクに生ずる上下動に
応じて、光ピックアップの対物レンズを動かし、情報記
録面が常にレーザスポットの焦点深度内に収まるように
制御する自動焦点サーボ系が必要となる。自動焦点サー
ボ系は、対物レンズを上下動するための、例えばボイス
コイル形のサーボモータと、焦点誤差検出部と、検出さ
れた焦点誤差に応じてサーボモータを動作させるための
サーボ増幅器とからなるが、これらの要素のうち、特に
焦点誤差検出部が重要であり、光ディスク装置に適用す
る場合は、情報記録面に形成してある情報ピットやトラ
ックを形成するプリグループ等に起因する反射光の変化
が焦点誤差信号に影響を与えない構成のものが望まれ
る。また、正しい焦点制御のためには、例えば光学系の
位置ずれ等に起因して情報記録面からの反射光の光軸に
偏位が生じた場合でも、それが焦点誤差信号に影響しな
い装置構成が望まれる。
2. Description of the Related Art In an optical disk apparatus for irradiating a laser beam on the surface of a rotary recording medium to optically record or reproduce information, an objective lens of an optical pickup in accordance with a vertical movement occurring on a rotating optical disk. Is required to control the information recording surface so that the information recording surface is always within the depth of focus of the laser spot. The automatic focus servo system includes, for example, a voice coil type servo motor for moving the objective lens up and down, a focus error detection unit, and a servo amplifier for operating the servo motor according to the detected focus error. However, among these elements, the focus error detection unit is particularly important, and when applied to an optical disc device, the reflected light caused by a pregroup forming an information pit or a track formed on the information recording surface, etc. It is desirable that the change does not affect the focus error signal. In addition, for correct focus control, even if a deviation occurs in the optical axis of the reflected light from the information recording surface due to, for example, displacement of the optical system, the device configuration does not affect the focus error signal. Is desired.

【0003】従来から、焦点誤差を検出するための装置
構成として種々の方式のものが提案されており、その1
つは、情報記録面(反射面)からの反射光をレンズによ
り集束し、その集束点にナイフエッジを配置し、反射光
の一部だけがナイフエッジ後方の光検出器に到達するよ
うにしている(例えば、雑誌「日経エレクトロニクス」
1983年11月21日号、第202頁参照)。この方
式によれば、集束レンズとナイフエッジとの間に円柱レ
ンズを配置した時、光検出器上に焦点ずれ量に応じて回
転する半円形の光像を得ることができ、2分割された光
検出器を用いて、その差動出力をとることにより高精度
の焦点誤差信号を得ることができる。
Conventionally, various types of apparatus configurations for detecting a focus error have been proposed.
One is to focus the reflected light from the information recording surface (reflective surface) with a lens and place a knife edge at the focusing point so that only a part of the reflected light reaches the photodetector behind the knife edge. (For example, the magazine "Nikkei Electronics"
(November 21, 1983 issue, p. 202). According to this method, when a cylindrical lens is arranged between the focusing lens and the knife edge, it is possible to obtain a semi-circular optical image that rotates according to the amount of defocus on the photodetector, and it is divided into two. A highly accurate focus error signal can be obtained by taking the differential output of the photodetector.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
式では、焦点誤差信号がナイフエッジと集束光との相対
的な位置関係に依存しているため、熱膨張等によるナイ
フエッジの位置変化や、反射光の光軸ずれが焦点誤差信
号に影響を及ぼすという問題がある。
However, in the above method, since the focus error signal depends on the relative positional relationship between the knife edge and the focused light, the position change of the knife edge due to thermal expansion or the reflection of the knife edge occurs. There is a problem that the deviation of the optical axis of light affects the focus error signal.

【0005】また、他の方式として、例えば特開昭59
−77637号公報に記載の如く、反射光を集束する光
路上に、光束の中心部と周辺部を異なる方向に分離させ
る光学素子を設け、これらの分離された光束を別々の光
検出器で受光し、その出力差から焦点誤差信号を得る方
式が知られている。しかしながら、反射光の中心部と周
辺部とでは、前述した情報ピットやトラックによる光量
変化の現れ方が異なるため、この方式では誤差信号にノ
イズ成分を含むという問題が残されている。
Another method is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-59.
As described in JP-A-77637, an optical element that separates a central portion and a peripheral portion of a light beam in different directions is provided on an optical path that focuses reflected light, and these separated light beams are received by different photodetectors. However, a method is known in which a focus error signal is obtained from the output difference. However, since the manner in which the light quantity changes due to the information pits and tracks described above differs between the central part and the peripheral part of the reflected light, this method has a problem that an error signal contains a noise component.

【0006】本発明の目的は、上述した反射面の状態に
よる反射光量の変化や光軸の変化が焦点誤差信号に影響
しにくい焦点誤差検出装置を備えた光ディスク装置を提
供することにある。
It is an object of the present invention to provide an optical disk device provided with a focus error detection device in which a change in the amount of reflected light or a change in the optical axis due to the state of the above-described reflecting surface does not easily affect the focus error signal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光ディスク装置は、回転する記録媒体にレ
ーザ光を照射する光学系と、該記録媒体からの反射光を
第1、第2の集束光に分離するための手段と、それぞれ
上記第1、第2の集束光の光路上に配置された第1、第
2の光検知器と、少なくとも上記2つの光検知器の出力
の差に応じた焦点誤差信号を発生する回路とからなり、
上記各光検知器は焦点ずれに伴なう上記集束光による受
光像の大きさ変化が互いに逆方向に現われる位置関係で
各光路上に配置され、それぞれ上記受光像の中央部を受
光する第1領域と、該第1領域の両側に位置して上記受
光像の端部を受光する互いに分離された第2、第3領域
とを有し、上記第1領域が2分割され、上記回路が上記
第2、第3領域の出力から上記焦点誤差信号を作り、上
記2分割された第1領域の出力から上記レーザ光の照射
位置を上記回転する記録媒体のトラックに追従させるた
めのトラッキング制御信号を発生することを特徴とす
る。
In order to achieve the above-mentioned object, an optical disk apparatus of the present invention comprises an optical system for irradiating a rotating recording medium with laser light, and a first and a second optical system for reflecting light from the recording medium. Means for splitting into two focused lights, first and second photodetectors arranged on the optical paths of the first and second focused lights, respectively, and at least outputs of the two photodetectors. It consists of a circuit that generates a focus error signal according to the difference,
The respective photodetectors are arranged on the respective optical paths in such a positional relationship that changes in the size of the received image due to the focused light due to defocusing appear in mutually opposite directions, and each photodetector receives the central portion of the received image. An area, and second and third areas which are located on both sides of the first area and which receive the edges of the received light image and are separated from each other. The first area is divided into two, and the circuit is The focus error signal is generated from the outputs of the second and third areas, and the tracking control signal for causing the irradiation position of the laser beam to follow the track of the rotating recording medium is output from the output of the first area divided into two. It is characterized by occurring.

【0008】上述した光検知器の位置関係は、例えば、
第1の光検知器を第1の集束光の集束点後方に配置し、
第2の光検知器を第2の集束光の集束点前方に配置する
ことにより満される。
The positional relationship of the above photodetectors is, for example,
The first photodetector is arranged behind the focal point of the first focused light,
Filled by placing a second photodetector in front of the focal point of the second focused light.

【0009】[0009]

【作用】本発明においては、光反射面が焦点位置からは
ずれると、2個の光検出器の一方では受光像が拡大さ
れ、他方では縮小されるため、各光検知器の受光面を受
光像の中央部を受光する第1領域と、その両側に位置し
て受光像の端部を受光する互いに分離された第2、第3
領域とに分離し、第2、第3領域により受光像の周辺部
だけが光電変換に供されるようにすると、受光像が拡大
される側では、全光量のうち第2、第3領域に照射され
る光量の比率が高くなり、出力が増大する。逆に、受光
像が縮小される側の光検知器では、第1領域に収まる比
率が高まるため、第2、第3領域からの出力は減少す
る。従って、2つの光検出器の第2、第3領域からの出
力の差をとることにより焦点誤差信号を得ることができ
る。この場合、反射面の凹凸等により反射光量が変化し
た場合でも、これらのノイズ成分は2つの集束光に同時
に現われるため、しかも、その中心部に現われるため、
受光像の端部を受光する第2、第3領域の出力から焦点
誤差信号を得ることにより焦点誤差信号への影響は除去
できる。
In the present invention, when the light reflecting surface is out of the focus position, the light receiving image is enlarged by one of the two photodetectors and is reduced by the other, so that the light receiving surface of each photodetector is received. Of the first area for receiving light in the central portion of the second area, and second and third regions located on both sides of the area for receiving the edge portions of the received light image.
If the peripheral portion of the received light image is subjected to photoelectric conversion by the second and third regions, it is divided into the region and the second and third regions out of the total amount of light on the side where the received light image is enlarged. The ratio of the amount of light emitted is increased and the output is increased. On the contrary, in the photodetector on the side where the received light image is reduced, the ratio of the photodetector to be contained in the first region is increased, so that the outputs from the second and third regions are decreased. Therefore, the focus error signal can be obtained by taking the difference between the outputs from the second and third regions of the two photodetectors. In this case, even when the amount of reflected light changes due to the unevenness of the reflecting surface, these noise components appear in the two focused lights at the same time, and in addition, they appear in the central portion,
The influence on the focus error signal can be eliminated by obtaining the focus error signal from the outputs of the second and third regions that receive the edge portion of the received light image.

【0010】また、各光検出器の2分割それた第1領域
の出力からトラッキング制御信号を検出することがで
き、焦点誤差検出用光検出器をトラックずれ検出用にも
兼用することができる。
Further, the tracking control signal can be detected from the output of the first area obtained by dividing each photodetector into two parts, and the photodetector for focus error detection can also be used for the track deviation detection.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の詳細を実施例を参照して説明
する。まず、本発明で用いる焦点位置検出の原理を説明
する。
EXAMPLES The details of the present invention will be described below with reference to examples. First, the principle of focus position detection used in the present invention will be described.

【0012】図1は本発明で用いる焦点位置検出の原理
的な構成を示す図であり、1は焦点位置にある反射面、
1’は反射面が焦点位置から遠ざかる方向に位置ずれを
起した状態を示し、2,2’は上記それぞれの位置にお
ける反射光を示す。3は反射光2を点P1に集束するた
めの集束レンズ、10は集束レンズ3と集束点P1との
間に挿入された、例えばハーフミラー型のビームスプリ
ッタであり、集束レンズ3で集束された反射光2はビー
ムスプリッタ10で2分され、直進光2Aと分岐光2B
がそれぞれ分岐面10’から等距離の位置に集束点P1
とP2を形成する。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of focus position detection used in the present invention. Reference numeral 1 is a reflecting surface at the focus position.
Reference numeral 1'indicates a state in which the reflecting surface is displaced in the direction away from the focus position, and reference numerals 2, 2'indicate the reflected light at each of the above positions. 3 is a focusing lens for focusing the reflected light 2 on the point P 1 , 10 is a beam splitter of, for example, a half mirror type inserted between the focusing lens 3 and the focusing point P 1, and is focused by the focusing lens 3. The reflected light 2 thus split is bisected by the beam splitter 10, and goes straight 2A and split 2B.
Are convergent points P 1 at positions equidistant from the bifurcation surface 10 ′.
And P 2 are formed.

【0013】本発明では2個の光検出器13と14とを
用い、一方の光検出器13は集束点P2から所定距離w
だけビームスプリッタ寄りの位置に配置し、他方の光検
出器は集束点P1から距離wだけ遠ざかった位置に配置
し、それぞれの位置でビームスプリッタ出力光を受光す
るようにしている。
In the present invention, two photodetectors 13 and 14 are used, and one photodetector 13 has a predetermined distance w from the focal point P 2.
Is arranged at a position close to the beam splitter, and the other photodetector is arranged at a position away from the focal point P 1 by a distance w so that the beam splitter output light is received at each position.

【0014】光検出器13、14は、図2(D)に示す
如く、中心部に有効受光面16を残して、その周囲をマ
スク15で遮へいした構造となっており、基本的には同
一形状のものが用いられる。反射面1が焦点位置に合致
している場合は、集束点P1、P2から等距離wの位置で
の2つの集束光2A、2Bの断面積は同一であり、光検
出器13と14には、図2(B)に斜線を施して示す如
く、同面積の受光像(光スポット)が形成され、全入射
光量に対する受光面16の受光量の比率は互いに等しく
なる。従って、ビームスプリッタ10において直進光2
Aと分岐光2Bとが等しい光強度で分岐していれば、合
焦点時の2つの光検出器13、14の出力は互いに等し
くなる。
As shown in FIG. 2D, the photodetectors 13 and 14 have a structure in which an effective light-receiving surface 16 is left in the central portion and the periphery thereof is shielded by a mask 15, which is basically the same. A shape is used. When the reflecting surface 1 is aligned with the focus position, the two focused lights 2A and 2B at the position equidistant from the focusing points P 1 and P 2 have the same cross-sectional area, and the photodetectors 13 and 14 are the same. 2B, a light receiving image (light spot) having the same area is formed, as shown by hatching in FIG. 2B, and the ratio of the light receiving amount of the light receiving surface 16 to the total incident light amount is equal to each other. Therefore, in the beam splitter 10, the straight light 2
If A and the branched light 2B are branched with the same light intensity, the outputs of the two photodetectors 13 and 14 at the time of focusing are equal to each other.

【0015】この構造において、反射面1が1’の位置
に偏位すると、焦点ずれによって、図1に破線2A’,
2B’で示す如く、2つの集束光の集束点が合焦点の位
置P1、P2よりも手前側に移動する。従って、図2
(A)に示すように、光検出器13では光スポット6’
が縮小されて入射光のほとんどが受光面16に絞り込ま
れ、他方の光検出器14上では拡大された光スポットの
一部を受光面16が受光することになる。この場合、光
検出器13の出力は光検出器14の出力より大となり、
2つの光検出器の出力信号の差は焦点ずれ量に応じた値
となる。この構成において、反射面が1の位置からレン
ズ3に近づく方向で偏位すると、図2(C)に示すよう
に、光検出器13上の光スポットが拡大され、光検出器
14上の光スポットが絞り込まれるため、検出器出力の
関係は逆転する。従って、2つの光検出器13と14の
差動出力Vは、焦点ずれ量δに対して、図3に示すよう
なS字形の特性曲線となり、これを利用して自動焦点サ
ーボ系を構成することができる。
In this structure, when the reflecting surface 1 is deviated to the position 1 ', due to defocus, the broken line 2A',
As shown in 2B ', the focal point of the two focused light is moved to the front side than the position P 1, P 2 of the focal point. Therefore, FIG.
As shown in (A), the photodetector 13 has a light spot 6 '.
Is reduced and most of the incident light is narrowed down to the light receiving surface 16, and the light receiving surface 16 receives a part of the expanded light spot on the other photodetector 14. In this case, the output of the photodetector 13 becomes larger than the output of the photodetector 14,
The difference between the output signals of the two photodetectors has a value according to the amount of defocus. In this configuration, when the reflecting surface is deviated from the position of 1 toward the lens 3, the light spot on the photodetector 13 is expanded and the light on the photodetector 14 is expanded, as shown in FIG. As the spot is narrowed down, the detector output relationship is reversed. Therefore, the differential output V of the two photodetectors 13 and 14 becomes an S-shaped characteristic curve as shown in FIG. 3 with respect to the defocus amount δ, and this is used to configure an automatic focusing servo system. be able to.

【0016】上述の焦点位置検出において、反射面1と
して、例えばプリグループ形式の情報トラックをもつ光
ディスクが適用された場合、上述した2つの光検出器1
3、14上の光スポットに、図4に11a、11bで示
す如く、一次回折光が現われる。光ディスク上の光スポ
ット位置がトラックからずれると、一次回折光11a、
11bの強度が変化するが、焦点ずれが小さければ、そ
の強度変化は2つの光検出器13,14に等しく現われ
るため、差動出力をとることにより互いに打ち消すこと
ができ、焦点誤差検出信号への影響はほとんどない。
In the above-mentioned focus position detection, when an optical disk having, for example, a pre-group type information track is applied as the reflecting surface 1, the two photodetectors 1 described above are used.
First-order diffracted light appears on the light spots 3 and 14 as shown by 11a and 11b in FIG. If the light spot position on the optical disc deviates from the track, the first-order diffracted light 11a,
Although the intensity of 11b changes, if the defocus is small, the intensity change appears equally in the two photodetectors 13 and 14, so that they can be canceled by taking the differential output, and the focus error detection signal Little impact.

【0017】図5は焦点位置検出とトラック位置検出の
両方を行う一例を示す。ここでは、光検出器13、14
のそれぞれの有効受光面を、上述した一次回折光11
a、11bを分離する方向に2分割し、16a、16
b、16c、16dの4つの受光面からそれぞれ独立し
た形で光検知信号A、B、C、Dを取り出せるようにし
ている。このように4つの受光面から独立した出力を取
り出すと、図6に示すように、焦点誤差検出信号AF
は、(A+B)−(C+D)によって得られ、トラック
位置検出信号TRは(A−B)+(C−D)によって得
ることができる。また、全ての出力を加算することによ
り、トラック上の情報信号を得ることができる。このよ
うに光検知器の有効受光面を複数の領域に分割した場
合、トラック位置検出信号TRは一方の光検出器だけを
利用してもよい。
FIG. 5 shows an example of performing both focus position detection and track position detection. Here, the photodetectors 13, 14
The respective effective light-receiving surfaces of the
a and 11b are divided into two in the separating direction, and 16a and 16
The light detection signals A, B, C, and D can be taken out independently from the four light receiving surfaces b, 16c, and 16d. When independent outputs are taken out from the four light receiving surfaces in this way, as shown in FIG. 6, the focus error detection signal AF
Is obtained by (A + B)-(C + D), and the track position detection signal TR can be obtained by (AB) + (CD). Further, by adding all the outputs, the information signal on the track can be obtained. When the effective light receiving surface of the photodetector is divided into a plurality of regions in this way, the track position detection signal TR may use only one photodetector.

【0018】図7は、図1に示した焦点位置検出の例に
おいて、反射光の光軸が検出器13、14に対してずれ
た場合の説明図である。このような状態は、例えば、光
ディスクのトラックの偏心に対してレンズを追従させた
ときに生じるし、また温度変化や経時変化によって光学
部品の位置がずれた場合にも生じる。反射面1上におい
て、図7(A)に示すように光スポットの位置がεだけ
移動し、同じ方向にレンズ3もεだけ移動したと仮定す
ると、図7(B)に示す如く、光検出器13,14上の
光スポット6は破線に示す位置6’にεだけ移動する。
このような受光スポット6の移動があっても、光スポッ
ト6の強度分布が一様であるならば、光検出器13,1
4の出力に変化はなく、焦点誤差信号に誤差は生じな
い。また、光検出器上の光スポット6の強度分布は一様
でない場合にも、光スポット6の移動は2つの検出器に
等しく現われるため、差動出力により得られる焦点誤差
信号に生じる誤差は極めて小さい。
FIG. 7 is an explanatory view when the optical axis of the reflected light is deviated from the detectors 13 and 14 in the example of the focus position detection shown in FIG. Such a state occurs, for example, when the lens follows the eccentricity of the track of the optical disk, and also occurs when the position of the optical component is shifted due to a change in temperature or a change with time. Assuming that the position of the light spot moves on the reflecting surface 1 by ε as shown in FIG. 7A and the lens 3 also moves by ε in the same direction, as shown in FIG. The light spot 6 on the containers 13 and 14 moves by ε to the position 6 ′ shown by the broken line.
Even if there is such a movement of the light receiving spot 6, if the intensity distribution of the light spot 6 is uniform, the photodetectors 13, 1
There is no change in the output of No. 4 and no error occurs in the focus error signal. Further, even if the intensity distribution of the light spot 6 on the photodetector is not uniform, the movement of the light spot 6 appears equally to the two detectors, so that the error generated in the focus error signal obtained by the differential output is extremely small. small.

【0019】図8は、図5に示した分割型の光検出器を
用いてトラック位置を検出している状態において、上述
した反射光の光軸ずれが生じた場合の光検出器13,1
4上の光スポットについての説明図である。この場合
は、受光面16a、16b、16c、16dと一次回折
光11a、11bの位置がずれるため、一次回折光の境
界が位置する16bと16cにおいて出力の低下が著し
い。しかしながら、出力の低下量は16bと16cでは
ほぼ等しく、この値をpとすると、トラック位置検出信
号は{A−(B−p)}+{(C−p)−D}=(A−
B)+(C−D)となり、pが打ち消されてしまう。す
なわち、トラック位置検出信号に対する光軸変化の影響
はなく、仮にあっても誤差は極めて小さいことがわか
る。
FIG. 8 is a photodetector 13, 1 in the case where the above-mentioned optical axis shift of the reflected light occurs in the state where the track position is detected using the split type photodetector shown in FIG.
It is explanatory drawing about the light spot on 4. In this case, since the positions of the light receiving surfaces 16a, 16b, 16c, 16d and the first-order diffracted lights 11a, 11b are deviated, the outputs are significantly reduced at 16b and 16c where the boundaries of the first-order diffracted lights are located. However, the amount of decrease in output is almost equal between 16b and 16c, and if this value is p, the track position detection signal is {A- (B-p)} + {(C-p) -D} = (A-
B) + (C−D), and p is canceled out. That is, it can be seen that there is no influence of the change in the optical axis on the track position detection signal, and the error is extremely small even if it is assumed.

【0020】図9は、光検出器13,14の他の構成例
を示す。この例では、光検出器13、14の中央部に受
光面を上下に2分する形で帯状にマスク15が施されて
いる。光スポット6は2分割された受光面16aと16
b、および16cと16dの出力が合焦点時に略等しく
なる位置にある。各受光面16a〜16dの出力をA、
B、C、Dとすると、焦点誤差検出信号は(A+B)−
(C+D)によって得られ、焦点位置の移動δに対する
誤差信号出力Vは図10に示す特性となる。
FIG. 9 shows another configuration example of the photodetectors 13 and 14. In this example, a band-shaped mask 15 is provided at the center of the photodetectors 13 and 14 so as to divide the light-receiving surface into upper and lower parts. The light spot 6 is divided into two light receiving surfaces 16a and 16
b, and the outputs of 16c and 16d are substantially in the same position at the time of focusing. The output of each light-receiving surface 16a-16d is A,
Assuming B, C, and D, the focus error detection signal is (A + B)-
The error signal output V obtained by (C + D) with respect to the movement δ of the focal position has the characteristic shown in FIG.

【0021】図11は、上述した図9の構成例における
光検出器13、14のマスク15に相当する部分に、ト
ラック位置検出用に2分割された受光面16e、16f
と16g、16hをそれぞれ配置したものである。16
e〜16hの出力をE〜Hとすると、トラック位置検出
信号TRは(E−F)+(G−H)となる。図8に示し
た構成例と比較すると、焦点誤差検出用の受光面16a
〜16dが受光する一次回折光11a,11bの光量を
小さくできるため、トラック通過時やオフトラック時
に、一次回折光によって焦点誤差検出信号に含まれる誤
差量が、図8の構成例よりさらに小さくなる。上述した
受光面を上下に2分割する構造では、図12に6’で示
すように、反射光の光軸ずれによって光検出器上の光ス
ポットが上下方向にずれた場合、光検出器13、14の
出力(A+B)、(C+D)が各々わずかに変化する。
但し、この変化量は2つの光検出器13、14で同様に
現われるため、その値をqとすると、焦点位置検出信号
は(A+B−q)−(C+D−q)=(A+B)−(C
+D)となり互いに打ち消される。トラッキング位置検
出信号については、光線ずれによる影響は先の構成例と
同じである。
FIG. 11 shows, in portions corresponding to the mask 15 of the photodetectors 13 and 14 in the configuration example of FIG. 9 described above, light-receiving surfaces 16e and 16f divided into two for track position detection.
And 16g and 16h are respectively arranged. 16
When the outputs e to 16h are E to H, the track position detection signal TR becomes (EF) + (GH). Compared with the configuration example shown in FIG. 8, the light receiving surface 16a for focus error detection
Since the light amounts of the first-order diffracted lights 11a and 11b received by 16d can be reduced, the error amount included in the focus error detection signal due to the first-order diffracted light becomes smaller than that in the configuration example of FIG. . In the above-described structure in which the light receiving surface is vertically divided into two, as shown by 6 ′ in FIG. 12, when the light spot on the photodetector is vertically displaced due to the optical axis deviation of the reflected light, the photodetector 13, The 14 outputs (A + B) and (C + D) each slightly change.
However, since this change amount also appears in the two photodetectors 13 and 14, if the value is q, the focus position detection signal is (A + B-q)-(C + D-q) = (A + B)-(C
+ D) and they cancel each other out. With respect to the tracking position detection signal, the influence of the light beam shift is the same as that of the previous configuration example.

【0022】図13は、図5に示した光検出器構造を光
ディスク装置に用いた一例を示す。17はレーザダイオ
ードとレーザ光を平行光束とするための光学系とからな
る光ビーム発生装置であり、装置17より放射された平
行光線18は偏光ビームスプリッター19、4分の1波
長板20、対物レンズ21を介して、光ディスク22に
形成された情報トラック23上に焦点を結ぶ。光ディス
ク22より反射された光は、偏光ビームスプリッター1
9を透過し、図1で説明した焦点誤差検出装置に導かれ
る。この例では、光検出器13、14に図5で示した形
状のものを用いており、トラック位置検出信号も同時に
得ている。受光面16a、16b、16c、16dの出
力をA、B、C、Dとすると、焦点誤差検出信号AF、
トラック位置検出信号TR、情報信号SIはそれぞれ
FIG. 13 shows an example in which the photodetector structure shown in FIG. 5 is used in an optical disk device. Reference numeral 17 denotes a light beam generator including a laser diode and an optical system for converting the laser light into a parallel light beam. A parallel light beam 18 emitted from the device 17 is a polarization beam splitter 19, a quarter wave plate 20, and an objective. The lens 21 focuses on the information track 23 formed on the optical disk 22. The light reflected from the optical disk 22 is polarized beam splitter 1
The light passes through 9 and is guided to the focus error detection device described in FIG. In this example, the photodetectors 13 and 14 having the shape shown in FIG. 5 are used, and a track position detection signal is also obtained at the same time. When the outputs of the light receiving surfaces 16a, 16b, 16c, 16d are A, B, C, D, the focus error detection signal AF,
The track position detection signal TR and the information signal SI are respectively

【0023】[0023]

【数1】AF=(A+B)−(C+D)## EQU1 ## AF = (A + B)-(C + D)

【0024】[0024]

【数2】TR=(A−B)+(C−D)[Equation 2] TR = (A−B) + (C−D)

【0025】[0025]

【数3】SI=(A+B)+(C+D) によって得られる。信号AF、TRに応じて、レンズ2
1を矢印24、および矢印25の方向に移動させること
により、自動焦点と自動トラッキングが達成される。
(3) SI = (A + B) + (C + D) Lens 2 depending on signals AF and TR
By moving 1 in the directions of arrows 24 and 25, autofocus and autotracking are achieved.

【0026】図14は、本発明による光ディスク装置の
一実施例を示す。尚、図14において、図13の構成例
と同一の要素には同一符号を付してある。本実施例にお
いては、偏光ビームスプリッター19とレンズ3の間に
4分の1波長板24を配置し、ビームスプリッター12
の代りに偏光ビームスプリッター25を用いている。偏
光ビームスプリッター25を用いると、4分の1波長板
24の取付け角度を変えることにより、直進光2Aと分
岐光2Bの比率を調整することができ、2つの光検出器
13と14に入力される光量を等しくする調整作業が容
易となる。但し、この光量調整は、各検出器の出力回路
に挿入される増幅器の利得を調整することにより償うこ
とができる。本実施例では、光検出器13、14として
図11で示した形式のものを用いており、この場合の焦
点誤差検出信号AF、トラック位置検出信号TR、およ
び情報信号SIは、光検出器13の受光面16a、16
b、16c、16d、光検出器14の受光面16e、1
6f、16g、16hの出力をそれぞれA、B、C、
D、E、F、G、Hとすると、
FIG. 14 shows an embodiment of the optical disk device according to the present invention. 14, the same elements as those of the configuration example of FIG. 13 are designated by the same reference numerals. In the present embodiment, a quarter wavelength plate 24 is arranged between the polarization beam splitter 19 and the lens 3 and the beam splitter 12
A polarization beam splitter 25 is used instead of the. When the polarization beam splitter 25 is used, the ratio of the straight light 2A and the branched light 2B can be adjusted by changing the mounting angle of the quarter-wave plate 24, and the two light detectors 13 and 14 can be input. Adjustment work for making the amount of light to be equal becomes easier. However, this light amount adjustment can be compensated for by adjusting the gain of an amplifier inserted in the output circuit of each detector. In the present embodiment, the photodetectors 13 and 14 of the type shown in FIG. 11 are used. In this case, the focus error detection signal AF, the track position detection signal TR, and the information signal SI are the photodetector 13 respectively. Light receiving surfaces 16a, 16
b, 16c, 16d, light receiving surfaces 16e, 1 of the photodetector 14
The outputs of 6f, 16g, and 16h are A, B, C, and
D, E, F, G, H

【0027】[0027]

【数4】AF=(A+B)−(C+D)## EQU4 ## AF = (A + B)-(C + D)

【0028】[0028]

【数5】TR=(F−E)+(H−G)[Equation 5] TR = (FE) + (HG)

【0029】[0029]

【数6】 SI=(A+B+E+F)+(C+D+G+H) によって得られる。## EQU6 ## SI = (A + B + E + F) + (C + D + G + H)

【0030】以上、本発明を説明したが、本発明におい
て、光検出器の有効受光面の形状は実施例で示した形状
以外に種々の変形が可能であり、光検出器に照射された
光スポットの大きさが焦点ずれ量に応じて変化し、その
一部分だけが受光信号に反影される形式のものであれば
よい。また、実施例では、2個の光検出器13、14を
集束点から等距離wの位置に配置したが、直進光2Aと
分岐光2Bの光量に応じて、位置を調整してもよい。さ
らに、上記2個の光検出器の位置関係を逆にし、直進光
2Aを集束点の手前で受光し、分岐光2B側で集束後の
光を受光するようにしてもよく、ビームスプリッタ12
の特性によっては、2つの受光素子の受光面が異なる大
きさをもつようにしてもよい。
Although the present invention has been described above, in the present invention, the shape of the effective light-receiving surface of the photodetector can be modified in various ways other than the shape shown in the embodiment, and the light irradiated to the photodetector can be modified. The size of the spot may be changed according to the amount of defocus, and only a part of the spot may be reflected by the received light signal. Further, in the embodiment, the two photodetectors 13 and 14 are arranged at positions equidistant w from the focal point, but the positions may be adjusted according to the light amounts of the straight light 2A and the branched light 2B. Further, the positional relationship between the two photodetectors may be reversed so that the straight light 2A is received before the focusing point and the branched light 2B side receives the focused light.
Depending on the characteristics, the light receiving surfaces of the two light receiving elements may have different sizes.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
よれば、焦点合せすべき反射面からの光を2方向に分離
し、各光路上に、焦点ずれにより生ずる受光像(スポッ
ト)の大きさ変化が互いに逆方向となる位置関係で光検
出器を配置すると共に、各光検知器の受光面を受光像の
中央部を受光する第1領域と、その両側に位置して受光
像の端部を受光する互いに分離された第2、第3領域と
に分離し、第2、第3領域により受光像の周辺部だけが
光電変換に供されるようにすると、2つの光検出器の第
2、第3領域からの出力の差をとることにより焦点誤差
信号を得ることができる。この場合、反射面の凹凸等に
より反射光量が変化した場合でも、これらのノイズ成分
は2つの集束光に同時に現われ、しかもその中心部に現
われるため、受光像の端部を受光する第2、第3領域の
出力から焦点誤差信号を得ることにより焦点誤差検出信
号への影響は除去できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the light from the reflecting surface to be focused is separated into two directions, and a light-receiving image (spot) generated by defocusing is formed on each optical path. The photodetectors are arranged in a positional relationship in which the size changes are opposite to each other, and the light receiving surface of each photodetector is located at the first region that receives the central portion of the received image, and on both sides of the first region. If the end portion is separated into the second and third regions separated from each other for receiving light, and only the peripheral portion of the received light image is subjected to photoelectric conversion by the second and third regions, the two photodetector The focus error signal can be obtained by taking the difference between the outputs from the second and third regions. In this case, even when the amount of reflected light changes due to the unevenness of the reflecting surface, these noise components appear in the two focused lights at the same time and appear in the center of the two focused lights. The influence on the focus error detection signal can be removed by obtaining the focus error signal from the outputs of the three regions.

【0032】また、各光検出器の2分割された第1領域
の出力からトラッキング制御信号をを検出することがで
き、焦点誤差検出用検出器をトラックずれ検出用にも兼
用することができる。
Further, the tracking control signal can be detected from the output of the first area, which is divided into two, of each photodetector, and the focus error detection detector can also be used for track deviation detection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】焦点誤差検出装置の原理を説明するための構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining the principle of a focus error detection device.

【図2】光検知器上での受光像の変化を説明するための
図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a change in a received light image on a photodetector.

【図3】焦点誤差信号の一特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing one characteristic of a focus error signal.

【図4】一次回折光が生じた場合の光検知器上の受光像
についての説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a light-receiving image on a photodetector when first-order diffracted light is generated.

【図5】光検知器の他の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of a photodetector.

【図6】図5の光検知器における出力信号回路を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing an output signal circuit in the photodetector of FIG.

【図7】図1の構成における光軸ずれ発生時の動作説明
図である。
FIG. 7 is an operation explanatory diagram when an optical axis shift occurs in the configuration of FIG. 1;

【図8】図5の光検知器における光軸ずれ発生時の受光
像についての説明図である。
8 is an explanatory diagram of a light-receiving image when an optical axis shift occurs in the photodetector of FIG.

【図9】光検知器の更に他の構成例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing still another configuration example of the photodetector.

【図10】図9の光検知器からの出力信号の波形図であ
る。
10 is a waveform diagram of an output signal from the photodetector of FIG.

【図11】図9の光検知器の変形例を示す図である。11 is a diagram showing a modification of the photodetector of FIG.

【図12】図9の光検知器の動作説明図である。12 is an explanatory diagram of the operation of the photodetector of FIG.

【図13】光ディスク装置の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of an optical disc device.

【図14】本発明による光ディスク装置の一実施例を示
す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an embodiment of an optical disc device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…集束レンズ、 13、14…光検出器、 6…受光像、 15…マスク、 16…有効受光面、 17…光ビーム発生装置、 21…対物レンズ、 22…光ディスク。 3 ... Focusing lens, 13 and 14 ... Photodetector, 6 ... Light receiving image, 15 ... Mask, 16 ... Effective light receiving surface, 17 ... Light beam generator, 21 ... Objective lens, 22 ... Optical disk.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 正輝 神奈川県小田原市国府津2880株式会社日立 製作所小田原工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masateru Watanabe 2880 Kozu, Odawara City, Kanagawa Prefecture Hitachi Ltd. Odawara Plant

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転する記録媒体にレーザ光を照射する光
学系と、該記録媒体からの反射光を第1、第2の集束光
に分離するための手段と、それぞれ上記第1、第2の集
束光の光路上に配置された第1、第2の光検知器と、少
なくとも上記2つの光検知器の出力の差に応じた焦点誤
差信号を発生する回路とからなり、上記各光検知器は焦
点ずれに伴なう上記集束光による受光像の大きさ変化が
互いに逆方向に現われる位置関係で各光路上に配置さ
れ、それぞれ上記受光像の中央部を受光する第1領域
と、該第1領域の両側に位置して上記受光像の端部を受
光する互いに分離された第2、第3領域とを有し、上記
第1領域が2分割され、上記回路が上記第2、第3領域
の出力から上記焦点誤差信号を作り、上記2分割された
第1領域の出力から上記レーザ光の照射位置を上記回転
する記録媒体のトラックに追従させるためのトラッキン
グ制御信号を発生することを特徴とする光ディスク装
置。
1. An optical system for irradiating a rotating recording medium with laser light, a means for separating reflected light from the recording medium into first and second focused light, and the first and second, respectively. Of the first and second photodetectors arranged on the optical path of the focused light, and a circuit for generating a focus error signal according to the difference between the outputs of at least the two photodetectors. The containers are arranged on the respective optical paths in a positional relationship in which the size change of the received light image due to the focused light due to defocusing appears in mutually opposite directions, and a first area for receiving the central portion of the received light image, A second region and a third region which are located on both sides of the first region and which receive the edges of the received light image and which are separated from each other, the first region is divided into two, and the circuit includes the second and third regions. The focus error signal is generated from the output of the three areas, and the focus error signal is output from the output of the first area divided into two. Optical disc apparatus characterized by the irradiation position of the laser beam generates a tracking control signal for follow a track of the recording medium to the rotation.
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JPS53112705A (en) * 1977-03-14 1978-10-02 Mitsubishi Electric Corp Optical system information reproducer
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