JPH0855350A - 光学的情報読み取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の受光素子からなりその間に不感帯を有
する光検出器を使用する光学的情報読み取り方法におい
て、斯かる不感帯に起因する誤差を排除し正確に光学的
情報を読み取ることを目的とする。 【構成】 光源からの光束を対物レンズによって収束さ
せ、光学的情報を有する光学的記録媒体に照射し、それ
に反射した光を複数の分割された受光素子よりなり該受
光素子の間に不感帯を有する光検出器によって検出し、
基準位置に対する上記対物レンズの偏倚量を指示するフ
ォーカシングエラー信号を生成し、フォーカシングエラ
ー信号に基づいて対物レンズの位置を制御する。斯かる
フォーカシングエラー信号は対物レンズの焦点深度内を
除くデフォーカス領域において生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、工作機械にお
けるガイドとそれに沿って移動するステージのように、
互いに相対的に移動する２つの物体間の相対的位置を検
出するための光学的情報読み取り方法に関する。

【０００２】本発明は、例えば、ＣＤ、ＭＤ等の光ディ
スクを再生するのに使用する光ピックアップを用いて、
ガイドに沿って移動するステージの姿勢精度を制御する
のに利用して好適な光学的情報読み取り方法に関する。

【０００３】本発明は、より詳細には、光学的情報読み
取り方法におけるフォーカシングエラーの検出方法の改
良に関する。

【０００４】

【従来の技術】工作機械等において、ガイドとこのガイ
ドに沿って移動するステージの間の相対的変位又は相対
的位置を精密に測定するために光学的情報読み取り方法
が使用される。

【０００５】光学的情報読み取り方法によると、例え
ば、ガイド側に光検出器が配置され、ステージ側に光学
的記録媒体が配置される。ステージがガイドに対して移
動するとき、光検出器によって光学的記録媒体に記録さ
れた情報が読み取られ、それによってガイドに対するス
テージの相対的変位又は相対的位置が求められる。

【０００６】光検出器として、ＣＤ、ＭＤ等の光ディス
クに記録された情報を読み取るための光ピックアップが
使用されてよい。

【０００７】光学的記録媒体に記録された情報を正確に
再生するためには、対物レンズによって収束された光束
を正確に制御して光学的記録媒体のトラックに照射する
必要がある。しかしながら、実際には斯かる制御に誤差
がある。斯かる誤差として、フォーカシングエラーとト
ラッキングエラーがある。

【０００８】フォーカシングエラーは、光学的記録媒体
のトラックの情報記録面が対物レンズの焦点深度より偏
倚したことに起因する誤差である。これは、光学的記録
媒体のトラックの情報記録面と対物レンズとの間の相対
的な距離が変化した場合に起きる。

【０００９】トラッキングエラーは、対物レンズによっ
て収束された光束の照射点が光学的記録媒体のトラック
に対して偏倚したことに起因する誤差である。これは、
対物レンズによって収束された光束の光路に対して光学
的記録媒体のトラックが偏倚した場合に起きる。

【００１０】フォーカシングエラーの検出法としてナイ
フエッジ法、非点収差法等が知られている。またトラッ
キングエラーの検出法として、プッシュプル法、３ビー
ム法等が知られている。

【００１１】図７を参照して、従来の光学的情報読み取
り装置及び方法について説明する。この例はフォーカシ
ングエラーの検出法として非点収差法を使用し、トラッ
キングエラーの検出法としてプッシュプル法を使用す
る。

【００１２】図示の装置は光学系と制御系とを有する。
光学系は光源１１とビームスプリッタ１５と対物レンズ
１９とシリンドリカルレンズ２１と光検出器２５とを有
する。光源１１からの光１２はビームスプリッタ１５を
経由して対物レンズ１９に導かれる。光束１２は対物レ
ンズ１９によって収束され、光学的記録媒体の基準面３
５に照射される。

【００１３】光学的記録媒体の基準面３５は情報が記録
された基板３５−１とその上側の透明な保護膜３５−２
とを有する。基板３５−１の表面にはトラックに沿って
情報ピット３５ｐが形成されている。

【００１４】基準面３５からの反射光は再び対物レンズ
１９を経由してビームスプリッタ１５に導かれ、それに
よって偏向される。こうして偏向された光束１２はシリ
ンドリカルレンズ２１を経由して光検出器（光ピックア
ップ）２５に導かれる。光検出器２５は２分割又は４分
割された受光素子よりなり、それによってフォーカシン
グエラーとトラッキングエラーが検出される。即ち、対
物レンズ１９と基準面３５の情報ピット３５ｐとの間の
距離の偏倚量と光軸に対する基準面３５のトラックの半
径方向の偏倚量が検出される。

【００１５】制御系はアクチュエータ３１と演算回路３
２と駆動回路３３とを有する。光検出器２５からのフォ
ーカシングエラー信号とトラッキングエラー信号は演算
回路３２に供給され、斯かる演算回路３２の出力信号は
駆動回路３３に供給されて駆動信号が出力される。斯か
る駆動信号はアクチュエータ３１に供給され、それによ
ってアクチュエータ３１は対物レンズ１９の位置を制御
する。

【００１６】こうして、基準面３５の情報ピット３５ｐ
の表面は焦点深度の範囲内に維持され、照射点が基準面
３５のトラックに整合するように光路が制御される。そ
れによって、フォーカシングエラーとトラッキングエラ
ーがゼロとなる。

【００１７】図８及び図９を参照して非点収差法による
フォーカシングエラーの検出法を説明する。図８Ａは対
物レンズ１９に対して基準面３５が光軸に沿って移動
し、両者の間の距離が変化した場合を示す。対物レンズ
３５の焦点を符号Ｆ、焦点深度は符号ＤＦで示す。焦点
深度ＤＦの範囲は焦点領域（フォーカス領域）であり、
焦点深度ＤＦの範囲を越えると非焦点領域（デフォーカ
ス領域）となる。

【００１８】図７に示すように、基準面３５が光軸に沿
って移動すると、基準面３５に照射される光束の断面形
が変化するが、光検出器２５に照射される光束の断面形
も変化する。図８Ｂは、基準面３５が光軸に沿って移動
したとき、それに対応して光検出器２５に照射される光
束の像又は断面形状を示す。図８Ｂに示すように、光検
出器２５は４分割受光素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２
５Ｄよりなる。

【００１９】非点収差法では、光学系にシリンドリカル
レンズ２１を含み、シリンドリカルレンズ２１によって
出力された光束の断面形状は図示のように光軸に沿って
変化する。基準面３５の情報ピット３５ｐの表面が焦点
深度ＤＦの範囲にあるとき、光束の断面は円形（図８Ｂ
のｄ４）となり、焦点深度ＤＦの範囲を越えると楕円又
は長円（図８Ｂのｄ３、ｄ５）となり、更に線分（図８
のｄ２、ｄ６）及び楕円又は長円（図８Ｂのｄ１、ｄ
７）となる。

【００２０】図示のように、光軸に垂直な平面にＸＹ座
標をとる。光束の断面形状の楕円又は長円の長軸及び短
軸に沿ってＸ軸及びＹ軸をとる。受光素子２５Ａ、２５
ＣはＹ軸に沿って配置され、受光素子２５Ｂ、２５Ｄは
Ｘ軸に沿って配置されている。

【００２１】図９に光検出器２５の出力特性を示す。こ
のグラフの縦軸はＹ軸に沿って配置された受光素子２５
Ａ、２５Ｃの出力の和Ｅ_Y とＸ軸に沿って配置された受
光素子２５Ｂ、２５Ｄの出力の和Ｅ_X の差Ｅ_Y −Ｅ_X ＝
ΔＥを表し、横軸は焦点Ｆに対する基準面３５の情報ピ
ット３５ｐの表面の偏倚量ΔＸを示す。

【００２２】基準面３５の情報ピット３５ｐの表面が焦
点Ｆの位置にあるとき、光検出器２５によって検出され
る光束の断面は円形となり、光検出器２５の４分割受光
素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄの各々によって検
出される光量は同一となる。従って、ΔＥ＝０である。

【００２３】基準面３５の情報ピット５０ｐの表面が焦
点深度ＤＦの範囲より偏倚すると、光検出器２５によっ
て検出される光束の断面は楕円又は長円となり、Ｙ軸に
沿って配置された受光素子２５Ａ、２５Ｃによって検出
される光量とＸ軸に沿って配置された受光素子２５Ｂ、
２５Ｄによって検出される光量は同一ではなくなり、Δ
Ｅ≠０となる。

【００２４】基準面３５が対物レンズ１９より離れる方
向に移動して、子午像面ｄ６の位置に配置されると、偏
差ΔＥは正の最大値をとり、基準面３５が対物レンズ１
９に近づく方向に移動して、球欠像面ｄ２の位置に配置
されると、偏差ΔＥは負の最大値をとる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】近年、光学的記録媒体
に記録される情報は高密度化され、それを正確に読み取
るために、基準面３５の情報ピット３５ｐの表面は常に
焦点領域（フォーカス領域）即ち焦点深度ＤＦの範囲に
あるように制御される。

【００２６】焦点深度ＤＦの範囲では、対物レンズ１９
によって収束される光束の断面積は極めて小さく且つそ
の変化量は極めて小さいから、照射点を基準面３５のト
ラックの情報ピット３５ｐ内に容易に配置することがで
きるからである。

【００２７】しかしながら、図８Ｂに示すように、光検
出器２５は４分割受光素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２
５Ｄよりなり、隣接する２つの受光素子の間に間隙即ち
不感帯を有する。対物レンズ１９によって収束された光
束の照射点が斯かる不感帯に配置されると、光検出器２
５の各受光素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄによっ
て受光される光束の断面は減少する。それによって、フ
ォーカシングエラーの検出精度が低下する。特に、焦点
深度ＤＦの範囲では、対物レンズ１９によって収束され
る光束の断面積は極めて小さく、各受光素子２５Ａ、２
５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄの出力信号は小さくなる。

【００２８】本発明は斯かる点に鑑み、光学的情報読み
取り装置及び方法において、フォーカシングエラーの検
出精度を改善することを目的とする。

【００２９】本発明は斯かる点に鑑み、フォーカシング
エラーの検出精度が高い光学的情報読み取り装置及び方
法を提供することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明によると、光学的
記録媒体に光束を照射しその反射光を検出することによ
って光学的記録媒体に記録された光学的情報を読み取る
光学的情報読み取り方法において、光源からの光束を対
物レンズによって収束させ、光学的情報を有する光学的
記録媒体に照射することと、上記光学的記録媒体によっ
て反射した光を複数の分割された受光素子を含む光検出
器によって検出することと、基準位置に対する上記対物
レンズの偏倚量を指示するフォーカシングエラー信号を
生成することと、上記フォーカシングエラー信号に基づ
いて上記対物レンズの位置を制御することと、を含み、
上記フォーカシングエラー信号は上記対物レンズの焦点
深度内を除くデフォーカス領域において生成されること
を特徴とする。

【００３１】本発明によると、光学的情報読み取り方法
において、上記光学的記録媒体の情報記録ピットは上記
対物レンズのデフォーカス領域の所定の範囲内に維持さ
れることを特徴とする。

【００３２】本発明によると、光学的情報読み取り方法
において、上記基準位置に対する上記対物レンズの偏倚
量ΔＸと上記光検出器の出力信号によって得られるフォ
ーカシングエラー信号ΔＥの関係を示すＳ曲線を求め、
該Ｓ曲線を使用して上記対物レンズの位置を制御するよ
うに構成されていることを特徴とする。

【００３３】本発明によると、光学的情報読み取り方法
において、上記Ｓ曲線は、上記対物レンズが上記光学的
記録媒体より離れる方向に移動して上記フォーカシング
エラー信号ΔＥが正の最大値をとる子午像面の位置と上
記対物レンズが上記光学的記録媒体に近づく方向に移動
して、上記フォーカシングエラー信号ΔＥが負の最大値
をとる球欠像面の位置の間であって、デフォーカス領域
にて求められることを特徴とする。

【００３４】

【作用】本発明の光学的情報読み取り装置及び方法によ
れば、基準面３５の情報ピット３５ｐの表面は、焦点深
度ＤＦの範囲を越えた非焦点領域（デフォーカス領域）
に維持され、それによって基準面３５の情報が読み取ら
れる。

【００３５】予め、レーザ干渉計等の外部測定機によっ
て図９に示す如き偏倚量ΔＸ対するフォーカシングエラ
ーΔＥのＳ曲線を求めておく。斯かるＳ曲線は非焦点領
域（デフォーカス領域）にて求める。好ましくは、斯か
るＳ曲線は非焦点領域（デフォーカス領域）のうち、子
午像面ｄ６の位置と球欠像面ｄ２の位置の間にて求め
る。

【００３６】非焦点領域（デフォーカス領域）において
は、光検出器に照射される光束の断面は不感帯の寸法に
比較して充分大きいから、光検出器の検出出力として正
確な値を得ることできる。

【００３７】従って、予め求めた非焦点領域（デフォー
カス領域）におけるＳ曲線を使用して、基準面３５に対
する対物レンズ１９の位置又は相対距離を正確に求める
ことができる。基準面３５の情報ピット３５ｐの表面を
非焦点領域（デフォーカス領域）の所望の位置に維持す
ることができる。

【００３８】

【実施例】以下に図１〜図６を参照して本発明の実施例
について説明する。図１及び図２を参照して本発明によ
る光学的情報読み取り方法及び装置の第１の例を説明す
る。この第１の例は、フォーカシングエラーの検出法と
して非点収差法を使用し、トラッキングエラーの検出法
としてプッシュプル法を使用する。

【００３９】図１は光学的情報読み取り装置の第１の例
の構成を示しており、本例の装置は光源１１と２つのビ
ームスプリッタ１５、１７と対物レンズ１９とを有し、
更にフォーカシングエラーを検出するためのシリンドリ
カルレンズ２１と第１の光検出器２５とトラッキングエ
ラーを検出するための第２の光検出器２７を含む。

【００４０】第１の光検出器２５は図示のように４分割
受光素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを有し、十字
形の不感帯２５Ｓを含む。第２の光検出器２７は２分割
受光素子２７Ａ、２７Ｂを有し、直線状の不感帯２７Ｓ
を含む。

【００４１】光源１１からの光１２は第１のビームスプ
リッタ１５及び対物レンズ１９を経由して光学的記録媒
体の基準面３５に照射される。基準面３５の情報ピット
３５ｐを反射した光は再び対物レンズ１９及び第１のビ
ームスプリッタ１５を経由して第２のビームスプリッタ
１７に導かれる。

【００４２】斯かる光は第２のビームスプリッタ１７に
よって２つの光束１２ｆ、１２ｔに分割される。第１の
光束１２ｆはシリンドリカルレンズ２１に導かれ、第１
の光検出器２５によって検出される。第２の光束１２ｔ
は第２の光検出器２７によって検出される。

【００４３】図２を参照して本例の光学的情報読み取り
装置の動作を説明する。本例の装置には、図示のよう
に、第１の光検出器２５に接続されたｆ−制御系６１、
６２、６３と第２の光検出器２７に接続されたｔ−制御
系８１、８２、８３及びｄ−制御系９１、９２、９３と
が設けられている。ｆ−制御系は第１の光検出器２５の
出力信号を入力する第１の演算回路６１と該演算回路６
１の出力を入力する駆動回路６２とアクチュエータ６３
とを有する。ｔ−制御系は第２の光検出器２７の出力信
号を入力する第２の演算回路８１と駆動回路８２とアク
チュエータ８３とを有する。ｄ−制御系は第２の光検出
器２７の出力信号を入力する第３の演算回路９１と波形
整形回路９２とカウンタ９３とを有する。

【００４４】先ずｆ−制御系６１、６２、６３の動作を
説明する。最初に調節作業がなされる。対物レンズ１９
によって収束された光束の焦点像が丁度基準面３５の情
報ピット３５ｐの表面の位置にて得られたとき、光検出
器２５の４分割受光素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５
Ｄの各々の感度が均一又は同一となるように設定され
る。斯かる設定は、例えば、対物レンズ１９の位置及び
第１の演算回路６１を調節することによってなされる。

【００４５】次に、第１の光検出器２５の受光面におけ
る第１の光束１２ｆの断面の大きさが所望の値になるよ
うに、第１の光検出器２５及びシリンドリカルレンズ２
１の位置及び両者間の相対的位置が調節される。

【００４６】次に、非焦点領域（デフォーカス領域）に
おいてフォーカシングエラー信号ΔＥと距離Ｘの関係を
求めておく。距離Ｘは外部の測定機、例えば、レーザ干
渉計等を使用して測定する。それによって、非焦点領域
（デフォーカス領域）における図９に示したＳ曲線が得
られる。

【００４７】こうして、準備作業が完了してから、通常
の作動がなされる。第１の光検出器２５の出力信号は第
１の演算回路６１に供給される。第１の演算回路６１は
次の数１の式を演算する。

【００４８】

【数１】Ｅ_X ＝Ｅ_B ＋Ｅ_D Ｅ_Y ＝Ｅ_A ＋Ｅ_C ΔＥ＝Ｅ_Y −Ｅ_X

【００４９】ここに、Ｅ_A 、Ｅ_B 、Ｅ_D 、Ｅ_C はそれぞ
れ受光素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄによる出力
信号である。斯かる出力信号は各受光素子の受光量の大
きさを表す。Ｅ_X はＸ軸に沿って配置された受光素子２
５Ｂ、２５Ｄの出力の和、Ｅ _Y はＹ軸に沿って配置され
た受光素子２５Ａ、２５Ｃの出力の和、ΔＥはフォーカ
シングエラー信号である。

【００５０】第１の演算回路６１はフォーカシングエラ
ー信号ΔＥを駆動回路６２に出力する。駆動回路６２は
それに応答して命令信号を生成する。斯かる命令信号は
アクチュエータ６３に供給され、アクチュエータ６３が
作動する。アクチュエータ６３は対物レンズ１９の位置
を調節する。それによって、対物レンズ１９と基準面３
５の間の距離は常に最適な値に維持され、情報ピット３
５ｐの表面は非焦点領域（デフォーカス領域）の所望の
位置に配置される。

【００５１】次に、ｔ−制御系８１、８２、８３の動作
を説明する。同様に、最初に調節作業がなされる。対物
レンズ１９によって収束された光束の焦点像が丁度基準
面３５の情報ピット３５ｐの表面の位置にて得られたと
き、光検出器２７の２分割受光素子２７Ａ、２７Ｂの各
々の感度が均一又は同一となるように設定される。斯か
る設定は、例えば、対物レンズ１９の位置及び第２の演
算回路８１を調節することによってなされる。

【００５２】次に、第２の光検出器２７の受光面におけ
る第２の光束１２ｔの断面の大きさが所望の値になるよ
うに、第２の光検出器２７の位置が調節される。

【００５３】第２の光検出器２７の出力信号は第２の演
算回路８１に供給される。第２の演算回路８１は次の式
を演算する。

【００５４】

【数２】ΔＥ_T ＝Ｅ_A −Ｅ_B

【００５５】Ｅ_A 、Ｅ_B は第２の光検出器２７の２つの
受光素子２７Ａ、２７Ｂの出力、ΔＥ_T はトラッキング
エラー信号である。第２の演算回路８１によって演算さ
れたトラッキングエラー信号ΔＥ_T は駆動回路８２に供
給され、斯かる駆動回路８２によって生成された命令信
号はアクチュエータ８３に供給される。こうして、アク
チュエータ８３によって対物レンズ１９が駆動され、対
物レンズ１９によって収束された光束による照射点は基
準面３５のトラックに整合して配置される。

【００５６】次に、ｄ−制御系９１、９２、９３の動作
を説明する。ｄ−制御系は基準面３５のトラックの情報
ピット３５ｐに記憶された情報を検出する。第３の演算
回路９１は次の式を演算する。

【００５７】

【数３】ΣＥ＝Ｅ_A ＋Ｅ_B

【００５８】第２の演算回路８４によって演算された検
出信号ΣＥは波形整形回路８５に供給され、波形整形さ
れてカウンタ８６に供給される。カウンタ８６によって
得られた計数値によって情報ピット３５ｐに記憶された
情報が求められる。

【００５９】図３及び図４を参照して、本発明による光
学的情報読み取り方法及び装置の第２の例を説明する。
この第２の例は、フォーカシングエラーの検出法として
ナイフエッジ法を使用し、トラッキングエラーの検出法
としてプッシュプル法を使用する。

【００６０】図３は光学的情報読み取り装置の第２の例
の構成を示しており、本例の装置は光源１１とビームス
プリッタ１５と対物レンズ１９とナイフエッジ２３とを
有する。本例の装置は更に、フォーカシングエラーを検
出するための第１の光検出器２５とトラッキングエラー
を検出するための第２の光検出器とを含む。第１の光検
出器２５は２分割受光素子２５Ａ、２５Ｂを含み、その
間に不感帯２５Ｓを含む。第２の光検出器２７は２分割
受光素子２７Ａ、２７Ｂを含み、その間に不感帯２７Ｓ
を含む。

【００６１】図４を参照して本例の光学的情報読み取り
装置の動作を説明する。本例の装置は、第１の例と同様
に、第１の光検出器２５に接続されたｆ−制御系６１、
６２、６３と第２の光検出器２７に接続されたｔ−制御
系８１、８２、８３及びｄ−制御系９１、９２、９３と
を有する。ｆ−制御系は第１の光検出器２５の出力信号
を入力する第１の演算回路６１と該演算回路６１の出力
を入力する駆動回路６２とアクチュエータ６３とを有
し、ｔ−制御系は第２の光検出器２７の出力信号を入力
する第２の演算回路８１と駆動回路８２とアクチュエー
タ８３とを有し、ｄ−制御系は第２の光検出器２７の出
力信号を入力する第３の演算回路９１と波形整形回路９
２とカウンタ９３とを有する。

【００６２】先ずｆ−制御系の動作を説明する。同様
に、最初に調節作業がなされる。対物レンズ１９によっ
て収束された光束の焦点像が丁度基準面３５の情報ピッ
ト３５ｐの表面の位置にて得られたとき、光検出器２５
の２分割受光素子２５Ａ、２５Ｂの各々の感度が均一又
は同一となるように設定される。斯かる設定は、例え
ば、対物レンズ１９の位置及び第１の演算回路６１を調
節することによってなされる。

【００６３】次に、第１の光検出器２５の受光面におけ
る第１の光束１２ｆの断面の大きさが所望の値になるよ
うに、第１の光検出器２５及びナイフエッジ２３の位置
及び両者間の相対的位置が調節される。

【００６４】次に、非焦点領域（デフォーカス領域）に
おいてフォーカシングエラー信号ΔＥと距離Ｘの関係を
求めておく。距離Ｘは外部の測定機、例えば、レーザ干
渉計等を使用して測定する。それによって、非焦点領域
（デフォーカス領域）における図９に示したＳ曲線が得
られる。

【００６５】こうして、準備作業が完了してから、通常
の作動がなされる。第１の光検出器２５の出力信号は第
１の演算回路６１に供給される。第１の演算回路６１は
次の数４の式を演算する。

【００６６】

【数４】ΔＥ＝Ｅ_A −Ｅ_B

【００６７】ここに、Ｅ_A 、Ｅ_B はそれぞれ受光素子２
５Ａ、２５Ｂによる出力信号である。斯かる出力信号は
各受光素子の受光量の大きさを表す。偏差ΔＥはフォー
カシングエラー信号である。

【００６８】第１の演算回路６１はフォーカシングエラ
ー信号ΔＥを駆動回路６２に出力する。駆動回路６２は
それに応答して命令信号を生成する。斯かる命令信号は
アクチュエータ６３に供給され、アクチュエータ６３が
作動する。アクチュエータ６３は対物レンズ１９の位置
を調節する。それによって、対物レンズ１９と基準面３
５の間の距離は常に最適な値に維持され、情報ピット３
５ｐの表面は非焦点領域（デフォーカス領域）の所望の
位置に配置される。

【００６９】次に、ｔ−制御系の動作を説明する。同様
に、最初に調節作業がなされる。対物レンズ１９によっ
て収束された光束の焦点像が丁度基準面３５の情報ピッ
ト３５ｐの表面の位置にて得られたとき、光検出器２７
の２分割受光素子２７Ａ、２７Ｂの各々の感度が均一又
は同一となるように設定される。斯かる設定は、例え
ば、対物レンズ１９の位置及び第２の演算回路８１を調
節することによってなされる。

【００７０】次に、第２の光検出器２７の受光面におけ
る第２の光束１２ｔの断面の大きさが所望の値になるよ
うに、第２の光検出器２７の位置が調節される。

【００７１】第２の光検出器２７の出力信号は第２の演
算回路８１に供給される。第２の演算回路８１は次の式
を演算する。

【００７２】

【数５】ΔＥ_T ＝Ｅ_A −Ｅ_B

【００７３】Ｅ_A 、Ｅ_B は第２の光検出器２７の２つの
受光素子２７Ａ、２７Ｂの出力、Ｅ _T はトラッキングエ
ラー信号である。第２の演算回路８１によって演算され
たトラッキングエラー信号ΔＥ_T は駆動回路８２に供給
され、斯かる駆動回路８２によって生成された命令信号
はアクチュエータ８３に供給される。こうして、アクチ
ュエータ８３によって対物レンズ１９が駆動され、トラ
ッキングエラー信号ΔＥ_T はゼロとなる。このとき対物
レンズ１９によって収束された光束による照射点は基準
面３５のトラックに整合して配置される。

【００７４】次にｄ−制御系について説明する。第３の
演算回路９１は第２の光検出器２７の出力信号を入力し
て次の式を演算する。

【００７５】

【数６】ΣＥ＝Ｅ_A ＋Ｅ_B

【００７６】第３の演算回路９１によって演算された検
出信号ΣＥは波形整形回路９２に供給され、波形整形さ
れてカウンタ９３に供給される。カウンタ９３によって
得られた計数値は例えば基準面３５のトラックに記憶さ
れた情報を検出するために使用される。

【００７７】図５及び図６を参照して、本発明による光
学的情報読み取り方法及び装置の第３の例を説明する。
この第３の例は、フォーカシングエラーの検出法として
非点収差法を使用し、トラッキングエラーの検出法とし
て３ビーム法を使用する。

【００７８】図５は光学的情報読み取り装置の第３の例
の構成を示しており、本例の装置は光源１１と回折格子
１３とビームスプリッタ１５と対物レンズ１９とを有す
る。本例の装置は更にフォーカシングエラー及びトラッ
キングエラーを検出するためにシリンドリカルレンズ２
１と光検出器２５、２７、２９を有する。

【００７９】第１の光検出器２５は４分割受光素子２５
Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを含み、第２及び第３の光
検出器２７、２９はそれぞれ単一の受光素子２７Ｅ、２
９Ｆを含む。第１の光検出器２５は十字形の不感帯２５
Ｓを有するが、第２及び第３の光検出器２７、２９は不
感帯を含まない。

【００８０】光源１１からの光１２は回折格子１３によ
って回折され、０次光及び±１次光を含む３つのビーム
１２ａが得られる。斯かる３つのビーム１２ａはビーム
スプリッタ１５及び対物レンズ１９を経由して基準面３
５に照射される。基準面３５の情報ピット３５ｐを反射
した光は再び対物レンズ１９及びビームスプリッタ１５
に導かれる。

【００８１】斯かる光束１２ａはビームスプリッタ１５
によって偏向され、シリンドリカルレンズ２１を経由し
て光検出器２５、２７、２９によって検出される。０次
光は第１の光検出器２５によって検出され、±１次光は
それぞれ第２及び第３の光検出器２７、２９によって検
出される。

【００８２】図６を参照してｆ−制御系６１、６２、６
３、ｔ−制御系８１、８２、８３及びｄ−制御系９１、
９２、９３の構成及び動作を説明する。ｆ−制御系は第
１の光検出器２５の出力信号を入力する第１の演算回路
６１と該演算回路６１の出力を入力する駆動回路６２と
アクチュエータ６３とを有し、ｔ−制御系は第２の光検
出器２７の出力信号を入力する第２の演算回路８１と駆
動回路８２とアクチュエータ８３とを有し、ｄ−制御系
は第３の光検出器２９の出力信号を入力する第３の演算
回路９１と波形整形回路９２とカウンタ９３とを有す
る。

【００８３】先ずｆ−制御系の動作を説明する。０次光
は第１の光検出器２５によって検出される。第１の光検
出器２５の受光面における０次光の断面の大きさが所望
の値になるように、また第１の光検出器２５の４分割受
光素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの各々による受光量が均
等となるように、シリンドリカルレンズ２１及び第１の
光検出器２５の位置及び両者間の相対的位置が調節され
る。

【００８４】更に、対物レンズ１９によって収束された
光束の焦点像が丁度基準面３５の情報ピット３５ｐの表
面の位置にて得られたとき、第１の光検出器２５の４分
割受光素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの各々の感度が均一
又は同一となるように設定される。斯かる設定は、例え
ば、対物レンズ１９の位置及び第１の演算回路６１を調
節することによってなされる。

【００８５】第１の演算回路６２は数１の式によってフ
ォーカシングエラー信号ΔＥを演算する。

【００８６】次に、ｔ−制御系８１、８２、８３の構成
と動作を説明する。第２の演算回路８１は第２及び第３
の光検出器２７、１９の出力信号を入力して次の式によ
ってトラッキングエラー信号ΣＥを演算する。

【００８７】

【数７】ΣＥ＝Ｅ_E ＋Ｅ_F

【００８８】Ｅ_E 、Ｅ_F はそれぞれ第２及び第３の光検
出器２７、２９の出力信号である。斯かるトラッキング
エラー信号ΣＥは駆動回路８２に供給される。駆動回路
８２の出力信号はアクチュエータ８３に供給され、それ
によって対物レンズ１９の位置が制御される。

【００８９】最後に、ｄ−制御系９１、９２、９３の構
成と動作を説明する。第３の演算回路８１は第１の光検
出器２５の出力信号を入力して次の式によって検出信号
を生成する。

【００９０】

【数８】ΣＥ＝Ｅ_A ＋Ｅ_B ＋Ｅ_C ＋Ｅ_D

【００９１】ここに、Ｅ_A 、Ｅ_B 、Ｅ_D 、Ｅ_C はそれぞ
れ受光素子２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄによる出力
信号である。斯かる検出信号ΣＥは波形整形回路９２に
供給され、波形整形される。波形整形回路９２の出力信
号はカウンタ９３に供給される。カウンタ９３によって
得られた計数値は例えば基準面３５のトラックに記憶さ
れた情報を検出するために使用される。

【００９２】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。

【００９３】

【発明の効果】本発明によると、光学的記録媒体３５の
情報を読み取る場合に、基準面３５の情報ピット３５ｐ
の表面は非焦点領域（デフォーカス領域）の所定の範囲
に維持されるから、基準面３５に対する対物レンズの位
置を正確に制御することができる利点がある。

【００９４】本発明によると、予め、非焦点領域（デフ
ォーカス領域）にて焦点からの偏倚量ΔＸ対するフォー
カシングエラーΔＥのＳ曲線を求め、斯かるＳ曲線を使
用して基準面３５に対する対物レンズの位置を制御する
から、正確な制御をなすことができる利点がある。

【００９５】本発明によると、非焦点領域（デフォーカ
ス領域）において、基準面３５に対する対物レンズの位
置を制御するから、光検出器が不感帯を含む場合であっ
ても、それに起因する誤差を排除することができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学的情報読み取り装置の第１の
例を説明する説明図である。

【図２】本発明による光学的情報読み取り方法の第１の
例を説明する説明図である。

【図３】本発明による光学的情報読み取り装置の第２の
例を説明する説明図である。

【図４】本発明による光学的情報読み取り方法の第２の
例を説明する説明図である。

【図５】本発明による光学的情報読み取り装置の第３の
例を説明する説明図である。

【図６】本発明による光学的情報読み取り方法の第３の
例を説明する説明図である。

【図７】従来の光学的情報読み取り方法の例を示す図で
ある。

【図８】非焦点法によるフォーカシングエラーの検出方
法を説明する説明図である。

【図９】非焦点法におけるフォーカシングエラー曲線を
示す図である。

【符号の説明】

１１ 光源 １２ 光束 １３ 回折格子 １５、１７ ビームスプリッタ １９ 対物レンズ ２１ シリンドリカルレンズ ２３ ナイフエッジ ２５、２７、２９ 光検出器 ３１ アクチュエータ ３５ 基準面 ３５−１ 保護膜 ３５−２ 基板 ３５Ｐ 情報ピット ６１ 演算回路 ６２ 駆動回路 ６３ アクチュエータ ８１ 演算回路 ８２ 駆動回路 ８３ アクチュエータ ９１ 演算回路 ９２ 波形整形回路 ９３ カウンタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的記録媒体に光束を照射しその反射光
   を検出することによって光学的記録媒体に記録された光
   学的情報を読み取る光学的情報読み取り方法において、 光源からの光束を対物レンズによって収束させ、光学的
   情報を有する光学的記録媒体に照射することと、 上記光学的記録媒体によって反射した光を複数の分割さ
   れた受光素子を含む光検出器によって検出することと、 基準位置に対する上記対物レンズの偏倚量を指示するフ
   ォーカシングエラー信号を生成することと、 上記フォーカシングエラー信号に基づいて上記対物レン
   ズの位置を制御することと、 を含み、 上記フォーカシングエラー信号は上記対物レンズの焦点
   深度内を除くデフォーカス領域において生成されること
   を特徴とする光学的情報読み取り方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の光学的情報読み取り方法に
   おいて、上記光学的記録媒体の情報記録ピットは上記対
   物レンズのデフォーカス領域の所定の範囲内に維持され
   ることを特徴とする光学的情報読み取り方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の光学的情報読み取り
   方法において、上記基準位置に対する上記対物レンズの
   偏倚量ΔＸと上記光検出器の出力信号によって得られる
   フォーカシングエラー信号ΔＥの関係を示すＳ曲線を求
   め、該Ｓ曲線を使用して上記対物レンズの位置を制御す
   るように構成されていることを特徴とする光学的情報読
   み取り方法。
4. 【請求項４】請求項３記載の光学的情報読み取り方法に
   おいて、上記Ｓ曲線は、上記対物レンズが上記光学的記
   録媒体より離れる方向に移動して上記フォーカシングエ
   ラー信号ΔＥが正の最大値をとる子午像面の位置と上記
   対物レンズが上記光学的記録媒体に近づく方向に移動し
   て、上記フォーカシングエラー信号ΔＥが負の最大値を
   とる球欠像面の位置の間であって、デフォーカス領域に
   て求められることを特徴とする光学的情報読み取り方
   法。