JPS59207035A - Position error detector of optical disc - Google Patents

Position error detector of optical disc

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JPS59207035A
JPS59207035A JP6835684A JP6835684A JPS59207035A JP S59207035 A JPS59207035 A JP S59207035A JP 6835684 A JP6835684 A JP 6835684A JP 6835684 A JP6835684 A JP 6835684A JP S59207035 A JPS59207035 A JP S59207035A
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JP
Japan
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light
beams
focused
reflected
optical
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JP6835684A
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Japanese (ja)
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Kei Toonaa Deebitsudo
デ−ビツド・ケイ・ト−ナ−
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Hewlett Packard Japan Inc
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Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces

Abstract

PURPOSE:To detect directly the position of an optical track and to prevent the time delay between detection signals by constituting a device with a means, which separates a converged radiated light to two beams which can be separated from each other by natural characteristics, and a means which detects intensities of separated beams independently of each other and generating an error signal of position related to detection signals. CONSTITUTION:A laser light source 12 inclines the plane of polarization of a luminous flux at about 45 deg. to the horizontal. The luminous flux 100 is irradiated to a double refracting prism 13, and horizontally polarized components are refracted at an angle different from that of vertically polarized components. Luminous fluxes 101 and 102 which are emitted from the prism 13 and are separated from each other with respect to angle are shown in the figure D. These luminous fluxes polarized at right angles form focused light spots 40 and 41 individually on the surface of a disc 11 as they are. A pit 44 passes focused light spots 40 and 41 by the rotation of the disc 11. Luminous fluxes 101 and 102 are modulated when they are reflected from the disc 11, and they are deviated from the axis of a lens by a splitter 4 after being returned. Reflected luminous fluxes 101 and 102 are reflected by a polarizing beam splitter 6 and are converged onto photodetectors 8 and 9 respectively.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)  技術分野 本発明は光ディスクの記録トラックにヘッドを位置決め
する誤差検出装置に係り、更に詳述ずれば・単一または
複数の光束を目標に照射して光点を形成し、そして反射
光または透過光を収集し、もって目標内の光点と目標と
の横方向における位置誤差を検出する光学式位置誤差検
出装置に関する。
Detailed Description of the Invention (1) Technical Field The present invention relates to an error detection device for positioning a head on a recording track of an optical disk. The present invention relates to an optical position error detection device that forms a beam, collects reflected light or transmitted light, and detects a positional error in the lateral direction between a light spot within a target and the target.

本装置は、自動位置決めあるいは光点とその目標との間
の位置誤差をその大きさと方向で表示する場合に有用で
ある。また、回転する光ディスクの記録データである渦
巻状あるいは同心円状のビット・パターン上に存在する
光点〔焦点が合っていると否とに関係ない〕の半径方向
における絶対位置誤差を検出するのに有用である。この
ような位置誤差検出装置は読取光点を回転しそして光学
的に検出できるデータビットの中心線すなわち光トラッ
クと、半径方向に位置合わせして読取ったデータに関し
て最大の信号変調を得るか、あるいはデータを記録する
際に書込みスポットを半径方向に位置決めする場合のサ
ーボ制御装置に必要である。
The device is useful for automatic positioning or for displaying the positional error between a light spot and its target in magnitude and direction. It is also used to detect the absolute position error in the radial direction of a light spot (irrespective of whether it is focused or not) that exists on a spiral or concentric bit pattern that is recorded data on a rotating optical disk. Useful. Such position error detection devices either rotate the reading light spot and align it radially with the centerline or optical track of the optically detectable data bit to obtain maximum signal modulation with respect to the read data; Necessary for servo control devices when radially positioning the writing spot when recording data.

(2)従来技術 従来、回転する光デイスク上に記録配列された光データ
・ピットの曲線状パターン、すなわち光トラックに関し
て焦点の合った光点を検出するのに多種多様な方法があ
った。例えば、第1の方法は、直線状に並殺しそして空
間的に離れている三つの収束した光点が用いられ、収束
した光点は表面(この場合はディスク)上に、収束した
光束の焦点またはその近くに二改元的な光の強さの分布
を生ずる。
(2) Prior Art In the past, there have been a variety of methods for detecting a focused spot of light with respect to a curved pattern, or optical track, of optical data pits arranged in a recording arrangement on a rotating optical disk. For example, in the first method, three convergent light points that are linearly aligned and spatially separated are used, and the convergent light points are placed on a surface (in this case, a disk) as the focal point of the converged light beam. A two-dimensional distribution of light intensity occurs at or near that point.

第1図は従来の方法を示す概略図である。すなわち、上
記のような三つの焦点の合った光点は、光トラックの中
心線43に対して角度的にずれた光点中心線60をもっ
ている。合焦光点1はトラック中心線のわずか内側の位
置にあり、データ読取専用の場合に合焦光点2はトラッ
ク中心線上にあり、また合焦光点3は光トラック中心線
のわずか外nYJの位置にある。ディスクを透過しまた
はディスクから反射した光は、ディスクの実像と合焦光
点1.2および3とが形成されるように収束される。こ
れら焦点の合った光点1と3の像位置に設置された別(
101の光検出器は、位置誤差がある場合に収束された
光の強さの変化を検知する。」二記二つの光検出器から
の各出力はMI7され、そしてトラッキング誤差の方向
と大きさとを含む信号が発生する。上述の技法を用いれ
ば、光点1と3との焦点位置にある光検出器は、光点1
と3とはトラックを横1析する他にトラックに治っても
並んでいるので、一定のデータ・ピットの通路を異なる
時刻に検出することができる。したがって、光検出器の
出力信号の成分には相対的な位相ずれが人っていて、こ
れは信号を減算するとぎに有用な誤差信号を発生する能
力が制限される。この困難を克服するには、光検出器の
信号を減算するmjに、位相偏移、時間積分あるいは低
域ろ波によって処理しなければならない。一般的に行わ
れているように、低域ろ波を利用すれば、このフィルタ
の遮断周波数は、データの最低周波数以下でなければな
らない。この必要条件によってトラッキングサーボ制O
II装置とデータチャネルの両帯域に望ましくない制限
が課されることもある。この技法の他の欠点は、光検出
器の位置で内IIjと外DIとの光点が、互いにnつ中
央の像と密接することになり、そのために光検出器素子
は非常に小さくそして互いに密着配設され、しかもディ
スクの実像位置になければならない。また、ディスク表
面の合焦光点はその像が分離して独立に検出されるため
には、空間的に麺れでいなければならない。この要イ1
のために合焦光点がディスクの記録表面で1部分的に互
いに重なるという望ましくない配列ができなくなること
か多くなる。また、三つの光束を形成するために回折格
子が使用され、且つ反射光束が[二重通過J構成で格子
を再透過することは実際的でないので、光学系の設計に
新たな制約が加わる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional method. That is, the three focused light spots as described above have a light spot centerline 60 that is angularly offset with respect to the centerline 43 of the optical track. Focused light spot 1 is located slightly inside the optical track center line, focused light spot 2 is located on the track center line when data is read only, and focused light spot 3 is located slightly outside the optical track center line nYJ It is located at The light transmitted through or reflected from the disc is focused such that a real image of the disc and focused light spots 1.2 and 3 are formed. Another (
A photodetector 101 detects a change in the intensity of the focused light when there is a position error. 2. Each output from the two photodetectors is MI7ed and a signal containing the direction and magnitude of the tracking error is generated. Using the technique described above, the photodetector at the focal point of spots 1 and 3 will detect spots 1 and 3.
and 3 are lined up on the track in addition to horizontally analyzing the track, so it is possible to detect certain data pit paths at different times. Therefore, the components of the photodetector output signal have a relative phase shift that limits the ability to generate a useful error signal upon subtraction of the signals. To overcome this difficulty, the photodetector signal must be processed by subtracting mj by phase shifting, time integration or low pass filtering. If low-pass filtering is used, as is commonly done, the cutoff frequency of this filter must be less than or equal to the lowest frequency of the data. Due to this requirement, tracking servo control
Undesirable limitations may be imposed on both the II device and data channel bands. Another drawback of this technique is that at the photodetector position the light spots of the inner IIj and outer DI are in close proximity to each other with the n central image, so that the photodetector elements are very small and close to each other. It must be closely placed and at the actual image position of the disk. Further, the focused light spots on the disk surface must be spatially dispersed in order for their images to be separated and detected independently. This key point 1
This often results in an undesirable arrangement in which the focused light spots partially overlap each other on the recording surface of the disk. Also, because a diffraction grating is used to form the three beams and it is impractical for the reflected beam to retransmit through the grating in a double-pass J configuration, new constraints are placed on the design of the optical system.

他の従来技術は、米国特許第4063287号明細書に
述べているように、トラックを横断して読取光束を正弦
波状に都動している。ここで得られた信号変調の変動に
はトラッキング誤差の情報か入っている。しかしながら
、この技法は、光学的、機椋的構造が複雑になり、且つ
トラッキング誤差情報を求めるには、読取信号の強さを
下げなけ°ればから人い。
Other prior art techniques move the read beam sinusoidally across the track, as described in U.S. Pat. No. 4,063,287. The signal modulation fluctuations obtained here contain tracking error information. However, this technique requires complicated optical and mechanical structures, and requires lowering the strength of the read signal in order to obtain tracking error information.

更に他の先行技術では、あらかじめ溝を作った浮出しデ
ィスク、あるいは溝のある成形ディスクでその溝の中ま
たはその間にデータ・ピットを書き込んでいた。一つの
読取光束がトラッキング誤差の発生により位相変調を受
けるか、またはあらかじめ作った溝に追従するのに前述
の三光点法を使用する。この技法の欠点は、読取信号の
劣化と媒体製造技術が複雑になることである。
Still other prior art techniques have involved pregrooved embossed disks or grooved molded disks with data pits written in or between the grooves. One reading light beam undergoes phase modulation due to the occurrence of a tracking error, or the three-light point method described above is used to follow a pre-formed groove. The disadvantages of this technique are read signal degradation and complicated media manufacturing techniques.

また、米国特許第4067044号明細書には、トラッ
クを正弦波状に波打たせて、読取光束の光検出器信号を
変調している。しかし、これはトラッキング誤差を故意
に導入するために、読取信号の劣化する欠点があった。
Further, in US Pat. No. 4,067,044, the photodetector signal of the read light beam is modulated by undulating the track in a sinusoidal manner. However, this has the disadvantage that the read signal deteriorates because tracking errors are intentionally introduced.

(3)  本発明の41!要 本発明は光束位置決め誤差検出装置を改良したもので、
光ディスクの表面に存在する二つの別々なまたは部分的
に重なった合焦光点から成り、この光点は波長または偏
りの固有の性質により種々の場所で分離することができ
る。本発明によれば吹の利点がある。すなわち、外部形
態を参照せずに光トラックの位置を直接検知すること、
トラッキング誤差信号を形成するために使用する二つの
光検出器信号間に時間遅れがないこと、第3A図のトラ
ック中心線43と光点中心線45との間の回!’z誤差
〔ヨー〕に対する感度が本質的に小さいこと、および反
射光束あるいは透過光束の分離と検出とが容易であるこ
と等である。なお、他の利点としては、−次データの読
取り信号を二つの合ノ、(X光点からその当該光検出器
の出力信号を加箕することにより直接発生させることが
できるこである。このようにして発生されたデータ読取
り信号は対応する単一の読取光点から得られる信号より
も、トラッキング誤差に対する感度は小さい。
(3) 41 of the present invention! Summary The present invention is an improved light beam positioning error detection device.
It consists of two separate or partially overlapping focused light spots on the surface of an optical disc, which can be separated at different locations due to the inherent properties of wavelength or polarization. According to the present invention, there are advantages of blowing. i.e. directly detecting the position of the optical track without reference to external morphology;
There is no time delay between the two photodetector signals used to form the tracking error signal, the times between track centerline 43 and light spot centerline 45 in FIG. 3A! Sensitivity to 'z error [yaw] is essentially small, and reflected or transmitted light beams can be easily separated and detected. Another advantage is that the read signal of the -order data can be directly generated by combining the output signal of the corresponding photodetector from the X light spot. The data read signal thus generated is less sensitive to tracking errors than the signal obtained from a corresponding single read light spot.

(4)  実施例の説明 第2図は本発明の詳細な説明するための概略構成図であ
る。図において、剛性材料からなる光ディスク11が軸
31に関して回転可能に装着されており、この輔31は
モータ(図示せず)により駆動される。光学系筐体10
は光ディスク11の表面に関して一定の空隙を有し、そ
して光ディスク11の回転軸31に関しては半f)¥方
向に移動される。このように、筐体10は光デイスク1
1上のどの光トラック上にも位置決めすることができる
(4) Description of Embodiments FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the present invention in detail. In the figure, an optical disc 11 made of a rigid material is mounted rotatably about a shaft 31, which is driven by a motor (not shown). Optical system housing 10
has a constant gap with respect to the surface of the optical disc 11, and is moved in the half f) direction with respect to the rotation axis 31 of the optical disc 11. In this way, the housing 10
can be positioned on any optical track on 1.

光デイスク上の光トラックは中心線に治って並設した光
学的に検出できる一連のデータビットか、あるいはあら
かじめ形成した溝、あるいは基準として使用できる他の
曲線形態とすることかできる。
The optical track on an optical disk can be a series of optically detectable data bits arranged side by side along a centerline, or it can be a preformed groove or other curved configuration that can be used as a reference.

光学的に検出できるデータビットは、記録媒体が読取り
光束で検出できるように局部的に変化したものから構成
される。このようなデータビットは光ディスクの製造中
に作ることもできるし、あるいは収束するレーザ光線を
変調して光学的に記録してもよい。
The optically detectable data bits consist of local changes in the recording medium that are detectable by the reading beam. Such data bits can be created during the manufacture of the optical disc, or they can be recorded optically by modulating a focused laser beam.

光ディスク11は反射式のものあるいは透過式のものと
することができる。そしてデータ読取り中、入射光は光
ディスクから反射するかまたはこれを透過する。いずれ
の場合も、光ディスクの表面に焦点を結んだ光束は、光
記録媒体と干渉してから収束され、そして光束の強さが
光検出器で検出される。第1図に示したように、光学的
に検出できるデータビット44が存在す・ると、光が光
ディスクから反射しあるいは透過して振幅変調または位
相変調される。この読取り光束の光学的変調は光検出器
で電気信号の振幅変調に変換され、これによってテーク
を取り出すことができるようになる。信号変調は、ここ
では波高−波高の信号振幅と定義しであるが、光デイス
ク上に焦点を結んだ光点か光トラックの中心にくると信
号変JJは最大になり、そうて゛ない場合には減少する
。トラッキング誤差に由来するこの信号係変調の減少も
このような誤差を検出する手段となる。このように光ト
ラックはトラッキング誤差を検出する基準的手段になる
The optical disc 11 can be of a reflective type or a transmissive type. During data reading, incident light is then reflected from or transmitted through the optical disc. In either case, the light beam focused on the surface of the optical disk interferes with the optical recording medium and is then converged, and the intensity of the light beam is detected by a photodetector. As shown in FIG. 1, the presence of optically detectable data bits 44 causes light to be amplitude or phase modulated as reflected from or transmitted through the optical disc. This optical modulation of the reading beam is converted by a photodetector into an amplitude modulation of an electrical signal, which makes it possible to take out the take. Signal modulation is defined here as signal amplitude between wave height and wave height, and the signal change JJ is maximum when it comes to the focused light point on the optical disk or the center of the optical track, and otherwise Decrease. This reduction in signal-related modulation resulting from tracking errors also serves as a means of detecting such errors. In this way, the optical track becomes a standard means for detecting tracking errors.

本発明は光ディスク11の表面に二つの合焦光点40お
よび41を形成する二つの読取り光束を活用している。
The present invention utilizes two reading light beams that form two focused light spots 40 and 41 on the surface of the optical disc 11.

ここで、mJ記の光点は第3A図および第3B図の概要
図に示すように部分的に重なることもあり、また離れる
こともある。これらの光点はその中心が半径方向軸45
と一致し、且つこの軸はトラック中心線43に垂直であ
る。各光点40と41とは別々の光検出器と関連してお
り、光検出器はその光束から収束された光だけを検知す
るとともに、別々の信qを発生する。このようなそれぞ
れの光検出器による変よりjの一部は、データビット・
44に基いて対応する合焦光点4oまたは41の面積に
よって決まる。合焦光点40または41の中心がトラッ
ク中心Fr9.43から等距離にあるときトラッキング
誤差が零の状態になる。このように、データビット44
は合焦光点4oと41とに同等に作用し、そして光ディ
スクの回転につれて得られる二つの光検出器信号は同等
に変調される。この零トラッキング誤差の状態は、それ
ぞれ第3A図および第3B図に示すように、合プ、に光
点が部分的に重なっていても離れていても存在する。
Here, the light spots marked mJ may partially overlap, as shown in the schematic diagrams of FIGS. 3A and 3B, or may be separated. These light spots have their centers aligned with the radial axis 45
and this axis is perpendicular to the track centerline 43. Each light spot 40 and 41 is associated with a separate photodetector, which detects only the focused light from its beam and generates a separate signal q. Due to this variation of each photodetector, a portion of j is the data bit.
It is determined by the area of the corresponding focused light spot 4o or 41 based on 44. When the center of the focused light spot 40 or 41 is equidistant from the track center Fr9.43, the tracking error becomes zero. Thus, data bit 44
acts equally on the focused light spots 4o and 41, and the two photodetector signals obtained as the optical disc rotates are equally modulated. This state of zero tracking error exists whether the light spots partially overlap or are separated, as shown in FIGS. 3A and 3B, respectively.

第4A図、第4D図および第4G図はそれぞれ三つのト
ラッキング誤差の状態を示す概要図、第4B図、第4E
図および第4H図は各合焦光点に関する光検出器信号変
調(垂直@)をトラッキング誤差粗剛(水平軸)の関数
として示した線図、第4C図、第4F図および第4I図
は1111記第4A、D、G図の状態についてトラッキ
ング誤差距離(水平軸)の関数としてのトラッキング誤
差18号(垂直軸)を示した線図である。先ず、第4A
図において、雰ンラツキング誤差の場合、データビット
44したがってトラック中心線43が合焦光点パターン
の中心線47と一致している。トラッキング誤差が焦い
ために、光検出器の出力信号は第4B図の142で示す
ように等しく変調される。
Figures 4A, 4D, and 4G are schematic diagrams showing three tracking error states, Figures 4B, and 4E, respectively.
Figures 4C, 4F and 4I are diagrams showing the photodetector signal modulation (vertical) for each focused light spot as a function of tracking error stiffness (horizontal axis). Figure 1111 is a diagram showing tracking error No. 18 (vertical axis) as a function of tracking error distance (horizontal axis) for the conditions of Figures 4A, D, and G; First, 4th A
In the figure, in the case of a tracking error, the data bits 44 and therefore the track center line 43 coincide with the center line 47 of the focused light spot pattern. Because of the tracking error, the photodetector output signal is equally modulated as shown at 142 in FIG. 4B.

この図では、曲線140と141とは光検出PI3号の
変調を、光点40と41とに関するトラッキング誤差距
離の関数として示す。曲線140と141どは合焦光点
パターンの中心線47に関して対称の位置にある。第4
B図の点142だけが第4A図の零トラッキング誤差の
状態に対応し、そして曲線140と141との」二にあ
る他のすべての点は非零トラッキング誤差の状態に対応
する。
In this figure, curves 140 and 141 show the modulation of photodetector PI3 as a function of tracking error distance for light spots 40 and 41. Curves 140, 141, etc. are at symmetrical positions with respect to the center line 47 of the focused light spot pattern. Fourth
Only point 142 in Figure B corresponds to the zero tracking error condition of Figure 4A, and all other points lying between curves 140 and 141 correspond to non-zero tracking error conditions.

与えられた任意のトラッキング誤差状態に対して1 ト
ラッキング誤差信号は合焦光点40に関する光検出器信
号の変調から合焦光点41に関する光検出器1n号の変
調を差引くことによって得られる。第4A図の零トラツ
キンク誤差状態に対しては、二つの信号変調は等しく(
第4B図の曲線140.141)、そして得られるトラ
ッキング誤差信号は第4C図の46で示すように零であ
る。
For any given tracking error condition, the tracking error signal is obtained by subtracting the modulation of photodetector 1n for focused spot 41 from the modulation of the photodetector signal for focused spot 40. For the zero tracking error condition of Figure 4A, the two signal modulations are equal (
4B, and the resulting tracking error signal is zero, as shown at 46 in FIG. 4C.

曲線150は多くの可能なトラッキング誤差状態に対す
る多くの可能なトラッキング誤差信号の軌跡である。
Curve 150 is the trajectory of many possible tracking error signals for many possible tracking error conditions.

光トラックがデータビットを含んでいないあらかじめ作
、つた溝あるいは他の基壁形態である場合に、トラッキ
ング誤差信号はデータによる変調を受けない二つの光検
出器信号の振幅を減算して得られる。
If the optical track is a prefabricated trench, groove, or other substrate configuration that does not contain data bits, the tracking error signal is obtained by subtracting the amplitudes of the two photodetector signals that are not modulated by data.

?n4D図は光トラックの中心線47の91. fll
にある状態を示す。トラック中心線43は合焦光点40
から姓れる方にずれており、第4E図の143で示すよ
うに該当する光検出器信号の変調が減少しでいる。トラ
ック中心線は合焦光点41の方にずれている第4E図の
144に示すように該当する光検出器信号の変調が増大
している。ここで振幅143か6144を差引くと、第
4F図の48で示すように負のトラッキング誤差信号が
発生する。
? The n4D diagram shows 91. of the center line 47 of the optical track. fll
Indicates the state in which The track center line 43 is the focused light point 40
As shown at 143 in FIG. 4E, the modulation of the corresponding photodetector signal begins to decrease. The track centerline is shifted toward the focused light spot 41, as shown at 144 in FIG. 4E, increasing the modulation of the corresponding photodetector signal. If the amplitude 143 or 6144 is subtracted here, a negative tracking error signal is generated as shown at 48 in FIG. 4F.

第4G図はトラック中心線43が合焦光点パターンの中
心線47の内側にある状態を示す。トラック中心線43
は合焦光点40の方にずれており、その光点に関する光
検出器信号の変調が増大している。トラック中心線43
は合焦光点41から離れる方にずれており、その関連光
検出器信号の変調が減少している。トラッキング誤差信
号は今回も光点41による光検出器信号の変調を光点4
0によるものから引いて得られ、そして第4I図の50
で示すように正の仙が生ずる。多くの可能なトラッキン
グ誤差状態を検討することによって、トラッキング誤差
信号150を第4C図、第4F図および第41図に示す
ようにトラッキング誤差距離の関数として示すことがで
きる。この曲線には、光トラックが零トラッキング誤差
の状態を通過するにつれて傾斜が最大で、且つ正弦波状
に変化するという良い特性がある。このように、トラッ
キング誤差の信号はトラッキング誤差信号の符号で与え
られ、そしてトラッキング誤差の大きさは曲線150の
直線領域内のトラッキング誤差信号の大きさに比例する
FIG. 4G shows a state in which the track center line 43 is inside the center line 47 of the focused light spot pattern. Track center line 43
is shifted toward the focused light spot 40, increasing the modulation of the photodetector signal for that light spot. Track center line 43
is shifted away from the focused light spot 41, reducing the modulation of its associated photodetector signal. The tracking error signal is the modulation of the photodetector signal by the light point 41 again this time.
obtained by subtracting from that by 0, and 50 in Figure 4I.
A positive immortal occurs as shown in . By considering many possible tracking error conditions, the tracking error signal 150 can be plotted as a function of tracking error distance as shown in FIGS. 4C, 4F, and 41. This curve has the good property that the slope is maximum and changes sinusoidally as the optical track passes through the state of zero tracking error. Thus, the tracking error signal is given by the sign of the tracking error signal, and the magnitude of the tracking error is proportional to the magnitude of the tracking error signal within the linear region of curve 150.

本発明は反射光あるいは透過光を分離し、そして都合よ
く検出するのに合焦光点40と41とを形成する光の二
つの異なる固有の性質のいずれかを利用している。本発
明の一実施例では、固有の分離特性として互いに垂直な
偏光光束を使用する。
The present invention utilizes either of two different inherent properties of light to form focused light spots 40 and 41 to separate and conveniently detect reflected or transmitted light. One embodiment of the invention uses mutually perpendicularly polarized beams as the inherent separation characteristic.

なお、以下の説明は反射式光ディスクを使用する動作に
関するが、光学的配置をわずか変更するだけで透過式光
ディスクを使用することができる。
Note that although the following description relates to operation using a reflective optical disc, a transmissive optical disc can be used with only slight changes in the optical arrangement.

第5図は電界極性が互いに垂直な二つの光束を用いた笑
施例の4PA要図である。なお、第5A図、第5B図は
第5図の断面A−Aにおけるベクトルの極性図、第5C
図は断面B−Bにおける光束の極性図、第5D図は断面
C−Cにおける有極光束の説明図である。第5図におい
て、レーザ光源12は単色の直線偏光している光束10
0を放射する。レーザ光源12は光束100の偏光平面
を第5A図に示すように水平と約45度をなすような向
きにする。このような光束は第5B図に示すように水平
および垂直面内の同じ強さの偏光の二つの成分光束が重
なったものと同じでおりる。次に光束100はロコン(
Ro ch n)またはウオーラストン型(Wo If
 as to n)のような複屈折プリズム13に照射
され、ここで水平偏光成分は垂直偏光成分とは異なる角
度で屈折する。第5C図はプリズム13を出る角度的に
分離された光束すなわち合焦光点40に関する光束10
1と合焦光点41に関する光束102とを示す。これら
直角に偏光した光束は、そのまま偏位することなくビー
ムスプリッタ4と対物レンズ5とを通過し、そして光デ
ィスク11の表面上に別々に、あるいは部分的に重なっ
た合焦光点40と41とを形成する。光ディスク11が
回転するので、データビット44は合焦光点40と41
とを通過するようになる。光ディスク11から反射する
と、光束101と102とは変調され、そしてレンズ5
を通って戻った後、ビームスプリッタ4によりレンズの
軸からはずれる。反射光束101ど102とは吹に偏光
ビームスプリッタ6に向い、ここで光束101は透過す
るが、光束102は反射する。レンズ7および7′はそ
れぞれ光を光検出器8と9との上に収束する。
FIG. 5 is a schematic diagram of a 4PA example using two light beams whose electric field polarities are perpendicular to each other. Note that Figures 5A and 5B are vector polarity diagrams at cross section A-A in Figure 5, and Figure 5C.
The figure is a polarity diagram of a light beam at cross section B--B, and FIG. 5D is an explanatory diagram of a polarized light beam at cross-section C-C. In FIG. 5, a laser light source 12 has a monochromatic linearly polarized light beam 10.
Emit 0. Laser light source 12 orients the plane of polarization of light beam 100 at approximately 45 degrees with the horizontal, as shown in FIG. 5A. Such a light beam is the same as a superposition of two component light beams of equal intensity polarization in the horizontal and vertical planes, as shown in FIG. 5B. Next, the luminous flux 100 is the Rocon (
Roch n) or Wollaston type (Wo If
as ton), where the horizontally polarized light component is refracted at a different angle than the vertically polarized light component. FIG. 5C shows the angularly separated beam 10 exiting the prism 13, i.e., the beam 10 with respect to the focused beam spot 40.
1 and a light beam 102 related to the focused light spot 41. These orthogonally polarized light beams pass through the beam splitter 4 and the objective lens 5 without being deviated, and form focused light spots 40 and 41 on the surface of the optical disk 11 separately or partially overlapping. form. As the optical disc 11 rotates, the data bits 44 are focused on the light spots 40 and 41.
It comes to pass through. Upon reflection from the optical disk 11, the light beams 101 and 102 are modulated and
After returning through the beam, it is moved off the axis of the lens by the beam splitter 4. The reflected light beams 101 and 102 directly head toward the polarizing beam splitter 6, where the light beam 101 is transmitted, but the light beam 102 is reflected. Lenses 7 and 7' focus the light onto photodetectors 8 and 9, respectively.

次に第6図は波長の異なる二つの光束を用いた第2実施
例の概要図である。図において、レーザ光源20と21
とは波長の異なる単色光束110と111とを放射し、
そしてそれぞれビームスプリッタ23と22とを偏位す
ることなく通過し、二色性ビームスプリッタ24で結合
される。ビームスプリッタ24の傾キは対物レンズ25
に入る二つの光束が角度的に分離するように調節されて
いる。光束110は合焦光点40(図示せず)を形成し
、そして光束111は合焦光点41(図示せず)を形成
する。対物レンズ25は第5図の対物レンズ5が二つの
光束を収束するのと同じ方法で、光ディスク11の表面
に二つの光束を離れて、あるいは部分的に重なって形成
された光点40と41とに焦点を結ばせる。
Next, FIG. 6 is a schematic diagram of a second embodiment using two light beams with different wavelengths. In the figure, laser light sources 20 and 21
emits monochromatic light beams 110 and 111 with different wavelengths,
The beams then pass through the beam splitters 23 and 22 without being deflected, and are combined by the dichroic beam splitter 24. The tilt of the beam splitter 24 is determined by the objective lens 25.
Adjustments are made so that the two entering beams are angularly separated. The light beam 110 forms a focused light spot 40 (not shown), and the light bundle 111 forms a focused light spot 41 (not shown). The objective lens 25 uses the same method as the objective lens 5 shown in FIG. focus on.

使用する光ディスクの種類により、合焦光点40および
41から集められた振幅変調または位相変調された光は
、対物レンズ25を通って戻る。
Depending on the type of optical disc used, the amplitude-modulated or phase-modulated light collected from the focused light spots 40 and 41 returns through the objective lens 25.

合焦光点40と41とから戻る光はビームスプリッタ2
4を経てレンズ26.26’からそれぞれ光検出器27
と28とで受光される。合焦光点40と41との分離は
ビームスプリッタ24の傾きを変えて調節することがで
きる。
The light returning from the focused light points 40 and 41 is transmitted to the beam splitter 2.
4 through lenses 26 and 26' to photodetectors 27, respectively.
The light is received at and 28. The separation between the focused light spots 40 and 41 can be adjusted by changing the inclination of the beam splitter 24.

第7A図は電界極性が互いに垂直な二つの光束を用いた
第3実施例の概要図、第7B図はその変形実施例の概要
図である。第7A図においては、入力光束を二つの角度
的に変位した直線偏光の出力光束に分離するのに、複屈
折プリズムの代りに偏光ビームスプリッタを使用してい
る。すなわち、直線偏光レーザ光源48から照射された
光束120は振幅ビームスプリッタ49を通り、偏光ビ
ームスプリッタ50に向う。偏光ビームスプリッタは光
束120を二つの直角に偏光した成分光束121ど12
2とに分割する。この二つの光束はそれ°ぞれ別々の平
面鏡51と52とに向う。この鏡から反射した二つの光
束は、偏光ビームスプリッタ50に戻り、そして振幅ビ
ームスプリッタ49の方に戻る。各光束の一部は、第2
の振幅ビームスプリッタ29を通って、振幅ビームスプ
リッタ49から反射され、そして対物レンズ53によっ
て光ディスク11の表面に焦点を結び、二つの合焦光点
40と41とを形成する。レーザ光源48からの光束1
20が偏光ビームスプリッタ5oの主断面に対して45
度をなす平面内に直線偏光している場合には、成分光束
121と122の強さは同じになる。光ディスク11か
ら反射すると、光束121と122とはデータビット4
4で変調され、そして対物レンズ53を通って戻り、更
にビームスプリッタ29から反射される。合焦光点40
と41とから戻る光はビームスプリッタ55を経て、そ
れぞれレンズ58および56から光検出器59および5
7で受光される。
FIG. 7A is a schematic diagram of a third embodiment using two light beams whose electric field polarities are perpendicular to each other, and FIG. 7B is a schematic diagram of a modified embodiment thereof. In FIG. 7A, a polarizing beam splitter is used instead of a birefringent prism to separate the input beam into two angularly displaced linearly polarized output beams. That is, the light beam 120 emitted from the linearly polarized laser light source 48 passes through the amplitude beam splitter 49 and heads toward the polarized beam splitter 50 . The polarizing beam splitter splits the light beam 120 into two orthogonally polarized component light beams 121 and 12.
Divide into 2. These two light beams are directed to separate plane mirrors 51 and 52, respectively. The two beams reflected from this mirror return to the polarizing beam splitter 50 and then to the amplitude beam splitter 49. A portion of each luminous flux is
The light beam passes through the amplitude beam splitter 29, is reflected from the amplitude beam splitter 49, and is focused on the surface of the optical disk 11 by the objective lens 53, forming two focused light spots 40 and 41. Luminous flux 1 from laser light source 48
20 is 45 with respect to the main cross section of the polarizing beam splitter 5o.
If the light is linearly polarized in a plane that forms a diagonal, the intensities of the component light beams 121 and 122 will be the same. When reflected from the optical disk 11, the light beams 121 and 122 are data bits 4
4 and returns through the objective lens 53 and further reflected from the beam splitter 29. Focused light spot 40
The light returning from and 41 passes through beam splitter 55 and from lenses 58 and 56 to photodetectors 59 and 5, respectively.
The light is received at 7.

また、第7A図の振幅ビームスプリッタ49は第7B図
において平面鏡54に置換されている。
Also, the amplitude beam splitter 49 in FIG. 7A is replaced with a plane mirror 54 in FIG. 7B.

更に、鏡51と52とはビームスプリッタ50からの光
束131と132とが鏡54て完全に反射するように傾
けである。本実施例による利点は、要素50.51.5
2および54から成る副光学系の光透過率か100%に
達する程に高いことである。ちなみに第7A図の要素4
9.50.51および52の副光学系による透過率は最
大25%である。
Furthermore, mirrors 51 and 52 are tilted so that beams 131 and 132 from beam splitter 50 are completely reflected by mirror 54. The advantage of this embodiment is that element 50.51.5
The light transmittance of the sub-optical system consisting of 2 and 54 is so high as to reach 100%. By the way, element 4 in Figure 7A
The transmittance by the sub-optical systems 9.50.51 and 52 is at most 25%.

第7A図および第7B図に示す各実施例は、各出力光束
の伝播方向を独立に制御し、光ディスク」二の二つの合
焦光点の位置と分離とを鏡51と52との傾きの調整で
連続的に変えることができること、fハ光平面の向きが
光デイスク上の合焦光点の向きに無関係であること、鏡
51と52とを動的に位置決めして(例えば検流計によ
り)光ディスク士の合焦光点の位置と分離またはそのい
ずれかを能動的に制御できること、各光束に偏光ビーム
スプリッタと6鏡51と52との空間内で別々に接近で
き、したがっていずれかの光束を選択的にW Jするた
めの追加光学要素を挿入できること、および結晶光学材
料を使用する必要がないこと、等の利点を具えている。
In each of the embodiments shown in FIGS. 7A and 7B, the propagation direction of each output beam is independently controlled, and the position and separation of the two focused light spots on the optical disk are determined by adjusting the inclination of the mirrors 51 and 52. The orientation of the optical plane is independent of the orientation of the focused light spot on the optical disc, and the mirrors 51 and 52 are dynamically positioned (e.g. using a galvanometer). (by) the position and/or separation of the focused light spot of the optical disk operator can be actively controlled; each light beam can be approached separately within the space of the polarizing beam splitter and the six mirrors 51 and 52; Advantages include the ability to insert additional optical elements for selectively WJing the light beam and the absence of the need to use crystalline optical materials.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の検出方法を示す概略図、第2図は本発明
の原理を示す概略図、第3A図および第3B図はそれぞ
れ光トラックの説明図、第4A図、第4D図および第4
G図はそれぞれ三つのトラッキング誤差の状態を示す概
要図、第4B図、第4E図および第4H図は各合焦光点
に関する光検出器信号変g11(垂直軸)をトラッキン
グ誤差距離(水平軸)の関数として示した特性線図、第
4C図、第4F図および第41図はn’+7記第4A、
D、G図の状1ルについてトラッキング誤差距離(水平
軸)の関数としてのトラッキング誤差信号(垂直軸)を
示した特性線図、第5図は電界極性が互いに垂直な二つ
の光束を用いた本発明実施例の概要図、第5A図および
第5B図は第5図の断面A−Aにおけるベクトルの極性
図、第5C図は断面B−Hにおける光束の極性図、第5
D図は断面C−Cにおける有極光束の説明図、第6図は
波長の界なる二つの光束を用いた第2実施例の概要図、
第7A図は電界極性が互いに垂直な二つの光束を用いた
第3実施例の概要図、第7B図はその変形実施例の概要
図である。 1 、2 、3  合焦光点、10:光学系筐体、11
:光ディスク、31 回転軸、44−データビット、1
2.20.21.48:レーザ光源、13 プリズム、
4.6.24.29.50.55:ビームスプリッタ、
5.25.53  対物レンス゛、8.9.27.28
.57’、59:光検出器、51.52.54:平面鏡
。 出願人 °横開・ヒユーレット・パッカード株式会社代理人 4
F理士  長 谷 川 次 男FIG 6 FIG  ?A
FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional detection method, FIG. 2 is a schematic diagram showing the principle of the present invention, FIGS. 3A and 3B are illustrations of an optical track, and FIGS. 4A, 4D, and 4
Figure G is a schematic diagram showing three tracking error states, and Figures 4B, 4E, and 4H are graphs showing the photodetector signal change g11 (vertical axis) for each focused light point and the tracking error distance (horizontal axis). ), the characteristic diagrams shown in FIGS. 4C, 4F, and 41 are n'+7 No. 4A,
Characteristic diagrams showing the tracking error signal (vertical axis) as a function of the tracking error distance (horizontal axis) for the shape 1 shown in Figures D and G. Figure 5 uses two light beams whose electric field polarities are perpendicular to each other. 5A and 5B are vector polarity diagrams at the cross section A-A in FIG. 5, and FIG. 5C is a polarity diagram of the luminous flux at the cross section B-H in FIG.
Figure D is an explanatory diagram of a polarized light beam in cross section C-C, and Figure 6 is a schematic diagram of a second embodiment using two light beams with different wavelengths.
FIG. 7A is a schematic diagram of a third embodiment using two light beams whose electric field polarities are perpendicular to each other, and FIG. 7B is a schematic diagram of a modified embodiment thereof. 1 , 2 , 3 Focused light point, 10: Optical system housing, 11
: Optical disk, 31 Rotating shaft, 44-Data bit, 1
2.20.21.48: Laser light source, 13 prism,
4.6.24.29.50.55: Beam splitter,
5.25.53 Objective lens, 8.9.27.28
.. 57', 59: Photodetector, 51.52.54: Plane mirror. Applicant ° Yokokai Hewlett-Packard Co., Ltd. Agent 4
F Physician Hasegawa TsuguoFIG 6 FIG? A

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 固有特性によって選択的に分離可能な少なくとも二つの
電碍波ビームを放射するための信号源と、少なくとも二
つの光点に前記信号源からの各ビームを指向させるため
の手段と、前記二つの光点を付勢(反射又は透過)する
手段と、mI記付勢された両光点からの放射光を収束す
る手段と、少なくとも二つのビーム/\前記収束された
放射光を分離する分離手段と、…1記分離されたビーム
の強度をそれぞれ独立に検出する光検出手段とより成り
、617記両光検出手段からの出力信号に関連した位置
の誤差信号を発生するようにした光ディスクにおける位
置誤差検出装置。
a signal source for emitting at least two electromagnetic wave beams selectively separable by unique characteristics; means for directing each beam from said signal source to at least two light points; and said two light beams. means for energizing (reflecting or transmitting) the points; means for converging the emitted light from both energized light points; and separating means for separating the focused emitted light into at least two beams. , ... 1. A position error in an optical disk, comprising photodetecting means for independently detecting the intensity of the separated beams, and generating a position error signal related to the output signals from the 617. both photodetecting means. Detection device.
JP6835684A 1983-04-05 1984-04-05 Position error detector of optical disc Pending JPS59207035A (en)

Applications Claiming Priority (2)

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US48265383A 1983-04-05 1983-04-05
US482653 1983-04-05

Publications (1)

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