JPS6378348A - Focus error detection method - Google Patents

Focus error detection method

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JPS6378348A
JPS6378348A JP22323286A JP22323286A JPS6378348A JP S6378348 A JPS6378348 A JP S6378348A JP 22323286 A JP22323286 A JP 22323286A JP 22323286 A JP22323286 A JP 22323286A JP S6378348 A JPS6378348 A JP S6378348A
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JP
Japan
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light
receiving element
focus error
light beam
focus
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Application number
JP22323286A
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Japanese (ja)
Inventor
Norio Shibata
柴田 憲男
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To detect a focus error of an optical pickup by arranging a photodetector onto an optical path of a light beam while being tilted by a prescribed angle with respect to an optical axis of the light beam and deciding the luminous quantity of the local spot light of the light beam radiated to plural photodetection parts being components of the photodetector. CONSTITUTION:The photodetector 27 arranged perpendicularly to the optical axis I is tilted by an angle alpha. An amplifier amplifying a signal photoelectric- converted in response to the irradiated state of the irradiating spot light is connected respectively to the photodetection parts A-F and a focus error signal subject to photoelectric conversion is outputted in response to the irradiation state of the light beam 2a radiated to the photodetector parts A-F. Since the focus error signal is generated in response to the facial deflection of a disk recording face 28, the signal is fed back to an actuator moving an objective lens 5 in the focus direction depending on the quantity of change. Thus, the focus error of the optical pickup (especially, of the objective lens 5) due to the facial deflection is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、コンパクトディスク(以下rcDJと略す)
等の光学的記録媒体を再生する際に生じる、光ピックア
ップの焦点エラーを検出する検出方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a compact disc (hereinafter abbreviated as rcDJ).
The present invention relates to a detection method for detecting a focus error of an optical pickup that occurs when reproducing an optical recording medium such as the following.

(従来の技術) 第7図はコンパクトディスクを再生する原理を説明する
ための図である。同図において、レーザダイオード1か
ら発射された光ビーム2はハーフプリズム3、コリメー
ターレンズ4を介して、対物レンズ5にて集光され、C
D6を構成する透明プラスチック7内にあってディジタ
ル情報信号が&11まれでいるアルミニウム蒸着膜8上
に照射される。アルミニウム蒸着v!8は高い反射率を
もっており、照射された光ビーム2はここで反則され、
対物レンズ5、コリメーターレンズ4、ハーフプリズム
3、円柱レンズ9を介して受光素子10に入射しここで
光電変換された信号は、トラッキングエラー信号、焦点
エラー信号及び再生信号として取り出される。受光素子
10の受光面10aはCD6の記録部(アルミニウム悉
看膜8よ)から反射して受光面10aに至る光ビーム2
aの光軸■に対し垂直である。
(Prior Art) FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of playing back a compact disc. In the figure, a light beam 2 emitted from a laser diode 1 passes through a half prism 3 and a collimator lens 4, and is focused by an objective lens 5.
A digital information signal is irradiated onto the aluminum evaporated film 8 located within the transparent plastic 7 constituting the D6. Aluminum vapor deposition v! 8 has a high reflectance, and the irradiated light beam 2 is reflected here,
Signals incident on the light receiving element 10 via the objective lens 5, collimator lens 4, half prism 3, and cylindrical lens 9 and photoelectrically converted there are extracted as a tracking error signal, a focus error signal, and a reproduction signal. The light-receiving surface 10a of the light-receiving element 10 receives a light beam 2 that is reflected from the recording section (aluminum film 8) of the CD 6 and reaches the light-receiving surface 10a.
It is perpendicular to the optical axis ■ of a.

ここでは、上述したレーザダイオード1、ハーフプリズ
ム3、コリメーターレンズ4、対物レンズ5、円柱レン
ズ9、受光素子10を含めて光ピックアップと言う。
Here, the above-described laser diode 1, half prism 3, collimator lens 4, objective lens 5, cylindrical lens 9, and light receiving element 10 are collectively referred to as an optical pickup.

さて、CDプレーヤを用いてCD6に記録されたディジ
タル信号を忠実に再生するためには、複数ビット11を
光ビーム2で正確にトレースする必要がある。しかし、
再生の際には、面振れ(CD6の記録面に対する上下方
向の揺動)あるいは偏心(CD6の半径方向の揺動)が
生じ、これらの悪影響を除去するため、面振れあるいは
偏心の大きさに応じて対物レンズ5の焦点あるいは傾き
を調整する図示しない調整機構(例えばアクチュエータ
)の制御には、上記した受光素子10からの出力信号を
用いたサーボ技術が不可欠である。
Now, in order to faithfully reproduce the digital signal recorded on the CD 6 using a CD player, it is necessary to accurately trace the plurality of bits 11 with the light beam 2. but,
During playback, surface runout (swinging of the CD 6 in the vertical direction with respect to the recording surface) or eccentricity (swinging of the CD 6 in the radial direction) occurs. A servo technique using the output signal from the light receiving element 10 described above is essential for controlling an adjustment mechanism (for example, an actuator), not shown, which adjusts the focus or inclination of the objective lens 5 accordingly.

即ち、対物レンズ5は2次元(フォーカス方向(CD6
の記録面に対する上下方向、及びトラック方向(CD6
の半径方向))に移動可能となるよう上記調整機構によ
って保持されており、ここでは詳述しないが、この調整
IMとしては各方向へ移動できるように、周知のスピー
カのボイスコイルと同様なアクチェータく図示せず)が
採用されている。そして上記した光ピックアップをCD
6の面振れに応じて揺動するためには受光素子10から
の焦点エラー信号を検出し、その検出伍に応じてアクチ
ェータに帰還をかけなければならない。
That is, the objective lens 5 is two-dimensional (focus direction (CD6
in the vertical direction with respect to the recording surface and in the track direction (CD6
Although not described in detail here, this adjustment IM uses an actuator similar to the voice coil of a well-known speaker so as to be movable in each direction. (not shown) is adopted. Then, use the above optical pickup as a CD
In order to swing in accordance with the surface deflection of the lens 6, it is necessary to detect a focus error signal from the light receiving element 10 and apply feedback to the actuator in accordance with the detection level.

CD6の面振れによって生じる焦点エラー信号の検出に
は、主に(1)非点収差法(Astigmatic m
ethod )及び■ビームサイズ法(Beam−si
ze Iethod)が用いられている。
To detect the focus error signal caused by the surface wobbling of the CD6, the following methods are mainly used: (1) Astigmatic method
method) and ■Beam size method (Beam-si method)
ze Ithod) is used.

第8図は非点収差法を説明するための図であり、同図(
A)はその全体図、同図(B)は受光素子11上におけ
る光ビームの照射状態を示す図である。同図において、
11は受光素子、12は円柱レンズ、13はコリメータ
ーレンズ、14は対物レンズ、15はディスク記録面、
16は誤差信号増幅器である。
Figure 8 is a diagram for explaining the astigmatism method.
A) is an overall view thereof, and FIG. 3(B) is a view showing the irradiation state of the light beam on the light receiving element 11. In the same figure,
11 is a light receiving element, 12 is a cylindrical lens, 13 is a collimator lens, 14 is an objective lens, 15 is a disk recording surface,
16 is an error signal amplifier.

第す図はビームサイズ法を説明するための図であり、同
図(A)はその全体図、同図(8)は同心円状フォトダ
イオード22からなる受光素子を用いた光検出器17を
示す図、同図(C)は多分割フォトダイオード23を用
いた光検出器17を示す図である。同図において、17
は光検出器、18はハーフプリズム、1つはコリメータ
ーレンズ、20は対物レンズ、21はディスク記録面、
22は同心円状フォトダイオード、23は多分割フォト
ダイオードである。
Figure 2 is a diagram for explaining the beam size method; Figure (A) is an overall view thereof, and Figure (8) shows a photodetector 17 using a light receiving element consisting of a concentric photodiode 22. FIG. 2C is a diagram showing a photodetector 17 using a multi-division photodiode 23. In the same figure, 17
is a photodetector, 18 is a half prism, 1 is a collimator lens, 20 is an objective lens, 21 is a disk recording surface,
22 is a concentric photodiode, and 23 is a multi-division photodiode.

(1)非点収差法は第8図(A)、(B)に示す如く、
円柱レンズ12と凸レンズ(コリメーターレンズ13及
び対物レンズ14)の組合わせによって、ディスク記録
面15に光ビームの焦点が合っているときには受光素子
11上には真円(同図(B)中実線で示す円)が現われ
る。また、焦点がずれると、楕円(同図(B)中破線で
示す2個の楕円)が受光素子11上に現われる。そして
同図(B)に示す如く、A、B、C,Dに4分割された
受光素子11は真円あるいは楕円の形状に応じた焦点エ
ラー信号を誤差信号増幅316を介して得る焦点エラー
検出方法である。
(1) The astigmatism method is as shown in Figure 8 (A) and (B).
Due to the combination of the cylindrical lens 12 and the convex lens (collimator lens 13 and objective lens 14), when the light beam is focused on the disk recording surface 15, a perfect circle (solid line in the figure (B)) appears on the light receiving element 11. A circle (indicated by ) will appear. Furthermore, when the focus is shifted, ellipses (two ellipses indicated by broken lines in FIG. 2B) appear on the light receiving element 11. As shown in FIG. 3B, the light receiving element 11 divided into four parts A, B, C, and D detects a focus error by obtaining a focus error signal corresponding to the shape of a perfect circle or an ellipse via an error signal amplification 316. It's a method.

また、ビームサイズ法は第9図(A>の矢印■に示す如
く、対物レンズ20の位置を適宜フォーカス方向に移動
させることにより、焦点エラーによるビームの大きさの
変化を検出することができる。すなわち、同図(B)に
示す複数のフォトダイオード2部分E、Fで構成された
同心円状フォトダイオード22からの光電変換された信
号を誤差増幅器24で演算して焦点エラー信号を検出す
る焦点エラー検出方法であり、また、同図(C)に示す
複数のフォトダイオード3部分G、8.1で構゛成され
た同心円状フォトダイオード23からの光電変換された
信号を誤差増幅525.26で演0して焦点エラー信号
を検出する焦点エラー検出方法である。
Furthermore, in the beam size method, by appropriately moving the position of the objective lens 20 in the focus direction, as shown by the arrow ■ in FIG. 9 (A>), it is possible to detect changes in the beam size due to focus errors. In other words, a focus error signal is detected by calculating a photoelectrically converted signal from a concentric photodiode 22 made up of two photodiode parts E and F shown in FIG. This is a detection method in which a photoelectrically converted signal from a concentric photodiode 23 made up of a plurality of photodiode three sections G and 8.1 shown in FIG. This is a focus error detection method for detecting a focus error signal by performing zero operation.

前述した(1)非点収差法、■ビームサイズ法おいて用
いられる、受光素子11あるいは光検出器17の受光面
は光軸■に対して直角である。
The light-receiving surface of the light-receiving element 11 or photodetector 17 used in the above-mentioned (1) astigmatism method and (2) beam size method is perpendicular to the optical axis (2).

(5′!明が解決しようとする問題点)上述した従来の
焦点エラー検出方法において、非点収差法は構成する部
品点数が多く高面となり調整も面倒であるという問題点
があり、またビームサイズ法では検出しISる焦点エラ
ー信号のダイナミックレンジが大きくとれないという問
題点があった。
(Problem 5'! Ming tries to solve) In the conventional focus error detection method described above, the astigmatism method has the problem that the number of components is large and the surface is high, making adjustment troublesome. The size method has a problem in that the dynamic range of the detected IS focus error signal cannot be widened.

(問題点を解決するための手段) 上述した問題点を解決するために、本発明は焦点エラー
検出方法を、光ビームの光軸に対して受光素子を所定角
度傾斜させて光ビームの光路上に配置し、前記受光素子
を形成する複数の受光素子部分に照射された光ビームの
部分スポット光の光量を判定することにより、光ピック
アップの焦点エラーを検出するように構成した。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a focus error detection method by tilting a light receiving element at a predetermined angle with respect to the optical axis of the light beam. The focus error of the optical pickup is detected by determining the amount of partial spot light of the light beam irradiated onto a plurality of light receiving element portions forming the light receiving element.

(実施例) 本発明になる焦点エラー検出方法の大きな特徴。(Example) Major features of the focus error detection method according to the present invention.

は、例えばディスクの記録面から反射して受光素子の受
光面に至る光ヒームの光軸に対して、受光素子の受光面
を傾斜し、これを光路上に配置して、焦点エラー信号を
検出する方法である。
For example, the light receiving surface of the light receiving element is tilted with respect to the optical axis of the optical beam that is reflected from the recording surface of the disk and reaches the light receiving surface of the light receiving element, and this is placed on the optical path to detect the focus error signal. This is the way to do it.

第1図は本発明になる焦点エラー検出方法の原理を説明
するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the focus error detection method according to the present invention.

第2図は第1図に示す受光素子27の受光面27a上に
形成される光学像を示す図であり、同図(A)は受光面
27aの前方に光ビーム2aの焦点F1があるときの光
学像81同図(B)は受光面27a上に光ビーム2aの
焦点Foがあるとぎの光学像b1同図(C)は受光面2
7aの後方に光ビーム2aの焦点F2があるときの光学
像Cをそれぞれ示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an optical image formed on the light-receiving surface 27a of the light-receiving element 27 shown in FIG. The optical image 81 in the same figure (B) shows the optical image b after the focal point Fo of the light beam 2a is on the light receiving surface 27a; the same figure (C) shows the light receiving surface 2.
FIG. 7 is a diagram showing an optical image C when a focal point F2 of the light beam 2a is behind the light beam 7a.

第3図は受光素子27の受光面27aを構成する受光素
子部分A〜Fの実施例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of light receiving element portions A to F forming the light receiving surface 27a of the light receiving element 27. In FIG.

第4図は第1図に示す受光素子27を光軸■方向から見
た状態を示す図であり、同図(A)は第2図に示す受光
素子27の受光面27a、同図(B)は受光面27aに
入射する光ビーム2aのスポット光を6分割した部分ス
ポット光量〜へ、同図(C)は同図(A)に示す受光素
子27のS。
FIG. 4 is a view showing the light receiving element 27 shown in FIG. ) is the partial spot light intensity obtained by dividing the spot light of the light beam 2a incident on the light-receiving surface 27a into six parts, and (C) is S of the light-receiving element 27 shown in (A).

S一点に同図(B)に示すスポット光のA、A=点を重
ね合せた状態をそれぞれ示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which points A and A= of the spot light shown in FIG. 3B are superimposed on one point S. FIG.

第5図は第2図(A)に示光学像aが受光面27a上に
現われた状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the optical image a appears on the light-receiving surface 27a in FIG. 2(A).

第6図は第3図に示す受光素子27の受光面27aを構
成する受光素子部分A−Fの他の実施例を示す図である
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the light-receiving element portions A to F forming the light-receiving surface 27a of the light-receiving element 27 shown in FIG.

前述したものと同一構成部分に同一符号を付しその説明
を省略する。
Components that are the same as those described above are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

第1図に示す本発明になる焦点エラー検出方法の原理を
説明するための図における構成は、前述した第7図に示
すコンパクトディスクを再生する原理の構成中にある、
円柱レンズ9を除去し、光軸■に対して垂直に設置され
た受光素子10を角度αだけ傾斜させたものと考えるこ
とができる。
The configuration in the diagram for explaining the principle of the focus error detection method according to the present invention shown in FIG. 1 is included in the configuration of the principle for playing a compact disc shown in FIG. 7 described above.
It can be considered that the cylindrical lens 9 is removed and the light receiving element 10 installed perpendicular to the optical axis (2) is tilted by an angle α.

すなわち、本発明の原理においては、ハーフプリズム3
と受光素子27との間に円柱レンズ9が介在していない
から、ディスク記録面28で反射した光ビーム2aを直
接、受光素子27の受光面27a上に導入することがで
きるという特徴があり、また光ビーム2aの光軸Iに対
して角度αだけ受光素子27の受光面27aを傾斜させ
たことにより、後述する第2図(A)〜(C)に示すよ
うな状態に応じた様々な形状の光学像a−Cを受光する
ことができるという特徴もある。
That is, in the principle of the present invention, the half prism 3
Since the cylindrical lens 9 is not interposed between the disc recording surface 28 and the light-receiving element 27, the light beam 2a reflected by the disk recording surface 28 can be directly introduced onto the light-receiving surface 27a of the light-receiving element 27. Furthermore, by inclining the light receiving surface 27a of the light receiving element 27 by an angle α with respect to the optical axis I of the light beam 2a, various effects can be achieved according to the conditions as shown in FIGS. Another feature is that it can receive an optical image a-C of the shape.

なお、ディスク記録面28とは、例えばCD6のアルミ
ニウム蒸着膜8の表面に形成されているビットを含む情
報信号記録面を言うことは勿論である。
It goes without saying that the disk recording surface 28 refers to the information signal recording surface including bits formed on the surface of the aluminum vapor deposited film 8 of the CD 6, for example.

さて、前述した第1図に示す受光素子27は、第3図に
示す如く、受光素子部分A−Fによって受光面27aが
構成されている。受光素子27の形状は第3図に示す如
く、方形であり、6個の受光素子部分A−Fから構成さ
れる。受光素子部分A〜Fは上下2段構成となっており
、上段部はA〜C1下段部はD−Fからなる4、受光素
子27の両端部にある受光素子部分A、C(()、F)
の幅はその中央部にある受光素子部分B(E)の幅より
大である。受光素子27は例えばフAトダイオードを6
分割したもの、あるいG、tフォトダイオード6@を集
合して構成したものである。
Now, in the light-receiving element 27 shown in FIG. 1 described above, as shown in FIG. 3, a light-receiving surface 27a is constituted by the light-receiving element portions AF. As shown in FIG. 3, the shape of the light receiving element 27 is rectangular and is composed of six light receiving element parts A to F. The light-receiving element parts A to F have a two-stage structure, upper and lower, with the upper part being A to C1 and the lower part being D-F. F)
is larger than the width of the light-receiving element portion B(E) located at the center thereof. The light receiving element 27 includes, for example, 6 photodiodes.
It is constructed by dividing it or by collecting G and T photodiodes 6@.

受光素子部分A〜Fにはそれぞれ、照射されたスポット
光の照射状態に応じて充電変換された信号を増幅する図
示しない増幅器が接続されており、各受光素子部分A〜
Fに照射された光ビーム2aの照射状態に応じて光電変
換された焦点エラー信号が出力される。そして、この焦
点1ラ一信号は、ディスク記録面28の而振れに応じて
発止するものであるから、この変化量に応じて対物レン
ズ5をフA−カス方向に移動する図示せぬ7クチェ−夕
に帰還される。
Each of the light receiving element portions A to F is connected to an amplifier (not shown) that amplifies a charge-converted signal according to the irradiation state of the irradiated spot light.
A focus error signal photoelectrically converted according to the irradiation state of the light beam 2a irradiated onto F is output. Since this focus 1 signal is generated in response to the vibration of the disk recording surface 28, a 7 (not shown) signal is generated that moves the objective lens 5 in the focus direction according to the amount of change. He returned to Kuche in the evening.

このようにして、面振れによる光ピックアップ(特に対
物レンズ5)の焦点エラーを除去できるのである。
In this way, the focus error of the optical pickup (particularly the objective lens 5) due to surface wobbling can be eliminated.

上記した受光素子27は、第1図に示寸如く、ハーフプ
リズム3から反射される光ビーム2aの光軸■を中心と
する光路上に配置されている。
The above-mentioned light receiving element 27 is arranged on an optical path centered on the optical axis (2) of the light beam 2a reflected from the half prism 3, as shown in FIG.

そして、受光素子27は光軸■に対して角度αで傾斜す
る受光面27aによって、焦点エラー信号を良好に得ら
れるよう必要に応じて調整できる調整礪構を備えても良
い。
The light-receiving element 27 may be provided with an adjustment mechanism that can be adjusted as necessary to obtain a good focus error signal by means of a light-receiving surface 27a that is inclined at an angle α with respect to the optical axis (2).

第1図に示す本発明になる焦点エラー検出方法の原理の
構成において、面振れ等によりディスク記録面28上に
対物レンズ5の焦点が合致しない場合(下記の■、■の
状態)あるいは、焦点が合致している場合(下記の■の
状態)がある。即ち、■ディスク記録面28に対し対物
レンズ5が遠すぎる場合、このときディスク記録面28
から反射された光ビーム2aの焦点F1は、第2図(A
)に示す如く、受光面27aの前方に結ばれ、受光面2
7a上には光学像a(光軸■の上方に伸びた楕円状のス
ポット光)が形成される。
In the configuration of the principle of the focus error detection method according to the present invention shown in FIG. There is a case (state ■ below) where they match. That is, if the objective lens 5 is too far away from the disk recording surface 28, then the disk recording surface 28
The focal point F1 of the light beam 2a reflected from the
), it is connected to the front of the light receiving surface 27a, and the light receiving surface 2
An optical image a (elliptical spot light extending above the optical axis ■) is formed on 7a.

■ディスク記録面28に対物レンズ5の焦点が合致して
いる場合、このとき光ビーム2aの焦点Fo’は、第2
図(B)に示す如く、受光面27a上に結ばれ、受光面
27a上には光学像b(光軸Iを中心とする上下対称の
小さな楕円状のスポット光)が形成される。
■When the focus of the objective lens 5 matches the disk recording surface 28, the focus Fo' of the light beam 2a is at the second
As shown in Figure (B), the light is focused on the light-receiving surface 27a, and an optical image b (a small elliptical spot light vertically symmetrical about the optical axis I) is formed on the light-receiving surface 27a.

■ディスク記録面28に対物レンズ5が近づきすぎる場
合、このとき光ビーム2aの焦点F2は、第2図(C)
に示す如く、受光面27aの後方に結ばれ、受光面27
a上には光学像C(光軸■の下方に伸びた楕円状のスポ
ット光)が形成される。
■If the objective lens 5 is too close to the disk recording surface 28, the focal point F2 of the light beam 2a will be as shown in Fig. 2 (C).
As shown in FIG.
An optical image C (elliptical spot light extending below the optical axis 2) is formed on a.

このように、第1図に示す構成においては、対物レンズ
5の焦点が合致しない場合(上記の■。
In this way, in the configuration shown in FIG. 1, if the focus of the objective lens 5 does not match (2) above.

■の状態)あるいは、焦点が合致している場合(上記の
■の状B)のいずれかの状態となる。
The state will be either (state 2) or when the focus is in alignment (state B of state 2 above).

上述した第1図に示を構成の受光素子27に第3図に示
す受光素子を適用し、そして上記■の状態(ディスク記
録面28に対し対物レンズ5が遠すぎる場合)であると
すれば、第2図(A)のようになり、受光面27aは第
5図に示す光学像aが得られることになる。
If the light-receiving element shown in FIG. 3 is applied to the light-receiving element 27 having the configuration shown in FIG. , as shown in FIG. 2(A), and an optical image a shown in FIG. 5 is obtained on the light-receiving surface 27a.

また、第5図に示す状態のものを光軸工方向から見れば
、第4図(C)に示す如く見えるはずである。この状態
は第4図(A>に示す受光面27aの分割線の交点S、
S−にスポット光の分割点A、A−を重ね合せると得ら
れる。
Moreover, if the state shown in FIG. 5 is viewed from the direction of the optical axis, it should appear as shown in FIG. 4(C). In this state, the intersection point S of the dividing line of the light-receiving surface 27a shown in FIG.
It is obtained by superimposing the splitting points A and A- of the spot light on S-.

第4図(C)において、受光素子27の受光面27aを
構成する受光素子部分Bは、同図(B)に示すスポット
光を分割して構成する部分スポット光「口」を全部数め
ることはできない。逆に受光素子部分Eは部分スポット
光「ホ」を全部含み、かつ部分スポット光「二」、「へ
」の一部をも含んでいる。
In FIG. 4(C), the light-receiving element portion B that constitutes the light-receiving surface 27a of the light-receiving element 27 counts all the partial spot light "mouths" formed by dividing the spot light shown in FIG. 4(B). It is not possible. Conversely, the light-receiving element portion E includes all of the partial spotlights "E" and also includes parts of the partial spotlights "2" and "HE".

上記■の状態(ディスク記録面28に対物レンズ5が近
づきすぎる場合)であると、第2図(C)のようになり
、これに伴って第4図及び第5図は共に1述した■の状
態と逆の関係となる。
In the above state (2) (when the objective lens 5 is too close to the disk recording surface 28), the state shown in FIG. 2(C) occurs, and accordingly, both FIGS. The relationship is inverse to the state of .

つまり、ディスク記録面28に対物レンズ5が遠い場合
は受光素子部分Eの出力が大きく、近い場合には受光素
子部分Bの出力が大きくなる。
That is, when the objective lens 5 is far from the disk recording surface 28, the output of the light-receiving element portion E is large, and when it is close, the output of the light-receiving element portion B is large.

このことを利用して受光素子部分Bと同上上にそれぞれ
照射された、光ビーム2aの部分スポット光「口」、同
「ホ」の照射光量に応じて光電変換された両信号出力レ
ベルを比較することにより、この出力レベル差に応じた
焦点エラー信号が得られる。しかも、その焦点エラー信
号の極性(=。
Utilizing this fact, compare the output levels of both signals photoelectrically converted according to the irradiation light intensity of the partial spot lights "mouth" and "ho" of the light beam 2a, which are irradiated on the light receiving element part B and the same above, respectively. By doing so, a focus error signal corresponding to this output level difference can be obtained. Moreover, the polarity of the focus error signal (=.

+)によりディスク記録面28と対物レンズ5との距離
の遠近の極性情報も得られる。
+), polarity information about the distance between the disk recording surface 28 and the objective lens 5 can also be obtained.

例えば、上記■の状態(ディスク記録面28に対し対物
レンズ5が速すぎる場合)において、第2図(A)に示
す光学@aが受光面27a上に得られるから、受光素子
部分B上の部分スポット光「口」の照射光量は受光素子
部分B上の部分スポット光「ホ」の照射光量より小とな
り、受光素子部分Bから得られる光電変換された信号は
受光素子部分Eから1与られる光電変換された信号より
そのレベルが小となって、両信号出力を比較することに
より、角の焦点エラー信号が得られる。
For example, in the above state ① (when the objective lens 5 is too fast relative to the disk recording surface 28), since the optical field @a shown in FIG. 2(A) is obtained on the light receiving surface 27a, The amount of light irradiated by the partial spotlight "mouth" is smaller than the amount of light irradiated by the partial spotlight "ho" on the light receiving element part B, and the photoelectrically converted signal obtained from the light receiving element part B is given by 1 from the light receiving element part E. Its level is lower than that of the photoelectrically converted signal, and by comparing both signal outputs, a corner focus error signal is obtained.

負の焦点エラー信号は対物レンズ5をディスクの記録面
28に近づけるべぎ極性で得られるため、これに従って
対物レンズ5を移動させるアクチェータを作動させると
、光ビーム2aの焦点F1は受光面27a上に次第に近
づき、これに伴って受光面27a上に照射される光学l
aの大きさは小さくなり、これが受光素子部分B、Eに
全部数まってしまうと、受光素子部分Bからの信号と受
光素子部分Eからの信号との両信号の出力差はなく゛な
り、焦点エラー信号はゼロとなる。
A negative focus error signal is obtained by polarizing the objective lens 5 closer to the recording surface 28 of the disk, so when the actuator that moves the objective lens 5 is actuated in accordance with this, the focus F1 of the light beam 2a will be on the light receiving surface 27a. , and as a result, the light beam irradiated onto the light-receiving surface 27a gradually approaches
The size of a becomes small, and when all of this is accumulated in the light receiving element parts B and E, the output difference between the signal from the light receiving element part B and the signal from the light receiving element part E disappears, and the focal point The error signal will be zero.

こうして、上記■の状態(ディスク記録面28に対物レ
ンズ5の焦点が合致している場合)となる。
In this way, the state (2) described above (when the focus of the objective lens 5 matches the disk recording surface 28) is achieved.

上記■の状態(ディスク記録面28に対物レンズ5が近
づきすぎる場合)においては、上記■の状態(ディスク
記録面28に対し対物レンズ5が速すぎる場合)の説明
とは逆極性の焦点エラー信号が得られることは言うまで
もない。
In the above condition (■) (when the objective lens 5 is too close to the disk recording surface 28), a focus error signal with a polarity opposite to that described in the above condition (■ (when the objective lens 5 is too fast with respect to the disk recording surface 28)) is generated. Needless to say, you can obtain

上記■の状態(ディスク記録面28に対物レンズ5の焦
点が合致している場合)において、受光面27 a上に
照射される光学像すは小さいものであるから、受光素子
部分B、E内に全部数めるよう設定するため、従って焦
点エラー信号はない。
Since the optical image irradiated onto the light-receiving surface 27a is small in the above state (when the focus of the objective lens 5 is aligned with the disk recording surface 28), the light-receiving element portions B and E are Therefore, there is no focus error signal.

このように、受光素子27の受光面27aを構成する受
光素子部分A−E上に照射される光学像a−Cの大きさ
及びその形状によって、対物レンズ5の焦点エラーを検
出し、焦点エラー信号のレベル及びその極性によって、
対物レンズ5をフォーカス方向に移動させるアクチェー
タを作動させることにより、焦点エラー(焦点のずれ)
を除去することができる。
In this way, the focus error of the objective lens 5 is detected based on the size and shape of the optical image a-C irradiated onto the light-receiving element portion A-E constituting the light-receiving surface 27a of the light-receiving element 27, and the focus error is detected. Depending on the signal level and its polarity,
By operating the actuator that moves the objective lens 5 in the focus direction, focus error (focal shift) can be avoided.
can be removed.

上述したのは、受光面27a8構成する受光素子部分B
、Eから得られる信号を用いて焦点エラーを除去するこ
とについて述べたが、これ以外の受光素子部分A、C,
D、Fにおいては受光素子部分B、Eとは逆の関係(デ
ィスク記録面28に対物レンズ5が遠い場合、受光素子
部分Bく受光素子部分Eであると同時に、(受光素子部
分A+受光素子部分C)〉(受光素子部分り土受光素子
部分F)、近い場合にはこの逆になる。従って受光素子
部分A、C,D、Fからも焦点エラー信号が得られる。
What has been described above is the light-receiving element portion B that constitutes the light-receiving surface 27a8.
, E has been described to remove the focus error using the signals obtained from the light-receiving element parts A, C, and E.
In D and F, the relationship is opposite to that of the light-receiving element portions B and E (if the objective lens 5 is far from the disk recording surface 28, the light-receiving element portion B is smaller than the light-receiving element portion E, and at the same time, (light-receiving element portion A + light-receiving element portion Portion C)> (light-receiving element portion F), and if the light-receiving element portion is close to the light-receiving element portion F), the opposite is true.Therefore, focus error signals can also be obtained from the light-receiving element portions A, C, D, and F.

〕となり、これからも同様の信号が得られるのでこれを
使用することもできる。実際には受光素子部分A−Fか
ら得られる光電変換された信号全部を利用することがで
きる。
], and since the same signal can be obtained from this, it can also be used. In fact, all of the photoelectrically converted signals obtained from the light receiving element portions A to F can be used.

上述した本発明になる焦点エラー検出方法においては、
受光面27aを形成する各受光素子部分A−Fから得ら
れる光量の大小関係に応じて発生する信号は、どんなに
焦点が遠くなっても得られるため、−■から+■まで焦
点エラー信号が消失することはない。しかも、焦点が遠
いところでは感度が鈍く、焦点に近ずくにつれて感度が
上がるから、正確な焦点の一致が得られるという理想的
な原理である。
In the focus error detection method according to the present invention described above,
Since the signal generated according to the magnitude relationship of the light amount obtained from each light receiving element portion A to F forming the light receiving surface 27a can be obtained no matter how far the focus is, the focus error signal disappears from -■ to +■ There's nothing to do. Moreover, the sensitivity is low when the focus is far away, and the sensitivity increases as you get closer to the focus, making it an ideal principle to achieve accurate focus alignment.

また、本発明になる焦点エラー検出方法においては、ハ
ーフプリズム3と受光索子27との間に円柱レンズ9を
介在していないから、ディスク記録面28から直接、極
性信号を得られる。
Furthermore, in the focus error detection method according to the present invention, since the cylindrical lens 9 is not interposed between the half prism 3 and the light receiving probe 27, the polarity signal can be obtained directly from the disk recording surface 28.

前)ボしたものは、コンパクトディスククを例にして説
明したが、本発明方法はこれに限定されることはなく、
ビデオディスク等地の光学的記録媒体を用いて再生する
際についても、同様に適用できることは勿論である。
Although the above was explained using a compact disc as an example, the method of the present invention is not limited to this.
Of course, the present invention can also be similarly applied to reproduction using an optical recording medium such as a video disc.

(発明の効果) 上述したように、本発明になる焦点エラー検出り法は、
従来の焦点エラー検出方法において生じていた欠点、即
ち、非点収差法は構成する部品点数が多く高価となり調
整も面倒であるという欠点、また、ビームサイズ法では
検出し得たフォーカス誤差信号のダイナミックレンジが
大きくとれないという欠点を解消することができ、(9
られた焦点エラー信号が、大きざのみでなく極性も含め
て直接得られ、しかも信号のダイナミックレンジが非常
に大きいという特徴を有する。
(Effects of the Invention) As described above, the focus error detection method of the present invention is as follows:
The drawbacks of conventional focus error detection methods are that the astigmatism method requires a large number of components, is expensive, and is troublesome to adjust, and the beam size method cannot detect the dynamic focus error signal. It can eliminate the drawback of not being able to get a large range, (9
The focus error signal obtained is directly obtained including not only the amplitude but also the polarity, and the dynamic range of the signal is very large.

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

第1図は本発明になる焦点エラー検出方法の原理を説明
するための図、第2図は第1図に示す受光素子27の受
光面27a士に形成される光学像を示す図であり、同図
(A)は受光面27aの前方に光ビーム2aの焦点F1
があるときの光・予像a、同図(B)は受光面27a上
に光ビーム2aの焦点Foがあるときの光学Bb、同図
(C)は受光面27aの後方に光ビーム2aの焦点F2
があるときの光学像Cをそれぞれ示す図、第3図は受光
素子27の受光面27aを構成する受光素子部分A−F
の実施例を示す図、第4図は第1図に示す受光素子27
を光軸Ih向から見た状態を示す図であり、同図(A)
は第2図に示す受光素子27の受光面27a、同図(B
)は受光面27a ′に入射する光ビーム2aのスポッ
ト光を6分割した部分スポット光重〜へ、同図(C)は
同図(A)に示す受光素子27のS、S=点に同図(B
)に示すスポット光のA、A一点を重ね合せた状態をそ
れぞれ示ず図、第5図は第2図(A)に示光学像aが受
光面27a上に現われた状態を示す図、第6図は第3図
に示す受光素子27の受光面27aを構成する受光素子
部分A−Fの他の実施例を示す図、第7図はコンパクト
ディスクを再生する原理を説明するための図、第8図は
非点収差法を説明するための図であり、同図(A>はそ
の全体図、同図(B)は受光素子11上における光ビー
ムの照射状態を示す図、第9図はビームサイズ法を説明
するための図であり、同図(A)はその全体図、同図(
B)は同心円状フォトダイオード22からなる受光素子
を用いた光検出器17を示す図、同図(C)は多分割フ
ォトダイオード23を用いた光検出器17を示す図であ
る。 2a・・・光ビーム、 27・・・受光素子、 イ〜へ・・・部分スポット光、 A−F・・・受光素子部分、 ■・・・光軸。 ?7          ロ オ6図 −p7図 CA)   徐Sう
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the focus error detection method according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an optical image formed on the light-receiving surface 27a of the light-receiving element 27 shown in FIG. In the same figure (A), the focus F1 of the light beam 2a is located in front of the light receiving surface 27a.
The figure (B) shows the optical image Bb when the focal point Fo of the light beam 2a is on the light-receiving surface 27a, and the figure (C) shows the optical image a when the light beam 2a is focused behind the light-receiving surface 27a. Focus F2
FIG. 3 is a diagram showing the optical image C when
FIG. 4 is a diagram showing an example of the light receiving element 27 shown in FIG.
It is a diagram showing the state seen from the optical axis Ih direction, and the same figure (A)
is the light-receiving surface 27a of the light-receiving element 27 shown in FIG.
) is the partial spot light weight ~ which is obtained by dividing the spot light of the light beam 2a incident on the light receiving surface 27a' into six parts, and (C) is the same as the point S, S= of the light receiving element 27 shown in FIG. Figure (B
5 is a diagram showing a state in which the spot lights A and A shown in FIG. 5 are superimposed on each other. 6 is a diagram showing another embodiment of the light receiving element portions A to F constituting the light receiving surface 27a of the light receiving element 27 shown in FIG. 3, FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of playing a compact disc, FIG. 8 is a diagram for explaining the astigmatism method; FIG. is a diagram for explaining the beam size method.
B) is a diagram showing a photodetector 17 using a light receiving element consisting of a concentric photodiode 22, and FIG. 2a... Light beam, 27... Light receiving element, I... Partial spot light, A-F... Light receiving element portion, ■... Optical axis. ? 7 Roo Figure 6-p7 Figure CA)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 光ビームの光軸に対して受光素子を所定角度傾斜させて
光ビームの光路上に配置し、前記受光素子を形成する複
数の受光素子部分に照射された光ビームの部分スポット
光の光量を判定することにより、光ピックアップの焦点
エラーを検出することを特徴とする焦点エラー検出方法
A light receiving element is tilted at a predetermined angle with respect to the optical axis of the light beam and placed on the optical path of the light beam, and the light intensity of the partial spot light of the light beam irradiated onto the plurality of light receiving element parts forming the light receiving element is determined. A focus error detection method characterized by detecting a focus error of an optical pickup.
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