JPH0110751Y2 - - Google Patents
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- JPH0110751Y2 JPH0110751Y2 JP1983161698U JP16169883U JPH0110751Y2 JP H0110751 Y2 JPH0110751 Y2 JP H0110751Y2 JP 1983161698 U JP1983161698 U JP 1983161698U JP 16169883 U JP16169883 U JP 16169883U JP H0110751 Y2 JPH0110751 Y2 JP H0110751Y2
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- JP
- Japan
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- signal
- focus error
- light
- photodetector
- signals
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/094—Methods and circuits for servo offset compensation
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
- G11B7/0909—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only by astigmatic methods
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- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は焦点誤差検出装置に関し、特に光学式
記録又は再生装置における焦点誤差検出装置に関
するものである。
記録又は再生装置における焦点誤差検出装置に関
するものである。
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。第１図において、１は光源、２は光源１か
ら発せられた光束、３はこの光束２を記録媒体５
方向に反射するビームスプリツタ、４はこのビー
ムスプリツタ３で反射された光束２を記録媒体５
の情報記録面５ａに収束照射せしめる対物レン
ズ、６は記録面５ａで反射された反射光束、７は
この反射光束６に非点収差を与えるシリンドリカ
ルレンズである。このシリンドリカルレンズ７を
経た非点光束が合焦状態で生じる２つの焦線の間
に光束断面が円形となる位置があり、そこに受光
面８ａが位置するように光検出器８が置かれる。
つた。第１図において、１は光源、２は光源１か
ら発せられた光束、３はこの光束２を記録媒体５
方向に反射するビームスプリツタ、４はこのビー
ムスプリツタ３で反射された光束２を記録媒体５
の情報記録面５ａに収束照射せしめる対物レン
ズ、６は記録面５ａで反射された反射光束、７は
この反射光束６に非点収差を与えるシリンドリカ
ルレンズである。このシリンドリカルレンズ７を
経た非点光束が合焦状態で生じる２つの焦線の間
に光束断面が円形となる位置があり、そこに受光
面８ａが位置するように光検出器８が置かれる。
光検出器８は、第２図に示す如く、ほぼ直交す
る２本の直線を境界線として各々近接配置された
４つの独立な受光素子８1〜８4からなるいわゆる
４分割光検出器である。この光検出器８の受光面
中心Ｏに関して対称な受光素子８1と８3の各出力
信号は加算器９で加算され、受光素子８2と８4の
各出力信号は加算器１０で加算され、更に加算器
９，１０からの各和信号は減算器１１で減算され
る。そして減算器１１からの差信号が焦点誤差信
号として用いられ、この焦点誤差信号に基づいて
第１図に示した光学系の焦点の制御が行われるの
である。
る２本の直線を境界線として各々近接配置された
４つの独立な受光素子８1〜８4からなるいわゆる
４分割光検出器である。この光検出器８の受光面
中心Ｏに関して対称な受光素子８1と８3の各出力
信号は加算器９で加算され、受光素子８2と８4の
各出力信号は加算器１０で加算され、更に加算器
９，１０からの各和信号は減算器１１で減算され
る。そして減算器１１からの差信号が焦点誤差信
号として用いられ、この焦点誤差信号に基づいて
第１図に示した光学系の焦点の制御が行われるの
である。
記録媒体５が合焦点位置にあるとき、反射光束
は光検出器８の受光面８ａ上において、模式的に
第３図ｂに示す如く分布する。従つて、焦点誤差
信号FEは、各受光素子８1〜８4の出力信号の低
域成分をSi（ｉ＝１，２，３，４）とするとき、 FE＝（S1＋S3）−（S2＋S4）＝０ …(1) となる。これに対し、合焦点位置からずれると、
反射光束の分布は第３図ａ又はｃに示すようにな
り、FE＞０又はFE＜０となる。すなわち、焦点
誤差信号FEの符号及び大きさから焦点ずれ方向
及びずれ量を得ることができるのである。
は光検出器８の受光面８ａ上において、模式的に
第３図ｂに示す如く分布する。従つて、焦点誤差
信号FEは、各受光素子８1〜８4の出力信号の低
域成分をSi（ｉ＝１，２，３，４）とするとき、 FE＝（S1＋S3）−（S2＋S4）＝０ …(1) となる。これに対し、合焦点位置からずれると、
反射光束の分布は第３図ａ又はｃに示すようにな
り、FE＞０又はFE＜０となる。すなわち、焦点
誤差信号FEの符号及び大きさから焦点ずれ方向
及びずれ量を得ることができるのである。
このように、従来の焦点誤差検出装置では、受
光面中心に関して対称な受光素子同士の出力信号
を加算し、その和信号同士の差から焦点誤差信号
を得るように構成されているので、トラツキング
制御やジツタ補正等のために光束をトラツキング
方向或いはタンジエンシヤル方向に移動させたと
き、光検出器の受光面上の光束にずれが生じる
と、このずれに応じて焦点誤差信号にオフセツト
が生じてしまうという欠点があつた。
光面中心に関して対称な受光素子同士の出力信号
を加算し、その和信号同士の差から焦点誤差信号
を得るように構成されているので、トラツキング
制御やジツタ補正等のために光束をトラツキング
方向或いはタンジエンシヤル方向に移動させたと
き、光検出器の受光面上の光束にずれが生じる
と、このずれに応じて焦点誤差信号にオフセツト
が生じてしまうという欠点があつた。
また光束のずれを検出し、この検出信号により
(1)式から得られる焦点誤差信号を補償することに
よつてオフセツトを低減する方法も提案されてい
るが（特公昭56−42060号公報等参照）、かかる方
法では、減算回路、乗算回路等を多数必要とする
ので、回路構成が複雑となりかつコスト高となる
欠点があつた。
(1)式から得られる焦点誤差信号を補償することに
よつてオフセツトを低減する方法も提案されてい
るが（特公昭56−42060号公報等参照）、かかる方
法では、減算回路、乗算回路等を多数必要とする
ので、回路構成が複雑となりかつコスト高となる
欠点があつた。
本考案は、上記のような従来装置の欠点を除去
すべくなされたものであり、光検出器の受光面上
での光束の位置ずれを簡単な回路構成で検出し、
焦点誤差信号を補償することにより、該位置ずれ
に伴う焦点誤差信号のオフセツト量を低減した焦
点誤差検出装置を提供することを目的とする。
すべくなされたものであり、光検出器の受光面上
での光束の位置ずれを簡単な回路構成で検出し、
焦点誤差信号を補償することにより、該位置ずれ
に伴う焦点誤差信号のオフセツト量を低減した焦
点誤差検出装置を提供することを目的とする。
本考案による焦点誤差検出装置は、光検出器に
おける２本の分割線の一方に関して同じ側にある
２つの受光素子同士の出力信号を加算して１対の
和信号を得、この１対の和信号間の第１の差信号
を算出し、更に該２本の分割線の他方に関して同
じ側にある２つの受光素子同士の出力信号を加算
して１対の和信号を得、この１対の和信号間の第
２の差信号を算出し、該第１及び第２の差信号を
乗算する演算回路を備え、この演算回路の出力信
号によつて焦点誤差信号を補償する構成となつて
いる。
おける２本の分割線の一方に関して同じ側にある
２つの受光素子同士の出力信号を加算して１対の
和信号を得、この１対の和信号間の第１の差信号
を算出し、更に該２本の分割線の他方に関して同
じ側にある２つの受光素子同士の出力信号を加算
して１対の和信号を得、この１対の和信号間の第
２の差信号を算出し、該第１及び第２の差信号を
乗算する演算回路を備え、この演算回路の出力信
号によつて焦点誤差信号を補償する構成となつて
いる。
以下、本考案の実施例を図に基づいて説明す
る。
る。
第４図において、従来と同様に加算器９，１０
及び減算器１１からなる第１の演算回路１２に加
えて、第２の演算回路１３が設けられている。第
２の演算回路１３は、光検出器８における２本の
直線（分割線）の一方l1に関して同じ側にある２
つの受光素子同士、すなわち受光素子８1と８4，
８2と８3の各出力信号を加算する加算器１４，１
５と、これら加算器１４，１５からの１対の和信
号間の差信号を算出する減算器１６と、該２本の
直線の他方l2に関して同じ側にある２つの受光素
子同士、すなわち受光素子８1と８2，８3と８4の
各出力信号を加算する加算器１７，１８と、これ
ら加算器１７，１８からの１対の和信号間の差信
号を算出する減算器１９と、減算器１６及び１９
からの２つの差信号を乗算する乗算器２０とから
なつている。
及び減算器１１からなる第１の演算回路１２に加
えて、第２の演算回路１３が設けられている。第
２の演算回路１３は、光検出器８における２本の
直線（分割線）の一方l1に関して同じ側にある２
つの受光素子同士、すなわち受光素子８1と８4，
８2と８3の各出力信号を加算する加算器１４，１
５と、これら加算器１４，１５からの１対の和信
号間の差信号を算出する減算器１６と、該２本の
直線の他方l2に関して同じ側にある２つの受光素
子同士、すなわち受光素子８1と８2，８3と８4の
各出力信号を加算する加算器１７，１８と、これ
ら加算器１７，１８からの１対の和信号間の差信
号を算出する減算器１９と、減算器１６及び１９
からの２つの差信号を乗算する乗算器２０とから
なつている。
ここで、従来装置のように(1)式の演算式に従つ
て焦点誤差信号を得る場合、光束の中心が光検出
器８の受光面中心にあるときに、第５図に示す様
な焦点ずれに対する焦点誤差信号の変化が得られ
るのであるが、トラツキング制御やジツタ補正等
のために光束をトラツキング方向或いはタンジエ
ンシヤル方向に移動させると、光検出器８の受光
面上の光束中心が第６図に示すように受光面中心
からずれ、これに伴い焦点誤差信号は第７図に点
線ｂで示す如くオフセツトを生じることになる。
このオフセツト量は第２の演算回路１３において
検出されるのである。
て焦点誤差信号を得る場合、光束の中心が光検出
器８の受光面中心にあるときに、第５図に示す様
な焦点ずれに対する焦点誤差信号の変化が得られ
るのであるが、トラツキング制御やジツタ補正等
のために光束をトラツキング方向或いはタンジエ
ンシヤル方向に移動させると、光検出器８の受光
面上の光束中心が第６図に示すように受光面中心
からずれ、これに伴い焦点誤差信号は第７図に点
線ｂで示す如くオフセツトを生じることになる。
このオフセツト量は第２の演算回路１３において
検出されるのである。
例えば第６図に示す様な位置ずれがあるとき、
オフセツト量は近似的に図の斜線部分の面積に等
しい。なお、第６図の点線は光束の中心Ｐに関し
て光検出器８の分割線xx′，yy′の対称線を表わし
ている。この斜線部分の面積に対応する信号hF
は、各受光素子８1〜８4の出力信号の低域成分を
Si（ｉ＝１，２，３，４）とすれば、近似的に次
式で与えられる。
オフセツト量は近似的に図の斜線部分の面積に等
しい。なお、第６図の点線は光束の中心Ｐに関し
て光検出器８の分割線xx′，yy′の対称線を表わし
ている。この斜線部分の面積に対応する信号hF
は、各受光素子８1〜８4の出力信号の低域成分を
Si（ｉ＝１，２，３，４）とすれば、近似的に次
式で与えられる。
hF∝〔（S1＋S4）−（S2＋S3）〕
〔（S1＋S2）−（S3＋S4）〕 …(2)
(2)式の演算式に従つて第２の演算回路１３で得
られる信号hFは第１の演算回路１２で得られる焦
点誤差信号FEのオフセツトを補償する補償信号
となり、この補償信号hFを適当なゲインで増幅
し、減算器２１において第２の演算回路１２の出
力信号から減算することにより、第７図に実線ａ
で示す如くオフセツトの補償された焦点誤差信号
FEが得られるのである。第７図から明らかな様
に、本考案による焦点誤差信号ａは従来の焦点誤
差信号ｂに比して受光面上での光束中心の位置ず
れによつて生ずるオフセツトが非常に小さいこと
が解る。
られる信号hFは第１の演算回路１２で得られる焦
点誤差信号FEのオフセツトを補償する補償信号
となり、この補償信号hFを適当なゲインで増幅
し、減算器２１において第２の演算回路１２の出
力信号から減算することにより、第７図に実線ａ
で示す如くオフセツトの補償された焦点誤差信号
FEが得られるのである。第７図から明らかな様
に、本考案による焦点誤差信号ａは従来の焦点誤
差信号ｂに比して受光面上での光束中心の位置ず
れによつて生ずるオフセツトが非常に小さいこと
が解る。
なお、第８図に示す如く、４つの受光素子８1
〜８4の各出力信号を加算器２２で加算し、更に
除算器２３において加算器２２からの和信号で乗
算器２０からの積信号を除算し、その商信号を補
償信号hFとして用い、補償信号hFを光検出器８の
全光量で規格化してやることにより、記録媒体５
の製造上における反射率の局所的なばらつき等に
よる反射光量の変動に対して、常に補償信号の最
適値を得ることができ、焦点制御サーボを安定化
させることが出来る。第８図に示す回路で得られ
る補償信号hFは次式で表わされる。
〜８4の各出力信号を加算器２２で加算し、更に
除算器２３において加算器２２からの和信号で乗
算器２０からの積信号を除算し、その商信号を補
償信号hFとして用い、補償信号hFを光検出器８の
全光量で規格化してやることにより、記録媒体５
の製造上における反射率の局所的なばらつき等に
よる反射光量の変動に対して、常に補償信号の最
適値を得ることができ、焦点制御サーボを安定化
させることが出来る。第８図に示す回路で得られ
る補償信号hFは次式で表わされる。
hF∝〔（S1＋S4）−（S2＋S3）〕〔（S1＋S2）−（S3
＋S4）〕／（S1＋S2＋S3＋S4）…(4) 以上説明したように、本考案による焦点誤差検
出装置によれば、光検出器における２本の分割線
の一方に関して同じ側にある２つの受光素子同士
の出力信号を加算して１対の和信号を得、この１
対の和信号間の第１の差信号を算出し、更に該２
本の分割線の他方に関して同じ側にある２つの受
光素子同士の出力信号を加算して１対の和信号を
得、この１対の和信号間の第２の差信号を算出
し、該第１及び第２の差信号を乗算する演算回路
を備え、この演算回路の出力信号によつて焦点誤
差信号を補償するように構成したので、光学部品
等を追加することなく、簡単な回路構成により、
光検出器の受光面上での光束中心の位置ずれに起
因する焦点誤差信号のオフセツトを著しく低減で
き、また例えば加算演算を抵抗分割等により実行
できるので、オペアンプ等の高価な演算素子等が
少なくて済み、しかも、高価なアナログ乗算器は
１個用いるだけの回路構成であるため、低コスト
にて実現できることになる。従つて、かかる焦点
誤差検出装置を用いることにより、安定した焦点
制御を実現することが出来る。
＋S4）〕／（S1＋S2＋S3＋S4）…(4) 以上説明したように、本考案による焦点誤差検
出装置によれば、光検出器における２本の分割線
の一方に関して同じ側にある２つの受光素子同士
の出力信号を加算して１対の和信号を得、この１
対の和信号間の第１の差信号を算出し、更に該２
本の分割線の他方に関して同じ側にある２つの受
光素子同士の出力信号を加算して１対の和信号を
得、この１対の和信号間の第２の差信号を算出
し、該第１及び第２の差信号を乗算する演算回路
を備え、この演算回路の出力信号によつて焦点誤
差信号を補償するように構成したので、光学部品
等を追加することなく、簡単な回路構成により、
光検出器の受光面上での光束中心の位置ずれに起
因する焦点誤差信号のオフセツトを著しく低減で
き、また例えば加算演算を抵抗分割等により実行
できるので、オペアンプ等の高価な演算素子等が
少なくて済み、しかも、高価なアナログ乗算器は
１個用いるだけの回路構成であるため、低コスト
にて実現できることになる。従つて、かかる焦点
誤差検出装置を用いることにより、安定した焦点
制御を実現することが出来る。
第１図は光学式記録又は再生装置における光学
系の模式図、第２図は従来例を示す回路図、第３
図ａ，ｂ，ｃは光検出器の受光面上での光束形状
を示す模式図、第４図は本考案の一実施例を示す
回路図、第５図は焦点ずれに対する焦点誤差信号
の変化を示す図、第６図は光検出器の受光面上で
の光束中心がずれた場合を示す模式図、第７図は
第６図の状態における焦点ずれに対する焦点誤差
信号の変化を示す図、第８図は本考案の他の実施
例を示す回路図である。 主要部分の符号の説明、１…光源、３…ビーム
スプリツタ、４…対物レンズ、７…シリンドリカ
ルレンズ、８…光検出器、１２…第１の演算回
路、１３…第２の演算回路。
系の模式図、第２図は従来例を示す回路図、第３
図ａ，ｂ，ｃは光検出器の受光面上での光束形状
を示す模式図、第４図は本考案の一実施例を示す
回路図、第５図は焦点ずれに対する焦点誤差信号
の変化を示す図、第６図は光検出器の受光面上で
の光束中心がずれた場合を示す模式図、第７図は
第６図の状態における焦点ずれに対する焦点誤差
信号の変化を示す図、第８図は本考案の他の実施
例を示す回路図である。 主要部分の符号の説明、１…光源、３…ビーム
スプリツタ、４…対物レンズ、７…シリンドリカ
ルレンズ、８…光検出器、１２…第１の演算回
路、１３…第２の演算回路。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ほぼ直交する２本の直線を境界線として各々
近接配置された４つの独立な受光素子からなる
光検出器と、記録媒体の情報記録面を経た光束
を前記光検出器の受光面に非点収束形態で導く
光学系と、前記光検出器の４つの受光素子の出
力信号を演算する第１の演算回路を備え、前記
第１の演算回路の出力信号を焦点誤差信号とす
る焦点誤差検出装置であつて、前記光検出器に
おける該２本の直線の一方に関して同じ側にあ
る２つの受光素子同士の出力信号を加算して第
１の１対の和信号を得る手段と、前記第１の１
対の和信号間の第１の差信号を算出する手段
と、該２本の直線の他方に関して同じ側にある
２つの受光素子同士の出力信号を加算して第２
の１対の和信号を得る手段と、前記第２の和信
号間の第２の差信号を算出する手段と、前記第
１及び第２の差信号を乗算して積信号を得る手
段とを有する第２の演算回路を備え、前記第２
の演算回路の出力信号によつて前記焦点誤差信
号を補償することを特徴とする焦点誤差検出装
置。 (2) 前記第２の演算回路は、前記４つの受光素子
の各出力信号を加算して和信号を得る手段と、
前記和信号で前記積信号を除算する手段とを有
することを特徴とする実用新案登録請求の範囲
第１項記載の焦点誤差検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983161698U JPS6070924U (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 焦点誤差検出装置 |
| DE19843438252 DE3438252A1 (de) | 1983-10-19 | 1984-10-18 | Fokussierungsfehlerdetektoreinrichtung fuer ein optisches aufzeichnungs- und wiedergabegeraet |
| US06/662,149 US4658391A (en) | 1983-10-19 | 1984-10-18 | Focus error detection device for an optical recording/playing back system |
| GB08426518A GB2150386B (en) | 1983-10-19 | 1984-10-19 | Automatic focussing for video or compact disc systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983161698U JPS6070924U (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 焦点誤差検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6070924U JPS6070924U (ja) | 1985-05-20 |
| JPH0110751Y2 true JPH0110751Y2 (ja) | 1989-03-28 |
Family
ID=15740161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1983161698U Granted JPS6070924U (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 焦点誤差検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4658391A (ja) |
| JP (1) | JPS6070924U (ja) |
| DE (1) | DE3438252A1 (ja) |
| GB (1) | GB2150386B (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4899327A (en) * | 1985-02-04 | 1990-02-06 | International Business Machines Corporation | Focus servo loop correction |
| US4823330A (en) * | 1985-02-04 | 1989-04-18 | International Business Machines Corporation | Focus servo loop off-set compensation |
| JPH0736233B2 (ja) * | 1985-04-16 | 1995-04-19 | オリンパス光学工業株式会社 | 光学的情報記録再生装置 |
| JPS61264521A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Hitachi Ltd | 光学式読取再生装置 |
| NL194811C (nl) * | 1986-01-16 | 2003-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | Servoschakeling. |
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