JPH0264921A - 焦点誤差検出装置 - Google Patents
焦点誤差検出装置Info
- Publication number
- JPH0264921A JPH0264921A JP63216571A JP21657188A JPH0264921A JP H0264921 A JPH0264921 A JP H0264921A JP 63216571 A JP63216571 A JP 63216571A JP 21657188 A JP21657188 A JP 21657188A JP H0264921 A JPH0264921 A JP H0264921A
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- JP
- Japan
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- light
- focus error
- receiving element
- error detection
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光デイスクドライブの自動焦点制御系に用い
られる焦点誤差検出装置に関するものである。
られる焦点誤差検出装置に関するものである。
従来の技術
近年、焦点誤差検出装置は光デイスクドライブの基本的
機能を果たす装置として技術的に最重要視されている。
機能を果たす装置として技術的に最重要視されている。
以下、図面を参照しながら、上述した従来の焦点誤差検
出装置の一実施例について説明する。
出装置の一実施例について説明する。
第６図は従来の焦点誤差検出装置のブロック図を示すも
のである。第６図において、１０は記録情報列を意味す
る凹凸状のあるいは周囲と反射率を異にする情報ピット
がトランクに沿って形成された（あるいは情報トラック
を形成している）光記録媒体である。１はコヒーレント
光を発光する発光源、３はコヒーレント光を記録媒体１
０上に集光させる対物レンズである。４は光を電気信号
に変換する受光手段であって、後述のように２個の互い
に独立した受光素子４ａおよび４ｂに分割されている。
のである。第６図において、１０は記録情報列を意味す
る凹凸状のあるいは周囲と反射率を異にする情報ピット
がトランクに沿って形成された（あるいは情報トラック
を形成している）光記録媒体である。１はコヒーレント
光を発光する発光源、３はコヒーレント光を記録媒体１
０上に集光させる対物レンズである。４は光を電気信号
に変換する受光手段であって、後述のように２個の互い
に独立した受光素子４ａおよび４ｂに分割されている。
２は光記録媒体１０に入射した光の一部を透過させ、光
記録媒体１０を反射した光の一部を反射させる分光手段
である。５は受光素子４ａおよび４ｂのそれぞれの出力
の位相差を検出する位相比較手段、６は上記位相比較手
段出力の高域成分を除去する低域通過手段である。さら
に１４は自動焦点制御を実行するに必要なヒイルター等
を備えた自動焦点制御手段、１５は電気信号によって対
物レンズ３を駆動する対物レンズ駆動手段である。
記録媒体１０を反射した光の一部を反射させる分光手段
である。５は受光素子４ａおよび４ｂのそれぞれの出力
の位相差を検出する位相比較手段、６は上記位相比較手
段出力の高域成分を除去する低域通過手段である。さら
に１４は自動焦点制御を実行するに必要なヒイルター等
を備えた自動焦点制御手段、１５は電気信号によって対
物レンズ３を駆動する対物レンズ駆動手段である。
以上のように構成された焦点誤差検出装置について、以
下その動作の説明をする。
下その動作の説明をする。
まず、第７図（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）に受光手段４
に投影される情報ピットの遠視野像を示す、同図（ａ）
は対物レンズ３の焦点深度内に記録面があるときの遠視
野像を表す。情報ピット端で回折した光が平面部分で反
射した光と互いに干渉しあうことにより同図の様な模様
になる。回折光は光軸に対して互いに対称な方向へ生じ
る。従って、干渉領域は、光軸を挟んで両側にできる。
に投影される情報ピットの遠視野像を示す、同図（ａ）
は対物レンズ３の焦点深度内に記録面があるときの遠視
野像を表す。情報ピット端で回折した光が平面部分で反
射した光と互いに干渉しあうことにより同図の様な模様
になる。回折光は光軸に対して互いに対称な方向へ生じ
る。従って、干渉領域は、光軸を挟んで両側にできる。
同図（ロ）および（Ｃ）は対物レンズ３がそれぞれ近す
ぎる場合および遠すぎる場合を表している。それぞれ、
対物レンズ３が光記録媒体１０に設けられた情報トラッ
クにそってピットを走査しているときの様子を示してい
る。
ぎる場合および遠すぎる場合を表している。それぞれ、
対物レンズ３が光記録媒体１０に設けられた情報トラッ
クにそってピットを走査しているときの様子を示してい
る。
対物レンズ３の焦点位置に記録媒体１０があるときはピ
ント回折光と平坦部分反射光との干渉領域内部の光量分
布は変化せず、ただ干渉領域全体の総光量のみが変化す
る。ところが、対物レンズ３が記録媒体１０に対し近す
ぎる場合および遠すぎる場合は同図（ト））、 （Ｃ）
に示されるように、光量分布の移動がおこる。しかもそ
の移動方向は焦点誤差が正か負か（遠いか近いか）によ
って互いに反対向きとなる。
ント回折光と平坦部分反射光との干渉領域内部の光量分
布は変化せず、ただ干渉領域全体の総光量のみが変化す
る。ところが、対物レンズ３が記録媒体１０に対し近す
ぎる場合および遠すぎる場合は同図（ト））、 （Ｃ）
に示されるように、光量分布の移動がおこる。しかもそ
の移動方向は焦点誤差が正か負か（遠いか近いか）によ
って互いに反対向きとなる。
従ってこの受光素子４ａおよび４ｂの出力の位相差を検
出することによって焦点誤差信号を得ることができる。
出することによって焦点誤差信号を得ることができる。
光記録媒体１０は一般にはディスク状のものであり、ピ
ットは常にトラック周方向に定速で移動しているので、
安定した焦点誤差信号を検出できる。
ットは常にトラック周方向に定速で移動しているので、
安定した焦点誤差信号を検出できる。
以上述べた焦点検出方法は一般には位相差法と呼ばれて
おり、非点収差法やフーコー法などのように精密に調整
された検出光学系を必要としないのが特徴である。（例
えば、特公昭５６−３１６５１号公報、特公昭５Ｂ−２
３３３２号公報）発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、ピットが凹凸状に
形成されている場合、その凹凸の深さのばらつき等によ
って必然的に焦点誤差検出オフセットが発生するという
問題点を有していた。
おり、非点収差法やフーコー法などのように精密に調整
された検出光学系を必要としないのが特徴である。（例
えば、特公昭５６−３１６５１号公報、特公昭５Ｂ−２
３３３２号公報）発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、ピットが凹凸状に
形成されている場合、その凹凸の深さのばらつき等によ
って必然的に焦点誤差検出オフセットが発生するという
問題点を有していた。
すなわち、第８図に示されているように、遠視野像強度
分布はトラック周方向に非対称となり、その分位相差が
生じる。さらに、その位相差分はピットの分掌的な光学
的な高さ（深さ）に依存する。ピントの光学的な高さ（
深さ）がちょうどλ／４であるときには、その位相差分
すなわち焦点誤差検出オフセットはゼロになる（合焦点
時の光量分布は全く対称になる）が、ピットの光学的な
高さ（深さ）がそれより離れるに従って焦点誤差検出オ
フセットは大きくなる。
分布はトラック周方向に非対称となり、その分位相差が
生じる。さらに、その位相差分はピットの分掌的な光学
的な高さ（深さ）に依存する。ピントの光学的な高さ（
深さ）がちょうどλ／４であるときには、その位相差分
すなわち焦点誤差検出オフセットはゼロになる（合焦点
時の光量分布は全く対称になる）が、ピットの光学的な
高さ（深さ）がそれより離れるに従って焦点誤差検出オ
フセットは大きくなる。
本発明は上記問題点に鑑み、ピット深さのばらつきによ
るフォーカスオフセットを逓減できる焦点誤差検出装置
を提供するものである。
るフォーカスオフセットを逓減できる焦点誤差検出装置
を提供するものである。
課題を解決するための手段
上記問題点を解決するために、本発明の焦点誤差検出装
置は、トラック写像方向に４個の受光素子を順次配列さ
せ、外側に配置された２個の受光素子の出力の位相差出
力と内側に配置された２個の受光素子の出力の位相差出
力とを適当なゲイン比でもって加算あるいは減算するよ
うな構成にした。
置は、トラック写像方向に４個の受光素子を順次配列さ
せ、外側に配置された２個の受光素子の出力の位相差出
力と内側に配置された２個の受光素子の出力の位相差出
力とを適当なゲイン比でもって加算あるいは減算するよ
うな構成にした。
作用
本発明は上記した構成によって、外側に配置された受光
素子によって焦点誤差検出を行い、そのとき生じるオフ
セット成分を内側に配置された受光素子でもってキャン
セルすることにより、焦点誤差検出オフセットを無くす
ることが可能となる。
素子によって焦点誤差検出を行い、そのとき生じるオフ
セット成分を内側に配置された受光素子でもってキャン
セルすることにより、焦点誤差検出オフセットを無くす
ることが可能となる。
実施例
以下本発明の一実施例の焦点誤差検出装置について、図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
第２図は本発明の第１の実施例における焦点誤差検出装
置の構成図を示すものであり、第１図はその要部構成図
を示すものである。第１図、第２図において、■は発光
手段、２は分光手段、３は対物レンズ、４はトラック写
像方向に受光素子４ａ、４ｂ、４ｃ、および４ｄに分割
された受光手段、５１は受光素子４ｄの出力に対する受
光素子４ａの出力の位相を比較し、それに比例した電圧
を発生させる位相比較手段、５２は受光素子４ｂの出力
に対する受光素子４ｃの出力の位相を比較し、それに比
例した電圧を発生させる位相比較手段、６は位相比較手
段出力を適当なゲインでもって増幅する適当な係数を掛
ける係数手段、７は位相比較手段５１．５２の電圧出力
を加算する加算手段である。８は低域通過手段、ｌＯは
光記録媒体、１４は自動焦点制御手段、１５は対物レン
ズ駆動手段であり、これらは従来例で述べたものと同等
の機能を持つ。
置の構成図を示すものであり、第１図はその要部構成図
を示すものである。第１図、第２図において、■は発光
手段、２は分光手段、３は対物レンズ、４はトラック写
像方向に受光素子４ａ、４ｂ、４ｃ、および４ｄに分割
された受光手段、５１は受光素子４ｄの出力に対する受
光素子４ａの出力の位相を比較し、それに比例した電圧
を発生させる位相比較手段、５２は受光素子４ｂの出力
に対する受光素子４ｃの出力の位相を比較し、それに比
例した電圧を発生させる位相比較手段、６は位相比較手
段出力を適当なゲインでもって増幅する適当な係数を掛
ける係数手段、７は位相比較手段５１．５２の電圧出力
を加算する加算手段である。８は低域通過手段、ｌＯは
光記録媒体、１４は自動焦点制御手段、１５は対物レン
ズ駆動手段であり、これらは従来例で述べたものと同等
の機能を持つ。
以上のように構成された焦点誤差検出装置について、以
下第１図、第２図、および第３図を用いてその動作を説
明する。
下第１図、第２図、および第３図を用いてその動作を説
明する。
まず、第３図は光記録媒体１０に記録されている１μｍ
長はどのピットマークを再生したときの受光素子４ａ、
受光素子４ｂ、受光素子４ｃ、受光素子４ｄの各出力を
プロットしたものである。
長はどのピットマークを再生したときの受光素子４ａ、
受光素子４ｂ、受光素子４ｃ、受光素子４ｄの各出力を
プロットしたものである。
それぞれにおいて、横軸は時間、縦軸は信号振幅を表し
ている。パラメータはデフォーカス量である。ピント深
さはλ／６程度である。この図から明らかなことは、光
記録媒体ｌＯが対物レンズ３の焦点位置より遠ざかるか
近づくと外側の受光素子４ａ、４ｄの出力の位相は互い
に反対方向に大きくずれるが、内側の受光素子４ｂ、４
ｃの出力の位相はそれほど変化せず、ピット深さに起因
した定常オフセットのみが検出される。よって、焦点誤
差は外側の受光素子４ａ、４ｄの出力の位相差から求め
ればよく、内側の受光素子４ｂ、４ｃの出力の位相出力
はオフセットの補正信号として用いれば良いことになる
。
ている。パラメータはデフォーカス量である。ピント深
さはλ／６程度である。この図から明らかなことは、光
記録媒体ｌＯが対物レンズ３の焦点位置より遠ざかるか
近づくと外側の受光素子４ａ、４ｄの出力の位相は互い
に反対方向に大きくずれるが、内側の受光素子４ｂ、４
ｃの出力の位相はそれほど変化せず、ピット深さに起因
した定常オフセットのみが検出される。よって、焦点誤
差は外側の受光素子４ａ、４ｄの出力の位相差から求め
ればよく、内側の受光素子４ｂ、４ｃの出力の位相出力
はオフセットの補正信号として用いれば良いことになる
。
位相比較手段５１の出力には焦点誤差検出成分とオフセ
ット成分が含まれており、位相比較手段５２の出力には
主にオフセット成分が含まれている。従って、位相比較
手段５２の出力に適当な係数を掛けあわせて、位相比較
手段５１の出力と加算（あるいは減算）すれば、定常オ
フセット成分の全く含まない焦点誤差検出信号を得るこ
とができる。
ット成分が含まれており、位相比較手段５２の出力には
主にオフセット成分が含まれている。従って、位相比較
手段５２の出力に適当な係数を掛けあわせて、位相比較
手段５１の出力と加算（あるいは減算）すれば、定常オ
フセット成分の全く含まない焦点誤差検出信号を得るこ
とができる。
以上のように本実施例によれば、外側受光素子４ａ、４
ｄの位相差検出出力に適当な係数を掛けた内側受光素子
４ｂ、４ｃの位相差検出出力を加えることによって焦点
誤差検出オフセットを無くすることができる。
ｄの位相差検出出力に適当な係数を掛けた内側受光素子
４ｂ、４ｃの位相差検出出力を加えることによって焦点
誤差検出オフセットを無くすることができる。
以下本発明の第２の実施例を示す。第５図は本発明の第
２の実施例の焦点誤差検出装置の要部構成図である。同
図において、６１は制御信号に応じてゲインを変えるこ
とのできる係数手段である。
２の実施例の焦点誤差検出装置の要部構成図である。同
図において、６１は制御信号に応じてゲインを変えるこ
とのできる係数手段である。
他は先の実施例で説明したのと同等の機能を果たすもの
である。
である。
上記のように構成された焦点誤差検出装置について、以
下その動作を説明する。先の実施例ではトランク上に記
されたとットマークの真上を読み取り光線が通過した際
に得られる各受光素子の出力の位相差について述べたが
、ここではオフトラック時における位相差について簡単
に説明する。
下その動作を説明する。先の実施例ではトランク上に記
されたとットマークの真上を読み取り光線が通過した際
に得られる各受光素子の出力の位相差について述べたが
、ここではオフトラック時における位相差について簡単
に説明する。
第４図に読み取り光線が互いに隣接するトランク上に設
けられた２個のピットの間を走査したときの各受光素子
の出力の梯子を示す。第３図と異なるのは、内側にある
受光素子４ｂ、４ｃの出力の合焦点時における位相差は
殆どゼロであることである。さらにデフォーカスすると
、それに伴って位相差が生じる。従って、先の実施例で
示した方法でもって焦点誤差検出をおこなうと、オフト
ラック時ではオフセットが補正されないため、オフトラ
ック時とオントラック時ではフォーカスオフセット量が
異なることとなり、例えばトラックジャンプ等する際に
フォーカス方向に外乱を受けることになる。
けられた２個のピットの間を走査したときの各受光素子
の出力の梯子を示す。第３図と異なるのは、内側にある
受光素子４ｂ、４ｃの出力の合焦点時における位相差は
殆どゼロであることである。さらにデフォーカスすると
、それに伴って位相差が生じる。従って、先の実施例で
示した方法でもって焦点誤差検出をおこなうと、オフト
ラック時ではオフセットが補正されないため、オフトラ
ック時とオントラック時ではフォーカスオフセット量が
異なることとなり、例えばトラックジャンプ等する際に
フォーカス方向に外乱を受けることになる。
そこで、本実施例ではトラックジャンプの時等、トラッ
キング制御が働いていないときは、位相検出手段５２の
出力を増幅するゲインを適当に変え、オフトラック時と
オントラック時における焦点検出オフセット量をほぼ等
しくさせる。係数手段６１はトラッキング制御がオン（
ＯＮ）であるかオフ（ＯＦＦ）であるかを示す制御信号
に応じてゲインを変えることができるものである。
キング制御が働いていないときは、位相検出手段５２の
出力を増幅するゲインを適当に変え、オフトラック時と
オントラック時における焦点検出オフセット量をほぼ等
しくさせる。係数手段６１はトラッキング制御がオン（
ＯＮ）であるかオフ（ＯＦＦ）であるかを示す制御信号
に応じてゲインを変えることができるものである。
以上のように、トラッキング制御が働いていないときに
は、オフトラック時とオントラック時における焦点検出
オフセット量をほぼ等しくなるように係数手段６１のゲ
インを切り変えるようにしたことによって、焦点制御系
への外乱を除去することができる。
は、オフトラック時とオントラック時における焦点検出
オフセット量をほぼ等しくなるように係数手段６１のゲ
インを切り変えるようにしたことによって、焦点制御系
への外乱を除去することができる。
発明の効果
以上のように本発明は、トラック写像方向に受光素子を
順次配列させ、外側に配置された２個の受光素子の出力
の位相差出力と内側に配置された２個の受光素子の出力
の位相差出力とを適当なゲイン比でもって加算あるいは
減算することにより、焦点誤差検出オフセットをキャン
セルすることが可能となる。
順次配列させ、外側に配置された２個の受光素子の出力
の位相差出力と内側に配置された２個の受光素子の出力
の位相差出力とを適当なゲイン比でもって加算あるいは
減算することにより、焦点誤差検出オフセットをキャン
セルすることが可能となる。
第１図は本発明の第１の実施例の要部を示すブロック図
、第２図は本発明の第１の実施例のブロック図、第３図
は本発明の第１の実施例の動作を説明するためのグラフ
、第４図は本発明の第２の実施例の動作を説明するため
のグラフ成因、第５図は本発明の第２の実施例の要部を
示すブロック図、第６図は従来例の構成図、第７図、第
８図は従来例の動作説明図である。 ４ ａ、 ４ ｂ、 ４ ｃ、 ４ ｄ・・−・
・受光素子、５１゜５２・・・・・・位相比較手段、６
・・・・・・係数手段、７・・・・・・加算手段。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第３１！１ 図 第 図 第 図 第 図 ムテッ牛ングＯＮ１０ＦＦ
、第２図は本発明の第１の実施例のブロック図、第３図
は本発明の第１の実施例の動作を説明するためのグラフ
、第４図は本発明の第２の実施例の動作を説明するため
のグラフ成因、第５図は本発明の第２の実施例の要部を
示すブロック図、第６図は従来例の構成図、第７図、第
８図は従来例の動作説明図である。 ４ ａ、 ４ ｂ、 ４ ｃ、 ４ ｄ・・−・
・受光素子、５１゜５２・・・・・・位相比較手段、６
・・・・・・係数手段、７・・・・・・加算手段。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第３１！１ 図 第 図 第 図 第 図 ムテッ牛ングＯＮ１０ＦＦ
Claims (3)
- （１）光量をそれぞれ独立に電気信号に変換する機能を
持った第一の受光素子と、第二の受光素子と、第三の受
光素子と、第四の受光素子と、上記第一および第四の受
光素子の出力信号の位相を比較し、両者の位相差に応じ
た電気信号を出力する第一の位相比較手段と、上記第二
および第三の受光素子の出力信号の位相を比較し、両者
の位相差に応じた電気信号を出力する第二の位相比較手
段と、上記第二の位相比較手段の出力を適当なゲインで
もって増幅する係数手段と、上記第一の位相比較手段と
係数手段との出力を加算あるいは減算する加算手段とを
備えたことを特徴とする焦点誤差検出装置。 - （２）第一の受光素子と、第二の受光素子と、第三の受
光素子と、第四の受光素子はトラックの写像方向に順次
配列されたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の焦点誤差検出装置。 - （３）トラッキング制御が機能している時と機能してい
ない時とで係数手段のゲインを変えたことを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の焦点誤差検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63216571A JPH0264921A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 焦点誤差検出装置 |
| DE88310704T DE3882918T2 (de) | 1987-11-17 | 1988-11-14 | Fokusregelsystem für optische Scheibenvorrichtung mit lichtempfindlichen Elementen in der Fokusebene des Bildes der Informationsstruktur. |
| US07/272,054 US4998235A (en) | 1987-11-17 | 1988-11-14 | Focus detection system for an optical disk drive using photo sensor elements in the far field of information pits |
| EP88310704A EP0317224B1 (en) | 1987-11-17 | 1988-11-14 | Focus detection system for an optical disk drive using photo sensor elements in the far field of information pits |
| KR1019880015148A KR910006658B1 (ko) | 1987-11-07 | 1988-11-17 | 초점오차검출장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63216571A JPH0264921A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 焦点誤差検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0264921A true JPH0264921A (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=16690509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63216571A Pending JPH0264921A (ja) | 1987-11-07 | 1988-08-31 | 焦点誤差検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0264921A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005083693A1 (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-09 | Pioneer Corporation | トラッキングエラー信号生成装置およびトラッキングエラー信号生成方法 |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP63216571A patent/JPH0264921A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005083693A1 (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-09 | Pioneer Corporation | トラッキングエラー信号生成装置およびトラッキングエラー信号生成方法 |
| US7440364B2 (en) | 2004-03-01 | 2008-10-21 | Pioneer Corporation | Tracking error signal generation device and tracking error signal generation method |
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