JPH0428021A - フォーカスエラー信号の信号特性測定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フォーカスエラー信号の信号特性測定方法に
関する。

従来の技術 従来におけるフォーカスエラー信号の検出方法としては
、例えば、非点収差法やナイフエ・フジ法等がある。第
８図はその非点収差法を示すものである。すなわち、図
示しないレーザ光源から出射された光は、偏光ビームス
プリッタ１、λ／４板２を透過した後、対物レンズ３に
より集光され光ディスク４の面上に照射された後、光デ
ィスクからの反射光は偏光ビームスプリッタ１により反
射され、集光レンズ５により集光されシリンドリカルレ
ンズ６を介して受光素子７に受光されることにより、フ
ォーカスエラー信号の検出を行うことができる。受光素
子７は、第９図（ａ）（ｂ）（ＣＯこ示すように受光面
ａ、ｂ、ｃ、ｄを有しており、フォーカスエラー信号Ｆ
○は、 Ｆｏ＝　（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）　　−＝　（１）によ
り求めることができる。この時、非点収差をもつビーム
８は、合焦時の時には（ｂ）のように真円のビームとな
り、合焦点から前後方向にずれた近・遠の位置では（ａ
）（Ｃ）に示すように非点をもったビームとなる。

また、第１０図はナイフェツジ法により検出する方法を
示すものであり、集光レンズ５により集光されたビーム
はナイフェツジ９によりその一部がカットされた状態と
なり、受光素子７の面上に照射される。その受光素子７
は、第１１図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように受光面ａ
、ｂを有しており、フォーカスエラー信号ＦＯは、 Ｆｏ＝ａ−ｂ　　　　　　・・・（２）により求めるこ
とができる。この場合にも、合焦時の時には（ｂ）のよ
うに真円のビームとなり、合焦点から前後方向にずれる
と（ａ）（ｃ）に示すように半円状のビームとなる。

第６図は、前記受光素子８により受光された受光量をも
とに（１）式に示すようなフォーカスエラー信号Ｆｏの
値を求めるフォーカス駆動回路１Ｏの一例を示すもので
ある。この場合、フォーカスエラー信号Ｆｏは駆動電圧
源１１に送られ、これにより発生した駆動電圧（例えば
、ｓｉｎ波や側波の波形）が駆動アンプ１２を介して、
フォーカスコイル１３に送られることによりそのアクチ
ュエータ部が駆動してフォーカスサーボが行われる。

また、第７図は、そのようにして求められたフォーカス
エラー信号Ｆｏをもとにフォーカス制御を行うフォーカ
スエラー信号検出回路１４の一例を示すものである。

発明が解決しようとする課題 上述したような方法で行われるフォーカスサーボはその
オープンループゲインを設定する際に、第１２図に示す
ような信号波形の傾きを要素とするフォーカスエラー信
号ＦＯをもっている。このため、そのフォーカスエラー
信号ＦＯの傾きが（合焦点付近の距離変動に対するエラ
ー電圧比）変化すれば、フォーカスループの安定性がく
ずれ高精度な制御を行うことができなくなる。前述した
受光素子７の受光面を分割する分割線７ａ（第９図、第
１１図参照）は、通常、数１０μｍ〜１００μｍ程度の
幅をもっており、この分割線７ａの形成された一定の幅
をもつ領域（信号検出不感領域）においては検出感度が
ない（又は、非常に低い）。

このように信号検出の際に分割線７ａの影響があると（
特に、受光されるビーム径が非常に小さく設定されてい
る場合）、合焦点の付近で第１２図の信号波形の８字特
性の傾きが小さくなり、これにより所望のゲインを得る
ことができず、その結果、高精度なフォーカスサーボを
行うことができないという問題がある。

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、請求項１
記載の発明では、光ピツクアップの複数に分割された受
光面を有する受光素子に検出されそのフォーカスエラー
信号検出回路から出力されたフォーカスエラー信号に基
づきフォーカスコイルに駆動アンプを介して印加される
所定の信号波形をもつ第一駆動電圧にこの第一駆動電圧
よりも高い周波数を有しかつフォーカス方向への移動量
に対してごくわずかな変位を生じさせる前記第一駆動電
圧とは別個の第二駆動電圧を重畳させ、これら第一駆動
電圧と第二駆動電圧とが重畳された信号波形の駆動電圧
から前記受光素子の前記受光面の分割線に係る信号検出
不感領域の測定を行うようにした。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において
、第一駆動電圧に重畳される第二駆動電圧の周波数を、
受光素子の受光面の分割線幅に対して少なくとも１周期
以上の振幅が発生するように設定した。

請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において
、フォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー信
号検出回路の出力段にフィルタ回路を接続し、第一駆動
電圧に重畳される第二駆動電圧の周波数を受光素子の受
光面の分割線幅に対して少なくとも１周期以上の振幅が
発生するように設定した。

作用 請求項１記載の発明においては、通常の第一駆動電圧（
ｓｉｎ波や側波の波形）に対して高い周波数を有しかつ
フォーカス方向への移動量に対してごくわずかな変位を
生じさせる別個の第二駆動電圧を重畳させたので、従来
のフォーカスエラー信号の８字特性とは異なる細かい局
部的な波形をもつフォーカスエラー信号を得ることがで
き、これによりその高周波波形を含むフォーカスエラー
信号波形を観察することにより、受光素子の分割線の影
響があればその振幅が小さくなることがらその分割線の
影響度を測定することができる。

請求項２記載の発明においては、請求項１記載の発明に
さらに、第二駆動電圧の周波数を受光素子の受光面の分
割線幅に対して少なくとも１周期以上の振幅が発生する
ように設定したので、そのフォーカスエラー信号の合焦
点付近の振幅変動を高精度に観察することができ、これ
により受光素子の分割線の影響をより正確に検出するこ
とが可能となる。

請求項３記載の発明においては、請求項１記載の発明及
び請求項２記載の発明にさらに、フォーカスエラー信号
検出回路の出力段にフィルタ回路を接続したので、バン
ドパスフィルタ又はバイパスフィルタ中にフォーカスエ
ラー信号を通過させることにより、フォーカスエラー信
号の合焦点付近の振幅変動を一段と高精度に測定するこ
とが可能となる。

実施例 まず、請求項１記載の発明の一実施例を第１図ないし第
３図に基づいて説明する。

第１図は光デイスク用ピックアップのフォーカスエラー
信号のフォーカス駆動回路１０の様子を示すものである
。光ピツクアップのフォーカスコイル１３を励磁する駆
動アンプ１２には、第一駆動電圧源１５（これは、第６
図の駆動電圧源１１と同一）が接続されている。この第
一駆動電圧源１５は、第２図（ａ）に示すようなｓｉｎ
波又は側波の第一駆動電圧Ａを発生する働きがある。

また、前記駆動アンプ１２には、前記第一駆動電圧源１
５と並列に第二駆動電圧源１６が接続されている。この
第二駆動電圧源１６は、前記第一駆動電圧源１５とは別
個の、より高い周波数を有しフォーカス移動量に対して
わずがな変位、すなわち、第２図（ｂ）に示すようなｓ
ｉｎ波状の第二駆動電圧Ｂを発生させる働きがある。

このような構成において、フォーカスエラー信号の信号
特性の測定方法について述べる。駆動アンプ１２に対し
て第一駆動電圧源１５より第−駆動電圧Ａを印加して、
フォーカスコイル１３を介して駆動される図示しない対
物レンズの位置を変化させると、第１２図に示すような
フォーカスエラー信号Ｆｏの８字特性を得ることができ
る。

そして、この時、第二駆動電圧源１６からの第二駆動電
圧Ｂを第一駆動電圧源１５からの第一駆動電圧Ａに重畳
させると、第３図に示すような高周波成分を含んだｓｉ
ｎ波形のフォーカスエラー信号ＦＯを得ることができる
。

このように高周波成分を含んだフォーカスエラー信号Ｆ
Ｏを用いて信号検出を行うことによって、受光素子７の
受光面での分割線７ａ（第９図参照）の幅の影響がある
と、第３図の信号波形において合焦点付近で高い周波数
成分の振幅が小さくなるという現象が現われる。そこで
、その振幅の減少の度合いを測定することにより、分割
線７ａの不感帯の影響度を高精度に測定することが可能
となる。

次に、請求項２記載の発明の一実施例について説明する
。ここでは、請求項１記載の発明で述べた第１図に示す
ようなフォーカスエラー信号ＦＯのフォーカス駆動回路
１０において、第一駆動電圧Ａに重畳される第二駆動電
圧Ｂの周波数（第２図参照）を、受光素子７の受光面の
分割線７ａの幅に対して少なくとも１周期以上の振幅が
発生するように設定したものである。

このように第一駆動電圧Ａと第二駆動電圧Ｂとが重畳さ
れたフォーカスエラー信号Ｆｏに、分画線７ａの幅に対
して少なくとも１周期以上の振幅が現われるように設定
したことによって、その信号波形の振幅変動を観察する
ことにより、−段と正確に分割線の影響度を測定するこ
とが可能となる。

次に、請求項３記載の発明の一実施例を第４図及び第５
図に基づいて説明する。ここでは、請求項１，２記載の
発明で述べた第１図に示すようなフォーカス駆動回路１
０において、この測定回路の前段に接続されるフォーカ
スエラー信号検出回路１４に特徴を持たせたものである
。

第４図は、そのフォーカスエラー信号検出回路の様子を
示すものである。ここでは、４分割された受光面をもつ
受光素子７に接続されたアンプ回路１７の出力段に、フ
ィルタ回路としてのバンドパスフィルタ回路１８を接続
したものである。このバンドパスフィルタ回路１８に第
３図に示すような高周波成分を含むフォーカスエラー信
号Ｆ。

を通過させることによって、フォーカスエラー信号Ｆｏ
ａの波形は、第５図に示すように、受光面の分割線７ａ
の幅の影響があると、その合焦点近傍で局部的に著しく
Ｏに近くなる。これにより、フォーカスエラー信号Ｆｏ
ａの振幅変動をより高精度に測定することができるため
、分割線７ａの不感帯部での信号特性を一段と正確に測
定する二とが可能となる。

なお、フィルタ回路としては、バンドパスフィルタ回路
１８に限るものではなく、この他に例えば図示しないバ
イパスフィルタ回路を用いるようにしてもよい。

発明の効果 請求項１記載の発明は、光ピツクアップの複数に分割さ
れた受光面を有する受光素子に検出されそのフォーカス
エラー信号検出回路から出力されたフォーカスエラー信
号に基づきフォーカスコイルに駆動アンプを介して印加
される所定の信号波形をもつ第一駆動電圧にこの第一駆
動電圧よりも高い周波数を有しかつフォーカス方向への
移動量に対してごくわずかな変位を生じさせる前記第一
駆動電圧とは別個の第二駆動電圧を重畳させ、これら第
一駆動電圧と第二駆動電圧とが重畳された信号波形の駆
動電圧から前記受光素子の前記受光面の分割線に係る信
号検出不感領域の測定を行うようにしたので、通常の第
一駆動電圧（ｓｉｎ波や側波の波形）に対して高い周波
数を有しかつフォーカス方向への移動量に対してごくわ
ずかな変位を生じさせる別個の第二駆動電圧を重畳させ
たことにより、従来のフォーカスエラー信号の８字特性
とは異なる細かい局部的な波形をもつフォーカスエラー
信号を得ることができ、その高周波波形を含むフォーカ
スエラー信号波形を観察することにより、受光素子の分
割線の影響が存在すればその振幅が小さくなることから
その分割線の影響度を測定することができるものである
。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
第一駆動電圧に重畳される第二駆動電圧の周波数を、受
光素子の受光面の分割線幅に対して少なくとも１周期以
上の振幅が発生するように設定したので、そのフォーカ
スエラー信号の合焦点付近の振幅変動を高精度に観察す
ることができ、これにより受光素子の分割線の影響をよ
り正確に検出することができるものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明にさらにフ
ォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー信号検
出回路の出力段にフィルタ回路を接続したので、バンド
パスフィルタ又はバイパスフィルタ中にフォーカスエラ
ー信号を通過させることにより、フォーカスエラー信号
の合焦点付近の振幅変動をより一段と高精度に測定する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１の発明の一実施例を示すブロック図、
第２図はその重畳される２つの波形を示す波形図、第３
図は高周波成分を含むフォーカスエラー信号の波形の様
子を示す波形図、第４図は請求項３記載の発明の一実施
例を示す回路図、第５図はそのフィルタ回路を通過した
信号波形の様子を示す波形図、第６図は従来のフォーカ
ス駆動回路の様子を示すブロック図、第７図は従来にお
けるフォーカスエラー信号検出回路の様子を示す回路図
、第８図は従来の非点収差法を用いて信号検出を行う様
子を示す回路図、第９図はそのフォーカスエラー信号の
測定原理を示す説明図、第１Ｏ図は従来のナイフェツジ
法を用いて信号検出を行う様子を示す回路図、第１１図
はそのフォーカスエラー信号の測定原理を示す説明図、
第１２図は従来におけるフォーカスエラー信号の波形を
示す波形図である。 ７・・・受光素子、７ａ・・・分割線、１０・・・フォ
ーカスエラー信号検出回路、１２・・・駆動アンプ、１
３・・・フォーカスコイル、１８・・・フィルタ回路、
Ａ・・・第一駆動電圧、Ｂ・・・第二駆動電圧、Ｆｏ・
・・フォーカスエラー信号 出　願　人　　　　株式会社　リ　コ ー集 ２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ピックアップの複数に分割された受光面を有する
   受光素子に検出されそのフォーカスエラー信号検出回路
   から出力されたフォーカスエラー信号に基づきフォーカ
   スコイルに駆動アンプを介して印加される所定の信号波
   形をもつ第一駆動電圧にこの第一駆動電圧よりも高い周
   波数を有しかつフォーカス方向への移動量に対してごく
   わずかな変位を生じさせる前記第一駆動電圧とは別個の
   第二駆動電圧を重畳させ、これら第一駆動電圧と第二駆
   動電圧とが重畳された信号波形の駆動電圧から前記受光
   素子の前記受光面の分割線に係る信号検出不感領域の測
   定を行うようにしたことを特徴とするフォーカスエラー
   信号の信号特性測定方法。 ２、第一駆動電圧に重畳される第二駆動電圧の周波数を
   、受光素子の受光面の分割線幅に対して少なくとも１周
   期以上の振幅が発生するように設定したことを特徴とす
   る請求項１記載のフォーカスエラー信号の信号特性測定
   方法。 ３、フォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー
   信号検出回路の出力段にフィルタ回路を接続し、第一駆
   動電圧に重畳される第二駆動電圧の周波数を受光素子の
   受光面の分割線幅に対して少なくとも１周期以上の振幅
   が発生するように設定したことを特徴とする請求項１記
   載のフォーカスエラー信号の信号特性測定方法。