JPS61214232A - 焦点誤差検出装置 - 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〕 本発明は光学式ビデオディスクプレーヤ、光学式ディジ
タルオーディオディスクプレーヤ等の光学式再生装置に
おいて、光と記録媒体との焦点誤差信号を検出する焦点
誤差検出装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は光学式再生装置において、光路中に配置した波
面分割手段により光に比較的少量のずれを与えて干渉縞
を形成し、干渉縞が形成されている空間に少なくとも２
つの光電検出手段を配置して、光と記録媒体の合焦状態
に対応して変化する干渉縞の移動方向を検出し、カウン
タにより、干渉縞の移動方向に応じてその数をカウント
して焦点誤差信号を検出するようにしたものである。

〔従来の技術〕

光学式ビデオディスクプレーヤ、光学式ディジタルオー
ディオディスクプレーヤ等の光学式再生装置においては
、記録媒体にレーザ光等の光を照射し、その反射光又は
透過光から情報を再生している。高密度に情報が記録さ
れた記録媒体から正確に情報を再生するには、光を記録
媒体上に収束させる必要がある。そのため種々の焦点誤
差検出方法が提案されている。

例えば特開昭５９−１１６６０５号公報には。

平行光束路中に平行平板を傾斜して配置し、シアリング
干渉縞を形成してこれを光電検出する方法が開示されて
いる。すなわち第６図に示す如く、半導体レーザ等の光
源１から発せられたレーザ光等の光がコリメータレンズ
２により略平行光とされ、ビームスプリッタ３に入射さ
れる。この光は対物レンズ４によりディスク等の記録媒
体５に収束される。記録媒体５において記録情報により
変調された反射光は対物レンズ４を介してビームスプリ
ッタ３に入射し、その偏光面で反射され、平行平板６、
さらにウェッジ板７に入射される。平行平板６の２つの
平行面８と９、並びにウェッジ板７の２つのウェッジ面
１１と１２は、平行平板６、ウェッジ板７が各々光軸に
対して傾斜して配置されているので、光軸方向に僅かに
位置がずれていることになる。従って２つの平行面８と
９により反射された光は相互に干渉し、光電検出器１０
上においては干渉縞が形成される。同様にしてウェッジ
板７のウェッジ面１１と１２により反射された光を受光
する光電検出器１３上においても干渉縞が形成される。

光電検出器１０上における干渉縞は第７図に示すように
なる。すなわち対物レンズ４（それにより収束される光
）と記録媒体５との関係が合焦状態にあるときは、２つ
の平行面８．９による２つのビーム１４．１５の間には
干渉縞が形成されず（第７図（ａ））、両者が近すき過
ぎたとき及び離れ過ぎたときは同様の干渉縞１６が形成
される（第７図（′ｂ）、（ｃ））。従って光電検出器
１０として第９図に示すごときアレイセンサ２０を用い
、干渉縞１６の間隔、本数等を検出することにより合焦
状態からずれた量を検出することができる。但し近すき
過ぎた場合と遠ざかり過ぎた場合とで同様の干渉縞が形
成されるので、ずれの方向は検出することができない。

一方光電検出器１３上における干渉縞は第８図に示すよ
うになる。すなわち２つのウェッジ面１１．１２による
２つのビーム１７．１８の間に形成される干渉縞１９の
間隔（又は本数）は、対物レンズ４（それにより収束さ
れる光）と記録媒体５との関係が１合焦状態にあるとき
（第８図（ａ））に較べ、両者が近すき過ぎたとき（第
８図（ｂ））広く（少なく）なり、離れ過ぎたとき（第
８図（Ｃ））狭く（多く）なる。従って光電検出器１３
として前述した場合と同様アレイセンサ２０等を用い、
干渉縞１９の間隔、本数等を検出することにより合焦状
態からずれた方向を検出することができる。

従って光電検出器１０と１３により合焦状態からずれた
量と方向を検出することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら従来の斯かる装置においては、干渉縞１９
の間隔、本数等を検出するた、め、アレイセンサ２０の
各エレメントからの出力をＡ／Ｄ変換し、ＦＦＴ　（Ｆ
ａｓｔ　　Ｆｏｕｒｉｅｒ　　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等
の複雑な演算をする必要があり、演算回路が複雑かつ高
価となる欠点があった。

また演算に時間が掛かるため、焦点誤差サーボの周波数
帯域を高周波まで伸ばすことが困難であった。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の焦点誤差検出装置の側面図であり、第
６図における場合と対応する部分には同一の符号を付し
てあり、その詳述は省略する。同図において３１は光に
比較的少量のずれを与え、同一波面相互の干渉縞を形成
する波面分割手段としての例えば１次元の位相型回折格
子であり、光を±１次回折光に２分割する。波面分割手
段としてはこの他第６図に示したような平行平板、ウェ
ッジ板等を用いることができ、また複屈折を利用するも
のであってもよい。３２は干渉縞が形成されている空間
に配置され、干渉縞を検出し、光と記録媒体との焦点誤
差信号を検出する光電検出手段である。光電検出手段３
２は例えばフォトダイオードで構成することができる。

〔作用〕

しかしてその作用を説明する。ビームスプリッタ３から
入射された光は、位相型回折格子３１によりビーム３３
．３４のように僅かにずれが与えられ、そのずれに応じ
て干渉縞が形成される（第２図）。この干渉縞はずれの
方向に対して略垂直な略直線状の縞となる（勿論干渉縞
は必ずしも直線状である必要はなく、例えば光の径方向
にずれを与えるように波面分割手段を選定し、略同心円
状のシアリング干渉縞とすることもできる）。またこの
縞の間隔は位相型回折格子３１に入射する波面の曲率（
フォーカス状態）によって異なる。

すなわち干渉縞の間隔（又は本数）は、対物レンズ４（
それにより収束される光）と記録媒体５との関係が合焦
状態にあるとき（第２図（ａ））に較べ、両者が近ずき
過ぎたとき広く　（少なく）なり（第２図（ｂ）”）、
さらにまた離れ過ぎたとき狭く（多く）なり（第２図（
ｃ））、斯かる干渉縞が光電検出手段３２上に投影され
る。

第３図に示す如く、光電検出手段３２は少なくとも２つ
（Ａ）　、　Ａ２　）設けられる。またこの２つの光電
検出手段ＡＬ、Ａ、の出力は、第４図・に示す如く４つ
のナンド回路ｗ、ｘ、ｙ、ｚを介してアップダウンカウ
ンタ３５に入力される。

光と記録媒体５との合焦状態が変化すると、光電検出手
段Ａ□、Ａ２上において干渉縞が左方向又は右方向に移
動することになる。２つの光電検出手段Ａ□、Ａ２はこ
の移動方向に配置されているので、その移動方向を判別
することが可能となる。干渉縞が第３図において左方向
に移動する場合と右方向に移動する場合におけるナンド
回路Ｗ。

ｘ、ｙ、ｚの真理値表が次表の如くとなる。

表 すなわち光電検出手段Ａ１、Ａ２の出力は、干渉縞の暗
部において論理Ｌ、明部において論理Ｈとなるとすると
、干渉縞が左方向に移動する場合、時刻ｔ１において暗
部が光電検出手段Ａ２上に位置してその出力が論理Ｌ、
時刻ｔ２において暗部が光電検出手段Ａ０上に移動して
その出力が論理Ｌ、時刻ｔ３において明部が光電検出手
段Ａ□とＡ２上に移動してその出力が論理Ｈとなる動作
が繰り返され、ナンド回路Ｙは１つの明部が移動する度
に１つの論理りを出力するから、干渉縞の数がカウンタ
３５によりカウントアツプされる。

−力士渉縞が右方向に移動する場合、時刻ｔ□において
暗部が光電検出手段Ａ０上に位置してその出力が論理Ｌ
、時刻ｔ２において暗部が光電検出手段Ａ２上に移動し
てその出力が論理Ｌ、時刻ｔ３において明部が光電検出
手段ＡユとＡ２上に移動してその出力が論理Ｈとなる動
作が繰り返され、ナンド回路Ｚは１つの明部が移動する
度に１つの論理りを出力するから、干渉縞の数がカウン
タ３５によりカウントダウンされる。

従ってカウンタ３５を合焦位置でリセットするようにす
れば、その出力は合焦位置で０となり、合焦位置からず
れると正負の符号がその方向を。

また絶対値がその量を表わすことになる。

合焦位置の検出は１例えば第５図に示すように、光電検
出手段Ａエ　（又はＡｍ）に対して合焦位置における干
渉縞の間隔と等しい間隔で第３の光電検出手段Ｂを設け
、光電検出手段Ａｘ　　（又はＡ２）と光電検出手段Ｂ
の出力のレベル、位相等の差を検出することにより行う
ことができる。従って例えばフォーカスサーボ起動時に
おいて、対物レンズ４を記録媒体５に近ずける際、この
合焦位置を検出したときカウンタ３５をリセットするよ
うにすれば、フォーカスサーボをロックインさせること
ができる。

尚干渉縞の間隔が極端に広くなるか又は狭くなると（光
電検出手段Ａ１とＡ２の２倍になると）、最早干渉縞の
数や移動方向を検出することができなくなる。従って光
電検出手段Ａ１とＡ２の距離等のパラメータを適宜選定
することにより、フォーカスサーボの範囲を所定の範囲
内に設定することができる。

〔効果〕

以上の如く本発明においては、光路中に配置した波面分
割手段により光に比較的少量のずれを与えて干渉縞を形
成し、干渉縞が形成されている空間に少なくとも２つの
光電検出手段を配置して、光と記録媒体の合焦状態に対
応して変化する干渉縞の移動方向を検出し、カウンタに
より、干渉縞の移動方向に応じてその数をカウントして
焦点誤差信号を検出するようにしたので、複雑な演算回
路等が不要となり、低コスト化を図ることができるばか
りでなく、高速に、従って高周波の焦点誤差信号を検出
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の焦点誤差検出装置の側面図、第２図は
その干渉縞の模式的平面図、第３図及び第５図はその光
電検出手段と干渉縞の模式的平面図、第４図はその回路
図、第６図は従来の焦点誤差検出装置の側面図、第７図
及び第８図はその干渉縞の模式的平面図、第９図はその
アレイセンサと干渉縞との模式的平面図である。 １・・・光源　　２・・・コリメータレンズ３・・・ビ
ームスプリッタ ４・・・対物レンズ　　５・・・記録媒体６・・・平行
平板　　７・・・ウェッジ板１０．１３・・・光電検出
器 １６．１９・・・干渉縞 ２０・・・アレイセンサ ３１・・・位相型回折格子 ３２・・・光電検出手段 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録媒体に光を照射し、その反射光又は透過光から該記
   録媒体に記録された情報を再生する光学式情報再生装置
   において、 該光の光路中に波面分割手段を配置して該光に比較的少
   量のずれを与え、同一波面相互の干渉縞を形成し、 該干渉縞が形成されている空間に少なくとも２つの光電
   検出手段を配置して、該光と該記録媒体の合焦状態に対
   応して変化する該干渉縞の移動方向を検出し、 カウンタにより、該干渉縞の移動方向に応じてその数を
   カウントして焦点誤差信号を検出することを特徴とする
   焦点誤差検出装置。