JP2591302B2 - フォーカスエラー検出装置 - Google Patents
フォーカスエラー検出装置Info
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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
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/13—Optical detectors therefor
- G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array
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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
- G11B7/0908—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
- G11B7/0912—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 push-pull method
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- Optical Head (AREA)
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- Focusing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、媒体に照射するビームのフォーカスエラー
を検出する装置に関するものであり、特に光ディスクあ
るいは光カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に記
憶される光学情報を記録・再生あるいは消去可能な光デ
ィスク装置に好適なものである。
を検出する装置に関するものであり、特に光ディスクあ
るいは光カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に記
憶される光学情報を記録・再生あるいは消去可能な光デ
ィスク装置に好適なものである。
従来の技術 高密度・大容量の記憶媒体として、ピット状パターン
を有する光ディスクを用いる光メモリ技術は、ディジタ
ルオーディオディスク，ビデオディスク，文書ファイル
ディスク，さらにはデータファイルと用途を拡張しつ
つ、実用化されてきている。ミクロンオーダに絞られた
光ビームを介して光ディスクへの情報の記録再生が高い
信頼性のもとに首尾よく遂行されるメカニズムは、ひと
えにその光学系に因っている。その光学系の主要部であ
る光ピックアップヘッド装置の基本的な機能は、（１）
回折限界の微小スポットを形成する集光性、（２）前記
光学系のフォーカス制御、および（３）同トラッキング
制御の３種類に大別される。これらは、目的、用途に応
じて、各種の光学系ならびに光電変換検出方式の組合せ
によって実現されており、フォーカス制御を行うための
信号を検出するフォーカスエラー（以下FEと略す）検出
方式の代表的な１つとしてスポットサイズディテクショ
ン（以下SSDと略す）法があげられる。
を有する光ディスクを用いる光メモリ技術は、ディジタ
ルオーディオディスク，ビデオディスク，文書ファイル
ディスク，さらにはデータファイルと用途を拡張しつ
つ、実用化されてきている。ミクロンオーダに絞られた
光ビームを介して光ディスクへの情報の記録再生が高い
信頼性のもとに首尾よく遂行されるメカニズムは、ひと
えにその光学系に因っている。その光学系の主要部であ
る光ピックアップヘッド装置の基本的な機能は、（１）
回折限界の微小スポットを形成する集光性、（２）前記
光学系のフォーカス制御、および（３）同トラッキング
制御の３種類に大別される。これらは、目的、用途に応
じて、各種の光学系ならびに光電変換検出方式の組合せ
によって実現されており、フォーカス制御を行うための
信号を検出するフォーカスエラー（以下FEと略す）検出
方式の代表的な１つとしてスポットサイズディテクショ
ン（以下SSDと略す）法があげられる。
第６図に、特開昭61−38576号において開示された、
スポットサイズディテクション法によりフォーカスエラ
ー検出を行う光学的記録再生ヘッドの構成を示す。１は
半導体レーザからなる光源、12はプリズム光学系、15は
有限焦点系の対物レンズ、７は光記録媒体（光ディス
ク）、16はフォトディテクタ16a、16b,16c,16d,16e,16f
からなるフォトディテクタユニットである。プリズム光
学系12は第１の偏光ビームスプリッタ（以下PBSと略
す）13,第２のPBS14及びλ/4板５からなり、第１のPBS1
3はＰ偏光を略100％透過、Ｓ偏光を略100％反射し、第
２のPBS14はＰ偏光を略100％透過、Ｓ偏光を略50％ずつ
反射及び透過する特性を有している。光源１から発する
光ビーム70は、PBS13,14にＰ偏光で入射するよう配置し
ており、光源１から発したビーム70はPBS13,14を略100
％透過した後、λ/4板５で円偏光となり、レンズ15で光
ディスク７上に集光される。光ディスク７において、42
は溝もしくはピットが形成された基板、41は保護膜であ
る。光ディスク７で反射，回折したビーム70は再びレン
ズ15を経て、λ/4板５にてＳ偏光となりPBS14,13に入射
する。前記PBS13,14の特性により第２のPBS14で光ディ
スク７で反射，回折したビーム70の略50％を反射し第２
の反射ビーム702が作られ、第１のPBS13で残り略50％の
光が反射し第１の反射ビーム701が作られ、このとき２
つの反射ビーム701,702の光量はほぼ等しくなる。前記
２つの反射ビーム701,702の結像位置は、第１のPBS13及
び第２のPBS14間の距離の分だけP1,P2とＸ方向にずれた
位置となる。両結像位置P1,P2のＸ方向にみてほぼ中間
の位置に光の入射方向から見れば16a〜16fと６つの領域
に分割されたフォトディテクタが置かれており、光源１
から発したビーム70が光ディスク７上で合焦点の状態に
あるときに２つのPBS13,14で反射されたビーム701,702
はフォトディテクタ16a〜16f上において、フォトディテ
クタ16b,16eの幅よりも広く、かつお互いに等しい直径
となっている。FE信号feは、フォトディテクタ16a〜16f
の出力電流をIa〜Ifとするとは第１式より与えられる。
スポットサイズディテクション法によりフォーカスエラ
ー検出を行う光学的記録再生ヘッドの構成を示す。１は
半導体レーザからなる光源、12はプリズム光学系、15は
有限焦点系の対物レンズ、７は光記録媒体（光ディス
ク）、16はフォトディテクタ16a、16b,16c,16d,16e,16f
からなるフォトディテクタユニットである。プリズム光
学系12は第１の偏光ビームスプリッタ（以下PBSと略
す）13,第２のPBS14及びλ/4板５からなり、第１のPBS1
3はＰ偏光を略100％透過、Ｓ偏光を略100％反射し、第
２のPBS14はＰ偏光を略100％透過、Ｓ偏光を略50％ずつ
反射及び透過する特性を有している。光源１から発する
光ビーム70は、PBS13,14にＰ偏光で入射するよう配置し
ており、光源１から発したビーム70はPBS13,14を略100
％透過した後、λ/4板５で円偏光となり、レンズ15で光
ディスク７上に集光される。光ディスク７において、42
は溝もしくはピットが形成された基板、41は保護膜であ
る。光ディスク７で反射，回折したビーム70は再びレン
ズ15を経て、λ/4板５にてＳ偏光となりPBS14,13に入射
する。前記PBS13,14の特性により第２のPBS14で光ディ
スク７で反射，回折したビーム70の略50％を反射し第２
の反射ビーム702が作られ、第１のPBS13で残り略50％の
光が反射し第１の反射ビーム701が作られ、このとき２
つの反射ビーム701,702の光量はほぼ等しくなる。前記
２つの反射ビーム701,702の結像位置は、第１のPBS13及
び第２のPBS14間の距離の分だけP1,P2とＸ方向にずれた
位置となる。両結像位置P1,P2のＸ方向にみてほぼ中間
の位置に光の入射方向から見れば16a〜16fと６つの領域
に分割されたフォトディテクタが置かれており、光源１
から発したビーム70が光ディスク７上で合焦点の状態に
あるときに２つのPBS13,14で反射されたビーム701,702
はフォトディテクタ16a〜16f上において、フォトディテ
クタ16b,16eの幅よりも広く、かつお互いに等しい直径
となっている。FE信号feは、フォトディテクタ16a〜16f
の出力電流をIa〜Ifとするとは第１式より与えられる。
FE＝（Ib＋Id＋If）−（Ia＋Ic＋Ie） ……（１） 発明が解決しようとする課題 SSD法は、２つの略円形ビームを複数のフォトディテ
クタで受光し、フォトディテクタの出力を差動演算する
ことによってFE信号を検出するため、光学系にアライメ
ント誤差が多少生じている場合でも安定した信号検出が
可能である。しかしながら、従来例にも示した様に、感
度の高い信号検出を行うためには、６つの領域に分割し
たフォトディテクタを用いて２つのビームを受光する必
要があり、フォトディテクタの占有面積は他のFE検出方
式（例えば、非点収差法，ナイフエッジ法，等）と比較
してどうしても大きくなってしまう。フォトディテクタ
の占有面積が大きくなると、それだけフォトディテクタ
のコストも高くなるので、安価なFE検出装置を提供する
ためには、占有面積の小さいフォトディテクタを用いる
FE検出方式を実現しなければならないという課題があっ
た。
クタで受光し、フォトディテクタの出力を差動演算する
ことによってFE信号を検出するため、光学系にアライメ
ント誤差が多少生じている場合でも安定した信号検出が
可能である。しかしながら、従来例にも示した様に、感
度の高い信号検出を行うためには、６つの領域に分割し
たフォトディテクタを用いて２つのビームを受光する必
要があり、フォトディテクタの占有面積は他のFE検出方
式（例えば、非点収差法，ナイフエッジ法，等）と比較
してどうしても大きくなってしまう。フォトディテクタ
の占有面積が大きくなると、それだけフォトディテクタ
のコストも高くなるので、安価なFE検出装置を提供する
ためには、占有面積の小さいフォトディテクタを用いる
FE検出方式を実現しなければならないという課題があっ
た。
本発明は、安価で且つ信号検出感度が高いSSD法によ
るFE検出装置を提供することを目的とする。
るFE検出装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、 本発明においては、媒体に照射するビームを発する光
源と、前記光源からのビームを媒体に集光する集光光学
系と、略同一平面上に第１及び第２の短冊形状のフォト
ディテクタを形成したフォトディテクタユニットと、前
記２つのフォトディテクタ上に前記媒体から反射，回折
したビームを分岐させて焦点位置の異なる２つのビーム
を生成する光分岐手段とを具備し、前記光分岐手段で生
成された第１及び第２のビームの中心は各々前記第１及
び第２のフォトディテクタで受光されるように配置し、
前記２つのビームの焦点は前記２つのフォトディテクタ
の受光面上における前記２つのビームの大きさが等しく
なったときに前記２つのフォトディテクタの受光面の前
側と後側にそれぞれ位置しており、前記第１及び第２の
フォトディテクタから出力される光電流を差動演算する
ことによりFE信号を検出するFE検出装置において、前記
２つのフォトディテクタは略平行となるように配置し、
前記２つのフォトディテクタ上における前記２つのビー
ムの中心間距離を前記２つのフォトディテクタ上におけ
る前記２つのビームの大きさが等しくなったときの前記
ビームの直径と前記２つのビームを受光する前記フォト
ディテクタの前記２つのビームの中心間を結んだ線分と
平行な方向の幅の和以下に配置する。
源と、前記光源からのビームを媒体に集光する集光光学
系と、略同一平面上に第１及び第２の短冊形状のフォト
ディテクタを形成したフォトディテクタユニットと、前
記２つのフォトディテクタ上に前記媒体から反射，回折
したビームを分岐させて焦点位置の異なる２つのビーム
を生成する光分岐手段とを具備し、前記光分岐手段で生
成された第１及び第２のビームの中心は各々前記第１及
び第２のフォトディテクタで受光されるように配置し、
前記２つのビームの焦点は前記２つのフォトディテクタ
の受光面上における前記２つのビームの大きさが等しく
なったときに前記２つのフォトディテクタの受光面の前
側と後側にそれぞれ位置しており、前記第１及び第２の
フォトディテクタから出力される光電流を差動演算する
ことによりFE信号を検出するFE検出装置において、前記
２つのフォトディテクタは略平行となるように配置し、
前記２つのフォトディテクタ上における前記２つのビー
ムの中心間距離を前記２つのフォトディテクタ上におけ
る前記２つのビームの大きさが等しくなったときの前記
ビームの直径と前記２つのビームを受光する前記フォト
ディテクタの前記２つのビームの中心間を結んだ線分と
平行な方向の幅の和以下に配置する。
作用 本発明のFE検出装置では、２つのフォトディテクタ上
におけるビームの中心間距離を前記２つのフォトディテ
クタ上における前記２つのビームの大きさが等しくなっ
たときの前記ビームの直径と前記２つのビームを受光す
る前記フォトディテクタの前記２つのビームの中心間を
結んだ線分と平行な方向の幅の和以下に配置することに
より、信号検出感度をその距離に応じて増加させること
ができると同時にフォトディテクタの占有面積を小さく
することが可能となり、フォトディテクタのコストを低
減させた安価で且つ信号検出感度の高いFE検出装置を提
供することが可能となる。
におけるビームの中心間距離を前記２つのフォトディテ
クタ上における前記２つのビームの大きさが等しくなっ
たときの前記ビームの直径と前記２つのビームを受光す
る前記フォトディテクタの前記２つのビームの中心間を
結んだ線分と平行な方向の幅の和以下に配置することに
より、信号検出感度をその距離に応じて増加させること
ができると同時にフォトディテクタの占有面積を小さく
することが可能となり、フォトディテクタのコストを低
減させた安価で且つ信号検出感度の高いFE検出装置を提
供することが可能となる。
実施例 第１図は、本発明の一実施例によるFE検出装置の概略
構成を示しており、第６図と同じ構成要素については同
じ番号を付した。。同図において、１はコヒーレントビ
ームを発する半導体レーザ（例えば波長λ＝780nm）、1
20はプリズム光学系、51は平行に配置した短冊形状の２
つのフォトディテクタ501,502からなるフォトディテク
タユニット、15は有限焦点系集光レンズ、７は光記憶媒
体（光ディスク）である。プリズム光学系120は第１のP
BS130,第２のPBS140及びλ/4板５からなり、第１のPBS1
30はＰ偏光を略100％透過、Ｓ偏光を略100％反射し、第
２のPBS140はＰ偏光を略100％透過、Ｓ偏光を略50％ず
つ反射及び透過する特性を有している。光源１から発す
る光ビーム70は、PBS130,140にＰ偏光で入射するよう配
置しており、光源１から発したビーム70はPBS130,140を
略100％透過した後、λ/4板５で円偏光となり、レンズ1
5で光ディスク７上に集光される。光ディスク７におい
て、42は溝もしくはピットが形成された基板、41は保護
膜である。光ディスク７で反射，回折したビーム70は再
びレンズ15を経て、λ/4板５にてＳ偏光となりPBS140,1
30に入射する。前記PBS130,140の特性により第２のPBS1
40で光ディスク７で反射，回折したビーム70の略50％を
反射し第２の反射ビーム704が作られ、第１のPBS130で
残り略50％の光が反射し第１の反射ビーム703が作ら
れ、このとき２つの反射ビーム703,704の光量はほぼ等
しくなる。前記２つの反射ビーム703,704の結像位置
は、前記第１のPBS130及び第２のPBS140間の距離の分だ
けP3,P4とＸ方向にずれた位置となる。フォトディテク
タ501,502は、フォトディテクタユニット16のＳ面に形
成され、前記両結像位置P3,P4のＸ方向にみてほぼ中間
の位置にフォトディテクタユニット51のＳ面を配置す
る。光の入射方向から見れば、同図（ｂ）に示すように
フォトディテクタ501と502は置かれており、光ディスク
７に集光されたビーム70が合焦点の状態にあるときに、
PBSで反射されたビーム703,704は、フォトディテクタ50
1,502上において、各々フォトディテクタ501,502の幅Wx
1,Wx2よりも広く、かつビーム703,704の直径D1,D2は等
しくなっている。なお、ここでは媒体７に光ディスクを
用いており、このときに照射するビーム70のフォーカス
制御は１μｍ程度の高い精度が要求されるので、光源１
にはコヒーレントビームを発する半導体レーザを用いて
いるが、媒体に照射するビームのフォーカス制御の精度
が緩和される場合には、その精度に応じて光源１に発光
ダイオードやランプ等を用いることも可能である。
構成を示しており、第６図と同じ構成要素については同
じ番号を付した。。同図において、１はコヒーレントビ
ームを発する半導体レーザ（例えば波長λ＝780nm）、1
20はプリズム光学系、51は平行に配置した短冊形状の２
つのフォトディテクタ501,502からなるフォトディテク
タユニット、15は有限焦点系集光レンズ、７は光記憶媒
体（光ディスク）である。プリズム光学系120は第１のP
BS130,第２のPBS140及びλ/4板５からなり、第１のPBS1
30はＰ偏光を略100％透過、Ｓ偏光を略100％反射し、第
２のPBS140はＰ偏光を略100％透過、Ｓ偏光を略50％ず
つ反射及び透過する特性を有している。光源１から発す
る光ビーム70は、PBS130,140にＰ偏光で入射するよう配
置しており、光源１から発したビーム70はPBS130,140を
略100％透過した後、λ/4板５で円偏光となり、レンズ1
5で光ディスク７上に集光される。光ディスク７におい
て、42は溝もしくはピットが形成された基板、41は保護
膜である。光ディスク７で反射，回折したビーム70は再
びレンズ15を経て、λ/4板５にてＳ偏光となりPBS140,1
30に入射する。前記PBS130,140の特性により第２のPBS1
40で光ディスク７で反射，回折したビーム70の略50％を
反射し第２の反射ビーム704が作られ、第１のPBS130で
残り略50％の光が反射し第１の反射ビーム703が作ら
れ、このとき２つの反射ビーム703,704の光量はほぼ等
しくなる。前記２つの反射ビーム703,704の結像位置
は、前記第１のPBS130及び第２のPBS140間の距離の分だ
けP3,P4とＸ方向にずれた位置となる。フォトディテク
タ501,502は、フォトディテクタユニット16のＳ面に形
成され、前記両結像位置P3,P4のＸ方向にみてほぼ中間
の位置にフォトディテクタユニット51のＳ面を配置す
る。光の入射方向から見れば、同図（ｂ）に示すように
フォトディテクタ501と502は置かれており、光ディスク
７に集光されたビーム70が合焦点の状態にあるときに、
PBSで反射されたビーム703,704は、フォトディテクタ50
1,502上において、各々フォトディテクタ501,502の幅Wx
1,Wx2よりも広く、かつビーム703,704の直径D1,D2は等
しくなっている。なお、ここでは媒体７に光ディスクを
用いており、このときに照射するビーム70のフォーカス
制御は１μｍ程度の高い精度が要求されるので、光源１
にはコヒーレントビームを発する半導体レーザを用いて
いるが、媒体に照射するビームのフォーカス制御の精度
が緩和される場合には、その精度に応じて光源１に発光
ダイオードやランプ等を用いることも可能である。
次に、実施例における信号検出方法を説明する。第２
図は、第１図（ａ）で示したFE検出装置におけるフォト
ディテクタユニット51のフォトディテクタ501,502で検
出されるPBS130,140で反射されたビーム703,704の様子
を模式的にかつ一般的に表している。第２図（ｂ）は光
源１から発したビーム70が光ディスク７上で合焦点の状
態にある場合であり、第２図（ａ）及び（ｃ）は各々逆
方向にデフォーカスした状態にある場合を示す。FE信号
はフォトディテクタ501と502の差動出力をとることによ
り得られる。
図は、第１図（ａ）で示したFE検出装置におけるフォト
ディテクタユニット51のフォトディテクタ501,502で検
出されるPBS130,140で反射されたビーム703,704の様子
を模式的にかつ一般的に表している。第２図（ｂ）は光
源１から発したビーム70が光ディスク７上で合焦点の状
態にある場合であり、第２図（ａ）及び（ｃ）は各々逆
方向にデフォーカスした状態にある場合を示す。FE信号
はフォトディテクタ501と502の差動出力をとることによ
り得られる。
光ディスク７上に集光されたビーム70を連続的にデフ
ォーカスさせたときに得られるFE信号の出力特性feの一
例を第３図に示す。このFE信号特性は、本発明の例えば
第１図に示すFE検出装置において、有限系集光レンズ15
の横倍率α、光源１から発したビーム70が光ディスク７
上で合焦点の状態にあるときのフォトディテクタ501,50
2上での２つのビーム703,704の直径D1,D2,フォトディテ
クタ501,502の幅Wx1,Wx2,フォトディテクタ501,502上に
おける２つのビーム703,704の中心間距離ｄをそれぞれ
以下の条件にしたときに得られるものである。
ォーカスさせたときに得られるFE信号の出力特性feの一
例を第３図に示す。このFE信号特性は、本発明の例えば
第１図に示すFE検出装置において、有限系集光レンズ15
の横倍率α、光源１から発したビーム70が光ディスク７
上で合焦点の状態にあるときのフォトディテクタ501,50
2上での２つのビーム703,704の直径D1,D2,フォトディテ
クタ501,502の幅Wx1,Wx2,フォトディテクタ501,502上に
おける２つのビーム703,704の中心間距離ｄをそれぞれ
以下の条件にしたときに得られるものである。
Wx1＝Wx2＝45μｍ D1＝D2＝63.5μｍ ｄ＝63.5μｍ α＝４ ここで、同図に示すように、FE信号のピーク−ピーク
レベルを信号の検出感度Sppと定義する。
レベルを信号の検出感度Sppと定義する。
第４図に、本発明によるFE検出装置によって得られる
信号の検出感度Sppとフォトディテクタ501,502上におけ
る２つのビーム703,704の中心間距離ｄの関係の一例を
示す。ここで、Wx＝Wx1＝Wx2、Ｄ＝D1＝D2、Wx＝0.707
＊Ｄとし、信号検出感度Sppはフォトディテクタ501,502
上における２つのビーム703,704の中心間距離ｄがWx＋
Ｄのときの信号検出感度を１としたときの相対値で表わ
している。信号検出感度Sppは、フォトディテクタ501,5
02上における２つのビーム703,704の中心間距離ｄがWx
＋Ｄよりも小さくなるにしたがって増加し始め、フォト
ディテクタ501,502上における２つのビーム703,704の中
心間距離ｄがWxのときには、信号検出感度Sppが約1.43
倍にまで増加する。一方、フォトディテクタ501,502を
形成するフォトディテクタユニット51の面積は、フォト
ディテクタ501,502上における２つのビーム703,704の中
心間距離ｄがWxの場合、ｄがWx＋Ｄの場合の約40％にま
で小さくなる。このように、本発明のFE検出装置におい
ては、フォトディテクタの占有面積の低減と信号の検出
感度の増加とを同時に実現することが可能となる。
信号の検出感度Sppとフォトディテクタ501,502上におけ
る２つのビーム703,704の中心間距離ｄの関係の一例を
示す。ここで、Wx＝Wx1＝Wx2、Ｄ＝D1＝D2、Wx＝0.707
＊Ｄとし、信号検出感度Sppはフォトディテクタ501,502
上における２つのビーム703,704の中心間距離ｄがWx＋
Ｄのときの信号検出感度を１としたときの相対値で表わ
している。信号検出感度Sppは、フォトディテクタ501,5
02上における２つのビーム703,704の中心間距離ｄがWx
＋Ｄよりも小さくなるにしたがって増加し始め、フォト
ディテクタ501,502上における２つのビーム703,704の中
心間距離ｄがWxのときには、信号検出感度Sppが約1.43
倍にまで増加する。一方、フォトディテクタ501,502を
形成するフォトディテクタユニット51の面積は、フォト
ディテクタ501,502上における２つのビーム703,704の中
心間距離ｄがWxの場合、ｄがWx＋Ｄの場合の約40％にま
で小さくなる。このように、本発明のFE検出装置におい
ては、フォトディテクタの占有面積の低減と信号の検出
感度の増加とを同時に実現することが可能となる。
第５図は、本発明の別の実施例によるFE検出装置の概
略構成を示す。第１図（ａ）に示したFE検出装置の光分
岐手段には２つのPBSを用いていたが、本実施例におい
ては光分岐手段にホログラム素子を用いている。光源１
から発したビーム70はレンズ15で光ディスク７上に集光
される。このとき６は異なる焦点を有する２つの波面を
再生可能なホログラム素子で、光源１とレンズ15の間に
介在して往路ではその０次回折光70が光ディスク７上に
集光されることになる。光ディスク７上で反射，回折さ
れたビーム70は復路で再びレンズ15を通過した後ホログ
ラム素子６に入射し、ホログラム素子６は、光源１の方
向に回折する０次回折光70の他に、フォトディテクタ51
の方向に回折する回折光705,706を生成する。ホログラ
ム素子６からの回折光705,706は、光源１から発したビ
ーム70が光ディスク７上で合焦点の状態にあるときに、
フォトディテクタユニット51に形成されたフォトディテ
クタ501,502の受光面Ｓ上でお互いに等しいビーム径と
なるようにフォトディテクタユニット51を配置する。光
源１とフォトディテクタユニット51との関係について、
ホログラム素子６の位置から眺めた様子を第５図（ｂ）
に示す。ホログラム素子６からの回折光705,706は、そ
れぞれフォトディテクタユニット51上のフォトディテク
タ501,502で受光する。ホログラム素子６は、二光束干
渉法もしくはCGH等の既知の作製方法により作製するこ
とができる。ホログラム素子６に記録する格子のパター
ンは、第５図（ａ）に示す光源１の発光点10と所望の焦
点位置P5,P6をそれぞれ点光源とし、これらの光源から
の発散球面波がホログラム素子６上で作る干渉パターン
を記録することにより得られ、さらに具体的な記録方法
は、例えば特開平１−94541号や特開平２−58738号に開
示されているので、詳細な説明は省略する。
略構成を示す。第１図（ａ）に示したFE検出装置の光分
岐手段には２つのPBSを用いていたが、本実施例におい
ては光分岐手段にホログラム素子を用いている。光源１
から発したビーム70はレンズ15で光ディスク７上に集光
される。このとき６は異なる焦点を有する２つの波面を
再生可能なホログラム素子で、光源１とレンズ15の間に
介在して往路ではその０次回折光70が光ディスク７上に
集光されることになる。光ディスク７上で反射，回折さ
れたビーム70は復路で再びレンズ15を通過した後ホログ
ラム素子６に入射し、ホログラム素子６は、光源１の方
向に回折する０次回折光70の他に、フォトディテクタ51
の方向に回折する回折光705,706を生成する。ホログラ
ム素子６からの回折光705,706は、光源１から発したビ
ーム70が光ディスク７上で合焦点の状態にあるときに、
フォトディテクタユニット51に形成されたフォトディテ
クタ501,502の受光面Ｓ上でお互いに等しいビーム径と
なるようにフォトディテクタユニット51を配置する。光
源１とフォトディテクタユニット51との関係について、
ホログラム素子６の位置から眺めた様子を第５図（ｂ）
に示す。ホログラム素子６からの回折光705,706は、そ
れぞれフォトディテクタユニット51上のフォトディテク
タ501,502で受光する。ホログラム素子６は、二光束干
渉法もしくはCGH等の既知の作製方法により作製するこ
とができる。ホログラム素子６に記録する格子のパター
ンは、第５図（ａ）に示す光源１の発光点10と所望の焦
点位置P5,P6をそれぞれ点光源とし、これらの光源から
の発散球面波がホログラム素子６上で作る干渉パターン
を記録することにより得られ、さらに具体的な記録方法
は、例えば特開平１−94541号や特開平２−58738号に開
示されているので、詳細な説明は省略する。
発明の効果 以上に述べた詳細な説明から明からなように、本発明
によるフォーカスエラー検出装置では、媒体に照射する
ビームを発する光源と、前記光源からのビームを媒体に
集光する集光光学系と、略同一平面上に第１及び第２の
短冊形状のフォトディテクタを形成したフォトディテク
タユニットと、前記２つのフォトディテクタ上に前記媒
体で反射，回折したビームを分岐させて焦点位置の異な
る２つのビームを生成する光分岐手段とを具備し、前記
光分岐手段で生成された第１及び第２のビームの中心は
各々前記第１及び第２のフォトディテクタで受光される
ように配置し、前記２つのビームの焦点は前記２つのフ
ォトディテクタの受光面上における前記２つのビームの
大きさが等しくなったときに前記２つのフォトディテク
タの受光面の前側と後側にそれぞれ位置しており、前記
第１及び第２のフォトディテクタから出力される光電流
を差動演算することによりフォーカスエラー信号を検出
するフォーカスエラー検出装置において、前記２つのフ
ォトディテクタを略平行となるように配置し、前記２つ
のフォトディテクタ上におけるビームの中心間距離を前
記２つのフォトディテクタ上における前記２つのビーム
の大きさが等しくなったときの前記ビームの直径と前記
２つのビームを受光するフォトディテクタの前記２つの
ビームの中心間を結んだ線分と平行な方向の幅の和以下
に配置することによって、信号検出感度をその距離に応
じて増加させながらフォトディテクタユニットの占有面
積を小さくすることが可能となるので、フォトディテク
タユニットのコストを低減させた安価で且つ信号検出感
度の高いFF検出装置が提供可能になるという効果を有す
る。
によるフォーカスエラー検出装置では、媒体に照射する
ビームを発する光源と、前記光源からのビームを媒体に
集光する集光光学系と、略同一平面上に第１及び第２の
短冊形状のフォトディテクタを形成したフォトディテク
タユニットと、前記２つのフォトディテクタ上に前記媒
体で反射，回折したビームを分岐させて焦点位置の異な
る２つのビームを生成する光分岐手段とを具備し、前記
光分岐手段で生成された第１及び第２のビームの中心は
各々前記第１及び第２のフォトディテクタで受光される
ように配置し、前記２つのビームの焦点は前記２つのフ
ォトディテクタの受光面上における前記２つのビームの
大きさが等しくなったときに前記２つのフォトディテク
タの受光面の前側と後側にそれぞれ位置しており、前記
第１及び第２のフォトディテクタから出力される光電流
を差動演算することによりフォーカスエラー信号を検出
するフォーカスエラー検出装置において、前記２つのフ
ォトディテクタを略平行となるように配置し、前記２つ
のフォトディテクタ上におけるビームの中心間距離を前
記２つのフォトディテクタ上における前記２つのビーム
の大きさが等しくなったときの前記ビームの直径と前記
２つのビームを受光するフォトディテクタの前記２つの
ビームの中心間を結んだ線分と平行な方向の幅の和以下
に配置することによって、信号検出感度をその距離に応
じて増加させながらフォトディテクタユニットの占有面
積を小さくすることが可能となるので、フォトディテク
タユニットのコストを低減させた安価で且つ信号検出感
度の高いFF検出装置が提供可能になるという効果を有す
る。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示すフォーカスエラ
ー検出装置の概略構成図、同図（ｂ）はフォトディテク
タとビームの関係図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は
信号の検出方法を説明する一般的原理図、第３図は本発
明のフォーカスエラー検出装置により得られるフォーカ
スエラー信号の一例図、第４図は本発明のフォーカスエ
ラー検出装置により得られる２つのビーム間距離と信号
検出感度の関係を示す一例図、第５図（ａ）は他の実施
例を示すフォーカスエラー検出装置の概略構成図、同図
（ｂ）はフォトディテクタとビームの関係図、第６図
（ａ），（ｂ）は従来のフォーカスエラー検出装置の一
例を示す光学的記録再生ヘッドの構成図である。 １……光源、５……λ/4板、６……ホログラム素子、７
……光記憶媒体（光ディスク）、15……レンズ、40……
基板、41……保護膜、51……フォトディテクタユニッ
ト、70……ビーム、120……プリズム光学系、130,140…
…偏光ビームスプリッタ、501,502……フォトディテク
タ、701〜706……分岐ビーム。
ー検出装置の概略構成図、同図（ｂ）はフォトディテク
タとビームの関係図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は
信号の検出方法を説明する一般的原理図、第３図は本発
明のフォーカスエラー検出装置により得られるフォーカ
スエラー信号の一例図、第４図は本発明のフォーカスエ
ラー検出装置により得られる２つのビーム間距離と信号
検出感度の関係を示す一例図、第５図（ａ）は他の実施
例を示すフォーカスエラー検出装置の概略構成図、同図
（ｂ）はフォトディテクタとビームの関係図、第６図
（ａ），（ｂ）は従来のフォーカスエラー検出装置の一
例を示す光学的記録再生ヘッドの構成図である。 １……光源、５……λ/4板、６……ホログラム素子、７
……光記憶媒体（光ディスク）、15……レンズ、40……
基板、41……保護膜、51……フォトディテクタユニッ
ト、70……ビーム、120……プリズム光学系、130,140…
…偏光ビームスプリッタ、501,502……フォトディテク
タ、701〜706……分岐ビーム。
Claims (3)
- 【請求項１】媒体に照射するビームを発する光源と、前
記光源からのビームを媒体に集光する集光光学系と、略
同一平面上に第１及び第２の短冊形状のフォトディテク
タを形成したフォトディテクタユニットと、前記２つの
フォトディテクタ上に前記媒体から反射，回折したビー
ムを分岐させて焦点位置の異なる第１及び第２のビーム
を生成する光分岐手段とを具備し、前記光分岐手段で生
成された第１及び第２のビームの中心は各々前記第１及
び第２のフォトディテクタで受光されるように配置し、
前記２つのビームの焦点は前記２つのフォトディテクタ
の受光面上における前記２つのビームの大きさが等しく
なったときに前記２つのフォトディテクタの受光面の前
側と後側にそれぞれ位置しており、前記第１及び第２の
フォトディテクタから出力される光電流を差動演算する
ことによりフォーカスエラー信号を検出するフォーカス
エラー検出装置において、前記２つのフォトディテクタ
は略平行となるように配置し、前記２つのフォトディテ
クタ上における前記２つのビームの中心間距離を、前記
２つのフォトディテクタ上における前記２つのビームの
大きさが等しくなったときの前記ビームの直径と前記２
つのビームを受光する前記フォトディテクタの前記２つ
のビームの中心間を結んだ線分と平行な方向の幅の和以
下にしていることを特徴とするフォーカスエラー検出装
置。 - 【請求項２】光分岐手段が反射透過膜を２カ所有するプ
リズムからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載のフォーカスエラー検出装置。 - 【請求項３】光分岐手段がホログラム素子からなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のフォーカス
エラー検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2258046A JP2591302B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | フォーカスエラー検出装置 |
| US07/762,989 US5144606A (en) | 1990-09-26 | 1991-09-20 | Focusing-error detecting apparatus with a simple photodetector unit for use in an optical recording/reproducing device |
| EP91116216A EP0477847B1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-24 | Focusing-error detecting apparatus |
| DE69120624T DE69120624T2 (de) | 1990-09-26 | 1991-09-24 | Fokusfehlerdetektionsgerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2258046A JP2591302B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | フォーカスエラー検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04134309A JPH04134309A (ja) | 1992-05-08 |
| JP2591302B2 true JP2591302B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=17314794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2258046A Expired - Lifetime JP2591302B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | フォーカスエラー検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5144606A (ja) |
| EP (1) | EP0477847B1 (ja) |
| JP (1) | JP2591302B2 (ja) |
| DE (1) | DE69120624T2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0772944B2 (ja) * | 1991-05-30 | 1995-08-02 | ティアック株式会社 | 光ディスク装置のエラー信号生成装置 |
| KR950005033B1 (ko) * | 1992-11-06 | 1995-05-17 | 주식회사금성사 | 광픽업 장치 |
| JP3618769B2 (ja) * | 1992-12-01 | 2005-02-09 | キヤノン株式会社 | 光学式情報記録再生装置 |
| US5559784A (en) * | 1993-03-26 | 1996-09-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Multi-layer optical information detection by two laser beam and optical multilayer recording medium |
| KR100335408B1 (ko) * | 1998-03-03 | 2002-08-21 | 삼성전자 주식회사 | 포커스옵셋조정가능한광픽업장치 |
| JP2000182253A (ja) * | 1998-12-15 | 2000-06-30 | Sony Corp | 情報記録再生装置 |
| KR20070104451A (ko) | 2005-02-03 | 2007-10-25 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 다중빔 광학주사장치의 스폿 사이즈 초점 오차 검출 |
| US9921399B2 (en) | 2015-03-31 | 2018-03-20 | General Electric Company | System and method for continuous, asynchronous autofocus of optical instruments |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5922289B2 (ja) * | 1975-11-20 | 1984-05-25 | ソニー株式会社 | ジヨウホウケンシユツソウチ |
| JPS6043234A (ja) * | 1983-08-18 | 1985-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 光デイスクヘツドのフオ−カスずれ検出装置 |
| JPS6059545A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-05 | Mitsubishi Electric Corp | 光ヘッドの焦点ずれ検出装置 |
| JPS613330A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学的記録再生ヘツド |
| US4724533A (en) * | 1984-06-15 | 1988-02-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head |
| DE3546795C2 (ja) * | 1984-10-01 | 1993-09-23 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, Jp | |
| NL8403034A (nl) * | 1984-10-05 | 1986-05-01 | Philips Nv | Opto-elektronisch fokusfout-detektiestelsel. |
| JPH0231337A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | 焦点誤差検出装置 |
| NL8802689A (nl) * | 1988-11-03 | 1990-06-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | Inrichting voor het met optische straling aftasten van een stralingsreflekterend oppervlak. |
-
1990
- 1990-09-26 JP JP2258046A patent/JP2591302B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-20 US US07/762,989 patent/US5144606A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-24 DE DE69120624T patent/DE69120624T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-24 EP EP91116216A patent/EP0477847B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69120624D1 (de) | 1996-08-08 |
| EP0477847B1 (en) | 1996-07-03 |
| DE69120624T2 (de) | 1997-03-06 |
| JPH04134309A (ja) | 1992-05-08 |
| EP0477847A2 (en) | 1992-04-01 |
| US5144606A (en) | 1992-09-01 |
| EP0477847A3 (en) | 1992-05-27 |
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