JPH05120705A - Optical head error detector - Google Patents
Optical head error detectorInfo
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- JPH05120705A JPH05120705A JP3304068A JP30406891A JPH05120705A JP H05120705 A JPH05120705 A JP H05120705A JP 3304068 A JP3304068 A JP 3304068A JP 30406891 A JP30406891 A JP 30406891A JP H05120705 A JPH05120705 A JP H05120705A
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- zone plate
- photodetector
- optical head
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 作製時間が短く、容易であり、しかも廉価に
作製可能な光ヘッドの誤差検出装置を提供する。
【構成】 被照射面からの反射光を集束させる直線状の
フリンジパターンを有する第1及び第2の焦点距離を持
った第1及び第2のフレネルゾーンプレートを交互に一
体的に形成した光学手段により、被照射面からの反射光
を非点光線束にし、集束形状の変化を光検出器により検
出し、照射光の焦点誤差を検出する。
【効果】 作製が容易で、しかも廉価な光ヘッドの誤差
検出装置が実現できる。
(57) [Summary] [Object] To provide an error detection device for an optical head, which is easy and inexpensive to manufacture, and can be manufactured at low cost. An optical means in which first and second Fresnel zone plates having first and second focal lengths having a linear fringe pattern for converging light reflected from a surface to be illuminated are alternately and integrally formed. Thus, the reflected light from the surface to be illuminated is made into an astigmatic ray bundle, the change in the focusing shape is detected by a photodetector, and the focus error of the emitted light is detected. [Effect] An error detection device for an optical head that is easy to manufacture and inexpensive can be realized.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、被照射面に対する照射
光のフォーカス誤差やトラック誤差を検出する光ヘッド
の誤差検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head error detecting device for detecting a focus error and a track error of irradiation light on a surface to be irradiated.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の光ヘッドの誤差検出装置の一例と
して特開平2−87336号公報に記載されている例を
図4に示す。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows an example of a conventional optical head error detecting device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-87336.
【0003】レーザ光源1からのレーザ光は、コリメー
トレンズ2により平行光線束にされ、ビームスプリッタ
3を介して情報記録媒体5に向けて照射される。この照
射されたレーザ光は、対物レンズ4により情報記録媒体
5上に焦点を結ぶ。この対物レンズ4は図示しない駆動
装置により駆動され、常に情報記録媒体5上に焦点を結
ぶようにフィードバック制御される。情報記録媒体5か
らの反射光は対物レンズ4を経てビームスプリッタ3に
より分けられ「非点収差方式」と呼ばれる誤差検出系に
導かれる。ビームスプリッタ3により分けられたフォー
カス誤差検出光は、4分割フレネルゾーンプレート20
を介して4分割光検出器9上に入射される。4分割フレ
ネルゾーンプレート20は、フォーカス誤差検出光を回
折により波面が共芯でない非点光線束に変換するもので
ある。The laser light from the laser light source 1 is collimated into a bundle of parallel rays by a collimator lens 2 and is directed toward an information recording medium 5 via a beam splitter 3. The irradiated laser light is focused on the information recording medium 5 by the objective lens 4. The objective lens 4 is driven by a driving device (not shown) and is feedback-controlled so as to always focus on the information recording medium 5. The reflected light from the information recording medium 5 passes through the objective lens 4 and is split by the beam splitter 3 to be guided to an error detection system called an "astigmatism method". The focus error detection light split by the beam splitter 3 is divided into four Fresnel zone plates 20.
It is incident on the four-division photodetector 9 via. The 4-division Fresnel zone plate 20 converts the focus error detection light into an astigmatic ray bundle whose wavefront is not concentric by diffraction.
【0004】ここで用いられる4分割フレネルゾーンプ
レート20を図5に示す。この4分割フレネルゾーンプ
レート20は中心20oを通る2本の互いに直交する分
割線20lにより4つの領域20a、20b、20c、
20dに分割されている。また相対する対角領域20a
と20c、20bと20bには、一次回折光の焦点距離
が等しくなるような曲線状の凹凸が形成されている。A four-division Fresnel zone plate 20 used here is shown in FIG. The four-division Fresnel zone plate 20 has four regions 20a, 20b, 20c, which are formed by two division lines 20l which are orthogonal to each other and pass through the center 20o.
It is divided into 20d. In addition, opposite diagonal areas 20a
And 20c and 20b and 20b are formed with curved irregularities such that the focal lengths of the first-order diffracted light are equal.
【0005】このように構成された4分割フレネルゾー
ンプレート20の2本の分割線20lが、4分割光検出
器9の2本の分割線と光軸方向からみて互いに重なるよ
うに両者を配置する。4分割光検出器9の各検出信号
A、B、C、Dは加算器11、12及び減算器3により
処理されたフォーカス誤差信号Fが出力されると共に、
減算器15により処理されトラック誤差信号Tが出力さ
れる。フォーカス誤差信号F及びトラック誤差信号Tは
次式のようになる。 F=(A+C)−(B+D) T=(D−B)The two dividing lines 201 of the four-division Fresnel zone plate 20 thus constructed are arranged so as to overlap with the two dividing lines of the four-division photodetector 9 when viewed from the optical axis direction. .. As the detection signals A, B, C, and D of the 4-division photodetector 9, the focus error signal F processed by the adders 11 and 12 and the subtractor 3 is output, and
The track error signal T is output after being processed by the subtractor 15. The focus error signal F and the track error signal T are given by the following equations. F = (A + C)-(B + D) T = (D-B)
【0006】情報記録媒体5に対する対物レンズ4の位
置に応じて4分割光検出器9上に図6(a)、
(a′)、(b)、(b′)、(c)、(c′)に示す
ような像が結像される。即ち、情報記録媒体5が対物レ
ンズ4の焦点より手前に位置していると、誤差検出光は
図6(a′)に示すように、4分割光検出器9上の光検
出部9a、9cで大きく、光検出部9b、9dで小さく
なるよう結像する。従って、フォーカス誤差信号Fは正
となる。According to the position of the objective lens 4 with respect to the information recording medium 5, FIG.
Images as shown in (a '), (b), (b'), (c) and (c ') are formed. That is, when the information recording medium 5 is located in front of the focal point of the objective lens 4, the error detection light is detected by the photodetection sections 9a and 9c on the 4-split photodetector 9 as shown in FIG. The image is formed so that it becomes larger at and smaller at the photodetectors 9b and 9d. Therefore, the focus error signal F becomes positive.
【0007】情報記録媒体5が対物レンズ4の焦点に正
確に位置していると、誤差検出光は図6(b′)に示す
ように、4分割光検出器9上に円形のビームとなる。従
って、光検出部9a、9b、9c、9dの検出信号A、
B、C、Dの大きさは同じになる。従って、フォーカス
誤差信号Fは0となる。When the information recording medium 5 is accurately positioned at the focal point of the objective lens 4, the error detection light becomes a circular beam on the four-division photodetector 9 as shown in FIG. 6 (b '). .. Therefore, the detection signals A of the photodetectors 9a, 9b, 9c, 9d,
The sizes of B, C and D are the same. Therefore, the focus error signal F becomes zero.
【0008】情報記録媒体5が対物レンズ4の焦点より
向こう側に位置していると、誤差検出光は図6(c′)
に示すように、4分割光検出器9上の光検出部9a、9
cで小さく、光検出部9b、9dで大きくなるように結
像する。従って、フォーカス誤差信号Fは負となる。When the information recording medium 5 is positioned on the other side of the focal point of the objective lens 4, the error detection light is shown in FIG. 6 (c ').
As shown in FIG.
An image is formed such that it is small at c and large at the photodetectors 9b and 9d. Therefore, the focus error signal F becomes negative.
【0009】このようにフォーカス誤差信号Fは対物レ
ンズ4に対する情報記録媒体5の位置に応じて変化す
る。このフォーカス誤差信号Fを対物レンズ4のフォー
カス方向の駆動装置にフィードバックすることにより、
レーザ光が情報記録媒体5上に合焦点を結ぶように制御
する。As described above, the focus error signal F changes according to the position of the information recording medium 5 with respect to the objective lens 4. By feeding back this focus error signal F to the drive device in the focus direction of the objective lens 4,
The laser light is controlled so as to focus on the information recording medium 5.
【0010】図6(a)、(a′)、(b)、
(b′)、(c)、(c′)はフォーカス誤差のみでト
ラック誤差がない場合を示したが、フォーカス誤差がな
くトラック誤差があると図6(d)に示すような像が4
分割光検出器9上に結像する。即ち、像の形状は図6
(b′)のような合焦点の場合と同じであるが、トラッ
ク誤差に応じて明るさが異なるようになる。図6(d)
は左右方向トラック誤差が生じた場合である。トラック
誤差に応じてフィードバックすることにより、レーザ光
が情報記録媒体5のトラック上に正確に乗るように制御
する。6 (a), (a '), (b),
(B '), (c), and (c') show the case where there is only a focus error and no track error, but if there is no focus error and there is a track error, an image as shown in FIG.
An image is formed on the split photodetector 9. That is, the shape of the image is shown in FIG.
This is the same as the case of the in-focus point as shown in (b '), but the brightness becomes different depending on the track error. Figure 6 (d)
Indicates a case where a horizontal track error occurs. By feeding back according to the track error, the laser light is controlled so as to be accurately placed on the track of the information recording medium 5.
【0011】尚、4分割光検出器9及び4分割フレネル
ゾーンプレート20の分割線の位置は、光軸方向からみ
て互いに一致していれば、図4に示す位置でなくとも良
い。例えば、4分割光検出器9と4分割フレネルゾーン
プレート20を光軸を中心にして45度回転した位置に
配置しても良い。この場合トラック誤差信号Tは T=(A−C)+(D−B) となる。The positions of the dividing lines of the four-division photodetector 9 and the four-division Fresnel zone plate 20 do not have to be the positions shown in FIG. 4 as long as they coincide with each other when viewed from the optical axis direction. For example, the four-division photodetector 9 and the four-division Fresnel zone plate 20 may be arranged at positions rotated by 45 degrees about the optical axis. In this case, the track error signal T is T = (A−C) + (D−B).
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の光
ヘッドでは、フォーカス誤差検出光を非点光線束にして
4分割光検出器9上に結像させるために、4分割フレネ
ルゾーンプレート20を用いているが、これは、半導体
製造プロセスで用いられる微細加工技術により作製され
る。このプロセスでは、先ず電子線直接描画装置、或い
はパターンジェネレータ等を用いてマスクを描画する必
要がある。In the conventional optical head as described above, the four-division Fresnel zone plate 20 is used in order to focus the focus error detection light on the four-division photodetector 9 to form an image on the four-division photodetector 9. , Which is manufactured by the microfabrication technique used in the semiconductor manufacturing process. In this process, first, it is necessary to draw a mask by using an electron beam direct drawing device or a pattern generator.
【0013】しかしながら、従来の4分割フレネルゾー
ンプレート20は曲線にて構成されており、曲線を正確
に描くために電子線直接描画装置、或いはパターンジェ
ネレータ等のビーム径を小さくし、描画位置を細かく設
定し制御する必要があった。従って、このような曲線で
構成されたマスクを製作するには膨大な演算時間及び露
光時間を要し生産コストが高くなるという問題があっ
た。However, the conventional four-division Fresnel zone plate 20 is composed of a curved line, and in order to accurately draw the curved line, the beam diameter of the electron beam direct writing apparatus or the pattern generator is made small and the writing position is made fine. It had to be set and controlled. Therefore, there is a problem in that a huge amount of calculation time and exposure time are required to manufacture a mask having such a curve, and the production cost is increased.
【0014】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、電子線直接描画装置、或いはパターンジェ
ネレータ等による描画時間が短く、しかも廉価に作製可
能な光ヘッドの誤差検出装置を提供するものである。The present invention has been made to solve the above problems, and provides an error detection device for an optical head which can be manufactured at a low cost with a short writing time by an electron beam direct writing device or a pattern generator. It is a thing.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的は、被照射面か
らの反射光を非点光線束にする光学手段と、前記反射光
の第1及び第2の焦点位置に基づいて前記照射面に対す
る照射光の誤差を検出する検出手段とを備えた光ヘッド
の誤差検出装置に於て、前記光学手段は、前記反射光を
前記第1の焦点に集束させる第1の一次元フレネルゾー
ンプレートと前記第2の焦点に集束させる第2の一次元
フレネルゾーンプレートとを有し、かつ前記第1の一次
元フレネルゾーンプレートと前記第2の一次元フレネル
ゾーンプレートとが交互に一体的に形成され、前記検出
手段は、前記反射光の前記第1の一次元フレネルゾーン
プレートと前記第2の一次元フレネルゾーンプレートと
により集束される集束形状を検出する光検出器を有し、
前記光検出器により検出された検出信号を基に前記照射
光の集光位置と前記被照射面との誤差を検出することを
特徴とする光ヘッドの誤差検出装置によって達成され
る。The above object is to provide an optical means for converting the reflected light from the surface to be illuminated into an astigmatic ray bundle, and to the irradiated surface based on the first and second focal positions of the reflected light. In an error detecting device for an optical head, which comprises a detecting means for detecting an error of irradiation light, the optical means comprises a first one-dimensional Fresnel zone plate for converging the reflected light to the first focus and the optical head. A second one-dimensional Fresnel zone plate for focusing on a second focal point, and the first one-dimensional Fresnel zone plate and the second one-dimensional Fresnel zone plate are alternately and integrally formed, The detection means has a photodetector for detecting a focusing shape of the reflected light focused by the first one-dimensional Fresnel zone plate and the second one-dimensional Fresnel zone plate,
This is achieved by an error detection device for an optical head, which detects an error between the converging position of the irradiation light and the irradiation surface based on the detection signal detected by the photodetector.
【0016】[0016]
【作用】本発明は、被照射面からの反射光を集束させる
直線状のフリンジパターンを有する第1及び第2の焦点
距離を持った第1及び第2のフレネルゾーンプレートを
交互に一体的に形成した光学手段により、被照射面から
の反射光を非点光線束にし、集束形状の変化を光検出器
により検出し、照射光の焦点誤差を検出するようにして
いる。According to the present invention, the first and second Fresnel zone plates having the first and second focal lengths having the linear fringe pattern for focusing the reflected light from the surface to be illuminated are alternately and integrally formed. By the formed optical means, the reflected light from the surface to be illuminated is made into an astigmatic ray bundle, the change of the focusing shape is detected by the photodetector, and the focus error of the emitted light is detected.
【0017】[0017]
【実施例】本発明の一実施例による光ヘッドの誤差検出
装置を1図に示す。図4に示す従来の光ヘッドと同一の
構成要素には同一の符号を付した。FIG. 1 shows an optical head error detecting device according to an embodiment of the present invention. The same components as those of the conventional optical head shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals.
【0018】本実施例では、従来の曲線で構成された4
分割フレネルゾーンプレート20に代えて直線状のフリ
ンジパターンで構成された8分割フレネルゾーンプレー
ト30を用いている。またフレネルゾーンプレートの分
割数と同数分割された光検出器を用いている。In this embodiment, the four curves formed by the conventional curve are used.
Instead of the split Fresnel zone plate 20, an 8-split Fresnel zone plate 30 having a linear fringe pattern is used. Moreover, the photodetector divided into the same number as the number of divisions of the Fresnel zone plate is used.
【0019】本実施例に於て用いられる直線状のフリン
ジパターンを有する8分割フレネルゾーンプレート30
を図2(a)、(b)に示す。この直線状のフリンジパ
ターンを有する8分割フレネルゾーンプレート30は中
心30oを通る4本の分割線31l、32l、33l、
34lで8つの領域30a、30b、30c、30d、
30e、30f、30g、30hに分割されている。こ
こで、従来のフレネルゾーンプレート20では半径が整
数の平方根に比例する同心円により構成されていたが、
本実施例に於ける8分割フレネルゾーンプレートは前記
同心円の接線により構成されている。具体的には30a
と30eは分割線31lと32lの作る鋭角を2等分す
る直線と前記同心円の交点を通過する接線で構成され、
30bと30fは分割線32lと33lの作る鋭角を2
等分する直線と前記同心円の交点を通過する接線で構成
され、30cと30gは分割線33lと34lの作る鋭
角を2等分する直線と前記同心円の交点を通過する接線
により構成され、30dと30hは分割線34lと31
lの作る鋭角を2等分する直線と前記同心円の交点を通
過する接線により構成されている。また、1つおきの対
角領域30aと30c、30eと30gが等しい1次回
折光の焦点距離となるように、また30bと30d、3
0fと30hが等しい1次回折光の焦点距離となるよう
にそれぞれの直線状のフリンジパターンが構成され、そ
れぞれのフレネルゾーンプレートの集束作用はフリンジ
パターンと垂直な方向にのみ生じ、それ以外の方向、例
えばパターンと平行な方向には集束作用を有していな
い。以下、説明を簡潔にするために等しい焦点距離を持
つ領域30aと30cと30eと30gを領域A、領域
30bと30dと30fと30hを領域Bと表すことに
する。Eight-division Fresnel zone plate 30 having a linear fringe pattern used in this embodiment.
Is shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The 8-division Fresnel zone plate 30 having this linear fringe pattern has four division lines 31l, 32l, 33l passing through the center 30o.
34l for eight areas 30a, 30b, 30c, 30d,
It is divided into 30e, 30f, 30g, and 30h. Here, in the conventional Fresnel zone plate 20, the radius is constituted by concentric circles whose proportion is proportional to the square root of an integer.
The 8-division Fresnel zone plate in this embodiment is constituted by the tangent lines of the concentric circles. Specifically, 30a
And 30e are composed of a straight line that bisects an acute angle formed by the dividing lines 31l and 32l and a tangent line that passes through the intersection of the concentric circles,
30b and 30f make the acute angle made by the dividing lines 32l and 33l 2
30c and 30g are composed of a straight line that divides equally and a tangent line that passes through the intersection of the concentric circles. 30h is dividing lines 34l and 31
It is composed of a straight line that bisects the acute angle formed by l and a tangent line that passes through the intersection of the concentric circles. In addition, every other diagonal regions 30a and 30c and 30e and 30g have the same focal length of the first-order diffracted light, and 30b, 30d, and 3 have the same focal length.
Respective linear fringe patterns are configured such that 0f and 30h have the same focal length of the first-order diffracted light, and the focusing action of each Fresnel zone plate occurs only in the direction perpendicular to the fringe pattern, and in other directions, For example, it has no focusing action in the direction parallel to the pattern. Hereinafter, for the sake of simplicity, the regions 30a, 30c, 30e, and 30g having the same focal length will be referred to as a region A, and the regions 30b, 30d, 30f, and 30h will be referred to as a region B.
【0020】領域Aの1次回折光の焦点距離をfa、領
域Bの1次回折光の焦点距離をfbとすると、非点隔差
Δは、 Δ=fa−fb となる。このときの領域A、領域Bそれぞれについて、
中心30oから数えてk番目の境界線の中心30oから
の距離rak、rbkは、 rak 2=k・fa・λ rbk 2=k・fb・λ (k=1、2、3・・・・) で与えられる。ここでλは情報記録媒体5の反射光の波
長である。非点隔差Δを情報記録媒体5に於ける距離
Δ′に換算すると、 Δ′=Δ/β2 となる。ここでβは、この光学系の情報記録媒体5から
8分割光検出器9までの横倍率であり、β2は縦倍率と
呼ばれるものである。情報記録媒体5での非点隔差Δ′
は一般的には10〜25μmとされている。従って、こ
の値から非点隔差Δと横倍率βとが決まり、領域A、領
域Bの焦点距離fa、fbが求まり、自動的にrak、
rbkが決められる。Assuming that the focal length of the first-order diffracted light in the area A is fa and the focal length of the first-order diffracted light in the area B is fb, the astigmatic difference Δ is Δ = fa-fb. For each of the areas A and B at this time,
The distances ra k and rb k from the center 30o of the k-th boundary line counting from the center 30o are: ra k 2 = k · fa · λ rb k 2 = k · fb · λ (k = 1, 2, 3 · ...) is given. Here, λ is the wavelength of the reflected light of the information recording medium 5. When the astigmatic difference Δ is converted into the distance Δ ′ on the information recording medium 5, Δ ′ = Δ / β 2 . Here, β is the lateral magnification from the information recording medium 5 of this optical system to the 8-split photodetector 9, and β 2 is called the longitudinal magnification. Astigmatic difference Δ'in the information recording medium 5
Is generally 10 to 25 μm. Therefore, the astigmatic difference Δ and the lateral magnification β are determined from these values, the focal lengths fa and fb of the regions A and B are determined, and ra k ,
rb k is determined.
【0021】本発明では光検出器9はフレネルゾーンプ
レートと同数の光検出器9a、9b、9c、9d、9
e、9f、9g、9hに分割されている。ここでも以下
の簡潔な説明のため光検出部9a、9c、9e、9gを
光検出部A、光検出部9b、9d、9f、9hを光検出
部Bと表す。In the present invention, the photodetectors 9 have the same number of photodetectors 9a, 9b, 9c, 9d and 9 as the Fresnel zone plates.
It is divided into e, 9f, 9g, and 9h. Here again, for the sake of brevity, the photodetectors 9a, 9c, 9e and 9g are referred to as the photodetector A, and the photodetectors 9b, 9d, 9f and 9h are referred to as the photodetector B.
【0022】前記のようにして得られた直線状のフリン
ジパターンを有する8分割フレネルゾーンプレート30
の4本の分割線と8分割光検出器9の4本の分割線は光
軸方向からみて互いに重なるように両者が配置されてい
る。Eight-division Fresnel zone plate 30 having a linear fringe pattern obtained as described above.
Both of the four dividing lines and the four dividing lines of the 8-division photodetector 9 are arranged so as to overlap each other when viewed from the optical axis direction.
【0023】8分割光検出器9の各検出信号A、B、
C、D、E、F、G、Hは加算器11a、11b、12
a、12b、13a、13b及び減算器15により処理
されてフォーカス誤差信号Fが出力されると共に、加算
器11a、11b、12a、12b、14a、14b及
び減算器16により処理されトラック誤差信号Tが出力
される。フォーカス誤差信号F及びトラック誤差信号F
は次式のようになる。 F=(A+C+G+E)−(B+D+F+H) T=(A+B+G+H)−(C+D+E+F)Each detection signal A, B, from the 8-split photodetector 9
C, D, E, F, G, H are adders 11a, 11b, 12
a, 12b, 13a, 13b and the subtractor 15 to output the focus error signal F, and the adder 11a, 11b, 12a, 12b, 14a, 14b and the subtracter 16 process the track error signal T. Is output. Focus error signal F and track error signal F
Is as follows: F = (A + C + G + E)-(B + D + F + H) T = (A + B + G + H)-(C + D + E + F)
【0024】情報記録媒体5に対する対物レンズ4の位
置に応じて8分割光検出器9上に図3に示すような像が
結像される。本実施例のフレネルゾーンプレートの領域
数は8であって、像が複雑となるため、簡単のために図
3には領域Aを代表して領域30a、30e、領域Bを
代表して30d、30hを透過する光線束の像のみを示
しているが、前記の通り同一の焦点距離を有する領域を
透過する光線束の像の形状は同一であるので図3に示し
た光線束の結像形状で本実施例の作用を理解することが
できる。An image as shown in FIG. 3 is formed on the 8-division photodetector 9 according to the position of the objective lens 4 with respect to the information recording medium 5. Since the number of regions of the Fresnel zone plate of this embodiment is 8, and the image becomes complicated, for simplicity, in FIG. 3, region A is representative of regions 30a and 30e, and region B is representative of 30d. Only the image of the light flux passing through 30h is shown, but since the shape of the image of the light flux passing through the region having the same focal length is the same as described above, the image formation shape of the light flux shown in FIG. The operation of this embodiment can be understood from.
【0025】情報記録媒体5が対物レンズ4の焦点より
手前に位置している場合を図3(a)及び図3(a′)
に示す。領域Bを透過する誤差検出光は焦点近傍で図の
ように線状となり、8分割光検出器9上の光検出部Bで
検出される。更に、領域Aを透過する光線束の一部も光
検出部Bで検出されるので、光検出部Bで信号は大き
く、光検出部Aで小さくなる。従って、フォーカス誤差
信号Fは負となる。The case where the information recording medium 5 is located in front of the focal point of the objective lens 4 is shown in FIGS. 3 (a) and 3 (a ').
Shown in. The error detection light passing through the area B becomes linear near the focal point as shown in the figure, and is detected by the photodetector B on the 8-split photodetector 9. Further, since a part of the light flux passing through the area A is also detected by the photodetector B, the signal is large in the photodetector B and small in the photodetector A. Therefore, the focus error signal F becomes negative.
【0026】情報記録媒体5が対物レンズ4の焦点に正
確に位置していると(図3(b))、誤差検出光は図3
(b′)に示すように、8分割光検出器の各光検出部の
光量が等しくなるように結像する。従って、フォーカス
誤差信号Fは0となる。When the information recording medium 5 is accurately positioned at the focal point of the objective lens 4 (FIG. 3 (b)), the error detection light is emitted as shown in FIG.
As shown in (b '), images are formed so that the light amounts of the respective photodetection sections of the 8-division photodetector are equal. Therefore, the focus error signal F becomes zero.
【0027】情報記録媒体5が対物レンズ4の焦点より
も向こう側に位置している場合を図3(c)及び図3
(c′)に示す。領域Aを透過する誤差検出光は焦点近
傍で図のように線状となり、8分割光検出器9上の光検
出部Aで検出される。更に領域Bを透過する光線束の一
部も光検出部Aで検出されるので、光検出部Aで信号は
大きく、光検出部Bで小さくなる。従って、フォーカス
誤差信号Fは正となる。本実施例により得られるフォー
カス誤差信号Fの例を図7に示す。The case where the information recording medium 5 is located on the far side from the focal point of the objective lens 4 is shown in FIGS.
It is shown in (c '). The error detection light passing through the area A becomes linear near the focal point as shown in the figure, and is detected by the photodetector A on the 8-split photodetector 9. Further, since a part of the light flux passing through the region B is also detected by the photodetector A, the signal is large in the photodetector A and small in the photodetector B. Therefore, the focus error signal F becomes positive. An example of the focus error signal F obtained in this embodiment is shown in FIG.
【0028】図1に於いて情報記録媒体5のトラックが
メリジオナル方向に配置されたとすると、光検出器9上
の像の形状は変わらないが、トラック誤差に応じてサジ
タル方向に光量差が生じる。従って、光検出部9a、9
b、9g、9hと9c、9d、9e、9fとの信号の差
によってトラック誤差を検出することが可能である。If the tracks of the information recording medium 5 are arranged in the meridional direction in FIG. 1, the shape of the image on the photodetector 9 does not change, but a light amount difference occurs in the sagittal direction depending on the track error. Therefore, the photodetectors 9a, 9
It is possible to detect the track error by the difference between the signals of b, 9g, 9h and 9c, 9d, 9e, 9f.
【0029】このように本実施例によれば直線状のフリ
ンジパターンを有する8分割フレネルゾーンプレートを
用いてフォーカス誤差及びトラック誤差の検出を行うこ
とが可能である。As described above, according to this embodiment, it is possible to detect the focus error and the track error using the 8-division Fresnel zone plate having the linear fringe pattern.
【0030】上記実施例では8分割フレネルゾーンプレ
ートを用いたが分割数は8に限定されない。分割数がい
くつでも個々のフレネルゾーンプレートを直線状のフリ
ンジパターンで構成し、上記実施例と同様な誤差信号検
出が可能である。本発明者による実験の結果、nを整数
(n=0、1、2、3・・・)として分割数が4×(n
−1)の場合にフォーカス誤差検出特性が良好なことが
分かった。In the above embodiment, the 8-division Fresnel zone plate was used, but the division number is not limited to 8. Even if the number of divisions is any, each Fresnel zone plate is formed by a linear fringe pattern, and error signal detection similar to that in the above embodiment can be performed. As a result of an experiment by the present inventor, the number of divisions is 4 × (n, where n is an integer (n = 0, 1, 2, 3 ...
In the case of -1), it was found that the focus error detection characteristic was good.
【0031】また、フレネルゾーンプレートの中心の初
期位相は何度でも良く、明暗型フレネルゾーンプレー
ト、位相反転フレネルゾーンプレート等でも良いことは
従来の構成と変わらず、直線状フリンジパターンのメリ
ットが損われることはない。Further, the initial phase at the center of the Fresnel zone plate may be any number of times, and a bright and dark Fresnel zone plate, a phase inversion Fresnel zone plate or the like may be used, which is the same as the conventional configuration, and the merit of the linear fringe pattern is lost. I will not be told.
【0032】更に、フレネルゾーンプレートの分割線と
光検出器の分割線が光軸方向からみて重なっていれば、
必ずしも領域Aと光検出部A、領域Bと光検出部Bが対
応する必要はなく、この場合フォーカス誤差信号の極性
が反転する。Furthermore, if the dividing line of the Fresnel zone plate and the dividing line of the photodetector are overlapped when viewed from the optical axis direction,
The area A and the photodetector A do not necessarily have to correspond to each other and the area B and the photodetector B do not necessarily correspond to each other. In this case, the polarity of the focus error signal is inverted.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上の通り本発明によれば、被照射面か
らの反射光を集束させる直線状のフリンジパターンを有
する第1及び第2の焦点距離を持った第1及び第2のフ
レネルゾーンプレートを交互に一体的に形成した光学手
段により、被照射面からの反射光を非点光線束にし、集
束形状の変化を光検出器により検出し、照射光の焦点誤
差を検出することで、作製が容易で、しかも廉価な光ヘ
ッドの誤差検出装置が実現できる。As described above, according to the present invention, the first and second Fresnel zones having the first and second focal lengths having the linear fringe pattern for focusing the reflected light from the illuminated surface are provided. By means of the optical means integrally forming the plates alternately, the reflected light from the surface to be illuminated is made into an astigmatic ray bundle, the change in the focusing shape is detected by a photodetector, and by detecting the focus error of the emitted light, An error detection device for an optical head that is easy to manufacture and inexpensive can be realized.
【図1】本発明に基づく実施例による光ヘッドの誤差検
出装置を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an error detection device for an optical head according to an embodiment of the present invention.
【図2】(a)部は本実施例の光ヘッドの誤差検出装置
で用いられる直線状のフリンジパターンを有する8分割
フレネルゾーンプレートの平面図、(b)部はそのII−
II線についた見た断面図である。FIG. 2A is a plan view of an 8-division Fresnel zone plate having a linear fringe pattern used in the error detecting device for an optical head according to the present embodiment, and FIG.
It is the sectional view seen along the II line.
【図3】(a)部、(a′)部、(b)部、(b′)
部、(c)部、(c′)部は本実施例の光ヘッドの誤差
検出装置に於ける誤差検出光の像を示す図である。3 (a), (a '), (b), (b')
A portion, a portion (c), and a portion (c ') are views showing images of error detection light in the error detection device for the optical head of the present embodiment.
【図4】従来の光ヘッドの誤差検出装置を示す斜視図で
ある。FIG. 4 is a perspective view showing a conventional error detection device for an optical head.
【図5】(a)部は従来の光ヘッドの誤差検出装置で用
いられる曲線で構成される4分割フレネルゾーンプレー
トの平面図、(b)部はそのV−V線について見た断面図
である。5A is a plan view of a four-division Fresnel zone plate composed of a curve used in a conventional optical head error detection device, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line V-V. is there.
【図6】(a)部、(a′)部、(b)部、(b′)
部、(c)部、(c′)部、(d)部は従来の光ヘッド
の誤差検出装置に於ける誤差検出光の像を示す図であ
る。FIG. 6 is a portion (a), a portion (a ′), a portion (b), and a portion (b ′).
, (C) part, (c ') part, and (d) part are diagrams showing images of error detection light in a conventional error detection device for an optical head.
【図7】本実施例の光ヘッドのフォーカス誤差検出信号
を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a focus error detection signal of the optical head of this embodiment.
1 レーザ光源 2 コリメートレンズ 3 ビームスプリッタ 4 対物レンズ 5 情報記録媒体 9 光検出器 10 オペアンプ 11、12、13、14 加算器 15、16 減算器 20 4分割フレネルゾーンプレート 30 8分割フレネルゾーンプレート 1 laser light source 2 collimator lens 3 beam splitter 4 objective lens 5 information recording medium 9 photodetector 10 operational amplifiers 11, 12, 13, 14 adder 15, 16 subtractor 20 4 split Fresnel zone plate 30 8 split Fresnel zone plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 武蔵リカルド 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 橋口 昇平 相模原市淵野辺5丁目10番1号 新日本製 鐵株式会社エレクトロニクス研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Musashi Ricardo 2-6-3 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Within Nippon Steel Corporation (72) Inventor Shohei Hashiguchi 5-10-1, Fuchinobe, Sagamihara-shi Shin Made in Japan Electronics Research Laboratory
Claims (3)
する光学手段と、前記反射光の第1及び第2の焦点位置
に基づいて前記照射面に対する照射光の誤差を検出する
検出手段とを備えた光ヘッドの誤差検出装置に於て、 前記光学手段は、前記反射光を前記第1の焦点に集束さ
せる第1の一次元フレネルゾーンプレートと前記第2の
焦点に集束させる第2の一次元フレネルゾーンプレート
とを有し、かつ前記第1の一次元フレネルゾーンプレー
トと前記第2の一次元フレネルゾーンプレートとが交互
に一体的に形成され、 前記検出手段は、前記反射光の前記第1の一次元フレネ
ルゾーンプレートと前記第2の一次元フレネルゾーンプ
レートとにより集束される集束形状を検出する光検出器
を有し、前記光検出器により検出された検出信号を基に
前記照射光の集光位置と前記被照射面との誤差を検出す
ることを特徴とする光ヘッドの誤差検出装置。1. Optical means for converting reflected light from a surface to be irradiated into an astigmatic ray bundle, and detection for detecting an error of the light to be irradiated onto the irradiated surface based on first and second focal positions of the reflected light. An optical head error detection device comprising: a first one-dimensional Fresnel zone plate for focusing the reflected light on the first focal point and a second focal point for focusing the reflected light on the second focal point. Two one-dimensional Fresnel zone plates, and the first one-dimensional Fresnel zone plates and the second one-dimensional Fresnel zone plates are alternately and integrally formed, and the detection means includes the reflected light. A photodetector for detecting a focusing shape focused by the first one-dimensional Fresnel zone plate and the second one-dimensional Fresnel zone plate, and based on a detection signal detected by the photodetector. Serial error detection system of an optical head and detecting an error between the condensing position of the illumination light and the surface to be illuminated.
ートは、前記第1の焦点を有する直線状のフリンジパタ
ーンで構成されたフレネルゾーンプレート部材であり、
前記第2の一次元フレネルゾーンプレートは、前記第2
の焦点を有する直線状のフリンジパターンで構成された
フレネルゾーンプレート部材であり、前記第1の一次元
フレネルゾーンプレート部材と前記第2の一次元フレネ
ルゾーンプレート部材とを交互に一体的に形成すること
により前記光学手段を構成したことを特徴とする請求項
1に記載の光ヘッドの誤差検出装置。2. The first one-dimensional Fresnel zone plate is a Fresnel zone plate member having a linear fringe pattern having the first focal point,
The second one-dimensional Fresnel zone plate is the second
Is a Fresnel zone plate member having a linear fringe pattern having focal points, and the first one-dimensional Fresnel zone plate member and the second one-dimensional Fresnel zone plate member are alternately and integrally formed. The optical head error detection device according to claim 1, wherein the optical means is configured by the above.
線により、前記直線状フリンジパターンを有する複数の
前記第1のフレネルゾーンプレートの構成数と直線上フ
リンジパターンを有する複数の前記第2のフレネルゾー
ンプレートの構成数との総和に等しい数に分割されてい
ることを特徴とする請求項1若しくは請求項2のいずれ
かに記載の光ヘッドの誤差検出装置。3. The photodetector comprises, by a dividing line passing through the center thereof, the number of constituents of the plurality of first Fresnel zone plates having the linear fringe pattern and the plurality of second second lines having a linear fringe pattern. 3. The error detecting device for an optical head according to claim 1, wherein the error detecting device is divided into a number equal to the total number of the Fresnel zone plates.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3304068A JPH05120705A (en) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Optical head error detector |
US07/964,964 US5351230A (en) | 1991-10-23 | 1992-10-22 | Optical information system focal point displacement detecting means having Fresnel zone plates with rectilinear grating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3304068A JPH05120705A (en) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Optical head error detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05120705A true JPH05120705A (en) | 1993-05-18 |
Family
ID=17928648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3304068A Withdrawn JPH05120705A (en) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Optical head error detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05120705A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010182352A (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Nec Corp | Position error signal detecting device and method, and optical information recording and playback device and method |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP3304068A patent/JPH05120705A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010182352A (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Nec Corp | Position error signal detecting device and method, and optical information recording and playback device and method |
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Legal Events
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---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |