JP2724232B2 - 自動焦点手段およびその自動焦点手段を用いた光ディスク装置 - Google Patents

自動焦点手段およびその自動焦点手段を用いた光ディスク装置

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JP2724232B2 JP2115093A JP11509390A JP2724232B2 JP 2724232 B2 JP2724232 B2 JP 2724232B2 JP 2115093 A JP2115093 A JP 2115093A JP 11509390 A JP11509390 A JP 11509390A JP 2724232 B2 JP2724232 B2 JP 2724232B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学装置、特に光ディスク装置における自
動焦点機構およびトラッキング機構の構成を簡素化する
のに好適な自動焦点手段および該自動焦点手段を備えた
光ディスク装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の光学装置における自動焦点手段は、例えば1989
年ラジオ技術社発行の「光ディスク技術第124頁」に、
ボイスコイルモータなどによって光スポットの位置をフ
ォーカシング方向と、トラッキング方向に移動させる方
式が紹介されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記従来技術は、光スポットの位置、すなわちレンズ
をフォーカシング方向と、トラッキング方向に移動させ
るため、自動焦点機構およびトラッキング機構が複雑で
装置全体が大きなものになっている。
本発明の目的は、コンパクトなフォーカシング装置も
しくはトラッキング装置のいずれか一方または両方の装
置を構成可能とする自動焦点手段および該自動焦点手段
を備えた光ディスク装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明においては、被集
光光を出射する被集光光出射手段と、光の照射により誘
起された空間的な電荷の分布により屈折率を変化させる
フォトリフラクティブ結晶を有する集光光学系と、前記
フォトリフラクティブ結晶に屈折率を変化させるための
制御光を照射する制御光出射手段とを設け、前記フォト
リフラクティブ結晶の屈折率を変えることにより集光光
学系の焦点位置を制御するようにしたものである。
また、前記被集光光出射手段は、透過率が軸対称に形
成され、被集光光出射手段から出射された被集光光を透
過させる透過パターンと、この透過パターンを被集光光
の光軸と直角な方向に移動させるアクチュエータとを備
えたものである。
また、被集光光を出射する被集光光出射手段と、光の
照射により誘起された空間的な電荷の分布により屈折率
を変化させるフォトリフラクティブ結晶を有する集光光
学系と、前記フォトリフラクティブ結晶に屈折率を変化
させるための制御光を照射する制御光出射手段と、前記
フォトリフラクティブ結晶の屈折率にばらつきを発生さ
せるための屈折率分布形成光を照射する屈折率分布形成
光出射手段とを設け、前記屈折率分布形成光出射手段か
ら照射される屈折率分布形成光によって前記フォトリフ
ラクティブ結晶内の屈折率に変化を与えるとともに、前
記制御光出射手段から照射される制御光によってフォト
リフラクティブ結晶全体の屈折率を変えることにより集
光光学系の焦点位置を制御するようにしたものである。
また、前記屈折率分布形成光出射手段は、透過率が軸
対称に形成され、屈折率分布形成光出射手段から出射さ
れた屈折率分布形成光を透過させる透過パターンと、こ
の透過パターンを屈折率分布形成光の光軸と直角な方向
に移動させるアクチュエータとを備えたものである。
また、前記被集光光は、前記フォトリフラクティブ結
晶に入射する際、フォトリフラクティブ結晶の結晶軸に
対して所定の角度をもち、かつ、軸対称の偏光を有する
ものである。
また、前記フォトリフラクティブ結晶は、１軸性の結
晶で、その中心軸を前記屈折率分布形成光出射手段の光
軸と一致するように配置されたものである。
また、前記制御光出射手段は、前記フォトリフラクテ
ィブ結晶を透過した被集光光の焦点位置ずれを検出し、
検出結果に基づいてトラッキング信号を透過パターンを
駆動するアクチュエータに出力する焦点位置ずれ検出手
段と、該焦点位置ずれ検出手段からのフォーカシング信
号に基づいて、前記フォトリフラクティブ結晶への出射
光の屈折角を変化させ、前記フォトリフラクティブ結晶
に入射する被集光光の焦点位置を変化させるフォーカシ
ング手段を構成する制御手段を備えているものである。
また、前記制御光出射手段は、前記屈折率分布形成光
と異なる強度分布を有する光を出射するように構成され
ているものである。
また、前記屈折率分布形成光出射手段は、屈折率分布
形成光として被集光光を用いるものである。
また、前記屈折率分布形成光出射手段は、少なくとも
１個のレンズと、中心軸を光軸と一致するように配置さ
れた光を複屈折によって常光線と異常光線とに２分する
光学部材と、前記常光線もしくは異常光線のいずれか一
方の光線を遮断する遮断部材からなる軸対称偏光手段を
備えたものである。
また、前記屈折率分布形成光出射手段は、少なくとも
１個のレンズと、中心軸を光軸と一致するように配置さ
れた光を複屈折によって常光線と異常光線とに２分する
光学部材と、前記常光線もしくは異常光線のいずれか一
方の光線を透過させる透過部材からなるものである。
また、前記軸対称偏光手段は、前記レンズと光学部材
および、遮断部材もしくは透過部材とをそれぞれ複数個
備え、常光線および異常光線を前記フォトリフラクティ
ブ結晶に出射するように構成されたものである。
また、常光線と異常光線を２分する前記光学部材は、
ルチル結晶で構成されたものである。
また、前記レンズは、１軸性結晶で形成された球面レ
ンズで構成されたものである。
さらに、所定の位置に配置された光ディスクと、この
光ディスクと対向し、光の照射により誘起された空間的
な電荷の分布により屈折率を変化させるフォトリフラク
ティブ結晶を有する集光光学系と、前記集光光学系を挾
んで前記光ディスクと対向するように配置されたビーム
スプリッタと、このビームスプリッタを介して前記光デ
ィスクに被集光光を出射する被集光光出射手段と、前記
フォトリフラクティブ結晶に屈折率を変化させるための
制御光を照射する制御光出射手段と、前記フォトリフラ
クティブ結晶を透過した被集光光の焦点位置ずれを検出
し、検出結果に基づいてトラッキング信号を透過パター
ンを駆動するアクチュエータに出力する焦点位置ずれ検
出手段と、該焦点位置ずれ検出手段からのフォーカシン
グ信号に基づいて、前記フォトリフラクティブ結晶への
出射光の屈折角を変化させ、前記フォトリフラクティブ
結晶に入射する被集光光の焦点位置を変化させるフォー
カシング手段を有する制御手段を備えている光ディスク
装置である。
〔作用〕
光の照射により誘起された空間的な電荷の分布がポッ
ケルス（pockels）効果により屈折率の変化をもたらす
フォトリフラクティブ（photrefractive）効果を有する
フォトリフラクティブ結晶（例えば、1989年３月発行の
光学第18巻第３号第146頁および第147頁「BaTi−O3と位
相先役（II）−発生とその応用」参照）に適当な強度パ
ターンを持つ光を照射することによりレンズ作用を持た
せ、照射する光の強度、位置を変えることにより、前記
フォトリフラクティブ結晶の位置を変えることなく集光
位置を移動させることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の第１の実施例を示す自動焦点手段
の構成図、第２図は、動作説明図、第３図は、第１図に
おけるフォトリフラクティブ結晶の動作説明図である。
第１図において、１は被集光光出射手段で、被集光光
を出射するレーザ発振器101と、偏光板102と、1/4波長
板103とで構成されている。２はビームエキスパンダ
で、レンズ201と、レンズ202で構成されている。３は放
射状偏光選択手段で、たとえば方解石などからなる１軸
性結晶で形成された球面レンズ301と、中心部に微小遮
蔽部302aを有する遮蔽板302とで構成され、前記球面レ
ンズ301は、その光軸が１軸性結晶のＣ軸と一致してい
る。
407は光ディスクで、所定の位置に配置されている。
４は集光光学系で、非球面レンズ401と、透過パターン4
03と、ハーフミラー404と、集光レンズ405と、フォトリ
フラクティブ結晶406と、ミラー408と、レンズ409で構
成されている。
前記非球面レンズ401は、外側部分の焦点距離が中央
部の焦点距離より短く形成され、前記放射状偏光選択手
段３から入射する光を並行光に変換する。前記透過パタ
ーン403は、第２図（ｂ）に示すように透過光の強度が
軸対称になるように形成され、トラッキング機構を構成
するアクチュエータ402により矢印方向に移動させられ
る。前記フォトリフラクティブ結晶406は、たとえばチ
タン酸バリウムなどで形成され、入射光軸が前記Ｃ軸と
一致するように配置されている。
５は焦点位置ずれ検出系で、レンズ501と、入射光に
対して屈折力のない方向を紙面に対して45度傾けて配置
されたシリンドリカルレンズ502と、４分割ディテクタ5
03と、演算回路504と、後述するEOモジューレータ７の
電気光学結晶702に接続される増幅器505と、前記アクチ
ュエータ402に接続される増幅器506で構成されている。
前記演算回路504は、前記４分割ディテクタ503の出力
に基づいて、焦点位置のずれ（フォーカシングずれ、ト
ラッキングずれ）を検出するとともにフォーカシング信
号ａと、トラッキング信号ｂを出力する。
６は制御光出射手段で、前記フォトリフラクティブ結
晶406の屈折率を制御するための制御光を発振する。
７はEOモジュレータで、偏光板701と、電気光学結晶7
02と、偏光板703と、1/4波長板704で構成されている。
前記電気光学結晶702は、前記増幅器505からのフォーカ
シング信号ａを受けて、加えられたフォーカシング信号
ａの大きさに応じて出射する制御光の強度を変化させ
る。したがって、電気光学結晶702を透過した制御光が
偏光板703を透過するとき、フォーカシング信号ａに応
じて制御光の強度を変化させることができる。前記1/4
波長板は、その進相軸（遅相軸）が、前記偏光板703の
透過軸にたいして45度傾斜するように配置され、前記偏
光板703を透過した制御光を円偏光に変換する。
つぎに動作について説明する。
被集光光出射手段１のレーザ発振器101から出射され
た被集光光を偏光板102、1/4波長板103により円偏光に
変換した後、ビームエキスパンダ２で拡大する。ビーム
エキスパンダ２で拡大された被集光光は、放射状偏光選
択手段３の球面レンズ301で、遮蔽板302上に集光され
る。
このとき、球面レンズ301が異方性を有するので、球
面レンズ301に入射した被集光光が複屈折によって、常
光線と異常光線とに分かれる。そして、常光線は、入射
位置（光軸からのずれ）に関係なく１点に集光される。
一方、異常光線は、入射位置によって異なった位置に集
光する。また、前記球面レンズ301を形成する方解石
は、異常光線に対する屈折率neが常光線に対する屈折率
n0よりも小さいので、異常光線は、拡大された被集光光
の外側にあるものほど遠くに集光する。
前記放射状偏光選択手段３には、前記常光線の集光位
置に微小遮蔽部302aを有する遮蔽板302が配置されてい
るので、被集光光の光軸に対して軸対称で放射状に振動
する異常光線成分のみをとりだすことができる。
このようにして前記放射状偏光選択手段３で取り出さ
れた異常光線は、非球面レンズ401で、並行光に変換さ
れる。この場合、前記非球面レンズ401の正確な形状
は、該非球面レンズ401および前記球面レンズ301を透過
する異常光線に対してレイトレース（光線追跡）を行う
ことによりもとめることができる。
ついで、並行光線に変換された異常光線は、光軸から
の距離ｒ（＞０）の関数として第２図（ａ）に示すよう
なガウンシャンビーム（Gaussiann beam）の強度分布を
有する。このビームを第２図（ｂ）に示すように軸対称
に形成された透過パターン403を透過させると、透過光
は第２図（ｃ）に示す強度分布を有するようになる。こ
の並行光をハーフミラー404で、光ディスク407に向けて
反射し、集光レンズ405、フォトリフラクティブ結晶407
を通して光ディスク407上に集光する。
このとき、集光レンズ405は、あらかじめフォトリフ
ラクティブ結晶406と組み合わせたときに、異常光線が
１点に集光するようにレイトレースの手法を用いてその
形状を設定しておく（なお、チタン酸バリウムの異常光
線屈折率は、後述するように、入射光に強度分布がある
と、これによって屈折率が変化するので、入射光に強度
分布がないものとして設定する）。
集光レンズ405を透過した異常光線は、フォトリフラ
クティブ結晶406に入射すると、そのフォトリフラクテ
ィブ効果、すなわち、光の照射によって誘起された空間
的な電荷の分布が、ポッケルス効果により屈折率の変化
をもたらす現象により、光軸からｒの位置における異常
光線に対する屈折率は、次式で与えられる量Δn
EXT（ｒ）だけ変化する（J.Opt,Soc,Am/Vol.72,No.1/Ja
nuary 1982,P47−48参照）。
ここで、ｎ（θ）は neは異常光線屈折率、n0は状光線屈折率、r13 r42 r
33はポッケルス定数、（ｘ）は位置における電界、
は光線と直交する方向の単位ベクトル、θは光線の進
行方向の、進行方向とＣ軸のなす角度である（第３図参
照）。
ここで、電界分布（Ｅ（））は、光の進行方向と垂
直な方向に対する強度Ｉ（）の微分∂I/∂ｙで支え
られる。
つぎに、第２図（ｃ）で与えられる光の強度分布がフ
ォトリフラクティブ結晶406に入射する場合の屈折率の
変化について説明する。
この場合、前記θは、フォトリフラクティブ結晶406
を形成するチタン酸バリウムの屈折率がne,n02.4と大
きいので、たとえば入射角45度で入射した光にたいして
もθ≒17度となり、それほど大きくならない。
の２条件を考慮すると、上記（１）式は、次の（２）式
で近似できる。
ΔnEXT≒−［（）・］・θ・n0・ne 2・r42 ……（２） 前記Ｅ（ｘ）を第２図（ｃ）の傾きから求めると、屈
折率変化は第２図（ｄ）に示すように、放射線状に変化
する。したがって、入射ビームは、光軸方向に向かって
集中する。
しかるに、フォトリフラクティブ結晶406では、強度
分布によって屈折率が変化するため、被集光光が集光す
る位置は光ディスク407上からずれていることがある。
そこで、制御光出射手段６から制御光を出射し、EOモ
ジュレータ７に入射させる。EOモジュレータ７では、入
射した制御光を偏光板701、電気光学結晶702、偏光板70
3および1/4波長板704を通し円偏光に変換し、ミラー408
に向けて出射する。この円偏光は、ミラー408で反射さ
れ、レンズ409、ハーフミラー404、集光レンズ405を通
して前記フォトリフラクティブ結晶406に入射する。こ
の円偏光は、透過パターン403を透過していないので、
比較的強度分布が小さい。そのため、この円偏光は、被
集光光によって作られたフォトリフラクティブ結晶406
の屈折率の分布をなくす方向に作用する。この作用によ
って、フォトリフラクティブ結晶406から光ディスク407
上に集光される被集光光の集光位置を制御することがで
きる。
ところが、前記のように制御された被集光光でも、光
ディスク407に対するフォトリフラクティブ結晶406の位
置ずれなどにより、その集光位置が光ディスク407上に
位置していないことがある。
一方、光ディスク407からの反射光は、フォトリフラ
クティブ結晶406、集光レンズ405、ハーフミラー404を
通して焦点位置ずれ検出系５のレンズ501に入射する。
そして、レンズ501、シリンドリカルレンズ502を通して
４分割ディテクタ503上に集光される。４分割ディテク
タ503は、集光された光（光ディスク407からの反射光）
の強さに応じた信号を発信し、演算回路504に印加す
る。
演算回路504は、４分割ディテクタ503から印加された
信号に基づいて、光ディスク407上に集光された被集光
光の集光位置のフォーカシング方向およびトラッキング
方向の位置ずれ量を算出する。そして、それぞれの位置
ずれ量を補正するためのフォーカシング信号ａおよびト
ラッキング信号ｂを、それぞれ増幅器505および増幅器5
06を介してEOモジュレータ７の電気光学結晶702とアク
チュエータ402に出力する。
EOモジュレータ７の電気光学結晶702は、増幅器505か
ら印加されるフォーカシング信号ａに基づいて、制御光
出射手段６から入射している制御光の出射強度を変更す
る。強度が変更された制御光をミラー408、レンズ409、
ハーフミラー404およびレンズ405を介してフォトリフラ
クティブ結晶406に照射することにより、フォトリフラ
クティブ結晶406の屈折率を変化させ、被集光光の集光
位置をフォーカシング方向に移動させ、光ディスク407
上に集光させる。
一方、アクチュエータ402は、トラッキング信号ｂに
基づいて透過パターン403を矢印方向に移動させ、フォ
トリフラクティブ結晶406に入射する被集光光の光軸を
平行移動させて、被集光光の光ディスク407に対するト
ラッキング方向の集光位置を移動させる。
したがって、フォトリフラクティブ結晶406の屈折率
を制御し、かつ、フォトリフラクティブ結晶406に入射
する被集光光の光軸を平行移動させることにより、レン
ズ405を移動させることなく、被集光光の集光位置を光
ディスク407の所要の位置に調整することができる。
第４図は、本発明の第２の実施例を示す自動焦点手段
の構成図である。
第４図において、第１図と同じものは同じ符号をつけ
て示してある。11は屈折率分布形成光出射手段で、被集
光光を出射するレーザ発振器01とは異なる波長の光を出
射するレーザ発振器1101と、ハーフミラー1102と、ミラ
ー1103と、偏光板1104と、1/4波長板1105とから構成さ
れている。なお、この屈折率分布形成光出射手段11は、
ハーフミラー1102でレーザ発振器1102から出射されたレ
ーザ光を分割し、ミラー1103で反射させ、EOモジュレー
タ７に入射させることで、第１図における制御光出射手
段６を兼ねるように構成されている。
12は第２のビームエキスパンダで、レンズ1201と、レ
ンズ1202で構成されている。
13は放射状偏光選択手段で、たとえば方解石などから
なる１軸性結晶で形成された球面レンズ1301と、中心部
に球面レンズ1301からの常光線を透過させるピンホール
1302aを有し、その外側の異常光線を遮蔽する遮蔽板130
2とで構成されている。
14は屈折率分布形成光学系で、非球面レンズ1401と、
アクチュエータ1402と、このアクチュエータ1402に支持
された透過パターン1403と、ハーフミラー1404とで構成
されている。このハーフミラー1404は、集光光学系４の
ハーフミラー404と同一軸上に配置されている。
15は第３のビームエキスパンダで、レンズ1501と、レ
ンズ1502と、ハーフミラー1505で構成されている。この
ハーフミラー1505は、他のハーフミラー404、1404と同
一軸上に配置されている。
つぎに動作について説明する。
被集光光出射手段１のレーザ発振器101から出射され
た被集光光を偏光板102、1/4波長板103により円偏光に
変換した後、ビームエキスパンダ２で拡大する。ビーム
エキスパンダ２で拡大された被集光光は、放射状偏光選
択手段３の球面レンズ301で遮蔽板302上に集光される。
このとき、球面レンズ301が異方性を有するので、球
面レンズ301に入射した被集光光が複屈折によって、常
光線と異常光線とに分かれる。そして、常光線は、入射
位置に関係なく１点に集光する。一方、異常光線は、入
射位置によって異なった位置に集光する。また、前記球
面レンズ301を形成する方解石は、異常光線に対する屈
折率neが常光線に対する屈折率n0よりも小さいので、異
常光線は、拡大された被集光光の外側にあるものほど遠
くに集光する。
前記放射状偏光選択手段３の遮蔽板302には、常光線
の集光位置に微小遮蔽部302aが形成されているので、被
集光光の光軸に対して軸対称で放射状に振動する異常光
線成分のみを被集光光として取り出すことができる。
このようにして前記放射状偏光選択手段３で取り出さ
れた異常光線からなる被集光光は、非球面レンズ401、
ハーフミラー404、集光レンズ405およびフォトリフラク
ティブ結晶406を通して光ディスク407上に集光される。
このとき、光ディスク407上に集光される被集光光
は、透過パターン1403を透過していないので、比較的ゆ
るやかな強度分布を有したガウンシャンビームの状態で
光ディスク407上に集光される。
一方、屈折率分布形成光出射手段11のレーザ発振器11
01から出射されたレーザ光は、ハーフミラー1102で２分
され、その一方は屈折率分布形成光、他方は制御光とな
る。
そして、屈折率分布形成光は、偏光板1104と、1/4波
長板1105により円偏光に変換した後、ビームエキスパン
ダ12でで拡大する。ビームエキスパンダ12で拡大された
屈折率分布形成光出は、放射状偏光選択手段13の球面レ
ンズ1301で遮蔽板1302上に集光される。前記放射状偏光
選択手段13の遮蔽板1302には、常光線の集光位置に微小
ピンホール1302aが形成されているので、常光線のみを
取り出すことができる。
前記放射状偏光選択手段13で取り出された常光線は、
屈折率分布形成光学系14の球面レンズ1401で平行光に変
換される。ついで、該平行光は、透過パターン1403を透
過し、第２図（ｃ）に示すガウンシャンビームの強度分
布を有する平行光となって、ハーフミラー1404で反射さ
れ、ハーフミラー404および集光レンズ405を透過して、
フォトリフラクティブ結晶406に照射される。
このとき、フォトリフラクティブ結晶406に照射され
る平行光は、ガウンシャンビームの強度分布を有してい
るので、フォトリフラクティブ結晶406に屈折率分布を
発生させ、前記被集光光の屈折率を変化させる。
一方、前記レーザ発振機1101から出射され、ハーフミ
ラー1102で分割されミラー1103で反射され、EOモジュレ
ータ７に制御光として入射した光は、前記実施例と同様
に、円偏光に変換されEOモジュレータ７から出射され
る。この円偏光は、ビームエキスパンダ15で平行光に変
換された後、ハーフミラー1505で反射され、ハーフミラ
ー1404、ハーフミラー404および集光レンズ405を透過し
て、フォトリフラクティブ結晶406に照射され、前記平
行光の照射によってフォトリフラクティブ結晶406に生
じた屈折率分布をなくす方向に作用する。この作用によ
って、フォトリフラクティブ結晶406から光ディスク407
上に集光される被集光光の集光位置を制御することがで
きる。
前記光ディスク407に集光された被集光光の反射光
は、フォトリフラクティブ結晶406、集光レンズ405、ハ
ーフミラー404、ハーフミラー1404、ハーフミラー1505
を透過して焦点位置ずれ検出系５に入射する。焦点位置
ずれ検出系５は、前記実施例の場合と同様に、フォーカ
シング信号ａとトラッキング信号ｂを出力し、それぞれ
を電気光学結晶702とアクチュエータ1402に印加して、
被集光光の集光位置を制御する。
なお、トラッキング方向の移動量が、ビーム径に対し
て十分に小さい場合、焦点位置ずれ検出系が固定されて
移動しないことによるフォーカシングずれ量の検出誤
差、トラッキングずれ量の検出誤差は無視することがで
きる。
第５図は、前記各実施例における放射状偏光選択手段
３、放射状偏光選択手段13の他の実施例を示す拡大図で
ある。
第５図（ａ）において、1301aは非球面レンズ。1302
は遮蔽板で、ピンホール1302aが形成されている。1303
はルチル結晶で、Ｃ軸方向を光軸と一致させている。
第５図（ｂ）において、301aは非球面レンズ。302は
遮蔽板で、微小遮蔽部302aが形成されている。303はル
チル結晶で、Ｃ軸方向を光軸と一致させている。
つぎに動作について説明する。
非球面レンズ301a（1301a）に入射した円偏光は、非
球面レンズ301a（1301a）によって屈折されたルチル結
晶303（1303）に入射する。そして、ルチル結晶303（13
03）を透過するとき、常光線はＣ軸と平行に、異常光線
はＣ軸に対して傾斜して透過するため、ルチル結晶303
（1303）を透過した常光線と異常光線は、その集光位置
が異なってくる。
したがって、第５図（ａ）に示すように、異常光線の
集光位置に遮蔽板1302にピンホール1302aを配置すれ
ば、異常光線のみを取り出すことができる。また、ピン
ホール1302aを常光線の集光位置に配置すれば、常光線
のみを取り出すことができる。
同様に、第５図（ｂ）に示すように、常光線の集光位
置に遮蔽板302の微小遮蔽部302aを配置すれば、異常光
線のみを取り出すことができる。また、異常光線の集光
位置に微小遮蔽部302aを配置すれば、常光線のみを取り
出すことができる。
第６図は、本発明の第３の実施例を示し、特に、光デ
ィスク装置に適用するのに好適な自動焦点手段の構成図
である。なお、第６図（ｂ）は、第６図（ａ）の矢印Ａ
方向からみた光集積回路を示す図である。
第６図において、30は被集光光を出射する第１の半導
体レーザ光源。31は偏光ビームスプリッタ（以下、P.B.
Sという）。32は1/4波長板で、その遅相軸（進相軸）は
紙面に対して45度の方向のスペーサ33を介してP.B.S31
を取り付けている。前記スペーサ33は、透過パターン34
を設け、かつ、該スペーサ33によって形成される空間に
は、制御光を出射する第２の半導体レーザ光源35を設け
ている。
36は屈折率分布型レンズ（屈折率が半径方向に分布を
持つ円柱状レンズ）（以下、GRINレンズという）。38は
フォトリフラクティブ結晶。37は微小遮蔽板で、微小遮
蔽部39が形成され、フォトリフラクティブ結晶38に取り
付けられている。40はシリコン基板で、その上面には、
光集積回路41が形成され、スペーサ42を介して前記P.B.
Sに取り付けられている。
前記光集積回路41は、第６図（ｂ）に示すように、チ
ャープグレーディング（間隔が一定でない格子）4101
と、グレーティングビームスプリッタ4102、4103と、光
ディテクタ4104、4105、4106、4107とから構成されてい
る。
42は焦点位置ずれ検出回路で、前記光集積回路41の出
力信号ａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′（それぞれ光ディテクタ
4104、4105、4106、4107の出力信号）からフォーカシン
グ信号ｅ、トラッキング信号ｆを出力する。43はコント
ローラで、前記フォーカシング信号ｅを増幅して前記第
２半導体レーザ光源35の出力を制御する。
44は光ディスクで、図示しない駆動手段によりトラッ
キング方向に移動される。前記駆動手段は、焦点位置ず
れ検出回路42からのトラッキング信号ｆに基づいて駆動
制御される。
つぎに動作について説明する。
第１の半導体レーザ光源30から出射された被集光光は
P.B.S31、透過パターン34、1/4波長板32を透過して円偏
光に変換され、GRINレンズ36、フォトリフラクティブ結
晶38で収束されて、光ディスク44に集光される。このと
き、被集光光のうち、常光線成分は、微小遮蔽板37の微
小遮蔽部39で遮蔽されるため、異常光線成分のみが光デ
ィスク44に集光される。
光ディスク44に集光し反射された光は、フォトリフラ
クティブ結晶38、GRINレンズ36、1/4波長板32、スペー
サ42を介してP.B.S31に達した後、反射して光集積回路4
1に入射する。光集積回路41に入射した光は、チャープ
グレーティング4101、グレーティングビームスプリッタ
4102、4103を介して光ディテクタ4104、4105、4106、41
07に達する。
光ディテクタ4104、4105、4106、4107は、入射した光
の量に応じた出力信号ａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′を出力
し、焦点位置ずれ検出回路42に印加する。焦点位置ずれ
検出回路42は、印加された出力信号ａ′、ｂ′、ｃ′、
ｄ′に基づいて、フォーカシング方向およびトラッキン
グ方向の位置ずれ量を検出する。なお、検出原理につい
ては、たとえば電気通信学会発行の技術報告OGE85−72
第39頁乃至第46頁「光ディスクピックアップの光集積回
路化」に紹介されているように既に知られているので、
説明を省略する。
ついで、焦点位置ずれ検出回路42は、検出結果に基づ
いてフォーカシング信号ｅ〔（ａ′＋ｄ′）−（ｂ′＋
ｃ′）〕、トラッキング信号ｆ〔（ａ′＋ｂ′）−
（ｃ′＋ｄ′）〕を出力する。前記フォーカシング信号
ｅは、コントローラ43増幅された後、第２の半導体レー
ザ光源35に印加され、半導体レーザ光源35の出力を制御
する。前記トラッキング信号ｆは、図示しない光ディス
ク駆動手段に印加され、光ディスク44のトラッキング方
向の位置を制御する。
したがって、本実施例においては、前記各実施例に比
較して、全体の構成をコンパクトにすることができ、か
つ、位置ずれ検出部分と光ディスクを除いて１体化され
ているので、各部品の相互位置を容易に位置決めするこ
とができ、信頼性を向上させることができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、レンズを移動さ
せることなく被集光光の焦点位置を変化させることがで
きるので、フォーカシング機構を簡素化することができ
る。
また、レンズに比較して軽い透過パターンを移動させ
ることにより、トラッキング方向の集光位置をずらすこ
とができるので、トラッキング機構を小形化することが
できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の第１の実施例を示す自動焦点手段の
構成図、第２図は、動作説明図、第３図は、フォトリフ
ラクティブ結晶の動作説明図、第４図は、本発明の第２
の実施例を示す自動焦点手段の構成図、第５図は、放射
状偏光選択手段の拡大図、第６図は、本発明の第３の実
施例を示す自動焦点手段の構成図である。 １……被集光光出射手段、２、12、15……ビームエキス
パンダ、３、13……放射状偏光選択手段、４……集光光
学系、５……焦点位置ずれ検出系、６……制御光出射手
段、７……EOモジュレータ、11……屈折率分布形成光出
射手段、14……屈折率分布形成光学系、30、35……半導
体レーザ光源、31……偏光ビームスプリッタ、32……1/
4波長板、34……透過パターン、35……微小遮蔽板、38
……フォトリフラクティブ結晶、41……光集積回路、42
……焦点位置ずれ検出回路、43……コントローラ、44…
…光ディスク。

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被集光光を出射する被集光光出射手段と、
    光の照射により誘起された空間的な電荷の分布により屈
    折率を変化させるフォトリフラクティブ結晶を有する集
    光光学系と、前記フォトリフラクティブ結晶に屈折率を
    変化させるための制御光を照射する制御光出射手段とを
    設け、前記フォトリフラクティブ結晶の屈折率を変える
    ことにより集光光学系の焦点位置を制御するようにした
    ことを特徴とする自動焦点手段。
  2. 【請求項２】前記被集光光出射手段は、透過率が軸対称
    に形成され、被集光光出射手段から出射された被集光光
    を透過させる透過パターンと、この透過パターンを被集
    光光の光軸と直角な方向に移動させるアクチュエータと
    を備えていることを特徴とする請求項１に記載の自動焦
    点手段。
  3. 【請求項３】被集光光を出射する被集光光出射手段と、
    光の照射により誘起された空間的な電荷の分布により屈
    折率を変化させるフォトリフラクティブ結晶を有する集
    光光学系と、前記フォトリフラクティブ結晶に屈折率を
    変化させるための制御光を照射する制御光出射手段と、
    前記フォトリフラクティブ結晶の屈折率にばらつきを発
    生させるための屈折率分布形成光を照射する屈折率分布
    形成光出射手段とを設け、前記屈折率分布形成光出射手
    段から照射される屈折率分布形成光によって前記フォト
    リフラクティブ結晶内の屈折率に変化を与えるととも
    に、前記制御光出射手段から照射される制御光によって
    フォトリフラクティブ結晶全体の屈折率を変えることに
    より集光光学系の焦点位置を制御するようにしたことを
    特徴とする自動焦点手段。
  4. 【請求項４】前記屈折率分布形成光出射手段は、透過率
    が軸対称に形成され、屈折率分布形成光出射手段から出
    射された屈折率分布形成光を透過させる透過パターン
    と、この透過パターンを屈折率分布形成光の光軸と直角
    な方向に移動させるアクチュエータとを備えていること
    を特徴とする請求項３に記載の自動焦点手段。
  5. 【請求項５】前記被集光光は、前記フォトリフラクティ
    ブ結晶に入射する際、フォトリフラクティブ結晶の結晶
    軸に対して所定の角度をもち、かつ、軸対称の偏光を有
    する光であることを特徴とする請求項１もしくは請求項
    ３のいずれかに記載の自動焦点手段。
  6. 【請求項６】前記フォトリフラクティブ結晶は、１軸性
    の結晶で、その中心軸を前記屈折率分布形成光出射手段
    の光軸と一致するように配置されたことを特徴とする請
    求項３もしくは請求項４のいずれかに記載の自動焦点手
    段。
  7. 【請求項７】前記制御光出射手段は、前記フォトリフラ
    クティブ結晶を透過した被集光光の焦点位置ずれを検出
    し、検出結果に基づいてトラッキング信号を透過パター
    ンを駆動するアクチュエータに出力する焦点位置ずれ検
    出手段と、該焦点位置ずれ検出手段からのフォーカシン
    グ信号に基づいて、前記フォトリフラクティブ結晶への
    出射光の屈折角を変化させ、前記フォトリフラクティブ
    結晶に入射する被集光光の焦点位置を変化させるフォー
    カシング手段を構成する制御手段を備えていることを特
    徴とする請求項１もしくは請求項３のいずれかに記載の
    自動焦点手段。
  8. 【請求項８】前記制御光出射手段は、前記屈折率分布形
    成光と異なる強度分布を有する光を出射するように構成
    されていることを特徴とする請求項１もしくは請求項３
    もしくは請求項６のいずれかに記載の自動焦点手段。
  9. 【請求項９】前記屈折率分布形成光出射手段は、屈折率
    分布形成光として被集光光を用いることを特徴とする請
    求項３もしくは請求項４のいずれかに記載の自動焦点手
    段。
  10. 【請求項１０】前記屈折率分布形成光出射手段は、少な
    くとも１個のレンズと、中心軸を光軸と一致するように
    配置された光を複屈折によって常光線と異常光線とに２
    分する光学部材と、前記常光線もしくは異常光線のいず
    れか一方の光線を遮断する遮断部材からなる軸対称偏光
    手段を備えたことを特徴とする請求項３もしくは請求項
    ４もしくは請求項９のいずれかに記載の自動焦点手段。
  11. 【請求項１１】前記屈折率分布形成光出射手段は、少な
    くとも１個のレンズと、中心軸を光軸と一致するように
    配置された光を複屈折によって常光線と異常光線とに２
    分する光学部材と、前記常光線もしくは異常光線のいず
    れか一方の光線を透過させる透過部材からなる軸対称偏
    光手段を備えたことを特徴とする請求項３もしくは請求
    項４もしくは請求項９のいずれかに記載の自動焦点手
    段。
  12. 【請求項１２】前記軸対称偏光手段は、前記レンズと光
    学部材および、遮断部材もしくは透過部材とをそれぞれ
    複数個備え、常光線および異常光線を前記フォトリフラ
    クティブ結晶に出射するように構成されたことを特徴と
    する請求項10もしくは請求項11のいずれかに記載の自動
    焦点手段。
  13. 【請求項１３】常光線と異常光線を２分する前記光学部
    材は、ルチル結晶であることを特徴とする請求項10もし
    くは請求項11のいずれかに記載の自動焦点手段。
  14. 【請求項１４】前記レンズは、１軸性結晶で形成された
    球面レンズであることを特徴とする請求項10ないし請求
    項12のいずれかに記載の自動焦点手段。
  15. 【請求項１５】所定の位置に配置された光ディスクと、
    この光ディスクと対向し、光の照射により誘起された空
    間的な電荷の分布により屈折率を変化させるフォトリフ
    ラクティブ結晶を有する集光光学系と、前記集光光学系
    を挾んで前記光ディスクと対向するように配置されたビ
    ームスプリッタと、このビームスプリッタを介して前記
    光ディスクに被集光光を出射する被集光光出射手段と、
    前記フォトリフラクティブ結晶に屈折率を変化させるた
    めの制御光を照射する制御光出射手段と、前記フォトリ
    フラクティブ結晶を透過した被集光光の焦点位置ずれを
    検出し、検出結果に基づいてトラッキング信号を透過パ
    ターンを駆動するアクチュエータに出力する焦点位置ず
    れ検出手段と、該焦点位置ずれ検出手段からのフォーカ
    シング信号に基づいて、前記フォトリフラクティブ結晶
    への出射光の屈折角を変化させ、前記フォトリフラクテ
    ィブ結晶に入射する被集光光の焦点位置を変化させるフ
    ォーカシング手段を有する制御手段を備えていることを
    特徴とする光ディスク装置。
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US07/694,368 US5148010A (en) 1990-05-02 1991-05-01 Automatic focusing apparatus and method includes a photorefractive crystal having a lens effect
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5619488A (en) * 1991-09-07 1997-04-08 Fuji Xerox Co., Ltd. Information recording device
DE69321065T2 (de) * 1992-06-19 1999-05-20 Sony Corp., Tokio/Tokyo Verfahren zur Einstellung der optischen Achse eines optischen Systems
US6654061B2 (en) * 1995-06-14 2003-11-25 Canon Kabushiki Kaisha Automatic focus adjusting apparatus and method utilized by an image sensing apparatus
GB2307549B (en) * 1995-11-23 1999-10-20 Thomson Multimedia Sa Optical pick-up device
JP3614294B2 (ja) 1998-03-09 2005-01-26 富士通株式会社 光強度変換素子及び光学装置及び情報記憶装置
DE19838087C2 (de) * 1998-03-09 2003-07-03 Fujitsu Ltd Lichtintensitätskonverter
EP2205521A4 (en) * 2007-09-06 2013-09-11 3M Innovative Properties Co TOOL FOR MANUFACTURING MICROSTRUCTURE ARTICLES
EP2198332A4 (en) 2007-09-06 2011-11-30 3M Innovative Properties Co LIGHT CONDUCTOR WITH LIGHT EXTRACTION STRUCTURES FOR PROVIDING REGIONAL CONTROL OF LIGHT OUTPUT
JP5161310B2 (ja) * 2007-09-06 2013-03-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 成形型を形成する方法及び前記成形型を使用して物品を形成する方法
EP2208100B8 (en) * 2007-10-11 2017-08-16 3M Innovative Properties Company Chromatic confocal sensor
CN101821302A (zh) * 2007-10-11 2010-09-01 3M创新有限公司 高功能性多光子可固化反应性物质
WO2009075970A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 3M Innovative Properties Company Method for making structures with improved edge definition
US8605256B2 (en) * 2008-02-26 2013-12-10 3M Innovative Properties Company Multi-photon exposure system
JP2010134328A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Disco Abrasive Syst Ltd 偏光素子およびレーザーユニット
JP5464415B2 (ja) * 2009-09-16 2014-04-09 国立大学法人東北大学 光ビーム発生方法および光ビーム発生装置
EP3322975A4 (en) * 2015-07-14 2019-03-13 Synergx Technologies Inc. OPTICAL INSPECTION SYSTEM FOR TRANSPARENT MATERIAL
US10153838B1 (en) * 2016-12-28 2018-12-11 Facebook, Inc. Quad tracker with birefringent optics

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63224036A (ja) * 1987-03-13 1988-09-19 Hitachi Ltd 光ヘツド
JPS63271732A (ja) * 1987-04-30 1988-11-09 Hitachi Ltd 光ヘツド
JPH02143391A (ja) * 1988-11-25 1990-06-01 Ricoh Co Ltd 並列光情報処理装置
JP2657413B2 (ja) * 1989-03-03 1997-09-24 パイオニア株式会社 光ヘッド
US5005927A (en) * 1989-03-28 1991-04-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Nonlinear optical microscope

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US5148010A (en) 1992-09-15
KR910020672A (ko) 1991-12-20
EP0455249A2 (en) 1991-11-06
DE69123285D1 (de) 1997-01-09
DE69123285T2 (de) 1997-06-12

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