JPH01269238A - Focus detecting device for optical recording/reproducing device - Google Patents

Focus detecting device for optical recording/reproducing device

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JPH01269238A
JPH01269238A JP9573288A JP9573288A JPH01269238A JP H01269238 A JPH01269238 A JP H01269238A JP 9573288 A JP9573288 A JP 9573288A JP 9573288 A JP9573288 A JP 9573288A JP H01269238 A JPH01269238 A JP H01269238A
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JP
Japan
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light
optical recording
detector
optical
recording medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP9573288A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Chatani
茶谷 雅彦
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To exactly execute the focusing of an optical beam to be just scanned by forming an optical detector with a slender three-dividing detector and detecting dislocation from a focusing position with an astigmatism method. CONSTITUTION:When a reflected light RP of a laser beam irradiating an optical recording medium, is made incident on a cylindrical lens 18, the reflected light PR is converged only in a Y-axis direction. When the light passes a focus X1, the light is diffused again and a light in an X-axis direction is converged at a second focus position X2. Accordingly, when an optical detector 19 divided into three parts in a slender shape is provided between the two focus positions X1 and X2, an astigmatic spot is formed on the photo-detecting surface of the detector 19. This astigmatic spot shows a circular shape when a distance between an objective lens and the optical recording medium is a suitable focus distance. An electric signal outputted from photo-detecting surfaces A and B is added by an adder 19A and inputted to one terminal of a comparator 19B. Then, when the circular astigmatic spot is formed in the detector 19, the comparator 19B goes to almost zero. Thus, the focusing can be exactly executed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザビームを光記録媒体に照射して光記
録媒体に対して情報を記録し、又は光記録媒体に記録さ
れている情報を読み出すことができる光記録/再生装置
のフォーカス検出装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention is directed to recording information on an optical recording medium by irradiating the optical recording medium with a laser beam, or recording information recorded on the optical recording medium. The present invention relates to a focus detection device for an optical recording/reproducing device that can read data.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の光記録/再生装置は、光記録媒体に照射される
レーザビーム光が合焦点となるように制御するフォーカ
スサーボ装置として、非点収差法を採用すると共に、掃
引されている光記録媒体からの反射光を受光する光検出
装置として細長状の3分割ディテクタと、必要によりレ
ーザビームの走査方向に対して集束作用を有する円柱レ
ンズとを設け、前記3分割ディテクタに投影されるスポ
ット像から走査されているレーザビームの合焦点位置を
検出するようにしたものである。
The optical recording/reproducing device of the present invention employs an astigmatism method as a focus servo device that controls the laser beam irradiated onto the optical recording medium to be in focus, and the optical recording medium is swept. As a photodetection device for receiving reflected light from It is designed to detect the focal point position of the laser beam being scanned.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

レーザビーム光を光記録ディスク等に照射して情報を読
み出す光学式プレーヤは、ビデオ信号やオーディオデー
タの再生機として広く普及しているが、特に、光記録媒
体としてテープ状の記録媒体や光カードを使用し、その
記録面に情報を記録し、又は再生する装置では、レーザ
ビーム光を多面鏡や、光偏向器によって偏向し、記録媒
体に照射する走査型の光記録/再生装置が開発されてい
る。
Optical players, which read information by irradiating laser beams onto optical recording disks, are widely used as playback devices for video signals and audio data. A scanning type optical recording/reproducing device has been developed in which a laser beam is deflected by a polygon mirror or an optical deflector and irradiated onto the recording medium. ing.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような走査型の光記録/再生装置の場合は、記録媒
体にレーザビーム光を合焦点で絞り込むことが記録面密
度や解像度を向上する上で必要になるが、レーザビーム
スポットは、常に掃引されているため、従来の固定され
ている光検出器によって合焦点状態を検出することがき
わめて困難になるという問題点があった。
In the case of such scanning-type optical recording/reproducing devices, it is necessary to focus the laser beam on the recording medium at a focused point in order to improve the recording surface density and resolution, but the laser beam spot is constantly swept. Therefore, there was a problem in that it was extremely difficult to detect the focused state using a conventional fixed photodetector.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、かかる走査型の光記録/再生装置において、
記録媒体に照射されているレーザビームの合焦点位置を
検出するため、細長状の受光面を有する3分割ディテク
タと円柱レンズによって走査ビーム光を受光し、非点収
差法によって合焦点位置からのずれを検出するようにし
たものである。
The present invention provides such a scanning type optical recording/reproducing device,
In order to detect the focal point position of the laser beam irradiating the recording medium, the scanning beam light is received by a three-part detector with an elongated light-receiving surface and a cylindrical lens, and the deviation from the focal point position is detected using the astigmatism method. It is designed to detect.

〔作用〕[Effect]

走査ビーム光を受光している光ディテクタの受光面が走
査光の偏向方向に対して長くなるように3分割されてい
るため、記録面に照射されているレーザビームが掃引さ
れているときでも、非点収差法によってフォーカスエラ
ー信号を検出することができる。
The light-receiving surface of the optical detector that receives the scanning beam light is divided into three parts so that it becomes longer in the direction of deflection of the scanning light, so even when the laser beam irradiating the recording surface is swept, The focus error signal can be detected by the astigmatism method.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の走査型の光記録/再生装置の概要と、
そのフォーカス検出装置を斜視図で示したもので、10
は半導体レーザ発光素子、11は半導体レーザ発光素子
10から放出されたレーザ光を所定のビーム光に整形す
る光学系を示す。
FIG. 1 shows an overview of the scanning type optical recording/reproducing device of the present invention, and
This is a perspective view of the focus detection device.
1 is a semiconductor laser light emitting device, and 11 is an optical system that shapes laser light emitted from the semiconductor laser light emitting device 10 into a predetermined beam light.

12は音響光学偏向素子であって、光を透過させること
ができる媒質と、この媒質内に超音波の疎密波を発生す
る圧電素子12Aと、吸音材12Bを備え、後述するよ
うに光学系11から照射されたレーザビームを偏光操作
するものである。
Reference numeral 12 denotes an acousto-optic deflection element, which includes a medium through which light can pass, a piezoelectric element 12A that generates an ultrasonic compression wave in this medium, and a sound absorbing material 12B.As will be described later, the optical system 11 It polarizes and manipulates the laser beam irradiated by the laser beam.

13は音響光学偏向素子12で偏光された光を平行光に
集束するコリメータ、14は偏向ビームスプリッタ、1
5はl/4波長板、16は対物レンズ、17は光に感応
する記録面を有するテープ、又はカード類からなる光記
録媒体を示す。
13 is a collimator that focuses the light polarized by the acousto-optic deflection element 12 into parallel light; 14 is a deflection beam splitter;
5 is a 1/4 wavelength plate, 16 is an objective lens, and 17 is an optical recording medium such as a tape or card having a recording surface sensitive to light.

18.19は前記光記録媒体17からの反射光を受光し
て合焦点位置を検出する装置を示し、18は前記偏向ビ
ームスプリッタ14で反射された戻り光が照射されてい
る円柱レンズ(ツリンドリカルレンズ)、19は後述す
るように細長状に3分割されている光ディテクタを示す
Reference numerals 18 and 19 indicate a device for detecting the focal point position by receiving the reflected light from the optical recording medium 17, and 18 indicates a cylindrical lens (tubular lens) on which the return light reflected by the deflection beam splitter 14 is irradiated. 19 indicates an optical detector divided into three elongated parts as will be described later.

上記した光記録/再生装置は、例えば、光記録媒体17
に情報を記録する際は、半導体レーザ発光素子10の出
力を記録情報に基づいて変調し、光学系11によって所
定のレーザビームとして音響光学偏向素子12に入射す
る。
For example, the optical recording/reproducing device described above includes an optical recording medium 17.
When recording information, the output of the semiconductor laser light emitting device 10 is modulated based on the recorded information, and the optical system 11 makes a predetermined laser beam incident on the acousto-optic deflection device 12.

音響光学偏向素子12の圧電素子12Aには、例えば1
周波数がflからf2まで連続して変化する繰り返しス
ィーブ信号が供給されており、このスイープ信号によっ
て形成された超音波の疎密波が音響光学偏向素子の媒質
内を通過しているレーザビームに対して干渉することに
より、レーザビームが所定の角(ブラッグ角)で偏向走
査される。
The piezoelectric element 12A of the acousto-optic deflection element 12 includes, for example, 1
A repetitive sweep signal whose frequency changes continuously from fl to f2 is supplied, and the ultrasonic compression waves formed by this sweep signal are applied to the laser beam passing through the medium of the acousto-optic deflection element. Due to the interference, the laser beam is deflected and scanned at a predetermined angle (Bragg angle).

そして、スイープされたレーザビームは偏向ビームスプ
リッタ14,174波長板15.及び対物レンズ16を
介して光記録媒体17に照射されることにより、光記録
媒体17の記録面にはテープの進行方向に対して角度を
持った走査トラック17Aが順次形成されることになる
Then, the swept laser beam is transmitted to a polarizing beam splitter 14, 174, a wavelength plate 15. By irradiating the optical recording medium 17 through the objective lens 16, scanning tracks 17A having angles with respect to the tape traveling direction are successively formed on the recording surface of the optical recording medium 17.

又、変調されていないレーザ光を半導体レーザ発光素子
10から出力し、図示しないサーボ系によって情報が記
録されている光記録媒体17の走査トラック17Aに沿
って照射することにより光記録媒体17に記録されてい
る情報を読み出すこともできる。
Further, unmodulated laser light is output from the semiconductor laser light emitting device 10, and information is recorded on the optical recording medium 17 by irradiating it along the scanning track 17A of the optical recording medium 17 on which information is recorded by a servo system (not shown). You can also read out the information that is displayed.

光記録媒体17に照射されているレーザビームの反射光
は、対物レンズl 6 、174波長板15を介して偏
向ビームスプリッタ14に戻り、ここでほぼ90°偏向
されて円柱レンズ18に入射される。そして1円柱レン
ズ18によって集束されたレーザビームが光ディテクタ
19によって受光される。
The reflected light of the laser beam irradiating the optical recording medium 17 returns to the polarizing beam splitter 14 via the objective lens l 6 and the 174-wave plate 15, where it is deflected by approximately 90 degrees and enters the cylindrical lens 18. . The laser beam focused by the single cylindrical lens 18 is received by the optical detector 19.

円柱レンズ18と光ディテクタ19からなる光学系はよ
く知られているように光記録媒体17に照射されている
ビーム光の焦点位置を非点収差法で検出するものである
As is well known, the optical system consisting of the cylindrical lens 18 and the optical detector 19 detects the focal position of the beam of light irradiated onto the optical recording medium 17 using an astigmatism method.

すなわち、第2図に示すように偏向ビームスプリッタ1
4から対物レンズ16の後部で集束するような反射光R
Pが円柱レンズ18に入射されると、この円柱レンズ1
8の出口側の凸面で反射光RPはY軸方向のみに集束さ
れ、その焦点XI を過ぎると再び光が拡散する。そし
て、対物レンズ16の位置によって設定され第2の焦点
位置x2でX軸方向の光が集束される。“ したがって、この2つの焦点位置XI、X2の間に光デ
ィテクタ19を設けて置くと、この光ディテクタ19の
受光面には非点スポットSが第3図(a)、(b)、(
c)に示すように形成される。
That is, as shown in FIG.
4, the reflected light R converges at the rear of the objective lens 16.
When P is incident on the cylindrical lens 18, this cylindrical lens 1
The reflected light RP is focused only in the Y-axis direction by the convex surface on the exit side of the lens 8, and after passing the focal point XI, the light is diffused again. Then, the light in the X-axis direction is focused at the second focal position x2, which is set by the position of the objective lens 16. "Therefore, if a light detector 19 is provided between these two focal positions XI and X2, an astigmatic spot S will be formed on the light receiving surface of this light detector 19 in FIGS. 3(a), (b), (
It is formed as shown in c).

第3図(a)の実線は、対物レンズ16と光記録媒体1
7の距離が近い場合の横長の非点スポラ)Snを示し、
第3図(C)は対物レンズ16と光記録媒体17が離れ
すぎているときの縦長の非点スポットSr を示す。
The solid line in FIG. 3(a) indicates the objective lens 16 and the optical recording medium 1.
Indicates the horizontally long astigmatic spora) Sn when the distance of 7 is close,
FIG. 3(C) shows a vertically long astigmatic spot Sr when the objective lens 16 and the optical recording medium 17 are too far apart.

対物レンズ16と光記録媒体17が適正な焦点距離とな
っているときは、第3図(b)に示すように光ディテク
タ19の非点スポットSjは円形を示す。
When the objective lens 16 and the optical recording medium 17 have a proper focal length, the astigmatic spot Sj of the optical detector 19 has a circular shape as shown in FIG. 3(b).

本発明の場合は光ディテクタ19として長平方向に分割
された3個の受光面A、B、Cを備えているものを使用
している。
In the case of the present invention, the optical detector 19 is provided with three light-receiving surfaces A, B, and C divided in the longitudinal direction.

そして、受光面A、Bに照射されている光量、すなわち
、受光面A、Bから出力される電気信号は加算器19A
によって加算され、比較器19Bの一方の端子に入力さ
れている。
The amount of light irradiated onto the light receiving surfaces A and B, that is, the electrical signals output from the light receiving surfaces A and B is calculated by the adder 19A.
and is input to one terminal of the comparator 19B.

また、受光面Cに照射される光量、すなわち、受光面C
から出力される電気信号は、前記比較器19Bの他方の
端子に入力される。
In addition, the amount of light irradiated onto the light receiving surface C, that is, the light receiving surface C
The electrical signal output from the comparator 19B is input to the other terminal of the comparator 19B.

各受光面A、B、Cの幅寸法は、対物レンズ16が合焦
点位置にあるとき、すなわち、第3図(b)の円形の非
点スポラ)Sjが光ディテクタ19に形成されていると
きは、比較器19Bの出力はほぼOとなるように設定さ
れる。
The width dimensions of each of the light-receiving surfaces A, B, and C are the same when the objective lens 16 is at the focused position, that is, when the circular astigmatism spora) Sj in FIG. 3(b) is formed on the optical detector 19. is set so that the output of the comparator 19B is approximately O.

その結果、対物レンズ16が光記録面に近いとき、すな
わち、第3図(a)の非点スポラ)Snのときは、比較
器19Bから−の信号が、対物レンズ16が光記録面か
ら離れすぎているとき、すなわち、第3図(C)の非点
スポラ)Srのときは、比較器19Bから十の信号が出
力される。
As a result, when the objective lens 16 is close to the optical recording surface, that is, when the astigmatism (Sn) in FIG. 3(a) occurs, the - signal from the comparator 19B is In other words, when the astigmatism Sr in FIG. 3(C) is exceeded, a signal of 10 is output from the comparator 19B.

そして、比較器19Bの出力がフォーカスエラー信号と
してフォーカスアクチュエータに供給されることにより
、対物レンズ16を常に合焦点位置に制御するようにし
ている。
The output of the comparator 19B is supplied to the focus actuator as a focus error signal, so that the objective lens 16 is always controlled to the in-focus position.

ところで、本発明の走査型の光記録/再生装置ではレー
ザビームが走査されることになるから、その反射光も円
柱レンズ18のY軸方向に上下することになる。
By the way, in the scanning type optical recording/reproducing apparatus of the present invention, since the laser beam is scanned, the reflected light also moves up and down in the Y-axis direction of the cylindrical lens 18.

そのため、光ディテクタ19上ではその非点スポットS
が一点鎖線で示すように像sU、s、とじて上下するこ
とになるが、光ディテクタ19は細長い3分割受光面で
形成されているから比較器19Bのフォーカスエラーな
示す信号は変化しないことになる。
Therefore, on the optical detector 19, the astigmatic spot S
As shown by the dashed line, the images sU and s move up and down together, but since the light detector 19 is formed of a long and narrow three-part light receiving surface, the signal indicating the focus error of the comparator 19B does not change. Become.

又、反射光RPは円柱レンズ18のY軸方向に走査され
、かつ、円柱レンズ18の出口側の凸面がY軸方向に曲
面を持つように形成されているから1反射光RPがY軸
方向で移動したときも、円柱レンズ18の凸面によって
その移動距離が圧縮され、光ディテクタ19に照射され
る。
Further, the reflected light RP is scanned in the Y-axis direction of the cylindrical lens 18, and since the convex surface on the exit side of the cylindrical lens 18 is formed to have a curved surface in the Y-axis direction, one reflected light RP is scanned in the Y-axis direction. Even when the light beam moves, the distance it moves is compressed by the convex surface of the cylindrical lens 18, and the light is irradiated onto the light detector 19.

したがって、光ディテクタの長辺はスポットの実際上の
走査距離よりも短くすることができ、焦点検出装置を小
型化することができるという利点がある。
Therefore, the long side of the optical detector can be made shorter than the actual scanning distance of the spot, which has the advantage that the focus detection device can be made smaller.

以上の実施例では、レーザビームの偏向器として音響光
学素子を使用したものについて説明したが、本発明の焦
点検出装置は偏向器が回転ミラーによって構成されてい
る走査型の光記録/再生装置にも適用できることはいう
までもない。
In the above embodiments, an acousto-optic device is used as a laser beam deflector, but the focus detection device of the present invention is applicable to a scanning optical recording/reproducing device in which the deflector is a rotating mirror. Needless to say, it can also be applied.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の光記録/再生装置の焦点
検出装置は、光ディテクタが細長い3分割ディテクタで
形成されているから、レーザビームを光記録媒体に対し
て掃引して情報を記録し、又は再生する走査型の場合で
も、対物レンズの合焦点位置を常に検出することが可能
になり、この検出信号によってフォーカスサーボをかけ
ることにより走査中の光ビームのフォーカシングを正確
に行うことができるという効果がある。
As explained above, in the focus detection device of the optical recording/reproducing apparatus of the present invention, since the optical detector is formed of an elongated three-part detector, information is recorded by sweeping the laser beam over the optical recording medium. , or even in the case of a reproducing scanning type, it is possible to constantly detect the focal point position of the objective lens, and by applying focus servo based on this detection signal, it is possible to accurately focus the light beam during scanning. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の光記録/再生装置の概要図、第2図は
非点収差によって焦点位置を検出する本発明の一実施例
を示す斜視図、第3図(a)。 (b)、(C)は光ディテクタに投影されたビーム光の
スポットを説明するための平面図である。 図中、10は半導体レーザ発光素子、11は光学系、1
2は音響光学偏向素子、13はコリメータ、14は偏向
ビームスプリフタ、16は対物レンズ、17は光記録媒
体、18は円柱レンズ、19は光ディテクタを示す。
FIG. 1 is a schematic diagram of an optical recording/reproducing apparatus of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the present invention that detects a focal position using astigmatism, and FIG. 3(a). (b) and (C) are plan views for explaining spots of beam light projected onto a light detector. In the figure, 10 is a semiconductor laser light emitting device, 11 is an optical system, 1
2 is an acousto-optic deflection element, 13 is a collimator, 14 is a deflection beam splitter, 16 is an objective lens, 17 is an optical recording medium, 18 is a cylindrical lens, and 19 is an optical detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 偏向光学素子によって偏向された光ビームにより光記録
媒体を走査し、前記光記録媒体に情報を記録し、又は記
録された情報を読み出すような光記録/再生装置におい
て、前記光記録媒体に照射されている光スポットの焦点
位置を非点収差によって検出する光ディテクタとして、
光ビームが走査されている方向に3分割された細長状の
受光面を有することを特徴とする光記録/再生装置のフ
ォーカス検出装置。
In an optical recording/reproducing apparatus that scans an optical recording medium with a light beam deflected by a deflection optical element, records information on the optical recording medium, or reads recorded information, the optical recording medium is irradiated with As an optical detector that detects the focal position of a light spot using astigmatism,
A focus detection device for an optical recording/reproducing device, characterized in that it has an elongated light-receiving surface divided into three parts in the direction in which a light beam is scanned.
JP9573288A 1988-04-20 1988-04-20 Focus detecting device for optical recording/reproducing device Pending JPH01269238A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5587328A (en) * 1978-12-25 1980-07-02 Toshiba Corp Automatic focus control unit
JPS60234242A (en) * 1984-05-07 1985-11-20 Foster Denki Kk Optical head

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