JPH02226521A - 焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばコンパクトディスク、光ディスク、
光磁気ディスク、光カード等の光学式記録媒体上に対物
レンズを経て光スポットを投射して情報を光学的に記録
および／または再生する装置において、対物レンズの記
録媒体に対する焦点状態を検出する焦点検出装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の焦点検出装置として、例えば特開昭５８−２０８
９４６号公報、同６２−２８３４２７号公報に開示され
ているように、対物レンズを経て記録媒体に投射された
光の該記録媒体での反射光をフーコープリズムを経て２
本の分割線で分割した複数の受光領域を有する光検出器
で受光して、対物レンズの記録媒体に対する焦点状態を
検出するようにしたものがある。

第７図はかかるフーコープリズムを用いる従来の焦点検
出装置の構成を示すものである。第７図において、レー
ザ光源１から射出された光は偏光ビームスブリッタ２、
コリメートレンズ３．１／４波長板４および対物レンズ
５を経て記録媒体６に投射される。記録媒体６での反射
光は、対物レンズ５．１７４波長板４、コリメートレン
ズ３および偏光ビームスプリッタ２を経てフーコープリ
“ズム７に導かれ、ここで２分割されて光検出器８に人
射するようになっている。光検出器８は、フーコープリ
ズム７で２分割された各光束を受光するようにそれぞれ
分割線９ａ、９ｂで２分割された受光領域８ａ、８ｂ；
８Ｃ９８ｄを有し、外側の受光領域３ａ、　ｇｄの出力
の和および内側の受光領域８ｂ；８ｃの出力の和をそれ
ぞれ加算器１０ａ、　１０ｂで検出し、これら加算器１
０ａ、　１０ｂの出力を差動増幅器１１に供給してフォ
ーカスエラー信号ＦＢを得るようにしている。

すなわち、かかる焦点検出装置においては、記録媒体６
が対物レンズ５の焦点位置に位置する合焦状態では、第
８図Ａに示すようにフーコープリズム７で２分割された
光束がそれぞれ対応する２分割受光領域８ａ、　８ｂ；
３ｃ、　３ｄに均等に入射してＦ［Ｅ＝０となり、記録
媒体６が対物レンズ５の焦点位置よりもレンズ側に近づ
くと、そのずれ量に応じてフーコープリズム７で２分割
された各光束は第８図Ｂに示すように内側の受光領域８
ｂ、　８ｃに入射してＦＩＥ＜Ｏとなり、また逆に記録
媒体６が対物レンズ５の焦点位置から遠ざかると、その
ずれ量に応じてフーコープリズム７で２分割された各光
束は第８図Ｃに示すように外側の受光領域８ａ、　８ｄ
に入射してＦＢ＞Ｏとなる。したがって、かかる焦点検
出装置によれば、合焦状態で零、非合焦状態においては
ずれの方向によって極性が異なり、かつずれ量に応じて
振幅が変化するフォーカスエラー信号ＦＢを得ることが
できる。

しかし、上記の焦点検出装置においては、フーコープリ
ズム７の製造誤差によって、分離される光束の光検出器
８上でのスポット間隔が設計値からずれるため、そのず
れを補正するように光検出器８を配置する必要がある。

すなわち、第９図Ａに示すように、フーコープリズム７
の稜線７ａを形成する頂角が破線で示す設計値よりも実
線で示すように大きい場合には、これによって分離され
る光束の光検出器８上でのスポット間隔（光束を実線で
示す）が、設計値の場合のスポット間隔（光束を破線で
示す）よりも小さくなり、逆に第９図已に示すように頂
角が設計値よりも小さい場合には、スポット間隔は設計
値におけるそれよりも大きくなる。光検出器８は、この
ようなスポット間隔の大小のずれに対応し得るように構
成する必要がある。

そこで、第７図に示す焦点検出装置においては、フーコ
ープリズム７で分離される各光束を受光する受光領域３
ａ、　１３ｂ；３ｃ、　３ｄの分割線９ａ、　９ｂを、
フーコープリズム７の稜線７ａに対して「ノ１」の字に
傾斜させて光検出器８を稜線７ａと平行な方向およびこ
れと直交する方向に位置調整して、合焦時においてフー
コープリズム７により２分割された各光束を対応する受
光領域８ａ、　８ｂ；３ｃ、　３ｄに均等に入射させる
ようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述したようにフーコープリズム７によ
り２分割される各光束を受光する受光領域８ａ、　８ｂ
；８ｃ、　８ｄをフーコープリズム７の稜線７ａに対し
て「ハ」の字に傾斜させた分割線９ａ、　９ｂにより形
成すると、記録媒体６のトラックアクセル時において、
実際には対物レンズ５が記録媒体６に対して合焦位置に
あるにもかかわらずフォーカスエラー信号Ｆ［Ｅが零に
ならず、そのオフセットによリフオーカスサーボが作動
して対物レンズ５が記録媒体６に対して合焦位置から外
れてしまうという問題がある。

すなわち、トラックアクセス時においては、第１０図Ａ
、ＢおよびＣに示すように、記録媒体６に投射されるス
ポット１２はビットやグループ等の記録部１３を横切る
。ここで、対物レンズ５が記録媒体６に対して合焦位置
にあるものとすると、第１０図Ａ−Ｃの各状態において
光検出器８に形成されるスポット像はそれぞれ第１１図
Ａ−Ｃに示すようになる。なお、第１１図Ａ−Ｃにおい
て符号１４ａ。

１４ｂはスポット像を示し、そのハツチングを施して示
す部分は記録媒体６の記録部１３の回折による暗部を、
その他の部分は明部を示す。第１０図Ａ〜Ｃおよび第１
１図Ａ−Ｃから明らかなように、記録媒体６の記録部１
３の中心にスポット１２の中心が位置している状態（第
１０図Ｂ）では、光検出器８上に形成されるスポット像
１４ａ、　１４ｂは第１１図已に示すようになってフォ
ーカスエラー信号ＦＥは零となるが、第１０図Ａおよび
Ｃに示すようにスポットｌ２が記録部１３の一部に投射
されている場合には、光検出器８上に形成されるスポッ
ト像１４ａ、　１４ｂはそれぞれ第１１図ＡおよびＣに
示すようになり、フォーカスエラー信号ＦＢ＞Ｏ，ＦＢ
＜０　となる。

このように、第７図に示す焦点検出装置においては、実
際には対物レンズ５が記録媒体６に対して合焦位置にあ
っても、トラックアクセス時においてはフォーカスエラ
ー信号にオフセットが生じてしまう。このような問題は
、特開昭６２−２８３４２７号公報に開示されているよ
うに、分割線９ａ、　９ｂの一方をフーコープリズム７
の稜線７ａと平行に、他方を稜線７ａに対して傾斜させ
た場合にも同様に生じる。

この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、トラックアクセス時において記録媒体上のビッ
トやグループ等による回折に影響されることなく、焦点
状態を常に正確に検出できるよう適切に構成した焦点検
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および作用〕上記目的を達
成するため、この発明では対物レンズを経て記録媒体に
投射された光の該記録媒体での反射光をフーコープリズ
ムを経て２本の分割線で分割した複数の受光領域を有す
る光検出器で受光して、前記対物レンズの前記記録媒体
に対する焦点状態を検出するようにした焦点検出装置に
おいて、前記光検出器の２本の分割線を互いに平行に形
成すると共に、該光検出器をその分割線を前記フーコー
プリズムの稜線に対して傾斜させて配置する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すものである。

この実施例では、レーデ光源２１からの光を偏光ビーム
スプリッタ２２、コリメートレンズ２３．１／４　波長
板２４および対物レンズ２５を経て記録媒体２６に投射
し、その反射光を対物レンズ２５．１７４波長板２４、
コリメートレンズ２３および偏光ビームスプリッタ２２
を経てフーコープリズム２７に入射させて２分割し、そ
の２分割した各光束を光検出器２８で受光するようにす
る。光検出器２８は、第２図にも示すように、互いに平
行な２本の分割線２９ａ、　２９ｂで分割した４個の受
光領域２８ａ〜２８ｄを同一基板上に形成して構成し、
この光検出器２８をフーコープリズム２７への入射光軸
と直交する平面内で、分割線２９ａ、　２９ｂをフーコ
ープリズム２７の稜線２７ａに対して傾斜させ、かつ記
録媒体２６が対物レンズ２５の焦点位置にある合焦状態
で、フーコープリズム２７によって２分割された光束に
よるスポット像３０ａ。

３０ｂが、それらの中心がそれぞれ分割線２９ａ、　２
９ｂ上に位置して、受光領域２８ａ、　２８ｂ；２８ｃ
、　２８ｄに均等に入射するように配置する。光検出器
２８の外側の受光領域２８ａ、　２８ｄの出力および内
側の受光領域２８ｂ、　２８Ｃの出力はそれぞれ加算器
３１ａおよび３１ｂで加算し、これら加算器３１ａ、３
１ｂの出力を差動増幅器３２に供給して、第７図と同様
１ごしてフォーカスエラー信号ＦＢを得るようにする。

ここで、光検出器２８は、その分割線２９ａ、　２９ｂ
の間隔をフーコープリズム２７が設計値にあるときに、
これによって２分割されて光検出器２８上に形成される
スポット像３０ａ、　３０ｂの間隔よりも小さくし、設
計値の合焦状態において光検出器２８をフーコープリズ
ム２７への入射光軸を中心に回動させて分割線２９ａ、
　２９ｂをフーコープリズム２７の稜線２７ａに対して
例えば４５°傾けたときに、スポット像３０ａ。

３０ｂの中心がそれぞれ分割線２９ａ、　２９ｂ上に位
置して受光領域２８ａ、　２８ｂ；２８ｃ、　２８ｄ上
に均等に入射するよう構成する。このようにして、フー
コープリズム２７の製造誤差により、光検出器２８上に
形成されるスポット像３０ａ、　３０ｂの間隔が設定値
よりも大きいときは、光検出器２８を第２図において点
０、すなわちフーコープリズム２７への入射光軸を中心
に時計方向に、またスポット像３０ａ、　３０ｂの間隔
が設計値よりも小さいときは反時計方向に回動調整して
、合焦状態においてスポット像３０ａ、　３０ｂの中心
が分割線２９ａ、　２９ｂにそれぞれ位置するように配
置する。

このように、光検出器２８をその分割線２９ａ、　２９
ｂを互いに平行にして、フーコープリズム２７の入射光
軸を中心に回動調整して配置するようにすれば、第３図
Ａ−Ｃに示すように記録媒体２６に投射されるスポット
３３がビットやグループ等の記録部３４を横切るトラッ
クアクセス時の各状態における合焦状態での光検出器２
８上のスポット像３０ａ、　３０ｂはそれぞれ第４図Ａ
−Ｃに示すようになる。すなわち、第３図Ｂに示すよう
にスポット３３の中心が記録部３４の中心に位置する状
態では、第４図已に示すようにスポット像３０ａ、　３
０ｂの記録部３４の回折による暗部（ハツチングを施し
て示す）が外側の受光領域２８＆、　２８ｄに占める面
積と、内側の受光領域２８ｂ。

２８Ｃに占める面積とが等しくなるので、フォーカスエ
ラー信号ＦＢは零となる。また、第３図Ａに示すように
スポット３３が記録部３４の一方のエツジ部に位置する
状態では、第４図Ａに示すように一方のスポット像３０
ａによる受光領域２８ａ、　２８ｂの出力Ｉａ、Ｉｂは
Ｉａ　＞　Ｉｂとなり、他方のスポット像３０ｂ　によ
る受光領域２８ｃ、　２８ｄの出力１ｃ、ＩｄはＩｃ＞
Ｉｄとなる。ここで、フォーカスエラー信号ＦＢは（Ｉ
ａ＋Ｉｄ）−（Ｉｂ＋ＩＣ）で表され、これは（Ｉａ−
１ｂ）−（Ｉｃ−１ｄ）　　と変形できるから、Ｉａ−
１ｂ　＝Δａｂ　（＞０）、　Ｉｃ−１ｄ＝Δｃｄ（〉
０）とすると、フォーカスエラー信号ＦＢはΔａｂ−Δ
ｃｄとなる。しかし、記録部３４の回折による暗部の影
響は、第４図Ａにおいて左右のスポット像３０ａ、　３
０ｂに対して同じであるから、Δａｂ＝Δｃｄとなり、
したがってフォーカスエラー信号ＦＢは零となる。また
、第３図Ｃに示すように、スポット３３が記録部３４の
他方のエツジ部に位置する状態では、光検出器２８上に
形成されるスポット像３０ａ、　３０ｂは第４図Ｃに示
すようになるので、同様にフォーカスエラー信号ＦＥは
零となる。

このように、この実施例によれば、トラックアクセス時
のフォーカスエラー信号ＦＥのオフセットを有効に防止
でき、焦点状態を常に正確に検出することができる。し
たがって、トラックアクセス時において対物レンズ２５
が記録媒体２６に対して合焦位置から外れることもない
。

なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
上述した実施例ではフーコープリズム２７に対して光検
出器２８を回転調整して配置するようにしたが、第５図
に示すように光検出器２８に対してフーコープリズム２
７をその入射光軸を中心に回転調整して配置するように
してもよい。また、光検出器２８は内側の受光領域２８
ｂ、　２８Ｃを第６図に示すように共通の１つの受光領
域２８ｅをもって構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば光検出器の２本の
分割線を互いに平行に形成すると共に、該光検出器をそ
の分割線をフーコープリズムの稜線に対して傾斜させて
配置するようにしたので、フーコープリズムの製造誤差
による分割されるビームスポットの間隔のばらつきに容
易に対処できると共に、トラックアクセス時における記
録媒体のビットやグループ等による回折に影響されるこ
となく、焦点状態を常に正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は第１図
に示す光検出器の構成を示す図、第３図Ａ−Ｃおよび第
４図Ａ−Ｃは第１図に示す実施例の動作を説明するため
の図、 第５図はこの発明の変形例を示す図、 第６図は光検出器の変形例を示す図、 第７図〜第１１図は従来の技術を説明するための図であ
る。 ２１・・・レーザ光源 ２２・・・偏光ビームスプリッタ ２３・・・コリメートレンズ　２４・・・１／４　波長
板２５・・・対物レンズ　　　　２６・・・記録媒体２
７・・・フーコープリズム　２７ａ・・・稜線２８・・
・光検出器　　　　　２８ａ〜２８ｅ・・・受光領域２
９ａ、　２９ｂ・・・分割線　　　ａｏａ、　３０ｂ・
・・スポット像３１ａ、　３１ｂ・・・加算器　　　３
２・・・差動増幅器３３・・・スポット　　　　　３４
・・・記録部第４図 Ａ 第３図 第５図 Ａ 第９図 ｌ 第１Ｏ図 第８図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対物レンズを経て記録媒体に投射された光の該記録
   媒体での反射光をフーコープリズムを経て２本の分割線
   で分割した複数の受光領域を有する光検出器で受光して
   、前記対物レンズの前記記録媒体に対する焦点状態を検
   出するようにした焦点検出装置において、 前記光検出器の２本の分割線を互いに平行に形成すると
   共に、該光検出器をその分割線を前記フーコープリズム
   の稜線に対して傾斜させて配置したことを特徴とする焦
   点検出装置。