JPH029322B2 - - Google Patents
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- JPH029322B2 JPH029322B2 JP55183911A JP18391180A JPH029322B2 JP H029322 B2 JPH029322 B2 JP H029322B2 JP 55183911 A JP55183911 A JP 55183911A JP 18391180 A JP18391180 A JP 18391180A JP H029322 B2 JPH029322 B2 JP H029322B2
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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
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/40—Optical focusing aids
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
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- 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
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/22—Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学顕微鏡、光デイスク装置などの焦
点位置検出装置に関する。従来、検出光ビームの
一部を遮へいして焦転像を光検出器面上に結像す
る検出装置においては、焦点像が微小なために検
出器の適切な暗線幅選択がむずかしく、検出器位
置設定にも高い精度を要した。又、上記遮へい素
子を上記結像位置に配置して遮へい素子後方での
光ビームパターンを検出する検出装置において
は、遮へい素子を配置する位置に高い精度を要
し、また、所望焦点位置の検出感が高すぎるため
に焦点位置矯正手段が困難であつた。
点位置検出装置に関する。従来、検出光ビームの
一部を遮へいして焦転像を光検出器面上に結像す
る検出装置においては、焦点像が微小なために検
出器の適切な暗線幅選択がむずかしく、検出器位
置設定にも高い精度を要した。又、上記遮へい素
子を上記結像位置に配置して遮へい素子後方での
光ビームパターンを検出する検出装置において
は、遮へい素子を配置する位置に高い精度を要
し、また、所望焦点位置の検出感が高すぎるため
に焦点位置矯正手段が困難であつた。
本発明はこれらの問題を解消するためになされ
たものである。本発明では、検出光ビームの光路
内に互いに離れた２個の焦点を形成する非点収差
光学素子を挿入し、検出光ビームの二焦点間に光
ビームの一部を取り出す素子を挿入し、かつ検出
光ビームの上記二焦点より光の進む方向に光検出
器をおく。本発明によれば、検出光ビームの上記
二焦点間の断面は上記公知装置における焦点像よ
りはるかに大きいため遮へい素子の配置が容易
で、検出器面上の光ビームパターンが回転するた
め所望の検出感度を得ることができる。
たものである。本発明では、検出光ビームの光路
内に互いに離れた２個の焦点を形成する非点収差
光学素子を挿入し、検出光ビームの二焦点間に光
ビームの一部を取り出す素子を挿入し、かつ検出
光ビームの上記二焦点より光の進む方向に光検出
器をおく。本発明によれば、検出光ビームの上記
二焦点間の断面は上記公知装置における焦点像よ
りはるかに大きいため遮へい素子の配置が容易
で、検出器面上の光ビームパターンが回転するた
め所望の検出感度を得ることができる。
第１図は従来公知の検出装置の一例である。焦
点が所望の位置１にある時、光ビームは実線６で
示すごとレンズ２を通過しマスク３によつて遮へ
いされない光ビーム部分が光検出器４ａ及び４ｂ
の間隙５に集束し、焦点像を結像する。第２図ｂ
は、かかる状態での検出器４ａ，４ｂ面上での光
ビームパターン７（焦点像）を示す。焦点位置が
第１図に示す如く１′によれば、光ビームは破線
６′に示すごとく検出器４ａに多く到達し、第２
図ａの光ビームパターン７′に示す光ビームパタ
ーンになる。第２図ｃの７″の光ビームパターン
は焦点位置がレンズ２に近づく側にずれた状態で
の光ビームパターンを示す。第３図の実線８は、
焦点位置のずれδに対する検出器４ａと４ｂとの
検出出力の差Ｖを示し、Ｓ字曲線と呼ばれるもの
である。焦点像７の大きさは、第１図に示す集束
ビーム６の入射角θの正弦sinθ＝N.A.と波長λ
との比λ／N.A.のオーダーで、例ばλ＝0.83μ
ｍ、N.A.＝0.1のとき約10μｍとなる。検出器４
ａと４ｂは普通一体構造とし、間隙５を暗線と呼
んでいるが、暗線幅（間隙５の幅）はこの公知の
装置による焦点像７の幅と等しくする。暗線幅と
焦点像７の幅が異なる場合、焦点位置が所望の焦
点位置１の前後で検出器４ａと４ｂの受光量が等
しい領域を生じ、Ｓ字曲線は第３図の破線９のご
とくなり、所望の焦点位置近傍で検出不可能とな
る。よつてこの公知装置においては検出器暗線巾
の設計及び検出器の設定位置には高い精度を要求
される。第４図に示すごとく、マスク３のかわり
に光学くさび１０を用いることもできるが、組検
出器１１及び１２の暗線巾の設計及び設定位置に
高い精度が要求されることは、第１の公知装置と
同じことである。
点が所望の位置１にある時、光ビームは実線６で
示すごとレンズ２を通過しマスク３によつて遮へ
いされない光ビーム部分が光検出器４ａ及び４ｂ
の間隙５に集束し、焦点像を結像する。第２図ｂ
は、かかる状態での検出器４ａ，４ｂ面上での光
ビームパターン７（焦点像）を示す。焦点位置が
第１図に示す如く１′によれば、光ビームは破線
６′に示すごとく検出器４ａに多く到達し、第２
図ａの光ビームパターン７′に示す光ビームパタ
ーンになる。第２図ｃの７″の光ビームパターン
は焦点位置がレンズ２に近づく側にずれた状態で
の光ビームパターンを示す。第３図の実線８は、
焦点位置のずれδに対する検出器４ａと４ｂとの
検出出力の差Ｖを示し、Ｓ字曲線と呼ばれるもの
である。焦点像７の大きさは、第１図に示す集束
ビーム６の入射角θの正弦sinθ＝N.A.と波長λ
との比λ／N.A.のオーダーで、例ばλ＝0.83μ
ｍ、N.A.＝0.1のとき約10μｍとなる。検出器４
ａと４ｂは普通一体構造とし、間隙５を暗線と呼
んでいるが、暗線幅（間隙５の幅）はこの公知の
装置による焦点像７の幅と等しくする。暗線幅と
焦点像７の幅が異なる場合、焦点位置が所望の焦
点位置１の前後で検出器４ａと４ｂの受光量が等
しい領域を生じ、Ｓ字曲線は第３図の破線９のご
とくなり、所望の焦点位置近傍で検出不可能とな
る。よつてこの公知装置においては検出器暗線巾
の設計及び検出器の設定位置には高い精度を要求
される。第４図に示すごとく、マスク３のかわり
に光学くさび１０を用いることもできるが、組検
出器１１及び１２の暗線巾の設計及び設定位置に
高い精度が要求されることは、第１の公知装置と
同じことである。
第５図は公知装置の第２の例である。焦点が所
望の焦点位置１にあるとき、光ビームは実線１６
で示すごとくレンズで屈折しマスク１３の先端１
３′の位置に焦点像を結像し、検出器１４ａと１
４ｂに到達する。第６図ｂの１７は検出器１４
ａ，１４ｂ面上での光ビームパターンを示す。焦
点位置が１′のごとく所望の焦点位置１よりレン
ズ２から遠のく方向にずれると、光ビーム破線１
６′で示すごとくマスク先端１３′よりレンズ２に
近い位置に結像したマスク１３により検出器１４
ａに向う光ビームは遮へいされ検出器１４ｂに向
う光ビームのみ検出器に受光さされる。第６図ａ
は、かかる状態での検出器１４ａ，１４ｂ面上の
光ビームパターン１７′を示す。又、第６図ｃは、
焦点位置が所望の焦点位置１よりレンズ２に近づ
く方向にずれた状態における検出器面上での光ビ
ームパターン１７″を示す。第７図の実線１８は、
この公知の装置によるＳ字曲線である。この公知
装置は、普通、検出光ビームがが検出器面上に焦
点像を結像するほど大きな焦点位置のズレを検出
する装置には用いないので、検出器１４ａと１４
ｂを一体構造にする場合の間隙１５の幅（暗線
幅）の設計及び検出器の設定位置決めば第１の公
知装置に比べてはるかに容易である。しかるに、
焦点位置が所望の位置１にある状態ではマスク１
３の先端１３′に焦点像が結像するため、光ビー
ムは散乱されて検出器１４ａと１４ｂとが同じ光
量を受けるようなマスク１３の挿入位置は、第１
の公知装置例で述べた検出器設定位置精度により
さらに高い精度が必要である。又、焦点が所望位
置１の前後で検出器面上での光ビームパターンは
１４ａと１４ｂとの間で反転するので、第７図の
実線１８に示すごとく所望の焦点位置の検出感度
が高すぎて、公知の装置による焦点位置矯正が困
難である。なぜならば焦点位置矯正のために移動
する素子の運動が所望の位置を越えてしまう現象
が起るためである。
望の焦点位置１にあるとき、光ビームは実線１６
で示すごとくレンズで屈折しマスク１３の先端１
３′の位置に焦点像を結像し、検出器１４ａと１
４ｂに到達する。第６図ｂの１７は検出器１４
ａ，１４ｂ面上での光ビームパターンを示す。焦
点位置が１′のごとく所望の焦点位置１よりレン
ズ２から遠のく方向にずれると、光ビーム破線１
６′で示すごとくマスク先端１３′よりレンズ２に
近い位置に結像したマスク１３により検出器１４
ａに向う光ビームは遮へいされ検出器１４ｂに向
う光ビームのみ検出器に受光さされる。第６図ａ
は、かかる状態での検出器１４ａ，１４ｂ面上の
光ビームパターン１７′を示す。又、第６図ｃは、
焦点位置が所望の焦点位置１よりレンズ２に近づ
く方向にずれた状態における検出器面上での光ビ
ームパターン１７″を示す。第７図の実線１８は、
この公知の装置によるＳ字曲線である。この公知
装置は、普通、検出光ビームがが検出器面上に焦
点像を結像するほど大きな焦点位置のズレを検出
する装置には用いないので、検出器１４ａと１４
ｂを一体構造にする場合の間隙１５の幅（暗線
幅）の設計及び検出器の設定位置決めば第１の公
知装置に比べてはるかに容易である。しかるに、
焦点位置が所望の位置１にある状態ではマスク１
３の先端１３′に焦点像が結像するため、光ビー
ムは散乱されて検出器１４ａと１４ｂとが同じ光
量を受けるようなマスク１３の挿入位置は、第１
の公知装置例で述べた検出器設定位置精度により
さらに高い精度が必要である。又、焦点が所望位
置１の前後で検出器面上での光ビームパターンは
１４ａと１４ｂとの間で反転するので、第７図の
実線１８に示すごとく所望の焦点位置の検出感度
が高すぎて、公知の装置による焦点位置矯正が困
難である。なぜならば焦点位置矯正のために移動
する素子の運動が所望の位置を越えてしまう現象
が起るためである。
なお、この種の装置として関連するものには、
例えば、特開昭53−15105号がある。
例えば、特開昭53−15105号がある。
本発明は、このような問題点を解消するため
に、検出光ビームの光路内に一方向性レンズを挿
入することにより、検出光ビーム側の焦点像に非
点収差を与え、見かけ上の検出光ビーム側焦点の
領域を拡大し、遮へい素子の設定位置精度の許容
範囲を拡大する。かつ、遮へい素子の先端に全検
出光が集中し散乱することを防ぐために、上記遮
へい素子の先端線方向を、一方向性レンズ作用軸
及びそれと角角な方向軸とは異なる方向とし、更
に、検出器面上での光ビームパターンが焦点位置
変化によつて回転するように検出光ビームの二焦
点間に遮へい素子を上記方向に保つて配置する。
かつ、光検出器を、検出光ビームの二焦点の外側
で一方向性レンズとは反対側に配置する。
に、検出光ビームの光路内に一方向性レンズを挿
入することにより、検出光ビーム側の焦点像に非
点収差を与え、見かけ上の検出光ビーム側焦点の
領域を拡大し、遮へい素子の設定位置精度の許容
範囲を拡大する。かつ、遮へい素子の先端に全検
出光が集中し散乱することを防ぐために、上記遮
へい素子の先端線方向を、一方向性レンズ作用軸
及びそれと角角な方向軸とは異なる方向とし、更
に、検出器面上での光ビームパターンが焦点位置
変化によつて回転するように検出光ビームの二焦
点間に遮へい素子を上記方向に保つて配置する。
かつ、光検出器を、検出光ビームの二焦点の外側
で一方向性レンズとは反対側に配置する。
第８図は本発明の一実施例の要部を説明するた
めの図である。所望の焦点位置１より放射された
光ビーム２３はレンズ２によつて屈折され点P1
に集束する方向に進む。一方向性レンズ（図では
凹面円柱レンズで示す）１９を通過すると、光ビ
ームを中心軸を含み一方向性レンズ１９の作用軸
１９′と平行な断面ではP2に集束する方向に進
む。この面と垂直な断面では点P1に集束する方
向に進む。点P1と点P2の間で光ビームの断面が
円となる位置Ｑにマスク２０を、マスク先端２
０′が作用軸１９′と半直角となるように光ビーム
の中心まで挿入してある。マスク２０によつて遮
へいされない半分の光ビームは、マスク先端２
０′の影がマスク先端２０′と垂直になるようなほ
ぼ90゜回転した、ほぼ半円形の光ビームパターン
を検出器組２１の面上に形成する。検出組２１
は、検出器２１ａと２１ｂの間隙（暗線）２２の
方向がマスク先端２０とほぼ同じ方向に配置され
ている。
めの図である。所望の焦点位置１より放射された
光ビーム２３はレンズ２によつて屈折され点P1
に集束する方向に進む。一方向性レンズ（図では
凹面円柱レンズで示す）１９を通過すると、光ビ
ームを中心軸を含み一方向性レンズ１９の作用軸
１９′と平行な断面ではP2に集束する方向に進
む。この面と垂直な断面では点P1に集束する方
向に進む。点P1と点P2の間で光ビームの断面が
円となる位置Ｑにマスク２０を、マスク先端２
０′が作用軸１９′と半直角となるように光ビーム
の中心まで挿入してある。マスク２０によつて遮
へいされない半分の光ビームは、マスク先端２
０′の影がマスク先端２０′と垂直になるようなほ
ぼ90゜回転した、ほぼ半円形の光ビームパターン
を検出器組２１の面上に形成する。検出組２１
は、検出器２１ａと２１ｂの間隙（暗線）２２の
方向がマスク先端２０とほぼ同じ方向に配置され
ている。
第９図〜第１２図は本発明の焦点位置検出動作
を説明する図である。第９図は第８図の検出光ビ
ームの２焦点（焦線）P1，P2付近におけるマス
ク２０を挿入しない場合の光ビームの形状を示し
たものである。説明の便宜上、光ビームを45゜間
隔の八本の光線で代表し、そのうち４本の光線を
矢付き実線で示してある。光線イとホは点P1を
焦点とし、点イ′とホ′に達する。光線ハとトは点
P2を焦点とし、点ハ′とト′に達する。光線ロ，
ニ，ヘ，チは各々点ロ′，ニ′，ヘ′，チ′に達す
る。点イ′，ロ′，ハ′，ニ′，ホ′，ヘ′，ト′，
チ′は点P2の後方ではほぼ円形とみなせる。位置
Ｑにおける光ビームの断面は円形である。光の進
む方向に向つて光ビーム断面を見ると各光線の配
列は、点P1より一方向性レンズに近い方向の位
置R1では第１０図ａに示すごとく、位置Ｑでは
第１１図ａに示すごとく、点P2より検出器の近
い方向の位置R2では第１２図ａに示すごとくな
る。第８図で説明したごとく位置Ｑにマスク２０
を挿入すると第１１図ａの光線ホ，ハ，ニは遮へ
いされ、光線ヘとロを結ぶ線がマスク２０の先端
２０′に一致するので、検出器２１ａ，２１ｂ面
上で光ビームパターンは第１１図ｂの斜線で示す
ごとくなる。焦点が所望の位置１からレンズ２に
近づく方向にずれると検出光の２焦点P1，P2は
マスク２０に対して検出器２１の方向に相対的に
ずれるので、第９図のR1の位置にマスク２０を
挿入したのと同じ効果となる。かかる状態では、
第１０図ａで示すごとく光線イ，ロ，ハ，ニがマ
スク２０で遮へいされ、検出器２１ａ，２１ｂ面
上での光ビームパターンは第１０図ｂの斜線で示
すごとくになる。又、焦点が所望の位置１よりレ
ンズ２から遠ざかる方向にずれると、検出光の２
焦点P1，P2はマスク２０に対して一方向性レン
ズ１９に近づく方向に相対的にずれるので、第９
図のR2の位置にマスク２０を挿入したのと同じ
効果となる。かかる状態では、第１２図ａで示す
ごとく光線ニ，ホ，ヘ，トがマスク２０で遮へい
され、検出器２１ａ，２１ｂ面上での光ビームパ
ターンは第１２図ｂの斜線で示すごとくになる。
又、焦点が所望の位置よりレンズ２から近づく方
向にずれて検出光ビームの焦点P1がマスク２０
の位置にある状態では、検出器面上のパターンは
半円イ′，ホ′，ヘ′，ト′，チとなり直線イ′，
ホ′は検出器組２１と暗線２２と半直角をなし
（第１３図）検出信号出力Ｖ＝１／２V0となり、焦 点が所望の位置１よりレンズ２から遠ざかる方向
にずれて検出光ビームの焦点P2がマスク２０の
位置にある状態では、検出器面上のパターンは半
円ハ′，ト′，チ′，イ′，ロ′となり直線ハ′，ト′
は検出器組２１の暗線２２と半直角をなし（第１
４図）検出信号出力Ｖ＝−１／２V0となる、ただ し、検出信号出力Ｖは検出器２１ａと２１ｂの信
号出力VaとVbとの差Va−Vbであり、V0は半円
形の検出光ビームを検出器２１ａか２１ｂの一方
だけが受光した時の出力信号の大きさである。検
出器面上での半円形の光ビームパターンの直線部
が暗線と半直角をなす上記二状態を与える焦点ず
れ±δhの範囲内では、光ビームパターンの回転角
は焦点ずれにほぼ比例するとみなせるのでＳ字曲
線はこの範囲内でほぼ直線となる（第１５図参
照）。焦点ずれ±δhを与える上記二状態は幾何光
学的に容易に設計できるので、所望のＳ字曲線を
容易に設計できる。このことは本発明の大きな利
点の一つである。
を説明する図である。第９図は第８図の検出光ビ
ームの２焦点（焦線）P1，P2付近におけるマス
ク２０を挿入しない場合の光ビームの形状を示し
たものである。説明の便宜上、光ビームを45゜間
隔の八本の光線で代表し、そのうち４本の光線を
矢付き実線で示してある。光線イとホは点P1を
焦点とし、点イ′とホ′に達する。光線ハとトは点
P2を焦点とし、点ハ′とト′に達する。光線ロ，
ニ，ヘ，チは各々点ロ′，ニ′，ヘ′，チ′に達す
る。点イ′，ロ′，ハ′，ニ′，ホ′，ヘ′，ト′，
チ′は点P2の後方ではほぼ円形とみなせる。位置
Ｑにおける光ビームの断面は円形である。光の進
む方向に向つて光ビーム断面を見ると各光線の配
列は、点P1より一方向性レンズに近い方向の位
置R1では第１０図ａに示すごとく、位置Ｑでは
第１１図ａに示すごとく、点P2より検出器の近
い方向の位置R2では第１２図ａに示すごとくな
る。第８図で説明したごとく位置Ｑにマスク２０
を挿入すると第１１図ａの光線ホ，ハ，ニは遮へ
いされ、光線ヘとロを結ぶ線がマスク２０の先端
２０′に一致するので、検出器２１ａ，２１ｂ面
上で光ビームパターンは第１１図ｂの斜線で示す
ごとくなる。焦点が所望の位置１からレンズ２に
近づく方向にずれると検出光の２焦点P1，P2は
マスク２０に対して検出器２１の方向に相対的に
ずれるので、第９図のR1の位置にマスク２０を
挿入したのと同じ効果となる。かかる状態では、
第１０図ａで示すごとく光線イ，ロ，ハ，ニがマ
スク２０で遮へいされ、検出器２１ａ，２１ｂ面
上での光ビームパターンは第１０図ｂの斜線で示
すごとくになる。又、焦点が所望の位置１よりレ
ンズ２から遠ざかる方向にずれると、検出光の２
焦点P1，P2はマスク２０に対して一方向性レン
ズ１９に近づく方向に相対的にずれるので、第９
図のR2の位置にマスク２０を挿入したのと同じ
効果となる。かかる状態では、第１２図ａで示す
ごとく光線ニ，ホ，ヘ，トがマスク２０で遮へい
され、検出器２１ａ，２１ｂ面上での光ビームパ
ターンは第１２図ｂの斜線で示すごとくになる。
又、焦点が所望の位置よりレンズ２から近づく方
向にずれて検出光ビームの焦点P1がマスク２０
の位置にある状態では、検出器面上のパターンは
半円イ′，ホ′，ヘ′，ト′，チとなり直線イ′，
ホ′は検出器組２１と暗線２２と半直角をなし
（第１３図）検出信号出力Ｖ＝１／２V0となり、焦 点が所望の位置１よりレンズ２から遠ざかる方向
にずれて検出光ビームの焦点P2がマスク２０の
位置にある状態では、検出器面上のパターンは半
円ハ′，ト′，チ′，イ′，ロ′となり直線ハ′，ト′
は検出器組２１の暗線２２と半直角をなし（第１
４図）検出信号出力Ｖ＝−１／２V0となる、ただ し、検出信号出力Ｖは検出器２１ａと２１ｂの信
号出力VaとVbとの差Va−Vbであり、V0は半円
形の検出光ビームを検出器２１ａか２１ｂの一方
だけが受光した時の出力信号の大きさである。検
出器面上での半円形の光ビームパターンの直線部
が暗線と半直角をなす上記二状態を与える焦点ず
れ±δhの範囲内では、光ビームパターンの回転角
は焦点ずれにほぼ比例するとみなせるのでＳ字曲
線はこの範囲内でほぼ直線となる（第１５図参
照）。焦点ずれ±δhを与える上記二状態は幾何光
学的に容易に設計できるので、所望のＳ字曲線を
容易に設計できる。このことは本発明の大きな利
点の一つである。
第８図では、一方向性レンズとして凹面円柱レ
ンズで示してあるが、凸面円柱レンズを用いても
よいことは言うまでもない。又、説明の便宜上、
光ビームを完全に遮へいするマスク２０を用いた
がマスク２０上の先端２０′を境界直線として両
側の光強度に差異を与える素子、例えば、半透明
板なども用いることができる。又、第１６図の２
４で示すミラーや第１７図の２５で示す光学くさ
び（ウエツジプリズム）や、第１８ａ図及び第１
８ｂ図に示す二面反射面２６を有するＶブロツク
型反射素子２７，２８を用いて検出光ビームを二
分することもできる。これらの場合、二分された
検出ビームの両方を焦点位置検出に用いる事もで
き、又、一方を焦点位置検出に他方を他の情報を
得るために用いる事もできる。又、第１９図に示
すような、イ面に光学的半透明膜をコートし、イ
面を透過する光強度とロ面を透過する光強度とに
差を与えるようにした素子を用いてもよい。上述
したマスク、ミラー、ウエツジプリズムなどの光
強度に差を与える素子の挿入量は、光強度差を与
える、又は光ビームを２分する境界直線を検出光
ビームの中心にきつちり入れる必要はない。多く
挿入した場合は検出器面上の光パターンが半円よ
り小さい弓形となり、少なく挿入した場合は半円
より大きい弓形となる。
ンズで示してあるが、凸面円柱レンズを用いても
よいことは言うまでもない。又、説明の便宜上、
光ビームを完全に遮へいするマスク２０を用いた
がマスク２０上の先端２０′を境界直線として両
側の光強度に差異を与える素子、例えば、半透明
板なども用いることができる。又、第１６図の２
４で示すミラーや第１７図の２５で示す光学くさ
び（ウエツジプリズム）や、第１８ａ図及び第１
８ｂ図に示す二面反射面２６を有するＶブロツク
型反射素子２７，２８を用いて検出光ビームを二
分することもできる。これらの場合、二分された
検出ビームの両方を焦点位置検出に用いる事もで
き、又、一方を焦点位置検出に他方を他の情報を
得るために用いる事もできる。又、第１９図に示
すような、イ面に光学的半透明膜をコートし、イ
面を透過する光強度とロ面を透過する光強度とに
差を与えるようにした素子を用いてもよい。上述
したマスク、ミラー、ウエツジプリズムなどの光
強度に差を与える素子の挿入量は、光強度差を与
える、又は光ビームを２分する境界直線を検出光
ビームの中心にきつちり入れる必要はない。多く
挿入した場合は検出器面上の光パターンが半円よ
り小さい弓形となり、少なく挿入した場合は半円
より大きい弓形となる。
以上の説明では検出器面上での光パターンは半
円として説明したが、実際には一方向性レンズの
作用で光パターンは半楕円形となる。第２０図に
おいて、所望の焦点位置１から発した光線がレン
ズ系２によつて点P1に集束するとし、一方向性
レンズ１９（焦点距離fe）を点P1よりＢだけ左側
に新たに挿入したことにより点P2にも集束した
とする。光検出器２１は点P1の右側Ｄだけ離れ
て配置する。点P1と点P2との距離ＷはＷ＝B2／
（Ｂ＋fe）で表わせ、一方向性レンズ１９の作用
を受けて点P2に集束する光線の検出器２１面上
での広がりＸと１９の作用を受けずに点P1に集
束する光線の光検出器２１の面上での広がりＹの
比Ｘ／ＹはＸ／Ｙ＝（１＋Ｂ／fe）・（１＋Ｗ／Ｄ）
＝１＋B2＋BD／Dfeで表わせる。（B2＋BD）≪Dfe即 ち、レンズ作用の非常に小さい一方向性レンズ１
９を用いるか、検出器２１を充分右側に配置すれ
ば検出器面上での光パターンは充分（半）円形と
みなすことができる。しかし、この条件を満たす
ことがむずかしい装置においては、以下述べるよ
うに光検出器２１を微小角回転調節を行なえば良
い。第２１図ａは第２０図の点P1P2間で光ビー
が円形となる点Ｑに遮へい板２０を遮へい先端軸
２０′がＸ軸と45゜かたむけて挿入した図である。
一方向性レンズ軸はｘ軸に一致する。線２０″は
遮へいされない光ビームを等強度の光ビーム２０
ａと２０ｂに仮想的に２分する線である。このよ
うに遮へい板２０を挿入することにより検出器面
上での光ビームパターンは第２１図ｂの傾線をほ
どこした半楕円形２９となり、楕円形の長軸長Ｘ
と短軸長Ｙの比Ｘ／Ｙは先に述べたとうりであ
り、遮へいされた境界直線２９′及び第２１図ａ
の２０″の投影線２９″はｘ、ｙ軸と45゜をなす直
線から各々θだけずれる。ここでθ＝45゜−
arctan（Ｙ／Ｘ）である。例えば、Ｂ＝20mm、fe
＝90mm、Ｄ＝30mmの場合、Ｗ＝3.64mm、Ｘ／Ｙ＝
1.37、θ＝8.9゜である。
円として説明したが、実際には一方向性レンズの
作用で光パターンは半楕円形となる。第２０図に
おいて、所望の焦点位置１から発した光線がレン
ズ系２によつて点P1に集束するとし、一方向性
レンズ１９（焦点距離fe）を点P1よりＢだけ左側
に新たに挿入したことにより点P2にも集束した
とする。光検出器２１は点P1の右側Ｄだけ離れ
て配置する。点P1と点P2との距離ＷはＷ＝B2／
（Ｂ＋fe）で表わせ、一方向性レンズ１９の作用
を受けて点P2に集束する光線の検出器２１面上
での広がりＸと１９の作用を受けずに点P1に集
束する光線の光検出器２１の面上での広がりＹの
比Ｘ／ＹはＸ／Ｙ＝（１＋Ｂ／fe）・（１＋Ｗ／Ｄ）
＝１＋B2＋BD／Dfeで表わせる。（B2＋BD）≪Dfe即 ち、レンズ作用の非常に小さい一方向性レンズ１
９を用いるか、検出器２１を充分右側に配置すれ
ば検出器面上での光パターンは充分（半）円形と
みなすことができる。しかし、この条件を満たす
ことがむずかしい装置においては、以下述べるよ
うに光検出器２１を微小角回転調節を行なえば良
い。第２１図ａは第２０図の点P1P2間で光ビー
が円形となる点Ｑに遮へい板２０を遮へい先端軸
２０′がＸ軸と45゜かたむけて挿入した図である。
一方向性レンズ軸はｘ軸に一致する。線２０″は
遮へいされない光ビームを等強度の光ビーム２０
ａと２０ｂに仮想的に２分する線である。このよ
うに遮へい板２０を挿入することにより検出器面
上での光ビームパターンは第２１図ｂの傾線をほ
どこした半楕円形２９となり、楕円形の長軸長Ｘ
と短軸長Ｙの比Ｘ／Ｙは先に述べたとうりであ
り、遮へいされた境界直線２９′及び第２１図ａ
の２０″の投影線２９″はｘ、ｙ軸と45゜をなす直
線から各々θだけずれる。ここでθ＝45゜−
arctan（Ｙ／Ｘ）である。例えば、Ｂ＝20mm、fe
＝90mm、Ｄ＝30mmの場合、Ｗ＝3.64mm、Ｘ／Ｙ＝
1.37、θ＝8.9゜である。
よつて光検出器２１の第８図〜第１４図で説明
した暗線２２を第２１図ｂの直線２９″に一致す
るよう上述のθだけ傾むけておくか、調整すれば
良い。
した暗線２２を第２１図ｂの直線２９″に一致す
るよう上述のθだけ傾むけておくか、調整すれば
良い。
本発明を、検出光ビーム断面の強度分布が中心
光軸について等方的でなく光ビーム断面の光軸を
通る線に関して線対称な装置に用いる場合は、前
述の対称軸方向と遮へい板の先端遮へい線方向を
一致させて配置しなければならない。このような
装置の例として回折型光デイスク装置がある。
光軸について等方的でなく光ビーム断面の光軸を
通る線に関して線対称な装置に用いる場合は、前
述の対称軸方向と遮へい板の先端遮へい線方向を
一致させて配置しなければならない。このような
装置の例として回折型光デイスク装置がある。
以下第２２図を用いて説明する。回折型光デイ
スクには第２２図ａの３０で示す凸又は凹型のト
ラツクとよばれる溝があり、情報はトラツク内に
記録され、又は読みとられるので、トラツク３０
の中心線３１に光ビームの焦点が常に合うように
矯正しなければならない。光デイスクの偏心のた
めトラツクはバタツキに加えて焦点深さ方向に垂
直方向の横ズレを起すので、これまで述べた焦点
深さ方向の焦点位置検出に加えてトラツク横ズレ
の検出及びその矯正（トラツキングと呼ぶ）もし
なければならない。第２２図ａの３０ａと３０ｂ
は回折型トラツク３０のへりであり、焦点位置検
出用光ビームはトラツク３０を透過又は反射され
る時に焦点とトラツク中心３１の横ズレの情報を
含んでいる。即ち、検出光ビームの断面３３に仮
想的にトラツク中心軸方向と一致して直線３４と
それに垂直な直線３５を第２２図ａ図のように表
わすと、トラツク横ズレに応じて３４を境にして
両側の３３ａと３３ｂの光強度に差異を生ずる。
光強度の差異は線３５に関して線対称であるので
で、前述のように遮へい板の先端線を線３５に合
わせて挿入するが、この理由を以下で説明する。
説明はトラツク中心軸３１の方向を基準とする。
第２２図ｂ図は一方向性レンズ作用軸３６をトラ
ツク中心軸３１と45゜をなすように挿入し、検出
光の２つの集束点間で光ビーム断面が円形３３と
なる所（第８図及び第２０図のＱの位置）に挿入
した遮へい板２０と検出光ビーム３３を示した図
である。一方向性レンズ挿入の影響により光強度
分布は90゜回転するので、トラツク横ズレにより
光強度変化を示す３３ａと３３ｂの境界線３４は
３１方向と直交し、光強度変化の線対称軸３５は
３１方向に一致する。遮へい板先端線２０′を３
４に一致させて挿入すると、第２１図ａと第２１
図ｂとを第２２図ｂと第２２図ｃとに対応させて
考えれば容易に理解できるように、第２２図ｃの
光検出器面上での光ビームパターン３３の光強度
変化の線対称軸３５は図に示すごとくトラツク中
心軸３１と垂直な方向から微少角θだけ傾むいた
位置となる。θは第２１図ｂで説明した、検出光
ビームパターンが楕円となることによる検出器組
の暗線の傾き調整角である。トラツク横ズレによ
つて直線３５の両側での全光強度の変化量は常に
等しいので、光検出器組の暗線を第２２図ｃの３
５に一致するすれば焦点位置検出信号出力はトラ
ツク横ズレによつて変化することはなく、光デイ
スク面上に安定して焦点を結ぶことができる。
スクには第２２図ａの３０で示す凸又は凹型のト
ラツクとよばれる溝があり、情報はトラツク内に
記録され、又は読みとられるので、トラツク３０
の中心線３１に光ビームの焦点が常に合うように
矯正しなければならない。光デイスクの偏心のた
めトラツクはバタツキに加えて焦点深さ方向に垂
直方向の横ズレを起すので、これまで述べた焦点
深さ方向の焦点位置検出に加えてトラツク横ズレ
の検出及びその矯正（トラツキングと呼ぶ）もし
なければならない。第２２図ａの３０ａと３０ｂ
は回折型トラツク３０のへりであり、焦点位置検
出用光ビームはトラツク３０を透過又は反射され
る時に焦点とトラツク中心３１の横ズレの情報を
含んでいる。即ち、検出光ビームの断面３３に仮
想的にトラツク中心軸方向と一致して直線３４と
それに垂直な直線３５を第２２図ａ図のように表
わすと、トラツク横ズレに応じて３４を境にして
両側の３３ａと３３ｂの光強度に差異を生ずる。
光強度の差異は線３５に関して線対称であるので
で、前述のように遮へい板の先端線を線３５に合
わせて挿入するが、この理由を以下で説明する。
説明はトラツク中心軸３１の方向を基準とする。
第２２図ｂ図は一方向性レンズ作用軸３６をトラ
ツク中心軸３１と45゜をなすように挿入し、検出
光の２つの集束点間で光ビーム断面が円形３３と
なる所（第８図及び第２０図のＱの位置）に挿入
した遮へい板２０と検出光ビーム３３を示した図
である。一方向性レンズ挿入の影響により光強度
分布は90゜回転するので、トラツク横ズレにより
光強度変化を示す３３ａと３３ｂの境界線３４は
３１方向と直交し、光強度変化の線対称軸３５は
３１方向に一致する。遮へい板先端線２０′を３
４に一致させて挿入すると、第２１図ａと第２１
図ｂとを第２２図ｂと第２２図ｃとに対応させて
考えれば容易に理解できるように、第２２図ｃの
光検出器面上での光ビームパターン３３の光強度
変化の線対称軸３５は図に示すごとくトラツク中
心軸３１と垂直な方向から微少角θだけ傾むいた
位置となる。θは第２１図ｂで説明した、検出光
ビームパターンが楕円となることによる検出器組
の暗線の傾き調整角である。トラツク横ズレによ
つて直線３５の両側での全光強度の変化量は常に
等しいので、光検出器組の暗線を第２２図ｃの３
５に一致するすれば焦点位置検出信号出力はトラ
ツク横ズレによつて変化することはなく、光デイ
スク面上に安定して焦点を結ぶことができる。
又、光検出器を第２３図の３７に示すように、
単検出器３７ａと３７ｂの各へり３９ａと３９ｂ
を一直線とした形状で、かつ、本発明の回転する
ほぼ半円形の光検出ビームパターンの回軸中心４
０が３９ａと３９ｂとを結ぶ直線上の検出器暗線
３８内にあるよう配置することもできる。本発明
原理と第２３図に示す検出器形状と配置を用いれ
ば、位置検出される焦点から放射される検出光ビ
ームの断面光強度分布がいかなる状態であつても
所望の焦点位置に焦点位置矯正用信号出力を得る
ことができる。なぜならば、焦点が所望の位置に
あるときには単検出器３７ａと３７ｂとは光を受
けず、焦点が所望の位置よりずれると３７ａ又は
３７ｂのどちらかが光をズレ量に応じて受けるか
らである。第２３図の検出器配置を用いた本発明
を用いれば、例えば前述の光デイスク装置におい
て、トラツク溝方向とは無関心にトラツクズレに
よる影響のない自動焦点装置を得ることができ
る。
単検出器３７ａと３７ｂの各へり３９ａと３９ｂ
を一直線とした形状で、かつ、本発明の回転する
ほぼ半円形の光検出ビームパターンの回軸中心４
０が３９ａと３９ｂとを結ぶ直線上の検出器暗線
３８内にあるよう配置することもできる。本発明
原理と第２３図に示す検出器形状と配置を用いれ
ば、位置検出される焦点から放射される検出光ビ
ームの断面光強度分布がいかなる状態であつても
所望の焦点位置に焦点位置矯正用信号出力を得る
ことができる。なぜならば、焦点が所望の位置に
あるときには単検出器３７ａと３７ｂとは光を受
けず、焦点が所望の位置よりずれると３７ａ又は
３７ｂのどちらかが光をズレ量に応じて受けるか
らである。第２３図の検出器配置を用いた本発明
を用いれば、例えば前述の光デイスク装置におい
て、トラツク溝方向とは無関心にトラツクズレに
よる影響のない自動焦点装置を得ることができ
る。
又、第２４図ｂのような検出器面上での光ビー
ムパターンの楕円長軸と短軸の比によつてきまる
角θ（第２１図ｂで説明ずみ）の値により暗線十
字交差角が90゜−2θである４分割検出器を本発明
に用いれば、光デイスク装置において４分割検出
器１つで自動焦点とトラツキングのための２信号
を得ることができる。第２４図ａはこのためのト
ラツク溝中心方向３１と一方向性レンズ作用軸方
向３６と遮へい板先端軸方向２０′との方向関係
と検出器面上での光ビームパターンを示したもの
である。３１と２０′は一致し３６は３１及び２
０′と45゜をなす。第２２図ｃと比べて第２４図ａ
の配置ではトラツク溝方向３１が90゜異なるので、
検出器面上でのトラツクズレによつて強度変化を
起す境界線３４は半楕円光ビームパターン直線部
３５と直角より2θ小さい角をなすので線３４を第
２４図ｂのD3とD4の境の暗線に合わせれば、D3
とD4の出力信号の差を取ることによりトラツキ
ング信号を得ることが出来る。自動焦点信号は、
第２３図にて説明したようにD1とD2との出力信
号の差をとることによつて得ることが出来る。
ムパターンの楕円長軸と短軸の比によつてきまる
角θ（第２１図ｂで説明ずみ）の値により暗線十
字交差角が90゜−2θである４分割検出器を本発明
に用いれば、光デイスク装置において４分割検出
器１つで自動焦点とトラツキングのための２信号
を得ることができる。第２４図ａはこのためのト
ラツク溝中心方向３１と一方向性レンズ作用軸方
向３６と遮へい板先端軸方向２０′との方向関係
と検出器面上での光ビームパターンを示したもの
である。３１と２０′は一致し３６は３１及び２
０′と45゜をなす。第２２図ｃと比べて第２４図ａ
の配置ではトラツク溝方向３１が90゜異なるので、
検出器面上でのトラツクズレによつて強度変化を
起す境界線３４は半楕円光ビームパターン直線部
３５と直角より2θ小さい角をなすので線３４を第
２４図ｂのD3とD4の境の暗線に合わせれば、D3
とD4の出力信号の差を取ることによりトラツキ
ング信号を得ることが出来る。自動焦点信号は、
第２３図にて説明したようにD1とD2との出力信
号の差をとることによつて得ることが出来る。
第２５図は本発明の光デイスク装置に用いた実
施例を示す。従来の平行光束放射装置５０より放
射された平行光ビームは偏光ビームスプリツター
５１と四分の波長板５２を通つて、レンズ５３に
より光デイスク５４のトラツク５５内に焦点を結
ぶ。光デイスク５４により反射された光は５２を
往復することにより５１で反射される。検出側集
光レンズ５６及びシリンドリカルレンズ５７によ
つて光ビームは二つの集束点を持ち、その二集束
点間に光軸まで挿入されたミラー５８によつて光
ビームは二分される。本実施例では、トラツク溝
中心軸は紙面に垂直、シリンドリカルレンズ作用
軸は紙面と45゜をなし、ミラー先端線は紙面に垂
直であるから、ミラーによつて二分された光強度
はトラツクズレによつて変化しないので、光検出
器５９は光デイスクの情報信号を取り出すことが
出来る。他方四分割検出器６０は第２４図ｂで説
明したもので単光検出器６１と６２の出力の差
（AF）を従来技術によるレンズ５３を矢印６５方
向に移動させる装置に入力することにより自動焦
点を達成する。単検出器６１と６４の出力の差
（TR）を従来技術による光ヘツド全体又はレン
ズ５３をトラツクズレ方向に移動させる装置に入
力することによりトラツキングを達成する。
施例を示す。従来の平行光束放射装置５０より放
射された平行光ビームは偏光ビームスプリツター
５１と四分の波長板５２を通つて、レンズ５３に
より光デイスク５４のトラツク５５内に焦点を結
ぶ。光デイスク５４により反射された光は５２を
往復することにより５１で反射される。検出側集
光レンズ５６及びシリンドリカルレンズ５７によ
つて光ビームは二つの集束点を持ち、その二集束
点間に光軸まで挿入されたミラー５８によつて光
ビームは二分される。本実施例では、トラツク溝
中心軸は紙面に垂直、シリンドリカルレンズ作用
軸は紙面と45゜をなし、ミラー先端線は紙面に垂
直であるから、ミラーによつて二分された光強度
はトラツクズレによつて変化しないので、光検出
器５９は光デイスクの情報信号を取り出すことが
出来る。他方四分割検出器６０は第２４図ｂで説
明したもので単光検出器６１と６２の出力の差
（AF）を従来技術によるレンズ５３を矢印６５方
向に移動させる装置に入力することにより自動焦
点を達成する。単検出器６１と６４の出力の差
（TR）を従来技術による光ヘツド全体又はレン
ズ５３をトラツクズレ方向に移動させる装置に入
力することによりトラツキングを達成する。
第２６図は本発明を光デイスク装置に用いた他
の実施例を示す。第２５図は重複する部分は説明
をはぶく。レンズ６７は一方が球面で他方が円柱
面のレンズで第２５図のレンズ５６とシリンドリ
カルレンズ５７を合わせた効果を有し、６７の一
方向性レンズ軸は紙面と45゜をなすよう配置する。
６８はウエツジプリズムで、二つに分離した光ビ
ームは４分割光検出器７１と７２に受光され電子
回路７０によつて自動焦点信号（AF）とトラツ
キング信号（TR）と情報信号（SI）に合成され
る。第２７図は本実施例における７１と７２の
各々４つの単検出器出力と各信号の合成方法を説
明する図である。７１と７２の各々４つの単検出
器７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ、と７２ａ，
７２ｂ，７２ｃ，７２ｄの出力をsa，sb，se，sd
とta，tb，te，tdとする。トラツク溝方向５５が
紙面内にある場合、６８の光ビーム分離線６８′
の両側にわかれる光ビームの強度はトラツク横ズ
レによつて変化するので、トラツク信号（TR）
＝（se＋sd）−（tc＋td）、また、自動焦点信号
（AF）＝（sa−sb）or（se−sd）or（ta−tb）or（te−
td）またはこれらの組み合わせの和でもよい。情
報信号（SI）＝（sc＋sd＋tc＋td）により得られる。
一方、トラツク溝方向５５が紙面に垂直な場合
は、６８′によつて２分される光ビームの強度は
トラツク横ズレによつて変化せず、（TR）＝（se−
sd）or（te−td）or（sc−sd）＋（te−td）で得られ、
（AF）＝（sa−sb）or（ta−tb）or（sa−sb）＋（ta−
tb）
で得られ、（SI）＝（sc＋sd＋te＋td）で得られる。
の実施例を示す。第２５図は重複する部分は説明
をはぶく。レンズ６７は一方が球面で他方が円柱
面のレンズで第２５図のレンズ５６とシリンドリ
カルレンズ５７を合わせた効果を有し、６７の一
方向性レンズ軸は紙面と45゜をなすよう配置する。
６８はウエツジプリズムで、二つに分離した光ビ
ームは４分割光検出器７１と７２に受光され電子
回路７０によつて自動焦点信号（AF）とトラツ
キング信号（TR）と情報信号（SI）に合成され
る。第２７図は本実施例における７１と７２の
各々４つの単検出器出力と各信号の合成方法を説
明する図である。７１と７２の各々４つの単検出
器７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ、と７２ａ，
７２ｂ，７２ｃ，７２ｄの出力をsa，sb，se，sd
とta，tb，te，tdとする。トラツク溝方向５５が
紙面内にある場合、６８の光ビーム分離線６８′
の両側にわかれる光ビームの強度はトラツク横ズ
レによつて変化するので、トラツク信号（TR）
＝（se＋sd）−（tc＋td）、また、自動焦点信号
（AF）＝（sa−sb）or（se−sd）or（ta−tb）or（te−
td）またはこれらの組み合わせの和でもよい。情
報信号（SI）＝（sc＋sd＋tc＋td）により得られる。
一方、トラツク溝方向５５が紙面に垂直な場合
は、６８′によつて２分される光ビームの強度は
トラツク横ズレによつて変化せず、（TR）＝（se−
sd）or（te−td）or（sc−sd）＋（te−td）で得られ、
（AF）＝（sa−sb）or（ta−tb）or（sa−sb）＋（ta−
tb）
で得られ、（SI）＝（sc＋sd＋te＋td）で得られる。
以上述べた如く本発明は、第１図で示すような
公知検出装置における検出器暗線巾選択の困難、
および検出器設定精度のむずかかしさ、又、第５
図で示すような公知検出器装置における遮へい素
子設定精度のむずかしさを解消し、検出器面上で
検出光パターンが焦点位置変化に対して回転する
事による公知焦点位置矯正手段との適合性を増す
利点を有するものである。
公知検出装置における検出器暗線巾選択の困難、
および検出器設定精度のむずかかしさ、又、第５
図で示すような公知検出器装置における遮へい素
子設定精度のむずかしさを解消し、検出器面上で
検出光パターンが焦点位置変化に対して回転する
事による公知焦点位置矯正手段との適合性を増す
利点を有するものである。
第１図は公知装置の動作を説明する図、第２図
は検出器面上での光ビームパターンを説明する
図、第３図は検出信号を示す図、第４図は他の公
知装置の動作を説明する図、第５図は公知装置動
作を説明する図、第６図は検出器面上への光ビー
ムパターンを説明する図、第７図は検出信号を示
す図、第８図は本発明の一実施例の構成図、第９
図は光ビームの進路を説明する図、第１０図〜第
１４図は焦点位置における、マスク位置での光ビ
ーム断面及び検出器面上での光ビームパターンを
説明する図、第１５図は検出信号を示す図、第１
６図〜第１９図は本発明の他の実施例の構成を示
す図、第２０図〜第２１図は本発明の光検出器の
設定角度方向を説明するための図、第２２図は本
発明を光デイスク装置に用いた場合の光学素子の
配置を説明する図、第２３図はその場合の光検出
器配置を説明する図、第２４図は本発明を光デイ
スク装置に用いた他の光学素子の配置角を説明す
る図、第２５図は本発明の光デイスク装置に用い
た場合の一実施例を示す図、第２６図は本発明を
光デイスク装置に用いた他の実施例を示す図、第
２７図は第２６図の実施例の信号の取出し方を説
明する図である。
は検出器面上での光ビームパターンを説明する
図、第３図は検出信号を示す図、第４図は他の公
知装置の動作を説明する図、第５図は公知装置動
作を説明する図、第６図は検出器面上への光ビー
ムパターンを説明する図、第７図は検出信号を示
す図、第８図は本発明の一実施例の構成図、第９
図は光ビームの進路を説明する図、第１０図〜第
１４図は焦点位置における、マスク位置での光ビ
ーム断面及び検出器面上での光ビームパターンを
説明する図、第１５図は検出信号を示す図、第１
６図〜第１９図は本発明の他の実施例の構成を示
す図、第２０図〜第２１図は本発明の光検出器の
設定角度方向を説明するための図、第２２図は本
発明を光デイスク装置に用いた場合の光学素子の
配置を説明する図、第２３図はその場合の光検出
器配置を説明する図、第２４図は本発明を光デイ
スク装置に用いた他の光学素子の配置角を説明す
る図、第２５図は本発明の光デイスク装置に用い
た場合の一実施例を示す図、第２６図は本発明を
光デイスク装置に用いた他の実施例を示す図、第
２７図は第２６図の実施例の信号の取出し方を説
明する図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被照射物体に集束された光を照射する第１の
光学系と、その被照射物体からの反射光あるいは
透過光の光路内に配置された第２の光学系であつ
て、上記反射光あるいは透過光を集めそして互い
に離れた２個の焦点を形成する第１の光学手段
と、上記２焦点間に配置され上記第１の光学手段
からの光のうち所定方向軸によつて分離される片
側の光を取り出す第２の光学手段であつて、上記
方向軸が上記第１の光学手段の作用軸及びそれと
垂直な方向軸とは異なるように配置された第２の
光学手段とから構成される第２の光学系と、上記
第２の光学系によつて形成された光の回転を検出
する検出手段とからなり、上記検出手段によつて
上記第１の光学系の焦点位置を検出することを特
徴とする光学的焦点位置検出装置。 ２ 第１項記載の装置において、上記第２の光学
手段は上記２焦点間で光ビームの断面が円形とな
る位置に配置されていることを特徴とする光学的
焦点位置検出装置。 ３ 第２項記載の装置において、上記第２の光学
手段は上記方向軸が上記２焦点間の光軸とほぼ直
交するように配置されていることを特徴とする光
学的焦点位置検出装置。 ４ 第１項乃至第３項のいずれかに記載の装置に
おいて、上記第２の光学手段は上記方向軸が上記
第１の光学手段の作用軸とほぼ45度の角度をなす
ように配置されていることを特徴とする光学的焦
点位置検出装置。 ５ 第１項乃至第４項のいずれかに記載の装置に
おいて、上記第２の光学手段は、上記片側の光以
外の光を遮蔽する素子であることを特徴とする光
学的焦点位置検出装置。 ６ 第１項乃至第４項のいずれかに記載の装置に
おいて、上記第２の光学手段は上記片側の光とそ
れ以外の光とを分離する素子であることを特徴と
する光学的焦点位置検出装置。 ７ 第１項乃至第６項のいずれかに記載の装置に
おいて、上記検出手段は、上記２個の焦点より光
の進行方向後側に配置され、かつ、上記第２の光
学手段の上記方向軸とほぼ同じ方向をもつ暗線の
両側にほぼ対称に配置された少なくとも２個の光
検出器と、上記２個の光検出器の出力の差の信号
を求める手段とからなることを特徴とする光学的
焦点位置検出装置。 ８ 第７項記載の装置において、上記第１の光学
系の焦点位置が所望の位置にあるときには、上記
２個の光検出器が上記第２の光学系によつて形成
された光を同じ量だけ受光するよう上記２個の光
検出器を配置することを特徴とする光学的焦点位
置検出装置。 ９ 第８項記載の装置において、上記第２の光学
手段は、上記２焦点間で光ビームの断面が円形と
なる位置に配置されるとともに上記方向軸が上記
第１の光学手段の作用軸とほぼ45度の角度をなす
ように配置され、かつ上記第２の光学手段を仮想
的に取り除いた場合の上記光検出器上での仮想的
な楕円形の光ビームパターンの長軸長Ｘと短軸長
Ｙとの比Ｙ／Ｘで決まる角θ＝45゜−arctan（Ｙ／
Ｘ）だけ上記第２の光学手段の上記方向軸から前
記仮想楕円形の長軸側に回転した軸に前記暗線を
一致させて前記光検出器を配置することを特徴と
する光学的焦点位置検出装置。 １０ 第７項記載の装置において、上記２個の光
検出器をその各々の一外周辺が一直線をなすよう
配置するとともに、上記外周辺の一直線上で上記
暗線が上記第２の光学系によつて形成された光の
回転軸と交わるように配置し、かつ、上記第１の
光学系の焦点位置が所望の位置にあるときには上
記２個の光検出器が上記第２の光学系によつて形
成された光を受光しないよう上記２個の光検出器
を配置することを特徴とする光学的焦点位置検出
装置。 １１ 光源と、回転方向に沿つて分布する複数の
トラツクを有する回転記憶媒体と、上記光源から
の光を上記記憶媒体上の所定のトラツクに照射す
る第１の光学系と、上記照射されたトラツクから
の反射光の光路内に配置された第２の光学系であ
つて、上記反射光を集めそして互いに離れた２個
の焦点を形成する第１の光学手段と、上記２焦点
間に配置され上記第１の光学手段からの光のうち
所定方向軸によつて分離される片側の光を取り出
す第２の光学手段とから構成される第２の光学系
と、上記第２の光学系によつて形成された光を検
出する検出手段と、上記検出手段の出力により上
記第１の光学系の動作を制御する制御手段とから
構成され、上記第１の光学手段はその作用軸が上
記トラツクの方向に対してほぼ45度の角度をもつ
て配置され、上記第２の光学手段は上記方向軸が
上記第１の光学手段の作用軸及びそれと垂直な方
向軸とは異なるように配置され、上記検出手段は
上記２個の焦点より光の進行方向後側に配置さ
れ、かつ上記第２の光学手段の上記方向軸とほぼ
同じ方向をもつ暗線の両側にほぼ対称に配置され
た少なくとも２個の光検出器を有し、上記制御手
段が上記２個の光検出器の出力の差の信号を求め
る第１の手段を有し、そして上記第１の光学系が
上記トラツクに照射される光の上記記憶媒体上で
の焦点を調節する動作を有する焦点調節手段を有
し、上記第１の手段の出力で上記焦点調節手段の
動作を制御することを特徴とする光デイスク記録
再生装置。 １２ 第１１項記載の装置において、上記第２の
光学手段は上記２焦点間で光ビームの断面が円形
となる位置に配置され、上記検出手段は、上記２
個の光検出器をその各々の一外周辺が一直線をな
すよう配置するとともに上記外周辺の一直線上で
上記暗線が上記第２の光学系によつて形成された
光の回転軸と交わるように配置し、かつ上記第１
の光学系により照射される光の焦点が上記記憶媒
体の記録面に位置するときには上記２個の光検出
器が上記第２の光学系によつて形成された光を受
光しないよう上記２個の光検出器を配置すること
を特徴とする光デイスク記録再生装置。 １３ 第１１項記載の装置において、上記第２の
光学手段は上記２焦点間で光ビームの断面が円形
となる位置に上記方向軸が上記トラツクの方向と
垂直になるよう配置されていることを特徴とする
光デイスク記録再生装置。 １４ 第１３項記載の装置において、上記第１の
光学系により照射される光の焦点が上記記憶媒体
の記録面に位置するときには、上記２個の光検出
器が上記第２の光学系によつて形成された光を同
じ量だけ受光するよう上記２個の光検出器を配置
することを特徴とする光デイスク記録再生装置。 １５ 第１４項記載の装置において、上記第２の
光学手段を仮想的に取り除いた場合の上記光検出
器上での仮想的な楕円形の光ビームパターンの長
軸長Ｘと短軸長Ｙとの比Ｙ／Ｘで決まる角θ＝
45゜−arctan（Ｙ／Ｘ）だけ上記第２の光学手段の
上記方向軸から前記仮想楕円形の長軸側に回転し
た軸に前記暗線を一致させて前記光検出器を配置
することを特徴とする光デイスク記録再生装置。 １６ 第１３項記載の装置において、上記検出手
段は、上記第２の光学手段を仮想的に取り除いた
場合の上記光検出器上での仮想的な楕円形の光ビ
ームパターンの長軸長Ｘと短軸長Ｙとの比Ｙ／Ｘ
で決まる角θ＝45゜−arctan（Ｙ／Ｘ）だけ上記第
２の光学手段の上記方向軸から上記仮想楕円形の
長軸側に回転した軸に一致する第１の暗線と、上
記角θだけ上記トラツクの方向から上記仮想楕円
形の長軸側に回転した軸に一致する第２の暗線と
によつて分割された４個の光検出器を有する第１
の検出器と、上記第２の光学手段によつて分離さ
れた他の光を取り出す第２の検出器を有し、上記
第１の手段が上記第２の暗線の片側にある２個の
光検出器の出力の差の信号を求める手段であり、
上記制御手段は、さらに残り２個の光検出器の出
力の和と上記第２の検出器の出力の差の信号を求
める第２の手段を有し、そして上記第１の光学系
は、さらに上記トラツクに照射される光が上記ト
ラツクをトラツキングする動作を有するトラツキ
ング手段を有し、上記第２の手段の出力で上記ト
ラツキング手段の動作を制御することを特徴とす
る光デイスク記録再生装置。 １７ 第１１項記載の装置において、上記第２の
光学手段は上記２焦点間で光ビームの断面が円形
となる位置に上記方向軸が上記トラツクの方向と
並行になるよう配置され、上記検出手段は、上記
第２の光学手段を仮想的に取り除いた場合の上記
光検出器面上での仮想的な楕円形の光ビームパタ
ーンの長軸長Ｘと短軸長Ｙとの比Ｙ／Ｘで決まる
角θ＝45゜−arctan（Ｙ／Ｘ）だけ上記トラツクの
方向と直角をなす方向軸から上記仮想楕円形の長
軸側に回転した軸に一致する第１の暗線と、上記
角θだけ上記トラツクの方向から上記仮想楕円形
の長軸側に回転した軸に一致する第２の暗線とに
よつて分割された４個の光検出器を有し、上記第
１の手段が上記第１の暗線の片側にある２個の光
検出器の出力の差の信号を求める手段であり、上
記制御手段は、さらに残り２個の光検出器の出力
の差の信号を求める第２の手段を有し、そして上
記第１の光学系は、さらに上記トラツクに照射さ
れる光が上記トラツクをトラツキングする動作を
有するトラツキング手段を有し、上記第２の手段
の出力で上記トラツキング手段の動作を制御する
ことを特徴とする光デイスク記録再生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55183911A JPS57108811A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Optical focus position detector |
| US06/313,218 US4450547A (en) | 1980-12-26 | 1981-10-20 | Focal position detecting optical apparatus |
| FR8119877A FR2497365B1 (fr) | 1980-12-26 | 1981-10-22 | Appareil optique de detection de position focale et appareil d'enregistrement et de lecture optiques de disque muni d'un tel appareil de detection |
| DE3142125A DE3142125C2 (de) | 1980-12-26 | 1981-10-23 | Vorrichtung zur Erfassung der Brennpunktlage optischer Vorrichtungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55183911A JPS57108811A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Optical focus position detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57108811A JPS57108811A (en) | 1982-07-07 |
| JPH029322B2 true JPH029322B2 (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=16143967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55183911A Granted JPS57108811A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Optical focus position detector |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4450547A (ja) |
| JP (1) | JPS57108811A (ja) |
| DE (1) | DE3142125C2 (ja) |
| FR (1) | FR2497365B1 (ja) |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS57195634U (ja) * | 1981-06-05 | 1982-12-11 | ||
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| NL2018853B1 (en) | 2017-05-05 | 2018-11-14 | Illumina Inc | Systems and methods for improved focus tracking using a hybrid mode light source |
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- 1980-12-26 JP JP55183911A patent/JPS57108811A/ja active Granted
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1981
- 1981-10-20 US US06/313,218 patent/US4450547A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-10-22 FR FR8119877A patent/FR2497365B1/fr not_active Expired
- 1981-10-23 DE DE3142125A patent/DE3142125C2/de not_active Expired
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