JPS59221834A - Optical head - Google Patents

Optical head

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Publication number
JPS59221834A
JPS59221834A JP58094610A JP9461083A JPS59221834A JP S59221834 A JPS59221834 A JP S59221834A JP 58094610 A JP58094610 A JP 58094610A JP 9461083 A JP9461083 A JP 9461083A JP S59221834 A JPS59221834 A JP S59221834A
Authority
JP
Japan
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light
photodetector
optical head
storage medium
information storage
Prior art date
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Pending
Application number
JP58094610A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Ando
秀夫 安東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58094610A priority Critical patent/JPS59221834A/en
Priority to US06/612,781 priority patent/US4654515A/en
Priority to DE8484105885T priority patent/DE3479695D1/en
Priority to EP84105885A priority patent/EP0127845B1/en
Publication of JPS59221834A publication Critical patent/JPS59221834A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1381Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition 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
    • G11B7/0908Disposition 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
    • GPHYSICS
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    • G11B7/00Recording 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
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    • G11B7/09Disposition 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
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    • G11B7/0916Foucault or knife-edge methods

Abstract

PURPOSE:To detect stably an out-of-focus quantity by spreading a light out of a light sensing region on a detector very much to reduce sufficiently the sum of a detection signal if the out-of-focus quantity is very large. CONSTITUTION:The value of an optical parameter is so determined that the sum of the quantity of laser light irradiated onto light detecting cells 16-1 and 16-2 on a photodetector 16 is small when the outer-of-focus quantity is very large. That is, the output voltage of an adding circuit 25 is reduced when the out-of- focus quantity is very large; and therefore, a certain reference value is determined in a CPU27, and it is judged that the out-of-focus quantity is very large if the output voltage of the adding circuit 25 is lower than this value. When the out-of-focus quantity is very large, the laser spot on the photodetector 16 is spread out of light detecting cells 16-1 and 16-2 very much for the purpose of reducing the sum of the quantity of laser light irradiated onto light detecting cells 16-1 and 16-2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は集束光を用い情報記憶媒体から少なくとも情報
を読取ることが可能な装置であ)、例えばDAD用のC
D(コンA’クトディスク)やビデオデ仁スクのような
再生専用の情報記憶媒体や画像ファイル・静止画ファイ
ルCOM (コンピューターアウトプットメモリー)等
に用いられ、集束光によシ記録層に対し穴全開ける等の
状態変化を起こさせて情報の記録全行ない、またそこか
ら再生することのできる情報記憶媒体さらに消去可能な
情報記憶媒体に対し少なくとも再生ないしは記録を行な
う時に用いられる光学ヘッドに関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an apparatus capable of reading at least information from an information storage medium using focused light.
It is used for playback-only information storage media such as D (contact disc) and video disc, and image files and still image files COM (computer output memory). The present invention relates to an optical head used when at least reproducing or recording information on an information storage medium capable of completely recording and reproducing information by causing a state change such as fully opening, and furthermore, on an erasable information storage medium.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

再生専用の光学ヘッドの機能として「自動的な焦点はけ
補正」「情報記憶媒体上のトラックの追跡」「情報記憶
媒体からの情報の読取シ」があシ、記録再生用の光学ヘ
ッドはさらに「情報記憶媒体への情報の追記録」が加わ
る。そして、「自動的な焦点ぼけ補正Jとは具体的には
焦点はけ量を光検出器で検出し、電気的にフィードバッ
ク全力・け、ボイスコイルを駆動して情報記憶媒体に対
し対物レンズを最適位置へ移動することである。
The functions of the read-only optical head include automatic focus correction, tracking of tracks on the information storage medium, and reading of information from the information storage medium. ``Additional recording of information to an information storage medium'' is added. ``Automatic defocus correction J'' specifically detects the amount of defocus with a photodetector, provides full electrical feedback, and drives a voice coil to direct the objective lens toward the information storage medium. The goal is to move to the optimal position.

ところで、焦点ぼけ補正を開始する時情報記憶媒体と対
物レンズ間の距離が任意の状態でフィードバックループ
をつなぐよ多情報記憶媒体に対し対物レンズ七合焦点位
置に近付けた後につないだ方が安定にフィードバックル
ープがつながシやすい。また、フィードバックループが
つながシ、自動的に焦点はけ補正上行なっている時でも
次のような不都合が生じ易い。
By the way, when starting defocus correction, it is more stable to connect the feedback loop when the distance between the information storage medium and the objective lens is arbitrary. Feedback loops are easy to connect. Furthermore, even when the feedback loop is connected and the focus correction is automatically performed, the following inconvenience is likely to occur.

l)光学的ないしは電気的外乱によシフイードパックル
ーズが乱され対物レンズが情報記憶媒体にぶつかったり
、大きく遠ざかったりすることがある。
l) The shifted field pack looseness may be disturbed by optical or electrical disturbances, and the objective lens may collide with the information storage medium or move far away from it.

11)情報記憶媒体の一部に広域にわたる光反射層ない
しは情報記録層の欠落が生じたシ、何らかの都合で光路
の一部が全面的に遮光された場合焦点ぼけ検出器上にレ
ーザー光が照射され々いので焦点ぼけ検出が行なわれず
対物レンズが暴走しだす。
11) If the light reflecting layer or information recording layer is missing over a wide area in a part of the information storage medium, or if part of the optical path is completely blocked for some reason, the laser beam will be irradiated onto the defocus detector. Because of this, defocus detection is not performed and the objective lens begins to run out of control.

111)光学系によっては合焦点位置から大きく焦点が
ぼけた時には焦点はけ検出信号が小さくなるものがあシ
、この場合焦点が大きくほけているにもかかわらず、焦
点はけ検出が行なわれないことになる。
111) Depending on the optical system, the out-of-focus detection signal may become small when the focus is significantly out of focus from the in-focus position, and in this case, out-of-focus detection is not performed even though the focus is out of focus. It turns out.

このような理由から、焦点はけ補正用フィードバック回
路のほかに合焦点位置付近であるか焦点が大きくほけて
いる状態であるかを検出する手段が必要となるが、現在
それらの技術につbては余シ知られていない。
For this reason, in addition to the feedback circuit for defocus correction, a means to detect whether the focus is near the in-focus position or if the focus is greatly out of focus is required, but there is currently no technology available for this. The rest is unknown.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、情報記憶媒体に対し、対物レンズを
合焦点位置に近付けて自動的に焦点ぼけ補正を開始する
際に合焦点位置付近に来ていることの検出や、焦点−ぼ
けに対し異状処理が行なえ、以て焦点ぼけ量が非常に大
きくなった時の検出全電気的に安定に信頼性良く行なえ
るようにした光学ヘッド全提供すること忙ある。
The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to move an objective lens close to an in-focus position with respect to an information storage medium to automatically start defocus correction near the in-focus position. The entire optical head is capable of detecting when the amount of defocus has become extremely large, and detecting when the amount of defocus has become extremely large. We are busy providing.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、集束光を用いて情報記憶媒体から少なくとも
情報を読取ることが可能なものにおいて、上記情報記憶
媒体へ光を集光する集光手段と、この集光手段によ)集
光した光が情報記憶媒体上で反射しふたたび集光手段全
通過した九をその元軸に対して非対称に抜出す元抜出部
材と、この元抜出部材によシ抜出された九を検出し少な
くとも焦点ぼけ検出を行なう光検出器と、この光検出器
の検出結果にもとづいて上記集光手段を少なくとも合焦
点位置に近付けるように上記情報記憶媒体に対して接離
制御する制御手段とを具備し、焦点はけ量が非常に大き
い時に上記検出器上で光が光感知領域から大きくはみ出
し、検出信号の総和が充分に小さくなるように構成した
こと’t%徴とするものである。
The present invention is capable of reading at least information from an information storage medium using focused light, and provides a condensing means for condensing light onto the information storage medium, and a light condensed by the condensing means. is reflected on the information storage medium and has passed through the condensing means again. A source extracting member extracts the nine asymmetrically with respect to its original axis, and this source extracting member detects the extracted nine and at least A photodetector for detecting defocus, and a control means for controlling the light converging means to approach and separate from the information storage medium based on the detection result of the photodetector so as to bring the light condensing means at least close to a focused position. This is because the detector is constructed in such a way that when the amount of focus is very large, the light on the detector extends far beyond the light sensing area, and the sum of the detection signals becomes sufficiently small.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。第1図中1はレーザ装置(半導体レーザー)であシ、
これから発した光はコリメーターレンズ2によシ平行光
になシ、偏光ビームスシリツタ3へ向かう。さらに、偏
光ビームスプリッタ3によって反射された平行レーザ・
ビームは174波長板4葡通過して対物し/ズ5に入射
され、この対物レンズ5によってプし1イスク(情報記
憶媒体)6の光反射層(ないしは情報記録層)7に向け
て集束される。対物レンズ5は、ボイス・コイル8によ
ってその元軸方向に移動可能に支持され、対物レンズ5
が所定位置に位置されると、この対物レンズ5がら兄せ
られた集束性レーザ・ビームのビーム・ウェストが光反
射層7表面上に投射され、最小ビーム・スポットが光反
射層70表面上に形成される。この状態において、対物
レンズ5は、合焦状態に保れ、情報の書き込み及び読み
出しが可能となる。情報′!I−書き込む際には、光強
度変調されたレーデ・ビームによって光反射層7上のト
ラッキング・ガイド9にビットが形成され1情報を読み
出す際には、一定の光強度を有するレーザ・ビームは、
トラッキング・ガイド9に形成されたビットによって光
強度変調されて反射される。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 in Figure 1 is a laser device (semiconductor laser),
The emitted light is converted into a parallel beam by a collimator lens 2 and then heads toward a polarizing beam slitter 3. Furthermore, the parallel laser beam reflected by the polarizing beam splitter 3
The beam passes through a 174-wavelength plate 4 and enters an objective lens 5, and is focused by this objective lens 5 toward a light reflecting layer (or information recording layer) 7 of a disk (information storage medium) 6. Ru. The objective lens 5 is supported by a voice coil 8 so as to be movable in the direction of its original axis.
is positioned at a predetermined position, the beam waist of the focused laser beam is projected onto the surface of the light reflection layer 7 through the objective lens 5, and the minimum beam spot is projected onto the surface of the light reflection layer 70. It is formed. In this state, the objective lens 5 can be kept in focus and information can be written and read. information'! When writing, a bit is formed on the tracking guide 9 on the light reflective layer 7 by a laser beam modulated in light intensity.When reading out information, a laser beam with a constant light intensity is
The light intensity is modulated by the bits formed on the tracking guide 9 and reflected.

元ディスク6の光反射層7から反射された発散性のレー
デ・ビームは、合焦時には対物レンズ5によって平行光
束に変換され、再び1/4波長板4を通過して偏光ビー
ム・スプリッタ3に戻される。レーザ・ビームが1/4
波長板4全往復することによってレーデ・ビームは、偏
光ビーム・スプリッタ3で反射された際に比べて偏波面
が90度回転し、この90度だけ偏波面が回転したレー
デ・ビームは、偏光ビーム・スプリッタ3で反射されず
、この、偏光ビーム・スプリッタ3を通過することとな
る。偏光ビームスノリツタ3を通過したレーデ・ビーム
は、ハーフ・ミラーlOによって2系統に分けられ、そ
ノ一方(トラックずれ検出系)は〜凸レンズIJKよっ
て第1の光検出器12に照射される。
The diverging Radhe beam reflected from the light reflection layer 7 of the original disk 6 is converted into a parallel beam by the objective lens 5 when focused, passes through the quarter-wave plate 4 again, and enters the polarizing beam splitter 3. be returned. Laser beam is 1/4
By making the entire round trip of the wave plate 4, the polarization plane of the Rade beam is rotated by 90 degrees compared to when it is reflected by the polarizing beam splitter 3, and the Rade beam whose polarization plane has been rotated by this 90 degrees becomes a polarized beam. - It is not reflected by the splitter 3 and passes through this polarizing beam splitter 3. The Radhe beam that has passed through the polarized beam snoritter 3 is divided into two systems by a half mirror IO, and one of the systems (track deviation detection system) is irradiated onto the first photodetector 12 by a convex lens IJK.

この第1の光検出器12で検出された第1の信号は、光
ディスク6に記録された情報を含み、信号処理装置に送
られてデジタル・データに変換される。ハーフ・ミラー
10によって分けられた他方(焦点はけ検出系)のレー
デ・ビームは、光遮光板(元抜出部材)13によって光
軸14から離間した領域を通過する成分のみが取シ出さ
れ、投射レンズ15ヲ通過した後第2の光検出器16に
入射される。ここで、光遮光板13は、プリズム・アパ
ーチャー・スリット或は、ナイフ・・エツジ等のいずれ
で構成されても良い。第2の光検出器16で検出された
信号は図示しなIAフォーカス信号発生器で処理され、
このフォーカス信号発生器から発生されたフォーカス信
号かぎイス・コイル駆動回路17に与えられる。ボイス
・コイル駆動回路17は、フォーカス信号に応じてボイ
ス・コイル8を駆動し、対物レンズ5を合焦状態に維持
することとなる。尚、光ディスク6の光反射層z上に形
成されたトラッキング・ガイド9を正確にトレースする
場合には、第2の光検出器16からの信号を処理してリ
ニア・アクチェータを作動させても良く、また、対物レ
ンズを横方向に移動させたシ、或は図示しないガルバノ
・ミラーを作動させても良い。
The first signal detected by the first photodetector 12 includes information recorded on the optical disc 6, and is sent to a signal processing device and converted into digital data. From the other (focal detection system) radar beam divided by the half mirror 10, only the component passing through a region separated from the optical axis 14 is extracted by a light shielding plate (original extraction member) 13. After passing through the projection lens 15 , the light is incident on the second photodetector 16 . Here, the light shielding plate 13 may be composed of a prism, an aperture, a slit, a knife, an edge, or the like. The signal detected by the second photodetector 16 is processed by an IA focus signal generator (not shown),
A focus signal generated from this focus signal generator is applied to the key chair coil drive circuit 17. The voice coil drive circuit 17 drives the voice coil 8 according to the focus signal to maintain the objective lens 5 in a focused state. Note that in order to accurately trace the tracking guide 9 formed on the light reflective layer z of the optical disc 6, the linear actuator may be activated by processing the signal from the second photodetector 16. Alternatively, the objective lens may be moved laterally, or a galvano mirror (not shown) may be operated.

第1図に示した合焦時を検出する為の光学系が第2図に
示すように単純化して示され、合焦検出に関するレーザ
ビームの軌跡は、第3図(イ)(ロ)(ハ)に示すよう
に描れる。対物レンズ5が合焦状態にある際には、光反
射層7上にビーム・ウェストが投射され、最小ビーム・
スポット、即ちビーム・ウェスト・スポット18が光反
射層7上に形成される。通常、レーデ装置1から対物レ
ンズ5に入射されるレーデは、平行光束であるから、ビ
ーム・ウェストは、対物レンズ5の焦点土建形成される
。然しなから、対物レンズ5にレーザ装置1から゛入射
されるレーザがわずかに発散或は、収束してhる場合に
は、ビーム・ウェストは、対物レンズ5の焦点近傍に形
成される。第1図、第2図及び第3図(イ)(o)(ハ
)に示される光学系においては、光検出器16の受光面
は、合焦状態においてそのビーム・ウェスト・スポット
18の結像面に配列されている。
The optical system for detecting the time of focus shown in Fig. 1 is simplified as shown in Fig. 2, and the trajectory of the laser beam related to focus detection is shown in Figs. It can be drawn as shown in c). When the objective lens 5 is in focus, the beam waist is projected onto the light reflective layer 7, and the minimum beam
A spot, ie a beam waist spot 18, is formed on the light reflective layer 7. Normally, the radar beam that enters the objective lens 5 from the radar device 1 is a parallel beam of light, so the beam waist is formed by the focal point of the objective lens 5. However, if the laser beam incident on the objective lens 5 from the laser device 1 is slightly divergent or convergent, the beam waist will be formed near the focal point of the objective lens 5. In the optical systems shown in FIGS. 1, 2, and 3 (a), (o), and (c), the light-receiving surface of the photodetector 16 is located at the focal point of the beam waist spot 18 in the focused state. arranged on the image plane.

従って、合焦時には、ビーム・ウェスト・スポット18
の像が光検出器16の受光面の中心に形成される@即ち
、第3図(イ)に示すようにビーム・ウェスト・スポ、
 l−18が元反射層z上に形成され、この光反射層7
で反射されたレーザ・ビームは、対物レンズ5によって
平行束に変換されて遮光板13に向けられる。遮光板1
3によりて光軸14から離間した領域を通る光成分のみ
が取シ出され、投射レンズ15によっテ集束され、光検
出器16上で最小、に絞られ、ビーム・ウェスト・スポ
ット像がその上に形成さ−れる。次に対物レンズ5が光
反射層7に向けて近接すると、ビーム・ウェストは、第
3図(ロ)に示すようにレーデ・ビームが光反射層2で
反射されて生ずる。即ち、ビーム・ウェストは、対物レ
ンズ5と光反射層7間に生ずる。このような非合焦時に
おいては、ビーム・ウェストは、通常対物レンズ5の焦
点距離内に生ずることから、ビーム・ウェストが光点と
して機能すると仮定すれば明らかなように光反射層7で
反射され、対物レンズ5から射出されるレーデ・ビーム
は、対物レンズ5によって発散性のレーザ・ビームに変
換される。遮光板52全通過したレーザ・ビーム成分も
同様に発散性であることから、このレーデ・ビーム成分
が投射レンズ15によって集束されても光検出器16の
受光面上で最小に絞られず、光検出器16よシも遠い点
に向って集束されることとなる。従って光検出器ノロの
受光面の中心から図上上方に向ってレーザ・ビーム成分
は、投射され、その受光面上には、ビーム・スポット像
よシも大きなパターンが形成される。更に、第3図(ハ
)に示されるように対物レンズ5が光反射層7から離間
された場合には、ビーム・ウェストを形成した後レーザ
は、反射層2で反射される。このような非合焦時には、
通常ビーム・ウェストは、対物レンズ5の焦点距離外で
あって対物レンズ5と反射層7間に形成されることから
、対物レンズ5から遮光板13に向う反射レーデ・ビー
ムは、収束性金有することとなる。従って、遮光板13
’<通過したレーデ・ビーム成分は、投射レンズ15に
よって更に収束され、収束点を形成した後光検出器16
の受光面上に投射される。その結果、光検出器16の受
光面上には、ビーム・ウェスト・スポットの像よシも大
きなパターンが中心から図上下方に形成される。
Therefore, when focusing, the beam waist spot 18
An image is formed at the center of the light-receiving surface of the photodetector 16. In other words, as shown in FIG.
l-18 is formed on the original reflective layer z, and this light reflective layer 7
The laser beam reflected by the laser beam is converted into a parallel beam by the objective lens 5 and directed toward the light shielding plate 13 . Light shielding plate 1
3, only the light component passing through the area separated from the optical axis 14 is extracted, focused by the projection lens 15, and narrowed down to the minimum on the photodetector 16, so that the beam waist spot image is formed on top. Next, when the objective lens 5 approaches the light-reflecting layer 7, a beam waist is generated as the Rede beam is reflected by the light-reflecting layer 2, as shown in FIG. 3(b). That is, the beam waist occurs between the objective lens 5 and the light reflecting layer 7. In such an out-of-focus state, the beam waist usually occurs within the focal length of the objective lens 5, so assuming that the beam waist functions as a light spot, it is clear that the beam is reflected by the light reflecting layer 7. The LED beam emitted from the objective lens 5 is converted into a diverging laser beam by the objective lens 5. The laser beam component that has completely passed through the light shielding plate 52 is also diverging, so even if this laser beam component is focused by the projection lens 15, it is not focused to the minimum on the light receiving surface of the photodetector 16 and is not detected. Vessel 16 will also be focused towards a distant point. Therefore, the laser beam component is projected upward in the figure from the center of the light-receiving surface of the photodetector, and a pattern larger than the beam spot image is formed on the light-receiving surface. Further, when the objective lens 5 is separated from the light reflective layer 7 as shown in FIG. 3(c), the laser beam is reflected by the reflective layer 2 after forming a beam waist. When out of focus like this,
Normally, the beam waist is outside the focal length of the objective lens 5 and is formed between the objective lens 5 and the reflective layer 7, so that the reflected radar beam directed from the objective lens 5 toward the light shielding plate 13 has a convergent diameter. That will happen. Therefore, the light shielding plate 13
'<The passed Rade beam component is further converged by the projection lens 15, and the rear photodetector 16 forms a convergence point.
is projected onto the light-receiving surface of. As a result, a pattern larger than the image of the beam waist spot is formed on the light receiving surface of the photodetector 16 from the center upward and downward in the figure.

次に上記の光学系?作動させる制御回路について第1図
を参照しながら述べる。光検出器16.12の各光検出
セル16−1.16−2゜12−1,12−2から得ら
れた光電信号は焦点ぼけ検出用光検出−こルのシリアン
f19,2θ及びトラックずれ検出用光検出セルのプリ
アンプ21.22で増幅された後減算回路23゜24と
加算回路25.26によシ減算処理、加算処理されてc
pu 2yに入力される。CPU 27は、焦点ぼけ補
正用駆動回路17によ)ボイスコイル8を駆動し、対物
レンズ5fc動かしながら減算回路23.24、加算回
路25.26出力金モニターしている。モニター信号か
ら対物レンズ5が最適位置に米たとCPU 27が判断
するとスイッチング回路28に指令を出し、焦点ぼけに
対する帰環ループ紫接続する。帰環ルーツの途中には周
波数特性の改善、位相補償等の波形補正回路29が入っ
ている。帰環ルーツがつながっていても減算回路23、
加算回路25゜26出力tモニターしていて焦点はけ量
がある程度以上になったらスイッチング回路28を切)
、対物レンズ5の最適位置を探し面す。なお、30は波
形補正回路、31はトラ、りずれ補正用駆動回路で必る
Next is the optical system mentioned above? The operating control circuit will be described with reference to FIG. The photoelectric signals obtained from each photodetection cell 16-1. After being amplified by the preamplifiers 21 and 22 of the detection photodetection cell, it is subjected to subtraction processing and addition processing by subtraction circuits 23 and 24 and addition circuits 25 and 26.
Input to pu2y. The CPU 27 drives the voice coil 8 (by the defocus correction drive circuit 17) and monitors the outputs of the subtraction circuits 23, 24 and addition circuits 25, 26 while moving the objective lens 5fc. When the CPU 27 determines from the monitor signal that the objective lens 5 is at the optimal position, it issues a command to the switching circuit 28 to connect the return loop for defocusing. A waveform correction circuit 29 for frequency characteristic improvement, phase compensation, etc. is included in the middle of the return loop. Even if the return roots are connected, the subtraction circuit 23,
Adding circuit 25゜26 output t is monitored and when the amount of focus reaches a certain level, the switching circuit 28 is turned off)
, and find the optimum position of the objective lens 5. Note that 30 is a waveform correction circuit, and 31 is a driver circuit for correcting a displacement.

また、このようにある条件のもとでCPU 27が自動
的に焦点はけ補正の開始や焦点?1け量力S非常に大き
くなった時の異状処理が容易に行なえるように光学パラ
メーターの値が決められている。すなわち、光学ノソラ
メーターの値は、焦点ぼけ量が非常に大きくなったとき
光検出器16上の光検出セルJ6−J、26−2上に照
射するレーザー光量の総和が小さくなるように決められ
ている。つまシ、焦点ぼけ量力;非常に大きくなった時
には加算回路25の出力電圧i)S tJ\さくなるの
でCPU 27ではある基準値を決めておき、加算回路
25の出力電圧がそれよ・りも低い場合には焦点ぼけ量
が非常に大きい状態とIJ断し、また、焦点ぼけ量が非
常に大きくなった時に光検出セル16−1.16−2上
に照射するレーデ光量の総和を小さくすべく光検出器1
6上のレーザースポットを光検出セルフ 6−1 t1
6−2から大きくはみ出させる構成となっている。
In addition, under certain conditions as described above, the CPU 27 automatically starts defocus correction and determines whether the focus is correct or not. The values of the optical parameters are determined so that abnormalities can be easily handled when the 1-quantity force S becomes extremely large. In other words, the value of the optical nosolameter is determined so that when the amount of defocus becomes extremely large, the sum of the amount of laser light irradiated onto the photodetection cells J6-J and 26-2 on the photodetector 16 becomes small. ing. If the amount of defocus becomes very large, the output voltage of the adder circuit 25 will decrease, so the CPU 27 determines a certain reference value and sets the output voltage of the adder circuit 25 to be lower than that value. If the amount of defocus is low, it is determined that the amount of defocus is very large, and when the amount of defocus becomes very large, the total amount of radar light irradiated onto the photodetection cell 16-1, 16-2 is reduced. Photodetector 1
Self-detection of laser spot on 6 6-1 t1
It is configured to protrude largely from 6-2.

以下具体的に説明する。先ず、焦点カニf丁けた時の加
算回路25と減算回路23の出力について考察すると、
焦点ぼけ量Xに対する焦点ぼけ検出信号Y(減算回路2
3出力)の関係を第4図に、また焦点ぼけiXに対する
焦点ぼけ検出用検出器で検出される光量の和2(加算回
路25の出力)の関係を第5図に示す。合焦点位置(X
=0の所)近傍での焦点ぼけ量Xに対する焦点ぼけ検出
信号の立上がシ特性は他の焦点ぼけ検出方式に比べて急
になっており、焦点ぼけ量がδ、fあるいはδ、nにな
った所で飽和信号量の8割に達し、δ2.またはδpn
の所で飽和してしまう。但し、第4図、第5図ではイの
特性において飽和した時の焦点ぼけ検出信号Yないしは
検出光量の総飽2をl#に規格化しておる。さらに、焦
点がぼけると光検出器上でのビーム・スポットが拡大し
δ。、ないしはδ。nの所でビーム・スポットが光検出
器からはみ出してしまう。そのためδof ”いしはδ
。。よシもさらに焦点がほけるとビームスポットが光検
出器からはみ出した分だけ焦点ぼけ検出信号Yと検出光
量の総和2は減少する。しかしながら対物レンズ16と
元ディスク6の光反射層7との間がおる値より離れ過ぎ
ると、第6図に示すようにビーム・スポットは光検出器
16上で中心線よp上に来てしまい第4図のδ1.よシ
も対物レンズ5が遠い所ではあたかも対物レンズ5と光
学ヘッド6の光反射層7とが近付きすぎた状態と同じグ
ラスの信号が出る。この時第4図及び第5図の曲線とし
て3棟類の異なる特性金有する。遮光板13の端面が光
学系の光軸の中心上にある場合(つまり光軸14から遮
光板13tでの最小距離に=0の場合)にはイの特性を
示す。また、遮光板13の端面が光軸14の中心からは
ずれており(りまDk’===O)Lかも光軸14の中
心を通る光が遮光板13により光路をさまたげられずそ
のまま通過できた場合は口、そして光軸14の中心全通
る光が遮光板13によシ光路をさまたげられ光検出器1
6にまで到達できない場合にはハのそれぞれ特性金有す
る。また、合焦点位置近傍を除いては第4図のイとノ〜
のグラフの焦点ぼけ検出信号の(つまりY方向の)絶対
値を取ったものが第5図のイとハのグラフにほぼ等しく
なっている。また、第5図において合焦点位置近傍では
光検出器16上でのビームスポットのうち、光検出セル
16−1と光検出セル16−2の間に存在している光不
感領域内に入ってしまう量が多いので光電流の流れる量
が少なくなシ検出光量の総和2が小さくなる。
This will be explained in detail below. First, considering the outputs of the addition circuit 25 and the subtraction circuit 23 when the focus crab f is aligned,
Defocus detection signal Y for defocus amount X (subtraction circuit 2
3 outputs) is shown in FIG. 4, and FIG. 5 shows the relationship between the sum 2 (output of the adder circuit 25) of the amount of light detected by the defocus detector with respect to the defocus iX. Focus position (X
= 0) The rise of the defocus detection signal with respect to the amount of defocus X in the vicinity is steeper than that of other defocus detection methods, and when the amount of defocus is At the point where δ2. or δpn
It gets saturated at that point. However, in FIGS. 4 and 5, the defocus detection signal Y or the total saturation 2 of the amount of detected light when saturated in the characteristic A is normalized to l#. Furthermore, when the focus is out of focus, the beam spot on the photodetector expands δ. , or δ. The beam spot protrudes from the photodetector at point n. Therefore, δof ”is δ
. . If the focus becomes further unfocused, the sum 2 of the defocus detection signal Y and the amount of detected light decreases by the amount that the beam spot protrudes from the photodetector. However, if the distance between the objective lens 16 and the light reflection layer 7 of the original disk 6 is too far, the beam spot will be located on the center line p on the photodetector 16, as shown in FIG. δ1 in Figure 4. However, when the objective lens 5 is far away, the same glass signal is produced as if the objective lens 5 and the light reflection layer 7 of the optical head 6 were too close together. At this time, the curves in Figures 4 and 5 have three different characteristics. When the end face of the light shielding plate 13 is located on the center of the optical axis of the optical system (that is, when the minimum distance from the optical axis 14 to the light shielding plate 13t = 0), the characteristic A is exhibited. Also, if the end face of the light shielding plate 13 is offset from the center of the optical axis 14 (Dk'===O), the light passing through the center of the optical axis 14 can pass through without being blocked by the light shielding plate 13. In this case, the light passing through the mouth and the center of the optical axis 14 is blocked by the light shielding plate 13, and the light passes through the photodetector 1.
If you cannot reach up to 6, you will have the respective characteristics of C. Also, except for the vicinity of the in-focus position,
The absolute value of the defocus detection signal (that is, in the Y direction) in the graph is almost equal to the graphs A and C in FIG. In addition, in FIG. 5, near the focused position, the beam spot on the photodetector 16 falls within the light-insensitive area that exists between the photodetection cells 16-1 and 16-2. Since the amount of light stored is large, the amount of photocurrent flowing is small, and the total amount 2 of the detected light amount is small.

次に光線追跡法によシ各光学パラメーターに対する光学
特性を計算する。
Next, optical characteristics for each optical parameter are calculated using the ray tracing method.

上述したレーザの軌跡の変化即ち、光線軌跡の変化は、
幾何光学的に下記のように説明され、レーザ・ビーム成
分が光検出器16上で偏向される値hsk求めることが
できる。対物レンズ5の幾何光学的な結像系は、第7図
に示すように表わすことができる。ここで、foは、対
物レンズ5の焦点距離を、またδは合焦時から非合焦時
に至る際の対物レンズ5、即ち光ディスク6の光反射層
7の移動距離全示し、第7図において実線で示される光
線軌跡は、ビームウェストから発せられ、対物レンズ5
の主面上であって光軸14から距離h0だけ離間した点
を通過し、集束されるものを示している。第3図(イ)
に示される合焦時には、明らかなようにδ=0であシ、
第3図(ロ)に示される非合焦時には、光ディスク6が
距離δだけ対物レンズ5に近接し、ビームウェストは、
光反射層7で反射されて形成されることからビーム・ウ
ェストは、その2倍だけ対物レンズ5に近接することと
なる。(近接する場合は、δ〈0である。)また、第3
図(ハ)に示される非合焦時には、光ディスク6が距離
δだけ対物レンズ7から離間され、ビーム・ウェストを
形成した後レーザ・ビームが光反射層7から反射きれる
ことから、実質的に光反射層7の背後にビーム−ウェス
トが形成されたと同様であってビーム−ウェストは、2
δだけ対物レンズから離間することとなる。合焦時には
、ビーム・ウェストが対物レンズ5の焦点位置に形成さ
れるとすれば、光ディスク6がδだけ移動した場合には
、第7図に示されるようにビ−ム・ウェストと対物レン
ズ5の主面間の距離は、(fo+2δ)で表わされる。
The change in the trajectory of the laser described above, that is, the change in the trajectory of the light beam, is as follows:
The value hsk at which the laser beam component is deflected onto the photodetector 16 can be determined using geometrical optics as described below. The geometric optical imaging system of the objective lens 5 can be expressed as shown in FIG. Here, fo is the focal length of the objective lens 5, and δ is the total moving distance of the objective lens 5, that is, the light reflective layer 7 of the optical disc 6, from the in-focus state to the out-of-focus state, and in FIG. The ray trajectory shown by the solid line is emitted from the beam waist and passes through the objective lens 5.
The light beam passes through a point on the main surface of the optical axis 14 and is spaced apart by a distance h0 from the optical axis 14, and is focused. Figure 3 (a)
At the time of focusing shown in , it is clear that δ=0,
In the out-of-focus state shown in FIG. 3(b), the optical disc 6 approaches the objective lens 5 by a distance δ, and the beam waist is
Since the beam is formed by being reflected by the light reflecting layer 7, the beam waist is twice as close to the objective lens 5. (If they are close, δ<0.) Also, the third
At the time of out-of-focus as shown in FIG. This is similar to the case where a beam-waist is formed behind the reflective layer 7, and the beam-waist is 2.
It is separated from the objective lens by δ. At the time of focusing, if the beam waist is formed at the focal position of the objective lens 5, when the optical disk 6 moves by δ, the beam waist and the objective lens 5 will change as shown in FIG. The distance between the principal surfaces of is expressed as (fo+2δ).

ビーム・ウェスト全光点とみなせば、第7図における角
度β0及びβ1は、下記(1)及び(2ン式で示される
If the beam waist is regarded as the total light spot, angles β0 and β1 in FIG. 7 are expressed by the following equations (1) and (2).

O −−1=−(−βo)キβ。   ・・・・・・・・・
(1)fo+2δ また、レンズの結像公式から 従って β12βo+hθ/ f 。
O −−1=−(−βo)kiβ.・・・・・・・・・
(1)fo+2δ Also, according to the lens imaging formula, β12βo+hθ/f.

O fo+ fa / 2δ   −°−°°−(2)第8
図は、投射レンズ15の光学系における光線軌跡全示し
、投射レンズ15が1対の組み会せレンズ1.5−1 
、15−2から成るものとして取シ扱っている。
O fo + fa / 2δ −°−°°−(2) 8th
The figure shows all the ray trajectories in the optical system of the projection lens 15, and the projection lens 15 is a pair of combined lenses 1.5-1.
, 15-2.

ここで、レンズ15−1.15−;lは、夫々焦点距離
f1 、fxk有し、対物レンズ5の主面からaだけ離
間した位置に遮光板13が配置され、対物レンズ5の主
面からしだけ離間した位置にレンズ15−1の主面が配
置され、更にこのレンズ15−1の主面からHだけ離間
シ、テレンズ15−2の主面が、またtだけ離間して光
検出器16の受光面が配列されていると仮定している。
Here, the lenses 15-1.15-;l have focal lengths f1 and fxk, respectively, and a light-shielding plate 13 is arranged at a position spaced apart from the main surface of the objective lens 5 by a distance. The main surface of the lens 15-1 is arranged at a distance of 100 cm from the main surface of the lens 15-1, and the main surface of the telelens 15-2 is further spaced from the main surface of the lens 15-1 by a distance of t. It is assumed that 16 light receiving surfaces are arranged.

図中実線で示される光線軌跡は、対物レンズ5で集束さ
れて、遮光板13の光透過面であって光軸14からyだ
け離間したものを示している。
The light ray locus shown by a solid line in the figure shows the light transmission surface of the light shielding plate 13 that is focused by the objective lens 5 and is spaced apart from the optical axis 14 by y.

距離yは、下記(3)式で表わされる。The distance y is expressed by the following equation (3).

y = b (1−aβl ここで、F(δ)”’ (fo+ f ’ / 2δ)
−1とすれば、(3)式は次式で表わされる。
y = b (1-aβl where F(δ)"'(fo+f'/2δ)
-1, equation (3) is expressed by the following equation.

y=ho(1aF(δ))      ・・−−−−−
−・−−−−−−(4)従って、 G・・・” i −a F(a)       ・・・
・・・・・・・・・・・・(5)また、光線がレンズ、
15−1の主面上を通る光軸14上からの位置h1は、
(6)式で表わされる。
y=ho(1aF(δ))...---
-・------(4) Therefore, G..." i -a F(a)...
・・・・・・・・・・・・(5) Also, the light ray is a lens,
The position h1 from the optical axis 14 passing on the main surface of 15-1 is
It is expressed by equation (6).

h1=y−(L  a)β1 (2)式と同様に角度β2を求めれば、角度β2は、(
7)式で表わされる。
h1=y-(L a)β1 If angle β2 is found in the same way as equation (2), angle β2 is (
7) It is expressed by the formula.

以下同様にレンズ15−2の主面上を通る光線の光軸1
4上からの位置h2及び入射角β3光線が光検出器16
の受光面上に入射する光軸14上からの位置h3即ち、
偏位量は、夫々(8)〜(10式で表わされる。
Similarly, the optical axis 1 of the light ray passing on the main surface of the lens 15-2
4. The position h2 and the incident angle β3 from above are detected by the photodetector 16.
The position h3 from the optical axis 14 of incidence on the light-receiving surface of
The amount of deviation is expressed by equations (8) to (10), respectively.

h、=h1−4/lz −(: H+L (1−H/fx ) ) XF(δ)
   ・・・・・・・・・・・・(8)及び ha =bz (L−H)β3 第7図及び第8図に示される光学系は、既に述べたよう
に合焦点即ち、δ=0では、検出器16上で光線は、h
3=Oに集束されるのであるから、この条件下において
は、F(0)=Oであシ、α・式は、下記式で表わされ
る。
h, = h1-4/lz - (: H+L (1-H/fx) ) XF (δ)
・・・・・・・・・・・・(8) and ha = bz (L-H)β3 As already mentioned, the optical system shown in FIGS. 7 and 8 has a focused point, that is, δ= 0, the light beam on the detector 16 is h
Since it is focused at 3=O, under this condition, F(0)=O, and the α expression is expressed by the following expression.

また、遮光板13によって光軸14外の光線を通るもの
のみが取シ出されることから、y笑。
In addition, since only the light beams passing through the optical axis 14 are extracted by the light shielding plate 13, it is difficult to see what is going on.

である。従って、 この式で叫式を単純化すれば、(ト)式又は64式が得
られる。
It is. Therefore, if we simplify the formula using this formula, we can obtain formula (g) or formula 64.

又は、 δが充分に小さい(δ<fo2)の場合には、(a  
fo )<fo /2δ であるから 次に、合焦時(δ=0)において、光ディスク6の光反
射層7上のビーム・ウェストに対する光検出器16の受
光面上に形成されるビーム−ウェスト像の横倍率mは、
下記09式で表わされる。
Or, if δ is sufficiently small (δ<fo2), (a
Since fo ) < fo /2δ, the beam waist formed on the light receiving surface of the photodetector 16 with respect to the beam waist on the light reflective layer 7 of the optical disk 6 at the time of focusing (δ = 0) The lateral magnification m of the image is
It is expressed by the following formula 09.

m=−β0/β3 (倒立像) ここで、δ=0におけるβ0は、 であるから、 (6)式でα4式からfzk消去すれば、この式から、
flについての解全求めれば、実際の光学系では、fl
−Hに置かれることがないと考えられることから、 正立像が形成される場合について同様に考察すれば(m
=β0/β3)、flは、次式で表わされる。
m=-β0/β3 (inverted image) Here, β0 at δ=0 is, so if fzk is eliminated from α4 formula in formula (6), from this formula,
If we find the complete solution for fl, in the actual optical system, fl
-H, so if we consider the case in which an erect image is formed (m
=β0/β3), fl is expressed by the following formula.

従って、 (6)式からf2全求めると、 翰式七q]式に代入してhsk横倍率mで表わせば、(
ハ)式及び(ハ)式が得られる。
Therefore, if we calculate the total f2 from equation (6), we can substitute it into the Kanshiki7q] equation and express it by hsk horizontal magnification m, then we get (
Equations (c) and (c) are obtained.

但し、(a−fo )< fo2/2δ第8図の光学系
において投射レンズ15が単レンズであるとすれば、f
2=ωであるから、fx=を及びm=ft/foであっ
て、また、第7図に示した光学系では、ビーム・ウェス
トが対物レンズ5の焦点に形成されると仮定したが、発
散性又は、集束性のレーザ・ビームが対物レンズ5に入
射する場合には、ビーム・ウェストは第9図に示すよう
に焦点からbだけ偏位して形成される。
However, (a-fo)<fo2/2δIf the projection lens 15 is a single lens in the optical system shown in FIG.
Since 2=ω, fx=and m=ft/fo, and in the optical system shown in FIG. 7, it is assumed that the beam waist is formed at the focal point of the objective lens 5. When a diverging or converging laser beam is incident on the objective lens 5, the beam waist is formed offset by b from the focal point, as shown in FIG.

この場合、図のような光路を、経て光デイスク6上に照
射したレーザー光のディスク表面から反射された後の光
学系を対物レンズ5、検出系レンズ(投射レンズ)15
もすべてまとめて1つの合成レンズとして取扱う。そし
て、この合成レンズの焦点距離’frf”、合成レンズ
の前側焦点位置からフォーカスが合った時の光ディスク
6(レーデ−元の焦点光)までの距離金Cとし、ディス
ク6がδだけ集光点からずれた時の反射光の光路葡(ロ
)式までの計算と同様の方法で求める。対物レンズ5、
検出系レンズ15をすべてまとめて1つの合成レンズと
見なすと、第10図から、 h” 、f”+c+2J ”””(−βo店−β0よシ h’l =−βo−(f”+C+2δ)また、 C+2δ β3=βo+h”/7”−β。−(βo   、=−)
C+2δ m−−7−β。
In this case, the optical system after the laser beam irradiated onto the optical disk 6 is reflected from the disk surface through the optical path as shown in the figure is connected to the objective lens 5 and the detection system lens (projection lens) 15.
are all treated as one composite lens. The focal length of this composite lens is 'frf', the distance from the front focal position of the composite lens to the optical disc 6 (radar source focused light) when it is in focus is C, and the disc 6 is the focal point by δ. The optical path of the reflected light when it deviates from
If all the detection system lenses 15 are considered as one composite lens, from FIG. Also, C+2δ β3=βo+h"/7"-β.-(βo,=-)
C+2δ m--7-β.

レーザー光の集光点と光ディスク6の位置が一致した時
(δ=Oの時)の結像点に第2の光検出器16を配置す
るとδ=0の時h3=0となしたがって・ C=壬f”7m 但しmは常に正数とし、十mの時は倒立像、−mの時は
正立像を表わす。
If the second photodetector 16 is placed at the imaging point when the focal point of the laser beam and the position of the optical disk 6 match (when δ=O), when δ=0, h3=0. Therefore, C =壬f”7m However, m is always a positive number, and when it is 10m, it represents an inverted image, and when it is -m, it represents an erect image.

また、合成レンズ後側主点から第2の光検出器16まで
の距離k A 1 とすると、h3=i)”−A工β3
=−β(f”+c−1−2δ)=−βo((1壬1/m
)f”+2δ)−f” =β。((壬Al/m  f”+   )+(At/f
”−1)×2δl   ・・・・・・・・・(ハ)任意
のβ0に対してδ=0においてh3=0より kx=f”(1千m)     ・・・・・・・・・・
・・・・・に)(2)式を(ハ)式に代入すると 一−4−2mδ×β0      ・・・・・・・・・
・・・・・・に)第9図のように対物レンズ5の焦点位
置とレーザーの集光点がbだけずれている場合には(1
)〜叫式において、 2計堵2δ十す と変換することによシ光線追跡の各式がそのまま成立す
る。したがって(5)式より また(])式にに)式を代入すると、 (ハ)式を(ハ)式に代入すると、 ここで、a=00場合には、 また、fo+b>2δであれば、 となる。、 今、対物レンズ5の開口部(射出瞳)の半径k A 、
対物レンズ5の光ディスク(情報記憶媒体)6に近い側
の主点から光デイスク6方向の集光点(ビーム・ウェス
ト位置)までの距離全Fstた上記したように合焦点時
の光検出器16上の結像横倍率imとする。光路途中に
遮光物体が存在しない時、光ディスク6と対物レンズ5
の距離が合焦点時よシδだけずれると、光検出器16上
でのび一ムスポットは半径Rの円になるが、Rは上記(
ハ)式において、a”’01j’o + b−F 、 
b3 =RとしてR= l斜h×2δ1(3う で与えられる。対物レンズ5のワーキングディスタンス
iWDとすると、対物レンズ5が力だけ近付くと光ディ
スク6に当ってしまう。
Furthermore, if the distance from the rear principal point of the composite lens to the second photodetector 16 is k A 1 , then h3=i)''−A
=-β(f''+c-1-2δ)=-βo((1壬1/m
)f”+2δ)-f”=β. ((壬Al/m f”+ )+(At/f
"-1) x 2 δl ...... (c) For any β0, at δ = 0, from h3 = 0, kx = f" (1,000 m) ......・
Substituting equation (2) into equation (c) gives 1-4-2mδ×β0...
. . .) If the focal position of the objective lens 5 and the laser condensing point are shifted by b as shown in Fig. 9, then (1
) ~ In the equation, each equation for ray tracing holds true as is by converting 2 sum to 2 δ plus. Therefore, from equation (5), and by substituting equation () into equation (]), substituting equation (C) into equation (C), we get: Here, if a=00, and if fo+b>2δ, then , becomes. , Now, the radius k A of the aperture (exit pupil) of the objective lens 5,
The total distance Fst from the principal point of the objective lens 5 on the side closer to the optical disk (information storage medium) 6 to the focal point (beam waist position) in the direction of the optical disk 6 is the photodetector 16 at the focused point as described above. The above imaging lateral magnification is assumed to be im. When there is no light blocking object in the optical path, the optical disc 6 and objective lens 5
If the distance of is shifted by δ from the focused point, the elongated spot on the photodetector 16 becomes a circle with radius R, but R is
c) In the formula, a"'01j'o + b-F,
b3 = R, R = l oblique h x 2 δ1 (given by 3 arms).If the working distance of the objective lens 5 is iWD, if the objective lens 5 approaches by the force, it will hit the optical disk 6.

そこで、検出感度のバラ付いた時対物レンズ5と光ディ
スク6が傷付くことを防止するために焦点が大きくぼけ
たことを検出するように構成する。また、検出信号に対
しては電気的検出感度の変動や情報記憶媒体自体の光反
射率のバラ付きが存在するので検出する際の閾値レベル
としては、最も信号強度の変動を受けにくくノイズによ
る誤検知しにくくなるように加算回路25の出力電圧の
量大値の半分に設定する。つまり、合焦点位置から対物
レンズ5がWD/2だけ光ディスク6に近付くと光検出
器16上のレーザースポット半径は0埠式から になるが、この時スポット内の強度分布k 一様として
光検出器16上の光検出セル16−1゜x6−2(感知
領域)上にあるレーザースポットの総面積よりも光検出
セル16−1゜16−2(感知領域)からはみ出したレ
ーザスポットの面積の方が広くなるように光検出器16
のサイズを決める必要がある。
Therefore, in order to prevent the objective lens 5 and the optical disc 6 from being damaged when the detection sensitivity varies, the system is configured to detect that the focus is greatly out of focus. In addition, since there are variations in electrical detection sensitivity and variations in the light reflectance of the information storage medium itself for the detection signal, the threshold level for detection is the one that is least susceptible to fluctuations in signal strength and errors caused by noise. The amount of the output voltage of the adder circuit 25 is set to half the maximum value so that it is difficult to detect. In other words, when the objective lens 5 approaches the optical disk 6 by WD/2 from the focal point position, the laser spot radius on the photodetector 16 changes from the 0-bu type, but at this time, light is detected as the intensity distribution within the spot is uniform. The area of the laser spot that protrudes from the photodetection cell 16-1゜16-2 (sensing area) is larger than the total area of the laser spot on the photodetection cell 16-1゜x6-2 (sensing area) on the device 16. The photodetector 16
It is necessary to decide the size of.

第11図は光検出器16とビーム・スポット形状の関係
全表わした図である。合焦点位置から対物レンズ5がW
D/2だけ光ディスク6に近付いた時、光恢出器16上
に照射したビーム・ス1亡ット32の口1j積Sinと
光検出器1Gからはみ出しり部分に照射したビーム・ス
ポット32の面イ資5outにおいてSinり5out
である必要がある。
FIG. 11 is a diagram showing the entire relationship between the photodetector 16 and the beam spot shape. The objective lens 5 moves from the focal point position to W.
When approaching the optical disk 6 by D/2, the product Sin of the beam spot 32 irradiated onto the light detector 16 and the beam spot 32 irradiated onto the part protruding from the photodetector 1G are calculated. Sinri 5 outs in 5 outs
It must be.

光ディスク6の光反射層7を反射後光検出器16に到達
するまでの間に遮光板13が存在しない第11図(イ)
の場合には光検出器16の半径raとビーム・スポット
半径Rの間には、πr、2<去、n2 一2 の関係が成シ立つ。ところで、光反射層7と光検出器1
6の間の光路中に遮光板13が入るとビーム・スポット
32上に遮光板13の影33第11図(ロ)衝5tn)
Sout 、第11図(ハ)ではSinゴSou’t 
、第11図に)でぶi n (S o u t 、第1
1図(ホ)では5in= O(5out % O)とな
ってしまう。したがって遮光板13がどのような状態に
なっていてもδ=−WD/2の時5out〉Sinが満
足されるために求め半径rbの円の中に完全に入るよう
に光検出器16の大きさを決めれば良い。まず、第11
図(ロ)の状態でのビーム・スポット32の総面積S、
in+〇 o u tを求める〇これより第1.1図の
斜線の部分の面積は、= rB n + R” 5in
−””となる。よって、5in= 5out Kなるた
めには、な を解けば良いことになる。しかしこの方程式は複雑すぎ
る。そこで本開明の条件を少し狭くしてδ=−池力の時
S o u t )S ”≧Sinとなるようにする。
FIG. 11 (a) where the light shielding plate 13 is not present after the light reflection layer 7 of the optical disc 6 is reflected until it reaches the photodetector 16.
In this case, the following relationship holds between the radius ra of the photodetector 16 and the beam spot radius R: πr, 2<<, n2 -2 . By the way, the light reflecting layer 7 and the photodetector 1
When the light shielding plate 13 enters the optical path between the beam spots 32 and 6, the shadow of the light shielding plate 13 appears on the beam spot 32.
Sout, in Figure 11 (c), Singo Sout't
, in Figure 11) fat in (S out , 1st
In Figure 1 (E), 5in=O (5out % O). Therefore, no matter what state the light shielding plate 13 is in, in order to satisfy 5out>Sin when δ=-WD/2, the size of the photodetector 16 must be adjusted so that it completely fits inside the circle with the calculated radius rb. All you have to do is decide. First, the 11th
The total area S of the beam spot 32 in the state shown in figure (b),
Find in+〇 out 〇From this, the area of the shaded part in Figure 1.1 is = rB n + R” 5in
−””. Therefore, in order to obtain 5 in = 5 out K, we need to solve the following. But this equation is too complicated. Therefore, the conditions of the present invention are slightly narrowed so that when δ=−pool force, S out )S ”≧Sin.

つまシ半径Rのビーム・スポット32に対し、そこに内
接する正四角形をモデル化したピ−ム・スポット32′
として計算する。その様子を第13図(イ)〜((ホ)
に示す。実際のビームスポット32に内接する正四角形
の1辺の長さk t 。
Beam spot 32' is modeled as a regular square inscribed in beam spot 32 with radius R.
Calculate as. The situation is shown in Figure 13 (A) to (E).
Shown below. The length of one side of a regular quadrangle inscribed in the actual beam spot 32 is k t .

とすると5t=2Rよシ to = J”’i R曲聞曲(ロ) となる。第13図(ロ)において5ffut=Sjn”
となるためのrわけ to×(z+ rb)== 2πr、′2πrb−4o
rbt/2=0 の方程式の解rbは・rb)Oの条7件を入れとなる。
Then, 5t = 2R, then sito = J"'i R song (b). In Figure 13 (b), 5ffut = Sjn"
R division to x (z + rb) == 2πr, '2πrb-4o
The solution rb of the equation rbt/2=0 is ・rb) Entering the 7 conditions of O.

この(ハ)式に(ロ)式、(31式を代入すると、つま
り6η式で与えられる半径r、の円の中に入るように光
検出器16の光感知領域の大きさを決める。
By substituting Equation (B) and Equation (31) into Equation (C), the size of the light sensing area of the photodetector 16 is determined so that it falls within a circle with radius r given by Equation 6η.

以上は、対物レンズ5が合焦点位置から光ディスク6の
光反射層7にWD/2だけ近付いた時、焦点ぼけ量が非
常に大きくなったと判断するようにした。しかしながら
、何かのひょうしに対物レンズ5が暴走全始め、勢いよ
く光ディスク6の方へ移動したとする。WD/2だけず
れて初めて異常を検出し、暴走停止の制御金送ったとし
ても対物レンズ5の慣性があるので暴走を停止し、元に
戻シ始めるのは対物レンズ5が光ディスク6にかなシ近
付いた所になる。また光ディスク6は相当大きな面振れ
、たわみを持って回転しているため常に光学ヘッドのフ
レームに対してかなシの速度で近付いた)遠ざかったり
している。そのため両者のタイミングが悪いとせっかく
異状検出しても対物レンズ5と光ディスク6が当たって
しまう虞れがある。したがって、大きなマージンを見越
すと対物レンズ5がWD/4だけ合焦点位置から近付い
た所で検出した方が無難である。また、検出信号レベル
も上記の場合では加算回路25の出力最大電圧の半分に
設定した。しかし、前述したように第5図において合焦
点位置近傍では光検出器16上でのビームスポットのう
ち光検出セル16−1と光検出セル16−1の間に存在
している光不感領域内に入ってし捷う量が多いので光電
流の流れる量が少なくなシ検出光量の総和2(加算回路
25の出力電圧)が小さくなるので検出信号レベルが高
すぎると合焦点位置にあるにもかかわらず焦点が大きく
ぼけたように誤検知する虞れがある。また、光ディスク
6の光反射層7における光反射率にもそれぞれかなシの
バラツキがあ゛る。
In the above, when the objective lens 5 approaches the light reflection layer 7 of the optical disk 6 by WD/2 from the focused position, it is determined that the amount of defocus has become extremely large. However, suppose that for some reason the objective lens 5 begins to run out of control and moves forcefully toward the optical disk 6. Even if an abnormality is detected for the first time when the deviation is WD/2, and control money is sent to stop the runaway, the runaway will be stopped due to the inertia of the objective lens 5, and it will start to return to its original state only when the objective lens 5 is on the optical disk 6. It's going to be close. In addition, since the optical disk 6 rotates with considerable surface runout and deflection, it is always moving toward or away from the frame of the optical head at a slow speed. Therefore, if the timing between the two is bad, there is a risk that the objective lens 5 and the optical disk 6 will collide even if an abnormality is detected. Therefore, in view of a large margin, it is safer to perform detection at a location where the objective lens 5 approaches the focused position by WD/4. Further, the detection signal level was also set to half of the maximum output voltage of the adder circuit 25 in the above case. However, as mentioned above, in the vicinity of the focal point position in FIG. Since the amount of light entering and deflecting is large, the amount of photocurrent flowing is small.The sum of the detected light amounts 2 (output voltage of the adder circuit 25) is small, so if the detection signal level is too high, even if the photocurrent is at the in-focus position. Regardless, there is a risk of erroneous detection as if the focus is greatly out of focus. Further, the light reflectance of the light reflective layer 7 of the optical disc 6 also varies widely.

さらにこれ寸でスポット内の強度分布が一様として扱っ
て来たが、光学系によってはスポット内の中心付近が強
度密度の高いものがあり、この場合には光検出セル16
−1.16−2上にあるレーザースポット32の総面積
が光検出セル16−1.16−2からはみ出したレーザ
ースポット32の面積に等しい時でも加算回路25の出
力電圧が最大の状態に近い値を示す可能性がある。以上
のことから充分なマージンを持って装置が作動するには
レーザ−スポット32総面積の1/4のみが光検出セル
16−1゜16−2上に照射される状態になって初めて
焦点が大きくぼけたと検出するように設計した方が好ま
しい。これを数式で表わすと、 δ=−WD/4の時5out〉3Sinとなる。δ= 
−WD/4の時のRu(3■式から S o u t=38inの時のrbは4πrb−to
rb−4o2/2−0よりこの(ロ)式に0′り式を代
入すると 以上は、対物レンズ5が光ディスク6の光反射層7に近
付いた場合についてのみ説明したが、反対に遠ざかる方
向に焦点ぼけ蕾が大きくなる場合にも異状検出できれば
なお好ましい。なお、遠ざかった場合には対物レンズ5
が光ディスク6に当たるといった問題は生じないので異
状検出全行なわなければならないという絶対的な基準値
は存在しない。そこで幾何学的に、対物レンズ5の光デ
ィスク6に近い側の主点から光デイスク6方向の集光点
(ビームウェスト位置)までの距離iFとした時合焦点
位置からF/10だけ遠ざかった時光検出セル16−1
.16−2からはみ出したレーザースポット32の面積
が光検出セル16−1.16−2上にあるレーザースポ
ット32の面積よ)も3倍以上あるように設定する。す
なわち、(3′4式にδ=+F/10 k代入すると、 01式を(至)式に代入すると、 となる。
Furthermore, although we have treated the spot as having a uniform intensity distribution at this size, some optical systems have a high intensity density near the center of the spot, and in this case, the light detection cell 16
Even when the total area of the laser spot 32 on -1.16-2 is equal to the area of the laser spot 32 protruding from the photodetection cell 16-1.16-2, the output voltage of the adder circuit 25 is close to the maximum state. It may indicate a value. From the above, in order for the device to operate with a sufficient margin, only 1/4 of the total area of the laser spot 32 is irradiated onto the photodetection cells 16-1 and 16-2 before the focus is reached. It is preferable to design the image so that it is detected as being significantly blurred. Expressing this numerically, when δ=-WD/4, 5out>3Sin. δ=
- Ru at the time of WD/4 (from formula 3, rb when S out = 38 inches is 4πrb-to
From rb-4o2/2-0, substituting 0' into equation (B).The above explanation was given only for the case where the objective lens 5 approaches the light reflective layer 7 of the optical disc 6, but on the contrary, when the objective lens 5 approaches the light reflective layer 7 of the optical disc 6, It would be even more preferable if an abnormality could be detected even when the defocus buds become large. In addition, if the object is far away, the objective lens 5
There is no absolute standard value that states that all abnormality detection must be performed because there is no problem that the optical disk 6 may be hit by the optical disc 6. Therefore, geometrically, when the distance from the principal point of the objective lens 5 on the side closer to the optical disk 6 to the focal point (beam waist position) in the direction of the optical disk 6 is iF, when the distance from the focal point position is F/10, the light Detection cell 16-1
.. The area of the laser spot 32 protruding from the photodetection cell 16-2 is set to be three times or more larger than the area of the laser spot 32 on the photodetection cell 16-1 (16-2). That is, (substituting δ=+F/10 k into equation 3'4, and substituting equation 01 into equation (to) gives the following.

以上よシ、 1)大きく焦点がぼけると自動的に異常検出できるので
、対物レンズ5が光ディスク(情報記憶媒体)6に突当
たシ両者を傷付けることが防止できる。
In summary: 1) Since an abnormality can be automatically detected when the focus is greatly out of focus, it is possible to prevent the objective lens 5 from hitting the optical disk (information storage medium) 6 and damaging both of them.

ii)焦点ぼけ補正を開始するのに対物レンズ5を合焦
点位置に近付けた後に開始することが可能になシ、焦点
はけ補正の開始が非常に安定に行なえるようになる。
ii) Since defocus correction can be started after the objective lens 5 approaches the in-focus position, defocus correction can be started very stably.

l11)光検出器16に照射される検出光の光量で大き
な焦点ぼけ等異状が検出できるため半導体レーザー等の
光源が点灯しない時や光デイスク6上で集光点が光反射
層7の欠如している場所にさしかかった時、あるいはゴ
ミ・汚れ等によシ光路の一部がさえ切られた場合に  
 □対物レンズ5が暴走するのを防ぐことができる。
l11) Abnormalities such as large defocusing can be detected by the amount of detection light irradiated to the photodetector 16, so when a light source such as a semiconductor laser does not light up or when the light convergence point on the optical disk 6 is absent from the light reflective layer 7. When approaching a place where the light is
□It is possible to prevent the objective lens 5 from running out of control.

iV)  第4図、第5図で明らかなように大きく焦点
がぼけた場合焦点ぼけ検出信号(第4図における減算回
路23出力)の量が小さくなる所は必ず焦点ぼけ検出用
検出器16で検出される光量の和(第4図における加算
回路25の出力)も小さくなシ、異状検出される。した
がって、大きく焦点がぼけているのに焦点ぼけ検出信号
が小さいため対物レンズ5が動かずにいるということは
起きなくなる。
iV) As is clear from FIGS. 4 and 5, when the focus is significantly out of focus, the amount of the defocus detection signal (output of the subtraction circuit 23 in FIG. 4) becomes small is always detected by the defocus detection detector 16. If the sum of the detected light amounts (the output of the adding circuit 25 in FIG. 4) is also small, an abnormality is detected. Therefore, it will not happen that the objective lens 5 does not move because the defocus detection signal is small even though the object is largely out of focus.

なお、上記実施例では、第1図のようにナイフエラ−7
を遮光板13として用いる光学系について説明したが、
第12図(イ)(ロ)、第13図(イ)(ロ)に示すよ
うに遮光板13としてスリット13−1やア・ぐ−チャ
ー(穴)xs−22用いる光学系に対しても適用される
。この場合、それぞれの光学系における焦点が大きくぼ
けた時の光検出器16上のビームスポット32の形状は
第12図(ロ)、第13図(ロ)に示す通シでアシ、上
記同様に光検出器16上に照射したビームスポット32
0面積Si・nと光検出器16からはみ出した部分に照
射したビームスポット32の面積5out’i求め、δ
= −Vl/D/2の時Sln≦Sou t、δ=−W
D/4の時5out 〉3Sin 、δ=、F/4oの
時5out 〉3Sjnの各条件を満たすように光検出
器16の大きさを制限すればよい。なお、第12図(ロ
)、第13図(ロ)中32〃はスリット13−1やアパ
ーチャ13−2がなイ時の光検出器16上のビームスポ
ットである。
In addition, in the above embodiment, as shown in FIG.
Although the optical system using the light shielding plate 13 has been explained,
As shown in FIG. 12(a)(b) and FIG. 13(a)(b), it is also applicable to optical systems using slits 13-1 and holes xs-22 as light shielding plates 13. Applicable. In this case, the shape of the beam spot 32 on the photodetector 16 when the focus in each optical system is greatly out of focus is as shown in FIGS. Beam spot 32 irradiated onto photodetector 16
0 area Si・n and the area 5out'i of the beam spot 32 irradiated on the part protruding from the photodetector 16, δ
= -Vl/D/2, Sln≦Sout, δ=-W
The size of the photodetector 16 may be limited so as to satisfy the following conditions: 5out>3Sin when D/4, 5out>3Sjn when F/4o. Note that 32 in FIGS. 12(B) and 13(B) is a beam spot on the photodetector 16 when the slit 13-1 and the aperture 13-2 are not provided.

以上までは合焦点時に光ディスク(情報記憶媒体)6の
光反射層7に対する結像点の位置に第2の光検出器16
を配置した場合についての説明であるが、合焦点時にお
いて光ディスク6の光反射層7に対する結像点からずれ
た位置に第2の光検出器16を配置した場合を以下に説
明する。先ず、その光学的挙動金示す式を以下に導く。
Up to this point, the second photodetector 16 is located at the position of the imaging point with respect to the light reflection layer 7 of the optical disc (information storage medium) 6 at the time of focusing.
The following describes a case where the second photodetector 16 is placed at a position shifted from the imaging point for the light reflective layer 7 of the optical disc 6 at the time of focusing. First, the formula representing its optical behavior is derived as follows.

全光学系を一つの合成レンズと見なし、合焦点時すなわ
ち一方の集光点が光ディスク6の光反射層7の位置と一
致した時、それよシ遠い方向にある合成レンズの後側主
点からもう−方の集光点(つまυ前述した集光点に対す
る結像点)までの距離’fi=Ao とすると、に)式
よシAo=f”(1+m)      ・・曲・…曲臼
紳となる。ここで、mは横倍率、flは合成レンズの焦
点距離である。そして、この位置よシΔだけ合成レンズ
側に近づけた位置に光検出器16を置いた場合には、合
成レンズの後側主点から光検出器16までの距離Alは
、 A1=Ao−Δ =f“(1+m)−Δ    ・・・・・・・・・・・
・(至)で与えられる。(6)式を(ハ)式に代入する
と、h3=h”−A、β3 =−β(、f”十〇+2δ)+A・×ε士ヱμβ・f” =βo (f”4:f”/m 2δ =β・(±−一(±”+ 7+ ) ”■)ここで、(
ト)大全代入すると 今、光ディスク6から反射した光が対物レンズ5を通過
後多少集束された状態で光検出器16に到達していると
する。この場合、光検出器16が存在する以外の所で集
光している点ができる。そして合焦点時におけるこの集
光点の位置から光検出器16までの距離をΔ、光ディス
ク6の光反射層7に対し、上記集光点が1個の合成レン
ズの結像関係によって成シ立つとみなした時のこの合成
レンズの焦点距離k f”、合焦点時この見かけ上の合
成レンズにより作られる結像点の結像倍率(横倍率)’
krn、対物レンズ5の開口部(射出瞳)の半径葡A1
対物レンズ5の光ディスク6に近い方の主点から光デイ
スク6方向の集光点(ビームウェスト位置)までの距離
iFとそれぞれ決める。光路途中に遮光板が存在しない
場合、光ディスク6と対物レンズ5の距離が合焦点時よ
シδだけずれると、光検出器16上でのビームスポット
32は半径rの円になるが、半径Rは一式において、a
=0゜f o + b ”F 、 h3=R、y=Aと
置き換えた式、で与えられる。
The entire optical system is considered as one composite lens, and when one of the focal points coincides with the position of the light reflection layer 7 of the optical disc 6, the light is reflected from the rear principal point of the composite lens in the direction further away. If the distance to the other focal point (the imaging point for the aforementioned focal point) is 'fi = Ao, then the formula is Ao = f'' (1 + m)... Here, m is the lateral magnification, and fl is the focal length of the composite lens.If the photodetector 16 is placed at a position closer to the composite lens by Δ than this position, the composite lens The distance Al from the rear principal point to the photodetector 16 is A1=Ao-Δ=f"(1+m)-Δ...
・Given by (to). Substituting equation (6) into equation (c), h3=h"-A, β3 =-β(,f"10+2δ)+A・×εshiヱμβ・f"=βo (f"4:f ”/m 2δ = β・(±−1(±”+7+) ”■) Here, (
g) Substituting the sum total, it is now assumed that the light reflected from the optical disk 6 reaches the photodetector 16 in a somewhat focused state after passing through the objective lens 5. In this case, a point where the light is focused is created at a location other than where the photodetector 16 is present. Then, the distance from the position of this condensing point to the photodetector 16 at the time of focusing is Δ, and the above condensing point is established by the imaging relationship of one composite lens with respect to the light reflection layer 7 of the optical disc 6. The focal length of this composite lens when considered as k f'', and the imaging magnification (lateral magnification) of the image point created by this apparent composite lens when the focus is focused.
krn, radius A1 of the aperture (exit pupil) of the objective lens 5
The distance iF from the principal point of the objective lens 5 closer to the optical disk 6 to the focal point (beam waist position) in the direction of the optical disk 6 is determined. When there is no light shielding plate in the middle of the optical path, if the distance between the optical disk 6 and the objective lens 5 deviates from the focused point by δ, the beam spot 32 on the photodetector 16 becomes a circle with radius r, but the radius R In the set, a
=0°f o + b ”F, h3=R, y=A is replaced with the following equation.

以下、δ=−WD/2のときSinり5out、δシW
D/4のときSo u t 〉3 Sin sδ=F/
10のとき5out〉3sinの各条件における光検出
器16の大きさ全上記同様にして求める。
Below, when δ=-WD/2, Sin is 5 out, δ is W
When D/4, So ut 〉3 Sin sδ=F/
10, the size of the photodetector 16 under each condition of 5 out> 3 sin is determined in the same manner as above.

先ず、δ=−WD/2の場合、Rはす→式から、になる
。そして、(ト)式に(ロ)式、(9)式を代入すると
、 次ニ、δ=−WD/4ノとき、Rはv14式から、5o
ut=36inの時のrbは 4xr  −trb−t2/2=Oよりこの(至)式に
に)式を代入すると、 次に、δ=+F/10のとき←Φ式に代入すると、R十
F/10= l(+Δ/m十(±m+Δ/f4)弓)×
娃t  ・・・・・・・・・・・・(sQ(51)式を
9号式に代入すると、 ・・・・・・・・・・・・・・・(5′りとなる。
First, in the case of δ=-WD/2, R becomes from the equation. Then, by substituting the equations (b) and (9) into the equation (g), when δ=-WD/4, R is 5o from equation v14.
When ut=36in, rb is 4xr -trb-t2/2=O. Substituting the formula (to) into this equation, then when δ=+F/10, substituting into the ←Φ equation, we get R F/10=l(+Δ/m×(±m+Δ/f4) bow)×
娃t・・・・・・・・・・・・(SQ(51) is substituted into the formula No. 9, it becomes ・・・・・・・・・・・・(5′).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、集束光を用いて情
報記憶媒体から少なくとも情報を読取ることが可能なも
のにおいて、上記情報記憶媒体へ元を集光する集光手段
と、この集光手段によ)集光した光が情報記憶媒体上で
反射し、ふたたび集光手段全通過した光をその光軸に対
して非対称に抜出す光抜出部材と、この光抜出部材によ
り抜出された光を検出し少なくとも焦点ぼけ検出を行な
う光検出器と、この光検出器の検出結果にもとづいて上
記集光手段を少なくとも合焦点位置に近付けるように上
記情報記憶媒体に対して接離制御する制御手段とを具備
し、焦点ぼけ量が非常に大きい時に上記検出器上で光が
光感知領域から大きくけみ出し、検出信号の総和が充分
に小さくなるように構成したから情報記憶媒体に対し対
物レンズを合焦点位置に近付けて自動的に焦点ぼけ補正
を開始する際に合焦点位置付近に来ていることの検出や
、焦点はけに対し異状処理が行なえ、以って焦点ぼけ量
が非常に大きくなった時の検出全電気的に安定に信頼性
良く行なえる等優れた効果を奏する。
As explained above, according to the present invention, in an apparatus capable of reading at least information from an information storage medium using focused light, there is provided a light condensing means for concentrating light onto the information storage medium; ) The focused light is reflected on the information storage medium, and the light that has completely passed through the focusing means is extracted asymmetrically with respect to the optical axis. a photodetector that detects the light and at least detects out-of-focus; and based on the detection result of the photodetector, controls the light condensing means to approach and separate from the information storage medium so as to bring it closer to at least a focused position. The control means is configured such that when the amount of defocus is very large, a large amount of light emanates from the photosensitive area on the detector, and the sum of the detection signals becomes sufficiently small. When the objective lens approaches the in-focus position and automatically starts defocus correction, it can be detected that the objective lens is close to the in-focus position, and abnormalities in the defocus can be corrected, thereby reducing the amount of defocus. It has excellent effects, such as being able to detect when it becomes very large, stably and reliably all electrically.

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

図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図は光学ヘ
ッドおよび制御回路を示す構成図、第2図は焦点ぼけ検
出系を示す図、433図(イ)←)(ハ)は合焦時およ
び非合焦時におけるレーザビームの軌跡を示す説明図、
第4図は焦点ぼけ量に対する焦点ぼけ検出信号を示す図
、第5図は焦点ぼけ量に対する焦点ぼけ検出器で検出さ
れる光量の和金示す図、第6図は第3図(ハ)の状態よ
りさらに対物レンズと光ディスクとが離れた状態を示す
図、第7図は対物レンズを通る光線の軌跡全解析するた
めの図、第8図は投射レンズ全通る光線の軌跡を解析す
るための図、第9図は対物レンズの焦点位置とレーザー
光の集光点とがずれている光学系?示す図、第10図は
対物レンズと投射レンズを1つの脅威レンズと見なした
ときの光線の軌跡を解析するための図、第11図(イ)
〜0うは光検知器とビームスポット形状との1ル9係を
示す図、第12図は円の定積分を行なうための図、第1
3図(イ)〜(ホ)は光検出器としてアl?−チャー乞
用いた場合を示す図である。 6・・・情報記憶媒体(光ディスク)、5・・・対物レ
ンズ、13・・・光抜出部材(遮光板:ナイフェノデ)
、JJ−1・・・光抜出部材(スリ、ト)、13−2・
・・光抜出部材(ア°パーチャー)、)′6・・・第2
の光検出器、7・・・光反射層(情報記録層)。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第 11O 第 2 図 第11.図 (」)(ロ)       (ハ) 第 12  図 第13図 (イ)        (ロ)       (ハ)(
ニ)         (汁、) 第 14  図 (イ) (ロ) 第15  図 (イ) 52・・ −20″
The drawings show one embodiment of the present invention. Fig. 1 is a configuration diagram showing an optical head and a control circuit, Fig. 2 is a diagram showing a defocus detection system, and Fig. 433 (A) ←) (C) An explanatory diagram showing the trajectory of the laser beam when in focus and out of focus,
FIG. 4 is a diagram showing the defocus detection signal with respect to the amount of defocus, FIG. 5 is a diagram showing the amount of light detected by the defocus detector with respect to the amount of defocus, and FIG. 6 is a diagram showing the amount of light detected by the defocus detector with respect to the amount of defocus. Figure 7 shows a state in which the objective lens and optical disk are further apart from each other, Figure 7 is a diagram for analyzing the entire trajectory of a ray passing through the objective lens, and Figure 8 is a diagram for analyzing the trajectory of a ray passing through the entire projection lens. Figure 9 shows an optical system in which the focal position of the objective lens and the focal point of the laser beam are misaligned. The diagram shown in Figure 10 is a diagram for analyzing the trajectory of the light ray when the objective lens and projection lens are considered as one threat lens, Figure 11 (A).
〜0 is a diagram showing the relationship between the photodetector and the beam spot shape, FIG. 12 is a diagram for performing definite integral of a circle,
Figures 3 (a) to (e) show Al? - It is a figure showing the case where a charger is used. 6... Information storage medium (optical disk), 5... Objective lens, 13... Light extraction member (light shielding plate: Naifenode)
, JJ-1...Light extraction member (socket, to), 13-2.
...Light extraction member (aperture), )'6...Second
photodetector, 7... light reflective layer (information recording layer). Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue No. 11O Figure 2 Figure 11. Figure ('') (B) (C) Figure 12 Figure 13 (A) (B) (C) (
D) (Soup,) Fig. 14 (A) (B) Fig. 15 (A) 52... -20″

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)集束ブC7用いて情報記憶媒体から少なくとも情
報を読取ることが可能なものにおいて、上記情報記憶媒
体へ光を集束する集光手段と、この集光手段によシ集光
した光が情報記憶媒体上で反射しふたたび集光手段全通
過した光をその光軸に対して非対称に抜出す光抜出部材
と〜この光抜出部材によシ抜出された光を検出し少なく
とも焦点ぼけ検出葡行なう光検出器と、この光検出器の
検出結果にもとづいて上記集光手段全少なくとも合焦点
位置に近付けるように上記情報記憶媒体に対して接離制
御する制御手段と全具備し、焦点ぼけ量が非常に太き1
時に上記検出器上で元が元感知領域から大きくはみ出し
、検出信号の総和が充分に小さくなるように構成したこ
と全特徴とする光学ヘッド。
(1) In a device capable of reading at least information from an information storage medium using a focusing block C7, a focusing means for focusing light onto the information storage medium, and a light condensed by the focusing means can be used to collect information. A light extraction member that extracts the light reflected on the storage medium and completely passed through the condensing means again asymmetrically with respect to its optical axis; and - the light extracted by this light extraction member is detected and at least defocused. It is fully equipped with a photodetector for performing detection, and a control means for controlling the focusing means to approach and separate from the information storage medium so that the focusing means approaches at least the focal point position based on the detection result of the optical detector, and the focusing means The amount of blur is very thick 1
The optical head is characterized in that the source on the detector is configured such that the source largely protrudes from the original sensing area on the detector, and the sum of the detection signals becomes sufficiently small.
(2)光検出器は、集光手段のワーキングディスタンス
をWDとし、上記集光手段が合焦点位 −置から情報記
憶媒体の光反射層ないし情報記録層に貝だけ近付いたと
き、上記光検出器の光感知領域からはみ出した光の面積
か上記感知領域上にある光の面積よシも広くなるように
構成した特許請求の範囲第1項記載の光学ヘッド。
(2) The photodetector detects the light when the working distance of the light collecting means is WD, and the light collecting means approaches the light reflecting layer or the information recording layer of the information storage medium by a distance from the focal point position. 2. The optical head according to claim 1, wherein the area of the light protruding from the light sensing area of the device is larger than the area of the light on the sensing area.
(3)光検出器は、集光手段が合煎位置から情報記憶媒
体の光反射層ないし情報記録層にTだけ近付いたとき、
上記光検出器の光感動領域からはみ出した光の面積が上
記感知領域上にある光の面積よシも3倍以上あるように
構成した特許請求の範囲第1項ないし第2項記載の光学
ヘッド。
(3) When the light collecting means approaches the light reflecting layer or the information recording layer of the information storage medium by a distance T from the combination position, the photodetector detects
The optical head according to any one of claims 1 to 2, wherein the area of the light protruding from the photosensitive area of the photodetector is three times or more larger than the area of the light on the sensing area. .
(4)光検出器は、集光手段の情報記憶媒体に近い側の
主点から上記情報記憶媒体方向の集光点までの距離全F
とし、上記集光手段が合焦点位置から上記情報記憶媒体
の光反射層ないし情報記録層に対しπだけ遠ざかったと
き、上記光検出器の光感動領域からはみ出した光の面積
が上記光感知領域上にある光の面積よシも3倍以上ある
ように構成した特許請求の範囲第1項記載の光学ヘラ 
ド。
(4) The photodetector has a total distance F from the principal point of the light collecting means on the side closer to the information storage medium to the light collecting point in the direction of the information storage medium.
When the light focusing means moves away from the focused position by π with respect to the light reflecting layer or the information recording layer of the information storage medium, the area of the light protruding from the light sensing area of the photodetector is the light sensing area. The optical spatula according to claim 1, wherein the area of the light above is three times or more larger.
Do.
(5)制御手段は、光検出器からの信号の和を監視し、
それが基準値以下になったとき焦点ぼけ補正回路を切断
するように構成した特許請求の範囲第1項ないし第2.
3.4項のいずれかに記載の光学ヘッド。
(5) the control means monitors the sum of the signals from the photodetectors;
Claims 1 to 2. The defocus correction circuit is configured to be disconnected when the defocus correction circuit becomes less than a reference value.
The optical head according to any one of Section 3.4.
(6)光検出器は、合焦点時における情報記憶媒体の光
反射層ないし情報記録層に対する結像位置のうち少なく
とも1個所に配置し、集光手段の開口部の半径をA1結
像倍率f m 、上記集光手段の上記情報記憶媒体に近
い側の主点から集光点までの距離’kFとしたとき、上
記光検出器の光感知領域が半径・、=H−E□×h、、
vir>の円活了 F4り よ)も小さくなるように構成した特許請求の範囲第1項
、第2項、第5項のいずれかに記載の光学ヘッド。
(6) The photodetector is arranged at at least one of the imaging positions with respect to the light reflection layer or the information recording layer of the information storage medium at the time of focusing, and the radius of the opening of the light condensing means is set to A1 imaging magnification f m, the distance from the principal point of the light collecting means on the side closer to the information storage medium to the light collecting point is 'kF, and the light sensing area of the photodetector is the radius .=H-E□×h, ,
The optical head according to any one of claims 1, 2, and 5, wherein the optical head is configured so that the circle activation (F4) of vir> is also reduced.
(7)光検出器は、合焦点時における情報記憶媒体の光
反射層ないし情報記録層に対する結像位置のうち少なく
とも1個所に配置し、その趙くなるように構成した特許
請求の範囲第1項、第2項、第3項、第5項、第6項の
いずれかに記載の光学ヘッド。
(7) The photodetector is arranged at at least one of the image formation positions with respect to the light reflection layer or the information recording layer of the information storage medium at the time of focusing, and is configured to be located at the position of the light reflection layer or the information recording layer of the information storage medium. The optical head according to any one of Items 1, 2, 3, 5, and 6.
(8)光検出器は、合焦点時における情報記憶媒体の光
反射層ないし情報記録層に対する結像位置のうち少なく
とも1個所に配置し、その光くなるように構成した特許
請求の範囲第1項ないし第4.5.6項のいずれかに記
載の光学へッ  ド 0
(8) The photodetector is arranged at at least one of the imaging positions for the light reflection layer or the information recording layer of the information storage medium at the time of focusing, and is configured to emit light therefrom. Optical head according to any of paragraphs 4.5.6 to 4.5.6 0
(9)光検出器は、合焦点時における情報記憶媒体の光
反射層ないし情報記録層に対する結像位置かられずかに
ずらして配置し、合焦点時上記情報記憶媒体の光反射層
ないし情報記録層上の集光点と、そこから反射し上記光
検出器付近で再度集光する点との間の関係が1個の合成
レンズの結像関係によシ成立つとみなしたときの合成レ
ンズの焦点距離k f*、合焦点時の上記光検出器付近
の集光点の位置から上記光検出器までの距離をΔとした
とき、上記光検出器の光感の円よシ小さくなるように構
成した特許請求の範囲第1項、第5項のいずれかに記載
の光学へッ  ド 0 00  光検出器は、合焦点時における情報記憶媒体の
光反射層ないし情報記録層に対する結像位置かられずか
にずらして配置し、その光感知の円よシ小さくなるよう
に構成した特許請求の範囲第1項、第5項、第10項の
いずれかに記載の光学ヘッド。 α■ 光検出器は、合焦点時における情報記憶媒体の光
反射層ないし情報記録層に対する結像位置かられずかに
ずらして配置し、その元感知の円よシも小さくなるよう
に構成した特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれ
かに記載の光学ヘッド。
(9) The photodetector is arranged slightly shifted from the imaging position relative to the light reflection layer or information recording layer of the information storage medium at the time of focusing, and When it is assumed that the relationship between the focal point on the layer and the point where the light is reflected from there and refocused near the photodetector is established by the imaging relationship of one composite lens, When the focal length k f * is the distance from the position of the condensing point near the photodetector to the photodetector at the time of focusing, the circle of light sensitivity of the photodetector becomes smaller. The optical head according to any one of claims 1 and 5, wherein the photodetector is configured such that the optical head 0 00 is configured such that the optical head 0 00 is configured such that the optical head 0 00 is configured such that the optical head 0 00 is configured such that the optical head 0 00 is configured such that the optical head 0 00 is configured such that the optical head 0 00 is configured such that the optical head 0 00 The optical head according to any one of claims 1, 5, and 10, wherein the optical head is arranged so as to be slightly shifted from each other so that the light sensing circle becomes small. α ■ A patent in which the photodetector is arranged slightly shifted from the imaging position relative to the light reflection layer or information recording layer of the information storage medium at the time of focusing, and the original sensing radius is also small. An optical head according to any one of claims 1 to 5.
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DE8484105885T DE3479695D1 (en) 1983-05-28 1984-05-23 System for focusing a light beam on a light reflecting surface
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5271208A (en) * 1975-12-10 1977-06-14 Mansei Kogyo Kk Device for driving automatically focusing device of optical information reader
JPS54116904A (en) * 1978-03-03 1979-09-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical information reader

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5271208A (en) * 1975-12-10 1977-06-14 Mansei Kogyo Kk Device for driving automatically focusing device of optical information reader
JPS54116904A (en) * 1978-03-03 1979-09-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical information reader

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