JPS6028035A - Focus error detector for optical information reproducer - Google Patents

Focus error detector for optical information reproducer

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JPS6028035A
JPS6028035A JP13615883A JP13615883A JPS6028035A JP S6028035 A JPS6028035 A JP S6028035A JP 13615883 A JP13615883 A JP 13615883A JP 13615883 A JP13615883 A JP 13615883A JP S6028035 A JPS6028035 A JP S6028035A
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JP
Japan
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light
focus error
detector
optical
spot
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JP13615883A
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Kiyoshi Kimoto
木本 輝代志
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Nikon Corp
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Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
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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
    • G11B7/08Disposition 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

Landscapes

  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate a focus detection by dividing the information light given from a recording medium into two optical components to form images on a prescribed focal plane respectively and projecting two spots to the photodetecting parts set at the areas out of the focal point. CONSTITUTION:The information light given from a disk 1 is separated into the +1 order light and the -1 order light through a step phase type holographic lens 12 to form focal points F+ and F- respectively. Then the +1 order light and the -1 order light form spots 15a and 15b on the photodetecting surfaces 14a and 14b of a detector 14 set outside the points F+ and F-. The states of formations of these spots differ by the displacement amount Z from the reference position of the disk 1. The difference of photoelectric outputs of parts 14a and 14b, i.e., the focus error output If has a gentle inclination within a comparatively large range of the amount Z. This facilitates a focus detecting action and improves the detecting accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は記録媒体に記録された情報を光学的に再生する
ための記録情報再生装冒Kおけるフォーカス誤差検出装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a focus error detection device in a recorded information reproducing device K for optically reproducing information recorded on a recording medium.

(発明の背景) 記録媒体上に光で情報を記録し、またこの日己録された
情報を光で再生するようないわゆる光メモリ装置として
は種々のものが知られている。例えば、レーザー光のビ
ームを細く絞り込んで光スポットを生成し、これにより
、記録用ディスクに1μm程度のビノトなあけて画像、
音声又は文書情報を書き込んだり、該光スポットをビデ
オディスクやオーディオディスクに照射して情報を読み
出すものである。更には、記録用ディスクに誓き込んだ
情報に対して消去、i自記可能なものもある。
(Background of the Invention) Various types of so-called optical memory devices are known that record information on a recording medium using light and reproduce the recorded information using light. For example, a beam of laser light is narrowed down to create a light spot, which creates an image with a width of about 1 μm on the recording disk.
It is used to write audio or document information, or to read out information by irradiating the light spot onto a video disc or audio disc. Furthermore, there are also discs that allow erasing and self-recording of the information that has been sworn to the recording disc.

この種の光メモリ装置においては光スポットを記録媒体
に正確に集光(フォーカシング)シ、更に集光した光ス
ポットを記録媒体の情報トラックに正確に追尾(トラノ
キング)させる必要がある。
In this type of optical memory device, it is necessary to accurately focus a light spot onto a recording medium and to accurately track the focused light spot to an information track on the recording medium.

このフォーカシング及びトラッキングの誤差を検出する
方法は、各種の方法が知られており、例えば、文献1、
July,1978/vol.17,No,13/Ap
pliedOpticsに詳しく記載されている。ここ
では、本発明の説明を明解にするため、従来例としてナ
イフエノジを使用したフォーカシング誤差の検出方式に
ついて、第1図及び第2図に従って説明する。
Various methods are known for detecting focusing and tracking errors, such as Document 1,
July, 1978/vol. 17, No, 13/Ap.
It is described in detail in pliedOptics. Here, in order to clarify the description of the present invention, a focusing error detection method using a knife knife as a conventional example will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図は光学ヘッド装置の一例を示す。1は記録媒体、
2はレーザー等の光源、3はコリメータレンズ、4はビ
ームスプリツタ、5は対物レンズ、6は凸レンズ、7は
遮光性のナイフエンジ、そして8は光電検出器である。
FIG. 1 shows an example of an optical head device. 1 is a recording medium,
2 is a light source such as a laser, 3 is a collimator lens, 4 is a beam splitter, 5 is an objective lens, 6 is a convex lens, 7 is a light-shielding knife engine, and 8 is a photoelectric detector.

光源2から発せられた発散光束は、コリメータレンズ3
によって平行光束とされ、ビームスプリンタ4で反射さ
れた後、対物レンズ5によって記録媒体10面上に微少
な光スポントとして照射される。この光スポットは、記
録媒体表面の情報トラックについて情報の再生、記録、
消去等を行なうためのもので、通常その直径は、1〜1
.5μm程度である。この様に微少な光スボソトを記録
媒体1に照射するためには、記録媒体1と対物レンズ5
の間隔を1〜2μm程度の精度に設定しておかなければ
ならない。しかし、情産性を向上させるために、記録媒
体1は、プラスチック等の安価な材料で作られることが
多く、また記録媒体を支持し、回転させる機構(不図示
)の精度にも限界がある。従って、実際には第2図に示
す様に、記録媒体1は基準の位置(2点鎖線で示した)
lrefに対して、対物レンズに接近する方向あるいは
、対物レンズから遠ざかる方向に変移し、フォーカシン
グ誤差を生ずる。その結果、安定した情報の記録・再生
・消去を行なうことができない。このため、フオーカシ
ング誤差が生じないように、対物レンズ5を含む、光学
ヘノド装置の一部又は全体を記録媒体の変移に応じて対
物レンズ5の光軸11の方向に移動させる必要がある。
The diverging light beam emitted from the light source 2 passes through the collimator lens 3
The parallel light beam is converted into a parallel light beam by the beam splinter 4, and then is irradiated onto the surface of the recording medium 10 by the objective lens 5 as a minute light spot. This light spot is used to reproduce, record, and record information on the information track on the surface of the recording medium.
It is used for erasing, etc., and its diameter is usually 1 to 1.
.. It is about 5 μm. In order to irradiate the recording medium 1 with such a minute amount of light, the recording medium 1 and the objective lens 5 must be
The interval must be set to an accuracy of about 1 to 2 μm. However, in order to improve information efficiency, the recording medium 1 is often made of inexpensive materials such as plastic, and there are also limits to the accuracy of the mechanism (not shown) that supports and rotates the recording medium. . Therefore, in reality, as shown in FIG.
With respect to lref, it shifts toward the objective lens or away from the objective lens, causing a focusing error. As a result, stable information recording, reproduction, and erasure cannot be performed. Therefore, in order to prevent focusing errors from occurring, it is necessary to move a part or the entire optical head device including the objective lens 5 in the direction of the optical axis 11 of the objective lens 5 in accordance with the displacement of the recording medium.

そこで、光学゛ヘノド装置自体にフォーカス誤差を検出
する機能を持たせることが望ましい。
Therefore, it is desirable to provide the optical sensor itself with a function for detecting focus errors.

第1図の凸レンズ6、ナイフエノジ7、検出器8は、こ
の目的のために設けられている。検出器8は間隙8Cに
よって2つに分割された受光部8a,8bから成る。こ
の間隙8Cは光電変換機能を持たない部分である。間隙
8cとナイフェッジ7のエッジ部7aは平行であり、且
つ光軸11上に配置されている。
The convex lens 6, knife lens 7, and detector 8 shown in FIG. 1 are provided for this purpose. The detector 8 consists of light receiving sections 8a and 8b divided into two by a gap 8C. This gap 8C is a portion that does not have a photoelectric conversion function. The gap 8c and the edge portion 7a of the knife edge 7 are parallel and arranged on the optical axis 11.

焦点検出の原理は以下に述べる通りである。まず、フォ
ーカス誤差がない場合を示t丁第1図において、記録媒
体1によって反射された光束は、再び対物レンズ5によ
って平行光束とされ、ビームスプリッタ4を通って凸レ
ンズ6に入射する。
The principle of focus detection is as described below. First, in FIG. 1, which shows the case where there is no focus error, the light beam reflected by the recording medium 1 is again converted into a parallel light beam by the objective lens 5, and enters the convex lens 6 through the beam splitter 4.

凸レンズ6によって集光された光束は、その半分がナイ
フエノジ7によって遮断され、残りの半分が検出器8に
入射する。そして、フォーカス誤差がない場合には、受
光部8a,8bに跨がって光スボノト9aが生じる。一
h,フォーカス誤差がある場合には、記録媒体1からの
反射光は記録媒体1が基準位[1refからずれている
。記録媒体1が対物レンズ5に対して基準位filre
fより遠ざかった場合には、第2図に示すように受光部
8aに半円形の光スボッ}9bが投影される。
Half of the light beam focused by the convex lens 6 is blocked by the knife technology 7, and the remaining half enters the detector 8. When there is no focus error, a light beam 9a is generated across the light receiving sections 8a and 8b. 1h. If there is a focus error, the reflected light from the recording medium 1 indicates that the recording medium 1 is deviated from the reference position [1ref. The recording medium 1 is at the reference position filre with respect to the objective lens 5.
When the distance is more than f, a semicircular light spot 9b is projected onto the light receiving portion 8a as shown in FIG.

反対に、記録媒体1が対物レンズ5に近づいた場合には
、第3図に示すように受光部8bに半円形光スポット9
Cが投影される。受光部8a.,8bの光電出力I8a
,I8bは差動アンブIOによって差動増幅されてフォ
ーカス誤差出力(I8a−I8b)となる。第4図にフ
ォーカス誤差出力(18a−I8b)の強度Iと、基準
位(jllrcfに対する記録媒体1の変位歇△Zとの
関係を示す。
On the other hand, when the recording medium 1 approaches the objective lens 5, a semicircular light spot 9 is formed on the light receiving section 8b as shown in FIG.
C is projected. Light receiving section 8a. , 8b photoelectric output I8a
, I8b are differentially amplified by a differential amplifier IO to become a focus error output (I8a-I8b). FIG. 4 shows the relationship between the intensity I of the focus error output (18a-I8b) and the displacement interval ΔZ of the recording medium 1 with respect to the reference position (jllrcf).

フォーカス誤差出力の強度は、記録媒体1が基準位置に
位置しているときには零となり、記録媒体1が基準位置
に対してヒ方または下bへ変位するとその変位方向と変
位脩△Zに応じてプラスまたはマイナスの極性をもって
変化する。そこで、フォーカス誤差出力(I8a−I8
b)が譚となるように対物レンズ5を含む光学ヘノド装
置全体を光軸11方向に上下動させるべく、該フォーカ
ス誤差出力によって該光学ヘッド装置をサーボ制御する
。そうするとレーザ光は直径1〜1.5μmといった微
小スボノトでもって記録媒体1上に集光され続けるよう
になる。
The intensity of the focus error output is zero when the recording medium 1 is located at the reference position, and when the recording medium 1 is displaced toward the reference position or downward b, the intensity varies depending on the direction of the displacement and the displacement △Z. Changes with positive or negative polarity. Therefore, focus error output (I8a-I8
The optical head device is servo-controlled by the focus error output in order to move the entire optical head device including the objective lens 5 up and down in the direction of the optical axis 11 so that b) is achieved. In this case, the laser beam will continue to be focused on the recording medium 1 with a microscopic groove of 1 to 1.5 μm in diameter.

しかしながら、フォーカス誤差出力(I8a−I8b)
が変位Iへ2に比例する範囲(直線性をもった範囲)は
、第4図では横軸上の(5)点との)点の間にしかなく
、これは記録媒体1の変位に換算して士.5μm程度の
狭い範囲である。それは、光スポノトが第1図示の点状
スボソ}9aから第2図又は第3図示の半円形スボッ}
9b又は9cになるまでに要する変位衛△Zが極めて少
ないことになる。一方、光学ヘッド装置を光軸方向にサ
ーボ制御するにはサーボ引き込み動作が必要である.こ
のサーボ引き込みのためにはサーボ制御機能は一時停止
しておいて光学ヘッド装置全体を記録媒体へ近づけてゆ
き、直線性のあるフォーカス誤差出力が得られる程度に
近づいたときにサーボ制御機能を働かせサーボ引き込み
動作に入るために、直線性のあるフォーカス誤差出力の
得られる範囲(フォーカス誤差の検出範囲)が狭いとサ
ーボ引き込みが難しくなり、光学ヘッド装置が記録媒体
に衝突する危険があった(第1の欠点)。
However, focus error output (I8a-I8b)
In Fig. 4, the range in which is proportional to 2 to the displacement I (range with linearity) is only between points (5) and ) on the horizontal axis, and this is converted to the displacement of the recording medium 1. Sir. This is a narrow range of about 5 μm. That is, the light spot changes from the point-shaped sub-section (9a) shown in the first figure to the semi-circular sub-section (shown in the second or third figure)}.
This means that the displacement ΔZ required to reach 9b or 9c is extremely small. On the other hand, servo control of the optical head device in the optical axis direction requires a servo retraction operation. To perform this servo pull-in, the servo control function is temporarily stopped, the entire optical head device is brought closer to the recording medium, and when the servo control function is brought close enough to obtain a linear focus error output, the servo control function is activated. In order to enter the servo pull-in operation, if the range in which a linear focus error output can be obtained (focus error detection range) is narrow, the servo pull-in becomes difficult and there is a risk that the optical head device will collide with the recording medium. 1).

また、直線性のあるフォーカス誤差出力が得られる範囲
は検出器8に投影される光スポットの直径、及び間隙8
cの幅によって決まる。そして、これらの値が1μm程
度変化しただけで直線性の得られる範囲が大きく変動す
る。実際、検川器8に投影される光スポットの直径は、
変位量△Z一〇のときに約20μmであり、間隙8Cの
幅は約10μmであるから、検出器8とここに投影され
る光スボントとの位置合せには高い精度が要求される。
Furthermore, the range in which a linear focus error output can be obtained depends on the diameter of the light spot projected onto the detector 8 and the gap 8.
Determined by the width of c. A change in these values of only about 1 μm causes a large change in the range in which linearity can be obtained. In fact, the diameter of the light spot projected onto the river detector 8 is
When the amount of displacement ΔZ is 10, it is about 20 μm, and the width of the gap 8C is about 10 μm, so high precision is required for alignment between the detector 8 and the optical band projected here.

しかし、この位置合せ作業は難しいために位置合せ精度
にバラツキが生ずる(第2の欠点)。
However, since this alignment work is difficult, variations in alignment accuracy occur (second drawback).

(発明の目的) 本発明はL記欠点を解決したフォーカス誤差検出装置を
提供することを目的とする。
(Objective of the Invention) An object of the present invention is to provide a focus error detection device that solves the drawbacks listed in L.

(発明の概要) 本発明は上記目的を達成するために、 情報トラックを有する記録媒体上に光ビームを照射する
手段;前記光ヱームの照射によって前記記録媒体から出
射した情報光を、少なくとも2つの光成分に分割すると
ともにそのうちの少なくとも2つの光成分をそれぞれ異
なった所定の焦点面に結像する作用を有丁る光学手段:
前記所定の焦点面以外の部位に配置されるとともに、前
記光学手段の作用によって前記記録媒体の位置に応じて
大きさが変化する少なくとも2つの光スポントが投影さ
れる受光部;及び 前記受光部の光電出力に応じてフォーカス課差出力を発
生する手段;を備え、 前記受光部の大きさは前記光スポットのうち所定の領域
を受光する如く設定したフォーカス誤差検出装置を提供
する。
(Summary of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention provides a means for irradiating a light beam onto a recording medium having an information track; Optical means having the function of dividing light into light components and imaging at least two of the light components on different predetermined focal planes:
a light-receiving section that is arranged at a location other than the predetermined focal plane and on which at least two light spots whose size changes depending on the position of the recording medium are projected by the action of the optical means; and A focus error detection device is provided, comprising: means for generating a focus difference output in accordance with a photoelectric output, and the size of the light receiving section is set so as to receive light from a predetermined area of the light spot.

(実施例) 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。第5図〜第
8図は本発明の第1実施例の光学的構成を示す図である
。図において第1図と同様に作用する部材には同一符号
を付してある。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described based on Examples. 5 to 8 are diagrams showing the optical configuration of the first embodiment of the present invention. In the figure, members that act in the same way as in FIG. 1 are given the same reference numerals.

レーザー光源2から発せられた光束はコリメータレンズ
3によって平行光束とされ、ビームスプリッタ4で上方
に反射された後、対物レンズ5によって記録媒体(ディ
スク)1上に光スポットとして照射される。この光スポ
ットはディスク1によって反射されて再び対物レンズ5
に入射して平行光束となる。この平行光束はビームスプ
IJノタ4を下方へと通過して凸レンズ6、ホログラフ
ィックレンズ12を介してフォトダイオード等の検出器
14に入射する。以下、ディスク1で反射されて検出器
14に向う光束を情報光という。ナイフエツジ7はホロ
グラフィックレンズ12の下面に近接して配置されてい
る。検出器14の受光面は凸レンズ6の焦点面と一致す
るかあるいは該焦点面と共役な位置にある。検出器14
の受光部14a,14bは2分割されており、両受光部
14a,14bは所定の間隙14cをもって配置されて
いる。また、この間隙の2等分線は光軸Oと交差するよ
うになっている。この間隙を設ける理由は後述する。
A beam emitted from a laser light source 2 is made into a parallel beam by a collimator lens 3, reflected upward by a beam splitter 4, and then irradiated onto a recording medium (disc) 1 as a light spot by an objective lens 5. This light spot is reflected by the disk 1 and returned to the objective lens 5.
becomes a parallel beam of light. This parallel light flux passes downward through the beam splitter IJ notation 4 and enters a detector 14 such as a photodiode via a convex lens 6 and a holographic lens 12. Hereinafter, the light beam reflected by the disk 1 and directed toward the detector 14 will be referred to as information light. The knife edge 7 is placed close to the bottom surface of the holographic lens 12. The light receiving surface of the detector 14 is located at a position that coincides with the focal plane of the convex lens 6 or is conjugate with the focal plane. Detector 14
The light receiving sections 14a, 14b are divided into two parts, and both the light receiving sections 14a, 14b are arranged with a predetermined gap 14c. Further, the bisector of this gap intersects with the optical axis O. The reason for providing this gap will be described later.

ホログラフィックレンズ12は、その表面に第9図に示
す様な公知のフレネルゾーンパターイ第9図においては
、黒●白のパターンとして描いてある)が形成されたも
のである。フレネルゾーンパターンとしては例えば、■
パターン12aが光束を遮断し、パターン12bが光束
を透過させるもの、■パターン12a,12b共光束を
透過するが12aと12bを透過する光束の間に、ある
位相差を生じさせるもの、のいずれのものでもよい。こ
のパターン12aとパターン12b(透明/不透明75
人あるいは位相差を生ずるもの)に第10図に描かれて
いる様にステップ状に分布している。しかし、これ以外
に連続的K(例えば、正弦波的に)分布しているもので
あってもかまわない。光学的性能、製作のしやすさ等の
点から考えれば、位相差を利用する前記■のタイプのホ
ログラフィックレンズ(ステップ位相型ホログラフィッ
クレンズ)が最も適しており、本発明の実施例において
は、全て、ステップ位相型ホログラフィックレンズを使
用するものとして説明する。この様なホログラフインク
レンズは、各々のゾーンからの光束の干渉によって、干
渉の次数に応じた焦点距離を持つレンズとして作用する
ことは、公仰の光学理論から明らかである。第10図で
この様子を説明すも光13al’j:レンズ作用を全く
受けない0(ゼロ)次光であり、光1abh凸レンズ作
用を受ける十1次光であり、また光13cは凹レンズ作
用を受ける−1次光である。なお、図示されていないが
θ次光および±1次光の他に、±2次光、±3次光等も
存在する。ステップ位相型ホログラフィノクレンズにお
いては、第9図のパターン12aとパターン12bの面
積比、及びパターン12゛aとパターン12bとによっ
てそれぞれ生ずる光路差によって、入射光強度に対する
θ次光、±1次光の強度比(回折効率)を適当に設計す
ることができる。前記面積比が1:1で平面波を入射さ
せた場合の例を、下表に示す。表においてλはレーザー
光の波長である。
The holographic lens 12 has a known Fresnel zone pattern (drawn as a black/white pattern in FIG. 9) formed on its surface as shown in FIG. Examples of Fresnel zone patterns include ■
The pattern 12a blocks the light flux and the pattern 12b transmits the light flux, and the pattern 12a and 12b both transmit the light flux, but a certain phase difference is created between the light fluxes transmitted through the patterns 12a and 12b. But that's fine. These patterns 12a and 12b (transparent/opaque 75
(a person or an object that causes a phase difference), it is distributed in a step-like manner as shown in FIG. However, other than this, a continuous K (eg, sinusoidal) distribution may be used. From the point of view of optical performance, ease of manufacture, etc., the above-mentioned type ① holographic lens (step phase holographic lens) that utilizes phase difference is most suitable, and in the embodiment of the present invention, , all will be explained using step-phase holographic lenses. It is clear from the avowed optical theory that such a holographic ink lens acts as a lens having a focal length depending on the order of interference due to the interference of light beams from each zone. This situation is explained in Fig. 10. Light 13al'j: 0th-order light that does not undergo any lens action, light 1abh is 11th-order light that undergoes convex lens action, and light 13c has concave lens action. It is received - primary light. Although not shown, in addition to the θ-order light and the ±1st-order light, there are also ±2nd-order light, ±3rd-order light, and the like. In the step-phase holographic lens, the θ-order light and the ±1st-order light with respect to the intensity of the incident light are determined by the area ratio of the pattern 12a and the pattern 12b in FIG. The intensity ratio (diffraction efficiency) can be appropriately designed. An example in which a plane wave is incident at an area ratio of 1:1 is shown in the table below. In the table, λ is the wavelength of the laser light.

第5図〜第8図において、ホログラフィックレンズ12
としては光路差がλ/2、θ次光の回折効率θ係、そし
て+1次光及び−1次光の回折効率がそれぞれ40.5
%のものを使用している。尚、残る約20係の光束は、
±3次、±5次(公知の光学理論より、平面波を入射さ
せる場合には、隅数次の光束は発生しない)の光束にな
るが、±1次光に対して回折効率が小さく、また、焦点
距離も異なるので無視する。
In FIGS. 5 to 8, the holographic lens 12
The optical path difference is λ/2, the diffraction efficiency θ of the θ-order light, and the diffraction efficiency of the +1st-order light and the -1st-order light are each 40.5.
% is used. In addition, the remaining luminous flux of about 20 units is
The light flux is ±3rd order, ±5th order (according to known optical theory, when a plane wave is incident, no corner order light flux is generated), but the diffraction efficiency is small compared to ±1st order light, and , the focal length is also different, so ignore it.

こうすると、第5図に示すようにホログラフィックレン
ズ12に入射する情報光のうち40.5%の光束(+1
次光)は、凸レンズ作用を受けて検出器140手前側、
即ち検出器l4とホログラフィックレンズ120間の光
軸上に焦点(F+)を結ぶ。更に情報光のうち別の40
.5%の光束(−1次光)は、凹レンズ作用を受けて検
出器l4の後側、即ち下方の光軸上に焦点(F−)を結
ぶ。
In this way, as shown in FIG. 5, 40.5% of the information light incident on the holographic lens 12 is
The second light) is subjected to the action of a convex lens to the front side of the detector 140,
That is, the focal point (F+) is set on the optical axis between the detector l4 and the holographic lens 120. Furthermore, another 40 of the information lights
.. The 5% luminous flux (-1st-order light) is focused (F-) on the rear side of the detector l4, that is, on the lower optical axis, under the effect of a concave lens.

この場合、凸レンズ6とホログラフィックレンズl2と
の焦点距離の選び方によっては、第6図に示すように、
ホログラフィックレンズ12によって凹レンズ作用を受
けた光束が発散光となり、発散光の焦点(F−)がホロ
グラフィックレンズ12と凸レンズ6との間の光軸上に
できる場合もあるが、原理的には、第5図のものと全《
同じである。
In this case, depending on how the focal lengths of the convex lens 6 and the holographic lens l2 are selected, as shown in FIG.
The light flux subjected to the concave lens action by the holographic lens 12 becomes diverging light, and the focal point (F-) of the diverging light may be formed on the optical axis between the holographic lens 12 and the convex lens 6, but in principle , those in Figure 5 and all
It's the same.

尚、以下の説明は第5図、第7図及び第8図を参照する
こととする。第5図はコリメータレンズ3、ビームスプ
リッタ4を介して対物レンズ5に入射した平行光束が、
該対物レンズ5によってディスク10表面に正確に集光
されている状態を示している。この場合、検出器14の
受光面上には千1次光による半円形スポット(左側半円
)15a,及び−1次光による半円形スポット(右側半
円)15bがそれぞれ生ずる。第7図はディスク1が第
6図示の位置(所定位置)から上方へ変位した状態を示
している。このとき、検出器14の受光面では+1次光
は半円形スポッ}15aを形成するが、−1次光は点1
5bを形成している。第8図はディスク1が所定位置か
ら下方へ変位した状轢を示している。このとき、検出器
14の受光面上では、+1次光は点15aを形成してい
るが、一1次光は半円形スポット15bを形成し゜〔い
る。
Note that the following description will refer to FIGS. 5, 7, and 8. FIG. 5 shows that a parallel beam of light enters the objective lens 5 via the collimator lens 3 and the beam splitter 4.
A state in which the light is accurately focused on the surface of the disk 10 by the objective lens 5 is shown. In this case, on the light receiving surface of the detector 14, a semicircular spot (left semicircle) 15a due to the 1,011th order light and a semicircular spot (right semicircle) 15b due to the -1st order light are generated, respectively. FIG. 7 shows a state in which the disk 1 is displaced upward from the position shown in FIG. 6 (predetermined position). At this time, the +1st order light forms a semicircular spot 15a on the light receiving surface of the detector 14, but the -1st order light forms a semicircular spot 15a.
5b. FIG. 8 shows a situation in which the disk 1 is displaced downward from a predetermined position. At this time, on the light receiving surface of the detector 14, the +1st order light forms a point 15a, while the 11st order light forms a semicircular spot 15b.

第11図(a)〜(g)に対物レンズ5とディスク1と
の間隔が変化したときの検出器14の受光面上での光ス
ボントの振舞いを詳しく示す。第11図(d)はディス
ク1が前記所定位置に位置していてレーザ光がディスク
面上に正確に寒光された状轢(合焦状Fl4)を示す。
FIGS. 11(a) to 11(g) show in detail the behavior of the optical substrate on the light-receiving surface of the detector 14 when the distance between the objective lens 5 and the disk 1 changes. FIG. 11(d) shows a state in which the disc 1 is located at the predetermined position and the laser beam is accurately focused on the disc surface (focused state Fl4).

この合焦状轢では+1次光及び一1次光による半円形光
スボッ}15a,15bは相補ってひとつの円形スポッ
トを形成する。本実施例においてはこの円形スポットは
受光部14a,14bの間隙14Cの2等分線で2分割
された恰好となる。そのため光スボッ}15aは受光部
14aに投影された部分と間隙14eに投影された部分
とに分けられ、また光スポッ}15bも受光部14bに
投影された部分と間隙14cに投影された部分とに分け
られる。このときの光ディスク1と対物レンズ5との位
置関係、及び光線の様子は第5図に示す通りである。さ
て、ディスク1が第6図示の所定位置から徐々に上方へ
変位してゆくと、第11図(C)に示すように検出器1
4の受光面とでは+1次光による光スボッ}15aが徐
々に大きくなり、逆に−1次光による光スボット15b
は徐々に小さくなる。更にディスク1が上方へ変位する
と第11図(b)に示すように、光スボッ}15aは更
に太き《なり、光スポット15bは遂に間隙14cにし
か投影されないような点になってしまう。このときにデ
ィスク1と対物レンズ5との位置関係、及び光線の様子
は第7図に示す通りである。この第7図及び第11図(
b)に示す状態で光スボッ}15bは最小径となり、更
にディスク1が上方へ変位すると光スボッ}15bは今
度は受光部14a側へ半円形スポットとなって投影され
ることになる。そして更にディスク1が上方へ変位する
と第11図(a)に示すように、光スボッ}15aは更
に大きくなり、光スボント15bは今度は受光部14a
側へ形成されるようになる。次に、ディスク1が第6図
示の所定位置から徐々に下方へ変位してゆくと、第11
図(e)に示すように検出器14の受光面上では+1次
光による光スボッ}15aが徐々に小さ《なり、逆K−
1次光による光スボッ}15bは徐々K小さくなる。
In this focused state, the semicircular light spots 15a and 15b formed by the +1st order light and the 11th order light complement each other to form one circular spot. In this embodiment, this circular spot is divided into two by a bisector of the gap 14C between the light receiving sections 14a and 14b. Therefore, the light spot 15a is divided into a part projected onto the light receiving part 14a and a part projected into the gap 14e, and the light spot 15b is also divided into a part projected onto the light receiving part 14b and a part projected into the gap 14c. It can be divided into The positional relationship between the optical disc 1 and the objective lens 5 and the state of the light beam at this time are as shown in FIG. Now, when the disk 1 is gradually displaced upward from the predetermined position shown in FIG.
4, the light stub 15a due to the +1st-order light gradually becomes larger, and conversely, the light stub 15b due to the -1st-order light becomes larger.
becomes gradually smaller. When the disk 1 is further displaced upward, the optical spot 15a becomes even thicker, as shown in FIG. 11(b), and the optical spot 15b finally reaches a point where it is projected only onto the gap 14c. At this time, the positional relationship between the disk 1 and the objective lens 5 and the state of the light beam are as shown in FIG. These Figures 7 and 11 (
In the state shown in b), the optical spot 15b has the minimum diameter, and when the disk 1 is further displaced upward, the optical spot 15b is now projected as a semicircular spot toward the light receiving section 14a. When the disk 1 is further displaced upward, the optical socket 15a becomes even larger as shown in FIG.
It begins to form to the side. Next, when the disk 1 is gradually displaced downward from the predetermined position shown in the sixth figure,
As shown in FIG.
The light beam 15b due to the primary light gradually becomes smaller by K.

更にディスク1が下方へ変位すると第11図(f)に示
すように、光スボッ}15aは間隙14Cにしか投影さ
れないような点になってしまい、また光スポット15b
は更に大きくなる。このときのディスク1と対物レンズ
5との位置関係、及び光線の様子は第8図に示す通りで
ある。この第8図及び第11図(f)に示す状態で光ス
ボッ}15aは最小径となり、更にディスク1が下方へ
変位すると光スボッ}15aは今度は受光部14b側へ
半円形スポットとなって投影されることになる。そして
更にディスク1が下方へ変位すると第11図(q)に示
すように、光スボッ}15bは更に大きくなり、光スボ
ッ}15aは今度は受光部14b側へ形成されるように
なる。尚、光スボッ}15a,15bの大きさはディス
ク10所定位filHc対する変位量に応じて変化する
が、しかし.9ボツエ トの大きさに反比例して変化するので受光面での光量は
光スポットの大きさに拘わらず一定である1次に、受光
部14a,14bの光電出力I14a,I14b、ディ
スク10所定位置に対する変位量ΔZ、及びフォーカス
誤差出力Ifとの関係を第12図を参照して説明する。
When the disk 1 is further displaced downward, as shown in FIG. 11(f), the optical spot 15a becomes a point that is projected only onto the gap 14C, and the optical spot 15b
becomes even larger. The positional relationship between the disk 1 and the objective lens 5 and the state of the light beam at this time are as shown in FIG. In the state shown in FIG. 8 and FIG. 11(f), the optical slot 15a has the minimum diameter, and when the disk 1 is further displaced downward, the optical slot 15a now becomes a semicircular spot toward the light receiving section 14b. It will be projected. When the disk 1 is further displaced downward, the optical slot 15b becomes even larger as shown in FIG. 11(q), and the optical slot 15a is now formed toward the light receiving section 14b. Note that the size of the optical slots 15a and 15b varies depending on the amount of displacement of the disk 10 with respect to a predetermined position filHc. The amount of light on the light receiving surface is constant regardless of the size of the light spot because it changes in inverse proportion to the size of the light spot. The relationship between the displacement amount ΔZ and the focus error output If will be explained with reference to FIG. 12.

フォーカス誤差出力はIf=(I14a−I14’b)
の演算によって得られる。第12図において縦軸は出力
Il4a,I14b,Ifのそれぞれの強度、横軸は変
位量△2である。変位量が零のとき、即ち光スポット1
5a,15bが第11図(d)に示す状轢のときは第1
2図の横軸上の(d)点で示されるように光電出架 力I14a,I14bの強度は互いに等してある値をも
つ。これに対して変位量が横軸上の左側へ向うように増
加してゆくと、即ち光スボッ}15al15bが第11
図(c)+(b)t(a)ニ示す大きさに変化してゆ《
と、光電出力I14aは徐々に増加してゆき、逆に光電
出力I14bは徐々に減少して遂には零Kなってしまう
。ここで、横軸上の(C),(b),(a)点は第11
図(C)?(b),(a)にそれぞれ対応シテイる。一
方、変位量が横゛軸上の右側へ増加してゆくと、即ち光
スポット15a,15bが第11図(e),(’)t(
g)K示す大きさに変化してゆくと、今度は光電出力I
14bが徐々に増加してゆき、逆に光電出力114aが
徐々に減少して遂には零になってしまう。ここで、横軸
上の(e)+(f)+(gl点は第11図(e)+(f
)+(g)にそれぞれ対応している。以上に述べてきた
変位量△Zと光電出カI14a,I14bとの対応関係
は、第12図の曲線Ii4a,I141)でそれぞれ示
すようKなる。そして、光電出力I14aと■14bと
の差に対応したフォーカス誤差出力IPは、第12図の
曲線Ifで示すように横軸上の(a)点から(gl点の
あいだでなだらかな傾斜をもった出力となる。
Focus error output is If=(I14a-I14'b)
It is obtained by the operation of In FIG. 12, the vertical axis is the intensity of each of the outputs Il4a, I14b, If, and the horizontal axis is the displacement Δ2. When the amount of displacement is zero, that is, light spot 1
When 5a and 15b are in the condition shown in Fig. 11(d), the first
As shown by point (d) on the horizontal axis of FIG. 2, the intensities of the photoelectric output beam forces I14a and I14b are equal to each other and have a certain value. On the other hand, when the amount of displacement increases toward the left on the horizontal axis, that is, the optical slot 15al15b becomes the 11th
It changes to the size shown in Figure (c) + (b) t (a).
Then, the photoelectric output I14a gradually increases, and conversely, the photoelectric output I14b gradually decreases and finally reaches zero K. Here, points (C), (b), and (a) on the horizontal axis are the 11th
Diagram (C)? (b) and (a) correspond to each other. On the other hand, as the amount of displacement increases to the right on the horizontal axis, the light spots 15a and 15b change as shown in FIGS.
g) As it changes to the magnitude shown by K, the photoelectric output I
14b gradually increases, and conversely, the photoelectric output 114a gradually decreases and finally reaches zero. Here, (e) + (f) + (gl point on the horizontal axis is (e) + (f
)+(g), respectively. The correspondence relationship between the displacement amount ΔZ and the photoelectric outputs I14a and I14b described above is K as shown by curves Ii4a and I141) in FIG. 12, respectively. The focus error output IP corresponding to the difference between the photoelectric outputs I14a and 14b has a gentle slope between point (a) and point (gl) on the horizontal axis, as shown by the curve If in FIG. The output will be

以下に、受光部14a,14bの間に設げられた間隙の
作用を説明する。いま、仮に間@14cの幅が受光部1
4aと14bとを分割する役目だけを持つような幅、例
えば10μm程度とし、また第11図(b),(f)で
の光スポット15a,15bの直径を20μm程度とす
ると、第11図(b)〜(f)の状暢では受光部14a
,14bは光スポット15a,15bの半分以上をそれ
ぞれ受光することになる。受光面上での光スボッ}15
a,15bの光量は、先にも述べたようにスポットの大
きさに拘わらず一定であるから、光スボッ}15a,1
5bが第11図(C),(d)I(e)の状轢では光電
出力I14a,I14bの強度はほぼ等しくなってしま
う。
The effect of the gap provided between the light receiving sections 14a and 14b will be explained below. Now, suppose the width of the space @14c is the light receiving part 1.
11(b) and 11(f), and the diameter of the light spots 15a and 15b in FIGS. 11(b) and 11(f) is approximately 20 μm. In the situations b) to (f), the light receiving part 14a
, 14b respectively receive more than half of the light spots 15a, 15b. Light spot on the light receiving surface}15
As mentioned earlier, the light intensity of the light spots 15a and 15b is constant regardless of the size of the spot, so the light intensity of the light spots 15a, 1
11(C), (d) and I(e), the intensities of the photoelectric outputs I14a and I14b are almost equal.

そのため、第12図の(C)点から(e)点の範囲では
変位輸へ2に対してフォーカス誤差出力Ifはほとんど
変化しなくなってしまうから、フォーカス誤差検出の精
度が低下してしまう。そこで間隙14Cの幅をもっと広
げて光スポッ}15a,15bがこの間隙に投影される
面積を大きく、即ち光スポット15a,15bが受光部
14a,14bに投影される面積を小さ《する。この間
隙14Cの幅は変位量△2に対する光スボッ}15a,
15bの径の変化がほぼ比例することを利用して適当に
選択する必要がある。例えば、この間隙は△Z=Oのと
きに検出器14に入射する光スポットの全強度の1/2
程度を遮断する位の幅でよい。こうすると、変位量△Z
に対する光電出力I14a,■14bの強度変化は第1
2図に示すようにほぼ直線となり、かつ縦軸に関して左
右対称になる。
Therefore, in the range from point (C) to point (e) in FIG. 12, the focus error output If hardly changes for a displacement of 2, resulting in a decrease in the accuracy of focus error detection. Therefore, the width of the gap 14C is widened to increase the area on which the light spots 15a and 15b are projected onto this gap, that is, to reduce the area on which the light spots 15a and 15b are projected onto the light receiving sections 14a and 14b. The width of this gap 14C is the width of the optical slot 15a for the displacement △2,
It is necessary to make an appropriate selection by taking advantage of the fact that the change in diameter of 15b is almost proportional. For example, this gap is 1/2 of the total intensity of the light spot incident on the detector 14 when ΔZ=O.
The width should be enough to block the degree of damage. In this way, the amount of displacement △Z
The intensity changes of the photoelectric outputs I14a and 14b for the first
As shown in Figure 2, it is almost straight and symmetrical about the vertical axis.

そのためフォーカス誤差出力Ifは第12図の(a)点
から(g)点までの範囲でほぼ直線性を持つようになる
。そして、第4図示のフォーカス誤差出力に対して、第
12図示のフ才一カス誤差出力は、直線性を持った部分
の傾きが緩くなり、また直線性を持つ範囲が変位量Δ2
に換算して約±1龍と広《なる。これは、検出器14の
受光面上に投影される光スポットを太き《するとともに
、受光部14a,14bで受光される光スポットの面積
を調節してフォーカス誤差の検出感度を低下させたこと
によって達成されるのである。
Therefore, the focus error output If has substantially linearity in the range from point (a) to point (g) in FIG. 12. In contrast to the focus error output shown in FIG. 4, the focus error output shown in FIG.
Converting to approximately ±1 dragon. This is because the light spot projected onto the light receiving surface of the detector 14 is made thicker, and the area of the light spot received by the light receiving sections 14a and 14b is adjusted to reduce the focus error detection sensitivity. This is achieved by

尚、範囲(a)−(g)はホログラフィックレンズl2
によって投影される+1次光及び−1次光の光スポット
15a,15bの大きさ、及び間隙14Cによって所望
の値に設定することができる。更に、ホログラフィック
レンズ12の±1次光に対する回折効率は各々40.5
1であるから、範囲(a)−(g)の値をどのように設
定゛しても変位量へz=Oのときにはフォーカス誤差出
力IF=Oとなる。
Note that the range (a) to (g) is the holographic lens l2
It can be set to a desired value depending on the size of the light spots 15a, 15b of the +1st-order light and the -1st-order light projected by and the gap 14C. Furthermore, the diffraction efficiency of the holographic lens 12 for ±1st-order light is 40.5.
1, so no matter how the values in the range (a)-(g) are set, when the displacement amount z=O, the focus error output IF=O.

第13図は情報光のスポットを受光する検出器の別の奥
施例を示す。この実施例では、検出器16は円状の受光
面を2分割するとともに該受光面の中央に孔(非常光部
)16Cを設けて形成した受光部16a,16bから成
る。非受光部16eの大きさは変位量ΔZ=Oのときの
光スボツ}15a,15bが形成する円と同径か、それ
よりも小径の円になっていればよい。この検出器16で
も第12図のような特性を持ったフォーカス誤差出力を
得ることができる。
FIG. 13 shows another embodiment of a detector for receiving a spot of information light. In this embodiment, the detector 16 consists of light receiving sections 16a and 16b formed by dividing a circular light receiving surface into two and providing a hole (emergency light section) 16C in the center of the light receiving surface. The size of the non-light-receiving portion 16e may be a circle having the same diameter as the circle formed by the optical slits }15a and 15b when the displacement amount ΔZ=O, or a circle having a smaller diameter than that. This detector 16 can also obtain a focus error output having the characteristics as shown in FIG.

次に、本発明の第2実施例を説明する。この実施例では
検出器以外の光学系は第5図示のものと同一であり、こ
の検出器として第14図に示されているものを使用する
ことによって2つの光電出力とフォーカス誤差出力を別
の手法で取り出している。第14図において、検出器1
7は、できるだけ狭くされた間隙17Cを介して対置さ
れた矩形の受光部17a,17bから成る。受光部17
a,17bの幅は変位量△Z二〇のときの光スポット1
5a,15bの一部が、該受光部からはみ出すように設
定する。このはみ出し量は、検出器17に入射する光ス
ポットの全強度の1/2程度でよい。第15図(a)〜
(g)は検出器17の受光面上での光スボッ}15a,
15bの振舞いを示す。また、第15図(a)〜(g)
ニおける光スポット15a,15bは第11図(a)〜
(g)と同じ状況下で生成されたものとする。従って、
ディスク1が基準位置よりも上方Kある状轢から徐々に
下降してゆき、そして基準位置と一致し、更に基準位置
より下方へ向う場合を想定したとき、光スボッ}15a
,15bは第15図の(a)から(g)へと向って変形
してゆく。+1次光による光スボッ}15aは第15図
の(a)から(e)へ向うにつれて、受光部15a上に
投影されるもののその径は徐々に縮小してゆき、第15
図の(f)では受光部17a,17bに跨がる点となり
、第15図(g)では受光部17bに投影されるように
なる。逆に、−1次光による光スボッ}15bは第15
図の(g)から(a)に向うKつれて光スポット15a
と同じように変形する。光電出力は±1次光の受光量に
より定まるから、光電出力I17a,I17bは第16
図の曲線I17a,I17bでそれぞれ示すよ5K変化
する。ここで、受光部17a,17bのそれぞれの光電
出力をI17a,I17bとしたとき、フォーカス誤差
出力IFは光電出力117aとI17bとを差動増幅(
IF=夏17a−117b)することによって得られる
。第16図において、縦軸は光電出力117a.I17
b及びフォーカスv4侵出力Ifの強度Iを、また横軸
は変位址Δ2をとってある。第16図の横軸上の(a)
ないし{g)点における各変位証に対応して、光スボツ
}15m,15bはそれぞれ第15図(a)ないし(g
)r−示す状態になる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the optical system other than the detector is the same as that shown in Figure 5, and by using the detector shown in Figure 14, the two photoelectric outputs and the focus error output can be separated. It is extracted using a method. In Fig. 14, detector 1
7 consists of rectangular light receiving portions 17a and 17b placed opposite each other with a gap 17C made as narrow as possible. Light receiving section 17
The width of a and 17b is the light spot 1 when the displacement △Z20
Parts of 5a and 15b are set so as to protrude from the light receiving section. The amount of this protrusion may be approximately 1/2 of the total intensity of the light spot incident on the detector 17. Figure 15(a)~
(g) shows the light beam on the light receiving surface of the detector 17}15a,
15b behavior. In addition, Fig. 15 (a) to (g)
The light spots 15a and 15b in the second position are shown in FIG.
Assume that it was generated under the same circumstances as (g). Therefore,
Assuming that the disk 1 gradually descends from a certain point above the reference position, matches the reference position, and then moves further downward from the reference position, the optical sub-box 15a
, 15b deforms from (a) to (g) in FIG. As the +1st-order light beam 15a goes from (a) to (e) in FIG.
In FIG. 15(f), the point straddles the light receiving sections 17a and 17b, and in FIG. 15(g), it is projected onto the light receiving section 17b. On the other hand, the light block 15b due to the −1st-order light is the 15th
The light spot 15a goes from (g) to (a) in the figure.
transforms in the same way. Since the photoelectric output is determined by the amount of received ±1st order light, the photoelectric outputs I17a and I17b are the 16th
It changes by 5K as shown by curves I17a and I17b in the figure, respectively. Here, when the respective photoelectric outputs of the light receiving sections 17a and 17b are I17a and I17b, the focus error output IF is the differential amplification of the photoelectric outputs 117a and I17b (
IF=Summer 17a-117b). In FIG. 16, the vertical axis represents the photoelectric output 117a. I17
b and the intensity I of the intrusion force If of the focus v4, and the displacement Δ2 is plotted on the horizontal axis. (a) on the horizontal axis of Figure 16
Corresponding to each displacement mark at points 1 to 15 (g), optical slots} 15m and 15b are shown in FIGS.
) r - The state shown is reached.

さて、ディスク1の変位量と光電出力117abI17
bとの関係は次に述べる通りである。
Now, the amount of displacement of disk 1 and the photoelectric output 117abI17
The relationship with b is as described below.

(1)ディスク1が第15図の(a)から(b)に対応
する位置まで下降してゆく間は受光部17aに投射され
る±1次光の光スボツ}15a%15b’lの光tが徐
々會こ増加する。(2)ディスク1が第15図(b)に
対応する位置まで下降してくると受光部17bには−1
次光の光スポツ}15bのほぼ半分の光量が投射される
ので、光電出力117bはこのとぎはじめて発生する。
(1) While the disk 1 is descending from the position corresponding to (a) to (b) in FIG. t gradually increases. (2) When the disk 1 descends to the position corresponding to FIG.
Since approximately half the amount of light of the secondary light spot 15b is projected, the photoelectric output 117b is only generated at this point.

そして、その強度は非常に大ぎい。(3)ディスクlが
第15図(b)の対、,応位置から更に少し下降すると
、−1次光の光スボツ}15bは受光部15bにのみ投
影されるようtこなるから、受光部15aは+1次光の
光スポット15aのみが投影されることになる。そのた
め光電出力117aの強度は、第15図(b)のとぎ,
の強度からー1次光の全強度の約半分の強度を゛差引い
た程度まで低下する。(4)ディスク1が第15図(C
)、(d)、(e)の対応位置へと順次下降し、そして
第15図(f)の対応位置の直^』まで下降すると、光
電出力117aは徐々に増大してゆぎ、光電出力117
bは徐々に下除してゆく。
And its strength is extremely great. (3) When the disk l descends a little further from the pair position shown in FIG. 15a, only the +1st-order light spot 15a is projected. Therefore, the intensity of the photoelectric output 117a is as shown in FIG.
The intensity of the -1st-order light decreases to the extent that approximately half of the total intensity of the -1st-order light is subtracted from the intensity. (4) Disk 1 is shown in Figure 15 (C
), (d), and (e), and then descends to the corresponding position in FIG. 15(f), the photoelectric output 117a gradually increases and the photoelectric output 117
b is gradually divided downward.

尚、第15図(d)のときに光電出力117a.I17
bは等しくなる。(6)ディスク1が第15図(f)の
対応位置へ下降すると受光部17aには+1次光の光ス
ポットのほぼ千分の光址が投射されるので光電力117
aはこのとき最大になる。一方、受光郎17bには+1
次光の光スポットの残り平分の光りと−1次光の光スポ
ットの一部の光量が投射されるので光電出力117bは
急激に増大する。(6)そして、ディスクlが,Jl5
図(f)の対応位置よりも更K少し下降すると受光部1
7aには光スポットは投影されなくなるので光電出力I
17aは零になる。(7)更に、第15図(g)の対応
位置に向ってディスク1が下降してゆくと光電出力I1
7bは徐々に低下する。
Incidentally, in the case of FIG. 15(d), the photoelectric output 117a. I17
b will be equal. (6) When the disk 1 descends to the corresponding position shown in FIG. 15(f), approximately 1,000 times the optical spot of the +1st-order light is projected onto the light receiving section 17a, so that the optical power 117
At this time, a becomes maximum. On the other hand, +1 to Ukuro 17b
The photoelectric output 117b rapidly increases because the remaining average light intensity of the light spot of the secondary light and a part of the light intensity of the −1st order light spot are projected. (6) Then, disk l is Jl5
When the light receiving part 1 is lowered a little further than the corresponding position in figure (f),
Since no light spot is projected on 7a, the photoelectric output I
17a becomes zero. (7) Further, as the disk 1 descends toward the corresponding position in FIG. 15(g), the photoelectric output I1
7b gradually decreases.

このようにして得られた光電出力I17a,I17bを
差動増幅したフォーカス誤差出力Ifは、第46図の(
bl点から(fJ点の範囲内で直線性をもつようになる
The focus error output If obtained by differentially amplifying the photoelectric outputs I17a and I17b obtained in this way is shown in FIG.
It becomes linear within the range from point bl to point fJ.

第17図は検出器の別の実施例を示す。この実施例では
、検出器18は円状の受光面を間隙18Cによって2分
割して形成した受光部18a,18bから成る。間隙1
8Cはできる限り狭くしてある。また、円状の受光面の
直径は変位量△Z=Oのときに情報光の光スボッ}15
a,15bKよって形成される円の直径と等しいか、そ
れ以下に設定する。こうすれば、第16図に示した特性
を持った2つの光電出力及びフォーカス誤差出力が得ら
れる。
FIG. 17 shows another embodiment of the detector. In this embodiment, the detector 18 consists of light receiving sections 18a and 18b formed by dividing a circular light receiving surface into two parts by a gap 18C. Gap 1
8C is made as narrow as possible. Also, the diameter of the circular light-receiving surface is 15
Set to be equal to or smaller than the diameter of the circle formed by a, 15bK. In this way, two photoelectric outputs and a focus error output having the characteristics shown in FIG. 16 can be obtained.

次に、本発明の第3実施例について説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described.

この実施例ではホログラフィックレンズと検出器を以下
に述べるようなものを使用し、その他の光学系は第5図
と同じである。この場合、ホログラフィックレンズ12
としては、となり合うゾーン(例えば、中央のゾーンか
ら数えて、偶数番目のゾーンと奇数番目のゾーン)の光
路差がλ/3であり、O次光、+1次光、−1次光の回
折効率が各々29チと等しいもの(前掲の表を参照)を
使用する。第18図において、検出器19は間隙19C
を狭んで並置された矩形の受光部19a,19bから成
る。この検出器19の受光面トには+1次光による光ス
ボッ}150a,−1次光による光スボッ}150b,
及びO次光による光スポット150Cが投影される。受
光部19a,19b及び間隙19cと、光Xボッ}15
0a,150b,150Cとの関係は次の通りである。
In this embodiment, the holographic lens and detector described below are used, and the other optical systems are the same as those shown in FIG. In this case, the holographic lens 12
, the optical path difference between adjacent zones (for example, even-numbered zones and odd-numbered zones counting from the center zone) is λ/3, and the diffraction of the O-order light, +1st-order light, and -1st-order light The efficiency is equal to 29 cm each (see table above). In FIG. 18, the detector 19 is located in the gap 19C.
It consists of rectangular light-receiving parts 19a and 19b arranged side by side. On the light receiving surface of this detector 19, there are a light slot 150a for +1st order light, a light slot 150b for -1st order light,
And a light spot 150C of O-order light is projected. Light receiving parts 19a, 19b, gap 19c, and optical X box}15
The relationship with 0a, 150b, and 150C is as follows.

即ち、間隙19cの幅は変位量へZ=00とき00次光
の光スボッ}150cの直径とほぼ等しく、また受光部
19a,19bの大きさは変{fE量ΔZ=00ときの
±1次光の光スボッ}160a,150bの全部(但し
、間隙19Cに投影される部分を除く)を受光するのに
充分な程度となっている。
In other words, the width of the gap 19c is approximately equal to the diameter of the optical block 150c of the 00th order light when the displacement amount Z=00}, and the size of the light receiving parts 19a and 19b is the same as the width of the displacement {±1st order when the fE amount ΔZ=00} The amount of light is sufficient to receive all of the light beams 160a and 150b (excluding the portion projected onto the gap 19C).

第19図(a)〜(e)は変位量△Zが変化したときに
、光スボソト150a,150b,150cが検出器1
9の受光面上で変化する様子を示す。ホログラフィック
レンズはO次光に対してはレンズ作用を及ぼさないから
、変位量△Z=0のときには第19図(C)に示すよう
に光スボッ}150cは間隙19c内に投影され、いっ
ぽう光スポット150a+150bはそれぞれ同一半径
の左半円及び右半円を形成し、これらが相補ってひとつ
の円形スポットを形成する。この状暢からディスク1が
上方へ変位してゆくと、光スボッ}150aは左半円の
径を増大し、光スポット150bは右半円の径を縮少し
、また光スボッ}150cは左半円となってその径を増
大してゆく。そして、第19図(b)に示すように光ス
ポット150a,150cが受光部19a.ヒでその面
積を増しており、光スボッ}150bは間隙19c内に
投影されるようになる。ディスク1が更に上昇すると光
スボッ}150bも左半円となり、第19図(a)に示
すように光スポット150a,150b,150cは共
K受光部19a上に投影されるようになる。さて、変位
量ΔZ=0からディスク1が下方へ変位してゆくと、光
スボッ}150bは右半円の径を増大し、光スボッ}1
50aは左半円の径を縮少し、また光スボッ}150c
は右半円となってその径を増大してゆく。そして、第1
9図(d)に示すように光スポット150b,150c
が受光部19b上でその面積を増しており、光スボツ}
150aは間隙19Cに埋もれてしまう。ディスク1が
更に下降すると光スポット150aも右半円となり、第
19図(e)に示すように光スポット150a,150
b,150Cは共に受光部19b上に投影されるように
なる。
FIGS. 19(a) to (e) show that when the displacement ΔZ changes, the optical substrata 150a, 150b, 150c
9 shows how it changes on the light receiving surface. Since the holographic lens does not have a lens effect on the O-order light, when the displacement ΔZ=0, the light beam 150c is projected into the gap 19c as shown in FIG. 19(C), while the light The spots 150a+150b each form a left semicircle and a right semicircle with the same radius, which complement each other to form one circular spot. As the disk 1 is displaced upward from this state, the optical spot 150a increases the diameter of the left semicircle, the optical spot 150b reduces the diameter of the right semicircle, and the optical spot 150c increases the diameter of the left semicircle. It becomes a circle and its diameter increases. Then, as shown in FIG. 19(b), the light spots 150a and 150c are located on the light receiving portion 19a. The area of the light spot 150b is increased so that the light spot 150b is projected into the gap 19c. When the disk 1 further rises, the optical spot 150b also becomes a left semicircle, and the optical spots 150a, 150b, and 150c are all projected onto the K light receiving section 19a, as shown in FIG. 19(a). Now, as the disk 1 is displaced downward from the displacement amount ΔZ=0, the diameter of the right semicircle of the optical slot 150b increases, and the optical slot 150b increases.
50a reduces the diameter of the left semicircle, and also adds a light socket}150c
becomes a right-hand semicircle and its diameter increases. And the first
As shown in FIG. 9(d), light spots 150b and 150c
has increased its area on the light receiving part 19b, and the light slot
150a is buried in the gap 19C. As the disk 1 further descends, the light spot 150a also becomes a right semicircle, and the light spots 150a, 150 as shown in FIG. 19(e)
b, 150C are both projected onto the light receiving section 19b.

第20図には変位l△2と、受光部19a,19bの光
電出力の強度及びフォーカス誤差出力Ifとの関係を示
す。曲線人は受光部19aの光電出力■19aのうち+
1次光に依存する出力成分と、受光部19bの光電出力
I19bのうち+1次光に依存する出力成分との差(I
19a−I19b)十を表わす。曲線Bは光電出力■1
9aのうち−1次光に依存する出力成分と光電出力I1
9bのうち−1次光に依存する出力成分との差(■19
a−I19b)一を表わす。また曲線Cは光電出力I1
9aのうちO次光に依存する出力成分と光電出力I19
bのうちO次光に依存する出力成分との差(I19a−
I19b)0を表わす。第20図の横軸上の(a)〜(
e)点の変位量は第19図(a)〜(e)の変位看にそ
れぞれ対応する。第20図からも明らかなように、ヒ記
差の出力成分(I19a−I19b)+,(I19a−
I19b)−,(I19a−I19b)oのそれぞれの
変化は、それぞれ、第20図の(b),(e),(d)
点付近では、ディスク1と対物レンズ50間隔の変化に
対して、直線的に変化する。ところで、検出器19には
O次光および±1次光の区別なく情報光が入射するので
あるから、2つの受光部19a,19bの光電出力の差
、即ちフォーカス誤差出力Ifは第20図の曲線Dで表
わすようKなる。尚、フォーカス誤差出力Ifが第20
図の(a)〜(d)点の範囲でほぼ直線状に変化するよ
うに、ホログラフィックレンズの焦点距離は適当に設定
してある。また、変位量△Zに対してフォーカス誤差出
力がほぼ直線的に変化する範囲は、ホログラフィックレ
ンズを使用しない場合(曲線Cで示j(I19a−I1
9b)θと同じ)に比べて、ほぼ3倍に拡大している。
FIG. 20 shows the relationship between the displacement lΔ2, the intensity of the photoelectric output of the light receiving sections 19a and 19b, and the focus error output If. For curved people, the photoelectric output of the light receiving section 19a ■ + of 19a
The difference (I
19a-I19b) Represents ten. Curve B is photoelectric output■1
Of 9a, the output component that depends on the -1st order light and the photoelectric output I1
9b, the difference from the output component that depends on the -1st order light (■19
a-I19b) Represents one. Curve C is the photoelectric output I1
Output component dependent on O-order light of 9a and photoelectric output I19
The difference between the output component of b that depends on the O-order light (I19a-
I19b) represents 0. (a) to (on the horizontal axis of Fig. 20)
The amount of displacement at point e) corresponds to the displacement views in FIGS. 19(a) to 19(e), respectively. As is clear from FIG. 20, the output components (I19a-I19b)+, (I19a-
The changes in I19b)- and (I19a-I19b)o are shown in (b), (e), and (d) in Figure 20, respectively.
Near the point, the distance changes linearly with changes in the distance between the disk 1 and the objective lens 50. By the way, since information light enters the detector 19 without distinction between O-order light and ±1st-order light, the difference between the photoelectric outputs of the two light receiving sections 19a and 19b, that is, the focus error output If is shown in FIG. K as shown by curve D. Note that the focus error output If is the 20th
The focal length of the holographic lens is appropriately set so that it changes almost linearly in the range of points (a) to (d) in the figure. In addition, the range in which the focus error output changes almost linearly with respect to the displacement ΔZ is when the holographic lens is not used (shown by curve C j(I19a-I1
9b) Same as θ), it is almost three times larger.

次に本発明の応用例を説明する。この応用例とは、ディ
スク10表面に形成された情報トラックの中心と、ディ
スク1に照射されるレーザ光の光スポット(以下、読み
取り光スポット)の中心とのずれ(以下、トラッキング
誤差)を検出するものである。
Next, an application example of the present invention will be explained. This application example detects the deviation (hereinafter referred to as tracking error) between the center of the information track formed on the surface of the disk 10 and the center of the optical spot of the laser beam irradiated onto the disk 1 (hereinafter referred to as the reading optical spot). It is something to do.

以下にトラッキング誤差検出の一般的な原理を説明する
。情報トラックとは、第21図に示すように、ディスク
10表面に連続的な突起1a(同図(a))または、断
続的な突起1b(同図(b))を形成して成るものであ
る。この突起の突出綾(位相差)は、例えば反射型ディ
スクの場合では光の波長の1/4〜1/8程度になって
いる。図中、矢印は、光学ヘッド装置に対して、情報ト
ラックが相対的に移動する方向(走行方向)を示してい
る。
The general principle of tracking error detection will be explained below. As shown in FIG. 21, the information track is formed by forming continuous projections 1a (FIG. 21(a)) or intermittent projections 1b (FIG. 2(b)) on the surface of the disk 10. be. For example, in the case of a reflective disk, the protruding twill (phase difference) of this protrusion is about 1/4 to 1/8 of the wavelength of light. In the figure, the arrow indicates the direction in which the information track moves (running direction) relative to the optical head device.

尚、情報トラックとしては、第21図に示す様な、断面
が角形の構造のものの他、三角形、丸形等のものであっ
てもよい。
The information track may have a rectangular cross section as shown in FIG. 21, or may have a triangular or round shape.

第22図はこのような情報トラノクによるレーザ光の回
折状帖と、回折光の強度IDの分布を定性的に示したも
のであり、説明の便宜上、透過型ディスクとして描いて
あるが、反射型ディスクの場合でも全く同様である。光
スポットの中心と情報トラックの中心が合致している場
合には、第22図(b)K示丁ように回折光の強度分布
は、対称になるが、読取り光スポットの中心と情報トラ
ックの中心がずれると、第22図(a)又は第22図(
C)に示すようにずれの方向に応じて、回折光の強度分
布が非対称になる。このような情報トラックを有するデ
ィスクを使用した場合K,第5図に示す実施例を使って
トラッキング誤差を検出するには、ナイフエッジ(7)
を第21図に矢印で示す移動方向と直交するように置く
。そうすれば、ディスク1に照射される読取り光スボソ
トの中心と情報トラックの中心のずれに伴なう回折光の
強度分布の非対称性が第5図の紙面に対して垂直な方向
に生じることになり、その結果上述のフォーカス誤差の
検出には何ら悪影響を与えない。第23図に(家、変位
置△Z=Oのときの読取り光スポットの中心と、情報ト
ラック(1a)の中心とのずれによる回折光の強度分布
が定性的に表わされている。第23図(b)は、ずれが
全くない場合、第23図(a)および(C)っは、それ
ぞれ、反対方向にずれた場合を示している。第23図(
a),(C)の点線斜線で示した部分は、例えば、回折
光強度の非対称性によって、強度が低下している部分に
対応している。第23図(a)は、ディスク上の読取り
光スポットの中心と情報トラックの中心とのずれによっ
て、第5図の凸レンズ6を通る光束の゛うち紙面に対し
て上半分の光束の強度が低下している場合である。この
場合、ホログラフィックレンズ12による+1次光につ
いては、検出器14に達する前に、焦点F+で一担結像
じ〔いるために、検出器14の受光面トでは+1次光に
よる光スボツ}15aの下半分15a−2が光束の強度
が低下しており、いっぽう−1次光は、検出器l4の受
光面の後方で結像するために、光スポツ}15bの上半
分15b−1の強度が低下している。ところで、読取り
光スポットの中心と、情報トラックの中心とのずれが、
それ程大きくない場合には、検出器14の受光面に入射
する情報光の強度は、ほとんど変化しな(・と考えてよ
い。従って第23図(a)において光スポット15aの
上半分15a−1及び光スボツ目5bの下半分15b−
2は、上記ずれの全くな(S第23図(b)の場合の同
じ部分より、強度が増加し”ている。更に、第23図(
C)は、同図(alの場合と、反対の方向にずれた場合
を示している。以上の説明から明らかなように、読取り
光スポットと情報トラックのずれを検出するには、第2
3図の光スボよ1去二L ットの各部15a−1,,15b−1,15b−2に対
応した光電出力の強度IなそれぞれIal,Ia2:i
bl,ib2とすれば、例えば(Ial+Ib2)−(
Ia2+Ibl)という演算によってトラッキング誤差
出力Itを得ることができる。
Fig. 22 qualitatively shows the diffraction pattern of the laser beam and the distribution of the intensity ID of the diffracted light due to such an information track. The same is true for discs. When the center of the light spot and the center of the information track match, the intensity distribution of the diffracted light becomes symmetrical, as shown in Figure 22(b) K, but when the center of the reading light spot and the center of the information track match, the intensity distribution of the diffracted light becomes symmetrical. If the center shifts, the image shown in Fig. 22(a) or Fig. 22(
As shown in C), the intensity distribution of the diffracted light becomes asymmetrical depending on the direction of the shift. When using a disk with such an information track, the knife edge (7) is used to detect tracking errors using the embodiment shown in FIG.
is placed perpendicular to the direction of movement shown by the arrow in FIG. In this way, asymmetry in the intensity distribution of the diffracted light due to the shift between the center of the reading light irradiated onto the disk 1 and the center of the information track will occur in the direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. As a result, there is no adverse effect on the detection of the focus error described above. FIG. 23 qualitatively shows the intensity distribution of the diffracted light due to the shift between the center of the reading light spot and the center of the information track (1a) when the displacement position ΔZ=O. Figure 23(b) shows the case where there is no deviation at all, and Figures 23(a) and (C) respectively show the case where there is deviation in the opposite direction.
The dotted hatched areas in a) and (C) correspond to areas where the intensity is reduced due to, for example, asymmetry in the intensity of the diffracted light. FIG. 23(a) shows that the intensity of the upper half of the light beam passing through the convex lens 6 in FIG. This is the case. In this case, the +1st order light from the holographic lens 12 forms a single image at the focal point F+ before reaching the detector 14. The intensity of the luminous flux is reduced in the lower half 15a-2 of the light spot 15a, while the −1st-order light forms an image behind the light-receiving surface of the detector l4. Strength is decreasing. By the way, the deviation between the center of the reading light spot and the center of the information track is
If it is not so large, the intensity of the information light incident on the light receiving surface of the detector 14 can be considered to hardly change. Therefore, in FIG. 23(a), the upper half of the light spot 15a 15a-1 and the lower half 15b- of the optical eyelet 5b.
2, the intensity is increased compared to the same part in the case of FIG. 23(b) without any of the above deviation (S).
C) shows the case of the same figure (al) and the case of deviation in the opposite direction.As is clear from the above explanation, in order to detect the deviation of the reading light spot and the information track, the second
The intensity I of the photoelectric output corresponding to each part 15a-1, 15b-1, 15b-2 of the optical tube 1, 2, and 15b-2 in Fig. 3 is Ial, Ia2:i, respectively.
For example, (Ial+Ib2)-(
The tracking error output It can be obtained by the calculation Ia2+Ibl).

第24図にトラッキング誤差出力Itの特性を示す。第
24図の横軸は読取り光スポットの中心と情報トランク
の中心とのずれΔXであり、縦軸はトラッキング娯差出
力の強度Iである。横軸上の(a)I(b)l(Cl点
は第20図の(a))(b)1(CIの場合にそれぞれ
対応している。このトラッキング誤差出力の強度が零と
なるように、読取り光スポットを前記走行方向に対して
垂直な方向に駆動すれば読取り光スポットを情報トラッ
クに追従させることができる。
FIG. 24 shows the characteristics of the tracking error output It. The horizontal axis in FIG. 24 is the deviation ΔX between the center of the reading light spot and the center of the information trunk, and the vertical axis is the intensity I of the tracking difference output. The (a) I (b) l (Cl points on the horizontal axis correspond to the cases of (a)), (b) 1 (CI) in Fig. 20, respectively.The intensity of this tracking error output is set to zero. Furthermore, by driving the reading light spot in a direction perpendicular to the traveling direction, the reading light spot can be made to follow the information track.

以下、第5図に示した第1実施例に基づいてフォーカス
誤差及びトラッキング誤差を検出する第1応用例を説明
する。
Hereinafter, a first application example for detecting a focus error and a tracking error will be described based on the first embodiment shown in FIG. 5.

第25図において検出器14は8分割された受光部人な
いしHから成る。受光部AとEは第11図の受光部14
aに相当し、受光部DとHは第11図の受光部14bに
相当する。また受光部B,C,F,Gは第11図の間隙
14Cに相当する部位に形成されている。光スボッ}1
5aは+1次光によって、また光スボッ}15bは−1
次光によってそれぞれ生成されたものである。受光部A
ないしHからは光電出力IAないしIHがそれぞれ得ら
れるものとすると、フォーカス誤差出力If及びトラッ
キング誤差出力Itは次のようにして演算することがで
きる。
In FIG. 25, the detector 14 consists of eight light-receiving parts. The light receiving parts A and E are the light receiving part 14 in FIG.
a, and the light receiving sections D and H correspond to the light receiving section 14b in FIG. Further, the light receiving portions B, C, F, and G are formed at portions corresponding to the gap 14C in FIG. 11. Hikari Suboc}1
5a is caused by the +1st order light, and the light subbox 15b is -1
They are each generated by the next light. Light receiving part A
Assuming that the photoelectric outputs IA to IH can be obtained from the outputs IA to H, respectively, the focus error output If and the tracking error output It can be calculated as follows.

If一(IA+TE)−(ID±I}{)・・・・・・
(1)It=(IA+IB+IG+IH)−(IC+I
D+IE+IF)・・・・・・・・・(2) 第26図は(1)式及び(2)式の演算を行う電気回路
図である。演算増幅器20は光電出力IA,IE,ID
,IHを人力として(1)式の演算を行ってフォーカス
誤差出力Ifを発生し、演算増幅器21は光電出力IA
ないしTHを人力として(2)式の演算を行ってトラン
キング誤差出力Itを発生する。尚、ディスク1のトラ
ックに記録された情報は検出器14K投影される光スボ
ッ}15a,15bの全体に含まれているので、演算増
幅器22によって光電出力IAないしIHの全部を加算
して情報出力Idを発生する。
If-(IA+TE)-(ID±I}{)...
(1) It=(IA+IB+IG+IH)-(IC+I
D+IE+IF) (2) FIG. 26 is an electric circuit diagram for calculating equations (1) and (2). The operational amplifier 20 has photoelectric outputs IA, IE, ID.
, IH is operated manually to calculate the formula (1) to generate the focus error output If, and the operational amplifier 21 outputs the photoelectric output IA.
The trunking error output It is generated by calculating the equation (2) using TH or TH manually. Incidentally, since the information recorded on the track of the disk 1 is included in the entire optical field 15a, 15b projected on the detector 14K, the operational amplifier 22 adds up all of the photoelectric outputs IA to IH and outputs the information. Generate Id.

第27図は検出器14の別の実施例であり、5分割され
た受光部人ないしDから成る。受光部A,DI,Hは第
25図と同様であり、受光部Kは第25図の受光部B,
C,F’,Gをひとつにまとめたものである。この場合
にはフォーカス誤差出力Ifは(1)式によってめるこ
とができる。またトラッキング誤差出力Itは、 Iz=(IA+IH)−(ID十IE)・・・・・・(
3)の演算によって得られる。
FIG. 27 shows another embodiment of the detector 14, which is composed of five light-receiving parts D. The light receiving parts A, DI, and H are the same as those shown in FIG. 25, and the light receiving part K is the same as the light receiving parts B and H shown in FIG.
It is a combination of C, F', and G. In this case, the focus error output If can be determined by equation (1). Also, the tracking error output It is Iz=(IA+IH)-(ID×IE)...(
It can be obtained by the calculation in 3).

尚、第14図、第15図に示した本発明の第2実施例に
基づいてフォーカス誤差及びトラッキング誤差を検出す
るための第2応用例には、第25図に示した検出器14
がそのまま使える。即ち、フォーカス誤差出力は If=(IB+IF)−(Ic+IG)・・・・・・(
4)の演算によって得られ、トラノキング誤差出力は(
2)式の演算によって得られる。
A second application example for detecting a focus error and a tracking error based on the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 14 and 15 includes the detector 14 shown in FIG.
can be used as is. That is, the focus error output is If = (IB + IF) - (Ic + IG) (
4), and the toranoking error output is (
2) Obtained by calculating Eq.

また、第12図と、第16図から明らかなように、検出
器14(第11図)を使用して得られるフォーカス誤差
出力と、検出器17(第15図)を使用して得られるフ
ォーカス誤差出力は、傾斜が逆になっている。そこで、
(5)式に示す様に(1)式および、(4)式によって
得られるフォーカス誤差出力の差をめれば、より高感度
なフォーカス誤差出力Iflが得られる。即ち If+−(iA+IC+IE+IG)−(IBfID十
IP+I}{)・・・・・・・・・(5) この様子を、第28図に示す。図中の曲線(1)t(4
)+(5)はそれぞれ(1)式,(4)式,(5)式に
よって得られるフォーカス誤差出力を表わしている。旬
〒(自)句嬢中■1−一 次に、第18図から第20図に示した本発明の第3実施
に基づいてフォーカス誤差及びトラッキング誤差を検出
する第3応用例を説明する。そのためには第29図に示
す検出器19を使用する。
Furthermore, as is clear from FIG. 12 and FIG. 16, the focus error output obtained using the detector 14 (FIG. 11) and the focus obtained using the detector 17 (FIG. 15) The error output has the slope reversed. Therefore,
As shown in equation (5), by subtracting the difference between the focus error outputs obtained by equations (1) and (4), a more sensitive focus error output Ifl can be obtained. That is, If+-(iA+IC+IE+IG)-(IBfID+IP+I}{) (5) This situation is shown in FIG. Curve (1) t(4
)+(5) represent focus error outputs obtained by equations (1), (4), and (5), respectively. 1-1 Next, a third application example for detecting focus errors and tracking errors based on the third embodiment of the present invention shown in FIGS. 18 to 20 will be described. For this purpose, a detector 19 shown in FIG. 29 is used.

検出器19は4分割された受光部PないしSから成り、
左半円の受光部P,Rと右半円の受光部Q,Sとの間に
は前述通りの幅をもった間隙19cが設けられている。
The detector 19 consists of a light receiving section P to S divided into four parts,
A gap 19c having the width as described above is provided between the left semicircular light receiving portions P, R and the right semicircular light receiving portions Q, S.

受光部PないしSのそれぞれの光電出力な■p,IQ,
■R,Isと丁るとフォ一カス誤差出力If及びドラッ
キング誤差出力Itは次のようにしてめることができる
The photoelectric output of each of the light receiving sections P to S is p, IQ,
(2) Dividing R and Is, the focusing error output If and the dragging error output It can be determined as follows.

If=(Ip+IR)−(IQ+IS)−■−(6)■
t=(IP+IS)−(IQ+IR)・・印・(7)謀
=イ禎3)〜(7)<Kyr.T演’Jlics.(1
゜,,以上の説明においては、全て、ホログラフィック
レンズ12とナイフェッジ7の使用を前提としていたが
、ナイフエツジ7のかわりに、グリズム(例えばフーコ
ーグリズム)25を使用して第30図に示す様な構成と
してもよい。第30図においてホログラフィックレンズ
12から出射した光束はプリズム25によって半裁して
振り分ける(第30図Kおいては右と左に振り分けてい
る)。この振り分けられた各々の光束については、これ
までに述べたことと全く同等に振舞うので、それぞれの
光束についてディ゛スク1の変位量△Z−oのときに+
1次光および−1次光によって形成される光スポットが
等しい大きさになる位置26a,26bに検出器をそれ
ぞれ設置してお《。それぞれの検出器として、例えば、
第25図,第27図又は第29図に示したものを使用す
ればよい。そしてそれぞれの検出器から得られる、それ
ぞれ2つのフォーカス誤差出力Ifl,If2,}ラッ
キング誤差出力L目,It2、情報再生出力Idl,I
d2をそれぞれ加え合せてIf=Ifl+If2,It
=Itl+It2,Id=Idl+Id2を得れば、ナ
イフエツジ7を使用した場合に比べて2倍の感度が得ら
れる。
If=(Ip+IR)-(IQ+IS)-■-(6)■
t=(IP+IS)-(IQ+IR)...Seal/(7) plot=Isei3)~(7)<Kyr. T performance'Jlics. (1
゜,, In the above explanation, it was assumed that the holographic lens 12 and the knife edge 7 were used, but instead of the knife edge 7, a grism (for example, a Foucault grism) 25 was used, as shown in Fig. 30. It may also be a configuration. In FIG. 30, the light beam emitted from the holographic lens 12 is divided into halves by the prism 25 (in FIG. 30K, it is distributed to the right and left). Each of the distributed luminous fluxes behaves in exactly the same way as described above, so when the displacement amount of disk 1 △Z-o for each luminous flux, +
Detectors are installed at positions 26a and 26b, respectively, where the light spots formed by the primary light and the -1st order light have the same size. As each detector, e.g.
What is shown in FIG. 25, FIG. 27, or FIG. 29 may be used. Then, two focus error outputs Ifl, If2,} racking error output Lth, It2, and information reproduction output Idl, I obtained from each detector are obtained.
Adding each d2, If=Ifl+If2,It
If =Itl+It2 and Id=Idl+Id2 are obtained, twice the sensitivity can be obtained compared to the case where the knife edge 7 is used.

なお、ホログラフィックレンズはレーザ光の波長が変動
しても検出器の受光面上の光スポットの大きさを変化す
るだけで焦点距離は変動しないから、波長変動に有効で
ある。また、本発明においては、ホログラフィックレン
ズを使用することKよって、+1次光、−1次光という
、焦点距離の異なる複数のビームを得るようにしたが、
例えば、本 複屈折を利用した2重点レンズ等を使用してもよい。
Note that even if the wavelength of the laser beam changes, the holographic lens only changes the size of the light spot on the light-receiving surface of the detector, and the focal length does not change, so it is effective for changing the wavelength. Further, in the present invention, by using a holographic lens, a plurality of beams with different focal lengths, ie, +1st order light and -1st order light, are obtained.
For example, a double-point lens using real birefringence may be used.

(発明の効果) 以Lの本発明によれば、(1)フォーカス誤差の検出範
囲を適度に広くすることができるのでサーボ引き込み動
作に入るときのディスクと光学ヘッド補 装置との間療を広くすることができる。そのためにサー
ボ引き込め動作の安定性を増すことができるのみならず
、光学ヘッド装置がディスクに衝突する危険性を低減す
ることができる。(2)また、検出器の受光面上に投影
される光スポットの径を適度に大きくすることができる
ので、検出器に対する該光スポットの投影位置との位置
合わせ精度を従来よりも緩和できる。そのためにこの位
置合せ作業が容易になる。
(Effects of the Invention) According to the present invention described below, (1) the focus error detection range can be appropriately widened, so that the distance between the disk and the optical head auxiliary device when entering the servo pull-in operation can be widened. can do. Therefore, not only can the stability of the servo retraction operation be increased, but also the risk of the optical head device colliding with the disk can be reduced. (2) Furthermore, since the diameter of the light spot projected onto the light-receiving surface of the detector can be made appropriately large, the alignment accuracy of the projected position of the light spot with respect to the detector can be made more relaxed than before. This facilitates this alignment work.

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

第1図ないし第3図は従来の光学ヘッド装置の光学系及
びこの光学系を使ってフォーカス誤差を検出する原理を
説明するための図である。第4図は従来の光学ヘッド装
置によって得られるフォーカス誤差出力の特性を示す線
図である。第5図ないし第8図は本発明の第1実施例に
よる光学ヘッド装置の光学系及びこの光学系を使ってフ
ォーカス県差を検出する原理を説明するための図である
。 第9図及び第10図は第1実施例で使用したホログラフ
ィックレンズを説明するための図である。 第11図は第1実施例における検出器の受光面上での光
スボノトの振舞な説明するだめの図である。 嬉l2図は第1実施例によって得られるフォーカス誤差
出力の特性を示す線図である。第13図は第1実施例に
おける検出器の別の実施例を示す図である。第14図は
本発明の第2実施例、特にその検出器を説明するための
図である。第15図は第2実施例における検出器の受光
面上での光スポットの振舞いを説明するための図である
。第16図は第2実施例によって得られるフォーカス誤
差出力の特性を示す線図である。第17図は第2実施例
における検出器の別の実施例を示す図である。 第18図は本発明の第3実施例、特にその検出器を説明
するための図である。第19図は第3実施例における検
出器の受光面上での光スボノトの撮舞いを説明1−るた
めの図である。第20図は第3実施例によって得られる
フォーカス誤差出力の特性を示す線図である。第21図
はディスクの情報トラックの構造を説明するための図で
ある。第22図はディスクの情報トラックによる回折光
の状態と、回折光の強度分布を説明するための図である
。 第23図はトラッキング誤差検出の原理を説明するため
の図である。第24図はトラッキング誤差出力の特性を
示す線図である。第25図は本発明の第1実施例に基づ
いてフォーカス誤差及びトラッキング誤差を検出するた
めの第1応用例、特にその検出器を説明するための図で
ある。第26図は第1応用例に使用される電気回路図で
ある。第27図は第1応用例における検出器の別の実施
例を説明する図である。第28図は第1応用例と第2応
用例との組合せによって得られるフォーカス誤差出力の
特性を示す線図である。第29図は本発明の第3実施例
に基づいてフォーカス誤差出力及びトラッキング誤差出
力を検出するための第3応用例、特にその検出゛器を説
明するための図である。第30図は本発明の別の実施例
による光学ヘッド装置の光学系及びこの光学系を使って
フォーカス誤差出力、トラッキング誤差出力を検出する
原理を説明するための図である。 (主要部分の符号の説明) 1;ディスク、2;レーザー光源、3;コリメータレン
ズ、4;ビームスプリフタ,5;対物レンズ、6;凸レ
ンズ、7;ナイフエッジ、8,14,16,17,18
,19;検出器 209一 手続補正書伯発) 昭和58年12月2日 藝 特許庁長官若杉和夫殿 〆′ 16事件の表示 昭和58年特許願第136158号 2.発明の名称 光学式情報再生装置のフォーカス誤差検出装置3.補正
をする者 事件との関係特許出願人 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 (411)日本光学工業株式会社 フタオカシゲタダ 輯労1長福岡成忠 4.代理人 〒140東京都品川区西大井1丁目6番3号日本光学工
業株式会社大井製作所内 (7818)弁理士渡辺隆i【奪や 電話(773)1111 5.補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄e 図面 6.補正の内容 (1》明細書の第14頁第12行目及び第16行め、同
第15頁第3行目及び第17行目、同第16頁第15行
目、及び同第17頁第14行目及び第19行目の「所定
位置」を「基準位置1refJに訂正する。 《2》同第19頁第15行目のr20umJをr200
,14+11」に訂正する。 (3)同第21頁第4行目の「±lnJを「±50μ箱
」に訂正する。 {4}同第40頁第9行目の[ホログラフィックレンズ
は」を「フォログラフィックレンズを上述の実施例のよ
うに使用すれば」に訂正する。 (5)第2図、第3図、第7図、第8図及び第26図を
添付のものと差し替える。 −211−
1 to 3 are diagrams for explaining the optical system of a conventional optical head device and the principle of detecting a focus error using this optical system. FIG. 4 is a diagram showing characteristics of focus error output obtained by a conventional optical head device. 5 to 8 are diagrams for explaining the optical system of the optical head device according to the first embodiment of the present invention and the principle of detecting a focus difference using this optical system. FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining the holographic lens used in the first embodiment. FIG. 11 is a diagram for explaining the behavior of the light beam on the light-receiving surface of the detector in the first embodiment. The graph 12 is a diagram showing the characteristics of the focus error output obtained by the first embodiment. FIG. 13 is a diagram showing another embodiment of the detector in the first embodiment. FIG. 14 is a diagram for explaining the second embodiment of the present invention, particularly its detector. FIG. 15 is a diagram for explaining the behavior of a light spot on the light receiving surface of the detector in the second embodiment. FIG. 16 is a diagram showing the characteristics of the focus error output obtained by the second embodiment. FIG. 17 is a diagram showing another embodiment of the detector in the second embodiment. FIG. 18 is a diagram for explaining the third embodiment of the present invention, particularly its detector. FIG. 19 is a diagram for explaining the photographing movement of the light bulb on the light-receiving surface of the detector in the third embodiment. FIG. 20 is a diagram showing the characteristics of the focus error output obtained by the third embodiment. FIG. 21 is a diagram for explaining the structure of an information track on a disc. FIG. 22 is a diagram for explaining the state of diffracted light due to the information track of the disk and the intensity distribution of the diffracted light. FIG. 23 is a diagram for explaining the principle of tracking error detection. FIG. 24 is a diagram showing the characteristics of the tracking error output. FIG. 25 is a diagram for explaining a first application example for detecting a focus error and a tracking error based on the first embodiment of the present invention, particularly a detector thereof. FIG. 26 is an electrical circuit diagram used in the first application example. FIG. 27 is a diagram illustrating another embodiment of the detector in the first application example. FIG. 28 is a diagram showing the characteristics of the focus error output obtained by the combination of the first application example and the second application example. FIG. 29 is a diagram for explaining a third application example for detecting focus error output and tracking error output based on the third embodiment of the present invention, particularly a detector thereof. FIG. 30 is a diagram for explaining the optical system of an optical head device according to another embodiment of the present invention and the principle of detecting focus error output and tracking error output using this optical system. (Explanation of symbols of main parts) 1; disk, 2; laser light source, 3; collimator lens, 4; beam splitter, 5; objective lens, 6; convex lens, 7; knife edge, 8, 14, 16, 17, 18
, 19; Detector 209-Procedural Amendments (December 2, 1980) To Mr. Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Japan Patent Office 〆' 16 Indication of Case 1982 Patent Application No. 136158 2. Name of the invention Focus error detection device for optical information reproducing device 3. Person making the amendment Related to the case Patent applicant Shigetada Fukuoka, 3-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo (411) Nippon Kogaku Kogyo Co., Ltd. Futaoka Shigetada Labor 1 Chief 4. Agent Address: 1-6-3 Nishi-Oi, Shinagawa-ku, Tokyo 140 Japan Kogaku Kogyo Co., Ltd. Oi Seisakusho (7818) Patent Attorney Takashi Watanabe I [Takuya Telephone (773) 1111 5. "Detailed Description of the Invention" column e of the specification subject to amendment Drawing 6. Contents of amendment (1) Page 14, line 12 and line 16 of the specification, page 15, line 3 and line 17, page 16, line 15, and page 17 of the specification Correct the "predetermined position" in the 14th and 19th lines to "reference position 1refJ." 2. Change r20umJ in the 15th line of page 19 to r200.
, 14+11". (3) Correct "±lnJ" in the fourth line of page 21 to "±50μ box". {4} In the 9th line of page 40 of the same document, the phrase "the holographic lens" is corrected to "if the holographic lens is used as in the above embodiment." (5) Replace Figures 2, 3, 7, 8, and 26 with the attached ones. -211-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 情報トラックを有する記録媒体上に光ビームを照射する
手段;前記光ビームの照射によって前記記録媒体から出
射した情報光を、少なくとも2つの光成分に分割すると
ともにそのうちの少なくとも2つの光成分をそれぞれ異
なった所定の焦点面に結像する作用を有する光学手段;
前記所定の焦点面以外の部位に配置されるとともに、前
記光学手段の作用によって前記記録媒体の位置に応じて
大きさが変化する少なくとも2つの光スポットが投影さ
れる受光部;及び 前記受光部の光電出力に応じてフォーカス誤差出力を発
生する手段;を備え、 前記受光部の大きさは前記光スポットのうち所定の領域
を受光する如く設定したことを特徴とするフォーカス誤
差検出装置。
[Scope of Claims] Means for irradiating a light beam onto a recording medium having an information track; dividing the information light emitted from the recording medium by the irradiation of the light beam into at least two light components; optical means having the function of focusing two light components onto different predetermined focal planes;
a light receiving section that is arranged at a location other than the predetermined focal plane and on which at least two light spots whose size changes depending on the position of the recording medium are projected by the action of the optical means; and What is claimed is: 1. A focus error detection device comprising: means for generating a focus error output according to a photoelectric output; the size of the light receiving section is set so as to receive light from a predetermined area of the light spot.
JP13615883A 1983-07-26 1983-07-26 Focus error detector for optical information reproducer Granted JPS6028035A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5408450A (en) * 1988-06-23 1995-04-18 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53121644A (en) * 1977-03-31 1978-10-24 Olympus Optical Co Ltd Detecting method of focal position using holograph

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