JPS61120352A - 焦点誤差検出装置 - Google Patents

焦点誤差検出装置

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JPS61120352A
JPS61120352A JP24117684A JP24117684A JPS61120352A JP S61120352 A JPS61120352 A JP S61120352A JP 24117684 A JP24117684 A JP 24117684A JP 24117684 A JP24117684 A JP 24117684A JP S61120352 A JPS61120352 A JP S61120352A
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JP
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optical element
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focus error
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JP24117684A
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Toru Nakamura
徹 中村
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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

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

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光デイスク装置等、光学的に情報を記録・再
生する装置における光学ヘッドの焦点誤差検出装置に関
するものである。
従来の技術 現代は情報化時代といわれておシ、その中核をなす高密
度大容量メモリーの技術開発が盛んに行なわれている。
メモリーに要求される能力としては、前述の高密度、大
容量に加え、高信頼性、高速アクセス等が挙げられ、そ
れらすべてを満足するものとして光デイスクメモリーが
最も注目されている。光デイスクメモリーは、光学的に
情報を記録媒体に記録するものであり、最近では記録し
た情報の消去も可能な光磁気ディスクに関する研究も数
多く行なわれている。
光デイスクメモリーは、非接触記録再生方式であるため
情報記録媒体を傷つけないというところが大きな特長で
あるが、そのため、光学ヘッドの対物レンズと、情報記
録媒体との距離を一定に保つためのフォーカスサーボシ
ステムが必要である。
光学ヘッドには、情報記録媒体と対物レンズとのフォー
カス誤差を検出する機能および、対物レンズを駆動しフ
ォーカスサーボを行なうための対物レンズアクチュエー
タが必要であるが、本発明は、前者のフォーカス誤差検
出機能に関するものである。
従来、焦点誤差検出に関する技術としては数多くの報告
がなされているが、−例を挙げると、特開昭59−60
739号等がある。
以下、図面を参照しながら、上述したような従来の焦点
誤差検出装置について説明を行なう。
第8図は従来の焦点誤差検出装置の概略的な構成図およ
びその動作原理を説明する図である。第8図において1
は光源、2は対物レンズ、3は情報記録媒体、4はノ・
−フミラー、5は凸レンズ、8は差動アンプ、9はナイ
フェツジ、10は2分割光検出器、11は分割線、12
は光スポットである。
以上のように構成きれた従来例について、以下その動作
について説明を行なう。
光源1から発せられた光は、ノ・−フミラー4で反射後
、対物し/ズ2により、情報記録媒体3上に集光される
第8図(ム)は情報記録媒体3上に対物レンズ2の焦点
が合っている場合である。このとき情報記録媒体3から
の反射光は逆の経路をたどり、ノ・−7ミラー4を透過
後、凸し/ズ4により収れんされるが、その収れん光束
の半分をナイフェツジ9により遮光され、残りの光束は
、2分割光検出器1oの分割線11上に元スポット12
を形成する。
ここで2分割光検出器1oの各受光領域で発生した電気
信号の差を差動アンプ8でとることにより、フォーカス
誤差信号を得ることができるが、第8図(A)で示した
合焦時には、フォーカス誤差信号は零である。
第8図(B)は情報記録媒体3が対物レンズ2から遠ざ
かる向きに変位した場合を示している。このとき情報記
録媒体3からの反射光は対物レンズ2を透過後、第8図
(A)の場合と比較して収れんした光となり、2分割光
検出器1o上には、受光領域す上に半円形の光スポット
12を形成し、差動アンプ8により得られるフォーカス
誤差信号は、負となる。
第8図(C)は情報記録媒体3が対物レンズ2に接近す
る向きに変位した場合である。このとき情報記録媒体3
からの反射光は対物レンズ2を透過後、第8図(A)の
場合と比較して発散した光となり、2分割光検出器10
上には、受光領域a上に半円形の光スポット12を形成
し、差動アンプ8により、正のフォーカス誤差信号が得
られる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、光量の50%を
ナイフェツジ9により損失してしまう。
さらに温度変化等による光学ヘッド構成素子間の相対変
位に対して弱く、安定したフォーカス誤差信号を得られ
ないという問題点を有していた。これを第9図を用いて
説明する。第9図(ム)は第8図(A)の光検出器部分
のみを示したものであり、番号および名称は第8図に順
する。第9図(A)は、合焦時の場合であり、差動アン
プ8で得られるフォーカス誤差信号は零である。第9図
(B)は、環境温度の変化等により、2分割光検出器1
oが、矢印り方向Vc徽小変位した場合を示している。
13は変位前の分割線の位置であり、光スポット12の
位置は変わらないとする。この場合、受光領域すにのみ
光が入射することにより、本来零でなければならないフ
ォーカス誤差信号は負となってしまう・すなわち温度変
化等の要因により2分割光検出器1oの位置が微小に変
化した場合、正確なフォーカス誤差信号を得ることがで
きず、安定した情報の記録再生が不可能であるという欠
点をもっていた。
本発明は上記従来技術に鑑みてなされたもので、環境温
度の変化等による光検出器の微小変位に起因するフォー
カス誤差信号の検出能力低下をおさえることのできる焦
点誤差検出装置を提供すること全目的とするものである
問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の焦点誤差検出装置は
、情報記録媒体からの反射光を受ける6凸 レンズと、前記凸レンズと、前記レンズによる収れん光
束中に位置し、前記収れん光束を空間的に2分割し、概
同一方向に概同一光量で反射させる、段差を有する2つ
の同一反射率反射平面よりなる反射光学素子と、前記情
報記録媒体上に対物レンズの焦点が合っている場合に、
前記凸レンズと前記反射光学素子により形成される2つ
の焦点の光軸方向中間位置に位置し、1本の分割線が前
記反射光学素子段差面と同一平面内にあって、4つの受
光領域において前記2つの光スポットの光量を均一に受
光するよう設置された、略十字状の分割線を有する4分
割光検出器と前記4分割光検出器の4つの受光領域のう
ち対角位置にある受光領域を電気的に結線して和をとり
、その和をとった各電気信号の差をとる差動検出器とか
ら構成されている。
作用 本発明は上記した構成によって、情報記録媒体上に対物
レンズの焦点が合うでいる場合、4分割光検出器上には
、同じ大きさで同じ向きの2つの半円形の元スポットが
形成されている。さらに、4つの受光領域で等しい光量
を受光する様に、4分割光検出器の分割線位置を調整し
ておくと、環境温度変化等により、4分割光検出器が分
割線のどちらの方向に変位しても、4分割光検出器の4
つの受光領域で受光する光量は、対角位置にある受光領
域より発生する電気信号の和をとれば変化がなく、その
和同士の差をとって得られる差動アンプの出力、すなわ
ちフォーカス誤差信号は常に安定した検出能力を持続す
ることとなる。
実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
第1図は本発明の一実施例における焦点誤差検出装置の
潰へ図を示すものである。尚、便宜上4分割光検出器7
は矢印G矢視図をあわせて記載している。なお、本発明
は、焦点誤差検出装置に間予るものであり、第1図に示
した一実施例においては、情報信号の検出およびトラッ
キング誤差信号の検出機能に関しては省略している。
第1図において、1は光源、2は対物レンズ、3は情報
記録媒体、4はハーフミラ−であり、これらは従来例の
構成と同じものである。Saは凸レンズ、6は反射光学
素子、7は4分割光検出器、8は差動アンプである。
反射光学素子6は凸レンズ5aによる収れん光束中に位
置し、前記収れん光束を空間的に均一に2等分し、はぼ
同一方向に反射させるような、段差を有する同一反射率
の2つの反射面から成っている。第2図は凸レンズ6B
−1反射光学素子6および4分割光検出器7の斜視図金
糸している。反射光学素子6は第2図に示したように5
反射面Eおよび反射面Fという2つの反射面から成って
いる。第1図において、情報記録媒体3に対物レンズ2
の焦点が合っている場合、凸レンズ5aにより収れんさ
れた光束は、反射光学素子6の反射面EおよびFで2分
割後、光路差をもって反射され、それぞれ、焦点Pおよ
び焦点Qを結ぶ。4分割光検出器7の受光面は、焦点P
、無焦点の中間の位置に入射光軸にほぼ垂直に設置する
。これによシ。
4分割光検出器T上には、半円状で合同な2つの光スポ
ットT 、Sが形成される。4分割光検出冊子は、4つ
の受光領域で均一の光を受けるように、受光面内におい
て位置調整を行なう。ここで4分割光検出器704つの
受光領域で発生した電気信号のうち対角位置にある受光
領域の電気信号の和をとシ、その差を、差動アンプ8で
とることにより、フォーカス誤差信号を得る構成となっ
ている。
(尚、4分割光検出器7の受光面は、合同な2つの光ス
ポットT、Sが形成されれば入射光軸に対し垂直でなく
てもよく、設計上自由度を有するものである。〕 以上のように構成された焦点誤差検出装置の−実施例に
ついて、以下その動作について説明を行なう。
第3図(A)は、第1図の場合と同様、対物レンズ合焦
時における凸レンズ5a、反射光学素子6.4分割光検
出器7の位置関係を示している。第3図(B)は第3図
(ム)の矢印Gの矢視図であり、以下第4図、第6図に
おいても同様とする。このとき。
4分割光検出器T上には、半円状で合同かつ同じ向きで
、同光量の2つの光スポットSおよびTが形成されてお
り、また、4つの受光領域に入射する光量が等しくなる
よう設定されていることから、差動アンプ8により得ら
れるフォーカス誤差信号の出力は零である。
第4図は、第1図における情報記録媒体3が対物レンズ
2から遠ざかる向きに変位した場合を示しており、凸レ
ンズSaには、第3図の場合と比較して収れんした光が
入射する。これにより凸レンズ6aによる2つの収れん
点は、共に反射光学素子6に近づく向きにずれ、4分割
光検出器T上には第4図の)のG矢視図に示したような
、光スポットSおよびTが形成される。このとき差動ア
ンプ8の出力はバランスがくずれ、正のフォーカス誤差
信号が検出できる。
第5図は、第1図における情報記録媒体3が対物レンズ
2に近づく向きに変位した場合を示しており、凸レンズ
5乙には、第3図の場合に比較して発散した光が入射す
る。これにより凸レンズ5aによる2つの収れん点は、
ともに反射光学素子6から遠ざかる向きにずれ、4分割
光検出器γ上には第5図(B)に示したような、光スポ
ットSおよびTが形成される。このとき差動アンプ8の
出力より、負のフォーカス誤差信号が検出できる。
第6図は第1図、第3図のとさと同様、情報記録媒体3
に、対物レンズ2の焦点が合っている状態で、4分割光
検出器7が矢印H方向に微小変位した場合を示している
。11は4分割光検出器7の一方向の分割線、破線で示
した13は分割線11の変位前の分割線である。変位前
は4分割光検出器7の受光領域a、b、c、dで受光す
る光量は共に等しかったが、変位後は、受光領域a、b
では減少、受光領域c、dでは増加する。しかし、光ス
ポットSおよびTは、形状が合同かつ同じ向き、同光量
であるため、受光領域aで減少した光量すなわち受光領
域dで増加した光量と、受光領域すで減少した光量すな
わち受光領域Cで増加した光量は等しい。したがって受
光領域aおよびCで検出した電気信号の和と、受光領域
すおよびdで検出した電気信号の和は、ともに4分割光
検出器7の微小変位前と比較して変化はなく、差動アン
プ8により得られるフォーカス誤差信号は零であって、
4分割光検出器7の変位の影響を受けることはない。
以上のように本実施例によれば、凸レンズ5iLと反射
光学素子6により、4分割光検出器Y上に半円状で合同
かつ同じ向き、同光量の2つの光スポットを形成し、4
分割光検出器7の4つの受光領域で受光する光量が等し
くなるように4分割光検出器7の位置を設定し、4分割
光検出器子の4つの受光領域の対角同士で発生した電気
信号の和をとり、それらの差を差動アンプ8でとること
によシ、光量損失のない、かつ、4分割光検出器7の微
小変位に影響されない安定したフォーカス誤差信号を検
出することが可能である。
次に1本発明の他の実施例について図面を参照しながら
説明する。第7図は本発明の他の実施例における焦点誤
差検出装置の概略図を示すものである。
第7図において、Saは凸レンズ、了は4分割光検出器
であり1.これは第1図および第2図等で示したものと
同じである。14は反射光学素子であり、第1図等で示
した反射光学素子6に対応する。反射光学素子14は、
反射光学素子6が宍面鏡的な反射面で構成されていたの
に対し、反射型プリズムを基本とし、やはり段差を有す
る2つの反射面から構成されている。第7図に示しだ他
の実施例における各構成要素の基本的配置は、第1図、
第2図で示した実施例の場合と同様であり。
その動作に関しても、第3図から第6図までを用いて説
明した実施例の場合と全く同じである。
以上のように本実施例によれば、反射型ブリズムを基本
とする反射光学素子14を用いることにより、反射光学
素子6を用いた場合と同等な効果を得ることができ、ま
た、凸レンズ5と反射光学素子14とを光学接着したよ
うな形状の光学素子にしてやれば、さらに検出部分の小
型化、安定化という効果を有することが可能である。
なお、本実施例では、反射光学素子6および14の段差
を有する2つの反則面は、互いに平行なように実施例を
示した図中において表わしているが、これは必ずしも平
行でなくとも、同様の効果は得ることができる。
発明の効果 本発明は、焦点誤差検出装置として、凸レンズと反射光
学素子により、4分割光検出器上に半円状で合同かつ同
じ向き、同光量の2つの光スポットを形成し、4分割光
検出器の4つの受光領域で受光する光量が等しくなるよ
うに4分割光検出器の位置を設定し、4分割光検出器の
4つの受光領域の対角位置にある受光領域で発生した電
気信号の和をとり、それらの差を差動アンプでとること
によシ、光量損失のない、かつ、4分割光検出器の微小
変位に影響されない安定したフォー・カス誤差信号の検
出が可能である。また、反射光学素子凸レンズと光学接
着した形状とすることにより、検出部分の小型化、安定
化がさらに向上するという効果を得ることができるすぐ
れた焦点誤差検出装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における焦点誤差検出装置の
*+図、第2図はその要部の斜視図、第3図、第4図、
第6図、第6図はその要部の動作説明図、第7図は他の
実施例の要部の斜視図、第8図、第9図は従来の焦点誤
差検出装置の構成および動作説明図である。 1・・・・・・光源、2・・・・・・対物レンズ、3・
・・・・・情報記録媒体、4・・・・・・ハーフミラ−
16a・・・・・・凸レンズ、6.14・・・・・・反
射光学素子、T・・・・・・4分割光検出器、8・・・
・・・差動アンプ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第3
図 第 4 因 第 5 図 第 6 図 第 7 剋 蓼

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光させ
    微小光スポットを形成させる対物レンズと、前記対物レ
    ンズと、前記光源の間に位置し前記情報記録媒体におい
    て反射され、前記対物レンズを透過した光を分離する手
    段と、前記分離する手段により分離された光を集れんさ
    せる凸レンズと、前記凸レンズによる収れん光束中に位
    置し、前記収れん光束を、空間的に2分割し、概同一方
    向に、概同一光量で反射させる、段差を有する2つの同
    一反射率反射平面よりなる反射光学素子と、前記情報記
    録媒体上に前記対物レンズの焦点が合つている場合に、
    前記凸レンズと前記反射光学素子により形成される2つ
    の焦点の光軸方向中間位置に位置し、1本の分割線が前
    記反射光学素子段差面と同一平面内にあって4つの受光
    領域において2つの光スポットの光量を均一に受光する
    よう設置された略十字状の分割線を有する4分割光検出
    器と、前記4分割光検出器の4つの受光領域のうち対角
    位置にある受光領域を電気的に結線して和をとり、その
    和をとつた各電気信号の差をとる差動検出器とを備えた
    ことを特徴とする焦点誤差検出装置。
JP24117684A 1984-11-15 1984-11-15 焦点誤差検出装置 Granted JPS61120352A (ja)

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JP24117684A JPS61120352A (ja) 1984-11-15 1984-11-15 焦点誤差検出装置

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JPS61120352A true JPS61120352A (ja) 1986-06-07
JPH043572B2 JPH043572B2 (ja) 1992-01-23

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6316432A (ja) * 1986-07-08 1988-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 焦点誤差検出装置
US5315574A (en) * 1988-10-28 1994-05-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head with polarized beam hologram

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6316432A (ja) * 1986-07-08 1988-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 焦点誤差検出装置
US5315574A (en) * 1988-10-28 1994-05-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head with polarized beam hologram

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