JPS61139935A

JPS61139935A - 焦点検出装置

Info

Publication number: JPS61139935A
Application number: JP26007884A
Authority: JP
Inventors: Shiyouhei Kobayashi; 章兵小林; Tetsuo Komino; 小美野　鉄男; Yoichi Sugimoto; 洋一杉本; Takashi Hamaoka; 浜岡　隆; Koichi Shizuma; 四十方　晃一; Takeaki Nakamura; 剛明中村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1984-12-11
Filing date: 1984-12-11
Publication date: 1986-06-27

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】（技術分野）本発明は、ビデオディスク、コンパクトディスク、光学
式データディスクなどの光学式記録媒体上で記録ビーム
または再生ビームを正しく焦点を結ぶように集束して投
射ざぜるための焦点検出装置に関するものである。

、（従来の技術）従来、光学式記録媒７体ト光ビームを正しく集束ざぜる
ためには、記録媒体上での光ビームの集束状類を検出し
て７オーカシングエラーを検出し。

これに応じて対物レンズと記録媒体との間の距離を調整
する必要がある。この焦点調整を正しく行なうためには
先ず焦蔗状態を正しく検出する辞要がある。従来１種々
の焦点検出方法が提案されているが、その一つに光ビー
ムに非点収差を与える光学素子１例えばシリンドリカル
レンズを用い、光ビームのスポット形状が焦点状態に応
じて変化するのを受ｙｅ器により検出する所胸非点収差
方式第１図は特開昭５８−２１９１２８号公報に開示ミ
れている非点収差方式の焦点検出装置を示すものである
。レーザ光源１から放射されるレーザビームをコリメー
タレンズ２により平行ビームとした後、ビームスプリッ
タ８を経て対物レンズ４に入射ざぜるう対物レンズ４は
このレーザビームを集束して光学式記録媒体５上にスポ
ットとして投射する。記録媒体６で反射されたビームは
対物レンズ４により集光された後、ビームスプリッタ８
で反射され、焦点検出系へ導かれる。この焦点検出系は
全方向に亘って均一な集束作用を有する凸レンズ６と、
一方向にのみ集束作用を有する凸シリントリ、′カルレ
ンズ７と、受光器８とを具エテいる。

このような凸レンズ６と凸シリンドリカルレンズ７との
組合せにより、焦点検出系を通過した光ビームは焦点状
態に応じてスポットの形状が変化したものとなる。すな
わち、凸レンズ６のみの集束作用によ゛る焦平面Ｆ　と
凸レンズ６および凸シリンドリカルレンズフの双方の集
束作用による合成焦平面Ｆ、との中間に受光器８を配置
した場合、記録媒体５上に旧しく光ビームが集束２れる
場合には。

円形のスポットが受光器に入射するが、焦点がずれるに
伴って楕円状のスポットとなる。この楕円の長軸は前ビ
ンと後ピンの状態で９００方向が異なる。したがって１
例えば受光器８に４分割した受光領域を設けることによ
り受光器に投射されるビームのスポット形状を検出する
ことができ、これにより記録媒体５上のビームスポット
の焦点状態を検出するごとができる。

上述した従来の焦点検出装置においては、凸レンズおよ
び凸シリンドルカルレンズといった集束光学系のみ号介
して受光器に尤ビームを入射ぎせているため、一般に受
光器上でのスポット径は小ざぐなり、検出感度が小ざい
欠点がある。すなわち、集光された光ビームによって形
成される小ざなスポットの形状の微小な変化を正確に検
出することは困難であるので検出感度が低いという欠点
がある。また１両レンズ共に集束作用を有しているため
、凸レンズによる焦点面Ｆ□と、凸レンズおよび凸シリ
ンドリカルレンズの合成焦点面Ｆ、Ｂとの間隔、すなわ
ち非点隔差が短かく、ダイナミックレンジが狭いという
欠点がある。ざらに受光器の配置にも自由度が小びく、
設計上不都合となる欠点もある。

Ｃ発明の目的）本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、焦点状
態を広いダイナミックレンジに亘って高感度で検出する
ことができ、しかも受光器の配置の自由度も大きい焦点
検出装置を提供しようとするものである。

（発明の概要）本発明は、光源から放射され為光ビームを光学式記録媒
体に照射し、記ｆ＆媒体からの反射光または透過光を非
点収差を与える光学素子を経て受光器に入射させるよう
にした焦点検出装置において、前記非点収差に与える光
学素子を全方向に発散作用を有する凹レンズ面と、一方
向にのみ集束作用を有する凸シリンドリカルレンズ面と
の組合セを以って構成したことを特筆とするものである
。

本発明の焦点検出装置においては、前記の全方向に発散
作用を有する凹レンズ面を凹レンズを以って構成し、一
方向にのみ集束作用Ｔｔ着する凸シリンドリカルレンズ
面を凸シリンドリカルレンズを以って構成したり、両レ
ンズ面を単一のレンズ体の前、後の面を以って構成する
ことが”できる。

（実施例］第２図は本発明の焦点検出装置の一実施例の構成を示す
線図である０本例ではレーザ光源１１から放射されるレ
ーザビームをビームスプリッタ１２を経て対物レンズ１
８に入射させる。対物レンズ１３により集束した元ビー
ムを光学式記録媒体１４に入射させる。記録媒体１４で
反射される光を対物レンズ１８で集光し、ビームスプリ
ッタ１２で反射される光束を焦点検出装置に導く。本例
の焦点検出装置は全ての方向に均一な発散作用を有する
凹レンズ１５と、一方向にのみ集束作用を有する凸シリ
ンドリカルレンズ１６と、受光器１７とを以って構成す
る。

焦点検出装置に入射した光束は凹レンズ１５による発散
作用を受けるが、凸シリンドリカルレンズ１６の集束作
用を受けない方向（第２図の平面に対し垂直な方向）で
は光束は遠方の焦平面Ｆ０でスポットを形成する。一方
、凹レンズ１６による発散作用と凸シリンドリカルレン
ズ１６による集束作用を受ける方向（第２図の平面内）
では光束は焦平面Ｆ０よつも近傍にある焦平面Ｆ２でス
ポットを形成することになる。したがってこれら焦、平
面Ｆ０およびＦ、の中間の位置に受光器１７を配・置す
ると、この受光器に投影されるビームスポットの形状は
光ビームが記録媒体１４上に正しぐ集束だれる合焦状態
で円形となり、前ピンおよび後ピンになると楕円形状と
なるので、このビームス９ボツトの形状変化を検出する
ことにより焦点状態を検出することができる。このスポ
ット形状の変化は、従来と同様に１分割した受光領域を
有する受光器を用いることにより検出することができる
。

本発明の焦点検出装置においては、全方向に均１・、−
な発散作用を有する凹レンズ１５と一方向にのみ集束作
用を有する凸シリンドリカルレンズ、１６とを用いるた
め、焦平面Ｆ０と１．の間隔、すなわち非点隔差を大き
くとることができるので検出感度が高くなるとともにダ
イナミックレンジも広くなる。ざらに凹レンズ１６と凸
シリンドリカルレンズ１６の屈折力をそれぞれ適切に選
択することにより焦平面１□およびＦ、の位置を互いに
独立に任意に設定することができるので、受光器の配置
および構成の自由度も大きくなり、個々の装置に、対す
る要求を考慮して自由な設計が可能となる。

第８図は本発明による焦点検出装置の他の実施例を示す
線図である１本例ではレーザ光、源ｚ１から放射される
レーザビームを偏光プリズム２！。

コリメータレンズ２８および偽波長板２４を経て対物レ
ンズ″２５に入射させ、対物レンズにより集束して光学
式記録媒体２６上にスざットとして投射する。記録媒体
２６で反射される光を対物レンズ２５により集光した後
、ＩＡ波長板２４お、よびコリメータレンズ２８を経て
偏光プリズム２２に入射ざぜる。この光は偽波長板２４
を２回透過しているので偏光プ、リズム２２により反射
され１焦点検出装置へ導かれる。本例の焦点検出装置は
。

前段に配置した一方向にのみ集束作用を有する凸シリン
ドリカルレンズ８７と、後段に配置した全方向に均一に
発散作用を有する凹レンズ２８と。

受光器ｚ９とを以って構成する。受光器２９は、凸シリ
ンドリカルレンズｚ７による集束作用を受けず、凹レン
ズｚ８による発散作用のみを受けて光束が集束する焦平
面Ｆ１と凸シリンドリカルレンズｉ７および凹レンズ２
８の双方の屈折作用を受けて光束が集束する焦平面ｒ、
との中間に配置する。

本実施例においても、焦平面Ｆ０および１．の間隔を広
くとることができるとともにこれら焦平面の位置を任意
に設定することができるので高い検、へ出感度および広
いダイナミックレンジが得られるとともに設計の自由度
が増大する効果が得られる。

第４図は本発明による焦点検出装置のざらに他の実施例
の構成を示す斜視図である。本例では、全方向に発散作
用な有する凹レンズ面８１と、一方向にのみ集束作用を
有する凸シリンドリカルレンズ面８２とを単一のレンズ
体８８に形成する。

このように単一のレンズ体８８として構成した非点収差
発生光学素子を用いた場合でも２つの焦平面Ｆ０とＦ、
では互いに直交する方向に非点収差が現われることにな
る。したがって、焦平面Ｆ１およびＦ、の中間に４分割
した受光領域８４ａ〜８４ａを有する受光器８４を配置
し、受光領域８４ａおよび８４０の出力の和と、受光領
域８４ｂおよびａ４ｄの出力の和との差を求めることに
ょ、り焦点検出信号を得ることができる。この焦点検出
信号は合焦状態で零となり、焦点ずれの方向および大き
ざに応じて極性および振幅が変化するものとなるので、
これにより対物レンズ駆動装置を駆動することにより対
物レンズをその先軸方向に変位させて、光ビームスポッ
トを記録媒体上に常に正しく集束させることができる、本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
、幾多の変更や変形が可能である。例えば上述した例で
は光学式記録媒体は反射形のものとしたが透過形の記録
媒体にも適用することができることは勿論である。、ざ
らに上述した例では受光器は焦平面ＦいとＦ、の中間に
配置したが、それ以外の位置に配置することもできる。

また、２個の受光器を焦平面Ｆ０およびＦ３に配置した
り、焦平面Ｆ０とちの中間の位置を中心とし対称に配置
することもできるうＣ発明の効果）上述したように１本発明によれば、全方向に均一に発散
作用を有する凹レンズと、一方向にのみ集束作用を有す
る凸シリンドリカルレンズとを組合せて非点収差を発生
ざぜるように構成したため非点Ｎ隔差を大さくすること
ができ、検出感度を向上することができるとともにダイ
ナミックレンジを広げることがでさる。また、２個の焦
平面の位置を任意に設定することができるゆで、受光器
の構成および配置上の自由度が大きくなり、個々の装置
に対して最適の設計が可能となる効果もある。

【図面の簡単な説明】

’　　１１１図は従来の焦点検出装置の構成を示す線図
、第２図は本発明の焦点検出装置の一実施例の構成を示
す線図。第３図はえしく本発明の焦点検出装置の他の実施例の構
成を示す線図。１１！４図は同じく本発明の焦点検出装置のざらに他の
実施例の構成を示す線図である。１１　、２１・・・光ｆｉ　　　　　１２・・・ビーム
スプリッタ２３、・・？フ・・・リコメｌｉタレ）ンズ
′’、　１８　、２５−・・対物レンズ１４．２６・・
・光学式記録媒体１５＋Ｌ’・・・凹レンズ１６　、２
８・・・凸シ１ルドリヵルレンズ１７．２９・・・受光
器Ｆ１．　Ｆ、・・・焦平面　　　２２・・・偏光プリ
ズム２４・・・し４波長板　　　　３１・・・凹レンズ
面８２・・・凸シリンドリカル面　８８・・・砥−レン
ズ体。３４・・・受光器特許出願人　オリンパス光学工業株式会社第１図゛第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１、光源から放射される光ビームを光学式記録媒体に照
射し、記録媒体からの反射光または透過光を非点収差を
与える光学素子を経て受光器に入射させるようにした焦
点検出装置において、前記非点収差を与える光学素子を
全方向に発散作用を有する凹レンズ面と、一方向にのみ
集束作用を有する凸シリンドリカルレンズ面との組合せ
を以つて構成したことを特徴とする焦点検出装置。