JPS61280033A - Focus detecting device - Google Patents

Focus detecting device

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JPS61280033A
JPS61280033A JP12298185A JP12298185A JPS61280033A JP S61280033 A JPS61280033 A JP S61280033A JP 12298185 A JP12298185 A JP 12298185A JP 12298185 A JP12298185 A JP 12298185A JP S61280033 A JPS61280033 A JP S61280033A
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JP
Japan
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light
prism
focus error
convex lens
detection device
Prior art date
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Pending
Application number
JP12298185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Nakamura
徹 中村
Hideki Aiko
秀樹 愛甲
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To detect a stable focus error signal which has no loss of the quantity of light and is not affected by the fine displacement of a four-division photodetector by forming two light spots by a convex lens and a prism and setting the position of the four-division photodetector so that the quantity of light photodetected in a photodetection area becomes equal. CONSTITUTION:The prism is positioned in convergent luminous flux from the convex lens 5a and the luminous flux converged by he convex lens 5a is split spatially into two by the prism 6; and luminous flux which is not transmitted through the prism 6 is focused on P and light transmitted through the prism 6 is refracted and focused on Q. The photodetection surface of the four-division photodetector 7 is positioned at the midpoint between the focuses P and Q almost perpendicularly to an optical axis of incidence. Two light spots T and S of the same size which are nearly semicircular are formed on the four-division photodetector 7. The position of the four-division photodetector 7 is adjusted in the photodetection surface so that uniform light is received in four photodetection areas. The sum of electric signals obtained in diagonal photodetection areas of the four-division photodetector are calculated and their difference is further calculated by a differential amplifier 8 to obtain the focus error signal.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a focus error detection device for an optical head in a device that optically records and reproduces information, such as an optical disk device.

従来の技術 現代は情報化時代といわれており、その中波をなす高密
度大容量メモリーの技術開発が盛んに行なわれている。
Conventional Technology The modern era is called the information age, and the technological development of high-density, large-capacity memory, which forms the middle wave of this era, is actively being carried out.

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。
In addition to the above-mentioned high density and large capacity, the capabilities required of memory include high reliability and high speed access, and optical disk memory is attracting the most attention as a device that satisfies all of these requirements. An optical disk memory is a device that optically records information on a recording medium, and recently, a lot of research has been conducted on magneto-optical disks that can also erase recorded information.

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、そのために、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だ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l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。
A major feature of optical disk memory is that it does not damage the information recording medium because it uses a non-contact recording/reproducing method. Servo system is required. The optical head requires a function to detect a focus error between the information recording medium and the objective lens, and an objective lens actuator for driving the objective lens and performing focus servo.
The former relates to the focus error detection function.

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号公報等がある。
In the past, there have been many reports on techniques related to focus error detection; for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-60
There are publications such as Publication No. 739.

以下、図面を膠照しながら、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。
Hereinafter, the conventional focus error detection device as described above will be explained with reference to the drawings.

第9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9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−15は凸レンズ、8は差動アンプ、9はナイフ
ェツジ、1oは2分割光検出器、11は分割線、12は
光スポットである。
FIG. 9 is a schematic diagram of a conventional focus error detection device and a diagram illustrating its operating principle. In Figure 9, 1
is a light source, 2 is an objective lens, 3 is an information recording medium, 4 is a half mirror, 15 is a convex lens, 8 is a differential amplifier, 9 is a knife, 1o is a two-split photodetector, 11 is a dividing line, and 12 is a light spot. be.

以上のように構成さ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。
The operation of the conventional example configured as described above will be explained below.

光源1から発せられた光は、ハーフミラ−4で反射後、
対物レンズ2によシ、情報記録媒体3上に集光される。
After the light emitted from the light source 1 is reflected by the half mirror 4,
The light is focused by the objective lens 2 onto the information recording medium 3.

第9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、ハーフミラ−4を透過後
、凸レンズ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10の分割線11上に光スポット12を形
成する。ここで2分割光検出器10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9図(ム)
で示した合焦時には、フォーカス誤差信号は零である。
FIG. 9(m) shows a case where the objective lens 2 is focused on the information recording medium 3. At this time, the reflected light from the information recording medium 3 follows the opposite path, passes through the half mirror 4, and is converged by the convex lens 4, but half of the converged light beam is blocked by the knife lens 9, and the remaining light beam is divided into 2
A light spot 12 is formed on the dividing line 11 of the divided photodetector 10. Here, a focus error signal can be obtained by taking the difference between the electrical signals generated in each light receiving area of the two-split photodetector 10 using the differential amplifier 8.
At the time of focus indicated by , the focus error signal is zero.

第9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9図
(ム)の場合と比較して収れんした光となり、2分割光
検出器10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。
FIG. 9(B) shows a case where the information recording medium 3 is displaced in a direction away from the objective lens 2. At this time, after the reflected light from the information recording medium 3 passes through the objective lens 2, it becomes a convergent light compared to the case shown in FIG. A semicircular light spot 12 is formed, and the focus error signal obtained by the differential amplifier 8 is negative.

第9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9図(ム)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。
FIG. 9(C) shows a case where the information recording medium 3 is displaced in a direction approaching the objective lens 2. FIG. At this time, information recording medium 3
After the reflected light passes through the objective lens 2, it becomes a divergent light compared to the case shown in FIG.
Above, a semicircular light spot 12 is formed on the light receiving area a, and a positive focus error signal is obtained by the differential amplifier 8.

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60%を
ナイフェツジ9によシ損失してしまう。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, 60% of the light amount is lost to the knife 9.

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10図を用い
て説明する。第10図(ム)は第9図(ム)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
に準する。第10図(ム)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。
Furthermore, it is susceptible to relative displacement between the optical head components due to temperature changes, etc., and has the problem of not being able to obtain a stable focus error signal. This will be explained using FIG. 10. FIG. 10(M) shows only the photodetector portion of FIG. 9(M), and the numbers and names are based on FIG. 8. FIG. 10(m) shows the case when focusing, and the focus error signal obtained by the differential amplifier 8 is zero.

第10図(B)は、環境温度の変化等により、2分割光
検出器10が、矢印0方向に微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
微小に変位した場合、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。
FIG. 10(B) shows a case where the two-split photodetector 10 is slightly displaced in the direction of arrow 0 due to a change in environmental temperature or the like. 13 is the position of the dividing line before displacement, and it is assumed that the position of the light spot 12 remains unchanged. In this case, since light is incident only on the light receiving area, the focus error signal, which should originally be zero, becomes negative. In other words, if the position of the two-split photodetector 1o is slightly displaced due to factors such as temperature changes, an accurate focus error signal cannot be obtained, and stable information recording and reproduction is impossible. .

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を目的とするものである
The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and it is an object of the present invention to provide a focus error detection device capable of suppressing a decrease in detection ability of a focus error signal caused by minute displacement of a photodetector due to changes in environmental temperature, etc. This is the purpose.

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凸レンズと、前記
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、その半分のみを前
記収れん光束分割線の方向に微小に屈接させる1個もし
くは複数個の透過型プリズムと、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
前記プリズムにより形成される2つの焦点の光軸方向中
間位置に位置し、4つの受光領域において2つの光スポ
ットの光量をほぼ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
号の差をとる差動アンプとから構成されている。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the focus error detection device of the present invention includes a convex lens that receives reflected light from an information recording medium, and is located in a convergent light beam formed by the convex lens and the convex lens,
one or more transmissive prisms that spatially split the convergent light beam into two and bend only half of it in a minute direction in the direction of the convergent light beam dividing line; and a focal point of the objective lens on the information recording medium. If the convex lens and the prism match each other, the lens is located at an intermediate position in the optical axis direction between the two focal points formed by the convex lens and the prism, and is installed so that the light intensity of the two light spots is almost uniformly received in the four light receiving areas. A 4-split photodetector having a cross-shaped dividing line is electrically connected to light-receiving areas at diagonal positions among the 4 light-receiving areas of the 4-split photodetector, and the sum is calculated. It consists of a differential amplifier that takes the difference between each electrical signal.

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
ンズの焦点が合っている場合、4分割光検出器上には、
同じ大きさで同じ向きの2つの半円形の光スポットが形
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。
Operation According to the present invention, when the objective lens is focused on the information recording medium with the above-described configuration, on the 4-split photodetector,
Two semicircular light spots of the same size and direction are formed. Furthermore, if you adjust the dividing line position of the 4-split photodetector so that the same amount of light is received in the 4 light-receiving areas, the 4-split photodetector will move in either direction of the dividing line due to environmental temperature changes, etc. Even if the light is displaced, the amount of light received by the four light-receiving areas of the 4-split photodetector will not change if you take the sum of the electrical signals generated from the light-receiving areas at diagonal positions, and if you take the difference between the sums, The output of the differential amplifier obtained, that is, the focus error signal, always maintains stable detection ability.

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
Embodiment Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the accompanying drawings.

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
概略図を示すものである。なお、本発、明は、焦点誤差
検出装置に関するものであり、第1図に示しだ一実施例
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。
FIG. 1 shows a schematic diagram of a focus error detection device in one embodiment of the present invention. The present invention relates to a focus error detection device, and in the embodiment shown in FIG. 1, the information signal detection and tracking error signal detection functions are omitted.

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。5aは凸レンズ、6はプリズム
、7は4分割光検出器で、これらは便宜上I矢視図、G
矢視図をあわせて記載している。また、8は差動アンプ
である。
In FIG. 1, 1 is a light source, 2 is an objective lens, 3 is an information recording medium, and 4 is a half mirror, which are the same as those in the conventional example. 5a is a convex lens, 6 is a prism, and 7 is a 4-split photodetector.
An arrow view is also shown. Further, 8 is a differential amplifier.

プリズム6は凸しン、X’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、その
一方のみを、前記収れん光束分割線の方向に微小に屈接
させる。第1図は情報記録媒体3に対物レンズ2の焦点
が合っている場合である。
The prism 6 is located in the convergent light beam formed by the convex lens X'5a, spatially uniformly divides the convergent light beam into two parts, and only one of the halves is slightly bent in the direction of the convergent light beam dividing line. . FIG. 1 shows a case where the objective lens 2 is focused on the information recording medium 3.

凸レンズ6&によシ収れんされた光束は、プリズム6に
より空間的に2分割された後、プリズム6を透過しない
光束は焦点Pを結び、プリズム6を透過した光は屈接さ
れ焦点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
。これにより、G矢視図に示したように、4分割光検出
器7上には、概半円状でほぼ同じ大きさの2つの光スポ
ラ)TおよびSが形成される。4分割光検出器7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分割光検小器7の4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り、その差を、差動アンプ8
でとることによシ、フォーカス誤差信号を得る構成とな
っている。
The light beam converged by the convex lens 6& is spatially divided into two parts by the prism 6, and then the light beam that does not pass through the prism 6 connects to a focal point P, and the light that passes through the prism 6 is bent and connected to a focal point Q. The light receiving surface of the 4-split photodetector 7 is a focal point P,
It is installed at a non-focal intermediate position, almost perpendicular to the incident optical axis. As a result, as shown in the diagram in the direction of arrow G, two optical spora (T and S) that are approximately semicircular and approximately the same size are formed on the four-split photodetector 7. The 4-split photodetector 7 has 4
The position is adjusted within the light receiving surface so that each light receiving area receives uniform light. Here, among the electrical signals generated in the four light receiving areas of the 4-split optical detector 7, the sum of the electrical signals of the light receiving areas at diagonal positions is calculated, and the difference is calculated by the differential amplifier 8.
The configuration is such that a focus error signal is obtained by taking the image.

以上のように構成された焦点誤差検出装置の一実施例に
ついて、以下その動作について説明を行なう。第1図は
、情報記録媒体3に対物レンズ2の焦点が合っている場
合であり、このとき4分割光検出器7は4つの受光領域
で均一の光を受光している。したがって差動アンプ8の
出力であるフォーカス誤差信号は零である。
The operation of an embodiment of the focus error detection device configured as described above will be explained below. FIG. 1 shows a case where the objective lens 2 is focused on the information recording medium 3, and at this time, the four-split photodetector 7 receives uniform light in four light receiving areas. Therefore, the focus error signal output from the differential amplifier 8 is zero.

第2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第1図における要
部のみを用いて示しており、凸レンズ6aには、第1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5aによる2つの収れん点は、共にプリズムθ
に近づく向きにずれ、4分割光検出器T上には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。
FIG. 2 shows the case where the information recording medium 3 in FIG. 1 is displaced in a direction away from the objective lens 2 using only the main parts in FIG. Comparatively, converged light is incident. As a result, the two convergence points by the convex lens 5a are both located at the prism θ.
As a result, light spots S and T are formed on the four-split photodetector T as shown in the diagram along arrow G.

このとき差動アンプ8の出力はバランスがぐずれ、正の
フォーカス誤差信号が検出できる。
At this time, the output of the differential amplifier 8 becomes unbalanced, and a positive focus error signal can be detected.

第3図は、第1図にかける情報記録媒体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
6aには、第1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51Lによる2つの収れん点は
、ともにプリズム6から遠ざかる向きにずれ、4分割光
検出器7上にはG矢視図に示したような、光スボッ)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。
FIG. 3 shows a case where the information recording medium 3 shown in FIG. 1 is displaced in a direction approaching the objective lens 2, and the light that is diverging compared to the case of FIG. 1 enters the convex lens 6a. . As a result, the two convergence points formed by the convex lens 51L are both shifted in the direction away from the prism 6, and a light spot (S) is formed on the four-split photodetector 7 as shown in the view along the arrow G.
and T are formed. At this time, a negative focus error signal can be detected from the output of the differential amplifier 8.

第4図は第1図のときと同様、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、1
3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、a、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、光スボッ)
SbよびTは、形状が概合同かつ同じ向き、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0で増加した光量は等しい。したがって受光領
域&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。
FIG. 4 shows a state in which the objective lens 2 is focused on the information recording medium 3, and the 4-split photodetector 7 is placed in the same manner as in FIG. 1.
The figure shows a case where there is a slight displacement in the direction of arrow H. 11 is a dividing line in one direction of the 4-split photodetector 7, indicated by a broken line, 1
3 is a dividing line before the dividing line 11 is displaced. Before the displacement, the amount of light received by the light receiving areas a, b, a, and d of the four-split photodetector 7 was equal, but after the displacement, it decreases in the light receiving areas a, b, and increases in the light receiving areas c, d. However, light subo)
Since Sb and T have approximately the same shape, the same direction, and the same amount of light, the amount of light decreased in the light receiving area a, that is, the light receiving area d.
The amount of light increased in the light receiving area is equal to the amount of light that has already decreased in the light receiving area, that is, the amount of light increased in the light receiving area 0. Therefore, the sum of the electrical signals detected in the light-receiving regions & and C and the sum of the electrical signals detected in the light-receiving regions Amplifier 8
The focus error signal obtained is zero and is not affected by the displacement of the four-split photodetector 7.

以上のように本実施例によれば、凸レンズ5aとプリズ
ム6によシ、4分割光検出器T上に半円状で概合同かつ
同じ向き、同光景の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7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
より、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。
As described above, according to this embodiment, the convex lens 5a and the prism 6 form two semicircular light spots on the 4-split photodetector T, approximately congruent, in the same direction, and with the same view. The position of the 4-split photodetector 7 is set so that the amount of light received in the 4 light-receiving areas of the 4-split photodetector 7 is equal. By calculating the sum of the electric signals and calculating the difference between them using the differential amplifier 8, it is possible to detect a stable focus error signal without loss of light quantity and unaffected by minute displacements of the 4-split photodetector 7. It is.

次に、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5図、第6図、第7図、第8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5図から第8図においては、光束は光軸の
みを示してあり、プリズム6、プリズム8&、プリズム
6bで屈接した光軸は破線で示した。
Next, other embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 show schematic diagrams of focus error detection devices in other embodiments of the present invention. In FIGS. 5 to 8, only the optical axes of the light beams are shown, and the optical axes that are in contact with the prisms 6, 8&, and 6b are shown by broken lines.

第5図は凸レンズ6aとプリズム6とを光学接着した形
状をしておシ、その動作原理は第1図の場合と同様であ
る。凸レンズ5&とプリズム6は光学接着のみならず、
単一の光学素材により加工もしくは成型し完全に単一の
光学素子としても良く、こうすることにより、光学ヘッ
ドを構成する際に組込み精度が安定化する。
In FIG. 5, a convex lens 6a and a prism 6 are optically bonded together, and the operating principle is the same as that in FIG. 1. Convex lens 5 & and prism 6 are not only optically bonded, but also
It may be processed or molded from a single optical material to form a completely single optical element, thereby stabilizing the assembly accuracy when constructing the optical head.

第6図は、プリズム6を第6図の場合とは上下反対に用
い、4分割光検出器7の受光面とプリズム6とを光学接
着した場合を示している。この場合もその動作原理は第
1図の場合と同様であり、4分割光検出器7とプリズム
6とは接着により位置関係が安定化するという利点が生
じる。
FIG. 6 shows a case in which the prism 6 is used upside down from that shown in FIG. 6, and the light receiving surface of the four-split photodetector 7 and the prism 6 are optically bonded. In this case as well, the operating principle is the same as in the case of FIG. 1, and there is an advantage that the positional relationship between the four-split photodetector 7 and the prism 6 is stabilized by adhesion.

以上、単一のプリズムを用いる実施例について述べてき
たが、第7図、第8図において、複数個のプリズムを用
いた実施例を示す。
Although an embodiment using a single prism has been described above, an embodiment using a plurality of prisms is shown in FIGS. 7 and 8.

第7図に示した実施例では、プリズム61L、プリズム
6bの2個のプリズムを使用している。プリズム6&、
プリズム6bは、凸レンズS&の出射光束の空間的な半
分のみを透過、屈接させる。
In the embodiment shown in FIG. 7, two prisms, a prism 61L and a prism 6b, are used. prism 6&,
The prism 6b transmits and bends only a spatial half of the light beam emitted from the convex lens S&.

検出原理は第11図の場合と同様である。ここで、プリ
ズム61Lの光出射角と、プリズム6bの光入射角を等
しくしておけば、4分割光検出器7へ入射する2つの光
軸を互いに平行にすることができ、4分割光検出器T上
に形成される2つの光スポットは、対物レンズ合焦時に
おいて完全に合同となるため、フォーカス検出精度をさ
らに向上することが可能となる。
The detection principle is the same as in the case of FIG. Here, if the light output angle of the prism 61L and the light incidence angle of the prism 6b are made equal, the two optical axes entering the 4-split photodetector 7 can be made parallel to each other, and the 4-split photodetector Since the two light spots formed on the device T are completely congruent when the objective lens is focused, it is possible to further improve focus detection accuracy.

第8図は、第7図と同様の構成であるが、凸レンズ6a
とプリズム6aを光学接着し、プリズム6bと4分割光
検出器7とを光学接着したものである。凸レンズ6aと
プリズム6!Lは光学接着のみならず、単一の光学素材
により加工もしくは成型し完全に単一の光学素子として
も良い。さらに、プリズム6&およびプリズムeb間を
プリズム6&、プリズム6bとは別の屈接率を有する光
学部材14で充填し、凸レンズ5a、プリズム61L。
FIG. 8 shows a configuration similar to that of FIG. 7, but with a convex lens 6a.
and a prism 6a are optically bonded, and a prism 6b and a four-split photodetector 7 are optically bonded. Convex lens 6a and prism 6! L may be formed not only by optical bonding but also by processing or molding from a single optical material to form a completely single optical element. Further, the space between the prisms 6& and eb is filled with an optical member 14 having a different refractive index from that of the prisms 6& and 6b, and a convex lens 5a and a prism 61L are formed.

プリズム6b、4分割光検出器7を完全に一体化するこ
とも可能であり、こうすることにより、互いの位置関係
が安定化し、周囲温度の変化等に影響されない極めて高
精度な焦点誤差検出装置を構成することが可能となる。
It is also possible to completely integrate the prism 6b and the 4-split photodetector 7, and by doing so, the mutual positional relationship is stabilized, resulting in an extremely high-precision focus error detection device that is not affected by changes in ambient temperature, etc. It becomes possible to configure.

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、1個
又は複数個のプリズムにより、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り、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。
Effects of the Invention The present invention is a focus error detection device that uses a convex lens and one or more prisms to form two semicircular light spots congruent, in the same direction, and with the same light intensity on a 4-split photodetector. Then, set the position of the 4-split photodetector so that the amount of light received by the 4 light-receiving areas of the 4-split photodetector is equal, and
By summing the electrical signals generated in the diagonal photo-receiving areas of the four light-receiving areas of the split photodetector and calculating the difference between them using a differential amplifier, it is possible to detect light in four parts without loss of light intensity. It is possible to stably detect a focus error signal that is not affected by minute displacements of the device.

また、プリズムと凸レンズと、4分割光検出器とを光学
接着し、空間部分をプリズムとは別の屈接率を有する光
学部材で充てんした形状とすることによシ、検出部分は
完全に一体化され高精度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。
In addition, by optically bonding the prism, convex lens, and 4-split photodetector, and filling the space with an optical member having a refractive index different from that of the prism, the detection part is completely integrated. Accordingly, it is possible to realize an excellent focus error detection device that can obtain the effect of further improving the precision of the focus error detection device.

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

第1図、は本発明の一実施例における焦点誤差検出装置
の概略構成図、第2図、第3図、第4図はその要部の動
作説明のだめの概略構成図、第5図。 第6図、第7図、第8図は他の実施例の要部の概略構成
図、第9図、第10図は従来の焦点誤差検出装置の概略
構成図である。 1・・・・・・光源、2・・・・・・対物レンズ、3・
・・・・・情報記録tlXL 4・・・・・・ハーフミ
ラ−16&・・・・・・凸レンズ、e、aa、eb・・
・・・・プリズム、7・・・・・・4分割光検出器、8
・・・・・・差動アンプ、14・・・・・・光学部材。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a focus error detection device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2, 3, and 4 are schematic configuration diagrams for explaining the operation of the main parts thereof, and FIG. FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are schematic diagrams of main parts of other embodiments, and FIG. 9 and FIG. 10 are schematic diagrams of a conventional focus error detection device. 1...Light source, 2...Objective lens, 3.
... Information recording tlXL 4 ... Half mirror 16 & ... Convex lens, e, aa, eb ...
... Prism, 7... Four-split photodetector, 8
... Differential amplifier, 14 ... Optical member. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (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収
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、その
半分のみを、前記収れん光束分割線の方向に微小に屈接
させる1個もしくは複数個の透過型のプリズムと、前記
情報記録媒体上に前記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プリズムにより形成される2
つの焦点の光軸方向中間位置に位置し、4つの受光領域
において2つの光スポットの光量をほぼ均一に受光する
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アンプとを備え
たことを特徴とする焦点誤差検出装置。
(1) a light source, an objective lens that focuses light from the light source onto an information recording medium to form a minute light spot, and is located between the objective lens and the light source, and is reflected on the information recording medium; means for separating the light transmitted through the objective lens; a convex lens for converging the light separated by the separating means; and a convex lens located in the convergent light beam by the convex lens, spatially dividing the convergent light beam into two, and one or more transmissive prisms whose half is slightly bent in the direction of the convergent beam splitting line; and the convex lens when the objective lens is focused on the information recording medium. 2 formed by the prism
a four-segment photodetector having a substantially cross-shaped dividing line located at an intermediate position in the optical axis direction of the four focal points and installed so as to receive the light intensity of the two light spots almost uniformly in the four light receiving areas; Of the four light-receiving regions of the split photodetector, the light-receiving regions at diagonal positions are electrically connected to calculate the sum, and a differential amplifier is provided to calculate the difference between the summed electric signals. A focus error detection device characterized by:
(2)凸レンズと1個のプリズムとを光学接着した特許
請求の範囲第1項記載の焦点誤差検出装置。
(2) A focus error detection device according to claim 1, in which a convex lens and one prism are optically bonded.
(3)凸レンズと1個のプリズムとを一体化した形状で
単一の光学素材から加工もしくは成型した特許請求の範
囲第1項記載の焦点誤差検出装置。
(3) The focus error detection device according to claim 1, which is processed or molded from a single optical material in a shape that integrates a convex lens and one prism.
(4)1個のプリズムと4分割光検出器の受光面とを光
学接着した特許請求の範囲第1項記載の焦点誤差検出装
置。
(4) A focus error detection device according to claim 1, in which one prism and a light receiving surface of a four-split photodetector are optically bonded.
(5)凸レンズと第1のプリズムを光学接着もしくは、
一体化し、第2のプリズムと4分割光検出器の受光面と
を光学接着し、前記第1のプリズムと、前記第2のプリ
ズムとの間を、前記第1のプリズム及び前記第2のプリ
ズムとは異なる屈接率を有する光学部材で充填した特許
請求の範囲第1項記載の焦点誤差検出装置。
(5) Optically bond the convex lens and the first prism or
the second prism and the light receiving surface of the four-split photodetector are optically bonded, and the first prism and the second prism are connected between the first prism and the second prism. 2. The focus error detection device according to claim 1, wherein the focus error detection device is filled with an optical member having a refractive index different from that of the focus error detection device.
JP12298185A 1985-06-06 1985-06-06 Focus detecting device Pending JPS61280033A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013197109A (en) * 2012-03-15 2013-09-30 Omron Corp Reflection type photoelectric sensor

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