JPS6138532B2 - - Google Patents
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- JPS6138532B2 JPS6138532B2 JP52059243A JP5924377A JPS6138532B2 JP S6138532 B2 JPS6138532 B2 JP S6138532B2 JP 52059243 A JP52059243 A JP 52059243A JP 5924377 A JP5924377 A JP 5924377A JP S6138532 B2 JPS6138532 B2 JP S6138532B2
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- JP
- Japan
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- light
- lens
- point
- distance
- cross
- Prior art date
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- Expired
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 23
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学的に情報を記録再生する装置、す
なわち円盤状の記録媒体に微小光を照射すること
により信号を記録再生する装置において、情報を
記録再生する面（以下にデイスク面という）にレ
ーザ等の光を対物レンズ等で微小形状に絞つて照
射する際にデイスク面に歪やデイスクを装着する
ターンテーブルの面ぶれ等により生ずる対物レン
ズとデイスク面の距離の変動を制御し、両者の距
離を前記微小光の所望の焦点深度以内の精度に保
持する装置を提供することを目的とする。さらに
他の目的は半導体レーザを用いて上記の距離ずれ
を簡単に検出できる装置を提供する。
なわち円盤状の記録媒体に微小光を照射すること
により信号を記録再生する装置において、情報を
記録再生する面（以下にデイスク面という）にレ
ーザ等の光を対物レンズ等で微小形状に絞つて照
射する際にデイスク面に歪やデイスクを装着する
ターンテーブルの面ぶれ等により生ずる対物レン
ズとデイスク面の距離の変動を制御し、両者の距
離を前記微小光の所望の焦点深度以内の精度に保
持する装置を提供することを目的とする。さらに
他の目的は半導体レーザを用いて上記の距離ずれ
を簡単に検出できる装置を提供する。
現在上記類似の装置で、記録ずみの情報を再生
する装置として光学式ビデオデイスクが発表され
ている。これは周波数変調された信号を長方形の
凹凸または濃淡として媒体上に記録し、これに前
記微小光を照射して信号を再生する装置である。
する装置として光学式ビデオデイスクが発表され
ている。これは周波数変調された信号を長方形の
凹凸または濃淡として媒体上に記録し、これに前
記微小光を照射して信号を再生する装置である。
デイスクは直径約30cmの円盤で、デイスク面に
前記長方形の信号が同心円状あるいは螺旋状に並
んでおり、前記長方形の幅は１μ以下で長さは
0.7〜４μ、隣りあつたトラツク間の距離は２μ
以下である。
前記長方形の信号が同心円状あるいは螺旋状に並
んでおり、前記長方形の幅は１μ以下で長さは
0.7〜４μ、隣りあつたトラツク間の距離は２μ
以下である。
上記のような微小な情報の記録再生を行なう装
置において前記対物レンズとデイスク面の距離を
一定に保持することによつて、デイスク面におけ
る光のビーム径を一定の大きさに保持することが
重要となる。
置において前記対物レンズとデイスク面の距離を
一定に保持することによつて、デイスク面におけ
る光のビーム径を一定の大きさに保持することが
重要となる。
本発明は半導体レーザを用いて上記機能を実現
する方法を提供するものである。
する方法を提供するものである。
以下図面に従つて本発明を説明する。第１図に
は半導体レーザの構成、性質を説明するための図
を示す。第１図ａはダブルヘテロ接合形半導体レ
ーザの層構造の例を示し、Ｌで示す領域が発光面
である。第１図ｂは半導体レーザの発光部分のみ
を取り出して示したもので、光源としてその大き
さを示す。この大きさは半導体レーザの設計仕
様、性能仕様によつて異なるが、モードのきれい
な光を得しかも或る程度の光パワーを取り出す場
合を考えると、一般的には、接合面に垂直な方向
の大きさA1〜２μ、接合面に平行な方向の大き
さB10〜15μが一般的である。
は半導体レーザの構成、性質を説明するための図
を示す。第１図ａはダブルヘテロ接合形半導体レ
ーザの層構造の例を示し、Ｌで示す領域が発光面
である。第１図ｂは半導体レーザの発光部分のみ
を取り出して示したもので、光源としてその大き
さを示す。この大きさは半導体レーザの設計仕
様、性能仕様によつて異なるが、モードのきれい
な光を得しかも或る程度の光パワーを取り出す場
合を考えると、一般的には、接合面に垂直な方向
の大きさA1〜２μ、接合面に平行な方向の大き
さB10〜15μが一般的である。
第１図ｃは発光面から出る光の拡がりを示すも
ので、実線は接合面に平行な面内における光の拡
がりを示し、エネルギーが半分の値になる拡がり
角度が５゜であることを示す。一方点線は接合面
に垂直な面内における光の拡がりを示し、エネル
ギーが半分の値にある拡がり角度が20゜であるこ
とを示す。
ので、実線は接合面に平行な面内における光の拡
がりを示し、エネルギーが半分の値になる拡がり
角度が５゜であることを示す。一方点線は接合面
に垂直な面内における光の拡がりを示し、エネル
ギーが半分の値にある拡がり角度が20゜であるこ
とを示す。
第２図ａには上記のような性質の光源を光パワ
ーの伝達損失を少なくしつつ微小光に絞る光学系
の一例を示す。１０は前記説明した性質を有する
半導体レーザの発光部分を示す。１１は前記拡が
りを有する光を集光するためのレンズで、顕微鏡
の対物レンズ等の焦点距離の短かいレンズを用い
る。
ーの伝達損失を少なくしつつ微小光に絞る光学系
の一例を示す。１０は前記説明した性質を有する
半導体レーザの発光部分を示す。１１は前記拡が
りを有する光を集光するためのレンズで、顕微鏡
の対物レンズ等の焦点距離の短かいレンズを用い
る。
この図では対物レンズの対物側に光源を置いた
ことを示す。１２は１１で集光された光を絞るた
めのレンズでこれも顕微鏡の対物レンズ等を用い
られる。Ｐ点は集光レンズ１１と絞りレンズ１２
の間で光が交叉する点を示し、Ｑ点は絞りレンズ
１２で絞つた像点を示す。第２図ｂはａの光学系
で半導体レーザの接合面に垂直な方向における光
路を示し、一方ｃはａの光学系における半導体レ
ーザの接合面に平行な方向における光路を示す図
である。いずれの図においても前記集光レンズ、
絞りレンズとも図面の簡単化のために単一レンズ
を用いて示す。第２図ｂでは、前記２μ程度の光
源から、角度20゜で拡がる光を発生し集光レンズ
１１で集光されてP1で交叉し、絞りレンズ１２で
絞り込まれる様子を示す。このとき絞りレンズの
倍率をＭとするとP1点での光の拡がり角度は
（２０／Ｍ）゜となる。第２図ｃは前記例えば12μの光 源から角度５゜で拡がる光を発生し、集光レンズ
１１で集光されて前記ｂのP1点と異なる場所であ
るP2点で交叉し絞りレンズ１２で絞り込まれる様
子を示す。このとき集光レンズ１１の倍率をＭと
するとP2点における光の拡がり角度は（５／Ｍ）
゜となる。前記P1，P2を光の交叉する点として説
明したがそれぞれの方向（ＡまたはＢの方向）の
光源の像が最小となる点と解釈しても良い。また
P1点とP2点は、前記光源が非点収差を有している
ためにその位置が異なる。したがつて、集光点Ｐ
の付近のＺ軸にそつた各点での光の断面図を描く
と第３図のようになる。
ことを示す。１２は１１で集光された光を絞るた
めのレンズでこれも顕微鏡の対物レンズ等を用い
られる。Ｐ点は集光レンズ１１と絞りレンズ１２
の間で光が交叉する点を示し、Ｑ点は絞りレンズ
１２で絞つた像点を示す。第２図ｂはａの光学系
で半導体レーザの接合面に垂直な方向における光
路を示し、一方ｃはａの光学系における半導体レ
ーザの接合面に平行な方向における光路を示す図
である。いずれの図においても前記集光レンズ、
絞りレンズとも図面の簡単化のために単一レンズ
を用いて示す。第２図ｂでは、前記２μ程度の光
源から、角度20゜で拡がる光を発生し集光レンズ
１１で集光されてP1で交叉し、絞りレンズ１２で
絞り込まれる様子を示す。このとき絞りレンズの
倍率をＭとするとP1点での光の拡がり角度は
（２０／Ｍ）゜となる。第２図ｃは前記例えば12μの光 源から角度５゜で拡がる光を発生し、集光レンズ
１１で集光されて前記ｂのP1点と異なる場所であ
るP2点で交叉し絞りレンズ１２で絞り込まれる様
子を示す。このとき集光レンズ１１の倍率をＭと
するとP2点における光の拡がり角度は（５／Ｍ）
゜となる。前記P1，P2を光の交叉する点として説
明したがそれぞれの方向（ＡまたはＢの方向）の
光源の像が最小となる点と解釈しても良い。また
P1点とP2点は、前記光源が非点収差を有している
ためにその位置が異なる。したがつて、集光点Ｐ
の付近のＺ軸にそつた各点での光の断面図を描く
と第３図のようになる。
第３図ａは第１図ｂに対応して光源の発光面の
Ｚ軸方向の断面を示す。第３図ｂは第２図のＰ点
近傍の光の断面を示す。P1点では光源のＡ方向の
光が最も絞られa1は最小となり図の如くたて長の
光断面を示す。このあとa1は（２０／Ｍ）゜と広がる。
Ｚ軸方向の断面を示す。第３図ｂは第２図のＰ点
近傍の光の断面を示す。P1点では光源のＡ方向の
光が最も絞られa1は最小となり図の如くたて長の
光断面を示す。このあとa1は（２０／Ｍ）゜と広がる。
一方、b1方向のP1とは異なるP2点で最も絞られP1
点では（５／Ｍ）゜で縮少する。したがつてP1と
P2の両点の間Pm点ではa2＝b2となる点が存在
し、図の如く正方形に近い断面を有する光が得ら
れる。次にP2点ではＢ方向光が最も絞られ、b3が
最小の値となり図のように横に細長い光となる。
以後b3は（５／Ｍ）゜で拡がり、a3は（20／Ｍ）
゜で拡がる光となる。このP1，Ｐn，P2の関係は
絞りレンズ１２の出射側の焦点近傍でも保持さ
れ、一般にはＰn点の像位置（略円形または正方
形）にデイスクの情報面がおかれる。
点では（５／Ｍ）゜で縮少する。したがつてP1と
P2の両点の間Pm点ではa2＝b2となる点が存在
し、図の如く正方形に近い断面を有する光が得ら
れる。次にP2点ではＢ方向光が最も絞られ、b3が
最小の値となり図のように横に細長い光となる。
以後b3は（５／Ｍ）゜で拡がり、a3は（20／Ｍ）
゜で拡がる光となる。このP1，Ｐn，P2の関係は
絞りレンズ１２の出射側の焦点近傍でも保持さ
れ、一般にはＰn点の像位置（略円形または正方
形）にデイスクの情報面がおかれる。
第４図には第２図の光学系を前記デイスク面と
絞り対物レンズ１２との距離を検出するために用
いる場合の一構成を示す。第４図で第２図と同じ
ものには同一の番号および符号を記した。１３は
ビームスプリツタでデイスク面での反射光の光路
を変向する１４はデイスク面を示す。d0はデイス
ク面と対物レンズの距離を示す。第４図でデイス
クの反射光はPr点付近で集光する。集光点Pr付
近での光軸Ｙに沿つた光の断面の形は第３図ｂで
説明したものと同じ性質を示す。すなわち、第３
図ｂのP2に対応した断面がPr2に、Pmに対応した
断面がPrmに、P1に対応した断面がPr1に得られ
る。また図から明らかなように、デイスク面と対
物レンズ１２との距離ｄが変動すると、反射光の
断面が正方形に近くなる点Prmの位置もＹ軸にそ
つて移動する。したがつて第４図のPrm点に光断
面が伸縮する方向第５図ａ（すなわち半導体レー
ザの発光面の長手方向および短手方向）に対し
て、第５図ｂ，ｃ，ｄに示すようにその分割線が
45゜の角度を有する４分割の光検出器１５をその
中心が光軸に一致するようにおく。今Prm点にお
ける光断面が正方形または真円であるとすると、
光断面１６と光検出器１５は第５図ｃのようにな
る。このとき４分割光検出器１５の各素片および
その電気出力を図のようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする
と、各光検出素片の出力で（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
の演算をすると、この結果は零となる。すなわ
ち、このとき（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＝０となる。
また第４図でデイスク面１４が対物レンズ１２に
近ずいてその距離がd1となると第４図のPrm点に
はPr2点にあつたような光断面が発生する、すな
わち光検出器上の光は第５図ｂに示すように横方
向に長い、長方形またはだ円になる。このとき第
５図ｂで明らかなように、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＜
０となる。また、デイスク面１４が対物レンズ１
２から遠ざかつて、d2となると、Pr1に近に光断
面が光検出器上に得られ第５図ｄのようになる。
このとき図から明らかなように、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ
＋Ｄ）＞０となる。したがつて、対物レンズ１２
とデイスク１４の距離ｄと、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋
Ｄ）の値の関係を示すと第６図ｉの曲線になる。
したがつて、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の信号で従来
公知のボイスコイル等の手段で対物レンズ１２を
駆動しサーボ系を構成することによつて、デイス
ク面１４と対物レンズ１２との距離を一定値d0に
保持する制御が可能である。また第４図で前記４
分割光検出器を光軸Ｙにそつて、Prm点からずら
して設置することによつて、前記d0以外の任意の
値ｄにおいて（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＝０とするこ
とができるので、前記サーボ系を構成した状態で
４分割光検出器を光軸Ｙにそつて移動させること
によつて、対物レンズ１２とデイスク面１４との
距離d0以外の点においても安定な制御をかけるこ
とができるものである。
絞り対物レンズ１２との距離を検出するために用
いる場合の一構成を示す。第４図で第２図と同じ
ものには同一の番号および符号を記した。１３は
ビームスプリツタでデイスク面での反射光の光路
を変向する１４はデイスク面を示す。d0はデイス
ク面と対物レンズの距離を示す。第４図でデイス
クの反射光はPr点付近で集光する。集光点Pr付
近での光軸Ｙに沿つた光の断面の形は第３図ｂで
説明したものと同じ性質を示す。すなわち、第３
図ｂのP2に対応した断面がPr2に、Pmに対応した
断面がPrmに、P1に対応した断面がPr1に得られ
る。また図から明らかなように、デイスク面と対
物レンズ１２との距離ｄが変動すると、反射光の
断面が正方形に近くなる点Prmの位置もＹ軸にそ
つて移動する。したがつて第４図のPrm点に光断
面が伸縮する方向第５図ａ（すなわち半導体レー
ザの発光面の長手方向および短手方向）に対し
て、第５図ｂ，ｃ，ｄに示すようにその分割線が
45゜の角度を有する４分割の光検出器１５をその
中心が光軸に一致するようにおく。今Prm点にお
ける光断面が正方形または真円であるとすると、
光断面１６と光検出器１５は第５図ｃのようにな
る。このとき４分割光検出器１５の各素片および
その電気出力を図のようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする
と、各光検出素片の出力で（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
の演算をすると、この結果は零となる。すなわ
ち、このとき（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＝０となる。
また第４図でデイスク面１４が対物レンズ１２に
近ずいてその距離がd1となると第４図のPrm点に
はPr2点にあつたような光断面が発生する、すな
わち光検出器上の光は第５図ｂに示すように横方
向に長い、長方形またはだ円になる。このとき第
５図ｂで明らかなように、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＜
０となる。また、デイスク面１４が対物レンズ１
２から遠ざかつて、d2となると、Pr1に近に光断
面が光検出器上に得られ第５図ｄのようになる。
このとき図から明らかなように、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ
＋Ｄ）＞０となる。したがつて、対物レンズ１２
とデイスク１４の距離ｄと、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋
Ｄ）の値の関係を示すと第６図ｉの曲線になる。
したがつて、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の信号で従来
公知のボイスコイル等の手段で対物レンズ１２を
駆動しサーボ系を構成することによつて、デイス
ク面１４と対物レンズ１２との距離を一定値d0に
保持する制御が可能である。また第４図で前記４
分割光検出器を光軸Ｙにそつて、Prm点からずら
して設置することによつて、前記d0以外の任意の
値ｄにおいて（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＝０とするこ
とができるので、前記サーボ系を構成した状態で
４分割光検出器を光軸Ｙにそつて移動させること
によつて、対物レンズ１２とデイスク面１４との
距離d0以外の点においても安定な制御をかけるこ
とができるものである。
また第２図ｂ，ｃで、集光点P1とP2の距離を調
節するため、すなわち光源の非点収差を強調する
ために、第２図ｂ，ｃに点線２０で示すシリンド
リカルレンズを集光点Ｐの光源側におくことも可
能である。
節するため、すなわち光源の非点収差を強調する
ために、第２図ｂ，ｃに点線２０で示すシリンド
リカルレンズを集光点Ｐの光源側におくことも可
能である。
以上のように本発明は光学的記録再生装置にお
いて、対物レンズと焦点形成面間の距離を４分割
位置検出装置によつて簡単な構成で安定な制御を
かけるものである。
いて、対物レンズと焦点形成面間の距離を４分割
位置検出装置によつて簡単な構成で安定な制御を
かけるものである。
図面は本発明に関するものであり、第１図ａ，
ｂ，ｃは半導体レーザの性質の説明図、第２図
ａ，ｂ，ｃは半導体レーザの絞り光学系の一例を
示す図、第３図ａ，ｂは第２図の集光点Ｐ付近に
おける光軸に沿つた光断面を示す図、第４図はデ
イスク面における反射光の性質を説明する図、第
５図は、その断面が伸縮する光と、４分割光検出
器の配置関係を示す図、第６図は、対物レンズ１
２とデイスク面１４の距離と４分割光検出器の各
素片の出力を、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算をし
た値との関係を示す図である。 １０……半導体レーザの発光部、１１……集光
レンズ、１２……絞りレンズ、１３……ビームス
プリツタ、１４……デイスク面、１５……光検出
器、１６……光断面。
ｂ，ｃは半導体レーザの性質の説明図、第２図
ａ，ｂ，ｃは半導体レーザの絞り光学系の一例を
示す図、第３図ａ，ｂは第２図の集光点Ｐ付近に
おける光軸に沿つた光断面を示す図、第４図はデ
イスク面における反射光の性質を説明する図、第
５図は、その断面が伸縮する光と、４分割光検出
器の配置関係を示す図、第６図は、対物レンズ１
２とデイスク面１４の距離と４分割光検出器の各
素片の出力を、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算をし
た値との関係を示す図である。 １０……半導体レーザの発光部、１１……集光
レンズ、１２……絞りレンズ、１３……ビームス
プリツタ、１４……デイスク面、１５……光検出
器、１６……光断面。
Claims (1)
- １ 長方形の微小発光面を有するとともに、非点
収差を有する半導体レーザと、この光を集光する
第１のレンズと、集光した光を絞るための第２の
レンズと、デイスク面における反射光を前記第２
レンズ通過後に取り出すビームスプリツタと、前
記反射光の光軸に中心があつて、分割線が光源の
反射像において、前記発光面の長手方向あるいは
短手方向に対して45度の角度を有するように配置
した４分割光検出器とを具備する焦点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5924377A JPS53144328A (en) | 1977-05-20 | 1977-05-20 | Focus detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5924377A JPS53144328A (en) | 1977-05-20 | 1977-05-20 | Focus detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53144328A JPS53144328A (en) | 1978-12-15 |
| JPS6138532B2 true JPS6138532B2 (ja) | 1986-08-29 |
Family
ID=13107744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5924377A Granted JPS53144328A (en) | 1977-05-20 | 1977-05-20 | Focus detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53144328A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2498341A1 (fr) * | 1981-01-20 | 1982-07-23 | Thomson Csf | Dispositif optique detecteur d'ecart de focalisation et enregistreur lecteur optique comportant un tel dispositif |
| JPH05182510A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-23 | Asami Denki Kk | ワイヤ吊り装置 |
-
1977
- 1977-05-20 JP JP5924377A patent/JPS53144328A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53144328A (en) | 1978-12-15 |
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