JPS62200536A - 焦点検出装置 - Google Patents

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、臨界角法により焦点誤差信号を検出する焦点
検出装置に係り、詳しくは、気圧が変化してら常に正確
に焦点状態を検出できる焦点検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来、レーザ光を用いて光ディスク、光磁気ディスク笠
に信号を記録、あるいはこの信号を再生するための光学
式ピックアップ等に用いられる焦点検出装置が秤々提案
されている。

このような焦点検出装置として、例えば特開昭５６−７
２４６号公報には、第６図に示すような、焦点誤差信号
を臨界角法により検出覆るようにしたしのが開示されて
いる。

第６図において、光源１から出射された光（直線叫光）
は、コリメータレンズ２により平行光束にされた後、偏
光膜３を右づる偏光プリズム４．１／４波長板５を透過
し、対物レンズ６により情報１〜ラツクを含む光γイス
クツ上に光スポットとして集束される。

対物レンズ６は、図示しない対物レンズアクチュエータ
に、光軸及び光軸と直交する光ディスク７の半径方向の
２軸方向に移動可能に支持され、この対物レンズアクチ
ュエータにより前記２＠方向に駆動されて光スポットが
光ディスク７の情報トラックの中央にフォーカス状態で
追従づるようにフＡ−カスリーボ及びトラッキング１ナ
ーボが行゛なわれる。

光ディスク７の情報１−ラックで反０４　した光は、３
＝Ｉ物レンズ６及び１／／１波長板５を経て偏光プリズ
ム４に入射する。この反射光は、１／４波長板５の作用
によりその偏光方向が往路の偏光方向に対し直交ザるた
め偏光膜３で反射する。この反射光は、臨界角プリズム
８に入射し、その反射面９により反ｑ４されて光検出器
１０に入ｒｌ）Ｉする。前記反射面９は、合焦状態での
入射光線（平行光束）に対して臨界角もしくはそれより
もやや小さめとなるように設定されている。このように
すれば、合焦状態では偏光プリズム４′ｃ反射された全
光線は反射面９で全反射される。

前記光検出器１０は、第６図中に平面図をも示すように
例えば光軸を現に二分割した二つの受光領域１０ａ、’
１０ｂで構成されている。

第６図において、光ディスク７がａ方向に変位すると、
偏光プリズム４１：反射された光束は、反射面９に対し
て最大ａ１〜ａ２で示す傾き成分を持つ。この光束のう
ら中心光線より図にＪ３いて下側の光束は、づべての入
射光線の入射角が臨界角Ｊ：り小さくなる。そのため、
この部分では透過光が存在し、この透過した分だ１ノ、
前記受光領域１０ａに入ｒＪ４す°る光束の強度は弱め
られる。これに対して、反射面９に入射する光束のうち
中心光線より図において上側の光束は、すべての入射光
線の入射角が臨界角より大きくなる。そのため、この部
分では入射した全ての光線が全反射されて、前記受光領
域１０ｂに入射する。イの結果、受光領域１０ａが暗く
なり、受光領域１０ｂが明るくなる。

一方、光ディスク７がｂ方向に変位すると、偏光プリズ
ム４で反射された光束は、反射面９に対して最大ｂ１〜
ｂ２で示す傾き成分を持つ。従って反射面９への入射光
線の傾きの関係が上述したａ方向の場合と逆になり、光
検出器１０の受光領域１０ａ、１０ｂの明暗の関係が逆
になる。

なＪ３、合焦状態では光検出器１０の受光領域１０ａ、
１０ｂへの入射光ｔ１は等しくなる。

従って、各受光領域１０ａ、１０ｂの出力の差を検出り
ることににす、そのｊｄ及び極性から、ずれのｎ及び方
向を表わす焦点Ｊｔ　；ｒ：　（０号を得ることができ
、この信号に基づいて前記対物レンズアクチゴエータを
駆動して対物レンズ６を光軸方向に移動制御Ｊるフォー
カシング制御を行なうことができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、前記臨界角プリズム８において、臨界角は次
のように求められる。

第７図は臨界角プリズムの正面図、第８図は臨界角プリ
ズムの反則面での入射光１反射光及び透過光と反射面の
法線とのなす角度を示１説明図である。

これらの図において、空気の屈折率をｎ、臨界角プリズ
ム９の屈折率をｎ　＋、入射光の入射角をθｉ、透過光
の出射角をＯｏとすると、一般にｎ’　／ｎ−８ｉ　ｎ
Ｏｏ　／ｓ　ｉ　ｎθ１　・・・■の関係が成り立つ。

ここでｓｉｎ／７ｏ＜１であるから、ｓｉｎθｉ＜ｎ／
ｎ′となる。従って、臨界角θＣは、ｓｉｎθｃ　＝ｎ
／ｎ’で求められる。

例えばｎ＝１、ｎ’　＝１．５と１れば、ｓｉｒ＋／７
Ｃ＝１／１．５より臨界角θＣは約４１．８度となる。

ところが、空気の屈折率ｎは、気圧により変化しｒ’（
ｍｍｌｌａ）における屈折率ｎ　（Ｐ）は、１気圧にＪ
ｊ　ｔＪる屈折率をｎｌとすると、ｎ　（ｒ’）　＝　
（ｎｌ　−１）ＸＰ／７ＧＯ（ｍｍｌ１ｇ）ｌ−１で表
わされる。例えば、１５℃、１気ｌ【の乾燥空気の波長
０．８３μｍの光に対する屈折率は、１゜０００２７４
８であるから、気圧の変化に応じて屈折率は次表のよう
に変化する。

このように気圧の変化に応じて、空気の屈折率が変化す
ると、■式から理解されるように臨界角θＣが変化する
こととなる。

次表に一例として高度の変化により気圧が変化した場合
の空気の屈折率及び臨界角の変化を示す。

臨界角以下の臨界角近傍の領域では、入射角のわずかな
変化に対して反射光重の変化は極めて大きい。

従って、従来の光学式ピックアップを、例えば高山地域
で使用する等、気圧が異なる条件下で使用すると、臨界
角が変化し、その結果、焦点誤差信号にオフセットが生
じる等、焦点状態を正確に検出できなくなるという問題
点がある。

［発明の目的］ 本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、臨界
角法により焦点誤差信号を検出する焦点検出装置におい
て、気圧が変化しても常に正確に焦点状態を検出できる
焦点検出装置を提供Ｊることを目的としている。

［問題点を解決りるための手段及び作用］本発明は、臨
界角法により対物レンズの被照射物体に対する焦点誤差
信号を得る焦点検出装置にＪ３いて、臨界角プリズムの
反射面に、気圧の変化に対して屈折率が略一定である物
質を設けたものである。

寸なわら、前記反射面の両側の物質の屈折率が、気圧が
変化しても略一定になるため、前記臨界角プリズムの臨
界角は、気圧が変化しても常に略一定になり、常に正確
に焦点状態を検出づることができる。

［実施例］ 第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は焦点検出装置の構成図、第２図は臨界角プリズムの断
面図である。

これらの図において第５図に示される従来例と同じ部材
には同一の符号をイ］シ説明を省略する。

本実施例では、臨界角プリズム８の反対面９に、この反
射面９よりもやや小ざい矩形状の凹部１１ａが形成され
たガラス、樹脂笠から成る密ｆｔ１部材１１を、前記四
部１１ａを反射面９に対向させて密着している。そして
、１１を記凹部１１ａにより、この密１１部月１１と前
記反射面９との間には、空気層１２が形成されている。

この空気層１２は、前記密封部材１１により完全に密封
されてＪ３す、外部の空気との出入りがなく、従って、
外部の気圧が変化しても、空気層１２の気圧は変化しな
い。

このような構成では、外部の気圧が変化しても、前記空
気層１２の気圧は常に略一定であり、この空気層１２の
屈折率も略一定になる。従って、外部の気圧が変化して
ム前記臨界角プリズム８の臨界角は、常に略一定となり
、オフセットを生じることなく常に正確な焦点状態を検
出Ｊることができる。

また、反射面９に塵芥等が伺着りることがなくなるため
、塵芥害ににって光が散乱して生じる１Ω失がなくなる
。

なお、前記密封部４４１１は、第３図（Ａ）及び（Ｂ）
に正面図及び右側面図で示されるように、例えば加工性
向上のために、凹部１１ａが球面状に加工されていても
よい。

第４図（Ａ）及び（［３）は、本発明の第２実施例に係
り、第４図（Δ）は、９７２　Ｗ角プリズムホルダに固
定された臨界角プリズムの断面正面図、第４図（Ｂ）は
、第４図（Ａ）の底面図ｅある。

本実施例では、ピックアップ笠へ臨界角プリズム８を取
り付けるための取付板１４に固着された金属笠にり成る
臨界角プリズムホルダ１３の臨界角プリズム８の反Ｑ＝
１面９側の端面に、反ＱＪ面９より５やや小さい矩形状
の四部１３ａを形成し、この臨界角プリズムホルダ１３
に臨界角プリズム８を密着固定づることにより、この臨
界角プリズムホルダ１３と反射面９との間に密封された
空気層１２を形成したしのである。

このような構成では、前記密封部４Ａ１１が不要になる
。

その他の作用及び効果は第１実施例と同様である。

なお、第１実施例及び第２実施例では、密封部＋Ａ１１
あるいは臨界角プリズムホルダ１３により、密封された
空気層１２を形成したが、空気の代りに他の気体あるい
は液体が密１・１されていても良いし、また真空にされ
ていても良い。

第５図は本発明の第３実施例における臨界角プリズムの
断面図である。

本実施例では、臨界角プリズム８の反射面９に、臨界角
プリズム８の屈折率より６小さい屈折率を有する透明な
物質、例えばＭ（Ｉ　Ｆ２　　（屈折率１゜３７）より
成る定屈折率層１５を設けたものである。ただし、この
場合は、前記反則面９に空気層１２を設けた場合と臨界
角が箕なり、例えば臨界角プリズムの屈折率を１．５、
定屈折率層１５の屈折率を１．３７とすると、臨界角Ｏ
Ｃは、ｓｉｎθＧ　＝１．３７／１．５　　　よりθｃ
　＝６６．０’ となる。

その他の作用及び効果は第１実施例と同様である。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されず、種々の
変更が可能である。例えば、臨界角プリズム８の反射面
９で反射された反射光と屈折された透過光との先位変化
を検出することにより焦点１ｔ１差信号を得るようにし
ても良い。

また、本発明は、入射光収差及び反、射面のひずみを小
さくするため、反射面９にＴｉＱ２　・５ｉ０２等がコ
ーティングされた臨界角プリズムを用いたものにも適用
することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、臨界角プリズムの
反射面に、気圧の変化に対して屈折率が略一定である物
質を設けたので、気圧が変化してｂ常に正確に焦点状態
を検出することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は焦点検出装置の構成図、第２図は臨界角プリズムの
断面図、第３図（Ａ）及び（Ｂ）は密封部材の変形例を
示１正面図及び右側面図、第４図（△）及び（Ｂ）は本
発明の第２実施例における臨界角プリズムホルダに固定
された臨界角プリズムの断面正面図及び底面図、第５図
は本発明の第３実施例における臨界角プリズムの断面図
、第６図は従来の焦点検出装置の構成図、第７図は従来
の臨界角プリズムの正面図、第８図は臨界角プリズムの
反射面での入用光９反射光及び透過光と反α１面の法線
とのなづ角度を示す説明図である。 １・・・光源　　　　　　２・・・コリメータレンズ４
・・・偏光プリズム　　　５・・・１／４波長板６・・
・対物レンズ　　　　７・・・光ディスク８・・・臨界
角プリズム　　９・・・反ｑ（面１０・・・光検出器　
　　　１１・・・密ｊ＝１部材１２・・・空気層 １３・・・臨界角プリズムホルダ １５・・・定屈折率層 第１図 第２図　　　　　　　　第３図 第４図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源から射出された光を集束させて被照射物体に照射す
   る対物レンズと、この対物レンズと前記光源との間に配
   置され、前記光源からの光を前記対物レンズに導くと共
   に、前記被照射物体で反射され前記対物レンズで集光さ
   れた反射光を光検出器に導く光分割素子と、前記対物レ
   ンズと光検出器との間で前記反射光の少なくとも一部の
   光束を入射するように配置され、前記反射光の光軸また
   は入射する反射光束中の一つの光線に対して略臨界角と
   なるように設定した反射面を有する臨界角プリズムとを
   備え、この臨界角プリズムの反射面で反射された反射光
   の光量分布の変化、あるいはこの反射面で反射された反
   射光と屈折された透過光との光量変化を前記光検出器に
   より検出して前記対物レンズの前記被照射物体に対する
   焦点誤差信号を得るように構成された焦点検出装置にお
   いて、前記臨界角プリズムの反射面に、気圧の変化に対
   して屈折率が略一定である物質を設けたことを特徴とす
   る焦点検出装置。