JPS639306B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS639306B2
JPS639306B2 JP55114453A JP11445380A JPS639306B2 JP S639306 B2 JPS639306 B2 JP S639306B2 JP 55114453 A JP55114453 A JP 55114453A JP 11445380 A JP11445380 A JP 11445380A JP S639306 B2 JPS639306 B2 JP S639306B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
reflected
incident
disk
rays
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55114453A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5738403A (en
Inventor
Tooru Musha
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP11445380A priority Critical patent/JPS5738403A/en
Publication of JPS5738403A publication Critical patent/JPS5738403A/en
Publication of JPS639306B2 publication Critical patent/JPS639306B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
    • G02B7/32Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば記録媒体上に螺旋或いは同心
円状に記録された情報トラツクに対物レンズを経
て読み取り光スポツトを集束して情報を読み取る
装置において、対物レンズの記録媒体に対する焦
点はずれを検出する焦点検出装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an apparatus for reading information by focusing a reading light spot onto an information track recorded spirally or concentrically on a recording medium through an objective lens. The present invention relates to a focus detection device that detects out-of-focus.

上述した情報読み取り装置は従来より既知であ
り、情報トラツクを有する記録媒体には、例えば
ビデオデイスクと呼ばれているものがある。この
ビデオデイスクには情報トラツクに符号化された
ビデオ信号や音声信号が、光学的透過特性、反射
特性、位相特性などの光学的情報として記録され
ている。ビデオデイスクに記録された情報は、こ
れを高速で回転させながらレーザ光源から放射さ
れるレーザ光を対物レンズを経て情報トラツク上
に集束させ、情報トラツクによつて変調された透
過光または反射光を検出して読み取つている。こ
のような記録媒体の特徴の一つは、情報の記録密
度が非常に高いことであり、そのため各情報トラ
ツクの幅が極めて狭いと共に、順次の情報トラツ
ク間の間隔も非常に狭くなつている。このように
幅もピツチも狭い情報トラツクから元の情報を正
確に読み取るためには、対物レンズをビデオデイ
スク面に対して常に合焦状態となるようにして、
デイスク面上での光スポツトの径を小さくする必
要がある。このためかかる光学的読み取り装置に
おいては、対物レンズのデイスク面に対する焦点
はずれを検出し、この焦点はずれ信号に基いて対
物レンズをその光軸方向に変位させるフオーカツ
シング制御が行なわれている。
The above-mentioned information reading device is conventionally known, and recording media having information tracks include, for example, what is called a video disc. On this video disk, video signals and audio signals encoded into information tracks are recorded as optical information such as optical transmission characteristics, reflection characteristics, and phase characteristics. Information recorded on a video disk is recorded by rotating the video disk at high speed and focusing laser light emitted from a laser light source onto an information track through an objective lens, and transmitting or reflecting light modulated by the information track. It is detected and read. One of the characteristics of such recording media is that the information recording density is very high, so that the width of each information track is very narrow and the spacing between successive information tracks is also very narrow. In order to accurately read the original information from such a narrow information track, the objective lens must always be in focus on the video disk surface.
It is necessary to reduce the diameter of the light spot on the disk surface. For this reason, in such an optical reading device, focusing control is performed in which the out-of-focus of the objective lens with respect to the disk surface is detected and the objective lens is displaced in the direction of its optical axis based on this out-of-focus signal.

第1図は従来の光学的読み取り装置における焦
点検出装置を説明するための線図である。レーザ
光源1から放射された光(紙面内に直線偏光して
いる)をコリメートレンズ2によつて平行光に
し、偏光膜を有する偏光プリズム3、1/4波長板
4および対物レンズ5を経て情報トラツクを含む
デイスク6上に集束する。この光束は凹凸のピツ
ト形状を持つ情報トラツクにより反射され、対物
レンズ5および1/4波長板4を経て偏光プリズム
3に入射する。偏光プリズム3に入射する反射光
は、1/4波長板4の作用により紙面に対し垂直方
向に偏光されているから、この光は偏光プリズム
3の偏光膜を設けた光分割面3aで反射される。
この光分割面3aで反射された光束を集光レンズ
7および円筒レンズ8により集束させる。ここで
円筒レンズ8は一軸方向にのみ集束作用を持つか
ら、集光レンズ7および円筒レンズ8による集束
ビームの形状は、デイスク6の位置が上下にずれ
ると、情報トラツクに正しく集束された状態(合
焦位置)を境として直交した方向に変形する。従
来は、この形状変化を例えば四分割した光検出器
(図示せず)により検出して焦点誤差信号を得、
この信号によりフオーカツシング制御を行なつて
いる。
FIG. 1 is a diagram for explaining a focus detection device in a conventional optical reading device. The light emitted from the laser light source 1 (linearly polarized in the plane of the paper) is made into parallel light by the collimating lens 2, and the information is transmitted through the polarizing prism 3 having a polarizing film, the 1/4 wavelength plate 4, and the objective lens 5. It focuses on the disk 6 containing the track. This light beam is reflected by an information track having an uneven pit shape, passes through an objective lens 5 and a quarter-wave plate 4, and then enters a polarizing prism 3. Since the reflected light incident on the polarizing prism 3 is polarized in a direction perpendicular to the plane of the paper due to the action of the 1/4 wavelength plate 4, this light is reflected by the light splitting surface 3a of the polarizing prism 3 provided with a polarizing film. Ru.
The light beam reflected by this light splitting surface 3a is focused by a condenser lens 7 and a cylindrical lens 8. Here, since the cylindrical lens 8 has a focusing effect only in one axis direction, the shape of the focused beam by the focusing lens 7 and the cylindrical lens 8 will change to a state where the beam is correctly focused on the information track ( deforms in a direction perpendicular to the focal point). Conventionally, this shape change is detected using, for example, a quarter-divided photodetector (not shown) to obtain a focus error signal.
Focusing control is performed using this signal.

しかし、上述した従来の焦点検出装置において
は、偏光プリズム3の光分割面3aで反射した光
束を結像させるための光路長を必要とするため、
光学系が大形になる欠点がある。また焦点誤差信
号を得る光検出器は、光軸方向とこれと直交する
平面内での方向との二軸方向に正確に配置する必
要があるため、その位置調整が難しい欠点があ
る。更に、集光ビームの形状変化による誤差信号
が得られる領域が狭いため、合焦状態から離れ過
ぎると信号が得られない欠点がある。
However, in the conventional focus detection device described above, an optical path length is required to form an image of the light beam reflected by the light splitting surface 3a of the polarizing prism 3.
The disadvantage is that the optical system becomes large. Furthermore, since the photodetector that obtains the focus error signal needs to be accurately placed in two axes: the optical axis direction and the plane orthogonal to the optical axis direction, it is difficult to adjust its position. Furthermore, since the area in which an error signal can be obtained due to changes in the shape of the focused beam is narrow, there is a drawback that no signal can be obtained if the beam is too far away from the focused state.

これらの欠点を解決するため本願人が先に提案
した装置では光分割面3aで反射されたデイスク
6からの反射光を集光レンズ7および円筒レンズ
8により集束するかわりに、光分割面3aで反射
された前記反射光を入射し、この反射光の内の所
定の方向の光に対してほぼ臨界角となるように設
定した反射面を有する光学部材を設け、この光学
部材の反射面で反射された反射光の光量分布の変
化および/またはこの光学部材の反射面で反射さ
れた反射光と屈折された透過光との光量変化を光
検出器により検出するように構成した。
In order to solve these drawbacks, the applicant previously proposed a device that instead of focusing the reflected light from the disk 6 on the light splitting surface 3a using the condensing lens 7 and the cylindrical lens 8, it focuses the reflected light on the light splitting surface 3a. An optical member is provided that has a reflecting surface set to receive the reflected light and to form an approximately critical angle with respect to light in a predetermined direction of the reflected light, and the reflected light is reflected by the reflecting surface of the optical member. The optical detector is configured to detect a change in the light amount distribution of the reflected light and/or a change in the light amount of the reflected light reflected by the reflective surface of the optical member and the refracted transmitted light.

この装置を第2図を参照して説明する。簡明の
ため第1図と同様の部材には同一の符号を付し
た。
This device will be explained with reference to FIG. For the sake of clarity, the same members as in FIG. 1 are given the same reference numerals.

第2図において1はレーザー光源であり、2は
レーザー光源1から放射された光を平行光束にす
るコリメートレンズ、3は偏光膜を設けた光分割
面3aを有する偏光プリズム、4は1/4波長板、
5はコリメートレンズ2により平行光束にされた
光をデイスク6上に集束させる集光レンズであ
る。偏光プリズム3の側方に設けた検出プリズム
10は光分割面3aで反射されるデイスク6から
の反射光線を入射し、デイスク6上に集束させる
光が合焦状態の時に検出プリズム10に入射する
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した反射面11
を有する。12は反射面11で反射された光束を
受光する光検出器である。この光検出器12は、
上述した反射面11からの反射光の光量分布を検
出するもので、第2図中の平面図にも示すよう
に、中心光線(光軸)を含む紙面に垂直な面を境
に2分割した2つの受光領域12A,12Bをも
つて構成する。
In Fig. 2, 1 is a laser light source, 2 is a collimating lens that converts the light emitted from the laser light source 1 into a parallel beam, 3 is a polarizing prism having a light splitting surface 3a provided with a polarizing film, and 4 is 1/4 wave plate,
Reference numeral 5 denotes a condenser lens that focuses the light that has been made into a parallel beam by the collimating lens 2 onto the disk 6 . A detection prism 10 provided on the side of the polarizing prism 3 receives the reflected light from the disk 6 reflected by the light splitting surface 3a, and when the light to be focused on the disk 6 is in focus, it enters the detection prism 10. A reflecting surface 11 set at a critical angle or slightly smaller than a critical angle with respect to a light beam (parallel light beam)
has. 12 is a photodetector that receives the light beam reflected by the reflecting surface 11; This photodetector 12 is
It detects the light intensity distribution of the reflected light from the above-mentioned reflecting surface 11, and as shown in the plan view in Figure 2, it is divided into two parts with a plane perpendicular to the plane of the paper containing the central ray (optical axis) as the border. It is configured with two light receiving areas 12A and 12B.

次にこの装置の作動を説明する。 Next, the operation of this device will be explained.

レーザ光源1から放射された光(紙面内に直線
偏光している)をコリメートレンズ2によつて平
行光にし、偏光膜を有する偏光プリズム3、1/4
波長板4および対物レンズ5を経て情報トラツク
を含むデイスク6上に集束する。この光束は凹凸
のピツト形状を持つ情報トラツクにより反射さ
れ、対物レンズ5および1/4波長板4を経て偏光
プリズム3に入射する。偏光プリズム3に入射す
る反射光は、1/4波長板4の作用により紙面に対
し垂直方向に偏光されているから、この光は偏光
プリズム3の偏光膜を設けた光分割面3aで反射
される。この光分割面3aで反射した光束を検出
プリズム10に入射し、その反射面11により反
射される光束を検出器12で受光する。反射面1
1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
うに設定したので反射面11に入射する合焦状態
での入射光線はすべて反射面11で反射されるの
で合焦状態では受光領域12A,12Bへの入射
光量はそれぞれ等しくなる。デイスク6が合焦状
態から第2図のa方向にずれると偏光プリズム3
で反射される光束は反射面11に対して符号ai1
〜ai2で示すような発散光となり、またデイスク
6が合焦状態からb方向にずれると反射面11へ
の入射光線は符号bi1〜bi2で示すような収束比と
なる。反射面11はほぼ臨界角に設定されている
から、デイスク6がaおよびb方向に変位して合
焦状態からずれると、このずれに応じて反射面1
1への入射光線は光軸上の中心光線(一点鎖線)
を除いて臨界角の前後で連続的に変化する。すな
わち、デイスク6がa方向に変位すると、反射面
11への入射光線は発散光となるから、反射面1
1の中心光線を入射する部分より図示の下側の部
分に入射する光線は、一番外側の入射光線ai1
筆頭としてすべての入射光線の入射角は臨界角よ
りも小さくなる。したがつて、この部分では透過
光が存在し、一番外側の透過光線bt1からnまで
を含む光線束が透過する。この透過した分だけ、
一番外側の反射光線br1から中心光線までを含む
反射光線束の強度は弱められる。また、反射面1
1の中心光線を入射する部分より図示の上側の部
分に入射する光束は、一番外側の入射光線bi2
筆頭としてすべての入射光線の入射角は臨界角よ
りも大きくなる。したがつて、この部分では透過
光が存在せず、入射した全ての光線が、一番外側
の反射光線br2から中心光線までを含む光束に含
まれて反射する。この結果光検出器12の受光領
域12Aに入射する反射面11により反射された
反射光線はこの反射面11で反射されずに透過し
た透過光線の分だけ減少する。この受光領域12
Aに入射する反射光線の減少する割合は対物レン
ズ5が集光する焦点位置がa方向にずれるほど多
きくなり、また反射面11の中心光線を入射する
部分より図示の下側に離れた位置に入射する光線
ほど反射光線の減少する割合が多くなる。また反
射面11の中心光線を入射する部分より図示の上
側に離れた位置に入射する光線は入射した全ての
光線が一番外側の反射光線ar2から中心光線まで
を含んで反射されるので、受光領域12Bに入射
する光線の光量は合焦状態の時に受光領域12B
に入射する光線の光量と変わらない。
The light emitted from the laser light source 1 (linearly polarized in the plane of the paper) is made into parallel light by the collimating lens 2, and the polarizing prism 3, which has a polarizing film, is 1/4
It is focused via a wave plate 4 and an objective lens 5 onto a disk 6 containing an information track. This light beam is reflected by an information track having an uneven pit shape, passes through an objective lens 5 and a quarter-wave plate 4, and then enters a polarizing prism 3. Since the reflected light incident on the polarizing prism 3 is polarized in a direction perpendicular to the plane of the paper due to the action of the 1/4 wavelength plate 4, this light is reflected by the light splitting surface 3a of the polarizing prism 3 provided with a polarizing film. Ru. The light beam reflected by the light splitting surface 3a is incident on the detection prism 10, and the light beam reflected by the reflection surface 11 is received by the detector 12. Reflective surface 1
1 is set to be at or slightly smaller than the critical angle with respect to the incident ray (parallel light flux) in the focused state, so that all the incident rays in the focused state that are incident on the reflective surface 11 are directed to the reflective surface 11. Therefore, in the focused state, the amounts of light incident on the light receiving areas 12A and 12B are equal. When the disc 6 deviates from the focused state in the direction a in FIG. 2, the polarizing prism 3
The luminous flux reflected by the reflective surface 11 has the sign a i1
The light rays become diverging as shown by .about.a i2 , and when the disk 6 deviates from the focused state in the b direction, the incident light rays on the reflecting surface 11 have convergence ratios as shown by the symbols b i1 -b i2 . Since the reflective surface 11 is set at approximately a critical angle, when the disk 6 is displaced in the a and b directions and deviates from the focused state, the reflective surface 11 changes according to this displacement.
The incident ray to 1 is the central ray on the optical axis (dotted chain line)
It changes continuously around the critical angle except for . That is, when the disk 6 is displaced in the direction a, the light beam incident on the reflective surface 11 becomes diverging light.
The incident angles of all the incident rays, starting with the outermost incident ray a i1 , are smaller than the critical angle for the rays that are incident on the lower part in the figure than the area where the central ray of 1 is incident. Therefore, transmitted light exists in this portion, and a bundle of light rays including the outermost transmitted light rays b t1 to n is transmitted. As much as this has passed through,
The intensity of the reflected ray bundle including the outermost reflected ray b r1 to the center ray is weakened. Also, reflective surface 1
For the light beams incident on the portion above the portion where the central ray 1 is incident in the figure, the incident angles of all the incident rays, starting with the outermost incident ray b i2 , are larger than the critical angle. Therefore, there is no transmitted light in this part, and all the incident light rays are reflected as being included in the light flux including from the outermost reflected light ray b r2 to the center ray. As a result, the reflected light beam reflected by the reflective surface 11 that enters the light receiving area 12A of the photodetector 12 is reduced by the amount of the transmitted light beam that is transmitted without being reflected by the reflective surface 11. This light receiving area 12
The rate at which the reflected light rays incident on A decreases increases as the focal point where the objective lens 5 condenses shifts in the direction a, and furthermore, the rate at which the reflected light rays incident on A is reduced increases as the focal point where the objective lens 5 condenses shifts in the direction a. The more incident light rays are, the more the reflected light rays decrease. In addition, for light rays that are incident on a position away from the center ray of the reflecting surface 11 in the upper part of the drawing, all the incident rays are reflected, including those from the outermost reflected ray a r2 to the center ray. The amount of light that enters the light receiving area 12B is
is the same as the amount of light rays incident on .

これに対し、デイスク6がb方向に変位する
と、反射面11への入射光線は収束光となるか
ら、反射面11への入射光線の傾きの関係が上述
したa方向にずれた場合と逆になる。すなわち、
デイスク6がb方向に変位すると、反射面11へ
の入射光線は収束光となるから、反射面11の中
心光線を入射する部分より図示の下側の部分に入
射する光線は、一番外側の入射光線bi1を筆頭と
してすべての入射光線の入射角は臨界角よりも大
きくなる。したがつて、この部分では透過光が存
在せず、入射した全ての光線が、一番外側の反射
光線bi1から中心光線までを含む光束に含まれて
反射する。また、反射面11の中心光線を入射す
る部分より図示の上側の部分に入射する光束は、
一番外側の入射光線bi2を筆頭としてすべての入
射光線の入射角は臨界角よりも小さくなる。した
がつて、この部分では透過光が存在し、一番外側
の透過光線bt2からnまでを含む光線束が透過す
る。この透過した分だけ、一番外側の反射光線
br2から中心光線までを含む反射光線束の強度は
弱められる。この結果光検出器12の受光領域1
2Bに入射する反射面11により反射された反射
光線はこの反射面11で反射されずに透過した透
過光線の分だけ減少する。この受光領域12Bに
入射する反射光線の減少する割合は対物レンズ5
が集光する焦点位置がb方向にずれるほど多きく
なり、また反射面11の中心光線を入射する部分
より図示の上側に離れた位置に入射する光線ほど
反射光線の減少する割合が多くなる。また反射面
11の中心光線を入射する部分より図示の下側に
離れた位置に入射する光線は入射した全ての光線
が一番外側の反射光線br1から中心光線までを含
んで反射されるので、受光領域12Aに入射する
光線の光量は合焦状態の時に受光領域12Aに入
射する光線の光量と変わらない。
On the other hand, when the disk 6 is displaced in the b direction, the incident light rays on the reflective surface 11 become convergent light, so the relationship between the inclinations of the incident light rays on the reflective surface 11 is opposite to the case where the inclination of the incident light rays on the reflective surface 11 shifts in the a direction. Become. That is,
When the disk 6 is displaced in the b direction, the light beam incident on the reflective surface 11 becomes a convergent light, so that the light beam incident on the lower part of the reflective surface 11 in the figure than the part where the central light beam enters is the outermost one. The angles of incidence of all the incident rays, starting with the incident ray b i1 , are larger than the critical angle. Therefore, there is no transmitted light in this part, and all the incident light rays are reflected as being included in the light flux including from the outermost reflected light ray b i1 to the center ray. In addition, the light flux that enters the upper part of the drawing from the part of the reflecting surface 11 where the central ray enters is:
The angle of incidence of all the incident rays starting with the outermost incident ray b i2 is smaller than the critical angle. Therefore, transmitted light exists in this portion, and a bundle of light rays including the outermost transmitted light rays b t2 to n is transmitted. The outermost reflected ray only reflects this transmitted amount.
The intensity of the reflected ray bundle including b r2 to the central ray is weakened. As a result, the light receiving area 1 of the photodetector 12
The reflected light beam reflected by the reflective surface 11 that is incident on the reflective surface 2B is reduced by the amount of the transmitted light beam that is transmitted without being reflected by the reflective surface 11. The rate at which the reflected light rays incident on the light receiving area 12B decreases is determined by the objective lens 5.
The more the focal position at which the light is condensed shifts in the direction b, the more the reflected light rays decrease, and the more the reflected light rays are incident on a position farther upward in the figure than the part of the reflecting surface 11 where the central ray is incident, the more the reflected light rays decrease. In addition, for light rays that are incident on a position further away from the center ray of the reflective surface 11 toward the bottom of the drawing, all of the incident rays are reflected, including those from the outermost reflected ray b r1 to the center ray. The amount of light that enters the light receiving area 12A is the same as the amount of light that enters the light receiving area 12A in the focused state.

したがつて、デイスク6がaおよびb方向に変
位して合焦状態からずれると、反射面11での反
射強度は第3図に示すように臨界角近傍では僅か
な入射角の変化で急激に変化するから、それに応
じて反射面11での反射光の光量分布が変化し、
中心光線を含む紙面に対し垂直な面を境として明
暗の状態がそれぞれ逆になり、合焦状態では反射
面11への入射光線は平行光線でその全光線がほ
ぼ一様に反射されるから上述した明暗は現われな
い。
Therefore, when the disk 6 is displaced in directions a and b and deviates from the focused state, the intensity of reflection at the reflecting surface 11 suddenly changes with a slight change in the angle of incidence near the critical angle, as shown in FIG. Since the light intensity changes, the light amount distribution of the reflected light on the reflective surface 11 changes accordingly,
The light and dark states are reversed with respect to the plane perpendicular to the plane of the paper containing the central ray, and in the focused state, the incident rays on the reflecting surface 11 are parallel rays, and all of the rays are reflected almost uniformly, as described above. The brightness and darkness do not appear.

なお、第3図は検出プリズム10の屈折率が
1.50で、P偏光およびS偏光におけるそれぞれの
反射強度RPおよびRSを示したものである。この
ような構成により、合焦状態では受光領域12
A,12Bへの入射光量はそれぞれ等しくなり、
デイスク6が合焦位置からa方向にずれた場合に
は受光領域12Aが暗く、受光領域12Bが明る
くなり、デイスク6が合焦位置からb方向にずれ
た場合には逆に受光領域12Aが明るく、受光領
域12Bが暗くなるから、各受光領域12A,1
2Bの出力の差を検出することにより、その量お
よび極性からずれの量および方向を表わす焦点誤
差信号を得ることができ、この信号に基いて対物
レンズ5を光軸方向に移動制御するフオーカツシ
ング制御を行なうことができる。また、受光領域
12A,12Bの出力の和からデイスク6に記録
されたピツト対応信号を検出することができる。
しかも合焦状態では反射面11での透過成分が殆
んどないから、光量の損失が極めて少ないと共
に、合焦から外れた場合には、中心光線を境にい
ずれか一方の側の光束が全反射され、他方の側の
光束の反射強度が極端に減少するから受光領域1
2A,12Bにおける光量差が著しくなる。した
がつて、十分正確に焦点検出を行なうことができ
る。
In addition, in FIG. 3, the refractive index of the detection prism 10 is
1.50, and shows the reflection intensities R P and R S for P-polarized light and S-polarized light, respectively. With this configuration, in the focused state, the light receiving area 12
The amounts of light incident on A and 12B are equal,
When the disk 6 deviates from the in-focus position in the direction a, the light-receiving area 12A becomes dark and the light-receiving area 12B becomes bright; when the disk 6 deviates from the in-focus position in the direction b, the light-receiving area 12A becomes bright. , since the light receiving area 12B becomes dark, each light receiving area 12A, 1
By detecting the difference between the outputs of 2B and 2B, a focus error signal representing the amount and direction of deviation can be obtained from the amount and polarity, and a focus error signal that controls the movement of the objective lens 5 in the optical axis direction can be obtained based on this signal. sing control can be performed. Further, the pit corresponding signal recorded on the disk 6 can be detected from the sum of the outputs of the light receiving areas 12A and 12B.
Moreover, in the in-focus state, there is almost no transmitted component on the reflective surface 11, so the loss of light quantity is extremely small, and when the focus is out of focus, the light beam on either side of the center ray is completely absorbed. light receiving area 1 because the reflected intensity of the light beam on the other side is extremely reduced.
The difference in light amount between 2A and 12B becomes significant. Therefore, focus detection can be performed with sufficient accuracy.

また、第2図に示す本願人が先に提案した焦点
検出装置によれば、第1図に示した従来の円筒レ
ンズを使つた焦点検出装置のような微小スポツト
を形成し、そこに4分割された光検出器の中心を
合せるという面倒な調整がいらないと共に、ビー
ムを絞る必要がないので大きい光束の状態で光検
出器に入射させることができるから、光学的な調
整も極めて容易となる。しかも2軸に調整する必
要がないから、光検出器と検出プリズムとを機械
的に位置出して両者を一体として紙面内に回転調
整して取り付けることもできる。更に微小なスポ
ツトを形成するための光路長が必要でないから、
装置全体を軽量かつコンパクトに構成することが
でき、したがつて対物レンズを光軸方向およびこ
れと直交しかつ情報トラツクと直交する方向に移
動制御する2次元ドライバーの中に光学系全体を
容易に組み込むことができる。
Furthermore, according to the focus detection device previously proposed by the applicant shown in FIG. 2, a minute spot is formed like the conventional focus detection device using a cylindrical lens shown in FIG. There is no need for troublesome adjustment to align the center of the photodetector, and since there is no need to narrow down the beam, a large luminous flux can be incident on the photodetector, making optical adjustment extremely easy. Moreover, since there is no need for adjustment in two axes, the photodetector and the detection prism can be mechanically positioned, and then they can be mounted as a unit by rotation adjustment within the plane of the paper. Furthermore, since there is no need for an optical path length to form a minute spot,
The entire device can be constructed to be lightweight and compact, and therefore the entire optical system can be easily incorporated into a two-dimensional driver that controls the movement of the objective lens in the direction of the optical axis and in directions orthogonal to this and orthogonal to the information track. can be incorporated.

ところで一般にこのような焦点検出装置は偏光
プリズムおよび検出プリズムの一辺が数mmという
微小なものが多く、これらのプリズムの製造が困
難であり高価となる欠点がある。上述の焦点検出
装置においても偏光プリズムを2個のブロツクを
光分割面ではり合せたものとして構成し、さらに
検出プリズムを別個に設けているため、製造上の
困難さはさけられない。
However, in general, such a focus detection device has a polarizing prism and a detection prism that are very small, each side being several millimeters, and these prisms have the drawback of being difficult and expensive to manufacture. In the above-mentioned focus detection device as well, the polarizing prism is constructed by gluing two blocks together at the light splitting surface, and the detection prism is provided separately, so that manufacturing difficulties are unavoidable.

本発明の目的はこの欠点を極力防ぐとともに第
2図に示す焦点検出装置の利点をそのままいか
し、高感度の焦点検出を可能にするとともに製造
容易で安価な焦点検出装置を提供することであ
る。
It is an object of the present invention to prevent this drawback as much as possible, to take full advantage of the advantages of the focus detection device shown in FIG. 2, to provide a focus detection device that enables highly sensitive focus detection and is easy to manufacture and inexpensive.

この目的を達成するため本発明の焦点検出装置
は光源と、この光源から放射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
レンズに前記光源から放射された光を導くと共
に、この対物レンズを通つてもどつて来る前記被
照射物体に照射した光の反射光を前記光源以外の
方向に導く光分割素子と、この光分割素子により
前記光源以外の方向に分割された光の少なくとも
一部の光束を入射し、この入射光の中の所定方向
の光線に対して臨界角もしくはそれよりやや小さ
めに設定した反射面を有する検出プリズムと、こ
の検出プリズムを経た光の少なくとも一部を受光
するように配置され、前記検出プリズムの前記反
射面で反射された反射光および/または屈折され
た透過光の光量変化を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出力する
光検出器とを具える焦点検出装置において、前記
光分割素子と前記検出プリズムとを1体に成形し
たことを特徴とするものである。
To achieve this purpose, the focus detection device of the present invention includes a light source, an objective lens that focuses the light emitted from the light source and irradiates the object to be irradiated, and guides the light emitted from the light source to the objective lens. Also, a light splitting element that guides the reflected light of the light irradiated on the irradiated object returning through the objective lens in a direction other than the light source, and the light split by the light splitting element in a direction other than the light source. a detection prism which receives at least a part of the light beam and has a reflective surface set at a critical angle or slightly smaller than the critical angle with respect to the light beam in a predetermined direction in the incident light; and at least part of the light that passes through the detection prism. detecting changes in the amount of reflected light and/or refracted transmitted light reflected by the reflective surface of the detection prism to obtain a focus error signal of the objective lens with respect to the irradiated object. The focus detection device includes an output photodetector, characterized in that the light splitting element and the detection prism are molded into one body.

以下に図面を参照して本発明を詳述する。第4
図は本発明の焦点検出装置の一実施例の構成を示
す図である。簡明のため第2図と同様の部材には
同一の符号を付した。
The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings. Fourth
The figure is a diagram showing the configuration of an embodiment of the focus detection device of the present invention. For the sake of clarity, the same members as in FIG. 2 are given the same reference numerals.

この焦点検出装置は第2図に示した焦点検出装
置の偏光プリズム3を構成する2個のブロツクの
内の検出プリズム10に面する側のブロツクと検
出プリズム10とのかわりに、これらをはり合わ
せた形状と同じ外形を有する1個のブロツク13
を設け、これに第2図に示した焦点検出装置の検
出プリズム10に面しない側のブロツクと同じ形
状を有する1個のブロツク14を貼合わせ、この
ブロツク13とブロツク14との間に偏光膜を設
け、光分割面3aを形成する。ブロツク13に設
けた反射面15は光分割面3aで反射されるデイ
スク6からの反射光線を入射し、デイスク6上に
集束させる光が合焦状態の時に光分割面3aで反
射される光線(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したも
のであり、第2図の焦点検出装置と同様の機能を
有する。このブロツク13の反射面15の反射角
の設定を第5図aおよびbを参照して説明する。
第5図aおよびbは第4図の焦点検出装置のブロ
ツク13および14を示した図である。破線で示
したデイスク6からの反射光の光軸を90゜の角度
で側方へ反射するため、偏光膜を設けた光分割面
3aをこの光軸に対して45゜の角度で配置する。
またこれらのブロツク13,14の光線の入射す
る入射面はこの入射面での光線の屈析をさけるた
め入射光線の光軸に対して直交する平面となつて
いる。このためブロツク14の∠CDEと∠ECD
は45゜、∠DECは90゜であり、ブロツク13の∠
BCDは45゜である。第5図aに示すようにブロツ
ク14の面DEとブロツク13の面ADを同一平
面上に位置させた場合、∠ADCは135゜になり、
反射面15の臨界角をθ゜とすると∠BADは90゜−
θ゜となり、∠CBAは90゜+θ゜となる。ところが反
射面15で反射される光線の光軸の反射角は2θ゜
となるので、この場合θ゜が45゜以外の場合には反
射面15で反射されるデイスク6からの反射光の
光軸に対して面ADが直交しなくなり、面ADに
おける出射光の光軸が屈析することになる。この
ためθ゜が45゜以外の場合にこの屈析をさけ、面AD
を出射光の光軸に対して直交させるためには第5
図bに示すように∠BADをθ゜に設定する必要が
ある。この場合∠ADCは225゜−2θ゜となる。ここ
でプリズムの材料の屈析率をnとすると、臨界角
θと屈析率nとの間にはθ=sin-11/nの関係がな りたつ。ブロツク14の辺ECの長さをαとし、
ブロツク13の辺BCの長さをβとし、デイスク
6からの反射光が辺BC上のC点より長さγだけ
離れた位置より図示の左側の部分に入射すると仮
定すると、辺BCの長さβは以下の条件を満足し
なければならない。
This focus detection device is made by gluing together the block on the side facing the detection prism 10 of the two blocks forming the polarizing prism 3 of the focus detection device shown in FIG. 2, instead of the detection prism 10. One block 13 having the same outer shape as the
A block 14 having the same shape as the block on the side not facing the detection prism 10 of the focus detection device shown in FIG. is provided to form a light splitting surface 3a. The reflective surface 15 provided on the block 13 receives the reflected light beam from the disk 6 reflected by the light splitting surface 3a, and when the light to be focused on the disk 6 is in focus, the light beam reflected by the light splitting surface 3a ( It is set at a critical angle or slightly smaller than the critical angle with respect to the parallel light beam (parallel light beam), and has the same function as the focus detection device shown in FIG. The setting of the reflection angle of the reflection surface 15 of this block 13 will be explained with reference to FIGS. 5a and 5b.
5a and 5b show blocks 13 and 14 of the focus detection device of FIG. 4. FIG. In order to reflect the optical axis of the reflected light from the disk 6 shown by the broken line laterally at an angle of 90°, the light splitting surface 3a provided with a polarizing film is arranged at an angle of 45° with respect to this optical axis.
Furthermore, the incident surfaces of these blocks 13 and 14 on which the light rays enter are planes perpendicular to the optical axis of the incident light rays in order to avoid bending of the rays at these incident surfaces. Therefore, ∠CDE and ∠ECD in block 14
is 45°, ∠DEC is 90°, and ∠ of block 13 is
BCD is 45°. When the plane DE of block 14 and the plane AD of block 13 are located on the same plane as shown in FIG. 5a, ∠ADC becomes 135°,
If the critical angle of the reflecting surface 15 is θ°, ∠BAD is 90°−
θ°, and ∠CBA becomes 90° + θ°. However, since the reflection angle of the optical axis of the light beam reflected by the reflective surface 15 is 2θ°, in this case, if θ° is other than 45°, the optical axis of the reflected light from the disk 6 that is reflected by the reflective surface 15 is 2θ°. The surface AD is no longer orthogonal to the surface AD, and the optical axis of the emitted light at the surface AD is refracted. Therefore, when θ° is other than 45°, this refraction can be avoided and the surface AD
In order to make it perpendicular to the optical axis of the emitted light, the fifth
It is necessary to set ∠BAD to θ° as shown in Figure b. In this case, ∠ADC becomes 225°−2θ°. Here, if the refractive index of the material of the prism is n, then the relationship θ=sin −1 1/n holds between the critical angle θ and the refractive index n. Let the length of side EC of block 14 be α,
Assuming that the length of the side BC of the block 13 is β, and that the reflected light from the disk 6 is incident on the left side of the diagram from a position γ apart from the point C on the side BC, then the length of the side BC is β must satisfy the following conditions.

β>{1+1/tan(2sin-11/n)}α−{tan(
sin-11/n)+1/tan(2sin-11/n)}γ 辺BCの長さβが上記値より小さい場合には反
射面15で反射された光は再び光分割面3aに入
射してしまうことになる。またデイスク6からの
反射光の入射位置がC点をも含む場合にはγ=0
となり、 β>{1+1/tan(2sin-11/n)}α となる。この第4図および第5図に示した実施例
の焦点検出装置はブロツク13,14により偏光
プリズムと検出プリズムの両方の機能を有するプ
リズムを形成したものであり、他の構成は第2図
の焦点検出装置と同様に構成した。
β>{1+1/tan(2sin -1 1/n)}α−{tan(
sin -1 1/n) + 1/tan (2sin -1 1/n)}γ If the length β of side BC is smaller than the above value, the light reflected by the reflecting surface 15 enters the light splitting surface 3a again. You end up doing it. In addition, if the incident position of the reflected light from the disk 6 also includes point C, γ=0
Then, β>{1+1/tan (2sin -1 1/n)}α. The focus detection device of the embodiment shown in FIGS. 4 and 5 has blocks 13 and 14 forming a prism having the functions of both a polarizing prism and a detection prism, and the other configuration is the same as that of FIG. It was configured in the same way as the focus detection device.

次にこの装置の作動を説明する。第2図の装置
と同様にレーザ光源1から放射された光(紙面内
に直線偏光している)をコリメートレンズ2によ
つて平行光にし、ブロツク14、光分割面3a、
ブロツク13、1/4波長板4および対物レンズ5
を経て情報トラツクを含むデイスク6上に焦束す
る。この光束は凹凸のピツト形状を持つ情報トラ
ツクにより反射され、対物レンズ5および1/4波
長板4を経てブロツク13に入射する。ブロツク
13に入射する反射光は、1/4波長板4の作用に
より紙面に対し垂直方向に偏光されているから、
この光はブロツク13と14との間に設けた光分
割面3aで反射される。この光分割面3aで反射
した光束をブロツク13に設けた反射面15に入
射し、この反射面15により反射される光束を検
出器12で受光する。
Next, the operation of this device will be explained. Similar to the device shown in FIG. 2, the light emitted from the laser light source 1 (linearly polarized in the plane of the paper) is made into parallel light by the collimator lens 2, and the block 14, the light splitting surface 3a,
Block 13, quarter wave plate 4 and objective lens 5
The image is then focused onto the disk 6 containing the information track. This light beam is reflected by an information track having an uneven pit shape and enters a block 13 via an objective lens 5 and a quarter-wave plate 4. Since the reflected light incident on the block 13 is polarized in the direction perpendicular to the plane of the paper due to the action of the quarter-wave plate 4,
This light is reflected by a light splitting surface 3a provided between blocks 13 and 14. The light beam reflected by the light splitting surface 3a is incident on a reflection surface 15 provided on the block 13, and the light beam reflected by the reflection surface 15 is received by the detector 12.

この焦点検出装置はこのように構成したので、
第2図の装置に付いて前述したものと同様の原理
に従つて焦点検出を行なう。このため、合焦状態
では受光領域12A,12Bへの入射光量はそれ
ぞれ等しくなり、デイスク6が合焦位置からa方
向にずれた場合には受光領域12Aが暗く、受光
領域12Bが明るくなり、デイスク6が合焦位置
からb方向にずれた場合には逆に受光領域12A
が明るく、受光領域12Bが暗くなるから、各受
光領域12A,12Bの出力の差を検出すること
により、その量および極性からのずれの量および
方向を表わす焦点誤差信号を得ることができ、こ
の信号に基いて対物レンズ5を光軸方向に移動制
御するフオーカツシング制御を行なうことができ
る。また、受光領域12A,12Bの出力の和か
らデイスク6に記録されたピツト対応信号を検出
することができる。
Since this focus detection device was configured in this way,
Focus detection is carried out according to principles similar to those described above for the apparatus of FIG. Therefore, in the focused state, the amount of light incident on the light receiving areas 12A and 12B is equal, and when the disc 6 deviates from the focused position in the direction a, the light receiving area 12A becomes dark, the light receiving area 12B becomes bright, and the disc 6 deviates from the in-focus position in the b direction, the light receiving area 12A
is bright and the light-receiving area 12B is dark, so by detecting the difference between the outputs of the light-receiving areas 12A and 12B, a focus error signal representing the amount and direction of deviation from the amount and polarity can be obtained. Focusing control for controlling the movement of the objective lens 5 in the optical axis direction can be performed based on the signal. Further, the pit corresponding signal recorded on the disk 6 can be detected from the sum of the outputs of the light receiving areas 12A and 12B.

このような構成による本発明の焦点検出装置は
第2図の焦点検出装置について述べた利点を有す
ると同時に、偏光プリズムを構成する2個のプリ
ズムの内の1個のプリズムと検出プリズムとを1
個のブロツクにより一体に構成したためこれらの
プリズムの構成が簡単になり、製造が容易にな
り、プリズムが安価になるとともに、偏光プリズ
ムと検出プリズムとの間に接合面および分離され
た面を有さないので、この接合面または分離され
た面の接着層および、これらの面のよごれによる
光の損失がなく、さらに正確な焦点検出を行なう
ことのできるものである。
The focus detection device of the present invention with such a configuration has the advantages described with respect to the focus detection device of FIG.
The structure of these prisms is simplified because they are made of individual blocks, which makes them easier to manufacture and cheaper, as well as having a joint surface and a separate surface between the polarizing prism and the detection prism. Therefore, there is no loss of light due to the adhesive layer on the bonded surface or the separated surface and dirt on these surfaces, and more accurate focus detection can be performed.

第6図は本発明の他の実施例の構成を示す図で
ある。簡面のため第4図と同様の部材には同一の
符号を付した。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention. For simplicity, the same members as in FIG. 4 are given the same reference numerals.

この焦点検出装置は第4図の実施例のブロツク
15のかわりにブロツク16を設け、このブロツ
ク16とブロツク14とを貼り合わせ、この接合
面の間に偏光膜を設けて光分割面3aを形成した
ものである。第4図の実施例と異なる点はブロツ
ク16に2個の反射面17と18を設けた点であ
る。このブロツク16に設けた反射面17は光分
割面3aで反射されるデイスク6からの反射光線
を入射し、デイスク6上に焦束させる光が合焦状
態の時に光分割面3aで反射される光線(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したものであり、第4図の実
施例における反射面15と同様の作用をする。ま
た反射面18はデイスク6上に焦束される光が合
焦状態の時に光分割面3aで反射され、反射面1
5で反射される光線(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
したものである。
In this focus detection device, a block 16 is provided in place of the block 15 in the embodiment shown in FIG. 4, and the block 16 and the block 14 are bonded together, and a polarizing film is provided between the bonded surfaces to form a light splitting surface 3a. This is what I did. The difference from the embodiment shown in FIG. 4 is that the block 16 is provided with two reflective surfaces 17 and 18. The reflective surface 17 provided on this block 16 receives the reflected light from the disk 6 that is reflected by the light splitting surface 3a, and when the light to be focused onto the disk 6 is in focus, it is reflected by the light splitting surface 3a. It is set to be at or slightly smaller than the critical angle with respect to the light beam (parallel light flux), and has the same effect as the reflecting surface 15 in the embodiment shown in FIG. Further, when the light focused on the disk 6 is in the focused state, the reflective surface 18 is reflected by the light splitting surface 3a, and the reflective surface 18
This angle is set to be at or slightly smaller than the critical angle with respect to the light ray (parallel light flux) reflected by the angle 5.

このブロツク16の反射面17および反射面1
8の反射角の設定を第7図を参照して説明する。
第7図は第6図の焦点検出装置のブロツク16お
よび14を示した図である。破線で示したデイス
ク6からの反射光の光軸を90゜の角度で側方へ反
射するため、偏光膜を設けた光分割面3aをこの
光軸に対して45゜の角度で配置する。またこれら
のブロツク16,14の光線の入射する入射面は
この入射面での光線の屈析をさけるため入射光線
の光軸に対して直交する平面となつている。この
ためブロツク14の∠CDEと∠ECDは45゜、∠
DECは90゜であり、ブロツク16の∠BCDは45゜で
ある。第5図について前述したと同様に反射面1
7,18の臨界角をθとすると、これらの反射面
17,18で反射されるデイスク6からの反射光
の反射角は2θ゜となる。従つて反射面18と光分
割面3aが同一平面となる時はθ゜が45゜の場合だ
けである。反射面17を臨界角に設定するために
は∠CBAは90゜+θ゜にする必要がある。また反射
面18を臨界角に設定するためには∠FDCを225゜
−θに設定する。面AFをこの面から出射する出
射光の光軸に対して直交させるためには∠AFD
をθに設定する必要がある。この場合∠BAFは
180゜−θとなる。第5図において前述したと同様
にプリズムの材料の屈析率をnとすると、臨界角
θと屈析率nとの間にはθ=sin-11/nの関係がな りたつ。ブロツク14の辺ECの長さをαとし、
ブロツク16の辺BCの長さをβとし、デイスク
6からの反射光が辺BC上のC点より長さγだけ
離れた位置より図示の左側の部分に入射すると仮
定すると、辺BCの長さβは以下の条件を満足し
なければならない。
The reflective surface 17 of this block 16 and the reflective surface 1
The setting of the reflection angle of No. 8 will be explained with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram showing blocks 16 and 14 of the focus detection device of FIG. In order to reflect the optical axis of the reflected light from the disk 6 shown by the broken line laterally at an angle of 90°, the light splitting surface 3a provided with a polarizing film is arranged at an angle of 45° with respect to this optical axis. Further, the incident surfaces of these blocks 16 and 14 on which the light beams enter are planes perpendicular to the optical axis of the incident light beams in order to avoid bending of the light beams at these incident surfaces. Therefore, ∠CDE and ∠ECD of block 14 are 45°, ∠
DEC is 90° and ∠BCD of block 16 is 45°. Reflective surface 1 as described above with respect to FIG.
If the critical angle of 7 and 18 is θ, the reflection angle of the reflected light from disk 6 reflected by these reflecting surfaces 17 and 18 is 2θ°. Therefore, the reflecting surface 18 and the light splitting surface 3a are on the same plane only when θ° is 45°. In order to set the reflective surface 17 at a critical angle, ∠CBA needs to be 90° + θ°. Further, in order to set the reflective surface 18 at a critical angle, ∠FDC is set to 225°-θ. In order to make the surface AF perpendicular to the optical axis of the light emitted from this surface, ∠AFD
It is necessary to set θ to θ. In this case ∠BAF is
It becomes 180°−θ. As described above in FIG. 5, if the refractive index of the material of the prism is n, then the relationship θ=sin -1 1/n holds between the critical angle θ and the refractive index n. Let the length of side EC of block 14 be α,
Assuming that the length of the side BC of the block 16 is β, and that the reflected light from the disk 6 is incident on the left side of the diagram from a position γ apart from the point C on the side BC, then the length of the side BC is β must satisfy the following conditions.

β>{1+1/tan(2sin-11/n)}α−{tan(
sin-11/n)+1/tan(2sin-11/n)}γ 辺BCの長さβが上記値より小さい場合には反
射面17で反射された光は再び光分割面3aに入
射してしまうことになる。またデイスク6からの
反射光の入射位置がC点をも含む場合にはγ=0
となり、 β>{1+1/tan(2sin-11/n)}α となる。光検出器12は反射面18で反射された
光線を入射するように配置し、第6図中の側面図
にも示すように反射面18で反射される中心光線
(光軸)を含む紙面に垂直な面を境に2つの受光
領域12A,12Bを2分割する。なおこの他の
構成は第4図の実施例の焦点検出装置と同様に構
成した。
β>{1+1/tan(2sin -1 1/n)}α−{tan(
sin -1 1/n) + 1/tan (2sin -1 1/n)}γ If the length β of side BC is smaller than the above value, the light reflected by the reflecting surface 17 enters the light splitting surface 3a again. You end up doing it. In addition, if the incident position of the reflected light from the disk 6 also includes point C, γ=0
Then, β>{1+1/tan (2sin -1 1/n)}α. The photodetector 12 is arranged so that the light beam reflected by the reflective surface 18 enters the photodetector 12, and as shown in the side view in FIG. The two light receiving areas 12A and 12B are divided into two with a vertical plane as the boundary. The rest of the structure is the same as that of the focus detection device of the embodiment shown in FIG.

次にこの装置の作動を説明する。レーザ光源1
から放射された光(紙面内に直線偏光している)
をコリメートレンズ2によつて平行光にし、ブロ
ツク14、光分割面3a、ブロツク16、1/4波
長板4および対物レンズ5を経て情報トラツクを
含むデイスク6上に集束する。この光束は凹凸の
ピツト形状を持つ情報トラツクにより反射され、
対物レンズ5および1/4波長板4を経てブロツク
16に入射する。ブロツク16に入射する反射光
は、1/4波長板4の作用により紙面に対し垂直方
向に偏光されているから、この光はブロツク16
と14との間に設けた光分割面3aで反射され
る。この光分割面3aで反射した光束をブロツク
16に設けた反射面17に入射し、この反射面1
7により反射される光束を反射面18に入射し、
この反射面18により反射される光束を検出器1
2で受光する。反射面17,18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した。の
で反射面17,18に入射する合焦状態での入射
光線はすべて反射面17,18で反射されるの
で、今合焦状態では受光領域12A,12Bへの
入射光量はそれぞれ等しくなる。
Next, the operation of this device will be explained. Laser light source 1
light emitted from (linearly polarized within the plane of the paper)
is made into parallel light by the collimating lens 2, passes through the block 14, the light splitting surface 3a, the block 16, the 1/4 wavelength plate 4, and the objective lens 5, and is focused onto the disk 6 containing the information track. This light beam is reflected by an information track with an uneven pit shape,
The light passes through the objective lens 5 and the quarter-wave plate 4 and enters the block 16. Since the reflected light incident on the block 16 is polarized in the direction perpendicular to the plane of the paper due to the action of the quarter-wave plate 4, this light is reflected on the block 16.
The light is reflected by the light splitting surface 3a provided between and 14. The light beam reflected by this light splitting surface 3a is incident on a reflecting surface 17 provided on the block 16, and this reflecting surface 1
The light beam reflected by 7 is incident on the reflective surface 18,
The light beam reflected by this reflecting surface 18 is detected by the detector 1.
Receives light at 2. The reflective surfaces 17 and 18 are set so as to form a critical angle or a little smaller than the critical angle with respect to the incident light beam (parallel light flux) in the focused state. Therefore, all the incident light beams in the focused state that enter the reflective surfaces 17 and 18 are reflected by the reflective surfaces 17 and 18, so that in the current focused state, the amounts of incident light to the light receiving areas 12A and 12B are equal.

第2図の焦点検出装置について前述したと同様
に、デイスク6が合焦状態から第2図のa方向に
ずれると光分割面3aで反射される光束は発散光
となり、またデイスク6が合焦状態からb方向に
ずれると反射面への入射光線は収束光となる。反
射面17,18はほぼ臨界角に設定されているか
ら、デイスク6がaおよびb方向に変位して合焦
状態からずれると、このずれに応じて反射面1
7,18への入射光線は光軸上の中心光線(一点
鎖線)を除いて臨界角の前後で連続的に変化す
る。すなわちデイスク6がa方向に変位すると、
反射面17の中心光線を入射する部分より図示の
下側の部分に入射する光線はすべての入射光線の
入射角が臨界角よりも小さくなる。したがつて、
この部分では透過光が存在する。この反射面17
を透過する光線の分だけ、反射面17で反射され
る反射光線束の強度は弱められる。この反射面1
7の中心光線を入射する部分より図示の下側の部
分に入射し、反射される光線は反射面18の中心
光線を入射する部分より図示の下側の部分に入射
するが、反射面17に入射する光線が臨界角より
も小さい時には反射面18に入射する光線も臨界
角よりも小さくなるので、反射面18においても
透過光が存在し、この反射面18を透過する光線
の分だけ、反射面18で反射される反射光線束の
強度は弱められる。この反射面18の中心光線を
入射する部分より図示の下側の部分に入射し、反
射される光線は光検出器12の受光領域12Bに
入射するが、この受光領域12Bに入射する光線
は合焦状態の時に比べて反射面17,18で反射
されずに透過した透過光線の分だけ減少する。ま
た反射面17,18の図示の中心光線を入射する
部分より上側の部分に入射する光線はすべての入
射光線の入射角が臨界角より大きくなるので、こ
の部分では透過光が存在せず、入射したすべての
光線が中心光線を含んで反射され、受光領域12
Aに入射する。これにより受光領域12Aに入射
する光線の量は合焦状態の光線の光量とかわらな
い。
As described above with respect to the focus detection device of FIG. 2, when the disk 6 deviates from the in-focus state in the direction a in FIG. When the state deviates from the state in the b direction, the incident light beam to the reflecting surface becomes convergent light. Since the reflective surfaces 17 and 18 are set at approximately the critical angle, when the disk 6 is displaced in directions a and b and deviates from the focused state, the reflective surfaces 1
The incident light rays to 7 and 18 change continuously around the critical angle except for the central ray (dotted chain line) on the optical axis. That is, when the disk 6 is displaced in the direction a,
The angle of incidence of all the incident rays of light rays that are incident on the lower part of the reflection surface 17 than the part on which the central ray is incident is smaller than the critical angle. Therefore,
Transmitted light exists in this part. This reflective surface 17
The intensity of the reflected light beam reflected by the reflecting surface 17 is weakened by the amount of light that passes through the reflective surface 17. This reflective surface 1
The reflected light rays are incident on the lower part of the reflective surface 18 than the part on which the central ray is incident, and the reflected light rays are incident on the lower part of the reflective surface 18 than the part on which the central ray is incident. When the incident light ray is smaller than the critical angle, the light ray incident on the reflective surface 18 is also smaller than the critical angle, so there is also transmitted light on the reflective surface 18, and the amount of light that passes through this reflective surface 18 is reflected. The intensity of the reflected ray bundle reflected at surface 18 is weakened. The reflected light rays enter the lower part of the reflection surface 18 than the part on which the central ray enters, and the reflected light rays enter the light receiving area 12B of the photodetector 12, but the light rays incident on this light receiving area 12B are Compared to the focused state, the amount of light is reduced by the amount of transmitted light that is transmitted without being reflected by the reflecting surfaces 17 and 18. In addition, since the incident angles of all the incident rays of light rays incident on the portions of the reflecting surfaces 17 and 18 above the portion where the central ray is incident are greater than the critical angle, there is no transmitted light in these portions, and the incident All the light rays including the central ray are reflected, and the light receiving area 12
incident on A. As a result, the amount of light rays incident on the light receiving area 12A is the same as the amount of light rays in the focused state.

これに対し、デイスク6がb方向に変位する
と、反射面17,18の入射光線は収束光となる
から、反射面17,18の入射光線の傾きの関係
が上述したa方向にずれた場合と逆になる。すな
わち、デイスク6がb方向に変位すると、反射面
17,18への入射光線は収束光となるから、反
射面17,18の中心線を入射する部分より図示
の下側の部分に入射するすべての入射光線の入射
角は臨界角よりも大きくなる。したがつて、この
部分では透過光が存在せず、入射したすべての光
線が、中心光線までを含んで反射される。また、
反射面17,18の中心光線を入射する部分より
図示の上側の部分に入射するすべての入射光線の
入射角は臨界角よりも小さくなる。したがつて、
この部分では透過光が存在し、この透過光が透過
した分だけ、反射光線束の強度は弱められる。こ
の結果、光検出器12の受光領域12Aに入射す
る反射面18により反射された反射光線はこの反
射面17,18で反射されずに透過した透過光線
の分だけ減少する。また反射面17,18の中心
光線を入射する部分より図示の上側に離れた位置
に入射する光線は入射したすべての光線が反射さ
れるので、受光領域12Bに入射する光線の光量
は合焦状態の時に受光領域12Bに入射する光線
の光量と変らない。このような構成により、合焦
状態では受光領域12A,12Bへの入射光量は
それぞれ等しくなり、デイスク6が合焦位置から
a方向にずれた場合には受光領域12Bが暗く、
受光領域12Aが明るくなり、デイスク6が合焦
位置からb方向にずれた場合には逆に受光領域1
2Bが明るく、受光領域12Aが暗くなるから、
各受光領域12A,12Bの出力の差を検出する
ことにより、その量および極性からずれの量およ
び方向を表わす焦点誤差信号を得ることができ、
この信号に基いて対物レンズ5を光軸方向に移動
制御するフオーカツシング制御を行なうことがで
きる。また、受光領域12A,12Bの出力の和
からデイスク6に記録されたピツト対応信号を検
出することができる。しかもこの装置では2個の
反射面17,18を用いているため、反射面を1
個だけ設けた前述の実施例に比べて焦点位置が
a,bのいずれかの方向にずれた時におこる受光
領域12A,12Bのいずれかへの光量の減少率
が倍増し、受光領域12A,12Bにおける光量
差が著しくなるので、焦点検出装置が高まり、さ
らに正確に焦点検出を行なうことのできるもので
ある。
On the other hand, when the disk 6 is displaced in the b direction, the incident light rays on the reflective surfaces 17 and 18 become convergent light, so the relationship between the inclinations of the incident light rays on the reflective surfaces 17 and 18 is shifted in the a direction as described above. It will be the opposite. That is, when the disk 6 is displaced in the b direction, the incident light beams on the reflective surfaces 17 and 18 become convergent beams, so that all the light beams incident on the lower side of the figure than the center line of the reflective surfaces 17 and 18 are incident on the center line of the reflective surfaces 17 and 18. The angle of incidence of the incident ray is greater than the critical angle. Therefore, no transmitted light exists in this portion, and all incident light rays, including the central ray, are reflected. Also,
The angles of incidence of all the incident rays that are incident on the portions of the reflecting surfaces 17 and 18 above the portion where the central ray is incident in the drawing are smaller than the critical angle. Therefore,
Transmitted light exists in this portion, and the intensity of the reflected light beam is weakened by the amount of transmitted light. As a result, the reflected light beam reflected by the reflective surface 18 that enters the light-receiving area 12A of the photodetector 12 is reduced by the amount of the transmitted light beam that is transmitted without being reflected by the reflective surfaces 17 and 18. In addition, all of the incident light rays that are incident on the upper side of the reflection surface 17, 18 are reflected from the part where the center ray is incident, so that the amount of light that is incident on the light receiving area 12B is in the in-focus state. The amount of light that enters the light-receiving area 12B is the same as the amount of light that enters the light-receiving area 12B when With this configuration, in the focused state, the amount of light incident on the light receiving areas 12A and 12B is equal to each other, and when the disk 6 deviates from the focused position in the direction a, the light receiving area 12B becomes dark.
If the light receiving area 12A becomes bright and the disc 6 deviates from the in-focus position in the b direction, the light receiving area 12A becomes brighter.
2B is bright and the light receiving area 12A is dark, so
By detecting the difference in the output of each light receiving area 12A, 12B, a focus error signal representing the amount and direction of deviation can be obtained from the amount and polarity.
Based on this signal, focusing control for controlling the movement of the objective lens 5 in the optical axis direction can be performed. Further, the pit corresponding signal recorded on the disk 6 can be detected from the sum of the outputs of the light receiving areas 12A and 12B. Moreover, since this device uses two reflective surfaces 17 and 18, only one reflective surface can be used.
Compared to the above-mentioned embodiment in which only one light receiving area is provided, the rate of decrease in the amount of light to one of the light receiving areas 12A and 12B that occurs when the focal position shifts in either direction a or b is doubled. Since the difference in the amount of light becomes significant, the focus detection device becomes more expensive, and focus detection can be performed more accurately.

このような構成による本発明の焦点検出装置は
第2図の焦点検出装置について述べた利点を有す
ると同時に、偏光プリズムを構成する2個のプリ
ズムの内の1個のプリズムと検出プリズムとを1
個のブロツクにより一体に構成したためこれらの
プリズムの構成が簡単になり、製造が容易にな
り、プリズムが安価になるとともに、偏光プリズ
ムと検出プリズムとの間に接合面および分離され
た面を有さないので接合面における接着層による
光の損失や、分離された面による光の屈折および
これらの面によごれによる光の損失がなく、これ
によりさらに正確な焦点検出を行なうことのでき
る焦点検出装置である。
The focus detection device of the present invention with such a configuration has the advantages described with respect to the focus detection device of FIG.
The structure of these prisms is simplified because they are made of individual blocks, which makes them easier to manufacture and cheaper, as well as having a joint surface and a separate surface between the polarizing prism and the detection prism. There is no loss of light due to the adhesive layer at the joint surface, no refraction of light due to separated surfaces, and no loss of light due to dirt on these surfaces, making it a focus detection device that can perform more accurate focus detection. be.

なお本発明の焦点検出装置は図示の実施例に限
定されることなく特許請求の範囲内で種々の変更
を加えることのできるものである。一例として前
述の実施例で用いた偏光膜のかわりにハーフミラ
ーを用いてもよい。また、これらのプリズムを構
成するブロツクの材料は光透過率が良く、所定の
屈折率を有するものであれば、どのような材質の
ものを用いてもよく、一例としてガラスのかわり
にプラスチツクを用いれば、プリズムを構成する
ブロツクをさらに容易に作成することができる。
Note that the focus detection device of the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. As an example, a half mirror may be used instead of the polarizing film used in the above embodiment. Furthermore, the blocks constituting these prisms may be made of any material as long as it has good light transmittance and a predetermined refractive index.For example, plastic may be used instead of glass. For example, the blocks constituting the prism can be created more easily.

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

第1図および第2図は従来の焦点検出装置の構
成を示す線図、第3図は臨界角近傍での反射強度
の一例を示す線図、第4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5図aおよび
bは第4図の焦点検出装置のプリズムを構成する
ブロツクの構成を示す線図、第6図は本発明の焦
点検出装置の他の実施例の構成を示す線図、第7
図は第6図の焦点検出装置のプリズムを構成する
ブロツクの構成を示す線図である。 1……レーザ光線、2……コリメートレンズ、
3……偏光プリズム、3a……光分割面、4……
1/4波長板、5……対物レンズ、6……デイスク、
10……検出プリズム、11……反射面、12…
…光検出器、12A,12B……受光領域、1
3,14,16……ブロツク、15,17,18
……反射面、A,B,C,D,E,F……点。
1 and 2 are diagrams showing the configuration of a conventional focus detection device, FIG. 3 is a diagram showing an example of reflection intensity near the critical angle, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the focus detection device of the present invention. Diagrams showing the configuration of an embodiment; FIGS. 5a and 5b are diagrams showing the configuration of blocks constituting the prism of the focus detection device in FIG. 4; FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the focus detection device of the present invention. Diagram showing the configuration of the example, No. 7
This figure is a diagram showing the structure of blocks constituting the prism of the focus detection device of FIG. 6. 1... Laser beam, 2... Collimating lens,
3...Polarizing prism, 3a...Light splitting surface, 4...
1/4 wavelength plate, 5...objective lens, 6...disk,
10...detection prism, 11...reflection surface, 12...
...Photodetector, 12A, 12B... Light receiving area, 1
3, 14, 16...Block, 15, 17, 18
...Reflecting surface, A, B, C, D, E, F... points.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 光源と、この光源から放射された光を集束さ
せて被照射物体に照射する対物レンズと、この対
物レンズに前記光源から放射された光を導くと共
に、この対物レンズを通つてもどつて来る前記被
照射物体に照射した光の反射光を前記光源以外の
方向に導く光分割素子と、この光分割素子により
前記光源以外の方向に分割された光の少なくとも
一部の光束を入射し、この入射光の中の所定方向
の光線に対して臨界角もしくはそれよりやや小さ
めに設定した反射面を有する検出プリズムと、こ
の検出プリズムを経た光の少なくとも一部を受光
するように配置され、前記検出プリズムの前記反
射面で反射された反射光および/または屈折され
た透過光の光量変化を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出力する
光検出器とを具える焦点検出装置において、前記
光分割素子と前記検出プリズムとを1体に成形し
たことを特徴とする焦点検出装置。
1. A light source, an objective lens that focuses the light emitted from the light source and irradiates it onto an irradiated object, and guides the light emitted from the light source to the objective lens and returns the light through the objective lens. A light splitting element that guides the reflected light of the light irradiated onto the irradiated object in a direction other than the light source; a detection prism having a reflective surface set at a critical angle or slightly smaller than a critical angle with respect to a ray of light in a predetermined direction; and a detection prism arranged to receive at least a portion of the light that has passed through the detection prism. and a photodetector that detects changes in the amount of reflected light and/or refracted transmitted light reflected by the reflective surface of the object lens and outputs a focus error signal of the objective lens with respect to the irradiated object. 2. A focus detection device according to claim 1, wherein the light splitting element and the detection prism are molded into one body.
JP11445380A 1980-08-19 1980-08-19 Focal point detector Granted JPS5738403A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11445380A JPS5738403A (en) 1980-08-19 1980-08-19 Focal point detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11445380A JPS5738403A (en) 1980-08-19 1980-08-19 Focal point detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5738403A JPS5738403A (en) 1982-03-03
JPS639306B2 true JPS639306B2 (en) 1988-02-26

Family

ID=14638104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11445380A Granted JPS5738403A (en) 1980-08-19 1980-08-19 Focal point detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5738403A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5738403A (en) 1982-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6227456B2 (en)
JPS6339979B2 (en)
JP2508478B2 (en) Optical head
JPH0372965B2 (en)
JP3545028B2 (en) Optical pickup device
US4954702A (en) Process for detecting a focal point in an optical head
JPS639306B2 (en)
US6396638B1 (en) Optical pickup device capable of stable tracking
JPS639305B2 (en)
JPH0721581A (en) Optical pickup
JPH0721866B2 (en) Optical head device
JPH0219537B2 (en)
JP2578203B2 (en) Light head
JPS6245614B2 (en)
JPH0656673B2 (en) Light pickup
JPH1069666A (en) Optical pickup system
JPH0120498B2 (en)
JP2659239B2 (en) Light head
KR850000649Y1 (en) Forcus detecting device
JPS6333209B2 (en)
JPH04167236A (en) Optical disk apparatus
JPH0352132A (en) Optical head
JPS641858B2 (en)
JP3393680B2 (en) Optical pickup
JP2584739B2 (en) Focus detection device