JPH01130331A - Focus detection device for optical pickup - Google Patents
Focus detection device for optical pickupInfo
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- JPH01130331A JPH01130331A JP28898187A JP28898187A JPH01130331A JP H01130331 A JPH01130331 A JP H01130331A JP 28898187 A JP28898187 A JP 28898187A JP 28898187 A JP28898187 A JP 28898187A JP H01130331 A JPH01130331 A JP H01130331A
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- optical
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光ピックアップの焦点検出装置に関する。[Detailed description of the invention] Technical field The present invention relates to a focus detection device for an optical pickup.
従来技術
一般に、光ディスク等について情報の記録再生等を行な
う光ピックアップにおいては、対物レンズを介して微小
スポットを光ディスク等に照射し、その反射光に基づき
情報を再生するようにしている。この際、合焦状態にあ
ることが良好なる記録再生のために必要であり、合焦状
態にあるかの焦点位置検出を行ない、焦点誤差信号が常
に0となるようにサーボ制御をかけるのが一般的である
。BACKGROUND OF THE INVENTION Generally, in an optical pickup for recording and reproducing information on an optical disk, etc., a minute spot is irradiated onto the optical disk through an objective lens, and information is reproduced based on the reflected light. At this time, it is necessary to be in focus for good recording and playback, so it is necessary to detect the focus position to see if it is in focus and apply servo control so that the focus error signal is always 0. Common.
ここに、焦点誤差信号検出は、光ディスクから反射され
る光束を焦点誤差検出光学系を介して2分割74分割等
の受光素子で受光し、検出するのが一般的である。Here, the focus error signal is generally detected by receiving the light beam reflected from the optical disk by a light receiving element such as a 2-split 74-split light beam via a focus error detection optical system.
例えば、第7図及び第8図に示すようなナイフエツジ法
による焦点検出方式がある。まず、レーザ光源、例えば
半導体レーザ1から射出された。レーザ光束はカップリ
ングレンズ2により平行光束とされた後、ビームスプリ
ッタ3、λ/4板4を通り、対物レンズ5により光ディ
スク(光情報記録媒体)6に゛微小スポットに収束され
て照射される。この光ディスク6からの反射光は再び対
物レンズ5、λ/4板4を通った後、ビームスプリッタ
3により入射光と分離されて検出系に向かう。For example, there is a focus detection method using a knife edge method as shown in FIGS. 7 and 8. First, light is emitted from a laser light source, for example, a semiconductor laser 1. The laser beam is made into a parallel beam by a coupling lens 2, passes through a beam splitter 3 and a λ/4 plate 4, and is focused into a minute spot and irradiated onto an optical disk (optical information recording medium) 6 by an objective lens 5. . After the reflected light from the optical disk 6 passes through the objective lens 5 and the λ/4 plate 4 again, it is separated from the incident light by the beam splitter 3 and heads toward the detection system.
まず、集光レンズ7が設けられ、この集光レンズ7の光
軸上に位置させて焦点検出用の2分割の受光素子8が設
けられている。そして、集光レンズ7・受光素子8間に
は収束光路中に対して半分だけ進出して光束の一部を遮
るプリズム構成のナイフェツジ9が設けられている。な
お、ナイフェツジ9による反射側にはトラック信号検出
用の受光素子が設けられる。First, a condensing lens 7 is provided, and a two-split light receiving element 8 for focus detection is provided on the optical axis of the condensing lens 7. A knife 9 having a prism structure is provided between the condensing lens 7 and the light receiving element 8, extending half way into the convergent optical path and blocking a part of the light beam. Note that a light receiving element for detecting a track signal is provided on the side reflected by the knife 9.
ここに、対物レンズ5が合焦状態にある時、第14図(
a)に示すように光ディスク6から反射され集光レンズ
7により収束される検出光の収束位置が2分割受光素子
8の受光素子8a、8b間中央となり、受光素子8a、
8bの検出出力をA。Here, when the objective lens 5 is in focus, Fig. 14 (
As shown in a), the convergence position of the detection light reflected from the optical disk 6 and converged by the condenser lens 7 is at the center between the light receiving elements 8a and 8b of the two-split light receiving element 8, and the light receiving elements 8a,
A is the detection output of 8b.
Bとした時、A=Bとなるように設定されている。When B is set, the setting is such that A=B.
そこで、対物レンズ5と光ディスク6とが合焦状態から
外れ、例えば光ディスク6が遠ざかった時には第14図
(b)に示すように集光レンズ7による収束位置が受光
素子8より前寄り位置に移動するため、ナイフェツジ9
の作用により受光素子8a、8bの検出出力A、BがA
>Bなる関係となることにより、焦点誤差を生じている
ことが検出される。そして、A=Bとなるように対物レ
ンズ5がアクチュエータにより駆動される。逆に、光デ
ィスク6が近づいた時には第14図(C)に示すように
集光レンズ7による収束位置が受光素子8より後寄り位
置に移動するため、ナイフェツジ9の作用により受光素
子8a、8bの検出出力A。Therefore, when the objective lens 5 and the optical disk 6 are out of focus, for example, when the optical disk 6 moves away, the convergence position by the condenser lens 7 moves to a position closer to the front than the light receiving element 8, as shown in FIG. 14(b). To do so, Naifetsuji 9
Detection outputs A and B of the light receiving elements 8a and 8b become A
>B, it is detected that a focus error has occurred. Then, the objective lens 5 is driven by the actuator so that A=B. Conversely, when the optical disk 6 approaches, the convergence position by the condenser lens 7 moves to a position behind the light receiving element 8 as shown in FIG. Detection output A.
BがA<Bなる関係となり、焦点誤差を生じていること
が検出される。B has a relationship of A<B, and it is detected that a focus error has occurred.
ところが、このような従来のナイフェツジ焦点誤差検出
方式の場合、例えば光学部品がが温度・湿度などの雰囲
気変化ないしは経時変化等により動いてしまった場合、
正確な焦点誤差検出ができなくなってしまう。例えば、
第7図におい°Cビームスプリッタ3が矢印α方向に変
位したとすると、合焦状態であっても受光素子8に至る
光が矢印β方向に移動してしまい、焦点誤差信号A−B
は0とならず、焦点がずれているとみなされてしまう。However, in the case of the conventional knife focus error detection method, if the optical components move due to changes in the atmosphere such as temperature or humidity, or due to changes over time,
Accurate focus error detection becomes impossible. for example,
If the °C beam splitter 3 is displaced in the direction of arrow α in FIG.
is not 0 and is considered to be out of focus.
これは、受光素子8自体が矢印β方向に変位してしまっ
た場合も同様である。This also applies when the light receiving element 8 itself is displaced in the direction of the arrow β.
つまり、雰囲気変化等により光学部品が移動・変位して
しまうと、焦点誤差検出に関する初期設定値がそのまま
誤差としてずれてしまい、正確なフォーカス制御ができ
なくなるものである。In other words, if the optical component moves or is displaced due to a change in the atmosphere or the like, the initial setting value regarding focus error detection will be shifted as an error, making it impossible to perform accurate focus control.
目的
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、温度・
湿度変化ないしは経時変化による光学部品の変動等の影
響を受けることなく正確に焦点誤差を検出し得る光ピッ
クアップの焦点検出装置を得ることを目的とする。Purpose The present invention was made in view of the above points.
It is an object of the present invention to provide a focus detection device for an optical pickup that can accurately detect a focus error without being affected by changes in optical components due to changes in humidity or changes over time.
構成
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光源からの
光束を対物レンズを介して微小スポットとして光情報記
録媒体に収束照射させ、この光情報記録媒体からの反射
光に基づき焦点誤差信号検出を行なう光ピックアップの
焦点検出装置において、前記光情報記録媒体から反射さ
れる平行光束を互いに平行な2光束に2分割させる光分
割素子を設け、これらの光分割素子による2光束が光軸
対称に入射される1つの集光レンズを設け、前記2光束
の分割方向に多分割されて前記集光レンズからの収束光
を受光する受光素子を前記集光レンズの焦点位置を外れ
た光軸上位置に配設させて設けたことを特徴とするもの
である。Structure In order to achieve the above object, the present invention converges and irradiates a light beam from a laser light source as a minute spot onto an optical information recording medium through an objective lens, and detects a focus error signal based on the reflected light from the optical information recording medium. In a focus detection device for an optical pickup that performs One condensing lens is provided, and a light receiving element that receives the convergent light from the condensing lens, which is divided into multiple parts in the direction of division of the two light beams, is positioned on the optical axis away from the focal point of the condensing lens. It is characterized in that it is arranged and provided.
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第5図に基づい
て説明する。第7図で示した部分と同一部分(光ピック
アップの基本構造)は同一符号を用いて示す。本実施例
は、まず、光ディスク6から反射されビームスプリッタ
3により入射光と分離された平行光束12を互いに平行
な2光束12a、12bに2分割させる光分割素子とし
ての2つのビームスプリッタ13.14が設けられてい
る。これらのビームスプリッタ13.14は一体化され
たものが用いられている。又、これらのビームスプリッ
タ13.14による2光束12a。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5. The same parts (basic structure of the optical pickup) as those shown in FIG. 7 are indicated using the same reference numerals. In this embodiment, first, two beam splitters 13 and 14 are used as light splitting elements to split a parallel light beam 12 reflected from an optical disk 6 and separated from the incident light by a beam splitter 3 into two mutually parallel light beams 12a and 12b. is provided. These beam splitters 13 and 14 are integrated. Also, two light beams 12a are generated by these beam splitters 13 and 14.
12bの進行方向にはこれらの2光束12a、12bを
ともに入射させ得る1つの集洗レンズ15− が設けら
れている。ここに、集光レンズ15の光軸16はビーム
スプリッタ13.14間中央に設定されている。このよ
うな集光レンズ15の収束側位置には焦点誤差検出用の
1つの受光素子17が設けられている。この受光素子1
7は中心が集光レンズ15の光軸上に位置するように配
置されているが、この集光レンズ15の焦点位置を外れ
た手前側位置に配置されて2光束12a、12bに基づ
く収束光18a、18を受光し得るように構成されてい
る。又、この受光素子17は2光束12a、12bの分
割方向に多分割1例えば4分割されたものであり、4つ
の受光領域A−Dを有する。そして、焦点誤差信号はこ
れらの受光領域A−Dの出力に基づき、(A+D)−(
B+C)により検出される。One collection lens 15- is provided in the traveling direction of the light beam 12b to allow both of these two light beams 12a and 12b to enter. Here, the optical axis 16 of the condenser lens 15 is set at the center between the beam splitters 13 and 14. One light receiving element 17 for detecting a focus error is provided at the converging side position of such a condensing lens 15. This light receiving element 1
7 is arranged so that its center is located on the optical axis of the condensing lens 15, but it is arranged at a position on the near side away from the focal point of this condensing lens 15, and the convergent light based on the two light beams 12a and 12b is 18a and 18 are configured to be able to receive light. The light-receiving element 17 is multi-divided, for example, into four, in the direction in which the two light beams 12a and 12b are divided, and has four light-receiving areas A to D. Then, the focus error signal is based on the outputs of these light receiving areas A-D, and is calculated as (A+D)-(
B+C).
ここに、合焦状態における受光状態を第2図及び第3図
(a)に示す。即ち、合焦状態にあっては集光レンズ1
5に対する2光束12a、12bは平行光束状態であり
、集光レンズ15により収束されて各々の収束光18a
、18bは受光領域A。Here, the light receiving state in the focused state is shown in FIGS. 2 and 3(a). That is, in the focused state, the condenser lens 1
The two light beams 12a and 12b for 5 are parallel light beams, and are converged by the condenser lens 15 to become each convergent beam 18a.
, 18b is a light receiving area A.
Bの中間、受光領域C,Dの中間に各々受光される。よ
って、焦点誤差信号は(A+D)−(B+C)=Oなる
状態となる。The light is received in the middle of B, and in the middle of light receiving areas C and D, respectively. Therefore, the focus error signal becomes (A+D)-(B+C)=O.
一方、合焦時からずれた場合を考える。例えば、光ディ
スク6が遠ざかった時にはビームスプリッタ3,13.
14を経て集光レンズ15に入射する2光束12a、1
2bは第4図(a)に示すように平行光束ではなく収束
形となる。逆に、y6デイスク6が近づいた時にはビー
ムスプリッタ3,13.14を経て集光レンズ15に入
射する2光束12a、]、2bは第47図(b)に示す
ように発散形となる。このような収束形又は発散形の2
光束12a、12bは集光レンズ15を経て受光素子1
7上に収束受光される際には、平行光束時とは光路長の
違いによりスポット径、位置が異なり、各々第5図(a
)(b)に示すような受光状態となる。On the other hand, consider a case where the image deviates from the in-focus state. For example, when the optical disk 6 moves away, the beam splitters 3, 13 .
Two light beams 12a and 1 enter the condensing lens 15 through 14.
As shown in FIG. 4(a), the light beam 2b is not a parallel light beam but a convergent light beam. On the other hand, when the Y6 disk 6 approaches, the two beams 12a, 2b entering the condenser lens 15 through the beam splitters 3, 13, 14 become divergent as shown in FIG. 47(b). Two such convergent or divergent forms
The light beams 12a and 12b pass through the condenser lens 15 and reach the light receiving element 1.
When the light is converged and received on 7, the spot diameter and position are different from those when the beam is parallel due to the difference in optical path length, and each is shown in Fig. 5 (a).
) The light receiving state is as shown in (b).
即ち、光ディスク6が遠ざかった時には第5図(a)か
らも判るように、 (A+D)−(B+C)<Oとなる
。一方、光ディスク6が近づいた時には第5図(b)か
らも判るように、(A+D)−(B+C)〉0となる。That is, when the optical disk 6 moves away, (A+D)-(B+C)<O, as can be seen from FIG. 5(a). On the other hand, when the optical disk 6 approaches, as can be seen from FIG. 5(b), (A+D)-(B+C)>0.
このようにして、焦点誤差信号が検出される。In this way, a focus error signal is detected.
しかして、合焦状態において、雰囲気変化、経時変化等
により光学部品に変動を生じた場合の焦点誤差検出動作
を考える。例えば、合焦状態にある第1図においてビー
ムスプリッタ3或いはビームスプリッタ13.14が矢
印α方向に回転変位したとする。このような変位により
、受光素子17上に収束される収束光18a、18bは
例えば第3図(b)に示すように全体的に左側にずれる
。Now, let us consider the focus error detection operation when the optical components change due to changes in the atmosphere, changes over time, etc. in the focused state. For example, suppose that the beam splitter 3 or beam splitter 13, 14 is rotationally displaced in the direction of the arrow α in FIG. 1 in the focused state. Due to such displacement, the convergent lights 18a and 18b converged on the light receiving element 17 are shifted to the left as a whole, for example, as shown in FIG. 3(b).
しかるに、この際に、ビームスプリッタ3ないしビーム
スプリッタ13.14を経た平行光束である2光束1゛
2a、12bのずれ量はともに等しく、受光素子17上
における収束光18a、1.8bのずれ量も等しいもの
となる。よって、(A+D)−(B+C)なる演算処理
による場゛合、ずれ量が相殺され、(A+D)−(B十
〇)=O1即ち合焦状態であると検知される。これは、
受光素子17自体が光軸に直交する矢印β方向に変位し
た場合も同様である。However, in this case, the two light beams 1.2a and 12b, which are parallel light beams that have passed through the beam splitter 3 or 13.14, have the same amount of deviation, and the amount of deviation of the convergent beams 18a and 1.8b on the light receiving element 17 is the same. are also equal. Therefore, in the case of the arithmetic processing of (A+D)-(B+C), the amount of deviation is canceled out, and it is detected that (A+D)-(B10)=O1, that is, the in-focus state. this is,
The same applies when the light receiving element 17 itself is displaced in the direction of the arrow β perpendicular to the optical axis.
なお、本実施例では4分割の受光素子17を用いたが、
例えば第6図に示すように3つの受光領域A、B、Cか
らなる受光素子19を用いるようにしてもよい。この場
合、焦点誤差信号は(A十〇)−Bにより検出される。Note that in this example, a four-divided light receiving element 17 was used; however,
For example, as shown in FIG. 6, a light receiving element 19 consisting of three light receiving areas A, B, and C may be used. In this case, the focus error signal is detected by (A10)-B.
効果
本発明は、上述したように光情報記録媒体から反射され
る平行光束を光分割素子により互いに平行な2光束に2
分割した後、2光束を1つの集光レンズに光軸対称に入
射させ、その収束2光束を2光束の分割方向に多分割さ
れた受光素子で受光させるようにしたので1合焦状態に
おいて温度・湿度変化ないしは経時変化等により光学部
品に変動・変位を生じたとしても、その変位を相殺除去
した状態で正確な焦点誤差信号の検出を行なうことがで
きるものである。Effects As described above, the present invention splits the parallel light beam reflected from the optical information recording medium into two mutually parallel light beams using a light splitting element.
After splitting, the two beams are made to enter one condensing lens symmetrically with respect to the optical axis, and the two converged beams are received by a light receiving element that is multi-divided in the direction in which the two beams are divided. - Even if fluctuations or displacements occur in optical components due to changes in humidity or changes over time, it is possible to accurately detect a focus error signal in a state where the displacements are canceled out and removed.
第1図は本発明の一実施例を示す光学系構成図、第2図
は合焦時の光束状態を示す側面図、第3図は合焦時の受
光状態を示す平面図、第4図は合焦状態から外れた時の
光束状態を示す側面図、第5図はその受光状態を示す平
面図、第6図は変形例を示す平面図、第7図は従来例を
示す光学系構成図、第8図はその検出動作を示す側面図
である。
1・・・半導体レーザ(レーザ光源)、5・・・対物レ
ンズ、6・・・光ディスク(光情報記録媒体)、12・
・・平行光束、l 2 a、 l 2 b−2光束、
13,14・・・ビームスプリッタ(光分割素子)、1
5・・・集光レンズ、16・・・光軸、17・・・受光
素子、¥5.1 図
3Z国 ]33
図r5a、l0b
14図
37図
、l 図
手続補正書輸発)
昭和63年 3月 1日
”04゛1“111′適
1、事件の表示
特願昭62−288981号
2、発明の名称
光ピックアップの焦点検出装置
住所 東京都大田区中馬込1丁目3番6号4、代 理
人
〒107
な し
ah、、’。
特願昭62−288981号補正曹
この出願に関し、明細書中の記載を下記のように補正す
る。
記
1、第3頁第18行目ないし第4頁第1行目の「第14
図」を「第8図ノに補正する。
2、第4頁第8行目の「第14図」をf第8図」に補正
する。
2、第4頁第15行目の「第14図」を「第819<に
補正する。Fig. 1 is a configuration diagram of an optical system showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a side view showing the state of light flux when in focus, Fig. 3 is a plan view showing the state of light reception when in focus, and Fig. 4 is a side view showing the state of the light flux when it is out of focus, FIG. 5 is a plan view showing the light receiving state, FIG. 6 is a plan view showing a modified example, and FIG. 7 is an optical system configuration showing a conventional example. 8 are side views showing the detection operation. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor laser (laser light source), 5... Objective lens, 6... Optical disk (optical information recording medium), 12...
・・Parallel luminous flux, l 2 a, l 2 b-2 luminous flux,
13, 14... Beam splitter (light splitting element), 1
5... Condensing lens, 16... Optical axis, 17... Light receiving element, ¥5.1 Figure 3 Z country] 33 Figure r5a, l0b 14 Figure 37, l Figure procedure amendment export) 1988 March 1st, 2004 "04゛1"111' Suit 1, Indication of the case, Patent Application No. 62-288981 2, Name of the invention: Focus detection device for optical pickup Address: 1-3-6-4 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo , representative
There are 107 people. Amendment to Japanese Patent Application No. 62-288981 Regarding this application, the description in the specification is amended as follows. 1, page 3, line 18 to page 4, line 1, “14th
2. Correct "Fig. 14" in the 8th line of page 4 to "Fig. 8". 2. Correct “Figure 14” on page 4, line 15 to “819<.
Claims (1)
ットとして光情報記録媒体に収束照射させ、この光情報
記録媒体からの反射光に基づき焦点誤差信号検出を行な
う光ピックアップの焦点検出装置において、前記光情報
記録媒体から反射される平行光束を互いに平行な2光束
に2分割させる光分割素子を設け、これらの光分割素子
による2光束が光軸対称に入射される1つの集光レンズ
を設け、前記2光束の分割方向に多分割されて前記集光
レンズからの収束光を受光する受光素子を前記集光レン
ズの焦点位置を外れた光軸上位置に配設させて設けたこ
とを特徴とする光ピックアップの焦点検出装置。In a focus detection device for an optical pickup, the light beam from a laser light source is focused on an optical information recording medium as a minute spot through an objective lens, and a focus error signal is detected based on the reflected light from the optical information recording medium. A light splitting element is provided that splits the parallel light beam reflected from the information recording medium into two mutually parallel light beams, and one condenser lens is provided through which the two light beams from these light splitting elements are incident symmetrically on the optical axis. A light-receiving element that receives convergent light from the condensing lens that is divided into multiple parts in the direction of dividing the two light beams is provided at a position on the optical axis that is out of the focal position of the condensing lens. Focus detection device for optical pickup.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28898187A JPH01130331A (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Focus detection device for optical pickup |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28898187A JPH01130331A (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Focus detection device for optical pickup |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01130331A true JPH01130331A (en) | 1989-05-23 |
Family
ID=17737298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28898187A Pending JPH01130331A (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Focus detection device for optical pickup |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01130331A (en) |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP28898187A patent/JPH01130331A/en active Pending
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