JPH01130331A - 光ピックアップの焦点検出装置 - 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】 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。

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
。

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。

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。

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。

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。

Ｂとした時、Ａ＝Ｂとなるように設定されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

このようにして、焦点誤差信号が検出される。

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
。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　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
   とを特徴とする光ピックアップの焦点検出装置。