JPH0339337B2

JPH0339337B2 -

Info

Publication number: JPH0339337B2
Application number: JP11939083A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ando
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1991-06-13
Also published as: JPS6010426A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕本発明は集束光を用いた情報記録媒体から少な
くとも情報を読み取ることが可能な装置、例えば
DAD用のCD（コンパクトデイスク）やビデオデ
イスクのような再生専用の情報記憶媒体や画像フ
アイル・静止画フアイルCOM（コンピユーターア
ウトプツトメモリー）等に用いられ、集束光によ
り記録層に対し穴を開ける等の状態変化を起こさ
せて情報の記録を行ない、またそこから再生する
ことができる情報記憶媒体さらに消去可能な情報
記憶媒体に対し少なくとも再生ないしは記録を行
なう時に用いられる光学ヘツド等に適用され、非
点収差法により焦点ぼけ検出を行なう焦点ぼけ検
出装置に関する。〔発明の技術的背景とその問題点〕焦点ぼけ検出に非点収差法を用いた光学系の焦
点ぼけ検出特性は第１図に示されるとおりであ
り、この焦点ぼけ検出特性が次のような性質を持
つとき光学ヘツドを含めた情報再生装置ないしは
情報記憶再生装置として以下の問題点が生じる。 () 焦点ぼけ検出信号の絶対値が最大になる時
の焦点ぼけδ_D0、δ_J0の値が余りにも小さいと焦
点ぼけ補正回路が働いている時にわずか焦点が
ぼけても焦点ぼけ検出信号の絶対値がピークを
越え、焦点ぼけ検出信号の値が急速に小さくな
るため焦点ぼけ補正回路のフイードバツクルー
プゲインが小さくなり焦点ぼけ補正が行ないに
くくなる。 () 焦点ぼけ検出信号の絶対値が最大になる時
のぼけ量δ_D0、δ_J0の値が余りにも小さい場合、
焦点ぼけ補正回路を初めて作動させると、対物
レンズが合焦点位置に非常に近付いている時の
み対物レンズが合焦点位置に引込まれるが、対
物レンズが合焦点位置より多少でも離れている
時には焦点ぼけ補正回路のフイードバツクルー
プゲインが小さいため対物レンズを合焦点位置
に引込むのが難しくなる。 () 焦点ぼけ検出信号の絶対値が最大になる時
のぼけ量の絶対値δ_D0、｜δ_J0｜の値が大きく離れ
ている場合、焦点ぼけ検出特性が合焦点時を中
心としてアンバランスになるため焦点ぼけ補正
回路のフイードバツクループゲインが大きく非
対称になる。つまりδ_D0≪｜δ_J0｜の時にはレン
ズがデイスクに遠くに来た時のフイードバツク
ループゲインが大きく、近付いた時のゲインが
はなはだしく小さくなるので対物レンズは合焦
点位置よりも若干デイスクに近づく傾向を示す
ようになつている。 () 焦点ぼけ検出信号の絶対値が最大になる時
の焦点ぼけ量の絶対値δ_D0、｜δ_J0｜の値が大きく
離れ、焦点ぼけ補正回路のフイードバツクルー
プゲインが合焦点時を中心として大きくアンバ
ランスになると、ある特定の方向（ループゲイ
ンが高くなる方向）に焦点ぼけが生じた時だけ
焦点ぼけ補正回路のフイードバツクループが不
安定になり発振しやすくなる現象が起こる。〔発明の目的〕本発明は上記事情にもとづいてなされたもの
で、その目的とするところは、焦点ぼけ検出をよ
り安定し、しかも信頼性良く行なうことができる
ようにした焦点ぼけ検出装置を提供することにあ
る。〔発明の概要〕この発明によれば、集束光を用いて情報記憶媒
体から少なくとも情報を読みとることが可能な装
置に用いられ、集束光の焦点ぼけを検出する焦点
検出装置において、上記情報記録媒体上に向けて
照射される照射光を集光するとともに上記情報記
憶媒体上から反射された反射光を伝達する対物レ
ンズと、この対物レンズを通過した反射光の光路
上に配置された投射レンズ及びシリンドリカルレ
ンズと、これら投射レンズ及びシリンドリカルレ
ンズを通過した光によつて形成される光スポツト
を検出する複数の検出セルを有し、合焦状態にお
いて波、所定形状であつて、焦点ぼけ状態に移行
するに従つて特定方向に引き延ばされる光スポツ
トの形状変化を検出する検出器を具備し、上記対
物レンズの焦点距離をｆ１、上記投射レンズの焦
点距離をｆ０、対物レンズから投射レンズまでの
光路長をＬ、投射レンズとシリンドリカルレンズ
との間の光路長をＨとしたとき、Ｌ−f₀＋Hf₁／f₁−Ｈf₀ ²（Ｋ−１）／4Kδ_D0 （但し、δD0＝0.003（mm）、Ｋ＝10ないしＫ＝3.2）
となることを特徴とする焦点ぼけ検出装置。〔発明の実施例〕以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。第２図は本発明に係る焦点ぼけ検出装
置を用いた光学ヘツドを示すもので、１はレーザ
装置である。このレーザー装置１から発生された
レーザービームは、コリメータレンズ２によつて
平行束に変換され、三角プリズム３を介して偏光
ビームスプリツタ４に向けられている。偏光ビー
ムスプリツタ４を通過した平行レーザービームは
１／４波長板５を通過して対物レンズ６に入射され、
この対物レンズ６によつて情報記憶媒体７の光反
射層（もしくは記録層）８に向けて集束される。
対物レンズ６は、ボイスコイル７によつてその光
軸方向に移動可能に支持され、対物レンズ６が所
定位置に位置されると、この対物レンズ６から発
せられた集束性レーザービームのビームウエスト
が光反射層８表面上に投射され、最小ビームスポ
ツトが光反射層８の表面上に形成される。この状
態において、対物レンズ６は、合焦状態に保れ、
情報の書き込み及び読み出しが可能となる。情報
を書き込む際には、光強度変調されたレーザービ
ームによつて光反射層８上のトラツキングガイド
（プリグループ）にピツトが形成され、情報を読
み出す際には、一定の光強度を有するレーザービ
ームは、トラツキングガイドに形成されたビツト
によつて光強度変調されて反射される。情報記憶媒体７の光反射層８から反射された発
散性のレーザービームは、合焦時には対物レンズ
６によつて平行光束に変換され、再び1/4波長板
５を通過して偏光ビームスプリツタ４に戻され
る。レーザービームが1/4波長板５を往復するこ
とによつてレーザービームは、偏光ビームスプリ
ツタ４を通過した際に比べて偏波円が90度回転
し、この90度だけ偏波面が回転したレーザービー
ムは、偏光ビームスプリツタ４を通過せず、この
偏光ビームスプリツタ４で反射されることとな
る。偏光ビームスプリツタ４で反射されたレーザ
ービームは投射レンズ（球面レンズ）１０および
シリンドリカルレンズ１１を順次通過して４分割
された光検出器１２すなわち、第１〜第４の検出
セル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄからなる光
検出器１２に照射される。なお、上記レーザービ
ームは図示しないハーフミラーブロツクによつて
分岐され、凸レンズによつて他の光検出器に照射
される。この光検出器で検出された信号は、情報
記憶媒体７に記録された情報を含み、信号処理装
置に送られてデジタルデータに変換される。ま
た、上記光検出器１２で検出された信号は、フオ
ーカス信号発生器で処理され、このフオーカス信
号発生器から発生されたフオーカス信号がボイス
コイル駆動回路に与えられる。ボイスコイル駆動
回路は、フオーカス信号に応じてボイスコイル９
を駆動し、対物レンズ６を合焦状態に維持するこ
ととなる。しかして、合焦検出に関するレーザービームの
軌跡は、第３図イ，ロ，ハに示すように描かれ
る。すなわち、対物レンズ６が合焦状態にある際
には、光反射層８上にビームウエストが投射さ
れ、最小ビームスポツト、すなわちビームウエス
トスポツトが光反射層８上に形成される。通常、
レーザー装置１から対物レンズ６に入射されるレ
ーザーは、平行光束であるから、ビームウエスト
は、対物レンズ６の焦点上に形成される。しかし
ながら、対物レンズ６にレーザー装置１から入射
されるレーザーがわずかに発散或は、収束してい
る場合には、ビームウエストは、対物レンズ６の
焦点近傍に形成される。そして、合焦時には、第
３図イに示すように、ビームスポツトの像が光検
出器１２の受光面の中心部に形成される。すなわ
ち、ビームウエストスポツトが光反射層８上に形
成され、この光反射層８で反射されたレーザービ
ームは、対物レンズ６によつて平行光束に変換さ
れ、投射レンズ１０およびシリンドリカルレンズ
１１によつて集光され、（なお、このとき、レー
ザービームは、シリンドカルレンズ１１の母線と
直角な方向ａで光検出器１２より近い位置に、平
行な方向ｂで光検出器１２より遠い位置に集束す
る。）、光検出器１２上に投射され、ビームスポツ
ト像がその上に円形状に形成される。このとき、
第１〜４の検出セル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄのそれぞれに照射される光量は等しい。次
に、対物レンズ６が光反射層８に向けて近接する
と、ビームウエストは、第３図ロに示すようにレ
ーザービームが光反射層８で反射されて生ずる。
すなわち、ビームウエストは、対物レンズ６と光
反射層８間に生ずる。このような非合焦時におい
ては、ビームウエストは、通常対物レンズ６の焦
点距離内に生ずることから、ビームウエストが光
点として機能すると仮定すれば明らかなように光
反射層８で反射され、対物レンズ６から射出され
るレーザービームは、対物レンズ６によつて発散
性のレーザービームに変換される。このレーザー
ビームは投射レンズ１０およびシリンドリカルレ
ンズ１１を経てシリンドリカルレンズ１１の母線
と直角方向ａおよび平行方向ｂのそれぞれにおい
て上記合焦時の焦束点よりも遠い点に向つて集束
されることとなり、光検出器１２上でシリンドリ
カルレンズ１１の母線と平行方向ｂを長軸とする
楕円となる。対物レンズ６が光検出器１２にさら
に近接し、シリンドリカルレンズ１１の母線と直
角な方向ａでのレーザービーム成分が光検出器１
２の受光面に集束するときにはビームスポツト像
は第３図ロに示すように光検出器１２の受光面の
中心を通る線状に形成される。このとき、第２と
第４の検出セル１２ｂ，１２ｄにのみ照射され
る。更に、第３図ハに示されるように対物レンズ
６が光反射層８から離間された場合には、ビーム
ウエストを形成した後レーザーは、光反射層８で
反射される。このような非合焦時には、通常ビー
ムウエストは、対物レンズ６の焦点距離外であつ
て対物レンズ６と光反射層８間に形成されること
から、光反射層８で反射され、対物レンズ６から
射出されるレーザービームは、収束性を有するこ
ととなる。このレーザービームは、投射レンズ１
０およびシリンドリカルレンズ１１を経てシリン
ドリカルレンズ１１の母線と直角方向ａおよび平
行方向ｂのそれぞれにおいて上記合焦点よりも近
い点に向つて集束されることとなり、光検出器１
２上にシリンドリカルレンズ１１の母線と直角方
向ａを長軸とする楕円となる。対物レンズ６が光
検出器１２からさらに離間し、シリンドカルレン
ズ１１の母線と平行な方向ｂでのレーザービーム
成分が光検出器１２の受光面に集束するときに
は、ビームスポツトの像は第３図ハに示すよう
に、光検出器１２の中心を通る線状に形成され
る。このとき、第１と第３の検出セル１２ａ，１
２ｃにのみ照射される。次に、焦点ぼけ検出をより安定に、しかも信頼
性良く行なうための条件を考察し、数値限定を与
えて行く。先ず、非点収差法に対する解析を行な
う。半導体レーザー光はコリメーターレンズ１に
より平行光のままで対物レンズ６に入り、情報記
憶媒体７上で集光される。対物レンズ６の焦点位
置を基準として、情報記憶媒体７がδ（δ＞０）
だけ遠ざかつた場合を考える。情報記憶媒体７表
面を鏡面と考えると、第４図イに示すように、レ
ーザー光のビームウエスト位置（そこを点光源と
考える）が対物レンズ６の焦点位置から2δだけ遠
ざかることになる。なお、第４図ロに示すように
近付いた場合も同様に考えられる。今、第５図の
ように、身かけのビームウエストの位置をA′、
対物レンズ６の主点（薄肉レンズ近似を行なつて
いる）をB′とすると、B′面上で光軸よりh₀離れ
た位置に入射する光の角度β₀については、 h₀／f₀＋2δ＝＋tan（−β₀）≒−β₀ ……(1) 但し、f₀は対物レンズ６の焦点距離である。対物レンズ６主点のh₀の部分を通過後の光線が
光軸と交わる角度β₁は、 β₁＝β₀＋h₀／f₀＝h₀・2δ／f₀ ²＋f₀ ²・2δ ＝h₀／f₀＋f₀ ²／2δ ……(2) となる。つぎに、第６図のように対物レンズ６の主点
B′からＬだけ離れた位置C′に焦点距離f₁のレンズ
ＢをまたそこからＨ離れた位置D′に焦点距離f₂の
レンズ…１４を置く。またＣからｌ離れた位置
E′に光検出器１２が存在する光学系を考える。対
物レンズ６の主点B′からａだけ後方に高さｙの
部分を通過した後の光線の各レンズ１３，１４に
対する入射角、高さをそれぞれβ₁、β₂、h₁、h₂と
する。Ｆ（δ）＝（f₀＋f₀ ²／2δ）^-1 ……(3) としたとき、ｙ＝h₀−aβ₁＝h₀×（１−aF（δ））より h₀＝ｙ／１−aF（δ） ……(4) h₁＝ｙ−（Ｌ−ａ）β₁＝ｙ−（Ｌ−ａ）h₀F（δ）＝ｙ｛１−（Ｌ−ａ）Ｆ（δ）／１−aF（δ）｝＝１−LF（δ）／１−aF（δ）・ｙ ……(5) β₂＝β₁＋h₁／f₁＝Ｆ（δ）ｙ／１−aF（δ）＋１／f₁・１−LF（δ）／１−aF（δ）・ｙ＝ｙ／１−aF（δ）
｛１／f₁＋(1‐L/f₁）Ｆ(δ)｝……(6) h₂＝h₁−Hβ₂＝ｙ／１−aF（δ）｛１−LF（
δ）−Ｈ／f₁＋HL−Hf₁／f₁Ｆ（δ）｝＝ｙ／１−aF（δ）｛（１−Ｈ／
f₁）−〔Ｈ＋Ｌ（１−Ｈ／f₁）〕Ｆ（δ）｝……(7) β₃＝β₂＋h₂／f₂＝ｙ／１−aF（δ）｛１／f₁＋（１
−Ｌ／f₁）Ｆ（δ）＋（１／f₂−Ｈ／f₁f₂）＋（LH／f₁f₂−Ｈ／f₂−Ｌ／f₂）Ｆ(δ)＝ｙ／１−aF（δ）｛１／f₁＋１／f₂−Ｈ／f₁f₂）＋〔（１−Ｌ／f₁）（１−Ｈ／f₂）−Ｌ／f₂〕Ｆ(
δ)……(8) h₃＝h₂−（ｌ−Ｈ）β₃＝h₂−（ｌ−Ｈ）（β₂＋h₂／f₂）＝（１−ｌ−Ｈ／f₂）h₂−（ｌ−Ｈ）β₂＝ｙ／１−a
F（δ）｛〔１−Ｈ／f₂−ｌ−Ｈ／f₂＋Ｈ（ｌ−Ｈ）／f₁・f₂−
ｌ−Ｈ／f₁〕＋〔LH／f₁−Ｈ−Ｌ−LH（ｌ−Ｈ）／f₁・
f₂＋Ｈ（ｌ−Ｈ）／f₂ ＋Ｌ（ｌ−Ｈ）／f₂＋Ｌ（ｌ−Ｈ）／f₁-(l‐H)〕F(δ)
}＝ｙ／１−aF（δ）{〔1‐l/f₁） −（ｌ−Ｈ）（f₁−Ｈ）／f₁・f₂〕-〔l+L(1‐l/f₁）−
Ｈ（ｌ−Ｈ）／f₂−Ｌ（ｌ−Ｈ）（f₁−Ｈ）／f₁・f₂〕
F（δ）｝……(9) 非点収差法ではレーザー光の集光点に対して情
報記憶媒体７の光反射層８の位置がずれた場合
（フオーカスがずれた場合）、光検出器１２上のス
ポツト形が楕円になる。レーザー光の集光点と光
反射層８の位置ずれ量δ（但し対物レンズ７に情
報記憶媒体７が遠ざかつた時をδ＞０とする）に
対する長軸、短軸の寸法変化の関係式を求める。
情報記憶媒体７の光反射層８で反射された対物レ
ンズ６を通過した光の光線は、シリンドリカルレ
ンズ１１の母線に対し直角と平行の方向で第７図
イ，ロの軌跡を通る。なお、第７図イ，ロにおい
て、Ｄ；投射レンズ１０方向（シリンドリカルレンズ
１１の母線と平行な方向ｂ）での光検出器１２
上のスポツトサイズＪ；合成レンズ方向（シリンドリカルレンズ１１
の母線と直角な方向ａ）での光検出器１２上の
スポツトサイズＡ；対物レンズ６の平行光束径（開口） f₀；対物レンズ６の焦点距離 f₁；投射レンズ１０の焦点距離 f₂；シリンドリカルレンズ１１の焦点距離Ｌ；対物レンズ６−投射レンズ１０間距離（厳密
に言うと対物レンズ６の投射レンズ１０に近い
側にある主点の位置から投射レンズ１０の対物
レンズ６に近い側に存在する主点の位置までの
光路長）Ｈ；投射レンズ６−シリンドリカルレンズ１１間
距離（厳密に言うと投射レンズ１０のシリンド
リカルレンズ１１側にある主点の位置からシリ
ンドリカルレンズ１１の投射レンズ１０に近い
方向に存在する主点までの光路長） l_D；投射レンズ１０方向での投射レンズ１０−光
検出器１２間光路長 l_J；合成レンズ方向での投射レンズ１０−光検出
器１２間光路長（δ；フオーカスのずれ量）とそれぞれ記号で表わす。 (7)式においてh₂→Ｄ／２、ａ＝０、ｙ→Ａ／
２、Ｈ→l_Dと置換えると、Ｄ＝Ａ｛（１−l₀／f₁）−〔l_D ＋Ｌ（１−l_D／f₁）〕×１／f₀＋f₀ ²／2δ｝……(10) ≒ ≒ 〓⁼⁰Ａ｛１−l₀/f₁）−〔l_D＋Ｌ（１−l_D/f₁）〕×２／
f₀ ²・δ｝ ……(11) (9)式において、h₃→−Ｊ／２、ａ＝０、ｙ→
Ａ／２、ｌ→l_Jと置換すると、Ｊ＝Ａ｛〔（ｌ−Ｈ）（f₁−Ｈ）／f₁・f₂−
（１−l_J／f₁）〕＋〔l_J＋Ｌ（１−l_J／f₁）−Ｈ（ｌ−
Ｈ）／f₂ −Ｌ（l_J−Ｈ）（f₁−Ｈ）／f₁f₂〕１／f₀＋f₀ ²／2δ｝……(12) 但しフオーカスが合つた時、光検出器１２上で
のスポツトは円形であるから、 δ＝０の時、Ｄ＝Ｊ l_D≒l_J という条件を(10)式と(12)式に代入すると１−l_D／f₁＝（l_D−Ｈ）（f₁−Ｈ）／f₁・f₂−（１−l_D／f₁）より f₂＝（f₁−Ｈ）（l_D−Ｈ）／２（f₁−l_D）……（13
）（13）式を(12)式に代入するとＪ＝Ａ｛（１−l_D／f₁）＋〔l_D−Ｌ（１−l_D／f₁） −2H（f₁−l_D）／f₁−Ｈ〕１／f₀＋f₀ ²／2δ｝……（
14） ≒ 〓⁼⁰Ａ｛１−l_D／f₁）＋〔l_D −Ｌ（１−l_D／f₁）−2H（f₁−l_D）／f₁−Ｈ〕２／f₀ ²δ｝ ……（14）第１図のフオーカスずれ検出信号量が最大にな
る時のフオーカスずれ量は、Ｄ＝０の時(10)式にお
いてＤ＝０としてδについて解くと、 δ_D0＝f₀ ²／２（Ｌ−f₀＋l_D／１−l_D／f₁）^-1……（16
）Ｊ＝０の時、 (2)式Ｊ＝Ａ｛１−l_D／f₁）＋〔l_D−Ｌ（１−l_D／f₁） −2H（f₁−l_D）／f₁−Ｈ〕１／f₀＋f₀ ²／2δ｝においてＪ＝０としてδについて解くと、（f₀＋f₀ ²／2δ_J0）（１−l_D／f₁）＝Ｌ（１
−l_D／f₁）＋2H（f₁−l_D）／f₁−Ｈ−l_D ＝Ｌ（１−l_D／f₁）＋2Hf₁（１−
l_D／f₁）／f₁−Ｈ−l_D より f₀＋f₀／2δ_J0＝Ｌ2Hf₁／f₁−Ｈ−l_Df₁／f₁−l_D したがつて δ_J0f₀ ²／２｛Ｌ−f₀＋2Hf₁／f₁−Ｈ−l_Df₁／f₁−l_D）^-
1……（17）さらに非点収差法の特性について検討する。今
Ｋ＝−δ_J0／δ_D0とおくと（16）式、（17）式よりＫ＝１／１−l_D／f₁＋Ｌ＋f₀／l_D／１−l_D／f₁−１＋f₀−2Hf₁／f₁−Ｈより l_D−（Ｋ−１）／１−l_D／f₁＝KL＋Kf₀＋2Hf₁K／f₁−Ｈ
＋Ｌ−f₀ ＝（Ｋ＋１）（Ｌ−f₀）＋2Hf₁K／f₁−Ｈ ……（18）より１／１−l_D／f₁ ＝（Ｌ−f₀）（Ｋ＋１）／l_D（Ｋ−１）＋2Hf₁K／l_D
（Ｋ−１）（f₁−Ｈ） ……（19）この式を（16）式に代入すると δ_D0＝f₀ ²／２｛（Ｌ−f₀）＋（Ｌ−f₀）（Ｋ＋１）
／Ｋ−１＋2Hf₁K／（Ｋ−１）（f₁−Ｈ）｝^-1＝f₀ ²／２
｛2K（Ｌ−f₀）／Ｋ−１＋2K／Ｋ−１・Hf₁／f₁−Ｈ｝^-2＝f₀ ²（Ｋ−１）
／4K（Ｌ−f₀）＋Hf₁／f₁−Ｈ）^-1……（20）（20）式を変形すると、Ｌ−f₀＋Hf₁／f₁−Ｈ＝f₀ ²（Ｋ−１）／4Kδ_D0 ＝f₀ ²／４（１／δ_D0＋１／δ_J0） ……（21）が得られる。また、Ｋ＝−δ_J0／δ_D0であるから、 δ_J0＝−Ｋ・δ_D0＝ f₀ ²（Ｋ−１）／４（Ｌ−f₀＋Hf₁／f₁−Ｈ）
^-1 ……（22）となるが、一般にＬ＞f₀＞０、f₁＞Ｈ＞０である
ためＬ−f₀＋Hf₁／f₁−Ｈ＞０であり、それに対しδ_J0＜０であるので通常はＫ＞１と
なる。したがつて｜δ_J0＞δ_D0＞０という関係が成
り立つ。次に焦点ぼけに対する最大許容値を調べてみ
る。集光したレーザー光のトラツキングガイドか
らの反射光の回折パターンを用いてトラツクずれ
を検出するPush−Pull法では、大きく焦点ぼけ
を起こすとトラツクずれ検出信号は現われなくな
る。第８図及び第９図はトラツキングガイドとし
てスパイラル状に連続して伸びた溝（プリグルー
プ）をレーザースポツトが直角方向に横切つた時
に、溝の１本１本ごとに現われるトラツクずれ検
出信号を現わしている。そしてそれぞれの方向に
焦点をぼかして行つた時のトラツクずれ検出信号
の様子をそれぞれの図面が表している。なお、図
中、δは対物レンズ６からの射出光の焦点からの
光反射層８のずれ量で、対物レンズ６から遠い側
を正とする。また、上側の曲線がトラツキング信
号１５、下側の曲線がトータル信号１６を示し、
共に零点は上から2di目で、これより下側が正で
ある。この図から通常3.0μｍ、多くても5.0μｍ以
上焦点がぼけるとPush−Pull法の信号ではトラ
ツクずれを検出できないということがわかる（な
お、信号１５の波形はなめらかなほど、また振幅
が大きいほど良好である。）。また、情報記憶媒体７の光反射層８に対して穴
を開けるなど状態変化を起こして記録を行なう場
合焦点ぼけが生じて光反射層８上でのスポツトが
大きくなると記録を行ないにくくなる。合焦点時
の光反射層８でのスポツトサイズal（たとえば、
開口数（NA）の値がNA（ここで言うNAは数式
の記号として取扱う）である理想的に収差のまつ
たくないレンズに強度分布が至る所均一な平行レ
ーザー光が入射したとし、このレンズを通過した
後集光した所でのスポツトサイズal）はレーザー
光の波長をλとした時 al＝0.82λ／NA ……（23）で与えられるとする。また、この時の強度分布は
ガウス分布に類似していると仮定すると、ビーム
ウエストでの強度が中心強度の１／e²となる輪帯
の半径をω₀とし、そこからＺずれた所での半径

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、安定してし
かも高い信頼性で焦点ぼけを検出することができ
る焦点ぼけ検出装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は非点収差法における焦点ぼけ検出特性
を示す図、第２図〜第１０図は本発明の一実施例
を示すもので、第２図は光学ヘツドを示す構成
図、第３図イ，ロ，ハは合焦時および非合焦時に
おけるレーザービームの軌跡および光検出器上で
のビームスポツトの状態を示す説明図、第４図
イ，ロは情報記憶媒体のずれに対する見かけのビ
ームウエストのずれを説明するための図、第５図
は対物レンズを通る光線の軌跡を解析するための
図、第６図は検出系レンズ部を通る光線の軌跡を
解析するための図、第７図イはシリンドカルレン
ズの母線と直角な方向の光線の軌跡を示す図、第
７図ロはシリンドリカルレンズの母線と平行な方
向の軌跡を示す図、第８図イ〜ヨおよび第９図イ
〜カは焦点ぼけ量に対するトラツクずれ検出信号
を示す図、第１０図はフイードバツクループ全体
の特性を表わすボーデ線図である。６……対物レンズ、７……情報記憶媒体、１０
……投射レンズ、１１……シリンドリカルレン
ズ、１２……光検出器。

Claims

【特許請求の範囲】１集束光を用いて情報記憶媒体から少なくとも
情報を読みとることが可能な装置に用いられ、集
束光の焦点ぼけを検出する焦点検出装置におい
て、上記情報記憶媒体上に向けて照射される照射
光を集光するとともに上記情報記憶媒体上から反
射された反射光を伝達する対物レンズと、この対
物レンズを通過した反射光の光路上に配置された
投射レンズ及びシリンドリカルレンズと、これら
投射レンズ及びシリンドリカルレンズを通過した
光によつて形成される光スポツトを検出する複数
の検出セルを有し、合焦状態において波、所定形
状であつて、焦点ぼけ状態に移行するに従つて特
定方向に引き延ばされる光スポツトの形状変化を
検出する光検出器を具備し、上記対物レンズの焦
点距離をf₁、上記投射レンズの焦点距離をf₀、対
物レンズから投射レンズまでの光路長をＬ、投射
レンズとシリンドリカルレンズとの間の光路長を
Ｈとしたとき、Ｌ−f₀＋Hf₁／f₁−Ｈf₀ ²（Ｋ−１）／4Kδ_D0 （但し、δ_D0＝0.003（mm）、Ｋ＝10ないしＫ＝3.2）
となることを特徴とする焦点ぼけ検出装置。