JPH046632A - Focus detector - Google Patents
Focus detectorInfo
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- JPH046632A JPH046632A JP2106405A JP10640590A JPH046632A JP H046632 A JPH046632 A JP H046632A JP 2106405 A JP2106405 A JP 2106405A JP 10640590 A JP10640590 A JP 10640590A JP H046632 A JPH046632 A JP H046632A
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- light receiving
- emitting element
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば光ディスク、光カート、光磁気ディ
スク等の光学式情報記録媒体に対して情報の記録および
/または再生を行う記録/再生装置に用いるに好適な焦
点検出装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a recording/reproducing device for recording and/or reproducing information on an optical information recording medium such as an optical disk, an optical cart, or a magneto-optical disk. The present invention relates to a focus detection device suitable for use in.
従来の焦点検出装置として、例えば特開昭565701
3号公報に、第8図および第9図に示すようなものが提
案されている。第8図に示す焦点検出装置においては、
レーザダイオード(LD) 1から放射された光を平行
平板2の半透過面3で反射させた後、対物レンズ4を経
てディスク5に収束し、その反射光を対物レンズ4を経
て平行平板2の半透過面3を透過させた後、該平行平板
2の反射面6で反射させ、その後再び半透過面3を透過
させて光検出器7で受光することにより、その出力に基
づいて対物レンズ4のディスク5に対する焦点状態すな
わちフォーカスエラー信号(FES)を得るようにして
いる。すなわち、この焦点検出装置においては、平行平
板2を用いてディスク5からの戻り光にFES検出のた
めの非点収差を与えると共に、ディスク5に対する入射
光と戻り光とを分離することにより、部品点数の低減お
よび装置の小型化を図っている。As a conventional focus detection device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 565701
In Japanese Patent No. 3, a device as shown in FIGS. 8 and 9 is proposed. In the focus detection device shown in FIG.
After the light emitted from the laser diode (LD) 1 is reflected by the semi-transparent surface 3 of the parallel plate 2, it is converged on the disk 5 through the objective lens 4, and the reflected light is transmitted through the objective lens 4 to the parallel plate 2. After passing through the semi-transmissive surface 3, the light is reflected by the reflecting surface 6 of the parallel plate 2, and then transmitted through the semi-transmissive surface 3 again and received by the photodetector 7. Based on the output, the objective lens 4 The focus state for the disk 5, that is, the focus error signal (FES) is obtained. That is, in this focus detection device, the parallel plate 2 is used to give astigmatism to the return light from the disk 5 for FES detection, and the incident light to the disk 5 and the return light are separated, so that parts Efforts are being made to reduce the number of points and downsize the device.
また、第9図に示す焦点検出装置においては、第8図の
平行平板2の代わりに、くさび挟板8を用いて同様の作
用を行わせることにより、その厚さを平行平板よりも蒲
<シて、−層の小型化を図っている。In addition, in the focus detection device shown in FIG. 9, a wedge sandwich plate 8 is used in place of the parallel plate 2 shown in FIG. As a result, we are trying to downsize the - layer.
さらに、他の従来の焦点検出装置として、特開平1−2
29437号公報には第10図に示すようなものが提案
されている。この焦点検出装置においては、同一半導体
基体にLDIIと、その両側に受光素子(PD) 12
.13および14.15とを一体に形成した受発光素子
16を用い、LDIIからの光をホログラム素子17お
よび対物レンズ18を経て光ディスク19に収束して投
射し、その反射光を対物レンズ18を経てホログラム素
子17に入射させ、その±1次回折光をPD1213お
よび14.15でそれぞれ受光するようにすると共に、
ホログラム素子17により±1次回折光に非点収差を与
えて、PD12.13および14.15上で±1次回折
光のビーム形状が互いにほぼ逆方向に変化するようにし
て、PD12〜15の出力に基づいてFESを得るよう
にしている。Furthermore, as another conventional focus detection device, Japanese Patent Laid-Open No. 1-2
Japanese Patent No. 29437 proposes a device as shown in FIG. This focus detection device includes an LDII on the same semiconductor substrate and a photodetector (PD) 12 on both sides of the LDII.
.. 13, 14, and 15 are integrally formed, the light from the LDII is converged and projected onto the optical disk 19 via the hologram element 17 and the objective lens 18, and the reflected light is transmitted via the objective lens 18. The ±1st-order diffracted light is made incident on the hologram element 17 and received by the PDs 1213 and 14.15, respectively, and
The hologram element 17 imparts astigmatism to the ±1st-order diffracted light so that the beam shapes of the ±1st-order diffracted light change in substantially opposite directions on PDs 12.13 and 14.15, thereby changing the outputs of PDs 12 to 15. The FES is obtained based on this.
すなわち、この焦点検出装置においては、第11図A〜
Cに示すように、PD12.13および14.15に入
射する±1次回折光21および22のビーム形状が、光
ディスク19が対物レンズ18の焦点位置に位置する合
焦状態では第11図Bに示すように互いに等しくなり、
光ディスク19が対物レンズ18の焦点位置よりも対物
レンズ18側に近づいたときは第11図Aに示すように
なり、逆に対物レンズ18の焦点位置よりも遠ざかった
ときは第11図Cに示すようになるようにしている。こ
のようにして、PD12の出力をA1、PD13の出力
をA2、PD14の出力をA3、PD15の出力をA4
とするとき、FESを、
FES=(A++A3)−(Az+A4)により得るよ
うにしている。That is, in this focus detection device, FIG.
As shown in FIG. 11C, the beam shapes of the ±1st-order diffracted lights 21 and 22 incident on the PDs 12.13 and 14.15 are as shown in FIG. are equal to each other,
When the optical disk 19 is closer to the objective lens 18 than the focal position of the objective lens 18, it becomes as shown in FIG. I'm trying to make it happen. In this way, the output of PD12 is A1, the output of PD13 is A2, the output of PD14 is A3, and the output of PD15 is A4.
When, FES is obtained by FES=(A++A3)-(Az+A4).
この焦点検出装置においては、上記のように、LDII
およびPD12〜15を同一半導体基体に一体に形成し
た受発光素子16を用いることにより、LDおよびPD
の調整を不要にすると共に、装置の小型化を図っている
。In this focus detection device, as described above, the LDII
By using the light receiving/emitting element 16 in which the PDs 12 to 15 are integrally formed on the same semiconductor substrate, the LD and PD
This eliminates the need for adjustment and makes the device more compact.
しかしながら、第8図に示す焦点検出装置においては、
平行平板2によってFES検出のだめの非点収差を得る
ようにしているため、平行平板2として比較的厚さの厚
いものが必要となり、これがため装置の小型化および軽
量化が難しいという問題がある。また、第90のように
平行平板2の代わりにくさび挟板8を用いるものにあっ
ては、平行平板2に比べてそのくさび挟板8の加工コス
トが高いため、装置全体が高価になるという問題がある
。However, in the focus detection device shown in FIG.
Since the parallel plate 2 is used to obtain astigmatism for FES detection, a relatively thick parallel plate 2 is required, which makes it difficult to reduce the size and weight of the apparatus. In addition, in the case of using a wedge sandwich plate 8 instead of the parallel flat plate 2 as in No. 90, the processing cost of the wedge sandwich plate 8 is higher than that of the parallel flat plate 2, making the entire device expensive. There's a problem.
また、第11図に示した焦点検出装置にあっては、LD
IIから放射された光のうち、ホログラム素子17を通
る際に生した±1次回折光の光ディスク19からの戻り
光が、再びホログラム素子17を透過してPD12〜1
5に迷光となって入射するため、FESや再生信号(R
F)およびトラッキングエラー信号(TES)を安定し
て得ることがてきないという問題かある。Furthermore, in the focus detection device shown in FIG.
Of the light emitted from II, return light from the optical disk 19 of the ±1st-order diffracted light generated when passing through the hologram element 17 passes through the hologram element 17 again and is transmitted to the PDs 12 to 1.
5 as stray light, the FES and reproduction signal (R
There is a problem in that it is not possible to stably obtain F) and a tracking error signal (TES).
この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、調整を簡単にでき、したがって安価にできると
共に、焦点状態を常に安定して高精度で検出できるよう
適切に構成した焦点検出装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made by focusing on the above-mentioned conventional problems.The present invention has been made by focusing on the above-mentioned problems of the conventional technology. The purpose is to provide equipment.
〔課題を解決するための手段および作用]上記目的を達
成するため、この発明では、同一半導体基体上に形成し
た発光部および受光部を有する受発光素子と、
この受発光素子の発光部からの光を収束して被照射物体
に投射する収束光学系と、
前記受発光素子および収束光学系との間の光路中に配置
され、前記受発光素子からの光を前記収束光学系を経て
前記被照射物体に導く半透過面から成る第1面と、前記
被照射物体で反射され、前記収束光学系を経た戻り光の
瞳の半分を反射させて前記受発光素子に導く部分反射面
から成る第2の面とを有する検出光学素子とを具え、前
記受発光素子の受光部の出力に基づいて前記収束光学系
の前記被照射物体に対する焦点状態を検出するよう構成
する。[Means and effects for solving the problem] In order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting/receiving element having a light emitting part and a light receiving part formed on the same semiconductor substrate, and a light emitting/receiving element having a light emitting part and a light receiving part formed on the same semiconductor substrate. A converging optical system that converges light and projects it onto the object to be irradiated, and a light receiving/emitting element and the converging optical system. a first surface consisting of a semi-transparent surface that guides the irradiated object; and a first surface consisting of a partially reflective surface that reflects half of the pupil of the return light that is reflected by the irradiated object and passes through the converging optical system and guides it to the light receiving and emitting element. and a detection optical element having two surfaces, and is configured to detect the focal state of the converging optical system with respect to the irradiated object based on the output of the light receiving section of the light receiving and emitting element.
また、この発明では、同一半導体基体上に形成した発光
部および受光部を有する受発光素子と、この受発光素子
および被照射物体との間の光路中に配置され、前記受発
光素子からの光を収束して前記被照射物体に導く半透過
面から成る第1面と、前記被照射物体で反射された戻り
光の瞳の半分を反射させて前記受発光素子に収束して導
く部分反射面から成る第2の面とを有する収束検出光学
素子とを具え、
前記受発光素子の受光部の出力に基づいて前記収束検出
光学素子の前記被照射物体に対する焦点状態を検出する
よう構成する。Further, in the present invention, a light receiving/emitting element having a light emitting part and a light receiving part formed on the same semiconductor substrate is disposed in an optical path between the light receiving/emitting element and an object to be irradiated, and light from the light receiving/emitting element is arranged. a first surface consisting of a semi-transparent surface that converges and guides the irradiated object to the irradiated object; and a partially reflective surface that reflects half of the pupil of the return light reflected from the irradiated object and converges and guides it to the light receiving and emitting element. a convergence detection optical element having a second surface consisting of a second surface, and is configured to detect a focus state of the convergence detection optical element with respect to the irradiated object based on the output of the light receiving section of the light receiving and emitting element.
第1図はこの発明の第1実施例を示すものである。この
実施例では、受発光素子31として、第2図に示すよう
に、発光面および受光面が同一平面に位置するように、
同一半導体基体61上に1個のLD51と、6個のPD
52〜57とを一体に形成したものを用いる。FIG. 1 shows a first embodiment of the invention. In this embodiment, as shown in FIG.
One LD 51 and six PDs on the same semiconductor substrate 61
52 to 57 are integrally formed.
第2図において、LD51は、ストライプ形ダブルへテ
ロ(DH)構造のもので、基体61の一方の面上に、n
形のGa、−XALXAsより成るクラッド層62、G
aAsより成る活性層63、P形のGa1−x AL、
Asより成るクラッド層64、p−GaAs層65、
酸化膜66および電極金属67を順次に積層して設け、
他方の面上に電極金属68を設けて構成する。すなわち
、このLD51は、クラッド層62.64の結晶の臂開
面を利用して、pn接合面と垂直な方向において光学的
に平行平面なファブリペロ−反射鏡を形成すると共に、
活性層63をクラッド層62.64でサンドウィンチす
るDI(構造とすることによって、キャリアの閉し込め
と光の閉し込めとの両効果を得るようにしたものである
。なお、この1D51は、活性層63内に横方向の屈折
率分布をもたない典型的な利得導波型のもので、活性層
63の厚さは、通常0.1〜0.5 μm、クランド層
62.64の厚さは、通常1〜2μmである。また、ク
ラット層64上のp−GaAs層65は、電極をとり易
くするためのものであり、酸化膜66は電流を部分的に
流して単一基本横モードを得るためのもので、ストライ
プ構造となっている。このように構成したLD51の順
方向電圧は約2v、逆方向のブレークダウン電圧は10
〜50Vである。In FIG. 2, the LD 51 has a striped double hetero (DH) structure, and has an n
A cladding layer 62 made of Ga, -XALXAs,
Active layer 63 made of aAs, P-type Ga1-x AL,
A cladding layer 64 made of As, a p-GaAs layer 65,
An oxide film 66 and an electrode metal 67 are sequentially laminated and provided,
An electrode metal 68 is provided on the other surface. That is, this LD 51 utilizes the open planes of the crystals of the cladding layers 62 and 64 to form a Fabry-Perot reflecting mirror that is optically parallel to the plane in the direction perpendicular to the pn junction plane.
By using a DI (DI) structure in which the active layer 63 is sandwiched between the cladding layers 62 and 64, both carrier confinement and light confinement effects are obtained. , is a typical gain waveguide type having no lateral refractive index distribution in the active layer 63, and the thickness of the active layer 63 is usually 0.1 to 0.5 μm, and the ground layer 62.64 The thickness of the p-GaAs layer 65 on the crat layer 64 is usually 1 to 2 μm.The p-GaAs layer 65 on the crat layer 64 is used to make it easier to take an electrode, and the oxide film 66 is used to partially conduct current to form a single layer. This is to obtain the fundamental transverse mode, and has a striped structure.The forward voltage of the LD51 configured in this way is approximately 2V, and the reverse breakdown voltage is 10V.
~50V.
PD52〜57は、基体61上にLD51と同様に形成
し、LD51およびPD52〜57のそれぞれの間は、
エツチング等により基体61に到達するまで溝69〜7
4を形成して電気的にアイソレートする。なお、P[1
52〜57においては、LD51におけるような電流を
部分的に流すためのストライプ構造の酸化膜66は設け
ないようにする。PD52 to 57 are formed on the base 61 in the same manner as LD51, and between each of LD51 and PD52 to 57,
Grooves 69 to 7 are etched until they reach the base 61.
4 and electrically isolated. Note that P[1
52 to 57, an oxide film 66 having a stripe structure for partially flowing current as in the LD 51 is not provided.
このようにすれば、活性層63の感度を、LD51およ
びPD52〜57の配列方向(×方向)において−様と
することができ、受発光素子31として望ましい特性が
得られる。In this way, the sensitivity of the active layer 63 can be made negative in the arrangement direction (x direction) of the LD 51 and PDs 52 to 57, and desirable characteristics as the light receiving/emitting element 31 can be obtained.
なお、このような受発光素子31の製作プロセスやレー
ザ発振特性、PD特性は「モノシリツクに集積化したG
aALAsレーザ/ディテクタ・アレイj電子通信学会
、QOE86−1〜14.PP73〜77.1986.
4.21に詳しく述べられている。The manufacturing process, laser oscillation characteristics, and PD characteristics of such a light receiving/emitting element 31 are based on the "monosilicate integrated G
aALAs Laser/Detector Array j Institute of Electronics and Communication Engineers, QOE86-1~14. PP73-77.1986.
4.21.
上記の受発光素子31におけるように、PO52〜57
をLD51と同一の半導体基体61に同様に形成した場
合のPO52〜57の厚さ方向、すなわちy方向の感度
特性は、第3図に示すようになるが、この感度特性はP
O52〜57に印加する逆方向電圧によっである程度コ
ントロールすることができる。As in the above-mentioned light receiving/emitting element 31, PO52 to PO57
The sensitivity characteristics of POs 52 to 57 in the thickness direction, that is, the y direction, when they are formed in the same way on the same semiconductor substrate 61 as the LD 51 are shown in FIG.
It can be controlled to some extent by the reverse voltage applied to O52 to O57.
第1図において、受発光素子31のLD51からの光は
、検出光学素子32の半透過面(第1面)33で反射さ
せた後、対物レンズ38を経て光ディスク等の被照射物
体35に収束して投射する。この実施例では、検出光学
素子32の半透過面33にグレーティングを形成し、こ
こで発生する±1次回折光も対物レンズ38を経て被照
射物体35に投射する。したがって、被照射物体35に
はO次回折光の主ビームスポット36と、±1次回折光
の副ビームスポット37a、 37bとの3つのスポッ
トが形成されることになる。なお、半透過面33に形成
するグレーティングは、透過時の±1次回折光の回折効
率が0次回折光よりも充分小さくなるように形成する。In FIG. 1, the light from the LD 51 of the light receiving/emitting element 31 is reflected by the semi-transparent surface (first surface) 33 of the detection optical element 32, and then passes through the objective lens 38 and converges on the irradiated object 35 such as an optical disk. and project it. In this embodiment, a grating is formed on the semi-transparent surface 33 of the detection optical element 32, and the ±1st-order diffracted light generated here is also projected onto the irradiated object 35 via the objective lens 38. Therefore, three spots are formed on the irradiated object 35: the main beam spot 36 of the O-order diffracted light and the sub-beam spots 37a and 37b of the ±1st-order diffracted light. The grating formed on the semi-transparent surface 33 is formed so that the diffraction efficiency of the ±1st-order diffracted light during transmission is sufficiently smaller than that of the 0th-order diffracted light.
被照射物体35での主ビームスポンド36の反射光は、
対物レンズ38を経て検出光学素子320半透過面33
に入射し、ここでの反射光はグレーティングにより回折
されて第1光路として受発光素子31に入射し、第4図
に示すようにスポツ1〜80.81.82を形成する。The reflected light of the main beam spond 36 on the irradiated object 35 is
Detection optical element 320 semi-transparent surface 33 via objective lens 38
The reflected light is diffracted by the grating and enters the light receiving/emitting element 31 as a first optical path, forming spots 1 to 80, 81, and 82 as shown in FIG.
また、主ビームスポット36の戻り光のうち、検出光学
素子32の半透過面33を透過した光は、該検出光学素
子320部分反射面(第2面)34に入射し、この入射
光のうち反射領域34aに入射したものが反射されて、
半透過面33を経て第2光路として受発光素子31に入
射し、第4図に示すようにスポット78を形成する。な
お、検出光学素子32の部分反射面34は、戻り光の瞳
の半分を反射させるため、第5図に示すように反射領域
34a と非反射領域34bとをもって構成する。Also, of the return light from the main beam spot 36, the light that has passed through the semi-transparent surface 33 of the detection optical element 32 enters the partially reflective surface (second surface) 34 of the detection optical element 320, and among this incident light, What is incident on the reflection area 34a is reflected,
The light passes through the semi-transparent surface 33 and enters the light receiving/emitting element 31 as a second optical path, forming a spot 78 as shown in FIG. The partially reflective surface 34 of the detection optical element 32 is configured with a reflective area 34a and a non-reflective area 34b, as shown in FIG. 5, in order to reflect half of the pupil of the returned light.
また、被照射物体35での副ビームスボッ) 37a3
7bの反射光も、主ビームスポット36の反射光と同様
に第1および第2光路を経て受発光素子31に入射する
。すなわち、副ビームスポット37aの反射光により、
上記の第1光路を経て第4図に示すように、受発光素子
31にスポ7 ドア5,81.80を形成すると共に、
第2光路を経てスポット77を形成する。また、副ビー
ムスポット37bの反射光により、上記の第1光路を経
て受発光素子31にスポット8082、76を形成する
と共に、第2光路を経てスポット79を形成する。Also, the sub-beam beam at the irradiated object 35) 37a3
Similarly to the reflected light from the main beam spot 36, the reflected light from the main beam spot 36 also enters the light receiving/emitting element 31 through the first and second optical paths. That is, due to the reflected light of the sub beam spot 37a,
After passing through the first optical path, as shown in FIG.
A spot 77 is formed through the second optical path. Further, the reflected light from the sub-beam spot 37b forms spots 8082 and 76 on the light receiving/emitting element 31 via the above-mentioned first optical path, and forms a spot 79 via the second optical path.
この実施例では、スポット7日を用いてFESを検出す
ると共に、再生信号(RFS)を検出する。ここで、ス
ポット78は、検出光学素子32の部分反射面34を経
て形成されたスポットで、瞳の半分がけられたビームの
スポットとなっているので、合焦およびデフォーカス状
態でのスポット形状は、第6図A−Cに示すようになる
。すなわち、合焦状態では、第6図Bに示すようにスポ
ット中心がPD55゜56の中心に一致する小さなスポ
ットとなり、デフォーカス状態では、そのデフォーカス
の方向に応じて、第6図AおよびCに示すように、PD
55または56の一方に偏ったほぼ半円形スポットとな
る。In this embodiment, spot 7 is used to detect the FES and also to detect the reproduction signal (RFS). Here, the spot 78 is a spot formed through the partial reflection surface 34 of the detection optical element 32, and is a beam spot with half of the pupil cut off, so the spot shape in the focused and defocused states is , as shown in FIGS. 6A-C. That is, in the focused state, the spot center becomes a small spot that coincides with the center of PD55°56 as shown in FIG. 6B, and in the defocused state, the spot becomes a small spot as shown in FIG. As shown in P.D.
The result is a nearly semicircular spot biased toward either 55 or 56.
したがって、ナイフエッヂ法により、PD55.56の
出力に基づいてFESを検出することができる。ここで
、FESは、PD55の出力をSo、PD56の出力を
32とすると、
FES−5I 52
によって得ることができる。Therefore, the FES can be detected based on the output of PD55.56 using the knife edge method. Here, FES can be obtained by FES-5I 52 where the output of PD55 is So and the output of PD56 is 32.
また、RFSは、スポット78の強度変化から、RFS
=St+52
によって得ることができる。Further, RFS can be determined from the change in the intensity of spot 78.
=St+52.
さらに、この実施例では、副ビームスポット37a 、
37bの戻り光によって受発光素子31に形成される
スポット75,76.77.79を用いてトラッキング
エラー信号(TBS)を検出する。このTBSの検出は
、3ビーム法によるもので、副ビームスポット37a3
7bのPDへの投射スポットの強度差によって検出する
。ここで、検出光学素子32を経て受発光素子31に入
射する光路は、上記のように第1および第2の2つの光
路があるので、副ビームスポット37a、37bの受発
光素子31への投射スポットも2組(75,76および
77.79)ある。したがって、TESは、PD52.
53.54および57の出力を、それぞれS:l+S4
+SSおよびS6とすると、
YES=53−5゜
TBS=55−56
TES −(S3+Ss) −(Sn+56)の任意の
式に基づいて得ることができる。Furthermore, in this embodiment, the sub beam spot 37a,
A tracking error signal (TBS) is detected using spots 75, 76, 77, and 79 formed on the light receiving/emitting element 31 by the return light from the beam 37b. This TBS detection is based on a three-beam method, with sub-beam spot 37a3
7b is detected by the difference in intensity of the projected spot onto the PD. Here, since there are two optical paths, the first and second optical paths, which enter the light receiving/emitting element 31 via the detection optical element 32, as described above, the projection of the sub beam spots 37a and 37b onto the light receiving/emitting element 31 There are also two sets of spots (75, 76 and 77.79). Therefore, TES is PD52.
53. The outputs of 54 and 57 are respectively S:l+S4
+SS and S6, YES=53-5°TBS=55-56 TES can be obtained based on an arbitrary formula of -(S3+Ss)-(Sn+56).
以上のように、この実施例においては、LD51および
PD52〜57を同−半導体基体上に形成した受発光素
子31を用いるようにしたので、全体を小型、軽量にで
き、したがって被照射物体35に対して全体を一体駆動
することが可能になると共に、LD51に対するPD5
2〜57の位置調整が不要となり、したがって調整工数
を大幅に低減でき、安価にできる。As described above, in this embodiment, since the LD 51 and the PDs 52 to 57 are formed using the light receiving/emitting element 31 formed on the same semiconductor substrate, the entire structure can be made smaller and lighter. It becomes possible to integrally drive the entire device, and the PD5 for the LD51
No. 2 to 57 position adjustments are required, so the number of adjustment man-hours can be significantly reduced and the cost can be reduced.
また、被照射物体35に対する入射光および戻り光の光
路の分岐に、半透過面33および部分反射面34から成
る検出光学素子32を用いるようにしたので、PD52
〜57に対する迷光を少なくできると共に、波長変動に
よるスポットの移動もきわめて小さくでき、したがって
FES、 RFSおよびTESを常に安定して高精度で
検出することができる。Furthermore, since the detection optical element 32 consisting of the semi-transmissive surface 33 and the partially reflective surface 34 is used to branch the optical path of the incident light and the returning light to the irradiated object 35, the PD 52
57 can be reduced, and the movement of the spot due to wavelength fluctuations can be made extremely small, so that FES, RFS, and TES can always be detected stably and with high precision.
第7図はこの発明の第2実施例を示すものである。この
実施例は、第1実施例の検出光学素子32および対物レ
ンズ38に代えて、回転楕円面の半透過面(第1面)4
0および部分反射面(第2面)41から成る収束検出光
学素子39を用い、これにより第1実施例の検出光学素
子32および対物レンズ38の作用を兼ねさせるように
したもので、その他の構成および作用は第1実施例と同
様である。FIG. 7 shows a second embodiment of the invention. This embodiment replaces the detection optical element 32 and objective lens 38 of the first embodiment with a semi-transparent surface (first surface) 4 of an ellipsoid of revolution.
0 and a partially reflective surface (second surface) 41, which serves as the detection optical element 32 and the objective lens 38 of the first embodiment. And the operation is similar to that of the first embodiment.
このように、収束検出光学素子39により対物レンズ作
用をも持たせるようにすれば、構成をより簡単にでき、
かつ安価にできると共に、超軽量化を図ることができる
。In this way, if the convergence detection optical element 39 also functions as an objective lens, the configuration can be made simpler.
Moreover, it can be made at low cost and can be made extremely lightweight.
なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、上述した実施例では、受発光素子31のLD51を、
活性層63内に横方向の屈折率分布をもたない典型的な
利得導波型としたが、横方向に屈折率差をつけて光の閉
し込めを行う屈折率導波型、または高周波で変調しても
スペクトルが拡がらずに単一縦モートで発振でき、流す
電流によって発振波長が変化しない分布帰還型(DFB
)あるいは分布反射型(DBR)とすることもできる。Note that this invention is not limited only to the embodiments described above, and numerous modifications and changes are possible. For example, in the embodiment described above, the LD 51 of the light receiving/emitting element 31 is
Although the active layer 63 is a typical gain waveguide type that does not have a lateral refractive index distribution, it is also possible to use a refractive index waveguide type that confines light by creating a lateral refractive index difference or a high frequency waveguide type. Distributed feedback type (DFB) allows oscillation in a single longitudinal mote without spectrum broadening even when modulated by
) or distributed reflection type (DBR).
また、LD51およびPD52〜57を構成する半導体
基体61は、GaAsに限らず、Siを用いることもて
きる。この場合には、Si基体にプリアンプ等の周辺回
路をも一体に形成することができるので、構成をより簡
単にできる。さらに、半導体基体61はn型に限らず、
p型とすることもできる。Further, the semiconductor substrate 61 constituting the LD 51 and the PDs 52 to 57 is not limited to GaAs, but may also be made of Si. In this case, peripheral circuits such as a preamplifier can also be integrally formed on the Si substrate, making the configuration simpler. Furthermore, the semiconductor substrate 61 is not limited to n-type.
It can also be p-type.
上述したように、この発明によれば、発光部および受光
部を同−半導体基体上に形成した受発光素子を用いるよ
うにしたので、発光部に対する受光部の位置調整が不要
となり、したがって調整工数を大幅に低減できると共に
安価にできる。As described above, according to the present invention, since the light emitting section and the light receiving section are formed using a light receiving/emitting element formed on the same semiconductor substrate, there is no need to adjust the position of the light receiving section with respect to the light emitting section, thus reducing the number of adjustment steps. It can be significantly reduced and the cost can be reduced.
また、半透過面から成る第1面と、部分反射面から成る
第2面とを有する検出光学素子により、被照射物体に対
する入射光と戻り光とを分岐すると共に、戻り光の瞳の
半分を受発光素子の受光部に導くようにしたので、受光
部に対する迷光を少なくでき、したがって焦点状態を常
に安定して高精度で検出することができる。In addition, a detection optical element having a first surface consisting of a semi-transmissive surface and a second surface consisting of a partially reflective surface splits the incident light to the irradiated object and the returning light, and also splits half of the pupil of the returned light. Since the light is guided to the light receiving section of the light receiving/emitting element, stray light to the light receiving section can be reduced, and therefore the focus state can always be detected stably and with high precision.
さらに、検出光学素子に光束の収束機能を持たせること
により、構成をより簡単にでき、かつ安価にできると共
に、超軽量化を図ることができる。Furthermore, by providing the detection optical element with a light beam convergence function, the configuration can be made simpler and cheaper, and it can be made extremely lightweight.
第1図はこの発明の第1実施例を示す図、第2図は第1
回に示す受発光素子の一例の構成を示す図、
第3図はそのPDの厚さ方向における感度特性を示す図
、
第4図は第1図において受発光素子に形成されるスポッ
トを説明するための図、
第5図は第1図に示す検出光学素子の部分反射面の構成
を示す図、
第6図A、 BおよびCは第1図に示す受発光素子のP
Dに入射する焦点検出用ビームの形状変化を説明するた
めの図、
第7図はこの発明の第2実施例を示す図、第8図、第9
図、第10図および第11図A−Cは従来の技術を説明
するための図である。
31−受発光素子 32−検出光学素子33−半
透過面(第1面) 34一部分反射面(第2面)34a
−一反射領域 34b−非反射領域35−被照
射物体 36−主ビームスポット37a、37b
−副ビームスポット
38一対物レンズ 39−収束検出光学素子4〇
−半透過面(第1面)41一部分反射面(第2面)51
−−LD 52〜57−POC3−半
導体基体 75〜82−スポット第3図
第4図
デ
第1図
第2図
第8図
f6
第11図FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the sensitivity characteristics in the thickness direction of the PD, and Figure 4 explains the spots formed on the receiver/emission element in Figure 1. Figure 5 is a diagram showing the configuration of the partial reflection surface of the detection optical element shown in Figure 1, Figure 6 A, B, and C are the P
A diagram for explaining the shape change of the focus detection beam incident on D, FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, FIGS.
10 and 11A to 11C are diagrams for explaining the conventional technology. 31 - Receiving/emitting element 32 - Detection optical element 33 - Semi-transmissive surface (first surface) 34 Partially reflective surface (second surface) 34a
- One reflective area 34b - Non-reflective area 35 - Irradiated object 36 - Main beam spots 37a, 37b
- Sub-beam spot 38 - Objective lens 39 - Convergence detection optical element 40 - Semi-transparent surface (first surface) 41 Partially reflective surface (second surface) 51
--LD 52-57-POC3-Semiconductor substrate 75-82-Spot Figure 3 Figure 4 de Figure 1 Figure 2 Figure 8 Figure f6 Figure 11
Claims (1)
有する受発光素子と、 この受発光素子の発光部からの光を収束して被照射物体
に投射する収束光学系と、 前記受発光素子および収束光学系との間の光路中に配置
され、前記受発光素子からの光を前記収束光学系を経て
前記被照射物体に導く半透過面から成る第1面と、前記
被照射物体で反射され、前記収束光学系を経た戻り光の
瞳の半分を反射させて前記受発光素子に導く部分反射面
から成る第2の面とを有する検出光学素子とを具え、 前記受発光素子の受光部の出力に基づいて前記収束光学
系の前記被照射物体に対する焦点状態を検出するよう構
成したことを特徴とする焦点検出装置。 2、同一半導体基体上に形成した発光部および受光部を
有する受発光素子と、 この受発光素子および被照射物体との間の光路中に配置
され、前記受発光素子からの光を収束して前記被照射物
体に導く半透過面から成る第1面と、前記被照射物体で
反射された戻り光の瞳の半分を反射させて前記受発光素
子に収束して導く部分反射面から成る第2の面とを有す
る収束検出光学素子とを具え、 前記受発光素子の受光部の出力に基づいて前記収束検出
光学素子の前記被照射物体に対する焦点状態を検出する
よう構成したことを特徴とする焦点検出装置。 3、前記受発光素子、収束光学系および検出光学系を一
体に駆動するよう構成したことを特徴とする請求項1記
載の焦点検出装置。 4、前記受発光素子および収束検出光学素子を一体に駆
動するよう構成したことを特徴とする請求項2記載の焦
点検出装置。[Claims] 1. A light receiving/emitting element having a light emitting part and a light receiving part formed on the same semiconductor substrate, and a converging optical system that converges light from the light emitting part of the light receiving/emitting element and projects it onto an irradiated object. and a first surface made of a semi-transparent surface that is disposed in the optical path between the light receiving and emitting element and the converging optical system and guiding light from the light receiving and emitting element to the irradiated object via the converging optical system; a second surface comprising a partial reflection surface that reflects half of the pupil of the return light that is reflected by the irradiated object and passes through the converging optical system and guides it to the light receiving/emitting element; A focus detection device characterized in that the focus detection device is configured to detect a focus state of the converging optical system on the irradiated object based on an output of a light receiving section of a light receiving/emitting element. 2. A light receiving/emitting element having a light emitting part and a light receiving part formed on the same semiconductor substrate, and a light receiving/emitting element disposed in the optical path between the light receiving/emitting element and the irradiated object, converging the light from the light receiving/emitting element. a first surface consisting of a semi-transparent surface that guides the irradiated object; and a second surface consisting of a partially reflective surface that reflects half of the pupil of the return light reflected from the irradiated object and converges and guides it to the light receiving and emitting element. and a convergence detection optical element having a surface, the focus state being configured to detect the focus state of the convergence detection optical element with respect to the irradiated object based on the output of the light receiving section of the light receiving and emitting element. Detection device. 3. The focus detection device according to claim 1, wherein the light receiving/emitting element, the converging optical system, and the detecting optical system are configured to be driven integrally. 4. The focus detection device according to claim 2, wherein the light receiving/emitting element and the convergence detection optical element are configured to be driven integrally.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106405A JPH046632A (en) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Focus detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106405A JPH046632A (en) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Focus detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046632A true JPH046632A (en) | 1992-01-10 |
Family
ID=14432774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2106405A Pending JPH046632A (en) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Focus detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH046632A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1071722C (en) * | 1997-01-23 | 2001-09-26 | 阿迈克斯公司 | Dielectric ceramic compositions |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP2106405A patent/JPH046632A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1071722C (en) * | 1997-01-23 | 2001-09-26 | 阿迈克斯公司 | Dielectric ceramic compositions |
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