JPS61139938A - フオ−カス制御装置 - Google Patents

フオ−カス制御装置

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JPS61139938A
JPS61139938A JP26248084A JP26248084A JPS61139938A JP S61139938 A JPS61139938 A JP S61139938A JP 26248084 A JP26248084 A JP 26248084A JP 26248084 A JP26248084 A JP 26248084A JP S61139938 A JPS61139938 A JP S61139938A
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JP
Japan
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light
reflected light
optical axis
focus control
optical means
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JP26248084A
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Takanori Maeda
孝則 前田
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Pioneer Corp
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Pioneer Electronic Corp
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    • 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

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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学的ビデオディスクプレーヤ、ディジタルオ
ーディオディスクプレーヤ等のビックアツブに応用可能
なフォーカス制御装置に関する。
〔従来の技術〕
第7図は斯かるピックアップのうち臨界角法と称される
方式の模式図である。同図において1は臨界角プリズム
、2は2分割された受光素子、3は差動増幅器である。
この系においては、合焦状態において臨界角プリズム1
に入射する光が略々平行光となり、その臨界角に近い角
度で反射されるように調整されている。従って例えば図
示せぬディスクと対物レンズが合焦位置にあるとき、2
分割された受光素子2に照射される光は略々等しくなる
。しかしながらディスクと対物レンズが近くなり拡散光
となった場合は、第7図における光軸に対して右半分の
光が、またディスクと対物レンズが遠くなり収束光とな
った場合は左半分の光が、各々臨界角より小さい角度で
臨界角プリズム1に入射することになるので反射されず
に透過し、上又は下の受光素子2の出力が各々小さくな
り、差動増幅器3に出力が現れるようになる。従ってこ
の差動増幅器3の出力に対応して対物レンズの位置を制
御するフォー・カス制御が可能となる。
またこの他のフォーカス制御装置としては、非点収差法
、ナイフェツジ法等がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら臨界角法は臨界角プリズムを使用するため
高価となるばかりでなく、ピックアップ全体の重量が重
くなる欠点があった。また非点収差法やナイフェツジ法
は光を収束する状態で使用する必要があるところから、
装置が大型化し、調整が複雑である欠点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明のフォーカス制御装置をピックアップに
応用した場合の光学系を表している。11は半導体レー
ザ等の光源、12は光源11からの光を略平行光とする
コリメータレンズ、13はビームスプリッタ、14は光
をディスク15に収束させる対物レンズである。光源1
1より発せられ、コリメータレンズ12、ビームスプリ
ッタ13、対物レンズ14を介してディスク15に入射
された入射光は、ディスク15で反射されて反射光とな
り、ビームスプリッタ13で入射光と分離、反射されて
光学手段16を介して受光素子17に入射されるように
なっている。受光素子17は反射光の光軸に対して垂直
な直線により2つの部分17a、17))に分割されて
おり、その2分割された各受光素子17a、17bの出
力の誤差信号が差動増幅器18で得られるようになって
いる。
そしてこの誤差信号に対応して対物レンズ14の光軸方
向の位置が制御されるようになっている。
第2図は光学手段16と受光素子17との関係をより詳
細に表している。光学手段16は光を吸収し透過させな
い吸収部16aと、光を透過させる透過部16bとより
構成されている。吸収部16aは完全に光を吸収しなく
とも、後述する作用を満足する程度に光を吸収あるいは
遮光するように形成されていればよく1例えば屈折率や
反射率等を変化させることによっても構成することがで
きる。また透過部16bは透明又は半透明物質、あるい
は単なる空間により形成することができる。
例えば透過部16bを、反射光の光軸に対して垂直な2
つの平面を有する透明なガラス等よりなる平行平面板と
し、その両面に印刷等により複数の吸収部16aを形成
することができる。その結果1つの面においてこれをw
t察すると1例えば同じ幅の吸収部16aと透過部16
bとが交互に複数個各々の面に形成されることになる。
吸収部16aは、平行平面板の一方の面に形成された吸
収部16aと他方の面に形成された吸収部16aとを結
ぶ線が、光軸に対して所定の角度φ。たけ傾斜するよう
に形成される。光軸方向から見て重なる一方の面と他方
の面の吸収部16aを各々対応するものとすると、相互
に隣接する一方の面の2つの吸収部16aの各左端部と
右端部と、それに対応する他方の面の相互に隣接する2
つの吸収部16aの各左端部と右端部とにより形成され
る透過部16bはその断面が略平行四辺形状となり、そ
の一方の対角線が入射する反射光の光軸と形成する角度
はθ8、他方の対角線が光軸と形成する角度はθ2 (
θ2くO)となる。
〔作用〕
しかしてその作用を第3図を参照して説明する。
対物レンズ14に対してディスク15が合焦位置にある
とき、第3図(a)に示す如く光学手段16に対して平
行光が入射するように調整されてい。
るものとすると、ディスク15が対物レンズ14に近ず
くと第3図(b)に示す如く拡散光が、また遠ざかると
第3図(c)に示す如く収束光が、各々光学手段16に
入射することになる。
いま光軸に対してφの角度で光線が光学手段16に対し
て入射したとすると、光学手段16の背後に配置された
受光素子17のうち、第3図における左側の受光素子1
7aの出力Paは次式のようになる。
φくθ2又は φ〉θ、のとき Pa=0 θ2〈φくφ。のとき P a = 1+2(tanφ−tanφ、)/(ta
nθ□−tanθ2)φ。くφくθ□のとき P a = 1−2(tanφ−tanφ1ll)/(
tanθ1−tanθ2)何故なら吸収部16aの厚さ
を2t、間隔(透過部16bの幅)をdとし、幅dのス
リットに入射する光量を1とすると、受光素子17に到
達する光量は受光素子17に向かって右又は左側にある
吸収部L6aによるケラレに従って変化する。
入射角φが角度θ2より小さいか又は角度θ、より大き
いときは光量は零となる。また入射角φが角度θ2より
大きく、角度φ。より小さいときは、受光素子17に向
かって右側の吸収部L6aによって光がケラレ、受光量
Paは、 Pa  =(d+2ttanφl、−2t、 tanφ
)/d= 1+2 t (tanφ−tanφo )/
dとなる。ところで t tanθ、+ t tanθ2=d2 (t ta
nθ、+ t tanφo)” dであるから、 tanθ1−tanθ2=d/1=2tanφ0&r、
c’)、#°1゛j Pa ==1+2(t4nφ−tanφo)/(tan
θ、−t、a nθ2)となるのである。
同様にして右側の受光素子17bの出力PI>は、上式
において角度φ。を−φ。とじた場合であるので、次式
のようになる。
φく−01又は φ〉−02のとき pb=。
一φ。くφく−02のとき Pb ==1−2(t、anφ+tanφ。)/(ta
nθ1−tanθ2)−〇、くφく−φ0のとき P b = 1+2(tanφ+tanφ。)/(ta
nθ、−tanθ2)すなわち第3図(a)に示す合焦
位置においてはφ=0であり。
Pa =Pb、=1−2tanφ、/(tanθ□−t
anθ2)となる。また第3図(b)に示すように対物
レンズ14とディスク15とが近ずいた場合においては
、φく0であり、1φ1くφ。の範囲においてはPa<
Pbとなる。さらに第3図(c)に示すように、対物レ
ンズ14とディスク15とが遠ざかった場合においては
、Pa>Pbとなる。従って差動増幅器18によって出
力Paとpbとの差をとれば、フォーカスエラー信号が
得られる。
上式においては単純化のため受光素子17に入射する1
つの角度φについてだけ考察したが、実際には光束の中
心(光軸の近傍)においてはφ=0であり、外周にいく
程1φ1の値は大きくなる。
従って吸収部16aによる光量の変化は受光素子17上
の位置によって異なる。角度φ。を2.4分、角度θ、
を8.2分とし、合焦位置からずれることによる光量の
損失を考慮し、上記式からシミュレーションにより、焦
点ずれ量に対する出力Pa 、Pbを求めると、第4図
のように略左右対称の特性となる。さらに一方の面にお
ける吸収部16aの数を500としたときのフォーカス
エラー信号を求めると、第5図に示す如く略S字状の特
性となる。
尚上記例においては合焦位置において平行光となる場合
について説明したが、本発明は入射光の角度に応じた誤
差出力を得ることができるから。
合焦位置で平行光とならない場合においても応用するこ
とが可能である。
〔実施例〕
第6図は光学手段16の他の実施例を表す。す ゛なわ
ち上記例においては、光軸と垂直な面内における吸収部
16aと透過部16bの長さの比が1対1であり、その
間隔も一定であったが、本実施例においてはこれらが変
化している。すなわち第6図(a)は吸収部1.6 a
の間隔を、光源11.側を広くシ、受光素子17側を狭
くした例である。
こうすることにより出力P”a 、 Pbが角度φ。の
近傍で入射角によらず一定であるように変化するので、
安定したフォーカス制御が行える範囲を実質的に拡大す
ることができる。また第6図(b)は吸収部16aの光
軸近傍の長さと間隔を外周部に較べ小さくした例である
。この例においては、吸収部16aを結ぶ線の反射光の
光軸に対する角度が所定の角度に傾斜してはいるが一定
ではなくなる。
〔効果〕
以上の如く本発明においては、透過部の両面に吸収部を
設け、各面における吸収部を結ぶ線が光軸に対して傾斜
するようにした光学手段を用いてフォーカス制御を行う
ようにしたので、光学手段の形成が容易であるばかりで
なく、安価で軽量かつ小型の高精度なピンクアップを実
現することができ、調整も簡単である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のフォーカス制御装置の光学系の模式図
、第2図はその光学手段と受光素子との関係を表す断面
図、第3図はその合焦位置及び合焦位置からずれた場合
における受光状態の変化を表す断面図、第4図はその受
光素子の出力の特性図、第5図はその誤差信号の特性図
、第6図はその光学手段の他の実施例の断面図、第7図
は従来のフォーカス制御装置の光学系の模式図である。 1・・・臨界角プリズム 2.17・・・受光素子 3.18・・・差動増幅器  11・・・光源12・・
・コリメータレンズ 13・・・ビームスプリッタ 14・・・対物レンズ  15・・・ディスク16・・
・光学手段  16a・・・吸収部16b・・・透過部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源と、該光源より発せられた光が収束される記
    録媒体と、該光源より発せられた光を該記録媒体に収束
    させる対物レンズと、該記録媒体により反射された反射
    光を受光する受光素子と、該反射光の光路中に配置され
    る光学手段と、該記録媒体への入射光路から該反射光を
    分離するビームスプリッタとを備え、該光学手段は該反
    射光の一部を吸収する吸収部と、該反射光の一部を透過
    する透過部とからなり、該吸収部は該透過部の該反射光
    の光軸と略垂直な2つの面に各々形成されており、一方
    の面に形成された該吸収部と他方の面に形成された該吸
    収部とを結ぶ線は、該反射光の光軸に対して所定の角度
    に傾斜していることを特徴とするフォーカス制御装置。
  2. (2)該受光素子は、該反射光の光軸に対して垂直な直
    線により2分割され、該光学手段を介して該反射光が照
    射される2分割された該受光素子の出力の差に対応して
    該対物レンズの位置が制御されることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のフォーカス制御装置。
  3. (3)該吸収部と該透過部とは該反射光の光軸に対して
    略垂直な面内において交互に複数形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載のフォ
    ーカス制御装置。
  4. (4)該吸収部は、該光源側が該受光素子側に較べその
    長さが長く形成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第3項記載のフォーカス制御装置。
  5. (5)該吸収部の長さ及び間隔は該光軸に近い部分が遠
    い部分に較べ小さくなっていることを特徴とする特許請
    求の範囲第3項又は第4項記載のフォーカス制御装置。
JP26248084A 1984-12-12 1984-12-12 フオ−カス制御装置 Granted JPS61139938A (ja)

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JPH0430647B2 JPH0430647B2 (ja) 1992-05-22

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