JP2000298852A - フォーカス検出装置及びそれを用いた光ヘッド装置 - Google Patents
フォーカス検出装置及びそれを用いた光ヘッド装置Info
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- JP2000298852A JP2000298852A JP11200168A JP20016899A JP2000298852A JP 2000298852 A JP2000298852 A JP 2000298852A JP 11200168 A JP11200168 A JP 11200168A JP 20016899 A JP20016899 A JP 20016899A JP 2000298852 A JP2000298852 A JP 2000298852A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】構成を簡素化して比較的安価なフォーカス検出
装置を得る。 【解決手段】情報記録媒体の記録面から反射された光1
3の光路の途中に2種の屈折率体(第一及び第二のブリ
ズム)6a,6bを設け、この2種の屈折率体による光
路長差による光ビーム径(スポットサイズ)の差を受光
素子7の受光面17で検出し、この差によりフォーカス
検出を行う。これにより、単に2種の屈折率体6a,6
bを使用するのみで、フォーカス検出ができ、構成が簡
単化されて安価となる。
装置を得る。 【解決手段】情報記録媒体の記録面から反射された光1
3の光路の途中に2種の屈折率体(第一及び第二のブリ
ズム)6a,6bを設け、この2種の屈折率体による光
路長差による光ビーム径(スポットサイズ)の差を受光
素子7の受光面17で検出し、この差によりフォーカス
検出を行う。これにより、単に2種の屈折率体6a,6
bを使用するのみで、フォーカス検出ができ、構成が簡
単化されて安価となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフォーカス検出装置
及びそれを用いた光ヘッド装置に関し、特に光源からの
出射光を情報記録媒体の記録面に集光制御するためのフ
ォーカス検出方式に関するものである。
及びそれを用いた光ヘッド装置に関し、特に光源からの
出射光を情報記録媒体の記録面に集光制御するためのフ
ォーカス検出方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】かかるフォーカス検出方式の例としては
種々の方式があるが、その例として、いわゆるスポット
サイズ検出(SSD)法があり、その原理及び作用につ
き説明する。図7を参照すると、このSSD法を説明す
るための基本光学系を示しており、図において、光源4
1より出射した光は集光レンズ42により平行光に変換
され、ビームスプリッタ43を透過して、対物レンズ4
4により情報記録媒体である光ディスク45の記録面上
に集光される。
種々の方式があるが、その例として、いわゆるスポット
サイズ検出(SSD)法があり、その原理及び作用につ
き説明する。図7を参照すると、このSSD法を説明す
るための基本光学系を示しており、図において、光源4
1より出射した光は集光レンズ42により平行光に変換
され、ビームスプリッタ43を透過して、対物レンズ4
4により情報記録媒体である光ディスク45の記録面上
に集光される。
【0003】光ディスク45により反射された光は逆の
光路を通ってビームスプリッタ43で反射され、光路を
折り曲げられて検出光学系へ導かれる。ビームスプリッ
タ43により分岐された光は再集光レンズ46により収
束光に変換され、マイクロプリズム47内のハーフミラ
ー面48により透過光と反射光に分離される。透過光は
集光前に光検出器50で受光され、反射光はミラー面4
9に入射し集光後に光検出器50で受光される。
光路を通ってビームスプリッタ43で反射され、光路を
折り曲げられて検出光学系へ導かれる。ビームスプリッ
タ43により分岐された光は再集光レンズ46により収
束光に変換され、マイクロプリズム47内のハーフミラ
ー面48により透過光と反射光に分離される。透過光は
集光前に光検出器50で受光され、反射光はミラー面4
9に入射し集光後に光検出器50で受光される。
【0004】図8は光検出器50上での受光状態を示し
た図である。図8(b)は光ディスク45に光スポット
の焦点が合っている時(合焦時)の受光状態を示してい
る。受光面51〜56からの出力を夫々V(51)、V
(52)、V(53)、V(54)、V(55)、V
(56)とすると、フォーカス誤差信号FEは、 FE={V(51)−V(52)+V(53)}−{V
(54)−V(55)+V(56)} なる式により検出される。
た図である。図8(b)は光ディスク45に光スポット
の焦点が合っている時(合焦時)の受光状態を示してい
る。受光面51〜56からの出力を夫々V(51)、V
(52)、V(53)、V(54)、V(55)、V
(56)とすると、フォーカス誤差信号FEは、 FE={V(51)−V(52)+V(53)}−{V
(54)−V(55)+V(56)} なる式により検出される。
【0005】ここで、図8(b)の状態において、フォ
ーカス誤差信号FEがゼロとなるように受光面52,5
5の幅及び光ビームのサイズが設定されているものとす
る。図8(a)は、光ディスク45が対物レンズ44か
ら遠ざかった場合を示しており、この時、フォーカス誤
差信号FEは正の値となる。また、図8(c)は近づい
た場合を示しており、FEは負の値となる。図8(d)
はこの方式でのフォーカス誤差信号の、いわゆる周知の
S字曲線を表しており、合焦状態を中心として対称な曲
線となる。
ーカス誤差信号FEがゼロとなるように受光面52,5
5の幅及び光ビームのサイズが設定されているものとす
る。図8(a)は、光ディスク45が対物レンズ44か
ら遠ざかった場合を示しており、この時、フォーカス誤
差信号FEは正の値となる。また、図8(c)は近づい
た場合を示しており、FEは負の値となる。図8(d)
はこの方式でのフォーカス誤差信号の、いわゆる周知の
S字曲線を表しており、合焦状態を中心として対称な曲
線となる。
【0006】その他、ホログラムの1次回折光と−1次
回折光を用いる方法が、河内泰之他、National Technic
al Report Vol.41 No.6,December 1995,PP.667-668(第
4図)に紹介されている。
回折光を用いる方法が、河内泰之他、National Technic
al Report Vol.41 No.6,December 1995,PP.667-668(第
4図)に紹介されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図7に示した従来例に
あっては次の様な不都合があった。第1には、ビームを
2ビームにするために、ハーフミラー機能が付いたマイ
クロプリズムやホログラム等が必要となり、簡易に構成
することが困難なところ、光ヘッド装置の価格上昇を伴
う不都合があった。
あっては次の様な不都合があった。第1には、ビームを
2ビームにするために、ハーフミラー機能が付いたマイ
クロプリズムやホログラム等が必要となり、簡易に構成
することが困難なところ、光ヘッド装置の価格上昇を伴
う不都合があった。
【0008】本発明は、かかる従来例の有する不都合を
改善すべくなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、構成を簡素化して比較的安価とすることが可能な
フォーカス検出装置及びそれを用いた光ヘッド装置を提
供することにある。
改善すべくなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、構成を簡素化して比較的安価とすることが可能な
フォーカス検出装置及びそれを用いた光ヘッド装置を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光源か
らの出射光を情報記録媒体の記録面に集光制御するため
のフォーカス検出装置であって、前記記録面を経た光に
対して互いに異なる光路長である第一及び第二の光路を
設定する異光路長設定手段と、前記第一及び第二の光路
を経た光を受光する受光手段とを含み、前記第一及び第
二の光路を経た光の前記受光手段の受光面におけるスポ
ットサイズに応じて前記光源のフォーカス検出をなすよ
うにしたことを特徴とするフォーカス検出装置が得られ
る。
らの出射光を情報記録媒体の記録面に集光制御するため
のフォーカス検出装置であって、前記記録面を経た光に
対して互いに異なる光路長である第一及び第二の光路を
設定する異光路長設定手段と、前記第一及び第二の光路
を経た光を受光する受光手段とを含み、前記第一及び第
二の光路を経た光の前記受光手段の受光面におけるスポ
ットサイズに応じて前記光源のフォーカス検出をなすよ
うにしたことを特徴とするフォーカス検出装置が得られ
る。
【0010】そして、前記異光路長設定手段は、前記第
一の光路を形成する第一のプリズムと、この第一のプリ
ズムの反射面と対向した面を有し前記第一のプリズムの
屈折率とは異なる屈折率を有しかつ前記第二の光路を形
成する第二のプリズムとを有することを特徴とする。
一の光路を形成する第一のプリズムと、この第一のプリ
ズムの反射面と対向した面を有し前記第一のプリズムの
屈折率とは異なる屈折率を有しかつ前記第二の光路を形
成する第二のプリズムとを有することを特徴とする。
【0011】また、前記光源のフォーカス状態が前記記
録面上にあるときに、前記第一及び第二の収束光の前記
スポットサイズは同一になるよう設定されていることを
特徴とし、また前記第一のプリズムの屈折率は前記第二
のプリズムのそれより小に設定されており、前記第一の
プリズムへの入射光は前記反射面で全反射することによ
り、前記第一の光路が前記第二の光路より長く設定され
ていることを特徴とする。
録面上にあるときに、前記第一及び第二の収束光の前記
スポットサイズは同一になるよう設定されていることを
特徴とし、また前記第一のプリズムの屈折率は前記第二
のプリズムのそれより小に設定されており、前記第一の
プリズムへの入射光は前記反射面で全反射することによ
り、前記第一の光路が前記第二の光路より長く設定され
ていることを特徴とする。
【0012】更に、前記記録面への出射光を生成する前
記光源を内蔵し、前記第一及び第二のプリズムの前記記
録面を経た光の入射面において、この内蔵光源の出射光
を前記記録面側へ向けて反射するようにしたことを特徴
する。また、前記第一のプリズムに代えて空気領域とし
たことを特徴とする。
記光源を内蔵し、前記第一及び第二のプリズムの前記記
録面を経た光の入射面において、この内蔵光源の出射光
を前記記録面側へ向けて反射するようにしたことを特徴
する。また、前記第一のプリズムに代えて空気領域とし
たことを特徴とする。
【0013】更に、前記第一及び前記第二のプリズムの
入射面に開口付きカバーがあることを特徴とする。
入射面に開口付きカバーがあることを特徴とする。
【0014】本発明の作用を述べる。情報記録媒体の記
録面から反射された光の光路の途中に2種の屈折率体
(第一及び第二のブリズム)を設け、この2種の屈折率
体による光路長差による光ビーム径(スポットサイズ)
の差を受光素子の受光面で検出し、この差によりフォー
カス検出を行う様にしている。これにより、単に2種の
屈折率体を使用するのみで、フォーカス検出ができ、構
成が簡単化されて安価となる。
録面から反射された光の光路の途中に2種の屈折率体
(第一及び第二のブリズム)を設け、この2種の屈折率
体による光路長差による光ビーム径(スポットサイズ)
の差を受光素子の受光面で検出し、この差によりフォー
カス検出を行う様にしている。これにより、単に2種の
屈折率体を使用するのみで、フォーカス検出ができ、構
成が簡単化されて安価となる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照しつつ本発明の
第1の実施例につき説明する。図1は本発明の第1の実
施例の構成を示す図であり、本発明によるフォーカス検
出装置を用いた光ヘッド装置により光ディスクの再生を
行っている状態を示す概略構成図である。
第1の実施例につき説明する。図1は本発明の第1の実
施例の構成を示す図であり、本発明によるフォーカス検
出装置を用いた光ヘッド装置により光ディスクの再生を
行っている状態を示す概略構成図である。
【0016】図1に示すように、光ディスク5の情報の
再生に用いられる光源としてレーザダイオード1が設け
られている。そして、レーザダイオード1からの出射光
8を透過させかつ光ディスク5から反射された光13を
反射させるプリズム2と、このプリズム2を透過した光
を平行光9に変換する集光レンズ3と、この平行光9を
収束光10に変換して光ディスク5の情報記録面5aに
集光させる対物レンズ4からなる結像光学系と、光ディ
スク5とプリズム2とにより反射された光13の光路を
伸ばしかつフォーカス検出をなすための受光モジュール
18とが設けられている。
再生に用いられる光源としてレーザダイオード1が設け
られている。そして、レーザダイオード1からの出射光
8を透過させかつ光ディスク5から反射された光13を
反射させるプリズム2と、このプリズム2を透過した光
を平行光9に変換する集光レンズ3と、この平行光9を
収束光10に変換して光ディスク5の情報記録面5aに
集光させる対物レンズ4からなる結像光学系と、光ディ
スク5とプリズム2とにより反射された光13の光路を
伸ばしかつフォーカス検出をなすための受光モジュール
18とが設けられている。
【0017】本実施例の受光モジュール18は、その詳
細を図2に示す様に、互いに屈折率が相違する第一及び
第二のプリズム6a,6bと、光検出器7とからなって
いる。プリズム6aの屈折率はプリズム6bのそれより
も小に選定されており、プリズム6aの反射面にプリズ
ム6bの一面が、接合面23を挟んで対向配置されてい
る。プリズム6bは光13の光路を伸ばす作用を有して
おり、プリズム6aは光13の光路長をほとんど変化さ
せない作用を有する。すなわち、プリズム6aの入射面
からの光13はほとんど直進して反射面である接合面で
全反射して(透過光14として)光検出器7の受光面1
7へ到達し、プリズム6bの入射面からの光13は内部
を直進して(透過光15として)光検出器7の受光面1
7へ到達するようになっている。尚、プリズム6aの透
過光14は接合面23上で焦点21を有する様になって
いる。
細を図2に示す様に、互いに屈折率が相違する第一及び
第二のプリズム6a,6bと、光検出器7とからなって
いる。プリズム6aの屈折率はプリズム6bのそれより
も小に選定されており、プリズム6aの反射面にプリズ
ム6bの一面が、接合面23を挟んで対向配置されてい
る。プリズム6bは光13の光路を伸ばす作用を有して
おり、プリズム6aは光13の光路長をほとんど変化さ
せない作用を有する。すなわち、プリズム6aの入射面
からの光13はほとんど直進して反射面である接合面で
全反射して(透過光14として)光検出器7の受光面1
7へ到達し、プリズム6bの入射面からの光13は内部
を直進して(透過光15として)光検出器7の受光面1
7へ到達するようになっている。尚、プリズム6aの透
過光14は接合面23上で焦点21を有する様になって
いる。
【0018】図3は光検出器7の受光面17上での受光
部の配置例を示している。受光モジュール18は、対物
レンズ4の焦点22に光ディスク5の情報記録面5aが
ある時、プリズム6aを透過した光14が受光面17上
に描く光スポット16aと、プリズム6bを透過した光
15が受光面17上に描く光スポット16bの大きさが
等しくなるように配置されている。
部の配置例を示している。受光モジュール18は、対物
レンズ4の焦点22に光ディスク5の情報記録面5aが
ある時、プリズム6aを透過した光14が受光面17上
に描く光スポット16aと、プリズム6bを透過した光
15が受光面17上に描く光スポット16bの大きさが
等しくなるように配置されている。
【0019】次に、光ディスクの再生動作について説明
する。図1に示すように、レーザダイオード1からの出
射光8は、プリズム2を透過し、集光レンズ3で平行光
9に変換された後に対物レンズ4に入射し、光ディスク
5の情報記録面5aに集光される。光ディスク5の情報
記録面5a上で反射された発散光11は、上記の光路の
逆方向を通り、集光レンズ3により収束光13に変換さ
れ、プリズム2により反射され、受光モジュール18に
入射する。
する。図1に示すように、レーザダイオード1からの出
射光8は、プリズム2を透過し、集光レンズ3で平行光
9に変換された後に対物レンズ4に入射し、光ディスク
5の情報記録面5aに集光される。光ディスク5の情報
記録面5a上で反射された発散光11は、上記の光路の
逆方向を通り、集光レンズ3により収束光13に変換さ
れ、プリズム2により反射され、受光モジュール18に
入射する。
【0020】図2に示すように、受光モジュール18に
入射した光13は夫々にプリズム6a及び6bを透過す
る光14及び15となり、光検出器7により電気信号に
変換される。図3に示すように、光検出器7の受光面1
7には、受光部7a〜7fが成されている。この受光部
より発生した電気信号は図示せぬ演算回路により、フォ
ーカス誤差信号、再生信号、トラック誤差信号となる。
光検出器にて発生した電気信号をそれぞれIa〜Ifと
すると、フォーカス誤差信号、再生信号、トラック誤差
信号は、後で示す式(1)〜(3)で表され得ることに
なり、これに従って、演算回路により、フォーカス誤差
信号、再生信号、トラック誤差信号が生成され、光ディ
スクの再生が行われる。
入射した光13は夫々にプリズム6a及び6bを透過す
る光14及び15となり、光検出器7により電気信号に
変換される。図3に示すように、光検出器7の受光面1
7には、受光部7a〜7fが成されている。この受光部
より発生した電気信号は図示せぬ演算回路により、フォ
ーカス誤差信号、再生信号、トラック誤差信号となる。
光検出器にて発生した電気信号をそれぞれIa〜Ifと
すると、フォーカス誤差信号、再生信号、トラック誤差
信号は、後で示す式(1)〜(3)で表され得ることに
なり、これに従って、演算回路により、フォーカス誤差
信号、再生信号、トラック誤差信号が生成され、光ディ
スクの再生が行われる。
【0021】受光モジュール18においては、対物レン
ズの焦点22上に光ディスク5の情報記録面5aがある
時、プリズム6aを透過する光14は、プリズム6aと
プリズム6bの張り合わせ面上にある焦点21で集光
し、かつ反射され光検出器7に入射し受光面17上に光
スポット16aを描き、プリズム6bを透過した光15
が受光面17上に描く光スポット16bの大きさが光ス
ポット16aの大きさと等しくなるように配置されてい
ることが好ましい。
ズの焦点22上に光ディスク5の情報記録面5aがある
時、プリズム6aを透過する光14は、プリズム6aと
プリズム6bの張り合わせ面上にある焦点21で集光
し、かつ反射され光検出器7に入射し受光面17上に光
スポット16aを描き、プリズム6bを透過した光15
が受光面17上に描く光スポット16bの大きさが光ス
ポット16aの大きさと等しくなるように配置されてい
ることが好ましい。
【0022】本発明によるフォーカス検出装置の詳細を
図2、図3及び図4を用いて説明する。本発明では、図
2に示すように、光ディスクからの戻り光の収束光13
を受光モジュール18に入射させる。この受光モジュー
ル18は、プリズム6a,6b及び光検出器7で構成さ
れている。プリズム6a,bは境界面23にて反射膜を
挟んで接合、もしくは空気層を挟んで近接されている。
図2、図3及び図4を用いて説明する。本発明では、図
2に示すように、光ディスクからの戻り光の収束光13
を受光モジュール18に入射させる。この受光モジュー
ル18は、プリズム6a,6b及び光検出器7で構成さ
れている。プリズム6a,bは境界面23にて反射膜を
挟んで接合、もしくは空気層を挟んで近接されている。
【0023】受光モジュール18に入射した収束光13
は、プリズム6aもしくはプリズム6bを透過する。プ
リズム6aの屈折率はプリズム6bの屈折率より小さ
い。プリズム6aを透過した光14は、境界面23上の
焦点21で集光し、かつ全反射されて光検出器7の受光
面17に入射する。
は、プリズム6aもしくはプリズム6bを透過する。プ
リズム6aの屈折率はプリズム6bの屈折率より小さ
い。プリズム6aを透過した光14は、境界面23上の
焦点21で集光し、かつ全反射されて光検出器7の受光
面17に入射する。
【0024】同様に、プリズム6bを透過した透過光1
5は光検出器7の受光面17に入射する。光検出器7の
受光面17は、図3に示すように、受光部7a〜7fで
構成されており、透過光14は受光部7a,7b及び7
eに入射し、電気信号に変換される。また、プリズム6
bを透過した透過光15は、受光部7c,7d及び7f
に入射し、電気信号に変換される。電気信号は、演算回
路によりフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、再生
信号に夫々変換される。受光部7a〜7fによる電気信
号をそれぞれIa〜Ifとすると、フォーカス誤差信
号、再生信号、トラック誤差信号はそれぞれ式(1)、
(2)、(3)から検出される。トラック誤差信号は位
相差法又はプッシュプル法を用いている。
5は光検出器7の受光面17に入射する。光検出器7の
受光面17は、図3に示すように、受光部7a〜7fで
構成されており、透過光14は受光部7a,7b及び7
eに入射し、電気信号に変換される。また、プリズム6
bを透過した透過光15は、受光部7c,7d及び7f
に入射し、電気信号に変換される。電気信号は、演算回
路によりフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、再生
信号に夫々変換される。受光部7a〜7fによる電気信
号をそれぞれIa〜Ifとすると、フォーカス誤差信
号、再生信号、トラック誤差信号はそれぞれ式(1)、
(2)、(3)から検出される。トラック誤差信号は位
相差法又はプッシュプル法を用いている。
【0025】 フォーカス誤差信号=(Ia+Ib+If)−(Ic+Id+Ie)…(1) 再生信号=(Ia+Ib+Ic+Id+Ie+If) ……(2) トラック誤差信号=(Ia+Ic)−(Ib+Id)又は (Ia+Id)−(Ib+Ic) ……(3) ここで、図1に示すように、情報記録面5aが対物レン
ズ4の焦点位置22にある時、受光モジュール18は、
プリズム6a及びプリズム6bをそれぞれ透過した光の
受光面17上の光スポット16a及び16bが同じ大き
さのスポットとなるように配置されている。これによ
り、受光部7a〜7dによる電気信号の量は等しく、同
様に受光部7eと7fの電気信号の量も等しい。このた
め演算回路のフォーカス誤差信号はゼロとなる。
ズ4の焦点位置22にある時、受光モジュール18は、
プリズム6a及びプリズム6bをそれぞれ透過した光の
受光面17上の光スポット16a及び16bが同じ大き
さのスポットとなるように配置されている。これによ
り、受光部7a〜7dによる電気信号の量は等しく、同
様に受光部7eと7fの電気信号の量も等しい。このた
め演算回路のフォーカス誤差信号はゼロとなる。
【0026】ここで、図4を用いて対物レンズの位置を
固定して光情報記録媒体を移動させた時のフォーカス誤
差信号20と受光面17上のスポット16a、16bの
関係を示す。図4(a)は対物レンズ4と情報記録面5
aの距離によるフォーカス誤差信号20の出力値を示し
ている。また、図4(b)は、対物レンズ4と情報記録
面5aが非常に離れている場合、図4(c)はフォーカ
ス誤差信号20が最小となる場合、図4(d)は対物レ
ンズ4の焦点22の位置に情報記録面5aがある場合、
図4(e)はフォーカス誤差信号20が最大となる場
合、図4(f)は対物レンズ4と情報記録面5aが非常
に近づいている場合でのスポット16a及び16bを示
している。
固定して光情報記録媒体を移動させた時のフォーカス誤
差信号20と受光面17上のスポット16a、16bの
関係を示す。図4(a)は対物レンズ4と情報記録面5
aの距離によるフォーカス誤差信号20の出力値を示し
ている。また、図4(b)は、対物レンズ4と情報記録
面5aが非常に離れている場合、図4(c)はフォーカ
ス誤差信号20が最小となる場合、図4(d)は対物レ
ンズ4の焦点22の位置に情報記録面5aがある場合、
図4(e)はフォーカス誤差信号20が最大となる場
合、図4(f)は対物レンズ4と情報記録面5aが非常
に近づいている場合でのスポット16a及び16bを示
している。
【0027】図4(b)の時、焦点21は対物レンズ側
に大きく移動するため、光スポット16a及び16bは
各受光部より非常に大きくなる。これにより、電気信号
(Ia+Ib)とIe及び(Ic+Id)とIfはほぼ
等しくなり、フォーカス誤差信号の出力はゼロとなる。
図4(c)時、スポット16aは光検出器より大きく、
スポット16bはほとんど点の状態である。このため、
(Ic+Id)が大きくなり、フォーカス誤差信号は最
小値となる。図4(d)の時、スポット16aとスポッ
ト16bの大きさは等しいのでフォーカス誤差信号はゼ
ロとなる。
に大きく移動するため、光スポット16a及び16bは
各受光部より非常に大きくなる。これにより、電気信号
(Ia+Ib)とIe及び(Ic+Id)とIfはほぼ
等しくなり、フォーカス誤差信号の出力はゼロとなる。
図4(c)時、スポット16aは光検出器より大きく、
スポット16bはほとんど点の状態である。このため、
(Ic+Id)が大きくなり、フォーカス誤差信号は最
小値となる。図4(d)の時、スポット16aとスポッ
ト16bの大きさは等しいのでフォーカス誤差信号はゼ
ロとなる。
【0028】図4(e)の時、スポット16aはほとん
ど点の状態となり、スポット16bは光検出器より大き
くなる。このため、(Ia+Ib)が大きくなりフォー
カス誤差信号は最大値となる。図4(f)の時、スポッ
ト16a及びスポット16bは光検出器より十分大きく
なるため、(Ia+Ib)とIeはほぼ等しくなり、ま
た、(Ic+Id)とIfも等しくなる。これによりフ
ォーカス誤差信号はゼロとなる。このフォーカス誤差信
号20を用いて対物レンズ4と情報記録面5aの相対位
置調整を良好に行うことができる。
ど点の状態となり、スポット16bは光検出器より大き
くなる。このため、(Ia+Ib)が大きくなりフォー
カス誤差信号は最大値となる。図4(f)の時、スポッ
ト16a及びスポット16bは光検出器より十分大きく
なるため、(Ia+Ib)とIeはほぼ等しくなり、ま
た、(Ic+Id)とIfも等しくなる。これによりフ
ォーカス誤差信号はゼロとなる。このフォーカス誤差信
号20を用いて対物レンズ4と情報記録面5aの相対位
置調整を良好に行うことができる。
【0029】従来の技術では、2ビーム方式のSSD法
によるフォーカス誤差検出を実現するには、ビームを2
ビームにするためにハーフミラー機能が付いたマイクロ
プリズムやホログラムなどの特殊な光学部品が必要であ
ったが、本実施形態によれば、それらの光学部品を用い
ずに、従来の単機能のフォトダイオードに、屈折率の異
なる2個のプリズムを配置すれば良い簡易な構成のた
め、特殊な光学部品が削除でき低価格化を実現できる。
によるフォーカス誤差検出を実現するには、ビームを2
ビームにするためにハーフミラー機能が付いたマイクロ
プリズムやホログラムなどの特殊な光学部品が必要であ
ったが、本実施形態によれば、それらの光学部品を用い
ずに、従来の単機能のフォトダイオードに、屈折率の異
なる2個のプリズムを配置すれば良い簡易な構成のた
め、特殊な光学部品が削除でき低価格化を実現できる。
【0030】一例として、収束光13の屈折率体への入
射角を5.7°、プリズム6aの屈折率を1.2、プリ
ズム6bの屈折率を2.2、プリズム6a及び6bの厚
さを2.1mmとする。この時、受光面17上のスポッ
ト16a、16bの半径はそれぞれ40μmとなる。
射角を5.7°、プリズム6aの屈折率を1.2、プリ
ズム6bの屈折率を2.2、プリズム6a及び6bの厚
さを2.1mmとする。この時、受光面17上のスポッ
ト16a、16bの半径はそれぞれ40μmとなる。
【0031】以上説明したように、かかるフォーカス検
出装置を用いた光ヘッド装置によれば、信号検出光学系
が屈折率の異なる2個のプリズムと光検出器という簡素
な構成であっても、フォーカス誤差信号を検出し光ディ
スクの再生を行うことが可能であるため、光ヘッド装置
の小型化及び低価格化を図ることができる。
出装置を用いた光ヘッド装置によれば、信号検出光学系
が屈折率の異なる2個のプリズムと光検出器という簡素
な構成であっても、フォーカス誤差信号を検出し光ディ
スクの再生を行うことが可能であるため、光ヘッド装置
の小型化及び低価格化を図ることができる。
【0032】図5は本発明の第2の実施例のフォーカス
検出装置を用いた光ヘッド装置を示す図であり、図1,
2と同等部分は同一符号にて示している。本例では、図
1に示した光ヘッド装置のレーザダイオード1、プリズ
ム2及び受光モジュール18に代えて、光モジュール1
9が設けられている場合の例である。
検出装置を用いた光ヘッド装置を示す図であり、図1,
2と同等部分は同一符号にて示している。本例では、図
1に示した光ヘッド装置のレーザダイオード1、プリズ
ム2及び受光モジュール18に代えて、光モジュール1
9が設けられている場合の例である。
【0033】図5に示すように、光モジュール19に
は、光源26と、この光源26から出射された光8を反
射し光ディスクから反射されて戻ってきた光13を透過
するプリズム6a及び6bと、光検出器7とが設けられ
ている。また、プリズム6aの屈折率はプリズム6bの
屈折率より小さいものとする。
は、光源26と、この光源26から出射された光8を反
射し光ディスクから反射されて戻ってきた光13を透過
するプリズム6a及び6bと、光検出器7とが設けられ
ている。また、プリズム6aの屈折率はプリズム6bの
屈折率より小さいものとする。
【0034】光モジュール19のプリズム6aを透過し
た光14は接合面23の集光点21で集光しかつ反射さ
れ、光検出器7に入射する。また、プリズム6bを透過
した光15は光検出器7に入射する。光検出器7に入射
した光には非点収差が発生するが、図1に示した実施例
での受光モジュール18と同様の効果を得ることができ
る。
た光14は接合面23の集光点21で集光しかつ反射さ
れ、光検出器7に入射する。また、プリズム6bを透過
した光15は光検出器7に入射する。光検出器7に入射
した光には非点収差が発生するが、図1に示した実施例
での受光モジュール18と同様の効果を得ることができ
る。
【0035】図9は本発明の第1、第2の実施例のフォ
ーカス検出装置における受光部の他の例を示す。この場
合の光検出器7の受光面17は図9に示すように受光部
7g〜7lから構成される。この場合でもフォーカス誤
差信号、再生信号、トラック誤差信号の検出は同様に可
能である。即ち受光部7g〜7lによる電気信号をそれ
ぞれIgからIlとすると、フォーカス誤差信号、再生
信号、トラック誤差信号はそれぞれ式(4)(5)
(6)から検出される。トラック誤差信号は位相作法又
はプッシュプル法を用いている。このような受光部形状
においても、図1に示した実施例での受光モジュール1
8と同様の効果を得ることができる。
ーカス検出装置における受光部の他の例を示す。この場
合の光検出器7の受光面17は図9に示すように受光部
7g〜7lから構成される。この場合でもフォーカス誤
差信号、再生信号、トラック誤差信号の検出は同様に可
能である。即ち受光部7g〜7lによる電気信号をそれ
ぞれIgからIlとすると、フォーカス誤差信号、再生
信号、トラック誤差信号はそれぞれ式(4)(5)
(6)から検出される。トラック誤差信号は位相作法又
はプッシュプル法を用いている。このような受光部形状
においても、図1に示した実施例での受光モジュール1
8と同様の効果を得ることができる。
【0036】 フォーカス誤差信号=(Ig+Ik+Il)−(Ih+Ii+Ij)…(4) 再生信号=(Ig+Ih+Ii+Ij+Ik+Il) ……(5) トラック誤差信号=(Ii+Il)−(Ij+Ik)又は (Ii+Ik)−(Ij+Il) ……(6) 図10は本発明の第3の実施例として、他の受光モジュ
ールの例を示す図であり、図1〜5と同じ部分は同一符
号にて示している。開口付きカバー25により収束光1
3の中心付近の光をプリズム6a、6bに入射させる。
この開口付きカバー25は中心付近が開口した形状すな
わち円柱のうち中心付近の小さな円柱部分をくり抜いた
後の形状を有している。図10においては入射する光の
一部である収束光13a,13bは開口付きカバー25
により遮られて入射できないが、透過光14、15は開
口付きカバー25の開口部分をくぐり抜けてプリズム6
a、6bの中に入り図2の場合と同様の動作をする。こ
れにより、対物レンズの有効径及び集光レンズ3の開口
数によらず受光面上のスポット16a、16bの径を一
定にすることができ、開口数が大きい集光レンズ3を使
用したとしてもフォーカスエラー信号の不安定化を防止
することができるという効果を奏する。というのはもし
集光レンズ3の径が大きくて開口数が大きいものを使用
した場合には、開口付きカバー25がなければ入射する
光束の径が大きくなりスポット16a,16bの径が大
きくなる結果、図4(a)のフォーカス誤差信号20の
形が歪むからである。
ールの例を示す図であり、図1〜5と同じ部分は同一符
号にて示している。開口付きカバー25により収束光1
3の中心付近の光をプリズム6a、6bに入射させる。
この開口付きカバー25は中心付近が開口した形状すな
わち円柱のうち中心付近の小さな円柱部分をくり抜いた
後の形状を有している。図10においては入射する光の
一部である収束光13a,13bは開口付きカバー25
により遮られて入射できないが、透過光14、15は開
口付きカバー25の開口部分をくぐり抜けてプリズム6
a、6bの中に入り図2の場合と同様の動作をする。こ
れにより、対物レンズの有効径及び集光レンズ3の開口
数によらず受光面上のスポット16a、16bの径を一
定にすることができ、開口数が大きい集光レンズ3を使
用したとしてもフォーカスエラー信号の不安定化を防止
することができるという効果を奏する。というのはもし
集光レンズ3の径が大きくて開口数が大きいものを使用
した場合には、開口付きカバー25がなければ入射する
光束の径が大きくなりスポット16a,16bの径が大
きくなる結果、図4(a)のフォーカス誤差信号20の
形が歪むからである。
【0037】以上説明したように、本実施例のフォーカ
ス検出装置を用いた光ヘッド装置は、光モジュール19
により、光ヘッド装置の構成が簡素化され、光ヘッド装
置の組立工数等を削減することが可能となる。尚、この
光ヘッド装置により、一層の小型化を図ることができ
る。また、本実施例の光源26の光軸の、プリズム6a
及びプリズム6bの反射面24への入射角は45°が好
ましいが、必要に応じて任意の値であってもよい。ま
た、反射面24の反射率は必要に応じて任意の値に設定
してよい。また、プリズム6a,6bの断面は図5に示
すように直角三角形が望ましいが、必要に応じて台形、
平行四辺形、ひし形等の形でもよい。
ス検出装置を用いた光ヘッド装置は、光モジュール19
により、光ヘッド装置の構成が簡素化され、光ヘッド装
置の組立工数等を削減することが可能となる。尚、この
光ヘッド装置により、一層の小型化を図ることができ
る。また、本実施例の光源26の光軸の、プリズム6a
及びプリズム6bの反射面24への入射角は45°が好
ましいが、必要に応じて任意の値であってもよい。ま
た、反射面24の反射率は必要に応じて任意の値に設定
してよい。また、プリズム6a,6bの断面は図5に示
すように直角三角形が望ましいが、必要に応じて台形、
平行四辺形、ひし形等の形でもよい。
【0038】第1、第2の実施例の光ヘッド装置の集光
レンズ3及び対物レンズ4に代えて、結像光学系として
一つの有限系の対物レンズとしてもよい。これにより、
光ヘッド装置の構成が簡素化され、光ヘッド装置の組立
工数等を削減することが可能となる。また、集光レンズ
3と対物レンズ4の間の空間を削除することも可能であ
り、これにより光ヘッド装置のより一層の低価格化、小
型化を図ることができる。なお、上記の説明では、発光
手段の波長を明記していないが、光ディスクの再生可能
な任意の波長であればよいものである。
レンズ3及び対物レンズ4に代えて、結像光学系として
一つの有限系の対物レンズとしてもよい。これにより、
光ヘッド装置の構成が簡素化され、光ヘッド装置の組立
工数等を削減することが可能となる。また、集光レンズ
3と対物レンズ4の間の空間を削除することも可能であ
り、これにより光ヘッド装置のより一層の低価格化、小
型化を図ることができる。なお、上記の説明では、発光
手段の波長を明記していないが、光ディスクの再生可能
な任意の波長であればよいものである。
【0039】また、第1及び第2の実施例の光ヘッド装
置において、プリズム6a及び6bの材質は、透過性の
高い光学ガラスが望ましいが、その他、プラスチック、
液晶および水晶等からなる結晶体であってもよい。ま
た、その透過率および反射率は、必要に応じて任意の値
に設定してもよい。さらに、プリズム6a及び6bの厚
さの差は、製造工程数による低価格化及びフォーカスエ
ラー信号の安定化のため、存在しないことが望ましい
が、必要に応じて変化させてもよい。
置において、プリズム6a及び6bの材質は、透過性の
高い光学ガラスが望ましいが、その他、プラスチック、
液晶および水晶等からなる結晶体であってもよい。ま
た、その透過率および反射率は、必要に応じて任意の値
に設定してもよい。さらに、プリズム6a及び6bの厚
さの差は、製造工程数による低価格化及びフォーカスエ
ラー信号の安定化のため、存在しないことが望ましい
が、必要に応じて変化させてもよい。
【0040】また、第1の実施例の光ヘッド装置の受光
モジュール18において、プリズム6aと6bは直方体
であることが望ましいが、必要に応じて三角柱、台形柱
等であってもよい。また、第4の実施の形態として図6
に示すように、プリズム6aは空気であってもよい。
モジュール18において、プリズム6aと6bは直方体
であることが望ましいが、必要に応じて三角柱、台形柱
等であってもよい。また、第4の実施の形態として図6
に示すように、プリズム6aは空気であってもよい。
【0041】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、単に
2個の屈折率体を使用するのみの簡単な構成で、フォー
カス誤差検出法にSSD法を用いた光ヘッド装置を得る
ことができるので、高価な光学部品の削減による低価格
化を実現できるという効果がある。
2個の屈折率体を使用するのみの簡単な構成で、フォー
カス誤差検出法にSSD法を用いた光ヘッド装置を得る
ことができるので、高価な光学部品の削減による低価格
化を実現できるという効果がある。
【図1】本発明の光ヘッド装置の第1の実施例を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図2】図1の受光モジュール18の構成を示す図であ
る。
る。
【図3】図2の光検出器7の受光面17の配置の一例を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図4】本発明のフォーカス検出の原理を説明するため
の図である。
の図である。
【図5】本発明の第二の実施例の光ヘッド装置に用いる
フォーカス検出装置の概略構成を示す図である。
フォーカス検出装置の概略構成を示す図である。
【図6】本発明の第4の実施例の光ヘッド装置に用いる
フォーカス検出装置の概略構成を示す図である。
フォーカス検出装置の概略構成を示す図である。
【図7】従来の光ヘッド装置の概略構成図である。
【図8】図7の装置の受光面のスポットの例を示す図で
ある。
ある。
【図9】図2の光検出器の受光面17の配置の他の例を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図10】本発明の第3の実施例の光ヘッド装置に用い
るフォーカス検出装置の概略構成を示す図である。
るフォーカス検出装置の概略構成を示す図である。
1 レーザダイオード 2,6a,6b プリズム 3 集光レンズ 4 対物レンズ 5 光ディスク 5a 情報記録面 7 光検出器 7a〜7l 受光部 8 レーザ出射光 9 往路平行光 10 往路収束光 11 復路発散光 12 復路平行光 13 復路収束光 14 プリズム6aの透過光 15 プリズム6bの透過光 16a 透過光14によるスポット 16b 透過光15によるスポット 17 受光面 18 受光モジュール 19 光モジュール 20 フォーカス誤差信号 21 焦点 22 対物レンズ焦点 23 接合面 25 開口付きカバー 26 光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 昭知 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 5D118 AA04 BA01 BB02 BF02 BF03 CC03 CD02 CF08 DA12 DA17 DA21 DA46 DC02 5D119 AA04 BA01 CA09 EA02 EA03 EC38 FA05 JA16 JA17 JB03 KA02
Claims (8)
- 【請求項1】 光源からの出射光を情報記録媒体の記録
面に集光制御するためのフォーカス検出装置であって、
前記記録面を経た光に対して互いに異なる光路長である
第一及び第二の光路を設定する異光路長設定手段と、前
記第一及び第二の光路を経た光を受光する受光手段とを
含み、前記第一及び第二の光路を経た光の前記受光手段
の受光面におけるスポットサイズに応じて前記光源のフ
ォーカス検出をなすようにしたことを特徴とするフォー
カス検出装置。 - 【請求項2】 前記光路長設定手段は、前記第一の光路
を形成する第一のプリズムと、この第一のプリズムの反
射面と対向した面を有し前記第一のプリズムの屈折率と
は異なる屈折率を有しかつ前記第二の光路を形成する第
二のプリズムとを有することを特徴とする請求項1記載
のフォーカス検出装置。 - 【請求項3】 前記光源のフォーカス状態が前記記録面
上にあるときに、前記第一及び第二の収束光の前記スポ
ットサイズは同一になるよう設定されていることを特徴
とする請求項2記載のフォーカス検出装置。 - 【請求項4】 前記第一のプリズムの屈折率は前記第二
のプリズムのそれより小に設定されており、前記第一の
プリズムへの入射光は前記反射面で全反射することによ
り、前記第一の光路長が前記第二の光路長より長く設定
されていることを特徴とする請求項2または3記載のフ
ォーカス検出装置。 - 【請求項5】 前記記録面への出射光を生成する前記光
源を内蔵し、前記第一及び第二のプリズムの前記記録面
を経た光の入射面において、この内蔵光源の出射光を前
記記録面側へ向けて反射するようにしたことを特徴とす
る請求項1〜4いずれか記載のフォーカス検出装置。 - 【請求項6】 前記第一のプリズムに代えて空気領域と
したことを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のフォ
ーカス検出装置。 - 【請求項7】 請求項1〜6いずれか記載のフォーカス
検出装置を備えたことを特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項8】 前記第一のプリズム及び前記第二のプリ
ズムの前記記録面を経た光の入射面に、開口部分にのみ
光を通過させる開口付きカバーをさらに備えることを特
徴とする前記1〜6記載のフォーカス検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11200168A JP2000298852A (ja) | 1999-02-10 | 1999-07-14 | フォーカス検出装置及びそれを用いた光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3211899 | 1999-02-10 | ||
JP11-32118 | 1999-02-10 | ||
JP11200168A JP2000298852A (ja) | 1999-02-10 | 1999-07-14 | フォーカス検出装置及びそれを用いた光ヘッド装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000298852A true JP2000298852A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=26370644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11200168A Pending JP2000298852A (ja) | 1999-02-10 | 1999-07-14 | フォーカス検出装置及びそれを用いた光ヘッド装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000298852A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002092932A (ja) * | 1999-12-27 | 2002-03-29 | Sony Corp | 光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置 |
JP2010127668A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 光線測定装置、焦点調整装置及び画像形成装置 |
-
1999
- 1999-07-14 JP JP11200168A patent/JP2000298852A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002092932A (ja) * | 1999-12-27 | 2002-03-29 | Sony Corp | 光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置 |
JP2010127668A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 光線測定装置、焦点調整装置及び画像形成装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021217 |