JP2552660B2 - フオ−カス誤差検出装置 - Google Patents
フオ−カス誤差検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、情報の記録再生が光学的に行なわれる記
録媒体のフォーカス誤差検出装置に関し、特にフォーカ
ス誤差信号が線形に変化する範囲が広く、フォーカスサ
ーボが安定且つ容易に行えるフォーカス誤差検出装置に
関するものである。
録媒体のフォーカス誤差検出装置に関し、特にフォーカ
ス誤差信号が線形に変化する範囲が広く、フォーカスサ
ーボが安定且つ容易に行えるフォーカス誤差検出装置に
関するものである。
［従来の技術］ 第４図は、例えば特開昭57−18032号公報及び特開昭5
8−208946号公報に記載された、フーコー方式と呼ばれ
る一般的なフォーカス誤差検出装置を示す構成図であ
る。
8−208946号公報に記載された、フーコー方式と呼ばれ
る一般的なフォーカス誤差検出装置を示す構成図であ
る。
図において、（３）は記録再生用の光ビームを照射光
Ｅとして放射する半導体レーザなどの発光源である。
Ｅとして放射する半導体レーザなどの発光源である。
（４）は照射光Ｅを透過すると共に後述する記録媒体
（８）からの反射光Ｒを反射するビームスプリッタ、
（５）は照射光Ｅを平行光にすると共に反射光Ｒを集光
させるコリメータレンズ、（６）は平行な照射光Ｅ及び
反射光Ｒの偏向面を回転させる1/4波長板、（７）は1/4
波長板（６）を透過した照射光Ｅを集光すると共に反射
光Ｒを平行光にする対物レンズである。
（８）からの反射光Ｒを反射するビームスプリッタ、
（５）は照射光Ｅを平行光にすると共に反射光Ｒを集光
させるコリメータレンズ、（６）は平行な照射光Ｅ及び
反射光Ｒの偏向面を回転させる1/4波長板、（７）は1/4
波長板（６）を透過した照射光Ｅを集光すると共に反射
光Ｒを平行光にする対物レンズである。
（８）は光ディスクなどの記録媒体であり、集光され
た照射光Ｅが照射されて光学的に情報が記録再生される
ようになっている。
た照射光Ｅが照射されて光学的に情報が記録再生される
ようになっている。
（９）は対物レンズ（７）、1/4波長板（６）、コリ
メータレンズ（５）及びビームスプリッタ（４）を介し
て入射される記録媒体（８）からの反射光Ｒを２つの反
射光R1及びR2に分割する光分割器である。この光分割器
（９）はフーコープリズムとも呼ばれ、２つの矩形屈折
面（9a）及び（9b）が鈍角の稜線（9c）にて接した立体
形状をなし、稜線（9c）が反射光Ｒの光軸Ａを垂直に横
切るように配置されている。
メータレンズ（５）及びビームスプリッタ（４）を介し
て入射される記録媒体（８）からの反射光Ｒを２つの反
射光R1及びR2に分割する光分割器である。この光分割器
（９）はフーコープリズムとも呼ばれ、２つの矩形屈折
面（9a）及び（9b）が鈍角の稜線（9c）にて接した立体
形状をなし、稜線（9c）が反射光Ｒの光軸Ａを垂直に横
切るように配置されている。
（10）は分割された反射光R1及びR2をそれぞれ検出す
る分割形光検知器であり、光軸Ａに垂直な平面内に配列
された４つの光検出素子（11）〜（14）から構成されて
いる。又、光検出素子（11）〜（14）の各受光面は、光
軸Ａ及び稜線（9c）の双方に垂直な矢印Ｘ方向に一列に
配置されており、光軸Ａ及び矢印Ｘ方向に適正に位置決
めされている。そして、一対の光検出素子（11）及び
（12）が一方の反射光R1を検出する２分割光検出器を構
成し、もう一対の光検出素子（13）及び（14）が他方の
反射光R2を検出する２分割光検出器を構成している。通
常、これら２分割光検出器は、後述するように、それぞ
れ２分割ピンフォトダイオードにより構成されている。
る分割形光検知器であり、光軸Ａに垂直な平面内に配列
された４つの光検出素子（11）〜（14）から構成されて
いる。又、光検出素子（11）〜（14）の各受光面は、光
軸Ａ及び稜線（9c）の双方に垂直な矢印Ｘ方向に一列に
配置されており、光軸Ａ及び矢印Ｘ方向に適正に位置決
めされている。そして、一対の光検出素子（11）及び
（12）が一方の反射光R1を検出する２分割光検出器を構
成し、もう一対の光検出素子（13）及び（14）が他方の
反射光R2を検出する２分割光検出器を構成している。通
常、これら２分割光検出器は、後述するように、それぞ
れ２分割ピンフォトダイオードにより構成されている。
S1〜S4は各光検出素子（11）〜（14）により得られた
検出信号であり、演算処理回路（図示せず）に入力さ
れ、フォーカスサーボ等に用いられるようになってい
る。
検出信号であり、演算処理回路（図示せず）に入力さ
れ、フォーカスサーボ等に用いられるようになってい
る。
次に、第５図〜第10図を参照しながら、第４図に示し
たフォーカス誤差検出装置の動作について説明する。
たフォーカス誤差検出装置の動作について説明する。
情報の記録再生を行う場合に発光源（３）から放射さ
れる照射光Ｅは、ビームスプリッタ（４）を通り、コリ
メータレンズ（５）で平行光となり、1/4波長板（６）
で偏向面が回転され、対物レンズ（７）で集光されて記
録媒体（８）に照射される。
れる照射光Ｅは、ビームスプリッタ（４）を通り、コリ
メータレンズ（５）で平行光となり、1/4波長板（６）
で偏向面が回転され、対物レンズ（７）で集光されて記
録媒体（８）に照射される。
そして、記録媒体（８）で反射された反射光Ｒは、対
物レンズ（７）、1/4波長板（６）及びコリメータレン
ズ（５）を介して所定の収束角で集光され、ビームスプ
リッタ（４）で反射され、更に、光分割器（９）で２つ
の反射光R1及びR2に分割されて分割形光検知器（10）に
照射される。
物レンズ（７）、1/4波長板（６）及びコリメータレン
ズ（５）を介して所定の収束角で集光され、ビームスプ
リッタ（４）で反射され、更に、光分割器（９）で２つ
の反射光R1及びR2に分割されて分割形光検知器（10）に
照射される。
このとき、照射光Ｅの焦点が記録媒体（８）に一致即
ち合焦している場合は、第５図に示すように反射光R1及
びR2が分割形光検知器（10）上に合焦し、一方の反射光
R1が光検出素子（11）及び（12）の間隙即ち分離帯（10
a）の中央点に集光され、他方の反射光R2が検出素子（1
3）及び（14）の分離帯（10b）に集光される。この状態
を受光面側から見ると第６図のようになり、各反射光R1
及びR2は20〜30μｍ径の合焦スポットP1、P2となって照
射される。尚、各合焦スポットP1、P2は、後述するよう
に楕円形状を有している。
ち合焦している場合は、第５図に示すように反射光R1及
びR2が分割形光検知器（10）上に合焦し、一方の反射光
R1が光検出素子（11）及び（12）の間隙即ち分離帯（10
a）の中央点に集光され、他方の反射光R2が検出素子（1
3）及び（14）の分離帯（10b）に集光される。この状態
を受光面側から見ると第６図のようになり、各反射光R1
及びR2は20〜30μｍ径の合焦スポットP1、P2となって照
射される。尚、各合焦スポットP1、P2は、後述するよう
に楕円形状を有している。
又、記録媒体（８）と対物レンズ（７）との距離が近
すぎる場合は、第７図に示すように反射光R1及びR2が合
焦する前に各分離帯（10a）及び（10b）の近傍に照射さ
れる。従って、反射光R1及びR2は、第８図斜線部のよう
に光検出素子（12）及び（13）の各受光面に半円状スポ
ットP3、P4となって照射される。
すぎる場合は、第７図に示すように反射光R1及びR2が合
焦する前に各分離帯（10a）及び（10b）の近傍に照射さ
れる。従って、反射光R1及びR2は、第８図斜線部のよう
に光検出素子（12）及び（13）の各受光面に半円状スポ
ットP3、P4となって照射される。
逆に、記録媒体（８）と対物レンズ（７）との距離が
遠すぎる場合は、第９図に示すように反射光R1及びR2が
分割形光検知器（10）の手前で合焦する。従って、反射
光R1及びR2は、第10図のように光検出素子（11）及び
（14）の各受光面上に半円状スポットP5、P6となって照
射される。
遠すぎる場合は、第９図に示すように反射光R1及びR2が
分割形光検知器（10）の手前で合焦する。従って、反射
光R1及びR2は、第10図のように光検出素子（11）及び
（14）の各受光面上に半円状スポットP5、P6となって照
射される。
このとき、反射光R1及びR2を受光した光検出素子（1
1）〜（14）は、それぞれの受光量に応じた電流即ち検
出信号S1〜S4を発生する。演算処理回路は、これら検出
信号S1〜S4に基づいて、外側の光検出素子（11）、（1
4）の各検出信号S1及びS4の和と、内側の光検出素子（1
2）、（13）の各検出信号S2及びS3の和との差を演算す
る式、 Ｆ＝（S1＋S4）−（S2＋S3） … によりフォーカス誤差信号Ｆを求める。
1）〜（14）は、それぞれの受光量に応じた電流即ち検
出信号S1〜S4を発生する。演算処理回路は、これら検出
信号S1〜S4に基づいて、外側の光検出素子（11）、（1
4）の各検出信号S1及びS4の和と、内側の光検出素子（1
2）、（13）の各検出信号S2及びS3の和との差を演算す
る式、 Ｆ＝（S1＋S4）−（S2＋S3） … によりフォーカス誤差信号Ｆを求める。
このフォーカス誤差信号Ｆは、第５図及び第６図に示
したように記録媒体（８）と対物レンズ（７）との距離
が適正の場合は零、第７図及び第８図に示したように記
録媒体（８）と対物レンズ（７）との距離が近すぎる場
合は負、第９図及び第10図に示したように記録媒体
（８）と対物レンズ（７）との距離が遠すぎる場合は正
となる。
したように記録媒体（８）と対物レンズ（７）との距離
が適正の場合は零、第７図及び第８図に示したように記
録媒体（８）と対物レンズ（７）との距離が近すぎる場
合は負、第９図及び第10図に示したように記録媒体
（８）と対物レンズ（７）との距離が遠すぎる場合は正
となる。
こうして得られたフォーカス誤差信号Ｆの極性及び大
きさから、記録媒体（８）と対物レンズ（７）との距離
の適正距離に対するフォーカス誤差量Ｗを算出し、フォ
ーカス調整機構（図示せず）を制御する。例えば、対物
レンズ（７）を照射光Ｅの光軸方向に移動させてフォー
カス誤差量Ｗ即ちフォーカス誤差信号Ｆが零となるまで
フォーカスサーボを行う。
きさから、記録媒体（８）と対物レンズ（７）との距離
の適正距離に対するフォーカス誤差量Ｗを算出し、フォ
ーカス調整機構（図示せず）を制御する。例えば、対物
レンズ（７）を照射光Ｅの光軸方向に移動させてフォー
カス誤差量Ｗ即ちフォーカス誤差信号Ｆが零となるまで
フォーカスサーボを行う。
第11図は、第４図のフォーカス誤差検出装置に用いら
れる従来の分割形光検知器（10）の受光面の一部を示す
説明図であり、記録媒体（８）と対物レンズ（７）との
距離が適正に調整され、反射光R1が合焦スポットP1とな
って照射された状態を示している。
れる従来の分割形光検知器（10）の受光面の一部を示す
説明図であり、記録媒体（８）と対物レンズ（７）との
距離が適正に調整され、反射光R1が合焦スポットP1とな
って照射された状態を示している。
第11図において、（１）は一対の光検出素子（11）及
び（12）を形成する２分割ピンフォトダイオードであ
り、もう一対の光検出素子（13）及び（14）を形成する
２分割ピンフォトダイオード（図示せず）と共に分割光
検知器（10）を構成している。（２）は光検出素子（1
1）及び（12）の各受光面を分割する分離帯であり、そ
の幅ｄは約10μｍである。
び（12）を形成する２分割ピンフォトダイオードであ
り、もう一対の光検出素子（13）及び（14）を形成する
２分割ピンフォトダイオード（図示せず）と共に分割光
検知器（10）を構成している。（２）は光検出素子（1
1）及び（12）の各受光面を分割する分離帯であり、そ
の幅ｄは約10μｍである。
第11図のように合焦された場合、光分割器（９）で２
分割されたときの回折現象により、反射光R1の合焦スポ
ットP1は楕円形状となる。従って、合焦スポットP1の径
Ｌは、分割しない場合の反射光Ｒの合焦スポット（図示
しない円形状）径の約２倍となっている。
分割されたときの回折現象により、反射光R1の合焦スポ
ットP1は楕円形状となる。従って、合焦スポットP1の径
Ｌは、分割しない場合の反射光Ｒの合焦スポット（図示
しない円形状）径の約２倍となっている。
一般に、入射光束の収束角をα、光源の波長をλとす
ると、合焦スポット径（エアリーディスク径）ｒは、 ｒ＝1.22λ/sinα で表わされる。又、分割された反射光R1の合焦スポット
径Ｌは、 Ｌ≒2r ＝2.44λ/sinα … と表わされる。例えば、分離帯（２）の分割線に平行な
方向に対する収束角αが約２゜且つ波長λが0.78μｍの
反射光R1の場合、合焦スポット径Ｌは式から約55μｍ
となる。通常、合焦スポット径Ｌの値は、情報記録再生
装置の設計仕様により異なるが、40〜60μｍ程度であ
る。
ると、合焦スポット径（エアリーディスク径）ｒは、 ｒ＝1.22λ/sinα で表わされる。又、分割された反射光R1の合焦スポット
径Ｌは、 Ｌ≒2r ＝2.44λ/sinα … と表わされる。例えば、分離帯（２）の分割線に平行な
方向に対する収束角αが約２゜且つ波長λが0.78μｍの
反射光R1の場合、合焦スポット径Ｌは式から約55μｍ
となる。通常、合焦スポット径Ｌの値は、情報記録再生
装置の設計仕様により異なるが、40〜60μｍ程度であ
る。
次に、第４図〜第10図、第12図及び第13図を参照しな
がら、第11図の２分割ピンフォトダイオード（１）を用
いた従来のフォーカス誤差検出装置の動作について説明
する。ここでは、一方の反射光R1を受光する２分割ピン
フォトダイオード（１）に注目して説明する。
がら、第11図の２分割ピンフォトダイオード（１）を用
いた従来のフォーカス誤差検出装置の動作について説明
する。ここでは、一方の反射光R1を受光する２分割ピン
フォトダイオード（１）に注目して説明する。
前述と同様に記録媒体（８）に照射光Ｅが照射されて
発生した反射光Ｒは２分割されて、一方の反射光R1が２
分割ピンフォトダイオード（１）の受光面に照射され
る。
発生した反射光Ｒは２分割されて、一方の反射光R1が２
分割ピンフォトダイオード（１）の受光面に照射され
る。
このとき、記録媒体（８）と対物レンズ（７）との距
離が適正であれば、第11図のように分離帯（２）の幅ｄ
（≒10μｍ）の４〜６倍の径Ｌ（≒40〜60μｍ）を有す
る合焦スポットP1が、光検出素子（11）及び（12）の各
受光面に対称に照射される。
離が適正であれば、第11図のように分離帯（２）の幅ｄ
（≒10μｍ）の４〜６倍の径Ｌ（≒40〜60μｍ）を有す
る合焦スポットP1が、光検出素子（11）及び（12）の各
受光面に対称に照射される。
ここでフォーカス誤差が生じると、反射光R1の照射位
置が矢印Ｘ方向に移動し、同時に照射領域が広がって半
円状スポットP3又はP5になる。このとき、スポット径は
フォーカス誤差量Ｗに対してほぼ比例するが、反射光R1
の光量はスポットの形状にかかわらず一定なので、各光
検出素子（11）及び（12）から得られる検出信号S1、S2
は、反射光R1の移動に伴って第12図のように変動する。
置が矢印Ｘ方向に移動し、同時に照射領域が広がって半
円状スポットP3又はP5になる。このとき、スポット径は
フォーカス誤差量Ｗに対してほぼ比例するが、反射光R1
の光量はスポットの形状にかかわらず一定なので、各光
検出素子（11）及び（12）から得られる検出信号S1、S2
は、反射光R1の移動に伴って第12図のように変動する。
即ち、記録媒体（８）と対物レンズ（７）との距離が
近すぎる場合は光検出素子（12）の検出信号S2が大きく
なり（第８図参照）、遠すぎる場合は光検出素子（11）
の検出信号S1が大きくなる。同時に、図示しない他方の
２分割ピンフォトダイオードから検出信号S3及びS4が得
られるので、これら検出信号S1〜S4から式に基づいて
フォーカス誤差信号Ｆを求める。
近すぎる場合は光検出素子（12）の検出信号S2が大きく
なり（第８図参照）、遠すぎる場合は光検出素子（11）
の検出信号S1が大きくなる。同時に、図示しない他方の
２分割ピンフォトダイオードから検出信号S3及びS4が得
られるので、これら検出信号S1〜S4から式に基づいて
フォーカス誤差信号Ｆを求める。
そして、前述のフーコー方式によりフォーカス誤差量
Ｗを算出すると、第13図に示すような曲線が得られる。
第13図から明らかなように、フォーカス誤差信号Ｆがフ
ォーカス誤差量Ｗに比例して変化する範囲は、記録媒体
（８）と対物レンズ（７）との距離の変位に換算して、
約±1.0μｍである。従って、この狭い範囲内のみでフ
ォーカスサーボを可能となる。
Ｗを算出すると、第13図に示すような曲線が得られる。
第13図から明らかなように、フォーカス誤差信号Ｆがフ
ォーカス誤差量Ｗに比例して変化する範囲は、記録媒体
（８）と対物レンズ（７）との距離の変位に換算して、
約±1.0μｍである。従って、この狭い範囲内のみでフ
ォーカスサーボを可能となる。
［発明が解決しようとする問題点］ 従来のフォーカス誤差検出装置は以上のように、各光
検出素子（11）、（12）（及び（13）、（14））間の分
離帯（２）の幅ｄが10μｍ程度しかないので、フォーカ
ス誤差信号Ｆが、各反射光R1及びR2のスポット位置の変
位に対して過敏に変動し（すなわち、検出感度が高
く）、フォーカス誤差信号Ｆがフォーカス誤差量Ｗに対
して線形に変化する範囲が狭くなり、フォーカス誤差信
号Ｆにおけるオフセット信号を低くしなければならず、
又、フォーカスサーボの追従範囲も狭くなるという問題
点があった。
検出素子（11）、（12）（及び（13）、（14））間の分
離帯（２）の幅ｄが10μｍ程度しかないので、フォーカ
ス誤差信号Ｆが、各反射光R1及びR2のスポット位置の変
位に対して過敏に変動し（すなわち、検出感度が高
く）、フォーカス誤差信号Ｆがフォーカス誤差量Ｗに対
して線形に変化する範囲が狭くなり、フォーカス誤差信
号Ｆにおけるオフセット信号を低くしなければならず、
又、フォーカスサーボの追従範囲も狭くなるという問題
点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、フォーカス誤差信号の検出感度をむしろ低
下させることにより、フォーカス誤差量に対してフォー
カス誤差信号が線形に変化する範囲を広げ、フォーカス
サーボの引き込み及び追従制御を容易とし、フォーカス
サーボを安定に行えるフォーカス誤差検出装置を得るこ
とを目的とする。
れたもので、フォーカス誤差信号の検出感度をむしろ低
下させることにより、フォーカス誤差量に対してフォー
カス誤差信号が線形に変化する範囲を広げ、フォーカス
サーボの引き込み及び追従制御を容易とし、フォーカス
サーボを安定に行えるフォーカス誤差検出装置を得るこ
とを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係るフォーカス誤差検出装置は、フォーカ
ス誤差信号の検出感度を低下させ、フォーカス誤差信号
が直線的に変化する範囲を拡大させために、２分割光検
出器の分離帯幅が、反射光の合焦スポット径とほぼ等し
いか又は合焦スポット径以上に設定され、分離帯におけ
る光検知感度が、分離帯の分割線に垂直な方向に対して
直線的に変化するように設定され、分離帯の中心での光
検知感度が、光検出素子の受光面上の光検知感度の約半
分となるように設定されたものである。
ス誤差信号の検出感度を低下させ、フォーカス誤差信号
が直線的に変化する範囲を拡大させために、２分割光検
出器の分離帯幅が、反射光の合焦スポット径とほぼ等し
いか又は合焦スポット径以上に設定され、分離帯におけ
る光検知感度が、分離帯の分割線に垂直な方向に対して
直線的に変化するように設定され、分離帯の中心での光
検知感度が、光検出素子の受光面上の光検知感度の約半
分となるように設定されたものである。
［作用］ この発明においては、分離帯が線形で且つ中心部で半
減する受光感度分布を有することにより、反射光のスポ
ット位置の変位に対する検出信号の変動が比較的小さ
く、フォーカス誤差信号がフォーカス誤差量に対して直
線的に変化する範囲が拡大する。
減する受光感度分布を有することにより、反射光のスポ
ット位置の変位に対する検出信号の変動が比較的小さ
く、フォーカス誤差信号がフォーカス誤差量に対して直
線的に変化する範囲が拡大する。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明の一実施例に係る２分割光検出器を示す
説明図であり、（11）及び（12）は前述の従来装置と同
様のものである。又、（20）、（21）は従来の２分割ピ
ンフォトダイオード（１）、分離帯（２）にそれぞれ対
応している。更に、図示しない他の構成は第４図〜第10
図に示した一般的なフォーカス誤差検出装置と同様であ
る。
１図はこの発明の一実施例に係る２分割光検出器を示す
説明図であり、（11）及び（12）は前述の従来装置と同
様のものである。又、（20）、（21）は従来の２分割ピ
ンフォトダイオード（１）、分離帯（２）にそれぞれ対
応している。更に、図示しない他の構成は第４図〜第10
図に示した一般的なフォーカス誤差検出装置と同様であ
る。
（20）は一対の光検出素子（11）及び（12）を形成す
る２分割光検出器即ち２分割ピンフォトダイオードであ
り、もう一対の光検出素子（13）及び（14）を形成する
２分割ピンフォトダイオード（図示せず）と共に分割形
光検知器を構成している。（21）は光検出素子（11）及
び（12）の各受光面を分割する分離帯であり、その幅Ｄ
は約50μｍ、即ち反射光R1による合焦スポット径Ｌ以上
（第１図の場合は、ほぼ等しく）に設定されている。
る２分割光検出器即ち２分割ピンフォトダイオードであ
り、もう一対の光検出素子（13）及び（14）を形成する
２分割ピンフォトダイオード（図示せず）と共に分割形
光検知器を構成している。（21）は光検出素子（11）及
び（12）の各受光面を分割する分離帯であり、その幅Ｄ
は約50μｍ、即ち反射光R1による合焦スポット径Ｌ以上
（第１図の場合は、ほぼ等しく）に設定されている。
尚、分離帯（21）の幅Ｄ内においては、第２図に示す
ように、検出信号S1及びS2が矢印Ｘ方向の変位に対して
直線的に変化し、又、分離帯（21）の分割線の中心にお
いては、各検出信号S1及びS2が、各光検出素子（11）、
（12）の最大光電流の約半分を出力するようになってい
る。即ち、分離帯（21）における検出器感度は、分離帯
（21）の分割線に垂直な方向に対して直線的に変化し、
分離帯（21）の中心における各受光面の感度は、受光面
の上の感度の約半分となるように設定されている。
ように、検出信号S1及びS2が矢印Ｘ方向の変位に対して
直線的に変化し、又、分離帯（21）の分割線の中心にお
いては、各検出信号S1及びS2が、各光検出素子（11）、
（12）の最大光電流の約半分を出力するようになってい
る。即ち、分離帯（21）における検出器感度は、分離帯
（21）の分割線に垂直な方向に対して直線的に変化し、
分離帯（21）の中心における各受光面の感度は、受光面
の上の感度の約半分となるように設定されている。
次に、第２図の検出信号特性図、第３図のフォーカス
誤差信号特性図及び第４図〜第10図を参照しながら、第
１図に示したこの発明の一実施例の動作について説明す
る。
誤差信号特性図及び第４図〜第10図を参照しながら、第
１図に示したこの発明の一実施例の動作について説明す
る。
第１図のように、反射光R1の合焦スポットP1が分離帯
（21）の中心部に照射されると、分離帯（21）の幅Ｄが
合焦スポット径Ｌ以上のため、各光検出素子（11）及び
（12）には反射光R1がほとんど受光されない。
（21）の中心部に照射されると、分離帯（21）の幅Ｄが
合焦スポット径Ｌ以上のため、各光検出素子（11）及び
（12）には反射光R1がほとんど受光されない。
又、フォーカス誤差が生じてスポット位置が矢印Ｘ方
向に変位しても、分離帯（21）に照射される面積が大き
く、光検出素子（11）又は（12）に照射される面積は比
較的小さい。
向に変位しても、分離帯（21）に照射される面積が大き
く、光検出素子（11）又は（12）に照射される面積は比
較的小さい。
従って、フォーカス誤差量Ｗに対するフォーカス誤差
信号Ｆの特性は、第３図に実線に示すように、破線で示
す従来特性と比較して直線性を有する部分の傾きが緩く
なる。同時に、直線的に変化する範囲は、記録媒体
（８）と対物レンズ（７）との距離の変位に換算して約
±3.0μｍと広くなる。
信号Ｆの特性は、第３図に実線に示すように、破線で示
す従来特性と比較して直線性を有する部分の傾きが緩く
なる。同時に、直線的に変化する範囲は、記録媒体
（８）と対物レンズ（７）との距離の変位に換算して約
±3.0μｍと広くなる。
このように線形に変化する範囲の広いフォーカス誤差
量Ｗを用いて、安定且つ容易にフォーカスサーボを行う
ことができる。
量Ｗを用いて、安定且つ容易にフォーカスサーボを行う
ことができる。
尚、上記実施例では分離帯（21）の幅Ｄが50μｍの場
合について説明したが、種々の仕様変更に伴い反射光Ｒ
の波長λ及び収束角αが異なるので、分離帯（21）の幅
Ｄは合焦スポット径Ｌ以上、即ち前述の式から、 Ｄ≧2.44λ/sinα を満たす値ならばよい。又、分離帯幅Ｄが合焦スポット
径Ｌとほぼ等しい場合でも、前述と同等の効果を奏する
ことは明らかである。従って、分離帯幅Ｄは、 Ｄ≒2.44λ/sinα を満たす値に設定されてもよい。
合について説明したが、種々の仕様変更に伴い反射光Ｒ
の波長λ及び収束角αが異なるので、分離帯（21）の幅
Ｄは合焦スポット径Ｌ以上、即ち前述の式から、 Ｄ≧2.44λ/sinα を満たす値ならばよい。又、分離帯幅Ｄが合焦スポット
径Ｌとほぼ等しい場合でも、前述と同等の効果を奏する
ことは明らかである。従って、分離帯幅Ｄは、 Ｄ≒2.44λ/sinα を満たす値に設定されてもよい。
又、記録媒体（８）が光ディスクの場合を例にとった
が、自動焦点カメラ等のフォーカス誤差検出装置にも適
用でき、同等の効果を奏することは言うまでもない。
が、自動焦点カメラ等のフォーカス誤差検出装置にも適
用でき、同等の効果を奏することは言うまでもない。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、フォーカス誤差信号
の検出感度を低下させ、フォーカス誤差信号が直線的に
変化する範囲を拡大させるために、２分割光検出器の分
離帯幅を、反射光の合焦スポット径とほぼ等しいか又は
合焦スポット径以上に設定し、分離帯における光検知感
度を、分離帯の分割線に垂直な方向に対して直線的に変
化するように設定し、分離帯の中心での光検知感度を、
光検出素子の受光面上の光検知感度の約半分となるよう
に設定し、反射光のスポット位置の変位に対する検出信
号の変動を比較的小さくしたので、フォーカス誤差信号
がフォーカス誤差量に対して直線的に変化する範囲が拡
大し、フォーカスサーボが安定且つ容易に行えるフォー
カス誤差検出装置が得られる効果がある。
の検出感度を低下させ、フォーカス誤差信号が直線的に
変化する範囲を拡大させるために、２分割光検出器の分
離帯幅を、反射光の合焦スポット径とほぼ等しいか又は
合焦スポット径以上に設定し、分離帯における光検知感
度を、分離帯の分割線に垂直な方向に対して直線的に変
化するように設定し、分離帯の中心での光検知感度を、
光検出素子の受光面上の光検知感度の約半分となるよう
に設定し、反射光のスポット位置の変位に対する検出信
号の変動を比較的小さくしたので、フォーカス誤差信号
がフォーカス誤差量に対して直線的に変化する範囲が拡
大し、フォーカスサーボが安定且つ容易に行えるフォー
カス誤差検出装置が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例における２分割光検出器を
示す説明図、第２図は第１図の２分割光検出器により得
られる検出信号の特性図、第３図は第２図の検出信号に
基づくフォーカス誤差信号及びフォーカス誤差量の特性
図、第４図は一般的なフォーカス誤差検出装置を示す構
成図、第５図は反射光が合焦した場合の分割形光検知器
部分を示す説明図、第６図は第５図の分割形光検知器の
受光面を示す説明図、第７図は反射光が合焦する前に照
射された場合の分割形光検知器部分を示す説明図、第８
図は第７図の分割形光検知器の受光面を示す説明図、第
９図は反射光が照射される前に合焦した場合の分割形光
検知器部分を示す説明図、第10図は第９図の分割形光検
知器の受光面を示す説明図、第11図は従来の２分割光検
出器の受光面を示す説明図、第12図は第11図の２分割検
出器による検出信号の特性図、第13図は第12図の検出信
号に基づくフォーカス誤差信号及びフォーカス誤差量の
特性図である。 （８）……記録媒体、（11）、（12）……光検出素子 （20）……２分割ピンフォトダイオード （21）……分離帯、Ｒ、R1、R2……反射光 Ｄ……分離帯の幅、P1、P2……合焦スポット Ｌ……合焦スポット径 Ｆ……フォーカス誤差信号 Ｗ……フォーカス誤差量 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
示す説明図、第２図は第１図の２分割光検出器により得
られる検出信号の特性図、第３図は第２図の検出信号に
基づくフォーカス誤差信号及びフォーカス誤差量の特性
図、第４図は一般的なフォーカス誤差検出装置を示す構
成図、第５図は反射光が合焦した場合の分割形光検知器
部分を示す説明図、第６図は第５図の分割形光検知器の
受光面を示す説明図、第７図は反射光が合焦する前に照
射された場合の分割形光検知器部分を示す説明図、第８
図は第７図の分割形光検知器の受光面を示す説明図、第
９図は反射光が照射される前に合焦した場合の分割形光
検知器部分を示す説明図、第10図は第９図の分割形光検
知器の受光面を示す説明図、第11図は従来の２分割光検
出器の受光面を示す説明図、第12図は第11図の２分割検
出器による検出信号の特性図、第13図は第12図の検出信
号に基づくフォーカス誤差信号及びフォーカス誤差量の
特性図である。 （８）……記録媒体、（11）、（12）……光検出素子 （20）……２分割ピンフォトダイオード （21）……分離帯、Ｒ、R1、R2……反射光 Ｄ……分離帯の幅、P1、P2……合焦スポット Ｌ……合焦スポット径 Ｆ……フォーカス誤差信号 Ｗ……フォーカス誤差量 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】記録媒体からの反射光を２分割する光分割
器と、 分割された前記反射光の各集光位置近傍に対応して配置
された一対の２分割光検出器とを備え、 前記各反射光が前記一対の２分割光検出器の各光検出素
子間の分離帯近傍にそれぞれ照射され、前記各光検出素
子から出力される検出信号に基づいてフォーカス誤差信
号及びフォーカス誤差量を得るフォーカス誤差検出装置
において、 前記２分割光検出器の各分離帯の幅Ｄは、前記フォーカ
ス誤差信号の検出感度を低下させ、前記フォーカス誤差
信号が直線的に変化する範囲を拡大させるために、前記
反射光の合焦スポット径Ｌとほぼ等しいか又は前記合焦
スポット径Ｌ以上に設定され、 前記分離帯における光検知感度は、前記分離帯の分割線
に垂直な方向に対して直線的に変化するように設定さ
れ、 前記分離帯の中心における光検知感度は、前記光検出素
子の受光面上の光検知感度の約半分となるように設定さ
れた ことを特徴とするフォーカス誤差検出装置。 - 【請求項２】前記２分割光検出器は、２分割ピンフォト
ダイオードであ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誤差検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61276662A JP2552660B2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | フオ−カス誤差検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61276662A JP2552660B2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | フオ−カス誤差検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63131333A JPS63131333A (ja) | 1988-06-03 |
| JP2552660B2 true JP2552660B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=17572569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61276662A Expired - Lifetime JP2552660B2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | フオ−カス誤差検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552660B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5453962A (en) * | 1992-08-20 | 1995-09-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Focus error detecting device |
| JP2004030776A (ja) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Pioneer Electronic Corp | フォーカスサーボ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814806A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-27 | Toshiba Corp | 焦点ぼけ検知方法 |
-
1986
- 1986-11-21 JP JP61276662A patent/JP2552660B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63131333A (ja) | 1988-06-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |