JPH0334131A - 焦点位置検出装置及び焦点制御装置 - Google Patents

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１ 本発明は、光ビームの焦点位置を検出する焦点位置検出
装置、その検出信号を用いて光ビームの焦点位置を制御
する焦点制御装置、および光の偏光状態を検出する偏光
検出結像光学系に関する。 特に、ディスク、テープのような移動する情報記録媒体
に記録された情報を光学的に読み取り及び／又は書き込
む光学的情報処理装置に用いて好適な焦点位置検出装置
および焦点制御装置に関する。 【従来の技術】 高密度に記録されたデータの光学的読み取りは精度の点
で技術的な問題があり、情報記録媒体と読取り／記録再
生装置を光ビームの光軸方向に関して相対的に位置決め
することを目的とした焦点制御装置が、これまでにいろ
いろと提案されている。 例えば、特開昭５７−１０８８１１号には、記録媒体か
ら反射される検出光の一部を遮断するように配置された
マスクと、記録媒体が変動して該記録媒体を照射する照
射光の焦点が記録媒体上からずれた時に誤゛差信号を出
す光電変換装置とを用い、焦点ずれを検出光の回転とし
て検出する像回転検出方式の焦点位置検出装置が提案さ
れている。 他の焦点位置検出装置として、検出光の光路に非点収差
素子を挿入し、４つのセクタに分割された光検出器の受
光する光パターンの変化によって焦点位置を検出する。 いわゆる非点収差方式の検出装置も提案されている（例
えば、特開昭５０−１０４５３９号参照）。

【発明が解決しようとする課題１ 上記像回転による焦点位置検出は、記録媒体の結果に対
する感受性が強く、正しい誤差信号を検出するためには
、反射光によって光検出器上に形成される光点の安定性
が不可欠である。一方、非点収差による焦点位置検出は
、４分割光検出器と検出光との位置合わせ調整を厳密に
行う必要がある。 本発明の一つの目的は、検出光の強度分布変化の影響が
無く、検出光の偏光状態によって焦点ずれを検出できる
焦点位置検出装置を提供することである。 本発明の他の目的は、検出光の偏光状態によって焦点ず
れを検出でき、光学系と光検出手段との位置調整が容易
な焦点制御装置を提供することである。 本発明の別の目的は、入射する光の偏光状態によってそ
の結像特性が異なる偏光検出結像光学系を提供すること
である。 【課題を解決するための手段】 本発明の焦点位置検出装置は、放射ビームを反射面上に
集光させる照射光学系と、その反射面から反射された放
射ビームの少なくとも一部分からなる反射ビームを取り
出す光学手段と、取り出された反射ビームの光路に配設
され該反射ビームの偏光状態応じて第１および第２の結
像面に反射ビームを集光する結像光学系と、これら第１
および第２の結像面の間のＷＡ察面に配設された検出手
段とを有し、この検出手段の出力から放射ビームの焦点
位置を検出することを特徴とする。 本発明の焦点制御装置は、放射ビームを反射面上に集光
させる照射光学系と、その反射面から反射された放射ビ
ームの少なくとも一部分からなる反射ビームを取り出す
光学手段と、取り出された反射ビームの光路に配設され
該反射ビームの偏光状態応じて第１および第２の結像面
に反射ビームを集光する結像光学系と、これら第１およ
び第２の結像面の間の観察面に配設された検出手段と。 この検出手段の出力から放射ビームの焦点位置を制御す
る制御信号を得る信号処理手段と、その制御信号に応じ
て放射ビームの焦点位置を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする。 本発明の偏光検出結像光学系は、入射するビームの偏光
状態に応じて結像特性が変わることを特徴とし、例えば
、光学複屈折材料からなるレンズを有することを特徴と
するする。

【作用１ 本発明では、検出光の偏光状態によって焦点ずれを検出
するので、検出光を受光する光検出器の全出力を用いて
焦点ずれを検出でき、検出光の強度分布変化の影響無く
安定に検出できる。しかも光検出器としては、受光する
検出光の全光量を検出すれば良く、光検出器と検出光と
の位置合わせ調整も容易である。したがって、光検出器
面上での検出光の移動に対しても強いという利点がある
。 【実施例１ 本発明の理解を助け１本発明の実施を容易にするため、
添付図面を参照しながら詳細に説明する。 第１図は本発明による偏光検出原理を示す図、第２図、
第３図及び第４図は、それぞれ本発明による偏光検出結
像光学系の一実施例を示す図、第５図は本発明による偏
光検出結像光学系の一応用例を示す図、第６図は本発明
による焦点位置検出装置の一実施例を示す図、第７図は
本発明による焦点位置検出装置の他の実施例を示す図、
第８図は第６図の一変形例を示し、平行入射光の場合を
示す図、第９図は第７図の一変形例を示す図、第１０図
は本発明による焦点制御装置の一実施例を示す図、第１
１図は本発明による焦点制御装置の他の実施例を示す図
、第１２図は本発明による焦点制御装置の別の実施例を
示す図である。 入射光の偏光状態に応じて結像特性が変わる原理を第１
図を用いて説明する。第１図の実施例では、結像光学系
が複屈折性を示す材料、例えば方解石あるいは結晶水晶
で形成されたレンズ１を含んでいる。レンズ−１を構成
する結晶の光学軸が。 図中に示す座標○ｘｙｚに対してｏｙ軸に平行になるよ
うに、複屈折性材料の軸が配設される。このとき、Ｏｘ
軸に平行に偏光された光に対し屈折率′を示す”゛・ｇ
ｉ４Ｄ　４：ｔ、そ０結晶０通常０屈折１１等しいもの
である。またｏｙ軸に平行に偏光された光に対し屈折率
ｎ′を示すが、これはその結晶の異常屈折率に相当する
。球面レンズの焦点距離ｆは、 １／ｆ＝（ｎ−１）（１／Ｒ’−１／Ｒ’＋（ｎ（）ｄ
／（ｎＲ’Ｒ’））　　（１）の式で算出できる。式中
の Ｒ′はレンズの第１表面の曲率半径、 Ｒ′はレンズの第２表面の曲率半径、 ｄはレンズの厚さ。 ｎは屈折率である。 従って、複屈折性をもつレンズ１は２つの焦点路＠ｆ’
　、ｆ’をもつ。レンズ１からｇの距離にある点○から
光２が出射されたとすると、複屈折レンズ１を通過した
光は常光線４′と異常光線４′とになりレンズ１から距
離ｂ’　、ｂ’の位置に像３’　、３’としてそれぞれ
結像される。距離ｂ’　　　ｂ’は、 １／ｂ’　＝４／ｆ’　−１／ｇ　　　　（２’）１／
ｂ“＝ｌ／ｆ’　−１／ｇ　　　　（２′）によっ□ぐ
定される。したがって、このような複屈折性をもつレン
ズ１の結像特性は、入射する光の偏光状態に依存する。 入射光の偏光状態に応じて結像特性が異なる結像光学系
としては、上述のような光学複屈折性材料からなるレン
ズ１に限らず、電気光学的効果、磁気光学的効果あるい
は光屈折効果によって焦点距離を変えることができるレ
ンズを用いることができる。本発明は、このように入射
する光の偏光状態に応じて結像特性が異なる結像光学系
を利用して、焦点ずれを検出することを特徴とするもの
である。 第２図は本発明による偏光検出結像光学系の一実施例を
示す図である。光５が偏光ビームスプリッタ６に入射す
る。入射光５は偏光状態に応じて次の２つのうちいずれ
かの経路を辿る。１つは、光５が偏光ビームスプリッタ
６によって反射され、その反射光７′が偏光ビームスプ
リッタ６とミラー８，９．１０によって形成されるルー
プを時計廻りにまわって再び偏光ビームスプリッタ６で
反射されてループから出て行く経路である。もう１つは
、光５が偏光ビームスプリッタ６を透過し、その透過光
７１が偏光ビームスプリッタ６とミラー８．９，１０に
よって形成されるループを逆時計廻りにまわって再び偏
光ビームスプリッタ６を透過してループから出て行く経
路である。偏光ビームスプリッタ６とミラー８．９．１
ｏによって形成されるループ内の１２の位置にレンズな
どの焦点合わせ要素１１が配置される。この位置１２は
ループの真中である位置１３から距ＭＡだけ変位してい
る。従って、この結像光学系に入射する光５はその偏光
方向に応じて２つの収束点１４′１４′に結像される。 第３図は本発明による偏光検出結像光学系の他の実施例
を示す図である。光１５が収束レンズ１６に入射する。 集光ビーム１７の光路中に偏光ビームスプリッタ１８が
配置されており、ビーム１７を２つの異なる偏光状態の
ビーム１９′１９′に分割する。偏光ビームスプリッタ
１８によって分割された２つのビーム１９’　　１９’
は空間的に分離されており、それぞれの光路中に工／（
波長板２１とミラー２０が配置されている。 偏光ビームスプリッタ１８で反射されたビーム１９′は
１／４波長板２１′を透過した後ミラー２０′で反射さ
れ、再び１／４波長板２１’　を透過して偏光ビームス
プリッタ１８に戻され、偏光ビームスプリッタ１８を透
過して収束点２２′に結像される。一方、偏光ビームス
プリッタ１８を透過したビーム１９′は１７４波長板２
１′を透過した後ミラー２０′で反射され、再び１／４
波長板２１′を透過して偏光ビームスプリッタ１８に戻
され、偏光ビームスプリッタ１８で反射されて収束点２
２′に結像される。従って、この結像光学系に入射する
光１５はその偏光方向に応じて２つの収束点２２’　　
２２’に結像される。 この結像光学系では２つの異なる偏光状態のビーム１９
’　、１９’を空間的に分離するので、それぞれの収束
点２２’　　２２’を互いに独立に設定できる。第３図
の例では、収束レンズ１６が偏光ビームスプリッタ１８
の前に配置されており、２つの収束点２２’　、２２’
間の距離は偏光ビームスプリッタ１８によって分割され
た２つのビーム１９’　、１９’の光路長の差によって
与えられ、ミラー２０’　、２０’の設定位置に依存す
る。 第４図は本発明による偏光検出結像光学系のさらに別の
実施例を示す図である。光２３が偏光ビームスプリッタ
２４に入射し、２つの異なる偏光状態のビーム２５’　
、２５’に分割される。ビーム２５’　、２５’の光路
中にミラー２６’　　２６“がそれぞれ配置されている
。ミラー２６′２６′でそれぞれ反射されたビームは別
の偏光ビームスプリッタ２７に導かれ、そこで再結合さ
れる。ビーム２５’　、２５’の光路中の互いに共役し
ない２つの位置Ｐ’　、Ｐ’に収束レンズ６２′６２′
がそれぞれ配設されており、ビーム２５′２５′は収束
点２８’　　　２８’にそれぞれ結像される。この結像
光学系でも、２つの異なる偏光状態のビーム２５’　　
２５’を空間的に分離するので、それぞれの収束点２８
’　、２８’を互いに独立に設定できる。第４図の例で
は、２つの収束点２Ｂ’　、２８’間の距離はレンズ６
２’　、６２′の設定位置に依存する。 第５図は本発明による偏光検出結像光学系の一応用例を
示したもので、光学複屈折性材料からなる２つのレンズ
２９．３０で構成される。レンズ２９の材料、形状およ
び結晶配向は、光学系に入射する光の偏光がＯｘ軸とＯ
ｙ軸に平行である場合に焦点距離がそれぞれｆｌ’とｆ
ｌ’となるように設定される。同様にレンズ３０の材料
、形状および結晶配向についても、光学系に入射する光
の偏光がＯｘ＠とＯｙ軸に平行である場合に焦点距離が
それぞれｆ２’とｆ２’となるように設定される。 レンズ２９とレンズ３０の間の距離をＢとする時、第５
図の光学系は Ｂ　＝　ｆ　１’　＋　ｆ　２’　：　ｆ　１’　＋　
ｆ　２’　　　　（３）となるように構成されている。 この時、レンズ２９に入射するビーム半径Ｃの平行ビー
ム３１はレンズ３０から出射する時も平行ビームである
。 但し、そのビーム半径は、偏光状態に応じてＣ’＝Ｃｆ
ｌ’／ｆ２’＝Ｃ（Ｃ−ｆ２’）／ｆ２’　　（４’）
または Ｃ’＝Ｃｆｌ’／ｆ２’＝Ｃ（Ｃ−ｆ２’）／ｆ２’　
　（４’）となる、従って、この光学系は、入射する光
の偏光状態に応じてビームの拡大率が異なるテレスコー
プ系となる。 第６図は本発明による焦点位置検出＠置の一実施例を示
したもので、第１図に示した偏光検出結像光学系を用い
て光ビームの焦点を検出するものである。光源３２から
の光ビーム３３は対物レンズ３４によって反射面３６上
に像３５として集光される。反射面３６は、光ディスク
等の情報記録媒体の情報記録面である。反射面３６で反
射された光ビーム３７は再び対物レンズ３４を通ってビ
ームスプリッタ３８により光′ｇ３２からの光ビームと
分離されて焦点検出系に導かれる。すなわち。 反射ビーム３７の少なくとも一部分が、２つの直交する
偏光状態を提供し得る偏光切換え素子３９に導かれ、そ
の後、光の偏光状態に応じて結像特性が異なる偏光検出
結像光学系４０に入射する。 この結像光学系４０は、複屈折性を示す材料で形成され
たレンズを含んでおり、第１図で説明したように入射光
の偏光状態に応じて２つの集光点４１’、４１′のいず
れか一方に集光される。すなわち、偏光切換え素子３９
は、複屈折性を有する偏光検出結像光学系４０の光学軸
に対して平行な偏光状態の光と垂直な偏光状態の光とを
切り換えて偏光検出結像光学系４０に入射させ１反射面
３６からの反射光の少なくとも一部分を２つの集光点４
１’　、４１’のいずれか一方に集光させる。 これら２つの集光点４１’　、４１’の間に光検出器４
２が配置されており、光検出器４２は受光する光を電気
信号に変換する。切換え素子３９による偏光切り換えに
よって光検出器４２から得られる２つの信号の差が焦点
誤差信号となる。なお、偏光切換え素子３９としては、
例えば、出し入れ可能な１７２波長板、機械的に回転可
能な１７２波長板、あるいは固定１／４波長板と出し入
れ可能なプラス／マイナス１／４波長板との組合せなど
、偏光検出結像光学系４０の光学軸に対して平行な偏光
状態の光と垂直な偏光状態の光とを切り換えて偏光検出
結像光学系４０に入射させるものであればよい。 本実施例では、検出光の偏光状態によって焦点ずれを検
出するので、検出光を受光する光検出器の全出力を用い
て焦点ずれを検出でき、検出光の強度分布変化の影響無
く安定に検出できる。しかも光検出器としては、受光す
る検出光の全光量を検出すれば良く、光検出器と検出光
との位置合わせ調整も容易である。 第７図は本発明による焦点位置検出装置の他の実施例を
示す。光ビーム３３を反射面に集光する光学系の構成は
、第６図のものと同じであり、その説明を省略する。第
６図と異なる点は、反射面３６から反射された光ビーム
３７がビームスプリッタ３８から偏光検出結像光学系４
０へ直接案内されている点である。偏光検出結像光学系
４０の結像特性は入射する光の偏光状態に依存する。入
射光の偏光方向は、結像光学系４０を通過した光が強度
の等しい２つの偏光状態となるように設定される。ビー
ムスプリッタ３８によって取り出される反射光が直線偏
光であれば、その偏光方向を偏光検出結像光学系４０″
光学軸に対パ傾け１偏光検出結像光学系４０に入射させ
、強度の等しい常光線と異常光線とを得る１円偏光の光
を偏光検出結像光学系４０に入射させて強度の等しい常
光線と異常光線とを得ることもできる。そして、その光
路の中に偏光分割素子４３を設け、これら２つの偏光状
態の光を空間的に分割して、２つの集光点４１’　、４
１’にそれぞれ集光させる。偏光分割素子４３は、例え
ばウォラストンプリズムである。これら２つの集光点４
１’　、４１’の間の観察面に２つの光検出器４４’　
、４４’が配置されており、空間的に分割された２つの
偏光状態の光をそれぞれ受光して２つの信号ｓ’　、ｓ
’を出力する。これら２つの信号の差が焦点誤差信号と
なる。偏光分割素子４３としては、ウォラストンプリズ
ムに限らず、偏光ビームスプリッタを用いることもでき
る。本実施例では、偏光切換え素子３９による偏光切り
換えが不要であり、偏光状態に応じた２つの信号を同時
に得ることができる。 第８図は本発明による焦点位置検出装置の他の実施畔凌
示し、第６図の一変形例で、平行入射光の場合の一例を
示したものである。ここでは、ビームスプリッタ３８で
取りだされる反射光である検出光３７が平行であり、偏
光切り換え素子３９が出し入れ可能な１７２波長板５２
、結像光学系４０が光学複屈折材料からなるレンズ５１
である。 レンズ５１によって絞り込まれる光ビームの光軸５０に
直交する平面４９上に光検出器４２が配置される。平面
４９の位置は、複屈折性レンズ５１で形成される２つの
焦点５４’　、５４’の間で。 焦点５４′に集光されるビーム５５′と焦点５４１に集
光されるビーム５５′の径が等しくなる光軸５０上の点
５３に設定される。 同様に、第９図は本発明による焦点位置検出装置の他の
実施例を示し、第７図の一変形例である。 この場合も検出光３７が平行であり、結像光学系４０が
光学複屈折材料からなるレンズ５１である。 また偏光分割素子４３はウォラストンプリズム５６であ
る。レンズ５１の光軸６８に直交する平面５９上に、ウ
ォラストンプリズム５６で空間的に分離□れたビーム６
２’　、６２’をそれぞれ受光するように光検出器４４
’　、４４’が配置される。平面５９の位置は、ビーム
６２’、６２“で形成される２つの焦点６０”　、６０
′の間で、焦点６０’　に集光されるビーム６２′と焦
点６０′に集光されるビーム６２′の径が等しくなる光
軸５８上の点５９に設定される。 第１０図は本発明による焦点制御装置の一実施例の要部
を示し、第７図または第９図の焦点位置検出装置を用い
た場合である。２つの光検出器４４’　、４４″′の出
力が差動増幅器４５に導かれ。 ２つの信号ｓ’　、ｓ’の差Ｓが得られる。光ビーム３
３を反射面３６上に正確に収束した時に、両光検出器４
４’　、４４’が同じレベルの信号Ｓ′Ｓ′を出力する
ように両光検出器４４’　、４４’を配置する。従って
、レンズ３４による光ビーム３３の焦点位置が反射面３
６と一致する合焦点状態では、差動増幅器４５の出力Ｓ
はゼロであり、焦点誤差信号もゼロになる。光ビーム３
３が反射面上に集束していなければ、２つの光検出器４
４．４４′の検出面上には大きさの異なる光点が形成さ
れる。どちらの径が大きく、どちらが小さいかは光ビー
ム３３の集光点３５が反射面３６に関してとる位置によ
って決まる。このような非合焦点状態では、２つの光検
出器４４’　、４４’によって得られる信号ｓ’　、ｓ
’は等しくなく、その差Ｓはゼロではない、差Ｓの符号
が、集光点３５が反射面３６に関してとる相対的位置を
示す。 この差信号Ｓを用いて１例えば対物レンズ３４をその光
軸方向に移動させるアクチュエータ４７を離動すること
により、光ビーム３３の焦点位置が反射面３６と常に一
致するように制御して焦点制御サーボ系を構成する。ま
た２つの光検出器４４．４４′の出力ｓ’　、ｓ’を加
算器４８に接続することによって、その和を検出するこ
とができる。この和信号りは反射面３６から反射される
光の全強度に比例する。反射面３６が光ディスク等の移
動する情報記録媒体の場合、焦点誤差信号以外の信号を
得ることができる。和信号りによって、情報記録媒体に
記録された凹凸ピットや濃淡ピットに対応する再生信号
を検出することができるし、また情報記録媒体に記録し
たデータの記録状態を監視するためのモニタとしても用
いることができる。さらにトラックずれ信号の検出にも
用いることができる。一方、差信号Ｓは、焦点誤差信号
の他、光磁気記録媒体に記録された磁化ドメインに対応
する光磁気信号の検出にも用いることができる。 第１１図は本発明による焦点制御装置の他の実施例を示
し、記録情報によって強度変調された反射光から再生信
号を得る情報記録媒体を反射面３６に用いた場合の信号
処理機構を示したものである。差動増幅器４５の出力Ｓ
が焦点誤差信号になり１例えば対物ルンズ３４をその光
軸方向に移動させるアクチュエータ４７を跳動すること
により、光ビーム３３の焦点位置が反射面３６と常に一
致するように制御して焦点制御サーボ系を構成する点は
、第１０図の実施例と同じである。加算器４８の出力り
はデコーダ６３に接続され、情報記録媒体に凹凸ピット
や濃淡ピットの形態で記録されたデータに対応する再生
信号６５が復調される。また、トラッキング誤差信号を
検出するためのブリウオーブルピットが間歇的に設けら
れ、サンプル的にトラッキング誤差信号を検出しながら
該プリウオーブルピット間のデータ領域にデータを記録
再生するサンプル方式の記録媒体では、加算器４８の出
力りはトラッキング誤差信号の検出にも用いられる。こ
のようなサンプル方式の記録媒体では、トラックずれ検
出用ピットが設けられたサーボ領域とデータが記録され
るデータ領域とはトラックに沿って領域分割されており
、トラッキング情報とデータ情報が同時に生じることが
ないため、媒体に記録した同期ピット等の同期情報から
得られるクロックを用いて容易に弁別することができる
。この弁別及びトラッキング誤差信号の検出はデコーダ
６３において行うことができる。 検出されたトラッキング誤差信号６４は、トラックを横
切る方向に対物レンズ３４を移動させるアクチュエータ
６６あるいは照射光路中に設けられたガルバノミラ−を
酩動することにより、光ビ７ム３９照射位置がトラック
の中心線を常に追従するように制御してトラッキングサ
ーボ系を構成する。 第１２図は本発明による焦点制御装置の他の実施例を示
し、光磁気ディスク媒体のように記録情報によって偏光
変調された反射光から再生信号を得る情報記録媒体を１
反射面３６に用いた場合の信号処理機構を示したもので
ある。差動増幅器４５の出力Ｓが焦点誤差信号になる点
は、第１０図及び第１１図の実施例と同じである。本実
施例では、信号Ｓがデータ情報の再生にも用いられる。 焦点誤差信号は低周波信号であり、データ信号は焦点誤
差信号に比べ相当高い周波数の信号であるため、周波数
フィルタ６８’　、６８’によってそれぞれ分離するこ
とができる。周波数フィルタ６８′で取りだした低周波
成分６９は、焦点誤差信号になり、例えば対物レンズ３
４をその光軸方向に移動させるアクチュエータ４７を能
動することにより、光ビーム３３の焦点位置が反射面３
６と常に一致するように制御して焦点制御サーボ系を構
成ｎ。周波数フィルタ６８“で取りだした高周波成分６
５は、デコーダ（図示せず）に接続され、垂直磁気記録
媒体に磁化情報として記録されたデータに対応する再生
信号６５が復調される。 また、トラッキング誤差信号を検出するためのプリウオ
ーブルピットが間歇的に設けられ、サンプル的にトラッ
キング誤差信号を検出しながら該ブリウオーブルピット
間のデータ領域にデータを記録再生するサンプル方式の
記録媒体では、加算器４８の出力りがトラッキング誤差
信号の検出に用いられる。トラッキング誤差信号の検出
はデコーダ６７で行い、検出されたトラッキング誤差信
号６４は、トラックを横切る方向に対物レンズ３４を移
動させるアクチュエータ６６あるいは照射光路中に設け
られたガルバノミラ−を能動することにより、光ビーム
３３の照射位置がトラックの中心線を常に追従するよう
に制御してトラッキングサーボ系を構成する。また、ト
ラック番地、セクタ番地等のアドレス情報が、情報記録
媒体に凹凸ピットや濃淡ピットの形態で記録されている
時には、出力りはこれらアドレス情報に対応する再生信
号の検出に用いられ、デコーダ６７で復調される。 このように本発明の焦点制御装置では、焦点誤差信号、
トラッキング誤差信号、データ信号およびプリフォーマ
ット信号の全部を第７図に示したような光学系からなる
検出装置で検出できる。その結果、光デイスク装置、光
磁気ディスク装置等の光学的情報記憶装置における光学
系（光ヘッド、光ピツクアップ）の構成を極めて簡単に
でき、従って小型化することができる。特に、本発明に
よる光ピツクアップによれば、焦点誤差信号、トラッキ
ング誤差信号、データ信号およびプリフォーマット信号
等を検出すのに、記録媒体からの反射光である検出光を
分割し、それぞれの光路に検出光学系を設ける必要がな
く、同じ検出光学系で焦点誤差信号、トラッキング誤差
信号、データ信号およびプリフォーマット信号の全部を
検出できる。 言うまでもなく、本発明は以上に記載した実施例に限定
されるものではなく、これら実施例は例示的に示したも
のに過ぎない。 【発明の効果】 本発明によれば、検出光を受光する光検出器の全出力を
用いて焦点ずれを検出でき、検出光の強度分布変化の影
響無く安定に検出できる。しかも光検出器としては、受
光する検出光の全光量を検出すれば良く、光検出器と検
出光との位置合わせ調整も容易である。したがって、光
検出器面上での検出光の移動に対しても強いという利点
がある。 また、光デイスク装置、光磁気ディスク装置等の光学的
情報記憶装置における光学系（光ヘッド。 光ピツクアップ）の構成を極めて簡単にでき、従って小
型化することができる。特に、本発明によれば、焦点誤
差信号、トラッキング誤差信号、データ信号およびプリ
フォーマツ１へ信号等を検出すのに、記録媒体からの反
射光である検出光を分割し、それぞれの光路に検出光学
系を設ける必要がなく、同じ検出光学系で焦点誤差信号
、トラッキング誤差信号、データ信号およびプリフォー
マット信号の全部を検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による偏光検出原理を示す図、第２図、
第３図及び第４図は、それぞれ本発明による偏光検出結
像光学系の一実施例を示す図、第５図は本発明による偏
光検出結像光学系の一応用例を示す図、第６図は本発明
による焦点位置検出装置の一実施例を示す図、第７図は
本発明による焦点位置検出装置の他の実施例を示す図、
第８図は第６図の一変形例を示し、平行入射光の場合を
示す図、第９図は第７図の一変形例を示す図、第１０図
は本発明による焦点制御装置の一実施例を示す図、第工
１図は本発明による焦点制御装置の他の実施例を示す図
、第１２図は本発明による焦点制御装置の別の実施例を
示す図である。 め ←

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放射ビームを反射面上に集光させる照射光学系と、
   上記反射面から反射された上記放射ビームの少なくとも
   一部分からなる反射ビームを取り出す光学手段と、上記
   反射ビームの光路に配設され該反射ビームの偏光状態応
   じて第１および第２の結像面に該反射ビームを集光する
   結像光学系と、上記第１および第２の結像面の間の観察
   面に配設された検出手段とを有し、上記検出手段の出力
   から上記放射ビームの焦点位置を検出することを特徴と
   する焦点位置検出装置。 ２、上記結像光学系は、入射するビームの偏光状態に応
   じて結像特性が異なるレンズと、互いに直交する偏光状
   態のビームを切り換えて上記レンズに入射させる偏光切
   り換え素子とを有することを特徴とする請求項１記載の
   焦点位置検出装置。 ３、上記結像光学系は、入射するビームの偏光状態に応
   じて結像特性が異なるレンズと、該レンズからの２つの
   偏光状態のビームを空間的に分離する偏光分割素子とか
   らなることを特徴とする請求項１記載の焦点位置検出装
   置。 ４、上記レンズが光学複屈折材料からなることを特徴と
   する請求項２または３記載の焦点位置検出装置。 ５、上記検出手段が、上記偏光分割素子によって分離さ
   れた２つの偏光状態のビームをそれぞれ受光する検出素
   子を有することを特徴とする請求項３記載の焦点位置検
   出装置。 ６、上記偏光分割素子がウォラストンプリズムからなる
   ことを特徴とする請求項３または５記載の焦点位置検出
   装置。 ７、放射ビームを反射面上に集光させる照射光学系と、
   上記反射面から反射された上記放射ビームの少なくとも
   一部分からなる反射ビームを取り出す光学手段と、上記
   反射ビームの光路に配設され該反射ビームの偏光状態応
   じて第１および第２の結像面に該反射ビームを集光する
   結像光学系と、上記第１および第２の結像面の間の観察
   面に配設された検出手段と、上記検出手段の出力から上
   記放射ビームの焦点位置を制御する制御信号を得る信号
   処理手段と、該制御信号に応じて上記放射ビームの焦点
   位置を制御する制御手段とを有することを特徴とする焦
   点制御装置。 ８、上記反射面が、記録情報によって強度変調された反
   射光から再生信号を得る情報記録媒体からなり、上記検
   出手段の和出力から上記再生信号を復調することを特徴
   とする請求項７記載の焦点制御装置。 ９、上記反射面が、記録情報によって偏光変調された反
   射光から再生信号を得る情報記録媒体からなり、上記検
   出手段の差出力から上記再生信号を復調することを特徴
   とする請求項７記載の焦点制御装置。 １０、上記反射面は、トラックずれ検出用ピットが設け
   られたサーボ領域とデータが記録されるデータ領域とが
   トラックに沿って領域分割された情報記録媒体からなり
   、上記検出手段の和出力からサンプル的にトラッキング
   誤差信号を検出することを特徴とする請求項７ないし９
   のいずれかに記載の焦点制御装置。 １１、上記結像光学系は、入射するビームの偏光状態に
   応じて結像特性が異なるレンズと、該レンズからの２つ
   の偏光状態のビームを空間的に分離する偏光分割素子と
   からなることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれ
   かに記載の焦点制御装置。 １２、上記レンズが光学複屈折材料からなることを特徴
   とする請求項１１記載の焦点制御装置。 １３、上記検出手段が、上記偏光分割素子によって分離
   された２つの偏光状態のビームをそれぞれ受光する検出
   素子を有することを特徴とする請求項１１または１２記
   載の焦点制御装置。 １４、上記偏光分割素子がウオラストンプリズムからな
   ることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに
   記載の焦点位置検出装置。 １５、入射するビームの偏光状態に応じて結像特性が変
   わることを特徴とする偏光検出結像光学系。 １６、光学複屈折材料からなるレンズを有することを特
   徴とする請求項１５記載の偏光検出結像光学系。 １７、上記入射光を２つの偏光状態のビームに分離する
   ビーム分割素子と、該分離された２つの偏光状態のビー
   ムを異なる位置に集光するレンズと、該レンズで集光さ
   れる２つの偏光状態のビームを再び結合するビーム結合
   素子とを有することを特徴とする請求項１５記載の偏光
   検出結像光学系。 １８、上記入射光を集光するレンズと、該レンズからの
   ビームを２つの偏光状態のビームに分離するビーム分割
   素子と、該分離された２つの偏光状態のビームが異なる
   位置に集光するよう上記ビーム分割素子に向けて反射さ
   せる反射素子とを有し、該分離された２つの偏光状態の
   ビームを上記ビーム分割素子で再び結合して該つの偏光
   状態のビームを異なる位置に集光することを特徴とする
   請求項１５記載の偏光検出結像光学系。 １９、上記ビーム分割素子と上記ビーム結合素子とが同
   じ素子で構成されていることを特徴とする請求項１７記
   載の偏光検出結像光学系。 ２０、上記ビーム分割素子と上記ビーム結合素子とが異
   なる素子で構成されていることを特徴とする請求項１７
   記載の偏光検出結像光学系。