JPH05174396A - フォーカス誤差検出装置 - Google Patents

フォーカス誤差検出装置

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JPH05174396A
JPH05174396A JP34304391A JP34304391A JPH05174396A JP H05174396 A JPH05174396 A JP H05174396A JP 34304391 A JP34304391 A JP 34304391A JP 34304391 A JP34304391 A JP 34304391A JP H05174396 A JPH05174396 A JP H05174396A
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JP
Japan
Prior art keywords
incident
signal light
prism
refracted
focus error
Prior art date
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Pending
Application number
JP34304391A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Kano
義則 鹿野
Hitoshi Furuhata
均 古畑
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録媒体に対する光学系のフォーカス誤差を
検出するフォーカス誤差検出装置に関し、フォーカス誤
差を示す誤差信号を検出する際に生じるコマ収差を原理
的に相殺して正確な誤差信号を検出することができるフ
ォーカス誤差検出装置を提案することを目的とする。 【構成】 記録媒体から反射された信号光が入射され、
当該信号光の光軸に対して傾斜した二つの入射面と当該
入射面に各々平行な射出面を有する断面方形状のプリズ
ムで分岐器が形成され、二つの入射面から入射された信
号光を二つの射出面から二分岐して射出することから、
当該対向する入射面及び射出面で相補的に集束するよう
に屈折して信号光を分岐射出できることとなり、コマ収
差の発生を原理的に相殺する。前記二分岐された信号光
の結像点でコマ収差が発生しないことから正確なフォー
カス誤差を示す誤差信号が検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は記録媒体から光学的に情
報を再生する情報記録再生装置に用いられるフォーカス
誤差検出装置に関し、特に記録媒体に対する光学系のフ
ォーカス誤差を検出するフォーカス誤差検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のフォーカス誤差検出装置
としては図7及び図8に示すものがあった。この図7は
フォーカシングサーボ機構の全体概略図、図8はフーコ
ー法による誤差信号検出説明図を示す。前記各図におい
て従来のフォーカス誤差検出装置は、断面を二等辺三角
形状の透明媒体で形成され、この二等辺の側面から入射
される信号光を二分岐して射出するウェッジプリズム1
1と、このウェッジプリズム11で分岐された二つの信
号光を受光し、これを光電変換して電気信号を各々出力
する二つの二分割フォトディテクタ(2D−PD)1
2、13と、この2D−PD12、13の各電気信号を
各々加算する加算器14、15と、この加算器14、1
5の各加算値を減算してフォーカスの誤差値を示す誤差
信号を出力する減算器16とを備える構成である。
【0003】前記構成に基づく従来のフォーカス誤差検
出装置は図7に示すフォーカシングサーボ機構において
次のように動作する。まず、半導体レーザ20からレー
ザ光が出射され、このレーザ光がコリメートレンズ3
1、ビームスプリッタ32及び対物レンズ33を介して
記録ディスク100上の記録面に投射される。この記録
ディスク100の記録面で反射され信号光として再度対
物レンズ33、ビームスプリッタ32及び射出レンズ3
4を介してフォーカス誤差検出装置1内に入射される。
【0004】前記レーザ光が入射される記録ディスク1
00がフォーカスイン状態時(記録ディスク100の記
録面が光学系3の焦平面である時)には、前記光学系3
からの信号光がウェッジプリズム11の頂角に焦点を結
ぶように入射される(図8(B)を参照)。このフォー
カスイン状態の場合には2D−PD12、13上の像は
各々円形となり、加算器14、15及び減算器16の各
演算結果として出力される誤差信号の値が「0」とな
る。
【0005】また、記録ディスク100が対物レンズ3
3に近づくと信号光の結像面は遠ざかる方向となる。よ
って、図8(A)に示すように2D−PD12の外側検
出部12a及び2D−PD13の外側検出部13aの各
部分が「明」となり、誤差信号が「負」の値として出力
される。
【0006】さらに、記録ディスク100が対物レンズ
33から離れると信号光の結像面は近ずく方向となる。
よって図8(C)に示すように2D−PD12、13の
各内側検出部12b、13bの各分部が「明」となり。
誤差信号が「正」の値として出力される。
【0007】前記各出力される「0」、「負」、「正」
の各誤差信号に基づいて位相補償ドライブアンプが半導
体レーザ20及び光学系3を前後に動作させて記録ディ
スク100の上下動を補償する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のフォーカス誤差
検出装置は以上のように構成されていたことから、トラ
ッキングエラーのもれ込みを防止するためのフーコー法
による誤差信号検出のにおいては2つの二分割フォトデ
ィテクタの間隔を広くとって相互間の信号光の干渉を防
止しなければならない。このように二分割フォトディテ
クタの間隔を広くとるためには、ウェッジプリズムの頂
角を小さくする必要があり、このように頂角を小さくす
ると信号光の入射角(ウェッジプリズムにおける入射面
の法線と信号光とのなす角度)が大きくなり、ウェッジ
プリズムから射出される信号光にコマ収差が発生すると
いう課題を有していた。また、このコマ収差を有する信
号光の結像パターンからは正確なフォーカス誤差に対応
する誤差信号を検出できないこととなる。
【0009】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、フォーカス誤差を示す誤差信号を検出する際
に生じるコマ収差を原理的に相殺して正確な誤差信号を
検出することができるフォーカス誤差検出装置を提案す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係るフォーカス
誤差検出装置は、光源からの光が光学系を介して記録媒
体に投射され、当該記録媒体から反射された信号光が光
学系を介して入射され、当該信号光を分岐器により2分
岐して二つの検出器で検出し、当該検出結果に基づいて
記録媒体に対する光学系のフォーカス誤差を検出するフ
ォーカス誤差検出装置において、前記分岐器は、前記光
学系から射出される信号光の光軸に対して所定角傾斜し
た二つの入射面とこの二つの入射面に対向する各々平行
な二つの射出面とを有する断面方形状の透明媒体のプリ
ズムで形成され、前記各入射面から入射される信号光を
前記各射出面から二つの検出器へ分岐して射出するもの
である。
【0011】
【作用】本発明においては、記録媒体から反射された信
号光が入射され、当該信号光の光軸に対して傾斜した二
つの入射面と当該入射面に各々平行な射出面を有する断
面方形状のプリズムで分岐器が形成され、二つの入射面
から入射された信号光を二つの射出面から二分岐して射
出することから、当該対向する入射面及び射出面で相補
的に集束するように屈折して信号光を分岐射出できるこ
ととなり、コマ収差の発生を原理的に相殺する。前記二
分岐された信号光の結像点でコマ収差が発生しないこと
から正確なフォーカス誤差を示す誤差信号が検出でき
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1及び図2に基
づいて説明する。この図1に本実施例装置の全体構成
図、図2に図1記載の菱形プリズム拡大図説明図を示
す。
【0013】前記各図において本実施例に係るフォーカ
ス誤差検出装置は、前記図7記載の従来装置と同様に光
学系3から信号光Bが入射され、この信号光Bに基づい
て誤差信号Sを位相補償ドライブアンプ40に出力する
構成であり、信号光Bを分岐する分岐手段であるウェッ
ジプリズム11を菱形プリズム10とする点で構成を異
にする。この菱形プリズム10は、光学系3から射出さ
れる信号光Bの光軸に対して等しい傾斜角度θの二つの
入射面a−b、a−dとこの二つの入射面a−b、a−
dに対向する各々平行な二つの射出面c−b、c−dと
を有する断面菱形の透明媒体で形成される構成である。
この菱形プリズム10により二分岐された信号光Bに基
づく誤差信号Sの演算は、前記従来技術と同様に、各二
分割フォトディテクタ(2D−PD)12、13により
光電変換された各電気信号を加算器14、15で各々加
算し、各加算値を減算器16で減算することにより算出
される。
【0014】次に、前記構成に基づく本実施例装置の動
作を図3ないし図6を参照して説明する。前記光学系3
から信号光Bが入射されると入射面a−b、a−dで屈
折し、さらに射出面c−b、c−dで屈折することによ
り、信号光Bの光軸(信号光B1 の入射方向に等しい)
を中心として二分岐されて二つの2D−PD12、13
に射出される。この二分岐の状態を図2に基づいて詳述
する。この図2中における信号光B1 、B2 は光線束で
ある信号光Bのうち入射面a−bに入射する上半分の両
端光束を代表して示すものである。
【0015】まず、信号光B1 は入射面a−bの入射点
1 において屈折し、菱形プリズム10内を直進して射
出面c−dの射出点Q1 で再度屈折して屈折角−γ
1 (反時計方向への角度)で2D−PD13へ射出され
る。また、信号光B2 は入射面a−bの入射点O2 にお
いて屈折し、菱形プリズム10内を直進して射出面c−
bの射出点Q2 で再度屈折して屈折角+γ2 (時計方向
への角度)で2D−PD13へ射出される。前記信号光
1 、B2 は射出面c−b、c−dにおいて相補的に集
束するように屈折することから、結像点Pが2D−PD
13上で同一点となりコマ収差を発生させることがな
い。
【0016】前記本実施例における菱形プリズム10に
対して図2中に鎖線で示すウェッジプリズム11(従来
装置に相当)は信号線B1 、B2 が射出点Q11、Q21
おいて共に時計方向への角度である屈折角+γ11、+γ
21で射出されている。このように共に同一の時計方向へ
屈折されて相補的な集束を行なわないことから、各々の
結像点P11、P21が異なる点となり、また各々の信号線
1 、B2 が焦平面の位置を異にすることから各信号線
1 、B2 のスポット像P11i 、P21i の大きさも異な
ることとなり、結果的にコマ収差が発生することとな
る。
【0017】さらに、前記本実施例によりコマ収差が相
殺されることをシミュレーション結果である図3乃至図
6を参照して説明する。この図3は本実施例装置におけ
る頂角160°の菱形プリズムによる分岐結像シミュレ
ーション説明図、図4は図3に対応する従来装置におけ
る頂角160°のウェッジプリズムによる分岐結像シミ
ュレーション説明図である。前記各図においてDf (De
focus )は合焦点(D f =0)に対するフォーカス誤差
の程度を示す値である。前記各図において入射側の頂角
が160°と大きな場合には、ほぼ等しい分岐結像特性
を有していることを示している。ただ、図3記載の本実
施例装置の場合には合焦点(Df =0)時においてx軸
に対して対称で円形の結像パターンとなり、オフセット
が生じにくいのに対して、図4に示す従来装置は対称な
円形の結像パターンとならないことからオフセットが生
じ易いことを示している。
【0018】また、図5は本実施例装置における頂角9
0°の菱形プリズムによる分岐結像シミュレーション説
明図、図6は従来装置における頂角90°のウェッジプ
リズムによる分岐結像シミュレーション説明図である。
前記各図において入射側の頂角が90°と小さな場合に
は、本実施例のように菱形プリズムによる分岐結像パタ
ーンはy軸に対して対称な結像となり、x軸に対しても
結像の大きさが若干異なるものの大きく乱れるコマ収差
の発生はない。これに対して、本実施例と同じ頂角90
°のウェッジプリズムを用いた従来装置の場合(図6を
参照)にはx、yの各軸に対して大きく乱れた結像とな
り、コマ収差が大きく生じて信号検出が不可能となる。
【0019】以上のように、従来装置と対比したシミュ
レーション(図3乃至図6)においても、本実施例装置
によるコマ収差が有効に防止できることが証明される。
なお、前記実施例においては菱形プリズムから分岐射出
される信号光を一対の二分割フォトディテクタ(2D−
PD)で受光してフーコー法に基づいてフォーカス誤差
を検出する構成としたが、菱形プリズムの相互に対向す
る平行な入射面及び射出面を平行平面板として使用し、
この各平行平面板により与えられる非点収差を用いた非
点収差法によるフォーカス誤差を検出する構成とするこ
ともできる。この場合には、菱形プリズムから各々非点
収差が与えられて分岐射出される信号光を四分割フォト
ディテクタ(4D−PD)で受光し、この四分割フォト
ディテクタの四つの出力を一対ずつ加算し、この加算さ
れた各値を減算し、この演算結果が「0」となった場合
に記録ディスクが光学系の焦平面にあることを検出す
る。このように、菱形プリズムにより各々分岐された信
号光に基づいて非点収差法により各々誤差信号を求め、
この各々求められた誤差信号を加算して最終の誤差信号
を生成すれば、2倍の利得を有する誤差信号が得られる
と共に、コマ収差が相殺されることとなる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明においては、記録媒
体から反射された信号光が入射され、当該信号光の光軸
に対して傾斜した二つの入射面と当該入射面に各々平行
な射出面を有する断面方形状のプリズムで分岐器が形成
され、二つの入射面から入射された信号光を二つの射出
面から二分岐して射出するようにしたので、当該対向す
る入射面及び射出面で相補的に集束するように屈折して
信号光を分岐射出できることとなり、コマ収差の発生を
原理的に相殺できるという効果を奏する。また、前記二
分岐された信号光の結像点でコマ収差が発生しないこと
から正確なフォーカス誤差を示す誤差信号が検出できる
という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るフォーカス誤差検出装
置の全体構成図である。
【図2】図1記載実施例装置における菱形プリズム拡大
説明図である。
【図3】図1記載実施例装置における頂角160°の菱
形プリズムによる分岐結像シミュレーション説明図であ
る。
【図4】図3記載シミュレーションに対比される従来装
置の分岐結像シミュレーション説明図である。
【図5】図1記載実施例装置における頂角90°の菱形
プリズムによる分岐結像シミュレーション説明図であ
る。
【図6】図5記載シミュレーションに対比される従来装
置の分岐結像シミュレーション説明図である。
【図7】従来のフォーカス誤差検出装置を用いたフォー
カスサーボ機構の全体概略構成図である。
【図8】従来のフーコー法による誤差信号検出説明図で
ある。
【符号の説明】
1…フォーカス誤差検出装置 3…光学系 10…菱形プリズム 11…ウェッジプリズム 12、13…二分割フォトディテクタ 14、15…加算器 16…減算器 20…半導体レーザ 31…コリメートレンズ 32…ビームスプリッタ 33…対物レンズ 34…射出レンズ 100…記録ディスク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光が光学系を介して記録媒体
    に投射され、当該記録媒体から反射された信号光が光学
    系を介して入射され、当該信号光を分岐器により2分岐
    して二つの検出器で検出し、当該検出結果に基づいて記
    録媒体に対する光学系のフォーカス誤差を検出するフォ
    ーカス誤差検出装置において、 前記分岐器は、前記光学系から射出される信号光の光軸
    に対して所定角傾斜した二つの入射面とこの二つの入射
    面に対向する各々平行な二つの射出面とを有する断面方
    形状の透明媒体のプリズムで形成され、前記各入射面か
    ら入射される信号光を前記各射出面から二つの検出器へ
    分岐して射出することを特徴とするフォーカス誤差検出
    装置。
JP34304391A 1991-12-25 1991-12-25 フォーカス誤差検出装置 Pending JPH05174396A (ja)

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JP34304391A JPH05174396A (ja) 1991-12-25 1991-12-25 フォーカス誤差検出装置

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JP34304391A JPH05174396A (ja) 1991-12-25 1991-12-25 フォーカス誤差検出装置

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JP (1) JPH05174396A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016531636A (ja) * 2013-10-02 2016-10-13 コストルツィオーニ ストルメンチ オフタルミチ シー.エス.オー. エス.アール.エル. 生物の光学系の収差を測定する装置および方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016531636A (ja) * 2013-10-02 2016-10-13 コストルツィオーニ ストルメンチ オフタルミチ シー.エス.オー. エス.アール.エル. 生物の光学系の収差を測定する装置および方法

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