JPS58224444A - Focusing controller - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent the frequency characteristic of a reproduced signal from being deteriorated even if the width of an annular beam spot is narrow, by forming a blind area arranged between the 1st and 2nd detecting parts of a photodetector into a polygonal shape having a prescribed positional relation with the annular beam spot. CONSTITUTION:A separating blind area 18C formed like a square or the like is arranged between the outside and inside photodetecting parts 18A, 18B of a photodetector 18 detecting an annular beam spot S in order to detect focus status. The square has a fixed positional relation with the spot S so that the corners are arranged on the outside of the spot S and a part of sides are arranged on the inner circumferential side under the focused status and the length of arcs of the spot S is made coincide with each other on the outside and inside of the blind area 18C, so that the quantity of photodetection of the detecting parts 18A, 18B is uniform at the time of focusing. In said constitution, the part of the spot S made incident to the blind sector is made smaller than the case of a circular blind area even if the width of the spot S is narrow and prevent the frequency characteristic of the reproduced signal from being deteriorated without the reduction of S/N ratio.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学式のディスク再生装置におけるフォーカ
ス状態制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a focus state control device in an optical disc playback device.

背景技術とその問題点 光学式ディスク再生装置におけるフォーカス状態の制御
装置としては、従来、種々の方式のものが提案されてい
るが、そのなかで、フォーカス状態を検出するだめの光
学系が簡略になるものとして、第１図に示すように、プ
リズムと４個の光検出素子を一方向に並べた光検出器と
を組み合わせたものがある。BACKGROUND TECHNOLOGY AND PROBLEMS Various types of focus state control devices for optical disc playback devices have been proposed in the past, but among them, the optical system for detecting the focus state has been simplified. As shown in FIG. 1, one example is a combination of a prism and a photodetector in which four photodetecting elements are arranged in one direction.

即ち、レーザー光源（例えば半導体レーデ光源を用いる
）（１）よシのレーザー光を、偏光ビームスプリッタ−
（２）、コリメーターレンズ（３）、１／４．波、長板
（４）及び対物レンズ（５）を順次弁して、ディスクの
記録面（６）に入射させる。ディスクの記録面（６）に
は、例えはオーディオ情報が適当に変調されて、螺旋状
の記録トラックに、ピットの形成により光学的に読み出
しうるように、記録されている。そして、記録面（６）
にて反射されたレーザー光を、対物レンズ（５）、１／
４波長板（４）、コリメーターレンズ（３）、偏光ビー
ムスプリッタ−（２）及びプリズム（７）を順次介して
、光検出器（８）に入射させる。That is, laser light from a laser light source (for example, using a semiconductor radar light source) (1) is transmitted through a polarizing beam splitter.
(2), collimator lens (3), 1/4. The wave, the elongated plate (4) and the objective lens (5) are sequentially operated to make the wave incident on the recording surface (6) of the disk. On the recording surface (6) of the disk, for example, audio information is appropriately modulated and recorded in a spiral recording track so that it can be read out optically by forming pits. And the recording surface (6)
The laser beam reflected by the objective lens (5),
The light is made incident on a photodetector (8) through a four-wavelength plate (4), a collimator lens (3), a polarizing beam splitter (2), and a prism (7) in this order.

ここで、プリズム（７）は、第２図に示すように、鈍角
をなす２つの矩形の面（７ｍ）及び（７ｂ）からなる屈
折面を有するもので、その屈折面（７ａ）及び（７ｂ）
を光の出射側にし、その稜線（７ｃ）が光軸りを垂直に
横切るように配置する。また、光検出器（８）は、第３
図にも示すように、光軸に垂直な平面内に、４個の光検
出素子（８人）、（８Ｂ）、（８Ｃ）及び（８Ｄ）を光
軸りと稜線（７ｃ）の双方に垂直なＸ方向に一列に並べ
たもので、光軸りの方向の適正な位置で、かつＸ方向に
適正な位置に配置する。そして、外側の素子（８Ａ）及
び（８Ｄ）の出力信号Ｉム及びＩＤの和信号Ｉム＋ＩＤ
と、内側の素子（８Ｂ）及び（８Ｃ）の出力信号１．及
びＩＣの和信号Ｉｎ　＋ＩＣ＋との差信号（Ｉム十ＩＤ
）　　（Ｉｉ＋＋Ｉｃ　）をフォーカス状態の検出信号
として取ｐ出す、対物レンズ（５）は、制御コイル（９
）に流れる電流により光軸方向に動くようになっており
、この検出信号をフォーカス状態の制御信号として制御
コイル（９）に供給する。Here, the prism (7) has a refractive surface consisting of two rectangular surfaces (7m) and (7b) forming an obtuse angle, as shown in FIG. )
is on the light output side, and arranged so that its ridge line (7c) perpendicularly crosses the optical axis. Moreover, the photodetector (8)
As shown in the figure, in a plane perpendicular to the optical axis, four photodetecting elements (8), (8B), (8C), and (8D) are placed along both the optical axis and the ridgeline (7c). They are arranged in a line in the perpendicular X direction, and are placed at appropriate positions along the optical axis and at appropriate positions in the X direction. Then, the sum signal Im+ID of the output signals Im and ID of the outer elements (8A) and (8D)
and the output signals 1. of the inner elements (8B) and (8C). and the difference signal from the sum signal In +IC+ of IC (In+IC+)
) (Ii++Ic) as a focus state detection signal, the objective lens (5) is connected to a control coil (9).
) is caused to move in the optical axis direction by a current flowing through the coil (9), and this detection signal is supplied to the control coil (9) as a focus state control signal.

この従来の装置で、ディスクの記録面（６）が対物レン
ズ（５）に対して適正な位置にあってジャストフォーカ
スになる場合には、第３図Ｂに示すように、光検出器（
８）上のスポラ）Ｓは、素子（８Ａ）及び（８Ｂ）の間
の分離帯と、素子（８Ｃ）及び（８Ｄ）の間の分離帯と
に夫々点状に現われる。従って、この場合には、フォー
カス状態の検出信号（ＩＡ十ＩＤ）　　（ＩＩｌ＋ＩＣ
）は零になり、対物レンズ（５）はそのｔ′まの位置を
保持する。In this conventional device, when the recording surface (6) of the disk is in the proper position with respect to the objective lens (5) and just in focus, the photodetector (
8) The above spora) S appears in the form of dots in the separation zone between elements (8A) and (8B) and in the separation zone between elements (8C) and (8D), respectively. Therefore, in this case, the focus state detection signal (IA+ID) (IIl+IC
) becomes zero, and the objective lens (5) maintains its position until t'.

ディスクの記録面（６）が対物レンズ（５）に近づいた
位置にあってアンダーフォーカスになる場合には、第３
図人に示すように、光検出器（８）上のスポットＳは、
内側の素子（８Ｂ）及び（８Ｃ）に夫々半円状に現われ
る。従って、この場合には、フォーカス状態の検出信号
（ＩＡ＋ＩＤ　）　　（Ｉｉ＋＋Ｉｃ　）は負になり、
対物レンズ（５）が記録□面（６）よシ遠ざけられる方
向に動かされる。If the recording surface (6) of the disc is located close to the objective lens (5) and becomes under-focused, the third
As shown in the figure, the spot S on the photodetector (8) is
A semicircular shape appears in the inner elements (8B) and (8C), respectively. Therefore, in this case, the focus state detection signal (IA+ID) (Ii++Ic) becomes negative,
The objective lens (5) is moved in a direction away from the recording surface (6).

ディスクの記録面（６）が逆に対物レンズ（５）から離
れた位置にあってオーバーフォーカスになる場合には、
第３図Ｃに示すように、光検出器（８）上のスポラ）８
は、外側の素子（８Ａ）及び（８Ｄ）に夫々半円状に現
われる。従って、この場合には、フォーカス状態の検出
信号（Ｉム＋ＩＤ　）　　（Ｉｓ＋＋Ｉｃ　）は正にな
り、対物レンズ（５）か記録面（６）に近づけられる方
向に動かされる。Conversely, if the recording surface (6) of the disk is located far away from the objective lens (5) and overfocus occurs,
As shown in Figure 3C, the spora on the photodetector (8) 8
appears semicircularly in the outer elements (8A) and (8D), respectively. Therefore, in this case, the focus state detection signal (Im+ID) (Is++Ic) becomes positive, and the objective lens (5) is moved in a direction closer to the recording surface (6).

このようにして、プリズム（７）と４個の光検出素子（
８Ａ）〜（８Ｄ）を一方向に並べた光検出器（８）によ
って、フォーカス状態、即ち、ディスクの対物レンズ（
５）に対する距離が検出され、その検出信号が制御信号
として制御コイル（９）に供給されることによって、常
にシャストフォーカスになるように、即ち、常に対物レ
ンズ（５）がディスクに対して一定の距離になるように
、自動的に制御される。In this way, the prism (7) and the four photodetector elements (
The focus state, that is, the objective lens (
5) is detected, and the detection signal is supplied to the control coil (9) as a control signal, so that the objective lens (5) is always kept in constant focus with respect to the disk. automatically controlled to maintain a distance of

しかし、この従来の装置は、各々のフォーカス状態にお
ける光検出器（８）上のスポットＳが上述の第３図Ａ−
Ｃに示すようになるように、光検出器（８）　ｔ−１光
軸りの方向の正確な位置で、かつＸ方向に正確な位＠に
配置しなければならず、光検出器（８）の位ｉｉｐ＋整
にきびしい精度が要求される欠点か（５） おる。また、プリズム（７）の頂角のところでは光の損
失があるが、頂角が稜線（７ｃ）を形成しているので、
その損失が大きく、これを小さくするために頂角の仕上
げ精度を高める８猥があるという欠点もある。However, in this conventional device, the spot S on the photodetector (8) in each focus state is
As shown in C, the photodetector (8) must be placed at an accurate position along the t-1 optical axis and at an accurate position in the X direction. ) The disadvantage is that strict accuracy is required for the position iip + adjustment (5). Also, there is a loss of light at the apex angle of the prism (7), but since the apex angle forms the ridge line (7c),
The disadvantage is that the loss is large, and in order to reduce this loss, there is a need to increase the finishing accuracy of the apex angle.

そこで、本出願人は先にこれらの欠点を一掃するととも
に、併せて検出の感度も向上させた、新規なフォーカス
状態制御装置を提案した。Therefore, the present applicant has proposed a new focus state control device that eliminates these drawbacks and also improves detection sensitivity.

第４図は、この先に提案した装置の一例で、上述のプリ
ズム（７）の代わりに、円錐の屈折面を有するレンズを
用いたものである。即ち、偏光ビームスシリツタ−（２
）から光検出器（例えばＰＩＮホトダイオードを用いる
＞　（１８）に至る光路上に、円錐の屈折面（１７ｍ）
を有するレンズα力を、屈折面（１７ａ）が光の出射側
になるようにして、配置する。この場合、第５図に示す
ように、レンズ助の中心０１が光軸り上に位置するよう
にする。さらに、第６図に示すように、光検出器（１１
、同心円状０２個の光検出素子（１８Ａ）及び（１８Ｂ
）で構成して、その同心円の中心０２が光軸り上に位置
するよりに配置（６） する。この場合、第７図に示すように、レンズα力の底
角を０、光検出器（ハ）の素子（１８Ａ）及び（１８Ｂ
）の間の不感帯（分離帯）　（１８Ｃ）の半径をｄとす
ると、光軸りにごく近いところでレンズａ″Ｉ）を通っ
た光が素子（１８Ａ）及び（１８Ｂ）の間の不感帯（１
８Ｃ）上に達するように、レンズａ７１と光検出器０−
１の距離ｔを、ｔ＝ｄｃｏｔβに選定する。ただし、β
は５ｌｎ（β十〇）　−ｎｓｌｎθで与えられる角度、
ｎはレンズ乾を構成するガラスの屈折率である。そして
、素子（１８Ａ）及び（１８Ｂ）の検出出力信号■ム及
びＩＩの差信号Ｉム−１，をフォーカス状態の検出信号
として取り出し、この検出信号をフォーカス状態の制御
信号として制御コイル（９）に供給する。FIG. 4 shows an example of the previously proposed device, in which a lens having a conical refractive surface is used in place of the above-mentioned prism (7). That is, the polarizing beam sinter (2
) to the photodetector (e.g. using a PIN photodiode) (18) is a conical refractive surface (17 m).
A lens α having a power of In this case, as shown in FIG. 5, the center 01 of the lens aid is positioned on the optical axis. Furthermore, as shown in FIG. 6, a photodetector (11
, two concentric photodetecting elements (18A) and (18B
) and arranged so that the center 02 of the concentric circles is located on the optical axis (6). In this case, as shown in FIG. 7, the base angle of the lens α force is 0, and the elements (18A) and (18B) of the photodetector (c)
) between the elements (18A) and (18B).If the radius of the dead zone (separation zone) (18C) is d, then the light passing through the lens a''I) very close to the optical axis will pass through the dead zone (18C) between the elements (18A) and (18B).
8C) Lens a71 and photodetector 0- so that it reaches the top
The distance t of 1 is selected as t=dcotβ. However, β
is the angle given by 5ln(β10) −nslnθ,
n is the refractive index of the glass constituting the lens layer. Then, the difference signal Im-1 between the detection output signals II and II of the elements (18A) and (18B) is taken out as a focus state detection signal, and this detection signal is used as a focus state control signal to control the control coil (9). supply to.

この装置で、ディスクの記録面（６）が対物レンズ（５
）に対して適正な位置にあってジャストフォーカスにな
る場合には、第７図Ｂに示すように、光検出器０→上の
スポラ）８は、素子・（ｌ・８Ａ）及び（１８Ｂ）の間
の不感帯（１８Ｃ）　ＶＣ環状に現われる。従って、こ
の場合には、フォーカス状態の検出信号Ｉム−ＩＢは零
になり、対物レンズ（５）はそのままの位置を保持する
。In this device, the recording surface (6) of the disk is
), the photodetector 0 → the upper spora) 8 is the element ・(l・8A) and (18B), as shown in FIG. 7B. The dead zone (18C) between VC appears in the ring. Therefore, in this case, the focus state detection signal I-IB becomes zero, and the objective lens (5) maintains the same position.

ディスクの記録面（６）が対物レンズ（５）に近づいた
位置にあってアンダーフォーカスになる場合には、第７
図人に示すように、光検出器θ→上のスポットＳは、内
側の素子（１８Ｂ）に環状に現われる。従って、この場
合には、フォーカス状態の検出信号■ム−ＩＢは負にな
り、対物レンズ（５）が記録面（６）より遠ざけられる
方向に動かされる。If the recording surface (6) of the disc is located close to the objective lens (5) and becomes under-focused, the seventh
As shown in the figure, the spot S on the photodetector θ→ appears in an annular shape on the inner element (18B). Therefore, in this case, the focus state detection signal -IB becomes negative, and the objective lens (5) is moved away from the recording surface (6).

ディスクの記録面（６）が逆に対物レンズ（５）から離
れた位置にあってオーバーフォーカスになる場合には、
第７図Ｃに示すように、光検出器０→上のスポラ）８は
、外側の素子（１８Ａ）に環状に現われる。Conversely, if the recording surface (6) of the disk is located far away from the objective lens (5) and overfocus occurs,
As shown in FIG. 7C, the photodetector 0→spora above) 8 appears in an annular manner on the outer element (18A).

従って、この場合には、フォーカス状態の検出信号Ｉム
−ＩＢは正になり、対物レンズ（５）が記録面（６）に
近づけられる方向に動かされる。Therefore, in this case, the focus state detection signal I-IB becomes positive, and the objective lens (5) is moved in a direction closer to the recording surface (6).

このようにして、円錐の屈折面（１７１Ｌ）を有するレ
ンズ（１７１と同心円状の２個の光検出素子（１８Ａ）
及び（１８Ｂ）からなる光検出器０樽によって、フォー
カス状態、Ｒｌｊち、ディスクの対物レンズ（５）ニ対
する距離が検出され、その検出信号が制御信号とじて制
御コイル（９）に供給されることに支って、常ニジャス
トフォーカスになるように、即ち、常に対物レンズ（５
）がディスクに対して一定の距離になるように、自動的
に制御される。In this way, the lens (171) having a conical refractive surface (171L) and the two photodetecting elements (18A) concentric with each other
and (18B), the focus state, Rlj, and the distance of the disk to the objective lens (5) are detected, and the detection signal is supplied to the control coil (9) as a control signal. In particular, the objective lens (5
) is automatically controlled so that it is at a constant distance from the disc.

第４図の装置は、円錐の屈折面（ｘ７ｍ）を有するレン
ズ（ｌηを偏光ビームスプリッタ−（２）とは別に設け
た場合であるが、第８図のように、偏光ビームスプリッ
タ−（２）の戻り光、即ち、ディスクからの読取り光が
出射する面を内側に凹んだ円錐の屈折面（１７＆）とす
ることによって、偏光ビームスプリッタ−（２）と円錐
の屈折面（１７ｍ）を有するレンズα力を一体化するこ
ともでき、この場合でも、第４図の例と全く同様の検ｍ
を行なうことができる。In the device shown in Fig. 4, a lens (lη) having a conical refractive surface (x7 m) is provided separately from the polarizing beam splitter (2), but as shown in Fig. 8, the polarizing beam splitter (2) ), that is, the reading light from the disk, is emitted from the conical refractive surface (17&) concave inward, thereby creating a polarizing beam splitter (2) and a conical refractive surface (17m). It is also possible to integrate the lens α force, and in this case, the same inspection as in the example in Fig. 4 is performed.
can be done.

かかる装置によれば、円錐の屈折面（１７ｍ）を有する
レンズαηを用い、これに同心円状の２個の光検出素子
（１８Ａ）及び（１８Ｂ）からなる光検出器（１枠を組
み合わせるものであるから、光検出器０呻のアライメン
トが簡単になるψ 即ち、第１図の従来の装置では、２つの矩形の面（７ａ
）及び（７ｂ）からなる屈折面を有するゾリズ（９） ム（７）を用い、これに４個の光検出素子（８Ａ）〜（
８Ｄ）を一方向に並べた光検出器（８）を組み合わせる
ものであるから、第３図人またはＣの場合において、内
側の素子（８Ｂ）及び（８Ｃ）または外側の素子（８Ａ
）及び（８Ｄ）に夫々半円状に現われるべきスポットの
素子（８Ａ）及び（８Ｂ）の間の分離帯と素子（８Ｃ）
及び（８Ｄ）の間の不感帯（分離帯）の付近の部分は、
プリズム（７）の中心付近を通過した弱い光だけでなく
中心から離れたところを通過した強い光も集束されるた
めに、比較的光量が多くなる。そのため、光検出器（８
）の光軸方向やＸ方向の位置がずれていて、第３図人ま
たはＣの場合において、スポットが外側の素子（８Ａ）
ないしく８Ｄ）または内側の素子（８Ｂ）ないしく８Ｃ
）にまたがるようになると、フォーカス状態の検出信号
（Ｉム十ＩＤ　）　　（ＩＢ＋ＩＣ）が位置が正確なと
きに比べて大きく変化し、誤った検出かなされるおそれ
がある。そのため、光検出器（８）の光軸方向及びＸ方
向の位置調整にきびしい精度が要求される。According to this device, a lens αη having a conical refractive surface (17 m) is used, and a photodetector (one frame) consisting of two concentric photodetecting elements (18A) and (18B) is combined with this lens αη. Therefore, the alignment of the photodetector 0 becomes easy ψ. That is, in the conventional device shown in FIG.
) and (7b), and four photodetecting elements (8A) to (7b) are used.
8D) are arranged in one direction, so in the case of person or C in Figure 3, the inner elements (8B) and (8C) or the outer element (8A
) and (8D), the separation zone between the elements (8A) and (8B) of the spot that should appear in a semicircular shape, respectively, and the element (8C)
The part near the dead zone (separation zone) between and (8D) is
Since not only the weak light that has passed near the center of the prism (7) but also the strong light that has passed away from the center is focused, the amount of light is relatively large. Therefore, the photodetector (8
) is misaligned in the optical axis direction or
or 8D) or inner element (8B) or 8C
), the focus state detection signal (IB+IC) changes significantly compared to when the position is accurate, and there is a risk of erroneous detection. Therefore, strict precision is required for position adjustment of the photodetector (8) in the optical axis direction and the X direction.

これに対して、第４図及び第８図の装置では、（１０） 円錐の屈折面（Ｂａ）を有するレンズα力を用い、これ
に同心円状の２個の光検出素子（１８Ａ）及び（１８Ｂ
）からなる光検出器ａ→を組み合わせるものであるから
、第７図人またはＣの場合において、内側の素子（１８
Ｂ）まだは外側の素子（１８Ａ）に夫々環状に現われる
べきスポットの素子（１８Ａ）及び（１８Ｂ）の間の不
感帯（１８Ｃ）の付近の部分は、レンズα力の中心付近
を通過した弱い光のみがくるので光量が少なくなシ、一
方、不感帯（１８Ｃ）より遠ざかった部分は、レンズα
力の中心から離れたところを通過した強い光のみがくる
ので光量が多くなる。即ち、スポットの光量は、第７図
人の場合には不感帯（ｉｓｃ）に近い外側はど少なく内
側にいくに従って多くなｐ１第７図Ｃの場合には不感帯
（１８Ｃ）に近い内側はど少なく外側ｒ（いくに従って
多くなる。従って、光検出器（１時の光軸方向やＸＹ方
向の位置が多少ずれていて、第７図人またはｃｐｓ合に
おりて、スポットが外側の素子（１８Ａ）または内側の
素子（１８Ｂ）に多少またがるようになっても、フォー
カス状態の検出信号Ｉム−ＩＢは位置が正確なときに比
べてほとんど変化せず、誤った検出がなされるおそれが
ない。従って、光検出器０樽の光軸方向及びＸＹ方向の
位置調整はそれほど厳密である必要がない。On the other hand, in the apparatuses shown in FIGS. 4 and 8, (10) a lens α force having a conical refractive surface (Ba) is used, and two concentric photodetecting elements (18A) and ( 18B
), the inner element (18
B) The part near the dead zone (18C) between the elements (18A) and (18B) of the spot that should appear in an annular shape on the outer element (18A) is weak light that has passed near the center of the lens α force. On the other hand, the part farther away from the dead zone (18C) is affected by the lens α.
Only strong light that has passed away from the center of force comes, so the amount of light increases. That is, in the case of a person in Figure 7, the amount of light of the spot is smaller on the outside near the insensitive zone (isc), and increases as it moves toward the inside.In the case of C in Figure 7, it is less on the inside near the insensitive zone (18C). Therefore, the photodetector (1 o'clock position in the optical axis direction and XY direction is slightly shifted, and when the spot falls on the outer element (18A) Or, even if it straddles the inner element (18B) to some extent, the detection signal I-IB in the focused state hardly changes compared to when the position is accurate, and there is no risk of erroneous detection. , the position adjustment of the photodetector 0 barrel in the optical axis direction and the XY direction does not need to be very precise.

さらに、かかる装置によれば、上述のようにスポットの
光量が分離帯１に近い側はど少なく不感帯よシ遠ざかる
に従って多くなり、そして、フォーカス状態がツヤスト
フォーカスからずれるほどスポットが分離帯より遠ざか
る方向に広がっていくので、検出の感度が著しく高くな
る効果がある。Furthermore, according to this device, as described above, the light intensity of the spot is small on the side closer to the separation strip 1, and increases as the distance from the dead zone increases, and the more the focus state deviates from the glossy focus, the farther the spot is from the separation strip. Since it spreads in the direction, it has the effect of significantly increasing detection sensitivity.

また、レンズ０ηの頂部のところでは光の損失があるが
、頂部が従来のプリズムのように稜線ではなく点である
ので、その損失が小さく、従って損失を小さくするため
に頂角の仕上げ精度を高める８豊もない。In addition, there is a loss of light at the top of the lens 0η, but since the top is a point rather than a ridgeline like in a conventional prism, the loss is small. There is no 8 wealth to raise.

ところで、第４図以下について説明したフォーカス状態
制御装置は、次のような問題がある。即ち、レンズ０η
の頂角付近が理想的な円錐に近い程、合焦時の光検出器
０樽上の環状のスポラ）Ｓの幅は小さくなる。かくする
と、合焦時はそのスポットＳの光量の大部分は不感帯（
１８Ｃ）に入射するととになる。光検出器α枠がＰＩＮ
ホトダイオードで構成されている場合、不感帯（１８Ｃ
）は逆バイアス電圧の効果を発揮しないため、周波数特
性は悪いが、かなりの感度を持っている。従って、この
場合に光検出器◇樽よシ得られたフォーカスエラー信号
で対物レンズ（５）を制御すると、再生信号（高周波信
号）の周波数特性の劣化を招来する。By the way, the focus state control device described with reference to FIG. 4 and subsequent figures has the following problem. That is, the lens 0η
The closer the vicinity of the apex angle of is to the ideal cone, the smaller the width of the annular spora S on the photodetector 0 barrel when in focus. In this way, when focusing, most of the light intensity of the spot S is in the dead zone (
18C), it becomes . Photodetector α frame is PIN
If it is composed of photodiodes, the dead band (18C
) has poor frequency characteristics because it does not exhibit the effect of reverse bias voltage, but it has considerable sensitivity. Therefore, in this case, if the objective lens (5) is controlled by the focus error signal obtained from the photodetector, the frequency characteristics of the reproduced signal (high frequency signal) will deteriorate.

発明の目的 かかる点に鑑み、本発明はこの種フォーカス状態制御装
置に於いて、合焦時の光検出器上の環状スポットの幅が
かなり小さくても、再生信号の周波数特性の劣化しない
ものを提案せんとするものである。Purpose of the Invention In view of the above, the present invention provides a focus state control device of this type that does not deteriorate the frequency characteristics of the reproduced signal even if the width of the annular spot on the photodetector during focusing is quite small. This is what I would like to propose.

発明の概要 本発明は、ディスクからの読み取り光の光検出器に至る
光路上に、円錐の屈折面を有するレンズをその中心が光
軸上に位置するように配置するとともに、光検出器を第
１の光検出部及びこの第１の光検出部の周囲に配された
第２の光検出部とで構成し、第１の光検出部にて得られ
る信号と第２（１３） の光検出部にて得られる信号とを比較することによシフ
オーカス状態を制御するようになしたフォーカス状態制
御装置に於いて、第１の光検出部と上記第２の光検出部
との間に設けられる不感帯を多角形状となすとともに、
この多角形状の角部が合焦状態に於ける光検出器上のリ
ング状ビームスポットの外周に位置するとともに多角形
状の辺の一部がリング状ビームスポットの内周に位置す
るように配したものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a lens having a conical refractive surface on the optical path of reading light from a disk leading to a photodetector, and a lens having a conical refractive surface with its center located on the optical axis. It consists of a first photodetecting section and a second photodetecting section arranged around the first photodetecting section, and the signal obtained by the first photodetecting section and the second (13) photodetecting section are In the focus state control device which controls the shift focus state by comparing the signals obtained at the In addition to making the dead zone polygonal,
The corners of this polygon were arranged so that they were located on the outer periphery of the ring-shaped beam spot on the photodetector in the focused state, and some of the sides of the polygon were located on the inner periphery of the ring-shaped beam spot. It is something.

かかる本発明によれば、この種フォーカス状態制御装置
に於いて、合焦時の光検出器上の環状スポットの幅がか
なり小さくても、再生信号の周波数特性の劣化しないも
のを得ることができる。According to the present invention, in this type of focus state control device, even if the width of the annular spot on the photodetector during focusing is quite small, it is possible to obtain a reproduction signal that does not deteriorate in frequency characteristics. .

実施例 以下に第９図を参照して、本発明の一実施例を説明する
も、その大部分の構成は第４図〜第７図又は第８図及び
その説明と同様なのでそれらを援用し、ここでは光検出
器について説明する。本例では光検出器（ＰＩＮホトダ
イオード）０時の一体構成の外側及び内側の光検出素子
（部）　（１８Ａ）、（１８Ｂ）（１４） 間の不感帯（分離帯）　（１８０）を正方形にした場合
である。そして、この正方形の谷角部が合焦状態に於け
る光検出器（Ｉ枠上の環状ビームスボッ）Ｓの外周側に
位置すると共に、その正方形の各辺の一部がスポラ）Ｓ
内周側に位置するようにする。この場合、不感帯（１８
０）の正方形の一辺を２１としたとき、次式を満足させ
れば環状のスポット８の弧のうち正方形の不感帯（１８
０）の外側の部分と内側の部分の長さが等しくなり、合
焦時の検出素子（１８Ａ）、（１８Ｂ）に入射する光量
が等しくなる。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 9, but since most of the configuration is similar to FIGS. , here we will explain the photodetector. In this example, the dead zone (separation zone) (180) between the outer and inner photodetector elements (parts) (18A), (18B) and (14) of the integrated structure when the photodetector (PIN photodiode) is 0 is made square. This is the case. The trough corner of this square is located on the outer periphery of the photodetector (annular beam spot on the I frame) S in the focused state, and a part of each side of the square is a spora S
Position it on the inner circumference side. In this case, the dead zone (18
When one side of the square of
The lengths of the outer and inner portions of 0) are equal, and the amounts of light incident on the detection elements (18A) and (18B) when in focus are equal.

ｄ＝を偏βＸＣＱＳ玉 尚、ｔ１βは第７図についての説明と同様である。d = biased βXCQS ball Note that t1β is the same as the explanation regarding FIG.

第９図から明らかなように、スポラ）Ｓの幅がかなｐ小
さくても、その光量のうち、不感帯Ｓに入射する部分は
不感帯（１８Ｃ）が円形の場合に比し激減し、大部分の
光量は検出素子（１８Ａ）、（１８Ｂ）に入射するので
、光検出器０よシのフォーカスエラー信号で対物レンズ
（５）を制御しても、再生信号の周波数特性は劣化しな
い。但し、不感帯（１８Ｃ）が正方形の場合は、不感帯
（１８Ｃ）が円形の場合に比し、多少感度は低下する。As is clear from Fig. 9, even if the width of the spora) S is small, the portion of the light that enters the dead zone S is drastically reduced compared to when the dead zone (18C) is circular, and most of the light is incident on the dead zone S. Since the amount of light is incident on the detection elements (18A) and (18B), even if the objective lens (5) is controlled by the focus error signal from the photodetector 0, the frequency characteristics of the reproduced signal will not deteriorate. However, when the dead zone (18C) is square, the sensitivity is somewhat lower than when the dead zone (18C) is circular.

第１Ｏ図は不感帯（１８Ｃ）の形状を正六角形にした場
合である。この場合は、感度は第９図の場合より高いが
、スポラ）Ｓの光量のうち不感帯（１８Ｃ）に入射する
光量は大となる。FIG. 1O shows a case where the shape of the dead zone (18C) is a regular hexagon. In this case, the sensitivity is higher than in the case of FIG. 9, but the amount of light incident on the dead zone (18C) is large among the amount of light of the spora) S.

尚、不感帯（１８Ｃ）の形状は、三角形以上の正多角形
、又はそれに近い多角形、その他の多角形（凸多角形等
）が可能である。Note that the shape of the dead zone (18C) can be a regular polygon larger than a triangle, a polygon close to it, or other polygons (such as a convex polygon).

又、不感帯が正多角形の場合、その中心よりその角に至
る長さから、その中心よシ辺に下した垂線の長さを差し
引いたものが、合焦時の光検出器α→上のスポットＳの
幅より犬となるように選定すれば、スポラ）Ｓの光量の
うち光検出素子（１８Ａ）、（１８Ｂ）へ入射する光量
を不感帯（１８ｃ）へ入射する光量より十分大にするこ
とができる。In addition, if the dead zone is a regular polygon, the length from the center to the corner minus the length of the perpendicular line drawn from the center to the side is the distance from the photodetector α → above when in focus. If the width of the spot S is selected to be narrower than the width of the spot S, the amount of light incident on the photodetecting elements (18A) and (18B) out of the light amount of the spora) S will be made sufficiently larger than the amount of light incident on the dead zone (18c). I can do it.

発明の効果 上述せる本発明によれば、この種フォーカス状態制御装
置に於いて、合焦時の光検出器上の環状スポットの幅が
かなり小さくても、再生信号の周波数特性の劣化しない
ものを得ることができる。Effects of the Invention According to the present invention described above, in this type of focus state control device, even if the width of the annular spot on the photodetector during focusing is quite small, the frequency characteristics of the reproduced signal do not deteriorate. Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来の装置の構成を簡略的に示す図、第２図は
これに用いるプリズムの斜視図、第３図はその夫々のフ
ォーカス状態における動作の説明のだめの図、第４図は
先に本出願人が提案した装置の一例の構成を簡略的に示
す図、第５図はこれに用いるレンズの側面図と正面図、
第６図はこれに用いる光検出器の構成を示す図、第７図
はその夫々のフォーカス状態における動作の説明のため
の図、第８図は本出願人が先に提案した装置の他の例の
構成を簡略的に示す図、第９図及び第１Ｏ図は夫々本発
明の各実施例における光検出器の構成を示す図である。 （１）はレーザτ光源、（２）は偏光ビームスプリッタ
−１（３）はコリメーターレンズ、（４）はｌ／４波長
板、（５）ハ対物レンズ、（６）はディスクの記録面、
Ｑ′Ｉ）はレンズ、（１７ｍ）はその円錐の屈折面、α
→は光検出器、（１８Ａ）、（１８Ｂ）及び（ｌｓｃ）
はその同心円状０２個の光検出素子（部）及びその間の
不感帯である。 （１７） 第４図 ９苧５図” ：′・ ２　　　　　↓Ｘ 第８図 第１０図 ＝２６９− 手続補正書 １．事件の表示 昭和５７年特許願第　１０８６８５　　　号２・発明ノ
名称　　フォーカス状態制御装置３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 代表取締役　盛　１）昭　夫 ６、補正により増加する発明の数　５ ７、補正の幻象　明細書の発明の詳細な説明の欄８、補
正の内容 （１）　　明細書中、第１３頁７行「招来する。」の次
に改行して下記を加入する。 １又、かかるフォーカス状態制御装置では、合焦時のス
ポツｌ−８の外側及び内側の部分が光検出器−の夫々外
側及び内側の光検出素子（１ｓＡ）　。 （１８Ｂ）に入射する。ところが、この光検出器α〜に
入射する光はディスクの記録面（６）のビットで変調を
受けているが、外側の光検出素子（１８Ａ）に入射する
光の変調率は大であるに対し、内偵の光検出素子（１８
Ｂ）に入射する光の変調率は小となっている。換言すれ
ば、両党検出素子（１８Ａ）　、　（１８Ｂ）の各検出
出力の高周波信号間に位相のずれが生じる。このため、
両光検出素子（１ｓＡ）　、　（ｌｓＢ）の検出出力の
差であるフォーカス状態の検出信号中に高周波信号の低
域成分が残存する。このため、フォーカスサーボ系の増
幅器が飽和し、対物レンズ（５）を駆動するアクチュエ
ータから騒音が発生する場合がある。」（２）同、同頁
１２行「の劣化しない」とあるを次のように訂正する。 「が劣化せず、しかもフォーカス状態の検出信号に高周
波信号の低域成分の残存し難い」（３）　　同、第１３
頁７行Ｆ−の劣化しないＪとあるを次のように訂正する
。 「が劣化せず、しかもフォーカス状態の検出信号に高周
波信号の低域成分の残存し難い」（４）　　回、第１６
頁２行「低下する。」の次に改行して下記を加入する。 ［更に、合焦時に於いて、光検出器−へ入射するスポツ
）８の外周部及び内周部が、光検出器−の外側及び内側
光検出素子（１８Ａ）　、　（１ｇＣ）に略均等に振分
けられるから、フォーカス状態の検出信号に高周波信号
の低域成分が残存し難く、フォーカスサーボ系の増幅器
が飽和して対物レンズ（５）に対するアクチュエータか
ら騒音が発生することは殆んどなくなる。」 （５）同、第１７員１行「の劣化しない」とあるを次の
ように訂正する。 ［が劣化せず、しかもフォーカス状態の検出信号に高周
波信号の低域成分の残存し難い」（３）　　　　以上Fig. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a conventional device, Fig. 2 is a perspective view of a prism used in this device, Fig. 3 is a diagram for explaining the operation in each focus state, and Fig. 4 is a diagram of the prism used in this device. Fig. 5 is a diagram schematically showing the configuration of an example of the device proposed by the applicant in 2007, and Fig. 5 is a side view and a front view of a lens used in the device.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a photodetector used for this, FIG. 7 is a diagram for explaining the operation in each focus state, and FIG. 8 is a diagram showing another device previously proposed by the applicant. FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams each showing the structure of a photodetector in each embodiment of the present invention. (1) is the laser τ light source, (2) is the polarizing beam splitter, (3) is the collimator lens, (4) is the 1/4 wavelength plate, (5) is the objective lens, and (6) is the recording surface of the disk. ,
Q'I) is the lens, (17m) is the refractive surface of its cone, α
→ photodetectors, (18A), (18B) and (lsc)
are the two concentric photodetecting elements (parts) and the dead zone between them. (17) Figure 4, Figure 9, Figure 5” :'・ 2 ↓ Device 3. Relationship with the case of the person making the amendment Mori, representative director of the patent applicant 1) Akio 6. Number of inventions increased by amendment 5 7. Illusion of amendment Column 8 for detailed explanation of the invention in the specification, Amendment Contents (1) In the specification, on page 13, line 7, after "I invite you.", add the following on a new line. 1. Also, in this focus state control device, the outer and inner portions of the spot 1-8 during focusing are the photodetector elements (1sA) on the outer and inner sides of the photodetector, respectively. (18B). However, although the light incident on this photodetector α~ is modulated by the bits on the recording surface (6) of the disk, the modulation rate of the light incident on the outer photodetector element (18A) is large. On the other hand, the light detection element (18
The modulation rate of the light incident on B) is small. In other words, a phase shift occurs between the high frequency signals of the detection outputs of the two detection elements (18A) and (18B). For this reason,
A low-frequency component of the high-frequency signal remains in the detection signal of the focused state, which is the difference between the detection outputs of the two photodetecting elements (1sA) and (lsB). Therefore, the amplifier of the focus servo system may become saturated, and noise may be generated from the actuator that drives the objective lens (5). ” (2) Same page, line 12, “will not deteriorate” should be corrected as follows. "does not deteriorate, and low-frequency components of high-frequency signals hardly remain in the focus state detection signal." (3) Ibid., No. 13
On page 7, line F-, the text "J that does not deteriorate" should be corrected as follows. "Does not deteriorate, and low-frequency components of high-frequency signals are unlikely to remain in the focus state detection signal" (4th), No. 16
Add the following on a new line after ``Decrease.'' on the second line of the page. [Furthermore, at the time of focusing, the outer and inner circumferential parts of the spot (spot) 8 that enters the photodetector are approximately evenly spaced on the outer and inner photodetector elements (18A) and (1gC) of the photodetector. Since the signals are distributed, it is difficult for the low-frequency component of the high-frequency signal to remain in the detection signal of the focus state, and the amplifier of the focus servo system is hardly saturated and noise is hardly generated from the actuator for the objective lens (5). ” (5) In the same article, the 17th member, line 1, “will not deteriorate” should be corrected as follows. [No deterioration, and low-frequency components of high-frequency signals are unlikely to remain in the focus state detection signal.'' (3)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ディスクからの読み取部光の光検出器に至る光路上に、
円錐の屈折面を有するレンズをその中心が光軸上に位置
するように配置するとともに、上記光検出器を第１の光
検出部及び該第１の光検出部の周囲に配された第２の光
検出部とで構成し、上記第１の光検出部にて得られる信
号と上記第２の光検出部にて得られる信号とを比較する
ことによりフォーカス状態を制御するようになしたフォ
ーカス状態制御装置に於いて、上記第１の光検出部と上
記第２の光検出部との間に設けられる不感帯を多角形状
となすとともに、該多角形状の角部が合焦状態に於ける
上記光検出器上のリング状ビームスポットの外周に位置
するとともに該多角形状の辺の一部が上記リング状ビー
ムスポットの内周に位置するように配したことを特徴と
するフォーカス状態制御装置。On the optical path of the light from the disc to the photodetector,
A lens having a conical refractive surface is arranged so that its center is located on the optical axis, and the photodetector is arranged in a first photodetecting section and a second photodetecting section arranged around the first photodetecting section. a light detection section, and the focus state is controlled by comparing a signal obtained by the first light detection section and a signal obtained by the second light detection section. In the state control device, a dead zone provided between the first photodetecting section and the second photodetecting section has a polygonal shape, and a corner of the polygonal shape What is claimed is: 1. A focus state control device, characterized in that the focus state control device is located on the outer periphery of a ring-shaped beam spot on a photodetector, and a part of the side of the polygon is located on the inner periphery of the ring-shaped beam spot.