JPS59221835A

JPS59221835A - フオ−カス誤差検出装置

Info

Publication number: JPS59221835A
Application number: JP58096058A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Osato; 潔大里; Shigeo Kubota; 重夫久保田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-05-31
Filing date: 1983-05-31
Publication date: 1984-12-13
Also published as: KR920001112B1; EP0127448B1; EP0127448A1; ATE30799T1; CA1248796A; KR850000078A; DE3467447D1; US4631397A

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】産業上の利用分野本発明は光学式ディスク再生装置、自動焦点式カメラ（
撮像装置）等に適用して好適なフォーカス誤差検出装置
に関する。

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誤差検出装
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、フォーカス誤差を検出するための光学
系が簡略になるものとして、第１図に示すように、フー
コーゾリズムと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。

即ち、レーザー光源（例えば半導体レーザー光源を用い
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）、１７４波長板（
４）及び対物レンズ（５）を順次介して、ディスクの記
録面（６）に入射させる。ディスクの記録面（６）にハ
、例えばオーディオ、ビデオ情報が適当に変調されて、
螺旋状の記録トラックに、ビットの形成によシ光学的に
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。

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（７ａ）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光検出面が配
された４個の光検出素子（８Ａ）　、（８ｇ　）、（８
Ｃ）及び（８Ｄ）を光軸りと稜線（７ｃ）の双方に垂直
なＸ方向に二列に並べたもので、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）の光検出信号
ＳＡ及びＳＤの和の信号ＳＡ＋ＳＤと、内側の素・子（
８Ｂ）及び（８Ｃ）の光検出信号ＳＲ及びＳｃの和の信
号ＳＲ＋Ｓｃとの差の信号（ＳＡ＋ＳＤ）　　（ＳＢ＋
ＳＣ）をフォーカス誤差信号として取シ出す。

対物レンズ（５）は、制御コイル（９）に流れる電流に
よシ光軸方向に動くようになっておシ１このフォーカス
誤差信号をフォーカス制御信号として制御コイル（９）
に供給する。

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）　及ヒ（ｓｎ、）
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
ォーカス誤差信号は零になシ、対物レンズ（５）はその
１まの位置を保持する。

ディースフの記録面（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Ａ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、フォーカス誤差信号は負
になシ、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。

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）Ｓ
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、フォーカス誤差信号は
正になシ、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。

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、フォーカス誤差、即ち、ディスクの対物レンズ（
５）に対する距離が検出され、この誤差信号が７オ一カ
ス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。

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）上のスポラ）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）を、光軸り
の方向の正確な位置で、かつＸ方向に正確な位置に配置
しなければならず、光検出器（８）の位置調整にきびし
い精度が要求される欠点がある。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（７
Ｃ）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必要があると
いう欠点もある。

次に、以上の点を改良した従来のフォーカス誤差検出装
置について説明する０第４図は、この装置の一例で、上述のプリズム（７）の
代わシに、円錐の屈折面を有するレンズを用いたもので
ある。即ち、偏光ビニムスプリッター（２）から光検出
器（例えばＰＩＮホトダイオードを用いる）◇椴に至る
光路上に、円錐の屈折面（１７ａ）を有するレンズαη
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（１
７１の中心ｏ１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ａａを、同心円状
の２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うに
配置する。この場合〜第７図に示すように、レンズαη
の底角をθ、光検出器０砂の素子（１８Ａ）及び（１８
Ｂ）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α力を通った
光が素子（１８Ａ）及び（１８Ｂ）の間の不感帯（１８
Ｃ）上に達するように、レンズαりと光検出器α枠の距
離ｔを、ｔ＝ｄｃｏｔβに選定する。ただし、βはｓｉ
ｔ＋（β＋θ）　＝　ｎ＊θで与えられる角度、ｎはレ
ンズαのを構成するガラスの屈折率である。そして、素
子（１８Ａ）及び（１８Ｂ）の光検出信号ＳＡ及びＳＢ
の差の信号５Ａ−８Ｂをフォーカス誤差信号として取シ
出し、この誤差信号をフォーカス制御信号として制御コ
イル（９）に供給する。

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α→上の
スポットＳは、素子（１８Ａ）及び（１８Ｂ）の間の不
感帯（１８Ｃ）に環状に現われる。従って、この場合に
は、フォーカス誤差信号は零になシ、対物レンズ（５）
はそのままの位置を保持する。

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ＤＩ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、フォーカス誤差信号は負になシ、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
。

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α峰上のスポットＳは
、外側の素子（１８Ａ）に環状に現われる。

従って、この場合には、フォーカス誤差信号は正になシ
、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。

このようにして、円錐の屈折面（１７ａ）を有するレン
ズα力と同心円状の２個の光検出素子（１８Ａ）及び（
１８Ｂ）からなる光検出器ａ椴によって、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、この誤差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。

かかる第４図の装置によれば、円錐の屈折面（１７ａ）
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α
峰を組み合わせるものであるから、光検出器α場のアラ
イメントが簡単になる。

即ち、第１図の装置では、２つの矩形の面（７ａ）及び
（７ｂ）からなる屈折面を有するプリズム（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、フォーカス誤差信号が位置が正確なときに
比べて大きく変化し、誤った検出が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。

これに対して、第４図の装置では、円錐の屈折面（１７
ａ）を有するレンズＣＬη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（Ｌ→を組み合わせるものである２＞％　、第７図
人またはＣの場合において、内側の素子−（１８Ｂ）ま
だは外側の素子（１８Ａ）に夫々環状に現われるべきス
４？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）よシ遠ざかった部分は、レンズαη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Ａの
場合には不感帯（１８Ｃ）に近い外側はど少なく内側に
いくに従って多くなシ、第７図Ｃの場合には不感帯（１
８Ｃ）に近い内側はど少なく外側にいくに従って多くな
る。従って、光検出器α→の光軸方向やＸＹ方向の位置
が多少ずれていて、第７図ＡまたはＣの場合において、
スポットが外側の素子（１８Ａ）または内側の素子（１
８Ｂ）に多少またがるようになっても、フォーカス誤差
信号は位置が正確なときに比べてほとんど変化せ男誤っ
た検出がなされるおそれがない。従って、光検出器α→
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。

さらに、第４図の装置によれば、上述のようにスポット
の光量が分離帯に近い側はど少なく不感帯よシ遠ざかる
に従って多くなシ、そして、フォーカス状態がジャスト
フォーカスからずれるほどスポットが分離帯よシ遠ざか
る方向に広がっていくので、検出の感度が著しく高くな
る効果がおる。

まだ、レンズαη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必要もない。

しかし、この第４図の装置には次のような欠点がおる。

即ち、光検出器α枠の光検出面上のスポットＳの中心部
と外周部の光量の差からフォーカス誤差信号を得ている
ので、このフォーカス誤差信号にはディスクのピットの
回折に基づく高周波信号の洩れ込みがあシ、シかもスポ
ラ）Ｓの中心部と外周部とでビットの空間周波数に対す
る光の変調度の特性が異なるから、この点で第４図の装
置によシ得られるフォーカス誤差信号の精度はあまυ高
くない。

更に、この第４図の装置では、光検出器０穆上のスポラ
）Ｓの半径の変化を面積の変化として検出しているので
、第８図に示すように、デフォーカス量対フォーカス誤
差信号の特性はジャストフォーカス付近でスポットＳの
半径の２乗に反比例しりニアリテイが悪い。

以上の第４図の装置の欠点は、第１図の装置についても
同様のととμ言える。

又、従来、光検出器の光検出面を円形にすると共に、こ
の光検出器を４等分して４象限の光検出素子に分割し、
光検出器の前面側に半円柱レンズを配し、第１及び第３
象限の光検出素子の光検出信号の和と、第２及び第４象
限の光検出素子の光検出信号の和との差によシフオーカ
ス誤差信号を得るようにしたフォーカス誤差検出装置が
提案されている。以下〜これについて図面を参照して説
明する。

第９図は半円柱レンズＱυを示し、（２２＋はその半円
柱面、（ハ）は矩形の平面である。平面（ハ）上に於い
てその中心を原点Ｏとし、半円柱面（２４の母線に平行
なｙ軸、直角なＹ軸及び平面（ハ）に垂直なＺ軸から成
る直交座標を設ける。又、Ｚ軸上に於いて、レンズ（２
０の半円柱面（２り側で原点０から所定距離の点を原点
Ｏ′とし、２軸と直角な平面内にｙ軸及びＹ軸の各正側
と４５°の角度をなすｙ軸及びこれと直角なｙ軸から成
る直角座標を設ける。そして、このＸｐＦ面内に光検出
器の円形の検出面が一致するようにし、とのｘ、ｙ軸に
て検出面を４等分して光検出器を４象限の光検出素子に
分割する。

そして、レンズ■υの平面（２渇側に、第１０図に示す
如く光軸が２軸と一致し、平面（２′１：Ｉ上のスポラ
［４）が円形（第１０図は斜視図である。）となる集束
ビームを入射せしめる。円形のスポット（２４）に対し
、ｘ、ｙ軸と４５°の角度をなす半径上の軸ａ　−ｄを
第１〜第４象限■〜■に仮シに設ける。

さて、上述した如く集束ビームがレンズＣυの平面（ハ
）に入射した場合のレンズ（２１）のＸＯＺ断面及びＹ
Ｏ２断面に於ける光線（２ｔ１９．　（２ηの軌跡につ
いて、第１１図を参照して説明する。レンズＣυのＹＯ
２断面に入射する光線（２６）は、ｙｏｚ断面が厚さ一
定であるので、その出射光は入射光と平行に進み、ｚ軸
上の点Ｐを通樺する。レンズ■υのＸＯＺ断面に入射す
る光線（ハ）は、ＸＯ２断面が凸レンズを構成している
ので、Ｚ軸側に屈折し、Ｚ軸上の点Ｐの手前の点Ｐ′を
通過する。

さて、第１１図に於いて、点Ｐ、Ｐ’の中間の点０／（
第９図参照）に光検出器の検出面（至）が位置し、検出
面（２つ上の照射ビームスボッ）　（２，１）’は第１
３図に示す如く円形になったとき、対物レンズよシの集
束ビームが光学式ディスクの記録面に焦点を結ぶものと
する。かくすると、対物レンズよりの集束ビームの焦点
が光学式ディスクの手前か向う側に結ばれたということ
は、光検出器の検出面（ハ）の位置が点Ｏ／よシ手前の
点αか向う側の点βにずれたことと等価になシ、夫々光
検出器の検出面（２最のスポット０４）’Ｕ　、第１２
図及び第１４図に示す如く楕円となる。即ち、この楕円
スポット（財）行第１２図の場合は第１及び第３象限！
。

■に於いてＸ軸に対し４５°の方向に長径を有し、第１
４図の場合は第２及び第４象限■、■に於いてＸ軸に対
し４５°の方向に長径を有する・尚、第１２図〜第１４
図に於いて、軸ａ′〜ｄ′は夫々第１０図の軸ａ　−ｄ
に対応する。

そこで、光検出器の検出面（２つがスポラＨ４）’よシ
、太きいものとすれば、４象限の光検出素子のうち、第
１及び第３象限１．ＩＩＩの光検出素子の光検出信号の
和と、第２及び第４象限■、■の光検出素子の光検出信
号の和との差によシ、対物レンズの光学式ディスクに対
する集束状態が検出される。従って、上記差が零となる
ように対物レンズをその光軸上に移動させることによシ
、フォーカス状態がか可能となる。

しかし、かかる半円柱レンズ（２０及び４分割光検出器
を組合せたフォーカス誤差信号検出装置では、光検出器
の光検出面（ハ）上のスポット（２４）′の位置が第１
２図〜第１４図の状態からＸ′又はＹ′軸方向にずれた
場合は、フォーカス誤差信号の精度はそのずれに応じて
低下してしまう。

そこで、本出願人は先に、精度が高く、且つリニアリテ
ィの良いフォーカス誤差信号を得ることのできるフォー
カス誤差検出装置を提案した。

以下に、第１５図を参照して、かかるフォーカス誤差検
出装置を光学式ディスク再生装置に適用した一例を説明
する。レーザー光源（例えば半導体レーザー光源を用い
る）（１）よシのレーデ−光を、コリメーターレンズ（
３）　、偏光ビームスプリッタ−（２）　、’／４波長
板（４）及び対物レンズ（５）を順次介して、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、例えばオーディオ、ビデオ情報が適当に変調され
て、螺旋状の記録トラックに、ビットの形成によシ光学
的に読み出しうるように、記録されている。そして、デ
ィスクの記録面（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）、偏光ビームス
プリッタ−（２）及び複合レンズ００）を順次介して、
光検出器（８）に入射させる。

この複合レンズ（３０）は、第１６図及び第１８図に示
す如く、複合レンズ（至）に対する入射光の光軸０を含
む界千面Ｔで２分された一対の例えば凸レンズ領域（３
０ａ）　、　（３０ｂ）から成る。この一対のレンズ領
域（３０ａ）　、　（３０ｂ）は互いに異なる後側焦点
距離ｆｈｆ２を有すると共に、一対のレンズ領域（ａｏ
ａ）、（３ｏｂ）の各光軸ｏ１．ｏ２は所定距離離間せ
しめられる。第１６図では、複合レンズ（至）をその入
射光の光軸０と直角なＸ、７平面上に配し、その界千面
ＴをＸ軸と一致させる。ここでは、各レンズ領域（３０
ａ）　ｔ（３０ｂ）の光軸ｏ１．ｏ２がｙ軸上に界千面
Ｔを挾んでその両側に夫々距離７ｉ　！：ｌ’２を置い
て位置している。

この複合レンズ（至）は、ガラス、グラスチック等の一
対のレンズ領域（３０ａ）　、　（３ｏｂ）を別個に作
つ１それらを貼合わせても良く、あるいはプラスチック
等、によシ一体成型して作っても良い。尚、図面に於け
るレンズ（至）の輪郭は、説明の都合上円形に描かれて
いないが、円形にするのが実際的である。

以下の他の例に於いても同様である。

更に１第１８図に示す如く、複合レンズ（至）に対する
入射光がフォーカス状態にあるとき、即ちここでは平行
光であるときの一対のレンズ領域（３０ａ）。

（３０ｂ）よυの各出射光の各集束点Ｐ１　ｔＰ２　（
＊、々界平面Ｔを延長した平面Ｔの両側の各光軸０１ｔ
０２上に位置する）の入射光の光軸０上に於ける中間位
置にその光検出面（８）′が位置するように光検出器（
８）を配置する。そして、この光検出器（８）は、第１
７図。

に示す如く、一対のレンズ領域（３０ａ）、（３ｏｂ）
のうちの第１のレンズ領域（３０ａ）の赤平面に対する
外側及び内側を夫々通過する各出射光を受光する第１及
び第２の光検出素子（８Ｂ）　、　（８Ａ）と、一対の
レンズ領域（３０ａ　）、（３０ｂ）のうちの第２のレ
ンズ領域（３０ｂ）の赤平面Ｔに対する外側及び内側を
夫々通過する各出射光を受光する第３及び第４の光検出
素子（８Ｄ）、（８Ｃ）から構成されている。ここでは
第１〜第４の光検出素子は矩形で、（ｓＡ）−？（８Ｄ
）の順に一方向（例えばディスクの記録面のトラック方
向）に配置されている。この場合、光検出素子（８Ｂ）
、（８りは一体でも良い。

そして、第１及び第４の光検出素子（８Ｂ）、（８Ｃ）
からの第１及び第４の光検出信号ＳＢ＋ＳＣの和ｓＢ＋
Ｓｃと、第２及び第３の光検出素子（８Ａ）、（８Ｄ）
からの第２及び第３の光検出信号５ＡｔＳＤの和Ｓ　Ａ
＋Ｓ　Ｄとの差（ＳＢ＋ＳＣ）　　（ｓＡ＋ｓＤ）から
フォーカス誤差信号（第２０−図参照）を得るようにし
ている。そして、このフォーカス誤差信号がフォーカス
制御信号として制御コイル（９）に供給される。

次に、第１５図の例の動作を第１７図を参照して説明し
よう。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、複合レンズ（至）には平行光が入射し第１７図Ｂ
Ｋ示すように、光検出器（８）上のスポットｓ１．ｓ２
は、素子（８Ａ）及び（８Ｂ）上と、素子（８Ｃ）及び
（８Ｄ）上と夫々同じ大きさで、同じ向きの半円状に現
われる。従って、この場合には、フォーカス誤差信号は
零になシ、対物レンズ（５）はそのままの位置を保持す
る。

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、複合
レンズ（至）への入射光は平行光からやや外れ、第１７
図Ａに示すように、光検出器（８）上のスポットＪ　ｐ
ｓ２は、素子（８Ａ）及び（８Ｂ）上に小さな半円状に
、素子（８Ｃ）及び（８Ｄ）上に同じ向きで大きな半円
状に現われる。従って、この場合には、フォーカス誤差
信号は負になル、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。。

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、
複合レンズ（３０）への入射光は平行光から逆向きにや
や外れ、第１７図Ｃに示すように、光検出器（８）上の
スポットｓ１．ｓ２は、素子（８Ａ）及び（８Ｂ）上に
大きな半円状に、素子（８Ｃ）、（８Ｄ）上に同じ向き
で小さな半円状に現われる。従って、この場合には、フ
ォーカス誤差信号は正になシ、対物レンズ（５）が記録
面（６）に近づけられる方向に動がされる。

このようにして、複合レンズ（至）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、フォーカス誤差、即ち、ディスクの対物レンズ
（５）に対する距離が検出され、この誤差信号がフォー
カス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。

次に、この種光学式ディスク再生装置の他の例を第２１
図を参照して説明する。ここでは複合レンズ（至）を一
対の凹レンズ領域（３０ａ）　、（３ｏｂ）にて構成し
た場合を示し、レーザー光源（例えば半導体レーザー光
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）を順次介して、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、例えばオーディオ、ビデオ情報が適当に変調
されて、螺旋状の記録トラックに、ビットの形成により
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）、”Ａ波長板（４）、コリメーターレン
、ｒ（３）、偏光ビームスプリッタ−（２）及ヒ複合し
ンス（至）を順次介して、光検出器（８）に入・射させ
る◎この複合レンズＣ３Ｇは第２２図及び第２４図に示
す如く、複合レンズ（至）に対する入射光の光軸Ｏを含
む赤平面Ｔで２分された一対の例えば凹レンズ領域（３
０ｇ）　、　（３０ｂ）から成る。この一対のレンズ領
域（３０ｍ）、（３０ｂ）は互いに異なる後側焦点距離
ｆ１　ｔｆ２を有すると共に、一対のレンズ領域（３０
ｍ）　、（３０ｂ）の各光軸０１ｐ０２は離間せしめら
れる。第２２図では、複合レンズ（廟をその入射光の光
軸Ｏと直角なＸ。

ｙ平面上に配し、その赤平面ＴをＸ軸と一致させる。こ
こでは、各レンズ領域（３０ａ）　、（３０ｂ）の光軸
ｏ１ｙ０２がｙ軸上に赤平面Ｔを挾んで夫々その両側に
夫々距離ｙ１，３’２を置いて位置している。

更に、第２４図に示す如く、複合レン／ｅ（Ｈに対する
入射光がフォーカス状態にあるとき、即ちここでは産物
点Ｑに向う集束光であるときの一対のレンズ領域（３０
ｇ）、（３０ｂ）よシの各出射光の各集束点Ｐ１ｐＰ２
（夫々赤平面Ｔを延長した平面Ｔ′の両側の各光軸０２
　ｐ　０１上に位置する）の入射光の光軸０上に於ける
中間位置にその光検出ｉ　（８）’が位置するように光
検出器（８）を配置する。そして、この光検出器（８）
は、第２３図に示す如く一対のレンズ領域（３０ｍ）。

（３０ｂ　）のうちの第１のレンズ領域（ａＯａ）の赤
平面Ｔに対する外側及び内側を夫々通過する各出射光を
受光する第１及び第２の光検出素子（８Ｃ）、（８Ｄ）
と、一対のレンズ領域（３０ａ）、（３０ｂ）のうちの
第２のレンズ領域（３０ｂ）の赤平面Ｔに対する外側及
び内側を夫々通過する各出射光を受光する第３及び第４
の光検出素子（８Ａ）　、（８Ｂ）とから構成されてい
る。ここでは第１〜第４の光検出素子は矩形で、（８Ａ
）〜（８Ｄ）の顔に一方向（例えばディスクの記録面の
トラック方向）に配置されている。この場合、光検出素
子（８Ｂ　）　、　（８Ｃ）は一体でも良い。

そして、第１及び第４の光検出素子（ｓｃ　）　、　（
８Ｂ）からの第１及び第４の光検出信号Ｓｃ　ＩｓＢの
和Ｓｃ＋ＳＢと、第２及び第３の光検出素子（８Ｄ）　
？（８Ａ）からの第２及び第３の光検出信号５ｎｔＳ人
の和ＳＤ＋Ｓ人との差（Ｓｃ＋ＳＢ）　−（８Ｄ＋Ｓム
）からフォーカス誤差信号を得るようにしている。そし
て、このフォーカス誤差信号がフォーカス制御信号とし
て制御コイル（９）に供給される。

次に、第２１図の例の動作を第２３図を参照して説明し
よう。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、複合レンズ（至）には産物点Ｑに向う集束光が入
射し、第２３図Ｂに示すように、光検出器（８）上のス
ポットＳｆ　ｐｓ２は、素子（８Ｃ）及び（８Ｄ）上と
、素子（８Ａ）及び（８Ｂ）上とに夫々同じ大きさで同
じ向きの半円状に現われる。従って、この場合には１　
フォーカス誤差信号は零になシ、対物レンズ（５）はそ
のままの位置を保持する・ディスクの記録面（６）が対物レンズ（５）に近づいた
位置におってアンダーフォーカスになる場合には、複合
レンズ（至）への入射光はジャストフォーカス時のそれ
からやや外れ、第２３図Ａに示すように、光検出器（８
）上のスポラ）　５１ｔｓ２は、素子（８Ｃ）及び（８
Ｄ）上に大きな半円状に、素子（８Ａ）及び（８Ｂ）上
に同じ向きで小さな半円状に現われる。従って、この場
合には、フォーカス誤差信号は負になり、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
〇ディスクの記録面（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、
複合レンズ（至）への入射光はジャストフォーカス時の
それから逆向きにやや外れ、第２３図Ｃに示すように、
光検出器（８）上のスポットＳ１・Ｓ２は一素子（８Ｃ
）及び（８Ｄ）上に小さな半円状に、素子（８Ａ）（８
Ｂ）上に同じ向きで大きな半円状に現われる。従。

つて、この場合には、フォーカス誤差信号は正になり、
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。

このようにして、複合レンズ（至）と４個の光検出素子
（８Ａ）〜（ＳＯ）を一方向に並べた光検出器（８）に
よって、フォーカス誤差、即ち、ディスクの対物レンズ
（５）に対する距離が検出され、この誤差信号がフォー
カス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。

次に、第２５図〜第３１図を参照して、複合レンズ４３
Ｇの例を説明する。第２５図の複合レンズ（３ｄ）は一
対のレンズ領域（３０ａ）、（３ｏｂ）が共に凸レンズ
の場合、第２７図の複合レンズは一対のレンズ領域（３
０ａ）。

（３０ｂ）が共に凹レンズの場合で、しかも両者共に一
対ルンズ領域（３０ａ）、（３０ｂ）の光軸０１，０２
が夫夫自己のレンズ領域（３０ｍ）　、（３０ｂ）内に
ある場合でおる。第２６図及び第２９図の複合レンズの
傍は一対のレンズ領域（３０ａ　）−、（３０ｂ　）の
各光軸０１，０２が互いに他のレンズ領域（３０ａ）　
、（３０ｂ）内にある場合である。

尚、図示していないが、一対のレンズ領域（３ｏａ）。

（３ｏｂ）の各光軸ｏ１．ｏ２が共にいずれか一方のレ
ンズ領域内にある場合も可能である。又、第２８図に示
すように１一対のレンズ領域（３０ａ）、（３０ｂ）と
して同じパワーのレンズを用い、夫々の主面Ｈ１、Ｈに
′；Ｈ２ｙＨ２を異ならせて合体したものも可能である
。

更に、複合レンズ（至）を、その赤平面ＴがＸ軸上に位
置するようにｘｙ平面上に配した場合、光軸０１゜０２
は、第１６図、第２２図及び第２９図に示すように、界
平面Ｔの両側でｙ軸上に位置している場合、第３０図に
示すように界平面Ｔの両側でｘ、ｙ軸上のいずれ覗位置
していない場合、第３１図に示すようにＸ軸上、即ち界
平面Ｔｔｌｌ＜位置している場合等が可能である。

又、複合レンズ（至）の各光軸ｏ１．ｏ２の位置関係に
応じて、光検出器（８ンの各光検出素子（８Ａ）〜（８
Ｄ）の配置関係を選定することができる。第３２図は、
複合レンズ００）の一対のレンズ領域（３ｏａ）　、（
３０ｂ）の光軸が第１６図のように赤平面Ｔを挾んでｙ
軸上に位置している場合の光検出器（８）の各光検出素
子（８Ａ）〜（８Ｄ）の配置状態（第１７図と略同じ）
を示すが、複合レンズ（至）が第３０図のように、その
各光軸ｏ１゜０２が多少ｙ軸からずれて構成されている
場合でも使用できる。複合レンズ（至）の一対のレンズ
領域（３０ａ）、（３０ｂ）の光軸ｏ１．ｏ２がＸ軸上
、即ち界平面Ｔ上にある場合゛は、光検出器（８）の光
検出素子（８Ａ）〜（８Ｄ）が第３３図に示すように２
個ずつ２列に配置される。

更に、第３２図に示すように、光検出器（８）の光検出
素子（８Ａ）　、（８Ｂ）及び（８Ｃ）、（８Ｄ）上の
各半円形のスホツ）　８１．８２の各半径Ｒ１ｓ　Ｒ２
に対し、各スポラ）　８１．ｓ２の夫々光検出素−！−
（８Ｂ）、（８Ｄ）上の長さをＲＯＩＲ３（但し各光検
出素子（８Ａ）〜（８Ｄ）内の不感帯の幅は無視する）
とすると、これら長さＲＯ−’Ｒ３ジャストフォーカス
時に光検出信号Ｓ、％ＳＤの演算から成るフォーカス誤
差信号（Ｓム＋ｓＤ）〜（Ｓ、ａ＋ｓｃ）を零にするこ
とができる。又、Ｒ１＝Ｒ２の場合は１光検出素子（８
Ａ）、（８Ｃ）に入射する光量及び光検出素子（８Ｂ）
、（８Ｄ）に入射する光量が等しければ良いので％　Ｒ
ｏ（＝Ｒｘ）の如何によらずに、ジャストフォーカス時
にフォーカス誤差信号を零にすることができる。

上述せる各側のフォーカス誤差検出装置によれば、次の
ような利点がある。即ち、複合レンズＯＱの各レンズ領
域（３０ａ）、（３０ｂ）の赤平面Ｔに対し外側を通過
する各出射光の光検出素子による光検出信号の差ＳＡ〜
Ｓｃ（又は５Ｄ−８Ｂ）と、各レンズ領域（３０ａ）　
、（３０ｂ）の赤平面Ｔに対し内側を通過する各出射光
の検出素子による光検出信号の差５Ｄ−８Ｂ（名は５Ａ
−８ｃ）との和（（５Ａ−８ｃ　）　＋　（５ｏ−８ｎ
　）　＝（ＳＡ＋ＳＤ）〜（Ｓｎ＋Ｓｃ　）　）によシ
フオーカス誤差信号を得ているから、このフォーカス誤
差信号ではディスクのビットの回折に基づく高周波信号
の洩れ込みと、スポットの中心部と゛外周部とでビット
の空間周波数に対する光の変調度の特性の相異とが、。

共にキャンセルされるから、フォーカス誤差信号の精度
が良くなる。

又、複合レンズ（７）の一方のレンズ領域（３０ａ）　
。

界平面Ｔに対し外側を通過する出射光の光検出素子によ
る光検出信号及び同じレンズ領域（３０ａ）の赤平面Ｔ
に対し内側を通過する出射光の光検出素子による光検出
信号の差５Ａ−８ｎ（又は５Ｂ−ＳＡ）と６合レンズ（
至）の他方のレンズ領域（３０ｂ）の赤平面Ｔに対し内
側を通過する出射光の光検出素子による光検出信号及び
同じレンズ領域（ａｏｂ）の赤平面Ｔに対し外側を通過
する出射光の光検出素子による光検出信号の差５ＤＳＣ
（又はＳｃ　　ＳＧとの和（（Ｓム＋Ｓｏ）〜（８ｉ＋
＋８ｃ）　）によりフォーカス誤差信号を得るようにし
ているから、差信号ＳＢ　　ＳＡ、５Ｃ−８Ｄの対称性
（第１９図参照）によシ、第２０図に示す如くリニアリ
ティの良いフォーカス誤差信号を得ることができる。

更に、第３２図に示すように、光検出器（８）の光検出
素子（８Ａ）　ｔ　（８Ｂ）及び（８Ｃ）、（８Ｄ）上
の各半円形のスポットＳ１＋８２の各半径Ｒ１、Ｒ２に
対し、各スポラ）Ｓ１ｐＳ２の夫々光検出素子（８Ｂ）
、（８Ｄ）上の長さをの幅は無視したとすると、Ｒ１＝
Ｒ２に選ぶことにょシ、光検出素子（８Ａ）　、　（ｓ
ｃ）に入射する光量及び光検出素子（８Ｂ）？（８Ｄ）
に入射する光量が等しければ良いので、Ｒｏ　（−Ｒｓ
　）によらずに、ジャストフォーカス時にフォーカス誤
差信号を零にすることができ、光検出器（８）上のスポ
ラＦ　５１ｔＳ２が光検出素子（８Ａ）、（８Ｂ）及び
（８Ｃ）、（８Ｄ）　（７）夫々配列方向にずれても、
フォーカス誤差信号の精度は低下しない。

ところで、上述したフォーカス誤差検出装置に使用する
複合レンズ００）は、形状、構造が複雑であるため、材
料としてプラスチックを用いた方がガラスを用いた場合
に比し製造し易い。ところが、プラスチックレンズはガ
ラスレンズに比べて温度による焦点距離の変化率が大き
い。従って、プラスチックレンズから成る複合レンズ（
至）を上述のフォーカス誤差検出装置に適用し、上述の
ように光検出器と組合せてフォーカス誤差信号を得よう
とする場合には、温度の変化に応じてフォーカス誤差信
号にオフセットが生じ、対物レンズに対するフォーカス
サー？精度が低下してしまう。

次に、第３４図を参照して、温度の変化によって、例え
ば第２１図の光学式ディスク再生装置の対物レンズ（５
）よシの集束ビームの光学式ディスクの記録面（６）上
での集束状態がどのように変化するかについて、数式を
用いて考察する。尚、第３４図では対物レンズ（５）　
、コリメータレンズ（３）及び複合レンズ（至）（凹レ
ンズ）（第２１図、第２２図及び第２４図参肋を第１及
び第２の主面に対応する線にて示している。ＢＭｌｌ　
ｐＢＭ２１及びＢＭ１２　、ＢＭ２２は、レンズ（至）
の第１及び第２のレンズ領域（３０ａ）　、（３０ｂ）
の夫々最外周及び赤平面Ｔに入射する光線を示す。この
場合、第１及び第２のレンズ領域（３０ａ）、（３０ｂ
）の各焦点距離ｆ１，１２の間の関係を例えばｈ＜ｆ２
とする。又、レンズ（至）の屈折率は一様で、これをｎ
とスル。更ニ、対物レンズ（５）及びコリメータレンズ
（３）の焦点距離を夫々ｆ３ｖｆ４とする。レンズ（至
）の第２主点から各集束点Ｐ１ｙＰ２ｔでの平面Ｔ′方
向の距離を夫々ａ、ｂとする。レンズ（３０の第２主点
から光検出面　　　　　□（８）′までの平面Ｔ′方向
の距離をＣとする。レンズＣ３０の第１主点とこれへの
入射ビーム（集束ビーム）の共役点Ｑとの間の平面Ｔ′
方向の距離をｄとする。

更に、レンズ（３）に入射する最外周の光線ＭＢ１１．
ＭＢ２１の平面Ｔ′に対する高さをｈｌ　、レンズ（３
１に入射する光線ＭＢ　１１　、ＭＢ２１の平面１に対
する高さをｈ２と夫々する。

かくするとｈｌ　、ｈ２は次式のように表わされる。

但し、Ｎｉ２は対物レンズ（５）のＮ、Ａ、を示す。

ｈｊ＝ｆ５・Ｎｉ２　　　　　　　　　　　・・・・・
・・・・・・・（１）ｈ２＝］〒−ｈｌ　　　　　　　
　　・・・・・・・・・・・・（２）レンズの公式より
、ａ、　ｂ、ａ　、ｆｌ、ｆ２の間には、次式が成立つ
。

　１１ｄａｆ、′°°°°°°°°°゛（３）ｄ　　ｂ、　　
ｆ２　　　　　　　　　　　・・・・・・・・・・・・
（４）（３）　、　（４）式から、ａ、ｌ）は夫々次式
のように表わされる。

ｆ１ｄ＋ｆ１　　　　　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・（５）又、光検出面（８）′上での光線ＭＢ１１ｔ
ＭＢ２１及びＭＢ１２゜ＭＢ　２２の光検出面（８）′
上での高さを夫々ｈ３ｔｂ４とすると、ｈ５．ｈ４は夫
々次式のように表わされる。

そして、（７）　＃　（８）式に於いてｈ３＝ｈ４＝ｈ
５とおくと、Ｃ及びｈ５は次式のように表わされる。

ａｂａ＋ｂ　　　　　　　　　　　・・・・・・・・・・・
・（９）次に、（９）式に（５）　ｔ　（６）式を代入
すると、次式が得られる。

一般にレンズの焦点距離ｆは、両面の曲率半径をＲ１，
Ｒ２１屈折率をｎとすると、次のように表わされる。

そして、屈折率ｎの温度Ｔの変化ｔシｔｔｉる焦点距離
ｆの変化の関係は次式のように表わされる。

ｌｄｆ　　　　−１ｄｎｆｄＴｎ−１ｄＴ　　　　　　　　・・・・・・・・・
・・・（６）次に、温度Ｔの変化に対する距離Ｃの変化
率ｄＣ７ｄＴを求めてみる。（１ツ式を変形すると次式
が得られる。

次に６４式のｃ　Ｈｆｌ、ｆｌをＴで微分すると次式が
得られる、。

従って、ｄＣ／ｄＴは、（ト）式に（６）及び６４式を
代入すると共に、ｄ　ｆ　１／ｄＴ　＝　ｄ　ｆ　２／
ｄＴとすると、次式のように々る。

又、距離Ｏの変化は、ディスクの記録面（６）のデフォ
ーカス量Δ２（＝Δｅ／２／Ｓ’）に対応する。尚、β
は縦倍率（ｆｌ（又はｆｌ）の合成焦点距離をｆ３で除
したものである）である。そして、Δ２は次式のように
表わされる。

レンズ（至）の材料として、アクリルを用いた場合、ｄ
ｎ／ｄＴは１．４　ｘ　１０−’　（１℃当り）となり
１、温度変化ΔＴが３０℃のとき、デフォーカス量Δ２
は１μｍとなシ、高精度にフォーカス誤差を検出するこ
とができなくなってしまう。但し、ｆｌ−−１０（咽）
、ｔ２＝−１１（ｍ）、ｄ　＝　６．１８　（ｍｔ＋）
、ｎ　＝　１．４８６の場合である。

発明の目的かかる点に鑑み、本発明は、複合レンズと、この複合レ
ンズの後方に対向して配された光検出器とを有し、複合
レンズはその複合レンズに対する入射光の光軸を含む赤
平面で２分された一対のレンズ領域から成シ、一対のレ
ンズ領域は互いに異なる後側焦点距離を有すると共に、
一対のレンズ領域の各光軸は離間せしめられ、複合レン
ズに対する入射光がフたカス状態にあるときの一対のレ
ンズ領域よシの各出射光の各集束点の入射光の光軸上に
於ける中間位置にその光検出面が位置するように光検出
器を配置すると共に、この光検出器は、一対のレンズ領
域のうちの第１のレンズ領域の赤平面に対する外側及び
内側を夫々通過する各出射光を受光する第１及び第２の
光検出素子と、一対のレンズ領域のうちの第２のレンズ
領域の赤平面に対する外側及び内側を夫々通過する各出
射光を受光する第３及び第４の光検出素子とから構成さ
れ、第１及び第４の光検出素子からの第１及び第４の光
検出信号の和と、上記第２及び第３の光検出素子からの
第２及び第３の光検出信号の和との差からフォーカス誤
差信号を得るようにしたフォーカス誤差検出装置に於い
て、使用する複合レンズが製造し易く、しかも温度変化
に拘らず、精度の良いフォーカス誤差信号を得ることの
できるものを提案せんとするものである。

発明の概要本発明によるフォーカス誤差検出装置は、ガラス単レン
ズ及びグラスチック単レンズから成る複合レンズと、こ
の複合レンズの後方に対向して配された光検出器とを有
し、ガラス単レンズは一様な焦点距離を有し、グラスチ
ック単レンズは複合レンズに対する入射光の光軸を含む
赤平面で２分された一対のレンズ領域から成シ、この一
対のレンズ領域は互いに異なる後側焦点距離を有すると
共に、この一対のレンズ領域の各光軸は離間せしめられ
・、複合レンズに対する入射光がフォーカス状態にある
ときの一対のレンズ領域よりの各出射光の各集束点の入
射光の光軸上に於ける中間位置にその光検出面が位置す
るように光検出器を配置すると共に、この光検出器は、
一対のレンズ領域のうちの第１のレンズ領域の赤平面に
対する外側及び内側を夫々通過する各出射光を受光する
第１及び第２の光検出素子と、−１対のレンズ領域のう
ちの第２のレンズ領域の赤平面に対する外側及び内側を
夫々通過する各出射光を受光する第３及び第４の光検出
素子とから構成され、第１及び第４の光検出素子からの
第１及び第４の光検出信号の和と、第２及び第３の光検
出素子からの第２及び第３の光検出信号の和との差から
フォーカス誤差信号を得るようにしたものである。

かかる本発明によれば、使用する複合レンズが製造し易
く、しかも温度変化に拘わらず、精度の良いフォーカス
誤差信号を得ることのできるフォーカス誤差信号検出装
置を得ることができる。

実施例以下に、第３５図及び第３６図を参照して本発明の一実
施例を説明するも、その複合レンズのみを説明し、フォ
ーカス誤差検出装置全体の構成例は、上述の第１５図以
下の図面及びその説明を援用する。

（至）は本発明装置に使用する複合レンズ（例えば第２
１図の装置に使用する第２２図及び第２４図に示した複
合レンズ（？Ａに対応する凹レンズである）を全体とし
て示し、これは例えば周囲で接着されたガラス単レンズ
（３０α）及びプラスチック単レンズ（３０β）から成
る。ガラス単レンズ（３０α）は平面Ｔ′上に光軸を有
し、焦点距離ｆｏ（正、負可）を有する一様なレンズで
・ここでは平凹形の凹レンズ（本例では焦点距離ｆＯは
例えば−１０，５１１ｎ）でおる。プラスチック単レン
ズ（３６β）は、例えば凹凸形レンズである。尚、（３
０γ）は単レンズ（３０α）、（３０β）間の空間であ
る。

プラスチック単レンズ（３０／）は、第３５図に示す如
く、入射光の光軸０を含む赤平面Ｔ（ｘ軸）で上下に２
分されたレンズ領域（３０’ａ）　、（３０’ｂ）を有
し、第ルンズ領域（３０’ａ）の焦点距離（後側焦点距
離）をｔＧとし、第２のレンズ領域（３０’ｂ）の焦点
距離（後側焦点距離）をｆ′２とする。又、各レンズ領
域（３０’ａ）　、　（３０’ｂ）の光“軸０１．０２
は上述の第２２図及び第２４図と同様にｙ軸上に於いて
、入射光の光軸Ｏ（赤平面Ｔ）に対し、所定距離７１＋
）’２だけ離間している。尚、焦点距離１　Ｆｌ、　１
　／２は一般的には１　／１≠ｆ′２であれば、正負の
いずれでも良く、一方が■でも良い。本例では焦点距離
ｆ′１”＋ｆ’２は夫々−２１０＋ｍ、２３１頷である
。

又、複合レンズ（３０）の輪郭は任意であるが１第３５
図のように円形にするのが実際的であるＯ尚１単レンズ
（３０β）のレンズ領域（３０’、ａ）、（３，０’ｂ
）と、単レンズ（３０α）の対応領域とで複合レンズ（
平凹レンズ）　（３０）の夫々レンズ領域（３０ａ）　
、　（３０ｂ）を構成する。

かかる単レンズ（３０β）の作シ方としては２通シがち
る。その１つは、異なる屈折率の２種類のアクリル等の
プラスチックのレンズ材料から成るレンズ領域を接着等
により合体し、しかる後この合体された素材を成形及び
研摩して、単レンズ（３０β）を得るものである。

他の１つは、アクリル等のプラスチックの同じレンズ材
料で異なる曲率、即ち異なる焦点距離のレンズを成形及
び研摩し、各レンズを２分割し、得られた各レンズ領域
を接着等により合体して、単レンズ（３０β）を得るも
゛のでおる。

次に、かかる複合レンズ（至）の温度の変化に対する焦
点距離等の変化率について検討する。ガラス単レンズ（
３０α）及びプラスチック単レンズ（３０β）の各屈折
率を夫々ｎａ　、ｎβとする。レンズ領域（３０ｍ）。

（ａｏｂ）の焦点距離ｆ１＋ｆ２の温度Ｔに対する変化
率は、（２）式を参考にすると、次・式のように表わさ
れる。

ところが、ガラス単レンズ（３０α）のｄｎａ／ｄＴは
、ＢＫ７ガラスの場合、１．７　Ｘ　１０−’　（１℃
当り）であり（他のガラスも略同様）、プラスチック単
レンズ（３０β）のｄｎβ／ｄＴは、アクリルの場合−
１，４Ｘ１０−’（１℃当シ）である（他のグラスチツ
輿も略同様）。

従って、これからも分るように、ｄｎａ／ｄＴ及びｄｎ
／／ｄＴの間には、ｄｎａ／ｄＴ　ｃ　ｄｎ／／ｄＴの
関係がある。従って、上述のα呻、（至）式は夫々次の
ように近似することができる。

又、第３４図の光学系に第３５図及び第３６図の複合レ
ンズ例を適用した場合のｄａ／ｄＴは、（ト）、９６式
を参考にすると次式のように表わされる。

従って、ｄｃ／ｄＴをちいさくするためには、（Ｖｆ′
１＋１／ｆ’２）を小さくすれば良い。即ち、ｆｌ＋ｆ
２が決っている場合には、ｊ　１／ｆ’１　、ｆ　２／
ｆ　’２を夫々小さくすれば良い・又、１４４′２をｆ
’１／ｆ′２＝−１に選べば、ｄａ／ｄＴを略零にする
ことができる。

かかる複合レンズ（３０）によれば、ガラス単レンズ（
３０α）は一本の光軸及び一様な焦点距離を有するもの
を用い、単レンズ（３０β）はプラスチックレンズを用
い、これらを複合しているので、製造が容易となると共
に、温度Ｔの変化に対するレンズ領域（３０ａ）、（３
０ｂ）の焦点距離ｆｌ、ｆ２の変化率が小さくなる。

又、かかる複合レンズ（至）を上述の光検出器と組合せ
ることにより、フォーカス誤差信号検出装置のフォーカ
ス誤差信号の温度によるオフセットが少なくなシ、精度
の良いフォーカス誤差信号を得ることができる〇尚、本発明に使用する複合レンズ（３０１は、第す図以
下に説明した先に提案したフォーカス誤差信号検出装置
の実施例に於いて使用した複合レンズの各変形例にも適
用できることは勿論である。

発明の効果上述せる本発明によれば、上述した先に提案したフォー
カス誤差検出装置に於いて、この装置に使用する複合レ
ンズが製造し易く、シかも温度変化に拘わらず、精度の
良いフォーカス誤差信号を得ることのできるもの３得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフォーカス誤差検出装置の構成を簡略的
に示す配置図、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図は従来の他のフォーカス誤差検出
装置の一例の構成を簡略的に示す配置図、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だめの図、第８図は第４
図の装置の説明に供するための特性曲線図、第９図は従
来の更に他のフォーカス誤差検出装置の半円柱レンズを
示す斜視図、第１０図はビームスポットを示す斜視図、
第１１図は第９図の半円柱レンズの入射光線の軌跡を示
す線図、第１２図〜第１４図は夫々ビームスポットを示
す線図、第１５図は先に提案したフォーカス誤差検出装
置の一例を簡略的に示す配置図、第１６図は第１５図の
装置に用いる複合レンズを示す平面図、第１７図は第１
５図の装置の光検出器を示す平面図、第１８図は第１５
図の装置の複合レンズ及び光検出器の配置関係を示す配
置図、第１９図及び第２０図は夫々第１５図の装置の説
明に供する特性曲線図、第２１図は先に提案したフォー
カス誤差検出装置の他の例を簡略的に示す配置図、第２
２図は第２１図の装置に用いる複合レンズを示す平面図
、第２３図は第１５図の装置の光検出器を示す平面図、
第２４図は第２１図の装置の複合レンズ及び光検出器の
配置関係を示す配置図、第２５図〜第２８図は夫々光に
提案したフォーカス誤差検出装置に用いられる複合レン
ズの例を示す断面図、第２９図〜第３１図は夫々光に提
案したフォーカス誤差検出装置に用いられる複合レンズ
の例を示す平面図、第３２図及び第３３図は先に提案し
たフォーカス誤差検出装置に用いられる光検出器の例を
示す平面図、第３４図は先に提案したフォーカス誤差検
出装置に使用するレンズの機能の説明に供する光学系を
示す線図、第３５図及び第３６図は本発明によるフォー
カス誤差検出装置に使用する複合レンズの一例を示す夫
々平面図及び断面図である。（１）はレーザー光源、（２）は偏光ビームスプリッ久
（３）はコリメータレンズ、（４）は１／４波長板、（
５）は対物レンズ、（６）はディスクの記録面、（８）
は光検出８本（８Ａ）〜（８Ｄ）は光検出素子、（至）
は複合レンズ、（３０Ｃｔ）及び（３０β）はそのガラ
ス単レンズ及びプラスチック単レンズ、（３０’ａ）、
（３０’ｂ）はその一対のレンズ領域である。第４図第５図、　　　　第６図第８図第９図　　　　　　　第１２図第１９図第２０図第３２ｉ￥ｉ　　　　　　猟寓８

Claims

【特許請求の範囲】

ガラス単レンズ及びプラスチック単レンズから成る複合
レンズと、該複合レンズの後方に対向して配された光検
出器とを有し、上記ガラス単レンズは一様な焦点距離を
有し、上記プラスチック単レンズは上記複合レンズに対
する入射光の光軸を含む赤平面で２分された一対のレン
ズ領域から成シ、該一対のレンズ領域は互いに異なる後
側焦点距離を有すると共に、該一対のレンズ領域の各光
軸は離間せしめられ、上記複合レンズに対する入射光が
フォーカス状態にあるときの上記一対のレンズ領域よシ
の各出射光の各集束点の上記入射光の光軸上に於ける中
間位置にその光検出面が位置するように上記光検出器を
配置すると共に、該光検出器は、上記一対のレンズ領域
のうちの第１のレンズ領域の上記赤平面に対する外側及
び内側を夫々通過する各出射光を受光する第１及び第２
の光検出素子と、上記一対のレンズ領域のうちの第２の
レンズ領域の上記赤平面に対する外側及び内側を夫々通
過する各出射光を受光する第３及び第４の光検出素子と
から構成され、上記第１及び第４の光検出素子からの第
１及び第４の光検出信号の和と、上記第２及び第３の光
検出素子からの第２及び第３の光検出信号の和との差か
らフォーカス誤差信号を得るようにしたことを特徴とす
るフォーカス誤差検出装置。