KR850000421B1 - Forcus detecting method - Google Patents

Abstract

A light flux reflected by the video disc is made incident upon a detection prism surface set at a critical angle with respect to a central light ray in the reflected flux. Two fluxes are situated on respective sides of a boundary plane, including central light ray and a prependicular ray to a plane of incidence. The fluxes are reflected by the reflection surface and are separately received by two light receiving regions divided along a boundary plane including the central light ray reflected by the reflection surface and perpendicular to the plan of incidence.

Description

초점 검출방법Focus detection method

제1도는 종래의 초점 검출방법을 적용한 광학적 판독장치의 구성을 나타내는 선도.1 is a diagram showing the configuration of an optical reading apparatus employing a conventional focus detection method.

제2도는 본 발명에 의한 초점 검출방법을 실시하고 광학적 판독장치의 요부의 일예의 구성을 나타내는 선도.2 is a diagram showing the configuration of an example of a main portion of an optical reading apparatus for implementing the focus detection method according to the present invention.

제3도는 일계각 근방에서의 투과광강도의 일예를 나타내는 선도.3 is a diagram showing an example of transmitted light intensity in the vicinity of a single angle.

제4도는 초점오차신호를 독출하는 회로의 일에의 구성을 나타내는 회로도.4 is a circuit diagram showing the configuration of a circuit for reading out a focus error signal.

제5도는 본 발명에 의한 초점·검출 방법을 실시하는 광학적 판독장치의 다른외의 요부의 구성을 나타내는 선도.5 is a diagram showing the configuration of other main parts of an optical reading apparatus for performing a focus / detection method according to the present invention.

제6도는 본 발명에 의한 초점 검출방법을 실시하는 광학적 판독장치의 요부 구성의 일부 변형예를 나타내는 선도.Fig. 6 is a diagram showing some modifications of the main configuration of the optical reading device which implements the focus detection method according to the present invention.

제7도, 제8도, 제9도, 제10도, 제11도 및 제12도는 각각 본 발모에 의한 초점 검출방법을 실시하는 광학적 판독장치의 또 다른 예의 요부 또는 그 일부의 구성을 나타내는 선도.7, 8, 9, 10, 11, and 12 are diagrams showing the constitution of main parts or a part of still another example of the optical reading apparatus which performs the focus detection method according to the present hair growth, respectively. .

본 발명은 예를 들어, 기록메체상에 나선 또는 동심원상으로 기록된 정보트랙에 대물렌즈를 거쳐 판독광스포트를 집속하여 정보를 판독하는 장치에 있어 대물렌즈의 기록 메체에 대한 초점 어긋남을 검출하는 초점 검출방법에 관한 것이다.The present invention provides an apparatus for focusing a reading light spot through an objective lens on an information track recorded in a spiral or concentric manner on a recording medium, for detecting information out of focus of the objective lens on the recording medium. A focus detection method.

상술한 정보 판독장치는 좀래로 부터 공지이며, 정보트랙을 갖는 기록 메체에는 예를들면, 비데오디스크라 불리우는 것이 있다. 이 비데오디스크에는 정보 트랙에 부호화된 비데오 신호나 음성신호가 광학적 투과특성, 반사특성, 위상특성 등의 광학적 정보로서 기록되어 있다. 비데오디스크에 기록된 정보는 이를 고속으로 회전시키면서 테이저광원으로부터 방사되는 레이저광을 대물렌즈를 거쳐서 정보 트랙상에 집속시켜서 정보트랙에 의하여 변조된 투과광 또는 반사광을 검출하여 판독하고 있다. 이와같은 기록 메체의 특징의 하나는 정보의 기록밀도가 대단히 높으며, 그러므로 각 정보 트랙의 폭이 극히 좁음과 동시에 순차의 정보 트랙간의 간격도 대단히 좁아져 있다. 이와같이 폭도 피치도 좁은 정보 트랙으로 부터 원 정보를 정확하게 판독하기 위하여는 대물렌즈를 비데오디스크면에 대하여 항상 합초 상태가 되도록하여 디스크면 상에서의 광스포트의 직경을 작게할 필요가 있다. 그러므로 이와같은 광학적 판독장치에 있어는 대물렌즈의 디스크에 대한 초점 어긋남을 검출하고, 이 초점 어긋남 신호에 의하여 대물렌즈를 그 광축방향으로 변위시키는 포카싱제어가 행헤지고 있다.The above-described information reading apparatus is well known from the prior art, and some recording media having an information track are called, for example, video discs. In this video disc, a video signal or an audio signal encoded in an information track is recorded as optical information such as optical transmission characteristics, reflection characteristics, and phase characteristics. The information recorded on the video disc is rotated at a high speed to focus the laser light emitted from the taper light source on the information track via the objective lens to detect and read the transmitted or reflected light modulated by the information track. One of the characteristics of such a recording medium is that the recording density of information is very high. Therefore, the width of each information track is extremely narrow and the interval between successive information tracks is very narrow. In order to accurately read the original information from information tracks with narrow widths and pitches, it is necessary to make the objective lens always in a confocal state with respect to the video disk surface to reduce the diameter of the optical spot on the disk surface. Therefore, in such an optical reading apparatus, focusing control is performed to detect an out of focus shift of the objective lens with respect to the disc and to displace the objective lens in the optical axis direction by the out of focus signal.

제1도는 종래의 광학적 판독장치에 있어의 초점 검출방법을 설명하기 위한 선도이다. 테이저 광원(l)에서 방사된 광(지면 내에 직선 편광하에 있다)온 코리메이트렌즈(2)에 의하여 평행광으로되며, 편광막을 갖는 편광프티즘 (3),

파장판(4) 및 대물렌즈(5)를 거쳐서 정보 트렉을 포함하는 디스크(6)상에 접속된다. 이 광속은 요철의 피트 형성을 갖는 정보 트랙에 의하여 반사되어 대물렌즈(5) 및

파장판(4)을 거쳐서편 광프리즘(3)에 입사한다.1 is a diagram for explaining a focus detection method in a conventional optical reading device. Polarized light (3) having a polarized film, which is made into parallel light by the light (which is under linearly polarized light) on the light emitted from the taser light source (1) and the correlated lens (2),

It is connected to the disk 6 including the information track via the wave plate 4 and the objective lens 5. This light beam is reflected by an information track having an uneven pit formation so that the objective lens 5 and

It enters into the piece optical prism 3 via the wave plate 4.

편광 프리즘(3)에 입사하는 반사광은

파장판(4)의 작용에 의하여 지면에 대하여 수직방향으로 편광되어 있으므로 이광은 편광프리즘(3)에서 반사된다. 이 편광 프리즘(3)에서 반사된 광속을 집광렌즈(7) 및 원통렌즈(8)에 의하여 접속된다.The reflected light incident on the polarizing prism 3

The polarized light is reflected by the polarizing prism 3 because it is polarized perpendicularly to the ground by the action of the wave plate 4. The light beam reflected by this polarizing prism 3 is connected by the condensing lens 7 and the cylindrical lens 8.

여기에서 원통렌즈(8)는 일축방향으로만 집속작용을 하므로 접광렌즈(7) 및 원통렌즈(8)에 의한 접속 비임의 형상은 디스크(6)의 위치가 상하로 어긋나면 정보 트렉에 정확하게 접속된 상태(합초위치)를 경계로 하여 직교한 방향으로 변형한다. 종래에는 이 형상변화를 예를 들면, 4분할한 광검출기(도시하지 않음)에 의하여 검출하여 초점오차신호를 얻으며, 이 신호에 의하여 포카싱 제어를 행하고 있다.Here, the cylindrical lens 8 focuses only in the uniaxial direction, so that the shape of the connection beam by the light receiving lens 7 and the cylindrical lens 8 is correctly connected to the information track when the disc 6 is shifted up and down. It deforms in the direction orthogonal to the bordered state (focusing position). Conventionally, this shape change is detected by a photodetector (not shown) divided into four, for example, to obtain a focus error signal, and the focusing control is performed by this signal.

그러나, 상술한 종래의 초점 검출방법에 있어는 편광프티즘(3)을 반사한 후에 초점을 연결하기 때문에 긴광로 길이를 필요로 하므로 광학계가 대형이 되는 결점이 있다. 또, 초점 오차신호를 얻는 광검출기는 광축방향과 이와 직교하는 평면내에서의 방향과 2축 방향으로 정확하게 배치할 필요가 있으므로 그 위치 조정이 어려운 결점이 있다. 또한 집광비임의 형상 변화에 의한 오차신호가 얻어지는 영역이 좁기 때문에 합초상태에 너무 멀리 떨어지면 신호가 얻어지지 않는 결점이 있다.However, in the above-described conventional focus detection method, since the focus is connected after reflecting the polarization prism 3, since a long optical path length is required, there is a drawback that the optical system becomes large. Moreover, since the photodetector which acquires a focus error signal needs to be arrange | positioned correctly in the optical axis direction, the direction in a plane orthogonal to this, and a biaxial direction, the position adjustment is difficult. In addition, since the area where the error signal due to the shape change of the condensing beam is obtained is narrow, there is a drawback in that the signal is not obtained if it is too far from the confocal state.

본 발명의 목적은 상술한 결점을 제거하고, 광학기계를 소형으로 구성할 수 있음과 동시에 초점 오차신호를 얻는 광학 검출기의 배치가 용어하고, 항상 정확하게 초점 상태를 검출할 수 있는 초점 검출방법을 제공하고저 함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a focus detection method capable of eliminating the above-mentioned drawbacks, making the optical machine compact, and at the same time arranging an optical detector for obtaining a focus error signal, which can always accurately detect a focus state. It's in the box.

본 발명의 초점 검출방법은 광원으로 부터 사출된 광을 대물렌즈에 의하여 피조사물체상에 집속시켜서 그 반사광의 적어동 일부를 그 반사광속중의 하나의 광선에 대하여 거의 임계 각이 되동록 설정한 반사면을 갖는 광학 부재에 입사시키고, 이 광학부재의 반사면에서 급접된 투과광의 광량분포의 변화를 검출함으로써 전기대물렌즈의 전기피조사물체에 대한 초점 오차신호를 얻음을 특징으로 하는 것이다.The focus detection method of the present invention focuses light emitted from a light source on an object to be irradiated by an objective lens, and sets a small portion of the reflected light at a substantially critical angle with respect to one of the reflected light beams. A focal error signal for an electric irradiated object of an electric objective lens is obtained by incident on an optical member having a reflecting surface and detecting a change in the light quantity distribution of transmitted light fed at the reflecting surface of the optical member.

또한, 본 발명의 초점 검출방법은 광원으로 부터 사출된 광을 대물렌즈에 의하여 피조사물체상에 집속시켜 그 반사광을 전기대물렌즈가 전기 피조사 물체에 대하여 합초상태에 있을 때에 평행광이 되도록 하고, 이 반사광의 적어도 일부를 그 반사광속의 광측에 대하여 거의 임계각이 되도록 설정한 반사면을 갖는 광학부제에 입사시키고, 이 광학부재의 반사면에서 글절된 투과광의 광량분포의 변화를 검출함으로써 전기 때물렌즈의 전기 피조사 물체에 대한 초점 오차신호를 얻음을 특징으로 하는 것이다.In addition, the focus detection method of the present invention focuses the light emitted from the light source on the irradiated object by the objective lens so that the reflected light becomes parallel light when the electric objective lens is in the focal state with respect to the electric irradiated object. At least a part of the reflected light is incident on an optical subsidiary having a reflecting surface set to be at an almost critical angle with respect to the light side of the reflecting light beam, and detecting a change in the light quantity distribution of the transmitted light written on the reflecting surface of the optical member. It is characterized in that for obtaining a focus error signal for the electric irradiated object.

또한, 본 발명의 초점 검출방법은 광원으로 부터 반사된 광을 접속시켜서 피조사물체에 조사하는 대물렌즈와 이 대물렌즈와 전기 광원과의 사이에 배치되어 전기광원으로부터의 광을 그 대물렌즈에 인도함과 동시에, 전기 피조사 물체에서 반사된 그 대물렌즈에 의하여 집광된 반사광을 광 검출기에 인도하는 광분할소자와 전기 대물렌즈와 광검출기와의 사이에서 전기 반사광의 적어도 일부의 광속을 입사하도록 배치하여 전기 반사광의 광축 또는 입사하는 반사광속중의 하나의 광선에 대여 거의 임계각이 되도록 실정한 반사면을 갖는 검출 프리즘을 구비하고, 이 검출 프리즘의 반사면에서 굴절된 투과광의 광량분포의 변화를 전기 광검출기에 의하여 검출하여 전기 대물렌즈의 전기 피조사 물체에 대한 초점 오차신호를 얻도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the focus detection method of the present invention is disposed between an objective lens that connects the light reflected from the light source and irradiates the irradiated object with the objective lens and the electric light source to direct light from the electric light source to the objective lens. At the same time, the light splitting element for guiding the reflected light collected by the objective lens reflected from the electric irradiated object to the photodetector, and the light beam of at least part of the electric reflected light are arranged to be incident between the electric objective lens and the photodetector. And a detection prism having a reflective surface that is supposed to have a near critical angle to an optical axis of the electrical reflected light or one of the incident reflected light beams, wherein the change in the light amount distribution of the transmitted light refracted by the reflective surface of the detection prism is electrical. It is detected by a photodetector to obtain a focus error signal for the electric irradiated object of the electric objective lens. To.

다음에 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

제2도는 본 발명에 의한 초점 검출방법을 실시하는 광학적 판독장치의 일예의 요부의 구성을 나타내는 선도이다. 레이저 광원과 같은 편광을 방사하는 광원(21)로 부터의 광을 코리메이터렌즈(22)에 의하여 평행광속으로 하고, 편광 프리즘(23) 및

파장판(24)을 거쳐서 대물렌즈(25)에 입사시키고, 광스포트를 디스크(26)상에 투사시킨다. 디스크(26)로 부터의 반사광을 대물렌즈(25)에서 집광하고,

파장판(24)을 거쳐서 편광프리즘(23)에 입사시키면, 이 광은 편광 프리즘에서 반사된다.2 is a diagram showing the configuration of main parts of an example of an optical reading apparatus for implementing the focus detection method according to the present invention. The light from the light source 21 that emits polarized light, such as a laser light source, is made into a parallel light beam by the correlator lens 22, and the polarizing prism 23 and

The light is incident on the objective lens 25 via the wave plate 24, and the light spot is projected onto the disc 26. The reflected light from the disk 26 is collected by the objective lens 25,

When the light enters the polarizing prism 23 through the wave plate 24, the light is reflected by the polarizing prism.

본 예에서는, 편광 프리즘(23)에서 반사한 광속을 검출프리즘(27)에 입사하고, 그 반사면(27a)에서 굴절되는 투자광을 제1 및 제2의 광검출기(28A) 및 (28B)에서 수광한다. 반사면(27a)은 합초상태에서의 입사광선(평행광속)에 대하여 거의 임계각이 되도록 설정한다. 만약에 임계각에 꼭맞게 설정되면 합초상태에서 는 편광프리즘(23)에서 반사된 전광선은 반사면(27a)에서 전반사되며(실제에는 반사면은 상태가 완전하지 못하므로 도시된 n방향으로 약간의 광이 투과한다). 다스크(26)가 합초상태에서 a방향으로 어긋나면 편광프리즘(23)에서 반사된 광속은 반사면(27a)에 대하여 최외측의 광선을 a_i1-a_i2로 나타내는 경사성분을 갖는 광선속으로 된다.In this example, the light beam reflected by the polarization prism 23 is incident on the detection prism 27, and the investment light refracted by the reflection surface 27a is first and second photodetectors 28A and 28B. Receive from The reflecting surface 27a is set to be almost a critical angle with respect to the incident light beam (parallel light beam) in the in-focus state. If it is set to the critical angle, the total light reflected from the polarization prism 23 is totally reflected at the reflecting surface 27a in the confocal state (actually, the reflecting surface is not perfect, so some light in the n direction shown) It penetrates). When the dask 26 is shifted in the a direction in the confocal state, the light beam reflected by the polarization prism 23 becomes a light beam having an inclined component representing the outermost light ray with respect to the reflecting surface 27a as a _i1 -a _i2 . .

또 디스크(26)가 합초상태로 부터 b방향으로 어긋나면 반사면(27a)에의 입사광선은 최외축의 광선 b_i1-b_i2로 나타내는 경사 성분을 갖는 광선속으로 한다. 즉, 디스크(26)가 합초상태에서 어긋나면 반사면(27a)에의 입사광선은 광축상의 중심광선(점쇄선)을 제외하고 임계각의 전후에서 연속적으로 변화한다. 따라서, 디스크(26)가 a 및 b방향으로 변위하여 합초상태에서 어긋나면 반사면(27a)에서 굴절되는 투과광의 강도는 제3도에 나타내는 바와같이 임계각 근방에서는 근소한 입사각의 변화에 의하여 급격하계 변화하므로 중심광선을 포함하는 지면에 대하여 수직의 면을 경계로 하여 모암의 상태가 각각 역으로 된다. 이에 대하여, 합초상태에서는 똑같이 전반사되므로, 이와같은 명암은 나타나지 않는다. 광검출기(28A),(28B)는 이와같은 반사면(27a)에서 굴절되는 투과광의 광량분포를 검출하는 것이다. 그리고 , 제3도는 검출 프리즘(27)의 굴절율이 1.50에서 P편광 및 S편광에 있어의 각각의 투과광 강도 T_P및 T_R을 나타낸 것이다. 그리고, 편광되어 있지 않은 광에 대한 투과광 강도는 이들의 중간(T_P+T_R)/2가 된다.When the disk 26 shifts in the b direction from the in-focus state, the incident light beam on the reflecting surface 27a is a light beam having an inclined component represented by the light rays b _i1 -b _i2 of the outermost axis. In other words, when the disk 26 is shifted in the confocal state, the incident light on the reflecting surface 27a continuously changes before and after the critical angle except for the central light (dashed and broken line) on the optical axis. Therefore, when the disk 26 is displaced in the a and b directions and is shifted in the confocal state, the intensity of transmitted light refracted by the reflecting surface 27a changes suddenly due to the slight change in the incident angle near the critical angle as shown in FIG. Therefore, the states of the mother rock are reversed, respectively, with the plane perpendicular to the ground including the center ray. On the other hand, since the total reflection is equally reflected in the focal state, such contrast does not appear. The photodetectors 28A and 28B detect the light amount distribution of the transmitted light refracted by the reflection surface 27a. 3 shows the transmitted light intensities T _P and T _R in P polarization and S polarization at a refractive index of 1.50 of the detection prism 27. Then, the transmitted light of the polarization that is not the light intensity becomes a / 2, those of the middle (T _P + T _R).

제 2도에 있어, 디스크(26)가 a 방향으로 변위하였을 때는 반사면(27a)에 입사하는 광중 중심광선보다 도면에 있어 하측의 광속은 일번 외측의 입사광선 a_i1을 필두로 하여 모두의 입사광선의 입사각은 임계각보다 작아진다. 따라서, 이 부분에서는 투과광이 존재하여 일본 외측의 투과광선 a_t1에서 n까지를 포함하는 광선속이 투과한다. 이 투과한 광을 광검출기(28A)에서 수광한다. 또, 반사면(27a)에 입사하는 광중 중심광선보다 도면에 있어 상측의 광속은 일번 외측의 입사광선 a_i2을 필두로 하여 모든 입사광선의 입시각은 임계각보다도 커진다. 따라서, 이 부분에서는 투과광이 존재하지 않으며, 입사한 모든 광선이 일번 외측의 반사광선 a_r2로 부터 중심광선 까지를 포함하는 광속에 포함되어 반사한다. 따라서, 이 경우에는 광검출기(28A), (28B)에서의 광량분포는 광검출기(28A)가 밝아지며, 광검출기(28B)에서는 어두운 채로 변화하지 않는다.In FIG. 2, when the disk 26 is displaced in the a direction, the lower light flux in the drawing is the first incident light a _i1 at the outside of the light incident on the reflecting surface 27a. The incident angle of the light beam becomes smaller than the critical angle. Therefore, transmitted light exists in this part, and the light beam including the transmitted light rays a _t1 to n outside of Japan is transmitted. This transmitted light is received by the photodetector 28A. In the drawing, the light beam on the upper side of the light incident on the reflecting surface 27a takes the incident light a _i2 on the outer side first, and the entrance angles of all the incident light beams are larger than the critical angle. Therefore, there is no transmitted light in this portion, and all the incident light rays are included in the light beam including the reflected light rays a _r2 to the center light once on the outside and reflect. Therefore, in this case, the light amount distribution in the photodetectors 28A and 28B becomes bright in the photodetector 28A, and does not change dark in the photodetector 28B.

이에 대하여, 디스크(26)가 b방향으로 변위한때는 반사면(27a)에의 입사광선의 경사의 관계가 상술한 a방향의 경우와 역으로되며, 따라서 광검출기(28A)는 어두운채로 변화하지 않으며, 광검출기(28B)는 밝아진다 이때의 반사면(27a)에 있어의 반사광 및 투과광을 각각 부호 b_r1, bε₂및 b_t2로 나타낸다. 그리고 합초상태에서는 광검출기(28A), (28B)에의 입사광은 없다. 따라서, 제4도에 나타내는 바와같이 광검출기(28A), (28B)의 출력의 차를 차동증폭기(29)로써 검출함으로써 그 양 및 극성으로 부터의 오차신호를 얻을 수가 있으며, 이 신호에 의하여 대물렌즈(25)를 광축방향으로 이동제어하는 포카성 제어를 행할 수가 있다.On the other hand, when the disk 26 is displaced in the b direction, the relationship of the inclination of the incident light beams to the reflecting surface 27a is inverse to that in the case of the a direction described above, so that the photodetector 28A does not change dark, photodetector (28B) is opened, this time is shown in the reflected light and transmitted light in the reflection surface (27a) with each code b _r1, bε ₂ and b _t2. In the confocal state, there is no incident light to the photodetectors 28A and 28B. Therefore, as shown in FIG. 4, by detecting the difference between the outputs of the photodetectors 28A and 28B with the differential amplifier 29, an error signal from the quantity and the polarity can be obtained. A focus control for controlling the movement of the lens 25 in the optical axis direction can be performed.

또한, 디스크(26)에 피트로서 기록된 정보 신호를 검출하기 위하여 반사면(27a)에서 반사된 광속을 수광하는 제3의 광검출기(30)를 설정한다. 이 광검출기(30)의 출력은 디스크(26)가 합초 상태에서 어긋났을때에도 존재하지만, 또한 제4도에 나타내는 바와같이, 제1 및 제2의 광검출기(28A), (28B)의 출력도 가산기(31)로써 가산함으로써 포카싱 상태에 영향되지 않는 S/N이 높은 정보 신호를 얻을 수가 있다.Further, in order to detect the information signal recorded as a pit on the disk 26, a third photodetector 30 that receives the light beam reflected by the reflecting surface 27a is set. The output of the photodetector 30 exists even when the disk 26 is displaced in the confocal state, but as shown in FIG. 4, the outputs of the first and second photodetectors 28A and 28B are also shown. By adding with the adder 31, it is possible to obtain an information signal having a high S / N that is not affected by the focusing state.

예를 들면, 대물렌즈(25)로서 NA=0.5, f=3mm의 것을 사용하면, 디스크(26)가 1μm변화하였을때의 반사면(27a)에 대한 입사각의 변화는 검출 프리즘(27)의 굴절율을 1.50으로하여 일번 번화량이 큰 광선(일번외측의 광선)에 대하여 0.015°정도가 되며, 광량은 충분히 변화한다. 그리고, 제 2도에서는 검출프리즘(27)의 굴절율을

로 하고 반사광선을 입사광선에 대하여 90°방향으로 바꾸도록 하였으나, 이보다도 큰 굴절율을 갖는 재료를 사용할 수도 있다.For example, if the objective lens 25 is one having NA = 0.5 and f = 3 mm, the change in the incident angle with respect to the reflecting surface 27a when the disk 26 changes by 1 μm causes the refractive index of the detection prism 27 to change. It is 1.50, and it becomes about 0.015 degrees with respect to the light ray (light ray of a once outer side) with a large flashing quantity, and light quantity changes fully. In FIG. 2, the refractive index of the detection prism 27 is adjusted.

Although the reflected light is changed in the 90 ° direction with respect to the incident light, a material having a larger refractive index may be used.

제5도는 본 발명에 의한 초점 검출방법을 실시하는 장치의 다른 예를 나타낸 것이다. 제3도로부터 분명한 바와 같이, 반사면(27a)에서의 투과광의 광량변화는 S편광보다 P편광의 편이 급준하며, 따라서 검출감도는 높다.5 shows another example of an apparatus for implementing the focus detection method according to the present invention. As is apparent from FIG. 3, the change in the amount of light transmitted through the reflecting surface 27a is steeper than that of S-polarized light, so the detection sensitivity is high.

제5도에 나타내는 실시예에서는 편광프리즘(23)과 검출프리즘(27)의 사이에 90°회전자(23)를 삽입하고, 편광프리즘(23)으로써 반사되는 S편광을 P편광으로 변환하여 검출 프리즘(27)의 반사면(27a)에 입사되도록 하고 있다. 또한, 분에에서는 제1및 제2의 광검출기(28A) 및 (28B)를 반사면(27a)과 평행으로 배치하고, 이들 광검출기 의 사이에 차광성 마스크(33)를 배치하고 있다. 그리고, 제1 및 제2의 광검출기(28A)및 (28B)를 제6도에 나타내는 바와같이 반사면(27a)에 대하여 근소하게 경사하여 배치할 수도 있다.In the embodiment shown in FIG. 5, a 90 ° rotor 23 is inserted between the polarizing prism 23 and the detection prism 27, and the S-polarized light reflected by the polarizing prism 23 is converted into P-polarized light and detected. The reflection surface 27a of the prism 27 is incident. In addition, the first and second photodetectors 28A and 28B are arranged in parallel with the reflecting surface 27a, and the light shielding mask 33 is disposed between these photodetectors. The first and second photodetectors 28A and 28B can also be arranged slightly inclined with respect to the reflecting surface 27a as shown in FIG.

제7도 검출프리즘(27)의 반사면(27a)에 P편광을 입사시키도록한 다른 실시예를 나타낸 것이다.FIG. 7 shows another embodiment in which P polarized light is incident on the reflecting surface 27a of the detection prism 27. FIG.

본예에서는 광원(21)에서 방사되는 S편광을 편광프리즘(23)에서 반사시켜서 대물렌즈(25)에 의하여 디스크(26)에 투사하고, 그 반사광을

파장판(24)에서 P편광으로서 편광프리즘(23)을 투과시켜서 검출프리즘(27)에 입사시키도록 한 것이다.In this example, the S-polarized light emitted from the light source 21 is reflected by the polarization prism 23 and is projected onto the disk 26 by the objective lens 25.

The polarizing prism 23 is transmitted through the wave plate 24 as P-polarized light to be incident on the detection prism 27.

제8도는 본 발명에 따른 초점 검출발법을 실시하는 초점 검출장치의 또 다른 실시외의 일부분을 나타낸 것이다. 본 예에서는 디스크(도시하지 않음)로 부터의 반사광을 편광프리즘(23)에서 반사시켜서 검출프리즘(34)에 입사시키는데 이 검출 프리즘(34)에는 거의 임계각에 설정한 2개의 반사면(34a) 및 (34b를 설정하고 이들의 사이에서 복수회전 반사시키도록 한다. 이 검출 프리즘(34)의 반사면(34a), (34b)에서 굴절된 투과광을 광검출기(35A-35H)에서 수광하고, 반사광을 광검출기(30)에서 수광한다. 광검출기(35A-35D)의 출력의 합과 광검출기(35E-35H)의 출력의 합과의 차를 구함으로써 초점 오차신호를 얻을 수가 있다. 또, 광검출기(30)의 출력으로 부터 정보신호를 얻을 수 있다. 이 때, 광검출기(35A-35H)의 총출력을 광검출기(30)의 출력과 가산하여 정보신호를 얻을 수도 있다.8 shows a part of another embodiment of a focus detection apparatus for implementing a focus detection method according to the present invention. In this example, the reflected light from the disk (not shown) is reflected by the polarization prism 23 and incident on the detection prism 34. The detection prism 34 has two reflective surfaces 34a set at almost critical angles and (34b is set to reflect a plurality of rotations therebetween. The transmitted light refracted by the reflecting surfaces 34a and 34b of the detection prism 34 is received by the photodetectors 35A-35H, and the reflected light is reflected. The light is received by the photodetector 30. The focus error signal can be obtained by obtaining the difference between the sum of the outputs of the photodetectors 35A-35D and the sum of the outputs of the photodetectors 35E-35H. The information signal can be obtained from the output of 30. At this time, the total output of the photodetectors 35A-35H can be added to the output of the photodetector 30 to obtain the information signal.

제9도는 본 발명에 따른 초점 검출방법을 실시하는 초점 검출장치의 또다른 실시예를 나타낸 것이다. 본예는 편광 프리즘(23)과 검출 프리즘(27)과의 위치관계를 역으로 한 것이다. 즉, 광원(21)으로부터 광을 코티메이터렌즈(22)에 의하여 평행으로 하여 편광프리즘(23)에 입사시켜서 편광프리즘(23)에서 반사된 광을 검출프리즘(27)의 반사면(27a)에서 전반사 시키고,

파장판(24) 및 대물렌즈(25)를 거쳐서 디스크(26)상에 투사한다. 디스크(26)에서 반사된 광을 대물렌즈(25)에서 집광하고,

파장판(24)을 거쳐서 검출프리즘(27)에 입사시키고, 그 반사면(27)에서 굴절되는 투과광의 광량부포의 변화를 제1 및 제2의 광검출기(28A) 및 (28B)에 의하여 수광하여 초점 오차신호를 얻도록 한다.9 shows another embodiment of a focus detection apparatus for implementing the focus detection method according to the present invention. This example reverses the positional relationship between the polarizing prism 23 and the detection prism 27. That is, the light reflected from the polarizing prism 23 is incident on the polarizing prism 23 by making the light from the light source 21 in parallel by the commutator lens 22 on the reflecting surface 27a of the detection prism 27. Total reflection,

Projected onto the disk 26 via the wave plate 24 and the objective lens 25. The light reflected by the disk 26 is condensed by the objective lens 25,

The first and second photodetectors 28A and 28B receive a change in the light quantity distribution of the transmitted light that is incident on the detection prism 27 via the wave plate 24 and is refracted by the reflecting surface 27. To obtain the focus error signal.

한편, 반사면(27a)에서 반사된 광속은 편광프리즘(23)을 투과하고, 제3의 광검출기(30)에 입사한다. 이 제3광검출기(30)의 출력으로 부터 정보신호를 얻을 수가 있다.On the other hand, the light beam reflected by the reflecting surface 27a passes through the polarizing prism 23 and enters the third photodetector 30. An information signal can be obtained from the output of this third photodetector 30.

제10도는 본 발명에 따른 초점 검출발법을 실시하는 초점 검출장치의 또다른 예를 나타낸 것으로, 본 예에서는 편광을 이용하지 않는 것으로, 광원(21)에서의 광을 하후밀러(36)를 거쳐서 코리메이터렌즈(22)에 입사시켜서 평행광속으로 하고, 이를 검출 프리즘(27)의 반사면(27a)에서 반사시켜서, 대물렌즈(25)에 의하여 디스크(26)상에 투사한다. 디스크(26)의 반사광을 대물렌즐(25)에 의하여 집광하고, 검출 프리즘(27)의 반사면(27a)에 입사시키고, 이 반사면에서 굴절되는 투과광을 제1및 제2의 광검출기(28A) 및 (28B)에서 수광하여 초점 오차신호를 얻을 수가 있다.10 shows another example of a focus detection apparatus for performing a focus detection method according to the present invention. In this example, polarization is not used, and the light from the light source 21 is passed through the lower mirror 36. The light is incident on the correlator lens 22 to form a parallel light beam, which is reflected by the reflecting surface 27a of the detection prism 27 and projected onto the disk 26 by the objective lens 25. The reflected light of the disk 26 is condensed by the objective lens 25, is incident on the reflective surface 27a of the detection prism 27, and the transmitted light refracted by this reflective surface is first and second photodetectors 28A. ) And (28B), the focus error signal can be obtained.

이들 제1 및 제2의 광검출기의 사이에는 차광성 마스크(37)를 배치한다. 반사면(27a)에서 반사된 광속 중 하후밀러(36)에서 반사되는 광을 제3의 광검출기(30)에서 수광하여 정보신호를 얻을 수가 있다.A light shielding mask 37 is disposed between these first and second photodetectors. The light reflected by the lower rear mirror 36 among the light beams reflected by the reflecting surface 27a can be received by the third photodetector 30 to obtain an information signal.

제11도는 제10도의 변형에를 나타낸 것으로, 본 예에서는 제8도에 나타낸 복수회전 반사를 행하는 장척의 검출 프리즘(34)을 사용한다. 또한, 본 예에서는 광원(21)을 반도체 레이저로써 구성하며, 검출 프리즘(34)에서 반사된 광을 반도체 레이저 광원(21)에 되돌리도록 한다.FIG. 11 shows a variation of FIG. 10. In this example, a long detection prism 34 that performs the multi-rotational reflection shown in FIG. 8 is used. In this example, the light source 21 is configured as a semiconductor laser, and the light reflected by the detection prism 34 is returned to the semiconductor laser light source 21.

이와같이 구성하면 반도체 레이저의 자기 결합 효과에 의하여 그 단자 전압은 입사광량의 강도에 대응하여 변화하게 되므로 이 단자전압의 변화를 신호처리 회로(38)에서 처리함으로써 정보신호를 얻을 수가 있다.In this configuration, the terminal voltage changes due to the magnetic coupling effect of the semiconductor laser in response to the intensity of the incident light, so that the signal processing circuit 38 processes the change in the terminal voltage to obtain an information signal.

본 발명은 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 여러가지의 변형, 변경이 가능하다. 예를들면, 상술한 예에 있어, 편광프리즘(23)과 검출프리즘(27)을 사용할 때에 이들을 일체프리즘으로 하여 구성할 수도 있다.This invention is not limited to the above-mentioned example, A various deformation | transformation and a change are possible. For example, in the above-mentioned example, when using the polarizing prism 23 and the detection prism 27, you may comprise these as an integral prism.

또, 상술한 실시예에서는 합초시에 반사면에 입사하는 광은 평행광속이 되는 경우에 대하여 설명하였지만 합초시 회전 디스크로 부터 반사되어 대물렌즈(25)와 광분할 소자(23)를 통하여 나온 광속이 집속광 또는 발산광이 되는 경우에도 본 발명을 적용할 수가 있다. 또 이와같은 경우에 상술의 실시에의 광분할 소자(23)와 검출 프리즘(27)의 사이에 발산광의 때에는 제12a도에 나타내는 바와같이, 철렌즈(39)를 집속광의 때에 는 제12b도에 나타내는 바와같이 철렌즈(40)를 개재시켜서 발산광, 집속광을 평행광으로 하고, 전기한 실시예와 같이 평행광을 검출 프리즘(27)에 입사시켜서 검출프리즘(27)의 반사면(27a)을 거의 임계각으로 설정하고, 전술한 실시예와 같이, 이 반사면에서 굴절되는 투과광의 광량 분포의 변화를 검출하는 광검출기(28A), (28B)를 배치하여 같은 방법에 의하여 합초 검출할 수가 있다. 또한 상술한 실시예에서는 검출 프리즘(27)의 일측면을 반사면(27a)으로 하는 예에 대하여 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 임계각으로 설정할 수 있는 광학부재이면 무엇이든지 무방하며, 예를들면 유리판으로써 구성할 수도 있다. 또한, 본 발명은 상술한 비데오디스크에 있어 광학적 판독장치 이외에 여러가지의 광학기기의 초점 검출에 적용할 수가 있다.In the above-described embodiment, the light incident on the reflecting surface at the time of focusing has been described as being a parallel light flux, but the light flux reflected from the rotating disk at the time of focusing and exiting through the objective lens 25 and the light splitting element 23 The present invention can also be applied to a case where the light is focused or divergent. In this case, as shown in FIG. 12A in the case of divergent light between the light splitting element 23 and the detection prism 27 in the above-described embodiment, the iron lens 39 is shown in FIG. 12B in the case of condensed light. As shown, the diverging light and the focused light are parallel light via the iron lens 40, and parallel light is incident on the detection prism 27 as in the above-described embodiment, and the reflecting surface 27a of the detection prism 27 is shown. Is set to approximately a critical angle, and the photodetectors 28A and 28B for detecting the change in the light quantity distribution of the transmitted light refracted by this reflecting surface can be detected by the same method as in the above-described embodiment. . In addition, although the above-described embodiment has described an example in which one side of the detection prism 27 is the reflective surface 27a, the present invention is not limited thereto, and any optical member that can be set at a critical angle may be used, for example, a glass plate. It can also be configured as. Further, the present invention can be applied to focus detection of various optical apparatuses in addition to the optical reading apparatus in the above-described video disc.

또, 제6도에 나타내는 실시예에서는 90°회전자(32)를 설정하였으나, 이를 생략하고 검출프리즘(27)을 광축의 주위에 90°회전시킴으로써도 같은 효과를 얻을 수가 있다. 또한, 제11도에 나타나는 예에 있어, 검출프리즘(34) 대신에 1회 반사의 검출 프리즘을 사용할 수도 있으며, 제10도에 나타내는 예에 있어 광분할 소자(36)를 편광프리즘으로 하고, 이와 디스크(26)와의 사이의 광로 내에

파장판을 배치할 수도 있다.In addition, although the 90 degree rotor 32 was set in the Example shown in FIG. 6, the same effect can also be obtained by omitting this and rotating the detection prism 27 90 degrees around the optical axis. In addition, in the example shown in FIG. 11, the detection prism of single reflection can also be used instead of the detection prism 34. In the example shown in FIG. 10, the light splitting element 36 is made into a polarizing prism. In the optical path between the disks 26

A wave plate can also be arrange | positioned.

Claims (1)

광원으로부터 사출된 광을 대물렌즈에 의하여 피조사 물체상에 집속시키는 초점 검출 방법에 있어서, 그 반사광외 적어도 일부를 그 반사 광속중의 하나의 광선에 대하여 거의 임계각이 되도록 설정한 반사면을 갖는 광학부재에 입사시켜 이 광학 부재의 반사면에서 굴절된 투과광의 광량분포의 변화를 검출함으로써 상기 대물렌즈의 상기 피조사물체에 대하여 초점 오차 신호를 얻음을 특징으로 하는 초점 검출 방법.A focus detection method for focusing light emitted from a light source onto an irradiated object by an objective lens, comprising: an optical having a reflecting surface in which at least a portion of the reflected light is set to be substantially at a critical angle with respect to one of the reflected light beams And a focus error signal is obtained with respect to the irradiated object of the objective lens by detecting a change in the light amount distribution of the transmitted light refracted by the reflection surface of the optical member by entering the member.

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