JP2584739B2 - Focus detection device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は焦点検出装置に関し、特に光デイスク等の記
録媒体に各種情報の記録及び再生を行なう光学的情報記
録再生装置等に用いるのに適した焦点検出装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus detection device, and more particularly to a focus detection device suitable for use in an optical information recording / reproducing device for recording and reproducing various information on a recording medium such as an optical disk. It concerns the device.
前述の如き焦点検出装置としては、例えば特開昭56−
57013号に示されるような、所謂非点収差法が知られて
いる。この例を第11図に示す。ここで、半導体レーザ等
の光源41から発した光束42はくさび状板43の第1の面47
で反射され、対物レンズ44によって光デイスク45の情報
トラツク46に集光される。そして、光デイスク45で反射
された戻り光束49は再び対物レンズ44を通ってくさび状
板43に第1の面47から入射し、第2の面48で内面反射さ
れて第1の面から出射し、光検出器50によって検出され
る。この戻り光束49はくさび状板43を透過することによ
って非点収差を生じており、光デイスク45における合焦
状態に応じて、光検出器50上の光束の形状が変化する。
この変化を、光検出器50の4分割された受光面で検知す
ることによって、焦点検出が行なわれる。As a focus detection apparatus as described above, for example,
A so-called astigmatism method as shown in Japanese Patent No. 57013 is known. This example is shown in FIG. Here, a light beam 42 emitted from a light source 41 such as a semiconductor laser is applied to a first surface 47 of a wedge-shaped plate 43.
And is condensed by the objective lens 44 on the information track 46 of the optical disc 45. The return light beam 49 reflected by the optical disk 45 passes through the objective lens 44 again, enters the wedge-shaped plate 43 from the first surface 47, is internally reflected by the second surface 48, and emerges from the first surface. And is detected by the photodetector 50. The returning light beam 49 generates astigmatism by transmitting through the wedge-shaped plate 43, and the shape of the light beam on the photodetector 50 changes according to the focusing state on the optical disk 45.
By detecting this change on the four-divided light receiving surface of the photodetector 50, focus detection is performed.
しかしながら、上記の如き従来の装置においては、光
源と光検出器とがくさび状板に対して同じ側に配されて
いたので、これらが互いに干渉することなく働く為には
対物レンズの光軸方向(即ち、光デイスクの面に垂直な
方向)にある程度の距離が必要となり、これが装置の薄
型化の傷害となっていた。However, in the conventional apparatus as described above, the light source and the photodetector are arranged on the same side with respect to the wedge-shaped plate. In other words, a certain distance is required (that is, in a direction perpendicular to the surface of the optical disk), and this has been an obstacle to making the device thinner.
更に、上記従来の装置においては、温度変化などによ
って光源の波長が変化した場合に、くさび状板による戻
り光の屈折角が変化し、光検出器上での戻り光の受光位
置が大きくずれてしまう問題点があった。Further, in the above-described conventional apparatus, when the wavelength of the light source changes due to a temperature change or the like, the refraction angle of the return light by the wedge-shaped plate changes, and the light receiving position of the return light on the photodetector greatly shifts. There was a problem.
[発明の概要] 本発明の目的は、プリズムを光学的に平行平板と等価
に働かせることによって、簡単,薄型の構成で上記従来
技術の問題点を解決した焦点検出装置を提供することに
ある。[Summary of the Invention] An object of the present invention is to provide a focus detection device which solves the above-mentioned problems of the prior art with a simple and thin structure by making a prism work optically equivalent to a parallel plate.
本発明の上記目的は、光源と、前記光源から発した光
束を物体上に集光する集光手段と、第1及び第2の面を
有し、前記光源からの光束を第1の面で反射して前記集
光手段に導くとともに、前記物体からの戻り光を第1の
面から入射させ、第2の面から出射せしめ、前記戻り光
に非点収差を生じさせるプリズムと、該プリズムの第2
の面から出射した戻り光を受光し、この戻り光の非点収
差から前記物体への光束の合焦状態を検出する検出手段
とから成る焦点検出装置において、前記第1の面から入
射した戻り光が前記プリズムの内面で反射した後に第2
の面から出射するようにし、前記内面反射する面に映る
第2の面の鏡像が、前記第1の面と略平行となるよう
に、前記プリズムを形成することによって達成される。An object of the present invention is to provide a light source, a light condensing unit for condensing a light beam emitted from the light source on an object, and a first and a second surface. A prism that reflects the light and guides the light to the light condensing means, makes the return light from the object enter from a first surface, emits the light from a second surface, and generates astigmatism in the return light; Second
Receiving means for receiving return light emitted from the surface, and detecting from the astigmatism of the return light the in-focus state of the light beam on the object. After light is reflected by the inner surface of the prism, the second
And the prism is formed such that the mirror image of the second surface reflected on the inner reflecting surface is substantially parallel to the first surface.
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1参考例を示す概略図である。こ
こで半導体レーザ等の光源1から発した光束2はプリズ
ム3の第1の面3aでその一部が反射し、コリメータレン
ズ4及び対物レンズ5を経て、情報記録担体6に集光さ
れる。次に、情報記録担体6で反射された戻り光束10
は、再び対物レンズ5,コリメータレンズ4を通過して収
束光となり、その一部が第1の面3aからプリズム3内に
入射する。更に、この光束10は第2の面3bに製膜された
反射膜内面反射して、使用波長に対し反射防止処理され
たプリズムの第3の面3cより出射して、プリズム3を挾
んで光源1と対向する位置に配された光検出器7で検出
される。FIG. 1 is a schematic view showing a first reference example of the present invention. Here, a light beam 2 emitted from a light source 1 such as a semiconductor laser is partially reflected by a first surface 3a of a prism 3, and is condensed on an information recording carrier 6 via a collimator lens 4 and an objective lens 5. Next, the return light flux 10 reflected by the information recording carrier 6
Passes through the objective lens 5 and the collimator lens 4 again to become convergent light, and a part of the light enters the prism 3 from the first surface 3a. Further, this light beam 10 is reflected on the inner surface of the reflecting film formed on the second surface 3b, and is emitted from the third surface 3c of the prism which has been subjected to anti-reflection treatment for the wavelength to be used. The light is detected by a photodetector 7 disposed at a position facing 1.
前記戻り光束10はプリズム3を通過することにより、
非点収差を生じており、光検出器7は光束10の子午的収
束点8と球欠的収束点9の間の適当な位置に配置されて
いる。ここで、光学系の縦倍率をγとし、情報記録担体
6と対物レンズ5の間の距離の変化をδとすれば(合焦
時をδ=0とする)、収束点8,9は略2δ/γだけ移動
し、この移動に伴って、光検出器7における光束のスポ
ツト形状が変化する。光検出器7の受光面は第2図に示
すように受光部11,12,13,14に4分割されており、前述
のスポツト形状の変化から、情報記録担体6への光束2
の合焦状態を検知し得る。例えば、合焦時(δ=0)に
は、スポツトは15に示すように略円形となり、各受光部
に入射する光量はほぼ等しい。これに対し、対物レンズ
5が情報記録担体6から離れすぎ(δが正)、所謂前ピ
ン状態になった時には、スポツトは16のような形状とな
り、受光部11及び13に入射する光量が受光部12及び14に
入射する光量に比べ相対的に増加する。また、対物レン
ズ5が情報記録担体6に近づきすぎ(δが負)、所謂後
ピン状態では、スポツト形状は17のようになり、受光部
12及び14に入射する光量が、受光部11および13に比べて
相対的に増加する。従って、受光部11及び13の和信号
と、受光部12及び14の和信号との差から、焦点誤差信号
(所謂S字カーブ)が得られる。光学的情報記録再生装
置では、この焦点誤差信号に基づいて対物レンズ5を光
軸方向に移動し、フオーカス制御を行っている。The returning light beam 10 passes through the prism 3,
The photodetector 7 is located at an appropriate position between the meridional convergence point 8 and the spherical convergence point 9 of the light beam 10 due to astigmatism. Here, assuming that the vertical magnification of the optical system is γ and the change in the distance between the information recording carrier 6 and the objective lens 5 is δ (when focusing is δ = 0), the convergence points 8 and 9 are substantially equal. It moves by 2δ / γ, and the spot shape of the light beam in the photodetector 7 changes with this movement. The light receiving surface of the light detector 7 is divided into four light receiving portions 11, 12, 13, and 14 as shown in FIG.
Can be detected. For example, at the time of focusing (δ = 0), the spot has a substantially circular shape as shown in FIG. 15, and the amount of light incident on each light receiving unit is substantially equal. On the other hand, when the objective lens 5 is too far away from the information recording carrier 6 (δ is positive) and is in a so-called front focus state, the spot has a shape like 16 and the amount of light incident on the light receiving portions 11 and 13 is The light amount relatively increases as compared with the amount of light incident on the units 12 and 14. In the case where the objective lens 5 is too close to the information recording carrier 6 (δ is negative), that is, in the so-called rear focus state, the spot shape becomes like 17 and the light receiving portion is formed.
The amount of light incident on 12 and 14 is relatively increased as compared with the light receiving units 11 and 13. Therefore, a focus error signal (a so-called S-shaped curve) is obtained from the difference between the sum signal of the light receiving units 11 and 13 and the sum signal of the light receiving units 12 and 14. In the optical information recording / reproducing apparatus, the objective lens 5 is moved in the optical axis direction based on the focus error signal to perform focus control.
第3図は、プリズムによって非点収差が発生すること
を示した原理図である。第3図において、O点から出た
微小光束が、プリズム面上のP,Q点で屈折することを考
える。Q点で屈折した光束の子午的および球欠的収束の
(虚の)収束点をそれぞれQ′m,Q′sとし▲▼=P
1,▲▼=dとおけば、非点隔差ΔP′は次の式
(1)で表わせる。FIG. 3 is a principle view showing that astigmatism is generated by a prism. In FIG. 3, consider that a minute light beam emitted from point O is refracted at points P and Q on the prism surface. Let the convergence points of the meridional and spherical convergence (imaginary) convergence of the light flux refracted at point Q be Q'm and Q's, respectively.
If 1 , ▲ = d, the astigmatic difference ΔP ′ can be expressed by the following equation (1).
ここで、n′はプリズムの屈折率、i1,i1′はP点で
の入射角、屈折角、i2,i2′はQ点での入射角、屈折角
である。前述の装置における焦点検出感度は、上記
(1)式と、光学系の倍率によって決定される。 Here, n ′ is the refractive index of the prism, i 1 and i 1 ′ are the incident angle and refraction angle at point P, and i 2 and i 2 ′ are the incident angle and refraction angle at point Q. The focus detection sensitivity in the above-described device is determined by the above equation (1) and the magnification of the optical system.
第4図は、前述の第1参考例で用いたプリズム3に入
射する光線の振る舞いを示す概略図である。ここでO点
から出た光線はP,R,Q,S点へと進むが、光学系設計上情
報記録担体面へ入射する光軸に略、平行な平面Tとその
光線のなす角θが重要である。この角度を略0°とする
ことにより、装置の構成、機械部品等の製作が容易にな
る。式の詳細な導出方法は略すが、θは第4図中に示し
た諸量により次のように表わせる。FIG. 4 is a schematic diagram showing the behavior of a light beam incident on the prism 3 used in the first reference example. Here, the ray emitted from point O proceeds to points P, R, Q, and S. However, due to the design of the optical system, a plane T that is substantially parallel to the optical axis incident on the information recording carrier surface and the angle θ formed by the ray are is important. By setting this angle to approximately 0 °, the structure of the apparatus and the manufacture of mechanical parts and the like become easy. Although a detailed derivation method of the equation is omitted, θ can be expressed as follows by various quantities shown in FIG.
θ=i′3+2 ……(2) ここでi′3は、プリズムの屈折率n′、P点での入射
角i1、プリズムの角度1,2等にスネルの法則で続ば
れており、簡単に計算できる。以上のようにこの設計手
法を用いれば焦点検出装置をより低コストで小型、薄型
に製作できる。 θ = i '3 + 2 ...... (2) where i' 3, the refractive index of the prism n ', the incident angle i 1 at the point P, Bale continued at an angle 1, 2, etc. Snell's law to the prism And can be easily calculated. As described above, by using this design technique, the focus detection device can be manufactured to be smaller and thinner at lower cost.
次に、前記第1参考例中のプリズムによって光検出器
面上にできる像の明るさについて説明する。前記参考例
において、プリズム発散、収束光束が入射することにな
るが、この発散、収束角が大きい場合、プリズム各面に
対する直線偏光成分の透過率、反射率の差が大きくなる
(即ち角度特性を有する)。そこで、光束の入射面に対
してS,P両偏光成分がバランスするように子午面に対し
て光源からの光束の偏光面を略45度傾けて入射させるこ
とにより、S,P両偏光成分の平均透過率、及び反射率を
光束入射角の変化に対してほぼ一定に保つことができ
る。以下にこの例を示す。Next, the brightness of an image formed on the photodetector surface by the prism in the first reference example will be described. In the above reference example, a prism divergence and a convergent light beam are incident. When the divergence and the convergence angle are large, the difference between the transmittance and the reflectance of the linearly polarized light component with respect to each surface of the prism increases (that is, the angle characteristic becomes large). Have). Therefore, by causing the polarization plane of the light beam from the light source to be incident on the meridional plane at an angle of approximately 45 degrees so that the S and P polarization components are balanced with respect to the incident surface of the light beam, the S and P polarization components are The average transmittance and the reflectance can be kept almost constant with respect to the change in the incident angle of the light beam. An example is shown below.
第5図第1参考例におけるプリズムの第1面3a(光源
からの光束を反射して、コリメータレンズ4の方向に光
束を折曲げる面)の偏光特性を示す。図中TAは平均透過
率であり、この線より上側にある3本の点線がP偏光、
下側の3本の実線がS偏光の透過率を示している。ま
た、RAは平均反射率であり、点線がP偏光、実線がS偏
光の反射率を示している。FIG. 5 shows the polarization characteristics of the first surface 3a of the prism (the surface that reflects the light beam from the light source and folds the light beam in the direction of the collimator lens 4) in the first reference example. In the figure, TA is the average transmittance, and three dotted lines above this line are P-polarized light,
The three lower solid lines show the transmittance of S-polarized light. RA is the average reflectance, and the dotted line shows the reflectance of P-polarized light and the solid line shows the reflectance of S-polarized light.
図中21a〜d,22a〜d,23a〜dで示した各々2組の曲線
は、プリズムの第1面への入射角を各々35度,45度,55度
とした時のP,S偏光成分の透過、反射率を示している。
図より明らかな様に、第1面に対してPもしくはS偏光
成分のみを使用すると、角度特性によりその透過、反射
率が異なる。したがって第1面反射光束を考えると入射
角の大小により光束の球欠的平面の上、下において明る
さが異なることになる。プリズム各面においてこの効果
が起こる為、センサー面上ではプリズムによって不必要
な明暗パターンが発生し、焦点検出に悪影響を及ぼすこ
ととなる。そこで、前述のように光源からの光束の偏光
面を子午面に対して略45度に設定することによってS偏
光とP偏光がほぼ等量となり、TA,RAの如く角度特性が
なくなって、良好な焦点誤差信号を得ることが出来る。Two sets of curves indicated by 21a to d, 22a to d, and 23a to d in the drawing are P, S polarized light when the incident angles to the first surface of the prism are 35, 45, and 55 degrees, respectively. It shows the transmittance and reflectance of the components.
As is clear from the figure, when only the P or S polarized light component is used for the first surface, the transmittance and the reflectance differ depending on the angle characteristics. Therefore, when considering the first surface reflected light beam, the brightness differs above and below the spherical plane of the light beam depending on the magnitude of the incident angle. Since this effect occurs on each surface of the prism, unnecessary light and dark patterns are generated by the prism on the sensor surface, which adversely affects focus detection. Therefore, as described above, by setting the polarization plane of the light beam from the light source to approximately 45 degrees with respect to the meridian plane, the S-polarized light and the P-polarized light become almost equal, and the angular characteristics such as TA and RA disappear, and the A focus error signal can be obtained.
また、前記実施例中の反射面、透過面に光学薄膜を生
成した場合にも前記例と同様に、光束入射角変化に対し
て透過率、反射率の変化を小さくできることは言うまで
もない。Further, it is needless to say that the change of the transmittance and the reflectance with respect to the change of the incident angle of the light beam can be reduced similarly to the above-mentioned example even when the optical thin film is formed on the reflection surface and the transmission surface in the above-mentioned embodiment.
次に光源へのもどり光量比について説明する。前記例
中に記したプリズム第1面の反射率をRとし、コリメー
タレンズ、対物レンズ、情報担体を経て光源へもどる光
量比を考える。前記光源からの出射光量を100とし、プ
リズム第1面以外の光学素子の光源から情報担体を経て
光源へもどるまでの透過率をTとすると、光源へのもど
り光量比率は100・T・R2(%)となる。光源として半
導体レーザー(LD)を使用すると、前記もどり光量とLD
ノイズの間に相関がある。そこで、前記もどり光量比10
0・T・R2(%)のプリズム第1面3aの反射率Rを適当
に調整することによりLDへのもどり光量比が変化し、LD
ノイズを低減することが出来る。Next, the return light amount ratio to the light source will be described. Let R be the reflectivity of the first surface of the prism described in the above example, and consider the light amount ratio returning to the light source via the collimator lens, the objective lens, and the information carrier. Assuming that the amount of light emitted from the light source is 100 and the transmittance from the light source of the optical element other than the first surface of the prism to the light source via the information carrier is T, the return light amount ratio to the light source is 100 · T · R 2 (%). When a semiconductor laser (LD) is used as a light source, the return light amount and LD
There is a correlation between the noises. Therefore, the return light amount ratio of 10
By appropriately adjusting the reflectance R of the prism first surface 3a of 0 · T · R 2 (%), the return light amount ratio to the LD changes, and the LD
Noise can be reduced.
第6図は、本発明の第2参考例を示す概略図であり、
第1図と同一の部材には、同一の符号を付し、詳細な説
明は省略する。本参考例では、コリメータレンズ4と対
物レンズ5との間に4分の1波長板(以下λ/4板と呼
ぶ)30を配し、プリズム3の第1の面3aに偏光特性を生
ずる光学薄膜を設けている。前記第1の面3aは、第7図
に示すような偏光特性を示し、P偏光に対してはTPの如
くほぼ100%の透過率を示し、S偏光はTSの如くほとん
ど透過せずに100%近く反射される。TAは平均透過率を
示す。FIG. 6 is a schematic diagram showing a second reference example of the present invention,
The same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted. In the present embodiment, a quarter-wave plate (hereinafter referred to as a λ / 4 plate) 30 is arranged between the collimator lens 4 and the objective lens 5, and an optical element that produces a polarization characteristic on the first surface 3 a of the prism 3. A thin film is provided. The first surface 3a shows a polarization characteristic as shown in FIG. 7, and shows almost 100% transmittance for P-polarized light like TP, and almost 100% for S-polarized light like TS and almost 100% transmittance. Nearly% is reflected. TA indicates the average transmittance.
第6図において、光源1からの光束2をS偏光に設定
しておくと、この光束2は面3aでほとんど反射されて、
λ/4板30で右回り円偏光となり情報記録担体6に入射す
る。また、情報記録担体6で反射された戻り光は左回り
円偏光であり、再びλ/4板30を透過してP偏光となり、
プリズムの第1面3aをほとんど透過して光検出器7に導
かれる。本参考例は、このような構成によって、光源1
への戻り光を無くしてアイソレータを構成すると同時
に、光検出器7に入射する光量を増加し、エネルギー効
率を向上させることが出来る。In FIG. 6, when the light beam 2 from the light source 1 is set to S-polarized light, the light beam 2 is almost reflected by the surface 3a,
The light becomes clockwise circularly polarized light by the λ / 4 plate 30 and enters the information recording carrier 6. Also, the return light reflected by the information recording carrier 6 is left-handed circularly polarized light, passes through the λ / 4 plate 30 again, becomes P-polarized light,
Most of the light passes through the first surface 3a of the prism and is guided to the photodetector 7. In this reference example, the light source 1
As a result, the amount of light incident on the photodetector 7 can be increased and energy efficiency can be improved.
尚、前述のようにある程度の戻り光を光源に導くこと
によってノイズレベルを低下できる場合には、λ/4板30
の結晶軸方向を適当に回転させることによって、戻り光
量の調整が可能である。If the noise level can be reduced by guiding a certain amount of return light to the light source as described above, the λ / 4 plate 30
By appropriately rotating the direction of the crystal axis, the amount of returned light can be adjusted.
第8図は、本発明の第1実施例を示す概略図である。
本実施例は、第1図示のプリズム3を異なる形状のプリ
ズム33に置き換えた他は、第1参考例と同一で、第1図
と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略
する。FIG. 8 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.
This embodiment is the same as the first embodiment except that the prism 3 shown in FIG. 1 is replaced with a prism 33 having a different shape. The same members as those in FIG. Is omitted.
ここで、プリズム33の第1の面33aから入射した戻り
光束10は、第2面33bに製膜された反射膜で反射され、
前記第1面33aで全反射して第3面33cから出射して光検
出器7に導かれる。本実施例では、このように戻り光束
をプリズム内で2回、内面反射させる構成とすることに
よって、プリズム内の光路長を延ばし、第1参考例に比
べてプリズムと光検出器との間隔を短縮して、更に小型
化を図ることが出来る。また、光源からの光束と、プリ
ズムから出射した光束との光軸を略平行に設定すること
も可能で、光学調整が簡単になる上に、装置の薄型化に
も有利である。Here, the return light flux 10 incident from the first surface 33a of the prism 33 is reflected by the reflection film formed on the second surface 33b,
The light is totally reflected by the first surface 33a, emitted from the third surface 33c, and guided to the photodetector 7. In the present embodiment, the return light flux is internally reflected twice in the prism as described above, so that the optical path length in the prism is extended, and the distance between the prism and the photodetector is increased as compared with the first reference example. It is possible to reduce the size and further reduce the size. In addition, the optical axes of the light beam from the light source and the light beam emitted from the prism can be set substantially parallel, which facilitates optical adjustment and is advantageous in making the device thinner.
第9図は、上記第1実施例で用いたプリズム33に入射
する光線の振る舞いを示す概略図である。ここで入射点
Pを含む平面と、出射点Qの像Q′を含む平面とを略平
行とすることができる。このように前記両平面を決定す
れば、プリズムという簡単な構成要素により平行平板と
同一効果を上げることができるばかりでなく、光学系の
部品点数を低減できる。前記条件においては、第9図は
i1=i2′,i1′=i2であり、前述の式(1)の右辺がゼ
ロとなって、前述平行平面間隔をd0とすると、非点隔差
は次の式(3)によって表わされる。FIG. 9 is a schematic diagram showing the behavior of light rays incident on the prism 33 used in the first embodiment. Here, the plane including the incident point P and the plane including the image Q ′ of the emission point Q can be made substantially parallel. If the two planes are determined in this way, not only can the same effect as a parallel plate be achieved by a simple component called a prism, but also the number of components of the optical system can be reduced. Under the above conditions, FIG.
Assuming that i 1 = i 2 ′ and i 1 ′ = i 2 , and the right side of the above equation (1) is zero and the parallel plane interval is d 0 , the astigmatic difference is given by the following equation (3) Is represented by
これは平行平板による非点隔差を表わす式である。 This is an expression representing astigmatic difference by a parallel plate.
上記第1実施例は、第1例と全く同様の原理で、焦点
検出が出来る。また、第5図で説明したような偏光方向
の設定に関しても、同様に適用出来る。In the first embodiment, focus detection can be performed on the same principle as in the first embodiment. The same applies to the setting of the polarization direction as described with reference to FIG.
第10図は、第8図示の装置に、λ/4板30を加えた本発
明の第2実施例を示す概略図であり、第8図と同一の部
材には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。FIG. 10 is a schematic view showing a second embodiment of the present invention in which a λ / 4 plate 30 is added to the apparatus shown in FIG. 8, and the same members as those in FIG. Detailed description is omitted.
プリズム33の第1面33aには、第2参考例と同様に、
第7図に示されるような偏光特性を生ずる光学薄膜が設
けられている。この第1面33aとλ/4板30によるアイソ
レーシヨン機能は、第2参考例と同様であるので詳述し
ないが、本実施例も以上の実施例と同様に焦点検出が行
なえるものである。On the first surface 33a of the prism 33, as in the second reference example,
An optical thin film that produces polarization characteristics as shown in FIG. 7 is provided. The isolation function of the first surface 33a and the λ / 4 plate 30 is the same as that of the second embodiment and will not be described in detail. However, this embodiment can also perform focus detection similarly to the above embodiments. is there.
本発明は以上説明した実施例に限らず、種々の応用が
可能である。例えば、コリメータレンズと対物レンズを
それぞれモールドレンズ,ホロレンズ,屈折率分布型レ
ンズ,平板マイクロレンズ等によって構成することがで
きる。またこのコリメータレンズと対物レンズを1本の
鏡筒に組み込んだり、前記光学素子により光学系を構成
することも可能である。このようにすれば、通常使用さ
れている鏡筒にレンズを組み込んだタイプのレンズに比
べ、部品点数を低減できるばかりでなく、低コスト、小
型の光学系を構成できる。The present invention is not limited to the embodiments described above, and various applications are possible. For example, each of the collimator lens and the objective lens can be constituted by a molded lens, a hologram lens, a gradient index lens, a flat microlens, or the like. It is also possible to incorporate the collimator lens and the objective lens in a single lens barrel, or to configure an optical system with the optical element. In this way, not only the number of parts can be reduced, but also a low-cost, small-sized optical system can be configured, as compared with a lens of a type in which a lens is incorporated in a commonly used lens barrel.
また、本発明を光学的情報記録再生装置に適用する場
合には、情報担体上のトラツクに光束を追従させる為、
光源とプリズムの間にグレーテイングを挿入し、公知の
方法(所謂3ビーム法)で、トラツキング制御を行って
も良い。更に本発明は、他のトラツキング方法(例え
ば、瞳面プツシユプル法、ヘテロダイン法等)とも組み
合せ可能である。Further, when the present invention is applied to an optical information recording / reproducing apparatus, in order to make a light beam follow a track on an information carrier,
Tracking may be performed by inserting a grating between the light source and the prism and using a known method (a so-called three-beam method). Furthermore, the present invention can be combined with other tracking methods (for example, pupil plane push-pull method, heterodyne method, etc.).
以上説明したように、本発明はプリズムによる非点収
差を用いた焦点検出装置において、プリズムの第1の面
から入射した戻り光が内面で反射した後に第2の面から
出射するようにし、内面反射する面に映る第2の面の鏡
像が、第1の面と略平行となるようにしたので、装置を
薄型に構成し、且つ、平行平板と同一の効果を得ること
ができた。As described above, the present invention relates to a focus detection device using astigmatism caused by a prism, in which return light incident from a first surface of a prism is reflected by an inner surface and then emitted from a second surface. Since the mirror image of the second surface reflected on the reflecting surface was substantially parallel to the first surface, the device was configured to be thin, and the same effect as that of the parallel plate could be obtained.
第1図は本発明の第1参考例を示す概略図、第2図は光
検出器の受光面における戻り光のスポツト形状の変化を
示す図、第3図はプリズムによる非点収差発生の様子を
示す図、第4図はプリズムに入射した光線の振る舞いを
説明する図、第5図はプリズム第1面の透過率、反射率
の特性を示す図、第6図は本発明の第2参考例を示す概
略図、第7図は第2参考例におけるプリズム第1面の偏
光特性を示す図、第8図は本発明の第1実施例を示す概
略図、第9図は第8図のプリズムに入射した光線の振る
舞いを説明する図、第10図は本発明の第2実施例を説明
する図、第11図は従来の焦点検出装置の構成を示す概略
図である。 1……光源,3……プリズム,4……コリメータレンズ,5…
…対物レンズ,6……情報記録担体,7……光検出器。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first reference example of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a change in spot shape of return light on a light receiving surface of a photodetector, and FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the behavior of light rays incident on the prism, FIG. 5 is a diagram showing the transmittance and reflectance characteristics of the first surface of the prism, and FIG. 6 is a second reference of the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram showing an example, FIG. 7 is a diagram showing the polarization characteristics of the first surface of the prism in the second reference example, FIG. 8 is a schematic diagram showing the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the behavior of a light beam incident on a prism, FIG. 10 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional focus detection device. 1 ... light source, 3 ... prism, 4 ... collimator lens, 5 ...
... Objective lens, 6 ... Information record carrier, 7 ... Photodetector.
Claims (1)
に集光する集光手段と、第1及び第2の面を有し、前記
光源からの光束を第1の面で反射して前記集光手段に導
くとともに、前記物体からの戻り光を第1の面から入射
させ、第2の面から出射せしめ、前記戻り光に非点収差
を生じさせるプリズムと、該プリズムの第2の面から出
射した戻り光を受光し、この戻り光の非点収差から前記
物体への光束の合焦状態を検出する検出手段とから成る
焦点検出装置において、 前記第1の面から入射した戻り光が前記プリズムの内面
で反射した後に第2の面から出射し、前記内面反射する
面に映る第2の面の鏡像が、前記第1の面と略平行であ
り、前記プリズムが光学的に平行平板と等価に働くよう
に形成されたことを特徴とする焦点検出装置。1. A light source, a condensing means for condensing a light beam emitted from the light source on an object, and a first and a second surface, wherein the light beam from the light source is reflected by the first surface. A prism that guides the return light from the object from a first surface and emits the return light from a second surface to generate astigmatism in the return light; A return means for receiving return light emitted from the surface, and detecting means for detecting a focus state of a light beam on the object from astigmatism of the return light. The light is emitted from the second surface after being reflected by the inner surface of the prism, and the mirror image of the second surface reflected on the surface that reflects the inner surface is substantially parallel to the first surface. A focus detection device formed to work equivalently to a parallel plate.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60230386A JP2584739B2 (en) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Focus detection device |
US06/918,504 US4778984A (en) | 1985-10-16 | 1986-10-14 | Apparatus for detecting focus from astigmatism |
DE19863635143 DE3635143A1 (en) | 1985-10-16 | 1986-10-15 | FOCUS DETECTING DEVICE |
GB8624665A GB2183957B (en) | 1985-10-16 | 1986-10-15 | Focus detection apparatus |
FR8614318A FR2588671A1 (en) | 1985-10-16 | 1986-10-15 | HOUSEHOLD DETECTION APPARATUS |
NL8602596A NL8602596A (en) | 1985-10-16 | 1986-10-16 | FOCUS DETECTION DEVICE. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60230386A JP2584739B2 (en) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Focus detection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6289239A JPS6289239A (en) | 1987-04-23 |
JP2584739B2 true JP2584739B2 (en) | 1997-02-26 |
Family
ID=16907058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60230386A Expired - Fee Related JP2584739B2 (en) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | Focus detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2584739B2 (en) |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP60230386A patent/JP2584739B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6289239A (en) | 1987-04-23 |
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