FR2536568A1 - Apparatus for detecting the position of an optical reader - Google Patents
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Abstract
Description
p;pareil de détection de la position d'un lecteur
optique
La présente invention concerne un appareil de détection de la position d'un lecteur optique et plus particulièrement un appareil pour la détection de la position d'un détecteur optique dans un appareil de lecture optique d'un disque vidéo ou d'un disque audio PCM (à modulation par impulsions codées).p; similar detection of the position of a reader
optical
The present invention relates to an apparatus for detecting the position of an optical reader and more particularly to an apparatus for detecting the position of an optical detector in an optical reading apparatus of a video disc or a PCM audio disc. (pulse code modulation).
Selon l'art antérieur, on connaît un appareil de lecture optique dans lequel un faisceau laser égEls par une source de lumière laser converge a la surface d'enregistrement d'un disque optique à tra- vers une lentille d'objectig s le faisceau lumineux réfléchi arrive dans le plan de détection d'un phot- détecteur qui donne le signal reproduit. According to the prior art, there is known an optical pickup apparatus in which a laser beam emitted by a laser light source converges with the recording surface of an optical disk through an objective lens. Reflected happens in the detection plane of a photodetector which gives the reproduced signal.
Dans un tel appareil de reproductian optique, on utilise selon le brevet U.S 4 023 033 u procédé d'asservissement de mise au point selan. lequel le plan de détection de la lumière du photodétecteur présente une forme circulaire ; ce plan de détection de la lumière est divisé de façon égale en quatre parties de détection formant quatre quadrants ; une lentille semi-cylindrique est placée devant le phatodétecteur le signal de détection de l'état de mise au point est obtenu à partir de la différence entre la somme des signaux de sortie détectés des parties de détection du premier et du troisième quadrants et de la somme des signaux de sortie de détection correspondant aux parties de détection du second et du quatrième quadrants ; la position de l'objectif suivant son axe optique est réglée par le signal de sortie de détection de mise au point pour effectuer l'asservissement de la mise au point
La technique d'asservissement de mise au point c-dessus sera explicitée à l'aide des figu- res 1 à 6.Selon la fleure 1S la référence 1 désigne de façon globale une lentille semi-cylindrique dont la surface semi-cylindrique porte la référence 2 et dont la surface rectangulaire plane porte la référence 3
On imagine des coordonnées orthogonales sur le plan 3, coordonnées dont le centre ou i origine O correspond au centre de la surface 3 g 'ae X est parallèle à la génératrice de la surface semi-cylindrique 2 et passe par l'origine 3; l'axe Y est perpendiculaire à la génératrice ou axe X et passe par l'origine O ; l'axe
Z est perpendiculaire au plan 3 et passe par l'origine
O.On prend un autrè point qui est du côté de la surface cylindrique 3 de la lentille 1 sur l'axe Z nuais à une certaine distance de l'axe O ; ce point O' constitue une autre origine ; on prend les coordonnées rectrnagulaires avee 0t comme origines et les plans respectivement perpendiculaires aux axes Z, x et y coupent respectivement les axes X et Y suivant un angle de 450 sur les parties positives.On a ainsi un plan de détection circulaire pour le photodétecteur dans le plan x et y (plan passant par les axes x et y) et le plan de détection est divisé de façon égale entre quatre parties par les axes x et y de façon à diviser le photodétecteur en parties de détection de lumière cor respondant à quatre quadrants I à IVv
Un faisceau convergent qui tombe sur le plan 3 de la lentille 1 de façon que pomme représenté à la figure 2, l'axe optique du point 4 formé par le faisceau convergent coïncide avec l'axe Z et le point 4 du plan 3 prend une forme circulaire (la figure 2 montre le point 4 en perspective).Provisoirement, les axes a9 b2 c et d qui correspondent chacun à un rayon du point 4 se trouvent dans les -quatre premiers qua orants I-TV dans des positions qui coupent respectivement les axes X et Y suivant 450. In such an optical reproducing apparatus, according to US Pat. No. 4,023,033, a focus control method is used. wherein the light detection plane of the photodetector has a circular shape; this light detection plane is divided equally into four detection portions forming four quadrants; a semi-cylindrical lens is placed in front of the phatodetector the focus state detection signal is obtained from the difference between the sum of the detected output signals of the first and third quadrant detection portions and the sum of the detection output signals corresponding to the detection portions of the second and fourth quadrants; the position of the lens along its optical axis is adjusted by the focus detection output signal to effect focus control
The focusing servo-control technique above will be explained with the help of FIGS. 1 to 6. According to the embodiment of FIG. 1S, reference numeral 1 generally designates a semi-cylindrical lens whose semi-cylindrical surface bears the reference 2 and whose flat rectangular surface bears the reference 3
It is possible to imagine orthogonal coordinates on the plane 3, co-ordinates whose center or origin O corresponds to the center of the surface 3, where X is parallel to the generatrix of the semi-cylindrical surface 2 and passes through the origin 3; the Y axis is perpendicular to the generator or X axis and passes through the origin O; axis
Z is perpendicular to plane 3 and goes through the origin
O. We take another point which is on the side of the cylindrical surface 3 of the lens 1 on the Z axis nuais at a certain distance from the axis O; this point O 'constitutes another origin; we take the recentricular coordinates with 0 as origins and the planes respectively perpendicular to the axes Z, x and y intersect the X and Y axes respectively at an angle of 450 on the positive parts. We thus have a circular detection plane for the photodetector in the plane x and y (plane passing through the x and y axes) and the detection plane is divided equally between four parts by the x and y axes so as to divide the photodetector into four corresponding light detection portions; quadrants I to IVv
A convergent beam that falls on the plane 3 of the lens 1 so that apple shown in Figure 2, the optical axis of the point 4 formed by the converging beam coincides with the Z axis and the point 4 of the plane 3 takes a circular shape (Figure 2 shows point 4 in perspective) .Provisively, the axes a9 b2 c and d which each correspond to a radius of point 4 are found in the first four quadrants I-TV in positions that respectively cut the X and Y axes according to 450.
Selon la figure 3, le lieu géométrique des rayons lumineux 5 et 6 sur la section de la len- tille 1 (section XOZ) passant par l'axe X l'origine O et taxe Z ainsi que sur la section de la lentille 1 (appelés section YOZ) passant par l'axe Y, l'origine O et l'axe Z lorsque le faisceau convergent tombe sur le plan 3 de la lentille Il sera expliqué ci-après.Comme la section YOZ a une e4paisseur constante, le rayon 6 qui tombe sur la section transversale Y82 reste parallèle au rayon incident après le passage à travers cette sectionS puis coupe l'axe Z en un point p. Comme la section OZ forme une lentille convexe, le rayon incident 5 tombant sur cette section XOZ est réfracté du coté de l'axe Z et passe ainsi par le point pi qui est plus proche de la lentille 1 que le point P. According to FIG. 3, the geometrical locus of the light rays 5 and 6 on the section of the lens 1 (section XOZ) passing through the X axis the origin O and Z tax as well as on the section of the lens 1 ( called YOZ section) passing through the Y axis, the origin O and the Z axis when the converging beam falls on the plane 3 of the lens It will be explained below. As the section YOZ has a constant thickness, the radius 6 which falls on the cross section Y82 remains parallel to the incident ray after passing through this sectionS and then cuts the Z axis at a point p. As the section OZ forms a convex lens, the incident ray 5 falling on this section XOZ is refracted on the side of the Z axis and thus passes through the point pi which is closer to the lens 1 than the point P.
On suppose que le plan de détection DT du photodétecteur se trouve au point 0' (voir figure il sur l'axe Z entre les points P et P' et que le point 4' du faisceau laser tombant sur le plan de détection DI devient un cercle comme représenté à la figure 52 alors le faisceau convergent de l'objectif est focalisé sur la surface d'enregistremeflt du disque optique comme foyer.Ainsi, le fait que le foyer du faisceau convergent de l'objectif soit formé devant ou derrière la surface d'enregistrement du disque optique est équivalent au fait que la position du plan de détection Da du photodétecteur soit décalée en un point \ avant du point 0' ou en un point r après le point 0' 9 le point 4' sur le plan de détection DT du photodétecteur devient ainsi une ellipse comme représenté aux figures 4 ou 6.Le point 4 en forme d'ellipse selon la figure 4 a un grand diamètre et qui fait un angle de 50 par rapport a l'axe x dans le premier, et le troisième quadrants I et III ; le point en forme d'ellipse 4' dans le cas de la figure 6 a un grand diamètre qui fait 45o par rapport à l'axe x dans le second et le qua- trième quadrants Il et IV. Aux figures 4 à ó les axes a'2 b'g C9 9 dl correspondent respectivement aux axes a, bs c et d de la figure 2. It is assumed that the detection plane DT of the photodetector is at the point 0 '(see figure 11 on the Z axis between the points P and P' and that the point 4 'of the laser beam falling on the detection plane DI becomes a circle as shown in FIG. 52, then the convergent beam of the objective is focused on the recording surface of the optical disk as a focus.Thus, the fact that the focus of the convergent beam of the objective is formed in front of or behind the surface of the optical disk is equivalent to the fact that the position of the detection plane Da of the photodetector is shifted to a point \ 'before point 0' or at a point r after point 0 '9 point 4' on the plane of DT detection of the photodetector thus becomes an ellipse as shown in FIGS. 4 or 6.The elliptical point 4 according to FIG. 4 has a large diameter and which makes an angle of 50 with respect to the x axis in the first, and the third quadrants I and III; in the form of an ellipse 4 'in the case of FIG. 6 has a large diameter which is 45o with respect to the x axis in the second and fourth quadrants II and IV. In FIGS. 4 to 6, the axes a'2 b'g C9 9 d1 correspond respectively to the axes a, bs c and d of FIG.
C'est pourquoi Si le plan de détection du photodètecteur a une surface plus grande que le point 4' du fait de la différence entre la somme des signaux de sortie de détection des parties de détection du premier et du troisième quadrants I et III et de la somme des signaux de sortie de détection des parties de détection du second et du quatrième quadrants Il et IV, on peut détecter l'état de conver- gence du faisceau laser sur la surface d'enregistrement du support d'enregistrement optique tel qu'un disque optique à l'aide de l'objectif. Ainsi, il est possible d'asservir la mise au point en déplaçant l'objectif suivant l'axe optique pour annuler la différence cidessus
Toutefois, le faisceau qui traverse la lentille semi-cylindrique 1 ne conserve pas une similitude de distribution de faisceau, si bien que lorsque la lentille semi-cylindrique est combine au photodétecteur, il est difficile d'obtenir un signal d'erreur de trace, correct (distinct du signal d'erreur de mise au point) par la symétrie de la distribution de la lumière pour le photodétecteur.Therefore, if the detection plane of the photodetector has a surface larger than the point 4 'because of the difference between the sum of the detection output signals of the detection portions of the first and third quadrants I and III and of the sum of the detection output signals of the detection portions of the second and fourth quadrants II and IV, it is possible to detect the convergence state of the laser beam on the recording surface of the optical recording medium such as an optical disc using the lens. Thus, it is possible to enslave the focus by moving the lens along the optical axis to cancel the difference above
However, the beam passing through the semicylindrical lens 1 does not maintain a similarity of beam distribution, so that when the semicylindrical lens is combined with the photodetector, it is difficult to obtain a trace error signal, correct (distinct from the focus error signal) by the symmetry of the light distribution for the photodetector.
La présente invention a pour but de créer un appareil de détection de la position d'un détecteur optique utilisant notamment un élément optique tel qu'une lentille ayant une symétrie axiale suivant quatre quadrants2 une similitude de la distribu:tio-n du faisceau e22-s par la lentille et des puissances différentes du fait de la différence des angles du plan passant par l'axe optique. The object of the present invention is to create an apparatus for detecting the position of an optical detector, in particular using an optical element such as a lens having an axial symmetry along four quadrants, a similarity of the distribution of the beam e22. s by the lens and different powers because of the difference of the angles of the plane passing through the optical axis.
A Cet effet l'invention concerne un appareil de détection de la position d'un lecteur optique caractérisé en ce qu'il comporte une lentille dont les surfaces des quatre quadrants sont coupées par deux plans chacun contenant un axe optique et ces deux plans tant perpendiculaires l'un à l'autre2 les distances focales des surfaces de lentille du premier et du trol- siège qua-drants étant égales et les distances focales des surfaces de lentille des second et quatrième qu-a drants étant égales, la distance focale des surfaces de lentille du premier et du troisième quadrants étant différente de celle des surfaces de lentille du second et du quatrième quadrants et les surfaces de lentille respectives ont une symétrie axiale, les lentilles étant placées dans le chemin optique du faisceau réfï:échi par le disque optique, ainsi qu'un photodétecteur à quatre parties de détection correspondant aux surfaces de lentille respectives pour détecter le faisceau reflèchi traversant la lentille. To this end, the invention relates to an apparatus for detecting the position of an optical reader, characterized in that it comprises a lens whose surfaces of the four quadrants are intersected by two planes each containing an optical axis and these two planes being perpendicular. to each other, the focal lengths of the lens surfaces of the first and the qua-drs trol seat being equal and the focal lengths of the lens surfaces of the second and fourth qua-drants being equal, the focal length of the surfaces of the lens of the first and fourth quadrants being different from that of the lens surfaces of the second and fourth quadrants and the respective lens surfaces have axial symmetry, the lenses being placed in the optical path of the beam reflected by the optical disk. , and a photodetector with four sensing portions corresponding to the respective lens surfaces for detecting the reflected beam. ersant the lens.
La présente invention sera decrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective d'une lentille semi-cylindrique selon l'art antérieur.The present invention will be described in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a perspective view of a semi-cylindrical lens according to the prior art.
- la figure 2 est une vue en perspective d'un point du faisceau tombant sur le plan rectangulaire de la lentille semi-cylindrique de la figure 1. FIG. 2 is a perspective view of a point of the beam falling on the rectangular plane of the semi-cylindrical lens of FIG.
- la figure 3 est un schéma du chemin des rayons lumineux incidents à la lentille semicylindrique de la figure 1. FIG. 3 is a diagram of the path of light rays incident on the semicylindrical lens of FIG.
les figures 4, 5, 6 sont chacune une vue en perspective d'un point du faisceau. Figures 4, 5, 6 are each a perspective view of a beam point.
- la figure 7 est une vue en perspective d'un exemple de lentille constituant la partie princi Sale de l'appareil pour détecter la position d'un détec teur ou lecteur optique selon l'nvention. FIG. 7 is a perspective view of an example of a lens constituting the main part of the appliance for detecting the position of a detec tor or optical reader according to the invention.
la figure 8 est un schéma du chemin des rayons lumineux Incidents à la lentille selon la figure 7. FIG. 8 is a diagram of the path of the incident light rays to the lens according to FIG. 7.
les figures 9, 10, 11, sont des schémas respectifs d'un point d'un faisceau. Figures 9, 10, 11 are respective diagrams of a point of a beam.
la figure 12 est un graphique des courbes caractéristiques d'un point du faisceau. Figure 12 is a graph of the characteristic curves of a beam point.
la figure 13 est un schéma de principe d'un exemple d'appareil pour la détection de la pess- tion d'un détecteur ou lecteur optique selon ttlnven- tien
DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION PREFERENTIEL
La description ci-après porte d'abord sur un exemple de lentille utilisée dans l'appareil de détection de la position d'un dispositif de lecture ou de détection optique selon l'invention.FIG. 13 is a block diagram of an exemplary apparatus for detecting the pessancy of a detector or optical reader according to FIG.
DESCRIPTION OF A PREFERENTIAL EMBODIMENT
The following description relates firstly to an example of a lens used in the apparatus for detecting the position of an optical reading or detection device according to the invention.
Suivant la-figure 7, un exemple de lentille 7 selon l'invention se compose de quatre zones ou surfaces de lentille 7a, 7b, 7c et 7d correspondant aux quatre quadrants I, Il, III et IV coupées par deux plans passant par l'axe optique ou axe Z ; ces plans sont perpendiculaires l'un à l'autre ctest-à-dire le plan XZ (plan passant par les axes X et Z) et le plan
YZ (plan passant par les axes Y et Z).Dans ces conditions, les distances focales des deux zones de lentille 7a, 7c du premier et du troisième quadrants I et III sont choisies égales (cette distance focale sera appelée f1) 9o les distances focales des surfaces de len- tille 7b et 7d du second et du troisième quadrants Il et IV sont également choisies égales ;(ces distances focales sont appelées f2).La distance focale f1 des surfaces de lentille 7a et 7c du premier et troisième quadrants I et III et la distance focale f2 des surfaces de lentille 7b et 7d du second et du quatrième quadrants Il et IV sont différentes l'une de 19 autre ; les surfaces de lentille respectives 7a et 7d sont disposées symétriquement par rapport à l'axe optique ou axe Z. Si les distances focales 1 et f2 satisfont à la rélation f1 # f2, elles peuvent être positives ou négaives. Toutefois en pratique, les distances focales f1 et f2 sont toutes deux positives et comprennent la distance focale infinie #
Dans l'exemple représenté, la lentille 7 est une lentille plan convexe Les coordonnées rectangulaires mentionnées ci-dessus correspondent aux axes X et Y QO étant l'origine) que l'on suppose com pris dans le plan 7A de la lentille 7 e les axes X, Y,
Z (l'axe Z coïncide avec l'axe optique de la lentille 7) constituent des coordonnées orthogonales.According to FIG. 7, an example of lens 7 according to the invention consists of four zones or lens surfaces 7a, 7b, 7c and 7d corresponding to the four quadrants I, II, III and IV cut by two planes passing through the optical axis or Z axis; these planes are perpendicular to each other, that is to say the plane XZ (plane passing through the X and Z axes) and the plane
YZ (plane passing through the Y and Z axes) .In these conditions, the focal lengths of the two lens regions 7a, 7c of the first and third quadrants I and III are chosen equal (this focal length will be called f1). The focal lengths of the lens surfaces 7b and 7d of the second and third quadrants II and IV are also selected equal (these focal lengths are referred to as f2) .The focal length f1 of the lens surfaces 7a and 7c of the first and third quadrants I and III and the focal length f2 of the lens surfaces 7b and 7d of the second and fourth quadrants II and IV are different from each other; the respective lens surfaces 7a and 7d are arranged symmetrically with respect to the optical axis or Z axis. If the focal lengths 1 and f 2 satisfy the ratio f1 # f2, they may be positive or negative. However, in practice, the focal lengths f1 and f2 are both positive and include the infinite focal distance #
In the example shown, the lens 7 is a convex plane lens. The rectangular coordinates mentioned above correspond to the axes X and Y where QO is the origin) which is assumed to be included in the plane 7A of the lens 7 e. X, Y axes,
Z (the Z axis coincides with the optical axis of the lens 7) constitute orthogonal coordinates.
Il existe différents procédés de fabri- cation d'une telle lentille 7. Le premier procédé con- siste a coller des éléments corespondant aux quatre quadrants et qui sont réalisés en deux types de matériaux tels que du verre, des matières plastiques ou analogues ayant des indices de réfraction différents, en utilisant un agent de collage ; les éléments ainsi collés sont polis pour former la lentille 7. There are various methods of manufacturing such a lens 7. The first method is to bond elements corresponding to the four quadrants and which are made of two types of materials such as glass, plastics or the like having different refractive indices, using a bonding agent; the elements thus glued are polished to form the lens 7.
Le second procédé est le suivant : on utilise le même matériau de lentille tel que du verre, des matières synthétiques ou analogues que l'on polit pour réaliser les lentilles ayant une courbure différente c'est-à-dire des distances focales différentes les lentilles respectives ainsi réalisées sont divisées en lentilles correspondant aux quatre quadrants ; on colle ces lentilles à l'aide d'un agent de collage ou analogue deux deux pour former la lentille 7. The second method is as follows: the same lens material such as glass, synthetic materials or the like is used which is polished to produce the lenses having a different curvature, that is to say different focal lengths the lenses respective embodiments are divided into lenses corresponding to the four quadrants; these lenses are glued with a bonding agent or the like two two to form the lens 7.
Le troisième et dernier procédé est le suivant ç on utilise un moule métallique ayant des courbures différentes pour réaliser la lentille 7 en matière synthétique suivant la structure ci-dessus Ce troisième procédé est avantageux par rapport aux deux premiers procédés car il n'y a aucune opération de collage des éléments ou surfaces de lentille. The third and last method is as follows: a metal mold having different curvatures is used to make the lens 7 of synthetic material according to the above structure. This third method is advantageous over the first two processes since there is no bonding operation of the lens elements or surfaces.
On utilise des coordonnées rectangulaires avec pour origine 0', telle que la surface sphérique 7D de la lentille 7 soit distante de lsorigine O d'une dis- tance prédéterminés 9 les axes x et y sont respectivement parallèles aux axes x et Y dans le plan perpendiculaire a l'axe Z et qui est parallèle au plan 7A de la lentille 7.Puis, on fait colncider le plan de détec ton circulaire du photodétecteur avec le plan x, y (plan contenant les axes z et y) 9 on divise de façon égale le plan de détection du photodétecteur en quatre zones suivant les axes x et y pour diviser le photodétecteur en quatre quadrants pour les parties de détection de lumière. Rectangular coordinates with origin 0 'are used, such that the spherical surface 7D of the lens 7 is spaced from the origin O by a predetermined distance. The axes x and y are respectively parallel to the x and Y axes in the plane perpendicular to the Z axis and which is parallel to the plane 7A of the lens 7. Then, the circular detec ting plane of the photodetector is made to coincide with the plane x, y (plane containing the axes z and y) 9 is divided by the detection plane of the photodetector in four zones along the x and y axes to divide the photodetector into four quadrants for the light detection portions.
Dans ces conditions, on fait tomber sur le plan 7A de la lentille 7 un faisceau parallèle incident pour que son axe optique coïncide avec l'axe Z et que sa section dans le plan 7A soit un cercle. Under these conditions, an incident parallel beam is dropped onto the plane 7A of the lens 7 so that its optical axis coincides with the axis Z and that its section in the plane 7A is a circle.
Lorsque le faisceau parallèle est projeté sur le plan 7A de la lentille 7, le tracé des rayons 5 et 6 tombant sur les surfaces de lentille 7a et 7b du premier et du second quadrant I et Il dans la section par le plan xZ sera expliqué à l'aide de la figure 8. Le rayon 5 qui tombe sur la surface de lentille 7a de la lentille 7 et qui traverse cette partie de lentille est réfracté vers l'axe Z, puis passe par le foyer F1 de la surface de lentille 7a sur l'axe Z S le rayon 6 qui tombe sur la surface 7b de la lentille 7 et traverse cette partie de lentille est ré tracté également vers le côté de l'axe Z qu'il coupe au foyer F2 correspondant à la surface de lentille d7b; ce foyer est plus éloigné de la lentille 7 que le foyer
Selon la figure 8, on suppose que lorsque le plan de détection DT du photodétecteur se trouve au point O' (voir figure 7) entre les foyers F1 et F2 et que le point 4' du faisceau tombant sur le plan de détection DT devent un cercle comme représenté à la figure 10, le faisceau convergent émis par l'objectif est exactement mis au point sur la surface d'enregis trempent du disque optique gnon représenté).Dans cette hypothèse, le falot que le point de convergence du faisceau convergent émis par l'objectif soit situé devant ou derrière la surface d'enregistrement du disque optique est équivalent au fait que la position du plan de détection DT du photodéteçteur est décalée vers un peint & plus proche de la lentille 7 que le point O' ou vers un point ss plus éloigné de la lentille 7 que le point
O'. Dans un tel cas, le point 4' sur le plan de détec- tion DT du photodétecteur correspond à ce qui est rep e- sente aux figures 9 ou la ; dans ce cas, chacun des points 4' est formé par la combinaison de quart de cercle de rayons différents.Le point 4' de la figure 9 est formé de quarts de cercle qui, dans le second et quatrième quadrants Il et IV ont un rayon important et de quarts de cercle qui dans le premier et troisième quadrants I et III ont un rayon plus faible que le précédent. Le point 4' de la figure Il est formé de quarts de cercle qui dans le premier et le troisième quadrants I, III ont un rayon important et dans le second et quatrième quadrants Il et IV ont un rayon plus faible que le précédent.When the parallel beam is projected onto the plane 7A of the lens 7, the pattern of the rays 5 and 6 falling on the lens surfaces 7a and 7b of the first and second quadrants I and II in the section by the plane xZ will be explained in FIG. 8. The ray 5 which falls on the lens surface 7a of the lens 7 and passes through this lens portion is refracted towards the Z axis and then passes through the focus F1 of the lens surface 7a. on the axis ZS, the ray 6 which falls on the surface 7b of the lens 7 and passes through this lens portion is also drawn towards the Z axis side which it intersects with the focus F2 corresponding to the lens surface d7b ; this focus is farther from the lens 7 than the focus
According to FIG. 8, it is assumed that when the detection plane DT of the photodetector is at the point O '(see FIG. 7) between the foci F1 and F2 and that the point 4' of the beam falling on the detection plane DT become a circle as shown in Figure 10, the convergent beam emitted by the lens is exactly focused on the surface of the recording of the optical disk not shown). In this hypothesis, the lantern as the convergence point of the converging beam emitted by the lens being located in front of or behind the recording surface of the optical disk is equivalent to the fact that the position of the detection plane DT of the photodetector is shifted towards a painting & closer to the lens 7 than the point O 'or to a point ss farther from the lens 7 than the point
O '. In such a case, the point 4 'on the detecting plane DT of the photodetector corresponds to what is shown in FIG. 9 or FIG. in this case, each of the points 4 'is formed by the combination of a quarter circle of different radii. The point 4' of FIG. 9 is formed of quarter circles which, in the second and fourth quadrants II and IV, have a radius important and quadrants that in the first and third quadrants I and III have a smaller radius than the previous one. The point 4 'of the figure II is formed of quarters of circle which in the first and the third quadrants I, III have an important radius and in the second and fourth quadrants Il and IV have a radius weaker than the preceding one.
Dans chacune des figures 9 à 11, les quantités de lumière du point 4' dans les différents quadrants sont égales. Toutefois lorsque les rayons des quarts de code sont différents, la quantité de lumière ar unité de surface est différente et ainsi on obtint des schémas clairs et foncés
on l'invention, comme représenté aux figures 9 a 11, la configuration du plan de détection 8 du photodétecteur est en forme de cercle dont le rayon est chois légèrement inférieur aux plus petits des qucrts de cercle 9 le rayon de ces petits quarts de cercle est plus petit que celui des autres quarts de cercle 9 le plan de détection 8 est divisé de façon égale en. quatre parties pour former les parties de détection 8a, 8b, 8d des quatre quadrants I-IV.In each of Figures 9 to 11, the light amounts of the 4 'point in the different quadrants are equal. However, when the rays of the code shifts are different, the amount of light per unit of area is different, and so light and dark patterns are obtained.
the invention, as shown in Figures 9 to 11, the configuration of the detection plane 8 of the photodetector is in the form of a circle whose radius is chosen slightly smaller than the smallest of the circle quercts 9 the radius of these small quadrants is smaller than that of the other quadrants 9 the detection plane 8 is divided equally into. four portions to form the detection portions 8a, 8b, 8d of the four quadrants I-IV.
Les signaux de sortie de détection des différentes parties de détection sont ainsi proportionnels à la quantité de lumière du peint 4' par unité de surface.The detection output signals of the different detection parts are thus proportional to the amount of light of the paint 4 'per unit area.
Lorsqu'in faisceau convergent tombe sur un certain plan, la relation entre la quantité de lu- fière (pourcentage) dans une zone circulaire du point du faisceau convergent et l'état de convergence du fais- ceau est représentée par le graphique de la figure 12 dans ce graphique, on a les courbes S1, S2, S3. La courbe S1 représente le cas d'un faisceau convergent de mise au point exactement sur le plan ; les courbes 52' S3 représentent le cas d'un faisceau convergent en avant ou en arrière du plan.Ainsi, lorsque la quantité de lumière dans une zone circulaire de rayon prédéterminé pO (énergie encerclée) est détectée, on peut détecter l'état de convergence du faisceau convergent par rapport à ce plan. When a convergent beam falls on a certain plane, the relation between the amount of light (percentage) in a circular area of the point of the convergent beam and the state of convergence of the beam is represented by the graph of the figure. 12 in this graph, we have the curves S1, S2, S3. The curve S1 represents the case of a convergent focusing beam exactly on the plane; the curves 52 'S3 represent the case of a convergent beam in front of or behind the plane. Thus, when the quantity of light in a circular zone of predetermined radius pO (encircled energy) is detected, it is possible to detect the state of convergence of the convergent beam with respect to this plane.
Ainsi selon l'invention, suivant la différence entre la somme des signaux détectés par les parties de détection lumineuses du premier et du troisième quadrants I, III et la somme des signaux de détection des parties de détection de lumière du second et du quatrième quadrants Il et IV, on peut détecter l'état de convergence du faisceau de lumière laser par l'objectif sur" la surface d'enregistrement du support d1enregistre- ment optique par exemple un disque optique.Ainsi en déplaçant l'objectif suivant son axe optique, on peut annuler la différence des deux sommes c'est-è-dire on peut asservir la mise au point. Thus according to the invention, according to the difference between the sum of the signals detected by the light detection parts of the first and third quadrants I, III and the sum of the detection signals of the light detection parts of the second and fourth quadrants II and IV, the convergence state of the laser light beam can be detected by the lens on the recording surface of the optical recording medium, for example an optical disk. Thus, by moving the lens along its optical axis, we can cancel the difference of the two sums that is to say we can enslave the focus.
De plus comme l-e faIsceau qui traverse la lentille 7 conserve une similitude de distribution, lorsque la lentille 7 est combinez au photodétecteur, on peut obtenir un signal d'erreur de de correct étant donné la symétrie de la distribution de la lumière. In addition, since the lens passing through the lens 7 maintains a similarity of distribution, when the lens 7 is combined with the photodetector, a correct error signal can be obtained because of the symmetry of the light distribution.
La descrsption suivante concerne un exemple de signal d'erreur de trace, correct. La différence envisagée cidessus entre les signaux de sortie de détection1 donne le signal d'erreur de mise au point signal dont la fréquence est faible) et un signal d'erreur de trace (dont la fréquence est élevée), ces deux signaux s'obtiennent par séparation des fréquences.The following descrsption relates to an example of a trace error signal, correct. The difference envisaged above between the detection output signals gives the low frequency signal focusing error signal and a trace error signal (the frequency of which is high), these two signals are obtained by frequency separation.
De plus du fait de la différence entre la somme des signaux de sortie détectés par les parties de détection de lumière du premier et du second (ou pre mier et quatrième) quadrants I et II tI et IV) et de la somme des signaux de sortie de détection des parties de détection de lumière du troisième et du quatrième quadrants (ou second et troisième) III et IV (ou II et III) on peut détecter l'état de traçage. Il suffit pour effectuer l'asservissement de traçage de régler par exemple un miroir de traçage pour annuler la différence.Dans ce cas, le signal reproduit s'obtient à partir de la somme des signaux de sortie de détection de toutes les parties de détection de lumière
Un exemple d'appareil pour la détection de la position d'un dispositif de lecture ou de détec- tion optique comportant une lentille 7 telle que celle décrite ci-dessus sera explicité ci-après à l'aide de la figure 13.Moreover, due to the difference between the sum of the output signals detected by the light detection portions of the first and second (or first and fourth) quadrants I and II tI and IV) and the sum of the output signals for detecting light detection portions of the third and fourth quadrants (or second and third) III and IV (or II and III) the tracing state can be detected. In order to cancel the difference, it is sufficient for the tracking servo to set a tracking mirror, for example. In this case, the reproduced signal is obtained from the sum of the detection output signals of all the detection parts of the detector. light
An example of an apparatus for detecting the position of an optical reading or detection device comprising a lens 7 such as that described above will be explained hereinafter with reference to FIG. 13.
Dans l'exemple de l'invention selon la figure 13, le faisceau laser divergent émis s par une source de lumière laser 10 passe dans un collimateur 11 pour donner un faisceau parallèle Le faisceau parallèle du du collimateur ll traverse un diviseur de faisceau de la polarisation 32 et et une plaque de quart de longueur d'onde (#) 13 pour arriver sur un miroir
4 de galvanomètre (miroir de traçage) 14 pour être réfléchi par celui-ci a Le faIsceau réfléchi par le miroir de galvanomètre 14 passe par l'objectif 15 qui met au pas le faIsceau sur la surface d'enregistrement d'un disque optique 16. Le faisceau réfléchi par la surface d'enregistrement du disque optique 16 traverse l'objectif 15, le miroir de galvanomètre 14, la plaque de quart de longueur d'onde 13 et le diviseur de faisceau 12.Le faisceau réfléchi par le diviseur de faisceau 12 et qui est un faisceau approximativement parallèle est mis au point par la lentille 7 sur le plan de détection de lumière d'un photodétecteur 17 Les signaux de sor- tie de détection des différentes parties de détection 8a, 8b5 Oc, et 8d du photodétecteur 17 sont appliques aux additionneurs AD AD2, AD3 et au soustracteur SB puis è un filtre passe-bas F1 et un filtre passe-haut
F2 pour donner le signal d'erreur de mise au point, le signal d'erreur de trace et le signal de reproduction comme cela a été expliqué ci-dessus.In the example of the invention according to FIG. 13, the diverging laser beam emitted by a laser light source 10 passes into a collimator 11 to give a parallel beam. The parallel beam of the collimator 11 passes through a beam splitter of the polarization 32 and and a wavelength quarter plate (#) 13 to arrive at a mirror
4 Galvanometer (tracing mirror) 14 to be reflected by it a The lamp reflected by the galvanometer mirror 14 passes through the lens 15 which sets the footprint on the recording surface of an optical disk 16 The beam reflected by the recording surface of the optical disk 16 passes through the lens 15, the galvanometer mirror 14, the wavelength quarter plate 13 and the beam splitter 12. The beam reflected by the beam divider beam 12 and which is an approximately parallel beam is developed by the lens 7 on the light detection plane of a photodetector 17 The detection output signals of the different detection portions 8a, 8b5 Oc, and 8d of photodetector 17 are applied to the adders AD AD2, AD3 and the subtracter SB then è a low-pass filter F1 and a high-pass filter
F2 to give the focus error signal, the trace error signal and the reproduction signal as explained above.
Selon l'invention, on utilise un élément optique (lentille) ayant des puissances différentes suivant les directions dans le plan perpendiculaire a l'axe optique de façon que la lentille présente une symétrie axiale et que le faisceau émis par la lentille reste analogue aux parties respectives des quatre quadrants quant a la distribution du faisceau. According to the invention, an optical element (lens) having different powers in the directions in the plane perpendicular to the optical axis is used so that the lens has an axial symmetry and the beam emitted by the lens remains similar to the parts four quadrants in terms of beam distribution.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8219341A FR2536568A1 (en) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | Apparatus for detecting the position of an optical reader |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8219341A FR2536568A1 (en) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | Apparatus for detecting the position of an optical reader |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2536568A1 true FR2536568A1 (en) | 1984-05-25 |
| FR2536568B1 FR2536568B1 (en) | 1985-04-26 |
Family
ID=9279298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8219341A Granted FR2536568A1 (en) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | Apparatus for detecting the position of an optical reader |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2536568A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2232813A1 (en) * | 1973-06-11 | 1975-01-03 | Sony Corp | |
| FR2337473A1 (en) * | 1975-12-31 | 1977-07-29 | Thomson Brandt | FOCUS DEVIATION DETECTION SYSTEM AND OPTICAL VIDEO READER USING SUCH A SYSTEM |
| FR2497365A1 (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-02 | Hitachi Ltd | FOCUS POSITION DETECTION OPTICAL APPARATUS AND OPTICAL DISC RECORDING AND READING APPARATUS PROVIDED WITH SUCH A DETECTION APPARATUS |
| EP0057339A1 (en) * | 1981-01-20 | 1982-08-11 | Thomson-Csf | Optical focus detecting system and optical recorder-reader including such a system |
-
1982
- 1982-11-18 FR FR8219341A patent/FR2536568A1/en active Granted
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| EP0057339A1 (en) * | 1981-01-20 | 1982-08-11 | Thomson-Csf | Optical focus detecting system and optical recorder-reader including such a system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2536568B1 (en) | 1985-04-26 |
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