FR2609348A1 - Appareil de detection d'erreur de mise au point - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE MISE AU POINT DE FAISCEAU LUMINEUX PERMETTANT DE MAINTENIR AU-DESSOUS D'UNE VALEUR DE REFERENCE ACCEPTABLE LE NIVEAU D'UN SIGNAL D'ERREUR DE MISE AU POINT FE. IL EST PREVU UN PHOTODETECTEUR 6 POSSEDANT TROIS SECTIONS A, B, C, LE NIVEAU DU SIGNAL D'ERREUR DE MISE AU POINT ETANT CALCULE EN FONCTION DES TROIS SIGNAUX DE SORTIE P, P, P DU PHOTODETECTEUR AYANT RESULTE DU FAIT QU'UN FAISCEAU LUMINEUX A FRAPPE LE PHOTODETECTEUR A TROIS SECTIONS. LA DISTANCE DC DONT LE FAISCEAU LUMINEUX PEUT S'ECARTER DU CENTRE D'UNE SECTION CENTRALE A DU PHOTODETECTEUR TANDIS QU'ON MAINTIENT LE NIVEAU DU SIGNAL D'ERREUR DE MISE AU POINT AU-DESSOUS DE LA VALEUR DE REFERENCE ACCEPTABLE EST DETERMINEE D'APRES LA FORMULE 2R DC A B C, OU R EST LE RAYON DU FAISCEAU LUMINEUX QUI FRAPPE LE PHOTODETECTEUR, A EST LA LARGEUR DE LA SECTION CENTRALE A DU PHOTODETECTEUR, TANDIS QUE B ET C SONT LES LARGEURS RESPECTIVES DES DEUX AUTRES SECTIONS B, C DU PHOTODETECTEUR.
Description
La présente invention concerne un appareil de mise au point, ou
focalisation, de faisceau lumineux, devant être utilisé
avec un appareil de lecture de disque et, en particulier, un appa-
reil de détection d'erreur de mise au point employant un photodé-
tecteur à trois sections.
Les lecteurs de disque servant à reproduire une informa-
tion enregistrée sur un disque d'enregistrement d'information, par
exemple un vidéodisque, un disque sonore, ou disque audio, numé-
rique, etc., font appel à des appareils d'asservissement de mise au point permettant de maintenir précisément le foyer d'un faisceau lumineux de détection d'information sur la surface d'enregistrement du disque. Dans de tels appareils d'asservissement de mise au point, l'erreur de mise au point d'une lentille de convergence du
faisceau servant à mettre au point un faisceau lumineux sur la sur-
face d'enregistrement du disque est détectée, et la position de la
lentille de convergence du faisceau suivant l'axe optique du fais-
ceau lumineux est ajustée en fonction de l'erreur de mise au point détectée. Un certain nombre de méthodes ont été employées pour détecter l'erreur de mise au point, parmi lesquelles on trouve une
méthode à astigmatisme, une méthode de mesure du diamètre du fais-
ceau, une méthode utilisant l'arrête d'un couteau, et une méthode utilisant un angle critique. Parmi ces méthodes, la méthode à astigmatisme et la méthode de mesure du diamètre du faisceau emploient toutes deux un photodétecteur en forme de bande ayant une
surface de réception de lumière qui est divisée en trois sections.
Ces sections sont généralement placées consécutivement par rapport
à ce que l'on peut appeler un axe de référence. Le faisceau lumi-
neux qui frappe un tel photodétecteur amènera la production de
trois signaux de sortie du photodétecteur en fonction de la posi-
tion du faisceau lumineux par rapport aux sections du photodetec-
teur. La figure 6 représente un exemple d'un système optique appartenant à un appareil de détection d'erreur de mise au point, et elle illustre la méthode à astigmatisme. Sur cette figure, un faisceau lumineux est émis par une source lumineuse 1, par exemple une diode laser. IL'est fait en sorte que Le faisceau lumineux
tombe sur une lentille 3 de convergence de faisceau par l'intermé-
diaire d'un séparateur de faisceau 2, puis converge sur La surface d'enregistrement d'un disque 4. Le faisceau lumineux réfléchi par La surface d'enregistrement du disque 4 passe de nouveau dans la Lentille 3 de convergence de faisceau et frappe une partie 2a du
séparateur de faisceau 2 de manière à être réfléchi vers une Len-
tille cylindrique 5.
La lentille 5 communique de L'astigmatisme au faisceau réfléchi et fait que le faisceau ainsi altéré vienne frapper la surface de réception de lumière d'un photodétecteur, par exemple le photodétecteur 6 représenté sur la figure 7. Un tel photodétecteur est disposé par rapport à la lentille cylindrique 5 de façon que la surface de réception de lumière du photodétecteur présente une position dans laquelle, par rapport à deux lignes focales L1 et L2, indiquées sur la figure 6, la section droite du flux lumineux du
faisceau lumineux sortant de la lentille 5 soit circulaire.
Comme on peut le voir sur la figure 7, on obtient une erreur de mise au point FE en relation avec l'équation PA - (PB + PC). Cette expression est obtenue de la manière suivante. Les signaux de sortie de réception de lumière PB et PC sont ajoutés dans un additionneur 7, et le signal de sortie de l'additionneur 7
est fourni à l'entrée négative d'un amplificateur différentiel 8.
Le signal de sortie PA de la section centrale A du photodétecteur 6
est fourni à l'entrée positive de l'amplificateur différentiel 8.
Selon la méthode à astigmatisme ci-dessus mentionnée, si la lentille 3 de convergence de faisceau est écartée de la position du foyer, la forme du faisceau lumineux deviendra elliptique, comme représenté sur les parties (A) et (C) de la figure 8. Un faisceau convenablement mis au point serait circulaire et apparaîtrait comme
représenté dans la partie (B) de la figure 8. Dans le cas quel-
conque, un faisceau non focalisé amènerait la somme des signaux de
sortie PB + PC à augmenter (partie (A)) ou à diminuer (partie (C)).
D'autre part, selon la méthode de mesure du diamètre du faisceau cidessus mentionnée, il est employé un système optique
légèrement différent de celui utilisé pour la méthode à astigma-
tisme, et les résultats peuvent être décrits en relation avec la figure 9. Un faisceau convenablement focalisé apparaîtrait comme en (B) sur la figure 9. Un faisceau mal focalisé peut se présenter
comme indiqué en (A) ou (C) sur la figure 9, de façon que le dia-
mètre du faisceau non mis au point soit plus grand ou plus petit que cela est souhaitable. L'une ou l'autre des situations (A) et (C) des figures 8 et 9 amènera une erreur de mise au point FE non nulle, tandis que les situations (B) des figures 8 et 9 amèneront une erreur de mise au point FE égaleà zéro (c'est-à-dire PA - (PB +
PC) = 0).
Dans les appareils employés dans chacune des méthodes ci-
dessus mentionnées de détection d'erreur de mise au point, chacune des largeurs b et c des sections extérieures B et C de la surface de réception de lumière du photodétecteur 6, telles que mesurées suivant un axe perpendiculaire à l'axe de référence ci-dessus mentionné (c'est-à- dire suivant la direction perpendiculaire aux lignes de division de la surface de réception de lumière) est sélectionnée de manière à être au moins aussi grande que la largeur
a de la section centrale A de la surface de réception de lumière.
Ainsi, dans le cas o le centre du faisceau lumineux et le centre de la surface de réception de lumière ne coïncident pas et, en fait, s'écartent suivant le deuxième axe ci-dessus mentionné, un
signal d'erreur de mise au point non nul FE sera produit en fonc-
tion de la valeur de cet écart.
On suppose par exemple qu'un faisceau lumineux frappe le photodétecteur de la manière présentée sur la figure 10, qui indique un certain écart du centre du faisceau lumineux par rapport au centre du photodétecteur. Comme le centre du faisceau lumineux est déplacé par rapport au centre du photodétecteur, les signaux de sortie des diverses sections A à C peuvent être décrits de la manière présentée sur la figure 11. Sur cette figure, l'abscisse représente le degré de séparation du centre du faisceau lumineux par rapport au centre de la surface de réception de lumière, le rayon du faisceau lumineux étant posé égal à 1, et l'ordonnée représente le niveau de sortie des surfaces de réception de lumière des figures 7 et 10. Le niveau de sortie peut être fixé à 1 lorsque la surface de réception de lumière reçoit la totalité du signal de sortie du faisceau lumineux, comme représenté sur la figure 7. Dans ce cas, chacune des largeurs b et c du photodétecteur est fixée à
une valeur égale à la largeur a de la section centrale de la sur-
face de réception de lumière (a = b = c = 0,808). La sélection de ces valeurs de largeur rend la quantité de lumière reçue dans la
partie centrale A égale à la somme des quantités de lumière respec-
tives reçues par les sections B et C lorsque le faisceau lumineux est convenablement focalisé, comme représenté sur les parties (B) des figures 8 et 9. Comme on peut le voir sur la figure 11, pour les divers signaux de sortie PA, PB et PC relatifs à la structure de photodétecteur représentée sur les figures 7 et 10, il existe un intervalle très limité o la différence PA - (PB + PC) est proche de 0.
Si l'on considère une situation différente, o le photo-
détecteur possède la forme indiquée sur la figure 12, o les lar-
geurs b et c sont fixées à une valeur égale à 2,0, la relation du
signal d'erreur de mise au point avec les écarts du centre du fais-
ceau lumineux vis-à-vis du centre du photodétecteur peut être décrite de la manière présentée sur la figure 13. De nouveau, il existe un très petit intervalle entourant le point zéro de l'abscisse o la différence PA - (PB + PC) est sensiblement égale à 0. Ainsi, avec les appareils classiques, il est difficile d'obtenir un signal d'erreur de mise au point FE stable, puisque même des écarts relativement petits du centre du faisceau lumineux par rapport au centre du photodétecteur, mesurés suivant Le
deuxième axe ci-dessus mentionné, peuvent amener de grandes varia-
tions du niveau du signal d'erreur de mise au point.
Eu égard aux inconvénients cités ci-dessus, un but de l'invention est de fournir un appareil de détection d'erreur de mise au point qui produit un signal d'erreur de mise au point stable pour un intervalle d'écart plus large du centre du faisceau lumineux vis-à-vis du centre du photodétecteur, la mesure étant effectuée suivant un axe perpendiculaire à l'axe par rapport auquel
le photodétecteur est divisé en au moins trois sections.
Par conséquent, selon l'invention, L'appareil de détection d'erreur de mise au point comprend un photodétecteur qui possède
une surface de réception de lumière divisée en au moins trois sec-
tions, une section centrale possédant une largeur a et des sections entourant la section centrale et possédant des largeurs b et c, l'appareil étant conçu de façon qu'un faisceau lumineux qui frappe le photodétecteur possède un rayon r, l'appareil dans son ensemble ayant une structure telle que la relation 2r + dc > a + b + c est
valable. Dans cette équation, dc représente l'écart maximal accep-
table du centre du faisceau lumineux par rapport au centre du photodétecteur suivant la direction perpendiculaire à l'axe suivant lequel le photodétecteur est divisé, de sorte que la valeur du signal d'erreur de mise au point FE ne dépasse pas une valeur de
référence prédéterminée.
La description suivante, conçue à titre d'illustration de
l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexes, parmi lesquels: la figure 1 est un schéma de principe montrant un appareil de détection d'erreur de mise au point conçu selon l'invention; la figure 2 est un diagramme montrant quatre positions (A) à (D) d'un faisceau lumineux par rapport à une surface de réception de lumière du photodétecteur; la figure 3 est un graphe présentant la relation qui existe entre l'écart du centre d'un faisceau lumineux par rapport au centre du photodétecteur et le niveau du signal d'erreur de mise au point;
la figure 4 montre la taille relative d'un faisceau lumi-
neux en contact avec le photodétecteur, pour diverses tailles (cas 1 à 4) du photodétecteur; la figure 5 est un diagramme montrant la relation qui existe entre la largeur a de la partie centrale d'un photodétecteur en trois sections et les largeurs b et c, pour un faisceau lumineux qui possède un diamètre en section droite égal à 1; la figure 6 est un diagramme se rapportant à un appareil
de production de faisceau lumineux qui utilise la méthode à astig-
matisme; la figure 7 est un exemple d'un appareil de production de signal d'erreur de mise au point employant un photodétecteur à trois sections; la figure 8 montre diverses formes de faisceaux lumineux (cas A à C) arrivant sur un photodétecteur donné, telles qu'elles sont produites suivant la méthode à astigmatisme; la figure 9 montre diverses formes de faisceaux lumineux (cas A à C) arrivant sur la surface d'un photodétecteur donné, telles qu'elles seraient produites suivant la méthode de la mesure du diamètre du faisceau; la figure 10 montre un exemple de l'écart du faisceau lumineux relativement à un photodétecteur possédant trois sections de largeurs égales; la figure 11 est un graphe écrivant la relation qui existe entre la valeur de l'écart du faisceau lumineux par rapport au centre du photodétecteur, mesuré suivant le deuxième axe ci-dessus mentionné, et le niveau du signal de sortie d'erreur de mise au point pour le photodétecteur représenté sur la figure 10; la figure 12 représente un exemple d'un faisceau lumineux s'écartant du centre d'un photodétecteur à trois sections, qui possède des parties extérieures dont la largeur est plus grande que celle de la partie centrale; et la figure 13 est un graphe montrant la relation qui existe entre la valeur de l'écart du centre du faisceau lumineux par rapport au centre d'un photodétecteur tel que représenté sur la figure 12 et l'amplitude du signal d'erreur de mise au point
produit.
On va maintenant décrire un mode de réalisation de
l'invention en relation avec les figures 1 à 5.
De façon générale, lorsqu'un faisceau lumineux arrive sur un photodétecteur, le signal de sortie Po0 du photodétecteur est: P= (a) d o S représente L'aire d'incidence du faisceau Lumineux et p(u) représente La densité Lumineuse en divers points cde L'aire S. Si La surface de réception de lumière du photodétecteur se divise en
trois sections A, B et C de surface de réception de Lumière possé-
dant respectivement des largeurs a, b et c et ayant des longueurs suffisantes suivant la direction des lignes de division, comme représenté sur la figure 1, et si la valeur de l'écart du centre du faisceau lumineux par rapport au centre de la surface de réception du photodétecteur est représentée par h, alors les signaux de sortie PA' PB et PC des sections A, B et C de surface de réception de lumière s'expriment de la manière suivante: PA =JSA(h)F(a) dE = S B(h) f(c) du PC =S (h)(c-) du C o SA(h), SB(h) et Sc(h) représentent respectivement les aires d'incidence des sections A, B et C de surface de réception de lumière. Si le facteur d'amplification de signal relatif au signal de sortie de la section A de surface de réception de lumière est choisi égal à 1 et si les facteurs d'amplification de signal des signaux de sortie des sections B, C de surface de réception de lumière sont respectivement choisis égaux à p et y, le signal d'erreur de mise au point FE obtenu à l'aide du circuit de la figure 1 s'exprime de la manière suivante:
FE = PA - ( PB + Y P C
P(y) da7 - fer (i)a =fs (h)(cd - jS (h)(5d J5S (h),P( ld Ch fpSB Chfod Selon la présente invention, si l'on suppose que les facteurs d'amplification de signal p -et y sont fixes à l'avance, les largeurs a, b et c de sections A, B et C de surface de réception de
lumière sont choisies de manière à satisfaire l'inégalité sui-
vante: 2r + dc > a + b + c o dc représente la valeur de l'écart du faisceau lumineux par rapport au centre de la surface de réception de lumière suivant la direction de division de la surface de réception de lumière dans un état focalisé lorsque la valeur du signal d'erreur de mise au point
FE ne dépasse pas une valeur maximale admissible FEo, et r repré-
sente le rayon de la section droite du faisceau. Naturellement, si les facteurs d'amplification de signal o, f et y varient, les valeurs respectives des largeurs a, b et c varient de manière correspondante. De plus, si la valeur du rayon r de la tâche du faisceau est déterminée lorsque a = 1, la valeur de la largeur a de la section A de surface de réception de lumière est déterminée de manière correspondante, et les valeurs des largeurs b et c des sections B et C de surface de réception de lumière et les valeurs des facteurs d'amplifications de signal 3 et y sont déterminées par
rapport à la valeur de la largeur a.
Selon l'invention, la valeur maximale FE est fixée à une o valeur sensiblement égale à zéro, mais de manière à maximaliser un intervalle acceptable pour les valeurs de dc. Ainsi, les largeurs b et c des sections B et C de surface de réception de lumière et les facteurs d'amplification de signal p et y sont choisis relativement à la largeur a de la section A de surface de réception de lumière
de manière à maximaliser l'intervalle des écarts du centre du fais-
ceau lumineux pour lequel la quantité de variation du signal
d'erreur de mise au point FE est sensiblement égale à zéro.
Ce qui précède peut être exprimé sous la forme de l'inté-
grale suivante: uFE(abc) dh o u et v désignent respectivement la plus petite et la plus grande des valeurs de l'intervalle d'écart maximal précédent dc. Ainsi, on peut obtenir un appareil de détection d'erreur de mise au point possédant une stabilité améliorée en fixant les largeurs b et c et les facteurs d'amplification de signal P et y relativement à la
largeur a de manière à maximaliser (v - u).
On va ensuite décrire l'invention en relation avec un exemple particulier simple. Pour simplifier les explications, on va supposer que, dans l'état focalisé, la forme du faisceau lumineux arrivant sur la surface de réception de lumière du photodétecteur 6 est toujours parfaitement circulaire et que la répartition de l'intensité lumineuse à l'intérieur du cercle est uniforme. Alors, la quantité de lumière Po tombant sur le photodétecteur 6 lorsque
le faisceau lumineux se trouve dans une certaine relation g95-
métrique vis-à-vis du photodétecteur 6, comme représenté par l'un des cas (A à D) de la figure 2, peut être obtenue de la manière suivante: (1) Po = O, pour l'état entre (A) o la condition 2c - w > 2r ou bien 2c + w < 2r est satisfaite; (2) Po = 2 rc-w/2 - x dx, pour l'état (B) o la condition 2r > 2c - w Z - 2r ou bien 2c + w > 2r est satisfaite; (3) Po = r2, pour l'état (C) o la condition 2c -w < - 2r ou bien 2c + w > 2r est satisfaite-; et (4) Po = 2 c-w/2 \r2 _ x2 dx, pour l'état (D) o la condition 2r > 2c + w _ - 2r ou bien 2c - w < 2r est satisfaite; o r représente le rayon du faisceau lumineux en section droite, c représente la distance entre le centre du faisceau lumineux et le centre de la surface de réception de lumière du photodétecteur 6 suivant la direction de division de la surface, w représente la largeur du photodétecteur 6 suivant la direction de division de la surface, x représente une variable d'intégration et une ordonnée mesurée suivant la direction de division de la surface de réception
de lumière du photodétecteur 6 (suivant la direction perpendicu-
laire à une ligne de division).
La figure 3 montre la variation du niveau du signal d'erreur de mise au point par rapport à la quantité de déplacement du centre du faisceau lumineux suivant la direction de division de la surface. Plus spécialement, la figure 3 montre la relation existant entre le niveau du signal d'erreur de mise au point et la variation de la différence entre la quantité de lumière tombant sur la section centrale A de la surface de réception et la somme des quantités de lumière tombant sur les sections latérales opposées B
et C de la surface de réception de lumière, dans le cas o la lar-
geur a de la section centrale A de la surface de réception de
lumière du photodétecteur 6 sur laquelle le centre du faisceau lu-
mineux se trouve a été sélectionnée sur la base de l'expression précé-
dente, pour laquelle il a été fait en sorte qu'une moitié de la quantité totale de lumière reçue tombe sur la section centrale A de la surface de réception de lumière. Sur la figure, l'abscisse représente la position du centre du faisceau lumineux suivant la direction de division lorsque le rayon du faisceau est normalisé à 1, et l'ordonnée représente la valeur du signal d'erreur de mise au point, soit PA - (PB + PC) lorsque la quantité totale de lumière
reçue est normalisée à 1.
En outre, les courbes (1) à (4) de la figure 3 présentent les résultats obtenus lorsque l'on utilise des photodétecteurs ayant des formes telles que respectivement présentées sur les diagrammes (1) à (4) de la figure 4. Ainsi, les courbes (1), (3) et (4) représentent les cas respectifs d'un photodétecteur possédant une surface de réception de lumière dont la largeur a été rendue égale au diamètre du faisceau lumineux (a=0,808 et b=c=0,596), d'un photodétecteur dans lequel chacune des largeurs b et c des sections latérales opposées B et C de la surface de réception de lumière a été rendue égale à la largeur a de la section centrale A de surface de réception de lumière (a=b=c=0,808), et d'un photodétecteur dans lequel la somme de la largeur a de la section centrale A de surface de réception de lumière et de l'une des largeurs b et c des sections latérales opposées B et C de la surface de réception de lumière a été rendue égale au diamètre du faisceau lumineux
(a=0,808 et b=c=1,192).
Dans chacun des cas (1), (3) et (4), la valeur de déplace-
ment du centre du faisceau lumineux par rapport au centre de la surface de réception de lumière pour laquelle un déplacement focal est autorisé (l'intervalle maximal des écarts du faisceau lumineux) n'est pas supérieur à 10 % du rayon du faisceau lumineux, si bien que, avec un tel agencement, la commande de mise au point relative au déplacement du faisceau suivant la direction de division devient
remarquablement instable.
Toutefois, selon l'invention, les largeurs b et c respec-
tives des sections latérales opposées B et C de la surface de
réception de lumière par rapport à la largeur a de la section cen-
trale A de la surface de réception de lumière sont fixées de manière à maximaliser l'intervalle des écarts du faisceau lumineux, et un calcul numérique montre que les valeurs optimales des largeurs des sections latérales opposées B et C de la surface de réception de lumière sont b=c=0,7 (ce qui correspond au cas (2) de la figure 4). Si l'on utilise un photodétecteur ainsi conçu, la largeur de l'intervalle maximal des écarts s'étend à 86 % du rayon de la tache du faisceau, ce qui améliore remarquablement la stabilité de la commande de mise au point. Avec un tel agencement, on peut choisir les largeurs b et c relativement à la largeur a de façon à faire qu'une variation de (PB + PC) soit le plus possible semblable
à la variation de P au voisinage de la partie centrale de la sur-
A face de réception de lumière du photodétecteur 6. On peut choisir la largeur a comme on le souhaite, dans la mesure o celle-ci est
plus petite que le diamètre.
On peut obtenir la valeur de chacune des largeurs b et c des sections latérales opposées B et C de la surface de réception de lumière par rapport à la largeur a de la section centrale A de la surface de réception de lumière au moyen d'un calcul numérique
effectué à l'aide d'un calculateur et en tenant compte des condi-
tions optiques telles que la forme de l'alvéole, ou cuvette, d'un disque, les performances du système optique, les propriétés de la lumière laser, et la distribution de l'intensité lumineuse dans le faisceau lumineux, entre autres paramètres. De plus, lorsque le
rayon r du faisceau lumineux est déterminé, ceci-détermine la lar-
geur a de la section centrale A de la surface de réception de lumière. Ainsi, chacune des largeurs b et c des sections latérales opposées B et C de la surface de réception de lumière peut être déterminée de telle manière que, lorsque les valeurs des largeurs b et b sont suffisamment supérieures à la largeur a de la section A
de la surface de réception de lumière, et que les facteurs d'ampli-
fication de signal p et y sont fixes à l'avance, le faisceau lumi-
neux peut s'écarter suivant la direction de division de la surface de réception de lumière tandis qu'on observe le signal d'erreur de mise au point FEde façon que la position du diamètre extérieur du faisceau lumineux au niveau de la position de déplacement qui est juste inférieure à dc soit rendue identique à l'une des positions limites de la région de réception de lumière (c'est-à-dire une
frontière extérieure de la partie B ou C). Alors, comme décrit ci-
dessus, les valeurs des largeurs b et c des sections B et C de la surface de réception de lumière varient lorsque les facteurs
d'amplification de signal p et y varient.
La valeur a de la section centrale A de la surface de réception de lumière du mode de réalisation précédent est choisie de façon que la moitié de la lumière soit reçue au centre de la surface de réception de lumière: Toutefois, même si ceci n'est pas le cas, le signal d'erreur de mise au point peut être rendu égal à zéro dans l'état focalisé si la structure est réalisée de façon que des amplificateurs 9 et 10 soient prévus pour amplifier les signaux de sortie PB et PC des sections B et C respectives de la surface de réception de lumière, comme indiqué sur la figure 1, si bien que le
signal d'erreur de mise au point FE correspond alors à la diffé-
rence entre le signal de sortie PA de la section A de surface de
réception de lumière et de la somme des signaux de sortie des sec-
tions B et C de surface de réception de lumière après que celles-ci
ont été amplifiées par les facteurs d'amplification P et y.
La figure 5 montre la relation qui existe entre la largeur a et chacune des largeurs b et c dans le cas o chacune des largeurs b et c est obtenue relativement à la largeur a lorsque le
rayon du faisceau lumineux est normalisé à 1, comme ci-dessus indi-
qué. Ainsi, les facteurs d'amplification de signal P et y sont déterminés de manière qu'il soit fait en sorte que le signal d'erreur de mise au point FE soit nul lorsque le centre du faisceau
lumineux et le centre de la surface de réception de lumière coinci-
dent, et chacune des largeurs b et c est déterminée par rapport à la largeur a de façon à maximaliser l'intervalle des écarts dans lequel le signal d'erreur de mise au point FE est sensiblement égal
à zéro en fonction des facteurs d'amplification de signal P et y.
La description du mode de réalisation précédent a été don-
née en relation avec un montage dans lequel le faisceau est mis au point dans l'état o la forme externe du flux lumineux du faisceau est sensiblement circulaire. Ainsi, l'invention est applicable à la
méthode de la mesure du diamètre du faisceau ci-dessus mentionnée.
Toutefois, la forme externe du flux lumineux peut être elliptique, si bien que l'invention peut aussi bien s'appliquer à la méthode à astigmatisme. Alors que le mode de réalisation précédent a été décrit, dans un but de simplification des explications, pour le cas o la forme de la section droite du faisceau lumineux est circulaire et
la distribution d'intensité lumineuse est uniforme, on peut déter-
miner la forme optimale du photodétecteur par un calcul identique à celui utilisé pour le mode de réalisation précédent, même dans le cas o la forme de la section droite du faisceau lumineux n'est pas circulaire du fait de la coma du faisceau lumineux, ou même dans le
cas o la distribution de l'intensité lumineuse n'est pas uniforme.
De plus, alors que les largeurs et les facteurs d'amplification de signal ont été fixes de manière que b=c et P=y dans le mode de réalisation précédent, qu'on peut obtenir des effets identiques même dans le cas o bÉc et y. De plus, alors que, dans le cas décrit, le facteur d'amplification de signal a relatif au signal de sortie de la section A de la surface de réception de lumière a été choisi de manière à valoir 1 afin de ne pas amplifier le signal de sortie de la section A de surface deréception de lumière dans le
mode de réalisation précédent, il est évident que l'on peut ampli-
fier par un facteur autre que 1 le signal de sortie de la section A
de surface de réception de lumière.
Alors qu'il a été décrit un cas o la surface de réception de lumière du photodétecteur est divisée en trois sections comme dans le mode de réalisation précédent, l'invention ne se limite pas à ce casmais peut être identiquement appliquée au cas o la
surface de réception de lumière est divisée en plus de trois sec-
tions. Dans le cas o les lignes de division du photodétecteur ne possèdent aucune sensibilité ou bien dans le cas o il se produit des fuites de lumière dans le système, l'aire de réception de lumière varie de manière correspondante, et on peut donc déterminer la forme du photodétecteur de la même manière que dans le mode de
réalisation précédent en tenant compte du changement.
En outre, alors que la largeur de chacune des sections de la surface de réception de lumière a été déterminée sur la base de l'hypothèse qu'on utilise la totalité de la surface de chacune des sections de la surface de réception de lumière du photodétecteur comme région de réception de lumière dans le mode de réalisation précédent, il est possible de limiter la région de réception de lumière du photodétecteur en prévoyant un moyen de limitation dans le trajet optique afin d'occulter en partie le faisceau lumineux. On peut alors obtenir les mêmes effets en déterminant la largeur de
chacune des régions de réception de lumière limitées.
Selon l'invention telle que ci-dessus décrite, dans un
appareil de détection d'erreur de mise au point utilisant un photo-
détecteur qui possède une surface de réception de lumière divisée en au moins trois sections de surface de réception de lumière, les largeurs des régions de réception de lumière et les facteurs d'amplification de signal sont déterminés de façon à maximaliser l'écart admissible entre le centre du faisceau lumineux et le centre de la surface de réception de lumière suivant la direction de division de la surface de réception de lumière. Par conséquent, il est possible d'obtenir un signal d'erreur de mise au point
stable.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer,
à partir de l'appareil dont la description vient d'être donnée
à titre simplement limitatif et nullement limitatif, diverses
variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.
Claims (10)
1. AppareiL de mise au point de faisceau lumineux pour lecteur de disque, caractérisé en ce qu'il comprend: une source de faisceau lumineux (1);
un élément de réception de lumière (6) divisé, relative-
ment à un premier axe, en trois parties de réception de lumière, comprenant une première partie de réception de lumière (A) qui
possède une première largeur a mesurée suivant un deuxième axe per-
pendiculaire audit premier axe, et des deuxième et troisième
parties de réception de lumière (B, C), qui se trouvent respective-
ment de part et d'autre de ladite première partie de réception de lumière suivant La direction dudit deuxième axe, et qui possèdent respectivement des deuxième et troisième largeurs b et c, mesurées suivant ledit deuxième axe, ledit élément de réception de lumière étant placé de manière à couper l'axe optique du faisceau lumineux émis par ladite source de faisceau lumineux, un premier, un
deuxième et un troisième signal de sortie (PA' PB' PC) de photodé-
tection étant respectivement délivré en réponse au fait que ledit faisceau lumineux frappe lesdites première, deuxième et troisième parties de réception de lumière, ledit faisceau lumineux ayant un rayon r au point de contact avec ledit élément de réception de lumière; et un moyen (7, 8, 9, 10) de production de signal d'erreur de
mise au point servant à combiner lesdits premier, deuxième et troi-
sième signaux de sortie afin de produire un signal d'erreur de mise au point (FE) indiquant une erreur de mise au point, ledit appareil de mise au point de faisceau lumineux fonctionnant de manière à
maintenir le niveau dudit signal d'erreur de mise au point au-
dessous d'une valeur de référence, o lesdites première, deuxième et troisième largeurs sont déterminées en fonction de la formule suivante: 2r + dc > a + b + c,
o dc est la distance maximale dont Ledit faisceau lumi-
neux peut s'écarter suivant ledit deuxième axe vis-à-vis du centre de ladite première partie de réception de lumière en même temps que
ledit niveau dudit signal d'erreur de mise au point reste au-
dessous de ladite valeur de référence.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier signal de sortie de photodétection est multiplié par une première valeur (") afin de produire un premier signal de sortie de photodétection multiplié, ledit moyen de production de signal d'erreur de mise au point comprenant: un moyen (9) servant à multiplier ledit deuxième signal de
sortie de photodétection par une deuxième valeur (3) afin de pro-
duire un deuxième signal de sortie de photodétection multiplié; un moyen (10) servant à multiplier ledit troisième signal de sortie de photodétection par une troisième valeur (y) afin de
produire un troisième signal de sortie de photodétection multi-
plié;
un moyen (7) servant à ajouter lesdits deuxième et troi-
sième signaux de sortie de photodétection multipliés afin de pro-
duire un signal de sortie additionné; et un moyen (8) servant à obtenir la différence entre ledit premier signal de sortie de photodétection multiplié et ledit signal de sortie additionné afin de produire ledit signal d'erreur
de mise au point (FE).
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de production de signal d'erreur de mise au point comprend en outre un moyen servant à multiplier ledit premier signal de sortie de photodétection par ladite première valeur afin
de produire ledit premier signal de sortie de photodétection multi-
plié.
4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce
que ladite première valeur est 1.
5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce
que lesdites deuxième et troisième valeurs sont égales.
6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce
que lesdites deuxième et troisième largeurs sont égales.
7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur de référence est sensiblement égale à O.
8. Appareil selon La revendication 1, caractérisé en ce
que lesdites première, deuxième et troisième largeurs sont égaLes.
9. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce
que lesdites deuxième et troisième largeurs sont égales à 0,7.
10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce
que ladite première largeur est choisie de manière à ne pas dépas-
ser 2r.
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