JPH0447377B2 - - Google Patents

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JPH0447377B2
JPH0447377B2 JP57046161A JP4616182A JPH0447377B2 JP H0447377 B2 JPH0447377 B2 JP H0447377B2 JP 57046161 A JP57046161 A JP 57046161A JP 4616182 A JP4616182 A JP 4616182A JP H0447377 B2 JPH0447377 B2 JP H0447377B2
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JP
Japan
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prism
reflected beam
lens
reflective medium
cells
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JP57046161A
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English (en)
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JPS57169934A (en
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Rakotsuto Jannpieeru
Fuisho Berunaaru
Toruudo Jiru
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Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of JPS57169934A publication Critical patent/JPS57169934A/ja
Publication of JPH0447377B2 publication Critical patent/JPH0447377B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1395Beam splitters or combiners
    • GPHYSICS
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    • G11B7/0908Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G11B7/0909Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only by astigmatic methods
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    • G11B7/133Shape of individual detector elements
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    • G11B7/1359Single prisms

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レンズ位置の制御用光学センサに関
し、更に詳しくは、ある面上における光学系の収
束誤差(focusing error)を表わす信号を生起す
るような光学センサに関する。これらの信号は光
ビームの収束の修正のためにレンズ−像間の距離
を制御するのに用いられている。
本発明の光学センサは、可動記録手段および特
にビデオデイスク上の情報の光学的読取りに利用
され得る。
かかる利用においては、収束光学系の場の深さ
(depth of field、焦点深度)は1ミクロン程度
であるため、光学系のレンズ−像間の距離に関す
る誤差及び記録手段の運動によつて生じる誤差を
修正することが重要である。
米国特許第4079247号に開示されているように
円柱レンズを用いて非点収差ビーム
(astigmaticbeam)を得るために記録手段から反
射され、集光レンズ(foucsing lens)を通過し
た光学ビームの一部を使用する方法は公知であ
る。方形をなす4個の並置セルが最小限の拡散を
有するような円(circle of least confusion、最
小錯乱円)に対応する面に配置されており、記録
手段での収束が正しく行われているならば前述の
対応する面上に円形の光スポツトが存在する。正
しく収束されていない場合は4個の信号によつて
検出されるスポツトが変形される。増幅された
後、レンズ−像間距離を調整するための制御モー
タに印加される誤差信号はこのようにして得られ
る。
引用した米国特許によれば、読取り信号もまた
セルによつて生起される信号から得ることができ
る。
本発明の目的は、反射媒体上に光ビームを収束
させるレンズの位置を精度良く制御し得ると共
に、光学センサの構成を簡単化し得る光学センサ
を提供することにある。
本発明によれば、前述の目的は、反射媒体上に
光ビームを収束させるレンズの位置の制御用光学
センサであつて、前記反射媒体からの反射ビーム
を受容するための第1の面、及び当該受容された
反射ビームを出射させるべく前記第1の面と非平
行且つ前記第1の面と対向して設けられた第2の
面を有しており、前記反射ビームに非点収差を与
えるべく前記反射ビームの光路上に配置されたプ
リズムと、前記プリズムによつて生成される非点
収差スポツトの形状を用いて、前記レンズの位置
を制御するための制御信号を形成するべく前記プ
リズムに関して前記反射媒体と反対側に配置され
た光電セルとを具備しており、前記プリズムの第
1の面がレーザ源から来るビームを前記反射媒体
に向かつて反射する機能を有しており、前記光電
セルは前記プリズムによつて形成される最小錯乱
円の像を含む面内に設けられており、且つ、前記
セルはほぼ方形を形成するように並列配置された
4個のセルからなり、前記形成された方形の対角
線の方向に互いに対向する2個の第1のセルが第
1の加算回路に接続されており、前記形成された
方形の対角線方向に互いに対向する2個の第2の
セルが第2の加算回路に接続されており、前記第
1の加算回路と前記第2の加算回路とが修正信号
を供給するための差動増幅器にそれぞれ接続され
ており、前記プリズムは前記反射ビームがほぼ45
度のような斜めの入射角で前記第1の面に入射す
るように配置されていることを特徴とするレンズ
の位置の制御用光学センサにより達成される。
本発明の光学センサにおいては、プリズムが、
反射媒体からの反射ビームを受容するための第1
の面、及び当該受容された反射ビームを出射させ
るべく第1の面と非平行且つ第1の面と対向して
設けられた第2の面を有していると共に、反射ビ
ームに非点収差を与えるべく反射ビームの光路上
に配置されており、また、光電セルが、前述のプ
リズムによつて生成される非点収差スポツトの形
状を用いて、レンズの位置を制御するための制御
信号を形成すべく、前述のプリズムに関して反射
媒体と反対側に配置されている。従つて、プリズ
ムに入射した反射ビームは当該プリズム内を一回
通過するのみであり、従つて第2の面から出射し
て光電セルに受容される反射ビームの減衰の度合
が少なく、光電セルにおいて比較的大きな値の信
号を得ることができ、また、第2の面で反射ビー
ムを反射させる必要がないため、プリズムの第2
の面に表面処理を施す必要もない。また、光学素
子としてプリズムを用いるので、前記第1の面と
第2の面とのなす角γを例えばくさび状板に比し
てより大きくして非点収差効果を増大することが
可能であり、従つて非点収差ビームの線像をより
細長くして、誤差信号の値を大きくし、信号対雑
音比を改善し、且つレンズの位置の制御(フオー
カス制御)の感度と引込み範囲を改善することが
できる。
本発明のかかる特徴および他の特徴は、以下の
説明および添付図面に示す本発明の具体例を考察
することにより、より明らかとなるであろう。
第1図に示すように、レーザからなる光源2は
対物レンズl1により点S1に収束されるような
平行ビームを生起するものである。点S1から出
る発散ビームは、光学素子としてのプリズム1に
入る。プリズム1の主断面の3角形の頂点はA、
B、Cで示されている。
第1図には、プリズムの主断面に配置された1
本の軸光線(axial ray)および2本の端部光線
(end ray)、プリズム1上のこれらの光線の入射
点M1,M2およびM3が示されている。一部の
ビームは第1の面としての面ABから反射されて
点S1の像を点S2に形成するような集光レンズ
Lに入る。良好な読取りを確保すべく点S2は反
射媒体の記憶面P1内に位置するようにする。こ
の場合、記憶面P1から反射されたビームは、反
射媒体上に光ビーを収束させるレンズとしてのレ
ンズLによつて自動的に平行化される。ビームの
自動的に平行化された成分(auto−collimated
component)は面ABから反射されて必要ならば
読み取りに用いられてもよい。かかる情報読取り
システムは先行技術において周知であるため図示
しない。
記憶面P1からの反射ビームの虚焦点
(virtual focal point)S3は図面にマークされ
ている。虚焦点S3は、プリズムの面ABに関し
て点S1と対称である。
記憶面P1から反射されたビームの1成分は面
ABからプリズム1に入り、他の成分は、そこで
反射される。プリズム1を通過した成分は、第2
の面としての面ACから外に出る。第1図に示す
ように3本の光線M1,N1,M2,N2および
M3,N3がある。面ACから現れるビームは、
非点集束であり、かかるタイプのビームは、正接
収束(tangential focus)およびサジタル収束
(sagittal focus)として周知の2つの焦点ライン
(focus line、焦線)t及びsに沿つて進み、一
方のラインは主断面(principal section plane)
に直交しており他方のラインは主断面内に配置さ
れていることは周知である。いわゆる最小錯乱円
に対応する面Tはラインtおよびsから等距離に
ある。並置セルは、中央の光線と直交する面T内
に配置されている。
第1図には、焦点S2から偏位して配置された
記憶面P2が示されている。記憶面P2からの反
射ビームは自動的には平行化されず、従つて面T
内のライトスポツトは変形される。
第1図に示される光学センサの具体例において
は、プリズム1は、反射媒体からの反射ビームを
受容するための面AB及び当該受容された反射ビ
ームを出射させるべく面ABと非平行且つ面AB
と対向して設けられた面ACを有しており、反射
ビームに非点収差を与えるべく反射ビームの光路
上に配置される。
第2図は、前述の米国特許第4079247号で説明
されているデバイスと類似する集光制御デバイス
を図式的に説明するものである。
光電セルを構成する方形セル31,32,33
および34は、大きな方形を形成すべく並置され
ている。この大きな方形の対角線は、プリズム1
の主断面内に配置されている。レンズLが記憶面
P1上に完全な集光を行なう場合には、ライトス
ポツト8は円形である。
レンズLが集光(収束)していない場合、点S
2が記憶面P1の前方に配置されているか、また
は記憶面P1の後方に配置されているかに従つ
て、ライトスポツト82あるいはライトスポツト
81は、図面内に1点鎖線で示されている対角線
12あるいは11に沿つてひき伸ばされた形にな
る。
対角線上の対向セル31および32によつて生
起される制御信号は加算回路35内で加算され、
セル33および34によつて生起される制御信号
は加算回路36内で加算される。
回路35および36の出力信号は、修正信号S
を生起する差動増幅器37に供給される。
修正信号Sの値は、測定器38から読み取り可
能である。最後に修正信号SはレンズLから像ま
での距離を調整する制御モータ39に供給され
る。第2図における矢印はレンズLの2つの搬送
方向を示すもので、かかる方向は、修正信号Sの
符号に依存する。
第2図に示される光学センサの具体例において
は、方形セル31,32,33および34から構
成される光電セルは、ライトスポツト8,81,
82の形状を用いて、レンズLの位置を制御する
ための制御信号を形成すべくプリズム1に関して
反射媒体と反対側に配置される。
システムの最適例は、例えば非点収差距離ts
(第1図に示す)の値の設定により得られる。即
ち、距離tsの設定により、細長い楕円の形状をし
た焦線の線像の楕円率が決まる。プリズム1の面
AB上での入射角は、通常45度に設定される。反
射ビームの収束点S3および距離E=M1Aがわ
かつているならプリズム1の角度γは算出するこ
とができ、また角度γがわかれば距離Eが決ま
る。屈折面を通る非点収差ビームについての計算
は幾何光学についての多くの論文で説明されてい
る。
以上の説明で示され、レンズの焦点制御に用い
られる光学センサは、光学的記録およびさらに特
殊な例としてはビデオデイスクの読取りを可能に
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による光学センサの光学的説
明図、第2図は、受光およびフオカス制御の説明
図である。 1……プリズム、2……レーザ光源、L……レ
ンズ、P1……記憶面、8……ライトスポツト、
31,32,33,34……方形セル、35,3
6……加算回路、37……差動増幅器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 反射媒体上に光ビームを収束させるレンズの
    位置の制御用光学センサであつて、前記反射媒体
    からの反射ビームを受容するための第1の面、及
    び当該受容された反射ビームを出射させるべく前
    記第1の面と非平行且つ前記第1の面と対向して
    設けられた第2の面を有しており、前記反射ビー
    ムに非点収差を与えるべく前記反射ビームの光路
    上に配置されたプリズムと、前記プリズムによつ
    て生成される非点収差スポツトの形状を用いて、
    前記レンズの位置を制御するための制御信号を形
    成するべく前記プリズムに関して前記反射媒体と
    反対側に配置された光電セルとを具備しており、
    前記プリズムの第1の面がレーザ源から来るビー
    ムを前記反射媒体に向かつて反射する機能を有し
    ており、前記光電セルは前記プリズムによつて形
    成される最小錯乱円の像を含む面内に設けられて
    おり、且つ、前記セルはほぼ方形を形成するよう
    に並列配置された4個のセルからなり、前記形成
    された方形の対角線の方向に互いに対向する2個
    の第1のセルが第1の加算回路に接続されてお
    り、前記形成された方形の対角線の方向に互いに
    対向する2個の第2のセルが第2の加算回路に接
    続されており、前記第1の加算回路と前記第2の
    加算回路とが修正信号を供給するための差動増幅
    器にそれぞれ接続されており、前記プリズムは、
    前記反射ビームがほぼ45度のような斜めの入射角
    で前記第1の面に入射するように配置されている
    ことを特徴とするレンズの位置の制御用光学セン
    サ。
JP57046161A 1981-03-24 1982-03-23 Optical sensor for controlling focus Granted JPS57169934A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8105854A FR2502800A1 (fr) 1981-03-24 1981-03-24 Senseur optique d'asservissement de focalisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57169934A JPS57169934A (en) 1982-10-19
JPH0447377B2 true JPH0447377B2 (ja) 1992-08-03

Family

ID=9256574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57046161A Granted JPS57169934A (en) 1981-03-24 1982-03-23 Optical sensor for controlling focus

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4482803A (ja)
EP (1) EP0061384B1 (ja)
JP (1) JPS57169934A (ja)
KR (1) KR830009561A (ja)
CA (1) CA1195775A (ja)
DE (1) DE3260984D1 (ja)
FR (1) FR2502800A1 (ja)
HK (1) HK83989A (ja)
SU (1) SU1382410A3 (ja)

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EP0061384A1 (fr) 1982-09-29
HK83989A (en) 1989-10-27
US4482803A (en) 1984-11-13
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CA1195775A (en) 1985-10-22
FR2502800A1 (fr) 1982-10-01
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FR2502800B1 (ja) 1985-04-26
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