JPH0519850Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0519850Y2 JPH0519850Y2 JP1982038683U JP3868382U JPH0519850Y2 JP H0519850 Y2 JPH0519850 Y2 JP H0519850Y2 JP 1982038683 U JP1982038683 U JP 1982038683U JP 3868382 U JP3868382 U JP 3868382U JP H0519850 Y2 JPH0519850 Y2 JP H0519850Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light beam
- plane
- receiving surface
- cylindrical lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 101100008047 Caenorhabditis elegans cut-3 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はフオーカスエラー検出装置に関し、特
に光学式情報読取装置におけるフオーカスエラー
検出装置に関するものである。
に光学式情報読取装置におけるフオーカスエラー
検出装置に関するものである。
従来この種の装置として第1図に示すものがあ
つた。第1図において、1は光源、2はこの光源
1から発せられた読取光束、3はこの読取光束2
を記録媒体5方向に反射するビームスプリツタ、
4はこのビームスプリツタ3で反射された読取光
束2を記録媒体5の情報記録面5aに収束照射せ
しめる対物レンズ、6は記録面5aで反射された
反射光束、7はこの反射光束6に非点収差を与え
るシリンドリカルレンズである。このシリンドリ
カルレンズ7を経た非点光束が合焦状態で生じる
2つの焦線の間に光束断面が円形となる位置があ
り、そこに受光面8aが位置するように光検知器
8が置かれる。そしてこの光検知器8の出力に基
づいてフオーカスエラー信号が導出されるのであ
る。
つた。第1図において、1は光源、2はこの光源
1から発せられた読取光束、3はこの読取光束2
を記録媒体5方向に反射するビームスプリツタ、
4はこのビームスプリツタ3で反射された読取光
束2を記録媒体5の情報記録面5aに収束照射せ
しめる対物レンズ、6は記録面5aで反射された
反射光束、7はこの反射光束6に非点収差を与え
るシリンドリカルレンズである。このシリンドリ
カルレンズ7を経た非点光束が合焦状態で生じる
2つの焦線の間に光束断面が円形となる位置があ
り、そこに受光面8aが位置するように光検知器
8が置かれる。そしてこの光検知器8の出力に基
づいてフオーカスエラー信号が導出されるのであ
る。
かかる構成の装置では、子午面、球欠面でのそ
れぞれの倍率についての一切の考慮が無い為、得
られるフオーカスエラー信号は記録媒体5の記録
面5aの変位に対し対称とならず、又変位とエラ
ー信号の極性とが反転対応してしまう反転領域が
存在するという欠点があつた。
れぞれの倍率についての一切の考慮が無い為、得
られるフオーカスエラー信号は記録媒体5の記録
面5aの変位に対し対称とならず、又変位とエラ
ー信号の極性とが反転対応してしまう反転領域が
存在するという欠点があつた。
この対称性について改良が加えられた装置とし
て第2図に示すものがある。第2図において、第
1図と同等部分は同一符号で示されており、Rは
対物レンズ4の瞳半径、Lは対物レンズ4とシリ
ンドリカルレンズ7の主点との間の距離、Zは結
像点9とシリンドリカルレンズ7の主点との間の
距離、Dはシリンドリカルレンズ7の主点と光検
知器8の受光面8aとの間の距離である。ここで
シリンドリカルレンズ7の焦点距離をFとし、D
=2Fの条件を満足させると、結像点9がZ=0
の位置を中心にしてZ=±Dの位置で受光面8a
上に各々の線像が結像される為に記録面5aの変
位に対し対称なフオーカスエラー信号が得られる
のである。
て第2図に示すものがある。第2図において、第
1図と同等部分は同一符号で示されており、Rは
対物レンズ4の瞳半径、Lは対物レンズ4とシリ
ンドリカルレンズ7の主点との間の距離、Zは結
像点9とシリンドリカルレンズ7の主点との間の
距離、Dはシリンドリカルレンズ7の主点と光検
知器8の受光面8aとの間の距離である。ここで
シリンドリカルレンズ7の焦点距離をFとし、D
=2Fの条件を満足させると、結像点9がZ=0
の位置を中心にしてZ=±Dの位置で受光面8a
上に各々の線像が結像される為に記録面5aの変
位に対し対称なフオーカスエラー信号が得られる
のである。
すなわち、子午面(紙面)内における受光面8
a上での反射光束の直径Xは X=|2R・(1−D/F)・ F・D/(F−D)+Z/L−Z| 球欠面(光軸を含んで紙面に直角な面)内にお
ける受光面8a上での反射光束の直径Yは Y=|2R・D+Z/L−Z| で表わされ、D=2Fの時 X=|2R・D−Z/L−Z| となつて、Z=0の時X=Y,Z=+Dの時X=
0,Y≠0,Z=−Dの時X≠0,Y=0とな
り、結像点9の光軸に沿つた変位に対しZ=0の
位置を中心に対称となるのである。
a上での反射光束の直径Xは X=|2R・(1−D/F)・ F・D/(F−D)+Z/L−Z| 球欠面(光軸を含んで紙面に直角な面)内にお
ける受光面8a上での反射光束の直径Yは Y=|2R・D+Z/L−Z| で表わされ、D=2Fの時 X=|2R・D−Z/L−Z| となつて、Z=0の時X=Y,Z=+Dの時X=
0,Y≠0,Z=−Dの時X≠0,Y=0とな
り、結像点9の光軸に沿つた変位に対しZ=0の
位置を中心に対称となるのである。
しかし乍ら、結像点9の変位と記録面5aの変
位とは直線比例関係にはなく、対物レンズ前焦点
と物点との距離をl1、後焦点と像点との距離をl2、
対物レンズの焦点距離をfとすると、l1・l2=f2
の関係となる。すなわち、通常の使用状態である
l1<l2の場合、l1の一定量の増加に対しl2のより少
ない減少、l1の一定量の減少に対しより大きな増
加が対応する。従つて記録媒体5の変位に対し対
称なフオーカスエラー信号が得られないことにな
る。
位とは直線比例関係にはなく、対物レンズ前焦点
と物点との距離をl1、後焦点と像点との距離をl2、
対物レンズの焦点距離をfとすると、l1・l2=f2
の関係となる。すなわち、通常の使用状態である
l1<l2の場合、l1の一定量の増加に対しl2のより少
ない減少、l1の一定量の減少に対しより大きな増
加が対応する。従つて記録媒体5の変位に対し対
称なフオーカスエラー信号が得られないことにな
る。
また、受光面内の点Oと子午面で共役な点P及
び点Oと球欠面で共役な点Q(第3図参照)をと
ると、子午面内におけるO点とP点の横倍率m1
と球欠面内におけるO点とQ点の横倍率m2とが
等しくないので、受光面上の光束径X,YがX=
Yとなる条件は、共役面上での光束径をx,yと
すると、x/y=m2/m1であり、その状態で合焦状態 となる様に調整される。共役面上での光束径x,
yは記録面5aの変位に対し直線比例関係にある
が合焦状態でx≠yの為、フオーカスエラー信号
の極大値、極小値を生じさせる位置、即ちx=X
=0の記録面位置とy=Y=0の記録面位置の合
焦位置からの変位量は等しくなく、従つて対称な
フオーカスエラー信号は得られない。更に、X=
Yとなるためのx/y=m2/m1の条件は非合焦状態に も存在し、その位置を境にフオーカスエラー信号
の極性が反転してしまう。
び点Oと球欠面で共役な点Q(第3図参照)をと
ると、子午面内におけるO点とP点の横倍率m1
と球欠面内におけるO点とQ点の横倍率m2とが
等しくないので、受光面上の光束径X,YがX=
Yとなる条件は、共役面上での光束径をx,yと
すると、x/y=m2/m1であり、その状態で合焦状態 となる様に調整される。共役面上での光束径x,
yは記録面5aの変位に対し直線比例関係にある
が合焦状態でx≠yの為、フオーカスエラー信号
の極大値、極小値を生じさせる位置、即ちx=X
=0の記録面位置とy=Y=0の記録面位置の合
焦位置からの変位量は等しくなく、従つて対称な
フオーカスエラー信号は得られない。更に、X=
Yとなるためのx/y=m2/m1の条件は非合焦状態に も存在し、その位置を境にフオーカスエラー信号
の極性が反転してしまう。
本考案は上述した点に鑑みなされたもので、真
に対称でかつ反転領域の存在しない良好なフオー
カスエラー信号を導出できるフオーカスエラー検
出装置を提供することを目的とする。
に対称でかつ反転領域の存在しない良好なフオー
カスエラー信号を導出できるフオーカスエラー検
出装置を提供することを目的とする。
本考案によるフオーカスエラー検出装置は、記
録媒体の情報記録面に情報読み取りの為の光束を
収束照射せしめる第1の光学系と、該記録面を経
た光束を受光手段の受光面に非点光束形態で導く
第2の光学系とを備えた構成において、第2の光
学系を経た非点光束の子午面内における該受光面
とこの受光面の共役面との横倍率と、非点光束の
球欠面内における該受光面とのこの受光面の共役
面との横倍率とを略一致させたことを特徴として
いる。
録媒体の情報記録面に情報読み取りの為の光束を
収束照射せしめる第1の光学系と、該記録面を経
た光束を受光手段の受光面に非点光束形態で導く
第2の光学系とを備えた構成において、第2の光
学系を経た非点光束の子午面内における該受光面
とこの受光面の共役面との横倍率と、非点光束の
球欠面内における該受光面とのこの受光面の共役
面との横倍率とを略一致させたことを特徴として
いる。
以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説
明する。
明する。
第3図は本考案の原理を説明するための概略構
成図であり、図中第2図と同等部分は同一符号に
より示されている。第3図において、シリンドリ
カルレンズ7の主面12は合焦状態での結像点9
と一致しており、従つて子午面(紙面)光束も球
欠面光束もシリンドリカルレンズ7のレンズ作用
を受けていない。11は対物レンズ4の像側焦点
Fを含む面であり、この面11と面12との距離
をl、面12と受光面8aとの距離をd、対物レ
ンズ4の焦点距離をf、シリンドリカルレンズ7
の焦点距離をfcとする。受光面8a内の点Oと子
午面で共役な点Pと、点Oと球欠面で共役な点Q
をとり、点P,Qから各々光軸に対し角度θで発
する光線を考えた場合に(子午面光線を実線、球
欠面光線を破線で示す)、両者が面11で光軸か
ら同一高さの点を通り、共に角度αでO点に入射
する様に構成する。すなわち、O点とP点の横倍
率と、O点とQ点の横倍率とを一致させる。この
条件を満足するdの値は d=2fc・l/(l−2fc) で与えられる。
成図であり、図中第2図と同等部分は同一符号に
より示されている。第3図において、シリンドリ
カルレンズ7の主面12は合焦状態での結像点9
と一致しており、従つて子午面(紙面)光束も球
欠面光束もシリンドリカルレンズ7のレンズ作用
を受けていない。11は対物レンズ4の像側焦点
Fを含む面であり、この面11と面12との距離
をl、面12と受光面8aとの距離をd、対物レ
ンズ4の焦点距離をf、シリンドリカルレンズ7
の焦点距離をfcとする。受光面8a内の点Oと子
午面で共役な点Pと、点Oと球欠面で共役な点Q
をとり、点P,Qから各々光軸に対し角度θで発
する光線を考えた場合に(子午面光線を実線、球
欠面光線を破線で示す)、両者が面11で光軸か
ら同一高さの点を通り、共に角度αでO点に入射
する様に構成する。すなわち、O点とP点の横倍
率と、O点とQ点の横倍率とを一致させる。この
条件を満足するdの値は d=2fc・l/(l−2fc) で与えられる。
次に、本考案の作用について説明する。上記横
倍率を一致させる事は子午断面においてP点に立
つた物体がO点に結像される倍率と球欠断面にお
いてQ点に立てた物体がO点に結像される倍率と
を一致させる事であり、レンズ類による反射光束
のいわゆるケラレが無視できる場合、P点を含む
面13及びQ点を含む面14で切つた読取光束断
面が子午面及び球欠面で同一倍率で結像される事
になる。
倍率を一致させる事は子午断面においてP点に立
つた物体がO点に結像される倍率と球欠断面にお
いてQ点に立てた物体がO点に結像される倍率と
を一致させる事であり、レンズ類による反射光束
のいわゆるケラレが無視できる場合、P点を含む
面13及びQ点を含む面14で切つた読取光束断
面が子午面及び球欠面で同一倍率で結像される事
になる。
第4図に、子午面における受光面8aの共役面
13と球欠面における共役面14での読取光束の
状態Aと、それに対応する受光面上での反射光束
形状B及び記録面変位に対するフオーカスエラー
信号の変化Cをそれぞれ示す。第4図上の破線は
読取光束を記録面5aを境に展開したものであ
り、2つの共役面13,14は記録面5aの変位
に拘わらず常に一定位置に存在するが、共役面1
3,14を切る光束径x,yは記録面変位に伴い
変化する。光束径x,yの大小関係は合焦状態c
でx=yであり、合焦状態より記録面5aが遠い
とき(図のa,b状態)には常にy>xであり、
逆に近いとき(図のd,e状態)には常にx>y
となり、合焦状態以外にx=yとはならない。一
方、受光面8a上の光束径X,Yは上述の如く子
午面、球欠面での横倍率が等しい為、横倍率をm
とすると、X=mx,Y=myで示され、従つて合
焦状態でX=Yすなわち円形となる。
13と球欠面における共役面14での読取光束の
状態Aと、それに対応する受光面上での反射光束
形状B及び記録面変位に対するフオーカスエラー
信号の変化Cをそれぞれ示す。第4図上の破線は
読取光束を記録面5aを境に展開したものであ
り、2つの共役面13,14は記録面5aの変位
に拘わらず常に一定位置に存在するが、共役面1
3,14を切る光束径x,yは記録面変位に伴い
変化する。光束径x,yの大小関係は合焦状態c
でx=yであり、合焦状態より記録面5aが遠い
とき(図のa,b状態)には常にy>xであり、
逆に近いとき(図のd,e状態)には常にx>y
となり、合焦状態以外にx=yとはならない。一
方、受光面8a上の光束径X,Yは上述の如く子
午面、球欠面での横倍率が等しい為、横倍率をm
とすると、X=mx,Y=myで示され、従つて合
焦状態でX=Yすなわち円形となる。
光検知器8は受光面8aが4分割されており、
各エレメントの出力S1〜S4を演算〔SF=(S1+S3)
−(S2+S4)〕することでフオーカスエラー信号SF
が得られる。このフオーカスエラー信号SFは合焦
状態cで零となる。受光面8a上の光束径X,Y
は合焦状態cより記録面5aが遠いときには常に
Y>XでありY軸方向に長径を持つ楕円形とな
り、フオーカスエラー信号SFは常に負であり、逆
に近いときは常にX>YでありX軸方向に長径を
持つ楕円形となり、フオーカスエラー信号SFは常
に正となり、極性の反転領域は存在しない。ま
た、光束径x,yは記録面変位に対しそれぞれb
状態、d状態で折り返す直線比例関係にあり、光
束径X,Yも横倍率mが共に等しい為、同様の直
線比例関係が保たれ、従つてフオーカスエラー信
号SFは合焦状態を中心とした対称なものとなる。
各エレメントの出力S1〜S4を演算〔SF=(S1+S3)
−(S2+S4)〕することでフオーカスエラー信号SF
が得られる。このフオーカスエラー信号SFは合焦
状態cで零となる。受光面8a上の光束径X,Y
は合焦状態cより記録面5aが遠いときには常に
Y>XでありY軸方向に長径を持つ楕円形とな
り、フオーカスエラー信号SFは常に負であり、逆
に近いときは常にX>YでありX軸方向に長径を
持つ楕円形となり、フオーカスエラー信号SFは常
に正となり、極性の反転領域は存在しない。ま
た、光束径x,yは記録面変位に対しそれぞれb
状態、d状態で折り返す直線比例関係にあり、光
束径X,Yも横倍率mが共に等しい為、同様の直
線比例関係が保たれ、従つてフオーカスエラー信
号SFは合焦状態を中心とした対称なものとなる。
以上本考案の動作原理をレンズ類による反射光
束のケラレが無視できる場合について説明した
が、ケラレのある場合においても、通常主として
ケラレを生じさせる対物レンズにおいてケラレの
作用は子午面、球欠面共に同等であり、従つて反
転領域は存在せず、又対称性の乱れもフオーカス
エラー信号が僅かに変化するのみで実用上問題と
ならない。
束のケラレが無視できる場合について説明した
が、ケラレのある場合においても、通常主として
ケラレを生じさせる対物レンズにおいてケラレの
作用は子午面、球欠面共に同等であり、従つて反
転領域は存在せず、又対称性の乱れもフオーカス
エラー信号が僅かに変化するのみで実用上問題と
ならない。
なお、上記実施例では合焦時の結像点9の位置
にシリンドリカルレンズ7の主面を一致させたも
のを示したが、対物レンズ像側焦点面11又はそ
の共役面にシリンドリカルレンズ7の主面を一致
させても良い。また、複数のレンズ類を用いる事
により、上記の如く、特殊な光学的位置にシリン
ドリカルレンズ7を置くという制限なしに本考案
の目的を達成できる。
にシリンドリカルレンズ7の主面を一致させたも
のを示したが、対物レンズ像側焦点面11又はそ
の共役面にシリンドリカルレンズ7の主面を一致
させても良い。また、複数のレンズ類を用いる事
により、上記の如く、特殊な光学的位置にシリン
ドリカルレンズ7を置くという制限なしに本考案
の目的を達成できる。
以上のように、本考案によれば、非点収差光学
系を用いたフオーカスエラー検出において、戻り
光路における子午面内での受光面とその共役面と
の横倍率と球欠面内での受光面とその共役面との
横倍率が一致するように構成したので、フオーカ
スエラー信号に有害な極性反転領域が存在せず、
合焦状態を中心とした真に対称なフオーカスエラ
ー信号が得られ、フオーカスサーボが制定する合
焦位置付近での検出ゲインも均一なものとなる。
系を用いたフオーカスエラー検出において、戻り
光路における子午面内での受光面とその共役面と
の横倍率と球欠面内での受光面とその共役面との
横倍率が一致するように構成したので、フオーカ
スエラー信号に有害な極性反転領域が存在せず、
合焦状態を中心とした真に対称なフオーカスエラ
ー信号が得られ、フオーカスサーボが制定する合
焦位置付近での検出ゲインも均一なものとなる。
第1図は第1の従来例を示す構成図、第2図は
第2の従来例を示す構成図、第3図は本考案の原
理を説明するための概略構成図、第4図は子午面
における受光面の共役面と球欠面における共役面
での読取光束の状態A、それに対応する受光面上
での反射光束形状B及び記録面変位に対するフオ
ーカスエラー信号の変化Cをそれぞれ示す図であ
る。 主要部分の符号の説明、1……光源、3……ビ
ームスプリツタ、4……対物レンズ、5……記録
媒体、7……シリンドリカルレンズ、8……光検
知器、13……子午面における受光面の共役面、
13……球欠面における受光面の共役面。
第2の従来例を示す構成図、第3図は本考案の原
理を説明するための概略構成図、第4図は子午面
における受光面の共役面と球欠面における共役面
での読取光束の状態A、それに対応する受光面上
での反射光束形状B及び記録面変位に対するフオ
ーカスエラー信号の変化Cをそれぞれ示す図であ
る。 主要部分の符号の説明、1……光源、3……ビ
ームスプリツタ、4……対物レンズ、5……記録
媒体、7……シリンドリカルレンズ、8……光検
知器、13……子午面における受光面の共役面、
13……球欠面における受光面の共役面。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 記録媒体の情報記録面に情報読み取りの為の
光束を収束照射せしめる第1の光学系と、受光
手段と、該情報記録面を経た光束を光束せしめ
る集光レンズ系及びこれによつて収束せしめら
れた光束を前記受光手段の受光面に非点光束形
態で導くシリンドリカルレンズを有する第2の
光学系とを備え、前記受光手段の出力に基づい
てフオーカスエラー信号を導出するようにした
フオーカスエラー検出装置であつて、前記集光
レンズ系の像側焦点面と前記シリンドリカルレ
ンズの主面との距離をl、該主面と前記受光面
との距離をd、前記シリンドリカルレンズの焦
点距離をfcとしたとき、下記式、 d=2fc・l/(l−2fc) を満たす位置に前記シリンドリカルレンズの主
面を配置し、前記第2の光学系を経た非点光束
の子午面内における該受光面とこの受光面の共
役面との横倍率と、前記非点光束の球欠面内に
おける該受光面とこの受光面の共役面との横倍
率とを略一致させたことを特徴とするフオーカ
スエラー検出装置。 (2) 前記シリンドリカルレンズの主面を前記集光
レンズ系による合焦時の結像点に一致させたこ
とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項
記載のフオーカスエラー検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3868382U JPS58141434U (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | フオ−カスエラ−検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3868382U JPS58141434U (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | フオ−カスエラ−検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58141434U JPS58141434U (ja) | 1983-09-22 |
JPH0519850Y2 true JPH0519850Y2 (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=30050007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3868382U Granted JPS58141434U (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | フオ−カスエラ−検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58141434U (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58105439A (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-23 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 光学フオ−カシング誤差検出装置 |
-
1982
- 1982-03-19 JP JP3868382U patent/JPS58141434U/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58105439A (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-23 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 光学フオ−カシング誤差検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58141434U (ja) | 1983-09-22 |
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