JPS58208946A - フォーカシングエラー検出装置及び情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学的結像装置、殊に光学的放射線反射情報構
体を有する記録神体に読み取る装置又はｆｆＦ報を記録
担体に光学的にｇｉ：′録する装置において、第１の放
射線反射面と対物レンズ系の焦点面との間のすｔ′Ｌを
検出するために、第１の面により反射さｎた放射線ビー
ムの通路内に青かｎるビーム分割器と、このビーム分割
器の背後装置かｎ、狭いストリップにより互に分離さｎ
た櫓数個の検出器を具える放射線に感応する検出装置と
全具備し、承ｌの分離ス）　ＩＪツブがビーム分割器に
よシ形成さｎた２個のサブビームの第１のサブビームに
関連し、第２の分離ストリップが第２のサブビームに関
連し、前記検出器の出力端子が電子回路の入力端子に接
続さｎ、この電子回路内で検出器の信号から合焦誤差信
号を導き出すオプトエレクトロニクス合焦誤差検出装置
に関するものである。

このようなｉｔはｌ　Ｒａｄｉｏ　Ｍｅｎｔｏｒ　Ｊ　
　４５（１９７９年）の第１８８〜ト■頁にのっている
論文ｒ　ＰＣＭ　−５ｃｈａｌｌｐｌａｔｔｅ　ｆｉｉ
ｒ　ｄｉｅ　８０　ｅｒ　Ｊａｈｒｅｊに記録されてい
る。この装置Ｆｉ＋導体ダイオードレーザの形態をした
放射線源を具えている。そして、このレーザから放出さ
ｔまた胛み取りビームに対物レンズ系によりディスク形
言ｒ′録相体の確報一体上に合焦させられる。情報機体
により反射された読み取りビームは再び対物レンズ系を
迫り、次に放射線源と対物レンズ系との間に設けられた
ビーム分割プリズムｆ通る。このプリズムに変調された
読み増りビームを放射線源により放出されたビームの放
射鯛通＃からけすし、苧胛さｆたビームは放射線に感応
する検出装置に入り、この検出装置が変調さｆ′したビ
ームの変調と一致する電り信号を出力する。

非常に小さな情報のｌｌＲ１部を結像するた粘に使用さ
れ且つ大きな開口数で動作する光学系の焦点深度は小さ
い。例えばマイクロスコープ又は非常に小さな情報ａ部
を有する光学式記録押体を読み取る装置若しくは記録担
体に情報を記録する装置で使用さｎるこのような結像装
置では、実際の焦点面と所望の焦点面との間のずｎを検
出し、これに応じて焦点を補正することが大津であ、る
。この目的で、前記論文にＰ■されているようにビーム
分子１プリズムの出Ｏ面に屋根形プリズムを設けること
がで＾る０この屋根形プリズムはビームを２個のサブビ
ーム（て分割１し、こ１らを放射線にＰ応する検出装置
の別々の検出器により受は取る。この検出装置は、例え
ば、４佃の放射線に感応する検出器を具え、これらの検
出器を屋根形プリズムの屈折枦に対し横方向の頂線に沿
って運べる。２個のべ（Ｉｆ！の検出器からの信号の和
を２個の９８９の検出器からの信号の和から引−くと合
焦誤差に比例する信号が得られる。

この合焦誤差検出装置では検出器の面内に形成された放
射線スポットの中心間の距離が検出器の分離ストリップ
間の距離に等しくする必要があり、また放射線スポット
を検出器に対して正しく位置決めする必要がある０ビー
ムが正しく合焦している時は対射線スポットは関連する
分離ストリップに対して対称的に配量される。放射線ス
ポットの中心間の距離が正しくなかったり、放射線スポ
ットが正しく位置決めされていなかったり、その両方が
ある場合は誤った合ｐ：誤差信号が生じ、正しい合焦が
不可能に力る。

本発明の目的は合焦誤差検出装置の組立後、放射線スポ
ットの中心間の距離を分離ス）　＋７ツ１間の距離と等
しくすることかで負、放射線スポットの付量を補正でき
るように検出器を配量するにある。

この目的を達成するため、本発明にょ１は第１の分離ス
）　ＩＩツブが第２の分離ストリップと針金をなすこと
を特徴とする。

この所望の目的はビームが正しく合焦さｎてぃない時２
個のサブビームを検出器の面内で一方向又は二方向に動
かすことにより達成される。

合焦誤差検出装置の好適な一実施例は２個の分離ストリ
ップ間の角度をほぼ２ｆとしたことを特徴とする。

角度をこのように選ぶことにより検出器の寸法′が限ら
ｎている時でさえ、調整レンジが十分太き〈とｎ、合焦
誤差検出装置の勾１が大きいままになる。

本発明に保る合焦誤差検出装置を具ズる２録相体の放射
−を反射するｆｆ報面にある情報を読み悄ったり、配録
したりその両方ができる装置において、前ｒ＃出装置が
４個の別々の検出器を具え、ビームの分割が実効的にト
ラック方向に対し横方向である面内で行なわれ、電子回
路が情報面の面内で形成さｔた放射線スポットの、情報
トラックに対する位置の表示を与える信号を導き出す手
段を具えることを特徴とする。

図面につき本発明の詳細な説明する。

算１図はディスク形記録和体１の半径方向断面の一部を
示している。放射＃ｉｌを反射するｆｆ報櫟体は記録相
体の上＠ｌに設けられており、情報トラック２に沿って
配置さｆ′した多数の情報区域（図示せず）を具えてい
る。この情報構体は放射線源３、例えば、半導体ダイオ
ードレーザにより発生させられた読み取りビームｂによ
り走査される。レンズΦは発散するビームを対物レンズ
系５の瞳が十分洟たされるような断面の平行ビームに変
える。

次にこの対舞レンズ系５け情幹梳体上に最小寸法の放射
！スポットｖを形厚ｆ７．。

読み取りビームは情報構体で反射さｎ、Ｆ録押体が読み
取りビームに相対的に勢〈につｎ１反射さｎ−たビーム
は記録相体に蓄わえられている情報と一致して時変調さ
れる。この変調ビームを放射線源（＜より放出さｆ′し
たビームから分離するために、放射線源と対物レンズ系
との間にビーム分割プリズム６を置く。このビーム分割
プリズム６け２儒のプリズム要素７及び８を具え、両者
の間にビーム分割層９を設けるようにすることができる
。ビーム分割プリズム６の入口面と出口面に夫々符号１
０及び１１を付した。ビーム分割１層９け半透明層とす
ることができる。読み出し装置での放射線の損失を小さ
くする念め併光に感応するビーム分割層を用いることも
できる。この時は対物レンズλ 系５とビーム分割プリズム６との間に一板１２をΦ 置く必要がある。世し、λは読み像りビームｂのλ 波長である。このｉ板１２け２回ビームが通過し、この
ビームの偵光面を全部で９０°回転させる。ビーム分割
プリズム６は放射線源により放射さｆまたビームを殆ん
ど宇金に逆運させ、仙方変胛ビームを放射線に感応する
検出装着１３の方に殆んど宇金に反射する０モしてこの
放射ａ検出装着１８が盲已録相体に蓄ｊつえらｎている
情報で管炉させらまた信号を供給する。

対物レンズ系の＄ｄ面と情報構体の面との間のずｎの大
きさと方向を表す合焦誤差信号を発生させるために、ビ
ーム分鯖１プリズム６の出口面１１上に屋根形プリズム
１４を設け、放射！検出装置１８Ｋ例えば４個の放射組
検出器を設ける。＠焦誤差検出の原理を示す第２図では
こｎらの放射線検出器［１６，１７，１８及び１９とい
う符号を付した。この第２図は第１図のＨ−Ｉ＋’線に
沿って切つ力検出器を示す図であるｏ屋根形プリズム１
４の屈折縁１５は第１図に００′で示した読み取り装置
の光軸に平行にすることができる。しかし、第１図に示
したように屈折縁１５が光学力００′に対して斜になる
ように屋根形プリズムを配置すると好簿である。こうす
ると検出器信号からトラッキング誤差信号を増り出すこ
とができる。

門戸形プリズムはビームｂを失々幹出器１６及び１７並
びに検出器１８及び１９と協働する２伸のサブビームｂ
７＆びｂ２に分割１する。

演１図及び第２図Ｕ読み取りビームが正確に情報構体の
面に合焦している状態を示している。騨み取り装置は反
射さｎたビームが正確に検出器の而にくるような構造に
することができる。正しく＠黄している場合はサブビー
ムｂ０とｂ２が対称的に夫々関連検出器１６及び１７並
びに１８及び１９に入射する。合焦誤差がある場合は夫
々関連検出器に対するサブビームｂ０とｂ２内のエネル
ギー分布が変化し、これは検出器に対するサブビームに
より形成さｆる放射線スポットｖ及びｖ２のずｎとして
現わｎる。放射線源により放出さｎｆｃビームの焦点が
情報構体面の上方にくる時はサブビームｂ□及びｂ２が
内側に移動し、検出器１６及び１９が検出器１７及び１
８よりも少い放射線エネルギーを受は取ることになる。

逆に、放射鞭源により放出された読み取りビームの傅点
が情報構体の面の下側にくる時は、逆のことが起り、検
出器１７及び１８が検出器１６及び】９よりも少す放射
線エネルギーを受は取る。第２図に示すｒうに、検出器
１７及び１８からの信号を炉１の加算器２０に加え、検
出器１６及び１９からの信号を第２の加算器２】に加え
、これらの２個の加算器からの信号を差動増幅器２２へ
加え、合弁誤差信号Ｓ、を得る。ｆｆＦ報信号ｓ１は２
個の入力端子を加算器２０及び２１に接続した第３の加
算器２３により得る。

第１図に示すように、屋根形プＩＪズム１４の基台又は
屈折縁１５をビーム分割１プリズムの出口面１１に置く
ことができる。屋根形プリズムの頂上角の値を大きく、
例えば約１７００に選ぶ時け、いず汎の場合でも屋根形
プリズム１４はほぼ同一の効果を有する。頂上角はでき
るだけ大きく選び、検出器要１をできるだけ互に近づけ
且つ一個の集積化さｎた検出装置として構成できるよう
にする。

合焦誤差信号は放射側スポットｖ１又はｖｇＯ中心の夫
々検出器１６及び１７の分離ス）　ＩＩツブ並びに検出
器】８及び１９の分離ストリップに対する位、肴により
決オる。ビームｂ１が正しく合弁させらｆしている時は
放射線スポットの中心間のＩｉ５艶が分離ス）　＋７ツ
１間の距離に等しいことに注量しなけｊ、ばならない。

合焦誤差検出装置の光学要素の公差が変わるために放射
線スポット間の距−がずれることがある。そして放射線
スポット間の距ＷＩｌが大きすぎると、正しく合焦さｎ
ている場合でも上言ｅ放射線スポットが検出器に対して
引刃にずｎｌ　この六め正の合焦誤差信号が出力される
。こｎに対し、放射線スポット間の距離が小さすぎる時
は負の合焦誤差信号が出力される。

検出器対１６．１７及び１８．１９の中心間の距離を装
置の組立体上での放射線スポットの中心間の距離に通合
させるために、検出器系は簗８図に示したように構成す
る。検出器対はも早や互に平行には配置さｎず、検出器
１６と１７の分離ストリップｔ□が検出器１８と１９の
分離ストリップｔ２に対して鋭角をなすように配置する
。Ｗ８図では２偕の放射線スポットｖ□とｖ２の相互の
距離ｄが検出器系の中心を迫る抑Ｖに泊って沖１った分
離ス）　リップ間のＩｉ５詩ｌて対応するように示され
て因る。放射帯スポットｖ□とＶ、の間の距離がｄより
も大きい時１ケサブビームｂ１とｂｇｆ、放射線スポッ
トｖ１とＶ、が右方へ動いて放射線スポットの中心が正
確に分離スト１ノツ１上にくる寸でずらす。放射揶スポ
ットの中心間の距離が短がすき゛る時はサブビームを左
方へずらす。

読み取り装置の組立時ＶＣ読み取り装置をにｍ整し、対
物レンズ系の焦点を正しく調整するために、検出器に対
する放射線スポットｖ１及びｖ２の位置を検出器信号を
測定することにより足める。この測定により、放射線ス
ポットの位置を、例えば、ビーム分割グ１１ズム６をず
らしたシ、傾かせたりその両方を行ったシして放射線ス
ポットの中心が分離ストリップｔ□及びｔ２上にくるよ
うにすることにより補正することができる。

分離ス）　ＩＩッ１ｔ□及びｔ２をＸ７ｉ回、即ち合焦
誤りのある場廿に放射線スポットｖ□及びｖ２が動く方
向ｙに対し横方向に延在させる入合焦締出装置の感度が
最適に力る。角度αを２２°程歴に壷ぶと検出器の寸法
は限らｆるが、分離スト１ノン１間の距離は満足ゆくよ
うに放射リスボン）Ｖ　　とｖ２の間の距離にｉ合させ
ることができ、他方合焦誤差の感度は十分大きくとどオ
る。

屋根形プリズム１４の屈折縁１５を範］図に示すように
光軸ｏｏ′に対して横方ｒ２Ｆ＋に配置することにより
、放射線スポットｖ汲びＶを互にトラン１ｆ！ 夕方向に対し、実効的に横方向である方回にずらす。

この場合４個の検出器１６．１７．１８汲び１９により
供給される信号から読み助るｌ・要のある読み取りスポ
ットｖのトラックの中心に対する位置を表す信号を導き
比すことができる。

第２図に示すように、この信号ｓｒは検出器１６及び１
７からの信号を加算装置２番に加え、検出器１８及び１
９がらの信号を加算装置２５に力ａえ、両方の加算装置
からの信号を差動増幅器２６に加えることによ＃）俸ら
ｎる。従って、信号Ｓｒは次式で表わされる。

Ｓｒ＝　（Ｓ□６＋　Ｓ□、）　−（Ｓ、８＋　Ｆ；□
、　）検出＠置１３をトラッキング信号Ｓｒを発生させ
るために使用し々い時は、この締出装置を炉４図に示す
ように３個の検１ｉ−ｉ芒だけで構成することができる
。分離ストリップｔ１け輸出器８１と３０を分離し、分
離ストリップｔ２ｈは検出器３２と３０を分離し、両分
離ス）　ＩＩツブばここでも互に鋭角をなす。この時合
焦誤差信号Ｓｆけ次式で与えられるＯ ３　−（Ｓ　　＋Ｓ　　）−８８８ ｆ　　　　３１　　８２ 以上本発明を光学的読み取り装置と組み合せて使用する
賽台につき述べてきたが、本発明は代りに書き込み装置
又は読み取り一書き込み複合装置で使用することもでき
る。書き込み装置ｔ′！前述した読み取り装置に類似し
た構造を有している。

例えば金属層内にビットを形成することにより情報を記
録する場合は、読み取りの場合よりも多くのエネルギー
を必要とし、また書き込みビームは記録すべき情報に従
って時変調する必要がある。

書き込み装置での放射線源としてＨｅＮｅレーザのよう
な気体レーザを使用することができる。オだ市、缶−光
学又は音響−光学変調器のよう外変調器を書き込みビー
ムのｊ−路内に般ける必慕がある。

代りにダイオードレーザを用いることもできる。

この場合書き込みビームはダイオードレーザを汗ｆる電
流を変えることによりｔ′謂さ九、別に変調器を設ける
必要に々い。

一上述した合焦誤差検出装置は光学的情＠樒体又は合焦
させられる表面の特別な特性を別用してはいない。昨一
つの要件はこの表面が放射組を反射することである。そ
九故、この会焦誤差検出装置ハ、引見ば、マイクロスコ
ープのように非常に正確に合焦させることが必要な種々
の装置で使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明合焦誤差検出装Ｍを具える装置の一実施
例の略図、 第２図はＺｌ−１個の検出器と電子処理回路とを示す説
明図、 第８図は検出装置の好適な一実施例の評明図、第４図１
ヴ検出装着の別の実施例を示す帥明図である。 １・・・ディスク形＝＝ｅ相体 ２・・・情報トラン′り　　　　３・・・放射線源４・
・・レンズ　　　　　　５・・・対物レンズ系６・・・
ビーム分割１ブ１ｊズム ７．８・・・プリズム要緊　９・・・ビーム分苧１層１
０・・・ビーム分＠１１プリズムの入口面１１・・ビー
ム分割プリズムの出口面 １４・・屋根形プリズム　　１５・・・屈折縁１６〜１
９・・・放射線検出器 ２０・・・第１の加算器　　　２１・・・ヲ２の加算器
２２・・・差動増幅器　　　　２３・・・第３の加算器
２４・・・加算装置　　　　　２５・・・加算装置２６
・・・差＠中幅器　　　８０〜３８・−・検出器ｂ・・
・膀み取りビーム（ｂ□、ｂ２・・・サブビーム）■、
Ｖ□、ｖ２・・・放射がスポット ００′・・・読み取り装置の元軸 Ｓｆ・・・合焦誤差信号 Ｓｌ・・・情邦信号　　　　ｓｒ・・トラッキング信号
ｔ□、ｔ２・・・分離ストＩＪツブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　光学的結像＠置、殊に光学的放射線反射情報構体を
   有する記録担体を読、み取る装置又は情報を記録担体に
   光学的に記録する装置において、第１の放射耐反射面と
   対物レンズ系の焦点面との間のずｎを検出するために、
   厘１の面により反射された放射蒋ビームの通路内に置か
   ｎるビーム分割器と、このビーム分割器の背後に置かｎ
   １狭いストＩＩツブにより互に分離された複数個の検出
   器を具える放射線に感応する検出装置とを具備し、第１
   の分離ストリップがビーム分割器により形成さｎた２個
   のサブビームの第１のサブビームに関連し、第２の分離
   ストリップが第２のサブビームに関連し、前記検出器の
   出力端子が電子回路の入力端子に接続され、この電子回
   路内で検出器の信号から合焦誤差信号を導き出すオプト
   エレクトロニクス合焦誤差検出装置において、第１の分
   離ストリップが第２の分離ストリップと鋭角をなすこと
   を特徴とするオプトエレクトロニクス合焦誤差検出装置
   。 ２２個の分離ストリップ間の弁慶をほぼ２２゜としたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオプトエレ
   クトロニクス合焦誤差検出装置。 ＆　特許請求の範囲第１ｆｔＪ又は第２項に記載の合焦
   誤差検出装置を具える、記Ｐ和体の放射耐反射面の情報
   を読み取ったり情報を書き込んだりその両方を行なう装
   置において、前記検出装置が４個の別々の検出器を具え
   、ビームの分割が実効的にトラック方向に対し横方向で
   ある面内で行なわｎ％電子回路が情報面の面内で形成さ
   ｆ′した放射縁スポットの、情報トラックに対する位置
   の表示を与える信号を導き出す手段を具えることを特徴
   とする記録担体の放射耐反射面内の情報を読み取シ汲び
   ／又は書き込む装置。