JPS5928252A - Optical device for optical information - Google Patents

Optical device for optical information

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Publication number
JPS5928252A
JPS5928252A JP13813382A JP13813382A JPS5928252A JP S5928252 A JPS5928252 A JP S5928252A JP 13813382 A JP13813382 A JP 13813382A JP 13813382 A JP13813382 A JP 13813382A JP S5928252 A JPS5928252 A JP S5928252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical device
detector
optical
image forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP13813382A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Iguchi
敏之 井口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To increase the detecting width and at the same time to improve the detecting accuracy, by providing a pair of reflectors having light transmitting parts between a light source and an optical device to detect both reflected light and transmitted light as well as a focus shift and a tracking shift, respectively. CONSTITUTION:Each of reflectors 12 and 13 has a reflecting part and light transmitting part 22. A projection pattern is circular on a surface rectangular to an optical axis and has a shape equal to the section a luminous flux 10a. When an image forming surface 15 is set at a proper position 15a, detectors 17 and 19 detect no light. However only, the detector 17 detects the light at a position 15b and only the detector 19 does at a position 15c, respectively. Then the light made incident to a detecting surface 30 of detectors 17 and 19 respectively is detected through a photoelectric conversion. The surface 30 is divided into two surfaces 31 and 32 along a center line 33 to detect also a tracking shift. In other words, a tracking shift is detected from the error between detecting signals of surfaces 31 and 32.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明は、ビデオディスク等情報担体上への情報読出
し又は書込みのだめの光学装置、特にトラッキング位置
並びに焦点位f?正確に得るための元情報光学装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an optical device for reading or writing information onto an information carrier such as a video disc, and in particular to tracking position and focal position f? Regarding the original information optical device for obtaining accurate information.

発明の技術的背景及び問題点 この種のトラッキング検出又は焦点検出は各種の方法が
知られている。最も一般的な非点収差法によれば、検出
精度を上げると検出範囲が狭くなってしまい、この検出
範囲を越えた場合は検出誤差となってしまっていた。壕
だ、この場合、円筒レンズを用いるが、この種の検出で
用いる場合には開口角が大きくなり使用範囲が限定され
てしまう。更に、他の方法によれば、部品並びにその組
付けに高精度を讐するという欠点がめった。
Technical Background and Problems of the Invention Various methods are known for this type of tracking detection or focus detection. According to the most common astigmatism method, increasing the detection accuracy narrows the detection range, and if the detection range is exceeded, a detection error occurs. In this case, a cylindrical lens is used, but when used for this type of detection, the aperture angle becomes large and the range of use is limited. Furthermore, other methods often suffer from the disadvantage of requiring high precision in the components and their assembly.

発明の目的及び概要 この発明は、以上の様な従来技術の欠点を除去しようと
して成されたものであり、簡便な構成で検出幅を増大さ
せまた検出精度を向上させることのできる光情報光学装
置を提供することを目的とする。
Purpose and Summary of the Invention The present invention has been made in an attempt to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, and provides an optical information optical device that can increase the detection width and improve the detection accuracy with a simple configuration. The purpose is to provide

この目的を達成するため、この発明によれば、光源と、
この光源からの光を所定の結像面に集光結像する光学装
置と、前記結像面からの光を検出する検出器とを具え、
前記光学装置により前記結像面の所定位置に焦点が合わ
されているか否かを前記検出器の出力によって判定する
様にした光情報光学装置において、前記光源と前記光学
装置との間の区間に当該区間の光束の断面と等しい形状
の光透過部分を有する少くとも2双の反射鏡を同軸状に
設け、この反射鏡の一方の反射光及び他方の透過光を前
記検出器でそれぞれ検出することにより、前記結像面に
おける前記光学装置の相対的な焦点ずれ及びトラッキン
グずれの一方又は双方を検出するようにする。
To achieve this objective, according to the invention, a light source;
an optical device that condenses and images the light from the light source on a predetermined imaging surface, and a detector that detects the light from the imaging surface,
In the optical information optical device, it is determined based on the output of the detector whether or not the optical device focuses on a predetermined position on the image forming plane. At least two pairs of reflecting mirrors each having a light transmitting portion having a shape equal to the cross section of the light beam in the section are provided coaxially, and the reflected light from one of the reflecting mirrors and the transmitted light from the other are detected by the detector, respectively. , one or both of a relative focus shift and a tracking shift of the optical device on the imaging plane are detected.

発明の実施例 以下、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。Examples of the invention Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図はこの発明の実施例を示すものである。FIG. 1 shows an embodiment of the invention.

同図によれば、光源10、光学レンズ11、リング状反
射鏡12 、13、光学レンズ14、結像面15、光学
レンズ16 、18、光検出器17 、19が示されて
いる。
According to the figure, a light source 10, an optical lens 11, ring-shaped reflecting mirrors 12 and 13, an optical lens 14, an imaging surface 15, optical lenses 16 and 18, and photodetectors 17 and 19 are shown.

すなわち、光源10の前面光軸上で光源10の位置が焦
点となる様に光学レンズ11を配置する。従って、レン
ズ11を透過した光束は平行光束1(laが形成される
。この光束IQ&の中にリング状反射鏡12、13を順
次配列する。
That is, the optical lens 11 is arranged so that the position of the light source 10 becomes a focal point on the front optical axis of the light source 10. Therefore, the light beam transmitted through the lens 11 forms a parallel light beam 1 (la). Ring-shaped reflecting mirrors 12 and 13 are sequentially arranged in this light beam IQ&.

この反射鏡12 、13は、第2図体)に示す様であり
、平板状の例えばガラス面20にアルミニウムやクロム
の反射部分21を蒸着等によって形成する。この反射部
分21はリング状であり、中心部に光透過部分22を有
する。この反射部分21従って光透過部分22の形状は
長円形であり、この反射鏡12 、13を必要な角度だ
け光軸に対して傾けた際に、光軸に直角な仮想面上に投
影されるこのfi12 、13の形状が第2図(b)に
示す様に円形であるように形成する。
The reflecting mirrors 12 and 13 are as shown in Figure 2), and are formed by forming a reflective portion 21 of aluminum or chromium on a flat glass surface 20 by vapor deposition or the like. This reflective portion 21 is ring-shaped and has a light transmitting portion 22 in the center. The reflecting portion 21 and therefore the light transmitting portion 22 have an oval shape, and when the reflecting mirrors 12 and 13 are tilted at a required angle with respect to the optical axis, the light is projected onto a virtual plane perpendicular to the optical axis. The fi 12 and fi 13 are formed to have a circular shape as shown in FIG. 2(b).

すなわち、当該仮想面上に反射部分2】の影211及び
光透過部分22の像22”ii得るようにする。
That is, a shadow 211 of the reflective portion 2] and an image 22''ii of the light transmitting portion 22 are obtained on the virtual surface.

反射鏡12の右側には光学レンズ16及び光検出器17
が配置されており、反射鏡12が反射した光を検出器1
7で検出するようになっている。反射鏡13の右側には
光学レンズ18及び光検出器19が配置されており、反
射鏡13を透過した光を検出器19で検出するようにな
っている。また、反射鏡13の左側には光学レンズ14
及び結像面15が配置されている。
An optical lens 16 and a photodetector 17 are placed on the right side of the reflecting mirror 12.
is arranged, and the light reflected by the reflecting mirror 12 is sent to the detector 1.
7 to be detected. An optical lens 18 and a photodetector 19 are arranged on the right side of the reflecting mirror 13, and the detector 19 detects the light that has passed through the reflecting mirror 13. Further, an optical lens 14 is provided on the left side of the reflecting mirror 13.
and an imaging plane 15 are arranged.

これらの光学装置は、結像面15が適正な位置15aに
あるとき焦点が合う様に配設する。すなわち、この状態
で光源10の平行光束10aij反射鏡12の透過部分
を透過し、反射鏡13で反射されて平行光束を維持し、
レンズ14を介して結像面15に焦点が合う様になって
いる。
These optical devices are arranged so that the image plane 15 is in focus when it is at a proper position 15a. That is, in this state, the parallel light beam 10aij of the light source 10 passes through the transparent part of the reflecting mirror 12, is reflected by the reflecting mirror 13, and maintains the parallel light beam,
The image is focused on an imaging plane 15 via a lens 14.

また、とれに加えて、反射鏡12 、13は次の内容を
満足する様に構成する。すなわち、結像面15がその適
正な位置15&より少しレンズ14寄りの位置15b 
Kあるとき、光源10からの光束は反射面15で反射さ
れた後若干拡がり光束10’bとなる。このとき、この
光束]Ob ij反射鏡13 、12で順次反射され光
学レンズ16を介して検出器17へ入射する。
In addition to the breakage, the reflecting mirrors 12 and 13 are constructed to satisfy the following requirements. That is, the image forming surface 15 is at its proper position 15 & a position 15b slightly closer to the lens 14
When K is present, the light beam from the light source 10 is reflected by the reflecting surface 15 and then slightly spreads to become a light beam 10'b. At this time, this light flux] Obij is sequentially reflected by the reflecting mirrors 13 and 12 and enters the detector 17 via the optical lens 16.

逆に、結像面15がその適正な位置15aより少しレン
ズ14から遠ざかった位置150にあるとき、光源10
からの光束は反射面15で反射された後着干すぼまり光
束10Cとなる。このとき、この光束100は反射鏡1
3を透過又は通過し光学レンズ18を介して検出器19
へ入射する。
Conversely, when the imaging plane 15 is at a position 150 slightly farther from the lens 14 than its proper position 15a, the light source 10
After being reflected by the reflecting surface 15, the luminous flux from the light beam dries up and becomes a diminished luminous flux 10C. At this time, this luminous flux 100 is reflected by the reflecting mirror 1
3 and passes through the optical lens 18 to the detector 19
incident on the

以上から明らかな様に、結像面15が適正な位置15a
にあるとき、検出器17 、19は何ら光を検出しない
が、結像面15が位置15bにくると検出器17のみが
光を検出し、また結像面15が位置150にくると検出
器19のみが光を検出する・同、ここで結像面15の位
置tsa、151) 、 15cというも光学装置に対
する相対的なものであり、必ずしも結像面15の絶対的
な位置が変動することを問題とするものでない。
As is clear from the above, the imaging plane 15 is located at the appropriate position 15a.
, the detectors 17 and 19 do not detect any light, but when the imaging plane 15 comes to position 15b, only the detector 17 detects light, and when the imaging plane 15 comes to position 150, the detector 17 detects no light. Only 19 detects the light.The position tsa of the image forming surface 15, 151), 15c is relative to the optical device, and the absolute position of the image forming surface 15 does not necessarily change. is not an issue.

この様にして、光学装置の焦点ずれを検出することがで
きるが、この場合検出器17 、19の検出面は例えば
第3図(alの面30で示す様である。すなわち、面3
0に入射した光の有無ヶ光電変換によって検出する。し
かし、同図(b)に示す様に検出器17゜19の検出面
を直径である中心線33ヲもって2つの面31 、32
に分割してもよく、この場合にはトラッキングずれをも
検出することができる。
In this way, the defocus of the optical device can be detected, in which case the detection surfaces of the detectors 17 and 19 are, for example, as shown by the surface 30 in FIG.
The presence or absence of light incident on the sensor is detected by photoelectric conversion. However, as shown in Figure (b), the detection surfaces of the detectors 17 and 19 are divided into two surfaces 31 and 32 with the center line 33 being the diameter.
In this case, tracking deviation can also be detected.

例えば、結像面15がビットを有するビデオディスクで
あるとすると、トラッキングの各場合における光量分布
は第4図に示す様である。すなわち、入射光束の全てが
結像面で反射されたと仮定した場合、光軸0を中心とし
た光強度1の分布は曲線40で示す様であり、例えばビ
デオディスクのトラックずれかないときのビットからの
反射(光情報)は曲線41で示す様であり、またトラッ
クずれがある場合の結像面15からの光分布は曲線42
で示す様である。
For example, assuming that the image plane 15 is a video disk having bits, the light quantity distribution in each case of tracking is as shown in FIG. That is, assuming that all of the incident light beam is reflected on the image forming surface, the distribution of light intensity 1 centered on optical axis 0 is as shown by curve 40, and for example, from the bit when there is no track deviation on a video disc. The reflection (light information) is as shown by a curve 41, and the light distribution from the imaging plane 15 when there is a track deviation is as shown by a curve 42.
It is shown as follows.

従って、光検出器17 、19を第3図(b)に示す様
に2つに分割して形成しておき、トラッキングずれのな
いときに光軸が検出器を分割1−だ中心線33上にある
様にし°Cおく。こうすることにより、検出器の2つの
検出面31 、32は、トラッキングずれがないときけ
均等に照射され、トラッキングずれがあるときは検出面
31 、32の一方が強く照射される。
Therefore, the photodetectors 17 and 19 are formed by being divided into two parts as shown in FIG. Keep at °C as shown. By doing so, the two detection surfaces 31 and 32 of the detector are uniformly irradiated when there is no tracking deviation, and when there is tracking deviation, one of the detection surfaces 31 and 32 is strongly irradiated.

このだめ、光検出器17 、19を第5図で示す様に電
気結線しておくことにより必要な光学情報を得ることが
できる・すなわち、検出器17 、19がそれぞれ検出
要素A並びにB及び0並びにDの2つに分割されている
。ここで、検出讐素A、B、C。
In this case, the necessary optical information can be obtained by electrically connecting the photodetectors 17 and 19 as shown in FIG. and D. Here, the detection elements A, B, and C.

Dの出力信号もA、B、0.Dで表わすこととすれば、
検出器17の出力Aは加算器51 、54の一方の入力
と彦り、出力Bは加算器51 、55の一方の入力とな
る。また、検出器19の出力0は加算器52 、54の
一方の入力となり、出力りは加算器52 、55の一方
の入力となる。加算器51 、52の出力は減算器53
で減算されて焦点ずれを表わす焦点信号faとなり、ま
た加算器54 、55の出力は減算器56で減算されて
トラッキングずれを表わすトラッキング信号T、となる
口 従って、焦点信号f8は、 f8= (A+B)−(0+D) であり、I・ラッキング信号T3は、 Ta −(A+(3)   (B+D)である。
The output signal of D is also A, B, 0. If it is expressed as D,
The output A of the detector 17 serves as an input to one of the adders 51 and 54, and the output B serves as an input to one of the adders 51 and 55. Further, the output 0 of the detector 19 becomes an input to one of the adders 52 and 54, and the output 0 becomes an input to one of the adders 52 and 55. The outputs of the adders 51 and 52 are sent to the subtracter 53
The outputs of the adders 54 and 55 are subtracted by the subtracter 56 to become the tracking signal T representing the tracking shift. Therefore, the focus signal f8 is as follows: f8=( A+B)-(0+D), and the I racking signal T3 is Ta-(A+(3)(B+D)).

これから分かる様に、焦点ずれもトラッキングずれもな
いとき、fa −= Ts = Dである。また、焦点
ずれが前側である場合、f5〉0、Ta = 0 、焦
点ずれが後側である場合、fs < 0、Ts = 0
となる。
As can be seen from this, when there is neither focus shift nor tracking shift, fa −= Ts = D. Also, if the defocus is on the front side, f5>0, Ta = 0, and if the defocus is on the rear side, fs < 0, Ts = 0.
becomes.

更に、トラッキングずれのみがある場合にはTaの正又
は負の値をとることとなり、焦点ずれ及びトラッキング
ずれの双方がある場合には信号fa、 T。
Further, when there is only a tracking deviation, Ta takes a positive or negative value, and when there is both a focus deviation and a tracking deviation, the signals fa and T.

の双方が正負いずれかの値をとることとなり、光学装置
と結像面との適正な位置15aに対し、ていかなる焦点
ずれ及びトラッキングずれがあるかが抄出できることど
なる。この信号fg r Ta k利用し、で、公知の
方法により、光学装置及び結像面の相対的な関係を修正
することにより、光学装置を結像面に対して正確に追尾
させることができる。
Both of them take either positive or negative values, and it is possible to extract what kind of focus shift and tracking shift exists with respect to the proper position 15a between the optical device and the imaging plane. By using this signal fg r Ta k and correcting the relative relationship between the optical device and the imaging plane by a known method, it is possible to accurately track the optical device with respect to the imaging plane.

第6図はこの発明の他の実施例を示すものであり、リン
グ状反射鏡12の手前にハーフミラ60を設置し、この
反射光をレンズ61を介して検出器62で検出する様に
なっている。同図において、第1図と同一の符号は同様
の対象を示すものとする。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention, in which a half mirror 60 is installed in front of the ring-shaped reflecting mirror 12, and the reflected light is detected by a detector 62 via a lens 61. There is. In this figure, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same objects.

この実施例によれば、焦点が合っている旨の信号を検出
器62によって別個に取出すことができる。
According to this embodiment, a signal indicating that the object is in focus can be separately extracted by the detector 62.

発明の効果 この発明ぼ、以上の様に構成することにより、検出可能
な焦点ずれの領域が非常に大きく、しかも信号のりが大
きくとれ簡単な信号処理でも検出誤差が少く、また焦点
検出とトラッキング検出が同時に可能な光情報光学装置
を提供することができる。
Effects of the Invention With the above configuration, the area of defocus that can be detected is very large, the signal spread is large, detection errors are small even with simple signal processing, and focus detection and tracking detection are possible. It is possible to provide an optical information optical device that can simultaneously perform

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の実施例の構成図、第2図及び第3図
は第1図の実施例の要部ケ示す構成図、第4図は光学装
置における反射光の分布を示す光分右図、第5図は第1
図の実施例に適用し得る電気回路の系統図、第6図はこ
の発明の他の実施例を示す構成図である。 10・・・光源、11 、14 、16 、18・・・
光学レンズ、12 、13・・・リング状反射鏡、15
・・・結像面、17 、19・・・光検出器、21・・
・反射部分、22・・・透過又は通過部分。 出願人代理人   猪  股    清(11) ト     史
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Figs. 2 and 3 are block diagrams showing main parts of the embodiment of Fig. 1, and Fig. 4 is a light distribution diagram showing the distribution of reflected light in an optical device. The figure on the right, Figure 5 is the first
FIG. 6 is a system diagram of an electric circuit applicable to the embodiment shown in the figure, and is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention. 10... Light source, 11, 14, 16, 18...
Optical lens, 12, 13... ring-shaped reflector, 15
...Image plane, 17, 19...Photodetector, 21...
・Reflection part, 22...Transmission or passing part. Applicant's agent Kiyoshi Inomata (11) To Fumi

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光源と、この光源からの光を所定の結像面に集光結
像する光学装置と、前記結像面からの光を検出する検出
器とを具え、前記光学装置により前記結像面の所定位置
に焦点が合わされているか否かを前記検出器の出力によ
って判定する様にした光情報光学装置において、 前記光源と前記光学装置との間の区間に当該区間の光束
の断面と等しい形状の光透過部分を有する少くとも2双
の反射鏡を同軸状に設け、この反射鏡の一方の反射光及
び他方の透過光を前記検出器でそれぞれ検出することに
より、前記結像面における前記光学装置の相対的な焦点
ずれ及びトラッキングずれの一方又は双方を検出するよ
うにして成る光情報光学装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記検
出器は2つの検出要素に分割しトラッキングずれのない
ときに前記結像面からの反射光の光軸が分割した線上に
ある様にして成る光情報光学装置。
[Claims] 1. A light source, an optical device that condenses and images light from the light source on a predetermined image forming surface, and a detector that detects the light from the image forming surface; In the optical information optical device, it is determined based on the output of the detector whether or not the device focuses on a predetermined position on the image forming plane, wherein a section between the light source and the optical device is provided with a section between the light source and the optical device. At least two pairs of reflecting mirrors each having a light transmitting portion having a shape equal to the cross section of the light beam are provided coaxially, and the reflected light from one of the reflecting mirrors and the transmitted light from the other are detected by the detector, respectively. An optical information optical device configured to detect one or both of a relative focal shift and a tracking shift of the optical device on an imaging plane. 2. In the device according to claim 1, the detector is divided into two detection elements, and the optical axis of the reflected light from the image forming surface is on the dividing line when there is no tracking deviation. Optical information optical device consisting of.
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