JPS649656B2 - - Google Patents
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- JPS649656B2 JPS649656B2 JP11934583A JP11934583A JPS649656B2 JP S649656 B2 JPS649656 B2 JP S649656B2 JP 11934583 A JP11934583 A JP 11934583A JP 11934583 A JP11934583 A JP 11934583A JP S649656 B2 JPS649656 B2 JP S649656B2
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- Japan
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- light
- photodetector
- focal position
- aperture
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 30
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording 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
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition 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
- G11B7/0908—Disposition 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
- G11B7/0912—Disposition 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 push-pull method
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、光ビームを被検出面に照射して光
検出面の情報を読取る装置等において、被検出面
に対する集光レンズの焦点位置の誤差を検出する
ための焦点位置誤差検出装置に関する。
検出面の情報を読取る装置等において、被検出面
に対する集光レンズの焦点位置の誤差を検出する
ための焦点位置誤差検出装置に関する。
音声、映像および各種のデータ信号等の情報を
記録媒体（光デイスク）上に光学的形態の変化、
例えばピツトの有無の形で記録し、これを光ビー
ムを微小スポツトとして照射することにより読取
る、いわゆる光学式情報記録再生装置において
は、光デイスク上の情報を正確に読取るための一
つの条件として、光ビームが光デイスク面上に正
確に焦点を結ぶように集光レンズの焦点位置を制
御する自動焦点位置制御（フオーカシングサー
ボ）を行なうことが必要である。
記録媒体（光デイスク）上に光学的形態の変化、
例えばピツトの有無の形で記録し、これを光ビー
ムを微小スポツトとして照射することにより読取
る、いわゆる光学式情報記録再生装置において
は、光デイスク上の情報を正確に読取るための一
つの条件として、光ビームが光デイスク面上に正
確に焦点を結ぶように集光レンズの焦点位置を制
御する自動焦点位置制御（フオーカシングサー
ボ）を行なうことが必要である。
このようなフオーカシングサーボに際しては、
光デイスク面に対する集光レンズの焦点位置の誤
差を検出する必要があるが、その誤差検出方式の
一つとして、第１図に示すものが知られている。
これは光デイスク面からの反射光１を例えば受光
面が同心円状に２分割された光検出器２に導き、
集光レンズの焦点位置の変化による反射光１のビ
ーム寸法（径）の変化を利用して、各受光面２
ａ，２ｂに対応する出力Va，Vbを減算器３で演
算処理し、誤差検出信号Veを得る方式である。
光デイスク面に対する集光レンズの焦点位置の誤
差を検出する必要があるが、その誤差検出方式の
一つとして、第１図に示すものが知られている。
これは光デイスク面からの反射光１を例えば受光
面が同心円状に２分割された光検出器２に導き、
集光レンズの焦点位置の変化による反射光１のビ
ーム寸法（径）の変化を利用して、各受光面２
ａ，２ｂに対応する出力Va，Vbを減算器３で演
算処理し、誤差検出信号Veを得る方式である。
すなわち、集光レンズの焦点位置が光デイスク
面に一致している、いわゆる合焦状態では第２図
ａに示すように反射光１が２つの受光面２ａ，２
ｂに均等に入射し、Va＝Vb、つまりVe＝０とな
るように定めておくと、光デイスク面がこれより
遠方に偏位したときは同図ｂに示すように光検出
器２に入射する反射光１のビーム径が広がるた
め、Va＜VbとなつてVeは正となる。このときの
焦点位置の誤差ΔZと誤差検出信号Veとの関係
は、第３図のＡ領域の実像にに示される。
面に一致している、いわゆる合焦状態では第２図
ａに示すように反射光１が２つの受光面２ａ，２
ｂに均等に入射し、Va＝Vb、つまりVe＝０とな
るように定めておくと、光デイスク面がこれより
遠方に偏位したときは同図ｂに示すように光検出
器２に入射する反射光１のビーム径が広がるた
め、Va＜VbとなつてVeは正となる。このときの
焦点位置の誤差ΔZと誤差検出信号Veとの関係
は、第３図のＡ領域の実像にに示される。
一方、第２図ｃに示すように光デイスク面が集
光レンズの焦点位置より内側に偏位したときは逆
に反射光のビーム径が小さくなるため、Va＞Vb、
つまりVeが負となつて、第３図のＢ領域の実線
に示される特性を示す。従つてVeが正のときは
集光レンズを光デイスク面に近づくように、また
負のときは遠ざかるように光軸上を移動させるこ
とで、フオーカシングサーボを行なうことができ
る。
光レンズの焦点位置より内側に偏位したときは逆
に反射光のビーム径が小さくなるため、Va＞Vb、
つまりVeが負となつて、第３図のＢ領域の実線
に示される特性を示す。従つてVeが正のときは
集光レンズを光デイスク面に近づくように、また
負のときは遠ざかるように光軸上を移動させるこ
とで、フオーカシングサーボを行なうことができ
る。
しかしながら、光デイスク面がさらに集光レン
ズに近づいてゆくと、第２図ｄに示すように反射
光１のビーム径は再び広がりはじめ、Va＜Vbと
なつてVeが負から正に反転し、第３図のＣ領域
に示される特性となる。従つて誤差検出信号Ve
は光デイスク面が焦点位置より遠ざかつた場合と
同極性となるため、焦点位置の制御は不能とな
る。
ズに近づいてゆくと、第２図ｄに示すように反射
光１のビーム径は再び広がりはじめ、Va＜Vbと
なつてVeが負から正に反転し、第３図のＣ領域
に示される特性となる。従つて誤差検出信号Ve
は光デイスク面が焦点位置より遠ざかつた場合と
同極性となるため、焦点位置の制御は不能とな
る。
特に光学式情報記録再生装置においては、振動
等の外乱によつて第３図のＣ領域に外れることが
しばしばあり、その場合は焦点位置の誤差を増大
させる方向にサーボが暴走してしまい、最悪のと
きは光学ヘツドが光デイスクに衝突する事故が発
生する。
等の外乱によつて第３図のＣ領域に外れることが
しばしばあり、その場合は焦点位置の誤差を増大
させる方向にサーボが暴走してしまい、最悪のと
きは光学ヘツドが光デイスクに衝突する事故が発
生する。
この発明の目的は、被検出面が集光レンズに対
し近接した場合の誤検出を防止できる焦点誤差検
出装置を提供することにある。
し近接した場合の誤検出を防止できる焦点誤差検
出装置を提供することにある。
この発明は、集光レンズから光検出器に到る被
検出面からの反射光の光路中に、その反射光のビ
ーム寸法を制限するアパーチヤを配置することに
よつて、特に被検出面が集光レンズに対し近接し
た場合において光検出器に入射する反射光のビー
ム寸法が広がらないようにしたものである。
検出面からの反射光の光路中に、その反射光のビ
ーム寸法を制限するアパーチヤを配置することに
よつて、特に被検出面が集光レンズに対し近接し
た場合において光検出器に入射する反射光のビー
ム寸法が広がらないようにしたものである。
この発明によれば、被検出面が集光レンズに対
し近接した状態での誤差信号の極性反転がなくな
るため、この状態が被検出面が集光レンズに対し
遠ざかつた状態として誤つて検出されることがな
くなる。
し近接した状態での誤差信号の極性反転がなくな
るため、この状態が被検出面が集光レンズに対し
遠ざかつた状態として誤つて検出されることがな
くなる。
従つて、フオーカシングサーボの暴走を防止
し、安定な焦点位置制御が可能となる。
し、安定な焦点位置制御が可能となる。
第４図はこの発明の一実施例に係る焦点位置誤
差検出装置の構成を示すものである。
差検出装置の構成を示すものである。
図において、１１は光源、例えばレーザダイオ
ードであり、ここから放出される光ビーム１２は
ビームスプリツタ１３を透過した後、集光レンズ
１４に導かれ、被検出面１５上に微小スポツトと
して照射される。一方、被検出面１５で反射され
た光は集光レンズ１４を介してビームスプリツタ
１３に戻り、ビームスプリツタ１３で反射された
後、光遮へい板１７に形成された円形のアパーチ
ヤ１８を通り、光検出器１９に導かれる。光検出
器１９は例えば第１図に示したような、同一平面
上の受光面が同心円状に２分割されたものであ
る。
ードであり、ここから放出される光ビーム１２は
ビームスプリツタ１３を透過した後、集光レンズ
１４に導かれ、被検出面１５上に微小スポツトと
して照射される。一方、被検出面１５で反射され
た光は集光レンズ１４を介してビームスプリツタ
１３に戻り、ビームスプリツタ１３で反射された
後、光遮へい板１７に形成された円形のアパーチ
ヤ１８を通り、光検出器１９に導かれる。光検出
器１９は例えば第１図に示したような、同一平面
上の受光面が同心円状に２分割されたものであ
る。
ここで、光検出器１９は集光レンズ１４の焦点
位置が被検出面１５に一致した、いわゆる合焦状
態における集光レンズ１４による反射光１６の結
像点Ｐより後方に配置され、またアパーチヤ１８
はこの例では上記結像点Ｐの前方の光検出器１９
とほぼ対称の位置に配置されている（第５図ａ参
照）。光検出器１９の各受光面１９ａ，１９ｂ毎
の出力Va，Vbは、減算器２０で演算処理され、
誤差検出信号Veとなる。
位置が被検出面１５に一致した、いわゆる合焦状
態における集光レンズ１４による反射光１６の結
像点Ｐより後方に配置され、またアパーチヤ１８
はこの例では上記結像点Ｐの前方の光検出器１９
とほぼ対称の位置に配置されている（第５図ａ参
照）。光検出器１９の各受光面１９ａ，１９ｂ毎
の出力Va，Vbは、減算器２０で演算処理され、
誤差検出信号Veとなる。
このような構成において、今、第５図ａに示す
合焦状態では反射光１６が光検出器１９の２つの
受光面１９ａ，１９ｂに均等に入射し、Va＝Vb，
Ve＝０となるように受光面１９ａ，１９ｂが分
割されているものとすると、被検出面１５が集光
レンズ１４の焦点位置より遠方に偏位したときは
同図ｂに示すように光検出器１９に入射する反射
光１６のビーム径が広がるためVa＜Vbとなつて
Veは正となり、第３図のＡ領域の特性を示す。
合焦状態では反射光１６が光検出器１９の２つの
受光面１９ａ，１９ｂに均等に入射し、Va＝Vb，
Ve＝０となるように受光面１９ａ，１９ｂが分
割されているものとすると、被検出面１５が集光
レンズ１４の焦点位置より遠方に偏位したときは
同図ｂに示すように光検出器１９に入射する反射
光１６のビーム径が広がるためVa＜Vbとなつて
Veは正となり、第３図のＡ領域の特性を示す。
また、被検出面１５が集光レンズ１４の焦点位
置より内側に偏位すると、第５図ｃに示すように
反射光１６のビーム径が小さくなるため、Va＞
VbとなつてVeは負となり、第３図のＢ領域の特
性を示す。ここまでは従来の場合（第２図）と同
様である。
置より内側に偏位すると、第５図ｃに示すように
反射光１６のビーム径が小さくなるため、Va＞
VbとなつてVeは負となり、第３図のＢ領域の特
性を示す。ここまでは従来の場合（第２図）と同
様である。
一方、被検出面１５がさらに集光レンズ１４に
近づくと、第５図ｄに示すように反射光１６のビ
ーム径が広がろうとするが、アパーチヤ１８で制
限される。この場合、光検出器１９に入射する反
射光１６のビーム径が第５図ａの合焦時のビーム
径を越えないようにアパーチヤ１８の大きさを定
めておけば、焦点位置誤差ΔZと誤差検出信号Ve
との関係は第３図の破線で示すようになる。すな
わち、VeはＣ領域において従来（実線）のよう
な極性反転を生じることはなく、０に保たれる。
従つてこの誤差検出信号Veを用いてフオーカシ
ングサーボを行なえば、合焦状態付近での制御特
性を損なうことなく、Ｃ領域での暴走を防止で
き、安定な制御が可能となる。
近づくと、第５図ｄに示すように反射光１６のビ
ーム径が広がろうとするが、アパーチヤ１８で制
限される。この場合、光検出器１９に入射する反
射光１６のビーム径が第５図ａの合焦時のビーム
径を越えないようにアパーチヤ１８の大きさを定
めておけば、焦点位置誤差ΔZと誤差検出信号Ve
との関係は第３図の破線で示すようになる。すな
わち、VeはＣ領域において従来（実線）のよう
な極性反転を生じることはなく、０に保たれる。
従つてこの誤差検出信号Veを用いてフオーカシ
ングサーボを行なえば、合焦状態付近での制御特
性を損なうことなく、Ｃ領域での暴走を防止で
き、安定な制御が可能となる。
この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、例えばアパーチヤの位置は集光レンズ１４か
ら光検出器１９までの反射光の光路中であればど
こでもよく、その位置に応じた大きさのアパーチ
ヤを用いることで、第６図に示すようにΔZ―Ve
特性が若干変化するものの、合焦状態付近では変
化を生ぜず、かつＣ領域での極性反転のない特性
が得られる。
く、例えばアパーチヤの位置は集光レンズ１４か
ら光検出器１９までの反射光の光路中であればど
こでもよく、その位置に応じた大きさのアパーチ
ヤを用いることで、第６図に示すようにΔZ―Ve
特性が若干変化するものの、合焦状態付近では変
化を生ぜず、かつＣ領域での極性反転のない特性
が得られる。
また、光検出器の受光面の形状は第７図に示す
ように帯状に分割されたものでもよい。この例で
は３分割とし、中央部２１ｂの出力と両側部２１
ａ，２１ｃの出力とを減算器２０で演算処理して
いる。また、このように受光面を帯状に分割した
場合、アパーチヤは第８図に示すように受光面の
分割線と平行な細長い形状とすればよい。第８図
ａでは２枚の光遮へい板２２ａ，２２ｂを平行に
並べて平行間隙からなるアパーチヤ２３を形成
し、第８図ｂでは１枚の光遮へい板２４に細長い
アパーチヤ２５を形成している。なお、第７図の
受光面の分割方法は特開昭57―135326号公報に開
示されたもので、これと第８図の如きアパーチヤ
とを組合せることにより、光学式情報記録再生装
置にこの発明を適用した場合、トラツキングのた
めに、光ビームが光軸と直交する方向に移動して
も、この移動方向と受光面の分割線の方向とを一
致させることで、光ビームの移動の影響を受けず
に安定な焦点位置誤差検出を行なうことができ
る。
ように帯状に分割されたものでもよい。この例で
は３分割とし、中央部２１ｂの出力と両側部２１
ａ，２１ｃの出力とを減算器２０で演算処理して
いる。また、このように受光面を帯状に分割した
場合、アパーチヤは第８図に示すように受光面の
分割線と平行な細長い形状とすればよい。第８図
ａでは２枚の光遮へい板２２ａ，２２ｂを平行に
並べて平行間隙からなるアパーチヤ２３を形成
し、第８図ｂでは１枚の光遮へい板２４に細長い
アパーチヤ２５を形成している。なお、第７図の
受光面の分割方法は特開昭57―135326号公報に開
示されたもので、これと第８図の如きアパーチヤ
とを組合せることにより、光学式情報記録再生装
置にこの発明を適用した場合、トラツキングのた
めに、光ビームが光軸と直交する方向に移動して
も、この移動方向と受光面の分割線の方向とを一
致させることで、光ビームの移動の影響を受けず
に安定な焦点位置誤差検出を行なうことができ
る。
また、アパーチヤは第９図に示すように光検出
器に一体に構成されていてもよい。すなわち光検
出器の受光素子３１を収納する筐体３２の開口部
に取付けられた受光窓３３上に、アパーチヤ３４
を有する光遮へい板３５を貼付けるか蒸着等によ
り被着する。このようにすると、アパーチヤのた
めの設置位置調整が不要となり、装置全体の構造
も簡略化される。
器に一体に構成されていてもよい。すなわち光検
出器の受光素子３１を収納する筐体３２の開口部
に取付けられた受光窓３３上に、アパーチヤ３４
を有する光遮へい板３５を貼付けるか蒸着等によ
り被着する。このようにすると、アパーチヤのた
めの設置位置調整が不要となり、装置全体の構造
も簡略化される。
その他、この発明は第４図における各種光学素
子の配置、構成等適宜変更でき、また用途も光学
式情報記録再生装置における光学ヘツドに限られ
ず、光ビームの焦点位置誤差を検出する必要のあ
る各種光学機器への適用が可能である。
子の配置、構成等適宜変更でき、また用途も光学
式情報記録再生装置における光学ヘツドに限られ
ず、光ビームの焦点位置誤差を検出する必要のあ
る各種光学機器への適用が可能である。
第１図は焦点位置誤差検出方式の原理を示す
図、第２図ａ〜ｂは従来装置における焦点位置誤
差検出動作を説明するための図、第３図は従来装
置および本発明装置の焦点位置誤差検出特性を比
較して示す図、第４図は本発明の一実施例の構成
図、第５図ａ〜ｂは同実施例の動作を説明するた
めの図、第６図はアパーチヤの設置位置および大
きさを種々変えた場合の焦点位置誤差検出特性の
変化を示す図、第７図は光検出器の受光面形状の
他の例を示す図、第８図ａ，ｂは第７図の受光面
形状に適合するアパーチヤの形状例を示す図、第
９図はこの発明の他の実施例を示す要部断面図で
ある。 １１…光源、１２…光ビーム、１３…ビームス
プリツタ、１４…集光レンズ、１５…被検出面、
１６…反射光、１７，２２ａ，２２ｂ，２４，３
５…光遮へい板、１８，２３，２５，３４…アパ
ーチヤ、１９…光検出器、２０…減算器。
図、第２図ａ〜ｂは従来装置における焦点位置誤
差検出動作を説明するための図、第３図は従来装
置および本発明装置の焦点位置誤差検出特性を比
較して示す図、第４図は本発明の一実施例の構成
図、第５図ａ〜ｂは同実施例の動作を説明するた
めの図、第６図はアパーチヤの設置位置および大
きさを種々変えた場合の焦点位置誤差検出特性の
変化を示す図、第７図は光検出器の受光面形状の
他の例を示す図、第８図ａ，ｂは第７図の受光面
形状に適合するアパーチヤの形状例を示す図、第
９図はこの発明の他の実施例を示す要部断面図で
ある。 １１…光源、１２…光ビーム、１３…ビームス
プリツタ、１４…集光レンズ、１５…被検出面、
１６…反射光、１７，２２ａ，２２ｂ，２４，３
５…光遮へい板、１８，２３，２５，３４…アパ
ーチヤ、１９…光検出器、２０…減算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検出面に集光レンズを介して光ビームを照
射し、その反射光を前記集光レンズを介して、前
記集光レンズの焦点位置が前記被検出面に一致し
たときの前記集光レンズによる反射光の結像点よ
り後方に配置され、かつ同一平面上の受光面が複
数に分割された光検出器に導き、この光検出器の
各受光面毎の出力を演算処理して前記被検出面に
対する前記焦点位置の誤差を検出する装置におい
て、前記集光レンズから前記光検出器に到る反射
光の光路中に、反射光のビーム寸法を制限するア
パーチヤを配置したことを特徴とする焦点位置誤
差検出装置。 ２ 光検出器の受光面は同心円状に分割され、ア
パーチヤは円形であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の焦点位置誤差検出装置。 ３ 光検出器の受光面は帯状に分割され、アパー
チヤはこの受光面の分割線と平行に形成された細
長い形状を有するものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の焦点位置誤差検出装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11934583A JPS6010423A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 焦点位置誤差検出装置 |
| US06/625,609 US4705941A (en) | 1983-06-30 | 1984-06-28 | Apparatus for detecting a focusing state of an optical system |
| EP84304501A EP0130831B1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-29 | Apparatus for detecting a focusing state of an optical system |
| DE8484304501T DE3479935D1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-29 | Apparatus for detecting a focusing state of an optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11934583A JPS6010423A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 焦点位置誤差検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010423A JPS6010423A (ja) | 1985-01-19 |
| JPS649656B2 true JPS649656B2 (ja) | 1989-02-20 |
Family
ID=14759183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11934583A Granted JPS6010423A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 焦点位置誤差検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010423A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10639453B2 (en) | 2016-08-19 | 2020-05-05 | Sarah L. Olson | External catheter stabilizer |
| US11364366B2 (en) | 2018-12-21 | 2022-06-21 | Levity Products, Inc. | External catheter stabilizer |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP11934583A patent/JPS6010423A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10639453B2 (en) | 2016-08-19 | 2020-05-05 | Sarah L. Olson | External catheter stabilizer |
| US11364366B2 (en) | 2018-12-21 | 2022-06-21 | Levity Products, Inc. | External catheter stabilizer |
| US12370347B2 (en) | 2018-12-21 | 2025-07-29 | Levity Products, Inc. | External catheter stabilizer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6010423A (ja) | 1985-01-19 |
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