KR800001209B1

KR800001209B1 - 광학장치

Info

Publication number: KR800001209B1
Application number: KR750002164A
Authority: KR
Inventors: 센리 미야오까
Original assignee: 모리다 아끼오; 쏘니 가부시기가이샤
Priority date: 1975-10-04
Filing date: 1975-10-04
Publication date: 1980-10-22

Abstract

내용 없음.

Description

광학장치

제1도는 본원 발명장치의 일예에 의해 신호의 재생을 행할경우의 전체의 구성을 나타낸 도면.

제2도는 그 작용을 설명하기 위한 도면.

제3도는 다른 기록 매체를 사용한 경우를 나타낸 도면.

영상신호등의 신호를 예컨대 원반상의 기록매체에 광학적으로 기록하고, 또 이것에서 재생하는 방법이 제안되고 있고, 이 경우, 기록시나, 재생시도, 기록면에 입사한 광선이 항상 기록면상에서 일정한 포커스 상태 예컨대 자스트포커스의 상태로 되는것이 바람직하다.

그러나, 원반상의 기록매체의 경우, 그 기록면이 회전축심에 대해 기울고 있다든지, 또 기록면이 회전에 수반하여 상하로 진동하면, 입사광이 기록면상을 주사할때, 입사용의 렌즈와 기록면과의 거리가 변화해 버리기 때문에 기록면상에서의 포커스의 상태가 변화해 버린다.

이 때문에, 종래는 기록면의 위치를 적당한 방법에 의해서 검출하고, 그 검출신호에 의해서 렌즈를 움직이거나 또는 기록면을 움직여서 렌즈와 기록면과의 거리를 일정하게 유지하고 이것에 의해 기록면상에 항상 일정한 포커스상태가 되도록 하고 있지만, 이 방법은 장치가 복잡하고 고가의 것으로 되는 동시에, 서어보의 추종성이 나쁘므로 목적을 충분히 달성할 수가 어렵다고 하는 결점이 있다.

기록면을 회전축심에 대해서 정확하게 수직으로 부착하고, 또한 기록면이 회전에 수반하여 상하로 진동하는 일이 없도록 하면 되지만, 이것은 실현이 곤란하다.

본원 발명은, 이와같이 일정한 면에 대해서 빛을 입사시키는 장치에 있어서, 특히, 상술한 것처럼 서어보를 건다든지 하는 일없이 렌즈계(系)를 연구하여 배치하는 것만의 간단한 구성에 의해서, 입사면의 렌즈계에 대한 위치가 변화하더라도 입사면상에서 늘 소망하는 포커스상태가 자동적으로 얻어지도록 한것이다.

다음에, 본원 발명에 의한 광학장치의 일예를 도면에 의거하여 설명한다.

제1도는 본원발명에 의한 광학장치를 사용하여 영상신호등의 신호의 재생을 하는 경우에 예로서, (1)은 모우터이며, 그 회전축(1a)에는 기록매체(2)가 부착되어 있다. 기록매체(2)는, 이 예에서는, 수지등에 의해 형성된 투명한 원판(3)의 일면이 기록면으로 되어서, 이면에 신호가 홈의 형성에 의해 기록되며, 이 기록면에 금속으로 이루어진 반사층(4)이 피착 형성되어 구성되어 있다.

본원발명에 있어서는, 의면, 이예에서는 반사층(4)의 원판(3)과 밀착하는 뒷면(裏面)(4a)과 대향해서, 제1의 렌즈계(5)를 배치하는 동시에, 이 의면(4a)과 등을 맞대고 대향하는 다른면, 즉 이예에서는 반사층(4)의 표면(4b)과 대향해서 제2의 렌즈계(6)를 배치한다. 이들 제1 및 제2의 렌즈계(5) 및 (6)으로서는 초점심도(深度)의 얕은 대물(對物)렌즈계를 사용한다. 그리하여 예컨대 레저건(7)으로부터의 평행인 레저광선을 미터(8)로 반사시켜, 헤프미러(9)를 통해서, 제1의 렌즈계(5)를 통해서 一의면(4a)에 입사시켜, 이一의면(4a)으로부터의 반사광을 제1의 렌즈계(5)를 통해서, 해프미.(9)로 반사시켜, 미러(10), 하프미터(11) 및 미러(12)로 순차 반사시켜서, 제2의 렌즈계(6)를 통해서 반대측의 다른면(4b)에 입사시켜, 이다른면(4b)으로부터의 반사광을 제2의 렌즈계(6)를 통해서, 미터(12)로 반사시키며, 하프미터(11)를 통해서 빛 검출소자(13)로 유도한다.

이 경우, 도면의 예와같이, 입사광선을 제1의 렌즈계(5)에 평행광선으로 입사시킬때는, 기록매체(2)가 제1및 제2의 렌즈계(5) 및 (6)사이에서 상하로 진동한다든지하여 면(4a)의 위치가 움직이더라도, 이 제1의 렌즈계(5)를 통과한 입사광선이 항상 면(4a)의 바로 앞에서 초점 F₁을 맺도록, 제1의 렌즈계(5)의 위치를 선정한다. 그리고, 또 미터(10) 및 하프미터(11) 사이에서 중간의 상점(像點) P₁을 맺도록 한다.

一의 면(4a)에서, 제1의 렌즈계(5), 미터(9)(10)(11) 및 (12), 제2의 렌즈계(6)를 순차 통해서 다른면(4b)에 도달하기 까지의 광로(光路)길이는, 기록매체(2)가 제1 및 제2의 렌즈계(5) 및 (6)사이에서 상하로 진동한다든지하여 면(4a) 및 (4b)의 위치가 변화하더라도, 항상 일정하게 유지되도록 하는 것으로서, 이 때문에, 면(4b()에의 입사광선이 기록매체(2)의 회전에 수반하여 면(4b) 위에서 나선상의 궤적(軌跡)을 그리도록 제2의 렌즈계(6)를 기록매체(2)의 반경(半徑) 방향으로 움직일때에는, 예컨대 제1의 렌즈계(5) 및 미터 (8)-(12)등도 제2의 렌즈계(6)와 일체로 움직이도록 한다.

그리고, 기록매체(2)가 정지(靜止)하여 면(4a) 및 (4b)와 렌즈계(5) 및 (6)과의 거리가 어떤 값을 취할 때에, 제2의 렌즈계(6)를 통과한 입사광선이 면(4b)위에서 상점 P₂을 맺도록, 즉 면(4b)에서 자스트포커스의 상태로 되도록, 상술한 광로길이를 선정하면, 렌즈계(5) 및 (6)의 정수(定數)를 다음과 같이 선정함으로써, 기록매체(2)가 제1 및 제2의 렌즈계(5) 및 (6)사이에서 상하로 진동한다든지하여 면(4a) 및 (4b)의 위치가 움직이더라도, 면(4b)위에서 항상 자스트포커스의 상태를 자동적으로 얻을 수 있다.

즉, 이 경우, 제1의 렌즈계(5)의 상배율(像培率)을 N₁, 제2의 렌즈계(6)의 상배율을 N₂라고 한다면

로 되도록 한다.

제2도는, 이와같이 선정함으로써, 면(4b)위에서 항상 자스트포커스의 상태가 자동적으로 얻어지는 것을 설명하기 위한것으로서, 동도A는 상술한 것처럼 면(4a) 및 (4b)가 일정한 위치에서 정지하고 있어서, 면(4b)위에서, 상점 P₂를 맺고 있다. 즉, 자스트포커스로 되어있는 상태를 나타내고 있다.

이 경우, 렌즈계(5)를 통과한 입사광선은 면(4a)의 바로 앞에서 초점 F₁을 맺고서 면(4a)에 입사하고, 여기서 반사하므로, 그 반사광은, 면(4a)에 관해서 초점 F₁과 대칭인점(點) Q에서 나온 빛처럼 전진해서 렌즈계(5)에 입사하며, 중간의 상점 P₁을 맺은후, 렌즈계(6)에 입사하고, 면(4b) 위에 상접 P₂을 맺는다. 그리고 렌즈계(5)에서 점 Q까지의 광로길이를 a₁, 렌즈계(5)에서 상점 P₁까지의 광로길이를 b₁, 렌즈계(6)에서 상점 P₁까지의 광로길이를 a₂, 렌즈계(6)에서 상점 P₂까지의 광로길이를 b₂, 렌즈계(5),(6)의 초점거리를 각각 f₁,f₂라고 하면,

가 설립된다. 그리고 렌즈계(5),(6)의 상배율 N₁,N₂는 각각

로 표시되므로, 이것과 (1),(2)식으로부터,

로 된다. 한편, (1),(2)식을 변형시킨 식

을 각각 a₁, a₂로 미분하면,

으로 되며, 여기에 (5),(6)식을 각각 대입(代入)하면,

로 된다. 그리고, 이 경우, 상술한 것처럼 양 렌즈계(5),(6)의 상태를 N₁,N₂가,

의 관계로 선정되어 있으므로, 이를 (12)식에 대입하면,

로 된다.

따라서, 기록매체(2)가 제1 및 제2의 렌즈계(5) 및 (6)사이에서 상하로 진동한다든지하여 면(4a) 및 (4b)의 위치가 변화했을경우, 그 변화량이 비교적 작은 범위내에서는, 렌즈계(5)에 관한 a₁,b₁의 변화량

은 (11)식을 만족시키고, 렌즈계(6)에 관한 a₂,b₂의 변화량

는 (14)식을 만족하도록 된다.

이 경우, 제2b도에 나타낸 것처럼, 면(4a)의 렌즈계(5)에 대한 위치가 △d만 변화하면, 면(4b)의 렌즈계(4b)은 렌즈계(6)로부터 멀어지며, 면(4a)이 렌즈계(5)로부터 떨어져 갈때에는 면(4b)이 렌즈계(6)에 접근하기 때문이며, 도면의 경우는 전자의 경우이며, 따라서 △d가 부(負)인 경우이다. 그리고, 이와같이 면(4a)의 렌즈계(5)에 대한 위치가 △d만큼 변화하면, 도면에서도 명백하듯이 상술한 점 Q의 위치는 2△d로 되므로, 이를 (11)식으로 대입하면, b₁의 변화량

은 -2N₁ ²△d로 된다. 그리고, 양렌즈계(5) 및 (6)사이의 광로길이는 일정하므로 a₂의 변화량

는 b₁의 변화량

과 크기가 같고 부호가 반대이며, 따라서

를 (14)식에 대입하면, b₂의 변화량

는 -△d로 되며, 면(4b)의 렌즈계(6)에 대한 위치의 변화량에 일치한다.

즉, 상술한 바와 같은 조건으로 선정할 때에는, 렌즈계(6)에서 면(4b)까지의 거리와 렌즈계(6)에서 이것에 의해서 상점 P₂을 맺는 위치까지의 거리는 항상 일치하면, 면(4b)의 위치의 변화에 불구하고, 항상 면(4b)위에서 자스트포커스의 상태로 된다.

또한, 도면의 예의 경우, 면(4a)에의 입사광선 및 면(4a)으로 부터의 방사광선은 원판(3)의 하면에서 굴절하지만, 상술한 상배율의 조건은 이 굴절마저도 고려에 넣은 것이다. 단, 원판(3)의 굴절을 이 1에 비교적 가까울 경우에는 굴절을 고려에 넣지 않고 조건을 선정하더라도 그다지 불합리하지 않다.

제3도의 예는, 기록매체(2)로서, 원판(3)의 기록면과는 반대측의 면에도 반사층(14)이 피착 형성된 것을 사용할 경우이며, 이 경우는 반사층(14)의 표면(14a)을 一의 면으로 하고, 반사층(4)의 표면(4b)을 다른면으로 하여 상술한 것처럼 광로길이를 선정하면 된다. 이 경우는, 원판(3)이 투명한 것이 아니더라도, 이 장치를 사용할 수 있다.

하프미터(9)를 통해서 렌즈계(5)에 입사시키는 광선이, 1점에서 발산하는 것같은 것일 경우에는, 면(4a) 내지 (14a)의 바로 앞에서 교차시키도록할 필요는 없으며, 면(4a) 내지 (14a)에 대해서 이른바 인더포커스의 상태로 입사시키도록 하여도 좋다.

상술한 예는 면(4b)위에서 항상 자스트포커스의 상태를 얻도록 한 경우이지만, 신호의 재생시에 있어서는 자스트포커스보다도 오히려 약간 언더포커스경향 내지 오우버포커스 경향의 편이 바람직한 경우도 있으며, 이 경우에는 면(4b)위에서 항상 일정한 언더포커스 내지 오우버포커스의 상태를 얻도록 할 수가 있다.

상술한 바와 같이, 본원 발명장치에 의하면, 서어보를 건다고하는 복잡한 구성을 취하지 않더라도, 렌즈계를 연구하여 배치한 것만으로의 간단한 구성에 의해서 입사면의 렌즈계에 대한 위치가 변동하더라도 입사면상에서 항상 소망하는 포커스상태를 자동적으로 얻을 수 있다.

또한, 본원발명에 의한 광학장치는, 기록매체의 기록면에 신호를 홈을 형성해서 기록할 경우에 있어서 마찬가지로 기록면상에서 항상 소망하는 포커스상태를 얻도록할 경우에도 사용할 수 있다.

또한, 기록매체에 신호를 기록하고, 또 이것에서 신호를 재생할 경우에 한정되지 않고, 다른 여러가지 용도에도 널리 이용할 수 있다.

Claims

도면에 표시하고 본문에 상술한 바와같이 一의 면(4a)측에 제1의 렌즈계(5)가 배치되는 동시에 상기 一의 면(4a)과 대향하는 다른 양측에 제2의 렌즈계(6)가 배치되며, 광선이 상기 제1의 렌즈계(5)를 통해서, 상기 一의 연(4a)에 입사하여 그 반사광이 상기 제1의 렌즈계(5)를 통하고, 또한 상기 제2의 렌즈계(6)를 통해서 상기 다른면에 입사하고, 상기 각 렌즈계의 선정에 의해, 상기 다른면의 상기 제2의 렌즈계(6)에 대한 거리의 변화에 불구하고 상기 다른 면상에서 항상 소망하는 포커스 상태가 얻어지도록 이루어진 광학장치.