JPH0141203B2 - - Google Patents

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JPH0141203B2
JPH0141203B2 JP57053991A JP5399182A JPH0141203B2 JP H0141203 B2 JPH0141203 B2 JP H0141203B2 JP 57053991 A JP57053991 A JP 57053991A JP 5399182 A JP5399182 A JP 5399182A JP H0141203 B2 JPH0141203 B2 JP H0141203B2
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JP
Japan
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radiation
prism
detectors
radiation source
detection device
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JP57053991A
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English (en)
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JPS57178101A (en
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Edeyuarudo Uan Rosumaren Herarudo
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS57178101A publication Critical patent/JPS57178101A/ja
Publication of JPH0141203B2 publication Critical patent/JPH0141203B2/ja
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    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/28—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with deflection of beams of light, e.g. for direct optical indication
    • G01D5/30—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with deflection of beams of light, e.g. for direct optical indication the beams of light being detected by photocells

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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Navigation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、物体に取付けられる反射ビーム分割
プリズムの、基台に対する並進位置および角度位
置を検出する装置であつて、放射源と、２個の検
出器を設けた放射感応検出装置とを具え、放射源
からの放射が放射感応検出装置の方向において前
記プリズムの反射面によつて反射されるよう前記
プリズムを配設して、前記検出器間の放射分布が
放射ビームに対する前記プリズムの位置に依存
し、前記検出器の出力端子を、前記プリズムの位
置の表示を与える電気信号を発生する電子回路に
接続した物体の位置検出装置に関する。
ビーム分割プリズムは、プリズムの屈折縁を囲
む２つの傾斜面を有するプリズムと定義される。
米国特許第2703505号明細書は、機械の２個の
部品を互いに心合せする装置を開示している。こ
れによれば、ビーム分割プリズムは、前記部品の
一方に配置されている。このプリズムは、放射源
によつて放射されたビームを受けて、プリズムの
両側に設けられた２個の放射感応検出器に反射す
る。これら検出器の出力信号は、ホイートスト
ン・ブリツジの形の電気回路に供給される。この
電気回路の出力は、ビームの主放射を横切る方向
における、一方の機械部品の他方の機械部品に対
する偏位を表わしている。
この既知の装置では、光電管の形の放射感応検
出器とプリズムとは、常に同一の機械部品上に設
けられている。この既知の装置の一例では、放射
源は一方の部品に設けられ、検出器を有するプリ
ズムが他方の部品に設けられている。したがつ
て、両部品を接続するために電気ワイヤが必要と
なる。少くとも１個の部品のワイヤが、この部品
と一緒に動くように設けられている。これは、放
射源と検出器を有するプリズムとが同一の機械部
品に設けられている第２の例においては不必要で
ある。しかし、追加の反射器を第２機械部品に設
けて、この機械部品に平行にビームを反射させる
必要がある。特に、小形かつ軽量の物体の位置を
検出するために、比較的重く且つ大形の前記反射
器を用いることは問題を生じる。
この既知の装置は、直線運動、場合によつては
２つの直交方向の直線運動が測定できるにすぎな
い。
本発明の目的は、構造が簡単で且つ測定すべき
１個または複数個の軸の周りでの物体の傾斜を許
容する装置を提供することにある。
本発明に基づく物体の位置検出装置は、前記放
射源と前記放射感応検出装置とを前記基台に設
け、前記各検出器を少なくとも２個の細分検出器
の分離線が、２個の検出器の間の仮想線に対して
同じ方位を有するようにし、前記細分検出器の出
力端子を、１つの並進位置信号と少なくとも１つ
の角度位置信号とを供給する前記電子回路の別個
の入力端子には接続したことを特徴とするもので
ある。
“物体の位置”という用語は、物体の並進位置
および物体の角度位置の両方を意味するものと理
解すべきである。物体の“並進位置”は、測定が
行われる基準点に中心が一致する３軸座標系の１
つに沿つた、物体の並進運動に関係している。
“角度位置”は、座標系の軸の１つの周囲におけ
る物体の傾斜位置に関係している。
本発明は、物体の位置または物体の振動を測定
する必要がある場合、物体を過剰に負荷してはな
らない場合、または物体に容易に近づくことがで
きないかまたは物体が乱してはならない媒体中に
設けられているようなすべての場合に、非常に効
果的に用いることができる。本発明は、また、観
察者からかなり遠方に配置された物体の測定を可
能にする。本発明装置は、自由に移動するまたは
部分的に移動する物体、すなわちいくつかの自由
度を有する物体を測定するのに特に適している。
本発明装置の第１実施例では、前記細分検出器
の分離線を、前記プリズムの屈折縁に対し横方向
に配置し、前記並進位置信号が、前記プリズムの
屈折縁を横切る方向での物体の位置の表示を与
え、前記角度位置信号が、前記屈折縁を横切り且
つ前記ビームの主放射に平行な軸の周囲か、ある
いは前記屈折縁を横切り且つ前記ビームの主放射
を横切る軸の周りの物体の傾斜角を表わしてい
る。この装置は、測定すべき２つの軸の周りでの
同時の物体の傾斜を許容している。
本発明装置の第２実施例では、前記細分検出器
の分離線を、前記プリズムの屈折縁に平行に配置
し、前記並進位置信号が、前記ビームの主放射の
方向における物体の位置を表わし、前記角度位置
信号が、前記プリズムの屈折縁に平行な軸の周り
の物体の傾斜角を表わしている。
２つの直交方向における物体の位置と３つの直
交軸の周りにおける物体の傾斜とを測定すること
のできる本発明装置の実施例では、前記各検出器
が、象限に配置された４個の細分検出器を具え、
一方の検出器の２つの直交する分離線は、他方の
検出器の対応する分離線と同じ方向を有し、前記
電子回路が５個の出力端子を有している。
物体の傾斜位置または偏位が、並進位置信号と
角度信号位置に影響を与えるのを防止するために
は、本発明装置の好適な実施例では、前記ビーム
の主放射を、前記プリズムの屈折縁に平行な物体
の運動方向に沿つた物体の傾斜点の平均位置に向
けている。
特に、位置および角度位置を正確に調整しなけ
ればならない重量がありおよびまたは急速に動く
物体の場合には、検出装置の大きなロツクイン範
囲が必要とされる。プリズムの頂角が90゜よりも
かなり大きい本発明装置の好適な実施例によつ
て、大きなロツクイン範囲が得られる。
近年、光学的記録担体の分野に多くの進歩が見
られる。このような記録担体の情報は、光学的に
記録され且つ読取られる。このような記録担体
は、ビデオプログラムおよびオーデイオプログラ
ムの記憶だけでなく、デジタルデータたとえばコ
ンピユータから受けたまたはコンピユータへ送る
データの記憶に適している。光学的記録担体を記
録およびまたは読取る装置において、放射ビーム
を対物レンズ系によつてフオーカスして、情報構
体の表面に非常に小さい放射スポツトを形成す
る。特に、デジタルデータの場合には、領域をラ
ンダムに記録しおよびまたは読取ることができる
ようにするためには、放射スポツトを記録担体上
に急速に動かす必要がある。このためには、粗制
御は、光学系の他の要素に対する対物レンズ系の
偏位および傾斜を具えることができる。対物レン
ズ系の位置を測定するためには、本発明に従つて
構成した装置を用いるのが好適である。本発明位
置検出装置を具える光学的記録担体の記録および
または読取装置は、前記位置検出装置のプリズム
を前記対物レンズ系に設け、前記位置検出装置の
電子回路の出力端子を、前記対物レンズ系の運動
を発生させる電磁作動手段を制御する制御回路に
接続したことを特徴としている。
以下、本発明を図面に基いて詳細に説明する。
第１図は、反射記録担体１に記録しおよびまた
はこれを読取る装置を略図的に示す。円板状記録
担体を、半径方向断面で示しているので、情報ト
ラツク２は、図面に垂直に、すなわちＸ方向に伸
びている。放射源６たとえばガスレーザまたは半
導体ダイオードレーザによつて発生された放射ビ
ーム７は、鏡９によつて記録担体に反射され、ビ
ームは対物レンズ系１０によつてフオーカスされ
て、情報トラツク２の面に最小寸法の放射スポツ
トＶを形成する。好適には、反射情報構体の記録
担体の上側に設けるので、基板３は保護層として
役立つ。
記録された記録担体を読取るときには、情報構
体によつて反射されたビーム７′を利用する。こ
のビームは、対物レンズ系を通過し、鏡９によつ
て反射され、たとえば半透鏡１１によつて、放射
源より放射されたビーム７から分離される。この
半透鏡は、ビーム７′を放射感応検出装置１２に
反射する。記録担体は、モータ５によつて駆動さ
れるスピンドル４によつて回転されるので、ビー
ム７′の強度は、情報トラツクに記録された情報
に従つて高周波数で変化する。
情報を記録するときには、ビーム７の強度を記
録すべき情報に従つて変調する。このためには、
変調器１３たとえば電気−光または音響−光変調
器を、放射路に設けることができる。記録すべき
信号を、前記変調器の入力端子１３′，１３″に供
給する。放射源がダイオードレーザであるなら
ば、このレーザは直接に変調することができ、別
個の変調器１３は必要ではない。
情報を読取るためには、検出装置１２は、原則
として、１個の放射感応検出装置を具えることが
できる。この放射感応検出装置は、ビーム７′の
強度変調を電気信号に変換する。書込／読取装置
は、トラツクに対する放射スポツトの位置を補正
するためにサーボシステムを必要とする。トラツ
クに対する放射スポツトの中心の位置の偏位を、
たとえば第１図に示すように検出することができ
る。検出装置１２は、Ｙ方向すなわちトラツク方
向に垂直な方向に互いに隣接して配置された２個
の検出器１２′および１２″を具えている。これら
検出器の出力信号を、差動増幅器１４の入力端子
に供給する。差動増幅器の出力端子には、位置誤
差信号Srが得られる。この信号を、制御器１５に
供給する。この制御器は、対物レンズ系を矢印１
７の方向に移動できるアクチユエータ１６を制御
する。放射スポツトＶがトラツクの中心に対して
左または右に移動すると、検出器１２″または１
２′の一方が他方よりも高い放射強度を受けるの
で、信号Srはそれぞれ増加または減少する。した
がつて、対物レンズ系は、それぞれ右または左に
移動する。
検出器１２′および１２″からの信号を加算装置
１８において加算することによつて、信号Siが得
られる。この信号は、読取られる情報を表わして
いる。この信号を、電気処理回路１９に供給す
る。この処理回路において、前記信号は、テレビ
ジヨンセツトまたはオーデイオ装置のような普通
の装置によつて再生に適するようにされる。
小さい放射スポツトによつて記録または読取を
行う場合には、放射ビーム７が情報構体の面に鮮
鋭にフオーカスされているかを常に点検すること
が必要である。第１図は、フオーカシング誤差検
出装置の例を示す。半透鏡２０によつて、反射ビ
ーム７′の一部を、第２放射感応検出装置２４に
送る。レンズ２２によつて、ビーム２１をくさび
２３にフオーカスする。このくさびは、ビームを
２つの細分ビーム２１ａおよび２１ｂに分割す
る。これら各ビーム内の強度分布を、情報構体上
でのビーム７のフオーカシングの程度によつて決
定する。検出装置２４は、４個の検出器２４ａ，
２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを具えている。検出器２
４ａおよび２４ｄからの信号をともに差動増幅器
２５の第１入力端子に供給し、検出器２４ｂおよ
び２４ｃからの信号を前記増幅器の第２入力端子
に供給する。差動増幅器２５によつて供給される
フオーカシング誤差信号Sfを、制御器２６に供給
する。対物レンズ系を矢印２８の方向に移動でき
るようにするためには、対物レンズ系が、電磁作
動手段を具えることができる。第１図には、この
電磁作動手段を、コイル２７によつて略図的に示
す。この場合、制御器２６は、前記コイルを流れ
る電流を制御する。ビーム７が情報構体の面に正
確にフオーカスされるならば、ビーム２１はくさ
び２３の頂部に正確にフオーカスされ、したがつ
て各ビーム２１ａおよび２１ｂの強度分布は、そ
れぞれ検出器２４ａ，２４ｂおよび検出器２４
ｃ，２４ｄに対して対称であり、信号Sfは零であ
る。ビーム７の焦点が移動する場合には、検出器
に対するビーム２１ａおよび２１ｂ内の強度分布
は変化する。この場合、信号Sfは零から離れて、
対物レンズ系のコイル２７を流れる電流が変化す
る。
前述のサーボシステム１２′，１２″，１４，１
５，１６によつて、半径方向すなわちＹ方向にお
ける放射スポツトの位置を、非常に正確に制御す
ることができる。このサーボシステムは、微細制
御用に企図されており、かつ、小さい制御範囲を
有している。実際には、このサーボシステムは、
放射スポツトの半径方向位置の粗制御を可能にす
る第２サーボシステムと組合されている。この第
２サーボシステムは、放射路のすべての要素が設
けられているキヤリジのＹ方向における位置を制
御する装置を具えることができる。また、放射源
および検出器のような電気ワイヤを接続しなけれ
ばならないこれら要素を、粗制御用のキヤリジに
設けることもできる。このようなキヤリジは、た
とえば、対物レンズ系および鏡９のみを担持する
ことができる。
対物レンズ系を他の要素に対して動かすことの
できる書込／読取装置では、対物レンズ系のＹ方
向の位置を検出することが望ましい。書込および
読取の間に、微細制御装置が、たとえば数本のト
ラツクのみをカバーする制御範囲の端部に近づ
き、このため粗制御装置を動作させる信号を粗制
御装置に供給することができるかどうかを確かめ
ることができる。さらに、読取−書込装置が始動
して記録担体がまだ信号Srを発生していないとき
には、対物レンズ系の位置を測定して、対物レン
ズ系がその中心位置にセツトされるようにするの
が望ましい。最後に、その中心位置からの対物レ
ンズ系の偏位は、検出器１２′および１２″に対す
る読取ビーム７′の主放射に移動を生じさせる。
この移動は、トラツク中心に対する放射スポツト
の位置とは無関係である。その結果、放射スポツ
トは、放射スポツトの中心がもはやトラツク中心
と一致しないように制御することができる。信号
Srに対する対物レンズ系の位置の影響を排除する
ためには、対物レンズ系の位置を検出することが
望ましい。
さらに、対物レンズ系は、Ｘ軸の周りの傾斜を
示すことができる。このような傾斜を制御するた
めには、傾斜角を制御しなければならない。
たとえばオランダ国特許出願77−03232号には、
Ｙ方向における放射スポツトＶの微細制御を、対
物レンズ系をＸ軸の周りにわずかに傾斜させるこ
とにより行う書込−読取装置が提案されている。
この傾斜位置は、対物レンズ系の偏位による放射
スポツトの微細制御に対して前述した３つの同じ
理由のために測定しなければならない。
対物レンズ系の傾斜および偏位を同時に測定す
るためには、本発明によれば、プリズム３０を、
対物レンズ系上にまたは対物レンズ系の支持器上
に設ける。このプリズムは、第２図に示す位置検
出装置の一部を構成する。第２図の対物レンズ系
１０は、第１図の対物レンズ系に比べて、Ｚ軸の
周りに90゜にわたつて回転する。位置検出装置は、
補助放射源３２、たとえば放射ビーム３３を放出
するダイオードレーザを具えている。この放射ビ
ームは、プリズム３０に入射する。放射ビームが
プリズムの屈折縁に入射すると、２つの細分ビー
ム３３ａおよび３３ｂが形成される。これら細分
ビームは、検出器３４および３５に反射される。
これら各検出器は、２個の細分検出器３６，３７
および３８，３９にそれぞれ分割される。これら
細分検出器の分離線は、プリズム３０の屈折縁３
１に対して垂直である。これら検出器を、共通支
持体４０上に設けることができる。この支持体に
は、ビーム３３のための開口４１を形成する。必
要ならば、レンズ４２を設けることができる。こ
のレンズは、放射源からの発散ビームを、平行ビ
ームまたは収束ビームに変形する。最後に述べた
場合には、プリズム上の放射スポツトをさらに小
さくして、検出装置の感度を増大させることがで
きる。放射源を、支持体４０上であつて開口４１
の位置に設けるのが好適である。
対物レンズ系が、Ｙ軸に沿つてその中心位置を
占める場合には、放射ビーム３３の中心が、プリ
ズムの屈折縁に正確に入射する。この場合、反射
ビーム３３ａおよび３３ｂによつて検出器３４お
よび３５上に形成された放射スポツトは、同じ放
射エネルギーを有する。対物レンズ系が中心から
はずれると、ビーム３３はプリズムに非対称に入
射し、ビーム３３ａおよび３３ｂの一方よりも他
方を経て多くの放射エネルギーが反射される。検
出器３６，３７，３８，３９からの信号を、S36、
S37、S38、S39とすると、対物レンズ系のＹ方向
の位置に示す信号Syは、次のように表わされる。
Sy＝（S36＋S37）−（S38−S39） 検出器が放射源３２に対して正確に心合せさ
れ、およびプリズムの屈折縁３１がＺ軸に平行な
らばスポツト４４または４５は、各検出器３６，
３７または検出器３８および３９に対して対称に
配置される。対物レンズ系したがつてプリズム
が、Ｘ軸の周りに傾斜するならば、放射スポツト
４４および４５の一方が上方に動き、他方が下方
に動く。対物レンズ系のＸ軸の周りの傾斜角に比
例する信号Sxrを、次のように表わすことができ
ることがわかる。
Sxr＝（S37＋S38）−（S36＋S39） 第３図は、検出器信号が信号SyおよびSxrに処
理される電子回路５０の一例を示す。検出器３６
および３８からの信号を、第１差動増幅器５１に
供給し、検出器３７および３９からの信号を、第
２差動増幅器５２に供給する。これら差動増幅器
の出力端子を、第３差動増幅器５４の入力端子と
加算装置５８の入力端子との両方に接続する。加
算装置５８の出力端子には、位置信号Syが得ら
れ、差動増幅器５４の出力端子には、傾斜信号が
得られる。これら信号は、対物レンズ系を補正す
るために用いる。
一例として、信号Syを、第１図の制御器２６に
供給することができる。信号Sxrを、対物レンズ
系に関連した電磁手段に供給することができる。
この電磁手段は、対物レンズ系をＸ軸の周りに傾
斜させることができる。対物レンズ系をＹ軸方向
に動かすことができ且つＸ軸の周りに傾斜させる
ことのできる手段は、本発明の範囲外である。こ
れらの手段は、たとえばオランダ国特許出願
770328号またはオランダ国特許出願8004380号に
記載されているように構成することができる。
物体の並進位置と傾斜位置との両方を、簡単な
手段、すなわち物体上の小さなプリズム（このプ
リズムは物体の運動にほとんど影響を与えない）
と、発光ダイオード（LED）またはダイオード
レーザの形態の簡単な放射源と、２つの部分に分
割された２個の検出器と、簡単な電子回路とによ
つて同時に測定することができる。
第２図の回路は、また、Ｙ軸の周りの第２傾斜
角を測定することを可能にする。このような傾斜
は、ともに上方または下方に動く放射スポツト４
４および４５を生じる。この傾斜角に比例する信
号Syrは、次式で与えられる。
Syr＝（S36＋S38）−（S37−S39） 第４図は、信号S36、S37、S38、S39が信号Sy、
Sxr、Syrに処理される電子回路の一例を示す。こ
の回路の動作は、当業質には明らかであり、した
がつて詳細に説明しない。
第５図は、Ｘ軸すなわち任意の物体６５の、放
射ビーム３３の方向に沿つた位置と、Ｚ軸に対す
る傾斜角とを測定することのできる位置検出装置
を示す。細分検出器６６，６７，６８，６９の分
離線は、屈折縁３１に平行である。物体がＸ方向
すなわち第５図の読取器の方へ動くと、放射スポ
ツト４４と４５とが内側方向に動いて、検出器６
７および６８が、検出器６６および６９よりも多
くの放射を受取る。Ｘ軸に沿つた位置を表わす信
号Sxは、次のようになる。
Sx＝（S66＋S69）−（S67＋S68） 物体がＺ軸の周りに傾斜すると、放射スポツト
４４および４５の両方が同じＹ方向に動く。この
傾斜角を表わす信号Szrは、次式で表わされる。
Szr＝（S66＋S68）−（S67＋S69） 検出器信号から信号SxおよびSzrを取出すため
には、第３図の回路を用いることができる。信号
S36、S37、S38、S39が供給される入力端子は、こ
の場合には信号S66、S67、S68、S69をそれぞれ受
信する。信号SzrおよびSxは、それぞれ加算装置
５３の出力端子および差動増幅器５４の出力端子
に得られる。
前述した位置検出装置の大きな利点は、測定さ
れる物体が非常に軽く負荷され、かつ、前記物体
をワイヤを経て測定装置に接続する必要がないこ
とである。測定のためには、小さなプリズムを物
体に取付けて、検出装置の他の要素を固定させる
ことで十分である。放射ビーム３３の十分に大き
な部分がプリズムに入射するものとすれば、物体
を、放射源および検出器からかなり大きな距離に
配置することもできる。この位置検出装置は、た
とえば、偏位または傾斜測定に、あるいは液体上
に浮ぶまたは風洞内に配置された物体または模型
が受ける振動試験において、非常に効果的に用い
ることができる。
この位置検出装置の主な利点は、簡単な装置に
よつて、原則として、２つの直交する軸に沿つた
振動または偏位と物体の３つの軸の周りの傾斜と
を同時に測定することができることである。
この目的に適した装置を、第６図に示す。この
装置は、各検出器が４個の細分検出器７１，７
２，７３，７４および７５，７６，７７，７８に
それぞれ分割されている点で、第５図の装置とは
異なつている。前述したところから、位置信号
Sy、Sxと傾斜信号Sxr、Syr、Szrとを次式で表わさ
れることは明らかである。
Sy＝（S71＋S72＋S73＋S74） −（S75＋S76＋S77＋S78） Sx＝（S71＋S73＋S76＋S78） −（S72＋S74＋S75＋S77） Sxr＝（S71＋S72＋S77＋S78） −（S73＋S74＋S75＋S76） Syr＝（S71＋S72＋S75＋S76） −（S73＋S74＋S77＋S78） Szr＝（S71＋S73＋S75＋S77） −（S72＋S74＋S76＋S78） 第７図は、検出器信号を信号Sx、Sy、Sxr、
Syr、Szrに処理する電子回路の例を示す。多数の
減算器と加算器（これらには別個の番号が付され
ている）を具えるこの回路の動作は、図から明ら
かであり、説明は不要であろう。
細分検出器の分離線は、プリズムの屈折縁に対
して垂直かつ平行に配置する必要はないが、前記
屈折縁に対して45゜の角度で配置することもでき
る。物体の偏位または傾斜角が小さい場合には、
検出器の中心における放射エネルギーは変化しな
い。これらの場合には、２個の検出器の中心を放
射感応的として、検出装置の感度を増大させるこ
とができる。検出器は、また、方形状の代りに円
形とすることもでき、この場合には、放射感応中
心部を取囲む部分に分割された放射感応リングを
具える。
第２図、第５図および第６図の検出器装置にお
ける検出器信号は、Ｚ方向における物体の偏位と
は無関係である。しかし、この方向における偏位
は、並進位置信号と傾斜信号との間の増大したク
ロストークに関係させることができる。したがつ
て、検出装置を、物体に対して、ビーム３３の主
放射がＺ方向における物体の傾斜点の平均位置の
方へ向くように配置するのが好適である。
一般に、プリズム３０の頂角αを、90゜とする
ことができる。検出器装置を、かなり重量があり
およびまたはかなり高速で動く物体を位置決する
ために用いる場合には、物体が所望位置に近づい
ているということの早い指示を有して、物体をや
がて低速にして十分に減少した速度で所望位置に
近づくようにすることが望ましい。この場合に
は、大きなロツクイン（lock−in）範囲が要求さ
れる。このような大きなロツクイン範囲を、大き
な頂角を有するプリズムを用いることによつて得
ることができる。このようなプリズムすなわちく
さびに対しては、入射放射ビーム３３に対するプ
リズムの偏位が、検出器３４および３５に対し
て、反射細分ビーム３３ａおよび３３ｂのかなり
小さいシフトを生じさせる。このため、入射放射
ビームに対するプリズムの大きな偏位の場合でさ
えも、検出器は十分な放射を受取る。オランダ国
特許出願8101668号に記載されているように、た
とえば167゜まで頂角を増大させ、これに対応して
たとえば6.5゜にプリズムの底角を減少させること
によつて、一定の状況のもとでは、ロツクイン範
囲を係数1/2α2だけ拡げることができる。ここに
αは、ラジアンで表わされるプリズムの底角であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、対物レンズ系が位置検出装置を具え
る書込−読取装置を示す図、第２図は、第１図の
装置に用いられる位置検出装置を示す図、第３図
および第４図は、位置検出装置の検出器によつて
供給される信号を処理する電子回路の例を示す
図、第５図および第６図は、位置検出装置の２つ
の他の実施例を示す図、第７図は、第６図の位置
検出装置の検出器によつて供給される信号を処理
する電子回路の例を示す図である。 １……記録担体、２……情報トラツク、７……
放射ビーム、１０……対物レンズ系、１２，２４
……放射感応検出装置、１３……変調器、１４，
２５……差動増幅器、１５，２６……制御器、１
６……アクチユエータ、１８……加算装置、１９
……電気処理回路、３０……プリズム、３３……
放射ビーム、３４，３５……検出器、４４，４５
……スポツト、５０……電子回路、６５……物
体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 基台に対する物体の並進位置及び角度位置を
    検出するための物体の位置検出装置であつて、２
    つの傾斜反射面によつて規定される縁部を有しか
    つ前記物体に取付られる反射ビーム分離プリズム
    と、前記プリズムに向つて放射ビームを放出する
    放射源と、前記プリズムによつて反射された放射
    の通路に配置される放射感応検出装置とを具え、
    放射感応検出装置に、放射源からの放射ビームか
    ら前記プリズムによつて形成される２つの副ビー
    ムの異なるものをそれぞれ受光する２つの検出器
    を設け、２つの副ビームにおける放射分布が放射
    源からの放射ビームに対する前記プリズムの位置
    によつて決定され、前記検出器の出力端子を、前
    記プリズムの位置の表示を与える電気信号を発生
    する電子回路に接続した物体の位置検出装置にお
    いて、前記放射源と前記放射感応検出装置とを前
    記基台に設け、前記各検出器を分離細条（分離ス
    トリツプ）によつて分離される少なくとも２つの
    細分検出器に分割し、２つの検出器の対応する分
    離細条が２つの検出器の中心を結ぶ中心線に対し
    同一方位を有し、前記細分検出器の出力端子を、
    １つの並進位置信号と少なくとも１つの角度位置
    信号とを供給する前記電子回路の別個の入力端子
    に接続したことを特徴とする物体の位置検出装
    置。 ２ 前記各検出器が２つの細分検出器を具え、２
    つの検出器の分離細条が前記中心線に平行であ
    り、前記並進位置信号が前記中心線の方向におけ
    る前記プリズムの位置の表示を与え、前記角度位
    置信号が、中心線を横切りかつ放射源からのビー
    ムの主放射に平行な軸の周り、又は中心線に平行
    でありかつ放射源からのビームの主放射を横切る
    軸の周りでの前記プリズムの傾斜角の目安となる
    よう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の物体の位置検出装置。 ３ ２つの検出器の分離細条が前記中心線を横切
    り、前記並進位置信号が放射源からのビームの主
    放射の方向における前記プリズムの位置の表示を
    与え、前記角度位置信号が、前記中心線を横切り
    かつ放射源からのビームの主放射を横切る軸の周
    りでの前記プリズムの傾斜角の目安となるよう構
    成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の物体の位置検出装置。 ４ 各検出器が４つの細分検出器を具え、一方の
    検出器の２つの直交分離細条が、前記中心線に対
    し、他方検出器の対応する分離細条と同一方位を
    有し、前記電子回路が、放射源からのビームの主
    放射に平行であり、かつ前記中心線に平行である
    平面における２つの垂直方向での前記プリズムの
    並進位置の目安となる２つの信号と、３つの直交
    軸の周りでの前記プリズムの傾斜の目安である３
    つの信号とを供給する５つの出力端子を具えるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の物
    体の位置検出装置。 ５ 放射源からのビームの主放射を、前記中心線
    を横切りかつ放射源からのビームの主放射を横切
    る方向におけるプリズムの傾斜点の平均位置に向
    けることを特徴とする特許請求の範囲第１，２，
    ３又は４項に記載の物体の位置検出装置。 ６ 前記プリズムの頂角を、90゜よりもかなり大
    きくしたことを特徴とする特許請求の範囲第１〜
    ５のいずれかに記載の物体の位置検出装置。 ７ トラツク状に配置された情報構体を光学的に
    読取りおよびまたは記録する装置であつて、 第２の放射源と、 第２の放射源によつて発生された放射ビームを
    フオーカスして情報の構体の面に放射スポツトを
    形成する対物レンズ系とを具え、 基台に対する物体の並進位置及び角度位置を検
    出するための物体の位置検出装置であつて、２つ
    の傾斜反射面によつて規定される縁部を有しかつ
    前記物体に取付られる反射ビーム分離プリズム
    と、前記プリズムに向つて放射ビームを放出する
    第１の放射源と、前記プリズムによつて反射され
    た放射の通路に配置される放射感応検出装置とを
    具え、放射感応検出装置に、第１の放射源からの
    放射ビームから前記プリズムによつて形成される
    ２つの副ビームの異なるものをそれぞれ受光する
    ２つの検出器を設け、２つの副ビームにおける放
    射分布が第１の放射源からの放射ビームに対する
    前記プリズムの位置によつて決定され、前記検出
    器の出力端子を、前記プリズムの位置の表示を与
    える電気信号を発生する電子回路に接続した物体
    の位置検出装置において、前記第１の放射源と前
    記放射感応検出装置とを前記基台に設け、前記各
    検出器を分離細条（分離ストリツプ）によつて分
    離される少なくとも２つの細分検出器に分割し、
    ２つの検出器の対応する分離細条が２つの検出器
    の中心を結ぶ中心線に対し同一方位を有し、前記
    細分検出器の出力端子を、１つの並進位置信号と
    少なくとも１つの角度位置信号とを供給する前記
    電子回路の別個の入力端子に接続した物体の位置
    検出装置とを具えたトラツク状情報構体の読取り
    およびまたは記録装置において、 前記位置検出装置のプリズムを前記対物レンズ
    系に設け、前記位置検出装置の電子回路の出力端
    子を、前記対物レンズ系を移動させる電磁作動手
    段を制御する制御回路に接続したことを特徴とす
    るトラツク状情報構体の読取りおよびまたは記録
    装置。
JP57053991A 1981-04-03 1982-04-02 Detector for position of body Granted JPS57178101A (en)

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