JPH0430647B2 - - Google Patents
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- JPH0430647B2 JPH0430647B2 JP26248084A JP26248084A JPH0430647B2 JP H0430647 B2 JPH0430647 B2 JP H0430647B2 JP 26248084 A JP26248084 A JP 26248084A JP 26248084 A JP26248084 A JP 26248084A JP H0430647 B2 JPH0430647 B2 JP H0430647B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical axis
- reflected light
- receiving element
- absorbing
- Prior art date
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- Expired
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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
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分〕
本発明は光学的ビデオデイスクプレーヤ、デイ
ジタルオーデイオデイスクプレーヤ等のピツクア
ツプに応用可能なフオーカス制御装置に関する。
ジタルオーデイオデイスクプレーヤ等のピツクア
ツプに応用可能なフオーカス制御装置に関する。
第7図は斯かるピツクアツプのうち臨界角法と
称される方式の模式図である。同図において1は
臨界角プリズム、2は2分割された受光素子、3
は差動増幅器である。この系においては、合焦状
態において臨界角プリズム1に入射する光が略々
平行光となり、その臨界角に近い角度で反射され
るように調整されている。従つて例えば図示せぬ
デイスクと対物レンズが合焦位置にあるとき、2
分割された受光素子2に照射される光は略々等し
くなる。しかしながらデイスクと対物レンズが近
くなり拡散光となつた場合は、第7図における光
軸に対して右半分の光が、またデイスクと対物レ
ンズが遠くなり収束光となつた場合は左半分の光
が、各々臨界角より小さい角度で臨界角プリズム
1に入射することになるので反射されずにに透過
し、上又は下の受光素子2の出力が各々小さくな
り、差動増幅器3に出力が現れるようになる。従
つてこの差動増幅器3の出力に対応して対物レン
ズの位置を制御するフオーカス制御が可能とな
る。
称される方式の模式図である。同図において1は
臨界角プリズム、2は2分割された受光素子、3
は差動増幅器である。この系においては、合焦状
態において臨界角プリズム1に入射する光が略々
平行光となり、その臨界角に近い角度で反射され
るように調整されている。従つて例えば図示せぬ
デイスクと対物レンズが合焦位置にあるとき、2
分割された受光素子2に照射される光は略々等し
くなる。しかしながらデイスクと対物レンズが近
くなり拡散光となつた場合は、第7図における光
軸に対して右半分の光が、またデイスクと対物レ
ンズが遠くなり収束光となつた場合は左半分の光
が、各々臨界角より小さい角度で臨界角プリズム
1に入射することになるので反射されずにに透過
し、上又は下の受光素子2の出力が各々小さくな
り、差動増幅器3に出力が現れるようになる。従
つてこの差動増幅器3の出力に対応して対物レン
ズの位置を制御するフオーカス制御が可能とな
る。
またこの他のフオーカス制御装置としては、非
点収差法、ナイフエツジ法等がある。
点収差法、ナイフエツジ法等がある。
しかしながら臨界角法は臨界角プリズムを使用
するため高価となるばかりでなく、ピツクアツプ
全体の重量が重くなる欠点があつた。また非点収
差法やナイフエツジ法は光を収束する状態で使用
する必要があるところから、装置が大型化し、調
整が複雑である欠点があつた。
するため高価となるばかりでなく、ピツクアツプ
全体の重量が重くなる欠点があつた。また非点収
差法やナイフエツジ法は光を収束する状態で使用
する必要があるところから、装置が大型化し、調
整が複雑である欠点があつた。
第1図は本発明フオーカス制御装置をピツクア
ツプに応用した場合の光学系を表している。11
は半導体レーザの光源、12は光源11からの光
を略平行光とするコリメータレンズ、13はビー
ムスプリツタ、14は光をデイスク15に収束さ
せる対物レンズである。光源11より発せられ、
コリメータレンズ12、ビームスプリツタ13、
対物レンズ14を介してデイスク15に入射され
た入射光は、デイスク15で反射されて反射光と
なり、ビームスプリツタ13で入射光と分離、反
射されて光学手段16を介して受光素子17に入
射されるようになつている。受光素子17は反射
光の光軸に対して垂直な直線により2つの部分1
7a,17bに分割されており、その2分割され
た各受光素子17a,17bの出力の誤差信号が
差動増幅器18で得られるようになつている。そ
してこの誤差信号に対応して対物レンズ14の光
軸方向の位置が制御されるようになつている。
ツプに応用した場合の光学系を表している。11
は半導体レーザの光源、12は光源11からの光
を略平行光とするコリメータレンズ、13はビー
ムスプリツタ、14は光をデイスク15に収束さ
せる対物レンズである。光源11より発せられ、
コリメータレンズ12、ビームスプリツタ13、
対物レンズ14を介してデイスク15に入射され
た入射光は、デイスク15で反射されて反射光と
なり、ビームスプリツタ13で入射光と分離、反
射されて光学手段16を介して受光素子17に入
射されるようになつている。受光素子17は反射
光の光軸に対して垂直な直線により2つの部分1
7a,17bに分割されており、その2分割され
た各受光素子17a,17bの出力の誤差信号が
差動増幅器18で得られるようになつている。そ
してこの誤差信号に対応して対物レンズ14の光
軸方向の位置が制御されるようになつている。
第2図は光学手段16と受光素子17との関係
をより詳細に表している。光学手段16は光を吸
収し透過させない吸収部16と、光を透過させる
透過部16bとより構成されている。吸収部16
aは完全に光を吸収しなくとも、後述する作用を
満足する程度に光を吸収あるいは遮光するように
形成されていればよく、例えば屈折率や反射率等
を変化させることによつても構成することができ
る。また透過部16bは透明又は半透明物質、あ
るいは単なる空間により形成することができる。
例えば透過部16bを、反射光の光軸に対して垂
直な2つの平面を有する透明なガラス等よりなる
平行平面板とし、その両面に印刷等により複数の
吸収部16aを形成することができる。その結果
1つの面においてこれを観察すると、例えば同じ
幅の吸収部16aと透過部16bとが交互に複数
個各々の面に形成されることになる。吸収部16
aは、平行平面板の一方の面に形成された吸収部
16aと他方の面に形成された吸収部16aとを
結ぶ線が、光軸に対して所定の角度φ0だけ傾斜
するように形成される。光軸方向から見て重なる
一方の面と他方の面の吸収部16aを各々対応す
るものとすると、相互に隣接する一方の面の2つ
の吸収部16aの各左端部と右端部と、それに対
応する他方の面の相互に隣接する2つの吸収部1
6aの各左端部と右端部とにより形成される透過
部16bはその断面が略平行四辺形状となり、そ
の一方の対角線が入射する反射光の光軸と形成す
る角度はθ1、他方の対角線が光軸と形成する角度
はθ2(θ2<0)となる。
をより詳細に表している。光学手段16は光を吸
収し透過させない吸収部16と、光を透過させる
透過部16bとより構成されている。吸収部16
aは完全に光を吸収しなくとも、後述する作用を
満足する程度に光を吸収あるいは遮光するように
形成されていればよく、例えば屈折率や反射率等
を変化させることによつても構成することができ
る。また透過部16bは透明又は半透明物質、あ
るいは単なる空間により形成することができる。
例えば透過部16bを、反射光の光軸に対して垂
直な2つの平面を有する透明なガラス等よりなる
平行平面板とし、その両面に印刷等により複数の
吸収部16aを形成することができる。その結果
1つの面においてこれを観察すると、例えば同じ
幅の吸収部16aと透過部16bとが交互に複数
個各々の面に形成されることになる。吸収部16
aは、平行平面板の一方の面に形成された吸収部
16aと他方の面に形成された吸収部16aとを
結ぶ線が、光軸に対して所定の角度φ0だけ傾斜
するように形成される。光軸方向から見て重なる
一方の面と他方の面の吸収部16aを各々対応す
るものとすると、相互に隣接する一方の面の2つ
の吸収部16aの各左端部と右端部と、それに対
応する他方の面の相互に隣接する2つの吸収部1
6aの各左端部と右端部とにより形成される透過
部16bはその断面が略平行四辺形状となり、そ
の一方の対角線が入射する反射光の光軸と形成す
る角度はθ1、他方の対角線が光軸と形成する角度
はθ2(θ2<0)となる。
しかしてその作用を第3図を参照して説明す
る。対物レンズ14に対してデイスク15が合焦
位置にあるとき、第3図aに示す如く光学手段1
6に対して平行光が入射するように調整されてい
るものとすると、デイスク15が対物レンズ14
に近ずくと第3図bに示す如く拡散光が、また遠
ざかると第3図cに示す如く収束光が、各々光学
手段16に入射することになる。
る。対物レンズ14に対してデイスク15が合焦
位置にあるとき、第3図aに示す如く光学手段1
6に対して平行光が入射するように調整されてい
るものとすると、デイスク15が対物レンズ14
に近ずくと第3図bに示す如く拡散光が、また遠
ざかると第3図cに示す如く収束光が、各々光学
手段16に入射することになる。
いま光軸に対してφの角度で光線が光学手段1
6に対して入射したとすると、光学手段16の背
後に配置された受光素子17のうち、第3図にお
ける左側の受光素子17aの出力Paは次式のよ
うになる。
6に対して入射したとすると、光学手段16の背
後に配置された受光素子17のうち、第3図にお
ける左側の受光素子17aの出力Paは次式のよ
うになる。
φ<θ2又はφ>θ1のとき
Pa=0
θ2<φ<φ0のとき
Pa=1+2(tanφ−tanφ0)
/(tanφ1−tanφ2)
φ0<φ<θ1のとき
Pa=1−2(tanφ−tanφ0)
/(tanθ1−tanθ2)
何故なら吸収部16aの厚さを2t、間隔(透過
部16bの幅)をdとし、幅dのスリツトに入射
する光量1とすると、受光素子17に到達する光
量受光素子17に向かつて右又は左側にある吸収
部16aによるケラレに従つて変化する。入射角
φが角度θ2より小さいか又は角度θ1より大きいと
きは光量は零となる。また入射角φが角度θ2より
大きく、角度φ0より小さいときは、受光素子1
7に向かつて右側の吸収部16aによつて光がケ
ラレ、受光量Paは、 Pa=(d+2t tanφ0−2t tanφ)/d =1+2t(tanφ−tanφ0)/d となる。ところで t tanθ1−t tanθ2=d 2(t tanθ1−t tanθ0)=d であるから、 tanθ1−tanθ2=d/t=2tanφ0 となり、従つて Pa=1+2(tanφ−tanφ0) /(tanθ1−tanθ2) となるのである。
部16bの幅)をdとし、幅dのスリツトに入射
する光量1とすると、受光素子17に到達する光
量受光素子17に向かつて右又は左側にある吸収
部16aによるケラレに従つて変化する。入射角
φが角度θ2より小さいか又は角度θ1より大きいと
きは光量は零となる。また入射角φが角度θ2より
大きく、角度φ0より小さいときは、受光素子1
7に向かつて右側の吸収部16aによつて光がケ
ラレ、受光量Paは、 Pa=(d+2t tanφ0−2t tanφ)/d =1+2t(tanφ−tanφ0)/d となる。ところで t tanθ1−t tanθ2=d 2(t tanθ1−t tanθ0)=d であるから、 tanθ1−tanθ2=d/t=2tanφ0 となり、従つて Pa=1+2(tanφ−tanφ0) /(tanθ1−tanθ2) となるのである。
同様にして右側の受光素子17bの出力Pbは、
上式において角度φ0を−φ0とした場合であるの
で、次式のようになる。
上式において角度φ0を−φ0とした場合であるの
で、次式のようになる。
φ<−θ1又はφ>−θ2のとき
Pb=0
−φ0<φ<−θ2のとき
Pb=1−2(tanφ+tanφ0)
/(tanθ1−tanθ2)
−θ1<φ<−φ0のとき
Pb=1+2(tanφ+tanφ0)
/(tanθ1−tanθ2)
すなわち第3図aに示す合焦位置においてはφ
=0であり、 Pa=Pb=1−2tanφ0/(tanθ1−tanθ2) となる。また第3図bに示すように対物レンズ1
4とデイスク15とが近ずいた場合においては、
φ<0であり、|φ|<φ0の範囲においてはPa<
Pbとなる。さらに第3図cに示すように、対物
レンズ14とデイスク15とが遠ざかつた場合に
おいては、Pa>Pbとなる。従つて差動増幅器1
8によつて出力PaとPbとの差をとれば、フオー
カスエラー信号が得られる。
=0であり、 Pa=Pb=1−2tanφ0/(tanθ1−tanθ2) となる。また第3図bに示すように対物レンズ1
4とデイスク15とが近ずいた場合においては、
φ<0であり、|φ|<φ0の範囲においてはPa<
Pbとなる。さらに第3図cに示すように、対物
レンズ14とデイスク15とが遠ざかつた場合に
おいては、Pa>Pbとなる。従つて差動増幅器1
8によつて出力PaとPbとの差をとれば、フオー
カスエラー信号が得られる。
上式においては単純化のため受光素子17に入
射する1つの角度φについてだけ考察したが、実
際には光束の中心(光軸の近傍)においてはφ=
0であり、外周にいく程|φ|の値は大きくな
る。従つて吸収部16aによる光量の変化は受光
素子17上の位置によつて異なる。角度φ0を2.4
分、角度θ1を8.2分とし、合焦位置からずれるこ
とによる光量の損失を考慮し、上記式からシミユ
レーシヨンにより、焦点ずれ量に対する出力Pa、
Pbを求めると、第4図のように略左右対称の特
性となる。さらに一方の面における吸収部16a
の数を500としたときのフオーカスエラー信号を
求めると、第5図にす如く略S字状の特性とな
る。
射する1つの角度φについてだけ考察したが、実
際には光束の中心(光軸の近傍)においてはφ=
0であり、外周にいく程|φ|の値は大きくな
る。従つて吸収部16aによる光量の変化は受光
素子17上の位置によつて異なる。角度φ0を2.4
分、角度θ1を8.2分とし、合焦位置からずれるこ
とによる光量の損失を考慮し、上記式からシミユ
レーシヨンにより、焦点ずれ量に対する出力Pa、
Pbを求めると、第4図のように略左右対称の特
性となる。さらに一方の面における吸収部16a
の数を500としたときのフオーカスエラー信号を
求めると、第5図にす如く略S字状の特性とな
る。
尚上記例においては合焦位置において平行光と
なる場合について説明したが、本発明は入射光の
角度に応じた誤差出力を得ることができるから、
合焦位置で平行光とならない場合においても応用
することが可能である。
なる場合について説明したが、本発明は入射光の
角度に応じた誤差出力を得ることができるから、
合焦位置で平行光とならない場合においても応用
することが可能である。
[実施例]
第6図は光学手段16の他の実施例を表す。す
なわち上記例においては、光軸と垂直な面内にお
ける吸収部16aと透過部16bの長さの比が1
対1であり、その間隔も一定であつたが、本実施
例においてはこれらが変化している。すなわち第
6図aは吸収部16a間隔を、光源11側を広く
し、受光素子17側を狭くした例である。こうす
ることにより出力Pa、Pbが角度φ0の近傍で入射
角によらず一定であるように変化するので、安定
したフオーカス制御が行える範囲を実質的に拡大
することができる。また第6図bは吸収部16a
の光軸近傍の長さと間隔を外周部に較べ小さくし
た例である。この例においては、吸収部16aを
結ぶ線の反射光の光軸に対する角度が所定の角度
に傾斜してはいるが一定ではなくなる。
なわち上記例においては、光軸と垂直な面内にお
ける吸収部16aと透過部16bの長さの比が1
対1であり、その間隔も一定であつたが、本実施
例においてはこれらが変化している。すなわち第
6図aは吸収部16a間隔を、光源11側を広く
し、受光素子17側を狭くした例である。こうす
ることにより出力Pa、Pbが角度φ0の近傍で入射
角によらず一定であるように変化するので、安定
したフオーカス制御が行える範囲を実質的に拡大
することができる。また第6図bは吸収部16a
の光軸近傍の長さと間隔を外周部に較べ小さくし
た例である。この例においては、吸収部16aを
結ぶ線の反射光の光軸に対する角度が所定の角度
に傾斜してはいるが一定ではなくなる。
以上の如く本発明においては、透過部の両面に
吸収部を設け、各面における吸収部を結ぶ線が光
軸に対して傾斜するようにした光学手段を用いて
フオーカス制御を行うようにしたので、光学手段
の形成が容易であるばかりでなく、安価で軽量か
つ小型の高精度なピツクアツプを実現することが
でき、調整も簡単である。
吸収部を設け、各面における吸収部を結ぶ線が光
軸に対して傾斜するようにした光学手段を用いて
フオーカス制御を行うようにしたので、光学手段
の形成が容易であるばかりでなく、安価で軽量か
つ小型の高精度なピツクアツプを実現することが
でき、調整も簡単である。
第1図は本発明のフオーカス制御装置の光学系
の模式図、第2図はその光学手段と受光素子との
関係を表す断面図、第3図はその合焦位置及び合
焦位置からずれた場合における受光状態の変化を
表す断面図、第4図はその受光素子の出力の特性
図、第5図はその誤差信号の特性図、第6図はそ
の光学手段の他の実施例の断面図、第7図は従来
のフオーカス制御装置の光学系の模式図である。 1……臨界角プリズム、2,17……受光素
子、3,18……差動増幅器、11……光源、1
2……コリメータレンズ、13……ビームスプリ
ツタ、14……対物レンズ、15……デイスク、
16……光学手段、16a……吸収部、16b…
…透過部。
の模式図、第2図はその光学手段と受光素子との
関係を表す断面図、第3図はその合焦位置及び合
焦位置からずれた場合における受光状態の変化を
表す断面図、第4図はその受光素子の出力の特性
図、第5図はその誤差信号の特性図、第6図はそ
の光学手段の他の実施例の断面図、第7図は従来
のフオーカス制御装置の光学系の模式図である。 1……臨界角プリズム、2,17……受光素
子、3,18……差動増幅器、11……光源、1
2……コリメータレンズ、13……ビームスプリ
ツタ、14……対物レンズ、15……デイスク、
16……光学手段、16a……吸収部、16b…
…透過部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光源と、該光源より発せられた光が収束され
る記録媒体と、該光源より発せられた光を該記録
媒体に収束させる対物レンズと、該記録媒体によ
り反射された反射光を受光する受光素子と、該反
射光の光路中に配置される光学手段と、該記録媒
体への入射光路から該反射光を分離するビームス
プリツタとを備え、該光学手段は該反射光の一部
を吸収する吸収部と、該反射光の一部を透過する
透過部とからなり、該吸収部は該透過部の該反射
光の光軸と略垂直な2つの面に各々形成されてお
り、一方の面に形成された該吸収部と他方の面に
形成された該吸収部とを結ぶ線は、該反射光の光
軸に対して所定の角度に傾斜していることを特徴
とするフオーカス制御装置。 2 該受光素子は、該反射光の光軸に対して垂直
な直線により2分割され、該光学手段を介して該
反射光が照射される2分割された該受光素子の出
力の差に対応して該対物レンズの位置が制御され
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
フオーカス制御装置。 3 該吸収部と該透過部とは該反射光の光軸に対
して略垂直な面内において交互に複数形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
第2項記載のフオーカス制御装置。 4 該吸収部は、該光源側が該受光素子側に較べ
その長さが長く形成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第3項記載のフオーカス制御装
置。 5 該吸収部の長さ及び間隔は該光軸に近い部分
が遠い部分に較べ小さくなつていることを特徴と
する特許請求の範囲第3項又は第4項記載のフオ
ーカス制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26248084A JPS61139938A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | フオ−カス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26248084A JPS61139938A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | フオ−カス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61139938A JPS61139938A (ja) | 1986-06-27 |
| JPH0430647B2 true JPH0430647B2 (ja) | 1992-05-22 |
Family
ID=17376368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26248084A Granted JPS61139938A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | フオ−カス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61139938A (ja) |
-
1984
- 1984-12-12 JP JP26248084A patent/JPS61139938A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61139938A (ja) | 1986-06-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |