JPH056258B2 - - Google Patents
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- JPH056258B2 JPH056258B2 JP59227441A JP22744184A JPH056258B2 JP H056258 B2 JPH056258 B2 JP H056258B2 JP 59227441 A JP59227441 A JP 59227441A JP 22744184 A JP22744184 A JP 22744184A JP H056258 B2 JPH056258 B2 JP H056258B2
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- Japan
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 36
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 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
- G11B7/0917—Focus-error methods other than those covered by G11B7/0909 - G11B7/0916
-
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B2007/0919—Critical angle methods
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- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
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図は本発明の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。１
１は半導体レーザ等の光源、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１
３、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１
７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１７ａ，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。そしてこの差動信号に対応して対物レンズ１
４の光軸方向の位置が制御されるようになつてい
る。
アツプに応用した場合の光学系を表している。１
１は半導体レーザ等の光源、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１
３、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１
７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１７ａ，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。そしてこの差動信号に対応して対物レンズ１
４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１６ａと、光を透過させ
る透過部１６ｂとより構成され、それらが交互に
複数個配置されている。吸収部１６ａ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
ればよい。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。吸収部１６ａは光軸に対して所定の角度
φ0だけ傾斜して形成されている。隣接する２つ
の吸収部１６ａ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１６ａと、光を透過させ
る透過部１６ｂとより構成され、それらが交互に
複数個配置されている。吸収部１６ａ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
ればよい。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。吸収部１６ａは光軸に対して所定の角度
φ0だけ傾斜して形成されている。隣接する２つ
の吸収部１６ａ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。
しかしてその動作を第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）
／（tanθ1−tanθ2）
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
する光量を１とすると、受光素子１７に到達する
光量は受光素子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１７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 tanφ0）＝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
する光量を１とすると、受光素子１７に到達する
光量は受光素子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１７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 tanφ0）＝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、上記式からシユミ
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
に示す如く略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、上記式からシユミ
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
に示す如く略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。
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、吸収部１６ａと透過部
１６ｂの厚みが一定であつたが、本実施例におい
ては厚みが変化している。すなわち第６図ａは吸
収部１６ａの厚みを、光源１１側を薄くし、受光
素子１７側を厚くした例である。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
傍の間隔を外周部に較べ小さくした例である。
なわち上記例においては、吸収部１６ａと透過部
１６ｂの厚みが一定であつたが、本実施例におい
ては厚みが変化している。すなわち第６図ａは吸
収部１６ａの厚みを、光源１１側を薄くし、受光
素子１７側を厚くした例である。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
傍の間隔を外周部に較べ小さくした例である。
以上の如く本発明においては、光軸に対して傾
斜した吸収部と透過部とを有する光学手段を用い
てフオーカス制御を行うようにしたので、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。
斜した吸収部と透過部とを有する光学手段を用い
てフオーカス制御を行うようにしたので、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
り反射された該光を受光する受光素子と、該記録
媒体により反射された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薄
く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、第２項又は第３項記載のフオーカス制
御装置。 ５ 該吸収部の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 (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59227441A JPS61105736A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | フオ−カス制御装置 |
| DE19853538314 DE3538314A1 (de) | 1984-10-29 | 1985-10-28 | Fokusregeleinrichtung |
| US06/792,560 US4691098A (en) | 1984-10-29 | 1985-10-29 | Focus control device |
| GB08526623A GB2168563B (en) | 1984-10-29 | 1985-10-29 | State of focus detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59227441A JPS61105736A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | フオ−カス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61105736A JPS61105736A (ja) | 1986-05-23 |
| JPH056258B2 true JPH056258B2 (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16860911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59227441A Granted JPS61105736A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | フオ−カス制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4691098A (ja) |
| JP (1) | JPS61105736A (ja) |
| DE (1) | DE3538314A1 (ja) |
| GB (1) | GB2168563B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4998011A (en) * | 1989-11-17 | 1991-03-05 | Applied Magnetics Corporation | Flat plate focus sensing apparatus |
| GB2248989B (en) * | 1990-10-15 | 1995-05-24 | Applied Magnetics Corp | Focus sensing apparatus and method |
| US5245174A (en) * | 1990-10-15 | 1993-09-14 | Applied Magnetics Corporation | Focus sensing apparatus utilizing a reflecting surface having variable reflectivity |
| US5646778A (en) * | 1991-05-28 | 1997-07-08 | Discovision Associates | Optical beamsplitter |
| US5331622A (en) * | 1991-05-28 | 1994-07-19 | Applied Magnetics Corporation | Compact optical head |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS5829151A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-21 | Nec Corp | 光学的記録再生装置における焦点誤差検出装置 |
-
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-
1985
- 1985-10-28 DE DE19853538314 patent/DE3538314A1/de active Granted
- 1985-10-29 US US06/792,560 patent/US4691098A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-10-29 GB GB08526623A patent/GB2168563B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4691098A (en) | 1987-09-01 |
| JPS61105736A (ja) | 1986-05-23 |
| GB2168563B (en) | 1987-08-12 |
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| GB8526623D0 (en) | 1985-12-04 |
| GB2168563A (en) | 1986-06-18 |
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