JPS6040094B2 - 光学式情報読取装置のフォ−カスサ−ボ装置 - Google Patents

光学式情報読取装置のフォ−カスサ−ボ装置

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Publication number
JPS6040094B2
JPS6040094B2 JP53073523A JP7352378A JPS6040094B2 JP S6040094 B2 JPS6040094 B2 JP S6040094B2 JP 53073523 A JP53073523 A JP 53073523A JP 7352378 A JP7352378 A JP 7352378A JP S6040094 B2 JPS6040094 B2 JP S6040094B2
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JP
Japan
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light
lens
recording surface
focus servo
receiving element
Prior art date
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JP53073523A
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JPS55926A (en
Inventor
斉 金丸
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Universal Pioneer Corp
Original Assignee
Universal Pioneer Corp
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Publication date
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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学式情報謙取装置のフオーカスサーボ装置
に関し、特に、光学式ビデオディスクの情報読取装置に
おける照射光収束レンズのフオーカスサーボ装置に関す
る。
光学式ビデオディスクは、第1図aにその一部平面図、
bにその一部断面図を示す如く、透明材質で作られた円
形状のディスク基盤6の片面には、高低位置の異なる領
域からなるビット17(凹部)が同じ円またはうず巻状
トラックを形成する様に配置され、これらビット17の
長さおよび間隔によって情報が記録されている。
そして光の反射率を高めるために、例えばアルミニウム
の蒸着膜からなる反射膜7が、ビット17が配置された
面に被着されており、更にその上に保護膜18が被着さ
れている。このディスクからの情報の読取は、光をディ
スク基盤6のビット17の存在しない側の面から入射し
、ビット17の有無によって変調された反射膜7からの
反射光を復調することより行われる。
かかる情報記録ディスクの読雑装置では、ディスクの情
報記録面上に常に正確に入射光を収束させるためにいわ
ゆるレンズのフオーカスサーボ装置が設けられている。
第2図は、従来のフオーカスサーボ装置の概略図を示す
もので、ヘリュームネオンレーザ等の光源1から照射さ
れた光東はコリメーターレンズ2、ビームスプリッタ3
、可動鏡4を経由し、収束レンズ5でディスク6の情報
記録面7のごく近傍に集東されている。
ディスク6はモータ14で高速回転されている。ディス
ク6に記録された情報を読取った反射光は逆の径路をた
どり、ビームスプリッタ3で分離されて、光電変換素子
で電気信号に変換される。ディスク基板6は完全に平ら
に製作することは不可能であるし、またモータ14の軸
に取付ける際にも傾いて取付けられるのが普通である。
従って記録面7はディスク6の回転のつれて上下に変動
することになる。正しく情報を謙出すためには収束レン
ズ5は前述の記録面の変動に追従して上下し常に光東を
記録面7のごく近傍に収束させねばならない。このため
にディスク6からの反射光が収束レンズ15によって収
束される途中、すなわちレンズ5とディスクの集東レン
ズ5に関する共やく点との間に円筒レンズ8を置き、そ
の後に受光素子9を配置する。上記受光素子9は第3図
に示すようにa,b,c,dの4つに分割されていて、
分割線が上記円筒レンズ8の円筒中心軸にそれぞれ45
oの角度をなすように配する。この円筒レンズ8の母線
を含む面内と、それに直交する面内とでは、このレンズ
8を透過する光線東が収束する光軸上の位置が異なる性
質を利用して、受光素子9の4つの受光素子面a〜d上
に投影される光線東の形状を検出測定することにより、
記録面7と収束レンズ5の焦点位置との関係を判定し2
ている。すなわち入射光のレンズ5による収束点が正確
にディスクの記録面上に位置したときに、反射光が円筒
レンズ8を透過後に丁度ほぼ円形(第4図b)になる位
置に受光素子9の受光面を配置す3る。
その状態では、各受光素子の出力Va,Vb,Vc,V
dはそれぞれ等しく、よって次式が成立する。Va+V
b=Vc+Vd 従って、第3図に示す如くVa+Vb及びVc+Vd3
を各差動入力とする差動増幅器10の出力Vは零となる
その結果、増幅器11の出力もレンズ駆動装置12の出
力も零となるので、レンズ5の位置は可変されない。次
に第5図に示す如く、記録面7の後部で入射4光が収束
しているとき、すなわち記録面7と収束レンズ5の距離
が近いときには、受光素子9の受光面での光線の形状は
bの様になり、よってVa+Vb>Vc+Vdとなり、
差動増幅器10の出力はV<0となる。一方、第6図の
如く記録面7の前部で入射光が収束しているときはbの
如き形状となり、よってVa十VbくVc+Vdとなり
差動増幅器10の出力VはV>0となる。
従って入射光が記録面上に適正に収束しているとき(第
4図)をZ=0として集東レンズに記録面が近づいたと
き(第5図)Z>0とすると差動増幅器10の出力Vは
第7図に示す如き波形すなわちS字状波形特性となる。
よつ0てこの出力Vを誤差信号として増幅器11により
増幅後、駆動装置12で変位に変換し、ホルダ13を介
して収束レンズ5の位置を制御することにより自動フオ
ーカス制御がなされる。か)る構成においては、円筒レ
ンズ8、受光秦夕子9、収束レンズ5等の位置関係に応
じて受光素子9の受光面上の受光形状が種々変形し、受
光素子9の位置によっては第7図に示す如き理想的なS
字状特性が得られず、その結果満足すべきフオーカスサ
ーボ動作がなされない欠点がある。
従って本発明は上述のタイプのフオーカスサ−ボ装置の
改良をなすものであり、フオーカスサーボ動作を完全に
なし得る光学式情報読取装置のフオーカスサーボ装置を
提供することを目的としている。以下本発明につき図面
を用いて説明する。
第8図は本発明の原理を説明する概略図であり、aは記
録面7が収束レンズ5に対して離れた場合を有し、bは
その時の受光面上の受光形状を示すもので、前述の各図
と同等部分は同一符号により示されている。
図aの様に、円筒レンズ8の主点と受光素子9との間の
距離をC、記録面上に照射光が正確に収束しているとき
の記録面の収束レンズ5に関する共やく点Sと受光素子
9との間の距離をD、対物レンズ5と共やく点Sとの間
の距離をL、更には対物レンズ5の瞳面の半径すなわち
瞳半径をRとして、記録面7がづれたときの共やく点S
′の正規の共やく点Sに対するずれをZとした場合、b
に示す如く受光素子9の受光面上における受光形状の互
いに直交する方向の長さX及びYを求めると下記の式が
得られる。この場合、Yは円筒レンズ8の母線と平行な
方向の受光形状の長さであり、×は当該母線に直角な方
向の長さとするY;脚・D≧予, 尚、上式を求めるに際しては、Z=0すなわち収束レン
ズと記録面7との距離が適正な関係にある場合(第4図
)には受光素子の受光形状は実質的に円形である必要が
あるために、Z=0でX=ZYある条件を考慮して算出
したものである。
第9図に上記×及びYを、Zを軸としてグラフ化して示
しており、aがC>Dの場合、bがC=Dの場合、Cが
C<Dの場合をそれぞれ示す。こ)で第7図を再び参照
するにS字状曲線の正若しくは負のピークはX又はYが
零の位置でそれぞれ生じかつZFOすなわち×=Yの位
置の両側で発生しなければならないことが明白である。
従ってか)る条件を満足するためには第9図aの場合(
C>D)であって他は不適当であることがわかる。しか
しながら第9図aの場合であっても×=Yとなる位置が
Z=0の他にZ=C+Dの位置にもあって、このま)で
は第7図に示す如きS字状特性は得られず、Z=C+D
の位置で再びV=0となり、これは誤動作の原因となり
好ましくない。従って、Z=C十○の時のX,Yの値で
ある狐・C/{L−(C十D)}に比較して、すなわち
円筒レンズの母線と平行な方向の長さ(Y)とそれに直
角な方向の長さ(X)を短かく選定してお仇ま両方向に
おける受光素子の出力はそれ以上変化することが無いの
でほぼ理想的なS字状特性を得ることができる。一方、
受光面の両方向の長さはZ=0のときの×,Yの値であ
る2R・D/Lよりは大きく選定して円形光束の全光量
を受光するようにする必要があることは当然である。
換言すれば、受光面の両方向長さを共に、次・C/{L
−(C+D)} Z×(Y)>2R・D/L に選定する必要がある。
以上述べた如く、本発明においては円筒レンズと受光素
子更には収束レンズとの位置関係を適当に選定して最適
な受光出力を得ることが可能となるので誤動作のないフ
オーカスサーボ動作が得られることになる。
尚、上述の実施例においては記録面の反射光を用いてビ
ームスプリッタ3により照射光と反射光を分離しフオー
カスサーボを行う構成としたが、記録面の透過光を用い
て透過光用の収束レンズと照射用の収束レンズとをそれ
ぞれ別に設ける構成としてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図はビデオディスクの形状を示す図でaは一部平面
図、bは一部断面図、第2図はフオーカスサーボ装置概
略を示す図、第3図は受光素子と差動増幅器との関係を
示す図、第4図aは第2図において記録面に収束レンズ
の焦点が合っている場合の円筒レンズと受光素子との関
係を示し、bは受光素子の受光面上の光線束の形状を示
す図、第5図aは第2図において記録面が収束レンズに
近づいた場合の円筒レンズと受光素子の関係を示し、b
は受光面上の光線東の形状を示す図、第6図aは第2図
において記録面が収束レンズとはなれた場合の円筒レン
ズと受光素子との関係を示し、bは受光面上の光線東の
形状を示す図、第7図は差動出力と記録面及び収束レン
ズの位置との関係を示す図、第8図aは本発明の原理を
示す概略図を示し、bは受光素子上の光線東の形状を示
す図、第9図は第8図における受光素子上の光線東の大
きさを共やく点Sのずれの函数として示すグラフである
。 主要部分の符号の説明、7・・・・・・記録面、5・・
・・・・収束レンズ、8・・・・・・円筒レンズ、9・
・・受光素子、10・・・・・・差動増幅器。 鯖/図 第3図 第〆蛾 第5図 第2図 器ら図 第7図 鰐a図 弟?図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 記録媒体の情報記録面に照射光を収束照射せしめて
    前記記録面を経た光を用いて情報を読取る光学式情報読
    取装置のフオーカスサーボ装置であつて、前記記録面を
    経た光を収束せしめる収束レンズと、前記記録面上に前
    記照射光が収束している時の記録面の前記収束レンズに
    関する共やく点と前記収束レンズとの間に設けられ前記
    収束レンズにより収束される光を透過せしめる円筒レン
    ズと、前記円筒レンズを透過した光を受光する受光手段
    と、前記受光手段の出力に応答して前記照射光を前記記
    録面に収束させる手段とを含み、前記円筒レンズの主点
    と前記受光素子との間の距離をC、前記受光素子と前記
    共やく点との間の距離をD、前記収束レンズと前記共や
    く点との間の距離をL、更に前記収束レンズの半径をR
    とした場合、C>Dなる関係に選定しかつ前記受光素子
    の受光面の前記円筒レンズの母線に平行な幅及び前記母
    線に直角な方向の幅を共に2RC/{L−(C+D)}
    以下に選定しかつ2RD/Lより大きく選定したことを
    特徴とする光学式情報読取装置のフオーカスサーボ装置
JP53073523A 1978-06-16 1978-06-16 光学式情報読取装置のフォ−カスサ−ボ装置 Expired JPS6040094B2 (ja)

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JPS55926A JPS55926A (en) 1980-01-07
JPS6040094B2 true JPS6040094B2 (ja) 1985-09-09

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS608534B2 (ja) * 1976-08-09 1985-03-04 株式会社日立製作所 自動焦点合せ光学装置

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JPS55926A (en) 1980-01-07

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