JPS6012693B2 - 光学的情報再生装置における自動焦点合せ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はしーザ光東によって情報記録媒体の情報をを再
生する装置における情報論取レンズの自動焦点合せ装置
に係り、特に、情報検出レーザ光東の記録媒体上での焦
点位置ずれを、該レーザ光東が記録媒体で反射した反射
レーザ光東によるスポットの検出器に沿う位置変化とし
て検出し、これに応じて情報謙取レンズの記録媒体上へ
の焦点合せを自動的に行なわしめる構成とすることによ
り、簡単な構成で且つ焦点合せ動作を正確に行ないうる
自動焦点合せ装置を提供することを目的とする。

従来、光学的情報再生装置における情報検出ビームを記
録媒体上に自動的に焦点合せする装置としては、大略次
の二種類がある。

■ 情報検出ビームの他に焦点検出用ビームを使用し、
このビームが記録媒体の上下変動に応じて光軸ずれを起
こすようにし、このビームの光軸ずれ（ビームスポット
の位置変化）を検出し、この検出した信号により自動的
に情報検出ビームの収束点をディスク情報面に合せる装
置。

０■ 情報検出ビーム自体を利用し、これの情報記録媒
体よりの反射ビームを一方向性レンズ作用を有する光学
素子、例えばシリンドリカルレンズを通し、焦点ずれを
反射ピ叫ムスポットの形状の変化として検出し、これに
応じて、清轍検６ 出ビームの収束点をディスク情報面
に合せる装置。

こ）で■の装置では、焦点ずれをビームスポットの位置
の変化として検出するため、検出が正確に行なわれると
いう長所を有するも、以下の欠点を有していた。

川 二つの光学系を必要とするため、光学系が複雑とな
る。

（ｉｉ） 二つの光源を設けると、装置価格が高くなる
。

（ｉｉｉ） 一つの光源から２本のビームを得ようとす
ると、高出力のレーザ光源が必要となる。

○の トラッキング補正及び時間軸誤差補正を行なうこ
とを考慮すると、焦点検出用ビームはこれらの補正素子
に関係の無い場所を通ることが必要となり、光学系が非
常に複雑となる。

また、上記■の装置においては、焦点位置ずれ検出用と
して専用のビームを用いていないため、焦点位置ずれ検
出用ビームを用いることに伴なう不都合は生じないが、
光検知器は反射レーザビ−ムの分布形状又は光分布強度
のアンバランスによって影響を受けるため、必ずしも正
しい自動焦点合せが出釆ないという欠点があった。

本発明は上記従来装置での欠点を除去して長所だけが効
果として得られる自動焦点合せ装置を提供するものであ
り、以下図面と共にその各実施例について説明する。

第１図は本発明になる光学的情報再生装置における自動
焦点合せ装置の第１実施例の光学系を示す図、第２図は
その制御系を示す図である。

レーザ光源（半導体レーザ又はＨｅ−Ｎｅレーザ）１よ
り発した情報検出用レーザ光東２は凸レンズ３を通り拡
大され、半透明鏡（光分割素子）４を通過して情報謙取
レンズ５に導かれ、該レンズ５によりビデオディスク６
の情報面上に収束される。情報面で情報を読み取った反
射レーザ光東７は半透明鏡４で反射され、２つの検知素
子８ａ，８ｂを密接して設けた２分割光検知器８へ導か
れる。ビデオディスク６の情報面が正規の位置Ａにある
とき、反射レーザ光東７の共役点Ａ，となる。

９は本発明の要部をなすレンズであり、後述するように
共役点の光軸上での変化を反射レーザ光東の光軸変位に
変換する役目を果すものである。

このレンズ９は通常の凸レンズであり、そのレンズ軸線
９ａを半透明鏡４よりの反射レーザ光東７の光軸７ａよ
り距離ｘだけ偏位した位置に光軸７ａと平行して設置し
てある。共役点Ａ，を通過した反射レーザ光東７は光軸
３変換用凸レンズ９を通って、光軸をずらされ、光軸を
１０ａとされた光東とされ、光検知器８の略中心位置Ａ
２に円形スポット１１ａ（第２図参照）として収束され
る。

こ）で、高速回転しているビデオディスク６が４面振れ
を伴っているときでの、位置Ａ２の変位について説明す
る。

回転面振れにより、ビデオディスク６の情報面が位置Ｂ
に変位したとすると、変位した情報面よりの反射レーザ
光東の共役点は光軸７ａ上共役点Ａ，よりずれた位置Ｂ
，となる。

共役点Ｂ，を通過した光東は凸レンズ９を通って光軸を
ずらされ光軸を１０ｂ（光軸１０ａとは異なる）とされ
た光東とされ、位置＆に円形スポット１１ｂとして収束
される。また、ディスク情報面が逆に位置Ｃに変位した
とすると、変位した情報面よりの反射レーザ光東の共役
点は光軸７ａ上共役点Ａ，より上記共役点Ｂとは逆側に
ずれた位置Ｃ，となる。

共役点Ｃ，を通過した光東は凸レンズ９を通って光軸を
ずらされた光軸を１０ｃ（光軸１０ａ，１０ｃとは異な
る）とされた光東とされ、位置Ｃ２に円形スポット１１
ｃとして収束される。即ち、ビデオディスク６の面振れ
に応じて、共役点が反射光軸上で変位し、凸レンズ９に
より反射光軸を共役点の位置に応じてずらされ、円形ス
ポットが光検知器８上で形状を変化させずに位置を変え
る。

２分割光検知器８は、位置Ａ２にある円形スポット１１
ａを受光したときに両検知素子８ａ，８ｂよりの出力電
流値が等しくなるように位置決めして設けてある。

ビデオディスク６の面振れにより円形スポット１１ａの
位置が上記のように変位すると、両検知素子８ａ，８ｂ
よりの出力電流値に差が生じ、差動増幅器１２より上記
差に応じた制御電流が出力する。この制御電流は駆動増
幅器１３により増幅された後、諸取レンズ駆動部１４が
供給され、諸取レンズ５がレンズ軸線方向に変位してそ
の焦点をビデオディスク６の情報面上りに自動的に合せ
る。また、一対の光検知素子８ａ，８ｂよりの出力電流
は和増幅器１５により増幅され、その和分が情毅読取り
信号として利用される。次に本発明の第２実施例につい
て、第３図を併せ参照して説明するに、第３図中第１図
に示す構成部分と実質上同一構成部分には同一符号を示
しその説明は省略する。

本実施例において、凸レンズ１６が半透明鏡４４での反
射光東路中、共役点の手前側の位置に、そのレンズ軸線
を光軸７ａと一致させて設けてある。この凸レンズ１６
はビデオディスクの面振れに応じての共役点の変位量を
縮４・する役目を有する。ビデオディスクの情報面（位
置Ａ）よりの反射レーザ光東は半透明鏡４で反射した後
、凸レンズ１６を通して収束され、共役点はＡ′，で示
す位置となる。

また情報面が第１図中位置Ｂ及びＣに変位したときでの
共役点は、夫々Ｂ′，及び〇，で示す位置となる。即ち
、上記凸レンズ１６を設けていることにより、ディスク
面振れに対する共役点の位置変化量が縮小する。こ）で
、読取レンズ５としてｆ：７．１５のレンズを使用した
とき、ディスク６が基準位置より上下Ｚに夫々５０ｗｍ
変化したとすると、共役点は基準の位置より８．８肋、
及び１１．１肋変位する。

上記凸レンズ１６としてｆ＝１５のレンズを用いると、
共役点の変位値は縮小し夫々１．２柳及び０．９８柳と
なる。 Ｊまた、共
役点よりの光は前記の場合と同様に光軸変換用凸レンズ
９を通して光軸を変換され、２分割光検知器８上に収束
され、共役点の変化に応じて円形ビームスポットが光検
知器８上に位置Ａ２，Ｂ′２，〇２へと変化する。こ）
で、読取レンズ５のｆ値を７．１５とし、点光源Ｐから
読取レンズ主面までの距離Ｌを１００肌とすると、謙取
レンズ５からビデオディスク６の情報面までの距離Ｌ２
は約１０肋となる。

凸レンズ１６及び９としてｆ＝１５のレンズを使用し、
レンズ９の反射光軸よりの偏位距離Ｘ３肌としたとき、
ビデオディスクの情報反射面が上下に５０ム肌ずつ変位
したとすると、円形ビームスポットは２分割光検知器８
上で左右に略１柳動く。即ち、円形ビームスポットの変
位量はディスク面振れの約２Ｍ音となり、ディスク面振
れが充分に高感度で検出される。上記実施例では、凸レ
ンズ１６を新たに加えたことにより、光路の長さの短縮
化を図ることが出来、また円形ビームスポットが光検知
器８上で変位するときでのスポットの径の変化率を少な
くし得る。

次に本発明装置の第３実施例について、第４図を参照し
て説明する。

本実施例は光軸変換用レンズとして凹レンズを用いたも
のであり、同図中第１図り示す構成部分と実質上同一構
成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。１７
は光軸変換用凹レンズであり、そのレンズ軸線１７ａを
半透明鏡４よりの反射レーザ光東７の光軸７ａより距離
ｘだけ偏位させて光軸７ａと平行して、且つ共役点の手
前側位置に設置してある。

上記凹レンズ１７が設けられていないとき、ビデオディ
スク６の情報記録面が位置Ａ，Ｂ，Ｃへと変化すると、
これに応じて反射光東の共役点はＡ，，Ｂ，Ｃ，へと変
位する。

こ）で、上記凹レンズ１７が設けてある場合には、半透
明鏡４よりの反射光は、凹レンズ１７によりその光軸を
偏位され、各共役点Ａ″，，Ｂ″，，Ｃ″，は２分割光
検知器８に沿って変位する。即ち、ビデオディスク６の
面振れに応じて、円形ビームスポットが光検知器８の受
光面上を移動する。これにより、光検知器８よりはビデ
オディスク６の面振れに応じた信号電流が出力され、第
２図に示す電気回路系により、謙取レンズ５が変位して
その焦点が情報面上に合わせられる。

本実施例は、第１実施例に比べて、光路を短縮して構成
される。

なお上記各実施例では、レンズ９，１７を、その軸線を
反射光軸７ａに対して平行させて設けてあるが、これに
限ることはなく、必要に応じてレンズ軸線を反射光軸７
ａに対して適宜傾斜させて設置することもできる。

上述の如く、本発明になる光学的情報再生装置における
自動焦点合せ装置によれば、情報検出レーザ光東の情報
記録媒体よりの反射レーザ光東を、レンズ中心を反射レ
ーザ光東の光軸より偏位させて設けた凸レンズ又は凹レ
ンズを通して情報記録媒体上での焦点位置ずれを光軸ず
れに変換し、この光軸ずれを光検知器により検出しこれ
よりの出力信号に応じて情報読取レンズをその焦点を記
録媒体上に合わせるように移動させる構成としてあるた
め、焦点検出用専用ビームを用いるこ夕となく、記録媒
体の面振れを光検知器上でのビームスポットの位置の変
化として変換して検出することが出来、従って、構成を
簡単にし得、安価に製造し得ると共に、自動焦点合せを
高精度で行なうことが出来る等の優れた特長を有する。

０図面の簡単な説明第１図は本発明になる光学的情報再
生装置における自動焦点合せ装置の第１実施例の光学系
を示す図、第２図は第１図に示す装置と協働する制御系
を示す図、第３図及び第４図は夫々本発明になる自動焦
点合せ装置の第２及び第３実施例の光学系を示す図であ
る。

１・・・・・・レーザ光源、２・・・・・・情報検出用
レーザ光東、３・・・・・・凸レンズ、４・・・・・・
半透明鏡、５・・・・・・情報論取レンズ、６・・・・
・・ビデオディスク、７・・…・反射レーザ光東、７ａ
・・・・・・光軸、８・・・・・・２分割光検知器、８
ａ，８ｂ・・・・・・検知素子、９・・・・・・光軸変
換用凸レンズ、９ａ・・・・・・レンズ軸線、１０ａ，
１０ｂ，ｌｏｃ…・・・偏位光軸、１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ……円形スポット、１２・・・・・・差動増幅器、
１３・・・・・・駆動増幅器、１４・・・・・・読取レ
ンズ駆動部、１６・・…・凸レンズ、１７…・・・光軸
変換用凹レンズ、１７ａ……レンズ軸線、Ａ，，Ｂ，Ｃ
，，Ａ′，，Ｂ「，，〇，，Ａ″，，Ｂ′′，，〇′，
……共役点、Ａ２，＆，Ｃ２，Ａ′２，Ｂ′２，〇２・
・…・収束点。

第１図第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レーザ光源よりの情報検出レーザ光束を情報読取レ
   ンズを通して情報記録媒体上に照射して該情報記録媒体
   を再生する装置において、該情報検出レーザ光束の該情
   報記録媒体からの反射レーザ光束を、レンズ中心を該反
   射レーザ光束の光軸中心に対して偏位させて設けた凸レ
   ンズ又は凹レンズを通過させて該情報記録媒体上での焦
   点位置ずれを該反射レーザ光束の光軸ずれに変換し、該
   反射レーザ光束の光軸ずれを光検知器により検出し、該
   光検知器よりの出力に応じて該情報読取レンズをレンズ
   軸方向に移動させて、該情報読取レンズの焦点を該情報
   記録媒体上に自動的に合せるよう構成したことを特徴と
   する光学的情報再生装置における自動焦点合せ装置。