Устройство для автоматической фокусировки излучения

 

Изобретение относится к накоплению информации оптическими средствами . Цель изобретения - повышение точности фокусировки. Сигналы поступают на логарифмирующие элементы 1518 . После чего попарно поступают ни входы суммирующих усилителей 21 и 22, затем - на антилогарифмирующие элементы 24 и 25, на схему вычитания 27 и логарифмирующий элемент 19. Кроме этого, сигналы поступают на суммирую1ций усилитель 23, логарифмирующий элемент 20 и двукратный усилитель 29, сигнал с выхода которого поступает на вход схемы 28 вычитания, на вход которого поступает также сигнал с логарифмирующего элемента 19. С выхода схемы вычитания 28 сигнал проходит на вход антилогарифмического элемента 26, на выходе которого вырабатывается сигнал ошибки фокусировки. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 G 11 В 7/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3954005/24-10 (22) 26.07 ° 85 (46) 30.11.86. Бюл. № 44 (72) М.И.Шрибак, А.И.Эктов, М.И.Дробот и И.M.Cåíüêo (53) 681.84.083(088.8) (56) Патент ФРГ № 2501124, кл. G 11 В 7/08, 1976.

Патент Японии ¹ 56-27931, кл. G 11 В 7/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ФОКУСИРОВКИ ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к накоплению информации оптическими средствами. Цель изобретения — повышение точности фокусировки. Сигналы поступают на логарифмирующие элементы 15.80„„1273987 . А1

18. После чего попарно поступают на входы суммирующих усилителей 21 и 22, затем — на антилогарифмирующие элементы 24 и 25, на схему вычитания

27 и логарифмирующий элемент 19. Кро- ме этого, сигналы поступают на суммирующий усилитель 23, логарифмирующий элемент 20 и двукратный усилитель

29, сигнал с выхода которого поступает на вход схемы 28 вычитания, на вход которого поступает также сигнал с логарифмирующего элемента 19. С выхода схемы вычитания 28 сигнал проходит на вход антилогарифмического элемента 26, на выходе которого вырабаф тывается сигнал ошибки фокусировки.

3 ил.

1273987

30

Изобретение относится к области накопления информации оптическими средствами, в частности к устройст— вам автоматической фокусировки излучения на дисковые носители, и может 5 быть использовано в лазерных видеои звуковых проигрывателях.

Целью изобретения является повышение точности фокусировки.

На фиг.l представлена оптическая схема устройства; на фиг.2 — четырехэлементный фотоприемник со смещенным . пятном излучения; на фиг.3 — схема блока формирования сигнала ошибки фокусировки.

Устройство (фиг.l) содержит источник излучения 1, согласующую линзу 2, светоделитель 3, зеркала 4 и 5 с приводами поворота 6 и 7 соответственно, фокусирующий объектив 8 с приводом перемещения 9, носитель информации 10, цилиндрическую линзу ll, четырехэлементный фотоприемник 12 и блок формирования сигнала ошибки фо25 кусировки 13.

Четырехэлементный фотоприемник (фиг.2) состоит из светочувствительФ

I t 1 ных элементов 1, 2, 3 и 4, на которые несимметрично спроецировано пятно излучения 14, х, у — оси координат, проведенные по линиям раздела элементов фотоприемника, х,, у — координаты центра пятна, АА, !

ВБ — линии симметричные осям х и у относительно центра пятна, а,, Ь,, и — интенсивности излучения на эле-! менте 1, а =, интенсивность излуче1 ния на элементе 2, d — интенсивt ность на элементе 3, а d Ь интенсивности излучения на элементе !

4 фотоприемника.

Блок формирования сигнала ошибки фокусировки (фиг.3) содержит первый— шестой логарифмирующие элементы 1520, первый, второй и третий суммирую- 45 щие усилители 21, 22 и 23 и антилогарифмирующие элементы 24, 25 и 26, первую и вторую схемы вычитания 27 и

28, а также двукратный усилитель 29.

Устройство работает следующим образом.

Излучение источника излучения (лазера) 1 (фиг.l) проходит согласующую линзу 2, светоделитель 3, отражается от зеркал 4 и 5 слежения за инфор- 55 мационной дорожкой, которые снабжены приводами поворота 6 и 7, направляется в объектив 8, который фокусирует излучение на информационную поверхность носителя информации 10.

Отразившись от носителя информации 10, излучение вторично проходит объектив 8, отражается от зеркал 5 и

4 и направляется светоделителем 3 на цилиндрическую линзу 11, которая формирует пятно излучения 14 на четырехэлементом фотоприемнике 12. Пятно 14 имеет форму круга, если излучение сфокусировано на носителе информации

10, и форму эллипса, если есть ошибка фокусировки. Сигналы с элементов фотоприемника S,, S,,S,,S обрабаэ тываются блоком формирования сигнала ошибки фокусировки 13. Сигнал об ошибке фокусировки поступает на механизм перемещения объектива 9, который ее устраняет. Блок формирования сигнала ошибки фокусировки 13 представляет собой арифметический блок, работа которого описывается формулой

S S — S ..S4 у 1 Х (S «- 8 «-8 «-8 Р где EF сигнал ошибки фокусировки;

S,,S,S, S — сигналы с четырех элементов фотоприемника.

Схема блока, имеющего такой алгоритм обработки сигналов, показана на фиг.3.

Сигналы S,, Б, S, S поступают на

4 первый — четвертый логарифмирующие элементы 15 — 18, после чего попарно поступают на входы первого и второго суммирующих усилителей.21 и 22 соот1 ветственно, затем на первый и второй антилогарифмирующие элементы 24 и 25 и на первую схему вычитания 27 и пятый логарифмирующий элемент 19.

На выходе пятого логарифмирующего элемента 19 формируется сигнал

1@,S $ — S S ). Кроме этого, сигналы S, S,,S,,S поступают на треэ тий суммирующий усилитель 23 и далее на шестой логарифмирующий элемент

20 и двукратный усилитель 29. На выходе двукратного усилителя 29 формируется сигнал Ig(S +S +S +S ) который поступает на второй вход второй схемы вычитания 28, на первый вход которой поступает сигнал с пятого логарифмирующего элемента 19.

С выхода второи схемы вычитания 28 сигнал проходит на вход третьего антилогарифмирующего элемента 26, на выходе которого реализован следующий алгоритм обработки сигналов

1 2 З 4) 12739 гх г

О л=(у — Б ) (f ((х-х,у-у )d Й,(2) 1

1=1 О О

Кроме того, проводится деления на сигнал общей интенсивности луча Б + 45

+ Б +Б +Б

О 4

Х вЂ” (3)

Б +S +S +S з

Для вычисления д отметим, что функция f(х,у) радиально симметрична, 50 кроме того

+О,) + со

f (x,y)d d ) (4) 55 и, практически во всех случаях можно записать

f (х,у) =g (х) h (y) (5) Выработанный сигнал является сигналом ошибки фокусировкм, который с выхода третьего антилогарифмирующего элемента 26 поступает на вход привода перемещения 9 объектива 8 для 5 удержания объектива в сфокусированном состоянии относительно носителя информации 10 в процессе его вращения.

Логарифмирующий и антилогарифмирующий элементы, схема вычитания, суммирующий усилитель могут быть выполнены на базе операционных усилителей °

Ложный сигнал ошибки фокусировки из-за смещения пятна излучения устранен в у(тройстве следующим образом.

Как,видно из фиг.2, при смещении центра пятна на величину х,, у сигналы с элементов фотоприемников разбиваются на части

Б=а+Ь+д ! 1 1

S = а

S = d

S=b+d 25

4 4

Учтя, что функция распределения интенсивности радиально симметрична относительно центра пятна, имеем

Ь Ь4 а = а 30

2 а =d

Тогда сигнал ошибки фокусировки будет равен

I =(S +S ) — (S +S )=(а +Ь + д+й )

3 з

-(а +b +d ) =д

2 4 4 ()) 35 действительный сигнал ошибки фокусировки L определяется вычитанием из с сигнала ошибки фокусировки ложного сигнала ошибки фокусировки

87 4

Тогда из (2) и (5) имеем а 1(0. =) Qs.) f f((y)d,(0 0

4 к

0 О

=(s,) fq((Id„f((!id, О О (6) Кроме того, Л Оу.4 О

Ы, Б,) (х,-я,)=у(1,) f!(x)d„ ((!)d„

101

+00 Х

Б, S,Н г,)=2(+S,) h(V)g„g()()с) i О!

-00 о (7) Перемножив (7) и учитывая (2), ложный сигнал фокусировки

4 2 г

Ь =() Б. ) =(Б -S ) — (S -S ) (8) з г

Отсюда формула (3) примет вид г ((s s )-(s;s,)3 (Qs )-j(s,-s,) -(Б,-s,) 1 с

1 2 3 4

S1S3 s2 s4 (9) (S+S +S +S )г ! 2 3 4 л

Как видно, формула (9) учитывает ошибку, возникающую при смещении пятна йзлучения по фотоприемнику, в ней

/ не возникает ошибки при изменении . мощности излучения и величина сигнала об ошибке фокусировки не зависит от мощности излучения.

Формула изобретения

Устройство для автоматической фокусировки излучения содержащее источник излучения, оптический тракт с фокусирующим объективом и светоделителем, с которым через цилиндрическую линзу оптически связан четырехэлементный фотоприемник, выходы которого соединены с входами блока формирования сигнала ошибки фокусировки, выход которого связан с входом привода перемещения фокусирующего объектива, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фокусировки, блок формирования сигнала ошибки фокусировки состоит из шести логарифмирующих элементов, трех суммирующих усилителей, трех антилогарифмирующих элементов, двух схем.

1273987 ь связан через двукратный усилитель и шестой логарифмирующий элемент с выФиз.!

Ôèñ. 2

Составитель С.Ильчук

Редактор А.Гулько Техред И.Попович Корректор А.Тяско

Заказ 6482/50 Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

В вычитания и двукратного усилителя, первый, второй, третий и четвертый логарифмирующие элементы соединены попарно параллельно и соответственно через первый и второй суммирующие усилители — с входами первого и второго антилогарифмирующнх элементов, выходы которых соединены с входами первой схемы вычитания, выход которой через пятый логарифмирующий элемент соединен с первым входом второй ,схемы вычитания, второй вход которой ходом третьего суммирующего усилите- ля, а выход — с входом третьего анти5 логарифмирующего элемента, при этом входы третьего суммирующего усилителя соединены с входами первых четырех логарифмирующих элементов, которые являютая входами блока формиро-, I0

О вання сигнала ошибки фокусировки, а его выходом " выход третьего антило гарифмирующего элемента.