Устройство автоматической фокусировки Советский патент 1984 года по МПК G11B7/09 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к технике оптической записи к воспроизведения информации, и может 5ы1Ь использовано Б устройствах записи и.воспроизведения видео я/или звуковой информации на оптический носитель, а также в составе опшческого 3 апом5-1наюш,его устройствг при загБ-гсивоспроизведении цифровой информации .

Известно устройство зоспроизведеНИН, содержащее и;}лучения, первый светоделитель, формкруюглий информадионньзй канал и канал слежени за фокусировкой объектива, причем канал слежения содержит первую линзу и поворотное зеркало, а информационный канал - вторую линзу, второй и третий светодели. и двухгшощадный фотоприемник П .

Недостатком устройства является зависимость работь; датчика расфокусировки от разъюстировки онтическогс пучка, возникающей из-за неиз;)ежньп флюктуации диа., направлелности источника излучения,

Наибсшее близким к изобретгнию гр:: технической сущносгьх и достигаемоьг:, результату является устройство автоматической фокусировки, содержаще а последовательно О; тически сзязанлые источник иапучения. первую линзу, светоделитель и .тив с и с полнитель 1ым механизмом перемещения , а также оптически сзязан.;г;ьп со свегс делитепем первьм ДEyxшIOlдa. фото приемник и оптически связанные собой и светоделителем зторую линзу и второй дпухгшощадгый фотоприемник , два дифференцкалькых усилителя, причем входь первого из ккх соединены с выходамз- первого двухплош.адного фотоприемника, а входы второго с выходаг-т второго фотопрц-ем;-тика .

едостагком известного устройс:тва является зависимость выходного снгнала первогО дифференциал ьнотч) усилителя, являющегося ВЫХОДНЬЕМ сигналог-з датчика системы автомагической с окусировки, от дрейфа дкаграмьа; и,1-правлениости источника и;шучения. так как г;ри изменении пагюжения оси пучка источника излучения даже :три, точной фокусировке пучка на носитель информан,ии , появляется отлиятплй от нуля сигнал датдака, т.е. прк

работ ;ai4 изтой системы регул рокпния вносит1:я расфокусировка, компенсирукпцау. изменение сигнала датчика 1роксходя1иее or флюктуации днаI ;.4i if-5b нап;:1ар;;е1 ис;сти .

Це.т:-.ю H oGj-jeTefi :;Я яв;шется товыiJiCHHe TOHiioci-n фотгусировки путем -омпРН1;аг,ин в; ияния )Л октуа;;ий ;i;-iа: pa-isbi направленности источника иэЛз/чеиня ,

Цель ДостигавГСя теь;, что в VCTрсйство ав-оматической фокусировки, спд,ержаи1,ее поеледовате.-плю оптически слязанш.1е источник излучения, линзу ; светоделитель и с бъектив .. 1СГ1с;г1 итель «;;М механизмом перемещения, о также опти-1ески связ;;л( Г-О с;1етод1Еи:;ителем первьц двухпло да, фотоприемиик и оптически связанные ,1У собой и светоделителам вторую линзу н второй дзухшющадН1 й фотоприемник., два дифференциальных усилитяля; причем входы первого из них соедин.ешз с выходам - первото двухщ-гощадного фотоприе 1ника, а вхо,ты второго - с В;лхсдам,-1 Е-горогп фо-;опт}и(;мника 5 внсдслЬ ,iJ и вторые суммирую1:1и;:: усили-т-ел и анал:;г-свые .елители, я такке третий днавдере нциальмь ус г-1И-гел ь , входы делимстс первого к аналюговых делителей с Г|ед11)Лены с выходами соо1ветсн к)1г;их д-((кЬ|;рснциллЬ|Гьп усилителей, входы де.мителя через соо-гветствуюиз е гум;-ирую1;ги е усилкге н- - с выходами кервого и второго двухштощадз-гых фо-голр емниг-д в 5 а выходы аналоговь х делителей че:рез третий диффере-ли-г;1ль - ы усилитель соедт-л ены с исполни-гельпым механгсзмом перемс1це:; ия объектиi-j ,

Устройство сод;ерж - т источник ; излучения,первую лнкзу 2, объектив 3; HocHTcyib 4 информации, све-гэделитель 5s вторую ,:п;нзу 6, первый двухпло ЦсЩный фотопркемник / с чувствиTCjibKbiMH :шои(адками /а к 7i: к J-IMHUей 3 раз;;ела между н;-;ми, второй дчухплощ.здггый фоч-оприемяик 9 с чувс-тз:;-5телbtvbiN-M пло цадкаки 9а и 9о и линией 10 р-аядел а мейуу кимк, , Бтор(зй и третий .днфференциа-: 5{Ь е усилители I --I 3 5 первый и второй суммирующее у сил и теп и 14 у, 15, первый и второй а(1алоговь е дцлите;;и 16 и 17 исполнительный механизм 1й перемеще ния обьектива. Устройство работает следующим об разом. Излучение источника 1 проходит линзу 2, отражается светоделителем и фокусируется второй линзой 6 на чувствительных площадках 9а и 96 дв .площадного фотоприемника 9 с линией 10 раздела, а прошедшая светоделитель часть излучения фокусируется объективом 3 - на чувствительной по верхности носителя 4 информации. Отразившись от носителя, излучение вторично проходит объектив 3, и, отразившись от светоделителя 5, попадает на чувствительные площадки 7а и 76 двухплощадного фотоприемник 7. Смещение dy, оси пучка в плоскости двухплощадного фотоприемника в направлении, перпендикулярном линии 8 раздела между его частями, зависит как от изменения расфокусировки объектива, так и от флюктуаци oi оси диаграммы направленности (ДН источника излучения, что можно записать в виде У( l k,di где К - коэффициент, определяющий зависимость смещения оси пучка от расфокусировки U коэффициент, определяющий зависимость смещения от дрейфа оси ДН. Выходной сигнал дифференциального усилителя 1 (Ugjj, ,), который вырабатьтает сигнал, пропорциональный разности фототоков частей 7а и 76 фотоприемника 7, пропорционален смещению оси пучка относительНО линии раздела , коэфс ициент, учитывающий потери мощности на оптичес ких элементах, коэффициент отражения светоделителя 5 и носителя 4, чувствительность фотоприемника 7; мощность пучка источника излучения, Выходной сигнал суммирующего уси лителя 14 не зависит от смещения пучка и пропорционален мощности, падающей на фотоприемник и„ KjP. Выходной сигнал аналогового делителя 16 пропорционален смещеш1ю и не зависит от мощности и - К 16 - 16 u К (g, - коэффициент усиления аналогового делителя 16. Смещение пучка d( в плоскости фотоприемника 9 зависит лишь от флюктуации ДН источника К,da. По аналогии с предыдущим выходной сигнал суммирующего усилителя 15 не зависит от смещения пучка и пропорционален мощности, падающей на фотоприемник 9. Выходной сигнал Ц2 дифференциального усилителя 12 равен 12 j - коэффициент, учитывающий погдетери мощности на оптических элементах, коэффициент отражения светоделителя 5 и чувствительность фотоприёмника 9. С учетом (4), (7), а также (I) и. (5) для выходного сигнала дифференциального усилителя 13, выраб.атывающего разность сигналов аналоговых делителей .1 7 и 18, можно записать U,.K,K dй -K K2dot-K K do6 (9) откуда при выборе коэффициентов усиления аналоговых делителей в соответствиис условием Ь получим и,, т.е. выходной сигнал дифференциального усилителя 13 зависит только от расфокусировки объектива и не зависит от флюктуации оси ДН источника изучения. Таким образом, возникающая асфокусировка вследствие неплос- костности или осевого биения носиеля приводит к появлению сигнала а выходе дифференциального усилителя 13, пропорционального величине

расфокусировки 5 который угфгшл. исполиительШ)1г-1 механизмом 8, перемещающим объектив в направлении, кггпенсирующем расфокусировку, а вознгкающие в предессе работы флюк-v циь ocsi ДН исто--;ника нзлучгния грив.1дя1 к одинакоиому ;:о ---инчине i- чнггку измене ьии выход ь&х с::-к an о в at а лотовых депите/ :ей 16 к /го яе изменяет их разиостмог-о сигн.а:1г: к не влияет на работу системы а:;тгоматической фокусировки ,

Введение аналоговых де;-итаасй ( и 17, обеспечиваюПлИх независимость сигналов от оптической MotiHocTb , к; обходимо в связи с тем, что коэффи циент отражения носитя.г;я 4 {чНфорча-ции может меняться 3 например, в за висимости от рехсинз работы запо.ш-нающего устройства: при залшсч чкс-тый носитель имеет хоэс лЬициен-г отражения, а при зоспроизведеник при наличии информации - другой , Поэтому для обеспечения исзрмапьпэй работы систе: 1ы коэффициенты перс-дачи сигналов на обоих зходзх ;;-:и:г- ;(,):; .С у-:илите:1Я К} iie :i а гмг :;( ijui ivJec ;oft мощности, посту;ощей ф(У;-о1Ц)иом1шки , :1 -/стоойс.ке аи тематической ф /--у:iitii M, :ic с;;деп::.;аг1ем 6 .в кйг- : - , ггропорционзль ;, . .:-::;:;:; ;3. i :еник, ДЛЯ увгли:йь д: ал;;:: ола ф.лосгуаггий ЛН;При коь:л ; л;-- блдет нормгг-гьно функч:Лх.;, : ;аг1. л :гД холим:; обес:печМгь и1а;сл ое -л- щ иченис систеь источник лучгм; ,:. - iij-iocKo ::fb фотоприемчика 7

-с-л.; л,;( лiлy leпия - плоскс;сть фоЛ11Ц;.;--ЛИКП ч. Это условие Р Ь ПОЛ:л л: : :;оо 1 с ГС715ук)1цим Bi:i6opo:-: fiapa - .-ро:- 1НКГЛ.. h и р,;;сстоякий от лин( мг л.глллкости фотопр ;емника 9 и

2, Лли :л:см усло)зии foL;HHa. ч,|р :л:1зме 3р1 лучлов на фото -:рием..гЛч 7 и 9 ; обес- ечивается иде-и:у I :. 3 а:лгсим(зстей иыходнъ.); л;алс1; длфференциальньп-г ус1Л:И1е.-ей

и от .ManreifHfi оси лучка отио:/г.: л:о Л-тМугл р.каллта межлу лалтяж . ;-О1 ииемлмл-:ов ь большом диапа-зоке -1 i;icr п IK а .

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ , ФОКУСИРОВКИ, содержащее последователь-; но оптически связанные источник излучения, первую линзу, светоделитель и объектив с исполнительным механизмом перемеЕ1ения, а также оптически связанный со светоделителем первый двухгшощадньм фотоприемник и оптически связанные между собой и светоделителем вторую линзу и второй двухплощадный фотоприемник, два дифференциальных усилителя, причем входы первого из них соединены с выходами первого двухплощад ного фотоприемника, а входы второго - с выходами второго фотоприемника, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фок7,сировки путем компенсации влияния флюктуации диаграммы направленности источника излучения, в него введены первые и вторые суммирующие усилители и аналоговые делители, а также третий дифференциальньй усилитель, входы делимого первого и второго аналоговых делителей соединены с выходами соответствукНг щих дифференциальных усилителей, входы делитгля через соответствующие (/) суммирующие усилители - с выходами первого и второго двухплощадных фотоприемников, а выходы аналоговых делителей через третий дифференциальньй усилитель соединены с испЬлнительным механизмом перемещения объектива.

. i f

:;.д: :г--