JPS586211B2

JPS586211B2 - ヨミトリソウチ

Info

Publication number: JPS586211B2
Application number: JP50083320A
Authority: JP
Inventors: 金丸斉
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1975-07-07
Filing date: 1975-07-07
Publication date: 1983-02-03
Also published as: JPS527253A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、回転円盤のトラック上に記録された信号を
光学的に読取る読取装置に関する。

光学的に信号を読取る方式の回転円盤としては、テレビ
の映像信号などの信号に対応して形状、間隔を変化させ
た微細な反射ドットを同心円状または渦巻状に並べて形
成したビデオディスクがある。

このビデオディスクからの信号の読取りは、ビデオディ
スクを一定速度の回転数で回転させ、トラック上にビー
ムを照射し、ドットの変化で変調された反射光を検出し
、検出した光を電気信号に変換することで行なわれてい
る。

第１図は、従来の読取装置である。

光源１（例えばヘリウム・ネオン・レーザー）から出た
光をコリメータ２で適当な大きさの直径に拡大し、この
光をビームスプリッター３、偏光方向を変えるためのＫ
波長板４、可動鏡５、集束レンズ６をへて回転円盤７上
の反射面に集光する。

なお回転円盤７の反射面は一般的に集束レンズ６の物体
側焦点のごく近くに位置するので直径１μｍ程度の小さ
な点に集光される。

そして、回転円盤１０反射面のドットはピッチ２μｍ程
度、幅１μｍ程度で信号に対応して形成されている。

このドットで反射された反射光は集束レンズ６でピック
アップし、可動鏡５、％波長板４をへた後、ビームスブ
リッター３で分離して光検出器９に送る。

そして、光検出器９は、反射光を電気信号に変換して記
録された信号（情報）を読出す。

ここで、Ｋ波長板４は、ビームスプリッター３との協同
で入射光と反射光との分離を効率良く行なうもので本質
的に重要なものでない。

また、一般に入射光および反射光は第２図に示すように
光軸中心から遠ざかるほど強度が低下するような強度分
布をもつ光線束であって、その伝搬路は強度最犬の中心
線で代表させ得る。

また、電動機８によって回転円盤７は例えば１８００ｒ
ｐｍで回転し、渦巻状または同心円状に並んだ信号を連
続的に読取るためにピックアップ１０は回転円盤７の回
転につれて半径方向に移送させる。

上述の読取装置において、電動機８の軸に回転円盤７が
偏心なく理想的に取付けられ、ピックアップ１０が回転
円盤７０回転に理想的に同期して送られると、集束され
た光点は渦巻状のトラック上を完全に追従し、反射光は
正しく光検出器９に到達する。

しかし、このような理想状態は実現し得ないので、追従
手段として、鏡面上に回動軸を有した可動鏡５を回動さ
せている。

ところが、この方法には渦巻状トラックを追従するよう
に可動鏡５を相当する角度だけ回動させると、反射光が
光検出器９に正しく導かれなくなる欠点がある。

このことを第３図を用いて詳述する。

回転円盤７が偏心を持って電動機８の軸に取付けられた
とすると、円盤上の渦巻状トランクは円盤の１回転毎に
左右に振れる。

ところで、回転円盤７は１８００ｒｐｍの高速で回転し
ているので、ピックアップ１０全体をこのような高速で
左右に振ってトラックに追従させることは不可能である
。

そこで、小形軽量な可動鏡５のみを左右に回動させてト
ラックに追従させることになる。

同図矢印はトラックの振れに対して可動鏡５を回動させ
た場合の入射光と反射光を示し、入射光は集束レンズ６
の光軸とある角度を成して集束レンズ６に入射するから
回転円盤７上には第１図の場合と異なった位置、すなわ
ち半径方向に偏よった位置にあるトラック上に正しく集
束する。

しかし、入射光が回転円盤７の反射面に対して垂直入射
とならないので、反射光は入射光と異なった光路を辿り
、光検出器９に正しく到達しない結果となる。

この結果、上記方式の追従手段では回転円盤の変形また
は偏心の許容範囲が小さくなるし、光検出器の検出特性
も悪くなる。

また、電動機の回転むら等による時間軸の変動を可動鏡
の振れ角制御によって集束光点のトラック上での進みま
たは遅れで補正する時間軸補正も適切になされない欠点
がある。

上述のような問題点を解決するものとして、可動鏡５の
反射面および回動軸を集束レンズ６の像側焦点１１に位
置させ、入射および反射光線束の中心が常に焦点を通過
するようにしたものが提案されている。

しかしながら、可動鏡５を集束レンズ６の焦点に位置さ
せる読取装置においては以下に述べるような問題点があ
る。

まず、この種読取装置に使用される集束レンズは一般に
倍率４０倍程度の顕微鏡用対物レンズと同程度の性能を
必要とする。

従って、レンズ表面から像側焦点までの距離は数．ｍｍ
以下であって、極端な場合には集束レンズを支持してい
る鏡筒内に像側焦点が存在することになる。

この結果、（ｉ）安価に入手できる一般的な集束レンズ
を使用できない。

（ｉｉ）集束レンズの有効開口を十分に利用するような
大きな可動鏡を使用できない。

（ｉｉｉ）特殊な構造の集束レンズを必要とする。

（ｉｖ）集束レンズと可動鏡との距離を必要に応じて取
ることができないなどの欠点を有する。

そこで、この発明は上記問題点に鑑みて成されたもので
、その要旨とするところは、可動鏡の反射角度を変える
と同時にその位置を移動させ、入射光の実質的中心が常
に集束レンズの像側焦点を通過するようにしたものであ
る。

第４図は、この発明による読取装置の一実施例を示す要
部構成図であり、同図が第１図と異なる部分は、可動鏡
５を支持腕１２に固着し、支持腕１２を軸１３の回りに
回動可能とした点にある。

これにより、軸１３の回動または支持腕１２の振りで、
可動鏡５の反射面は反射角度の変化と共にその位置が移
動し、軸１３の位置を適切にすれば、可動鏡５の反射面
を集束レンズ６の像側焦点１１に位置させることなく、
入射光線束の実質的中心が常に集束レンズ６の像側焦点
１１を通過するようになる。

従って、可動鏡５の反射面および回動軸を集束レンズ６
の像側焦点に位置させる必要がなく、可動鏡５を集束レ
ンズ６の像側焦点に位置させるために起る前述の問題点
を解決することができる。

第５図は、軸１３の位置設定の一実施例を示す図である
。

同図において、軸１３を光軸に垂直な面方向に光軸から
距離ｍ、光軸方向に像側焦点から距離ｎの点に位置させ
るにおいて、この距離ｍ、ｎの設定は軸１３０回動に対
して入射光が角度βで入射すれば入射光は像側焦点から
距離Ｈで光軸と交差し、可動鏡５で反射されて光軸と角
度θをなして像側焦点を通過した後に集束レンズ６で屈
折され、回転円盤７の反射面に垂直に入射し、反射光が
入射光と同じ径路を逆に進むことが条件となる。

この条件を満足し得るものとしては、角度θの小さい範
囲において充分な近似で、θに無関係になる軸１３の位
置は下記式となる。

なお、角度の単位はラジアン。

第１１図（１）においてミラーはレバーに固定Ｏ、Ｏ入射点Ｘ、Ｙ反射点ｍ、ｎレバー回動支点Ｒレバー長Ｈ θ＝０におけるＹ θ：入射角 β：反射角 α：レバー偏角γ：ミラー取
付角レバーに対するこれらを解くことにより反射点の位置（Ｘ、Ｙ）は（１
）式のＹが定まる。

この式の成立を第１１図を用いて説明する。

第１１図により入射角θに無関係に反射光が（Ｏ、Ｈ）
の点を反射角βで必ず通る為に反射点（Ｘｏ、Ｙｏ）の
位置に科せられる条件は下式で与えられる。

（１）式と（２）式より、△Ｙ＝Ｙ−Ｙｏ及び△Ｘ＝Ｘ
−Ｘｏが最小となる支点位置（ｍ，ｎ）はを解く事によ
って近似的に下式で与えられる。

（第１１図（１）に示した方程式自体が近似法である故
に正解は存在しない。

）まず、ｔａｎ（α＋γ）の近似値を求める。

θ≪０なのでｓｉｎθ≒θ ＣＯＳθ≒１で近似すると次にＲｃｏｓ、及びＲｓｉｎの近似値を求める。

与式により図及び「αｏ」の定義によりこれを（５）式に代入すると θ≪０なので（４）、（６）式、及びｔａｎθ≒θ（∵θ≪０）を（
３）式に代入すると辺にかけ合せて整埋すると、 θ≪０なのでθ２≒０、θ３≒０として式を整埋すると
（７）式がθの値に拘らず成立する条件を求めると、ｎ
の項を移項すると、ここでまた故に（８）式に（９）式、（１０）式を代入すると、と
なり、となる。

（θが小さい範囲においては実用上充分な解を与える。

）もし、ｎ＝Ｈならばとなる。

レバー長Ｒが最小となる支点位置は、であるからこの式に（１１）式を代入すると、故に（１
２）式より、Ｒはｍ＝Ｈｔａｎ（π／４−β／２）の
とき最小となる。

従って、可動鏡５０回転軸となる軸１３の位置ｍ，ｎは
上記式を満足するものであれば、入射光をトラックに追
従させるために回動される可動鏡に対して入射光、反射
光共に集束レンズ６の像側焦点を常に通過し、かつ可動
鏡５と集束レンズ６との相対的位置関係を適宜に設定す
ることができる。

上記式の具体例としては、β一〇においてはｎ＝ｍ−Ｈ
となり、軸１３の位置としては第６図に示す破線上の任
意の点になる。

同図からも明らかなように、軸１３の位置はＨを犬にす
れば、軸１３および可動鏡５は集束レンズ６から十分に
離れた所に位置させ得る。

第７図は、この発明による読取装置の具体的実施例を示
す構成図である。

同図は、記録トラックの偏心の補正と、時間軸変動の補
正を共に行なう場合を示し、偏心の補正用の可動鏡５と
時間軸補正用の可動鏡５′を設け、これら可動鏡５，５
′はそれぞれ支持腕１２，１２’および軸１３，
１３’で支持し、各軸１３，１３’と可動鏡
５，５′との位置関係は第５図で示す手段で設定してい
る。

そして、可動鏡５，５′はその支持腕１２，１
２’に取付けたミラードライバー１４，１４′のボイス
コイル１５，１５′への電流供給によって回動し、ピッ
クアップ１０は送りモータ１６とギヤ機構１７とによっ
て回転円盤７の半径方向に移動するよう構成している。

また、光検出器９は一対の光検出素子９１，９２を有し
、前置増幅器１８１、，１８２は光検出器９からの両信
号をそれぞれ増幅し、検波器１９１，１９２はそれぞれ
前置増幅器１８１，１８２の出力を検波し、差動増幅器
２０は検波器１９１，１９２の両出力の差信号を得、補
償回路２１は差動増幅器２０の出力から所定の信号成分
を分離検出しかつ所定の波形処理をし、電力増幅器２２
は補償回路２１から一方の出力を増幅してミラードライ
バー１４のボイスコイル１５に電流を供給し、電力増幅
器２３は補償回路２１の他方の出力を増幅して送りモー
タ１６に電流を供給する。

さらに、加算回路２４は前置増福器１８１，１８２の両
出力を加算し、復調器２５は加算回路２４の出力を復調
して映像信号出力を得、同期信号分離回路２６は復調器
２５の映像出力から映像同期信号のみを検出し、時間間
隔検出回路２７は同期信号分離回路２６の同期信号出力
のタイムインターバルの誤差を検出し、補償回路２８は
時間間隔検出回路２７の出力を波形処理し、電力増幅器
２９は補償回路２８の出力を増幅してミラードライバー
１４′のボイスコイル１５′に電流を供給する。

上記構成において、回転円盤７からの反射光は光検出器
９に導かれ、光検出器９において第８図に示すような位
置関係にあり、集束レンズ６で集束された入射光が正し
く記録トラック上にあれば光検出素子９１，９２には
反射信号スポットが丁度半分づつ乗ることになり、前置
増幅器１８１と１８２の出力には等しい電気信号が得ら
れる。

逆に、偏心によりトラックがづれると、反射光のスポッ
トは右または左に移動し、異なった割合で光検出素子９
１，９２に乗り、前置増福器１８１と１８２との出力に
差が生じる。

ここで、光検出器９の出力波形は、第９図に示すような
もので、記録されている信号に相当する高周波成分と、
回転円盤７の面の汚染等による低周波成分とから成る。

読取装置として必要なのは高周波成分であり、前置増幅
器１８１，１８２の出力には高周波成分のみを得る。

前置増幅器１８１，１８２の出力の振幅差は検波器１９
１，１９２でエンベロープの電気信号となり、差動増
幅器２０の出力は入射光のトラッキング状態を示す誤差
信号となる。

この誤差信号のうち、比較的高い周波数成分（回転円盤
の回転数に相当する３０Ｈｚを主とする）は電力増幅器
２２を経由してミラードライバー１４のボイスコイル１
５に加え、偏心等による速い変動には、可動鏡５を追従
移動させて入射光を正しく記録トラック上に乗せる。

一方、誤差信号のうち低い周波数成分は電力増幅器２３
を経由して、送りモータ１６に加え、入射光が平均的に
トラック上に乗るようにほぼ一定の速度でピックアップ
１０を回転円盤７の半径方向に送る。

つぎに、復調器２５から得られる映像信号は受像機に送
られて再生されるが、回転円盤７の偏心等により光検出
器９で読出した信号中には回転円盤７の一回転を周期と
した時間軸変動があり、映像信号のうち同期信号の時間
間隔にも誤差がある。

従って、第１０図に示すように、同期信号分離回路２６
で同期信号のみを検出し、時間間隔検出回路２７で同期
信号のインターバル誤差を検出し、その出力を補償回路
２８、電力増幅器２９を介してミラードライバー１４′
のボイスコイル１５′に加えれば、可動鏡５′が移動し
、反射光スポットが上下方向に移動し、反射光スポット
が光検出素子９１，９２に当る時間を早めたり、遅らせ
たりする時間軸補正をする。

以上明らかにしたように、この発明による読取装置によ
れば、可動鏡は反射角度を変えると同時にその位置を移
動させ、入射光が集束レンズの像側焦点を通過するよう
にしたため、可動鏡の移動による集束位置の補正にもか
かわらず、常に反射光は光検出器に正しく導かれる。

これに加えて、可動鏡と集束レンズとの位置関係を適宜
に設定でき、この発明の目的を十分に達し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の読取装置を示す構成図、第２図は光線束
の強度分布を示す図、第３図は第１図における可動鏡を
回動させた状態を示す図、第４図はこの発明による読取
装置の一実施例を示す構成図、第５図、第６図は第４図
における軸１３の具体的実施例を示す図、第７図はこの
発明による読取装置の具体的実施例を示す構成図、第８
図は反射光と光検出器との位置関係を示す図、第９図は
光検出器の出力波形を示す図、第１０図は映像信号、同
期信号、時間間隔誤差信号を示す図、第１１図は式の成
立を説明するための図である。１・・・・・・光源、２・・・・−・コリメータ、３・
・・・・・ビームスプリッター、４・・・・・・１／４
波長板、５，５′・・・・・可動鏡、６・・・・・
・集束レンズ、７・・・・・・回転円盤、８・・・・・
・電動機、９・・・・・・光検出器、１０・・・・・・
ピックアップ、１１・・・・・・集束レンズの像側焦点
、１２，１２′・・・・・・支持腕、１３，１３′
・・・・・軸、１４，１４′・・・・・・ミラードラ
イバー、１５，１５′・・・・・・ボイスコイル、１
６・・・・・・送りモータ、１７・・・・・・ギヤ機構
、１８１，１８２・・・・・・前置増幅器、１９１，１
９２・・・・・・検波器、２０・・・・・・差動増幅器
、２１・・・・・・補償回路、２２，２３・・・・・・
電力増幅器、２４・・・・・・加算回路、２５・・・・
・・復調器、２６・・・・・・同期信号分離回路、２７
・・・・・・時間間隔検出回路、２８・・・・・・補償
回路、２９・・・・・・電力増幅器。

Claims

【特許請求の範囲】１入射光を可動鏡で反射させた後、集束レンズで回転
円盤のトラック上に集光し、この回転円盤からの反射光
を上記集束レンズと可動鏡を通して光検出器に導き、ト
ラック上に記録された信号を光学的に読取る読取装置に
おいて、上記可動鏡を固着したレバーを、レンズの像側
焦点を通る軸をｘ軸、光軸をｙ軸とした座標において、
Ｈは上記入射光とｘ軸とのなす角が０の場合の上記可動
鏡における反射点のｙ座標、βは上記反射光とｙ軸との
なす角とするとき、点を中心に回動させて、入射光の中心が常に上記集束レ
ンズの像側焦点を通過するように構成したことを特徴と
する読取装置。