JPS5990236A

JPS5990236A - 光学式情報読み取り装置

Info

Publication number: JPS5990236A
Application number: JP20088682A
Authority: JP
Inventors: Seizo Tsuji; 辻　誠三
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-11-15
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1984-05-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、円盤状記録媒体（以下デイスクと略す）を用
いて、光学的に情報を記録又は再生する装置、特に、そ
の情報読み取り装置に関する。

従来例の構成とその問題点本発明の係る装置において、従来より用いられている最
も代表的な光学サーボ系として、アステイブマテイツク
フオーカスサーボ系及び３ビームトラツキングサーボ系
がある。さらに、これに加えて、デイスクの回転誤差や
偏心による相対速度誤差を補正するためのタイムベース
サーボ系（以下ＴＢＣ系と略す）が必要に応じて付加さ
れ、回転するデイスクに対し、光ビームが三軸に駆動制
御されるよう構成されている。この方式や他の方式も既
に数多くの提案がなされ、実用化が進んでいる。

次に図面を用いてその代表的な一例を説明する。

第１図は光学系の基本構成図を示し、（１）はデイスク
であり、デイスクモータ（２）により所定の速度で回転
させられる。（３）は光源であり、レーザ等が用いられ
る。（４）は回折格子であり、光源からの光束を分光さ
せ、零次光をフオーカスサーボ及び情報信号検出用とし
て次光をトラツキングサーボの検出用として用いる。（
５）は偏光ビームスプリツターであり、一方向の偏波面
のみの光束を透過させる。

（６）はλ／４板であり、一度往復した光束の偏波面を
９０°回転させる。したがつてビームスプリツター（５
）上ではデイスク（１）からの反射光は全反射され、光
路を９０°変えられる。（７）はトラツキングミラーで
あり、トラツキングコイル（８）により光束がデイスク
上で情報トラツクを正確に追従すべく半径方向の制御を
行う。（９）はタイムベースミラーであり、タイムベー
スミラー（１０）により再生された情報の周波数変動を
抑えるよう、光束をトラツクの接線方向に振動され、時
間軸制御を行う。（１１）は対物レンズであり、フオー
カスコイル（１２）によりビームの焦点が常に情報トラ
ツク上に結ばれるよう移動され、焦点制御を行う。デイ
スク（１）の反射面で反射されたビームは、逆の経路を
巡つてビームスプリツタ（５）まで帰り、今度は反射さ
れて、シリンドリカルレンズ（１３）により平面的な集
束を受け、光検出器（以下デイテクタと略す）（１４）
に入射される。デイテクタ（１４）により検出された信
号の一部はフオーカス制御回路（１５）を経て前記フオ
ーカスコイル（１２）を駆動制御し、他の一部はトラツ
キング制御回路（１６）を経てトラツキングコイル（８
）を駆動制御すると共に、送り制御回路（１７）を経て
送りモータ（１８）により光学ブロツク（１９）全体を
半径方向に駆動制御する。（２０）は復調された情報の
同期信号の周波数変動又は位相変動を検出してタイムベ
ースコイル（１０）を駆動制御するタイムベース制御回
路である。その他、図中には記されないが、固定のミラ
ーやレンズが含まれ、全体として良好な情報の検出が行
われるよう動作する。前記サーボ系の残留誤差はどの軸
方向においても０．１μ程度の精度が要求され、それ故
に、各光学素子の配置や調整には極めて高い精度が要求
される。

次に第１図において、デイテクタ（１４）で代表した検
出素子とその検出回路（ヘツドアンプ）の構成例を第２
図に示す。第２図において、（２１）はフオーカス用の
デイテクタであり、略直交する境界線で４分割される。

（２２）（２３）はトラツキング用デイテクタである。

検出動作は公知であるのでここでは詳細な説明はさける
が、デイスク上のスポツトが焦点をはずれることにより
、デイテクタ（２１）上で境界線に対し約４５°の角度
を持つ楕円形に変形されることによりフオーカス誤差信
号を得、左右のビームの情報トラツクによる変調位相が
１８０°ずれることにより、トラツキング誤差信号を得
ている。（２４）（２５）（２６）は加算器であり、加
算器（２６）は通常高い周波数成分のみを加算し、記録
情報の信号（以下ＲＦと略す）を出力する。（２７）（
２８）は差動増幅器であり、差動用増幅器（２７）はフ
オーカス誤差を、差動増幅器（２８）はトラツキンク誤
差を出力する。

第１図，第２図で示した構成によると、初期の調整時及
び使用中の環境の変化等で次のような問題を生じる。す
なわち、前述の構成のトラツキングミラーやタイムベー
スミラーで光束を偏光させた場合、フオーカスのダイナ
ミツクレンジの偏りにより最も重要なフオーカスサーボ
が外れ易くなることである。

第３図にその代表的な状態例を示す。（３Ａ）は最適値
に光学系が調整された状態である。（３Ａ）と基本的な
動作は同じであるが、フオーカスのダイナミツクレンジ
の狭い状態の例が（３Ｂ）〜（３Ｅ）に示されている。

一般に、前記光学系において、偏心のあるデイスクを再
生すると、デイスク上のスポツトは、前記トラツキング
制御とタイムベース制御でビームを偏向することにより
、その偏心量に応じた円運動（実際は高調波を含むサー
ジユ波形を描く）をし、その何分の１かの円運動がデイ
スク上で再現される。従つて、フオーカスのダイナミツ
クレンジに偏りがあると偏心量の大きなデイスクを再生
したり、外乱があるとフオーカス制度が外れやすくなる
。

又、初期調整後、前記問題の最も大きな原因となるもの
は、粘弾性部材で可動的に支持されているトラツキング
及びタイムベースの両ミラーであり、その光軸の中心は
材質の劣化や温度による特性の変化、制御回路のドリフ
ト、あるいは装置の設置台の傾斜等の他の光学素子に比
べ、変動させられる可能性が非常に高い。

発明の目的本発明は、前記の点に鑑み、光学系の初期調整の作業効
率を改善し、精度を上げ、かつ通常使用時のフオーカス
のダイナミツクレンジを最大に保つとともに、長期的な
安定性能が確保できる光学式情報読み取り装置を提供す
ることを目的とするものである発明の構成上記目的を達成するために本発明は、デイテクタ上での
ビームの位置変動を検出し、その検出を適当なフイルタ
を通して関連するミラーの制御回路にフイードバツクし
、各ミラーの傾きの中心値が常にデイテクタ上で最適と
なるように構成したもので、これにより長期的な安定性
能が得られるものである。

実施例の説明以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第４
図はデイテクタとシリンドリカルレンズの関係を示す。

（３０）はシリンドリカルレンズであり、レンズの中心
線に対し４５°の角度で（２１）（２２）（２３）のデ
イテクタが配置される。レンズ（３０）上にはトラツキ
ングビーム（３１）（３３）とメインビーム（３２）が
入射され、それぞれ（３１ａ）（３３ａ）（３２ａ）の
如くデイテクタ上に入射される。今レンズ上の軸をＸ，
Ｙで示すと、トラツキングミラーの傾きが変化した場合
には、第３図の（３Ｂ）（３Ｃ）の方向にデイテクタ上
のビームが動き、そのＤＣ的な変動量は左右のトラツキ
ングビームの強度変化として検出され、トラツキング制
御ループが動作している時には、変動量はループゲイン
に反比例して小さくなる。タイムベースミラーの傾きが
変化した場合には、第３図の（３Ｄ）（３Ｅ）の方向に
デイテクタ上のビームは動くが、ビーム位置の変動は従
来の方法では検出されずに、ループ内の変動量がそのま
まメインビーム（３２）及びトラツキンキビーム（３１
）（３３）の位置変動となり、フオーカス及びトラツキ
ングに誤差検出のダイナミツクレンジを狭くすることに
なる。

ここで、メインデイテクタの出力としてＸ＝（Ａ＋Ｄ）
−（Ｂ＋Ｃ）Ｙ＝（Ｄ＋Ｃ）−（Ａ＋Ｂ）なる出力をとり出すことにより、ビームのレンズ上及び
デイテクタ上での動き（実際にはレンズ上ではほとんど
動かない）や光学系の変動を各軸方向に分解して観測す
ることができ、さらに必要に応じて補正信号として用い
ることができる。

上記のへツドアンプ構成例を第６図に示す。第２図の構
成に加えて、（３５）（３６）（３７）（３８）の加算
器と（３９）（４０）の差動アンプが追加され、前記Ｘ
，Ｙ信号を出力する。光学系の最終調整時には、このＸ
，ＹをオシロスコープでＸ−Ｙ表示させることにより、
精度の高い調整が効率よく行える。

第６図は前記Ｘ，Ｙ信号を用いて装置の安定化を行つた
実施例である。第１図と同番号のものは、同じ構成要素
である。第１図はローパスフイルターであり、メインビ
ームのデイテクタ上での位置運動のＤＣ成分を抜き取る
ためのものである。（４３）（４４）は加算点であり、
本実施例では図中に表示されないが、各ミラー制御回路
の最終段オペアンプに加算することにより、デイテクタ
が常に最適な状態で受光できるよう各ミラーのＤＣ的な
傾きを補正する。（４５）（４６）はウインドコンパレ
ータであり、Ｘ，Ｙの各信号がある一定レベルよりも大
きすぎるか、小さ過ぎた場合、アナログスイツチ（４７
）（４８）により各制御系を一時的に開放し、フオーカ
ス制御が外れないよう動作する。

本実施例では、ビームの位置検出器としてフオーカス用
デイテクタを併用したが、反射光の光路を分岐させ、別
の位置検出素子を配置することによつても同様の動作を
させることができる。又トラツキング，タイムベース制
御にミラーを用いない一体型のアクチユエータを使用す
る場合も有効である。

発明の効果以上本発明によれば、デイテクタ上でのビームの位置を
２次元的に分解してＸ，Ｙ信号を出力することによりデ
イテクタ上でのビームの動きを観測できるため、初期調
整の効率，精度を向上させることができることは勿論Ｘ
，Ｙ信号を各制御系にフイードバツクするので、装置の
長期的な安定性能が確保される利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学サーボ系の従来例を示す基本構成図、第２
図はヘツドアンプの従来例を示す構成図、第３図はデイ
テクタの受光例を説明する図、第４図は本発明における
デイテクタとシリンドリカルレンズの関係図、第５図は
本発明のヘツドアンプの一実施例を示す構成図、第６図
は本発明装置の一実施例を示す構成図である。（１）・・・デイスク、（２）・・・デイスクモータ、
（３）・・・光源、（５）・・・偏光ビームスプリツタ
ー、（７）・・・トラツキングミラー、（８）・・・ト
ラツキングコイル、（９）・・・タイムベースミラー、
（１０）・・・タイムベースコイル、（１１）・・・フ
オーカスレンズ、（１２）・・・フオーカスコイル、（
１３）・・・シリンドリカルレンズ、（１４）・・・デ
イテクタ、（１５）・・・・フオーカス制御回路、（１
６）・・・トラツキング制御回路、（２０）・・・タイ
ムベース制御回路、（２１）・・・メインデイテクタ、
（２２）（２３）・・・トラツキングデイテクタ、（２
４）（２５）（２６）・・・加算器、（２７）（２８）
・・・差動増幅器、（３５）（３６）（３７）（３８）
・・・加算器、（３９）（４０）・・・差動増幅器、（
４１（４２）・・・ローパスフイルター、（４３）（４
４）・・・加算器、（４５）（４６）・・・ウインドコ
ンパレータ、（４７）（４８）・・アナログスイツチ。代理人　　森本義弘第１図第２図第３図（３Ａン

Claims

【特許請求の範囲】

１．円盤状記録媒体を回転させ、スラツク上の情報を記
録又は再生する装置において、放射光源と、前記放射光
源の光束を集束させる集束手段と、前記集束手段と前記
記録媒体の記録面との距離を一定に保つ垂直方向制御手
段と、前記集束された光束を情報記録トラツクに正確に
追従させる半径方向制御手段と、読み出された情報の時
間軸変動を補正するため前記集束された光束を接線方向
に振動させる接線方向制御手段と、前記記録媒体を所定
の速度で回転させるデイスクモータおよびその制御手段
と、前記放射光源からの入射光と前記記録媒体からの反
射光とを分離する光束分離手段と、前記分離された反射
光の位置の変動を検出する光束位置検出素子と、前記光
束位置検出素子の出力である光束位置検出信号からＤＣ
成分を抜き取るためのフイルタと、該フイルタ出力を少
くとも半径方向制御手段又は接線方向制御手段のどちら
か一方のループに加算する加算器とを具備した光学式情
報読み取り装置。
２．分離された反射光を２次元的に集束させる平面集束
手段を通した後、略直交する境界線で、４分割された光
束装置検出素子により受光し、前記光束位置検出素子の
対角する２素子づつの和をとつた両信号の差から得られ
る第１の検出信号により前記垂直方向制御手段を駆動制
御し、前記光束位置検出素子の全ての出力の和をとつた
第２の検出信号を出力すると共に前記光束位置検出素子
の境界線を介して隣接する左右の２素子づつの和をとつ
た両信号の差から得られる第３の検出信号と、前記光束
位置検出素子の境界線を介して隣接する上下の２素子づ
つの和をとつた両信号の差から得られる第４の検出信号
のうち、第３と第４の検出信号を光束位置検出信号とし
、少なくとも半径方向制御手段又は接線方向制御手段の
どちらか一方にフイルタを通して関連する検出信号を加
算するよう構成した特許請求の範囲第１項記載の光学式
情報読み取り装置。
３．光束位置検出信号を電圧比較器にて比較し、所定の
比較レベルよりも大き過ぎるか、又は小過ぎる時に半径
方向制御手段又は接線方向制御手段のうち関連する制御
手段を一時的に開放するよう構成した特許請求の範囲第
１項記載の光学式情報読み取り装置。