JPS6019569B2 - 光学式再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、前記記録媒体とビーム収束装置との間隔を最
適値に保ってビデオ又はオーディオ等の情報を光学的に
再生するようにした光学式再生装置に関するものである
。

最近開発されたビデオ又はオーディオのための光学式デ
ィスクプレーャの１例を第１図〜第３図を参照して説明
すると、このディスクプレーヤは、情報信号が例えば渦
巻状トラック形態で記録されたデイスクーを主走査用の
モータ２によって例えば１８０仇．ｐ．ｍの一定速度で
回転すると共に、読取り装置３からビーム４をディスク
１上に投射し更にこの読取り装置３を副走査用の送り装
置５によってディスク半径方向に送ってディスクー上を
ビーム４で渦巻状に走査しつつ記録情報を読取るように
構成されている。

更に詳述すると、ビーム投射装置としてのレーザ光源６
から放射されたレーザ光は第１のハーフミラー７、凹レ
ンズ８、回折格子９、ビームスプリッタ１０、１／４入
板１１、第１のミラー１２、及び光ビーム微小移動用回
動ミラー１３を介してビーム収束装置１４に至り、ここ
で収束されて再生用ビーム４となる。この再生用ビーム
４はディスク１上で収束するように投射され、このビー
ム４で記録トラックをビーム走査すれば、記録信号の有
無に対応した反射ビーム１５が得られ、この反射ビーム
１５がビーム収束装置１４、回動ミラー１３「第１のミ
ラー１２、１／４入板１１、及びビームスプリッタ１０
を介して再生用光検出器１６に至り、ここで電気信号に
変換され、高周波（ＲＦ）増幅器１７で増幅された後に
復調回路に送られる。１個の集光レンズによって榛式的
に示されているビーム収束装置１４とディスクーとの間
隔制御即ちフオーカス制御をするためのフオーカス制御
用ビーム１８は、レーザビームをハーフミラー１７で反
射することによって得られ、第２のミラー１９、凸レン
ズ２０、第３のミラー２１、第４のミラー２２を介して
ビームスプリツタ１０に至り、しかる後再生用ビーム４
と同様に、１／４入板１１、第１のミラー１２、回動ミ
ラー１３、ビーム収束装置１４を介してディスク１に斜
めに投射される。

フオーカス用ビーム１８がディスク１で反射することに
よって得られるフオーカス用反射ビーム２３は、ビーム
収束装置１４、回動ミラー１３、第１のミラー１２、１
／４入板１１、ビームスプリッタ１０、第５のミラー２
４を順次に介して２分割型フオーカス用光検出器２５に
至る。フオーカス用光検出器２６は、この例の場合、第
１の光電変換素子２６と第２の光電変換素子２７とから
成り、フオーカス状態（間隔状態）に応じたフオーカス
用反射ビーム２３の光路の変化を検出する。第４図は間
隔（フオーカス）検出を説明的に示すものであり、実線
で示すディスクーの位置が最適位置であるとすれば、実
線で示す反射ビーム２３ａが得られ、これが２分割型光
検出器２５の分割線上に投射される。

従ってこの最適フオーカス時には第１の光電変換素子２
６と第２の光電変換素子２７とから同レベルの出力が得
られる。これに対してヂィスクーが一点鎖線で示す位置
になれば、一点鎖線で示す反射ビーム２３ｂとなり、第
２の光電変換素子２７に偏って投射される。またデイス
クーが二点鎖線で示す反射ビーム２３ｃとなり、第１の
光電変換素子２６に偏って投射される。従って、ディス
クーの高さの変化則ちビーム収束装置１４とディスク１
との間隔の変化を光検出器２５に於けるビーム位置の変
化に変換して間隔（フオーカス）検出を行うことが出来
る。フオーカス用光検出器２５の出力によってビーム収
束装置１４とディスクーとの間隔を制御するために、第
１の光電変換素子２６の出力は増幅器２８で増幅された
後に差動増幅器３０の一方の入力となり、第２の光電変
換素子２７の出力は増幅器２９で増幅された後に差動増
幅器３０の入力となる。菱動増幅器３０から得られる両
者の比較出力は、ゲイン調整器３１、時定数回路３２、
駆動増幅器３３を介してビーム収束装置１４をディスク
ーの面に対して垂直な方向に変位させることが可能なボ
イスコイル型のム−ビングコィル３４に付与される。ム
ービングコィル３４はビー−ム収束装置１４に結合され
ており、ここに流れる電流の大小に応じてビーム収束装
置１４を変位させる。このようなフオーカス制御部分は
ビデオディスクプレーヤにおいてフオーカスアクチヱー
夕と呼ばれるものであり、よく知られているので更に詳
しい説明を省略する。第１図の装置で使用されるディス
ク１は、一般に第２図及び第３図に示す如く光学的凹み
則ちビット４０によって映像信号又は音声信号のような
情報信号を渦巻状トラック４１にＦＭ記録することによ
って形成される。

尚このディスクーに於けるビット４０の幅は例えば約１
仏ｍ、ビットの深さは約１／４入（ここで入はしーザ光
の波長）、ビットの長さはビデオディスクの場合には内
側と外側とによって差があり、例えば１．５〜６ムｍで
ある。このようなビット４０で情報信号を記録したビデ
オディスクーは一般に第３図に示す如くビット４０に対
応した凹凸面を有する透明樹脂層４２と該樹脂層４２の
凹凸面に被覆された反射膜４３と該反射膜４３を保護す
る保護膜４４とから成る。第２図で説明的に示す再生用
ビーム４の直径はビット４０の幅よりも大であり、ビッ
ト４０を走査しているときにはビット内の反射光とビッ
ト外の反射光との打消し合が生じて反射出力が小になり
、ビット４０が設けられていない領域を走査している時
には打消し合が生じないので反射出力が大になる。

従って光検出器１６に於いての反射ビーム１５の強弱に
よってビット４０を読取ることができる。このとき、ビ
ット４０はＦＭ信号に対応して記録されているので、光
検出器１６からはこれに対応した高周波（ＲＦ）出力が
得られる。トラッキング制御用ビームは、第１図に示さ
れていないが、回折格子９にて形成され、再生用ビーム
４と同一の経路でディスク１に投射され、また再生用反
射ビーム１５と同一の経路でトラツキング用光検出器（
図示せず）に至る。ところで、上述の如きディスクプレ
ーャの光学系が、温度変右等の影響で狂うと、フオーカ
ス制御系が正常に動作していても、最適収束状態が得ら
れないことがある。

最適収束状態が得られないと、再生用光検出器１６にお
けるビームスポットがぼけて検出器からはみだして出力
レベルの低下、ＳＮ比の低下が生じ、またトラッキング
制御用反射ビームにおいても同様な問題が生じてトラッ
キング制御が不安定になることがある。今、第１図に示
すディスクプレーャを例にとって述べたが、光学系を使
用する種々の再生装置においても当然同様な問題がある
。このような問題は数十度Ｃの温度変化が生じてもビー
ムのいずれがｌＡｍ以下となるように光学系を構成すれ
ば理論的には解決される。しかし、実用化されている材
料の熱膨張係数を考えると、温度変化による光学系の狂
いを無視することが不可能になる。そこで、本発明の目
的は、温度変化等によって最適フオーカス状態が得られ
なくなることを阻止することが出来る光学式再生装置を
提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、情報記録媒体にビ
ームを投射するビーム投射装置と、前記記録媒体と前記
ビーム投射装置とのいずれか一方又は両方を動かして前
記記録媒体の記録面をビーム走査するための走査用駆動
装置と、前記記録媒体の記録面に前記ビームを収束した
形態で投射するためのビーム収束装置と、前記記録媒体
に前記ビームを投射することによって生じる反射ビーム
又は透過ビームに基づいて情報を読み取るための情報講
取り装置と、情報議取り用の前記ビーム又はフオーカス
制御用ビームの反射ビームに基づいて前記記録媒体と前
記ビーム収束装置との間隔の急激な変動（高周波的変動
）を光学的に検出する第１の間隔検出装置と、情報謙取
用の前記ビーム又は前記フオーカス制御用ビームの反射
ビームに基づいて前記間隔又は前記反射ビームの光路長
の緩慢な変動（直流的又は低周波的変動）を光学的に検
出する第２の間隔検出装置と、前記間隔又は光路長の緩
慢な変動に基づくフオーカスずれを打消するように前記
第１の間隔検出装置の出力を前記第２の間隔検出装置の
出力にて補正する補正回路と、前記補正回路で補正され
た信号に基づいて前記間隔を制御する間隔制御装置とを
具備して構成された光学式再生装置に係わるものである
。

上記本発明によれば、第２の間隔検出装置によって間隔
または光路長の緩慢な変動（直流的又は低周波的変動）
が検出され、これによって第１の間隔検出装置の出力が
補正されるので、温度変化等による狂いを補償した状態
でのフオーカス制御が可能になる。以下、図面を参照し
て本発明の実施例を説明する。

但し、第５図、第７図及び第８図において符号１〜３４
で示すものは第１図で同一符号で示すものと実質的に同
一であるので、これ等の説明を省略する。この実施例で
はメインの光検出器１６ａが第１の光電変換素子５１と
これを囲む第２の光電変換素子５２とによって形成され
、更に最適フオーカス状態のときの反射ビーム１５のス
ポットが第１と第２との光電変換素子５１，５２にまた
がって入射するように構成されている。但し、反射ビー
ム１５の中心が第１の光電変換素子５１の中心に一致す
るように配置されている。第１の光電変換素子５１の出
力は増幅器１７を介して加算増幅器５３に入力し、また
第２の光電変換素子５２の出力も増幅器５４を介して加
算増幅器５３に入力する。従って加算増幅器５３からは
第１の光電変換素子５１の出力と第２の光電変換素子５
２の出力との和が得られ、第１図におけると光検出器１
６の出力と等価の情報検出信号が得られる。第１の光電
変換素子５１の出力はビットの読取り‘こ利用されるの
みならず、増幅器１７と第１の低域通過フィル夕５５と
を介して差動増幅器５７に入力され、また第２の光電変
換素子５２の出力も増幅器５５と第２の低域通過フィル
夕５６とを介して差動増幅器５７に入力される。第１及
び第２の低域通過フィル夕５５，５６は時定数回路３２
よりも相当大きな例えばｌｓｅｃ以上の時数を有するフ
ィル夕であって、直列抵抗とこの抵抗の出力段の並列コ
ンデンサとで構成されている。従って、第１及び第２の
光電変換素子５１，５２の出力の緩慢な変化（長い周波
期の変化）を示す信号が差動増幅器５７に入力され、差
動増幅器５７からはディスク１とビーム収束装置１４と
の間隔又は光路長の緩慢な変化に対応した出力が得られ
る。そして、差動増幅器５７の出力は利得制御幅器（Ａ
ＧＣ回路）で構成された補正回路５８に入力され、フオ
ーカス検出用の第１の光電変換。２６の出力を低減又は
増強する。

第１の間隔検出装置を構成する光検出器２５を含むサ−
ボループの時定数回路３２の時定数は前述した如く極め
て小さいこと、及びビ−ム１８をディスクーに斜めに入
射させることによってビームの縦方向（間隔の変化）を
光検出器２５での反射ビーム２３の横方向（面方向）の
変化に変換して間隔検出をすること等によって感度の高
い制御が可能である。

しかし、温度変化等による光路長の変化がフオーカス検
出精度に極端に影響するという欠点及び間隔が大幅に変
化するとフオーカス検出が不可能になるという欠点も有
している。第２の間隔検出装置を構成する光検出器１６
ａは、反射ビーム１５の収束点より少しずれた位置に配
されている。またディスク１とビーム収束装置１４との
間隔が最適値のときに、反射ビーム１５のスポットが第
６図の点線５９ａで示すように第１の光露変換素子５１
と第２の光電変換素子５２とにまたがって生じ、第１の
光電変換素子５１の出力と第２の光電変換素子５２の出
力とが等しくなるように光検出器１６ａが配設されてい
る。従って、ディスクーとビーム収束装置１４との間隔
が大きくなると一点鎖線５９ｂぜ示す大きなスポットと
なり、上記間隔が小さくなると二点鎖線５９ｃで示す小
さなスポットとなる。このため、第１の光電変換素子５
１の出力と第２の光電変換素子５２の出力とを差動増幅
器５７に入力させて、両出力の差出力を得れば、間隔に
対応した信号を得ることができる。ところで、この方式
は分割型光検出器２５に比較して感度は悪いが、間隔又
は光路長の緩慢な変動を検出するためには充分使用し得
る。第５図の装置の温度がある値（例えば室温）に保た
れている正常状態（又は初期状態）が維持されていると
すれば、合焦点時に第１の間隔検出装置における第１の
光電変換素子２６の出力は第２の光電変換素子２７の出
力と等しく、第１の差動増幅器３０の出力は零である。

また第２の間隔検出装置の第１の光電変換素子５１の出
力は第２の光電変換素子５２の出力と等しく、第２の差
敷増幅器５７の出力も零である。従って、補正回路５８
によって第１の差敷増幅器３０の一方の入力レベルの調
整は行われない。上述のような温度が一定の状態で、デ
ィスクーとビーム収束装置１４との間隔が高周波数的に
変動すれば、反射ビーム２３がこれに応答して変動し、
分割型光検出器２５の出力もこれに応答して変化し、第
１の差敷増幅器３０から間隔を所定値にするようなフオ
ーカス制御信号が発生し、間隔が所定値になる。この場
合、温度が一定であるので、温度変化等によって間隔又
は光路長が緩慢に変化するという現象が発生せず、一対
の低域通過フィル夕５５，５６及び第２の差動増幅器５
７の出力は零である。従って補正回路５８にレベル調整
も行われず、第１の間隔検出装置のみによるフオーカス
制御が行われる。一方、光学部の温度が徐々に上昇し始
めると、光学系の膨張により光路長が徐々に変化し、合
焦点時であっても反射ビーム２３が光検出器２５の分割
線上に入射しなくなる。

このことは、フオーカスサーボ又は反射ビーム２３を分
割線上に入射させるようなサーボループであるので、も
し補正回路５８が動作していないと、最適フオーカス状
態が得られないことを意味する。このため、間隔も温度
変化に追従して徐々に変化する。上述の如き間隔及び光
路長の緩慢な変化（直流又は低周波数的変化）が生じる
と、低域通過フィル夕５５，５６によってこれが検出さ
れ、差動増幅器５７から出力が発生し、補正回路５８に
加えられる。補正回路５８は差動増幅器５７の出力に応
答して、第１の差動増幅器３０の入力信号レベルを調整
する。このレベルの調整は、補正する前に合焦点であっ
ても差動増幅器３０から出力が発生していたのを打ち消
して出力を発生させないようになされる。この補正によ
り、例え分割型光検出器２５の分割線上に反射ビーム２
３が入射していなくとも第１の差動増幅器３０の出力は
合焦点時に零となり、正常なフオーカス制御が出来る。
即ち、間隔又は光路長の緩慢な変動（直流又は低周波数
的変動）がない場合と同様な状態のフオーカス制御とな
る。上述から明らかなように本装置によれば、温度変化
が生じても、フオーカスずれの発生しない状態で情報の
謙取りを行うことができる。

第７図は本発明の第２の実施例を示すものである。

この実施例では第２の間隔検出装置がピンホール形式に
なっている。即ち、ハーフミラー６０にて反射ビーム１
５を分割してビーム１５ａを得、これを光制限板６１の
ピンホール６２を介して光検出器６３に入射させ、また
発振器６４の出力を駆動回路６５を介して振動装置６６
に供給してビーム収束装置１４をディスク面に対して垂
直方向に微小振動させてフオーカス検出をしている。こ
の方式では合焦点時に反射ビーム１５ａの収束点の中心
がピンホール６２の位置となり、収束点がピンホール６
２を中心に左右に振動する。また間隔の変化に応じて反
射ビーム１５ａの収束点の振動中心が左又は右にずれる
。この結果、光検出器６３の出力を増幅器６７を介して
包総線検波器６８で包絡線検波すれば、合焦点時には発
振器６４の２倍の周波数成分が得られ、一方の側の非合
焦点時には発振器６４と同一の周波数で同相の信号が得
られ、他方の側の非合焦点時には前記一方の側の非合焦
点時とは逆相の信号が得られる。このため、発振器６４
の周波数成分を通過させる帯城通過フィル夕６９を介し
て位相比較器７０で発振器６４の出力と検出信号とを位
相比較することによって、フオーカスずれに対応した出
力を得ることができる。本装置では位相比較器７０の出
力をムービングコィル３４の駆動に直接に使用せず、低
域通過フィル夕７１を通過させて自動利得制御増幅器（
ＡＧＣ）構成の補正回路５８に付与している。

これにより、低域通過フィル夕７１が温度変化等に基づ
く間隔又は光路長の緩慢な変化を検出し、この緩慢な変
化を打消すような動作となる。従ってこの実施例によっ
ても第１の実施例と同一の作用効果を得ることができる
。第８図は本発明の第３の実施例を示すものである。

この実施例では分割型光検出器２５を第１の間隔検出装
置と第２の間隔検出装置とで共用している。即ち第２の
間隔検出装置は、増幅器２８，２９の出力段に分岐回路
を設けて第１及び第２の低域通過フィル夕５５，５６を
接続し、これ等のフィル夕５５，５６の出力を差動増幅
器５７で比較増幅し、この出力で自動利得制御増幅器構
成の補正回路５８を制御するように構成されている。こ
の場合は、温度変化等によって生じる焦点ずれの方向を
装置製作時に調べ、これをち、 よつに第１の差動増幅
器３０のどちらかの入力を補正回路５８で補正する。こ
れにより、第１及び第２の実施例と同様の作用効果を得
ることができる。以上、本発明の実施例について述べた
が、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく更
に変形可能なものである。例えば、第５図及び第８図に
おいて低域通過フィル夕５５，５６を差動増幅器５７の
後に設けてもよい。また補正回路５８を第１の差動増幅
器３０の出力段に設け、ムービングコィル３４に供給す
る信号の直流バイアスを変えて焦点ずれを補正するよう
にしてもよい。また第７図に示すピンホール形式の間隔
検出装置及び第５図の光検出器１６ａによる方式の装置
を第１の間隔検出装置として使用してもよい。また第８
図に示すような実施例において、第１の差動増幅器３０
の出力段に分岐回路を設け、ここに低域通過フィル夕を
接続して間隔又は光路長の緩慢な変化を検出し、補正回
路５８を制御する信号としてもよい。また温度変化によ
る焦点ずれに限ることなく、ディスク１の反り、操み等
による低周波数（長周期）の間隔変動を第２の間隔検出
装置で検出し、この変動分を打消するようにムービング
コィル３４の駆動電流を変化させる場合にも適用可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のディスクプレーャの説明図、第２図はデ
ィスクの説明的平面図、第３図はディスクの拡大断面図
、第４図は間隔検出方法の一例を示す光路図、第５図は
本発明の第１の実施例に係るディスクブレーャの説明図
、第６図は光検出器１の拡大平面図、第７図は本発明の
第２の実施例に係わるディスクプレーャを示す説明図、
第８図は本発明の第３の実施例に係わるディスクプレー
ャを示す説明図である。 尚図面に用いられている符号において、１はディスク、
１４はビーム収束装置、１６ａは光検出器、２５は分割
型光検出器、３川ま差動増幅器、３４はムービングコィ
ル、５１は第１の光電変換素子、５２は第２の光電変換
素子、５５は第１の低域通過フィル夕、５６は第２の低
域通過フィル夕、５７は差動増幅器、５８は補正回路で
ある。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 情報記録媒体にビームを投射するビーム投射装置と
   、前記記録媒体と前記ビーム投射装置とのいずれか一方
   又は両方を動かして前記記録媒体の記録面をビーム走査
   するための走査用駆動装置と、前記記録媒体の記録面に
   前記ビームを収束した形態で投射するためのビーム収束
   装置と、前記記録媒体に前記ビームを投射することによ
   つて生じる反射ビーム又は透過ビームに基づいて情報を
   読み取るための情報読取り装置と、情報読取り用の前記
   ビーム又はフオーカス制御用ビームの反射ビームに基づ
   いて前記記録媒体と前記収束装置との間隔の急激な光学
   的に検出する第１の間隔検出装置と、情報読取用の前記
   ビーム又は前記フオーカス制御用ビームの反射ビームに
   基づいて前記間隔又は前記反射ビームの光路長の緩慢な
   変動を光学的に検出する第２の間隔検出装置と、前記間
   隔又は光路長の緩慢な変動に基づくフオーカスずれを打
   消するように前記第１の間隔検出装置の出力を前記第２
   の間隔検出装置の出力にて補正する補正回路と、前記補
   正回路で補正された信号に基づいて前記間隔を制御する
   間隔制御装置とを具備して構成された光学式再生装置。