JPS6047653B2 - 光学的信号再生装置 - Google Patents

光学的信号再生装置

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JPS6047653B2
JPS6047653B2 JP51124120A JP12412076A JPS6047653B2 JP S6047653 B2 JPS6047653 B2 JP S6047653B2 JP 51124120 A JP51124120 A JP 51124120A JP 12412076 A JP12412076 A JP 12412076A JP S6047653 B2 JPS6047653 B2 JP S6047653B2
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JP
Japan
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hologram
light
laser beam
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wave
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JP51124120A
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千秋 小島
孝 乙部
裕 大木
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication date
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Priority to AU29578/77A priority patent/AU511495B2/en
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Priority to AT0735277A priority patent/AT370273B/de
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビデオ信号、オーディオ信号等種々の信号が記
録されたディスクカード、フィルム等の信号記録媒体か
ら再生信号を得る様にした光学的信号再生装置に関し、
特に再生信号を得る為の新しい光学的手段を提案するも
のてある。
従来上述の様な光学的信号再生装置としては第1図に示
す様なものが知られている。
この第1図に於いて1は回転軸で、この回転軸1によつ
て回転させられる回転円板2の上には、例えばビデオ信
号情報が記録されたディスク、即ちビデオディスク3が
載せられている。このビデオディスク3としては一般に
プレス等によつて原盤から作成されたものでその表面3
aには円形孔(ビット)、円形丘(バンプ)等の幾何学
的形状の変化として信号が記録されそこに照射された光
に対する反射率の変化により情報を読み出す為にアルミ
蒸着等がほどこされている。又4はレーザ装置である。
このレーザ装置4としては直線偏光したレーザ光を輻射
するものを用いる。このレーザ装置4からのレーザ光は
レンズ5を通りミラー6によつて反射される。そしてレ
ーザ光は偏光プリズム7に入る。この偏光プリズム7は
レーザ光を効率良く使用するもので所定の方向に偏光し
ている光をすべて通し、この方向と垂直方向に偏光して
いる光をすべて反射する様になされている。この偏光プ
リズム7はレーザ光を効率良く使う為に使用するものて
ある。そしてこの偏光プリズム7を通つたレーザ光はA
板8を介してレンズ9に入り、このレンズ9によつてビ
デオ信号情報の記録されたビデオディスクの表面3aに
収束される。この時のレーザ光のスポットとしては略1
μmである。そしてこの収束されたレーザ光はビデオデ
ィスクの表面3aで反射されレンズ9を通り一板8を介
してふたたび偏光プリズム7に入る。一般に所定の方向
に直線偏光した光の偏光面を三回転させるものとしてΛ
板が知られており、所定の方向に直線偏光したレーザ光
は、’18を2度通過することにより金板を1度通過し
た様にその偏光面をI回転させられる。したがつてビデ
オディスクの表面3aで反射されたレーザ光は偏光プリ
ズム7によつて、すべて反射され所定の開口をもつ光検
出器10に入る。11はこの光検出器の出力を増幅する
増幅器である。
しかし、この様に構成された光学的信号再生装置に於い
てはレーザ装置4から輻射されるレーザ光は単に微小な
スポットとして収束し得る光源(以下幾何光学的光源と
称す。)として使用されているに過ぎない。この為、こ
のレーザ光をビデオディスクの表面3aに導く際の、又
はこのビデオディスクの表面3aからの反射光を光検出
器10へ導く際の反射、収束、分離屈折等の作用をなす
光学系は複雑かつ高価となる欠点を有する。本発明はレ
ーザ光の性質(可干渉性)を積極的に利用して光学的信
号再生装置の光学系の構成の簡単化及び小型、軽量化、
並びに光学系の機能の増大を実現せんとするものてある
具体的にはホログラムを平面波から球面波へ、もしくは
球面波から平面波へという様に波面変換する素子として
レンズ、プリズム及びミラー等の代りに使用することに
よりこれを実現したものである。
以下図面を参照しながら本発明の一実施例について説明
しよう。
第2図に於いてレーザ装置4から輻射されたレーザ光は
略々平面波であるが、このレーザ光はガラス等から成る
基板12によつて保持されるホログラム13に入る。こ
のホログラム13は平面波をビデオディスクの表面3a
に所.定の角度で入射して、収束する球面波に変換する
波面変換素子としての機能を有する(以後人力ホログラ
ムと称す。)。そしてこの球面波のディスク面からの反
射波である球面波をホログラム14に入射する。このホ
ログラム14は所定の角度で反;射して、発散する球面
波を略々平面波に変換して光検出器10に導く様になさ
れている。(以後出力ホログラムと称す。)光検出器1
0に導かれる反射光は、ビデオディスク表面に記録され
た情報に応じて強度が変化されるのでこの変化が光検出
ク器10で検出され記録情報が読み出される。こあ様な
入力ホログラム13及び出力ホログラム14は以下の様
にして作成することが出来る。即ち第3図の15はレー
ザ装置でこのレーザ装置15からの平面波であるレーザ
光をハーフミラー16を通してその一部(以後参照光と
称す)を乾板17へ照射する。一方ハーフミラー16に
よつて振幅分割されたレーザ光をミラー18によつてそ
の光路を変える。そしてレンズ19によつて平面波であ
る、、このレーザ光を収束して発散させることにより球
面波(以後物体光と称す)として乾板17に照写する。
すると乾板17には参照光と物体光の干渉縞が乾板17
上の全面に生じる。この様にフ露光した乾板を現像処理
してホログラム17″を作成する。このホログラム17
″を第4図に示す様に第3図の乾板17と同じ位置に置
きハーフミラー16をミラー20に変え球面波?のみを
照射した時ホログラム17″はこの球面波Kgを平面波
7■に波面変換する。この平面波B2はあたかもレーザ
装置15から輻射された如くに進行する。又平面波■と
同方向でその進行方向が逆の平面波■″が入射した時ホ
ログラム17″はこの平面波■″を球面波b1と逆方向
に進行する球面波b1″に変l換する波面変換素子とし
ての役割を有する。又上述の実施例に於ける入力ホログ
ラム13及び出力ホログラム14は同一基板上に第3図
と同様にして作成するものであるが、又別々の基板に入
力ホログラム13及び出力ホログラム14を作成して、
第2図と同じ配置にしても良い。本発明の上述実施例は
この様に構成されているから第1図に示す幾何光学的光
源を使用した光学的信号再生装置と同様の動作をなすが
その光学系の構成はホログラムを使用しレーザ光のコヒ
ーレンシイを利用している為第1図の光学的信号再生装
置の光学系に比べ著しく簡単となる。
又ホログラム自体はその基板を含めても非常に小さく又
軽量である為にこの光学的信号再生装置自体も小型軽量
に作成することが出来る。又本発明の別な実施例を以下
に示す。
即ち第5図Aに於いて、基板21上に入力ホログラム2
2を設けると共にこの入力ホログラム22によつて得ら
れた球面波のディスク面からの反射光中の高次回折波を
検出する為の出力ホログラム23及び24を設ける。こ
の平面図を第5図Bに示す。この出力ホログラム23及
び24は夫々球面波である高次回折波を平面波に変え光
検出器25及び26に導く。この様な第5図Aに於ける
光検出器25及び26の出力はトラックの位置と入射ビ
ームスポット位置の間のずれに応じて変る。このありさ
まを第6図に示すが、この第6図に於いて実線は光検出
器25の出力て、破線は光検出器26の出力であり横軸
上+符号はレーザ光のスポットに対しビデオディスクの
表面3a上の円形孔が左にずれた楊合で、一符号はレー
ザ光のスポットに対し右にずれた場合を示す。この様な
光検出器25及び26の出力は第7図に示す様に夫々低
域通過型フィルタ27及び28を介して差動増幅器29
の一方及び他方の端子に供給すればそのトラックずれに
応じた出力(トラッキングエラー信号)が得られること
は容易に理解できるであろう。この時、記録情報読出し
には光検出器25もしくは26の出力のどちらかを信号
検出に用いれば良い。この第5図に示す実施例の理解を
容易にする為に第8図Aに示す様にビデオディスクの表
面3aにレーザ光を例えば直径10pmのスポットに収
束して照射しその反射光の強度をビームの軸に垂直な軸
に関して測定した結果を示す。まず第8図Aに示す様に
レーザ光のスポットが例えば直径10μmの円形孔から
はずれていた場合その反射光は第9図の実線に示す様に
ビームの中央で大なる光量をもつガウス型の光量分布を
もつ。これはレーザ光の幾何光学的な反射波である。(
以後0次回折波と称す。)ここで第8図中のビームの中
心の軸上の十符号、一符号は第9図のグラフ中の十符号
、もしくは一符号に一致している。次に第8図Bに示す
様にスポットが円形孔の端(紙面では右端)に当つた場
合円形孔から横軸上一側で光量が多い高次の回折光が増
し第9図中の一点鎖線に示す様な光量分布となる。又第
8図Cに示す様にスポットが円形孔にちようど当たつた
楊合横軸一側で、+側より少し光量が多い第9図の破線
に示す様な高次の回折光を生じる。ここで第1図及び第
2図に示す光学的信号再生装置中の光検出器10の開口
は第9図中のaに示す様にO次の回折波のみを受光でき
る様に選ぶのであるが他の位置に開口を選べば第9図中
のbもしくはcの様な高次回折波を得ることができるこ
とが分るであろう。又第5図Aに示す光学的信号再生装
置に使用する出力ホログラムとしては第10図に示す様
に0次回折波、高次回折波を共に波面変換する様なホロ
グラム30を用いこのホログラム30中のO次回折波を
波面変換する部分のホログラム30aの消去又は除去あ
るいはマスクを施したり、或いは又図示せずも出力ホロ
グラム30からのレーザ光を受光する光検出器の光検出
面のO次回折波を受光する部分をマスクしても良い。又
この様に高次回折波を受光する場合で入力ホログラム2
2からビデオディスクの表面3aに入射されるレーザ光
のスポット径が円形孔に比べ小さい場合は、更に他の実
施例を考えることが出来る。これを第11図に示す。第
11図に於いては第10図に示す出力ホログラムを用い
第5図Aに示す光検出器25及び26を結ふ方向に直交
する方向に光検出器31及び32を配列する。このよう
にレーザ光のスポット径が円形孔に比べ小さい場合は第
12図A及びBに示す様に高次回折波の空間的異方性が
第8図及び第9図に示すものに比べ、著しい。この為こ
の様に光検出器31及び32を配列すればトラックが実
線矢印方向に移動した時の光検出器31,32の出力は
夫々第14図A,Bに示す様になる。之等光検出器31
,32の出力を第13図に示す様に夫々波形整形回路6
0,61を介してフリップフロップ35のセット端子S
リセット端子Rに供給すれば、このフリップフロップ6
2の出力端子Qの電圧は第14図Cに示す様になる。又
、ここで第14図Dに示すものはO次回折波のみを受光
した場合を示すものである。この場合レーザ光のスポッ
トの径が円形孔の径と同程度の時の0次回折波を受光す
る場合に対して又ビデオディスクの全面にわたつて円形
孔の前縁及び後縁の情報を得ているのでFM信号記録の
再生の際部分的に望)ましくない2倍高調波等を生じる
ようなことがなく搬送波の割当て等信号処理上の自由度
が増す。尚この基板21上に配列された出力ホログラム
とては第15図Aに示す様に入力ホログラム22のまわ
りに円環状に形成しても良く、又第15図SBに示す様
に出力ホログラム34,35及び36を基板21上に形
成してホログラム34を主信号(イ)次回折波)の波面
変換素子として、ホログラム35及び36をトラックエ
ラー信号検出の為の高次回折波の波面変換素子として使
用しても良θい。又第15図Cに示す様に入力ホログラ
ム22を囲む様に出力ホログラム37,38,39,4
0を配列し、例えばホログラム37及び38を円形孔の
エッジ検出の為の波面変換素子として使用し、ホログラ
ム39及び40をトラツキングエラ一信号検出用の波面
変換素子として使用しても良く、又第15図Aに示す出
力ホログラム33の両端に第15図Dに示す様に出力ホ
ログラム41及び42を配し、出力ホログラム33を主
信号検出の為の波面変換素子として使用しても良い。又
更に別な実施例としては第16図Aに示す様に入力ホロ
グラム43を作成する領域に2ケのホログラムを1つ1
つ作成し、ビデオディスクの表面3aに入射する入射ビ
ームの光束を2つに分けるものも考えられる。この様な
ホログラムの作成方法としては第3図に示す様にして乾
板に干渉縞を作成してから、ふたたび物体光の角度を変
えてこの乾板に干渉縞を作成するものである。このホロ
グラム43によつて得られる一つのレーザ光は前述の様
に主信号検出、トラッキングエラー信号検出等に使い、
他の一つのレーザ光を焦点位置検出用に使用する。但し
この第16図Aに於いて44及び45は主信号及びトラ
ッキング信号検出用の出力ホログラムである。以下焦点
位置検出について述べる。これは第16図Bに示す様に
ビデオ,ディスクの表面3aにレーザ光を斜入射しその
幾何光学的反射光を直接に所定の開口をもつ光検出器4
6に導く。この光検出器46の開口はビデオディスクが
実線47に示す様に適正の位置にある時反射光が光検出
器46の開口に丁度当たり、破2線48に示す様にビデ
オディスクが正規の位置からすれたときその反射光が光
検出器46の開口からはずれる様になされている。この
時焦点位置検出用の光検出器46に上記幾何光学的反射
光を出力ホログラム45を使用して波面変換して光検出
器46に導いても良い。この場合は適正な球面波として
の反射光がホログラムに当たらない場合、ホログラムの
波面変換効率が低下するという現象を有効に利用できる
。又この様な入力ホログラムとしては第16図Cに示す
様に別々に作成した2つのホログラム49及び50を離
すか又は重ねて(図示せず)作成しても良い。この場合
ホログラノム50はその変換効率を50%としておく。
以上述べた本発明によれば、入力ホログラムと出力ホロ
グラムとは共通の透明基体に設けられるので、その作成
が容易である。さらに、入力側と出力側の光路が分離可
能であり、偏光手段も不要である等の特長を有し、全体
として光学系が非常に簡単に構成できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光学的信号再生装置の例を示す構成図、
第2図は本発明の一実施例を示す構成図、第3図及び第
4図は夫々本発明の詳細な説明に供する線図、第5図及
び第11図は本発明の他の実施例を示す構成図、第6〜
10図は第5図を説明する為の路線図、第12〜15図
は第11図を説明する為の路線図、第16図は本発明の
更に他の実施例を示す構成図である。 3aはビデオディスクの表面、4はレーザ装置、10は
光検出器、13は入力ホログラム、14は出力ホログラ
ムである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 光学的記録媒体に近接して設けられた透明基体の一
    部に第1のホログラムを形成し、この第1のホログラム
    を介してレーザ光を上記記録媒体上に集束せしめると共
    に、上記透明基体の他部に第2のホログラムを形成し、
    上記記録媒体よりの反射光のうち所定の回折波のみを上
    記第2のホログラムを介して光検出素子を導びき信号に
    変換するようにした光学的信号再生装置。
JP51124120A 1976-10-15 1976-10-15 光学的信号再生装置 Expired JPS6047653B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51124120A JPS6047653B2 (ja) 1976-10-15 1976-10-15 光学的信号再生装置
CA287,313A CA1091966A (en) 1976-10-15 1977-09-22 Apparatus for reading signals recorded on a record carrier
US05/841,210 US4253723A (en) 1976-10-15 1977-10-11 Apparatus for optically reading information from a record carrier
AU29578/77A AU511495B2 (en) 1976-10-15 1977-10-11 Optically reading recorded signals employing hologram element
GB42494/77A GB1577877A (en) 1976-10-15 1977-10-12 Apparatus for optically reading signals recorded on a record carrier
NL7711218A NL192229C (nl) 1976-10-15 1977-10-12 Inrichting voor het uitlezen van op een registratiedrager geregistreerde signalen.
AT0735277A AT370273B (de) 1976-10-15 1977-10-14 Geraet zum lesen der auf einem aufzeichnungstraeger aufgezeichneten signale
DE2746334A DE2746334C2 (de) 1976-10-15 1977-10-14 Vorrichtung zum Lesen von auf einem reflektierenden Aufzeichnungsträger enthaltenen optisch feststellbaren Zeichen
FR7731231A FR2368190A1 (fr) 1976-10-15 1977-10-17 Appareil de lecture optique de signaux enregistres sur un support

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JP51124120A JPS6047653B2 (ja) 1976-10-15 1976-10-15 光学的信号再生装置

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JPS5348704A JPS5348704A (en) 1978-05-02
JPS6047653B2 true JPS6047653B2 (ja) 1985-10-23

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JPS5879207A (ja) * 1981-11-06 1983-05-13 Pioneer Electronic Corp 光学式ピツクアツプ装置
JPS5894142A (ja) * 1981-11-30 1983-06-04 Toshiba Corp 光学ヘツド
JPS60185904A (ja) * 1984-03-05 1985-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 単板レンズ
JP2773401B2 (ja) * 1990-07-27 1998-07-09 松下電器産業株式会社 光学レンズ

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