JPS608536B2

JPS608536B2 - 光学式記録再生装置における光ビ−ム制御装置

Info

Publication number: JPS608536B2
Application number: JP5377076A
Authority: JP
Inventors: 徹武者; 肇諸隈
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1976-05-13
Filing date: 1976-05-13
Publication date: 1985-03-04
Also published as: JPS52137330A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は光学式記録再生装置における自動フオーカシン
グ装置のように、被制御量をそのピーク値を制御目標と
してピーク値に自動的に保持するようにする光ビーム制
御装置に関するものである。

レンズ系の焦点ずれの情報には、レンズから物体までの
距離の関数としてピーク値を有するものが幾つかある。

しかもこのピーク値が焦点の合っている状態である。例
えば、光学的に高密度に記録された記録担体上の信号ト
ラックに照明光を没射し「記録担体から反射された光を
レンズを介して読み出す場合に、反射して戻ってきた光
の焦点面にピンホールを設け、ピンホールを通過した光
の量を検出する方法とか「反射して戻ってきた光に含ま
れる物体像の高周波成分を抜き出す方法とかにおいては
「レンズの焦点が記録担体の信号トラック上に合って
いる時それぞれ前記の光量及び高周波成分は極大となる
。しかし、これらの情報には焦点ずれの方向に関する成
分が含まれていないため、制御方向を決めることができ
ない。そのため従来の方法では、レンズを振動させたり
ピンホールを振動させたりして制御方向の情報を得ると
か、制御する位置をピーク位置より多少ずらしてピーク
値に近づく方向かあるいはその逆の方向かという方向の
情報を得るようなことをせねばならない。前者は振動さ
せる機構が面倒であるし、後者は光量の変化等の影響が
あって不安定である。本発明の目的は、上述したような
欠点を除去し、特別の振動機構を設けることなく、光ビ
ームを光学的記銭担体の所定の位置に制御する光ビーム
制御装置を提供せんとするものである。

本発明は光ビームを、ビーム指向手段を介して光学的記
鏡担体に照射し、この記録担体からの光ビームを受光し
てフオーカシング制御などの制御を行なうために、目標
とするところで極大値または極小値となる情報量を得る
手段と「現在の情報量と△ｔ時間前の情報量の大小を判
定し「現在情報量が増大または減少している場合には制
御方向をそのまま持続し、情報量が減少または増大して
いる場合には制御方向を反転する手段とを設け、制御量
として情報量の大きさを前記ビーム指向手段に印加して
常に極大値または極小値を保持するようにして光ビーム
を常に記録担体の所定の位置に照射するように構成する
ことを特徴とするものである。

次に図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

第１図ａは焦点ずれとしンズの制御方向を示す図である
。

照射光１をレンズ２を介して記録担体３に焦点を結ぶよ
うに投射し、記録担体３で反射された光４は、レンズ２
を介して受光素子（図示せず）へ進む。記録担体３上で
反射された光４のレンズ２による結像面にピンホール（
図示せず）を設け「このピンホールを通過した光を前
記受光素子で受光し、焦点ずれの情報ｆ（ｄ）とする。
ｄは記録担体３としンズ２間の距離としＬ距離ｄ。の時
照明光１がレンズ２によって話鏡担体３上に焦点を結ぶ
。ｄ、ｄ‐はしンズの移動方向を示し、ｄ十方向に移動
すればｄは増加しもｄ‐方向に移動すればｄは減少する
。第竃図ｂは第１図ａにおいて焦点ずれ情報ｆ（ｄ）と
しンズと誼銭挺体間の距離ｄとの関係を示すものである
。距離ｄ。においてｆ（ｄ）は最大ｆ（ｄ）ｍａｘとな
り「ｄ。から離れるに従ってｆ（ｄ）は減少する。第
２図ａは本発明の光ビーム制御装置の一例を示すブロッ
ク線図である。情報ｆ（ｄ）を増幅回路２１の入力側に
供給し〜増幅回路２軍で増幅された出力をサンプリング
ホールド回路２３、比較回路２４、２個のＩＪレー２７
Ａおよび２７Ｂのそれぞれ１接点に接続する。サンプリ
ングパルス発生回路２２において生じたサンプリングパ
ルスで前記増幅回路２１の出力をサンプリングし、サン
プリングホールド回路２３は前記サンプリングした増幅
器の出力を次のサンプリングパルスが来るまでホールド
する。サンプリングはリレーによって行なってもよいし
、応答の速さが要求される場合にはホトカプラ等によっ
て行なうこともできる。比較回路２４の一方の入力様子
にはサンプリングホールドされた出力が供給され、他方
の入力端子には増幅器２１からの出力が直接供給され、
この出力電圧値とサンプリング時間間隔△ｔだけホール
ドされた前記出力電圧値との大づ・を次のサンプリング
パルスが来るまで比較する。サンプリングホールド回路
２３、比較回路２４は次々に発せられるサンプリングパ
ルスによって、それぞれ次々に増幅器２１の出力のホー
ルド、ホールドされた出力電圧と増幅器２１からの直接
の出力電圧との比較をくり返す。今例えば、この△ｔ時
間中にレンズをｄ＋方向あるいはｄ−方向のどちらかへ
移動してみたときにｔ比較回路の出力が負であればピー
ク位置に近づいており、正であればピーク位置から離れ
て行くとする。

このとき、ピ−ク位置に近づいていく場合、すなわち比
較回路の出力が負である場合はその方向へレンズを移動
し続けてよいが〜ピーク位置から離れて行く場合、すな
わち比較回路の出力が正である場合は制御方向を逆転さ
せる。この結果系としては常にピーク位置を目指して制
御することになる。こうしたシステムを得るために「正
パルス抽出回路２５で比較回路２４の出力の正パルスの
み抽出し、正パルスが出てくる度に制御方向を逆転させ
ればよい。

正パルス抽出回路２５で抽出した正パルスはフリップフ
ロップ２６に供給し、フリップフロップ２６の出力Ｑ，
Ｑは２個のりレー２７Ａ，２７Ｂをそれぞれ駆動させる
ように接続する。従ってリレー２７Ａ，２７Ｂはフリッ
プフロップ２６の出力Ｑ．Ｑによってゲートされ、一方
のリレーの穣点がＯＮ時には、他方のリレーの接点はＯ
ＦＦとなる。これによって制御方向を正パルスが出る度
に逆転させることができる。ドライバー２８の各入力に
は増幅回路２１の出力側を共にリレー接点を介して接続
し、これによって制御量の絶対値を供給することができ
る。高速な応答速度が要求される場合にはリレーの代り
にホトカプラー等を使用すればよく、またリレー等を使
用しない場合には「フリツプフロツプ２６の出力Ｑまた
はＱを増幅器２１の出力の大きさに応じて変化させ、そ
れをドライバー２８に直接通じてもよい。ドライバー２
８からは制御する方向に応じてｄ十方向移動信号、ある
し、はｄ‐方向移動信号が出力され、これをレンズ等の
被制御物を駆動する装置に加えてやればよい。今、正パ
ルス抽出回路２５において正パルスが１個抽出されたと
し、フリッブフロツプ出力Ｑが１、Ｑが０となったとす
る。

その結果リレー２７Ａが作動し、そのリレー接点がＯＮ
となり、ドライバー２８を作動させてレンズのｄ十方向
移動信号を出す。次に再び正パルス抽出回路２５におい
て正パルスが抽出されると、フリツプフロツプ２６の出
力Ｑは０、Ｑは１となり、これら出力Ｑ，Ｑはそれぞれ
リレーを作動させてリレー２７Ａの接点はＯＦＦ、リレ
ー２７Ｂの接点はＯＮとなる。リレー２７Ｂの接点力の
Ｎとなった結果ドライバー２８はしソズｄ‐方向移動信
号を出す。このようにして正パルスが抽出される度ごと
に制御方向は反転される。第２図ｂは第１図ｂと同様に
ｄとｆ（ｄ）との関係を示す。

この図面を用いて本発明の光ビーム制御装置の働きを説
明する。図中の付号１，２，３，………，１７，１′，
２′，………はサンプリングホールド時間との対応を示
す。今例えば、最初のホールド時間中１にｄ‐方向へレ
ンズを移動させたとすると、比較回路の出力は正となる
ため制御方向は反転させられ、が方向移動信号が発せら
れ以後２，３，４，…・・…−と続いて比較回路の出力
が負となり制御方向を反転せずにｄ十方向ヘビーク値を
目指して制御する。ｌｉ番目のホールド時には、ピーク
位置を越してしまうために再び比較回路の出力は正とな
り今度はｄ‐方向へ制御する。以後、１気費目のホール
ド時、１５蚤目のホ−ルド時、・…・・・・・と比較回
路の出力が正となるため制御方向を反転しピーク位置を
保持することができる。第２図ｃは第２図ｂのサンプリ
ングホールド時間１，２，３，・・……・，１７…・…
・・に対応するサンプリングパルス、比較回路出力、正
パルス列、Ｑ（ｄ十ゲート）、Ｑ（ｄ‐ゲート）の各波
形を示す。

サンプリングホールド時間１，１１，１３，１５，１７
の各時間に比較回路出力は正であり、２，３，…・・・
・・・，１０，１２，１４，１６の各時間で負である。
従って１，１１，１３，１５，１７の各時間に正パルス
を生ずる。フリップフロップの出力はＱはサンプリング
ホールド時間１の時０であり、この時正パルスが発生し
ているので次のサンプリングパルスが発生するとＱは１
となり、以後正パルス列が発生するまで１を維持し、サ
ンプリングホールド時間１１において正パルス列が見ら
れるので次のサンプリングパルス発生時にＱは０となる
。以後正パルスが生じる度にＱは０と１の切り換えをく
り返す。ＱはＱの波形とは逆にＱが０のときＱは１、Ｑ
が１のときＱは０である。第３図ａは本発明の光ビーム
制御装置の他の１例を示すブロック線図である。

本例ではサンプリングホールドの代わりに遅延線を用い
ている。情報ｆ（ｄ）を増幅回路３１で増幅し、その出
力を遅延回路３２に供給する。比較回路３３は遅延回路
で遅延された遅延時間△ｔ前の増幅回路出力電圧値と現
在の出力電圧値との大小を比較する。比較回路の出力は
第２図ａと同様に正信号抽出回路３４に供給され、正信
号抽出回路３４で抽出した正信号はフリツプフロツブ３
５へ供給する。フリップフロップ３５の出力Ｑ，Ｑは各
々リレー３６Ａ，３６Ｂを駆動し、これら２個のりレー
に接続したドライバーからが方向移動信号、ｄ−方向移
動信号を発することができる。比較回路３３以後の各回
路の働きは第２図ａの例と同様である。遅延線を使用し
た場合は、連続的に遅延時間△ｔ前の電圧値と現在の電
圧値との大小を比較しているのでサンプリングパルスは
不必要であるが、遅延線を通すための変調及び復調回路
が必要となる。第３図ｂは第２図ｂと同様にｄとｆ（ｄ
）と制御方向の各関係を示す図である。図中の符号１に
おいてｄ‐方向へレンズを移動させると比較回路３３の
出力は正となり制御方向を反転する。以後ピーク値を目
指して制御するが、サンプリングホールドを使用した場
合と異なり、連続的に制御する。ピーク値を越えると再
び比較回路３３の出力は正となり制御方向を逆転する。
第３図ｃは第３図ａの回路の第３図ｂの動作に対応する
比較回路出力、正信号抽出回路、Ｑ，Ｑの各出力波形を
示すものである。

第４図は本発明の光ビーム制御装置のさらに別の一例を
示すブロック線図である。

本例ではサンプリングホールドの代わりにＡ‐Ｄ変換器
、シフトレジスタを使用する。増幅回路４１で増幅され
て情報ｆ（ｄ）はＡ−Ｄ変換回路４２によってディジタ
ル量化される。ディジタル化された増幅回路出力を、ク
ロックパルス発生器４９からのクロックパルスで動作す
るシフトレジスタ４３により△ｔ時間遅らせ、減算回路
４４では△ｔ時間前のディジタル化された増幅回路出力
から現在のディジタル化された増幅回路出力を減算しト
正符号抽出回路４５で正符号を抽出してフリップフロツ
プ４６へ供給する。フリツプフロツプ４６の出力Ｑ，Ｑ
はそれぞれＩＪレ−４７Ａ，４７８を駆動することによ
ってドライバーよりが方向移動信号、ｄ−方向移動信号
を発する。正符号抽出回路４５以後の各回路の機能は第
２図または第３図の例と同様である。本例の場合増幅回
路出力をＡ−Ｄ変換しているため、前例の様に比較回路
の２つの入力の利得を等しくする手段は必要なく、しか
もドリフト等の影響を受けにくい。第５図は第２図に示
すサンプリングホールド回路２３の具体的な回路例を示
す。

第５図ａはサンプリング回路を有するホールド回路でサ
ンプリングパルスＳＰによってサンプリングスイッチＳ
Ｗを駆動する。サンプリングスイッチＳＷは例えばリレ
ー、ホトカプラ、ダイオードブリッジスイッチ、ＦＥＴ
等を使用する。第５図ｂはサンプリングにＦＥＴを使用
した回路の１例である。コンデンサＣはサンプリング時
の入力電圧ｅｉｎの瞬時値を保持し出力電圧ｅｏを発生
するものである。第６図は比較回路２４または３３の具
体的な回路例の一例で、入力電圧壬，，ｅ２はそれぞれ
サンプリングホールド回路２３または遅延回路３２の出
力、増幅回路の出力である。ＣＰアンプは例えばテキサ
スィンストルメンツ社のＳＮ７５１０７Ａ、ＳＮ７５１
０導等を使用する。第７図は正パルス列抽出回路２５の
具体的な一例を示す。

入力ｅｉｎが負となった場合はダイオード７１によって
入力がカットされ、正の場合だけアンプ７２から出力ｅ
のミ供給される。第８図は第３図に示す遅延回路３２の
具体的な１例を示す。

本例では昭和電線社製のＰ−ＤＬ−６４１Ｂ型遅延線８
１を使用し、入力電圧ｅ，ｎにより、変調回路８２にお
いて、発振器８３からの４．４３Ｍ比のキャリアを変調
した後に遅延線８１に通し△ｔ＝６４山ｓｅｃの遅延時
間を与えた後、復調回路８４で復調し、遅延した出力電
圧主ｏを発生する。第９図はリレーとドライバ−回路の
具体的な１例を示す。

Ｑ，Ｑは、例えば第２図に示すフリップフロツプ２６の
出力であり、Ｑに関する回路とＱに関する回路とは対称
になっている。今フリップフロツプの出力Ｑが１になる
と、トランジスタ９１がＯＮとなり、これに接続したり
レー２７ＡがＯＮとなり、トランジスタ９２，９３．９
４がＯＮとなり、従って被制御物、例えば自動焦点装置
において、対物レンズを光軸方向に移動させる磁石装置
のコイル９８においてＡからＢへ電流が流れる。一方Ｑ
が１となればトランジスタ９２がＯＮとなり、これに接
続したりレー２７ＢがＯＮとなり、トランジスタ９５，
９６，９７がＯＮとなって被制御物９３においてＢから
Ａへ電流が流れ、制御方向を反転することができる。本
発明は自動焦点装置に限定されるものではなく、光ビー
ムを光学的記銀挺体の所定の位置に自動的に保持するた
めに適用可能である。また、上述した例においては情報
量を極大ピーク値に保持するものとしたが、情報量を極
小ピーク値に保持することもできる。ただし、この場合
には現在情報量が減少しているときにはそのままの制御
方向を持続させ、反対に情報量が増大しているときには
制御方向を反転させればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は焦点ずれとしンズの制御方向及び焦点ずれ情報
ｆ（ｄ）とｄとの関係を示す図、第２図は本発明の光ビ
ーム制御装置の１例のブロック線図と各回路の出力波形
を示す図、第３図は本発明の光ビーム制御装置の他の１
例のブロック線図と各回路の出力波形を示す図、第４図
は本発明の光ビーム制御装置の更に他の１例のブロック
線図、第５図は本発明の光ビーム制御装置に用いるサン
プリングホールド回路の具体的な回路例を示す図、第６
図は本発明の光ビーム制御装置に用いる比較回路の具体
的な回路例を示す図、第７図は本発明の光ビーム制御装
置に用いる正パルス列抽出回路の具体的な回路例を示す
図、第８図は本発明の光ビーム制御装置に用いる遅延回
路の具体的な回路例を示す図、第９図は本発明の光ビー
ム制御装層に用いるリレ−及びドライバー回路の具体的
な回路例を示す図である。２３・・・・・・サンプリングホールド回路、２４，３
３・・・・・・比較回路、３２・・・・・・遅延回路、
４２・・・…Ａ−○変換回路、４３・・・・・・シフト
レジスタ、４４・・・・・・減算回路「２５・・・・
・・正パルス抽出回路、３４・・・…正信号抽出回路、
４５…・・・正符号抽出回路、２６，３５，４６……フ
リツプフロツプ、２７Ａ，２７Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ，４
７Ａ，４７８・・・・・・リし−、２８，３７，４８…
…ドライバー。豹１図節２図節３図鞠４図簾５図蔓は６図節７図節８図館９図

Claims

【特許請求の範囲】

１光ビームを、ビーム指向手段を介して光学的記録担
体に照射し、この記録担体からの光ビームを受光してフ
オーカシング制御などの制御を行なうために、目標とす
るところで極大値または極小値となる情報量を得る手段
と、現在の情報量とΔｔ時間前の情報量の大小を判定す
る回路と、現在情報量が増大または減少している場合に
は制御方向をそのまま持続し、情報量が減少または増大
している場合には制御方向を反転する回路とを具え、制
御量として情報量の大きさを前記ビーム指向手段に印加
して常に極大値または極小値を保持するようにして光ビ
ームを常に記録担体の所定の位置に照射するように構成
したことを特徴とする光学式記録再生装置における光ビ
ーム制御装置。