JPH0226298B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビデオデイスクのような光学的再生
装置に関するものである。

光ビーム走査によつて情報を読み取る光学的再
生装置に於いては、フオーカス制御及びトラツキ
ング制御を行わなければならないので、必然的に
構成が複雑になつた。

そこで、本発明の目的は、簡略化された光学的
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、実施例を
示す図面を参照して説明すると、光源６から集光
レンズ１１に至るようなビーム投射装置と、モー
タ２と送り装置５のような走査駆動装置と、主光
検出器１３のような主光検出装置と、副光検出器
１７のような副光検出装置と、発振器２９と駆動
回路３４と振動装置３５とから成るようなビーム
を記録面に対して垂直方向とトラツク交差方向と
のいずれか一方のみに振動させる振動装置と、包
絡線検波器２７とフイルタ２８から成るような第
１の振動周波数成分検出回路と、位相比較回路３
１とフイルタ３２と駆動回路３３とムービングコ
イル２２から成るフオーカス制御装置のような第
１の制御装置と、 包絡線検波回路１９とフイルタ２０と選択的反
転回路４０とから成るような第２の振動周波数成
分検出回路と、位相比較回路３５とフイルタ３６
と駆動回路２３とミラー１０とから成るトラツキ
ング制御装置のような第２の制御装置とを備えた
光学的再生装置に係わるものである。

上記発明によれば、単一のビームを垂直方向と
トラツク交差方向とのいずれか一方のみに振動さ
せることによつて情報信号の検出と、フオーカス
検出と、トラツキング検出とを行うことが可能に
なり、装置の簡略化が達成される。なお、副光検
出装置に基づくトラツキング又はフオーカスの検
出が、位相比較に基づいて行われるので、スポツ
トが振動されているにも拘らず、正確な検出が可
能になる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について
述べる。

第１図に示す本発明の実施例に係わる光学式ビ
デオデイスクプレーヤに於いては、信号が例えば
渦巻状トラツク形態で記録されたデイスク１を主
走査用モータ２によつて例えば1800r.p.mの一定
速度で回転すると共に、ビーム投射位置３からビ
ーム４をデイスク１上に投射し更にビーム投射装
置３を副走査用送り装置５によつてデイスク半径
方向に送つてデイスク上をビーム４で渦巻状に走
査しつつ信号を読み取るように構成されている。
更に詳述すると、レーザ光源６から放射されたレ
ーザ光は光拡散用凹レンズ７、ビームスプリツタ
８、1/4λ板９、反射ミラー２１、光ビーム微小
移動用（トラツキング用）回動ミラー１０、及び
集光レンズ１１を介して収束された再生ビーム４
となり、このビーム４がデイスク１上に投射され
る。デイスク１の記録トラツク上をビーム４で走
査すれば、記録信号の有無に対応した反射ビーム
１２が得られ、この反射ビーム１２が集光レンズ
１１、回動ミラー１０、反射ミラー２１、1/4λ
板９、及びビームスプリツタ８を介して記録信号
検出用の主光検出器１３に至る。

デイスク１には一般に第２図に示す如く、光学
的凹み即ちピツト１４によつて情報信号が渦巻状
トラツク１５にFM記録されている。尚このデイ
スク１に於けるピツト１４の幅は例えば1μm、ピ
ツトの深さは約1/4λ（ここでλはレーザ光の波
長）、ピツトの長さは内側と外側とによつて差が
あり、例えば1.5〜6μmである。第２図で実線で
示す正常時の再生ビーム４のスポツト１６の直径
はピツト１４の幅よりも大であり、ピツト１４を
走査している時にはピツト内の反射光とピツト外
の反射光との打消し合が生じて反射出力が小にな
り、ピツト１４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。従つて主光検出器１３における光の強
弱で情報を読取ることが出来る。

第１図の装置には、ウオブリング法でフオーカ
ス制御及びトラツキング制御を行うために、再生
ビーム４をデイスク１に対して垂直方向に一定周
期で振動させるためのビーム振動用駆動回路３４
が設けられ、これによつて振動装置３５が振動さ
れるように構成されている。尚振動装置３５は集
光レンズ１１に結合され、更に集光レンズ１１に
はフオーカス制御用ムービングコイル２２も結合
されている。またトラツキング制御するための駆
動回路２３が設けられ、回動ミラー１０が検流計
のような構成で回動制御される。ムービングコイ
ル２２によるボイスコイル型動作でのフオーカス
制御及び回動ミラー１０による検流計型動作での
トラツキング制御は良く知られた公知の方法で行
われるので、詳しい説明を省略する。

主光検出器１３に結合された増幅器２４は主光
検出器１３の出力を増幅するものである。増幅器
２４の出力に結合された高域通過フイルタ２５は
ピツトの有無に対応した高周波信号を通過させる
ものである。フイルタ２５の出力に結合されたリ
ミツタ２６はFM波の振幅制限をして復調回路の
入力信号を形成するものである。増幅器２４の出
力に分岐結合された包絡線検波器２７は情報読み
取り出力の包絡線信号を得るものである。この包
絡線検波器２７の出力に結合された帯域通過フイ
ルタ２８は包絡線検波器２７で得られた包絡線信
号の内のビームの振動周期に一致した振動周波数
成分のみを検出するものである。従つて包絡線検
波器２７と帯域通過フイルタ２８とによつて振動
周波数成分検出回路が構成されている。２９は例
えば20kHzのウオブリング信号を発生する発振器
である。この発振器２９の出力は駆動回路３４に
付与され、振動装置３５による集光レンズ１１の
振動即ちビーム４の振動に利用される。

帯域通過フイルタ２８の出力と発振器２９の出
力とが夫々入力されている位相比較回路３１は２
つの入力信号の位相比較出力を発生するものであ
り、２つの入力が互に正相関係にあるときには正
の出力を発生し、逆相関係にあるときには負の出
力を発生するものである。位相比較回路３１の出
力に結合されたフイルタ３２は位相比較出力を適
当に平滑して駆動回路３３に付与するものであ
る。

この再生装置に於いては、再生ビーム４に基づ
いて、フオーカス検出と、トラツキング検出との
両方を行うために、０次以外の回折光を検出する
副光検出器１７が設けられている。即ち集光レン
ズ１１の隣接位置に副光検出器１７が配置され、
右側の０次以外の回折光１８の強度を検出するよ
うに構成されている。この回折光１８に基づく検
出信号にもピツト１４に対応した高周波成分が含
まれているので、包絡線検波器１９にて検波し、
この出力から振動周波数（発振器２９の周波数）
と同一成分を帯域通過フイルタ２０で検出する。
後述から明らかになるように、フイルタ２０を通
過して得られた信号の位相は、トラツキング情報
を含んでいるので、これと発振器２９の出力とを
第２の位相比較回路３５で比較し、フイルタ３６
で平滑して駆動回路２３に送る。尚第２の位相比
較回路３５は第１の位相比較回路と同一構成であ
る。

ところで、振動装置３５で集光レンズ１１を振
動し、ビーム４を垂直方向に振動させると、フオ
ーカス状態が周期的に変化し、ピツト１４に対し
てビーム４のスポツト１６は第２図で実線と点線
で示すように変化する。従つて主光検出器１３か
ら得られるピツトに対応した高周波（RF）出力
のレベルは、第３図に示す如く合焦点で最大とな
り、焦点がずれるにつれて低下する。このため、
合焦点間隔D₂を中心に第４図Ｄに示す発振器２
９の周波数ｆの出力でレンズ１１を振動させる
と、第４図Ａに示す２倍の周波数２ｆの成分を含
む信号が包絡線検波器２７から得られる。一方、
非合焦点の間隔D₁を中心にしてレンズ１１が振
動している場合には、第４図Ｂに示す振動周波数
ｆと同じ周波数成分を含む信号が正相関係で得ら
れ、また間隔D₃を中心にしてレンズ１１が振動
している場合には、第４図Ｃに示す振動周波数ｆ
と同じ周波数成分を含む信号が逆相関係で得られ
る。

従つて、間隔D₂の合焦点の場合には、フイル
タ２８及び位相比較回路３１の出力は零であり、
合焦点のときには発振器２９の出力によつてレン
ズ１１が合焦点位置を中心に振動するのみであ
る。即ち、ムービングコイル２２によつて振動の
中心の変更は行われない。これに対して間隔D₁
で示すように集光レンズ１１の振動の中心がデイ
スク１に近づいた場合には、第４図Ｂのような成
分に基づいて、位相比較回路３１から正の出力が
生じ、これが駆動回路３３に付与され、振動の中
心を合焦点位置に戻すような制御となる。また集
光レンズ１１の振動の中心が第３図のD₃で示す
ようにデイスク１から遠ざかると、第４図Ｃに示
すような成分に基づいて位相比較回路３１からは
負の出力が発生し、振動の中心を合焦点位置に戻
すような制御となる。

本装置では上述の如き振動（ウオブリング）に
よるフオーカス制御を行うと共に、０次以外の回
折光の検出に基づいて、トラツキング制御も行
う。第５図〜第８図は、０次以外の回折光の検出
に基づいてトラツキング制御を行うことが出来る
ことを示すものであり、第５図に示す如くデイス
ク１が合焦点位置P₂にある時には、ビーム４の
入射角は矢印３７で示すようにどの点でも垂直且
つ一様である。これに対して、デイスク１がP₁
の非合焦点位置になると、ビーム４の入射角は光
軸に対して矢印３８で示すように対称に傾く。ま
たデイスク１がP₃の非合焦点位置になると、入
射角が矢印３９で示すように光軸に対して傾くと
共に、矢印３８と反対方向に傾く。

今、入射光線の入射角をｉ、光の波長をλ、深
さ1/4λのピツト１４の幅をｄとした時、第１次
の明線に生じる反射角ｊは、sinj＝λ／2d±sini（但 し入射光は一様な強度分布の平面波であるとす
る。）で得られ、入射角によりその方向が変わる。

第６図及び第７図は１次回折光の方向を説明的
に示すものである。第６図は、ピツト１４がビー
ム４のスポツトの中心に位置している場合のデイ
スク位置の変化と１次回折光１８の方向の関係を
示す。副光検出器１７は、０次以外の回折光１８
の検出強度が、合焦点で最大となる位置に配置さ
れているので、第６図に於いて、ウオブリングに
よつてデイスク１が相対的にP₂を基準にしてP₁
〜P₃で振動すると第８図Ａに示す発振器２９の
出力周波数ｆの２倍の周波数成分を有する信号が
副光検出器１７から得られる。このためフイルタ
２０の出力は零であり、位相比較回路３５の出力
も零であり、トラツキングの補正は行われない。
即ち、最適トラツキング状態であるので補正する
必要がない。一方、スポツトが第７図に示すよう
にピツト１４よりも左側に片寄つて、スポツトが
P₁〜P₃の範囲でデイスク垂直方向に振動すると、
P₁，P₂，P₃位置で図のような０次以外の回折光
１８が得られ、副光検出器１７で検出される０次
以外の回折光の強度変化に基づいて、フイルタ２
０から第８図Ｃに示すような信号が得られ、位相
比較回路３５に送られる。逆にスポツトがピツト
１４に対して右側に片寄つて投射されると、その
０次以外の回折光に基づいて第８図Ｄに示す信号
が得られる。第８図Ｃと第８図Ｄとの比較から明
らかなように、ピツト１４に対するスポツトの位
置が左右（デイスク半径方向）に変化すると、発
振器出力周波数（ウオブリング周波数）と同じ周
波数成分の位相が変化し、トラツキング状態を検
出することが可能になる。

第８図には合焦点状態でスポツトをデイスク１
の垂直方向に振動している場合に於けるスポツト
の半径方向のずれと光検出器１７の出力との関係
を示したが、トラツキング検出は合焦点の状態で
行われるとは限らず、非合焦点の場合でも行われ
る。第９図はこれを示すものであり、ピツト１４
に対してスポツトが左に片寄つて投射されている
場合に、ウオブリングの中心が第７図のP₂位置
（合焦点位置）となつた場合を第９図Ｂに示し、
ウオブリングの中心がP₁位置になつた場合を第
９図Ｃに示し、ウオブリングの中心がP₂位置に
なつた場合を第９図Ｄに示すものである。この第
９図ＣとＤとの比較から明らかなように、ピツト
１４に対するスポツトの片寄りが同一方向であつ
ても、フオーカス状態によつて検出信号の位相が
変化する。そこで、本実施例では、選択的位相反
転回路４０をフイルタ２０と位相比較回路３５と
の間に入れ、レンズ１１とデイスク１との間隔
が、合焦点時の間隔よりも大きな間隔で振動して
いることを示すフイルタ３２の出力に応答させて
第９図Ｄのような逆相関係の信号のみの位相を反
転させて第９図Ｃと正相関係にし、比較回路３５
に入力させている。尚フイルタ３２の出力は、合
焦点の時に零、前焦点の時に正、後焦点の時に負
となるので、選択的位相反転回路４０を容易に制
御することが可能である。

上述から明らかなように、この方式によれば、
１つの再生ビーム４の投射によつてフオーカス制
御及びトラツキング制御が可能になり、装置の構
成を簡略化することが可能になる。

次に本発明の別の実施例を示す第１０図〜第１
４図について述べる。但し第１０図に於いて、第
１図と同一符号で示すものは、第１図のものと実
質的に同一であるのでその説明を省略する。この
実施例では、第２図でビーム４のスポツト１６を
トラツク１５に直交する方向に振動するために、
第１図の反射ミラー２１が振動ミラー２１ａに変
えられ、この振動ミラー２１ａが発振器２９の出
力に結合された駆動回路３４で振動されるように
構成されている。尚、振動ミラー２１ａは、回動
ミラー１０と同様に検流計型構成になつている。
そして、ビームをデイスク１の水平方向即ち半径
方向に振動させる方式であるので、この振動に基
づいて得られる周波数信号の位相からは、トラツ
キング情報が得られるので、位相比較回路３１の
出力はフイルタ３２を介してトラツキング制御用
の駆動回路２３に結合され、回動ミラー１０の制
御に使用されている。

またこの実施例では０次以外の回折光１８を検
出するために、レンズ１１の両側に２つの副光検
出器１７，４７が設けられ、これ等の出力から
夫々の包絡線検波器１８，４８及び帯域通過フイ
ルタ１９，４９で発振器２９の出力周波数ｆと同
一の周波数成分が検出されている。そして、各周
波数信号は差動増幅器５０に供給され、両者の差
が求められ、この差の出力が選択的位相反転回路
４０を介して位相比較回路３５に加えられてい
る。そして、この実施例では第１の位相比較回路
３１の出力がトラツキング制御に使用されている
ので、第２の位相比較回路３５の出力は、フオー
カス制御に使用されている。このために、位相比
較回路３５の出力はフイルタ３６を介してフオー
カス制御の駆動回路３３に結合されている。

第１１図〜第１３図は、第１０図の装置に於い
てピツト１４に対してスポツトの位置即ちビーム
４の位置が変化した場合の０次以外の回折光１８
の方向を説明的に示すものである。これ等の図面
から明らかなように、ピツト１４に対するビーム
４の位置が一定であつても、デイスク１とレンズ
１１との間隔が変化すると、０次以外の回折光１
８の方向が変化し、光検出器１７，４７の出力も
変化する。

第１４図はスポツトとトラツクとの関係を変化
させた場合の光検出器１３，１７，４７に基づく
信号を示すものであり、Ａは発振器２９の出力を
示し、Ｂは包絡線検波器２７の出力を説明的に示
し、Ｃはデイスク１が第１１図〜第１３図でP₁
位置の合焦点時の差動増幅器５０の出力を示し、
Ｄはデイスク１がP₁位置の非合焦点時の差動増
幅器５０の出力を示し、Ｅはデイスク１がP₃位
置の非合焦点時の差動増幅器５０の出力を示す。
またt₁〜t₂区間は、スポツト即ちビーム４の振動
の中心がピツト１４即ちトラツクの中心に一致し
ている場合を示し、t₃〜t₄区間はスポツト即ちビ
ーム４の振動の中心がピツト１４即ちトラツクの
中心よりも左側にある場合を示し、t₅〜t₆区間は
スポツト即ちビーム４の振動の中心がピツト１４
即ちトラツクの中心よりも右側にある場合を示
す。

第１４図Ｂのt₁〜t₂区間から明らかなように、
トラツキングがとれている時には、検波器２７か
ら発振器２９の出力周波数ｆの２倍の周波数2fの
成分が得られるのみであるから、位相比較回路３
１から出力が得られず、回動ミラー１０によるビ
ーム位置の補正は行われない。一方、第１４図Ｂ
のt₃〜t₄区間では振動周波数ｆの成分を有する信
号が得られ、またt₅〜t₆区間ではt₃〜t₄区間と逆
相関係の信号が得られる。従つて、発振器２９の
出力を基準にした位相関係でビーム４がトラツク
の左側に位置するか右側に位置するかを判別する
ことが出来る。従つて、この実施例では位相比較
回路３１の出力でトラツキング制御がなされる。

一方、０次以外の回折光１８の検出に基づく差
動増幅器５０の出力が、デイスク１の位置の変化
によつて第１４図Ｃ，Ｄ，Ｅに示すように変化す
るので、第２の位相比較回路３５によつてフオー
カス状態を検出することが可能になる。この場
合、t₅〜t₆区間では、t₁〜t₂、t₃〜t₄区間を基準に
して逆相の出力が得られるので、ビーム４の中心
がトラツクの中心よりも右側にあることを示すフ
イルタ３２の出力段の信号によつて、選択的位相
反転回路４０を動作させ、t₅〜t₆区間の信号のみ
を位相反転させる。第１４図Ｃ，Ｄ，Ｅの出力は
第１図に於ける帯域通過フイルタ２８の出力に対
応するので、位相比較回路３５で発振器２９の出
力と位相比較することによつて、第１図の場合と
同様にフオーカス制御をすることが出来る。従つ
て、この装置に於いても１つの再生ビーム４でフ
オーカス検出及びトラツキング検出が可能とな
り、装置の構成が簡略化される。

以上、本発明の実施例について述べたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、更に変形可
能のものである。例えば、第１図の実施例に於い
ても、第１０図の光検出器４７に相当するものを
設け、第１０図と同様に２つの検出器１７，４７
の差動出力でトラツキング検出を行うようにして
もよい。また第１０図の実施例に於いて、光検出
器１７，４７の一方を省略する構成としてもよ
い。また第１図ではレンズ１１を振動させ、第１
０図では振動ミラー２１ａを振動させてスポツト
を垂直又は水平に振つているが、光源６を垂直又
は水平に振動してもよい。またADP等の結晶を
用いてビームを振動させてもよい。また第１図で
振動装置３５を独立に設けずに、発振器２９の出
力とフイルタ３２の出力とを混合してムービング
コイル２２に加えるようにしてもよい。また第１
０図に於いて独立に振動ミラー２１ａを設けず
に、発振器２９の出力とフイルタ３２の出力とを
混合して回動ミラー１０を駆動するようにしても
よい。また０次以外の回折光１８がレンズ１１を
通るように設計し、レンズ１１を通つた後で０次
以外の回折光１８を検出してもよい。又、光源６
がレーザダイオードの場合には、光源６に戻るビ
ームによつて情報検出を行うようになし、光検出
器１３を独立に設けずに光源６に一体化してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる光学的再生装
置の構成図、第２図はトラツクとスポツトとの関
係を示す平面図、第３図はデイスクとレンズとの
間隔と光検出器１３の高周波（RF）出力レベル
との関係を示すグラフ、第４図は各フオーカス状
態に於ける包絡線検波器２７の出力Ａ，Ｂ，Ｃと
発振器２９の出力Ｄとを示す波形図、第５図はフ
オーカス状態と入射角の関係を示す光路図、第６
図及び第７図は０次以外の回折光の方向を示す光
路図、第８図及び第９図は発振器２９の出力及び
検波器１９の出力を示す波形図、第１０図は本発
明の別の実施例の再生装置を示す構成図、第１１
図、第１２図、及び第１３図はビームスポツトの
位置変化による０次以外の回折光の方向変化を示
す光路図、第１４図は発振器２９の出力と検波器
２７の出力と差動増幅器５０の出力を示す波形図
である。 尚図面に用いられている符号に於いて、１はデ
イスク、４は再生ビーム、１０は回動ミラー、１
４はピツト、１３は主光検出器、１７は副光検出
器、１８は０次以外の回折光、３５は位相比較回
路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 情報を光学的ピツトの配列によつて記録した
   記録媒体に収束させたビームを投射するビーム投
   射装置と、 前記記録媒体の記録面を前記ビームで走査する
   ために前記記録媒体又は前記ビーム投射装置の何
   れか一方又は両方を移動駆動する走査駆動装置
   と、 前記記録媒体での前記ビームの反射又は透過に
   よつて得られる反射又は透過ビームに基づいて情
   報を検出する主光検出装置と、 前記記録媒体での前記ビームの反射又は透過に
   よつて得られる０次以外の回折光を検出する副光
   検出装置と、 情報検出可能な範囲で前記ビームのスポツトを
   前記記録面に対して垂直方向と情報トラツクと交
   差する方向とのいずれか一方のみに振動させる振
   動装置と、 前記主光検出装置の出力から前記スポツトの振
   動に基づいて発生した周波数成分を検出する第１
   の振動周波数成分検出回路と、 前記第１の振動周波数成分検出回路から得られ
   る周波数信号と前記スポツトの振動に対応する周
   波数信号とを位相比較してトラツキング制御信号
   とフオーカス制御信号との内の一方を形成し、ト
   ラツキング制御とフオーカス制御の内の一方を行
   う第１の制御装置と、 前記副光検出装置の出力から前記スポツトの振
   動に基づいて発生した周波数成分を検出する第２
   の振動周波数成分検出回路と、 前記第２の振動周波数成分検出回路から得られ
   る周波数信号と前記スポツトの振動に対応する周
   波数信号とを位相比較して前記トラツキング制御
   信号と前記フオーカス制御信号との内の他方を形
   成し、前記トラツキング制御と前記フオーカス制
   御の内の他方を行う第２の制御装置と を具備した光学的再生装置。