JPH0316692B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の技術分野］ 本発明は、光学式情報読取装置のサーボ装置に
関し、特に光学式ビデオデイスクの情報読取装置
における３ビーム方式によるフオーカス及びトラ
ツキングサーボ装置に関する。

［発明の背景］ 光学式ビデオデイスクは、第１図ａにその一部
平面図、ｂにその一部断面図を示す如く、透明材
料で作られた円形状デイスク基板の片面には、高
低位置の異なる領域からなるピツト２（凹部）が
同心円状若しくは渦巻状トラツクを形成するよう
に配置され、これらピツト２の長さ及び間隔によ
つて情報が記録されている。そして、光の反射率
を高めるために、例えばアルミニウムの蒸着膜か
らなる反射膜がピツト２が配置された面に被着さ
れており、さらにその上に保護膜３が被着されて
いる。

このデイスク１からの情報の読取は、光をデイ
スク１のピツト２の存在しない側の面から入射せ
しめ、ピツト２の有無によつて変調された情報記
録面４からの反射光を復調することにより行われ
る。かかる情報記録デイスクの読取装置では、デ
イスクの情報記録面上に常に正確に入射光を収束
させ且つ該デイスクのトラツク上に該収束光を位
置せしめるためにいわゆるフオーカス及びトラツ
キングサーボ装置が設けられている。

［従来技術］ 第２図は、従来の３ビーム方式によるフオーカ
ス及びトラツキングサーボ装置の概略図を示すも
ので、ヘリウムネオンレーザー等の光源５から照
射された３本の光束は、コリメーターレンズ６、
ビームスプリツタ７、可動鏡８を経由し、収束レ
ンズ９でデイスク１の情報記録面４のごく近傍に
収束される。デイスク１はモータ１０により高速
回転されている。デイスク１の記録面４からの反
射光は、逆の経路をたどり、ビームスプリツタ７
で分離されて光電変換素子で電気信号に変換され
る。

デイスク１を完全に平らに製作することは不可
能であるし、またモータ１０の回転軸に取付ける
際にも傾いて取付けられるのが普通である。従つ
て、記録面４はデイスク１の回転につれて上下に
変動することになる。正しく情報を読み出すため
には可動鏡８及び収束レンズ９は前述の記録面の
上下方向の変動及びピツト２のトラツクに正確に
追従して常に光束を記録面４上でかつトラツク上
に収束させなければならない。このためにデイス
ク１からの反射光が収束レンズ９によつて収束さ
れる途中に円筒レンズ１１を置き、その後にフオ
ーカス用受光素子１２と該受光素子１２を挟んで
一対のトラツキング用受光素子１７ａ，１７ｂを
トラツク方向において直線的に配置する。上記フ
オーカス用受光素子１２は第３図に示すように１
２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの４つの独立なエ
レメントからなり、分割線が上記円筒レンズ１１
の円筒中心軸にそれぞれ45゜の角度をなすように
配置されている。この円筒レンズ１１の母線を含
む面内とそれに直交する面内とでは、このレンズ
１１を透過する光線束が収束する光軸上の位置が
異なる性質を利用して受光素子１２の４つのエレ
メント１２ａ〜１２ｄの受光面上に投影される光
線束の形状を検出測定することにより、記録面４
と収束レンズ９の焦点位置との関係を判定してい
る。

すなわち、第４図ａに示す如く、入射光の収束
レンズ９による収束点が正確にデイスク１の記録
面上に位置したとき、反射光が円筒レンズ１１を
透過後に丁度ほぼ正方形（第４図ｂ）になる位置
に受光素子１２の受光面を配置する。その状態で
は、各エレメントの出力Va、Vb、Vc、Vdはそ
れぞれ等しく、よつて次式が成立する。

Va＋Vb＝Vc＋Vd 従つて第３図に示す如く、Va＋Vb及びVc＋Vd
を各差動入力とする差動増幅器１３の出力Ｖは零
となる。その結果、増幅器１４の出力及びレンズ
駆動装置１５の出力も零となるので、収束レンズ
９の位置は移動しない。

次に第５図に示す如く、記録面４の後部で入射
光が収束しているとき、すなわち記録面４と収束
レンズ９の距離が近いときには、受光素子１２の
受光面での光線の形状はｂの様になり、よつて
Va＋Vb＞Vc＋Vdとなり、差動増幅器１３の出
力ＶはＶ＜０となる。

一方、第６図に示すごとく、記録面４の前部で
入射光が収束しているときには、ｂに示す様な受
光面形状となり、よつてVa＋Vb＜Vc＋Vdとな
り差動増幅器１３の出力ＶはＶ＞０となる。

このように、受光素子１２の受光面での光線の
形状に応じた差動増幅器１３の出力を誤差信号と
し、増幅器１４で増幅した後駆動装置１５で変位
に変換し、ホルダー１６を介して収束レンズ９の
位置を制御することによつて自動フオーカス制御
が行なわれている。また、フオーカス用受光素子
１２を挟んでデイスク１のトラツク方向において
直線的に設けられた一対のトラツキング用受光素
子１７ａ，１７ｂのそれぞれの出力を入力とする
トラツキング駆動手段２０により可動鏡８の位置
決めを行うことによりピツト２のトラツク上に正
しく収束光を投射させるべくトラツキング制御が
行われている。

［従来技術の欠点］ かかるフオーカス及びトラツキングサーボ装置
においては、ピツト２のトラツク上に正しく収束
光が投射されている場合、すなわちトラツキング
が正しく行われている場合、ピツト２のトラツク
は、フオーカス用受光素子１２のエレメント１２
ａ，１２ｂ若しくは１２ｃ，１２ｄの受光面中心
を通る直線上に暗い縞として投影され、収束レン
ズ９のフオーカスがとれている限りVa＋Vb及び
Vc＋Vdを各差動入力とする差動増幅器１３の出
力は零となる。しかし、トラツキングが正しくな
されていないとVa＋Vb、Vc＋Vdに差が生じ、
受光素子１２の誤差信号となり、フオーカスサー
ボに悪影響を及ぼす。これを改善するためにデイ
スク１のトラツク方向に対して円筒中心軸が45゜
の角度をなすように円筒レンズ１１を配置する方
法が提案されている。しかしながら、一対のトラ
ツキング用受光素子１７ａ，１７ｂがフオーカス
用受光素子１２を挟んでデイスク１のトラツク方
向において直線的に設けられているために円筒レ
ンズ１１の中心軸がデイスク１のトラツク方向に
対して45゜の角度をなすことにより円筒レンズ１
１を経た一対のトラツキング制御用光束が一対の
トラツキング用受光素子１７ａ，１７ｂの受光面
に到達し得なく、よつていわゆる３ビーム方式に
よるトラツキング制御が行なえないという欠点が
あつた。

［発明の概要］ 本発明の目的は、上記した欠点を解消した光学
式情報読取装置のフオーカス及びトラツキングサ
ーボ装置を提供することである。

［発明の実施例］ 以下、本発明を詳細に説明する。

本発明による光学式情報読取装置のフオーカス
及びトラツキングサーボ装置は、基本的には第２
図に示した従来装置と同様であるが、円筒レンズ
１１の円筒中心軸１１ａが第７図に示すごとく、
ピツト２のトラツク方向矢印Ａすなわちデイスク
１の回転方向に対して45゜の角度をなしている。
また、フオーカス用受光素子１２は、エレメント
１２ａ，１２ｂ若しくは１２ｃ，１２ｄの受光面
中心を通る直線がトラツク方向（矢印Ａ）に対し
て45゜の角度をなすべく、すなわち例えばエレメ
ント１２ｃ，１２ｄの受光面中心を通る直線が円
筒中心軸１１ａに一致すべく配置され、一対のト
ラツキング用受光素子１７ａ，１７ｂは該円筒中
心軸１１ａに対して45゜の角度をなした線上に配
列されており、よつて一対のトラツキング用受光
素子１７ａ，１７ｂはトラツク方向に対して90゜
の角度をなすことになる。

かかる構成のサーボ装置において、正確にフオ
ーカスがとれている場合には、記録面４を経た光
束は、第７図において例えば３個の黒点で示す如
く、円筒レンズ１１の円筒面上にトラツク方向に
並んで光束１８ａ，１８ｂ，１８ｃが結像してい
る。また、円筒レンズ１１の焦点距離をｆとすれ
ば、円筒レンズ１１の主点と受光素子の受光面と
の距離Ｄは、一般的にＤ＝2fが最適値とされてい
る。従つて、円筒面上の３個の光束１８ａ，１８
ｂ，１８ｃは、円筒レンズ１１からＤ＝2fなる距
離にある受光面の位置ではトラツク方向と90゜の
角度をなした線上にそれぞれほぼ正方形の形状で
19a，19b，19cとして位置する。よつてフオーカ
ス用光束１８ａはフオーカス用受光素子１２の受
光面上に１９ａとして投影され、トラツキング用
光束１８ｂ，１８ｃはそれぞれ一対のトラツキン
グ用受光素子１７ａ，１７ｂの受光面上に１９
ｂ，１９ｃとして確実に投影される。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、フオーカス用制御光束とト
ラツキング制御用の一対の光束とをその一対の光
束が円筒中心軸１１ａから離間して円筒レンズ面
に入射すべく円筒中心軸１１ａがデイスク１の回
転トラツクに対して45゜の角度をなすように円筒
レンズ１１を設け、フオーカス用受光素子１２の
エレメント１２ａ，１２ｂ若しくは１２ｃ，１２
ｄの受光面中心を通る直線の円筒中心軸１１ａに
一致させると共に一対のトラツキング用受光素子
１７ａ，１７ｂを該円筒中心軸１１ａに対して所
定の角度をなした線上に配列することにより、３
ビーム方式による確実なフオーカス制御及びトラ
ツキング制御が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はビデオデイスクの形状を示す図であ
り、ａは一部平面図、ｂは一部断面図、第２図は
従来のフオーカス及びトラツキングサーボ装置の
概略図、第３図は受光素子及び差動増幅器との関
係を示す図、第４図ａは第２図において記録面に
収束点が合つている場合の円筒レンズと受光素子
との関係を示し、ｂは受光素子の受光面上の光線
束の形状を示す図、第５図ａは第２図において記
録面が収束レンズに近づいた場合の円筒レンズと
受光素子との関係を示し、ｂは受光面上の光線束
の形状を示す図、第６図ａは第２図において記録
面が収束レンズと離れた場合の円筒レンズと受光
素子との関係を示し、ｂは受光面上の光線束の形
状を示す図、第７図は本発明によるフオーカス及
びトラツキングサーボ装置における円筒レンズと
フオーカス用受光素子とトラツキング用受光素子
との位置関係を示す図である。 １……デイスク、２……ピツト、３……可動
鏡、９……収束レンズ、１１……円筒レンズ、１
２……フオーカス用受光素子、１３……差動増幅
器、１５……駆動装置、１７ａ，１７ｂ……トラ
ツキング用受光素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ デイスクの記録面上に照射光束を収束する収
   束レンズと、前記デイスクのトラツク上に前記収
   束レンズによる照射光束の収束点を位置せしめる
   光束偏向手段と、該記録面を経たフオーカス制御
   光束とトラツキング制御用の一対の光束をその一
   対の光束がその円筒中心軸から離間されて円筒レ
   ンズ面に入射すべく前記デイスクのトラツク方向
   に対してその円筒中心軸が45゜の角度をなして設
   けられた円筒レンズと、ほぼ直交する２本の直線
   上にその受光面中心が配列された４つの独立な受
   光素子からなり前記円筒レンズより所定距離離れ
   た位置において前記円筒レンズを経たフオーカス
   制御用光束を受光するフオーカス用受光手段と、
   前記円筒レンズを経たトラツキング制御用の一対
   の光束を受光すべく前記フオーカス用受光手段を
   挟んでその受光面が前記フオーカス用受光手段の
   受光面と同一面上に位置して直線的に配列された
   一対のトラツキング用受光素子と、前記フオーカ
   ス用受光手段の出力に応答して前記収束レンズに
   よる照射光束の収束点を前記デイスクの該記録面
   上に位置せしめるように調整する手段と、前記一
   対のトラツキング用受光素子の出力に応答して該
   収束点を前記デイスクのトラツク上に位置せしめ
   るべく前記光束偏向手段の位置を調整する手段と
   を有し、前記フオーカス用受光手段は該２本の直
   線の一方が前記円筒レンズの円筒中心軸に一致す
   べく配置され、前記一対のトラツキング用受光素
   子は該円筒中心軸に対して所定の角度をなした線
   上に配列されたことを特徴とする光学式情報読取
   り装置のサーボ装置。