JPS5817975B2 - コウガクテキジヨウホウヨミトリソウチニオケル ジドウシヨウテンソウチオクドウスルクドウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は映像及び音声の如き情報を円盤状情報媒体上に
光学的形態に記録し、円盤状情報媒体照射後の光ビーム
の光学的変化により情報を読みとる光学的情報読み取り
装置における自動焦点装置を駆動する駆動装置に関する
ものである。

即ち、この種のものでは焦点制菌の精度を向上させるた
め、円盤状情報媒体の上下変動に対して、円盤状情報媒
体照射後の光ビームを、光電変換素子の受光面で大幅に
動くように設計し、光電変換素子の出力信号レベルの変
化度合を太き（することが望ましい。

従って、装置に衝撃が加わると、円盤状情報媒体が急激
に上下変動して焦点制御はずれを起し、円盤状情報媒体
照射後の光ビームも光電変換素子の受光面上で大幅に横
動する。

しかもこの状態で円盤状情報媒体が自動焦点装置を円盤
状情報媒体半径方向に送る送り装置に対して水平に保持
されていないと、衝撃後の円盤状情報媒体を照射する光
ビームは光電変換素子の受光面よりはずれた状態を維持
しつづけたり、または光ビームのごく一部のみが光電変
換素子の受光面に入射することがある。

このような受光レベル状態では光電変換素子の出力信号
により焦点制御を行なうための自動焦点装置を駆動する
ことができなくなり、情報の再生は不可能になる。

従って、本発明は上記の事項を考慮して、光電変換素子
の受光レベルが主側（財）回路により自動焦点装置を１
駆動することができないレベル状態の時に作動する補助
制御回路により強制的に自動焦点装置を駆動し、一時的
に自動焦点装置に焦点制御を行わせ、円盤状情報媒体照
射後の光ビームを光電変換素子の受光面上に位置せしめ
ることにより、再び光電変換素子の受光レベルが自動焦
点装置を１駆動可能なレベルになるようにし、常時自動
焦点装置に焦点制御を行わせることを目的とする。

以下本発明の好適な実施例を図面に従い説明する。

第１図は円盤状情報媒体（以下単に円盤と呼ぶ）の一例
を示すもので、円盤１０表裏面には情報トラック２によ
り情報が記録されている。

第２図には、その記録状態の一例として、円盤１に記録
された情報トラック２の極く一部分な示しである。

ここでは便宜上、情報トラック２は、光学的な高反射領
域３に低反射領域４の小ビット５を配夕１ルて構成して
あり、この小ビツト５０円盤の半径方向の幅５ａは一定
であり、トラック方向の長さ５ｂと間隔５ｃが異なる事
により、画像及び音声等の信号が記録されている。

しかし本発明において、その記録状態は上記の一例に限
られることなく、低反射領域中に高反射ビットを設けて
もよ（、また光透過領域中に光吸収小ビットに設けるも
の、その反射構造のもの、あるいは特開昭４７−２６０
４１号に記載されたごとき、反射面上に４分の１波長差
の段差による小ビットに設けたもの、または上記方法を
組合せたものでもよい。

次にこの様にしてできた円盤１からの情報を読みとるの
に使用する機械的構成を第３図に示す。

円盤１は、はぼ一定速度（ＮＴＳＣ方式のビデオ信号で
は、毎秒３０回が最も望ましい）で回転するようにモー
ター６で駆動されろターンテーブル７の上に置かれてい
る。

読み取りの為の光ビーム発生装置８（良好なＳＮ比を得
る為にはレーザーが望ましい）からの光ビーム９は反射
鏡１０を経て、ピックアップ装置１１に至る。

このピックア。ツブ装置１１の概要は第４図に示す通り
であり、光ビーム９を微小角度偏向し情報トラック２に
正確に照射する為のビーム偏向装置１２、光ビーム９を
収束させる収支レンズ１３を有し円盤１上でのビームス
ポット１４の照射径を一定範囲に保つ。

為の自動焦点装置１５等により構成されている。

このピックアップ装置１１は、送り用モーター１１６に
よって駆動される送り伝達装置１７により軌面にそって
、円盤１の半径方向に往復する。

またピックアップ装置１１には、円盤１を照射した。

後の光ビーム９を電気信号に変換する差動フォトダイオ
ードを使用した光電変換素子（以下の説明では差動フォ
トダイオードと称す）１８が設けられている。

まずビーム偏向装置１２について、第５図ａ、４ｂに従
い説明すると、基板１９に中間孔２０を有する同方向に
分極された永久磁石２１ ａ 、２ ｌ ｂを固定し、
この永久磁石２１ａ、２１ｂの間に一本の導線２２より
なるコイルボビン２３，２４を上下に距離をおいて固定
し、コイルボビン２３゜２４０磁化方向は同じにしてお
（。

このコイルボビン２３，２４０中心及び永久磁石２１ａ
、２１ｂの中間孔２０を通るように菱形の振動子２５を
配し、振動子２５の中央に振動軸２６な貫通し、この振
動軸２６の一部に反射鏡２７を固定している。

さらに振動軸２６の一部に狭部２８を形成し、この軸２
６の一端を基板１９のつい文部１９ａに固着し、また他
端にピボット軸受２９を形成し、このピボット軸受２９
を基板１９の他端のつい文部１９ｂに固定した針状部材
３０に轟接し、振動軸２６の回転中心を出し、しかもこ
の軸２６が可回動になるように保持し、前記導線２２よ
り入力を与えると、コイルボビン２３，２４は振動子２
５を磁化させる。

この振動子２５の磁化される方向は、入力の電流の流れ
る方向によって異なり、また磁化力は電流量によって異
なり、振動子２５と永久磁石２１の間に働く力の大小、
方向の違いが生じる。

上記の入力が入ると振動子２５によって振動軸２６は回
転され、振動軸２６自体の剛性とつり合うまで回転する
。

このつり合いを敏感に反応させるために振動軸２６の一
部に狭部２８を設けている。

本装置においては、振動軸２６が基板１９に直接固定さ
れ、かつコイルボビン２３，２４０真中に振動軸２６を
確実にセットできるため、確実、かつ強固に振動軸２６
が保持され、また振動軸２６に作用する左右、上下方向
の力は軸自身によって制御され、回転力のみになり、反
射鏡２γの傾むきによ′つて制御される光ビーム９は一
次元的な動きを示し、制御解析をする上で有効である。

次にビーム偏向装置によるトラッキング制御方法につい
て説明する。

今、映像及び音声の如き情報を、パルス周波数変調、パ
ルス巾変調のごとき、搬送波振幅を変化させない変調な
施して記録した情報トラック２を照射した後の反射ビー
ム出力は、円盤１上でのビームスポット１４の大きさが
一定であるとすると、ビームスポット１４と情報トラッ
ク２の位置関係が安定している時、第６図のように差動
フォトダイオード１８により読みとる事ができる。

またビームスポット１４と情報トラック２の位置関係が
変動している場合は第７図のようになる。

すなわち、第６，７図の３１は円盤１の高反射領域３か
ら反射された光ビーム９より得られろ差動フォトダイオ
ード１８の出力であり、３２は円盤の低反射領域４によ
り構成される小ピッラド５により得られる出力レベルで
ある。

つまりビームスポット１４が高反射領域３にかたよると
３２は高出力になり、逆に低反射領域４に入りすぎると
３２は低出力になる。

これらの出力レベルの差を用いる事によりビーム偏向装
置１２によってビームスポット１４が情報トラック２と
離反しないように制御する。

この制御方法のブロック図を第８図に示す。すなわち、
差動フォトダイオード１８からの出力は、増幅回路３３
で増幅され、出力レベル３１の部分と３２の部分を分離
すべく、基準出方との差出力を取出す等の方法で構成さ
れる分離回路３４を通り出力レベルの部分の出力のみに
なる。

次に包絡線出力を得る回路３５により包絡線出力を得た
後に、ビームスポット１４の情報トラック２に対する基
準設定位置に対応する第２の基準出力との差を得るレベ
ル調整部３６によりトラッキング信号として取出される
。

取出された信号は、フィルター等で高周波雑音を取除か
れる場合もあるが、ビーム偏向装置１２を作動し、ビー
ムスポット１４の制御を行う。

しかしながら、円盤１の製作上及び取扱い上から表面の
反射率は、円盤１の各部で相当具ったものになっている
もので、著しい場合には信号レベルよりも大きな変動を
示す事があり、第９図に示すごとく反射率の低い部分で
は３２ｂ、高い場合は３２ａのごとくなる。

また光ビーム発生装置８の出力が変動しても同様の結果
となる。

すなわち全光出力に対する信号分光出力め比はほぼ一定
であるが、この波形をそのまま前述の制御入力として用
いると、全光出力の変動分による影響を強く受け、正確
に情報トラックセと一致させる様な偏向制御は不可能と
なる。

そのため第１０図のごとき制御方法を用いる。

すなわち、差動フォトダイオード１８からの出力を高域
フィルター３７に通すと、パルス分のみになる。

このパルス分出力を包絡線検波回路３８に入れ包絡線出
力を得た後に、前述の第８図と同様に基準出力との差を
得るレベ・ル調整部３６によりトラッキング信号として
取出すことができる。

また前記パルス分の段階で出力は分岐され、増幅回路３
９にて増幅され、レベルカット回路４０あるいは整形回
路４１にて正常の映像信号として検出される。

以上のようにして得られた偏向制御用の出力を、更に積
分回路を通し、−、この出力を円盤１回転に対して半径
方向Ｃのトラック１ピツチの送りをなす送り用モーター
１６０基準出力に加算して、ピックアップ装置１１の送
り速度を制御する。

次に自動焦点装置１５について説明する。

第１１図は自動焦点装置１５の一実施例を光ビーム９の
光軸経路で示したもので、光ビーム発生；装置８からの
光ビーム９を第ルンズ４２、反射板４３を経た後、収束
レンズ１３の光軸からずらした位置に入射し、収束レン
ズ１３によって円盤１上に収束させてビームスポット１
４を形成させる。

この円盤１への入射ビーム９ａが円盤１上で・収束して
いる時、円盤１からの反射ビーム９ｂが再び収束レンズ
１３を通り、差動フォトダイオード１８の中央に照射ス
ポット４４を形成するように、差動フォトダイオード１
８を前記反射板４３に固定して配置する。

この差動フォトダイオード１１８は第１２図に示すよう
に２つの光検出素子１８ ａ 、１８ ｂを接合したも
ので、前述の如（円盤１上のビームスポット１４が充分
に収束されている場合は、照射スポット４４は差動フォ
トダイオード１８の２つの光検出素子１８ ａ、１８
ｂの接合部１８ｃにより２等分されるから、両光検出素
子１８ａ、１８ｂの出力差はない。

ところが円盤１が上下動すると、光ビーム９の収束位置
は円盤１上でずれ、反射ビーム９ｂは収束レンズ１３に
より角度が変化し、差動フォトダイオード１８の接合部
１８ｃよりはずれた位置に照射スポット４４を形成する
。

つまり第１１図に示す如く、円盤の上下変動位置Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄに対して、照射スポット４４は差動フォトダイ
オード１８の受光面方向にａ、ｂ、ｃ、ｄのようにずれ
る。

従って両光検出素子１８ ａ ｔ １８ ｂに出力差を
生じ、第１２図に示す如くこの出力差をそれぞれアンプ
４５．４６により増幅し、主制御回路Ｍを構成する差動
アンプ４７で差出力を取り出し、位相補償回路４８で位
相補償を行い、アンプ４９で増幅して自動焦点装置１５
に入力する。

よって自動焦点装置１５は作動し、自動焦点装置１５の
収束レンズ１３は円盤１に対して垂直方向に移動して、
円盤１上に光ビーム９を収束させるように焦点制御が行
われる。

またこの場合、差動フオトダイオード１８の接合部１８
ｃの方向を円盤１の上下変動に対する反射ビーム１２ｂ
の移動方向に対し、直角になるように配置すれば、照射
スポット４４の最小移動距離で最大の出力差を得ること
ができ、高精度の焦点制御を行うことができる。

ここで焦点制御について更に説明すると、情報読み取り
中に装置が衝撃を受けて円盤１の急激な上下変動が生じ
ると、円盤１を照射す坦光ビーム９に焦点はずれが生じ
、この状態で円盤１が自動焦点装置１５を円盤１半径方
向に送る前記送り伝達装置１７に対して水平に保持され
ていないと、焦点はずれの状態は断続して、円盤１照射
後の光ビーム９の照射スポット４４が差動フォトダイオ
ード１８の受光面よりはずれた状態を維持しつづけ、光
ビーム９を受光する差動フォトダイオード１８の受光レ
ベルは低下するか又はゼロとなる場合がある。

通常照射スポット４４は第１３図ａに示す如（円盤１の
上下変動に応じて、差動フォトダイオード１８の受光面
を横切って反復移動するため差動フォトダイオード１８
の受光レベルは高く、この時第１３図すに示す差動フォ
トダイオード１８の自動焦点装置１５を駆動できる出力
レベルをもった出力信号により、自動焦点装置１５の収
束レンズ１３の位置を制御して焦点制御が行われるか、
または前述した如く、照射スポット４４が第１４図ａの
破線で示したように差動フォトダイオード１８の受光面
よりはずれた所で反復移動を繰り返えす場合には、照射
スポット４４の一部が差動フォトダイオード１８に照射
した時の第１４図すの破線で示す出力レベルをもった差
動フォトダイオード１８の出力信号により、収束レンズ
１３の位置を制御して焦点制御を行い、光ビーム９を円
盤１上で収束させることにより、照射スポット４４は必
ず反復移動過程で差動フォトダイオード１８の受光面に
もどり、照射スポット４４の反復移動状態は第１３図の
如き状態に復帰する。

しかし乍ら、前述の如（衝撃により焦点はずれを起し、
しかも第１５図に示す如く円盤１が送り伝達装置１７の
移動軌跡Ｚに対して水平に保持されていない場合では、
情報読み取り開始時に、円盤１上×の所で円盤１よりＴ
の距離の所（機械的設定位置Ｓに自動焦点装置１５の焦
点レンズ１３は位置し、焦点レンズ１３の焦点距離がＴ
に等しいとき円盤１の上下変動に応じて焦点レンズも上
下動しながら焦点制御を開始し、自動焦点装置１５は送
り伝達装置１７により円盤１半径方向に移動する。

自動焦点装置１５が移動して円盤１上Ｙの所に位置した
時には、焦点レンズ１３は円盤１の上下変動に応じて上
下動しながら円盤１よりほぼＴの距離だけ離れた所に位
置するが、この時装置に衝撃が加って円盤１が大幅に上
下変動して焦点はずれを起し差動フォトダイオード１８
の受光面より照射スポット４４がはずれると、自動焦点
装・置１５の焦点レンズ１３は前記機械的設定位置Ｓに
位置する。

この状態を生じる時に円盤１の傾むく方向により、円盤
１と焦点レンズ１３との距離Ｒは情報読み取り開始時の
距離Ｔに比べて極めて小さくなるか又は大きくなり、照
射スポット４４は第１４図に示す如く差動フォトダイオ
ード１８の受光面よりはずれてしまう。

照射スポット４４が差動フォトダイオード１８の受光面
よりはずれた状態において、もし照射スポット４４が差
動フォトダイオード１８に入射することなく、円盤１□
の上下変動に伴って差動フォトダイオード１８の受光面
領域外で反復移動を繰り返えした時には、差動フォトダ
イオード１８の出力はゼロとなり、自動焦点装置１５を
駆動できな（なる。

また反復移動過程で第１４図ａにおいて実線で示す照射
スポット４４の一部が差動フォトダイオード１８を照射
しても、この時第１４図すにおいて実線で示す差動フォ
トダイオード１８の出力信号レベルが小さげれば自動焦
点装置１５を１駆動できない状態が生じる。

従って、前述した自動焦点装置１５を１駆動するための
駆動回路には、受光レベルの低い状態におげろ差動フォ
トダイオード１８の出力信号により自動焦点装置１５を
強制的に、駆動させるための信号を発生させる前述した
主制御回路Ｍとは別に補助制御回路５０が必要となる。

以下にこの補助制御回路５０の一実施例について説明す
ると、前記光検出素子１８ａ 、ｉｓｂのそれぞれの出
力を和回路５１により和の信号として取り出し、この和
の信号が前記差動アンプ４７の出力信号により自動焦点
装置１５を１駆動不能な状態を示す出力レベル以下の時
に、和の信号によりＯＮされるスイッチング回路５２と
、このスイッチング回路５２がＯＮ状態の時に作動して
自動焦点装置１５を強制的に駆動するための正弦波信号
を発生する７駆動信号発生装置５３と、この駆動信号発
生装置５３の出力信号を増幅するアンプ５４とで補助制
御回路５０を構成する。

以下差動フォトダイオード１８の出力信号により自動焦
点装置を駆動する方式について更に詳述する。

照射スポット４４が第１３図ａの如く差動フォトダイオ
ード１８の接合面１８ｃを横切って、円盤１の上下変動
により反復移動している時は差動フォトダイオード１８
の受光レベルは高く、駆動フォトダイオード１８の出力
信号で作動する主制御回路Ｍにより、自動焦点装置１５
は駆動され、円盤１の上下変動に相対して収束レンズ１
３も上下方向に移動し、焦点制御が開始され継続されて
いる。

もし前述した如き原因により、照射スポット４４が急激
に差動フォトダイオード１８の受光面よりはずれ差動フ
オトダイオー−ド１−８の受光レベルが低下すると、差
動フォトダイオ−、ド１８の、、出力がゼロとなるか、
または自動焦点装置１′５を駆動することの出来ない出
力レベルしか示さない状態が継続した時に４戦差動フォ
トダイオード１８の出力信号により自動焦点装置１５を
制御できなくなる。

従ってこの場合には、和回路５１の出力レベルが、自動
焦点装置１５を１駆動できない差動フォトダイオード１
８の出力レベル以下になると、補助制御回路５０のスイ
ッチング回路５２はＯＮ状態となったスイッチング回路
５２の出力信号により駆動信号発生装置５３は作動し、
駆動信号発生装置５３の出力はアンプ５４ヤ増幅された
後、自動焦点装置１５に久方され、自動焦点装置１５は
正弦波信号により強制的に作動、される。

この時自動焦点装置１５の収束レンズ１３が上下に移動
する過程で、焦点距離の所に円盤１が位置するようにな
る。

円盤１が収束レンズ１３の焦点距離に位置すると、照射
スポット４４は差動フすトダイオード１８−の営、光面
を照射し、再び差動フォトダイオード１８の出力信号に
より自動焦点装置１５は駆動される。

尚、本発明の上記実施例では和回路５１の出力信号によ
り補助側（財）回路５０を制御したが、和回路５１を用
いることなく、差動アンプ４７の出力信号により補助制
御回路５０を制御することも可能である。

また補助制御回路５０をスイッチング回路５２、駆動信
号発生装置５３、アンプ５４により構成したが、補助制
御回路５０のアンプ５４を主制御回路Ｍに設げたアンプ
４９と共用しても良く、さらに上記実施例では１駆動信
号発生装置５３により正弦波の出力を取り中して自動焦
点装置１５の収束レンズ１３な円盤１に垂直な方向へ上
下動させたが、差動フォトダイオード１８の受光面上で
の照射スポット４４のずれる方向が必ず一方向となるよ
うに装置を構成した場合には、駆動信号発生装置５３に
より自動焦点装置１５に直流バイアス信号を加えるよう
にしても良い。

以上本発明は差動フォトダイオードの受光レベルが差動
フォトダイオードの出力信号により自動焦点装置な駆動
できないレベル状態の時、この光電変換素子の受光レベ
ル状態で作動する補助制御回路により自動焦点装置を１
駆動するように構成したものであり、情報読み取り開始
時に焦点ズレを起してい木場合や、装置に衝撃が加わる
ことによ、・、り照射スポットが差動フォトダイオード
の受光面゛よりはずれた状態を維持しつづけた場合等に
おいても、補助制御回路により自動焦点装置を駆動す□
ることができるので、蕾に自動焦点装置の駆動を可能に
し、情報の再生を確実に行うことのできる光学的情報読
み取り装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円盤状情報媒体の説明平面図、第２図は円盤状
情報媒体の記録状態を示す拡大図、第３図は読み取り装
置の全体側面図、第４図はピソクアレ−プ装置の略図、
第５．図ａはビーム偏向装置の側面図、ｂはａのＡ−Ａ
線断面図、第６図、第７図は差動フォトダイオードより
得られる出力波形図、第８図は出力波形より、ビームス
ポットと情報トラックとの位置ずれ情報を分離する電気
的方法のブロック図、第９図は円盤状情報媒体の反射光
による差動フォトダイオードへの出力への影響を示す出
力波形図、第１０図は出力波形より、ビームスポットと
情報トラックとの位置ずれ情報を分離する電気的方法の
ブロック図、第１１図は自動焦点装置を示す図、第１２
図は差動フォトダイオードも出力信号により自動焦点装
置を１駆動する電気的ブロック図、第１．３図＝、ｂ、
第１４図ａ。 ｂは差動フォトダイオードと照射ビームの位置と差動フ
ォトダイオードの出力信号のレベル状態を示す図、第１
５図は照射スポットが差動フォトダイオードの受光面よ
りはずれる状態を説明する図。 １・・・・・・円盤状情報媒体、２・・・・・・情報ト
ラック、９・・・・・・光ビーム、９ｂ・・・・・・反
射ビーム、１３・・・・・・収束レンズ、１４・・・・
・・ビームスポット、１５・・・・・・自動焦点装置、
１８・・・・・・差動フォトダイオード、１８ｃ・・・
・・・接合面、４４・・・・・・照射スポット、５０・
・・・・・補助制御回路、Ｍ・・・・・・主制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 映像及び音声等の情報を円盤状情報媒体１上に同心
   円もしくは螺線状の情報トラック２をもって光学的形態
   に記録し、前記円盤状情報媒体１に光ビーム９を収束レ
   ンズ１３を介してビームスポット１４として照射し、そ
   の照射した際の光学的変化により情報を読みとるものに
   おいて、前記収束レンズ１３の光軸からずらせて光ビー
   ム９を円盤状情報媒体１に入射し、収束レンズ１３０円
   盤状情報媒体１に対する焦点ずれにより、円盤状情報媒
   体１からの反射ビーム９ｂの照射スポット４４を差動フ
   ォトダイオード１８の接合面１８ｃな基準にして移動さ
   せ、差動フォトダイオード１８からの差出力により焦点
   ずれ信号を検出し、この差出力に従い作動して、前記収
   束レンズ１３を移動させる自動焦点装置１５を制御する
   主制御回路Ｍと、前記差動フォトダイオード１８におけ
   る受光レベルが低下すると前記主制御回路Ｍに換わり作
   動して、前記収束レンズ１３を上下動させるように自動
   焦点制御１５を制御する補助制御回路５０との２系統に
   て自動焦点装置１５を制御することを特徴とする光学的
   情報読み取り装置における自動焦点装置を、駆動する１
   駆動装置。