JPS6025947B2 - 光学的再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、盤状記録媒体（以下ディスクと呼ぶ）に光ビ
ームを投射して情報信号の議取りを行う光学的再生装置
に関し、更に詳細には、標準再生と特殊再生（例えば静
止画再生や逆方向再生）との両方を良好に行うことが可
能な光学的再生装置に関する。

最近開発された光学的再生装置の１例を第１図〜第３図
を参照して説明する。

情報信号が例えば渦巻状トラック形態で記録されたディ
スク１をモータ２によって例えば１８０比・ｐ・ｍの一
定速度で回転すると共に、光ビーム投射装置３から光ビ
ーム４をディスク１上に投射し更に光ビーム投射装置３
を送り装置５によってディスク半径方向に送ってディス
ク上に光ビーム４で渦巻状に走査しつつ信号を謙取るよ
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凹レンズ７、ビームスプリッタ
８、１′４入板９、光ビーム微小移動用回動ミラー１０
、及び集光レンズ１１を介して収束された再生用光ビー
ム４となり、この光ビーム４がディスク１上に投射され
る。ディスク１の記録トラック上を光ビーム４で走査す
れば、記録信号の有無に対応した反射光ビーム１２が得
られ、この反射光ビーム１２が集光レンズ１１、回動ミ
ラー１０、１′４＾板９、及びビームスプリッタ８を介
して記録信号検出用光検出器１３に至り、ここで電気信
号に変換されて復調回路に送られる。第１図の装置で使
用されるディスク１は一般に第２図及び第３図に示す如
く、光学的凹み即ちビット１４によって映像信号又は音
声信号のような情報信号を渦巻状トラック形態にＦＭ記
録したものである。

尚このディスク１に於けるビット１４の幅は約１山ｍ、
ビットの深さは約１／４＾（ここで＾はしーザ光の波長
）、ビットの長さはビデオディスクの場合には内側と外
側とによって差があり、例えば１．５〜６仏である。ビ
デオディスクの場合には第２図の点線１５で示す部分が
テレビ信号の垂直同期期間となり、ビット１４の配列か
ら成るトラック１４ａの半周で１フィード、トラック１
４ａの１周で１フレームを構成する。ビット１４で情報
信号を記録するビデオディスク１は一般に第３図に示す
ようにビット１４に対応した凹凸面を有する透明樹脂層
１６と該樹脂層の凹凸面を被覆された反射膜１７と該反
射膜を保護する保護膜１８とから成る。上述の装置に於
いては情報信号が記録されているトラック上を忠実に光
ビームで走査しなければならない。

走査子として針を使用して溝を針で走査する接触型ディ
スクプレーャには特別にトラツキング機構を設ける必要
はないが、走査子として光学装置を使用した上述の如き
非接触型ディスクブレーキに於いては機械的案内されな
いため、特別にトラッキング機構を設ける必要がある。
そこで、再生用光ビーム４が所定トラック１４ａのビッ
ト１４上に投射されているか否かは、第２図に示す如く
再生用光ビーム４と所定の幾可学的位置関係を有するト
ラッキング用光ビーム１９，２０をディスク１上に光ビ
ーム投射装置３から投射し、その反射光を検出すること
によって知る。トラッキング用光ビーム１９，２０は再
生用光ビーム４が正常の位置の時にトラック１４ａ即ち
ビット１４の中心に位贋せず、先行するトラツキング用
光ビーム１９はビット１４の下（内周側）に偏よって位
置し、後行するトラツキング用光ビーム２０はビットの
上（外周側）に偏よって位置する。尚、再生用光ビーム
４とトラツキング用光ビーム１９，２０とは夫々光ビー
ム投射位直３のディスク半径方向への変位に追従してデ
ィスク半径方向に変位し、又、回動ミラー１０の回動に
よってもディスク半径方向に変位する。再生用光ビーム
４及びトラッキング用光ビーム１９，２０が所望の位直
に投射されているか否かの検出及び該検出に基づく制御
は第４図に示す装置で行う。

第４図に於いて、２１はビーム１９の反射光を検出する
光電変換器であり、２２はビーム２０の反射光を検出す
る光電変換器である。これ等の光亀変換器２１，２２か
ら得られる夫々のビーム反射出力はプリアンプ２３，２
４で夫々増幅された後にバンド・パス・フィル夕２５，
２６に夫々送られ、ここで情報信号の記録周波数に対応
した帯域の高周波成分艮０ち、ビットの配列に対応して
変化する断続的信号のみが抽出される。フィル夕２５，
２６から得られる夫々の高周波断続信号はＡＭ検波器２
７，２８によって例えば包絡線検波され、これによりビ
ット１４が断続的に配列されたＦＭ記録トラック１４ａ
上に光ビーム１９，２０を投射してその反射出力を得て
いるにも拘わらず、ビット１４が連続的に配列されてい
るトラック上を光ビーム１９，２０で走査した時の反射
出力と同様な出力となる。ＡＭ検波器２７，２８の夫々
の出力は差動増幅器２９の入力となり、これ等の入力の
差分がビーム位置検出信号として出力される。もし、ト
ラッキング用光ビーム１９，２０が正常な位置に投射さ
れていれば、ビット１４上を同一条件で走査するので、
反射出力は互に等しく、差敷増幅器２９の出力は零であ
る。しかし、第２図で上又は下に変位すれば、光ビーム
１９，２０のスポットのビット１４にかかる量が異なり
、反射出力に差が生じる。そのため、差鱗増幅器２９か
ら正又は負の出力が発生する。ところで、トラック１４
ａは第２図に示すように渦巻状であるので、もしディス
ク１は回転させるが、光ビーム４はディスク半径方向に
移動させないで、光ビーム走査を開始すれば、光ビーム
が渦巻状トラック１４ａから外れる。そこで、差鰯増幅
器２９の出力を調整用抵抗３０と積分用のロー・パス・
フィル夕３１と駆動アンプ３２とを介して送り装置５の
ＤＣモ−夕３３に付与することによって、光ビーム４，
１９，２０がトラック１４ａの所定位置に投射されるよ
うに光ビーム投射装置３をディスク半径方向に変位させ
る。モータ３３の応答が速ければモータ３３による光ビ
ーム投射装置３のディスク半径方向への送りのみによっ
てトラッキングが可能である。しかし、モー夕３３の応
答は遅いので、これを補償するため応答の速い回動ミラ
ー１０を設け、差敷増幅器２９の出力で回動ミラー１０
を回動させ光ビーム４，２９，２０を所望のトラック上
に投射する。回動ミラー１０に．よる光ビームの位置調
整は、差動増幅器２９の出力を調整抵抗３４と加算器３
５と駆動アンプ３６とを介して永久磁石中に配されたコ
イル３７に付与し、回動ミラー１０を回動させることに
よって達成している。回動ミラー１０を回動させる装置
は、検流計の指針の代りに回動ミラー１０を設けたよう
な構造であり、コイル３７に正又は負の電流を流すとコ
イル３７に連結された回動ミラー１０がコイル３７と共
に時計方向又は反時計万向に回動して光ビームを変位さ
せ、コイル３７の電流が無くなると回動ミラー１０はバ
ネで中立位置に戻り、ビームもこれに対応した位置にな
るように構成されている。上述の回敷ミラー１０は応答
が速いので、光ビーム位置の微調整及び光ビームの別の
トラックへの転移（ジャンピング）に使用される。第４
図に於いて、加算器３５に接続されたジャンピングパル
ス発生器３８は、スチール、スロー、逆方向等の特殊再
生を行う場にジャンピングパルスを発生するものであっ
て、端子３９から付与される垂直同期信号に同期してジ
ャンピングパルスを発生する。ジヤンピングパルスが発
生すると、回動ミラー１０は光ビームを所定の隣接トラ
ック上に転移させる。ところで、上述の如き装置で標準
再生を開始すれば、回動ミラー１０の駆動電圧は最初は
零であるが光ビーム走査が進むに従って光ビーム４を渦
巻状トラックに追従させるために第５図に示す如く徐々
に大きくなり、ある時点で例えば十１ボルトになる。

回動ミラー１０のみでは光ビーム４のディスク半径方向
全範囲の移動をカバーすることが出釆ないので、回動ミ
ラー駆動電圧（バイアス電圧）が十１ボルトになると、
送り装置のモータ３３が例えば十１ボルトに対応した電
圧で駆動されて送り装置５が作動し、これにより回敷ミ
ラー１０を含む光ビーム投射装置３がディスク半径方向
に徐々に送られる。従って回敷ミラー駆動電圧の中心値
は第５図に示す如くし以後は十１ボルトとなる。静止画
再生（スチール再生）時には、光ビームのディスク半径
方向への送りがトラック１周分（１ピッチ）のみでよい
ので、回動ミラー１０のみで光ビームが移動される。

従って、第６図Ａに示す１フレーム毎に発生するジャン
ピングパルスに同期して回動ミラー駆動電圧が第６図Ｂ
に示す如く０ボルトを中心にして鏡歯状に変化し、例え
ば第２図のａ点からｃ点まで光ビーム走査したらｃ点か
らａ点に転移し、再びａ点からｃ点まで走査する。尚こ
の時には送り装置５による送りは停止している。逆方向
再生時には、第７図Ａに示す如く１フィールド毎にジャ
ンピングパルスが発生し、１フィールド（半周）走査毎
に隣りのトラックに光ビームが移る。

例えば第２図で外周から内周に向う方向が逆方向である
とすれば、ｄ点からｅ点までの１フィールド分を走査し
たら、ｅ点からｃ点に光ビームを転移してｃ点からｄ点
まで走査する。ｄ点に至ったらｄ点からｂ点に光ビーム
を転移してｂ点からｃ点まで走査する。従って、回動ミ
ラー駆動電圧は第７図Ｂに示す如く１フィールド毎の鋸
歯状波となり、送り装置５は光ビーム投射装置３を標準
（正万向）再生時と逆方向に移動させなければならない
ので、送り装置５の直流モータ３３には負の樋性の電圧
例えば一１ボルトがＥＯ力ｏされ、一１ボルトに対応し
た送りがなされる。このため、回動ミラー駆動電圧は例
えば一１ボルトを中心に鋸歯状に変化し、逆方向に画像
が次々に再生される。また１／２スロー正方向再生の時
には、２フレーム走査したら１フレーム戻るような動作
となり、例えば送り装置５の送りモータ３３が０．５ボ
ルトで駆動され、回動ミラー駆動電圧が例えば０．５ボ
ルトを中心にした鋸歯状となる。

上述から明らかなように、回動ミラー１０の中心電圧は
、モードによって変化する。

即ち、正方向標準再生時には十１ボルトであり、スチー
ル再生時には０ボルトであり、逆方向再生時には一１ボ
ルトであり、１／２スロー再生時にや０．５ボルトであ
る。ところで、集光レンズ１１は回動ミラー１０に対し
て固定的に配されているので、回動ミラー駆動電圧の変
化による回動ミラー１０の回敷角の変化により、光ビー
ム４が集光レンズ１１から外れないようにしても、夫々
のモードで異なる位置を通過することになる。このため
集光レンズ１１の中心を通らない時にはしンズの収差で
信号読取りの性能が低下した。そこで、本発明の目的は
、信号論取りのモードが変化しても回動ミラーの回敷中
心角を略−定に保つことが可能な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、所定のトラック形
態に信号が記録された盤状記録媒体を回転する記録媒体
回転機構と、前記盤状記録媒体の半径方向に再生用光ビ
ームを移動させることが可能な微小範囲光ビーム移動用
回動ミラー及び該回動ミラーと前記盤状記録媒体との間
に配された集光レンズとを含んで前記再生用光ビームを
前記盤状記録媒体に投射する光ビーム投射装置と、前記
光ビーム投射装置を前記盤状記録媒体の半径方向に送る
送り装置と、前記盤状記録媒体に於ける記録信号に対応
した前記再生用光ビームの反射又は透過光を検出する記
録信号検出器と、前記光ビームが所定の記録トラック上
に正しく投射されているか杏かを検出するビーム位置検
出装置と、前記再生用光ビームを現在投射しているトラ
ックから別のトラック上に急激に転移させるためのジャ
ンピング信号を発生するジヤンピング信号発生器と、前
記ビーム位置検出信号及び前記ジャンピング信号に応答
するように前記ビーム位置検出装置及び前記ジャンピン
グ信号発生器に結合されて、前記再生用光ビームを所定
のトラック上に投射するように前記回動ミラーを制御し
且つ前記ジャンピング信号発生時には前記再生用光ビー
ムを別のトラックに転移させるように前記回動ミラーを
制御する回動ミラー制御装置と、前記ジャンピング信号
に応答して前記送り装置を制御するように前記ジヤンピ
ング信号発生器と前記送り装置とに結合されて、前記回
動ミラーの回動中心角を略一定に保つように前記送り装
置を制御する送り装置とから成る光学的再生装置に係わ
るものである。

上記本発明によれば、転移信号（ジヤンピングパルス）
の発生状態に対応して送り装置が制御され、回敷ミラー
の回動中心角が一定となるように構成されるので、種々
のモードに於いて光ビームを集光レンズの略中心を通過
させることが可能になり、レンズの収差の影響の少ない
状態で光ビームをディスク上に収束させて再生を行うこ
とが可能になる。従って種々のモードで性能の高い信号
読取りが出来る。以下、図面を参照して本発明の１実施
例に付いて述べる。

本発明の１実施例に係わるビデオディスクプレーャの基
本的部分は第１図〜第４図で示した装置と同一に構成さ
れている。

従って、異なる部分に付いて述べる。第８図は第１図に
示すディスクプレーャの光ビーム制御回路を示すもので
あり、第４図に示す従釆の光ビーム制御回路に比較して
、単安定マルチパイプレータ４１としベル調整抵抗４２
と平滑回路４３と加算器４４とが追加されている。即ち
単安定マルチパイプレータ４１のトリガ端子にジヤンピ
ングパルス発生器３８が接続され、単安定マルチパイプ
レータ４１の出力端子に抵抗４２を介してローパスフイ
ルタから成る平滑回路４３が接続されている。加算器４
４には積分用のローパスフィルタ３１と平滑回路４３と
が接続され、ここで両出力信号が加算される。尚この実
施例に於ける単位定マルチパイプレータ４１は安定状態
で十１ボルトの出力を発生し続け、ジャンピングパルス
発生器３８からトリガ信号が付与される毎にテレビ信号
の垂直同期信号の発生周期（１６．７ｍｓｅｃ）即ち１
フィールド走査時間に等しいパルス幅を有し且つ一１ボ
ルトの振幅を有した出力パルスを発生するように構成さ
れている。このように構成されたディスクプレーャに於
いて、正万向標準再生モードであるとすれば、ジャンピ
ングパルス発生器３８からジャンピングパルスが発生し
ない。従って単安定マルチ／ゞィブレ−夕４１から負の
出力パルスが発生せず、その出力電圧は第９図に示す如
く十ＩＶに保たれる。この装置に於いては、加算器４４
の出力電圧が十ＩＶのときにモータ３３によって光ビー
ム投射装置３がディスク１回転につき１トラック分（１
ピッチ分）だけ半径方向に移動するように構成されてい
るので、単安定マルチパイプレータ４１の出力による半
径方向の送りでほぼトラッキングをとることが可能とな
り、従来の装置で回動ミラー１０１こ第５図に示すよう
に十１ボルト加えていた電圧を零とすることが出来る。
従って回動ミラー駆動電圧の中心値は零となり、この零
を中心にして変化することになる。一方、集光レンズ１
１は回動ミラー駆動電圧が零のときに光ビームがレンズ
の中心を通るように配置されているので、収差の影響の
少ない状態で光ビーム４をディスク上に投射することが
出来る。スチール再生の場合には、第１０図Ａに示す如
く１フレーム走査毎に様子３９から付与される垂直同期
信号に同期してジャンピングパルスが発生する。

例えば第１０図のｔ，でジャンピングパルスが発生した
とすれば、これにより、単安定マルチパイプレータ４１
がトリガされ、振幅−１ボルトでパルス幅約１６．７ｍ
ｓｅｃのパルスを発生する。パルス後黍教２で十１ボル
トに戻るがｔ３で再びトリガされて１フィールド走査時
間に相当した出力パルスを発生する。第１０図Ｂから明
らかなようにマルチパイプレータ４１の出力はデュティ
比が約５０％で十１ボルトと−１ボルトとの間で変化す
るから、平滑回路４３で平滑すれば零ボルトとなる。こ
れにより、送り装置５のモータ３３には電圧が印加され
ず、回動ミラー駆動電圧が第６図Ｂに示す如く変化して
、回動ミラー１０による光ビームの半径方向の送りがな
される。逆方向再生の場合には、第１１図Ａに示す如く
約１６．７ｍｓｅｃの１フィ−ルド走査時間に対応して
ジャンビングパルスが発生する。

即ち垂直同期信号入力端子３９からジヤンピングパルス
発生器３８に垂直同期信号が与えられる毎にこれに同期
してジャンピングパルスが発生し、これで単安定マルチ
パイプレータ４１がトリガされる。単安定マルチパイプ
レータ４１の出力パルス幅は１フィールド走査時間に等
しいので、結局一１ボルトの出力が単安定マルチパイプ
レータ４１から連続的に送出される。そして、平滑回路
４３の出力も勿論−１ボルトとなり、モータ３３は−１
ボルトに対応した回転となる。この結果、光ビーム投射
装置３は逆方向に−１ボルトに対称した速度で徐々に送
られるため、回動ミラー１０を第７図で説明したように
−１ボルトのバイアス電圧を中心にして駆動する必要が
なくなり、回動ミラー駆動電圧の中心値を零ボルトとす
ることも出来る。また１／２スロー再生の場合には、第
１２図に示す如く垂直同期信号が４つ発生する毎にジャ
ンピングパルスが発生するので、即ち２フレーム走査し
た後に１フレーム戻すようにジャンピングパルスが発生
するので、単安定マルチパイプレータ４１の出力を平浴
した値は点線で示す如く約０．５ボルトとなる。

従った送り装置５による光ビーム投射装置３の送りは０
．５ボルトに対応してなされ、従来の装置に於ける回動
ミラー１０の０．５ボルトのバイアスを相殺することが
出来る。上述から明らかなように、第８図のように構成
すれば、種々のモード‘こ於いて回敷ミラー１０の駆動
電圧の中心値を零に保つことが容易に達成され、光ビー
ム４を集光レンズ１１のほぼ中央に入射させることが可
能になり、レンズの収差の影響の少ない、枕態で再生を
進めることが可能になる。

以上本発明の１実施例に付いて述べたが、本発明は上述
の実施例に限定されるものではなく、更に変形可能なも
のである。例えば、単安定マルチパイプレータ４１と平
滑回路４３とによる送り制御回路の代りに、別の回路構
成によって同様な機能を発揮させるようにしてもよい。
また単安定マルチパイプレータ４１の出力でＤＣモータ
３３を制御する回路の電圧精度、安定性及び信頼性が高
ければ、差敷増幅器２９の出力によってモータ３３を制
御する開ループを省いても差支えない。但し、マルチパ
イプレータ４１及び平滑回路４３で形成される出力電圧
を所望値に保つことは困難であるので、開ループ構成す
ることが望ましい。また実施例では２つのトラツキング
用光ビーム１９，２０を使用してビーム位置を検出して
いるが、１つのトラッキング用光ビーム又は再生用光ビ
ーム４を利用したビーム位置検出構成としてもよい。ま
た同０円状の記録トラック形態を有するディスクの再生
装置にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例及び従来例に係わるビデオデ
ィスクプレーャを説明的に示す正面図、第２図は第１図
のビデオディスクプレーャで使用されるディスクの説明
的平面図、第３図は第２図のディスクの拡大断面図、第
４図は従来のビデオディスクプレーャに於ける光ビーム
位置制御装置を示すブロック図、第５図は第４図の装置
で正万向標準再生をした場合の回動ミラー駆動電圧の変
化を示す波形図、第６図は第４図の装鷹でスチール再生
をした場合を示すものであり、Ａはジヤンピングパルス
の波形図、Ｂは回動ミラー駆動電圧の波形図、第７図は
第４図の装置で逆方向再生をした場合を示すものであり
、Ａはジヤンピングパルスの波形図、Ｂは同回動ミラー
駆動電圧の波形図、第８図は本発明の１実施例に係わる
光ビーム位置制御装置を示すブロック図、第９図は第８
図の装置で正方向再生した場合の単安定マルチパイプレ
ータの出力波形図、第１０図は第８図の装置でスチール
再生した場合を示すものであって、Ａはジャンピングパ
ルスの波形図、Ｂは単安定マルチパイプレータの出力波
形図、第１１図は第８図の装置で逆方向再生をした場合
を示すものであって、Ａはジャンピングパルスの波形図
、Ｂは単安定マルチパイプレータの出力波形図、第１２
図は第８図の装置で１／２スロー再生をした場合を示す
ものであって、Ａは垂直同期信号の波形図、Ｂはジヤン
ピングパルスの波形図、Ｃは単安定マルチパイプレータ
の出力波形図である。 尚図面に用いられている符号において、１はディスク、
２はモータ、３は光ビーム投射菱贋、４は光ビーム、５
は送り装置、６はしーザ光源、１０は光ビーム変位用回
動ミラー、１１は集光レンズ、４１は単安定マルチパイ
プレータ、４３は平滑回路、３３はＤＣモータである。 第１図第２図 第８図 第４図 第５図 第６図 鍵？図 図 め 雛 第９図 第１０１ 第ｉｌ図 第１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定のトラツク形態に信号が記録された盤状記録媒
   体を回転する記録媒体回転機構と、前記盤状記録媒体の
   半径方向に再生用光ビームを移動させることが可能な微
   小範囲光ビーム移動用回動ミラー及び該回動ミラーと前
   記盤状記録媒体との間に配された集光レンズとを含んで
   前記再生用光ビームを前記盤状記録媒体に投射する光ビ
   ーム投射装置と、前記光ビーム投射装置を前記盤状記録
   媒体の半径方向に送る送り装置と、前記盤状記録媒体に
   於ける記録信号に対応した前記再生用光ビームの反射又
   は透過光を検出する記録信号検出器と、前記光ビームが
   所定の記録トラツク上に正しく投射されているか否かを
   検出するビーム位置検出装置と、前記再生用光ビームを
   現在投射しているトラツクから別のトラツク上に急激に
   転移させるためのジヤンピング信号を発生するジヤンピ
   ング信号発生器と、前記ビーム位置検出信号及び前記ジ
   ヤンピング信号に応答するように前記ビーム位置検出装
   置及び前記ジヤンピング信号発生器に結合されて、前記
   再生用光ビームを所定のトラツク上に投射するように前
   記回動ミラーを制御し且つ前記ジヤンピング信号発生時
   には前記再生用光ビームを別のトラツクに転移させるよ
   うに前記回動ミラーを制御する回動ミラー制御装置と、
   前記ジヤンピング信号に応答して前記送り装置を制御す
   るように前記ジヤンピング信号発生器と前記送り装置と
   に結合されて、前記回動ミラーの回動中心角を略一定に
   保つように前記送り装置を制御する送り制御装置とから
   成る光学的再生装置。 ２ 前記盤状記録媒体が１周１フレームの状態でテレビ
   信号が記録されたビデオデイスクであり、前記送り制御
   装置がジヤンピング信号でトリガされて正（又は負）の
   第１の電圧値から該第１の電圧値と絶対値の等しい負（
   又は正）の第２の電圧値に反転した振幅と１フイールド
   走査時間に等しいパルス幅とを有する出力パルスを発生
   する単安定マルチバイブレータ及び該単安定マルチバイ
   ブレータの出力を平滑する平滑回路を含む制御回路であ
   る特許請求の範囲第１項記載の光学的再生装置。