JPS6028070B2 - 位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ビデオディスクなどにおいて、周期性信号
を多数の並行した記録跡（以下、トラックと称する）の
形状に記録したものを再生するときに用いる再生トラン
スデューサのトラックに対する位置検出装置に関する。

第１図は従来のビデオディスクプレーャを示す図であり
、この第１図により従来のビデオディスクプレーャの自
動追跡法について説明する。この第１図において、レー
ザ１から発生された光ビームは拡散レンズ２、回折格子
３、ビームスプリッタ４、１′４＾板５、偏向ミラー６
、集光レンズ７を通り、回転しているディスク８の上に
スポットの形で集光される。ディスク８で反射された光
は再び集光レンズ７、偏光ミラー６、１／４＾板５を通
り、ビームスプリッタ４で側方に反射されて、受光素子
９，１０，１１に結像する。受光素子９からはトラック
上に凹凸または穴の形で記録されている情報に関する電
圧が得られておれば、増幅器１２を通して再生信号処理
回路１３に加えられる。

受光素子１０，１１の出力は菱勤増幅器１４に加えられ
る。この差動増幅器１４の出力は偏向ミラー６に加えら
れる。一方、第２図は従来のビデオディスクの一部を示
す図であり、第２図における１５はビデオディスクを示
し、このビデオディスク１５にはトラック１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ，・・・・・・・・・が多数らせんまたは同
心円の形で形成されている。

このトラック１６ａ，１６ｂ，・・・・・・・・・に情
報が記録されるものである。第３図は第２図に示すビデ
オディスク１５の拡大図である。

この第３図には、従来のビデオディスクプレーャによる
ディスクを再生するときに、ディスク上に投射されるビ
ームスポット１７〜１９が示されている。そして、第１
図のビデオディスクプレーャの回折格子３の作用により
、ディスク１５上にはビームスポット１７，１８，１９
が投射され、ビームスポット１８はビームスポット１７
に対し、トラック半径方向に、たとえば、やや内側に片
寄っており、逆にビームスポット１９はビームスポット
１７に対してやや外寄りとなっている。偏向ミラー６に
より、ビームスポット１７，１８，１９はディスク面上
を半径方向に移動し得るが、その相互の位置は不変であ
る。第１図は受光素子１０，１１は、それぞれビームス
ポット１８，１９がその上に結像するものとする。

受光素子１０，１１に接続された作動増幅器１４の動作
により、偏向ミラー６には受光素子１０，１１の出力の
差が供給されるため、偏向ミラー６は受光素子１０，１
１の出力が平衡するところまで安定する。そのとき、ビ
ームスポット１８，１９は第３図に示すように、たとえ
ば、トラック１６ａの中心線に対して対称な位置である
。ビームスポット１７，１８，１９は相互関係を一定に
して、ディスク上を移動するため安定状態ではビームス
ポット１７はトラックの中心線上にあり、ビームスポッ
ト１７に対応する受光素子からはトラック１６に記録さ
れた信号が良好な状態で得られた。前述の動作をビーム
スポットの自動トラッキングと称し、ディスク１５が回
転するときの偏心やトラックのゆがみなどがあっても、
再生ビームスポットが一定のトラックを追跡して行くた
めに必要な機能である。

上述のように、従釆のビデオディスクプレーャは自動ト
ラッキングのために第１図に示すように、回折格子３、
光検知器１０，１１が設けられており、高価になる上、
３個のビームスポットがトラックに対し、特別な位置関
係となるように、かつそれらのビームスポットがそれぞ
れのために設けられた３個の受光素子の上に結像しなけ
ればならず、光学系の精度の高さが要求され、調整の労
力を必要としたため、ビデオディスクプレーャのコスト
が高くなっていた。

この発明は、このような複雑な部品を要せずかつ工作精
度も低くすることができ、調整の労力も軽減できる位置
検出装置を提供するものである。

以下、この発明の位置検出装置の実施例について図面に
基づき説明する。第４図はその一実施例に適用されるビ
デオディスクのトラックを示す図であり、第５図は第４
図のトラックの拡大図である。この第４図および第５図
における２０〜２４はそれぞれトラックであり、これら
のトラックは第４図に示すように、同Ｄ円またはらせん
形になっている。各トラックにはそれぞれテレビジョン
信号がＦＭ変調の形で記録されるものである。変調方法
としては、瞬時周波数は周期信号先端で「ｓＨＺ、ベデ
スタルで〆ｐＨＺ、白レベルでナＷＨＺとする。トラッ
ク２０において、２６〜２９はテレビジョン信号の水平
同期信号の先端に対応する周波数〆ＳＨＺが記録されて
いるところであり、ここを同期部分と呼ぶ。

このような場合はトラック全周にわたり周期的に存在す
る。トラック２１〜２４にも同様に周波数〆ＳＨＺで記
録されているところがあり、各トラックの同期部分同志
はディスクの回転数を一定にすれば、点線で示すように
、狭い範囲ではほぼ一直線上にある。また、トラック２
０の同期部分２５〜２９はディスクの中心に対して等し
い角度となるように配置されており、トラック２１〜２
４についても同様である。

この隣接する同期部分の中心に対してなす角をＱＨとす
る。次に、トラック２０の同期信号２５とこれに隣接す
るトラック２１の同期部分３０がディスクの中心に対し
てなす角をＱＤとすると、隣接する異なるトラックにあ
る隣接する２個の同期部分がディスクの中心に対してな
す角はディスク面上に至るところＱＤである。

ビームスポット３８は静止しているが、このビームスポ
ットから回転しているディスク上にある同期部分を見た
とき、、トラック２２の同期部分および隣懐するトラッ
ク２１，２３の同期部分がビームスポットの領域を通過
する時間関係は時間差と中心に対する角度が比例する関
係にある。

そして、ＱＨは水平走査期間に相当する。トラック２１
，２２，２３の一部分３４を拡大して示したのが第５図
であるが、この第５図において、３５，３６，３７はト
ラック２１，２２，２３の同期部分であり、その瞬時周
波数は〆ｓＨＺである。

トラックの他の部分の瞬時周波数はナｐＨＺとナｗＨＺ
の間にある。第４図の３８は再生のために必要なただ１
つのビームスポットであって、その大きさは図に示すよ
うに、直径をＤ、トラック中をｗ、トラック間隔をｐと
すると、直径Ｄは（ｗ＋か）よりやや大きく、ビームス
ポットの中心があるトラックの中心にあるとき、ビーム
スポット３８は隣接する２本のトラックの一部も照らす
ものとする。

いま、ディスクの回転数を毎秒Ｎ回としたとき、蛇亮な
る時間ｔｄ秒を考える。第６欧この発明の位置検出装置
によるビデオディスクプレーヤの自動追跡回路のブロッ
ク図を示す。

この第６図において、３９は受光素子であり、この受光
素子３９はビームスポット３８の反射強度変化に応じた
電圧を出力し、その出力を増幅器４０により増幅した後
、リミツタ４１を通してＦＭ復調器４２により映像信号
が出力端子５５で得られるようになっている。このＦＭ
復調器４２により得られた映像信号は水平同期分離回路
４３に加えられ、この水平同期分離回路４３の出力は遅
延回路４４，４５に加えられる。

それぞれの遅延時間はｔｄおよび（ｔｈ、一仇）である
。ただし、ｔｈは水平走査期間である。第７図Ｂ５に示
すパルスは水平同期分離回路４３の出力パルスであり、
第７図Ｂ６のパルスは遅延回路４４の出力パルスである
。そして、第７図Ｂ７は遅延回路４５の出力パルスを示
すものである。一方、上記増幅器４０の出力の一部はバ
ンドパスフイルタ４６の入力に加えられるようになって
おり、このバンドパスフイルタ４６の中心周波数は〆ｓ
ＨＺである。

第７図（ＢＩ）〜第７図（Ｂ４）はこのバンドバスフイ
ル夕４６の出力波形を示す。また、第７図（ＡＩ）〜第
７図（Ａ４）にはビームスポットとトラックの間の位贋
関係を示しており、このうち、第７図（ＡＩ）はビーム
スポットがあるトラック５８の中心にあるときを示し、
そのときのバンドパスフイルタ４６の出力波形は第７図
（ＢＩ）のようになる。

このとき、バースト６４は第７図（ＡＩ）のトラック５
８の同期部分６１に相当し、バースト６３，６５はそれ
ぞれ同期部分６２，６０に相当する。バースト６３，６
５はビームスポット５６がトラック５７，５９をわずか
に照射しているため、バースト６４より十分小さく、そ
の結果、再生信号を第６図のＩＪミッタ４１、復調器４
２を通して復調してもＦＭ特有の弱肉強食現象のため、
隣接トラックの信号による妨害は無視し得る。また、第
７図（Ａ２）は第７図（ＡＩ）に比べ、ビームスポット
がトラック５８の中心よりもやや下方にある。

このとき、バンドパスフイルタ４６の出力波形は第７図
（Ｂ２）のようになる。このとき、バースト６４の大き
さは第７図（ＢＩ）の場合とほとんど変わらないが、ビ
ームスポットがトラック５７よりも５９をより強く照射
するため、バースト６３はバースト６５に比べて大きく
なる。さらに、第７図（Ａ３）は第７図（Ａ２）と逆に
ビームスポットがやや上方にある場合で、このとき、バ
ンドパスフイルタ４６の出力は第７図（Ｂ３）のように
なり、バースト６３はバースト６５より小となる。第７
図（Ｂ５）、第７図（Ｂ６）、第７図（Ｂ７）に示すパ
ルスはそれぞれバ−スト６４，６３，６４と瞬間的に位
置が合っている。バンドバスフイルタ４６の出力はＡＭ
検波器４７を通した後、第６図に示すごとく、ゲート４
８，ゲート４９をそれぞれ通してサンプルホールド回路
５０，５１に加えられるようになつている。ゲート４８
は第７図（Ｂ６）に示すパルスでオンとなり、ゲ−ト４
９は第７図（Ｂ７）に示すパルスでオンとなるようにな
っており、したがって、サンプルホールド回路５０，５
１の出力はそれぞれ第７図ＢＩ〜第７図（Ｂ３）に示す
バースト６５，６３の大きさを示す電圧となる。

また、前述のように、ビームスポット５６がトラック５
８の中心線に対し、第７図（ＡＩ）〜第７図（Ａ３）に
示すように下方にあるか、上方にあるかにより、バース
ト６５と６３の大きさが相補的に変化するため、これに
より、サンプルホールド回路５０，５１の出力も差動的
に変化する。

サンプルホールド回路５０，５１の出力は蓋勤増幅器５
２に送出されるようになっている。．このため、サンプ
ルホールド回路５０，５１の出力が差動的に変化するこ
とにより、差動増幅器５２の出力も正負に変化する。換
言すれば、蓋勤増幅器５２の出力電圧はビームスポット
５６とトラック５３の位置関係を表わすことになり、こ
の動作は第１図の従来の方式の差動増幅器１４と同じで
ある。差動増幅器５２の出力はパワー増幅器５３で増幅
された後、偏向ミラー５４を駆動するようになつている
。第８図はこの発明の位置検出装置を適用したビデオデ
ィスクプレーャの全体のブロック図を示すものである。

受光素子３９の出力は増幅器４０１こより増幅され、処
理回路６６に加えられる。処理回路６６の内部は第６図
の点線で包囲した部分６６に相当する。そして、６７は
第６図の増幅器５３の出力端で、その出力は偏向ミラー
５４に加えられ、これにより、ビームスポットはディス
クを半径方向に移動し、トラックを横切る。その結果、
差動増幅器５２の出力が変化し、自動トラッキングルー
プが形成され、ビームスポットは第７図（ＡＩ）に示す
ように、トラックの中心線上に安定し、このスポットに
より良質な信号が再生される。第７図（Ａ４）に示すと
きに、ビームスポット５６がトラック５６，５９の下度
中間にある場合を考えると、この受光素子３９にトラッ
ク５８，５９の両方に信号電圧が等量だけ混合されて得
られるため、これをリミッタ４１、復調器４２によりＦ
Ｍ復調した場合には、トラック相互の信号が干渉して正
しい信号は得られない。

このため、水平同期分離回路４３は正しく動作せず、自
動トラッキングループは安定しないが、回転しているデ
ィスクの偏心や回路の雑音により、ビームスポット５６
はすみやかに第７図（ＡＩ）、第７図（Ａ２）または第
７図（Ａ３）の状態になるため、直ちに自動トラッキン
グ作用が前述のように作用してビームスポットはトラッ
クの中心を安定して追跡する。なお、前述の実施例はこ
の発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であ
る。

また、再生ビームスポットまたは受光素子は従来のよう
に複数個あってもこの発明は適用し得る。そして、第６
図において、バンドパスフイルタ４６、ＡＭ検０波器４
７の後にゲート４８，４９を置かず、ゲート４８，４９
の後にそれぞれバンドパスフィルタ４６、ＡＭ検波器４
７を設けてもよい。さらに、第４図において、ビームス
ポット律Ｄは（ｗ＋か）より小さくともよく、（ｗ＋ｐ
）よ夕りやや大でもよい。

また、（ｗ＋２ｐ）よりも大であっても、（３Ｗ＋か）
より小であればよい。何となれば、スポットの径につい
ては、この発明を適用するには１個のスポットの照射す
る主たる１本のトラックと従たる１または２本のトラッ
クがあ０り、主たるトラックから得られる同期信号によ
り、従たるトラックの同期信号を選び出し、その搬送波
の振幅を検知できればよいからである。適用信号もＦＭ
復調にかぎらず、隣接トラックよりの漏話もしくはクロ
ストークがあるとき、そ夕の大きさが比較的小なるとき
はそのためにさほど悪影響を受けない場合であれば、他
の信号でもよい。第４図のＱＤはＱＨの１／２の倍数で
はいかぎり、いかなる大きさでもよい。記録される信号
もテレビジョン信号にかぎらず、同期信号のごとき同期
的に一定の値あるいは周波数あるいはパルスパターンな
どを取る部分を有する信号であれば、この発明を適用し
得る。また、再生装置についても、レーザピームにより
光学的、機械的トラックパターンを再生するものにかぎ
らず、たとえば、磁化パターンやその他の化学的、物理
的パタ−ンでもよく、さらに、再生トランスデューサは
光スポットと受光素子に限らず、圧電素子、磁気ヘッド
、電磁ピックアップ、容量検知器でもよい。

そして、記録媒体の形状はディスクにかぎらず、カード
、シート・テープシリンダでもよく、トラックの並び方
は同Ｄ円やらせんにかぎらず、部分的にほぼ平行線の形
状をなしておれば、他の形態でもよい。トランスデュー
サと媒体運動は一方が固定しており、他方が移動するか
あるいは双方が移動してもよい。以上詳述したように、
従来のビデオディスクプレーャでは、ビームスポットと
トラックの関係を検知するために、第１図に示すような
複雑な光学系を必要としたが、この発明によれば、その
必要はなく、たとえば、第８図に示すようなもので足り
、構成がきわめて簡単になる。また、従来の位置検出装
置に比べると、ディスク上のビームスポットは１個でよ
いため、回折格子は不要であり、受光素子も１個でよい
。

そのため、部品点数が従来よりも減少し、また、調整の
ための技術、時間も少しで済むので、安価な位置検出装
置を提供できるなどの効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のビデオディスクプレーャの自動追跡装置
を示す系統図、第２図は従釆のビデオディスクプレーャ
の一部を示す平面図、第３図は第２図のビデオディスク
ブレーャを拡大してビームスポットとトラックの関係を
示す図、第４図はこの発明の位置検出装置に適用される
ビデオディスクプレーャのトラックの拡大図、第５図は
第４図のビデオディスクプレーャのトラックの一部を拡
大して示す図、第６図はこの発明の位置検出装置におけ
る処理回路の部分の構成を示すブロック図、第７図ＡＩ
ないし第７図（Ｂ７）はそれぞれビデオデイスクプレー
ヤのトラックとビームスポットの位置関係に対する第６
図の処理回路におけるバンドパスフィルタの出力波形を
示す図、第８図はこの発明の位置検出方式の構成を示す
系統図である。 １……レーザ、４……ビームスプリツタ、８……ビデオ
デイスクプレーヤ、２０〜２４”“”トラック、２５〜
３３，３５〜３７・・・・・・同期部分、３９…・・・
受光素子、４０・・・・・・増幅器、４１・・・・・・
リミツタ、４２・・・・・・ＦＭ復調器、４３・・・・
・・水平同期分離回路、４４，４５・・・・・・遅延回
路、４６・・・・・・バンドパスフィルタ、４７・・・
・・・ＡＭ検波器、４８，４９……ゲート、５０，５１
…・・・サンプルホールド回路、５２……差動増幅器、
５４…・・・偏向ミラー、６０・・・・・・処理回路。 なお図中同一符号は同一部分または相当部分を示す。第
１図 第２図 第３図 図 寸 船 図 山 舷 図 〇 船 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周期性情報を記録した複数の少なくとも一部分では
   ほぼ平行な記録跡を有し、上記記録跡上に周期的信号部
   分を有し、単一の再生トランスデユーサで隣接した２本
   の上記記録跡を同時に再生したときそれぞれの記録跡の
   周期的信号部分が一定の時間のずれをもつて再生されか
   つその時間ずれの方向が所定の記録跡からみて一方の隣
   接した記録跡と反対側の隣接した記録跡としては逆であ
   るような記録媒体、上記単一のトランスデユーサで再生
   された複数の記録跡のうち最も再生出力信号の大きい記
   録跡から周期的信号部分に相当する信号を得てその信号
   を基準にして隣接する記録跡の周期的信号部分を抽出す
   る手段、この手段で抽出された周期的信号部分の再生さ
   れる強度から記録跡に交わる方向の上記再生トランスデ
   ユーサの位置を検出する手段を備えてなる位置検出装置
   。 ２ 再生トランスデユーサは光スポツトを電気信号に変
   換する受光素子を用いることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の位置検出装置。 ３ 再生トランスデユーサは圧電素子を用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出装置。 ４ 再生トランスデユーサは磁気ヘツドを用いることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出装置。 ５ 再生トランスデユーサは電磁ピツクアツプを用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出
   装置。６ 再生トランスデユーサは容量検知器を用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出
   装置。 ７ 記録媒体はビデオデイスクを用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の位置検出装置。