JPS6032263B2 - 光学式情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学式情報記録再生装置に関するもので、円板
状記録媒体上に光を微少スポットとして照射し、映像信
号や音声信号のような情報信号を同心円的又は螺旋状の
狭小中の記録トラックとして順次記録し、あるいは再生
する装置の良好な焦点制御系を提供するものである。

例えば円板基板上にフオトレジストを塗布し、１定速度
で回転させながら情報信号に応じた信号でレーザー光を
強度変調させ、レンズにより上記フオトレジスト上に集
光させて信号の記録を行い、現像、メッキ等の処理を施
こして記録原板を作製したのち、従来の音声レコードと
同様な方法で多数の複製板を作り、光学式再生装置にて
信号の再生を行うビデオディスクプレーヤーシステムや
、銀塩フィルム、マンガンビスマスなどの特殊感光材料
を使用して円板状記録媒体上に狭小トラックの明暗パタ
ーンとして長さと周期の変化により情報信号を記録し、
再生する装置などが多数提案されている。

これ等の装置に於いては記録又は再生時において、円板
状媒体の記録部位へ光を微．少スポットに集光して照射
する必要があり、光を集光する対物レンズと記録媒体の
記録部位間の距離を±ＩＡ肌程度の精度で記録媒体の歪
み、そり、振動等に拘わらず一定に保持しなければなら
ない。そのために一般に対物レンズと記録媒体間の距離
を光学的に光検出素子で検出し、対物レンズを収納した
りニアモータ原理に基づく駆動装置を制御して対物レン
ズと記録媒体の記録部間の距離が一定となるように制御
していた。しかしながら従来公知の制御方法に於いては
記録媒体の汚れ、変色などによる反射率あるいは透過率
の低下などの光学的特性変化および初期的な反射率のば
らつきなどによる光学的特性差などに関して何らの対策
も施こされておらず、反射率の低い記録媒体を使用した
場合に制御系のループゲインが低下し、制御系の制度が
悪くなり、記録再生時の情報信号品質の劣化をきたして
いた。本発明はこのような欠点をなくし、記録媒体の光
学的特性のばらつき、光学的特性の経時変化、汚れなど
による悪影響を防止し、安定で高精度な焦点制御系を提
供するものである。以下図面に従って詳細に説明する。

第１図は本発明による光学的情報記録再生装置の一実施
例で、１５まヘリウムネオンレーザー又は半導体レーザ
ーのような光源である。光源１よりの光束２（簡単のた
めに中心光線のみを示す）は光変調器３、中間レンズ４
、固定のハーフミラー５を通過し、再生時に信号トラッ
ク上に光が照射されるように光東を記録媒体の半径方向
に移動させるトラッキング用の振動ミラー６により反射
され、対物レンズ７を収納したりニアモータ原理に基づ
く対物レンズ駆動装置８に送られ、対物レンズ７の中心
光軸をずらした位置に入射されて円盤状記録媒体１０上
に照射される。記録媒体１０上に照射された光東２は一
部反射され、再度対物レンズ７を通過し、トラッキング
用の振動ミラー６により再び反射され、ハーフミラー５
により一部反射されて２個の光検出素子１６ａ，１６ｂ
からなる光検出器１５に投射される。光検出器１５の出
力は制御回路１７に加えられる。制御回路１７の出力は
対物レンズ駆動装置８の駆動コイル９に加えられ、対物
レンズ７と記録媒体１０間の距離を記録媒体の歪み、そ
り、振動などに拘わらず所定の値に保持し、常に光東２
が記録媒体１０上に微少スポット（約１山肌◇）として
集光するよう制御する。一方記録媒体１０１まガラスな
どの透明な円盤状のターンテーブル１１上に載直され支
持装置１２に取り付けられた電動機１３により一定回転
数で駆動されるとともに、支持装置１２に関連した送り
機構１４により矢印２１の如く光東２に対し半径方向に
移送される。上記の装置においてスイッチＳＷＩは記録
時はＲ端子、再生時はＰ端子に接続され、記録時におい
ては護子１９に言己緑すべき情報信号に関連した信号Ｖ
ｉｎ（例えば記録する情報信号のＦＭ変調信号など）を
印加し、光変調器３を駆動するための光変調器駆動回路
１８、光変調器３により、光東２を信号Ｖｊｎにより強
度変調し、記録媒体１０上にＶｉｎに応じた明階（濃淡
）パターンとして情報信号を記録するとともに、再生時
においては端子２０に一定のバイアス電圧Ｖｏを印加し
、光変調器駆動回路１８、光変調器３により光東２の強
度を記録媒体１０が光学的に影響を受けないでなるべく
強い一定レベルとなるように調節し、トラッキング用の
振動ミラー６により光東２が記録トラック上に照射され
るようトラツキングサーボを行い記録された明暗パター
ンによる情報信号を最良の状態で透過光量の変化として
光検出器２２で検出し謎取る。第１図の実施例による装
置で光検出器１５により対物レンズ７と記録媒体１０と
の距離を検出する方法について第２図を用いて説明する
。第２図において第１図と同じ物は同一番号で示す。ト
ラッキング用の浸動ミラー６で反射された光東２は対物
レンズ７の光軸２３をはずれた位置に入射され、対物レ
ンズ７により屈折された後記緑媒体１０上に照射される
。記録媒体１０が対物レンズ７から所定の距離はなれた
位置（集光位置でほぼ対物レンズ７の焦点距離はなれた
位置）ロにある場合には記録媒体上に照射された光束の
反射光は実線２で示した如き光路を経て光検出器１５の
隣接して設けられた両検出素子１６ａ，１６ｂに等量の
光量が照射するように投射される。記録媒体１０の位置
が集光位置から遠ざかった位置にあるハの場合には反射
光は一点鎖線２′で示したような光略をとり、検出素子
１６ａに投射される光量が増加し、検出素子１６ｂに投
射される光量が減少する。又逆に記録媒体１０の位置が
集光位置から近づく方向にずれた位暦イとなった場合に
は点線２″で示したような光路を経て、光検出素子１６
ｂに投射される光量が増加し、検出素子１６ａに投射さ
れる光量が減少する。従って検出素子１６ａ，１６ｂの
差出力ｅと対物レンズ７と記録媒体１０間の距離の関係
は例えば第３図実線のようになり、記録媒体１０が口の
位置にあるとき‘ま差出力は零となり、対物レンズ７と
記録媒体１０間の距離の集光位置口からのずれに応じた
値となる。この差出力により対物レンズ駆動装置８を制
御し、記録媒体１０の歪みや、そり、振動などの距離変
化に応じて対物レンズ７の位置を変化させ、常に集光位
置となるように篤Ｖ点制御すればよい。このための制御
系の詳細を第４図に示す。第４図において第１〜第３図
と同一物は同一番号で示し、点線１７で囲んだ部分が制
御回路に相当する。検出素子１６ａ，１６ｂの出力は差
動増中回路２４に加えられ、両検出素子の差出力ｅが増
中されて取り出される。差敷増中器２４の出力は制御系
の特性補償用フィルタ回路２５に加れられ、電圧により
増中率が制御される可変ゲイン増中器２６を経て、電力
増中器２７により電力増中され、駆動コイル９に印加さ
れて、対物レンズ駆動装置８を制御し焦点制御を行う。
又両検出素子１６ａ，１６ｂの出力は同相増中回路２８
により両検出素子の和出力が増中され、適当なフィルタ
ー回路２９（低減フィルターが好ましい）を経て可変ゲ
イン増中回路２６の増中率を制御するために使用される
。同相増中回路２８、フィルター回路２９、可変ゲイン
増中回路２６は記録媒体１０の汚れや変色による反射率
変化および材料的なばらつきによる反射率の変化などに
よる焦点制御系への悪影響を補償するためのものであり
同相増中回路２８、フィルター回路２９は情報媒体の反
射率を検知するためのものである。焦点制御系において
は土５００仏の以上もある記録媒体の歪みやそり、振動
などによる位置変動に対して、対物レンズを士１ムｍ以
下の誤差となるよう造値制御しなければならず非常に高
精度な特性が要求される。しかしながら記録媒体が汚れ
や変色により反射率の低下を起こした場合には、第１図
に於ける記録媒体から反射される光量が減少し、従って
記録媒体の集光位置からのずれに対する検出素子の差出
力ｅの関係は例えば第３図点線の如くなり、実線に対し
て懐斜がゆるくなる。即ち誤差検出感度が低下したこと
になる。誤差検出感度の低下は焦点制御系のループゲイ
ンの低下となり制御精度の低下をきたし信号の記録むら
又は再生信号の出力変化となって記録再生に重大な悪影
響となる。又逆に材料むら等により反射率が高くなった
場合には第３図鎖線のようになり誤差検出感度が増加し
制御系のループゲインが増加する。ループゲインが増加
すれば制御精度は高くなるが、ループゲインが高くなり
すぎると制御系が不安定になり発振を起こす可能性があ
り、記録、再生が不可能になる。本発明ではこのような
反射率のばらつきや、汚れや変色による記録媒体の反射
率変化を両検出素子１６ａ，１６ｂの和出力として検出
する。光検出器１５に投射される光は記録媒体１０の反
射率と一定の関係を持っているため両検出素子１６ａ，
１６ｂに投射される光量則ち両出力の和を検出すれば反
射率を検出することができる。この和世力の増中信号で
ある同相増中回路２８の出力によりループゲインが反比
例して変化するよう可変ゲイン増中回路２６の増中率を
制御すれば反射率変化などに影響を受けない安定な焦点
制御系を構成することができる。このような可変ゲイン
増中回路は第５図に示すような従釆公３印な回路により
容易に実現することができる。第５図において３２は反
転増中器、３３は掛算器、３４，３５は抵抗である。こ
の回賂において端子３０，３１に夫々ｅ，，ｅ２なる電
圧を印加すれば出力端子３６にはｅ，／ｅ２に比例した
電圧が得られる。従って端子３１にフィルター回路２９
の出力電圧を加えればフィルター回路２９の出力電圧に
反比例してゲインが変化することになる。制御系の構成
にあたっては同相増中回路２８、フィルター回路２９に
よる補償ループが差動増中回路２４、特性補償フィルタ
ー回路２５等によるメインループと干渉し不安定となる
のを避けるためフィルター回路２９の時定数を特性補償
フィルター回路２５の時定数より充分大きくするのが好
ましい。以上に託した如く本発明に基づく焦点制御系を
構成すれば記録媒体の材料むら等による反射率のばらつ
きや、記録媒体の汚れや経時変化による変色等による反
射率変化による悪影響を除去することができ、また、た
とえ光源の強度が変化しても、光学系を構成するレンズ
等の部品に汚れを生じ、透過効率や反射効率が変化して
も安定で高品質の記録再生を行うことができる。尚上記
の説明においては記録再生装置について説明したが、ビ
デオディスクプレーャのような再生専用の装置又は記録
専用の装置に適用しても何ら差しかえない。又反射率等
の検出方法は何ら実施例に制限されることなく、例えば
情報信号検出用の光検出素子の出力により検出してもよ
いし、光路中の適当な場所に光検出器を設置して検出し
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学式情報再生装置の一実施例の構成
図、第２図は集光位置からのずれを検出する手段の原理
説明図、第３図は集光位置からのずれに対する検出特性
図、第４図は焦点制御系の構成図、第５図は可変ゲイン
増中回路の一構成を示す図である。 ０ １・・・・・・光源、２・・・・・・光東、７・・
・・・・対物レンズ、８・・・・・・対物レンズ駆動装
置、１０・・・・・・記録媒体、１５……光検出器、１
６ａ，１６ｂ……検出素子、１７・・・・・・制御回路
、２４・・・・・・・・・差動増中器、２５・・・…フ
ィルタ、２６・・・・・・可変ゲイン増中器、２８・・
・・・・同相増中器、２９・・・・・・フィル夕。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 情報媒体に光学的に情報を記録または再生するため
   に光源よりの光を前記情報媒体上に集光させるための集
   光レンズと、その集光レンズを前記情報媒体に近づけた
   り遠ざけたりする駆動する駆動手段と、前記集光レンズ
   と前記情報媒体との距離に応じた出力を発生する第１の
   検出手段と、その第１の検出手段の出力に応じて前記駆
   動手段を制御するための制御回路と、前記情報媒体から
   の反射光量を検知する第２の検出手段とを有し、その第
   ２の検出手段の出力に応じて前記制御回路のゲインを可
   変することを特徴とする光学式情報記録再生装置。 ２ 第２の検出手段により制御回路のゲインを可変にす
   る時定数を前記制御回路の時定数より大きくしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光学式情報記
   録再生装置。