JPS6350772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録媒体上でトラツク状に記録され
た情報を光学的に読取るための装置における情報
検出ヘツドに関するものである。

〔従来の技術〕

情報がトラツク状に記録されている記録媒体の
典型的な例は、円盤状記録媒体、いわゆるビデオ
デイスクである。円盤状記録媒体上で情報トラツ
クは同心円状またはら線状に配置されるのが普通
である。このような情報を光学的に読取るための
装置として、記録媒体上に光のスポツトを投影す
る光学系と、該記録媒体上の情報トラツクおよび
前記光のスポツトの相対的位置関係を検出する位
置検出手段とを具えるものは既知である。

第１図は上述した既知の情報読取装置の一例を
示すものである。同図において、符合１は情報記
録媒体としてのビデオデイスクを示し、該ビデオ
デイスクは例えば1800rpmの回転速度で２―2′の
まわりを回転する。他方、レーザ光源３から放射
される光束は、補助レンズ４、反射鏡５および投
影レンズ６を経てビデオデイスク上に集光され
る。ビデオデイスクに記録された情報に従つて、
このビデオデイスクを透過するか、またはこのビ
デオデイスクにより反射される光の強度が変化す
るので、光検出器７によつて光の強度を検出する
ことにより、ビデオデイスクに記録された情報を
光検出器の電気的出力信号として取出すことがで
きる。

記録された情報を読取るにあたり、既知の読取
装置においては、光ビーム系（レーザ光源３、補
助レンズ４、反射鏡５および投影レンズ６）に対
してデイスク系（ビデオデイスク１）を、情報ト
ラツクの読取方向に対する横方向（第１図矢印Ａ
参照）に相対的に一定速度で移動させて情報トラ
ツクを大ざつぱに追尾させている。

かかる場合に、情報を正しく読取るためには投
影レンズ６によつてレーザ光源３からの光を正し
く記録媒体上に集光させなければならない。この
焦点調整を行うために、従来の読取装置において
は既知の焦点合わせ機構を使用している。

さらに記録媒体上に集光される光のスポツト
は、読取るべき情報トラツク上の１点に正確に位
置決めしなければならない。そして、ビデオデイ
スクの回転が速度変動を伴う場合等に生ずる光ス
ポツトの情報トラツク方向におけるずれに対し
て、従来の読取装置においては電気的な手段で補
償を行つている。これに加えて、情報トラツクの
形状誤差、ビデオデイスクの偏心に起因する情報
トラツクの横方向へのふれに対しては、反射鏡５
を紙面に垂直な軸のまわりに回転させて光スポツ
トの位置を制御させている。

上述したところから明らかなとおり、従来の読
取装置においては読取るべき情報トラツク上の特
定の１点に対する光スポツトの３次元的な位置制
御を、それぞれの次元に対応する個別的な手段に
よつて行つている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる制御手段においては、投
影レンズが以下に列挙するような諸条件を同時に
満足するものでなければならない。

(1) 投影レンズは、反射鏡の傾斜角に影響される
ことなく、レーザ光を所定の大きさのスポツト
に集光できるだけの性能を具える必要がある。

(2) デイスクの偏心は通常0.1mm以内に抑えるこ
とが非常に困難である。このために、投影レン
ズはスポツト面で少くとも0.1mmの範囲にわた
つて無収差でなければならない。

(3) デイスク面での情報トラツクの幅は1μｍ以
下であるので、投影レンズの開口数はほぼ0.4
程度でなければならない。

(4) スポツトを常にデイスク面上に集光させてお
くため、投影レンズの上下位置を制御する必要
がある。したがつて、投影レンズの重量は10ｇ
以下でなければならない。

このように高級な性能を有するレンズでは、必
然的に構成レンズ枚数が多くなる。このために、
重量を小さくすることが困難であり、このレンズ
を含む可動体の重量が大となり、誤差信号に対す
る応答特性が低下する。さらに製造コストを低減
することも困難である。

本発明は、上述した従来装置の欠点を除去し、 小型、軽量で応答特性が改善された情報読取装
置用の情報検出ヘツドを提供することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は、記録媒体上にトラツク状に記録され
た情報を投影レンズにより集光される光スポツト
により走査して読取り、再生するもので、記録媒
体上の情報トラツクと光スポツトとの相対的位置
を検出して、情報トラツクを横切る横方向と情報
トラツクの面に対して垂直な二方向に互いに独立
して投影レンズを制御する光学的情報読取装置に
おいて、前記投影レンズと該投影レンズを記録媒
体に対して前記二方向に互いに独立して電磁駆動
するためのコイルとを投影レンズ支持体に対し一
体的に固定して可動体を構成すると共に、前記投
影レンズを１枚の非球面レンズで構成し前記可動
体に復元力を与える手段を備えたことを特徴とす
る情報検出ヘツドである。

情報トラツクを追跡するのに反射鏡を回動する
ことなく、投影レンズ及びその駆動用コイルを一
体的に固定した可動体を情報トラツクを横切る横
方向と情報トラツクの面に対して垂直な二方向に
制御するようにしたので、投影レンズへの入射光
が光軸と平行に保たれ、収差補正が容易となるの
で投影レンズを一枚の非球面で構成することによ
つて所望の性能が得られ、その結果、投影レンズ
を含めた可動体が小型、軽量となり、フオーカス
誤差信号又はトラツキング誤差信号に対する応答
特性が改善される。

（実施例） 本発明を、図面に示した実施例について説明す
る。なお、以下の説明において、前述した従来装
置について使用したものと同一の符号は同一の部
分を示し、また対応する部分はダツシユを付けた
符号で表わすものとする。

第２図は、本発明による情報検出ヘツドを具え
た情報読取装置の一例を示すものである。

本発明においては反射鏡５を、第１図の読取装
置のように回転可能とせず、固定して配置する。
本発明による情報検出ヘツド６′は、第１図の読
取装置における投影レンズ６の代りに使用され、
後述するように、少くとも２次元方向の移動可能
に支持された投影レンズを具える。

情報トラツクの中心上の読取点に対して光のス
ポツトがずれた場合、このずれを光検出器７に接
続された既知のずれ検出器８で検出することによ
り、光のスポツト位置がどの方向にずれたかを検
出し、この検出信号を増幅する。このずれ検出器
８の出力を、本発明による情報検出ヘツド６′と
接続し、検出された光スポツト位置のずれに応じ
て投影レンズの位置を制御するための制御系を形
成する。この制御系において、投影レンズの縮少
倍率をＭとすれば光スポツトの光軸と直交する面
内における該光軸からのずれはレンズの移動量
（ずれが情報トラツクに対し横方向のみに生じた
場合には情報トラツクの偏心量）のＭ倍となる。

例えば、縮小倍率が1/20、情報トラツク上の読
取点の予定位置からのずれが0.1mmであれば、光
スポツトの光軸からのずれは0.005mmとなる。こ
れは投影レンズが0.005mmの範囲内でのみ無収差
であれば良いことを意味する。また、平行光束を
集光する場合にはＭ＝０となるので光軸からのず
れは完全に０となる。つまり、この場合には投影
レンズが光軸上の１点に対してのみ無収差であれ
ば良いことになる。

このように、第２図の読取装置によれば、光ス
ポツトの光軸からのずれが投影レンズの縮少倍率
だけ小さくなり、したがつて第１図の読取装置に
おける場合と比較して非常に小さくなる。また、
上述した条件を満たす投影レンズは、開口数を
0.4としても多くとも３枚のレンズで構成した球
面系で実現することができる。また、特公昭46−
18781号公報には、投影レンズ等に使用するため
の非球面単レンズであつて、開口数が0.46〜0.75
の大口径のアプラナートレンズの８種類の具体的
設計例が示され、更に、特開昭50−156945号公報
には、開口数0.45〜0.6の大口径レンズを非球面
単レンズで構成した設計例が示されており、この
レンズを第１図に示したような情報読取り装置の
投影レンズとして用いる旨も記載されている。こ
のように、非球面レンズを使用することで１枚の
レンズで前記の所望の性能を有するレンズ設計が
実現できる。

前記の公開公報には、非球面単レンズを情報検
出ヘツドの投影レンズに適用する旨が開示されて
いますが、この投影レンズの支持駆動手段につい
ては何の記載もなく、少なくとも情報トラツクト
と直角方向に投影レンズを駆動することについて
は、示唆するところもない。

これに対して本願発明は、投影レンズを光軸方
向だけでなく、光軸と直角方向にも駆動するもの
であるため、投影レンズを含めたレンズ支持体が
軽量でないと制御信号に対する応答の迅速性を欠
くこととなる。本願発明では、投影レンズへの入
射光は投影レンズに対して常に直角に入射するこ
とになるので、投影レンズの収差補正は、光軸に
平行の光束を対象とするだけで良く、従来のミラ
ーの回動によりトラツキングを行う場合のよう
に、斜光束を考慮する必要がなくなるために、レ
ンズ設計が極めて容易となり、開口数がほぼ0.4
程度の所望の性能を有する非球面単レンズは、容
易に設計できる。このために、投影レンズの重量
を10ｇ以下とすることが極めて容易となり、投影
レンズを含めた可動体が小型、軽量に構成でき、
誤差信号に対する応答特性が向上する。

第３図ないし第５図は、それぞれ本発明による
情報検出ヘツドの実施例を示すものである。

これらの実施例では、投影レンズ１０１を中空
円筒状の鏡筒１０２の一方の端部に取付け、この
鏡筒１０２には円板状の支持体１０３を一体的に
固定する。

この支持体１０３上に一対のら線状に巻かれた
コイル１０３ａ，１０３ｂ（第４図参照）を接着
剤などにより固定する。更にこれらのコイル１０
３ａ，１０３ｂのそれぞれは、支持体１０３の半
径方向に離間させ、永久磁石１０４ａ，１０４ｂ
の磁極間に配置し、リード線を介して制御電流が
供給される構成とする。上記永久磁石は、一方の
永久磁石１０４ａが情報トラツクに対し直角をな
す横方向Ａに、また他方の永久磁石１０４ｂが情
報トラツクと同一方向Ｂに、それぞれ向けて配置
する（第３図参照）。

第４図に示すように、ベース１１０に向けて垂
直方向に突出する円筒体１１１を一体的に固定
し、この円筒体１１１の周囲にはコイル１０３ｃ
をつる巻状に巻付け固定する。この投影レンズ、
コイル及び支持体を一体的に固定した可動体を弾
性的に支持するため、円錐ばね１１４の一端をベ
ース１１０に固定し、他端を鏡筒１０２に一体的
に固定した円板状支持体１０３に固定する。そし
て、コイル１０３ｃが巻付けられた円筒体１１１
に対向させて、ベース１１０には環状をなす永久
磁石１０４ｃを固定する。この永久磁石１０４ｃ
は、端面に環状溝を具え、該環状溝はその内外周
において異なる極性が与えられている。前記円筒
体１１１に巻付けられたコイル１０３ｃは、永久
磁石１０４ｃの環状溝内に位置させ、リード線を
介して制御電流が供給される構成とする。

第２図に示した検出器８の出力を、リード線を
介してコイル１０３ａ〜１０３ｃに制御電流とし
て供給すれば、投影レンズ１０１は次のとおり変
位する。

まず、コイル１０３ａに制御電流を供給する
と、このコイルには第３図におけるＡ方向の力が
作用するので、投影レンズ１０１はＡ方向、すな
わち情報トラツクに対し直角な横方向に移動す
る。

また、コイル１０３ｂに制御電流を供給する
と、このコイルには第３図におけるＢ方向の力が
作用するので、投影レンズ１０１はＢ方向、すな
わち情報トラツクと同一方向に移動する。更に、
コイル１０３ｃに制御電流を供給すると、このコ
イルには第３図におけるＣ方向の力が作用するの
で、投影レンズ１０１はＣ方向、すなわち情報ト
ラツク面に対し垂直な方向に移動する。したがつ
て、コイル１０３ａ〜１０３ｃのそれぞれに供給
される電流を制御することによつて、光スポツト
を３次元的に移動させ、読取るべき情報トラツク
上の特定の１点上に移動させることが可能とな
る。

第３図の実施例は、可動体の弾性支持部材とし
て渦巻状に巻かれた１つの板ばね１１２を使用し
たものである。この板ばね１１２は一端を鏡筒１
０２に、また他端を固定部材１１３にそれぞれ固
定し、この固定部材１１３はベース１１０に固定
する。上記渦巻状板ばね１１２は、既知の竹のこ
ばねと同様にその軸線方向、すなわちＣ方向に変
位することができ、また密に巻かれていないので
その軸線方向とは直交する面内、すなわちＡおよ
びＢ方向に変位することができる。したがつて、
上述した弾性支持部材の構造上の相違点を除いて
第３図の実施例による情報検出ヘツドは第４図に
示したものと同様に作用する。

第５図は、本発明の情報検出ヘツドの弾性支持
部材の他の例を示すものである。

この例では、弾性支持部材を立体的に折り曲げ
た一対の弾性体１１５，１１６で構成し、それぞ
れの一端をベース１１０に固定し、他端を鏡筒１
０２に一体的に固定した部材に取付けるようにし
てある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、投影レンズ及びその駆動コイ
ルを一体的に形成した可動体を制御して記録媒体
に対して光スポツトを正確に位置決めすることが
でき、投影レンズは光軸上の１点に対してのみ収
差が除去されたものであれば良いので、非球面を
採用したことにより、一枚のレンズで所望の性能
のものが容易に得られ、情報検出ヘツドを極めて
小型、軽量とすることができるので制御信号に対
する応答特性が良く、しかも安価に情報検出ヘツ
ドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来既知の情報読取装置を示す略図、
第２図は本発明を適用する情報読取装置の一例を
示す第１図と同様な略図、第３図ないし第５図は
それぞれ本発明による情報検出ヘツドの実施例を
示す斜視図、縦断図面及び斜視図である。 １０１…投影レンズ、１０２…鏡筒、１０３…
支持体、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ…コイ
ル、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ…磁石、１１
２，１１４，１１５，１１６…弾性支持部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 記録媒体上にトラツク状に記録された情報を
   投影レンズにより集光される光スポツトにより走
   査して読取り、再生するもので、記録媒体上の情
   報トラツクと光スポツトとの相対的位置を検出し
   て、情報トラツクを横切る横方向と情報トラツク
   の面に対して垂直な二方向に互いに独立して投影
   レンズを制御する光学的情報読取装置において、
   前記投影レンズと該投影レンズを記録媒体に対し
   て前記二方向に互いに独立して電磁駆動するため
   のコイルとを投影レンズ支持体に対し一体的に固
   定して可動体を構成すると共に、前記投影レンズ
   を１枚の非球面レンズで構成し前記可動体に復元
   力を与える手段を備えたことを特徴とする情報検
   出ヘツド。