JPS5838854B2 - 光学再生装置 - Google Patents
光学再生装置Info
- Publication number
- JPS5838854B2 JPS5838854B2 JP7008776A JP7008776A JPS5838854B2 JP S5838854 B2 JPS5838854 B2 JP S5838854B2 JP 7008776 A JP7008776 A JP 7008776A JP 7008776 A JP7008776 A JP 7008776A JP S5838854 B2 JPS5838854 B2 JP S5838854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- photoelectric conversion
- signal
- disk
- order light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光ビームとホトセルを用いて、記録トラックの
読取りによるビデイオディスク等の光学再生装置に関す
るものである。
読取りによるビデイオディスク等の光学再生装置に関す
るものである。
従来から、映像又は音声を回転媒体に記録、再生する装
置の1つに、フィリップス社が開発したビデイオ・ロン
グ・プレイ・システム(V、 L、 P。
置の1つに、フィリップス社が開発したビデイオ・ロン
グ・プレイ・システム(V、 L、 P。
システム)があるが、このシステムは周波数変調又は位
相変調した信号を記録した媒体(以下ディスクと称する
。
相変調した信号を記録した媒体(以下ディスクと称する
。
)に光線を照射して検出し、再生するものであり、前記
信号はディスク上で長さ0.7〜2.0pm、幅0.7
pm、深さOll 5 pm程度のドツトとして前記デ
ィスク上にトラック間隔2.0μm程度でスパイラル状
に記録されている。
信号はディスク上で長さ0.7〜2.0pm、幅0.7
pm、深さOll 5 pm程度のドツトとして前記デ
ィスク上にトラック間隔2.0μm程度でスパイラル状
に記録されている。
前記ドツトに光照射し、ドツトの情報を正確に読み出す
ためには、前記ドツトに読み出し光(例えばレーザー光
)を高性能レンズを用いて前記ドツトと同程度に集光し
て照射すると共にディスク面上に追従させる事が必要で
ある。
ためには、前記ドツトに読み出し光(例えばレーザー光
)を高性能レンズを用いて前記ドツトと同程度に集光し
て照射すると共にディスク面上に追従させる事が必要で
ある。
従ってディスクの面振れや偏心等に応答して読み出し光
を追従させるためのサーボ系、フォーカシング、および
トラッキング技術が必要となる。
を追従させるためのサーボ系、フォーカシング、および
トラッキング技術が必要となる。
第1図はフォーカシングの原理を示すための説明図で、
レンズとディスクの位置に対応した反射光束の状態を示
している。
レンズとディスクの位置に対応した反射光束の状態を示
している。
すなわち、(a)ディスクがレンズの焦点位置にある場
合は、平行光束でハーフミラ−を透過してレンズに入射
し、ディスク面YY’でフォーカスされ反射光束は再度
レンズに入射し、平行光束となる。
合は、平行光束でハーフミラ−を透過してレンズに入射
し、ディスク面YY’でフォーカスされ反射光束は再度
レンズに入射し、平行光束となる。
(b)ディスクがレンズの焦点位置よりレンズに対して
遠くなる方向へδだけ移動した場合は反射光束は収束光
束となる。
遠くなる方向へδだけ移動した場合は反射光束は収束光
束となる。
(C)ディスクがレンズの焦点位置よりもレンズに近い
方向へδだけ移動した場合は、反射光束は発散光束とな
る。
方向へδだけ移動した場合は、反射光束は発散光束とな
る。
このような光束の変化を検出するために、第1図に示す
所定位置XX′に所定の有限の大きさを持つ光検出素子
を配設することにより、ディスクの面振れに対応する信
号、すなわちフォーカシングサーボの補償対象となる誤
差信号を検出する事が可能である。
所定位置XX′に所定の有限の大きさを持つ光検出素子
を配設することにより、ディスクの面振れに対応する信
号、すなわちフォーカシングサーボの補償対象となる誤
差信号を検出する事が可能である。
この誤差信号検出方法は光検出素子を・一つ用いるだけ
なので、電気系および光学系の構成要素が少なくてすみ
、装置も簡単であり安価である。
なので、電気系および光学系の構成要素が少なくてすみ
、装置も簡単であり安価である。
しかし、ここで読み取り光束自身の光量変化があれば、
前述方法で得たディスクの面振れに対応する信号は、デ
ィスクの面振れ以外の誤差信号を含む事になる。
前述方法で得たディスクの面振れに対応する信号は、デ
ィスクの面振れ以外の誤差信号を含む事になる。
このような光束自身の光量変化の要因としては、光源(
レーザー)の光量変動、ディスクの反射ムラなどが考え
られる。
レーザー)の光量変動、ディスクの反射ムラなどが考え
られる。
従来はこのような光束自身の光量変化による誤差をなく
するために、反射光束を空間的に対称となる2光束に分
離し、それぞれ前記フォーカシングの原理に基づきディ
スクの振動に対応する信号を検出し、差動増幅器を用い
て相殺していた。
するために、反射光束を空間的に対称となる2光束に分
離し、それぞれ前記フォーカシングの原理に基づきディ
スクの振動に対応する信号を検出し、差動増幅器を用い
て相殺していた。
この場合光束自身の変化は同相成分となるので、相殺可
能である。
能である。
しかしこの方法では光束を空間的に対称となるように分
離するので、光束の光量が少なくなったり、検出用の光
電変換素子構造が複雑になり、装置が高価なものとなる
という欠点を有していた。
離するので、光束の光量が少なくなったり、検出用の光
電変換素子構造が複雑になり、装置が高価なものとなる
という欠点を有していた。
本発明は、上記の如き欠点を解消すべく成されたもので
あり、光束自身の変化を光学再生装置を構成する上で不
可欠なトラッキングサーボ系により検出でき、ディスク
の簡振れに対応する信号からこれを除去して特に高精度
のフォーカシングサーボを実施できる光学再生装置を提
供するものである。
あり、光束自身の変化を光学再生装置を構成する上で不
可欠なトラッキングサーボ系により検出でき、ディスク
の簡振れに対応する信号からこれを除去して特に高精度
のフォーカシングサーボを実施できる光学再生装置を提
供するものである。
このため本発明は、光源よりの光束を0次光、+1次光
および一1次光に分離する位相格子と、前記0次光の光
束を情報担体の記録トラックの中心部に集光させるとと
もに、前記+1次光と−1次光を前記記録トラックの両
側端縁部にそれぞれ集光させる集光レンズとを有する光
学系を設け、前記0次光、+1次光および一1次光の、
前記記録トラックからの反射光束をそれぞれ受光する第
1の光電変換素子、第2の光電変換素子および第3の光
電変換素子を設け、前記第2の光電変換素子と第3の光
電変換素子との出力の差信号を得てトラッキング制御信
号とする装置を設け、かつ、前記第2および第3の光電
変換素子の少なくとも一方の出力から、トラッキングお
よびフォーカシングずれによる光量変化にもとづく信号
成分を取り除いた、光源の光量成分やディスクの反射ム
ラによる低周波の光量変化にもとづく信号成分を取り出
すとともに、前記第1の光電変換素子の出力から情報成
分を取り除いた信号成分を取り出し、その両者の差信号
から、トラッキングずれにもとづく信号成分の影響を除
去した、フォーカシングずれにもとづく信号成分を得て
前記集光レンズ駆動用のフォーカス制御信号とする装置
を設けたものである。
および一1次光に分離する位相格子と、前記0次光の光
束を情報担体の記録トラックの中心部に集光させるとと
もに、前記+1次光と−1次光を前記記録トラックの両
側端縁部にそれぞれ集光させる集光レンズとを有する光
学系を設け、前記0次光、+1次光および一1次光の、
前記記録トラックからの反射光束をそれぞれ受光する第
1の光電変換素子、第2の光電変換素子および第3の光
電変換素子を設け、前記第2の光電変換素子と第3の光
電変換素子との出力の差信号を得てトラッキング制御信
号とする装置を設け、かつ、前記第2および第3の光電
変換素子の少なくとも一方の出力から、トラッキングお
よびフォーカシングずれによる光量変化にもとづく信号
成分を取り除いた、光源の光量成分やディスクの反射ム
ラによる低周波の光量変化にもとづく信号成分を取り出
すとともに、前記第1の光電変換素子の出力から情報成
分を取り除いた信号成分を取り出し、その両者の差信号
から、トラッキングずれにもとづく信号成分の影響を除
去した、フォーカシングずれにもとづく信号成分を得て
前記集光レンズ駆動用のフォーカス制御信号とする装置
を設けたものである。
以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。
第2図aは本発明の光学再生装置の構成の一例を示すブ
ロックダイヤグラムであり、1は光源よりの光束を一1
次光■、0次光◎、+1次光Oに分離するための位相格
子で、±1次光■、◎は光束に対しである角度をもって
分離される。
ロックダイヤグラムであり、1は光源よりの光束を一1
次光■、0次光◎、+1次光Oに分離するための位相格
子で、±1次光■、◎は光束に対しである角度をもって
分離される。
2はトラッキング用モータ(図示せず)に固定された反
射鏡、3は読み取り光束を収束させるための対物レンズ
、4はディスクで、第2図すにおけるディスクのY−Y
’断面を示す。
射鏡、3は読み取り光束を収束させるための対物レンズ
、4はディスクで、第2図すにおけるディスクのY−Y
’断面を示す。
第2図すのABCは各トラックのドツト列を示し、ドツ
ト列Bには第2図aにおける一1次光■、0次光@、+
1次光Oの位置関係が示されている。
ト列Bには第2図aにおける一1次光■、0次光@、+
1次光Oの位置関係が示されている。
5はハーフミラ−16,7,8は夫々■@Oの光束に対
■応した光電変換素子、9は対物レンズ3を光軸方向に
上下に移動させるためのボイスコイルである。
■応した光電変換素子、9は対物レンズ3を光軸方向に
上下に移動させるためのボイスコイルである。
なおO次光@は読み取り用光束で、前述したディスク4
の面振れに対応する信号とドツト情報の読み出しを兼用
しており、0次光@の反射光の光量変化に応じた光電変
換素子7の出力は、回路10に印加され、ドツト情報に
応じた高周波の情報成分とディスク4の面振れに応じた
低周波の変動成分とに分離される。
の面振れに対応する信号とドツト情報の読み出しを兼用
しており、0次光@の反射光の光量変化に応じた光電変
換素子7の出力は、回路10に印加され、ドツト情報に
応じた高周波の情報成分とディスク4の面振れに応じた
低周波の変動成分とに分離される。
前記情報成分は一般に6〜8 MHzと高周波成分であ
り、またディスクの面振れに応じた変動成分は、ディス
クの回転周期に対応するため、例えばディスクが180
Orpmの場合、面振れに対応する変動成分は30 H
zを基本としたその高次成分である1〜2kHz程度の
ものである。
り、またディスクの面振れに応じた変動成分は、ディス
クの回転周期に対応するため、例えばディスクが180
Orpmの場合、面振れに対応する変動成分は30 H
zを基本としたその高次成分である1〜2kHz程度の
ものである。
したがって、前記情報成分から容易に分離できる。
なお、光源(レーザー)の経時変化等にともなう光量変
動、ディスクの反射率の差異等による光東自身の光量変
化は直流成分の変化となるため・前記回路10により面
振れ成分とともに分離される。
動、ディスクの反射率の差異等による光東自身の光量変
化は直流成分の変化となるため・前記回路10により面
振れ成分とともに分離される。
また、トラッキングのずれにともなう光電変換素子7へ
の光量変化はディスクの偏心量に依存するが、例えばデ
ィスク4の回転数を180Orpm。
の光量変化はディスクの偏心量に依存するが、例えばデ
ィスク4の回転数を180Orpm。
トラックピッチを2μm1デイスク4の偏心量の最大を
100μ瓶とすると、変動成分は100Hz〜3kHz
となり、このトラッキングのずれによる変動成分も前記
回路10により面振れ成分とともに分離される。
100μ瓶とすると、変動成分は100Hz〜3kHz
となり、このトラッキングのずれによる変動成分も前記
回路10により面振れ成分とともに分離される。
また±1次光O■はトラッキング用光束で、ドツトの半
径方向の対称位置にドツトに半分程度かかるように集光
されるべく構成されている。
径方向の対称位置にドツトに半分程度かかるように集光
されるべく構成されている。
また11は信号分離回路、12,14は差動増幅器、1
3はボイスコイル9の駆動回路、15はトラッキング用
モータの駆動回路、16は増幅回路であり前記回路10
で分離された情報成分を増幅する。
3はボイスコイル9の駆動回路、15はトラッキング用
モータの駆動回路、16は増幅回路であり前記回路10
で分離された情報成分を増幅する。
今、ディスク4の偏心等で、ドツト列が半径方向に振ら
れると、±1次光0■は該ドツト列の振られる方向に対
応して光束が増減するため、光電変換素子6,8の出力
を差動増幅器14に加えることにより、トラッキング信
号が形成され、このトラッキング信号で駆動回路15を
介してトラッキング用モータを制御し、これによりディ
スク4の偏心等によるディスク4の半径方向の変動に追
随する事が可能となる。
れると、±1次光0■は該ドツト列の振られる方向に対
応して光束が増減するため、光電変換素子6,8の出力
を差動増幅器14に加えることにより、トラッキング信
号が形成され、このトラッキング信号で駆動回路15を
介してトラッキング用モータを制御し、これによりディ
スク4の偏心等によるディスク4の半径方向の変動に追
随する事が可能となる。
一方、ディスク4の面振れが生じた場合には、まずトラ
ッキング用光束としての例えば−1次光の一部を低域フ
ィルタ等よりなる信号分離回路11に印加し、ディスク
の面振れによる光量変動成分およびトラッキングのずれ
による光量変動成分を除いた、光源の変動、ディスク4
の反射率の変化等による光量変動成分のみを取り出して
、差動増幅器12の入力として加える。
ッキング用光束としての例えば−1次光の一部を低域フ
ィルタ等よりなる信号分離回路11に印加し、ディスク
の面振れによる光量変動成分およびトラッキングのずれ
による光量変動成分を除いた、光源の変動、ディスク4
の反射率の変化等による光量変動成分のみを取り出して
、差動増幅器12の入力として加える。
この信号分離回路11からの信号と、前述の回路10で
分離された光束@の面振れに対応する信号とを差動増幅
器12で比較し、光源の変動、ディスク4の反射率の変
化等による光量変動成分を除去したフォーカシング信号
を得る。
分離された光束@の面振れに対応する信号とを差動増幅
器12で比較し、光源の変動、ディスク4の反射率の変
化等による光量変動成分を除去したフォーカシング信号
を得る。
このフォーカシング信号は駆動回路13を経てボイスコ
イル9を制御し、これによりディスク4の面振れに追随
させる事が可能となる。
イル9を制御し、これによりディスク4の面振れに追随
させる事が可能となる。
この時、差動増幅器12の出力であるフォーカシング信
号にはディスク4の偏心によるトラッキング信号成分が
重畳されているが、このトラッキング信号成分はフォー
カシング信号に比ベダイナミックレンジが小さいため、
これによる影響を除去することが可能である。
号にはディスク4の偏心によるトラッキング信号成分が
重畳されているが、このトラッキング信号成分はフォー
カシング信号に比ベダイナミックレンジが小さいため、
これによる影響を除去することが可能である。
すなわち、面振れを2〜300μ扉と仮定した場合、フ
ォーカスゲインが40dBあると仮定すれば、残留成分
は2〜3μmとなり、対物レンズ3は一般的に開口数が
0.4〜0.5であることから、この場合の焦点深度は
±2〜3μmとなる。
ォーカスゲインが40dBあると仮定すれば、残留成分
は2〜3μmとなり、対物レンズ3は一般的に開口数が
0.4〜0.5であることから、この場合の焦点深度は
±2〜3μmとなる。
したがって、適切なフォーカスゲイン、すなわち面振れ
量を対物レンズ3の焦点深度内におさえこむシステムで
あれば、トラッキング信号成分は対物レンズ3の焦点深
度から外れて検出されなくなり、トラッキング信号成分
はフォーカシング信号に影響を及ぼさなくなる。
量を対物レンズ3の焦点深度内におさえこむシステムで
あれば、トラッキング信号成分は対物レンズ3の焦点深
度から外れて検出されなくなり、トラッキング信号成分
はフォーカシング信号に影響を及ぼさなくなる。
対物レンズ3の焦点深度内にディスク4が位置されると
、前述のようにトラッキングサーボが正常に動作するこ
ととなり、対物レンズ3とディスク4の間隔も一定距離
のフォーカシングが得られる。
、前述のようにトラッキングサーボが正常に動作するこ
ととなり、対物レンズ3とディスク4の間隔も一定距離
のフォーカシングが得られる。
なおフォーカシング信号を一つの光電変換素子7を用い
て検出する場合フォーカシング信号検出範囲が問題とな
るが、以下第3図、第4図に基づいてフォーカシング用
光電変換素子の設定位置について説明する。
て検出する場合フォーカシング信号検出範囲が問題とな
るが、以下第3図、第4図に基づいてフォーカシング用
光電変換素子の設定位置について説明する。
第3図はターンテーブル18が静止している時Vおよび
回転している時りにおけるディスクの状態を示す側面図
、第4図はディスク偏位と光電変換素子の出力の関係を
示すグラフである。
回転している時りにおけるディスクの状態を示す側面図
、第4図はディスク偏位と光電変換素子の出力の関係を
示すグラフである。
3,4,9は夫々対物レンズ、ディスク、ボイスコイル
であり、17はターンテーブル18駆動用モータである
。
であり、17はターンテーブル18駆動用モータである
。
ディスク4煤一般に剛体ではなく、構造および該ディス
クを構成する材料の特性に従って静止時においては多か
れ少なかれ垂下している。
クを構成する材料の特性に従って静止時においては多か
れ少なかれ垂下している。
今、ディスク4が静止している状態D′でディスク4上
に焦点を結ぶように対物レンズ3をセットすると、ディ
スク4が回転状態りになれば光電変換素子上での光束は
第1図すに見られるような状態となり、収束傾向にある
。
に焦点を結ぶように対物レンズ3をセットすると、ディ
スク4が回転状態りになれば光電変換素子上での光束は
第1図すに見られるような状態となり、収束傾向にある
。
従って、光学系および光電変換素子の設定位置の決定に
当っては、ディスク4の静止時D′と回転時りのディス
ク4の移動量と、ディスク4自身の振れを考慮して、光
電変換素子上で光束が収束しないように配慮しなければ
ならない。
当っては、ディスク4の静止時D′と回転時りのディス
ク4の移動量と、ディスク4自身の振れを考慮して、光
電変換素子上で光束が収束しないように配慮しなければ
ならない。
即ち第4図における領域Fに入らないように検出系を設
計する事が必要である。
計する事が必要である。
またフォーカス検出系は第4図の領域Eに入るように設
計しなければならない。
計しなければならない。
即ち回転時のディスクの位置りが対物レンズの焦点位置
となるように光学系を設定する場合、対物レンズの作動
距離(ワーキングディスタンス)を十分考慮して設計し
ないと、ディスクと対物レンズが接触する可能性がある
。
となるように光学系を設定する場合、対物レンズの作動
距離(ワーキングディスタンス)を十分考慮して設計し
ないと、ディスクと対物レンズが接触する可能性がある
。
以上、本発明によれば、光束自身の変化の光学的再生装
置を構成する上で最少不可欠なトラッキングサーボ系に
より検出し、これを容易にディスクの面振れに対応する
信号から除去できるので、簡単な構成でありながら高精
度で広範囲のフォーカシングおよびトラッキングサーボ
系を含む光学情報読み取り再生装置を実現できる。
置を構成する上で最少不可欠なトラッキングサーボ系に
より検出し、これを容易にディスクの面振れに対応する
信号から除去できるので、簡単な構成でありながら高精
度で広範囲のフォーカシングおよびトラッキングサーボ
系を含む光学情報読み取り再生装置を実現できる。
第1図は、フォーカシング原理の説明図、第2図aは本
発明の一実施例を示すブロックダイヤグラム、第2図す
はディスク上のドツト列の説明図、第3図はターンテー
ブルの静止時と回転時におけるディスクの状態を示す側
面図、第4図はディスク偏位と光電変換素子の出力の関
係を示すグラフである。 ■・・・・・・−1次光、@・・・・・・0次光、O・
・・・・・+1次光、1・・・・・・位相格子、3・・
・・・・対物レンズ、4・・・・・・ディスク、6,7
,8・・・・・・光電変換素子、9・・・・・・ボイス
コイル、10,11・・・・・・信号分離回路、12.
14・・・・・・差動増幅器。
発明の一実施例を示すブロックダイヤグラム、第2図す
はディスク上のドツト列の説明図、第3図はターンテー
ブルの静止時と回転時におけるディスクの状態を示す側
面図、第4図はディスク偏位と光電変換素子の出力の関
係を示すグラフである。 ■・・・・・・−1次光、@・・・・・・0次光、O・
・・・・・+1次光、1・・・・・・位相格子、3・・
・・・・対物レンズ、4・・・・・・ディスク、6,7
,8・・・・・・光電変換素子、9・・・・・・ボイス
コイル、10,11・・・・・・信号分離回路、12.
14・・・・・・差動増幅器。
Claims (1)
- 1 光源よりの光束を0次光、+1次光および一1次光
に分離する位相格子と、前記0次光の光束を情報担体の
記録トラックの中心部に集光させるとともに、前記+1
次光と一1次光を前記記録トラックの両側端縁部にそれ
ぞれ集光させる集光レンズとを有する光学系を設け、前
記0次光、+1次光および一1次光の、前記記録トラッ
クからの反射光束をそれぞれ受光する第1の光電変換素
子、第2の光電変換素子および第3の光電変換素子を設
け、前記第2の光電変換素子と第3の光電変換素子との
出力の差信号を得てトラッキング制御信号とする装置を
設け、かつ、前記第2および第3の光電変換素子の少な
くとも一方の出力から、トラッキングおよびフォーカシ
ングずれによる光量変化にもとづく信号成分を取り除い
た、光源の光量成分やディスクの反射ムラによる低周波
の光量変化にもとづく信号成分を取り出すとともに、前
記第1の光電変換素子の出力から情報成分を取り除いた
信号成分を取り出し、その両者の差信号から、トラッキ
ングずれにもとづく信号成分の影響を除去した、フォー
カシングずれにもとづく信号成分を得て前記集光レンズ
駆動用のフォーカス制御信号とする装置を設けたことを
特徴とする光学再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7008776A JPS5838854B2 (ja) | 1976-06-14 | 1976-06-14 | 光学再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7008776A JPS5838854B2 (ja) | 1976-06-14 | 1976-06-14 | 光学再生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS52152705A JPS52152705A (en) | 1977-12-19 |
JPS5838854B2 true JPS5838854B2 (ja) | 1983-08-25 |
Family
ID=13421394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7008776A Expired JPS5838854B2 (ja) | 1976-06-14 | 1976-06-14 | 光学再生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5838854B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS645953U (ja) * | 1987-06-26 | 1989-01-13 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5942648A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-09 | Sony Corp | 光ディスク再生装置 |
-
1976
- 1976-06-14 JP JP7008776A patent/JPS5838854B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS645953U (ja) * | 1987-06-26 | 1989-01-13 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS52152705A (en) | 1977-12-19 |
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