JPS624777B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学式情報記録又は再生装置の動作状
態監視装置に関し、特にフオーカスサーボ装置の
動作状態やピツクアツプ用レーザ光路の機械的ず
れ状態や更には記録媒体の記録面状態等の監視を
なすモニタ装置に関する。

光学式の記録デイスクにはいわゆるピツトと称
されるへこみが同心円状若しくは渦巻状の記録ト
ラツクを形成するように設けられており、これら
ピツト間の間隔及びピツト長等により情報が記録
されている。かかる情報記録デイスクの読取装置
においては、スポツト光をデイスクに照射してそ
の反射若しくは透過による光を受光素子により受
光して復調することにより行われる。そのため
に、デイスクの情報記録面上に常に正確に入射光
を収束させる必要がありよつていわゆるレンズの
フオーカスサーボ装置が必らず付加されている。

第１図は当該フオーカスサーボ装置の概略を示
すもので、ヘリユームネオンレーザ等の光源１か
ら照射された光束はコリメーターレンズ２、ビー
ムスプリツタ３、可動鏡４を経由し、収束レンズ
５でデイスク６の情報記録面７のごく近傍に収束
されている。デイスク６はモータ１４で高速回転
されている。デイスク６に記録された情報を読取
つた反射光は逆の経路をたどり、ビームスプリツ
タ３で分離されて、光電変換素子で電気信号に変
換される。

デイスク基板６は完全に平らに製作することは
不可能であるし、またモータ１４の軸に取付ける
際にも傾いて取付けられるのが普通である。従つ
て記録面７はデイスク６の回転につれて上下に変
動することになる。正しく情報を読出すためには
収束レンズ５は前述の記録面の変動に追従して上
下し常に光束を記録面７のごく近傍に収束させね
ばならない。このためにデイスク６からの反射光
が収束レンズ５によつて収束される途中に円筒レ
ンズ８を置き、その後に受光素子９を配置する。
上記受光素子９は第２図に示すようにａ，ｂ，
ｃ，ｄの４つの分割されていて、上記円筒レンズ
８の円筒中心軸にそれぞれ45゜の角度をなすよう
に配する。この円筒レンズ８の母線を含む面内
と、それに直交する面内とでは、このレンズ８を
透過する光線束が収束する光軸上の位置が異なる
性質を利用して、受光素子９の４つの受光素子面
ａ〜ｄ上に投影される光線束の形状を検出測定す
ることにより、記録面７と収束レンズ５との位置
関係を判定している。

すなわち入射光のレンズ５による収束点が正確
にデイスクの記録面上に位置したときに、反射光
が円筒レンズ８を透過後に丁度ほぼ円形（第３図
ｂ）になる位置に受光素子９の受光面を配置す
る。その状態では、各受光素子の出力Va，Vb，
Vc，Vdはそれぞれ等しく、よつて次式が成立す
る。

Va＋Vb＝Vc＋Vd 従つて、第２図に示す如くVa＋Vb及びVc＋Vd
を各差動入力とする差動増幅器１０の出力Ｖは零
となる。その結果、増幅器１１の出力もレンズ駆
動装置１２の出力も零となるので、レンズ５の位
置は可変されない。

次に第４図に示す如く、記録面７の後部で入射
光が収束しているとき、すなわち記録面７と収束
レンズ５の距離が近いときには、受光素子９の受
光面の光線の形状はｂの様になり、よつてVa＋
Vb＞Vc＋Vdとなり、差動増幅器１０の出力はＶ
＜０となる。

一方、第５図の如く、記録面７の前部で入射光
が収束しているときは、ｂに示すような受光面形
状となり、よつてVa＋Vb＜Vc＋Vdとなり差動増
幅器１０の出力ＶはＶ＞０となる。従つて、差動
増幅器１０の出力Ｖを誤差信号として増幅器１１
で増幅後駆動装置１２で変位に変換し、ホルダー
１３を介して収束レンズ５での位置を制御するこ
とによつて自動フオーカス制御が可能となる。

かかる装置においては、４分割受光面を有する
受光素子９の中心位置と反射光の光軸とがずれて
いる場合においては、レンズ５の位置が最適であ
つて第３図ｂの如く受光面上の入射光形状が円形
でも、差動増巾器１０の出力Ｖ＝（Va＋Vb）−
（Vc＋Vd）は零とならず、その結果レンズ５の位
置が不適当な個所でサーボがかかることになり、
ひいては発振を呈することもある。更に、収束レ
ンズ５の光軸と入射軸とが何等かの原因でずれた
場合、記録面上のスポツト光は収差のために大と
なつてしまい必要な性能を満足しえなくなる。こ
の場合も、反射光の光軸と受光素子９の中心位置
とが一致しなくなつて好ましくない。

よつて、これらの状態を監視するためのモニタ
ー装置が要求されることになる。

これら光とレンズや受光素子との取付位置関係
が正しくなされていたとしても、上記のフオーカ
スサーボ装置が正常に動作しているかどうかを監
視したい場合もある。

従つて本発明はフオーカスサーボ装置の動作
や、ピツクアツプ用の光の光軸とレンズや受光素
子との位置関係状態等を監視しうる光学式情報記
録再生装置の動作状態監視装置を提供することを
目的とする。

本発明の監視装置は記録媒体の記録面に照射光
を収束する収束レンズと、この照射光の記録面を
経た光を透過する円筒レンズと、第１乃至第４の
受光素子よりなりこれら受光素子のなす受光面が
互いに直交する直線に沿つて４分割されるように
第１乃至第４の受光素子がこの順に隣接配置され
て円筒レンズの透過光が受光する受光手段と、第
１及び第３の受光素子の出力和と第２及び第４の
受光素子の出力和との差に応じた信号により制御
されて収束レンズの位置を調整するサーボ手段と
を含む光学式情報記録再生装置の動作状態監視装
置を対象とするものであつて、第１及び第３の受
光素子の出力和及び第２及び第４の受光素子の出
力和に夫々応じて互いに90゜位相差を有する所定
周波数信号を振巾変調するようにし、第１及び第
３の受光素子の出力差と同じく第１及び第３の受
光素子の出力和による振巾変調出力との加算出力
を得、更に第２及び第４の受光素子の出力差と同
じく第２及び第４の受光素子の出力和による振巾
変調出力との加算出力を得て、これら両加算出力
を用いてオシロスコープにリサジユー波形を描く
ようにしたことを特徴としている。

かかる構成により、フオーカスサーボ動作状態
やレンズ等の位置関係を監視しうることは勿論、
更には記録媒体の欠陥等を含む記録面状態をも監
視可能となつて極めて有効となる。

以下、本発明について図面を用いて説明する。

第６図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
あり、受光素子９の第１の受光素子ａの出力Va
と第３の受光素子ｂの出力Vbとの和及び差の信
号が和及び差信号発生器１１及び１２より夫々出
力される。同じく第２及び第４の受光素子ｃ，ｄ
の出力和Vc，Vdとの和及び差の信号が和及び差
信号発生器１３及び１４より夫々出力される。和
信号発生器１１及び１３の各和出力は乗算器１５
及び１６へそれぞれ印加される。

一方、所定周波数を有する信号（Vosinωｔ）
を発生する発振器１７が設けられており、この信
号は直接乗算器１５へ印加されると共に、π／２
移相器１８により90゜移相されて乗算器１６の入
力となつている。従つて、乗算器１５及び１６の
各出力には Vo（Va＋Vb）sinωｔ及びVo（Vc＋Vd）cosω
ｔなる信号が得られるもので、これら両信号は互
いに直交しかつその振巾が（Va＋Vb）及び（Vc
＋Vd）に対応した振巾変調信号となつている。
これら両変調信号は加算器１９及び２０へ夫々印
加されて、差信号発生器１２及び１４の出力と
夫々加算される。従つて、これら加算器１９及び
２０の出力は、 Vo（Va＋Vb）sinωｔ＋（Va−Vb） 及び Vo（Vc＋Vd）cosωｔ＋（Vc−Vd）となつてお
り、これら、出力は例えば陰極線管２１のＸ軸方
向及びＹ軸方向の偏向板へそれぞれ印加され、よ
つてリサジユー波形がこれら印加信号に応じて描
かれることになる。尚、発振器１７は一定の周波
数ω／２πでかつ振巾一定の安定なサイン信号を
出力しうる構成であつて、その周波数は記録デイ
スクの回転基本周波数30Hzよりも十分高い値でか
つフオーカスサーボ系の遮断周波数よりも高く選
定される。実際には数KHz〜十数KHzに選ばれ
るのが良い。

かゝる構成において、フオーカスサーボ状態を
監視する場合について述べる。この場合において
デイスクの記録面は欠陥等がなく正常状態であつ
てかつレーザ光の光軸とレンズや受光素子との位
置関係も正常であるとすれば、加算器１９及び２
０の各出力における（Va−Vb）及び（Vc−Vd）
なる差の直流成分は共に零とみなしうる。従つ
て、陰極線管２１のＸ，Ｙ偏向板にはそれぞれ Vo（Va＋Vb）sinωｔ及びVo（Vc＋Vd）cosω
ｔなる周波数が同一でかつ90゜位相差を有する信
号が印加される。そして、第３図に示すような収
束レンズ５の位置が正常であれば受光素子９の受
光面は正円であるからVa＋Vb＝Vc＋Vdとなつて
いる。よつて両直交信号の振巾は共に等しいか
ら、リサジユー波形は第７図ａに示す如く正円と
なることが判る。

次に第５図に示す如く、レンズ５の位置が遠す
ぎる場合には、（Va＋Vb）＜（Vc＋Vd）となつて
いるから、陰極線管２１のＹ軸方向の振巾がより
大となつて第７図ｂに示すような縦長の楕円とな
る。また第４図のようにレンズ５の位置が近すぎ
ると（Va＋Vb）＞（Vc＋Vd）となつて、第７図ｃ
のように横長の楕円となることが判る。従つて、
リサジユー波形のＸ軸及びＹ軸方向の各半径によ
りレンズ５の位置のずれ量及びその方向がモータ
可能である。

更にフオーカスサーボが動作していない場合に
は、受光素子９への入射光量は極端に少なくなる
ので、陰極線管上の波形は第７図ｄのように小さ
な輝点となる。フオーカスサーボ系に例えば発振
現象があると、同図ｅに示す如きリサジユー波形
となつてモータできる。

次に、レーザ光の光軸とレンズや受光素子の中
心との位置ずれがある場合には、加算器１９，２
０の出力における各直流成分（Va−Vb）、（Vc−
Vd）が零とはならずそのずれに応じた正負の値
を採ることになる。よつて、例えば（Va−Vb）、
（Vc−Vd）共に正のある値をとる場合には第８図
ａに示すように陰極線管２１上の中心からずれて
第１象現内に正円若しくは楕円が表示されること
になる。第８図、ｂ，ｃは機械的位置ずれがなく
フオーカス誤差がある場合及び誤差がない場合を
夫々示している。

デイスク記録面の状態は当該記録面からの反射
光量を監視すれば良く、Va＋Vb＋Vc＋Vdが反射
光量を示すことになる。従つて、機械的位置ずれ
がない場合には、（Va−Vb）及び（Vc−Vd）は
共に零となつているから、リサジユー波形の円の
Ｘ及びＹ軸方向の径すなわち（Va＋Vb）及び
（Vc＋Vd）の和が反射光量を示していることにな
る。従つて第９図ａ，ｂに示すように反射光量が
小及び大なる場合は夫々小及び大なる円が表示さ
れる。更にデイスク上の表面欠陥等により瞬間的
に反射光量が変化する場合には同図ｃに示すよう
に円の一部が欠けて落ちこむか又は飛び出して見
えることになる。また周期的に反射率が変化する
場合は、一般にその変化の周期が30Hzと遅いの
で、円の線巾が太くにじんで第９図ｄに示すよう
になる。

叙上の如く、本発明によれば４分割受光素子の
各受光出力を適当に組合せるのみで、簡単にフオ
ーカスサーボ動作状態、ピツクアツプ部の機械的
位置ずれ状態、更にはデイスク表面状態をもモー
タすることができ、極めて便利な装置が得られ
る。上記において再生装置について述べたが、記
録装置についても同様に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はフオーカスサーボ装置の概略ブロツク
図、第２図はフオーカスサーボエラー信号発生器
のブロツク図、第３図ａは収束レンズと記録面と
が正常な位置関係にある場合の模式図、同図ｂは
その時の受光面上の光の形状を示す図、第４図ａ
は収束レンズと記録面とが近い場合の模式図、同
図ｂはその時の受光面上の光の形状を示す図、第
５図ａは収束レンズと記録面とが遠い場合の模式
図、同図ｂはその時の受光面上の光の形状を示す
図、第６図は本発明の一実施例のブロツク図、第
７図ａ〜ｅはフオーカスサーボ動作状態の監視時
のリサジユー波形を示す図、第８図ａ〜ｃはピツ
クアツプ部の機械的位置ずれ状態の監視時のリサ
ジユー波形を示す図、第９図ａ〜ｄはデイスク面
上の状態の監視時のリサジユー波形を示す図であ
る。 主要部分の符号の説明 ５……収束レンズ、６
……デイスク、７……記録面、８……円筒レン
ズ、９……受光素子、１１，１３……和信号発生
器、１２，１４……差信号発生器、１５，１６…
…乗算器、１７……発振器、１８……π／２移相
器、１９，２０……加算器、２１……陰極線管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 記録媒体の記録面に照射光を収束する収束レ
   ンズと、前記照射光の前記記録面を経た光を透過
   する円筒レンズと、第１ないし第４の受光素子か
   らなりこれら受光素子のなす受光面が互いに直交
   する直線に沿つて４分割されるように前記第１な
   いし第４の受光素子がこの順に隣接配置されて前
   記円筒レンズの透過光を受光する受光手段と、前
   記第１及び第３の受光素子の出力和と前記第２及
   び第４の受光素子の出力和との差に応じた信号に
   より制御されて前記収束レンズの位置を調整する
   サーボ手段とを含む光学式情報記録再生装置の動
   作状態監視装置であつて、前記第１及び第３の受
   光素子の出力和に応じて所定周波数信号を振幅変
   調する第１の変調手段と、前記第２及び第４の受
   光素子の出力和に応じて前記所定周波数信号と90
   ゜位相差を有する信号を振幅変調する第２の変調
   手段と、前記第１及び第３の受光素子の出力差と
   前記第１の変調手段の変調出力との和信号を発生
   する第１の加算手段と、前記第２及び第４の受光
   素子の出力差と前記第２の変調手段の変調出力と
   の和信号を発生する第２の加算手段とを含み、前
   記第１及び第２の加算手段の出力を用いてリサー
   ジユ波形をオシロスコープ上に描くようにした監
   視装置。