JP5610744B2 - 光ディスク判別方法、光ディスク搬送装置、光ディスク装置、光ディスク検査装置及び光ピックアップ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクの情報記録面に形成された記録トラックのトラックピッチが異なる複数種のディスクに対応した光ディスク装置において、光ディスクのトラックピッチの違いによって、光ディスクの種類を判別する光ディスク判別方法及び光ディスク装置に関する。

情報記録の分野においては、光ディスクに関する開発が行われている。この光ディスクは、非接触で記録・再生が行えること、安価な大容量ファイルの実現が可能であること、用途に応じて再生専用型、追記型、書き換え可能型の光ディスクがあることから産業用から民生用まで幅広く利用されている。

上記の各種光ディスクの大容量化は、光ディスク上の情報記録面に記録トラックとして書かれた情報を表すピット、マークなどの大きさを小さくするとともに、記録や再生に用いる光源となる半導体レーザ光の短波長化と、高開口数の対物レンズを採用することにより、焦点面での集光スポットサイズを小さくすることで達成してきた。

例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）では、トラックピッチは１．６μmであり、記録トラックの情報の記録・再生には半導体レーザ光の波長が約０．７８μmの赤外レーザ光、開口数（ＮＡ）が０．４５の対物レンズを用いて、６５０ＭＢの容量を実現している。

次に、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）では、トラックピッチは０．７４μmであり、記録トラックの情報の記録・再生には半導体レーザ光の波長が約０．６５μmの赤色レーザ光、ＮＡが０．６の対物レンズを用いて、４．７ＧＢの容量を実現している。

また、ＢＤ（ブルーレイディスク）では、トラックピッチは０．３２μmであり、記録トラックの情報の記録・再生には半導体レーザ光の波長が約０．４０５μmの青色レーザ光、ＮＡが０．８５の対物レンズを用いて、２５ＧＢの容量を実現している。

このようにＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤと大容量化を進めながら光ディスクは進化してきた。そして光ディスク装置は、一般的に上位互換性が求められ、現在では上記のＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤの３つすべてを記録又は再生可能な光ディスク装置が販売されている。

特開平１０−１５４３４８号公報

トラックピッチが異なる複数の種類の光ディスクに対応した光ディスク装置では、記録・再生の動作を行う前に、挿入された光ディスクの種類を判別し、挿入された光ディスクの種類に応じた光ディスク装置の設定を行わなければならない。そのため複数の種類の光ディスクに対応した光ディスク装置では、光ディスクに照射したレーザ光ビームの回折光の回折角を検出することによって、光ディスクの種類を判別する方法が行われてきた（たとえば特許文献１）。

しかしながらこの従来例では、複数の種類の光ディスクを判別するために、複数の光検出手段を必要とし、構成が複雑になるという問題があった。

本発明は、上記の問題点の解決のためになされたものであって、トラックピッチが異なる複数の種類の光ディスクに対応した光ディスク装置において、簡単な構成で光ディスクの種類を判別可能な光ディスク判別方法を提供することを目的とする。

本発明の光ディスク判別方法は、
ターンテーブルの回転軸線の方向の光ディスクの移動を伴うローディング手段と、ローディング中の光ディスクの前記ターンテーブル側の記録トラック面に光ビームを照射する発光部と、前記発光部からの光ビームが入射する光ディスクの前記ターンテーブル側の記録トラック面から反射された回折光が到来する位置に配され、受光した光の受光量に応じた信号を出力する光検出手段とを有する光ディスク装置にローディングされた光ディスクの種類を判別する方法において、
ローディング開始からローディング終了までの間に光ディスクと光検出手段との前記ターンテーブルの回転軸線の方向における位置関係が変化することによって生じる光検出手段の検出出力の信号変化に基づいてローディングされた光ディスクの種類を判別することを特徴とする。

トラックピッチが異なる複数の種類の光ディスクに対応した光ディスク装置において、挿入された光ディスクの種類を簡単な構成で判別することができる。

本発明の光ディスク判別方法の実施に用いられる光ディスク装置を示す概略図である。 再生専用型光ディスクの一例を示す図である。 追記型及び書換可能型光ディスクの一例を示す図である。 実施の形態１の光ディスクで回折される光ビームの回折角を示す図である。 光ディスク装置のローディング動作中における光ディスクの移動範囲を示す図である。 ＤＶＤがチャッキングされた時の、光検知器と回折光との関係を示す図である。 ＤＶＤのローディングの初期における、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する位置及び回折光１０８と光検知器１０４の関係を示す。 ＤＶＤのローディングの中期における、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する位置及び回折光１０８と光検知器１０４の関係を示す。 ＤＶＤのローディングの終期における、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する位置及び回折光１０８と光検知器１０４の関係を示す。 ＣＤのローディングの初期における、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する位置及び回折光１０８と光検知器１０４の関係を示す。 ＣＤのローディングの中期における、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する位置及び回折光１０８と光検知器１０４の関係を示す。 ＣＤのローディングの終期における、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する位置及び回折光１０８と光検知器１０４の関係を示す。 回折光１０８を検出する光検知器１０４と判別部１１４を示す回路図である。 光ディスクがＣＤである場合の、ローディング中の信号の変化を示す図である。 光ディスクがＤＶＤである場合の、ローディング中の信号の変化を示す図である。 光ディスクがＢＤである場合の、ローディング中の信号の変化を示す図である。 ローディング終了時の信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ２のレベルをディスクの種類との関係を示す表である。 本発明の光ディスク判別方法の実施に用いられる光ディスク搬送装置を示す概略図である。 実施の形態２の光ディスクで回折される光ビームの回折角を示す図である。 光ディスク装置のローディング動作中における光ディスクの移動範囲を示す図である。 ＤＶＤがチャッキングされた時の、光検知器と回折光との関係を示す図である。 ＤＶＤのローディングの初期における、ＤＶＤのターンテーブル１０７に対する位置及びスポット２１０２と光検知器１０４の関係を示す。 ＤＶＤのローディングの中期における、ＤＶＤのターンテーブル１０７に対する位置及びスポット２１０２と光検知器１０４の関係を示す。 ＤＶＤのローディングの終期における、ＤＶＤのターンテーブル１０７に対する位置及びスポット２１０２と光検知器１０４の関係を示す。 ＣＤのローディングの初期における、ＣＤのターンテーブル１０７に対する位置及びスポット２５０３、スポット２５０４と光検知器１０４の関係を示す。 ＣＤのローディングの中期における、ＣＤのターンテーブル１０７に対する位置及びスポット２５０３、スポット２５０４と光検知器１０４の関係を示す。 ＣＤのローディングの終期における、ＣＤのターンテーブル１０７に対する位置及びスポット２５０３、スポット２５０４と光検知器１０４の関係を示す。 光検知器１０４と判別部１１４を示す回路図である。 光ディスクがＣＤである場合の、ローディング中の信号の変化を示す図である。 光ディスクがＤＶＤである場合の、ローディング中の信号の変化を示す図である。 光ディスクがＢＤである場合の、ローディング中の信号の変化を示す図である。 ローディング終了時の信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ３のレベルとディスクの種類との関係を示す表である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の光ディスク判別方法の実施に用いられる光ディスク搬送装置の一例を示す。光ディスク搬送装置は光ディスク装置を構成する装置の一部として利用されるほか、光ディスクの検査装置や光ピックアップの検査装置を構成する装置の一部としても利用される。光ディスクの検査装置や光ピックアップの検査装置は光ディスク検査工程や光ピックアップ検査工程で用いられるものである。図示の光ディスク搬送装置は、ローディング機構１１１に装着された光ディスク１０１に光ビーム１０２を入射させる発光部１０３と、その光ビーム１０２を受光する光検出手段としての光検知器１０４と、光検知器１０４の出力信号ＳＲに基づいてローディングされた光ディスクの種類を判別する判別部１１４とを有する。

光検知器１０４は例えば１つの受光面を有し、受光面で受光した光に応じた信号を出力する。後に図１３を参照して詳しく述べる例では、光検知器１０４はフォト・トランジスタで構成され、受光量が多いほど、低い電圧値の信号を出力する。判別部１１４は、ローディング中の光検知器１０４と光ディスク１０１の相対位置関係と、光検知器１０４の出力信号ＳＲで表わされる光検知器１０４における受光量と、制御部１１０からの信号で表わされるローディング中の光検知器１０４と光ディスク１０１との相対位置関係とに基づいて、ローディングされた光ディスクの種類を判別する。

発光部１０３は、発光駆動部１１５で駆動されて発光する発光素子例えばＬＥＤ１０５と、ＬＥＤ１０５から出た光ビーム１０２を集光するレンズ１０６とを備え、レンズ１０６で集光された光ビーム１０２は、ターンテーブル１０７の回転軸線１０７Ｚに並行に、光ディスク１０１の下方から入射する。光ディスク１０１に入射した光ビーム１０２は回折光１０８を生じる。また発光部１０３及び光検知器１０４は、ターンテーブル１０７に光ディスク１０１がチャッキングされた時に干渉しない位置であり、光ディスク１０１の半径方向に（光ディスク１０１の面上にあり、その半径方向に延びた線ＸＤに平行な線ＸＥに沿って整列するように）配列されている。ローディング機構１１１はローディング駆動部１２１より駆動され、ローディング機構駆動部１２１、発光駆動部１１５及び判別部１１４は制御部１１０により制御される。

光ディスク１０１のいくつかの例が図２及び図３に示されている。図２及び図３において、符号ＤＯは外径を示し、符号ＤＣは内径（中央孔ＣＨ）の径を示し、ＲＡは記録トラック形成部（形成領域）を示す。図２に示される再生専用型光ディスクにおいては、その記録トラック形成部ＲＡ内に、ピット２０１の列である記録トラックＴがトラックピッチＴＰをもって形成されている。一方、図３に示される追記型または書換可能型光ディスクにおいては、記録トラック形成部（領域）ＲＡ内に、記録マーク３０１が書き込まれる記録トラックＴがトラックピッチＴＰをもって形成されている。

このような光ディスク１０１の一例としてのＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤおいては、外径は互いに同じであり、ＣＤの記録トラック形成部ＲＡの記録トラックＴのトラックピッチＴＰは１．６μｍであり、ＤＶＤの記録トラック形成部ＲＡの記録トラックＴのトラックピッチＴＰは０．７４μｍであり、ＢＤの記録トラック形成部ＲＡの記録トラックＴのトラックピッチＴＰは０．３２μｍである。上記のように、ＣＤの記録トラックＴのトラックピッチＴＰは、ＤＶＤの記録トラックＴのトラックピッチよりも大きく、前者は後者の約２倍である。

図４に光ディスク１０１と光ビーム１０２の位置関係を表す断面図を示す。光ディスク１０１における記録トラック形成部ＲＡに入射した光ビーム１０２は、記録トラック形成部ＲＡにおける入射位置において、そこにトラックピッチＴＰをもって形成された記録トラックＴの列による回折作用を受け、反射層ＦＲによって反射される。反射された回折光１０８が発光部１０３からの光ビーム１０２に対して逆進するように戻り、回折光１０８は光ディスク１０１の半径方向に延びた直線ＸＤを含み光ディスクの記録面に垂直な面内において、回折角θをなす方向に進む。１次回折光の回折角θは下記の関係を満たす。下記の式において、λは光ビームの波長である。
ＴＰ・ｓｉｎθ＝λ

本発明ではλ=０．６２０μｍのＬＥＤ１０５を用いる。λ=０．６２０μｍとして上記の式で表されるθを計算すると、回折光１０８はＣＤの時θ＝２２．８度、ＤＶＤの時θ＝５６．９度、ＢＤの時には回折光は生じない。

図５にローディング機構１１１により光ディスク１０１がターンテーブル１０７の回転軸線１０７Ｚの方向に移動する範囲を示す。光ディスク１０１はローディング機構１１１によって、光ディスク１０１の記録面をターンテーブル１０７の回転軸線１０７Ｚに対して垂直な関係を保ったまま、ターンテーブル１０７の上方４．００ｍｍから、ターンテーブル１０７（のディスク載置面）に密着する位置まで搬送される。

図６にＤＶＤがチャッキングされた時の図を示す。光検知器１０４は、チャッキングされたＤＶＤの回折光１０８が光検知器１０４に入射するように、ターンテーブル上面（ディスク載置面）からの距離が１．３０ｍｍとなり、光ビーム１０２からの直線ＸＤ方向の距離が１．９９ｍｍとなる位置に配置されている。

図７、図８及び図９にＤＶＤのローディング中の、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する、回転軸線１０７Ｚの方向における位置の変化及び回折光１０８と光検知器１０４の関係を示す。図７がローディング初期、図８がローディング中期、図９がローディング後期（ローディングが完了し、ディスクがターンテーブルにチャッキングされた状態）である。ディスク１０１と光検知器１０４の距離（ターンテーブルの回転軸線１０７Ｚに沿う方向の距離）をＤ１とする。ローディングが完了した図９においてのみ光検知器１０４に回折光１０８が入射する。

図１０、図１１及び図１２にＣＤのローディング中の、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する、回転軸線１０７Ｚの方向における位置の変化及び回折光１０８と光検知器１０４の関係を示す。図１０がローディング初期、図１１がローディング中期、図１２がローディング後期（ローディングが完了し、ディスクがターンテーブルにチャッキングされた状態）である。ディスク１０１と光検知器１０４の距離をＤ１とする。ローディング中期の図１１においてＤ１＝４．７３ｍｍで光検知器１０４の中央に回折光１０８が入射する。

回折光１０８を検出する光検知器１０４と判別部１１４を図１３に示す。
光検知器１０４はフォト・トランジスタであり、電源部＋Ｂから抵抗器１３０１を通じて動作電圧が供給される。フォト・トランジスタ１０４により、回折光１０８を検出して得られる検出出力信号ＳＲが比較回路１３０２に供給される。

比較回路１３０２では検出出力信号ＳＲと基準電圧＋ＲＥＦを比較し、比較結果を示す信号（回折光１０８が光検知器１０４に入射したかどうかを示す信号）ＳＣを出力する。回折光１０８がフォト・トランジスタに入射するとき信号ＳＲは＋Ｂよりも低い電位となる。入射する回折光１０８の光量が多いほど信号ＳＲの電位はグランド・レベルに近づく。比較回路１３０２は信号ＳＲの電位を基準電圧＋ＲＥＦと比較して、基準電圧+ＲＥＦよりも信号ＳＲの電位が低ければ、信号ＳＣをＨＩレベルとする一方、信号ＳＲの電位を+ＲＥＦの基準電圧と比較して、基準電圧+ＲＥＦよりも信号ＳＲの電位が高ければ、信号ＳＣをＬＯＷレベルとする。信号ＳＣは出力信号ＯＵＴ１として出力されるとともに、ＲＳフリップフロップ１３０３にセット信号として入力される。ＲＳフリップフロップ１３０３には、ローディングの開始を示す信号ＢＯＬがリセット信号として供給される。ＲＳフリップフロップ１３０３のＱ出力が符号ＯＵＴ２で示されている。

図１４に光ディスクがＣＤである場合の、ローディング中の距離Ｄ１の変化に伴う、信号の変化を示す。ローディング機構の動作の開始時に、ローディングの開始を示すＨＩレベルの信号ＢＯＬが制御部１１０から出力され、ＲＳフリップフロップ１３０３のリセット入力端子Ｒに印加される。その結果ＲＳフリップフロップ１３０３の出力はＬＯＷとなる。ＣＤの回折光によってＤ１＝４．７３ｍｍの付近で信号ＳＣは一旦ＨＩになり、その後はＬＯＷになる。信号ＯＵＴ２は信号ＳＣによってＤ１＝４．７３ｍｍ以降ＨＩとなる。ローディング機構の動作の終了時に信号ＯＵＴ１はＬＯＷ、信号ＯＵＴ２はＨＩである。

図１５に、光ディスクがＤＶＤである場合の、ローディング中の距離Ｄ１の変化に伴う、信号の変化を示す。ローディング機構の動作の開始時に、図１４の場合と同様に、ローディングの開始を示すＨＩレベルの信号ＢＯＬが制御部１１０から出力され、ＲＳフリップフロップ１３０３のリセット入力端子Ｒに印加される。その結果ＲＳフリップフロップ１３０３の出力はＬＯＷとなる。ＤＶＤの回折光によってＤ１＝１．３０ｍｍの付近で信号ＳＣはＨＩになる。信号ＯＵＴ２は信号ＳＣによってＤ１＝１．３０ｍｍ以降ＨＩとなる。従って、ローディング機構の動作終了時に信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ２はともにＨＩである。

図１６に、光ディスクがＢＤの場合の、ローディング中の距離Ｄ１の変化に伴う、信号の変化を示す。ローディング機構の動作の開始時に、図１４及び図１５の場合と同様に、ローディングの開始を示すＨＩレベルの信号ＢＯＬが制御部１１０から出力され、ＲＳフリップフロップ１３０３のリセット入力端子Ｒに印加される。その結果ＲＳフリップフロップ１３０３の出力はＬＯＷとなる。ＢＤではＤ１が１．３０ｍｍになっても、回折光が光検知器１０４に入射しないためローディング機構の動作終了時に信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ２はともにＬＯＷである。

図１７にディスクの種類とローディング機構の動作終了時の信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ２の状態の表を示す。判定回路１３０４は、ローディング機構の動作終了時の信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ２の状態に基づいて、図１７に示す表に従って、ディスクの種類の判定を行う。即ち、ローディング機構の動作の終了時に、制御部１１０から信号ＥＯＬが供給され、そのタイミングにおいて、
信号ＯＵＴ１がＬＯＷ、信号ＯＵＴ２がＨＩであれば、ＣＤと判断し、
信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ２がともにＨＩであれば、ＤＶＤであると判断し、
信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ２がともにＬＯＷであれば、ＢＤであると判断し、
それ以外のとき（ＯＵＴ１がＨＩ、ＯＵＴ２がＬＯＷであれば、エラーと判定する。
このような判定の結果を表す信号が種類判別信号Ｓｔｙｐｅとして、判別部１１４から出力される。

以上のようにして、上記の光ディスク搬送装置は、ディスクローディング中に光ディスク１０１が、ＣＤであるのかＤＶＤであるのかＢＤであるのかが、自動的に判別され、その判別結果が、信号Ｓｔｙｐｅによって表される。

なお、上記の例では、図１３に示す回路において、ローディングの開始時に制御部１１０からリセット信号ＢＯＬが供給され、ローディングの終了時に制御部１１０から信号ＥＯＬが判定回路１３０４に供給されるが、本発明は、上記の例に限定されず、制御部１１０が、ローディング中における光ディスクと光検知部との位置関係を示す信号を示す信号を判別部１１４に供給し、判別部１１４がそのような位置関係を示す信号と、光検知器１０４の出力信号ＳＲとに基づいて光ディスクの種類を判別するように構成されていれば良い。

以上の説明のように、本発明による光ディスク判別方法によれば、１つの光検出手段により複数の種類の光ディスクを判別することが可能となる。そのため、トラックピッチが異なる複数の種類の光ディスクに対応した据え置き型や車載用などの光ディスク装置において、挿入された光ディスクの種類を簡単な構成で判別することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２について図１８を用いて説明する。図１８に本発明の実施の形態の光ディスク判別方法の実施に用いられる光ディスク搬送装置の一例を示す。光ディスク搬送装置は光ディスク装置を構成する装置の一部として利用されるほか、光ディスクの検査装置や光ピックアップの検査装置を構成する装置の一部としても利用される。光ディスクの検査装置や光ピックアップの検査装置は光ディスク検査工程や光ピックアップ検査工程で用いられるものである。本発明の実施の形態２について図１８を用いて説明する。図１８に示される光ディスク搬送装置は、ローディング機構１１１に装着された光ディスク１０１に光ビーム１０２を入射させる発光部１０３と、その光ビーム１０２を受光する光検出手段としての光検知器１０４と、光検知器１０４の出力信号ＳＲに基づいてローディングされた光ディスクの種類を判別する判別部１１４とを有する。

光検知器１０４は例えば１つの受光面を有し、受光面で受光した光に応じた信号を出力する。後に図１８を参照して詳しく述べる例では、光検知器１０４はフォト・トランジスタで構成され、受光量が多いほど、低い電圧値の信号を出力する。判別部１１４は、ローディング中の光検知器１０４と光ディスク１０１の相対位置関係と、光検知器１０４の出力信号ＳＲで表わされる光検知器１０４における受光量と、制御部１１０からの信号で表わされるローディング中の光検知器１０４と光ディスク１０１との相対位置関係とに基づいて、ローディングされた光ディスクの種類を判別する。

発光部１０３は、発光駆動部１１５で駆動されて発光する発光素子、例えばＬＥＤ１０５と、ＬＥＤ１０５から出た光ビーム１０２を集光するレンズ１０６を備える。ＬＥＤ１０５は表面実装型の小型ＬＥＤである。レンズ１０６はＬＥＤ１０５上に被せることのできる形状に樹脂成型されたものである。レンズ１０６で集光された光ビーム１０２は、ターンテーブル１０７の回転軸線１０７Ｚに並行に、光ディスク１０１の下方から入射する。光ディスク１０１に入射した光ビーム１０２は１次回折光１８０１を生じる。光ディスク１０１の種類によっては同時に２次回折光１８０２を生じる場合もある。また発光部１０３及び光検知器１０４は、ターンテーブル１０７に光ディスク１０１がチャッキングされた時に干渉しない位置であり、光ディスク１０１の半径方向に（光ディスク１０１の面上にあり、その半径方向に延びた線ＸＤに平行な線ＸＥに沿って整列するように）配列されている。ターンテーブルを中心として光検知器１０４は発光部１０３よりも外側に配置している。ローディング機構１１１はローディング駆動部１２１より駆動され、ローディング機構駆動部１２１、発光駆動部１１５及び判別部１１４は制御部１１０により制御される。

光ディスク１０１のいくつかの例が図２及び図３に示されている。図２及び図３において、符号ＤＯは外径を示し、符号ＤＣは内径（中央孔ＣＨ）の径を示し、ＲＡは記録トラック形成部（形成領域）を示す。図２に示される再生専用型光ディスクにおいては、その記録トラック形成部ＲＡ内に、ピット２０１の列である記録トラックＴがトラックピッチＴＰをもって形成されている。一方、図３に示される追記型または書換可能型光ディスクにおいては、記録トラック形成部（領域）ＲＡ内に、記録マーク３０１が書き込まれる記録トラックＴがトラックピッチＴＰをもって形成されている。

このような光ディスク１０１の一例としてのＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤおいては、外径は互いに同じであり、ＣＤの記録トラック形成部ＲＡの記録トラックＴのトラックピッチＴＰは１．６μｍであり、ＤＶＤの記録トラック形成部ＲＡの記録トラックＴのトラックピッチＴＰは０．７４μｍであり、ＢＤの記録トラック形成部ＲＡの記録トラックＴのトラックピッチＴＰは０．３２μｍである。上記のように、ＣＤの記録トラックＴのトラックピッチＴＰは、ＤＶＤの記録トラックＴのトラックピッチよりも大きく、前者は後者の約２倍である。

図１９に光ディスク１０１と光ビーム１０２の位置関係を表す断面図を示す。光ディスク１０１における記録トラック形成部ＲＡに入射した光ビーム１０２は、記録トラック形成部ＲＡにおける入射位置において、屈折率ｎ_ＣＬの透明層１９０１を透過し、そこにトラックピッチＴＰをもって形成された記録トラックＴの列による回折作用を受け、反射層ＦＲによって反射される。反射された回折光１０８が発光部１０３からの光ビーム１０２に対して逆進するように戻る。回折光のうち、１次回折光１８０１は光ディスク１０１の半径方向に延びた直線ＸＤを含み光ディスクの記録面に垂直な面内において、回折角θ１をなす方向に進む。１次回折光の回折角θ１は下記の関係を満たす。下記の式において、λは光ビームの波長である。
ＴＰ・ｓｉｎθ１＝λ

回折光１０８のうち、２次回折光１８０２は光ディスク１０１の半径方向に延びた直線ＸＤを含み光ディスクの記録面に垂直な面内において、回折角θ２をなす方向に進む。２次回折光の回折角θ２は下記の関係を満たす。下記の式において、λは光ビームの波長である。
ＴＰ・ｓｉｎθ２＝２・λ

本発明ではλ=０．６２０μｍのＬＥＤ１０５を用いる。λ=０．６２０μｍとして上記の式で表されるθを計算すると、１次回折光１８０１はＣＤの時θ１＝２２．８度の方向に生じ、ＤＶＤの時θ１＝５６．９度の方向に生じ、ＢＤの時には生じない。２次回折光１８０２はＣＤの時θ２＝５０．８度の方向に生じ、ＤＶＤ又はＢＤの時には生じない。

図１９において、ＴＤは記録トラックＴの深さで、ａとｂは記録トラックＴのデューティを表している。記録トラックＴの深さによって反射光に生じる位相差φは下記の式で表される。

ここで、ｎ＿ＣＬは、上記の通り、透明層１９０１の屈折率を示す。
１次回折光１８０１の回折効率Ｉ＿１は下記の式で表される。

２次回折光１８０２の回折効率Ｉ＿２は下記の式で表される。

ａ≠ｂの場合Ｉ＿２≠０となり、二次回折光が発生する。ＣＤでは、ａ≠ｂであるため、二次回折光が発生する。

図２０にローディング機構１１１により光ディスク１０１がターンテーブル１０７の回転軸線１０７Ｚの方向に移動する範囲を示す。光ディスク１０１はローディング機構１１１によって、光ディスク１０１の記録面をターンテーブル１０７の回転軸線１０７Ｚに対して垂直な関係を保ったまま、ターンテーブル１０７の上方２．６５ｍｍから、ターンテーブル１０７（のディスク載置面）に密着する位置まで搬送される。

図２１にＤＶＤがチャッキングされた時の図を示す。光検知器１０４の受光面の大きさは０．２５ｍｍ角で、ＤＶＤの１次回折光２１０１のスポット２１０２のサイズはφ８．４ｍｍである。光検知器１０４はスポット２１０２内に入り、１次回折光２１０１が光検知器１０４に入射するように、ターンテーブル上面（ディスク載置面）からの距離が６．００ｍｍの平面上の光ビーム１０２からの直線ＸＤ方向の距離が５．２５ｍｍとなる位置に配置されている。

図２２、図２３及び図２４にＤＶＤのローディング中の、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する、回転軸線１０７Ｚの方向における位置の変化及びスポット２１０２と光検知器１０４の関係を示す。図２２がローディング初期、図２３がローディング中期、図２４がローディング後期（ローディングが完了し、ディスクがターンテーブルにチャッキングされた状態）である。ローディングが完了した図２４の状態においてのみ光検知器１０４がスポット２１０２内に入り、１次回折光２１０１が光検知器１０４に入射する。

図２５、図２６及び図２７にＣＤのローディング中の、ディスク１０１のターンテーブル１０７に対する、回転軸線１０７Ｚの方向における位置の変化及びＣＤの１次回折光２５０１とＣＤの２次回折光２５０２と光検知器１０４の関係を示す。ＣＤの１次回折光２５０１のスポット２５０３のサイズはφ４．０ｍｍである。ＣＤの２次回折光２５０２のスポット２５０４のサイズはφ４．６ｍｍである。図２５がローディング初期、図２６がローディング中期、図２７がローディング後期（ローディングが完了し、ディスクがターンテーブルにチャッキングされた状態）である。ローディング初期は光検知器１０４がスポット２５０３に入り、１次回折光２５０１が光検知器１０４入射する。ローディング中期は光検知器１０４には何も入射しない。ローディング後期は光検知器１０４がスポット２５０４に入り、２次回折光２５０２が光検知器１０４に入射する。

スポット２１０２、２５０３、２５０４を形成する回折光を検出する光検知器１０４と判別部１１４を図２８に示す。
光検知器１０４はフォト・トランジスタであり、電源部＋Ｂから抵抗器１３０１を通じて動作電圧が供給される。検出出力信号ＳＲはフォト・トランジスタ１０４により、スポット２１０２、２５０３、２５０４を形成する回折光を検出して得られる。

比較回路１３０２では検出出力信号ＳＲと基準電圧＋ＲＥＦを比較し、比較結果を示す信号（回折光１０８が光検知器１０４に入射したかどうかを示す信号）ＳＣを出力する。回折光１０８がフォト・トランジスタに入射するとき信号ＳＲは＋Ｂよりも低い電位となる。入射する回折光１０８の光量が多いほど信号ＳＲの電位はグランド・レベルに近づく。比較回路１３０２は信号ＳＲの電位を基準電圧＋ＲＥＦと比較して、基準電圧+ＲＥＦよりも信号ＳＲの電位が低ければ、信号ＳＣをＨＩレベルとする。一方、信号ＳＲの電位を+ＲＥＦの基準電圧と比較して、基準電圧+ＲＥＦよりも信号ＳＲの電位が高ければ、信号ＳＣをＬＯＷレベルとする。信号ＳＣは出力信号ＯＵＴ１として出力されるとともに、インバータ１３０６に入力され、さらにＲＳフリップフロップ１３０３にセット信号として入力される。ＲＳフリップフロップ１３０３には、ローディングの開始を示す信号ＢＯＬがリセット信号として供給される。
ＲＳフリップフロップ１３０３の出力Ｑは符号ＯＵＴ２で示されている。ＡＮＤゲート１３０７は、インバータ１３０６の出力と、ＲＳフリップフロップ１３０３の出力ＯＵＴ２の論理積をとり、その出力信号は、ＲＳフリップフロップ１３０８のセット信号となる。ＲＳフリップフロップ１３０８には、信号ＢＯＬがリセット信号として供給される。ＲＳフリップフロップ１３０８の出力Ｑが符号ＯＵＴ３で示されている。

図２９に光ディスクがＣＤである場合の、信号の変化を示す。ローディング機構の動作の開始時に、ローディングの開始を示すＨＩレベルの信号ＢＯＬが制御部１１０から出力され、ＲＳフリップフロップ１３０３、１３０８のリセット入力端子Ｒに印加される。その結果ＲＳフリップフロップ１３０３、１３０８の出力ＯＵＴ２、ＯＵＴ３はＬＯＷとなる。ＣＤの１次回折光によって信号ＳＣは一旦ＨＩになる。その後一旦ＬＯＷになるが、ローディング機構の動作終了時にはＣＤの２次回折光によって信号ＳＣは再びＨＩになる。信号ＯＵＴ３は信号ＳＣと信号ＯＵＴ２によってＨＩとなる。ローディング機構の動作の終了時に信号ＯＵＴ１はＬＯＷ、信号ＯＵＴ３はＨＩである。

図３０に、光ディスクがＤＶＤである場合の、信号の変化を示す。ローディング機構の動作の開始時に、図２９の場合と同様に、ローディングの開始を示すＨＩレベルの信号ＢＯＬが制御部１１０から出力され、ＲＳフリップフロップ１３０３、１３０８のリセット入力端子Ｒに印加される。その結果ＲＳフリップフロップ１３０３、１３０８の出力ＯＵＴ２、ＯＵＴ３はＬＯＷとなる。ＤＶＤの回折光によって信号ＳＣはＨＩになる。信号ＯＵＴ３は信号ＳＣと信号ＯＵＴ２によってＬＯＷのままである。従って、ローディング機構の動作終了時に信号ＯＵＴ１はＨＩ、信号ＯＵＴ３はＬＯＷである。

図３１に、光ディスクがＢＤの場合の、信号の変化を示す。ローディング機構の動作の開始時に、図２９及び図３０の場合と同様に、ローディングの開始を示すＨＩレベルの信号ＢＯＬが制御部１１０から出力され、ＲＳフリップフロップ１３０３、１３０８のリセット入力端子Ｒに印加される。その結果ＲＳフリップフロップ１３０３、１３０８の出力はＬＯＷとなる。ＢＤでは回折光が光検知器１０４に全く入射しないためローディング機構の動作終了時に信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ３はともにＬＯＷである。

図３２にディスクの種類とローディング機構の動作終了時の信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ３の状態の表を示す。判定回路１３０４は、ローディング機構の動作終了時の信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ３の状態に基づいて、図３２に示す表に従って、ディスクの種類の判定を行う。即ち、ローディング機構の動作の終了時に、制御部１１０から信号ＥＯＬが供給され、そのタイミングにおいて、
信号ＯＵＴ１がＨＩ、信号ＯＵＴ３がＨＩであれば、ＣＤと判断し、
信号ＯＵＴ１がＨＩ、信号ＯＵＴ３がＬＯＷであれば、ＤＶＤと判断し、
信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ３がともにＬＯＷであれば、ＢＤであると判断し、
それ以外のとき（ＯＵＴ１がＬＯＷ、ＯＵＴ３がＨＩであれば、エラーと判定する。
このような判定の結果を表す信号が種類判別信号Ｓｔｙｐｅとして、判別部１１４から出力される。

以上のようにして、上記の光ディスク搬送装置は、ディスクローディング中に光ディスク１０１が、ＣＤであるのかＤＶＤであるのかＢＤであるのかが、自動的に判別され、その判別結果が、信号Ｓｔｙｐｅによって表されることになる。

なお、上記の例では、図２８に示す回路において、ローディングの開始時に制御部１１０からリセット信号ＢＯＬが供給され、ローディングの終了時に制御部１１０から信号ＥＯＬが判定回路１３０４に供給されるが、本発明は、上記の例に限定されず、制御部１１０が、ローディング中における光ディスクと光検知部との位置関係を示す信号を示す信号を判別部１１４に供給し、判別部１１４がそのような位置関係を示す信号と、光検知器１０４の出力信号ＳＲとに基づいて光ディスクの種類を判別するように構成されていれば良い。

以上の説明のように、本発明による光ディスク判別方法によれば、１つの光検出手段により２次回折光の生じるＣＤとＤＶＤとＢＤの種類を判別することが可能となる。そのため、トラックピッチが異なる複数の種類の光ディスクに対応した据え置き型や車載用などの光ディスク装置において、挿入された光ディスクの種類を簡単な構成で判別することができる。

１０１ 光ディスク、 １０２ 光ビーム、 １０３ 発光部、 １０４ 光検知器、 １０５ ＬＥＤ、 １０６ レンズ、 １０７ ターンテーブル、 １０８ 回折光、 １１０ 制御部、 １１１ ローディング機構、 １１４ 判別部、 １１５ 発光駆動部、 ２０１ ピット、 ３０１ 記録マーク、 １３０１ 抵抗器、 １３０２ 比較回路、 １３０３ ＲＳフリップフロップ、 １３０４ 判定回路、 １３０８ ＲＳフリップフロップ、 １８０１ １次回折光、 １８０２ ２次回折光、 １９０１ 透明層、 ２１０１ ＤＶＤの１次回折光、 ２１０２ スポット、 ２５０１ ＣＤの１次回折光、 ２５０２ ＣＤの２次回折光、 ２５０３ スポット、 ２４０４ スポット。

Claims (19)

1. ターンテーブルの回転軸線の方向の光ディスクの移動を伴うローディング手段と、ローディング中の光ディスクの前記ターンテーブル側の記録トラック面に光ビームを照射する発光部と、前記発光部からの光ビームが入射する光ディスクの前記ターンテーブル側の記録トラック面から反射された回折光が到来する位置に配され、受光した光の受光量に応じた信号を出力する光検出手段とを有する光ディスク搬送装置にローディングされた光ディスクの種類を判別する方法において、
   ローディング開始からローディング終了までの間に光ディスクと光検出手段との前記ターンテーブルの回転軸線の方向における位置関係が変化することによって生じる光検出手段の検出出力の信号変化に基づいてローディングされた光ディスクの種類を判別することを特徴とする光ディスク判別方法。
2. 前記光ディスク搬送装置がローディングの開始を示す信号と、ローディングの終了を示す信号を出力する制御部をさらに有し、前記判別方法が、ローディングの開始を示す信号と、ローディングの終了を示す信号と、前記光検出手段の検出出力とに基づいてローディングされた光ディスクの種類を判別することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク判別方法。
3. 前記発光部と前記光検出手段とを、ローディング中の光ディスクの半径方向の直線に沿って配列することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク判別方法。
4. 前記ローディング手段により、光ディスクの記録面がターンテーブルの回転軸線に垂直である関係を保ったまま、ターンテーブルの回転軸線の方向に光ディスクを移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ディスク判別方法。
5. 記録トラックのトラックピッチが０．７４μmであるＤＶＤが前記光ディスクとしてターンテーブルに密着しチャッキングされた時に、光ディスクの記録トラックからの一次回折光が到来する位置に、前記光検出手段を配置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のディスク判別方法。
6. 第１のトラックピッチを有する光ディスクが前記光ディスクとしてターンテーブルに密着しチャッキングされた時に、光ディスクの記録トラックからの一次回折光を検出し、前記第１のトラックピッチよりも大きい第２のトラックピッチを有する光ディスクが前記光ディスクとしてローディングされている途中に、光ディスクの記録トラックからの一次回折光を検出し、ターンテーブルに密着しチャッキングされた時に、二次回折光を検出することが可能な位置に、前記光検出手段を配置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のディスク判別方法。
7. 光ビームが光ディスクの記録面に対して垂直に入射するように前記発光部を配置することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のディスク判別方法。
8. 前記光検出手段は１つの光検知器からなり、該光検知器の受光面は１つであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のディスク判別方法。
9. ターンテーブルの回転軸線の方向の光ディスクの移動を伴うローディング手段と、ローディング中の光ディスクの前記ターンテーブル側の記録トラック面に光ビームを照射する発光部と、前記発光部からの光ビームが入射する光ディスクの前記ターンテーブル側の記録トラック面から反射された回折光が到来する位置に配され、受光した光の受光量に応じた信号を出力する光検出手段と、ローディング中における光ディスクと前記光検出手段との前記ターンテーブルの回転軸線の方向における位置関係と、前記光検出手段の検出出力とに基づいてローディングされた光ディスクの種類を判別する判別部とを有する光ディスク搬送装置。
10. ローディングの開始を示す信号と、ローディングの終了を示す信号を出力する制御部を更に有し、前記判別部が、ローディングの開始を示す信号と、ローディングの終了を示す信号と、前記光検出手段の検出出力とに基づいてローディングされた光ディスクの種類を判別することを特徴とする請求項９に記載の光ディスク搬送装置。
11. 前記発光部と前記光検出手段とが、ローディング中の光ディスクの半径方向の直線に沿って配列されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の光ディスク搬送装置。
12. 前記ローディング手段は光ディスクの記録面がターンテーブルの回転軸線に垂直である関係を保ったまま、ターンテーブルの回転軸線の方向に光ディスクを移動させることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の光ディスク搬送装置。
13. 前記光検出手段は記録トラックのトラックピッチが０．７４μmであるＤＶＤが前記光ディスクとしてターンテーブルに密着しチャッキングされた時に、光ディスクの記録トラックからの一次回折光が到来する位置に配置されていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の光ディスク搬送装置。
14. 前記光検出手段は、
    第１のトラックピッチを有する光ディスクが前記光ディスクとしてターンテーブルに密着しチャッキングされた時に、光ディスクの記録トラックからの一次回折光を検出し、
    前記第１のトラックピッチよりも大きい第２のトラックピッチを有する光ディスクが前記光ディスクとしてローディングされている途中に、光ディスクの記録トラックからの一次回折光を検出し、ターンテーブルに密着しチャッキングされた時に、二次回折光を後に検出することが可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の光ディスク搬送装置。
15. 光ビームが光ディスクの記録面に対して垂直に入射するように前記発光部が配置されていることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載の光ディスク搬送装置。
16. 前記光検出手段は１つの光検知器からなり、該光検知器の受光面は１つであることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載の光ディスク搬送装置。
17. 請求項９乃至１６のいずれかに記載の光ディスク搬送装置を備えた光ディスク装置。
18. 請求項９乃至１６のいずれかに記載の光ディスク搬送装置を備えた光ディスク検査装置。
19. 請求項９乃至１６のいずれかに記載の光ディスク搬送装置を備えた光ピックアップ検査装置。

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