JPH0240141A - 光学式情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、ビデオディスクやデジタルオーディオ等の光
ディスクに用いられる光学式情報処理装置に関する。

（従来の技術） 近年、高密度、大容量の情報記録再生装置として、情報
記録媒体として光ディスクを使用する光学式情報処理装
置が実用化されている。

このような光学式情報処理装置のピックアップヘッド機
構は、例えば第１０図に示すように、半導体レーザ等の
発光源１から出力されたレーザ光２が、回折格子３を透
過した後、ビームスプリッタ４を通り、次いでコリメー
タレンズ５に入射し、ここで平行光とされた後、集光レ
ンズ６によって光デイスク７上に集光されるように構成
されている。

そして光ディスク７の情報記録面で反射されたレーザ光
２は、再び集光レンズ６、コリメータレンズ５を経てビ
ームスプリッタ４に入射する。ここで例えば直角方向に
反射され、凹レンズ８、シリンドリカルレンズ９を順に
通って、読み取り検出器例えばフォトダイオード１０に
集光される。

そして光ディスク７の情報記録面での反射光量の増減を
、フォトダイオード１０によって電気信号として読み取
るように構成されている。

このように構成される光学式情報処理装置において、光
ディスク７の情報記録面に記録されたピットの幅や間隔
は、情報を高密度に記録するために、回折限界に近い値
に設定されている。そしてピットの幅等を小さくするた
めには、集光レンズ６で集光されたスポットを小さくす
る必要があり、集光レンズ６のＮＡ（レンズの開口率）
は非常に大きなものとなる。

そのため、光ディスク７の集光レンズ６の光軸に対する
傾き、即ち光ディスク７の法線方向と集光レンズ６の光
軸との傾きは、集光レンズ６によるスポットにコマ収差
を生み、このコマ収差によって信号を正しく読み取るこ
とができなくなる。

また、近年光学式ビデオディスクの普及により、光ピツ
クアップヘッドにおいては、デジタルの音声信号の情報
だけでなく、アナログの画像信号をも読み取ることが要
求されているが、アナログ信号を読み取る場合には、読
み取り後の信号の訂正や補正が難しいため、光ディスク
７の傾きによってコマ収差が生じた場合には、そのまま
信号のＳ／Ｎ比が悪化し、クロストーク等が発生する。

さらに、ビデオ用ディスクは従来のコンパクトディスク
に比べてディスク径が大きいため、光ディスク７の中央
部を支持した場合に、ディスク外周部に反りや垂れ下が
りが生じ、ディスクの中央部と外周部とては法線の光軸
に対する傾きが異なってしまう。

そのため、ピックアップヘッドが光ディスク７の半径方
向を移動するにともなって、光ディスク７の法線軸の集
光レンズ６の光軸に対する傾きを検出しこれを補正する
ことが必要とされている。

（発明が解決しようとする課題） このように光ディスク７の傾きを検出するために、従来
から第１１図に示すように、ＬＥＤのような別の発光源
１１と、その両側に配置され光ディスク７からの反射光
を検出する２つの光検出器１２とからなるチルトセンサ
ーを、ピックアップヘッド本体に付設し、２つの光検出
器１２の受光量の変化を検出することにより光ディスク
７の傾きを検出することが行われていた。

しかしながら、このような傾き検出機構においでは、情
報記録再生に必要な発光源１の他に別の発光源１１を必
要とするため、光学式情報処理装置全体が複雑な構成と
なり、これかコストア・ツブの要因となっていた。

また、精度よく傾きを検出するためには、特別な調整な
必要であることから、作業者の習熟が必要され、作業効
率の観点からも問題があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
で、情報読み取りのための発光源の他に特別の発光源を
扶養として装置の簡素化を図り、しかも光ディスクの傾
きを高精度に検出することができる光学式情報処理装置
を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の光学式情報処理装置は、発光源と、この発光源
からの光束を情報記録媒体の情報記録面に集光させる集
光光学系と、前記発光源と前記集光光学系との間の光路
に介在した光束分離機構と、前記情報記録媒体の情報記
録面で反射された反射光に基づいて情報を読取る検出機
構とを備えた光学式情報処理装置において、前記光束分
離機構によって分離された光束のうち前記集光光学系に
入射しない光束を前記情報記録媒体にほぼ垂直に照射さ
せる照射光学系と、この照射光学系から照射された照射
光の前記情報記録媒体からの反射光の強度を検出する少
なくとも２分割された光検出器とを備え、前記各光検出
器からの反射光強度の差により、前記情報記録媒体の前
記集光光学系の光軸に対する傾きを検出するように構成
したことを特徴とするものである。

さらに本発明は、発光源と、この発光源からの光束を情
報記録媒体の情報記録面に集光させる集光光学系と、前
記情報記録媒体の情報記録面で反射された反射光に基づ
いて情報を読取る検出機構とを備えた光学式情報処理装
置において、前記光源からの光の一部を前記集光光学系
に入射させずに前記情報記録媒体にほぼ垂直に照射させ
る照射光学系と、この照射光学系から照射された照射光
の前記情報記録媒体からの反射光の強度を検出する少な
くとも２分割された光検出器とを備え、前記各光検出器
からの反射光強度の差により、前記情報記録媒体の前記
集光光学系の光軸に対する傾きを検出するように構成し
たことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明の第１の発明においては、発光源から発せられ光
束分離手段によって少なくとも２方向に分けられた光束
のうち、集光レンズに入射せず読み取りに寄与しない光
束の一部が′、光学的手段によって情報記録媒体にほぼ
垂直に照射される。

そして、この光束の反射光が、２分割された光検出器の
各受光素子で夫々受光され、これらで検出された受光量
の差によって、情報記録媒体の集光レンズの光軸に対す
る傾きが検出される。

また第２の発明においては、光源からの光束の一部が、
集光レンズに入射せず、光学的手段によってそのまま情
報記録媒体に照射される。そして、情報記録媒体からの
反射光が、第１の発明と同様に２分割された光検出器の
各受光素子でそれぞれ受光され、これらの受光量の差に
よって情報記録媒体の傾きが検出される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図を参照して説明する
。尚、第８図と同一部分には同一符号を付して重複する
部分の説明を省略する。

第１図は本発明の第１の発明による一実施例の構成を示
す説明図である。

図に示すように、半導体レーザのような発光源１、回折
格子３、プリズム型ビームスプリッタ４、コリメータレ
ンズ５および集光レンズ６が、レザ光２の光路上に夫々
順に所定の間隔をおいて配設されている。また、ビーム
スプリッタ４の上記レーザ光２の光路と直角な方向に、
凹レンズ８とシリンドリカルレンズ９およびフォトダイ
オード１０とが順に配置されており、このフォトダイオ
ード１０によってレーザ光２の反射光を捕らえて光ディ
スク７のピットの強弱を電気的信号に変えるように構成
されている。

また凹レンズ８と反対側のビームスプリッタ４近傍には
、ビームスプリッタ４で分離された光束を直角方向に折
り曲げる反射ミラー１３が配置されており、この反射ミ
ラー１３と光ディスク７との間の光路の両側には、２分
割型光検出器１４を構成する２つの受光素子１４ａ、１
４ｂが夫々配設されている。

このような構造の光学式情報処理装置においては、発光
源１から出力され回折格子３を透過したレーザ光２は、
ビームスプリッタ４を通過してコリメータレンズ５に入
射する透過光２ａと、その直角方向に進む反射光２ｂと
に分離される。

この反射光２ｂは、反射ミラー１３によって、その光軸
が光ディスク７に対してほぼ垂直となるように直角方向
に折り曲げられ、光ディスク７に照射される。

そして、この照射光の光ディスク７からの反射光は、２
分割型光検出器］４の各受光素子１４ａ１４ｂで夫々受
光され、これら受光素子１４ａ１１４ｂからは受光量に
応じた電気信号が夫々出力される。

ここで光ディスク７と照射光の光軸とが垂直であれば、
２つの受光素子１４ａ、１４ｂからの出力は等しく、そ
の差は０となる。

ところが第２図に示すように、光ディスク７が一方に傾
き照射光の光軸と垂直でない場合には、各受光素子１４
ａ、１４ｂで検出される受光量に差違か生じ、各受光素
子１４ａ、１４ｂからの出力ｖａ１ｖｂの差（Ｖａ−Ｖ
ｂ）Ｉｔ負（第２図（ａ））または正（第２図（ｂ））
の値となる。

上記各受光素子１４ａ、１４ｂで検出された受光量の差
違は、例えば差動増幅器１５等の検出器で測定すればよ
い。

こうして、２つの受光素子１４ａ、１４ｂからの出力の
差を測定することによって、光ディスク７の傾きを検出
することができる。

第３図は第１の発明の他の実施例の構成を示す図である
。

この実施例では、ビームスプリッタ４によって分離され
たレーザ光２ｂを、光ディスク７にほぼ垂直に照射させ
る光学的手段として、反射ミラー１３の代わりに電気的
に駆動されるガルバノミラ−１６か使用されており、反
射面の傾きを電気的に変えることができるように構成さ
れている。従ってこの実施例においては、基準となる光
ディスクを用いて予めガルバノミラ−１６の傾きを調整
しておき、０点の補正を行うことかできるので、さらに
高精度の傾き検出が可能である。

尚、以上の第１の発明の実施例では、光束分離手段とし
てプリズム型のビームスプリッタ４を使用したか、その
代わりに平板型のビームスプリッタやグレーティング等
を用いても同様な効果をあげることができる。

次に、本発明の第２の発明の一実施例について以下に説
明する。尚、第１図と同一部分には同一符号を付して重
複する部分の説明を省略する。

第４図は第２の発明の実施例の構成を示す図で、第５図
はその動作を説明する図、第６図は実施例の集光レンズ
部の平面図である。

この実施例においては、コリメータレンズ５の有効径が
集光レンズ６の入射瞳よりも大きく確保されており、コ
リメータレンズ５を通り集光レンズ６の外周より外側に
広がった光束は、集光レンズ６の外周に近傍しその両側
に配置された平板状の透過板１７ａ、１７ｂを透過する
ように構成されている。そして透過板１７ａ、１７ｂの
外側には、分割型光検出器１４の２つの受光素子１４ａ
１１４ｂが夫々配設されている。

このように構成された実施例においては、第５図に示す
ように光ディスク７が集光レンズ６の光軸に対して垂直
で法線の傾き角が０°の場合には、透過板１７ａ、１７
ｂを透過した光は、光ディスク７で反射して光路をその
まま戻るため、各受光素子１４ａ、１．４ｂの出力Ｖａ
、Ｖｂは等しく、従って差動増幅器１５からの出力は０
である（第５図（ｂ））。

ところが、光ディスク７が一方に傾いている場合例えば
受光素子１４ｂ側か低くなるように傾いている場合には
、傾いた方向に位置した受光素子１４ｂで検出される受
光量が減少するため受光素子１４ｂの出力ｖｂは受光素
子１４ａの出力Ｖａよりも小さくなり、差動増幅器１５
からの出力は負となる（第５図（ａ））。

また、光ディスク７が上記例と逆に傾いた場合は、Ｖｂ
　＞Ｖａとなり差動増幅器１５からの出力は正となる（
第５図（Ｃ））。

このような受光量の偏りは、傾きの大小によって直線的
に増減するから、２つの受光索子１４ａ１１４ｂからの
出力の差をとることによって、光ディスク７の傾きの方
向と角度を検出することができる。

また発光源１、ビームスプリッタ４、コリメータレンズ
５および集光レンズ６など主光路上に配置された光学的
手段全てが、傾き調整機構が付設された保持部材で保持
されている場合には、２つの受光素子１４ａ、１４ｂの
出力の差信号を傾き調整機構に入力させることにより、
光ディスク７の傾きに応じてコリメータレンズ５や集光
レンズ６の傾きを調整することもできる。

さらに、透過板１７ａ、１７ｂを集光レンズ６と一体に
形成することができ、またさらに光検出器１４もこれら
と一体構造とすることができる。

次に、第２の発明の他の実施例を第７図に示す。

この実施例においては、集光レンズ６が可動板１８の上
に載せられており、光ディスク７の面ぶれや偏心に従っ
て水平方向に動くことができるように構成されている。

そして、この可動板１８の集光レンズ６搭載位置の両側
には、それぞれ透過孔１９ａ、１９ｂが設けられており
、コリメータレンズ５を通った光束の一部がこれらの透
過孔１８ａ、１８ｂを透過し光ディスク７に照射される
ように構成されている。

そして光ディスク７で反射した光は、前述の実施例と同
様に、透過孔１９　ａ、　１９　ｂの外側に夫々配設さ
れた２つの受光素子１４ａ、１４ｂで受光され、これら
の受光素子１４ａ、１４ｂの出力の差によって、光ディ
スクの傾きが検出される。

さらに、本発明の他の実施例を第８図に示す。

この実施例においては、第４図に示した平板状の透過板
１７ａ、１７ｂと受光素子１４ａ、１４ｂとが２組ずつ
使用されており、これらが光ディスク７の半径方向とこ
れに直交する方向の２方向に沿って夫々設けられている
。この実施例の光学式情報処理装置においては、光ディ
スク７の半径方向とこれに直交する方向の傾きを、夫々
の方向に沿った受光素子で検出することができる。

第９図は、さらに他の実施例を示す図で、この実施例で
は、平板状の透過板１７ａ、１７ｂが集光レンズ６の筐
体２０と一体構造となっている。

材質としてはプラスチック等で成型可能で、装置の製作
を容易にすることができる構造である。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明の光学式情報処理装置に
よれば情報記録媒体の傾きを感度よく検出することがで
き、情報記録媒体の傾きに起因する集光レンズのスポッ
トのコマ収差を防止することができる。

また、傾きを検出するために特別な発光源を必要とせず
、製品コストを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の発明の一実施例における光学系
システムの構成を示す説明図、第２図は第１図の実施例
での傾き検出の原理を説明するための図、第３図は第１
の発明の他の実施例の構成を示す図、第４図は本発明の
第２の発明の一実施例における光学系システムの構成を
示す図、第５図は第４図に示す実施例での傾き検出原理
を説明するための図、第６図は第４図の集光レンズ部の
平面図、第７図ないし第９図は夫々第２の発明の他の実
施例を示す図、第１０図は従来の光ピツクアップヘッド
の光学系システムの構成を示す図、第１１図は従来の傾
き検出機構の構成を示す図である。 １・・・・・・・・・発光源 ４・・・・・・・・・ビームスプリッタ５・・・・・・
・・・コリメータレンズ６・・・・・・・・・集光レン
ズ ７・・・・・・・・・光ディスク １０・・・・・・フォトダイオード １３・・・・・・反射ミラー １４・・・・・・２分割型光検出器 １６・・・・・・ガルバノミラ− １７ａ、１７ｂ−透過板 １８・・・・・・可動板 １９ａ、１９ｂ−透過孔 出願人　　　　　　株式会社　東芝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光源と、この発光源からの光束を情報記録媒体
   の情報記録面に集光させる集光光学系と、前記発光源と
   前記集光光学系との間の光路に介在した光束分離機構と
   、前記情報記録媒体の情報記録面で反射された反射光に
   基づいて情報を読取る検出機構とを備えた光学式情報処
   理装置において、前記光束分離機構によって分離された
   光束のうち前記集光光学系に入射しない光束を前記情報
   記録媒体にほぼ垂直に照射させる照射光学系と、この照
   射光学系から照射された照射光の前記情報記録媒体から
   の反射光の強度を検出する少なくとも２分割された光検
   出器とを備え、前記各光検出器からの反射光強度の差に
   より、前記情報記録媒体の前記集光光学系の光軸に対す
   る傾きを検出するように構成したことを特徴とする光学
   式情報処理装置。
2. （２）発光源と、この発光源からの光束を情報記録媒体
   の情報記録面に集光させる集光光学系と、前記情報記録
   媒体の情報記録面で反射された反射光に基づいて情報を
   読取る検出機構とを備えた光学式情報処理装置において
   、 前記光源からの光の一部を前記集光光学系に入射させず
   に前記情報記録媒体にほぼ垂直に照射させる照射光学系
   と、この照射光学系から照射された照射光の前記情報記
   録媒体からの反射光の強度を検出する少なくとも２分割
   された光検出器とを備え、前記各光検出器からの反射光
   強度の差により、前記情報記録媒体の前記集光光学系の
   光軸に対する傾きを検出するように構成したことを特徴
   とする光学式情報処理装置。