JPH0283830A - 光学式情報記録媒体再生装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学式情報記録媒体再生装置に関し、更に詳
しく言えば、再生用レーザ光線が従来波長用の光学式情
報記録媒体と短波長化に対応した光学式情報記録媒体と
を両方共に再生出来る、光学式情報記録媒体再生装置に
関する。

（従来の技術） 近年、光学式ビデオディスク、ＣＤ、ＣＤＶ等の光学式
情報記録媒体は広く使用されている。

これ等の光学式情報記録媒体及びその再生装置の原理を
、光学式ビデオディスクを例にとって説明する。

第４図は、従来の光学式ビデオディスクの例を示す要部
断面構成図である。

図において光学式ビデオディスク１１は、円盤状の透明
アクリル樹脂層１１ａの表面に、オーディオやビデオの
情報信号に応じた凹部又は凸部であるピット１２を同心
円状に形成した後、この表面に反射用のアルミニウム蒸
着層１１ｂを形成し、更にプラスチック保護膜１１Ｃを
形成したものである。そして、この透明アクリル樹脂層
１１ａ側からこのピット１２を、後述するレーザ読取装
置のレーザ光線１６により読み取ることにより、この情
報信号を再生するのである。

この情報信号は、第５図に示すように、ＦＭ変調を受け
た後、この透明アクリル樹脂層１１ａの表面にこのピッ
ト１２の列に変換され記録されている。

第５図は、従来の光学式ビデオディスクの例における情
報信号とピットとの関係を示す説明図であり、同図（Ａ
）は入力画像の図、同図（Ｂ）はＩＨ切期間信号波形図
、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）の信号部分の拡大図、同図（
Ｄ）はＦＭ変調後のＦＭ信号波形図、同図（Ｅ）はピッ
ト列のモデル図である。

図に示すように、このピット１２の列において、このピ
ット１２の長さ及びピット１２間の間隔の変化が、ＦＭ
変調の周波数偏移に相当し、前記情報信号に応じたもの
となっている。

第６図は、従来の光学式ビデオディスクの例における情
報信号再生原理の説明図であり、同図（Ａ）は斜視図、
同図（Ｂ）は断面図である。

図に示すように、前記ピット１２の幅は略０．４μｍで
あり、このピット１２を読み取るレーザ光線１６の光ス
ポットＢの径は略φ１，５μｍである。又、このピット
１２の高さは、後述するレーザ読取装置のレーザ光線１
６の波長λ０の１／４となっている。

そして、このレーザ光線１６の光スポットＢが、前記ア
ルミニウム蒸着層１１ｂの表面のこのビ・シト１２以外
の部分であるランド部１３上にある場合は、このレーザ
光線１６はこのアルミニウム蒸着層１１ｂの表面上で反
射して元に戻る。又、この光スポットＢがこのピット１
２上にある場合は、このレーザ光線１６の反射光は、こ
のビ・メト１２上からの反射光とこのランド部１３から
の反射光とでは（１／４波長）×２の光路長の差が生じ
るため相互に干渉し、又、回折するため、その強度が減
少する。この反射光の強度変化は、後述するレーザ読取
装置で電気信号に変換され出力される。

第７図は、従来の光学式ビデオディスク再生装置におけ
るレーザ読取装置の例を示す概略構成図である。

図において、レーザ読取装置１４は、レーザ発振器１５
、グレイティング偏光板２１、拡大レンズ２２、偏光ビ
ームスプリッタ２３、固定ミラー２４．１／４波長板２
５、タンゼンシャルミラ２６、トラッキングミラー２７
、対物レンズ２８、円柱レンズ２９、フォトダイオード
３０等から構成されている。

このレーザ発振器１５からのレーザ光線は、このグレイ
ティング偏光板２１により３本のビームに分けられる。

この３本の中の中央のビームは、前述のピット列からの
情報信号の読み取り用及び後述するフォーカスサーボ用
に、両側のビームは、後述するトラッキングサーボ用に
使用される。そしてこの３本ビームは、前記拡大レンズ
２２、偏光ビームスプリッタ２３、固定ミラー２４．１
／４波長板２５、タンゼンシャルミラ−２６、トラッキ
ングミラー２７、対物レンズ２８を通り、前記光学式ビ
デオディスク１１の盤面に照射される。第６図で前述の
如く、このビデオディスク１１の前記アルミニウム蒸着
層１１ｂの表面上で反射したこの３本ビームは、この対
物レンズ２８、トラッキングミラー２７、タンゼンシャ
ルミラ−２６，１／４波長板２５、固定ミラー２４を通
り、この１／４波長板２５を２回通ったことにより入射
光と９０°位相が異なるためこの偏光ビームスプリッタ
２３で反射し、円柱レンズ２つを通ってフォトダイオー
ド３０で電気信号に変換され出力される。

なお、従来の光学式ビデオディスク及びその再生装置は
、前記レーザ発振器１５にＨｅ−Ｎｅレーザを使用した
場合を基準に考えられており、その波長λ０は６３２８
人であり、前記ピット１２の高さは理論的にはこのλ０
の１／４の１５８２人が理想的であるが、実際には、前
記透明アクリル樹脂層１１ａの屈折率を考慮して１１０
０人（０，１Ｌμｏ＋）となっている。又、半導体レー
ザを使用した場合は、このピット１２の互換性を考慮し
て、その波長は７８００人となっている。

第８図は、従来の光学式ビデオディスク再生装置のレー
ザ読取装置の例におけるフォーカスサーボの説明図であ
り、同図（Ａ）はディスクが近すぎる場合、同図（Ｂ）
はディスクが正しい焦点位置の場合、同図（Ｃ）はディ
スクが遠すぎる場合である。

第７図の前記フォトダイオード３０の、前記３本ビーム
中の中央のビームの反射光スポットＢを受ける部分は、
第８図に示すように、４分割フォトダイオード３０Ｂと
なっている。この４分割フォトダイオード３０Ｂのそれ
ぞれ対角線上の２個の出力は合成され、それぞれ差動増
幅器３１の両端子に供給される。そして、第８図（Ｂ）
に示すように、前記光学式ビデオディスク１１が正しい
焦点位置に有る場合は、この反射光スポットＢがこの４
分割フォトダイオード３０Ｂに均等に当たるから、この
差動増幅器３１の出力はＯとなり、フォーカスサーボ回
路（図示せず）は作動しない。

同図（Ａ）、（Ｃ）に示すように、この光学式ビデオデ
ィスク１１が近すぎる場合、又は遠すぎる場合は、前記
円柱レンズ２９によって、この反射光スポットＢの形状
は長円形となり、その結果としてこの差動増幅器３１か
らフォーカスサーボ信号が出力される。このフォーカス
サーボ信号に応じて前記フォーカスサーボ回路は、フォ
ー力スサボモータ（図示せず）を駆動することにより、
前記対物レンズ２８を正しい焦点位置に修正する。

第９図は、従来の光学式ビデオディスク再生装置のレー
ザ読取装置の例におけるトラッキングサボの説明図であ
り、同図（Ａ）は光スポットとピット列との関係を示す
図、同図（Ｂ）は反射光スポットとダイオードとの関係
を示す図である。

同図（Ａ）に示すように、前記３本ビームの前記光学式
ビデオディスク１１のアルミニウム蒸着層１１ｂの表面
上の光スポットＡ、Ｂ、Ｃは、前記ビット１２の列に対
してこの両側の光スポットＡＣがそれぞれ反対方向にず
れるように照射される。又、第７図の前記フォトダイオ
ード３０の、この３本ビームの光スポットＡ、Ｂ、Ｃに
対応した反射光スポットＡ、Ｂ、Ｃを受ける部分は、第
９図（Ｂ）に示すように、この反射光スポットＡ。

Ｃ用の２個のフォトダイオード３０Ａ、３０Ｃ及びこの
反射光スポットＢ用の前述の４分割フォトダイオード３
０Ｂとなっている。

この２個のフォトダイオード３０Ａ及び３０Ｃの出力は
、差動増幅器３２の両入力端子に入力される。そして、
前記光スポットＡ及びＣの前記ビット１２の列からのず
れに応じた、前記反射光スポラ）Ａ及びＣの光電の変化
は、この差動増幅器３２によりトラッキングサーボ信号
として出力される。このトラッキングサーボ信号に応じ
てトラッキングサーボ信号（図示せず）が、前記トラッ
キングミラー２７の角度を修正することにより、前記光
スポットＢはこのビット１２の列の中心線上に来る。

又、前記反射光スポラ）Ｂから再生信号を得る場合は、
前記４分割フォトダイオード３０Ｂの全出力は、前置増
幅器３３により加算され、再生信号として出力される。

（発明が解決しようとする課題） 以上のような構成の従来の光学式ビデオディスク再生装
置の例において、前記レーザ発振器１５からのレーザ光
線１６の波長を小さくすれば、前記光学式ビデオディス
ク１１の前記ビット１２の形状はこの波長に比例して小
さく出来るから、この光学式ビデオディスク１１の記録
再生容量を増加することが可能である。

このレーザ光線１６を短波長化する場合、単に短波長化
するだけでは、現在市販されている従来の光゛挙式ビデ
オディスクと互換性が無くなってしまうという問題があ
る。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、再生用レ
ーザ光線が従来波長用の光学式情報記録媒体と、この再
生用レーザ光線の短波長化に対応した光学式情報記録媒
体とを、互換性を保持して両方共に再生出来る光学式情
報記録媒体再生装置を提供することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明の光学式情報記録媒体再生装置は、光学式情報記
録媒体の情報記録層に形成されたビットを、この再生装
置に備えたレーザ読取装置のレーザ発振器からのレーザ
光線の３本ビームにより読み取る光学式情報記録媒体再
生装置において、このレーザ光線の波長が略６３００乃
至７８００人又は略１２６００乃至１５６００人の２ｎ
−１（ｎは２以上の整数）分の１であるレーザ発振器と
、この３本ビームによるこの情報記録層上の光スポット
の径及びスパンを必要に応じて略２ｎ−１倍に変換する
変換装置とを含むレーザ読取装置を備えるよう構成した
ものである。

（実施例） 以下、本発明の光学式情報記録媒体再生装置について、
従来の技術の説明と同様に、光学式ビデオディスクを例
にとって説明する。

再生用レーザ光線が従来波長用の光学式ビデオディスク
と、短波長化に対応した光学式ビデオディスクとを、互
換性を保持して両方共に再生出来る光学式ビデオディス
ク再生装置における、レーザ読取装置のレーザ発振器の
レーザ光線出力波長λ１の条件は下式で与えられる。従
来のレーザ光線の波長をλ０　（前述の如＜　８３２８
人）とすると、ここに、ｎは２以上の整数である。

又、第２高調波発生素子（以後ＳＨＧと略記する）を使
用した場合は、レーザ発振器の出力波長λ２は、この素
子を通した後は半分になるから、上記（１）式に対応し
て、下式で与えられる。

従って、前記互換性を持つ短波長化のレーザ発振器の出
力波長λ１の条件は、（１）式より次式が得られる。

又、前記ＳＨＧを使用した場合は、（２）式より次式が
得られる。

本発明の光学式情報記録媒体再生装置の一実施例である
光学式ビデオディスク再生装置は、前述の従来例の光学
式ビデオディスク再生装置の前記レーザ読取装置１４に
おけるレーザ発振器１５を、前記（３）式又は（４）式
を満足する短波長化の出力波長の第１図で後述するレー
ザ発振器５に置き換え、かつ、後述する変換装置８を追
加したレーザ読取装置４を備えたものである。

この（３）式及び（４）式を満足する波長λ１及びλ２
の、ｎが２乃至４の場合の値は、表１の様になる。

このそれぞれの波長に近いレーザの種類の例を、例えば
気体レーザから選んで表２に記す。

この表２に例示したような短波長化の出力波長のレーザ
発振器５を備えたレーザ読取装置４を使用すれば、前記
（３〉式又は（４）式による理論値との波長のずれの分
だけわずかにＳ／Ｎ比が悪化するだけで、当然のことな
がらこの短波長化に対応した光学式ビデオディスクのビ
ットは勿論のこと、前述の従来例の光学式ビデオディス
ク１１のビット１２をも読み取ることが可能となる。

次に、この短波長化の出力波長のレーザ発振器５による
３本ビームにより、この従来例の光学式ビデオディスク
１１のビット１２を読み取る本発明の変換装置８につい
て、前記ｎ−３の場合の例について以降説明する。

第２図は、本発明の光学式情報記録媒体再生装置の一実
施例である光学式ビデオディスク再生装置のレーザ読取
装置の例における光スポットとピット列との関係を示す
説明図であり、同図（Ａ）は従来波長の光スポットで従
来波長用のピット列を読み取る場合、同図（Ｂ）は本発
明の短波長化の光スポットで短波長化用のピット列を読
み取る場合、同図（Ｃ）は本発明の短波長化の光スポッ
トで本発明の変換装置により従来波長用のピット列を読
み取る場合である。

同図（Ａ）は、第９図（Ａ）で前述の如く、前記従来例
の光学式ビデオディスク１１のビット１２の列を、前記
従来例のレーザ読取装置１４のレーザ発振器１５からの
３本ビームによる光スポットＡ、Ｂ、Ｃで読み取る場合
を表している。

第２図（Ｂ）は、前記ｎ−３の場合の例であるから、本
発明の一実施例である光学式ビデオディスク再生装置の
レーザ読取装置４のレーザ発振器５からの３本ビームに
よる光スポットａ、ｂ、ｃは、このレーザ発振器５の出
力波長が従来例の１／３であるから、その径、スパン共
、前記従来例の光スポットＡ、Ｂ、Ｃの場合の］／３と
なっている。又、このレーザ発振器５の出力波長１／３
に対応した光学式ビデオディスク１のビット２の列の関
係寸法は、前記従来例のビット１２の列の場合の１／３
となっている。従って、前記本発明の一実施例である光
学式ビデオディスク再主装置は、前述の従来例の光学式
ビデオディスク再生装置の場合と全く同様な動作原理で
動作するのである。又、前記レーザ発振器５の出力波長
１／３に対応した光学式ビデオディスク１は、前記従来
例の光学式ビデオディスク１１に対して、両者の外径寸
法が同じであれば、その記録再生容量を略３倍に増加す
ることが出来る。

次に、第２図（Ｃ）に示すように、前記出力波長が１／
３のレーザ発振器５からの３本ビームにより、前記従来
例の光学式ビデオディスク１１のビット１２の列を読み
取る場合は、前記３本ビームの光スポットａ、ｂ、ｃを
、後述する本発明の変換装置８により、その径、スパン
共３倍に拡大した光スポットＢ×３．ｂｘ３．ｃＸ３を
使用して、同図（Ａ）に示す従来例の場合と同様に読み
取るのである。

第１図は、本発明の光学式情報記録媒体再生装置の一実
施例である光学式ビデオディスク再生装置におけるレー
ザ読取装置の例を示す説明図である。

図において、本発明の一実施例である光学式ビデオディ
スク再生装置のレーザ読取装置４は、そのレーザ発振器
５の出力波長が前述の如〈従来例の略１／３であり、そ
の構成は第７図により前述の従来例の構成に本発明の変
換装置８が追加されたものであるから、従来例と同様な
構成要素及びその動作原理についてはその説明を省略し
、本発明に固有の部分についてのみ以下説明する。

この変換装置８は、光学ガラス、透明プラスチック等光
の屈折率が１を越える透光性の材料の薄板からなる透光
板９と、この透光板９をその一端を中心として回転自在
に支持する支柱１０と、この支柱１０を中心としてこの
透光板９を矢印にて図示の如く回転移動させる移動装置
（図示せず）等から構成されている。

この本発明の一実施例である光学式ビデオディスク再生
装置が、前記レーザ発振器５の出力波長１／３に対応し
た光学式ビデオディスク１を再生する場合は、この再生
装置の前記レーザ読取装置４の対物レンズ２８からのレ
ーザ光線６の光路を妨げない位置に、この透光板９はこ
の移動装置により保持される。そして、この光学式ビデ
オディスク１の盤上に第２図（Ｂ）に図示の如く前記光
スポットａ、ｂ、ｃが形成される。又、この再生装置が
前記従来例の光学式ビデオディスク１１を再生する場合
は、このレーザ光線６の光路を遮る位置に、この透光板
９はこの移動装置により回転移動され保持される。そし
て、この光学式ビデオディスク１１の盤上に、第２図（
Ｃ）に図示の如く前記光スポットａＸ３．ｂＸ３．ｃＸ
３が形成される。この場合この透光板９は、その材質で
決まる光の屈折率及び厚さを適当に選定することにより
、前記光スポットａ、ｂ、ｃの径及びスパンを３倍に拡
大したこの光スポットａＸ３，１）Ｘ３゜ＣＸ３を形成
するのである。

次に、この透光板９により、この光スポットａ。

ｂ、ｃがこの光スポットａｘ３．ｂＸ３．ｃＸ３に変換
される動作原理について説明する。

第３図は、本発明の光学式情報記録媒体再生装置の一実
施例である光学式ビデオディスク再生装置のレーザ読取
装置における変換装置の例の動作原理説明図で、同図（
Ａ）、（Ｂ）は光スポットの径の変換説明図、同図（Ｃ
）、（Ｄ）は３本ビムによる光スポットのスパンの変換
説明図であり、同図（Ａ）、（Ｃ）は透光板が無い場合
、同図（Ｂ）、（Ｄ）は透光板が有る場合である。

同図（Ａ）に示すように、本発明一実施例である光学式
ビデオディスク再生装置の、前記レーザ読取装置４のレ
ーザ発振器５からの前記出力波長１／３のレーザ光線６
による前記光スポットｂにより、この出力波長１／３に
対応した前記光学式ビデオディスク１のビット２を読み
取る場合は、前述の如〈従来例の場合と全く同様な動作
原理で動作する。

同図（Ｂ）に示すように、このレーザ光線６により前記
従来例の光学式ビデオディスク１１のビット１２を読み
取る場合は、前記変換装置８の透光板９によりこのレー
ザ光線６が２回屈折を繰り返すことにより、この先スポ
ットｂの３倍の径の前記光スポットｂＸ３が形成される
から、第６図により前述した従来例の場合と全く同様に
なる。

又、同図（Ｃ）に示すように、前記レーザ読取装置４の
レーザ発振器５からの前記出力波長１／３の３本ビーム
７による前記光スポットａ。

ｂ、ｃのスパンは、前述の如く前記従来例の光スポット
Ａ、Ｂ、Ｃのスパンの１／３となっている。

一方、同図（Ｄ）に示すように、この３本ビーム７によ
り前記従来例の光学式ビデオディスク１１を読み取る場
合は、前記透光板９によりこの３本ビーム７の中央のビ
ームは直進し両側のビームが２回屈折を繰り返すことに
より、この３本ビーム７の光スポットである前記光スポ
ットａＸ３１）ｘ３　　ＣＸ３のスパンは、この光スポ
ットａ。

ｂ、ｃのスパンの３倍となるから、この従来例の光スポ
ットＡ、Ｂ、Ｃのスパンと同じになり、第９図により前
述した従来例の場合と全く同様になる。

以上説明したように、本発明の一実施例である光学式ビ
デオディスク再生装置は、当然のことながら前記出力波
長１／３に対応した光学式ビデオディスク１は勿論のこ
と、前記変換装置８により、前記従来例の光学式ビデオ
ディスク１１をも互換性を保持して両方共に再生するこ
とが出来る。

なお、この変換装置８は、前記透光板９による光の屈折
率を利用したものであるが、電気的な方法により同様な
機能を達成することも出来る。

即ち、第８図により前述したフォーカスサーボ回路にお
いて、前記フォーカスサーボ信号に一定量のＤＣオフセ
ット電圧を加えることにより、定のアウトフォーカス状
態を基準状態として作り、このアウトフォーカス状態に
おける３本ビームの光スポットの径及びスパンを、この
ＤＣオフセット電圧を調整することにより、第３図（Ｂ
）。

（Ｄ）で前述した光スポットの径及びスパンと同じにな
る様にすればよい。このアウトフォース状態は、このフ
ォーカスサーボ回路にこのＤＣオフセット電圧を加えて
いる間、一定の基準状態となるから、前述のピット信号
読み取り、フす−カスサーボ、トラッキングサーボ等の
動作は、前述の従来例の場合と同様に行なわれるのであ
る。

又、」二足本発明は、その一実施例として光学式ビデオ
ディスクの例について説明したが、同様な動作原理によ
り動作するＣＤ、ＣＤＶ等の光学式情報記録媒体につい
ても応用出来る。

又、この光学式情報記録媒体が回転運動をする場合にも
、直線運動をする場合にも応用出来る。

（発明の効果） 以上の構成よりなる本発明の光学式情報記録媒体再生装
置は、再生用レーザ光線が従来波長用の光学式情報記録
媒体と、この再生用レーザ光線の短波長化に対応した光
学式情報記録媒体とを、互換性を保持して両方共に再生
出来るから、便益性が向上し、又、経済的効果が大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学式情報記録媒体再生装置の一実施
例である光学式ビデオディスク再生装置におけるレーザ
読取装置の例を示す説明図、第２図は第１図の例におけ
る光スポットとピット列との関係を示す説明図、第３図
は第１図における変換装置の例の動作原理説明図、第４
図は従来の光学式ビデオディスクの例を示す要部断面構
成図、第５図は第４図の例における情報信号とピットと
の関係を示す説明図、第６図は第４図の例における情報
信号再生原理の説明図、第７図は従来の光学式ビデオデ
ィスク再生装置におけるレーザ読取装置の例を示す概略
構成図、第８図は第７図の例におけるフォーカスサーボ
の説明図、第９図は第７図の例におけるトラッキングサ
ーボの説明図である。 １．１１・・・光学式ビデオディスク、ｌａ、ｌｌａ・
・・透明アクリル樹脂層、ｌｂ、ｌｌｂ・・・アルミニ
ウム蒸着層、ｌｃ、ｌｌｃ・・・プラスチック保護膜、
２．１２・・・ピット、３．１３・・・ランド部、４．
１４・・・レーザ読取装置、 ５．１５・・・レーザ発振器、６，１６・・・レーザ光
線、７・・・３本ビーム、８・・・変換装置、９・・・
透光板、１０・・・支柱。 特許出願人　日本ビクター株式会社 代表者　埋木邦人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学式情報記録媒体の情報記録層に形成されたピットを
   、この再生装置に備えたレーザ読取装置のレーザ発振器
   からのレーザ光線の３本ビームにより読み取る光学式情
   報記録媒体再生装置において、このレーザ光線の波長が
   略６３００乃至７８００Å又は略１２６００乃至１５６
   ００Åの２ｎ−１（ｎは２以上の整数）分の１であるレ
   ーザ発振器と、この３本ビームによるこの情報記録層上
   の光スポットの径及びスパンを必要に応じて略２ｎ−１
   倍に変換する変換装置とを含むレーザ読取装置を備えた
   ことを特徴とする光学式情報記録媒体再生装置。