JPH0422287B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は光学式ビデオデイスクやコンパクト
デイスクのような光学式デイスクの再生装置に関
わり、特にデイスクと光ピツクアツプのレーザー
光の光軸との垂直よりのずれの検出装置に関す
る。

背景技術とその問題点 光学式デイスク再生装置ではレーザービームを
対物レンズで収束させ、信号の再生をなす。この
場合、レーザービームがどのくらいに絞れるかに
よつて、即ちビームスポツト径により、分解能が
定まる。このため、ビームスポツト径の最大値は
ある値以下になるように選定される。ビームスポ
ツト径は光源の波長、焦点距離と対物レンズの直
径との比（通常NA（Numerical Aperture）値で
表される）等により定まる。

ところで、従来、光源としてはヘリウムネオン
レーザーが使用されていた。しかし、これは装置
が大型になるとともに高価であるため、最近は価
格が低廉で、装置の小形化にも好適な半導体レー
ザーが光源に採用される傾向にある。

ところが、半導体レーザーは波長が780nmで、
ヘリウムネオンレーザーの波長623.8nmよりも長
い。このため、光源としてヘリウムネオンレーザ
ーを用いた場合と同程度の分解能を得ることがで
きるようなスポツト径にしようとすると対物レン
ズのNA値を上げなければならず、例えば0.5位に
大きくしなければならない。

しかしながら、このように対物レンズのNA値
を上げると、デイスクの記録面に対するレーザー
ビームの光軸が垂直でないとき、隣接トラツクか
らのクロストークが問題になる。

すなわち、第１図Ａに示すようにデイスク１の
記録面に対してレーザービームの光軸２が垂直で
あるときは、受光部における検出出力Ｄは同図に
示すように主トラツクT₀からの出力に対し隣接
トラツクT₁，T₂からのクロストークは十分小さ
いが、同図Ｂに示すようにデイスク１の記録面に
対して光軸２が垂直でなくなる（以下デイスク１
のスキユーという）と、検出出力Ｄにおける隣接
トラツク、この場合T₁からのクロストークが大
となる。

このクロストークレベルL_Cは、 L_C∝Ｗcmα（NA³／λ・θ）² ただし、Wcはコマ収差量 λはレーザービーム径 θはデイスクの半径方向のスキユー角 なる関係式から明らかなように、NA値が大にな
ると無視できなくなるのである。例えば、λ＝
780nm、トラツクピツチ1.67μmとし、NA＝0.5
の場合にクロストークレベルL_C＝−40dBを確保
しようとすると、θ≦0.5なる条件が必要となる。

ところで、デイスク面と光軸とが垂直とならな
くなるデイスクのスキユーの原因はスピンドル軸
の曲がり、デイスク受け台の曲がり、デイスク自
体のスキユー等、種々あるが、主たる原因はデイ
スク自体のスキユーで、現状のデイスク自体の半
径方向のスキユー角θは1゜≦θ≦2゜である。この
ため、半導体レーザーを光源に用いるときは、デ
イスクの半径方向のスキユー（デイスク自体のス
キユー以外の原因含む。（以下同じ））を検出して
クロストークの増大に対する対策を講じる必要が
なる。

この対策の方法として先に次のような方法が提
案されている。

その一つは、第２図に示すように光ピツクアツ
プ３の光源とは別に光源としてレーザー４を設
け、これよりの光束をコリメータレンズ５、偏向
ビームスプリツタ（PBS）６、1/4波長板７を介
して平行光としてデイスク１に入射させて反射さ
せ、そのもどり光を1/4波長板７及びPBS６を介
して２分割光検出器８で検出し、デイスク１のス
キユーをこの２分割光検出器８の各分割領域８
Ａ，８Ｂの光検出出力の差として検出する方法で
ある。

しかしながら、この方法は、光源としてレーザ
ーを用いるとともにコリメータレンズ５、PBS
６、1/4波長板７を必要とし、高価となる。また、
平行光を用いているものであるため、デイスク１
の記録情報の内容が変わるところ、例えば記録情
報が映像信号である場合に、画の内容が変わると
ころで、反射率が変わるためスキユーの誤検出が
生じる。

発明の目的 この発明は、上記の点にかんがみ、デイスクの
スキユーの検出手段として、部品が少なく安価
で、デイスクの記録信号の内容の変化によつても
スキユー検出エラーを生じないものを使用する光
学式デイスク再生装置を提供しようとするもので
ある。

発明の概要 この発明は、所定の大きさの拡散光源と、２分
割光検出器と、レンズとを有し、上記拡散光源と
上記光検出器とは上記レンズの同一焦点面（ピン
トのあつている面）上において上記レンズの光軸
に対して左右に、かつ、光学式デイスクの記録面
と記録情報読み出し用の光ピツクアツプのレーザ
ー光の光軸とのなす各の垂直からのずれの検出方
向に垂直な方向に配し、上記拡散光源からの光を
上記レンズを介して上記デイスクの記録面で一旦
反射させ、その反射光を上記レンズを介して上記
光検出器に入射させて上記光検出器上で上記拡散
光源物体の実像が結合するようにし、上記光検出
器の各分割領域で検出される上記実像による光量
の差に基づいて上記デイスクと上記レーザー光の
光軸との垂直よりのずれを検出し、その検出出力
により上記レーザー光の光軸が上記デイスク記録
面に対して垂直となるように制御するようにした
光学式デイスク再生装置である。

この発明によれば、PBS、1/4波長板、コリメ
ーターレンズ等を必要としないので安価であり、
また、平行光を用いるものではなく、拡散光であ
るので、デイスクの記録情報が例えば映像信号で
ある場合に、その画の内容が変化したとしてもデ
イスクのスキユーの誤検出をするという欠点がな
い。さらに、１個のレンズの同一焦点面上に拡散
光源と光検出器とを配するものであるので光学系
が非常に簡単になるという効果がある。

実施例 以下、この発明の一実施例を図を参照しながら
説明しよう。

第３図〜第５図はこの発明によるデイスクのス
キユーの検出手段の一例を示すもので、第３図は
デイスク１の上面側から見た図（ただしデイスク
は示さない）、第４図はデイスク１の半径方向に
沿つて見た図、第５図はデイスク１の半径方向と
直交する方向から見た図（それぞれ説明のため断
面図的に示した）である。

この発明においては光源として拡散光源を用い
るもので、第３図〜第６図の例では発光する表面
で光が拡散するようにされた発光ダイオード９が
用いられる。この例では、この発光ダイオード９
の発光表面部は矩形（角形）とされている。

また、この発光ダイオード９からの光のデイス
ク１による反射光をレンズ１１を介して受光する
光検出器１０が設けられる。この光検出器１０は
光検出領域が２分割された２分割光検出器とされ
る。

この場合、これら発光ダイオード９、光検出器
１０及びレンズ１１は筒状体からなるハウジング
部材１２に取り付けられる。すなわち、ハウジン
グ部材１２の一方の開口端側にはレンズ１１が配
され、他側の開口端側にはこのレンズ１１の焦点
面位置において発光ダイオード９と光検出器１０
とが、このレンズ１１の光軸１１Ａを含む面を堺
にして左右に配される。そして、このように発光
ダイオード９、光検出器１０及びレンズ１１が配
されたハウジング部材１２が、図に示すように、
レンズ１１がデイスク１側となり、かつ、発光ダ
イオード９と光検出器１０とがデイスク１のスキ
ユー検出方向に対して直交する方向に並ぶように
設置される。この例の場合、デイスク１の半径方
向のスキユーを検出するものであるので、発光ダ
イオード９と光検出器１０とは、デイスク１の半
径方向に直交する方向に配される。また、この場
合、レンズ１１の光軸１１Ａが、光ピツクアツプ
との光軸が垂直になつている場合におけるデイス
ク１の記録面に対して垂直になるように設置され
る。さらに、２分割光検出器１０の分割線１０Ｃ
はスキユー検出方向に直交する方向、即ちデイス
ク１の半径方向に対し直交する方向で、しかも、
光軸１１Ａを含む面と交わるようにされる。

なお、第６図に発光ダイオード９と２分割光検
出器１０のみの斜視図を示す。

このように構成すると、光検出器１０には発光
ダイオード９の表面部の実像が第３図で斜線を付
して示す像１３として結像する。このようになる
原理図を第７図及び第８図により示す。

即ち、レンズ１１の光軸１１Ａとデイスク１の
記録面とが垂直になつていれば、デイスク１の記
録面への入射光と反射光の光路は全く対象的で、
第７図のようになる。したがつて、レンズ１１の
光軸１１Ａを含み、デイスク１の半径方向に沿う
面よりも左側にある発光ダイオード９の実像が上
記面の右側においてレンズ１１の焦点面で結像す
る。この第７図においてデイスク１よりも上側に
ある部分はデイスク１の記録面で反射される部分
であるから、デイスク１の記録面で折り返すと第
８図に示すようなものとなり、発光ダイオード９
の表面部の実像が、ちようど光検出器１０の位置
において結像することになるのである。

そして、レンズ１１の光軸１１Ａとデイスク１
の記録面とが第７図のように垂直になつている状
態においては、第１０図Ｂに示すように２分割光
検出器１０の各分割領域１０Ａ，１０Ｂに同じ量
だけまたがつて像１３が結像する。したがつて、
各分割領域１０Ａ，１０Ｂからの光検出出力は等
しく、その差は零である。

デイスク１のスキユーにより、第９図に示すよ
うにレンズ１１の光軸１１Ａとデイスク１の記録
面とが垂直でなくなつたときには、同図に示すよ
うに、発光ダイオード９の像の位置は１４のよう
にこの傾いたデイスク１のため、その半径方向に
垂直な方向にずれ、このため、光検出器１０の像
１３は第１０図Ｃのように領域１０Ｂ側により多
く含まれるように結像するようになる。

デイスク１が第９図の状態とは反対側に、つま
り、図の右側が下がるようなスキユーを有すると
きは、光検出器１０の像１３は第１０図Ａに示す
ように、領域１０Ａ側により多く含まれるように
結像する。

以上のことから、光検出器１０の各領域１０
Ａ，１０Ｂからの光学像１３の検出出力の差によ
りデイスク１のスキユーの方向及び量を検出する
ことができる。

以上のようなデイスク１のスキユー検出手段が
用いられて次のようにして、光ピツクアツプの光
軸がデイスク１の記録面に対して常に垂直になる
ように制御される。

すなわち、先ず発光ダイオード９と光検出器１
０とは、光ピツクアツプに対して上記のような関
係を保つて、後述するように光ピツクアツプとと
もに可動できるようにされる。

第１１図はこの光ピツクアツプ及びスキユー検
出部を含む可動部の構成の一例を示すものであ
る。

同図で、２０は光学ブロツクを示し、これには
デイスク１のピツトによる記録情報を検出するた
めの光ピツクアツプの光学系と、スキユーを検出
するための光学系が収納されている。光ピツクア
ツプの光学系に対するフオーカスサーボ及びトラ
ツキングサーボは２軸光学駆動部２１によつて、
従来と同様にしてなされる。

そして、光ピツクアツプの光学系の光軸位置２
１Ａに対して、記録トラツクＴの長手方向に、前
述したスキユー検出手段としてのハウジング部材
１２がこのブロツク２０に対して取り付けられ
る。したがつて、レンズ１１の光軸を含む面は、
光ピツクアツプの光軸２１Ａをも含むように構成
されるものである。

以上のようにされた光学ブロツク２０は、その
全体がデイスク１の半径方向に直交する方向の軸
２３により支持され、デイスク１の半径方向に傾
動するようにされる。

すなわち、この例では、光学ブロツク２０の底
面にはウオームギア２４が取り付けられ、このウ
オームギア２４が支持台２５に設置されている小
型モータ２６により回転されるウオーム２７に噛
み合うように２枚の側板２８Ａ，２８Ｂの軸孔２
９Ａ，２９Ｂに軸２３が回転自在に挿通され、モ
ータ２６によりウオーム２７が回転したとき、そ
の回転に応じた回転角だけウオームギア２４が回
転し、これにより、光学ブロツク２０はデイスク
１の半径方向に傾動させられる。したがつて、モ
ータ２６をデイスク１のスキユー検出出力により
制御すれば、光ピツクアツプの光軸２１Ａがデイ
スク１の記録面に対して常に垂直となるように制
御できる。

第１２図はこのモータ２６の制御系の一例のブ
ロツク図である。２分割光検出器１０の各分割領
域１０Ａ及び１０Ｂからのそれぞれの光学像１３
の占有面積量に比例した検出出力SA及びSBはそ
れぞれアンプ３１Ａ及び３１Ｂを通じて演算回路
３２に供給される。この演算回路３２では、 SA−SB／SA＋SB …(a) なる演算がされ、この演算出力がドライブ回路３
３を通じてモータ２６に供給される。したがつ
て、モータ２６は各検出出力の差SA−SBに比例
して回転制御され、SA−SB＝０となるようにフ
イードバツクガがかかることになる。つまり、光
ピツクアツプの光軸２１Ａがデイスク１の記録面
と常に垂直になるようにされるものである。

なお、以上の例において、光検出器に拡散光源
物体の像として実質的に結像される発光ダイオー
ド９の表面の形状は、第１３図に示すような四角
形である方がよい。これは、第１４図に示すよう
にスキユー角Δθに対してスキユー検出出力が直
線的になるからである。これに対し、第１５図に
示すような円形であると、第１６図に示すように
スキユー角Δθに対してスキユー検出出力が曲線
的になつてしまい、モータ２６の制御がやつかい
になる。

なお、拡散光源としては以上のような表面が拡
散するようにされた発光ダイオードを用いるもの
に限らないことは言うまでもない。

例えば、四角形状にマスクした拡散材とランプ
を用いるようにしてもよい。

また、ダイオード９の表面形状を矩形状にする
のではなく、矩形状の窓孔を設け、これを通じて
ダイオードの光を拡散させるようにしてもよい。

発明の効果 以上のようにして、この発明によれば、光源と
して拡散光源を用い、これよりの光をレンズを介
して一度デイスクに反射させ、これの実像を上記
レンズにより２分割光検出器に結像させる構成に
よりデイスクのスキユー検出をするようにしたの
で、光源としてレーザーを用いる場合よりも部品
点数が少なく、安価に実現できる。また、平行光
でなく、拡散光であるので、デイスクの記録情報
の内容が変化する部分においても、これをデイス
クのスキユーとして誤検出してしまうようなこと
はない。

また、光源と光検出器とを一つのレンズの焦点
面において配することができるので、スキユー検
出器として非常に簡単になる。しかも光学系を１
つのハウジングに容易に収納できるので安定な構
造になるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、デイスクのスキユーによる悪影響を
説明するための図、第２図は先に提案されたスキ
ユー検出手段の一例を示す図、第３図〜第５図は
この発明の要部であるスキユー検出手段の一例の
構成を示す図、第６図はスキユー検出手段の要部
の一例の斜視図、第７図〜第１０図はその動作の
説明のための図、第１１図は光ピツクアツプの光
軸をデイスクの記録面に対して常に垂直に制御す
るための機構の一例を示す図、第１２図はその制
御系のブロツク図、第１３図〜第１６図はこの発
明に用いる拡散光源像の形状と、それぞれの検出
出力特性とを示す図である。 １はデイスク、９は拡散光源としての発光ダイ
オード、１０は２分割光検出器、１１はレンズ、
１３は拡散光源の像である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の大きさの拡散光源と、２分割光検出器
   と、レンズとを有し、上記拡散光源と上記光検出
   器とは上記レンズの同一焦点面上において上記レ
   ンズの光軸に対して左右に、かつ、光学式デイス
   クの記録面と記録情報読み出し用の光ピツクアツ
   プのレーザー光の光軸とのなす角の垂直からのず
   れの検出方向に垂直な方向に配し、上記拡散光源
   からの光を上記レンズを介して上記デイスクの記
   録面で一旦反射させ、その反射光を上記レンズを
   介して上記光検出器に入射させて上記光検出器上
   で上記拡散光源物体の実像が結合するようにし、
   上記光検出器の各分割領域で検出される上記実像
   による光量の差に基づいて上記デイスクと上記レ
   ーザー光の光軸との垂直よりのずれを検出し、そ
   の検出出力により上記レーザー光の光軸が上記デ
   イスク記録面に対して垂直となるように制御する
   ようにした光学式デイスク再生装置。