JPH0781852B2

JPH0781852B2 - 円盤状記録媒体の傾き検出器

Info

Publication number: JPH0781852B2
Application number: JP63198143A
Authority: JP
Inventors: 真一高橋; 研二山田
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: JPH0247508A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、レーザディスクなどの光学式円盤状記録媒体
（以下、単に光ディスクという。）の傾き検出器に関す
る。

〔従来の技術〕

近年では、記録面に高密度で記録された画像情報や音楽
情報をレーザビームにより非接触で読取り可能としたレ
ーザディスク等の光ディスクが普及している。

かかるディスクの再生装置において、ディスクは高速で
回転するターンテーブル上に載置されて回転駆動され
る。ターンテーブルは高速回転させられるため、始動
時、停止時に生じる慣性の影響を極力小さくする必要が
ある。そのため、ターンテーブルはディスクの直径に比
べてかなり小さな直径で形成されている。その結果、タ
ーンテーブル上に載置されたディスクの外周端にはその
内周端に比べて垂れ下がりが生じる。この垂れ下がりに
よってディスクの記録面が傾斜する。この現象は特に大
径のレーザディスクにおいて生じ易い。記録面の傾斜
は、光ピックアップからの読み取りビームの光軸と記録
面との直交関係のずれを生ぜしめる。このことは、読み
取りビームのピット位置への正確な照射を誤らせ、焦点
ずれ等に基づく再生信号の品質の低下を招来する。

そこで、従来では、ディスクの垂れ下がり、すなわち記
録面の傾斜に応じて読み取りビームの光軸を記録面に対
して常に垂直関係を保つよう補正する装置が提案されて
いる（実開昭59−168835号公報）。

この従来装置は、傾き検出器により記録面の傾き度合を
検出し、その検出信号により光ピックアップの傾きを記
録面の傾きに応じて追従補正するものである。この従来
装置によれば、傾き補正により読み取りビームの光軸を
正しい位置に補正できるため、正確な情報読み出しが可
能であるという点で優れたものである。しかし、傾き検
出器は、発光素子を間にしてその両側にディスク半径方
向に配置された２つの受光素子で形成されるため、検出
器の大型化が問題となる。高密度で各種部品が実装され
た再生装置内部はスペース的に制約があり、傾き検出器
の小形化は一つの課題である。

かかる課題を解決し得るものとして、筒状のハウジング
部材内に検出光収束用のレンズと発光素子および受光素
子を封入して構成されたものが知られている（特開昭60
−32142号）。この検出器の概略を第13図に示す。

第13図において、筒状ハウジング部材５の記録面３側に
レンズ２が嵌め込まれ、反対の底側に拡散光源１と２分
割受光素子４が配置されている。

上記第13図に示した傾き検出器の問題点は筒状ハウジン
グ部材５とレンズ２とが別体であり、両者を一体化する
ための組立工程を必要とするという点にある。

というのは、２点の部品を事後的に組立る場合に両者の
組立精度が問題となり、またその分だけ生産工程数が増
えることになるからである。特に、精密検出を必要とす
る傾き検出器にあって異なる部品を組立てることは製品
の歩溜りに影響を与え、かつ慎重な組立作業を必要とす
ることから作業効率も良くない。

そこで、傾き検出器のレンズと外囲部とを予め一体形成
しておく方法が考えられる。この傾きのレンズと外囲部
とを一体形成する方法について、第１図〜第３図を用い
て以下に説明する。

第１図に示すように、外囲部６の記録面７側に面してレ
ンズ８が形成されている。この一体成形に当たっては、
同一の透明樹脂材料によるモールド成形が可能である。
なお、外乱的光線の内部への侵入を防止し、ノイズを抑
制するために、外囲部６のみを不透明とする構成にして
もよい。その場合には、同じ樹脂材料に遮光用の染料を
混入するか、異なる樹脂材料２段で用いてもよい。その
場合には、互いに相溶性を有する材料を選択すべきであ
る。異なる材料を用いて外囲部６とレンズ部８を複合化
する場合には、それらの界面の強度、固着性が必要とな
るからである。

以上の一体成形された外囲部６内には検出光Ａを投光す
るLED等の発光素子９と、その反射光を受光するフォト
トランジスタ等の受光素子10がディスクの直線方向ｔに
互いに所定の相対間隔d1を置いて配置されている。これ
らの発光素子９と受光素子10は同一の焦点面16上にあ
る。

受光素子10はディスクの半径方向ｒに２分割された２つ
の受光領域10a,10bを有しており、その境界線１を中心
として、第３図（ｂ）に示すように反射ビームが適当な
スポット面積で結像されるように配置されている。な
お、受光領域10a,10bの各光電変換出力信号は、図示し
ない比較演算器により差分が演算され、傾き方向と傾き
量が求められる。

以上の構成において、ディスクＤの傾斜がない場合には
記録面７からの反射ビームスポット11は境界線１を中心
に受光領域10a,10bの双方に均等に跨って結像する（第
３図（ｂ））。よって、受光領域10a,10bの差電圧はゼ
ロであり、傾斜が生じていないことを検出できる。

光ピックアップがディスクＤの外周側に移動するに従っ
て、ディスクＤには垂れ下がりが生じているので記録面
７は傾斜している。この場合、反射ビームスポット11は
境界線１より受光領域10b側に変位して結像する（第３
図（ｃ））。よって、受光領域10aと受光領域10bとの間
には差電圧が生じ、傾斜を検出できる。

また、これとは逆に、ディスクＤに上向きの反りが生じ
ている場合（ディスク自体の変形等による）、上記第３
図（ｃ）とは逆に反射ビームスポット11は受光領域10a
側に変位して結像する（第３図（ａ）。よって、この場
合も同様に差電圧により傾斜を検出できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のレンズと外囲部とを一体成形した装置では、レン
ズと外囲部との物理的寸法関係は一体成形時に定まり、
組立工程を必要としないので、組立工程の簡略化ととも
に組立誤差の発生を抑制することができ、組立誤差によ
る検出精度の低下を防止できるという優れた利点を有す
るが、一方で第４図（ｂ）に示すように、次の点が問題
となる。

レンズ部８を経てディスクＤに向う検出光の光束を平行
光束とする為に発光素子９はレンズ部８の焦点面16上に
置かれる。レンズ部８の屈折率を1.5とすると、レンズ
部８の曲率半径Ｒとレンズ部８の焦点距離ｆ′との関係
は、およそ、Ｒ＝ｆ′/3 ・・・（１）となる。第４図（ａ）に示すように、発光素子９を出て
記録面７から戻る反射光Ｂの光束のうち、有効光束はθ
の範囲のみであり、他はレンズ８の内面で全反射する
か、レンズ部８を経て記録面７で反射した後、レンズ部
８に戻らない光となる。このように、有効光束がθの範
囲に制約され、受光領域10a,10bから十分な検出信号を
得ることができない場合が生じる。

また、第４図（ｂ）に示すように、再生装置全体の小形
化を図る上で検出器を相似的に小さくできれば性能的に
変らないものが得られる。しかし、発光素子９と受光素
子10とは外囲部６内に収納されるため、発光素子９と受
光素子10との相対間隔ｄはある大きさ以上に狭めること
が困難であり、小形化に限界が生じる。

また、第４図（ｂ）に示すように、光ディスクの再生装
置におけるディスクＤの傾き検出においては、ディスク
Ｄの面ぶれ等を考慮すると検出器とディスクＤの間隔は
所定の間隔Ｈに保つ必要があるが、この時装置だけを小
形化するに当たっても発光素子９と受光素子10の間隔ｄ
を保つと、発光素子９からの光が受光素子10に戻らず検
出機能を果たさない。

また第５図に示すように、ディスクの傾き検出方向と垂
直な方向に傾き誤差θ_Ｅがあるとき、発光素子９よりの
光束θのうち、受光素子10にほとんど戻らないこともあ
り、ディスクＤの傾きの検出信号が得られないことにな
る。

そこで、本願発明は、第１図に示される、レンズと外囲
部とが一体成型され、発光素子と受光素子とが該レンズ
の焦点面上に配置された傾き検出器に対して、記録面で
の反射光の受光範囲を拡大して、組み立て工程の簡略化
と検出精度の向上を図り得る円盤状記録媒体の傾き検出
器を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本願発明は、円盤状記録媒体
の記録面に対面してレンズが設けられた筒状外囲部材内
に、前記レンズを介して前記記録面に検出光を投光する
発光素子と、前記検出光の前記記録面における反射光を
前記レンズを介して受光し前記記録面の傾きに応じた光
量に対応する検出信号を出力する受光素子と、が前記レ
ンズの焦点面上に配置されてなる円盤状記録媒体の傾き
検出器において、前記レンズは各レンズ中心を通る光軸が平行になるよう
配置された２個一対のレンズ部で構成され、前記発光素
子及び受光素子はその相対間隔が前記光軸の相対間隔よ
り広くなる位置に配置されていることを特徴とする。

〔作用〕

本願の特許請求の範囲に記載された発明によれば、２個
一対のレンズ部と外囲部とを一体形成し、発光素子と受
光素子との相対間隔を各レンズ部の光軸の相対間隔より
広くしたため、特に、記録面での反射光の受光範囲を拡
大させることができる。それによって検出器と記録面と
の相対間隔を縮小化でき、その寸法分だけ装置の小形化
が可能であり、また、同じ間隔ならば検出器自体を小形
化しうる。また、受光範囲の拡大化は検出精度にそれ程
の高精度が必要なくなり、制作が容易となる。

〔実施例〕第１実施例第６図〜第10図に本発明の第１実施例を示す。尚、第１
図乃至第５図と同一もしくは重複する部分には同一の符
号を付して説明する。

第６図に示すように、外囲部６の記録面７側に面して第
１レンズ部12及び第２レンズ部13が形成されている。第
１レンズ部12と第２レンズ部13とは同一の曲率半径を有
し、そのレンズ中心を通る光軸14,15は互いに所定間隔d
2を保持して平行になるよう配置されている。この第１
レンズ部12、第２レンズ部13と外囲部６の一体形成方法
は第１図において説明したレンズ部８と外囲部６の一体
形成方法と同様である。

第７図に示すように、以上の一体形成された外囲部６内
には、発光素子９と受光素子10とが直線方向ｔに互いに
相対間隔d1をおいて配置されている。これらの発光素子
９と受光素子10はほぼ同一の焦点面16上にある。相対間
隔d1は間隔d2よりも大きくなるよう発光素子９と受光素
子10とが配置されている。

受光素子10の受光領域10aと受光領域10bの配列状態は第
２図と同様である。

以上の構成において、発光素子９から出た検出光Ａは第
１レンズ部12を介して記録面７で反射し、今度は第２レ
ンズ部13を介して受光素子10に入射される。このとき、
相対間隔d1は間隔d2より大きく（d1＞d2）設定されてい
るため、第２レンズ部13を介して入射される反射光Ｂを
確実に受光素子10に結像させることができる。このと
き、検出可能範囲は第６図、第８図上のθ１で与えられ
る。

このようにして、第１図の構成より広範囲で検出でき、
記録面７の傾き検出器と反射ビームスポット11との関係
は第１図の場合と同様であり、各態様を第９図（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示す。

第10図は、検出器の高さｈを第６図に示す場合よりも小
さくしたものであり、第１レンズ部12、第２レンズ部13
を備え、かつ、相対間隔d1を広く取れる分だけ集光能力
を向上しうるので、検出器自体の小型化が可能である。

第２実施例次に、第11図に本発明の第２実施例を示す。

この実施例は、受光素子10を、ディスクＤの半径方向ｒ
に２つの受光領域10a,10bを配置し、これに隣接させて
接線方向ｔに２つの受光領域10c,10dを配列させ、受光
素子10を全部で４分割に構成したものである。

このように、受光領域10c,10dを設けることにより、記
録面７の半径方向ｒのみならず接線方向ｔの傾き検出器
をも同時に検出することができ、また検出範囲の拡大と
ともにより詳細な検出信号が得られるので細かな傾き補
正を行うことを可能とする。

この実施例において、記録面７の半径方向ｒの傾き検出
器Srは、 Sr＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）・・・（２）の演算を行うことにより求められる。ここに、a,b,c,d
は受光領域10a,10b,10c,10dの各検出信号の値である。
また、接線方向ｔの傾斜Stは、 St＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）・・・（３）の演算を行うことにより求めることができる。したがっ
て、上記（２），（３）式の演算器を構成すればよい。
図示は省略する。

変形例以上の各実施例において、発光素子９はその発光面が記
録面に対して平行（検出光軸は垂直）になるように配置
されているが、この配置によると十分な光量の検出光が
得られない場合がある。

そこで、第12図に示すように、発光素子９の発光面を傾
けて設置し、発光強度分布の最大値と発光素子９の中心
線を結ぶ光軸を利用可能光束範囲θ′の中心と一致させ
る事により、十分な光量を得ることができ、検出の確実
性とともに検出感度を向上させることができる。

〔発明の効果〕

本願発明によれば、２個一対のレンズ部と外囲部とを一
体形成し、発光素子と受光素子との相対間隔を各レンズ
部の光軸の相対間隔より大きくしたため、特に、記録面
での反射光の受光範囲を拡大させることができる。それ
によって検出器と記録面との相対間隔を縮小でき、その
寸法分だけ装置の小形化が可能であり、また、同じ間隔
ならば検出器自体を小形化しうる。また、受光範囲の拡
大化は検出精度にそれ程の高精度が必要なくなり、制作
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の従来例を示す立体図、第２図はその平面図、第３図は従来例の受光素子と反射ビームスポットの位置
関係を示す説明図、第４図は従来例の検出器の検出可能範囲と寸法関係の説
明図、第５図は従来例の検出可能限界の説明図、第６図は本発明の第１実施例を示す立面図、第７図はその平面図、第８図は第１実施例の検出可能範囲の説明図、第９図は第１実施例の受光素子と反射ビームスポットの
位置関係を示す説明図、第10図は１実施例による検出器の小形化の説明図、第11図は本発明の第２実施例を示す説明図、第12図は受光素子の配置例を示す説明図、第13図は従来例を示す断面図である。Ｄ……ディスク６……外囲部７……記録面８……レンズ部９……発光素子 10……受光素子 10a,10b,10c,10d……受光領域 11……反射ビームスポット 12,13……レンズ部 14,15……中心光軸 16……焦点面 d1……発光素子と受光素子の相対間隔 d2……光軸相対間隔 θ，θ１……検出可能範囲 θ_Ｅ……傾き誤差

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円盤状記録媒体の記録面に対面してレンズ
が設けられた筒状外囲部材内に、前記レンズを介して前
記記録面に検出光を投光する発光素子と、前記検出光の
前記記録面における反射光を前記レンズを介して受光し
前記記録面の傾きに応じた光量に対応する検出信号を出
力する受光素子と、が前記レンズの焦点面上に配置され
てなる円盤状記録媒体の傾き検出器において、前記レンズは各レンズ中心を通る光軸が平行になるよう
配置された２個一対のレンズ部で構成され、前記発光素
子及び受光素子はその相対間隔が前記光軸の相対間隔よ
り広くなる位置に配置されていることを特徴とする円盤
状記録媒体の傾き検出器。