JPS5916331B2

JPS5916331B2 - コウガクシキシンゴウヨミトリソウチ

Info

Publication number: JPS5916331B2
Application number: JP50141987A
Authority: JP
Inventors: 斉金丸
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1975-11-27
Filing date: 1975-11-27
Publication date: 1984-04-14
Also published as: JPS5265405A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、レーザー光等で信号を検出するＶＬＰ（ビ
デオ・ロング・プレーイング）再生機等の光学式信号読
取装置の改良に関する。

第１図に従来の光学式信号読取装置のブロック図を示す
。

Ａは読取部、Ｂは回転円盤、Ｃはその回転円盤Ｂを回転
する電動機である。回転円盤Ｂには第２図に示すように
同心円状あるいは渦巻状に情報トラックＢ１、Ｂ２・・
・・・・に沿つて記録された情報を現す情報ビットｂが
配列されており、これらの情報ビットｂは円盤Ｂの他の
部分から、例えば光反射率、吸収率、屈折率あるいは高
低位置５が異なる等の何らかの存在する部分で、トラ
ックＢ１、Ｂ２・・・・・・に沿つた方向でのビットｂ
の繰返し周期、すなわち記録波長及びビットｂの長さに
よつて記録された情報が表されている。光源１（例えば
ヘリウムネオンレーザー等）か’０ら出た光線束は、
コリメーター２で適当な直径の光線束に拡大され、ビー
ムスプリッター３、可動鏡４を経由して収束レンズ５に
至り、この収束レンズ５で回転円盤Ｂ上に微小な光点と
なる様に収束される。

ｊ５この時電動機Ｃによつて回転円盤Ｂが回転していれ
ば、上記微小な点は例えばトラックＢ２に沿つてピット
ｂを順次走査して行くようになる。

ピットｂがそれぞれ情報に応じて反射率が異なるとすれ
ば、その円盤Ｂでの反射光は再度収束レンズ■０５で集
められ、可動鏡４を経由した後、ビームスプリッター３
で分離されて光検出器６の受光面に至る。この反射光は
光検出器６で電気信号に変換され、増巾器７で増巾され
た後、端子８から復調器（図示せず）に送られて元の情
報に復元される■５ようになる。以上従来例の概略で
あるが、収束レンズ５による光線束の状態は一般に第３
図のようになり、従来では回転円盤Ｂを光線束が最も小
さな光点を結ぶ■の位置におき、回転円盤Ｂからの情報
を読幻み取つている。

すなわち、第４図（ある瞬間における回転円盤Ｂの情報
ピットｂへの情報読取光線束の照射状態を示す図）の■
に示すように読取光線束９の直径が情報ピットｂの寸法
より小さくなるように選び、第５図（光検出器６の受光
面にフ５おける情報ピットｂの拡大投影図）のＨに示
すように情報ピットｂの拡大投影図ｄが情報反射光線束
９’の全体を占めるようにしている。このように読取光
線束９の直径を情報ピツトｂの寸法より小さくしていた
理由は、第８図Ａに示すようにピツトｂの境界部におい
て、反射率が変化する読取信号（第８図Ａ２）を得て、
この読取信号によりフリツプフロツプをトリカーするこ
とでピツトの有無を検出（第８図Ａ３）するようにして
いたことによる。

しかし、読取光線束９を小さくした場合には、デイスク
表面又はデイスク記録面上のゴミ等による誤検出するこ
とがあるので、読取信号の平均値によりピツト有無を検
出するようになつてきた。

平均値であればゴミ等による瞬間的なノイズの影響を受
けないからである。このように読取信号の平均値をとる
ようになると、第８図Ａ２のような読取信号では平均値
はほぼ零となつてしまい検出できなくなる。そこで第８
図Ｂに示すように読取光線束９の直径を情報ピツトｂの
寸法より大きくし、ピツト部と非ピツト部で反射した光
の干渉による光量減少を利用した読取が行なわれるよう
になつた。この場合、従来の読取光線束９を情報ピツト
ｂの径より小さくしていた装置は最早利用できないとい
う問題点が生じてきた。そこでこの発明は以上のような
点に着目し、回転円盤の情報記録面を第３図１あるいは
の位置になるようにして、前記した従来の問題点を解決
した光学式信号読取装置を提供しようとするものである
。

以下、実施例を図を参照して説明する。

情報記録面における情報読取光線束９の照射状態は第４
図１あるいはに示される。その情報読取光線束９の直径
を情報ピツトｂの幅より大きく、且つ情報トラツクＢｌ
，Ｂ２・・・・・・の間隔の２倍以下、望ましくはトラ
ツク間隔に略等しく選ぶ。これは第３図におけるＩある
いはの位置に情報記録面が位置するように調整すること
によつて達せられる。情報ピツトｂの寸法は、巾が波長
と同程度、例えば０．６μｍ程度、深さが波長の数分の
１、例えば１／４として０．１６μ湛程度である。この
情報ピツトｂの部分が円盤Ｂの他の部分とは、例えば光
反射率、吸収率屈折率あるいは高低位置等が異なるよう
にして情報の記録再生が行なわれる。本実施例では高低
位置が異なる場合につき説明する。この場合、ピツトｂ
の深さが前述の如く１／４波長とされていることからピ
ツト部で反射した光の光路と非ピツト部で反射した光の
光路とが２×１／４波長異なり、これ等２つの光が干渉
効果により光量減少することを利用して、情報の読取が
行われる。このような干渉効果による光量減少を利用し
たことにより、第８図Ｂ２に示すようにピツトｂを平均
光量として検出でき、境界部以外でも信号が得られるよ
うになる。これによりゴミ等による瞬間的なノイズの影
響を受けないようにできる。この読取信号（第８図Ｂ２
）はその後に波形整形されて、第８図Ｂ３に示すような
情報信号とされる。ピツト底部と非ピツト部のいずれを
基準として第３図１，の位置を決定するかについては、
いずれであつてもよい。

なぜなら、前述の如くレンズ５とデイスクＢとの距離が
約３ｍ１Ｌであるのに対してピツト深さは約０．１６μ
ｍであつて無視できる値だからである。光検出器６の受
光面における情報ピツトｂの拡大投影像Ｂ５は、第５図
のＩあるいはに示すようになるｏなお、この第５図のＩ
ととで投影像ｂ′の上下位置が異なるのは、円盤Ｂが回
転したときに投影像ｂ′がこの第５図の上下方向に移動
することを示すためである。

第４図の１，で情報ピツトｂの読取光線束９に対する位
置関係が同一だとすれば、対応する第５図のＩ，におい
ても、情報反射光線束９′に対する投影像ｂ′の位置も
Ｉ，とで同一となる。この第５図に示すように受光面に
おける拡大投影像ｄは情報反射光線束ｑの中に含まれ、
両者の寸法比は第４図のＩあるいはに示した情報記録面
でのそれに略等しくなる。

従つて、光検出器６の受光面の寸法は拡大投影像ｂ′の
それに略等しくか、もしくは大き目に選ぶ方が検出感度
の点から望ましい。ここで、位置１は収束位置の前方に
あり、位置は後方にあるから、第５図１ととでは拡大投
影像の上下左右が全て逆となり、拡大投影像の移動方向
も逆となるが、この点を除けばＩととは等価でどちらを
利用しても同じ結果が得られる。

以下にこれを説明する。Ｈｅ−Ｎｅレーザを、ビーム径
φが０．７μｍとなる様に光束をしぼり込める対物レン
ズ５の開口数ＮＡ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｐａｒｔｕｒ
ｅ）は収差を無視すると、となる。

ここで対物レンズ５の開口数ＮＡは第７図においてで表
される。

故にとなる。

今、仮に第３図におけるビーム径φをとすると、位置と
位置との距離δは程度となる。

一方、ビデオデイスク用の対物レンズの焦点距離ｆはデ
イスクのそり等を考慮して、程度必要とされる。

従つて対物レンズの開口部における反射光束の比は、す
なわち、０．０６７％程度発散による光量損失があるに
すぎない。

さらに、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光束の強度分布が照射光の光
軸を中心としたガウス分布に近似できる事も考慮に入れ
ると、発散による光量損失は無視できる事は明白である
。従つての位置と１の位置とのいずれにおいても情報検
出が可能である。第６図に示すように情報記録面の位置
を移動させて検出信号出力、すなわち情報読取光線束９
がピツト部を照射した場合の光検出器６の出力と、非ピ
ツト部を照射した場合の光検出器６の出力との差を測定
すると、位置の前後に最大出力となる最良位置が存在す
る。

この位置は第４図のＩ，の照射状態にあり、また第５図
１，の受光状態の場合に相当する。即ち、第４図１，に
示すように情報記録面において情報読取光線束９の直径
が情報ピツトｂの幅より大でかつ情報トラツクＢｌ，Ｂ
２・・・・・・の間隔の２倍以下となし、かつ第５図１
，に示すように受光面において光検出器６の面積を拡大
投影像ｂ′の直径より大とすることにより検出感度を上
げることができる。ノなぜなら、ピツト部で反射した光と非ピツト部で反射し
た光の干渉による光量減少を利用していることからピツ
ト部と非ピツト部の双方に読取光線束９を照射しなけれ
ばならず、従つて情報ピツトｂの巾より読取光線束９の
直径は大でなければならないからである。

また、その直径が情報トラツクＢｌ，Ｂ２・・・・・・
の２つ以上にまたがるときは、１つの情報トラツクの読
取りができなくなることから、情報トラツクＢｌ，Ｂ２
・・・・・・の間隔の２倍以下でなければならないから
である。更に受光面においては、光検出器６の巾が投影
像ｂ′の巾より小である場合には投影像ｂ′がピツト部
と非ピツト部とで変化することを充分に利用していない
ことになるからである。

なお、上記第３図のＩあるいはの位置に回転円盤Ｂの情
報記録面を位置させ、保持させるには、空気軸受作用を
利用して利用して回転円盤Ｂ上に一定の距離を保つて収
束レンズ５を浮上させ、適宜手段により情報記録面の位
置を検知してそれにより収束レンズ５の位置をサーボ機
構によつて迫従させればよい。

以上のようにすることによつて、回転円盤Ｂの情報記録
面はＩあるいはの位置に常に保持されるようになるので
、情報読取光線束９に対する情報ピツトｂの左右方向の
移動（回転円盤Ｂの偏心等によつて生じる）は、第５図
に示す情報反射光線９′に対する情報ピツトｂ拡大投影
像ｂ′の左右方向の移動に対応する。

従つて第５図の光検出器６の受光面を左右に２等分し、
それぞれの出力を比較することによつて拡大投影像ｂ″
の左右方向位置を検知できるようになる。すなわち、情
報トラツクＢｌ，Ｂ２・・・・・・を追従して読取るた
めのトラツキング情報を得ることができるようになる。
以上のようにこの発明は、回転円盤上の情報をレーザー
光等で検出する光学式信号読取装置において、光源から
の光束を収束レンズで一点に収束せしめ、該収束点から
偏位した位置に上記回転円盤の記録情報面を位置させ、
該記録情報面の情報ピツトの巾より大で、且つ情報トラ
ツク間隔の２倍より小なる領域を実質的に照射するよう
にしたものである。このため従来の光束を収束レンズで
一点に収束してピツトの境界を検出するようにしていた
装置を、記録情報面の位置を変えるだけで平均光量とし
て記録情報を検出する装置として使用できるようになる
。

以上からＶＬＰ再生機器等の読取装置に最適なものとな
り、特に微細構造の光学式投影読取装置に最適なものと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学式信号読取装置のプロツク図、第２図は回
転円盤の説明図、第３図は収束レンズからの光線束の説
明図、第４図は情報読取光線束の回転円盤への照射説明
図、第５図は光検出器への反射情報光線の投影説明図、
第６図は光検出器の検出信号出力特性図、第７図は収束
レンズからの光線束の説明図、第８図Ａ及び第８図Ｂは
従来例と本発明との相違点を説明するための説明図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１回転円盤上の情報をレーザー光等で検出する光学式
信号読取装置であつて、光源からの光束を収束レンズで
一点に収束せしめ、該収束点における情報読取光線束の
直径を上記回転円盤の記録情報面における各情報ピット
の寸法より小さくしたものにおいて、該収束点から偏位
した位置に上記回転円盤の記録情報面を位置させ、この
位置における上記読取光線束はその直径が上記記録情報
面の各情報ピットの幅よりも大で、且つ情報トラック間
隔の２倍以下の領域を実質的に照射するようにし、上記
記録情報面を経た光束を光検出器によつて平均光量とし
て検出することを特徴とする光学式信号読取装置。