JPS6218974B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビデオデイスク装置のような光学的
再生装置に関し、更に詳細には、集光レンズと記
録媒体との間隔を簡単に検出することが出来るよ
うにした光学的再生装置に関するものである。

ビデオデイスク再生装置のような光学的再生装
置は、高密度記録再生を行うためにレーザー光等
の光ビームを記録媒体上に集束させた状態で投射
し、その反射光を利用して再生を行うように構成
されている。ところが、記録媒体（例えばデイス
ク）を完全な平板に形成することが不可能である
ばかりでなく、記録媒体の移動（例えば回転移
動）によつても上下動が生じ、ビームを記録媒体
上に於いて集束状態に保つことは中々困難であ
る。

そこで、一般的には光ビームの集束に関係する
記録媒体と光学装置（例えば対物レンズ）との間
隔の変化を光ビームの反射光の光路の変化によつ
て検出し、この検出信号で間隔が常に一定に保た
れるように光学装置又は記録媒体を制御する。第
１図は従来の光学的再生装置を原理的に示すもの
であつて、１，１′は読取用光ビーム及びその反
射光を示し、１で示す線と１′で示す線との間が
光ビームの光束となる。２は凸レンズから成る集
光レンズであつて、その光軸３が記録媒体４に直
交するように配置されている。P₀は読取用光ビー
ムの点光源を示し、光軸３上にある。１，１′で
示す光ビームの中心と集光レンズ２の光軸３とが
一致しているので、記録媒体４が集光レンズ２に
対してイで示す位置にあるときに記録媒体表面で
光ビームが集束し、ビームスポツトが最小にな
り、ロ及びハで示す位置になるとビームスポツト
がイの位置のそれよりも大になる。従つて、記録
媒体４とレンズ２との間隔をイの位置が得られる
ように制御しなければならない。両者の間隔がど
のような状態にあるかは、光軸３に平行な間隔検
出用光ビーム５をレンズ２を介して記録媒体４に
斜めに入射させ、その反射光６又は７又は８を光
検知器９で検出することによつて知る。光検知器
９は光検知器９ａと９ｂとから成る２分割型光検
知器であつて、記録媒体４がイの位置（合焦点位
置）にあるときには検出用ビーム５の反射光６が
光検知器９ａと９ｂとの分割線上に入射し、光検
知器９ａの出力と光検知器９ｂの出力とが等しく
なり、誤差（差動）増幅器１０の出力は零であ
る。これに対して、記録媒体４がロの位置（焦点
から遠ざかる位置）にあるときには反射光７が光
検知器９ａと９ｂの分割線よりも上に入射し、光
検知器９ａから９ｂよりも大きい出力が得られ
る。また記録媒体４がハの位置（レンズに近づく
位置）にあるときには反射光８が光検知器９ａと
９ｂとの分割線よりも下に入射し、光検知器９ｂ
から９ａよりも大きい出力が得られる。これによ
り、記録媒体４の位置に対応した信号を誤差増幅
器１０から得ることが出来る。誤差増幅器１０の
出力は間隔制御器１１に付与され、例えばレンズ
２に結合されたムービングコイルによつて集光レ
ンズ２が変位され、記録媒体４とレンズ２との間
隔が一定になるように即ち光ビーム１が記録媒体
上で集束するように制御される。

上述の如く構成すれば、常に記録媒体４の記録
面に光ビームが集束させた状態で投射され、記録
に対応した信号を得ることが出来る。然しなが
ら、間隔検出専用の光ビーム５を記録媒体４に投
射しなければならないために、装置が複雑且つ高
価になるという欠点があつた。

ところで、読取用光ビーム１，１′とフオーカ
ス検出用ビーム５とを独立に投射せずに、フオー
カス検出用ビーム５を情報読取りにも利用するこ
とは可能である。即ち、フオーカス検出用ビーム
５も記録媒体４のトラツクを走査するので、ピツ
ト等の記録領域で変調された反射ビームとなり、
この反射ビームから情報を読み取ることは可能で
ある。然しがら、フオーカス検出用ビーム５は記
録媒体４に対して斜めに投射されるために、記録
媒体４の上に形成されるスポツトが歪んで非円形
となり、良好な記録再生を行うことは不可能であ
つた。

そこで、本発明の目的は、読取用光ビームによ
る情報読取機能を実質的に低下させないで読取用
光ビームを間隔検出即ちフオーカス検出に使用す
ることが可能な光学的再生装置を提供することに
ある。

前記目的を達成するための本発明は、その光軸
が記録媒体の表面に直交するように配置された集
光レンズと、前記集光レンズで収斂されてその光
軸が前記記録媒体の記録面に直交するように投射
される読取用光ビームと、前記読取用光ビームが
前記記録媒体で反射することによつて得られる反
射ビームの内のその光軸から偏在した部分の光束
を取り出すように配置された部分光束反射光取出
用プリズムと、前記部分光束反射光取出用プリズ
ムで取出された前記部分光束反射光の光路に配置
された光検知器を含んで前記部分光束反射光の変
位によつて前記集光レンズと前記記録媒体との間
隔に対応した信号を形成する間隔検出装置と、前
記部分光束反射光取出装置で取出されなかつた残
りの反射ビームを検出するための情報読取用検出
装置とを具備し、前記記録媒体と前記読取用光ビ
ームとの間に相対的走査運動をさせながら前記記
録媒体の情報を再生するように構成された光学的
再生装置に係わるものである。

前記本発明によれば、プリズムによつて部分光
束反射光を取出すので、読取用反射ビームの光路
に沿つた方向に部分光束反射光を取出すことが可
能になる。従つて、光学系のビーム半径方向の寸
法の増大が少なくなる。また光学系の構成が容易
になる。また、記録媒体に直交するように投射し
た読取用光ビームの反射ビームの一部を利用して
間隔検出を行うので、情報の読み取りと間隔の検
出との両方を正確且つ容易に行うことが可能にな
る。

次に、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

本発明の実施例に係わるビデオデイスク再生装
置を示す第４図を説明するに先だつて、第２図乃
び第３図について述べる。第２図には、第４図の
プリズム５１によつて部分光束の反射光を取出し
て間隔を検出する方式の理解を容易にするため
に、第４図のプリズム５１の位置に反射ミラー３
２を配したものである。この第２図のビデオデイ
スク再生装置は、デイスク状記録媒体２１をモー
タ２２で回転させ、光ビーム２３を記録媒体２１
の半径方向に徐々に移動することによつて渦巻状
に光ビーム走査し、記録媒体２１に於ける記録に
対応した反射光を検出するように構成されてい
る。記録媒体２１には、信号に対応したピツト
（溝）が所定のトラツク形態に形成されていると
共に、ピツト形成面に反射面が形成されており、
この反射記録面にレーザー光源２４から放射され
た光ビーム２３が投射されている。光ビーム２３
はビームスプリツタ２５で反射して凸レンズから
成る集光レンズ２６に入射している。この図面か
ら明らかなように、集光レンズ２６の光軸２７と
光ビーム２３の断面円形の光束の中心とは一致し
ており、集光レンズ２６の光軸２７は記録媒体２
１の記録面に直交している。また集光レンズ２６
には光ビーム２３の光束が拡がる形態即ち集光レ
ンズ２６に近づくに従つて光束断面が大きくなる
形態で光ビーム２３が入射している。この光束の
拡がる形態は、光源２４を点光源にするか、光源
２４が平行光線源である場合には第２図に示すよ
うに凹レンズ２８を配すことによつて得ることが
出来る。集光レンズ２６で収斂された光ビーム２
３は記録媒体２１の記録面に集束した状態で投射
され、記録面は反射面となつており且つ信号の有
無によつて反射状態が変化するように形成されて
いるので、記録に対応した反射光が発生し、反射
光は入射経路と逆の経路で進む。即ち、集光レン
ズ２６を再び通過し、更に1/4λ（ここでλは光
の波長）偏光板２９を通り、反射光がビームスプ
リツタ２５を通過するように偏光され、ビームス
プリツタ２５を通過した後に読取用光検知器３０
に入射される。これにより、記録媒体２１の反射
状態即ち記録状態に対応した電気的信号を得るこ
とが出来る。

光ビーム２３を利用した読取りに於いて、集光
レンズ２６と記録媒体２１との間隔が常に一定で
あるとは限らず、例えば、イ，ロ，ハで示す様な
位置に変動する。そこで、この間隔が一定になる
ように制御しなければならないが、本発明では特
別に間隔検出用光ビームを投射せず、読取用光ビ
ーム２３の前記記録媒体に非直交状態で入射する
成分から成る部分光束２３ａを利用して行つてい
る。部分光束２３ａは記録媒体２１に傾斜して即
ち非直交状態に入射しているので、第１図で説明
したと同様に、記録媒体２１の上下変動に対応し
て、反射光路が部分光束反射光３１ｂ又は３１ｃ
のように変動する。

３２は反射ミラーであつて、３１ａ，３１ｂ，
３１ｃ等の光軸から偏在した部分光束反射光のみ
を反射させるものであつて、読取用光ビーム及び
その反射光の残りの大部分をそのまま通過させる
ために極めて小さく形成されている。またこの実
施例では部分光束反射光３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
のいずれもが反射ミラー３２からはみ出さない状
態で反射ミラー３２に至るように、反射ミラー３
２は集光レンズ２６の焦点Ｆを含む焦平面即ちレ
ンズ２６と平行であつて且つ焦点Ｆを含む平面内
に設けられている。

３３は２分割型光検知器であつて、反射ミラー
３２で取出された部分光束反射光３１ａ，３１
ｂ，３１ｃの光路に配されている。この２分割型
光検知器３３は光電変換素子３４と３５とから成
り、記録媒体２１と集光レンズ２６との間隔が最
適値の時に部分光束反射光３１ａが分割線３６上
に入射するように配置されている。光電変換素子
３４，３５の出力には夫々増幅器３７，３８が結
合され、夫々の増幅器の出力が差動増幅器３９の
入力に結合されている。差動増幅器３９の出力に
は駆動増幅器４０が結合され、この出力がムービ
ングコイル４１に付与されている。

ムービングコイル４１による集光レンズ２６の
移動機構は第３図に示す如くであつて、集光レン
ズ２６が機械的に結合されたムービングコイル４
１が永久磁石４２中に配され、ムービングコイル
４１の電流値に対応してムービングコイル４１が
移動すると集光レンズ２６も移動する。

上述の装置で集光レンズ２６と記録媒体２１と
の間隔が最適値である時即ちイで示す位置の時に
は、部分光束２３ａは実線で示すように反射して
部分光束反射光３１ａとなる。そして、この部分
光束反射光３１ａはミラー３２で光ビーム２３の
光路外に取出され、光電変換素子３４と３５との
分割線３６上に入射する。従つて、光電変換素子
３４の出力と光電変換素子３５の出力とは等しく
なり、差動増幅器３９の出力は零となり、ムービ
ングコイル４１による制御はなされない。

記録媒体２１が一点鎖線で示すロの位置になつ
たとすれば、部分光束反射光３１ｂが得られ、こ
れがミラー３２で反射して上側の光電変換素子３
４に入射し、光電変換素子３４の出力が他方の素
子３５の出力より大になる。この結果、集光レン
ズ２６を記録媒体２１に接近させるような出力が
差動増幅器３９から発生する。

また記録媒体２１が二点鎖線で示すハの位置に
なつたとすれば、部分光束反射光３１ｃが得ら
れ、これがミラー３２で反射して下側の光電変換
素子３５に入射し、光電変換素子３５の出力が素
子３４の出力より大になる。この結果、集光レン
ズ２６を記録媒体２１から遠ざけるような出力が
差動増幅器３９から発生する。

これ迄の説明から理解出来るように、読取用光
ビーム２３の部分光束反射光を利用すれば、独立
した間隔検出用光ビームを使用しないで集光レン
ズ２６と記録媒体２１との間の間隔を検出するこ
とが可能になる。ところで、部分光束反射光を反
射ミラー３２で取出す場合には、反射ミラー３２
で反射した光が読取用光ビーム２３及びその反射
ビームの光路に対して直角な方向に進むので、光
検知器３３等が光ビーム２３の半径方向に突出し
た状態に配置され、装置をコンパクトに構成する
ことが困難になる。

そこで、第４図に示す本発明の実施例に係わる
デイスク再生装置に於いては、第２図の反射ミラ
ー３２の代りにプリズム５１が配されている。プ
リズム５１は部分光束反射光３１ａを大幅に屈折
することは不可能であるので、読取用光ビーム２
３及びその反射ビームの光路に沿つた方向に部分
光束反射光３１ａが取出されている。これによ
り、取出した部分光束反射光３１ａを処理するた
めの光学系の構成が簡略化され且つこの光学系の
寸法が光ビーム２３の半径方向に増大することが
制限される。

尚第４図にはレンズ２６と記録媒体２１との間
隔の変化による部分光束反射光の変化が示されて
いないが、第２図の部分光束反射光３１ａ，３１
ｂ，３１ｃと同様に変化する。また、第４図のプ
リズム５１以外の部分は第２図と実質的に同一に
構成されているので、共通する部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。また、第４図に
は、第２図に於ける光検知器３３からムービング
コイル４１までの回路、モータ２２、読取用光検
知器３０等が示されていないが、勿論第２図と同
様に設けられている。

以上、本発明の実施例に付いて述べたが、本発
明は上述の実施例に限定されるものではなく、更
に変形可能なものであり、例えば、集光レンズ２
６を移動する代りに光学系全体を移動してもよい
し、記録媒体２１を移動してもよい。また記録媒
体２１にピツト以外で信号を記録しものから情報
を読取る装置にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学的記録再生装置を原理的に
示す説明図、第２図は第４図の理解を容易にする
ために示した光学的再生装置を示すブロツク図、
第３図は集光レンズの移動機構を概略的に示す断
面図、第４図は本発明の実施例に係わる光学的記
録再生装置を示すブロツク図である。 また、図面に用いられている符号に於いて、２
１は記録媒体、２３は光ビーム、２３ａは部分光
束、２６は集光レンズ、２７は光軸、３０は読取
用光検知器、３１ａ，３１ｂ，３１ｃは部分光束
反射光、３０は光検知器、３４，３５は光電変換
素子、４１はムービングコイル、５１はプリズム
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ その光軸が記録媒体の表面に直交するように
   配置された集光レンズと、 前記集光レンズで収斂されてその光軸が前記記
   録媒体の記録面に直交するように投射される読取
   用光ビームと、 前記読取用光ビームが前記記録媒体で反射する
   ことによつて得られる反射ビームの内のその光軸
   から偏在した部分の光束を取出すように配置され
   た部分光束反射光取出用プリズムと、 前記部分光束反射光取出用プリズムで取出され
   た前記部分光束反射光の光路に配置された光検知
   器を含んで前記部分光束反射光の変位によつて前
   記集光レンズと前記記録媒体との間隔に対応した
   信号を形成する間隔検出装置と、 前記部分光束反射光取出用プリズムで取出され
   なかつた残りの反射ビームを検出するための情報
   読取用検出装置と、 を具備し、前記記録媒体と前記読取用光ビームと
   の間に相対的走査運動をさせながら前記記録媒体
   の情報を再生するように構成された光学的再生装
   置。