JPH0685230B2

JPH0685230B2 - 光学式デイスク再生装置

Info

Publication number: JPH0685230B2
Application number: JP60002956A
Authority: JP
Inventors: 明郎山川; 正本山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPS61162835A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光学式ビデオディスクあるいはコンパクトディ
スクのような光学式ディスクの再生装置に関する。

〔従来の技術〕

光学式ディスク再生装置ではレーザービームを対物レン
ズで集束させ、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って、即ちビームス
ポット径により、分解能が定まる。このため、ビームス
ポット径の最大値はある値以下になるように選定され
る。ビームスポット径は光源の波長、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ット径にしよ
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、ディ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、隣接トラックからのクロストークが問
題になる。

すなわち、第２図Ａに示すようにディスク（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
トラックT₀からの出力に対し隣接トラックT₁,T₂からの
クロストークは十分小さいが、同図Ｂに示すようにディ
スク（１）の記録面に対して光軸（２）が垂直でなくな
る（以下ディスク（１）のスキューという）と、検出出
力Ｄにおける隣接トラック、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、ただし、Wcmはコマ収差量 λはレーザービーム径 θはディスクの半径方向のスキュ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、トラック
ピッチ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、ディスク面と光軸とが垂直とならなくなるデ
ィスクのスキューの原因はスピンドル軸の曲がり、ディ
スク受け台の曲がり、ディスク自体のスキュー等、種々
あるが、主たる原因はディスク自体のスキューで、現状
のディスク自体の半径方向のスキュー角はθ−２゜≦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、ディスクの半径方向のスキュー（ディスク自
体のスキュー以外の原因含む。（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あ
る。

この対策の方法として本願出願人は先に次のような方法
を提案した（特願昭58-140139号）。

第３図〜第５図は本出願人が提案したディスクのスキュ
ーの検出手段の一例を示すもので、第３図はディスクの
（１）の上面側から見た図（ただしディスクは示さな
い）、第４図はディスク（１）の半径方向に沿って見た
図、第５図はディスク（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。

この例においては光源として拡散光源を用いるもので、
例えば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）の発光表面部は短形（角形）とされてい
る。

また、この発光ダイオード（９）からの光のディスク
（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（1
0）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）を含む面を境にして左右に配
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）がディスク
（１）側となり、かつ、発光ダイオード（９）と光検出
器（10）とがディスク（１）のスキュー検出方向に対し
て直交する方向に並ぶように設置される。この例の場
合、ディスク（１）の半径方向のスキューを検出するも
のであるので、発光ダイオード（９）と光検出器（10）
とは、ディスク（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、光ピックアップとの光軸が垂直になっている場合に
おけるディスク（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）はスキュー検出方向に直交する方向、即ちディ
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）とディスク（１）の
記録面とが垂直になっていれば、ディスク（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。したがって、レンズ（11）の光軸（11A）
を含み、ディスク（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
いてディスク（１）よりも上側にある部分はディスク
（１）の記録面で反射される部分であるから、ディスク
（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、ちょう
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）とディスク（１）
の記録面とが第７図のように垂直になっている状態にお
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って像
（13）が結像する。したがって、各分割領域（10A）（1
0B）からの光検出出力は等しく、その差は零である。

ディスク（１）のスキューにより、第９図に示すように
レンズ（11）の光軸（11A）とディスク（１）の記録面
とが垂直でなくなったときには、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
いたディスク（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。

ディスク（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ューを有するときは、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（10A）（10
B）からの光学像（13）の検出出力の差によりディスク
（１）のスキューの方向及び量を検出することができ
る。

以上のようなディスク（１）のスキュー検出手段が用い
られて次のようにして、光ピックアップの光軸がディス
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（10）
とは、光ピックアップに対して上記のような関係を保っ
て、後述するように光ピックアップとともに可動できる
ようにされる。

第11図はこの光ピックアップ及びスキュー検出部を含む
可動部の構成の一例を示すものである。

同図で、（20）は光学ブロックを示し、これにはディス
ク（１）のピットによる記録情報を検出するための光ピ
ックアップの光学系と、スキューを検出するための光学
系が収納されている。光ピックアップの光学系に対する
フォーカスサーボ及びトラッキングサーボは２軸光学駆
動部（21）によって、従来と同様にしてなされる。

そして、光ピックアップの光学系の光軸位置（21A）に
対して、記録トラックＴの長手方向に、前述したスキュ
ー検出手段としてのハウジング部材（12）がこのブロッ
ク（20）に対して取り付けられる。したがって、レンズ
（11）の光軸を含む面は、光ピックアップの光軸（21
A）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ック（20）は、その全体が
ディスク（１）の半径方向に直交する方向の軸（23）に
より支持され、ディスク（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、光学ブロック（20）の底面には
ウォームギア（24）が取り付けられ、このウォームギア
（24）が支持台（25）に設置されている小型モータ（2
6）により回転されるウォーム（27）に噛み合うように
２枚の側板（28A）（28B）の軸孔（29A）（29B）に軸
（23）が回転自在に挿通され、モータ（26）によりウォ
ーム（27）が回転したとき、その回転に応じた回転角だ
けウォームギア（24）が回転し、これにより、光学ブロ
ック（20）はディスク（１）の半径方向に傾動させられ
る。したがって、モータ（26）をディスク（１）のスキ
ュー検出出力により制御すれば、光ピックアップの光軸
（21A）がディスク（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ック図
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、なる演算がされ、この演算出力がドライブ回路（33）を
通じてモータ（26）に供給される。したがって、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となるようにフィードバックがかかるこ
とになる。つまり、光ピックアップの光軸（21A）がデ
ィスク（１）の記録面と常に垂直になるようにされるも
のである。

すなわち、第13図Ａは、（SA），（SB），（SA＋SB），
（SA−SB）のそれぞれの特性を示し、縦軸は信号電位
（mV）、横軸は光軸の垂直からの角度（Deg.）である。
また図中実線はディスク（１）と光学ブロック（20）と
の距離が近い場合、破線は中間の場合、一点鎖線は遠い
場合を示している。この図から明らかなように（SA−S
B）は角度に対して正負に変化している。しかしこの場
合に変化の傾きが距離によって大幅に異なる。そこで上
述のように（SA−SB）の値を（SA＋SB）で割算して正規
化することにより、同図Ｂに示すように略同一の特性と
することができる。従って上述のようににするようにフィードバックをかけることによって垂直
に保つためのスキューサーボが行われる。

ところがこの装置において、例えばディスク（１）が設
けられずに上述のスキューサーボが行われると、（SA＋
SB）が０のために（SA−SB）のわずかな差でも演算回路
（32）からは大きな演算出力が取り出され、モータ（2
6）が急激に駆動されて故障等のおそれが生じる。

また光検出器（10）の各分割領域（10A）及び（10B）の
いずれか一方の系（後段のアンプ（31A）及び（31B）等
も含む）からの検出出力が得られなくなると、例えば出
力SAが得られなくなった場合には（SA−SB）＜０にな
り、スキューサーボは出力SAを大きくする方向に働く
が、出力SAは常に０であるのでモータ（26）へはその方
向の駆動電流が流れ続ける。このためモータ（26）は、
例えば装置が機械的なストッパに当っても動き続けよう
とし、過負荷による発熱等によって破損のおそれが極め
て大きい。

これに対して上述のストッパにリーフスイッチを設け、
装置がこれに当るとモータ（26）への電流の供給が停止
されるようにすることが提案されている。しかしながら
この場合に、リーフスイッチのように機械的な検出手段
を設けていると、機械的な衝撃等によって誤動作のおそ
れがあり、動作の安定性・信頼性等の点で問題が多くあ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の装置は上述のように構成されていた。このため異
常時に装置の破損等のおそれがあり、またこれを安定か
つ確実に防止することができない問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、光源（発光ダイオード（９））と、２分割光
検出器（10）とを有し、上記光源の出力光の光学式ディ
スク（１）からの反射光を上記２分割光検出器で受光し
て上記光学式ディスクの傾斜を検出し、この検出信号に
より光学式ピックアップのレーザー光の光軸（２）を上
記光学式ディスクの記録面に垂直に制御するようにした
光学式ディスク再生装置において、上記２分割光検出器
（10）の受光の和の光量レベルを検出する加算手段（加
算器（51））と、この加算手段の出力レベルを上記２分
割光検出器のうちの一方の光検出器からの検出信号が出
力されていないことが検出されるように設定された所定
レベルと比較する比較手段（コンパレータ（52））とを
備え、上記比較手段は、上記加算手段からの出力レベル
が上記所定レベル（可変抵抗器（53））以下になったこ
とを検出して上記制御を中止（アンド回路（46U）及び
（46D））するようにしたことを特徴とする光学式ディ
スク再生装置である。

〔作用〕

この装置によれば、異常時に制御を中止することにより
装置の破損が防止されると共に、この異常の検出を光検
出器の出力にて行っているので、検出を安定かつ確実に
行うことができる。

〔実施例〕

第１図において、アンプ（31A）及び（31B）からの検出
出力SA及びSBが演算回路（32）を構成する減算器（41）
及び加算器（42）に供給され、この減算器（41）の出力
（SA−SB）がコンパレータ（43U）及び（43D）の正入力
に供給される。また加算器（42）の出力（SA＋SB）が乗
算回路（44）にて所定の係数Ｋと乗じられて例えば減算
出力の0.3゜のスキューに相当するレベルの信号が形成
され、この信号がコンパレータ（43D）の負入力端子に
供給されると共に、さらに反転回路（45）を通じてコン
パレータ（43U）の負入力端子に供給される。これらの
コンパレータ（43U）及び（43D）の比較出力がそれぞれ
アンド回路（46U）及び（46D）を通じてカウンタ（47）
のアップ制御端子及びダウン制御端子に供給される。

また例えばディスク（１）を回転させるスピンドルに設
けられた周波数発電機（図示せず）からのパルス信号が
端子（48）を通じてカウンタ（47）の計数端子に供給さ
れる。さらに端子（48）からの信号が32分周器（49）に
供給され、分周信号がカウンタ（47）のリセット端子に
供給される。

これによってカウンタ（47）では、端子（48）は供給さ
れるパルス信号の32パルス毎に、その間の±0.3゜以上
のスキューの期間に相当するパルスの数が計数される。
そしてこの計数値が例えば±16以上になったときに、こ
の正負の符号に応じた出力が取り出される。

これらの出力がそれぞれ分周器（49）からの出力によっ
て開かれるゲート回路（50U）及び（50D）を通じてモー
タ（26）の両端に供給される。

以上の回路において、にするようにフィードバックが行われ、レーザーの光軸
を垂直に保つためのスキューサーボが行われる。

そしてさらにこの回路において、アンプ（31A）及び（3
1B）からの信号が加算器（51）に供給され、この加算信
号（SA＋SB）がコンパレータ（52）の正入力端子に供給
されると共に、可変抵抗器（51）からの所定レベルの電
圧がコンパレータ（52）の負入力端子に供給され、この
コンパレータ（52）の出力信号がアンド回路（46U）及
び（46D）に供給される。

従ってこの回路において、加算信号が所定レベル以下に
なったときにコンパレータ（52）から０が出力され、ア
ンド回路（46U）及び（46D）に供給されてカウンタ（4
7）への信号の供給が遮断される。

そしてこの回路において、加算信号は通常は第13図に示
すように±３゜の範囲で略一定である。これに対してデ
ィスク（１）が無いときは略０になる。また信号SAまた
はSBのいずれか一方が得られないときは、残りの一方の
信号のみとなり、第13図から明らかなように、その残り
の一方の信号を減らす方向にスキューサーボが働いたと
きに急激にレベルが低下することになる。

そこでこの回路において、可変抵抗器（53）にて加算信
号の通常時のレベルの1/3または1/4のレベルを設定して
おくことにより、ディスク（１）が無いときに信号が遮
断されると共に、信号SAまたはSBの一方が得られないと
きにはその逆の方向に１゜〜２゜変位された時点で信号
が遮断されるようになる。なお第13図に示されるように
ディスク（１）と光学ブロック（20）との距離によって
信号SA及びSBのレベルが変化するが、この距離は再生装
置のディスク載置部の構成等によって装置ごとに固有に
定まるものである。従って製造工程等において各装置ご
とに加算信号のレベルを測定し、それに応じて可変抵抗
器（53）を調整して例えばに設定すればよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、異常時に制御を中止することにより装
置の破損が防止されると共に、この異常の検出を光検出
器の出力にて行っているので、検出を安定かつ確実に行
うことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の構成図、第２図〜第13図は従来
の装置の説明のための図である。（10）は２分割光検出器、（26）はスキューモータ、
（32）は演算回路、（46U）及び（46D）はアンド回路、
（51）は加算器、（52）はコンパレータ、（53）は可変
抵抗器である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、２分割光検出器とを有し、上記光
源の出力光の光学式ディスクからの反射光を上記２分割
光検出器で受光して上記光学式ディスクの傾斜を検出
し、この検出信号により光学式ピックアップのレーザー
光の光軸を上記光学式ディスクの記録面に垂直に制御す
るようにした光学式ディスク再生装置において、上記２
分割光検出器の受光の和の光量レベルを検出する加算手
段と、この加算手段の出力レベルを上記２分割光検出器
のうちの一方の光検出器からの検出信号が出力されてい
ないことが検出されるように設定された所定レベルと比
較する比較手段とを備え、上記比較手段は、上記加算手
段からの出力レベルが上記所定レベル以下になったこと
を検出して上記制御を中止するようにしたことを特徴と
する光学式ディスク再生装置。