JPH0697508B2 - ディスク用検出器の特性評価装置 - Google Patents

ディスク用検出器の特性評価装置

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JPH0697508B2
JPH0697508B2 JP60071945A JP7194585A JPH0697508B2 JP H0697508 B2 JPH0697508 B2 JP H0697508B2 JP 60071945 A JP60071945 A JP 60071945A JP 7194585 A JP7194585 A JP 7194585A JP H0697508 B2 JPH0697508 B2 JP H0697508B2
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02Driving or moving of heads
    • G11B21/10Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following

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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、情報の記録された円板上の媒体(以下ディス
クという)及びこれから情報を読出す検出器の特性測定
装置に関し、特にディスクのトラックに対する特性を測
定する場合に用いて好適なディスク用検出器の特性測定
装置に関する。
(発明の背景) ディスクには、 (a) 溝を形成して、これを触針で検出するもの, (b) 溝を形成して、これを静電容量の変化として検
出するもの, (c) 溝を形成して、これを光学式変位変換器により
検出するもの, (d) 磁気記録媒体を表面に塗布して、磁化方向を磁
気ヘッドにより検出するもの, 等がある。
これらのディスクにおいて、ディスク面の歪,ディスク
の内径の中心とトラックの中心との偏心等により、記録
を読み出すべき位置は三次元的に変動している。
<光ディスク> ディスクに貯えられた情報を取り出す装置として、例え
ばオランダのフィリップス社の開発した光ビデオディス
クがある。これは周波数変調された信号を凹凸として記
録した媒体から光で検出し、再生するものである。この
光ビデオディスクの記録媒体であるディスクは直径約30
cmの円盤で、その表面にはピットと呼ばれる情報を含ん
だ溝が同心円状あるいは螺旋状に並んでいる。このピッ
トは幅0.5μm、長さ2〜15μm、深さ0.15μm(He-Ne
レーザの1/4波長で)、隣り合ったトラック間の距離は
2μmである。
このピットの形状を解像度良く検出するためには、光学
式検出機の焦点の位置をピットの幅方向で0.1μm、深
さ方向で0.5μm以内に保つ必要がある。そこで検出に
は自動的に焦点を結ぶためにフォーカスサーボ機構と、
トラックに正確に追従するためのトラックサーボ機構が
設けてある。
また同様な再生専用ディスクとして、ディジタルオーデ
ィオディスクがある。更に電子計算機に記憶装置として
用いるディスクとして、トラック案内溝(以下プリグル
ープという)の形成された追記形ディスクや再録形ディ
スクがある。
<特性測定装置の必要性> しかしながら、実際のディスクはディスクの理論的に正
確な幾何学的基準(以下データムという)とは異なって
いる。すなわち、 (a) ディスク面が回転にともない読出し書込ヘッド
に対し上下にすること(以下振れという)。
(b) ディスクに形成されたトラック(ピット列また
はプリグルプをいう)の幾何学的中心と、ディスクの外
径(若しくは中央に内孔を有する場合にはディスクの内
径)の中心とが一致しないこと(以下偏心という)。
(c) ディスク面が完全に平坦ではなく、傾きを有し
ていること(以下反りという)。
などの形態上の誤差を有している。
このため、回転しているディスクの表面における光学式
検出器の焦点位置は三次元的に数100μmの範囲で不規
則に変動することになる。従って、ディスクのデータム
からのずれが大きくなると、自動焦点位置調整装置が追
従できなくなる。そこで、ディスクの偏心が規定量内に
入っているか否かを評価することや、ディスクのデータ
ムからのずれが拡大しても光学式検出器が誤りなく情報
を取出せるように、光学式検出器の特性を評価して、一
定水準以上のものを使用する必要がある。
(従来の技術) 第5図は従来の検出器の動特性測定装置の構成図で、
(a)は縦断面図、(b)は平面図である。図におい
て、1は一様な強度分布を有する平行光線束、2は照射
された光の量に応じて信号を発生するフォトダイオー
ド、3は半導体レーザを用いた光学式検出器、4は光学
式検出器3を矢印A方向(ディスクの半径方向)に移動
させる駆動回路、5はフォトダイオード2の出力から光
学式検出器3の変位を測定する変位変換器である。
光学式検出器3は、レーザ光を発する半導体レーザ3a
と、レーザ光の光軸を定めるコリメートレンズ3bと、デ
ィスク上に光を集光する集光レンズ3cと、ハーフミラー
と収束レンズとを含んで構成されディスク上の信号で変
調された反射光を電気信号に変換する光検知機構3dと、
これらの光学系3a,3b,3c,3dを一体に支持する筒体3e
と、筒体3eを光軸及びこれに垂直方向に移動可能に支持
するスプリング3fと、筒体3eを光軸方向に移動させるフ
ォーカスアクチュエータ3gと、筒体3eを光軸と垂直方向
(ディスクの半径方向)に移動させるトラックアクチュ
エータ3hと、上記3e,3f,3g,3hを一体に保持する筐体3k
とにより構成されている。
このように構成された装置においては、駆動回路4の出
力と変位変換器5により求めた光学式検出器3の変位と
の比を用いて、トラックアクチュエータ3hのゲイン及び
動特性を測定する。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような方法でトラックアクチュエー
タの特性を測定するには、光学式検出器3をディスク装
置から取外すことが必須となるので、容易に測定できな
かった。
本発明は上記の欠点を解決したもので、基準ディスクを
用いることにより容易に検出器の特性を測定する装置を
実現することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) このような目的を達成する本発明は、同心円状または螺
旋状に等間隔で形成されたトラックを有する基準ディス
ク(6)と、この基準ディスクに記録された情報を検出
する検出器(3)と、この検出器の当該基準ディスクに
おける検出位置を当該基準ディスクの半径方向に移動さ
せる駆動回路(4)と、当該検出器の当該基準ディスク
上の検出位置が当該トラックの中央位置からずれている
量を測定するトラッキングエラー回路(7)と、このト
ラッキングエラー回路の出力信号(Va)から前記検出部
が当該トラックを通過する毎に対応する信号(Vb)を発
生するゼロクロス検出回路(8)と、このゼロクロス検
出回路の出力信号によって前記駆動回路の出力信号(V
c)を保持するサンプルホールド回路(10)とを備える
ことを特徴としている。
(作用) 基準ディスクでは、トラック間隔(d)は既知である。
ゼロクロス検出回路はトラッキングエラー回路からの信
号を用いて、検出器がトラックを通過する時間(t1,t2,
t3,t4)を識別する。サンプルホールド回路は、検出器
がトラックを通過する時間での駆動回路の出力電圧
(V1,V2,V3,V4)を保持する。これにより、トラック間
隔毎の駆動回路の出力電圧を求めることができ、駆動回
路と検出器の移動との関係を表すゲイン、非直線性、周
波数特性等が得られる。
(実施例) 以下図面により本発明を説明する。
第1図は、第1の発明の一実施例を示す構成図である。
尚、第1図において前記第5図と同一作用をするものに
は同一符号をつけ説明を省略する。
6は、透明な基板例えばガラスやポリカーボネートなど
で製造され、同心円状または螺旋状にトラックが等間隔
dで形成された基準ディスク、7は光検知器3dの信号か
ら光学式検出器3のディスク6上の位置がトラックであ
るか否かを判定するトラッキングエラー回路、8はトラ
ッキングエラー回路7の出力信号Vaから光学式検出器3
がディスク6上のトラックを通過する毎に対応する信号
Vbを出力するゼロクロス検出回路、9は駆動回路4がト
ラックアクチュエータ3hに供給する電流信号Vc、例えば
正弦波,三角波などの波形とその周期2Toを定める信号
発生器、10はゼロクロス検出回路の出力信号Vbによって
駆動回路4の出力信号Vcを保持するサンプルホールド回
路である。
このように構成された装置の動作を第2図に基づいて説
明する。信号(1)は駆動回路4の発生する三角波Vc
で、電圧の上昇する期間と電圧の降下する期間とが等し
くなっている。信号(2)はトラッキングエラー回路7
の出力Vaで、光学式検出器3がトラックを通過する際に
略正弦波状の電圧を一波長分発生する。信号(3)はゼ
ロクロス検出回路8の内部で用いられる信号で、駆動回
路4の発生する三角波Vcの上昇する期間のみ信号Vbを出
力するようにする時間窓である。信号(4)はゼロクロ
ス検出回路8の内部で用いられる信号で、信号Vaがあら
かじめ定められた正,負のしきい値Vthを超える際にS.
R.フリップフロップを用いて時間窓を設定している。信
号(5)はゼロクロス検出回路8の出力Vbで、信号
(4)で設定された時間窓が開いている間で信号(2)
が零を通過する時に、パルス信号を発生して光学式検出
器3がトラックを通過したことを知らせる。
サンプルホールド回路10は、信号Vbの発生するパルスの
時間t1,t2,t3,t4によって、駆動回路4の出力信号Vcの
電圧V1,V2,V3,V4を保持する。これにより、トラック間
隔dごとの電圧V1,V2,V3,V4を求めることができ、トラ
ッキングアクチュエータのゲイン,非直線性,周波数特
性などの特性が得られる。たとえばゲインGを次式によ
り求めることができる。
G=(V1−V2)/d (1) 尚、信号発生器9の周期2Toをかえて、動特性を知るの
に必要な周波数特性G(f)を求めることもである。こ
こに周波数fは次式で与えられる。
第3図は、第2の発明の一実施例を示す構成図である。
第1の発明の目的は、駆動回路4と検出器3の特性を容
易に測定することであったが、第2の発明の目的は、偏
心検出器11のゲイン等を容易に測定することである。尚
第3図において、前記第1図及び第5図と同一作用をす
るものには同一符号をつけ説明を省略する。
11はディスクの検査装置が作動する場合に、この検査装
置に測定対象ディスクのトラッキングを行わせて、この
ディスクの偏心を測定する偏心検出器、12は筒体3eとの
距離を測定してトラックアクチュエータ3hにより検出器
3のディスク上の検出位置がどれだけ変動したかを求め
る変位センサである。
このように構成された装置の動作を第2図に基づいて説
明する。信号(1)は偏心検出器11の検出する信号Vc
で、駆動回路4の発生する三角波Vdと概ね相似になって
いる。信号(3)はゼロクロス検出回路8の内部で用い
るための信号で、駆動回路4の発生する三角波Vdの上昇
する期間のみ信号Vbを出力するようにする時間窓であ
る。尚、信号(2),(4),(5)は第1の発明にお
ける動作と同一である。
サンプルホールド回路10は、信号Vbの発生するパルスの
時間t1,t2,t3,t4によって、偏心検出器11の出力信号Vc
の電圧V1,V2,V3,V4を保持する。この信号は、AD変換器1
3によってアナログ信号からディジタル信号に変換さ
れ、マイクロプロセッサ14によっても必要な演算、例え
ば(1)式が行なわれる。これによって、偏心検出器11
のゲイン,非直線性,周波数特性などの特性が得られ
る。この特性は基準ディスク6に代えて、形状を検査す
べきディスクの偏心を求める際に、有効に使用されて偏
心量が誤差なく測定できる。
第4図は、第3の発明の一実施例を示す構成図である。
第1の発明の目的は、駆動回路4と検出器3の特性を容
易に測定することであったが、第3の発明の目的は検出
器3の移動振幅が一定になるように駆動回路4を制御し
て、特に周波数特性の変化が容易に測定できるようにし
たものである。尚第4図において、前記第1図及び第5
図と同一作用をするものには同一符号をつけ説明を省略
する。
15は光学式検出器3の振幅を一定に保持するために駆動
回路4の電圧を制御する電圧制御回路、16は駆動回路4
が発生する三角波の周期2Toを定める周波数基準回路で
ある。
このように構成された装置の動作を第2図に基づいて説
明する。尚、信号(1)〜(5)は前記第1の発明と同
一なので、説明を省略する。信号(6)は電圧制御回路
15の内部で光学式検出器3の変位を求めるための信号
で、信号Vbを基礎として光学式検出器3が所定のトラッ
ク間を通過する時間T2を求める。信号(7)は電圧制御
回路15の内部で光学式検出器3の変位の中心を求める信
号で、三角波の上昇する時間T0から信号(6)の時間T2
を除いた両端の時間T1,T3を求めている。
電圧制御回路15は、信号(6)より光学式検出器3の変
位を知り、振幅比α(=T2/T0)が一定になるように三
角波の電圧振幅を制御する。例えば、振幅比αが所定の
設定値αより大きいときには、三角波の電圧振幅を小
さくする。この設定値αは、例えば測定振幅として20
μmp-pとし、溝ピッチが2μmでゼロクロスパルスが両
端を入れて10回とすると、時間T2として18μm相当にな
るから、α=0.95となる。信号(7)は光学式検出器
3が定められた位置を中心に変位するように制御するの
に用いられ、次式で定められるβが一定になるように三
角波の電圧の直流分を制御する。
β=(T1−T3)/T0 (2) 例えば、T1=T3のときはβ=0とする。ここでは、αが
検出器3の全振幅を表すスパンに対応し、βが検出器3
の振幅における零点に対応しており、αとβを一定に保
つことにより光学式検出器3の運動が一定に保たれる。
このような状態で周波数を変えて測定すれば、誤差の少
ない特性が幅広い周波数範囲で得ることができる。
尚、上記各実施例では三角波を用いて光学式検出器3を
制御したが、正弦波等の同一の波形がある周期2Toでく
り返しあらわれるものであってもよい。
また、第1,第2,第3の発明において光学式検出器の場合
を実施例として示したが、例えば静電容量式検出器でも
良く、また磁気式検出器でもよく、要するにディスクに
形成されたトラックを検出するものであればよい。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば基準ディスク6を
用いて、検出器3をディスク装置から取り外すことなく
検出器3の特性を測定できるので、ディスク装置やディ
スク形状測定装置の測定や検査が容易にできるという効
果がある。
また、第1の発明特有の効果としては、基準ディスク6
に形成された既知のトラック間隔dを用いて、トラック
間隔d当たりの駆動回路4に必要な駆動電流を知ること
ができ、駆動回路4と検出器3の特性を容易に測定でき
るという効果がある。
次に、第2の発明特有の効果としては、基準ディスク6
に形成された既知のトラック間隔dを用いて、トラック
間隔d当たりの偏心検出器11の出力電圧がわかり、偏心
検出器の特性を容易に測定できるという効果がある。
最後に、第3の発明特有の効果としては、電圧制御回路
15により検出器3の移動振幅が一定になるように駆動回
路4を制御しているので、周波数基準回路16を用いて駆
動回路4の駆動周波数を変えることで、駆動回路4と検
出器3の周波数特性を容易に測定できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の発明の一実施例を示す構成図、第2図は
第1の発明及び第2の発明の装置の動作説明図、第3図
は第2の発明の一実施例を示す構成図、第4図は第3の
発明の一実施例を示す構成図、第5図は従来装置の構成
図である。 3……光学式検出器、4……駆動回路、6……基準ディ
スク、7……トラッキングエラー回路、8……ゼロクロ
ス検出回路、10……サンプルホールド回路、11……偏心
検出器、15……電圧制御回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同心円状または螺旋状に等間隔で形成され
    たトラックを有する基準ディスク(6)と、 この基準ディスクに記録された情報を検出する検出器
    (3)と、 この検出器の当該基準ディスクにおける検出位置を当該
    基準ディスクの半径方向に移動させる駆動回路(4)
    と、 当該検出器の当該基準ディスク上の検出位置が当該トラ
    ックの中央位置からずれている量を測定するトラッキン
    グエラー回路(7)と、 このトラッキングエラー回路の出力信号(Va)から前記
    検出部が当該トラックを通過する毎に対応する信号(V
    b)を発生するゼロクロス検出回路(8)と、 このゼロクロス検出回路の出力信号によって前記駆動回
    路の出力信号(Vc)を保持するサンプルホールド回路
    (10)と、 を備えることを特徴とするディスク用検出器の特性評価
    装置。
  2. 【請求項2】同心円状または螺旋状に等間隔で形成され
    たトラックを有する基準ディスク(6)と、 この基準ディスクに記録された情報を検出する検出器
    (3)と、 この基準ディスクの偏心を測定する偏心検出器(11,1
    2)と、 この検出器の当該基準ディスクにおける検出位置を当該
    基準ディスクの半径方向に移動させる駆動回路(4)
    と、 当該検出器の当該基準ディスク上の検出位置が当該トラ
    ックの中央位置からずれている量を測定するトラッキン
    グエラー回路(7)と、 このトラッキングエラー回路の出力信号(Va)から前記
    検出部が当該トラックを通過する毎に対応する信号(V
    b)を発生するゼロクロス検出回路(8)と、 このゼロクロス検出回路の出力信号によって前記偏心検
    出器の出力信号(Vc)を保持するサンプルホールド回路
    (10)と、 を備えることを特徴とするディスク用検出器の特性評価
    装置。
  3. 【請求項3】同心円状または螺旋状に等間隔で形成され
    たトラックを有する基準ディスク(6)と、 この基準ディスクに記録された情報を検出する検出器
    (3)と、 この検出器の当該基準ディスクにおける検出位置を当該
    基準ディスクの半径方向に移動させる駆動回路(4)
    と、 当該検出器の当該基準ディスク上の検出位置が当該トラ
    ックの中央位置からずれている量を測定するトラッキン
    グエラー回路(7)と、 このトラッキングエラー回路の出力信号(Va)から前記
    検出部が当該トラックを通過する毎に対応する信号(V
    b)を発生するゼロクロス検出回路(8)と、 このゼロクロス検出回路の出力信号によって前記駆動回
    路の出力信号(Vc)を保持するサンプルホールド回路
    (10)と、 前記ゼロクロス検出回路からの出力信号を入力し、前記
    駆動回路の出力電圧を制御して前記検出器の移動する振
    幅を一定に保持する電圧制御回路(15)と、 前記駆動回路の出力信号の周期(T0)を定める周波数基
    準回路(16)と、 を備えることを特徴とするディスク用検出器の特性評価
    装置。
JP60071945A 1985-04-05 1985-04-05 ディスク用検出器の特性評価装置 Expired - Lifetime JPH0697508B2 (ja)

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