JPH11120592A

JPH11120592A - 光ディスクの傾き検出方法及び検出装置

Info

Publication number: JPH11120592A
Application number: JP28167297A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsui; 勉松井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】光ディスクに対して光を投射し、その反射光
の角度変化に基づいて光ディスクの表面の傾きを検出す
る技術において、光ディスクでの複屈折により生じる異
常光線による検出精度の低下を防止する。【解決手段】光ディスクＤの表面にレーザ光源１１か
ら出射される偏光ビームを投射し、光ディスクＤで反射
される際の複屈折により生じる互いに偏光方向が直交す
る常光線と異常光線を偏光ビームスプリッタ１２により
分離し、常光線のみを選択して光検出器１３により検出
する。そして、演算部１４では、この常光線の光ディス
クにおける反射角を算出し、かつ光ディスクＤの表面の
傾き角を算出する。異常光線による光ディスク傾きの検
出の影響を解消し、高精度の傾き検出が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は相変化光ディスクや
光磁気ディスク等の光ディスクの表面が所定の平面に対
して傾斜される傾きを検出するための傾き検出方法と検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクは、光ディスク記録層に対し
て光を集光して情報の記録、再生を行っているため、光
ディスクの平面に傾きが存在していると記録層に対して
高精度に集光することができなくなり、高密度の記録、
再生が困難になる。このため、従来から光ディスクの傾
きを検出することが行われている。図６は従来の傾き検
出装置を概念的に示す模式図である。検出対象となる光
ディスクＤに対してレーザ光源１０１を対向配置し、こ
のレーザ光源１０１からレーザ光をビーム状にして光デ
ィスクＤに投射する。ここでは、レーザ光源１０１とし
てＨｅＮｅレーザを用いており、前記光ディスクＤの表
面に対して垂直な方向から僅かに傾いた方向からレーザ
ビームを投射する。そして、このレーザビームが光ディ
スクＤから反射した光を、光ディスクの径方向に平行な
方向に受光面１０２ａ，１０２ｂが２分割された光セン
サからなる光検出器１０２にて検出する。この光検出器
１０２は、光ディスクＤの表面が所定の平面角度位置に
位置しているときに、光ディスクＤで反射されたレーザ
ビームが前記各受光面の２分割線の中央に位置されるよ
うに設定される。

【０００３】この傾き検出装置では、光ディスクＤを回
転駆動すると共に、レーザ光源１０１からのレーザ光を
光ディスクＤの表面に対して投射し、かつその反射光を
光検出器１０２で検出しながら光ディスクＤを相対的に
半径方向に移動させ、そのときの光検出器１０２の２分
割された各受光面１０２ａ，１０２ｂの各検出出力の差
を差動増幅器１０３においてとることにより、反射され
たレーザビームが光検出器１０２の中心位置から偏位さ
れた角度Δθを検出し、これから光ディスクの傾き角Δ
θ／２を検出することが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の傾き
検出装置では、レーザ光源１０１からの光は直線偏光で
あるが、このレーザビームが透明樹脂で構成されている
光ディスクＤにおいて反射される際、正確に言えば、光
ディスクの表面を構成する透明板内で屈折かつ反射され
る際に、樹脂における複屈折によって常光線と異常光線
に別れる。そして、これら常光線と異常光線はそれぞれ
屈折率が異なるため、光ディスクからは別個のレーザ光
として異なる角度で反射されることになり、これらが光
検出器１０２において検出されることになる。そして、
前記した検出時には、光ディスクＤの回転に伴う反射角
度の偏位によって、光検出器１０２には常光線と異常光
線がそれぞれ円形のビーム軌跡となって検出されるた
め、常光線に基づいて検出を行う際に、異常光線が常光
線に干渉して雑音となる。このため、図７に示すよう
に、実線で示される本来の光ディスクの傾き特性に対し
て、破線で示すように、異常光線の影響による検出誤差
が生じ、正確かつ高精度の検出が難しいという問題があ
る。

【０００５】本発明の目的は光ディスクの傾きを正確に
かつ高精度に検出することを可能とし、かつその検出を
ダイナミックに行うことが可能な光ディスクの傾き検出
方法及び検出装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクの傾
き検出方法は、光ディスクの表面に偏光ビームを投射
し、前記光ディスクで反射された前記偏光ビームのうち
常光線のみを検出し、この検出に基づいて前記常光線の
前記光ディスクにおける反射角を算出し、かつ前記光デ
ィスクの表面の傾き角を算出することを特徴とする。こ
こで、前記光ディスクを回転駆動しながら前記光ディス
クの傾き検出を行うことが好ましい。また、前記偏光ビ
ームの投射位置を前記光ディスクの半径方向に移動させ
ながら傾き検出を行うことが好ましい。

【０００７】また、本発明の光ディスクの傾き検出装置
は、光ディスクの表面に対して偏光ビームを投射する手
段と、前記光ディスクで反射された偏光ビームのうち常
光線と異常光線とを分離する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタで分離された常光線を検出す
る光検出器と、前記光検出器で検出した前記常光線に基
づいて前記光ディスクで反射される前記常光線の反射角
を算出し、この反射角に基づいて前記光ディスクの表面
の傾き角を算出する演算部とを備える。ここで、前記偏
光ビーム投射手段から光ディスクに投射する偏光ビーム
を円偏光とし、かつ前記光ディスクで反射された円偏光
を直線偏光とする１／４波長板を前記偏光ビームスプリ
ッタと光ディスクとの間に配置してもよい。また、前記
偏光ビーム投射手段から光ディスクに投射される偏光ビ
ームのビーム径を小径に制限する空間フィルタを備える
ことが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態の構
成を示す模式図である。同図において、傾き検出装置１
は、被検出対象としての光ディスクＤの表面に対向して
配置されている。前記傾き検出装置１は、ＨｅＮｅレー
ザ光源１１を有しており、前記光ディスクＤの表面に対
して垂直な方向から僅かに傾いた角度θの方向からレー
ザ光をビーム状にして前記光ディスクＤの表面に投射す
る。ここで、前記レーザ光源１１から出射されるレーザ
光はＰ波として直線偏光されている。また、前記傾き検
出装置１には、前記レーザ光源１１から出射されるレー
ザビームと、光ディスクで反射されたレーザビームの光
路に跨がって偏光ビームスプリッタ１２が配置されてい
る。そして、前記光ディスクＤからの反射光が前記偏光
ビームスプリッタ１２を透過して直進する光路上に光検
出器１３が配置されている。この光検出器１３は、前記
光ディスクＤの径方向と平行な方向に沿って受光面１３
ａ，１３ｂが２分割された光センサで構成されており、
その分割線は前記光ディスクＤの表面傾きが０度のとき
に反射されたレーザビームの中心が位置される位置に設
定されていることは、従来構成と同じである。

【０００９】そして、前記光検出器１３には、演算部１
４が接続されており、前記光検出器１３の各受光面１３
ａ，１３ｂの出力を差動増幅器１５において差を取って
増幅し、得られた差信号の振幅をピーク検出器１６にお
いて検出し、その振幅の中心値を算出器１７で算出し、
この算出値に基づいて、位置検出器１８では反射された
レーザ光の角度を算出し、これから光ディスクの傾きを
演算する。また、前記中心値を時間的に検出することに
より、ダイナミック検出器１９では光ディスクＤの回転
及び半径方向に沿う傾きを演算する。

【００１０】この構成の傾き検出装置によれば、光ディ
スクＤを回転すると共に、傾き検出装置１のうち、特に
光学系の部分を光ディスクＤの径方向に徐々に移動させ
ながら傾き検出動作を実行する。すなわち、レーザ光源
１１からＰ波の直線偏光を出射し、偏光ビームスプリッ
タ１２を通して光ディスクＤの表面に投射する。光ディ
スクＤでは、投射されたレーザビームは複屈折されるた
めに、常光線と異常光線として反射されることになる
が、このとき、入射光と同じＰ波の直線偏光からなる常
光線と、これとは偏光方向が直交するＳ波の直線偏光か
らなる異常光線となる。このため、光ディスクＤで反射
されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ１２を逆
方向に通されるときに、常光線はそのまま直進されて光
検出器１３にまで到達されるが、異常光線は反射されて
光検出器１３に到達されることはない。したがって、光
検出器１３では、常光線のみで反射光の検出を行うこと
ができ、反射光の本来の光軸の傾きθに対する偏位Δθ
から、光ディスクの傾き角Δθ／２を検出することが可
能となる。このとき、光検出器１３では異常光線の影響
を受けることがなくなるため、異常光線による検出誤差
が解消される。

【００１１】また、光検出器１３では、２分割された各
受光面１３ａ，１３ｂの出力は差動増幅器１５でビーム
の変位出力となり、ピーク間の振幅をピーク検出器１６
で検出し、ダイナミックな光ディスク半径方向の変位出
力を得る。また、この変位出力のピーク間の振幅の中心
を算出器１７から求めることによって光ディスクＤの回
転駆動時の傾きを算出する。また、ダイナミックな光デ
ィスクの半径方向の傾き変動は算出器１７の出力に対し
て±値をピーク検出出力として演算する。

【００１２】図２にダイナミックな光ディスク半径方向
の傾き変位と光ディスク半経に対する傾き変位をグラフ
に現した。横軸に光ディスクＤの半径を、縦軸に光ディ
スクＤの表面傾きを示し、実線で光ディスクＤの回転時
の光ディスクの表面傾きの平均値を示し、破線で光ディ
スクＤのダイナミックな傾きの最大値と最小値を示す。
この傾きは光ディスク半径方向の傾きのみについて示さ
れる。このダイナミックな表面傾きの検出においても、
異常光線による検出誤差が解消されるため、高精度の検
出が可能となる。

【００１３】ここで、前記図１の構成では、光検出器１
３を２分割光センサで構成しているため、光ディスクＤ
の半径方向の角度変化についてのみ検出しているが、半
径方向及び接線方向にそれぞれ分割された４分割光セン
サを用いることによって光ディスク半径方向のみなら
ず、光ディスク接線方向の角度変化を検出することが可
能である。また、前記２分割光センサの代わりに一次元
位置検出センサ（ＰＳＤ）を用いても、あるいは前記４
分割光センサのかわりに二次元位置検出センサを用いて
もよい。なお、この二次元位置検出センサを用いる場合
には、図３に示すように、二次元位置検出センサ１３Ａ
のＸ方向、Ｙ方向のそれぞれの端部から信号を検出し、
各方向の検出信号をそれぞれ差動増幅器１５Ａ，１５Ｂ
によって差動信号を得ることで、光ディスクで反射され
たレーザ光の光軸位置を検出し、光ディスクの半径方
向、接線方向の傾きを検出することができる。

【００１４】図４は本発明の第２の実施形態の模式図で
あり、前記第１の実施形態と等価な部分には同一符号を
付してある。この実施形態では、ＨｅＮｅレーザ光源１
１から出射した直線偏光のレーザ光を円偏光に変えて光
ディスクＤに投射し、その反射されたレーザ光に基づい
て前記第１の実施形態と同様に光ディスクの半径方向の
傾き変化とダイナミックな傾き変化を潮定するものを示
している。ここでは、図１の構成に加えて、偏光ビーム
スプリッタ１２の光ディスク側に１／４波長板２０を配
設し、また偏光ビームスプリッタ１２の９０度の反射位
置に光検出器１３が配置されていることが特徴とされて
いる。

【００１５】この構成によれば、レーザ光源１１から出
射されたレーザ光はＰ波としての直線偏光であり、偏光
ビームスブリッタ１２を直進し、１／４波長坂２０にお
いて円偏光とされ、光ディスクＤへ投射される。その反
射光は光ディスクＤを構成する樹脂における複屈折の影
響で、右回りと左まわりの円偏光となる。そして、この
左旋、右旋の各円偏光は１／４波長板２０を逆方向に透
過する際に直線偏光に戻される。このとき、光ディスク
Ｄでの反射の常光線の場合は１／４波長板２０を透過す
るとＳ偏光とされるため、偏光ビームスプリッタ１２に
おいて９０度の方向に反射され、光検出器１３において
検出される。なお、異常光線の場合は光ディスクからの
戻り光は１／４波長板２０でＰ波の偏光とされるため、
偏光ビームスブリッタ１２を直進し、検出系からは除外
される。

【００１６】この第２の実施形態においても、第１の実
施形態と全く同様にして光ディスクＤの傾きを検出する
ことが可能となる。ただし、この実施形態では、レーザ
光源１１と光検出器１３とを等価的に等しい同一光軸上
に配置することができるため、レーザ光源１１を光ディ
スクＤの表面に垂直な線上に配置することが可能とな
り、光検出器１３において検出される角度０に対する反
射角θから直ちにθ／２を光ディスクＤの傾きとして検
出することが可能となる。また、この実施形態において
も、前記光検出器１３は、２分割光センサ、あるいは４
分割光センサで構成でき、或いは一次元または二次元の
位置検出センサで構成できる。

【００１７】図５は本発明の傾き検出装置をコンパクト
に構成した第３の実施形態の平面構成図である。ここで
は、レーザ光源として小型の半導体レーザ１１Ａを用
い、かつこの半導体レーザ１１Ａから出射される光を透
過させる偏光ビームスプリッタ１２と、この偏光ビーム
スプリッタ１２から出射される光を平行光束とするため
のコリメータレンズ２１と、このコリメータレンズ２１
から出射される光を円偏光とするための１／４波長板２
０と、光ディスクＤに投射されるレーザビームの光束径
を微小径に制限するための空間フィルタ２２を備えてい
る。また、前記偏光ビームスプリッタ１２の側面に対向
して２分割光センサからなる光検出器１３が配設されて
おり、この光検出器１３には演算部１４の差動増幅器１
５が接続されている。

【００１８】この第３の実施形態においても、前記第２
の実施形態と同様に光ディスクＤの傾きを検出すること
が可能である。なお、この実施形態においては、半導体
レーザ１１Ａから出射されるレーザビームは拡散性であ
るので、コリメータレンズ２１により平行光束とする。
また、この実施形態において光ディスクＤに投射される
レーザビームの光束径を空間フィルタ２２制限した理由
は、光ディスクＤの内周側の限界位置と外周側限界位置
の間での傾き変化を測定するためであり、レーザビーム
直径が５ｍｍの場合には、原理的には光ディスク内周か
ら外側に２．５ｍｍの位置から光ディスク外周から内側
に２．５ｍｍの位置までの範囲でしか傾きが検出できな
い。ところがコリメート光の直径が１ｍｍでは、光ディ
スク内周および外周からそれぞれ０．５ｍｍの範囲まで
の光ディスク傾きの検出が可能となる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光ディス
クに偏光ビームを投射し、光ディスクで反射された光の
うち、常光線のみを選択して光検出器において検出し、
この検出結果に基づいて光ディスクの表面の傾きを算出
しているので、光ディスクでの反射光における異常光線
の影響を解消することができ、光ディスクの傾きを正確
かつ高精度に検出することが可能となる。また、光ディ
スクの径方向に沿う静的、動的な傾きを検出することも
可能となり、実際の光ディスクの駆動状態での傾きを高
精度に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の模式的な構成図であ
る。

【図２】光ディスクの傾きの検出結果を示す図である。

【図３】光検出器に位置検出センサを用いた場合の回路
図である。

【図４】本発明の第２の実施形態の模式的な構成図であ
る。

【図５】本発明の第３の実施形態の平面構成図である。

【図６】従来の検出装置の一例の模式的な構成図であ
る。

【図７】従来の傾き検出結果を示す図である。

【符号の説明】

１傾き検出装置１１ＨｅＮｅレーザ光源１１Ａ半導体レーザ光源１２偏光ビームスプリッタ１３，１３Ａ光検出器１４演算部１５差動増幅器１６ピーク検出器１７算出器１８傾き検出器１９ダイナミック検出器２０１／４波長板２１コリメータレンズ２２空間フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクの表面に偏光ビームを投射
し、前記光ディスクで反射された前記偏光ビームのうち
常光線のみを検出し、この検出された前記常光線の前記
光ディスクにおける反射角を算出し、かつ前記光ディス
クの表面の傾き角を算出することを特徴とする光ディス
クの傾き検出方法。
【請求項２】前記光ディスクを回転駆動しながら前記
光ディスクの傾き検出を行う請求項１に記載の光ディス
クの傾き検出方法。
【請求項３】前記偏光ビームの投射位置を前記光ディ
スクの半径方向に移動させながら傾き検出を行う請求項
１または２に記載の光ディスクの傾き検出方法。
【請求項４】光ディスクの表面に対して偏光ビームを
投射する手段と、前記光ディスクで反射された偏光ビー
ムのうち常光線と異常光線とを分離する偏光ビームスプ
リッタと、前記偏光ビームスプリッタで分離された常光
線を検出する光検出器と、前記光検出器で検出した前記
常光線に基づいて前記光ディスクで反射される前記常光
線の反射角を算出し、この反射角に基づいて前記光ディ
スクの表面の傾き角を算出する演算部とを備えることを
特徴とする光ディスクの傾き検出装置。
【請求項５】前記光検出器は、受光面が２分割または
４分割された光センサ、あるいは一次元または二次元の
位置検出センサで構成される請求項４に記載の光ディス
クの傾き検出装置。
【請求項６】前記偏光ビーム投射手段から光ディスク
に投射する偏光ビームを円偏光とし、かつ前記光ディス
クで反射された円偏光を直線偏光とする１／４波長板を
前記偏光ビームスプリッタと光ディスクとの間に配置し
ている請求項４または５に記載の光ディスクの傾き検出
装置。
【請求項７】前記偏光ビーム投射手段から光ディスク
に投射される偏光ビームのビーム径を小径に制限する空
間フィルタを備える請求項４または５に記載の光ディス
クの傾き検出装置。