JP2574220B2 - 光学的デイスク媒体の偏心量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光学的ディスク媒体の情報記録領域と非記録領域の境
界部に光を照射し、この反射光の明暗を光電変換して光
学的ディスク媒体の偏心量の検出に利用するものであ
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光ディスク装置，光磁気ディスク装置等の光
学的ディスク装置に係り、特に光学的ディスク媒体の偏
心量検出方式に関する。

近年、電子計算機の高速化と大容量化に伴い、その主
要部である記憶装置も益々高密度で大容量化することを
要求されている。現在は記録再生が容易な磁気ディスク
等の磁気記憶装置が主流を占めているが、光学的に情報
の記録再生を行う光ディスク装置あるいは光磁気ディス
ク装置は原理的に現在の磁気ディスクよりも数桁高い記
録密度を得ることができ、磁気ディスクなみのアクセス
時間と磁気テープなみの低ビットコストをもたらし得る
可能性のある記録媒体として注目されている。

〔従来の技術〕

光学的ディスク装置においては、レンズによって形成
された微少光スポットを光学的ディスク媒体（以下単に
媒体と略称する）上の所要の位置に位置決めする必要が
ある。そのために媒体に予め位置決め用の位相構造を有
する溝を形成しておくプリグルーブ方式を利用して、所
要の情報信号と共にトラックエラー信号を得る方式が一
般的である。

第５図は従来のトラックエラー信号の原理図を示す。
図において、１は媒体、２は幅１ミクロン程度で深さλ
/8（λはレーザ光の波長）の位置決め用の溝であってト
ラックと称する。トラック２は円板状の媒体１に同心円
状または螺旋状に形成されているが、その同心円の中心
に近い方を内側（inner）、遠い方を外側（outer）と呼
称する。

３は対物レンズであってレーザ光の微少光スポットを
媒体１上に照射する。４は半導体レーザであって半導体
レーザ４の出射光はコリメートレンズ５で平行光線とな
り、偏光ビームスプリッタ６で直角に屈折し、対物レン
ズ３を介してトラック２上に微少光スポットを形成す
る。その微少光スポットのトラック２上からの反射光は
対物レンズ３を逆進し、偏光ビームスプリッタ６を直進
し受光レンズ７を介して２分割光検知器８に受光され
る。

２分割光検知器８の受光面の光分布強度はトラック２
の溝底部と溝淵部との光干渉により、溝底部に弱く溝淵
部に強く投影される。

このような光分布強度特性を２分割光検出器８で２分
割して差動アンプ９に入力すると、その出力端子Ｐには
図示するようなトラックエラー信号の波形が得られる。

このトラックエラー信号波形は、微少光スポットがト
ラック２上をinnerからouterに移動する場合の波形であ
って、段部のない零クロス点が各トラックの中心位置を
示している。微少光スポットがouterからinnerに移動す
る場合の波形は、段部の零クロス点を含む傾斜が逆にな
って現れる。

したがって、このトラックエラー信号を微少光スポッ
ト移動装置にフィードバックすれば、媒体偏心に対し常
に目標トラックに追従できる。これが所謂トラッキング
サーボである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

媒体を光学的ディスク装置のスピンドルに装着して回
転させると、機械的な精度誤差により媒体は偏心回転を
行い、その偏心量は数百ミクロンにも達することがあ
る。トラックの幅が１ミクロン程度であるから１回転で
数百トラックを横断するようなことになる。

このようにトラックの偏心量が大きいため、従来のト
ラッキングサーボ方式では高速アクセスの場合は、高い
位置決め精度をリアルタイムに得ることが困難である欠
点があった。

本発明は上記従来の欠点に鑑み創作されたもので、媒
体の偏心量をリアルタイムで検出して高い位置決め精度
が得られる偏心量検出方式の提供を目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図を示す。図において、１
は光学的ディスク媒体であってその記録面に予め加工さ
れた案内溝からなる情報記録領域Rgと、加工されていな
い平坦な非記録領域Rnとの境界部11に前記光学的ディス
ク媒体１の予測される最大偏心量よりやや大きい直径の
平行光束をハーフミラー14を介して照射する光学系12
と、前記境界部11からの反射光を前記ハーフミラー14を
介して受光する光検出器15と、該光検出器15の出力にオ
フセットとして含まれる暗電流を遮断する遮断器16とか
ら構成されている。

前記光学的ディスク媒体１の偏心運動に伴って発生す
る前記境界部11の反射光の濃淡像の移動量を、前記光検
出器15の受光量の変化として検出することにより、前記
偏心量を検出することができる。

〔作用〕

第２図は本発明における光検出器15の受光量強度分布
を示したものである。第１図における光学的ディスク媒
体１がinnerに偏心すると、光検出器15の受光量強度分
布は第２図（ａ）に示すように暗くなり、光学的ディス
ク媒体１に偏心のないときは第２図（ｂ）に示すように
明暗のバランスがとれ、光学的ディスク媒体１がouter
に偏心すると、第２図（ｃ）に示すように明るくなる。
したがって平行光束の直径Ｗを予測される最大偏心量よ
りやや大きく設定することにより、境界部11の位置の変
化を高感度の受光量の変化として検出することができ
る。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。なお、
構成，動作の説明を理解し易くするために各図を通じて
同一部分には同一符号を付してその重複説明を省略す
る。

第１図は本発明の原理図を示す。図において、12は光
学系であって発光素子13（半導体レーザ４でなくてもよ
い）と平行光束を作るコリメートレンズ５とから構成さ
れ、ハーフミラー14を介して光学的ディスク媒体１上に
予め加工された案内溝からなる情報記録領域Rgと加工さ
れていない平坦な非記録領域Rnとの境界部11に平行光束
を照射する。

その平行光束の直径Ｗは、光学的ディスク媒体１の予
測される最大偏心量よりやや大きく設定する。

ここで平行光束を用いるのは、光学的ディスク媒体１
のウネリ等の影響を小さくするためである。また、非記
録領域Rnの平坦面の反射率は低く形成しておくものとす
る。

境界部11から反射された平行光束は、ハーフミラー14
を直進して光検出器15で受光される。光検出器15の受光
面には、情報記録領域（プリグルーブ加工部）Rgと非記
録領域（プリグルーブ非加工部）Rnに対応する濃淡像の
変化が現れる。

その受光量強度分布の変化は第２図にて説明した通り
であって偏心運動に伴って発生する境界部11の位置の変
化を高感度の受光量の変化として検出することができ
る。

第３図は本発明における光検出器の出力特性を示す。
図において、境界部11の位置が偏心に伴って移動すると
図示するように光検出器15の出力は、innerで弱くouter
で強く変化し、偏心量と受光量の関係が表される。

図において、ｄは暗電流であって偏心情報のみを抽出
するために、第１図に示す遮断器16（例えば光学的ディ
スク媒体１の回転周波数よりも低い遮断周波数を有する
高域濾波器）にてカットする。

したがって、平行光束の直径Ｗを光学的ディスク媒体
１の予測される最大偏心量よりやや大きく設定する。換
言すれば光検出器15の受光面の幅Ｗを、光学的ディスク
媒体１の予測される最大偏心量よりやや大きく設定する
ことにより、高感度の偏心情報が得られる。

第４図は本発明の応用実施例を説明するブロック図を
示す。図において、21は光学ヘッドを搭載して光学的デ
ィスク媒体の半径方向に移動するキャリッジの移動距離
測定器であって、アナログ式のものとしては光電式ポテ
ンショメータ、デジタル式のものとしてはスリット板を
用いた方式のものが知られている。

22は本発明の偏心量検出器、16は高域濾波器である。
移動距離測定器21の出力と、偏心量検出器22の出力の偏
心情報のみを加算器23で加算することにより、その出力
端子Ｑにはキャリッジと光学的ディスク媒体のトラック
間の相対位置情報を検出可能となる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明の光学的ディスク媒
体の偏心量検出方式によれば、光学的ディスク装置にお
いてより高速なアクセスが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明における光検出器15の受光量強度分布、 第３図は本発明における光検出器の出力特性、 第４図は本発明の応用実施例を説明するブロック図、 第５図は従来のトラックエラー信号の原理図を示す。 図において、１は光学的ディスク媒体、11は境界部、12
は光学系、14はハーフミラー、15は光検出器、16は遮断
器をそれぞれ示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的ディスク媒体の情報記録領域と非記
   録領域の境界部に、前記光学的ディスク媒体の偏心量よ
   り大きい直径の平行光束を照射する光学系と、前記境界
   部からの反射光を受光する光検出器と、該光検出器に接
   続され、該光検出器の出力に含まれる暗電流を除去する
   手段とからなり、前記光学的ディスク媒体の偏心に伴っ
   て発生する前記境界部の移動量を前記光検出器の受光量
   の変化として検出することにより、前記偏心量を検出す
   ることを特徴とする光学的ディスク媒体の偏心量検出装
   置。