JPH03242832A - 光ヘッドの傾き検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＣＤなどの光ディスクに対して情報の記録、
再生を行なうための光ヘッドないし光ピツクアップにか
かるものであり、特に、光ヘッドの光ディスクに対する
傾きの検出を行なう傾き検出装置の改良に関するもので
ある。

［従来の技術］ ＣＤなどの光ディスクでは、−１１９に光ヘッドの対物
レンズの中心光軸が光ディスクに対して略垂直になって
おり、光ビームが光ディスクに対して略垂直に入射する
ようになっている。ところが、光ディスクに撓みが生じ
たような場合には、かかる関係が垂直でなくなり、情報
記録ないし再生に重大な支障が生ずることとなる。

ところで、１２ｃｍ径以上のＬＤプレーヤなどのディス
ク径の大きなＣＤプレーヤにおいては、例えば第９図に
示すように、光ヘッドに傾角センサを設けてディスク撓
みに対する傾き調整が行なわれている。同図において、
光ヘッド１１０には、傾角センサ１１２が設けられてい
る。この傾角センサ１１２は、光ヘッド１１０とともに
傾くようになっている。

この従来例によれば、光ディスク１１４の半径方向の傾
き（矢印Ｆｌ、Ｆ２方向）が傾角センサ１１２によって
検出され、この検出結果に基づいて光ヘッド１１０の傾
角が調整される。これによって、光ヘッド１１０のビー
ムは光ディスク１１４に対して垂直に入射するようにな
る。

次に、第１０図には、特開昭６２−９９９２４号公報に
開示された傾き検出装置が示されている。同図において
、光ディスクの半径方向に２分割された受光素子１１６
．１１８の各出力側は、バイパスフィルタ１２０．１２
２の各入力側に接続されている。これらのフィルタ１２
０゜１２２の各出力側は、いずれも加算器１２４の入力
側に接続されており、加算器１２４の出力側は、エンベ
ロープ検出手段１２６を介して比較手段１２８の入力側
に接続されている。この比較手段１２８には、加振信号
発生手段１．３０の出力側が接続されている。比較手段
１２８の出力側は、チルト制御手段１３２の入力側に接
続されており、加振信号発生手段１３０の出力側は、傾
動手段１３４の入力側に接続されている。

この従来例は、光ディスクに対する情報の記録、再生、
トラッキングを１本のビームで行なう１ビ一ム方式のも
ので、光ヘッドは、加振信号発生手段１３０の出力に基
づき傾動手段１３４によって強制的に傾きが与えられる
。そして、このときの受光素子１１６，１１８の出力に
基づいて、エンベロープ検出手段１２６でＲＦＦ号エン
ベロープが検出される。

このＲＦＦ号エンベロープは、光ディスクと光ヘッドと
の相対的角度の変化に応じてピーク値が変化し、また、
傾き方向はピーク値の変化方向に対応している６かかる
ＲＦ信信号エンベロープビーク値化化、比較手段１２８
において加振信号と比較されて検出され、検出結果がチ
ルト制御手段１３２に人力される。そして、このチルト
制御手段１３２によって、光ヘッドの傾きの制御が行な
われる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、以上のような従来技術には、次のような
不都合がある。

ｆｌ）まず、傾角センサを用いるものにおいては、装置
製造初期時に傾角センサ自体も光ヘッドと同様に最良仰
角調整する必要があり、調整コストが高くなるという不
都合がある。また、光ヘッドと別に傾角センサを設ける
ため、光ヘッドが全体として大型化するという不都合が
ある。

（２）次に、特開昭６２−９９９２４号公報に開示され
た傾き検出装置では、上述したようにＲＦＦ号エンベロ
ープが用いられている。しかし、このＲＦＦ号エンベロ
ープは、後述するように光ディスクの傾きに対する変化
が小さく、良好な検出感度を得ることができない。この
ため、精度も低く、結果的に満足し得る十分な傾角検出
を行なうことができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、傾角セン
サを用いることなく、良好な精度で傾き検出を行なうこ
とができる光ヘッドの傾き検出装置を提供することを、
その目的とするものである。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、光ディスクに光ビームを照射して情報の記録
又は再生を行なう光ヘッドの光ディスクに対する傾き検
出を行なう光ヘッドの傾き検出装置において、前記光ヘ
ッドに強制的な傾きを与えたときに生ずる光ヘッドの出
力信号のジッタ成分を検出するジッタ検出手段と、前記
光ヘッドに与えた強制的な傾きの周期と前記ジッタ検出
手段によって検出された信号ジッタ成分とから前記光ヘ
ッドの傾きを検出する傾き検出手段とを備えたことを特
徴とするものである。

［作用］ 本発明によれば、光ヘッドには、所定の強制的な傾きが
与えられる。この強制的な傾きによって、光ヘッドの検
出信号にジッタが生じる。光ヘッドの本来の傾きは、か
かるジッタ成分から強制的な傾きの周期を利用して検出
される。

［実施例］ 以下、本発明にかかる光ヘッドの傾き検出装置の一実施
例について、添付図面を参照しながら説明する。第１図
には、本実施例の主要部分の構成が示されている。

同図において、光ディスク２０に対する情報の記録また
は再生を行なう光ヘッドないし光ピツクアップ２２は、
傾き駆動機構２４によってＸ。

Ｙの各方向に傾き駆動が行なわれるようになっている。

この傾きの駆動方向は、第２図に示す矢印Ｆ３〜Ｆ６の
方向である。光ディスク２０の半径方向に相当する矢印
Ｆ３．Ｆ５の方向がＸ方向（ラジアル傾き）であり、接
線方向に相当する矢印Ｆ４．Ｆ６の方向がＹ方向（タン
ジェンシャル傾き）である。

光ヘッド２２の情報検出のＲＦ信号出力側は、収差発生
分検出回路２８の入力側に接続されている。そして、こ
の収差発生分検出回路２８の出力側は、Ｘ成分演算回路
３０．Ｙ成分演算回路３２の入力側に各々接続されてい
る。

次に、Ｘ成分演算回路３０．Ｙ成分演算回路３２の各出
力側は、Ｘ、Ｙの各信号ホールド回路３４．３６及び切
り換えスイッチ３８．４０を各々介して、傾き制御アン
プ４２．４４の入力側に各々接続されている。これらの
傾き制御アンプ４２．４４の各出力側は、光ヘッド２２
の傾き駆動機構２４の入力端に接続されている。

他方、上述したＸ、Ｙの各信号ホールド回路３４．３６
の入力側には制御回路４６のホールド出力側が接続され
ており、Ｘ、Ｙの駆動信号発生回路４８．５０の入力側
にも制御回路４６の駆動出力側が接続されている。これ
らの駆動信号発生回路４８．５０の出力側は、一方にお
いてＸ。

Ｙの成分演算回路３０．３２の入力端に各々接続されて
おり（他方において切り換えスイッチ３８．４０の他の
入力側に各々接続されている。

更に、切り換えスイッチ３８．４０の切り換えは制御回
路４６によって行なわれるようになっており、光ディス
ク２０の回転は、スピンドルモータ５２によって行なわ
れるようになっている。

以上の各部のうち、傾き駆動機構２４は、後述するよう
に、ウオブリング動作時には光ヘッド２２を強制的に傾
き駆動するとともに、記録、再生動作時には光ヘッド２
２の傾き調整制御を行なうものである。

次に、制御回路４６は、ウオブリングの開始時において
、傾き制御アンプ４２．４４の入力側が駆動信号発生回
路４８．５０の出力側に接続されるとともに、信号ホー
ルド回路３４．３６かりセットされるように制御を行な
う。また、つオブリング終了時には、傾き制御アンプ４
２．４４の入力側が信号ホールド回路３４．３６の入力
側に接続されるとともに、信号ホールド回路３４゜３６
で人力傾き信号がホールドセットされるように制御を行
なう。

次に、Ｘ、Ｙの駆動信号発生回路４８゜５０は、ウオブ
リング時において光ヘッド２２を第２図に示す各方向に
交互に傾動するための駆動信号を発生出力するものであ
る。光ヘッド２２の傾動の方法としては、Ｘ、Ｙの各成
分の分離を行なうために、単独駆動、交互駆動、９０度
の位相差を持つサイン波駆動などがあるが、本実施例で
は、後述するように９０度の位相差を持つ方形波が用い
られる。

これらのウオブリング用の駆動信号のレベルとしては、
光ヘッド２２の強制的傾きに対して発生する収差成分が
検出できる程度でよく、極端に収差量が増加しないよう
なレベルとする。例えば、±０．２５°程度の傾きとな
るように設定が行なわれる。また、ウオブリングの周期
は、傾き駆動機構２４．収差発生分検出回路２８の応答
特性を考慮して、例えば数Ｈｚ程度に設定される。

次に、収差発生分検出回路２８は、光ヘッド２２の光電
変換検出信号から、光ディスク２ｏに対する光ヘッド２
２の傾きに起因して発生するコマ収差によるＲＦ低信号
劣化を検出するものである。このヘッド傾きに起因する
ＲＦ低信号劣化としては、変調度悪化、ジッタ悪化、ク
ロストーク悪化などがあるが、本実施例では、ジッタ量
の変化が検出されるようになっている。

ところで、ジッタとディスク傾角とは、例えば第３図及
び第４図に示すように、２乗比例の関係にある。これら
の図の（Ｂ）には、Ｘ、Ｙの各方向の傾角変化に対する
ジッタ変化が各々示されている。なお、これらの図の（
Ａｌ　には、同様の場合の０ ＲＦ信号エンベロープ変化が示されている。これらの図
からジッタ変化とＲＦ信号エンベロープ変化とを比較す
ると、同量の傾角変化に対してジッタの方が変化の割合
が数倍大きく、測定には都合がよいことが分かる。

次に、Ｘ、Ｙの成分演算回路３０．３２は、収差発生分
検出回路２８によって検出された収差から、Ｘ、Ｙの各
成分を演算するもので、同期検波回路として作用するも
のである。上述したように、傾き駆動機構２４には、ウ
オブリング時に傾き制御アンプ４２．４４から各々駆動
信号が入力される。このため、光ヘッドの強制的な傾角
変化は、Ｘ、Ｙ方向成分が合成されたものとなっている
。このため、検出されるジッタの変化もＸ。

Ｙ成分が合成されたものとなる。

そこで、Ｘ成分演算回路３０では、Ｘ駆動信号に同期し
た位相検波が行なわれ、ジッタのＸ方向成分が検出され
るようになっている。他方、Ｙ成分演算回路３２では、
Ｘ駆動信号に対して９０度シフトしたＹ駆動信号に同期
した位相検波が行な１ われ、シックのＹ方向成分が検出されるようになってい
る。そして、更に、これらの演算回路３０．３２では、
後述するように検波信号の積分演算が行なわれ、その結
果が傾き制御量として出力されるようになっている。

第５図には、かかる成分演算回路３０の回路構成例が示
されている。同図のように、ジッタ入力側にはスイッチ
ング用ＦＥＴ３０ａ、３０ｂが各々設けられている。例
えば、ウオブリング時において、第６図ｆＡ）に示すよ
うに光ヘッド２２のＸ方向傾動が行なわれ、このときの
Ｘ方向のジッタ変化は、同図（Ｂ）のようになったとす
る。このジッタ変化を検出するために、同図（Ｃ１、（
Ｄｌに各々示されている＋、−のゲートパルスが駆動信
号発生回路４８から入力された駆動信号（同図ｆＡｌ　
に相当）に基づいて生成される。

これらの＋、−のゲートパルスは、上述したスイッチン
グ用ＦＥＴ３０ａ、３０ｂのゲートに各々印加される。

すると、スイッチング用ＦＥＴ３０ａ、３０ｂは交互に
ｒＯＮＪ。

２ ｒｏＦＦＪを繰り返すこととなり、光ヘッド２２の＋、
−の各方向成分が抵抗３０Ｃ１３０ｄを介してコンデン
サ３０ｅ、３０ｆに各々蓄積され、積分が行なわれるこ
ととなる。そして、これらの積分値は、抵抗３０ｇ、３
０ｈを各々介して演算増幅器３０ｉに各々人力され、こ
こで各積分値の差分が求められる。すなわち、光ヘッド
２２の十方尚の傾動によって生じたジッタ成分積分値と
一方向の傾動によって生じたジッタ成分積分値との差が
Ｘ傾き信号として出力されることとなる。なお、Ｙ成分
演算回路３２についても同様である。

次に、信号ホールド回路３４．３６は、以上のようにし
て生成されたＸ、Ｙの各傾き信号を、制御回路４６から
入力される制御信号に基づいて各々保持するものである
。

次に、第７図のタイムチャートを参照しながら、以上の
ような実施例の全体的動作について説明する。まず、同
図の時刻Ｔｌにおいて通常の記録、再生動作モードから
ウオブリング動作モードに移行すると、制御回路４６の
制御信号に基づいて切り換えスイッチ３８．４０が切り
換えられて、Ｘ、Ｙの駆動信号発生回路４８．５０の出
力側が傾き制御アンプ４２．４４の入力側に接続され、
信号ホールド回路３４．３６のリセットが行なわれる（
同図（Ｇ）　、　（Ｈｌ参照）。

この状態で、駆動信号発生回路４８．５０からつオブリ
ングのためのＸ、Ｙ駆動信号が各々出力され（同図（Ｂ
）　、　　（Ｃ）　Ｉ照）、傾き駆動アンプ４２．４４
で増幅されて傾き駆動機構２４に入力される。傾き駆動
機構２４では、人力されたＸ。

Ｙ駆動信号に基づいて第２図に示した方向に光ヘッド２
２の強制的な傾動が行なわれる。

他方、収差発生分検出回路２８では、光ヘッド２２から
入力されたＲＦ低信号基づいて、収差による信号の劣化
分ないし変動分の検出が行なわれる。検出された信号の
劣化分は、Ｘ、Ｙの各成分演算回路３０．３２に各々入
力される。これらの成分演算回路３０．３２では、第５
図、第６図で説明したようにして駆動信号に同期した成
分検出と積分演算が行なわれる。

ａ、　ヘッド２２に　きかないとき 最初に、光ヘッド２２のビームが光ディスク２０に対し
て略垂直に入射している場合について説明する。この場
合に収差発生分検出回路２８で検出される合成ジッタ成
分は、第７図（Ｄｌに示すようになる。

まず、Ｘ成分についてみると、−Ｘの傾動が行なわれて
いる時刻Ｔ２．Ｔ４間の信号積分値５Ｔ２４と、＋Ｘの
傾動が行なわれている時刻Ｔ４．Ｔ６間の信号積分値Ｓ
　Ｔ　−ａとが一致している。これから、Ｘ方向につい
ては光ヘッド２２が略垂直となっていることが分かる。

このため、信号ホールド回路３４にＸ傾き信号は出力さ
れない。

次に、Ｙ成分についてみると、−Ｙの傾動が行なわれて
いる時刻ＴＩ、Ｔ３間の信号積分値Ｓ　Ｔ　＋　ｓと、
＋Ｙの傾動が行なわれている時刻Ｔ３．Ｔ５間の信号積
分値ＳＴ、、とが一致している。これから、Ｙ方向につ
いても光ヘッド２２が５ 略垂直となっていることが分かる。このため、信号ホー
ルド回路３６にＹ傾き信号は出力されない。

ｂ、　ヘッド２２が＋ΔＸの　きをもっていると皇 次に、光ヘッド２２のビームが光ディスク２０に対して
つオブリングによる強制的な傾きの他に＋ΔＸの傾きを
もっている場合について説明する。この場合に収差発生
分検出回路２８で検出される合成ジッタ成分は、第７図
（Ｅｌ　に示すようになる。

まず、Ｘ成分についてみると、−Ｘの傾動によって生ず
るジッタ信号積分値ＳＴ２．と、＋Ｘの傾動によって生
ずるジッタ信号積分値ＳＴ４．とは一致せず、５Ｔ２４
＜５Ｔ４６の関係となる。このため、両者の差がＸ成分
演算回路３０で演算され、Ｘ傾き信号として信号ホール
ド回路３４に出力される。

他方、Ｙ成分については、−Ｙの傾動によって生ずるジ
ッタ信号積分値ＳＴ、、と、十Ｙの傾動に６ よって生ずるジッタ信号積分値ＳＴ、、とが一致してい
る。これから、Ｙ方向については光ヘッド２２が略垂直
となっていることが分かる。このため、信号ホールド回
路３６にＹ傾き信号は出力されない。

次に、光ヘッド２２のビームが光ディスク２０に対して
ウオブリングによる強制的な傾きの他に、＋ΔＸ及び−
ΔＹの傾きをもっている場合について説明する。この場
合に収差発生分検出回路２８で検出される合成ジッタ成
分は、第７図ＦＦｌ　に示すようになる。

まず、Ｘ成分についてみると、−Ｘの傾動によって生ず
るシック信号積分値ＳＴ、４と、十ｘの傾動によって生
ずるシック信号積分値ＳＴ、、とは一致せず、５Ｔ２４
＜Ｓｒ１．の関係となる。このため、両者の差がＸ成分
演算回路３０で演算され、Ｘ傾き信号として信号ホール
ド回路３４に出力される。

　７ 他方、Ｙ成分についてみると、−Ｙの傾動によって生ず
るジッタ信号積分値ＳＴ、、と、＋Ｙの傾動によって生
ずるジッタ信号積分値ＳＴ、５とは一致せず、Ｓ　Ｔ　
＋　ａ＞　Ｓ　Ｔ　ａｓの関係となる。このため、両者
の差がＹ成分演算回路３２で演算され、Ｙ傾き信号とし
て信号ホールド回路３４に出力される。

以上のような十分な積分演算による傾き信号の生成出力
後の適宜のタイミングで、制御回路４６から制御信号が
信号ホールド回路３４゜３６に各々出力され、Ｘ、Ｙ傾
き信号のホールドが行なわれる（同図（Ｇｌ　、　（旧
参照）。更に制御回路４６による制御信号に基づいて、
Ｘ、Ｙ駆動信号発生回路４８．５０の駆動信号出力が停
止されるとともに（同図、（Ｃ）参照）、切り換えスイ
ッチ３８．４０が切り換えられて、信号ホールド回路３
４．４６の出力側が傾き制御アンプ４２．４４の入力側
に接続されることとなる。

これによって、ウオブリングの動作モードから通常の動
作モードに移行し、信号ホールド回路８ ３４．３６に各々ホールドされているＸ、Ｙ傾き制御信
号に基づく光ヘッド２２の傾き制御が行なわれる。そし
て、かかる制御後の状態で、光ディスク２０に対する情
報の記録、再生が行なわれるようになる。なお、光ヘッ
ド２２が−△Ｘ、十ΔＹの傾きをもっている場合も同様
である。

次に、第８図を参照しながら、実際の装置におけるウオ
ブリング動作のタイミングについて説明する。例えば、
音楽ソースのＣＤの場合には、同図（Ａ＋　に示すよう
にプログラム間に無音状態が存在することが多い。この
ような場合には、かかる無音状態中に上述したウオブリ
ングの動作が行なわれる（同図（Ｂ）　Ｉ照）。無音状
態は、例えば光ヘッド２２の出力のサブコード中にある
Ａタイムを判別することで検出することができる。

光ディスク２０に撓みがあると、光ヘッド２２には、曲
の再生に伴なう半径方向の移動によってＸ、Ｙ傾きが各
々発生する（同図（Ｃ）。

（Ｄ）参照）。かかるヘッド傾きは、まず、時刻ＴＩＯ
〜Ｔｌｌの無音時間におけるウオブリング９ で検出調整され、この時刻Ｔｌｌの時点でＸ。

Ｙ傾きはなくなる。次に、第２曲目が再生されて光ヘッ
ド２２が光ディスク２０の半径方向に更に移動すると、
それに伴ってＸ、Ｙ傾きが各々発生する。しかし、これ
らのＸ、Ｙ傾きは、同様に時刻ＴＩ２〜Ｔ１３のウオブ
リングで検出されてその調整が行なわれるので、第３曲
目の再生時には光ヘッド２２は再びＸ、Ｙ傾きのない状
態となる。

以上のように、本実施例によれば、次のような効果があ
る。

（１）光ヘッドに強制的な傾きを与え、これによって発
生するヘッド検出信号のジッタ成分を傾きの変化に同期
して検出することとしたので、ディスク、ヘッド間のヘ
ッド傾きの程度を良好な精度で検出して最良傾角制御を
行なうことができる。

（２）従来のように、傾角センサを用いる必要がない。

また、傾角センサ付きの再生装置であっても、その生産
工程などで絶対的な最良ヘッド角を求める方法として使
用できる。

０ （３）光ヘッドがディスクの外周側から内周側に移動す
ることによって発生する傾きに対しても、良好に調整を
行なうことができ、かかる内外周移動時の機械的寸法差
に起因する特性の悪化が防止できる。

（４）更に、傾き調整の自動化を図ることができるので
、生産性の向上を図ることができる。

なお、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
なく、例えば、検出した傾きの方向と傾き駆動機構の調
整方向とが一致しない場合には、適宜の座標変換ないし
ベクトル変換を行なうようにすればよい。

また、傾き制御を、Ｘ、Ｙの両方向について行なうか、
いずれか一方についてのみ行なうも任意である。

その他、回路構成は、同様の作用を奏するように種々設
計変更可能であり、本発明にはこれらのものも含まれる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、光ヘラつ１ ドに強制的な傾きを与えるとともに、これによって生ず
る信号のジッタ変動を利用して光ヘッドの傾き検出を行
なうこととしたので、傾角センサを用いることなく、良
好な精度で傾き検出を行なうことができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる光ヘッドの傾き検出装置の一実
施例を示す構成図、第２図は前記実施例における光ヘッ
ドの傾き駆動機構の作用を示す説明図、第３図及び第４
図は光ヘッドのウオブリングによるＲＦ信号及びジッタ
成分の変化を示すグラフ、第５図は前記実施例における
成分演算回路の構成例を示す回路図、第６図は第５図の
回路の作用を示すタイムチャート、第７図及び第８図は
本実施例の動作を、示すタイムチャート、第９図は第１
の従来例を示す説明図、第１０図は第２の従来例を示す
構成図である。 ２０・・・光ディスク、２２・・・光ヘッド、２４・・
・傾き駆動機構、２８・・・収差発生分検出回路、３０
・・・Ｘ成分演算回路、３２・・・Ｙ成分演算回路、３
４゜２ ３６・・・信号ホールド回路、３８．４０・・・切り換
えスイッチ、４６・・・制御回路、４８．５０・・・駆
動信号発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ディスクに光ビームを照射して情報の記録又は再生を
   行なう光ヘッドの光ディスクに対する傾き検出を行なう
   光ヘッドの傾き検出装置において、 前記光ヘッドに強制的な傾きを与えたときに生ずる光ヘ
   ッドの出力信号のジッタ成分を検出するジッタ検出手段
   と、前記光ヘッドに与えた強制的な傾きの周期と前記ジ
   ッタ検出手段によって検出された信号ジッタ成分とから
   前記光ヘッドの傾きを検出する傾き検出手段とを備えた
   ことを特徴とする光ヘッドの傾き検出装置。