JPS59198538A - 光学式デイスクのピツクアツプ装置 - 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〕 この発明は、ビデオ信号、オーディオ信号等が記録され
ている光ディスクの光学的なピンクアンプ装置にか〜わ
り、特に、そのスキューサーボに関するものである。

〔背景技術とその問題点〕

昨今、円周上に情報を記録した光デイスク再生装置が製
品化され、すでに市販の段階にあるーが、か瓦る光ディ
スクの記録トラックは数μｍと小さく設定されているの
で、記録媒体としての光ディスクの製造精度、及びその
経年変化によるディスクの形状変化によっては再生特性
等に問題が発生する。

例えは、光学的な読みとり装置として使用されているレ
ーザピックアップの光源は、ガスレーザ（Ｈｅ　−Ｎｅ
レーザ）から半導体レーザに移行する傾向にあるが、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ光線の波長λが６２３．８ｎｍであるの
木に対し、現在のところ笑用化されている半導体レーザ
の波長λは７８０ｎｍ±２０ｎｍ程度と長い。そのため
半導体レーザな光源とするピックアップ装置では対物レ
ンズとしてＮ　Ａ　（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　　Ａｐｅｒ
ｔｕｒｅ　）が少なくとも０．５３位の大きいものを使
用しないと、光ディスクに記録されている情報を読みと
るに充分なスポット径が得られないという状況にある。

しかしながら、対物レンズのＮＡが大きくなればなる程
、光ディスクの傾きによって発生するス例するといわれ
ている）、再生特性が悪化するという問題がある。

そこで、光ピツクアップ装置に使用されているフォーカ
スサーボ、トラッキングサーボ等を行う光学系を利用し
て、同時忙スキューサーボも行うことが考えられるが、
光ピンク７ンブのアクチヱーク内部にスキュー検出用の
１／４λ板（ＱＷＰ）。

偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ　）スキュー検出用ディ
テクク等を設けると、アクチェータ（振動体）の重量が
大きくなり、２軸デバイスとしての応答特性が悪くなる
という欠点がある。

〔発明の目的〕

この発明は、か〜る実状にかんがみてなされたもので、
光ディスクの傾きを検出する専用の光学手段を設け、そ
の検出値によりピンクアップを構成している光学系の姿
勢を制御するスキューサーボを形成し、スキュー検出点
の誤差を合わせて補正するようにし、スキューの影響か
ら発生する再生特性の悪化を防止する光学式ディスクの
ピックアップ装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

この発明は、上記の目的を達成するために、ディスク面
に対して垂直な光軸に沿った光束を対物レンズで収束せ
しめて光ディスクの記録面にビームスポットを照射し、
その反射光を第１の受光素子で受光して再生信号を得る
ようにした光学式ディスクのピンクアップ装置において
、前記光軸と平行な光軸を有し、かつほぼ平行光線とさ
れている光学手段を設け、該光学手段から照射された平
行光線の記録面よりの戻り光束を４分割され℃いる第２
の受光素子によって受光し、該第２の受光素子で検出し
たディスク面の傾きに対する４つの信号から、ラジアル
方向のスキュー検出電圧を及びクンデンシャル方向のス
キュー検出電圧を演算し、かつこれらのスキュー検出電
圧をさらにピンク７ツブ装置の位置に応じて補正するこ
と尾より、スキュー検出点と信号読みとり点が異なって
いる時でも、正確なスキューサーボが行われるようにす
るものである。

〔実施例〕

第１図はこの発明の光学ディスクのピックアップ装置の
概要を示すもので、Ｄは反射面に情報が記録されている
光ディスク、ＰＤは前記光ディスクＤの反射面にレーザ
光線を対物レンズＯＬを介して照射し、その反射光から
記録情報を読みとる光学デバイス、ＳＤは前記光学デバ
イスＰＤと一体化して移動し光ディスクＤの傾きを検出
するスキューデバイスを示す。

このスキューデバイスｓｏの構造の一例は、図示したよ
うに発光源１０．レンズ系１１．偏光ビームスプリッタ
（ＰＢＳ　）１２．１／４λ板（ＱＷＰ）１３．及び受
光素子１４からなり、光ディスクＤのスキューを検出す
るものである。

又光学デバイスＰＤは、よく知られているようにフォー
カス、及びトラッキング制御を行う２軸駆動部Ｐ、Ｄを
支持し、光ディスクＤの半径方向に移動する移動機構（
図示せず）に塔載されている。

か〜る構造からなるピックアップ装置は、光ディスクＤ
の半径方向に移動し、光学デバイスＰＤは記録面のトラ
ンクを追いながら情報を再生するものであるが、同時に
スキューデバイスＳＤも移動し光ディスクＤの傾きを検
出する。

すなわち、スキューデバイスＳＤに設けた発光源１０（
レーザ光源又は普通の発光ダイオード等の光源）から放
射された光はレンズ系１１によってほぼ平行光線とされ
、ＰＢＳｌ　２．ＱＷＰｌ　３を介して光ディスクＤＶ
ｃ照射される。そして、光ディスクＤの記録面から反射
された反射光はＱＷＰｌ３を経てＰＢＳｌ２でほぼ９０
°方向妊反射され、受光素子１４によって検出される。

したがって、光ディスクＤがＸ方向（半径方向）又はＸ
方向（円周方向）に傾いている時は反射光は入射光と異
なる光路を戻ることになるので受光素子１４のスポット
の位置が変動する。

そこで、受光素子を４分割して、その分割した各受光面
から得られる信号を演算すると、光ディスクＤの傾きが
検出されることになる。

受光素子１４で検出した信号は、後述するよ、うに演算
回路、及びドライブ回路等に供給され、小形モータ等に
よってピックアップ装置を傾動し、光ディスクＤの記録
面に対して光軸が直角になるように制御する。

スキュー検出用のスポツ）Ｑの大きさは、光学ので（約
１．８　ｍｍφ）、発光源１０としては通常の発光ダイ
オード等が使用でき、レンズ系１１も、例えはピンホー
ルを使用して平行光線を出すようにしてもよい。

第２図は受光素子１４が４分割されて℃・る場合のこの
発明のスキュー検出回路の一例を示したもので、受光素
子１４から検出された４つの信号は、それぞれ増幅器ｔ
５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄによって増幅され、この
増幅された信号電圧ｅ、。

ｅｂ　ｒ　ｅｃ＋　ｅｄ　は演算回路１５．１７によっ
て、（ｅｘ　＋ｅｂ）　　　（ｅｃ　＋ｅｄ　）＝Ｅｍ
（ラジアル）（ｅ、十ｅｃ）−（ｅｂ＋ｅｄ）＝Ｅ、（
クンデンシャル）となる演算がなされるように構成しで
ある。

したがって、今、光ディスクＯの傾きがない時は受光素
子１４に入射されたスポラ）Ｑは中心にあり、ｅａ　”
　ｅｂ　”　ｅｃ　＝　ｅｄの出力が得られるからラジ
アル方向のスキュー電圧Ｅｌｌ＋及びクンデンシャル方
向のスキュー電圧ＥＴともＯＫなる。

しかし、光ディスクＤのラジアル方向にスキューがある
場合は、受光素子１４上でスポットＱＩＪ″−ｙ軸方向
に移動しくｅ、＋ｅｃ）　−（ｅｂ　＋ｅｄ）の演算値
は０であるが、（ｅａ−ｅｂ）≧（ｅｃ十ｅｄ）となっ
てラジアル方向のスキュー電圧Ｅ、が十又は−値を示す
。

又、同様にラジアル方向とともにタンデンシャル方向に
もスキューが発生している場合は、受光素子１４上でス
ポットＱがＸ軸方向にも移動するので、（ｅｘ　十ｅｂ
　）　５　（ｅｃ＋　ｅｄ　）とともに、（ｅａ＋ｅｃ
）≦（ｅｂ＋ｅｄ）となり、スキュー電圧ＥｌｔＥＴと
も発生する。

したがって、このスキュー電圧ＥＲ＝ＢＴをドライブ回
路を介して小型モータに供給し、スキュー電圧Ｅ、、Ｅ
Ｔとも０になるようにピックアップ装置を傾動すれば御
名光学デバイスＰＤの光軸はディスク面に対して直交し
、ビームスポットＳのコマ収差をなくすることができ、
　ＭＴＦ　（ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａｎｓ４ｅｒ　
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　）やＰ　ＴＦ　（Ｐｈａｓｅ　Ｔｒ
ａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ　）の劣化を防止するこ
とができる。

しかしながら、第１図の構成からは厳密には前記スキュ
ー電圧Ｅ、Ｉ、ＥＴはそれぞれラジアル方向。

及びクンデンシャル方向のスキューを検出したことＫは
ならない。この点を第３図について説明する。

第３図は前記ピックアップ装置の移動にともなう信号検
出用のビームスポットＳと、スキュー検出用のスポラ）
Ｑの移動軌跡を示すもので、この図から前記両スポット
間がＬだ１−１Ｍれていると。

ビームスポットＳは軌跡ＳＬに沿って半径方向に移動し
ているのに対し、スキュー検出用のスポットＱの軌跡Ｑ
Ｌは光ディスクＤの半径方向に完全に沿ったものにはな
らない。したがって、今、光ディスクＤの内周側忙ピッ
クアップ装置があり。

光ディスクＤが半径方向（軌跡ＳＬの方向）にのみ傾き
があった場合は、第３図の受光素子１４ａに示すようＫ
、光ディスクＤから反射したスポットＱはｙ軸方向から
少しずれた角度θ１で矢印に沿って偏位する。そのため
、タンデンシャル方向のスキュー電圧ＥＴが発生すると
とも姥、ラジアル方向のスキュー電圧Ｅ、にも誤差が発
生する。

さらに、同じよう忙スキューがある場合に、外周側にビ
ックアンプ装置が移動した時は受光面１４ｂに示すよう
に、スポラ）（ｈは角度θ之に沿って矢印方向に偏位す
るので、内周側はどではないが前述したようにクンデン
シャル方向のスキュー電圧Ｅ７が発生し誤差が生じる。

この誤差は前記両スポット間の距離りが大きくなる程、
つまり角度θ（θ１．θ２）が大きくなるほど大きくな
るので、この角度θに対応して補正してやれはよい。

第２図の可変減衰器１８．及び加算回路１９はか入る誤
差を補正するために設けられたもので、可変減衰器１８
は、ピックアップ装置を移動するスレッド機構から位置
情報、すなわち前記の角度（θ）の情報を受けとりその
減衰量が可変とされるように構成されている。したがっ
て、≠≠≠ラジアル方向のスキュー電圧ＥＲは Ｅ、Ｉ−（ｅ、　＋ｅ、ｂｅｅ　　ｅｄ）　　Ｋ（ｅ、
　十ｅｅｅｂ　　ｅｄ）（Ｋ−減衰量を示すン で与えられるようになる。

この減衰ｔＫは、スポットＱの半径ｒ、移、動軌跡ＳＬ
、ＱＬ間の距離、ビックアンプ装置の位置等によって決
まるが、その算出方法はかなり複雑であり、実用的には
スレッドの送り位置から角度θを決定し、減衰量Ｋを設
定してもよい。

第４図はこの発明のピックアンプ装置の外形の一実施例
を分解図で示したもので、ラジアル方向のスキュー補正
ができるようにしたものである。

この図で、２０は光学ブロックを示し、その中には前述
したように光ディスクＤのピットを検出するための光学
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。ビット情報を検出するために必要な光学系のフォー
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によって行われ、スキュー検出用の平行光線を出力
する窓孔は２２で示されている。

か瓦る光学ブロック２０は、その全体が例えば軸２３に
よって支持され、光学ブロック２０の移動方向に対して
傾動するように構成される。

すなわち、光学ブロック２０の底面には傾動ギヤ２４が
形成され、この傾動ギヤ２４が支持台２５に設置しであ
る小形のモータ２６のウオームギヤ２７に噛み合う如く
、２つの側板２８の軸穴２９に前記軸２３が挿通される
構成となっている。なお、３０．３０は前記支持台２５
をラジアル方向に移動する送りネジである。

この構造では前述した第２図の補正されたラジアル方向
のスキュー電圧Ｅ８が検出された時、このスキュー電圧
Ｅ８によってモータ２６を正（逆）転すれば、光学ブロ
ック２０が傾動し、光軸が光デイスク面に対して直角に
なるように制御することができる。

通常、光ディスクのスキューは保管不良等によって浅い
皿状に変形した場合に発生し易いが、チャッキング不良
等によって光デイスク面が傾いてとりつけられる極端な
場合でも、はぼ光ディスクの一回転を周期としてスキュ
ー電圧１＊＋ｇｔ）がなだらかに変動する程度であり、
光学ブロック２０をスキュー電圧に追従させて制御する
点忙困難性は殆んどない。

なお、必要があれはクンデンシャル方向のスキューサー
ボ機構が追加できる。−この場合は羅針盤の支持機構に
みられるように直交する２軸によって光学ブロック２０
を支持し、移動方向と直角な方向にも光学ブロック２０
を傾動制御できるようにすれはよい。

光ディスクの傾きをスキューサーボによって制御する時
の傾動角は、光ディスクの大きさ、及びその精度によっ
ても異なるが、通常±２°位あれば充分である。したが
って、光学ブロック２０の傾動機構はこの実施例に限定
されることなく、例えばモータ２６に変えて磁界の吸引
反発力や、圧電素子による伸縮力等を利用することもで
きる。

又、傾動機構も軸支構造の外に円弧上の溝で光学ブロッ
ク２０を支持し、回動させる構成としてもよい。

第５図は記録情報の検出用の光源（レーザ光源）をスキ
ュー検出用の光源と兼用させる場合の一実施例を示すも
ので、レーザ光源４０から放射されたレーザ光は、第１
のＰＢ８４１．コリメークレンズ４２を介してノ＼−７
ミラー４３に入射させる。

こＮでほぼ８５：１５位の割合で１ｓを通過させ、９０
°方向変換したレーザ光を第１のＱＷＰ４４゜及び対物
レンズ４５を介して光ディスクＤＩＣ照射させる。

光ディスクＤからの反射光は、再び／−−スポラ−４３
によって９０°反射され入射光の光路を戻り、第１のＰ
ＢＳ４１からシリンドリカルレンズ４６゜第１の光検出
器４７に入力され、再生ＲＦ侶号を検出するとともに、
フォーカス制御、トラッキング制御等を行う信号の検出
も行う。

一方、ハーフミラ−４３を透過したレーザ光は、レンズ
系５０を介してプリズム５１に入射され９０゜方向に反
射されたのち第２のＰＢ８５２．第２のＱＷＰ　５３を
介して光ディスクＤＫ照射される。

そしてその反射光は前述したように第２の光検出器５４
に入射され、光ディスクＤのスキューを検出するもので
ある。

この実施例の場合は、すでにピックアップ装置に配置さ
れている光源の一部を利用するようにしているので、光
学ブロック系全体を小形にすることができるとともに、
レーザ光がそのま〜使用できるというメリットがある。

第６図は信号検出用のビームスポットＳと、スキュー検
出用のスポットＱを平行移動させる場合の位置関係を光
ディスクＤの上面からみた図である。この図で、ｍの部
分は信号が記録されて〜１ない光ディスクＤのミラー面
を示すことになる。

ところで、スキュー検出用のスポラ）Ｑがこのミラー面
ｍにか〜ると、反射光がスポラ）Ｑの半分の面で強くな
り、あたかも光デイスク面にラジアル方向のスキューが
発生したような疑似のスキュー電圧Ｅ８が発生し、スキ
ューサーボが誤動ｆ’Ｆすることが判明した＠ したがって、信号検出用のビームスポットｓ　７！ｌ”
−信号トラック上にある間は少なくとも前言己スキュー
検出用のスポラ）Ｑはミラー面ｍに照射されないように
することが好ましい。

この発明の実施例では、か〜る点を解決するために、信
号検出用のビームスポットＳと、スキュー検出用のスポ
ラ）Ｑの移動軌跡ＳＬとＱＬ上のずれｌ（以下偏差とい
う）を特定の値にすることにより、スキュー検出範囲が
広く、かつスキューサーボの誤動作がな（なるようにし
た。

そのため、第６図で示すように前記偏差ｌ＆ま信号検出
用のビームスボッ）Ｓが内周側にある時は図示したよう
にｌ′より小さく、外周側にある時はｌより長くなるよ
うに設定する。

すると、信号検出用のビームスポットＳが光デ。

イスクＤの信号を読みとっている時は、スキュー検出用
のスポットＱもミラー面ｍにか〜ることがなくなる。し
たがって、信号検出用のビームスボッ）Ｓが、光ディス
クＤの信号記録面から外れると同時にスキューサーボを
オフにすることによって、スキューサーボがミラー面ｍ
で誤動作をすることを防止することができる。

このｌ′、及びどの値は光ディスクＤのリードトランク
内径なｒ１１＋　エンドトランクの外径をｒＬ。

移動軌跡ＳＬ、ＱＬの距離をＬとすると、””ｒｓ　　
ｒ　ｒ　ｆ＝ｒＬｎ で計算できる。

したがって、前記両スボツ）Ｓ、Ｑの偏差ｌは、ｒｓ　
　ｋツＬｍ＞ｌ〉ｒＬ　６ツＦ になるように選べばよい。

なお、スキュー検出用のスポットＱの大きさが無視でき
ない場合は、その直径なΦとして、ｒ、　−１−去Φ：
２　ｌ＞ｒＬ−Ｖｚ７１１フ＋’Φ２ となるように選ぶこと忙なる。

〔発明の効果〕

以上説明したようＫ、この発明の光学式ディスクのピッ
クアップ装置は、信号検出用の光軸と平行にほぼ平行光
線とされた光学手段を設け、この光学手段から照射され
た平行光線の記録面からの戻り光束によって、光ディス
クの傾きを検出し、前記信号検出用の光軸を光ディスク
の傾きに応じて傾動制御するように構成しているので、
光ディスクの規格がラフな場合、又は光ディスクが経年
変化によって光ディスク面忙スキューが発生している場
合にも再生信号の特性が乱れることなく読みとれるとい
う利点を有するものである。又、スキューの検出は平均
測光であり、記録情報又はトランクの影響をうけること
がないため、フォーカスサーボ、トラッキングサーボの
逸脱した状態でもスキューサーボは正常な状態で光軸を
コントロールするという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のピックアップ装置の主要部を示す模
式図、第２図はスキュー制御電圧を演算するための回路
図、第３図はスキュー検出信号の誤差を説明するための
図、第４図はスキューサーボ機構の一実施例を示す分解
斜視図、第５図はこの発明の他の実施例を示す光学系の
ブロック図、第６図はスキュー検出位置を示す説明図で
ある。 図中、Ｄは光ディスク、ＰＤは光学デバイス、ＯＬは対
物レンズ、ＳＤはスキューデバイス、１０は発光源、１
１はレンズ系、１２はＰＢＳ、１３はＱＷＰ、１４は受
光素子を示す。 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスク面に対して垂直な光軸に沿った光束を対物レン
   ズで収束せしめてディスクの記録面に照射し、その反射
   光を第１の光学素子で受光して再生信号を得る光学式デ
   ィスクのピンクアップ装置において、前記光軸と平行で
   、かっほば平行光線とされる光束を発生する光学手段と
   、前記光学手段から照射された前記平行光線の記録面よ
   りの戻り光束を受光する４分割された第２の受光素子を
   設け、前記第２の受光素子で検出したディスク面の傾き
   を示す４つの信号からラジアル方向のスキュー検出電圧
   、及びタンデンシャル方向のスキュー検出電圧を演算す
   るとともに、前記２つのスキュー検出電圧のいずれか一
   方に前記ピックアップ装置の移動位置に対応する位置信
   号を乗算し、前記２つのスキュー検出電圧の他方の値を
   加える演算を行うことによって、スキュー検出電圧を補
   正することを特徴とする光学式ディスクのピックアップ
   装置。