JPS6032141A

JPS6032141A - 光学式デイスク再生装置

Info

Publication number: JPS6032141A
Application number: JP58139965A
Authority: JP
Inventors: Akio Yamakawa; 明郎山川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1985-02-19

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光学式ビデオディスクやコンパクトディスク
のような光学式ディスクの再生装置に関する。

背景技術とその問題点光学式ディスク再生装置ではレーザービームを対物レン
ズで収束させ、信号の再生をなす。この場合、レーザー
ビームがどのくらいに絞れるかによって、即ちビームス
ポット径により、分解能が定まる。このため、ビームス
ポット径の最大値はある値以下になるように選定される
。ビームスポット径は光源の波長、焦点距離と対物レン
ズの直径との比（通常ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ａｐ
ｅｒｔｕｒｅ）値で表される）等により定まる。

ところで、従来、光源としてはヘリウムネオンレーザ−
が使用されていた。しかし、これは装置が大型になると
ともに高価であるため、最近は価格が低廉で、装置の小
形化にも好適な半導体レーザーが光源に採用される傾向
にある。

ところか、半導体レーザーは波長が７８０ｎｍで、ヘリ
ウムネオンレーザ−の波長６２３．８ｎｍよりも長い。

このため、光源としてヘリウムネオンレーザーを用いた
場合と同程度の分解能を得ることができるようなスポッ
ト径にしようとすると対物レンズのＮＡ値を上げなけれ
ばならず、例えば０．５位に大きくしなければならない
。

しかしながら、このように対物レンズのＮＡ値を上げる
と、ディスクの記録面に対するレーザービームの光軸が
垂直でないとき、隣接トラックからのクロストークが問
題になる。

すなわち、第１図Ａに示すようにディスク（１）の記録
面に対してレーザービームの光軸（２）が垂直であると
きは、受光部における検出出力Ｄは同図に不すように主
トラックＴ０からの出力に対し隣接トラックＴ１、Ｔ２
からのクロストークは十分小さいが、同図Ｂに示すよう
にディスク（１）の記録面に対して光軸（２）が垂直で
なくなる（以下ディスク（１）のスキューという）と、
検出出力Ｄにおける隣接トラック、この場合Ｔ１からの
クロストークが大となる。

このクロストークレベルＬｃは、Ｌｃ■Ｗｃｍα（ＮＡ′／λ・θ）ただし、Ｗｃはコマ収差量 λはレーザービーム径 θはディスクの半径方向のスキュー角なる関係式から明らかなように、ＮＡ値が大になると無
視できなくなるのである。例えば、λ＝７８０ｎｍ、ト
ラックピッチ１．６７μｍとし、ＮＡ＝０．５の場合に
クロストークレベルＬｃ＝−４０ｄＢを確保しようとす
ると、θ≦０．５なる条件が必要となる。

ところで、ディスク面と光軸とが垂直とならなくなるデ
ィスクのスキューの原因はスピンドル軸の曲がり、ディ
スク受け台の曲がり、ディスク自体のスキュー等、種々
あるが、主たる原因はディスク自体のスキューで、現状
のディスク自体の半径方向のスキュー角θは１°≦θ≦
２°である。

このため、半導体レーザーを光源に用いるときは、ディ
スクの半径方向のスキュー（ディスク自体のスキュー以
外の原因含む。（以下同じ））を検出してクロストーク
の増大に対する対策を講じる必要がなる。

この対策の方法として先に次のような方法が提案されて
いる。

その一つは、第２図に示すように光ピックアップ（３）
の光源とは別に光源としてレーザー（４）を設け、これ
よりの光束をコリメータレンズ（５）、偏向ビームスプ
リッタ（ＰＢＳ）（６）、１／４波長板（７）を介して
２分光としてディスク（１）に入射させて反射させ、そ
のもどり光を１／４波長板（７）及びＰＢＳ（６）を介
して２分割光検出器（８）で検出し、ディスク（１）の
スキューをこの２分割光検出器（８）の各分別領域（８
Ａ）（８Ｂ）の光検出出力の差として検出する方法であ
る。

しかしながら、この方法は、光源としてレーザーを用い
るとともにコリメータレンズ（５）、ＰＢＳ（６）、１
／４波長板（７）を必要とし、高価となる。また、平行
光を用いているものであるため、ディスク（１）の記録
情報の内容が変わるところ、例えば記録情報が映像信号
である場合に、画の内容が変わるところで、反射率が変
わるためスキューの誤検出が生じる。

発明の目的この発明は、上記の点にかんがみ、ディスクのスキュー
の検出手段として、部品が少なく安価で、ディスクの記
録信号の内容の変化によってもスキュー検出エラーを生
じないものを使用する光学式ディスク再生装置を提供し
ようとするものである。

発明の概要この発明は、所定の大きさの拡散光源と、２分割光検出
器とを有し、上記拡散光源と上記光検出器とは光学式デ
ィスク記録面と記録情報読み出し用の光ピックアップの
光軸とのなす角の直角よりのずれの検出方向に垂直な方
向であって、かつ、上記光ピックアップの光軸と平行な
軸に対して対象な位置に配し、上記拡散光源からの光を
上記ディスクの記録面上で一担反射させ、集光レンズを
介して上記光検出器に入射させ、この光検出器上で上記
拡散光源物体の実像が結合するようにし、この光検出器
の各分割領域で検出される光量の差に基づいてディスク
のスキューを検出し、その検出出力により上記光ピック
アップの光軸がディスク記録面に対して垂直となるよう
に制御するようにした光学式ディスク再生装置である。

この発明によれば、ＰＢＳ、１／４波長板、コリメータ
ーレンズ等を必要としないので安価であり、また、平行
光を用いるものではなく、拡散光であるので、ディスク
の記録情報が例えば映像信号である場合に、その画の内
容が変化したとしてもディスクのスキューの誤検出をす
るという欠点がない。

実施例以下、この発明の一実施例を図を参照しながら説明しよ
う。

第３図〜第５図はこの発明によるディスクのスキューの
検出手段の一例を示すもので、第３図はディスク（１）
の上面側から見た図（ただしディスクは示さない）、第
５図はディスク（１）の半径方向と直交する方向から見
た図（説明のため断面図的に示した）、第４図はディス
ク（１）の半径方向に沿つて見た図である。

この発明においては光源として拡散光源を用いるもので
、第３図〜第５図の例ではランプ（１０）と、拡散板（
１１）とにより拡散光源（９）が形成される。

この場合、拡散板（１１）は四辺形状の窓とされ、この
窓の周囲は遮光部（１２）によってマスクされている。

また、この拡散光源（９）からの光のディスク（１）に
よる反射光を受光する受光部（１３）が設けられる。

この受光部（１３）はこの例では筒状体（１４）の底部
に２分割光検出器（１５）が配されるとともにこの光検
出器（１５）　とディスク（１）面との間において集光
レンズ（１６）が筒状体（１４）に支持されて設けられ
る。

拡散光源（９）と受光部（１３）とは、ディスク（１）
のスキューの検出方向に直交する方向に配される。

この例では、ディスク（１）の半径方向のスキューを検
出するものであるので、第３図に示すようにディスク（
１）の半径方向に直交する方向に配される。

また、ディスク（１）の記録面と光ピックアップとの光
軸が垂直になっている場合におりるそのディスク（１）
の記録面と垂直な面内において、この面内に受光部（１
３）の光軸と拡散板（１１）に対して鉛直な方向（以下
拡散光源（９）の光軸という）とが含まれるようにされ
るとともにこのディスク記録面において上記２つの光軸
が交叉し、かつ、この面から垂直な方向（光ピックアッ
プの光軸と平行方向）に対して対象となる位置に拡散光
源（９）と受光部（１３）とは配される。すなわち、第
４図に示すようにディスク（１）と垂直な方向と各光軸
のなす角α。

βが、α＝βとなるように配される。

また、２分割検出器（１５）の分割線の方向は、ディス
ク（１）の半径方向に直交する方向に一致するようにさ
れる。

なお、第４図でＦは集光レンズ（１６）の焦点位置で、
拡散光源（９）の実像が光検出器（１５）に結像するよ
うに集光レンズ（１６）と光検出器（１５）、さらに拡
散光源（９）の配置関係が設定されている。

このように構成すると、第４図及び第５図において（１
７）で示す位置に拡散光源（９）の虚像ができ、光検出
器（１５）には、第３図及び第５図において斜線を付し
て示すように拡散光源（９）の実像（１８）が結像する
。

この場合、集光レンズ（１５）の光軸及び拡散光源（９
）の光軸を含む面とディスク（１）の記録面とが第５図
に示すように垂直になっているときは、第７図Ｂに示す
ように、２分割光検出器（１５）の各分割領域（１５４
）（１５Ｂ）に同じだけまたがって拡散光源（９）の像
（１８）が結像する。したがって、各分割領域（１５Ａ
）、（１５Ｂ）からの光検出出力は等しく、その差は零
である。

ディスク（１）のスキューにより、第６図に示すように
集光レンズ（１６）の光軸と拡散光源（９）の光軸とを
含む面とディスク（１）の記録面とが垂直でなくなった
ときには、同図に示すように、拡散光源（９）の虚像の
位置は位置（１７′）のようにこの傾いたディスク（１
）に垂直な方向にずれ、このため、光検出器（１５）の
像（１８）は第７図Ｃのように領域（１５Ａ）側により
多く含まれるように結像するようになる。

ディスク（１）が第６図の状態とは反対側に、つまり、
図の左側が下がるようなスキューを有するときは、光検
出器（１５）の像（１８）は第７図Ａに示すように、領
域（１５０）側により多く含まれるように結像する。

以上のことから、光検出器（１５）の各領域（１５Ａ）
（１５Ｂ）からの光学像（１Ｂ）の検出出力の差により
ディスク（１）のスキューの方向及び量を検出すること
ができる。

なお、この場合、ディスク（１）にスキューは存在しな
いが、第８図に示すようにディスク（１）と拡散光源（
９）及び受光部（１３）との高さ関係が（１′）のよう
に変化したときは、光検出器（１５）における像（１８
）は、第９図にＡ、Ｂ、Ｃに示すように、領域（１５Ａ
）（１５Ｂ）にまたがる量は変化せず、ただ、領域（１
５Ａ）（１５Ｂ）の分割線の方向に変移するだけとなる
。そして、この場合、光源として拡散光源を用いるので
、レーザーによる平行光と異なり、ディスク（１）の高
さ変化により像（１８）はボケるが、拡散光源物体と集
光レンズ（１６）の距離の方がレンズ（１６）と光検出
器（１５）（像）の距離より大きいのご、このようにデ
ィスク（１）の高さが変化したとしても、光検出器（１
５）上における像（１８）のボケの程度は少ない。

以上のようなディスク（１）のスキュー検出手段が用い
られて次のようにして、光ピックアップの光軸がディス
ク（１）の記録面に対して常に垂直になるように制御さ
れる。

ずなわち、先ず拡散光源（９）と受光部（１３）とは、
光ピックアップに対して上記のような関係を保って、後
述するように光ピックアップとともに可動できるように
される。

第１０図はこの光ピックアップ及びスキュー検出部を含
む可動部の構成の一例を示すものである。

同図で、（２０）は光学ブロックを示し、これにはディ
スク（１）のビットによる記録情報を検出するための光
ピックアップの光学系と、スキューを検出するための光
学系が収納されている。光ピックアップの光学系に対す
る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、従来と同様にしてなされる。

そして、光ピックアップの光学系の光軸位置（２１Ａ）
に対して、記録トラックＴの長手方向に、前述したスキ
ュー検出手段としての受光部（１３）と拡散光源（９）
がこのブロック（２０）に対して取り付けられる。した
がってレンズ（１６）の光軸及び拡散に光源（９）の光
源とを含む面は、光ピックアップの光軸（２１Ａ）をも
含むように構成されるものである。

以上のようにされた光学ブロック（２０）は、その全体
がディスク（１）の半径方向に直交する方向の軸（２３
）により支持され、ディスク（１）の半径方向に傾動す
るようにされる。

すなわち、この例では、光学ブロック（２０）の底面に
はウォームギア（２４）が取り付けられ、このウォーム
ギア（２４）が支持台（２５）に設置されている小型モ
ータ（２６）により回転されるウォーム（２７）に噛み
合うように２枚の側板（２８Ａ）（２８Ｂ）の軸孔（２
９Ａ）（２９Ｂ）に軸（２３）が回転自在に挿通され、
モータ（２６）によりウォーム（２７）が回転したとき
、その回転に応じた回転角だけウォームギア（２４）が
回転し、これにより、光学ブロック（２０）はディスク
（１）の半径方向に傾動させられる。したがって、モー
タ（２６）をディスク（１）のスキュー検出出力により
制御すれば、光ピックアップの光軸（２１Ａ）がディス
ク（１）の記録面に対して常に垂直となるように制御で
きる。

第１１図はこのモータ（２６）の制御系の一例のブロッ
ク図である。２分割光検出器（１５）の各分割領域（１
５Ａ）及び（１５Ｂ）からのそれぞれの光学像（１８）
の占有面積量に比例した検出出力ＳＡ及びＳＢはそれぞ
れアンプ（３１Ａ）及び（３１Ｂ）を通じて演算回路（
３２）に供給される。この演算回路（３２）では、ＳＡ−３Ｂ／ＳＡ＋ＳＢ・・・（ａ）なる演算がされ、この演算出力がドライブ回路（３３）
を通じてモータ（２６）に供給される。したがって、モ
ータ（２６）は各検出出方の差ＳＡ−ＳＢに比例して回
転制御され、ＳＡ−ＳＲ−０となるようにフィードバッ
クガがかかることになる。つまり、光ピンクアンプの光
軸（２１Ａ）がディスク（１）の記録画と常に垂直にな
るようにされるものである。

なお、ここで、ディスクの高さ変化により像（１８）が
ボケたとしても、モータ（１６）は、式（ａ）に示すよ
うに像（１８）の全体的な光学量（ＳＡ＋ＳＢ）に対す
る、各領域の検出出力の差（ＳＡ−ＳＢ）の割合で制御
するようにしたので、この像（１８）のボケ、したがっ
てディスク（１）の高さ変化に影響されることなく、制
御することができる。

なお、以上の例において、光検出器に拡散光源物体の像
として実質的に結像される拡散板（１１）の形状は、第
１２図に示すような四角形である方がよい。これは、第
１３図に示すようにスキュー角Δθに対してスキュー検
出出力が直線的になるからである。これに対し、第１４
図に示すような円形であると、第１５図に示すようにス
キュー各Δθに対してスキュー検出出力が曲線的になっ
てしまい、モータ（２６）の制御がやっかいになる。

なお、拡散光源としては以上のような拡散板とランプを
用いるものに限らないことは言うまでもない。

発明の効果以上のようにして、この発明によれば、光源として拡散
光源を用い、これよりの光を一度ディスクに反射させ、
これの実像を集光レンズにより２分割光検出器に結像さ
せる構成によりディスクのスキュー検出をするようにし
たので、光源としてレーザーを用いる場合よりも部品点
数が少なく、安価に実現できる。また、平行光でなく、
拡散光であるので、ディスクの記録情報の内容が変化す
る部分においても、これをディスクのスキューとして誤
検出してしまうようなことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ディスクのスキューによる悪影響を説明する
ための図、第２図は先に提案されたスキュー検出手段の
一例を示す図、第３図〜第５図はこの発明の要部である
スキュー検出手段の一例の構成を示す図、第６図〜第９
図はその動作の説明のための図、第１０図は光ピックア
ップの光軸をディスクの記録面に対して常に棄直に制御
するための機構の一例を示す図、第１１図はその制御系
のブロック図、第１２図〜第１５図はこの発明に用いる
拡散光源像の形状と、それぞれの検出出力特性とを示す
図である。（１）はディスク、（９）は拡散光源、（１３）は受光
部で、（１５）はその２分割光検出器、（１６）は集光
レンズ、（１８）は拡散光源の像である。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

所定の大きさの拡散光源と、２分割光検出器とを有し、
上記拡散光源と上記光検出器とは光学式ディスク記録面
と記録情報読み出し用の光ピックアップの光軸とのなす
角の直角よりのずれの検出方向に垂直な方向であって、
かつ、上記光ピックアップの光軸と平行な軸に対して対
象な位置に配し、上記拡散光源からの光を上記ディスク
の記録面上で一担反射させ、集光レンズを介して上記光
検出器に入射させ、この光検出器上で上記拡散光源物体
の実像が結合するようにし、この光検出器の各分割領域
で検出される光量の差に基づいて上記ディスクのスキュ
ーを検出し、その検出出力により上記光ピックアップの
光軸がディスク記録面に対して垂直となるように制御す
るようにした光学式ディスク再生装置。