JPS61162835A - 光学式デイスク再生装置 - 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〕 本発明は光学式ビデオディスクあるいはコンパクトディ
スクのような光学式ディスクの再生装置に関する。

（従来の技術〕 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
ズで集束させ、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、焦点距離と対物しン
ズの直径との比（通常ＮＡ　（Ｎｕａ＋ｅｒｉｃａｌ　
Ａｐｅｒｔｕｒｅ）値で表される）等により定率る。

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、最近は価格が低置で、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。

ところが、半導体レーザーは波長が７８ｏｎ−で、ヘリ
ウムネオンレーザ−の波長６２３．８ｎ−よ、りも長い
、このため、光源としてヘリウムネオンレーザ−を用い
た場合と同程度の分解能を得ることができ暮ようなスポ
・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２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りは同図に示すように主
トラツクＴｏからの出力に対し隣接トラックＴｌ、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（ＩＩ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、
検出出力り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、 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＝７８０　ｎ１ｌ
ｓ　　）ランクピッチ１．６７μｍとし、Ｎ　Ａ　＝　
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
ィスクのスキニーの原因はスピンドル軸の曲がり、ディ
スク受は台の曲がり、ディスク自体のスキニー等、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購しる必要がある。

この対策の方法として本願出願人は先に次のような方法
を提案した（特願昭５８−１４０１３９号）。

第３図〜第５図は本出願人が提案したディスクのスキュ
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４図はディスク（１）の半径方向に沿って見た図、
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（それぞれ説明のため断面図的に示した）である
。

この例においては光源として拡散光源を用いるもので、
例えば発光する表面で光が拡散するようにされた発光ダ
イオード（９）が用いられる。この例。

では、この発光ダイオード（９）の発光表面部は矩形（
角形）とされている。

また、この発光ダイオード（９）からの光のディスク（
１）による反射光をレンズ（１１）を介して受光する光
検出器（１Ｏ）が設けられる。この光検出器（１０）は
光検出領域が２分割された２分割光検出器とされる。

この場合、これら発光ダイオード（９）、光検出器（１
０）及びレンズ（１１）は筒状体からなるハウジング部
材（１２）に取り付けられる。すなわち、ハウジング部
材（１２）の一方の開口端側にはレンズ（１１）が配さ
れ、他側の開口端側にはこのレンズ（１１）の焦点面位
置において発光ダイオード（９）と光検出器（１０）と
が、このレンズ（１１）の光軸（１１＾）を含む面を境
にして左右に配される。そして、このように発光ダイオ
ード（９）、光検出器（ｌＯ）及びレンズ（１１）が配
されたハウジング部材（１２）が、図に示すように、レ
ンズ（１１）がディスク（１）側となり、かつ、発光ダ
イオード（９）と光検出器（１０）とがディスク（１）
のスキュー検出方向に対して直交する方向に並ぶように
設置される。

この例の場合、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、発光ダイオード（９）と光検
出器（１０）とは、ディスク（１）の半径方向に直交す
る方向に配される。また、この場合、レンズ（１１）の
光軸（１１＾）が、光ピツクアップとの光軸が垂直にな
っている場合におけるディスク（１）の記録面に対して
垂直になるように設置される。さらに、２分割光検出器
（１０）の分割線（ＩＯＣ）はスキュー検出方向に直交
する方向、即ちディスク（１）の半径方向に対し直交す
る方向で、しかも、光軸（ＩＩＡ）を含む面と交わるよ
うにされる。

なお、第６図に発光ダイオード（９）と２分割光検出器
（１０）のみの斜視図を示す。

このように構成すると、光検出ａｉ（１０）には発光ダ
イオード（９）の表面部の実像が第３図で斜線を付して
示す像（１３）として結像する。このようになる原理図
を第７図及び１８８図により示す。

即ち、レンズ（１１）の光軸（ＩＩＡ）とディスク（１
）の記録面とが垂直になっていれば、ディスク（１）の
記録面への入射光と反射光の光路は全く対象的で、第７
図のようになる。したがって、レンズ（１１）の光軸（
ＩＩＡ）を含み、ディスク（１）の半径方向に沿う面よ
りも左側にある発光ダイオード（９）の実像が上記面の
右側においてレンズ（１１）の焦点面で結像する。この
第７図においてディスク（１）よりも上側にある部分は
ディスク（１）の記録面で反射される部分であるから、
ディスク（１）の記録面で折り返すと第８図に示すよう
なものとなり、発光ダイオード（９）の表面部の実像が
、ちょうど光検出器（１０）の位置において結像するこ
とになるのである。

埼して、レンズ（１１）の光軸（ｌｊｌ　）とディスク
（１）の記録面とが第７図のように垂直になっている状
態においては、第１Ｏ図Ｂに丞ずように２分割光検出器
（１０）の各分割領域（１０＾）（ＩＯＢ）に同じ量だ
けまたがって像（１３）が結像する。したがって、各分
割領域（１０＾）（１０Ｂ）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９図に示すように
レンズ（１１）の光軸（ＩＩＡ）とディスク（１１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
、発光ダイオード（９）の像の位置は（１４）のように
この傾いたディスク（１）のため、その半径方向に垂直
な方向にずれ、このため、光検出器（１０）の像（１３
）は第１０図Ｃのように領域（ＩＯＢ）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９図の状態とは反対側に、つまり、
図の右側が下がるようなスキニごを有するときは、光検
出器（１０）の像（１３）は第１０ｙＪＡに承すように
、領域（ＩＯＡ）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（１０）の各領域（ＩＯＡ）
（ｌｐＢ）からの光学像（１３）の検出出力の差により
ディスク（ｌ）のスキニーの方向及、び量を検出するこ
とができる。

以上のようなディスク（１）のスキニー検出手段が用い
られて次のようにして、光ピツ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。

すなわち、先ず発光ダイオード（９）と光検出器（１０
）とは、光ピツ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ツクアップとともに可動でき
るようにされる。

第１１図はこの光ピツクアップ及びスキニー検出部を含
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）のピントによる記録情報を検出するための光
ピンクアンプの光学系と、スキニーを検出するための光
学系が収納されている。光ピツ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、光ピツクアップの光学系の光軸位置（２１Ｍ）
に対して、記録トラックＴの長手方向に、前述したスキ
ニー検出手段としてのハウジング部材（１２）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（１１）の光軸を含む面は、光ピツクアップの光
軸（２１＾）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
はウオームギア（２４）が取り付けられ、このウオーム
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オーム（２７）に噛み
合うように２枚の側板（２８＾）（２８Ｂ）の軸孔（２
９Ａ）　　（２９Ｂ）に軸（２３）が回転自在に挿通さ
れ、モータ（２６）によりウオーム（２７）が回転した
とき、その回転に応じた回転角だけウオームギア（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、
ｉ−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、光ピツクアップの光軸（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１２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（１０）の各分割領域（Ｉ
ＯＡ）及び（１０Ｂ）からのそれぞれの光学像（１３）
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−５Ｂ 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）は各検出出力の差５Ａ−３Ｂに比例して回
転制御され、５Ａ−３Ｂ＝Ｇとなるようにフィードバッ
クがかかることになる。つまり、光ピツクアンプの光軸
（２１Ａ　）がディスク（１）の記録面と常に垂直にな
るようにされるものである。

すなわち、第１３図Ａは、（ＳＡ）、　　（ＳＢ）。

（ＳＡ＋ＳＢ）、（ＳＡ−３Ｂ）のそれぞれの特性を示
し、縦軸は信号電位（ｍＶ）　、横軸は光軸の垂直から
の角度（１）ｅｇ、）である、また図中実線はディスク
１１）と光学ブロック（２０）との距離が近い場合、破
線は中間の場合、一点鎖線は遠い場合を示している。こ
の図から明らかなように（ＳＡ−３Ｂ）は角度に対して
正負に変化している。しかしこの場合に変化の傾きが距
離によって大幅に異なる。そこで上述のように（ＳＡ−
３Ｂ）の値を（ＳＡ＋ＳＢ）で割算して正規化すること
により、同図Ｂに示誓ように略同−の特性とすることす
るようにフィードバックをかけることによって垂直に保
つためのスキニーサーボが行われる。

ところがこの装置において、例えばディスク（１）が設
けられずに上述のスキューサーボが行われると、（ＳＡ
＋ＳＢ）が０のために（ＳＡ−３Ｂ）のわずかな差でも
演算回路（３２）からは大きな演算出力が取り出され、
モータ（２６）が急激に駆動されて故障等のおそれが生
じる。

また光検出器（１０）の各分割領域（ＩＯＡ）及びＣＩ
ＱＢ）のいずれか一方の系（後段のアンプ（３１＾）及
び（３１Ｂ）等も含む）からの検出出力が得られなくな
ると、例えは出力ＳＡが得られなくなった場合には（Ｓ
Ａ−３Ｂ）＜Ｑになり、スキューサーボは出力ＳＡを大
きくする方向に働くが、出力ＳＡは常に０であるのでモ
ータ（２６）へはその方向の駆動電流が流れ続ける。こ
のためモータ（２６）は、例えば装置が機械的なストッ
パに当っても動き続けようとし、過負荷による発熱等に
よって破損のおそれが極めて大きい。

これに対して上述のストッパにリーフスイッチを設け、
装置がこれに当るとモータ（２６）への電流の供給が停
止されるようにすることが提案されている。しかしなが
らこの場合に、リーフスイッチのように機械的な検出手
段を設けていると、機械的な衝撃等によって誤動作のお
それがあり、動作の安定性・信頼性等の点で問題が多く
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の装置は上述のように構成されていた。このため異
常時に装置の破損等のおそれがあり、またこれを安定か
つ確実に防止することができない問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、光源（発光ダイオード（９））と、２分割光
検出器（ｌＯ）とを有し、上記光源の出力光の光学式デ
ィスク（１）からの反射光を上記２分割光検出器で受光
して上記光学式ディスクの傾斜を検出し、この検出信号
により光学式ピックアップのレーザー光の光軸（２）を
上記光学式ディスクの記録面に垂直に制御するようにし
た光学式ディスク再生装置において、上記２分割光検出
器（１０）の受光の和（加算器（５１）　）の光量レベ
ルを測定（コンハレータ（５２））シ、この値が所定レ
ベル（可変抵抗器（５３））以下になったことを検出し
て上記制御を中止（アンド回路（４６０）及び（４６Ｄ
））するようにしたことを特徴とする光学式ディスク再
生装置である。

〔作用〕

°　この装置によれば、異常時に制御を中止することに
より装置の破損が防止されると共に、この異常の検出を
光検出器の出力にて行っているので、検出を安定かつ確
実に行うことができる。

〔実施例〕

第１図において、アンプ（３１Ａ）及び（３１Ｂ）から
の検出出力ＳＡ及びＳＢが演算回路（３２）を構成する
減算１ｌ（４１）及び加算器（４２）に供給され、この
減算器″（４１）の出力（ＳＡ−３Ｂ）がコンパレータ
（４３０）及び（４３０）の正入力に供給される。また
加算器（４２）の出力（ＳＡ＋ＳＢ）が乗算回路（４４
）にて所定の係数にと乗じられて例えば減算出力の０．
３°のスキニーに相当するレベルの信号が形成され、こ
の信号がコンパレータ（４３０）の負入力端子に供給さ
れると共に、さらに反転回路（４５）を通じてコンパレ
ータ（４３０）の負入力端子に供給される。これらのコ
ンパレータ（４３０）及び（４３Ｄ）の比較出力がそれ
ぞれアンド回ＩＩ　（４６０）及び（４６０）を通じて
カウンタ（４７）のアップ制御端子及びダウン制御端子
に供給される。

また例えばディスク＋１１を回転させるスピンドルに設
けられた周波数発電機（図示せず）からのパルス信号が
端子（４８）−を通じてカウンタ（４７）の針数端子に
供給される。さらに端子（４８）からの信号が３２分周
器（４９）に供給され、分周信号がカウンタ（４７）の
リセット端子に供給される。

これによってカウンタ（４７）では、端子（４８）に供
給されるパルス信号の３２パルス毎に、その間の±０．
３°以上のスキューの期間に相当するパルスの数が計数
される。そしてこの針数値が例えば±１６以上になった
ときに、この正負の符号に応じた出力が取り出される。

これらの出力がそれぞれ分局器（４９）からの出力によ
って開かれるゲート回路（５０υ）及び（５００）を通
じてモータ（２６）の両端に供給される。

うにフィードバックが行われ、レーザーの光軸を垂直に
保つためのスキニーサーボが行われる。

そしてさらにこの回路においモ、アンプ（３１＾）及び
（３１Ｂ）からの信号が加算器（５１）に供給され、こ
の加算信号（Ｓ　Ａ　＋　Ｓ　Ｂ）がコンパレータ（５
２）の正入力端子に供給されると共に、可変批［４（５
１）からの所定レベルの電圧がコンパレータ（５２）の
負入力端子に供給され、このコンパレータ（５２）の出
力信号がアンド回路（４６０）及び（４６０）に供給さ
れる。

従ってこの回路において、加算信号が所定レベル以下に
なったときにコンパレータ（５２）がら０が出力され、
アンド回路（４６０）及び（４６０）に供給されてカウ
ンタ（４７）への信号の供給が遮断される。

そしてこの回路において、加算信号は通雷は第１３図に
示すように±３°の範囲で略一定である。

これに対してディスク（１）が無いときは略０になる。

また信号ＳＡまたはＳＢのいずれか一方が得られないと
きは、残りの一方の信号のみとなり、第１３図から明ら
かなように、その残りの一方の信号を減らす方向にスキ
ューサーボが働いたときに急激にレベルが低下すること
になる。

そこでこの回路において、可変抵抗器（５３）にて加算
信号の通常時のレベルの１／３またはｌ／４のレベルを
設定しておくことにより、ディスク（１）−が無いとき
に信号が遮断されると共に、信号ＳＡまたはＳＢの一方
が得られないときにはその逆の方向に１°〜２°変位さ
れた時点で信号が遮断されるようになる。なお第１３図
に示されるようにディスク（１）と光学ブロック（２０
）との距離によって信号ＳＡ及びＳＨのレベルが変化す
るが、この距離は再生装置のディスク載置部の構成等に
よって装置ごとに固有に定まるものである。従って製造
工程等において各装置ごとに加算信号のレベルを測定し
、それに応じて可変抵抗器（５３）を調整し〔発明の効
果〕 本発明によれば、異常時に制御を中止することにより装
置の破損が防止されると共に、この異常の検出を光検出
器の出力にて行っているので、検出を安定かつ確実に行
うことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の構成図、第２図〜第１３図は従
来の装置の説明のための図である。 （ｌＯ）は２分割光検出器、（２６）はスキューモータ
、（３２）は演算回路、（４６０）及び（４６Ｄ　）は
アンド回路、（５１）は加算器、（５２）はコンパレー
タ、（５３）は可変抵抗器である。 第３図 第４図　　　　　第５図 第７図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光源と、２分割光検出器とを有し、上記光源の出力光
   の光学式ディスクからの反射光を上記２分割光検出器で
   受光して上記光学式ディスクの傾斜を検出し、この検出
   信号により光学式ピックアップのレーザー光の光軸を上
   記光学式ディスクの記録面に垂直に制御するようにした
   光学式ディスク再生装置において、上記２分割光検出器
   の受光の和の光量レベルを測定し、この値が所定レベル
   以下になったことを検出して上記制御を中止するように
   したことを特徴とする光学式ディスク再生装置。