JPS61230683A

JPS61230683A - ディスク用検出器の特性評価装置

Info

Publication number: JPS61230683A
Application number: JP7194585A
Authority: JP
Inventors: Kenta Mikuriya; 健太御厨
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1985-04-05
Filing date: 1985-04-05
Publication date: 1986-10-14
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: JPH0697508B2

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、情報の記録された円板上の媒体（以下ディス
クという）及びこれから情報を読出す検出器の特性測定
装置に関し、特にディスクのトラックに対する特性を測
定する場合に用いて好適な検出器及びディスクの特性測
定装置に関する。

（発明の背景）ディスクには、（ａ）　　溝を形成して、これを触針で検出するもの。

（ｂ）　　溝を形成して、これを静電容量の変化として
検出するもの。

（ｃ）　　溝を形成して、これを光学式変位変換器によ
シ検出するもの。

（ｄ）　　磁気記録媒体を表面に塗布して、磁化方向を
磁気ヘッドによ漫検出するもの。

等がある。

これらのディスクにおいて、ディスク面の歪。

ディスクの内径の中心とトラックの中心との偏心等によ
り、記録を読み出すべき位置は三次元的に変動している
。

〈光ディスク〉ディスクに貯えられた情報を取り出す装置として、例え
ばオランダのフィリップス社の開発した光ビデオディス
クがある。これは周波数変調された信号を凹凸として記
録した媒体から光で検出し。

再生するものである。この光ビデオディスクの記録媒体
であるディスクは直径約３’Ｏｃｍの円盤で、その表面
にはビットと呼ばれる情報を含んだ溝が同心円状あるい
は螺旋状に並んでいる。このビットは幅帆５ｐｍ、長さ
２２−１５１Ｊ、深さ０．１５　ｐｍ　（Ｈｅ−］Ｎｅレーザの一波長）で、隣り合ったトラック間の距離
は２ｐｍである。

このビットの形状を解像度良く検出するためには、光学
式検出機の焦点の位置をビットの幅方向で０．１ｐｍ、
深さ方向で０．５ｐｍ以内に保つ必要がある。そこで検
出には自動的に焦点を結ぶためにフォーカスサーボ機構
と５　トラックに正確に追従するためのトラックサーボ
機構が設けである。

また同様な再生専用ディスクとして、ディジタルオーデ
ィオディスクがある。更に電子計算機に記憶装置として
用いるディスクとして、トラック案内溝（以下プリグル
ープという）の形成された追記形ディスクや再録形ディ
スクがある。

〈特性測定装置の必要性〉しかしながら、実際のディスクはディスクの理論的に正
確な幾何学的基準（以下データムという）とは異なって
いる。すなわち、（ａ）　　ディスク面が回転にともない読出し書込ヘッ
ドに対し上下にすること（以下振れという）。

（ｂ）　　ディスクに形成されたトラック（ピット列ま
たはブリグルプをいう）の幾何学的中心と、ディスクの
外径（若しくは中央に内孔を一有する場合にはディスク
の内径）の中心とが一致しないこと（以下偏心という）
。

（ｃ）　　ディスク面が完全に平坦ではなく、傾きを有
していること（以下反シという）。

などの形態上の誤差を有している。

このため、回転しているディスクの表面における光学式
検出器の焦点位置は三次元的に数１００　ｐｍの範囲で
不規則に変動することになる。従って、ディスクのデー
タムからのずれが大きくなると、自動焦点位置調整装置
が追従できなくなる。そこで、ディスクの偏心が規定量
内に入っているか否かを評価することや、ディスクのデ
ータムからのずれが拡大しても光学式検出器が誤シなく
情報を取出せるように、光学式検出器の特性を評価して
、一定水準以上のものを使用する必要がある。

（従来の技術）第５図は従来の検出器の動特性測定装置の構成図で、（
ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。図において、
１は一様な強度分布を有する平行光線束、２は照射され
た光の量に応じて信号を発生するフォトダイオード、３
は半導体レーザを用いた光学式検出器、４は光学式検出
器３を矢印Ａ方向（ディスクの半径方向）に移動させる
駆動回路、５はフォトダイオード２の出力から光学式検
出器３の変位を測定する変位変換器である。

光学式検出器３ば、レーぜ光を発する半導体レーザ３ａ
、ｌ！：、レーザ光の光軸を定めるコリメートレンズ３
ｂと、ディスク上に光を集光する集光レンズ３ｃと、ハ
ーフミラ−と収束レンズとを含んで構成されディスク上
の信号で変調された反射光を電気信号に変換する光検知
機構３ｄと、これらの光学系３ａ、　３ｂ、　３ｃ、　
３ｄを一体に支持する筒体３ｅと、筒体３ｅを光軸及び
これに垂直方向に移動可能に支持するスプリング３ｆと
、筒体３ｅを光軸方向に移動させるフォーカスアクチュ
エータ３ｇと、筒体３ｅを光軸と垂直方向（ディスクの
半径方向）に移動させるトラックアクチュエータ３ｈと
、上記３ｅ、　３ｆ、　３ｇ。

３１〕を一体に保持する筐体３にとによシ構成されてい
る。

このように構成された装置においては、駆動回路４の出
力と変位変換器５によシ求めた光学式検出器３の変位と
の比を用いて、トラックアクチュエータ３ｈのゲイン及
び動特性を測定する。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような方法でトラックアクチュエー
タの特性を測定するには、光学式検出器３をディスク装
置から取外すことが必須となるので、容易に測定できな
かった。

本発明は上記の欠点を解決したもので、基準ディスクを
用いることにより容易に検出器の特性を測定する装置を
実現することを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段）このような目的を達成する第１の発明は、同心円状捷た
は螺旋状に等間隔に形成されたトラックを有する基準デ
ィスクと、この基準ディスクに記録された情報を検出す
る検出器と、この検出器の基準ディスクにおける検出位
置を基準ディスクの半径方向に移動させる駆動回路と、
前記検出器の前記ディスク上の検出位置がトラックの中
央位置からずれている量を測定するトラッキングエラー
回路と、このトラッキングエラー・回路の信号から前記
検出部がトラ、りを通過する毎に対応した信号を発生す
るゼロクロス検出回路と、このゼロクロス検出回路の出
力によって前記駆動回路の前記検出器を駆動する出力信
号を保持するサンプルホールド回路とを備えたものであ
る。

このような目的を達成する第２の発明は、同心円状捷た
は螺旋状に等間隔に形成されたトラックを有する基準デ
ィスクと、この基準ディスクのイ扁心を測定する検出器
と、この検出器の基準ディスクにおける検出位置を基準
ディスクの半径方向に移動させる駆動回路と、前記検出
器の前記ディスク上の検出位置がトラックの中央位置か
らずれている量を測定するトラッキングエラー回路と、
このトラッキングエラー回路の信号から前記検出部がト
ラックを通過する毎に対応した信号を発生するゼロクロ
ス検出回路と、このゼロクロス検出回路の出力によって
前記検出器の出力信号を保持するサンプルホールド回路
とを備えたものである。

このような目的を達成する第３の発明は、同心円状また
は螺旋状に等間隔に形成されたトラックを有する基準デ
ィスクと、この基準ディスクに記録された情報を検出す
る検出器と、この検出器の基準ディスクにおける検出位
置を基準ディスクの半径方向に移動させる駆動回路と、
前記検出器の前記ディスク上の検出位置がトラックの中
央位置からずれている量を測定するトラッキングエラー
回路と、このトラッキングエラー回路の信号から前記検
出部がトラックを通過する毎に対応した信号を発生する
ゼロクロス検出回路と、このゼロクロス検出回路の出力
によって前記駆動回路の前記検出器を駆動する出力信号
を保持するサンプルホールド回路と、前記ゼロクロス検
出回路からの信号を入力し駆動回路の出力を制御する制
御回路とを備えたものである。

（実施例）以下図面により本発明を説明する。

第１図は、第１の発明の一実施例を示す構成図である。

尚、第１図において前記第５図と同一作用をするものに
は同一符号をっけ説明を省略する。

６は、透明な基板例えばガラスやポリカーボネートなど
で製造され、同心円状首たは螺旋状にトラックが等間隔
ｄで形成された基準ディスク、７は光検知器３ｄの信号
から光学式検出器３のディスク６上の位置がトラックで
あるか否かを判定するトラッキングエラー回路、８はト
ラッキングエラー回路７の出力信号Ｖａから光学式検出
器３がディスク６上のトラックを通過する毎に対応する
信号ｖｂを出力するゼロクロス検出回路、９は駆動回路
４がトラ、クアクチュエータ３ｈに供給する電流信号Ｖ
ｃ、例えば正弦波、三角波などの波形上その周期２Ｔｏ
を定める信号発生器、１０はゼロクロス検出回路の出力
信号ｖｂによって駆動回路４の出力信号Ｖｃを保持する
サンプルホールド回路である。

このように構成された装置の動作を第２図に基づいて説
明する。信号（］）は駆動回路４の発生する三角波ｖｃ
で、電圧の上昇する期間と電圧の降下する期間とが等し
く々っている。信号（２）はトラッキングエラー回路７
の出力Ｖａで、光学式検出器３がトラックを通過する際
に略正弦波状の電圧を一波長分発生する。信号（３）は
ゼロクロス検出回路８の内部で用いられる信号で、駆動
回路４の発生する三角波Ｖｃの上昇する期間のみ信号ｖ
ｂを出力するようにする時間窓である。信号（４）はゼ
ロクロス検出回路８の内部で用いられる信号で、信号Ｖ
ａがあらかじめ定められた正、負のしきい値ｖｔｈを超
える際にＳ、Ｒ，フリップフロップを用いて時間窓を設
定している。信号（５）はゼロクロス検出回路８の出力
ｖｂで、・信号（４）で設定された時間窓が開いている
間で信号（２）が零を通過する時に、パルス信号を発生
して光学式検出器３がトラックを通過したことを知らせ
る。

サンプルホールド回路１０は、信号ｖｂの発生するパル
スの時間ｔ１．　ｔ２．　ｔ３．　ｔ４によって、駆動
回路４の出力信号ＶＣの電圧ＶＢ、　Ｖ２．　Ｖ３．　
Ｖ４を保持する。

これにより、トラック間隔ｄごとの電圧Ｖ１．　Ｖ２゜
れる。たとえばゲインＧを次式により求めることができ
る。

Ｇ　＝　（Ｖｌ　−Ｖ２　）　／　ｄ　　　　　　　　
　　　（１）伺、信号発生器９の周期２Ｔｏをかえて、
動特性を知るのに必要々周波数特性Ｇ　（ｆ）を求める
こともである。ここに周波数ｆは次式で与えられる。

ｆ　＝　−（２）２Ｔ。

第３図は、第２の発明の一実施例を示す構成図である。

伺第３図において、前記第１図及び第５図と同一作用を
するものには同一符号をつけ説明を省略する。

１１は基準ディスクが回転することによって、ディスク
の偏心を測定する偏心検出器、１２は筒体３ｅとの距離
を測定してトラックアクチ１エータ３ｈによ）検出器３
のディスク上の検出位置がどれだけ変動したかを求める
変位センサである。

このように構成された装置の動作を第２図に基づいて説
明する。信号（１）は偏心検出器１１の検出する信号Ｖ
ｃで、駆動回路４の発生する三角波Ｖｄと概ね相似にな
っている。信号（３）はゼロクロス検出回するようにす
る時間窓である。伺、信号（２）、　（４）。

（５）ｌｄ第１の発明における動作と同一である。

サンプルホールド回路１０は、信号ｖｂの発生するパル
スの時間ｔ１．　ｔ２．　ｔ３．　ｔ４によって、偏心
検出器】１の出力信号Ｖｃの電圧Ｖ１　、　Ｖ２　、　
Ｖ３　、　Ｖ４を保持する。この信号は、ＡＤ変換器１
３によってアナログ信号からディジタル信号に変換され
、マイクロプロセッサ１４によっても必要な演算、例え
ば（１）式が行なわれる。これによって、偏心検出器１
１のゲイン、非直線性１周波数特性などの特性が得られ
る。

この特性は基準ディスク６に代えて、形状を検査すべき
ディスクの偏心を求める際に、有効に使用されて偏心量
が誤差なく測定できる。

第４図は、第３の発明の一実施例を示す構成図である。

伺第４図において、前記第１図及び第５図と同一作用を
するものには同一符号をっけ説明゛　を省略する。

１５は光学式検出器３の振幅を一定に保持するために駆
動回路４の電圧を制御する電圧制御回路、】６は駆動回
路４が発生する三角波の周期２Ｔｏを定める周波数基準
回路である。

このように構成された装置の動作を第２図に基づいて説
明する。尚、信号（１）〜（５）は前記第１の発明と同
一なので、説明を省略する。信号（６）は電圧制御回路
１５の内部で光学式検出器３の変位を求めるための信号
で、信号ｖｂを基礎として光学式検出器３が所定のトラ
、り間を通過する時間Ｔ２を求める。信号（７）は電圧
制御回路１１の内部で光学式検出器３のより詳細な変位
を求める信号で、三角波の上昇する時間’ｒｏと信号（
６）の時間Ｔ２とから定まる時間Ｔ１．Ｔ３を求めてい
る。

電圧制御回路は、信号（６）より光学式検出器３の変位
を知り、振幅比α−Ｔ２　／　Ｔｏが一定になるように
三角波の電圧振幅を制御する。たとえば振幅比αが所定
の設定値α。よシ大きいときには三角波の電圧振幅を小
さくする。信号（７）は光学式検出器３が定められた位
置を中心に変位するように制御するもので、次式で定め
られる時間比βが一定に々るように三角波の電圧の直流
分を制御する。

Ｔ１−　Ｔ３ β＝　−（２）Ｏここでは、αがスパンに対応し、βが零点に対応してお
り、α、βを一定に保つことにより光学式検出器３の運
動が一定に保たれる。

膚、上記各実施例では三角波を用いて光学式検出器３を
制御したが、正弦波等の同一の波形がある周期２Ｔｏで
くり返しあられれるものであってもよい。

オだ、第１．第２．第３の発明において光学式検出器の
場合を実施例として示したが、例えば静電容量式検出器
でも良く、また磁気式検出器でもよく、要するにディス
クに形成されたトラックを検出するものであればよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば基準ディスクを用
いて検出器の特性を測定できるので、ディスク装置やデ
ィスク形状測定装置の校正や検査が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示す構成図、第２図は
第１の発明及び第２の発明の装置の動作説明図、第３図
は第２の発明の一実施例を示す構成図、第４図は第３の
発明の一実施例を示す構成図、第５図は従来装置の構成
図である。３・・・光学式検出器、４・・・駆動回路、６・・・基
準ディスク、７・・・トラッキングエラー回路、８・・
・ゼロクロス検出回路、　１０・・・サンプルホールド
回路、１１・・・偏心検出器、１５・・・電圧制御回路
。４’ｊ、：４・・、。代理人　　　弁理士　　小　沢　信　助、・−１ノ・・
・、）ビア

Claims

【特許請求の範囲】

（１）同心円状または螺旋状に等間隔に形成されたトラ
ックを有する基準ディスクと、この基準ディスクに記録
された情報を検出する検出器と、この検出器の基準ディ
スクにおける検出位置を基準ディスクの半径方向に移動
させる駆動回路と、前記検出器の前記ディスク上の検出
位置がトラックの中央位置からずれている量を測定する
トラッキングエラー回路と、このトラッキングエラー回
路の信号から前記検出部がトラックを通過する毎に対応
した信号を発生するゼロクロス検出回路と、このゼロク
ロス検出回路の出力によって前記駆動回路の前記検出器
を駆動する出力信号を保持するサンプルホールド回路と
を備えた特性評価装置。
（２）同心円状または螺旋状に等間隔に形成されたトラ
ックを有する基準ディスクと、この基準ディスクの偏心
を測定する検出器と、この検出器の基準ディスクにおけ
る検出位置を基準ディスクの半径方向に移動させる駆動
回路と、前記検出器の前記ディスク上の検出位置がトラ
ックの中央位置からずれている量を測定するトラッキン
グエラー回路と、このトラッキングエラー回路の信号か
ら前記検出部がトラックを通過する毎に対応した信号を
発生するゼロクロス検出回路と、このゼロクロス検出回
路の出力によって前記検出器の出力信号を保持するサン
プルホールド回路とを備えた特性評価装置。
（３）同心円状または螺旋状に等間隔に形成されたトラ
ックを有する基準ディスクと、この基準ディスクに記録
された情報を検出する検出器と、この検出器の基準ディ
スクにおける検出位置を基準ディスクの半径方向に移動
させる駆動回路と、前記検出器の前記ディスク上の検出
位置がトラックの中央位置からずれている量を測定する
トラッキングエラー回路と、このトラッキングエラー回
路の信号から前記検出部がトラックを通過する毎に対応
した信号を発生するゼロクロス検出回路と、このゼロク
ロス検出回路の出力によって前記駆動回路の前記検出器
を駆動する出力信号を保持するサンプルホールド回路と
、前記ゼロクロス検出回路からの信号を入力し駆動回路
の出力を制御する制御回路とを備えた特性評価装置。