JPS6258425A - 光ビ−ム照射位置検出装置 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、例えば光学式ディスクに光ビームを照射す
ることによって情報信号を記録可能な光学式ディスク記
録再生装置に係り、特にディスク上の光ビームの照射位
置を検出可能とする光ビーム照射位置検出装置に関する
。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近時、光ビームによって情報信号の記ｉ及び再生を可能
とする種々の光学式ディスクの記録再生方式が開発され
ている。その方式の一つとして、光学式ディスクの信号
記録面上にトラッキング用案内溝を複数の同心円あるい
は螺旋状に形成しておき、情報信号に応じて点滅あるい
は変化する光ビームを上記ディスクの案内溝上に照射し
て、その案内溝上に情報信号に応じた記録ビット（深さ
０．１−程度の穴）あるいは化学変化部（記録層の化学
変化により反射率の異なる部分）でなる信号列を形成す
ることにより、情報信号を記録する方式が考えられてい
る。

ところで、上記のようにディスクに情報信号を記録する
場合、光ビームを目的とする記録溝上に照射するために
、ディスクの信号記録面上の光ビームの照射位置をなる
べく正確に検出する必要がある。この場合、例えばＣＤ
（コンパクトディスク）方式にもみられるように、既記
録部分の情報信号にはそれが記録されているディスク上
の位置を表わす情報を含むようにした方式では光ビーム
で信号列をトレースして情報信号を読取れば、光ビーム
がディスク上のどの位置にあるかを容易に検出すること
ができる。しかしながら、未記録部分または既記録部分
でも記録情報内に記録位置を表わす情報を含まないよう
にした方式の場合、何の位置情報も得られないため、光
ビームの照射位置を正確に検出することは極めて困難で
ある。

このような問題を改善するために、従来では第７図及び
第８図にそれぞれ示すような光ビーム照射位置検出装置
が考えられている。まず、第７図に示す装置について説
明すると、ａは光学式ディスク、ｂはディスクモータ、
Ｃはピックアップ、ｄは送りモータで、ピックアップＣ
は送りモータｄによってディスクａの半径方向に移動可
能となされている。このピックアップＣには摺動子ｅが
取付けられている。この摺動子ｅは、ピックアップＣの
移動に伴って、位置検出部ｆを構成しディスクａの半径
方向に延在された抵抗体ｑ上を摺動するようになされて
いる。上記抵抗体ｑには電圧＋Ｅが印加されている。こ
のため、上記摺動子ｅからピックアップＣの移動位置に
対応した電圧Ｖを取出すことができる。この電圧■は光
ビーム照射位置に対応するものである。

次に、第８図に示す装置について説明するが、第７図と
同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部
分について述べる。すなわち、上記ピックアップＣには
位置検出用の例えばフォトトランジスタ等の発光素子り
が取付けられており、その照射方向にはフォトダイオー
ド等の受光素子を多数ディスク半径方向に配列させた受
光部ｉが設けられている。この受光部１の各受光素子出
力はそれぞれパラレルに信号処理回路ｊに導出される。

この信号処理回路ｊ′は受光部ｉの出力信号から上記発
光素子りの光ビームが受光部ｉのどの位置に照射されて
いるかを検出するもので、その検出データはディスクａ
の信号記録面上の光ビーム照射位置に対応する。

ところが、第７図に示したような装置では、摺動子ｅが
抵抗体ｑに接触しているため、ピックアップ送り機構に
負担がかかり、高速にピックアップを送ることができな
くなる。また、抵抗体ｑの摩耗によって経年変化をまぬ
がれない。一方、第８図に示した装置では、発光素子を
ピックアップに新たに設けなければならず、その発光素
子の駆動回路が必要となる等の欠点がある。

さらに、上記２つの装置は、上記光ビームを発生してデ
ィスクの信号記録面に照射する光学式ピックアップ自体
の位置を検出することにより、光ビームの照射している
位置を判断しようとするものであるが、これでは検出精
度が悪いばかりでなく、上記案内溝の中心とディスクの
回転中心とが異なるいわゆる偏心があると、ディスク回
転の中心に対する絶対的な位置は検出できるものの、案
内溝の中心に対する相対的な位置を検出できないため、
例えば光ビームを目的とする案内溝へ移動させることが
できない。

［発明の目的］ この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
、ディスクの案内溝あるいは信号列の偏心による誤差が
なく、極めて正確に光ビームの照射位置を検出すること
のできる光ビーム照射位置検出装置を提供することを目
的とする。

［発明の概要コ すなわち、この発明に係る光ビーム照射位置検出装置は
、信号記録面上に形成されたトラッキング用案内溝ある
いは情報信号に応じた反射率の異なる信号列と同一の中
心を持つリング状の光透過制御部を形成してなるディス
クと、このディスクの半径方向に移動しながら前記情報
信号に応じて変化する光ビームを前記案内溝に照射して
情報信号を前記ディスクに記録するあるいは前記ディス
クの半径方向に移動しながら前記ディスクに所定波長の
光ビームを照射し前記信号列によって変化を受けた光ビ
ームの反射光を受光することにより前記ディスクに記録
された情報信号を読取るピックアップと、前記ディスク
の一方面側の光透過制御部付近に光を照射する光源と、
前記ディスクの他方面側の前記光源と対向する位置に同
サイズの複数個の受光素子を前記ディスクの半径方向に
配置してなる第１の受光部と、前記ピックアップの移動
方向にその移動範囲に渡って同サイズの複数の受光素子
を配置してなる第２の受光部と、前記ピックアップで発
生される光ビームの一部を前記第２の受光部に照射する
ビーム照射手段と、前記第１及び第２の受光部の各受光
素子の出力から前記ディスクの光透過制御部に対して相
対的な光ビーム照射位置を算出する位置算出手段とを具
備したことを特徴とするものである。

［発明の実施例コ 以下、第１図乃至第６図を参照してこの発明の一実施例
を説明する。但し、第１図乃至第６図において、同一部
分には同一符号を付して示し、ここではそれぞれ異なる
部分についてのみ述べる。

第１図はその構成を示すもので、図中符号１１はディス
クである。このディスク１１は半透明な樹脂でドーナツ
状に形成されたもので、その図中下側の面には図示しな
いがトラッキング用案内溝が内周から外周にかけて螺旋
状に形成されている。さらに、この案内溝より内周には
案内溝と同一の中心を持つリング状の光透過部１１１が
形成されている。このディスク１１はディスクモータ１
２によって所定速度で回転される。

また、ディスク１１の図中下部には光学式ピックアップ
１３が設けられている。この光学式ピックアップ１３は
、情報記録時において、記録すべき情報信号に応じて点
滅あるいは変化する光ビームＡを上記ディスク１１の案
内溝上に照射することにより。

そこに情報信号に対応した記録ピットあるいは化学変化
部なる信号列を形成する。また、情報再生時において、
ディスク１１の信号列上に光ビームＡを照射し、その信
号列によって変化を受けた反射光を受光することによっ
て、ディスク１１に記録されている情報信号を読み出す
ものである。

このピックアップ１３は図示しないフォーカスサーボ回
路及びトラッキングサーボ回路にによって制御される。

すなわち、これらのサーボ回路はピックアップ１３の出
力信号から上記光ヒームＡの焦点ずれに対応したフォー
カスエラー信号及び光ビー・ムの案内溝に対する位置ず
れに対応したトラッキングエラー信号を生成し、各エラ
ー信号に基づいて上記ピックアップ１３の対物レンズ（
図示せず）をディスク１１の信号記録面垂直方向及び半
径方向に移動制御して、常に光ビームＡの焦点をディス
ク１１の信号記録面上に合わせ、この光ビームＡを案内
溝上あるいは信号列上に照射させるフォーカスサーボ及
びトラッキングサーボを施すものである。さらに、上記
ピックアップ１３は送りモータ１４によってトラッキン
グサーボに追従してディスク１１の半径方向に移動可能
となされており、また強制的に移動させることもできる
ようになっている。

また、上記ディスク１１の光透過部１１１の図中下部に
はディスク１１０半径方向に長い光源１５が設けられて
いる。この光源１５は光ビームＢを発生し、この光ビー
ムＢを上記光透過部１１１を通して第１の受光部１６に
照射するものである。この第１の受光部１６はディスク
１１の図中上部の上記光源１５と対向する位置に、同一
の幅を有する複数個の受光素子（例えばフォトダイオー
ド）をディスク１１の半径方向に配置させたものである
。一方、上記ピックアップ１３から照射された光ビーム
Ａはディスク１１の信号記録面に当たって一部反射され
、上述したようにピックアップ１３に戻って信号再生に
供されるが、その一部はディスク１１を透過して第２の
受光部１７に照射される。この第２の受光部１７は、デ
ィスク１１の図中上部の上記ピックアツプ１３移動部と
対向する位置に、同一の幅を有する複数個の受光素子〈
例えばフォトダイオード）をディスク１１の半径方向に
配置してなるものである。

上記第１及び第２の受光部１６．１７の各受光素子で光
電変換されたパラレルデータはそれぞれ位置検出回路１
８の第１及び第２のヘッドアンプ１９．２０で増幅され
た後、第１及び第２のシフトレジスタ２１、２２に供給
される。これら第１及び第２のシフトレジスタ２１．２
２はそれぞれパラレル入力シリアル出力型であり、ラッ
チパルス発生回路２３からのラッチパルスＬＰによって
入力データをラッチし、クロックパルス発生回路２４か
らのクロックパルスＣＰによって順次ラッチデータをシ
リアルデータ化するものである。これらのシフトレジス
タ２１゜２２から出力されるシリアルデータはそれぞれ
第１及び第２のカウンタ２５．２６の出力制御端子に供
給される。これらの第１及び第２のカウンタ２５．２６
はそれぞれ上記ラッチパルスＬＰによってリセットされ
た後、上記クロックパルスＣＰをカウントし、出力制御
端子に供給されるシリアルデータがハイレベルとなると
きのカウント値を出力するもので、これらのカウント値
はそれぞれ第１及び第２のラッチ回路２７．２８にラッ
チされる。これらのラッチ回路２７．２８はそれぞれラ
ッチしたカウント値を減算回路２９に出力した後、上記
ラッチパルスＬＰによってリセットされる。上記減算回
路２９は第１及び第２のラッチ回路２７．２８からの各
カウント値の差を演算するもので、その演算データは位
置データとして取出される。尚、上記ラッチパルス発生
回路２３はクロックパルス発生回路２４からのりＯツク
パルスＣＰを第２の受光部１７の受光素子数分カウント
したときラッチパルスＬＰを発生するものである。

上記のような構成において、以下第２図を参照してその
動作について説明する。

まず・上記クロックパルス発生回路２４から第２図（ａ
）に示すようなりロックパルスＣＰが出力され、このク
ロックパルスＣＰに基づいてラッチパルス発生回路２３
から同図（ｂ）に示すようなラッチパルスＬＰが出力さ
れるものとする。一方、同５（ｃ）、（ｄ）に示すよう
に、上記第１の受光部１６では光源１５から発生される
光ビームＢがディスク１１の光透過部１１１を通過して
ディスク中心側から３番目の受光素子に照射され、また
第２の受光部１１ではピックアップ１３から照射される
光ビームＡがディスク１１を透過してディスク中心側か
ら１０番目の受光素子に照射されるものとする。

この状態で、上記第１及び第２の受光部１０．１７の各
受光素子で光電変換することによって得られるデータは
それぞれヘッドアンプ１９．２０を介してパラレルにシ
フトレジスタ２１．２２に伝送される。

これらのシフトレジスタ２１．２２は上記ラッチパルス
ＬＰを入力することにより上記第１及び第２の受光部１
６．１７からのパラレルデータをラッチし、このラッチ
データを上記クロックパルスＣＰに応じてディスク中心
側のデータから順次カウンタ２５゜２６の出力制御端子
に送る。つまり、第１のシフトレジスタ２１は同図（ｅ
）に示すように３番目のクロックパルスＣＰを入力した
ときハイレベルのデータをカウンタ２５に送り、第２の
シフトレジスタ２２は同図（ｆ）に示すように１０番目
のクロックパルスＣＰを入力したときハイレベルのデー
タをカウンタ２６に送る。

これらのカウンタ２５．２６はそれぞれ上記ラッチパル
スＬＰでリセットされた後、上記クロックパルスＣＰを
カウントしている。そして、出力制御端子の入力データ
がハイレベルとなったときのカウント値をラッチ回路２
７．２８に送る。すなわち。

カウンタ２５はクロックパルスＣＰを３ｆｆｆｉｌカウ
ントしたとき出力制御端子の入力データがハイレベルと
なるので、カウント値゛３°′をランチ回路２７に送っ
てラッチさせ、またカウンタ２６はクロックパルスＣＰ
を１０個カウントしたとき出力制ｉｌｌ　Ｄｉ子の入力
データがハイレベルとなるので、カウント値１１１０　
Ｉ＋をラッチ回路２８に送ってラッチさせる。

これらのラッチ回路２７．．２８でラッチされた各カウ
ント値゛３″及び“”　ｉ　ｏ　”は減算回路２９に送
られる。そして、この減算回路２９によって両カウント
値１１３　Ｉ＋及び’　１０　”の差１１７１１が求め
られる。

つまり、この差データ゛７″はディスク１１の光透過部
１１１に対する相対的な光ビームへの照射位置である。

ここで、上記ディスク１１の案内溝あるいは信号列に偏
心があるとするとピックアップ１３から照射される光ビ
ームＡはその偏心に応じてディスク１１の半径方向に動
くため、第２の受光部１７に対する照射位置も移動する
。ところが、上記案内溝あるいは信号列の中心と光透過
部１１１の中心とは一致しているため、第２の受光部１
６に対する光ビームＢの照射位置もディスク偏心に応じ
て変化する。

このため、第１及び第２の受光部１６．１７に対する各
光ビームＢ、Ａの照射位置間の距離はディスク偏心によ
らず一定である。つまり、減算回路２９がら取出される
位置データにもディスク偏心による誤差成分は含まれな
い。

したがって、上記のように構成した光ビーム照射位置検
出装置を用いれば、ディスク偏心による誤差を除去して
、正確な光ビームの照射位置情報を得ることができる。

さらに、上記第１及び第２の受光部の受光素子数を多く
することにより、より一層正確な位置情報を得ることが
できる。

尚、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば部品取付は等の都合により、第３図に示すように
上記光源１５と第１の受光部１６の取付は位置をディス
ク１１に対して逆にしてもよい。

また、上記光源１５に代わって、第４図に示すように、
上記ピックアップ１３で発生される光ど一層の一部Ａ′
を取出して、ディスク１１の光透過部１１１の下部に配
置させたミラー３０に向けて照射させ、その反射光Ａ′
を光ビームＢとしてミラー３ｏの角度を調整して光透過
部１１１付近に照射するようにしてもよい。これによっ
て、光透退部検出用の専用光源が必要なくなる。

さらに、上記光透過部１１１に代わって、第５図に示す
ように、遮光部１１２を形成するようにしてもよい。こ
の場合、上記光源１５からの光ビームＢは遮光部１１２
形成部を除いてディスク１１を透過し、第１の受光部１
６に照射されるが、この第１の受光部１６の各受光素子
出力を反転ヘッドアンプ１９−を介して上記シフトレジ
スタ２１に導出するようにすれば、上記実施例と同様な
作用効果が得られるものである。

さらにまた、第６図に示すように、上記第２の受光部１
７をピックアップ１３の移動方向に沿って配置させ、こ
の第２の受光部１７にピックアップ１３がら光ビームＡ
の一部Ａ　”を取出して照射させるようにしても上記実
施例と同様にディスク１１の光透過部１１１に対する光
ビームＡの照射位置を検出することができる。この構成
はディスク１１の光透過率が低い場合に大変有効である
。

以上の実施例では、第１及び第２の受光部１６゜１７の
各受光素子としてフォトダイオードを用いて説明したが
、ＣＯＤあるいはアモルファスシリコン密着センサ等の
多画素イメージセンサを用いれば、より一層分解能を上
げることができる。また、ＰＳＤのような非分割形の受
光素子を用いて構成すれば、光ビームが照射している案
内溝あるいは信号列まで判別することも可能である。

［発明の効果コ 以上詳述したようにこの発明によれば、ディスクの案内
溝あるいは信号列の偏心による誤差がなく、極めて正確
に光ビームの照射位置を検出することのできる光ビーム
照射位置検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１因はこの発明に係る光ビーム照射位置検出装置の一
実施例を示す構成図、第２図は同実施例の動作を説明す
るためのタイミング図、第３図乃至第６図はそれぞれこ
の発明に係る他の実施例を示す構成図、第７図及び第８
図はそれぞれ従来の光ビーム照射位置検出装置を示す構
成図である。 １１・・・ディスク１１１・・・光透過部、１１２・・
・遮光部、１２・・・ディスクモータ、１３・・・ピッ
クアップ、１４・・・送りモータ、１５・・・光源、１
６・・・第１の受光部、１１・・・第２の受光部、１８
・・・位置検出回路、１９．２０・・・ヘッドアンプ、
２１．２２・・・シフトレジスタ、２３・・・ラッチパ
ルス発生回路、２４・・・クロックパルス発生回路、２
５゜２６・・・カウンタ、２７．２８・・・ラッチ回路
、２９・・・減算回路、３０・・・ミラー。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 （ｅ）　　　丁　　　　　　　−−−−−−−一−・−
築２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）信号記録面上に形成されたトラッキング用案内溝
   あるいは情報信号に応じた反射率の異なる信号列と同一
   の中心を持つリング状の光透過制御部を形成してなるデ
   ィスクと、このディスクの半径方向に移動しながら前記
   情報信号に応じて変化する光ビームを前記案内溝に照射
   して情報信号を前記ディスクに記録するあるいは前記デ
   ィスクの半径方向に移動しながら前記ディスクに所定波
   長の光ビームを照射し前記信号列によつて変化を受けた
   光ビームの反射光を受光することにより前記ディスクに
   記録された情報信号を読取るピックアップと、前記ディ
   スクの一方面側の光透過制御部付近に光を照射する光源
   と、前記ディスクの他方面側の前記光源と対向する位置
   に同サイズの複数個の受光素子を前記ディスクの半径方
   向に配置してなる第１の受光部と、前記ピックアップの
   移動方向にその移動範囲に渡つて同サイズの複数の受光
   素子を配置してなる第２の受光部と、前記ピックアップ
   で発生される光ビームの一部を前記第２の受光部に照射
   するビーム照射手段と、前記第１及び第２の受光部の各
   受光素子の出力から前記ディスクの光透過制御部に対し
   て相対的な光ビーム照射位置を算出する位置算出手段と
   を具備したことを特徴とする光ビーム照射位置検出装置
   。
2. （２）前記光源は前記ピックアップから照射される光ビ
   ームの一部を取出して前記ディスクの光透過制御部に照
   射することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   ビーム照射位置検出装置。