JP2827186B2 - 光ディスクの反り検出方法および光ピックアップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ディスクの反りを
検出する光ディスクの反り検出方法、およびこの反り検
出方式を採用した光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７、図８に従来の光ピックアップを示
す。同図において、レーザダイオード１を出射したレー
ザ光は回折格子２で３つの光ビームに分離され、ビーム
スプリッタ３を透過し、コリメータレンズ４で平行光線
にされ、図示略の二軸アクチュエータで制御される対物
レンズ５で集光されて光ディスク６の信号面にジッター
方向（ディスク按線方向）に並ぶ３つの光スポットを形
成し、光ディスク６の信号面で反射した戻り光は、同じ
経路を戻って対物レンズ５、コリメータレンズ４を透過
し、ビームスプリッタ３で直角方向に反射され、平凹レ
ンズ７、シリンドリカルレンズ８を透過して、光検出器
９を照射する。以上の光学部品を内蔵する光ピックアッ
プのベース１０は、ディスク半径方向のガイドレール１
１でディスク半径方向に案内される。

【０００３】従来は、光ディスク６の反りを検出するた
めのチルトセンサ１２をベ一ス１０の上面に設けてい
た。このチルトセンサ１２は、発光ダイオード１３のデ
ィスク半径方向の左右に受光素子１４を配置し、発光ダ
イオード１３から発せられた光が光ディスク６で反射し
受光素子１４、１５で受光される構造であり、光ディス
ク６に反りが生じた時、２つの受光素子１４、１５の出
力の差によりその反りを検出する。

【０００４】すなわち、図１０は光ディスク６に反りが
ない状態であり、この時光ディスク６で反射した反射光
は２つの受光素子１４、１５を均等に照射し、したがっ
て、２つの受光素子１４、１５の出力Ｅ、Ｆの差は零
で、ディスク反り信号θｅは、θｅ＝Ｅ−Ｆ＝０とな
る。図９に示すように＋θ方向の反り（ディスク外周側
が下がる傾斜を＋θ方向の反りとする）が生じた時、反
射光はディスク外周側の受光素子１５を強く内周側の受
光素子１４を弱く照射し、したがって、この時のディス
ク反り信号θｅは、θｅ＝Ｅ−Ｆ＜０となる。また、図
１１のように−θ方向の反りが生じた時は、反射光は図
９の場合とは逆にディスク外周側の受光素子１５を弱く
内周側の受光素子１４を強く照射し、したがって、ディ
スク反り信号θｅは、θｅ＝Ｅ−Ｆ＞０となる。こうし
て、チルトセンサ１２で検出されたディスク反り信号θ
ｅは、メカチルト機構のメカチルトモータに伝えられ、
前記ガイドレール１１を支持しているメカシャーシを傾
斜させて、光ディスク６を照射する光ビームが光ディス
ク６と垂直になるように光ピックアップを姿勢制御す
る。なお、１２ｃｍ径等の小形の光ディスクでは反りが
特に間題とはならないが、例えば３０ｃｍ径等の大形の
光ディスクの場合で、ディスクのたわみによるディスク
外周近傍の反りが無視できない程度に大きくなり、信号
検出にエラーを発生させることがあるので、上述のよう
に光ディスクの反りを検出して光ピックアップの姿勢制
御を行うことが必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
ディスク反り検出方法は、光ピックアップのベース１０
の上面に光ディスク６に対向してチルトセンサ１２を設
けるものであるから、このチルトセンサ１２の分だけ光
ピックアップが大形化し、重量が大となり、コスト低減
を図る上で妨げとなっていた。また、実開平１−１８１
１２４号「光ディスクプレーヤのチルトサーボ装置」に
は、光ディスクの信号記録面にメインビームと一対のサ
ブビームを照射し、光ディスクで反射されて戻るサブビ
ームの受光形状からディスクの反りを検出するようにし
たチルトサーボ装置が開示されている。しかしながら、
このチルトサーボ装置は、光ディスクの信号記録面上に
生ずる一対の光スポットをメインビーム の光スポットに
対し前後および左右方向に偏寄させる照射パターンを採
用しており、一対のサブビームの光スポットとメインビ
ームの光スポットを結ぶ線が、光ディスクの中心から伸
びる半径線に対して斜交するものであった。このため、
サブビームの受光形状は、光ディスクの半径方向の反り
の影響だけではなく、光ディスクの接線方向の傾斜の影
響も受けてしまい、例えば光ディスクの反りがないにも
拘わらず、光ディスクの装着姿勢がディスク接線方向に
傾斜していることが原因で、恰も光ディスクに反りがあ
るかの如く錯覚してしまい、実際にはチルトサーボによ
る姿勢制御が不要であるにも拘わらず、無駄な姿勢制御
を施してしまう結果、隣接トラックからの再生信号漏れ
（クロストーク）を招くことがあるといった課題を抱え
るものであった。

【０００６】本発明は、上記従来の欠点を解消するため
になされたもので、光ピックアップの姿勢制御を行うた
めに光ディスクの反りを検出するチルトセンサを別途設
けることを不要とし、光ピックアップの小形化、軽量
化、およびコスト低減を図ることを可能にする光ディス
クの反り検出方法および光ピックアップを提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の光ディスクの反り検出方法は、光ピックアップのレ
ーザ光源から出射されたレーザ光をメインビームとサブ
ビームとの少なくとも２つの光ビームに分離し、前記メ
インビームとサブビームとを光スポットが光ディスクの
中心から伸びる半径線上に並ぶように光ディスク信号面
に照射し、両ビームの光ディスクで反射した戻り光のう
ち、メインビームの戻り光をフォーカシングエラー検出
用の光センサで受光してフォーカシングエラー検出を行
うとともに、光ディスクに反りが生じた時に発生するサ
ブビームのディスク信号面におけるデフォーカスを前記
サブビームの戻り光を受光する反り検出用の光センサで
検出して、反り検出信号を得ることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の光ディスクの反り検出方法
は、光ピックアップのレーザ光源から出射されたレーザ
光をメインビームとその左右の２つのサブビームとの３
つの光ビームに分離し、この３つの光ビームを光スポッ
トが光ディスクの中心から伸びる半径線上に並ぶように
光ディスク信号面に照射し、光ディスクで反射した戻り
光を非点を発生させる光学部品に導き、この光学部品を
透過した３つの戻り光のうちの中央のメインビームをフ
ォーカシンエラー検出用の４分割光センサで受光すると
ともに、左右の２つのサブビームを反り検出用の２つの
４分割光センサでそれぞれ受光し、光ディスクに反りが
生じた時に発生する左右の光ビームのディスク信号面に
おける正負のデフォーカスを前記反り検出用の２つの４
分割光センサの出力より非点収差法で検出して光ディス
クの反りを検出することを特徴とする。

【０００９】また、本発明の光ピックアップは、レーザ
光源から出射されたレーザ光をメインビームとその左右
の２つのサブビームとの３つの光ビームに分離する回折
格子と、この３つの光ビームを光スポットがディスク半
径方向に並ぶように光ディスク信号面に照射する手段
と、光ディスクで反射した戻り光を透過させその透過光
に非点を発生させる光学部品と、３つの戻り光のうちの
中央のメインビームを受光するフォーカシングエラー検
出用の４分割光センサと、左右の２つのサブビームをそ
れぞれ受光する反り検出用の２つの４分割光センサとを
備え、光ディスクに反りが生じた時に発生する左右のサ
ブビームのディスク信号面における正負のデフォーカス
を前記２つの４分割光センサの出力より検出するように
したことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】上記構成において、メインビームはフォーカシ
ングエラー検出用の光センサで受光され、フォーカシン
グエラー検出が行われる。メインビームがジャストフォ
ーカスの時にサブビームのデフォーカスを検出する。す
なわち、光ディスクに反りが生じていれば、メインビー
ムがジャストフォーカスの時、光ディスクの中心から伸
びる半径線上に並ぶサブビームはデフォーカスする（焦
点が光ディスク信号面から外れる）。したがって、サブ
ビームのデフォーカスを反り検出用の光センサで検出す
ることで、光ディスクの反りを検出できる。

【００１１】請求項２および請求項３は、レーザ光を３
つの光ビームに分離して２つのサブビームを利用する場
合であり、かつ、メインビームによるフォーカシングエ
ラー検出およびサブビームのデフォーカスの検出をいず
れも非点収差法で行うものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図６を参照
して説明する。図１は本発明一実施例の光ピックアップ
２０の内部光学系を示す正面図で、レーザ光源であるレ
ーザダイオ一ド２１、このレーザダイオード２１から出
射されたレーザ光をメインビームとその左右の２つのサ
ブビームとの３つの光ビームに分離させる回折格子２
２、第１のビームスプリッタ２３、対物レンズ２４を光
ディスク６の面と垂直な方向に直線的な配列で順に備え
ている。前記回折格子２２は、光ディスク６の信号面上
に形成される３つの光スポットＡ、Ｂ、Ｃがディスク半
径方向すなわち光ディスク６の中心から伸びる半径線上
（図１、図２で左右方向）に並ぶようにレーザ光を３つ
に分離する。なお、トラッキングエラー検出法としての
３ビーム法においてもトラッキシグエラー検出用のサブ
ビームはディスク半径方向に若干ずれているが、このず
れは信号トラックに光スポットの一部がかかるような僅
かなずれで実質的には３つの光スポットがディスク接線
方向に並んでおり、本発明の場合と大きく異なる。さら
に、前記第１のビームスプリッタ２３の側方に第２のビ
ームスプリッタ２５と、平凹レンズ２６およびシリンド
リカルレンズ２７と、１２分割光センサ２８とを順に備
え、第２のビームスプリッタ２５の下方にトラッキング
エラー検出用の２分割光センサ２９を備えている。前記
１２分割光センサ２８は、図３等に示すように、中央の
フォーカシングエラー検出用の４分割光センサＡと、そ
の両側に設けた反り検出用の２つの４分割光センサＢ、
Ｃとからなっている。４分割光センサＡはＡ1、Ａ2、Ａ
3、Ａ4の４つのエレメントからなり、４分割光センサＢ
はＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4の４つのエレメントからなり、、
４分割光センサＣはＣ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4の４つのエレメ
ントからなっている。前記トラッキングエラー検出用の
２分割光センサ２９は、図５に示すようにディスク半径
方向に分けられたＥ、Ｆの２つのエレメントからなって
いる。

【００１３】前記光ピックアップ２０において、レーザ
ダイオード２１を出射したレーザ光は、回折格子２２で
３つの光ビームに分離され、第１のビームスプリッタ２
３を透過し、対物レンズ２４で集光され、光ディスク６
の信号面にディスク半径方向に並ぶ３つの光スポット
Ａ、Ｂ、Ｃを形成する。光ディスク６で反射した戻り光
は、同じ経路を戻って対物レンズ２４を透過し、第１の
ビームスプリッタ２３で直角方向に反射ざれ、次いで第
２のビームスプリッタ２５に入射する。第２のビームス
プリッタ２５に入射した戻り光は透過光と反射光とに分
離される。第２のビームスプリッタ２５を透過した３つ
の戻り光は、平凹レンズ２６およびシリンドリカルレン
ズ２７を透過し、１２分割光センサ２８を照射する。こ
の場合、図３あるいは図４に示すように、メインビーム
は中央のフォーカシングエラー検出用の４分割光センサ
Ａを照射し、左右の２つのサブビームは反り検出用の２
つの４分割光センサＢ、Ｃを照射する。第２のビームス
プリッタ２５で反射した３つの戻り光のうち、左右の２
つのサブビームは、２分割光センサ２９の外に導き、中
央のメインビームのみが２分割光センサ２９を照射す
る。

【００１４】メインビームを受光する中央の４分割光セ
ンサＡは非点収差法によるフォーカシングエラー検出に
用いる。図４は光ディスク６に反りがない場合の３つの
４分割光センサＡ、Ｂ、Ｃにおけるビーム形状を示すも
のて、図４（ロ）はジャストフォーカスの場合、図４
（イ）は近過ぎの場合、図４（ハ）は遠過ぎの場合であ
る。図示のように、光ディスク６に反りがないので、３
つの４分割光センサＡ、Ｂ、Ｃにおけるビーム形状はい
ずれも同じであり、ジャストフォーカスの場合は円形、
近過ぎの場合は非点収差による縦長楕円（図４（イ）の
ビーム形状を縦長と仮に呼ぶ）、遠過ぎの場合は非点収
差による横長楕円となる。フォーカシングエラー検出信
号ＥＥは、 ＦＥ＝（Ａ1＋Ａ3）−（Ａ2＋Ａ4） ・・・ てある。反り検出用の２つの４分割光センサＢ、Ｃはフ
ォーカシングエラー検出自体には関係しない。

【００１５】左右のサブビームを受光する２つの４分割
光センサＢ、Ｃは、光ディスクの反り検出に用いる。図
３は光ディスク６に反りがある場合とない場合とにおけ
る３つの４分割光センサＡ、Ｂ、Ｃにおけるビーム形状
を示すもので、いずれもメインビームがジャストフォー
カスの場合である。ディスク反り検出はジャストフォー
カス時に行うことがてきれば十分である。同図（ロ）が
反りなしの場合、同図（イ）が＋θ方向の反り（ディス
ク外周側が下がる反りを＋θ方向の反りとする）の場
合、図３（ハ）が−θ方向の反りの場合てある。図３
（ロ）の反りがない場合は図４の（ロ）と全く同じもの
であり、いずれも円形となる。図３（イ）の＋θ方向の
反りがある場合は、ディスク外周側の光スポット１３に
対応する４分割光センサＢは縦長楕円（光ディスクが近
過ぎる場合に相当）、ディスク内周側の光スポットＣに
対応する４分割光センサＣは横長楕円（光ディスクが遠
過ぎる場合に相当）となる。図４（ハ）の−θ方向に反
りがある場合は、２つの４分割光センサＢ、Ｃにおける
ビーム形状は＋θ方向の反りの場合との縦長、横長の方
向が逆になる。このようにメインビームがジャストフォ
ーカス時の左右のサブビームのデフォーカスは正負が逆
となり、そのデフォーカス量の差で光ディスクの傾斜を
求めることができるので、ディスク反り信号θｅは、 θｅ＝（Ｂ1＋Ｂ3＋Ｃ2＋Ｃ4）−（Ｃ1＋Ｃ3＋Ｂ2＋Ｂ4） ・・・ で得ることができる。

【００１６】第２のビームスプリッタ２５で反射したメ
インビームを検出する２分割光センサ２９は通常のプッ
シュプル法によるトラッキングエラー検出に用いる。ト
ラッキングエラー検出信号ＴＥは、 ＴＥ＝Ｅ−Ｆ ・・・ である。

【００１７】光ディスク６に反りがある場合の光ピック
アップ２０の姿勢制御について図６を参照して説明する
と、上記のようにして光ピックアップ２０の２つの４分
割光センサＢ、Ｃの出力より引き算器３４を経て得られ
たディスク反り信号θｅを位相補償回路３５を介してメ
カチルトモータ３６に入力してメカチルトモータ３６を
駆動し、その出力軸に固定したウォーム３７でウォーム
ホイール３８を回転させて、ウォームホイール３８と一
体の垂直なスクリュウ３９を回転させ、このスクリュウ
３９が螺合するメカシャーシ４０の一端を昇降させてメ
カシャーシ４０を傾斜させ、これによりメカシャーシ４
０上に固定されたガイドレール４１とともに光ピックア
ップ２０を傾斜させる。このようにして、光ピックアッ
プ２０の光ビームが光ディスク６の信号面に垂直に入射
するように光ピックアップ２０の姿勢制御を行う。な
お、図６に示したメカニカルな機構自体は従来公知のも
のである。

【００１８】なお、実施例では２つのサブビームを用い
てディスク反り信号θｅを得るようにしているが、１つ
のサブビームのみでディスク反り信号を得ることも可能
である。例えば図３において４分割光センサＢの出力の
みから得た次の信号θｅ’、 θｅ’＝（Ｂ1＋Ｂ3）−（Ｂ2＋Ｂ4） をディスク反り信号とすることもできる。

【００１９】また、本発明ではメインビームを用いてフ
ォーカシングエラー検出を行うが、フォーカシングエラ
ー検出法自体は非点収差法以外の方法によることも可能
である。また、サブビームて検出するデフォーカスにつ
いても、非点収差法以外の方法によることも可能であ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、レーザ光をメインビー
ムとサブビームとの少なくとも２つの光ビームに分離
し、メインビームでフォーカシングエラー検出を行うと
ともに、ジャストフオーカス時にサブビームのデフォー
カスを検出して、光ディスクの反りを検出するようにし
たので、チルトセンサを別途設ける必要がなくなり、光
ピックアツプの小形化、軽量化、コスト低減を実現する
ことが容易になり、しかもメインビームとサブビームと
を光スポットを光ディスクの中心から伸びる半径線 上に
並ぶように光ディスク信号面に照射するようにしたの
で、例えば光ディスクの信号記録面上に生ずる一対の光
スポットをメインビームの光スポットに対し前後および
左右方向に偏寄させる照射パターンを採用した従来の装
置のように、光ディスクの半径方向の反りの影響だけで
はなく、光ディスクの接線方向の傾斜の影響も受けてし
まい、実際にはチルトサーボによる姿勢制御が不要であ
るにも拘わらず、無駄な姿勢制御を施してしまいクロス
トークを招くといったことはなく、光ディスクの反りに
だけ対応した的確なチルト制御が可能である等の優れた
効果を奏する。

【００２１】また、本発明は、メインビームとその左右
の２つのザブビームとの３つの光ビームに分離し、２つ
のサブビームをそれぞれ４分割光センサで受光して非点
収差法によりデフォーカスを検出するようにしたので、
小形化、軽量化、コスト低減を効果的に実現することが
できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光ピックアップの内部光学
系の正面図である。

【図２】上記光ピックアップにおける３つの光ビームが
光ディスク信号面上に形成する光スポットの位置につい
ての説明図である。

【図３】上記光ピックアップにおけるディスク反り検出
方式を説明するもので、同図（イ）は＋θ方向の反りの
場合、同図（ロ）は反り無しの場合、同図（ハ）は−θ
方向の反りの場合である（いずれもジャストフォーカス
時のもの）。

【図４】上記光ピックアップにおけるフォーカシングエ
ラー検出方式を説明するもので、同図（イ）はディスク
近過ぎの場合、同図（ロ）はジャストフォーカスの場
合、同図（ハ）はディスク遠過ぎの場合である。

【図５】上記光ピックアップのトラッキングエラー検出
方式を説明する図である。

【図６】上記光ピックアップを姿勢制御するメカチルト
サーボ機構の説明図である。

【図７】従来の光ピックアップの内部光学系を示す正面
図である。

【図８】同側面図である。

【図９】従来の光ピックアップのチルトセンサによるデ
ィスク反り検出方式を説明するもので、かつ光ディスク
に＋θ方向の反りが生じた場合の図であり、同図（イ）
はチルトセンサにおける光ディスクでの反射光の状況を
示す図、同図（ロ）は受光素子の受光状況の説明図であ
る。

【図１０】従来の光ピックアップのチルトセンサによる
ディスク反り検出方式を説明するもので、かつ光ディス
クに反りがない場合の図であり、同図（イ）はチルトセ
ンサにおける光ディスクでの反射光の状況を示す図、同
図（ロ）は受光素子の受光状況の説明図である。

【図１１】従来の光ピックアップのチルトセンサによる
ディスク反り検出方式を説明するもので、かつ光ディス
クに−θ方向の反りが生じた場合の図であり、同図
（イ）はチルトセンサにおける光ディスクでの反射光の
状況を示す図、同図（ロ）は受光素子の受光状況の説明
図である。

【符号の説明】

６ 光ディスク ２０ 光ピックアップ ２１ レーザダイオード ２２ 回折格子 ２３ 第１のビームスプリッタ ２４ 対物レンズ ２５ 第２のビームスプリッタ ２８ １２分割光センサ ２９ ２分割光センサ Ａ フォーカシングエラー検出用の４分割光センサ Ｂ，Ｃ 反り検出用の４分割光センサ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ピックアップのレーザ光源から出射さ
   れたレーザ光をメインビームとサブビームとの少なくと
   も２つの光ビームに分離し、前記メインビームとサブビ
   ームとを光スポットが光ディスクの中心から伸びる半径
   線上に並ぶように光ディスク信号面に照射し、両ビーム
   の光ディスクで反射した戻り光のうち、メインビームの
   戻り光をフォーカシングエラー検出用の光センサで受光
   してフォーカシングエラー検出を行うとともに、光ディ
   スクに反りが生じた時に発生するサブビームのディスク
   信号面におけるデフォーカスを前記サブビームの戻り光
   を受光する反り検出用の光センサで検出して、反り検出
   信号を得ることを特徴とする光ディスクの反り検出方
   法。
2. 【請求項２】 光ピックアップのレーザ光源から出射さ
   れたレーザ光をメインビームとその左右の２つのサブビ
   ームとの３つの光ビームに分離し、この３つの光ビーム
   を光スポットが光ディスクの中心から伸びる半径線上に
   並ぶように光ディスク信号面に照射し、光ディスクで反
   射した戻り光を非点を発生させる光学部品に導き、この
   光学部品を透過した３つの戻り光のうちの中央のメイン
   ビームをフォーカシングエラー検出用の４分割光センサ
   で受光するとともに、左右の２つのサブビームを反り検
   出用の２つの４分割光センサでそれぞれ受光し、光ディ
   スクに反りが生じた時に発生する左右の光ビームのディ
   スク信号面における正負のデフォーカスを前記反り検出
   用の２つの４分割光センサの出力より非点収差法で検出
   して光ディスクの反りを検出することを特徴とする光デ
   ィスクの反り検出方法。
3. 【請求項３】 レーザ光源から出射されたレーザ光をメ
   インビームとその左右の２つのサブビームとの３つの光
   ビームに分離する回折格子と、この３つの光ビームを光
   スポットが光ディスクの中心から伸びる半径線上に並ぶ
   ように光ディスク信号面に照射する手段と、光ディスク
   で反射した戻り光を透過させその透過光に非点を発生さ
   せる光学部品と、３つの戻り光のうちの中央のメインビ
   ームを受光するフォーカシングエラー検出用の４分割光
   センサと、左右の２つのサブビームをそれぞれ受光する
   反り検出用の２つの４分割光センサとを備え、光ディス
   クに反りが生じた時に発生する左右のサブビームのディ
   スク信号面における正負のデフォーカスを前記２つの４
   分割光センサの出力より検出するようにした光ピックア
   ップ。