JP2630151B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

光ディスク装置

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JP2630151B2
JP2630151B2 JP4040356A JP4035692A JP2630151B2 JP 2630151 B2 JP2630151 B2 JP 2630151B2 JP 4040356 A JP4040356 A JP 4040356A JP 4035692 A JP4035692 A JP 4035692A JP 2630151 B2 JP2630151 B2 JP 2630151B2
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    • G—PHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばデジタルオーデ
ィオディスクプレーヤのような光ディスク装置に関する
もので、特にそのトラッキング制御回路に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ディスク装置の第１例について
図４、図５を基に説明する。図４は、従来の光ディスク
装置の第１の例を示す図である。同図に於いて、１は周
回状に多数の情報トラックが設けられている光ディスク
媒体、２は半導体レーザ等の光源、３は前記光源２から
の光束を平行光束にするコリメートレンズ、４は前記半
導体レーザ等の光源２からの照射光束Ｓと前記光ディス
ク媒体１からの反射光束Ｒとを分離する偏光ビームスプ
リッタ、５は前記照射光束Ｓと前記反射光束Ｒの偏光方
向を９０゜回転させる１／４波長板である。
【０００３】Ｐは前記対物レンズ６により集光された光
スポット、１１は前記対物レンズ６を前記光ディスク媒
体１のラジアル方向に動かし前記光スポットＰを情報ト
ラックと直交する方向（以下、トラッキング方向と記
す。）に移動させるためのトラッキングアクチュエー
タ、１５は前記偏光ビームスプリッタ４からの反射光束
を集光する集光レンズ、７は前記集光レンズ１５からの
光束を受光し光電変換を行うための光検知器７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄからなる４分割光検知器、３１は前記光
検知器７ｂ、７ｃの出力信号Ｂ、Ｃの交流成分ｂ、ｃを
加算増幅する加算増幅器、３２は前記光検知器７ｄ、７
ａの出力信号Ｄ、Ａの交流成分ｄ、ａを加算増幅する加
算増幅器、３５は前記加算増幅器３１の出力信号３３と
前記加算増幅器３２の出力信号３４との差信号を得る差
動増幅器、３６は前記出力信号３３、３４の和信号を得
る加算増幅器、１０はローパスフィルタを含み前記トラ
ッキングアクチュエータ１１を駆動するためのトラッキ
ング駆動回路である。
【０００４】前記光ディスク媒体１の反射膜面１２に
は、情報トラックが同心円状或いは螺旋状に形成されて
おり、この情報トラックには多数のピット１３が凹状に
刻まれている。図５は、情報トラックの一部を示す図で
ある。同図に於いて、前記光ディスク媒体に設けられた
情報トラック上には、多数のピット１３によってピット
列が形成され、ピットとピット間にはランド部１４が設
けられている。前記４分割光検知器７は、その直交する
分割線７Ｙ、７Ｘによって４個の光検知器に分割されて
いる。前記４分割光検知器７は、その分割線７Ｙが前記
ビームスプリッタ４からの反射光束の中心になるように
置かれ、前記光検知器７に投影された情報トラックの方
向Ｙ（以下、トラック方向と記す。）と前記分割線７Ｙ
の方向とが対応するように配置されている。従って、前
記光検知器７の分割線７Ｘは前記トラッキング方向Ｘに
対応している。
【０００５】図４に示した光ディスク装置では、そのト
ラッキング制御方式としていわゆるプッシュプル法の改
良型が採用されている。以下、このトラッキング制御関
連の動作説明をする。図４に於いて、前記光源２から発
生する光ビームはコリメートレンズ３によって平行光束
に変えられ偏光ビームスプリッタ４を通過し、１／４波
長板５に至る。 １／４波長板５では直線偏光が円偏光
に変換され、前記対物レンズ６によってスポットに集光
されて光ディスク１の反射膜面１２に焦点を結ぶ。
【０００６】反射膜面１２にはピット１３が刻まれてい
るため、前記光スポットＰが前記ピット１３上にある場
合は、光ビームは回折されて散乱し、前記対物レンズ６
に集められる光量は、前記光スポットＰが前記ランド部
１４上にある場合より小さい。また前記円偏光された光
ビームは同一回転のまま反射され、進行方向に対して旋
回方向が反転する。この反転された光ビームは、１／４
波長板５で直線偏光に変換され偏光ビームスプリッタ４
で反射されて、集光レンズ１５によって集光され前記４
分割光検知器７に入射する。
【０００７】この種のディスク装置に於いて、トラック
中心とビームスポットの中心とのずれ（以下、光スポッ
トの中心と情報トラック中心とのずれをトラッキング誤
差と記す。）の検出は、ディスク媒体上のピットで反射
回折された光ビームを、トラック中心に対応させた光検
知器の分割線に対称に配置された少なくも一対の光検知
器で受光しその一対の受光部での出力差を取り出すこと
が基本になっている。即ち、前記光スポットＰの中心と
ピット１３の中心（即ちトラック中心）が一致している
場合にはトラック方向に対応した分割線に対称な反射回
折光分布が得られ、一致していない場合には、非対称な
光分布となる。
【０００８】前記したように、ビームスポットの中心が
トラックの中心から偏移しているときは，前記ピット列
の中心が前記光検知器の一方の分割線Ｙに対して偏り、
前記４分割光検知器７の検知器７ａ、７ｂが受ける光量
の差或いは７ｃ、７ｄが受ける光量の差は、ビームスポ
ットに対するピットの偏りに応じたものとなっている。
また前記光検知器７のトラック方向Ｙの一方の側にある
２つの検知器の受光量は、略一定の時間差をもって同様
な変化をする。
【０００９】図４に於いて、前記加算増幅器３１では前
記各光検知器７ｂ、７ｃの各光量に応じたそれぞれの出
力信号Ｂ、Ｃの交流成分ｂ、ｃが加算増幅され、同様に
加算増幅器３２では前記各光検知器７ｄ、７ａの各光量
に応じたそれぞれの出力信号Ｄ、Ａの交流成分ｄ、ａが
加算増幅される。差動増幅器３５では、前記加算増幅器
３１、３２の出力信号３３、３４が互いに減算され増幅
されて、その出力信号３７は乗算器３９に印加される。
前記加算器３６では、前記出力信号３３、３４が加算増
幅されて乗算器３９に印加される。前記乗算器３９の出
力信号Ｅ２は、トラッキング誤差信号として取り出さ
れ、トラッキング駆動回路１０に供給される。前記トラ
ッキング駆動回路１０では、ローパスフィルタによって
高周波成分が除去され、トラッキングアクチュエータ１
１が駆動されて、前記光スポットＰの中心が常にトラッ
クの中心を照射するように制御されているのである。
【００１０】ところで実際の光ディスク装置に於いて
は、光ディスク媒体１には面ぶれや反り等に起因する傾
斜があるため光ディスクの面と光ビームが垂直でなくな
り、これがトラッキング誤差信号に於ける疑似信号を生
じ、トラッキング制御の精度と安定性を低下させ、トラ
ッキング制御に於けるディスク媒体の許容傾斜値を小さ
くするという問題になっていた。図４に示した従来のデ
ィスク装置の第１例は、前記したディスク媒体の傾斜の
悪影響が出にくくしたものの例である。
【００１１】図４に示したディスク装置による実験デー
タを図６に示す。図６には、トラッキング制御がかけら
れ光ビームの中心とトラック中心が略一致している状態
で実測された４つの光検知器の出力波形が示されてい
る。同図に示されている信号ａ、ｂ、ｃ、ｄは、前記光
検知器７の各出力信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから直流成分を除
去したものである。従って、横線はゼロボルトを示して
いる。トラッキング誤差信号Ｅ２は、前記の実測データ
によるａ、ｂ、ｃ、ｄを基に計算によって求められたも
のである。同図から分かるようにトラッキング誤差信号
Ｅ２は、トラックずれが検出できるピット部で出力さ
れ、トラックずれが検出できない上にディスクの傾斜の
悪影響が大きく出るランド部では出力が出ないようにな
っている。しかしこのために、ピット部の中央付近で出
力がピークを持ち、ピット部とランド部の境界付近で
は、出力がかなり抑制されてしまっていることが分か
る。
【００１２】次に、従来の光ディスク装置の第２の例に
ついて説明する。図７は、従来の光ディスク装置の第２
の例を示す図である。図７に示す光ディスク装置では、
トラッキング制御系に特徴があり、ディスク媒体のピッ
トとランド部の境界付近でトラック誤差が良好に検出さ
れ、ディスク媒体の面振れに対して強く、高密度化した
ディスク媒体にも適していると言われている。以下、図
７を基に従来の光ディスク装置の第２の例について説明
する。図７に於いて、図４と同一構成要素で同一の作用
効果を呈するもの及び同一の信号については、同一の符
号を付しその説明を省略する。
【００１３】図７に於いて、信号Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａは前記
４分割光検知器７の４つの光検知器７ｂ、７ｃ、７ｄ、
７ａの出力信号であり、それらの交流成分（図示せず）
は前記ｂ、ｃ、ｄ、ａである。加算増幅器４１には前記
信号Ｃ、Ａが印加されそれらの交流成分ｃ、ａが加算増
幅されその出力信号は差動増幅器４５に印加されてい
る。同様に加算増幅器４２には前記信号Ｂ、Ｄが印加さ
れそれらの交流成分ｂ、ｄが加算増幅されその出力信号
は前記差動増幅器４５に印加されている。
【００１４】加算増幅器４３には前記信号Ｂ、Ａが印加
されそれらの交流成分ｂ、ａが加算増幅されその出力信
号は差動増幅器４６に印加されている。同様に加算増幅
器４４には前記信号Ｃ、Ｄが印加されそれらの交流成分
ｃ、ｄが加算増幅されその出力信号は前記差動増幅器４
６に印加されている。前記差動増幅器４５、４６の出力
信号は乗算器２０にそれぞれ印加されて乗算される。こ
の乗算器２０の出力信号Ｅ３はトラッキング誤差信号と
して取り出され前記トラッキング駆動回路１０に印加さ
れて、このトラッキング駆動回路１０のローパスフィル
タによって高周波成分が除去された後、この信号によっ
てトラッキングアクチュエータ１１が制御される。
【００１５】図７に示したディスク装置による実験デー
タを図８に示す。同図に示す信号ａ、ｂ、ｃ、ｄは、ト
ラッキング制御がかけられた状態で実測されており図６
に示したものと全く同じものであって、前記光検知器の
各出力信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから直流成分を除去したもの
である。従って、横線はゼロボルトを表している。トラ
ッキング誤差信号Ｅ３は、前記実測値ａ、ｂ、ｃ、ｄか
ら計算によって求めたものである。同図から分かるよう
にトラッキング誤差Ｅ３は、トラックずれの情報が含ま
れずディスクの傾斜の悪影響が大きく出るランド部では
出力が出ないようになっている。またトラックずれ情報
が含まれるピット部の内、ピット部とランド部の境界付
近でトラッキング誤差信号が良好に検出されている。し
かしながらトラック誤差情報が含まれているピット部の
中央付近でトラック誤差信号Ｅ３は出力が全く抑制され
てしまっている。この結果トラック誤差信号が検出され
る期間が比較的短く、信号対雑音比が悪いものとなって
いる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】前記したように従来の
光ディスク装置に於いては、トラッキング誤差信号が検
出されている期間が比較的短く、前記トラッキング誤差
信号の信号対雑音比が悪かったため、光ディスク装置に
於けるトラッキング制御の精度と安定性を低下させると
いう問題点があった。本発明は、トラッキング制御に於
ける精度と安定性を高くした光ディスク装置を提供する
ことを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】情報トラックを有する光
ディスク媒体を使用し、レーザ光源と、前記光源からの
光ビームを集光して前記ディスク媒体の面に光スポット
として照射する対物レンズと、前記光スポットを前記デ
ィスク媒体のラジアル方向へ移動するトラッキングアク
チュエータと、前記ディスク媒体からの反射光を光電変
換する４分割光検知器とを備えた光ディスク装置に於い
て、前記情報トラックの中心線に対応させた前記４分割
光検知器の分割線とこれに直交する分割線とによって４
分割された光検知器のうち、前記情報トラックの中心線
に対応させた分割線の一方の側にある２つの光検知器の
それぞれの出力を乗算する乗算器と、他方の側にある２
つの光検知器のそれぞれの出力を乗算する乗算器と、前
記２個の乗算器のそれぞれの出力の差信号を得る減算器
とを備え、前記減算器の出力に応じて前記トラッキング
アクチュエータを制御するようにした光ディスク装置。
【００１８】
【作用】光ディスク媒体の再生信号を読み取る４分割光
検知器のトラック中心線に対応させた分割線Ｙの一方の
側にある一対の光検知器の出力信号同志の乗算結果と、
他方の側にある一対の光検知器の出力信号同志の乗算結
果との差信号をトラッキング誤差信号とするので、該ト
ラッキング誤差信号にはディスク媒体の傾斜による疑似
信号成分が少なく、かつピットの中央部及びピットとラ
ンド部の境界付近に於いてもトラック誤差信号が良好に
検出されており、信号対雑音比の大きいトラッキング誤
差信号が得られて、ディスク装置に於けるトラッキング
制御が極めて安定で精度の高いものとなる。
【００１９】
【実施例】図１、図２を基に本発明の一実施例の説明を
する。図１は、本発明の光ディスク装置の一実施例を示
す図である。図１に於いて、図４と同一構成要素で同一
の作用効果を呈するもの及び同一の信号については、同
一の符号を付しその説明を省略する。図１に示す本発明
の光ディスク装置の一実施例に於いては、ピットのトラ
ック方向に於ける中央部及び端部からトラッキング制御
信号を得るようにしている。即ち４分割光検知器７のト
ラック方向に対応させた分割線７Ｙの一方の側にある光
検知器７ａと７ｄの出力信号の交流成分が乗算され、他
方の側にある光検知器７ｂと７ｃの出力信号の交流成分
が乗算され、前記２つの乗算結果の差分がトラッキング
誤差信号として取り出され、トラッキング駆動回路に供
給されて、トラッキングアクチュエータが制御されるよ
うになっており、ディスク媒体１の面ぶれや反り等によ
る傾斜の影響が軽減され、ディスク装置に於けるトラッ
キング制御の精度と安定性が高められるものである。
【００２０】図１に於いて、前記４分割光検知器７はト
ラック中心に対応させた分割線７Ｙとこれに直交する分
割線７Ｘによって４個の光検知器に分離されている。ト
ラック方向に対し、前記分割線７Ｙの左前に光検知器７
ａが、左後に７ｄが、右前に７ｂが、右後に７ｃがそれ
ぞれ配置されている。これらの光検知器７ｄ、７ａの出
力信号Ｄ、Ａは乗算器８Ａに供給されそれらの交流成分
が乗算される。同様に前記光検知器７ｂ、７ｃの出力信
号Ｂ、Ｃは乗算器８Ｂに供給されそれらの交流成分が乗
算される。
【００２１】前記乗算器８Ａ、８Ｂの出力信号は差動増
幅器９にそれぞれ印加され差信号Ｅ１がトラッキング誤
差信号として取り出される。このトラッキング誤差信号
Ｅ１は、トラッキング駆動回路１０に印加される。この
トラッキング駆動回路１０では、ローパスフィルタによ
って前記信号Ｅ１の高周波成分が除去され、前記トラッ
キングアクチュエータ１１に供給されトラッキングアク
チュエータ１１が制御される。このようにして前記対物
レンズ６が移動されて、光スポットの中心とトラックの
中心とが一致する方向に制御される。
【００２２】図１で、トラック誤差を表す差信号Ｅ１に
は、光スポットＰが前記ピット１３上にある時に得られ
る信号と、ランド部１４上にある時に得られる信号とが
重畳されている。ディスク媒体が回転し光スポットが相
対的にトラック上を移動する場合に於いて、光スポット
がピットのトラック方向の端部付近にあるときに検出さ
れるトラッキング誤差信号をＪとし、光スポットがピッ
トのトラック方向の中央部にある時に検出されるトラッ
キング誤差信号をＴとし、光スポットがランド上にある
時に得られるトラッキング誤差信号をＧとする。
【００２３】前記信号成分Ｇにはトラック誤差情報が含
まれずディスク媒体の傾斜による疑似信号が含まれる。
よって前記Ｇは極力抑圧しトラッキング誤差信号として
出力されないようにすることが望ましい。図１に示した
ディスク装置による実験データを図２に示す。同図に示
す信号ａ、ｂ、ｃ、ｄは、トラッキング制御が掛かって
いる状態で実測されたもので図６に示したものと全く同
じものである。また前記信号ａ、ｂ、ｃ、ｄは、前記光
検知器の各出力信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから直流成分を除去
したものである。従って、図２の各信号に於ける横線は
ゼロボルトを表している。
【００２４】トラッキング誤差信号Ｅ１は、前記実測値
ａ、ｂ、ｃ、ｄから計算によって求められたものであ
る。同図から分かるようにトラッキング誤差Ｅ１は、ト
ラックずれの情報が含まれずディスクの傾斜の悪影響が
大きく出るランド部では前記信号成分Ｇが出ないように
なっている。またトラックずれ情報が含まれるピット部
では、前記信号成分Ｊ（ピット部とランド部の境界付近
でのトラッキング誤差信号）が良好に検出され、かつ前
記信号成分Ｔ（ピット中央部でのトラッキング誤差信
号）も良好に検出されておりピット中央部で出力が凹む
現象も生じない。全体として比較的長い期間にわたって
トラッキング誤差信号が検出されている。
【００２５】図３は上記の３方式によるトラッキング誤
差信号波形を併記した図であって、同図のＥ１は図１に
示した本発明のディスク装置の一実施例によるもの、Ｅ
２は図４に示した従来のディスク装置の第１例によるも
の、Ｅ３は図７に示した従来のディスク装置の第２例に
よるもので、時間軸は共通である。以上の説明から明ら
かなように、本発明のディスク装置では、トラッキング
誤差信号が比較的長い期間にわたって検出されているの
で、信号対雑音比が高く、トラッキング制御に於ける精
度と安定性を向上できるものである。以下に、上記の３
方式の性能比較を実験によって行った例を記す。但し、
使用した光ディスクの直径は１２０ｍｍ、レーザ光源の
波長は６７０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ（numerica
l aperture）は０．６である。
【００２６】（１）トラックピッチ０．７μｍ ディ
スク偏芯２００μｍ の場合 本発明のディスク装置 … トラッキング可 従来例１のディスク装置 … トラッキング不可 従来例２のディスク装置 … トラッキング不可 （２）トラックピッチ０．７μｍ ディスク偏芯１５
０μｍ の場合 本発明のディスク装置 … トラッキング可 従来例１のディスク装置 … トラッキング不可 従来例２のディスク装置 … トラッキング不可
【００２７】（３）トラックピッチ０．６μｍ ディ
スク偏芯１０μｍ程度の場合 本発明のディスク装置 … トラッキング可 従来例１のディスク装置 … トラッキング不安定 従来例２のディスク装置 … トラッキング不安定 現在市販されているオーディオ用のコンパクトディスク
のトラックピッチは、１．６μｍ程度である。本発明の
ディスク装置によれば、上記のデータから分かる通り、
トラックピッチを大幅に小さくし、ディスクの偏芯量を
大きくしてもトラッキングが正常にかかることが確認で
きた。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ピットの
全域にわたりトラッキング誤差信号を検出しているの
で、トラッキング制御に於ける精度と安定性が大幅に向
上した光ディスク装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ディスク装置の一実施例を示す図で
ある。
【図２】図１に示した光ディスク装置の光検知器の出力
とトラッキング誤差信号を示す図である。
【図３】各方式に於けるトラッキング誤差信号を比較す
るための図である。
【図４】従来の光ディスク装置の第１の例を示す図であ
る。
【図５】情報トラックの一部を示す図である。
【図６】図４に示した光ディスク装置の光検知器の出力
とトラッキング誤差信号を示す図である。
【図７】従来の光ディスク装置の第２の例を示す図であ
る。
【図８】図７に示した光ディスク装置の光検知器の出力
とトラッキング誤差信号を示す図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク媒体 ２ レーザ光源 ６ 対物レンズ ７ ４分割光検知器 ８Ａ、８Ｂ 乗算器 ９ 差動増幅器（減算器） １１ トラッキングアクチュエータ Ｐ 光スポット

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】情報トラックを有する光ディスク媒体を使
    用し、レーザ光源と、前記光源からの光ビームを集光し
    て前記ディスク媒体の面に光スポットとして照射する対
    物レンズと、前記光スポットを前記ディスク媒体のラジ
    アル方向へ移動するトラッキングアクチュエータと、前
    記ディスク媒体からの反射光を光電変換する４分割光検
    知器とを備えた光ディスク装置に於いて、前記情報トラ
    ックの中心線に対応させた前記４分割光検知器の分割線
    とこれに直交する分割線とによって４分割された光検知
    器のうち、前記情報トラックの中心線に対応させた分割
    線の一方の側にある２つの光検知器のそれぞれの出力を
    乗算する乗算器と、他方の側にある２つの光検知器のそ
    れぞれの出力を乗算する乗算器と、前記２個の乗算器の
    それぞれの出力の差信号を得る減算器とを備え、前記減
    算器の出力に応じて前記トラッキングアクチュエータを
    制御するようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
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