JP2768540B2 - トラッキングサーボ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光ディスクを使用して情報信号を記録再生す
る光ディスク記録再生装置において、より精度の高い記
録再生を可能にするそのトラッキングサーボ装置に関す
るものである。

従来の技術 光ディスクによる記録再生方式は、通常レーザを用い
て直径１μｍ程度のビームスポットを形成し、光ディス
クのトラック上に設けられた記録膜の上に局部的温度上
昇を発生させ、記録膜上に物理的変化を起こし、情報信
号を記録するいわゆる熱記録と呼ばれる方式が採用され
ている。

以下、上記方式を使用した従来の光ディスク記録再生
装置のトラッキングサーボ装置の一例を図面に基づいて
説明する。

第６図は従来のトラッキングサーボ装置のブロック図
である。

レーザを用いた光源52から放射された光はコリメータ
レンズ53により平行光に変換され、ビームスプリッタ54
で反射され、対物レーザ55によって、光ディスク50に設
けられたプリグループ51上に集光される。プリグループ
51により反射された光は、対物レンズ55を経てビームス
プリッタ54を透過し、光検出器57,58に導びかれる。各
々の光検出器57,58の出力は差動増幅器59に入力され、
差動増幅器59の出力のトラッキング誤差信号ｙはイコラ
イザ60、駆動増幅器61およびスイッチ62を経てトラッキ
ング駆動装置56へ入力され、トラッキング駆動装置56に
より対物レンズ55を光ディスク50の矢印54で示す半径方
向に変位させてトラッキングサーボを行なっている。

発明が解決しようとする課題 しかし、従来のトラッキングサーボ装置において、対
物レンズ55を矢印54で示す方向にトラッキング駆動装置
56により変位させると、差動増幅器59の出力にはプリグ
ループ51によるトラッキング誤差信号ｙ以外の望ましく
ない外乱が生じていた。

今、スイッチ62を開にしたときの差動増幅器59の出力
のトラッキング誤差信号ｙを第７図（ａ）に示す。この
とき第６図のトラッキング駆動装置56を第７図（ｃ）に
示す変位を与えるように駆動すると、第７図（ｂ）に示
すようなトラッキング誤差信号ｙ′の変動が観測でき
る。すなわち対物レンズ55の変位で差動増幅器59の出力
のトラッキング誤差信号ｙに外乱が生じている。この外
乱は対物レンズ55が対物レンズ55に入る平行光束６の中
心からずれることによって発生する。一般に上記平行光
束の直径は対物レンズ55の直径より大きく設定し、外乱
の発生を少なくしているが、対物レンズ55の変位が規定
の範囲を越えると、上記外乱は大きく現われる。また上
記外乱は、スイッチ62を閉にしてトラッキングサーボを
動作させた時にも発生し、特に偏芯の大きい光ディスク
50にトラッキングサーボを動作させるときに問題となっ
ていた（たとえば特開昭54−46018号公報参照）。

さらに上記外乱の極性について述べると、第６図に示
したトラッキングサーボ装置のブロック図において、凸
のプリグループ51にトラッキングする場合の極性を＋と
すれば、凹のプリグループ51′にトラッキングする場合
は、たとえば光検出器57,58の出力と差動増幅器59の接
続を逆に（＋と−を入れ換える）することによって達成
される。したがって、凹のプリグループ51′にトラッキ
ングする場合は、第７図に示した外乱とトラッキング誤
差信号が外乱により変調される極性は、第７図に示すよ
うにトラッキングサーボ系に対し逆極性となる。

この場合たとえばトラッキングサーボ系により引き込
むときに対物レンズ55が前記規定の範囲を越えて変位す
ると、トラッキングサーボ系のゲインが下がることとな
り、引き込み動作が正常に行われなくなる。したがって
従来は偏芯の大きな光ディスク50を使用することが困難
であった。また振動などにより対物レンズ55が前記規定
の範囲をこえて変位した場合も、トラッキングサーボ系
のゲインが低下し、振動に弱いトラッキングサーボ特性
となっていた。

本発明は上記問題を解決するものであり、対物レンズ
を規定の範囲内の移動とし正常なトラッキングを可能と
したトラッキングサーボ装置を備えた光ディスク記録再
生装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明のトラッキングサーボ
装置は、光ディスクに情報信号を記録再生するために光
ディスク上に光ビームを照射し、光ディスクからトラッ
キング信号を検出し、前記トラッキング信号を用いて対
物レンズを光束に対して光ディスク半径方向に制御する
トラッキングアクチュエータと、前記光束とトラッキン
グアクチュエータを実質的に一体に前記光ディスクの半
径方向に移動するリニアアクチュエータを有する光ディ
スク記録再生装置のトラッキングサーボ系であって、前
記アクチュエータの変位によるトラッキング誤差信号の
変動が、前記トラッキングサーボ系に対し逆極性になる
ように構成し、前記トラッキングアクチュエータの変位
量が規定の量を越えないように、前記トラッキングアク
チュエータとリニアアクチュエータを制御することを特
徴とするものである。

作用 上記構成により、アクチュエータの変位によるトラッ
キング誤差信号の変動が、トラッキングサーボ系に対し
逆極性になるように構成し、トラッキングアクチュエー
タの変位量が規定の量を越えないように、トラッキング
アクチュエータとリニアアクチュエータを制御すること
によって、対物レンズがトラックに対して移動したとき
に発生する外乱がトラッキングサーボ系に対してトラッ
キングサーボ系のゲインが小さくなる方向になる場合に
おいても、引き込みが安定で良好なトラッキングサーボ
特性が得られ、リニアアクチュエータが変位し、外乱が
発生しても、決して見かけ外乱のために正極性にサーボ
が動作して発振が起こらないトラッキング誤差検出極性
との組み合わせにより安定なサーボを実現される。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例における光ディスク記録再
生装置のトラッキングサーボ装置のブロック図である。

レーザを使用した光源３から照射された光はコリメー
タレンズ光で平行光束６に変換され、ビームスプリッタ
５を透過し、これら光源３、コリメータレンズ４、ビー
ムスプリッタ５および後述する光検出器12からなる固定
光学系13より出射される。この出射された平行光束６は
ミラー７で反射され、対物レンズ８で光ディスク１のプ
リグループ２の光ディスク記録膜1A上に焦点される。対
物レンズ８は平行光束６に対してトラッキングアクチュ
エータ９により光ディスク１の半径方向に変位される。
これらミラー７、対物レンズ８およびトラッキングアク
チュエータ９により可動光学系14が構成されている。な
お、平行光束６は対物レンズ８の有効径より大きな直径
を有している。また可動光学系14は、コイル10aと磁気
回路11から構成されたリニアアクチュエータ10により光
ディスク１の半径方向に移動される。光ディスク１で反
射された光は対物レンズ８で再び平行光束に変換され、
ビームスプリッタ５で反射された光は光検出器12で検出
される。光検出器12は２分割の光検出器であり、差動増
幅器15でこの２分割の光検出器12の各々の差をとること
によって、ファーフィールドトラッキング誤差信号ｘが
検出され、差動増幅器15の出力に現われる。イコライザ
16は、光検出器12、差動増幅器15、駆動増幅器17、およ
びトラッキングアクチュエータ９から構成される第１の
トラッキングサーボ系の応答特性を最適化し、イコライ
ザ18は、光検出器12、差動増幅器15、駆動増幅器19、お
よびリニアアクチュエータ10から構成される第２のトラ
ッキングサーボ系の応答を最適化する。なお、トラッキ
ングアクチュエータ９の規定範囲以上の変位におけるト
ラッキング誤差信号ｘは、第１のトラッキングサーボ系
に対し逆極性となるように構成されている。

上記構成により、光検出器12で検出したプリグループ
２によるトラッキング信号は差動増幅器15でトラッキン
グ誤差信号ｘに変換され、イコライザ16を経て駆動増幅
器17へ入力され、駆動増幅器17でトラッキングアクチュ
エータ９を制御する。また差動増幅器15の出力のトラッ
キング誤差信号ｘは同時にイコライザ18を経て駆動増幅
器19へ入力され、駆動増幅器19でリニアアクチュエータ
10を制御する。上記第１のトラッキングサーボ系と第２
のトラッキングサーボ系のゲインは駆動増幅器17,19の
ゲインを調節することによって行う。なお、第２図に示
すように駆動増幅器17の出力をイコライザ20を経由して
加算器21を経て駆動増幅器19に重畳してもよく、この場
合トラッキングアクチュエータ９とリニアアクチュエー
タ10に対するゲイン配分はより正確に設定することがで
きる。

以上のように構成したトラッキングサーボ系の詳細な
特性について、第３図に示すトラッキングアクチュエー
タ９とリニアアクチュエータ10の特性図および第４図に
示す光ディスク１の偏芯量の周波数特性図を用いて説明
する。

設定したトラッキングアクチュエータ９の特性は第３
図（ａ）に示すように周波数f1まで平坦で周波数f1以上
では−40dB/Dec.の周波数特性を示し、リニアアクチュ
エータ10の特性は第３図（ｂ）に示すように40dB/Dec.
の周波数特性を示す。ここでDec.は周波数が10倍増加す
る範囲を言い、周波数が10倍変化する間に利得がいくつ
変わるかを示す。また、第４図に示すように、一般に光
ディスク１の偏芯については、光ディスク１の回転周波
数frにおいて100μｍの偏芯を示すと、この回転周波数f
rの２倍の周波数では1/4となり25μｍとなる。つまり光
ディスク１の偏芯の周波数特性も−40dB/Dec.となる。
本発明の目的の１つは前に述べたように、対物レンズ８
を変位させるトラッキングアクチュエータ９の平行光束
６に対する変位を規定範囲内にし、トラッキングサーボ
のゲイン低下を防止することである。このため本発明で
は、光ディスク１の偏芯量の大きい周波数範囲におい
て、第２図に示すように、リニアアクチュエータ10によ
る第２のトラッキングサーボ系のゲインをトラッキング
アクチュエータ９による第１のトラッキングサーボ系の
ゲインよりも大きくとることによって、トラッキングサ
ーボのトラッキングアクチュエータ９の規定範囲以上の
変位を防ぎ、ゲインの低下を防止することができる。

第５図に、以上のゲイン配分を行なった後の、第１の
トラッキングサーボ系と第２のトラッキングサーボ系の
オープンループゲインを示す。すなわちトラッキングア
クチュエータ９の平行光束６に対する変位を規定の値に
抑えるためには、たとえば、光ディスク１の回転周波数
frにおいて、第１のトラッキングサーボ系のゲインを26
dB、第２のトラッキングサーボ系のゲインを40dBとすれ
ばよい。このとき、ゲイン配分は5:1となり、光ディス
ク１の回転周波数frにおいて、100μｍの偏芯があって
もトラッキングアクチュエータ９の変位は100×1/6＝1
6.7μｍで、トラッキングアクチュエータ９の変位は十
分前記規定の範囲におさまる。なお前記規定の範囲は光
ヘッドの光学系の性能に依存するが、たとえば50μｍ以
下にすれば問題ないことが多い。

発明の効果 以上のように本発明によれば、アクチュエータの変位
によるトラッキング誤差信号の変動が、トラッキングサ
ーボ系に対し逆極性になるように構成し、トラッキング
アクチュエータの変位量が規定の量を越えないように、
トラッキングアクチュエータとリニアアクチュエータを
制御することにより、対物レンズがトラックに対して移
動したときに発生する外乱がトラッキングサーボ系に対
してトラッキングサーボ系のゲインが小さくなる方向に
なる場合においても、引き込みが安定で良好なトラッキ
ングサーボ特性を得ることができ、リニアアクチュエー
タが変位し、外乱が発生しても、決して見かけ上外乱の
ために正極性にサーボが動作して発振が起こらないトラ
ッキング誤差検出極性との組み合わせにより安定なサー
ボを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光ディスク記録再生
装置のブロック図、第２図は本発明の他の実施例におけ
る光ディスク記録再生装置のブロック図、第３図は第１
図のトラッキングアクチュエータとリニアアクチュエー
タの特性図、第４図は第１図の光ディスクの偏芯の周波
数特性図、第５図は第１図のトラッキングサーボ系の特
性図、第６図は従来のトラッキングサーボ装置のブロッ
ク図、第７図は従来のトラッキングサーボ装置の特性図
である。 １……光ディスク、３……レーザ、９……トラッキング
アクチュエータ、10……リニアアクチュエータ、13……
固定光学系、14……可動光学系、12……光検出器、15…
…差動増幅器、16……第１のトラッキングサーボ系のイ
コライザ、18……第２のトラッキングサーボ系のイコラ
イザ、ｘ……トラッキング誤差信号。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスクに情報信号を記録再生するため
   に光ディスク上に光ビームを照射し、光ディスクからト
   ラッキング信号を検出し、前記トラッキング信号を用い
   て対物レンズを光束に対して光ディスク半径方向に制御
   するトラッキングアクチュエータと、 前記光束とトラッキングアクチュエータを実質的に一体
   に前記光ディスクの半径方向に移動するリニアアクチュ
   エータ を有する光ディスク記録再生装置のトラッキングサーボ
   系であって、 前記アクチュエータの変位によるトラッキング誤差信号
   の変動が、前記トラッキングサーボ系に対し逆極性にな
   るように構成し、 前記トラッキングアクチュエータの変位量が規定の量を
   越えないように、前記トラッキングアクチュエータとリ
   ニアアクチュエータを制御すること を特徴とするトラッキングサーボ装置。
2. 【請求項２】リニアアクチュエータを駆動するトラッキ
   ングサーボのゲイン交点の周波数を、光ディスクの回転
   周波数よりも大きく設定したこと を特徴とする請求項１記載のトラッキングサーボ装置。