JP2796592B2 - トラツキングエラー信号発生回路 - Google Patents

トラツキングエラー信号発生回路

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、VD、CD等に記録された情報を、光ビーム
に依り読み出す光学的情報読取装置、或いは、光ビーム
に依り情報をディスク等に書き込む光学的情報書き込み
装置のトラッキングずれ信号検出に関するものである。 〔発明の概要〕 この発明は、VD、CD等に記録された情報を、光ビーム
に依り読み出す光学的情報読取装置、或いは、光ビーム
に依り情報をディスク等に書き込む光学的情報書き込み
装置のトラッキングずれ信号検出方法において、 ピットの入出に関する程度と状態に対する情報をデジ
タル化する事で、ピットの入出に関する情報のみとし、
又、デジタル化する信号に対し、適切にスライスレベル
を設け、ピットの入出に関する情報信号のレベルを制限
する事により、トラッキングエラー信号中に、エラー情
報以外の信号の混入を防止すると共に、ディスク上の傷
によるトラッキングジャンプの発生を抑制し、高精度で
安定なトラッキング制御を実施する事ができる様にした
ものである。 〔従来の技術〕 従来、トラッキングずれ検出法に、ヘラロダイン法を
用いた光学的情報読取装置が知られていた。 上述した方法を用いた光学的情報読取装置の概略図を
第2図に示す。 半導体レーザ1より出射された光は、ビームスプリッ
タ2によって、ディスク5方向に反射されコリメータレ
ンズ3によって平行光とされ、対物レンズ4を介して、
ディスク5上に吸収される。この光束は、凹凸のピット
形状を持つ情報トラックにより反射され、対物レンズ
4、コリメータレンズ3、ビームスプリッタ2を介し
て、入射光束とは直交する向きに透過し、受光素子6に
入射する。この受光素子6では、ディスク5からの反射
光が検知されて、その変化が信号として取り出される。
又、フォーカシング制御もしくはトラッキング制御の
為、光学的読取装置を構成する対物レンズ4を駆動して
位置制御する為の制御信号が形成される。 上述のトラッキング制御のうちヘラロダイン法(特許
公報昭56−30610)を説明する為の原理を第3図に示
す。 ディスク5の読取光は、ピットにより回折された光の
明暗パターンとレーザ光のスポットの位置関係により受
光素子6上で、第3図に示す様な回折パターンとなる。
ピットPに対するビームの位置関係を示したのがa図、
受光素子6上のビームと回折光のパターンを示したのが
b図である。尚、斜線部分は、光量の少ない部分を示し
ている。 (1),(2),(3)より、ピットがビーム内に入
出する際に、左右の場合で、回折光のパターンの対称性
の崩れ方が、逆転している事がわかる。一方、ビーム内
にピットが入出する際、トラックの左右で、回折光のパ
ターンの対称性が崩れると共に、CDやVDの様に、ピット
の深さが使用した光の波長の1/5程度の場合には、トラ
ック方向の前後にも回折光の強度分布差が生じる。この
強度分布差の差異を信号として取り出すと、ピットがビ
ーム内に入ってくる状態か出ていく状態かを判別する事
ができる。従って、ピットがビーム内に入出する際の対
称性の崩れを、上記信号より判断する事ができれば、ト
ラッキングエラー信号とする事ができる。 第4図は、(特許公報昭56−30610)に基づいた上記
原理による回路ブロック図である。 4分割受光素子6のD1とD2の出力を加算回路7に、
又、D3とD4の出力を加算回路8に入力し、両加算出力を
減算回路11に入力し、両出力の差信号S1を得る。信号S1
は、ピットの入出に関する情報を含んでいる。一方、D1
とD3の出力を加算回路9に入力し、又、D2とD4の出力を
加算回路10に入力し、両加算出力を減算回路12に入力
し、両出力の差信号S2を得る。信号S2は、スポットに対
し、ピットが入出する際の回折光の対称性の崩れに対応
した出力信号なので、トラッキングエラー情報を含む。
従って、信号S1と信号S2を乗算回路13に入力し、その出
力信号S3をローバスフィルター14に入力する事で、トラ
ッキングエラー信号S4を得ていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし従来の方法では、信号S1は、ピットの入出に関
する情報が、アナログ信号として表れてくるので、ピッ
トの入出の状態と程度が含まれていた。従って信号S2
の乗算によるトラッキングエラー信号S3中には、ピット
のトラッキングずれ情報以外の信号成分が、混入してい
た。 又、従来の方法では、ディスクの表面等に傷があった
場合、トラッキングエラーに疑似信号が乗り、トラッキ
ングサーボが不安定になったり、トラッキングジャンプ
が生じたりしていた。例えば、ディスク表面上にブラッ
クドットがあった場合、第6図に示す様に、傷による光
束の遮蔽は、必ずビーム内に点対称の影を生じさせる。
なぜならば、700μm程度の傷から存在し、ディスク表
面上のビーム(ビーム径700〜800μm)を侵食すると、
入射光束が遮蔽された部分は、当然影となるが、ディス
クによっても反射された光束も、傷によって遮蔽され
る。従って、4分割受光素子上では、点対称の影を生じ
る。この様な傷が、各信号に与える影響を示したのが、
第7図である。ピットがオントラック上にあるとして、
傷によって、ビームが右半分遮蔽された状態を示してい
る。時刻t1以前には、傷がビーム内に入って来ない状態
で、この時には、信号S1はゼロで、信号S2は、ディスク
の反射率とピットの深さによって定まる変調を受けてお
り、トラッキングエラー信号もゼロである。しかし、時
刻t1以降、傷によってビームが徐々に侵食され始める
と、点対称の影が生じ始めるが故に、傷の信号に、ピッ
トの変調成分が乗った信号S1が生成される、一方、信号
S2は、影によって侵食された分だけ、ピットによる変調
が落ちる。但し、信号S1と信号S2の位相関係は、傷によ
って殆ど乱される事はない。従って、傷が、ビームの右
半分に対称に入る時刻t2までに、トラッキングエラー信
号は、殆ど負の疑似信号を発生する。又、時刻t2以降、
傷が徐々にビームよりはみ出すにつれ、上記状態と逆の
極性を持った信号が、信号S1に生成されるので、トラッ
キングエラー信号は、殆ど正の疑似信号を発生する。 従って、回折光の強度分布のパターン変化を、4分割
受光素子の対角和の差信号により得、トラッキングエラ
ー信号を生成する方式では、どの様な方法であっても、
トラッキングエラー信号中に、傷による疑似信号が必ず
現れる。この為、トラッキングサーボが不安定になり、
トラッキングジャンプを生じたりしていた。特に、傷
が、トラック方向に対し、ビームの半分を遮蔽する場合
には、この傾向が著しく生じていた。 そこで、この発明は、従来のこの様な欠点を解決する
ため、トラッキング信号を回折光の対称性の崩れのみか
ら得、またトラッキングエラー信号中に、傷による疑似
信号の発生を生じる事なく、高精度で安定なトラッキン
グエラー信号を、簡単に、しかも安価に提供るする事を
目的としている。 〔問題点を解決する為の手段〕 上記問題点を解決する為にこの発明は、光学的読取装
置によりディスクに入射させられ、ディスクで変調を受
けた読取光を、事実上、トラック方向とトラック方向に
垂直な方向に分けた、少なくとも4つの受光素子で受
け、相対する対角方向の夫々の受光素子の出力信号を加
算する第1,第2の加算回路と、トラック方向に垂直な直
線で分けられた、同じ側にある夫々の受光素子の出力信
号を加算する第3,第4の加算回路と、上記第1,第2の加
算回路の出力信号の差信号を生成する第1の減算回路
と、上記第3,第4の加算回路の出力信号の差信号を生成
する第2の減算回路と、上記第2の減算回路の出力に応
じた矩形波信号を生成する矩形波信号発生回路と、第1
の減算回路の出力信号と矩形波信号発生回路の出力信号
を乗算する乗算回路と、ローバスフィルター回路を備
え、上記ローバスフィルター回路を経た出力信号をトラ
ッキングエラー信号とする。 〔作用〕 上記の様に、回路を構成し、エラー信号を得ると、ピ
ットの入出に関する程度と状態に対する情報がデジタル
化されるので、ピットの入出に関する状態の情報のみと
なる。従って、トラッキングエラー信号には、ピットの
トラッキングずれ情報以外の信号は、混入しない。又、
矩形波発生回路に、適切なスライスレベルを設定し、ピ
ットの入出に関する情報信号のレベルを制御すれば、傷
の存在の有無によって、トラッキングエラー信号を発生
させたり、消したりする事ができる。即ち、傷のある場
合には、トラッキングエラー信号は、ゼロとなり、傷の
無い場合には、通常のトラッキングエラー信号となるの
で、トラッキングエラー信号中に、疑似信号が混入する
事は、殆どなくなる。従って、トラッキングサーボの不
安定を充分に小さくする事が可能となり、トラッキング
ジャンプを生ずる事はなくなり、高精度で安定なトラッ
キング制御を実施する事ができる。又、矩形波発生回路
のみの追加で済むので、安価である。 〔実施例〕 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第1図は、本発明を実施する為の回路のブロック図の
一例である。 4分割受光素子6のD1とD2の出力を加算回路20に、又
D3とD4の出力を加算回路21に入力し、両加算出力を減算
回路24に入力し、両出力の差信号S11を得る。信号S
11は、ピットの入出に関する情報を含んだアナログ信号
である。一方、D1とD3の出力を加算回路22に入力し、
又、D2とD4の出力を加算回路23に入力し、両加算出力を
減算回路25に入力し、両出力の差信号S12を得る。信号S
12は、スポットに対し、ピットが入出する際の回折光の
対称性の崩れに対応した信号なので、トラッキングエラ
ー情報を含む。一方、信号S11は、ピットの入出の状態
に関する情報を含んでいるが、アナログ信号なので、ビ
ーム内へのピットの入出の程度の情報をも含む。実質的
には、ピットのビームに対するずれ量は、信号S12より
得る事ができるので、信号S11は、ピットの入出の状態
のみの情報で良い。従って、信号S11を矩形波発生回路2
6に入力すれば良い。この結果、例えば、ビームにピッ
トが入ってくる場合には、1となり、ビームからピット
が出始める場合には、−1となる。この信号S13と信号S
12を乗算回路27で乗算し、ローバスフィルター29を通す
事で、トラッキングエラー信号S15を得る事ができる。 第8図は、上記回路構成によって生じた主要な各部の
信号出力を表した図である。スポットに対し、ピットが
左側からほぼ全部入った状態から、ピットが右へ移動
し、右側から出始める状態の間の各信号出力の様子を表
している。信号S11は、ピットの入出に関する状態と程
度を示す情報を含む信号。S12は、トラッキングエラー
情報を含む信号。信号S13は、ピットの入出に関する状
態のみの情報を示す信号。従って、信号S11と信号S12
乗算により信号S14を得る。この信号S14をローバスフィ
ルターに通せば、トラッキングエラー信号S15となる。 次に、ピットと共に傷が、ビーム内に侵入した場合を
考える。傷が存在すると、第7図に示した様に、ピット
による変調レベルは、かなり低下する。傷によって、4
分割受光素子上では、点対称の影を生じる。この様な影
が、各信号に与える影響を示したのが、第9図である。
ピットがオントラック上にあるとして、傷によって、ビ
ームが、右半分遮蔽された状態を示している。時刻t1
降、傷によってビームが徐々に侵食され始めると、点対
称の影が生じ始めるが故に、傷の信号に、ピットの変調
成分が乗った信号S12が生成される。一方信号S11は、影
によって侵食された分だけ、ピットによる変調が落ち
る。従って、適正に矩形波発生回路のスライスレベルを
設定する事により、信号S13を得、この信号と信号S12
乗算し、ローバスフィルターを通すと、トラッキングエ
ラー信号S15を得る。即ち、若干の傷の影響を受けはす
るが、傷の影響が最も大きくなる所を避ける事ができる
と同時に、傷の部分は、トラックエラー信号がゼロとな
るので、アクチュエータは、慣性走行をする事になる。
尚、矩形波発生回路のスライスレベル、並びに、ローバ
スフィルターは、傷の影響とトラックへの引き込み具合
を鑑みて、適正に設定する必要がある。尚、ローバスフ
ィルター28は、検波回路やピークホールド回路を使う事
もできる。 〔発明の効果〕 以上述べた様に、本発明に依れば、ビーム内へのピッ
トの入出に関する状態と程度の情報が、矩形波発生回路
により、ピットの入出に関する状態のみの信号となるの
で、トラッキングエラー信号中には、ピットのトラッキ
ングずれ情報以外の信号成分は、混入しない。 又、ビーム内へのピットの入出に関する程度の情報よ
り、傷の有無を検知できるので、矩形波発生回路のスラ
イスレベルを適正に設定する事で、トラッキングサーボ
に及ぼす傷の影響を極めて小さくする事ができる。従っ
て、傷によるトラックジャンプや、トラッキングサーボ
の不安定性を充分に小さくする事が可能となる。又、ト
ラッキングサーボ帯域の制限などする必要がなく、充分
なサーボ帯域を確保する事ができるので、高精度なトラ
ッキングサーボを実施する事ができる。
【図面の簡単な説明】 第1図 本発明に係る回路のブロック図 第2図 光学的読取装置の光学系の例を示す概略図 第3図 情報トラック上のピットとビームの位置関係に
伴う4分割受光素子上の回折光のパターンを示す図 第4図 従来の方法による回路のブロック図 第5図 従来の方法に係る主要な各部信号出力の波形図 第6図 傷がある場合の4分割受光素子上の明暗パター
ンを示す図 第7図 傷がある場合の従来のヘラロダイン法に係る主
要な各部信号出力の波形図 第8図 本発明に係るトラッキング方式に係る主要な各
部信号出力の波形図 第9図 傷がある場合の、本発明に係るトラッキング方
式に係る主要な各部信号出力の波形図 1……半導体レーザ 2……ビームスプリッタ 3……コリメータレンズ 4……対物レンズ 5……ディスク 6……4分割受光素子 7,8,9,10,20,21,22,23……加算回路 11,12,24,25……減算回路 13,27……乗算回路 14,28……ローバスフィルター回路 26……矩形波発生回路 29……乗算回路 30……ローバスフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−93222(JP,A) 特開 昭59−94249(JP,A) 特開 昭58−91538(JP,A) 特開 昭59−167861(JP,A) 実開 昭58−122238(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 7/09 - 7/095

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.光学的読取装置によりディスクに入射させられディ
    スクで変調を受けた読取光を、事実上、トラック方向と
    トラック方向に垂直な方向に分けた、少なくとも4つの
    受光素子で受け、 相対する対角方向の夫々の受光素子の出力信号を加算す
    る第1、第2の加算回路と、 トラック方向に垂直な直線で分けられた、同じ側にある
    夫々の受光素子の出力信号を加算する第3、第4の加算
    回路と、 上記第1、第2の加算回路の出力信号の差信号を生成す
    る第1の減算回路と、 上記第3、第4の加算回路の出力信号の差信号を生成す
    る第2の減算回路と、 上記第2の減算回路の出力に応じた矩形波信号を生成す
    る矩形波信号発生回路と、 第1の減算回路の出力信号と矩形波信号発生回路の出力
    信号を乗算する乗算回路と、 ローパスフィルター回路より成り、 上記ローパスフィルター回路を経た信号をトラッキング
    エラー信号とする事を特徴とするトラッキングエラー信
    号発生回路。
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