JP2824573B2 - 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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JP2824573B2
JP2824573B2 JP60250132A JP25013285A JP2824573B2 JP 2824573 B2 JP2824573 B2 JP 2824573B2 JP 60250132 A JP60250132 A JP 60250132A JP 25013285 A JP25013285 A JP 25013285A JP 2824573 B2 JP2824573 B2 JP 2824573B2
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利治 武居
安弘 竹村
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【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
に依り情報をデイスク等に書き込む光学的情報書き込み
装置のトラツ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
に依り情報をデイスク等に書き込む光学的情報書き込み
装置のトラツキングずれ検出方法において、ピツトの入
出に関する程度と状態に対する情報に対し、適切にスラ
イスレベルを設け、レベルを制限する事により、デイス
ク上の傷によるトラツキングジヤンプの発生を抑制し、
構成で安定なトラツキング制御を実施する事ができる様
にしたものである。 〔従来技術〕 従来、トラツキングずれ検出法に、ヘテロダイン法を
用い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路図を第2図に示す。 半導体レーザ1より出射された光は、ビームスプリツ
タ2によつて、デイスク5方向に反射されコリメータレ
ンズ3によつて平行光とされ、対物レンズ4を介して、
デイスク5上に収光される。この光束は、凹凸のピツト
形状を持つ情報トラツクにより反射され、対物レンズ
4、コリメータレンズ3、ビームスプリツタ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、デイスク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、フオーカシング制御もしくはトラツキング制御の
為、光学的読取装置を構成する対物レンズ4を駆動して
位置制約する為の制御信号が形成される。 上述のトラツキング制御のうちヘテロダイン法(特許
公報昭56−30610)を説明する為の原理を第3図に、実
施する為の回路のブロツク図を第4図に示す。デイスク
5の読取光は、ピツ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ツ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。ピツト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、ピツトがビーム内に入
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。従つてピツトがビ
ーム内に入出する際のあるタイミングでこの対称性を、
D1,D2,D3,D4の受光素子からの出力で判断できれば、ト
ラツキング制御信号とする事ができる。 第4図は、(公開特許公報−昭57−74837)に基づい
た上記原理による実施例である。4分割受光素子6のD1
とD3の出力を加算回路10に、又、D2とD4の出力を加算回
路9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S1を得る。一方、加算回路9の出力と加算回
路10の出力を加算回路11に入力し、両出力の和信号S2を
得る。信号S1は、第3図に示した様に、スポツトに対
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、トラツキングエラー情報を含む。
又、信号S2は、再生情報信号となつている。加算回路11
の出力は、立ち上りパルス発生回路13と立ち下がりパル
ス発生回路14に供給され、夫々信号S3とS4を発生する。
一方、減算回路12の出力は、サンプリングホールド回路
15,16に供給され、夫々パルス信号S3とS4によりサンプ
リングされ、その値をホールドし、減算回路17に供給さ
れ、トラツキングエラー信号を得ている。 第5図は、上記回路構成によつて生じた主要な各部の
信号出力を表わした図である。スポツトに対し、ピツト
が左側からほぼ全部入つた状態から、ピツトが左へ移動
し、右側から出始める状態の間の各信号出力の様子を表
わしている。信号S1は、トラツキングエラー情報を含む
信号。信号S2は、再生信号出力。信号S3は、信号S2のゼ
ロクロス点を基準にした立ち上がりパルス信号、信号S4
は、信号S2のゼロクロス点を基準にした立ち下がりパル
ス信号。信号S5,S6は、ピツトがビームに対し、左から
右へ移動するにつれ、極性が負から正へ、又は、正から
負へ反転すると共に、トラツクずれ量に対応した出力、
即ち、トラツキングエラー信号に対応する信号となつて
いる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし従来のヘテロダイン法による方法では、デイス
クの表面等に傷があつた場合、トラツキングエラーに擬
似信号が乗り、トラツキングサーボが不安定になつた
り、トラツキングジヤンプが生じたりしていた。例え
ば、デイスク表面上にブラツクドツト状の傷があつた場
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、700μ
m程度の傷が存在し、デイスク表面上のビーム(ビーム
径700〜800μm)を侵食すると、入射拘束が遮蔽された
部分は、当然影となるが、デイスクによつて反射された
光束も、傷によつて遮蔽される。従つて、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。ピツトがオ
ントラツク上にあるとして、傷によつてビームが右半分
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、デイスクの反射率とピツト深さによつて
定まる変調を受けており、トラツキングエラー信号もゼ
ロである。しかし、時刻t1以降傷によつてビームが徐々
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、ピツトの変調成分が乗つた信号S1が生成さ
れる。一方、信号S2は、影によつて侵食された分だけ、
ピツ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、傷によつて殆ど乱される事はない。従つて、
信号S2のゼロクロスで、サンプルホールドすると、傷
が、ビームの右半分に対称に入いる時刻t2までに、トラ
ツキングエラー信号は、殆ど負の擬似信号を発生する。
又、時刻t2以降、傷が徐々にビームからはみ出ずにつ
れ、上記状態と逆の極性を持つた信号が、信号S1に生成
されるので、トラツキングエラー信号は、殆ど正の擬似
信号を発生する。 従つて、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より得、トラツキングエラー
信号を生成する方式では、どの様な方法であつても、ト
ラツキングエラー信号中に、傷による擬信号が必ず現わ
れる。この為、トラツキングサーボが不安定になり、ト
ラツキングジヤンプを生じたりしていた。特に、傷がト
ラツク方向に対しビーム半分を遮蔽する場合には、この
傾向が著じるしく生じていた。 そこでこの発明は従来のこの様な欠点を解決する為、
トラツキングエラー信号中に、傷による擬似信号の発生
を生じさせる事なく、高精度で安定なトラツキングエラ
ー信号を簡単に得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
置によりデイスクに入射させられ、デイスクで変調を受
けた読取光を事実上、トラツク方向とトラツク方向に垂
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、トラツク方向に垂直な方向で分
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、第2の減算回路の出力信号を適正な第1及
び第2のレベルでスライスし、第1のレベル>第2のレ
ベルであるとき、第1のレベル以上または第2のレベル
以下である時に、その信号を選択的にスイツチングして
出力する回路と、上記スイツチング回路を経た信号と第
1の減算回路の出力信号を乗算する乗算回路と、ローパ
スフイルター回路を備え、上記ローパスフイルター回路
を経た出力信号をトラツ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、傷
の存在の有無により、第2の減算回路の出力に対し、適
切にスライスレベルを設定し、このスライスレベルの上
下でスイツチングされた出力信号を用いトラツキングエ
ラー信号を得ているので、傷のある場合には、トラツキ
ングエラー信号は、ゼロとなり、傷のない場合には、通
常のトラツキングエラー信号となるので、トラツキング
エラー信号が、擬似信号を含む事が殆どなくなる。従つ
て、トラツキングサーボの不安定性を充分に小さくする
事が可能となり、トラツキングジヤンプを生ずる事は、
なくなり、高精度で、安定なトラツキング制御を行う事
ができる。 〔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3図に示した様に、ビーム内にピツトが入出する際
トラツクの左右で、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の程度の場合には、トラツ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、ピツトがビーム内に入つてくる状
態か出ていく状態かを判別する事ができる。従つて、ピ
ツ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、トラツキング制御信号とす
る事ができる。 第1図は、上記原理による本発明を実施する為の回路
のブロツク図の一例である。 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、ビツ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22に、又、D2とD4の出力を加算
回路23に入力し、両加算出力を演算回路25に入力し、両
出力の差信号S12を得る。信号S12は、第3図に示した様
に、スポツトに対しピツ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、トラツキングエラ
ー情報を含む。減算回路24の出力S11は、バツフア回路2
6とウインドコンパレータ27へ送られる。ウインドコン
パレータ27は信号S11の出力を適正な正と負の電圧のス
ライスレベルで、スライスし、その電圧の絶対値よりも
大きな信号の場合、ハイレベルにさせる。スイツチング
回路28は、信号S13がハイレベルの時、ゲートを聞くも
のとすると、信号S11の出力のあるレベル以上の信号
が、S14として得られる。信号S14と信号S12を乗算回路2
9、及びローパスフイルター30を通す事でトラツキング
エラー信号S15を得る事ができる。 第8図は、上記回路構成によつて生じた主要な各部の
信号出力を表わした図である。スポツトに対しピットが
左側からピット半分程度入つた状態から、ピツトが右へ
移動し、右側からピット半分程度出始める状態の間の各
信号出力の様子を表わしている。信号S11は、ピツトの
入出に関する情報を含む信号。信号S12は、トラツキン
グエラー情報を含む信号。信号S13は、信号S11を正負の
適正レベルでスライスした後のウインドコンパレータ出
力。信号S14は、信号S13によつてスイツチングされた後
のS11の信号、S15は、ローパスフイルターを通した後の
トラツキングエラー信号である。尚、ローパスフイルタ
ーを通す前の乗算回路の出力を点線で示してある。 上記の様にピツトのみがビーム内に侵入した場合に
は、信号S11を適正なレベルでスライスしている為、ト
ラツキング波形に切れ目(ア点)が生じるが、適当なロ
ーパスフイルター30を選択すれば、この様な事は生じに
くくなる。又、実際には、情報トラツクへの引き込み
は、トラツキングエラーのピーク間で、起こるので、信
号S11の小さい電圧レベルで生成したトラツキングエラ
ー波形は、重要ではない。 次に、ピツトと共に傷が、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、ピツト
による変調レベルは、かなり低下する。傷によつて、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、各信号に当える影響を示したのが、第9図である。
ピツトがオントラツク上にあるとして、傷によつて、ビ
ームが右半分遮蔽された状態を示している。時刻t1
降、傷によつ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か故に、傷の信号に、ピットの変調
成分が重つた信号S12が生成される。一方、信号S11は、
影によつて侵食された分だけ、ピツトによる変調が落ち
る。従つて、適正にウインドコンパレータのスライスレ
ベルを設定する事により、信号S13を得、この信号によ
り、信号S11をスイツチングした後、信号S12と乗算し、
ローパスフイルターを通すと、トラツキングエラー信号
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、トラツクエラー信号がゼロとなるの
で、アクチユエータは、慣性走行をする事になる。尚、
ウインドコンパレータのスライスレベル、並びに、ロー
パスフイルターは、傷の影響とトラツクへの引き込み具
合を鑑みて、適正に設定する必要がある。尚、ローパス
フイルター30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、トラツキングサー
ボに及ぼす傷の影響を極めて小さくする事ができるの
で、傷によるトラツクジヤンプや、トラツキングサーボ
の不安定性を充分小さくする事が可能となる。又、トラ
ツ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、高精度なトラツ
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ツク図 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 情報トラツク上のピツ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 従来のヘテロダイン法による回路のブロツク図 第5図 従来のヘテロダイン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テロダイン法に係る主
要な各部信号出力の波形図 第8図 本発明に係るトラツ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、本発明に係るトラツキング方
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:ビームスプリツタ 3:コリメータレンズ 4:対物レンズ 5:デイスク 6:4分割受光素子 9,10,20,21,22,23:加算回路 12,17,24,25:減算回路 13:立ち上がりパルス発生回路 14:立ち下がりパルス発生回路 15,16:サンプルホールド回路 26:バツフア回路 27:ウインドコンパレータ 28:スイツチング回路 29:乗算回路 30:ローパスフイルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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、 第2の減算回路の出力信号を、あらかじめ定めた第1の
    レベルと、これより小さいレベルとなるようにあらかじ
    め定めた第2のレベルの二つのレベルでスライスし、第
    1のレベル以上または第2のレベル以下である時にのみ
    その信号を選択的にスイッチングして出力する回路と、 上記スイッチング回路を経た信号と第1の減算回路の出
    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出力信号をトラッキ
    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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NL182258C (nl) * 1976-01-28 1988-02-01 Philips Nv Inrichting voor het uitlezen van een vlakke registratiedrager met een optisch uitleesbare informatiestructuur.
JPS58122238U (ja) * 1982-02-08 1983-08-19 パイオニア株式会社 記録情報読取装置におけるトラツキングサ−ボ装置
JPS59167861A (ja) * 1983-03-14 1984-09-21 Sony Corp 光学式デイスク・プレ−ヤ−のトラツキング制御装置

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