JP2857553B2 - 光ピックアップのビーム角度検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ピックアップのビー
ム角度検出方法に関するもので、特に３ビーム式光ピッ
クアップのサブビーム調整に有効なビーム角度検出方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報信号の高密度記録媒体として光ディ
スクがある。光ディスクには情報信号がスパイラルまた
は同心円上に高密度に記録されている。光ディスクに情
報信号を記録し、また記録された情報信号を再生するの
に光ピックアップが用いられる。光ピックアップは、こ
の光ピックアップから出ているビーム・スポットが光デ
ィスクの所定の記録トラックを常に正確に追跡するよう
にトラッキングサーボがかけられる。トラッキングサー
ボはトラッキングエラー検出信号に基づいてかけられ
る。

【０００３】トラッキングエラー信号検出方式の一つに
スリービーム方式がある。これは、レーザビームを回折
格子で０次回折光のメインビームと±１次回折光の二つ
のサブビームに分離し、光ディスクの記録面上におい
て、上記二つのサブビームはそれらの中心を結ぶ線がト
ラックに対して所定角度傾くように結像させるものであ
る。二つのサブビームはトラックを挾んで互いに反対側
にあり、ビームスポットがトラックに対してずれると、
それぞれのビームの反射光量は逆相に変化するため、こ
れを二つの検出器で検出し差をとればトラッキングエラ
ー信号になる。上記二つのサブビームの中心を結ぶ線の
トラックに対する傾斜角度は、光ピックアップの製造工
程において予め調整される。

【０００４】そこでまず、従来の光ピックアップの製造
工程におけるサブビームの調整原理について説明してお
く。いま、図７に示すように、ディスクの回転中心３４
とディスクに形成されたトラック３１の中心３３とがα
だけずれているものとし、光ピックアップにトラッキン
グサーボがかけられていないとすれば、光ピックアップ
から出たビームのスポットの軌跡３２はディスクとの相
対的な関係ではディスクの回転中心３４を中心とする円
を描き、トラック３１を横切る。そして、ビームスポッ
トの軌跡３２がディスクに対して図示のように反時計方
向に相対回転するものとすると、上記中心３３と回転中
心３４を通る中心線を境にして一方の１８０°の範囲ａ
では上記軌跡３２はトラック３１を内側から外側に向か
って横切り、残りの１８０°の範囲ｂでは上記軌跡３２
はトラック３１を外側から内側に向かって横切る。

【０００５】図５（１）に示すように、メインビームを
ＨＦ、二つのサブビームをＥ、Ｆとする。サブビーム
Ｅ、Ｆの中心を結ぶ線はメインビームＨＦの中心を通
る。サブビームＥ、Ｆの中心を結ぶ線は、トラッキング
エラー検出のためにトラック３１に対して所定の角度θ
だけ傾くように調整されていなければならない。角度θ
はサブビームＥ、Ｆのスポット径とサブビームＥ、Ｆの
間隔に基づき、トラッキングエラー信号が最も感度良く
得られる角度に設定される。また、図５（２）のように
上記角度θが０°、すなわちサブビームＥ、Ｆの中心を
結ぶ線がトラック３１と重なっていたり、図５（３）の
ようにサブビームＥ、Ｆの中心を結ぶ線がトラック３１
に対して逆に傾いていたりすると、トラッキングエラー
信号が得られなかったり、得られても逆相の信号となっ
てしまい、トラッキングサーボに供することができな
い。

【０００６】図８は従来の光ピックアップの製造工程に
おいてサブビームを調整するためのビーム検出方法の例
を示すもので、二つのサブビームＥ，Ｆの位置を検出
し、検出結果をみながらサブビームＥ，Ｆの傾き角度θ
を調整するものである。図８において、一方のサブビー
ムＥを検出することによって得られるＥ信号と他方のサ
ブビームＦを検出することによって得られるＦ信号は、
それぞれ波形整形回路１１，１２で波形整形されたあと
エクスクルーシブオア回路１３に入力され、エクスクル
ーシブオア回路１３の出力をローパスフィルタ１４に入
力して平均値（積分値）をとり、これを出力とし、また
計器１５で表示するようになっている。

【０００７】上記従来例の動作を図９を参照しながら説
明する。Ｅ信号とＦ信号は正弦波状の信号であり、前記
角度θに応じて位相差を生じる。波形整形回路１１，１
２でＥ信号とＦ信号をゼロクロス点で波形整形するとそ
れぞれ図９のに示すような矩形波状の信号が得られ
る。エクスクルーシブオア回路１３では片側の入力のみ
が「Ｈ」のとき「Ｈ」を出力するため、エクスクルーシ
ブオア回路１３の出力は図９にで示すような信号とな
る。この信号をローパスフィルタ１４に通して平均値を
とり、計器１５で表示させる。図９に示す信号か
ら明らかなように、の信号の位相差（すなわちＥ信
号とＦ信号の位相差）が０°であれば信号のデューテ
ィは０であるから計器１５の表示は０であり、の信
号の位相差が１８０°であれば信号のデューティは１
となるから計器１５の表示は最大となる。このように、
の信号の位相差が最も大きいのは１８０°であり、
そのときのトラッキングエラー信号検出感度が最大とな
り、また、そのときのサブビームＥ、Ｆの中心を結ぶ線
とトラック３１とのなす角度θが最良の角度ということ
になる。従って、計器１５の表示が最大になるように光
ピックアップを調整すれば、上記角度θを最良の角度に
調整したということになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のビ
ーム検出方法によれば、Ｅ信号とＦ信号の位相差が１８
０°のとき計器１５が最大値すなわちフルスケールを指
示するため、計器１５がフルスケールを指示する位置に
光ピックアップを調整するようにしているが、計器１５
がフルスケールを指示するように調整しようとすると調
整位置があいまいになり、正確な調整ができないという
難点があった。

【０００９】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、二つのビームが最良の位置関係にあるとき計器
がフルスケールの中央部を指示するようにすることによ
り、二つのビームを正確に調整することができる光ピッ
クアップのビーム検出方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光ディスク上での記録トラックに対するト
ラッキング方向位置検出用の二つのビームの相対関係
を、記録トラックを横断する二つのビームの位相差とし
て検出すると共に、二つのビームの記録トラックに対す
る横断方向を検出し、折返し出力特性となる位相差検出
信号を、上記記録トラック横断方向信号と上記二つのビ
ームの先行検出信号とを入力とするエクスクルーシブオ
ア回路によって補正することで、一方の横断方向の位相
差の出力と他方の横断方向の位相差の出力とを連続した
増加線または減少線となるように設定した。

【００１１】

【作用】トラッキング方向位置検出用の二つのビームに
よる検出信号は、ビームの記録トラックを横断する方向
が反転することによって位相が反転するが、ビームの記
録トラックに対する横断方向を検出し、横断する方向が
反転したとき一方の横断方向の位相差の出力に対し他方
の横断方向の位相差の出力を反転させて連続した出力信
号とする。この連続した出力信号の中心位置が二つのビ
ームの最良の位置関係となる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明にかかる光
ピックアップのビーム検出方法の実施例について説明す
る。図１は本発明方法を実施するためのハード構成の例
を示す。図１において、符号１１，１２は波形整形回
路、１３はエクスクルーシブオア回路、１４はローパス
フィルタをそれぞれ示しており、これらは図８に示す従
来例で共通の符号を付された各構成部分と同様に構成さ
れている。波形整形回路１１とエクスクルーシブオア回
路１３の間にはノット回路１７が介在し、エクスクルー
シブオア回路１３とローパスフィルタ１４の間にはゲー
ト回路１８が介在している。ローパスフィルタ１４の出
力はレベルシフト回路１９と極性切換回路２０を経て出
力されるとともに計器１６に入力される。引き算回路２
１においてＥ信号からＦ信号が引き算され、その出力が
波形整形回路２２で波形整形されてＤフリップフロップ
回路２５のデータ入力端子Ｄに入力される。３ビームの
中央のビームによって得られるＨＦ信号は振幅検出回路
２３に入力される。振幅検出回路２３はＡＭ検波に類似
の回路で、その検出出力は波形整形回路２４で波形整形
されてＤフリップフロップ回路２５のクロック入力端子
ＣＫに入力される。

【００１３】波形整形回路１１によるＥ信号の波形整形
信号と波形整形回路１２によるＦ信号の波形整形信号は
Ｄフリップフロップ回路２７のデータ入力端子Ｄとクロ
ック入力端子ＣＫにそれぞれ入力される。上記二つのＤ
フリップフロップ回路２５，２７の出力はエクスクルー
シブオア回路２８に入力され、エクスクルーシブオア回
路２８の出力は極性切換回路２０に入力される。極性切
換回路２０は、エクスクルーシブオア回路２８の出力が
「１」か「０」かによって、通過する信号の極性を切り
換える。また、上記波形整形回路２４の出力はトラック
横断レート切換回路２６に入力されてビームが記録トラ
ックを横断する速度を検出し、その速度に応じて前記ゲ
ート回路１８を開閉するようになっている。

【００１４】次に、上記ハード構成例によるビーム検出
動作を説明する。図２に示すように、二つのビームＥ，
Ｆから得られるＥ信号とＦ信号、波形整形回路１１，１
２の出力，は、図８に示す従来例と同じであるが、
Ｅ信号はノット回路１７で反転されるため、エクスクル
ーシブオア回路１３の出力のデューティは、Ｅ信号と
Ｆ信号との位相差が１８０°に近くなればなるほど小さ
くなる。ＨＦ信号は記録トラック３１（図７参照）に記
録されている信号の読み取り信号であるが、ここではト
ラッキングサーボがかけられていないため、記録トラッ
クを横断するごとに変化するトラック横断信号として用
いる。Ｄフリップフロップ回路２５では、波形整形され
た上記トラック横断信号の立上りで、引き算回路２１で
得られかつ波形整形された（Ｅ−Ｆ）信号をサンプリン
グし、これを出力する。Ｄフリップフロップ回路２５は
（Ｅ−Ｆ）信号とＨＦ信号との位相関係をみることによ
ってトラック横断方向を検出するもので、例えば、ビー
ムがトラックを内側から外側に向かって横断していると
きは「１」の信号を、ビームがトラックを外側から内側
に向かって横断しているときは「０」の信号を出力す
る。

【００１５】一方、別のＤフリップフロップ回路２７
は、波形整形されたＦ信号の立上りで、波形整形された
Ｅ信号をサンプリングすることにより、Ｅ信号が先行し
ているかまたはＦ信号が先行しているかを検出するもの
であり、例えば、Ｅ信号が先行していれば「１」を、Ｆ
信号が先行していれば「０」を出力する。この例ではＥ
信号が先行しているため回路２７の出力は「１」となっ
ている。

【００１６】上記Ｄフリップフロップ回路２５からのト
ラック横断方向信号とＤフリップフロップ回路２７から
のＥ，Ｆ信号の先行検出信号はエクスクルーシブオア回
路２８に入力される。エクスクルーシブオア回路２８へ
の上記入力条件は次の４つであり、それぞれの条件に応
じた信号を出力する。 ａ．Ｅ信号の位相が先行し、ビームスポットが内側から
外側へ横断する。 ｂ．Ｅ信号の位相が先行し、ビームスポットが外側から
内側へ横断する。 ｃ．Ｆ信号の位相が先行し、ビームスポットが内側から
外側へ横断する。 ｂ．Ｆ信号の位相が先行し、ビームスポットが外側から
内側へ横断する。

【００１７】図４のはＤフリップフロップ回路２７の
出力を示すもので、Ｅ信号の位相がＦ信号よりも先行し
ている場合、すなわち上記条件ａ，ｂの場合に「１」、
Ｆ信号の位相がＥ信号よりも先行している場合、すなわ
ち上記条件ｃ，ｄの場合に「０」となる。エクスクルー
シブオア回路２８はその排他論理により、図４に示す
ように上記条件ｂ，ｃで「０」、上記条件ａ，ｄで
「１」を出力する。このエクスクルーシブオア回路２８
の出力で極性切換回路２０が前述のローパスフィルタ１
４の出力レベルを反転させる。具体的には、エクスクル
ーシブオア回路２８の出力が「１」なら正側に、エクス
クルーシブオア回路２８の出力が「０」なら負側に切り
換える。

【００１８】仮りに、極性切換回路２０がなくて極性を
切り換えないものとすれば、ローパスフィルタ１４の出
力は、図３に′で示すようになる。図１の例では、図
８の従来例と異なり、Ｅ信号はノット回路１７で反転さ
れるため、前述のようにエクスクルーシブオア回路１３
の出力のデューティは、Ｅ信号とＦ信号との位相差が
０°で最大、上記位相差が１８０°に近くなるに従って
小さくなり、１８０°で０、１８０°を過ぎてビームの
トラックに対する横断方向が反転すると再び大きくな
り、３６０°で最大となる。これに伴ってローパスフィ
ルタ１４の出力も上記位相差０°および３６０°で最
大、１８０°で０となる。従って、このままでは計器１
６が０を指示しているときが二つのビームＥ，Ｆが最良
の位置関係に調整されているということになり、正確な
調整は期待できない。

【００１９】 しかるに、図１に示す実施例では、Ｅ信
号とＦ信号との位相差が１８０°を越えて先行ビームが
入れ替わると、エクスクルーシブオア回路２８の出力が
図３ので示すように反転し、この反転信号によって極
性切換回路２０がローパスフィルタ１４の出力レベルを
反転させる。これによって極性切換回路２０の出力信号
は、図３に示すように補正されて、二つのビームＥ，
Ｆの一方の横断方向の位相差の出力と他方の横断方向の
位相差の出力とを連続させた減少線として表すように設
定されることになる。上記極性切換回路２０の出力信号
を計器１６に入力すると、Ｅ信号とＦ信号との位相差
が０°で最小、１８０°でスケールの中央、３６０°で
フルスケールとなる。従って、計器１６がスケールの中
央を指示するようにビームを調整すれば最適位置、すな
わち、図５（１）に示した角度θが最適の角度となる。
計器１６はスケールの中央部が最も精度が高く、フルス
ケールの位置を求める場合のようにあいまいさもないた
め、二つのビームＥ，Ｆの位置を正確に検出して正確に
位置調整することができる。

【００２０】なお、レベルシフト回路１９は、Ｅ信号と
Ｆ信号との位相差が１８０°のとき計器１６がスケール
の中央を指示するようにローパスフィルタ１４の出力レ
ベルをシフトするものである。

【００２１】図１において、トラック横断レート検出回
路２６およびゲート回路１８は、二つのビームＥ，Ｆの
位置の計測を安定化するために設けられたもので、その
動作は次の通りである。図７からも明らかなように、デ
ィスクが１回転する間に、二つのビームＥ，Ｆが記録ト
ラックを横断する方向が逆転する位置が１８０°ごとに
存在し、この記録トラックを横断する方向が逆転する位
置付近ではトラックを横断する速度がほぼゼロとなる。
ビームＥ，Ｆのトラック横断速度がほぼゼロとなる付近
では図２に示す各信号波形の周期が極めて長くなり、ロ
ーパスフィルタ１４によって得られる信号の平均値が
不安定になるため、正確なビーム位置検出ができない。
そこで、引き算回路２１の出力（Ｅ−Ｆ）を波形整形回
路２２で波形整形した信号からトラック横断レート検
出回路２６がビームＥ，Ｆのトラック横断速度を検出
し、横断速度が一定の速度以下の場合はゲート回路１８
を遮断して上記信号がローパスフィルタ１４に供給さ
れないようにする。上記信号は図６に示すように密な
部分と粗な部分とからなり、トラック横断レート検出回
路２６は一つのパルス間隔が所定の値より小さいかどう
かを検出することにより上記密な部分を検出して信号
を出力し、この信号が出力されている場合にのみゲー
ト回路１８が開かれる。トラック横断レート検出回路２
６はＨＦ信号からトラック横断レートを検出するように
してもよい。

【００２２】なお、ビームの検出出力を表示する手段
は、アナログ式の計器に限られるものではなく、デジタ
ル表示式の計器でもよいし、ＣＲＴその他のディスプレ
イを有する計器もしくは測定機の類であってもよい。二
つのビームＥ，Ｆの一方の横断方向の位相差の出力と他
方の横断方向の位相差の出力とを、連続した増加線とし
て表すように設定してもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、光ディスク上での記録
トラックに対するトラッキング方向位置検出用の二つの
ビームの相対関係を、記録トラックを横断する二つのビ
ームの位相差として検出すると共に、二つのビームの記
録トラックに対する横断方向を検出し、折返し出力特性
となる位相差検出信号を、上記記録トラック横断方向信
号と上記二つのビームの先行検出信号とを入力とするエ
クスクルーシブオア回路によって補正することで、一方
の横断方向の位相差の出力と他方の横断方向の位相差の
出力とを連続した増加線または減少線として表すように
設定したため、二つのビームが最適位置に調整されたと
き、検出出力を表示する手段がスケールの中央を指示す
るようにすることができ、もって、精度が高く、あいま
いさもなく、二つのビームの位置を正確に検出して正確
に位置調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光ピックアップのビーム検出方
法を実施するための回路例を示すブロック図。

【図２】同上回路の動作を示すタイミングチャート。

【図３】同じく上記回路例の極性切換回路部分の動作を
示すタイミングチャート。

【図４】同じくトラック横断方向検出部の動作を示すタ
イミングチャート。

【図５】３ビーム式光ピックアップにおける３ビームの
各種位置関係を示す概念図。

【図６】上記回路例中のトラック横断レート検出部の動
作を示すタイミングチャート。

【図７】ディスクのトラックとビームスポットとの相対
関係を示す概念図。

【図８】従来の光ピックアップのビーム検出方法を実施
するための回路例を示すブロック図。

【図９】同上従来の回路例の動作を示すタイミングチャ
ート。

【符号の説明】

Ｅ ビーム Ｆ ビーム ３１ 記録トラック

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ピックアップにおけるトラッキング方
   向のずれ検出を行うために用いられる二つのビームの光
   ディスクからの反射光を受光し、光ディスク上での上記
   二つのビームを結んだ線と回転方向に沿って形成された
   記録トラックとの位置関係を検出するようにした光ピッ
   クアップのビーム角度検出方法であって、 上記記録トラックに対する上記二つのビームの相対関係
   を、記録トラックを横断する二つのビームの位相差とし
   て検出すると共に、二つのビームの記録トラックに対す
   る横断方向を検出し、 折返し出力特性となる位相差検出信号を、上記記録トラ
   ック横断方向信号と上記二つのビームの先行検出信号と
   を入力とするエクスクルーシブオア回路によって補正す
   ることで一方の横断方向の位相差の出力と他方の横断方
   向の位相差の出力とを連続した増加線または減少線とし
   て表すように設定したことを特徴とする光ピックアップ
   のビーム角度検出方法。