JPH01100738A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、光ディスク等の光記憶媒体に形成されている
記録トラックにデータを記１／再生する光ピックアップ
装置に関する。

［従来技術］ 近年、光記憶媒体をディスク状に構成した光ディスクを
記憶媒体として用いる光デイスク記憶装置が提案されて
いる。この光ディスクには、そのデータ記憶面に、例え
ばトラック幅が１μｍ程度でトラックピッチが２μｍ程
度の微細な構造の記録トラックが形成されており、この
記録トラックにスポット径が１μｍ程度のレーザビーム
を照射する。

そして、光ディスクを回転駆動しながら、レーザビーム
の強度を記録するデータに対応して変調することでデー
タを記憶し、また、レーザビームのデータ記憶面からの
反射光のレベルの変動を検出することで記憶したデータ
を再生している。

このように、レーザビームを記録トラックに追従すると
ともに、そのスポット径を所定の大きさに絞り、さらに
、サーボ制御用の誤差信号および再生信号を形成する部
分が、光ピックアップであり、その概略構成例を第４図
（ａ）、（ｂ）に示す。なお、この光ピックアップは、
ナイフェツジ法によって、レーザビームの焦点を合せる
ものであり、一体内に構成されて全体が光ディスクの半
径方向に移動される。

図において、レーザダイオード（半導体レーザ素子）１
から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ２によ
って平行光（以下、レーザビームという）に変換され、
偏光ビームスプリッタ３を透過し。

１／４波長板４によって円偏光に変換されたのちに、対
物レンズ５によって絞られ、光ディスク６の記録トラッ
クに結像される。

この光ディスク６からの反射光（以下、信号光という）
は、再度対物レンズ５を介して略平行光に変換されたの
ちに、再度１／４波長板４通過し、偏光軸がレーザダイ
オードｌから出力されたレーザビームと直交する直線偏
光に変換され、これにより、偏光ビームスプリッタ３に
よってレンズ７の方向に反射される。

レンズ７を通過した光束は、その半分がナイフェツジを
なす分割＃！８によって反射され、同図（ｂ）に示すよ
うに、トラッキング方向Ｔに受光面が２分割されている
トラックサーボ用の受光素子９に結像され、それ以外の
部分は分割鏡８の稜線８ａと平行な分割線で受光面が２
分割されているフォーカスサーボ用の受光素子１０に結
像される。なお、この場合、分割ｊ！８は、信号光の光
軸を含んだ部分の光を受光素子９に反射している。

また、対物レンズ５には、この対物レンズ５を光ディス
ク６の半°径方向に位置決めするためのトラッキング機
構と、焦点を合せるためのフォーカシング機構が付設さ
れている。なお、以下、このトラッキング機構とフォー
カシング機構を合わせて対物レンズ移動機構という。

そして、図示しないサーボ制御部により、受光素子９の
出力信号に基づい′て記録トラック上におけるレーザビ
ームの位置誤差（トラッキングエラー）が検出され、そ
の誤差に応じてトラッキング機構が制御されて、記録ト
ラック上におけるレーザビームの位置ずれを小さくする
方向に対物レンズ５が移動される。また、受光素子９の
出力信号から記録データが取り出される。

また、レーザビームの焦点誤差は、次のようにして検出
される。

レーザビームの焦点が光ディスク６に合焦しているとき
には、第５図（ａ）に示すように、レンズ７によって絞
られたレーザビームの集光位置Ｐが受光素子１０の受光
面１０ａ、ｆｏｂに一致し、それによって、受光面１０
ａの受光量と受光面１０ｂの受光量が等しくなる。

光ディスク６がレーザビームの合焦位置から遠ざかった
ときには、同図（ｂ）に示すように、レンズ７によって
絞られたレーザビームの集光位置Ｐが受光素子１０の受
光面１０ａ、１０ｂの手前になるため、受光面１０ａの
受光量が受光面１０ｂの受光量よりも大きくなる。

光ディスク６がレーザビームの合焦位置から近づいたと
きには、同図（Ｃ）に示すように、レンズ７によって絞
られたレーザビームの集光位ＩＰが受光素子１０の受光
面１０ａ、１０ｂよりも後方になるため、受光面１０ａ
の受光量が受光面１０ｂの受光量よりも小さくなる。

したがって、受光面１０ａにおける受光信号と受光面１
０ｂにおける受光信号の差に基づいて、焦点合せ誤差を
検出することができる。そして、サーボ制御部により、
その誤差を小さくするようにフォーカシング機構が制御
され、それによって、記録トラック上におけるレーザビ
ームの焦点ずれを小さくする方向に対物レンズ５が移動
される。

このような光ピツクシップでは、波面収差を抑制するた
め、それぞれの光学部品は、その面精度および角度精度
が非常に高く加工され、かつ、光軸に対して面が傾斜し
ないように高精度に角度調整されて取り付けられている
。

ところで、カップリングレンズ２を透過したレーザビー
ムは、偏光ビームスプリッタ３を透過したのちに、Ｉ／
４波長板４を透過して偏光状態が変換されるが、このと
き、第６図に示すように、１／４波長板４の射出面４ａ
でレーザビームの一部が反射される。

この射出面４ａで反射されたレーザビームは、光ディス
ク６から反射される信号光と同様に１７４波長板４の内
部を２回通過するため、信号光と同様に偏光ビームスプ
リッタ３によってレンズ７方向に反射され、受光素子９
，１０に入射される。

また、このように、１／４波長板４の射出面４ａに反射
されたレーザビーム以外でも、１／４波長板４より光デ
イスク６側に位置する光学部品、例えば、対物レンズ５
や、１／４波長板４と対物レンズ５の間に配設されて光
軸を直角に折り曲げる偏光プリズム（図示路）などから
の反射光も、同様に外乱光としして、受光素子９，１０
に入射される。

このようにして、信号光以外の外乱光が受光素子９，１
０に入射されるため、それらの受光素子９．ｌＯの検出
信号にノイズ成分があられれ、それにより、従来、対物
レンズ移動機構のサーボ制御部の制御動作に悪影響が出
るという不都合を生じていた。

［目的コ 本発明は、かかる従来技術の不都合を解消するためにな
されたものであり、対物レンズ移動機構のサーボ制御部
に対する外乱光の影響を除去できる光ピックアップ装置
を提供することを目的としている。

［構成］ 本発明は、この目的を達成するために、光源レーザビー
ムが光記憶媒体に照射されていない状態でのサーボ制御
用誤差検出受光素子の出力信号、すなわち、外乱光成分
を記憶し、その記憶した外乱光成分の信号に基づき、実
際にレーザビームが光記憶媒体に照射されているときの
サーボ制御用誤差検出受光素子の検出信号を補正するよ
うにしたものである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる制御装置を示して
いる。なお、この装置は、第４図（ａ）、（ｂ）に示し
たと同一構成の光ピックアップに適用される。

同図において、受光素子１０の一方の受光面１０ａの出
力信号Ｆａは、アンプ１１を介し、加算器１２の一入力
端および減算器１３のマイナス側入力端に加えらえてお
り、他方の受光面１０ｂの出力信号Ｆｂは。

アンプ１４を介し、加算器１２の他入力端および減算器
１３のプラス側入力端に加えられている。

加算器１２は、信号Ｆａ、Ｆｂを加算してサーチ信号Ｓ
ｓを形成するものであり、そのサーチ信号Ｓｓは、フォ
ーカシングサーボ制御を行うフォーカシングサーボ制御
部１５およびレベルサンプル記憶部１６に出力されてい
る。

減算器１４は、信号Ｆｂより信号Ｆａを減じてフォーカ
シング誤差信号Ｅｆを形成するものであり、そのフォー
カシング誤差信号Ｅｆは、フォーカシングサーボ制御部
１５およびレベルサンプル記憶部１７に出力されている
。

レベルサンプル記憶部１６は、フォーカシングサーボ制
御部１５カらの指令により、サーチ信号Ｓｓを２回サン
プリングして記憶するものであり、その２回のサンプリ
ングにより得られたサンプリングサーチ信号ｓｓｔ、ｓ
ｓｚをフォーカシングサーボ制御部１５に出力する。

レベルサンプル記憶部１６は、フォーカシングサーボ制
御部１５からの指令により、フォーカシング誤差信号Ｅ
ｆを２回サンプリングして記憶するものであり、その２
回のサンプリングにより得られたサンプリングフォーカ
シング誤差信号ＳＦＩ、ＳＦ２をフォーカシングサーボ
制御部１５に出力する。

フォーカシングサーボ制御部１５は、サーチ信号ＳＳ、
サンプリングサーチ信号ＳＳ１．ＳＳ２、フォーカシン
グ誤差信号Ｅｆ、および、サンプリングフォーカシング
誤差信号ＳＦＩ、ＳＦ２に基づき、レーザビームが光デ
ィスク６の記録トラック上に焦点を結ぶように、対物レ
ンズ５をその焦点方向に移動するフォーカシング機の駆
動コイル１８に駆動信号ＳＤを供給する。なお、駆動信
号ＳＤは、ドライバ１９を介して駆動コイル１８に印加
されている。

また、レーザダイオード制御部２０は、レーザダイオー
ドｌを駆動制御するためのものであり、再生出力設定器
２１は、再生時のレーザダイオードｌのパワーを設定す
るものであり、記録出力設定器２２は、記録時のレーザ
ダイオードｌのパワーを設定するものである。

また、光デイスクドライブ制御部２３は、この先ディス
クドライブの各部を制御するとともに、光デイスク制御
装置と各種の制御データ等をやり取りするものである。

以上の構成で、光デイスクドライブ装置に電源が投入さ
れると、光デイスクドライブ制御部２３は、内部状態を
初期設定する。

そして、光ディスク６が光デイスクドライブ装置に装着
される前に、レーザダイオード制御部２０に指令してレ
ーザダイオード１を再生時のパワーと記録時のパワーで
それぞれ１回ずつ点灯させるとともに、フォーカシング
サーボ制御部１５に指令して、そのときのサーチ信号Ｓ
ｓとフォーカシング誤差信号Ｅｆをサンプリングさせる
。

すなわち、光デイスクドライブ制御部２０は、再生時の
パワーで１回、短時間レーザダイオードｌを点灯するよ
うに、レーザダイオード制御部２０に指令するとともに
、再生時における外乱光の入射レベルに対応したサーチ
信号Ｓｓとフォーカシング誤差信号Ｅｆをサンプリング
するようにフォーカシングサーボ制御部１５に指令する
。

これにより、レーザダイオード制御部２０は、再生出力
設定器２１で設定されている再生時パワーに対応した駆
動電流を、所定の短時間レーザダイオード１に供給して
、再生時パワーでレーザダイオードｌを点灯駆動する。

このときには、光ディスク６が光デイスクドライブ装置
に装着されていないので、１／４波長板４の射出面４８
などから反射されたレーザビーム、すなわち、外乱光が
、第２図の破線で示すように受講素子１０で受光され、
受光素子１０からは、この外乱光の成分に対応した信号
（以下、再生時外乱光信号成分という）が出力される。

一方、フォーカシングサーボ制御部１５は、その再生時
外乱光信号成分が受光素子１０の受光面１０ａ。

１０ｂより出力されるタイミングで、レベルサンプル記
憶部１６．１７に１回目のサンプル指令を出力する。

これにより、サーチ信号Ｓｓの再生時外乱光信号成分が
サンプリングサーチ信号ＳＳ１としてレベルサンプル記
憶部１６に記憶されると同時に、フォーカシング誤差信
号Ｅｆの再生時外乱光信号成分がサンプリングフォーカ
シング誤差信号ＳＦＩとしてレベルサンプル記憶部１７
に記憶される。

このようにして、再生時外乱光成分がサンプリングされ
ると、光デイスクドライブ制御部２０は、記録時のパワ
ーで１回、短時間レーザダイオード１を点灯するように
、レーザダイオード制御部２０に指令するとともに、記
録時における外乱光の入射レベルに対応したサーチ信号
Ｓｓとフォーカシング誤差信号Ｅｆをサンプリングする
ようにフォーカシングサーボ制御部１５に指令する。

これにより、上述と同様にして、レーザダイオード１が
記録時のパワーで短時間点灯されるとともに、サーチ信
号Ｓｓの記録時外乱光信号成分がサンプリングサーチ信
号ＳＳ２としてレベルサンプル記憶部１６に記憶される
と同時に、フォーカシング誤差信号Ｅｆの記録時外乱光
信号成分がサンプリングフォーカシング誤差信号ＳＦ２
としてレベルサンプル記憶部１７に記憶される。

このようにして、光ディスク６へのデータ記録／再生が
開始される前に、外乱光成分に対応したサーチ信号Ｓｓ
およびフォーカシング誤差信号Ｅｆが、それぞれレベル
サンプル記憶部１６．１７に記憶される。

そして、光デイスクドライブ装置に光ディスクが装着さ
れ、光デイスクドライブ制御部２３によりデータ再生が
指令されると、レーザダイオード制御部１はレーザダイ
オード１を再生時のパワーで駆動する。

また、フォーカシングサーボ制御部１５は、サーチ信号
Ｓｓからサンプリングサーチ信号ＳＳＩを減じた信号（
以下、再生時補正サーチ信号という）の値、および、フ
ォーカシング誤差信号Ｅｆからサンプリングフォーカシ
ング誤差信号ＳＦＩを減じた信号（以下、再生時補正フ
ォーカシング誤差信号という）の値に基づいて、レーザ
ビームを光ディスク６の記録トラック上に合焦するよう
に駆動信号ＳＤを形成し、この駆動信号ＳＤを駆動コイ
ル１８に出力する。

すなわち、フォーカシングサーボ制御部１５は、まず、
正極性で初期値の駆動信号ＳＤを駆動コイル１８に出力
して、対物レンズ５を初期量だけ光デイスフ６に近接さ
せ、そのときの再生時補正フォーカシング誤差信号の値
が、′０″に近づくかどうかを調べる。

このときに、再生時補正フォーカシング誤差信号の値が
０”に近づく場合は、その値が０″に一致するように駆
動信号ＳＤを制御し、０″に一致したとき、そのときの
再生時補正サーチ信号の値が基準値よりも大きくなって
いるかどうかを調べる。

そして、再生時補正サーチ信号の値が基準値よりも大き
くなっている場合には、レーザビームが光ディスク６の
記録トラックに合焦していると判断して、それ以降は、
再生時補正フォーカシング誤差信号の値が”Ｏ”に一致
するように、サーボ制御を行う。

また、最初に駆動信号ＳＤを出力したときに再生時補正
フォーカシング誤差信号の値が０″に近づかない場合は
、逆極性で初期値の２倍の駆動信号ＳＤを出力し、対物
レンズ５を反対方向に移動させる。

そして、それ以降は、上述と同様な制御を実行して、レ
ーザビームを光ディスク６の記録トラックに合焦させ、
引き続き、再生時補正フォーカシング誤差信号の値が°
゛Ｏ″に一致するように、サーボ制御を行う。

このように、レーザビームが光ディスク６の記録トラッ
クに合焦している状態から、データを記録するとき、光
デイスクドライブ制御部２３は、記録データに対応した
パルス列をレーザダイオード制御部２０およびフォーカ
シングサーボ制御部１５に出力する。

これにより、レーザダイオード制御部２０は、その入力
されるパルス列に対応して、レーザダイオード１の出力
を、記録時のパワーに上昇させ、それによって、光ディ
スク６の記録トラックにデータを記録する。

一方、フォーカシングサーボ制御部１５は、入力される
パルス列に対応して、再生時補正サーチ信号および再生
時補正フォーカシング誤差信号を。

それぞれ、サーチ信号Ｓｓからサンプリングサーチ信号
ＳＳ２を減じた信号（以下、記録時再生サーチ信号とい
う）およびフォーカシング誤差信号Ｅｆからサンプリン
グフォーカシング誤差信号ＳＦ２を減じた信号（以下、
記録時補正フォーカシング誤差信号という）に切り換え
て、上述と同様なフォーカシングサーボ制御を行う。

このようにして、サーチ信号Ｓｓおよびフォーカシング
誤差信号Ｅｆにそれぞれ含まれている外乱光信号成分が
除去された状態で、フォーカシングサーボ制御が行われ
るので、フォーカシングサーボ制御の精度が向上する。

ところで、上述した実施例では、外乱光信号成分をサン
プリングするために、光デイスクドライブ装置に光ディ
スク６が装着される前のタイミングで、そのサンプリン
グ動作を行っているが、このサンプリング動作のタイミ
ングはこれに限ることはない。

すなわち、この実施例のようなナイフェツジ法によるフ
ォーカシングサーボでは、フォーカシング誤差信号Ｅｆ
と１合焦位置からの変位との関係は、第３図に曲線Ｃｖ
で示したような８字特性になる。

この図かられかるように、合焦位置からの変位が非常に
大きい場合には、フォーカシング誤差信号Ｅｆを得るこ
とができない。

すなわち、対物レンズ５をいずれか一方に大きく変位さ
せると、信号光が受光素子１０に入射されないことにな
り、この状態では、外乱光のみが受光素子１０に入射さ
れる。

したがって、例えば、データ記＠ｌ再生の待機時に、適
宜なタイミングで、対物レンズ５を一方に大きく変位さ
せて、上述と同様なサンプリング動作を行うことで、外
乱光信号成分をサンプリングすることができる。

なお、上述した実施例では、フォーカシングサーボ制御
系について、外乱光信号成分のサンプリングと補正を行
ったが、トラッキングサーボ制御系および信号再生系に
ついても同様なサンプリングおよび補正を行うことで、
制御および信号再生の精度を向上することができる。

また、上述した実施例では、ナイフェツジ法を用いた光
ピックアップ装置について説明したが。

それ以外のフォーカシング制御法を用いる光ピックアッ
プ装置についても、同様にして、本発明を適用できる。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、サーボ制御用誤
差検出受光素子の検出信号に含まれる外乱光成分を記憶
し、その記憶した外乱光成分の信号に基づき、実需にレ
ーザビームが光記憶媒体に照射されているときのサーボ
制御用誤差検出受光素子の検出信号を補正しているので
、対物レンズ移動機構のサーボ制御部に対する外乱光の
影響を除去できるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる制御装置を示すブロ
ック図、第２図は外乱光の受光状況を示す概略図、第３
図は８字特性を例示したグラフ図、第４図（ａ）、（ｂ
）は光ピックアップの一例を示す概略構成図、第５図（
ａ）〜（ｃ）はフォーカシング制御の原理を説明するた
めの概略図、第６図は外乱光の発生を説明するための概
略図である。 Ｉ・・・レーザダイオード、１５・・・フォーカシング
サーボ制御部、　１６．１７・・・レベルサンプル記憶
部、２０・・・レーザダイオード制御部、２３・・・光
デイスクドライブ制御部。 代理人　弁理士　　紋　１）　誠５．．’、’＝　°ン
第２図 第３図 ｆ 第４図 （ａ） 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源レーザビームと、光記憶媒体からの反射レーザビー
   ムをビームスプリッタによって分離し、その反射レーザ
   ビームをサーボ制御用誤差検出受光素子に入射させる光
   ピックアップ装置において、上記光源レーザビームが上
   記光記憶媒体に照射されていない状態での上記サーボ制
   御用誤差検出受光素子の出力信号を記憶する記憶手段と
   、この記憶手段の記憶信号に基づき、上記レーザビーム
   が上記光記憶媒体に照射されているときの上記サーボ制
   御用誤差検出受光素子の検出信号を補正する補正手段を
   備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。