JPH029023A - 光デイスクのトラツキング方法及びその信号処理回路 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、情報をピットとして記録した光ディスク媒体
のトラックに対するトラッキング方法及びその信号処理
回路に関する。

［従来の技術］ このような光ディスクのトラッキング方法には、３ビー
ム法と、プッシュプル（ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ　）法があ
る。

３ビーム法は主に再生専用の光ディスクのトラッキング
に採用されているもので、レーザ光ビームから例えば回
折格子等を使って、０次光と副次光（±１次回折光）を
発生させ、０次回折光で情報を読み取り、＋１次光をト
ラックを挟む様に配置し、それらの反射光量の差でトラ
ック誤差信号（ＴＥ倍信号を得て、トラッキングするも
のである。

一方、プッシュプル法（以下、ＰＰ法と略す）は、案内
溝からの反射光と案内溝外からの反射光との干渉波から
トラックサーボ信号を作るもので、主に、書き込み可能
な光ディスクのそれに採用されている。

このように、３ビーム法が再生専用光ディスクに採用さ
れ、ＰＰ法が書き込み可能型の光ディスクに採用される
のは、次のような理由によるとされている。

光ディスクの記録面上にデータを書き込む時は回転して
いるディスク上でトラック（案内溝）に沿いながらピッ
トを形成していくわけであるから、現在まさにレーザビ
ームが照射されている部分よりも後のトラック上には既
にピットが形成されているが、反対に前の部分にはピッ
トは未だ形成されていない。従って、照射前の部分から
の反射光強度と照射後のトラック部分からの反射光強度
には差が発生する。従って、３ビーム法によるトラッキ
ングを行なうと、読み取り時には、データ読み取りピッ
トの前後の領域からの＋１次光と一１次光の反射率は同
じであるからサーボ信号生成に問題が無いが、上述した
ように、書き込み時にはデータ書き込みピットの前後か
らの反射光強度の相違により、正常なトラッキングを行
なうことができない。電気的には、書き込み時には、デ
ィテクタの出力にゲイン差（オフセット）を与えて上記
偏差をキャンセルすることもできるが、光ディスクの種
類によりデータ部の反射率が異なるために、ゲイン差を
与えても安定したトラッキングを得ることはできない。

また、３ビーム法では、ビームを３本に分割するために
、レーザ光の利用効率が低くなり、高出力の半導体レー
ザが必要となる。以上の理由から、３ビーム法は主に、
書込みを行なわない再生専用の光ディスクに採用され、
記録再生を目的とした書込み可能な光ディスクでは、主
にＰＰ法が用いられている。

一方、ＰＰ法は前述したように案内溝からの干渉を利用
しているので、書き込みによるオフセットは生じないが
、アクチュエータのレンズがトラッキングのために変位
することにより、ディスクからの反射光束がトラック方
向に対し横にシフトする。また、ＰＰ法におけるトラッ
ク誤差信号は、媒体の傾きの影響も受は安い。結局、Ｐ
Ｐ法では、オフセット量を与えることが必要となる。

このオフセットの制御は複雑であり、安価なＣＤ（コン
パクトディスク）等の再生専用の光ディスクには不向き
であり、結局高精度を必要とする光ディスクにこのＰＰ
法が主に採用されているというわけである。

このように、代表的なトラッキング法である３ビーム法
もＰＰ法も一長一短があり、前者は書き込み型（追記型
）光ディスクには不向きであり、後者は追記型光ディス
クには向いているもののレンズシフトの問題が一般的に
依然存在する。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、一般に、光学式情報記録再生装置（＝光ディ
スクドライブ装置）で光ディスクに記録することは、案
内溝の無い光ディスクには不可能であるから、案内溝付
き光ディスクを用いざるを得ない、そして、前述した理
由により、このような案内溝付き光ディスクに記録する
ときのトラッキング方法はＰＰ法が用いられる。

この同じドライブ装置に案内溝無し光ディスク（例えば
、ＣＤ）をロードして再生する場合に、このドライブ装
置がＰＰ法を用いている次のような問題が発生する。

第１０図及び第１１Ａ図、第１１Ｂ図は、その問題点の
所在を説明するものである。第１０図において、１４は
ＣＤ媒体上に形成されたピット、８はビームスポットで
ある。今、ビームスポット８が第１０図の矢印２０のよ
うに媒体上を移動したとする。ＣＤでは、孤立する複数
のピット１４をトラック状に複数前べて、１つのトラッ
クを形成している。その結果、ピットとピットの間には
鏡面部分が存在する。この鏡面部分にレーザビームが照
射されると、そこでは単なる反射となり位相差が発生せ
ず、第１１Ａ図、第１１Ｂ図に示すように、ＴＥ（トラ
ック誤差）信号は現われない。しかも、ビームスポット
８が第１０図の矢印２０のように媒体上を移動していく
場合に、反射光を例えば４分割ディテクタ等で受けてＴ
Ｅ信号を得ると、その信号は数百Ｋ）１２で交互に現わ
れる変化を示す、しかし、光学ヘッドのアクチュエータ
のサーボ帯域は高々数ＫＨ２に設定しであるために、□
このような高帯域の信号は点線（第１１Ａ図、第１１Ｂ
図）のように平均化されてしまう、即ち、得られる出力
信号は振幅の小さい、外乱に弱い信号となってしまう。

特に、ＣＤのピットの深さは１／４λに設定されている
為に、上記平均化されたＴＥ信号の振幅 は、前述のオフセット若しくは媒体の傾きによる影響を
受は易いのである。

そこで、本発明は上記従来技術のかかえる問題点を解消
するために提案されたもので、その目的は、例えばコン
パクトデイ１スク等のピットの運なりがトラックを形成
する光ディスク媒体上を良好にトラッキング可能とした
トラッキング方法及びトラッキング信号処理回路を提案
することを目的とする。

［課題を達成するための手段］ 上記課題を達成するための本発明に係るトラッキング方
法は、情報が複数のピットにより記録され、これらのピ
ットがトラックを形成する光ディスクのトラッキング方
法において、前記トラック上に照射された光ビームの反
射光を受光し、その出力信号から、ピット形成部分から
の反射光の周波数領域を弁別し、この弁別された信号を
トラッキングに使用することを特徴とする。

また、本発明に係るトラッキング信号の処理回路の構成
は、情報が光ディスク媒体上に連続する複数のピットで
記録され、これらのピットにより形成されたトラックを
追従するためのトラッキング信号回路において、前記ト
ラック上に照射された光ビームの反射光を受光し、その
信号を出力する回路と、この出力信号からピット形成部
分からの反射光の周波数領域を弁別する回路、この弁別
された信号を増幅してトラッキングのためのサーボ信号
を出力する回路とを有することを特徴とする。

これらのトラッキング方法及び信号処理回路によれば、
ピット間ギャップの存在に伴なう出力信号のＳ／Ｎ比の
劣化を防止することができる。

［実施例］ 以下、この発明をＰＰ法によるＣＤ上のトラッキングに
適用した実施例を添付図面に基づいて説明する。また、
この実施例の光ディスク装置は、特に、１台のドライブ
で、案内溝付きの光ディスクに記録／再生可能であると
共に、案内溝無しの光ディスク（例えば、ＣＤ）の再生
も可能なようになっている。

この実施例においては、特に、 ■：光学ヘッドの対物レンズに入射する媒体からの反射
光を制限するためのマスクを対物レンズの前面に設ける
ことにより、ＰＰ法に起因するオフセットの影響を少な
くし、 ■：前述の、ピットが存在する部分とピットが無い部分
の繰返しに起因するトラック誤差信号（ＴＥ信号）に発
生する高周波成分を、ボトムホールド回路により取り除
くということを特徴とするものである。

第１図はこの実施例に係る光ディスク装置のトラッキン
グサーボ系統を模式的に示した図である。７は光ディス
クであり、１４はこの光ディスク７上に形成されたピッ
トである。これらのピットがトラックを形成する。尚、
この光ディスク７には案内溝は形成されていない。３０
は、このトラック上にレーザビームを照射する光学ヘッ
ドである。第１図では、光学ヘッド３０においては、レ
ンズ系、レーザ光源等を省略しである。１２は反射光を
受光するディテクタである。このディテクタ１２からの
出力信号は信号処理回路３３に送られて、後述の所定の
信号処理が施され、この処理後の信号がサーボ回路３２
に送られ、ここで増幅されて、光学ヘッド３０のトラッ
キングのための駆動系３１を駆動する。

第１図の光学ヘッド３ｏの詳細な構成は第２図に示され
る。また、信号処理回路３３の特に本発明に係る部分の
詳細な構成を第８図、第９図に示す。尚、サーボ回路３
２は周知のものであり、特に詳細に説明しない。

第２図により光学ヘッドの構成を説明するとともに、こ
の説明を通じて、ＰＰ法によるオフセット発生理由も併
せて説明する。

１はレーザダイオードである。このレーザダイオード１
から射出された射出ビーム２はコリメートレンズ３で平
行光にされ、ビーム整形を兼ねた偏光ビームスプリッタ
４．四分の一波長板５等を経て、対物レンズ６によって
光ディスク７上にビームスポット８として集光される。

光ディスク上に照射されたビームは反射され、この反射
光９は、再び対物レンズ６、四分の一波長板５を経て、
偏光ビームスプリッタ４に達し、直角方向に偏向され、
レンズ１０．円筒レンズ１１を経て、四分割ディテクタ
１２上に照射スポット１３として集光される。

光ディスク７は情報をピット１４として記録したもので
ある０円筒レンズ１１は、連続するピット１４で形成さ
れるトラックに対し、４５°傾いている。四分割ディテ
クタ１２は、第３図のように、４つのフォトダイオード
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄで構成され、ダイオー
ド１２ａとダイオード１２ｄとの接線がトラック方向と
平行になるように配置されている。また、照射スポット
１３は各フォトダイオード１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１
２ｄに均等に照射するように、各ダイオードの配置がな
っている。

上記装置において、プッシュプル法を用いたトラック制
御について説明する。

ピット１４を照射したビームスポット８の反射光９は、
ピットの深さよって部分的に位相差が生じ、干渉を起こ
す。干渉の仕方は、ビームスポット８とピット１４との
位置関係によって異なり、照射スポット１３の光分布は
、トラック直角方向の光量の偏り方として変化する。よ
って、照射スポット１３が真中で均等に分割されるよう
に４つのダイオードを分割配置すると、ダイオード１２
ａとダイオード１２ｂの出力和と、ダイオード１２ｃと
ダイオード１２ｄの出力和との、これらの出力和同士の
差でＴ　Ｅ　（Ｔｒａｃｋ　Ｅｒｒｏｒ　）信号を得る
。第８図に、これらの出力和間の差をとるための回路構
成が示されている。

オントラック状態では、ＴＥ倍信号Ｏとなるから、対物
レンズ６は、常にＴＥ倍信号Ｏとなるなるように、サー
ボ回路３２の出力に駆動されるヘッド駆動系３１（第１
図）により制御される。

さて、オフトラック状態になって、トラックを追従して
対物レンズ６が動くと、第４図に示すように、反射光９
はそれにともなって実線で示した光路から破線で示した
光路へと外れる。これにつれて、四分割ディテクタ１２
上の照射スポット位置もずれる（第５Ａ図）、そのため
に、ＴＥ倍信号オフセットが生じる。この状態で、トラ
ック制御を行い、ＴＥ倍信号Ｏにすると、ビームスポッ
ト８はトラックに対してオフセット分ずれてしまう。

そこで、この実施例の光学系では、光学ヘッド３０内で
、第６図に示すように、マスク１５をレンズ１０の前方
の位置に挿入した。このマスク１５は、対物レンズ６が
シフトしても移動しない。

そのため、対物レンズ６のレンズシフトにより反射光が
マスク１５上でシフトしても、マスク１５の位置は集光
レンズｌＯに対してシフトしない。

そのため、マスク１５．集光レンズ１０を通過したビー
ムスポット光は、第６図に示すように、対物レンズ６の
シフトによってはシフトしないから、ディテクタ１２上
の照射スポット１６は、常に、ディテクタ１２上の中心
位置に形成される。

尚、ＰＰ法では、オフトラック状態は、４つのフォトダ
イオードに照射されるビーム波間の位相差により検出さ
れるために、マスク１５により、ディテクタ１２上のビ
ームスポット１６位置がディテクタ１２の中心付近に固
定されても問題はない。

マスク１５により、ＰＰ法に固有の問題であるオフセッ
トが抑制される効果について第７図により説明する。マ
スク１５により遮断される光量について考察すると、第
７図に示すように、対物レンズ６のシフトがあると、マ
スク１５によって遮断される光量は、光量が増える側が
常に多くなるので、この遮断光量の増加がオフセットを
打ち消す方向に働き、オフセットの発生を抑える効果が
ある。

次に本実施例の主題であるところの、ＰＰ法を案内溝無
しの光ディスクのトラッキング手法に適用した場合の、
Ｓ／Ｎ比の劣化防止について説明する。

ＣＤ等の案内溝無し光ディスクでは、複数のトラック状
に並んだピット１４でトラックを形成しているから、ピ
ット１４とピット１４の間では、単なる反射となり、Ｔ
Ｅ倍信号得られない。特に、第１０図のように、照射ス
ポット８の軌跡が矢印２０のように光ディスク７上に描
かれた場合は、第１１Ａ、１１８図のように、信号は数
百ＫＨ２でピット群とピット群の無い部分の信号が交互
に現われる変化を示す。第１１Ａ図はダイオード１２ａ
、１２ｂの出力和を示し、第１１Ｂ図はダイオード１２
ｃ、１２ｄの出力和を示す。即ち、第１１Ａ図、第１１
Ｂ図において実線で示したように、実際の信号は、ピッ
ト部とピットの無い部分の信号が数百ＫＨ２となり、ア
クチュエータのサーボ帯域である数ＫＨ２との不適合が
、ＴＥ倍信号振幅低下になるのは前述した通りである第
８図は、このよりなＴＥ倍信号振幅低下を防止するため
の１−ラック制御回路の演算部であり、第１図に示した
信号処理回路３３内に含まれる。

フォトダイオード１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄで光
電変換した信号Ａ、ＢとＣ，Ｄを夫々加算器（演算増幅
器）４０．４１に通して、２つの信号Ａ＋Ｂ、Ｃ＋Ｄを
得る。通常のプッシュプル法では、この２つの信号差で
ＴＥ倍信号得るが、本実施例では、更に前記２つの信号
Ａ＋Ｂ、Ｃ＋Ｄをボトム・ホールド回路４２．４３に通
してから、加算器４４で差信号をとりＴＥ倍信号得るも
のである。ボトム・ホールド回路の一例の詳細を第９図
に示す。

第９図のボトムホールド回路は、増幅器４５等からなる
検波回路とボルテージフォロワ回路４８とからなる。ダ
イオード４６は、Ａ＋Ｂ　（又は、Ｃ＋Ｄ）が下向きの
ときに、コンデンサ４７にチャージし、上向きのときは
、放電しないようにしており、そのために、ボトムホー
ルドができる。

コンデンサ４７については、その放電が数百ＫＨ２の信
号変化に追従するように、そしてサーボ周波数帯域（数
Ｋ　ＨＺ　）に影響を与えない程度に充電が遅くなるよ
うに、時定数を選ぶ。増幅器４８は加算器４４では、第
１ＩＡ図、第１１Ｂ図の実線で示したピット部による信
号の和をとることにより、ピット部のみの信号を取り出
せ、通常の場合より大きなＴＥ倍信号得ることができ、
オフセット信号を影響を小さくすることができる。

上記のように構成されたトラッキング信号処理回路によ
り包絡線信号が取出せ、即ち、ピット部による信号のみ
をホールドすることによって取り出し、オフセットを大
きくすることなしに、ＴＥ信号振幅を大きくし、オフセ
ットのＴＥ倍信号対する割合を小さくすることでオフセ
ットの影響を緩和し、追従範囲を広、げることができる
。

特に、上述した実施例では、ＰＰ法を用いることにより
記録時に安定したトラッキング特性が得られ、その同じ
ドライブに、ＣＤ等の案内溝無しの光ディスクを装着し
たときも安定したトラッキング特性が得られる。即ち、
同じドライブで、案内溝なしと案内溝付きの光ディスク
が兼用できる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明に係るトラッキング方法及
びトラッキング信号処理回路によれば、ピット間ギャッ
プにより出力信号に発生する高周波成分を除去できるの
で、より的確なトラッキングが可能となる。

特に、プッシュプル法によるトラッキングに本発明を適
用すれば、レンズシフトに伴う反射光ずれによって発生
するオフセットによる追従性能の劣化を緩和することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を、ＣＤにトラッキング法としてＰＰ法
を用いた場合の光ディスクドライブ装置に適用した実施
例のトラッキングサーボ系の全体を示す図、 第２図は第１図実施例に用いられる光学ヘッドの全体図
、 第３図は第１図実施例に用いられるディテクタのダイオ
ード配列を示す図、 第４図、第５Ａ図はＰＰ法においてオフセットが発生す
る様子を説明する図、 第６図は上記オフセットを防止するためのマスクの配置
を示す図、 第５Ｂ図、第７図はこのマスクにより、ディテクタへの
照射ビームが改良される様子を説明する図、 第８図、第９図は高周波成分を除去するための回路の一
例を示す図、 第１０図、第１１Ａ図、第１１Ｂ図はＴＥ倍信号高周波
成分が発生する理由を説明する図である。 １・・・レーザダイオード、２・・・射出ビーム、３・
・・コリメートレンズ、４・・・偏光ビームスプリッタ
、５・・・１／４波長板、６・・・対物レンズ、７・・
・光ディスク、８・・・ビームスポット、９・・・反射
光、１ｏ・・・レンズ、１１・・・円筒レンズ、１２・
・・四分割ディテクタ、１３・・・照射スポット、１４
・・・ピット、１５・・マスク、１６・・・マスク通過
光、４０，４１，４４．４５゜４６・・・加算器、４６
・・・ダイオード、４７・・・コンデンサである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報が複数のピットにより記録され、これらのピ
   ットがトラックを形成する光ディスクのトラッキング方
   法において、 前記トラック上に照射された光ビームの反射光を受光し
   、その出力信号から、ピット形成部分からの反射光の周
   波数領域を弁別し、この弁別された信号をトラッキング
   に使用することを特徴とした光ディスクのトラッキング
   方法。
2. （２）前記出力信号は、前記反射光の位相差に応じた信
   号である事を特徴とする請求項の第１項に記載の光ディ
   スクのトラッキング方法。
3. （３）情報が光ディスク媒体上に連続する複数のピット
   で記録され、これらのピットにより形成されたトラック
   を追従するためのトラッキング信号回路において、 前記トラック上に照射された光ビームの反射光を受光し
   、その信号を出力する回路と、 この出力信号からピット形成部分からの反射光の周波数
   領域を弁別する回路、 この弁別された信号を増幅してトラッキングのためのサ
   ーボ信号を出力する回路とを有することを特徴とした光
   ディスクのトラッキング信号処理回路。
4. （４）前記出力信号は、前記反射光の位相差に応じた信
   号である事を特徴とする請求項第３項に記載の光ディス
   クのトラッキング信号処理回路。
5. （５）前記弁別回路は、前記反射光の位相差に応じた出
   力信号のピット部による信号のみをホールドするホール
   ド回路を含む事を特徴とする請求項の第４項に記載の光
   ディスクのトラッキング信号処理回路。