JPH0366032A - 光学ヘッド - 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 本発明は、光デイスク装置などの光学的に情報を記録再
生する装置の光学へンドおよび光学ヘッドを構成するト
ラッキング誤差信号検出手段に関するものである。

従来の技術 現代は情報化時代と言われており、その中核をなす高密
度大容量メモリーの技術開発が盛んに行われている。メ
モリーに要求される能力としては、前述の高密度、大容
量に加え、高信頼性、高速アクセス等が挙げられ、それ
らを満足するものとして、光デイスクメモリーが最も注
目されているが、本発明はその光デイスクメモリーにお
ける光学ヘッドに関するものである。

従来、光学ヘッドにおけるトラッキング誤差信号検出手
段に関する技術としては、数多くの報告がなされている
。

以下、図面を参照しながら、従来の光学ヘソドについて
説明を行う。

第６図は従来の光学ヘッドの概略的な構成図およびその
動作原理を説明する図である。第６図において、１は光
源、２はハーフミラ−，３は対物レンズ、４は情報記録
媒体であるディスク、５は２分割光検出器、６は演算回
路である差動アンプ７は光スポット、５ａは２分割光検
出器５の分割線である。尚、本発明は、光学へンドにお
けるトラッキング誤差信号検出手段に関するものであり
、フォーカス誤差信号検出手段等の他の手段に関しては
省略しである。

以上のように構成された従来例について以下その動作に
ついて説明を行う。

光源１より発せられた光は、ハーフミラ−２で反射後、
対物レンズ３により、ディスク４上に集光される。この
とき、ディスク４上の記録トラックの方向は、紙面に垂
直な方向である。ディスク４からの反射光は逆の経路を
たどり、ハーフミラ−２を透過後、２分割光検出器５上
に光スボ、ト７を形成する。２分割光検出器５上には分
割線５ａが存在し、互いの受光領域で発生した電気信号
の差を差動アンプ６でとることによりトラッキング誤差
信号を得る構成である。この方式はプッシュプル法とよ
ばれ、広く実用化している方式である。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上述した方式は、簡単な構成でトラッキン
グ誤差信号の検出が可能であるが、下に述べるような欠
点を有している。

通常、トラッキングサーボは対物レンズ３をアクチュエ
ータ（図示せず）で第６図におけるＸ方向（トランキン
グ方向）に動かして、ディスク４上の目標トラックを追
従するのが一般的である。

この場合、２分割光検出器５上の光スポノト７は、対物
レンズ３の動きに対応してＸ方向に動く。

第７図（Ａ）および（Ｂ）は２分割光検出器５上の光ス
ポツト７の位置と、それにより得られるトラッキング誤
差信号の様子を説明する図である。第７図（Ａ）は対物
レンズ３がＸの中央位置にある場合であり、光スポツト
７は分割線５ａに対しほぼ対称な位置にある。このとき
、ディスク４が回転し、フォーカスサーボのみが動作し
ている場合に得られるトラッキング誤差信号は、トラッ
キングサーボが動作した場合の目標電圧をＯとすると、
電圧０にほぼ対称な信号を得ることができる。

第７図（Ｂ）は対物レンズ３がＸ方向の十の向きに移動
した場合を示している。この場合、２分割光検出器５上
では光スポツト７の位置が移動し、分割！！ｊ１５ａに
対する対称性か崩れてしまう。したがってこのとき得ら
れるトランキング誤差信号は、電圧Ｏに対する対称性が
崩れ、電圧＋■のオフセットが重畳された信号となって
しまう。第７図（Ｃ）は対物レンズ３がＸ方向の−の向
きに移動した場合を示してありこのとき得られるトラソ
キンぐ誤差信号は、第７図（Ｂ）の場合とは逆に、電圧
−■が重畳された信号となる。

目標トラックを高速検索する場合、光学ヘッドを高速で
移動させた後にト′ラッもングサーボを動作させるのが
一般的な手法であるが、このとき対物レンズ３が光学ヘ
ッド移動時の加速度等でＸ方向の中央位置から移動した
場合、前述した第７図（Ｂ）もしくは（Ｃ）の状態にな
る。これらの状態でトラッキングサーボを動作させよう
とした場合、サーボの引き込みに失敗する確立が非常に
高くなる。また仮に引き込んだ場合でも、目標トラック
に大きな偏心（１０ＱｔＩｍ程度以上）があった場合、
追従性が大幅に劣化してしまうという欠点があった。

本発明は上記従来技術に鑑みてなされたものであり、対
物レンズのトラッキング方向の移動により発生するトラ
ッキング誤差信号のオフセットを大幅に減少することが
可能な光学ヘッドを提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の光学ヘッドにおけ
るトラッキング誤差信号を検出する手段は、情報記録媒
体上の記録トラックからの反射光のうちＯ次回折光を主
成分として受光する、記録トラックと対応する略直線状
の第１の分割線により形成される第１および第２の受光
領域と、記録トラックからの反射光のうち±１次回折光
のいずれか一方を主成分として受光する、第１の分割線
に略平行な第２の分割線を第１の受光領域との境界線と
する第３の受光領域と、記録トラックからの反射光のう
ち±１次回折光の他方を主成分として受光する、第１の
分割線に対し、第２の分割線と路線対称な位置にある第
３の分割線を第２の受光領域との境界線とする第４の受
光領域とからなる光検出器と、第１の受光領域および第
４の受光領域で発生した電気信号の和と、第２の受光領
域および第３の受光領域で発生した電気信号の和との差
をとる演算回路とで構成されている。また、第２および
第３の分割線は第１の分割線に対し路線対称な２次曲線
であってもよい、さらにトラッキング誤差信号検出手段
は、第１の分割線の一端と第２の分割線の一端か連結さ
れ、第１の分割線の他端と第３の分割線の一端が連結さ
れた略Ｓ字状の分割線による２つの受光領域を有する光
検出器と、２つの受光領域で発生した電気信号の差をと
る演算回路とで構成されていてもよい、またさらに、ト
ラッキング誤差信号検出手段は、情報記録媒体上の記録
トラックからの反射光束を収れんさせる手段を１戒要素
に加えていてもよい。

作用 本発明は上記した構成によって、対物レンズがトラッキ
ング方向の可動範囲の中央位置から移動し、それに伴い
光検出器上の光スポットが移動した場合でも、演算回路
の出力として得られるトラッキング誤差信号は、・オフ
セットの非常に少ない高品質の信号となる。

実施例 以下、本発明の一実施例の光学ヘッドについて、図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における光学ヘッドの概
略構成を示す図である。第１図において、１は光源、２
はハーフミラ−，３は対物レンズ、４は情報記録媒体で
あるディスク、ＩＯは光検出器、６は演算回路である差
動アンプ、７は光スポット、１０ｐ、１０ｑ、１０ｒは
光検出器１０の分割線、ｌｏａ、１０ｂ、１０ｃ、１０
ｄは光検出器１０の受光領域である。尚、本発明は、光
学ヘッドにおけるトラッキング誤差信号検出手段に関す
るものであり、フォーカス誤差１３号検出手段、情報信
号検出手段等の他の手段に関しては省略しである。

以上のように構成された第１の実施例について以下その
動作について説明を行う、光Ｂｌより発せられた光は、
ハーフ壽う−２で反射後、対物レンズ３により、ディス
ク４上に集光される。このとき、ディスク４上の記録ト
ラックの方向は、紙面に垂直な方向であり、対物レンズ
３をＸ方向（トラッキング方向）にアクチュエータ（図
示せず）により動かして、トラッキングサーボをかける
。ディスク４からの反射光は逆の経路をたどり、ハーフ
ミラ−２の透過後、光検出器１０上に光スポット７を形
成する。光検出器１０上には分割線Ｌｏｐ、１０ｑ、１
０ｒが存在し、対物レンズ３がＸ方向の中央位置にある
場合に、光スポツト７は分割線１０ｑに対し略対称な位
置に形成される。

ここで受光領域１０ｂおよび１０ｄで発生した電気信号
を結線して和をとり、受光領域１０ａ。

１０ｃで発生した電気信号を結線して和をとり、それら
の差を差動アンプ６でとることによりトラッキング誤差
信号を得る。

第２図（Ａ）および（Ｂ）は光検出器１０．光スポツト
７を拡大図示したものである。光スポツト７はディスク
４上の記録トラックからの反射光として、０次回行光７
ａ、±１次回折光７ｂから戒っている。また、７ｘは光
スポツト７の中心位置を示している。第２図（Ａ）は第
１図の場合と同様に、対物レンズ３がＸ方向の中央にあ
る場合である。

この場合、光スポツト７の中心位置７ｘはほぼ分割線１
０ｑと一致しており、受光領域１０ｂ。

１０ｃではおちに０次回行光を、受光領域１０ａ。

１０ｄではおもに±１次回折光を受光する。このとき差
動アンプ６の出力であるトラッキング誤差信号は、従来
例第７図で示したものと同様のオフセットのない信号と
なる。

第２図（Ｂ）は従来第７図（Ｂ）の場合と同様に、対物
レンズ３が第１図におけるＸ方向の十の向きに移動した
場合の光スポツト７の光検出器１０上での位置を示して
いる。この状態では、光強度の高い光スポツト７の中心
位置７Ｘは受光領域１０ｃに移動する。したがって、受
光領域１０ｃ。

１０ｄでは光量が増加し反面、受光領域１０ａ。

１０ｂでは光量が減少する。よって、分割線１０ｑに対
し、分割線１０ｐ、１０ｑの距離をあらかじめ適正に定
めておけば、各受光領域における光量の増減量をほぼ同
じ量とすることができる。それにより、受光領域１０ｂ
および１０ｄで発生した電気信号を結線して和をとり、
受光領域１０ａ。

１０ｃで発生した電気信号を結線して和をとり、それら
の差を差動アンプ６でとることにより得られるトラッキ
ング誤差信号は従来第７図（Ｂ）の場合と異なり、非常
にオフセットの少ない信号とな第３図は本発明の第２の
実施例を示した図である。第３図において、１１は光検
出器で、第１図における光検出器１０と同様の配置を行
ったものであり、ｌｌａは分割線である。分割線１１ａ
は第１図における第１の実施例の分割線１０ｑおよびＬ
ｏｐり一端どうしを結び、分割線１０ｑの他端と１０ｒ
の一端としを結んだ略Ｓ字状をしており、光検出器１１
の受光領域を２分割している。

各受光領域で発生した電気信号の差を差動アンプ６でと
ることにより、第１図および第２図で説明した第１の実
施例と同様の原理で、対物レンズ３のトラッキング方向
の動きの影響を受けない、オフセットの少ないトラッキ
ング誤差信号を得ることが可能である。

第４図は本発明の第３の実施を示した図である。

第４図において、１２は光検出器で、第１図における光
検出器１０と同様の配置を行ったものであり、１２ａ、
１２ｂ、１２ｃは光検出器１２の分割線である０分割＆
’１１２ａ、１２ｃは、略直線状の分割線１２ｂに略対
称な２次曲線状をしているため、光スポツト７の第２図
で示した±１次回折光をより効率よく受光することがで
きる。この場合、第１の実施例の場合と同様の原理で差
動アンプ６の出力として、対物レンズ３のトラッキング
方向の動きの影響を受けない、オフセットの少ないトラ
ッキング誤差信号を得ることが可能である。

第５図は本発明の第４の実施例を示した図である。第５
図において、１３は光検出器で第１図における光検出器
１０と同様の配置を行ったものであり、１３ａは分割線
である０分割１１ｆｉ　１３　ａは第４図における第３
の実施例の分割線１２ｂおよび１２ａの一端どうしを結
び、分割線１２ｂの他端と１２ｃの一端とを結んだ略Ｓ
字状をしており、光検出器１３の受光領域を２分割して
いる。各受光領域で発生した電気信号の差を差動アンプ
６でとることにより、第１図および第２図説明したで第
１の実施例と同様の原理で、対物レンズ３のトラッキン
グ方向の動きの影響を受けない、オフセットの少ないト
ラッキング誤差信号を得ることが可能である。

尚、本発明における第１から第４の実施例においては、
光検出器１０，１１．１２．１３に入射する光束は平行
光で示しであるが、これは、凸レンズ等の光束収れん手
段を用いることにより、収れん光として、より受光面積
の小さな光検出器に入射させても同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。

以上述べてきたように、本発明の第１から第４の実施例
によれば、光検出器１０，１１，１２゜１３と、差動ア
ンプ６の極めて簡単なｔｌ戒で、対物レンズ３のトラッ
キング方向の位置ずれにより従来発生していたトラッキ
ング誤差信号のオフセットを大幅に減少させることが可
能である。これにより、光学ヘッドを高速で移動させた
後に、対物レンズ３が光学ヘッド移動時の加速度等でト
ラッキング方向の中央位置から移動した場合でも、トラ
ッキングサーボの引き込み能力は大幅に向上する。また
、目標トラックに大きな偏心（１００μｍ程度以上）が
あった場合でも、目標トラックに対する追従性は大幅に
向上し、安定したトラッキングサーボを実現することが
可能となる。

発明の効果 本発明は、光学ヘッドにおけるトラッキング誤差信号検
出手段として、情報記録媒体上の記録トラックからの反
射光のうち０次回行光を主成分として受光する、記録ト
ラックと対応する略直線状の第１の分割線により形成さ
れる第１および第２の受光領域と、記録トラックからの
反射光のうち±１次回折光のいずれか一方を主成分とし
て受光する、第１の分割線に略平行な第２の分割線を第
１の受光領域との境界線とする第３の受光領域と、記録
トラックからの反射光のうち±１次回折光の他方を主成
分として受光する、第１の分割線に対し、第２の分割線
と路線対称な位置にある第３の分割線を第２の受光領域
との境界線とする第４の受光領域とからなる光検出器と
、第１の受光領域および第４の受光領域で発生した電気
信号の和と、第２の受光領域および第３の受光領域で発
生した電気信号の和との差を演算回路でとることにより
、対物レンズがトラッキング方向の可動範囲の中央位置
から移動し、それに伴い検出器上の光スポットが移動し
た場合でも、演算回路の出力として、オフセットの非常
に少ない高品質のトラッキング誤差信号を得ることが可
能である。また、第２および第３の分割線は第１の分割
線に対し路線対称な２次曲線であってもよく、さらにト
ラッキング誤差信号検出手段は、第１の分割線の一端と
第２の分割線の一端が連結され、第１の分割線の他端と
第３の分割線の一端が連結された略Ｓ字状の分割線によ
る２つの受光領域を有する光検出器と、２つの受光領域
で発生した電気信号の差をとる演算回路とで構成されて
いてもよい、またさらに、トラッキング誤差信号検出手
段は、情報記録媒体上の記録トラックからの反射光束を
収れんさせる手段を構成要素に加えていてもよい、これ
らは、極めて簡単な構成でありながら、対物レンズのト
ラッキング方向の位置ずれにより従来発生していたトラ
ッキング誤差信号のオフセットを大幅に減少させること
が可能であり、光学ヘッドを高速で移動させた後に、対
物レンズが光学ヘッド移動時の加速度等でトラッキング
方向の中央位置から移動した場合でも、トラッキングサ
ーボの引き込み能力は格段に向上する。また、目標トラ
ックに大きな偏心（１００μｍ程度以上）があった場合
でも、目標トラックに対する追従性は大幅に向上し、安
定したトラッキングサーボを実現することが可能な優れ
た光学ヘッドを実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における光学ヘッドの概
略図、第２図（Ａ）、　（Ｂ）は動作説明のための要部
の概略図、第３図は本発明の第２の実施例の要部の概略
図、第４図は本発明の第３の実施例の要部の概略図、第
５図は本発明の第４の実施例の要部の概略図、第６図は
従来の光学ヘッドの概略図、第７図（Ａ）、　（Ｂ）、
　（Ｃ）はその動作説明のための要部の概略図である。 ｌ・・・・・・光源、２・・・・・・ハーフミラ−，３
・・・・・・対物レンズ、４・・・・・・ディスク、６
・・・・・・差動アンプ、１０．１１，１２．１３・・
・・・・光検出器。 第 ！ 図 第 図 弔 図 第 図 第 図 第 ６ 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に収
   れんさせる対物レンズと、前記情報記録媒体からの反射
   光により前記情報記録媒体上の情報信号、フォーカス誤
   差信号、トラッキング誤差信号を検出する手段とを具備
   し、前記トラッキング誤差信号を検出する手段は、前記
   情報記録媒体上の記録トラックからの反射光のうち０次
   回折光を主成分として受光する、前記記録トラックと対
   応する略直線状の第１の分割線により形成される第１お
   よび第２の受光領域と、前記記録トラックからの反射光
   のうち±１次回折光のいずれか一方を主成分として受光
   する、前記第１の分割線に略平行な第２の分割線を前記
   第１の受光領域との境界線とする第３の受光領域と、前
   記記録トラックからの反射光のうち前記±１次回折光の
   他方を主成分として受光する、前記第１の分割線に対し
   、前記第２の分割線と路線対称な位置にある第３の分割
   線を前記第２の受光領域との境界線とする第４の受光領
   域とからなる光検出器と、前記第１の受光領域および前
   記第４の受光領域で発生した電気信号の和と、前記第２
   の受光領域および前記第３の受光領域で発生した電気信
   号の和との差をとる演算回路とを主構成要素とすること
   を特徴とする光学ヘッド。
2. （２）トラッキング誤差信号を検出する手段は、第２お
   よび第３の分割線が第１の分割線に対し路線対称な２次
   曲線であることを特徴とする請求項（１）記載の光学ヘ
   ッド。
3. （３）トラッキング誤差信号を検出する手段は、第１の
   分割線の一端と第２の分割線の一端が連結され、前記第
   １の分割線の他端と第３の分割線の一端が連結された略
   Ｓ字状の分割線による２つの受光領域を有する光検出器
   と、前記２つの受光領域で発生した電気信号の差をとる
   演算回路とを主構成要素とすることを特徴とする請求項
   （１）または（２）のいずれかに記載の光学ヘッド。
4. （４）トラッキング誤差信号を検出する手段は、情報記
   録媒体上の記録トラックからの反射光束を収れんさせる
   手段を構成要素に加えたことを特徴とする請求項（１）
   、（２）または（３）のいずれかに記載の光学ヘッド。