JPH04252435A - トラッキング制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディスク記録装置ま
たはディスク再生装置におけるトラッキング誤差検出装
置に関し、プッシュプル法において固有の問題である対
物レンズシフトによるオフセットを簡単かつ高精度に除
去できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、書込可能形光ディスクとして
、ＤＲＡＷ（追記形）ディスク、Ｅ‐ＤＲＡＷ（消去可
能形）ディスクが存在する。ＤＲＡＷディスクは、１度
だけ書込が可能なもので、例えばレーザ光照射で発生し
た熱によって金属記録膜を焼き切って情報ピットを形成
するもの等がある。Ｅ‐ＤＲＡＷディスクは、記録の書
換が可能なもので、例えば光磁気記録を利用したものや
、結晶状態とアモルファス状態との相変化を利用したも
の等がある。

【０００３】書込可能形光ディスクにおいては、プリグ
ルーブ等と呼ばれる案内溝が製造時に予め形成されてお
り、記録時にはトラッキング制御により案内溝に沿って
グルーブ部（案内溝部分）またはランド部に記録用ビー
ムを照射して情報の記録を行なう。

【０００４】光ディスク装置のトラッキング誤差検出方
法としては、３ビーム法やプッシュプル法などが一般に
用いられている。３ビーム法は、メインビームの前後に
２本のサブビームをトラック中心から左右方向にややず
らして照射し、この２本のサブビームのディスク反射光
量の差を検出してトラッキング誤差を検出するものであ
る。プッシュプル法は、ディスク上のピットや案内溝で
反射回析された光をトラック中心に対して対称の配置さ
れた２分割光検出器で受光して、その２つの受光部での
受光量の差によりトラッキング誤差を検出するものであ
る。

【０００５】３ビーム法は、再生用としては最も安定な
方法であるが、これを記録用に使用すると、先行するサ
ブビームのスポットは未記録部を通過するのに対し、後
行するサブビームのスポットは既記録部を通過するため
、反射光量が異なって、トラッキング誤差信号にオフセ
ットが生じる欠点がある。一方、プッシュプル法ではこ
のような問題がなく、また１ビーム方式であるため記録
パワーが大きく取れるので、従来の光ディスク記録装置
ではプッシュプル法を用いるのが一般的であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、プッシュプ
ル法においても対物レンズがシフトしたり、ディスクに
半径方向の傾きが生じていると、トラッキング誤差信号
にオフセットが生じ、トラッキング追従量が十分に確保
できない欠点があった。

【０００７】このプッシュプル法のオフセットを軽減す
る方法として、従来は光学系全体をシフトする方法があ
ったが、駆動機構が大型化する欠点があった。

【０００８】また、別の方法として、対物レンズのシフ
ト量を検知し、トラッキングサーボ系にフィードバック
して、信号処理によりオフセットを補正する方法があっ
たが、対物レンズのシフト量を検出するためのＬＥＤお
よび光検出器等の特別の付加部品が必要となって駆動部
が重くなるとともに、ＬＥＤの光量変化や傾きなどによ
り高い精度が確保できない欠点があった。

【０００９】また、別の方法として、いわゆる差動プッ
シュプル法と呼ばれているものがあった。これは、従来
の３ビーム法と同様に３つのスポットをトラック前後方
向の位置でトラック左右方向にずらして配置し、各スポ
ットの反射光を２分割光検出器でそれぞれ検出し、各２
分割検出器ごとに２信号を引算して３つのプッシュプル
信号を得て、これらをオフセットを打ち消すように所定
の演算式で演算してトラッキング誤差信号を検出するよ
うにしたものである。

【００１０】しかしながら、この方法では従来の３ビー
ム法と異なり、分割光検出器が３個も必要となる欠点が
あった。

【００１１】プッシュプル法におけるオフセットを解消
するさらに別の方法として、０次光と＋１次光の干渉領
域内および０次光と−１次光の干渉領域内に、これら干
渉領域がシフトしたときも逸脱しないようにそれぞれ光
検出器を配置して、これら光検出器の光量差からトラッ
キング誤差を検出するようにした方法があった（特開昭
６３−２４４４１８号公報、特開昭６３−２４４４１９
号公報に記載の方法）。これは、プッシュプル法におけ
るオフセットが光検出器上でビームスポットがシフトす
ることにより生じることに着目して、干渉領域を逸脱し
ないように光検出器を配置することにより、ビームスポ
ットがシフトしても影響を受けないようにしたものであ
る。

【００１２】しかしながら、この方法では光検出器に特
殊パターンが必要であるうえ、そのオフセット排除能力
にも限界があった。

【００１３】この発明は、前記従来の技術における欠点
を解決して、プッシュプル法におけるオフセットを簡単
な構成でかつ高精度に除去することができるトラッキン
グ制御装置を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明のトラッキング
制御装置は、１本のトラッキング用ビームスポットをデ
ィスクの記録面に照射する対物レンズと、この対物レン
ズを光ディスク上のトラックに対し斜め方向に移動させ
るトラッキング駆動手段と、分割された受光面を有し、
光ディスク記録面で反射されて戻された前記トラッキン
グ用ビームを受光する光検出器と、この光検出器の各受
光面の受光出力から対物レンズシフトに伴なうオフセッ
ト誤差成分を除去したトラッキング誤差情報を得るトラ
ッキング誤差検出手段と、この得られたトラッキング誤
差情報により前記トラッキング駆動手段を制御するトラ
ッキングサーボ回路とを具備してなるものである。

【００１５】

【作用】従来のトラッキング制御が対物レンズをトラッ
クに対し直角方向に駆動していたのに対し、この発明で
は対物レンズをトラックに対し斜めの方向に駆動するよ
うにしているため、光検出器の各受光面の受光出力から
対物レンズシフトに伴なうオフセット誤差成分を実質的
に抽出することができ、この誤差分を補正した真のトラ
ッキング誤差情報によりトラッキングアクチュエータ等
を駆動してトラッキング制御を行なうことにより、オフ
セットを簡単かつ高精度に除去することができる。

【００１６】

【実施例】この発明の一実施例を以下説明する。図２は
、この発明のトラッキング制御装置が適用された光ピッ
クアップを上（ディスク軸線方向）から見た図である。 光ディスク１の記録面にはトラック２が形成されている
。光ピックアップ４は送り機構３によりディスク径方向
に移動される。

【００１７】この光ピックアップ４の対物レンズ１２か
らは記録用または再生用ビームが出射されて光ディスク
１の記録面に照射される。このビームはトラッキング誤
差検出にも用いられる。対物レンズ１２はトラッキング
アクチュエータにより回転中心軸Ｌを中心に回動自在に
支持されている。この場合、トラッキング制御による対
物レンズ１２の移動方向ｆがトラック２の方向ｄに対し
て斜めになるように（つまりディスク径方向ｒに対する
対物レンズ１２の移動方向ｆのなす角度θがθ≠０°，
９０°となるように）対物レンズ１２の中立位置が設定
されている。

【００１８】光ピックアップ４の詳細構成を図３に斜視
図で示す。また、その断面図を図４に示し、平面図を図
５に示す。この光ピックアップ４は、環状に構成された
磁気回路中にコイルボビン１０を回動および上下動自在
に配置し、コイルボビン１０の上面に回動中心軸Ｌから
偏位して取り付けられた対物レンズ１２を上下方向（フ
ォーカシング方向）および周方向（トラッキング方向）
に駆動するように構成されている。

【００１９】コイルボビン１０には、フォーカシングコ
イル１４が円周方向に巻かれ、その表面に４個の方形状
のトラッキングコイル２６，２８，３０，３２が等間隔
に配設されている。コイルボビン１０の内部回転中心軸
Ｌ上にはスリーブ２０が形成され、ベース４８に立てら
れた摺動ピン１８がこれに挿入されて、コイルボビン１
０を回動および上下動自在に支持している。コイルボビ
ン１０の上面の回転中心軸Ｌから偏位した位置には、対
物レンズ１２が配設されている。また、ここでは図示し
てないが、コイルボビン１０はダンパにより回動方向お
よび上下動方向に支持されており、コイルボビン１０を
トラッキングおよびフォーカシングの基準位置（中立位
置）に戻す力を与えている。

【００２０】ベース４８上には、ヨーク３５が取り付け
られている。このヨーク３５は断面Ｕ字状の磁性体（希
土類金属）で構成され、内ヨーク３４と外ヨーク３６を
対向させて、それらの間に磁気ギャップ３３を形成して
いる。外ヨーク３６の内周面にはマグネット３７が取り
付けられている。マグネット３７は図４および図５に示
す状態に着磁されており、内ヨークと外ヨーク３６との
間に磁束４４が生じる。

【００２１】内ヨーク３４と外ヨーク３６には円周方向
の２箇所で切欠２２が形成されている。コイルボビン１
０はその周面部を磁気ギャップ３３中に挿入して、摺動
ピン１８により回動および上下動自在に支持されている
。コイルボビン１０の上面には内ヨーク３４を挿通させ
るための開口部４０が形成されている。

【００２２】トラッキングコイル２６，２８，３０，３
２は、図５に示すように、左右一方の辺２６ａ，２８ａ
，３０ａ，３２ａが内ヨーク３４と外ヨーク３６の間の
磁気ギャップ３３中に配置され、他方の辺２６ｂ，２８
ｂ，３０ｂ，３２ｂが切欠２２の位置に配置される。 各トラッキングコイル２６，２８，３０，３２には隣り
合うものどうしに互いに逆方向の電流が供給される。こ
れにより、各コイル辺２６ａ，２８ａ，３０ａ，３２ａ
には、円周方向に同一方向の力が作用し、コイルボビン
１０をダンパの戻し力と釣り合う位置まで回動させてト
ラッキング制御が行なわれる。電流の方向を逆にすれば
コイルボビン１０は逆方向に回動される。

【００２３】フォーカシングコイル１４には内ヨーク３
４から外ヨーク３６に向かう磁界が作用する。したがっ
て、フォーカシングコイル１４に供給する電流の方向お
よび大きさに応じて、コイルボビン１０はダンパの戻し
力と釣り合う位置まで上昇または下降し、フォーカシン
グ制御が行なわれる。

【００２４】この光ピックアップ４は、この発明では図
２のように、トラッキング駆動電流が供給された時にト
ラッキング制御の中立位置から対物レンズ１２がトラッ
ク２に対し斜めの方向に移動するように光ピックアップ
４全体の設置角度が設定される。

【００２５】光ピックアップ４内には、図６のように光
検出器５０が固定配設されており、光ディスク１からの
戻り光をビームスプリッタ５２を介して受光する。光検
出器５０は、分割された複数の受光面を有し、ここでは
光ディスク１上のトラック２に直角な方向に対応した方
向（以下「トラック直角対応方向」という）ｘとトラッ
ク２に平行な方向に対応した方向（以下「トラック平行
対応方向」という）ｙに４分割された受光面Ａ〜Ｄを有
しており、戻り光スポット５４がトラッキング制御によ
り移動してもこの受光面Ａ〜Ｄの範囲内をはみ出さない
大きさに形成されている。トラッキング制御により対物
レンズ１２をトラック２に対し斜めに移動すると、ディ
スク面に照射されるビームスポットも図６（ｂ）のよう
にトラック２に対して斜めに移動し、戻り光スポット５
４は図６（ｃ）のように光検出器５０上を斜めに移動す
る。

【００２６】この実施例装置によるトラッキング誤差検
出原理を説明する。従来は戻り光スポット５４を光検出
器５０上でトラック直角対応方向ｘに移動させて、トラ
ック直角対応方向ｘに分割された受光面の出力を引算し
て（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）よりトラッキング誤差を検出
してトラッキング制御していた。しかし、このトラッキ
ング誤差検出出力には、真のトラッキング誤差成分のほ
かに、トラッキング時のレンズシフトに伴なうオフセッ
ト誤差成分、すなわち戻り光スポット５４のトラック直
角対応方向ｘへの移動による成分が重畳されている。ま
た、これ以外にもディスクの傾き等種々の原因により同
様のオフセットを生じる。

【００２７】これに対し、この実施例装置では戻り光ス
ポット５４は光検出器５０上を斜めに移動する。この斜
め方向の移動のうちトラック直角対応方向ｘへの移動成
分はトラック直角対応方向ｘに分割された受光面ＡとＢ
間またはＣとＤ間に受光出力の変化を生じさせる。受光
面ＡとＢ間またはＤとＣ間の受光出力の変化はこの戻り
光スポット５４の移動によるものとトラッキング誤差に
よるものが重畳されたものである。

【００２８】また、斜め方向の移動のうちトラック平行
対応方向ｙの移動成分は、トラック平行対応方向ｙに分
割された受光面ＡとＤ間またはＢとＣ間で受光出力の変
化を生じさせる。この受光出力の変化は戻り光スポット
５４の移動のみに依存し、トラッキング誤差には依存し
ない。そして、トラック平行対応方向ｙへの移動成分は
トラック直角対応方向ｘへの移動成分に対応（例えば略
々比例）しているから、このトラック平行対応方向ｙに
分割された受光面ＡとＤ間またはＢとＣ間の受光出力の
変化を検出して、これをトラック直角対応方向ｘに分割
された受光面ＡとＢ間またはＤとＣ間の受光出力の変化
に換算して、その分トラック直角対応方向ｘに分割され
た受光面ＡとＢ間またはＤとＣ間の受光出力の変化から
引けば、真のトラッキング誤差成分のみが得られる。

【００２９】つまり、演算式 （Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（１）によりトラック直角対
応方向ｘに分割された受光面間の受光出力の変化を検出
して、トラッキング誤差情報とトラック直角対応方向ｘ
への移動情報が合成された出力（メイン情報）を求める
。また、演算式（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）に
よりトラック平行対応方向ｙに分割された受光面間の受
光出力の変化を検出して、トラック平行対応方向ｙへの
移動情報を求める。そして、（２）式に換算係数Ｇａｉ
ｎ　を掛けて、 ｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝×Ｇａｉｎ　　　　　　　
　　　　　　　　　　（３）によりトラック直角対応方
向ｘへの移動情報（補正情報）を求める。そして、（１
）式から（３）式を引算すれば （Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）−｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝
×Ｇａｉｎ　　　　　　　（４）としてトラッキング誤
差が求まる。

【００３０】換算係数Ｇａｉｎ　は、戻り光スポット５
４の移動によるトラック平行対応方向ｙに分割された受
光面間の受光出力の変化に対するトラック直角対応方向
ｘに分割された受光面間の受光出力の変化の割合として
求まる。この実施例装置では、換算係数Ｇａｉｎ　は近
似的に次のような値として求まる。

【００３１】今、図７に示すように、対物レンズ１２の
移動により光検出器５０上の戻り光スポット５４（中心
Ｏ）が５４′（中心Ｏ′）に動いた場合、トラック直角
対応方向ｘに分割された受光面出力Ａ＋ＤとＢ＋Ｃ間で
の直流分変化量をδ１、平行対応方向ｙに分割された受
光面出力Ａ＋ＢとＣ＋Ｄ間での直流分変化量をδ２とす
ると、 Ｇａｉｎ　＝δ１／δ２　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　（５）として求まる
。ここで、 δ１：δ２＝ｄ１：ｄ２　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（６）がほぼ成り立ち、また
、 ｄ１／ｄ２＝ｔａｎ　θ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　（７）であるから、
（５）〜（７）式よりほぼＧａｉｎ　＝ｔａｎ　θ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（８）として求まる。

【００３２】これによれば、θ＝４５°とすれば、Ｇａ
ｉｎ　＝１となり、前記（４）式のトラッキング誤差を
求める演算式は ２（Ｄ−Ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　（４′）と単純化
される。また、θは４５°以外に３０°，６０°その他
各種の値に設定することができる。なお、θが０°や９
０°に近づくほど上記（８）式のＧａｉｎは誤差が大き
くなるが、３０°や６０°程度では問題はなく、また必
要ならば、受光面積の変化量からδ１／δ２の変化量を
正確に求めて（５）式からＧａｉｎ　の値を設定すれば
よい。また、Ｇａｉｎ　値を正確に求めたとしても実際
には光検出器５０の特性等により（４）式により求めら
れるトラッキング誤差に誤差が出て、オフセットが生じ
ることも考えられるので、Ｇａｉｎの値は微調整可能に
しておくと都合がよい。

【００３３】次に、光検出器５０の受光出力によりトラ
ッキング誤差を求める回路の構成例を図１に示す。加算
器５６，５８、引算器６０の組合せによりメイン情報（
Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）が得られる。また、加算器６２，
６４、引算器６６および掛算器６８の組合せにより補正
情報｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝×Ｇａｉｎ　が得られ
る。換算係数Ｇａｉｎ　は微調整可能である。そして、
引算器７０で引算器６０および掛算器６８の出力を引算
することにより、前記（４）式のトラッキング誤差信号
が得られる。なお、加算器５６，５８，６２，６４、引
算器６０，６６，７０および掛算器６８が全体としてト
ラッキング誤差検出手段７１を構成する。このトラッキ
ング誤差信号はトラッキングサーボ回路７２を介してト
ラッキング駆動手段（図３のトラッキングコイル２６，
２８，３０，３２）に印加されてトラッキング制御が行
なわれる。このようなトラッキング制御によれば、引算
器７０から出力されるトラッキング誤差信号中には対物
レンズ１２の移動（光検出器５０上での戻り光スポット
５４の移動）によるオフセット誤差成分は含まれず真の
トラッキング誤差成分のみとなるので、プッシュプル方
式ながらオフセットの発生を防止することができる。

【００３４】なお、θ＝４５°のときは、トラッキング
誤差は前記（４′）式のように単純化されるので、回路
構成も図８のように単純化される。すなわち、この場合
は、引算器７４でＤ−Ｂを求めるだけでトラッキング誤
差信号を求めることができる。この場合は引算器７４に
よりトラッキング誤差検出手段７１が一挙に実現できる
ことになる。さらにこの場合、光検出器５０は実質的に
ＤとＢのみあれば事足りるので、光検出器５０を図９の
如く２分割することも可能である。

【００３５】さらに、フォーカス誤差検出およびＲＦ信
号検出についても述べておく。図６の光検出器５０の出
力Ａ〜Ｄを用いた場合、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄにより情報再生
のためのＲＦ信号が得られ、また（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ
）によりナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号を得
ることができる。また、光検出器５０の受光面を、例え
ば図１０のように８分割してやれば、非点収差形のフォ
ーカス誤差信号を得ることも可能になる。

【００３６】

【変更例】前記実施例ではトラッキングアクチュエータ
を回転駆動式としたが、直線駆動式等各種の方式を適用
することができる。

【００３７】また、この発明はディスク記録装置のほか
ディスク再生装置、ディスク記録・再生兼用装置にも適
用することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、トラッキング制御において、対物レンズをトラックに
対し斜めの方向に駆動するようにし、光検出器の分割受
光面出力から対物レンズシフトに伴なうオフセット誤差
成分を抽出し、このオフセット誤差成分を補正してやる
ことで真のトラッキング誤差情報を得、これによりトラ
ッキングアクチュエータを駆動して制御を行なうことに
より、従来問題となっていた対物レンズシフトに起因す
る、いわゆるオフセットを特に格別な付加構成を必要と
することなく極めて簡単にかつ高精度に除去することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例を示すブロック図で、
図６の光検出器５０の出力によりトラッキング制御を行
なうための回路構成図である。

【図２】　　この発明が適用された光ピックアップの配
設例を示す平面図である。

【図３】　　図２の光ピックアップの詳細構成を示す斜
視図である。

【図４】　　図３の光ピックアップの側面図である。

【図５】　　図３の光ピックアップの平面図である。

【図６】　　図２の光ピックアップにおけるトラッキン
グ制御によるディスク面上でのビームスポットの移動お
よび光検出器上での戻り光スポットの移動を示す図であ
る。

【図７】　　図６の光検出器５０の拡大図で、換算係数
Ｇａｉｎ　を求めるための説明図である。

【図８】　　換算係数Ｇａｉｎ　を１とした場合に光検
出器５０の出力によりトラッキング誤差を求めてトラッ
キング制御を行なうための回路構成の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図９】　　光検出器５０の別の構成例を示す図である
。

【図１０】　　光検出器５０のさらに別の構成例を示す
図である。

【符号の説明】

１　　光ディスク １０　　対物レンズ ２６，２８，３０，３２　　トラッキングコイル（トラ
ッキングアクチュエータ） ５０　　光検出器 ５３　　トラッキング用ビームスポット５４　　戻り光
スポット ７１　　トラッキング誤差検出手段 ７２　　トラッキングサーボ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１本のトラッキング用ビームスポットをデ
   ィスクの記録面に照射する対物レンズと、この対物レン
   ズを光ディスク上のトラックに対し斜め方向に移動させ
   るトラッキング駆動手段と、分割された受光面を有し、
   光ディスク記録面で反射されて戻された前記トラッキン
   グ用ビームを受光する光検出器と、この光検出器の各受
   光面の受光出力から対物レンズシフトに伴なうオフセッ
   ト誤差成分を除去したトラッキング誤差情報を得るトラ
   ッキング誤差検出手段と、この得られたトラッキング誤
   差情報により前記トラッキング駆動手段を制御するトラ
   ッキングサーボ回路とを具備してなるトラッキング制御
   装置。