JPH04313820A - 光スポット位置検出装置 - Google Patents

光スポット位置検出装置

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JPH04313820A
JPH04313820A JP3009958A JP995891A JPH04313820A JP H04313820 A JPH04313820 A JP H04313820A JP 3009958 A JP3009958 A JP 3009958A JP 995891 A JP995891 A JP 995891A JP H04313820 A JPH04313820 A JP H04313820A
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淳一 由雄
Yoshitaka Shimoda
下田 吉隆
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Pioneer Electronic Corp
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  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)

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】本発明は光ディスクにおける光ス
ポット位置検出装置に係り、特に、光メモリディスク(
以下、OMDという。OMD:OpticalMemo
ry Disk )のトラッキング制御あるいはトラッ
クジャンプ動作制御に好適な光スポット位置検出装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コンパクトディスクのような再生
専用の光ディスクのトラッキング制御において、情報読
取りのための光スポットが光ディスクの記録トラックの
軸線上に存在するか否かの検出(以下、オントラック検
出という。)は3ビーム法やプッシュプル法と呼ばれる
方法によるのが一般的であった。
【0003】3ビーム法では、情報記録読取り用の主ビ
ームの光スポットに対して先行する位置、及び後行する
位置で、かつ、記録トラックの軸線方向(光ビームの進
行方向)に直交する方向に一定の離隔を配して先行光ス
ポットと後行光スポットとを投射する。この先行光スポ
ットと後行光スポットが光ディスクの記録面で反射され
た反射光を各々フォトディテクタで受光し各々の光電変
換出力の差出力をとる。
【0004】この場合、主ビームが記録トラックの軸線
上に存在すれば差出力は零となるが、主ビームが記録ト
ラックの軸線上からどちらかへ外れれば正又は負の値の
差出力が生じる。この差出力の値を零に戻すようにアク
チュエータ等を用いて、光ピックアップの対物レンズを
駆動するなどして光スポットの位置を制御することによ
りトラッキングサーボ制御が行われるのである。また、
差出力の値が零とクロスする点(ゼロクロス点)の数を
カウントすることによりトラックジャンプ動作時の位置
制御が可能となる。
【0005】しかし、この3ビーム法によって上記のオ
ントラック検出が可能なのは、再生専用の光ディスクの
場合である。再生専用の光ディスクにおいては、図5に
おいて、白地で示された記録トラックTRの部分には情
報信号を格納したピット列が記録されているため、その
反射光量は図上砂地模様で示された鏡面仕上げとなって
いる部分に比べて少ない。このことにより、零でない差
出力が得られるのである。
【0006】けれども、追記形(WORM:Write
 Once ReadMany)あるいは再書込み可能
形(E‐DRAW:Erasable Direct 
Read After Write)などのOMDの場
合、情報を記録していない未記録部分においては、情報
を記録すべきトラック(OMDでは特にグルーブと呼ぶ
。)の部分とその他の部分の反射光量にはほとんど差が
ない。従って、これでは、オントラック状態でもオフト
ラック状態でも差出力はほとんど零となる場合もあるた
めオントラック検出を行なうことは困難であった。
【0007】このような場合にもオントラック検出が可
能な方法としてプッシュプル法が知られている。プッシ
ュプル法においては、図7(A)に示すように、2分割
フォトディテクタPDを用いる。光ディスクの記録面上
の記録トラック(グループ)TR及びそれ以外の溝部分
による凹凸形状により、反射光には0次反射光L0 と
、±1次の反射光L+1及びL−1が生じる。これらの
反射光がフォトディテクタPD上に投射されると、L0
 がそのまま投影される部分S0 と、L0 とL+1
、LとL−1が干渉して投影されるS1 とS−1が生
じる。この場合、受光面A及びBの出力端を各々減算器
の入力端に接続し差出力をとると、光ビームがオントラ
ック状態の場合はS+1とS−1の強度が等しいので、
差出力の値は零となり、オフトラック状態の場合は正又
は負の値となるため、3ビーム法と同様にオントラック
検出が可能となる。
【0008】しかしながら、プッシュプル法を用いた場
合であっても、ディスクがその半径方向に傾斜した場合
や光学系のレンズの光軸にずれが生じた場合などでは、
図7(B)においてΔIで示すようなオフセットが生じ
る。オフセットが生じると、図8に示すように、光スポ
ットが記録トラック(グルーブ)TRの軸線上に存在し
ても差出力であるトラッキングエラー信号は2ΔIとな
り零とはならないためトラッキング制御に誤動作が生じ
る。
【0009】このため、出願人らは、3つの光ビームス
ポットを用い、個々の反射光について各々プッシュプル
差出力をとり、これらの3つのプッシュプル差出力の演
算を行うことにより、上記のオフセットの影響を除去し
つつ未記録トラック部においても良好なトラッキングサ
ーボ制御が可能な方式を提案している(特願平02−2
83153号)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方式で
生成したトラッキングエラー信号をある程度波形整形し
てアクチュエータ等にフィードバックすることによりト
ラッキングサーボを行う場合、フィードバックする信号
レベルが低すぎると、アクチュエータを駆動する駆動力
が不足し、トラッキングエラー信号に大きな変動があっ
てもアクチュエータが追従できずサーボ動作に誤動作が
生じる。逆に、フィードバックする信号レベルが高すぎ
ると、アクチュエータの駆動力が大きすぎてサーボ量が
過大となり発振現象が生じる。従って、フィードバック
する信号レベルには適切な範囲が存在するため、適当な
ゲイン調整を行う必要がある。
【0011】けれども、上記方式(特願平02−283
153号)で生成した第1のトラッキングエラー信号T
E1 は図6(E)に示すような特性を示すため、図9
に示すように、トラッキングサーボOFF時においては
TE1 のhの値に基づいてゲイン調整を行えばよいが
、トラッキングサーボ制御を行っている場合(トラッキ
ングサーボクローズ時)にはhの値がほとんど零付近の
値となるため、このようなトラッキングサーボクローズ
時におけるゲイン調整は非常に困難になるという問題点
があった。
【0012】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、トラッキングサーボ制御動作を行
っている場合においても支障なくゲイン調整が行いうる
光スポット位置検出装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は図1に示すように構成されている請求項1
記載の発明は、光ディスクDKの信号記録面からの反射
ビームを用いて記録トラック軸線上に光スポットが存在
するか否かを検出する光スポット位置検出装置100で
あって、信号記録面に、第1の光スポットLBM と、
この第1の光スポットLBM に対し記録トラック軸線
方向に所定の間隔を配されて先行するとともに記録トラ
ック軸線と直交する方向に一定の離隔を配される第2の
光スポットLBS1と、第1の光スポットLBM に対
し記録トラック軸線方向に所定の間隔を配されて後行す
るとともに記録トラック軸線と直交する方向に第2の光
スポットLBS1とは反対側に一定の離隔を配される第
3の光スポットLBS2と、を投射する投光手段Rと、
2分割された受光面AM 、BM を有し、かつ、第1
の光スポットLBM からの反射ビームを光電変換して
電気信号を出力する第1の受光手段PDM と、2分割
された受光面A1 、B1 を有し、かつ、第2の光ス
ポットLBS1からの反射ビームを光電変換して電気信
号を出力する第2の受光手段PD1 と、2分割された
受光面A2 、B2 を有し、かつ、第3の光スポット
LBS2からの反射ビームを光電変換して電気信号を出
力する第3の受光手段PD2 と、第1の受光手段PD
M の各々の受光面AM 、BM からの出力SMA、
SMBの差である第1の差出力TEM を演算し、第2
の受光手段PD1 の各々の受光面A1 、B1 から
の出力S1A、S1Bの差である第2の差出力TES1
を演算し、第3の受光手段PD2 の各々の受光面A2
 、B2 からの出力S2A、S2Bの差である第3の
差出力TES2を演算し、第2の差出力TES1と第3
の差出力TES2との和の実数(K/2)倍
【0014】
【数1】
【0015】と第1の差出力TEM との差を求めて第
1の光スポット位置信号TE1 を出力し、かつ、第2
の差出力TES1と第3の差出力TES2との差を求め
て第2の光スポット位置信号TE2 を出力する演算手
段CLと、第2の光スポット位置信号TE2 の値が所
定の値となるようにゲインを調整するゲイン調整手段G
Cと、を備えて構成される。
【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の光
スポット位置検出装置100において、一定の離隔は隣
接する記録トラックの軸間距離の略4分の1であるよう
に構成される。
【0017】
【作用】上記構成を有する本発明によれば、図9に示す
ようにトラッキングサーボをクローズして第1の光スポ
ット位置信号TE1 がほとんど零となった状態におい
ても、図6(F)に示すように第2の光スポット位置信
号TE2 は負の極大値を示す。このことを利用すれば
、ディスクの反射率の相違等によって左右されるこのT
E2 の値を所定の値に保つようにゲイン調整を行うこ
とにより、TE2 及びTE1 のゲイン調整が可能と
なる。
【0018】
【実施例】次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて
説明する。図2は、本発明の一実施例の構成を示した図
である。このトラッキングサーボ制御装置100Aは、
投光手段であるレーザ光源1と、第1の受光手段である
2分割フォトディテクタ3と、第2の受光手段である2
分割フォトディテクタ2と、第3の受光手段である2分
割フォトディテクタ4と、減算器5、6、7と、演算回
路8と、オートゲインコントロール(AGC)回路9と
、サーボ制御回路10と、アクチュエータ11と、を備
えている。ここに、減算器5、6、7と演算回路8とは
演算手段を構成している。また、オートゲインコントロ
ール回路9はゲイン調整手段に相当する。そして、レー
ザ光源1と2分割フォトディテクタ2、3、4と減算器
5、6、7と演算回路8とオートゲインコントロール回
路9とは光スポット位置検出装置を構成している。
【0019】レーザ光源1は、図示しないレーザダイオ
ード、レンズ、ハーフミラー等の光学部品により構成さ
れ、OMDの信号記録面上の記録トラックTRi に、
図示のように光スポットを投射する。レーザ光源1のう
ち対物レンズはアクチュエータ11により位置の微小な
制御が可能なように設定されており、さらに光源1自体
もキャリッジCRによりディスク半径方向に移動するこ
とができる。アクチュエータには通常、電磁コイルなど
が用いられる。
【0020】第1の光スポットである主光スポットLB
M は記録トラック(グルーブ)TRi の軸線上に投
射される。第2の光スポットである先行光スポットLB
S1は、主光スポットBLM から、記録トラック軸線
方向に一定間隔lだけ先行し、記録トラック軸線に直交
する方向で記録トラックTRi+1 側へ一定離隔b/
2だけ離れて投射される。この場合、各記録トラック幅
と記録トラック外の部分の幅は等しくbである。また、
光スポットの直径は2bである。したがって、図示のよ
うに先行光スポットLBS1の光の外縁部は隣接する記
録トラックTRi+1 上には投射されないようになっ
ている。第3の光スポットである後行光スポットLBS
2は、主光スポットLBM から、記録トラック軸線方
向に一定間隔lだけ後行し、記録トラック軸線に直交す
る方向で記録トラックTRi−1 側へ一定離隔b/2
だけ離れて投射される。 この後行光スポットLBS2の光の外縁部もまた隣接す
る記録トラックTRi−1 上には投射されないように
なっている。
【0021】2分割フォトディテクタ3は、受光面AM
 とBM を有しており、受光面の分割線の方向は記録
トラックの軸線方向と平行となるように構成されている
。受光面AM の出力端は減算器6の負側入力端に接続
され、受光面BM の出力端は減算器6の正側入力端に
接続されている。2分割フォトディテクタ2は、受光面
A1 とB1 を有しており、受光面の分割線の方向は
記録トラックの軸線方向と平行となるように構成されて
いる。受光面A1 の出力端は減算器5の負側入力端に
接続され、受光面B1 の出力端は減算器5の正側入力
端に接続されている。2分割フォトディテクタ4は、受
光面A2 とB2 を有しており、受光面の分割線の方
向は記録トラックの軸線方向と平行となるように構成さ
れている。受光面A2 の出力端は減算器7の負側入力
端に接続され、受光面B2 の出力端は減算器7の正側
入力端に接続されている。 これら減算器5、6、7の出力端は演算回路8の入力端
に接続されている。
【0022】次にこのトラッキングサーボ制御装置10
0Aの動作を、図2、図5及び図6を参照しつつ説明す
る。主光スポットLBM からの反射光は2分割フォト
ディテクタ3によって受光され、光電変換されて、受光
面AM からは出力SMAが減算器6に出力され、受光
面BM からは出力SMBが減算器6に出力される。減
算器6は
【0023】
【数2】
【0024】の演算を行う。TEM は第1の差出力に
相当する。この差出力(プッシュプル出力)TEM を
横軸に記録トラック軸線と直交するx軸をとって示した
ものが図6(C)である。この曲線は正弦曲線である。 この場合にはオフセット2ΔIが生じている。先行光ス
ポットLBS1からの反射光は2分割フォトディテクタ
2によって受光され、光電変換されて、受光面A1 か
らは出力S1Aが減算器5に出力され、受光面B1 か
らは出力S1Bが減算器5に出力される。減算器5は
【0025】
【数3】
【0026】の演算を行う。TES1は第2の差出力に
相当する。この差出力(プッシュプル出力)TES1を
横軸に記録トラック軸線と直交するx軸をとって示した
ものが図6(B)である。この曲線はTEM と位相の
みが異なる正弦曲線である。後行光スポットLBS2か
らの反射光は2分割フォトディテクタ4によって受光さ
れ、光電変換されて、受光面A2 からは出力S2Aが
減算器7に出力され、受光面B2からは出力S2Bが減
算器7に出力される。減算器7は
【0027】
【数4】
【0028】の演算を行う。TES2は第3の差出力に
相当する。この差出力(プッシュプル出力)TES2を
横軸に記録トラック軸線と直交するx軸をとって示した
ものが図6(D)である。この曲線はTEM と位相の
みが異なる正弦曲線である。図6(B)及び(D)から
わかるようにこの実施例のように光スポットLBM 、
LBS1、LBS2を投射すると、差出力TES1とT
ES2との間には180°の位相差が生じることがわか
る。次に、演算回路8において、
【0029】
【数5】
【0030】
【数6】
【0031】の演算を行いTE1 を第1の光スポット
位置信号、TE2 を第2の光スポット位置信号として
出力する。演算回路8は、オペアンプ等を用いた加算器
、減算器、乗算器等から構成されている。ここに、Kは
主光スポットLBM からの反射光量と先行又は後行光
スポットからの反射光量との比を表わしている。TE1
 とTE2 の波形は図6(E)及び(F)のようにな
る。図からわかるように、信号TE1 においてはオフ
セット2ΔIが除去されている。また、TES1とTE
S2との間に180°の位相差があることから、TE2
 は零とならず、正弦曲線となるこの曲線にはTES1
、TES2に含まれていた2ΔIのオフセットは除去さ
れている。そして、TE2 は主光スポットLBM が
オントラック状態のときに負の極大値を示す。この極大
値は、光スポットのずれによるオフセット2ΔIの影響
を受けない。このことから、TE1 =0で、かつTE
2 =N(N<0)となる場合をサーチすることにより
、トラックジャンプ動作の制御を行うことができる。
【0032】この場合、TE2 はオートゲインコント
ロール回路9に入力され、ゲイン調整された後にサーボ
制御回路10を介してアクチュエータ11にフィードバ
ックされる。図3は、図2におけるオートゲインコント
ロール回路の構成例を示した図である。このオートゲイ
ンコントロール回路9は、電圧比較を行う演算器12と
、電圧コントロールアンプ13、14と、を有している
【0033】電圧コントロールアンプとは、コントロー
ル入力端子Aの電圧値により、ゲインを変えられるアン
プであり、Bが入力端子、Cが出力端子である。演算器
12はTE2 の値と、TE2 の目標となる基準電圧
VREF との比較を行いその結果を電圧コントロール
アンプ13のコントロール電圧として出力する。このコ
ントロール電圧は、電圧コントロールアンプ14のコン
トロール端子にも入力され、ER もゲイン調整される
。この出力はサーボ制御回路10へ送られアクチュエー
タ11を駆動する。ここで、電圧コントロールアンプ1
3でゲイン調整された出力TE2GC をオントラック
信号として用いることも可能である。
【0034】図4は図2におけるアクチュエータ11の
サーボ制御動作を説明するブロック線図である。ここに
、Ob はサーボを行う目標値を表しており、この場合
は零が目標値である。ER は目標値Ob からTE1
 値を差引いた誤差信号である。AC はアクチュエー
タにフィードバックする操作信号を表している。上記の
実施例は以上の説明に限定されるものではない。
【0035】減算器5、6、7はB側出力からA側出力
を減ずるのみならず、A側出力からB側出力を減算して
もかまわない。そして、TE2 は、
【0036】
【数7】
【0037】であってもかまわない。この場合には、ゼ
ロクロス点はTE2が正の極大値を示す点となる。なお
、上記実施例において、フォトディテクタ2の各々の受
光面A1 、B1 からの出力S1A、S1Bを加算器
を用いて和出力をとり、これを和出力SUM1 とし、
フォトディテクタ4の各々の受光面A2 、B2 から
の出力S2A、S2Bを加算器を用いて和出力をとり、
これを和出力SUM2 とし、かつ、和出力SUM1 
と和出力SUM2 との差(SUM1 −SUM2 )
又は(SUM2 −SUM1 )をとれば、容易に通常
の3ビーム法による光スポット位置検出装置として用い
ることができる。このようにして用いるためには、演算
回路用のIC等を付加しておけばよく容易に対応するこ
とができる。このような構成としておくことにより、コ
ンパクトディスクやレーザビデオディスク等の通常の再
生専用の光ディスクの場合も回路切換により互換性を保
つことができ、より簡易な回路構成で対処できることに
なる。
【0038】また、上記実施例においては、先行光スポ
ット、後行光スポットのいずれも隣接する記録トラック
には投射されないようにされているが、これは隣接トラ
ックに投射されてもよい。この場合にもTE1 信号及
びTE2 信号を得ることができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光メモリディスクの情報無記録部分においても支障なく
オントラック検出を行うことができ、トラッキングサー
ボ制御動作を停止した場合においても支障なくゲイン調
整が行えるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図3】図2におけるオートゲインコントロール回路の
構成例を示す図である。
【図4】本発明の一実施例の動作を説明するブロック線
図である。
【図5】本発明の動作を説明する図(1)である。
【図6】本発明の動作を説明する図(2)である。
【図7】プッシュプル型式のフォトディテクタにおける
オフセットを説明する図(1)である。
【図8】プッシュプル型式のフォトディテクタにおける
オフセットを説明する図(2)である。
【図9】従来のトラッキングサーボ時の問題点を説明す
る図である。
【符号の説明】 1…レーザ光源 2、3、4…2分割フォトディテクタ 5、6、7…減算器 8…演算回路 9…オートゲインコントロール回路 10…サーボ制御回路 11…アクチュエータ 12…演算器 13、14…電圧コントロールアンプ 100…光スポット位置検出装置 100A…トラッキングサーボ制御装置101〜105
…ブロック A、B、C…2分割受光面 CL…演算手段 CR…キャリッジ DK…光ディスク LB…レーザビームスポット PD…受光手段 R…投光手段 TE…トラッキングエラー信号 TR…トラック

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  光ディスクの信号記録面からの反射ビ
    ームを用いて記録トラック軸線上に光スポットが存在す
    るか否かを検出する光スポット位置検出装置であって、
    前記信号記録面に、第1の光スポットと、当該第1の光
    スポットに対し前記記録トラック軸線方向に所定の間隔
    を配されて先行するとともに前記記録トラック軸線と直
    交する方向に一定の離隔を配される第2の光スポットと
    、前記第1の光スポットに対し前記記録トラック軸線方
    向に所定の間隔を配されて後行するとともに前記記録ト
    ラック軸線と直交する方向に前記第2の光スポットとは
    反対側に前記一定の離隔を配される第3の光スポットと
    、を投射する投光手段と、2分割された受光面を有し、
    かつ、前記第1の光スポットからの反射ビームを光電変
    換して電気信号を出力する第1の受光手段と、2分割さ
    れた受光面を有し、かつ、前記第2の光スポットからの
    反射ビームを光電変換して電気信号を出力する第2の受
    光手段と、2分割された受光面を有し、かつ、前記第3
    の光スポットからの反射ビームを光電変換して電気信号
    を出力する第3の受光手段と、前記第1の受光手段の各
    々の受光面からの出力の差である第1の差出力を演算し
    、前記第2の受光手段の各々の受光面からの出力の差で
    ある第2の差出力を演算し、前記第3の受光手段の各々
    の受光面からの出力の差である第3の差出力を演算し、
    前記第2の差出力と前記第3の差出力との和の実数倍と
    前記第1の差出力との差を求めて第1の光スポット位置
    信号を出力し、かつ、前記第2の差出力と前記第3の差
    出力との差を求めて第2の光スポット位置信号を出力す
    る演算手段と、前記第2の光スポット位置信号の値が所
    定の値となるようにゲインを調整するゲイン調整手段と
    、を備えたことを特徴とする光スポット位置検出装置。
  2. 【請求項2】  請求項1記載の光スポット位置検出装
    置において、前記一定の離隔は隣接する記録トラックの
    軸間距離の略4分の1であることを特徴とする光スポッ
    ト位置検出装置。
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