JPH04349228A - 光ディスク装置 - 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】本発明は、フォーカスサーボやト
ラッキングサーボを行う光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非点収差法等を用いてフォーカス
サーボを行う方法としては、特公昭５３−３９１２３号
公報、特公昭５７−１２１８８号公報等に開示されてい
るものがある。図６は、非点収差法を用いてフォーカス
サーボを行う光電変換信号検出回路とトラッキングサー
ボを行う光電変換信号検出回路の一例を示すものである
。これは、４分割された受光面ａ〜ｄを有する光検出素
子１と、これら各受光面ａ〜ｄと接続された加算器２ａ
〜２ｄと、これら各加算器２ａ〜２ｄと接続された差動
増幅器３ａ，３ｂとにより構成されている。

【０００３】このような構成において、レーザービーム
は光検出素子１の受光面ａ〜ｄに入射し、これにより検
出された光電変換信号は加算器２ａ〜２ｄに送られ、こ
の加算器２ａ〜２ｄによりその出力は差動増幅器３ａ，
３ｂの正負の入力端子に入力され、出力値Ｖｘ，Ｖｙと
して出力される。このようにして得られたフォーカスエ
ラー信号（Ｖｘ）とトラックエラー信号（Ｖｙ）を用い
てフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行うこと
ができる。この場合、図示しない対物レンズの光軸方向
の焦点位置では、前記光電変換信号はすべてほぼ等しい
値として出力される。

【０００４】上述したような非点収差法を用いてフォー
カスサーボを行う際において、光軸方向のビーム位置を
検出する場合について考える。図７（ａ）は対物レンズ
と光ディスクとの間の距離が合焦時にある場合の様子を
示すものであり、この時入射するレーザビームのビーム
径は真円の状態となる。図７（ｂ）（ｃ）はその合焦時
から位置ズレした時の様子を示すものであり、（ｂ）は
光ディスクがレンズ側に近づいた場合の様子を示し、（
ｃ）は光ディスクがレンズ側から遠ざかった時の様子を
示すものであり、これらは共に楕円形状となりその方向
が異なる。このようにビーム形状の状態は大きく３つの
形に分類され、図７に示したような光電変換信号検出回
路を用いて非点収差法によりフォーカスサーボを行えば
、光ディスクが位置変動を起こしても、対物レンズを変
位させてビーム径を合焦時の真円の状態に調節すること
が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来よりもフ
ォーカスサーボの制御精度及び制御速度を向上させるた
めに、ビーム径が図７（ａ）の形状になる位置の付近に
おける検出感度を一段と向上させる必要がある。上述し
た場合の検出感度は、変位に対する検出信号（光電変換
信号）の大きさの関係で表わすことができる。図８は、
前述した光検出素子１の４分割された受光面ａ〜ｄを用
いて得られるビーム位置（横軸）と光電変換信号（縦軸
）との関係を示したものである。波形Ａ１　はビーム形
状が真円の時の状態を示すものであり、この時のオフセ
ット電圧Ｖｏは零点の位置からかなり離れたところにあ
る。このようなことから検出感度を上げるために、波形
Ａ１　を波形Ａ２　まで増幅すると、オフセット電圧の
値はＶｏからＶｐ点に上昇しその検出信号の上限値Ｖｕ
のためビーム検出範囲がＤ１　からＤ２　に狭くなり、
最悪の場合は検出できなくなってしまう。

【０００６】次に、光軸と垂直な平面上のビーム位置を
検出する場合について考える。図９（ａ）はビーム４が
４分割受光素子１の中心部に位置する場合を示すもので
あり、図９（ｂ）はＸ方向にビーム４が変位した場合の
様子を示すものである。このような光軸と直交する平面
方向でのフォーカスサーボでは、位置検出感度の向上を
行うために前述したような図８の場合と同様な制御を行
う必要があり、従ってこの場合にも検出感度に自ずと限
界が生じることになる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では
、レーザビームを複数に分割された受光面を有する光検
出素子に照射し、前記受光面により検出された光電変換
信号をアナログ信号に変換することによりフォーカスサ
ーボやトラッキングサーボを行う光ディスク装置におい
て、前記レーザビームが前記光検出素子の複数に分割さ
れた受光面のほぼ中心点に位置する時に検出される前記
光電変換信号を零値に設定する光電変換信号零値設定手
段を備えた光電変換信号検出回路を設けた。

【０００８】請求項２記載の発明では、レーザビームを
複数に分割された受光面を有する光検出素子に照射し、
前記受光面により検出された光電変換信号をアナログ信
号に変換することによりフォーカスサーボやトラッキン
グサーボを行う光ディスク装置において、前記複数の受
光面から得られる光電変換信号の総和を負帰還させる光
電変換信号負帰還手段と、前記レーザビームが前記光検
出素子の複数に分割された受光面のほぼ中心点に位置す
る時に前記光電変換信号負帰還手段により得られた前記
光電変換信号を零値に設定する光電変換信号零値設定手
段とを備えた光電変換信号検出回路を設けた。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明においては、光電変換信号
零値設定手段を設けたことにより、レーザービームが複
数の受光面の中心部に位置する時には、光電流による光
電変換信号（電流・電圧変換信号）がほぼ零値となるよ
うにオフセット電圧を決定するようにしたので、従来よ
りもビーム検出範囲を広くしかも高感度にすることが可
能となる。

【００１０】請求項２記載の発明においては、さらに光
電変換信号負帰還手段を付加して複数の受光面から得ら
れる光電変換信号の総和を高ゲインの負帰還信号に変え
、その後、光電変換信号零値設定手段を用いて零値に位
置するオフセット電圧を得るようにしたので、光電変換
信号が変化（レーザービーム光量の変化）しても、オフ
セット電圧を変化させることなくレーザービームのビー
ム検出範囲を広くし高感度に保つことが可能となる。

【００１１】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１〜図３に基づい
て説明する。なお、前述した図６の光電変換信号検出回
路の構成と同一部分については同一符号を用い、その説
明については省略する。

【００１２】図１に示す光電変換信号検出回路において
、光検出素子としての４分割受光素子１と加算器２ａ〜
２ｄとの間には、光電変換信号零値設定手段５が接続さ
れている。この光電変換信号零値設定手段５は、４個の
Ｉ／Ｖ変換回路５ａ〜５ｄから構成されている。これら
Ｉ／Ｖ変換回路５ａ〜５ｄは、レーザビームが光検出素
子１の４つに分割された受光面ａ〜ｄのほぼ中心部Ｏに
位置する時に検出される光電変換信号の一種であるオフ
セット電圧Ｖｏを零値に設定する働きがある。

【００１３】このような構成において、４分割受光素子
１にレーザービームが照射されると光電流が発生し、そ
の光電流をＩ／Ｖ変換回路５ａ〜５ｄによりＩ／Ｖ（電
流、電圧）変換すると、光電変換信号としての電圧Ｖａ
，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄが得られる。これらの電圧を加算器
２ａ〜２ｄ、差動増幅器３ａ，３ｂに順次送ることによ
り、Ｖｘ＝Ｖａ＋Ｖｃ−（Ｖｂ＋Ｖｄ）、Ｖｙ＝Ｖａ＋
Ｖｄ−（Ｖｃ＋Ｖｂ）の値を得ることができ、これによ
り光軸方向の変位信号（Ｖｘ）と光軸と垂直な方向の変
位信号（Ｖｙ）とを得ることができる。

【００１４】図２は、Ｉ／Ｖ変換回路５ａの内部構成を
示すものであり、この場合、電流・電圧（Ｉ／Ｖ）変換
において、非反転入力端子側に電圧Ｖｒａを印加すると
、その反転の電流・電圧変換特性にオフセットとして＋
Ｖｒａを加えたことになる。また、Ｉ／Ｖ変換回路５ａ
としては、図２の構成の代わりに図３のような構成でも
よく、光電流を抵抗Ｒａで電流・電圧変換し、バッファ
（ＯＰａ）を介して非反転出力としてＶａを得る。なお
、この場合のオフセット電圧はＶｒａ−Ｖｓとなる。

【００１５】図４はＩ／Ｖ変換回路５ａ〜５ｄのうちの
１素子に着目したビーム位置とＩ／Ｖ変換信号（検出信
号）との関係を示したものである。この図４は、前述し
た図３の非反転出力の場合の様子を示すものである。す
なわち、従来の波形Ａ１　はオフセット電圧Ｖｒａ−Ｖ
ｓによって波形Ｂ１　となり、これによりビーム位置が
４分割受光素子１の中心部Ｏにある時には波形Ａ１　の
オフセット電圧Ｖｏはほぼ０の値に一致する。従って、
検出感度を上げる（すなわち、Ｒａ→大）ことにより波
形Ｂ１　→Ｂ２　となっても、従来のＡ１　→Ａ２　の
場合に比べて、ビーム位置の検出範囲をＥ２　点からＥ
１　点に広げることができる。

【００１６】上述したように、光電変換信号零値設定手
段５を設け、レーザービームが４つの受光面ａ〜ｄの中
心部Ｏに位置する時には、光電流による光電変換信号（
電流・電圧変換信号）がほぼ零値となるようにオフセッ
ト電圧を決定するようにしたので、従来よりもビーム検
出範囲を広くとることができ、しかも、高感度に検出す
ることが可能となる。

【００１７】次に、本発明の第二の実施例を図５に基づ
いて説明する。ここでは、光電変換信号検出回路は、前
述したような光電変換信号零値設定手段５を備えている
他に、光電変換信号負帰還手段６が接続されている。こ
の光電変換信号負帰還手段６は、アンプ６ａとゲイン回
路６ｂとからなり、ゲイン回路６ｂはＩ／Ｖ変換回路５
ａ〜５ｄに接続され、光電変換信号負帰還手段６は４つ
の受光面ａ〜ｄから得られる光電変換信号の総和Ｖｓを
負帰還させる働きがある。また、この場合、光電変換信
号零値設定手段５は、前述したような図２又は図３のよ
うな内部構成ではなく、図５に示すようなアンプ５ａ〜
５ｄを用いる。

【００１８】従って、この場合、４分割受光素子１のど
の位置にレーザービームが位置していても、ここでは高
ゲインの負帰還を施しているため、信号の総和Ｖｓが零
値となるようにオフセット電圧（前述した第一の実施例
の関連では、Ｖｒａ、Ｖｒｂ、Ｖｒｃ、Ｖｒｄ、又は、
Ｖｓ−Ｖｒａ、Ｖｓ−Ｖｒｂ、Ｖｓ−Ｖｒｃ、Ｖｓ−Ｖ
ｒｄ）を決定することができるため、第一の実施例のよ
うに各々にはオフセット電圧を設定する必要がなくなる
。また、この場合、レーザービームが４分割受光素子１
の中心に位置する時には、アンプ５ａ〜５ｄの出力値は
Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖｃ＝Ｖｄ≒０となる。

【００１９】上述したように、４分割受光素子１の光電
流信号の総和を高ゲインの負帰還信号に変換し、オフセ
ット電圧としたので、光電流が変化（レーザービーム光
量の変化）しても、オフセット電圧を変化させることな
く、レーザービームの位置検出の範囲を広くとりしかも
その検出感度を高めることが可能となる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、レーザビームを
複数に分割された受光面を有する光検出素子に照射し、
前記受光面により検出された光電変換信号をアナログ信
号に変換することによりフォーカスサーボやトラッキン
グサーボを行う光ディスク装置において、前記レーザビ
ームが前記光検出素子の複数に分割された受光面のほぼ
中心点に位置する時に検出される前記光電変換信号を零
値に設定する光電変換信号零値設定手段を備えた光電変
換信号検出回路を設けたので、レーザービームが複数の
受光面の中心部に位置する時には、光電流による光電変
換信号（電流・電圧変換信号）がほぼ零値となるように
オフセット電圧を決定することが可能となり、これによ
り、従来よりもビーム検出範囲を広くとることができ、
しかも、その検出感度を高めることが可能となるもので
ある。

【００２１】請求項２記載の発明は、レーザビームを複
数に分割された受光面を有する光検出素子に照射し、前
記受光面により検出された光電変換信号をアナログ信号
に変換することによりフォーカスサーボやトラッキング
サーボを行う光ディスク装置において、前記複数の受光
面から得られる光電変換信号の総和を負帰還させる光電
変換信号負帰還手段と、前記レーザビームが前記光検出
素子の複数に分割された受光面のほぼ中心点に位置する
時に前記光電変換信号負帰還手段により得られた前記光
電変換信号を零値に設定する光電変換信号零値設定手段
とを備えた光電変換信号検出回路を設けたので、光電変
換信号負帰還手段を用いて複数の受光面から得られる光
電変換信号の総和を高ゲインの負帰還信号に変えること
により、光電変換信号が変化（レーザービーム光量の変
化）しても、オフセット電圧を変化させることなくレー
ザービームのビーム検出範囲を広くとりしかも高感度に
保つことが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例である光電変換信号検出
回路を示す回路図である。

【図２】光電変換信号零値設定手段の内部構成の一例を
示す回路図である。

【図３】光電変換信号零値設定手段の内部構成の他の例
を示す回路図である。

【図４】光電変換信号とビーム位置との関係を示す特性
図である。

【図５】本発明の第二の実施例を示す回路図である。

【図６】従来の光電変換信号検出回路を示す回路図であ
る。

【図７】非点収差法により光軸方向のビーム位置を検出
する場合の受光素子の様子を示す正面図である。

【図８】従来における光電変換信号とビーム位置との関
係を示す特性図である。

【図９】光軸と垂直な平面上のビーム位置を検出する場
合の受光素子の様子を示す正面図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　光検出素子 ５　　　　　　　　光電変換信号零値設定手段６　　　
　　　　　光電変換信号負帰還手段ａ〜ｄ　　　　受光
面 Ｏ　　　　　　　　中心点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザビームを複数に分割された受光
   面を有する光検出素子に照射し、前記受光面により検出
   された光電変換信号をアナログ信号に変換することによ
   りフォーカスサーボやトラッキングサーボを行う光ディ
   スク装置において、前記レーザビームが前記光検出素子
   の複数に分割された受光面のほぼ中心点に位置する時に
   検出される前記光電変換信号を零値に設定する光電変換
   信号零値設定手段を備えた光電変換信号検出回路を設け
   たことを特徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】　　レーザビームを複数に分割された受光
   面を有する光検出素子に照射し、前記受光面により検出
   された光電変換信号をアナログ信号に変換することによ
   りフォーカスサーボやトラッキングサーボを行う光ディ
   スク装置において、前記複数の受光面から得られる光電
   変換信号の総和を負帰還させる光電変換信号負帰還手段
   と、前記レーザビームが前記光検出素子の複数に分割さ
   れた受光面のほぼ中心点に位置する時に前記光電変換信
   号負帰還手段により得られた前記光電変換信号を零値に
   設定する光電変換信号零値設定手段とを備えた光電変換
   信号検出回路を設けたことを特徴とする光ディスク装置
   。