JPH0444644A - 光ピックアップ装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体レーザ素子から発生させた信号光を光
記憶媒体に結像する対物レンズをトラッキング方向およ
びフォーカシング方向に移動するとともに、対物レンズ
のトラッキング方向への基準位置から変位を検出する変
位検出手段を備え、この変位検出手段の検出信号に基づ
いて対物レンズの移動機構を制御する光ピックアップ装
置に関する。

［従来の技術］ 従来、追記型光ディスクまたは光磁気ディスク（以下、
光記憶媒体と総称する）にデータを記録再生する光ピッ
クアップ装置では、半導体レーザ素子から発生させたレ
ーザビーム（信号光）を光記憶媒体に結像する対物レン
ズをトラッキング方向およびフォーカシング方向に移動
する対物レンズ移動機構を備え、また、光記憶媒体から
の反射光に基づいてトラッキング誤差およびフォーカシ
ング誤差を検出し、それらの誤差がなくなる方向に対物
レンズ移動機構を作動して、レーザビームを光記憶媒体
上に形成されている記録トラックに位置決めしている。

さて、光ピックアップ装置は、光記憶媒体の半径方向に
往−復移動するリニアモータなどの駆動装置に搭載され
て、光記憶媒体の半径方向に移動され、それによって、
光ピックアップ装置のレーザビームが目的の記録トラッ
クの近傍に位置決めされる（粗シーク）。

次いで、上述した対物レンズ移動機構のサーボ制御系の
作用により、光ピックアップ装置のレーザビームが目的
の記録トラックに精密に位置決めされる。

また、サーボ制御系により、対物レンズがトラッキング
方向に移動されている状態では、レーザビームの光軸が
、光ピックアップ装置の光学系の光軸と傾きを生じるの
で、例えば、トラッキング誤差およびフォーカシング誤
差にオフセット成分が生じ、サーボ制御の精度が悪くな
る。

そこで、対物レンズのトラッキング方向への変位を検出
する変位検出機構を備え、この変位検出機構の検出信号
を、サーボ制御系にフィードバックすることで、光軸の
傾きを解消して、上述したオフセット成分を除去するよ
うにしている。

また１例えば、装置外部より振動が加えられ、光ピック
アップ装置の駆動装置に外力が作用してその作用方向に
移動すると、光ビーツクアップ装置のレーザビームが目
的の記録トラックから外れて、レーザビームが隣接トラ
ックに移動することがある（トラッキングエラー）。

このようなトラッキングエラーがデータ書込動作中に発
生すると、隣接トラックの記録データを破壊するために
、従来では、トラッキング誤差が所定範囲を超えること
監視して、トラッキングエラーを検出すると記録動作を
停止するようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来装置では、次のような不
都合を生じていた。

すなわち、外部より振動などが作用して、光ピックアッ
プ装置の駆動装置がその作用方向に移動を開始した時点
では、上述したサーボ制御系によって対物レンズが位置
決め制御されるために、レーザビームが記録トラックを
追従する動作が継続し、それによって、レーザビームの
光軸の傾きが大きくなる。

一方では、変位検出機構により、レーザビームの光軸の
傾きが原因となるオフセット成分が除去されるために、
実際にはレーザビームの光軸の傾きが相当量になってい
るにもかかわらず、トラッキング誤差信号の値が大きく
ならない。

その結果、トラッキング誤差信号がトラッキングエラー
の検出レベルにまで変化した時点で、既に隣接トラック
に光ピックアップ装置のレーザビームが位置し−ている
という事態を生じることがあり、かかる事態がデータ書
込動作中に生じると、隣接トラックのデータを破壊する
という不都合を生じることがあった。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、ト
ラッキングエラーを的確に検出できる光ピックアップ装
置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は、変位検出手段の検出信号が所定範囲を超えた
ことをトラッキングエラーとして検出するトラッキング
エラー検出手段を備えたものである。また、トラッキン
グエラー検出手段の検出信号は、光記憶媒体に対するデ
ータ書込動作中にのみ有効にしている。

［作用］ したがって、振動などの外力が作用し、光ピックアップ
装置のレーザビームの光軸が傾きが所定範囲を超えた時
点でトラッキングエラーが検出され、これにより、トラ
ッキング誤差信号を調べる場合よりもトラッキングエラ
ーをより早いタイミングで検出できるので、隣接トラッ
クのデータ破壊を防止することができる。また、かかる
動作は。

データ破壊の危険性のあるデータ書込動作中のみに行っ
ている。

［実施例コ 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は、追記型光デイスク装置におい
て、記憶媒体（以ド、追記型光ディスクという）にデー
タを記録／再生するための光ピッグアップ装置の光学系
の一例を示している６ なお、この光ピックアップ装置は、トラッキングエラー
検出方法どしてプッシュプル法を用い。

フォーカシングエラー検出方法とし６てナイフェツジ法
を用いるものである。

図において、半導体レーザ素子１から出力された信号光
は、カップリングレンズ２によって平行光に変換され、
偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光として入射し、このＰ
偏光の信号光は、偏光ビームスプリッタ３を透過して、
１７４波長板４に導かれる。

１７４波長板４を透過したＰ偏光の信号光は、】／４波
長板４によって円偏光に変換された後に、対物レンズ５
により集光されて、追記型光ディスク６の記録面に結像
さオ【る。

追記型光ディスク６からの反射光は、対物レンズ５を透
過して略平行光に変換された後に再度１／４波長板４に
入射される。それにより、１７４波長板４を透過した反
射光は、入射光と方位が直交する直線偏光に変換され、
これにより、偏光ビームスプリッタ３により反射される
。

このようにして、偏光ビームスプリッタ３により反射さ
れた追記型光ディスク６からの反射光は、レンズ７によ
って集束され、その光束のほぼｔ分は、ナイフェツジを
構成する分割鏡８により反射されて、トラッキング方向
Ｔ（すなわち、追記型光ディスク６の半径方向；同図（
ｂ）参照）に受光面が二分割されている、トラッキング
エラー検出用の受光素子９に入射される。

また、レンズ７により集束される光束の残りの部分は、
分割鏡８の稜線８ａと平行な分割線で受光面が二分割さ
れている、フォーカシングエラー検出用の受光素子１０
に入射される。

そして、受光素子９の分割された２つの受光面から出力
される受光信号の差に基づいてトラッキング誤差信号が
得られ、受光素子１０の分割された２・っの受光面から
出力される受光信号の差に基づいてフォーカシング誤差
信号が得られる。また、受光素′ｆ−９の受光信号の和
に基づいて、追記型光ディスク６からの再生信号を得る
。

対物レンズ５には、対物レンズ５をトラッキング方向お
よびフォーカシング方向に移動するための対物レンズ移
動機構１１が付設されている。

また、光ピックアップの筐体１２には、第２図に示すよ
うに、対物レンズ５の光軸の基準の光軸からのずれ量を
検出するための変位センサ１３が付設されている。

また、同図において、光学プリズム１４は、光学系１５
の光軸が対物レンズ５に入射するように、光学系１５の
光軸を折り曲げるためのものである。

光ピックアップ１２は、追記型光ディスク６の半径方向
に往復移動するリニアモータ１６に搭載されており、こ
のリニアモータ１６により、光ピックアップ１２のアク
セス位置が変位する。

第３図は、本発明の一実施例にかかる制御系の一例を示
している。なお、同図では、本発明に直接関係しないフ
ォーカシングサーボ制御系などの構成を省略している。

同図において、受光素子９の一方の受光面９ｄから出力
される受光信号Ｓａは、減算器２１のプラス入力端およ
び加算器２２の一方の入力端に一加えられ、他方の受光
面９ｂから出力される受光信号ｓｂは、減算器２１のマ
イナス入力端および加算器２２の他方の入力端に加えら
れている。

減算器２１は、受光信号Ｓａど受光信号Ｓｂとの差を演
算するものであり、その演算結果は、トラッキング誤差
信号Ｅｔとしてトラッキングサーボ制御部２３およびト
ラッキングエラー判定回路２４に加えられている。

加算器２２は、受光信号Ｓａと受光信号ｓｂを加算する
ものであり、その加算結果は、再生信号ＲＦどしてデー
タ再生回路２５に加えられている。

トラッキングサーボ制御部２３は、レーザビームを追記
型光ディスク６の記録トラックに追従させるためのトラ
ッキングサーボ制御を行うものであり、入力したトラッ
キング誤差信号ＥｔがＯになる方向に対物レンズ５を変
位させるように、駒動回路２６に出力する駆動電流制御
信号Ｓｉを変化させる。

駆動回路２６は、トラッキングサーボ制御部２３から出
力される駆動電流制御信号Ｓｉに対応した大きさの駆動
電流Ｉａを、対物レンズ移動機構１１のトラッキングコ
イルｌｌａに印加する。

また、トラッキングサーボ制御部２３は、トラッキング
誤差信号Ｅｔに基づいてトラックオン状態になったこと
を監視しており、トラックオン状態になったことを検出
すると、制御部２７にトラックオン信号Ｔｏを出力して
、その旨を制御部２７に通知する。

トラッキングエラー判定回路２４は、トラッキング誤差
信号Ｅｔが所定の範囲を超えて変化していることをトラ
ッキングエラー発生として検出するものであり、トラッ
キングエラー発生を検出すると、トラッキングエラー信
号ＥＲＩを制御部２７に出力する。

データ再生回路２５は、再生信号ＲＦに基づいて、セク
タアドレスやフラグデータなど、追記型光ディスク６の
記録トラックに形成されているプリフォーマット領域（
図示路）のデータを検出するとともに、ユーザ領域のデ
ータを再生するものであり、それらの再生データＲＤは
、制御部２７に加えられている。

変位センサ１３から出力される変位検出信号ｓｈは、リ
ニアモータ制御部２８およびトラッキングエラー判定回
路２９に加えられている。

リニアモータ制御部２８は、制御部２７より移動指令Ｓ
Ｓが出力されているときには、その指令方向にリニアモ
ータ１６を移動するとともに、変位検出信号ｓｈがＯに
なる方向に、リニアモータ１６を移動するものであり、
その制御結果に対応する駆動電流制御信号Ｓｊを駆動回
路３０に出力する。

駆動回路３０は、駆動電流制御信号Ｓｊに対応した方向
および大きさの駆動電流Ｉｄをリニアモータ１６に加え
るものである。

トラッキングエラー判定回路２９は、変位検出信号ｓｈ
の大きさが所定の範囲を超えて変化していることをトラ
ッキングエラー発生として検出するものであり、トラッ
キングエラー発生を検出すると、トラッキングエラー信
号ＥＲ２を制御部２７に出力する。

パルスエンコーダ３１は、リニアモータ１６が所定距離
移動するたびに、その移動方向に対応したエンコーダパ
ルスＰＡ　、　ＰＢを出力するものであり、そのエンコ
ーダパルスＰＡ　、　ＰＢは、位置検出回路３２に加え
られている。

位置検出回路３２は、エンコーダパルスＰＡ、ＰＢに基
づいて、リニアモータ１６の基準位置からの距離・をあ
られす位置情報ＳＰを形成するものであり、その位置情
報ＳＰは、制御部２７に出力されている。

半導体レーザ素子制御部３３は、制御部２７から出力さ
れるモード情報にＤに対応して、半導体レーザ素子１に
印加する駆動電流Ｉｅを変化するとともに、制御部２７
から書込データＶＤが加えられると、それに対応して駆
動電流Ｉｅを書込レベルの大きさにオンオフ制御するも
のであり、その駆動電流制御信号Ｓｅは、駆動回路３４
に加えられている。

駆動回路３４は、駆動電流制御信号Ｓｓに対応して、半
導体レーザ素子１に印加する駆動電流Ｉｅを変化するも
のである。

制御部２７は、この制御系の各要素の動作を制御すると
ともに、光デイスク装置を外部記憶装置として用いるパ
ーソナルコンピュータなどのホスト装置（図示路）と種
々のデータをやりとりするためのものである。

データ読み出しあるいはデータ書込時に制御部２７が実
行する処理例を第４図に示す。

目的のセクタが指定された状態で、ホスト装置よりデー
タ読出要求またはデータ書込要求が指令されると、指定
された目的セクタにまで光ピックアップを移動するシー
ク動作を行う（処理１０１．判断１０２のＮｏループ）
。

このシーク動作の概略は１次のようなものである。

まず、制御部１は、位置情報ｓｐを監視しながら、目的
のセクタの近傍位置に光ピックアップが移動するまで移
動指令ＳＳをリニアモータ制御部２８に出力しく粗シー
ク）、粗シークを終了すると、トラッキングサーボ制御
部２３の動作を開始させて、光ピックアップのし・ザビ
ームを追記型光ダイスフ（Ｓの記録トラツタｉ、、″′
追従させて、再生データＲＩＩ）を読み込み５位置決め
しまたセクタを検出する。

次いで、その検出したセクタと目的セクタとの距離１．
Ｊ応Ｉ゛：１で移動指令：・）Ｓを出力１２で、光ピッ
クアップを［的セクタに位置決めし２、再度、再生デー
・りＲＤを読み込んで、位置決めし７たセクタを検出す
る。。

ここで、目的セクタを検出できた場合には、移動指令Ｓ
Ｓを停止し２て、そのリニアモータ１６巻その位置に保
持さセ、また、目的セクタ髪検出できなかった場合１１
、゛ば、その位置決め誤差に応じて移動指令ＳＳを出力
し、、これ以降は、目的セクタを検出するまで、セクタ
検出と位置決め誤差に応りまた移動も繰り返し・ン■う
。

このよう番、シて、目的セクタに光ピックアップを位置
決め″すると、指定されたデータ読出動作またはデータ
書込動作を行うプロセスも、開始”する（処理１０３）
。

そして、この実行中の動作が終ｆ″するまで以上の動作
を繰り返し５行う（判断１０４のＮｏループ）。

すなわら、まず、ドラッギングエラー検出信号ＥＲＩを
入力して（処理１０５）　、その内容を調べて、トラッ
キングエラーが発生しているかどうかを判断しく判断１
０６）、判断１０６の結果がＮＯ４：”なるときには、
トラッキングエラー・検出信号Ｅ）＋２を入力し、て（
処理１０７）、トラッキングエラーが発生し５石いるか
どうかを判断しく判断１０８）、判断１０８の結果がＮ
Ｏになるとき番、は、判断１０４＆Ｘ戻る。

実行中の動作が終Ｙするまでの間１．．”、トラッキン
グエラーを検出１±ずに、判断１０４の結果がＹＥＳに
なるときには、実行中の動作の正常終了“状態に移行し
く処理１０９）、その旨をホスト装置に通知して次の処
理に移行する。

また、実行中の動作が終！するまでの間に、判断１０６
の結果がＹＥＳになるか、あるいは、判断１０８の結果
がＹＥＳになった場合で、トラッキングエラーを検出し
、たときには、そのときの動作がデータ読出動作である
かどうかを判断しく判断１１０）、判断１１０の結果が
ＮＯになるときには、モード情ｔＪＭＩ）の内容を読出
上−１−に設定し５て゛、゛ト導体し・−、ザ素了１の
出力し・ベルも読出時の大きさに切り換える（処理１１
１）。

次いで、トラッキングサーボ制御部２：３の動作を停止
さセフ、トラッキング動作を停止させ（処理１１２）、
［・う・ソキングエラーが発生し、たごとをホスト装置
に通知し１”Ｃ（処理１１　：３　）、エラー終ｒ状態
に移行する。

このようしし’ｒ、データ続出またはデー・夕書込動作
を♀１っでいるときに、トラッキングＪ、ラー・ち検出
り、たとき釦１．は、ただち番、トうラギング動作を終
ｒさせで、し・−ザビーノ、が記録トラック１．ζ追従
することを停止１ニジている。

また、データ書込動作中にトラッキング：ｒ′プラー検
出し、たどき、このどきには、半導体１ノ−ザ素７−１
の出力が、再勺゛時の１０倍程度に大きな記録時のｌ／
ベルに設定されτいるので、そのレベルを再生時のｌ／
ベルに低ドさせることで、隣接ｉ・・ラックに不正なデ
ータが記録されることな防止し７でいる。。

さて、以」の構成で、レーザビ〜・１１が追記型光ｆイ
スクロの記録トラックを追従しているときには、第；〕
同図ａ）に示寸ように、ドラッギングを差信号Ｅ１は、
はぼ一定の小振幅でゼロクロズするように変化している
。

また、トラッキング誤差信号Ｉ（ｔを０にする力面に、
トラッキングサーボ制御部２３が対物レンズ移動機ｉｌ
ｌを変位するので、変位センサ１；３がら出力される変
位検出信号Ｓｈは、同図（ｂ）に示すように。

その変位し４一応じて変化している。。

ここで５時点ＴＩＦ外部より振動が加えられ、イの振動
がリニアモータ１６に外方どして作用するど、リニアモ
ー・夕１６は、この外力の作用により変位する。

一方、時点Ｔ１では、１−ラッキングサーボ制御部２３
の作用により、対物レンズ５が記録トラックに追従して
いるので、対物レンズ５の光軸がらの変位が増大）１２
、変位検出信号Ｓｌｉが増大°するにこで、変位検出信
号Ｓｌｉがトラッキングエラー判定回路２１（の上限の
判定値を超えると、ぞ゛の時点１”２ｆｉｌ、ラッ岑”
ングエラー判定回路：し１］よりド）ツキングエラー検
出信号ＥＲ２が出力される。

これにより、制御部２７は、トラッキングサーボ制御部
２３の制御動作を停止するとともに、トラッキングエラ
ー検出状態に移行し、ホスト装置にトラッキングエラー
検出を通知する。また、このときに、データ書込動作を
行っていたときには、半導体レーザ素子工の出力を再生
時の出力に低下させて、不正なデータ書込を行わないよ
うにしている。

この後、対物レンズ５の変位に従って、トラッキング誤
差信号Ｅｔに含まれるオフセット成分が増大し、例えば
、時点Ｔ３では、完全に隣接トラックに移動するような
トラッキングエラー状態になる。

このようにして、本実施例では、光ピックアップのレー
ザビームが隣接トラックにまで変位する前の段階で、ト
ラッキングエラーを検出して、トラッキング動作を停止
するとともに、データ書込動作を停止しているので、隣
接トラックに不正なデータを記録するような事態を防止
できる。

ところで、隣接トラックに不正なデータを記録するよう
な事態を生じるのは、データ書込動作中にトラッキング
エラーを生じた場合であり、このような場合にのみ変位
信号ｓｈに基づくトラッキングエラー判定を有効にした
場合でも、上述した実施例と同等の効果を得ることがで
きる。

第６図は１本発明の他の実施例に−かかる制御系の一例
を示している。なお、同図において、第３図と同一部分
および相当する部分には同一符号を付している トラッキングエラー判定回路２９から出力されるトラッ
キングエラー検出信号ＥＲ２は、アンド回路３５の一方
の入力端に加えられており、アンド回路３５の他方の入
力端には、制御部２７より出力される制御信号ＳＣが加
えられている。

したがって、制御信号ＳＣが論理Ｈレベルに立上げられ
ると、アンド回路３５は動作可能な状態となり、アンド
回路３５を介してトラッキングニラ−検出信号ＥＲ２が
出力される。この出力信号は、トラッキングエラー検出
信号ＥＲ３として制御部２７に加えられている。

なお、制御信号ＳＣとしては、制御部２７がデータ記録
時に半導体レーザ制御部３３に出力するライトゲート信
号（図示略）を用いることができる。

データ読み出しあるいはデータ書込時に制御部２７が実
行する処理例を第７図に示す。

目的のセクタが指定された状態で、ホスト装置よりデー
タ読出要求またはデータ書込要求が指令されると、指定
された目的セクタにまで光ピックアップを移動するシー
ク動作を行う（処理２ｏ１．判断２０２のＮｏループ）
。

このようにして、目的セクタに光ピックアップを位置決
めすると、指定されたデータ読出動作またはデータ書込
動作を行うプロセスを開始する（処理２０３）。

そして、この実行中の動作が終了するまで以下の動作を
繰り返し行う（判断２０４のＮｏループ）。

すなわち、まず、トラッキングエラー検出信号ＥＲＩを
入力して（処理２０５）、その内容を調べて、トラッキ
ングエラーが発生しているかどうかを判断しく判断２０
６）、判断２０５の結果がＮｏになるときには。

そのときの動作がデータ読出動作であるかどうかを調べ
る（判断２０７）。

判断２０７の結果がＮＯになるときには、制御信号ＳＣ
を論理Ｈレベルに立上げてアンド回路３５を動作可能な
状態にしてトラッキングエラー検出信号ＥＲ３を入力し
く処理２０８）、　　トラッキングエラーが発生してい
るかどうかを判断しく判断２０９）、判断２０９の結果
がＮｏになるときには、判断２０４に戻る。

実行中の動作が終了するまでの間に、トラッキングエラ
ーを検出せずに、判断２０４の結果がＹＥＳになるとき
には、実行中の動作の正常終了状態に移行しく処理２１
０）、その旨をホスト装置に通知して次の処理に移行す
る６ また、実行中の動作が終了するまでの間に、判断２０６
の結果がＹＥＳになるか、あるいは、判断２０９の結果
がＹＥＳになった場合で、トラッキングエラーを検出し
たときには、そのときの動作がデータ読出動作であるか
どうかを判断しく判断２１１）、判断２１１の結果がＮ
Ｏになるときには、モード情報ＭＤの内容を読出モード
に設定して、半導体レーザ素ｆｌの出力レベルを読出時
の大きさＬ：切り換える（処理２１２）、。

次いで、トラッキングサーボ制御部２３の動作を停止さ
せて、トラッキング動作を停止させ（処理２１３）、ト
ラッキングエラーが発生したことをホスト装置に通知し
て（処理２１４）、エラー終了状態に移行する。

ところで、上述した各実施例では、追記型光ディスクを
記憶媒体とし２て用いる追記型光デイスク装置に本発明
を適用しているが、光磁気ディスクを記憶媒体とし、で
用いる光磁気ディスク装置についても本発明を同様にし
て適用できる。ただし２、その場合には、トラッキング
エラー発生が原因となる不正なデー・夕の書き換えは、
データ消去時にも発生するので、第４図および第７図の
処理中、データ書込動作時の処理をデータ消去動作時に
も行う必要がある。

［発明の効果］ 以［−説明したように、本発明によれば、振動などの外
力が作用して光ピックアップ装置のキャリッジが移動し
２、それによって、レーザビームが隣接トラックに移動
する前の段階で、トラッキングエラーを検出しているの
で、隣接［・ラックのデータを破壊するような事態を防
止できる。また、かかる動作は、データ破壊の危険性の
あるデータ書込動作中のみに行うことで、制御動作をＷ
Ｊ単にできるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図本発明の一実施例にかかる光ピックアップ装置の
光学系の・・例を示す概略図、第２図は光ピックアップ
装置の移動機構の−・例を示す概略図、第３図は制御装
置の一例を示すブロック図、第４図は制御部の処理例を
示すフローチャート、第５図は第４図の装置の動作を説
明するための波形図、第６図は制御装置の他の例を示す
ブロック図、第７図は第６図の制御部の処理例を示すフ
ローチャートである。 ２７・・・制御部、２９・・・トラッキングエラー判定
回路。 ３５・・アンド回路。 代理人　弁理士　　紋　１）　誠 第 図 （ａ） 第 図 第 図 （±７ 酔暦 第 図 ２　Ｔ３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザ素子から発生させた信号光を光記憶
   媒体に結像する対物レンズをトラッキング方向およびフ
   ォーカシング方向に移動するとともに、対物レンズのト
   ラッキング方向への基準位置から変位を検出する変位検
   出手段を備え、この変位検出手段の検出信号に基づいて
   対物レンズの移動機構を制御する光ピックアップ装置に
   おいて、上記変位検出手段の検出信号が所定範囲を超え
   たことをトラッキングエラーとして検出するトラッキン
   グエラー検出手段を備えたことを特徴とする光ピックア
   ップ装置。
2. （２）前記トラッキングエラー検出手段の検出信号は、
   前記光記憶媒体に対するデータ書込動作において有効に
   されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ
   装置。