JPH0461631A - トラッキングエラー信号のオフセット補正装置 - 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］ この発明は、光学式情報記録再生装置における、トラッ
クサーボ回路に関するものである。

［従来の技術］ 情報記録再生媒体、例えば光ディスク（以下ディスクと
いう）は、非接触でディスク上に同心円状、あるいは渦
巻状トラックに信号を記録もしくは再生するため、トラ
ッキングエラー信号の生成を必要とする。このトラッキ
ングエラー信号の生成方法については、種種の方法が提
案されているが、信号ピットまたは案内溝からの回折光
を利用した方式としてプッシュプル法と呼ばれるものが
ある。

第３図は、プッシュプル法によるトラッキングサーボセ
ンサ一方式の原理を説明する図であり、図において、（
１）は情報記録再生媒体（ディスク）、（２）はディス
ク（１）上の案内溝、（３）はディスク（１）の上記案
内溝（２）の中心に集光スポット（４）を形成する対物
レンズ、（５）は対物レンズ（３）の出射光側に平行配
置されている凸レンズ、（６）は２つの受光面（６ａ）
、（６ｂ）によって構成され、かつ凸レンズ（５）の出
射光側に配置されている２分割光検知器、（７）は２分
割光検知器（６）の２つの受光面（６ａ）、　　（６ｂ
）にそれぞれ接続された入力端子（十）、　　（−）を
有し、この受光面（６ａ）。

（６ｂ）からの出力に基づいてトラッキングエラー信号
（ＴＥ）を発生する差動増幅器である。

上記集光スポット（４）は案内溝（２）の両縁によって
回折を受けると、回折光分布（８）。

（９）を生じ、また２分割光検知器（６）の面上に投影
されて回折光分布（１０）、　　（１１）を生じる。

対物レンズ（３）が案内溝（２）の中心位置にある場合
には、上記回折光分布（８）、　　（９）にしたがって
回折光分布（１，０）、　　（１１）の強度はひとしく
なり、差動増幅器（７）の出力はゼロとなる。

ところが、ディスク（１）の偏心等によって対物レンズ
（３）と案内溝（２）の相対的な位置関係が崩れた場合
には、回折光分布（８）、　　（９）が均等ではなくな
ることから、差動増幅器（７）の出力は正または負とな
る。従って、この出力をゼロとするようにサーボが動作
し、対物レンズ（３）は図に示すＸの方向に変位する。

次に上記プッシュプル法によるトラッキングサーボセン
サ一方式の問題点を説明する。第４図は対物レンズ（３
）の中立点（図中の一点鎖線上）に対し、案内溝（２）
か距離ｄだけ変位した状態を示す図である。

この状態では、対物レンズ（３）の追従によって集光ス
ポット（４）は案内溝（２）の中心に位置する。しかし
ながら、他の光学系及び検知面（６）は不動であるので
、２分割検知器（６）の面上においては、投影された回
折光分布（１０）。

（１１）そのものは均等であっても、これらが対物レン
ズ（３）と受光面（６ａ）、（６ｂ）との相対移動によ
って回折光分布（１０）、（１１）が２つの受光面（６
ａ）、（６ｂ）に対して均等に入射しなくなり、結果的
に差動増幅器（７）の出力はゼロにならなくなる。すな
わち、トラッキングオフセットを生じた状態となる。

第５図は対物レンズ（３）の変位ｄの対するトラッキン
グエラー信号ＴＥを示す図であり、変位ｄが大きくなる
に従ってトラッキングオフセット量も大きくなる。

以上のように、プッシュプル法によるトラッキングエラ
ーの生成方法は回折光を利用した簡単な方式であるが、
対物レンズ（３）のトラッキング方向の移動によってト
ラッキングエラー（ＴＥ）にオフセットが生じ、このた
めトラッキング方向の可動範囲を広く取れないという不
都合があった。

このような不都合を改善するものとして従来、例えば、
第６図、第７図、第８図に示された対物レンズ位置検出
装置があった。

第６図は従来の対物レンズ位置検出装置の構成図であり
、第６図において、（１２）は例えば半導体レーザー等
の光源、（１３）は光源（１２）からの出射光束（１４
）を平行光とするコリメーターレンズ、（１５）は出射
光束（１４）を２方向に分けるビームスプリッタ−（１
６）はビームスプリッタ−（１５）から出射した一方向
の光束を反射する反射ミラー　（１７）は軸（１８）に
回動及び摺動自在に支持されたアクチュエータ、（２０
）はアクチュエータ（１７）の偏心位置に設けられた発
光ダイオード、（２１）は発光ダイオード（２０）の光
を受光する２つの受光面（２１ａ）、　　（２１ｂ）を
有する対物レンズ位置検出用２分割光検知器、（２３）
は２分割光検知器（２１）の２つの受光面（２１ａ）、
　　（２１ｂ）にそれぞれ接続された入力端子（＋）、
　　（−）を有し、この受光面（２１ａ）、　　（２１
ｂ）からの出力に基づいてアクチュエータの位置検出信
号（Ｐ　Ｅ）を発生する差動増幅器、（７）は２分割検
知器（６）の２つの受光面（６ａ）、　　（６ｂ）にそ
れぞれ接続された入力端子（＋）、　　（−）を有し、
この受光面（６ａ）、　　（６ｂ）からの出力に基づい
てトラッキングエラー信号（ＴＥ）を発生する差動増幅
器、（２５）は上記差動増幅器（２３）、　　（７）に
それぞれ接続された入力端子（＋）、　　（−）を有し
、それぞれの差動増幅器（２Ｂ）、　　（７）から出力
されたアクチュエータ位置検出信号（Ｐ　Ｅ）とトラッ
キングエラー信号（ＴＥ）に基づいてトラッキングオフ
セットのないトラッキングエラー信号（ＣＴＥ）を出力
する差動増幅器である。

また、第８図は検知信号処理回路の更に詳細な回路構成
を示し、（２７）はＰＥ信号を差動増幅器（２５）で加
算するときの比率を調整するためのアッテネータ、（２
８）はトラックサーボ系の安定性を向上させるためのサ
ーボ特性の補償回路、（２９）はトラックサーボ系のゲ
インを調整するためのＴＥアッテネータ、（３０）はト
ラックサーボ系のＯＮ１０　Ｆ　Ｆを行うためのスイッ
チング回路、（３１）はトラックアクチュエータ（１７
）に電力を供給して駆動するためのアクチュエータ駆動
回路、（３２）はアクチュエータ（１７）、トラッキン
グエラー信号２分割検知器（２１）とトラック位置検出
用検知器（６）を含んだ光ピツクアップである。

次に上記第６図に示す対物レンズ位置検出装置の動作を
説明する。

光源（１２）からの出射光束（１４）は、コリメーター
レンズ（１３）、ビームスプリッタ−（１５）を通って
反射ミラー（１６）で反射され、この反射光束（２６）
は対物レンズ（３）を透過してディスク（１）で反射さ
れる。

この反射光束は、もとの光路を戻りビームスプリッタ−
（１５）で反射され、トラッキングエラー検出用２分制
光検知器（６）の２つの受光面（６ａ）　　　（６ｂ）
に入射する。差動増幅器（７）はトラッキング検出用２
分副光検知器（６）の２つの受光面（６ａ）、　　（６
ｂ）からの出力に基づいてトラッキングエラー信号（Ｔ
　Ｅ）を発生する。

このトラッキングエラー信号（Ｔ　Ｅ）は第７図（ａ）
に示すように、対物レンズ（３）の移動ｄによってトラ
ッキングオフセットを生じた波形となる。

一方、対物レンズ（３）を保持するアクチュエータ（１
７）は、軸（１８）を中心にトラッキング方向に回動す
ることによってトラッキング動作を行う。このアクチュ
エータ（１７）に設けられた発光ダイオード（２０）か
らの出射光束（３５）は対物レンズ位置検出用２分割光
検知器（２１）の２つの受光面（２１ａ）、（２１ｂ）
によって受光される。

差動増幅器（２３）はアクチュエータ位置検出用２分割
光検知器（２１）の２つの受光面（２１ａ）、　　（２
１ｂ）からの出力差に基づいて、第７図（ｂ）に示すよ
うなアクチュエータ位置検出信号（ＰＥ）を発生する。

差動増幅器（２５）は差動増幅器（２３）及び差動増幅
器（７）から得られたトラッキングエラー信号（ＴＥ）
及びアクチュエータ位置検出信号（Ｐ　Ｅ）を演算する
ことにより、第７図（ｃ）に示すように対物レンズ（３
）のトラッキング方向の移動ｄに拘らず常にトラッキン
グオフセットのない補正されたトラッキングエラー信号
（ＣＴＥ）を得ることができ、このため、トラッキング
方向の可動範囲を広く取ることが可能となる。

次に第８図について動作を説明する。第８図はトラック
アクチュエータを制御するトラックサーボ系全体を示し
たもので、ＴＥアンプ（７）、ＰＥアンプ（２Ｂ）、加
算アンプ（２５）、アクチュエータ（１７）、ｌ−ラッ
ク位置検出用光検知器（２１）、トラッキングエラー信
号２分割光検知器（６）は、第６図に示すものと同じ動
作をする。

トラッキングエラー信号２分割光検知器（６）から検出
された信号は、Ｉ−Ｖアンプにて電流から電圧に変換さ
れ、ＴＥアンプ（７）にてトラッキングエラー信号（Ｔ
Ｅ）を生成する。一方、トラック位置検出用光検知器（
２１）により検出された信号は、Ｉ−Ｖアンプにて電流
から電圧に変換されて、ＰＥアンプ（２３）にて位置検
出信号（Ｐ　Ｅ）に変換される。また、ＰＥアンプ（２
３）で生成されたＰＥ信号は、ＰＥアッテネータ（２７
）にて加算アンプ（２５）に加える前に利得を変換する
ことができる。つまり、ＴＥ倍信号発生するオフセット
をキャンセルするための最適な補正量を得るために、Ｐ
Ｅ信号をＴＥ倍信号加算する比率を、ＰＥアッテネータ
（２７）で決める事ができる構成になっている。

オフセット量を補正されたＴＥ倍信号ＣＴＥ）は、トラ
ックサーボ系を安定化するための補償回路（２８）を通
過し、トラックサーボ系の閉ループゲインを調整できる
ＴＥアッテネータ（２つ）を通過し、トラックサーボ系
を開閉するＴＳ　　５Ｗ（３０）を通り、アクチュエー
タ駆動回路（３１）に供給される。アクチュエータ駆動
回路（３１）に供給されたＣＴＥ信号は、ここで、電力
増幅されアクチュエータ（１７）を駆動する。

この時使用されるＴＥ倍信号、オフセットを補正したあ
との信号ＣＴＥてあり、オフセットずれが少なく、この
ため、トラック追従範囲が大きく、トラックセンターず
れの少ないサーボ系を実現できる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のアクチュエータ位置検出装置は以上のように構成
されており、トラックアクチュエータの変位により発生
するトラッキングエラー信号（ＴＥ）のオフセットをキ
ャンセルすることかできる構成に成っているが、トラッ
キングエラー信号（ＴＥ）にアクチュエータ位置検出信
号（Ｐ　Ｅ）を加算するときの最適量については、不明
のままである。

トラッキングエラー信号（ＴＥ）とアクチュエータ位置
検出信号（Ｐ　Ｅ）の関係は必ずしも１：１の関係にな
っておらず、このため、トラックアクチュエータの変位
により発生するトラッキングエラー信号（ＴＥ）のオフ
セットをキャンセルするためには、アクチュエータ位置
検出信号の比率を最適になるように変える必要かある。

ところが、従来の装置では、トラッキングエラー信号（
ＴＥ）にアクチュエータ位置検出信号（Ｐ　Ｅ）を加算
するときの加算基準が明確でなく、このため、トラック
アクチュエータの変位により発生するトラッキングエラ
ー信号（ＴＥ）のオフセットが最少になるように調整す
ることは、困難なことであった。

この発明は、このような問題を解決するためになされた
もので、アクチュエータ位置検出信号（Ｐ　Ｅ）をトラ
ッキングエラー信号（ＴＥ）に加算する最適の比率を容
易に見つけ、調整することができるトラッキングエラー
オフセット補正装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明によるトラッキングエラーオフセット補正装置
は、外乱発生器によりトラックアクチュエータをトラッ
ク方向に強制的に移動させ、この時に発生するトラッキ
ングエラー信号（ＴＥ）のオフセット量が最少になるよ
うに、アクチュエータ位置検出信号（Ｐ　Ｅ）をトラッ
キングエラー信号（ＴＥ）に加算するときの加算量を調
整できるように構成したものである。

Ｕ作用コ まず、フォーカスサーボを動作させた状態で、トラック
サーボ系をオーブン、つまり、トラックサーボ系をオフ
にしている状態で、外乱発生器でトラックアクチュエー
タを強制的にトラック方向に変位させる。

この状態で、ＴＥ倍信号検出するとトラックアクチュエ
ータの移動位置に対応したオフセットがＴＥ倍信号重畳
していることになる。

一方、ＰＥ信号を検出すると同様にトラックアクチュエ
ータの移動に対応したオフセットがＰＥ信号に発生して
いる。したがってＴＥ倍信号ＰＥ信号の加算アンプの出
力、つまり、オフセット補正後の出力をモニターするこ
とにより、実際に発生するトラックオフセット量を最適
に補正できているかどうか判断することかできる。

もしも、トラックオフセットの補正量が適正に行われて
いない場合には、外乱レベルに同期したトラックオフセ
ットの変動が見られるが、適正にトラックオフセットを
補正できていれば、外乱しベルに同期したオフセットレ
ベルの変動は発生しない。

したがって、ＴＥ倍信号ＰＥ信号の加算アンプの出力を
モニターしながら、外乱レベルに同期したオフセットの
変動が最少になるようにＰＥアッテネータ−のレベルを
調整することにより、最適量を求めることができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図において、符号（１）から（３２）に示す部材は
、従来の第６図に対応するものである。

（３３）は、トラックアクチュエータをトラッキング方
向に変位させるための外乱発生器である。

（３４）は、外乱発生器（３３）より発生した外乱をト
ラックサーボループに加算するための、切り替えスイッ
チである。

（３１）は、アクチュエータの駆動回路であると同時に
、外乱加算回路をトラックサーボループに加算するため
の加算回路になっている。

次に動作について説明する。ます、光学式情報記録再生
装置の動作モードをトラッキングのオフセットを調整す
るために必要な状態とする。

まず、フォーカスサーボを動作させ、ディスク（１）の
トラックをクロスした時にトラッキングエラー信号（Ｔ
　Ｅ）が発生する状態にする。更に、トラックサーボル
ープはオーブン状態のまま（つまり、トラックサーボを
オフにした状態のまま）にしておく。

次に、外乱ＳＷ　（３４）をオンにする。外乱ＳＷ　（
３４）をオンにすることにより、外乱発生器（３３）か
ら発生する外乱信号をアクチュエータ駆動回路（３１）
に送ることになり、結果としてトラックアクチュエータ
（１７）を外乱信号によってトラック方向に駆動するこ
とができるようになる。

一方、外乱発生器（３３）は、第２図（ｅ）に示すよう
なサイン波の形状をしており、トラックアクチュエータ
（１７）か外乱に対して十分応答できる周波数帯を選ん
で設定する。アクチュエータ（１７）の固有振動数が２
０Ｈｚであった場合には、外乱発生器の信号周波数とし
ては、２分の１以下である１０Ｈｚ以下に選んでいれば
、問題にはならない。本実施例の場合は外乱発生器の信
号周波数をＩＨｚに選んだ。

また、外乱発生器の信号レベルは、トラックアクチュエ
ータの物理的可動量及び、実使用範囲（必要とするトラ
ック追従量）を考慮し決定して置く。本実施例の場合は
、トラックアクチュエータ（１７）の追従範囲として±
４００ミクロン以上になるように設定しである。

次に、トラックアクチュエータ（１７）に外乱を加えた
状態で、ＴＥ倍信号ＰＥ信号の加算アン（２５）の出力
ＣＴＥをモニターする。

まず、ＰＥアッテネータ（２７）の出力を最少（ゼロ）
にした時のＣＴＥ信号８カを考えてみる。

この状態は、トラックオフセットを全く補正していない
か、または、補正が不足している状態である。

トラックアクチュエータ（１７）を外乱によりトラック
方向に変位させると、ＰＥ信号及び、ＴＥ倍信号、それ
ぞれ第２図（ａ）、　　（ｂ）の様になる。つまり、ト
ラックアクチュエータ（１７）がトラック方向に変位す
るとＰＥ信号、ＴＥ倍信号もにオフセットを発生する。

特にＴＥ倍信号さらにトラックがクロスしたときの実際
のＴＥ倍信号上にオフセット分か重畳する形となる。し
たがって、アクチュエータ（１７）に一定の同期を持っ
た外乱が加わった場合には、ＰＥ信号、ＴＥ倍信号出力
はそれぞれ第２図（ｆ）、　　（ｇ）の波形になる。こ
の波形がオフセットの補正をまったく行っていない状態
の波形である。

つぎに、ＰＥアッテネータ−（２７）を調整して、ＰＥ
信号をＴＥ倍信号加算してゆき、外乱によって発生する
オフセット量を最少になるように調整したときの波形を
第２図（ｃ）、　　（ｈ）に示す。トラックアクチュエ
ータ（１７）が変位した時に発生するＴＥ信号オフセッ
ト量とＰＥ信号の量が一致した状態であり、ＣＴＥ信号
をモニターしていると外乱発生信号に同期したオフセッ
ト変動が最少になっている。

次に、ＰＥアッテネータ（２７）の感度を上げすぎた状
態を示す。ＰＥ信号をＴＥ倍信号加算し過ぎた場合は、
トラックアクチュエータ（１７）が追従するときに発生
するＴＥ倍信号オフセットの発生方向とは逆のオフセッ
トがＣＴＥ信号に発生することになる。従って、第２図
（ｄ）、（ｉ）のようになり、トラックの制御範囲かせ
ばまってしまう。

よって、トラックアクチュエータ（１７）に外乱を加え
た状態で、外乱信号に同期したＣＴＥ信号の変動が最少
になるようにＰＥアッテネータを調整することにより、
最適なＴＥ信号オフセット補正量を得ることができる。

上記実施例では、トラック位置検出用発光ダイオード（
２０）を光ピツクアップのアクチュエータ（１７）に取
り付け、トラック位置検出用光検知器（２１）をアクチ
ュエータ（１７）を保持するベースに取り付けたが、ア
クチュエータ（］７）がトラック方向に動作した時にそ
の変位を検出できる構造であれば何でもよく、従って、
検知器（２１）と発光ダイオード（２０）が入れ替わっ
ても同等問題はない。また、発光ダイオード（２０）と
検知器（２１）の間にアクチュエータを配置することに
よって、アクチュエータ（１７）の位置検出をすること
ができる。

また、本実施例では外乱発生器（３３）の出力信号とし
てＩＨｚのサイン波を考えたが、必ずしもサイン波にす
る必要はなく、矩形波でも構わない。

また、本実施例では外乱発生器（３３）を光学式情報記
録再生装置の内部に設置したか、外乱発生装置を光学式
情報記録再生装置の外部に設定しても効果は同じである
。外乱発生装置を分離した場合は、光学式情報記録再生
装置を量産するときに、すべての光学的情報記録再生装
置に搭載する必要がないため、コスト低減をすることが
できる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ｉ・ラックアクチュ
エータをトラック方向に変位したときに発生するトラッ
キングエラーオフセットをキャンセルするために、トラ
ック位置検出器を用い、かつ、トラッキングエラー信号
による補正量を調整するために、トラックアクチュエー
タの外乱発生器を設け、強制的にトラックアクチュエー
タをトラック方向に変位させ、オフセット発生量が最少
になるよう調整するようにしたので、つねに、最適なオ
フセット補正を簡潔に行うことができ、実際に即した光
ピツクアップや光情報記録再生機器の調整をおこなうこ
とができるようになった。したがって、トラックオフセ
ット調整装置を使用することにより、その他の原因によ
り発生しているオフセットずれも同時に吸収することが
出来るようになり、きわめて汎用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオフセット補正装置が組み込まれ
た光学式情報記録再生装置のトラッキングサーボ回路の
好適な実施例を示す回路図、第２図は第１図に示した実
施例のオフセット補正作用を示す説明図、第３図は従来
におけるプッシュプル式トラッキングサーボ方式の原理
説明図、第４図は従来におけるトラッキングサーボの問
題点を示す説明図、第５図は従来におけるオフセットを
含んだトラッキングエラー信号の説明図、第６図は従来
においてオフセットを補正したトラッキングサーボ装置
の説明図、第７図は第６図のオフセット補正作用を示す
説明図、第８図はオフセット補正作用を含む従来のトラ
ッキングサーボ回路図である。 図において、（３３）は、外乱発生器、〔３４）は、外
乱ＳＷ、（３１）は、アクチュエータ駆動回路、（２３
）は、ＰＥアンプ、（２７）は、アッテネータ、（７）
は、ＴＥアンプ、（２５）は、加算アンプである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　弁理士　吉　１）研　二 （外２名） ７クチ、ニー７１瞠（ｉ＋（λカつ 第 図 ２：十青報Ａｌｔ拳虻某ず本土の家内！員３　太士生育
しンス ８′口拉光号卒 ９・口ｊｈ光分片 ２分富り光棒知器 Ｌラッキ〉グエラーｆ言号生への犀理髄り膚図第 図 Ｆう・ンキンク゛エラー信号望戚°の原理説１１０第 図 トラ・′ツキ゛／り゛°エラーブ言号ＴＥトラ、ソＸン
グエラーｆ言号；皮斤５図第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源からの光束を光学式情報記録媒体の情報面上に集光
   するための光学装置と、 前記光束を光学式情報記録再生媒体の情報トラック上に
   集光するために位置制御可能な対物レンズアクチュエー
   タと、 対物レンズとトラックとの相対位置を最適制御するため
   のトラックサーボ回路と、 対物レンズアクチュエータの中立点からの移動量を検出
   する位置検出装置と、 を備えた光学式情報記録装置のトラッキングサーボ装置
   において、 前記対物レンズアクチュエータの位置検出装置の出力レ
   ベルを調整するレベル可変装置と、前記レベル可変装置
   の出力をトラックサーボ回路に加算するための加算回路
   と、 所定の外乱を対物レンズアクチュエータの駆動回路に加
   えるための外乱加算回路と、を備え、レベルが予め既知
   の所定外乱を加えてトラックサーボ回路に加算される対
   物レンズアクチュエータ位置検出レベルを調整できるこ
   とを特徴とするトラッキングエラー信号のオフセット補
   正装置。