JPH0492225A - 光ディスク装置のｆ／ｔクロストーク補正方法 - 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１ この発明は、フォーカシングエラー検出に非点収差法を
用いた光ディスク装置におけるＦ／Ｔグロストーりの補
正方法に関するものである。 【従来の技術） この種の光ディスク装置は、レーザー光源からの光束を
記録媒体であるディスク上にスポットとして結像させ、
信号の再生、あるいは記録を行なう構成とされている。 また、信号の記録再生を正確に行なうためには、レーザ
ー光をディスク上に回折限界程度のスポット径に絞り込
み、記録トラック上を正確にトレースさせる必要がある
。このため、光ディスク装置には、フォーカシングエラ
トラッキングエラーを検出するエラー検出系と、検出さ
れたエラー信号に基づいてレーザー光のスポット位置を
光学系の光軸方向、そしてディスクの半径方向に駆動す
るための駆動装置が設けられている。 フォーカシングエラー検出には、いくつかの方法がある
が、−数的には非点収差法が多く用いられている。非点
収差法は、ディスクからの反射光をシリンドリカルレン
ズ勢の非点隔差を有する素子を用いて受光素子上に集光
させ、ディスクとスポットとのズレを受光素子上での光
束断面の形状変化として捉えるものである。 受光集子は、　「田ｊ字状に４分割された受光領域Ａ、
　Ｂ、　Ｃ，Ｄを有しており、互いに対向する領域の出
力和の差をとることにより、フォーカシングエラー信号
を検出することができる。 【発明が解決しようとする課題】 ところで、光磁気ディスク郷の光ディスク装置では、記
録、再生を行ないたし）トラック番こアクセスするため
に、スポットをトラ・ツクを横断させて移動させる場合
がある。 しかしながら、上述の非点収差法によるフォーカシング
エラー検出を行なう場合番こｔｉｔ、光学系の特性によ
り、ディスク上に結像される光束力で波面収差等を持つ
と、スポットがトラ・ツクを横切って移動する際に、フ
ォーカシングエラー信号番こノイズが乗ってしまうこと
がある。 このノイズは、波面収差を持つスポット力（隣接するト
ラック間の境界として形成された溝を横切る際に、回折
により強度分布のムラを生じさせることにより発生する
。本明細書でＬＬ、このノイズをＦ／Ｔ（フォーカス／
トラック）クロストークと定義する。 Ｆ／Ｔクロストークが発生すると、あだ力鳥も対物レン
ズが合焦から外れたようなフォーカシングエラー信号が
発生するため、対物レンズ力で光軸方向番ニ駆動されて
しまい、スポットがトラックを横切る度に対物レンズが
不安定な状態となり、スポットの移動にエラーが生じる
虞がある。

【発明の目的】

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、
スポットがトラックを横断する際のＦ／Ｔクロストーク
の発生を抑えることができる補正方法を提供することを
目的とする。

【課題を解決するための手段】

この発明に係る光ディスク装置のＦ／Ｔクロストーク補
正方法は、上記目的を達成させるため、光ディスクから
導かれる光束に非点収差を与えて集光させる光学系と、
この光束を受光して非点収差法によるフォーカシングエ
ラー信号を出力すると共に、このフォーカシングエラー
信号に基づいてディスク上にスポットを絞り込むよう制
御するフォーカス制御系と、フォーカス制御系とは別個
に設けられ、対物レンズの光ディスクへの合焦状態を判
定し得る合焦検出手段と、フォーカシングエラー信号に
オフセットレベルを設定するオフセット設定手段とを備
え、オフセット設定手段によりオフセットレベルを調整
する第１段階と、合焦判定手段の出力に基づいてディス
ク上にスポットを絞り込むよう光学系を調整する第２段
階とを少なくとも１回づつ含むことを特徴とする。

【実施例】

以下、この発明を図面に基づいて説明する。 第１図は、この発明を光磁気ディスクの情報記録再生装
置に適用した一実施例を示したものである。 この光学系は、第１図に示したように、光源部１０、対
物光学系２０、プリズムブロック３０、信号検出光学系
４０を備えている。光源部１０は、発散光束を発生する
半導体レーザー１１と、発散光束を平行光束とするコリ
メータレンズ１２と、光束断面の形状を整形する２つの
アナモフィックプリズム１３．１４と、ガルバノミラ−
１５とから構成され、断面円形の乎行ビームを発生する
。ガルバノミラ−１５は、ディスク上のスポットをタン
ゼンシャル方向に移動させるために回動自在に設けられ
ている。 対物光学系２０は、ビームを光磁気ディスクＭＯＤの信
号記録面に集光させる対物レンズ２１と、ミラー２２と
を備えている。対物レンズ２１とミラー２２とは、光磁
気ディスクＭＯＤのラジアル方向Ｘにスライドされる図
示せぬヘッド内に設けられている。これに対して光源部
１０、プリズムブロック３０、信号検出光学系４０は、
ディスクの回転中心に対して固定されている。また、対
物レンズ２１は、ヘッド内番こ設けられたアクチュエー
タ上に設けられており、その光軸方向２に高周波駆動さ
れる。 プリズムブロック３０は、２つのハーフミラ−面３１、
ａ、３１ｂを有する第１のブロック３１と、λ／２板３
２を介して第１のブロックに接合され、偏光分離面３３
ａと全反射面３３ｂとを有する第２のプロ・ツク３３と
力）ら構成されている。 光源部１０からの光束は、一部が第２のハーフミラ−面
３１ｂにより反射され、集光レンズ３４によ）ノ半導体
レーザーの自動出力調整用の受光素子３５上番二集光す
る。 一方、ディスクから反射された光束番よ、第２のノ＼−
フミラー面３１ｂにより反射され、λ／２板Ｅ　ヨ）Ｊ
　Ｂ光方向が４５°回転させられ、Ｐ偏光成分は偏光分
離面３３ａを透過して集光レンズ４１ａを介して第１の
磁気記録信号検出用の第１の受光素子４２ａ上に集光す
る。 また、Ｓ偏光成分は、偏光分離面３３ａと全反射面３３
ｂとで反射され、集光レンズ４１ｂを介して磁気記録信
号検出用の第２の受光素子４２ｂ上に集光する。 光磁気ディスクＭＯＤへ入射するレーザー光の偏光方向
は、スポットが結像される位置のディスクの磁化方向に
対応して磁気カー効果により回転するため、これを４５
°回転させてＰ、Ｓ成分に分離し、それぞれ別個の受光
素子４２ａ、、４２ｂにより検出することにより、その
強度差から記録信号を読み出すことができる。 ディスクからの反射光のうち、第２のハーフミラ−面３
１ｂを透過した成分は、第１のハーフミラ−面３１ａに
より反射され、集光レンズ４３を介してシリンドリカル
レンズ４４により非点隔差を与えられ、エラー検出用受
光素子４５上に集光する。 エラー検出用受光素子４５の受光領域は、第２図に示し
たように配列している。これらの受光領域は、ディスク
のラジアル方向に相当する方向ｘ１　　及びタンゼンシ
ャル方向に相当する方向ｙの各軸に沿って４つの領域に
分割された受光領域Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄを備えている。 フォーカシングエラー検出回路５０は、受光素子４５の
それぞれ対角に位置する受光領域からの出力和をとる２
つの加算器５１．５２と、これらの加算器の出力差をと
る引算器５３と、引算器５３の出力をレベル調整する自
動利得調整（ＡＧＣ）装置５４と、ＡＧＣ回路の出力に
オフセットを付加するオフセット調整回路５５とを備え
ている。 受光素子４５から出力された信号は、オフセットをδと
すると下記の式に従って演算され、フォーカシングエラ
ー信号ＦＥとして出力される。 ＦＥ　　＝　　（＾　＋　Ｄ）−（Ｂ　　＋　　Ｃ）＋
δオフセットは、製品毎のバラツキによるシリンドリカ
ルレンズ４４、受光素子４５等の位置関係の誤差により
正しいフォーカシングエラー信号が出力されない場合の
調整手段として、また、後述するＦ／Ｔクロストークを
削減するために設けられている。 出力されたフォーカシングエラー信号ＦＥは、位相補償
回路５６により位相補償された後、アクチュエータ５７
に供給される。アクチュエータ５７は、この信号に基づ
いてデフォーカスをなくすよう対物レンズ２１を光軸方
向に駆動する。 一方、トラックエラー信号ＴＥは、各受光部の出力を下
記の式に基づいて演算することにより、検出することが
できる。 ＴＥ　＝　（Ａ　＋　Ｂ）−（Ｃ＋　Ｄ）スポットがト
ラック上を合焦状態でトレースしている場合には、受光
素子上でのスポットは円形であり、強度分布の偏りもな
い、従って、フォーカシングエラー信号、トラックエラ
ー信号は共に０である。ディスクの反り等により、スポ
ットが合焦しなくなった場合には、受光素子上でのスポ
ットは、楕円形に変形し、フォーカシングエラー信号が
発生する。 次に、第３図に基づいて上記のエラー検出用受光素子４
５上での光量分布と検出される信号との関係について説
明する。 第３図（ａ）に示したようにディスク上のスポットＳが
トラックＴを横断する場合、（ａ）のに示したようにス
ポットの一部がトラックの溝りにかかると、この溝によ
る回折により、受光素子４５上でのスポットは（ｂ）■
に示したように強度分布に偏りを生じる。 図中の斜線部分が、強度の高い部分である。従って、光
量分布の均等性が崩れ、トラックエラー信号が生じる。 ディスク上のスポットが（ａ）■に示したように溝の中
央に位置する際には、受光素子上でのスポットは（ｂ）
■に示したように光量分布が均等になり、トラックエラ
ー信号は０となる。ディスク上でのスポットが（ａ）■
で示したようにディスクの溝を乗り越えると、受光素子
４５上でのスボ・ントの強度の高い部分は（ｂ）■に示
したように反対側に移動し、先はどとは反対の極性のト
ラックエラー信号が発生する。 すなわち、スポットが１トラック分移動すると、このよ
うなトラックエラー信号の１サイクルの変化が検出され
るため、この変化をカウントすることにより、横断した
トラック数を判断することができる。 以上は、波面収差が存在しない理想的な場合の説明であ
る。 次に、波面収差について説明する。 光ディスク装置の光学系に存在する波面収差は、非点収
差を例にとると、ディスクのラジアル方向をＸ軸、トラ
ックのタンジエンシャル方向をＹ軸として、Ｘ軸、Ｙ軸
（０″’　、９０’　）の直交軸上の波面の曲率差と、
これを４５’回転させた±４５６の直交軸上の波面の曲
率差とに代表して表すことができる。 この明細書では、０°、９０°の直交軸に関する波面収
差をＡＳＩ、±４５°の直交軸に関する波面収差なＡｓ
２と定義する。 光束がＡｌｌを含む場合、受光素子上でのスポット内の
光量分布は第３図（Ｃ）で示したように変化する。 ＡＳｌが存在すると、ディスク上でのスポットがトラッ
クの溝にかかった際に、溝の回折により斜線で示す光量
アンバランスの他に図中に黒点で示すような異常強度分
布が現れる。但し、この異常分布は、受光素子４５の隣
接する受光領域にまたがって現れるため、演算により相
殺され、フォーカシングエラー信号にはクロストークと
して現れない。 なお、第１図に示したように半導体レーザーの発光光束
の形状を補正するためにアナモフィック光学系を用いる
場合、半導体レーザー１１とコリメーターレンズ１２と
の光軸方向の距離を調整することによりＡＳｌは補正す
ることが可能である。 しかしながら、　　Ａｓ２は上記のアナモフィック光学
系の調整によっては補正することができず、収差として
残存してしまう。光束がＡｓ２を含む場合には、トラッ
ク横断の際、例えば第３図（ｄ）■■に黒点で示したよ
うな強度分布異常が発生する。このような強度分布異常
により、トラックジャンプ時にフォーカシングエラー信
号ＦＥがＯレベルを保たず、Ｆ／Ｔクロストークが発生
する。 一般的に、光ディスク装置においては、波面収差の量は
０．０４５λｒｍｓ以下であれば光ディスク装置として
の性能を満足する。この波面収差は、球面収差、コマ収
差、非点収差をトータルした値であまた、非点収差は、
０．１５λｐ−ｖ以下であれば光ディスク装置の特性を
満足する。但し、Ｆ／Ｔクロストークに限って言えば、
±４５＠方向の非点収差が０゜０３λｐ−ｖ以下でなけ
れば正常な動作を保証できない。 この実施例で示した光ディスク装置は、上記のＡｓ２に
よるＦＩＴクロストークが発生した場合に、フォーカシ
ングエラー信号にオフセットを付加することによりクロ
ストークを除去し、フォーカシングエラー信号の安定化
を図っている。 以下、オフセット付加の方法について説明する。 光磁気ディスクＭＯＤのトラックは、回転によりスポッ
トが内周側から外周側に移動するようスパイラル状に形
成されている。調整は、回転する光磁気ディスクのトラ
ック上にスポットを集光させ、ディスクが１回転する毎
に内側のトラックにジャンプさせることにより、同一の
トラックを繰り返しトレースさせつつ行われる。　　Ｆ
／Ｔクロストークは、トラックをジャンプする際にフォ
ーカシングエラー信号に現れる。 まず、トラックエラー信号を観察し、トラックジャンプ
時のトラックエラー信号のピークの絶対値が等しくなる
よう受光素子をＸ方向（第２図参照）に関して調整する
。 次に、フォーカシングエラー信号を観察し、トラックジ
ャンプ時のＦ／Ｔクロストークの振幅が最小となるよう
受光素子をＸ方向（第２図参照）に関して調整する。 上記の調整によってもＦ／Ｔクロストークが十分補正さ
れない場合には、第４図に示したようなオフセットの付
加調整に入る。第４図では、■〜■が手順の段階を示し
、各段階において（ａ）はディスクと対物レンズとの位
置関係、（ｂ）は受光素子上でのスポットの形状、そし
て（Ｃ）はトラックジャンプ時のフォーカシングエラー
信号を示している。 オフセットを付加する場合、フォーカシングエラー信号
の基準が変化してしまうため、フォーカシングエラー信
号からは対物レンズが合焦位置にあるか否かを判断でき
なくなってしまう、そこで、オフセット調整の場合には
、フォーカス制御系とは別個に設けられた磁気信号再生
用の受光素子４２ａ、　４２ｂを合焦検出手段として利
用し、これらの受光素子の出力である磁気記録信号ＩＶ
ＦＯがピークとなる点を合焦点として判断する。 前記のようにフォーカシングサーボは、受光素子の各受
光領域の出力Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄが、（Ａ　＋　Ｄ）　
−（Ｂ　＋　Ｃ）　＝　０となるように対物レンズを移
動させる。オフセットを付加しない場合、第４図の（ａ
）■で示したように対物レンズはディスクに対して合焦
し、（ｂ）のに示したように受光素子上でのスポットは
円形となる。但し、トラックジャンプ時にはスポット内
に黒く示したＡＳ２の影響による異常強度分布が現れる
ため、（Ｃ）■に示したような大きなＦ／Ｔクロストー
クが発生する。 ここで、オフセット設定回路５５のボリュームを調整し
てオフセットδを付加すると、駆動回路は、（Ａ　　＋
　　Ｄ）　　−（Ｂ　　＋　　Ｃ）　　十　δ　：　０
となるように対物レンズを移動し、第４図（ａ）■で示
したように対物レンズがディスクに対して合焦せずにデ
フォーカスを生じ、（ｂ）■に示したように受光素子上
でのスポット形状は楕円となる。すなわち、オフセット
の付加により、フォーカシングエラー検出回路は実際の
合焦点とは離れた位置を合焦点として判断し、この点で
対物レンズを保持するような指令を駆動部に対して出力
する。 第４図（ａ）■の状態では、ディスク上でのスポットが
ディスク面に十分収束されないため、磁気記録信号ＩＶ
ＦＯ，トラッキングエラー信号、Ｆ／Ｔクロストークが
共に小さくなる。この状態では情報の記録再生は行い得
ない。 次に、磁気記録信号ＩＶＦＯを監視しつつ、これが最大
となるように集光レンズ４３を移動させると、（ａ）■
に示したように対物レンズか再びディスクに対して合焦
し、情報の記録再生を行い得る状態となる。このとき、
受光素子上でのスポットは（ｂ）■に示したように楕円
の状態を保ち、Ｆ／Ｔクロストークは（Ｃ）■に示した
ように■の状態より削減することができる。なお、Ｆ／
Ｔクロストークの大きさは、オフセットの極性により大
きくなる場合もある。 この場合には、逆方向の極性のオフセットを付加すれば
よい。 ■、■の段階では、■、■の操作を再度行うことにより
、更にＦ／Ｔクロストークを減衰させることができる。 第５図は、受光素子４５がら出力される信号を演算した
値（オフセットδを除いた値）と、実際のデフォーカス
量とを示したグラフである０図中の■〜■は、第４図の
各段階に対応している。 上記のようにフォーカシング信号にオフセットを付加す
ると共に、集光レンズ４３を移動させることにより、受
光素子４５上でのスポットが楕円形の状態で合焦位置を
判定するようになる。このように受光素子４５上でのス
ポットが円形から楕円形に変化すると、トラックジャン
プ時にＡＳ２による異常光量分布を引き起こす領域が回
転移動するものと考えられる。そして、この手段によっ
てＦ／Ｔクロストークが減少するのは、ＡＳ２による光
量分布異常成分が受光領域の境界部分に移動したためで
あると考える二とができる。 なお、上記の実施例では、オフセットの付加と集光レン
ズの移動とによりＦ／Ｔクロストークの発生を抑えたが
、受光素子、あるいはシリンドリカルレンズを回転させ
るのみでもある程度の補正は可能である。 これらの素子を回転させた場合、スポットが円形のまま
、異常光量分布領域を受光領域の境界線上に移動させる
ことができる。境界線上に移動した場合には、フォーカ
シングエラー信号の演算の際に異常部分が相殺されてし
まい、Ｆ／Ｔクロストークを発生させることもない、但
し、受光素子、シリンドリカルレンズの回転によりＡＳ
２の影響を除去する場合には、回転角度をあまり大きく
設定すると他のエラー検出に支障をきたす虞がある。 【効果） 以上説明したように、この発明によればフォーカシング
エラー信号にオフセットを付加すると共に、受光素子上
への集光の度合を変化させることにより、トラックジャ
ンプ時にフォーカシングエラー信号に混入するＦ／Ｔク
ロストークを減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る光ディスク装置の一実施例を示
す光学素子の配置を示す斜視図である。 第２図は受光素子の受光領域とフォーカシングエラー検
出の回路とを示す説明図である。 第３図■〜■は、ディスク上でのスポットと受光素子上
でのスポットとを示したものであり、（ａ）はディスク
上でトラックをスポットが横切る様子を示す説明図、（
ｂ）、　（ｃ）、　（ｄ）、　（ｅ）は受光素子上での
スポットの光量分布を示す説明図である。 第４図■〜■は、オフセット付加時の各調整段階を示し
てお）バ　（ａ）はディスクと対物レンズとの位置関係
、（ｂ）は受光素子上でのスポットの形状、そして（Ｃ
）はトラックジャンプ時のフォーカシングエラー信号を
示している。 第５図は、フォーカシングエラー信号とオフセット付加
による対物レンズの位置との関係を示すグラフである。 ４２ａ、　４２ｂ・・・磁気信号再生用の受光素子４３
・・・集光レンズ ４５・・・エラー検出用の受光素子 ５５・・・オフセット設定回路 ＃ｒ３図 ■ ■ ■ 手続補正書（方式） 平成２年１１月５日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ディスクから導かれる光束に非点収差を与えて
   集光させる光学系と、この光束を受光して非点収差法に
   よるフォーカシングエラー信号を出力すると共に、この
   フォーカシングエラー信号に基づいてディスク上にスポ
   ットを絞り込むよう制御するフォーカス制御系と、前記
   フォーカス制御系とは別個に設けられ、対物レンズの光
   ディスクへの合焦状態を判定し得る合焦検出手段と、前
   記フォーカシングエラー信号にオフセットレベルを設定
   するオフセット設定手段とを備え、 前記オフセット設定手段によりオフセットレベルを調整
   する第１段階と、 前記合焦判定手段の出力に基づいてディスク上にスポッ
   トを絞り込むよう前記光学系を調整する第２段階とを少
   なくとも１回づつ含むことを特徴とする光ディスク装置
   のＦ／Ｔクロストーク補正方法。
2. （２）光ディスクから導かれる光束に非点収差を与える
   非点収差発生素子と、光束を集光させる集光光学系と、
   この光束を受光して非点収差法によるフォーカシングエ
   ラー信号を出力する受光素子と、フォーカシングエラー
   信号に基づいてディスク上にスポットを絞り込むよう制
   御するフォーカス制御系とを備え、 前記非点収差発生素子と前記受光素子とを相対的に光軸
   回りに調整することを特徴とする光ディスク装置のＦ／
   Ｔクロストーク補正方法。