JPH05144050A - 光デイスクプレーヤのトラツキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 適切なトラッキングエラー信号を得ること。 【構成】 光検出器１の分割された面の２つの対角和Ｓ
1 ＋Ｓ3 とＳ2 ＋Ｓ4 との位相差をトラッキングエラー
信号である時間差エラー信号とする。またトラックに沿
った境界線ｙにより分割された２つの領域のそれぞれの
出力Ｓ1 ＋Ｓ4 及びＳ2 ＋Ｓ3 それぞれの振幅を振幅検
出器７，９によって検出するとともに、差動増幅器１０
によってＳ1 ＋Ｓ4 及びＳ2＋Ｓ3 の差を増幅して出力
する。この出力は、振幅検出器７，９のコンデンサの時
定数によって振幅の変動のうち高い周波数成分は検出さ
れず振幅の平均値が得られ、この平均値の差がビームと
トラックとのオフセット成分に相当するため、減算器１
７によって位相比較器１５の出力たる時間差エラー信号
からＬＰＦ１６の出力たるビームとトラックとのオフセ
ット成分に相当する信号を減じる。 【効果】 したがって、オフセットに強く且つゲインの
高いトラッキングサーボが行われる。

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情
報の記録されているトラックに対し光ピックアップを追
従させるための光ディスクプレーヤのトラッキング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光デイスクプレーヤにおける
トラッキング方法としては、３ビーム法、プッシュプル
法及び特公平２−５６７３４号に開示されているトラッ
キング方法（以下、時間差法という）等の種々の方法が
知られている。

【０００３】図２及び図３は、３ビーム法を示すもの
で、トラック上の信号を読取るための主ビームである０
次光の前後に２つの副ビームである±１次光がトラック
を挟み込んだ状態で配置されている。反射光は、主ビー
ム及び副ビームが各々フォトディテクタ（ＰＤ）により
受光される。

【０００４】フォトディテクタは、＋１次光用の受光素
子Ａ及び−１次光用の受光素子Ｃと４分割された０次光
用の受光素子Ｂとから構成されている。受光素子Ａ及び
受光素子Ｃの出力が差動増幅器３０の非反転入力端子及
び反転入力端子に取り込まれると、その減算結果がトラ
ッキングエラー信号として出力される。

【０００５】ここで、差動増幅器３０の出力が＋の場合
のトラック上のビームスポットは（ａ）の状態となり、
その出力が−の場合のトラック上のビームスポットは
（ｃ）の状態となり、その出力が０の場合のトラック上
のビームスポットは（ｂ）の状態となる。これらの検出
結果により、ビームスポットがトラックのどちら側にず
れているかの情報とずれ量の情報とが得られる。

【０００６】このような３ビーム法においては、副ビー
ムである±１次光をつくるために回折格子等が必要とな
るため部品点数が増えることによって光学系が複雑にな
ってしまうという欠点がある。また、光源からのビーム
を３分割しているためにビームの強度が弱くなり、再生
ＲＦ信号のＳ／Ｎが劣化してしまうという欠点もある。

【０００７】これらの欠点を解消するために、１ビーム
にてトラッキングエラー信号を生成するものとして、図
４及び図５に示すプッシュプル法がある。これらの図に
示すプッシュプル法は、１ビームによってトラッキング
エラー信号を得ることができるため、上記の３ビーム法
とは異なり光学系の構成が簡単であり、しかも再生ＲＦ
信号のＳ／Ｎの劣化問題をも解消している。

【０００８】つまり、単一ビームの反射光がトラックの
接線方向に沿って平行に２分割された受光素子Ｄ，Ｅか
らなるフォトディテクタによって受光されると、それぞ
れの差出力が差動増幅器３１によって出力され、これに
より両極性のトラッキングエラー信号を得ることができ
る。これは、ピットにより回折、反射されて再び対物レ
ンズに入射した光の強度分布がピットとスポットとの相
対的な位置変化により変化することを利用したものであ
る。

【０００９】ビームとピットの位置がちょうど一致して
いるとき、図４（ｂ）に示すように左右の強度分布は等
しくなるが、この位置関係がずれると図４（ａ），
（ｃ）に示すように左右の強度分布が非対称となる。こ
の非対称のなり方がビームとピットとの位置関係により
逆になるため、これでどちらにずれているかの極性がわ
かり、且つ光の強度分布をトラック方向に沿って２分割
されたフォトディテクタによって受けることにより、ト
ラッキングの誤差信号を得ることができる。

【００１０】但し、このようなプッシュプル法にあって
は、いくつかの条件があり、一つはピットの深さがλ／
４（λは光の波長）のとき、つまりピットによる回折が
最も有効で変調度が最大になるときには、この方法では
誤差信号が得られない。これは、ピットの深さλ／４の
ときのパターンが図６に示すように対称パターンになっ
てしまい、２分割されたフォトディテクタからは図７に
示すように差動増幅器３１の出力が０となってしまうた
めである。

【００１１】また光ディスクが傾いた場合、一般に対物
レンズのみを光軸がディスク面に対して垂直になるよう
に移動させているため、もどり光のスポットがフォトデ
ィテクタの受光素子Ｄ，Ｅにて移動してしまい、トラッ
キングエラー信号にＤＣオフセットがもたらされてしま
う。この場合、正規の値からずれたトラッキングエラー
信号に基づいたトラッキングサーボが掛けられるため、
トラックとビームとの位置がずれてしまうという問題が
ある。

【００１２】また、プッシュプル法と同様に１ビームに
よってトラッキングエラー信号を得るものとして、図８
に示す時間差法がある。この時間差法は、トラックの接
線方向に沿って平行な境界線とこれに直交する境界線と
によって４分割された受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、
対角和信号である（Ａ＋Ｃ）及び（Ｂ＋Ｄ）の位相差Δ
ｔを検出し、両者の位相差に比例した大きさの電圧であ
るトラッキング誤差電圧を得るものである。

【００１３】この得られたトラッキング誤差電圧を電流
増幅器によって電流増幅した後、ムービングコイルに供
給することにより、トラッキング制御が行われる。この
ような時間差法は、プッシュプル法のように光の強度分
布の変化によってトラッキングエラー信号を得るものと
は異なり、対角和信号の位相差に応じてトラッキングエ
ラー信号を得るようにしたものであるため、光ディスク
の傾きに伴ったＤＣオフセットに対して強いという利点
を有している。

【００１４】つまり、対角和信号の（Ａ＋Ｃ）及び（Ｂ
＋Ｄ）を出力する加算器（図示省略）の出力をそれぞれ
Ｓ8 ，Ｓ9 とした場合、最適トラッキング時においては
図９（Ａ）に示すようにＳ8 とＳ9 との間には位相差は
なく同位相であり、このときの再生ＲＦ信号である総和
信号（Ｓ8 ＋Ｓ9 ）も同位相となる。

【００１５】トラッキングが外周方向にずれた場合に
は、同図（Ｂ）に示すようにＳ8 及びＳ9 は０゜軸を中
心に同じ大きさだけ反対方向に位相がずれ、Ｓ8 はθだ
け位相が進みＳ9 はθだけ位相が遅れる。このときの再
生ＲＦ信号である総和信号（Ｓ8 ＋Ｓ9 ）は０゜軸から
ずれることはなく、またＳ8 とＳ9 とのベクトルの合成
がとられたものとされている。このとき、対角差信号
（Ｓ8 −Ｓ9 ）成分が９０゜軸上に生じ、（Ｓ8 −Ｓ9
）のレベルはトラッキングのずれた量に比例した大き
さの信号となる。

【００１６】トラッキングが内周方向にずれた場合に
は、同図（Ｃ）に示すようにＳ8 及びＳ9 は０゜軸を中
心に同じ大きさだけ反対方向に位相がずれ、Ｓ8 はθ´
だけ位相が遅れＳ9 はθ´だけ位相が進む。このときの
再生ＲＦ信号である総和信号（Ｓ8 ＋Ｓ9 ）は０゜軸か
らずれることはなく、またＳ8 とＳ9 とのベクトルの合
成がとられたものとされている。このとき、対角差信号
（Ｓ8 −Ｓ9 ）成分が−９０゜軸上に生じ、（Ｓ8 −Ｓ
9 ）のレベルはトラッキングのずれた量に比例した大き
さの信号となる。

【００１７】このようなことから、トラッキングが外周
方向にずれた場合にはＳ8 がＳ9 に対して２θ進み、ト
ラッキングが内周方向にずれた場合にはＳ8 がＳ9 に対
して２θ遅れることを利用し、この位相のずれによって
トラッキングエラー信号が得られる。

【００１８】しかし、このような時間差法は、受光素子
の対角和信号の位相差によってトラッキンクエラー信号
を得るようにしたものであり、これは対角線上に位置し
た受光素子から得られる再生ＲＦ信号の位相差を検出す
ることと等価である。この再生ＲＦ信号には少なからず
隣接トラックからのＲＦ信号の洩れ込みがあるため、こ
の洩れ込み成分によってトラッキングエラー信号に若干
のオフセットが生じることとなり、ビームはトラックを
やや蛇行した状態で追従することになる。

【００１９】但し、このオフセット成分が平均的に０で
あれば、トラック上のビームは（オフセット成分により
多少の蛇行はみられる）平均的にトラック上を追従する
ことになる。ところが、洩れ込み成分によるオフセット
成分の平均に偏りがある場合には、ビームはトラックか
ら若干ずれた所を中心として蛇行することになるため、
適切なトラッキングサーボを得ることができないという
問題があった。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このように、１ビーム
によってトラッキングエラー信号を得るようにしたプッ
シュプル法及び時間差法は、３ビーム法に比べて光学系
が簡素であり、且つレーザの出力の利用率が高められて
いる。しかしながら、プッシュプル法はＤＣオフセット
の問題やピットの深さがλ／４の場合には原理的にトラ
ッキングエラー信号が得られないという問題を有してい
る。

【００２１】また時間差法においては、プッシュプル法
に比較してＤＣオフセットに強いという利点を有してい
るものの、隣接トラックからのＲＦ信号の洩れ込み成分
によってトラッキングエラー信号に若干のオフセットを
生じ、ビームはトラックをやや蛇行した状態で追従する
ことになる。このため、そのオフセット成分の平均が偏
っている場合には、ビームはトラックから若干ずれた所
を中心として蛇行することになるので、適切なトラッキ
ングサーボを得ることができないという問題を有してい
る。

【００２２】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、構成が簡単であり且つＤＣオフセットに強
いという利点を有した時間差法における隣接トラックか
らのＲＦ信号の洩れ込み成分を、時間差法トラッキング
エラー信号から相殺することによって適切なトラッキン
グサーボを行うことができる光ディスクプレーヤのトラ
ッキング装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクプレ
ーヤのトラッキング装置は、上記目的を達成するため
に、光ディスクにビームを照射して、その反射光を互い
に交わる２本の境界線で４分割された受光素子により受
光し、２つの対角和の位相差をトラッキングエラー信号
とするトラッキングエラー生成手段と、前記受光素子の
うち前記光ディスクのトラックに沿った境界線により分
割された２つの領域のそれぞれの出力の平均的な振幅を
検出する振幅検出手段と、前記平均的な振幅の差信号を
前記トラッキングエラー信号から差し引く減算手段とを
具備することを特徴とする。

【００２４】

【作用】本発明の光ディスクプレーヤのトラッキング装
置では、光ディスクからの反射光を互いに交わる２本の
境界線で４分割された受光素子により受光すると共に、
この受光素子の分割面の２つの対角和の位相差をトラッ
キングエラー信号とし、振幅検出手段により受光素子の
うちトラックに沿った境界線により分割された２つの領
域のそれぞれの出力の平均的な振幅を検出するととも
に、減算手段によって平均的な振幅の差信号をトラッキ
ングエラー信号から差し引くようにした。

【００２５】したがって、受光素子のうちトラックに沿
った境界線により分割された２つの領域のそれぞれの出
力の平均的な振幅は、ビームとトラックとのオフセット
成分に相当するため、これをトラッキングエラー信号か
ら差し引くことによりそのオフセット成分が相殺される
ので、適切なトラッキングエラー信号を得ることができ
る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図１は、本発明の光ディスクプレーヤのト
ラッキング装置の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。同図に示すように、光ディスク（図示省略）からの
反射光を受ける光検出器１には、光ディスク（図示省
略）のトラックの接線方向に平行な境界線ｙとこれに直
交する境界線ｘとによって４つの受光面１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄが形成されている。

【００２７】各受光面１ａ〜１ｄからの検出信号をＳ1
〜Ｓ4としたとき、加算器２の出力はＳ2 ＋Ｓ3 とさ
れ、加算器３の出力はＳ1 ＋Ｓ4 とされる。加算器２の
出力は、ＢＰＦ６を経た後、振幅検出器７によりその振
幅が検出される。加算器３の出力はＢＰＦ８を経た後、
振幅検出器９によりその振幅が検出される。

【００２８】ここで、各振幅検出器７，９は、ダイオー
ド及びコンデンサからなるピークホールド回路等から構
成されている。なお、各振幅検出器７，９は、ピークホ
ールド回路に限らずたとえば整流平滑回路によって構成
してもよい。いずれにしても振幅検出のために用いられ
るコンデンサには時定数があるため、振幅の変動のうち
高い周波数成分は検出されず、振幅の平均値が得られ
る。この平均値の差がビームとトラックとのオフセット
成分に相当するので、これを時間差エラー信号から相殺
することにより、正しいトラッキングエラー信号が得ら
れる。

【００２９】各振幅検出器７，９の出力が差動増幅器１
０の非反転入力端子及び反転入力端子に取込まれ、これ
らの差信号の高域成分がローパスフィルタ（ＬＰＦ）１
６によって除去された後に減算器１７に出力される。一
方、加算器４の出力であるＳ2 ＋Ｓ4 及び加算器５の出
力であるＳ1＋Ｓ3のそれぞれは、ＢＰＦ１１，１２及び
リミッタ１３，１４を経た後に位相比較器１５に取込ま
れると、この位相比較器２２によってそれぞれの信号の
位相比較が行われる。この位相比較器１５の出力は、上
述した時間差法によるトラッキングエラー信号（以下、
これを時間差エラー信号という）となる。

【００３０】位相比較器１５の出力である時間差エラー
信号が減算器１７に取り込まれると、この減算器１７に
よって時間差エラー信号から上述したＬＰＦ１６の出力
が減じられる。減算器１７の出力は、ＡＭＰ１８によっ
て増幅された後、トラッキングアクチュエータ側に出力
される。

【００３１】このような構成の光ディスクプレーヤのト
ラッキング装置では、加算器４，５の出力のそれぞれが
ＢＰＦ１１，１２及びリミッタ１３，１４を経た後に位
相比較器１５に取込まれると、この位相比較器２２によ
ってそれぞれの信号の位相比較が行われる。この後、そ
の比較結果出力が時間差エラー信号として出力される。
この時間差エラー信号には、隣接トラックからのＲＦ信
号の洩れ込みによってオフセット成分が含まれている。

【００３２】一方、加算器２，３の出力は、ＢＰＦ６，
８を経た後、振幅検出器７，９によりそれぞれの振幅が
検出される。ここで、各振幅検出器７，９は、たとえば
ダイオード及びコンデンサからなるピークホールド回路
から構成されており、コンデンサの時定数によって振幅
の変動のうち高い周波数成分は検出されず、振幅の平均
値が得られる。この平均値の差がビームとトラックとの
オフセット成分に相当する。

【００３３】したがって、減算器１７により位相比較器
１５の出力たる時間差エラー信号からＬＰＦ１６の出力
たるビームとトラックとのオフセット成分に相当する信
号が減じられるため、正しいトラッキングエラー信号が
得られる。

【００３４】このように、本実施例においては、光ディ
スクからの反射光を互いに交わる２本の境界線で４分割
された光検出器１により受光するとともに、この光検出
器１の分割された面の２つの対角和Ｓ1 ＋Ｓ3 とＳ2 ＋
Ｓ4 との位相差をトラッキングエラー信号である時間差
エラー信号とする。またトラックに沿った境界線ｙによ
り分割された２つの領域のそれぞれの出力Ｓ1 ＋Ｓ4 及
びＳ2 ＋Ｓ3 それぞれの振幅を振幅検出器７，９によっ
て検出するとともに、差動増幅器１０によってＳ1 ＋Ｓ
4 及びＳ2 ＋Ｓ3 の差を増幅して出力する。

【００３５】差動増幅器１０の出力は、振幅検出器７，
９のコンデンサの時定数によって振幅の変動のうち高い
周波数成分は検出されず振幅の平均値が得られ、この平
均値の差がビームとトラックとのオフセット成分に相当
する。これにより、減算器１７によって位相比較器１５
の出力たる時間差エラー信号からＬＰＦ１６の出力たる
ビームとトラックとのオフセット成分に相当する信号が
減じられることにより、正しいトラッキングエラー信号
が得られるため、オフセットに強く且つゲインの高いト
ラッキングサーボが行われる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
クプレーヤのトラッキング装置によれば、振幅検出手段
により受光素子のうちトラックに沿った境界線により分
割された２つの領域のそれぞれの出力の平均的な振幅を
検出するとともに、この平均的な振幅の差信号を減算手
段によってトラッキングエラー信号から差し引くように
した。

【００３７】したがって、受光素子のうちトラックに沿
った境界線により分割された２つの領域のそれぞれの出
力の平均的な振幅は、ビームとトラックとのオフセット
成分に相当するため、これをトラッキングエラー信号か
ら差し引くことによりそのオフセット成分が相殺される
ので、適切なトラッキングエラー信号を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスクプレーヤのトラッキング装置
の一実施例を示す構成ブロック図である。

【図２】従来のディスクプレーヤのトラッキング装置に
おける３ビーム法を説明するための図である。

【図３】図２の３ビーム法におけるトラッキングエラー
信号を求める方法を説明するための図である。

【図４】従来のディスクプレーヤのトラッキング装置に
おけるプッシュプル法を説明するための図である。

【図５】図４のプッシュプル法によるトラッキングエラ
ー信号を求める方法を説明するための図である。

【図６】図４のプッシュプル法におけるピットの深さが
λ／４の場合の反射光の強度分布を説明するための図で
ある。

【図７】図４のプッシュプル法におけるピット深さと出
力レベルの関係を示す特性図である。

【図８】従来のディスクプレーヤのトラッキング装置に
おける時間差法を説明するための図である。

【図９】図８の時間差法における各トラッキング状態を
ベクトル表示的に示す図である。

【符号の説明】

１ 光検出器 ６，８，１１，１２ ＢＰＦ ７，９ 振幅検出器 １５ 位相比較器 １６ ＬＰＦ １７ 減算器 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 受光面 ｘ，ｙ 境界線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクにビームを照射して、その反
   射光を互いに交わる２本の境界線で４分割された受光素
   子により受光し、２つの対角和の位相差をトラッキング
   エラー信号とするトラッキングエラー生成手段と、 前記受光素子のうち前記光ディスクのトラックに沿った
   境界線により分割された２つの領域のそれぞれの出力の
   平均的な振幅を検出する振幅検出手段と、 前記平均的な振幅の差信号を前記トラッキングエラー信
   号から差し引く減算手段とを具備することを特徴とする
   光ディスクプレーヤのトラッキング装置。