JPH05325234A - 光ディスクプレーヤのトラッキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定したトラッキングサーボを行うこと。 【構成】 光ディスクからの反射光を光検出器１により
受光するとともに、この光検出器１の各受光面１ａ〜１
ｄの対角和の位相差を時間差エラー信号とし、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
域の差信号をプッシュプルエラー信号とし、これらの信
号を混合するようにした。トラッキングサーボオープン
時においては、プッシュプルエラー信号の振幅値をレベ
ル検出器１３によって検出するとともに、この検出出力
に応じてアッテネータ１１又は２６の減衰量を制御する
ことにより各信号の混合比を可変するようにした。 【効果】 トラッキングサーボオープン時におけるプッ
シュプルエラー信号のレベルに応じてプッシュプルエラ
ー信号と時間差エラー信号との混合比が適宜制御される
ので、ピットの深さによるプッシュプルエラー信号のゲ
インの変動がコントロールされ、安定したトラッキング
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。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。

【０００５】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。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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】ところが、このような時間差法では、ビー
ムによって記録されたピットを読出す際にピットの空間
周波数が低くなるにつれてトラッキングエラー信号のゲ
インが低くなってしまうという問題がある。

【００１８】

【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。

【００１９】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、空間周波数が低くなるにつれてゲインが低く
なるという問題を有している。

【００２０】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再生ＲＦ信号のゲイ
ンの高いプッシュプル法とＤＣオフセットに強いという
利点を有した時間差法との両者の利点を生かし、ピット
深さによるプッシュプルエラー信号のゲインの変動を抑
圧することにより、安定した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。

【００２１】

【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第１のトラッキングエラー
信号とする第１の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つの領域の差信号を第２のトラッ
キングエラー信号とする第２のトラッキングエラー生成
手段と、前記第１のトラッキングエラー信号と前記第２
のトラッキングエラー信号とを混合する混合手段と、ト
ラッキングサーボオープン時における前記第２のトラッ
キングエラー信号の振幅値を検出する検出手段と、この
検出手段の出力に応じて前記混合手段の混合比を可変す
る混合比可変手段とを具備することを特徴とする。

【００２２】

【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とも
に、この受光素子の分割面の２つの対角和の位相差を第
１のトラッキングエラー信号とし、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つの領域の差信号
を第２のトラッキングエラー信号とし、これらの信号を
混合するようにした。

【００２３】トラッキングサーボオープン時において
は、検出手段によって第２のトラッキングエラー信号の
振幅値を検出するとともに、この検出出力に応じて混合
手段の混合比を可変する。つまり、第２のトラッキング
エラー信号であるプッシュプルエラー信号が比較的高い
レベルで得られる場合にはこの第２のトラッキングエラ
ー信号を強調させてトラッキングサーボループのゲイン
を確保する。ピットの深さがλ／４に近くなることによ
り、プッシュプルエラー信号が高いレベルで得られない
場合には第１のトラッキングエラー信号である時間差エ
ラー信号を強調させる。これによりピットの深さがλ／
４を外れている場合には、プッシュプル法の長所である
再生ＲＦ信号のＳ／Ｎが高いという点が生かされ、ピッ
トの深さがλ／４に近い場合にはプッシュプル法の欠点
を補う時間差法の利点が生かされる。

【００２４】

【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。

【００２５】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の出力であるＳ1 ＋Ｓ4 及
び加算器３の出力であるＳ2 ＋Ｓ3 がそれぞれ差動増幅
器６の非反転入力端子及び反転入力端子に取込まれ、こ
れらの差信号が差動増幅器６の出力として得られる。こ
の出力がプッシュプル法によるトラッキングエラー信号
（以下、これをプッシュプルエラー信号という）とな
る。

【００２６】差動増幅器６の出力であるプッシュプルエ
ラー信号は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）７によって低
域成分が除去され、アンプ８により増幅された後、スイ
ッチＳＷ1 の切換端子ａ又は反転回路９が介在された切
換端子ｂに供給される。このスイッチＳＷ1 の切換えに
よりプッシュプルエラー信号又は反転されたプッシュプ
ルエラー信号のいずれか一方が択一的に取込まれるよう
になっている。

【００２７】スイッチＳＷ1 の出力はボリュウムコント
ロールを電子的に行うＶＣＡ１０にてゲイン調整され、
アッテネータ１１により０≦Ｋ＜１の範囲でＫ倍された
後に加算器１２に供給される。

【００２８】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、ＢＰ
Ｆ１８，１９及びリミッタ２０，２１を経た後に位相比
較器２２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
２２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。

【００２９】位相比較器２２の出力である時間差エラー
信号は、アンプ２３及びＨＰＦ２４を介してアッテネー
タ２６に供給され、このアッテネータ２６によって（１
−Ｋ）倍された後に加算器１２に供給される。また、ア
ンプ２３の出力である時間差エラー信号の低域成分は、
ＬＰＦ２５によって抽出された後に加算器１２に供給さ
れる。加算器１２の出力は、スイッチＳＷ2 を介してト
ラッキングアクチュエータ（図示省略）に供給される。

【００３０】差動増幅器６の出力であるプッシュプルエ
ラー信号及び位相比較器２２の出力である時間差エラー
信号は、極性一致検出回路１４により両信号の極性が一
致しているか否かの検出が行われる。この検出出力は、
ラッチ回路１６によってラッチされた後、スイッチＳＷ
1 の切換制御信号とされる。つまり、プッシュプルエラ
ー信号の極性はλ／４を堺にして変化するのに対し、時
間差エラー信号の極性はピットの深さに関係なく定まる
ので、プッシュプルエラー信号の極性が負の場合にはス
イッチＳＷ1 が切換端子ｂ側に切換えられる。

【００３１】アンプ８の出力は、レベル検出器１３によ
り基準レベル＋Ｖccと比較されており、この比較出力が
ラッチ回路１５にてラッチされた後、上述したＶＣＡ１
０及びアッテネータ１１，２６の制御信号とされる。つ
まり、レベル検出器１３はトラッキングサーボがオープ
ン状態におけるプッシュプルエラー信号の振幅（ピー
ク）を検出するものであって、トラッキングオープンパ
ルスが供給される単安定マルチバイブレータ（ＭＭＶ）
１７で定まる期間中にプッシュプルエラー信号の振幅が
検出され、これがラッチ回路１５によってラッチされ
る。

【００３２】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、差動増幅器６の出力であるプッシ
ュプルエラー信号のレベルがレベル検出器１３で検出さ
れる。この検出出力は、次のようにピットの深さに応じ
て変化する。つまり、プッシュプル法によるプッシュプ
ルエラー信号は、上述したようにピット深さがλ／４の
ときは０であり、λ／４を堺にしてその検出出力の絶対
値が増加する。

【００３３】プッシュプルエラー信号の極性はλ／４を
堺にして変化するのに対し、時間差エラー信号の極性は
ピットの深さに関係なく定まるため、極性一致検出回路
１４の出力に基づき、プッシュプルエラー信号の極性が
負の場合にはスイッチＳＷ1が切換端子ｂ側に切換えら
れる。これにより、両エラー信号の極性が一致する。そ
してプッシュプルエラー信号のレベルに応じてＶＣＡ１
０によるゲインが調整され、更にアッテネータ１１，２
６によるＫの値が定められる。

【００３４】すなわち、プッシュプルエラー信号が比較
的高いレベルで得られる場合にはＫの値を増加させてト
ラッキングサーボループのゲインを確保し、逆にピット
の深さがλ／４に近く、プッシュプルエラー信号が高い
レベルで得られない場合にはＫの値を小さくすることに
より、時間差エラー信号を強調させる。

【００３５】なお、プッシュプルエラー信号は、デイス
クの傾きによるオフセットが大きいことを述べたが、か
かるオフセット成分は主として低域成分に現れており、
ＨＰＦ７がこれを除去することによってプッシュプルエ
ラー信号に基づいたトラッキングサーボが確実に行われ
る。また時間差エラー信号の低域成分は、アッテネータ
２６を介することなく加算器１２に供給されているの
で、トラッキングサーボゲインの低域成分はアッテネー
タ２６の作用を受けずに十分確保されることになる。

【００３６】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の各受光面１ａ〜１ｄの２つの対角和の位相差を時
間差エラー信号とし、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つの領域の差信号をプッシュプ
ルエラー信号とし、これらの信号を混合するようにし
た。そして、トラッキングサーボオープン時において
は、プッシュプルエラー信号の振幅値をレベル検出器１
３によって検出するとともに、この検出出力に応じてア
ッテネータ１１又は２６の減衰量を制御することにより
各信号の混合比を可変するようにした。

【００３７】したがって、トラッキングサーボオープン
時におけるプッシュプルエラー信号のレベルに応じてプ
ッシュプルエラー信号と時間差エラー信号との混合比が
適宜制御されるので、ピットの深さによるプッシュプル
エラー信号のゲインの変動がコントロールされ、安定し
たトラッキングサーボが行われる。

【００３８】

【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、第２のトラッ
キングエラー信号であるプッシュプルエラー信号が比較
的高いレベルで得られる場合にはこの第２のトラッキン
グエラー信号を強調させてトラッキングサーボループの
ゲインを確保する。ピットの深さがλ／４に近くなるこ
とにより、プッシュプルエラー信号が高いレベルで得ら
れない場合には第１のトラッキングエラー信号である時
間差エラー信号を強調させる。これにより、ピットの深
さがλ／４を外れている場合には、プッシュプル法の長
所である再生ＲＦ信号のＳ／Ｎが高いという点が生かさ
れ、ピットの深さがλ／４に近い場合にはプッシュプル
法の欠点を補う時間差法の利点が生かされる。

【００３９】したがって、構成が簡単であり且つ再生Ｒ
Ｆ信号のゲインの高いプッシュプル法とＤＣオフセット
に強いという利点を有した時間差法との両者の利点が生
かされ、ピット深さによるプッシュプルエラー信号のゲ
インの変動が抑圧されるため、安定したトラッキングサ
ーボを行うことができる。

【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 差動増幅器 ９ 反転回路 １０ ＶＣＡ １１，２６ アッテネータ １２ 加算器 ２０，２１ リミッタ ２２ 位相比較器 １４ 極性一致検出回路 １５，１６ ラッチ回路 １７ 単安定マルチバイブレータ（ＭＭＶ）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【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。

【符号の説明】 １ 光検出器 ６ 差動増幅器 ９ 反転回路 １０ ＶＣＡ １１，２６ アッテネータ １２ 加算器 ２０，２１ リミッタ ２２ 位相比較器 １４ 極性一致検出回路 １５，１６ ラッチ回路 １７ 単安定マルチバイブレータ（ＭＭＶ）

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図１】

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第１のトラッ
   キングエラー信号とする第１の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つの領域の差信号を第２のト
   ラッキングエラー信号とする第２のトラッキングエラー
   生成手段と、 前記第１のトラッキングエラー信号と前記第２のトラッ
   キングエラー信号とを混合する混合手段と、 トラッキングサーボオープン時における前記第２のトラ
   ッキングエラー信号の振幅値を検出する検出手段と、 この検出手段の出力に応じて前記混合手段の混合比を可
   変する混合比可変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。