JPH0547017A - 光デイスクのトラツキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は光ディスクのトラッキング装置に関
し、トラッキング制御の際の分割型光検知器におけるオ
フセットの発生を抑圧可能な光ディスクのトラッキング
装置の提供を目的とする。 【構成】 光ビームをミラーと対物レンズとを介して円
板状のディスク１上に形成されたトラックに対して追従
させながらビームスポットＰを照射し、その反射光の一
部を分割型光検出器５によってトラッキングエラーを検
出し、当該トラッキングエラーを零とすべく前記ミラー
または対物レンズを駆動する制御系をループ構成してな
る光ディスクのトラッキング装置において、前記ビーム
スポットＰの追従速度を、前記ディスク１のトラックア
クセス方向とトラックの円周方向の各移動速度のベクト
ル角θが常時所定値となるように制御するアクチュエー
タを設けると共に、前記分割型光検出器５の分割線の方
向を前記ベクトル角θに合致するように配置して構成す
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装置に係り、
特にビームスポットをディスク上に形成されたトラック
に追従せしめるためのトラッキング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク装置ではトラッキング
装置（別名トラッキングアクチュエータ）によりビーム
スポットをディスクの偏心に追従させている。その追従
方式には、ガルバノミラー型と対物レンズ移動型等があ
る。以下図面によって説明するが、構成，動作の説明を
理解し易くするために全図を通じて同一部分には同一符
号を付してその重複説明を省略する。

【０００３】図５は従来のガルバノミラー型トラッキン
グ装置の原理説明図であって、（ａ）はビームスポット
のトラックに対する移動方向を示す図，（ｂ）は装置の
要部側面図，（ｃ）はガルバノミラーの動作説明図を示
す。

【０００４】図５（ａ）において、Ｐはビームスポッ
ト，Ｔはディスク面上のトラックであって複数本を部分
的な平面図で示している。矢印ＡとＡ’はビームスポッ
トＰの移動方向（トラックアクセス方向）を示し、矢印
Ｄ−Ｄ’はディスクの円周方向（回転方向）を示す。図
５（ｂ）において、１はディスク，２は対物レンズ，３
はガルバノミラー，3aはガルバノミラー３の回動軸，矢
印Ｂ−Ｂ’はガルバノミラー３の回動方向，矢印Ｌはガ
ルバノミラー３に対する入射光，Ｌ’はディスク１から
の戻り光を示す。

【０００５】この場合、入射光Ｌがガルバノミラー３に
よって正確にディスク１の面に垂直方向に立ち上げら
れ、かつその立ち上げられた入射光Ｌが正確に対物レン
ズ２の光軸を通過し、ディスク１の面上に焦点を結ぶ
（光軸ずれ無し）ならば、ディスク１の面上で反射され
た戻り光Ｌ’は入射光Ｌの入射光路を逆進する。ガルバ
ノミラー３が回動軸3aを中心に矢印Ｂ−Ｂ’方向に回動
することにより、図（ａ）に示すディスク１の面上のビ
ームスポットＰの位置は光軸ずれにより、矢印Ａ−Ａ’
に示す方向に移動することを利用してトラッキング制御
を行う。

【０００６】図（ｃ）において、ガルバノミラー３が矢
印Ｂ−Ｂ’方向に回動することにより、入射光Ｌがガル
バノミラー３によって立ち上げられる方向は、対物レン
ズ２の光軸に対してある角度をもって通過する結果、光
軸ずれを発生し、ディスク１の面上に対物レンズ２の光
軸上からずれた位置に焦点を結ぶ。その焦点位置におい
て反射された戻り光Ｌ’の光路は図示するように往路と
は異なる経路を逆進する。

【０００７】図６は従来の対物レンズ移動型トラッキン
グ装置の原理説明図を示す。図において、４は固定ミラ
ー，矢印Ｃ−Ｃ’は対物レンズ２の移動方向（トラック
アクセス方向と平行方向）を示し、図示するように対物
レンズ２を矢印Ｃ方向に移動した場合には、入射光Ｌが
固定ミラー４によってディスク１の面に対して垂直に立
ち上げられるが、その立ち上げられた入射光Ｌは対物レ
ンズ２の光軸に対して若干ずれた位置を平行に通過して
ディスク１の面上に焦点を結ぶ。

【０００８】その焦点位置はこの図の場合は、対物レン
ズ２の移動前の光軸上の焦点位置より若干矢印Ｃ側に寄
った位置に移動することを利用してトラッキング制御を
行う。この場合も光軸ずれの結果、入射光Ｌに対して戻
り光Ｌ’の光路は図示するように往路とは異なる経路を
逆進する。

【０００９】図７は従来のトラッキング用光検出器の受
光像の形状を示す図であって、トラッキングエラーをプ
ッシュプル法にて検出した時の例を示す。（ａ）は光軸
ずれ無しの場合、（ｂ）は光軸ずれ有りの場合、即ち入
射光Ｌに対して戻り光Ｌ’の行路が異なる場合の受光像
を示す。

【００１０】両図において、５は分割型光検出器であっ
てその受光面の平面図を示し、5aは受光像の一例を示
す。矢印Ｄ−Ｄ’の方向線は、図５（ａ）の矢印Ｄ−
Ｄ’方向に一致し、また矢印Ａ−Ａ’の方向線は図５
（ａ）の矢印Ａ−Ａ’方向に一致する。また、この図に
おいては分割型光検出器５は矢印Ｄ−Ｄ’の方向線が受
光素子の分割線（以下同じ）となり、分割されたそれぞ
れの受光素子は図示しない出力端子を備えている。

【００１１】公知のように分割された両受光素子の出力
差によってビームスポットの位置ずれを検出するもので
あるが、受光像5aは中央部で接触している２個（上側と
下側）の半円形部分の接触点がトラックの中心位置に相
当する。

【００１２】（ａ）図の場合は半円形同士の接触点がＡ
−Ａ’方向の中央に位置し、ビームスポットの中心位置
がトラックの中心に合致している場合、上側と下側の出
力の差は零になる。（ｂ）図の場合は半円形同士の接触
点がＡ−Ａ’方向のＡ側（上側）に偏って位置し、光軸
ずれがあることを示している。この時ビームスポットの
中心位置がトラックの中心に一致しても上側の出力が大
きくなり、上側と下側の出力の差は零にならない。

【００１３】上記の従来のトラック追従方式では、ガル
バノミラー型も対物レンズ移動型も戻り光Ｌ’に光軸ず
れを発生する結果、（ｂ）に示すように光軸ずれにより
に分割型光検出器５の受光像5aのビームスポットの中心
がＡ−Ａ’方向に移動し、トラッキングエラー信号にオ
フセットｄ（光量の差分で直流成分）が発生することが
知られている。

【００１４】このオフセットｄの発生は、トラッキング
エラー信号の質を劣化させるため、これを排除する手段
として「レンズ・ミラー連動型」が開発されている。図
８は従来のレンズ・ミラー連動型トラッキング装置の原
理説明図を示す。図において、入射光Ｌに対してガルバ
ノミラー３をＢ方向に回動させた時、そのガルバノミラ
ー３によって反射された入射光Ｌが対物レンズ２に対し
て光軸ずれを発生するが、そのずれを補正してディスク
１からの戻り光Ｌ’が往路を逆進できる位置まで対物レ
ンズ２をＣ方向に連動させるように構成したものであ
る。このレンズ・ミラー連動手段によってオフセットｄ
の発生問題は解消できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記レ
ンズ・ミラー連動型でオフセットｄの発生を解消するた
めには、対物レンズ２とガルバノミラー３とをそれぞれ
駆動する２系統のアクチュエータが必要であって、複雑
な装置構成となる欠点がある。また、ガルバノミラー３
の回動量と対物レンズ２の移動量を広範囲にわたって連
動させることは困難である。

【００１６】本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされた
もので、トラッキング制御の際の分割型光検知器におけ
るオフセットの発生を抑圧可能な光ディスクのトラッキ
ング装置の提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は図１に示すように、光源から出射された光ビー
ムをミラーと対物レンズとを介して円板状のディスク１
上に形成されたトラックに対して追従させながらビーム
スポットＰを照射し、その反射光の一部を分割型光検出
器５によってトラッキングエラーを検出し、当該トラッ
キングエラーを零とすべく前記ミラーまたは対物レンズ
を駆動する制御系をループ構成してなる光ディスクのト
ラッキング装置において、前記ビームスポットＰの追従
速度を、前記ディスク１のトラックアクセス方向とトラ
ックの円周方向の各移動速度のベクトル角θが常時所定
値となるように制御するアクチュエータを設けると共
に、前記分割型光検出器５の分割線の方向を前記ベクト
ル角θに合致するように配置して構成する。前記ミラー
を駆動する前記アクチュエータの場合は、前記ビームス
ポットＰをディスク１の面上で前記ベクトル角θ方向に
移動させるために前記ミラーの鏡面6cを一軸回動で制御
するように構成し、前記対物レンズを駆動する前記アク
チュエータの場合は、前記ビームスポットＰをディスク
１の面上で前記ベクトル角θ方向に移動させるために前
記対物レンズ２を前記ベクトル角θに平行な方向に直線
往復駆動するように構成する。

【００１８】

【作用】前記アクチュエータ８を用いる制御系は、何れ
の場合も分割型光検出器５の分割線の方向を前記ベクト
ル角θに合致するように配置しているため、ビームスポ
ットＰがベクトル角θの方向線上を移動しても図２に示
すように受光面上の受光像はビームスポットＰの中心位
置が分割線上を移動するようになる。従って光軸ずれが
発生しても分割型光検出器５が検出する光量差は殆ど発
生せず、これによりオフセットｄの発生量を抑圧するこ
とができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面によって詳述す
る。図１は本発明の原理説明図であって、（ａ）はビー
ムスポットのトラックに対する移動方向を示す図，
（ｂ）は装置の要部側面図，（ｃ）は光軸ずれ無しの受
光像，（ｄ）はビームスポットの移動方向を示す図，
（ｅ）は分割線を移動方向Ｅ−Ｅ’に合致させた図をそ
れぞれ示す。

【００２０】図１（ａ）〜（ｅ）の各図において、ｘは
ビームスポットＰのトラックアクセス方向の単位時間当
たりの移動量，ｙはトラックの円周方向の単位時間当た
りの移動量を示し、各移動量ｘとｙが比例関係にある時
はそのベクトル角θは一定値となり、そのベクトル方向
Ｅ−Ｅ’は直線で示される。以下ミラーを利用する場合
の本発明の原理について説明する。

【００２１】６はミラー（この図ではガルバノミラー）
であって、２軸回動機構を想定し、その軸の一方は回動
軸6aを中心に矢印Ｂ−Ｂ’方向に回動するとビームスポ
ットＰはディスク上をＡ−Ａ’方向に移動する。。他方
の軸はガルバノミラー６に対する入射光Ｌのビーム入射
光軸6b、即ちビームスポットのトラックアクセス方向と
平行な方向を軸としてＦ−Ｆ’方向に回動するとビーム
スポットＰはディスク上をＤ−Ｄ’方向に移動する。6c
はガルバノミラー６の鏡面を示す。

【００２２】これに対応して分割型光検出器５の受光面
上における受光像5aの中心もＡ−Ａ’方向およびＤ−
Ｄ’方向に動く。ガルバノミラー６をＢ−Ｂ’方向に回
動させながら、その回転速度に比例するようにＦ−Ｆ’
方向に回転させるとビームスポットＰおよび受光像の中
心は、各移動量ｘとｙが比例関係になるようにベクトル
角度θを保持しながらＥ−Ｅ’方向に動く。

【００２３】ここでベクトル角θは、

【００２４】

【数１】

【００２５】を満足する定数であって、Ｅ−Ｅ’の方向
を示すものである。即ち、（ｄ）図において受光像の中
心は、分割型光検出器５の受光面上をベクトル角θを保
持しながらＥ−Ｅ’の方向線上を移動する。

【００２６】しかしながら、このままの状態では光軸ず
れの場合、受光像の中心が分割された一方の受光素子の
領域から他方の受光素子の領域に移動するため、図７
（ｂ）に示したオフセットｄが発生するが、受光像中心
の移動方向がＥ−Ｅ’の方向線上で一定であることを利
用して（ｄ）図に示した分割型光検出器５の分割線Ｄ−
Ｄ’を（ｅ）図に示すように光学系の取付け位置におい
て、Ｅ−Ｅ’方向に合致させるようにベクトル角θだけ
回転させて配置するならば、分割型光検出器５の出力
（受光像の光量の差分値）は次に詳述するように零に近
似となり、オフセット量の発生を防止することができ
る。

【００２７】図２は本発明の受光像変化の詳細説明図で
あって、（ａ）は光軸ずれ無しの場合を示し、図１
（ｅ）に相当する。（ｂ）は光軸ずれ有りの場合を示
す。両図において領域Ｒと領域Ｓはそれぞれ図７（ａ）
にて説明した上側の半円形部分と下側の半円部分の主た
る輝度領域を示したものであって、実際に受光像として
図示するような境界線をもった斜線領域が投影されるも
のではない。

【００２８】また、領域Ｖと領域Ｗは、それぞれ二分割
線上に沿って受光像が移動する結果発生した上側の半円
形部分が下側の二分割領域に越境する領域、および下側
の半円形部分が上側の二分割領域に越境する領域を示し
たものである。

【００２９】光軸ずれ有りを示す（ｂ）は、分割線Ｅ−
Ｅ’に沿って受光像の中心（即ちビームスポット）がＥ
側に移動した状態を示したもので、この場合受光像の移
動方向と分割線の方向が合致しているため分割光検出器
５の出力差、即ちオフセットは発生しない。トラックエ
ラー信号の振幅は多少は小さくなるが、変調度の大部分
は領域Ｒと領域Ｓとが支配しており問題はない。

【００３０】図３は本発明のガルバノミラーの回動軸の
要部説明図であって、（ａ）は上面図，（ｂ）は側面図
であって図１（ｂ）に相当し、（ｃ）は斜視図を示す。
各図において、ガルバノミラー６は斜面を鏡面6cとして
利用する。

【００３１】図１（ｂ）で説明したように、ガルバノミ
ラー６をＢ−Ｂ’方向に回転させながら、その回転速度
に比例するようにＦ−Ｆ’方向に回転させるためには、
互いに直交するＢ−Ｂ’回動方向の回動軸とＦ−Ｆ’回
動方向のビーム入射光軸6bを含む平面内で各軸の交点か
らビーム入射光軸6bとベクトル角θを回動軸6aと反対側
に有する回動軸７をガルバノミラー６と一体的に設け、
回動軸７を軸としてＧ−Ｇ’方向に回動することによっ
て実現することができる。

【００３２】即ち、互いに直交する回動軸6aとビーム入
射光軸6bの２軸回動運動を１軸回動運動に変換できる。
この回動軸７に従来のガルバノミラー駆動用のアクチュ
エータ８を連結することによりミラー移動型の本発明は
実現する。

【００３３】図４は本発明のレンズ移動型の場合の原理
説明図を示す。この図は図１（ａ）に光軸ずれがない場
合の対物レンズ２の位置を透視図として重ねて示したも
のである。即ち、対物レンズ２を利用する場合には図６
に示す従来の対物レンズ移動型の原理に基づき、固定ミ
ラー４はそのまま利用し、対物レンズ２の移動方向をデ
ィスク１の面と平行な面内において前述したベクトル角
θ方向に直線往復駆動するアクチュエータ８を構成すれ
ばよい。

【００３４】この運動も通常のレンズ移動型のアクチュ
エータの運動方向を傾けて配置するだけで容易に実現で
きる。そして分割型光検出器の分割線をペクトル角θだ
け傾けて配置することにより本発明は実現する。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、オフセットのないトラ
ッキングエラーが検出可能となり、且つ、トラッキング
装置の構造を簡易化、軽量化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の受光像変化の詳細説明図である。

【図３】本発明のガルバノミラーの回動軸の要部説明図
である。

【図４】本発明のレンズ移動型の場合の原理説明図であ
る。

【図５】従来のガルバノミラー型トラッキング装置の原
理説明図である。

【図６】従来の対物レンズ移動型トラッキング装置の原
理説明図である。

【図７】従来のトラッキング用光検出器の受光像の形状
を示す図である。

【図８】従来のレンズ・ミラー連動型トラッキング装置
の原理説明図である。

【符号の説明】

１ディスク ２対物レンズ ５分割型光検出器 6c鏡面 Ｐビームスポット θベクトル角

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射された光ビームをミラーと
   対物レンズとを介して円板状のディスク（１）上に形成
   されたトラックに対して追従させながらビームスポット
   （Ｐ）を照射し、その反射光の一部を分割型光検出器
   （５）によってトラッキングエラーを検出し、当該トラ
   ッキングエラーを零とすべく前記ミラーまたは対物レン
   ズを駆動する制御系をループ構成してなる光ディスクの
   トラッキング装置において、 前記ビームスポット（Ｐ）の追従速度を、前記ディスク
   （１）のトラックアクセス方向とトラック円周方向の各
   移動速度のベクトル角θが常時所定値となるように制御
   するアクチュエータを設けると共に、前記分割型光検出
   器（５）の分割線の方向を前記ベクトル角θに合致する
   ように配置してなることを特徴とする光ディスクのトラ
   ッキング装置。
2. 【請求項２】 前記ミラーを駆動する前記アクチュエー
   タは、前記ビームスポット（Ｐ）をディスク（１）の面
   上で前記ベクトル角θ方向に移動させるために前記ミラ
   ーの鏡面(6c)を一軸回動で制御するように構成したこと
   を特徴とする請求項（１）記載の光ディスクのトラッキ
   ング装置。
3. 【請求項３】 前記対物レンズを駆動する前記アクチュ
   エータは、前記ビームスポット（Ｐ）をディスク（１）
   の面上で前記ベクトル角θ方向に移動させるために前記
   対物レンズ（２）を前記ベクトル角θに平行な方向に直
   線往復駆動するように構成したことを特徴とする請求項
   （１）記載の光ディスクのトラッキング装置。