JPH0636251B2 - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は光ディスク記録再生装置に係り、更に詳しく
は記録、再生動作時ともにトラッキング制御を安定して
行える光ディスク記録再生装置に関するものである。

［従来例］ 最近、市販されている多くの再生専用の光ディスク装置
は、光ディスクのスキュー、光学ヘッドの光軸のズレに
強い等の利点からトラッキング制御に３ビーム法を採用
している。この方法は例えば第６図に示す制御回路にて
行われている。

図において、レーザ光出力器１から出射されたレーザ光
は、レンズ（コリメータレンズ）２にて平行光にされ、
回折格子３にて０次回折光（メインビーム）と±１次回
折光（サイドビーム）にされ、ミラー４およびλ／４波
長板５を介して対物光学系（対物レンズ）６にて光ディ
スク７の面に３つのスポットで結像される。この場合、
その３つのレーザ光スポットは、第７図に示すようにフ
ォーカス制御および情報の記録、再生等のためのメイン
ビームスポットａ、トラッキング制御のためのサイドビ
ームｂ，ｃとからなり、このサイドビームスポットｂ，
ｃは光ディスク７の回転方向に対してメインビームスポ
ットａの前方と後方に位置してその光ディスク７に照射
される。

そして、上記光ディスク７から反射された３つのレーザ
光は、対物レンズ６を経てλ／４波長板５にて直線偏光
され、ミラー４を介して偏光ビームスプリッタ８にて曲
げられ、コンデンサレンズおよび円筒レンズ等からなる
検出光学系９により６分割の光検出器10に結像される。
光検出器10は、第８図に示すように３つのフォトディテ
クタ10a、10b,10cからなり、反射メインビームのスポッ
トａは４分割のフォトディテクタ10aにて検出され、反
射サイドビームのスポットｂ，ｃはフォトディテクタ10
b,10cにて検出される。

ここで、光検出器10にて検出された信号は制御回路11に
入力される。この制御回路11には、第９図に示すように
フォトディテクタ10b,10cにて検出した電流を電圧に変
換してそれぞれ所定レベルに増幅する増幅器11a,11b、
その所定に増幅された検出信号の差を演算する差動増幅
器11c、差動増幅器11cにて得られたトラッキング誤差信
号を所定に信号処理し、トラッキング制御のために位相
補償する位相補償回路11d等が備えられている。この制
御回路11にて得られた信号がトラッキング駆動回路12に
入力され、上記反射サイドビームスポットb,cの検出信
号の差分に応じてトラッキング用アクチュエータ13が駆
動される。一方、フォトディテクタ10aにて検出された
信号は、上記同様のフォーカス用制御回路11に入力され
る。このフォーカス用制御回路11からの信号に基づきフ
ォーカス駆動回路14がフォーカス用アクチュエータ15を
駆動する。すなわち、光ディスクの回転に伴う偏心に対
してメインビームが光ディスクのトラックを追従してオ
ントラック状態とするトラッキング制御が行われ、しか
もメインビームがトラック７ａにスポットａを結像する
フォーカス制御が行われる。

このように、３ビーム法にあっては、２つのサイドビー
ムスポットｂ，ｃがメインビームスポットａの前後に位
置するようにして、フォトディテクタ10b,10cにて検出
した信号の漏れ込みを防ぎ、光ディスク７の面振れに対
しても強いものとなっている。そのため、この３ビーム
法は情報の再生の光ディスク装置に多く採用されてい
る。

［発明の解決しようとする問題点］ ところで、上記３ビーム法を用いた装置においては、ト
ラッキング誤差信号が光ディスク７の回転方向に対して
メインビームの先行するサイドビームスポットｂ（前
方）と後行するサイドビームスポットｃ（後方）との検
出反射光量により算出される。そのために、光ディスク
装置が再生動作である場合、光ディスク７には情報（ピ
ット）が記録されているため、フォトディテクタ10b,10
cにて検出された反射光量Ｑｂ，Ｑｃには大きな差がな
くＱｂ≒Ｑｃであり、しかも反射サイドビームのピット
から受ける影響が時間平均的に等しくなるため、Ｑｂ−
Ｑｃ＝０をオントラック状態とするトラッキング制御が
正常に行われる。

しかしなが、記録型光ディスクのように情報を書き込む
ような場合、第10図に示すようにメインビームスポット
ａより先行するサイドビームスポットｂが情報（ピッ
ト）の記録されていないトラックに照射され、後行する
サイドビームスポットｃがメインビームにて形成された
ピットのあるトラックに照射される。そのために、後行
するサイドビームの反射光量Ｑｃにはピットから反射さ
れたものも含まれることになり、反射光量Ｑｂ，Ｑｃの
差が大きく、時間平均的にもＱｂ＜Ｑｃとなり（記録し
たピットにより反射光量が上がる光ディスクの場合）、
Ｑｂ−Ｑｃの演算処理により得られるトラッキング誤差
信号にはトラッキングオフセットが発生することにな
る。すなわち、そのトラッキングオフセットを含んだト
ラッキング誤差信号に基づいてトラッキング制御を行う
と、そのオフセット分、メインビームのスポットａがト
ラックからズレることになり、オントラック状態を維持
することができないばかりか、ときによってはメインビ
ームスポットａがトラックから逸脱するように、トラッ
キングの制御が行われてしまうという問題点があった。

この発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その
目的は３ビーム法の考え方を利用して記録動作時におい
ても安定したトラッキング制御を行うことができる光デ
ィスク記録再生装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明はメインビームを
光ディスクのトラック等に追従させるために、前記光デ
ィスクの回転方向に対して前記メインビームの前後に位
置するサイドビームの反射光量を検出してトラッキング
制御を行なう光ディスク記録再生装置であって、レーザ
光を出射するレーザ光出力器と、その出射レーザ光を２
光路に分ける分岐光学系と、該分岐されたレーザ光の光
路にそれぞれ位置し、該分岐されたレーザ光から１つの
メインビームおよび２つのサイドビームを得るため、前
記レーザ光の０次回折光および±１次回折光を得る第１
および第２の回折光学系と、前記第１の回折光学系にて
得られた０次回折光と前記第２の回折光学系にて得られ
た０次回折光との光路を一致させて１つのメインビーム
を得るとともに、前記第１の回折光学系にて得られた±
１次回折光と前記第２の回折光学系にて得られた±１次
回折光とにより４つのサイドビームを得る光路一致光学
系と、前記光ディスクにて反射された前記メインビーム
および４つのサイドビームを検出する光検出器と、前記
光検出器にて検出されたサイドビームの反射光量に基づ
いてトラッキング誤差信号を得るトラッキング誤差信号
検出回路とを備えたものにおいて、 前記メインビームに先行する２つのサイドビームと同メ
インビームに後行する２つのサイドビームをともに、そ
れらが前記光ディスクのトラックに対して直交するよう
に並べ、記録動作時において検出した４つのサイドビー
ムに基づいて前記トラッキング誤差信号を算出し、該ト
ラッキング誤差信号にてトラッキング制御を行なうよう
にしたものである。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を第１図に基づいて説明する。
なお、第１図中、第６図と同一部分には同一符号を付し
重複説明を省略する。

図において、レーザ光出力器１から出射されたレーザ光
は、レンズ（例えばコリメータレンズ）２にて平行光と
された後、分岐光学系（ハーフミラー）16にて略半分の
光強度とされ、例えばそれぞれ直角をなす方向に分岐さ
れる。この分岐にて直進したレーザ光は第１の回折格子
３ａにより０次回折光（メインビーム）および±１次回
折光（サイドビーム）とされ、直角方向に進んだレーザ
光は第２の回折格子３ｂにより０次回折光（メインビー
ム）および±１次回折光（サイドビーム）とされる。回
折格子３ａ，３ｂはハーフミラー16の光軸と交わる点か
らそれぞれ等距離に置かれており、回折格子は第３図お
よび第４図に示すようなスポットに回転して配置されて
いる。これら第１の回折格子３ａおよび第２の回折格子
３ｂにて得られたメインビームおよびサイドビームは光
路一致光学系17に入射され、それぞれのメインビームの
光路が一致され、１つのメインビームおよび４つのサイ
ドビームが得られる。光路一致光学系17は、上記ハーフ
ミラー16が入射レーザ光を直角に分岐する場合、第１の
回折格子３ａにて得られたメインビームおよびサイドビ
ームを直角方向に反射する第１のミラー17aと、第２の
回折格子３ｂにて得られるメインビームおよびサイドビ
ームを直角方向に反射する第２のミラー17bと、上記第
１のミラー17aにて反射されたビームを透過し、上記第
２のミラー17bにて反射されたビームを直角方向に反射
すると共に、上記２つのメインビームの光路を一致する
ハーフミラー17cとから構成されている。また、これら
ハーフミラー16、第１の回折格子３ａ、第１のミラー17
aはレンズ２の光軸上に配置され、同様に第２の回折格
子３ｂ、第２のミラー17bはその光軸に相当する所に配
置されている。さらに、ハーフミラー17cは、第１の回
折格子３ａおよび第２の回折格子３ｂにて得られた２つ
の０次回折光の光路が交差する位置に配置されている。

上記光路一致光学系17にて得られたビームは、メインビ
ームとそのメインビームを中心としてその回りに配置さ
れた４つのサイドビームとからなっている。これらビー
ムは、ビームスプリッタ８、λ／４波長板５を介し、対
物光学系（対物レンズ）６にて光ディスク７の面にスポ
ットで結像される。この結像は、第２図に示すように中
央にメインビームスポットａ、光ディスク７の回転方向
に対して前方位置に２つのサイドビームスポットｄ，
ｆ、後方位置に２つのサイドビームスポットｅ，ｇが位
置するようになされる。すなわち、第３図に示すように
第１の回折格子３ａによってメインビームスポットａ₁
と２つサイドビームｄ，ｅが得られ、第４図に示すよう
に第２の回折格子３ｂによってメインビームスポットａ
₂と２つのサイドビームｆ，ｇが得られ、これらが重ね
られて光ディスク７に照射される。あるいは、第１の回
折格子３ａによって第４図に示すスポット、第２の回折
格子３ｂによって第３図に示すスポットを形成し、光デ
ィスクに照射することにより得られるが、いずれにして
も先行するサイドビーム対ｄ，ｆおよび後行のサイドビ
ーム対ｅ，ｇはともに第２図に示されているように、光
ディスクのトラックに対して直交するように配列され、
これによりサイドビームｄ，ｆ間およびサイドビーム
ｅ，ｇ間において時間的に検出ずれが生じないようにし
ている。

このようにして、光ディスク７に照射されたメインビー
ムスポットａと４つのサイドビームスポットｄ，ｅ，
ｆ，ｇがその光ディスク７のトラックあるいは記録ピッ
ト等から反射され、対物レンズ６、λ／４波長板５を経
て偏光ビームスプリッタ８にて曲げられ、検出光学系９
にて光検出器10に結像される。この場合、第５図に示す
ように反射メインビームスポットａは光検出器10の４分
割フォトディテク10aに結像され、４つの反射サイドビ
ームスポットｄ，ｅ，ｆ，ｇは光検出器10のフォトディ
テクタ10d,10e,10f,10gにそれぞれ結像される。この８
分割の光検出器10においてそれら反射光量と対応する電
流が検出され、この検出電流が制御回路11に入力され
る。

制御回路11には、フォトディテクタ10d,10e,10f,10gに
て検出された反射光量に基づいて種々の演算処理を行っ
てトラッキング誤差信号を算出するトラッキング誤差信
号検出回路11e、そのトラッキング誤差信号を位相補償
処理する位相補償回路11d、フォトディテクタ10aにて検
出された反射光量に基づいてフォーカス誤差信号を得る
と共に、そのフォーカス誤差信号を位相補償処理してフ
ォーカス用アクチュエータ15を作動させるための信号を
出力するフォカス制御回路11fとが備えられている。こ
の制御回路11にて得られたトラッキング制御およびフォ
ーカス制御のための信号がそれぞれトラッキング用駆動
回路12およびフォーカス用駆動回路14に入力されてい
る。

次に、上記回路ブロック構成によるトラッキング制御回
路の動作を説明する。

まず、光ディスク記録再生装置が記録動作になると、光
ヘッドの対物光学系（対物レンズ）６からはレーザ光が
記録しようとする情報に対応する記録信号にて変調され
て出力される。このとき、メインビームは、その変調に
応じてそのパワーが変えられる。一方、４つのサイドビ
ームもそのメインビームに対応してそのパワーを増大す
る。なお、４つのサイドビームの光強度は、第１の回折
格子３ａおよび第２の回折格子３ｂの±１次回折光であ
り、しかもハーフミラー16にて分岐されたままであるた
め、メインビームよりパワーが小さくなっている。

そして、記録信号にてパワー変化したメインビームスポ
ットａおよび４つのサイドビームｄ，ｅ，ｆ，ｇが光デ
ィスク７のトラックに照射され、その光ディスク７から
それらメインビームとサイドビームが反射されて８分割
の光検出器10にて検出される。光検出器10のフォトディ
テクタ10d,10fにて検出されるサイドビームスポット
ｄ，ｆの反射光量Ｑｄ，Ｑｆは、未記録部分からのもの
であるため、記録信号に対応して増大している。一方フ
ォトディテクタ10e,10gにて検出されるサイドビームス
ポットｅ，ｇの反射光量Ｑｅ，Ｑｇは、メインビームに
て記録された情報（ピット）からの反射光が上記フォト
ディテクタ10d,10fにて検出されたサイドビームの反射
光量に加えられた形になっている。

このようにして、フォトディテクタ10d,10e,10f,10gに
おいて、先行する２つのサイドビームの反射光量Ｑｄ，
Ｑｆおよび後行する２つのサイドビームの反射光量Ｑ
ｅ，Ｑｇに対応した電流が検出される。この検出電流
は、トラッキング誤差信号検出回路11eにてそれぞれ電
圧変換され、所定に増幅され、さらにそれらの演算処理
がなされ、トラッキング誤差信号がえられる。この演算
処理においては、例えば先行する２つのサイドビームの
検出反射光量の差Ｑｄ−Ｑｆ、後行する２つのサイドビ
ームの検出反射光量の差Ｑｅ−Ｑｇあるいは（Ｑｅ＋Ｑ
ｆ）−（Ｑｄ＋Ｑｇ）の演算が行われる。すなわち、Ｑ
ｆ−Ｑｄの演算においては反射光量Ｑｄ，Ｑｆが光ディ
スク７の未記録部分からのものであり、Ｑｅ−Ｑｇにお
いては反射光量Ｑｅ，Ｑｇが光ディスク７の記録部分か
らのものであるため、それら検出反射光量に大きな差が
なく、それら演算処理にて得られたトラッキング誤差信
号にはトラッキングオフセットが発生することもない。
また、（Ｑｅ＋Ｑｆ）−（Ｑｄ＋Ｑｇ）の演算において
は上記誤差演算処理の変形であり、同様にそれらのレベ
ルに大きな差がなく、得られるトラッキング誤差信号に
はトラッキングオフセットが発生しない。

上記演算にて得られたトラッキング誤差信号は位相補償
回路11dにて位相補償処理等が施され、この位相補償処
理されたトラッキング誤差信号に基づいてトラッキング
制御が行われるので、メインビームが光ディスクのトラ
ックを逸脱するようなこともなく、オントラック状態に
維持することができ、正常なトラッキング制御を行うこ
とができる。

このように、この発明では、トラッキング誤差信号を得
る場合、未記録部分からの反射光量の差あるいは記録部
分からの反射光量の差等の演算処理を行っているため、
３ビーム法が見られるトラッキングオフセットが発生せ
ず、記録動作時においても正常なトラッキング制御を行
うことができる。

なお、上記説明は記録部分により反射率が上がる光ディ
スク７の場合であるが、逆に反射率が下がる光ディスク
（孔空きタイプのも）の場合であっても同じである。

また、上記トラッキング誤差信号検出回路11eにおい
て、後行する２つのサイドビームの反射光量の和Ｑｅ＋
Ｑｇを演算するようにしてもよい。これにより、記録動
作時にその演算結果に基づいて光ディスク記録再生装置
の制御部（図示せず）において記録されたピットを調べ
ることができるようになる。

一方、再生動作時においては、光学ヘッドの対物光学系
（対物レンズ）６からは一定のパワーのメインビームと
４つのサイドビームが出力される。また、光ディスク１
には既に情報（ピット）が記録されているので、それら
メインビームおよびサイドビームがそのピットの形成さ
れているトラックにて反射され、それぞれ光検出器10に
て検出される。

ここで、フォトディテクタ10d,10e,10f,10gにおいて、
先行するサイドビームの反射光量Ｑｄ，Ｑｆおよび後行
するサイドビームの反射光量Ｑｅ，Ｑｇに対応した電流
が検出される。この場合、それら検出電流は全て時間平
均的に見て略同じ値である。すなわち、検出反射光量Ｑ
ｄ，Ｑｅ，Ｑｆ，Ｑｇに差がなく、上記演算処理にて得
られたトラッキング誤差信号には、上記同様にトラッキ
ングオフセットが発生しない。そして、そのトラッキン
グ誤差信号は位相補償回路11dにて位相補償処理等が施
され、この位相補償処理されたトラッキング誤差信号に
基づいてトラッキング制御が行われるので、従来の３ビ
ーム法と変わらないトラッキング制御を行うことができ
る。

なお、フォーカス制御は、従来同様であるために、その
説明を省略する。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、光ディスクの
回転方向に対してメインビームに先行するサイドビーム
と後行するサイドビームとをそれぞれ２つにするととも
に、その各々を光ディスクのトラックに対して直交する
方向に並べて先行サイドビーム間および後行サイドビー
ム間に時間的ずれが生じないようにしたうえで、先行す
る２つのサイドビームの反射光量の差、後行する２つの
サイドビームの反射光量の差あるいはそれら４つのサイ
ドビームの反射光量の演算にてトラッキング誤差信号を
得るようにしたので、記録動作時にあっても得られたト
ラッキング誤差信号にはトラッキングオフセットが発生
せず、そのトラッキング誤差信号にて制御がなされるた
め、安定なトラッキング制御を行うことができる。ま
た、後行する２つのサイドビーム反射光量の和Ｑｅ＋Ｑ
ｇを演算することにより、記録動作時にメインビームに
て光ディスクに記録されたピットを調べることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す光ディスク記録再生
装置におけるトラッキング制御のための要部回路ブロッ
ク図、第２図乃至第４図は上記光ディスク記録再生装置
のトラッキング動作を説明する図、第５図は上記光ディ
スク記録再生装置におけるトラッキング制御を説明する
ための要部回路ブロック図、第６図は従来の光ディスク
装置の光学ヘッド部の概略的ブロック図、第７図は従来
の光ディスク装置の再生動作時における３ビーム法を説
明するための図、第８図および第９図は従来の光ディス
ク装置のトラッキング制御のための要部ブロック図、第
10図は従来の光ディスク装置に３ビーム法を用いた場合
の記録動作時におけるビームスポットを説明するための
図である。 図中、１はレーザ光出力器、２はコリメータレンズ、
３，３ａは第１の回折格子、３ｂは第２の回折格子、５
はλ／４波長板、６は対物光学系（対物レンズ）、７は
光ディスク、８は偏光ビームスプリッタ、９は検出光学
系、９ａはコンデンサレンズ、９ｂは円筒レンズ（シリ
ンドリカルレンズ）、10は光検出器（８分割）、10aは
フォトディテクタ（４分割）、10d,10e,10f,10gはフォ
トディテクタ、11は制御回路、11dは位相補償回路、11e
はトラッキング誤差信号検出回路、11fはフォーカス制
御回路、12はトラッキング用駆動回路、13はトラッキン
グ用アクチュエータ、14はフォーカス用駆動回路、15は
フォーカス用アクチュエータ、16は分岐光学系（ハーフ
ミラー）、17は光路一致光学系、17aは第１のミラー、1
7bは第２のミラー、17cはハーフミラーである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メインビームを光ディスクのトラック等に
   追従させるために、前記光ディスクの回転方向に対して
   前記メインビームの前後に位置するサイドビームの反射
   光量を検出してトラッキング制御を行なう光ディスク記
   録再生装置であって、レーザ光を出射するレーザ光出力
   器と、その出射レーザ光を２光路に分ける分岐光学系
   と、該分岐されたレーザ光の光路にそれぞれ位置し、該
   分岐されたレーザ光から１つのメインビームおよび２つ
   のサイドビームを得るため、前記レーザ光の０次回折光
   および±１次回折光を得る第１および第２の回折光学系
   と、前記第１の回折光学系にて得られた０次回折光と前
   記第２の回折光学系にて得られた０次回折光との光路を
   一致させて１つのメインビームを得るとともに、前記第
   １の回折光学系にて得られた±１次回折光と前記第２の
   回折光学系にて得られた±１次回折光とにより４つのサ
   イドビームを得る光路一致光学系と、前記光ディスクに
   て反射された前記メインビームおよび４つのサイドビー
   ムを検出する光検出器と、前記光検出器にて検出された
   サイドビームの反射光量に基づいてトラッキング誤差信
   号を得るトラッキング誤差信号検出回路とを備えたもの
   において、 前記メインビームに先行する２つのサイドビームと同メ
   インビームに後行する２つのサイドビームをともに、そ
   れらが前記光ディスクのトラックに対して直交するよう
   に並べ、記録動作時において検出した４つのサイドビー
   ムに基づいて前記トラッキング誤差信号を算出し、該ト
   ラッキング誤差信号にてトラッキング制御を行なうよう
   にしたことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲（１）において、前記トラ
   ッキング誤差信号は、前記メインビームに先行する２つ
   のサイドビームの反射光量の差にて得るようにした光デ
   ィスク記録再生装置
3. 【請求項３】特許請求の範囲（１）において、前記トラ
   ッキング誤差信号は、前記メインビームに後行する２つ
   のサイドビームの反射光量の差にて得るようにした光デ
   ィスク記録再生装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲（１）において、前記トラ
   ッキング誤差信号は、前記メインビームに先行する１つ
   のサイドビームの反射光量とそれと同側の後行する１つ
   のサイドビームの反射光量との和、残りの先行するサイ
   ドビームの反射光量とそれと同側の後行するサイドビー
   ムの反射光量との和をとり、これら２つの和を差し引い
   て得るようにした光ディスク記録再生装置。