JPH0713842B2 - 光学的情報信号再生装置のトラッキング誤差検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報信号が記録されて
いる信号面を備えている記録媒体における信号面に対し
て、微小な径の光のスポツトを投射し、信号面からの反
射光に基づいて情報信号を再生するようになされている
光学的情報信号再生装置における光学的情報信号再生装
置のトラッキング誤差検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報信号が記録されている信号面を備え
ている記録媒体における信号面に対して、微小な径の光
のスポツトを投射し、信号面からの反射光に基づいて情
報信号を再生するようにした光学的情報信号再生装置と
しては、従来から各種形式のものが提案されていること
は周知のとおりである。ところで、情報信号が高密度記
録されている記録媒体からの情報信号の再生を行なう光
学的情報信号再生装置においては、記録媒体からの情報
信号の再生がトラッキング制御の下に行なわれるように
なされており、光学的情報信号再生装置のトラッキング
制御方式としても各種形式のものが知られている。そし
て、トラッキング制御を行なう場合に用いられるトラッ
キング誤差の検出方法としては、記録媒体からの反射光
の光の強度分布が、トラッキング誤差によって偏ること
を利用してトラッキング誤差の検出を行なうようにす
る、いわゆる、プッシュプル法によるトラッキング誤差
の検出方法は、光学系の構成が単純なものとなってコス
ト的に有利になるために広く使用されている。

【０００３】図６は前記したプッシュプル法によるトラ
ッキング誤差の検出方法が適用された光学的情報信号再
生装置の基本的な構成を示す概略図であって、１は光源
(例えば、レーザ光源)であり、光源１は微小な発光部か
ら直線偏光を出射する。光源１から出射された光は、コ
リメートレンズ２によって平行光となされた後に偏光プ
リズム３を透過し、次いでλ／４波長板４によって円偏
光となされてから集光レンズ５により集光されて記録媒
体６(デイスク６)の信号面上に微小な径の光スポツトを
生じさせる。デイスク６の信号面は高い反射率を有する
ものとなされているから、前記のようにして集光レンズ
５によって集光された光は、デイスク６の信号面で反射
して逆向の円偏光となり再び集光レンズ５を通りλ／４
波長板４に与えられる。前記したλ／４波長板４におい
て前記の反射光は入射光と直交する偏光面を有する直線
偏光となされるから、反射光は偏光プリズム３の反射面
３ａで反射されて光検出器７に与えられる。前記した光
検出器７は、デイスク６の信号面における記録跡の延在
方向と、デイスク６の信号面に投射された光の光軸とを
含む面によって分割された２つの受光素子７ａ，７ｂを
備えており、前記の２つの受光素子７ａ，７ｂからの出
力信号が加算器８と減算器９とに与えられ、加算器８か
らは再生信号が出力端子10に送出され、また、減算器９
からはトラッキング誤差信号が出力端子11に送出され
る。図６中の７ｃは光検出器７における分割線である。

【０００４】図６に示す光学的情報信号再生装置では、
前記の説明のように光検出器７における２つの受光素子
７ａ，７ｂからの出力信号の和によって再生信号の出力
が得られ、また、光検出器７における２つの受光素子７
ａ，７ｂからの出力信号の差によってトラッキング誤差
信号が得られるので、装置の構成が簡単なものになると
いう特徴を有するが、図６に示す光学的情報信号再生装
置において、正確なトラッキング誤差信号が得られる状
態は、デイスク６の信号面が図７の(ａ)のように、投射
される光の光軸に対して直交している場合だけであり、
デイスク６の信号面が図７の(ｂ)のように、記録跡の巾
方向に傾斜している場合には、デイスク６の信号面から
の反射光の光軸が傾斜し、それにより反射光の光軸が光
検出器７における２つの受光素子７ａ，７ｂの分割線の
位置からｙだけ移動してしまい、２つの受光素子７ａ，
７ｂの出力信号の差信号が正しいトラッキング誤差情報
を示さないものとなり、また、デイスク６の信号面が図
７の(ａ)のように、投射される光の光軸に対して直交し
ている場合であっても、集光レンズ５が記録跡の巾方向
に図７の(ｃ)のようにｚだけずれても偽のトラッキング
信号が生じるという重大な欠点を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】プッシュプル方式のト
ラッキング誤差の検出方法における上記した欠点を解決
するために、本出願人会社では先に、特開昭５８−１２
５２４２号公報に記載のように、情報信号と対応するピ
ットの配列による記録跡が形成されている信号面を備え
ている記録媒体における信号面に対して、記録跡巾と略
々等しい直径寸法となるように集光された光のスポツト
を投射し、ピットによって強度変調された反射光を、記
録媒体の信号面における記録跡の延在方向と、記録媒体
の信号面への投射光の光軸とを含む平面によって２分割
された光検出器で受光して、情報信号を光学的に再生し
うるようになされている光学的情報信号再生装置におい
て、光検出器から出力される変調信号におけるトラッキ
ング誤差情報を含まない信号成分によって光検出器から
出力される変調信号を補正する手段を設け、前記した光
検出器における２分割された各部分からの出力信号の差
信号によりトラッキング誤差信号を得るようにした光学
的情報信号再生装置のトラッキング誤差の検出方法を提
供して良好な成果を納めている。ところが、前記した既
提案の光学的情報信号再生装置のトラッキング誤差の検
出方法は、情報信号と対応してランドの部分とピツトの
部分とが記録跡の延長方向に配列している如き記録媒体
については所期の効果が奏されるが、最近、実用化され
るようになった、いわゆる書替え自在な光デイスクのよ
うに、記録跡の延長方向に一定の深さの溝が設けられて
いる如き構成の記録媒体については適用できないという
点が問題になり、それの解決策が求められた。

【０００６】[課題を解決するための手段]本発明は情報
信号が光学的に記録されてなる記録跡が形成されている
信号面を備えている記録媒体における信号面に対して信
号読取り用の光のスポツトを投射して、記録跡中の情報
信号によって強度変調された反射光を、記録媒体の信号
面における記録跡の延在方向と記録媒体の信号面への投
射光の光軸とを含む平面によって２分割された光検出器
で受光し、前記した光検出器における２分割された部分
からそれぞれ出力される出力信号間の差によってトラッ
キング誤差信号を得るようにしている光学的情報信号再
生装置に用いられるトラッキング誤差検出装置であっ
て、前記した光検出器における２分割された部分からそ
れぞれ出力された出力信号間の差信号を発生させるオフ
セット調整端子付きの減算回路と、記録跡中の情報信号
によって強度変調された反射光を光電変換して得た再生
信号を包絡線検波する包絡線検波回路と、前記したオフ
セット調整端子付きの減算回路からの出力信号と包絡線
検波回路からの出力信号を乗算する乗算回路と、前記し
た乗算回路からの出力信号を積分してオフセット調整端
子付きの減算回路におけるオフセット調整端子に供給す
る手段とを備えてなる光学的情報信号再生装置のトラッ
キング誤差検出装置を提供する。

【０００７】

【作用】記録媒体における信号面に信号読取り用の光の
スポツトを投射して、記録跡中の情報信号によって強度
変調された反射光を光電変換して再生信号を発生させ
る。また、記録媒体の信号面における記録跡の延在方向
と記録媒体の信号面への投射光の光軸とを含む平面によ
って２分割された光検出器で記録媒体の信号面からの前
記の反射光を受光して、前記した光検出器における２分
割された部分からそれぞれ出力される出力信号をオフセ
ット調整端子付きの減算回路で減算する。前記した再生
信号を包絡線検波した信号と、前記したオフセット調整
端子付きの減算回路からの出力信号とを乗算回路で乗算
して、乗算回路からの出力信号を積分してオフセット調
整端子付きの減算回路におけるオフセット調整端子に供
給する。それによりオフセットの除去されたトラッキン
グ誤差信号を容易に得ることができる。

【０００８】[実施例]以下、添付図面を参照して本発明
の光学的情報信号再生装置のトラッキング誤差検出装置
の具体的な内容について詳細に説明する。図１及び図２
は本発明の光学的情報信号再生装置のトラッキング誤差
検出装置の各異なる実施例のブロック図である。図１及
び図２において１は光源(例えば、レーザ光源)であり、
光源１から出射された光は、コリメートレンズ２によっ
て平行光となされた後に偏光プリズム３（偏光ビームス
プリッタ３）を透過し、次いでλ／４波長板４によって
円偏光となされてから集光レンズ５により集光されて記
録媒体６(デイスク６)の信号面上に微小な径の光スポツ
トを生じさせる。前記のようにして集光レンズ５によっ
て集光された光は、デイスク６の信号面で反射して逆向
の円偏光となり再び集光レンズ５を通りλ／４波長板４
に与えられる。前記したλ／４波長板４において、前記
の反射光は入射光と直交する偏光面を有する直線偏光と
なされ、反射光は偏光プリズム３の反射面３ａで反射さ
れて偏光プリズム３から光検出器７の方に出射する。

【０００９】図１に示されている光学的情報信号再生装
置では偏光プリズム３から出射した光の内でハーフミラ
ー２４（ビームスプリッタ２４）を透過した光が光検出
器７に入射され、また、前記したハーフミラー２４で反
射した光が光検出器２５に供給されて、光検出器２５で
得られた再生信号が出力端子１０に与えられている。図
２に示されている光学的情報信号再生装置は、偏光プリ
ズム３から出射した光が直接に光検出器７に入射するよ
うになされており、前記した光検出器７における２つの
受光素子７ａ，７ｂからの出力信号が加算器８によって
加算された和信号が、再生信号の出力として出力端子１
０に出力されるようになされている。図１及び図２中に
示されている光検出器７は、デイスク６の信号面におけ
る記録跡の延在方向と、デイスク６の信号面に投射され
た光の光軸とを含む面によって分割された２つの受光素
子７ａ，７ｂを備え(７ｃは光検出器７における分割線
である)ており、前記の２つの受光素子７ａ，７ｂから
の出力信号がオフセット調整端子付きの減算回路１７に
与えられると、光検出器７における２つの受光素子７
ａ，７ｂからの出力信号が、オフセット調整端子付きの
減算回路１７において一方のものから他方のものが減算
されて、トラッキング誤差信号となされて出力端子１１
を介して前記した乗算回路（乗算器）１３に供給され
る。図１及び図２中に示されている前記したオフセット
調整端子付きの減算回路１７は演算増幅器１７ａと、前
記した演算増幅器１７ａの出力信号が非反転入力端子に
与えられるとともに、反転入力端子にオフセット調整端
子１６が接続されている演算増幅器１７ｂとによって構
成されている。

【００１０】図１に例示されている実施例における光検
出器２５から出力された再生信号は包絡線検波器１２で
検波された後に、前記した乗算回路１３に供給されてお
り、また、図２に例示されている実施例における加算器
８から出力された再生信号は包絡線検波器１２で検波さ
れた後に、前記した乗算回路１３に供給されている。そ
れで、前記の乗算回路１３ではオフセット調整端子付き
の減算回路１７の出力端子１１から供給されているトラ
ッキング誤差信号と、包絡線検波器１２から出力された
検波出力との乗算を行なう。そして、乗算回路１２の出
力信号は低域通過濾波器１４を介して増幅器１５に供給
され、そこで、増幅されてからオフセット調整端子付き
の減算回路１７のオフセット調整端子１６に与えられ
る。このように図１及び図２にそれぞれ示されている各
実施例の回路配置は、オフセット調整端子付きの演算回
路１７の演算増幅器１７ｂ→乗算回路１３→低域通過濾
波器１４→増幅器１５→オフセット調整端子付きの減算
回路１７のオフセット調整端子１６→オフセット調整端
子付きの減算回路１７の演算増幅器１７ｂ→の回路は一
巡の閉ループの自動制御系を構成しており、前記の一巡
の閉ループの自動制御系の動作によってトラッキング誤
差信号におけるオフセットが除去された状態のトラッキ
ング誤差信号を発生させることができる。前記した低域
通過濾波器１４は前記の一巡の閉ループの自動制御系に
おける動作周波数を決定し、また、増幅器１５の利得は
前記した一巡の閉ループの自動制御系におけるループゲ
イン（改善度）を決定する。前記した図１及び図２中に
例示してあるオフセット調整端子付きの減算回路１７と
しては、２個の演算増幅器１７ａ，１７ｂを用いて構成
した場合の例を示しているが、このオフセット調整端子
付きの減算回路１７としては、例えば図５の（ａ）に示
されているようなオフセット端子付きの市販の演算増幅
器を使用してもよい。図５の（ｂ）は図５の（ａ）に示
す市販のオフセット端子付きの市販の演算増幅器におけ
る各端子に図５の（ｂ）に例示されているような接続を
行なって、図１及び図２中に示されているオフセット調
整端子付きの減算回路１７と同じ構成形態として使用す
る場合の接続例を示したものである。

【００１１】次に、図３及び図４を参照して本発明の光
学的情報信号再生装置のトラッキング誤差検出装置の一
層具体的な動作説明を行なう。まず図４の（ａ）は既述
のようにディスク６の記録跡中の情報信号によって強度
変調された反射光が与えられる光検出器７を示してお
り、図中の７ｃは光検出器７を構成している２個の受光
素子７ａ，７ｂの分割線（境界線）である。既述のよう
にディスク６に傾斜がなく、また集光レンズ５に偏倚が
無い図７の（ａ）の状態においては、ディスク６の信号
面における記録跡の延在方向とディスク６の信号面への
投射光の光軸とを含む平面が前記した光検出器７と交わ
る位置と分割線７ｃの位置とが一致するが、ディスク６
が傾斜している場合には図７の（ｂ）のように、また集
光レンズ５が偏倚している場合には図７の（ｃ）のよう
に、光検出器７に入射する光の光軸（主光線）の位置は
光検出器７における分割線７ｃの位置に対して図４の
（ａ）に示すｙ(またはｚ)のようなずれ（トラッキング
誤差のオフセット）を生じる。前記した光検出器７に光
が入射したときに光検出器７の２つの受光素子７ａ，７
ｂから出力Ａ，Ｂが得られるとすると、前記の出力Ａ，
Ｂはトラッキング誤差にかかわる係数をＸとし、トラッ
キング誤差の周波をωとし、ｔを時間とすると次の
（１），（２）式によって示される。 Ａ＝１＋Ｘｃｏｓωｔ …（１） Ｂ＝１−Ｘｃｏｓωｔ …（２）

【００１２】今、光検出器７に入射した光のスポットの
径をＲとし、前記した原因によって生じたトラックング
誤差のオフセットをｚとしたときに、前記した入射光束
の主光線の位置の移動量を光の径Ｒに対する比δ＝ｚ／
Ｒによって表わした場合に、光検出器７に入射する光束
のずれがδであったとすると、この状態における前記し
た光検出器７の２つの受光素子７ａ,７ｂからの出力Ａ,
Ｂは、次の（３),(４）式で示されるものになる。 Ａ＝（１−δ)(１＋Ｘｃｏｓωｔ)…（３） Ｂ＝（１＋δ)(１−Ｘｃｏｓωｔ)…（４） 前記の（３）式で示される受光素子７ａからの出力Ａ
は、例えば図４の（ｂ）によって示されるものであり、
また、前記の（４）式で示される受光素子７ｂからの出
力Ｂは、例えば図４の（ｃ）によって示されるものであ
る。前記した(３),(４)式で示される光検出器７の２つ
の受光素子７ａ,７ｂからの出力信号Ａ，Ｂをオフセッ
ト調整端子付きの減算回路１７に与えると、オフセット
調整端子付きの減算回路１７からの出力信号(Ａ−Ｂ)
は、前記した(３),(４)式より、 Ａ−Ｂ＝−２δ＋２Ｘcosωt …（５） 前記の（５）式のように−２δのオフセットを含んでい
る図４の（ｄ）に示されるものなる。前記の−２δが図
３の（ｂ）に示されているＯ”であり、この場合のオフ
セットによってトラッキング制御動作の中心位置は、図
３の（ｂ）〜（ｄ）におけるＸ＝Ｏ’になる。
再生信号Ａ＋Ｂはトラッキング誤差が真
に零となる図３の（ａ）におけるＸ＝０の場合、すなわ
ち図４の（ｄ）に示されているオフセット調整端子付き
の減算回路１７からの出力信号Ａ−Ｂ＝−２δのときに
図４のｅに示されているように最大になる。

【００１３】図３の(ａ)は再生信号の検波信号出力であ
って、真のトラッキング点Ｏにおいて最大の出力とな
る。図３の(ｂ)は、横軸にトラッキング誤差Ｘをとり、
縦軸にはトラッキング誤差電圧Ｖをとって示したトラッ
キング誤差Ｘとトラッキング誤差電圧Ｖとの関係図であ
り、図において ＯーＯ’はトラッキング誤差に相当す
るオフセットである。図３の(ｃ)はトラッキング誤差の
出現回数の分布を示す図であって、トラッキング誤差の
出現は誤差信号の原点Ｏ’で最大となる。図１及び図２
の回路配置における乗算回路１３で行なわれる乗算によ
って｛図３の(ａ)で示される値｝と｛図３の(ｂ)で示さ
れる値｝との積で示される瞬時値を有する信号が、乗算
回路１３の出力信号として得られるが、図３の（ｃ）に
示されているトラッキング誤差の出現回数の分布を考慮
すると、乗算回路１３で行なわれる乗算結果は、 ｛図３の(a)}×{図３の(b)}×{図３の(c)｝ すなわち、図３の(ｄ)で示されるものとなる。

【００１４】トラッキング誤差ＸがＯ’のときは全体の
積が０であり、また、トラッキング誤差ＸがＯ’よりも
左では、図３の(ａ)に示されているように再生の大きさ
が大きいので、今、説明が行なわれている例では、図３
の(ｄ)のようにＯ’の左側部の分布が大きく、したがっ
て、これが大きな(長い)時定数の低域通過濾波器１４に
よって積分されると図３の(ｄ)の波形が平滑されて負の
電圧が生じる。前記した負の電圧は増幅器１５で増幅さ
れてオフセット調整端子付きの減算回路１７のオフセッ
ト調整端子１６に与えられることによって、オフセット
調整端子付きの減算回路１７では正の方にオフセット調
整が行なわれて、図３の(b)におけるＯ’点と、図３の
(ａ)におけるＯ点とが一致され、したがって、光学的オ
フセットによる偽のトラッキング信号が解消されるので
ある。図１，図２中に示されている増幅器１５は、トラ
ッキング誤差信号の偏倚補償回路の改善度を定めてい
る。図１及び図２にそれぞれ示されている光学的情報信
号再生装置におけるトラッキング誤差信号のオフセット
の検出手段を有するトラッキング誤差の検出方法の実施
例においては、検出されたトラッキング誤差によってオ
フセットが解消されるように、オフセット調整端子付き
の減算回路１７のオフセット調整端子１６に誤差検出信
号を与えて電気信号を変形させるようにしているが、図
１及び図２の回路配置で得られる誤差検出信号によっ
て、集光レンズを含んで構成されている機構部を機械的
に駆動して、集光レンズの光軸を記録媒体の面の法線に
一致させるようにしてもよいことは勿論である。

【００１５】[発明の効果]以上、詳細に説明したところ
から明らかなように本発明の光学的情報信号再生装置の
トラッキング誤差検出装置では、記録媒体における信号
面に信号読取り用の光のスポツトを投射して、記録跡中
の情報信号によって強度変調された反射光を光電変換し
て再生信号を発生させ、また、記録媒体の信号面におけ
る記録跡の延在方向と記録媒体の信号面への投射光の光
軸とを含む平面によって２分割された光検出器で記録媒
体の信号面からの前記の反射光を受光して、前記した光
検出器における２分割された部分からそれぞれ出力され
る出力信号を、オフセット調整端子付きの減算回路で減
算して、前記した再生信号を包絡線検波した信号と、前
記したオフセット調整端子付きの減算回路からの出力信
号とを乗算回路で乗算して、乗算回路からの出力信号を
積分してオフセット調整端子付きの減算回路におけるオ
フセット調整端子に供給するようにしていることによ
り、この本発明の光学的情報信号再生装置におけるトラ
ッキング誤差検出装置では、既述したプッシュプル方式
における諸欠点、すなわち、記録媒体面の傾斜、集光レ
ンズの偏倚によるトラッキング誤差信号のオフセットの
解消が可能となり、本発明によれば良好なトラッキング
動作が容易に行なわれて、良好な再生画像を容易に得る
ことができる。また、既述した既提案( 特開昭５８−１
２５２４２号公報 )の光学的情報信号再生装置における
光学的情報信号再生装置のトラッキング誤差検出装置に
おいては、記録媒体におけるランド上に光のスポットが
あるときの反射光を利用してオフセットの解消を行なう
ようにしていたから、記録媒体にランド部の存在が必要
であったが、本発明の光学的情報信号再生装置における
光学的情報信号再生装置のトラッキング誤差検出装置で
は、記録媒体にランド部がなくてもトラッキング誤差の
検出を行なうことができるから、本発明はいわゆる書替
え可能な光デイスクに対しても良好に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学的情報信号再生装置のトラッキン
グ誤差検出装置のブロック図である。

【図２】本発明の光学的情報信号再生装置のトラッキン
グ誤差検出装置のブロック図である。

【図３】動作説明用の曲線図である。

【図４】動作説明用の曲線図である。

【図５】市販の演算増幅器のブロック図である。

【図６】光学的情報信号再生装置のトラッキング誤差検
出装置の従来例のブロック図である。

【図７】問題点の説明のための記録媒体付近の側面図で
ある。

【符号の説明】

１…光源、５…集光レンズ、６…記録媒体、７，２５…
光検出器、７ａ，７ｂ…受光素子、８…加算器、１０,
１１…出力端子、１２…包絡線検波器、１３…乗算器、
１４…低域通過濾波器、１５…増幅器、１６…オフセッ
ト調整端子、１７…オフセット調整端子付きの減算回
路、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報信号が光学的に記録されてなる記録
   跡が形成されている信号面を備えている記録媒体におけ
   る信号面に対して信号読取り用の光のスポツトを投射し
   て、記録跡中の情報信号によって強度変調された反射光
   を、記録媒体の信号面における記録跡の延在方向と記録
   媒体の信号面への投射光の光軸とを含む平面によって２
   分割された光検出器で受光し、前記した光検出器におけ
   る２分割された部分からそれぞれ出力される出力信号間
   の差によってトラッキング誤差信号を得るようにしてい
   る光学的情報信号再生装置に用いられるトラッキング誤
   差検出装置であって、前記した光検出器における２分割
   された部分からそれぞれ出力された出力信号間の差信号
   を発生させるオフセット調整端子付きの減算回路と、記
   録跡中の情報信号によって強度変調された反射光を光電
   変換して得た再生信号を包絡線検波する包絡線検波回路
   と、前記したオフセット調整端子付きの減算回路からの
   出力信号と包絡線検波回路からの出力信号を乗算する乗
   算回路と、前記した乗算回路からの出力信号を積分して
   オフセット調整端子付きの減算回路におけるオフセット
   調整端子に供給する手段とを備えてなる光学的情報信号
   再生装置のトラッキング誤差検出装置。