JPH0793764A - 対物レンズ位置制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特別の部品を使用せずに、低コスト且つ簡単
な構成で、対物レンズの移動量を検出しできる対物レン
ズ位置検出方法及び装置を提供すること。 【構成】 回転駆動される光ディスクに対して、メイン
ビーム及びサイドビームを照射し、この光ディスクで反
射された各ビームをそれぞれ分割フォトディテクタによ
り受光し、メインビーム用のフォトディテクタにて再生
信号を検出し、サイドビーム用のフォトディテクタの差
信号に基づき、トラッキングエラーの検出を行なう光学
ピックアップにて、上記メインビーム用のフォトディテ
クタ３１の各センサ素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのメインプッシ
ュプル信号ＭＰＰと、サイドビーム用のフォトディテク
タ３２，３３の各センサ素子Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈのサイドプ
ッシュプル信号ＳＰＰとを加算する加算回路４０が備え
られ、この加算回路の出力信号に基づき、対物レンズの
駆動回路が制御されるように対物レンズ位置制御装置を
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、ＣＤ，ＶＤ，ＭＤ等や
光ディスクを利用したデータストレージ等において、記
録もしくは再生の際の光学ピックアップにおける対物レ
ンズの位置制御方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＤ，ＶＤ，ＭＤ等の光ディスク
を記録再生するための光学ピックアップは、例えば図５
に示すように構成されている。

【０００３】図５において、光学ピックアップ１は、半
導体レーザー素子等のレーザー光源２と、このレーザー
光源２から出射されるレーザー光を平行光にするコリメ
ータレンズ３と、このコリメータレンズ３からの平行光
を光ディスク４の表面に収束させる対物レンズ５と、こ
のコリメータレンズ３と対物レンズ５との間に順次配設
されたグレーティング６，ビームスプリッタ７及び１／
４波長板８と、このビームスプリッタ７の側方にて光軸
に沿って順次に配設された集光レンズ９及びフォトディ
テクタ１０から構成されている。

【０００４】ここで、このフォトディテクタ１０は、図
６に示すように構成されている。即ち、図６において、
フォトディテクタ１０は、中央に配設され且つ二分割さ
れたセンサ素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから成るセンサ部１０ａ
と、このセンサ部１０ａの図面にて上方に間隔をあけて
配設されたセンサ素子Ｅ，Ｆから成るセンサ部１０ｂ
と、このセンサ部１０ａの図面にて下方に間隔をあけて
配設されたセンサ素子Ｇ，Ｈから成るセンサ部１０ｃと
を備えている。

【０００５】このような構成のフォトディテクタ１０の
各センサ素子Ａ乃至Ｈにおいては、上記グレーティング
６により三分割された光ビームＬＡ，ＬＢ，ＬＣが、そ
れぞれ中心のセンサ部１０ａ即ちセンサ素子Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ、上側のセンサ部１０ｂ即ちセンサ素子Ｅ，Ｆ、
そして下側のセンサ部１０ｃ即ちセンサ素子Ｇ，Ｈに対
して入射されるようになっている。

【０００６】このように構成された光学ピックアップ１
によれば、レーザー光源２から射出した光ビームは、コ
リメータレンズ３，グレーティング６，ビームスプリッ
タ７，１／４波長板８及び対物レンズ５を介して、光デ
ィスク４の表面に収束される。

【０００７】この光ディスク４の表面で反射された反射
光ビームは、再び上記対物レンズ５を介して、レーザー
光源２に向かって進み、ビームスプリッタ７に入射す
る。このビームスプリッタ７内にて、上記反射光ビーム
は、このビームスプリッタ７の反射面７ａによって、図
面にて右方に反射され、集光レンズ９を介して、フォト
ディテクタ１０に入射されることになる。

【０００８】ここで、このフォトディテクタ１０は、反
射光ビームを受光することによって、フォーカシング制
御用信号，トラッキング制御用信号及び再生用信号を検
出するようになっている。

【０００９】この場合、このフォトディテクタ１０の各
センサ素子Ａ乃至Ｈの検出信号は、図７に示すように、
処理される。図７において、このフォトディテクタ１０
の各センサ素子Ａ乃至Ｈからの検出信号ＳＡ乃至ＳＨの
うち、検出信号ＳＡとＳＣ，ＳＢとＳＤは、減算回路１
１により、メインプッシュプル信号ＭＰＰとして

【００１０】

【数１】

【００１１】の演算が行なわれる。

【００１２】また、検出信号ＳＥ，ＳＦ，ＳＧ，ＳＨに
ついては、減算回路１２，１３により、サイドプッシュ
プル信号ＳＰＰとして

【００１３】

【数２】

【００１４】の演算が行なわれる。

【００１５】そして、これらのメインプッシュプル信号
ＭＰＰ及びサイドプッシュプル信号ＳＰＰに基づいて、
減算回路１４によって、トラッキングエラー信号ＴＥと
して、

【００１６】

【数３】

【００１７】の演算が行なわれる。

【００１８】尚、上述の場合、メインビームＭＢは、図
８に示すように、光ディスク４の目的の溝状のトラック
４ａに向かって照射されているとき、これと略１／２ト
ラックずれた二つのサイドビームＳＢ１，ＳＢ２は、そ
れぞれこのトラック４ａと隣接するトラックとの間に形
成された突条部４ｂ，４ｃ上に照射されることになる。

【００１９】これにより、例えば光ディスク４に偏心が
あった場合には、その偏心に追従する対物レンズ５の移
動位置は、図９Ａで示すように、周期的な変動を示して
いる。従って、上述したメインプッシュプル信号ＭＰＰ
は、図９Ｂに示すように、対物レンズ移動による信号変
動量ＢＰを上乗せした波形を有することになる。また、
サイドプッシュプル信号ＳＰＰも、同様にして、図９Ｃ
に示すように、対物レンズ移動量を上乗せした波形を有
することになる。

【００２０】かくして、上記数式３における定数ｋを適
宜に選定することによって、得られるトラッキングエラ
ー信号ＴＥは、ＭＰＰとＳＰＰが互いに逆相でなること
から、図９Ｄに示すように、上記対物レンズ移動による
信号変動量ＢＰがキャンセルされ、振幅が２倍となるこ
とになる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成のピックアップ１においては、高速アクセスの要求
に対応するため、シーク時間が短縮されている。このた
め、光学ピックアップのトラッキング方向への駆動速度
が比較的速く、従って、シーク時の駆動モータによる加
減速によって、対物レンズの横ずれや、この横ずれ状態
からの中点への整定時間が問題になってくる。

【００２２】このため、対物レンズの横方向の位置を検
出するために、従来は、中点センサが備えられている。
これにより、対物レンズの位置が、この中点センサによ
って直接的に検出され、シーク時に対物レンズが横ずれ
した場合には、即時に横ずれ量が検出され、中点位置に
迅速に整定される。

【００２３】しかしながら、このような中点センサは、
対物レンズに対して一体的に設けられているために、部
品点数が多くなる。従って、部品コストが高くなると共
に、組立コストも高くなってしまうという問題があっ
た。

【００２４】また、対物レンズと共に移動する可動部分
の重量が増加するために、対物レンズを含む光学ピック
アップを移動させるための駆動機構の負担が大きくな
る。従って、駆動機構が大型化すると共に、却ってシー
ク時間が長くなってしまい、本来のシーク時間短縮の目
的に反する結果を招くことになるという問題があった。
さらに、このような対物レンズの移動位置の情報が得ら
れれば、シーク寺に対物レンズを迅速に中点位置に移動
制御する上で便利であると考えられる。

【００２５】本発明は、以上の点に鑑み、特別の部品を
使用せずに、簡単な構成によって、低コストで、対物レ
ンズの移動量を検出し得るようにした、対物レンズ位置
検出方法及び装置を提供することを目的としている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、回転駆動される光ディスクに対して、メインビー
ム及び略１／２トラック分だけ前後にずれたサイドビー
ムを照射し、この光ディスクにて反射された各ビームを
それぞれ分割フォトディテクタにより受光し、メインビ
ーム用のフォトディテクタにて再生信号を検出すると共
に、サイドビーム用のフォトディテクタの差信号に基づ
いて、トラッキングエラーの検出を行なうようにした光
学ピックアップの対物レンズ制御方法において、上記メ
インビーム用のフォトディテクタの各センサ素子のメイ
ンプッシュプル信号と、サイドビーム用のフォトディテ
クタの各センサ素子のサイドプッシュプル信号とを加算
することにより、プッシュプル成分をキャンセルし、対
物レンズの位置に関する信号を取得してシーク時の光学
ピックアップの駆動を制御するようにした対物レンズ位
置制御方法により、達成される。

【００２７】また、上記目的は、本発明によれば、回転
駆動される光ディスクに対して、メインビーム及び略１
／２トラック分だけ前後にずれたサイドビームを照射
し、この光ディスクにて反射された各ビームをそれぞれ
分割フォトディテクタにより受光し、メインビーム用の
フォトディテクタにて再生信号を検出すると共に、サイ
ドビーム用のフォトディテクタの差信号に基づいて、ト
ラッキングエラーの検出を行なうようにした光学ピック
アップにおいて、上記メインビーム用のフォトディテク
タの各センサ素子のプッシュプル信号と、サイドビーム
用のフォトディテクタの各センサ素子のプッシュプル信
号とを加算する加算回路と、この加算回路の出力信号に
基づいて、シーク時に光学ピックアップの駆動回路が制
御する制御手段とを具備した対物レンズ位置制御装置に
より、達成される。

【００２８】

【作用】上記構成によれば、メインビーム用のフォトデ
ィテクタの各センサ素子の検出信号から演算されたメイ
ンプッシュプル信号と、サイドビーム用のフォトディテ
クタの各センサ素子の検出信号から演算されたサイドプ
ッシュプル信号とを減算して、トラッキングエラー信号
を得るようにした、光学ピックアップに対して、上記メ
インプッシュプル信号とサイドプッシュプル信号とを加
算して、プッシュプル成分をキャンセルする。これによ
り、シーク時に対物レンズの移動位置に関する信号が検
出されたとき、この信号に基づいて、光学ピックアップ
の駆動装置が制御されることにより、対物レンズが迅速
に中点位置に戻されることになる。

【００２９】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
４を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００３０】図１は、本発明による対物レンズ位置制御
方法を適用した光学ピックアップの一実施例を示してい
る。図１において、光学ピックアップ２１は、半導体レ
ーザー素子等のレーザー光源２２と、このレーザー光源
２２から出射されるレーザー光を平行光にするコリメー
タレンズ２３と、このコリメータレンズ２３からの平行
光を光ディスク２４の表面に収束させる対物レンズ２５
と、このコリメータレンズ２３と対物レンズ２５との間
に順次配設されたグレーティング２６，ビームスプリッ
タ２７及び１／４波長板２８と、このビームスプリッタ
２７の側方にて光軸に沿って順次に配設された集光レン
ズ２９及びフォトディテクタ３０を有している。

【００３１】ここで、このフォトディテクタ３０は、図
２の中央に示すように構成されている。図２において、
フォトディテクタ３０は、中央に配設されかつ二分割
（四分割）されたセンサ素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから成るセ
ンサ部３１と、このセンサ部３１の図面にて上方に間隔
をあけて配設されたセンサ素子Ｅ，Ｆから成るセンサ部
３２と、このセンサ部３１の図面にて下方に間隔をあけ
て配設されたセンサ素子Ｇ，Ｈから成るセンサ部３３と
から構成されている。

【００３２】このような構成のフォトディテクタ３０の
各センサ素子Ａ乃至Ｈにおいては、上記グレーティング
２６により三分割された光ビームＬＡ，ＬＢ，ＬＣのう
ち、ビームＬＢが、中心のセンサ部３１のセンサ素子
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに入射する。また、分割されたビームの
うち、ビームＬＡが上側のセンサ部３２のセンサ素子
Ｅ，Ｆに、ビームＬＣが下側のセンサ部３３のセンサ素
子Ｇ，Ｈに対して入射されるようになっている。

【００３３】さらに、各センサ素子Ａ乃至Ｈの検出信号
は、図３に示す信号処理回路によって、処理される。

【００３４】図３において、信号処理回路３４は、セン
サ素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの検出信号に基づいて、メインプ
ッシュプル信号ＭＰＰを出力する減算回路３５と、セン
サ素子Ｅ，Ｆ及びＧ，Ｈの検出信号の差信号をそれぞれ
出力する減算回路３６，３７とを有している。

【００３５】さらに、この信号処理回路３４には減算回
路３６，３７の出力信号を加算してサイドプッシュプル
信号ＳＰＰを出力する加算回路３８と、メインプッシュ
プル信号ＭＰＰとサイドプッシュプル信号ＳＰＰの差を
演算する減算回路３９とが備えられている。また、本実
施例による光学ピックアップ２１においては、信号処理
回路３４は、さらにメインプッシュプル信号ＭＰＰとサ
イドプッシュプル信号ＳＰＰの和を演算する加算回路４
０を備えている。

【００３６】本実施例による光学ピックアップ２１は、
以上のように構成されており、その動作は以下のように
なっている。レーザー光源２２から射出した光ビーム
は、コリメータレンズ２３，グレーティング２６，ビー
ムスプリッタ２７，１／４波長板２８及び対物レンズ２
５を介して、光ディスク２４の表面に収束される。

【００３７】この光ディスク２４の表面で反射された反
射光ビームは、再び上記対物レンズ２５を介して、レー
ザー光源２２に向かって進み、ビームスプリッタ２７に
入射する。このビームスプリッタ２７内にて、上記反射
光ビームは、このビームスプリッタ２７の反射面２７ａ
によって、図面にて右方に反射され、集光レンズ２９を
介して、フォトディテクタ３０に入射されることにな
る。

【００３８】ここで、このフォトディテクタ３０は、反
射光ビームを受光することによって、フォーカシング制
御用信号，トラッキング制御用信号及び再生用信号を検
出するようになっている。この場合、このフォトディテ
クタ３０の各センサ素子Ａ乃至Ｈの検出信号は、図３の
信号処理回路によって処理される。即ち、図３におい
て、このフォトディテクタ３０の各センサ素子Ａ乃至Ｈ
からの検出信号ＳＡ乃至ＳＨのうち、検出信号ＳＡ，Ｓ
Ｂ，ＳＣ，ＳＤは、減算回路３５により、メインプッシ
ュプル信号ＭＰＰとして

【００３９】

【数４】

【００４０】の演算が行なわる。

【００４１】また、検出信号ＳＥ，ＳＦ，ＳＧ，ＳＨに
ついては、それぞれ減算回路３６，３７によって、サイ
ドプッシュプル信号ＳＰＰとして、

【００４２】

【数５】

【００４３】の演算が行なわれる。

【００４４】そして、このメインプッシュプル信号ＭＰ
Ｐと、ｋ倍の増幅率を有するアンプ３９ａを介して入力
されるサイドプッシュプル信号ＳＰＰとから、減算回路
３９によって、トラッキングエラー信号ＴＥとして、

【００４５】

【数６】

【００４６】の演算が行なわれる。

【００４７】このようにして得られたトラッキングエラ
ー信号ＴＥに基づいて、例えば図２にて、中央に示した
正しい位置に対して左右に示されたトラッキングエラー
発生時には、このトラッキングエラーが検出されて、光
学ピックアップ２１全体が、図１にて左右方向（ディス
クの径方向）に移動されることにより、トラッキング補
正が行なわれる。

【００４８】また、このメインプッシュプル信号ＭＰＰ
と、ｋ倍の増幅率を有するアンプ４０ａを介して入力さ
れるサイドプッシュプル信号ＳＰＰとから、加算回路４
０によって、対物レンズ位置の移動量ＢＰとして、

【００４９】

【数７】

【００５０】の演算が行なわれる。

【００５１】すなわち、この対物レンズの移動の際のス
ポット移動状態は、図２にて中央の正しい位置に対して
上下に示された状態をさしている。この場合、ある方向
にスポット移動があると、２つのサイドビームのスポッ
トの中心は、フォトディテクタ３２に対しても、フォト
ディテクタ３３に対しても同一の方向に同じ量だけずれ
る。このため、対物レンズ移動時に、図３の信号処理回
路中の減算回路３６と３７の出力値は同じとなる。

【００５２】ところで、この対物レンズ位置の移動量Ｂ
Ｐは、直流成分及び交流成分を含んでいると共に、ポジ
ションずれと対物レンズ位置そしてスキューによるビー
ム変形による関数の和として構成されている。このう
ち、ポジションずれ分は、比較的長い時定数を有してい
るため、例えば光学ピックアップのシーク時において
は、ＤＣ成分とみなすことができる。

【００５３】また、スキューによビーム変形分も、光学
系に起因する分は同様であると共に、光ディスクに起因
する分は、シーク時においては無視できる程度に小さく
と考えられる。従って、上記ＢＰのＡＣ成分が、近似的
に対物レンズ位置の関数に等しいとみなすことができ
る。

【００５４】かくして、対物レンズが中点近傍にあると
きのＢＰをサンプリングし、ＢＰからこのサンプリング
値を減算することにより、対物レンズ位置信号が得られ
ることになる。これにより、実際の対物レンズ位置信号
ＯＰは、中点位置付近におけるＢＰをＢＰｓとすれば、

【００５５】

【数８】

【００５６】となる。

【００５７】このようにして得られた対物レンズ位置信
号ＯＰは以下のようにして利用される。すなわち、光学
ピックアップのシーク時には、図２にて中央の正常位置
に対して上下に示された対物レンズのずれが発生した場
合には、図４に示すように、上述の対物レンズ位置信号
ＯＰに基づいてトラッキングサーボをかける。これによ
り、シーク終了後の対物レンズ位置が中点位置付近に近
づけられる。このことは、対物レンズ位置信号ＯＰがゼ
ロに近づけられることによって、示されている。

【００５８】その後、トラッキングエラー信号ＴＥによ
るトラッキングサーボにより、光学ピックアップ２１
は、所望のトラックに対して位置決め、即ちトラック引
き込みされることになる。かくして、シークストップ時
には、対物レンズは、中点位置付近に近づけられ、かつ
トラッキングサーボによって、シークによる対物レンズ
の共振が減衰されることになり、トラック引き込み時間
が短縮されることになる。

【００５９】このように、以上の実施例によれば、上記
メインプッシュプル信号とサイドプッシュプル信号と利
用して、対物レンズの移動位置が検出されるので、従来
のように対物レンズと一体的に移動し得る中点センサを
設ける必要がない。従って、対物レンズと共に移動する
可動部の重量が軽減されることになり、光学ピックアッ
プの駆動装置の負担が軽減される。かくして、対物レン
ズは迅速に中点位置に戻されることになり、これによ
り、光学ピックアップ全体が小型且つ軽量に構成される
ことになる。

【００６０】また、中点センサが不要であることから、
部品点数が少なくて済み、部品コスト及び組立コストが
低減されると共に、さらに可動部フレキシブルプリント
基板等による接続ラインが削減されることになり、一層
小型化され、負荷が低減されることになる。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、特
別の部品を使用せずに、簡単な構成によって、低コスト
で、対物レンズの移動量を検出し得るようにした、対物
レンズ位置検出方法及び装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による対物レンズ位置制御装置を組み込
んだ光学ピックアップの光学的構成を示す概略図であ
る。

【図２】図１の光学ピックアップにおけるフォトディテ
クタの概略平面図である。

【図３】図１の光学ピックアップのフォトディテクタの
信号処理回路の構成例を示すブロック図である。

【図４】図４の信号処理回路の各部における信号波形を
示すタイムチャートである。

【図５】従来の光学ピックアップの光学的構成を示す概
略図である。

【図６】図５の光学ピックアップにおけるフォトディテ
クタの概略平面図である。

【図７】図５の光学ピックアップのフォトディテクタの
信号処理回路の構成例を示すブロック図である。

【図８】図５の光学ピックアップによる各ビームと光デ
ィスクのトラックとの関係を示す部分拡大斜視図であ
る。

【図９】図７の信号処理回路の各部における信号波形を
示すタイムチャートである。

【符号の説明】

２１ 光学ピックアップ ２２ レーザー光源 ２３ コリメータレンズ ２４ 光ディスク ２５ 対物レンズ ２６ グレーティング ２７ ビームスプリッタ ２８ １／４波長板 ２９ 集光レンズ ３０ フォトディテクタ ３１ フォーカシング用センサ部 ３２ センサ部 ３３ センサ部 ３４ 信号処理回路 ３５ 減算回路 ３６ 減算回路 ３７ 減算回路 ３８ 加算回路 ３９ 減算回路 ３９ａ アンプ ４０ 加算回路 ４０ａ アンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される光ディスクに対して、メ
   インビーム及び略１／２トラック分だけ前後にずれたサ
   イドビームを照射し、 この光ディスクにて反射された各ビームをそれぞれ分割
   フォトディテクタにより受光し、 メインビーム用のフォトディテクタにて再生信号を検出
   すると共に、サイドビーム用のフォトディテクタの差信
   号に基づいて、トラッキングエラーの検出を行なうよう
   にした光学ピックアップの対物レンズ制御方法におい
   て、 上記メインビーム用のフォトディテクタの各センサ素子
   のメインプッシュプル信号と、サイドビーム用のフォト
   ディテクタの各センサ素子のサイドプッシュプル信号と
   を加算することにより、プッシュプル成分をキャンセル
   し、 対物レンズの位置に関する信号を取得してシーク時の光
   学ピックアップの駆動を制御するようにした、 ことを特徴とする対物レンズ位置制御方法。
2. 【請求項２】 回転駆動される光ディスクに対して、メ
   インビーム及び略１／２トラック分だけ前後にずれたサ
   イドビームを照射し、この光ディスクにて反射された各
   ビームをそれぞれ分割フォトディテクタにより受光し、
   メインビーム用のフォトディテクタにて再生信号を検出
   すると共に、サイドビーム用のフォトディテクタの差信
   号に基づいて、トラッキングエラーの検出を行なうよう
   にした光学ピックアップにおいて、 上記メインビーム用のフォトディテクタの各センサ素子
   のプッシュプル信号と、サイドビーム用のフォトディテ
   クタの各センサ素子のプッシュプル信号とを加算する加
   算回路と、 この加算回路の出力信号に基づいて、シーク時に光学ピ
   ックアップの駆動回路が制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とする対物レンズ位置制御装置。