JPH08235607A - トラッキングサーボ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アクチュエータのトラッキング可動部の偏倚量
を受光素子からの受光出力により検出し、それにより速
度信号を得、その速度信号を用いてトラッキングサーボ
特性の共振周波数におけるピーク特性を抑圧する。 【構成】受光素子１上の光スポットの偏倚量を検出手段
１１及び偏倚信号抽出手段１９から成る偏倚信号生成回
路で検出することによりアクチュエータのトラッキング
可動部の中心位置からの偏倚量を検出するようにしてい
る。そして、前記トラッキング可動部の偏倚量を示す偏
倚出力を微分回路２２で微分することによりトラッキン
グ可動部の偏倚速度を示す速度信号に変換し、その速度
信号をトラッキング制御信号に合成し、その合成信号に
よりトラッキング可動部を駆動するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学ヘッドのアクチュ
エータのトラッキング可動部を変位させてトラッキング
制御を行うトラッキングサーボ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光を用いて光学的に信号の読み
取り、あるいは書き込みを行う光学ヘッドは、周知の如
く、一般に対物レンズが装着されるレンズホルダーにフ
ォーカシングコイル及びトラッキングコイルの駆動コイ
ルを装着し、該各駆動コイルにそれぞれ供給する駆動信
号に応じて対物レンズを駆動してフォーカス制御および
トラッキング制御を行っている。

【０００３】光学ヘッドにおいて、対物レンズを変位さ
せる為のアクチュエータ可動部は、フォーカス制御系お
よびトラッキング制御系においてそれぞれ固有共振周波
数を有している。この固有共振周波数は各制御系の高次
共振に直接関係し、この高次共振は対物レンズに有害な
振動を与えるので、光学ヘッドは各制御系の固有共振周
波数を考慮して各制御系の高次共振がそれぞれ各サーボ
帯域外になるように設計されている。

【０００４】ところで、光学ヘッドにおいて、トラック
ジャンプが行われると、そのトラックジャンプによる光
学ヘッドの加減速により対物レンズが振動されるが、そ
の振動が高次共振による影響で速やかに収まらず、その
後のトラッキングサーボの引き込みに時間が掛かる、と
いう問題がある。

【０００５】また、光学ヘッドを用いた光ディスク装置
においては、標準速度の２倍、４倍とディスクを回転さ
せる速度の高速化が行われており、光学ヘッドにより高
速に信号の読み取り、あるいは書き込みを行わせる必要
が生じてきている。信号の読み取り、及び書き込みの高
速化が行われると、各制御系の各サーボ帯域をそれぞれ
広帯域化し、高域まで拡大しなければならないので、各
サーボ帯域と高次共振とのマージンを確保するのが困難
となり、高次共振が発生し易くなる、という問題が発生
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、特
開平５−２４２４９８号公報に示される如く、光学ヘッ
ドによるトレース位置の信号トラックとの位置ズレを示
すトラッキングエラー信号にアクチュエータの運動量に
応じた信号を合成し、その合成信号に基づいてアクチュ
エータのトラッキング可動部を制御することによりトラ
ッキングサーボ特性の共振周波数におけるピーク特性を
抑圧したトラッキングサーボ装置が知られている。

【０００７】前記トラッキングサーボ装置においては、
高次共振による悪影響の発生を防止することが出来、ト
ラックジャンプ後に速やかにトラッキングサーボの引き
込みを行うことが出来る。

【０００８】また、前記トラッキングサーボ装置におい
ては、トラッキングサーボ帯域の広帯域化に際しても有
利となる。

【０００９】しかしながら、前記トラッキングサーボ装
置においては、アクチュエータの運動量を検出するため
にトラッキングコイルに流れる電流を用いる構成である
ので、トラッキングコイルに前記運動量検出用の回路が
接続され、該回路の一部の素子がトラッキングコイルの
負荷となり、アクチュエータのトラッキング可動部の感
度ロスを招いたり、また、トラッキングコイルに流れる
電流を用いて検出されるアクチュエータの運動量を示す
信号を帰還してトラッキングエラー信号に合成する構成
であるので、トラッキングコイルに供給される駆動信号
とアクチュエータの運動量を示す信号とで位相差が生
じ、信号合成時の位相合わせが困難であった。

【００１０】本発明は、これらの欠点を解決し、トラッ
キングサーボ特性の共振周波数におけるピーク特性を抑
圧したトラッキングサーボ装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、信号記録媒体
の信号面により変調された光学ヘッドからの光ビームを
受光する受光素子と、該受光素子から得られる受光出力
を用いてトラッキングエラー信号を生成するトラッキン
グエラー信号生成回路と、該受光素子から得られる受光
出力及び前記トラッキングエラー信号生成回路からのト
ラッキングエラー信号を用いてアクチュエータのトラッ
キング可動部の中心位置からの偏倚量を示す偏倚信号を
生成する偏倚信号生成回路と、該偏倚信号生成回路から
の偏倚信号を微分する微分回路と、トレース位置を信号
トラックに追従させる為のトラッキング制御信号に前記
微分回路からの微分出力を合成した合成信号に応じて前
記トラッキング可動部を駆動する駆動信号をトラッキン
グコイルに供給する駆動回路とから成り、前記受光素子
は、受光領域を分割する分割線がトラッキング可動部の
中心位置からの偏倚に応じて生じる光スポットの偏倚方
向と直交するように設定され、前記偏倚信号生成回路
は、前記受光素子の分割線により分割された各受光領域
からそれぞれ得られる受光出力差を演算して各受光領域
に受光される光強度レベル差を検出する検出手段と、前
記トラッキングエラー信号生成回路からのトラッキング
エラー信号を利用して前記検出手段により検出された各
受光領域の光強度レベル差出力からトラッキングエラー
成分を除去してトラッキング可動部の偏倚信号成分を抽
出する偏倚信号抽出手段とを備えている。

【００１２】

【作用】フォーカス制御として非点収差法を採用した場
合に使用される光学ヘッドにおいては、トラッキング制
御の為にアクチュエータのトラッキング可動部が中心位
置から偏倚すると、受光素子に受光される光ビームがｘ
軸，ｙ軸方向とで焦点距離が異なることに起因して前記
受光素子上の光スポットが偏倚されることに着目し、そ
の光スポットの偏倚を検出することによりトラッキング
可動部の中心位置からの偏倚量を検出するようにしてい
る。この場合、光スポットの偏倚方向と直交するように
設定された分割線により受光領域が分割された受光素子
の各受光領域の光強度レベル差出力を検出する。この光
強度レベル差出力には、トラッキングエラーに起因して
受光素子上の光スポット内に生じる明暗成分が含まれて
いることからトラッキング可動部の偏倚成分の他にトラ
ッキングエラー成分が含まれている。その為、前記光強
度レベル差出力からトラッキングエラー成分を除去して
偏倚信号のみを抽出する。そして、抽出された偏倚信号
を微分することによりトラッキング可動部の偏倚速度を
示す速度信号に変換し、その速度信号をトラッキング制
御信号に合成している。その合成信号によりトラッキン
グ可動部を駆動するようにしてトラッキングサーボ特性
の共振周波数におけるピーク特性を抑圧している。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路ブロック
図を示している。この実施例における光ディスク装置
は、フォーカス制御として非点収差法を採用すると共
に、トラッキング制御として３ビーム法を採用してお
り、光学ヘッドは非点収差法及び３ビーム法に対応した
ものが使用されている。

【００１４】図１において、受光素子であるフォト検出
器は、主受光部１と該主受光部１を挾んだ両側に配置さ
れた２つの副受光部２，３とから構成されている。前記
主受光部１は、直交する分割線４ａ，４ｂにより受光領
域が４分割されていると共に、非点収差を含んだディス
クからの反射光ビームの０次光のメインビームが受光さ
れる。そして、前記主受光部１は、ディスクに記録され
た情報信号を検出するのに用いられると共に、フォーカ
スエラーを検出するのに用いられる各受光領域ａ，ｂ，
ｃ，ｄからそれぞれ受光出力を発生する。

【００１５】また、副受光部２，３には、回折により分
離された３ビームの±１次光の各サブビームがそれぞれ
受光される。そして、トラッキングエラーを検出するの
に用いられる各副受光部２，３からそれぞれ受光出力を
発生する。

【００１６】５は光学ヘッドによるトレース位置の信号
トラックとの位置ズレを示すトラッキングエラー信号を
生成するトラッキングエラー信号生成回路であり、該ト
ラッキングエラー信号生成回路５は電流・電圧変換アン
プ６により電圧信号に変換された副受光部２の受光領域
ｅからの受光出力Ｅと電流・電圧変換アンプ７により電
圧信号に変換された副受光部３の受光領域ｆからの受光
出力Ｆとの差分を示す差信号を発生する減算回路により
構成されている。

【００１７】８はトラッキングエラー信号生成回路５か
らのトラッキングエラー信号をアクチュエータのトラッ
キング可動部の特性に応じて位相補償する位相補償回
路、９はアクチュエータのトラッキング可動部に巻装さ
れるトラッキングコイル、１０はトラッキングコイル９
に駆動電流を供給する駆動回路である。

【００１８】１１は主受光部１の分割線４ａにより分割
された一方側の受光領域ａ及びｂからそれぞれ得られる
受光出力和と他方側の受光領域ｃ及びｄからそれぞれ得
られる受光出力和との光強度レベル差を検出する検出手
段である。該検出手段１１は、電流・電圧変換アンプ１
２により電圧信号に変換された主受光部１の受光領域ａ
からの受光出力Ａと電流・電圧変換アンプ１３により電
圧信号に変換された主受光部１の受光領域ｂからの受光
出力Ｂとを加算する第１加算回路１４と、電流・電圧変
換アンプ１５により電圧信号に変換された主受光部１の
受光領域ｃからの受光出力Ｃと電流・電圧変換アンプ１
６により電圧信号に変換された主受光部１の受光領域ｄ
からの受光出力Ｄとを加算する第２加算回路１７と、前
記第１加算回路１４からの加算出力と前記第２加算回路
１７からの加算出力との差分を示す差信号を発生する減
算回路１８とから構成されている。

【００１９】ここで、フォーカス制御として非点収差法
を採用した場合に使用される光学ヘッドにおいては、ト
ラッキング制御の為にアクチュエータのトラッキング可
動部が中心位置から偏倚すると、主受光部１に受光され
る光ビームがｘ軸，ｙ軸方向とで焦点距離が異なり、主
受光部１の受光面が一方の軸方向における焦点より後方
にあることに起因して前記主受光部１の光スポットが偏
倚される。そして、分割線４ａは、トラッキング可動部
の中心位置からの偏倚に応じて生じる主受光部１上の光
スポットの偏倚方向と直交するように設定されている。
その為、トラッキング可動部が中心位置から偏倚する
と、主受光部１上の光スポットは、その偏倚方向によっ
て分割線４ａの一方側の受光領域ａ及びｂ方向に偏倚し
たり、分割線４ａの他方側の受光領域ｃ及びｄ方向に偏
倚したりする。

【００２０】一方、光学ヘッドによるトレース位置の信
号トラックとの位置ズレ、すなわちトラッキングエラー
が発生すると、トラッキングエラーに起因して主受光部
１上の光スポット内に明暗が発生する。そして、検出手
段１１は、分割線４ａの一方側の受光領域ａ及びｂによ
り受光された受光出力と、分割線４ａの他方側の受光領
域ｃ及びｄにより受光された受光出力との光強度レベル
差が出力される。その為、検出手段１１からは、トラッ
キング可動部の中心位置からの偏倚量に応じた偏倚成分
の他にトラッキングエラー成分が含まれた合成信号が発
生される。

【００２１】１９はアクチュエータのトラッキング可動
部が中心位置から偏倚した偏倚量を示す偏倚信号を検出
手段１１の出力信号から抽出する偏倚信号抽出手段であ
る。該偏倚信号抽出手段１９は、トラッキングエラー信
号生成回路５からのトラッキングエラー信号のレベル調
整を検出手段１１からの出力信号レベルとの兼ね合いで
行うレベル調整回路２０と、検出手段１１からの出力信
号から該レベル調整回路２０によりレベル調整されたト
ラッキングエラー信号を減算する減算回路２１とから構
成されている。

【００２２】尚、検出手段１１と偏倚信号抽出手段１９
とは、アクチュエータのトラッキング可動部の偏倚量を
示す偏倚信号を生成する偏倚信号生成回路を構成してい
る。

【００２３】２２は偏倚信号抽出手段１９により抽出さ
れた偏倚信号を微分して速度信号に変換する微分回路で
ある。該微分回路２２は、出力する速度信号がトラッキ
ングエラー信号を位相補償回路８により位相補償したト
ラッキング制御信号に適切に合成されるべく微分特性が
調整されている。

【００２４】次に、図１の動作について説明する。

【００２５】トラッキングエラー信号生成回路３は、各
副受光部２，３からそれぞれ発生される各受光出力の差
分を示す差信号（Ｅ−Ｆ）、即ちトラッキングエラー信
号を生成する。このトラッキングエラー信号は、位相補
償回路８により位相補償が行われた後、駆動回路１０に
供給され、アクチュエータのトラッキング可動部の駆動
信号としてトラッキングコイル９に供給される。その
為、アクチュエータのトラッキング可動部は、トラッキ
ングエラー信号に応じて駆動される。

【００２６】一方、検出手段１１は、主受光部１の分割
線４ａにより分割された一方側の受光領域ａ及びｂから
得られる各受光出力を加算した加算出力（Ａ＋Ｂ）と他
方側の受光領域ｃ及びｄから得られる各受光出力を加算
した加算出力（Ｃ＋Ｄ）との差分を示す差信号（Ａ＋
Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）を生成する。

【００２７】ここで、前述した如く、フォーカス制御と
して非点収差法を採用した場合に使用される光学ヘッド
においては、トラッキング制御の為にアクチュエータの
トラッキング可動部が中心位置から偏倚すると、フォト
検出器上の光スポットが偏倚され、主受光部１上の光ス
ポットがその偏倚方向によって分割線４ａの一方側の受
光領域ａ及びｂ方向に偏倚したり、分割線４ａの他方側
の受光領域ｃ及びｄ方向に偏倚したりする。

【００２８】また、トラッキングエラーが発生すると、
トラッキングエラーに起因して主受光部１上の光スポッ
ト内に明暗が発生するので、その明暗による影響が主受
光部１の各受光領域からそれぞれ出力される受光出力に
現れる。

【００２９】したがって、検出手段１１により生成され
る出力信号（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）は、トラッキング可
動部の中心位置からの偏倚量に応じた偏倚成分の他にト
ラッキングエラー成分が含まれた合成信号となる。

【００３０】前記検出手段１１により生成された合成信
号は、レベル調整されたトラッキングエラー信号を用い
て偏倚信号抽出手段１９によりトラッキングエラー成分
が除去されるので、該偏倚信号抽出手段１９からはトラ
ッキング可動部の中心位置からの偏倚量に応じた偏倚成
分のみを示す偏倚信号が発生される。そして、この偏倚
信号は、微分回路２２により微分されてトラッキング可
動部の中心位置からの偏倚速度を示す速度信号に変換さ
れた後に、トラッキングエラー信号を位相補償したトラ
ッキング制御信号に合成される。その為、アクチュエー
タのトラッキング可動部は、トラッキング制御信号に前
記速度信号を合成した合成信号に応じて駆動され、トラ
ッキング可動部の中心位置からの偏倚を加味したトラッ
キング制御が行われる。

【００３１】ここで、アクチュエータのトラッキング可
動部の伝達特性が図２に示した特性である場合、偏倚信
号生成回路（検出手段１１及び偏倚信号抽出手段１９）
と微分回路２２の合成の伝達特性は、図３に示した特性
となる。

【００３２】したがって、トラッキングエラー信号に速
度信号を適切に合成することによってアクチュエータの
トラッキング可動部の固有共振周波数ｆ0 におけるピー
ク特性、すなわちＱ値を抑圧することが出来、トラッキ
ングサーボの総合の伝達特性を図４に示す如く高次共振
が発生し得ない良好な特性とすることが出来る。

【００３３】尚、実施例においては、トラッキング制御
として３ビーム方式を採用した場合について説明した
が、本発明は３ビーム方式に限定されるものではなく、
プッシュプル方式等別方式のトラッキング制御を採用し
ても良いことは明白である。

【００３４】

【発明の効果】以上述べた如く、トラッキング可動部の
偏倚速度を示す速度信号をトラッキング制御信号に合成
し、その合成信号によりトラッキング可動部を駆動する
ようにしているので、トラッキングサーボ特性の共振周
波数におけるピーク特性を抑圧することが出来、高次共
振が発生し得ない良好なトラッキングサーボ特性を得る
ことが出来る。この場合、特に、受光素子上の光スポッ
トの偏倚量を検出することによりトラッキング可動部の
中心位置からの偏倚量を検出し、その検出された偏倚出
力を微分することによりトラッキング可動部の偏倚速度
を示す速度信号を得ているので、トラッキングコイルに
流れる電流を用いて検出されるアクチュエータの運動量
を示す信号を帰還してトラッキングエラー信号に合成す
る必要が無く、速度信号をトラッキングエラー信号に合
成する際の位相合わせが容易であると共に、トラッキン
グコイルに負荷を接続する必要が無く、アクチュエータ
のトラッキング可動部の感度ロスを招くこと無く高次共
振による悪影響を防止したトラッキングサーボ装置が提
供出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路ブロック図であ
る。

【図２】アクチュエータのトラッキング可動部の伝達特
性を示す特性図である。

【図３】速度信号を生成する系の伝達特性を示す特性図
である。

【図４】本発明のトラッキングサーボの総合の伝達特性
を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 主受光部 ２，３ 副受光部 ４ａ，４ｂ 分割線 ５ トラッキングエラー信号生成回路 ８ 位相補償回路 ９ トラッキングコイル １０ 駆動回路 １１ 検出手段 １９ 偏倚信号抽出手段 ２２ 微分回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非点収差法を用いたフォーカス制御に対応
   した光学ヘッドが用いられていると共に、光学ヘッドに
   よるトレース位置の信号トラックとの位置ズレを示すト
   ラッキングエラー信号に応じてアクチュエータのトラッ
   キング可動部を変位させてトラッキング制御を行うトラ
   ッキングサーボ装置であって、信号記録媒体の信号面に
   より変調された光学ヘッドからの光ビームを受光する受
   光素子と、該受光素子から得られる受光出力を用いてト
   ラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信
   号生成回路と、該受光素子から得られる受光出力及び前
   記トラッキングエラー信号生成回路からのトラッキング
   エラー信号を用いて前記トラッキング可動部の中心位置
   からの偏倚量を示す偏倚信号を生成する偏倚信号生成回
   路と、該偏倚信号生成回路からの偏倚信号を微分する微
   分回路と、トレース位置を信号トラックに追従させる為
   のトラッキング制御信号に前記微分回路からの微分出力
   を合成した合成信号に応じて前記トラッキング可動部を
   駆動する駆動信号をトラッキングコイルに供給する駆動
   回路とから成り、前記受光素子は、受光領域を分割する
   分割線がトラッキング可動部の中心位置からの偏倚に応
   じて生じる光スポットの偏倚方向と直交するように設定
   され、前記偏倚信号生成回路は、前記受光素子の分割線
   により分割された各受光領域からそれぞれ得られる受光
   出力差を演算して各受光領域に受光される光強度レベル
   差を検出する検出手段と、前記トラッキングエラー信号
   生成回路からのトラッキングエラー信号を利用して前記
   検出手段により検出された各受光領域の光強度レベル差
   出力からトラッキングエラー成分を除去してトラッキン
   グ可動部の偏倚量を示す偏倚信号を抽出する偏倚信号抽
   出手段とを備えたことを特徴とするトラッキングサーボ
   装置。