JPH11259875A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にプッシュプル法で生成したトラッキング
誤差信号を利用しトラッキングサーボをかける場合、光
スポットと受光素子の相対位置に応じた直流オフセット
が発生し、サーボの安定性を悪化させていた。 【解決手段】 スポット位置設定部１０９はスポット位
置オフセットを出力し、第１の加算部１１０はスポット
位置検出回路１０７が生成するスポット位置信号にスポ
ット位置オフセットを加算し、その信号はスポット位置
位相補償部１１１に入った後、トラッキングアクチュエ
ータ１０４に供給され、この動作により、光スポットの
位置はスポット位置オフセットが示す受光素子１０５上
の所定の位置に固定し、この状態で、トラッキングオフ
セット検出部１１３はトラッキング誤差検出回路１０６
が生成するトラッキング誤差信号の直流オフセットを測
定し、トラッキングサーボをかける際、オフセット補正
値生成部１１４は測定した直流オフセット量とスポット
位置信号をもとに直流オフセットをキャンセルするよう
な補正値を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同心円状あるい
は、螺旋状の情報トラックを有する光ディスクに対して
情報の記録あるいは再生を行う光ディスク装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＤ（Ｃｏｎｐａｃｔ Ｄｉｓ
ｃ）やＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）等のように、同心円
状あるいは、螺旋状の情報トラックを有する光ディスク
に対して情報の記録あるいは再生を行う光ディスク装置
が開発されている。これらの光ディスク装置では、レー
ザーダイオードなどが発する光ビームを対物レンズなど
で集光してつくる光スポットで情報トラックをなぞり、
情報の記録あるいは再生を行う。このために、光ディス
ク装置では、何らかの手段で情報トラックと光スポット
の位置ずれを示すトラッキング誤差信号を生成し、これ
が０になるよう光スポットを移動させる、いわゆるトラ
ッキングサーボが必須の要素となっている。ここで、ト
ラッキング誤差信号の生成方法には、さまざまな方法が
提案されているが、その中の一つの方法にプッシュプル
法がある。この方法は構成が単純であり、安価に製造で
きる点、あるいは３ビーム法などに比べて光路長を長く
とらなくてもよいため小型化に向いているという特長が
ある反面、受光素子上の光スポットの位置に応じた直流
オフセットがトラッキング誤差信号に現れるという短所
がある。以下、トラッキング誤差信号の直流オフセット
をトラッキングオフセットと呼ぶ。

【０００３】図１０は、プッシュプル法で用いられる２
分割受光素子と光スポットの模式図である。図１０にお
いて、７０１は領域７０２と７０３に２分割された受光
素子、７０４は受光素子７０１上の光スポット、７０
５，７０６は、光ディスク上の情報トラックにより光強
度が強弱する部分、７０７は減算器である。また、図１
０（Ａ）は光スポット７０４が受光素子７０１の中央に
位置する場合の図、（Ｂ）は光スポット７０４が中央か
らずれた位置にある場合の図である。プッシュプル方式
では、領域７０２と領域７０３の出力の差を減算器７０
７でとることにより、トラッキング誤差信号を生成して
いる。情報トラックの凹凸による光の変化は、図７の斜
線部７０５、７０６に現れる。必要なトラッキング誤差
信号は、斜線部７０５と７０６の差分から得られるが、
この部分のみの光を受光することは困難であるため、こ
の部分を含む広い範囲の光を受光素子７０１の領域７０
２および７０３で受光し、この差分をもってトラッキン
グ誤差信号としている。（Ａ）に示すように光スポット
７０４が受光素子７０１の中央に位置すると、２つの領
域には均等に光があたり、斜線部７０５、７０６以外の
部分の差は０となる。このため、トラッキング誤差信号
には直流オフセットがのらない。

【０００４】これに対し、対物レンズ（図示せず）と受
光素子７０１の位置のずれ（いわゆる光軸ずれ）が発生
すると、（Ｂ）のように光スポットが移動する。光軸ず
れの原因としては、製造時の組立精度によるものや、ト
ラッキングサーボによって光スポットが情報トラックに
追従して径方向に移動することなどがあげられる。光ス
ポット７０４が受光素子７０１の中心からずれると、片
方の領域（この場合７０３）が受ける光の量が他方（こ
の場合７０２）より大きくなり、この差が直流オフセッ
トとしてトラッキング誤差信号に現れる。トラッキング
誤差信号に直流オフセットがのると、トラッキングサー
ボの特に引き込み時の安定性が損なわれる。また、ここ
ではプッシュプル方式のトラッキングオフセットについ
て説明したが、３ビーム法などでも、いわゆる光のケラ
レまたはレーザーダイオードが発する光ビームの光量分
布などにより光スポットと受光素子の相対位置に応じた
トラッキングオフセットが生じ、無視できない場合があ
る。

【０００５】本発明はかかる点に鑑み、光スポットの光
ヘッド上の位置が変わった場合にもトラッキング誤差信
号の直流オフセットを除去でき、安定かつ正確にトラッ
キングサーボを実施できる光ディスク装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の光ディスク装置は、光ディスク上の情
報トラックと光スポットとの位置ずれを示すトラッキン
グ誤差信号が零となるように光スポットを径方向に移動
させるトラッキングサーボ手段を備えた光ディスク装置
であって、光ヘッド上での光スポットの径方向に位置を
設定するスポット位置設定手段と、スポット位置設定手
段により複数のオフセット位置の各々に光スポットを保
持してトラッキング誤差信号からトラッキングオフセッ
トを検出する検出手段と、検出手段によって検出された
複数のトラッキングオフセット値を用いてトラッキング
サーボ時のトラッキング誤差信号に加算するオフセット
補正値を生成するオフセット補正値生成手段とを備えて
いる。また、請求項２記載の光ディスク装置は、トラッ
キング誤差信号の振幅監視手段をさらに備え、トラッキ
ング誤差信号の振幅が所定の値より大きい場合には、当
該トラッキング誤差信号をトラッキングオフセットの検
出に用いない。

【０００７】上記目的を達成するために請求項３記載の
光ディスク装置は、光ディスクに照射する光スポットを
半径方向に移動させる光スポット移動手段と、前記光ス
ポットと光ディスク上の情報トラックの位置ずれを示す
トラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差検出
手段と、光ヘッド上での前記光スポットの径方向の位置
を示すスポット位置信号を生成するスポット位置検出手
段と、前記スポット位置信号に加算するスポット位置オ
フセットを出力するスポット位置設定手段と、前記スポ
ット位置オフセットが加算されたスポット位置信号に位
相補償を施し出力するスポット位置位相補償手段と、前
記トラッキング誤差信号のオフセットを測定するトラッ
キングオフセット検出手段と、前記スポット位置誤差信
号と前記オフセット検出信号が検出したトラッキングオ
フセットに基づき、前記トラッキング誤差信号に加算す
るオフセット補正値を出力するオフセット補正値生成手
段と、前記オフセット補正値が加算されたトラッキング
誤差信号に位相補償を施し出力するトラッキング位相補
償手段と、前記スポット位置位相補償手段と前記トラッ
キング位相補償手段の出力のうちどちらか一方を選択
し、前記光スポット移動手段に入力する選択手段を備え
ている。

【０００８】また、請求項４記載の光ディスク装置は、
請求項３記載の光ディスク装置に加え、スポット位置位
相補償手段が入力する信号の振幅が所定値より大きい場
合にスポット位置外れ信号を出力する振幅監視手段を備
えている。また、請求項５記載の光ディスク装置は、請
求項３記載の光ディスク装置に加え、光スポットの光ヘ
ッド上での径方向の移動量を測定する光スポット移動量
測定手段と、スポット位置信号のゲインを変えるスポッ
ト位置ゲイン変更手段と、スポット位置信号のゲインを
設定するスポット位置ゲイン設定手段を備えている。

【０００９】また、請求項６記載の光ディスク装置は、
光ディスクに照射する光スポットを半径方向に移動させ
る光スポット移動手段と、光ヘッド上での前記光スポッ
トの径方向の位置を示す第１のスポット位置信号を生成
するスポット位置検出手段と、前記第１のスポット位置
信号の高周波成分を除去し第２のスポット位置信号とし
て出力する高域遮断手段と、前記第２のスポット位置信
号に位相補償を施し出力するスポット位置位相補償手段
と、光スポットを微少振動させる外乱信号を生成する外
乱生成手段と、前記スポット位置位相補償手段の出力に
前記外乱信号を加算し、前記光スポット移動手段に出力
する加算手段を備えている。

【００１０】また、請求項７記載の光ディスク装置は、
光ディスクに照射する光スポットを前記光ディスク上の
情報トラックに略垂直方向に移動させる光スポット移動
手段と、情報トラックに略平行に少なくとも２分割、情
報トラックに略垂直方向に少なくとも３分割した受光手
段と、前記受光手段の情報トラックに略平行な分割線の
一方に位置し、垂直方向に隣り合わない２つの領域の受
光量の和を算出する第１の加算手段と、前記受光手段の
情報トラックに略平行な分割線の他方に位置し、垂直方
向に隣り合わない２つの領域の受光量の和を算出する第
２の加算手段と、前記第１の加算手段の出力と第２の加
算手段の出力を減算し、スポット位置信号として出力す
るスポット位置信号生成手段を備えている。

【００１１】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説
明する。図１は、第１の実施例における光ディスク装置
のブロック図である。１０１は光ディスク、１０２は、
対物レンズ１０３、対物レンズ１０３を径方向に移動さ
せるトラッキングアクチュエータ１０４、受光素子１０
５を内蔵する光ヘッド、１０６は前述のプッシュプル法
を用いて第１のトラッキング誤差信号を生成するトラッ
キング誤差検出回路、１０７は受光素子１０５上の光ス
ポットの位置を示す第１のスポット位置信号を生成する
スポット位置検出手段、１０８は第１のスポット位置信
号をアナログデジタル変換し第２のスポット位置信号と
して出力する第１のＡＤ変換器、１０９はスポット位置
オフセットを出力するスポット位置設定部、１１０は第
２のスポット位置信号にスポット位置オフセットを加算
し第３のスポット位置信号として出力する第１の加算
部、１１１は第３のスポット位置信号に対して、位相補
償などの演算処理を施し第４のスポット位置信号として
出力するスポット位置位相補償部、１１２は第１のトラ
ッキング誤差信号をアナログデジタル変換し第２のトラ
ッキング誤差信号として出力する第２のＡＤ変換器、１
１３は第２のトラッキング誤差信号の直流オフセットを
検出しトラッキングオフセットとして出力するトラッキ
ングオフセット検出部、１１４はトラッキングオフセッ
トとスポット位置オフセットを入力し、第２のトラッキ
ング誤差信号中の直流オフセットを除去するようなオフ
セット補正値を出力するオフセット補正値生成部、１１
５は第２のトラッキング誤差信号とオフセット補正値を
加算し、第３のトラッキング誤差信号として出力する第
２の加算部、１１６は第３のトラッキング誤差信号に対
し位相補償などの演算処理を施し、第４のトラッキング
誤差信号として出力するトラッキング位相補償部、１１
７は第４のスポット位置信号と第４のトラッキング誤差
信号のうち一方を選択し第１のトラッキング駆動信号と
して出力する選択部、１１８は第１のトラッキング駆動
信号をデジタルアナログ変換し、第２のトラッキング駆
動信号として出力するＤＡ変換器、１１９は第２のトラ
ッキング駆動信号を増幅しトラッキングアクチュエータ
１０４に供給する駆動回路、１２０は第３のスポット位
置信号の大きさを監視し、所定値以上になったときにス
ポット位置外れ信号を出力する振幅監視部である。

【００１２】図２は、本実施例で用いる受光素子１０５
の模式図および、スポット位置検出回路１０７のブロッ
ク図である。受光素子１０５は、情報トラックに平行に
２分割、これと垂直方向に３分割の６つの領域（２０１
〜２０６）にあらかじめ分割しておく。この際、領域２
０１、２０２、２０５、２０６には情報トラックの凹凸
による変調成分（図２斜線部）が入らないように分割す
ることが大切である。凹凸による変調成分がなければ、
情報トラックに平行な分割線で分割される２つの領域の
受光量の差は、そのまま光スポット２００が情報トラッ
クに垂直な方向にどれだけ移動しているかを示す。そこ
で、スポット位置検出回路１０７では、加算器２０７を
用いて領域２０１と２０５の出力を、加算器２０８を用
いて領域２０２と２０６の出力をそれぞれ加算し、減算
器２０９を用いて加算結果同士の引き算をすることによ
り、光スポット２００の受光素子１０５上の位置を示す
スポット位置信号を生成する。このような受光素子およ
び簡単な演算回路を用いた場合、別途スポット位置検出
手段を設ける必要がなく、価格面、および、装置の小型
化にとって非常に有効な方法である。また、領域２０３
と２０４の出力の減算を行うことにより、プッシュプル
法のトラッキング誤差信号が得られる。

【００１３】以下、第１の実施例の光ディスク装置の動
作について説明する。図３は光ディスク装置が実行する
メインルーチンを示している。図３に示すように、メイ
ンルーチンの制御が開始されると、まず、ステップＳ１
００で以下に詳細に説明するトラッキングオフセットを
測定する。次いで、ステップＳ２００では、測定された
トラッキングオフセットに基づいてトラッキングオフセ
ット補正処理を行い、そのうえでトラッキングサーボ制
御（Ｓ３００）に移行する。

【００１４】図４は、図３のＳ１００のトラッキングオ
フセットの測定の手順を示すフローチャートである。ま
ず、ステップＳ１０１では、ストップ位置設定部１０９
よりスポット位置オフセット＝０を出力する。ステップ
Ｓ１０２では、選択部１１７にて第４のスポット位置信
号を選択し、スポット位置サーボをかける。即ち、選択
部１１７で第４のスポット位置信号を選択することによ
り、スポット位置検出回路１０７，第１のＡＤ変換器１
１８，駆動回路１１９およびトラッキングアクチュエー
タ１０４からなる閉ループを形成する。この閉ループに
よるサーボをスポット位置サーボという。スポット位置
検出回路１０７は、受光素子１０５からの信号を受け、
以下の演算を行い、スポット位置信号を生成する。 ＬＮＰ＝（２０１＋２０５）−（２０２＋２０６） ここで、ＬＮＰはスポット位置信号、２０１，２０２，
２０５，２０６は図２の各受光領域における受光量を示
す。

【００１５】このようにして生成された第１のスポット
位置信号は第１のＡＤ変換器１０８によりアナログデジ
タル変換が施され、第２のスポット位置信号となる。第
２のスポット位置信号は第１の加算部１１０でスポット
位置設定部１０９が出力するスポット位置オフセットと
加算され、第３のスポット位置信号となる。スポット位
置オフセットについては、後で詳細に説明する。第３の
スポット位置信号はスポット位置位相補償部１１１に入
り、位相補償などの演算処理が施され、第４のスポット
位置信号になる。第４のスポット位置信号は選択部１１
７を介して第１のトラッキング駆動信号となり、ＤＡ変
換器１１８に入る。ＤＡ変換器１１８は入力した第１の
トラッキング駆動信号をデジタルアナログ変換し、第２
のトラッキング駆動信号を生成する。第２のトラッキン
グ駆動信号は駆動回路１１９によって増幅され、トラッ
キングアクチュエータ１０４に供給される。トラッキン
グアクチュエータ１０４は入力信号に従い対物レンズ１
０３を径方向に移動させ、この結果、光スポットが受光
素子１０５上の所定の位置に保持される。

【００１６】光スポットを保持する位置は、スポット位
置設定部１０９が出力するスポット位置オフセットで決
まる。図６は、５つのポイントでトラッキングオフセッ
トを測定する場合のスポット位置オフセットを示したも
のである。再び、図４を参照して、測定開始まではスポ
ット位置オフセットは０である（Ｓ１０１）。第１の測
定点に光スポットを移動させるにあたり、ステップＳ１
０３において、スポット位置設定部１０９は１／４周期
の正弦波状にスポット位置オフセットを変化させ、ステ
ップＳ１０４において傾きが０になった時点で値を保持
する（図６の期間３０１）。保持を開始し、対物レンズ
１０３の動きがスポット位置オフセットの変化に追従す
るまで待ち（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０６に
おいて、図６の期間３０２の間、トラッキングオフセッ
ト検出部１１３はトラッキングオフセットの測定を行
う。測定方法は下記の通りである。まず、第２のトラッ
キング誤差信号の最大値を求める。そして、現在のトラ
ッキング誤差信号がその時点の最大値より所定値以上小
さくなったならば、その最大値を記憶し、再度最大値の
測定を開始する。所定回数の最大値の測定を行い、平均
値を求める。これと同時に最小値も求める。同様に、現
在のトラッキング誤差信号がその時点の最小値より所定
値以上大きくなったならば、その最小値を記憶し、再度
最小値の測定を始める。所定回数だけ最小値の測定を行
い、平均値を求める。最大値の平均と最小値の平均の和
を１／２したものをトラッキングオフセットとして出力
する。

【００１７】ここで、光スポットの位置が測定点に固定
されているということが重要である。トラッキングオフ
セットの測定に用いるトラッキング誤差信号は、通常数
百から数ｋＨｚで変動している。このような信号の最大
値、最小値検出を行うためには、数十ｍｓ程度の時間を
要する。この間に光スポットの位置が変化すると、トラ
ッキングオフセットもそれに応じて変化してしまい、正
確な測定を行うことができない。そこで、本発明では、
閉ループを形成し、光スポットと受光素子１０５の相対
位置を固定している。

【００１８】トラッキングオフセットの測定に際して、
トラッキングオフセット検出部１１３では、以下のよう
な保護処理を行う。第１に、第２のトラッキング誤差信
号の大きさが所定の範囲に入っていない場合に、その時
点のトラッキング誤差信号をトラッキングオフセット検
出に用いないようにする。一般に光ディスクでは、最内
周から、情報トラックがない鏡面領域、ディスクメーカ
名などディスク固有のデータ、あるいは、ＣＤ等の場
合、音楽データなどのメインとなるデータが凹凸で記録
されているピット領域が設けられている。さらに、記録
型ディスクの場合は、ピット部の外周に情報を記録する
ための案内溝が形成されたグルーブ領域が存在する。領
域毎にトラッキングオフセットの大きさが異なることは
すでにわかっている。本実施例で実施するトラッキング
オフセットの測定は、光スポットの位置を光ヘッドの中
心からずらして行うため、光ヘッドの位置によっては、
複数の領域をまたがるかたちで対物レンズを移動させて
しまう危険がある。この危険を回避するために、トラッ
キング誤差信号の振幅の監視を行う。もし、光スポット
の位置が鏡面領域に移動したとすると、トラッキング誤
差信号の振幅はほぼ０になる。また、ピット領域とグル
ーブ領域でトラッキング誤差信号の振幅が変わることも
明らかになっている。このようなトラッキング誤差信号
の性質を利用し、トラッキング誤差信号の振幅から複数
の領域をまたいだことを検出し、所望の領域以外ではオ
フセットの測定を行わないようにする。振幅の算出は、
トラッキングオフセットを算出する際に求めたトラッキ
ング誤差信号の最大値と最小値の差をとることにより行
う。

【００１９】第２に、振幅監視部１２０にて第３のスポ
ット位置信号の振幅の増大を検出し、スポット位置外れ
信号がトラッキングオフセット検出部１１３に入ると、
トラッキングオフセット検出部１１３はその時点の第２
のトラッキング誤差信号をトラッキングオフセット検出
に用いないようにする。これは、以下の理由による。第
３のスポット位置信号は、正しくサーボがかかり光スポ
ットがスポット位置オフセットが示す位置に保持されて
いるときには０である。この値が大きいということは、
光スポットが所望の位置に保持されていないことを示
す。トラッキングオフセットは光スポットの位置によっ
て変化するため、光スポットが正しく保持されていなけ
れば、正しいトラッキングオフセットの測定はできな
い。

【００２０】上記のようにしてトラッキングオフセット
を測定すると、ステップＳ１０７において、オフセット
補正値生成部１１４は、スポット位置オフセットに対応
させてトラッキングオフセットを記憶する。ここまでで
１回のトラッキングオフセットの測定は終わりである。
続いてスポット位置設定部は正弦波状にスポット位置オ
フセットを変化させ（図６の期間３０３）、第２の測定
点で光スポットを保持し、トラッキングオフセットを測
定し（図６の期間３０４）、スポット位置オフセットに
対応させて記憶する。この動作を第５の測定点でのトラ
ッキングオフセットの記憶まで繰り返し（図６の期間３
０５〜３１０：図４のステップＳ１０８）、最後に正弦
波状に０になるまでスポット位置オフセットを変化させ
る（図６の期間３１１：ステップＳ１０９）。このよう
に、本実施例の光ディスク装置では、光スポットの位置
を変化させる際に閉ループ制御を行うことにより、任意
の位置に、正確、かつ、高速に光スポットを移動、固定
することが可能となっている。

【００２１】以上の手順により、トラッキングオフセッ
トの測定が完了すると、本実施例の光ディスク装置は選
択部１１７を第４のトラッキング誤差信号側に倒し、ト
ラッキングサーボを行う。トラッキングサーボの開始に
際しては、第１〜第５の測定点において測定されたトラ
ッキングオフセット値は、オフセット補正値生成部１１
４に記憶されており、オフセット補正値生成部１１４
は、これらトラッキングオフセット値を用いてトラッキ
ングサーボに用いるオフセット補正値を生成する。この
ルーチンを図５に示す。ステップＳ２０１において、オ
フセット補正値生成部１１４は、第２のスポット位置信
号を取り込み、ステップＳ２０２において、取り込んだ
第２のスポット位置信号に対応するトラッキングオフセ
ットの値を直線近似により求める。オフセット補正値生
成部１１４はステップＳ２０３において求めたトラッキ
ングオフセット値の符号を反転し、ステップＳ２０４に
おいてオフセット値として第２の加算部１１５に出力す
る。トラッキングサーボに移行すると、まず、トラッキ
ング誤差検出回路１０６は、受光素子１０５からの出力
に対し、下記に示す演算を行い、第１のトラッキング誤
差信号を生成する。 ＴＥ＝２０３−２０４ ただし、ＴＥはトラッキング誤差信号、２０３，２０４
は図２の領域番号

【００２２】第２のＡＤ変換器１１２は、第１のトラッ
キング誤差信号をアナログデジタル変換することにより
第２のトラッキング誤差信号を生成する。第２の加算部
１１５では、オフセット補正値生成部１１４が出力する
オフセット補正値と第２のトラッキング誤差信号を加算
し、第３のトラッキング誤差信号として出力する。

【００２３】ここで、オフセット補正値生成部１１４
は、図５で説明した手順により、第２のトラッキング誤
差信号に含まれるトラッキングオフセットを除去するよ
うなオフセット補正値を出力する。これにより、任意の
スポット位置に対するオフセット補正値を得ることが可
能となり、トラッキングオフセットが除去された第３の
トラッキング誤差信号を得ることが可能となる。

【００２４】次いで、トラッキング位相補償部１１６
は、第３のトラッキング誤差信号に対して位相補償など
の演算処理を施し、第４のトラッキング誤差信号として
選択部１１７に出力する。選択部１１７は第４のトラッ
キング誤差信号を第１のトラッキング駆動信号としてＤ
Ａ変換器１１８に出力する。ＤＡ変換器１１８では、第
１のトラッキング駆動信号をデジタルアナログ変換し、
第２のトラッキング駆動信号として出力する。第２のト
ラッキング駆動信号は駆動回路１１９によって増幅さ
れ、トラッキングアクチュエータ１０４に供給される。
トラッキングアクチュエータ１０４は対物レンズ１０３
を径方向に移動させる。この結果、光スポットが光ディ
スク１０１上の情報トラックを正しく、かつ安定に追従
する。

【００２５】以上のように第１の実施形態によれば、ス
ポット位置検出回路１０７、スポット位置位相補償部１
１１、スポット位置設定部１０９を備えることにより、
トラッキングオフセットの測定にあたり、閉ループを生
成し、光スポットを所望の位置に保持することが可能と
なり、精度の高いトラッキングオフセットの測定が可能
となる。特に、持ち運び可能な光ディスク装置において
は、光ディスク装置の姿勢により対物レンズ１０３がレ
ンズ自身の重さで移動し、受光素子１０５との相対位置
を一定に保つのが困難な場合があり、本発明は大変有効
である。また、振幅監視部１２０を設け、スポット位置
サーボの誤差が少ないときのみトラッキングオフセット
の検出を行うことにより、上述の閉ループによるスポッ
ト位置サーボが外部衝撃などにより乱されても、所定の
スポット位置に対応したトラッキングオフセットを正確
に測定することができる。なお、第１の実施形態では、
光ディスク装置の立上げ毎にトラッキングオフセットの
測定を行うようにしたが、必ずしも毎回行う必要はな
い。また、測定方法は上記のものに限定されるものでは
なく、オフセット値の計算に際しては、直線近似を用い
たが、当業者に知られた種々の近似計算を用いることが
できる。

【００２６】［第２の実施形態］次に第２の実施形態に
ついて説明する。第１の実施例で説明したようなトラッ
キングオフセットの補正を行う場合、スポット位置オフ
セットは光スポットの可動範囲（一般に、対物レンズ１
０３の可動範囲によって決まる）いっぱいに動かすこと
が理想的であるが、実際にはスポット位置信号のゲイン
は受光素子１０５やスポット位置検出回路１０７などの
ばらつきにより異なる。このために同じスポット位置オ
フセットを加算しても対物レンズ１０３の移動量に差が
でてしまい、ある程度マージンを持った設定をせざるを
えない。第２の実施形態として、この課題を解決する光
ディスク装置について説明する。図７は、第２の実施形
態の光ディスク装置のブロック図である。図７におい
て、１０１から１２０については、第１の実施形態と同
様のものである。４０１は第１のトラッキング誤差信号
を２値化しトラッククロス信号を生成する比較器、４０
２はトラッククロス信号のエッジの数を数えるカウン
タ、４０３はカウンタ４０２が出力するカウント値とス
ポット位置設定部１０９が出力するスポット位置オフセ
ット、および、振幅監視部１２０が出力するスポット位
置外れ信号から、スポット位置信号のゲインを算出する
スポット位置ゲイン設定部、４０４はスポット位置ゲイ
ン設定部４０３が設定したゲインを第２のスポット位置
信号に乗算し出力する乗算部、４０５はスポット位置信
号のゲイン測定に用いるスポット位置オフセットを出力
するスポット位置設定部である。ここで、比較器４０１
およびカウンタ４０２は本発明にいう光スポット移動量
測定手段に、乗算部４０４はスポット位置ゲイン変更手
段に、スポット位置ゲイン設定部４０３はスポット位置
ゲイン設定手段に対応する。

【００２７】第２の実施形態の光ディスク装置では、ト
ラッキングオフセットの記憶に先立ち、下記の手順に従
いスポット位置信号のゲインの調整を行う。まず、第１
の実施形態と同様に、スポット位置信号をもとに、光ス
ポットが受光素子１０５の所定の場所に位置するよう、
スポット位置サーボをかける。この際、スポット位置設
定部４０５はスポット位置オフセットを０とする。スポ
ット位置ゲイン設定部４０３は、この時点のカウンタ４
０２のカウント値を記憶しておく。スポット位置サーボ
がかかると、スポット位置設定部４０５は、スポット位
置オフセットを変化させ、たとえば、スポット位置が受
光素子１０５の中央から外周方向に２００μｍずれた場
所に位置するよう出力する。スポット位置ゲイン設定部
４０３は、カウンタ４０２の出力を監視し、スポット位
置オフセットが０から所定値まで変化したときのカウン
ト値の差を記憶する。この際、光スポットがスポット位
置オフセットの変化に追従して移動し終わったかどうか
を判断するため、スポット位置ゲイン設定部４０３は、
振幅監視部１２０が出力するスポット位置外れ信号を参
照する。スポット位置外れ信号を出力していない状態
は、スポット位置サーボが正しく追従していることを示
すため、スポット位置ゲイン設定部４０３は、スポット
位置外れ信号が出力されなくなった時点のカウント値を
記憶し、スポット位置オフセットが変化する前後のカウ
ント値の差を算出する。カウンタ４０２は比較器４０１
が生成したトラッククロス信号の一方のエッジ（たとえ
ば立ち上がりエッジ）をカウントしている。トラックク
ロス信号はトラッキング誤差信号を２値化した信号であ
るため、カウンタ４０２の１カウントは情報トラックを
１本横切ったことを意味し、カウント値の差は、スポッ
ト位置オフセットに従って光スポットが半径方向に移動
した際に横切ったトラック本数を示す。トラックピッチ
は光ディスクの種類により決まっているため（例えば、
ＣＤやＭＤでは１．６μmなど）、先ほどのカウント値
の差にトラックピッチを乗算することにより、実際の光
スポットの移動距離がわかる。例えば、光ディスクがＣ
Ｄであり、カウント値の差が１００本であった場合、ス
ポット位置信号の変化（＝スポット位置オフセットの変
化）が２００μｍであったのに対して実際の光スポット
の移動量は１６０μmということになり、２０％、約２
ｄＢの誤差があることがわかる。スポット位置ゲイン設
定部４０３では、この差を求め、乗算部４０４の係数を
変更する。この場合は、係数を０．８倍することによ
り、スポット位置信号のゲインを目標にあわせる。この
ように、カウンタ４０２の出力から実際の光スポットの
移動距離を求め、これとスポット位置オフセットで指定
した移動量を比較し、実際の移動距離が小さければ乗算
部４０４の係数を小さくし、移動距離が大きければ係数
を大きくすることによりスポット位置信号のゲインを調
整する。これにより、トラッキングオフセット測定の際
のスポット位置オフセットの変化量を対物レンズ１０３
の可動範囲いっぱいまで大きくすることができる。この
場合、オフセット補正値生成部１１４によるオフセット
補正値の生成は、乗算部４０４の出力に基づいて行う。
これにより、乗算部で適正な振幅に調整されたスポット
位置信号に基づいたオフセット補正値を生成する。

【００２８】以上のように、第２の実施形態によれば、
光スポットを半径方向に移動させるスポット位置設定部
４０５と、光スポットが横断した情報トラックの本数を
数えるカウンタ４０２と、スポット位置信号のゲインを
かえる乗算部４０４、および、カウンタ４０２の出力か
ら実際の光スポットの移動量を求め、目標移動量との差
に応じた係数を乗算部４０４に設定するスポット位置ゲ
イン設定部４０３を備えることにより、スポット位置オ
フセットに対する光スポットの移動量を目標とする値に
一致させることができ、この結果、トラッキング誤差信
号のＤＣオフセットの補正ができる範囲を対物レンズ１
０３の可動範囲いっぱいまで確保することが可能とな
る。

【００２９】［第３の実施の形態］次に第３の実施形態
について図８を用いて説明する。第１の実施例で説明し
たスポット位置検出方法では、図２の領域２０１、２０
２、２０５、２０６を用いてスポット位置信号を生成し
た。この方法は、情報トラックの凹凸による変調成分
（図２斜線部）が、上記領域には入らないことを前提に
した方法であるが、実際には変調成分の漏れ込みが発生
し、これがスポット位置信号の雑音となってスポット位
置サーボの精度を下げてしまう危険がある。これをなく
そうというのが第３の実施形態のねらいである。

【００３０】図８において、１０１から１２０は、第１
の実施形態で用いたものと同様の働きをする。５０１は
第１のスポット位置信号の高周波成分を除去する低域通
過フィルタ、５０２はスポット位置サーボ中にトラッキ
ングアクチュエータ１０４に印可するパルス信号を生成
する外乱生成部、５０３はパルス信号をスポット位置位
相補償部１１１からの出力に加算する第３の加算部であ
る。ここで、トラッキングアクチュエータ１０４は請求
項４記載の光スポット移動手段に、スポット位置検出回
路１０７はスポット位置検出手段に、低域通過フィルタ
５０１は高域遮断手段に、スポット位置移動補償部１１
１はスポット位置位相補償手段に、外乱生成部５０２は
外乱生成手段に、第３の加算器５０３は加算手段にそれ
ぞれ対応している。

【００３１】スポット位置サーボをかける際、外乱生成
部５０２は外乱信号として所定のパルス信号を出力し、
第３の加算部５０３はスポット位置位相補償部１１１が
出力する第４のスポット位置信号に外乱生成部５０２が
出力するパルス信号を加算する。パルス信号が加算され
た第４のスポット位置信号は選択部１１７、ＤＡ変換器
１１８、駆動回路１１９を経由してトラッキングアクチ
ュエータ１０４に供給され、後述のように対物レンズ１
０３を径方向に微少に振動させる。対物レンズ１０３が
径方向に振動すると光スポットは情報トラックを数本横
切ることとなり、トラッキング誤差検出回路１０７が生
成するトラッキング誤差信号の周波数が高くなる。低域
通過フィルタ５０１では、スポット位置検出回路１０７
が出力するスポット位置信号からトラッキング誤差信号
に相当する高周波成分を除去し、第１のＡＤ変換器１０
８に供給する。

【００３２】ここで、スポット位置サーボの制御帯域と
低域通過フィルタ５０１の通過帯域およびパルス信号に
ついて説明する。第１の実施形態および第２の実施形態
で用いるスポット位置サーボでは、制御帯域は数百Ｈｚ
程度で十分である。このため、低域通過フィルタ５０１
の通過帯域を数ｋＨｚまでとし、パルス信号を、トラッ
キング誤差信号の周波数が数ｋＨｚより高くなり、か
つ、対物レンズ１０３の変位があまり大きくならないよ
うに設定することによりトラッキング誤差信号のスポッ
ト位置信号への漏れ込みをなくすることができる。パル
ス信号は、図９に示すように、単位時間をＴとしたとき
に、はじめのパルス幅をＴ、以降パルス幅を２Ｔとする
ことにより、対物レンズ１０３を常に１点を中心に振動
させることが可能となる。ここで、外乱生成部５０２が
パルス信号を生成する場合について説明したが、正弦波
を入力しても対物レンズ１０３を微少振動させることが
できる。ただし、本実施形態のようにデジタル演算によ
り外乱信号を生成する場合、注意を要する。外乱信号は
対物レンズ１０３を微少振動させるために生成するもの
であり、その振幅は小さくなる。これに対し、デジタル
演算に用いるビット数は経済的な理由からあまり大きく
取れず、正弦波を生成しているつもりが、デューティが
５０％のパルス信号に近いものになってしまいがちであ
る。デューティが５０％のパルス信号で対物レンズ１０
３を駆動すると、対物レンズ１０３は、以下のような動
きをする。パルス信号の始めの半周期で径方向に駆動さ
れ、速度が上がる。次の半周期では、前回の半周期と大
きさが同じで方向が反対の力が加わるため、速度は０に
なるが、位置は戻らない。さらに次の半周期で径方向に
移動し、次の半周期で速度が０になる。このため、全体
として対物レンズ１０３に一定の方向に動かすような力
がかかりスポット位置サーボの外乱となってしまう。先
に説明したパルス信号は、上述の理由、および、演算量
も正弦波を作る場合に比べて少なくなることが予想され
るなど、デジタル演算に適した外乱信号であるといえ
る。

【００３３】以上のように第３の実施形態によれば、低
域通過フィルタ５０１、外乱生成部５０２、第３の加算
部５０３を備えることにより、スポット位置信号に対す
るトラッキング誤差信号の漏れ込みをなくすることがで
き、精度の高いスポット位置サーボが実施可能となる。

【００３４】なお、これまでの説明では、図２に示すよ
うな６分割された受光素子からスポット位置信号を生成
したが、まったく別に光スポットの位置（あるいは、対
物レンズの位置）を検出する検出素子を設けても構わな
い。また、これまでの説明では、トラッキング誤差信号
およびスポット位置信号をアナログデジタル変換し、各
種処理を施したが、すべて、あるいは一部をアナログ回
路で実現してもかまわない。たとえば、トラッキングオ
フセット検出部は、トラッキング誤差信号をアナログ回
路でピーク検波およびボトム検波し、この値の平均をア
ナログ処理あるいはデジタル処理により求める構成をと
ることもできる。

【００３５】また、これまでの説明では、光スポット移
動手段として、対物レンズ１０３を移動させるトラッキ
ングアクチュエータ１０４を使用したが、たとえば、ガ
ルバノミラーを用いて光スポットの位置を変えるなど、
他の方法を用いてもかまわない。また、第１の実施形態
において、オフセット補正値生成部１１４はあらかじめ
スポット位置オフセットに対応させてトラッキングオフ
セットを記憶し、トラッキングサーボ実行時にスポット
位置信号にしたがって記憶したトラッキングオフセット
を直線補完して補正値を生成したが、補正の方法はこれ
に限らない。たとえば、下記の手順でも補正ができる。
以下の方法では、２つのスポット位置オフセットについ
てトラッキングオフセットの測定を行えばよいため、ト
ラッキングオフセットの測定に要する時間を第１の実施
形態の方法に比較して短縮できる。まず、スポット位置
オフセットを０にした状態でスポット位置サーボをか
け、トラッキングオフセットを測定し、これが０になる
ようトラッキング誤差信号に直流オフセットを印可す
る。次に、スポット位置オフセットを所定の値にし、ト
ラッキングオフセットを測定する。測定されたトラッキ
ングオフセットの値をスポット位置オフセットの値で除
算し、スポット位置オフセットが単位量だけ変化したと
きのトラッキングオフセットの変化を算出する。一般
に、スポット位置とトラッキングオフセットは比例関係
にあるため、トラッキングサーボをかける際は、先ほど
算出した値にスポット位置信号の値を乗算することによ
り、トラッキングオフセットを０にするような補正値が
生成できる。また、第１の実施例において、受光素子１
０５の各領域２０１と２０５、２０２と２０６の加算を
スポット位置検出回路１０７内の加算器２０７、２０８
で行ったが、加算する各領域の出力を短絡することによ
り、加算を行ってもかまわない。このような構成をとる
ことにより、光ヘッド１０２とスポット位置検出回路１
０７の間の配線を減らすことができる。

【００３６】また、第２の実施形態において、光スポッ
ト移動量測定手段として比較器４０１とカウンタ４０２
を用いたが、これにかぎるものではない。光スポットの
光ヘッド上での移動量を測定できるものであれは、どの
ような形態のものであってもかまわない。たとえば、光
ディスクからの全反射光量を示す信号を二値化し、この
信号のエッジの数をカウントする方法でも、光スポット
移動時の横断トラック数を知ることができ、これにより
正確な移動量が測定できる。

【００３７】また、第２の実施形態において、スポット
位置信号のゲインを変えるのに乗算部４０４を用いた
が、たとえばスポット位置検出回路１０７に可変増幅器
を内蔵し、この増幅率をスポット位置ゲイン設定部４０
３からコントロールする構成でもかまわない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１および請
求項３記載の発明によれば、トラッキングオフセットの
測定に際して、光スポットを所望の位置に保持すること
が可能となり、精度の高いトラッキングオフセットの測
定が可能となる。また、請求項２および請求項４記載の
発明によれば、スポット位置サーボの誤差が少ないとき
のみトラッキングオフセットの検出を行うことにより、
外部衝撃などが加わり光スポットの位置が所望の位置か
らずれるような事態が生じても、所定のスポット位置に
対応したトラッキングオフセットを正確に測定すること
ができる。さらに、請求項５記載の発明によれば、光ス
ポットを所望の位置に正確に移動させる事ができ、トラ
ッキングオフセットの補正範囲を最大限まで広げること
が可能となる。また、請求項６記載の発明によれば、ス
ポット位置信号に対するトラッキング誤差信号の影響を
なくすることができ、精度の高いスポット位置サーボが
実施可能となる。本件発明は、上記のような効果をも
ち、特に、トラッキング誤差の検出にプッシュプル法を
用いた場合、プッシュプル法の持つ、構成が単純で安価
に製造できること、小型化に向くということといった優
れた特長を生かしながら実用化を図る上で重要である。
さらには、持ち運び可能な光ディスク装置において、本
発明は実用上、非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態における光ディスク
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 本発明の第１の実施形態における受光素子１
０５と光スポットの模式図である。

【図３】 本発明の第１の実施形態における光ディスク
装置のメインルーチンを示すフローチャートである。

【図４】 図３のトラッキングオフセット測定のフロー
チャートである。

【図５】 図３のトラッキングオフセットの補正のフロ
ーチャートである。

【図６】 本発明の第１の実施形態におけるスポット位
置オフセットの変化を示す模式図である。

【図７】 本発明の第２の実施形態における光ディスク
装置の構成を示すブロック図である。

【図８】 本発明の第３の実施形態における光ディスク
装置の構成を示すブロック図である。

【図９】 本発明の第３の実施形態における外乱生成部
５０３が生成するパルス信号を示す模式図である。

【図１０】 従来の光ディスク装置における受光素子と
光スポットの模式図である。

【符号の説明】

１０１ 光ディスク １０２ 光ヘッド １０３ 対物レンズ １０４ トラッキングアクチュエータ １０５ 受光素子 １０６ トラッキング誤差検出回路 １０７ スポット位置検出回路 １０９ スポット位置設定部 １１０ 第１の加算部 １１１ スポット位置位相補償部 １１３ トラッキングオフセット検出部 １１４ オフセット補正値生成部 １１５ 第２の加算部 １１６ トラッキング位相補償部 １１７ 選択部 ４０１ 比較器 ４０２ カウンタ ４０３ スポット位置ゲイン設定部 ４０４ 乗算部 ５０１ 低域通過フィルタ ５０２ 第３の加算部 ５０３ 外乱生成部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスク上の情報トラックと光スポッ
   トとの位置ずれを示すトラッキング誤差信号が零となる
   ように光スポットを径方向に移動させるトラッキングサ
   ーボ手段を備えた光ディスク装置であって、 光ヘッド上での光スポットの径方向の位置を設定するス
   ポット位置設定手段と、 スポット位置設定手段により複数のオフセット位置の各
   々に光スポットを保持してトラッキング誤差信号からト
   ラッキングオフセットを検出する検出手段と、 検出手段によって検出された複数のトラッキングオフセ
   ット値を用いてトラッキングサーボ時のトラッキング誤
   差信号に加算するオフセット補正値を生成するオフセッ
   ト補正値生成手段と、 を備えた光ディスク装置。
2. 【請求項２】 トラッキング誤差信号の振幅監視手段を
   さらに備え、トラッキング誤差信号の振幅が所定の値よ
   り大きい場合には、当該トラッキング誤差信号をトラッ
   キングオフセットの検出に用いない、請求項１記載の光
   ディスク装置。
3. 【請求項３】 光ディスクに照射する光スポットを半径
   方向に移動させる光スポット移動手段と、 前記光スポットと光ディスク上の情報トラックの位置ず
   れを示すトラッキング誤差信号を生成するトラッキング
   誤差検出手段と、 光ヘッド上での前記光スポットの径方向の位置を示すス
   ポット位置信号を生成するスポット位置検出手段と、 前記スポット位置信号に加算するスポット位置オフセッ
   トを出力するスポット位置設定手段と、 前記スポット位置オフセットが加算されたスポット位置
   信号に位相補償を施し出力するスポット位置位相補償手
   段と、 前記トラッキング誤差信号のオフセットを測定するトラ
   ッキングオフセット検出手段と、 前記スポット位置誤差信号と前記オフセット検出信号が
   検出したトラッキングオフセットに基づき、前記トラッ
   キング誤差信号に加算するオフセット補正値を出力する
   オフセット補正値生成手段と、 前記オフセット補正値が加算されたトラッキング誤差信
   号に位相補償を施し出力するトラッキング位相補償手段
   と、 前記スポット位置位相補償手段と前記トラッキング位相
   補償手段の出力のうちどちらか一方を選択し、前記光ス
   ポット移動手段に入力する選択手段を備え、 前記トラッキングオフセット検出手段によるオフセット
   測定時には光スポットを前記スポット位置オフセットが
   示す位置に保持することを特徴とすることを特徴とする
   光ディスク装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の光ディスク装置におい
   て、スポット位置位相補償手段が入力する信号の値が所
   定値以上の場合にスポット位置外れ信号を出力する振幅
   監視手段を備え、 トラッキングオフセット検出手段は前記スポット位置外
   れ信号が出力されている際のトラッキング誤差信号をト
   ラッキングオフセットの検出に用いないことを特徴とす
   る光ディスク装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の光ディスク装置におい
   て、光スポットの光ヘッド上での径方向の移動量を測定
   する光スポット移動量測定手段と、 スポット位置信号のゲインを変えるスポット位置ゲイン
   変更手段と、 スポット位置オフセットによる光スポットの目標移動量
   と光スポット移動量測定手段が出力する実際の移動量を
   比較し、スポット位置信号のゲインを設定するスポット
   位置ゲイン設定手段を備えることを特長とする光ディス
   ク装置。
6. 【請求項６】 光ディスクに照射する光スポットを半径
   方向に移動させる光スポット移動手段と、 光ヘッド上での前記光スポットの径方向の位置を示す第
   １のスポット位置信号を生成するスポット位置検出手段
   と、 前記第１のスポット位置信号の高周波成分を除去し第２
   のスポット位置信号として出力する高域遮断手段と、 前記第２のスポット位置信号に位相補償を施し出力する
   スポット位置位相補償手段と、 光スポットを微少振動させる外乱信号を生成する外乱生
   成手段と、 前記スポット位置位相補償手段の出力に前記外乱信号を
   加算し、前記光スポット移動手段に出力する加算手段を
   備えることを特長とした光ディスク装置。
7. 【請求項７】 光ディスクに照射する光スポットを、前
   記光ディスク上の情報トラックに略垂直方向に移動させ
   る光スポット移動手段と、 情報トラックに略平行に少なくとも２分割、情報トラッ
   クに略垂直方向に少なくとも３分割した受光手段と、 前記受光手段の情報トラックに略平行な分割線の一方に
   位置し、垂直方向に隣り合わない２つの領域の受光量の
   和を算出する第１の加算手段と、 前記受光手段の情報トラックに略平行な分割線の他方に
   位置し、垂直方向に隣り合わない２つの領域の受光量の
   和を算出する第２の加算手段と、 前記第１の加算手段の出力と第２の加算手段の出力を減
   算し、スポット位置信号として出力するスポット位置信
   号生成手段を備えることを特長とする光ディスク装置。