JPS6292140A - トラツキングエラ−信号発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ＶＤ、ＣＤ等に記録された情報を、光ビー
ムに依り読み出す光学的情報読取装置、或いは、光ビー
ムに依り情報をディスク等に書き込む光学的情報書き込
み装置のトラッキングずれ信号検出に関するものである
。

〔発明の概要〕

この発明は、ＶＤ、ＣＤ等に記録された情報を、光ビー
ムに依り読み出す光学的情報読取装置、或いは、光ビー
ムに依り情報をディスク等に書き込む光学的情報書き込
み装置のトラッキングずれ信分検出方法において、 減算回路、矩形波発生回路、電子スイッチを用い、ヘラ
ログイン法と同等のトラッキングエラー信号を得、さら
に、ピントの人出に関する程度と状態に対する情報をデ
ジタル化する事で、ビットの人出に関する情報のみとし
、又、デジタル化する信号に対し、適切にスライスレベ
ルを設け、ピットの人出に関する情報信号のレベルを制
限する事により、トラッキングエラー信号中に、エラー
情報以外の信号の混入を防止すると共に、ディスク上の
傷によるトラッキングジャンプの発生を抑制し、高精度
で安定なトラッキング制御を実施する事ができる様にし
たものである。

〔従来技術〕

従来、トラッキングずれ検出法に、ヘラログイン法を用
いた光学的情報読取装置が知られていた。

上述した方法を用いた光学的情報読取装置の概略図を第
２図に示す。

半導体レーザ１より出射された光は、ビームスプリッタ
２によって、ディスク５方向に反射されコリメークレン
ズ３によって平行光とされ、対物レンズ４を介して、デ
ィスク５上に収光される。

この光束は、凹凸のビット形状を持つ情報トラックによ
り反射され、対物レンズ４、コリメータレンズ３、ビー
ムスプリッタ２を介して、入射光束とは直交する向きに
透過し、受光素子６に入射する。この受光素子６では、
ディスク５からの反射光が検知されて、その変化が信号
として取り出される。又、フォーカシング制御もしくは
トラッキング制御の為、光学的読取装置を構成する対物
レンズ４を駆動して位置制御する為の制御■信号が形成
される。

上述のトラッキング制御のうちヘラログイン法（特許公
報昭５６−３０６１０）を説明する為の原理を第３図に
、実施する為の回路のブロック図を第４図に示す。ディ
スク５の読取光は、ピントにより回折された光の明暗パ
ターンとレーザ光のスポットの位置関係により受光素子
６上で、第３図に示す様な回折パターンとなる。ビット
Ｐに対するビームの位置関係を示したのがａ図、受光素
子６上のビームと回折光のパターンを示したのがｂ図で
ある。尚、斜線部分は、光量の少ない部分を示している
。

ｆｉｌ、　ｉ２Ｌ　（３）より、ビットがビーム内に人
出する際に、左右の場合で、回折光のパターンの対称性
の崩れ方が、逆転している事がわかる。従って、ビア）
がビーム内に人出する際のあるタイミングでこの対称性
を、ＤＩ、　Ｄ２．　Ｄ３．　Ｄ４の受光素子からの出
力で判断できれば、トラッキング制御信号とする事がで
きる。

第４図は、（公開特許公報昭５７−７４８３７）に基づ
いた上記原理による実施例である。４分割受光素子６の
ＤＩとＤ３の出力を加算回路１０に、又、Ｄ２とＤ４の
出力を加算回路９に入力し、両加算出力を減算回路１２
に入力し、再出力の差信号Ｓ、を得る。一方、ＤＩとＤ
４の出力を加算回路８に、又、Ｄ２とＤ３の出力を加算
回路７に入力し、両加算出力を加算出力１１に入力し、
再出力の和信号Ｓ２を得る。

信号Ｓ１は、第３図に示した様に、スポットに対し、ビ
ットが人出する際の回折光の対称性の崩れに対応じた出
力信号なので、トラッキングエラー情報を含む。又、信
号Ｓ２は、再生前ｆＤ　（、ｉ号となっている。加算回
路１１の出力は、立ち上がりパルス発生器１３と立ち下
がりパルス１４に供給され、夫々信号Ｓ３と８４を発生
する。一方、減算回路１２の出力は、サンプリングホー
ルド回路１５．１６に供給され、夫々パルス信号Ｓ３と
８４によりサンプリングされ、その値をホールドし、減
算回路１７に供給され、トラッキングエラー信号を得て
いる。

第５図は、上記回路構成によって生した生栗な各部の信
号出力を表した図である。スポットに対し、ピットが左
側からほぼ全部入った状Ｇから、ピ。

トが右へ移動し、右側から出始める状態の間の各信号出
力の様子を表している。信号Ｓ１は、トラッキングエラ
ー情報を含む信号。信号Ｓ２は、再生信号出力。信号Ｓ
３は、信号Ｓ２のゼロクロス点を基準にした立ち上がり
パルス信号。１３号Ｓ４は、信号Ｓ２のゼロクロス点を
基準にした立ち下がりパルス信号。信号ＳＳ、Ｓ６は、
ピットがビームに対し、左から右へ移動するにつれ、極
性が負から正へ、又は、正から負へ反転すると共に、ト
ラックずれ量に対応じた出力、即ち、トラッキングエラ
ー信号に対応する信号となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし従来のヘラログイン法による方法では、トラッキ
ングエラー生成回路に、パルス発生回路並びにサンプル
ホールド回路を用いて構成されているので、回路構成が
複雑になり、高価になるという欠点がある。

又、ディスクの表面等に傷があった場合、トラッキング
エラーに擬似信号が乗り、トラッキングサーボが不安定
になったり、トラッキングジャンプが生したりしていた
。例えば、ディスク表面上にブラックドツト状の傷があ
った場合、第６図に示す様に、傷による光束の遮蔽は、
必ずビーム内に点対称の影を生じさせる。なぜならば、
７００μｍ程度の傷が存在し、ディスク表面上のビーム
（ビーム径７００〜８００μｍ）を侵食すると、入射光
束が遮蔽された部分は、当然、影となるが、ディスクに
よって反射された光束も、傷によって遮蔽される。従っ
て、４分割受光素子上では、点対称の影を生じる。この
様な傷が、各信号に与える影響を示したのが、第７図で
ある。ピントがオントラック上にあるとして、傷によっ
てビームが右半分遮蔽された状態を示している。時刻ｔ
１以前は、傷がビーム内に入って来ない状態で、この時
には、信号Ｓ１はゼロで、信号Ｓ２は、ディスクの反射
率とピント深さによって定まる変調を受けており、トラ
ッキングエラー信号もゼロである。しかし、時刻ｔ、以
降傷によってビームが徐々に侵食され始めると、点対称
の影が生じ始めるが故に、傷の信号に、ピントの変調成
分が乗った信号Ｓ、が生成される。一方、信号Ｓ２は、
影によって侵食された分だけ、ピットによる変調が落ち
る。

但し、信号Ｓｌと信号Ｓ２の位相関係は、傷によって殆
ど乱される事はない。従って、信号Ｓ２のゼロクロスで
サンプルホールドすると、傷が、ビームの右半分に対称
に入る時刻ｔｚまでに、トラッキングエラー信号は、殆
ど負の擬似信号を発生する。又、時刻ｔ２以降、傷が徐
々にビームよりはみ出すにつれ、上記状態と逆の極性を
持った信号が、信号Ｓ、に生成されるので、トラッキン
グエラー信号は、殆ど正の擬似信号を発生する。

従って、回折光の強度分布のパターン変化を、４分割受
光素子の対角和の差信号より得、トラッキングエラー信
号を生成する方式では、どの様な方法であっても、トラ
ッキングエラー信号中に、傷による原信号が必ず現れる
。この為、トラッキングサーボが不安定になり、トラッ
キングジャンプを生じたりしていた。特に、傷がトラッ
ク方向に対しビームの半分を遮蔽する場合には、この傾
向が著しく生していた。

そこでこの発明は、従来のこの様な欠点を解決する為、
安価で、しかも、ヘラログイン法と同等のトラッキング
エラー信号を得、傷による擬似信号の発生を生じさせる
ことなく、高精度で安定なトラッキングエラー信号を節
単に得ることを目的としている。

〔問題点を解決する為の手段〕

上記問題点を解決する為にこの発明は、光学的読取装置
によりディスクに入射させられ、ディスクで変調を受け
た読取光を、事実上、トラック方向とトラック方向に垂
直な方向に分けた少なくとも４つの受光素子で受け、相
対する対角方向の夫々の受光素子の出力信号を加算する
第１．第２の加算回路と、トラック方向に垂直な直線で
分けられた同じ側にある夫々の受光素子の出力信号を加
算する第３．第４の加算回路と、上記第１．第２の加算
回路の出力信号の差信号を生成する第５の減算回路と、
上記差信号に対し極性が反転された信号を生成する第６
の回路と、上記第３、第４の加算回路の出力信号の差信
号を生成する第７の減算回路と、第７の減算回路の出力
に応じた矩形波信号を生成する第８の矩形波発生回路と
、第８の矩形波発生回路の出力信号の極性によって、第
５の減算回路の出力信号と第６の回路の出力信号をスイ
ッチングする第９の回路と、ローパスフィルター回路を
備え、上記ローパスフィルターを経た出力信号をトラッ
キングエラー信号とする。

〔作用〕

上記の様に、回路を構成し、エラー信号を得ると、ビッ
トの人出に関する程度と状態に対する情報がデジタル化
されるので、ビットの人出に関する状態の↑Ｒｔ［ｉの
みとなる。従って、トラッキングエラー信号には、ビッ
トのトラッキングずれ情報以外の信号は、混入しない。

又、矩形波発生回路に、適切なスライスレベルを設定し
、ビットの人出に関する情報信号のレベルを制限すれば
、傷の存在の有無によって、トラッキングエラー信号を
発生させたり、消したりする事ができる。即ち、傷のあ
る場合には、トラッキングエラー信号は、ゼロとなり、
傷の無い場合には、通常のトラッキングエラー信号とな
るので、トラッキングエラー信号中に、凝似信号が混入
する事は、殆どなくなる。従って、トラッキングサーボ
の不安定性を充分に小さくする事が可能となり、トラッ
キングジャンプを生ずる事はな（なり、高精度で安定な
トラッキング制御を実施する事ができる。

〔実施例〕

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
３図に示した様に、ビーム内にビットが人出する際、ト
ラックの左右で、回折光のパターンの対称性が崩れると
共に、ＣＤやＶＤの様に、ビットの深さが、使用した光
の波長の１７５程度の場合には、トラック方向の前後に
も回折光の強度分布差が生じる。この強度分布差の差異
を信号として取り出すと、ビットがビーム内に入ってく
る状態か出ていく状態かを判別する事ができる。従って
、ビットがビーム内に人出する際の対称性の崩れを上記
信号より判断する事ができれば、トラッキングエラー信
号とする事ができる。

第１図は、上記原理による本発明を実施する為の回路の
ブロック図の一例である。

４分割受光素子６のＤｌとＤ２の出力を加算回路２０に
、又、Ｄ３とＤｉの出力を加算回路２１に入力し、再加
算出力を減算回路２４に入力し、百出力の差信号Ｓ、を
得る。信号Ｓｌｌは、ピントの人出に関する情報を含ん
でいる。一方、ＤｌとＤ３の出力を加算回路２２に、又
、Ｄ２とＤｉの出力を加算回路２３に入力し、再加算出
力を減算回路２５に入力し、百出力の差信号Ｓ１□を得
る。又、ＤｉとＤ３の出力、並びにＤ２とＤｉの出力を
、信号Ｓ＋ｚの極性と逆になる様に、減算回路２６に入
力し、差信号Ｓ１．を得る。信号Ｓ、２゜Ｓ１１は、お
互いの逆極性の信号ではあるが、第３図に示した様に、
スポットに対し、ビットが人出する際の回折光の対称性
の崩れに対応じた出力信号なので、両信号共、トラッキ
ングエラー情報を含む。加算回路２４の出力Ｓｌ＋を、
コンパレータ２７に入力し、矩形波信号Ｓ１４を得る。

信号Ｓ、の正真の電圧に伴い、信号Ｓ１□と信号５ｌｆ
ｆの入力をスイッチングして出力する電子スイッチ回路
２８を設ける事により、信号ＳＩ５を得る。信号ＳＩ５
の高周波成分は、ビットの変調成分、又、低周波成分は
、トラッキングエラー信号成分となっているので、ロー
ハスフィル−２９を通過させれば、トラッキングエラー
信号Ｓ１６を得る事ができる。

第８図は、上記回路構成によって生した主要な各部の信
号出力を表した図である。スポットに対し、ビットが左
側からほぼ全部入った状態から、ピントが右へ移動し、
右側から出始める状態の間の各信号出力の様子を表して
いる。信号Ｓｌｌは、ビットの人出に関する状態と程度
を示す情報を含む信号。信号Ｓｌ□＋Ｓ＋ｆｆは、トラ
ッキングエラー情報を含む信号で、お互い逆の極性を持
っている。

信号５１４は、信号Ｓｌｌより作った矩形波１３号であ
る。従って、信号Ｓ＋ａが正の電圧の時、即ち、ピント
がビーム内に侵入した場合には、電子スイッチ２８によ
り、信号Ｓ１２の出力を、又、信号Ｓｅａが負の電圧の
時、即ち、とノドがビームから出始める場合には、電子
スイッチ２８により信号３１３の出力を出せば、信号Ｓ
Ｉ５が得られ、ローパスフィルターを通す事で、トラッ
キングエラー信号５１６が得られる。

次に、ビットと共に傷が、ビーム内に侵入した場合を考
える。傷が存在すると、第７図に示した様に、ピントに
よる変調レベルは、かなり低下する。傷によって、４分
割受光素子上では、点対称の影を生しる。この様な影が
、各信号に与える影響を示したのが、第９図である。ビ
ットがオントラック上にあるとして、傷によって、ビー
ムが、右半分遮蔽された状態を示している。時刻ｔ、以
降、傷によってビームが徐々に侵食され始めると、点対
称の影が生し始めるが故に、傷の信号に、ビットの変調
成分が乗った信号Ｓ１２が生成される。

又、同時に信号Ｓ１□とは、逆極性の信号３１１も生成
される。一方、信号Ｓｌ＋は、影によって侵食された分
だけ、ビットによる変調が落ちる。従って、適正に矩形
波発生回路のスライスレベルを設定する事により、信号
３１４を得、信号Ｓ１４の正負の電圧に伴い、信号Ｓ１
□と信号Ｓ１３の入力をスイッチングして出力し、ロー
パスフィルターを通すと、トラッキングエラー信号３１
５を得る。即ち、若干の傷の影古を受けはするが、傷の
影響が最も太き（なる所を避ける事ができると同時に、
傷の部分は、トラックエラー信号がゼロとなるので、ア
クチュエータは、慣性走行をする事になる。尚、矩形波
発生回路のスライスレベル、並びに、ローパスフィルタ
ーは、傷の影客とトラックへの引き込み具合を層みて、
適正に設定する必要がある。尚、ローバスフィルター２
８は、検波回路やピークホールド回路を使う事もできる
。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、本発明に依れば、ドラッギングエラー
生成回路に、パルス発生回路並びにサンプルホールド回
路など複雑な回路構成を必要とせず、減算回路、矩形波
発生回路、電子スイッチの３点でヘラログイン法と同等
のトラッキングエラー信号を得る事ができるので、非常
に安価になる。

また、ビーム内へのビットの人出に関する状態と程度の
情報が、矩形波発生回路により、ピントの人出に関する
状態のみの信号となるので、トラッキングエラー信号中
には、ビットのトラッキングずれ情報以外の信号成分は
、混入しない。

又、ビーム内へのビットの人出に関する程度の情報より
、傷の有無を検知できるので、矩形波発生回路のスライ
スレベルを適正に設定する事で、トラッキングサーボに
及ぼす傷の影響を瓶めて小さくする事ができる。従って
、傷によるトラックジャンプや、トラッキングサーボの
不安定性を充分に小さくする事が可能となる。又、トラ
ッキングサーボ帯域の制限などする必要がなく、充分な
サーボ帯域を確保する事ができるので、高精度なトラッ
キングサーボを実施する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図　本発明に係る回路のブロック図第２図　光学的
読取装置の光学系の例を示す概略図 第３図　情報トラック上のビットとビームの位置関係に
伴う４分割受光素子上の回折 光のパターンを示す図 第４図　従来のへシロダイン法による回路のブロック図 第５図　従来のヘラログイン法に係る主要な各部信号出
力の波形図 第６図　傷がある場合の４分割受光素子上の明暗パター
ンを示す図 第７図　傷がある場合の従来のヘラログイン法に係る主
要な各部信号出力の波形図 第８図　本発明に係るトラッキング方式に係る主要な各
部信号出力の波形図 第９図　傷がある場合の、本発明に係るトラッキング方
式に係る主要な各部信号出力 の波形図 ■−−−−−半導体レーザ ２−−−−ビームスプリッタ ３−一一一コリメータレンズ ４−−−一対物レンズ ５−・−ディスク ６　−−−４分割受光素子 ７、　８．　９．１０．１１．２０．２１．２２．２３
−−−−一・加算回路 １２、１７．２４．２５．２６−−−−−減算回路１３
−−−−立ち上がりパルス発生回路１　ｔ−−一立ち下
がりパルス発生回路１５、１６−−−−サンプルホール
ド回路２７−−−−−矩形波発生回路 ２８−　　スイッチング回路 ２９−−一ローハスフィルタ ｓ３」−一罎□斗−一」 Ｓ４−−Ｌ−− 第　に図 第　３　図 第　９　ヌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学的読取装置によりディスクに入射させられ、ディス
   クで変調を受けた読取光を、事実上、トラック方向とト
   ラック方向に垂直な方向に分けた少なくとも４つの受光
   素子で受け、相対する対角方向の夫々の受光素子の出力
   信号を加算する第１、第２の加算回路と、トラック方向
   に垂直な直線で分けられた同じ側にある夫々の受光素子
   の出力信号を加算する第３、第４の加算回路と、上記第
   １、第２の加算回路の出力信号の差信号を生成する第５
   の減算回路と、上記差信号に対し、極性が反転された信
   号を生成する第６の回路と、上記第３、第４の加算回路
   の出力信号の差信号を生成する第７の減算回路と、第７
   の減算回路の出力に応じた矩形波信号を生成する第８の
   矩形波発生回路と、第８の矩形波発生回路の出力信号の
   極性によって、第５の減算回路の出力信号と第６の回路
   の出力信号をスイッチングする第９の回路と、ローバス
   フィルター回路とを具備してなり、上記ローバスフィル
   ター回路を経た出力信号をトラッキングエラー信号とす
   る事を特徴とするトラッキングエラー信号発生回路。