JPS63142533A - 光学的記録再生装置 - Google Patents

光学的記録再生装置

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JPS63142533A
JPS63142533A JP61289549A JP28954986A JPS63142533A JP S63142533 A JPS63142533 A JP S63142533A JP 61289549 A JP61289549 A JP 61289549A JP 28954986 A JP28954986 A JP 28954986A JP S63142533 A JPS63142533 A JP S63142533A
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tracking error
signal
guide groove
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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】 〔概 要〕 この発明はトラック案内溝に照射した光スポットの回折
分布を用いてトラック誤差を検出するプッシュプル(p
ush−pull)法が、記録媒体の偏心や傾き等に起
因してオフセットを発生しトラッキング追従性を劣化す
るという問題を解決するため、プリフォーマット部とそ
れの直前(直後)のトラック案内溝での反射光検出に基
づいて形成したサンプルホールド出力を差演算して、ト
ラックずれを検出すること、またそのトラックずれ検出
信号とトラッキングエラー信号とで二重にトラッキング
制御をかけるようにしたものである。
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光ディスク等を使用した光学的記録再生装
置に係り、さらに詳細には光ビームスポットのトラック
ずれを検出するとともに、そのトラックずれ検出信号を
使用してトラッキングエラー信号のオフセットを抑圧す
るようにした光学的記録再生装置に関するものである。
この種の光デイスク装置においては、スピンドルに装着
された光ディスクを回転すると0〜100μm程度のト
ラック偏心が発生ずるため、光学ヘッドからの光ビーム
スポットをそれに追従させる必要があり、またトラック
間の光ビームスポットの移動(ランダムアクセス)を考
慮するとトラッキングには広い追従能力が必要とされる
〔従来の技術〕
従来の光デイスク装置の概略構成を第1O図に示す。こ
の図において、光ディスク1は一面にプリフォーマット
部(図示せず)とトラック案内溝(プリグループとも呼
ぶ)11からなるトラックを同心円状または螺旋状に形
成している。2はこの光ディスク1に光ビームスポット
(以下光スポットと記す)sp+を照射する光学系で、
半導体レーザ21とコリメータレンズ22と偏光ビーム
スプリッタ23と対物レンズ24とトラッキング素子2
5とから構成される。
また3は光デイスク1上のトラック案内溝11等からの
偏光ビームスプリッタ23を介した反射回折光を検出す
る光検出器で、トラックの幅方向に2分割された受光面
AとBを持つ受光素子から構成される。この2つの受光
面A、Bに入射される反射光スポツト5p20強度分布
は、照射された前記光スポットSP+ のトラック案内
溝11上での位置によって変化する。すなわち、光スポ
ットsp、がトラック案内溝の中心線上に位置する状態
では、受光面A、Bにおける反射光スボッ)SF3の光
強度分布は左右対称であるが、中心線から左または右側
にずれると光強度分布は左右で不均一となる。
したがって、このA−Hの差出力からトラッキングエラ
ーが検出でき、減算器4はそのトラッキングエラー信号
Steを発生するものである。なお、このトラッキング
エラー検出法は、ブツシュプル法としてよく知られてい
る。
このトラッキングエラー信号Steは、トラッキング素
子駆動回路5に入力し、それによって前記トラッキング
素子25を駆動し対物レンズ24を光ディスクIの半径
方向すなわちトラック幅方向に移動させる。かくしてト
ランキング制御がなされる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記従来のプッシュプル法によるトラッキングエラー検
出では、次のような原因によりトラッキング制御に無視
できないオフセットが発生する問題があった。
すなわち、第11図を参照して対物レンズ24がトラッ
キングのため右方向に移動された場合を考えると、この
場合光ディスクlからの反射光は点線で示すように光軸
ずれが発生するために、受光素子3の受光面A、B上で
反射光スポラ)SF3が移動してしまう。このため受光
面の光強度分布は、反射光のずれた側が大きくなりトラ
ッキングエラー信号SteにオフセットSosが発生す
る。このオフセットはオフトラックを発生し、トラッキ
ングを劣化する。
また第12図を参照して光ディスク1に反り等による傾
きが発生している場合は、光スポットSPIがトラック
の中心線上に位置しても同じく点線で示すように反射光
の光軸がずれるためトラッキングエラー信号Steにオ
フセットSosが発生する。
さらにこのほか、受光素子3の偏光ビームスプリンタ2
3に対する位置合わせが不完全な場合とか、入射光の波
面収差やトラック案内溝の形状によって、光スポットS
PIがトラックの中心線上にあってもオフセット信号が
発生していた。
この発明は以上のような従来の状況から、プッシュプル
法によるトラッキングエラー検出において、光ディスク
等の記録媒体のトラック上での光スポットの位置を正確
に得るためのトラックずれ検出と、トラッキングエラー
信号のオフセントを抑圧した光学的記録再生装置の提供
を目的とするものである。
c問題点を解決するための手段〕 一般に光情報記録媒体のトラック構造は第1図に示すよ
うに複数のセクタ5ecl+ 5ec2・・・・に分割
され、そのセクタはトラック番号、セクタ番号、セクタ
マーク等の情報を予めビット列(凹凸パターン)として
形成したプリフォーマット部12と、トラッキングエラ
ー信号を得たりユーザの情報を記録再生するプリグルー
プ部11とで構成されている。
トラックずれを検出するための第1発明は、このトラッ
ク構造を利用して第2図(a)に示すように、プリフォ
ーマット部12及びそれの直前(または直後)のプリグ
ループ部11からの反射光を光検出器3で検出してその
出力からトランキングエラー信号Steを検出する一方
、このトラッキングエラー信号Steのプリフォーマッ
ト部に対応する平均出力値を得る手段6と、同トラッキ
ングエラー信号Steのプリフォーマット部の直前(ま
たは直後)のプリグループ部に対応する出力値を得る手
段7と、前記プリフォーマット部に対応する平均出力値
とプリグループ部に対応する出力価との差を演算してそ
の差出力から光スポットとトラック中心との位置ずれを
検出する手段8を設けた構成を採っている。なお説明の
便宜上、前記手段6,7゜8を以下第1の信号レベル抽
出手段、第2の信号レベル抽出手段、トラックずれ検出
手段と記す。
また第2発明は、トラッキングエラー信号のオフセット
を抑圧するため、第2図(blに示すように上記第2図
(alの構成にさらにトラックずれ検出手段8の出力(
トラックずれ検出信号) Stoと前記トラッキングエ
ラー信号Steとを合成する手段9を付加し、その合成
信号によりトラッキング制御をかける構成を採っている
〔作用〕
第3図(alは光スポットsp、が回転している記録媒
体上の複数本のプリグループ部11を横切るように移動
されたときの光検出器3の出力に基づくトラッキングエ
ラー信号波層、同図(blは複数本のプリフォーマット
部12を横切るように光スポットSP1が移動されたと
きのトラッキングエラー信号波形を示す。なお、プリフ
ォーマット部12での信号はピント列が数M Hzの周
波数に相当するため、サーボ帯域では平均量として見え
るために振幅が減少する。
さて光情報記録媒体に傾き等が無くて光学系に光軸ずれ
かない理想状態を想定した場合、光スポットSP1 は
第4図に示すようにトラックの中心線上に位置する。こ
の状態でトラッキング制御(サーボ)をオンにして光ス
ポットSP+をトラックに沿って移動させたとき、トラ
ッキングエラー信号Steは第4図(alに示すような
波形として検出される。この信号波形の場合、プリフォ
ーマット部12に対応する平均出力レベルbとプリグル
ープ部11に対応する出力レベルaとの間にレベル差は
発生しない。
したがって、第1の信号レベル抽出手段6によって光ス
ポットSP1 がプリフォーマット部の所定位置を照射
しているときのトラッキングエラー信号の平均出力レベ
ルを抽出し、第2の信号レベル抽出手段7によって光ス
ボッ)SP+がプリフォーマット部の直前(または直後
)のプリグループ部の所定位置を照射しているときのト
ラッキングエラー信号の出力レベルを抽出し、トラック
ずれ検出手段8によってそれら両出力レベルの差を演算
すると数値0の差出力が得られる。しかしてこの0信号
出力からトラックずれ(オフトラック)無しの状態が検
出できる。
第4回出)はこの状態でトラッキング制御オフにしたと
きのトラッキングエラー信号波形であり、実線のプリグ
ループ部及び点線のプリフォーマット部での信号波形と
もにトラック中心で零となる、つまりオフセット成分の
ない理想のトラッキング信号波形を示している。
一方、光情報記録媒体に傾き等が発生して光学系に光軸
ずれが生じた場合は、光スボ7)SPI は第5図また
は第6図に示すようにトラックの中心線から左方向また
は右方向にずれるので、前記光検出器の出力から検出さ
れるトラッキングエラー信号Ste  (同図(a)、
 (bl参照〕は、プリフォーマット部12に対応する
平均出力レベルbとプリグループ部11に対応する出力
レベルaとの間にレベル差が発生する。
例えば光スポットSPIがトラック中心線から左側にず
れた第5図の場合、同図fa)に示すようにトラッキン
グエラー信号Steはプリフォーマット部で高い出力レ
ベルbが表れる。このレベル差が発生する理由を第5図
(b)を参照して説明する。この図の状態でトラッキン
グ制御オン時には、実線のプリグループ部でのトラッキ
ングエラー信号波形のa点にトラッキング制御がかかる
。すなわちトラッキング制御は常にずれ信号が零になる
ように働くので、この制御によって当該プリグループ部
に対応するトラッキングエラー信号の出力レベルa (
第5図ta+参照)は0となる。一方プリフオーマット
部ではトラッキング制御がかからず、またプリフォーマ
ット部を構成するピット列が無限小になった場合を想定
するとこの部分は鏡面部とみなされプリグループ部から
見ればトラッキングオフセットのみが見えることになる
。したがって、プリフォーマット部で検出されるトラッ
キングエラー信号の出力レベルは、オフトラックのレベ
ル言い換えればトラック中心を常に示している。故に前
述した光スポットがトラック中心に位置するときはこの
レベルとプリグループ部でのトラッキングエラー信号レ
ベルとの間で差が無いが、トラック中心からずれると両
信号間にレベル差が生じるわけである。
この図の場合実線波形と点線波形との交点がトラックの
中心位置を示し、この位置がDCオフセットSosの大
きさに相当する。このようにプリグループ部でトラッキ
ングエラー信号がOレベルであっても、光スポットSP
I はオフトラックしている。
Z また、上記とは反対に光スポットSPIがトラック中心
から右側にずれた第6図のときは、トラッキングエラー
信号Steはプリフォーマット部で低い出力レベルbが
表れ、オフセットSosはマイナス側のレベルとなる。
したがって、第5図、第6図のトラッキングエラー信号
Steにおけるプリフォーマット部12の所定位置での
出力レベルbと、それの直前(直後)のプリグループ部
11の所定位置での出力レベルaとの差から光スポット
SP、のオフトラックの量とその方向を検出することが
できる。トラックずれ検出手段8はそれらの出力レベル
(a=Va、b−vb)の差(ΔV=Va−Vb)を演
算し、その差出力(オフトラック信号=トラックずれ検
出信号) Stoによりオフトラックの量およびその方
向を検出する。因に、従来のプッシュプル法では両図の
状態ともプリグループ部に対応するトラッキングエラー
信号の出力レベルが0であるために当該オフトラック状
態は検出できない。
以上のトラックずれ検出信号Stoは、光学系及び光検
出器からなる光ヘッドを装置本体に取りつける際などの
光軸ずれのモニター出力として利用できるほか、トラッ
キング制御をかけるトラッキングエラー信号からオフセ
ットを抑圧するための補正信号として利用できる。
第2図(blの信号合成手段9は、このトラックずれ検
出信号Stoと前記トラッキングエラー信号Steとを
加算するように合成し、その合成された信号をもって二
重のトラッキング制御をかけるように作用する。この二
重のトラッキング制御によってトラッキングエラー信号
Steに生じたオフセット成分は抑圧され、記録媒体が
傾いたときなどでも正確なトラッキング制御が行うこと
ができる。
〔実施例〕
以下、この発明の好ましい実施例につき図面を参照して
詳細に説明する。
第7図及び第8図は第1発明のトラックずれ検出を実現
する回路のブロック図と信号波形図を示す。なお、第7
図において前各図と同一部分は同1 ら 一符号を記すとともに詳細説明を省略する。
両図において光スポットSP1がトラック上を点線矢印
で示すように移動したとすると、光検出器3は光デイス
ク1上のトラックからの反射光スポットを受光面A、B
で検出し、その光強度分布に基づ<A、B出力をRF増
幅器101と差動増幅器41にそれぞれ入力する。この
差動増幅器41は前述した減算器4に相当するもので光
検出器3の両出力の差(A−B)をとり前述したプリフ
ォーマット部12及びプリグループ部11に対応するト
ラッキングエラー信号Steを検出する。このトラッキ
ングエラー信号Steは、位相補償回路42とトラッキ
ング素子駆動回路5を介してトラッキング素子25を駆
動し、対物レンズ24をディスク半径方向に移動させ所
謂トラッキング制御をかける。一方、RF増幅器101
で増幅したプリフォーマット部及びプリグループ部に対
応するRF倍信号、信号処理回路102に入力される。
信号処理回路102は、この信号からプリフォーマット
部12にあるトラック番号、セクタ番号、セクタマーク
の識別や、再生(記録)用のクロック作成ならびに、プ
リグループ部11に記録された情報の再生を行う。ここ
までの構成は、トラッキングエラー信号Steにプリフ
ォーマット部でのトラック信号が含まれている点を除き
従来装置と変わりない。
本実施例では、この構成にさらに2つのサンプルホール
ド回路61.71、タイミング信号発生回路103、差
動増幅器81、ローパスフィルタ82、表示器83を具
備している。第1のサンプルホールド回路61は、前述
した第1の信号レベル抽出手段6に相当するもので光ス
ポットSP1がプリフォーマット部12の矢印す位置を
照射しているときの前記トラッキングエラー信号の平均
出力レベルをサンプルホールドする。第2のサンプルホ
ールド回路71は、前述した第2の信号レベル抽出手段
7に相当するもので光スポットSP+がプリフォーマッ
ト部11直前のプリグループ部12の矢印a位置を照射
しているときの前記トラッキングエラー信号の出力レベ
ルをサンプルホールドする。
タイミング信号発生回路103は、前記信号処理b 回路102からセクタマーク情報を入力して、それによ
り前記第1及び第2のサンプルホールド回路61、71
のサンプリングパルスSs+及びSs2を発生するもの
である。差動増幅器81は両サンプルホールド回路61
.71の出力の差を検出するものであり、ローパスフィ
ルタ82はこの差信号出力Sto′が前記サンプリング
個所で階段状となるためその部分をカットするものであ
る。このフィルタを通過した信号は、光スポットSPI
 とトラック中心との位置ずれを表すオフトラック信号
(トラックずれ検出信号)Stoとなる。差動増幅器8
1とローパスフィルタ82は前述したトラックずれ検出
手段8に相当する。表示器83はこのトラックずれ検出
信号St。
によりオフトラックの量及びその方向を表示出力するも
のである。
したがって、この表示により装置稼動時における光学系
の光軸ずれを監視することができ、また光学ヘッドを組
立調整する際に光学系と光検出器との位置関係を知るこ
とができる。なお、上記実施例ではプリフォーマット部
の直前のプリグルーブ部位置でサンプリングしているが
、そのサンプリングはプリフォーマット部の直後であっ
ても構わない。
一方、第9図は第2発明に係るオフセットを抑圧する回
路のブロック図を示す。なお、この実施例では前第1発
明の実施例におけるトラックずれ検出信号Stoをオフ
セット抑圧に使用するので、そのトラックずれ検出信号
を得るための回路構成は省略して図示する。
第9図において、前記トラックずれ検出信号St。
は位相補償回路(前記位相補償回路42とは特性が異な
る)84を介して加算器91の一方の入力端に入力する
。この加算器は前述した手段9に相当するもので、他方
の入力端には前記トラッキングエラー信号Steが入力
しており、その再入力を加算する。この加算器の出力(
補正トラッキングエラー信号) Ste  ′によって
、トラッキング素子駆動回路5は通常のトラッキングエ
ラー信号Steによる制御と、本発明に基づくトラック
ずれ検出信号St。
による制御との二重で制御がかかるようになる。
 Q この結果、ディスクの傾き等による光軸ずれに起因した
トラッキングエラー信号のDC(直流)オフセットはも
とより低周波(30Hz程度)のACオフセットが抑圧
されることになる。したがって、トラッキング追従範囲
が拡がり正確なトラッキング制御が可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように第1発明によれば、真のオフトラッ
ク(トラックずれ)を検出することができるので、光学
ヘッドを組み立てる際の光学系と光検出器との位置合わ
せを容易かつ高精度にできる。また第2発明によれば高
追従性のトラッキング制御を行うことができるので、記
録媒体の製造マージンや耐環境特性の緩和、光学ヘッド
組み立て時の光学系と光検出器との取りつけ位W誤差の
緩和ならびにサーボ(トラッキング)残差に伴うオフト
ラックの抑圧効果(サーボゲインの向上)を図ることが
できる。
 n
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明用の光ディスクのトラック構
造を示す図、 第2図fa)は第1発明の原理を示すブロック図、第2
図(blは第2発明の原理を示すブロック図、第3図乃
至第6図は第2図(al、 (blにおけるトラッキン
グエラー信号の波形図、 第7図及び第8図は第1発明の実施例を示すブロック図
と信号波形図、 第9図は第2発明の実施例を示すブロック図、第10図
は従来の光デイスク装置の概略構成図、第11図及び第
12図はこの従来装置の問題点を説明するための図であ
る。 第1図乃至第9図において、 lは光ディスク、  2は光学系、  3は光検出器、
5はトラッキング素子駆動回路、 6は第1の信号レベル抽出手段、 7は第2の信号レベル抽出手段、 8はトラックずれ検出手段、 t υ 9は信号合成手段、   11はプリグループ部、12
はプリフォーマット部、 4L 81は差動増幅器、  42.83は位相補償回
路、61は第1のサンプルホールド手段、 71は第2のサンプルホールド手段、 82はローパスフィルタ、 91は減算器、101はR
F増幅器、    102は信号処理回路、103はタ
イミング信号発生回路、 Steはトラッキングエラー信号、 Stoはトラックずれ検出信号、 Ste’は補正トラッキングエラー信号をそれぞれ示す
。 手続補正書 昭和62年 6月グ日 1、11牛の廖りR 昭和61年幣闇第289549号 2、発明の名称 光学的記録再生装置 3、補正をする者 胴中との関係  特許出願人 住所神奈川県用崎市中原区上小田中1015番地(52
2)名称富 士 通 株 式 会 社6、補正の内容 (1)  願書の表題中、適用条文の表示の欄に「特許
法第38条ただし書の規定による特許出願」と補正する
。 以上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プリフォーマット部とトラック案内溝とからなる
    トラックが同心円状または螺旋状に形成された光情報記
    録媒体(1)を有し、該媒体上に光ビームを照射しそこ
    からの反射光を光検出器(3)で検出し、その出力から
    トラッキングエラー信号及び情報信号を検出し、該トラ
    ッキングエラー信号によりトラッキング制御をかけなが
    ら前記トラック案内溝内に情報を記録再生する装置にお
    いて、前記トラッキングエラー信号はプリフォーマット
    部(12)及びトラック案内溝(11)からの反射光検
    出出力に基づいて作成され、 このトラッキングエラー信号のプリフォーマット部に対
    応する平均出力値を得る手段(6)と、前記トラッキン
    グエラー信号のプリフォーマット部の直前あるいは直後
    のトラック案内溝に対応する出力値を得る手段(7)と
    、 前記プリフォーマット部に対応する平均出力値とトラッ
    ク案内溝に対応する出力値との差をとり、その差出力か
    ら前記光ビームスポットとトラック中心との位置ずれを
    検出する手段(8)とをそなえたことを特徴とする光学
    的記録再生装置。
  2. (2)プリフォーマット部とトラック案内溝とからなる
    トラックが同心円状または螺旋状に形成された光情報記
    録媒体(1)を有し、該媒体上に光ビームを照射しそこ
    からの反射光を光検出器(3)で検出し、その出力から
    トラッキングエラー信号及び情報信号を検出し、該トラ
    ッキングエラー信号によりトラッキング制御をかけなが
    ら前記トラック案内溝内に情報を記録再生する装置にお
    いて、前記トラッキングエラー信号はプリフォーマット
    部(12)及びトラック案内溝(11)からの反射光検
    出出力に基づいて作成され、 このトラッキングエラー信号のプリフォーマット部に対
    応する平均出力値を得る手段(6)と、前記トラッキン
    グエラー信号のプリフォーマット部の直前または直後の
    トラック案内溝に対応する出力値を得る手段(7)と、 前記プリフォーマット部に対応する平均出力値とトラッ
    ク案内溝に対応する出力値との差をとり、その差出力か
    ら前記光ビームスポットとトラック中心との位置ずれを
    検出する手段(8)と、前記トラックずれ検出手段(8
    )の出力と前記トラッキングエラー信号とを合成し、こ
    の合成信号によりトラッキング制御をかけることを特徴
    とする光学的記録再生装置。
JP61289549A 1986-12-03 1986-12-03 光学的記録再生装置 Granted JPS63142533A (ja)

Priority Applications (7)

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JP61289549A JPS63142533A (ja) 1986-12-03 1986-12-03 光学的記録再生装置
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