JPS63181134A - 光デイスクに対するトラツキングサ−ボ方式 - 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、光ディスクのトラッキングサーボにかかわ
り、特に、プッシュプル方式でトラッキングエラー信号
を検出してトラッキングを行う際に有用な光ディスクに
対するトラッキングサーボ方式に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明のトラッキングサーボ方式は、プッシュプル方式
で検出したトラッキングエラー信号で光学ピックアップ
装置をコントロールする際に、前記トラッキングエラー
信号に含まれる直流成分。

及び主要な偏心波成分を光学ビックアー、ブの送り装置
に供給し、前記直流成分及び偏心基本波成分を減衰した
トラッキングエラー信号をトラッキングアクチュエータ
に供給するようにしたことによって、プッシュプル方式
で検出される誤ったトラッキングエラー信号の影響を解
消するようにしたものである。

〔従来の技術〕

光ディスクにレーザ光を照射し、その反射光から記録情
報及びサーボエラー信号を検出することができる光学ピ
ックアップは、一般的に、光学ピックアップ全体を光デ
ィスクの半径方向に移動する送り装置と、対物レンズを
制御するアクチュエータから構成されており、このアク
チュエータは主にフォーカス状態の制御及びトラッキン
グ状態の制御を行う２軸機構とされている。

そして、前記２軸機構を介して検出された反射光は受光
素子によって電気信号に変換され、再生ＲＦ信号として
出力されると共に、受光面を複数個に分割した受光素子
によってトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信
号も検出できるようになされている。

第４図はかかる光学ピックアップ装置の概要を示したも
ので、１は光ディスク、２は対物レンズ３をコントロー
ルするアクチュエータ（２軸機構）を示し、例えばフォ
ーカスコイルＬ「　、トラッキングコイルＬｔによって
対物レンズ３を上下、及び水平方向に移動させることが
できるメカニズムを備えている。

４は送り装置を示し、この送り装置には前記アクチュエ
ータ２にレーザ光を入射し、かつ、光ディスクｌからの
反射光から記録情報、及びサーボエラー信号等を検出す
る光学系を内蔵しており、例えばｌ／４波長板５．コリ
メートレンズ６、偏向ビームスプリッタ７、発光ダイオ
ード８．及び受光素子９を備えている。

なお、Ｌ、は送り装置４と共に７クチユエータ２を光デ
ィスク１の半径方向に送るスレッドコイル（モータコイ
ル）を示している。

かかる光学ピックアップにおいて、トラッキングエラー
信号をビーム２分割法（以下、プッシュプル法という）
で検出するときは第５図に示すように受光素子９として
２分割された受光面Ａ、Ｂを設けたものが使用され、こ
の受光面Ａ、Ｂからの電気信号Ｅａ、Ｅｂを減算器１０
によって減算することによってトラッキングエラー信号
ＴＥが検出され、所定のサーボアンプ１２を介してトラ
ッキングコイルＬｔ　に供給される。

また、同図に示すようにトラッキングエラー信号ＴＥを
ローパスフィルタ１１に入力してＤＣ成分を抽出し、そ
のＤＣ成分をサーボアンプ１３を介してスレッドコイル
Ｌ−に入力することによって光学ピックアップ装置を光
ディスクｌの半径方向に移動しながら、スパイラル状の
記録トラックを追跡することができるようになされてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述したようなプッシュプル法によって
トラッキングエラー信号ＴＥを検出すると、このエラー
信号によって対物レンズ３が矢印方向に移動し、レーザ
光の照射光路及び反射光路がずれることになる。

すると、送り装置４に固定されている受光素子９に結像
されるスポットＳが、例えばレンズ収差等によって点線
で示すように偏位するので、照射スポット光がオントラ
ックの状態でも受光素子９から誤ったトラッキングエラ
ー信号（ＤＣ成分）が出力され、特に偏心量の大きい高
速回転のディスクを再生するときはトラッキングはずれ
を引き起すという問題がある。

そこで、プッシュプル法でトラッキングエラーを検出す
る光学ピックアップでは、対物レンズ３と共に受光素子
９も移動するような光学ピックアップ（例えばスイング
アーム方式）が使用されているが、この場合は光学ピッ
クアップ全体の質量が増大して応答性の速いトラッキン
グサーボループを構築することが困難になるという問題
点があった。

また、良く知られている３スポツト法は、このような問
題を解消したものであるが、照射スポットが３個必要に
なるため光学系が複雑になると同時に、小型化も困難に
なるという問題がある。

本発明は、送り装置にトラッキングエラー信号の一部分
を負担させることによってかかる問題点を解消しようと
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の実施例に従う基本的なブロック線図を
示したもので、２０は前記送り装置４に対するサーボ系
の伝達要素、２９はこのサーボ系の位相補償回路、３０
は前記トラッキング用のアクチュエータ２に対するサー
ボ系の伝達要素、３３はこのサーボ系の位相補償回路を
示す、送り系の伝達要素２０は、１／Ｓの伝達関数を示
す第１の伝達回路２１、Ｓ／　（Ｓ２＋（１）０２）　
（７）伝達関数を示す第２の伝達回路２２．Ｓ／　（Ｓ
２　＋（２ωＧ）２〕の伝達関数を示す第３の伝達回路
２３と、適当なゲインを付加する係数回路２４゜２５　
、２６　、及び２７が設けられている。

また、トラッキング用のアクチュエータ２に対するサー
ボ系にはＤＣ成分をカットする伝達関数ＳＴ／（１＋Ｓ
Ｔ）からなる第４の伝達回路３１と、伝達関数Ｓ２　＋
（１）１１１２／　（３２＋ａｓ＋ｂ）からなる第５の
伝達回路３２から構成されている。

なお、２８は加算回路、Ｌ−は送りモータのコイル（ス
レッドコイル）、Ｌｔはトラッキングコイルを示す。

〔作用〕

プッシュプル法で検出されたトラッキングエラー信号Ｔ
Ｈには、前述したように光スポットがトラックからはず
れ際に検出される真のトラッキングエラー信号と対物レ
ンズの移動によって光軸が変化することにより発生する
オフセット成分とが含まれており、真のトラッキングエ
ラー信号は通常、レベルの比較的小さい高域の周波数成
分からなる交番信号である。

ところで、ディスクに偏心等があると、きわめて大きな
トラッキングエラー信号が発生し、トラッキングエラー
信号にオフセット成分が含まれるようになる。このオフ
セット成分の大部分は直流成分、及びディスク回転基本
波成分、及び偏心基本波の２次高調波成分からなり、詳
細な説明を省略するが、回転中心に対する偏心量がδ、
ディスクの回転角をθ、トラック半径をｒｏ　とすると
オフセット成分による誤ったトラッキングエラー信・・
・・・・・（１） に比例する。

そこで、このようなオフセット成分からなるトラッキン
グエラー信号を送り装置４に供給し、オフセット成分に
よって送り装置４を忠実に移動すると、アクチュエータ
２は、ディスクの偏心によって発生するエラー信号によ
って対物レンズ３を移動することがなくなり、真のトラ
ッキングエラー信号、すなわち、外乱によるものや、ト
ラックの非真円度によって発生するトラッキングエラー
信号に追従してトラッキングサーボをかけることができ
る。

しかしながら、送り装置４の質量はトラッキングアクチ
ュエータ２の質量より格段に大きいから、送り装置４に
対して応答性の高いサーボ機構を構築するために大きな
サーボゲインと、広いサーボ帯域が要求される。

このような高利得、広帯域のサーボ回路は安定性を損な
うと同時に、消費電力を増加することになり実現は困難
になる。

そこで、本発明では第１図に示すように、送り装置４の
スレッドコイルＬ―に供給するサーボ系に、直流成分に
対して定常偏差なく応答することができるような伝達関
数１／Ｓを有する第１の伝達回路２１と、基本波周波数
ω０の成分に応答する共振特性Ｓ／　（Ｓ２　＋ωｏ２
）を持った第２の伝達回路２２．及び基本波ωＧの２次
高調波に応答する共振特性Ｓ／　（Ｓ２　＋　（２ωＯ
））を持った第３の伝達回路２３を設け、これらの各伝
達回路２１．２２．２３から出力される信号に係数回路
Ｋｌ、に２．に３によって適当な重みづけを行って伝達
要素２０とする。（なお、Ｋｏはサーボ帯域全体に適当
な伝達特性を付加するものであり、省略することもでき
る。） すると、その伝達特性図は第２図（ａ）に示すような周
波数が０（ＤＣ成分）、ω０．及び２ω０の点で利得が
無限大となるようなサーボ回路となり、前述した第（１
）式の偏心によるトラッキングエラー信号のオフセット
量に定常偏差なく応答する送りサーボ系とすることがで
きるようになる。

上述したように、本発明のトラッキングサーボ方式では
光学ピックアップの送り装置のサーボ系に偏心によるト
ラッキングエラー信号のモデルが伝達要素として組み込
まれているから、本出願人が先に提案した「特願昭６０
−２４８７０７号」にみられるように、ディスクに偏心
に対して定常偏差の少ないサーボ制御を送りサーボ系に
構築することができ、対物レンズの移動によって出力さ
れるオフセット成分を抑圧することができる。

トラッキングアクチュエータのサーボ系にはＤＣ成分を
除去する伝達関数ＳＴ／（１＋ｓＴ）を持った第４の伝
達回路３１と、第１の基本波成分に対して低い利得とさ
れる伝達関数３２　＋ωｏ２゜及び２次の伝達関数１／
Ｓ２＋ａｓ＋ｂからなる第５の伝達回路３２を設け、送
り装置で負担しないトラッキングエラー信号、すなわち
、亥のトラッキングエラー信号にのみ応答するようにす
ればよい。

すなわち、伝達要素３０は第２図（ｂ）に示すように１
周波数０　（ＤＣ）、及び偏心基本周波数ω０で利得の
低い伝達特性とし、対物レンズが偏心によるオフセット
成分に応答しない（光軸が変動しない）ようにすること
によってプッシュプル法による真のトラッキングエラー
信号が光電素子から出力されるように形成している。

なお、第２図（ｂ）において、一点鎖線で示した特性は
伝達回路３１の１／Ｓの特性であり、２点鎖線で示した
曲線はＳ２＋ωｏｏの特性、３点鎖線で示した曲線は１
／Ｓ２＋ａｓ＋ｂの特性を示している。

〔実施例〕

第３図は前記各伝達回路２１，２２，２３．及び３１．
３２を具体化するための回路例である。

受光素子９からプッシュプル法で検出された信号は減算
器１０において、トラッキングエラー信号ＴＥとして検
出され、演算増幅器ＡＯ，ＡＩ、ｌａ。

Ａ７　に供給される。

演算増幅器Ａｏは抵抗ｒＱ、コンデンサＣＯと共に積分
回路（１／Ｓ）を構成する。また、演算増幅器Ａｔの出
力は抵抗ｒ　３　＋コンデンサＣＩからなる積分回路を
構成する演算増幅器Ａ２に入力されて、さらに、抵抗ｒ
４．コンデンサＣ２からなる積分回路を構成する演算増
幅器Ａ３に接続される。

そして、その出力が演算増幅器ＡＩに帰還されることに
よって状態変数型フィルタ（ステートバリアプルフィル
タ）を構成している。そして、この状態変数型フィルタ
は第２段目の演算増幅器Ａ２から信号を出力とすること
によってω０を中心とするバンドパスフィルタを形成す
る。

また、演算増幅器Ａ４　＋　Ａ　ｓ　＋　Ａ　６も同様
に状態変数型フィルタを形成し、この回路ではコンデン
サｃ３．ｃ４．抵抗ｒ　７　＊　ｒ　８を所定の時定数
に設定することによって中心周波数が２ω０のバンドパ
スフィルタを形成する。

上述した３組の伝達回路の出力は、抵抗Ｒ１゜Ｒ２、Ｒ
３ｓ　Ｒａ及び演算増幅器ＡＩＯからなる加算回路に入
力されて、所定の比率で加算されることにより、第２図
（ａ）の伝達特性を示す。

演算増幅器Ａ７１Ａ８．Ａ９．及びＡｌｌはトラッキン
グアクチュエータに対する伝達回路を構築するもので、
まず、コンデンサＣ５，抵抗ｒ９によって、直流成分が
カットされる。そして、状態変数型フィルタを形成する
演算増幅器Ａ７　＊　Ａ　ａ　＊　Ａ　ｇによって、第
２図（ｂ）の伝達特性を実現する。

すなわち、演算増幅器Ａ７の出力からはバイパス信号が
、演算増幅器Ａ９の出力からはローパス信号が得られる
から、これらの出力を抵抗Ｒ５゜Ｒ６，Ｒ７，及び演算
増幅器Ａｌｌからなる加算回路に入力し、それぞれの信
号出力のカットオフ周波数をω０に設定することによっ
て第２図（ｂ）の伝達特性を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光ディスクに対するトラ
ッキングサーボ方式は、光ディスクの偏心成分に対応す
るエラー信号によって光学ピックアップの送り装置を定
常偏差なくコントロールすることによって対物レンズの
偏位を抑圧しているから、トラッキング用のアクチュエ
ータに対してプッシュプル法で検出した真のトラッキン
グエラー信号を供給することができる。

また、送り装置のサーボ系には偏心成分に対するトラッ
キングエラーのモデルが伝達関数として含まれるように
しているので、小型のりこヤモータを使用することが可
能になり、光学ピックアップ全体を小型、簡易化するこ
とができるようになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラッキングサーボ方式を示すブロッ
ク線図、第２図（ａ）、（ｂ）は送り装置のサーボ系に
対する伝達特性と、アクチュエータに対するサーボ系の
伝達特性を示す図、第３図は各伝達回路の具体的な回路
図、第４図はプッシュプル法による光学ピックアップの
概要図、第５図は従来ノドラッキングエラーのブロック
図を示す。 図中、１は光ディスク、２はアクチュエータ、３は対物
レンズ、４は送り装置、９は光電素子、２０は送り装置
の伝達要素、３０はアクチュエータの伝達要素、Ｌｍは
スレッドコイル（モータコイル）、ＬＬはトラッキング
コイルを示す。 ｆ！ＰＩｌ　　図 ＴＥ：トラγキンクエラーＬｍニスレッドコイルＬｔｄ
トラグキングコイル伝達要素２０．３０．の伝達特性 第　２　しｌ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光ディスクのトラッキングエラー信号をプッシュプル
   方式で検出し、前記トラッキングエラー信号によってト
   ラッキングサーボがかけられるようになされているトラ
   ッキングサーボ装置において、前記トラッキングエラー
   信号の中の少なくとも直流成分、及び偏心基本波成分を
   前記光学ピックアップの送り信号として供給すると共に
   、前記直流成分、及び偏心基本波成分を減衰した前記ト
   ラッキングエラー信号を対物レンズのアクチュエータに
   供給するようにしたことを特徴とする光ディスクに対す
   るトラッキングサーボ方式。