JPS63244419A - トラツキング誤差検出装置 - 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、光デイスク媒体におけるレーザ光のトラッ
キング誤差検出装置に関し、特に、媒体上のピットから
の回折光を検出して得られるプッシュプル出力により、
その１〜ラツキング誤差を検出する装置に関し、詳しく
は、対物レンズのシフトに伴なうオフセットの発生を防
止してトラッキング追従性能を向上させたものに関する
。

〔従来の技術〕

ビデオディスク（ＶＤ）、コンバクミルディスク（ＣＤ
）、記録再生（Ｄ　ＲＡＷ　；　Ｄｉｒｅｃｔ　Ｒｅａ
ｄＡｆｔｅｒΔｒｉｔｅ　）ディスクなどの光デイスク
媒体には、非常に狭い間隔（例えばＣＤでは１．６μｍ
間隔）でトラックが形成されており、このトラック上の
ピッ［〜にレーザ光を照射することにより情報の再生な
どがなされる。ところか、媒体を微視的に見ると、多か
れ少なかれ偏心しながら回転しているのが現実である。

そこで、多数のトラックの中から所定のトラックを選び
出してレーザ光を照射するに際して、トラッキング誤差
を検出して正確イｆトラッキングを行なうことが必要に
なる。

このにうな目的に用いられるトラッキング誤差の検出方
式としては、大別すると３ビ一ム方式と１ビ一ム方式が
知られており、１ビ一ム方式には、プッシュプル法、ヘ
テロダイン法および時間差検出法などがある。ここで、
１ビーム法は媒体におけるレーザ光のビームパワーを大
きくとれる特徴かあり、その中のプッシュプル法は誤差
検出装置の構成を簡単にできるなどの特徴がある。

プッシュプル法によるトラッキング誤差検出を、第４図
を参照して簡単に説明する。同図に示すように、レーザ
光源（例えば半導体レーザ）１からのレーザ光は、ビー
ムスプリッタ２、コリメータレンズ３、および対物レン
ズ４を介して媒体５に照射される。そして、媒体５から
の反射光は同一の経路を戻ってビームスプリッタ２に入
射され、ここで光路が変えられて検出用のフォトダイオ
ードＰＤ１．ＰＤ２に受光される。

ここて、媒体５のトノッ′７１こ（よピットの凹凸が存
在しているので、入射レーザ光のビームスポットと前記
ピットとの位置関係により反射レーザ光には様々な回折
が生じる。入射レーザ光のビームスポットがピットに対
して位置ずれすると、回折光の干渉により反射レーザ光
の光強度分布が変化し、これを２分割されたフォトダイ
オードＰＤ１゜ＰＤ２の受光面で検出し、この検出光量
を電気信号に変換し、差動増幅器（ＡＭＰ）で比較すれ
ば、トラッキングを正確に行なうためのトラッキング誤
差信号を得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のようにプッシュプル法で得られたトラッキング誤
差信号は、通常は、第４図に点線にて示すように、対物
レンズ４を１〜ラツキングシフトさせるために用いられ
る。ところが、対物レンズ４をシフトさせると、第５図
に示すように、２分割のフォトダイオードＰＤ１．ＰＤ
２の受光面でもビームスボッ１〜１０が動いてしまい、
１〜ラッキング誤差信号に直流オフセット分が重畳され
て追従性能を劣化さＵる。

これを第５図について説明すると、対物レンズ４のシフ
トか零のときは同図（Ａ＞のようになっでおり、トラッ
キング誤差信号下、Ｅ、はフォトダイオードＰＤＩの受
光面Ｃ１ｄと、フォトダイオードＰＤ２の受光面ａ、ｂ
の出力信号により、Ｔ、Ｅ、−（ａ十ｂ）　−（ｃ十ｄ
）　　　−１１）として与えられる。これに対し、対物
レンズ４のシフトによりスポット１０が△βだけシフト
したときには、トラッキング誤差信＠Ｔ、Ｅ、は下、Ｅ
、−（（ａ−６１）＋（ｂ−δ２））−（（Ｃ十δ　）
＋（ｄ十６２）） 一（ａ十ｂ）−（ｃ十ｄ） −２（δ１＋６２）　　　　・・・（２）として与えら
れる。従って、この前述の（１）。

（２）式から求められる２（δ１＋δ２〉成分がオフセ
ットの原因となり、従来装置ではトラッキングの追従の
限界が±１００〜１５０μｍに止まっていた。

かかる問題点を解決するためには、次のような手法があ
る。第１の手法は、対物レンズのみならず、光学系全体
をシフトさせるものである。第２の手法は、対物レンズ
のシフト量を検出してトラッキング誤差検出制御系に帰
遠し、これによりオフセットを補正するものである。第
３の手法は、フォトダイオードの受光面のパターンと配
置にもとづき、オフセットを計算して補正するものであ
る。しかしながら、第１の手法によれば、光学系の駆動
機構が大型化する欠点があり、第２の手法によれば、対
物レンズのシフト量を検出するための付加的な部品が必
要になる欠点があり、第３の手法によれば、オフセット
の計算が非常に複雑になる欠点がある。

この発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、対物レ
ンズのシフトにより必然的に生じていたオフセットを、
簡単な構成で確実かつ大幅に低減させ、これによってプ
ッシュプル方式でのトラッキング追従性能を飛躍的に改
善したトラッキング誤差検出装置を提供しようとするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るトラッキング誤差検出装置では、媒体か
らの０次回折光、＋１次回折光および一１次回折光を検
出する光検出手段は、０次回折光と＋１次回折光の干渉
領域内にその受光面が配設される第１の光検出素子と、
０次回折光と一１次回折光の干渉領域内にその受光面が
配設される第２の光検出素子とを含み、第１および第２
の光検出素子は、対物レンズのシフトにより干渉領域が
シフトしたときにもこの干渉領域から逸脱しないよう、
その受光面の面積および位置が設定されていることを特
徴とする。

〔作用〕

第１の光検出素子は、媒体からの０次回折光と十１次回
折光の干渉領域の光量を検出する。また、第２の光検出
素子は、０次回折光と一１次回折光の干渉領域の光量を
検出する。そして、対物レンズがシフトしたときにも、
第１および第２の光検出素子の受光面は、上記の干渉領
域から逸脱することがない。

このため、オフセットを抑えたトラッキング誤差信号を
効率よく生成できるだけでなく、１〜ラツキング追従の
ための対物レンズの最大シフト量を大きくすることかで
きる。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図、第２図および第３図を参照し
て、この発明の詳細な説明する。

第１図は、第１の実施例を説明するだめのもので、第１
おＪ：び第２の光検出素子の受光面の位置とビームスポ
ットとの関係を示している。同図に示すように、第１の
光検出素子の受光面１１は、０次回折光と＋１次回折光
の干渉領域１３内に配置され、第２の光検出素子の受光
面１２は、０次回折光と一１次回折光の干渉領域１４内
に配置される。そして、トラッキングに伴なう対物レン
ズの最大シフト量に対応する回折光のシフト量がΔＸで
あるとしたときに、第１図（Ｂ）、（Ｃ）の如くなるよ
うに受光面１１．１２を配置する。

ここで、＋１次回折光および一１次回折光のビームスポ
ットの中心は、対物レンズの開口数ＮＡと有効径りおよ
び回折角ψによって定まる徂Δγだ（プ、０次回折光の
ビームスポットの中心よりずれる。すなわち、中心間の
距離Δγは Δ７’＝Ｄ−３ｉｎψ／２ＮＡ　　　　−・・・−（３
）となる。また、回折光のビームスポット径はレンズの
組合せ条件や光検出素子の位置などにより定められる。

従って、例えばトラッキングのための最大シフト量（通
常は±３００μｍ以上）があらかじめ判明していれば、
第１図の如き受光面の配置は容易に定めることができる
。

次に、上述した第１の実施例の作用を説明する。

トラッキングが正確になされているときは、光検出のた
めのフォトダイオードの受光面と各回折光のビームスポ
ットとの位置関係は、第１図（Ａ＞の如くになっている
。この状態からトラッキングに誤差が生じ、トラッキン
グ追従のため対物レンズが最大量シフトして第１図（Ｂ
）の如くになったとする。この場合でも、第１および第
２の光検出素子の受光面１１．１２は、トラッキング誤
差情報を含む干渉領域の回折光のみを検出できオフセッ
トは生じない。また、上記と反対方向に対物レンズか最
大量シフトし、第１図（Ｃ）の如くになった場合にも、
受光面１１．１２はやはりトラッキング誤差情報を含む
干渉領域の回折光のみを検出できオフセットは生じない
。従って、この実施例の配置によれば、トラッキング誤
差信号のオフセットを光量検出の当初がら取り１４ｉ；
　＜ことかＣきる。このため、オフセットの補正の如き
複雑な処理を行なう必要がなくなる利点かある。

第２図は、この発明の第２の実施例に係る光検出素子の
受光面の配置を示している。そして、これか前述の第１
の実施例の配置と異なる点は、第１および第２の光検出
素子の受光面１１．１２の距離が、相対的に小さくなっ
ていることである。

この第２の実施例によっても、トラッキングに伴なうた
めの対物レンズシフトによる回折光のシフトに対して、
オフセットを含まない１へランキング誤差信号を検出す
ることができる。このため、トラッキング追従性能を従
来プッシュプル法での限界であった±１００〜１５０μ
ｍ程度に対して、３ビ一ム方式なみの±５００μｍ程度
以上に改善することが可能になる。

以上のとあり、この発明では、光検出素子の受光面が０
次、±１次回折光の干渉領域に収まるとぎに、所望の効
果を奏することになる。従って、受光面の面積がある程
度以上大きくなると、対物レンズがシフトされたときに
、受光面の一部または全部か干渉領域から逸脱し易くな
るので、トラッキング追従性能が低下してしまう。逆に
、受光面の面積があまりに小さくなると、光検出素子か
らの出力信号のＳ／へが悪くなり、やはりトラッキング
追従性能が低下してしまう。ただし、Ｓ／へは、本来レ
ーザ光のビームパワーに関係する要素であるので、ここ
では一般的なビームパワーがあることを前提として、ビ
ームスポットに対する受光面の相対的な大きざの面から
種々実験してみたところ、受光面のトラッキング方向の
幅とビームスポット径との比か略１ニアの場合に良好な
結果が得られた。

具体的には、第３図（Ａ＞に示すように、０次回折光の
ビームスポット径Ｆに対し受光面１１゜１２をそれぞれ
（ＥＸ７）Ｘ　（Ｅ／７）の正方形とし、かつ（Ｆ／７
）だ（プ離して配置したところ、対物レンズが５００μ
ｍシフトされた状態でもトラッキング誤差は生じなかっ
た。この場合の±１次折先のビームスポットを第３図（
Ｂ）に示す。

△Ｔは前記（３〉式、および、レーザ光の波長λと媒体
のトラックピッチＰで決まる ｓｉｎψ−λ／ｐ　　　　　　　　・・・・・・（４）
により与えれる。

第３図（Ａ）の状態からビームスポット径を徐々に小さ
くしていき、相対的に受光面の占有比を大きくしていっ
た場合が第３図（Ｃ）〜（Ｆ）である。この場合、対物
レンズが５００μｍシフトされた状態ではそれぞれ０．
１２μｍ、０．２４μｍ、０．２７μｍのトラッキング
ずれを生じてしまい、いずれも一般的に情報再生が可能
とされる許容範囲０．１μｍを越えてしまった。

この発明は、前述の実施例に限定されるものではなく、
種々の変形が可能である。

例えば、第１図および第２図では光検出素子の受光面を
縦長の長方形状としているが、縦長の楕円形状としても
よく、外側に凸となった半円形状としてもよい。また、
第３図に示した受光面と回折光のビームスポットの大き
さの比は、レンズ条件や受光素子の位置を一定の値に設
定したときのものであって、この発明が１ニアという比
に限定されないことは当然である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明のトラッキング誤差検出装
置は、トラッキングに伴ない対物レンズがシフ］〜され
たときにも、光検出素子の受光面が回折光の干渉領域か
ら逸脱しないようにしたので、オフセットを抑えた１〜
ラッキング誤差信号を効率よく生成できるとともに、対
物レンズの最大シフト量を大きくすることができる。こ
のため、簡単な構成によってオフセラｉ〜を確実かつ大
幅に低減でき、プッシュプル方式によるトラッキング追
従性能を大幅に改善できる、という優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係る受光面の配置図
、 第２図はこの発明の第２の実施例に係る受光面の配置図
、 第３図はこの発明の詳細な説明するための受光面の配置
例を示す図、 第４図はプッシュプル法によるトラッキング誤差検出を
示す光学系の側面図、 第５図は従来装置のビームスポットと受光面の関係を示
す図である。 １・・・光源（半導体レーザ）、２・・・ビームスプリ
ッタ、３・・・］リメータレンズ、４・・・対物レンズ
、５・・・媒体、６・・・差動増幅器、１１．１２・・
・第１および第２の光検出素子の受光面、１３．１４・
・・０次回折光と±１次回折光の干渉領域。 特許出願人　　日本楽器製造株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹第　　１　　図 第　　２　　図 第　　３ 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、媒体からの０次回折光、＋１次回折光および−１次
   回折光を光検出手段で検出し、この光検出手段からのプ
   ッシュプル出力によりトラッキング誤差を検出するトラ
   ッキング誤差検出装置において、 前記光検出手段は、前記０次回折光と前記＋１次回折光
   の干渉領域内にその受光面が配設される第１の光検出素
   子と、前記０次回折光と前記−１次回折光の干渉領域内
   にその受光面が配設される第２の光検出素子とを含み、 前記第１および第２の光検出素子は、対物レンズのシフ
   トにより前記干渉領域がシフトしたときにもこの干渉領
   域から逸脱しないようその受光面の面積および位置が設
   定されていること を特徴とするトラッキング誤差検出装置。 ２、前記第１および第２の光検出素子の受光面のトラッ
   キング方向の幅が、前記回折光のスポット径の略７分の
   １である特許請求の範囲第１項記載のトラッキング誤差
   検出装置。