JPS63306541A - 光ディスクに対するトラッキングサ−ボ装置 - 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〕 本発明は、光ディスクに対して情報を記録し、また、光
ディスクの記録情報を読み出す装置に対して有用なトラ
ッキングサーボ装置に関するものである。

〔発明の概要〕

この発明は、トラッキングエラー信号をプッシュプル方
式で検出し、光ディスクに照射されるスポット光が正確
に光ディスクのトラックを追跡す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、検出されたトラッキ
ングエラー信号をディスクの偏心周波数成分でピーク利
得を有する目標値補償回路を介してトラッキングアクチ
ュエータの機械的な伝達特性を示すモデル回路に入力し
、さらに、このモデル回路から出力される信号を所定の
レベルに変換して、前記トラッキングエラー信号から差
引くような第２のフィードバック回路を構成している。

そのため、プッシュプル方式で検出したときに出力され
るアクチュエータの移動によるエラー信号成分がトラッ
キングサーポループ内から除去されることになり、正確
なトラッキングサーボを行うことができる装置が構築で
きるようになる。

〔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５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Ｌｔ、トラッキングコイルＬＬ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６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に投影されるファーフィールド像を電気
信号Ｅ　ａ　＊　Ｅ　ｂに変換したものを減算器ｌＯ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Ｔ
Ｅ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〕

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、このトラッキングエラー信
号によって７クチユエータの対物レンズ３が矢印方向に
移動し、照射スポットがディスクのトラックを追跡する
ようなトラッキングサーボをかけることができるが、こ
の場合は、対物レンズ３がアクチュエータによって偏位
すると点線で示すようにレーザ光の照射光路及び反射光
路の軸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
で示すように光度分布が偏位するので、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偏心による対物レン
ズの大きな移動によって誤ったトラッキングエラー信号
が出力され、トラッキングずれを引き起し、再生信号を
劣化するという問題がある。

また、このような誤ったトラッキングエラー信号は光デ
ィスクｌにスキューがある場合も発生し、トラックずれ
を起すため、特に、記録型のディスクの場合は消去した
トラックに新しい信号を正確に書き込むことができない
という問題が発生する。

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も同時に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、かかる問題点にかんがみてなされたもので、
固定型のプッシュプル方式を採用したトラッキングサー
ボ装置の場合でも電気的な回路手段によって正確にオン
トラックサーボが行われるようにしたトラッキングサー
ボ装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明のトラッキングサーボ装置の基本ブロッ
ク図を示したもので、２０は制御目標値Ｘｒｅｆｆとア
クチュエータの制御量Ｘａからトラッキングエラー信号
ＴＥを形成する演算器、２１はトラッキングサーボルー
プ内で特にトラッキングアクチュエータの位相補償を行
っている位相補償器、２２は後述するようにディスクの
偏心周波数成分に対してピーク利得を有する目標値補償
器、２３．２４はそれぞれ係数器、２５は加算器、２６
はトラッキングアクチュエータ、２７はトラッキングア
クチュエータの機械的な伝達特性を電気回路でモデル化
したトラッキングアクチュエータモデル回路、２８は係
数器を示す。

〔作用〕

この回路では、外乱や、デトラックによって発生したト
ラッキングエラー信号は、位相補償器２１、係数器２３
及び加算器２５を介してアクチュエータに供給されるが
、偏心成分に基づくトラッキングエラー信号は、この偏
心周波数に対してピーク利得を持つ目標値補償器（共振
回路）２２及び係数器２４を介して加算器に供給され、
この第２のサーボループを通してアクチュエータに供給
される。したがって、この偏心によるトラッキングエラ
ー信号成分に対しては、サーボ回路の一巡利得が大きく
なるように設定され、残留偏差が少なくなるようにして
いる。＠ ところで、第５図に説明したように光ディスク１からの
反射光を受光する受光素子９がプッシュプル方式でトラ
ッキングエラー信号ＴＥを検出する場合は、トラッキン
グアクチュエータの対物レンズ３が送り装置４に対して
偏位すると、その移動量に基づくエラー信号がトラッキ
ングエラー信号に重畳されて出力される。

したがって、第２図（ａ）に示すようにディスクのトラ
ックＤＴが一点鎖線で示すように偏心している場合はＡ
点及びＢ点近傍で対物レンズ３がもっとも大きく（数１
００トラック分）偏位し、この点で誤ったトラッキング
エラー信号（以下、単にエラー信号ともいう）が出力さ
れる。

この対物レンズの移動によって発生するエラー信号は主
にディスクの回転周期を主成分とする偏心周波数信号で
あって、その振幅レベルはかなり大きくなり、演算器２
０からは、第２図（ｂ）の波形Ａに示すように大振幅の
偏心に基づくうねりのあるトラッキングエラー信号が出
力される。

そして、このエラー信号がアクチュエータに供給される
と、結局、ディスクの最大偏位点付近では、トラックず
れを引き起し、再生信号を劣化することになる。

そこで、本発明のトラッキングサーボ装置では目標値補
償器２２から出力される偏心成分を示す信号を７クチユ
工−タモデル回路２７に入力し、係数器２８を介して演
算器２０にフィードバックする回路を付加するものであ
る。

すなわち、目標値補償器２２から出力される偏心量に対
応した信号波形Ｂ（第２図（ｂ））が７クチユエータに
入力されたとき、対物レンズの偏位がどのようになるか
を検出するために、アクチュエータモデル回路２７を設
け、対物レンズの偏位を電気信号として検出する。

そして、この電気信号を反転波形Ｃとして演算器２０に
入力すると、演算器２０からは第２図（ｂ）の波形りに
みちれるように、対物レンズが偏心によって太き（偏位
されたときの偽のトラッキングエラー信号（エラー信号
）を除去した真のトラッキングエラー信号のみが出力さ
れることになる。

以上の点を定量的に説明すると、トラッキングサーボが
かかっている状態では対物レンズの偏位Ｘ、と制御目標
値Ｘ　ｒ　ｅ　ｔ　ｔは一致、すなわち。

Ｘａ　＝Ｘｒｅｆｆである。

このとき、アクチュエータ２６の入力信号はるから、ア
クチュエータモデル２７の出力はルの伝達特性） Ｇａ＝Ｇａｅとなるように設定されているから、係数器
２８を介して演算器２０にフィードバックさここで、に
３／に４の比をピックアップの光学系に合わせて調整す
ると７クチユエータの対物レンズの偏位によって発生す
る偽のトラッキングエラー信号を演算器２０においてキ
ャンセルさせることができる。

係数器に３による実際のレベル変換係数の設定は次のよ
うにして行うことができる。

まず、光ディスクを再生状態にしてフォーカスサーボを
かけ、第１図のｘ点を切り離してから、例えば正弦波信
号（偏心周波数）を加える。すると、アクチュエータが
この外部信号に応答して対物レンズをゆさぶるため、光
ディスクのトラックを内周→外周→内周→・・・・・・
へとトラバースする信号（第２図Ａ）が外部信号の周期
でうねりながら演算器２０から出力される。

次に、係数器２８の変換係数に３を可変して、前記外部
信号によって出力されるうねり成分（すなわち、対物レ
ンズの偏位によって出力されるエラー信号成分）がキャ
ンセルされるようにすればよい。

〔実施例〕

第３図は本発明の一実施例を示すブロック図を示したも
ので、トラッキングエラー信号は２分割の受光素子９の
信号Ｅ　ａ　、Ｅ　ｂを差動増幅器ｌＯに入力し、その
差信号によって形成される。

Ａ、はトラッキングエラー信号から偽のトラッキングエ
ラー信号（対物レンズの移動によるエラー信号）を除去
するための減算回路を構成する。

２１はアクチュエータの位相補償器の回路を示し、演算
増幅器ＡＩＩＡ／、Ａ３によって、例えば、第４図の実
線で示すように外乱に対してアクチュエータが充分に応
答することができるサーボ利得特性と所定の位相特性を
付加する。

これ等の位相特性は抵抗ｒＩ　ｅ　ｒ　２　＋　ｒ　３
−　ｔ　４　＋　ｒ　５　。

ｒ６及びコンデンサＣ１５Ｃ２ｓＣ３＊Ｃ４（７）時定
数によってアクチュエータの機械的な伝達特性の補償を
行う。

なお、演算増幅器Ａ４は出力レベルを調整する係数器２
３を構成する。

２２は目標値補償器の回路を示し、演算増幅器Ａ５．Ａ
６１Ａ７によってディスクの回転角速度周波数ω０でピ
ー−り利得を持つバンドパスフィルタ回路である。この
バンドパスフィルタ回路の伝達関数はＳ／　（Ｓ２＋ω
ｏ２）とされ、ピーク利得となる中心周波数ｆＯはコン
デンサＣ１及び抵抗Ｈの時定数によって任意に定めるこ
とができる。また、利得はＲ１／　Ｒ２によって定めら
れる。

出力信号は係数器２４を構成する演算増幅器Ａ８から出
力され、前記位相補償器２１の出力信号と加算器２５に
おいて合成されアクチュエータのトラッキングコイルに
供給される。

したがって、このトラッキングサーボ回路の全体の伝達
特性は第４図に示すように偏心周波数ｆｏでピーク、利
得を有することになり、定常偏差の小さいサーボ回路と
することができる。

２７はアクチュエータの伝達特性を電気回路によって実
現したモデル回路であって、アクチュエータは一般に２
次系の応答特性となるから、この回路の入力／出力伝達
特性は演算増幅器Ａ９゜Ａｇｏ　、　Ａ＋＋によってＳ
／（Ｓ２＋ａＳ＋ｂ）とされ、その出力にはアクチュエ
ータの対物レンズの偏位量に対応する電気信号が得られ
る。そして、この対物レンズの偏位を示す信号を所定の
レベルに変換して前記演算器２０（２Ｂ）にフィードバ
ックさせることによって、プッシュプル方式でトラッキ
ングエラー信号を検出する際に対物レンズの移動によっ
て発生する偽のトラッキングエラー信号をキャンセルす
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おけるトラ
ッキングサーボ回路は、目標値補償器の出力を７クチユ
工−タモデル回路に印加することによって、定常的に対
物レンズの移動量に対応する信号を発生し、この信号を
フィードバックさせることによって真のトラッキングエ
ラー信号をアクチュエータに供給することができるから
、簡単な装置によって固定型のプッシュプル方式のトラ
ッキングサーボ回路が安定に動作す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装置の基本的なブ
ロック図、第２図（ａ）は偏心ディスクのトラックを示
す説明図、第２図（ｂ）はトラッキングエラー信号と偏
心信号成分の波形図、第３図は本発明の実施例を示す回
路図、第４図はトラッキングサーボ回路の特性図、第５
図はプッシュプル方式を採用したピックアップの概要図
、第６図はトラッキングエラー信号を検出する際の回路
図を示す。 図中、２０は演算器、２１は位相補償器、２２は目標値
補償器、２６はアクチュエータ、２７はアクチュエータ
モデル回路である。

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、このトラッキングエラー信号でトラッキ
   ングアクチュエータを制御するようなトラッキングサー
   ボ回路において、前記トラッキングエラー信号をディス
   クの偏心周波数でピーク利得を有する目標値補償回路を
   介してトラッキングアクチュエータの伝達特性を示すモ
   デル回路に入力し、さらに該モデル回路の出力信号を所
   定のレベルに変換したのち前記トラッキングエラー信号
   から差引くことにより前記トラッキングアクチュエータ
   の移動に基づくエラー信号成分を除去したことを特徴と
   する光ディスクに対するトラッキングサーボ装置。