JPS6332732A - 光デイスク装置におけるトラツク追従制御装置 - 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〕 本発明は光学的に情報を記録、再生する光ディスク装置
に関し、特に光ディスク上の情報トラックに対し、光ス
ポットを正確に追従させるトラッキング制御装置に関す
る。

〔従来の技術〕

光ディスク族ｆにおいては、ディスク上の記録担体上に
多数の情報ドラックが形成され、光スポットがこのトラ
ック上に照射されることＫより、情報の記録、読み出し
が行なわれる。情報トラックは極めて高密度に形成され
ているため、光スポットのトラック位置に対する追従は
極めて高精度であることが要求され、一般には光学的に
検出されたトラックと光スポットの位置ずれ信号（トラ
ック、エラー信号）をもとに光スポットを集束させる対
物レンズ等を動かすことにより、光スポツト位置をトラ
ックに追従させる方式が使われる。

しかし、対物レンズを動かすのみではその可動範囲が狭
く、光ディスク上の全記録領緘をカバーすることはでき
ないため、対物レンズを含む光学系全体（光ヘッド）を
動かす機構を備え、光ヘッドをその目標とするトラック
付近に移動させる粗い位置決めを行うとともに、トラッ
クエラー信号あるいは対物レンズを動かす電流値をもと
に、光ヘッドを動かすことにより光ヘッドの位置を目標
とするトラック位置の中心付近に位置付ける制御が行な
われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述した従来のトラック追従方式では光ヘッド
の動きがトラックに追従して高速で動く対物レンズに正
確に追従するものではないため、トラック位置変動が大
きい場合、対物レンズのみがトラック位置を追従するこ
とＫなシ、対物レンズと光ヘッドとの間には位置ずれを
生じることになる。対物レンズは一般にバネで支持され
ているため、レンズと光ヘッドの位置ずれによってバネ
の反力を生じレンズの追従特性が低下するという欠点を
有していた。また、対物レンズと光ヘッドの間の位置ず
れによシ照射する光ビームの中心が対物レンズの中心か
らずれ、これにより記録、再生特性の低下、トラックエ
ラー信号の検出ずれ等が起きやすいという問題も有して
いた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光ディスク装置におけるトラック追従制御装置
は、トラック位置ずれ信号をもとに対物レンズを動かし
て、トラックに対する光スポットの追従を行なわせると
ともに、前記トラック位置ずれ信号によシ光ヘッドを動
かして対物レンズの動きに光ヘッドを追従させるサーボ
手段を備え、前記光ヘッドを動かすサーボ手段のサーボ
応答周波数を前記対物レンズが支持されたバネの共振周
波数に近い値に設定している。

光ヘッドを動かすためにトラック位置ずれ信号を用い、
更に光ヘッドを動かすサーボ手段の応答周波数をバネの
共振周波数に近い値に設定することによシ光ヘッドは対
物レンズの動きに正確かつ安定に追従し、従来問題とな
ったレンズとヘッドの間の位置ずれは極めて小さく抑え
られ、光スポットのトラック位置変動に対する追従特性
が向上するとともに、光ビームの対物レンズに対する位
置ずれによる光学特性の低下も除かれる。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して詳しく説明する。

第１図は本発明のトラック追従制御装置の一実施例を示
すブロック図である。

光ヘッド２内部に配置されたレーザ光源３より出射され
たレーザ光はビームスプリッタ４を通り、ミラー５によ
り角度を曲げられて対物レンズ６により集束されて情報
の記録、再生のための微小スポットとして光ディスク１
の情報記録面に照射される。光ディスク１上にはトラッ
ク位置検出用の情報があらかじめ形成されておシ、照射
された光スポットの反射光はトラック位置ずれに対応し
た変化を受ける。この反射光はビームスプリッタ４によ
シ分離されトラックエラー検出器９に入射する。従って
トラックエラー検出器９の出力をエラー信号アンプ１０
で受は増幅することＫよシ、光ディスクに照射された光
スポットの目標トラックに対する位置ずれを示すトラッ
クエラー信号１０１が得られる。このトラックエラー信
号１０１を増幅器２１によシ増幅し位相補償フィルタ２
２によって位相を補償してレンズで駆動アンプ２３に入
力し、その出力をレンズアクチュエータ７に印加するこ
とにより対物レンズ６を動かして、光スポットの位置を
修正することによシ、光スポットが目標とする情報トラ
ックを絶えず正確忙追跡するように制御が行なわれる。

しかし、このような形で対物レンズ６のみを動かし、光
ヘッド２自体を停止させておいたのでは、光ディスク１
上のトラック位置ずれが大きい場合対物レンズ６のみが
それに追従して大きく動くこととなシ、光ヘツド２内に
おける対物レンズ６の位置がその正規の位置から大をく
ずれること忙なシ、レーザ光源３からのレーザ光の光軸
中心と対物レンズ６の中心がずれて、対物レンズ６によ
る光の集束特性が低下し、光情報の記録、検出特性が低
下することが避けられない。更に、対物レンズ６はレン
ズ支持バネ８によシ光ヘッドに支持されており、対物レ
ンズ６と光ヘッド２の間の位置ずれが大きくなるとレン
ズ支持バネ８により対物レンズ６を正規の位置に戻そう
とする力（反力）が働き、レンズの追従特性、即ち光ス
ポットのトラックに対する追従特性が低下する。

このため本発明では光ヘッド２自体が対物レンズ６の動
きに追従して動くように、トラックエラー信号１０１に
よシ光ヘッド２も動かす構成となっている。即ち、トラ
ックエラー信号１０１を増幅器１１によシ増幅し、位相
補償フィルタ１２によって位相を補償してパワーアンプ
１３に入力し、その出力を光ヘッド２を動かすリニアモ
ータに印加することＫより光ヘッド２を対物レンズ６の
動きに追従するように動かしている。

このような一つの入力によシ２つの駆動系を動かす制御
系は一般には不安定となるが、レンズ支持バネの存在に
よシ、対物レンズ６、光ヘッド２とも安定な制御が行な
われるこのような構成においては、対物レンズ駆動系の
応答特性、及び光ヘツド駆動系の応答特性は系の副次的
な発振現象等が起らない範囲においである程度任慧に設
定できるが、光ヘツド駆動系の応答特性、即ちループゲ
インを高くしすぎると、光ヘッド２が対物レンズ６の動
き以上に大きく動く状態となってしまい、本来対物レン
ズ６と光ヘッド２の間の位置ずれを小さく抑えようとし
た目的に反するものとなってしまう。

このような現象を簡単に説明すると、光ヘツド駆動系の
応答周波数（自然周波数）をＷｎ２とし、対物レンズ６
の質量をＭｌ、レンズ支持バネ８のバネ定数をムとして
光ディスク１上の情報トラックの位置変動をＸＴ、対物
レンズ６の動きをＸＯとすると、対物レンズ６と光ヘッ
ド２の間の位置ずれＸＤは Ｓ”　−）−Ｗｎ　２　” で近似的に与えられる。ここで対物レンズ６の動きは殆
んどトラックの動きに追従するものとしてＸＯ＃ＸＴと
し、レンズ支持バネの共振周波数がＳ２＋　Ｗｎ２　” となる（位相補償フィルタ１２によるダンピング効果は
除いて考えである）。

この式から容易に分るようＫ　Ｗｎｚ　＝　Ｗｘのとき
、対物レンズ６と光ヘッド２の位置ずれ（Ｘｎ）はトラ
ック位置ずれＸＴが存在しても極めて小さく抑えられる
。また、光ヘツド駆動系のゲインが極めて小さくＷｎｚ
→０の場合はトラック位置ずれ（ＸＴ）がそのままレン
ズ−ヘッド間の位置ずれとなる。逆に光ヘツド駆動系の
ゲインが太き（Ｗｎ２）Ｗｘの場合は応答特性は一見良
くなるように見えるが、（２）式の分子が（１−Ｗｎｚ
　”／　Ｗｘ”　）　Ｋ比例することから分るように、
レンズ−ヘッド間の位置ずれは負の方向く増大すること
が分る。即ち、光ヘツド駆動系のゲインを犬キ＜シすぎ
ると光ヘッド２はトラックの位置変動あるいは対物レン
ズ６の動き以上に大きく動き、レンズ−ヘッド間の位置
ずれは逆に大きくなる。従って、本発明のトラック追従
制御装置においては、増幅器１１およびパワーアンプ１
３のゲインを光ヘッド駆動系の応答周波数（Ｗｒ＋ｚ）
がレンズ支持バネ８の共振周波数（Ｗｘ　）に近い値に
設定することにより、トラック位置の変動に対して、対
物レンズ６と光ヘツド２０間の位置ずれを極めて小さく
抑えることができる。

第２図は第１図の装置における各部の動作波形の例を示
す。

第２図Ａ）の点線波形はトラック位置変動（ＸＴ）を示
し、実線波形はトラック位置に追従して動くレンズ位置
応答（Ｘｏ）を示す。レンズ駆動系の働きによりレンズ
はほぼ正確にトラック位置変動に追従する。同図Ｂ）は
レンズ動き（Ｘｏ）Ｋ追従して動く光ヘッド２の位置応
答を示す。本発明によれば光ヘッド２はほぼ正確に対物
レンズ６の動きに蓮従し、レンズの動さとヘッドの動さ
はほぼ同じものとなる。同図Ｃ）は対物レンズ６と光ヘ
ッド２の間の位置ずれ（ＸＤ）を示す。光ヘッド２が動
かない場合レンズと光ヘッドの位置ずれは対物レンズ６
の動きに相当したものとなるが、本発明では光ヘッド２
が＃１ぼ正確に対物レンズ６の動きに追従するため、対
物レンズ６と光ヘッド２の間の位置ずれは極めて小さく
抑えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明はトラック位置ずれ信号に
よシ光ヘッドを動かして対物レンズの動きに光ヘッドを
追従させる手段を備え、光ヘッドを動かすサーボ手段の
応答周波数を対物レンズで支持バネの共振周波数に近い
値に設定することにより、光ヘッドはトラック位置ずれ
に追従する対物レンズの動きに正確かつ安定に追従し、
従来の問題となったレンズとヘッドの間の位置ずれは極
めて小さく抑えられ、対物レンズ（即ち光スポット）の
トラック位置変動に対する追従の際°の支持バネの影響
（反力等）が除かれ、追従特性が向上するとともに、光
ビームの中心に対して対物レンズの位置がずれることに
よる光学特性の低下を除くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラック追従制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は第１図の装置における各部の動
作波形の例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トラック位置情報が形成された光ディスクに対し、光ス
   ポットをトラック位置に追従させて、光学的に情報の記
   録あるいは情報の読み出しを行う光ディスク装置におい
   て、検出されたトラック位置ずれ信号をもとに対物レン
   ズを動かしてトラックに対する光スポットの追従を行な
   わせるとともに、前記トラック位置ずれ信号により前記
   対物レンズ及びトラック位置ずれ検出系を含む光ヘッド
   を動かして対物レンズの動きに光ヘッドを追従させるサ
   ーボ手段を備え、前記光ヘッドを動かすサーボ手段のサ
   ーボ応答周波数を前記対物レンズが支持されたバネの共
   振周波数に近い値に設定することを特徴とする、光ディ
   スク装置におけるトラック追従制御装置。