JP2667968B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置等の光
学的記録再生装置に関し、特に光学的トラック追跡装置
を備えた光ディスク装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の光ディスク等の光学的情報記録再
生装置におけるトラック追跡装置として、光源（たとえ
ば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、半導体レーザ）の波長λに対し
て、記録媒体面上に記録されたトラック溝の深さが（２
ｎ−１）λ／４（ｎ＝１，２，３，…）でない場合、光
ビームがトラックからずれるとトラック溝のエッジによ
り回折光の非対称性が生じることを利用してトラック追
跡を行なう装置が知られている。 【０００３】図１は、反射形光ディスクにおける回折光
を利用したトラック追跡装置を説明する図である。光源
１から出た光ビームはレンズ２により集光され、プリズ
ム３、ガルバノミラー４及び収束レンズ５を通って反射
形のディスク６上に１μｍ程度のスポット状に絞り込ま
れる。ディスク６面上にはレーザ波長λに対して光学的
深さが（２ｎ−１）λ／４（ｎ＝１，２，…）からずれ
ている情報トラック６１が設けられており、光スポット
がトラック内に位置するとその反射光にトラック情報を
含む回折光パターンが発生する。この反射光は再び収束
レンズ５、ガルバノミラー４を通り、プリズム３により
光路を分離されて、２分割された光検出器７へ導びかれ
る。光検出器７はディスク６上のトラック６１からの反
射光の回折光成分を検知するために、収束レンズ５の共
役点Ｃから離れて位置している。 【０００４】図２にこの時の光検出器７と回折光成分
（斜線で示す）の関係を示す。 【０００５】図２（ａ）は光ビームがトラック６１に対
して左側に位置している場合を示し、回折光成分は光検
出器７の左側７ａで強くなる。図２（ｂ）は中心に位置
している場合を示し左右均等となる。図２（ｃ）は右側
に位置している場合を示し右側７ｂで強くなる。このよ
うに光ビームとトラックの位置関係によって光検出器７
上の回折光成分が変化するので光検出器７の２つの出力
を、図１の差動増幅器８で差分すると、図３に示すよう
なトラック追跡のための偏差信号を得ることができる。
この信号をサーボ回路９へ導きガルバノミラー４にフィ
ードバック制御することにより、光ビームを常にトラッ
ク６１の中心に位置させることができる。しかしなが
ら、かかる構成による光学的トラック追跡装置において
は光検出器７が収束レンズ５の共投点Ｃから離れて位置
しているのでトラック追跡のためにガルバノミラー４を
振ると、光検出器７面上の光ビームがそれに対応して振
れ、この振れ分がトラック偏差信号中に含まれるために
トラック追跡が正常に行なわれなくなるという問題があ
ることがわかった。この振れ分を数値的に換算すると、
図１において、各構成要素を位置を図１の如くすれば光
検出器面上の光ビームの振れｘは次式で表わされる。 【０００６】 【数１】 【０００７】例えば、ｄ＝０.２ｍｍ、ｍ＝２０、１＝
３０ｍｍ、Ｌ＝１０ｍｍ、Ｔ＝１５０ｍｍとすれば、 【０００８】 【数２】 ｘ＝０.０４４ｍｍ …（数２） となる。 【０００９】光検出器７面上での光ビーム径Ｄは、収束
レンズの口径を４.５ｍｍとすれば、 【００１０】 【数３】 【００１１】となる。 【００１２】したがって目安として光ビーム径の約２０
％振れることになり、これより、トラック偏差信号にト
ラック幅の２０％に相当する誤差信号が重畳されること
になり、この光検出器面上でのビーム振れによる誤差信
号はトラック偏差信号に対して無視できない大きさであ
る。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる点に
鑑みてなされたものでトラック追跡の際に生ずる光検出
器面上での光ビームの振れによる誤差（オフセット）信
号を補正し、もっとより正確なトラック追跡を達成し得
る光ディスク装置を提供することを目的とするものであ
る。 【００１４】 【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、通常のトラッキング制御回路系に偏心の
基本周波数等の主に低い周波数成分を補正し得る別のサ
ーボ回路を設けることによりビーム振れによる誤差信号
を補正するものである。すなわち、本願発明は、略同心
円状のトラックを有する光ディスク媒体に情報を記録再
生するための光ビームを照射する光ヘッドと、光ビーム
の照射による光ディスクからの反射光を受けて電気信号
が出力される光検出器と、光検出器から得られる電気信
号によってトラックに対する光ビームのずれを示すトラ
ック偏差信号を得るトラック偏差信号形成手段と、トラ
ック偏差信号に応答して光ビームがトラックを追跡する
ように光ビームの照射位置を制御すべく光ヘッド内の光
学素子を機械的に駆動する第１の制御手段と、第１の制
御手段による光学素子の動きが小さくてすむように光ヘ
ッドを駆動してビームの照射位置を制御するリニアモー
タからなる第２の制御手段とを具備することにより、ト
ラック偏差信号に含まれるオフセットを減少させること
を特徴とする。 【００１５】 【作用】第２の制御手段の補助により、オフセットの原
因となる第１の制御手段の動きが小さくなるので、トラ
ック偏差信号中のオフセット成分を抑圧することができ
る。動作的には、第１の制御手段は小振幅高周波数のト
ラック偏差信号に応答し、第２の制御手段は大振幅低周
波数のトラック偏差信号に応答して、トラック追跡を行
なう。以上のようにトラックずれに対して光ビームを位
置制御する２つの制御手段を共同させる。 【００１６】ここで、例えば従来例として特開昭５１−
４６０１８号には、トラッキングエラー信号中のオフセ
ット成分をキャンセルするために、アクチュエータの駆
動信号に基づいて形成された電気信号を用いる例が記載
されている。しかし、この例では、トラッキングサーボ
系に外部から別個の信号を挿入することになり、サーボ
系の安定を阻害する恐れが有る。本願発明は、第２の制
御手段の働きにより、第１の制御手段の動きを小さく
し、トラック偏差信号中のオフセットの発生原因自体を
除去してオフセットを抑圧するものであり、特有の効果
を奏するものである。 【００１７】また、特開昭５５−１２５９４号には、レ
ールの上に載置された光学系装置がトラック送りのため
に移動し、トラック追従のために光学系装置のミラーが
トラック偏差信号で駆動されるものが記載されている。
しかし、この例はトラックずれに応答するために２つの
制御手段を有するものではなく、トラッキング送りのた
めのモータは、光学系装置をディスクの外周または外周
に向かって一方向にしか移動せず、本願発明の第２の制
御手段を構成するリニアモータのように、トラックずれ
信号の低域に反応して、ディスク半径方向に左右に動き
ながらトラック追従を行なうものではない。 【００１８】 【実施例】図４はトラック偏差信号を検出するための光
検出器と光スポットの位置関係を示す図である。 【００１９】図５は光スポットが実線の位置から点線の
位置へと回折光のアンバランスを生ずる方向へ移動する
と、トラック偏差信号ＴＲのオフセット成分がどのよう
になるか示したものである。光検出器面上でのスポット
の分布形状によって、スポットの移動量Δとトラック偏
差信号のオフセットの関係は異なるが、移動量Δがスポ
ットサイズに比較して十分小さい場合には比例関係にな
ると近似してよい。また、ガルバノミラー、レンズを光
軸に垂直な方向に移動させるアクチュエータの駆動信号
とスポット移動量との間には比例関係がある。そこで、
駆動信号の低周波分を低域フィルタによって分離して、
別のアクチュエータで駆動することによって、オフセッ
トを打ち消すことができる。 【００２０】図６で本発明の一実施例を説明する。 【００２１】トラッキング制御しなくてはならない偏心
の周波数スペクトラムをみると、ディスクの回転周波数
に一致する周波数の成分（基本周波数成分）が一番大き
い。よって、あらかじめ、この周波数成分のみを別のア
クチュエータによって追従させておければ、さらに偏心
の高次周波数成分は小さくなるので、前述の影響は無視
出来る。 【００２２】そこで、図６に示すように、低周波成分で
はリニアモータ１４１のような周波数特性の比較的悪い
アクチュエータを用いて、光学ヘッド１４０全体を移動
させる。ここに光学ヘッド１４０は例えば枠体１４２を
介してリニアモータ１４１に連結され、レール１４４の
上を回転ころ１４３によって転がり、低い周波数成分の
トラック偏差信号に従って、トラックを追従すべくディ
スク半径方向を行ったり来たりする。高次の周波数成分
に応答して移動するアクチュエータ１４５は対物レンズ
５を光軸に垂直な方向（トラッキング方向）に移動させ
る。光源１から出た光はカップリングレンズ２によっ
て、平行光になり、半透明鏡３′によって折り返されて
対物レンズ５に入射して、ディスク６にスポットを形成
する。反射光は対物レンズ５を再び通り、半透明鏡３′
を通って光検出器７ａ、７ｂに入射する。 【００２３】図７は図６の実施例の電気回路系を説明す
る図である。トラック偏差信号ＴＲをバッファアンプ１
１０に入力し、この信号をまず低域フィルタ１１８に入
力し、適当な位相補償回路１１７を介して、リニアモー
タ１４１を駆動する駆動回路１１６に入力することによ
って、偏心の低周波成分に光ヘッド全体を追従させる。
またバッファアンプ１１０からの出力を高域フィルタ、
又は帯域通過フィルタ１１１を通して、偏心の高次周波
数成分を抜き出し、位相補償回路１１２を介して、対物
レンズ５を光軸に垂直な方向に移動させるアクチュエー
タ１４５を駆動させる駆動回路１１３に入力して、光ス
ポットをトラックに追従させる。 【００２４】図８はさらに図７の改良を加えた実施例を
説明する図である。図７と同じ機能を持つものは同一の
番号で表示している。高次周波数の平均値を積分回路１
１９によって検出し、この積分回路１１９の出力を位相
補償回路１１７からの出力と加算器１２０で加算し、そ
の出力を駆動回路１１６に入力する。このように、高次
周波数の平均値を低周波成分に追従させる制御系のルー
プの中で低周波成分に重畳してやることによって、低周
波成分の追従性能を向上させることができる。 【００２５】 【発明の効果】本発明は、トラック追跡の際に生ずる光
検出器面上での光ビームの振れによる誤差信号を補正
し、もってより正確なトラック追跡を達成し得る光学的
トラック追跡装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】従来の光学的トラック追従装置を説明する構成
図。 【図２】回折光のアンバランスを用いたトラック偏差信
号検出の原理を説明する概念図。 【図３】トラックのずれ量に対する差動増幅器の出力の
波形を示すグラフ図。 【図４】光検出器面上でのスポットでのスポットの動き
を示す平面図。 【図５】スポットの移動量に対するトラック偏差信号の
オフセット量の関係を示すグラフ図。 【図６】本発明の一実施例を説明するブロック図。 【図７】図６の実施例の回路を説明する回路図。 【図８】図６の実施例の他の回路を説明する回路図。

フロントページの続き (72)発明者 杉山 俊夫 愛知県豊川市白鳥町野口前９番地の５株 式会社日立製作所豊川工場内 (72)発明者 宇野 元雄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 米沢 成二 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 亀山 忠彦 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 金田 徳也 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会 社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭50−115718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−74402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−153138（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．トラックを有する光ディスク媒体に光ビームを照射
   する光ヘッドと、上記光ビームの照射による上記光ディ
   スク媒体からの反射光を受けて電気信号が出力される光
   検出器と、上記光検出器から得られる電気信号によって
   上記トラックに対する上記光ビームのずれを示すトラッ
   ク偏差信号を得るトラック偏差信号形成手段と、上記ト
   ラック偏差信号に応答して上記光ビームの照射位置を上
   記光ディスクの半径方向に移動させるように上記光ヘッ
   ド内のレンズを動かす磁気回路よりなるレンズアクチュ
   エータを有する第１の制御手段と、上記第１の制御手段
   による上記レンズの動きを小さくすべく上記光ビームの
   照射位置を上記光ディスクの半径方向に移動させるよう
   に上記光ヘッドを動かすリニアモータからなる第２の制
   御手段を有する光ディスク装置。