JP2965044B2 - トラッキングエラー信号のオフセット補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光学式情報記録再生装置における、トラ
ックサーボ回路に関するものである。

［従来の技術］ 情報記録再生媒体、例えば光ディスク（以下ディスク
という）は、非接触でディスク上に同心円状、あるいは
渦巻状トラックに信号を記録もしくは再生するため、ト
ラッキングエラー信号の生成を必要とする。このトラッ
キングエラー信号の生成方法については、種種の方法が
提案されているが、信号ピットまたは案内溝からの回折
光を利用した方式としてプッシュプル法と呼ばれるもの
がある。

第３図は、プッシュプル法によるトラッキングサーボ
センサー方式の原理を説明する図であり、図において、
（１）は情報記録再生媒体（ディスク）、（２）はディ
スク（１）上の案内溝、（３）はディスク（１）の上記
案内溝（２）の中心に集光スポット（４）を形成する対
物レンズ、（５）は対物レンズ（３）の出射光側に平行
配置されている凸レンズ、（６）は２つの受光面（6
a）、（6b）によって構成され、かつ凸レンズ（５）の
出射光側に配置されている２分割光検知器、（７）は２
分割光検知器（６）の２つの受光面（6a），（6b）にそ
れぞれ接続された入力端子（＋），（−）を有し、この
受光面（6a），（6b）からの出力に基づいてトラッキン
グエラー信号（TE）を発生する差動増幅器である。

上記集光スポット（４）は案内溝（２）の両縁によっ
て回折を受けると、回折光分布（８），（９）を生じ、
また２分割光検知器（６）の面上に投影されて回折光分
布（10），（11）を生じる。

対物レンズ（３）が案内溝（２）の中心位置にある場
合には、上記回折光分布（８），（９）にしたがって回
折光分布（10），（11）の強度はひとしくなり、差動増
幅器（７）の出力はゼロとなる。

ところが、ディスク（１）の偏心等によって対物レン
ズ（３）と案内溝（２）の相対的な位置関係が崩れた場
合には、回折光分布（８），（９）が均等ではなくなる
ことから、差動増幅器（７）の出力は正または負とな
る。従って、この出力をゼロとするようにサーボが動作
し、対物レンズ（３）は図に示すＸの方向に変位する。

次に上記プッシュプル法によるトラッキングサーボセ
ンサー方式の問題点を説明する。第４図は対物レンズ
（３）の中立点（図中の一点鎖線上）に対し、案内溝
（２）が距離ｄだけ変位した状態を示す図である。

この状態では、対物レンズ（３）の追従によって集光
スポット（４）は案内溝（２）の中心に位置する。しか
しながら、他の光学系及び検知面（６）は不動であるの
で、２分割検知器（６）の面上においては、投影された
回折光分布（10），（11）そのものは均等であっても、
これらが対物レンズ（３）と受光面（6a），（6b）との
相対移動によって回折光分布（10），（11）が２つの受
光面（6a），（6b）に対して均等に入射しなくなり、結
果的に差動増幅器（７）の出力はゼロにならなくなる。
すなわち、トラッキングオフセットを生じた状態とな
る。

第５図は対物レンズ（３）の変位ｄの対するトラッキ
ングエラー信号TEを示す図であり、変位ｄが大きくなる
に従ってトラッキングオフセット量も大きくなる。

以上のように、プッシュプル法によるトラッキングエ
ラーの生成方法は回折光を利用した簡単な方式である
が、対物レンズ（３）のトラッキング方向の移動によっ
てトラッキングエラー（TE）にオフセットが生じ、この
ためトラッキング方向の可動範囲を広く取れないという
不都合があった。

このような不都合を改善するものとして従来、例え
ば、第６図、第７図、第８図に示された対物レンズ位置
検出装置があった。

第６図は従来の対物レンズ位置検出装置の構成図であ
り、第６図において、（12）は例えば半導体レーザー等
の光源、（13）は光源（12）からの出射光束（14）を平
行光とするコリメーターレンズ、（15）は出射光束（1
4）を２方向に向けるビームスプリッター、（16）はビ
ームスプリッター（15）から出射した一方向の光束を反
射する反射ミラー、（17）は軸（18）に回動及び摺動自
在に支持されたアクチュエータ、（20）はアクチュエー
タ（17）の偏心位置に設けられた発光ダイオード、（2
1）は発光ダイオード（20）の光を受光する２つの受光
面（21a），（21b）を有する対物レンズ位置検出用２分
割光検知器、（23）は２分割光検知器（21）の２つの受
光面（21a），（21b）にそれぞれ接続された入力端子
（＋），（−）を有し、この受光面（21a），（21b）か
らの出力に基づいてアクチュエータの位置検出信号（P
E）を発生する差動増幅器、（７）は２分割検知器
（６）の２つの受光面（6a），（6b）にそれぞれ接続さ
れた入力端子（＋），（−）を有し、この受光面（6
a），（6b）からの出力に基づいてトラッキングエラー
信号（TE）を発生する差動増幅器、（25）は上記差動増
幅器（23），（７）にそれぞれ接続された入力端子
（＋），（−）を有し、それぞれの差動増幅器（23），
（７）から出力されたアクチュエータ位置検出信号（P
E）とトラッキングエラー信号（TE）に基づいてトラッ
キングオフセットのないトラッキングエラー信号（CT
E）を出力する差動増幅器である。

また、第８図は検知信号処理回路の更に詳細な回路構
成を示し、（27）はPE信号を差動増幅器（25）で加算す
るときの比率を調整するためのアッテネータ、（28）は
トラックサーボ系の安定性を向上させるためのサーボ特
性の補償回路、（29）はトラックサーボ系のゲインを調
整するためのTEアッテネータ、（30）はトラックサーボ
系のON/OFFを行うためのスイッチング回路、（31）はト
ラックアクチュエータ（17）に電力を供給して駆動する
ためのアクチュエータ駆動回路、（32）はアクチュエー
タ（17）、トラッキングエラー信号２分割検知器（６）
と対物レンズ位置検出用検知器（21）を含んだ光ピック
アップである。

次に上記第６図に示す対物レンズ位置検出装置の動作
を説明する。

光源（12）からの出射光束（14）は、コリメーターレ
ンズ（13）、ビームスプリッター（15）を通って反射ミ
ラー（16）で反射され、この反射光束（26）は対物レン
ズ（３）を透過してディスク（１）で反射される。

この反射光束は、もとの光路を戻りビームスプリッタ
ー（15）で反射され、トラッキングエラー検出用２分割
光検知器（６）の２つの受光面（6a），（6b）に入射す
る。差動増幅器（７）はトラッキング検出用２分割光検
知器（６）の２つの受光面（6a），（6b）からの出力に
基づいてトラッキングエラー信号（TE）を発生する。こ
のトラッキングエラー信号（TE）は第７図（ａ）に示す
ように、対物レンズ（３）の移動ｄによってトラッキン
グオフセットを生じた波形となる。

一方、対物レンズ（３）を保持するアクチュエータ
（17）は、軸（18）を中心にトラッキング方向に回動す
ることによってトラッキング動作を行う。このアクチュ
エータ（17）に設けられた発光ダイオード（20）からの
出射光束（35）は対物レンズ位置検出用２分割光検知器
（21）の２つの受光面（21a），（21b）によって受光さ
れる。

差動増幅器（23）はアクチュエータ位置検出用２分割
光検知器（21）の２つの受光面（21a），（21b）からの
出力差に基づいて、第７図（ｂ）に示すようなアクチュ
エータ位置検出信号（PE）を発生する。

差動増幅器（25）は差動増幅器（23）及び差動増幅器
（７）から得られたトラッキングエラー信号（TE）及び
アクチュエータ位置検出信号（PE）を演算することによ
り、第７図（ｃ）に示すように対物レンズ（３）のトラ
ッキング方向の移動ｄに拘らず常にトラッキングオフセ
ットのない補正されたトラッキングエラー信号（CTE）
を得ることができ、このため、トラッキング方向の可動
範囲を広く取ることが可能となる。

次に第８図について動作を説明する。第８図はトラッ
クアクチュエータを制御するトラックサーボ系全体を示
したもので、TEアンプ（７）、PEアンプ（23）、加算ア
ンプ（25）、アクチュエータ（17）、対物レンズ位置検
出用２分割光検知器（21）、トラッキングエラー信号２
分割光検知器（６）は、第６図に示すものと同じ動作を
する。

トラッキングエラー信号２分割光検知器（６）から検
出された信号は、Ｉ−Ｖアンプにて電流から電圧に変換
され、TEアンプ（７）にてトラッキングエラー信号（T
E）を生成する。一方、対物レンズ位置検出用２分割光
検知器（21）により検出された信号はＩ−Ｖアンプにて
電流から電圧に変換されて、PEアンプ（23）にて位置検
出信号（PE）に変換される。また、PEアンプ（23）で生
成されたPE信号は、PEアッテネータ（27）にて加算アン
プ（25）に加える前に利得を変換することができる。つ
まり、TE信号に発生するオフセットをキャンセルするた
めの最適な補正量を得るために、PE信号をTE信号に加算
する比率を、PEアッテネータ（27）で決める事ができる
構成になっている。

オフセット量を補正されたTE信号（CTE）は、トラッ
クサーボ系を安定化するための補償回路（28）を通過
し、トラックサーボ系の閉ループゲインを調整できるTE
アッテネータ（29）を通過し、トラックサーボ系を開閉
するTS SW（30）を通り、アクチュエータ駆動回路（3
1）に供給される。アクチュエータ駆動回路（31）に供
給されたCTE信号は、ここで、電力増幅されアクチュエ
ータ（17）を駆動する。

この時使用されるTE信号は、オフセットを補正したあ
との信号CTEであり、オフセットずれが少なく、このた
め、トラック追従範囲が大きく、トラックセンターずれ
の少ないサーボ系を実現できる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のアクチュエータ位置検出装置は以上のように構
成されており、トラックアクチュエータの変位により発
生するトラッキングエラー信号（TE）のオフセットをキ
ャンセルすることができる構成に成っているが、トラッ
キングエラー信号（TE）にアクチュエータ位置検出信号
（PE）を加算するときの最適量については、不明のまま
である。

トラッキングエラー信号（TE）とアクチュエータ位置
検出信号（PE）の関係は必ずしも1:1の関係になってお
らず、このため、トラックアクチュエータの変位により
発生するトラッキングエラー信号（TE）のオフセットを
キャンセルするためには、アクチュエータ位置検出信号
の比率を最適になるように変える必要がある。

ところが、従来の装置では、トラッキングエラー信号
（TE）にアクチュエータ位置検出信号（PE）を加算する
ときの加算基準が明確でなく、このため、トラックアク
チュエータの変位により発生するトラッキングエラー信
号（TE）のオフセットが最少になるように調整すること
は、困難なことであった。

この発明は、このような問題を解決するためになされ
たもので、アクチュエータ位置検出信号（PE）をトラッ
キングエラー信号（TE）に加算する最適の比率を容易に
見つけ、調整することができるトラッキングエラーオフ
セット補正装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るトラッキングエラー信号のオフセット
補正装置は、光源からの光束を光学式情報記録再生媒体
の情報面上に集光するための光学装置と、前記光束を光
学式情報記録再生媒体の情報トラック上に集光するため
に位置制御可能な対物レンズアクチュエータと、対物レ
ンズとトラックとの相対位置を最適制御するためのトラ
ックサーボ回路と、前記対物レンズアクチュエータの中
立点からの移動量を検出する位置検出装置とを備えた光
学式情報記録装置のトラッキングサーボ装置において、
前記位置検出装置の出力レベルを調整するレベル可変装
置と、前記レベル可変装置の出力を前記トラックサーボ
回路のトラッキングエラー信号に加算するための加算回
路と、所定の外乱を前記対物レンズアクチュエータの駆
動回路に加えるための外乱加算回路とを備え、トラック
サーボ系をオフにした状態で前記外乱を前記駆動回路に
加えることによって前記対物レンズアクチュエータをト
ラッキング方向に変位させ、その変位に基づく前記位置
検出装置の出力レベルを調整することによって前記外乱
に同期した前記加算回路の出力の変動が最小になるよう
にするものである。

［作用］ まず、フォーカスサーボを動作させた状態で、トラッ
クサーボ系をオープン、つまり、トラックサーボ系をオ
フにしている状態で、外乱発生器でトラックアクチュエ
ータを強制的にトラッキング方向に変位させる。

この状態で、TE信号を検出するとトラックアクチュエ
ータの移動位置に対応したオフセットがTE信号に重畳し
ていることになる。

一方、PE信号を検出すると同様にトラックアクチュエ
ータの移動に対応したオフセットがPE信号に発生してい
る。したがってTE信号とPE信号の加算アンプの出力、つ
まり、オフセット補正後の出力をモニターすることによ
り、実際に発生するトラックオフセット量を最適に補正
できているかどうか判断することができる。

もしも、トラックオフセットの補正量が適正に行われ
ていない場合には、外乱レベルに同期したトラックオフ
セットの変動が見られるが、適正にトラックオフセット
を補正できていれば、外乱レベルに同期したオフセット
レベルの変動は発生しない。

したがって、TE信号とPE信号の加算アンプの出力をモ
ニターしながら、外乱レベルに同期したオフセットの変
動が最少になるようにPEアッテネーターのレベルを調整
することにより、最適量を求めることができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。第１
図において、符号（１）から（32）に示す部材は、従来
の第６図に対応するものである。

（33）は、トラックアクチュエータをトラッキング方
向に変位させるための外乱発生器である。

（34）は、外乱発生器（33）より発生した外乱をトラ
ックサーボループに加算するための、切り替えスイッチ
である。

（31）は、アクチュエータの駆動回路であると同時
に、外乱加算回路をトラックサーボループに加算するた
めの加算回路になっている。

次に動作について説明する。まず、光学式情報記録再
生装置の動作モードをトラッキングのオフセットを調整
するために必要な状態とする。

まず、フォーカスサーボを動作させ、ディスク（１）
のトラックをクロスした時にトラッキングエラー信号
（TE）が発生する状態にする。更に、トラックサーボル
ープはオープン状態まま（つまり、トラックサーボをオ
フにした状態のまま）にしておく。

次に、外乱SW（34）をオンにする。外乱SW（34）をオ
ンにすることにより、外乱発生器（33）から発生する外
乱信号をアクチュエータ駆動回路（31）に送ることにな
り、結果としてトラックアクチュエータ（17）を外乱信
号によってトラッキング方向に駆動することができるよ
うになる。

一方、外乱発生器（33）は、第２図（ｅ）に示すよう
なサイン波の形状をしており、トラックアクチュエータ
（17）が外乱に対して十分応答できる周波数帯を選んで
設定する。アクチュエータ（17）の固有振動数が20Hzで
あった場合には、外乱発生器の信号周波数としては、２
分の１以下である10Hz以下に選んでいれば、問題にはな
らない。本実施例の場合は外乱発生器の信号周波数を1H
zに選んだ。

また、外乱発生器の信号レベルは、トラックアクチュ
エータの物理的可動量及び、実使用範囲（必要とするト
ラック追従量）を考慮し決定して置く。本実施例の場合
は、トラックアクチュエータ（17）の追従範囲として±
400ミクロン以上になるように設定してある。

次に、トラックアクチュエータ（17）に外乱を加えた
状態、TE信号とPE信号の加算アン（25）の出力CTEをモ
ニターする。

まず、PEアッテネータ（27）の出力を最少（ゼロ）に
した時のCTE信号出力を考えてみる。この状態は、トラ
ックオフセットを全く補正していないか、または、補正
が不足している状態である。

トラックアクチュエータ（17）を外乱によりトラッキ
ング方向に変位させると、PE信号及び、TE信号は、それ
ぞれ第２図（ａ），（ｂ）の様になる。つまり、トラッ
クアクチュエータ（17）がトラッキング方向に変位する
とPE信号、TE信号ともにオフセットを発生する。特にTE
信号はさらにトラックがクロスしたときの実際のTE信号
の上にオフセット分が重畳する形となる。したがって、
アクチュエータ（17）に一定の同期を持った外乱が加わ
った場合には、PE信号、TE信号の出力はそれぞれ第２図
（ｆ），（ｇ）の波形になる。この波形がオフセットの
補正をまったく行っていない状態の波形である。

つぎに、PEアッテネーター（27）を調整して、PE信号
をTE信号に加算してゆき、外乱によって発生するオフセ
ット量を最少にするように調整したときの波形を第２図
（ｃ），（ｈ）に示す。トラックアクチュエータ（17）
が変位した時に発生するTE信号オフセット量とPE信号の
量が一致した状態であり、CTE信号をモニターしている
と外乱発生信号に同期したオフセット変動が最少になっ
ている。

次に、PEアッテネータ（27）の感度を上げすぎた状態
を示す。PE信号をTE信号に加算し過ぎた場合は、トラッ
クアクチュエータ（17）が追従するときに発生するTE信
号のオフセットの発生方向とは逆のオフセットがCTE信
号に発生することになる。従って、第２図（ｄ），
（ｉ）のようになり、トラックの制御範囲がせばまって
しまう。

よって、トラックアクチュエータ（17）に外乱を加え
た状態で、外乱信号に同期したCTE信号の変動が最少に
なるようにPEアッテネータを調整することにより、最適
なTE信号オフセット補正量を得ることができる。

上記実施例では、トラック位置検出用発光ダイオード
（20）を光ピックアップのアクチュエータ（17）に取り
付け、対物レンズ位置検出用２分割光検出器（21）をア
クチュエータ（17）に保持するベースに取り付けたが、
アクチュエータ（17）がトラッキング方向に動作した時
のその変位を検出できる構造であれば何でもよく、従っ
て、対物レンズ位置検出用２分割光検知器（21）と発光
ダイオード（20）が入れ替わっても何等問題はない。ま
た、発光ダイオード（20）と検知器（21）の間にアクチ
ュエータを配置することによって、アクチュエータ（1
7）の位置検出をすることができる。

また、本実施例では外乱発生器（33）の出力信号とし
て1Hzのサイン波を考えたが、必ずしもサイン波にする
必要はなく、矩形波でも構わない。

また、本実施例では外乱発生器（33）を光学式情報記
録再生装置の内部に設置したが、外乱発生装置を光学式
情報記録再生装置の外部に設定しても効果は同じであ
る。外乱発生装置を分離した場合は、光学式情報記録再
生装置を量産するときに、すべての光学的情報記録再生
装置に搭載する必要がないため、コスト低減をすること
ができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、トラックアクチュ
エータをトラッキング方向に変位したときに発生するト
ラッキングエラーオフセットをキャンセルするために、
トラック位置検出器を用い、かつ、トラッキングエラー
信号による補正量を調整するために、トラックアクチュ
エータの外乱発生器を設け、強制的にトラックアクチュ
エータをトラッキング方向に変位させ、オフセット発生
量が最少になるよう調整するようにしたので、つねに、
最適なオフセット補正量を簡潔に行うことができ、実際
に即した光ピックアップや光情報記録再生機器の調整を
おこなうことができるようになった。したがって、トラ
ックオフセット調整装置を使用することにより、その他
の原因により発生しているオフセットずれも同時に吸収
することが出来るようになり、きわめて汎用性の高いも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオフセット補正装置が組み込まれ
た光学式情報記録再生装置のトラッキングサーボ回路の
好適な実施例を示す回路図、第２図は第１図に示した実
施例のオフセット補正作用を示す説明図、第３図は従来
におけるプッシュプル式トラッキングサーボ方式の原理
説明図、第４図は従来におけるトラッキングサーボの問
題点を示す説明図、第５図は従来におけるオフセットを
含んだトラッキングエラー信号の説明図、第６図は従来
においてオフセットを補正したトラッキングサーボ装置
の説明図、第７図は第６図のオフセット補正作用を示す
説明図、第８図はオフセット補正作用を含む従来のトラ
ッキングサーボ回路図である。 図において、（33）は、外乱発生器、（34）は、外乱S
W、（31）は、アクチュエータ駆動回路、（23）は、PE
アンプ、（27）は、アッテネータ、（７）は、TEアン
プ、（25）は、加算アンプである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光束を光学式情報記録再生媒体
   の情報面上に集光するための光学装置と、 前記光束を光学式情報記録再生媒体の情報トラック上に
   集光するために位置制御可能な対物レンズアクチュエー
   タと、 対物レンズとトラックとの相対位置を最適制御するため
   のトラックサーボ回路と、 前記対物レンズアクチュエータの中立点からの移動量を
   検出する位置検出装置と、 を備えた光学式情報記録装置のトラッキングサーボ装置
   において、 前記位置検出装置の出力レベルを調整するレベル可変装
   置と、 前記レベル可変装置の出力を前記トラックサーボ回路の
   トラッキングエラー信号に加算するための加算回路と、 所定の外乱を前記対物レンズアクチュエータの駆動回路
   に加えるための外乱加算回路と、 を備え、トラックサーボ系をオフにした状態で前記外乱
   を前記駆動回路に加えることによって前記対物レンズア
   クチュエータをトラッキング方向に変位させ、その変位
   に基づく前記位置検出装置の出力レベルを調整すること
   によって前記外乱に同期した前記加算回路の出力の変動
   が最小になるようにすることを特徴とするトラッキング
   エラー信号のオフセット補正装置。