JPH0528525A - 光デイスク装置のトラツク位置ずれ信号生成装置およびトラツキング制御装置 - Google Patents

光デイスク装置のトラツク位置ずれ信号生成装置およびトラツキング制御装置

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JPH0528525A
JPH0528525A JP17564591A JP17564591A JPH0528525A JP H0528525 A JPH0528525 A JP H0528525A JP 17564591 A JP17564591 A JP 17564591A JP 17564591 A JP17564591 A JP 17564591A JP H0528525 A JPH0528525 A JP H0528525A
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JP
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track
light beam
error signal
signal
track error
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JP17564591A
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English (en)
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Shigeru Shimoo
茂 下生
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスク装置におけるトラック位置ずれ
を、概略線形に検出できる範囲を拡大し、光ビームのト
ラック追従制御の安定性向上を行う。 【構成】 トラックエラー信号をもとに、反転回路32
とサンプルホールド回路33と加算器35により補正ト
ラックエラー信号を生成し、レベル比較回路34でトラ
ックエラー検出器15の受光する光量の和信号を基準レ
ベルと比較し、光ビームの位置ずれが一定値を超えたこ
とを検出し、位置ずれが大きなときは補正トラックエラ
ー信号により、光ビームのトラッキング制御を行う。 【効果】 光ビームのトラック位置追従動作の安定化が
実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、特にその光ビームを正
確に情報トラックに追従させるトラッキングサーボ制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ光を集束して記録面に照射し、光
学的に情報を記録,再生する光ディスク装置において
は、光ビームを極めて幅の狭い情報トラックに対して位
置合わせし、トラック位置の変動に追従してビーム位置
をトラック中心に保つことが要求される。このため光学
的に光ビームの情報トラックに対する位置ずれ(トラッ
クエラー)を検出し、そのずれを補正するようにビーム
集束用の対物レンズまたはビーム偏向用のミラーをトラ
ック横方向に動かすトラッキング制御が行われる。
【0003】トラックエラー信号の検出は、一般に記録
担体(ディスク)の記録面に形成された微小な案内溝に
より照射された光ビームの反射光の強度分布に変化が生
じることを利用し、トラック横方向に2分割された光検
出器で反射光を受光し、光検出器の分割されたそれぞれ
の素子の出力の差をとることによって行っている。この
ためトラックエラー信号は1トラック横断を1周期とす
る正弦波状の信号となり、トラック中心に対する位置ず
れを比較的正確に示す範囲は、せいぜいトラック間隔の
±1/4の範囲となっている。このようなトラックエラ
ー信号の性質は、他のエラー検出法を使用しても基本的
に同じである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなトラックエ
ラー信号を、そのまま誤差信号入力として光ビームの位
置制御を行う従来のトラッキング制御装置では、光ビー
ムの情報トラック中心からのずれが大きくなると適正な
トラック追従制御動作ができなくなるという問題があっ
た。即ち、光ビームの位置ずれとトラックエラー信号の
値に概略比例関係(線型性)が期待できるのは前述した
ようにせいぜい±1/4トラック間隔の範囲であり、そ
れを越えた位置ずれが発生すると、中心位置に戻そうと
する復元力はむしろ弱くなる。また、位置ずれがより大
きくなると、むしろ隣接するトラックの中心に光ビーム
を移動させるような力が働くことになる。このため記録
担体(ディスク)の欠陥,あるいは外乱などにより光ビ
ームの位置ずれが生じると、容易にトラッキングはずれ
(所定トラックから光ビームが移動してしまうエラー)
を起こすという問題があった。また異なるトラックに光
ビームを移動させるトラックアクセスの際、光ビームの
速度が大きいまま目的とするトラックに突入すると、ト
ラック上に光ビームを停止させるようにトラッキング制
御動作を行っても、光ビームがトラック中心を行き過ぎ
る量(位置のオーバーシュート量)が大きくなりすぎ、
所望のトラック上に光ビームが停止できず、光ビーム
(あるいは光ヘッド)が暴走を引き起こすこともあっ
た。
【0005】このような問題が存在するために、従来の
光ディスク装置のトラッキング制御装置では、光ビーム
のトラック中心からの位置ずれが過大となる状態は極力
避ける必要があり、そのために外乱要因となる装置の振
動衝撃を抑え、記録担体の欠陥を少なくすることが過大
に要求されていた。また光ビームのトラック間移動の際
は、その速度を厳しく制御することが要求され、トラッ
クアクセスのための速度制御を複雑なものにしていた。
【0006】これらの問題を解決するためには、光ビー
ムのトラック中心に対する位置ずれが大きくなっても位
置ずれを比較的正確に示す信号が得られれば良いのであ
るが、従来適切な方法が無かった。
【0007】本発明の目的は、このような問題点を解決
した、光ディスク装置のトラック位置ずれ信号生成装置
およびトラッキング制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、記録担体上の
情報トラックに対し、集束された光ビームを照射して、
情報の記録および再生を行う光ディスク装置のトラック
位置ずれ信号生成装置において、情報トラックに対する
光ビームの位置ずれを検出する光検出器を備えた光ヘッ
ドと、前記光検出器の出力より光ビームの情報トラック
に対する位置ずれを示すトラックエラー信号を生成する
手段と、前記光検出器の受光する総光量を示す信号を生
成する手段と、前記総受光量を示す信号をあらかじめ定
められた基準レベルと比較し、光ビームが情報トラック
中心より一定値以上ずれていることを検出する手段と、
光ビームが情報トラックに対して前記一定値以上ずれた
ことが検出された場合、前記トラックエラー信号をもと
に補正されたトラックエラー信号を生成する手段と、前
記トラックエラー信号と前記補正されたトラックエラー
信号とが入力され、通常は前記トラックエラー信号を選
択してトラック位置ずれ信号として出力し、光ビームが
情報トラックに対して前記一定値以上ずれたことが検出
された場合には、前記補正されたトラックエラー信号を
選択してトラック位置ずれ信号として出力する手段とを
備えることを特徴とする。
【0009】また本発明のトラッキング制御装置は、前
記トラック位置ずれ信号生成装置と、前記光ビームの位
置をトラック横方向に駆動する手段とを備え、前記トラ
ック位置ずれ信号生成装置より出力されるトラック位置
ずれ信号により、前記光ビームの位置をトラック横方向
に駆動する前記手段を、光ビームの位置をトラック中心
に保つように制御することを特徴とする。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0011】図1は、本発明のトラッキング制御装置の
一実施例を示すブロック図である。
【0012】図2は、図1の実施例の動作の説明に供す
る信号波形図である。
【0013】光ヘッド2内に配置された半導体レーザ1
0は、レーザ駆動回路20より電流を供給されてレーザ
光を発光する。半導体レーザ10より出射される発散性
のレーザ光はコリメートレンズ11により平行光に直さ
れ、ビームスプリッタ12を通って対物レンズ13に入
射する。
【0014】対物レンズ13は光束を集束させ、記録担
体1の記録面上に微小な光スポットを形成する。記録担
体1の記録面には光学的に検出可能な形でトラック位置
情報が形成されており、記録情報はこのトラックに沿っ
て記録,再生される。対物レンズ13はトラックアクチ
ュエータ14に取り付けられ、情報トラックに対して横
方向に動くことができる。
【0015】記録担体1より反射された光は、再び対物
レンズ13を通り、ビームスプリッタ12に入射する。
ビームスプリッタ12は、ハーフミラーあるいは偏光ビ
ームスプリッタで構成され、反射されてきた光の一部を
トラックエラー検出器15に入射させるように光路を曲
げる。
【0016】ビームスプリッタ12により光路を曲げら
れた光は、概ね平行光のままトラックエラー検出器15
に入射し、反射光のファーフィールド像を投影する。ト
ラックエラー検出器15は入射する反射光ファーフィー
ルド像をトラック横方向に分割して受光するように少な
くとも2分割された光検出素子(フォトディテクター)
で構成され、いわゆるプッシュ法によって光ビームのト
ラックに対する位置ずれ(トラックエラー)を検出す
る。即ち、差動アンプ30によりトラックエラー検出器
15の分割されたそれぞれのエレメントの出力の差をと
り増幅することにより、トラック位置ずれに対応する信
号(トラックエラー信号101)が得られる。
【0017】図2(A)は、光ビームの位置ずれに対す
るトラックエラー信号101の変化を示す。光ビームの
トラック中心Pに対する位置ずれに対して概ね正弦波状
の変化を示し、隣接するトラックの中心Qではトラック
中心Pにおけると同様の変化を示す信号となる。トラッ
ク中心から約1/4トラック間隔離れた点L1 ,L2
おいて、それぞれ正および負のピーク値をとり、それ以
上位置ずれが大きくなると位置ずれの増大に対して信号
レベルは減少する方向となり、位置ずれに対する比例関
係が保持されなくなる。このため従来は、トラッキング
制御ループにおける位置ずれの許容値はほぼ上述した±
1/4トラック間隔以内に制限されていた。
【0018】一方、トラックエラー検出器15の各エレ
メントの出力の和をとれば、トラックエラー検出器の受
光する総光量を示す信号が得られる。記録担体1の記録
面には概略同心円またはスパイラル状に微小な溝(グル
ーブ)が形成され、これがトラック位置情報を与える
が、同時に光ビームのトラックに対する位置に応じて反
射光光量に変化を生じさせる。例えば光ビームがトラッ
ク中心付近に在る場合は反射される光量が大きく、隣接
するトラックの中心との中間の位置に光ビームが在る場
合は反射光量が小さくなる。従って、この反射光を受光
するトラックエラー検出器15の各エレメントの出力の
和を、トラック中心に光ビームが在る場合の値(最大
値)とトラックとトラックの中間に光ビームが在る場合
の値(最小値)のほぼ中間の値と比較すれば光ビーム位
置がトラック中心より大きくずれている(トラックとト
ラックの中間の位置に近い)かどうかの判断ができる。
【0019】加算アンプ31は光検出器15の分割され
たそれぞれのエレメントの出力の和をとり増幅して、ト
ラックエラー検出器15が受光する総光量を示す光量和
信号102を出力する。
【0020】図2(B)は、光量和信号102の変化を
示す。トラック中心P付近では反射される光量が大きく
光量和信号102は最大値をとり、トラック中心Pと隣
接トラック中心Qの中間位置Zではほぼ最小値をとる。
【0021】レベル比較回路34はこの光量和信号10
2を前述したようにその最大値と最小値の概ね中間の値
に設定された基準レベルER と比較し、光ビームがトラ
ック中心よりトラック間隔のほぼ1/4離れているかど
うかを判定し、切換信号103を出力する。図2は
(C)は、この切換信号の波形を示している。
【0022】サンプルホールド回路33はトラックエラ
ー信号101を受け、切換信号103が例えばハイレベ
ルで、光ビームがトラック中心付近に在ることが示され
る場合は、トラックエラー信号をそのまま通過させる
が、切換信号103がハイレベルからローレベルに変化
し、光ビームがトラック中心から約1/4トラック間隔
以上ずれたことが示された場合、切換信号103がロー
レベルに変化する直前のトラックエラー信号101の値
を保持(ホールド)する。
【0023】図2(D)は、サンプルホールド回路33
の出力信号の変化を示す。光ビームがトラック中心Pか
ら約1/4トラック間隔の範囲内に在る場合はトラック
エラー信号101と同じ信号が出力される。光ビームの
位置ずれが大きくなり切換信号103がローレベルとな
ると、ローレベルになる直前の時点でのトラックエラー
信号101の値がサンプルされホールドされる。このレ
ベルは次に切換信号103が再びハイレベルになるま
で、即ち光ビームがもとのトラック中心が隣接するトラ
ックの中心に近づくまで保持される。
【0024】このサンプルホールド回路33の出力は、
アンプ40により2倍に増幅されて加算器35に入力す
る。加算器35は反転回路32により極性反転されたト
ラックエラー信号とサンプルホールド回路40の出力を
2倍した信号とを加算して、補正されたトラックエラー
信号104を生成する。この補正トラックエラー信号1
04は、光ビームのトラック位置ずれがトラック間隔の
1/4を超え、トラックエラー信号101が位置ずれを
正確に示さなくなったところでも、光ビームの位置ずれ
に対して概ね比例した変化を示す信号となる。
【0025】図2(E)は反転回路32の出力信号の変
化を示す。これは図(A)に示すトラックエラー信号1
01の極性を反転した信号となる。
【0026】セレクター36は切換信号103の状態に
応じてトラックエラー信号101または補正トラックエ
ラー信号104のいずれかを選択して、拡大トラックエ
ラー信号105として、サーボループフィルタ37に入
力させる。
【0027】図2(F)は拡大トラックエラー信号10
5の変化を示す。図の点線で示す変化はもとのトラック
エラー信号101の変化を示している。
【0028】サンプルホールド回路33の出力(図2
(D))と反転回路の出力(図2(E))を加算する
と、光ビームの位置ずれが約1/4トラック間隔を超え
たところでトラックエラー信号の線形領域での変化をほ
ぼ外挿する補正トラックエラー信号104が得られる。
切換信号103(図2(C))がローレベルとなったと
ころで、トラックエラー信号101に代り、この補正ト
ラックエラー信号104を出力するように切換えること
により、光ビームの位置ずれがトラック間隔のほぼ±3
/4までの範囲で位置ずれに対する線形性が概ね確保さ
れる拡大トラックエラー信号105が得られる。即ち、
切換信号がハイレベルで光ビームがトラック中心付近に
あることが示される場合は、トラックエラー信号101
が選択され、切換信号がローレベルで光ビーム位置がト
ラック中心より、一定距離(約トラック間隔の1/4)
を超えていることが示された場合は、補正トラックエラ
ー信号104が選択される。このセレクター36より出
力される拡大トラックエラー信号105は、光ビームの
トラック位置ずれが大きくなり、隣接するトラックの中
心に近づくまでは、トラック位置ずれを概ね正確に示
す。光ビームの位置が隣接するトラックに接近し、光量
和信号102が大きくなり、切換信号103が再びハイ
レベルとなると、セレクター36はトラックエラー信号
101を選択するように切換わる。このときは拡大トラ
ックエラー信号105はもはやもとのトラック中心に対
する光ビームの位置ずれを示すことはできず、隣接する
トラック中心に対する光ビームの位置ずれを示すものと
なる。しかし、このような状態に到るのは光ビームの位
置が隣接するトラック中心に対しトラック間隔の約1/
4まで近づいた場合であり、もとのトラック中心からの
位置ずれが約3/4トラック間隔以内であれば、拡大ト
ラックエラー信号105はトラック位置ずれに対して概
ね比例して変化する。
【0029】サーボループフィルタ37はセレクター3
6より出力される拡大トラックエラー信号105を受
け、ゲインの調整,位相補償を行う。パワーアンプ38
はサーボループフィルタ37の出力を受け増幅して、ト
ラックアクチュエータ14に対物レンズ13を動かすた
めの電源を供給する。
【0030】トラックアクチュエータ14により対物レ
ンズ13が動かされることにより、記録担体1に照射さ
れる光ビームの位置が動き、情報トラックの中心に対し
て光ビーム位置を追従(保持)させるトラッキング制御
が行われる。
【0031】上述したように拡大トラックエラー信号1
05は、光ビームのトラック中心に対する位置ずれが大
きくなってもその線形性(比例関係)を保つため、外
乱,速度異常などにより光ビームがトラック中心から大
きくずれても良好な復元制御が行われ、安定したトラッ
キング追従動作が実現される。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、トラック
エラー検出器の総受光光量を基準レベルと比較して光ビ
ームがトラック中心より一定値以上ずれていることを検
出し、光ビームの位置ずれが大きくなったときトラック
エラー信号の代わりにトラックエラー信号をもとに補正
されたトラックエラー信号を生成してそれを拡大された
トラックエラー信号としてトラッキング制御に使用する
ことにより、光ビームの位置ずれが大きくなっても元の
トラック中心に光ビーム位置を復帰させる制御が忠実に
行われ、外乱,追従動作の乱れ等が生じてもトラッキン
グはずれを起さない安定な光ビームのトラック追従動作
が実現できる効果がある。また光ビームのトラック間移
動に際して、光ビームの位置がオーバーショートを生じ
ても安定に目標トラック上に光ビームを停止させること
ができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトラッキング制御装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】図1の実施例の動作を説明するための信号変化
を示す図である。
【符号の説明】
1 記録担体 2 光ヘッド 10 半導体レーザ 11 コリメートレンズ 12 ビームスプリッタ 13 対物レンズ 14 トラックアクチュエータ 15 トラックエラー検出器 20 レーザ駆動回路 30 差動アンプ 31 加算アンプ 32 反転回路 33 サンプルホールド回路 34 レベル比較回路 35 加算器 36 セレクター 37 サーボループフィルタ 38 パワーアンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録担体上の情報トラックに対し、集束さ
    れた光ビームを照射して、情報の記録および再生を行う
    光ディスク装置のトラック位置ずれ信号生成装置におい
    て、 情報トラックに対する光ビームの位置ずれを検出する光
    検出器を備えた光ヘッドと、 前記光検出器の出力より光ビームの情報トラックに対す
    る位置ずれを示すトラックエラー信号を生成する手段
    と、 前記光検出器の受光する総光量を示す信号を生成する手
    段と、 前記総受光量を示す信号をあらかじめ定められた基準レ
    ベルと比較し、光ビームが情報トラック中心より一定値
    以上ずれていることを検出する手段と、 光ビームが情報トラックに対して前記一定値以上ずれた
    ことが検出された場合、前記トラックエラー信号をもと
    に補正されたトラックエラー信号を生成する手段と、 前記トラックエラー信号と前記補正されたトラックエラ
    ー信号とが入力され、通常は前記トラックエラー信号を
    選択してトラック位置ずれ信号として出力し、光ビーム
    が情報トラックに対して前記一定値以上ずれたことが検
    出された場合には、前記補正されたトラックエラー信号
    を選択してトラック位置ずれ信号として出力する手段と
    を備えることを特徴とする光ディスク装置のトラック位
    置ずれ信号生成装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のトラック位置ずれ信号生成
    装置と、 前記光ビームの位置をトラック横方向に駆動する手段と
    を備え、 前記トラック位置ずれ信号生成装置より出力されるトラ
    ック位置ずれ信号により、前記光ビームの位置をトラッ
    ク横方向に駆動する前記手段を、光ビームの位置をトラ
    ック中心に保つように制御することを特徴とするトラッ
    キング制御装置。
JP17564591A 1991-07-17 1991-07-17 光デイスク装置のトラツク位置ずれ信号生成装置およびトラツキング制御装置 Pending JPH0528525A (ja)

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