JPH0312035A - 光ピックアップにおける一対のサブスポットからの反射光に基づく各検出信号の位相差の測定方法 - 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、ＤＣ（コンパクトディスク）プレーヤなどの
光デイスクプレーヤに搭載される光ピックアップにおけ
るトラッキングエラー検出用のサブスポットからの反射
光に基づく検出信号の位相差の測定方法に係り、特に一
対のサブスポットからの検出出力およびメインスポット
からの検出出力を用いることにより、一対のサブスポッ
トからの各反射光に基づく各検出信号の誤差のない位相
差を測定する方法に関する。

〔従来の技術］ ＣＤプレーヤにおいて光ピックアップをＣＤの記録面の
トラックに追従させるためのトラッキングサーボな行う
際に、トラッキングエラー信号を検出する必要があるが
、そのための一方法として、従来から３ビーム法が採用
されている。

この３ビーム法は、トラッキングエラーの検出のために
、情報の読み取りのためのメインビームとは別の一対の
専用ビーム（サブビーム）を使う方法である。すなわち
、半導体レーザ（図示せず）からのレーザ光は、予め回
折格子でメインビームと２つのサブビームに３分割され
、ＣＤの記録面上に、第４Ａ−Ｂ図のような配置で照射
される。第４Ａ−Ｂ図において、符号Ｔはビットが配列
されたトラック、３つのスポットのうち中心のＭは信号
の読み出しと焦点合せに用いられるメインスポット、両
側のＥおよびＦはトラッキングエラーの検出に用いられ
るサブスポットである。

なお、第４Ｂ図において、ＳＰは各サブスポットＥおよ
びＦの各中心間を結ぶ直線の距離を示す。

またＴＰは各サブスポットＥおよびＦの間のトラックＴ
と直交する方向の距離を示し、第４Ｂ図の例ではＴＰは
トラックピッチ１．６μｍの半分の０．８μｍに設定さ
れている。

この３つのスポットＭ、Ｅ、Ｆからの反射戻り光は、光
ピックアップの光検出器で受光されてビット情報の検出
とトラッキングエラーの検出が行われる。この光検出器
は、第６図に示すようなＡ′〜Ｆ′の計６個のホトダイ
オードが図のようなパターンに配置されたものである。

トラッキングエラー信号は、サブスポットＥおよびＦか
らの反射戻り光を図の両端の２つのダイオードＥ′およ
びＦ′で受けることにより、オペアンプ１を介して差動
的に取出されるようになっている。なお、ホトダイオー
ドＡ′〜Ｄ′はビット情報の検出用のものである。

また第４Ａ−Ｂ図に示す例では、一対のサブスポットＥ
およびＦは、その両者を結ぶ直線がトラックＴの方向に
対して所定の角度θａとなるように設定されている。こ
の所定の角度θａは、トラッキングエラーレベルが最大
となるようなサブスポットＥ、Ｆの配置角度である。ま
た、この配置角度θａを充たすときの、サブスポットＥ
の戻り光（サブビーム）から検出された信号（Ｅ信号）
とサブスポットＦの戻り光（サブビーム）から検出され
た信号（Ｆ信号）との位相差は、第５図に示すように１
８０°となる。なお、Ｅ信号およびＦ信号とメインスポ
ットＭからの戻り光（メインビーム）から検出された信
号ＣＭ信号）とは９０°の位相差となっている。

したがって、光ピックアップの組立て時には、トラッキ
ングエラーレベルを最大とするため、前記Ｅ信号とＦ信
号の位相差が１８０°となり一対のサブスポットＥ、Ｆ
の配置角度がθａとなるように、回折格子の配置角度を
位置決め調整する必要がある。そしてそのためには、サ
ブスポットの実際の配置角度へ〇の前記角度θａからの
ずれ量ΔＥＦを測定する必要がある。この場合のずれ量
ΔＥＦは、 ΔＥＦ ＝　１８０＠−（Δθ／θａ）　Ｘ　１８０゜＝　１８
０＠−（Δθ／　５ｉｎ−’（Ｔ　Ｐ／　Ｓ　Ｐ））Ｘ
　　１８０゜により求められる。

また前記のずれ量ΔＥＦをＥ信号とＦ信号の位相差（Ｅ
−Ｆ位相差）として求める場合、そのＥ−Ｆ位相差の１
８０’に対するずれ量ΔＥＦの測定方法としては、従来
からＥ信号とＦ信号を位相比較器（例えばＡＮＤゲート
）に入力し、その出力を積分し、その積分出力をＥ信号
およびＦ信号の位相差が１８０°のときの基準値と比較
する方法（ＥＦ位相測定法）がある、しかしながら、こ
の従来の方法では、実際のＥ−Ｆ位相差が基準となる１
８０”よりも例えば１０１大きいときと１０’小さいと
きとで前記積分出力が同一となってしまい、位相差のず
れ量の正と負が判定できないという欠点があった。

そこで本発明者は実際のＥ−Ｆ位相差の１８０゜に対す
るずれ量の正負を判別することができるＥ−Ｆ位相差の
測定方法について検討した。以下は公知とされた技術で
はないが、本発明者によって検討された技術であり、そ
の概要は以下の通りである。

メインスポットＭとサブスポットＥ（またはＦ）がＣＤ
上のトラックＴを横断するときに発生する、Ｍ信号およ
びＥ（またはＦ）信号の位相比較に基づく積分出力と、
Ｍ信号に基づく積分出力とを求め、これらに基づいてＥ
−Ｆ信号間の位相差の　１８０°に対するずれ量ΔＥＦ
を求める（ＭＳ位相測定法）ことにより、上記ΔＥＦの
１８０°に対する正負の判定が可能となる。すなわち、
この方法によれば、第７図に示すようにメインスポット
Ｍからの戻り光（メインビーム）に基づく検出信号は、
プリアンプ２を介してコンパレータ３に与えられ波形整
形されて積分回路４に送られる。またサブスポットＥま
たはＦからの戻り光（サブビーム）に基づく検出信号は
、プリアンプ５を介してコンパレータ６に与えられ波形
整形される。そしてこのコンパレータ６の出力はコンパ
レータ３の出力と共に次段のゲート（ＡＮＤ回路）７に
加えられて位相比較が行われる。このゲート７の出力は
、コンパレータ３および６の両川力がいずれもＨｉｇｈ
のとき出力されるようになっているため、各コンパレー
タ３，６の各出力が同相のときゲート出力は最大の幅が
得られ、逆相のときゲート出力の幅は最小となる。この
ゲート出力は次段の積分回路８に送られて、積分出力ｉ
が得られるようになっている。

実際のＥ信号とＦ信号の位相差の１８０°に対するずれ
量ΔＥＦは、前記積分回路４からの出力ｄと前記積分出
力ｉとから、 ΔＥＦ＝１８０°−（ｉ／ｄ）×１８０＠×２で表わさ
れる。これにより、前記ずれ量ΔＥＦの１８０°に対す
る正または負の判定が可能な、Ｅ−Ｆ位相差（またはＥ
−Ｆ位相差の１８０°に対するずれ量ΔＥＦ）の測定が
できるようになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の検討された技術では、従来のＥＦ
位相測定法では問題とならなかった、メインビーム用プ
リアンプとサブビーム用プリアンプの位相特性の差によ
ってＥ−Ｆ位相差（またはずれ量ΔＥＦ）の測定値に誤
差が生じてしまうという問題が生じてきた。

すなわち、サブビームの光量はメインビームの光量に比
べて少ないので、これを補正するためサブビーム用プリ
アンプのゲインはメインビーム用プリアンプのそれより
も上げである。そのために、増幅器のフィードバック用
の帰還抵抗は、第７図に示すように、プリアンプ２の帰
還抵抗Ｒａが２２にΩであるのに対し、プリアンプ５の
帰還抵抗Ｒｅは８２０にΩと大きな値となっている。

そのためにサブビーム用のプリアンプの周波数帯域は、
メインビーム用に比べて狭くなり、遅延時間も大きくな
ってしまう、この両プリアンプの位相特性の差によるサ
ブビームの位相遅れが前記誤差の要因となってしまって
いる。このことを第８図のタイミングチャートを参照し
て説明する。

第８図（ａ）は第７図のコンパレータ３の出力を示して
いる。第７図のコンパレータ６の出力の位相は、前記両
プリアンプ２．５の位相特性の差を要因として、第８図
（Ｃ）に示すように、サブビームＥ′　（またはＦ’　
）の遅れのない理想的位相（第８図（ｂ）に示す）と比
較してΔｔのタイミングだけ遅れてしまっている。その
ため、第７図のゲート７からの出力も、第８図（ｅ）に
示すように、第８図（ｂ）の位相遅れのない出力と第８
図（ａ）の出力とのゲート出力（第８図（ｄ）に示す）
に比べてΔｔだけパルスの幅が太き（なってしまってい
る、第８図（ｄ）および（ｅ）に示す破線ｍおよびｎは
、それぞれのゲート出力の積分出力を示している。この
２つの積分出力ｍおよびｎを比べると、第８図（ｆ）に
示すようにΔＶの誤差が生じてしまい、このためにＥ−
Ｆ位相差の測定値にも誤差が生じることになる。

また、このような、従来のＥＦ位相測定法では問題にな
らずＭＳ位相測定法の中で新たに問題となる誤差は、サ
ブスポットに対するメインスポットの位置ずれによって
も生じる。すなわち、ＣＤ上のトラックＴは第９図に示
すように半径Ｒの曲率な持っているが、サブスポットと
メインスポットは直線の関係にあることから、メインス
ポットＭの位置がサブスポットＥ、Ｆの内側にずれ、こ
のために誤差が生じてしまうことがある。

すなわち第９図において、スポットＭおよびＥ（または
Ｆ）の間の距離ＳＰ／２と半径Ｒとから図の角度θは、 θ＝　５ｉｎ−’（（Ｓ　Ｐ／　２１／　Ｒ）またトラ
ックＴとメインスポットＭの中心との距離ΔＸは、 ｔａｎθ＝　　（Ｓ　Ｐ／　２）／（Ｒ−ΔＸ）である
ことから、 八Ｘ”Ｒ−（ＳＰ／　２）　／　ｔａｎθである。また
図のΔθは、 ｔａｎΔθ＝△ｘ／（ＳＰ／２） であることから、 Δθ＝ｔａｎ−’（Δｘ／（Ｓ　Ｐ／　２１）となる、
そしてこのΔθをＥ−Ｆ位相差ΔＥＦに直すと、 ΔＥＦ＝　　（Δθ／５ｉｎ−’（Ｔ　Ｐ／　Ｓ　Ｐ）
）ｘ１８０゜となる。

以上の式により、Ｒ（ｍｍ　）およびＳＰ（μｍ）につ
いての各条件に応じて、下表のような誤差が発生するこ
とになる。

ＥＦ位相差での誤差 本発明は上記のような課題を解決するためのものであり
、一対のサブスポットからの検出出力およびメインスポ
ットからの検出出力を用いることにより、一対のサブス
ポットからの反射光に基づく各検出出力の誤差のない位
相差を測定する方法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１ 本発明に係る光ピックアップにおける一対のサブスポッ
トからの反射光に基づく各検出信号の位相差の測定方法
は、光源からのレーザビームを回折格子によって３つの
ビームに分割してメインスポットおよび一対のサブスポ
ットを光ディスクの記録面上に形成し、前記メインスポ
ットからの反射光に基づいてトラックに記録された情報
を読み取ると共に前記一対のサブスポットからの反射光
に基づいてトラッキングエラーを検出する光ピックアッ
プにおいて、 （イ）前記メインスポットからの反射光から得られる電
気信号と前記一対のサブスポットの一方からの反射光か
ら得られる電気伽号どの位相差に基づく直流出力を検出
するとともに、前記メインスポットからの反射光から得
られる電気信号と前記一対のサブスポットの他方からの
反射光から得られる電気信号との位相差に基づく直流出
力を検出し、 （ロ）前記（イ）の工程で検出した２つの直流出力の平
均値を取り出し、 （ハ）前記（イ）！３よび（ロ）の各工程と同じに又は
これらと前後して前記メインスポットからの反射光から
得られる電気信号に基づく直流出力を検出し、 （ニ）前記（ロ）の工程で得られた平均値と前記（ハ）
の工程で得られた直流出力とから、前記一対のサブスポ
ットからの反射光に基づく電気信号の位相差を取り出す
ことを特徴とするものである。

〔作　用］ 一対のサブスポットからそれぞれ得られる信号は逆極性
で互いに１８０°ずれて入力されている。

そのため、前述のプリアンプの位相特性の差やすブスポ
ットに対するメインスポットの位置ずれなどの要因によ
りサブビームの位相が変化すると、一方のサブスポット
から得られるＥ信号とメインスポットから得られるＭ信
号との位相差に基づく直流出力は下がるが、他方のサブ
スポットから得られるＦ信号とＭ信号の位相差に基づく
直流出力は同じ割合だけ上る方向に変化する。したがっ
て、前記２つの直流出力を用いることにより、前記要因
によるサブビームの位相変化を相殺させて誤差のないＥ
信号とＦ信号の位相差を測定することが可能となる。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るＥ信号およびＦ信号の
位相差の測定方法に使用される測定装置を示す回路図、
第２図は第１図の測定装置の動作を説明するためのタイ
ミングチャート、第３図は本実施例により測定されるメ
ーター出力電圧とＥ−Ｆ信号の位相差の関係を示すグラ
フである。

第１図において、符号１１はメインスポットＭからのメ
インビームの検出信号が入力されるプリアンプ、１２は
このプリアンプ１１からの出力を波形整形するコンパレ
ータ、１３はこのコンパレータ１２からの出力を積分し
て直流出力ｄを出力する積分回路である。また符号１４
は一対のサブスポットのうちの一方のサブスポットＥか
らのサブビームに基づく電気信号が入力されるプリアン
プ、１５はこのプリアンプからの出力を波形整形するコ
ンパレータ、１６はこのコンパレータ１５の出力と前記
コンパレータ１２の出力が入力されるゲート（ＡＮＤ回
路）、１７はこのゲート１６の出力を積分する積分回路
である。また符号Ｉ８は一対のサブスポットのうちの他
方のサブスポットＦからのサブビームに基づく電気信号
が入力されるプリアンプ、１９はこのプリアンプ１８か
らの出力を波形整形するためのコンパレータ、２０はこ
のコンパレータ１９の出力および前記コンパレータ１２
の出力が入力されるゲート（ＡＮＤ回路）、２１はこの
ゲート２０の出力を積分する積分回路である。さらに符
号２２はこの積分回路２１から直流出力と前記積分回路
１７がらの直流出力とを加算する加算回路、符号２３は
この加算回路２２の直流出力の１７２の直流出力ｉを得
る割算回路である。

次に第２図のタイムチャートを参照して動作を説明する
。

第２図の（ａ）はコンパレータ１２の出力波形を示し、
同（ｂ）および（Ｃ）はそれぞれコンパレータ１５およ
び１９の出力波形を示している。

この（ｂ）および（Ｃ）において、破線は位相遅れのな
い場合の波形を示し、実線は前述した要因により位相遅
れが生じた場合の波形を示している。後者の場合の位相
遅れは、各コンパレータ１５および１９の各出力にそれ
ぞれ同じ量だけ発生している。

次に第２図（ｄ）は各コンパレータ１２および１５の出
力が次段のゲー）−１６を通過したときのゲート出力を
示し、同（ｅ）は各コンパレータ１２および１９の出力
が次段のゲート２０を通過したときのゲート出力を示し
ている。また同（ｄ）、　　（ｅ）において破線で示す
波形はコンパレータ１５，１９からの出力に位相遅れの
ない場合のゲート出力を示し、実線で示す波形は位相遅
れのある場合のゲート出力を示している。また同（ｄ）
および（ｅ）において、−点鎖線で示す波形ＥＤＣおよ
びＦＤＣは、それぞれ実線で示すゲート出力（前記の位
相遅れがある場合）が積分回路Ｉ７および２Ｉを通過し
たときの直流出力である。

第２図（ｄ）および（ｅ）に示すように、前記位相遅れ
により、サブスポットＦ側のゲート出力のパルス幅は狭
（なり、逆にサブスポットＦ側のゲート出力のパルス幅
は同じ割合だけ広くなっている。そしてこれらのゲート
出力を別々に積分した場合、位相遅れのない場合（誤差
のない場合）に比べて、サブスポットＦ側の積分出力Ｅ
ＤＣは下がりＦ側の積分出力ＦＤＣは上がっている。し
たがって、これら２つの積分出力ＥＤＣとＦＤＣの平均
値ｉ　　（＝　（ＥＤＣ＋ＦＤＣ）／　２　）を求める
ことにより、誤差のない積分出力が得られるようになる
０以上により、Ｅ信号とＦ信号の位相差（Ｅ−Ｆ位相差
）の１８０°に対するずれ量ΔＥＦは、 ΔＥＦ ；１８０°−（ｉ／ｄ）　Ｘ　　１８０°Ｘ２＝　１８
０’　−［（（ＥＤＣ＋ＦＤＣ）／２）／ｄ］　Ｘ　３
６０゜により、誤差のない形で求められるようになる。

また第３図は本実施例による実測の例を示すグラフで、
横軸はＥ信号およびＦ信号の位相差（Ｅ−Ｆ位相差）を
、縦軸は位相表示のためのメータ出力電圧を示し、Ｏ■
がＥ−Ｆ位相差の１８０°に対応している。

以上のように、本実施例によれば、サブビーム同志の位
相が１８０°ずれていることを利用し、各ゲート１６．
２０の出力を積分して得られた各直流出力の平均値とメ
イン信号の積分出力とから、誤差のないＥ−Ｆ位相差を
測定することができるようになる。

［効果〕 以上のように、本発明によれば、Ｅ信号とＦ信号の極性
が逆極性で互いに１８０°ずれていることを利用して、
Ｅ信号とＭ信号との位相差に基づく直流出力と、Ｆ信号
とＭ信号との位相差に基づく直流出力との平均値を求め
ることによりサブビーム（またはメインビーム）の位相
変化の影響を解消するようにしている。したがって、メ
インビーム用プリアンプとサブビーム用プリアンプの位
相特性の差によるサブビームの位相遅れやメインスポッ
トの位置がサブスポットの内側にずれることなどが生じ
た場合でも、Ｅ信号とＦ信号の位相差を誤差のない形で
測定することができるようになる。よって光ピックアッ
プの組立て時の回折格子の位置決め調整を短時間にかつ
高精度に行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＥ信号およびＦ信号の
位相差の測定方法に使用される測定装置を示す回路図、
第２図は第１図の測定装置の動作を説明するためのタイ
ミングチャート、第３図は本実施例により測定されるメ
ーター出力電圧とＥ−Ｆ位相差の関係を示すグラフ、第
４Ａ−Ｂ図はＣＤの記録面上のトラックとメインスポッ
トおよび一対のサブスポットを示す図、第５図はメイン
スポットおよび一対のサブスポットからの戻り光に基づ
く電気信号を示す波形図、第６図は光ピックアップの光
検出器のホトダイオードパターンを示す図、第７図は本
発明者によって検討されたＥ−Ｆ信号の位相差を測定す
るための測定装置を示す回路図、第８図は第７図の測定
装置の動作を説明するためのタイミングチャート、第９
図はメインスポットの位置がサブスポットの内側にずれ
るために発生するＥ−Ｆ位相差測定時の誤差を説明する
ための図である。 １１．１４．１８・・・プリアンプ、１２．１５゜１９
・・・コンパレータ、１３．１７．２１・・・積分回路
、１６．２０・・・ゲート、２２・・・加算回路、２３
・・・割算回路。 Ｘ−へ−石や智曳 膓Ａ図 第４Ｂ図 第５ 図 Ｏｖ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源からのレーザビームを回折格子によって３つの
   ビームに分割してメインスポットおよび一対のサブスポ
   ットを光ディスクの記録面上に形成し、前記メインスポ
   ットからの反射光に基づいてトラックに記録された情報
   を読み取ると共に前記一対のサブスポットからの反射光
   に基づいてトラッキングエラーを検出する光ピックアッ
   プにおいて、 （イ）前記メインスポットからの反射光から得られる電
   気信号と前記一対のサブスポットの一方からの反射光か
   ら得られる電気信号との位相差に基づく直流出力を検出
   するとともに、前記メインスポットからの反射光から得
   られる電気信号と前記一対のサブスポットの他方からの
   反射光から得られる電気信号との位相差に基づく直流出
   力を検出し、 （ロ）前記（イ）の工程で検出した２つの直流出力の平
   均値を取り出し、 （ハ）前記（イ）および（ロ）の各工程と同時に又はこ
   れらと前後して前記メインスポットからの反射光から得
   られる電気信号に基づく直流出力を検出し、 （ニ）前記（ロ）の工程で得られた平均値と前記（ハ）
   の工程で得られた直流出力とから、前記一対のサブスポ
   ットからの反射光に基づく各電気信号の位相差を取り出
   すことを特徴とする光ピックアップにおける一対のサブ
   スポットからの反射光に基づく各検出信号の位相差の測
   定方法