JPH05325233A - 光ディスクプレーヤのトラッキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定したトラッキングサーボを行うこと。 【構成】 光検出器１の各受光面１ａ〜１ｄの２つの対
角和の位相差を時間差エラー信号とし、光ディスクのト
ラックに沿った境界線により分割された２つの領域の差
信号をプッシュプルエラー信号とし、これらの信号を混
合するようにした。また位相比較器２７によって４分割
された受光面１ａ〜１ｄのうち、ディスクのトラックの
接線方向に平行な境界線ｙに直交する境界線ｘによって
２分された受光面１ａ，１ｂ及び１ｃ，１ｄの検出出力
Ｓ1 ＋Ｓ2 及びＳ3 ＋Ｓ4 の位相差を検出するととも
に、その位相差に応じてアッテネータ１１，２６の減衰
動作が制御される。 【効果】 ピットの深さがλ／４に近くプッシュプルエ
ラー信号が十分に得られない場合には、時間差エラー信
号を強調させるようにしたので、ゲインの高い安定した
トラッキングサーボを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクにおける情
報の記録されているトラックに対し光ピックアップを追
従させるための光ディスクプレーヤのトラッキング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光デイスクプレーヤにおける
トラッキング方法としては、３ビーム法、プッシュプル
法及び特公平２−５６７３４号に開示されているトラッ
キング方法（以下、時間差法という）等の種々の方法が
知られている。図２及び図３は、３ビーム法を示すもの
で、トラック上の信号を読取るための主ビームである０
次光の前後に２つの副ビームである±１次光がトラック
を挟み込んだ状態で配置されている。反射光は、主ビー
ム及び副ビームが各々フォトディテクタ（ＰＤ）により
受光される。

【０００３】フォトディテクタは、＋１次光用の受光素
子Ａ及び−１次光用の受光素子Ｃと４分割された０次光
用の受光素子Ｂとから構成されている。受光素子Ａ及び
受光素子Ｃの出力が差動増幅器３０の非反転入力端子及
び反転入力端子に取り込まれると、その減算結果がトラ
ッキングエラー信号として出力される。

【０００４】ここで、差動増幅器３０の出力が＋の場合
のトラック上のビームスポットは（ａ）の状態となり、
その出力が−の場合のトラック上のビームスポットは
（ｃ）の状態となり、その出力が０の場合のトラック上
のビームスポットは（ｂ）の状態となる。

【０００５】これらの検出結果により、ビームスポット
がトラックのどちら側にずれているかの情報とずれ量の
情報とが得られる。したがって、このような３ビーム法
においては副ビームである±１次光をつくるために回折
格子等が必要となるため部品点数が増えることによって
光学系が複雑になってしまうという欠点がある。また光
源からのビームを３分割しているためにビームの強度が
弱くなり、再生ＲＦ信号のＳ／Ｎが劣化してしまうとい
う欠点もある。

【０００６】これらの欠点を解消するために、１ビーム
にてトラッキングエラー信号を生成するものとして、図
４及び図５に示すプッシュプル法がある。これらの図に
示すプッシュプル法は、１ビームによってトラッキング
エラー信号を得ることができるため、上記の３ビーム法
とは異なり光学系の構成が簡単であり、しかも再生ＲＦ
信号のＳ／Ｎの劣化問題をも解消している。

【０００７】つまり、単一ビームの反射光がトラックの
接線方向に沿って平行に２分割された受光素子Ｄ，Ｅか
らなるフォトディテクタによって受光されると、それぞ
れの差出力が差動増幅器３１によって出力され、これに
より両極性のトラッキングエラー信号を得ることができ
る。これは、ピットにより回折、反射されて再び対物レ
ンズに入射した光の強度分布がピットとスポットとの相
対的な位置変化により変化することを利用したものであ
る。

【０００８】ビームとピットの位置がちょうど一致して
いるとき、図４（ｂ）に示すように左右の強度分布は等
しくなるが、この位置関係がずれると図４（ａ），
（ｃ）に示すように左右の強度分布が非対称となる。こ
の非対称のなり方がビームとピットとの位置関係により
逆になるため、これでどちらにずれているかの極性がわ
かり、且つ光の強度分布をトラック方向に沿って２分割
されたフォトディテクタによって受けることにより、ト
ラッキングの誤差信号を得ることができる。

【０００９】但し、このようなプッシュプル法にあって
は、いくつかの条件があり、一つはピットの深さがλ／
４（λは光の波長）のとき、つまりピットによる回折が
最も有効で変調度が最大になるときには、この方法では
誤差信号が得られない。これは、ピットの深さλ／４の
ときのパターンが図６に示すように対称パターンになっ
てしまい、２分割されたフォトディテクタからは図７に
示すように差動増幅器３１の出力が０となってしまうた
めである。

【００１０】また光ディスクが傾いた場合、一般に対物
レンズのみを光軸がディスク面に対して垂直になるよう
に移動させているため、もどり光のスポットがフォトデ
ィテクタの受光素子Ｄ，Ｅにて移動してしまい、トラッ
キングエラー信号にＤＣオフセットがもたらされてしま
う。この場合、正規の値からずれたトラッキングエラー
信号に基づいたトラッキングサーボが掛けられるため、
トラックとビームとの位置がずれてしまうという問題が
ある。

【００１１】また、プッシュプル法と同様に１ビームに
よってトラッキングエラー信号を得るものとして、図８
に示す時間差法がある。この時間差法は、トラックの接
線方向に沿って平行な境界線とこれに直交する境界線と
によって４分割された受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、
対角和信号である（Ａ＋Ｃ）及び（Ｂ＋Ｄ）の位相差Δ
ｔを検出し、両者の位相差に比例した大きさの電圧であ
るトラッキング誤差電圧を得るものである。

【００１２】この得られたトラッキング誤差電圧を電流
増幅器によって電流増幅した後、ムービングコイルに供
給することにより、トラッキング制御が行われる。この
ような時間差法は、プッシュプル法のように光の強度分
布の変化によってトラッキングエラー信号を得るものと
は異なり、対角和信号の位相差に応じてトラッキングエ
ラー信号を得るようにしたものであるため、光ディスク
の傾きに伴ったＤＣオフセットに対して強いという利点
を有している。

【００１３】つまり、対角和信号の（Ａ＋Ｃ）及び（Ｂ
＋Ｄ）を出力する加算器（図示省略）の出力をそれぞれ
Ｓ8 ，Ｓ9 とした場合、最適トラッキング時においては
図９（Ａ）に示すようにＳ8 とＳ9 との間には位相差は
なく同位相であり、このときの再生ＲＦ信号である総和
信号（Ｓ8 ＋Ｓ9 ）も同位相となる。

【００１４】トラッキングが外周方向にずれた場合に
は、同図（Ｂ）に示すようにＳ8 及びＳ9 は０゜軸を中
心に同じ大きさだけ反対方向に位相がずれ、Ｓ8 はθだ
け位相が進みＳ9 はθだけ位相が遅れる。このときの再
生ＲＦ信号である総和信号（Ｓ8 ＋Ｓ9 ）は０゜軸から
ずれることはなく、またＳ8 とＳ9 とのベクトルの合成
がとられたものとされている。このとき、対角差信号
（Ｓ8 −Ｓ9 ）成分が９０゜軸上に生じ、（Ｓ8 −Ｓ9
）のレベルはトラッキングのずれた量に比例した大き
さの信号となる。

【００１５】トラッキングが内周方向にずれた場合に
は、同図（Ｃ）に示すようにＳ8 及びＳ9 は０゜軸を中
心に同じ大きさだけ反対方向に位相がずれ、Ｓ8 はθ´
だけ位相が遅れＳ9 はθ´だけ位相が進む。このときの
再生ＲＦ信号である総和信号（Ｓ8 ＋Ｓ9 ）は０゜軸か
らずれることはなく、またＳ8 とＳ9 とのベクトルの合
成がとられたものとされている。このとき、対角差信号
（Ｓ8 −Ｓ9 ）成分が−９０゜軸上に生じ、（Ｓ8 −Ｓ
9 ）のレベルはトラッキングのずれた量に比例した大き
さの信号となる。

【００１６】このようなことから、トラッキングが外周
方向にずれた場合にはＳ8 がＳ9 に対して２θ進み、ト
ラッキングが内周方向にずれた場合にはＳ8 がＳ9 に対
して２θ遅れることを利用し、この位相のずれによって
トラッキングエラー信号が得られる。ところが、このよ
うな時間差法では、ビームによって記録されたピットを
読出す際に、空間周波数が低くなるにつれてトラッキン
グエラー信号のゲインが低くなってしまうという問題が
ある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このように、１ビーム
によってトラッキングエラー信号を得るようにしたプッ
シュプル法及び時間差法は、３ビーム法に比べて光学系
が簡素であり、且つレーザの出力の利用率が高められて
いる。しかしながら、プッシュプル法はＤＣオフセット
の問題やピットの深さがλ／４の場合には原理的にトラ
ッキングエラー信号が得られないという問題を有してい
る。

【００１８】また時間差法においては、プッシュプル法
に比較してＤＣオフセットに強いという利点を有してい
るものの、空間周波数が低くなるにつれてゲインが低く
なるという問題を有している。

【００１９】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、構成が簡単であり且つ再生ＲＦ信号のゲイ
ンの高いプッシュプル法とＤＣオフセットに強いという
利点を有した時間差法との両者の利点を生かし、ピット
深さによるプッシュプルエラー信号のゲインの変動を抑
圧することにより、安定したトラッキングサーボを行う
ことができる光ディスクプレーヤのトラッキング装置を
提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクプレ
ーヤのトラッキング装置は、上記目的を達成するため
に、光ディスクにビームを照射して、その反射光を互い
に交わる２本の境界線で４分割された受光素子により受
光し、２つの対角和の位相差を第１のトラッキングエラ
ー信号とする第１のトラッキングエラー生成手段と、前
記受光素子のうち前記光ディスクのトラックに沿った境
界線により分割された２つの領域の差信号を第２のトラ
ッキングエラー信号とする第２のトラッキングエラー生
成手段と、前記第１のトラッキングエラー信号と前記第
２のトラッキングエラー信号とを混合する混合手段と、
この混合手段による前記第１のトラッキングエラー信号
及び前記第２のトラッキングエラー信号の混合比を変化
させる混合比設定手段と、前記４分割された受光素子の
うち、前記光ディスクのトラックの接線方向に平行な境
界線に直交する境界線によって２分された受光素子の検
出出力の位相差を検出する位相比較器とを備え、前記位
相差に応じて前記第２のトラッキングエラー信号の極性
及び前記混合比が制御されてなることを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明の光ディスクプレーヤのトラッキング装
置では、光ディスクからの反射光を互いに交わる２本の
境界線で４分割された受光素子により受光するととも
に、この受光素子の分割面の２つの対角和の位相差を第
１のトラッキングエラー信号とし、光ディスクのトラッ
クに沿った境界線により分割された２つの領域の差信号
を第２のトラッキングエラー信号とし、これらの信号を
混合する。

【００２２】また位相比較器によって４分割された受光
素子のうち、光ディスクのトラックの接線方向に平行な
境界線に直交する境界線によって２分された受光素子の
検出出力の位相差を検出するとともに、その位相差に応
じて制御手段が第２のトラッキングエラー信号の極性及
び混合比設定手段による混合比を制御する。したがっ
て、ピットの深さがλ／４に近く第２のトラッキングエ
ラー信号であるプッシュプルエラー信号が十分に得られ
ない場合には、第１のトラッキングエラー信号である時
間差エラー信号を強調させるようにしたので、ピットの
深さがλ／４を外れている場合には、プッシュプル法の
長所である再生ＲＦ信号のＳ／Ｎの向上が生かされ、ピ
ットの深さがλ／４に近い場合にはプッシュプル法の欠
点を補う時間差法の利点が生かされる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図１は、本発明の光ディスクプレーヤのト
ラッキング装置の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。同図に示すように、光ディスク（図示省略）からの
反射光を受ける光検出器１には、光ディスク（図示省
略）のトラックの接線方向に平行な境界線ｙとこれに直
交する境界線ｘとによって４つの受光面１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄが形成されている。

【００２４】各受光面１ａ〜１ｄからの検出信号をＳ1
〜Ｓ4 としたとき、加算器２の出力であるＳ1 ＋Ｓ4 及
び加算器３の出力であるＳ2 ＋Ｓ3 がそれぞれ差動増幅
器６の非反転入力端子及び反転入力端子に取込まれ、こ
れらの差信号が差動増幅器６の出力として得られる。こ
の出力がプッシュプル法によるトラッキングエラー信号
（以下、これをプッシュプルエラー信号という）とな
る。

【００２５】差動増幅器６の出力であるプッシュプルエ
ラー信号は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）７によって低
域成分が除去され、アンプ８により増幅された後、スイ
ッチＳＷ1 の切換端子ａ又は反転回路９が介在された切
換端子ｂに供給される。このスイッチＳＷ1 の切換えに
よりプッシュプルエラー信号又は反転されたプッシュプ
ルエラー信号のいずれか一方が択一的に取込まれるよう
になっている。

【００２６】スイッチＳＷ1 の出力はボリュウムコント
ロールを電子的に行うＶＣＡ１０にてゲイン調整され、
アッテネータ１１により０≦Ｋ＜１の範囲でＫ倍された
後に加算器１２に供給される。一方、加算器４の出力で
あるＳ2 ＋Ｓ4 及び加算器５の出力であるＳ1 ＋Ｓ3の
それぞれは、ＢＰＦ１８，１９及びリミッタ２０，２１
を経た後に位相比較器２２に取込まれると、この位相比
較器２２によってそれぞれの信号の位相比較が行われ
る。この位相比較器２２の出力は、上述した時間差法に
よるトラッキングエラー信号（以下、これを時間差エラ
ー信号という）となる。

【００２７】位相比較器２２の出力である時間差エラー
信号は、アンプ２３及びＨＰＦ２４を介してアッテネー
タ２６に供給され、このアッテネータ２６によって（１
−Ｋ）倍された後に加算器１２に供給される。また、ア
ンプ２３の出力である時間差エラー信号の低域成分は、
ＬＰＦ２５によって抽出された後に加算器１２に供給さ
れる。加算器１２の出力は、スイッチＳＷ2 を介してト
ラッキングアクチュエータ（図示省略）に供給される。

【００２８】また加算器２ａの出力であるＳ1 ＋Ｓ2 及
び加算器３ａの出力であるＳ3 ＋Ｓ4 のそれぞれは、位
相比較器２７によって位相が比較される。かかる位相比
較器２７の出力は、ピット深さに応じて変化する。つま
り、Ｓ1 ＋Ｓ2 で受ける再生信号とＳ3 ＋Ｓ4 で受ける
再生信号とは、特開昭６３−５８６２５号公報の第３図
に示されるように、位相のみが異なる同一波形であり、
この位相差がピット深さに依存するためである。特に、
ピット深さがλ／４のときに位相差は０となり、ピット
深さがλ／４から離れるにつれて、位相差の絶対値は増
加する。

【００２９】差動増幅器６の出力であるプッシュプルエ
ラー信号及び位相比較器２２の出力である時間差エラー
信号は、極性一致検出回路１４により両信号の極性が一
致しているか否かの検出が行われる。この検出出力は、
ラッチ回路１６によってラッチされた後、スイッチＳＷ
1 の切換制御信号とされる。つまり、プッシュプルエラ
ー信号の極性はλ／４を堺にして変化するのに対し、時
間差エラー信号の極性はピットの深さに関係なく定まる
ので、プッシュプルエラー信号の極性が負の場合にはス
イッチＳＷ1 が切換端子ｂ側に切換えられる。

【００３０】このような構成の光ディスクプレーヤのト
ラッキング装置では、プッシュプルエラー信号の極性が
λ／４を堺にして変化するのに対し、時間差エラー信号
の極性はピットの深さに関係なく定まるため、極性一致
検出回路１４の出力に基づき、プッシュプルエラー信号
の極性が負の場合にはスイッチＳＷ1 が切換端子ｂ側に
切換えられる。これにより、両エラー信号の極性が一致
される一方で、位相比較器２７の出力に応じてＶＣＡ１
０によるゲインが調整されるとともに、アッテネータ１
１，２６によるＫの値が定められる。

【００３１】すなわち、プッシュプルエラー信号のレベ
ル及び位相比較器２７の出力は共にピット深さに依存す
るため、位相比較器２７の出力が大となればプッシュプ
ルエラー信号を大とする相関関係を有しており、この場
合にはＫの値を増加させてトラッキングサーボループの
ゲインを確保し、逆にピットの深さがλ／４に近く、位
相比較器２７の出力が０に近づいた場合にはＫの値を小
さくすることにより、時間差エラー信号を強調させる。

【００３２】本来、プッシュプルエラー信号のレベル
は、サーボオープンの状態で観測されるものであるが、
位相比較器２７の出力によりアッテネータ１１，２６に
よるＫの値を制御するので、サーボクローズ状態におい
て連続的に混合比を制御することができる。

【００３３】なお、プッシュプルエラー信号は、デイス
クの傾きによるオフセットが大きいことを述べたが、か
かるオフセット成分は主として低域成分に現れており、
ＨＰＦ７がこれを除去することによってプッシュプルエ
ラー信号に基づいたトラッキングサーボが確実に行われ
る。また時間差エラー信号の低域成分は、アッテネータ
２６を介することなく加算器１２に供給されているの
で、トラッキングサーボゲインの低域成分はアッテネー
タ２６の作用を受けずに十分確保されることになる。

【００３４】このように、本実施例においては、光ディ
スクからの反射光を互いに交わる２本の境界線で４分割
された光検出器１により受光するとともに、この光検出
器１の各受光面１ａ〜１ｄの２つの対角和の位相差を時
間差エラー信号とし、光ディスクのトラックに沿った境
界線により分割された２つの領域の差信号をプッシュプ
ルエラー信号とし、これらの信号を混合するようにし
た。

【００３５】また位相比較器２７によって４分割された
受光面１ａ〜１ｄのうち、ディスクのトラックの接線方
向に平行な境界線ｙに直交する境界線ｘによって２分さ
れた受光面１ａ，１ｂ及び１ｃ，１ｄの検出出力Ｓ1 ＋
Ｓ2 及びＳ3 ＋Ｓ4 の位相差を検出するとともに、その
位相差に応じてアッテネータ１１，２６の減衰動作が制
御される。これにより、ピットの深さがλ／４に近くプ
ッシュプルエラー信号が十分に得られない場合には、時
間差エラー信号を強調させるようにしたので、ピットの
深さがλ／４を外れている場合にはプッシュプル法の長
所が生かされ、ピットの深さがλ／４に近い場合にはプ
ッシュプル法の欠点を補う時間差法の利点が生かされる
ため、ゲインの高い安定したトラッキングサーボを行う
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
クプレーヤのトラッキング装置によれば、位相比較器に
よって４分割された受光素子のうち、光ディスクのトラ
ックの接線方向に平行な境界線に直交する境界線によっ
て２分された受光素子の検出出力の位相差を検出すると
ともに、その位相差に応じて制御手段が第２のトラッキ
ングエラー信号の極性及び混合比設定手段による混合比
を制御する。

【００３７】これにより、ピットの深さがλ／４を外れ
ている場合には、プッシュプル法の長所である再生ＲＦ
信号のＳ／Ｎが高いという点が生かされ、ピットの深さ
がλ／４に近い場合にはプッシュプル法の欠点を補う時
間差法の利点が生かされる。したがって、構成が簡単で
あり且つ再生ＲＦ信号のゲインの高いプッシュプル法と
ＤＣオフセットに強いという利点を有した時間差法との
両者の利点が生かされ、ピット深さによるプッシュプル
エラー信号のゲインの変動が抑圧されるため、安定した
トラッキングサーボを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスクプレーヤのトラッキング装置
の一実施例を示す構成ブロック図である。

【図２】従来のディスクプレーヤのトラッキング装置に
おける３ビーム法を説明するための図である。

【図３】図２の３ビーム法におけるトラッキングエラー
信号を求める方法を説明するための図である。

【図４】従来のディスクプレーヤのトラッキング装置に
おけるプッシュプル法を説明するための図である。

【図５】図４のプッシュプル法によるトラッキングエラ
ー信号を求める方法を説明するための図である。

【図６】図４のプッシュプル法におけるピットの深さが
λ／４の場合の反射光の強度分布を説明するための図で
ある。

【図７】図４のプッシュプル法におけるピット深さと出
力レベルの関係を示す特性図である。

【図８】従来のディスクプレーヤのトラッキング装置に
おける時間差法を説明するための図である。

【図９】図８の時間差法における各トラッキング状態を
ベクトル表示的に示す図である。

【符号の説明】

１ 光検出器 ６ 差動増幅器 ９ 反転回路 １０ ＶＣＡ １１，２６ アッテネータ １２ 加算器 ２０，２１ リミッタ ２２，２７ 位相比較器 １４ 極性一致検出回路 １５，１６ ラッチ回路 １７ 単安定マルチバイブレータ（ＭＭＶ）

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【手続補正書】

【提出日】平成５年９月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスクプレーヤのトラッキング装置
の一実施例を示す構成ブロック図である。

【図２】従来のディスクプレーヤのトラッキング装置に
おける３ビーム法を説明するための図である。

【図３】図２の３ビーム法におけるトラッキングエラー
信号を求める方法を説明するための図である。

【図４】従来のディスクプレーヤのトラッキング装置に
おけるプッシュプル法を説明するための図である。

【図５】図４のプッシュプル法によるトラッキングエラ
ー信号を求める方法を説明するための図である。

【図６】図４のプッシュプル法におけるピットの深さが
λ／４の場合の反射光の強度分布を説明するための図で
ある。

【図７】図４のプッシュプル法におけるピット深さと出
力レベルの関係を示す特性図である。

【図８】従来のディスクプレーヤのトラッキング装置に
おける時間差法を説明するための図である。

【符号の説明】 １ 光検出器 ６ 差動増幅器 ９ 反転回路 １０ ＶＣＡ １１，２６ アッテネータ １２ 加算器 ２０，２１ リミッタ ２２，２７ 位相比較器 １４ 極性一致検出回路 １５，１６ ラッチ回路 １７ 単安定マルチバイブレータ（ＭＭＶ）

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクにビームを照射して、その反
   射光を互いに交わる２本の境界線で４分割された受光素
   子により受光し、２つの対角和の位相差を第１のトラッ
   キングエラー信号とする第１のトラッキングエラー生成
   手段と、 前記受光素子のうち前記光ディスクのトラックに沿った
   境界線により分割された２つの領域の差信号を第２のト
   ラッキングエラー信号とする第２のトラッキングエラー
   生成手段と、 前記第１のトラッキングエラー信号と前記第２のトラッ
   キングエラー信号とを混合する混合手段と、 この混合手段による前記第１のトラッキングエラー信号
   及び前記第２のトラッキングエラー信号の混合比を変化
   させる混合比設定手段と、 前記４分割された受光素子のうち、前記光ディスクのト
   ラックの接線方向に平行な境界線に直交する境界線によ
   って２分された受光素子の検出出力の位相差を検出する
   位相比較器とを備え、 前記位相差に応じて前記第２のトラッキングエラー信号
   の極性及び前記混合比が制御されてなることを特徴とす
   る光ディスクプレーヤのトラッキング装置。