JPH0570210B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学手段を用いて、記録媒体上に情報
を記録し、あるいは、既に記録されている情報を
再生する光デイスク装置に関し、特に前記装置の
トラツク追従装置に関するものである。

レーザー光を光源とし、このレーザー光を外部
の情報源からのパルス状信号で変調してデイスク
面上の記録媒体に２値的に記録し、あるいは、既
に記録された情報を読出す光デイスク装置におい
ては、情報の記録あるいは再生を正確に行なうた
めに、焦点制御によつて記録媒体面が常に集光レ
ンズの焦点位置となるように集光レンズの位置が
制御される。また、情報の記録あるいは再生時の
前記レーザー光の光スポツトの情報トラツクに対
するトラツキング位置制御は、通常、記録媒体上
にその光スポツトに最適な幅、および使用レーザ
ー光の波長に最適な深さをもつ案内溝を設けて、
その案内溝に前記微小スポツトが沿うように、ト
ラツキング制御を行つている。さらに、前記光ス
ポツトの情報トラツク間の移動すなわち、デイス
ク半径方向の移動においては、比較的短い距離の
トラツク間移動（数十トラツク間）では、集光レ
ンズをトラツキング方向（デイスク半径方向）に
１トラツクづつ移動する光スポツトのトラツクジ
ヤンプによつて、トラツク間移動を行い、長い距
離のトラツク間移動では、光学ヘツド全体をヘツ
ドアクチユエータによつて、トラツキング方向
（デイスク半径方向）に移動させることによつて、
光スポツトの長距離移動を行つている。すなわ
ち、長い距離のトラツク間移動においては、最初
にヘツドアクチユエータによつて光スポツトの粗
位置決めを行い、次に光学ヘツドのヘツドベース
に対する集光レンズの移動によつて目標トラツク
まで光スポツトのトラツクジヤンプを繰返し、目
標トラツクに精密位置決めを行う２段制御方法が
行なわれる。ところが、従来の２段制御において
は、ヘツドアクチユエータによる光学ヘツドの位
置決めは、外部の位置検出器による光学ヘツドの
位置信号に従つて行われ、光スポツトの位置決め
は、光学ヘツド内にある集光レンズを駆動するト
ラツキングアクチユエータを介して、光スポツト
とトラツキング案内溝との相対位置信号に従つて
行われる。このように、光学ヘツドの位置決め
と、光スポツトすなわち集光レンズの位置決めと
が独立に行われ、光スポツトの位置決め情報が光
学ヘツドの位置決めに反映されないため、例えば
トラツキング案内溝の偏芯、あるいはトラツクジ
ヤンプによる光学ヘツド内での集光レンズの位置
ずれにより、集光レンズを支持しているバネがた
わみ、そのたわみ量に比例したバネ力がトラツキ
ング制御系に外乱として悪影響を及ぼす。この悪
影響は、具体的に言うと、光スポツトのトラツク
ジヤンプの安定性の欠如、さらに、トラツキング
制御における位置オフセツトの増加等であり、極
端に言うと、トラツクジヤンプ量の不足から、目
標トラツクへ到達できない場合もあり得るし、ま
た、位置オフセツトが増加し、情報の記録再生の
信頼性が低下する。

さらに、集光レンズだけをトラツキング方向に
移動することによつてトラツキング制御を行つて
いる光学ヘツドにおいては、集光レンズが移動す
ると記録媒体からの反射光の光軸が入射光のそれ
とずれてしまい、トラツク位置誤差検出器および
焦点位置誤差検出器に対する光軸がずれてしま
い、トラツク位置誤差検出および焦点位置誤差検
出に誤差が生じ、両制御系の位置決め精度が低下
し、情報の記録再生の信頼性が低下する。

本発明の目的は、上記欠点を取り除くため、光
学ヘツドのヘツドベースに対する集光レンズのト
ラツキング方向（デイスク半径方向）の位置を検
出し、光学ヘツド内すなわちヘツドベースの一定
位置に集光レンズが位置するように光学ヘツドの
位置を制御しながら、光スポツトの情報トラツク
への正確な追従、および集光レンズの駆動による
光スポツトの安定なトラツクジヤンプを可能とす
るトラツク追従装置を提供することにある。

以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明によるトラツク追従装置のブロ
ツク図を示す。デイスク１０の記録媒体表面に設
けられたトラツキング用案内溝に対する光スポツ
ト９の相対的な位置であるトラツク位置誤差信号
はトラツク位置誤差検出器３４によつて検出され
トラツキング位置制御回路５へ入力される。トラ
ツキング位置制御回路５では、トラツクジヤプ命
令１１が入力されない時、すなわち、光スポツト
９がトラツキング用案内溝に追従するモードで
は、トラツク位置誤差信号にもとづき、トラツキ
ングアクチユエータ７を矢印３１で示すトラツキ
ング方向に駆動し、トラツク位置誤差信号が
“０”となるように集光レンズを含むレンズ可動
部８の位置決め制御を行い、光スポツト９がトラ
ツキング用案内溝に位置決めされる。

このとき、光学ヘツド０内のヘツドベース１に
対する集光レンズを含むレンズ可動部８のトラツ
キング方向（デイスク半径方向）の位置はヘツド
ベース１に固着されたレンズ位置検出器６によつ
て検出され、ヘツド位置制御回路１６、ヘツドア
クチユエータ１２を介して光学ヘツド０を駆動
し、レンズ位置検出器６の出力であるレンズ位置
信号が“０”となるように光学ヘツド０を位置決
め制御する。ここで、レンズ位置信号が“０”と
なる位置を、レンズ可動部８の支持用のバネの中
心位置とすることにより、トラツキング案内溝が
デイスク１０の偏芯等により大きく変位し、その
変位にともなつて集光レンズを含むレンズ可動部
８が動いてもレンズ可動部８の動きに光学ヘツド
０が追従するため、常に支持バネの中心位置にレ
ンズ可動部８が位置するため、バネ力による位置
のオフセツトは生じない。

さらに、光スポツト９があるトラツキング案内
溝に追従している状態で、光スポツト９が隣りの
トラツキング用案内溝にトラツクジヤンプする時
には、外部よりトラツクジヤンプ命令１１がトラ
ツキング位置制御回路５に入力され、トラツキン
グ位置制御回路５ではトラツキングアクチユエー
タ７を介して、集光レンズを含むレンズ可動部８
を１トラツク分移動させ、光スポツト９のトラツ
クジヤンプを行い、隣りのトラツキング案内溝に
光スポツト９を位置決めする。このときにも、レ
ンズ位置信号にもとづいて、光学ヘツド０はレン
ズ可動部８に動きに追従するため、多数のトラツ
クジヤンプを繰返しても、常にレンズ可動部８は
支持バネの中心に位置するため安定なトラツクジ
ヤンプを行うことができる。

このとき、集光レンズ８の矢印３２で示す焦点
方向の位置は、焦点位置誤差検出器３によつて検
出され、焦点位置制御回路２を介して焦点アクチ
ユエータを駆動し、デイスク１０の記録媒体表面
が常に集光レンズの焦点位置となるように焦点制
御が行われていることは言うまでもない。

以上述べた如く、光学ヘツドがレンズ可動部に
追従するように光学ヘツドの位置制御を行うこと
により支持バネによるトラツキング位置制御系の
低域でのゲイン低下を防ぐことができ、バネのな
い制御系と同等の高いゲインを有することができ
トラツク追従特性が増加し、位置オフセツトを非
常に小さくすることができるばかりでなく、従来
集光レンズだけをトラツキング方向に移動し、ト
ラツキング位置制御を行つていた光学ヘツドにお
いて、しばしば問題となつていた光路ずれによる
トラツキング位置制御の位置オフセツトも取り除
くことができる。さらに、光スポツトのトラツク
ジヤンプ時には常に支持バネの中心位置にレンズ
可動部が位置しているため、アンバランスなバネ
力が加わらず、安定なトラツクジヤンプを繰返し
行うことができる。このように、光学ヘツドがレ
ンズ可動部に追従するように光学ヘツドの位置制
御を行うことにより、トラツク間アクセスにおい
て、従来レンズ位置制御とヘツド位置制御とを複
雑な制御方式で制御をしながらアクセスを行つて
いた場合に比較して、レンズの速度１位置の制御
だけでトラツクアクセスを行うことができ、ヘツ
ドの制御は常にレンズ位置に対する位置制御だけ
でよく、制御系が非常に簡素化されるメリツトが
ある。

第２図は第１図のトラツク追従装置のトラツク
位置誤差信号とレンズ位置信号の動作波形を示す
図であり、第２図ａは従来の光学ヘツドを固定し
た場合、第２図ｂは光学ヘツドをレンズ位置信号
によつて位置制御を行つた場合の動作波形を示
す。

光学ヘツドを固定した状態では、トラツクジヤ
ンプを繰返えすと、レンズ位置は支持バネの中心
から徐々にずれ、第２図ａに示すように、レンズ
位置信号４１は徐々にずれていき、レンズ位置の
ずれに比例した支持バネの力により、トラツク位
置信号にはオフセツトが生じる。さらに、この支
持バネの力により、トラツクジヤンプ時の過渡応
答が不安定となる。ところが、光学ヘツドをレン
ズ位置信号によつて位置決め制御することによ
り、集光レンズは常に支持バネの中心に位置する
ことになり、トラツクジヤンプを繰返しても、第
２図ｂに示す如く、レンズ位置信号４３はトラツ
クジヤンプの瞬間だけ位置誤差が生じるが、光学
ヘツドが移動することによつて、すぐに“０”に
なる。また、トラツク位置誤差信号４２に支持バ
ネの力によるオフセツトは発生せず、光スポツト
は正確にトラツク案内溝に位置決めされ、過渡応
答も安定となる。

第３図は本発明によるトラツク追従装置の光学
ヘツドの一実施例を詳細に示す図である。半導体
レーザー５０から出射されたレーザー光はコリメ
ートレンズ５１、偏光ビームスプリツタ５２を通
過して、ビームスプリツタ５３に入射し、その反
射面５９において、入射光を２つに分割された２
つの光のうち、反射面５９において直角方向に反
射された光は1/4波長板５４、集光レンズ５５を
通過してデイスク１０の記録媒体面上のビームス
ポツト９に集光され、情報の記録あるいは読出し
が行われる。一方、記録媒体からの反射光は集光
レンズ５５、1/4波長板５４を通過し、ビームス
プリツタ５３に入射し、反射面５９によつて反射
され、その反射光は偏光ビームスプリツタ５２に
入射し、反射面６０において、半導体レーザー５
０からの入射光と分離される。こうして入射光と
分離された反射光は、ハーフミラー５６に入射
し、ここでさらに２つに分割される。分割された
一方の光は凸レンズ５７、ナイフエツジ５８を通
過して２分割光センサ３に入射され、焦点誤差検
出が行われる。この焦点誤差検出方法は、ナイフ
エツジ方法として、従来から良く知られている技
術であり、この焦点誤差信号によつて焦点アクチ
ユエータ４は駆動され、レンズ可動部８内の集光
レンズ５５だけを矢印６２で示す方向に位置決め
制御する。

前記ハーフミラー５６で分割されたもう一方の
反射光は、トラツキング位置検出器３４に入射さ
れ、図には示していないデイスク１０の面上に設
けられたトラツキング用案内溝に対するビームス
ポツト９のトラツキング位置誤差検出が行なわれ
る。このトラツキング位置誤差検出方法は、プツ
シユプル方法として従来から良く知られている方
法であり、検出されたトラツキング位置誤差信号
は、増幅回路、フイルタアンプ、パワーアンプを
介してトラツキングアクチユエータ７に帰還さ
れ、ビームスポツト９がトラツキング用案内溝の
中心に位置するように、レンズ可動部８を矢印３
１で示す方向に駆動する。このレンズ可動部上に
はビームスプリツタ５３、プリズム６１、1/4波
長板および集光レンズ５５が固定されているた
め、レンズ可動部８を矢印３１で示す方向（デイ
スク半径方向）に動かすと、集光レンズ５５もそ
の方向に同じ動きをし、ビームスポツト９を矢印
３１で示す方向に移動させることができる。

一方、半導体レーザー５０からの入射光で、ビ
ームスプリツタ５３において、透過した光は、プ
リズム６１によつて直角方向に反射され、ヘツド
ベース１に固着されたレンズ位置検出器６に入射
する。こうすることによつて、矢印３１で示す方
向に対するプリズム６１の位置によつて、レンズ
位置検出器内の２つの光センサに入射する光量が
それぞれ異なり、プリズム６１の位置、すなわち
集光レンズ５５の位置に比例した信号を得ること
ができる。言いかえれば、光学ヘツドのヘツドベ
ース１に対する集光レンズ５５の矢印３１で示す
方向の位置を検出することができ前述した如く、
このレンズ位置信号を使用して、光学ヘツドの位
置決めを行うことができる。半導体レーザからの
光の一部を利用することにより、外部の位置検出
手段を省略でき、しかも半導体レーザからの光で
あるためその品質は十分なものが得られる。

また、半導体レーザからの光を受光することに
より、半導体レーザ光のモニターの役目も兼ねる
ことができる。

第３図に示す光学ヘツドの他に特願昭57−
180251号明細書、特願昭57−187704号明細書、特
願昭57−187705号明細書に示す光学ヘツドを用い
ても同様の効果が得られることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光デイスクシステムのト
ラツク追従装置のブロツク図、第２図ａ，ｂは、
第１図の光デイスクシステムのトラツク追従装置
の各動作波形を示す図、第３図は光デイスクシス
テムのトラツク追従装置の光学ヘツドを詳しく示
す図である。 図において、０……光学ヘツド、１……ヘツド
ベース、２……焦点位置制御回路、３……焦点位
置誤差検出器、４……焦点アクチユエータ、５…
…トラツキング位置制御回路、６……レンズ位置
検出器、７……トラツキングアクチユエータ、８
……レンズ可動部、９……光スポツト、１０……
デイスク、１１……トラツクジヤンプ命令、１２
……ヘツドアクチユエータ、１６……ヘツド位置
制御回路、３４……トラツク位置誤差検出器をそ
れぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光学ヘツドのヘツドベースに固着された半導
   体レーザから発光される光を、ヘツドベースにバ
   ネにより支持されたレンズ可動部に固定された集
   光レンズによつてデイスク形状をした記録媒体面
   上に微少な光スポツトに集光して情報の記録ある
   いは既に記録された情報の読み出しを行うもので
   あつて、前記光学ヘツド内部にあるレンズアクチ
   ユエータが前記集光レンズを駆動することによつ
   て、前記光スポツトが前記記録媒体面上に設けら
   れたトラツキング用案内溝に追従し、移動を行う
   光デイスクシステムにおいて、前記集光レンズが
   固定されている前記レンズ可動部に固定され、前
   記半導体レーザからの光の一部を反射する反射手
   段と、該反射手段により反射された光を受光し、
   前記ヘツドベースに対する前記集光レンズのデイ
   スク半径方向のレンズ位置信号を検出するレンズ
   位置検出器と、前記光学ヘツドをデイスク半径方
   向に駆動するヘツドアクチユエータと、前記レン
   ズ位置信号にもとずいて、前記ヘツドアクチユエ
   ータを制御するヘツド位置制御回路とを含み構成
   され、前記光スポツトが前記トラツキング案内溝
   に対して追従し、移動を行う時、前記レンズ位置
   信号によつて前記光学ヘツドの位置制御を行うこ
   とにより、常に前記集光レンズを前記支持バネの
   中心位置に保つことを特徴とする光デイスクシス
   テムにおけるトラツク追従装置。