JPH067414B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

光ディスク装置

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JPH067414B2
JPH067414B2 JP8560488A JP8560488A JPH067414B2 JP H067414 B2 JPH067414 B2 JP H067414B2 JP 8560488 A JP8560488 A JP 8560488A JP 8560488 A JP8560488 A JP 8560488A JP H067414 B2 JPH067414 B2 JP H067414B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光ディスク装置に関し、非点収差法のフォーカ
ス・サーボを行なう光ディスク装置に関する。
従来から、コンパクトディスク(CD)等の再生専用の
光ディスクがあり、最近、書き込み可能及び書き換え可
能の光ディスクが開発されている。
このような光ディスクの記録装置、再生装置では光ディ
スクの信号面上に高精度にレーザ光の焦点(フォーカ
ス)を合わせる必要があり、光ディスクはその回転とと
もに信号面が上下するため、フォーカス・サーボ・コン
トロールを行なっている。
従来の技術 従来から、フォーカス・サーボ・コントロールとして非
点収差法がある。
この非点収差法はシリンドリカルレンズを通ったレーザ
光が焦点位置で真円となり、焦点より前で例えば縦長の
楕円となり、焦点より後ろで横長の楕円となることを利
用して、これを4分割した光センサで検出する方式であ
る。
例えば光ディスクが近すぎる場合、4分割した光センサ
の分割部a,b,c,dに投影される光の径は第8図
(A)の如く右下がりの楕円となり、合焦点の場合同図
(b)の如く光の形は真円となり、遠すぎる場合同図
(C)の如く左下がりの楕円(同図(A)の楕円に対し
て長軸が90度回転している)となる。
これによって、分割部a〜dが受光量に比例した電力を
出力するとき、分割部a,cの出力電圧の和から分割部
b,dの出力電圧の和の差をとった誤差信号を得て、光
ディスクが合焦点か、近すぎるか、遠すぎるかを知るこ
とができ、フォーカス・サーボは誤差信号によって焦点
位置を移動させる。
発明が解決しようとする課題 光ディスク装置では経時変化、急激な温度、湿度の変化
により、光学系と光センサとの相対位置にずれを生じ、
光センサ上で光軸がずれる。例えば第8図(D)は合焦
点で光軸がx方向にのみずれ、同図(E)は合焦点で光
軸がy方向にのみずれ、同図(F)が合焦点で光軸がx
方向にずれた状態を示す。
同図(F)の如く合焦点で光軸がxy方向にずれた場
合、誤差信号は零とならずフォーカス・サーボによって
焦点が移動せしめられ、フォーカス・エラーつまり焦点
ずれが発生する。このフォーカス・エラーによって光デ
ィスクの信号面上のレーザ光エネルギーが小さくなり、
光ディスク装置の記録性能及び再生性能が劣化するとい
う問題があった。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、フォーカス・
エラーを補正し、記録性能及び再生性能の劣化を防止す
る光ディスク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 本発明の光ディスク装置は、第1の演算手段で4分割光
センサの各分割部の出力からセンサに対する光軸のy方
向のずれ量を算出し、第2の演算手段で各分割部の出力
からセンサに対する光軸のx方向のずれ量を算出し、第
3の演算手段で各分割部の出力からセンサに対する光軸
のx方向及びy方向の最大ずれ量を算出し、第4の演算
手段で各分割部の出力から誤差信号を算出し、第5の演
算手段で第1乃至第3の演算手段の出力から誤差信号中
の光軸のずれ成分を算出し、第6の演算手段で第4及び
第5の演算手段の出力から光軸のずれ成分を除去したフ
ォーカスエラーだけの誤差信号を算出し、この光軸のず
れ成分を除去したフォーカス・エラーだけの誤差信号で
フォーカス・サーボを行なう。
また、可変手段で第5の演算手段の出力する光軸のずれ
成分に応じて光ディスクに照射するレーザ光量を可変
し、第4の演算手段の出力する誤差信号でフォーカス・
サーボを行なう。
更に、第7の演算手段で第1図乃び第3の演算手段の出
力から光軸のy方向のずれ率を算出し、第8の演算手段
で第2及び第3の演算手段の出力から光軸のx方向のず
れ率を算出し、第1の駆動手段で第7の演算手段の出力
するy方向のずれ率に応じてy方向のずれ量がなくなる
ようセンサと光軸との相対位置を移動させ、第2の駆動
手段で第8の演算手段の出力するx方向のずれ率に応じ
てx方向のずれ量がなくなるようセンサと光軸との相対
位置を移動させ、第4の演算手段の出力する誤差信号で
フォーカス・サーボを行なう。
作用 本発明方式の原理について説明するに、第2図に示す如
く、光軸がxy方向にずれているときの光センサの分割
部a,b,c,d夫々の出力レベルをA,B,C,Dと
表し、xy方向のずれがないときの出力レベルをA
,C,Dと表わす。つまり、第2図(A)の斜
線部の面積が出力レベルAに対応し、同図(B)の斜線
部の面積が出力レベルAに対応する。ここで、同図
(C)の斜線部の面積に対応するx方向のずれ量xは次
式で表わされる。
X=(B+C)−(A+D) …(1) また、x方向の最大ずれ量Xは次式で表わされる。
=A+B+C+D …(2) 同様にしてy方向のずれ量Y及びその最大値Yは次式
で表わされる。
Y=(A+B)−(C+D) …(3) Y=A+B+C+D …(4) 上記のずれ量X,X,Y,Yを用いると第2図
(D)の右下がり斜線部の面積Xa及び左下がり斜線部
の面積Yaは次式の如く表わされる。
Xa={(A+B)/2}・(X/X)…(5) Ya={(A+D)/2}・(Y/Y)…(6) これを用いて出力レベルAは近似的に次式の如く表わさ
れる。
A=A−{(A+B)/2}・(X/X) +{(A+D)/2}・(Y/Y)…(10) 同様にして出力レベルB,C,Dは次式の如く表わされ
る。
B=B+{(A+B)/2}・(X/X) +{(B+C)/2}・(Y/Y)…(11) C=C−{(C+D)/2}・(X/X) +{(B+C)/2}・(Y/Y)…(12) D=D−{(C+D)/2}・(X/X) −{(A+D)/2}・(Y/Y)…(13) ここで、フォーカス・エラーの誤差信号は(A+C)−
(B+D)で与えられ、これに(10)〜(13)式を代入して
次式が得られる。
(A+C)−(B+D)= (A+C)−(B+D) −(A+B−C−D)・(X/X) +(A+D−B−C)・(Y/Y)…(14) これから次式が得られる。
(A+C)−(B+D)= (A+C)−(B+D) −2・X・Y/(A+B+C+D) …(15) (15)式右辺の第1項が真の誤差信号成分で、第2項が光
軸のずれ成分である。
本発明では、第6の演算手段で(15)式の左辺の第2項を
除去した誤差信号を得ることによりフォーカス・エラー
を補正してフォーカス・サーボを行なうため、記録性能
及び再生性能の劣化が防止される。
また、(15)式で示す誤差信号でフォーカス・サーボを行
なうと共に、可変手段でレーザ光量を可変することによ
り、フォーカス・エラーを補正し、これによって記録性
能及び再生性能の劣化を防止できる。
また、光軸のy方向,x方向夫々のずれがなくなるよう
センサと光軸との相対位置を移動させてフォーカス・エ
ラーを補正し、これによって記録性能及び再生性能の劣
化を防止できる。
実施例 第1図は本発明方式の第1実施例のブロック図を示す。
同図中、10は光ディスクであり、モータ11により回
転せしめられる。レーザダイオード12の出力するレー
ザ光はコリメートレンズ13で平行ビームとされ、ビー
ムスプリッタ14,トラッキングミラー15を通って対
物レンズ16に導びかれて光ディスク10の信号面に収
束せしめられ、信号の記録及び再生が行なわれる。光デ
ィスク10の反射光は対物レンズ16,トラッキングミ
ラー15,ビームスプリッタ14を通ってビームスプリ
ッタ17に導びかれ、反射光の大部分は信号再生用の光
センサ18に導びかれる。また反射光の一部はミラー1
9よりシリンドリカルレンズ29を通してフォーカス・
サーボ用の4分割光センサ20に導びかれる。
4分割光センサ20の各分割部a,b,c,d夫々の出
力A,B,C,Dは演算回路21に供給され、この演算
回路21及び演算回路22及び減算回路23によって光
軸のずれ成分を除去した誤差信号が得られ、この誤差信
号は増幅器24を通して駆動コイル25に供給され、こ
れによって対物レンズ16は光ディスク10の信号面に
レーザ光が収束する方向に移動せしめられる。
第3図は上記の演算回路21,22の回路図を示す。
同図中、演算回路21は加算回路30〜35及び減算回
路36〜39より構成されている。加算回路30は4分
割センサ20の分割部a,bの出力レベルA,Bを加算
し、信号A+Bを出力する。加算回路31は分割部c,
dの出力レベルC,Dを加算し、信号C+Dを出力す
る。同様に加算回路32〜35夫々はセンサa〜cの出
力レベルA〜Dを加算して、信号B+C,A+D,A+
C,B+D夫々を出力する。
減算回路7は加算回路30の出力信号A+Bと加算回路
31の出力信号C+Dとを減算し、信号(A+B)−
(C+D)つまり(3)式に示すずれ量Yを表わす信号Y
を出力する。減算回路8は加算回路32,33の出力信
号を減算して(1)式に示すずれ量Xを表わす信号を出力
する。同様にして加算回路36は加算回路34,35の
出力信号を加算して(2)又は(4)式に示すずれ量Xa
はYaを表わす信号(A+B+C+D)を出力する。
減算回路39は加算回路34,35の出力信号を減算し
て(15)式に示す誤差信号(A+C)−(B+D)を出力
する。
ここで、加算回路30,31,減算回路37で第1の演
算手段を構成し、加算回路32,33,減算回路38で
第2の演算手段を構成し、加算回路34〜36で第3の
演算手段を構成し、加算回路34,35,減算回路39
で第4の演算手段を構成している。
第5図の演算手段である演算回路22は減算回路37,
38及び加算回路36夫々の出力信号X,Y,(A+B
+C+D)を演算して、つまり(15)式第2項に表わされ
る光軸のずれ成分を表わす信号{2・X・Y/(A+B
+C+D)}を出力する。演算回路22及び演算回路3
9夫々の出力信号は端子40,41夫々より第6の演算
手段である第1図の減算回路23に供給される。
これによって減算回路23の出力信号は(15)式の第1項
に表わされる真の誤差信号成分だけとなり、光軸のずれ
によるフォーカス・エラーを防止できる。従って光ディ
スク装置の記録性能及び再生性能の劣化を防止できる。
第4図は本発明方式の第2実施例のブロック図を示す。
同図中、第1図と同一部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。
第4図においては、演算回路21が端子41から出力す
る(15)式で表わされる信号はそのまま増幅器24に供給
されフォーカス・サーボが行なわれる。
このため、従来と同一の焦点ずれが発生するが、演算回
路22が端子40より出力する光軸のずれ成分を表わす
信号が可変手段であるレーザダイオード駆動回路50に
供給される。レーザダイオード駆動回路50は光軸のず
れ成分である演算回路22の出力信号の絶対値が大なる
程レーザダイオード12の駆動電流を大としてレーザ光
量を増大させる。これによって光ディスク10の信号面
上のレーザ光エネルギーがフォーカス・エラーを補償す
るよう増大し、記録性能及び再生性能の劣化を防止でき
る。
第5図は本発明方式の第3実施例のブロック図を示す。
同図中、第4図と同一部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。
第5図においては、演算回路22の代りに第7,第8の
演算手段である演算回路26a,26bが設けられてい
る。演算回路26aは第6図に示す如く、信号Yと信号
(A+B+C+D)とよりy方向のずれ率を表わす信号
Y/Yを生成して端子42より出力し、演算回路26
bは信号Xと信号(A+B+C+D)とよりx方向のず
れ率を表わす信号X/Xを生成して端子43より出力
する。
信号Y/Y,X/X夫々は第1,第2の駆動手段で
ある駆動コイル27a,27b夫々に供給され、これに
よってミラー19は回動して反射光の光軸を信号Y/Y
,X/X夫々に応じて4分割センサ20のy方向,
x方向夫々に移動せしめ、センサ20に対する光軸のず
れが補償される。
また、この変形例として、第7図に示す如く、信号Y/
,X/X夫々は第1,第2の駆動手段である駆動
コイル28a,28b夫々に供給し、4分割センサ20
のy方向,x方向夫々に移動せしめ、センサ20に対す
る光軸のずれが補償することもできる。
発明の効果 上述の如く、本発明の光ディスク装置によれば、センサ
に対する光軸のずれによって発生するフォーカス・エラ
ーを補正し、記録性能及び再生性能の劣化を防止でき、
実用上きわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第4図、第5図、第7図夫々は本発明方式の各
実施例のブロック図、第2図は本発明の原理を説明する
ための図、第3図は第1図の一部回路の回路構成図、第
6図は第5図の一部回路の回路構成図、第8図は光軸の
ずれを説明するための図である。 12……レーザダイオード、20……4分割センサ、2
1,22,26a,26b……演算回路、23……減算
回路、27a,27b,28a,28b……駆動コイ
ル、29……シリンドリカルレンズ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ディスクの反射光をシリンドリカルレン
    ズを通して4分割光センサに投影し、該センサの各分割
    部の出力からフォーカス・エラーの誤差信号を得て非点
    収差法のフォーカス・サーボを行なう光ディスク装置に
    おいて、 該各分割部の出力からセンサに対する光軸のy方向のず
    れ量を算出する第1の演算手段と、 該各分割部の出力からセンサに対する光軸のx方向のず
    れ量を算出する第2の演算手段と、 該各分割部の出力からセンサに対する光軸のx方向及び
    y方向の最大ずれ量を算出する第3の演算手段と、 該各分割部の出力から該誤差信号を算出する第4の手段
    と、 該第1乃至第3の演算手段の出力から該誤差信号中の光
    軸のずれ成分を算出する第5の演算手段と、 該第4及び第5の演算手段の出力から光軸のずれ成分を
    除去したフォーカス・エラーだけの誤差信号を算出する
    第6の演算手段とを有し、 該光軸のずれ成分を除去したフォーカス・エラーだけの
    誤差信号でフォーカス・サーボを行なうことを特徴とす
    る光ディスク装置。
  2. 【請求項2】光ディスクの反射光をシリンドリカルレン
    ズを通して4分割光センサに投影し、該センサの各分割
    部の出力からフォーカス・エラーの誤差信号を得て非点
    収差法のフォーカス・サーボを行なう光ディスク装置に
    おいて、 該各分割部の出力からセンサに対する光軸のy方向のず
    れ量を算出する第1の演算手段と、 該各分割部の出力からセンサに対する光軸のx方向のず
    れ量を算出する第2の演算手段と、 該各分割部の出力からセンサに対する光軸のx方向及び
    y方向の最大ずれ量を算出する第3の演算手段と、 該各分割部の出力から該誤差信号を算出する第4の手段
    と、 該第1乃至第第3の演算手段の出力から該誤差信号中の
    光軸のずれ成分を算出する第5の演算手段と、 該第5の演算手段の出力する光軸のずれ成分に応じて該
    光ディスクに照射するレーザ光量を可変する可変手段と
    を有し、 該第4の演算手段の出力する誤差信号でフォーカス・サ
    ーボを行なうことを特徴とする光ディスク装置。
  3. 【請求項3】光ディスクの反射光をシリンドリカルレン
    ズを通して4分割光センサに投影し、該センサの各分割
    部の出力からフォーカス・エラーの誤差信号を得て非点
    収差法のフォーカス・サーボを行なう光ディスク装置に
    おいて、 該各分割部の出力からセンサに対する光軸のy方向のず
    れ量を算出する第1の演算手段と、 該各分割部の出力からセンサに対する光軸のx方向のず
    れ量を算出する第2の演算手段と、 該各分割部の出力からセンサに対する光軸のx方向及び
    y方向の最大ずれ量を算出する第3の演算手段と、 該各分割部の出力から該誤差信号を算出する第4の演算
    手段と、 該第1乃至第3の演算手段の出力から光軸のy方向のず
    れ率を算出する第7の演算手段と、 該第2及び第3の演算手段の出力から光軸のx方向のず
    れ率を算出する第8の演算手段と、 該第7の演算手段の出力するy方向のずれ率に応じて該
    y方向のずれ量がなくなるよう該センサと該光軸との相
    対位置を移動させる第1の駆動手段と、 該第8の演算手段の出力するx方向のずれ率に応じて該
    x方向のずれ量がなくなるよう該センサと該光軸との相
    対位置を移動させる第2の駆動手段とを有し、 該第4の演算手段の出力する誤差信号でフォーカス・サ
    ーボを行なうことを特徴とする光ディスク装置。
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