JPH0793773A - トラッキングサーボ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １スポットプッシュプル方式で回路構成を簡
単化し、光記録媒体の記録容量を増やすことができるト
ラッキングサーボ装置の提供を目的とする。 【構成】 有限倍率レンズ２３からの戻り光をＭＤＰ１
０の各フォトディテクタ１０Ｐ、１０Ｓからの出力に基
づいて差分検出部１１で出力差分をそれぞれプッシュプ
ル信号として取り出し、トラッキングエラー信号検出回
路１２でトラッキングエラー信号を求めている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクや光磁気デ
ィスク等の記録媒体に対してレーザビームの照射光／戻
り光の検出を行うピックアップのトラッキング動作の制
御を行うトラッキングサーボ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】情報信号を記録する回転記録媒体として
は、磁気ディスク、光ディスク等が実用化されている。
特に、光ディスクは、記録面密度が極めて高いことか
ら、このような記録された情報信号を読み出す光学ピッ
クアップには高い応答性と残留偏差の小さいサーボ系が
必要である。このトラッキングサーボは、光ディスクの
記録トラックに対するレーザビームスポットの位置ずれ
（トラッキングエラー）を検出し、このトラッキングエ
ラーがゼロとなるようにレーザビームスポット位置を移
動させることにより行われる。このトラッキングエラー
検出方法の一つとして、いわゆるプッシュプル法が知ら
れている。このプッシュプル法は、一般に、光記録媒体
で反射された戻り光を２分割された光検出素子（フォト
ディテクタ）に入射させ、各分割受光部からの信号の差
分をとることにより、上記トラッキングエラーを得るも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、対物レンズ
のみを光軸に対して直交する方向に移動させてトラッキ
ングする場合、例えばいわゆる２軸デバイスを用いる場
合に、上記プッシュプル法を用いてトラッキングエラー
検出を行う際に、図７に示すように、光記録媒体１２０
に対向して配置される対物レンズ１２４の移動に応じて
２分割光検出素子（フォトディテクタ）１２５上でもビ
ームスポットが動いてしまい、トラッキングエラー信号
に直流オフセットが現れることになる。すなわち、図７
において、対物レンズ１２４がΔｘだけ動いたときは、
ビーム中心は光強度が大きいので受光部１２５Ｂでは検
出光量が増加し、受光部１２５Ａでは光量が減少する。
これらの受光部１２５Ａ、１２５Ｂからの検出信号が差
動アンプ（減算器）１２６に送られ、差分がとられるこ
とにより、トラッキングエラー信号に上記光軸ずれによ
る直流オフセットが重畳されることになる。

【０００４】このような直流オフセットを除去するため
に、種々の方法が考えられており、その一例として、本
件出願人は、特開昭６１−９４２４６号公報において、
光学ヘッドのトラッキング誤差検出方式を提案してい
る。この技術においては、一対のビームを対物レンズを
介して光学式記録媒体に対し、そのトラックピッチの略
々１／２の奇数倍の間隔を以って照射せしめ、上記光学
式記録媒体よりの一対の出射ビームをそれぞれ一対の２
分割光検出素子に入射せしめ、該一対の２分割光検出素
子よりの各両検出出力の各差出力の差からトラッキング
誤差信号を得るようにしている。このように構成するこ
とにより、直流変動（直流オフセット）をほとんど含ま
れないトラッキング誤差信号（トラッキングエラー信
号）を得ることができる。しかしながら、光記録媒体上
に例えば３ビームスポットを照射する必要から、光学系
が非常に複雑になり、レーザ出力に対する利用効率が悪
くなってしまう等の改善すべき点が残存している。

【０００５】また、直流オフセット除去の他の例とし
て、本件発明者は、特開平１−１４３０８６号におい
て、光記録媒体に設けられているミラー面からの反射光
を２分割ディテクタで検出することにより対物レンズの
変位量を検出し、この変位量に応じて粗アクチュエータ
であるスレッド送りモータを駆動制御するようにした記
録／再生光ディスクのトラックシーク方式を提案してい
る。

【０００６】このトラックシーク方式においては、記録
／再生光ディスクに対峙して半径方向に移動する光学ヘ
ッドを粗アクチュエータに搭載されている密アクチュエ
ータによって構成し、目標のトラックをシークする際に
は前記密アクチュエータに所定数のトラックをトラバー
スするジャンプ信号を供給すると共に、前記密アクチュ
エータの変位位置を検出した信号を積分して前記粗アク
チュエータに供給し前記密アクチュエータに追従して前
記密アクチュエータを移動させるようにしている。

【０００７】ここで、上記密アクチュエータの変位位置
（ポジション）信号がトラッキングエラー信号のレベル
を越えないように制御するために、回路構成が非常に複
雑になり、上記記録／再生光ディスクは、記録容量に無
関係な領域となるミラー部を設けることにより、オーバ
ーヘッドが増加して記録容量を低下させてしまう。

【０００８】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みてなされたものであり、いわゆる１スポットプッシ
ュプル方式で回路構成を簡単化し、光記録媒体の記録容
量を増やすことができるトラッキングサーボ装置の提供
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトラッキン
グサーボ装置は、記録媒体からの戻り光をプリズムでビ
ーム分割して得られるそれぞれの光をトラッキングをと
る方向に分割配置された一対の光検出部分で検出する光
検出手段と、該光検出手段の各分割受光部からの出力の
差分をそれぞれ取り出す差分検出手段と、該差分検出手
段からのトラッキングを制御する信号を生成する制御信
号生成手段とを有することを特徴としている。

【００１０】ここで、上記光検出手段は、トラック方向
と平行な方向に３分割された光検出部分を有している。
また、上記光検出手段は、例えばマイクロプリズムディ
テクタ（ＭＰＤ）に使用されるビームスプリッタを光磁
気（ＭＯ）ディスクに対して使用する場合、偏光ビーム
スプリッタを構成して用いる。

【００１１】

【作用】本発明に係るトラッキングサーボ装置では、光
検出手段の各分割受光部からの出力に基づいて差分検出
手段で出力差分をそれぞれプッシュプル信号として取り
出し、制御信号生成手段でトラッキングエラー信号を求
めることにより、このトラッキングエラー信号と対物レ
ンズのポジション移動を示すポジション信号とを分離し
てトラッキングエラー信号にオフセット成分を含まない
ようにする。

【００１２】上記光検出手段は、トラック方向と平行な
方向に３分割された光検出部分を有してＲＦ信号、フォ
ーカスエラー信号を検出することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るトラッキングサーボ装置
の実施例について、図面を参照しながら説明する。

【００１４】本発明に係るトラッキングサーボ装置は、
図１に示すように、記録媒体からの戻り光をプリズムで
ビーム分割して得られるそれぞれの光をトラッキングの
とる方向に分割配置された一対の光検出部分で検出する
光検出手段としてのマイクロプリズムディテクタ（以
下、ＭＰＤという）１０と、該ＭＰＤ１０の各分割受光
部からの出力の差分をそれぞれ取り出す差分検出手段と
しての差分検出部１１と、該差分検出部１１からのトラ
ッキングを制御する信号を生成する制御信号生成手段と
してのトラッキングエラー信号検出回路１２とで構成さ
れる。

【００１５】光ディスク装置には、例えば図１に示すト
ラッキングサーボ装置が適用され、光ディスクや光磁気
ディスク等の記録媒体に対してレーザビームの照射光／
戻り光の検出を行うピックアップのトラッキング動作の
制御を行っている。光ディスク装置は、レーザビームを
発生させるレーザダイオード２１からの照射光と光ディ
スクからの戻り光を分離するビームスプリッタ２２、有
限倍率の対物レンズ２３を介して光ディスク２０にレー
ザビームを照射させている。光ディスク２０で反射した
戻り光は、上記対物レンズ２３を介してビームスプリッ
タ２２に供給される。ビームスプリッタ２２は、この戻
り光を側方に配したＭＰＤ１０に送る。このビームスプ
リッタ２２とＭＰＤ１０の間には、光束の収束させるた
めの収束レンズを設けてもよい。この収束レンズを設け
ることによってビームスプリッタ２２とＭＰＤ１０の間
の距離を短くできる。

【００１６】ＭＰＤ１０は、供給された戻り光を基に２
箇所に設けたフォトディテクタで検出する。これら２つ
のフォトディテクタは、３分割されたものであるが、後
述するように、従来のフォトディテクタの分割方向に対
して分割方向をトラッキングをとる方向に３分割してい
る。２つのフォトディテクタは、それぞれ３分割した光
検出領域の内２つの領域Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｆで検出した信号
ａ、ｃ、ｄ、ｆを差分検出部１１に供給する。

【００１７】差信号検出部１１は、差信号回路１１ａ、
１１ｂとで構成されている。差信号回路１１ａは、信号
ａと信号ｃの差（ａ−ｃ）を第１の差信号Δ１としてト
ラッキングエラー信号検出回路１２の一端側に供給す
る。また、差信号回路１１ｂは、信号ｄと信号ｆの差
（ｄ−ｆ）を第２の差信号Δ２としてトラッキングエラ
ー信号検出回路１２の他端側に供給する。

【００１８】トラッキングエラー信号検出回路１２は、
供給された第１の差信号Δ１と第２の差信号Δ２との差
をとって対物レンズ２３の移動方向の影響を受けないプ
ッシュプル信号から生成されたトラッキングエラー信号
ＴＥとして位相補償回路１４に出力する。

【００１９】また、差信号回路１１ａ、１１ｂの出力が
それぞれポジション信号検出回路１３に送られている。
このポジション信号検出回路１３は、上記第１の差信号
Δ１と上記第２の差信号Δ２とを加算してポジション信
号ＰＳを生成して位相補償回路１５に出力する。位相補
償回路１４、１５は、それぞれ供給されるトラッキング
エラー信号ＴＥとポジション信号ＰＳの位相補償処理を
行い、微アクチュエータ１６と粗アクチュエータ１７に
供給する。これら微アクチュエータ１６と粗アクチュエ
ータの各位置情報ｘ_S とｘ_L を加算器１８で加算する。
加算器１８は、出力信号を差信号検出部１１にループ帰
還させてトラッキングサーボ系を構成している。

【００２０】つぎに、ＭＰＤについて図２〜図４を参照
しながら説明する。従来からＭＰＤ１０は、光ピックア
ップのフォーカスエラー信号を検出するために用いられ
てきた。ＭＰＤ１０におけるフォトディテクタ１０Ｐ、
１０Ｓは、互いに平行な分割線で分割されている。この
分割方向は、従来のＭＰＤで用いられている分割方向と
異なり、上述したようにトラッキングをとる方向に設定
している。

【００２１】図２に示すように有限倍率レンズ１を透過
した光が結像する焦点近傍の焦点前方の位置Ｐ_A にフォ
トディテクタ１０Ｐを配設し、他方のフォトディテクタ
１０Ｓを上記焦点近傍の焦点後方の位置Ｐ_B に配設した
場合に対応している。このとき、位置Ｐ_A 、Ｐ_B での像
が焦点を介して左右反転してトラッキングエラーが逆極
性を示す。また、図２から明らかなように対物レンズの
位置を平行移動させると、光軸の移動に伴って焦点位置
の像が平行移動する。この場合、位置Ｐ_A 、Ｐ _B での像
の移動方向が同じになることから、オフセット成分は同
じ方向にずれを有することになる。

【００２２】実際に、コンティニュアスサーボ系におい
てＭＰＤを使用した際、例えば図３のグルーブからの回
折パターン像が、フォトディテクタ１０Ｐ、１０Ｓで左
右に分かれて互いに逆のパターンになるので、検出され
るトラッキングエラーは逆極性になる。また、対物レン
ズの移動により生じるオフセット成分はフォトディテク
タ１０Ｐ、１０Ｓで同じ方向に現れる。

【００２３】透明基板上に記録層が形成された光記録媒
体に対してレーザビームを入射させ、記録層からの反射
ビーム（戻り光）が対物レンズ等の収束レンズ１、マイ
クロプリズム１０の一端側を介してマイクロプリズム１
０を構成する台形プリズム１０Ａと三角プリズム１０Ｂ
とが対向するビームスプリッタ１０Ｂの端面１０Ｃに送
られると、ビームスプリッタ１０ＢＳでは、入射光を焦
点の前に位置するフォトディテクタ１０Ｐに分割した光
を入射させる。また、ビームスプリッタ１０ＢＳでは、
入射光をビームスプリッタ１０ＢＳの端面１０Ｃで反射
させ、焦点を経た後に位置する台形プリズム１０Ａの他
端面１０Ｄ側でさらに、反射させてフォトディテクタ１
０Ｓに供給する（図４を参照）。

【００２４】上述した性質を利用してＭＰＤ１０では、
レンズのポジション移動の影響を受けないプッシュプル
信号とポジション信号とを分離させる。この関係につい
て具体的に図４〜図６を参照しながら説明する。破線で
示す対物レンズ１がポジション移動しておらず、元の光
軸が一致しているとき、図２の光路図に示すように、各
フォトディテクタ１０Ｐ、１０Ｓでの入射するスポット
光が共に左右で同じ光量になる。従って、上述した計算
式の関係からトラッキングエラー信号がゼロとして出力
される。これが図４のＭＰＤの光路に一致するものであ
る。

【００２５】ところで、図５に示すように、対物レンズ
が矢印Ｌ方向にずれたとき、図２に示した関係から明ら
かなように、受光する各フォトディテクタにおける３分
割した領域の領域Ａ、Ｄに像がオフセットして偏ること
になる。この偏り方向は、光軸のずれ方向に一致してい
る。また、図６では、対物レンズが矢印Ｒ方向にずれた
ときを示して３分割した領域の領域Ｃ、Ｆに像が偏るこ
とになる。この場合も、この偏り方向は、光軸のずれ方
向に一致している。このように対物レンズの移動により
生じるオフセット成分は、フォトディテクタ１０Ｐ、１
０Ｓで同じ方向に現れる。この対物レンズの焦点の前後
で光検出した信号Δ１、Δ２の差動をとることにより、
分割線に対して垂直方向、すなわちトラッキングをとる
方向への位置ずれに対してオフセット成分をキャンセル
してオフセットの発生を抑えることができる。

【００２６】以上のように構成することにより、トラッ
キングエラー信号にオフセット成分を含まないことによ
り、回路の簡略化を行うことができ、低コスト化を図る
ことができる。記録媒体のフォーマット上のミラー部を
設けなくてもよいことから、記録媒体の容量も増加させ
ることができる。

【００２７】なお、本実施例ではトラッキングサーボ装
置において光記録媒体に対する１スポットプッシュプル
方式を説明したが、光磁気記録媒体に対しても同様のト
ラッキングサーボ制御をすることができ、この場合、Ｍ
ＰＤ内で使用するビームスプリッタを偏光ビームスプリ
ッタとして構成することにより、各ディテクタの全光量
の差から光磁気信号を得ることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係るトラッキングサーボ装置で
は、光検出手段の各分割受光部からの出力に基づいて差
分検出手段で出力差分をそれぞれプッシュプル信号とし
て取り出し、制御信号生成手段でトラッキングエラー信
号を求めて、このトラッキングエラー信号と対物レンズ
のポジション移動を示すポジション信号とを分離してト
ラッキングエラー信号にオフセット成分を含まないこと
により、回路の簡略化を行って、低コスト化を図ること
ができる。記録媒体のフォーマット上のミラー部を設け
なくてもよいことから、記録媒体の容量も増加させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトラッキングサーボ装置の一実施
例の回路構成を示すブロック回路図である。

【図２】対物レンズの移動に伴う対物レンズとＭＰＤと
の原理的な光路関係を模式的に示す図である。

【図３】上記ブロック回路のＭＰＤで得られる回折像の
影響によるトラッキングエラー信号の極性関係を説明す
る図である。

【図４】有限倍率レンズを用い、オントラックしてオフ
セットがない場合の光路及び上記ＭＰＤのフォトディテ
クタの受光像を説明する図である。

【図５】ＭＰＤに対して対物レンズが矢印Ｌ方向に移動
した際の光路及び受光像を示す図である。

【図６】ＭＰＤに対して対物レンズが矢印Ｒ方向に移動
した際の光路及び受光像を示す図である。

【図７】従来のトラッキングサーボ装置でトラッキング
信号を求める回路構成を説明する模式図である。

【符号の説明】

１０・・・・・・・・ＭＰＤ １１・・・・・・・・差分検出部 １２・・・・・・・・トラッキングエラー信号検出回路 １３・・・・・・・・ポジション信号検出回路 １４、１５・・・・・位相補償回路 １６・・・・・・・・微アクチュエータ １７・・・・・・・・粗アクチュエータ １８・・・・・・・・加算器 １１ａ、１１ｂ・・・差信号回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体からの戻り光をプリズムでビー
   ム分割して得られるそれぞれの光をトラッキングをとる
   方向に分割配置された一対の光検出部分で検出する光検
   出手段と、 該光検出手段の各分割受光部からの出力の差分をそれぞ
   れ取り出す差分検出手段と、 該差分検出手段からのトラッキングを制御する信号を生
   成する制御信号生成手段とを有することを特徴とするト
   ラッキングサーボ装置。
2. 【請求項２】 上記光検出手段は、トラック方向と平行
   な方向に３分割された光検出部分を有することを特徴と
   する請求項１記載のトラッキングサーボ装置。