JPS6045949A - 光学的トラツク追跡装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光デ・イスク装置等の光学的記録再生装置に
おいて、トラックを追跡するための装置、特にトラック
からの回折光を利用した光学的トラック追跡装置に関す
るものである。

〔発−の背景〕

従来の光ディスク等の光学的情報記録再生装置における
トラック追跡装置として、光源（たとえば、Ｈｅ　−Ｎ
　ｅレーザ、半導体レーザ）の波長λに対して、記録媒
体面上に記録されたートラック溝の深さが（２ｎ−１）
λ／４（ｎ＝１．２．３・・・）でない場合、光ビーム
がトラックからずれるとトラック溝のエツジにより回折
光の非対称性が生じることを利用してトラック追跡を行
なう装置が知られている。第１図は１反射形光ディスク
における回折光を利用したトラック追跡装置を説明する
図である。光源１から出た光ビームはレンズ２により集
光され、プリズム３、がルバノミラ−４及び収束レンズ
５を通って反射形のディスク６上に１μｍ程度のスポッ
ト状に絞り込まれる。ディスク６面上にはレーザ波長λ
に対して光学的深さが（２ｎ−１）λ／４　（ｎ　＝１
．２．　・＝）からずれている情報トラック６１が設け
られており、光スポットがトラック内に位置するとその
反射光にトラック情報を含む回折光パターンが発生する
。この反射光は再び収束レンズ５、ガルバノミラ−４を
通り、プリズム３により光路を分離されて、２分割され
た光検出器７へ導びかれる６光検出ＩＩ７はディスク６
上のトラック６１からの反射光の回折光成分を検知する
ために、収束レンズ５の共役点Ｃから遠く離れて位置し
ている。この時の光検出器７と回折光成分（斜線で示す
）の関係を第２図に示す。第２図（ａ）は光ビームがト
ラック６１に対して左側に位置している場合を示し、回
折光成分は光検出器７の左側７ａで強くなる。第２図（
ｂ）は中心に位置している場合を示し左右均等となる。

第２図（ｏ）は右側に位置している場合を示し右側７ｂ
で強くなる。このように光ビームとトラックの位置関係
によって光検出ｌ１７上の回折光成分が変化するので検
出器７の２つの出力を、第１図の差動増幅１ｔ８で差分
すると、第３図に示すようなトラック追跡のための偏差
信号を得ることができる。この信号をサーボ回路９へ導
きガルバノミラ−４にフィードバック制御することによ
り、光ビームを常にトラック６１の中心に位置させるこ
とができる。しかしながら、かかる構成による光学的ト
ラック追跡装置においては光検出器７が収束レンズ５の
共役点Ｃから離れて位置しているのでトラック追跡のた
めにガルバノミラ−４を振ると、光検出器７面上の光ビ
ームがそれに対応して振れ、この振れ分がトラック偏差
信号中に含まれるためにトラック追跡が正常に行なわれ
なくなるという問題があることがわかった。

この振れ分を数値的に換算すると、第１図において、各
構成要素の位置を第１図の如くすれば光検出器面上の光
ビームの振れＸは次式で表わせる。

ｍＩＩｄ弓・Ｌ Ｔ　（Ｑ＋Ｔ） ただし ｍ：収束レンズ５の倍率 ｄ：ディスク６面上での光ビームの振れ景ρ：収束レン
ズ５とガルバノミラ−４間′の距離 Ｌ：収束レンズ５の共役点Ｃから光検出器７までの距離 Ｔ：ガルバノミラ−４から共役点Ｃまでの距離 例えば、ｄ＝０．２ｍｍ、ｍ＝２０．ｆｉ＝３０＋ｍ。

Ｌ＝１０窮履、Ｔ＝１５０＋ｓ■とずれ番ｆ、−ｘ　＝
０．０４４ｉ＋ｍとなる。

光検出器７面上での光ビーム怪りは、収束レンズの口径
を４．５■窮とすれば、 ８０ ＝０．２５閤霧 となる。

したがって目安として光ビーム径の約２０％振れること
になり、これより、トラック偏差信号にトラック幅の２
０％に相当する偏差（誤差）が重畳されることになり、
検出器面上でのビーム振れによる偏差信号はトラック偏
差信号に対して無視できない大きさである。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものでトラック追
跡の際に生ずる光検出器面上での光ビームの振れによる
偏差信号を補正し、もってより正確なトラック追跡を−
成し得る光学的トラック追跡装置を提供することを目的
とするものである。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するため、本発明は、光検出器面上で
の光ビームの振れによる偏差を検出する手段と、これを
補正する手段とを具備することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下１本発明を図面に従い説明する。まず、本発明の第
１の実施例を第４図を用いて説明する。

図において１〜９は第１図と同じ構成要素であり、その
説明は省略する６本実施例は光ビームの擾れに応じて光
検出器７をアクチュエータ１０により微動させることに
よりビーム振れによる偏差（０号を補正するものである
。アクチュエータ１０には、たとえば小形のりニアモー
タを用いる。サーボ回路９の出力信号即ちトラック偏差
信号から、ディスクの偏心に対応する基本周波数成分を
フィルタ１１により分離し、アクチュエータ駆動回路１
２へ導き、アクチュエータ１０により光検出器７を微動
させる。かかる構成によ九ば、光ビームの振れに相当す
る偏差信号を補正することが可能になり、正常なトラッ
ク追跡を行うことができる。

第５図を用いて、本発明の第２の実施例を説明する。本
実施例は光ビームの振九を補正するためにもう一つのガ
ルバノミラ−１３を用いるものである。この補正用ガル
バノミラ−１３は収束レンズ５の共役点に配置され光検
出器面上の光ビームの捩れを補正する６第１の実施例と
同様にトラック偏差信号中からディスクの偏心に相当す
る基本周波数成分をフィルタ１１により分離し、ガルバ
ノミラ−駆動回路１４へ導き、光ビームによるトラック
偏差分が０となるようにガルバノミラ−′１３を微小回
転させる。収束レンズ５の共役点では光ビームの移動が
ないので、補正用ガルバノミラ−１３をこの位置におく
ことにより、調整を簡単にするとともに光検出器面上で
の光ビームの動きを最小にしている。

本発明の第３の実施例を第６図で説明する。本実施例は
、トラッキング動作を行う絞り込みレンズ部にトラック
偏差検出用の検出器を組み込むことにより、光検出器面
上での光ビームの振れを除去するものである。光源（図
示せず）からのビーム１５は絞り込みレンズ５よりディ
スク６の情報トラック６１に集光される。該レンズ５は
、１−ラックの偏差信号により矢印１６の方向に移動で
きるようなケース１７に固定されている。ディスク６の
情報により変調された反射光は、ふたたび前記レンズ５
に入り、その一部はケース１７内に固定されたハーフミ
ラ−１８を介して２分割されたトラック偏差検出用検出
器７ａ、７ｂで受光される。一方、ハーフミラ−１８を
通過した光は、自動焦点の検出用に用いられる（自動焦
点についての説明は本考案に直接関係ないので省略する
。）。

検出器７ａ、７ｂの出力は差動増＋ｉ器８で差分され制
御回路９により、トラッキング用アクチュエータ１９を
駆動し、ケース１７を矢印１６の方向へ移動させて正し
く光スポットが正しく、トラックの中心を追跡するよう
に制御する。

本発明の第４の実施例を第７図により説明する。

本実施例では、通常のトラッキング制御回路系に偏心の
基本周波数等のおもに低い周波数成分を補正し得るサー
ボ回路を設けることによりビーム振れによる偏差信号を
補正するものである。レーザ１の光束はカップリングレ
ンズ２で平行ビームになり、プリズム３で反射され、絞
り込みレンズ５によりディスク６の情報トラック６１に
集光される。ディスク６の情報により変調された反射光
はプリズム３を通過し、レンズ２０により、検出器７ａ
、７ｂに集光される。反射光の一部はハーフミラ−２１
で反射されプリズム２２を介して、検出器２３で受光さ
れフォーカス用の制御信号に変換される。一方、ハーフ
ミラ−２１を通過した光は、検出器７ａ、７ｂで受光さ
れトラック偏差信号の検出に用いられている。即ち、検
出器７ａ。

７ｂの出力は差動増幅器２４で差分され、制御回路２５
で制御信号となり、駆動アンプ２６で増巾される。この
駆動アンプ２６の出力はトラッキング用アクチュエータ
１９に加えられ、絞り込みレンズ１６をトラッキング方
向（図では矢印１６で示す）に移動させることにより、
通常のトラッキング制御が行なわれる。さて本発明にお
いては。

この場合、レンズ５の移動に伴ない、トラッキング用検
出器７の中心から反射光ビームが、動くことにより、本
来のトラックの中心からずれた位置を光ビームがトレー
スしてしまうのを補正することにある。本実施例では、
ディスク６の回転数の１０倍以上程度の周波数を発振す
る発振器２７の出力を駆動アンプ２６に加えることによ
り、レンズ５を矢印１６の方向（トラッキング方向）に
微小振動させて光ビームをトラックを横切る方向（トラ
ッキング方向）に０．１μｍ程度微小据動させる。この
微小振動によるトラックのずれは、検出器７ａ、７ｂの
出力にそのエンベロツブがＡＭ変調された形であられれ
るので、検出器７ａ。

７ｂの出力を加算ｍｓｏで加算し、その出力信゛号から
バンドパスフィルタ２９で振動周波数付近の成分を取り
出し、発振器２７の出力を用いて同期検波回路２８で同
期検波することにより、光ビームとトラックの中心との
ずれを検出することができる。このように微小振動によ
るトラックのずれは検出器７ａ、７ｂの出力を加算器２
３で加算した信号から得られるので検出器面上で多少光
ビームが動いてもその影響はうけることがない。従って
、同期検波回路２８の出力を通常のトラッキング回路す
なわち、制御回路２５に加えることにより、トラッキン
グ検出用検出１１７ａ、７ｂ上での光スポツト移動の影
響を除去することができる。

次に本発明の第５の実施例について説明する６第８図は
トラッキング制御信号を検出するための光検出器と光ス
ポットの位置関係を示す図である。

光スポットが実線の位置から点線の位置へと回折光のア
ンバランスを生ずる方向へ移動すると、トラッキング制
御信号ＴＲのオフセット成分がどのようになるかを示し
たのが、第９図である。光検出器面上でのスポットの分
布形状によって、スポットの移動量Ａとトラッキング制
御信号のオフセットの関係は異なるが、移動量Δがスポ
ットサイズに比較して十分水さい場合には比例関係にな
ると近似してよい。また、前述の実施例に述べた如く、
ガルバーミラー、レンズを光軸に垂直な方向に移動させ
るアクチュエータの駆動信号とスポット移動量との間に
は比例関係がある。そこ、で、駆動信号の低周波分のみ
を低域フィルタによって分離して、検出したトラッキン
グ制御信号から引き算することによって、オフセットを
打ち消すことが出来る。

第１０図を用いて本実施例を説明する。トラッキング制
御信号ＴＲは差動増幅器１（７０の一方に入力され、位
相補償回路１０１を通った後、前述のスポットをトラッ
キング方向へ移動させるアクチュエータ１０５を駆動す
る回路１０２−に入力されて、トラッキングを行なう。

駆動回路に入力する信号の一方は低減フィルタ１０３に
入力され、その出力は利得を可変し、位相を補償する補
償回路１０４に入力され、その出力を差動増幅器１００
のもう一方に入力する。このようにして、スポットを大
きく移動する低周波成分によるオフセットの変動を打ち
消すことが出来る。

また、本発明め第６の実施例について、第１１図を用い
て説明する。トラッキング制御しなくてはならない偏心
の周波数スペクトラムをみると。

ディスクの回転周波数に一致する周波数の成分（基本周
波数成分）が一番大きい。よって、あらかじめ、この周
波数成分のみを別のアクチュエータによって追従させて
おければ、さらに偏心の高次周波数成分は小さくなるの
で、前述の影響は無視出来る。

そこで、第１１図に示すように、低周波成分ではりニア
モータ１４１のような周波数特性の悪いアクチュエータ
を用いて、光学ヘッド１４０全体を移動させる。ここに
光学ヘッド１４０は枠体１４２を介してリニアモータ１
４１に連結され、レール１４４の上を回転ころ１４３に
よって転がる。高次の周波数成分に応答して移動するア
クチュエータ１４５は対物レンズ５を光軸に垂直な方向
（トラッキング方向）に移動させる。光源１から出た光
はカップリングレンズ２によって、平行光になり、半透
明鏡３′によって折り返されて対物レンズ５に入射して
、ディスク６にスポットを形成する。反射光は対物レン
ズ５を再び通り７半透明鏡３′を通って光検出器７ａ、
７ｂに入射する。

第１２図は第１１図の実施例の電気回路系を説明する図
である。トラッキング制御信号ＴＲをバツブアアンプ１
１０に入力し、この信号をまず低域フィルタ１１８に入
力し、適当な位相補償回路１１７を介して、リニアモー
タ１４１を駆動する駆動回路１１６に入力することによ
つで、偏心の低周波成分に光ヘツド全体を追従させる。

またバッファアンプ１１０からの出力を高域フィルタ。

又は帯域通過フィルタ１１１を通して、偏心の高次周波
数成分を抜き出し、位相補償口Ｍ１１．２を介して、対
物レンズ５を光軸に垂直な方向に移動させるアクチュエ
ータ１４５を駆動させる駆動回路１１３に入力して、光
スポットをトラックに追従させる。

第１３図はさらに第１．２図の改良を加えた実施例を説
明する図である。第１２図と同じ機能を持つものは同一
の番号で表示している６高次周波数の平均値を積分回路
１１９によって検出し、この積分回路１１９の出力を加
算器１２０で位相補償回路１１７からの出力と加算器１
２０で加算し、その出力を駆動回路１１６に入力する。

このように、高次周波数の平均値を低周波成分に追従さ
せる制御系のループの中で低周波成分に重畳してやるこ
とによって、低周波成分の追従性能を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学的トラック追跡装置を説明する図、
第２図は回折光のアレズランスを用いたトラッキング信
号検出の原理を説明する図、第３図はトラックのずれ量
に対する差動増幅器の出力の波形を示す図、第４図は本
発明の第１の実施例を説明する図、第５図は本発明の第
２の実施例を説明する図、第６図は本発明の第３の実施
例を説明する図、第７図は本発明の第４の実施例を説明
する図、第８図は光検出器面上でのスポットの動きを示
す図、第９図はスポットの移動量に対するトラッキング
信号のオフセット量の関係を示す図。 第１０図は本発明の第５の実施例を説明する図、第１１
図は本発明の第６の実施例を説明する図、第１２図は第
１１図の実施例の回路を説明する図、第１３図は第１１
図の実施例の他の回路を説明する図である。 才２図−（Ｑ） 牙３目 差 動 第４　ゾ 十　５　図 音　６　目 ＋　７　困 ｄ／ 矛８関 オフ圀 オｌＯ圀 第１頁の続き ＠発明者宇野　元雄 Ｏ発明者米沢　酸二 〇発明者亀山　忠彦 ［相］発明者金１）徳化 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８幡地　株式会社日立製作所
中国分寺市東恋ケ窪１丁目２８幡地　株式会社日立製作
所中内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源と、上記光源からの光束を所定の記録面に凹凸
   状に設けられた情報トラックへ収束スポットとして導び
   く光学手段と、上記情報トラックからの回折光束中に配
   置された光検出器と。 上記光検出器の出力信号によって上記収束スポットと上
   記情報トラックとのずれを検出する検出手段と、上記す
   れを低減すべく上記検出手段の出力に応じて上記収束ス
   ポットを移動させる手段とを備えてなる光学的トラック
   追跡装置において、上記光検出器を移動する手段を備え
   、上記回折光束のずれを補正することを特徴とする光学
   的トラック追跡装置。