JP2797530B2 - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

光学的情報記録再生装置

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JP2797530B2 JP1267135A JP26713589A JP2797530B2 JP 2797530 B2 JP2797530 B2 JP 2797530B2 JP 1267135 A JP1267135 A JP 1267135A JP 26713589 A JP26713589 A JP 26713589A JP 2797530 B2 JP2797530 B2 JP 2797530B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、たとえばコンパクトディスクやレーザデ
ィスクなどのように案内溝が形成された情報担体上の情
報を光学的に再生し記録する光学的情報記録再生装置に
係り、さらに詳しくは、焦点位置を検出し集光レンズを
含む集光系を自動的に合焦点位置に制御するように構成
された光学的情報記録再生装置に関するものである。
[従来の技術] 第5図は従来の光学的情報記録再生装置における焦点
検出装置の構成を示す。同図において、(1)は光源の
一例となる半導体レーザ、(2)はコリメータレンズ
で、上記半導体レーザ(1)からの光束を平行光とす
る。(3)は偏向ビームスプリッタ、(4)は1/4波長
板、(5)は集光レンズで、上記平行光は上記偏向ビー
ムスプリッタ(3)および1/4波長板(4)を経て集光
レンズ(5)に入射され、情報担体(6)上の案内溝
(8)に集光スポット(7)を形成する。
以上のコリメータレンズ(2)、偏向ビームスプリッ
タ(3)、1/4波長板(4)、集光レンズ(5)により
集光系が構成されており、上記集光レンズ(5)は、ボ
イスコイルなどにより構成される駆動装置(9)により
上記情報担体(6)に対して焦点距離を所定値に保つよ
うに制御される。
(10)は情報担体(6)からの反射光を収束するため
の収束系を構成する収束レンズ、(11)はシリンドリカ
ル凸レンズ、(12)は4分割された受光面(12a)〜(1
2b)をもつ光検知器で、x,y方向に直交した分割線がシ
リンドリカル凸レンズ(11)のレンズ作用を有する方向
に対して45゜傾くように配置されており、この光検出器
(12)の面上に光スポット(13)が形成される。
(14),(15)はそれぞれ加算増幅器、(16)は焦点
誤差信号を得るための信号検出手段で、差動増幅器が使
用され、その出力側から焦点誤差信号(17)が出力され
て、上記駆動装置(9)に送出されるように構成されて
いる。
上記各増幅器(14),(15),(16)により光検知器
(12)で受光される光束の形状パターンを検出する第1
の演算手段が構成され、そこから出力される焦点誤差信
号(17)は、焦点ずれ量に対して、おおむね第6図に示
すような焦点検出特性に設定されており、上記集光レン
ズ(5)はこのような焦点検出特性により自動的に合焦
点位置に駆動制御される。
上記のような焦点位置制御方式は、一般的に非点収差
法と呼ばれ、コンパクトディスクなどに広く使用されて
いる。
[発明が解決しようとする課題] 従来の光学的情報記録再生装置は以上のように構成さ
れているので、光源(1)の波長λの1/4以外の深さの
案内溝(8)を有する情報担体(6)の場合、たとえば
検索時に集光スポット(7)が案内溝(8)を横断する
とき、その案内溝(8)による回折の影響を受けて、焦
点検出特性に誤差が生じるという問題があった。
詳述すると、光検知器(12)の各分割受光面(12a)
〜(12d)による検知総和信号(以下、RF信号と称す)
が第7図(a)で示すような波形である場合、案内溝
(8)による回折の影響を受けて、第7図(b)で示す
ような焦点誤差信号となり、集光スポット(7)が案内
溝(8)を横断するたびにリップル(18)を生じ、合焦
点であるにもかかわらず焦点ずれを生じた場合の信号を
出力する問題があった。
この問題点については、文献「SPIE Vol.529 Optical
Mass Data Storage(1985)」の中のFig.8でも述べら
れており、上記のような問題点のために、光源(1)の
波長λの1/4以外の深さの案内溝(8)をもつ情報担体
(6)に対して記録再生をおこなううえで、非点収差法
は不適とされていた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、光源の波長の1/4以外の深さの案内溝を有
する情報担体であっても、案内溝による回折の影響を受
けない焦点誤差信号を得ることができる光学的情報記録
再生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] 本発明による光学的情報記録再生装置は、光源と、こ
の光源からの光を集光し案内溝の形成された情報担体上
に集光スポットを形成する集光系と、情報担体からの反
射光に基づき焦点誤差信号を生成する焦点検出手段と、
焦点誤差信号に基づき集光系を駆動する駆動手段とを備
え、集光スポットの焦点制御を行う光学的情報記録再生
装置において、上記焦点検出手段が、上記情報担体から
の反射光量に相当する第一の信号及び上記集光スポット
の焦点ずれに相当する第二の信号を検出する検出手段
と、上記第一の信号を所定値と比較して比較結果を出力
する比較手段と、上記比較手段の出力に基づいて上記第
二の信号を所定期間ホールドし、焦点誤差信号を出力す
るホールド手段とを備えたものである。
また、本発明による光学的情報記録再生装置のホール
ド手段は、比較手段より出力された比較結果に基づいて
第二の信号をホールドするタイミングを所定時間遅延さ
せる遅延手段を備えたものである。
また、本発明による光学的情報記録再生装置の比較手
段は、比較結果をホールド手段に出力するタイミングを
所定時間遅延させる遅延手段を備えたものである。
[作用] 本発明による光学的情報記録再生装置は、情報担体か
らの反射光量に相当する第一の信号を所定値と比較し
て、集光スポットが形成されている情報担体上の位置が
案内溝又はランドのいずれであるかを判別する比較手段
からの出力信号に基づいて、集光スポットがランド部に
形成されているとき、ホールド手段が集光スポットの焦
点ずれに相当する第二の信号を所定期間ホールドするこ
とにより、焦点誤差信号を生成する。
また、本発明による光学的情報記録再生装置のホール
ド手段は、比較手段より出力された比較結果に基づい
て、第二の信号をホールドするタイミングを所定時間遅
延させる遅延手段を備え、遅延された所定時間分だけ遅
れて上記第二の信号をホールドして焦点誤差信号を生成
する。
また、本発明による光学的情報記録再生装置の比較手
段は、第一の信号を所定値と比較した比較結果をホール
ド手段に出力するタイミングを所定時間遅延させる遅延
手段を備え、遅延された所定時間分だけ遅れて上記比較
結果をホールド手段に出力し、ホールド手段が所定時間
分だけ遅れて出力された比較結果に基づいて第二の信号
をホールドして焦点誤差信号を生成する。
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。
第1図はこの発明による光学的情報記録再生装置の要
部の一実施例を示す図、即ち、焦点検出装置の一構成例
を示すブロック図である。同図は第5図に示した従来の
焦点検出装置における光検知器(12)以後を示してお
り、同図において、(9)は駆動装置、(12)は4分割
された受光面(12a)〜(12d)をもつ光検知器、(1
4),(15),(21)はそれぞれ加算増幅器、(16)は
差動増幅器、(17)は差動増幅器(16)の出力、(22)
はコンパレータ、(23)はパルス発生器、(24)はサン
プルホールド回路(以下、S/H回路と称す)、(25)は
位相補償回路である。
その他の構成で、集光レンズ(5)を含む集光系およ
び収束レンズ(10)を含む収束系は第5図に示したもの
と同一であり、第1図において、それらは省略してい
る。
つぎに、上記構成の動作について、第2図を参照しな
がら説明する。
第2図(a)は情報担体(6)の断面図を示し、
(8)は案内溝、(26)はランドである。第2図(b)
は加算増幅器(21)の出力波形、すなわち反射光量に相
当する第一の信号の波形であり、集光スポット(7)が
案内溝(8)を横断するとき、その案内溝(8)による
回折によって出力が変化する。
第2図(c)は上記加算増幅器(21)の出力波形
(b)をコンパレータ(22)によって、あるしきい値Vt
hと比較して案内溝(8)であるかランド(26)である
かを判別する。この場合、集光スポット(7)がランド
(26)上のとき“H"レベル、案内溝(8)上のとき“L"
レベルとなっている。
ついで、上記コンパレータ(22)の出力を受けて、パ
ルス発生器(23)がコンパレータ(22)の出力の“L"か
ら“H"への立上がりに同期して、第2図(d)に示すよ
うに、ある決まつた幅のパルスを発生する。このパルス
の幅Tは、上記コンパレータ(22)の出力の“H"の幅よ
りも小さく設定されている。
一方、差動増幅器(16)においては、第2図(e)で
示すように、非点収差法による集光スポット(7)の焦
点ずれに相当する第二の信号(17)が出力され、集光ス
ポット(7)が案内溝(8)を横断するとき、リップル
(18)が現われる。このような第二の信号(17)はパル
ス発生器(23)から出力されるパルス(d)によりS/H
回路(24)にサンプルホールドされて第2図(f)のよ
うに、上記ランド(26)の出力のみをホールドすること
になり、案内溝(8)によるリップル(18)が除去され
て、焦点誤差信号となる。
以上のようにして、案内溝(8)の回折によるリップ
ル(18)の除去された焦点誤差信号が、適当な位相補償
回路(25)を通して駆動装置(9)に送出され、焦点ず
れが自動的に補正される。
第3図はこの発明による光学的情報記録再生装置の要
部の他の実施例を示す図、即ち、焦点検出装置の他の構
成例を示すブロック図である。同図において、第1図に
示す実施例と相違する点は、パルス発生器(23)とS/H
回路(24)との間に遅延回路(27)を介挿した点であ
り、その他の構成は第1図と同一であるため、同一の符
号を付して、それらの詳しい説明を省略する。
つぎに、上記第3図の構成の動作について、第4図を
参照しながら説明する。同図(a)から同図(c)に示
すコンパレータ(22)の出力波形までは上記実施例と同
様であるため、説明を省略する。
ついで、上記コンパレータ(22)は出力を受けてパル
ス発生器(23)によって発生されたパルス幅T2のパルス
は、遅延回路(27)によって遅延時間T1が与えられ、同
図(d)のような波形になる。この遅延時間T1によって
集光スポット(7)がランド(26)のほぼ中央部のとき
に第二の信号(17)がサンプルホールドされ、以下、上
記の実施例と同様の動作により、案内溝(8)の回折の
影響を受けない焦点誤差信号を得ることができる。
なお、上記第3図で示す実施例では、遅延回路(27)
をパルス発生器(23)とS/H回路(24)との間に介挿し
たが、コンパレータ(22)とパルス発生器(23)との間
に介挿しても、上記実施例と同様の効果を奏する。
[発明の効果] 本発明による光学的情報記録再生装置は、情報担体か
らの反射光量に相当する第一の信号を所定値と比較して
比較結果をホールド手段に出力し、比較手段より出力さ
れた出力信号に基づいて、ホールド手段は集光スポット
の焦点ずれに相当する第二の信号を所定期間ホールドす
ることにより焦点誤差信号を生成する。このため、集光
スポットが情報担体の案内溝を横断していることを判別
し、案内溝の回折の影響を受けることのない焦点誤差信
号を生成することができる。従って、合焦点の自動制御
を適正に行うことができる。
また、本発明による光学的情報記録再生装置のホール
ド手段は、比較結果に基づいて第二の信号をホールドす
るタイミングを所定時間遅延させる遅延手段を備え、遅
延された所定時間分だけ遅れて上記第二の信号をホール
ドして焦点誤差信号を生成する。従って、集光スポット
がランドに確実に形成されたときの第二の信号をホール
ドして焦点誤差信号を生成することになるので、案内溝
の回折の影響を受けない焦点誤差信号を生成することが
できる。
また、本発明による光学的情報記録再生装置の比較手
段は、第一の信号を所定値と比較して、この比較結果を
ホールド手段に出力するタイミングを所定時間遅延させ
る遅延手段を備え、遅延された所定時間分だけ遅れて上
記比較結果をホールド手段に出力し、ホールド手段が所
定時間分だけ遅れて出力された比較結果に基づいて第二
の信号をホールドして焦点誤差信号を生成する。従っ
て、集光スポットがランドに確実に形成されたときの第
二の信号をホールドして焦点誤差信号を生成することに
なるので、案内溝の回折の影響を受けない焦点誤差信号
を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による光学的情報記録再生装置の要部
の一実施例を示すブロック図、第2図は第1図の動作を
説明するタイミングチヤート、第3図はこの発明の他の
実施例を示すブロック図、第4図は第3図の動作を説明
するタイミングチヤート、第5図は従来の焦点検出装置
の構成を示す図、第6図は非点収差法による焦点誤差信
号を示す図、第7図は情報担体が光源の波長λの1/4以
外の深さの案内溝をもつ場合の非点収差法による焦点誤
差信号を示す図である。 (1)……半導体レーザ(光源)、(5)……集光レン
ズ、(6)……情報担体、(7)……集光スポット、
(8)……案内溝、(12)……光検知器、(14),(1
5),(21)……加算増幅器、(16)……差動増幅器、
(26)……ランド。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、この光源からの光を集光し案内溝
    の形成された情報担体上に集光スポットを形成する集光
    系と、情報担体からの反射光に基づき焦点誤差信号を生
    成する焦点検出手段と、焦点誤差信号に基づき集光系を
    駆動する駆動手段とを備え、集光スポットの焦点制御を
    行う光学的情報記録再生装置において、上記焦点検出手
    段が、上記情報担体からの反射光量に相当する第一の信
    号及び上記集光スポットの焦点ずれに相当する第二の信
    号を検出する検出手段と、上記第一の信号を所定値と比
    較して比較結果を出力する比較手段と、上記比較手段の
    出力に基づいて上記第二の信号を所定期間ホールドし、
    焦点誤差信号を出力するホールド手段とを備えたことを
    特徴とする光学的情報記録再生装置。
  2. 【請求項2】ホールド手段は、比較手段より出力された
    比較結果に基づいて第二の信号をホールドするタイミン
    グを所定時間遅延させる遅延手段を備えたことを特徴と
    する請求項1に記載の光学的情報記録再生装置。
  3. 【請求項3】比較手段は、比較結果をホールド手段に出
    力するタイミングを所定時間遅延させる遅延手段を備え
    たことを特徴とする請求項1に記載の光学的情報記録再
    生装置。
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