JP2815111B2

JP2815111B2 - 光学的情報記録再生装置

Info

Publication number: JP2815111B2
Application number: JP63253899A
Authority: JP
Inventors: 重人神田; 博人北井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-10-11
Filing date: 1988-10-11
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH02101639A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光学的情報記録再生装置、すなわち、光学的
情報記録媒体のトラックに対し光スポットをトラッキン
グしながら相対的に移動させて光学的情報記録媒体に情
報を記録及び／又は光学的情報記録媒体に記録された情
報を再生し得る光学的情報記録再生装置に関する。

〔従来の技術〕従来、光を用いて情報を記録し、また記録されている
情報を読み出す媒体の形態として、ディスク状、カード
状、テープ状等各種のものが知られている。これら光学
式情報記録媒体には、記録および再生の可能なものや再
生のみ可能なもの等がある。

記録可能な媒体への情報記録は、記録情報により変調
され微小スポット状に絞られた光ビームで情報トラック
を走査することにより行なわれ、光学的に検出可能な情
報ピット列として情報が記録される。

また、記録媒体からの情報の再生は、記録媒体に記録
が行われない程度の出力の光ビームスポットで情報トラ
ックの情報ピット列を走査し、この記録媒体からの反射
光または透過光を検出することにより行われる。

このような記録媒体への光ビームスポット照射および
この記録媒体からの反射光または透過光の検出のため、
いわゆる光ヘッドが用いられる。この光ヘッドは、記録
媒体に対しその情報トラック方向およびこのトラック方
向を横切る方向に相対的に移動可能とされており、この
相対的移動により光ビームスポットの情報トラック走査
が行われる。

このような光学式情報記録媒体のうちで、カード状の
光学式情報記録媒体（以下、光カードと称す）は、小型
軽量で持ち運びに便利な比較的大容量の情報記録媒体と
して大きな需要が見込まれている。

第６図は、追記型の光カードの概略的平面図で、第７
図は、そのトラック部分の拡大図である。

第６図において、光カードＣの情報記録面には、LF方
向に延びる情報トラックTaが多数平行に配列されてい
る。また、光カードＣの情報記録面には、情報トラック
Taへのアクセスの基準位置となるホームポジションHPが
設けられている。情報トラックTaは、ホームポジション
HPに近い方から順にTa1,Ta2,Ta3,…配列され、すでに情
報が記録されている記録情報トラックと、まだ情報が記
録されていない未記録情報トラックとの２種類がある。
この未記録情報トラックには、随時情報記録が可能であ
る。

各情報トラックTaの間には、第７図に示すように、ト
ラッキングトラックTbが設けられている。このトラッキ
ングトラックTbは、情報記録再生時の光ビームスポット
の走査のときに所定の情報トラックから光ビームスポッ
トが逸脱しないように制御するオートトラッキング（以
下、ATと称す）のためのガイドとして使われる。

従来の光学的情報記録再生装置に使用されるトラッキ
ング制御部のブロック図の１列を第３図に示す。

媒体から反射された光ビームがAT光検出器33a,33cに
入射し各々の検出器からの信号がAT差信号増巾器１に入
力され、出力されたトラッキング誤差信号Scが位相補償
器８にて適切に位相補償がされ、切換SW24を通りATコイ
ルドライバー９に入力され、その出力信号がATコイル10
を駆動する。対物レンズ14はATコイル10と一体になって
おり、ATコイル10とマグネット17との電磁力により、対
物レンズ14がトラックと直交方向に移動する。対物レン
ズが移動すると、AT光検出器33a及び33cに入射する光量
が変化するため、各々の検出器からの信号が変化してト
ラッキング誤差信号Scが変化する。このようにして、オ
ートトラッキング制御の場合はATサーボ回路がクローズ
され、情報記録再生時の光ビームスポットの走査の際の
光ビームスポットの所定の情報トラックからの逸脱を防
いでいる。

次に、光ビームスポットが１つの情報トラックにトラ
ッキングされている状態から、隣りのトラック又は数ト
ラック先のトラック等にトラッキングを移す動作である
トラックジャンプを行なう場合は、まず指令回路20から
切換SW24へ切換信号Saが送られトラッキングサーボ回路
がオープンにされる。同時に指令回路20からトラックジ
ャンプパルス発生回路21へトラックジャンプ指令信号を
出力する。トラックジャンプパルス発生回路21からトラ
ックジャンプパルスを加算増巾器23へ送出する。一方AT
差信号増巾器１の出力であるトラッキング誤差信号Scか
らローパスフィルタ22により低周波分がとり出されて加
算増巾器23のもう一方の入力端子に入力される。この入
力信号は、媒体の走査時の媒体の移動方向と情報トラッ
クの方向とのずれであるスキュー量がトラックジャンプ
時に影響を与えるのを補正するためのものである。この
加算増巾器23でトラックジャンプのためのスキュー量が
補正された駆動パルスが作られ、切換SW24とATコイルド
ライバー９を経て、この駆動パルスで決まった距離だけ
対物レンズが移動する。

トラックジャンプが終了した時点で指令回路20から切
換SW24へ切換信号Saが送られて切換SW24が切換わり、ト
ラッキングサーボ回路をクローズする。先のトラックジ
ャンプ動作によりちょうど目的のトラック近傍に光ビー
ムスポットが移動しているので、そこでトラッキング引
込みを行ない、以降オートトラッキング状態を保持す
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来例ではトラックジャンプによる
移動距離はトラックジャンプパルス発生回路21から出力
されるパルスのパルス巾やパルス電圧及びアクチュエー
タの周波数特性によって変化し、更に対物レンズの実際
の位置の検知を行なっていないので、一定の距離を正確
にトラックジャンプすることが困難であるという欠点が
あった。これにより目的の情報トラックと異なるトラッ
クにトラッキング引込みが行なわれたり、正しい情報ト
ラックに引込みを修正するために必要な修正時間を要し
ていた。

この発明はこのような問題点に鑑み、目標トラックへ
の正確でかつ迅速なトラッキングジャンプが可能な光学
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〕本発明の目的は、光ヘッド内で対物レンズを移動させ
ることにより、光スポットを目的トラックへジャンプさ
せるトラックジャンプを行う光学的情報記録再生装置に
おいて、前記光ヘッド内で前記対物レンズを移動させ
る、前記光ヘッドに搭載されたトラッキングアクチュエ
ータと、前記光ヘッド本体に対する前記移動の方向にお
ける対物レンズの相対位置を示す現在位置信号を発生す
る手段と、前記光スポットの移動すべき目的トラックの
位置を示す目標位置信号を発生する手段と、前記現在位
置信号と目標位置信号に基づいて、前記トラッキングア
クチュエータを制御する位置サーボ回路とを備え、前記
位置サーボ回路により対物レンズの位置サーボ制御を行
いながら前記トラックジャンプを行うことを特徴とする
光学的情報記録再生装置によって達成される。

〔実施例〕

まず、本発明の１実施例としての光カード記録再生装
置の全体的構成を、第４図を用いて説明する。

図において、記録再生装置30は、駆動モータ31の回転
により不図示の搬送機構を介して光カードＣを記録再生
装置30内に導入し、Ｒ方向に往復移動させ、さらに装置
30外へと排出する。光カードＣ上には情報記録時および
情報再生時に光源を含む光ビーム照射光学系32から光ビ
ームスポットが照射される。本実施例では、記録再生時
に光カードＣ上に３つの光ビームスポットが形成され、
光検出器33a〜33cにより３つの光ビームスポットの反射
光をそれぞれ受光する。オートフォーカシングアクチュ
エータ34は、光ビーム照射光学系32の一部を駆動して光
カード面上の光ビームスポットのピント位置をＺ方向す
なわち光カード面と垂直の方向に移動させてオートフォ
ーカシング（以下、AFと称す）を行なう。ATアクチュエ
ータ35は、光ビーム照射光学系32の一部を駆動して光カ
ード面上の光ビームスポットをＹ方向（すなわち、Ｒ方
向とＺ方向との双方に直交する方向）に移動させてATを
行なう。

光ビーム照射光学系32、光検出器33a〜33c、AFアクチ
ュエータ34およびATアクチュエータ35を含んで光ヘッド
36が構成される。駆動モータ37は、光ビームスポットを
Ｙ方向に移動させ光カード上の所望のトラックへとアク
セスさせる場合等、光ヘッド36内に設けられている対物
レンズの可動範囲以上に光ビームスポットを移動させる
場合に、光ヘッド36全体をＹ方向に移動させるためのも
のである。駆動モータ31および37は制御回路38により制
御される。

光検出器33a〜33cの出力は、AT/AF制御回路39に入力
される。この制御回路39は上記AFアクチュエータ34およ
びATアクチュエータ35を制御してオートフォーカシング
（AF）およびオートトラッキング（AT）を行なう。

また、光検出器33a〜33cの出力は、変復調回路40へも
入力され、読取り情報の復調が行なわれる。復調された
信号は制御回路38へ送られる。また、この変復調回路40
は制御回路38から送られてくる情報信号を変調し、この
変調信号に従って光ビーム照射光学系32を駆動させて情
報記録を行なう。

制御回路38はCPU構成の主制御装置41により制御さ
れ、かつこの主制御装置41とデータの授受を行なう。

第５図は、第４図の光ヘッド部分の詳細を示す斜視図
である。

図において、半導体レーザ50から発せられた光ビーム
は、発散光束となってコリメータレンズ51に入射しこの
レンズにより平行光ビームとされる。平行光ビームは光
ビーム整形プリズム52により所定の光強度分布に整形さ
れた上で、回折格子53に入射し、この回折格子により有
効な３つの光ビーム（０次回折光および±１次回折光）
に分割される。これら３つの光ビームはビームスプリッ
タ54に入射して透過直進しさらに反射プリズム55により
反射されて対物レンズ56に入射し、これを通過すること
により集束せしめられて、光カードＣ上に３つの微小光
ビームスポットS1（＋１次回折光に対応する）,S2（０
次回折光に対応する）,S3（−１次回折光に対応する）
を形成する。

光ビームスポットS1,S3は隣接するトラッキングトラ
ック上に位置し、光ビームスポットS2はこのトラッキン
グトラック間の情報トラック上に位置している。かくし
て、光カードＣ上に形成された光ビームスポットからの
反射光は対物レンズ56を通ってほぼ平行とされ、反射プ
リズム55により反射され、さらにビームスプリッタ54に
より反射され集束レンズ系57により集束せしめられて、
光検出器33a,33b,33cに入射する。これらの光検出器33a
〜33cからの検出信号は第４図におけるAT/AF制御回路39
に入力され、これをもとに制御回路39はATアクチュエー
タ35及びAFアクチュエータ34を制御する。

第１図は本実施例に係るAT制御回路部39の概略図であ
る。

AT光検出器33aとAT光検出器33cの信号がAT差信号増巾
器１に入力されトラッキング誤差信号Scが作られる。こ
の信号が切換SW2,差信号増巾器である対物レンズ位置制
御器6,位置補償回路8,ATコイルドライバー９を経てATコ
イル10を駆動し対物レンズ14をコントロールしトラッキ
ングがとられる。

一方、発光ダイオード12から発した光ビームが対物レ
ンズ14と一体になったアクチュエータ支持体15に取り付
けられた反射面11によって反射し、フォトトランジスタ
13で受光され、対物レンズのトラッキング方向の現在位
置を示す現在位置信号SaとしてA/D変換器４に入力し、
適当なサンプリング間隔でディジタル値に変換され制御
部５に入力する。なお、対物レンズ14のトラッキング方
向の位置信号Saは切換SW2のスイッチ端子ｂ側に接続さ
れている。又トラッキング誤差信号ScはA/D変換器３で
適当なサンプリング間隔でディジタル値に変換され制御
部５に入力する。

又、制御部５からトラックジャンプ時の対物レンズ14
の位置制御を行なうための値がD/A変換器７に入力しD/A
変換され、位置制御信号Sbとして対物レンズ位置制御器
６に入力される。

次に以上の構成よりなる本実施例のトラックジャンプ
時の動作を説明する。トラックジャンプ時の動作を説明
するための信号図を第２図に示す。同図（ａ），
（ｂ），（ｃ）はそれぞれ同一時間軸における信号Sa,S
b,Scの変化の様子を表わす。なお、第２図は２トラック
ジャンプを行った場合を示す。

今切換SW2は制御部５からの指令によりａ側に接続さ
れていて記録再生媒体上のあるトラックにトラッキング
されているとする。即ちAT光検出器33aとAT光検出器33c
で検出されたトラッキング信号がAT差信号増巾器１に入
力しトラッキング誤差信号Scとして出力され切換SW2を
経て対物レンズ位置制御器６の片方の入力に入力し、位
相補償回路８及びATコイルドライバー９を経てATコイル
10を駆動し、対物レンズ14が制御され、対物レンズの移
動がAT光検出器33a,33cの出力の変化として表われると
いうATサーボ回路がクローズされている。なお、D/A変
換器７から対物レンズ位置制御器６の他方の入力端子に
入力されるオフセット電圧Sb＝０としている。この状態
で時間０〜t₁の間に、対物レンズ14と光ヘッドと一体に
なったアクチュエータ本体16との相対的位置を示す対物
レンズ位置信号Saが第２図（ａ）に示すようにＳ点から
Ａ点へ変化しているものとする。

次にＡ点でトラックジャンプを行なうが、本実施例で
は、まずトラックジャンプの最終目標（第２目標）位置
Ｃの近傍である第１目標位置Ｂに対物レンズ14を移動さ
せ、次に第２目標Ｃへ対物レンズ14をスイープ移動させ
る方法を実行する。

そこでまずA/D変換器４から制御部５に入力し検出さ
れた時間t₁（Ａ点）における対物レンズ位置信号Saの電
圧ａと、トラックジャンプによる第１目標への対物レン
ズ14の移動距離を示す対物レンズ位置信号Saの変化電圧
ｂを加えたａ＋ｂの電圧がD/A変換器７から出力される
ように、制御部５からD/A変換器７に数値を送る。よっ
てａ＋ｂの電圧が対物レンズ位置制御器６に入力される
（第２図（ｂ））。同時に制御部５からの指令で切換SW
2をｂ側に切換え、サーボループをトラッキングサーボ
から対物レンズの位置サーボへと切換える。電圧Sbは時
間t₁においてただちにａ＋ｂとなり対物レンズ位置制御
器６の一方に入力され、対物レンズ位置制御器６の他方
には対物レンズ位置信号Saが入力されるため、その差信
号が増巾されて位相補償回路８に入力され、その差を縮
めるように対物レンズ14が移動し、最終的に第１目標の
Ｂ点に正確に到達する。なお、アクチュエータの過渡応
答のために対物レンズ14は第２図（ａ）のＡ点〜Ｂ点に
示したような動きを示し、最終的に整定して時間t₂にお
いてＢ点に位置している。

次に第２目標（最終目標）Ｃ点に対物レンズ14が到る
ように、対物レンズ14が最終目標地点に存在するときの
対物レンズ位置信号Saの値Ｃを信号電圧Sbとして対物レ
ンズ位置制御器６に与えるが、制御部５からD/A変換器
７へ値を徐徐に変化させて出力させることにより、信号
電圧Sbが直線的に増加（又は減少）するようにする。こ
の信号電圧Sbをもとに対物レンズ位置サーボループが形
成されるが、信号電圧Sbが徐々に直線的に変化している
ため、対物レンズ位置信号Saも信号電圧Sbと同様の徐々
に変化した軌跡を描く。

この間AT差信号増巾器１の出力であるトラッキング誤
差信号ScをA/D変換器３を介して制御部５で監視してお
り、対物レンズ14が最終目標Ｃ点へ到達すると、トラッ
キング誤差信号Scの曲線が電圧０の横軸を横切るため、
このときに制御部５から切換SW2に指令を送りａ側に切
換える。同時にオフセット電圧であるSbを所定の値（こ
こでは一応０）になるように制御部５からD/A変換器７
へ値を出力する。これでサーボループは対物レンズの位
置サーボからもとのトラッキングサーボへと切換えら
れ、目標トラックへのトラックジャンプが完了したこと
になる。

対物レンズ14を最終目標Ｃ点へ到達させるに際しては
信号電圧Sbを徐々に変化（スイープ）させているため、
トラッキング誤差信号Scもなめらかな曲線を描き、従っ
てトラッキング誤差信号Scの曲線が電圧０の横軸を横切
る時点を確実にとらえることができ、トラッキングサー
ボへの移行を正確に行うことができる。また最終目標Ｃ
点の近くのＢ点までは、オフセット電圧ａ＋ｂを瞬間的
に与えることにより、素早く到達させているので、トラ
ックジャンプに要する時間をより短くすることができ
る。

本実施例では第１目標への対物レンズ14の移動をオフ
セット電圧Sbを瞬間的に与えることにより実行している
が、第１目標から第２目標への対物レンズ移動よりもよ
り急速なスイープ移動により実行してもよい。

また、トラックジャンプの開始点から直接に目標トラ
ックへ対物レンズをスイープ移動させても良い。この時
隣りのトラックへのトラックジャンプであればAT誤差信
号Scを監視して最初のトラックでトラッキングをかけれ
ば良く、また複数トラック間のトラックジャンプであれ
ばAT誤差信号Scで横切るトラック数を監視し目標トラッ
クに達した点でトラッキング引込みを行なえば良い。

また、上記実施例では対物レンズ位置検出手段として
発光ダイオードとフォトトランジスタを使用している
が、位置を検出できる手段であれば他の手段、例えばホ
ール素子を利用したものや、リニアパルスエンコーダ、
超音波の反射を利用したもの等でもよい。

更に、本実施例は光カード記録再生装置に関するもの
であるが、本発明は、光シートを用いたもの、トラック
を回転形状とした光ディスクを用いたもの等、光学的情
報記録媒体のトラックに対し光スポットをトラッキング
しながら相対的に移動させて光学的情報記録媒体に情報
を記録及び／又は光学的情報記録媒体に記録された情報
を再生し得る光学的情報記録再生装置に関して適用可能
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、位置サーボ制御
を用いて直接対物レンズを移動させてトラックジャンプ
を行うことにより、光スポットを必要な距離だけ正確且
つ迅速に移動させることができる。即ち、正確且つ迅速
なトラックジャンプを行うことができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の実施例に係るAT制御回路部の概略図、
第２図は本発明の実施例のトラックジャンプ時の動作を
説明するための信号図、第３図は従来例に係るAT制御回
路部の概略図、第４図は本発明の実施例に係る光カード
記録再生装置の全体的構成図、第５図は第４図の光ヘッ
ド部分の詳細を示す斜視図、第６図は追記型光カードの
概略的平面図、第７図は第６図のトラック部分の拡大図
である。 32…光ビーム照射光学系、33a,33c…AT光検出器、35…A
Tアクチュエータ、36…光ヘッド、56…対物レンズ、Ｃ
…光カード、S1〜S3…光ビームスポット、Ta…情報トラ
ック、Tb…トラッキングトラック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−157331（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−180533（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−37828（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−260427（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−66340（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/085

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ヘッド内で対物レンズを移動させること
により、光スポットを目的トラックへジャンプさせるト
ラックジャンプを行う光学的情報記録再生装置におい
て、前記光ヘッド内で前記対物レンズを移動させる、前記光
ヘッドに搭載されたトラッキングアクチュエータと、前記光ヘッド本体に対する前記移動の方向における対物
レンズの相対位置を示す現在位置信号を発生する手段
と、前記光スポットの移動すべき目的トラックの位置を示す
目標位置信号を発生する手段と、前記現在位置信号と目標位置信号に基づいて、前記トラ
ッキングアクチュエータを制御する位置サーボ回路とを
備え、前記位置サーボ回路により対物レンズの位置サーボ制御
を行いながら前記トラックジャンプを行うことを特徴と
する光学的情報記録再生装置。
【請求項２】前記目標位置信号発生手段は、前記目標位
置信号を前記目的トラックまでの距離に応じて変化させ
ることを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録再生
装置。