JPH01146138A - 光学的情報記録再生装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光学的情報記録再生装置に関する１本発明は、
たとえば、カード状またはディスク状の光学的情報記録
媒体に情報を記録し、及び／又は該媒体に記録されてい
る情報を再生するための装置に好適に適用される。

［従来の技術］ 従来、光を用いて情報を記録し、また記録された情報を
読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
らの内、カード状に形成された光学的情報記録媒体（以
下「光カード」と称す）は小型・軽量で持ち運びに便利
な大記憶容量の媒体として、大きな需要が見込まれてい
る。

上記の光カードの記録においては、記録情報に従って変
調され微小スポットに絞られた光ビームで、光カード上
に予め設定された記録トラックな走査することによって
、光学的に検出可能な記録ビット列として情報が記録さ
れる。

また、該光カードに記録された情報の再生は、光カード
に情報が書き込まれないレベルの一定パワーの光ビーム
で前述の記録ビット列を走査し。

記録された情報に従って変調された光を光センサー上に
集光し、光学的検出を行うことによってなされる。

この様な情報記録再生時における光カードに対する光ビ
ームの走査は、該光カードと光ビームとの相対的移動に
より行なわれる。この相対的移動を行なう際に、トラッ
クはずれを防止する方法として、主に、記録媒体上に予
めプリフォーマットされた案内トラックに光を照射し、
その反射光量の変化をセンサー等で検知することにより
、オートトラックサーボ制御を行なっている。

従来、オートトラッキング法として、たとえばプッシュ
プル法では１つの光束を２分割センサに、また、３ビー
ム法ては２つの光束を２つのセンサにそれぞれ照射し、
両方法ともセンサ出力の差がゼロになるようにオートト
ラックサーボ制御を行っている。

第６図は３ビーム法を用いた光学的情報再生装置の概略
構成図を示した図である。

同図において、光源１００から出射した光は、コリメー
タレンズ１０１て平行光束となり、該光束は回折格子＋
０３によって３つの光束に分割される。これらの光束は
、偏光ビームスプリッタ１０４と１７４波長板１０５を
経て、対物レンズ１０６によって、互いに略平行に複数
本形成された案内トラックを有する光学的情報記録媒体
１０８上に結像される。

光学的情報記録媒体１０８上での案内トラック１０９と
複数の結像スポット１３０．１３１．１３２の結像状態
を第７図に示す。

記録媒体１０８からの反射光は、ｌハ波長板１０５及び
偏光ビームスプリッタ１０４．センサーレンズ１１０及
び円筒レンズ１１１を経て、それぞれ光センサ−１１５
〜１１７上に結像される。

即ち、結像スポット１３１の光は光センサ−１１６に集
光され、情報トラック１４０に記録された情報信号ＳＲ
が再生される。また、結像スポット１３０．１３２から
の光はそれぞれ光センサ−１１５，１１７上に結像され
、差像増幅器１３５により、トラッキング誤差信号Ｓ７
が得られる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前述した３ビーム法、プッシュプル法の
これら２つの方法とも１つのトラッキング誤差信号でオ
ートトラックサーボ制御を行うため、たとえば、第７図
のように媒体面上のゴミあるいはキズ１５０等により、
２分割センサの片側センサへの到達光量が変化した場合
でも差信号をゼロにするように制御されるために、それ
が原因で蛇行記録や税調を起したり、また、電気的制御
の限界を越えてトラックはずれを起しやすくなるという
欠点を有している。

［問題を解決するための手段］ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、媒体面
上のゴミあるいはキズ或は、その他の変動要因が発生し
ても、正確にトラッキングを行える光学的情報再生装置
を提供することにある。

以上のような目的は、複数の案内トラックを設けた光学
的情報記録媒体と、該媒体に情報を記録及び／または再
生を行うための光束を発生する手段と、複数の光束を発
生するための手段と、前記記録及び／または再生を行う
ための光束及び前記複数の光束を前記媒体上に微小スポ
ット光として集光する光学系と、前記媒体を介した光を
光検知器で受光することにより前記記録及び／または再
生のための微小スポット光を前記案内トラックに追従さ
せるサーボ制御手段とを有する光学的情報記録再生装置
であって、 前記複数の光束が記録媒体上においてある程度の広がり
を有して配され、しかも前記サーボ制御手段として、前
記複数の光束から少なくとも２つのトラック誤差信号を
得るとともに、それらの複数の誤差信号に対してそれぞ
れ電気的リミッタ−を設け、該リミッタ−設定値内のト
ラック信号の平均値を前記サーボ制御信号として用いる
ことを特徴とする光学的情報記録再生装置により達成さ
れる。

［作用］ 本発明の光学的情報記録再生装置は、複数のビーム（少
なくとも２つ以上）を媒体上に予めプリフォーマットさ
れた複数の案内トラックに照射し、それぞれの反射光を
複数の受光素子で検知することにより得られた複数のト
ラック信号から複数のオートトラック誤差信号を算出し
、該オートトラック誤差信号が予め設けた電気的リミッ
タ−設定値内であるか否かを判断して、電気的リミッタ
−設定値内だけのトラック信号の平均値をオートトラッ
クサーボ、制御信号に用いる。

これにより、たとえば、媒体面上のゴミあるいはキズに
よって媒体からの反射光量が変化し、そのトラック誤差
信号が電気的リミッタ−を越えるような大きな値であっ
ても、リミッタ−制御により、リミッタ−設定値内の残
りのトラック信号の平均値をサーボ制御に用いるため、
従来技術に対し媒体面上のゴミあるいはキズによる影響
は、多くともリミッタ−設定値内であり、さらに検知信
号数分の１までおさえることができ、オートトラッキン
グ精度を数倍向上させることができる。

［実施例］ 以下、本発明の光学的情報記録再生装置の具体的な実施
例について、図面に基づき詳細に説明する。

第１図は１本発明に係る光学的情報記録再生装置におけ
る第１実施例の光ヘッドの光学配置及び光学的情報記録
媒体と該媒体上におけるスポットの結像状態を示したも
のである。

第１図において、１１は半導体レーザ等の光源、１２は
該光源１１からの光を平行化するコリメータレンズ、１
３は２次元回折格子、１４は偏光ビームスプリッタ、１
５はＩ／４波長板、１６は対物レンズ、１８は光カード
等の光学的情報記録媒体、１９は該媒体１８上の案内ト
ラック、１７は光ビームスポットである。

光源１１から出射した光は、コリメータレンズ１２で平
行光束となり、該光束は２次元回折格子１３によって複
数光束に分割される。これらの光束は、偏光ビームスプ
リッタ１４と１／４波長板１５を経て、対物レンズ１６
によって、互いに略平行に複数本形成された案内トラッ
ク１９を有する光学的情報記録媒体１８上に微小スポッ
トとして集光される。

光学的情報記録媒体１８上での案内トラック１９と複数
の結像スポットＳ＋＋　−３＋ａ、Ｓｘ＋　”Ｓ＊ｓ＋
ＳＷＩ　”ｓｓｔの結像状態を第２図に示す。

ここで、スポットＳｌｌで情報の記録再生及びオートフ
ォーカスサーボ制御を行い、スポットＳ＊＋、Ｓ＊ｓ、
Ｓｍｓ、Ｓｓ＋＋Ｓ＊ｓ、Ｓｓ＊でオートトラックサー
ボ制御を行うものとする。

又、第１図において、光学的情報記録媒体１８からの反
射光は対物レンズ１６を経て、！７４波長板１５と偏光
ビームスプリッタ１４で構成されるアイソレータ光学系
により、偏光ビームスプリッタ１４で全反射し、球面レ
ンズ２０と円筒レンズ２１で構成される非点収差光学系
によって受光素子２２に結像される。

この受光素子２２は、第３図に示すように。

複数の反射光を検知するため、ｌＯ分割（ａ、。

ａｓｈ　〜ａｓｓ＋ａｓ＋　””’Ｒｓｓ　）され、図
のように配置されている。

本実施例における光学的情報記録再生装置でのオートフ
ォーカスサーボ制御には、媒体１８上での結像スポット
Ｓ＋＋の反射光が非点収差光学系によって４分割受光素
子ａｌｌに結像される際、この結像スポットの形状が対
物レンズ１６の上下移動によって変化することを利用し
た非点収差法を用いている。

一方、オートトラックサーボ制御には、第２図に示すよ
うに媒体１８上に形成される複数の案内トラック１９に
かかる複数のスポットＳ□、Ｓ０゜Ｓｓｓ、Ｓｓ＋＋Ｓ
ｓｍ＋Ｓｓｓの反射光をそれぞれ第３図に示す複数の受
光素子ａ□、ａｍｎ＋ａｔｓ＋ａｓ＋＋ａｓ＊＋ａｓｓ
で検知し、（ａａｕ−ａｇ１）、　（ａｓｓ−ａｓｓ）
、　（ａｓｈ−ａｓｓ）の３組のオートトラック誤差信
号を算出し、それぞれのオートトラック誤差信号に予め
設けた電気的リミッタ−を作動させ、電気的リミッタ−
設定値内だけのオートトラック誤差信号の平均値を用い
てオートトラックサーボ制御を行なっている。

ところで、従来から用いられてきたオートトラックサー
ボ制御法としてのプッシュプル法や３ビーム法では、１
つ差信号だけでオートトラックサーボ制御を行うため、
たとえば、媒体面上のゴミあるいはキズによって媒体か
らの反射光量に変化が生じた際、差信号がセロになるよ
うに結像スポットを正規の位置よりも案内トラックの並
び方向に移動させてしまう、これにより、記録時には蛇
行記録、再生時には脱調を起したりする。また、電気的
制御の限界を越えた場合、トラックはずれを起こす直接
的原因となる。

このような欠点を有する従来技術に対し、本発明で採用
するオートトラックサーボ制御法は、前記のとおり、第
２図において、（ａ□−ａｓｈ）＋（ａｓｘ−ａｓｓｌ
　Ｉ　［ａｓｓ−ａｓｓ）のそれぞれの差信号なオート
トラック誤差信号とし、それぞれに予め設けた電気的リ
ミッタ−によって、電気的リミッタ−設定値よりも大き
な誤差信号をもつトラック差信号をはふき、残りの電気
的リミッタ−設定値内のオートトラック誤差信号を平均
し、該平均値をオートトラックサーボ制御に用いるため
、たとえ媒体１８面上のゴミあるいはキズにより反射光
量が変化し、オートトラック誤差信号が大きくなっても
、残りのトラック差信号でサーボ制御できるため、ゴミ
あるいはキズの影響は、電気的リミッタ−設定値以下で
あり、更に、平均をとるため、従来の技術に対し、オー
トトラックサーボ制御の粘度は数倍向上することが可能
である。

第８図（Ａ）　、　（［１）　、　（Ｃ）はそれぞれそ
のような例として、第２図において、スポットＳ０にゴ
ミ又はキズ２５があり、ａｌｌの信号レベルが低下した
と仮定した場合の（ａｓｈ−ａｓｈ１．（ａｓｓ−ａｓ
ｓ）。

（ａｓｈ−ａｓｓ）の３組のトラッキング誤差信号を示
した図である。縦軸はそれぞれオートトラック誤差信号
の出力、横軸は時間である。同図（ｂｌ　において、４
０がリミッタ電圧レベルであり、４２がゴミ、キズ２５
でふれたいわゆる８字カーブである。

第９図は本実施例に係る光検出器の回路構成の一例を示
す図である。同図において、プロセッサー４４でｌａｔ
＋−ａｓｈＬ　（ａｓｓ−ａ＊ｍＬ　（ａｓｈ−ａｓｓ
）の電圧レベルを検知し、それらの量をリミッタ電圧４
０と比較して、大小を判断する。もし、大きい場合、そ
のトラッキング誤差信号のＳＷをＯＦＦし、残りの信号
の平均値でトラッキングをとる。このとき、サーボ信号
のゲインを一定にするために、プロセッサー４４は例え
ば、ＳＷＩ。

２．３の全てがＯＮのとき、ＳＷ４．５はＯＮとし、Ｓ
ＷＩ、２．３（７）うち２つがＯＮ、１つがＯＦＦのと
き、ＳＷ４はＯＦＦ、ＳＷ５はＯＮとし、またＳＷｌ、
２．３のうち１つがＯＮ、２つがＯＦＦのとき、ＳＷ４
．５は共にＯＦＦとなるように制御する。

なお本発明では、第１図の２次元回折格子１３を光軸と
垂直な面内で回転させるとき、該２次元回折格子１３に
よって分割される複数ビームの媒体面！８上の結像スポ
ットと案内トラックの位置関係は、スポットの径、間隔
及び案内トラックの巾、ピッチの相互関係により無限に
存在し得る。

これらすべてにおいて、本発明の第１実施例と同様の効
果が得られることは言うまでもない、その中の１例とし
て、第４図に結像スポットの対角方向の並びが案内トラ
ックの並び方向と略平行に配置された場合を示す、この
場合も、（Ｓ’ｓ＋−３’＋ｓ）。

（Ｓ’５ｓ−Ｓ’ｔ＊）、（Ｓ’＋ｓ−Ｓ’□）のそれ
ぞれの誤差信号をリミッタにかけ、その条件に合うもの
だけで、オートトラックサーボ制御を行なうことにより
、第１実施例と同様の効果を得ることができる。

また、本発明における複数光束手段として、第１実施例
の他に、一次元回折格子を２枚用いて、お互いの格子が
交差するように重ね合せる方式や、複数の光源を２次元
に配置する方式、更には、一次元に配置した複数の光源
と一次元回折格子を用いる方式があり、それぞれの方式
においても第１実施例と同様の複数の光束を発生させる
ことが可能であり、かつ、同様の効果を得ることが可能
である。

本発明は前記実施例に限らず種々の変形、応用が可能で
ある。

例えば、前記実施例においては、対応する光スポットの
誤差信号をオートトラッキング信号としたが、各トラッ
クごとにプッシュプル法を採用しても良い０例えば、第
５図に示すように、　Ｓｏ。

１・　Ｓ”　■・Ｓ”＋ｓ及び　３１１　ｌ−ｓ　ｌ　
ｌ　■・Ｓｏｏｌのスポット毎にプッシュプル法を適用
する場合などである。この場合は、各対応する光センサ
はトラックの延びる方向に２分割された光センサとする
必要がある。

また、同様に各光スポツト毎にヘテロダイン法を適用し
ても良い、だだ、各光スポツト毎にトラッキングを取る
方法は、若干第２図及び第４図に示した方法に比べ、光
学系が複雑になる傾向がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の光学的情報記録再生装置
によれば、オートトラックサーボ制御に関して、従来ま
での技術では、１つの信号だけでオートトラックサーボ
制御を行うため、媒体面上のゴミあるいはキスの影響を
直接受けやすく、それにより、蛇行記録、税調あるいは
トラックはずれを回避できないという欠点を有している
のに対し１本発明の実施例に示すように、複数の光束を
発生させ、複数のオートトラック誤差信号を検知し、そ
れぞれに予め設けた電気的リミッタ−を作動させ、そし
て、電気的リミッタ−設定値内のオートトラック誤差信
号だけの平均値をオートトラックサーボ制御に用いるこ
とによって、媒体面上のゴミあるいはキズによる蛇行記
録、税調、トラックはずれをさけることが可能となり、
従来よりも安定かつ高精度のオートトラックサーボ制御
を可能な光学的情報記録再生装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の第１実施例の光学的情報記録再生装
置における光ヘッドの光学配置及び光学的情報記録黒体
と該媒体上におけるスポットの結像状態を示した図であ
る。 第２図は、媒体上の案内トラックと結像スポットの位置
関係を示した図である。 第３図は、第１実施例に用いた受光素子の構成を示した
図である。 第４図は、第２実施例における媒体上の案内トラックと
結像スポットの位置関係を示した図である。 第５図は第３実施例における媒体上の案内トラックと結
像スポットの位置関係を示した図である。 第６図及び第７図はそれぞれ、３ビーム法を採用した従
来の光学的情報再生装置の構成と結像スポットの位置関
係を示した図である。 第８図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）はそれぞれトラ
ッキング誤差信号を示した図であり、リミッタ電圧を説
明するための図である。 第９図は本実施例に係る光検出器の回路構成の一例を示
す図である。 １２：２次元回折格子 １９：案内トラック ａｓ＋＋ａ＊＊＋ａｓ＊＋ａｓ＋＋ａｓ＊＋ａｓｓ　：
　トラッキング用受光素子 ａ＋＋：４分割受光素子 代理人　　弁理士　山　下　穣　平 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の案内トラックを設けた光学的情報記録媒体
   と、該媒体に情報を記録及び／または再生を行うための
   光束を発生する手段と、複数の光束を発生するための手
   段と、前記記録及び／または再生を行うための光束及び
   前記複数の光束を前記媒体上に微小スポット光として集
   光する光学系と、前記媒体を介した光を光検知器で受光
   することにより前記記録及び／または再生のための微小
   スポット光を前記案内トラックに追従させるサーボ制御
   手段とを有する光学的情報記録再生装置であって、 前記複数の光束が記録媒体上においてある程度の広がり
   を有して配され、しかも前記サーボ制御手段として、前
   記複数の光束から少なくとも２つのトラック誤差信号を
   得るとともに、それらの複数の誤差信号に対してそれぞ
   れ電気的リミッターを設け、該リミッター設定値内のト
   ラック誤差信号の平均値を前記サーボ制御信号として用
   いることを特徴とする光学的情報記録再生装置。
2. （２）複数の光束を発生するための手段が前記媒体に情
   報を記録及び／または再生を行うための光束を発生する
   手段からの光束を複数の光束に分割する光学素子により
   なされることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光学的情報記録再生装置。
3. （３）前記複数の光束の並び方向が、複数の案内トラッ
   クの並び方向に略平行または垂直であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生装置
   。
4. （４）前記記録及び／または再生用光束を複数の光束に
   分割する光学素子は、２次元回折格子であることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の光学的情報記録再生
   装置。
5. （５）前記記録及び／または再生用光束を複数の光束に
   分割する光学素子は、重ね合せるように配置された２枚
   の一次元回折格子であることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の光学的情報記録再生装置。
6. （６）前記複数の光束は、２次元に配置された複数の光
   源より発生することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光学的情報記録再生装置。
7. （７）前記複数の光束は、一次元に配置された複数光源
   と一次元回折格子の組合わせにより発生することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生
   装置。