JPS6061925A - 光情報記録再生装置 - 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】 （技術分野） この発明は、光情報記録再生装置に関する。

（従来技術） スパイラル状もしくは同心円状にトラックを形成された
光ディスクの、トラック上に、光ピツクアップ光学系に
より光スポットを集束させて、トランクに光情報を記録
し、あるいは、トラックに記録されている光情報を再生
する光情報記録再生方式が知られている。

このような記録再生方式において、光情報の正確な記録
、再生が行なわれるためには、光スポットが、トラック
上に正しく集束する必要があり、３− 一般に、この種の光情報記録再生装置では、光スポット
の集束位置がトラック上に合致するよう、上記スポット
の集束位置のトラックとの位置合せ制御が行なわれる。

この制御をトラッキング制御と称する。一方、上記光ス
ポットをトラック上に集束させるだめの制御はフォーカ
シング制御と呼ばれる。

ところで、光ディスクのディ、スフ面に傾きゃ、反りが
あると、トラッキング制御がうまくいかないという問題
がある。

この問題を取扱った従来技術としては、特開昭５８−５
３０３０号公報に開示された技術がある。

この技術では、記録情報信号（以下ＲＦ倍信号いう）す
なわち、光ディスクに記録された光情報から得られる信
号を、帯域フィルターで検出後、包絡線検波を行々い、
そのピークを検出する。光ディスクが傾いたり、ディス
ク面に反りがあったりすると、ＲＦ倍信号所定のレベル
に達しない。

そこで、階段状に漸増する補正電圧をサーボ系に加えＲ
Ｆ倍信号所定レベルに達したことを検知し、−４−・・ そのときの補正電圧値を保持することにより、トラッキ
ング制御の適正化を図るのである。

この方法の問題点は、以下の如きものである。

すなわち第一に、補正を行うのに、ＲＦ倍信号利用する
ので、そもそもＲＰ倍信号ない場合、すなわち、未記録
ディスクに光情報の記録を行なう場合には、全く使用で
きない。第二に、補正電圧は、必らずしも正電圧とは限
らず、負電圧による補正が必要な場合もある。しかるに
、ＲＦ倍信号レベルのみでは、補正電圧の正負を判断で
きない。

（目　的） そこで本発明は、光情報の記録、再生に拘らず、常に、
容易かつ確実に、トラッキング制御を行ないうる、新規
な光情報記録再生装置の提供を目的とする。

（構　成） 以下、本発明を説明する。

本発明の光情報記録再生装置では、光情報の記録又は再
生に先立って、光ピツクアンプ光学系による光スポット
を、トラックを横切るように走査して、所望のトラック
を探査する。このトラック探査は、必らず行なわれる。

例えば、光情報の記録又は再生が、最外部のトラックか
ら行なわれる場合にも、トラック探査を行うのである。

このため、このような場合には、光ディスクを、記録再
生装置にセットする時点で、光スポットが最内部トラッ
ク上に位置するように、光ピツクアップ光学系がセット
されるようにし、必らず、トラック探査を行ったのちに
、記録もしくは再生が行なわれるように、シーケンス制
御を行う。

このように、記録、再生を行うに先立って、トラック探
査を行うのは、このトラック探査を利用して、トラッキ
ング制御の補正を行うからである。

さて、本発明の光情報記録再生装置は、直流的オフセッ
ト電圧検出手段と、保持手段と、減算ｉ段と、サーボ系
駆動手段とを有する。

直流的オフナツト電圧ＪＩＬ）Ｊ＆手段は、所望トラッ
ク探査のため、光スポットを走査する間におけるトラッ
キング制御信号の直流的オフセット電圧を検出する。直
流的オフセット電圧については後述する。

保持手段は、トラック探査が終了した時点における、直
流的オフセット電圧の値を保持する。

減算手段は、光情報の記録又は再生中、上記保持手段に
保持されたオフセット電圧値を、トラッキング制御信号
から減算する。

サーボ系駆動手段は、減算手段からの出力信号によって
、サーボ系を駆動し、光スポットの位置制御を行う。

以下、図面を参照しながら、具体的な実施例に即して説
明する。

第１図は、本発明の光情報記録再生装置に用いる光ピツ
クアップ光学系の１例を、要部のみ説明図的に示してい
る。図中、符号１は半導体レーザー、符号２はカップリ
ングレンズ、符号３は偏光ビームスプリッタ−１符号４
は１／４波長板、符号５は対物レンズ、符号６は光ディ
スク、符号７は集光レンズ、符号８はトランク検出用の
受光素子、符号９は焦点検出用の受光素子を、それぞれ
示す。

半導体レーザー１から射出した光束は、カップリングレ
ンズ２によって平行光束とされ、偏光ビームスプリンタ
ー３、／４波長板４、対物レンズ５を介して、光ディス
ク６のディスク面に入射する。このとき、入射光束は、
対物レンズ５の作用により、ディスク面上に、径約１．
６μｍの光スポットに集束する。

ディスク面６による反射光束は、対物レンズ５．１／４
波長板４、偏光ビームスプリンター３を透過し、集光レ
ンズ７により集束光束とされ、一部は受光素子８に、他
は受光素子９に入射する。

まず、フォーカシング制御につき、簡単に説明する。受
光素子９は、対物レンズ５による集束光が、正しくディ
スク面上に集束していたならば、集光レンズ７による集
束光が集束するであろう位置Ｐに配備されている。受光
素子９は、受光部が２部分Ａ、Ｈに分割され、各受光部
Ａ、Ｂがら、それぞれ、信号Ａ′、Ｂ′を出力しうるよ
うになっている。対物レンズ５による集束光束が、正し
くディスク面上に集束しているときは、集光レンズ７に
よる集束光は、Ｐ点に集束し、受光部Ａ、Ｂの受光量は
互いに等しい。従って、このとき、出力Ａ　とＢ　とは
互いに等しく　Ａ＝Ｂである。しかるに、対物レンズ５
に対して、ディスク面が遠ざかり、対物レンズ５による
集束光が、ディスク面の手前で集束すると、集光レンズ
７による集束光の集束点はＰ点よりも第１図で左方へず
れ、ξれによって、受光部Ｂの受光する光量が相対的に
増大し、Ａ（Ｂ　となる。逆に、対物レンズ５に対して
ディスク面が近づくと、集光レンズ７による集束光の集
束点はＰ点よシも、第１図で右方へずれる。

これによって受光部Ａの受光する光量が相対的に増大し
、Ａ＞Ｂ　となる。

そこで、フォーカシング制御信号として、Ａ−Ｂを用い
、このフォーカシング制御信号が０となるように、サー
ボ系を駆動して、対物レンズ５を、その光軸方向に変位
させることにより、フォーカシング制御を行うことがで
きる。

なお、ＲＦ倍信号しては、Ａ十Ｂを用いる。

次に、トラッキング制御につき説明する。

第２図は、光ディスク６の断面形状を、説明図　９− 的に示している。光ディスク６は、その名の示す通り円
板形状であって、その一方の面、第２図の例では、第２
図上方の面に、一連のトラック・・・６ｉ−１，６ｉ、
　６ｉ＋１．６ｚ＋２．・・・が凹凸状に形成されてい
る。さきに述べた如く、このトラックの形成は、スパイ
ラル状もしくは同心円状である。このトラックを形成さ
れた側の面をディスク面というのである。

光ディスク６は、第１図に示す例では、ディスク面と反
対側の面、すなわち、第２図で下方を向いた面を、対物
レンズ５の側に向けて配備される。

従って、半導体レーザー１がらの光束は、ディスク面と
反対側の面から入射し、光ディスク６を透過してディス
ク面に集束する。ディスク面におけるトラック６ｉ等の
深さは、半導体し〜ザー１がら放射されるレーザー光の
波長λに対し、光学距離にして〒λ程度であって、ディ
スク面は、フォーカシング制御に対しては実質的に平面
である。

さて、トラック検出用の受光素子８は、第３図に示すよ
うに、受光部が２部分Ｃ，Ｄに分割され、各受光部Ｃ，
Ｄから信号Ｃ′、Ｄ′を出方しうるようになっている。

各受光部Ｃ，Ｄを分ける分割線は第１図において、図面
上下方向であり、第１図において、トラックに直交する
方向は、図面に直交する方向となっている。なお第３図
において、符号３−１は、集光レンズ７による集束光束
を示し、破線のハツチを施した部分が、受光素子８に入
射する光束部分を示す。

さて、第４図を参照すると、同図（ＩＴ）に示すようニ
、対物レンズ５による集束光が正しく光ディスク６のト
ラック上に集束しているときは、受光素子８に入射する
光の強度ＩＮＴは、受光部Ｃ，Ｄの分割線に対して対称
となり、出力Ｃ′とＤ′は互いに等しく、Ｃ′＝Ｄ′　
となる。

しかるに、第４図（Ｉ）又は（ｍ）に示す如く、対物レ
ンズ５による集束光の、集束位置が、トラックに対して
ずれると、トラック部分と、それ以外の部分とに、／４
λの光学距離があるので、上記画部分の反射光にπの位
相差が生じ、回折効果により受光素子８上の光強度ＩＮ
Ｔは、前記分割線に対し非対称となり、出力ｃ′、Ｄ′
の大小関係は、Ｃ′〉Ｄ′（第４図（ｒ）　）　、又は
、ｃ′〈Ｄ′（第４図（■））の如くになる。

従って、原理的には、Ｃ′−Ｄ′をトラッキング制御信
号として、この制御信号を０となるように、サーボ系を
駆動すれば、トラッキング制御を行うことができる。

すなわち、第５図に示すように、受光素子８の各受光部
Ｃ，Ｄの出力を、それぞれ電流電圧変換曲直増幅器２１
１　、２１２で増幅し、差動増幅器２２で、それらの差
をとり、この差電圧を、サーボコイル駆動回路２３に印
加して、サーボ系のサーボコイル２４を駆動し、対物レ
ンズ５を、光軸に直交する方向、すなわち、トラックに
直交する方向へ変位させて、前記トラッキング制御信号
Ｃ′−Ｄ′を０とするように制御するのである。

ところで、対物レンズ５の光軸に対し、光ディスク６が
、光ディスクの設定不良や反り等のために、傾むき、光
軸がディスク面と直交しなくなると、第６図に示すよう
に、集束光自体は、正しくトラック上に集束していたと
しても、受光素子８上の光強度分布ＩＮＴは、受光部Ｃ
，Ｄの分割線に対して非対称となり、トラッキング制御
信号Ｃ−Ｄは、０からずれ、あたかも、光スポットがト
ラックに対してずれているかの如き検出がなされ、これ
にもとづいてトラッキング制御を行うと、光スポットが
、トラックに対して、ずれてしまい、情報の正しい記録
、再生が行なえなくなってしまうのである。

本発明では、このような、光ディスクの反り等の原因に
よる傾きに起因するトラッキング制御不全を、以下の如
くして補正する。

すなわち、光情報の記録又は再生に先立って、光スポッ
トを、トラックを横切るように走査して、所望のトラッ
クを探査するのであるが、このトラック探査のための、
光スポツト走査中の、トラッキング制御信号、すなわち
、第５図における、差動増幅器２２の出力電圧りに着目
する。

この出力電圧りは、光スポットの走査に伴い、正弦波状
に変動するが、もし、光ディスク６に傾きがなければ、
第７図に示す如く、変動はＯＶ線に対して、対称的に変
動するが、光ディスク６に傾きがあると、第８図に示す
ように、ＯＶ線に対する変動は対称的ではなくなり、こ
のような場合に、Ｏｖを規準としてトラッキング制御を
行なえば、前述の如り、トラッキング制御不全が生じて
しまう。第８図の如く、光ディスク６に傾きが生じてい
るときは、適正なトラッキング制御を行なうには、ＭＶ
線を規準として、制御を行なわねばならない。０■線と
ＭＶ線の差をオフセット電圧Ｏｆと称する。ＭＶ線は、
現実には、傾きの変化に応じて変動するので、オフセッ
ト電圧Ｏｆ自体にも変動はあるが、その変動は、光スポ
ツト走査によるトラッキング制御信号りの変動に比して
十分に低周波数である。従って、このオフセット電圧を
、直流的オフセット電圧というのである。

さて、第９図は、本発明の光情報記録再生装置における
トラッキング制御系を示している。

図中、符号ＳＷＩ　、　ＳＷ２はスイッチ回路、符号３
２は減算器、符号３４は、オフセット電圧検出回路、符
号３５はＡ−Ｄ変換器、符号３６はラッチ回路、符号３
７はＤ−Ａ変換器をそれぞれ示す。

符号Ｅは、図示されないシーケンス制御手段からの信号
であって、スイッチ回路ＳＷＩ　、　ＳＷ２　、ランチ
回路３６は、この信号Ｅによって制御される。

以下、情報の記録、再生の場合について、トラッキング
制御を説明する。

再生すべき情報を有するトランク、又は、情報を記録す
べきトラックを指定するアドレス信号がシーケンス制御
手段に送られると、まず、信号Ｅによって、スイッチ回
路Ｓｗ１は、差動増幅器２２を、オフセット電圧検出回
路３４に接続し、スイッチ回路ｓｗ２はオフにされる。

また、ラッチ回路３６は、アクセスモードにされる。

つづいて、シーケンス制御手段により、光ピツクアップ
光学系が駆動され、同光学系による光スポットは、トラ
ックを横切る方向へ走査する。これによって、差動増幅
器２２の出力には、前述の正弦波状のトラッキング制御
信号が発生し、この信号は、オフセット電圧検出手段と
してのオフセット電圧検出回路３４に印加される。

オフセット電圧検出回路３４は、第１０図に示すように
極大検出回路４１と、極小検出回路４２と、加算器４３
と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とを有する。極大・極小検出回路４
１．４２はコンパレーター、抵抗、コンデンサー等によ
り構成された公知のものである。

スイッチ回路ＳＷｌを介して印加される正弦波状の、ト
ラッキング制御信号ＦＩは、極大検出回路４１、極小検
出回路４２に印加され、各検出回路において検出された
極大電圧Ｖ１、極小電圧■２は、加算器４３において加
算され、その出力Ｖ］＋Ｖ２は、抵抗Ｒ１，Ｒ２に印加
される。抵抗Ｒ１とＲ２は同じ値を有し、従って、抵抗
Ｒ１とＲ２との間に出力電圧に、直流的オフセット電圧
を与える。

この直流的オフセット電圧は、第９図に示す如（、Ａ−
Ｄ変換器３５でデジタル値に変換され、ラッチ回路３６
に順次印加される。

所望トラックの探査が終了すると、シーケンス制御手段
は、再び信号Ｅを発する。この信号Ｅによって、スイッ
チ回路ＳＷＩは、差動増幅器２２を減算器３２に連結し
、スイッチ回路ＳＷ２をオンにし、ラッチ回路３６を、
アクセスモードから記録、再生モードに切換える。

ラッチ回路３６は、ラッチ手段であって上記モード切換
の際の、オフセット電圧値、すなわち、トラック探査完
了時のオフセット電圧値をラッチする。従って、ラッチ
回路３６の出力は、次に、アクセスモードに切換られる
まで、上記オフセット電圧値を保持することになる。

ラッチ回路３６の出力は、Ｄ−Ａ変換器３７によりアナ
ログ信号に変換されて、減算器３２に印加される。一方
、差動増幅器２２の出力は、スイッチ回路Ｓｗ１を介し
て減算手段たる減算器３２に印加される。ラッチ回路３
６はＡ−Ｄ変換器３５、Ｄ−Ａ変換器３７、シーケンス
制御手段とともに、オフセット電圧のための保持手段を
構成する。

減算器３２は、差動増幅器２２の出力からオフセット電
圧値を減する。これによってトラッキング制御信号は補
正され、減算器３２の出力は、正負対称な正しいトラッ
キング制御信号となる。従って、この補正された信号に
より、サーボコイル駆動回路２３を制御することにより
、光ディスク６の傾きにもかかわらず、適正なトラッキ
ング制御を行うことができる。

先にものべたように、光ディスクの傾きに起因する、オ
フセット電圧の変動は、トラッキング制御信号の周波数
帯域に比して極めて直流に近いものである。従って、第
１１図に示す、低周波数域通過フィルターＬＰＦ　を、
オフセット電圧検出手段として用い、トラッキング制御
信号の平均値を検出することによって、オフセット電圧
検出を行ってもよい。

（効　果） 以上、本発明によれば、新規な光情報記録再生装置を提
供できる。

この装置では、トラック探査を利用してオフセット電圧
を検出するので、未記録の光ディスクでも、光情報の記
録された光ディスクでも、信号をも含めて、オフセット
電圧を検出できる。このオ７セツト電圧により、トラッ
キング制御信号の補正を行なうので、光ディスクの設定
不良、反り、等に起因する光ティスフの傾きや、トラッ
キング制御信号検出回路の構成素子のオフセットやドリ
フトの存在にもかかわらず、適正なトラッキング制御を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施に用いる光ピツクアップ光学系
の１例を説明図的に示す図、第２図は、光ディスクを説
明するための図、第３図ないし第５図は、トラッキング
制御の原理を説明するだめの図、第６図は、光ディスク
の傾きがトラッキング制御不全をひきおこすことを説明
するための同第７図および第８図は、オフセット電圧を
説明するだめの図、第９図は、本発明の実施に用いるト
ラッキング制御系を示す図、第１０図は、オフセット電
圧検出手段の１例を示す図、第１１図は、オフセント電
圧検出手段の他の例を示す図である。 １・・・半導体レーザー、２・・・カップリングレンズ
、３・・偏光ビームスプリッタ−１４・・１／４波長板
、５・・・対物レンズ、６・・・光ディスク、７・・集
光レンズ、８・・・トラック検出用の受光素子、９・・
・焦点検出用の受光素子、３２・・・減算器、３４・・
・オフセット電圧検出回路、３６・・・ラッチ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　スパイラル状もしくは同心円状にトラックを形成
   された光ディスクの上記トラック上に、光ピツクアップ
   光学系により光スポットを集束させて、上記トラックに
   光情報を記録し、もしくは、上記ポットを、上記トラッ
   クを横切るように走査して所望のトラックを探査する光
   情報記録再生装置であって、 所望トラック探査のため光スポットを走査する間におけ
   るトラッキング制御信号の直流的オフセット電圧を検出
   する手段と、 上記探査が終了した時点における、上記オフセット電圧
   の値を保持する手段と、 上記保持されたオフセット電圧値を、光情報の記録中も
   しくは再生中、トラッキング制御信号から減算する手段
   と、 この減算する手段からの出力信号によって、上記光スポ
   ットの位置制御を行うサーボ系駆動手段とを備えたこと
   を特徴とする、光情報記録再生装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 直流的オフセット電圧を検出する手段が、トラッキング
   制御信号の極大値を検出する手段と、上記トラッキング
   制御信号の極小値を検出する手段と、これら両手段の出
   力を加算する手段と、この加算する手段の出力の１／２
   の出力を得る手段とを有することを特徴とする、光情報
   記録再生装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、 直流的オフセット電圧を検出する手段が、トラッキング
   制御信号の平均値を検出するための、低周波数域通過フ
   ィルターを有することを特徴とする、光情報記録再生装
   置。 ４、特許請求の範囲第１項または第２項または第３項に
   おいて、 オフセット電圧の値を保持する手段が、上記オ２− ７セント電圧をデジタル値に変換する手段と、トランク
   探査のだめの光スポットの走査の終了を示す制御信号を
   発生するためのシーケンス制御手段と、上記制御信号に
   よって、上記デジタル値変換手段の出力をランチする手
   段と、このラッチする手段の出力を、アナログ電圧値に
   変換する手段とを有することを特徴とする、光情報記録
   再生装置。