JP2539433B2 - Beam position controller - Google Patents

Beam position controller

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JP2539433B2
JP2539433B2 JP62133846A JP13384687A JP2539433B2 JP 2539433 B2 JP2539433 B2 JP 2539433B2 JP 62133846 A JP62133846 A JP 62133846A JP 13384687 A JP13384687 A JP 13384687A JP 2539433 B2 JP2539433 B2 JP 2539433B2
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signal
laser
laser beams
mirror
circuit
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慎 高柳
昭憲 渡部
一郎 山田
立 武田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光ディスク記憶に関するもので、さらに詳
しくは、2つのレーザビームの合成によって記録パワー
を増大させ、また2つのレーザビームによる並列記録に
よって、光ディスク記憶のデータ転送速度を向上させる
ことを目的としたビームの位置制御装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to optical disk storage, and more specifically, to increase recording power by combining two laser beams and by parallel recording with two laser beams. The present invention relates to a beam position control device for the purpose of improving the data transfer rate of optical disk storage.

[従来の技術] 従来の光ディスク記憶装置においては、データ転送速
度の向上を図るためには大出力の半導体レーザが必要で
あった。また、2つのレーザビームを用いた並列記録ま
たは同時記録再生の実現のために、2つのレーザビーム
の位置を常に一定間隔に保持するには、レンズやハーフ
ミラー等の光学系を高い精度で組み立てることが必要で
あった。そして、温度・経年変化等により位置ずれが発
生した場合には、これらの光学系の位置を再調整してい
た。
[Prior Art] In a conventional optical disk storage device, a high-power semiconductor laser is required in order to improve the data transfer rate. Further, in order to realize parallel recording or simultaneous recording / reproduction using two laser beams, in order to always keep the positions of the two laser beams at constant intervals, an optical system such as a lens or a half mirror is assembled with high accuracy. Was necessary. Then, when the positional deviation occurs due to temperature, aging, etc., the positions of these optical systems are readjusted.

[発明が解決しようとする問題点] しかし、データ転送速度の向上のためには、大出力の
半導体レーザが必要であることから、データ転送速度が
半導体レーザの出力によって制約されるという問題があ
った。また、2つのレーザビームを用いた並列記録また
は同時記録再生の実現のためには、光学系の組み立て精
度を向上させなければならず、またその光学系の位置を
再調整したりする面倒があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in order to improve the data transfer rate, a high output semiconductor laser is required, and thus there is a problem that the data transfer rate is limited by the output of the semiconductor laser. It was Further, in order to realize parallel recording or simultaneous recording / reproducing using two laser beams, it is necessary to improve the assembly accuracy of the optical system, and it is troublesome to readjust the position of the optical system. It was

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、データ転送速度の向上をねらいとし、
2ビーム合成によって記録パワーを増大させると共に、
高精度であることや温度や経年変化に対して光学系の位
置調整をすることを必要とせずに、2ビーム並列記録等
を実現するビーム位置制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the data transfer rate,
While increasing the recording power by combining two beams,
It is an object of the present invention to provide a beam position control device that realizes two-beam parallel recording and the like without requiring high precision and adjusting the position of an optical system with respect to temperature and aging.

[問題点を解決するための手段] 本発明のビーム位置制御装置は、波長が異なる2つの
レーザ光源と、このレーザ光源から発するレーザビーム
の方向を2次元的に変化させる可動ミラーと、2つのレ
ーザビームを媒体面に集光させる光学系と、媒体面で反
射されたレーザビームを波長分離するフィルターと、波
長分離した2つのレーザビームから媒体面上における2
つのレーザビームの半径方向及び円周方向の位置ずれを
検出する位置ずれ検出回路と、この位置ずれ検出回路の
検出信号に基づいて上記可動ミラーの方向を制御するミ
ラー方向制御回路とを備えたことを特徴とする。
[Means for Solving Problems] A beam position control device of the present invention includes two laser light sources having different wavelengths, a movable mirror for two-dimensionally changing the direction of a laser beam emitted from the laser light source, and two laser light sources. An optical system for condensing the laser beam on the medium surface, a filter for wavelength-separating the laser beam reflected on the medium surface, and two filters on the medium surface from the two wavelength-separated laser beams.
A positional deviation detection circuit for detecting positional deviations of the two laser beams in the radial direction and the circumferential direction, and a mirror direction control circuit for controlling the direction of the movable mirror based on a detection signal of the positional deviation detection circuit. Is characterized by.

[作用] 本発明のビーム位置制御装置は、レーザビームの方向
を2次元的に制御できる可動ミラーを用いて、ディスク
面上におけるレーザビームの集光位置を制御することに
より、2つのレーザビームの集光位置を一致させること
によって記録パワーを増加させたり、2つのレーザビー
ムの集光位置を一定間隔に保持することによって並列記
録または同時記録再生を実現する。
[Operation] The beam position control device of the present invention controls the focus position of the laser beam on the disk surface by using the movable mirror that can control the direction of the laser beam two-dimensionally. The recording power is increased by matching the condensing positions, and parallel recording or simultaneous recording / reproducing is realized by maintaining the condensing positions of the two laser beams at a constant interval.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、基本的なブロック構成図であり、同図にお
いて1,2は波長(λ1、λ2)の異なるレーザ光源であ
る。一方のレーザ光源1のビームは、ハーフミラー3、
波形整形レンズ4、ビームスプリッタ5によってディス
ク媒体6上に集光されるようになっている。他方のレー
ザ光源2のビームは、可動ミラー7によって反射されて
から、ハーフミラー3、波形整形レンズ4、ビームスプ
リッタ5によってディスク媒体6上に集光されるように
なっている。可動ミラー7は、ミラー駆動部8によって
制御されることにより、レーザ光源2のビームの方向を
2次元的に変化させるものである。本実施例の場合、レ
ーザ光源1,2からの2つのビームは、ディスク媒体6上
にて一致させられるようになっている。
FIG. 1 is a basic block configuration diagram. In FIG. 1, 1 and 2 are laser light sources having different wavelengths (λ1, λ2). The beam of one laser light source 1 is a half mirror 3,
The waveform shaping lens 4 and the beam splitter 5 focus the light on the disk medium 6. The beam of the other laser light source 2 is reflected by the movable mirror 7, and then focused on the disk medium 6 by the half mirror 3, the waveform shaping lens 4, and the beam splitter 5. The movable mirror 7 is two-dimensionally changed in direction of the beam of the laser light source 2 by being controlled by the mirror driving unit 8. In the case of this embodiment, the two beams from the laser light sources 1 and 2 are adapted to be coincident with each other on the disk medium 6.

ディスク媒体6から反射される2つのビームは、合成
レーザビームとして波長分離フィルター9を通り、ここ
で波長(λ1、λ2)の異なる2つのビームB1,B2に分
離される。波長λ1のビームB1は光信号検出器11a、11b
に集光される。光信号検出器11aはビームB1からRF信号
とフォーカス信号を検出するものであり、また光信号検
出器11bはビームB1からトラック誤差信号を検出するも
のである。一方、波長λ2のビームB2は光信号検出器12
a,12bに集光される。光信号検出器12aはビームB2からRF
信号とフォーカス信号を検出するものであり、また光信
号検出器12bはビームB2からトラック誤差信号を検出す
るものである。
The two beams reflected from the disk medium 6 pass through the wavelength separation filter 9 as a combined laser beam, and are separated into two beams B1 and B2 having different wavelengths (λ1, λ2). The beam B1 having the wavelength λ1 is the optical signal detectors 11a and 11b.
Is focused on. The optical signal detector 11a detects the RF signal and the focus signal from the beam B1, and the optical signal detector 11b detects the track error signal from the beam B1. On the other hand, the beam B2 of wavelength λ2 is the optical signal detector 12
It is focused on a and 12b. Optical signal detector 12a is from beam B2 to RF
The signal and focus signal are detected, and the optical signal detector 12b is for detecting a track error signal from the beam B2.

それぞれの光信号検出器11a,11b、12a,12bからの検出
信号S1a,S1b,S2a,S2bはビーム位置ずれ検出回路13に入
力され、その検出回路13は、2つのビームの半径方向と
円周方向の位置ずれを検出する。その検出方法について
は後述する。検出回路13からの検出信号S3,S4はミラー
駆動制御回路14に入力され、この制御回路14は、ディス
ク媒体6上における2つのビームの位置ずれを零にする
ように、可動ミラー7を制御するミラー制御信号を出力
する。そして、このミラー制御信号に基づいて、ミラー
駆動部8が可動ミラー7を自動的に制御するようになっ
ている。
The detection signals S1a, S1b, S2a, S2b from the respective optical signal detectors 11a, 11b, 12a, 12b are input to the beam position deviation detection circuit 13, which detects the radial direction and the circumference of the two beams. Detects positional misalignment. The detection method will be described later. The detection signals S3 and S4 from the detection circuit 13 are input to the mirror drive control circuit 14, and this control circuit 14 controls the movable mirror 7 so that the positional deviation of the two beams on the disk medium 6 becomes zero. Outputs a mirror control signal. Then, the mirror drive section 8 automatically controls the movable mirror 7 based on the mirror control signal.

第2図は、具体的な構成例である。本例の場合は、2
つの波形整形レンズ4a,4bと、2つのビームスプリッタ5
a,5bと、2つの波長分離フィルター9a,9bを備えた構成
となっている。基本的には前述した第1図と同じであ
る。
FIG. 2 is a specific configuration example. In the case of this example, 2
Waveform shaping lenses 4a and 4b and two beam splitters 5
It has a configuration including a and 5b and two wavelength separation filters 9a and 9b. Basically, it is the same as FIG. 1 described above.

次に、ビーム位置ずれ検出回路13について説明する
(第3図、第4図参照)。
Next, the beam position deviation detection circuit 13 will be described (see FIGS. 3 and 4).

検出回路13は、トラック誤差信号の差検出回路13aに
て、ビームB1,B2のそれぞれについてのトラック誤差信
号S1b,S2bの差を求めて、半径方向の位置ずれ信号S3を
出力する。一方、円周方向の位置ずれ信号S4は、ディス
ク媒体6上に予め書き込まれたアドレス部6a(第4図)
から得られるVFO信号S5の位相差を利用することによっ
て求める。すなわち、アドレス部6aには、セクターマー
ク、VFO等の信号が既に書き込まれており、光信号検出
器11a,12aからのRF信号をバンドパスフィルター13b,13c
に通すことによってVFO信号を抽出する。そして、位相
差検出回路13dにて、それらのVFO信号の位相差からディ
スク媒体6上における2つのレーザビームの円周方向の
ずれ信号S4を求めて出力する。
The detection circuit 13 obtains the difference between the track error signals S1b and S2b for the beams B1 and B2 by the track error signal difference detection circuit 13a, and outputs a radial displacement signal S3. On the other hand, the positional deviation signal S4 in the circumferential direction is the address portion 6a written in advance on the disk medium 6 (FIG. 4).
It is obtained by using the phase difference of the VFO signal S5 obtained from That is, in the address section 6a, signals such as sector marks and VFOs have already been written, and the RF signals from the optical signal detectors 11a and 12a are band-pass filters 13b and 13c.
Extract the VFO signal by passing it through. Then, the phase difference detection circuit 13d obtains and outputs a shift signal S4 in the circumferential direction of the two laser beams on the disk medium 6 from the phase difference between the VFO signals.

しかして、このようにビーム位置ずれ検出回路13から
出力された半径方向の位置ずれ信号S3と、円周方向の位
置ずれ信号S4はミラー駆動制御回路14に入力され、制御
回路14は、ディスク媒体6上における2つのビームの位
置ずれを零にするように、可動ミラー7を制御するミラ
ー制御信号を出力する。したがって、ミラー駆動部8
は、そのミラー制御信号に基づいて可動ミラー7を制御
して、ディスク媒体6上における2つのレーザビームの
位置を自動的に一致させる。
Thus, the radial position shift signal S3 and the circumferential position shift signal S4 output from the beam position shift detection circuit 13 are input to the mirror drive control circuit 14, and the control circuit 14 controls the disk medium. A mirror control signal for controlling the movable mirror 7 is output so that the positional deviation between the two beams on 6 is zero. Therefore, the mirror drive unit 8
Controls the movable mirror 7 based on the mirror control signal to automatically match the positions of the two laser beams on the disk medium 6.

ところで、円周方向の位置ずれ信号S4を求める他の方
法としては、光信号処理回路から得られるPLL系のクロ
ック出力の位相差を利用することもできる(第5図参
照)。すなわち、光ディスク装置においては、信号の符
号化・複合化回路の基準クロック信号を、光ディスク上
に予め埋め込まれた同期プリフォーマットマークから得
られるクロック信号に同期させるために、一方の光再生
信号1を同期信号弁別回路21a、分周・クロック生成回
路22aを通し、そして位相比較器23にて、基準クロック2
4のクロック信号との位相差信号S6を得ている。本実施
例の場合は、他方の光再生信号2の信号処理系に、同期
信号弁別回路21bと、分周・クロック生成回路22bを追加
して、この他方の光再生信号2から得られるクロック信
号と、前述した一方の光再生信号1から得られるクロッ
ク信号とを位相比較器25にて比較し、それらの位相差か
ら円周方向位置ずれ信号S4を求めて出力する。
By the way, as another method of obtaining the positional deviation signal S4 in the circumferential direction, the phase difference of the clock output of the PLL system obtained from the optical signal processing circuit can be used (see FIG. 5). That is, in the optical disc device, one optical reproduction signal 1 is used in order to synchronize the reference clock signal of the signal encoding / decoding circuit with the clock signal obtained from the synchronization preformat mark previously embedded on the optical disc. The reference clock 2 is passed through the sync signal discrimination circuit 21a and the frequency division / clock generation circuit 22a, and then in the phase comparator 23.
A phase difference signal S6 from the clock signal of 4 is obtained. In the case of the present embodiment, a clock signal obtained from the other optical reproduction signal 2 by adding a synchronization signal discriminating circuit 21b and a frequency dividing / clock generating circuit 22b to the signal processing system of the other optical reproduction signal 2. And the clock signal obtained from the one optical reproduction signal 1 described above are compared by the phase comparator 25, and the circumferential position shift signal S4 is obtained from the phase difference between them and output.

なお、上述した実施例の場合は、ディスク媒体6上に
て、2つのレーザビームの位置を一致させるように可動
ミラー7を制御しているが、2つのレーザビームの位置
を一定間隔に保持するように可動ミラー7を制御するこ
とも可能である。
In the above-described embodiment, the movable mirror 7 is controlled on the disk medium 6 so that the positions of the two laser beams coincide with each other, but the positions of the two laser beams are held at a constant interval. It is also possible to control the movable mirror 7 as described above.

[効果] 以上説明したように、本発明によれば、2つのビーム
位置を一致させることにより、記録パワーを増加させ
て、データ転送速度の向上を図ることができる。また、
2つのレーザビームの間隔を一定に保持制御することに
よって、並列記録または同時記録再生を可能とし、デー
タ転送速度や機能の向上を図ることができる。
[Effect] As described above, according to the present invention, the recording power can be increased and the data transfer rate can be improved by matching the two beam positions. Also,
By controlling the distance between the two laser beams to be constant, parallel recording or simultaneous recording / reproduction can be performed, and the data transfer speed and the function can be improved.

また、本ビーム位置制御装置を用いることにより、温
度・経年変化等の影響でレーザ光源、光信号検出器、ハ
ーフミラー等の光学系の位置がずれた場合でも、自動的
に位置ずれを補償することができる。
Also, by using this beam position control device, even if the position of the optical system such as laser light source, optical signal detector, half mirror, etc. is shifted due to the influence of temperature, aging, etc., the position shift is automatically compensated. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の基本的なブロック構成図、第2図は光
学系の具体的な構成例、第3図はビーム位置ずれ検出回
路の構成例、第4図は2つのビームの円周方向の位置ず
れを検出する手順を説明するための図、第5図は円周方
向の位置ずれを検出する他の実施例の説明図である。 1,2……レーザ光源、3……ハーフミラー、 4……波形整形レンズ、 5……ビームスプリッタ、 6……ディスク媒体、7……可動ミラー、 8……ミラー駆動部、 9……波長分離フィルター、 11a,11b,12a,12b……光信号検出器、 13……ビーム位置ずれ検出回路、 14……ミラー駆動制御回路。
FIG. 1 is a basic block configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is a specific configuration example of an optical system, FIG. 3 is a configuration example of a beam position deviation detection circuit, and FIG. 4 is a circumference of two beams. FIG. 5 is a diagram for explaining the procedure for detecting the positional deviation in the direction, and FIG. 5 is an explanatory diagram of another embodiment for detecting the positional deviation in the circumferential direction. 1,2 ... Laser light source, 3 ... Half mirror, 4 ... Waveform shaping lens, 5 ... Beam splitter, 6 ... Disk medium, 7 ... Movable mirror, 8 ... Mirror drive unit, 9 ... Wavelength Separation filter, 11a, 11b, 12a, 12b ... Optical signal detector, 13 ... Beam position deviation detection circuit, 14 ... Mirror drive control circuit.

フロントページの続き (72)発明者 武田 立 武蔵野市緑町3丁目9番11号 日本電信 電話株式会社電子機構技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−220154(JP,A) 特開 昭62−212941(JP,A) 特開 昭61−133045(JP,A)Front Page Continuation (72) Inventor Tatsuda Ritsu 3-9-11 Midoricho, Musashino City Nippon Telegraph and Telephone Corporation Electronic Engineering Laboratory (56) References JP-A-61-220154 (JP, A) JP-A-62 -212941 (JP, A) JP-A-61-133045 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】波長が異なる2つのレーザ光源と、このレ
ーザ光源から発するレーザビームの方向を2次元的に変
化させる可動ミラーと、2つのレーザビームを媒体面に
集光させる光学系と、媒体面で反射されたレーザビーム
を波長分離するフィルターと、波長分離した2つのレー
ザビームから媒体面上における2つのレーザビームの半
径方向及び円周方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出
回路と、この位置ずれ検出回路の検出信号に基づいて上
記可動ミラーの方向を制御するミラー方向制御回路とを
備えたことを特徴とするビーム位置制御装置。
1. A laser light source having different wavelengths, a movable mirror for two-dimensionally changing the direction of a laser beam emitted from the laser light source, an optical system for converging the two laser beams on a medium surface, and a medium. A filter for wavelength-separating the laser beam reflected by the surface, a positional deviation detection circuit for detecting positional deviations of the two laser beams on the medium surface in the radial direction and the circumferential direction from the two wavelength-separated laser beams, and A beam position control device comprising: a mirror direction control circuit that controls the direction of the movable mirror based on a detection signal of a position shift detection circuit.
【請求項2】媒体面における2つのレーザビームの円周
方向の位置ずれの検出回路として、アドレス部から得ら
れるVFO信号の位相差に基づいて円周方向の位置ずれを
検出する位置ずれ検出回路を用いたことを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載のビーム位置制御装置。
2. A position shift detecting circuit for detecting a position shift in the circumferential direction based on a phase difference between VFO signals obtained from an address section, as a position shift detecting circuit in the circumferential direction between two laser beams on a medium surface. The beam position control device according to claim 1, wherein:
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