JP2585265B2

JP2585265B2 - 情報記録再生装置

Info

Publication number: JP2585265B2
Application number: JP62106856A
Authority: JP
Inventors: 雅史横田; 朝久吉丸; 亮二竹内; 賢司福田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPS63273220A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、たとえば集束光を用い、光ディスクに対
して情報を記録したり、光ディスクに記録されている情
報を再生する光ディスク装置などの情報記録再生装置に
関する。

（従来の技術）近年、多量に発生する文書などの画像情報を２次元的
な光走査により光電変換し、この光電変換された画像情
報を画像記録装置に記録し、あるいはそれを必要に応じ
て検索、再生し、ハードコピーあるいはソフトコピーと
して再生出力し得る画像情報ファイル装置における画像
記録装置として最近、光ディスク装置（情報記録再生装
置）が用いられている。

従来、このような光ディスク装置にあっては、スパイ
ラル状に情報を記録する光ディスクが用いられ、この光
ディスクの半径方向にリニアモータで直線移動する光学
ヘッドにより情報の記録あるいは再生が行われるように
なっている。

このような装置では、光学ヘッドにおける対物レンズ
のフォーカッシングを行う場合、取付け誤差等により適
正な位置にビームが照射されない。このため、フォーカ
ッシング用の２種類の検出信号のピーク値の差を取り、
それらの信号差に応じた電流を対物レンズ駆動用のコイ
ルに流すことにより、対物レンズを正しいフォーカス位
置に駆動するようになっている。これによりフォーカス
ずれが小さくなるように制御されている。

すなわち、半導体レーザビームは集光レンズで記録媒
体上に集光され、その反射光が２分割検出器に入り、そ
れらの出力のピーク値の差が零になるようにフォーカッ
シング制御が行われる。

光ディスク装置では、記録時には再生のための低レー
ザ光と記録のための高レーザ光が交互に出力されるよう
になっている。上記レーザ光出力は、一般に再生時、0.
5mW、記録時、10mW程度で、その出力差が約20倍も異な
っている。このため、フォーカスサーボが不安定になる
のを防ぐために、記録高出力レーザ光による記録膜から
の反射光を記録パルスに同期したスイッチ信号で除去
し、ピーク検出を行って、記録時においても、再生時と
等価となるようにしている。

しかしながら、上記のような装置では、スイッチ手段
とピーク検出手段とが用いられたが、より高速で情報を
記録しようとした場合、それぞれのプリアンプ（オペア
ンプ）がより高帯域で、ダイナミックレンジが大きくな
ければならず、またスイッチ手段も、より高速のスイッ
チングが要求され、非常に高価となっている。

したがって、記録時に、再生時と等価なサーボを実現
するのが困難であり、安定で正確なサーボ回路でフォー
カッシングを行うことができないという欠点を有してい
る。

また、同様な理由により、安定で正確なサーボ回路で
トラッキングを行うことができないという欠点を有して
いる。

（発明が解決しようとする問題点）この発明は、集束手段に対して、安定かつ正確なフォ
ーカッシング制御あるいはトラッキング制御を行うこと
ができないという欠点を除去するもので、集束手段に対
して、安定かつ正確なフォーカッシング制御あるいはト
ラッキング制御を行うことができ、サーボの安定性に悪
影響を与えることなく情報の記録周波数を十分減衰させ
ることができる情報記録再生装置を提供することを目的
とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明の情報記録再生装置は、記録媒体に情報を記
録したり、記録媒体に記録されている情報を再生するも
のにおいて、光を発する光源、この光源から発せられた
光を記録媒体上に集束する集束手段、上記記録媒体から
の反射光を受けて第１および第２の検出手段を出力する
検出手段、上記検出手段で出力された第１、第２の検出
信号に対して、それぞれ低出力で平均化した第１、第２
の出力信号を出力する出力手段、およびこの出力手段に
より出力された第１、第２の出力信号を用いて、上記集
束手段を制御する制御手段から構成され、上記出力手段
の帯域が、上記検出手段、出力手段、制御手段により構
成される閉ループの周波数応答の帯域より広いもので情
報の記録周波数を十分減衰させるものである。

（作用）この発明は、記録媒体に情報を記録したり、記録媒体
に記録されている情報を再生するものにおいて、光源か
ら発せられた光を集束手段を用いて記録媒体上に集束
し、上記記録媒体からの反射光を受けて第１および第２
の検出信号を出力し、この出力された第１、第２の検出
信号に対して、それぞれ低出力で平均化した第１、第２
の出力信号を出力手段により出力し、この出力された第
１、第２の出力信号を用いて、上記集束手段を制御手段
により制御し、上記出力手段の帯域が、上記検出手段、
出力手段、制御手段により構成される閉ループの周波数
応答の帯域よりも広いもので情報の記録周波数を十分減
衰させるものである。

（実施例）以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明
する。

第１図は、この発明の情報記録再生装置たとえば光デ
ィスク装置の概略構成を示すものである。すなわち、光
ディスク（記録媒体）１は、モータ２によって光学ヘッ
ド10に対して、線速一定で回転駆動されるようになって
いる。上記光ディスク１は、たとえばガラスあるいはプ
ラスチックスなどで円形に形成された基板の表面に、テ
ルルあるいはビスマスなどの金属被膜層がドーナツ形に
コーティングされている。

上記光ディスク１の裏側には、情報の記録、再生を行
うための光学ヘッド10が設けられている。この光学ヘッ
ド10は、次のように構成される。すなわち、14は半導体
レーザ（光源）であり、この半導体レーザ14からは発散
性のレーザ光が発生される。この場合、情報を上記光デ
ィスク１の記録膜に書き込む（記録）に際しては、書き
込むべき情報に応じてその光強度が変調されたレーザ光
が発生され、情報を光ディスク１の記録膜から読み出す
（再生）際には、一定の光強度を有するレーザ光が発生
される。

そして、半導体レーザ14から発生された発散性のレー
ザ光は、コリメータレンズ13によって平行光束に変換さ
れ、偏光ビームスプリッタ12に導かれる。この偏光ビー
ムスプリッタ12に導かれたレーザ光は、この偏光ビーム
スプリッタ12で反射され、対物レンズ（集束手段）11に
入射され、この対物レンズ11によって光ディスク１の記
録膜に向けて集束される。

ここで、対物レンズ11は、その光軸方向および光軸と
直交する方向にそれぞれ移動可能に支持されており、対
物レンズ11が所定位置に位置されると、この対物レンズ
11から発せられた集束性のレーザ光のビームウエストが
光ディスク１の記録膜の表面上に投射され、最小ビーム
スポットが光ディスク１の記録膜の表面上に形成され
る。この状態において、対物レンズ11は合焦状態および
合トラック状態に保たれ、情報の書き込みおよび読み出
しが可能となる。

また、光ディスク１の記録膜から反射された発散性の
レーザ光は、合焦時には対物レンズ11によって平行光束
に変換され、再び偏光ビームスプリッタ12に戻される。
このレーザ光は、偏光ビームスプリッタ12を通過し投射
レンズ15によって光検出器（検出手段）16上に照射され
る。

この光検出器16は、投射レンズ15によって結像される
光を、電気信号に変換する光検出セル16a,16bによって
構成されている。これらの光検出セル16a,16bの出力
（第１、第２の検出信号）は光学ヘッド10の出力とな
る。

上記光学ヘッド10の出力として光検出セル16a、16bの
出力は、フォーカッシング（焦点ぼけ）補正用および再
生信号用に用いられるようになっており、以下にフォー
カスサーボ回路について説明する。

すなわち、上記光検出セル16a、16bの出力は、それぞ
れローパスフィルタ（出力手段）20、21に供給される。

上記ローパスフィルタ20は、上記光検出セル16aから
供給される信号を、低出力で平均化した信号（第１の出
力信号）を出力するものであり、オペアンプ30、および
このオペアンプ30の出力端と反転入力端との間に接続さ
れるコンデンサC1と抵抗Rfからなる並列回路により構成
されている。

また、上記ローパスフィルタ21は、上記光検出セル16
bから供給される信号を、低出力で平均化した信号（第
２の出力信号）を出力するものであり、オペアンプ40、
およびこのオペアンプ40の出力端と反転入力端との間に
接続されるコンデンサC1と抵抗Rfからなる並列回路によ
り構成されている。

上記ローパスフィルタ20、21はそれぞれ抵抗Rf、コン
デンサC1で決定されるカットオフ周波数（利得周波数特
性において、利得が3dB下がる周波数;fc）で動作するよ
うになっている。すなわち、上記カットオフ周波数fcは
次式の関係となっている。

fc＝1/2πC1Rf となっている。

上記カットオフ周波数fcは、第２図に示すように、フ
ォーカスサーボ回路のサーボ帯域（サーボループゲイン
が0dBとなる周波数までの帯域幅）より、大きな値にな
るようにし、かつ記録周波数f_Rでは十分減衰する値に設
定されている。

したがって、第３図に示すように、記録周波数5MHz
で、記録パルスのデューティ比がTw/T＝25％を例とした
場合、記録のピーク出力Ｗと再生出力Ｒの比、W/R＝20
が、上記ローパスフィルタ20、21で平均化され、上記比
がＷ′/R＝５となる。

このため、フォーカスサーボのサーボ帯域は、一般に
１〜2KHzであり、ローパスフィルタ20、21のカットオフ
周波数fcを10KHz〜10数KHzに選ぶことにより、サーボ帯
域には何ら影響を与えることなく、記録周波数5MHzでは
十分に減衰する。

したがって、記録パルスからの反射光が平均化され、
記録時の平均出力Ｗ′と再生時の出力Ｒとの比がＷ′/R
＝５となり、記録、再生の光検出器16の出力の比が小さ
くなる。

上記ローパスフィルタ20の出力は減衰回路22内の差動
増幅器22aの非反転入力端に供給され、この差動増幅器2
2aの反転入力端には上記ローパスフィルタ21の出力が供
給される。また、上記ローパスフィルタ20、21の出力は
加算回路23内の加算器23aの入力端に供給される。上記
差動増幅器22aの出力および上記加算器23aの出力つまり
上記光検出器16に対する入射光量に応じた信号は正規化
回路としての割算器24に供給される。

この割算器24は、上記差動増幅器22aから供給される
信号を加算器23aから供給される加算信号によって除算
するものである。たとえば差信号「ａ−ｂ」を加算信号
「ａ＋ｂ」で除算することにより、正規化信号「ａ−b/
a＋ｂ」つまり焦点ぼけ検出信号が得られるようになっ
ている。

上記割算器24の出力は、焦点ぼけ検出信号として駆動
回路25に供給される。この駆動回路25は、割算器24から
供給される信号に応じて、前記対物レンズ11を光ディス
ク１の記録面に対して垂直方向に駆動するコイル17に対
応する電流を供給することにより、対物レンズ11を駆動
して焦点ぼけの補正（フォーカス位置の補正）を行うも
のである。

次に、このような構成において動作を説明する。たと
えば今、再生時、半導体レーザ14から（連続的な）弱光
度のレーザ光束が発生され、記録時、半導体レーザ14に
断続的に高電流が流れ、半導体レーザ14から断続的な強
光度のレーザ光束が発生される。この結果、半導体レー
ザ14から強光度のレーザ光束（記録ビーム光）と弱光度
のレーザ光束（再生ビーム光）が発せられる。

このレーザ光は、コリメータレンズ13によって平行光
束に変換され、偏光ビームスプリッタ12を反射されて対
物レンズ11に入射され、この対物レンズ11によって光デ
ィスク１の記録膜に向けて集束される。

この状態において、情報の記録を行う際には、強光度
のレーザ光束（記録ビーム光）の照射によって、光ディ
スク１上のトラックにピットが形成され、情報の再生を
行う際には、弱光度のレーザ光束（再生ビーム光）が照
射される。この再生ビーム光に対する光ディスク１から
の反射光は、対物レンズ11によって平行光束に変換さ
れ、偏光ビームスプリッタ12を通過し投射レンズ15によ
って光検出器16上に照射される。したがって、光検出セ
ル16a、16bから照射光に応じた信号が出力され、それら
の信号がそれぞれローパスフィルタ20、21に供給され
る。

このような状態において、フォーカッシング動作につ
いて説明する。すなわち、上記ローパスフィルタ20、21
は、それぞれ上記光検出セル16a、16bから供給される信
号を、低出力で平均化した信号を出力し、差動増幅器22
a、加算器23aに供給される。すると、差動増幅器22aは
光検出セル16aからの検出信号と、光検出セル16bからの
検出信号との差を取ることにより得られる（ａ−ｂ）信
号を割算器24に出力する。また、加算器23aは光検出セ
ル16aからの検出信号と、光検出セル16bからの検出信号
との和を取ることにより得られる、上記光検出器16への
入射光量に応じた信号（ａ＋ｂ）を割算器24に出力す
る。これにより、割算器24は、差動増幅器22aから供給
される差信号を、加算器23aから供給される和信号で除
算することにより得られる正規化信号（ａ−b/a＋ｂ）
つまり焦点ぼけ検出信号を駆動回路25へ出力する。これ
により、記録時、再生時のように、上記光検出器16a、1
6bの検出レベルがレーザ光の強度により異なっている場
合でも、常に所定の検出レベルの信号が得られる。

これにより、駆動回路25は割算器24からの信号に応じ
てコイル17に所定の電流を供給し、対物レンズ11を垂直
方向に駆動して、フォーカッシングを行う。この結果、
対物レンズ11によるビームスポットを、フォーカッシン
グ位置に対する最適位置とすることができる。

したがって、記録時、再生時のように検出レベルが違
う場合であっても、一定に保つことができ、安定な制御
を行うことができる。これにより、正確なフォーカッシ
ングを行うことができる。

上記したように、光検出器の出力に安価なローパスフ
ィルタを接続することにより、記録時の高レーザ高出力
が光ディスクに照射されている場合、その大きな反射光
がローパスフィルタで平均化され、低出力となり、安定
で正確なサーボ回路を実現できる。また、ローパスフィ
ルタの帯域を、サーボ帯域（閉ループの周波数応答の帯
域）より広いもので情報の記録周波数を十分減衰させる
ものであるため、サーボの安定性に悪影響を与えないよ
うにできる。

したがって、高価な部品を用いることなく、安定かつ
正確なフォーカッシングを行うことができる。

なお、前記実施例では、フォーカス制御の場合につい
て説明したが、これに限らず、トラッキング制御も上記
フォーカス制御と同様な構成で実現することができる。

すなわち、光検出セル16a、16bで光ディスク１と対物
レンズ11との位置ずれを検出し、この検出に応じて駆動
回路25がコイル18によるトラッキング方向への対物レン
ズ11の移動を行うようにすれば良い。

また、記録媒体として光ディスクの場合について説明
したが、これに限らず、レーザカード等であっても良
い。

［発明の効果］以上詳述したようにこの発明によれば、集束手段に対
して、安定かつ正確なフォーカッシング制御あるいはト
ラッキング制御を行うことができ、サーボの安定性に悪
影響を与えることなく情報の記録周波数を十分減衰させ
ることができる情報記録再生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は光デ
ィスク装置の構成を概略的に示す図、第２図はローパス
フィルタのカットオフ周波数を説明するための図、第３
図は記録パルスとローパスフィルタの出力とを説明する
ための図である。１……光ディスク（記録媒体）、10……光学ヘッド、14
……半導体レーザ（光源）、11……対物レンズ（集束手
段）、16……光検出器（検出手段）、16a、16b……光検
出セル、17、18……コイル、20、21……ローパスフィル
タ（出力手段）、22……減算回路、22a……差動増幅
器、23……加算回路、23a……加算器、24……割算器、2
5……駆動回路、30、40……オペアンプ、C1……コンデ
ンサ、Rf……抵抗。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内亮二川崎市幸区柳町70番地株式会社東芝柳町工場内 (72)発明者福田賢司川崎市幸区柳町70番地東芝自動機器エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献特開昭58−175169（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体に情報を記録したり、記録媒体に
記録されている情報を再生する情報記録再生装置におい
て、光を発する光源と、この光源から発せられた光を記録媒体上に集束する集束
手段と、上記記録媒体からの反射光を受けて第１および第２の検
出信号を出力する検出手段と、上記検出手段で出力された第１、第２の検出信号に対し
て、それぞれ低出力で平均化した第１、第２の出力信号
を出力する出力手段と、この出力手段により出力された第１、第２の出力信号を
用いて、上記集束手段を制御する制御手段とを具備し、上記出力手段の帯域が、上記検出手段、出力手段、制御
手段により構成される閉ループの周波数応答の帯域より
広いもので情報の記録周波数を十分減衰させるものであ
ることを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項２】集束手段の制御が、フォーカッシング制御
あるいはトラッキング制御であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の情報記録再生装置。
【請求項３】出力手段が、ローパスフィルタで構成され
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記
録再生装置。