JP2625438B2 - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

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媒体に対し情報を記録し、該
媒体に記録された情報を再生し、及び／または該媒体に
記録された情報を消去し得る光学的情報記録再生装置に
関し、特に、オートフォーカシングやオートトラッキン
グのサーボ回路に特徴を有するものに関する。

［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。これらのうち、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」と称する）は、小型、軽量で持ち運びに便利な大記
録容量の媒体として、大きな需要が見込まれている。

第６図は、この様な光カード101の概略平面図であ
り、102は情報記録エリア、103は情報トラック、104,10
4′はトラック選択エリア、105は光ビームスポットのホ
ームポジションである。

上記光カード101には、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走査することによっ
て、光学的に検出可能に記録ビット列（情報トラック）
として情報が記録される。この際、情報トラックの交叉
等のトラブルを生ずることなく正確に情報を記録してい
くためには、前記光ビームスポットの照射位置を光カー
ド面内で走査方向と垂直な方向で制御（オートトラッキ
ング、以下「AT」と称する）する必要がある。また、光
ビームを光カードの曲がりや機械的誤差にもかかわらず
安定した大きさの微小スポットとして照射するために光
カード面に垂直な方向で制御（オートフォーカシング、
以下「AF」と称する）する必要がある。また、再生時に
おいても上記のAT,AFが必要である。

第７図は光カードへの情報の記録及び再生のための装
置の構成図を示したもので、106は光カード101を図中矢
印の方向に駆動するためのモータ、107は半導体レーザ
の如き光源、108は光源107からの光を平行化するコリメ
ータレンズ、109はビームスプリッタ、110は対物レン
ズ、111はトラッキング用コイル、112はフォーカシング
用コイル、113及び114は集光レンズ、115及び116は光電
変換素子、117はトラッキング制御回路、118はフォーカ
シング制御回路である。光電変換素子115,116により検
出されるトラッキング信号及びフォーカシング信号に基
づき制御回路117,118からの指令によりそれぞれトラッ
キング用コイル111とフォーカシング用コイル112に電流
を流すことによって対物レンズ110を移動させてAT,AFを
行なう。また、119は記録再生装置を制御するシステム
コントローラであり、120は該コントローラから出力さ
れる各種制御信号群である。尚、コントローラ119から
は120以外の信号も出力されるが、ここでは図示してい
ない。121は光ヘッドを示し、122は該光ヘッドを第６図
においてｕ方向に移動させるための駆動モータである。

光源107からの光はコリメータレンズ108で平行光にさ
れ、ビームスプリッタ109を経た後、対物レンズ110によ
り、光カード101の記録トラックに集光される。記録ト
ラックで反射された光は、今度はビームスプリッタ109
を透過し、ビームスプリッタ109により２分割され、そ
れぞれ集光レンズ113,114によりトラッキング信号検出
用光電変換素子115上とフォーカシング信号検出用光電
変換素子116上に集光される。光電変換素子115,116によ
り得られた信号はそれぞれトラッキング制御回路117、
フォーカシング制御回路118により、トラッキング誤差
信号、フォーカシング誤差信号として、トラッキング用
コイル111とフォーカシング用コイル112に電流を流すこ
とによって対物レンズ110を移動させてAT,AFを行なう。

第８図は上記フォーカシング制御回路118の詳細図で
ある。201は光電変換素子116からのフォーカスエラー信
号を適当な電圧に増幅するアンプ、202はフォーカシン
グサーボの安定化をはかるための位相補償回路、204は
ドライバである。205はシステムコントローラー119から
の信号120を受けて、フォーカシング制御回路118全体を
制御するフォーカシングコントローラーである。尚、第
８図においてはフォーカシングコントローラ205からア
ナログスイッチ203のみへと信号が入力される様に示さ
れているが、実際にはフォーカシングコントローラ205
からはこれ以外の不図示の信号も出力される。

第９図および第10図は対物レンズを媒体と対対的に移
動した時に得られるＡ点の電圧（第８図参照）であり、
いわゆるＳ字カーブである。フォーカシングサーボをか
ける時には、第８図におけるの不図示の回路により、対
物レンズを媒体と垂直方向に、相対的に移動させる。こ
れにより、Ａ点に第９図に示すＳ字カーブを得ることが
できる。フォーカシングサーボをかける時には、第９図
に示すように、フォーカシングコントローラー205によ
りフォーカスエラーＡの電圧が０になる時を検知し（ｔ
＝t0）、その時点でフォーカシングサーボをかける。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来例では、第10図に示すよう
に、フォーカシングサーボをかけた後のフォーカスエラ
ーＡは０ではなく、Verror［Ｖ］のエラーが残る。これ
はフォーカシングサーボのゲインが有限であるためであ
る。このように誤差がある場合には、フォーカスエラー
信号によって対物レンズを駆動しても誤差の分だけ焦点
ずれが生じ、正確な記録、再生が困難になるという欠点
があった。

また、この辺の事情は、フォーカス制御に限らず、ト
ラッキング制御においても同様の問題点があった。

［問題点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、各種
原因により生じるフォーカスエラー、トラッキングエラ
ー信号の誤差を除き、正確な記録再生を可能にする光学
的情報記録再生装置を提供することにある。

以上のような目的は、光学的情報記録媒体の情報トラ
ックに対し、光スポットをトラッキング及び／又はフォ
ーカシング制御しながら相対的に移動させて該記録媒体
に情報を記録し、該記録媒体に記録された情報を再生
し、及び／又は該記録媒体に記録された情報を消去し得
る光学的情報記録再生装置において、 トラッキング及び／又はフォーカシングエラー信号を
検知する手段と、 前記検知されたトラッキング及び／又はフォーカシン
グエラー信号に含まれる誤差成分を、前記トラッキング
及び／又はフォーカシング制御を閉じた後に検知する手
段と、 前記誤差成分を相殺するオフセット信号を、前記トラ
ッキング及び／又はフォーカシングエラー信号に印加す
る手段とを備え、 前記印加手段は、前記トラッキング及び／又はフォー
カシング制御を閉じてから前記トラッキング及び／又は
フォーカシング制御が整定された後に前記オフセットを
印加することを特徴とする光学的情報記録再生装置によ
り構成される。

なお、そのような調整手段を構成するには、すくなく
とも、トラッキングサーボ、フォーカシングサーボそれ
ぞれのループ内に発生する誤差量を検出する機能を有し
ていることが必要となる。

［作用］ 上記のような本発明の光学的情報記録再生装置は、サ
ーボ引込み後においてサーボ内に生じた誤差を除去する
調整手段を備えることにより、フォーカスエラー、トラ
ッキングエラー信号の誤差を除き、その結果として、正
確な記録再生を可能にするものである。例えば、本発明
の一実施例によれば、サーボ系に故意に前記誤差を打消
すようにオフセットを与えることにより、エラー量を０
にすること又はフォーカス、トラッキング制御上、問題
ない所定の値にすることがある。

［実施例］ 以下、本発明の光学的情報記録再生装置について図面
に基づき詳細に説明する。

本発明の思想は、AFのみならず、ATにも同様に実施で
きるものであるが、以下の実施例においては、フォーカ
シング制御回路を例にとり説明する。

第１図は本発明の光学的情報記録再生装置に係るフォ
ーカシング制御回路の一構成例を示す図である。

同図において、第８図と同様の働きをする部材には同
一の符号が付してあり、その説明は省略する。305はフ
ォーカシングコントローラ、301はフォーカシングコン
トローラ305からの信号302によりＢ点に任意の直流電圧
を出力するオフセット回路、306はＡ点の電圧とＢ点の
電圧を加算する加算回路である。

第２図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の実施例であ
る第１図のＡ点及びＢ点の電圧のタイミングチャートで
ある。

第２図（ａ）において、時刻t0においてフォーカシン
グサーボをかけると、フォーカスエラーＡは０ではな
く、Verror［Ｖ］の誤差が残る。ここで時刻t1におい
て、フォーカスエラーＡの電圧をフォーカシングコント
ローラ305によって検知し、時刻t2から時刻t3にかけ
て、 V0＝（１＋1/G）×Verror［Ｖ］ ただしG:フォーカシングサーボのオープンループゲイ
ン にて表わされるオフセット電圧V0［Ｖ］をＢ点に出力す
る（第２図（ｂ）参照）。これにより、時刻t3ではフォ
ーカスエラーＡを０近傍にすることができる。そして時
刻t4において、実際にフォーカスエラーＡが所定の値に
なっているかをチェックし、所定の値になっていなけれ
ば、更に逆オフセットを与える。

この時に注意することは Δt1＝t1−t0 ［sec］ にて表わされるΔt1はフォーカシングサーボの整定時間
Ｔ（整定時間とはステップに対する応答が最終値の±５
％の範囲内におさまるまでの時間である）よりも大きい
必要がある。なぜなら、Δt1が小さい場合には、リンギ
ングがおさまらないうちに、フォーカシングコントロー
ラ305がフォーカスエラーＡの電圧を検知してしまい、
正しいVerrorを知ることができないからである。

また、 Δt3＝t3−t2 ［sec］ の時間における信号Ｂは変化終了時刻t3の時点で、既に
サーボ系が整定状態、つまり、t3における信号Ａの値が
Verrorの±５％以内におさまっているように、変化させ
る必要がある。なぜならば、信号Ｂの変化状態がサーボ
系に適さない時には、時刻t3以降にも、まだ、リンギン
グが大きいので、時刻t4におけるチェックを正確に行な
えなくなるからである。このようなサーボ系に適した信
号Ｂの変化の例を第３図（ｂ）及び第４図（ｂ）に示
す。

また、サーボ系に不適な信号Ｂの変化の例を第５図
（ｂ）に示す。

第３図の例では、信号Ｂを一定の傾きにて変化させて
いる。これにより、時刻t3において、信号Ａの電圧V0は V0≦5/100×Verror となり、既に整定状態に到達している（第３図
（ａ））。しかし、第５図（ｂ）のように、t2からt3の
時間が短い場合には V0′＞5/100×Verror となり、未だ整定状態に到達していないので、t3以降に
も、まだ、リンギングが大きい（第５図（ａ））。

第４図は信号Ｂの傾きを時間と共に変化させている。
この時には、第３図と同様に V1≦5/100×Verror となり、既に整定状態に到達している（第４図
（ａ））。

このように、フォーカシングサーボ系に誤差がある場
合にそれを打消すようなオフセットを与えることによ
り、フォーカスエラーをすみやかに０にすること又は所
定の値にすることができ、その結果として、正確な記録
再生を可能にすることができる。

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。

前述したように、前記実施例ではフォーカシングサー
ボを例に説明したが、トラッキングサーボについても同
様に適用できる。

また、前記実施例では、サーボ内で生じる誤差を所定
時間後にオフセットを印加することにより誤差をなくし
たり、縮小するように設定したが、第１図の回路構成は
その一例にすぎず、実質的に誤差をなくす手段であれば
どのようなものでも適用可能である。例えば、そのよう
なものとしては、光電変換素子に一定の光を照射する手
段や対物レンズに一定の力を与える手段をあげることが
できる。

［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、トラッキングサーボ、及び／またはフォー
カシングサーボに誤差が生じたときにその誤差を除去す
る調整手段を有していることにより、サーボ系に生じる
誤差を除去でき、その結果として、正確な記録再生が可
能になる。

また、誤差が生じたときにオフセットを与える方法で
は、オフセットの与え方をサーボ系に適した方法にする
ことにより、フォーカスエラーまたはトラッキングエラ
ーを正確かつ、すみやかに所定の値にすることができ
る。

また、本発明によれば、オフセットの印加は、トラッ
キング及び／又はフォーカシング制御を閉じてから前記
トラッキング及び／又はフォーカシング制御が整定した
後に印加するため、リンギングの影響を受けることがな
く、安定した信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学的情報記録再生装置に係るフォー
カシング制御回路の一構成例を示す図である。 第２図（ａ），（ｂ）、第３図（ａ），（ｂ）、第４図
（ａ），（ｂ）、第５図（ａ），（ｂ）は本発明を実施
したフォーカシング制御回路のタイミングチャートであ
る。 第６図は光カードの平面図である。 第７図は光カードへの情報の記録及び再生のための装置
の構成図である。 第８図は従来例のフォーカシング制御回路を示した図で
ある。 第９図及び第10図は従来例のフォーカシング制御回路の
タイミングチャートである。 116:光電変換素子、306:加算回路、301:オフセット回
路、305:フォーカシングコントローラー、119:システム
コントローラー、202:位相補償回路、204:ドライバ、11
8:フォーカシング制御回路、112:フォーカシング用コイ
ル。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的情報記録媒体の情報トラックに対
   し、光スポットをトラッキング及び／又はフォーカシン
   グ制御しながら相対的に移動させて該記録媒体に情報を
   記録し、該記録媒体に記録された情報を再生し、及び／
   又は該記録媒体に記録された情報を消去し得る光学的情
   報記録再生装置において、 トラッキング及び／又はフォーカシングエラー信号を検
   知する手段と、 前記検知されたトラッキング及び／又はフォーカシング
   エラー信号に含まれる誤差成分を、前記トラッキング及
   び／又はフォーカシング制御を閉じた後に検知する手段
   と、 前記誤差成分を相殺するオフセット信号を、前記トラッ
   キング及び／又はフォーカシングエラー信号に印加する
   手段とを備え、 前記印加手段は、前記トラッキング及び／又はフォーカ
   シング制御を閉じてから前記トラッキング及び／又はフ
   ォーカシング制御が整定した後に前記オフセットを印加
   することを特徴とする光学的情報記録再生装置。