JP2656529B2 - 光学的記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的記録再生装置に係り、特に、トラツ
ク密度やビツト密度の異なる記録媒体を同一の記録再生
装置で記録再生を行なうのに好適な光学的記録再生装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来の光デイスク記録再生装置としては、例えば、オ
プトロニクス、第43巻第７号（1985年）、第66−76頁に
記載されたものがある。

上記の従来技術を第３図〜第５図によつて説明する。

第３図は従来の光学的記録再生装置の光学系の基本構
成図で、同図において、31は光デイスク、32は光学ヘツ
ド、33は半導体レーザ、34はコリメータレンズ、35はビ
ームスプリツタ、36はガルバノミラー、37は絞り込みレ
ンズ、38は検出用光学デバイス、39はフオトダイオード
である。この光学系により、通常、データ信号S_d、フオ
ーカスエラー信号S_f、及び、トラツキングエラー信号S_t
が取出され、信号S_fとS_tによりフオーカス制御及びトラ
ツキング制御が行なわれる。第４図は従来の光デイスク
記録媒体31の記録再生面の状態の拡大図で、その左側に
は溝上記録方式の一例が示され、その右側には溝間記録
方式の一例が示されている。なお、Ｃはトラツキング用
案内溝、Ｌはレーザ光である。いずれの記録方式でも、
光源として、780nm〜830nmの半導体レーザを使用し、こ
れを、図のように、媒体31上に直径が1.6μｍの光スポ
ツトとなるように絞り込みレンズ37により絞り込む。こ
の光スポツトに対し、記録媒体31におけるトラツキング
用案内溝Ｃのピツチｄは1.6μｍ、案内溝幅は0.4μｍと
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、光学的記録再生装置の光源とし
て、780nm〜830nmのレーザ光を使用し、レーザ光を媒体
上に1.6μｍ程度に絞り込んでいる。そのため、媒体31
のトラツクピツチを1.6μｍとしている。ここで、より
短い波長である500nm波長のレーザ光を使用すると、波
長が短い程それに比例して光スポツト径を小さく絞り込
めることから、媒体上に絞り込めるレーザ光の光スポツ
ト径は、1.0μｍ程度まで小さくできる。従つて、この
レーザ光に対する媒体のトラツクピツチは1.0μｍ程度
となり、記録密度を上げることができる。

しかし、この短波長のレーザ光で、従来の記録密度の
媒体の記録再生を行なおうとするときには、トラツキン
グサーボが正しく行なわれないという問題が生じる。第
５図により、この問題を説明する。第５図（ａ）は光デ
イスク記録媒体上の記録再生光スポツトの状態を示す
図、第５図（ｂ）は、光スポツトのトラツクずれと、こ
の記録媒体からの再生信号から得られたトラツキング誤
差信号S_tとの関係を示す図である。同図で、Ｃはトラツ
キング用案内溝、白い円R₁とR₂は、溝間記録方式と溝上
記録方式において案内溝ピツチ（1.6μｍ）に適合した
スポツト径（1.6μｍ）とした場合の光スポツト、斜線
を施した円R₁′とR₂′は、これら両記録方式において、
上記ピツチ（1.6μｍ）の案内溝を有する記録媒体に対
して、短長波でより小さいスポツト径（1.0μｍ）を適
用した場合の光スポツトを示す。また、ｈは溝間の中心
からの距離（変数）、h₀は、該中心から溝の縁までの距
離である。例えば、溝間記録方式で説明すると、通常、
トラツキング誤差信号S_tは、光スポツトがトラツクの両
側の溝Ｃに落ち込んだときの、各々の落ち込み量の差と
して取り出される。従つて、白い円R₁で示すように、光
スポツト径が案内溝ピツチにほぼ等しい場合には、光ス
ポツトR₁の中心がトラツク中心（ｈ＝０）から少しでも
ずれると、そのずれ量に比例したトラツキング誤差信号
S_tが得られる。ところが、斜線を施した円R₁′で示すよ
うに、光スポツト径（1.0μｍ）が案内溝ピツチ（1.6μ
ｍ）よりも相当小さい場合には、第５図（ｂ）で実線u₁
で示すように、ずれ量の絶対値がある値より小さい範囲
で、不感帯を生じる。これは、ずれ量が小さいうちは案
内溝に落ち込む光スポツト成分がないためである。同様
にして、溝上記録方式で径の小さいスポツトR₂′が用い
られる場合、第５図（ｂ）で点線u₂に示すように、比較
的ずれ量の大きい範囲で、不感帯を生じる。

このように、溝上及び溝間記録方式共に、トラツキン
グ誤差信号S_tに不感帯が生じるため、光スポツトをトラ
ツク上（溝上あるいは溝間）に追従させるようにトラツ
キングサーボを行なうことが不可能になる。

従つて、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解
消し、トラツクピツチの異なる光記録媒体を同一の装置
で記録再生して所要のトラツキング誤差信号を取り出す
ことのできる光学的記録再生装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の光学的記録再生装
置は、使用する記録媒体のトラツクピツチの種類を検出
する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて、前記
記録媒体のトラツクピツチの大または小に対応して記録
媒体の記録再生面の光スポツト径を大または小となるよ
うに変更するスポツト径変更手段とを設ける。

好適な実施例において、前記スポツト径変更手段とし
ては、トラツクピツチ間隔が大きい記録媒体を用いる場
合に、絞り込み光学系（対物レンズ）を光軸方向に移動
してその焦点位置を記録再生面からずらすことにより、
光スポツト径を拡げるようにしたものが採用される。

〔作用〕

上記の構成により、光束ビームのスポツト径は、使用
する記録媒体のトラツクピツチに合わせて自動的に変更
される。たとえば、トラツクピツチが1.6μｍならスポ
ット径は1.6μｍに、トラツクピツチが1.0μｍならスポ
ツト径も1.0μｍに切換えられる。この結果、いずれの
トラツクピツチの記録媒体を用いた場合にも、トラツキ
ング誤差信号中に不感帯が生じることがなくなるので、
光スポツトを所定のトラツク上（案内溝上又は案内溝
間）に追従させるトラツキングサーボを行なわせること
が可能となる。

〔実施例〕

以下に、本発明の一実施例を図面によつて説明する。

第１図は、一実施例の光学的記録再生装置の光スポツ
ト制御系の構成図で、本実施例においては、自動焦点系
の焦点位置を記録・再生面からずらすことによつて、記
録・再生面上の光スポツト径を変化させるようにしてい
る。

第１図において、１は光デイスク、２は該光デイスク
の記録再生膜、３はスピンドルモータ、４はレーザドラ
イブ、５は半導体レーザ、６は絞り込みレンズ、７は検
出系、８は焦点ずれ信号、９はトラツキング誤差信号、
10は増幅器、11はスイツチ、12,15は加算回路、13は駆
動回路、14はアクチユエータ、16は自動焦点制御回路、
17はレコード種別識別用検出回路、18は焦点オフセツト
信号、19は論理制御部、20はレンズ駆動信号、21,22は
コンパレータ、23,24はコンパレータ出力、25は加算回
路15の出力、26はスイツチ11の制御信号、27はトラツキ
ングサーボ回路である。又、V₁,V₂はスライス電圧レベ
ルである。なお、34′はコリメータレンズ、35′はビー
ムスプリツタ、36′はガルバノミラーである。

記録再生膜２を具備する光デイスク１は、スピンドル
モータ３によつて回転させられる。情報の記録再生時に
は、レーザドライブ４により半導体レーザ５を発光さ
せ、その出力の光束は、光学系を通過させられた後、絞
り込みレンズ６によつて、記録再生面２に収束される。
記録再生面２からの反射光は検出系７によつて検出さ
れ、これより、情報信号（図示せず）、焦点ずれ信号
８、及び、トラツキング誤差信号９が出力される。周知
のように、トラツキング誤差信号９は光ビームのトラツ
クずれが最小のとき零となる信号、焦点ずれ信号８は光
ビームの焦点が合つたとき零となる信号である。光スポ
ツトを記録再生面２上に位置付ける自動焦点制御系で
は、焦点ずれ信号８が最小になるように、アンプ10,第
１の加算回路15,切替スイツチ11,自動焦点制御回路16,
第２の加算回路12,駆動回路13を通して、アクチユエー
タ14に電流を流し、これにより、絞り込みレンズ６を駆
動して、光スポツトを記録再生面の動きに追従させる。
また、記録再生面２上の記録トラツクに光スポツトを位
置付けるために、トラツキング誤差信号９が最小になる
ように、トラツキングサーボ回路27でガルバノミラー3
6′を駆動し、光スポツトをトラツクの中心の動きに追
従させる。

第２図は、本実施例による自動焦点制御動作における
引込み作用を説明するためのタイミング図である。いず
れも横軸ｔは時間を示す。同図（ａ）の縦軸ｘは、光軸
方向における記録媒体１の記録・再生面２の位置（座
標）及び絞り込みレンズ６による焦点位置（座標）30の
移動量を示す。同図（ｂ）はコンパレータ21,22に入力
される一方の信号（加算回路15の出力25）と他方の信号
（スライス電圧V₀,V₁）の電圧レベルを示す。同図
（ｃ），（ｄ）はコンパレータ21,22の出力波形23,24を
示し、同図（ｅ）はスイツチ11の制御信号26の波形を示
す。

次に、本実施例の動作を第１図と第２図によつて説明
する。

自動焦点の引込み動作を開始する前に、記録媒体１の
トラツクピツチの識別子を検出する識別子検出回路17
は、使用する記録媒体のトラツクピツチ（種別）を検出
する。このトラツクピツチは、例えば記録媒体を収容す
るカートリツジに付したトラツクピツチを表わすマーク
や切欠き等を検出することで識別される。

まず、比較的トラツクピツチの狭い記録媒体（例えば
ピツチ１μｍ）を短波長（例えば500nm）のレーザビー
ムで記録再生する場合を考えると、記録再生面２のスポ
ツト径は最小径となるように、通常の自動焦点制御モー
ドで制御すればよい。この場合、検出回路17がトラツク
ピツチの狭い記録媒体を検出したことにより、論理制御
回路19はオフセツト量が零の信号18を与える。また、最
初に、光学ヘツド系が所定のトラツクに位置決めが行な
われる間、自動焦点制御系は切り離されており、スイツ
チ11はオフである。このとき、レンズ駆動信号20が加算
回路12を通じで絞り込みレンズ６のアクチユエータ14に
供給されることにより、絞り込みレンズ６は、第２図
（ａ）の30で示すように、その焦点位置が記録面２から
最も遠ざかつた位置まで後退させられた後、時刻t₁以
後、徐々に記録面２に近づくように駆動される。これに
つれて、焦点ずれ信号８が発生し、これが増幅器10と加
算回路15を経て出力25として取出されるが、この場合オ
フセツト量18は零であるので、出力25は、信号８と同じ
く、焦点ずれがないとき最小となるような信号である。
出力25はコンパレータ21及び22に供給され、これらのコ
ンパレータ21,22には、それぞれ、電圧レベルがV₁及びV
₂のスライス電圧（比較電圧）が供給される。これによ
り、コンパレータ21からは、加算回路出力25が電圧レベ
ルV₁を越えた区間で正となる出力23を発生し、コンパレ
ータ22からは、出力25が電圧レベルV₀（V₁よりも低レベ
ル）を越えた区間で負の出力24の発生する。これらの出
力23,24は論理制御回路19へ印加され、その結果、論理
制御回路19は、最初の正の出力23が発生した後で、負の
出力24を立上りを検知し後に、制御信号26を発生し、こ
の制御信号26によりスイツチ11を閉じる。これによつ
て、自動焦点制御系は動作状態となり、光スポツトの焦
点位置30は、焦点ずれ信号８が零となつて記録再生面２
の位置に追従するように制御される。

次に、この装置（短波長、例えば500nmのレーザビー
ム、焦点ビーム径1.0μｍ）を用いて、比較的トラツク
ピツチの広い記録媒体（例えば、1.6μｍ）の記録・再
生を行なう場合を考えると、記録・再生面でのスポツト
径が1.6μｍとなるように焦点位置をずらせばよい。ず
らし方は前後いずれでもよいが、前焦点の場合について
説明する。

検出回路17が広いトラツクピツチを検出すると、論理
制御回路19は、第２図（ｂ）に示すように、指示された
値ΔＶのオフセツト電圧18を与え、この電圧ΔＶが加算
回路15に加えられる。前述のようにして、駆動信号20に
より焦点位置30は記録再生面２に近づいて行き、焦点ず
れ信号８、従つて加算回路15の出力25に基づいて、所定
誤差以内となつたとき、制御信号26でスイツチ11が閉じ
て自動焦点制御系が働くようになるが、前記ΔＶのオフ
セツト電圧18が加わつているため、絞り込みレンズ６の
焦点位置は、焦点ずれ信号８がΔＶに見合う値となつ
て、第２図に一点鎖線で示すように、このオフセツト量
に相当するΔｘ分だけ記録再生面から前方にずれた位置
に落ち着くことになる。この焦点ずれΔｘに対応して光
スポツトの大きさが所定値となるようにしておけば、記
録媒体のトラツクピツチに合わせた光スポツト径とする
ことで、得られるトラツキング誤差信号に無感帯を生じ
ることなく、良好な再生を行なうことができる。

本実施例では、自動焦点サーボ系に、オフセツト電圧
を加えるだけで、各種のトラツクピツチに対応できるの
で、そのために必要な構成が簡単になる効果がある。
又、光スポツトの径は、いずれの記録媒体に対しても、
記録トラツク幅全体に亘つているので、記録再生された
情報信号のS/Nも良好である。

上記実施例では、記録媒体のトラツクピツチの種類を
２種類としたが、それ以上の多種類のトラツクピツチの
記録媒体に対しても、それぞれ、上記オフセツト電圧Δ
Ｖを変えることで、光スポツトの大きさを調整し、トラ
ツクピツチに合わせることができる。

又、上記実施例では、記録再生面の光スポツト径を変
更するため、焦点位置をずらすようにしたが、これに代
えて、レーザ発光波長を変更し、又は光スポツトの絞り
込み系のNA（開口数）を変更する等の手段により、光ス
ポツト径を変えることもできる。

〔発明の効果〕

以上詳しく述べたように、本発明の光学的記録再生装
置によれば、記録媒体のトラツクピツチを検出して、記
録再生面に対する光スポツト径をこのトラツクピツチに
対応するように変更する手段を設けたので、一台の記録
再生装置で、トラツクピツチの異なる 複数種の記録媒体の記録・再生を良好に行なうことがで
きると共に、いずれの記録媒体の記録再生時にも、トラ
ツキング誤差信号中に無感帯が生じることなく、良好に
トラツキングサーボを行なうことができる等、優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２図は本発
明の実施例の自動焦点引込み動作を説明するためのタイ
ミングチヤート、第３図は従来の光学的記録再生装置の
光学系の基本構成図、第４図は従来の光学的記録媒体の
記録再生面の拡大図、第５図は従来の光学的記録媒体を
短波長レーザで記録再生する場合の記録再生面と光スポ
ツトの関係並びにトラツキング誤差信号の説明図であ
る。 1,31……光デイスク記録媒体、２……記録・再生面、３
……スピンドルモータ、４……レーザドライブ、5,33…
…半導体レーザ、6,37……絞り込みレンズ、７……検出
系、８……焦点、９……トラツキング誤差信号、11……
スイツチ、12,15……加算器、13……駆動回路、14……
アクチユエータ、16……自動焦点制御回路、17……トラ
ツクピツチ識別子検出器、18……オフセツト信号、19…
…論理制御回路、20……レンズ駆動信号、21,22……コ
ンパレータ、27…トラツキングサーボ回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体上に光源から発光された光束を結
   ばせるための絞り込み光学系と、前記記録媒体の光軸方
   向の変動に追従して記録面上に前記光束の焦点を結ぶよ
   うに前記絞り込み光学系を制御する焦点制御装置と、を
   具備する光学的記録再生装置において、 前記絞り込み光学系は、前記光源から発光された光束
   を、前記記録媒体上に結ばせる絞り込みレンズを有し、 前記光学的記録再生装置は、使用する記録媒体のトラッ
   クピッチの大小を検出する検出手段を有し、 前記検出手段の出力に基づいて、前記絞り込みレンズ
   を、前記記録媒体上に至る光学系の光軸方向に移動する
   ことによって、前記記録媒体のトラックピッチの大また
   は小に対応して前記記録媒体の記録再生面の光スポット
   径を大または小に変更する ことを特徴とする光学的記録再生装置。