JP2741961B2 - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

光学的情報記録再生装置

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JP2741961B2 JP6235091A JP6235091A JP2741961B2 JP 2741961 B2 JP2741961 B2 JP 2741961B2 JP 6235091 A JP6235091 A JP 6235091A JP 6235091 A JP6235091 A JP 6235091A JP 2741961 B2 JP2741961 B2 JP 2741961B2
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  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学的情報記録再生装
置、すなわち、光学的情報記録媒体のトラックに対し光
スポットをトラッキングしながら相対的に移動させて光
学的情報記録媒体に情報を記録及び/又は光学的情報記
録媒体に記録された情報を再生し得る光学的情報記録再
生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光を用いて情報を記録し、また記
録されている情報を読み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。これら光学的情報記録媒体には、記録および再生の
可能なものや再生のみ可能なもの等がある。記録可能な
媒体への情報記録は、記録情報により変調され微小スポ
ット状に絞られた光スポットで情報トラックを走査する
ことにより行なわれ、光学的に検出可能な情報ピット列
として情報が記録される。
【0003】また、記録媒体からの情報の再生は、記録
媒体に記録が行われない程度の出力の光スポットで情報
トラックの情報ピット列を走査し、この記録媒体からの
反射光または透過光を検出することにより行われる。こ
のような記録媒体への光スポット照射およびこの記録媒
体からの反射光または透過光の検出のため、いわゆる光
ヘッドが用いられる。この光ヘッドは、記録媒体に対し
その情報トラック方向およびこのトラック方向を横切る
方向に相対的に移動可能とされており、この相対的移動
により光スポットの情報トラック走査が行われる。この
ような光学式情報記録媒体のうちで、カード状の光学式
情報記録媒体(以下、光カードと称す)は、小型軽量で
持ち運びに便利な比較的大容量の情報記録媒体として大
きな需要が見込まれている。
【0004】図9は追記型の光カードの概略的平面図
で、図10はそのトラック部分の拡大図である。
【0005】図9において、光カードCの情報記録面に
は、LF方向に延びる情報トラックTaが多数平行に配
列されている。これらの情報トラックは、図10に二点
鎖線で拡大して示している。また、光カードCの情報記
録面には、情報トラックTaへのアクセスの基準位置と
なるホームポジションHPが設けられている。情報トラ
ックTaは、ホームポジションHPに近い方から順にT
a1,Ta2,Ta3,…と配列され、この中には、す
でに情報が記録されている既記録情報トラックと、まだ
情報が記録されていない未記録情報トラックとの2種類
がある。既記録情報トラック中には、情報が記録ピット
Pによって記録されている。そして、各情報トラックT
aの間には、図10に示すように、トラッキングトラッ
クTbが設けられている。このトラッキングトラックT
bは、情報記録再生時に光スポットの走査のときに所定
の情報トラックから光スポットが逸脱しないように制御
するオートトラッキング(以下、ATと称す)のための
ガイドとして使われる。
【0006】そして、所望の情報トラックに情報の記録
再生を行なうには、これらの多数のトラックから正確な
選択を行なうことが必要である。この様なトラック選択
の動作をトラックアクセスまたは単にアクセスと称し、
該アクセスは光ヘッド全体を情報トラックと直交する方
向に移動させる動作と、光ヘッドを全体として固定して
おき該光ヘッド中の光学系の一部たとえば対物レンズの
みを情報トラックと直交する方向へと移動させる動作と
からなる。後者はキック動作と呼ばれ、以下のようにし
てなされる。
【0007】まず、サーボループをオンとして対物レン
ズを情報トラックと直交する方向に移動させるためのア
クチュエータにパルス(加速パルス)を印加して、該対
物レンズを情報トラックと直交する方向に移動させる。
次いで、適宜の時間後に上記アクチュエータに上記加速
パルスとは逆極性のパルス(減速パルス)を印加して対
物レンズ移動にブレーキをかけ、ちょうど隣接の情報ト
ラック上に光スポットが位置した時に該スポットの速度
が0となる様にする。これは、上記加速パルス及び減速
パルスの大きさ、幅を適宜設定することによりなされ、
この時点でサーボループはクローズされ、光スポットは
目的とする情報トラックに引込まれる。
【0008】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、アクチュエータに印加する加速及び減速
パルスの大きさと幅が予め定められているので、アクチ
ュエータの感度変化により光スポットを正確に目的のト
ラック上にキックできないことがある。即ち、アクチュ
エータの感度は使用環境の温度変化や経時変化などによ
って変動し、感度が減少した場合は、光スポットの移動
量が小さくなるので、光スポットは目的とするトラック
に到達しない。反対に感度が増加した場合には、光スポ
ットの移動量が大きくなるため、光スポットが目的トラ
ックに到達する時点の速度が大きくなり、サーボループ
をクローズにしても光スポットを目的トラックに引込む
ことができなかった。
【0009】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、その目的はアクチュエータの感度
変化に影響されることなく、光スポットを正確に目的の
トラックに引込むようにした光学的情報記録再生装置を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のこのような目的
は、光学的情報記録媒体に光スポットを照射し、前記媒
体の情報トラック上に光スポットを走査しながら情報ト
ラック上に情報を記録または再生を行う光学的情報記録
再生装置において、前記光スポットを情報トラックの横
断方向に移動させて目的のトラックに引込む場合に、前
記光スポットの移動距離を検出する手段を設け、該検出
手段が光スポットがトラック横断方向に所定距離移動し
たことを検出したときに光スポットの駆動を加速駆動か
ら定速駆動に切換え、かつ前記検出手段が目的のトラッ
クに対し光スポットが前記所定距離と略等しい距離だけ
手前に達したことを検出したときに、光スポットの駆動
を減速駆動に切換えることを特徴とする光学的情報記録
再生装置によって達成される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。最初に、本発明に係る光カー
ド記録再生装置の全体構成を図7を用いて説明する。
【0012】図7において、30は光カードCを情報記
録媒体として用いた記録再生装置、41はこの記録再生
装置30に接続された主制御装置である。記録再生装置
30は、内部に図示しない光カード搬送機構を備え、カ
ード挿入口に挿入された光カードCを装置内の所定位置
へ搬送する。この搬送により、光カードCは図面に示す
位置にセットされ、記録及び再生時はこの状態でR方向
に往復移動される。また、同時に光カードC上に光学系
32から光スポットが照射される。この実施例では、後
述するように、記録再生時に光カードC上に3つの光ビ
ームスポットが形成され、光検出器33a〜33cによ
り3つの光スポットの反射光をそれぞれ受光する。オー
トフォーカシングアクチュエータ34は、光ビーム照射
光学系32の一部を駆動して光カード面上の光スポット
のピント位置をZ方向、すなわち光カード面と垂直の方
向に移動させてオートフォーカシング(以下、AFと称
す)を行なう。ATアクチュエータ35は、光学系32
の一部を駆動して光カード面上の光スポットをY方向
(すなわち、R方向とZ方向との双方に直交する方向)
に移動させてATを行なう。
【0013】また、光学系32、光検出器33a〜33
c、AFアクチュエータ34およびATアクチュエータ
35を含んで光ヘッド36が構成されている。駆動モー
タ37は、光スポットを紙面垂直方向に移動させ、光カ
ード上の所望のトラックへとアクセスさせる場合等、光
ヘッド36内に設けられている対物レンズの可動範囲以
上に光スポットを移動させる場合に、光ヘッド36全体
を紙面垂直方向に移動させるものである。駆動モータ3
1および37は制御回路38に制御される。光検出器3
3a〜33cの出力は、AT/AF制御回路39に入力
される。この制御回路39は上記AFアクチュエータ3
4およびATアクチュエータ35を制御してAFおよび
ATを行なう。
【0014】また、光検出器33a〜33cの出力は、
変復調回路40へも入力され、読取り情報の復調が行な
われる。復調された信号は制御回路38へ送られる。ま
た、この変復調回路40は制御回路38から送られてく
る情報信号を変調し、この変調信号に従って光学系32
を駆動させて情報記録を行なう。制御回路38はCPU
構成の主制御装置41により制御され、かつ、この主制
御装置41とデータの授受を行なう。
【0015】次に、光ヘッド36の具体的構成を図8を
参照して説明する。図において、半導体レーザ50から
発せられた光ビームは、発散光束となってコリメータレ
ンズ51に入射し、このレンズにより平行光ビームとさ
れる。平行光ビームは光ビーム整形プリズム52により
所定の光強度分布に整形された上で、回折格子53に入
射し、この回折格子により有効な3つの光ビーム(0次
回折光および±1次回折光)に分割される。これら3つ
の光ビームは、ビームスプリッタ54に入射して透過直
進し、さらに反射プリズム55により反射されて対物レ
ンズ56に入射する。また、これを通過することにより
集束せしめられて、光カードC上に3つの微小光スポッ
トS1(+1次回折光に対応する)、S2(0次回折光
に対応する)、S3(−1次回折光に対応する)を形成
する。
【0016】光スポットS1,S3は、図8に拡大して
示すように、トラッキングトラックTb2,Tb3に各
々その一部がかかるように位置している。トラッキング
トラックの反射率は他の領域よりも低くなっており、例
えば光スポットが紙面上側に移動した場合、光スポット
S1の反射光は大きくなり、S3の反射光は小さくな
る。また、光スポットが紙面下側に移動した場合には、
各光スポットの反射光の変化は上記と逆になる。これら
の光スポットS1,S3の反射光は、後述するように各
々光検出器で受光され、その受光出力を減算することに
よってトラッキング誤差信号が生成される。そして、ト
ラッキング誤差信号を用いてAT制御が行われ、図8に
示す如く記録再生用の光スポットS2がトラッキング間
の情報トラック上を走査するように制御される。かくし
て、光カードC上に形成された光スポットからの反射光
は対物レンズ56を通ってほぼ平行とされ、反射プリズ
ム55により反射され、さらにビームスプリッタ54に
より反射され集束レンズ系57により集束せしめられ
て、光検出器33a,33b,33cに入射する。これ
らの光検出器33a〜33cからの検出信号は、図7で
示したAT/AF制御回路39に入力され、これをもと
に制御回路39はATアクチュエータ35及びAFアク
チュエータ34を制御する。
【0017】図1は本発明の要部構成を示したブロック
図である。図1において、33a及び33cは前述した
トラッキング制御用の光スポットS1,S3を各々検出
するAT光検出器である。この各光検出器の受光信号は
差動増幅器1に出力され、差を演算することでトラッキ
ング誤差信号Sa が生成される。2はトラッキング誤差
信号の位相補償を行う位相補償回路、6は装置の動作を
制御する制御部、3は制御部の指示によりサーボループ
のクローズとオープンを切換えるスイッチである。トラ
ッキングのサーボループをクローズする場合、スイッチ
3はa側に接続され、オープンする場合はb側に接続さ
れる。4は電力増幅用のパワーアンプ、5はAD変換
器、7はDA変換器、35は対物レンズ56を駆動して
光スポットを移動させるATアクチュエータである。
【0018】次に、前記実施例の動作を図2に示すタイ
ムチャートを用いて説明する。なお、図2は光スポット
をトラック横断方向へ1トラックキックを行ったときの
動作を示した図である。まず、時刻t0 以前の初期状態
では、制御部6はスイッチ3に対してローレベルの切換
信号Sc を出力し、スイッチ3はこの指示によりa側に
接続されている。従って、この状態ではサーボループが
クローズし、光スポットを情報トラック上に走査するト
ラッキング制御が行われている。次に、時刻t0 におい
て隣接トラックへのキック動作が指示されると、制御部
6は切換信号Sc をハイレベルとしてスイッチ3をb側
へ接続させる。これにより、サーボループはオープンと
なり、光スポットはキック可能状態となる。制御部6は
同時にDA変換器7にデータを出力し、信号Sb を加速
用として+Vに設定する。この信号Sb はパワーアンプ
4に出力され、ここで電力増幅してATアクチュエータ
35が駆動される。これにより、光スポットは目標トラ
ックへ向けて加速運動を開始し、このときの加速度をα
とする。
【0019】差動増幅器1のトラッキング誤差信号はA
D変換器5を介して制御部6へ出力されており、制御部
6はこのトラッキング誤差信号から光スポットの移動距
離を検出する。ここでは、所定の移動距離lに達したこ
とをトラッキング誤差信号の電圧レベル−Vthから検出
する。制御部6は、光スポットが所定の移動距離lに達
したことを検出すると(時刻t1 )、DA変換器7に信
号Sb がゼロとなるように設定し、光スポットの移動を
定速運動に切換える。
【0020】ここで、t1 における光スポットの移動速
度v1 は次式で表わされる。
【0021】
【数1】 但し、Δt=t1 −t0 である。また、移動距離lは次
式で得られる。
【0022】
【数2】 光スポットは定速運動に切換わり、なおも目標トラック
に向けて移動する。そして、制御部6はその移動途中に
おいて、トラッキング誤差信号から光スポットが目標ト
ラックから距離lだけ手前に到達したことを検出すると
(t2 )、信号Sb が−Vとなるように設定する。これ
により、光スポットの移動は減速運動に切換わる。な
お、制御部6はトラッキング誤差信号のレベルが+Vth
に達したことで、光スポットが目標トラックから距離l
だけ手前に到達したことを検出する。
【0023】ここで、時刻t2 以後において、加速度は
0 からt1 での加速度αと絶対値は等しく、符号が逆
で−αである。時刻t2 における速度v2 は、時刻t1
での速度v1 と等しく、
【0024】
【数3】 である。また光スポットが時刻t2 の位置から距離ls
だけ移動するのに要する時間をΔts 、速度をvs とす
ると、ls ,vs は次式で表わされる。
【0025】
【数4】
【0026】
【数5】 ここで、(1)式を(3)式に代入すると、
【0027】
【数6】 (2)式を(6)式に代入してΔtを消去すると、
【0028】
【数7】 (7)式を(4)式に代入し、Δts で解くと、
【0029】
【数8】 が得られる。また、(7)及び(8)式を(5)式に代
入すると、
【0030】
【数9】 が得られる。
【0031】(9)式から明らかなように、距離ls
lに等しい位置では、加速度によらず速度vs がゼロに
なることがわかる。時刻t2 における光スポットの位置
は、前述したように目標トラックから距離lだけ手前の
位置であるので、距離ls がlに等しい位置とはキック
の目標トラックまでの位置である。また、(8)式にl
s =lを代入すると、
【0032】
【数10】 となり、また(2)式を変形すると、
【0033】
【数11】 が得られ、この(10),(11)式より、
【0034】
【数12】 の関係が成り立つ。よって、時刻t2 で減速を開始して
から時間Δt後に光スポットが目標トラックに到達す
る。制御部6はt2 からΔt経過した時刻t3 、あるい
はトラッキング誤差信号がゼロになった時点でスイッチ
3にローレベルの切換信号を出力する。これにより、ス
イッチ3はa側に接続され、サーボループが再びクロー
ズ状態となり、キック動作が完了する。そして、記録再
生用光スポットが目的のトラック上に引込まれ、トラッ
キング制御及びフォーカシング制御を行いながら情報の
記録あるいは情報の再生が行われる。
【0035】本実施例にあっては、アクチュエータの感
度が変化した場合であっても、光スポットの速度を目標
トラック上でゼロにすることができる。従って、アクチ
ュエータの感度不足あるいは感度過多によって生じた引
込特性の劣化を改善でき、光スポットを目的とするトラ
ックに正確にキックすることができる。
【0036】図3は本発明の他の実施例を示したブロッ
ク図である。図1の実施例では、トラッキング誤差信号
によって光スポットの位置を検出する例を示したが、本
実施例は図8に示した光検出器33bの出力信号を用い
て位置を検出する例である。光検出器33bはフォーカ
ス誤差信号及び再生信号の生成を主目的とした4分割セ
ンサであるが、本例ではこれを有効利用した。
【0037】図3において、光検出器33bの出力信号
d はAD変換器5を介して制御部6へ入力される。こ
の場合、光検出器33bの出力は図示しない演算部で所
定のアナログ演算が行われ、その結果得られた総和信号
がAD変換器5へ入力されている。制御部6は、後述す
るように総和信号によって光スポットの位置を検出し、
加速パルス、減速パルスのタイミング制御を行う。な
お、図3において、その他の構成は図1の実施例と同じ
であるので、説明を省略する。
【0038】図4は光スポットS1〜S3がトラック横
断方向に移動したときのトラッキング誤差信号Sa と光
検出器33bの出力信号Sd を示すタイムチャートであ
る。制御部6は、位置P0 でアクチュエータに加速パル
スを出力し、総和信号のレベルがVth′になると、加速
パルスの出力を停止する。これにより、光スポットは定
速運動に切換わり、目標トラックへ向けて移動する。そ
して、総和信号が再びVth′になると、位置P2 におい
て減速パルスを出力し、位置P3 で停止する。位置P1
における総和信号レベルVth′はトラッキング誤差信号
の−Vthに対応し、位置P2 のそれは+Vthに対応す
る。また、位置P0 からP1 までの加速パルス幅とP2
からP3 までの減速パルス幅は同じである。従って、こ
の例であっても目標トラック上での速度を正確にゼロに
でき、前記実施例と同様の効果を得ることができる。
【0039】なお、図1、図3の実施例では、1トラッ
クキックの例を示したが、複数のトラックをキックする
場合は、次のように制御すればよい。まず、図1の実施
例ではトラッキング誤差信号がレベル+Vthをクロスす
る回数をカウントし、この値がキックトラック数nに達
したところで減速パルスを出力すればよい。また、図3
の実施例では総和信号が低レベルから高レベルに向けて
th′にクロスする回数をカウントし、同様にその値が
キックトラック数nに達したところで減速パルスを出力
すればよい。
【0040】図5は本発明の更に他の実施例を示したブ
ロック図である。図1、図3の実施例では、トラックに
対する光スポットの相対位置をトラッキング誤差信号や
総和信号から検出する例を示したが、本実施例では対物
レンズの位置を直接検出することで、光スポットの位置
を検出する例である。
【0041】図5において、56はアクチュエータ支持
体15に取付けられた対物レンズ、10はアクチェータ
支持体15の先端部に設けられたATコイルである。A
Tコイル10の前面にはマグネット17が設けられ、そ
の側部にはミラーなどの反射面11が設けられている。
また、反射面11に対峙して発光ダイオード12、フォ
トトランジスタ13が設けられ、このフォトトランジス
タ13の出力がAD変換器5を介して制御部6へ入力さ
れている。なお、その他の構成は図3の実施例と同じで
ある。
【0042】ATコイル10はパワーアンプ4の出力に
よって駆動され、この駆動によりアクチュエータ支持体
15は矢印で示すトラック横断方向へ移動する。これに
より、対物レンズ56がトラック横断方向へ移動し、光
スポットも同方向へ移動する。この場合、発光ダイオー
ド12から反射面11に向けて光が照射され、その反射
光はフォトトランジスタ13で受光される。対物レンズ
56が移動した場合、反射面11とフォトトランジスタ
13との距離が変化し、フォトトランジスタ13の受光
量はその距離に応じて変化する。図6はフォトトランジ
スタ13の出力信号SL 及びトラッキング誤差信号を示
した図で、図示の通りフォトトランジスタ13の出力は
対物レンズ56の位置に応じて直線的に変化する。この
出力は対物レンズ56の位置情報としてAD変換器5を
介し制御部6へ出力される。
【0043】制御部6は、位置P0 において加速パルス
を出力し、そこからlだけ移動した位置P1 で加速パル
スの出力を停止する。この場合、制御部6は位置P1
対物レンズ56がlだけ移動したことを電圧変化分V1
で検出する。このとき、トラッキング誤差信号はレベル
−Vthにクロスするときであり、前記実施例と全く変わ
らないタイミングで加速パルスの停止が行われる。ま
た、位置P2 で減速パルスが出力され、目標トラックで
ある位置P3 で減速パルスの出力が停止されるが、位置
2 における減速パルスの出力タイミングは電圧変化分
2 の検出によって決定される。なお、位置P2 のタイ
ミングはトラッキング誤差信号がレベル+Vthにクロス
するタイミングと同じである。このように本実施例は、
光スポットのトラックに対する相対位置を対物レンズの
位置を直接検出し、その検出信号に基づいてアクチュエ
ータに印加する加速パルス及び減速パルスのタイミング
を制御するものであるが、本例であっても前記2つの実
施例と全く同様に、アクチュエータの感度に関係なく目
標トラックへ正確にキックさせることができる。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
クチュエータの感度が使用環境の温度変化あるいは経時
変化などによって変動した場合であっても、光スポット
を目的とするトラックへ正確にキックさせることができ
る。従って、所望のトラックへのアクセス動作を使用環
境に関係なく、また長期に渡り安定して行えるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示したブロック図である。
【図2】図1の実施例の動作を示したタイムチャートで
ある。
【図3】本発明の他の実施例を示したブロック図であ
る。
【図4】図3の実施例の動作を示したタイムチャートで
ある。
【図5】本発明の更に他の実施例を示したブロック図で
ある。
【図6】図5の実施例の動作を示したタイムチャートで
ある。
【図7】本発明を実施した光カード情報記録再生装置を
示したブロック図である。
【図8】光ヘッドの一例を示した分解斜視図である。
【図9】光カードの一例を示した平面図である。
【図10】図9の光カードの一部を拡大して示す拡大図
である。
【符号の説明】
1 差動増幅器 2 位相補償回路 3 スイッチ 4 パワーアンプ 6 制御部 33a,33c AT光検出器 33b 光検出器 35 ATアクチュエータ 36 光ヘッド 39 AT/AF制御回路 56 対物レンズ C 光カード

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学的情報記録媒体に光スポットを照射
    し、前記媒体の情報トラック上に光スポットを走査しな
    がら情報トラック上に情報を記録または再生を行う光学
    的情報記録再生装置において、前記光スポットを情報ト
    ラックの横断方向に移動させて目的のトラックに引込む
    場合に、前記光スポットの移動距離を検出する手段を設
    け、該検出手段が光スポットがトラック横断方向に所定
    距離移動したことを検出したときに光スポットの駆動を
    加速駆動から定速駆動に切換え、かつ前記検出手段が目
    的のトラックに対し光スポットが前記所定距離と略等し
    い距離だけ手前に達したことを検出したときに、光スポ
    ットの駆動を減速駆動に切換えることを特徴とする光学
    的情報記録再生装置。
  2. 【請求項2】 前記検出手段は、トラッキング制御用の
    トラッキング誤差信号レベルによって、光スポットの移
    動距離を検出することを特徴とする請求項1の光学的情
    報記録再生装置。
  3. 【請求項3】 前記検出手段は、記録媒体からの反射光
    を受光するフォーカス誤差信号及び再生信号生成用の4
    分割センサの総和信号レベルによって、光スポットの移
    動距離を検出することを特徴とする請求項1の光学的情
    報記録再生装置。
  4. 【請求項4】 前記検出手段は、記録媒体に光スポット
    を結ぶ対物レンズの移動距離を直接検出することで、光
    スポットのトラック横断方向の移動距離を検出すること
    を特徴とする光学的情報記録再生装置。
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