JPH01213838A

JPH01213838A - 光学的記録再生装置

Info

Publication number: JPH01213838A
Application number: JP63038724A
Authority: JP
Inventors: Takuya Mizogami; 卓也溝上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-02-23
Filing date: 1988-02-23
Publication date: 1989-08-28
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JP2656529B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、トラック
密度やビッ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図によって説明する。

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は光ディスク、３２は光学ヘ
ッド、３３は半導体レーザ、３４はコリメータレンズ、
３５はビームスプリッタ、３６はガルバノミラ−１３７
は絞り込みレンズ、３８は検出用光学デバイス、３９は
フォトダイオードである。この光学系により、通常、デ
ータ信号Ｓ４、フォーカスエラー信号Ｓｑ、及び、トラ
ッキングエラー信号Ｓｔが取出され、信号ＳｔとＳｔに
よりフォーカス制御及びトラッ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はトラッキング用案内溝、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の光スポットとなるように絞り込みレ
ンズ３７により絞り込む。この光スポットに対し、記録
媒体３１におけるトラッキング用案内溝Ｃのピッチ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、
７８０ｎｎ＋　〜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のトラックピッチを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
スポッ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ット径は、１．０μｍ程度まで
小さくできる。従って、このレーザ光に対する媒体のト
ラックピッチは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、トラッキング
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ットの状態を示す図、
第５図（ｂ）は、光スポットのトラックすれと、この記
録媒体からの再生信号から得られたトラッキング誤差信
号Ｓｔとの関係を示す図である。同図で、Ｃはトラッキ
ング用案内溝、白い円Ｒ，とＲ２は、溝間記録方式と溝
上記録方式において案内溝ピッチ（１，６μｍ）に適合
したスポット径（１，６μｍ）とした場合の光スポット
、斜線を施した円Ｒ，ｌとＲ，ｌは、これら画記録方式
において、上記ピッチ（１，６μｍ）の案内溝を有する
記録媒体に対して、短波長でより小さいスポット径（１
，０μｍ）を適用した場合の光スポットを示す。また、
ｈは溝間の中心からの距Ｍ（変数）、ｈｏ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、トラッキング誤差信号Ｓｔは、光スポ
ットがトラックの両側の溝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。従って、白い円
Ｒ，で示すように、光スポット径が案内溝ピッチにほぼ
等しい場合には、光スポットＲ１の中心がトラック中心
（ｈ＝０）から少しでもずれると、そのずれ量に比例し
たトラッキング誤差信号ＳＬが得られる。ところが、斜
線を施した円Ｒ１’で示すように、光スポット径（１，
０μｍ）が案内溝ピッチ（１，６μｍ）よりも相当小さ
い場合には、第５図（ｂ）で実線Ｕ、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、不惑帯を生じ
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
ット成分がないためである。同様にして、溝上記録方式
で径の小さいスポット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、トラッキング
誤差信号Ｓｔに不惑帯が生じるため、光スポットをトラ
ック上（溝上あるいは溝間）に追従させるようにトラッ
キングサーボを行なうことが不可能になる。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、トラックピッ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ッ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ックピッチの種類を検出す
る検出手段と、この検出手段の出力に基づいて、前記記
録媒体のトラックピッ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ット径を大または小となるよう
に変更するスポット径変更手段とを設ける。

好適な実施例において、前記スポット径変更手段として
は、トラックピッ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
スポッ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、光束ビームのスポット径ハ、使用す
る記録媒体のトラックピッチに合わせて自動的に変更さ
れる。たとえば、トラックピッチが１．６μｍならスポ
ット径は１．６μｍに、トラックピッチが１．０μｍな
らスポット径も１．０μｍに切換えられる。この結果、
いずれのトラックピッチの記録媒体を用いた場合にも、
トラッ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、光スポットを所定のトラック上（案内溝上又は
案内溝間）に追従させるトラッ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って説明する。

第１図は、一実施例の光学的記録再生装置の光スポット
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って、記録
・再生面上の光スポット径を変化させるようにしている
。

第１図において、１は光ディスク、２は該光ディスクの
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はトラッキング誤差信号、１
０は増幅器、１１はスイッチ、１２．１５は加算回路、
１３は駆動回路、１４はアクチュエータ、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
は焦点オフセット信号、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
スイッチ１１の制御信号、２７はトラッキングサーボ回
路である。又、Ｖ、、Ｖｚ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
スプリッタ、３６゛はガルバノミラ−である。

記録再生膜２を具備する光ディスク１は、スピンドルモ
ータ３によって回転させられる。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によって、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によって検出され、こ
れより、情報信号（図示せず）、焦点ずれ信号８、及び
、トラッキング誤差信号９が出力される。周知のように
、トラッキング誤差信号９は光ビームのトラックずれが
最小のとき零となる信号、焦点ずれ信号８は光ビームの
焦点が合ったとき零となる信号である。光スポットを記
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゜切替スイッチ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、アクチュ
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、光スポットを記録再生面の動きに追従さ
せる。また、記録再生面２上の記録トラックに光スポッ
トを位置付けるために、トラッキング誤差信号９が最小
になるように、トラッキングサーボ回路２７でガルバノ
ミラ−３６゛を駆動し、光スポットをトラックの中心の
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（ａｌ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■。、■、）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）はスイッチ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図によって説明す
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
ラックピッ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ックピツチ（種別）を検出す
る。このトラックピッチは、例えば記録媒体を収容する
カートリッジに付したトラックピッ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、比較的トラックピッチの狭い記録媒体（例えばピ
ッチ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
ポッ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
ックピッ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はオフセット量が零の信号１８を与える。

また、最初に、光学ヘッド系が所定のトラックに位置決
めが行なわれる間、自動焦点制御系は切り離されており
、スイッチ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を通じて絞り込みレンズ６のアク
チュエータ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から最も遠ざかっ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、この場合オフセット量１８は零であるので、出力２
５は、信号８と同じく、焦点ずれか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２
２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ＶＩ及びＶ２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２
１からは、加算回路出力２５が電圧レベル■１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■。

（Ｖ、よりも低レベル）を越えた区間で負の出力２４を
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の立上りを検
知した後に、制御信号２６を発生し、この制御信号２６
によりスイッチ１１を閉じる。これによって、自動焦点
制御系は動作状態となり、光スポットの焦点位置３０は
、焦点ずれ信号８が零となって記録再生面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
ックピッチの広い記録媒体（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
ポット径が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が広いトラックピッチを検出すると、論理
制御回路１９は、第２図（ｂ）に示すように、指示され
た値Δ■のオフセット電圧１８を与え、この電圧Δ■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、従って加算回路１５の出力２５に
基づいて、所定誤差以内となったとき、制御信号２６で
スイッチ１１が閉じて自動焦点制御系が働くようになる
が、前記ΔＶのオフセット電圧１８が加わっているため
、絞り込みレンズ６の焦点位置は、焦点ずれ信号８がΔ
■に見合う値となって、第２図に一点鎖線で示すように
、このオフセット量に相当するΔχ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に対応して光スポットの大きさが所定値となるよ
うにしておけば、記録媒体のトラックピッチに合わせた
光スポット径とすることで、得られるトラッキング誤差
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、オフセット電圧を
加えるだけで、各種のトラックピッ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、
光スポットの径は、いずれの記録媒体に対しても、記録
トラック幅全体に亘っているので、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、記録媒体のトラックピッチの種類を２
種類としたが、それ以上の多種類のトラックピッチの記
録媒体に対しても、それぞれ、上記オフセット電圧Δ■
を変えることで、光スポットの大きさを調整し、トラッ
クピッ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ット径を変更
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、又は光スポットの絞り込
み系のＮＡ（開口数）を変更する等の手段により、光ス
ポッ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、記録媒体のトラックピッチを検出して、記録
再生面に対する光スポット径をこのトラックピッチに対
応するように変更する手段を設けたので、−台の記録再
生装置で、トラックピッ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、トラッキング誤差信号中
に無窓帯が生じることなく、良好にトラッキングサーボ
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ック図、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
ミングチャート、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
ットの関係並びにトラッ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−−−−−−
一半導体レーザ、６，３７・−−−−−一絞り込みレン
ズ、７−−−−−−−検出系、８−−−−−−・焦点、
９−−−−−−−　）ラッキング誤差信号、１１−−−
−−一・スイッチ、１２　、　１５−−−−−−一加算
器、１３・−・−駆動回路、１４−・−・−アクチュエ
ータ、１６−−−−−−−自動焦点制御回路、１７−−
−−−・−トラックピッチ識別子検出器、１８−−−−
−オフセット信号、１９−・・−・論理制御回路、２０
−・〜・Ｌ・ンス％Ｋ　動信号、２１．２２・−・−コ
ンパレータ、２７・−−−−−−）ラッキングサーボ回
路。愛第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

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手段とを具備する光
学的記録再生装置において、使用する記録媒体のトラッ
クピッチの種類を検出する検出手段と、前記検出手段の
出力に基づいて、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
ト径を大又は小となるように変更するスポット径変更手
段とを設けたことを特徴とする光学的記録再生装置。