JPH03108128A - 光学式情報記録再生装置 - Google Patents

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］ 本発明はレーザ光を記・録媒体面上に照射されるビーム
スポットのフォーカシング及びトラッキング両サーボに
係る光学式情報記録再生装置に関する。

［従来技術］ 近年、磁気ヘッドを用いる代りにレーザ光を集光させて
記録媒体に照射することにより、光学的に情報を記録し
たり、記録された情報を再生したつづることのできる光
学的（光学式）情報記録再生装置が実用化された。

上記光学式情報記録装置（以下、単に装置と略記する場
合がある。）では、レーザ光を集光することにより、磁
気ヘッドの場合よりもはるかに高密度で情報を記録した
り、高密度に記録された情報を再生したりできるので、
今後広く普及することが予想される。

この装置では、記録／再生の情報を高密度にできる反面
、記録媒体に照射された光スポットがフォーカス状態と
なるように制御するフォーカシングとか情報が記録され
た（又は記録される）トラックへ光スポットを追尾させ
るトラッキングを高粘度に行わないと、目標とする情報
の再生等を正しく行うことができなくなってしまう。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記フォーカシングとかトラッキングは、光学式ピック
アップの調整精度とか信号検出系の調整具合等によって
オフセットが発生してしまい、フォーカシング及びトラ
ッキングの精度が低下してしまうことがある。

フォーカシング制御においては、検出される誤差信号（
フォーカスエラー信号）が大きく変動するという問題点
が発生する。これは、誤差信号の検出に関与する光ピツ
クアップと媒体の各々の性能に製造上のばらつきが生じ
ることに起因している。光ピツクアップについては、レ
ンズ・プリズム等の光学素子の光学性能のばらつきや取
り付は位置の機械的誤差、レーザの出力変動があり、媒
体では反射率のばらつきやプリグループ溝の形状のばら
つきなどが存在する。これらのばらつきにより、誤差信
号を検出する光電変換手段に入力する光量や光量分布に
変゛・化が生じ、オフセットの発生により真の合焦点と
異る位置にサーボが引き込まれたり、誤差信号の変化幅
が広くなり安定したサーボ制御が行えないという問題点
がある。そこで、このフォーカシング制御について）ホ
ベると、光学的に真の合焦位置が検出可能なように光学
系を調整することが行われるが、光学系を機械的に調整
づるには限界があり、１／１０［μｍ１程度が限界とな
る。

その為、光学系の機械的なオフセットによる合焦ずれ、
つまりフォーカスオフセットにより、フォーカスサーボ
状態においても真の合焦位置とは異った所にサーボを行
う可能性がある。

このため、例えば特開昭５８−１５８０４６号公報に開
示された従来例では、フォーカスサーボ系でのオフセッ
ト相殺手段を開示している。つまり検出系で得られた総
和信号によって、オフセットをキャンセルしている為、
オフセットの相殺には効果がある。

ところで、記録媒体の反射率とかレーザダイオードの光
ｍ変動により、検出系の感度が変化することを具体的に
考えると、反射率で１０〜６０％、光ｍで７〜８倍の変
動が現実的に発生してしまうので、この場合検出系の感
度は最大の場合と最小の場合で約５０倍程の変化が起こ
り得る。

上記従来例では再生のみに使用することを限定すれば、
現実性があるが、記録及び再生を行う装置の場合には、
記録と再生でさらに光ｍが大きく変化するため、オフセ
ットが相殺できても、サーボ利得の大幅な変化に対して
は補償されてないので、安定な制御を行うことができず
、実用にならない。

一方、装置を保守する場合を考慮すると、装置内を保守
し易いユニット単位として、ユニットを変換することが
考えられるが、例えば光学系をユニットとして交換する
場合、この光学系の持つ光学的なずれを補正する手段が
ないので、交換したユニットそれぞれにより、装置の性
能に差異が発生したり、場合によっては組上がった装置
に対し、性能評価及び調整を行わなければならず、保守
を行う技術、工数、調整治具等に支障をきたす事となる
。

本発明は上述した点にかんがみなてれさもので、レーザ
光の光量変化とか記録媒体の反射率のばらつきがある場
合にもオフセットを相殺できて安定したサーボ機能が働
く光学式情報記録再生装置を提供することを目的とする
。

又、保守に対しても再度調整を行うことを省いたり、少
くできる光学式情報記録再生ｅ置を提供することを目的
とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明ではフォーカスエラー信号及びトラックエラー信
号を検出する光電変換手段の出力信号に対し、この光電
変換手段に入力される記録媒体からの戻り光量／光聞分
布に依らない正規化されたフォーカス／トラックエラー
信号を生成する補正手段と、該補正手段の信号にオフセ
ット等を消去するためのバイアス成分を印加するバイア
ス印加手段とを設けることにより、レーザダイオードの
記録、再生による切換え等による光ｍ変化とか光学系に
よるオフセット、感度のばらつき等にも十分対処できる
高精度のサーボ系を実現している。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は第１実施例の光学式情報記録再生装置を示す。

この第１実施例の光学式（情報記録再生）装置１はスピ
ンドルモータ２で回転駆動される記録媒体（以下、ディ
スクと記す。）３に対向して記録、再生、アクセス等を
行う光ピツクアップ４が配設され、この光ピツクアップ
４は図示しないボイスコイルモータ等でディスク３の半
径方向、つまりトラックを横断する方向に移動可能にし
である。

上記光ピツクアップ４では、レーザダイオード５のレー
ザ光がコリメータレンズ６で拡開する光ビームが平行な
円形光ビームにされた後、ハーフミラ−７で反射され、
さらにミラー８で反射され、対物レンズ９を経てディス
ク３に集光照射される。

上記レーザダイオード５はレーザ駆動系１０により、Δ
ＰＣと記録信号に・対する変調を行う。

上記対物レンズ９は、レンズアクチュエータを構成する
フォーカス（駆動）コイル１１とトラック（駆動）コイ
ル１２によって、ディスク３に照射されたビームスポッ
トがフォーカス状態及びトラッキング状態となるように
ｉｌＪ　１１１される。

上記ディスク３からの戻り光は、対物レンズ９、ミラー
８、ハーフプリズム７を経て検出光学系１３に進み、こ
の検出光学系１３によりフォーカス／トラック信号（検
出）ディテクタ（以下、Ｆ／Ｔディテクタと略記）１４
と、反射光量（検出）ディテクタ１５に導かれる。

上記Ｆ／Ｔディテクタ１４は、４分割されたディテクタ
素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄからなり、これら
のディテクタ素子１４ａ〜１４ｄは光ｍ変化を電流変化
に変換し、検出された各電流値Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは演算回
路１６に入力される・この演篩回路１６によって、電流
値の加減算（Ａ＋８）＝（Ｃ＋Ｄ）、　（△十〇）　−
（Ｂ＋Ｄ）が行われ、フォーカスエラー信号Δ、トラッ
クエラー信号γとしてそれぞれ出力する。このフォーカ
スエラー信号Δ、トラックエラー信号γは、それぞれ割
算・Ｉ）算器２０ａ、２０ｂに入力される。

又、上記反射光間ディテクタ１５は、ディスク３からの
全反射光間を検出するディテクタであり、この出力信号
Σは割算・１ｉ）算器２０ａ、２０ｂに入力される。

上記割算・掛算器２０ａ、２０ｂはそれぞれフォーカス
エラー信号Δあるいはトラックエラー信号γを全反射光
量ディテクタ１５の出力信号Σで割算して光量によらな
い、変位に換算された値Δ／Σ、γ／Σに変換される。

上記割算・掛ｅ’ＨＴ：２０ａ、２０ｂにはさらに可変
抵抗器２１ａ、２１ｂからアクチュエータ感度、光学的
検出感度の個々の差を規格化する感度補正電圧Ｚ１．Ｚ
２がそれぞれ入力され、上記値Δ／Σ、γ／Σに掛算さ
れこれら感度差が規格化された値（Δ／Σ〉・Ｚｌ、（
γ／Σ）Ｚ２が出力される。

例えばアクチュエータ感度等が通常より低い場合には、
感度補正電圧Ｚ’−１，２２が通常より大きくなる様に
予めこれらの値がセットされる。このようにして、割算
・掛算器２０ａ、２０ｂからは光量とか元旦分布によら
ないで、且つ感度差にも依存しない規格化されたフォー
カスエラー信号（Δ／Σ）・Ｚｌ、トラックエラー信号
（γ／Σ）・Ｚ２が出力される。

これら信＠（Δ／Σ）・ｚｌ、（γ／Σ）・Ｚ２は、そ
れぞれ加韓器２２ａ、２２ｂに入力され、バイアス印加
手段としての可変抵抗器２３ａ、２３ｂからのフォーカ
スずれ（フォーカスオフセット）分及びトラックずれ（
トラックオフセット）分の補正が加算によって行われる
。

上記加粋器２２ａ、２２ｂから出力される信号は、アナ
ログスイッチ２４ａ、２４ｂに入力されると共に、Ａ／
Ｄコンバータ２５を経てＣＰＵ２６にも入力される。

このＣＰＵ２６は、Ｐ−ＲＯＭ２７に書込まれた基準と
なる振幅の値を参照して、感度のばらつき補正、フォー
カス、トラックオフセットの補正の制御を行うことがで
きる。

つまり、可変抵抗器２１ａ、２１ｂにそれぞれ出力端が
接続されたＤ／Ａコンバータ２８ａ、２８ｂ（可変抵抗
器２１ａ、２１ｂの両端にＤ／Ａコンバータ２８ａ、２
８ｂの出力電圧が印加される。）と、加算器２２ａ、２
２ｂにその出力端が接続されたＤ／Ａコンバータ２９ａ
、２９ｂとは、ＣＰＵ２６の出力でその出力電圧を変え
られるようにして、実際に使用するディスク３による感
度のばらつきとフォーカスオフセット及びトラックオフ
セットを補正できるようにしている。

つまり、Ｄ／Ａ：ｌンバータ２８ａ、２８ｂは加算器２
２ａ、２２ｂの出力をＡ／Ｄ）ンバータ２５によりＣＰ
Ｕ２６内のソフトウェアにて比較、制御を行うことによ
り、自動的にエラー信号の振幅を均一化づる場合に用い
るものである。又、Ａ／Ｄコンバータ２５及びＣＰＵ２
６にてバイアスのずれ分を認識して、そのずれ分を自動
的に補正する為のＤ／Ａコンバータが２９ａ、２９ｂで
ある。

尚、抵抗器２３ａ、２．３ｂについてはフォーカスのず
れ分の補正が２３ａ、トラックのずれ（対称的に３３）
の補正が２３ｂである。

尚、可変抵抗器２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂは、例
えば基準となるディスクを使用して、ディスクのばらつ
きによる感度差、オフセットのばらつきのない状態で感
度のばらつき及びオフセットの補償を行うのに用いられ
る。

上記アナログスイッチ２４ａ、２４ｂの出力信号は、サ
ーボアンプ３１ａ、３１ｂで増幅され、サーボアンプ３
１ｂの出力は直接パワーアンプ３２ｂに入力され、サー
ボアンプ３１ａの出力は加算器３３を介してパワーアン
プ３２ａに入力される。

上記加算器３３には三角波発生器３４の三角波を印加で
きるようにしである。

上記パワーアンプ３２ａ、３２ｂは、各７クチユエータ
をドライブ可能なまでにパワーを増大するもので、その
出力信号は、それぞれフォーカスコイル１１及びトラッ
クコイル１２に入力され、それぞれ対物レンズ９をディ
スク３面に垂直方向・に移動したり、トラックを横断す
る方向に移動できるようにしである。

上記アナログスイッチ２４ａ、２４ｂは、サーボループ
をオン／オフするスイッチであり、サーボ系を形成する
場合にはオンされる。

又、上記サーボアンプ３１ａ、３１ｂは、ループの利得
帯域及び安定性が充分得られる様に、ループの位相を補
正する。

この第１実施例により、一定の感度（変位に対する電圧
量）で、オフセットのないフォーカスエラー及びトラッ
クエラー信号が得られる。

これらエラー信号の感度のばらつきとオフセットの発生
は、 ａ、光学系のずれ（光学特性のずれ、位置調整のずれ）
に起因するか、 ｂ、ディスク（反射率の違いによるばらつき、トラック
の形状の違いによるばらつき）に起因する。

そこで第１実施例では後述するように、基準とみなせる
ディスクを使用゛して、ディスクのばらつきを除外した
状態で、光学系のずれによる感度のばらつきとオフセッ
トを可変抵抗器２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂを調整
することにより取り除く。次に実際に使用するディスク
に取り替えて、ディスクのばらつきによる感度のばらつ
きとオフセットの発生をＤ／Ａコンバータ２８ａ、２８
ｂ：２９ａ、２９ｂの出力を調整することにより除去す
るようにしている。

次に第１実論例の作用を以下に説明する。

まず、ディスク３として反り、面ブレがぎわめて抑えら
れ、トラックエラー信号を得るために形成されたトラッ
キング用のプリグループもきわめて正確に作成された基
準となる標準ディスクを用いる。

次に、アナログスイッチ２４ａ、２４ｂをオーブンにし
、サーボ系をオフにした状態で、三角波発生器３４から
の三角波を加算器３３に入力することにより、フォーカ
スコイル１１を介して対物レンズ９をディスク面に垂直
方向に振動させる。

この場合、回転するディスク３からの反射光は、Ｆ／Ｔ
／ィテクタ１４で検出され、演桿回路１６を介してフォ
ーカスエラー信号Δを発生する。この信号Δは、割痒・
掛算器２０ａ１加算器２２ａを通って、Ａ／Ｄ／ンバー
タ２５でディジタル信号に変換され、ＣＰＵ２６に取り
込まれる。

このＣＰＵ２６は、入力されたディジタル信号のｍａｘ
値及びｍｉｎ値を検知して、これらの値から振幅及びオ
フセット量を計算して求める（認識する）。この認識さ
れた振幅及びオフセット量に対し、基準となる振幅及び
オフセット１０の値がＰ−ＲＯＭ２７に格納されている
ので、これらの基準値とＡ／Ｄ／ンバータ２５を経て入
力される測定値との差がなくなるように、可変抵抗器２
１ａ、２３ａを調整する。

尚、この時、Ｄ／ＡＩ］ンバータ２８ａ、２９ａは標準
的な値を出力するようにＣＰＵ２６で制御される。

このようにして、基準ディスクに対し、フォーカスサー
ボ系の感度のばらつき及びオフセットの発生が解消する
状態に調・整されることになる。

このフォーカスサーボ系の調整が終了した後、トラック
サーボ系の調整を行う。

アナログスイッチ２４ａを閉じてフォーカスサーボ状態
にして、アナログスイッチ２４ｂを開いておくと、トラ
ックの偏心に応じて、トラックエラー信号γが、演算回
路１６から出力される。

このトラックエラー信号γに対して、フォーカス系の場
合と同様の方法で可変抵抗５２８ｂ、２９ｂが調整され
ることにより、基準ディスクに対してはトラックエラー
信号に対する感度のばらつき及びオフセットの発生が解
消された状態に設定できる。ディスクのばらつきが無視
できるならば、以上の可変抵抗器２８ａ、２８ｂ、２９
ａ、２９ｂの調整で充分である。

つまり加算器２２ａ、２２ｂから出力される信号は、光
学系の感度が変位に対する電圧Ｖ／μ―といった型で均
一化されている為、仮に加算器２２ａの点で１Ｖ／μ園
といった感度に均一化されているとして述べると、光学
系が＋０．３μ厘のオフセットであれば、可変抵抗器２
３ａを−０゜３Ｖに設定しておけば、光学系の機械的な
オフセットは相殺される。仮に、光量が変化して、ある
いはディスク３の反射率が変化して、Ｆ／Ｔ／ィテクタ
１４に入射する光量が増減しても、割算・掛算器２０ａ
、可変抵抗器２１ａにより、加算器２２ａの変位に対す
る感度は一定に保たれる。それ故、固定のオフセット量
を可変抵抗器２３ａによって印加しておいても、光量変
動によらず、光学系のずれによるオフセットを相殺でき
る。

しかし、現実には、ディスクのばらつきが大きい場合も
多い。その場合には、更に調整できることが必要になる
。

このため、第１実施例ではＤ／Ａ／ンバータ２８ａ、２
８ｂ、２９ａ、２９ｂが設けてあり、ＣＰＵ２６によっ
て各Ｄ／Ａ／力を可変調整して、上記ディスクのばらつ
きが大きい場合にも対処できるようにしである。

動作としては、上述した基準ディスクによる調整後、実
際に使用するディスクに置換し、その置換によって発生
ずるずれ分をＤ／八比出力調整により除去する。具体的
には、上記可変抵抗２１ａ。

２１ｂ、２３ａ、２３ｂによる調整と同様に行う。

この場合、先程ではＤ／Ａ／力を固定して可変抵抗２１
ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂを調整シタノに対し、今度
ハ可変抵抗２１ａ、２１ｂ、２３ａ。

２３ｂを固定状態にして、Ｄ／Ａ／力を標準値に合うよ
うに調整すれば良い。

このようにすることによって、ディスクのばらつきが大
きい場合にも対処できる。

この第１実施例では加ｇ鼎２０ａ、２０ｂでは全反射光
器で規格化しているので、入射光量が変化した場合にも
対処できる。つまり、再生モードから記録モードへと切
換えられた場合又はその逆に切換えられた場合のように
、入射光量の強度比が大きく変化しても、その影響を得
けることなく動作する。

従って、レーザダイオード５の光重変化とかディスクの
反射率の変化によらず、サーボループの利得を一定に保
持でき、且つ光学系のオフセットをキャンセルできる安
定な光学式装置を実現できる。

又、光学系調整の際、粗い機械的調整を行えば、微妙な
ずれは電気的調整で行い得るため、調整工数が削減でき
る。

第２図は本発明の第２実施例における主要部を示す。

この第２実施例では装置の保守を考慮して、ユニットを
分割した場合の構成を示す。

光学系のずれ及び検出感度のばらつきを補正する為の要
素である可変抵抗器２１ａ、２３ａを光学系ユニット４
１側に搭載し、電気系ユニット４２と別ユニットにして
いる。

従って、いずれか一方のユニット４１又は４２を交換し
た場合でも、新たなユニットと組合わせても、交換され
ない側のユニットはほとんど再調整しないでも充分な調
整状態となるので非常に便利である。

又、各ユニット毎に調整できるので、一方のユニットが
故障した場合、そのユニットを単に交換するのみで、そ
の装置の“′・性能を発揮させることができる。

この第２実施例によれば、第１実施例の作用効果の他に
、光学系のオフセット、検出感度がイれぞれ異る光ピツ
クアップであっても、その補正素子を光学ユニットに搭
載しているので、保守の際に交換しても光ピツクアップ
によるばらつきをキャンセルでき、交換以前と同一性能
が得られる。

尚、可変抵抗器２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂを電子
ボリュームで構成し、ＣＰＵ２６によって、感度のばら
つき等を補正するようにその値を自動調整するようにも
できる。

又、全反射光量ディテクタ１５の代りにＦ／Ｔディテク
タ１４の総和信号を用いるようにもできる。

尚、フォーカス及びトラッキングの両方のサーボ系の少
くとも一方のサーボ系に対して本発明を適用できること
は明らかである。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、フォーカスエラー信
号／トラックエラー信号を検出する光電変換手段の信号
に対し、光量／光量分布に依存しない正規化された信号
を生成する補正手段と、オフセット等を解消するための
バイアス印加手段とを設けであるので、レーザ光の光ω
が変化したり、光学系の感度のばらつきとかオフセット
がある場合にもそれらの影響を受けないで高精度のサー
ボ系を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す構成図、第２
図は本発明の第２実施例の主要部を示す構成図である。 １・・・光学式情報記録再生装置 ３・・・ディスク　　　　　４・・・光ピツクアップ５
・・・レーザダイオード　９・・・対物レンズ１１・・
・フォーカスコイル １２・・・°トラックコイル １４・・・Ｆ／Ｔディテクタ １５・・・全反射光重ディテクタ １６・・・演ｎ回路 ２０ａ、２０ｂ・・・割算・掛算器 ２１　ａ、２１　ｂ、２３ａ、２３ｂ−・・可変抵抗器
２２ａ、２２ｂ−・・加算器 ２６・・・ＣＰＵ ２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ・Ｄ／Ａコンパータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学式ピックアップのレーザ光を用いて記録媒体に
   情報を記録／再生可能で、前記記録媒体面上にフォーカ
   スさせるためのフォーカスずれの検出手段を備えたフォ
   ーカス制御装置と、情報記録用トラックに追尾させるた
   めのトラックずれの検出手段を備えたトラック制御装置
   とを備えた光学式情報記録再生装置において、 前記記録媒体からの戻り光量を受光して前記フォーカス
   ずれ又はトラックずれを表わす電気信号に変換する光電
   変換手段に入射される光量及び／又は光量分布に依らず
   、ほぼ一定にする補正手段と、該補正手段の信号にバイ
   アス成分を印加するバイアス印加手段とを設けたことを
   特徴とする光学式情報記録再生装置。 ２、前記光学式ピックアップの光学検出系に起因するオ
   フセット及び検出感度を少くとも補正する為に必要とな
   る前記補正手段を構成する補正素子を前記光学検出系と
   一体化したことを特徴とする請求項１記載の光学式情報
   記録再生装置。