JPH0458658B2

JPH0458658B2 -

Info

Publication number: JPH0458658B2
Application number: JP17464683A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Nishinomya
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1983-09-21
Filing date: 1983-09-21
Publication date: 1992-09-18
Also published as: JPS6066340A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）この発明は、光情報記録再生装置に関する。

（従来技術）スパイラル状もしくは円心円状にトラツクを形
成された光デイスクの、トラツク上に、光ピツク
アツプ光学系により光スポツトを集束させて、ト
ラツクに光情報を記録し、あるいは、トラツクに
記録されている光情報を再生する光情報記録再生
方式が知られている。

このような記録再生方式において、光情報の正
確な記録、再生が行なわれるためには、光スポツ
トが、トラツク上に正しく集束する必要があり、
一般に、この種の光情報記録再生装置では、光ス
ポツトの集束位置がトラツク上に合致するよう、
上記スポツトの集束位置のトラツクとの位置合せ
制御が行なれる。この制御をトラツキング制御と
称する。一方、上記光スポツトをトラツク上に集
束させるための制御はフオーカシング制御と呼ば
れる。

ところで、光デイスクのデイスク面に傾きや、
反りがあると、トラツキング制御がうまくいかな
いという問題がある。

この問題を取扱つた従来技術としては、特開昭
58−53030号公報に開示された技術がある。

この技術では、記録情報信号（以下RF信号と
いう）すなわち、光デイスクに記録された光情報
から得られる信号を、帯域フイルターで検出後、
包絡線検波を行ない、そのピークを検出する。光
デイスクが傾いたり、デイスク面に反りがあつた
りすると、RF信号は所定のレベルに達しない。
そこで、階段状に漸増する補正電圧をサーボ系に
加えRF信号が所定レベルに達したことを検知し、
そのときの補正電圧値を保持することにより、ト
ラツキング制御の適正化を図るのである。

この方法の問題点は、以下の如きものである。
すなわち第一に、補正を行うのに、RF信号を利
用するので、そもそもRF信号がない場合、すな
わち、未記録デイスクに光情報の記録を行なう場
合には、全く使用できない。第二に、補正電圧
は、必らずしも正電圧とは限らず、負電圧による
補正が必要な場合もある。しかるに、RF信号の
レベルのみでは、補正電圧の正負を判断できな
い。

（目的）そこで本発明は、光情報の記録、再生に拘ら
ず、常に、容易かつ確実に、トラツキング制御を
行ないうる、新規な光情報記録再生装置の提供を
目的とする。

（構成）以下、本発明を説明する。

本発明の光情報記録再生装置は、オフセツト電
圧検出手段と、記憶手段と、減算手段とサーボ系
駆動手段とを有する。

オフセツト電圧検出手段は、光ピツクアツプ光
学系による光スポツトを、トラツクを横切る方向
へ走査し、トラツキング制御信号の直流的オフセ
ツト電圧を検出する。

記憶手段は、このオフセツト電圧検出手段によ
り検出される直流的オフセツト電圧を、各トラツ
クに関連させて記憶する。

減算手段は、光情報の記録あるいは再生がなさ
れる間、記録又は再生が行なわれるトラツクに関
連して上記記憶手段から読み出される直流的オフ
セツト電圧を、トラツキング制御信号から減算す
る。

サーボ系駆動手段は、減算手段からの出力信号
によつてサーボ系を駆動し、光スポツトの位置制
御を行なう。

オフセツト電圧検出手段による、直流的オフセ
ツト電圧の検出は、光デイスクが光情報記録再生
装置にセツトされた後、記録ないし再生が行なわ
れるのに先立つて、１回限り行つてもよいし、同
一の光デイスクが、セツトされている状態で、記
録、再生が繰返して行なわれる場合に、各記録又
は再生が行なわれるたびに、それに先立つて行う
ようにしてもよい。光デイスクが光情報記録再生
装置にセツトされたのち、記録又は再生が行なわ
れるのに先立つて１回限り行う場合は、光デイス
クが装置にセツトされるたびに、直流的オフセツ
ト電圧を検出するが、一度検出したのちは、同一
光デイスクが、セツトされている限りは、検出は
行なわれない。

以下、具体的実施例に即して説明する。

第１図は、本発明の光情報記録再生装置に用い
る光ピツクアツプ光学系の１例を、要部のみ説明
図的に示している。図中、符号１は半導体レーザ
ー、符号２はカツプリングレンズ、符号３は偏光
ビームスプリツター、符号４は1/4波長板、符号
５は対物レンズ、符号６は光デイスク、符号７は
集光レンズ、符号８はトラツク検出用の受光素
子、符号９は焦点検出用の受光素子を、それぞれ
示す。

半導体レーザー１から射出した光束は、カツプ
リングレンズ２によつて平行光束とされ、偏光ビ
ームスプリツター３、1/4波長板４、対物レンズ
５を介して、光デイスク６のデイスク面に入射す
る。このとき、入射光束は、対物レンズ５の作用
により、デイスク面上に、径約1.6μ目の光スポツ
トに集束する。

デイスク面６による反射光束は、対物レンズ
５、1/4波長板４、偏光ビームスプリツター３を
透過し、集光レンズ７により集束光束とされ、一
部は受光素子８に、他は受光素子９に入射する。

まず、フオーカシング制御につき、簡単に説明
する。受光素子９は、対物レンズ５により集束光
が、正しくデイスク面上に集束していたならば、
集光レンズ７による集束光が集束するであろう位
置Ｐに配備されている。受光素子９は、受光部が
２部分Ａ，Ｂに分割され、各受光部Ａ，Ｂから、
それぞれ、信号A′，B′を出力しうるようになつ
ている。対物レンズ５による集束光束が、正しく
デイスク面上に集束しているときは、集光レンズ
７による集束光は、Ｐ点に集束し、受光部Ａ，Ｂ
の受光量は互いに等しい。従つて、このとき、出
力A′とB′とは互いに等しくA′＝B′である。しか
るに、対物レンズ５に対して、デイスク面が遠ざ
かり、対物レンズ５による集束光が、デイスク面
の手前で集束すると、集光レンズ７による集束光
の集束点はＰ点よりも第１図で左方へずれ、これ
によつて、受光部Ｂの受光する光量が相対的に増
大し、A′＜B′となる。逆に、対物レンズ５に対
してデイスク面が近づくと、集光レンズ７による
集束光の集束点はＰ点よりも、第１図で右方へず
れる。これによつて受光部Ａの受光する光量が相
対的に増大し、A′＞B′となる。

そこで、フオーカシング制御信号として、
A′−B′を用い、このフオーカシング制御信号が
０となるように、サーボ系を駆動して、対物レン
ズ５を、その光軸方向に変位させることにより、
フオーカシング制御を行うことができる。

なお、RF信号としては、A′＋B′を用いる。

次に、トラツキング制御につき説明する。

第２図は、光デイスク６の断面形状を、説明図
的に示している。光デイスク６は、その名の示す
通り円板形状であつて、その一方の面、第２図の
例では、第２図上方の面に、一連のトラツク……
６_i-1，６_i，６_i+1，６_i+2，……が凹凸状に形成さ
れている。さきに述べた如く、このトラツクの形
成は、スパイラル状もしくは円心円状である。こ
のトラツクを形成された側の面をデイスク面とい
うのである。

光デイスク６は、第１図に示す例では、デイス
ク面と反対側の面、すなわち、第２図で下方を向
いた面を、対物レンズ５の側に向けて配備され
る。従つて、半導体レーザー１かの光束は、デイ
スク面と反対側の面から入射し、光デイスク６を
透過してデイスク面に集束する。デイスク面にお
けるトラツク６_i等の深さは、半導体レーザー１
から放射されるレーザー光の波長λに対し、光学
距離にして1/4λ程度であつて、デイスク面は、
フオーカシング制御に対しては実質的に平面であ
る。

さて、トラツク検出用の受光素子８は、第３図
に示すように、受光部が２部分Ｃ，Ｄに分割さ
れ、各受光部Ｃ，Ｄから信号C′，D′を出力しうる
ようになつている。各受光部Ｃ，Ｄを分ける分割
線は第１図において、図面上下方向であり、第１
図において、トラツクに直交する方向は、図面に
直交する方向となつている。なお第３図におい
て、符号３−１は、集光レンズ７による集束光束
を示し、破線のハツチを施した部分が、受光素子
８に入射する光束部分を示す。

さて、第４図を参照すると、同図に示すよう
に、対物レンズ５による集束光が正しく光デイス
ク６のトラツク上に集束しているときは、受光素
子８に入射する光の強度INTは、受光部Ｃ，Ｄ
の分割線に対して対称となり、出力C′とD′は互い
に等しく、C′＝D′となる。

しかるに、第４図又はに示す如く、対物レ
ンズ５による集束光の、集束位置が、トラツクに
対してずれると、トラツク部分と、それ以外の部
分とに、1/4λの光学距離があるので、上記両部
分の反射光にπの位相差が生じ、回折効果により
受光素子８上の光強度INTは、前記分割線に対
し非対称となり、出力C′，D′の大小関係は、C′＞
D′（第４図）、又は、C′＜D′（第４図）の如く
になる。

従つて、原理的には、C′−D′をトラツキング制
御信号として、この制御信号を０となるように、
サーボ系を駆動すれば、トラツキング制御を行う
ことができる。

すなわち、第５図に示すように、受光素子８の
各受光部Ｃ，Ｄの出力を、それぞれ電流電圧変換
前置増幅器２１１，２１２で増幅し、差動増幅器
２２で、それらの差をとり、この差電圧を、サー
ボ系駆動手段たるサーボコイル駆動回路２３に印
加して、サーボ系のサーボコイル２４を駆動し、
対物レンズ５を、光軸に直交する方向、すなわ
ち、トラツクに直交する方向へ変位させて、前記
トラツキング制御信号C′−D′を０とするように制
御するのである。

ところで、対物レンズ５の光軸に対し、光デイ
スク６が、光デイスクの設定不良や反り等のため
に、傾むき、光軸がデイスク面と直交しなくなる
と、第６図に示すように、集束光自体は、正しく
トラツク上に集束していたとしても、受光素子８
上の光強度分布INTは、受光部Ｃ，Ｄの分割線
に対して非対称となり、トラツキング制御信号
C′−D′は、０からずれ、あたかも、光スポツトが
トラツクに対してずれているの如き検出がなさ
れ、これにもとづいてトラツキング制御を行う
と、光スポツトが、トラツクに対して、ずれてし
まい、情報の正しい記録・再生が行なえなくなつ
てしまうのである。

本発明では、このような、光デイスクの反り等
の原因による傾きに起因するトラツキング制御不
全を、以下の如くして補正する。

まず、直流的オフセツト電圧について説明す
る。

光スポツトを、トラツクを横切るように走査す
る場合、走査中におけるトラツキング制御信号、
すなわち、第５図における差動増幅器２２の出力
電圧ｈに着目する。

この出力電圧ｈは、光スポツトの上記走査に従
い、正弦波状に変動するが、光デイスク６に傾き
がなければ、第７図に示すように、この場合のト
ラツキング制御信号の変動は、0Vに対して正負
対称的なものとなるが、光デイスク６に傾きがあ
ると、第８図に示すように、0V線に対する変動
は対称的ではなくなり、このような場合に、0V
を規準としてトラツキング制御を行なえば、前述
の如く、トラツキング制御不全が生じてしまう。
第８図の如く、光デイスク６に傾きが生じている
ときは、適正なトラツキング制御を行なうには、
MV線を規準として、制御を行なわねばならな
い。0V線とMV線の差をオフセツト電圧Ofと称
する。MV線は、現実には、傾きの変化に応じて
変動するので、オフセツト電圧Of自体にも変動
はあるが、その変動は、光スポツト走査によるト
ラツキング制御信号ｈの変動に比して十分に低周
波数である。従つて、このオフセツト電圧を、直
流的オフセツト電圧というのである。

さて、第９図は、本発明の光情報記録再生装置
におけるトラツキング制御系を示している。

図中、符号SW１，SW２はスイツチ回路、符
号３２は、減算手段としての減算器、符号３４
は、オフセツト電圧検出手段としてのオフセツト
電圧検出回路、符号３５はＡ−Ｄ変換器、符号３
６は記憶手段としての記憶装置、符号３７はＤ−
Ａ変換器、符号３８はビーム位置検出装置、符号
３９はシーケンス制御部を、それぞれ示してい
る。

今説明している光情報記録再生装置では、光デ
イスクへの光情報の記録又は再生は、光デイスク
の最外周トラツクから内周トラツクへ向つて行な
われる。

また、オフセツト電圧検出回路による直流的オ
フセツト電圧の検出は、光デイスクが、光情報記
録再生装置にセツトされるたびに、記録又は再生
に先立つて１回限り行なわれる。

すなわち、光デイスクがセツトされると、シー
ケンス制御部３９による制御でまず、フオーカシ
ング制御が行なわれ、これにより光デイスク６上
に、所望の光スポツトが得られる。

フオーカシング制御につづいて、シーケンス制
御部３９は信号ｅ，ｋを発する。信号ｅはスイツ
チ回路SW１をして、差動増幅器２２とオフセツ
ト電圧検出回路３４を接続せしめる。また信号ｋ
は、ビーム位置検出装置３８を作動状態にする。
スイツチ回路SW２は、このとき、オフの状態に
おかれる。

つづいて、同じくシーケンス制御部３９の作用
により光ピツクアツプ光学系が駆動され、その光
スポツトは、光デイスク６の、最内周トラツクか
ら最外周トラツクまで、トラツクを横切つて走査
する。これによつて、差動増幅器２２には、正弦
波状のトラツク制御信号ｈが生ずるが、この信号
は、スイツチ回路SW１を介して、信号ｆとし
て、オフセツト電圧検出回路３４に印加される。

オフセツト電圧検出回路３４は、第１０図に示
すように、極大検出回路４１と極小検出回路４
２、加算器４３、抵抗Ｒ１，Ｒ２を有する。極
大、極小検出回路４１，４２は、周知の如く、コ
ンパレーター、抵抗、コンデンサー等により構成
される。

トラツキング制御信号ｆは、極大検出回路４
１、極小検出回路４２に印加され、各検出回路４
１，４２において検出された極大電圧V₁、極小
電圧V₂は，加算器４３で加算され、その出力V₁
＋V₂は、抵抗Ｒ１，Ｒ２に印加される。抵抗Ｒ
１とＲ２とは同じ値を有し、従つて、これら抵抗
Ｒ１，Ｒ２間に出力電圧V₁＋V₂／２が得られる。この出力V₁＋V₂／２は、これまでの説明から明らかなように、直流的オフセツト電圧そのものである
（第７図、第８図参照）。

このように検出された直流的オフセツト電圧
は、第９図に示す如く、Ａ−Ｄ変換器３５におい
てデジタル値に変換され、記憶装置３６に印加さ
れる。

一方、ビーム位置検出装置３８は、トラツキン
グ制御信号の波数をカウントしたり、あるいは、
光ピツクアツプ光学系を駆動するモーターの回転
角を検出するなどして、個々のトラツクを検出
し、この検出結果を信号ｌとして、記憶装置３６
に印加する。

記憶装置３６は、印加される直流的オフセツト
電圧とを、信号ｌにより、各トラツクに対応する
所定のアドレスに書き込み記憶する。この書き込
み動作も、シーケンス制御部３９からの信号ｋに
より制御される。

かくして、記憶装置３６には、最内周トラツク
から最外周トラツクにいたる、個々のトラツク
と、それに対応する直流的オフセツト電圧とが記
憶された訳である。

この例の場合、トラツク個々に対応する直流的
オフセツト電圧が記憶されたわけであるが、必要
なことは、トラツクの個々と直流的オフセツト電
圧が互いに関連して記憶されることである。一般
に、個々のトラツクごとの直流的オフセツト電圧
の変化は小さいので、光デイスク上の離れた何本
かのトラツクをサンプリングし、その直流的オフ
セツト電圧のデータで、そのトラツク近傍の傾き
を代表させてもよいのである。この場合は、サン
プリングされたトラツクの近傍の複数のトラツク
の個々と、上記代表データとが関連づけられる訳
である。

さて、このようにして、直流的オフセツト電圧
の検出と、個々のトラツクに関連させた記憶とが
終了すると、信号ｅによつてスイツチ回路SW１
は、減算機３２の側に切換る。また信号ｋがビー
ム位置検出装置３８の動作を停止させる。ここま
での動作は、光デイスクがセツトされるたびに、
自動的に行われる。

光情報の記録又は再生を行う場合には、記録又
は再生すべき光情報のアドレス指定が、シーケン
ス制御部３９に送られると、光ピツクアツプ光学
系が駆動され、光スポツトは、光デイスク上を、
上記アドレスを有する所定のトラツクまで、アク
セスされる。このアクセスが終了して、光情報の
記憶ないし再生が開始される時点で、スイツチ回
路SW２は、シーケンス制御部３９からの信号ｊ
でオンにされる。

同時にメモリー読出し信号ｉにより記憶装置３
６の記憶内容のうち、上記所定のトラツクに関連
した直流的オフセツト電圧が読み出される。この
直流的オフセツト電圧は、Ｄ−Ａ変換器３７でア
ナログ値に変換されて、減算器へ送られる。この
プロセスは、トラツク移動に従つて次々に繰返さ
れる。

一方、トラツキング制御信号ｈは、今や、スイ
ツチ回路SW１を介し、信号ｇとして減算器３２
に印加される。

減算器３２は、トラツキング制御信号ｇから、
オフセツト電圧を減じた電圧信号ｍを出力する。
この電圧信号ｍは、光デイスク６の傾きを補正さ
れた信号であつて、正負対称な信号であり、この
信号ｍをもつて、サーボコイル駆動回路２３を駆
動し、トラツキング制御を行うことにより、光デ
イスク６の傾き如何に拘らず、常に適正なトラツ
キング制御を行うことができる。

記録もしくは再生が終了して、再びアクセスモ
ードとなると、スイツチ回路SW２は、信号ｊに
より、オフとされる。

先にものべたように、光デイスクの傾きに起因
する、オフセツト電圧の変動は、トラツキング制
御信号の周波数帯域に比して極めて直流に近いも
のである。従つて、第１１図に示す、低周波数域
通過フイルターLPFを、オフセツト電圧検出手
段として用い、トラツキング制御信号の平均値を
検出することによつて、オフセツト電圧検出を行
つてもよい。

（効果）以上、本発明によれば、新規な光情報記録再生
装置を提供できる。

この装置では、トラツクの光スポツトによる走
査により、直流的オフセツト電圧を検出するの
で、未記録の光デイスクと、光情報の記録された
光デイスクとを問わず、符号をも含めて直流的オ
フセツト電圧を検出でき、この直流的オフセツト
電圧により、トラツクに応じて、トラツキング制
御を行うので、光デイスクのセツト不良、反り等
に起因する光デイスクの傾きや、トラツキング制
御信号検出回路の構成素子のオフセツトやドリフ
トの存在にもかかわらず、適正なトラツキング制
御が可能であり、従つて適正な、光情報の記録・
再生を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施に用いる光ピツクアツ
プ光学系の１例を説明図的に示す図、第２図は、
光デイスクを説明するための図、第３図ないし第
５図は、トラツキング制御の原理を説明するため
の図、第６図は、光デイスクの傾きがトラツキン
グ制御不全をひきおこすことを説明するための
図、第７図および第８図は、オフセツト電圧を説
明するための図、第９図は、本発明の実施に用い
るトラツキング制御系を示す図、第１０図は、オ
フセツト電圧検出手段の１例を示す図、第１１図
は、オフセツト電圧検出手段の他の例を示す図で
ある。１……半導体レーザー、２……カツプリングレ
ンズ、３……偏光ビームスプリツター、４……1/
４波長板、５……対物レンズ、６……光デイスク、
７……集光レンズ、８……トラツク検出用の受光
素子、９……焦点検出用の受光素子、３２……減
算器、３４……オフセツト電圧検出回路、３６…
…記憶装置、２３……サーボコイル駆動回路。

Claims

【特許請求の範囲】１スパイラル状もしくは円心円状にトラツクを
形成された光デイスクの上記トラツク上に、光ピ
ツクアツプ光学系により光スポツトを集束させ
て、上記トラツクに光情報を記録し、もしくは、
上記トラツクに記録されている光情報を再生する
光情報記録再生装置であつて、光ピツクアツプ光学系により光スポツトを、ト
ラツクを横切るように走査して、トラツキング制
御信号の直流的オフセツト電圧を検出するオフセ
ツト電圧検出手段と、このオフセツト電圧検出手段により検出された
直流的オフセツト電圧を、各トラツクに関連させ
て記憶する記憶手段と、光情報の記録又は再生が行なわれる間、記録又
は再生が行なわれるトラツクに関連して上記記憶
手段から読み出される直流的オフセツト電圧を、
トラツキング制御信号から減算する減算手段と、この減算手段からの出力信号によつて、上記ス
ポツトの位置制御を行うサーボ系駆動手段とを有
することを特徴とする、光情報記録再生装置。２特許請求の範囲第１項において、オフセツト電圧検出手段が、トラツキング制御
信号の極大値を検出する手段と、上記トラツキン
グ制御信号の極小値を検出する手段と、これら両
手段の出力を加算する手段と、この加算する手段
の出力の1/2の出力を得る手段とを有することを
特徴とする、光情報記録再生装置。３特許請求の範囲第１項において、オフセツト電圧検出手段が、トラツキング制御
信号の平均値を検出するための、低周波数域通過
フイルターを有することを特徴とする、光情報記
録再生装置。