JPH0533463B2

JPH0533463B2 -

Info

Publication number: JPH0533463B2
Application number: JP17008183A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Nishinomya
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1983-09-14
Publication date: 1993-05-19
Also published as: JPS6061925A

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同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
制御が行なわれる。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、段階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）以下に、本発明を説明する。

本発明の光情報記録再生装置では、光情報の記
録又は再生に先立つて、光ピツクアツプ光学系に
よる光スポツトを、トラツクを横切るように走査
して、所望のトラツクを探査する。このトラツク
探査は、必らず行なわれる。例えば、光情報の記
録又は再生が、最外部のトラツクから行なわれる
場合にも、トラツク探査を行うのである。このた
め、このような場合には、光デイスクを、記録再
生装置にセツトする時点で、光スポツトが最内部
トラツク上に位置するように、光ピツクアツプ光
学系セツトされるようにし、必らず、トラツク探
査を行つたのちに、記録もしくは再生が行なわれ
るように、シーケンス制御を行う。

トラツク探査は、基準位置（例えば、最内部の
トラツク）から、所望のトラツクに到達するまで
に横切るべきトラツク数を指定し、光スポツトの
走査の際、トラツキング制御信号の周期的な変化
をカウントして行う。

このように、記録、再生を行うに先立つて、ト
ラツク探査を行うのは、このトラツク探査を利用
して、トラツキング制御の補正を行うからであ
る。

さて、本発明の光情報記録再生装置は、直流的
オフセツト電圧検出手段と、保持手段と、減算手
段と、サーボ系駆動手段とを有する。

直流的オフセツト電圧検出手段は、所望トラツ
ク探査のため、光スポツトを走査する間における
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。直流的オフセツト電圧については後述
する。

保持手段は、トラツク探査により、光スポツト
が所望のトラツクに到達したときの直流的オフセ
ツト電圧の値を保持する。

減算手段は、光情報の記録又は再生中、上記保
持手段に保持されたオフセツト電圧値を、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
制御行う。

以下、図面を参照しながら、具体的な実施例に
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は集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1.6μｍ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による集束光
が、正しくデイ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てに集束し、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…6i
−１、6i、6i＋１、6i＋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同心円状である。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からの光束は、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6i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、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、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′とトラツキング制
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
前直増幅器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かの如き検出がなさ
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。

すなわち、光情報の記録又は再生に先立つて、
光スポツトを、トラツクを横切るように走査し
て、所望のトラツクを探査するのであるが、この
トラツク探査のための、光スポツト走査中の、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、光スポツト走査に伴い、正
弦波状に変動するが、もし、光デイスク６に傾き
がなければ、第７図に示す如く、変動はOV線に
対して、対称的に変動するが、光デイスク６に傾
きがあると、第８図に示すように、OV線に対す
る変動は対称的でなくなり、このような場合に、
OVを基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線を基準として、制御を行なわねばなら
ない。OV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は減算器、符号３４は、オフセツト電圧検
出回路、符号３５はＡ−Ｄ変換器、符号３６はラ
ツチ回路、符号３７はＤ−Ａ変換器をそれぞれ示
す。

符号Ｅは、図示されないシーケンス制御手段か
らの信号であつて、スイツチ回路SW１，SW２、
ラツチ回路３６は、この信号Ｅによつて制御され
る。

以下、情報の記録、再生の場合について、トラ
ツキング制御を説明する。

再生すべき情報を有するトラツク、又は、情報
を記録すべきトラツクを指定するアドレス信号が
シーケンス制御手段に送られると、まず、信号Ｅ
によつて、スイツチ回路SW１は、差動増幅器２
２を、オフセツト電圧検出回路３４に接続し、ス
イツチ回路SW２はオフされる。また、ラツチ回
路３６は、アクセスモードにされる。

つづいて、シーケンス制御手段により、光ピツ
クアツプ光学系が駆動され、同光学系による光ス
ポツトは、トラツクを横切る方向へ走査する。こ
れによつて、差動増幅器２２の出力には、前述の
正弦波状のトラツキング制御信号が発生し、この
信号は、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３４に印加される。上記トラツ
キング制御信号の周期的な変化により、横切つた
トラツク数が、図示されないシーケンス制御手段
によりカウントされる。

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４２
と、加算器４３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とを有する。
極大・極小検出回路４１，４２はコンパレータ
ー、抵抗、コンデンサー等により構成された公知
のものである。

スイツチ回路SW１を介して印加される正弦波
状の、トラツキング制御信号Ｆは、極大検出回路
４１、極小検出回路４２に印加され、各検出回路
において検出された極大電圧V₁、極小電圧V₂は、
加算器４３において加算され、その出力V₁＋V₂
は、抵抗Ｒ１，Ｒ２に印加される。抵抗Ｒ１とＲ
２は同じ値を有し、従つて、抵抗Ｒ１とＲ２との
間に出力電圧V₁＋V₂／２が得られる。この出力 V₁＋V₂／２は、まさに、直流的オフセツト電圧を与える。

この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でデジタル値に変換され、
ラツチ回路３６に順次印加される。

光スポツトが所望のトラツク上に到達して所望
トラツクの探査が終了すると、シーケンス制御手
段は、再び信号Ｅを発する。この信号Ｅによつ
て、スイツチ回路SW１は、差動増幅器２２を減
算器３２に連結し、スイツチ回路SW２をオンに
し、ラツチ回路３６を、アクセスモードから記
録、再生モードに切換える。

ラツチ回路３６は、ラツチ手段であつて上記モ
ード切換の際の、オフセツト電圧値、、すなわち、
トラツク探査完了時のオフセツト電圧値をラツチ
する。従つて、ラツチ回路３６の出力は、次に、
アクセスモードに切換られるまで、上記オフセツ
ト電圧値を保持することになる。信号Ｅは、シー
ケンス制御手段における前記カウントの数が所望
のトラツクに対応するカウント値に切り替わつた
直後もしくは、その少し後に発生する。前者の場
合、ラツチ回路３６には、所望のトラツクの１つ
手前のトラツクにおけるオフセツト電圧値がラツ
チされ、後者の場合には、探査対象となつた所望
のトラツクにおけるオフセツト電圧値がラツチさ
れることになる。

しかし、前述のようにオフセツト電圧値の変化
はトラツキング制御信号の変化に比して、殆ど直
流と見做せるほどに小さく、隣接するトラツク間
では、オフセツト電圧値の差は無視することがで
きるので、探査完了時にラツチ回路３６にラツチ
されるオフセツト電圧値が、探査対象となつた所
望のトラツクにおけるオフセツト電圧値である
か、その隣接トラツクにおける値であるかは問題
とならない。

ラツチ回路３６の出力は、Ｄ−Ａ変換器３７に
よりアナログ信号に変換されて、減算器３２に印
加される。一方、差動増幅器２２の出力は、スイ
ツチ回路SW１を介して減算手段たる減算器３２
に印加される。ラツチ回路３６はＡ−Ｄ変換器３
５、Ｄ−Ａ変換器３７、シーケンス制御手段とと
もに、オフセツト電圧のための保持手段を構成す
る。

減算器３２は、差動増幅器２２の出力からオフ
セツト電圧値を減ずる。これによつてトラツキン
グ制御信号は補正され、減算器３２の出力は、正
負対称な正しいトラツキング制御信号となる。従
つて、この補正された信号により、サーボコイル
駆動回路２３を制御することにより、光デイスク
６の傾きにもかかわらず、適正なトラツキング制
御を行うことができる。

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、トラツク探査を利用してオフセ
ツト電圧を検出するので、未記録の光デイスクで
も、光情報の記録された光デイスクでも、付号を
も含めて、オフセツト電圧を検出できる。このオ
フセツト電圧により、トラツキング制御信号の補
正を行なうので、光デイスクの設定不良、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……集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…
…ラツチ回路。

Claims

【特許請求の範囲】１スパイラル状もしくは同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し、
かつ、上記光情報の記録または再生に先立つて、
上記光スポツトを、上記トラツクを横切るように
走査し、トラツキング制御信号の周期的変化をカ
ウントすることにより所望のトラツクを探査する
光情報記録再生装置であつて、所望トラツク探査のため光スポツトを走査する
間における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手段と、上記光スポツトが所望のトラツクに到達した時
点における、上記オフセツト電圧の値を保持する
手段と、上記保持されたオフセツト電圧値を、光情報の
記録中もしくは再生中、トラツキング制御信号か
ら減算する手段と、この減算する手段からの出力信号によつて、上
記光スポツトの位置制御を行うサーボ系駆動手段
とを備えたことを特徴とする、光情報記録再生装
置。２特許請求の範囲第１項において、直流的オフセツト電圧を検出する手段が、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、直流的オフセツト電圧を検出する手段が、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を特徴とす
る、光情報記録再生装置。４特許請求の範囲第１項または第２項または第
３項において、オフセツト電圧の値を保持する手段が、上記オ
フセツト電圧をデジタル値に変換する手段と、ト
ラツク探査のための光スポツトの走査の終了を示
す制御信号を発生するためのシーケンス制御手段
と、上記制御信号によつて、上記デジタル値変換
手段の出力をラツチする手段と、このラツチする
手段の出力を、アナログ電圧値に変換する手段と
を有することを特徴とする、光情報記録再生装
置。