JPH0658742B2 - 光学的記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、レーザ光を用いて光ディスク等の記録媒体に
データの記録と再生を行なう光学的記録再生装置に関
し、特にレーザ発光開始時における光デイスク上のデー
タの保護に好適な光学的記録再生装置に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

デイジタル光デイスクにおいては、金属膜上に半導体レ
ーザからの光を微小スポツトに集光し、レーザ光を変調
して金属膜に熱的に情報を記録し、一方記録された情報
を再生する場合には、金属膜を損傷させない程度の出力
のレーザ光を照射することにより、その反射光を読み取
る。

光デイスクの金属膜上への自動焦点を行うための構造と
しては、従来より、第３図に示すように、対物レンズま
たは対物レンズを含む光学系３１を、リングバネ３２，
３４等のバネで支持し、マグネット３５およびボイスコ
イル３３でこの光学系３１を駆動して、上下する記録再
生画に追従させることにより、光束が常に焦点を結ぶよ
うにする方法が提案されている。この場合、ボイスコイ
ル３３に電流を流さないとき、すなわち自動焦点制御を
行つていないときのデイスク面と光学系の位置は、自動
焦点制御を行つているときの追従誤差を小さくするた
め、デイスク円板の上下振れの中心値ができるだけ焦点
位置になるように設計される。

一方、光学的情報処理装置として記録再生を行うために
は、常に自動焦点制御を行い、かつ光スポツトをトラツ
クの中心に位置づけておくトラツキングを行う必要があ
る。これらの動作は、すべて円板からの反射光より得ら
れる信号で制御される。従つて、自動焦点制御を開始す
るためには、それ以前に、レーザが正常に発光していな
ければならない。

第４図は、光デイスク装置を起動する際のタイムチヤー
トである。

先ず電源をＯＮにした後、デイスク円板を装置上にセツ
ト装填し、モータをＯＮにする。モータが定常回転に達
した時点で、レーザ駆動回路に電流を流し、発光を開始
する(レーザ起動)。レーザ発光パワーは、ある時間内に
定常パワー（すなわち、再生用のパワー）に達し、以後
はレーザパワーのコントロール回路が働いて、常に一定
パワーに保持される。一定パワーに落付いた後、自動焦
点およびトラツキングを開始し、情報再生が可能にな
る。記録は、レーザの駆動回路にパルス状の電流を重畳
して、高パワーのパルスで記録を行う(リード／ライト
Ｒ／Ｗ)。

第５図は、従来の起動時における対物レンズの動作タイ
ムチヤートである。

デイジタル光デイスク装置においては、レーザの発光を
開始するとき、規定のパワーに対してパワーがオーバー
シユートする可能性がある。この場合、記録面が対物レ
ンズの焦点面と合致したときには、記録面に書き込まれ
たデータが破壊されるおそれがある。その原因を、第５
図により詳しく説明する。従来は、先ずモータを起動し
た後、レーザを起動させるが、その場合、対物レンズの
動きは、対物レンズ駆動用のボイスコイルに電流を流さ
ない状態で、デイスクの平均位置がレンズの焦点位置に
なるように設計されている（実際には、寸法精度等によ
りばらつきがあり、通常は±１００〜２００μｍ以内に
入っている)。これは、自動焦点サーボをかけたとき、
定常位置偏差をできるだけ小さくするためである。従つ
て、第５図に示すように、対物レンズの動きは、レーザ
が起動された時点では、ほぼレンズの焦点位置にあり
(点線Ａで示す)、その後、自動焦点制御が開始される前
に、一旦レンズを下げて、ヘツドをデイスクから最も遠
ざけた位置から、徐々に上方に移動させてデイスクに近
づけていき、焦点に一致したことを確認して、自動焦点
制御を開始する。従つて、自動焦点制御を開始するまで
は、焦点位置からの誤差信号が生じ、焦点位置に一致す
る直前にはＳ字特性の大きな誤差信号となり、焦点位置
に合致して自動焦点制御が開始された時点より、誤差信
号は小さくなつて、リニア領域に入る。

レーザ起動時には、起動時間を短かくするため、レーザ
駆動回路の応答をよくしている。また、デイスク円板か
らの反射光を多くし、信号のＳ／Ｎを上げるため、再生
用パワーはできるだけ大きくする。この場合、レーザ駆
動回路に電流を流し始めて、レーザ発光を開始するとき
には、外部温度等によりレーザ特性が変化し、レーザパ
ワーがオーバシユートする可能性がある。外部温度の変
化の他に、レーザ個々についてのばらつきがあり、また
回路の異常によりパワーが規定値以上になることによつ
ても、起動時のパワーがオーバシユートすることがあ
る。

一方、スピンドルモータが回転すると、動作していない
光学系から見ると、デイスク上の記録再生面は上下に振
れているから、ある瞬間、記録再生面が光学系の焦点位
置になる可能性が十分にある。

ここで、レーザの発光時、規定パワーに対してオーバシ
ユートしたり、回路等が異常となつて規定のパワーより
大きなパワーが発光されると、記録再生面に穴をあけ、
最悪の場合には、既に記録したデータを破壊するおそれ
がある。なお、この種のレーザ発光技術に関連する文献
としては、例えば、特願昭５６−１３８５８２号明細書
「半導体レーザの駆動方法」がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、レー
ザパワー発光時のオーバーシユート、あるいは回路異常
等により規定値以上のパワーが生じた場合においても、
記録再生面上のデータ破壊を防止することができる光学
的記録再生装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

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、光学的に記録再生が可能な記録媒体を起動した後、
レーザ光を発生する光源を起動させ、光束を絞り込む光
学系に対し自動的に光束が記録再生面に焦点を結ぶよう
に制御する光学的記録再生装置において、上記記録媒体
を起動した後、光源を起動する前に、上記絞り込み光学
系を記録媒体から遠ざけるように制御し、光束が記録再
生面に焦点を結ばないように十分遠ざかった位置で光源
を起動させ、自動焦点制御を開始する時点で上記光学系
の焦点と記録媒体とが一致する位置に上記光学系を戻す
ように制御する手段を設けたことに特徴がある。

このように、本発明においては、レーザ光源を起動して
いない状態、すなわち、レーザパワーが完全にオフの状
態で、光学系を記録媒体から遠ざけた所に移動してお
く。このことにより、レーザ光源の発光開始時には、必
ずデフォーカス状態、すなわち、光束が記録再生面に焦
点を結ばない状態となり、レーザ光源の発光開始時にお
ける異常発光による記録媒体上のデータ破壊を防止する
ことができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。

第６図は、本発明の動作原理を示すタイムチヤートであ
る。

本発明は、記録再生面が光学系の焦点位置になければ、
レーザの発光パワーが規定のパワーを越えても記録再生
面を破壊することはないという点に着目している。すな
わち、自動焦点制御における追従誤差を少なくするた
め、ボイスコイルに電流を流さない状態で、光学系と記
録再生面の上下振れの中心をできるだけ焦点位置に合わ
せるように設定していたので、デイスクが回転して記録
再生面が上下することにより、記録再生面とレンズの焦
点が一致することがあり、これによつてデータ破壊の問
題が生じるのである。本発明では、これを回避するた
め、光学系と記録再生面の設定については従来と同じよ
うに動作させるが、レーザ起動時の前に強制的に対物レ
ンズを下げて、デイスクから遠ざけておき、記録再生面
が上下に振れても光学系の焦点と合致しない位置にした
後にレーザを発光することによつて、レーザパワーが規
定パワーに対してオーバーシユートするか、あるいは回
路の異常のために定常的に規定パワーを越えた場合で
も、記録再生面を破壊することがないようにしている。
なお、定常的に規定パワーを越えた場合には、焦点制御
を開始する前に、異常であることを検出し、レーザの発
光を停止する等の処置を行えばよい。

第６図に示すように、本発明では、先ずモータを起動し
た後、直ちにレンズ系を下方向に移動させてデイスク円
板から遠ざける。レーザを起動する前にレンズを十分に
下げておくことにより、レーザが起動したとき(点線Ｂ
で示す)、対物レンズの焦点と記録再生面が合致しない
ので、記録再生面が破壊されることがない。その後、自
動焦点制御が開始される前に、徐々にレンズを上げてデ
イスク円板に近づけ、焦点と記録再生面とが一致したこ
とを確認して、自動焦点制御を開始する。従つて、焦点
からのずれを検出するための誤差信号は、自動焦点制御
開始の前にＳ字特性の大きな信号が発生した後、制御が
開始されるとリニア領域に入り、誤差信号は殆んど生じ
なくなる。

第１図は、本発明の一実施例を示すレーザ制御部のブロ
ツク図である。

１がデイスク円板２の記録再生面、３は円板２を回転さ
せるスピンドルモータ、４は本発明によりモータ３の起
動後、レーザ起動前に記録再生面１から遠ざけられる絞
り込み光学系、５は記録再生面１に入射または反射され
るレーザ光、６は半導体レーザ、７はレーザ光を反射さ
せて方向を変えるためのガルバノミラー、８は焦点面か
らのずれおよび情報トラックと光束の中心とのずれを検
出する反射光検出光学系、９は反射光検出光学系８から
の誤差信号により光学系４を駆動して焦点を一致させる
自動焦点制御回路、１０は自動焦点制御回路９からの信
号と制御論理回路１５からの信号とを加算して、パワー
アンプ１１を制御する加算器、１１は光学系４を上下に
駆動させるためのパワーを発生するパワーアンプ、１２
は光学系４を上下移動させる力を発生するボイスコイ
ル、１３は光束中心と情報トラツクの中心とのずれ信
号、１４はガルバノミラー７を制御するトラツキング制
御回路、１５は全体を制御する論理制御回路、１６は半
導体レーザ６を駆動するレーザ駆動回路、１８は本発明
により光学系４を上下するための駆動信号１９を発生さ
せる信号発生回路、２０は光学系４を上げる指示をする
信号、１７は光学系４を下げる指示をする信号、２１は
ディスクへの入射光とディスクからの反射光とを分ける
ビームスプリッタである。

先ず、記録再生面１を持つデイスク円板２が、スピンド
ルモータ３によつて回転する。記録再生面１は、円板２
のたわみ、スピンドルモータ３の傾き等があるため、円
板２が回転すると、静止している絞り込み光学系４に対
して記録再生面１は上下に振れる。一方、半導体レーザ
６から発射された光束は、光学系２１を通過後、ガルバ
ノミラー７に到り、ここで光路を変更して絞り込み光学
系４により絞り込まれる。第１図に示すように、この制
御部には２つの制御ループがあり、その１つは、８−９
−１０−１１−１２の自動焦点制御ループであり、他の
１つは、８−１４−７の自動トラツキングループであ
る。前者は、絞り込み光学系４を記録再生面１に焦点合
わせをするために、ボイスコイル１２を制御して光学系
４を上下に移動させるものであるのに対して、後者は、
ガルバノミラー７を制御して、レーザ光中心とトラツク
中心とを合致させるものである。本実施例では、前者の
自動焦点制御ループの一部に、絞り込み光学系４を円板
２から遠ざけたり、近づけたりするための制御信号を追
加することによツて、レーザを発光する前に絞り込み光
学系４を十分に下げておくのである。

記録再生を行うためには、上下に振れる記録再生面上
に、常に焦点を結ばせる必要があり、このために上記の
自動焦点制御を行う。自動焦点制御は、記録再生面１か
らの反射光を反射光検出光学系８により検出し、記録再
生面１と絞り込み光学系４との相対関係を知り、焦点か
らのずれを検出して自動焦点制御回路９、スイツチＳＷ
１、加算回路１０、パワーアンプ１１を通してボイスコ
イル１２に電流を流し、絞り込み光学系４を駆動して、
記録再生面１の動きに追従させる。一方、光束を記録再
生面１の情報トラツクに常に位置づけるため、光束の中
心と情報トラツクの中心とのずれを反射光検出光学系８
により検出し、検出された信号１３に基づき、トラツキ
ング制御回路１４によりガルバノミラー７を駆動する。

半導体レーザ６の発光は、制御論理回路１５の指示に基
づき、レーザ駆動回路１６により半導体レーザ６に電流
を流して発光させる。

第２図は、第１図の記録再生面と絞り込み光学系とレー
ザパワーの関係を示す図である。

ボイスコイル１２に電流が流れていないとき、絞り込み
光学系４と記録再生面１とは、第２図(ａ)に示すような
関係にある。なお、５１は焦点面であり、５０は記録再
生面１の動き、５２は絞り込み光学系４の位置を示す。
(ａ)は従来の制御方式、(ｂ)は起動時のレーザパワー、
(ｃ)は本実施例における制御方式を、それぞれ示してい
る。

第２図(ａ)では、ある時刻ｔ_１でレーザ発光を開始し、
僅かの時間の後、時刻ｔ_２でオーバーシユート５３をし
たとき、記録再生面の動き５０が焦点面５１と一致した
場合には、オーバーシユートしたパワーにより記録再生
面１は破壊される。

これに対して、第２図(ｃ)では、時刻ｔ_０から絞り込み
光学系４を徐々に下げることにより、それに並行して焦
点面５１も下る。その後、十分に下がつた時刻ｔ_１でレ
ーザの発光を開始するので、焦点面５１と記録再生面の
動き５０が一致する時刻はなく、従つてオーバシユート
５３をした場合でも、記録再生面１を破壊することはな
い。

絞り込み光学系４を下げる動作は、第１図の制御論理回
路１５からの制御信号によりスイツチＳＷ１を開くとと
もに、スイツチＳＷ２を閉じた後、絞り込み光学系４を
下げる指示信号１７を出力することにより、信号発生回
路１８から駆動信号１９を発生し、加算回路１０、パワ
ーアンプ１１を通してボイスコイル１２に電流を流し、
絞り込み光学系４を下げる。次に、自動焦点制御を開始
するときには、制御論理回路１５から絞り込み光学系４
を上げる指示信号２０を出力することによつて、信号発
生回路１８から駆動信号１９を発生し、加算回路１０、
パワーアンプ１１を通してボイスコイル１２に電流を流
し、絞り込み光学系４を上げ、次に、論理制御回路１５
より制御信号を送ることにより、スイツチＳＷ１を閉じ
るとともに、スイツチＳＷ２を開くことにより、自動焦
点制御を可能にする。このように、絞り込み光学系４を
強制的に上げたり、下げたりするときには、スイツチＳ
Ｗ１を開いて、スイツチＳＷ２を閉じる。また、ボイス
コイル１２に電流を流さないときには、スイツチＳＷ
１，ＳＷ２の両方とも開いた状態にしておく。

このように、本実施例においては、第１図に示すよう
に、回路的に新しく増設する必要はなく、単に従来の場
合に比べて制御信号の出力タイミングを変えるだけであ
るため、価格を上げることなく、高信頼性を実現するこ
とが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、レーザ光源を起
動していない状態（レーザパワーが完全にオフの状態）
で、光学系を記録媒体から遠ざけた所に移動しておくこ
とにより、レーザ光源の発生開始時には、必ずデフォー
カス状態、すなわち、光束が記録再生面に焦点を結ばな
い状態とすることができる。このことにより、レーザ発
光開始時のオーバーシユートや、回路異常等により規定
以上の発光パワーが生じた場合でも、記録再生面の破壊
（データ破壊）を防止することができるので、信頼性の
高い光デイスク装置を実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すレーザ制御部のブロツ
ク図、第２図は第１図における記録再生面と絞り込み光
学系とレーザパワーの関係図、第３図は絞り込み光学系
の構造図、第４図は従来のレーザ光源起動時のタイムチ
ヤート、第５図は従来の起動時における絞り込み光学系
の動作タイミングチヤート、第６図は本発明の原理を示
す光学系の動作タイミングチヤートである。 １：記録再生面、２：デイスク円板、４：絞り込み光学
系、６：半導体レーザ、１２：ボイスコイル、１５：制
御論理回路、１８：信号発生回路、１９：絞り込み光学
系駆動信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的に記録再生が可能な記録媒体を起動
   した後、レーザ光を発生する光源を起動させ、光束を絞
   り込む光学系に対し自動的に光束が記録再生面に焦点を
   結ぶように制御する光学的記録再生装置において、上記
   記録媒体を起動した後、光源を起動する前に、上記絞り
   込み光学系を記録媒体から遠ざけるように制御し、上記
   光束が記録再生面に焦点を結ばないように十分遠ざかっ
   た位置で光源を起動させ、自動焦点制御を開始する時点
   で上記光学系の焦点と記録媒体とが一致する位置に上記
   光学系を戻すように制御する手段を設けたことを特徴と
   する光学的記録再生装置。