JPH0675288B2 - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

光学的情報記録再生装置

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JPH0675288B2
JPH0675288B2 JP25419887A JP25419887A JPH0675288B2 JP H0675288 B2 JPH0675288 B2 JP H0675288B2 JP 25419887 A JP25419887 A JP 25419887A JP 25419887 A JP25419887 A JP 25419887A JP H0675288 B2 JPH0675288 B2 JP H0675288B2
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明洋 石川
治夫 井阪
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は記録層を複数有する多層光学記録媒体から多層
の情報を記録再生する光学的情報記録再生装置に関する
ものである。
従来の技術 近年、ビデオディスクやコンパクトディスクなど記録媒
体から光学的に情報を記録再生する光学的情報記録再生
装置が商品化されている。
以下図面を参照しながら、上述した従来の光学的情報記
録再生装置の再生原理をコンパクトディスクを例に説明
する。
第6図はコンパクトディスクの光学系を示すものであ
る。第6図において、81はレーザー光源、82はレーザー
光、83はコリメータレンズ、84はビームスプリッター、
85は1/4波長板、86は対物レンズ、87はディスクの記録
層、88は凸レンズ、89は円筒レンズ、90は光検出器、91
はアクチュエータである。
レーザー光源81から発せられるレーザー光82を、コリメ
ータレンズ83、ビームスプリッター84、1/4波長板85及
び対物レンズ86を順次介して、ディスクの記録層87に入
射させる。記録層87に記録された情報信号を再生すると
きには、対物レンズ86によってレーザー光82を収束限界
まで絞り込んだ光スポットを記録層87に照射し、記録層
87によって反射された光を、対物レンズ86、1/4波長板8
5、ビームスプリッター84、凸レンズ88及び円筒レンズ8
9を順次介して光検出器90に入射させる。
ここで、円筒レンズ89は第7図に示すように、縦断面が
長方形であるためY方向に関しては屈折は生じないが、
横断面は凸レンズ形状となっているためX方向に関して
は屈折が生じ、ある一点に光が集光し、このため円筒レ
ンズ89のフォーカスは第7図のように89aと89bを結ぶ縦
線上となる。
この円筒レンズ89と凸レンズ88を第8図のように配置す
ると、凸レンズ88側から平行光が入射した場合、まず凸
レンズ88で一回屈折した後、Y方向の光は円筒レンズ89
を通過し、X方向の光は円筒レンズ89で再び屈折する。
このため凸レンズ88単体の焦点位置F1には横一文字の焦
線ができ、両レンズの複合焦点位置F2には縦一文字の焦
線ができる。そして、F1とF2の中間位置である点Pには
ほぼ円形の像を結び、それより手前では縦長の楕円に、
遠方では横長の楕円になる。
この性質を用いて、第8図の点Pに光検出器90を第9図
に示すような方向で配置する。光検出器90は第9図に示
すように4つの光検出素子90a、90b、90c、90dを有して
いる。合焦時には反射光が平行光となるため、第10図A
に示すように光検出器90上のスポット形95aは円形とな
る。記録層87との距離が近すぎる場合には、反射光が発
散光となって入ってくるため、焦線F1、F2が後方にずれ
て第10図Bに示すように光検出器90上のスポット形95b
は縦長の楕円となる。逆に記録層87との距離が遠すぎる
場合には、反射光が収束光となって入ってくるため、焦
線F1、F2が前方にずれて第10図Cに示すように、光検出
器90上のスポット形95cは横長の楕円となる。
その結果、誤差検出用の差動増幅回路から出力される焦
点誤差信号は、合焦時には、4つの光検出素子90a、90
b、90c、90dの出力が等しくなるため零となり、記録層8
7が近すぎる場合には、光検出素子90a及び90cの光検出
信号Sa及びScの和の信号Sa+Scと、光検出素子90b及び9
0dの光検出信号Sb及びSdの和の信号Sb+Sdとの差の信号
(Sa+Sc)−(Sb+Sd)は正となり、記録層87が遠すぎ
る場合には、(Sa+Sc)−(Sb+Sd)は負となる。
また、記録層87と対物レンズ86との距離が極端に離れす
ぎた場合には、記録層87に照射されたレーザー光82が散
ってしまうため、4つの光検出素子90a、90b、90c、90d
からの出力が少なくなり、再び焦点誤差信号は零に近づ
く。
したがって、対物レンズ86と記録層87との距離と、焦点
誤差信号との関係を図示すると第11図のようになる。な
お、第11図のa,bは第8図のF1,F2に対応しており、この
範囲で焦点引き込みは可能となる。すなわち、対物レン
ズ86はアクチュエータ91に流れる電流により光軸方向に
駆動する構造になっており、この焦点誤差信号を焦点制
御信号としてアクチュエータ91に加えることにより記録
層87と対物レンズ86との距離は一定に保たれ、記録層87
上の情報信号の再生が行われる。光電流信号あるいは焦
点誤差信号が、ある一定のレベル以下になったとき、焦
点位置が焦点制御引き込み範囲から外れたことを検出
し、この検出信号により焦点誤差信号に代えてサーチ信
号をアクチュエータ91に加え、サーチ信号により対物レ
ンズ86をその光軸方向に駆動させて記録層87と対物レン
ズ86との対向間隔を焦点引き込み範囲内に入れる。
(MJ無線と実験別冊CDディジタルオーディオ使いこなし
テクニック29〜30ページ) 発明が解決しようとする問題点 しかし、上記のような構成をもとにして多層化した多層
光学記録媒体から情報信号を再生する場合、記録層間の
距離が媒体毎にばらつくため、焦点制御がどの記録層に
行われているかを即座に判別することができないという
問題点があった。また、ある記録層から他の記録層に移
行する場合、記録層間の距離が未知あるいは媒体毎にば
らつくため、正確なキックができず、安定に移行するこ
とが極めて困難であるという問題もあった。
本発明は上記問題点に鑑み、多層光学記録媒体から情報
信号を再生する場合、再生層が第何層であるかを即座に
判別し、異なる記録層へ安定に移行できる光学的情報記
録再生装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、光束を発する光
源と、記録層を複数有する多層光学記録媒体と、前記光
束を前記記録層に集光する対物レンズと、前記対物レン
ズを駆動するアクチュエータと、前記対物レンズを介し
て前記記録層からの反射光あるいは透過光を受光する光
検出器と、前記記録層からの反射光あるいは透過光の大
きさによって変化する光電流信号及び前記対物レンズと
前記記録層との対向間隔に応じて変化する焦点誤差信号
を前記光検出器から出力する信号検出手段と、前記焦点
誤差信号をもとに前記アクチュエータを光軸方向に駆動
して前記対物レンズを光軸方向に駆動させ、前記対物レ
ンズと前記記録層との対向間隔を一定に制御する焦点制
御手段と、前記光電流信号あるいは焦点誤差信号より前
記焦点制御手段の引き込み範囲に入ったことを検出する
記録層検出手段と、前記対物レンズをその光軸方向に駆
動させて前記記録層と前記対物レンズとの対向間隔を前
記焦点制御手段の引き込み範囲に入るようにしたサーチ
手段と、前記記録層検出手段の出力をもとに前記対物レ
ンズを駆動する前記アクチュエータのドライブ電圧を記
憶するドライブ電圧記憶手段を具備したことを特徴とす
るものである。
作用 本発明は、上記した構成によって記録あるいは再生時の
アクチュエータのドライブ電圧とドライブ電圧記憶手段
に記憶されているアクチュエータのドライブ電圧を比較
することにより、従来認知することが困難であった再生
層が第何層であるかを即座に認知することができ、ま
た、記録層間の対向間隔からその対向間隔に応じたキッ
クパルスをアクチュエータに加えることによって異なる
記録層へ瞬時にして安定に移行することができる。
実施例 以下本発明の一実施例の光学的情報記録再生装置につい
て、図面を参照しながら説明する。第1図は本発明を光
学式ディスク記録再生装置に適用したブロック図であ
る。第1図において、1はレーザー光源、2はレーザー
光、3はコリメータレンズ、4はビームスプリッター、
5は1/4波長板、6は対物レンズ、8は凸レンズ、9は
円筒レンズ、10は光検出器、11はアクチュエータ、20は
多層光学記録媒体、21は記録層、60はサーチ手段、61は
記録層検出手段、62は焦点制御手段、63はドライブ電圧
記憶手段、64はキックパルス発生手段、65は信号検出手
段、S1は切り換えスイッチである。なお、光検出器10は
第2図のように4つの光検出素子10a、10b、10c、10dを
有しており、凸レンズ8と円筒レンズ9に対しては第3
図のように配置し、光検出器10の中心である点Oが光軸
L上に位置するようにする。
以上のように構成された光学的情報記録再生装置につい
て、以下第1図及び第4図を用いてその動作を説明す
る。
まず、ディスクを再生する前にスイッチS1を31に倒し、
サーチ手段60によってアクチュエータ11のドライブ電圧
を可変して対物レンズ6を光軸方向に駆動させ、第4図
に示すように、例えば記録最下層21aから順にレーザー
光2のフォーカス位置を移動させ、このときの信号検出
手段65の出力である光電流信号または焦点誤差信号があ
る一定のレベルになったときにレーザー光2のフォーカ
ス位置が記録層21aの焦点制御引き込み範囲に入ったこ
とを記録層検出手段61により検出する。信号検出手段65
は光検出器10に入射した記録層21からの反射光あるいは
透過光の大きさによって変化する光電流信号と、詳しく
は従来例で示したように対物レンズ6と記録層21との対
向間隔に応じて変化する焦点制御信号を出力するもので
ある。記録層検出手段62は、例えば第2図に示す光検出
器10の4つの光検出素子10a、10b、10c、10dから得られ
る焦点誤差信号、または光電流信号の総和であるRF信号
が、ある一定のレベルになったときにレーザー光2のフ
ォーカス位置が記録層21aの焦点制御好き込み範囲に入
ったことを検出すればよい。記録層検出手段61が、レー
ザー光2のフォーカス位置が記録層21aの焦点制御引き
込み範囲にはいったことを検出したときに、アクチュエ
ータ11のドライブ電圧をドライブ電圧記憶手段63に記憶
させる。ドライブ電圧記憶手段63は、例えばA-D変換に
よってアナログ量であるアクチュエータ11のドライブ電
圧をディジタル量に変換してRAMに記録すればよい。
以後、同様にして、記録層検出手段61が、レーザー光2
のフォーカス位置が記録層21の各層の焦点制御引き込み
範囲に入ったことを検出する毎に、そのときのアクチュ
エータ11のドライブ電圧をドライブ電圧記憶手段63に記
憶させる。
ディスクから情報を再生するときはスイッチS1を31に倒
しておき、サーチ手段60によりサーチ信号をアクチュエ
ータ11に加え、アクチュエータ11を光軸方向に駆動して
対物レンズ6を光軸方向に駆動し、記録層検出手段61
が、レーザー光2のフォーカス位置が記録層21のある記
録層の焦点制御引き込み範囲に入ったことを検出したと
きにスイッチS1を31から32に切り換えて、信号検出手段
65の出力である焦点誤差信号を焦点制御手段62に加え
て、焦点制御手段62により記録層21と対物レンズ6との
対向間隔を一定に保つ。ドライブ電圧記憶手段63に、こ
のときのアクチュエータ11のドライブ電圧を、ドライブ
電圧記憶手段63に記憶した各層のドライブ電圧と比較す
る機能をもたせておけば、現在の再生層を正確にかつ即
座に認知することができる。
ある記憶層から情報を再生しているとき、異なる記録層
へ移行するには、現在、情報を再生している記録層のア
クチュエータ11のドライブ電圧と、移行したい記録層の
ドライブ電圧記録手段63の出力から二層間のドライブ電
圧差を検出し、これとアクチュエータ11の感度から二層
間の対向間隔を算出する。このときスイッチS1を33に切
り換えて、その対向間隔に適したキック幅、キック電圧
を有する第5図に示すようなキックパルスをキックパル
ス発生手段64によりアクチュエータ11に加える。
このようなキックパルスをアクチュエータ11に加えれ
ば、層の対向間隔が未知あるいはばらつく場合でも移行
してい記録層に移動したときのアクチュエータの速度を
零にすることができるため、安定した焦点制御を行うこ
とが可能である。
発明の効果 以上のように本発明によれば、再生あるいは記録時のア
クチュエータのドライブ電圧とドライブ電圧記憶手段に
記憶したアクチュエータのドライブ電圧とを比較するこ
とにより、記録層間の対向間隔が未知あるいは媒体毎に
ばらつく場合でも現在の再生層を正確に知ることがで
き、また、キックパルス発生手段により安定に他の記録
層へ移行することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による光学的情報記録再生装置の一実施
例のブロック図、第2図は光検出器の説明図、第3図は
凸レンズと円筒レンズと光検出器との相互間の配置図、
第4図は多層光学記録媒体の再生原理図、第5図はキッ
クパルスの電圧波形図、第6図は従来の単層光学記録媒
体の光学系配置図、第7図は円筒レンズの斜視図、第8
図は光学系の斜視図、第9図は第8図の光学系の説明に
供する光検出器の説明図、第10図はビームスポットの説
明図、第11図は第5図の光学系の説明に供する特性曲線
図である。 1……レーザー光源、6……対物レンズ、10……光検出
器、11……アクチュエータ、20……多層光学記録媒体、
21……記録層、60……サーチ手段、61……記録層検出手
段、62……焦点制御手段、63……ドライブ電圧記憶手
段、64……キックパルス発生手段、65……信号検出手
段。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光束を発する光源と、記録層を複数有する
    多層光学記録媒体と、前記光束を前記記録層に集光する
    対物レンズと、前記対物レンズを駆動するアクチュエー
    タと、前記対物レンズを介して前記記録層からの反射光
    あるいは透過光を受光する光検出器と、前記記録層から
    の反射光あるいは透過光の大きさによって変化する光電
    流信号及び前記対物レンズと前記記録層との対向間隔に
    応じて変化する焦点誤差信号を前記光検出器から出力す
    る信号検出手段と、前記焦点誤差信号をもとに前記アク
    チュエータを光軸方向に駆動して前記対物レンズを光軸
    方向に駆動させ、前記対物レンズと前記記録層との対向
    間隔を一定に制御する焦点制御手段と、前記光電流信号
    あるいは焦点誤差信号より前記焦点制御手段の引き込み
    範囲に入ったことを検出する記録層検出手段と、前記対
    物レンズをその光軸方向に駆動させて前記記録層と前記
    対物レンズとの対向間隔を前記焦点制御手段の引き込み
    範囲に入るようにしたサーチ手段と、前記記録層検出手
    段の出力をもとに前記対物レンズを駆動する前記アクチ
    ュエータのドライブ電圧を記憶するドライブ電圧記憶手
    段を具備したことを特徴とする光学的情報記憶再生装
    置。
  2. 【請求項2】ドライブ電圧記憶手段はすでに記憶されて
    いるアクチュエータのドライブ電圧と再生あるいは記録
    時のアクチュエータのドライブ電圧とを比較することに
    より、第何層の記録層に焦点制御がおこなわれているか
    を認知する手段を含む特許請求の範囲第(1)項記載の
    光学的情報記録再生装置。
  3. 【請求項3】ドライブ電圧記憶手段の出力をもとに異な
    る記録層に移行するためにアクチュエータに加えるキッ
    クパルスのパルス電圧あるいはパルス幅を可変するキッ
    クパルス発生手段を具備することを特徴とする特許請求
    の範囲第(1)項記載の光学的情報記録再生装置。
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