JPH0719379B2 - 焦点制御の制御位置調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザーなどの光ビー
ムを記録媒体上に収束して照射し、記録媒体上の光ビー
ムの収束状態が常に一定の収束状態となるように制御し
ながら信号の記録または再生を行う光学式記録再生装置
における焦点制御の制御位置調整方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光学式記録再生装置において記録媒体上
に光学的に信号を記録する場合、記録媒体上に正確に光
ビームを収束する必要がある。記録媒体上の光ビーム径
が変化すると単位面積当りの照射光エネルギーが変化す
るために、記録斑ができたり、信号記録トラック幅が変
化したりする。従って、記録媒体の上下動に対して常に
最適な光ビームスポットが照射されるように制御させる
焦点制御手段が必要不可欠である。この焦点制御の精度
としては±１μmという極めて厳しい精度が要求され
る。

【０００３】焦点制御の焦点ずれ検出方法として、補助
光ビームを用いて検出する方法、１本の光ビームを収束
レンズの光軸に対してずらせて入射させることよって検
出する方法、さらには静電容量による方法等が提案され
ている。これらの検出方法を用いた焦点制御は、記録媒
体上に正しく光ビームが収束されている状態を基準にし
て、その状態から記録媒体の上下動等により焦点ずれが
生じた場合に、その誤差に応じて記録媒体上に光ビーム
を収束させるように自動制御するものである。従って何
らかの原因で自動制御系の状態に変化が生じた場合、例
えば前２者の方法を用いた焦点制御においては、光検出
器の位置が外的な力により移動した場合あるいは光源が
移動した場合等には、基準となる状態が変化するため
に、焦点制御を行っても光ビームが記録媒体上に正しく
収束されなくなる。これらの状態の変化は装置を移動す
る時の振動等によりしばしば起るものである。従って、
基準となる状態が変化した場合には、この変化を検出し
て制御系を再調整しなければ、記録媒体上に品質よく信
号を記録することができない。

【０００４】以下、図面を参照して従来の焦点制御系の
再調整について詳述する。図１は従来の装置のブロック
図である。ここで、１は光源、２は光変調器、３は光ビ
ームを作成するピンホール板、４は中間レンズ、５は半
透明鏡、６は光源１から発生する光ビーム、７は回転可
能な素子に取り付けた全反射鏡、８は収束レンズ、９は
収束レンズ８を上下に移動させるための駆動装置、１０
はモータによって回転される記録媒体、１１は信号検出
用の分割光検出器、１２ａ、１２ｂはプリアンプ、１３
は差動増幅器、１４はトラッキングのために全反射鏡７
を回転させる素子の駆動回路である。また、１５は光ビ
ーム６が記録媒体１０によって反射された反射ビーム、
１６は焦点制御用の分割光検出器、１７ａ、１７ｂはプ
リアンプ、１８は差動増幅器、１９は駆動装置９の駆動
回路、２０は記録媒体１０を透過した光ビーム６の透過
光である。

【０００５】この装置における焦点制御について説明す
る。収束レンズ８へ光軸をずらせて入射させた光ビーム
６を記録媒体１０上に収束させ、その反射ビーム１５を
半透明鏡５により分離して分割光検出器１６上に照射さ
せる。この光ビーム６は収束レンズ８へ光軸をずらせて
入射させているので、記録媒体１０の上下動に応じて、
反射ビーム１５の位置が移動する。そこで、この反射ビ
ーム１５の移動を分割光検出器１６で検出しそれに応じ
て収束レンズ８を駆動装置９により駆動して、常に記録
媒体１０上に光ビーム６が収束されるように制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この装置において、記
録媒体１０上の光ビーム６の状態と分割光検出器１６上
の反射ビーム１５のスポットの状態は光学系が決まれば
１対１で対応する。従って記録媒体１０上に光ビーム６
が収束されている時に差動増幅器１８の出力が零になる
ように調整されていれば、記録媒体１０が上下に動いて
も常に光ビーム６は記録媒体１０上に収束するように制
御される。

【０００７】しかしながら、何らかの外的な力あるいは
支持装置の変形等により、光源１、中間レンズ４、分割
光検出器１６等が微少でも移動した場合には実質的に光
学系が変ってしまうことになるので、焦点制御系の状態
が正しくなくなって記録媒体１０上に光ビーム６が正し
く収束されなくなる。

【０００８】記録媒体１０の材料としてはアモルファス
のような感光材料が知られているが、このような記録媒
体１０にレーザ等の光ビーム６で信号を記録する場合に
は記録媒体１０上における光ビーム６の位置は、光ビー
ム６の収束点から±１μｍ以内におさまるように焦点制
御をする必要がある。このような極めて厳しい制御精度
が要求される理由は、記録斑を防ぎ、安定した記録を行
って、再生時に良好な信号を得るためである。従って記
録媒体１０に信号を記録する時には記録媒体１０上に光
ビーム６の収束点があるように焦点制御されていること
を確かめた後に記録をする必要がある。

【０００９】従来この確認は焦点制御を行った状態で記
録媒体１０上に変調器２により変調した光ビーム６（便
宜上記録光という）を照射し、その後、変調していない
光ビーム６（便宜上再生光という）を照射して信号を再
生してみることにより、品質のよい記録ができたかどう
かを確かめるようにしていた。従って、焦点制御系の状
態が変化して記録ができていない場合には、分割光検出
器１６をその分割方向と垂直な方向に移動させ再び記録
光を記録媒体１０上に照射し再生光により再生して記録
ができたかどうか確かめ、これをくり返して正しい状態
にするように調整していた。このために従来は時間と手
間がかかり、また記録媒体の有効記録領域が減少すると
いう欠点があった。

【００１０】本発明の目的は、上述した従来の欠点を除
去し、簡易な構成でかつ記録領域を減少させることなく
焦点制御の制御位置を確認でき、焦点制御の制御位置が
変化している場合には最良の位置に簡単に調整できる焦
点制御の制御位置調整方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の焦点制御の調整
位置調整方法は、記録媒体を回転する回転用モータと、
光源より発生した光ビームを記録媒体上に収束して照射
する収束レンズと、記録媒体からの反射光より記録媒体
と収束レンズとの距離を間接的に検出する光検出器と、
収束レンズを記録媒体面と略垂直な方向に移動する駆動
素子と、光検出器の信号に応じて駆動素子を駆動し、記
録媒体と収束レンズとの距離が一定となるように制御す
る制御回路と、記録媒体上に光学的に読み取り得る形態
で記録されている信号を電気信号に変換して再生する信
号再生回路とを有する装置において、回転用モータによ
り記録媒体を回転し、かつ制御回路により記録媒体と収
束レンズの距離が一定の距離となるよう制御している状
態で、焦点位置を調整できるように予め品質よく記録媒
体上に記録されている信号を再生回路で再生し、この再
生信号に基づいて制御回路によって制御されている記録
媒体と収束レンズの距離が最適な距離となるように調整
するものである。

【００１２】

【作用】制御回路により、収束レンズと回転用モータに
より回転している記録媒体との距離が一定となるよう制
御した状態で光ビームを記録媒体に照射し、再生信号を
得る。このとき収束レンズと記録媒体との距離が一定で
あるので、品質の良い再生信号を得る。この品質の良い
再生信号をもとに収束レンズと記録媒体との焦点制御の
制御位置調整を行なうことで精度の良い調整が可能とな
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を光学式記録再生装
置を含めて図２から第８図を参照して説明する。尚、図
１と同じものについては同一番号を用いると共に、その
説明を省略する。

【００１４】図２において１０’は本発明の焦点制御の
制御位置調整方法を適応するに好適な記録媒体であり、
後に詳述するが、特定の周波数の信号が予め記録されて
いる。スパイラル状に信号が記録された記録媒体１０’
に光ビーム６を照射しかつ焦点制御をかけると、分割光
検出器１１の和の信号を出力する和回路２１には図３の
ような信号出力が得られる。ここで横軸は時間軸であ
り、Ｔは記録媒体１０’の回転の１周期を示し、２２は
信号出力である。ここでは、記録媒体１０’の未記録部
分は透明であるとし、信号は細かい透明部と半透明部の
くり返しとしている。

【００１５】記録媒体１０’に偏心がなければ１回転に
１回だけ記録トラックを横切るので図３Ａのような信号
出力が得られ、偏心がある場合は何回も横切るので図３
Ｂのような信号出力が得られる。なお、偏心がある場合
には、偏心の程度と記録媒体１０’上の記録トラックピ
ッチによって、光ビーム６が横切るトラックの数が異な
る。偏心の有無は本装置における焦点制御系の状態検出
には直接の関係はない。また、信号出力２２は記録媒体
１０’上の光ビーム６のスポット径により異なり、焦点
が合ったとき、つまり正しく収束制御されたときにスポ
ット径が最小になって信号出力が最大になる。

【００１６】図４は記録媒体１０’上の光ビーム６のス
ポットを示している。２３は記録媒体１０’上の信号記
録トラック、２４はトラックとトラックの間の未記録
部、２５は記録媒体１０’上の光ビーム６のスポットで
ある。スポット２５の径と信号出力２２のうちの交流成
分の大きさとの関係を図５に示す。ここではあるスポッ
ト径に対して和回路２１に表われる信号出力２２の最大
値（ピーク値）でこの関係を示してあり、ｘ軸は光ビー
ム６の収束点が記録媒体１０’上にあるときを零として
収束点が上下に移動した移動量を示し、ｙ軸は和回路２
１の信号出力の大きさを示している。

【００１７】光ビーム６の収束点が正しく記録媒体１
０’上にあるときにはスポット２５の径は最小となり従
って和回路２１の信号出力は最大となる。従って和回路
２１の信号出力が最大となるように反射ビーム１５と分
割光検出器１６との位置関係を、分割光検出器１６上の
境界線と垂直な方向にマイクロメータ３５等で動かして
調整すれば所定の正確な焦点制御の状態にすることがで
きる。つまり記録媒体１０’上に光ビーム６の収束点が
あるようにすることができるのである。

【００１８】図２に和回路２１の信号出力を表示するよ
うにした一実施例を示す。２６は信号出力のエンベロー
プ検波回路、２７はピークホールド回路、２８は電圧表
示装置である。電圧表示装置２８の指示を最大にするよ
うに調整すればよい。２７は低域通過フィルターでもよ
い。

【００１９】記録時あるいは再生時の焦点制御の調整
は、分割光検出器１６をマイクロメータ３５等で動かさ
なくても行うことができる。図６はその原理を示したも
のであり、光透過性の平行面を有する板３０（例えばガ
ラス板）に光ビーム３１を入射したときの光ビーム３１
の光路を示している。光ビーム３１に対する板３０の角
度により、光ビーム３１光路が変る。この光路が変るこ
とを利用して、記録媒体１０’上の光ビーム６のスポッ
ト状態を調整することができる。つまり、板３０を半透
明鏡５と分割光検出器１６の間に挿入し、板３０の反射
ビーム１５に対する角度を変えて、分割光検出器１６の
境界線と垂直な方向に反射ビーム１５の光路を変えれば
よい。また焦点制御回路に電圧を加えることによっても
記録媒体１０’上の光ビーム６のスポット状態を調整す
ることができる。

【００２０】従って、記録媒体１０’上の光ビームのス
ポット状態を調整するために調整用の記録部分を上記の
ように特に設けておき、焦点制御の調整を行った後に記
録を行うようにすれば、簡易に確実な記録を行うことが
できる。

【００２１】次に、このように焦点制御系の状態を確認
あるいは調整するための信号を有した本発明の記録媒体
１０’について説明する。図７は記録媒体１０’上の外
周付近にスパイラル状の収束状態調整用の記録トラック
３３を少なくとも一周以上設けたものである。信号の記
録方法が周波数変調方式であれば、記録トラック３３に
は搬送波周波数を記録してもよい。また、第８図は記録
媒体１０’の外周付近に光ビームの収束径よりも広い幅
の同心円状の収束状態調整用の記録帯３４を設けたもの
である。記録帯３４の幅は広いほど調整しやすい。また
記録帯３４のパターンのビット長は光ビームの収束径位
かあるいはそれより小さくする。

【００２２】以上焦点制御系の状態の確認あるいは調整
について述べたが、これは常に行なう必要はなく、機器
の移動時等の調整状態がずれるおそれのあるときのみに
行えばよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明の焦点制御位置の調整方法は、焦
点制御を動作させながら制御位置の調整を行うので、収
束レンズと記録媒体の距離が一定となるように制御され
ており、記録媒体の回転による焦点ずれに関係なく再生
信号が得られ、従って短時間にかつ高精度に調整するこ
とができる。また、記録媒体上に品質良く記録された信
号を再生することによって行うので、焦点ずれに対する
再生信号の関係が信頼性よく検出でき、高精度な調整が
できる。さらに、記録媒体の回転振動による焦点ずれは
制御系ループゲインをＧとすると約１／Ｇに低減される
ので、回転振動の影響が軽減でき、短時間かつ高精度に
調整することができる。また、本発明の調整方法によれ
ば、収束レンズの自重等による制御誤差も考慮して調整
できるので高精度な調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光学式記録再生装置の構成を示すブロッ
ク図

【図２】本発明の焦点制御の制御位置調整方法を説明す
るに好適な一実施例を示すブロック図

【図３】（Ａ）は記録媒体の偏心がほとんどない場合に
得られる再生信号波形図（Ｂ）は記録媒体の偏心が多い
場合に得られる再生信号波形図

【図４】本発明を適応するに好適な光学式記録媒体の拡
大平面図

【図５】焦点ずれに対する再生信号振幅の関係を示す特
性曲線図

【図６】焦点制御の制御位置を変化させる第２の実施例
の構成図

【図７】本発明を適応するに好適な第２の実施例の光学
式記録媒体の平面図

【符号の説明】

１ 光源 ２ 光変調器 ３ ピンホール板 ４ 中間レンズ ５ 半透明鏡 ６ 光ビーム ７ 全反射鏡 ８ 収束レンズ ９ 駆動装置 １０’ 記録媒体 １１ 分割光検出器 １５ 反射ビーム １６ 分割光検出器 １７ａ プリアンプ １７ｂ プリアンプ １８ 差動増幅器 １９ 駆動回路 ２０ 透過光 ２１ 和回路 ２６ エンベロープ検波回路 ２７ ピークホールド回路 ２８ 電圧表示装置 ３５ マイクロメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体を回転する回転用モータと、光源
   より発生した光ビームを記録媒体上に収束して照射する
   収束レンズと、記録媒体からの反射光より記録媒体と前
   記収束レンズとの距離を間接的に検出する光検出器と、
   前記収束レンズを記録媒体面と略垂直な方向に移動する
   駆動素子と、前記光検出器の信号に応じて前記駆動素子
   を駆動し、記録媒体と前記収束レンズとの距離が一定と
   なるように制御する制御回路と、記録媒体上に光学的に
   読み取り得る形態で記録されている信号を電気信号に変
   換して再生する信号再生回路とを有する装置において、
   予め信号が記録されているスパイラル状のトラックが少
   なくとも一周以上設けられている記録媒体を前記モータ
   により回転させ、記録媒体と前記収束レンズとの距離を
   一定とするように前記制御回路を動作させながら、予め
   記録されている前記信号を前記再生回路で再生し、この
   再生信号に基づいて前記制御回路によって制御されてい
   る記録媒体と前記収束レンズとの距離を調整することを
   特徴とする焦点制御の制御位置調整方法。