JPH07201050A

JPH07201050A - 光学的記録再生装置

Info

Publication number: JPH07201050A
Application number: JP5350919A
Authority: JP
Inventors: Kouichi Yamazaki; 綱市山崎; Kazuo Noda; 和男野田; Yonezo Furuya; 米藏古矢; Yasuyuki Kimura; 康行木村
Original assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Current assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Priority date: 1993-12-31
Filing date: 1993-12-31
Publication date: 1995-08-04
Also published as: EP0661697B1; CA2137644A1; KR950020488A; AU663660B2; DE69423327T2; DE69423327D1; CN1121239A; EP0661697A1; AU8029194A; US5572495A; TW270199B

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ光量変化または記録媒体の記録層にお
ける反射率の個体差などによる反射光量の変動の影響を
受けることなく、比較的簡単な回路構成で、サーボルー
プ内のゲインを一定に保つことができるようにし、常に
安定な光ビームのトラッキングまたはフォーカシング制
御を可能にする。【構成】トラッキング用またはフォーカシング用のサ
ーボ制御ループ内に、トラッキング用またはフォーカシ
ング用エラー信号をスイッチ制御するスイッチ手段と、
スイッチ制御されたエラー信号を平滑化する平滑化手段
とを設ける。一方、反射光の受光量をモニタし、サーボ
ループゲインを所定基準に保つようにスイッチ手段のス
イッチ動作をＯＮ／ＯＦＦ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光カードやその他の光
学式記録媒体に対して情報の記録又は再生を光学的に行
なう光学的記録再生装置に関し、特に、光学ヘッドから
発する光ビームを光学式記録媒体の情報記録面に集光さ
せるために該光ヘッドに設けられた対物レンズの位置
を、サーボ駆動制御して光スポットのトラックずれ及び
焦点ずれを制御するようにした技術の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光学的手段、例えばレーザビ
ームを用いて、このレーザビームの光軸と直角をなすよ
うにして相対的に移動するようにしたカード状の光学式
記録媒体（すなわち「光カード」）上に情報を記録し再
生する光学的記録再生装置が知られている。最近では、
光カードは、コンピュータ等の発達と普及に伴い、携帯
性、安全性そして小型ながら記録容量が大きい等の理由
から普及が期待されており、例えば医療関係における患
者の診断記録媒体としての応用など、多方面での応用が
考えられている。

【０００３】そのような光カードの一例を示すと、図
４，図５のようである。図４は周知の光カード１１の平
面図、図５は図４に示す光カード１１のＡ部拡大図であ
る。図において、１２は記録再生領域、１３はガイドト
ラック、１４はデータトラックである。光カード１１の
記録再生領域１２には、例えば銀塩写真材料をベースと
した記録層が形成されており、この記録層に対して光ヘ
ッドにより適性エネルギのレーザ光スポットを照射する
ことによって、光学的情報の単位であるピットがデータ
トラック１４上に形成される。光ヘッドに対して光カー
ド１１を相対的にＸ軸方向（光カード１１のデータ及び
ガイドトラックに平行な方向）に移動させることによっ
てレーザ光スポットの照射位置が変化し、所望のデジタ
ル情報に対応する所望の配列でピット列を形成すること
ができる。このようなピット列の書き込みとその読み出
しによって、所望のデジタル情報の記録／再生が行われ
る。

【０００４】この場合、光カード１１のデータトラック
１４にピット列を形成するためには例えば、リニアーモ
ータなどの駆動機構を用いて光ヘッドに対して光カード
１１を相対的に移動させる方法が一般に採用される。し
かし、そのような駆動機構の精度には限界があるので、
機械的位置誤差を免れず、該機械的位置誤差によってデ
ータトラック１４に形成されるピットが、ガイドトラッ
ク１３の間のデータトラックの中心に正確に形成されな
くなる。そのため、情報が正しく記録／再生できなくな
るという不都合が生ずる。

【０００５】そのような不都合を生じさせないために
は、前記光ビームスポットを２つのガイトトラック１３
の間の中央位置に常に正確に位置決めして前記ピットの
記録及びその再生読み取りを行なう必要がある。そのた
めに、上記機械的位置誤差を補正する目的で、自動トラ
ッキング制御が従来から行なわれている。自動トラッキ
ング制御は、一般に、３ビーム法といわれる制御方法に
よって行われる。これは、所定の相互距離だけ離隔され
た３つのレーザビームを光ヘッドから発射し、中央のビ
ームを読み書き用ビームとしてデータトラック１４に対
応させ、両側の２つのビームをトラッキング用ビームと
して両側のガイドトラック１３に対応させることを基本
とする手法である。すなわち、両側の２つのレーザビー
ムの反射光を測定することにより上記トラッキング用ビ
ームが、データトラック１４の両側のガイドトラック１
３に対して所定の位置関係で正確に対応するように、ビ
ームスポットの照射位置をサーボ制御し、その結果とし
て、中央の読み書き用ビームが所定のデータトラック１
４の略中央に常に正確に位置決めされるようにする制御
である。

【０００６】また、光カード１１の記録層には常に安定
した合焦点を持つレーザ光ビームを照射する必要がある
が、そのためには自動フォーカシング制御が従来から行
なわれる。上記のような自動トラッキング制御と自動フ
ォーカシング制御は、光ヘッドの対物レンズを、トラッ
キング用コイルとフォーカシング用コイルによる電磁力
によって、それぞれＹ軸方向（光カード１１のデータ及
びガイドトラックを横切る方向）又はＺ軸方向（光カー
ド１１の記録再生面に対して垂直な方向）に微小駆動す
ることによって行われる。この対物レンズは、光ヘッド
から発射するレーザ光ビームを光カード１１の記録層に
集光させて該記録層上に光スポット（上記３ビーム方の
場合は３ビームスポット）を形成する働きをするもので
ある。

【０００７】自動トラッキング制御又は自動フォーカシ
ング制御のサーボ制御方式の従来技術として、例えば図
６及び図７に示されたようなものがある。図６及び図７
は、上記自動トラッキング制御を行なうためのトラッキ
ング制御回路３０ａ，３０ｂの従来例を夫々示すもので
ある。図６は自動トラッキング制御の基本的構成を示
し、図７は特公平５−４７８９５号公報に示されたよう
な改良策を示している。

【０００８】まず、図６のトラッキング制御回路３０ａ
について説明すると、所定の配置で設けられた２つの受
光素子３１ａ，３１ｂを具備する光検出器３１は光ヘッ
ド内に備わっているものであり、前記対物レンズを介し
て入光した光カードからの反射光を光電変換するための
ものである。光検出器３１に入射した該反射光のうち上
記２つのトラッキング用ビームスポットを各受光素子３
１ａ，３１ｂで受光することにより、トラッキングエラ
ーに応答した受光信号が各受光素子３１ａ，３１ｂから
夫々出力される。各受光素子３１ａ，３１ｂの出力信号
は、差動増幅器３２に各々入力されて両者の差信号を得
ると共に、加算増幅器３３に各々入力されて両者の和信
号を得る。この和信号は、割算回路３４の分母信号Ａと
して入力される。割算回路３４の分子信号Ｂには前記差
信号が入力され、和信号によって割算されることにより
該差信号が正規化される。

【０００９】例えば、光カード１１のガイドトラック１
３上にトラッキング用ビームスポットが位置していると
き、差信号は略ゼロとなり和信号は最大となる。これに
より割算回路３４の出力は略ゼロとなりレーザ光スポッ
トがガイドトラック１３に対して適正位置にあることを
示す。

【００１０】トラッキング用レーザ光スポットがガイド
トラック１３からずれると、「差信号がゼロより大」か
または「差信号がゼロより小」の関係となり、「割算回
路３４の出力がゼロより大」となる。このように、割算
回路３４は、レーザ光スポットのガイドトラック１３か
らのずれ量（つまりトラッキングエラー）に対応する信
号を出力する。割算回路３４の出力信号は、制御ループ
の安定性を向上させるために位相補償回路３５により位
相進み補償される。位相進み補償された信号は、駆動回
路３６により電流変換され、トラッキングコイル２０に
印加され、これにより対物レンズをＹ軸方向（光カード
１１のデータ及びガイドトラックを横切る方向）に駆動
する。従って、対物レンズは、レーザ光スポットのガイ
ドトラック１３からのずれ量に応じて駆動され、該位置
ずれを補正するよう制御される。

【００１１】割算回路３４によって正規化する目的は、
光カード１１に対して正確な記録を保証するために、ト
ラッキング制御回路のサーボループ内のゲインを一定に
保つためである。例えば、記録時と再生時のレーザ光の
光量変化を比べると、一般的に記録時のレーザ光パワー
は約１５ｍＷ、再生時のそれは約０．１ｍＷ〜０．４ｍ
Ｗであり、約１００倍の差がある。従って、このような
レーザ光の光量変化の影響を受けることなくサーボルー
プ内のゲインを一定に保つことは極めて重要である。

【００１２】図７のトラッキング制御回路３０ｂは、図
６のような割算回路を用いずにトラッキング制御回路の
サーボループ内のゲインを一定に保つようにしたもので
ある。これについて説明すると、各受光素子３１ａ，３
１ｂの受光出力信号はゲイン可変アンプ３７ａ及び３７
ｂに各々入力される。このゲイン可変アンプ３７ａ及び
３７ｂは制御回路３８の指令により増幅度を段階的に切
り替えるよう構成される。サンプル・ホールド回路３９
ａおよび３９ｂは、各ゲイン可変アンプ３７ａ及び３７
ｂの出力信号を夫々サンプル・アンド・ホールドする回
路である。減算回路４０は、サンプル・ホールド回路３
９ａ，３９ｂの信号を入力して減算し、トラッキングエ
ラー信号を出力する回路である。減算回路４０から出力
されたトラッキングエラー信号は上記と同様に位相補償
回路３５に入力されて位相進み補償され、駆動回路３６
によりトラッキングコイル２０を駆動する。

【００１３】図８は、図７の動作例を示す各信号のタイ
ミングチャートである。図８の（ａ）は光カード１１へ
の記録情報信号を示し、（ｂ）は前記信号によって変調
されたレーザ光のパワーの変化を示し、（ｃ）は減算回
路４０の出力を示す。図８（ａ）に示すように記録情報
信号は、“１”，“０”に変化する。この記録情報信号
に対応してレーザ光のパワーも同図（ｂ）に示す如く
“ＰＬ”，“ＰＨ”のように変化する。光カード１１に
は“ＰＬ”のときはピットが形成されず、“ＰＨ”のと
きにピットが形成されるよう構成される。これにより受
光素子３１ａ，３１ｂの出力は、前記レーザ光のパワー
変化（“ＰＬ”，“ＰＨ”）に比例して変化する。この
ときトラッキングサーボのオープンゲインを一定に保つ
ために、ゲイン可変アンプ３７ａ及び３７ｂのゲインの
切り替えを行っている。また、同図（ｂ）に示すような
光量の急激な変化に伴うサーボループ内の信号の立ち上
がり、立ち下がりの誤差をなくすために、光量の変化の
開始時刻以前にサンプル・ホールド回路３９ａ，３９ｂ
により、サーボループ内の信号をサンプルし、サンプル
した信号をホールドし、該光量の変化の終了時刻以後に
ホールドを解除して該誤差を少なくする方法がとられて
いる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例の構成
では、次のような問題点がある。まず、図６の例では、
割算回路３４を用いて複雑なアナログ処理を行う構成で
あるため高価となり、またアナログ回路を用いることで
温度ドリフトの影響を受け易く、トラッキングエラーを
招き易いという欠点があった。

【００１５】これに対して図７の例ではゲイン可変アン
プ３７ａ，３７ｂのゲインを切り替えることによりレー
ザ光のパワー変動に対してループゲインを一定に保よう
にしているので、上記割算回路を用いたときのような問
題点は解決しているが、ゲイン可変アンプ３７ａ，３７
ｂのゲイン切り替えをしなければならないため、周波数
応答性が悪くなるという欠点があり、また、光カードの
記録層における反射率が光カードによって異なることに
よりループゲインが変動してしまうという問題点が新た
に生じてしまう。その様子を図示すると図８（ｃ）のよ
うであり、今、適性反射率をもつ光カードに対するゲイ
ンがＶａとすると、反射率の高い光記録媒体ではそのゲ
インはＶｂとなる。また反射率の低い光記録媒体ではそ
のゲインはＶｃと変化してしまう。このような状態では
適正なサーボ制御が行えずトラッキングエラーを招くこ
とになる。自動フォーカシング制御においても同様のサ
ーボ制御回路が使用され、同様の問題点があった。

【００１６】特に最近では、光カードにおいては、記録
容量の増大化を図る目的から、記録密度を上げる手法が
とられている。そのような光カードの高密度化に伴っ
て、光カードの記録再生装置においては、トラッキング
制御やフォーカシング制御の精度と安定性の向上が特に
要求されるようになってきているので、上記のような問
題点はどうしても克服しなければならない重要な課題で
ある。

【００１７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、レーザ光の光量変化、あるいは光記録媒体の記録層
における反射率特性の差異、などの影響を受けることな
く、サーボループ内のゲインを一定に保つことができる
ようにして、常に安定なトラッキングサーボ制御および
／またはフォーカシングサーボ制御を可能にし、しかも
比較的簡単な回路構成でそのことを実現できるようにし
た光学的記録再生装置を提供しようとするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光学的記
録再生装置は、レーザ光源から発生したレーザ光を光記
録媒体に照射することに基づき該光記録媒体に対する情
報の記録又は再生を行なう光学的記録再生装置であっ
て、前記光記録媒体からのレーザ光スポットの反射光を
受光し、その受光量に基づきエラー信号を検出し、検出
したエラー信号に応じて該光記録媒体に対する該光スポ
ットの生成を制御するサーボ制御ループを具備する光学
的記録再生装置において、前記サーボ制御ループ内に設
けられ、前記エラー信号をスイッチ制御するスイッチ手
段と、前記サーボ制御ループ内に設けられ、前記スイッ
チ手段でスイッチ制御されたエラー信号を平滑化する平
滑化手段と、前記反射光の受光量をモニタし、前記サー
ボ制御ループのループゲインを所定基準に保つように前
記スイッチ手段のスイッチ動作を制御する制御手段とを
具えたことを特徴とする。

【００１９】本発明に係る上記の光学的記録再生装置の
実施態様のいくつかは次の通りである。前記制御手段
が、前記反射光の受光量を検出する検出手段と、検出し
た受光量信号をスイッチ制御する第２のスイッチ手段
と、前記第２のスイッチ手段でスイッチ制御された受光
量信号を平滑化する第２の平滑化手段と、前記第２の平
滑化手段の出力信号と所定基準信号とを比較し、この比
較結果に応じて前記各スイッチ手段のスイッチ動作を制
御するスイッチング制御手段とを具えたものである上記
の光学的記録再生装置。前記スイッチ手段は、対応する
前記平滑化手段に対して直列に設けられたものである上
記の光学的記録再生装置。前記スイッチ手段は、対応す
る前記平滑化手段に対して並列に設けられたものである
上記の光学的記録再生装置。前記サーボ制御ループは、
前記レーザ光スポットのトラッキング制御を行なうもの
である上記の光学的記録再生装置。前記サーボ制御ルー
プは、前記レーザ光スポットのフォーカシング制御を行
なうものである上記の光学的記録再生装置。前記各平滑
化手段の伝達関数が略等しい上記の光学的記録再生装
置。前記エラー信号は差動的に受光出力が変化する２つ
の受光出力信号の差を求めることにより得られ、前記検
出信号は該２つの受光出力信号の和を求めることにより
得られる上記の光学的記録再生装置。前記サーボ制御ル
ープは、前記レーザ光を前記光記録媒体に照射するため
の対物レンズの位置をサーボ制御するものである上記の
光学的記録再生装置。

【００２０】

【作用】本発明において、前記サーボ制御ループは、ト
ラッキング制御用またはフォーカシング制御用のどちら
に使用するものであってもよく、また、同様のサーボ制
御を行なうもの（受光量に基づきエラー信号を検出し、
検出したエラー信号に応じて光スポットの生成のサーボ
制御を行なうもの）であればその他の用途に使用するも
のであってもよい。本発明では、このサーボ制御ループ
内に、前記エラー信号をスイッチ制御するスイッチ手段
と、このスイッチ手段でスイッチ制御されたエラー信号
を平滑化する平滑化手段とを設けたことを特徴してい
る。また、反射光の受光量をモニタし、前記サーボ制御
ループのループゲインを所定基準に保つように前記スイ
ッチ手段のスイッチ動作を制御する制御手段を設けたこ
とを特徴している。

【００２１】反射光の受光量をモニタすることにより、
レーザ光の光量変化があった場合、あるいは光記録媒体
の記録層における反射率の個体差によって反射光量が所
定基準から変化した場合など、サーボループ内のゲイン
に変動を引き起こす要因が生じたことを検出することが
できる。このモニタに基づき、ループゲインが変動する
ことを防ぐよう、つまり、ループゲインを所定基準に保
つようにスイッチ手段のスイッチ動作を制御することが
特徴である。

【００２２】例えば、反射光の受光量が所定基準より減
少した場合は相対的にゲインを下げることを引き起こす
ことになるので、その場合は、スイッチ手段の導通時間
を増し、平滑化手段で平滑化（積分）されるエラー信号
のレベルを相対的に上昇させ、相対的にゲインを上げる
ことによってゲイン低下分を相殺する補償をしてやり、
実質的に、ループゲインを所定基準に保つようにするこ
とができる。反対に、反射光の受光量が所定基準より増
加した場合は相対的にゲインを上げることを引き起こす
ことになるので、その場合は、スイッチ手段の導通時間
を減らし（つまりスイッチを不導通とし）、平滑化手段
で平滑化（積分）されるエラー信号のレベルを相対的に
下降させ、ゲインを下げてやることによってゲイン上昇
分を相殺する補償をしてやり、実質的に、ループゲイン
を所定基準に保つようにすることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て詳細に説明する。図３は、記録媒体として光カードを
用いた光学的記録再生装置の光学系システムの基本的構
成例を示すものであり、本発明を実施するために応用可
能なものである。図３においては、主に、光カード１１
と、その上方に位置する光ヘッド２の光学系との関連を
示している。光カード１１の具体的構成例は図４，図５
に示したようなものであってよい。この光カード１１
は、図示しない駆動手段（例えば、リニアーモータ等）
によりＸ軸方向（光カード１１のガイドトラック１３及
びデータトラック１４に平行な方向）に往復動可能であ
る。

【００２４】光ヘッド２において、レーザ光を発する光
源としてレーザダイオード２７が設けられており、この
レーザダイオード２７から投射された拡散光がコリメー
ターレンズ２６ａによって平行光とされる。この平行光
とされたレーザ光は、回折格子２５により３分割され、
前述した３つビームが作成される。ビームスプリッタ２
４では、光カード１１に照射するレーザ光と光カード１
１から反射してくる反射光とを分離する働きをする。反
射ミラー２３は、レーザ光および反射光を反射させて、
その光路を９０度曲げる働きをする。対物レンズ２２
は、前記平行光化されたレーザ光を光カード１１の記録
層に集光させて照射し、光スポットを形成する働きをす
る。

【００２５】ビームスプリッタ２４で分離された反射光
は、コリメーターレンズ２６ｂに入光し、その平行光が
集束光に変換される。凹レンズ２８は、コリメーターレ
ンズ２６ｂからの集束光を適性の拡散光にする働きをす
る。エッジミラー２９は、光カード１１からの反射光を
均等に２分割化する働きをする。エッジミラー２９で分
割された光を夫々受光する光検出器３及び３’は、光カ
ード１１からの反射光を電気信号に変換し、トラッキン
グエラーおよびフォーカスエラーを検出するためのもの
である。

【００２６】対物レンズ２２は、トラッキング用コイル
２０による電磁力によってＹ軸方向（光カード１１のデ
ータ及びガイドトラックを横切る方向）に微動調整され
るようになっており、かつ、フォーカシング用コイル２
１による電磁力によってＺ軸方向（光カード１１の記録
再生面に対して垂直な方向）に微動調整されるようにな
っている。トラッキング用コイル２０はトラッキング制
御回路４１からの信号によって駆動され、フォーカシン
グ用コイル２１はフォーカシング制御回路４２からの信
号によって駆動される。トラッキングエラーおよびフォ
ーカスエラーを適宜の方法で夫々検出し、このエラー検
出に応じてトラッキング制御回路４１及びフォーカシン
グ制御回路４２では、対物レンズ２２のＹ軸位置及びＺ
軸位置をサーボ制御する。

【００２７】トラッキングエラーおよびフォーカスエラ
ーの検出法として、３ビーム法およびエッジミラー法と
呼ばれる方法を採用している。３ビーム法について説明
すると、レーザダイオード２７から発したレーザ光をコ
リメーターレンズ２６ａを経て回折格子２５の働きによ
り３分割して３つのビームを形成する。回折格子２５で
分割された３つのレーザ光ビームは、ビームスプリッタ
２４、反射ミラー２３および対物レンズ２２を経て光カ
ード１１の記憶層へ照射集光され、所定の位置関係の３
ビームスポットが形成される。３ビーム法のトラッキン
グサーボ制御においては、回折格子２５において３分割
され該記録層へそれぞれ集光した３つのレーザ光ビーム
の内、１つがデータトラック１４上へ集光し、他の２つ
がその両側のガイドトラック１３上へ夫々集光するよう
な配置で構成される。

【００２８】光カード１１の記録層へそれぞれ集光した
３スポットのレーザ光は、該記録層で反射してそれぞれ
の反射光となる。この反射光の内データトラック１４か
ら反射する反射光（以下“第１の反射光”と称す）は、
対物レンズ２２、反射ミラー２３、ビームスプリッタ２
４、コリメーターレンズ２６ｂ、凹レンズ２８およびエ
ッジミラー２９を経て、光検出器３，３’における中央
の受光素子３ａ，３'aへ集光するようになっている。こ
の受光素子３ａ，３'aに集光された第１の反射光を光電
変換した信号が、フォーカス信号として使用される。な
お、各光検出器３，４における中央の受光素子３ａ，
３'aは、夫々少なくとも２つの受光素子セグメントから
なっていて、各セグメントの受光量のバランスに基づき
フォーカシング制御を行なう。従って、一方の光検出器
（例えば３）の受光素子３ａの出力のみをフォーカス信
号として使用してよい。

【００２９】一方、データトラック１４の両側にあるガ
イドトラック１３から夫々反射した２つの反射光（以下
“第２の反射光”と称す）は、前記のように対物レンズ
２２乃至エッジミラー２９を経て光検出器３，３’にお
ける両側の受光素子３ｂ，３ｃ，３'b，３'cに夫々集光
するようになっている。各受光素子３ｂ，３ｃ，３'b，
３'cに集光された第２の反射光を光電変換した信号が、
トラッキング信号として使用される。例えば、各光検出
器３，３’において、一方の受光素子３ｂ，３'bが左側
のガイドトラック１３からの反射光を受光し、他方の受
光素子３ｃ，３'cが右側のガイドトラック１３からの反
射光を受光する。左右のガイドトラック１３からの反射
光受光量のバランスに基づきトラッキング制御を行なう
ので、夫々左右一対の受光素子（例えば、３ｂと３ｃ又
は３'bと３'c又は３ｂと３'c又は３'bと３ｃ）の出力の
みをトラッキング信号として使用してよい。詳しくは、
左右のガイドトラック１３からの反射光の受光量の合計
値は変化せずに一定であり、その差が差動的に変化する
（光スポット照射位置のずれによって一方の受光量が増
すと他方が減る）ようになっている。

【００３０】エッジミラー法は、従来実施されていた非
点収差法に比べて引込み感度が良く、ジャストフォーカ
ス位置に近付けることができるので、主にフォーカスエ
ラーの検出に適した方法として用いている。すなわち、
前記第１の反射光が対物レンズ２２乃至凹レンズ２８を
経て受光素子３ａ，３'aへ集光する際、この第１の反射
光は該凹レンズ２８を透過する段階では適性な円形をな
しているが、この円形をなした第１の反射光は、凹レン
ズ２９と光検出器３，３’の中間に配置されたエッジミ
ラー２９のエッジ部にさしかかるとき、このエッジ部に
おいて半円状に２分割され、２分割された反射光の内一
方の半円光は該エッジ部を透過して一方の受光素子３ａ
に集光され、もう一方の半円光はエッジミラー２９によ
り反射して他方の受光素子４ａに集光される。フォーカ
スエラーは、受光素子３ａ又は３'a上に集光する半円状
の光束の変化に基づき検出される。受光素子３ａ又は
３'aの出力信号に基づき得られるフォーカス信号に応じ
て、フォーカシング制御回路４２によりフォーカシング
エラー信号を検出し、これに応じてフォーカシングコイ
ル２１に駆動電流を印加し、対物レンズ２２をＺ軸方向
に駆動することで自動フォーカシング制御を行う。

【００３１】一方、光検出器３，３’の受光素子３ｂ，
３ｃ又は３'b，３'cにより得られるトラッキング信号
は、トラッキング制御回路４１に入力されてトラッキン
グエラーが検出され、これに基づきトラッキングコイル
２０に駆動電流が印加され、対物レンズ２２をＹ軸方向
に駆動して、自動トラッキング制御が行われる。

【００３２】次に、本発明に従うトラッキング制御回路
４１およびフォーカシング制御回路４２の一実施例につ
いて、図１を参照して説明する。まず、トラッキング制
御回路４１について説明すると、左右のガイドトラック
１３からの反射光を受光する受光素子３ｂ，３ｃの出力
信号が、差動増幅器４ａに各々入力されて両者の差信号
が得られると共に、加算増幅器５ａに各々入力されて両
者の和信号が得られる。前述のように、この差信号がト
ラッキングエラーに対応するものであり、トラッキング
エラー信号と称する。一方、加算増幅器５ａからの和信
号は、反射光量に対応しており、反射光の合計受光量を
モニタするものである。すなわち、トラッキング用の受
光素子３ｂ，３ｃに対する受光量は互いに差動的である
ため、その合計は本来一定の筈であるが、レーザ光のパ
ワー変化による光量変化や、光カードの反射条件の個体
差など、その他の条件で変動することは前に述べた通り
である。従って、差信号を和信号の変動に応じて正規化
してやる必要があることは既に知られていることであ
る。本発明では、この正規化のための一実施態様とし
て、スイッチ回路６ａ，６ｂと、時定数回路７ａ，７ｂ
と、コンパレータ回路８ａを設けたことを特徴としてい
る。

【００３３】各増幅器４ａ，５ａから出力される前記差
信号及び和信号は夫々スイッチ回路６ａ，６ｂに入力さ
れる。スイッチ回路６ａは差動増幅器４ａの出力をスイ
ッチングして時定数回路７ａに与える。スイッチ回路６
ｂは加算増幅器５ａの出力をスイッチングして時定数回
路７ｂに与える。抵抗Ｒ1，Ｒ2とコンデンサＣ1からな
る時定数回路７ａは、スイッチ回路６ａの出力電圧信号
を入力して平均化する回路である。抵抗Ｒ3，Ｒ4とコン
デンサＣ2からなる時定数回路７ｂは、同様に、スイッ
チ回路６ｂの出力電圧信号を入力して平均化する回路で
ある。この時定数回路７ａおよび７ｂは略同一の伝達関
数を有するものであり、この伝達関数は次式のようであ
る。

【００３４】

【数１】伝達関数＝｛R2／(R1＋R2)｝／(１＋ｓ・Ｔ1） ≒｛R4／(R3＋R4)｝／(１＋ｓ・Ｔ2）ただし、Ｔ1＝R1・R2・C1／(R1＋R2)，Ｔ2＝R3・R4・C2／(R
3＋R4)，ｓは、ｙ＝∫ｘｄｔをラプラス変換したもの。

【００３５】時定数回路７ａは、抵抗Ｒ1とコンデンサ
Ｃ1により充電ルートが形成され、抵抗Ｒ2と次段の位相
補償回路９ａを介して放電ルートが形成され、上記伝達
関数で動作する平滑化回路若しくはローパスフィルタあ
るいは積分回路の一種である。時定数回路７ｂは、抵抗
Ｒ3とコンデンサＣ2により充電ルートが形成され、接地
された抵抗Ｒ4によって放電ルートが形成され、上記伝
達関数で動作する平滑化回路若しくはローパスフィルタ
あるいは積分回路の一種である。

【００３６】コンパレータ回路８ａは、前記和信号を平
均化若しくは平滑化した時定数回路７ｂの出力信号を＋
入力に加え、これと−入力に加わる基準電圧Ｒｅｆとを
比較し、その結果に基づいてスイッチ回路６ａおよび６
ｂのスイッチングを制御する。コンパレータ回路８ａ
は、時定数回路７ｂの出力電圧が基準電圧Ｒｅｆよりも
小さいときスイッチ回路６ａおよび６ｂをスイッチＯＮ
（導通）させるよう制御し、時定数回路７ｂの出力電圧
が基準電圧Ｒｅｆよりも大きいときスイッチ回路６ａお
よび６ｂをスイッチＯＦＦさせるよう制御する。前記差
信号を平均化若しくは平滑化した時定数回路７ａの出力
信号は、位相補償回路９ａに入力されて前述のように位
相進み補償若しくは位相反転制御される。位相制御され
た信号は、駆動回路１０ａに入力されて駆動電流に変換
され、トラッキング用コイル２０に印加される。この駆
動電流に応じて対物レンズ２２がＹ軸方向に微少駆動さ
れる。

【００３７】図２は、図１の回路の主要位置における各
信号のタイミングチャートである。図２で、（ａ）は光
カード１１への記録情報信号を示す図、（ｂ）は前記信
号によって変調されたレーザ光のパワーの変化を示す
図、（ｃ）は時定数回路７ｂの出力信号を示す図、
（ｄ）はコンパレータ回路８ａの出力信号である。

【００３８】図１のトラッキング制御回路４１の動作例
を説明すると、いま、コンパレータ回路８ａに入力され
る信号電圧の関係が、「時定数回路７ｂの出力電圧が基
準電圧Ｒｅｆよりも小さい」場合、スイッチ回路６ａお
よび６ｂをＯＮさせるよう制御される。これにより時定
数回路７ａおよび７ｂに差動増幅器４ａからの前記差信
号及び加算増幅器５ａからの前記和信号が夫々入力さ
れ、その出力電圧は時間とともに上昇する。従って、時
定数回路７ｂの出力電圧が徐々に上昇して、やがて「時
定数回路７ｂの出力電圧が基準電圧Ｒｅｆよりも大き
く」なると、コンパレータ回路８ａはスイッチ回路６
ａ，６ｂをＯＦＦさせる。これにより時定数回路７ａお
よび７ｂの出力電圧は時間とともに降下する。このよう
に、基準電圧Ｒｅｆに対する時定数回路７ｂの出力電圧
の上昇／下降に応じて、スイッチ回路６ａ，６ｂをＯＮ
／ＯＦＦ動作を繰り返す。ここで、この一連のスイッチ
ング動作は、受光素子３ｂ，３ｃの光検出出力電圧（つ
まり反射光の合計受光量）に比例して行われる。すなわ
ち、その光検出出力電圧が高くなれば相対的により高速
でスイッチングされ、逆に、その光検出出力電圧が低く
なれば相対的により低速でスイッチングが行われる。こ
れによりサーボループ内のゲインは常に適正ゲインを維
持するよう作用する。

【００３９】次に、図１のフォーカシング制御回路４２
について説明する。光検出器３における中央の受光素子
３ａの出力がフォーカシング制御回路４２に入力され
る。この受光素子３ａは少なくとも２つの受光素子セグ
メントからなっていて、各セグメントの受光量のバラン
スに基づきフォーカシング制御を行なう。図１の例で
は、受光素子３ａは方形を成して隣接して配置された４
つの受光素子セグメントからなっており、２つずつの受
光素子セグメントの受光出力を合わせて差動変化する２
対の受光出力信号を得ている。

【００４０】フォーカシング制御回路４２におけるサー
ボ制御ループの構成は、前述のトラッキング制御回路４
１と同様であり、受光素子３ａから出力される差動変化
する２対の受光出力信号の差を差動増幅器４ｂで求め、
その和を加算増幅器５ｂで求める。上述と同様の目的の
ために、スイッチ回路６ｃ，６ｄと時定数回路７ｃ，７
ｄとコンパレータ回路８ｂが設けられている。ただし、
トラッキング制御回路４１ではスイッチ回路６ａ，６ｂ
をサーボループ回路内に直列に接続した例を示したが、
このフォーカシング制御回路４２では、スイッチ回路６
ｃ，６ｄをサーボループ回路に並列に接続した例を示し
ている。

【００４１】すなわち、差動増幅器４ｂから出力される
差信号が抵抗Ｒ5，Ｒ6とコンデンサＣ3からなる時定数
回路７ｃに入力され、この時定数回路７ｃの抵抗Ｒ5，
Ｒ6の接続点とアースとの間にスイッチ回路６ｃが接続
されている。また、加算増幅器５ｂから出力される和信
号が抵抗Ｒ7，Ｒ8とコンデンサＣ4からなる時定数回路
７ｄに入力され、この時定数回路７ｄの抵抗Ｒ7，Ｒ8の
接続点とアースとの間にスイッチ回路６ｄが接続されて
いる。この時定数回路７ｃ，７ｄは前述と同様に入力電
圧を平均化若しくは平滑化する回路である。この時定数
回路７ｃ，７ｄは前記数１と同様に略同一の伝達関数を
有する。

【００４２】コンパレータ回路８ｂは、前述と同様に、
和信号に対応する時定数回路７ｄの出力信号と基準電圧
Ｒｅｆとを比較し、その結果に基づいてスイッチ回路６
ｃおよび６ｄのＯＮ／ＯＦＦを制御する。ここで、コン
パレータ回路８ｂは、前記とは逆に、時定数回路７ｄの
出力電圧が基準電圧Ｒｅｆよりも小さいときスイッチ回
路６ｃおよび６ｄをスイッチＯＦＦさせるよう制御し、
時定数回路７ｄの出力電圧が基準電圧Ｒｅｆよりも大き
いときスイッチ回路６ｃおよび６ｄをスイッチＯＮ（導
通）させるよう制御する。これは、スイッチ回路６ｃ，
６ｄが時定数回路７ｃ，７ｄに対して並列に接続されて
いるからである。

【００４３】また、差信号を平均化した時定数回路７ｃ
の出力信号は、位相補償回路９ｂに入力されて前述のよ
うに位相進み補償され、位相進み補償された信号は、駆
動回路１０ｂに入力されて駆動電流に変換され、フォー
カシング用コイル２１に印加される。この駆動電流に応
じて対物レンズ２２がＺ軸方向に微少駆動される。

【００４４】フォーカシング制御回路４２の動作例を説
明すると、いま、コンパレータ回路８ｂに入力される信
号電圧の関係が、「時定数回路７ｄの出力電圧が基準電
圧Ｒｅｆよりも小さい」場合、スイッチ回路６ｃおよび
６ｄをＯＦＦさせるよう制御される。これにより時定数
回路７ｃおよび７ｄに差動増幅器４ｂからの前記差信号
及び加算増幅器５ｂからの前記和信号が夫々入力され、
その出力電圧は時間とともに上昇する。従って、時定数
回路７ｄの出力電圧が徐々に上昇して、やがて「時定数
回路７ｄの出力電圧が基準電圧Ｒｅｆよりも大きく」な
ると、コンパレータ回路８ｂはスイッチ回路６ｃ，６ｄ
をＯＮさせる。これにより時定数回路７ｃおよび７ｄの
出力電圧は時間とともに降下する。このように、基準電
圧Ｒｅｆに対する時定数回路７ｄの出力電圧の上昇／下
降に応じて、スイッチ回路６ｃ，６ｄをＯＦＦ／ＯＮ動
作を繰り返す。ここで、この一連のスイッチング動作
は、受光素子３ａの光検出出力電圧に比例して行われ
る。すなわち、その光検出出力電圧が高くなれば相対的
により高速でスイッチングされ、逆に、その光検出出力
電圧が低くなれば相対的により低速でスイッチングが行
われる。これによりサーボループ内のゲインは常に適正
ゲインを維持するよう作用する。

【００４５】なお、上述では、トラッキング制御回路４
１のスイッチ回路６ａ，６ｂがサーボループ回路内に直
列に接続した一例を示し、フォーカシング制御回路４２
のスイッチ回路６ｃ，６ｄがサーボループ回路内に並列
に接続した一例を示しが、これは逆であってもよいし、
両者共にスイッチ回路を直列に又は並列に接続するよう
にしてもよい。スイッチ回路６ａ〜６ｄをサーボループ
回路内に直列に接続するかあるいは並列に接続するか
は、設計事項である。

【００４６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、次のよう
な効果を得ることができる。（１）光記録媒体の記録層における反射率が変ってもサ
ーボループ内のゲインを一定に保つことができるので、
トラッキング制御あるいはフォーカシング制御などのサ
ーボ制御に際して、光記録媒体の記録層における反射率
の差異に影響されない常に適正なサーボ制御ができる。（２）記録時も再生時と同じサーボループゲインを達成
することができるので、トラッキング制御あるいはフォ
ーカシング制御などのサーボ制御を常に適正に行なうこ
とができる。（３）周波数応答性が良い。（４）高価なアナログ割算回路を使用せず、時定数回路
とスイッチ回路で構成できるので、安価な回路構成であ
りながら、正確なトラッキング制御あるいはフォーカシ
ング制御を行なうことができ、記録再生の精度を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う光学的記録再生装置におけるトラ
ッキング制御回路およびフォーカシング制御回路の一実
施例を示す回路図。

【図２】図１の実施例の動作を説明するための要部タイ
ミングチャート。

【図３】本発明で応用可能な光学的記録再生装置の光学
系の構成例を示す概略斜視図。

【図４】本発明で応用可能な光カードの構成例を示す平
面図。

【図５】同光カードの記録層の詳細例を示す拡大図。

【図６】従来技術のトラッキング制御回路の一例を示す
回路図。

【図７】従来技術のトラッキング制御回路の別の例を示
す回路図。

【図８】図７の動作を説明するためのタイミングチャー
ト。

【符号の説明】

１１光カード１２記録・再生領域１３ガイドトラック１４データトラック２光ヘッド３，３’ 光検出器３ａ，３ｂ，３ｃ，３'a，３'b，３'c 受光素子４ａ，４ｂ差動増幅器５ａ，５ｂ加算増幅器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄスイッチ回路７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ時定数回路８ａ，８ｂコンパレータ回路９ａ，９ｂ位相補償回路１０ａ，１０ｂ駆動回路２０トラッキング用コイル２１フォーカシング用コイル２２対物レンズ４１トラッキング制御回路４２フォーカシング制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源から発生したレーザ光を光記
録媒体に照射することに基づき該光記録媒体に対する情
報の記録又は再生を行なう光学的記録再生装置であっ
て、前記光記録媒体からのレーザ光スポットの反射光を
受光し、その受光量に基づきエラー信号を検出し、検出
したエラー信号に応じて該光記録媒体に対する該光スポ
ットの生成を制御するサーボ制御ループを具備する光学
的記録再生装置において、前記サーボ制御ループ内に設けられ、前記エラー信号を
スイッチ制御するスイッチ手段と、前記サーボ制御ループ内に設けられ、前記スイッチ手段
でスイッチ制御されたエラー信号を平滑化する平滑化手
段と、前記反射光の受光量をモニタし、前記サーボ制御ループ
のループゲインを所定基準に保つように前記スイッチ手
段のスイッチ動作を制御する制御手段とを具えたことを
特徴とする光学的記録再生装置。
【請求項２】前記制御手段が、前記反射光の受光量を検出する検出手段と、検出した受光量信号をスイッチ制御する第２のスイッチ
手段と、前記第２のスイッチ手段でスイッチ制御された受光量信
号を平滑化する第２の平滑化手段と、前記第２の平滑化手段の出力信号と所定基準信号とを比
較し、この比較結果に応じて前記各スイッチ手段のスイ
ッチ動作を制御するスイッチング制御手段とを具えたも
のである請求項１に記載の光学的記録再生装置。
【請求項３】前記スイッチ手段は、対応する前記平滑
化手段に対して直列に設けられたものである請求項１又
は２に記載の光学的記録再生装置。
【請求項４】前記スイッチ手段は、対応する前記平滑
化手段に対して並列に設けられたものである請求項１又
は２に記載の光学的記録再生装置。