JPH08335323A - 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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JPH08335323A
JPH08335323A JP14041195A JP14041195A JPH08335323A JP H08335323 A JPH08335323 A JP H08335323A JP 14041195 A JP14041195 A JP 14041195A JP 14041195 A JP14041195 A JP 14041195A JP H08335323 A JPH08335323 A JP H08335323A
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JP14041195A
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Akira Matsubara
彰 松原
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光学ヘッドが環境変化により受光素子上を光ス
ポットがずれても、フォーカス誤差信号に光ディスクの
トラックの信号が漏れこむのを防止する。 【構成】可変利得増幅器3,4を設けて、受光素子1を
構成する各受光セルA,B,C,Dそれぞれの出力バラ
ンスを調整することで、環境劣化でずれた受光素子の光
量バランスを調整してフォーカス誤差信号に混入するト
ラックの漏れ込み信号を除去し、フォーカス制御を安定
化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CDプレーヤー、ビデ
オディスク等、光ディスクに情報を記録再生する光学的
情報記録再生装置にかかり、より詳しくは、複数の受光
セルに分割された受光素子を備え、各受光セル上での受
光のバランスをとることによってフォーカス制御を行う
光学的情報記録再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンパクトディスクのような光ディスク
に情報を記録再生する光学的情報記録再生装置において
は、光ディスクの面振れとかトラック振れなどがあって
もそれに影響されることなく情報を確実に光ディスクに
記録再生できるようにするため、フォーカス制御、トラ
ッキング制御を行っている。このような制御において、
フォーカス制御では、光学ヘッドと光ディスクとの間の
面振れがあっても光学ヘッドと光ディスクとの距離が光
学ヘッドの対物レンズの焦点深度内に収まるようにする
ため、フォーカス誤差を検出するための方法としてナイ
フエッジ法と非点収差法などが知られている。
【0003】例えば非点収差法においては光ディスクの
情報面が対物レンズの焦点平面にあるときに非点収差レ
ンズのビーム断面が円形となる位置に例えば4分割され
た受光素子を配置し、対角線に配置された受光素子の信
号同士の和をとり、それぞれの和の信号を減算器で減算
してフォーカス誤差信号として得るものである。
【0004】このようなフォーカス誤差信号を得る技術
として特開平5―151589号公報に開示されたもの
がある。同公報のフォーカス制御技術は図8を参照して
説明するように、光学ヘッド2と、フォーカス制御回路
5と、フォーカス制御回路5に含まれるバランス回路4
と、光ディスク1に含まれる信号を再生するRF信号再
生回路7と、フォーカス制御回路5に外乱を加える外乱
回路18と、RF信号再生回路7の出力の振幅を検出す
る振幅検出回路10とを有し、記憶手段19と、論理装
置20とを含み、論理装置20によって外乱回路18と
記憶手段19とが制御され、調整完了後に調整値を記憶
するようにして、それぞれの光ディスクにおいて最適に
フォーカスバランスを調整できるようにしたものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報記載の従来の装置においては、温度変化等の環境変
化に伴い、4つの受光セルに分割された受光素子上の光
ディスクからの反射による光スポットが、その受光セル
の間の分割線に沿って光ディスクのトラックの方向にず
れてくるような場合がある。このような場合では、例え
ばトラック方向の前側において前記分割線で左右2つの
受光セルと、後側において前記分割線で左右2つの受光
セルとが配置されており、このような配置において対角
線上の2つの受光セルどうしそれぞれの和をとるととも
に、その2つの和の差の演算値を用いてフォーカス制御
を行う場合では光スポットがトラック方向にずれてき
て、前側左右2つの受光セルの出力が例えば極端に小さ
くなり、後側左右2つの受光セルの出力が例えば極端に
大きくなってくる場合では実質的には後側左右2つの受
光セルの差の演算値でフォーカス制御を行っているよう
になる。
【0006】そうすると、トラック方向の前記分割線に
対し例えば左側の前後2つの受光セルの出力の和と、右
側の前後2つの受光セルの出力の和との差をとる演算を
行い、その演算出力でトラッキング誤差制御を行うプッ
シュプル制御方法においては、前記光スポットのトラッ
ク方向のずれによって、後側左右2つの受光セルの出力
の差でもってトラッキング誤差制御をしているようにな
り、これでは前記フォーカス制御を行っているのに、ト
ラックの溝を横断するときにトラッキング誤差による信
号と等価な信号でフォーカス制御を行っているようにな
り、フォーカス制御でありながらトラッキング誤差制御
の影響が出てくることになる。つまり、フォーカス誤差
信号の成分中に光ディスクのトラックの信号が漏れ込ん
でくることになるために、フォーカス制御が非常に不安
定なものとなり、場合によっては、フォーカス飛びとな
ってしまうという課題があった。
【0007】それゆえに、本発明は、かかる上記課題を
解決するため、環境変化があってもフォーカス制御が安
定して行える光学的情報記録再生装置を提供することを
目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明の光学的情報記録再生装置においては、複
数の受光セルに分割された受光素子を備え、各受光セル
上での受光のバランスをとることによってフォーカス制
御を行うものにおいて、前記各受光セルそれぞれの出力
のバランスを調整する調整手段を備えたことを特徴とし
ている。
【0009】前記調整手段が好ましくは可変利得増幅器
である。
【0010】前記可変利得増幅器は好ましくは外部から
利得が制御される。
【0011】前記フォーカス制御は好ましくは非点収差
法による。
【0012】(2)本発明の光学的情報記録再生装置に
おいては、フォーカス制御のために光学的記録媒体のト
ラックに沿った方向の前側と後側との複数の受光セルに
分割された受光素子を備え、対角線に配置された受光セ
ルの出力それぞれの和を求める第1の演算を行うととも
に、得られた2つの和の差をとる第2の演算を行ってフ
ォーカス誤差信号を生成するものにおいて、光学的記録
媒体のトラックに沿った方向の前側の各受光セルの出力
について第1の演算前にその利得を調整する第1の利得
調整手段を設けたことを特徴としている。前記第1の利
得調整手段は好ましくは同一の利得で調整する。前記第
1の利得調整手段は好ましくは前記前側の各受光セルそ
れぞれの出力の和と、光学的記録媒体のトラックに沿っ
た方向の後側の各受光セルそれぞれの出力の和とが等し
くなるように利得調整をする。また、この装置は好まし
くは少なくとも一方の和の第1の演算の後で前記第2の
演算の前に当該一方の和の利得を調整する第2の利得調
整手段を設ける。また、この装置は好ましくはさらに第
1の利得調整手段で利得調整された前側の各受光セルそ
れぞれの出力の和と、前記後側の各受光セルそれぞれの
出力の和との差を求める演算を行う受光バランス検出手
段と、前記各利得調整手段の利得を前記受光バランス検
出手段の出力に基づいて制御する利得制御手段とを有す
る。さらに、この受光バランス検出手段は、好ましくは
前記演算がゼロのときに受光バランスが合ったとする検
出出力を出力し、前記利得制御手段は、前記検出手段か
らの検出出力に応答して受光バランスが合うように前記
各利得調整手段の利得を制御する。
【0013】
【作用】
(1)本発明においては、各受光セルそれぞれの出力の
バランスを調整する調整手段を備えたことから、受光セ
ルそれぞれ出力のバランスを調整することができること
で環境劣化により、各受光セル上の光スポットがずれた
としても、フォーカス誤差信号に漏れこむ不要な信号を
除去することができることとなる。調整手段が可変利得
増幅器であれば容易に利得の調整ができる。また、その
利得を外部から制御できれば、不要な信号の除去が容易
となる。
【0014】(2)本発明においては、光学的記録媒体
のトラックに沿った方向の前側の各受光セルの出力につ
いて第1の演算前にその利得を調整する第1の利得調整
手段を設けたことから、受光セルそれぞれ出力のバラン
スを調整することができることで環境劣化により、各受
光セル上の光スポットがずれたとしても、フォーカス誤
差信号に漏れこむ不要な信号を除去することができるこ
ととなる。そして、この第1の利得調整手段でその利得
を同一に調整したり、また、前記前側の各受光セルそれ
ぞれの出力の和と、光学的記録媒体のトラックに沿った
方向の後側の各受光セルそれぞれの出力の和とが等しく
なるように利得調整をする場合では、フォーカス誤差信
号に漏れ込む前記後側の受光セルそれぞれの出力の差成
分によるトラックの影響が軽減される。
【0015】さらに、少なくとも一方の和の第1の演算
の後で前記第2の演算の前に当該一方の和の利得を調整
する第2の利得調整手段を設けた場合では、光スポット
のトラック方向のずれのみならず、対角線上の受光セル
同士の出力の和の誤差成分であるフォーカス位置ずれを
調整でき正しいフォーカス位置でフォーカス制御ができ
る。
【0016】さらに、この第1の利得調整手段で利得調
整された前側の各受光セルそれぞれの出力の和と、前記
後側の各受光セルそれぞれの出力の和との差を求める演
算を行う受光バランス検出手段と、前記各利得調整手段
の利得を前記受光バランス検出手段の出力に基づいて制
御する利得制御手段とを有する場合では、自動的に受光
バランスを調整できる。
【0017】この場合、受光バランス検出手段が、好ま
しくは前記演算がゼロのときに受光バランスが合ったと
する検出出力を出力し、前記利得制御手段が、前記検出
手段からの検出出力に応答して受光バランスが合うよう
に前記各利得調整手段の利得を制御する場合は、その受
光バランスの自動調整が確実に行われ、受光バランス調
整で発生するフォーカス位置ずれを補正して正しいフォ
ーカス位置で安定したフォーカス制御ができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例に係る光学的情報記録
再生装置を図面を参照しながら詳しく説明する。
【0019】図1は本発明の第1の実施例における光学
情報記録再生装置のブロック図である。
【0020】図lに於いて、1は光学へッド中の受光素
子であり、この受光素子1は図示していない光ディスク
のトラック方向Sに対して前側で左右2つの受光セル
A,Bと後側で左右2の受光セルC,Dとに分割されて
いる。各受光セルA,B,C,Dはそれぞれの受光面で
受光する光ディスクからの反射光の光量をそれぞれ電気
信号の出力に変えるものである。2は例えば前述した非
点収差法のもとでの受光素子1上の受光スポットであ
り、この受光スポット2は受光素子1の各受光セルA,
B,C,Dの受光面に均等な面積で当たるように初期調
整されており、この装置の周囲の温度などの環境変化に
従って受光素子1を構成する各受光セルA,B,C,D
上をトラック方向Sに沿ってずれてゆく。
【0021】3は、受光素子1の各受光セルA,B,
C,Dのうちの前側で図で左側に位置する受光セルAの
出力の利得を可変する利得調整手段としての第1の可変
利得増幅器、4は、後側で図で右側に位置する受光セル
Bの出力の利得を可変する利得調整手段としての第2の
可変利得増幅器である。第1の可変利得増幅器3と、第
2の可変利得増幅器4は、それぞれ、利得調整端子Pに
より、外部から利得を可変でき、同じ利得となるように
制御されるようになっている。5は、第1の可変増幅器
3で増幅された前側で左側の受光セルAの出力と後側で
右側の受光セルDの出力、つまり第1の対角線上に位置
する2つの受光セルA,Dそれぞれの出力の和を求める
演算を行う第1の加算器、6は、第2の可変増幅器4で
増幅された前側で右側の受光セルBの出力と後側で左側
の受光セルCの出力、つま前記第1の対角線と交差する
方向の第2の対角線上に位置する2つの受光セルB,C
それぞれの和を求める演算を行う第2の加算器である。
【0022】上記構成においては、受光セルAの出力と
これと対角線の位置にある受光セルDの出力との和が演
算手段の一例である第1の加算器5で演算され、受光セ
ルBの出力とこれと対角線の位置にある受光セルCの出
力との和が演算手段の一例である第2の加算器6で演算
されることになる。この場合、第1の受光セルAと第2
の受光セルBとはそれぞれ第1の可変利得増幅器3と第
2の可変利得増幅器4とでそれぞれの利得が調整される
から、対角線同士の組み合わせの受光セル同士は互いに
利得が調整されてから、それぞれの加算器5,6で上記
演算が行われることとなる。
【0023】なお、今後の説明のために、各受光セル
A,B,C,Dはそれぞれの出力についてもA,B,
C,Dと記述し、第1の可変利得増幅器3の利得をαと
すると、第1の可変利得増幅器3の出力は第1の受光セ
ルAの出力Aにαを乗算したαAとなり、第2の可変利
得増幅器4の利得も前述した前提からαとなるから、第
2の可変利得増幅器4の出力は第2の受光セルBの出力
Bにαを乗算したαBとなるわけである。
【0024】7は、第1の加算器5による和の出力と第
2の加算器6による和との差の演算を行う演算手段の一
例としての減算器である。第1の加算器5は第1の可変
利得増幅器3の出力αAと第4の受光セルDの出力Dと
の和の演算であるからその演算出力は(αA+D)であ
り、第2の加算器6は第2の可変利得増幅器4の出力α
Bと第3の受光セルCの出力Cとの和の演算であるか
ら、その演算出力は(αB+C)である。減算器7は、
この演算出力(αA+D)と(αB+C)との差の演算
を行うから、その減算器7の出力は(αA+D)−(α
B+C)となる。したがって、減算器7の出力は受光素
子1の対角線上にある受光セル同士の光量差に相当する
(αA+D)―(αB+C)を出力することになるか
ら、この出力は非点収差法のフォーカス誤差信号とな
る。
【0025】図2、図3、および図4は、従来装置と本
発明の実施例装置とのそれぞれの動作の説明に供する図
である。ここで、図2および図3は従来の装置における
フォーカス制御に係り、図3は本発明の実施例における
フォーカス制御に係る。
【0026】まず、従来装置によるフォーカス制御につ
いて説明すると、図2の(a)は受光素子1を構成する
各受光セルA,B,C,Dを示しており、(b)はフォ
ーカス制御をかけていない状態の波形(フォーカスS字
で知られている波形)を示しており、基準線Lが対物レ
ンズが光ディスクに対しフォーカスの位置にある状態で
あり、例えば対物レンズがアクチュエータで駆動されて
いない状態で光ディスクが面振れすることで対物レンズ
が相対的に光ディスクから遠ざかって波形が基準線Lよ
り遠ざかるに従ってフォーカスがずれ、また近付いてく
るに従ってフォーカスされてくる状態を示している。そ
して、対物レンズが駆動されていない状態で波形がa→
b→cと変化する場合でbでフォーカスされる場合があ
り、このbをフォーカスの制御目標とし、(c)はその
bでフォーカス制御をかけた後の波形を示しており、そ
の制御目標でフォーカス制御が行われている状態にある
ことを示している。これら図2の(b)(c)はそれぞ
れ図3の(b)(c)および図4の(b)(c)にそれ
ぞれ対応している。
【0027】従来装置において、図3の(a)で示すよ
うに、環境変化で光スポット2がトラックSに沿って受
光素子1を構成する各受光セルA,B,C,Dにおいて
その分割線上を移動した場合は、受光セルA,Bにおけ
る光スポットの受光面積に比べて受光面積C,Dにおけ
る光スポットの受光面積が大きくなっている。そうする
と、フォーカスを図3の(b)のbでかけると、フォー
カス誤差信号の波形は、図3の(c)で示すように、各
受光セルA,B,C,Dの受光面積のバランスがとれて
おらず受光セルC、Dの光量が多いためにフォーカス制
御のための演算が実質的には受光セルC,Dそれぞれの
出力の差D―Cの演算となり、上述した理由でトラック
の漏れ込み信号が出てくるために、図3の(c)のよう
にトラックを横切る毎にフォーカス誤差信号が大きく波
打ち対物レンズが振られてしまう結果となり、フォーカ
ス制御がきわめて不安定になってしまう。
【0028】次に、本発明の装置におけるフォーカス制
御について図4を参照して説明する。
【0029】本発明の装置においては、第1、第2の可
変利得増幅器3、4で、前側左右2つの受光セルA,B
の出力が増幅調整されるから、後側左右2つの受光セル
C,Dそれぞれの出力との関係ではαA+αB=C+D
となるようにバランス設定できるから、(b)のbでフ
ォーカスをかけた場合、前側左右2つの受光セルA,B
の受光面積に比べて後側左右2つの受光セルC,Dの受
光面積が大きくなっていても、(c)のようなフォーカ
ス誤差信号の波形が得られることになるから、前述の環
境変化でフォーカス誤差信号〔(αA+D)―(αB+
C)〕に漏れこむ光スポットが上記トラックを移動した
場合の後側左右2つの受光セルC,Dそれぞれの出力の
差であるD―Cの演算によるトラックの影響が低減でき
ることになる。
【0030】このように、第1の実施例では受光素子1
を構成する各受光セルA,B,C,Dのトラックに沿っ
た受光セルの光量バランスを第1および第2の可変利得
増幅器3,4の利得調整によって調整することで、環境
劣化でずれた各受光セルA,B,C,Dそれぞれでの光
量バランスを調整することができ、フォーカス誤差信号
に混入するトラックの漏れ込み信号を除去してフォーカ
ス制御を安定化させることができる。
【0031】図5は本発明の第2の実施例における光学
的情報記録再生装置のブロック図である。第1の実施例
と異なるところは、第1の加算器5の出力の利得を外部
端子Qより調整できる利得調整手段としての第3の可変
利得増幅器8を備えた点である。フォーカス誤差信号
は、第3の可変利得増幅器(フォーカス可変利得増幅
器)8の利得をβとすると、減算器7の出力はβ(αA
+D)―(αB+C)となり、光スポット2のトラック
方向ずれだけでなく、受光セルA,B,C,Dの対角線
にある受光セル同士の和の誤差分であるフォーカスの位
置ずれを調整することができるから、正しいフォーカス
位置でフォーカス制御を行うことができる。このように
すると、環境劣化等で、受光素子1上でずれた光スポッ
ト2の光量のバランスだけでなく、それによってずれた
フォーカスの位置ずれも補正することができるので、さ
らにフォーカス制御を安定にするとともに、正しいフォ
ーカス位置で制御できることとなる。
【0032】図6は本発明の第3の実施例に係る光学的
情報記録再生装置のブロック図である。第2の実施例と
異なるところは、各受光セルの光量バランスを調整する
第1、第2の可変利得増幅器3,4それぞれの利得とフ
ォーカスバランス調整用の第3の可変利得増幅器8の利
得とを制御端子P,Qを介して外部制御する利得制御回
路9と、各受光セルA,B,C,Dの受光量のバランス
を検出する受光バランス検出器10とを備えた点であ
る。受光バランス検出器10は、受光セルA,B,C,
Dそれぞれの出力から〔(αA+αB)―(C+D)〕
を演算し利得制御回路9に出力するものであり、出力が
0の時が受光バランスが合った時である。利得制御回路
9は、マイクロコンピュータで構成され、受光バランス
検出器10の出力をモニターしながら、受光バランス検
出器10の出力が0となるように、可変利得増幅器3,
4の利得を制御する。このように、受光バランス検出器
10により、受光素子1の前後バランスすなわち、(α
A+αB)―(C+D)を演算出力することで、利得制
御回路9により、自動的に受光バランスを調整すること
が可能となる。
【0033】図7は、利得制御回路9の動作を示すフロ
ー図である。
【0034】図7に示すように、利得制御回路9は、フ
ォーカス制御、トラッキング制御を行った後、フォーカ
スバランス調整を行う前に、受光バランス調整を行って
いる。このように、フォーカスバランス調整を行う前
に、受光バランス調整を行うことで、受光バランス調整
をすることによって発生する、フォーカス位置ずれを補
正することができ、正しいフォーカス位置でフォーカス
制御を行うことができることとなる。
【0035】また、本発明のように、受光バランスをフ
ォーカスバランス調整の前段で生成することにより、環
境変化による受光素子の光軸がずれても安定なフォーカ
ス制御が可能となる。
【0036】また、さらには、トラッキング制御後に受
光バランス調整を行うことで、トラックの漏れ込みによ
ってフォーカス制御が不安定な場合でも、確実に受光バ
ランス調整を行うことができる。
【0037】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、受光素子
を構成する各受光セルのトラックに沿った方向の光量バ
ランスを調整できるから、環境劣化でずれた受光素子を
構成する受光セルそれぞれの光量バランスを調整してフ
ォーカス誤差信号に混入するトラックの漏れ込み信号を
除去することができ、フォーカス制御を安定化すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図2】本発明の第1の実施例の動作の説明に供する図
である。
【図3】本発明の第1の実施例の動作の説明に供する図
である。
【図4】本発明の第1の実施例の動作の説明に供する図
である。
【図5】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図6】本発明の第3の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図7】本発明の第3の動作を示すフロー図である。
【図8】従来例の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 受光素子 2 光スポット 3、4 可変利得増幅器 5、6 加算器 7 減算器

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の受光セルに分割された受光素子を備
    え、各受光セル上での受光のバランスをとることによっ
    てフォーカス制御を行う光学的情報記録再生装置におい
    て、 前記各受光セルそれぞれの出力のバランスを調整する調
    整手段を備えたことを特徴とする光学的情報記録再生装
    置。
  2. 【請求項2】前記調整手段が可変利得増幅器である請求
    項1記載の光学的情報記録再生装置。
  3. 【請求項3】前記可変利得増幅器は外部から利得が制御
    されるものであることを特徴とする請求項2記載の光学
    的情報記録再生装置。
  4. 【請求項4】前記フォーカス制御が非点収差法によるも
    のであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
    に記載の光学的情報記録再生装置。
  5. 【請求項5】フォーカス制御のために光学的記録媒体の
    トラックに沿った方向の前側と後側との複数の受光セル
    に分割された受光素子を備え、対角線に配置された受光
    セルの出力それぞれの和を求める第1の演算を行うとと
    もに、得られた2つの和の差をとる第2の演算を行って
    フォーカス誤差信号を生成する光学的情報記録再生装置
    において、 光学的記録媒体のトラックに沿った方向の前側の各受光
    セルの出力について第1の演算前にその利得を調整する
    第1の利得調整手段を設けたことを特徴とする光学的情
    報記録再生装置。
  6. 【請求項6】前記第1の利得調整手段は前記前側の各受
    光セルの出力について同一の利得で調整するものである
    ことを特徴とする請求項5記載の光学的情報記録再生装
    置。
  7. 【請求項7】前記第1の利得調整手段は前記前側の各受
    光セルそれぞれの出力の和と、光学的記録媒体のトラッ
    クに沿った方向の後側の各受光セルそれぞれの出力の和
    とが等しくなるように利得調整をすることを特徴とする
    請求項5または6記載の光学的情報記録再生装置。
  8. 【請求項8】少なくとも一方の和の第1の演算の後で前
    記第2の演算の前に当該一方の和の利得を調整する第2
    の利得調整手段をさらに設けたことを特徴とする請求項
    5ないし7のいずれかに記載の光学的情報記録再生装
    置。
  9. 【請求項9】前記第1の利得調整手段で利得調整された
    前側の各受光セルそれぞれの出力の和と、前記後側の各
    受光セルそれぞれの出力の和との差を求める演算を行う
    受光バランス検出手段と、 前記各利得調整手段の利得を前記受光バランス検出手段
    の出力に基づいて制御する利得制御手段とを更に有する
    ことを特徴とする請求項8記載の光学的情報記録再生装
    置。
  10. 【請求項10】前記受光バランス検出手段は、前記演算
    がゼロのときに受光バランスが合ったとする検出出力を
    出力し、前記利得制御手段は、前記検出手段からの検出
    出力に応答して受光バランスが合うように前記各利得調
    整手段の利得を制御することを特徴とする請求項9記載
    の光学的情報記録再生装置。
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