JPS5823331A - 光学ヘツドの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録媒体に記録された情報を光ビームを利用し
て光学的に再生する光学式情報再生装置に用いられる光
学ヘッドの制御装置に関し、より詳細には、記録媒体上
に光ピ〜ムを常時適正な状態で入射させるべく、光学ヘ
ッドを構成する光学的手段を位置制御するための回路が
、簡略化された光学ヘッドの制御装置に関する、。

ディスク状の記録媒体に映像信号や音声信号等の情報を
ビットの配列をもって記録して情報記録トラックを形成
し、斯かる記録媒体の再生装置にあっては、レーザー光
等による光ビームで記録媒体上の情報記録トラックを走
査し、この光ビームが受ける変化を検出することにより
記録された情報を再生する情報記録再生システムが、ビ
デオ・ディスク・システム、ディジタル・オーディオ−
ディスク拳システム等として知られている。斯かるシス
テムの再生装置に於いては、光ビームで記録媒体上の情
報記録トラックを走査するにあたり、光ビームを常時情
報記録トラック上に正確に到達せしめ、また、情報記録
トラック上に適正な状態で集束せしめるための自動制御
が必要となる。これらの光ビームを情報記録トラック上
に正しく到達せしめることを目的とした自動制御及び光
ビームを情報記録トラック上に適正に集束せしめるため
の自動制御が、夫々、トラッキング制御及びフォーカス
制御と呼ばれるもので、この種の光学式情報再生装置に
は不可欠のものとなっている。

これらの制御は、通常、光学ヘッドを介して光ビームを
記録媒体に入射せしめ、記録媒体で変調を受けた光ビー
ムを上述の光学ヘッドで受けてこれを感光素子に導き、
感光素子に得られる検出出力から情報記録トラックに対
する光ビームの到達状況及び集束状況に応じた制御信号
を作り、この制御信号にて光学ヘッドを構成する光学的
手段、例えば、レンズやミラー等を駆動して位置制御す
るようにして達成される。光学式情報再生装置に於ける
斯かる光学ヘッドの制御装置の一例の光学系は図面の第
１図に示される如くである。同図に於いて、／はディス
ク状の記録媒体で、ピットの配列で成る情報記録トラッ
クが形成されている。

２はレーザー光源で、このレーザー光源コからのレーザ
ー光がコリメータ・レンズ３を介して偏光プリズムダに
入る。、偏光プリズムｑで同図に於いて左方へ屈折せし
められたレーザー光は、ミラーＳ及びλ／ｌＩ−贅介し
て光学ヘッドを構成する対物し／ズ７に入り、この対物
し／ズ７によりフォーカスされて記録媒体ｌに入射せし
められる。対物し／ズ７は、例えば、情報記録トラック
を横切る方向及び記録媒体に近接あるいは離隔する方向
に位置制御されるべく駆動可能とされている。記録媒体
ｌに入射したレーザー光は、情報記録トラックで変調を
受けて反射され、再び対物レンズ７に入り、λ／ｌ板乙
、ミラーＳ、偏光プリズムリ及びプリズムｇを経て感光
部９に到達する。そして感光部９を構成する感光素子に
より、光学ヘッドを構成する対物レンズワからの記録媒
体で変調を受けた反射光、即ち、読取光が検知されて、
その変化が信号として取り出される。この感光部９の出
力が制御信号形成回路１０へ供給され、トラッキング制
御もしくはフォーカス制御のため、光学ヘッドを構成す
る対物し／ズ７を、駆動して位置制御するだめの制御信
号が形成される。上述の感光部９は、例えば、第２図に
示される如く、ｑつの感光素子Ｄ１．Ｄ２、Ｄ３及びＤ
ｔｌで構成され、この上に、対物レンズ７を介して導か
れる記録媒体ｌで変調を受けた読取光が、第２図に於け
る点線図示の如くスポットを作る。これら感光素子Ｄ／
〜Ｄｖからは、夫々、各々に対する読取光スポット部分
に応じた出力が各出力端子ｄ、−ａ＝に得られる１、 ここで、トラッキング制御について考察してみる。記録
媒体ｌ上の情報記録トラックを照射するレーザー光は、
ピットにより回折されて反射される１、従って、対物し
／ズ７を介して戻り、感光部９に到達して感光素子り、
−Ｄ、上にスポットを形成する記録媒体ｌで変調された
読取光は、記録媒体／上の情報記録トラックを形成する
ピットとそれを照射するレーザー光のスポットとの位置
関係に対応した回折パターンを作る。第３図は、その様
子を示すもので、第３図Ａ、Ｂ及びＣの夫々に於いて、
ａがピットｐとこれを照射するレーザー光スポットｌの
位置関係を示し、ｂは各位置関係に於ける感光素子Ｄ／
−Ｄｕ上の読取光スポットの回折パターンを示す。ｂに
於いて斜線部は光量の少ない部分である。レーザー光ス
ポット１に対してピットｐは、１／の状態からｔ２の状
態へと動いていく。第３図Ａはピットｐに対してレーザ
ー光スポットが右側にずれて位置した場合であり、第３
図Ｂはピットｐに対してレーザー光スポッ）ｌがその中
央に位置した場合、即ち、レーザー光か情報記録トラッ
ク上に正しく到達した適正なトラッキング状態にある場
合であシ、さらに、第３図Ｃはピットｐに対してレーザ
ー光スポットｌが左側にずれて位置した場合である この第３図から、ピットｐに対するレーザー光スポット
ｌの位置がその中央にある場合：即ち、適正なトラッキ
ング状態にある場合には、感光素子Ｄ／−Ｄ、に対して
完全対称な光量分布が得られ、また、ピッＦｐに対する
レーザー光スポットｌの位置が右側または左側にずれて
位置した場合には、感光素子Ｄ７〜ＤＩＩに対する光量
分布の対称性が崩れ、しかも、右側に位置した場合と左
側に位置した場合とでは対称性の崩れ方が逆転している
ことがわかる１つこのことからして、上述の如くの光計
分布を受ける感光素子Ｄ／〜Ｄｕの出力を所定の制御信
号形成回路に供給して処理すれば、ピットルＫ対するレ
ーザー光スポットＩの位置関係に応じて変化する制（財
）信号、即ち、トラツキフグ制・卸信号を得ることがで
きることがわかる。そして、このトラッキング制御信号
で光学ヘッドを構成する対物レンズ７を駆動して位置制
御し、ビットｐに対してレーザー光スポット１の位置が
その中央にある、第３図Ｂに示される如くの状態を維持
せしめるようにすることができる。

第９図は、上述の感光素子Ｄｔ−Ｄｑの出力から、トラ
ッキング制御のために対物し／ズ７を駆動し位置制御す
るだめの制御信号、即ち、トラッキング制御信号を得る
べく、従２来提案されている制御信号形成回路の一例を
示す。この回路に於いて、第２図にて示された如くの、
感光素子Ｄ／〜Ｄ４Ｉのうちのり、とＤｕの出方が加算
回路ｌ／で加算され、まだ、Ｄ２とＤ３の出力が加算回
路／２で加算される。さらに、減算回路／３で加算回路
ｌ／及び１２の百出カの差がとられ、まだ、加算回路／
Ｖで加算回路／／及び／２の百出カの和がとられる。今
、ビットの配列で成る情報記録トラックをレーザー光ス
ポットが、例えば、右から左へ横切るように動くとする
と、減算回路／３の出力には第５図Ａに示される如くの
信号Ｓ／が得られ、加算回路／ｑの出力には第５図Ｂに
示される如くの信号Ｓ２が得られる。信号Ｓ／は、レー
ザー光スポットがビットを通過する毎に変化する、記録
された情報信号周波数帯域の信号で、情報記録トラック
に対してレーザー光スポットカいずれの位置にあるかの
位置情報を有すもの、即ち、エラー信号であり、信号ｓ
２は再生情報信号となっている、加算回路／ｌＩの出力
は、立上りパルス発生回路／３に供給されて、その出力
に信号ｓ２の立上シに対応して発生する、第５図Ｃに示
される如くの、パルス信号ｓ３が得られ、また、立下り
パルス発生回路／６に供給されて、その出力に信号Ｓ２
の立下りに対応して発生する、第５図りに示される如く
の、パルス信号Ｓｅが得られる、一方、減算回路／３の
出力は２つのサンプリング・ホールド回路／７及び７ｇ
に供給され、サンプリング・ホールド回路／７ではパル
ス信−号Ｓ３でサノプルされてその値がホールドされ、
第５図Ｅに示される如くの、出力信号Ｓりが得られ、ま
だ、サンプリング・ホールド回路／ｇではパルス信号Ｓ
ｑでサノプルされてその値がホールドされ、第５図Ｆに
示される如くの、出力信号Ｓ６が得られる１、これらの
サンプリング・ホールド出力信号Ｓ５及びＳ６は、情報
記録トラックに対するレーザー光スポットの位置が右か
ら左へ移るに応じて俸注が負から正へ、または、正から
負へ変化し、さらに、レーザー光スポットの位置の情報
記録トランクの中心からのずれに応じたレベルを有して
いる信号である。即ち、トラッキング制御信号として使
える信号となっている。これらの信号Ｓ５及びＳ６が差
動回路／９に供給されて両者の差がとられ、より確実な
トラッキング制御信号とされて出力端子２０に導出され
、これが対物し／ズ７を、駆動する駆動回路へ供給され
るのである。

しかしながら、上述の如くの従来の制御装置に於いては
、制御信号形成回路がす／プリンク・ホールド回路を用
いて構成されておりゅアナログ制御信号を形成するもの
であるので、回路構成が複雑になり、高価になるという
欠点がある１また、アナログ制御信号で、光学ヘッドを
構成する光学的手段、νｌえば、対物し／ズを、駆動す
るので、駆動回路での電力消費が犬であるという欠点も
ある。

そこで本発明は、斯かる従来の装置に伴う欠点を解消せ
んとするもので、改良された制御信号形成回路を備えた
光学ヘッドの制御装置を提供するものである。１以下、
図面の第６図及び第７図を参照して本発明の詳細な説明
する。、 第６図は本発明に係る光学ヘッドの制御装置の一例を示
す。同図に於いて、Ｄ／、Ｄ２、Ｄ３及びＤｔＩは第９
図と同様、第２図に示される如くの感光素子である５、
また、／／、／、２、／３及び／４’は、第９図と同様
、感光素子Ｄ／〜Ｄ、の出力を加・減算処理する加算回
路（／／、／２及び／＜ｒ）及び減算回路（／３）であ
る。減算回路／３の出力端峻び加算回路／’ｌの出力端
には、夫々、矩形波発生回路２／及び２２が接続され、
矩形Ｃ反発生回路２１の出力端がＤ−フリップ・フロッ
プ回路（以下、Ｄ−ＦＦという）２３の入力端Ｙ−に接
続されて、矩形波発生回路２コの出力一端がＤ−ＦＦ、
２Ｊのトリガークロック端子２３ｃに接続される、Ｄ−
ＦＦ２３の一対の逆相出力端には差動増幅回路２ｑが接
続され、差動増幅回路、２ｔＩの出力端には駆動回路２
５が接続される。この駆動回路２Ｓは、例えば、相補ト
ラ７ジスタ２Ｓａ及び２Ｓｂで構成されたスイッチング
動作をなす回路とされており、その出力端に、光学ヘッ
ドを構成する光学的手段、例えば、第１図に示される如
くの対物レンズ７の駆動装置２６が接続される。

次に、斯かる構成を有する本発明に係る光学ヘッドの制
御装置の一例の動作について述べる。第９図に示された
従来回路の動作説明と同様、記録媒体上に形成されたビ
ットの配列で成る情報記録出力端には第７図Ａに示され
る如くの、第Ｓ図Ａに示されるものと同じ信号Ｓ／が得
られ、加算回路／Ｖの出力端には第７図Ｂに示される如
くの、第Ｓ図Ｂに示されるものと同じ信号ｓ２が得られ
る３、第７図に於いて、Ｃｔが情報記録トラックの中央
にレーザー光スポットが位置する時点であシ、Ｃｔの左
側では清報記録トランクの中央より右側にレーザー光ス
ポットが位置し、ｃｔの右側では情報記録トラックの中
央よシ左側にレーザー光スポットが位置している。信号
Ｓ／はｃｔＯ前と後とでは位相がずれており、がっ、振
幅が変化している、これら信号Ｓ／及びｓ２は、夫々、
矩形波発生回路２／及び２２へ供給される。矩形波発生
回路２／及び２２は、共に、入力信号を所定の前流レベ
ル、例えば、零レベルと比較し、入力信号が零レベル以
上のとき一定レベルの出力を発生す、る比較器で形成さ
れている。これにょシ、矩形波発生回路２／からは、第
７図Ｃに示される如く、信号Ｓ／が零レベルを負から正
へよぎるとき立上り、正から負へよぎるとき立下る振幅
一定の矩形波信号Ｓ７が得られ、また、矩形波発生回路
２２からは、第７図りに示される如く、信号Ｓコが零レ
ベルを負から正へよぎるとき立Ｅす、正から負へよぎる
とき立下る振幅一定の矩形波信号ｓｇが得られる。、矩
形波信号Ｓ７がＤ−ＦＦ２３の入力端子ｔで供給される
とともに矩形波信号ｓｇがＤ−ＦＦ２Ｊのトリガークロ
ック端子２．３ｃに供給される。Ｄ−ＦＦ２３はディジ
タル拳ラッチ回路を形Ｓ７のレベルが矩形波信号ｓｇの
一周期の間保持された、第７図Ｅに示される如くのコ値
レベル信号Ｓ７が得られ、同時にＤ−ＦＦの他方の出力
端りには、第７図Ｆに示される如く信号ｓ９とは逆相の
信号Ｓｌｏが得られるっこれらコ値レベル信号Ｓ９及び
Ｓ１０は、情報記録トラックの中央に対するレーザー光
スポットの位置が右側から左側へ移るに応じて、レベル
が低から高へ、及び高から低へと、夫々、変化している
。従って、これら両信号はトラッキング制御信号として
使うことができる信号である１、これらのコ値レベル信
号Ｓ？及びＳ１０は差動増幅回路２Ｖの逆相入力端子に
、夫々、供給されて、より確実な２ｉＩｉ！レベル制御
信号とされて駆動回路２Ｓに供給される１、駆動回路２
ｓを構成する相補トラ７ジスタ２Ｓａ及び２ｓｂは、夫
々、コ（７Ｊ）　２１ｍｍレベル制御分の高レベル・低
レベルニ応じてオン・オフ及びオフ・オンとなるスイッ
チング動作をなし、光学ヘッドを構成する対物し／ズの
駆動装置２乙に、コ値レベル制御信号の高レベル・低レ
ベルに対応して、互いに逆向きの電流を流して、対物レ
ンズを駆動する５、これにより対物し／ズが常に情報記
録トラックの中央にレーザー光スポットを位置せしめる
べく位置制御される。

情報記録トラックを光学ヘッドからのレーザー光スポッ
トが左から右へ横切るように動く場合（・ても、同様に
して、情報記録トラックの中央に対するレーザー光スポ
ットの位置が左側から右側へ移るに応じてレベルが変化
するコ値レベル制御信号が得られる９、但し、レベル変
化の方向は逆となる１、従って、継続的には、２値しベ
ル制御信号は幅が変化するパルス列トナル。

このように本発明に係る光学ヘッドの制御装置に於いて
は、エラー信号である信号Ｓ／の振幅値には着目せず、
情報記録トラックの中央に対してレーザー光スポットが
左右どちら側にあるかによって生ずる位相のずれに着目
して、この位相ずれに応じたコ値レベルのパルス列とし
てのディンタル制御信号を得、これにて光学ヘッドを構
成する光学的手段、例えば、対物レンズを駆動し位置制
御している。この場合、駆動する光学的手段の駆動系が
応答し得る最高周波数に対して、信号ｓ２の周波数（再
生情報信号の周波数）、即ち、信号ｓｇの周波数が充分
高くされていれば、良好な制御特性が得られる４つ 以上説明した如く、本発明に係る光学ヘッドの制御装置
に於いては、制御信号形成回路がアナログ的信号処理を
なすサノプリ／グ・ホールド回路を用いることなく構成
されているので、制御信号形成回路の構成が著るしく簡
略化され、安価なものとなる。また、形成される制御信
号はディジタル信号であり、この制御信号にもとすいて
光学的手段を駆動する駆動回路は、スイッチング動作を
なすので、駆動回路に於ける損失を小となすことができ
る。さらに、感光素子の出力にもとすいて得られるエラ
ー信号の位相のずれにのみ着目して制御信号を発生せし
めるようにしているので、エラー信号の増幅部に直線性
の優れた増幅回路が要求されないという利点もある。。

なお、上述の実施例に於しては、μつの感光素子Ｄ／〜
Ｄｕが用いられているが、２つの感光素子を用いて、夫
々から、上記の加算回路／／及び／２の出力に対応する
出力信号を得るようになし、これら２つの感光素子の出
力信号を上記の減算回路１３及び加算回路／４１に供給
するようにしてもよい。さらにまた、Ｄ−ＦＦ２３に代
えて他のディンタル−ラッチ回路が用いられてもよく、
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の具体構
成がとられてよいこと勿論である、。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学ヘッドの制御装置の光学系の例を示す概略
構成図、第２図は光学ヘッドの制御装置Ｃζ用いられる
感光部の構成例を示す概略構成図、第３図は記録媒体上
の情報記録トラックを形成するビットと入射光スポット
との位置関係の説明に用いられる図、第９図は従来の光
学ヘッドの制御装置に於ける制御信号形成回路を示す拗
続図、第Ｓ図は第９図に示される回路の説明に用いられ
る波形図、第６図は本発明に係る光学ヘッドの制御装置
の一例を示す回路接続図、第７図は第６図に示される回
路の動作説明に用いられる波形図である。 図中、ｌは記録媒体、コはレーザー光源、７は対物レン
ズ、９は感光部、／ｌ、／２及び／４１’は加算回路、
１３は減算回路、２１及び２２は矩形波発生回路、２３
はＤ−７リツプ・フロップ回路、２グは差動増幅回路、
２５は、駆動回路、コロは光学的手段の駆動装置、Ｄ　
／　％　Ｄ　２、Ｄ３及びり。 は感光素子である 第４図 第５図 第６図 第７図 手続補正書 １（ｇ和Ｓ乙年９月３０日 １、事件の表示 昭和５年特許願第７２０ｇ籠号− ２、発明の名称　光学ヘッドの制御装置３、補正をする
者 事件との関係　　　　特許出願人 住　　所　　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名　
称　　（２／　ｆｆ）ソニー株式会社代表者岩間和夫 （１）　　明細書中、第１３頁ｔ３行「矩形波信号Ｓど
の立上り立上り又は立下り、この場合には時点に於ける
」とあるを１矩形枝分号ｓｇの立上り又は立下り、この
場合には立上り時点に於ける］に訂正する。 （２）図面中、第１図及び第４図を夫々別紙の通り補正
する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学ヘッドにより記録媒体に入射せしめられ、該記録媒
   体で変調を受けた読取光を検知する少なくともλつの感
   光素子の両出力の差をとる減算回路と、上記両出力の和
   をとる加算回路と、上記減算回路の出力に応じた矩形波
   信号を発生する第一の矩形波発生回路と、上記加算回路
   の出力に応じた矩形波信号を発生する第二の矩形波発生
   回路と、上記第二の矩形波発生回路の出力の立上り又は
   立下りに於ける上記第一の矩形波発生回路の出力レベル
   に応じたレベルを有するディジタル信号を発生するディ
   ジタル・ラッチ回路と、該ディジタル・ラッチ回路の出
   力にもとすいて上記光学ヘッドを構成する光学的手段を
   駆動し位置制御をする駆動回路とからなる光学ヘッドの
   制御装置。