JPS6066340A - 光情報記録再生装置 - 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】 （技術分野） この発明は、光情報記録再生装置に関Ｊ“る。

（従来技術） スパイラル状もしくは同心円状にトラックを形成された
光ディスクの、トラック上に、光ピツクアップ光学系に
よシ光スポットを集束させて、トラックに光情報を記録
し、あるいは、トランクに記録されている光情報を再生
する光情報記録再生方式が知られている。

このような記録再生方式において、光情報の正確な記録
、再生が行なわれるためには、光スポットが、トラック
上に正しく集束する必要があり、一般に、この種の光情
報記録再生装置では、光スポットの集束位置がトランク
上に合致するよう、上記スポットの集束位置のトラック
との位置合せ制御が行なわれる。この制御をトラッキン
グ制御と称する。一方、上記光スポットをトラック上に
集束させるだめの制御はフメーカシング制御と呼ばれる
。

ところで、光ディスクのディスク面に傾きゃ、反シがあ
ると、トラッキング制御がうまくいがないという問題が
ある。

との問題を取扱へた従来波、術としては、特開昭５８７
５３０３０号公報に開示された技術がある。

この技術では、記録情報信号（以下ＲＦ倍信号いう）す
なわち、光ディスクに記録された光情報から得られる信
号を、帯域フィルターで検出後、包絡線検波を行ない、
そのピークを検出する。光ディスクが傾いたり、ディス
ク面に反りがあったりすると、ＲＦ倍信号所定のレベル
に達しない。

そこで、階段状に漸増する補正電圧をサーボ系に加えＲ
Ｆ倍信号所定しよルに達したことを検知し、そのときの
補正電圧値を保持することにより、トラッキング制御の
適正化を図るのである。

この方法の問題点は、以下の如きものである。

すなわち第一に、補正を行うのに、ＲＦ倍信号利用する
ので、そもそもＲＦ倍信号ない場合、すなわち、未記録
ディスクに光情報の記録を行ガう場合には、全く使用で
きない。第二に、補正電圧は、必らずしも正電圧とは限
らず、負電圧による補正が必要な場合もある。しかるに
、ＲＦ倍信号レベルのみでは、補正電圧の正負を判断で
きない。

（目　的） そこで本発明は、光情報の記録、再生に拘らず、常に、
容易かつ確実に、トラッキング制御を行ないうる、新規
な光情報記録再生装置の提供を目的とする。

（構　成） 以下、本発明を説明する。

本発明の光情報記録再生装置は、オフセット電圧検出手
段と、記憶手段と、減算手段とサーボ系駆動手段とを有
する。

オフセット電圧検出手段は、光ピツクアップ光学系によ
る光スポットを、トラックを横切る方向へ走査し、トラ
ッキング制御信号の直流的オフセット電圧を検出する。

記憶手段は、このオフセット電圧検出手段により検出さ
れる直流的オフセット電圧を、各トランクに関連させて
記憶する。

減算手段は、光情報の記録あるいは再生がなされる間、
記録又は再生が行なわれるトランクに関連して上記記憶
手段から読み出される直流的オフ−←　、ｋ　管　ｒ：
ｃ　プ’ｐ　Ｌ　貴　七　・ノ　ガ串１１　り−１ｌ優
　Ｓジ　詰、　ｔ−鰯か　４ケ　−トる。

サーボ系駆動手段は、減算手段からの出力信号によって
サーボ系を駆動し、光スポットの位置制御を行なう。

オフセット電圧検出手段による、直流的オフセット電圧
の検出は、光ディスクが光情報記録再生装置にセットさ
れた後、記録ないし再生が行なわれるのに先立って、１
回限り行ってもよいし、同一の光ディスクが、セントさ
れている状態で、記録、再生が繰返して行なわれる場合
に、各記録又は再生が行なわれるたびに、それに先立っ
て行うようにしてもよい。光ディスクが光情報記録再生
装置にセットされたのち、記録又は再生が行なわれるの
に先立って１回限り行う場合は、光ディスクが装置にセ
ントされるたびに、直流的オフセット電圧を検出するが
、一度検出したのちは、同一光ディスクが、セットされ
ている限りは、検出は行なわれない。

以下、具体的実施例に即して説明する。

自χ　１　回　Ｉｄ　大　８１　日日　θ）〜ト　櫓　
去μ　會２　クジ　η〒　＋　壮　８η　ｌｚｒ　ｌＴ
４　１−る光ピツクアップ光学系の１例を、要部のみ説
明図的に示している。図中、符号１は半導体レーザー、
符号２はカップリングレンズ、符号３は偏光ビームスプ
リッタ−１符号４は〆波長板、符号５は対物レンズ、符
号６は光ディスク、符号７は集光レンズ、符号８はトラ
ンク検出用の受光素子、符号９は焦点検出用の受光素子
を、それぞれ示す。

半導体レーザー１から射出した光束は、カップリングレ
ンズ２によって平行光束とされ、偏光ビームスブリック
−３，２波長板４、対物し／ス５を介して、光ディスク
６のディスク面に入射する。

このとき、入射光束は、対物レンズ５の作用により、デ
ィスク面上に、径約１．６μｍの光スポットに集束する
。

ディスク面６による反射光束は、対物レンズ５、Ｋ波長
板４、偏光ビームスプリッタ−３を透過し、集光レンズ
７により集束光束とされ、一部は受光素子８に、他は受
光素子９に入射する。

まず、フォーカシング制御につき、簡単に説明する。受
光素子９は、対物レンズ５による集束光が、正しくディ
スク面上に集束していたならば、集光レンズ７による集
束光が集束するであろう位置Ｐに配備されている。受光
素子９は、受光部力（２部分Ａ、Ｂに分割され、各受光
部Ａ、Ｂから、それぞれ、信号Ａ’、　Ｂ’を出力しう
るようになっている。対物レンズ５による集束光束が、
正しくディスク面上に集束しているときは、集光レンズ
７による集束光は、Ｐ点に集束し、受光ｇＢＡ、Ｂの受
光量は互いに等しい。従って、このとき、１３ブノＡ′
とＢ′とは互いに等しく　Ａ　／　＝＝　Ｂ／である。

し力）るに、対物レンズ５に対して、ディスク面が遠ざ
かり、対物レンズ５による集束光が、ディスク面の手前
で集束すると、集光レンズ７による集束光の集束点はＰ
点よりも第１図で左方へずれ、これによって、受光部Ｂ
の受光する光量が相対的に増大し、Ａ’＜Ｂ’となる。

逆に、対物レンズ５に対してディスク面が近づくと、集
光レンズ７による集束光の集束点はＰ点よシも、第１図
で右方へずｉｚる。これによって受光部Ａの受光する光
量が相対的に増大し、Ａ’＞Ｂ’となる。

そこで、フォーカシング制御信号として、Ａ′−Ｂ′を
用い、このフォーカシング制御信号が０となるように、
サーボ系を駆動して、対物レンズ５を、その光軸方向に
変イ江させることによシ、フォーカシング制御を行うこ
とができる。

なお、ＲＦ信号としては、Ａ’＋Ｂ’を用いる。

次に、トラソギング制御につき説明する。

第２図は、光ディスク６の断面形状を、説明図的に示し
ている。光ディスク６は、その名の示す通り円板形状で
あって、その一方の面、第２図の例では、第２図上方の
面に、一連のトラック・６ｉ−１，６ｉ、　６ｊ＋１．
６ｉ＋２．・・・が凹凸状に形成されている。さきに述
べた如く、このトラックの形成は、スパイラル状もしく
は同心円状である。このトラックを形成された側の面を
ディスク面というのである。

光ディスク６は、第１図に示す例では、ディスク面と反
対側の面、すなわち、第２図で下方を向いた面を、対物
レンズ５の側に向けて配備される。

り面と反対側の面から入射し、光ディスク６を透過して
ディスク面に集束する。ディスク面におけるトラック６
１等の深さは、半導体レーザー１から放射されるレーザ
ー光の波長λに対し、光学距離にして％λ程度であって
、ディスク面は、フォーカシング制御に対しては実質的
に平面である。

さて、トラック検出用の受光素子８は、第３図に示すよ
うに、受光部が２部分Ｃ１Ｄに分割され、各受光部Ｃ，
Ｄから信号ｃ／　、　Ｄ／を出力しうるようになってい
る。各受光部Ｃ，Ｄを分ける分割線は第１図において、
図面上下方向であり、第１図において、トラックに直交
する方向は、図面に直交する方向となっている。なお第
３図において、符号３−１は、集光レンズ７による集束
光束を示し、破線の・・ノチを施した部分が、受光素子
８に入射する光束部分を示す。

さて、第４図を参照すると、同図（ｌ］）に示すように
、対物レンズ５による集束光が正しく光ディスク６のト
ラック上に集束しているときは、受光素早ＲＶ入射十ス
をの諭廖ＴＮＴは　魯を謝（Ｃ−ｒｌの分割線に対して
対称となり、出力Ｃ′とＤ′は互いに等しく、Ｃ′＝Ｄ
′となる。

しかるに、第４図（１）又は（ＩＩＩ）に示す如く、対
物レンズ５による集束光の、集束位置が、トラックに対
してずれると、トラック部分と、それ以劉の部分とに、
属λの光学距離があるので、上記画部分の反射光にＥの
位相差が生じ、回折効果により受光素子８上の光強度Ｉ
ＮＴは、前記分割線に対し非対称となり、出力Ｃ’、　
Ｄ’の大小関係は、Ｃ′〉Ｄ′（第４図（Ｉ））、又は
、Ｃ’＜Ｄ’（第４図（Ｉｎ））の如くになる。

従って、原理的には、Ｃ′−１）′をトラッキング制御
信号として、この制御信号を０となるように、サーボ系
を駆動すれば、トラッキング制御を行うことができる。

すなわち、第５図に示すように、受光素子８の各受光部
Ｃ，Ｄの出力を、それぞれ電流電圧変換前ｉ増幅器２１
１　、２１２で増幅し、差動増幅器２２で、それらの差
をとり、この差電圧を、サーボ系駆動手段たるサーボコ
イル駆動回路２３に印加して、サーボ系のサーボコイル
２４を駆動し、対物レンズ５を、光軸に直交する方向、
すなわち、トラックに直交する方向へ変位させて、前記
トラッキング制御信号Ｃ’＝Ｄ’をＯとするように制御
するのである。

ところで、対物レンズ５の光軸に対し、光ディスク６が
、光ディスクの設定不良や及、！７等のために、傾むき
、光軸がディスク面と直交しなくなると、第６図に示す
ように、集束光自体は、正しくｌ・ランク上に集束して
いたとしても、受光素子８上の光強度分布ＩＮＴは、受
光部Ｃ，Ｄの分割線に対して非対称とカリ、トラッキン
グｆｌｊｉ制御信号Ｃ′−Ｄ′は、０からずれ、あたか
も、光スポットがトラックに対してずれているの如き検
出がなされ、これにもとづいてトラッキング制御を行う
と、光スポットが、トラックに対して、ずれてし寸い、
情報の正しい記録・再生が行なえなくなってしまうので
ある。

本発明では、このような、光ディスクの反り等の原因に
よる傾きに起因するトラッキングＩ制御不全を、以下の
如くして補正する。

捷ず、直流的オフセット電圧について説明する。

光スポットを、トラックを横切るように走査する場合、
走査中におけるトラッキング制御信号、すなわち、第５
図における差動増幅器２２の出力電圧ｌ〕に着目する。

この出力電圧ｌ］は、光スポットの上記走査に従い、正
弦波状に変動するが、光ディスク６に傾きが々けれは、
第７図に示すように、この場合のトラッキング制御信号
の変動は、Ｏｖに対して正負対称的なものとなるが、光
ディスク６に傾きがあると、第８図に示すように、０■
線に対する変動は対称的ではなくなり、このような場合
に、ＯＶを規準としてトラッキング制御を行なえば、前
述の如く、トラッキング制御不全が生じてしまう。

第８図の如く、光ディスク６に傾きが生じているときは
、適正なトラッキング制御を行なうには、ＭＶ線を規準
として、制御を行なわねばならない。

ＯＶ線とＭＶ線の差をオフセット電圧Ｏｆと称する。Ｍ
Ｖ線は、現実には、傾きの変什に応ｌ〕て変動するので
、オフセット電圧Ｏｆ自体にも変動はあるが、その変動
は、光スボノ）・走査によるトラッキング制御信号りの
変動に比して十分に低周波数である。従って、このオフ
セット電圧を、直流的オフセット電圧というのである。

さて、第９図は、本発明の光情報記録再生装置における
トラッキング制御系を示している。

図中、符号ＳＷＩ　、　ＳＷ２はスイッチ回路、符号３
２ば、減算手段としての減算器、符号３４に１、オフセ
ット電圧検出手段としてのオフセット電圧検出回路、符
号３５はＡ−Ｄ変換器、４９月３６Ｕ、記憶手段として
の記憶装置、符号３７はｌ）　−Ａ変換器、符号３８は
ビーム位置検出装置、’Ｉ！Ｊ−号３９はシーケンス制
御部を、それぞれ示している。

今説明している光情報記録再生装置龜では、光ディスク
への光情報の記録又は再生は、光ティスフの最外周トラ
ックから内周トラックへ向って行なわれる。

また、オフセット電圧検出回路による直流的オフセット
電圧の検出は、光ディスクが、光情報記録丙生装置にセ
ットされるたびに、記録又は再生に先立って１回限り行
なわれる。

すなわち、光ティスフがセットされると、シーケンス制
御部３９による制御でまず、フオーカソング制御が行な
われ、これにより光デイスク６上に、所望の光スポット
が得られる。

フォーカンング制御につづいて、シーケンス制御部３９
は信号ｅ、ｋを発する。信号ｅはスイッチ回路ＳＷＩを
して、差動増幅器２２とオフセット電圧検出回路３４を
接続せしめる。また信号には、ビーム位置検出装置３８
を作動状態にする。スイッチ回路ＳＷ２は、このとき、
オフの状態におり・れる。

つづいて、同じくシーケンス制御部３９の作用により光
ピツクアップ光学系が駆動され、その光スポットは、光
ティスフ６の、最内１ｆ−５トランクＡｈら最外周トラ
ノクオで、トラックを横切って走査する。これによって
、差動増幅器２２には、正弦波状のトラック制御信号り
が生ずるが、この信号は、スイッチ回路Ｓ’ＷＩを介し
て、信号ｆとして、オフセット電圧検出回路３４に印加
される。

オフセット電圧検出回路３４は、第１０図に示すように
、極太検出回路４１と極小検出回路４２、加算器４３、
抵抗Ｒ１，Ｒ２を有する。極大、接手検出回路４１．４
２は、周知の如く、コンパレーター、抵抗、コンデンサ
ー等により構成される。

トラッキング制御信号ｆは、極大検出回路４Ｊ、極小検
出回路４２に印加され、各検出回路４ｊ、４２において
検出された極大電圧ＶＩ＋極小電圧ｖ２は、加算器４３
で加算され、その出力Ｖ、十Ｖ２は、抵抗Ｒ１，Ｒ２に
印加される。抵抗Ｒ１とＲ２とは同じ値を有し、従って
、これら抵抗Ｒ１，Ｒ２間に出れ寸での説明から明らか
なように、ｉｈ流的オフセット電圧そのものである（第
７、第８図参照）。

このように検出された直流的オフセット電圧は、第９図
に示す如く、Ａ−Ｄ変換器３５においてデジタル値に変
換され、記憶装置３６に印加される。

一方、ビーム位置検出装置３８は、ドラッギング制御信
号の波数をカウントしたり、あるいは、光ピツクアップ
光学系を駆動するモーターの回転角を検出するなどして
、個々のトラックを検出し、この検出結果を信号ｔとし
て、記憶装置３６に印加する。

記憶装置３６は、印加される直流的オフセット電圧とを
、信号ｌにより、各トランクに対応する所定のアドレス
に書き込み記憶する。この１き込み動作も、／−ケンス
制御部３９からの信号ｋにＪニジ匍」御される。

かくして、記憶装置３６には、最内周トラックから最外
周トラックにいたる、個々のトラックと、それに対応す
る直流的オフセット電圧とが記憶された訳である。

この例の場合、トラック個々に対応する直流的オフセン
ト電圧が記憶されたわけであるが、必要なことは、トラ
ックの個々と直流的オフセット電圧が互いに関連して記
憶されることである。一般に、個々のトラックごとの直
流的オフセット電圧の変化は小さいので、光デイスク上
の離れた何本かのトラックをサンプリングし、その直流
的オフセント電圧のデータで、そのトラック近傍の傾き
を代表させてもよいのである。この場合は、サンプリン
グされたトラックの近傍の複数のトラックの個々と、上
記代表データとが関連づけられる訳である。

さて、このようにして、直流的オフセット電圧の検出と
、個々のトラックに関連させた記憶とか終了すると、信
号ｅによってスイッチ回路ＳＷＩは、減算機３２の側に
切換る。寸だ信号ｋかビーム位置検出装置３８の動作を
停止させる。ここ１での動作は、光ディスクがセットさ
れるたひに、自動的に行われる。

光情報の記録、又は再生を行う場合には、記録又は再生
すべき光情報のアドレス指定が、７−ケンス制御部３９
に送られると、光ピツクアップ光学系が駆動され、光ス
ポットは、光ティスフ」−を、上記アドレスを有する所
定のトラックまで、アクセスされる。このアクセスが終
了して、光情報の記憶々いし再生が開始される時点で、
スイッチ回路ＳＷ２は、シーケンス制御部３９からの信
号ｊでオンにされる。

同時にメモリー読出し信号ｉにより記憶装置３６の記憶
内容のうち、上記所定のトラックに関連した直流的オフ
セット電圧が読み出される。この直流的オフセット電圧
は、Ｄ−Ａ変換器３７でアナログ値に変換されて、減算
器へ送られる。このプロセスは、トラック移動に従って
次々と繰返される。

一方、トラッキング制御信号りは、今や、スイッチ回路
ＳＷＩを介し、信号７として減算器３２に印加される。

減算器３２は、トラッキング制御信号７から、オフセッ
ト電圧を減じた電圧信号ｍを出力する。

この電圧信号ｍは、光ディスク６の傾きを補正された信
号であって、正負対称な信号であシ、この信号ｍをもっ
て、サーボコイル駆動回路２３を駆動し、トラッキング
制御を行うことにより、光ディスク６の傾き如何に拘ら
ず、常に適正なトラッキング制御を行うことができる。

記録もしくは再生が終了して、再びアクセスモードとな
ると、スイッチ回路ＳＷ２は、信号Ｊにより、オフとさ
れる。

先にものべたように、光ディスクの傾きに起因スル、オ
フセット電圧の変動は、トラッキング制御信号の周波数
帯域に比して極めて直流に近いものである。従って、第
１１図に示す、低周波数域通過フィルターＬＰＦを、オ
フセット電圧検出手段として用い、トラッキング制御信
号の平均値を検出することによって、オフセント電圧検
出を行ってもよい。

（効　果） 以上、本発明によれば、新規な光情報記録再生装置を提
供できる。

この装置では、トラックの光スポットによる走査により
、直流的オフセット電圧を検出つるので、未記録の光デ
ィスクと、光情報の記録された光ディスクとを問わず、
符号をも含めて直流的オフセント電圧を検出でき、この
直流的オフセット電圧によシ、トラックに応じて、トラ
ッキング制御を行うので、光ディスクのセント不良１反
り等に起因する光ディスクの傾きや、トランキング制御
信号検出回路の構成素子のオフセットやドリフトの存在
にもかかわらず、適正なトラッキング制御が可能であシ
、従って適正な、光情報の記録・再生を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施に用いる光ピンクアンプ光学系
の１例を説明図的に示す図、第２図は、光ディスクを説
明するだめの図、第３図ないし第５図は、トラッキング
制御の原理を説明するた“めの図、第６図は、光ディス
クの傾きがトラッキング制御不全をひきおこすことを説
明するための図、第７図および第８図は、オフセット電
圧を説明するだめの図、第９図は、本発明の実施に用い
るトラッキング制御系を示す図、第１０図は、オフセン
ト電圧検出手段の１例を示す図、第１１図は、オフセン
ト電圧検出手段の他の例を示す図である。 １・・・半導体レーザー、２・・・カンプリングレンズ
、３・・・偏光ビームスプリッタ−５４・・・Ｋ波長板
、５・・・対物レンズ、６・・・光ディスク、７・・・
集光レンズ、８・・・トラック検出用の受光素子、９・
・・焦点検出用の受光素子、３２・・・減算器、３４・
・オフセット電圧検出回路、３６・・・記憶装置、２３
・・サーボコイル駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　スパイラル状もしくは同心円状にトラックを形成
   された光ディスクの上記トラック上に、光ヒ。 ツクアップ光学系により光スポットを集束させて、上記
   トラックに光情報を記録し、もしくは、上記トラックに
   記録されている光情報を再生する光情報記録再生装置で
   あって、 光ピツクアップ光学系による光スポットを、トランクを
   横切るように走査して、トラッキング制御信号の直流的
   オフセット電圧を検出するオフセット電圧検出手段と、 このオフセント電圧検出手段により検出された直流的オ
   フセット電圧を、各トラックに関連させて記憶する記憶
   手段と、 光情報の記録又は用土が行なわれる間、記録又は再生が
   行なわれるトラックに関連して上記記憶イ函Ｊ、、　？
   　９世７．山ンシ７あ誹Ｕ１ンフ島、、ｋＩｌｉｌＴ！
   トラッキング制御信号から減算する減算手段と、この減
   算手段からの出力信号によって、」二記スポットの位置
   制御を行うサーボ系駆動手段とを有することを特徴とす
   る、光情報記録再生装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 オフセット電圧検出手段が、トラッキング制御信号の極
   大値を検出する手段と、上記トラッキング制御信号の極
   小値を検出する手段と、これら両手段の出力を加算する
   手段と、この加算する手段の出力の輪の出力を得る手段
   とを有することを特徴とする、光情報記録再生装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、 オフセット電圧検出手段が、トラッキング制御信号の平
   均値を検出するための、低周波数域通過フィルターを有
   することを特徴とする、光情報記録再生装置。