JPS61162833A - 光学式情報記録再生装置 - 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） 本発明は、光学式情報記録再生装置、更に詳しくは、光
ビームを光ディスクの情報トラック面に集光して情報を
記録し、あるいは光ディスクに集光シタ光ビームが情報
トラック面のピットによって変調された光を検出して情
報を再生するための光学式情報記録再生装置に関する。

（従来技術） 近年、ＤＡＤ（ディジタル・オーディオ・ディスク）に
おける光学式ディスク、例えばＣＤ（コンパクト・ディ
スク）、光学式ビデオディスク。

光学式文書ファイルディスク、光学式静止画ディスク等
の光ディスクが出現し、これらの光ダイスりは大容量の
情報記録再生媒体として広く用いられてきている。

このような光ディスクは、ＣＤ（コ／バクト・ディスク
）を例にすれば、光ディスク面に螺旋状の情報ドラック
が形成されていて、この情報トラックはアナログオーデ
ィオ信号をＰＣＭ化したディジタル信号に対応するピッ
ト列でもって形成されている。

このピット列の読出しは、光ディスクを回転させなから
レーザ光源からの光ビームを対物レンズによってピクト
列上に集光させ、このときにピット列によって変調され
た反射光を検出することによって行なわれている。

そして、このような光ディスクの特長の１つは情報の記
録密度が非常に高いことであり、そのため情報トラック
の幅、言い換えればビットの幅が非常に狭くなっており
（例えば０．４μｍ）、また情報トラックのピッチも非
常に狭くなっている（例えば１．６７μｍ）。

このように、幅とピッチが非常に狭い情報トラックから
ピット情報を正確に読取るためには、対物レンズを光デ
ィスクの情報トラックに対して常に合焦状態となるよう
にして情報トランク上での光ビームのスポット径を所定
のものとする必要がある。

このためかかる光学式情報記録再生装置においては対物
レンズの情報トラック面に対する焦点はずれを検出する
装置を有し、この装置の出力信号に基づいて対物レンズ
をその光軸方向に変位させる７オーカシ／グ制御が行な
われる。

また、光ディスクは偏心をもって回転しているので情報
記録トラックに対して正確に西ビームの集光位置を追従
させるためのトラッキング制御が行なわれている。

しかしながら、一般に光ディスクは、異種材質を積層形
成して作られているので温湿度変化に応・じて反りを生
じ、または永久的な反りを生じるので、この反りによっ
てトラッキング検出に誤差を生じるため反り忙よる補正
を施すことが必要となる。

（目的） 本発明の目的は、光ディスクに反りが生じてもフォーカ
シング駆動やトラッキング駆動に悪影響を及ぼさない光
学式情報記録再生装置を提供することにある。

（概要） 本発明に係る光学式情報記録再生装置は、トラッキング
、フォーカシング、情報信号の読出し用に用いられる光
ビームの一部を取出し、または別個の補助光源から補助
ビームを作り出し、この補助ビームを上記光ビームの集
光点と異なる光ディスク位置に照射し、この補助ビーム
の反射光ビームによって光ディスクの反りの状態を検出
し、この検出結果に基プいてトラッキングの補正を行な
うことを特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

先ず、第１実施例を第１図ないし第５図を用いて説明す
る。

本実施例の光学系を示す第１図において、半導体レーザ
光源（以下、「光源」と略称する）１の前方には、同党
源１からの光ビームを平行光束化するためのコリメータ
レンズ２が配置され、このコリメータレンズ２の前方に
は同レンズ２の中心光軸に対して所定角度をもって整形
プリズム６が配置されている。この整形プリズム３は、
光源１からの光ビームの有する楕円状の広がり角を円状
の広がり角に変換するものであって、同整形プリズム６
の前方には偏光面４ａを有する偏光ビームスプリッタ４
が配置されている。この偏光ビームスプリッタ４は、紙
面に垂直な方向に直線偏光する光を透過し、紙面に水平
な方向に直線偏光する光を反射するもので、同偏光ビー
ムスプリッタ４の前方には、直線偏光を円偏光に変換ま
たは円偏光を直線偏光に変換する１／４波長板５が配置
されている。この１／４波長板５の前方には対物レンズ
６が配置され、同封物レンズ乙にはボイスコイル形式等
の周知のフォーカシングコイル７が取り付けられている
。上記対物レンズ６の焦点距離位置には、図示しないモ
ータによって回転駆動される光ディスク８の情報トラッ
ク面８ａが配設されている。

上記偏光ビームスプリッタ４の側面にはノ・−フミラー
面９ａを有するプリズム９が密接固定され、同プリズム
９の上面にはθ。なる角度の臨界角の臨界面１０ａを有
する臨界角プリズム１０が密接固定され、この臨界角プ
リズム１０の側面には第１の光検出器１１が配置されて
いる。この光検出器１１は第２図に示すように正方形の
受光領域を４分割した受光領域を有する第１ないし第４
の受光素子１２゜１３．１４．１５を有していて、四元
検出器１１に入射される光に基づいてフォーカシングエ
ラー信号ＦＯとトラッキングエラー信号Ｔｒと情報信号
ＲＦとが得られるようになっている（例えば、特開昭５
６−７２４６号公報参照）。

上記プリズム９の側面の射出面９ｂの前方には、上記光
検出器１１における受光領域より小さな受光領域を有し
、光ディスク８０反りを検出し、トラッキング補正を行
なうための第２の光検出器１６が配置され、この光検出
器１６は第３図に示すように正方形の受光領域を２つに
分割した受光領域な有する第１の受光素子１７と第２の
受光素子１８で形成されている。

更に、上記光源１からの光ビームＰの一部を抜出して補
助ビームＱを生成するためのマイクロプリズム１００が
、上記偏光ビームスプリツタ４０入射面４ｂの中心光軸
とずれた部位に密着固定されている。

そして、上記光検出器１１．１６の各受光素子１２〜１
５、１７．１８の各出力端は第４図に示すような信号処
理回路に接続されるようになっている。即ち、光検出器
１１を形成する第１及び第２の受光素子１２．１３の各
出力端は加算増幅回路１９を介して誤差増幅回路２１の
非反転入力端に接続されている。また、第６及び第４の
受光素子１４．１５の各出力端は加算増幅回路２０を介
して誤差増幅回路２１０反転入力端に接続されている。

この誤差増幅回路２１の出力端は位相補償回路２２を介
して加算増幅回路２６の一方の非反転入力端に接続され
、同回路２５の出力端にはトラッキングエラー信号Ｔ「
が出力される。

そして同回路２３の出力端は駆動回路２４を介してトラ
ッキング駆動用のアクチュエータ５０に接続されている
。

一方、光検出器１６を形成する第１の受光素子１７の出
力端は、誤差増幅回路２５の非反転入力端に接続され、
開回路２５０反転入力端には第２の受光素子１８の出力
端が接続されている。この誤差増幅回路２５の出力端は
、誤差増幅回路２６０６０反転入力端続され、同回路２
６の出力端は、Ａ／Ｄ変換回路２７の入力端に接続され
ている。このＡ／Ｄ変換回路２７は、上記誤差増幅回路
２６の出力端に生じる検出信号Ｓをディジタルデータに
変換するもので、同回路２７の出力端はマイクロコンピ
ュータ２８の入力端に接続されている。このマイクロコ
ンピュータ２８は、誤差増幅回路２６の出力端に得られ
る。

補助ビームＱを用いて検出された検出信号Ｓに基づいて
トラッキング補正データのディジタル値を求めるもので
、同マイクロコンピュータ２８の出力端はＤ／Ａ変換回
路２９の入力端に接続されている。

このＤ／Ａ変換回路２９の出力端は、スイッチ回路３０
を介して上記加算増幅回路２３の他方の非反転入力端に
接続されている。光検出器１１からフォーカシング検出
回路６７を介した合焦検出信号Ｆ、ｒの出力端は制御回
路３１を介して、上記スイッチ回路６０の制御入力端に
接続されている。この制御回路３１は、合焦信号ＦＪが
０電位の時、即ち、光ビームＰが光ディスク８にジャス
トフォーカス時に上記スイッチ回路６０が閉じられるよ
うな制御を行なうようになっている。

また、ラジアル位置センサ３２（詳細は後述する）の出
力端は増幅回路６５．イコライザ６４．ローパスフィル
タ６５を順次に介して基準電圧＃、３６０制御入力端に
接続され、同基準電圧源６６の出力端は上記誤差増幅回
路２６の非反転入力端に接続されている。更に、上記第
１ないし第４の受光素子１２〜１５の各出力端は、例え
ば特開昭５６−７２４６号公報に記載されているような
周知のフォーカシング検出・回路６７と駆動回路３８を
介してフォーカシングコイル７に接続されている。

また、上記ラジアル位置センサ３２は第５図に詳しく示
すようになっている。即ち対物レンズ６等が収納された
筒状のホルダ５１はトラッキング駆動するだめの、永久
磁石５２．５３とヨーク５４．５５で形成されるトラッ
キングアクチュエータ内に移動自在に支持されている。

そして、ヨーク５４．５５にはトラッキングコイル５０
　、５０が巻回されている。また、永久磁石５６の中央
には孔５３ａが形成され、この孔５５ａ内にはラジアル
位置センサ３２が嵌合している。このセンサ６２の先端
はホルダ５１の外周に対向し、同ホルダ５１が矢印ａ方
向の移動、即ちト、　ラッキング駆動におけるホルダ５
１の位置が検出できるようになっている。

このように構成された本実施例の光学式情報記録再生装
置において、光源１から射出される、楕円形状の広がり
角を有すると共に紙面に垂直な方向に直線偏光している
光ビームは、コリメータレンズ２で平行光束化され、整
形プリズム６によって円形状の広がり角を有する光ビー
ムＰに変換される。この光ビームは、偏光ビームスプリ
ッタ４の偏光面４ａをそのまま透過し、１／４波長板５
によって円偏光に変換され、対物レンズ６によって光デ
ィスク８の情報トランク面８ａに集光される。

また、上記整形プリズム６を射出する光ビームＰの一部
はマイクロプリズム１００によって中心光軸と異なるθ
なる角度に偏向された補助ビームＱが生成される。この
補助ビームＱは、上述同様にして対物レンズ６によって
上記光ビームの集光点と異なる点に照射される。

そして、上記光ビームＰによる反射光ビームは対物レン
ズ６によって平行光束化され１／４波長板５によって直
線偏光に変換される。この直線偏光の反射光ビームは、
上記偏光ビームスプリッタ４から情報トラック面８ａ側
に射出される光ビームの偏光方向に対して９０°異なる
、紙面に水平な方向の直線偏光であるので偏光ビームス
プリンタ４の偏光面４ａを反射しプリズム９のハーフミ
ラ−面９ａ１１に入射される。そして、ジャストトラッ
キングである場合には両受光素子１２．１！ｌの対と１
４．１５の対に均等な光が入射し、トラッキングのずれ
に応じて各受光素子１２．１３の対の受光量が多くなっ
たり、各受光素子１４．１５の対の受光量が多くなった
りする。このようなトラッキング検出は、第４図に示す
誤差増幅回路２１によって行なわれる。この回路２１の
出力は位相補償回路２２を介して加算増幅回路２６の一
方の非反転入力端に印加される。

一方、マイクロプリズム１００によって作り出された補
助ビームＱは、対物レンズ６によって上記光ビームＰの
集光位置と異なる位置に照射される。

その反射光ビームＲは偏光ビームスプリッタ４の偏光面
４ａを反射しハーフミラ−面９ａを通過し、光検出器１
６の第１及び第２の受光素子１７．１８に入射される。

なお、反射光ピ〜ム凡のノ・−７ミラ一面９ａによって
再び反射された光ビームは臨界角プリズム１０の臨界面
１０ａを透過し、光検出器１１には入射されないことに
なる。

上記光検出器１６に入射される反射光ビームＲは、光デ
ィスク８が正規の位置、言い換えれば反りがない位置に
あるときには第３図の符号Ｓｏに示すように第１及び第
２の受光素子１７．１８に均等に入射される。反りがあ
った場合には符号Ｓ１または符号Ｓ２に示すように各受
光素子１７．１８の受光量の大小関係が生じる。このよ
うな検出は、誤差増幅回路２５によって行なわれ、同回
路２５の出力は、ラジアル位置センサ６２で対物レンズ
６のラジアル位置を検出し、この出力を増幅した後イコ
ライズをかけ、ローパスフィルタ６５を通過させた信号
によって基準電圧源６６の出力電圧によって修正される
。

この修正は、光ビームＰによるトラッキング検出と補助
ビームＱによる傾き検出を求めているので、対物レンズ
６の光路がずれるので光検出器上でオフセットが生じ、
傾き成分と対物レンズ６の移動量が混在して変化するた
めである。

このようにして求められた検出信号ＳはＡ／Ｄ変換回路
２７によってディジタル値に変換され、マイクロコンピ
ュータ２８によってトラッキング補正の演算が行なわれ
、Ｄ／Ａ変換回路２９によってアナログ値に変換された
後、スイッチ回路６０に導かれる。

このスイッチ回路６０は上記フォーカシング検出回路６
７からの合焦信号ＦＪが生じたときに閉じられ、Ｄ／Ａ
変換回路２９の出力信号、即ちディスク反りを修正する
ための修正データ（アナログ電圧値）が加算増幅回路２
３の他方の非反転入力端に印加され、上記光検出器１１
によって検出されたトラッキングエラー信号が補正され
、正確なトラッキングエラー信号Ｔｒが得られる。この
信号Ｔｒは駆動回路２４を介してトラッキングコイル５
０に印加され、ジャストトラッキング状態になるように
光学系が駆動される。

このようにして光ディスク８０反りに応じてトラッキン
グ制御が正確に行なわれるのである。

なお、上記第１実施例においては、補助ビームＱの反射
光ビームＲが光ディスク８の情報トラック面８ａのビッ
トグルーグの回折の影響を受け、言い換えれば補助ビー
ムＱの円形スポラ　トが長円状のピットの一部に照射さ
れるので光検出器１６への戻り光量が変化する。そこで
、上記光源１とは別のレーザ光源を用いて生成した補助
ビームを用い、この補助ビームを光ディスク８の情報ト
ラック面８ａにデフォーカス状態で照射し上記の影響を
受けないようＫすることが考えられる。この具体例を第
６図に示す第２実施例を用いて説明する。

第６図において、整形プリズム３は調光ビームスプリツ
タ４０入射面に密接固定され、同偏光ビームスプリンタ
４の上面には１／４波長板５が密接固定されている。こ
の偏光ビームスプリッタ４の側面にはミラー面９ａ′を
有するプリズム９′が密接固定されている。

また、第１の補助光源４０と第２の補助光源４１が上記
光ビームＰから外れた部位に対称的に配置され、上記第
１の補助光源４０から射出される第１の補助ビームＱ、
は対物レンズ６を通過して光ディスク８の情報トラック
面８ａ上にデフォーカス状態で照射され、上記情報トラ
ック面８ａからの反射光ビームＲ１は対物し／ズ６を通
過して上記光ビームの光路外に配置された上記光検出器
１６と同様の光検出器１６ａに導かれる。更に、第２の
補助光源４１かも射出される第２の補助ビームＱ２は対
物レンズ６を通過して上記第１の補助ビームＱ、と同様
にして情報トラック面８ａ上にデフォーカス状態で照射
され、その反射光ビームＲ２は対物レンズ６を通過し、
上記光検出器１６ａと対称に配置された光検出器１６ｂ
ＶＣ導かれる。上記光検出器１６ａ、１６ｂのそれぞれ
は上記光検出器１６における信号処理と同様に処理され
、各光検出器１６ａ、１６ｂによってディスクの反りに
応じた修正データを求めることができる。

（発明の効果） このように本発明によれば、情報信号を得るための光ビ
ームの一部を抜出して生成した補助ビームまたは補助光
源からの補助ビームを光ディスクの情報トラック面の、
上記光ビームの集光位置と異なる部位に照射し、このと
きの補助ビームの反射光に基づいて上記光ディスクの傾
き（反り）を検出し、この検出の結果に基づいてトラッ
キングオフセットを補正しているので、光ディスクに反
りが生じたとしてもトラッキング制御とフォーカシング
制御に誤動作が生じることが無いという顕著な効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の光学式情報記録再生装
置の光学系を示す光路図、 第２図は、上記第１図中に示される第１の光検出器の平
面図、 第６図は、上記第１図中に示される第２の光検出器の平
面図、 第４図は、上記第１図中に示される第１及び第２の光検
出器のそれぞれに接続される信号処理回路と制御回路の
゛電気回路図、 第５図は、上記第４図中に示されるラジアル位置センサ
ーの概略構成図、 第６図は、本発明の第２実施例の光学式情報記録再生装
置の光学系を示す光路図である。 １・・・・・半導体レーザ光源 ２＠・・・・コリメータレンズ ３＠・・・・整形プリズム ４・・・・・偏光ビームスプリッタ ５・・・・・１／４波長板 ６・・・・・対物レンズ ７吻・・・・フォー力シングコイル ８・・・・・光ディスク ９，９７噌・Φプリズム １０・・・・臨果角プリズム １１・・・・第１の光検出器 １６．１６ａ、１６ｂ−−−−第２の光検出器力　１　
閑 ′Ｐ１２図　　　策３Ｚ 力５Ｚ 見６７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ビームを光ディスクに集光して情報を記録あるいは再
   生する光学式情報記録再生装置において、上記光ディス
   クに集光された光ビームの反射光によってトラッキング
   エラー信号を検出するトラッキング検出手段と、 このトラッキング検出手段の出力に基づいて上記光ビー
   ムを上記光ディスクの径方向に偏向するトラッキング駆
   動手段と、 上記光ビームの一部を抜出して補助ビームを生成し、ま
   たは補助光源からの補助ビームを生成し、この補助ビー
   ムを上記光ディスクの、上記光ビームの集光位置と異な
   る部位に照射する補助ビーム発生手段と、 この補助ビーム発生手段からの補助ビームによる上記光
   ディスクからの反射光によって上記光ディスクの傾きを
   検出する光ディスク傾斜検出手段と、 この光ディスク傾斜検出手段の出力に基づいて上記トラ
   ッキング駆動手段における駆動を補正する補正手段と、 を具備したことを特徴とする光学式情報記録再生装置。