JPS61210524A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光学的に再生できる複数の情報トラックを有
する情報媒体の記録再生装置に係り、特に、任意のトラ
ックに光ビームをアクセスさせるために、トラックに対
してほぼ直角方向法こ光ビームを移動させる記録再生装
置に関する。

［従来の技術］ 光ビームをトラックにアクセスするために光ビームを移
動させる方法としては、「昭和５９年度通信学会総合全
国大会５５−４４の第２−４３５頁に記載されているも
のがある。すなわち、トラッキング制御極性を切り換え
ることによって。

トラック上からトラック間、トラック間からトラック上
と、順に光ビームを送り、これによって光ビームにトラ
ックを横断させる方法がある。

しかし、この構成では、多数のトラックを走査した場合
、同一方向の駆動力が加え続けられることとなり、光ビ
ームの移動速度が必要以上に増大し、所望のトラックに
停止させることが困難であるという問題がある。

［発明の目的］ 本発明は、上記従来の問題点に着目してなされたもので
、光ビームとトラックとの相対速度を制御することによ
り、任意の速度で光ビームを移動させることができ、所
望のトラックへ光ビームを安定に移動できる光学式情報
記録再生装置を提供することを目的とするものである。

［発明の実施例］ 第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

ディスクｌは、光学的情報担体の１つであり、モータ２
と結合して回転されるものであり、ハーフミラ−４は、
光源３から発せられた光ビームをディスク面に投射する
ものである。光ビーム偏位手段５は、ディスク面上に微
小スポットを結ばせる対物レンズを具備し、光ビームを
トラックに対してほぼ直角方向に移動させるものである
。

光検出器６は、ディスク１で反射され、光ビーム偏位手
段５とハーフミラ−４とを通った光束を電気信号に変換
し、光ビームとトラックとの相対位置信号（すなわちト
ラッキングエラー信号）と情報信号とを出力するもので
ある０反転器７は、光検出器６から出力された相対位置
信号の出力信号の極性を反転するものであり、スイッチ
８は。

上記相対位置信号と、この相対位置信号の逆極性信号と
を切り換えるものである。

速度検出器９は、相対位置信号の周波数を検出すること
によって、光ビームの移動速度を検出するものであり、
極性切換信号発生器１０は、相対位置信号と速度検出器
９の出力信号とを監視し、スイッチ８を切り換えるため
の極性切換信号を発生するものである。

計数器１１は、上記極性切換信号をカウントするもので
あり、計数値と計数開始信号とが外部から入力され、計
数中であることを示す信号を切換信号発生器１０とスイ
ッチ１３とに出力するものである。

バイアス発生器１２は、外部から入力される光ビーム移
動方向信号によって、正または負のバイアス電圧を出力
するものである。バイアススイッチ１３は、バイアス発
生器１２の出力するバイアス電圧を加算器１４に接続す
るスイッチであり。

計数器１１の出力信号によってオン／オフされる。

補償制御器１５は、加算器１４によって加算された信号
に応じて　光ビーム偏位手段５を制御するものである。

ここで、モーター２のシャフトに結合されたディスク１
を、たとえば１８００　ｒ、ｐ、鵬、で回転し、光源３
からの光束をハーフミラ−４で反射し、光ビーム偏位子
役５で微小スポットにしたものをディスク１に照射する
ことよって、ディスク１上に情報を書き込む、または、
ディスク１からの反射回折光を光検出器６で受けること
によって、情報を読みとることができる。

レーザ光源、コリメータレンズを持つ光源３で発生した
平行光束の一部は、ハーフミラ−４で反射し、ディスク
１に対して垂直に向けられる。この平行光束は、光ビー
ム偏位手段５内の対物レンズによって、ｌｐｍ程度の微
小スポットに絞られ、ディスクｌ上に照射される。実際
には、Ｌ記対物レンズによる集束光の焦点深度内にディ
スク情報面を位置させるための制御ループが必要である
が、ここでは図示しない。

光ビーム偏位手段５は、たとえば、磁石とコイルとによ
る電磁作用で上記対物レンズを駆動することによって、
光ビーム偏位機能を持っている。

対物レンズの駆動は、ディスク１上のトラックに対して
ほぼ直角方向に行なわれる。つまり、光ビーム偏位手段
５は、ディスク１に照射する光ビームを、トラックに対
して直角方向に偏位させるものである。

この光ビーム偏位手段５によって、ディスク１の偏心等
によるトラックの横ずれに対して、光ビームを正確に追
従させることが可能となる。

ディスクｌに照射された光ビームは情報面で反射回折し
、再び光ビーム偏位手段５内の対物レンズによって、平
行光束になる。この平行光束の一部は、ハーフミラ−４
を透過して光検出器６に入射する。光検出器６は、入射
光量に応じた電気信号を出力する素子を用いて、情報信
号の検出を行ない、また、ディスクｌ上のトラックと照
射された光ビームとの相対位置の検出をし、これらを電
気信号として出力する。この相対位置の検出は。

たとえばプッシュプル法あるいは３ビーム法により行な
われる。

第２図は、トラックと位置信号との関係を示す図である
。

第２図（ａ）は、ディスク１を径方向に切断した図であ
る。この第２図（ａ）において、ハツチング部はトラッ
クであり、ディスクｌ上には、トラックがたとえば１．
８ｐｍとか２戸１間隔で並んでいる。

第２図（ｂ）は、光ビームｄが、第２図（ａ）において
、トラックの上方から照射され、光ビームｄをトラック
に対して、はぼ直角方向に移動したときの第１図におけ
る光検出器６が出力する相対位置信号を示す図である。

この相対位置信号は、トラックと光ビームとの相対位置
を表わし、トラックが複数並んでいるため、周期的な信
号となる。

さて、光検出器６から出力された相対位置信号は、スイ
ッチ８、加算器１４を介して補償制御器１５へ送られる
。補償制御器１５は、光ビーム偏位手段５を制御するた
めの位相補償回路と、駆動回路とを有する。

なお、光検出器６とスイッチ８と加算器１４と補償制御
器１５とによって、制御ループが形成されている。

通常の情報信号記録再生時には、スイッチ８は第１図に
示す位置にセットされ、上記制御ループによって、トラ
ックの上を常に追従するように、光ビームが制御される
。つまり、第２図（ｂ）の相対位置信号において、トラ
ック上の所定の点（たとえばｅ点）を目標に、光ビーム
偏位手段５を駆動する。

一方、光検出器６からの相対位置信号が、反転器７によ
って反転されてスイッチ８へ送られる。

したがって、スイッチ８を交互に切り換えると、加算器
１４に印加される相対位置信号は、正極性、逆極性を繰
り返す。

次に、ランダムアクセス時等において、光ビームがトラ
ックを移動する手順を説明する。

基本的には、第２図におけるｅ点に光ビームが引き込ま
れている状態のときに、バイアスをかけてｈ点に光ビー
ムを移動させスイッチ８を切り換えることによって、第
２図（Ｃ）に示す逆極性信号を使用して、光ビーム位置
制御をかけ、第２図（Ｃ）のｆ点へ光ビームを引き込む
ようにする。

光ビーム偏位手段の慣性により光ビームがｆ点をごくわ
ずか越えた後、スイッチ８を切り換えて、正の制御極性
に戻し、第２図（ｂ）に示すｇ点へ光ビームを引き込む
、これによって、光ビームの移動が可能となり、上記操
作を繰り返して。光ビームがトラックを横断する。

この動作を順を追って説明する。まず、移動方向信号を
バイアス発生器１２に与え、正または負のバイアスを発
生させる。この正または負バイアスは、光ビーム移動時
に、バイアススイッチ１３を介して加算器１４に送られ
る。計数器１１は、極性切換信号発生器１０が出力する
極性切換信号を計数することによって、光ビームがトラ
ックを横断した本数を計数し、バイアス発生用のスイッ
チ１３をオン／オンする。

計数器１１に計数開始信号が入力されると、バイアスス
イッチ１３がオンし、光ビーム移動方向に応じた正また
は負のバイアス電圧が、バイアス発生器１２から加算器
１４に加わり、補償制御器１５を経て光ビーム偏位手段
５に加わる。このバイアス電圧によって、トラック中央
部から移動方向にわずかに、光ビームが移動する。つま
り第２図（ｂ）におけるｈ点に光ビームが移動する。

第３−１図は、光ビームがトラックを横断した場合にお
ける各信号の波形を主に示す図である。

第３−１図（１）は、光ビームがトラックを横ぎる様子
を模式的に表わす図であり、ｎが光ビーム軌跡、破線で
示す０はトラック、一点鎖線Ｐはトラック間である。同
図（ｊ）は相対位置信号を示す図であり、ＱおよびＱｌ
は極性切換信号発生器１０内にある比較器のスレッショ
ルドレベルである。同図（ｋ）はバイアススイッチ１３
をコントロールするコントロール信号、同図（見）は。

極性切換信号発生器１０の出力信号、同図（ｍ）は、補
償制御器１５の入力をそれぞれ示す図である。

第３−１図にしたがって、動作を説明する。

計数開始信号によってバイアススイッチ１３が導通し、
補償制御器１５ヘバイアスが加えられると、光ビームは
トラック中央から移動方向に向かってわずかに移動し始
める。これによって、第３−１図（ｊ）に示す相対位置
信号がスレッショルドレベルＱ上にあるＲ点へさしかか
る。この時点で、切換信号発生器１０は、極性切換信号
を切り換える。

極性切換信号によって、位置制御ループが逆極性になり
、光ビームは、トラック間に引き込まれる駆動力をうけ
て、第３−１図（ｉ）に示す５点を通過する。そして、
相対位置信号がスレッショルドレベルｂ ときに、切換信号発生器１０が極性切換信号を再び切換
え、光ビームの位置制御極性を正極性とし、光ビームは
トラック上へ制御される。上記の一連の操作を通じて、
光ビームは隣のトラックへ移動する。これを必要回数だ
け繰り返すことによって、所望のトラックへ光ビームを
アクセスできる。

光ビームを移動すべきトラック数を予め計数器１１へ入
力しであるので、計数器１１が極性切換信号を計数し、
設定移動トラック数に達した時点で、バイアススイッチ
１３をオフする０以上の動作で光ビームは所望トラック
へ移動できる。

次に、光ビームを目標トラックへ確実に移動させるため
に、速度検出器９および切換信号発生器１０の動作につ
いて説明する。

速度検出器９は、光検出器６から出力される相対位置信
号の周波数から、光ビームとトラックとの相対速度を検
出するもので、たとえばＦ−Ｖ（周波数−電圧）変換器
を用いる。速度検出器９から出力される相対速度信号は
、切換信号発生器１０へ送られ、極性切換信号生成に用
いられる。

切換信号発生器１０は、相対速度信号と、入力された計
数値と、計数器１１の出力信号とによって、所定電圧レ
ベルを生成する。そして、この電圧レベルをスレッショ
ルドとする比較器によって相対位置信号を２値化し、こ
れによって、極性切換信号を発生する。このようにして
、任意の速度で光ビームを移動することができる。

第４図は、光ビームが速度制御を受けながらトラック上
を横断した場合を示すタイふチャートである。

第４図（１１）は、光ビームがトラックを横ぎる様子を
模式的に表わし、０はトラック、Ｐはトラック間である
。

同図（ｊｌ）は相対位置信号を示す図であり、Ｑ２およ
びＱ３は、極性切換信号発生器１０内の比較器のスレッ
ショルドレベルである。同図（Ｒ）は、速度検出器９か
ら出力される相対速度信号であり、同図（Ｓ）は、計数
値（すなわち移動トラック数）から生成された目標速度
パターンによる目標速度である。同図（ｋｌ）はバイア
ススイッチ１３のコントロール信号、同図（見１）は、
極性切換信号、同図（ｍｌ）は補償制御器１５の入力信
号である。

極性切換信号発生器１０に入力された計数値（すなわち
移動トラック数）によって、光ビームの移動速度パター
ンを生成する。この速度パターンは、光ビームの移動速
度の目標となるもので、例えば第４図（Ｓ）のようなパ
ターンが生成され、計数器１１の出力（すなわちトラッ
クが横断したトラックの本数）によって速度パターンに
対応した目標速度信号が生成される。

この目標速度信号と相対速度信号との誤差分によって、
信号発生器１０内の比較器のスレッショルドレベルが設
定される。もし、目標速度のパターンが第４図（Ｓ）に
示すものであるとすると。

光ビーム移動速度（同図（Ｒ））が目標速度よりも低い
ために、スレッショルドレベルＱ２およびＱ３の絶対値
は小さくなり、加速を要求し、その結果、移動速度が目
標値に近づいてくるとスレッショルドレベルＱ２および
Ｑ３（同図（ｊｌ））はある一定値に近づく、そして、
光ビームの移動速度が目標値に達すると、光ビーム移動
速度は一定に制御される。

光ビームが目標トラックへ近づくと、目標速度のパター
ン（同図（Ｓ））によって９、低い一定速度が目標速度
となり（光ビームが目標トラックへ達する前に停止しな
いようにするため）、光ビームは減速する必要が生じる
。これによって、スレッショルドＱ２とＱ３との絶対値
は大きくなり、光ビームの移動速度は減少する。このよ
うにして、目標トラックへ常に一定の速度で、光ビーム
を到達させることができる。

この一連の動作において、相対位置信号を２値化する比
較器におけるスレッショルドレベルを変化することによ
って、光ビームの移動速度の加減を調整している。つま
り、第３−２図（ａ）に示すように、スレッショルドレ
ベルの絶対値が低い場合はスイッチ８を切り換えること
により得られる信号（同図（ａ）’）の平均レベル（正
の部分と負の部分の平均）が高く、同図（ｂ）に示すよ
うに逆にスレッショルドレベルの絶対値カ大キい場合で
は平均レベルの低い信号が得られる（同図（ｂ）’）、
この信号の平均レベルが光ビーム偏位手段の駆動力に対
応するので、スレッシ腫ルドレベルの絶対値が低い場合
には大きな駆動力が光ビーム偏位手段に加わり、光ビー
ムの移動速度は高くなり、またスレッショルドレベルの
絶対値が高い場合には小さな駆動力しか光ビーム偏位手
段に加わらないので、光ビーム偏位手段の移動に対する
摩擦等の抵抗力により光ビームの移動速度は低下する。

第４図においては、上述の原理を応用してスレッショル
ドレベルの変化によって補償制御器１５の入力信号の平
均レベルを変化させ、光ビーム偏位手段５の駆動信号を
変化させている。このとき、光ビームが一定速度である
区間上１〜ｔ２では、光ビーム偏位手段５による駆動力
と、光ビーム偏位手段５の移動に対する摩擦等の抵抗力
とが釣り合った状態といえる。

このように、光ビームの移動速度を検出し、光ビームの
移動に速度制御をかけることによって、任意の速度また
は任意の速度パターンに基づいて、光ビームを移動する
ことが可能である。

前記実施例中、光学系は、通常の光デイスク再生光学系
であればよい、光ビーム偏位手段は、ガルバノミラ−１
対物レンズ駆動型、または光へ−２ド全体駆動型等の他
の手段であってもよい、相対位置検出手段は、プッシュ
プル法、３ビーム法等の他の手段であってもよい。

第５図は１本発明の他の実施例を示すブロー２り図であ
る。

この実施例は、第１図の切換信号発生器１０において速
度誤差を検出する部分を、速度誤差検出器１６という外
部要素として図示したものであり、目標速度を外部から
入力するようになっている。たとえばマイクロコンピュ
ータによって、目標速度、計数値、計数開始および移動
方向を入力することができる。

第１図、第５図の両実施例において、光ビームに加速度
を与えるために、切換信号発生器１０による極性切換タ
イミングを変化させている。これは、切換信号発生器１
０内の比較器のスレッショルドレベルを変化させる手段
の他に、相対位置信号と速度信号（または速度誤差信号
）とを監視して、極性切換信号を発生し、光ビームの速
度を制御し得るものであればよい。

第６図は１本発明の別の実施例を示すブロック図である
。この実施例では、光ビームに加速度を与える手段とし
て、バイアス電圧を変化させる方法を用いたもので、第
１図および第５図に示す実施例と比べて、広範囲に加速
度を変化できる。

第７図に示す実施例は、光ビームに加速度を与える手段
として１位置制御ループ中に、速度誤差信号を加えるも
のである。

第８図に示す実施例は、光ビームに加速度を与える手段
として、補償制御器に速度誤差信号を入力し、たとえば
補償制御器の利得を変えるものである。

第９図に示す実施例は、光検出器６から出力された全光
量信号によって、速度を検出するものである。この全光
量信号とは、通常、光検出器内のいくつかの光検出素子
の出力和に相出し、相対位置信号はいくつかの光検出素
子の出力差に相当する。また、全光量信号と相対位置信
号とは、トラックを横断する方向（つまりディスクの径
方向）に位相が９０°ずれている。

第１Ｏ図に示す実施例は、第９図に示す実施例にある速
度検出器９に、さらに相対位置信号を入力するようにし
たものである。この場合、全光量信号と相対位置信号と
の位相差によって速度の方向を検出でき、さらに２つの
信号を用いることによって速度検出精度を向上すること
ができる。

また、速度検出器は、光検出器の出力信号によって検出
する方法のみでなく、たとえば切換信号発生器の出力信
号から検出可能であり、光ビームとトラックとの相対速
度が検出できるものを使用してあれば、他の手段でもよ
い、たとえば、第１図に示すような光学系を２系用い、
一方の光学系は、トラック上に光ビームを位置させ、光
ビームの移動は行なわず、他方の光学系は、その光ビー
ムが移動する光学系とする。このとき２つの光ビーム偏
位手段の距離または傾きを検出することによって、相対
速度が検出できる。

情報担体であるディスクは円形状である必要はなく、ト
ラックがほぼ平行に複数本並んでいるものならば他の形
状でもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、任意の速度で光ビームを移動させるこ
とができるとともに、数十トラック以上にわたって光ビ
ームを移動するときに、光ビーム速度が増大し続けると
いうことがないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図であり、
光デイスク装置における光学系の模式図と、トラックア
クセス系のブロック図である。 第２図は、トラックと位置信号の関係を表わす模式図で
ある。 第３−１図は、光ビームがトラックを横断したときの模
式図と各種信号のタイミング図とを示す図である。 第３−２図は、切換信号発生器内の比較器の入力信号お
よび出力信号の波形を示す図である。 第４図は、上記実施例で光ビームが速度制御を受けてト
ラック上を横断したときの模式図と各種信号のタイミン
グ図である。 第５図〜第１０図は、それぞれ本発明の他の実施例を示
すブロック図である。 ｌ・・・・・・ディスク。 ２・・・・・・モータ、 ３・・・・・・光源。 ４・・・・・・ハーフミラ−１ ５・・・・・・光ビーム偏位手段、 ６・・・・・・光検出器。 ７・・・・・・反転器、 ８・・・・・・極性切換スイッチ。 ９・・・・・・速度検出器、 １０・・・・・・極性切換信号発生器。 １１・・・・・・計数器。 １２・・・・・・バイアス発生器。 １３・・・・・・バイアススイッチ。 １４・・・・・・加算基。 １５・・・・・・補償制御器、 １６・・・・・・速度誤差検出器。 特許出願人　　キャノン株式会社 第１図 第３−１図 −一一一一一一時間

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のトラックに光ビームを照射することによっ
   て所定情報を記録再生する光学式情報記録再生装置にお
   いて； 前記トラックと前記光ビームとの相対位置を検出する相
   対位置検出手段と； この相対位置検出手段からの相対位置信号を反転する極
   性反転手段と； 前記相対位置信号と前記反転信号とを繰り返して使用す
   ることによって前記光ビームを偏位させる光ビーム偏位
   手段と； 前記光ビームが前記トラックを横断する速度を検出する
   速度検出手段と； この速度検出手段の出力信号に応じて、前記速度を制御
   する速度制御手段と； を有することを特徴とする光学式情報記録再生装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、 前記速度制御手段は、前記相対位置信号を反転するタイ
   ミングを調整することによって、前記速度を制御するも
   のであることを特徴とする光学式情報記録再生装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、 前記速度制御手段は、前記光ビーム偏位手段に駆動力を
   与える信号経路に所定の制御信号を加えることによって
   、前記速度を制御するものであることを特徴とする光学
   式情報記録再生装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項において、 前記速度制御手段は、前記光ビーム偏位手段における正
   極性または逆極性の前記相対位置信号に基づく信号の振
   幅を変化させることによって、前記速度を制御するもの
   であることを特徴とする光学式情報記録再生装置。
5. （５）特許請求の範囲第１項において、 前記速度検出手段は、前記相対位置信号を用いることに
   よって、前記光ビームの移動速度を検出するものである
   ことを特徴とする光学式情報記録再生装置。
6. （６）特許請求の範囲第１項において、 前記速度検出手段は、前記相対位置信号とは位相の異な
   る第２の相対位置信号を用いることによって、前記光ビ
   ームの移動速度を検出するものであることを特徴とする
   光学式情報記録再生装置。
7. （７）特許請求の範囲第１項において、 前記速度検出手段は、前記相対位置信号と、この相対位
   置信号とは位相の異なる第２の相対位置信号とを用いる
   ことによって、前記光ビームの移動速度を検出するもの
   であることを特徴とする光学式情報記録再生装置。