JPS61210525A - 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に光ビームを移動さ
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。

１、かじ、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１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６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。

比較器１０は、ローパスフィルタ９を通過した信号と、
バイアス発生器１２の出力信号とを比較し、極性切換信
号を出力するものである。

上記ローパスフィルタ９と比較器１０とは、上記相対位
置信号の周波数に応じて、スイッチ８の切り換えを制御
して光ビーム偏位速度を制御する機能を有するものであ
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スイッチ１３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ｌ　８００　ｒ、ｐ、＊、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
偏位手段５で微小スポットにしたものをディスクｌに照
射することよって、ディスクｌ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、上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ｌ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Ｗ信号との関係を示す図である
。

第２図（ａ）は、ディスクｌを径方向に切断した図であ
る。この第２図（＆）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２μｍ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
を表すし、トラックが複数並んでいるため５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１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
−２り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、比較器ｌＯ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
／オフする。

計数器ｌｌ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（ｉ）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
は比較器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（ｆＬ）は、比較器ｌＯ
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。

＠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。この時点において、比較器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８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Ｑｌ上に存在する
ｔ点へさしかかったときに、比較器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。

比較器１０において、光検出器６からの相対位置信号が
ローパスフィルタ９を通過した信号と、バイアス発生器
１２からのバイアス信号とが比較され、極性切換信号を
発生する。

第４図は、上記実施例において、光ビームがトラック上
を横断した場合を示すタイムチャートである。

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

同図（ｊｌ）は、同図（ｊｌ）に示す相対位置信号がロ
ーパスフィルタを通過した信号であり。

比較器１０の一方の入力端子に入力される。

Ｑ２．Ｑ３は、それぞれ比較器ｌＯの他方の入力端子に
入力される信号であり、バイアス発生器１２の出力信号
である。同図（ｊｌ）は、相対位置信号であり、同図（
ｋｌ）はバイアススイッチ１３のコントロール信号、同
図（Ｉｌｌ）は、比較器１０の出力信号である極性切換
信号、同図（ｍｌ）は補償制御器１５の入力信号である
。

光ビームは、トラック上で同図（ｉｌ）の軌跡をたどる
。つまり、光ビーム移動速度は、光ビーム移動開始時か
ら序々に増加し、その後は、所定速度を維持する。この
動作は、以下に説明する極性切換信号発生手順で明らか
になる。

第４図（ｊｌ）は、相対位置信号にローパスフィルター
をかけたときの信号を示しており、相対位置信号の周波
数が高くなるに従って（つまり。

光ビームの相対速度が上昇するに従って）、振幅が小さ
くなり位相が遅れる。この信号をある所定レベル（たと
えば、バイアス電圧）と比較することによって、比較器
１０の出力信号である極性切換信号のタイミングを変化
させることができる。

ここで、ローパスフィルタによる光ビーム移動速度の加
減速方法を説明する。

第３−２図（ａ）、（ａ’）、Ｃａ″）に示すように、
相対位置信号（ａ）の周波数が低い場合、ローパスフィ
ルタを通過した信号（ａｏ）は、振幅減少も位相遅れも
なく、該信号をあるスレッショルドレベルで２値化した
信号を用いてスイッチ８を切り換えることにより得られ
る信号（ａ”）の平均レベルが高く、同図（ｂ）。

い°）、（ｂ”）に示すように相対位置信号（ｂ）の周
波数が高い場合、ローパスフィルタを通過した信号（ｂ
′）は相対位置信号（ｂ）の振幅が減少し、位相も遅れ
て、該通過信号を２値化した信号で、つまり極性切換信
号のタイミングを遅らせスイッチ８を切り換えることに
より得られる信号（ｂ”）の平均レベルは低くなる。

こ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、相対位置信号の周波数が低い場合は光ビーム偏位
手段に加速力が加わり、逆に相対位置信号の周波数が高
い場合には減速力が加わる。

第４図において、光ビームの移動速度が上がると上述の
原理により補償制御器１５に入力される信号は、第４図
（ｍｌ）に示すように、平均レベルが下がる。このため
に、光ビームに制動力が働く、シたがって、光ビームの
移動加速度が低下する。そして、光ビームの移動速度が
低下すると、上記制動力が小さくなり、このために、光
ビームの移動速度は一定となる。このようにして、光ビ
ームが所定速度を維持するので、光ビームを安定に移動
することができる。

上記実施例において、光学系は通常の光デイスク再生光
学系であれば他のものでもよい、光ビーム偏位手段は、
ガルバノミラ−１対物レンズ駆動型、または光ヘツド全
体駆動型等、特に限定されるものではない、相対位置検
出手段はプッシュプル法、３ビーム法等を採用すること
ができる。

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他の形状
でもよい。

また、ローパスフィルターの次数はいくつであっテモヨ
い、また、このローパスフィルタの例−としては、周波
数特性を有するもの、たとえば、位相がフラットで振幅
の減少するもの、または、振幅がフラットで位相が遅れ
るものなどが考えられる。

第５図は、ローパスフィルタ９に速度可変信号を印加す
る例を示すブロック図である。

この例は、所定の速度可変信号によって、ローパスフィ
ルタ９の周波数特性を変化するものであり、これによっ
て、任意の速度制御が可能になる。このときには、時定
数を変化できるタイプのローパスフィルタを使用すれば
よい。

［発明の効果］ 本発明によれば、安定な光ビーム移動が可能となり、数
十トラック以上の光ビーム移動時にも、光ビーム速度が
増大し続けるということがなく。

さらには任意の速度で光ビームを移動できるのでより高
速な光ビームアクセスが可能となる。

【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と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、上記実施例において、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である
。 第５図は、本発明の他の実施例を示し、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。 １・・・・・・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・・・・・・ローパスフィルタ、 ｌＯ・・・・・・比較器、 １１・・・・・・計数器、 １２・・・・・・バイアス発生器、 １３・・・・・・バイアススイッチ、 １４・・・・・・加算器、 １５・・・・・・補償制御器。 第２図 第３−１図 第３−２図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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； 前記相対位置信号に周波数特性を持たせた信号に応じて
   、前記光ビーム偏位手段を制御する光ビーム偏位制御手
   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。