JPS63136323A - 光デイスク記録再生装置のフオ−カスサ−ボ機構 - 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、光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ
機構に係り、特に、高精度で安定した情報の記録拳再生
を行わせるのに有用な光ディスク記録再生装置のフォー
カスサーボ機構に関するものである。

〔発明の概要〕

光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ機構におい
て、フォーカスエラー信号のバイアス回路をレーザビー
ム出力手段と増幅器との間に設けて、記録・再生時にレ
ーザビームのレーザパワーを変化したときにも、フォー
カスエラーに含まれているバイアス信号が一定となるよ
うにレーザビーム出力手段の信号を用いて制御し、これ
によって記録・再生時の切換えによって生じる光学系の
ＤＣオフセットの変化を排除し、常に最適なフォーカス
サーボ状態が維持できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、光ディスク再生装置は再生専用機とされているた
め、そのフォーカスサーボ機構は、フォーカスサーボ系
を安定に、かつ高い応答性が得られるような一定のサー
ボ特性を付加すればよい。

しかし、光ディスクに対して情報を記録することができ
る光ディスク記録再生装置では、再生時と記録時には光
ディスクに照射するレーザパワーが異なるため、フォー
カスサーボ系も記録、又は再生時に異なるサーボ特性を
与える必要がある。

第３図はかかる従来の光ディスクの記録再生装置におけ
る概要ブロック図（特公昭５９−２２２９０号公報）を
示したもので、ｌはレーザ等の光源、２は光変調器で光
変調器用の駆動回路３からの入力電気信号に応じて光ａ
の大きさを変調する。４は投影レンズで入射光ａの径を
拡大して対物レンズに当てるために用いる。５はハーフ
ミラ−で情報媒体からの反射光ビームｂを光電検出器の
方へ反射する。６は全反射鏡で構成され、光の方向を変
更するためと再生時におけるトラッキング制御用として
用いる。７は顕微鏡の対物レンズ等を用いて構成され、
入射光ビームａを微光スポットに絞り情報媒体上に照射
するための集光レンズである。８は記録材料、１３．１
４は受光素子、１６は受光素子の出力を増幅してその差
を出力する差動増幅器、１７は差動増幅器１６の出力を
増幅して集光レンズ駆動装置２０を駆動制御する制御回
路、１８は制御回路１７のゲインをスイッチＳＷ２　よ
りの入力により切り換えるゲイン切換回路、ＳＷ、、Ｓ
Ｗ２はそれぞれ記録時のＲ端子、再生時のＰ端子を有す
るスイッチである。

この装置は、ゲイン切換回路１８とスイッチｓｗｌ、ｓ
ｗ２　を用いて記録時と再生時とで光源レベルを切り換
えるとともに、フォーカスサーボ系の駆動回路のループ
ゲインを切り換えるように構成している。

これにより、記録時と再生時とでの焦点制御系のループ
ゲイン・はほぼ同一になり、常に最適な焦点制御方式が
得られるようにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来例にみられるように、記録
・再生時のループゲインがほぼ一定となるようにゲイン
切換回路１８．スイッチＳＷ２等を設け、レーザパワー
が記録及び再生時に異なる値に設定されたとき、最適の
フォーカスサーボが行われるようにしてもフォーカスサ
ーボ信号に含まれるＤＣ成分のエラー信号（オフセット
信号）が変化すると、記録又は再生時に常に合焦点とす
るような制御を行うことができないという問題がある。

すなわち、一般にフォーカスサーボエラー信号ｅには、
第４図で示すように対物レンズと光ディスクの距離を一
定値に保つためのＤＣ成分ｅｂが重畳されており、又、
光学系のオフセットや検出装置の精度によってもフォー
カスエラー信号ｅにＤＣ成分ｅｂが重畳される。

したがって、従来例にみられるように、記録時に光ディ
スク面の磁化膜のキューり点を上げるためレーザパワー
を再生時より記録時の方がｎ倍（７〜ｌＯ）程度高くな
るように設定すると、フォーカスエラー信号のＡＣ成分
も第４図の点線で示すようにｎ倍となる。そのため、サ
ーボ系のループゲインを１　／　ｎにするようにしてい
るが、この場合は前記したＤＣ成分８ｂ’は点線で示す
ようにｌ　／　ｎに減少し、対物レンズを合焦点位置に
保つことが困難になる。

本発明は、かかる問題点にかんがみてなされたもので、
記録・再生時に正確なフォーカシングが行われ、高精度
で安定した記録・再生を行う光ディスク記録再生装置の
フォーカスサーボ機構を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ機
構は、第１図に示すように、レーザビーム出力手段３に
よって制御される第１の増幅器５の前段に可変７１４７
２回路６を設けて、レーザビ−ム出力手段３から得られ
るレーザパワーに比例する信号によって第１の増幅器５
のゲインと可変バイアス回路６の双方を制御し、フォー
カスサーボ系のループゲインとバイアスが記録φ再生時
に一定となるようにしている。

〔作用〕

本発明の光ディスク記録再生装置のフォーカスサーボ機
構においては、第１の増幅器５のゲインＧをレーザパワ
ーに対応して、すなわち、レーザビーム出力手段３から
出力される信号により制御し、例えば記録時のレーザパ
ワーが再生時よりｎ倍ならば、フォーカスサーボ系のゲ
インを１　／　ｎに落とし、同時に可変バイアス回路を
制御してＤＣバイアス値がｎ倍となるようにしているの
でフォーカスエラー信号のＡＣ成分及びＤＣ成分を常に
一定にし、記録・再生時に同一のサーボ特性が得られる
ようにする。

〔実施例〕

第１図は本発明による光ディスク記録再生装置のフォー
カスサーボ機構の実施例を示すブロック図である。

本機構は記録可能な光ディスクｌにレーザビームを集束
させる光学系２、前記光学系に所定パワーのレーザビー
ムを出力するレーザビーム出力手段３、前記光学系２の
反射レーザビーム光を受光して光ディスクｌのフォーカ
ス情報を検知して記録・再生時のレーザパワーに比例し
たフォーカスエラー信号ｅｆを出力するフォーカス情報
検出手段４、フォーカスエラー信号ｅ「を記録・再生時
にそれぞれ適正なゲイン調整で増幅する第１の増幅器５
、フォーカスエラー信号ｅ（に含まれる適正なバイアス
電圧ｅｂを出力する可変バイアス回路６、フォーカスエ
ラー信号ｅｆ　とバイアス電圧ｅｂを重畳する重畳回路
７、及び光学系２の対物レンズ２１の上下位置を調整す
るフォーカスコイル等からなるアクチュエータ８でその
主要部が構成されている。

これら主要部のうち、フォーカス情報検出手段４、第１
の増幅器５、可変バイアス回路６、重畳回路７及びアク
チュエータ８で形成される閉ループでフォーカスサーボ
系９が形成され、フォーカスニラ−信号ｅｆによりアク
チュエータ８が作動することにより、対物レンズ２１と
光ディスクの記録面の間隔を一定に保って、常に合焦点
となるように制御している。

光学系２はよく知られているように対物レンズ２１、第
１の偏光ビームスズ９フフ２２９円柱レンズ２３．第２
の偏光ビームスプリフタ２４からなり、図示されていな
いが他の光学機器、例えばトラッキングエラー検出器、
ＲＦ信号検出器等が追加される。

レーザビーム出力手段３は、再生Ｗ、記録Ｈのそれぞれ
異なる端子に、例えばシステムコントロール回路から再
生モード電圧Ｅｌ、記録モード電圧Ｅ２が供給され、こ
の電圧Ｅｌ、Ｅ２を切換えるスイッチＳＷ、これらモー
ド電圧Ｅｌ、Ｅ２を適正な信号に調整する第２の増幅器
３２、レーザーパワーの温度変化等による微小変動を制
御して記録・再生時に必要なレーザパワーコントロール
電圧ＶｃＰを出力するオートパワーコントロール手段３
３、このレーザパワーコントロール電圧Ｖｃｐを印加す
ることにより記録・再生時のレーザビームを出力する発
光ダイオード３４．及び前記第２の偏光ビームスプリッ
タ２４の透過レーザビーム２５を被制御電気信号に光電
変換する受光素子３５からなる。

これらオートパワーコントロール手段３３．発光ダイオ
ード３４及び受光素子３５からなる閉ループでレーザパ
ワーを一定にするための自動パワーコントロール回路（
ＡＰｃ）３６が形成されている。

フォーカス情報検出手段４は、例えば４個の受光面Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄに分割された半導体からなる受光素子４１．
及びこの受光素子４１の受光パターンに応じたフォーカ
ス情報を演算してフォーカスエラー信号ｅ（を出力する
差動増幅器４２からなる。

第１の増幅器５はゲイン切換用の制御端子５１を有する
増幅器である。

この増幅器５のゲインＧは、このフォーカスサーボのル
ープゲインを記録、又は再生時に所定のサーボ利得から
得られるように設定するものであって、レーザパワーの
切換えによって得られるコントロール電圧ＶＣＰ、又は
レーザパワーの比率に応じて例えば再生時のゲインＧ＝
Ａに対して、記録時にはＧ　＝　Ａ　／　ｎに設定する
ものである。

又、同様に可変バイアス回路６にもレーザパワーコント
ロール電圧Ｖｃｐを入力して、バイアス電圧ｅｂの値を
変化し、記録時には前記した増幅器のゲインＧと逆比例
するようなバイアス（ＤＣ成分）電圧を出力している。

このような構成において、再生時には、スイッチＳＷを
動作させて再生モード電圧Ｅ１を入力する。

再生モード電圧Ｅｌは、第２の増幅器３２により適正に
ゲイン調整されたのち、オートパワーコントロール手段
３３に入力され、レーザパワーフィードバック回路３６
で温度補正が行われた再生に必要な一定のレーザパワー
コントロール電圧Ｖ　ＣＰＩ　を形成する。そして、こ
のパワーコントロール電圧に比例したレーザパワーが発
光素子３３から出射され、このレーザビームは、光学系
２を透過して光ディスク１のトラックピットにレーザス
ポットを照射する。そして、光ディスク１の記録面から
反射されたレーザビームは、図示しない装置によってＲ
Ｆ倍信号して再生されるが、その一部は偏光ビームスプ
リッタ２２で反射してフォーカス情報検出手段４の受光
素子４１に入射し、受光素子４１はフォーカス状態を示
す受光パターンの電気信号を出力する。

差動増幅器４２は、よく知られているように、例えば受
光面Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄから出力される検出信号を（Ａ＋Ｄ
）−（Ｂ＋Ｃ）で演算処理する。

そして、受光パターンが楕円で演算結果が０でない場合
は、デフォーカス状態に比例したフォーカスエラー信号
ｅ「を重畳回路７に出力し、再生時のバイアス電圧ｅｂ
ｌに重畳させる。

可変バイアス回路６は前述したように再生のし一ザパワ
ーに応じたバイアス電圧ｅｂｌに設定されており、又、
増幅器５も再生時に最良のフォーカスサーボ特性が得ら
れるようなゲインＧ＝Ａに設定されている。

したがって、この再生モードではフォーカスエラー信号
をｅｆｔ、バイアス電圧をｅｂｌとすると、アクチュエ
ータ８に供給されるサーボ信号ＳはＳ　＝　Ａ　（ｅ　
ｎ　＋　ｅ　ｂ＋）　　　　・・・・・（１）とされ、
最適なフォーカスサーボがなされるように制御される。

（Ａはループゲイン） （なお、バイアス値ｅｂｌはフォーカスサーボのロック
時にＲＦ＠号レベルがもっとも大きくなる点に調整され
たものである。） 他方、記録時には、スイッチＳＷを動作させて記録モー
ド電圧Ｅ？を入力させる。

再生時と同一のＡ２０回路により得られるレーザパワー
コントロール電圧Ｖ　ＰＯ２には、光ディスク１への書
込み信号ＷＳが重畳され、発光素子３３をドライブする
ことによって、レーザパワーが例えばｎ倍とされ、かつ
、書込み情報で変調されたレーザビームが光学系２を透
過して光ディスク１の記録トラックに照射され、記録ピ
ットを形成する。

そして、このときも一部反射されたレーザビームを用い
てフォーカス情報検出手段４によりデフォーカス状態が
検出され、再生時と同一のデフォーカス状態（例えばフ
ォーカスエラーｄ）の場合には、このフォーカス情報検
出器４はレーザパワーに略比例した再生時の例えばｎ倍
のフォーカスエラー信号ｅｆ２”ｎｅｌｌを出力する。

そして、このフォーカスエラー信号ｅｆ２は、重畳回路
７に供給されＤＣ成分が付加される。

記録時のレーザパワーコントロール電圧Ｖ　ｃ　Ｐ　２
によって可変バイアス回路６は、バイアス電圧を例えば
ｎ　”　ｅｂｌ＝ｅｂ２となるように設定されるととも
に、第１の増幅器５のゲインＧ＝Ａを記録時にはゲイン
Ｇ＝Ａ／ｎに制御する。

したがって、フォーカスエラー信号ｅｆ２と記録時のバ
イアス電圧ｅｂ２との重畳電圧（ｅｆ２＋ｅｂ２＝　ｎ
　ｅｔ＋＋　ｅ　ｎｂ＋）をゲインＧ　＝　Ａ　／　ｎ
で増幅し、アクチュエータ８に供給することになる。

すなわち、サーボ信号Ｓは Ｓ＝　＝（ｎｅｆ１＋ｎｅｂ１） ＝　Ａ　（ｅ　ｒ＋＋　ｅ　ｂ＋）　　　　−−−・−
（２）したがって、フォーカスエラー信号に含まれるバ
イアス電圧（ＤＣ成分）ｅｂ＋は、再生時のものと同一
となり、光学系のオフセットを除去するバイアス値は一
定に保たれることになる。

したがって、アクチュエータ８は、再生時と同一のデフ
ォーカス状態（フォーカスエラーｄ）に対して、同一の
ドライブ信号Ｓでフォーカシングが行われ、記録時にも
フォーカスサーボ系の特性が変化することがない。

第２図は可変バイアス回路６．及び重畳回路７の具体例
を示す回路で、ＡＩはレーザパワーコントロール電圧ｖ
ｃｐに応じた電圧を出力する回路、Ａ２は重畳回路を示
す。

以上のように本装置では、フォーカスバイアスｅｂはレ
ーザパワーレベルによらず常に一定となり、記録拳再生
切換え時に光学系２にＤＣオフセットを生じることはな
い。

第１の増幅器５は、記録φ再生時のレーザパワーの比率
に応じてゲインＧをフレキシブルに可変できるようにし
てもよい。

なお、本実施例において、可変バイアス回路６は、その
入力側を直接、スイッチＳＷの再生端子Ｒ９記録端子Ｗ
に接続し、再生・記録モード電圧Ｅｌ、Ｅ２を用いてフ
ォーカスバイアスｅｂを一定にするよう構成してもよい
。

また、レーザパワーフィードバフ２回路３６は、第２の
偏光ビームスプリッタ２４を透過せず、発光素子３４の
レーザビームの漏洩光を直接受光素子３５で光電変換し
て、得られる電気信号をオートパワーコントロール手段
３３にＱ　ａ　ｔ　ルようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光ディスク記録再生装置
のフォーカスサーボ機構によれば、レーザビーム出力手
段を用いて増幅器から得られるフォーカスバイアスを記
Ｒ−再生時に一定となるように構成したので、常に同一
のフォーカスサーボのループゲインとバイアス値で正確
なフォーカシングが行われ、高精度で安定した光ディス
クからの情報の再生または光ディスクへの情報の記録を
行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ディスク記録再生装置のフォー
カスサーボ機構の実施例を示すブロック図、第２図は可
変バイアス回路図、第３図はフォーカスサーボ機構の従
来例を示すブロック図、第４図はフォーカスエラー信号
の説明図である。 図中、２は光学系、３はレーザビーム出力手段、４はフ
ォーカス情報検出手段、５は第１の増幅器、６はバイア
ス回路、７は重畳回路、８はアクチュエータ、５１はゲ
イン制御端子、ｅはフォーカスエラー信号、ｅｈはバイ
アスを示す。 第２図 時間□ ７オ一カスエウー化号の説明図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録・再生時にそれぞれ所定パワーレベルのレーザビー
   ムを出力するようにしたレーザビーム出力手段と、前記
   レーザビーム出力手段から出力されるレーザビームを光
   ディスク面でフォーカシングする光学系と、前記光学系
   より得られるフォーカス情報を検出してフォーカスエラ
   ー信号を出力するフォーカス情報検出手段と、フォーカ
   スサーボループのゲインを設定する増幅器と、フォーカ
   スエラー信号にＤＣ成分を重畳するための可変バイアス
   回路からなり、前記増幅器のゲイン、及び前記可変バイ
   アス回路から出力されるバイアス値が、前記レーザビー
   ムパワー出力段から得られるビームパワーに比例する制
   御信号によって、それぞれ逆比例関係に制御されること
   を特徴とする光ディスク記録再生装置のフォーカスサー
   ボ機構。