JPS63273220A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、たとえば集束光を用い、光ディスクに対し
て情報の記録あるいは再生を行う光デイスク装置などの
情報処理装置に関する。

（従来の技術） 近年、多量に発生する文書などの画像情報を２次元的な
光走査により光電変換し、この光電変換された画像情報
を画像記録装置に記録し、あるいはそれを必要に応じて
検索、再生し、ハードコピーあるいはソフトコピーとし
て再生出力し得る画像情報ファイル装置における画像記
録装置として最近、光デイスク装置（情報処理装置）が
用いられている。

従来、このような光デイスク装置にあっては、スパイラ
ル状に情報を記録する光ディスクが用いられ、この光デ
ィスクの半径方向にリニアモータで直線移動する光学ヘ
ッドにより情報の記録あるいは再生が行われるようにな
っている。

このような装置では、光学ヘッドにおける対物レンズの
フォー力ッシングを行なう場合、取付は誤差等により適
正な位置にビームが照射されない。

このため、フォー力ッシング用の２種類の検出信号のピ
ーク値の差を取り、それらの信号差に応じた電流を対物
レンズ駆動用のコイルに流すことにより、対物レンズを
正しいフォーカス位置に駆動するようになっている。こ
れによりフォーカスずれが小さくなるように制御されて
いる。

すなわち、半導体レーザビームは集光レンズで記録媒体
上に集光され、その反射光が２分割検出器に入り、それ
らの出力のピーク値の差が零になるようにフォーカッレ
ンジ制御が行われる。

光デイスク装置では、記録時には再生のための低レーザ
光と記録のための高し〜ザ光が交互に出力されるように
なっている。上記レーザ光出力は、一般に再生時、０．
５ｍＷ、記録時、１０ｍＷ程度で、その出力差が約２０
倍も異なっている。このため、フォーカスサーボが不安
定になるのを防ぐために、記録高出力レーザ光による記
録膜からの反射光を記録パルスに同期したスイッチ信号
で除去し、ピーク検出を行なって、記録時においても、
再生時と等価となるようにしている。

しかしながら、上記のような装置では、スイッチ手段と
ピーク検出手段とが用いられたが、より高速で情報を記
録しようとした場合、それぞれのプリアンプ（オペアン
プ）がより高帯域で、ダイナミックレンジが大きくなけ
ればならず、またスイッチ手段も、より高速のスイッチ
ングが要求され、非常に高価となっている。

したがって、記録時に、再生時と等価なサーボを実現す
るのが困難であり、安定で正確なサーボ回路でフオーカ
ッレンジを行なうことができないという欠点を存してい
る。

また、同様な理由により、安定で正確なサーボ回路でト
ラッキングを行なうことができないという欠点を有して
いる。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、集束手段に対して、安定かつ正確な制御を
行うことができないという欠点を除去するもので、集束
手段に対して、安定かつ正確な制御を行うことができる
情報処理装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） この発明の情報処理装置は、光源から発せられた光を記
録媒体上に集束するための集束手段、上記記録媒体から
の光から第１および第２の信号を検出する検出手段、上
記検出手段で検出した第１、第２の検出信号に対して低
出力で平均化した信号を出力する出力手段、およびこの
出力手段により出力された第１、第２の信号を用いて、
上記集束手段を制御する信号を得る手段から構成されて
いる。

（作用） この発明は、光源から発せられた光を集積手段を用いて
記録媒体」二に集束手段で集束し、上記記録媒体からの
光から第１および第２の信号を検出し、この検出した第
１、第２の検出信号に対して低出力で平均化した信号を
出力し、この出力された第１、第２の信号を用いて、上
記集束手段を制御する信号を得るようにしたものである
。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図は、この発明の情報処理装置たとえば光デイスク
装置の概略構成を示すものである。すなわち、光ディス
ク（記録媒体）１は、モータ２によって光学ヘッド１０
に対して、線速一定で回転駆動されるようになっている
。上記光ディスク１は、たとえばガラスあるいはプラス
チックスなどで円形に形成された基板の表面に、テルル
あるいはビスマスなどの金属波膜層がドーナツ形にコー
ティングされている。

−ｈ記先光ディスク１裏側には、情報の記録、再生を行
うための光学ヘッド１０が設けられている。

この光学ヘッド１０は、次のように構成される。

すなわち、１４は半導体レーザ（光源）であり、この半
導体レーザ１４からは発散性のレーザ光が発生される。

この場合、情報を上記光ディスク１の記録膜に書き込む
（記録）に際しては、書き込むべき情報に応じてその光
強度が変調されたレーザ光が発生され、情報を光ディス
ク１の記録膜から読み出す（再生）際には、一定の光強
度を有するレーザ光が発生される。

そして、半導体レーザ１４から発生された発散性のレー
ザ光は、コリメータレンズ１３によって平行光束に変換
され、偏光ビームスプリッタ１２に導かれる。この偏光
ビームスプリッタ１２に導かれたレーザ光は、この偏光
ビームスプリッタ１２で反射され、対物レンズ（集束手
段ｙ１１に入射され、この対物レンズ１１によって光デ
ィスク１の記録膜に向けて集束される。

ここで′、対物レンズ１１は、その先軸方向および光軸
と直交する方向にそれぞれ移動可能に支持されており、
対物レンズ１１が所定位置に位置されると、この対物レ
ンズ１１から発せられた集束性のレーザ光のビームウェ
ストが光ディスク１の記録膜の表面上に投射され、最小
ビームスポットが光ディスク１の記録膜の表面上に形成
される。

この状態において、対物レンズ１１は合焦状態および合
トラック状態に保たれ、情報の書き込みおよび読み出し
が可能となる。

また、光ディスク１の記録膜から反射された発散性のレ
ーザ光は、合焦時には対物レンズ１１によって平行光束
に変換され、再び偏光ビームスプリッタ１２に戻される
。このレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１２を通過し
投射レンズ１５によって光検出器（検出手段）１６上に
照射される。

この光検出器１６は、投射レンズ１５によって結像され
る光を、電気信号に変換する光検出セル１６ａ、１６ｂ
によって構成されている。これらの光検出セル１６ａ、
１６ｂの出力（第１、第２の検出信号）は光学ヘッド１
０の出力となる。

上記光学ヘッド１０の出力として光検出セル１６ａ、１
６ｂの出力は、フォー力ッシング（焦点ぼけ）補正用お
よび再生信号用に用いられるようになっており、以下に
フォーカスサーボ回路について説明する。

すなわち、上記光検出セル１６ａ、１６ｂの出力は、そ
れぞれローパスフィルタ（出力手段）２０．２１に供給
される。

上記ローパスフィルタ２０は、上記光検出セル１６ａか
ら供給される信号を、低出力で平均化した信号を出力す
るものであり、オペアンプ３０、およびこのオペアンプ
３０の出力端と反転入力端との間に接続されるコンデン
サＣ１と抵抗Ｒｆからなる並列回路により構成されてい
る。

また、上記ローパスフィルタ２１は、上記光検出セル１
６ｂから供給される信号を、低出力で平均化した信号を
出力するものであり、オペアンプ４０、およびこのオペ
アンプ４０の出力端と反転入力端との間に接続されるコ
ンデンサＣ１と抵抗Ｒｆからなる並列回路により構成さ
れている。

上記ローパスフィルタ２０．２１はそれぞれ抵抗Ｒｆ、
コンデンサＣ１で決定されるカットオフ周波数（利得周
波数特性において、利得が３ｄＢ下がる周波数；ｆｃ）
で動作するようになっている。すなわち、上記カットオ
フ周波数ｆｃは次式の関係となっている。

ｆ　ｃ　−１／　２πＣＩＲｆ となっている。

上記カットオフ周波数ｆｃは、第２図に示すように、フ
ォーカスサーボ回路のサーボ帯域（サーボループゲイン
がＯｄＢとなる周波数までの帯域幅）より、大きな値に
なるようにし、かつ記録周波数ｆＲでは十分減衰する値
に設定されている。

したがって、第３図に示すように、記録周波数５ＭＨｚ
で、記録パルスのデユーティ比がＴ　ｗ　／　Ｔ　＝　
２５％を例とした場合、記録のピーク出力Ｗと再生出力
Ｒの比、Ｗ／Ｒ−２０が、上記ローパスフィルタ２０．
２１で平均化され、上記比がＷ″／Ｒ−５となる。

このため、フォーカスサーボのサーボ帯域は、一般に１
〜２　Ｋ　Ｈｚであり、ローバスフィルタ２０．２１の
カットオフ周波数ｆｃを１０ＫＨｚ〜１０数ＫＨｚに選
ぶことにより、サーボ帯域には何ら影響を与えることな
く、記録周波数５ＭＨｚでは十分に減衰する。

したがって、記録パルスからの反射光が平均化され、記
録時の平均出力Ｗ′と再生時の出力Ｒとの比がＷ−／Ｒ
−５となり、記録、再生の光検出器１６の出力の比が小
さくなる。

上記ローパスフィルタ２０の出力は減算回路２２内の差
動増幅器２２　ａの非反転入力端に供給され、この差動
増幅器２２ａの反転入力端には上記ローパスフィルタ２
１の出力が供給される。また、上記ローパスフィルタ２
０，２１の出力は加算回路２３内の加算器２３ａの入力
端に供給される。上記差動増幅器２２ａの出力および上
記加算器２３ａの出力つまり上記光検出器１６に対する
入射光量に応じた信号は正規化回路としての割算器２４
に供給される。

この割算器２４は、上記差動増幅器２２ａから供給され
る信号を加算器２３ａから供給される加算信号によって
除算するものである。たとえば差信号ｒａ−ｂＪを加算
信号「ａ＋ｂＪで除算することにより、正規化信号ｒ　
ａ　−ｂ　／　ａ　＋　ｂ　Ｊつまり焦点ぼけ検出信号
が得られるようになっている。

上記割算器２４の出力は、焦点ぼけ検出信号として駆動
回路２５に供給される。この駆動回路２５は、割算器２
４から供給される信号に応じて、前記対物レンズ１１を
光ディスク１の記録面に対して垂直方向に駆動するコイ
ル１７に対応する電流を供給することにより、対物レン
ズ１１を駆動して焦点ぼけの補正（フォーカス位置の補
正）を行うものである。

次に、このような構成において動作を説明する。

たとえば今、再生時、半導体レーザ１４から（連続的な
）弱光度のレーザ光束が発生され、記録時、半導体レー
ザ１４に断続的に高電流が流れ、半導体レーザ１４から
断続的な強光度のレーザ光束が発生される。この結果、
半導体レーザ１４から強光度のレーザ光束（記録ビーム
光）と弱光度のレーザ光束（再生ビーム光）が発せられ
る。

このレーザ光は、コリメータレンズ１３によって平行光
束に変換され、偏光ビームスプリッタ１２を反射されて
対物レンズ１１に入射され、この対物レンズ１１によっ
て光ディスク１の記録膜に向けて集束される。

この状態において、情報の記録を行う際には、強光度の
レーザ光束（記録ビーム光）の照射によって、光デイス
ク１上のトラックにピットが形成され、情報の再生を行
う際には、弱光度のレーザ光束（再生ビーム光）が照射
される。この再生ビーム光に対する光ディスク１からの
反射光は、対物レンズ１１によって平行光束に変換され
、偏光ビームスプリッタ１２を通過し投射レンズ１５に
よって光検出器１６上に照射される。したがって、光検
出セル１６ａ、１６ｂから照射光に応じた信号が出力さ
れ、それらの信号がそれぞれローパスフィルタ２０．２
１に供給される。

このような状態において、フォー力ッシング動作につい
て説明する。すなわち、上記ローパスフィルタ２０．２
１は、それぞれ上記光検出セル１６ａ、１６ｂから供給
される信号を、低出力で平均化した信号を出力し、差動
増幅器２２ａ１加算器２３ａに供給される。すると、差
動増幅器２２ａは光検出セル１６ａからの検出信号と、
光検出セル１６ｂからの検出信号との差を取ることによ
り得られる（ａ−ｂ）信号を割算器２４に出力する。ま
た、加算器２３ａは光検出セル１６ａからの検出信号と
、光検出セル１６ｂからの検出信号との和を取ることに
より得られる、上記光検出器１６への入射光量に応じた
信号（ａ＋ｂ）を割算器２４に出力する。これにより、
割算器２４は、差動増幅器２２ａから供給される差信号
を、加算器２３ａから供給される和信号で除算すること
により得られる正規化信号（ａ　−ｂ　／　ａ　＋　ｂ
　）つまり焦点ぼけ検出信号を駆動回路２５へ出力する
。これにより、記録時、再生時のように、上記光検出器
１６ａ、１６ｂの検出レベルがレーザ光の強度により異
なっている場合でも、常に所定の検出レベルの信号が得
られる。

これにより、駆動回路２５は割算器２４からの信号に応
じてコイル１７に所定の電流を供給し、対物レンズ１１
を垂直方向に駆動して、フォー力ッシングを行う。この
結果、対物レンズ１１によるビームスポットを、フォー
力ッシング位置に対する最適位置とすることができる。

したがって、記録時、再生時のように検出レベルが違う
場合であっても、一定に保つことができ、安定な制御を
行うことができる。これにより、正確なフォーカッレン
グを行うことができる。

上記したように、光検出器の出力に安価なローパスフィ
ルタを接続することにより、記録時の高レーザ光出力が
光ディスクに照射されている場合、その大きな反射光が
ローパスフィルタで平均化され、低出力となり、安定で
正確なサーボ回路を実現できる。また、ローパスフィル
タの帯域を、サーボ帯域より大きくしているためサーボ
の安定性には何も悪影響を与えないようにできる。

したがって、高価な部品を用いることなく、安定かつ正
確なフォー力ッシングを行うことができる。

なお、前記実施例では、フォーカス制御の場合について
説明したが、これに限らず、］・ラッキング制御も」−
記フオーカス制御と同様な構成で実現することができる
。

すなわち、光検出セル１６ａ、１６ｂで光ディスク１と
対物レンズ１１との位置ずれを検出し、この検出に応じ
て駆動回路２５がコイル１８によるトラッキング方向へ
の対物レンズ１１の移動を行なうようにすれば良い。

また、記録媒体として光ディスクの場合について説明し
たが、これに限らず、レーザカード等であっても良い。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、集束手段に対し
て、安定かつ正確な制御を行うことができる情報処理装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は光デ
イスク装置の構成を概略的に示す図、第２図はローパス
フィルタのカットオフ周波数を説明するための図、第３
図は記録パルスとローパスフィルタの出力とを説明する
ための図である。 １・・・光ディスク（記録媒体）、１０・・・光学ヘッ
ド、１４・・・半導体レーザ（光源）、１１・・・対物
レンズ（集束手段）、１６・・・光検出器（検出手段）
　、１６ａ、１６ｂ・・・光検出セル、１７．１８・・
・コイル、２０．２１・・・ローパスフィルタ（出力手
段）、２２・・・減算回路、２２ａ・・・差動増幅器、
２３・・・加算回路、２３ａ・・・加算器、２４・・・
割算器、２５・・・駆動回路、３０．４０・・・オペア
ンプ、Ｃ１・・・コンデンサ、Ｒｆ・・・抵抗。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 →ｙ４浪数　゛ 第２図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源から発せられた光を記録媒体上に集束するた
   めの集束手段と、 上記記録媒体からの光からの第１および第２の信号を検
   出する検出手段と、 上記検出手段で検出した第１、第２の検出信号に対して
   、それぞれ低出力で平均化した信号を出力する出力手段
   と、 この出力手段により出力された第１、第２の信号を用い
   て、上記集束手段を制御する信号を得る手段と、 を具備したことを特徴とする情報処理装置。
2. （２）集束手段の制御が、フォーカッシング制御あるい
   はトラッキング制御であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の情報処理装置。
3. （３）出力手段が、サーボ帯域より広い帯域を有し、情
   報の記録周波数を十分減衰させるものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の情報処理装置。
4. （４）出力手段が、ローパスフィルタで構成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報処理装置
   。