JPS63273224A - 情報処理装置 - 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
ル状に情報番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
フォーカ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、フォーカッシング用の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カッレン
グ制御が行われる。

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レー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、それぞれのオペアンプ（プリアン
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。

そこで、上記２種類の検出信号を増幅する各オヘアンプ
ζビ抵抗Ｒｆを付加することにより、上記問題を解決す
るようになっている。

ところが、上記のような装置では、オペアンプが周波数
特性を持ち、周波数が高くなるにしたがって、利得が減
少するようになっている。このため、オペアンプの入力
インピーダンス２１は周波数が高くなるにつれて大きく
なり、低周波領域では利得が大きいために２１−０と見
なせても、記録周波数領域（例えば５ＭＨｚ）での高周
波ではＺ　ｉ　ＣＳ大きな値となり、２１は零と見なせ
なくなる。この様子は、第４図（ａ）（ｂ）に示すよう
になっている。

ここで、オペアンプの帰還抵抗Ｚｆが単に抵抗Ｒｆの場
合、このＲＦは周波数に関係なく一定のため、第４図（
ａ）のアンプ利得周波数特性に対し、第４図（ｂ）のａ
に示すように、利得の減少とともに、入力インピーダン
スＺｉは大きくなり、Ｒｆに近付く。

このため、入力インピーダンスＺｉは零と見なせなくな
り、２つの光検出器からの光出力電流は短絡電流のかた
ちで取出されなくなる。

したがって、上記２つのオペアンプは、第５図（ａ）（
ｂ）に等価回路を示し、抵抗Ｒ１ダイオードＤ１コンデ
ンサＣ１抵抗Ｒ−、ダイオードＤ″、コンデンサＣ″と
電流源からなり、これらの抵抗、ダイオード、容量特性
がそれぞれの光検出器でばらつきがあり、このために記
録時の高い周波数（例えば数ＭＨｚ）領域では、２つの
光検出器からの光電流の取出しが、同一光量であっても
、誤差を生じたり、記録と再生との光検出器への大きな
光量差がダイオードＤＳＤ−の影響を受けて、光検出器
の出力電流に誤差を生じ、合焦点位置をずらすようにフ
ォーカスサーボが働き、正確なフォーカス状態が保たれ
ないという欠点があった。

したがって、検出手段の特性のばらつきにより影響があ
り、また大きな光量変化、周波数変化に対して、正確な
フォーカッシングを行うことができないという欠点を有
している。

また、同様な理由により、検出手段の特性のばらつきに
より影響があり、また大きな光量変化、周波数変化に対
して、正確なトラッキングを行うことができないという
欠点を有している。

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、検出手段の特性のばらつきにより影響があ
り、また大きな光量変化、周波数変化により、集光手段
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、検出手段の特性のばらつきに
より影響を除去でき、大きな光量変化、周波数変化によ
り、集光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］ （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増
幅した信号を出力する周波数特性を有した出力°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
記録媒体上に集束し、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
出信号を短絡電流のかたちで取出せ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被膜層がドーナツ形にコー
ティングされている。

上記光ディスク１の裏側には、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）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。

１二で、対物レンズ１１は、その光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、フォーカッシング（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
れぞれ増幅回路（出力手段）２０．２１に供給される。

上記増幅回路２０は、上記光検出セル１６ａから供給さ
れる信号を増幅した信号を出力し、周波数特性を有する
ものであり、オペアンプ３０、およびこのオペアンプ３
０の出力端と反転入力端との間に接続される負荷として
の周波数特性を有する帰還インピーダンスＺｆにより構
成されている。

上記増幅回路２１は、上記光検出セル１６ｂから供給さ
れる信号を増幅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４−０の出力端と反転
入力端との間に接続される負荷としての周波数特性を有
する帰還インピーダンスＺｆにより構成されている。

上記帰還インピーダンスＺｆは、第４図（Ｃ）に示すよ
うに、オペアンプ３０．４０の利得Ａの高周波領域での
減少に伴って、この帰還インピーダンスＺｆの抵抗値を
減少させることにより、入力インピーダンスＺｉの周波
数特性を持たせ、第４図（ｂ）のｂに示すように、低イ
ンピーダンスＺｉζ０に保たれる。

このように、入力インピーダンスＺ　ｉ　”ｉ　０と見
なせると、光検出セル１６ａ、１６ｂからの出力は第２
図（ａ）（ｂ）に示すように、短絡（ショート）されて
いるのと等価となり、光検出セル１６ａ、、１６ｂの電
流源からの入射光量に応じた光電流ｉ１、ｉ２は、抵抗
Ｒ１ダイオードＤ１コンデンサＣ１および抵抗Ｒ″、ダ
イオードＤ゛、コンデンサＣ″には流れず、オペアンプ
出力として取出すことができ、入射光量の大小、周波数
特性に影響を受けず、正確な光電流（第３図に示すｉｌ
、ｉ２）として光検出セル１６ａ、１６ｂから取出せる
。この帰還インピーダンスＺｆは例えば、抵抗Ｒとコン
デンサＣの並列に接続したものでも容易に実現できる。

上記増幅回路２０の出力は減算回路２２内の差動増幅器
２２ａの非反転入力端に供給され、この差動増幅器２２
ａの反転入力端には上記増幅回路２１の出力が供給され
る。また、上記増幅回路２０．２１の出力は加算回路２
３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ｒａ＋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）の照射にょって、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増幅回路２０．２１に供給
される。

このような状態において、フォーカッシング動作につい
て説明する。すなわち、上記増幅回路２０．２１は、そ
れぞれ上記光検出セル１６ａ１１６ｂから供給される信
号を増幅した信号を出力し、差動増幅器２２ａ、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３２３ａ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１６ａ１１６ｂ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、フォーカッシングを行う。この
結果、対物レンズ１１によるビームスポットを、フォー
カ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、光検出器の出力を増幅するオペアンプ
に周波数特性を有する帰還インピーダンスを接続するこ
とにより、一対の光検出器のそれぞれの出力電流を短絡
電流のかたちで取出されるようにオペアンプを構成し、
光検出器のそれぞれの出力電流を記録時と再生時の入射
光量に比例して取出すことができる。これにより、正確
なサーボ回路を実現できる。また、高価な部品を用いる
ことなく、安定かつ正確なフォーカッシングを行なうこ
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、トラッキング制御も上記フ
ォ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、集光手段に対し
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図および第５
図はオペアンプの等価回路を説明するための図、第３図
は光検出器の入射光量と出力電流の関係を説明するため
の図、第４図（ａ）はオペアンプの利得周波数特性を説
明するための図、第４図（ｂ）は入力インピーダンスの
周波数特性を説明するための図、第４図（ｃ）は帰還イ
ンピーダンスの周波数特性を説明するための図である。 １・・・光ディスク（記録媒体）、１０・・・光学へラ
ド、１４・・・半導体レーザ（光源）、１１１０．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・・・増幅回路（出力手段）、Ｚ
ｆ・・・帰還インピーダンス（負荷）、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
動四路、３０．４０・・・オペアンプ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ｂ）　　　　　　　　ｗ１３図 第２図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第５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
   、それぞれ増幅した信号を出力する周波数特性を有した
   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、周波数特性を有する負荷としての帰
   還インピーダンスを有す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、高周波領域での利得の減少に伴って
   、負荷のインピーダンスが減少するものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の情報処理装置。