JPS63302427A - 情報再生装置 - 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、情報再生装置に関し、特にフォーカシング
サーボ系の動作の安定化に関する。

（従来の技術） 一般に、情報再生装置としての光ディスク装置は、情報
記憶媒体として同心円状またはスパイラル状の記録トラ
ックを有する光ディスクが用いられる。そしてモータで
回転されるこのような光ディスクの記録トラックに対し
半導体レーザ等の光源から射出された光ビームのビーム
スポットを照射し、且つこのビームスポットを記録トラ
ックに追従するように光ディスクの半径方向に移動させ
て、その記録トラックに対して光学的に情報の記録また
は再生を行なうようにしている。

一方、光デイスク自体には通常「そり」や偏心に係る「
撮れ」があるので、回転により光ディスクには面振れ等
が生じる。これらの量は、所定範囲内に納まるように規
定されているが、記録トラックに対し情報の記録または
再生を正確に行なうためには、このような規定内で面振
れ等の生じている光ディスクの記録層に対しても光源か
らの光ビームが常に正確に焦点を結ぶように収束される
ことが必要とされる。つまり光源からの光ビームが光デ
ィスクの所定のトラック上の記録面に常に合焦されるこ
とが必要とされる。

光デイスク装置にはこのような合焦手段として、フォー
カスサーボ系がまたトラックに対する追従手段としてト
ラッキングサーボ系が備えられている。

トラックサーボ系は、フォーカスサーボ系と略同様に構
成されるので、以下、フォーカスサーボ系について説明
する。

フォーカスサーボ系は、例えば、光ディスクからの反射
光を光電変換するための２分割検出器と、この２分割検
出器からの各出力信号を差動増幅してフォーカス誤差信
号を出力する差動増幅器と、フォーカス誤差信号をもと
に固定したループゲインで増幅し制御する制御回路Ｊ３
よびこの制御回路からの出力信号で制御されるフォーカ
シング駆動コイル等で構成されている。また、このフォ
ーカシング駆動コイルにより、光源からの光ビームを収
束させる対物レンズが、その先軸方向に移動制御される
。

そして光ディスクが高速で回転され、この回転により而
撮れの生じている光ディスクに対して、フォーカスサー
ボ系により対物レンズが次のように移動制御される。

即ち、ＣＰＵ等の制御系からのフォーカスオンの命令信
号によりフォーカスサーボ系が始動すると、まず制御回
路からの出力信号によりフォーカシング駆動コイルを介
して、対物レンズが一定の速度で光ディスクの記録層に
近づけられる。この対物レンズの接近動作により、対物
レンズおよび光ディスクの記録層間の相対距離が合焦可
能範囲内に引込まれると、そのときの差動増幅器の出力
信号によりフォーカスロックが検出され、制御系に対し
てフォーカスロック信号が送出されて、その侵は対物レ
ンズが常に合焦可能範囲に位置するように自動制御され
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように従来の情報再生装置にあっては、フォー
カシングａ、ＩＩ　ｆｍとトラッキング制御にお１プる
ループゲインがそれぞれ固定した値に設定されていたの
で、例えばフォーカシング制御を行なっているときには
、精度を上げるためにループゲインを上げる必要がある
が、高いループゲインの状態でフォーカス制御を起動す
ると例えばトラック間を移動した場合のような僅かなフ
ォーカスぼけ信号によっても光学系を過剰制御してしま
うことになり、そのためフォーカス制御の起動時にあっ
ても光学系の過剰υＨＨＩを引き起こさない程度にルー
プゲインを設定しなければならなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とし
ては、当該情報再生装置の動作状態、例えばフォーカシ
ング制御のそれぞれの動作状態に最適なループゲインを
得て安定した動作を行なうことのできる情報再生装置を
提供することにある。

［発明の構成１ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するために、情報再生装置に
情報記憶媒体に光ビームを照射づ−る光学手段と前記情
報記憶媒体からの反射若しくは透過光を検出し前記光学
手段と情報記憶媒体との位置関係を検出する検出手段と
、 前記検出手段の検出結果に応じて前記光学手段を駆動制
御する制御比較を変更して制御するゐり卯手段とした。

（作用） 本発明における情報再生装置においては、光学生段から
情報記憶媒体に取出された光ビームは、情報記憶媒体に
おいて反射若しくは透過して検出手段に到り、前記光学
手段と情報記憶媒体との位置関係に係るデータが検出さ
れ、さらに制御手段はこの位置関係に係るデータおよび
、または前記光学手段の駆動状態に応じて適宜制御比を
変更して前記光学手段の駆動手段の駆動制御を行なうの
で、常に最適な制御比で光学手段の駆動制御を行なうこ
とができる。

（実施例） 以下この発明の実施例を第１図ないし第４図に基いて説
明する。

まず情報再生装置の構成を説明すると、第２図中、１は
情報記憶媒体としての光ディスク、２１は光ディスク１
を回転駆動さぜるモータ（回転手段）、３は記録および
再生用の光学ヘッドである。

光ディスク１は、同心固状またはスパイラル状の記録ト
ラックを有した記録層を両面に具備し、１回転が例えば
「０〜２５５」の２５６セクタ（図示せず）に分割され
各セクタ毎に情報の記録がなされるものである。モータ
２１はモータ制御回路２によって制御駆動される。

光学ヘッド３は、直流リニアモータの可動部９１に取付
けられており、これにより光ディスク１の半径方向に直
線移動される。リニアモータには永久磁石を有する図示
省略の固定部が備えられており、この固定部の永久磁石
上を駆動コイル９３を有する可動部９１が直線移動する
。光学スケール９５は可動部９１に固定され、この光学
スケール９５の位置は検出器（透過形光学センサ）９７
によって光学的に検出される。この検出器９７はいわゆ
る重ね格子形検出方式によって可動部９１（つまり光学
ヘッド３）の位置を検出する。検出器９７の出力信−号
は、リニアモータ制御回路９に供給される。

リニアモータ制御回路９は、後述するＣ　Ｐ　Ｕ　５か
ら供給される目標位置信号および検出器９７の出力信号
に応じてリニアモータの可動部９１、即ち光学ヘッド３
の位置決め制御を行なうとともに、検出器９７の出力信
号によって光学ヘッド３の移動距離を検出し、その移動
距離に応じてリニアモータの速度制御を行なうものであ
る。

光学ヘッド３には、光ビーム射出用の光源である半導体
レーザ１１、コリメータレンズ１２、偏光ビームスプリ
ッタ１３、光ビームを光デイスク１上の記録層に収束さ
せるとともに光デイスク１上の記録層に光ビームのビー
ムスポットを位置決めするための集光手段としての対物
レンズ１４、対物レンズ１４をその光軸方向に移動させ
るフォーカシング駆動コイル６１、対物レンズ１４を光
ディスク１の半径方向く光軸と直交する方向）に移動さ
せるトラッキング駆動コイル６３、さらにハーフプリズ
ム１５、集光レンズ１６、ナイフェツジ１つを経た光デ
ィスク１からの反射光を受けて光電変換を行なうための
２分割検出器からなるフォーカス位置センサ３１、集光
レンズ１７および光ディスク１からの反射光を受けて光
電変換を行なうための２分割検出器からなるトラッキン
グ位２１＝ンサ３３等が備えられている。

半導体レー＋ｆ１１は、レーザパワー制御回路１Ｏで駆
動されて発振動作し、光ビームが射出される。この場合
、情報を光デイスク１上に記録する際には、記録すべき
情報に応じてその光強度が変調された光ビームが射出さ
れ、光ディスク１がら情報を再生する際には、一定の光
強度を有する光ビームが射出される。

半導体レーザ１１からの光ビームは、コリメータレンズ
１２で平行光線束化された後、偏光ビームスプリッタ１
３に導かれ、この偏光ビームスプリッタ１３で光デイス
ク１側へ反射される。１で反射された光ビームは、対物
レンズ１４で収束されることにより、ビームスポットと
して光デイスク１上の記録層に設けられている記録トラ
ックに位置決め照射される。この光照射による光ディス
ク１からの反射光は、対物レンズ１４を通り、ざらに偏
光ビームスプリッタ１３を通ってハーフプリズム１５に
導かれ、このハーフプリズム１５で２系統に分光される
。

分光された一方の反則光は、集光レンズ１６およびナイ
フェツジ１つを通ってフＡ−カス位置センサ３１の受光
面に結像され、光電変換される。

このフォーカス位置センサ２１の各出力信号はフォーカ
シング制御に用いられる。

またハーフプリズム１５で分光された他方の反射光は、
集光レンズ１７を通ってトラッキング位置センサ３３の
受光面に結像され、光電変換される。このトラッキング
位置センサ３３の各出力信号は、トラッキング制御およ
び記録情報の読取りに用いられる。

フォーカス位置センサ３１の各出力信号は、それぞれ差
動増幅器３２に供給され、この差動増幅器３２の出力か
ら光デイスク１上におけるフォーカス誤差信号が得られ
る。差動増幅器３２から出力されるフォーカス誤差信号
はフォーカシング制御回路４１に供給される。

フォーカシング制御回路４１は、入力されるフォーカス
誤差信号に応じてフォーカシング駆動コイル６１を制御
し、対物レンズ１４を光軸方向に駆動して、光デイスク
１上に照射される光ビームがジャストフォーカスとなる
ように、当該対物レンズ１４を合焦可能範囲に自動制御
するものである。

またフォーカシング制御回路４１は、第１図に示すよう
に、フォーカシングサーボ系のゲインを選択するための
スイッチ回路４０と、このスイッチ回路４ａによって選
択されゲインＧ１を有する第１のゲイン回路４ｂと、ゲ
インＧ２を有する第２のゲイン回路４Ｃを有して構成さ
れ、ＣＰＵ５からの制御信号によって、これらゲイン４
ｂ、４Ｃの切換えが行なわれる。

フォーカシング制御回路４１には、対物レンズ１４が合
焦可能範囲に位置しているとき、差動増幅器３２の出力
によりフォーカスロックを検出スるロック検出手段が備
えられている。フォーカスロック信号等はＡ／Ｄコンバ
ータ４２およびデータバス５０を介して後述するＣＰＵ
５に供給される。而してフォーカス位置センサ３１、差
動増幅器３２、フォーカシング制御回路４１およびフォ
ーカシング駆動コイル６１等によりフォーカスサーボ系
が構成される。

一方、トラッキング位置センサ３３の出力信号は、それ
ぞれ差動増幅器３４に供給され、この差動増幅器３４の
出力からトラッキング位置ずれ信号が得られる。差動増
幅器３４から出力されるトラッキング位置ずれ信呂は、
トラッキング制御回路４３に供給される。

トラッキング制御回路４３は、入力されるトラッキング
位置ずれ信号に応じて１〜ラツキング駆動コイル６３を
制御し、対物レンズ１４を光ディスク１の半径方向に駆
動して、光ビームのビームスポットが常に光デイスク１
上の記録層に設けられた記録トラックに位置し、ビーム
スポットが記録［・ラックを正確に追従するようにトラ
ッキング制御を行なうものである。

またトラッキング制御回路４３は、第１図に示すように
、トラッキングサーボ系のゲインを選択するためのスイ
ッチ回路４ａと、このスイッチ回路４ａによって選択さ
れたゲインＧ１を有する第１のゲイン４ｂと、ゲインＧ
２を有する第２のゲイン４Ｃを貸して構成され、ＣＰＵ
５からの制御信号によって、これらゲイン４ｂ　、４ｃ
の切換えが行なわれる。

而してトラッキング位置センサ３３、差動増幅器３４、
トラッキング制御回路４３およびトラッキング駆動コイ
ル６３等によりトラッキングサーボ系が構成される。

トラッキングサーボ系によりトラッキングが行なわれて
いる状態（以下、トラッキングオン状態ともいう、フォ
ーカシングについても同様）では、対物レンズ１４のみ
ならずリニアモータ制御回路９側にもサーボがかかり、
対物レンズ１４およびリニアモータを用いて光ビームの
位置決めが行なわれる。

また、トラッキング位置レンサ３３の各出力信号は、そ
れぞれビデオ回路３６に供給される。ビデオ回路３６に
は、トラッキング位置センサ３３の各出力信号を加算す
ることにより、これを記録情報の再生信号、即ち記録ト
ラック内のビットが反映されたビデオ信号とし、そのビ
デオ信号を２値化した読取り情報を出力するものである
。

前記のデータバス５０には、装置全体の制御を司るＣＰ
ＬＪ　（セントラル・プロセッシング・ユニット）５、
ＣＰＵ５の動作プログラム、引込み動作時における対物
レンズ１４の速度υＪｔｌＤデータおよび偏心補正デー
タ等を格納するＣＰＵメモリ５１、ＣＰＵ５からの各種
制御信号等をアナログ変換するためのＤ／Ａコンバータ
４４およびモータ制御回路２が接続されている。

次に動作を説明する。

まず、アクセス動作を説明すると、光ディスク１の記録
トラックに予め記録されている位置情報が読み取られ、
リニアモータで光学ヘッド３を移動させることにより粗
アクセスが行なわれる。目標の記録トラックに近付くと
トラッキングサーボ系により、対物レンズ１４を用いた
精密アクセスが行なわれ、目標の記録トラックに光ビー
ムが移動される。これらのアクセス動作はＣＰＵ５の制
御によって行なわれる。なお、このようなアクセス動作
は既に周知のことであるので、これ以上の説明は省略す
る。

次にフォーカシング制御とトラッキング制御の各動作状
態とそれぞれのループゲインとの関係を第３図を参考に
して詳細に説明する。

フォーカシングオン状態でかつトラッキングオフ状態で
あるときには、光ビームは光デイスク上のトラックを横
切るため（第３図＜ａ　）においてＡ−Ｂ−４０によっ
て示す）、トラック間を移動する際にフォーカシングの
最適点と最適点外の状態との間を連続的に移動するとこ
ろとなる。このときフォーカス差信号は光ビームのトラ
ック間の移動を反映して、第３図（ｂ）に示される変動
を伴う波形となる。

また上記トラッキングオフ状態からトラッキングオン状
態に移行するときには、ノイズ成分の少ないより安定し
たトラッキング差信号を得ることによってトラッキング
制御をより安定して行なうために、フォーカシング制御
のループゲインは高い値に設定される。

次にフォーカシングオン状態でかつトラッキングオン状
態であるときには、光ビームは光ディスク１のトラック
に沿って追随し、またフォーカス状態はフォーカシング
の最適点近傍に保持される。

このときのフォーカス差信号は、光ビームのトラック間
移動による変動を含むことがなく、光デイスク面の「そ
り」等による低周波成分を若干含むだけの平均的直流成
分レベルの高い信号となるく第３図（Ｃ）参照）。

すなわちトラッキングオフ状態及びトラッキングオン状
態における、それぞれのフォーカス差信号の平均的直流
成分レベルを比較した−ときに、トラッキングオン状態
における直流成分レベルが高くなり、そのためこのトラ
ッキングオン状態におけるフォーカシング制御のループ
ゲインに保持したままトラッキングオフ状態にすること
は前記最適値を外れてしまうので、第１図に示すスイッ
チ回路４ａを切り換えてトラッキングオン状態でのルー
プゲインを低く、またトラッキングオフ状態でのループ
ゲインを高いものにして、例えＬｆレンズアクｔユエー
タが高周波で応答している場合であってもサーボ回路の
動作を安定させることができる。

本実施例においては、ループゲインを択一的に切り換え
るように構成したが、連続的に可変であるように構成し
ても良く、また例えばトラッキング制御のオン状態、オ
フ状態を検出して自動的に変更しても本願゛の目的を達
し得られ本願の要旨を逸脱するものではない。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば制御手段が検出
手段の検出信号等に応じて、制御比を適宜変更して、光
学手段を駆動制御するようにしたので、情報再生装置に
おける制御系の安定度を飛躍的に向上させることができ
る等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は発水明の一実施例の要部を示すブロック図、第
２図は全体のブロック図、第３図はトラッキング状態を
説明する図をそれぞれ示す。 １・・・光ディスク（情報記憶媒体） ２・・・モータ制御回路 ２１・・・モータ ３・・・光学ヘッド ３１・・・トラッキング位置センサ ３３・・・フォーカス位置センサ ４・・・制御手段 ４１・・・フォー力ツシングｔ１１制御回路４３・・・
トラッキング制御回路 ４ａ・・・スイッチ回路 ４ｂ・・・第１のゲイン回路 ４Ｃ・・・第２のゲイン回路 ５・・・ＣＰＵ ６・・・光学制御手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報記憶媒体に光ビームを照射する光学手段と、
   前記情報記憶媒体からの反射光若しくは透過光検出し前
   記光学手段と情報記憶媒体との位置関係を検出する検出
   手段と、 前記検出手段の検出結果および、または前記光学手段の
   駆動状態に応じて前記光学手段を駆動制御する制御比を
   変更して制御する制御手段とを有したことを特徴とする
   情報再生装置。
2. （２）前記制御手段は、フォーカシング制御とトラッキ
   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
   に記載の情報再生装置。
3. （３）前記制御手段は、予め設定した複数のループゲイ
   ンから適宜選択して制御を行なうことを特徴とする特許
   請求範囲第１項および第２項に記載の情報再生装置。
4. （４）前記制御手段は、トラッキング制御のオフ状態か
   らオン状態に移行するときにフォーカシング制御のルー
   プゲインを低い値に変更することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第３項記載の情報再生装置。
5. （５）前記制御手段は、前記検出手段の検出信号および
   、または当該制御手段によつて制御される光学手段の駆
   動状態に応じて、自動的に制御比を変更することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第４項に記載の情報再
   生装置。