JPS6337828A - 光情報記録再生装置 - 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】 （技術分野） この発明は光情報記録再生装置に関する。

（従来技術） スパイラル状もしくは同心円状にトラックを形成された
光情報記録媒体（以下光ディスクと称す）のトラック上
に、光ピックアップ光学系の対物レンズにより光スポッ
トを集束させて、トラックに情報を記録し、あるいは、
トラックに記録されている情報を再生する光情報記録再
生方式が知られている。

このような記録再生方式において、情報の正確な記録、
再生が行なわれるためには、光スポットがトラック上に
正しく集束する必要があり、一般に、この種の光情報記
録再生装置では、光スポットの集束位置がトラック上に
合致するよう、上記スポットの集束位置のトラックとの
位置合わせ制御が行なわれており、この制御をトラッキ
ング制御と称す把。また、光スポットのトラック間の移
動や、指定トランクへ光スポットを移動することをトラ
ックジャンプと称する。一方、上記光スポソトをトラッ
ク上に集束させるための制御はフォーカシング制御と呼
ばれる。

ところで、光ディスクのディスク面に傾きゃ、反りがあ
ると、トラックと光スポットの集束位置との誤差を検知
するトラッキング誤差信号にオフセットを生じ、また、
トラッキング制御系のサーボ回路等にオフセットがある
場合にもトラッキング誤差信号にオフセットが生じる。

このトラッキング誤差信号のオフセットが生じるとトラ
ッキング制御やトラックジャンプがうまくいかないとい
う問題がある。

この問題を取扱った技術としては、特開昭５８−１６９
３４４号公報に開示された技術が知られている。

この技術では、記録、再生等の動作開始前にトラッキン
グ誤差信号（上記技術ではサーボ信号）のオフセットを
検出し、動作中はこのオフセットをホールドし、このオ
フセット値を補償するオフセット補償回路を設け、トラ
ッキング誤差信号とオフセット補償回路出力とを加え合
わせオフセットをキャンセルしている。また、この技術
では、動作開始毎に上記オフセット補償が行なわれるた
め、サーボ回路等を構成する素子などの経時変化による
オフセットの変化に対しても、毎回、オフセット補償回
路出力の自動調整が行なわれる。また、光ディスクの反
り等によるオフセットに対しても上記オフセット補償回
路により、オフセットが自動補償されるため、トラック
の中心にトラッキング制御できる。

ところが、この従来技術によるオフセット補償方法では
、光ピックアップ光学系の対物レンズの光軸のずれに対
する報償がされていないため、トラッキング時やトラッ
クジャンプ時に支障をきたす。

すなわち、対物レンズをサーボコイル等のアクチュエー
タによって駆動してトラッキング制御し、トラッキング
時又はトラックジャンプ時には対物レンズの位置を検出
する位置検出器の出力が一定となるように光ピックアッ
プ光学系のキャリッジを対物レンズに追従して移動する
方式の光情報記録再生装置では、トラックジャンプ時に
対物レンズの光軸ずれによるトラッキング誤差信号のオ
フセットが生じやすく、従来技術によるオフセット補償
方法ではトラッキング誤差信号のオフセットは電気的に
は補償されるが、光軸ずれの修正はなされない。このた
め、光軸ずれによる光スポットの集束不良等が生じトラ
ッキング又はトラックジャンプがうまく行なえないなど
の問題が生じる。

（目　　的） 本発明は、光ディスクの反りや光ピックアップ光学系の
光軸ずれなどによって生ずるトラッキング誤差信号のオ
フセットを除去し、正常なトラッキングやトラックジャ
ンプを行ないうる、新規な光情報記録再生装置の提供を
目的とする。

（構　　成） 以下１本発明を説明する。

本発明の光情報記録再生装置では、光ディスクへの情報
の記録、再生や、トラックジャンプ等の動作開始前のオ
フトラック時に、トラッキング誤差信号のオフセット量
を検出し、このトラッキング誤差信号のオフセット量に
基づいて光ピックアップ光学系の対物レンズの位置を検
出する位置検出器の出力信号を補正する補正手段を設け
、この補正手段によって位置検出器の出力信号を補正し
、対物レンズと光ピックアップ光学系との相対位置関係
を修正してトラッキング誤差信号のオフセットを補正し
、正常なトラックジャンプや情報の記録、再生が行なえ
るようにしたものである。

以下、図面を参照しながら、具体的な実施例について説
明する。

第１図は、本発明による光情報記録再生装置に用いるナ
イフェツジ方式の光ピックアップ光学系の一例を要部の
み説明図的に示している。

同図において、この光ピックアップ光学系は、光源とし
ての半導体レーザー１と、カップリングレンズ２．偏光
ビームスプリッタ−３、および、１／４波長板４、そし
て、光ディスク６のトラック上に光スポットを集束する
対物レンズ５、光ディスク６からの反射光を焦点検出用
受光素子９に集光する集光レンズ７、及びトラック検出
用受光素子８によって構成される。

半導体レーザー１から射出したレーザー光束は、カップ
リングレンズ２によって平行光束とされ、偏光ビームス
プリッタ−３，１７４波長板４、対物レンズ５を介して
、光ディスク６のディスク面に入射する。このとき、入
射光束は対物レンズ５の作用により、ディスク面上に、
径約１．６μｍの光スポットに集束する。

ディスク面６による反射光束は、対物レンズ５．１７４
波長板４を介して偏光ビームスプリッタ−３で反射され
、集光レンズ７により集束光束とされ、一部はトラック
検出用の受光素子８に受光されトラック検出に使用され
、残りの光束は集光レンズ７の焦点位置、すなわち反射
光束の集光点に置かれた焦点検出用の受光素子９で受光
され、焦点位置検出に使用される。

まず、焦点検出方法とフォーカシング制御につき簡単に
説明する。受光素子９は、対物レンズ５による集束光が
、正しくディスク面上に集束していたならば、集光レン
ズ７による集束光が集束するであろう位置Ｐに配備され
ており、受光部が２部分Ｃ，Ｄに分割され、各受光部Ｃ
，Ｄから、それぞれ、信号Ｃ’、　Ｄ’を出力しうるよ
うになっている。対物レンズ５による集束光束が正しく
ディスク面上に集束しているときは、集光レンズ７によ
る集束光は、Ｐ点に集中し、受光部Ｃ，Ｄの受光量は互
いに等しい。従って、このとき、出力Ｃ′ｐ　＋とは互
いに等しくＣ’＝Ｄ″である。ところが、対物レンズ５
に対してディスク面が遠ざかり、対物レンズ５による集
束光がディスク面の手前で集束すると、集光レンズ７に
よる集束光の集束点はＰよりも第１図左方へずれ、これ
によって、受光部りの受光する光量が相対的に増大し、
Ｄ′くＤ′となる。逆に、対物レンズ５にディスク面が
近付くと、集光レンズ７による集束光の集束点はＰ点よ
りも第１図右方へずれる。これによって受光部Ｃの受光
する光量が相対的に増大し、Ｄ′〉Ｄ′となる。

そこで、フォーカシング制御信号としてＤ′−Ｄ′を用
い、このフォーカシング制御信号がＯとなるように対物
レンズ５に設けたフォーカシング用サーボ系を駆動して
、対物レンズ５を、その光軸方向に変位させることによ
り、フォーカシング制御を行なうことができる。

次に、トラック検出の原理について説明する８光デイス
ク６にはプレグルーブと呼ばれる凹凸状の記録トラック
がスパイラル状もしくは同心円状に形成されているが、
トラック検出は、上記記録トラック上とトラック間の光
学的距離による反射光の位相差によって生じるトラック
中心に対する光強度分布のずれ、すなわち上記反射光の
ファーフィールド像のトラック中心に対する対称性を検
出することによって行なうことができる。

以下、具体的なトラック検出例及びトラッキング制御に
ついて説明する。

光ディスク６は、第１図に示す例では、ディスク面（ト
ラックを形成された側の面）と反対側の面を下方に向け
て配備される。従って、半導体レーザー１からの光束は
、ディスク面と反対側の面から入射し、光ディスク６の
透明層を透過してディスク面に集束する。このディスク
面には通常ＡＱ蒸着等によって反射層がコーティングさ
れている。ディスク面におけるトラック等の深さは、半
導体レーザー１から放射されるレーザー光ノ波長λに対
し、光学距離にして１／４λ程度であって、ディスク面
は、前述したフォーカシング制御に対しては実質的に平
面である。

トラック検出用の受光素子８は、第２図に示すように、
受光部が２部分Ａ、Ｂに分割され、各受光部Ａ、Ｂから
信号Ａ’、Ｂ’を出方しうるようになっている。各受光
部Ａ、Ｂを分ける分割線は第１図において１図面上下方
向であり、第１図においてトラックに直交する方向は、
図面に直交する方向となっている。尚、第２図において
、符号２−１は、集光レンズ７による集束光束を示し、
破線のハツチを施した部分が、受光素子８に入射する光
束部分を示す。

第３図はトランクと対物レンズとの位置関係に対する反
射光のファーフィールド像を表し、同図（ＩＩ）に示す
ように、対物レンズ５による集束光が正しく光ディスク
のトラック上に集束しているときは、受光素子８に入射
する光の強度工ＮＴは、受光部Ａ、Ｂの分割線に対して
対称となり、出力Ａ′とＢ′は互いに等しく、Ａ’＝Ｂ
’となる。

ところが、第３図（１）又は（ＩＩＩ）に示す如く、対
物レンズ５による集束光の集束位置が、トラックに対し
てずれると、トラック部分と、それ以外の部分とに、１
／４λ（λ：波長）の光学距離があるので、上記画部分
の反射光に１／２λの位相差が生じ、回折効果により受
光素子８上の光強度ＩＮＴは、前記分割線に対し非対称
となり、出力Ａ’、Ｂ’の大小関係はＡ’＞Ｂ’（第３
図（■））、又はＡ’＜Ｂ′（第３図（■））の様にな
る。

従って、原理的には、Ａ’−Ｂ’をトラッキング誤差信
号（トラック検出信号）として、この誤差イコ号がＯと
なるように対物レンズに設けられたトラッキング制御用
サーボ系を駆動し、トラッキング制御を行なうことがで
きる。

すなわち、受光素子８の各受光部Ａ、Ｂの出力を、それ
ぞれ電流電圧変換前置増幅器などで増幅し、差動増幅器
あるいはコンパレータ等でそれらの差をとり、この差電
圧をサーボコイル駆動回路に印加して、サーボ系のサー
ボコイルを駆動し、対物レンズを光軸に直交する方向、
すなわち、トラックに直交する方向へ変位させて、前記
トラッキング誤差信号Ａ’−Ｂ’をＯとするように制御
するのである。

ところで、対物レンズ５の光軸に対し、光ディスク６が
、光ディスクの設定不良や反り等のために傾き、光軸が
ディスク面と直交しなくなると、第３図（ＩＶ）に示す
ように、集束光自体は正しくトラック上に集束していた
としても、受光素子８上の光強度分布ＩＮＴは、受光部
Ａ、Ｂの分割線に対して非対称となり、トラッキング誤
差信号Ａ’−Ｂ′は０からずれ、あたかも、光スポット
がトラックに対してずれているかの如き検出がなされ、
これに基づいてトラッキング制御を行なうと、光スポッ
トがトラックに対してずれてしまい、情報の正しい記録
、再生が行なえなくなってしまう。

また、トラッキング誤差信号に基づいてトラックジャン
プを行なう場合にも、トラッキング誤差信号のオフセッ
トのためにオーバーシュート等のジャンプ不良が生じる
。

例として、第４図に示すようなトラックジャンプ回路を
用いた場合について示す。

同図において、このトラックジャンプ回路は、通常のト
ラッキング制御回路、すなわち、トラック検出光を受光
して光強度に応じた信号、前述したＡ’、Ｂ’を出力す
る受光素子８と受光素子８の各受光面Ａ、Ｂからのそれ
ぞれの信号Ａ’、Ｂ’を増幅する前置増幅器１１，１２
、及びその各信号を比較し、その差Ａ’−Ｂ’、すなわ
ち、トラッキング誤差信号を出力するコンパイラ１３、
そして、トラッキング誤差信号を受けてサーボ系１６を
駆動するサーボコイル駆動回路１５とにより構成される
トラッキング制御回路に、外部トリガー信号を受信する
とサーボコイル駆動回路１５にジャンプパルスを発生す
るパルス発生回路を設けたものであり、トリガー信号を
受信した時にトラックジャンプ回路として動作する。

第５図は、このトラックジャンプ回路の動作例を示す図
で、同図（ａ）はトラッキング誤差信号（トラックジャ
ンプ時はトラック誤差信号となる）にオフセットが無い
場合について示し、同図（ｂ）はオフセットが有る場合
について示しである。

第４図、第５図において、トリガー信号を受信してパル
ス発生回路１４からの正のジャンプパルスがサーボコイ
ル駆動回路１５に出力されると、サーボコイル駆動回路
１５はサーボ系に駆動信号を出力してトラックジャンプ
動作を開始させる。また、トラックジャンプ動作時には
常にトラック誤差信号が検出されている。このトラック
誤差信号にオフセットが無い場合には第５図（ａ）に示
すように、トラック誤差信号がゼロクロスする点Ｅ（ト
ラック中心）でレンズ移動速度が最も速くこのゼロクロ
ス点Ｅに達した時点で負のジャンプパルスを与えてやる
とレンズ移動速度は減速し、再びゼロクロスする点Ｆ（
次のトラック中心）で移動速度がＯとなり良好なトラッ
クジャンプが行なえる。

ところが、トラック誤差信号にオフセットがある場合は
、真のトラック中心と誤差信号によるトラック中心との
間にずれがあるため、１トラツクジヤンプ終了後（第５
図（ｂ）のＦ′点）に速度がゼロとならないという現象
が生じ、点Ｆ′を検出し、サーボコイル駆動回路を閉じ
た後（パルスＯの状態）にオーバーシュート等が生じ、
整定するのに時間がかかる。また、この状態ではトラッ
クはずれが起きやすくなる。特に、多数のトラックをジ
ャンプする時にはこの影響が大きい。

一般に、多数のトラックをジャンプする時には、対物レ
ンズの移動範囲に限りがあるため、対物レンズに追従す
るように、光ピックアップ光学系全体を移動するキャリ
ッジを動かす制御が行なわれる。この制御方法としては
、対物レンズのキャリッジに対する位置を検出する位置
検出器を設け、トラックジャンプ時には、この位置検出
器の出力が一定となるように、すなわち、対物レンズと
キャリッジとの相対位置関係を保持した状態で、対物レ
ンズの移動に追従してキャリッジを動かす方法が用いら
れている。ところが、トラック誤差信号にオフセットが
あると、対物レンズの前述したオーバーシュートにつら
れてキャリッジのトラックに対するオーバーシュート等
が生じ、より一層、整定するのが難かしくなる。

また、このようなトラックジャンプ方法を行なう装置で
は、トラックジャンプ時に、第６図に示すように、対物
レンズ５とそれ以外の光ピックアップ系との間に光軸ず
れが生じることがあり、ディスク面６に反り等が無くて
も、同図（ｂ）に示すように光軸ずれによるトラック誤
差信号のオフセットが生じることがあり、トラックジャ
ンプ時に正常なトラック位置検出が不可能となってしま
うことがある。

本発明では、このような光ディスクの反り等や、トラッ
クジャンプ時の対物レンズの光軸ずれ等によって生じる
トラック誤差信号（トラッキング誤差信号）のオフセッ
トによるトラックジャンプ不良やトラッキング不良を第
７図に示す制御系を設けることにより防止する。

以下、第７図に示す本発明による光情報記録再生装置の
制御系について説明する。

同図において、この制御系は、トラッキング誤差信号（
トラック誤差信号）検出系とトラッキング制御系とトラ
ックジャンプ制御系、及び光ピックアップ光学系のキャ
リッジを制御するキャリッジ制御系、そして、これら制
御系を統括制御するＣＰＵ系、トラッキング誤差信号の
オフセット量を検出するオフセット検出系、さらに、オ
フセット系によって検出されたオフセットデータに基づ
いてキャリッジ制御系のレンズ位置検出器に与えるバイ
アスデータ値を演算する上記ＣＰＵ回路３６を含むオフ
セット補償回路系とによって構成される。

上記トラッキング誤差信号検出系は、受光面を２分割し
た受光素子８と前置増幅器１１．１２及びコンパレータ
１３とによって構成され、トラッキング誤差信号の検出
方法は前記に示したとおりである。

コンパレータ１３により出力されたトラッキング誤差信
号は三系統に分岐され、それぞれ、トラッキング制御系
のトラッキングサーボ回路２１、トラックジャンプ制御
系のトラックジャンプ回路２２及びオフセット検出系の
ピークホールド回路３４に入力される。

トラッキング制御系とトラックジャンプ制御系とはセレ
クター回路２３とトラッキングモータードライブ用アン
プ２４及びトラッキングサーボモーター２５とを共通に
用いており、ＣＰＵ回路３６から送信されるモードコン
トロール信号３７により、セレクター回路２３をトラッ
キングサーボ回路２１又はトラックジャンプ回路２２の
うちどちらか一方側に切換え、トラッキング制御又はト
ラックジャンプ制御のうちのどちらか一方の制御を行な
う。

すなわち、トラッキング制御時には、ＣＰＵ回路３６か
らモードコントロール信号３７をセレクター回路２３に
出力し、セレクター回路２３をトラッキングサーボ回路
２１側に切換え、トラッキングサーボ回路２１から出力
されるトラッキング制御信号をトラッキングモータード
ライブ用アンプ２４を介して増幅してトラッキングモー
ター２５に出力し、対物レンズ２６をトラッキング制御
する。また、トラックジャンプ制御時は、モードロント
ロール信号３７によりセレクター回路２３をトラックジ
ャンプ回路２２側に切換え、トラッキングモータードラ
イブ用アンプ２４にはトラックジャンプコントロール信
号が出力されるようにし、同時に、ＣＰＵ回路３６によ
りトラックジャンプ回路２２にトリガー信号を送信し、
トラックジャンプコントロール信号を発生し、トラッキ
ングサーボモーター２５をトラックジャンプ制御し、対
物レンズ２６をトラックジャンプさせる。

以上のトラッキング又はトラックジャンプ動作時には、
対物レンズ２６が光ピックアップ光学系３３のキャリッ
ジとしてのシークモーター３２に対して移動するため、
シークモーター３２に固定され、対物レンズ２６のシー
クモーター３２に対する位置を検出するレンズ位置検出
器２７の出力信号が変化する。

この時、キャリッジ制御系のシークサーボ回路３０はレ
ンズ位置検出器２７の出力信号の変化を検出し、出力信
号が一定に保たれるようにシークモータードライブ回路
３１を介してシークモーター３２を駆動する。すなわち
、キャリッジ制御系はトラッキング又はトラックジャン
プ時に対物レンズ２６の移動に追従して光ピックアップ
光学系３３全体を移動し、対物レンズ２６と光ピックア
ップ光学系３３との相対位置が大きくずれないようにし
ている。

ところで、前述したようにトラッキング誤差信号にオフ
セットがあるとトラックジャンプ時にオーバーシュート
やトラックはずれ等の不具合が生じる。そこで、本発明
では上記制御系の他にトラッキング誤差信号のオフセッ
トを検出し、このオフセット量に基づき上記キャリッジ
系のレンズ位置検出器２７の出力信号を補正し、補正し
た出力信号によってキャリッジを制御し、トラッキング
誤差信号のオフセットを補償するオフセット補償回路系
が設けられている。

このオフセット補償回路系は、オフトラック時、すなわ
ち、光ディスクが回転し、対物レンズのフォーカシング
制御がされている状態で、トラッキング又はトラックジ
ャンプ等の動作が開始される前の状態時に、ピークホー
ルド回路３４とＡ／Ｄコンバータ３５とによって構成さ
れるオフセット検出系とＣＰＵ回路３６とによってトラ
ッキング誤差信号のオフセットを検出する。すなわち光
ディスクの取付は偏心のため、通常トラッキング誤差信
号の波形は正弦波形のようになっているが、ピークホー
ルド回路３４によりトラッキング誤差信号の＋ピーク電
圧と−ピーク電圧とを検出、保持し、Ａ／Ｄコンバータ
３５によりデジタル信号に変換してトラッキング誤差信
号のピークデータ３９とし、ＣＰＵ回路３６でこのピー
クデータからトラッキング誤差信号のオフセット量を検
出し、このオフセット量とＣＰＵ回路３６のメモリに予
め記憶されている制御データとを比較し処理し、トラッ
キング誤差信号のオフセットをキャンセルするように、
レンズ検出器２７の出力信号に加えるバイアスデータを
求める。

導出されたバイアスデータ３８はオフセット補償回路系
のＤ／Ａコンバータ２８に出力され、Ｄ／Ａコンバータ
２８によってアナログ信号に変換され、バイアス印加回
路２９を介してレンズ位置検出器２７の出力信号に印加
され、これによって、レンズ位置検出器の出力信号が補
正される。この出力信号の補正はトラッキングやトラッ
クジャンプ等の動作時に保持されており、対物レンズ２
６とキャリッジとの位置関係はこの補正された出力信号
によって制御され、トラッキング誤差信号のオフセット
が補償される。

また、上記位置検出器の出力信号の補正によって、対物
レンズの光軸ずれも修正される。

（効　　果） 以上、説明したとおり、本発明ではトラッキング誤差信
号のオフセットを検出し、このオフセットに基づいてレ
ンズ位置検出器の出力信号を補正し、キャリッジと対物
レンズの相対位置を補償することによりトラッキング誤
差信号のオフセットを補償することができ、また、対物
レンズとキャリッジとの相対位置が補償されているため
、光軸ずれによるトラッキング誤差信号のオフセットは
生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる光ピックアップ光学系の
一例を示す概略構成図、第２図はトラック検出用の受光
素子の説明図、第３図はトラック検出及びトラッキング
制御の原理を説明するための図、第４図はトラックジャ
ンプ回路の一例を示すブロック図、第５図はトラックジ
ャンプ方法を説明するための図、第６図は対物レンズの
光軸ずれによって生じるオフセットの説明図、第７図は
本発明による光情報記録再生装置の制御系のブロック図
を示す。 １・・・半導体レーザー、２・・・カップリングレンズ
、３・・・偏光ビームスプリッタ−１４・・・１７４波
長板、５・・・対物レンズ、６・・・光情報記録媒体、
７・・・集光レンズ、８・・・トラック検出用の受光素
子、９・・・焦点検出用の受光素子、２７・・・レンズ
位置検出器、３２・・・キャリッジ。 ４７マート　　　　イ　　　　　２ 圃ト　ベ■　閂狽　Ｓ手配 名６　図 （久）（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光情報記録媒体のトラック上に光ピックアップ光学系
   の対物レンズによりレーザー光を集光して微小な光スポ
   ットを形成し情報を記録、もしくは再生し、トラッキン
   グ又はトラックジャンプ時には上記対物レンズの位置を
   検出する位置検出器の出力が一定となるべく光ピックア
   ップ光学系のキャリッジを制御する方式の光情報記録再
   生装置であって、動作開始前のオフトラック時にトラッ
   キング誤差信号のオフセットを検出するオフセット検出
   系と、オフセット検出系によって検出されたオフセット
   量に基づき上記位置検出器の出力信号を補正し、補正し
   た出力信号によって上記キャリッジを制御し、上記トラ
   ッキング誤差信号のオフセットを補償するオフセット補
   償回路系を有することを特徴とする光情報記録再生装置
   。