JPH069085B2 - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学的情報記録媒体に対し、情報を記録し、該
媒体に記録された情報を再生し、及び／または該媒体に
記録された情報を消去し得る光学的情報記録再生装置に
関し、特に、オートフォーカスやオートトラッキングの
引き込み回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、光を用いて情報を記録し、また記録し、また記録
された情報を読出す媒体の形態として、ディスク状、カ
ード状、テープ状等各種のものが知られている。これら
のうち、カード状に形成された光学的情報記録媒体（以
下「光カード」と称する）は、小型、軽量で持ち運びに
便利な大記録容量の媒体として、大きな需要が見込まれ
ている。

第５図は、この様な光カード101の概略平面図であり、1
02は情報記録エリア、103は情報トラック、104，104′
はトラック選択エリア、105は光ビームスポットのホー
ムポジションである。

上記光カード101には、記録情報に従って変調され微小
スポットに絞られた光ビームで走査することによって、
光学的に検出可能に記録ビット列（情報トラック）とし
て情報が記録される。この際、情報トラックの交叉等の
トラブルを生ずることなく正確に情報を記録していくた
めには、前記光ビームスポットの照射位置を光カード面
内で走査方向と垂直な方向で制御（オートトラッキン
グ、以下「ＡＴ」と称する）する必要がある。また、光
ビームを光カードの曲がりや機械的誤差にもかかわらず
定した大きさの微小スポットとして照射するために光カ
ード面に垂直な方向で制御（オートフォーカシシング、
以下「ＡＴ」と称する）する必要がある。また、再生時
においても上記のＡＴ，ＡＦが必要である。

第６図は光カードへの情報の記録及び再生のための装置
の構成図を示したもので、106は光カード101を図中矢印
の方向に駆動するためのモータ、107は半導体レーザの
如き光源、108は光源107からの光を平行化するコリメー
タレンズ、109はビームスプリッタ、110は対物レンズ、
111はトラッキング用コイル、112はフォーカシング用コ
イル、113及び114は集光レンズ、115及び116は光電変換
素子、117はトラッキング制御回路、118はフォーカシン
グ制御回路である。光電変換素子115，116により検出さ
れるトラッキング信号及びフォーカシング信号に基づき
制御回路117，118からの指令によりそれぞれトラッキン
グ用コイル111とフォーカシング用コイル112に電流を流
すことによって対物レンズ110を移動させてＡＴ，ＡＦ
を行なう。また、119は記録再生装置を制御するシステ
ムコントローラであり、120は該コントローラから出力
される各種制御信号群である。尚、コントローラ119か
らは120以外の信号も出力されるが、ここでは図示して
いない。121は光ヘッドを示し、122は該光ヘッドを第６
図においてｕ方向に移動させるための駆動モータであ
る。

光源107からの光はコリメータレンズ108で平行光にさ
れ、ビームスプリッタ109を経た後、対物レンズ110によ
り、光カード101の記録トラックに集光される。記録ト
ラックで反射された光は、今度はビームスプリッタ109
を透過し、ビームスプリッタ109により２分割され、そ
れぞれ集光レンズ113，114によりトラッキング信号検出
用光電変換素子115上とフォーカシング信号検出用光電
変換素子116上に集光される。光電変換素子115，116に
より得られた信号はそれぞれトラッキング制御回路11
7、フォーカシング制御回路118により、トラッキング誤
差信号、フォーカシング誤差信号として、トラッキング
用コイル111とフォーカシング用コイル112に電流を流す
ことによって対物レンズ110を移動させてＡＴ，ＡＦを
行なう。

第７図は上記フォーカシング制御回路118の詳細図であ
る。

同図において、201は光電変換素子116からの電気的フォ
ーカシング信号を適当な電圧に増幅するアンプである。
203はアナログスイツチであり、その一方の入力端子に
はアンプ201の出力が入力され、他方の入力端子にはＣ
点を経て加算回路208の出力が入力され、フォーカシン
グントローラー205からの信号により一方の入力端子が
選ばれる。206は三角波発生回路、207は矩形波発生回路
であり、２つの出力が加算回路208にて加算される。204
はドライバであり、アナログスイッチ203からの信号を
受けてフォーカシング用コイル112に駆動信号電流を流
すためのものである。205はシステムコントローラ119か
らの信号120を受けてフォーカシング制御回路118全体を
制御するフォーカシングコントローラである。尚、第７
図においては該フォーカシングコントローラからアナロ
グスイッチ203のみへと信号が入力される様に示されて
いる。しかし、フォーカシングコントローラ205からは
これ以外の不図示の信号も出力される。

第８図及び第９図は第７図に示したフォーカシング制御
回路内のＡ点及びＣ点の時間変化を示すものである。

第７図、第８図及び第９図によって、フォーカシングサ
ーボの引き込みについて以下に説明する。

先ず、フォーカシングコントローラ205からの信号Ｄに
より、アナログスイッチ203はＡ点側を開いた状態で且
つＣ点側を閉じた状態とされる。これにより、加算回路
208の出力Ｃにより、対物レンズ110が移動する。

ここで、対物レンズ110を駆動する部分が摺動タイプ
（弾性係数が無視できるほど小さい）である場合は、対
物レンズを動かし続けるのに必要な力（ほとんどが動摩
擦に対する抗力）に対して、対物レンズを動かし始める
のに必要な力（静摩擦に対する抗力）が大きい。このよ
うな場合には、三角波発生回路２０６のみで対物レンズ
110を移動させようとすると、動きが不規則なものにな
ってしまう。そこで通常は、第８図(a)に示すように矩
形波発生回路207の出力を重畳させ、対物レンズを常に
微小量往復移動させておいて、静摩擦力を小さくする方
法が用いられる。

以上の装置によって対物レンズを移動していくと、光カ
ードに対物レンズの焦点が合う近傍ではＡ点の電圧はＳ
字状（いわゆるＳ字カーブ）に変化する（第８図(b)参
照）。次にフォーカスサーボを引き込む場合、第９図
(b)の時刻ｔ０において、Ａ点が０Ｖになつたことをフ
ォーカシングコントローラー205が検出し、アナログス
イッチ203に信号Ｄを送り、Ａ点側を閉じ、Ｃ点側を開
く。これにより、フォーカシングサーボを引き込むこと
ができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来例では静止摩擦を完全に０にす
ることができないので、それを補なうために、対物レン
ズを高速に移動させ、対物レンズを含む可動物の動慣性
をも利用してなめらかな移動を得ている。このように対
物レンズを高速に移動させるので、現われるＳ字カーブ
の周波数も高くなり、Ａ点の０Ｖの検出を高速で行なう
必要が生じ、結果的に装置が高価になってしまうという
欠点がある。

また、同様に、フォーカシングサーボを引き込んだ時の
対物レンズの運動量が大きいために、その後のオーバー
シュート電圧Voverも大きくなり（第９図(b)参照）、時
によっては、サーボ引き込みに失敗することもあり、装
置が不安定になるという欠点がある。

さらに、外部から振動が与えられた時に、対物レンズが
振られてしまい、安定したサーボ引き込みが行なえない
という欠点もある。

また、この辺の事情は、フォーカス制御に限られず、ト
ラッキング制御においても同様の問題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、トラッキン
グサーボやフォーカシングサーボを常に安定して引き込
むことができる光学的情報記録再生装置を提供すること
にある。

以上のような目的は、光学ヘッドの基台に移動可能に支
持された対物レンズを通して光ビームを所定のトラック
ピッチで並列した複数のトラッキングトラックを備える
光学的情報記録媒体上にスポット照射すると共に前記ト
ラッキングトラックに沿って相対的に光ビームスポット
を走査することにより情報の記録、再生及び／又は消去
を行う光学的情報記録再生装置において、前記光ビース
ポットを前記記録媒体に照射した際に生じる反射光を検
出する検出器と、前記検出器の出力に基づいて前記光ビ
ームスポットの前記トラッキングトラックに対するトラ
ッキングエラー信号若しくはフォーカシングエラー信号
を生成する手段と、前記トラッキングエラー信号若しく
はフォーカシングエラー信号に基づいて前記対物レンズ
を駆動する手段とからなる第１のサーボループと、前記
対物レンズの前記基台に対する前記トラッキングトラッ
クと直交する方向若しくは前記媒体の表面と直交する方
向における変位を検出し、変位信号を発生する手段と、
前記対物レンズをトラッキングトラックを横切る方向若
しくは前記媒体の表面と直交する方向に移動させるため
の所定の駆動信号を発生する手段と、前記変位信号と前
記所定の駆動信号との差分信号を前記駆動手段に供給す
る手段と、前記駆動手段とからなる第２のサーボループ
と、前記トラッキングエラー信号若しくはフォーカシン
グエラー信号に基づいて前記光ビームスポットが前記ト
ラッキングトラック上に位置しているか否か若しくは合
焦状態にあるか否かを検知する手段とを備え、前記光ビ
ームスポットを前記トラッキングトラックへ引込む時若
しくは合焦状態に引込む時には、前記第１のサーボルー
プを不動作として前記第２のサーボループを動作させ、
前記検知手段が前記光ビームスポットが前記トラッキン
グトラック上に位置していること若しくは合焦状態にあ
ることを検知したら前記第２のサーボループを不動作と
して前記第１のサーボループを動作させることを特徴と
する光学的情報記録再生装置によって達成される。

〔作用〕

上記のような本発明は、フォーカシングサーボ又はトラ
ッキングサーボを引き込む時に、通常、行なわれるフォ
ーカシングサーボまたはトラッキングサーボの信号とは
別系統のフォーカシング又はトラッキング信号を得る第
２のサーボループを有している。よって、第７図に示し
た従来のように単純に三角波発生回路206、矩形波発生
回路2007により、対物レンズを駆動しフォーカス又はト
ラッキングサーボ引込みを行なう方法に比べ、引き込み
時の対物レンズの速度を低くすることができる。また、
従来の方法に比べ、装置を安価なものにすることがで
き、かつ、安定にフォーカシングサーボ又はトラッキン
グサーボの引き込みを行なうことができる。

また、外部から振動が与えられた時に、第２のサーボル
ープ自体がその状態を検出するので、対物レンズの振ら
れを小さくするよことができるので、常に安定したサー
ボ引き込みを行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の光学的情報記録再生装置について図面に
基づき詳細に説明する。

本発明の思想は、ＡＦのみならず、ＡＴにも同様に実施
できるものであるが、以下の実施例においては、フォー
カシング制御回路を例にとり説明する。

第１図は本発明の光学的情報記録再生装置に係るフォー
カシング制御回路の一構成例を示す図である。

同図において、第７図と同様の働きをする部材には同一
の符号が付しており、その説明は省略する。同図におい
て、301は対物レンズの位置検出部であり、304はＬＥＤ
等の光源、306は光源304からの光を反射するミラー、30
5はミラー306によって反射された光を受けて電圧に変換
するフォトダイオード等のセンサーである。ミラー306
は可動部である対物レンズ110側に固定され、光源304及
びセンサー305は非可動部であるトラッキング用コイル1
11側に固定されている。これにより、対物レンズ110が
移動すると、それら間の距離が変化することにより、
センサー305への入射光が変化し、センサー305の出力電
圧Ｆが変化する。また、303は任意電圧発生回路、302は
該任意電圧発生回路303の出力Ｅと前記センサー305の出
力電圧Ｆの差動を加減算回路である。

第２図(a)，(b)，(c)はそれぞれ第１図の実施例のＥ
点、Ｆ点、Ａ点の電圧変化を示すグラフである。

フォーカスサーボを引き込む時は、まず、フォーカシン
グコントローラー205からの信号Ｄにより、アナログス
イッチ203はＡ点側を開いた状態で且つＣ点側を閉じた
状態とされる。これにより、対物レンズ110の位置は、
位置検出部301により、サーボコントロールをすること
ができる。このサーボコントロールループの中に、任意
電圧発生回路303の信号Ｅを加減算回路302により注入す
ることにより、対物レンズ110の位置をコントロールす
ることができる。よって、任意電圧発生回路303の出力
信号である三角波Ｅの周波数を低くすば、対物レンズ11
0の移動速度も小さくすることができる。この時の信号
Ｅ、信号Ｆ、信号Ａはそれぞれ第２図(a)，(b)，(c)の
ようになり、Ｓ字カーブの周波数も低くすることができ
る。また、第３図(a)，(b)，(c)に示すように、フォー
カシングサーボを引き込んだ時の対物レンズの運動量も
小さいので、その後のオーバーシュート電圧Voverも小
さくすることができ、フォーカシングサーボの引き込み
を安定に行なうことができる。

以上説明したように、安価で部品点数を少ない位置検出
部を設けることにより、Ａ点の０Ｖ検出回路は、低速、
安価なものにすることができる。

また、外部から振動が与えらられた時に、位置検出部30
1を含む第２のサーボループにより、対物レンズの振ら
れを小さくすることができるので、安定したサーボ引き
込みを行なうことができる。

次に本発明の他の実施例について説明する。

前記実施例は摺動タイプのアクチュエーターについて説
明したが、バネ支持タイプのアクチュエーターについて
も本発明は同様に適用できる。

第４図はバネ支持タイプのアクチュエーターに本発明を
実施した第２の例のトラッキング制御回路の詳細図であ
る。

同図において、501は位置検出部であり、504はＬＥＤ等
の光源、506は光源504からの光を反射するミラー、505
はミラー506によって反射された光を受けて、電圧に変
換するフオトダイオード等のセンサーである。また、ミ
ラー506は可動部であるトラッキングコイル111側に固定
され、光源504及びセンサー505は非可動部である不図示
の物体に固定されている。これにより対物レンズ110が
ｕ方向に移動すると、距離′が変化することにより、
センサー505への入射光が変化し、センサー505の出力電
圧ｆが変化する。なお、503は任意電圧発生回路、502は
加減算回路、401は光電変換素子115からの電気的トラッ
キング信号を適当な電圧に増幅するアンプであり、403
はアナログスイッチ、404はドライバ、405はトラッキン
グコントローラである。

トラッキングを引き込む時は、まず信号ｄにより、アナ
ログスイッチ403はａ点側を開いた状態で且つ、Ｃ点側
を閉じた状態とされる。これにより、対物レンズ110の
ｕ方向の位置は位置検出部501により、サーボコントロ
ールをすることができる。このサーボコントロールルー
プの中に、任意電圧発生回路503の信号ｅを加減算回路5
02により注入することにより、対物レンズ110の位置を
コントロールすることができる。これにより、フォーカ
シングサーボと同様に、光スポットが記録媒体のトラッ
ク上に位置したことを、ａ点が０Ｖになつたことで検知
し、トラッキングサーボを引き込むことができる。

これにより、トラッキングサーボを引き込む以前に、外
部から振動が与えられた時（シーク時の加減速時や、周
囲に振動が発生した時）に、発生していたアクチュエー
ターの低域共振周波数での対物レンズ110のｕ方向の振
動を無視できるほど小さくすることができるので、振動
に強い、安定したトラッキングの引き込みを行なうこと
ができる。

本発明は前記実施例に限らず種々の変形、応用が可能で
ある。

例えば、前記実施例では、対物レンズの位置検出部301
及びトラッキング用コイル112の位置検出部501の位置検
出手段として、光センサーを用いたが、ホール素子を用
いる方法、或いは、静電容量の変化を用いる方法など、
位置検出における公知の方法等を用いることが可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、フォーカシングサーボま
たはトラッキングサーボを引き込むとき、これらのサー
ボとは別の第２のサーボループを動作させることによっ
てフォーカシングサーボまたはトラッキングサーボを引
き込むことにより、サーボを引く込むときの光ビームス
ポットの速度を小さくでき、また対物レンズの運動量も
小さくオーバシュート電圧を小さくできるので、フォー
カシングサーボやトラッキングサーボを常に安定して引
き込むことができるという効果がある。

また、外部から、振動が与えられた場合、光スポットの
振動を小さくすることができるので、フォーカシング及
びまたはトラッキングサーボの引き込みを安定に行なう
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学的情報記録再生装置に係るフォー
カシング制御回路の一構成例を示す図である。 第２図は(a)，(b)，(c)及び第３図(a)，(b)，(c)はそれ
ぞれ第１図の実施例のＥ点、Ｆ点、Ａ点の電圧変化を示
すグラである。 第４図はバネ支持タイプのアクチュエーターに本発明を
実施した第２の例のトラッキング制御回路の詳細図であ
る。 第５図は光カードの概略平面図である。 第６図は従来の光情報記録再生装置の構成図である。 第７図は従来のフォーカシング制御回路の詳細図であ
る。 第８図及び第９図は第７図に示したフォーカシング制御
回路内の信号のタイミングチャートである。 110：対物レンズ、111：トラッキングコイル、112：フ
ォーカシングコイル、115，116：光電変換素子、117：
トラッキング制御回路、118：フォーカシング制御回
路、119：システムコントローラ、201，401：アンプ、2
03，403：アナログスイッチ、204，404：ドライバ、20
5：フォーカシングコンローラー、405：トラッキングコ
ントローラ、301，501：位置検出部、304，504：光源、
305，505：センサー、306，506：ミラー、303，503：任
意電圧発生回路、302，502：加減算回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学ヘッドの基台に移動可能に支持された
   対物レンズを通して光ビームを所定のトラックピッチで
   並列した複数のトラッキングトラックを備える光学的情
   報記録媒体上にスポット照射すると共に前記トラッキン
   グトラックに沿って相対的に光ビームスポットを走査す
   ることにより情報の記録、再生及び／又は消去を行う光
   学的情報記録再生装置において、 前記光ビームスポットを前記記録媒体に照射した際に生
   じる反射光を検出する検出器と、前記検出器の出力に基
   づいて前記光ビームスポットの前記トラッキングトラッ
   クに対するトラッキングエラー信号若しくはフォーカシ
   ングエラー信号を生成する手段と、前記トラッキングエ
   ラー信号若しくはフォーカシングエラー信号に基づいて
   前記対物レンズを駆動する手段とからなる第１のサーボ
   ループと、前記対物レンズの前記基台に対する前記トラ
   ッキングトラックと直交する方向若しくは前記媒体の表
   面と直交する方向における変位を検出し、変位信号を発
   生する手段と、前記対物レンズをトラッキングトラック
   を横切る方向若しくは前記媒体の表面と直交する方向に
   移動させるための所定の駆動信号を発生する手段と、前
   記変位信号と前記所定の駆動信号との差分信号を前記駆
   動手段に供給する手段と、前記駆動手段とからなる第２
   のサーボループと、前記トラッキングエラー信号若しく
   はフォーカシングエラー信号に基づいて前記光ビームス
   ポットが前記トラッキングトラック上に位置しているか
   否か若しくは合焦状態にあるか否かを検知する手段とを
   備え、 前記光ビームスポットを前記トラッキングトラックへ引
   込む時若しくは合焦状態に引込む時には、前記第１のサ
   ーボループを不動作として前記第２のサーボループを動
   作させ、前記検知手段が前記光ビームスポットが前記ト
   ラッキングトラック上に位置していること若しくは合焦
   状態にあることを検知したら前記第２のサーボループを
   不動作として前記第１のサーボループを動作させること
   を特徴とする光学的情報記録再生装置。