JPH01144232A - 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１ （産業上の利用分野） この発明は、たとえば光ディスクに対して栗東光を照射
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、多量に発生する文潟などの画像情報を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
を記録し、あるいはそれを必要に応じて検索して再生し
、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３！Ｉ！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
ル状あるいは同心円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
トラッキングを行う場合、取付は誤差などにより適正な
位置にビームが照射されない。このため、トラッキング
用の２種類の検出信号の差を取り、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トラック位置に駆動するようにな
っている。

すなわち、第４図に示すように、半導体レーザ１４（光
源）からのビーム光（レーザ光）は対物レンズ（集束手
段）１１で光ディスク（記録媒体）１上に東光され、そ
の反射光が２分割検出器（検出手段）１６に入り、それ
らの出力差、つまり増幅回路４１．４２の出力ａ、ｂが
零になるようにトラッキング制御が行われる。

光デイスク装置では、記録時には大きなレーザビーム出
力となるため、２つの検出器１６ａ。

１６ｂへの入射光も大きくなり、このため２つの検出器
１６ａ、１６ｂの入射光の大きさに関係なく、制御回路
のループゲインを一定にして、サーボ系を安定にするた
めにアナログ割算器（２つの検出信号の差信号を和信号
で割ったもの：正規化）４３が用いられている。

しかしながら、上記のような装置では、アナログ割算器
４３が用いられたが、非常に高価であること、割算の精
度が悪いこと、温度変化あるいは割算の分母の大きさに
影響されて出力にオフセット電圧が生じ、そのオフセッ
ト電圧が付加されてサーボが動作し、正確なトラッキン
グが行えないこと、などの欠点を有している。

また、同様な理由により、フォーカッシング制御におい
ては、正確なフォーカッシングが行えないという欠点を
有している。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、対物レンズに対して安定、かつ正確な制御
を行うことができず、しかも高価であるという欠点を除
去するもので、安価であり、しかも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１ （問題点を解決するための手段） この発明の情報処理装置にあっては、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と、上記記
録媒体からの光により第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
信号を加算することにより、上記検出手段への入射光量
を検出する入射光量検出手段と、この入射光量検出手段
からの信号を２値化する２値化手段と、この２値化手段
により２値化された信号に対応する利得を選択する第１
および第２の選択手段と、上記検出手段で検出した第１
．第２の検出信号を減算することにより、上記集束手段
を制御する信号を等量する算出手段と、この算出手段に
より得られた信号を、上記第１の選択手段で選択された
利得で増幅する第１の増幅手段と、上記入射光量検出手
段により得られた信号を、上記第２の選択手段で選択さ
れた利得で増幅する第２の増幅手段と、上記第１の増幅
手段により増幅された信号を、上記第２の増幅手段によ
り増幅された信号に応じて一定に制御される利得にて増
幅する制御手段と、この制御手段からの信号に応じて上
記集束手段を駆動する駆動手段とから構成されている。

（作用） この発明は、検出手段の入射光量に応じた信号を２値化
するとともに、２値化して得た信号に対応する利得を選
択して制御回路のサーボゲインをおおよそ一定とするこ
とにより、ダイナミックレンジが低く、オフセット電圧
の小さい、しかも安価な制御手段を使用することができ
、よって全体として安価であり、しかも集束手段の制御
を精度良く実現す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づ
−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１
０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Ｑ）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、古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。

ここで、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コイル１８゜１７によって移動
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８ＦＩＡ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
過して投射レンズ１５によって光検出器（検出手段）１
６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１０の出力となる。すなわち
、光学ヘッド１０の出力としての光検出セル１６ａ、１
６ｂの出力は、トラッキングずれ補正用および再生信号
用に用いられるよりになってりる。

上記光検出セル１６ａ、１６ｂの出力は、それぞれ増幅
回路２０．２１に供給される。これらの増幅回路２０．
２１は、上記光検出セル１６ａ。

１６ｂから供給される信号を個々に増幅した信号を出力
するものである。

上記増幅回路２０の出力は、減算回路（痺出手段）２２
内の差動増幅器２２の反転入力端に供給され、この差動
増幅器２２ａの非反転入力端には、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、それぞれ加算回路（入射光量検出手段）２３内の
加算器２３ａの反転入力端に供給される。

上記差動増幅器２２ａの出力は、抵抗値の異なる抵抗Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３をそれぞれ介してセレクタ（第１の選択
手段）２４に供給され、上記加算器２３ａの出力は、前
記各抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値にそれぞれ比例した
抵抗値を有する抵抗ｒ１．ｒ２．ｒ３をそれぞれ介して
セレクタ（第２の選択手段）３１に供給される。これら
のセレクタ２４．３１は、前記加算器２３ａの出力をコ
ンパレータ２５ａ、、２５ｂなどを用０て２値化する２
値化回路（２値化手段）２５からの信号（すなわち、光
検出器１６への入射光量に対応したディジタル信号）に
応じて抵抗Ｒ１〜３、および抵抗ｒ１〜ｒ３のいずれか
１つからの信号をそれぞれ選択して利得調整アンプ（第
１．第２の増幅手段）２７．３２に出力するものであり
、たとえば非常に安価なＣ−ＭＯＳアナログスイッチに
よって構成されている。

上記利得調整アンプ２７は、上記２値化回路２５の出力
によりセレクタ２４で選択された抵抗Ｒ１ないしＲ３と
利得調整アンプ２７内の抵抗Ｒ２７とに対応した利得で
上記差動増幅器２２ａからの信号を増幅する、つまり前
記光検出セル１６ａ、１６ｂの出力の差をサーボ系のル
ープゲインがおおよそ一定となるような利得により増幅
して差信号ｆを得るものである。また、上記利得調整ア
ンプ３２は、上記２値化回路２５の出力によりセレクタ
３１で選択された抵抗ｒ１ないしｒ３と利得調整アンプ
３２内の抵抗ｒ３２とに対応した利得で上記加算器２３
ａからの信号を増幅する、つまり前記光検出セル１６ａ
、１６ｂの出力の和を系のループゲインがおおよそ一定
となるような利得により増幅して和信号９を得るもので
ある。

たとえば、上記利得調整アンプ２７では、セレクタ２４
で抵抗Ｒ１が選択されている場合にはＲ１／Ｒ２７の利
得で増幅が行われ、セレクタ２４で抵抗Ｒ２が選択され
ている場合にはＲ２／Ｒ２７の利得で増幅が行われ、セ
レクタ２４で抵抗Ｒ３が選択されて０る場合にはＲ３／
Ｒ２７の利得で増幅が行われる。一方、上記利得調整ア
ンプ３２では、セレクタ３１で抵抗ｒ１が選択されてい
る場合にはｒ１／ｒ３２の利得で増幅が行われ、セレク
タ３１で抵抗ｒ２が選択されている場合にはｒ２／ｒ：
１２の利得で増幅が行りれ、セレクタ３１で抵抗ｒ３が
選択されている場合にはｒ３／ｒｑｚの利得で増幅が行
われるようになっている。これにより、上記差信号ｆで
は抵抗Ｒ１〜Ｒ３によりダイナミ、ツクレンジが約１／
３となり、和信号９では上記抵抗Ｒ１〜Ｒ３に比例する
抵抗ｒ１〜ｒ３によりダイナミックレンジが約１／３と
なる。

したがって、記録時、再生時のように、上記光検出セル
１６ａ、１６ｂの検出レベルがレーザ光の強度の違いに
より異なっている場合でも、常に所定の検出レベルの信
号を得ることができるようになっている。

上記利得調整アンプ２７の出力、つまり差信号ｆは可変
帰還アンプ（制御手段）３３に供給される。また、この
可変帰還アンプ３３には、上記利得調整アンプ３２から
の出力が電流／電圧変換回路３４を介して供給される。

この電流／電圧変換回路３４は、上記可変帰還アンプ３
３を構成するトランスコンダクションアンプの電流源３
３ａを、前記利得調整アンプ３２の出力に応じて制御す
ることにより、可変帰還アンプ３３の利得（サーボ・ゲ
イン）を一定とするようになっている。

この場合、前記光検出器１６への入射光量が増加される
と、この入射光量の増加にともなって加算器２３ａの出
力、つまり加算信号ｅは、第２図に示す如く、直線的に
増加される。この加算信号ｅのしきい１ｌｅｘでコンパ
レータ２５ａがオンとされ、しきい値ｅ２でコンパレー
タ２５ｂがオンとされ、セレクタ２４．３１が切換えら
れる。これにより、和信号ｑは、第３図に示す如く、変
化される。したがって、差信号「および和信号ｑは、信
号のダイナミックレンジがしきい値Ｑ２　／ｑｔに制限
される。このため、可変帰還アンプ３３では、ｇ２／９
ｘの狭いダイナミックレンジがあれば必要、かつ十分と
なり、ドリフトおよびオフセットを小さ（抑さえること
ができる。

また、可変帰還アンプ３３の応答をサー″ボ帯域より十
分に高くするようにしている。これにより、セレクタ２
４．３１の切換え直侵における過渡応答を無視すること
ができるため、全体として極めてレンジの広いアナログ
割算器と等価なものとすることができる。しかも、記録
、あるいは再生のレーザ光の大きな光量変化に対し、十
分高速に応答し、サーボループを不安定にするもない。

上記可変帰還アンプ３３の出力は、トラックずれ検出信
号として駆動回路（駆動手段）２８に供給される。この
駆動回路２８は、可変９！１３Ｍ！アンプ３３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の記録面に対して水平方向に駆動するコイル１７に対
応するＮ流を供給することにより、対物レンズ１１を駆
動してトラッキングずれの補正を行うものである。

このように、上記加算器２３ａの出力、つまり上記光検
出器１６に対する入射光量が変化しても、ループゲイン
が一定となるように動作が行われる。

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、再生時には半導体レーザ１４から（連続的
な）弱光度のレーザ光束が発生され、記録時には半導体
レーザ１４に断続的に高電流が流れて断続的な強光度の
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）
とが発せられる。

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で反射されて
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上のトラックにビットが形成され、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を通過して投射レンズ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、トラッキング動作について説
明する。すなわち、上記増幅回路２０゜２１からの信号
は差動増幅器２２ａおよび加算器２３ａにそれぞれ供給
される。すると、差動増幅器２２ａは、光検出セル１６
ａ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信号を、抵抗Ｒ１〜Ｒ３
をそれぞれ介してセレクタ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を２
値化回路２５、および抵抗ｒ１〜ｒ３をそれぞれ介して
セレクタ３１に出力する。

これにより、２値化回路２５は、加算器２３ａから供給
される信号に対応したディジタル信号をセレクタ２４．
３１に出力する。これにより、セレクタ２４は、２値化
回路２５からのディジタル信号に応じて抵抗Ｒ１〜Ｒ３
のいずれか１つからの信号を選択して利得調整アンプ２
７へ出力する。

また、セレクタ３１は、２値化回路２５からのディジタ
ル信号に応じて抵抗ｒ１〜ｒ３のいずれか１つからの信
号を選択して利得調整アンプ３２へ出力する。

上記利ＷｉＪ１整アンプ２７は、上記セレクタ２４で選
択された抵抗Ｒ１〜Ｒ３と利得調整アンプ２７内の抵抗
Ｒ２７とに対応した利得で、上記差動増幅器２２ａから
の信号を増幅して可変９！ｉ）遠アンプ３３に出力する
。また、利得調整アンプ３２は、上記セレクタ３１で選
択された抵抗ｒ１〜ｒ３と利得調整アンプ３２内の抵抗
Ｒ３２とに対応した利得で、上記加算器２３ａからの信
号を増幅し、電流／電圧変換回路３４を介して可変帰還
アンプ３３に出力する。

この可変＊ｉアンプ３３は、上記利得調整アンプ２７か
らの差信号ｆを、利得調整アンプ３２がらの和信＠９に
応じて電流／電圧変換回路３４によって制御される電流
源３３ａに応じた利得により増幅し、トラック検出信号
として駆動回路２８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１８ａ、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。

上記駆動回路２８は、可変帰還アンプ３３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１
１をレーザ光の光軸と直交する方向に駆動して、トラッ
キングを行う。この結果、対物レンズ１１によるビーム
スポットを、トラッキング位置に対、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、光検出器１６への入射光量に関係なく
、常にサーボゲインを一定に保つことができ、安定なＮ
Ｊ師を行うことができる。これにより、正確なトラッキ
ングを行うことが可能となる。

このように、可変帰還アンプ３３の必要とするダイナミ
ックレンジを十分に小さくしている。これにより、信号
処理の可能なダイナミックレンジが広い程、ドリフトお
よびオフセットが大きくなるのを、ダイナミックレンジ
を制限することによって抑えることができる。また、セ
レクタと抵抗とによる利得調整は、利得調整アンプの特
性により決定される。このため、元来、オフセットおよ
びドリフトは小さり、シたがって全体として極めてオフ
セットおよびドリフトを小さくできる。

さらに、セレクタのみによりゲインを可変とした場合に
問題となる、スイッチ切換え直後の過渡応答については
、可変帰還アンプの応答をサーボ帯域より十分に高くす
ることで無視できる。このため、全体として、極めてレ
ンジの広いアナログ割算器と等価なものとできる。

上記したように、検出手段の入射光量に応じた信号を２
値化するとともに、２値化して得た信号に対応する利得
を選択して制御回路のサーボゲインをおおよそ一定とす
ることにより、ダイナミックレンジが低く、オフセット
電圧の小さい、しかも安価な可変帰還アンプを使用する
ことができ、よって全体として安価であり、しかも対物
レンズの制御を精度良く実現するようにしている。

すなわち、半導体レーザから発せられたレーザ光を対物
レンズを用いて光デイスク上に集束し、上記光ディスク
で反射した光を用いて少なくとも２種類の信号を検出し
、この検出した検出信号により減算信号と加算信号とを
痒出し、その加算信号を２値化した信号に応じた抵抗値
に対応する利得で上記減算結果および加算結果を増幅す
るとともに、この増幅された加算結果（和信号）に応じ
た利得により上記増幅された減算結果（差信号）を増幅
することによってトラックずれ検出信号を得、このトラ
ックずれ検出信号により対物レンズを駆動するようにし
ている。これにより、高価な部品を用いることなく、抵
抗をスイッチにより切換える利得調整アンプとアナログ
的に利得が可変する可変帰還アンプとの組合わせによっ
て、入射光量に関係なく、制御回路のサーボループゲイ
ンを常に一定とするような自動利を調整を実現できる。

したがって、全体として安価であり、しかも安定、かつ
正確なトラッキングを行うことができるものである。

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

この場合、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２８がコイル１８によるフォーカス方向への
対物レンズ１１の移動を行うようにすれば良い。

また、この発明を光デイスク装置に適用した場合を例に
説明したが、これに限らず、増幅回路２０．２１などの
構成を若干変更することにより、広いレンジを必要とす
るアナログ割算器を用いる種々の回路、たとえばレーザ
カード装置などにも応用できる。

［発明の効果］ 以上、詳述したようにこの発明によれば、安価であり、
しかも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】

第１図はこの発明の一実施例である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３図は動作を説明
するために示すもので、第２図は入射光量と加算信号と
の関係を示す図、第３図は入射光量と和信号との関係を
示す図、第４図は従来技術とその問題点を説明するため
に示す図である。 １・・・光ディスク（記録媒体）、１０・・・光学ヘッ
ド、１１・・・対物レンズ（集束手段）、１４・・・半
導体レーザ（光源）、１６・・・光検出器（検出手段）
、１６ａ、１６ｂ・・・光検出セル、１７，１８・：１
イル、２０．２１・・・増幅回路、２２・・・減算回路
（算出手段）、２２ａ・・・差動増幅器、２３・・・加
算回路（入射光量検出手段）、２３ａ・・・加算器、２
４．３１・・・セレクタ（選択手段）、２５・・・２値
化回路（変換手段）、２７．３２・・・利得調整アンプ
、２８・・・駆動回路（駆動手段）、３３・・・可変帰
還アンプ（制御手段）、３４・・・電流／電圧変換回路
。

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により第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の検出信号を加算す
   ることにより、上記検出手段への入射光量を検出する入
   射光量検出手段と、 この入射光量検出手段からの信号を２値化する２値化手
   段と、 この２値化手段により２値化された信号に対応する利得
   を選択する第１および第２の選択手段と、上記検出手段
   で検出した第１、第２の検出信号を減算することにより
   、上記集束手段を制御する信号を算出する算出手段と、 この算出手段により得られた信号を、上記第１の選択手
   段で選択された利得で増幅する第１の増幅手段と、 上記入射光量検出手段により得られた信号を、上記第２
   の選択手段で選択された利得で増幅する第２の増幅手段
   と、 上記第１の増幅手段により増幅された信号を、上記第２
   の増幅手段により増幅された信号に応じて一定に制御さ
   れる利得にて増幅する制御手段と、この制御手段からの
   信号に応じて上記集束手段を駆動する駆動手段と 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）第１、第２の選択手段は、上記フォーカッシング
   制御あるいはトラッキング制御を行う回路のループゲイ
   ンがおおよそ一定となるように利得を調整する抵抗を選
   択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）制御手段は、可変帰還アンプにより構成されるこ
   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。