JPH02162530A - 光学ヘッド制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は収束した光ビームを用いて記録媒体面に信号を
記録又は再生する光学式記録再生装置の光学ヘッド制御
装置に関するものである。

従来の技術 従来の光学式記録再生装置の光学ヘッド制御装置の技術
としては特公昭５９−２２２９０号公報に記載されてい
るものがある。以下図面を参照しながら従来例について
説明する。第２図は従来の光学ヘッド制御装置の構成を
示すものである。

半導体レーザ１から出た光ビーム２はコリメータレンズ
３により平行光となり偏光ビームスプリッタ４及び１／
４波長板５及び絞りレンズ６を介して記録媒体７（以下
光ディスクと記す）の情報トラック８に集光される。光
ディスク７はモータ１３により駆動され回転している。

次に記録媒体面より反射された光は再び絞りレンズ６を
通って平行光となり１／４波長板５を経て偏光ビームス
プリッタ４を透過しミラー９で分離され、一方は集光レ
ンズ１０を通りフォーカスずれ検出器１１に入りナイフ
ェツジ型検出器を構成する。

もう一方の光はトラックずれ検出器１２に入りファーフ
ィールド型検出器を構成している。

フォーカスずれ検出器１１は２分割ＰＩＮダイオードで
できており光ビームの集光点と光ディスク７の記録媒体
面との垂直方向の位置が一致するとき各々のＰＩＮダイ
オードに同じ光量が入射するように設定されている。

光ビームの集光点と光ディスク７の記録媒体面との位置
ずれが発生するとこのＰＩＮダイオードに入射する光量
にアンバランスを生じ、アンバランスな光電流が各々に
設けられた増幅回路１４．１５で電流電圧変換され差動
増幅回路２ｏで増幅されて、差動増幅回路２０からフォ
ーカスずれ信号２１が出力される。このフォーカスずれ
信号２１はゲイン切り換え回路２４、フォーカス制御系
の位相を補償する位相補償回路２５、ドライブ回路２６
を介してフォーカスコイル１８に電流を流し絞りレンズ
６の位置を制御する。

このようにして約１μｍφの光ビーム２の集光点を光デ
ィスク７の記録媒体面に対して垂直方向に高精度に例え
ば±０．５μｍ以下の誤差で制御する。

また、トラック位置の制御も同様にトラックずれ検出器
１２で検出された光ビーム２の集光点と情報トラック８
とのずれに応じたアンバランスは増幅回路１６．１７及
び差動増幅回路２２で増幅され、トラックずれ信号２３
となる。

トラックずれ信号２３はゲイン切り換え回路２７、トラ
ック制御系の位相を補償する位相補償回路２８、ドライ
ブ回路２９を介してトラックコイル１９に電流を流し、
絞りレンズ６を情報トラック８に対して垂直方向に駆動
して光ビーム２の集光点を正確に例えば１．６μｍピッ
チで幅０．８μｍの情報トラック８に対して誤差±０．
１μｍ程度で追従するように制御している。

ここで、光ディスク７の反射率の異なるものが使用され
たり、記録されて反射率が変化したり、また情報トラン
ク８に信号を記録するため半導体レーザ１のパワーを変
化させたりすると、光ビーム２の集光点と光ディスク７
の記録媒体面との位置ずれかかわらなくても反射光量が
変化するためフォーカスコイルに流れる電流が変化し、
制御系のゲインが変化して制御が不安定となる。

トラック制御系についても同様に制御系のゲインが変化
する。

そこで、従来はゲイン切り換え回路２４．２７を設は情
報トラック８への記録または再生に応じて、または加算
器２８で検出した反射光量に応じて制御系のゲインをゲ
イン切り換え回路２４．２７で切り換えていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、光ディスク７の反
射率の異なるものが使用されたり、記録されて反射率が
変化したり、また情報トラック８に信号を記録するため
半導体レーザ１のパワーを変化させたりすると差動増幅
回路２０．２２に入力される電圧の振幅が広がり大きな
入力ダイナミックレンジを必要とする。

例えば光ディスク７への記録時のレーザパワーでは１５
ｍＷ程度でありデータの再生時には１ｍＷ程度となる。

また経年変化、塵付着等光ディスクからの反射率変化を
考えると差動増幅回路２０．２２に入力される信号の変
化は容易に２０倍以上となる。

よってフォーカスずれ信号又はトラックずれ信号をアナ
ログ−ディジタル変換（以下ＡＤ変換と記す）しディジ
タル化して制御を行う場合、ＡＤ変換回路に入力ダイナ
ミックレンジの大きなものが必要となる。

本発明は上記課題に鑑み、光ディスク７の反射率の異な
るものが使用されたり、記録されて反射率が変化したり
、また情報トラック８に信号を記録するため半導体レー
ザ１のパワーを変化したりしても差動増幅回路２０．２
２への入力又はＡＤ変換回路への入力ダイナミックレン
ジが小さくてよい光学ヘッド制御装置を提供するもので
ある。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の光学ヘッド制御装置
は、記録媒体つまり光ディスクからの反射された光の光
量を検出する光量検出手段およびフォーカスずれ検出手
段及びトラックずれ検出手段の検出値によりフォーカス
制御手段又はトラック制御手段の回路内部で演算し、演
算結果が所定の値を越えたこと、または所定の値以下と
なったことが検出されたとき、記録媒体面から反射され
た光を電流に変換する光電流変換手段の電流を更に電圧
に変換するときの電流電圧変換手段の増幅率を切り換え
るという構成を備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、光ディスク７の反射さ
れた光の光量を検出する光量検出手段及びフォーカスず
れ検出手段及びトラックずれ検出手段の検出値によりフ
ォーカス制御手段又はトラッキング制御手段の回路内部
で演算し、演算結果が所定の値を越えたときまたは所定
の値以下となったことが検出されたときに、記録媒体面
がら反射された光を電流に変換する光電流変換手段の電
流を更に電圧に変換するときの電流電圧変換手段の増幅
率を切り換えることにより差動増幅回路への入力電圧の
振幅又はＡＤ変換回路への入力電圧の振幅を一定の範囲
にする。

実施例 以下本発明の一実施例の光学ヘッド制御装置について、
図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における光学ヘッド制御装置
の構成図を示すものである。

フォーカスずれ検出手段及びトラックずれ検出手段の光
学系についての説明は従来例と同様であるので省略する
。

フォーカスずれ検出器１１により検出された光ビーム集
光点と光ディスク７の記録媒体面との垂直方向の位置ず
れに応じた光電流は増幅回路１４．１５で電流電圧変換
される。

変換された信号は、差動増幅回路２０で差動増幅されフ
ォーカスずれ信号２１となる。

フォーカスずれ信号２１はＡＤ変換回路２４でディジタ
ル信号に変換されディジタル信号処理回路２５に入力さ
れる。ディジタル信号処理回路２５では制御系の位相補
償を行いドライブ回路２６を介してフォーカスコイル１
８に電流を流す。この電流により絞りレンズ６の位置を
駆動し、光ビームの集光点を光ディスク７の記録媒体面
に追従するように制御する。

また、トラック位置の制御も同様に、トラックずれ検出
器１２で検出された光ビームの集光点と情報トラック８
との垂直方向の位置ずれに応じた光電流は増幅回路１６
．１７で電流電圧変換され、変換された信号は差動増幅
回路２２で差動増幅されてトラックずれ信号２３となる
。

トラックずれ信号２３はＡＤ変換回路２７でディジタル
信号に変換されディジタル信号処理回路２５に入力され
る。ディジタル信号処理回路２５では制御系の位相補償
を行いドライブ回路２８を介してトラックコイル１９に
電流を流す。この電流により絞りレンズ６の位置を駆動
し、光ビームの集光点を光ディスク７の情報トラック上
に追従するように制御する。

増幅回路１６．１７の出力信号は加算回路２９で加算さ
れる。この加算回路２９により光ディスク７からの反射
光量に比例した値を得る。

反射光量に比例した値を得るために、ここでは増幅回路
１４．１５の入力の加算を行っているが増幅回路１４．
１５．１６．１７の加算をしてもよい。

ディジタル信号処理回路２５はＡＤ変換回路２４゜２７
、３０のデータを順次取り込みＡＤ変換回路３０のデー
タに応じて増幅回路１４．１５．１６．１７にゲイン切
り換え信号３１を出力する。増幅回路１４．１５．１６
゜１７では検出器１１．１２で検出された光に比例した
電流を電流電圧変換しており、出力電圧は電流×抵抗値
となり、抵抗値を換えることにより電流電圧変換のゲイ
ンを切り換えることができる。

ゲイン切り換え信号３１によりスイッチ３２が働き抵抗
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のうちいずれかが選択される。

抵抗値がＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４の関係をもち、いまＲ
２が選択されているとする。ここで加算回路２９の出力
がＡＤ変換回路３０を介してディジタル信号処理回路２
５が入力され、ディジタル信号処理回路２５内部に設定
された所定の値を越えた場合ゲイン切り換え信号３１を
出力して抵抗をＲ１に切り換え差動増幅回路２０．２２
及びＡＤ変換回路２４．２７゜３０への入力信号を小さ
くする。

またディジタル信号処理回路２５内部で設定された所定
の値以下になった場合ゲイン切り換え信号３１を出力し
抵抗をＲ３に切り換え差動増幅回路２０゜２２及びＡＤ
変換回路２４．２７．３０への入力電圧を光ディスク７
の反射率が変化したり、また情報トラック８に信号を記
録するため半導体レーザ１のパワーを変化させたりして
も一定の振幅になるように制御する。

第３図にフォーカスずれ信号の波形図を示す。

波形ａは絞りレンズを光ディスクに垂直方向に駆動した
ときのフォーカスずれ信号を示し、波形すは光ディスク
からの反射光量が増加した場合のフォーカスずれ信号を
示す。

反射光量が変われば絞りレンズの移動距離が同じであっ
てもフォーカスずれ信号のピーク値は、ＢからＣに変化
する。

フォーカスコイル１８にはフォーカスずれ信号の値に応
じて電流が流れるため光量の増減により制御系のゲイン
を減らしたり増やしたりする必要がある。

この機能はディジタル信号処理回路２５内部にあＡＤ変
換回路３０のデータを除数とし、ＡＤ変換回路２４．２
７のデータを被除数として演算して正規化する。

ここで反射光量が大きく変化し、例えば差動増幅回路２
０．２２及びＡＤ変換回路２４．２７．３０への入力信
号が小さくなった場合はＡＤ変換ビット数による量子化
誤差や回路雑音の大きさによって演算精度が悪（なる。

また入力信号が大きくなると、差動増幅回路２０゜２２
、ＡＤ変換回路２４．２７．３０への入力電圧の振幅が
大きくなり入力ダイナミックレンジの大きい回路が必要
となり回路規模が増加してしまう。

このため前記のようにディジタル信号処理回路２５で演
算した結果によりゲイン切り換え信号３１を出力し、ス
イッチ３２で増幅率を切り換える構成となっている。

このときのゲイン切り換え信号にはディジタル信号処理
回路内部の演算でＡＤ変換回路３０のデータをもとに光
ディスクからの反射光量の変化からゲイン切り換えを行
う場合と、ＡＤ変換回路２４゜２７または２４．２７．
３０のデータをもとにフォーカスずれ信号またはトラッ
クずれ信号の位相補償のための演算等の処理中に演算結
果が所定の値を越えた場合または所定の値以下となった
場合にゲイン切り換えを行う場合とがある。

このようにしてゲインを切り換えることにより差動増幅
回路２０．２２またはＡＤ変換回路２４．２７゜３０へ
の入力電圧の振幅を一定の範囲にすることができる。

また、他の実施例として光ディスクの種類の判別を、例
えば光ディスクのカートリッジの識別穴の検出または光
ディスクの情報トラックに予め種類を書いておき、図に
は記してないがコントロール回路でその信号を読み取り
、コントロール回路よりディジタル信号処理回路２５に
入力してゲインを切り換えることによっても前記の如く
差動増幅回路２０．２２、ＡＤ変換回路２４．２７．３
０への入力電圧の振幅を一定の範囲にし、入力電圧に対
する差動増幅回路の雑音または入力電圧に対するＡＤ変
換回路の量子化誤差を小さくすることができる。

発明の効果　　゛ 以上のように本発明は記録媒体面から反射された光を電
流に変換し更に電圧に変換する過程の電流電圧変換手段
の増幅率を切り換えることによりフォーカスずれ信号ま
たはトラックずれ信号のダイナミックレンジを一定の範
囲にし、入力電圧に対する差動増幅回路の雑音またはＡ
Ｄ変換回路の量子化誤差を小さくすることができ、差動
増幅回路の精度をよくするとともにＡＤ変換回路の規模
を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光学ヘッド制御装置
のブロック図、第２図は従来例における光学ヘッド制御
装置のブロック図、第３図はフォーカスずれ信号の波形
図である。 ■・・・・・・半導体レーザ、６・・・・・・絞りレン
ズ、７・・・・・・光ディスク、１１・・・・・・フォ
ーカスずれ検出器、１２・・・・・・トラックずれ検出
器、１４・・・・・・増幅回路、１８・・・・・・フォ
ーカスコイル、２０・・・・・・差動増幅回路、２４・
・・・・・ＡＤ変換回路、２５・・・・・・ディジタル
信号処理回路、２９・・・・・・加算回路、３１・・・
・・・ゲイン切り換え信号、３２・・・・・・スイッチ
。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１２第　１　図 第　２　口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源から放射された光ビームを収束させて記録媒
   体面に照射するための収束手段と、前記記録媒体面より
   反射された光より複数の位置で電流に変換する光電流変
   換手段と、光電流を電圧に変換する電流電圧変換手段と
   、前記電流電圧変換手段より収束状態を検出するフォー
   カスずれ検出手段と、前記電流電圧変換手段より前記光
   ビームと前記記録媒体面に形成された情報トラックとの
   位置ずれを検出するトラックずれ検出手段と、前記収束
   手段を前記記録媒体面に対して略垂直方向に移動させる
   フォーカス移動手段と、前記フォーカスずれ検出手段の
   出力に応じて前記フォーカス移動手段を駆動し前記記録
   媒体面に光ビームを略一定の収束状態となるように制御
   するフォーカス制御手段と、前記情報トラックに対して
   略垂直方向に移動させるトラック移動手段と、前記情報
   トラックに光ビームを追従させるように制御するトラッ
   ク制御手段と、前記記録媒体面からの反射された光の光
   量を検出する光量検出手段とを備え、前記光量検出手段
   および前記フォーカスずれ検出手段及びトラックずれ検
   出手段の検出値によりフォーカス制御手段又はトラック
   制御手段の回路内部で演算を行い、その結果が所定の値
   を越えたことまたは所定の値以下となったことが検出さ
   れたとき、前記電流電圧変換手段の増幅率を切り換える
   ことを特徴とする光学ヘッド制御装置。
2. （２）記録媒体の種類に応じて電流電圧変換手段の増幅
   率を切り換えることを特徴とする請求項（１）記載の光
   学ヘッド制御装置。
3. （３）フォーカスずれ検出手段及びトラックずれ検出手
   段の検出値をアナログ−ディジタル変換しディジタル値
   によりフォーカス制御手段またはトラック制御手段の回
   路内部で演算を行い、その結果が所定の値を越えたこと
   または所定の値以下となったことが検出されたとき電流
   電圧変換手段の増幅率を切り換えることを特徴とする請
   求項（１）記載の光学ヘッド制御装置。