JPH05182233A

JPH05182233A - 光学的情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH05182233A
Application number: JP1844392A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Yamada; 悦男山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-01-08
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】光電変換器で検出された記録媒体からの反射
光の検出信号を電圧変換するための電流電圧変換器を高
速で駆動できるようにし、記録密度の高度化を図る。【構成】光学的情報記録媒体に光ビームを記録信号に
応じた記録光パワー及び再生光パワーの２値の光パワー
に変化させて照射し、光電変換器で検出された前記媒体
からの反射光の検出信号を電流電圧変換器で電圧信号に
変換し、得られた電圧信号から生成されたサーボ誤差信
号を用いてサーボ制御を行いながら前記媒体に情報の記
録を行う装置において、前記記録信号に応じて作動し、
光ビームが記録パワーのときに導通するスイッチ手段
と、該スイッチ手段に接続され、該スイッチ手段が導通
したときに、前記媒体からの反射光を検出する光電変換
器の一部の電流を引込む手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学的情報記録媒体に情
報を記録及び／又は再生する光学的情報記録再生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から光を用いて情報を記録、再生す
る媒体の形態として光ディスク、光カード、光テープ等
の各種のものが知られている。これらはそれぞれ特徴を
持っており、目的、用途等によって使い分けられている
が、そのうち光カードは製造の容易さ、携帯性のよさ、
アクセス性のよさといった特徴を生かし、今後、用途が
ますます広まってゆくと考えられている。

【０００３】図４はこの様な光カード１の一例を示す概
略平面図であり、１０２は情報記録エリア、１０３は情
報トラック、１０４、１０４′はそれぞれトラック選択
エリア、１０５は光スポットのホームポジションであ
る。各情報トラックの両側にはトラッキングトラックが
設けられ、記録再生用の光スポットの走査の際に所定の
情報トラックから逸脱しないように制御するオートトラ
ッキング（ＡＴ）の為のガイドとして使用される。実際
の情報の記録再生においては、前記光スポットを記録媒
体面上に正しく焦点を結ばせるように制御するオートフ
ォーカス（ＡＦ）も使用される。これらのＡＴ、ＡＦ
は、光を用いて情報の記録再生を行なう装置において
は、従来よりよく用いられている一般的な技術である。

【０００４】図５は以上の様な光カード１へ情報を記録
し且つ該光カードに記録されている情報を再生するため
の情報記録再生装置の一例を示すブロック図である。図
５において、１９は記録再生装置を示し、該装置には上
位制御装置たるＣＰＵ９が接続されている。記録再生装
置１９において、１４は不図示の搬送機構を介して光カ
ード１を記録再生装置内に導入し、所定の記録再生位置
でＲ方向に往復移動させ、更に該装置外に排出するため
の駆動モータである。１７は光源を含む光ビーム照射光
学系であり、これにより情報記録時及び再生時には光カ
ード１上に光スポットが形成される。光カード１上には
３つの光スポットが形成される。２８〜３０は光検出器
（光電変換器）であり、上記光カード１上の３つの光ス
ポットの反射光をそれぞれ受光する。１５は光ビーム照
射光学系１７の一部を駆動して光カード面上の光スポッ
トの焦点位置をＺ方向、すなわち光カード面と垂直方向
に移動させてＡＦを行なうためのＡＦアクチュエータで
あり、１６は光ビーム照射系光学１７の一部を駆動して
光カード面上の光スポットをＹ方向、すなわちＲ方向と
Ｚ方向との双方に直交する方向に移動させてＡＴを行な
うためのＡＴアクチュエータである。

【０００５】上記光ビーム照射光学系１７、光検出器２
８〜３０、ＡＦアクチュエータ１５及びＡＴアクチュエ
ータ１６により光ヘッド１８が構成されている。１３は
該光ヘッドをＹ方向に移動させて光スポットを光カード
上の所望のトラックへとアクセスさせるための駆動モー
タである。上記駆動モータ１３及び１４はＭＰＵ１０に
より制御される。７１は駆動モータ１４に結合されたエ
ンコーダであり、駆動モータ１４が所定角度回転する毎
にパルスを出力する。駆動モータの回転角度と光カード
のＲ方向の移動量には一定の関係があるので、エンコー
ダ７１の出力パルスを計数することにより、光カード上
の光スポットのＲ方向の位置を検出することができる。
７２は波形整形回路であり、エンコーダ７１の出力パル
スをＭＰＵ１０が受け取れる形に整形する。

【０００６】上記光検出器２８〜３０の出力はＡＴ／Ａ
Ｆ制御回路１１に入力され、これに基づき該制御回路は
上記ＡＦアクチュエータ１５及びＡＴアクチュエータ１
６を制御してＡＦ及びＡＴを行なう。上記光検出器２８
〜３０の出力はまた変復調回路１２にも入力され、読み
取り情報の復調が行なわれ、復調信号は上記ＭＰＵ１０
へと送られる。また、該変復調回路１２は上記ＭＰＵ１
０から送られてくる情報信号を変調し、変調信号に従っ
て上記光ビーム照射光学系１７を駆動して情報の記録を
行なう。上記ＭＰＵ１０は上記ＣＰＵ９により制御され
且つＣＰＵ９とデータのやりとりを行なっている。

【０００７】図６は図５に示した光ヘッド１８の詳細を
示す斜視図である。図６において、半導体レーザ等の光
源２０から発した光ビームは、コリメータレンズ２１に
よって平行化され、回折格子２３によって３本のビーム
に分けられる。これらのビームは、対物レンズ２６によ
り光カード１上のトラッキングトラック３７、情報トラ
ック３９、トラッキングトラック３８に結像され、各々
ビームスポットＳ１，Ｓ２，Ｓ３が形成される。図７は
各トラックと光スポットの位置関係を拡大して示した図
である。ここで光カード１は、駆動モータ１４によって
矢印方向（Ｒ方向）に移動され、ビームスポットＳ１〜
Ｓ３が情報トラック上を走査される。ビームスポットＳ
１，Ｓ２，Ｓ３は情報トラック表面で反射され、その反
射光は再び対物レンズを通過し、ビームスプリッター２
４に入射する。そして、ビームスプリッター２４で反射
され、集光レンズ系２７により、光検出器２８，２９，
３０に夫々投影される。また、集光レンズ系２７は非点
収差系になっており、オートフォーカシングを良く知ら
れた非点収差方式で行えるよう配置されている。これら
の光検出器は、図８に図示した配置で構成されている。
なお、図６において２２は半導体レーザから出射し、コ
リメートされた光束の断面分布を楕円から円形に変換す
るためのプリズム、２５は対物レンズ２６に光束を導く
ためのミラーである。また、光検出器２９は図８にＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄで示すように受光面が４分割されている。

【０００８】図９は、従来のＡＦ及びＡＴ制御ループ回
路の一例を説明するためのブロック図である。図９にお
いて、光検出器２８および光検出器３０は、トラッキン
グトラック３７，３８から反射した光ビームを検出する
ものであり、光検出器２８および光検出器３０の受光信
号は電流電圧変換器６および５で各々電圧変換され、ト
ラッキング制御回路１１０に出力される。トラッキング
制御回路１１０では、上記２つの出力の差をとり、その
トラッキング誤差信号をビームスポットの駆動手段であ
るトラッキングアクチュエータ１６に印加する。これに
よりビームスポットＳ１，Ｓ３がトラッキングトラック
から外れないように制御され、記録再生用のビームスポ
ットＳ２が情報トラック上を正確に走査される。同様
に、光検出器２９は情報トラックから反射した光ビーム
を検出するものであり、４分割センサのうち、Ａおよび
Ｄの和信号と、ＢおよびＣの和信号とを電流電圧変換器
３，４を介しフォーカシング制御回路１１１に送る。こ
こで２つの信号の差がとられて、いわゆるフォーカシン
グ誤差信号となる。この誤差信号はビームスポットの駆
動手段であるフォーカシングアクチュエータ１５に印加
され、ビームスポットが合焦状態を保持するフォーカシ
ング制御が行われる。

【０００９】ここで、電流電圧変換器３〜６は、それぞ
れ２つの帰還抵抗Ｒ_R、Ｒ_Wをスイッチ素子ＳＷで切換
える構成になっている。即ち、変復調回路１２から出力
される記録情報信号（ＷＤ）に応じて各電流電圧変換器
のゲインを変化させるようになっている。このゲインの
変化は、特に光カード記録媒体として、有機色素を用い
た媒体に適用される。有機色素媒体は、量産性に優れて
いる反面、再生光による反射率の劣化速度が速いため、
再生光パワーは低く抑えられ、記録光パワーに対しての
比率が大きくなる。そのため、帰還抵抗Ｒ_Rは再生レベ
ルでのＳ／Ｎが良好となるように設定されており、この
Ｒ_Rを記録時に用いようとすると、ゲインが高すぎるた
め、電流電圧変換器の出力が飽和し、安定した信号処理
ができない。そこで、記録時には帰還抵抗をＲ_Wに切換
え、電流電圧変換器の出力を適正値に設定するようにな
っている。

【００１０】次に、その帰還抵抗の切換動作を図１０に
示すタイムチャートを参照して説明する。図１０におい
て、ＷＤは情報記録信号、ＬＤＰは半導体レーザの光パ
ワーであり、光パワーは情報記録信号に対応して記録レ
ベルＰ_W、再生レベルＰ_Rに切換えられる。また、帰還
抵抗も同様に記録レベル、再生レベルに応じてＲ_W、Ｒ
_Rに切換えられる。このように記録信号に応じて切換え
られたレーザ光は、前述の光カード１に照射され、その
反射光は光検出器２８〜３０で受光される。そして、こ
の受光信号は電流電圧変換器５〜６に送られ、光電流が
電圧信号に変換される。その際、前述したように帰還抵
抗を記録レベルに対してはＲ_W、再生レベルではＲ_Rと
し、Ｒ_Rは良好なＳ／Ｎが得られる値、Ｒ_Wは電流電圧
変換器が飽和しないようにその出力範囲に納まる値に設
定されている。図９の例では、Ｒ_W、Ｐ_Wの積とＲ_R、
Ｐ_Rの積が同じになるように設定され、これにより同図
に示すように電流電圧変換器の出力Ｖout は記録レベ
ル、再生レベルとも一定となっている。従って、記録レ
ベル時においても安定したＡＴ、ＡＦ制御を行うことが
できる。なお、図９に示す如く各光検出器２８〜３０に
は、逆バイアス電圧＋Ｖ_bが印加され、再生時の応答速
度を上げるようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の情報記録再生装置では、電流電圧変換器の帰還
抵抗をスイッチ素子を用いて切換えているため、切換わ
る際に出力が安定するまで時間を要し、応答速度が遅く
なる問題があった。また、その切換えの際にスイッチン
グノイズやリンギングを生じる問題もあった。この場
合、応答速度を高速化するには、スイッチ素子、増幅器
の高速化が必要であるが、このような素子は高価であ
り、また高周波化により発振防止などの付加回路が必要
であるため、装置の回路構成が複雑化してしまう。この
ように従来にあっては、応答速度の高速化を行うには種
々の問題が生じ、記録密度の高度化の障害になってい
た。

【００１２】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、その目的は回路構成が複雑化する
ことなく、記録密度の高度化を実現した光学的情報記録
再生装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のこのような目的
は、光学的情報記録媒体に光ビームを記録信号に応じた
記録光パワー及び再生光パワーの２値の光パワーに変化
させて照射し、光電変換器で検出された前記媒体からの
反射光の検出信号を電流電圧変換器で電圧信号に変換
し、得られた電圧信号から生成されたサーボ誤差信号を
用いてサーボ制御を行いながら前記媒体に情報の記録を
行う装置において、前記記録信号に応じて作動し、光ビ
ームが記録パワーのときに導通するスイッチ手段と、該
スイッチ手段に接続され、該スイッチ手段が導通したと
きに、前記媒体からの反射光を検出する光電変換器の一
部の電流を引込む手段とを設けた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。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す
ブロック図であり、従来例と同様な機能を持つものにつ
いては同一符号を付している。図１において、光ヘッド
１８内には光検出器（光電変換器）２８〜３０及び電流
電圧変換器３〜６が設けられ、これらは回路基板（図示
せず）上に対応する光検出器と電流電圧変換器同志が隣
接して配置されている。各電流電圧変換器３〜６の帰還
抵抗としては、Ｒ_Rが固定され、その値は再生レベルで
Ｓ／Ｎが良好となるような値に設定されている。電流電
圧変換器３〜６の各々の入力には、定電流源１２０〜１
２３がそれぞれ接続され、光検出器２８〜３０から出力
される光電流の一部の電流を引込むように構成されてい
る。各定電流源は、詳しく後述するように記録情報信号
により、記録レベル時のみ電流引込みを行うよう制御さ
れ、またその電流値は記録レベル時に電流電圧変換器が
飽和しないような値に設定されている。なお、１１０は
トラッキング制御回路、１１１はフォーカシング制御回
路で従来のものと同じである。

【００１５】図２は前述した各定電流源の具体例を示し
た回路図である。図において、Ｑ１及びＱ２は差動スイ
ッチ回路を構成する一対のトランジスタである。トラン
ジスタＱ１のコレクタは電流電圧変換器の入力端に接続
され、トランジスタＱ２のコレクタは電源に接続されて
いる。また、トランジスタＱ１のベース端子には情報記
録信号（ＷＤ）が入力され、トランジスタＱ２のベース
端子には一定のバイアス電圧Ｖ１が印加されている。バ
イアス電圧Ｖ１は情報記録信号の電圧レベル（“１”レ
ベル）よりもやや低く設定され、情報記録信号が“１”
レベルのとき、即ち光ビームが記録レベルのときにトラ
ンジスタＱ１が導通するようになっている。トランジス
タＱ３及びオペレーションアンプ（以下、オペアンプと
いう）１２４は、定電流源を構成する回路素子で、トラ
ンジスタＱ３のエミッタに接続された抵抗器Ｒ３の電圧
がオペアンプ１２４の−端子に帰還されている。オペア
ンプ１２４ではこの電圧と基準電圧を比較し、その結果
に応じて出力電圧を変化することで、トランジスタＱ３
のエミッタ電流が一定となるように制御する。

【００１６】次に、本実施例の動作を図３に示すタイム
チャートを参照して説明する。同図（ａ）は情報記録信
号（ＷＤ）、同図（ｂ）は情報記録信号に対応して切換
制御される半導体レーザの光パワーである。光パワーＰ
_Wは情報記録信号の“１”レベルに対応する記録レベル
を示し、Ｐ_Rは“０”レベルに対応する再生レベルを示
している。また、同図（ｃ）は光検出器の光電流であ
り、記録レベル、再生レベルの光ビームを光カードに照
射し、その反射光を受光したときの光検出器の電流であ
る。この場合、Ｉ_Wが記録レベルに対応した電流、Ｉ_R
は再生レベルに対応した電流である。同図（ｄ）は定電
流源の引込み電流であり、情報記録信号が“１”レベル
の場合、トランジスタＱ１が導通し、光検出器の光電流
のうち一部の電流Ｉ_Mが定電流源によって引抜かれる。
これにより、電流電圧変換器の帰還抵抗に流れる電流Ｉ
_OはＩ_W−Ｉ_Mとなり、電流電圧変換器は飽和すること
がなく、光検出器の受光信号は正常に電圧信号に変換さ
れる。そして、各々の電流電圧変換器の信号はトラッキ
ング制御回路１１０、フォーカシング制御回路１１１へ
出力され、トラッキングサーボ、フォーカシングサーボ
が行われる。

【００１７】本実施例では、定電流源の電流Ｉ_Mと光検
出器の記録レベル時の光電流Ｉ_W、再生レベル時の光電
流Ｉ_Rとの関係が、Ｉ_W−Ｉ_M＝Ｉ_Rとなるように設定
されている。従って、光検出器の出力電流Ｉ_O（Ｉ_W−
Ｉ_M）は、図３（ｅ）に示すように再生レベル時、記録
レベル時とも一定である。よって、電流電圧変換器の出
力は、同図（ｆ）に示す如く一定となり、安定した出力
を得ることができる。なお、光パワーが再生レベル時に
おいては、トランジスタＱ１は遮断状態であるため、定
電流源の電流引込みは行われず、光検出器の再生レベル
時の光電流Ｉ_Rがそのまま電流電圧変換器に出力され
る。

【００１８】本実施例にあっては、半導体レーザの光パ
ワーが記録レベル時に差動スイッチ回路のトランジスタ
Ｑ１を導通し、このトランジスタＱ１を介し定電流源に
よって光検出器の光電流の一部を引抜くため、記録レベ
ル時における電流電圧変換器への電流を減少でき、電流
電圧変換器の飽和を防止することができる。即ち、光検
出器の一部の電流を引抜き、電流電圧変換器への電流を
減少することにより、従来の帰還抵抗の切換えによるゲ
イン可変動作に基づいた飽和防止と同等の効果を得るこ
とができる。この場合、定電流源による電流の引抜きを
差動スイッチ回路を用いて制御しているため、高速の電
流切換えが可能であり、記録周波数の高周波化に対応す
ることができる。また、電流切換時に生じるノイズも少
なくできる。更に、本実施例では、定電流源及び差動ス
イッチ回路を光ヘッドの外部に配置できるので、従来光
ヘッド内に設けられていた１つの帰還抵抗及び切換用ス
イッチ素子を削減することができる。従って、その分光
ヘッドを軽量化できるので光ヘッドをより高速でアクセ
スできるという効果をもたらす。

【００１９】なお、以上の実施例では、定電流値を決定
する基準電圧を固定電圧としたが、可変電圧源を用いて
記録媒体の記録特性や反射率に応じて可変し、定電流値
を調整できるようにしてもよい。また、光カードを用い
た装置に限定されず、光ディスク、光磁気ディスク、光
テープなどの装置にももちろん適用可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
パワーが記録レベルのときに、光検出器の一部の電流を
引込むようにしたので、電流電圧変換器の飽和を有効に
防止でき、トラッキング制御、フォーカシング制御のサ
ーボ制御を安定して行うことができる。また、定電流源
による電流引抜動作を差動スイッチ回路によって制御し
ているため、高速で電流を切換えられ、記録周波数の高
周波化に対応でき、またノイズも低減できるという効果
がある。更に、光ヘッド内の部品を削減できるので、光
ヘッドをより高速でアクセスできるという利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】差動スイッチ回路を含む定電流源の具体例を示
す回路図である。

【図３】図１の実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図４】光カードの記録域を模式的に示す平面図であ
る。

【図５】光カード情報記録再生装置の一例を示す構成図
である。

【図６】光ヘッドの分解斜視図である。

【図７】光カードのトラック上に光スポットが照射され
た状態を示す説明図である。

【図８】光検出器の受光面を模式的に示す説明図であ
る。

【図９】図５の装置の光検出器からＡＴ及びＡＦ制御回
路までに至る電流電圧変換部の回路図である。

【図１０】図９の回路の動作を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１光カード３〜６電流電圧変換器１１ＡＴ／ＡＦ制御回路１８光ヘッド２９〜３０光検出器１１０トラッキング制御回路１１１フォーカシング制御回路１２０〜１２３定電流源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的情報記録媒体に光ビームを記録信
号に応じた記録光パワー及び再生光パワーの２値の光パ
ワーに変化させて照射し、光電変換器で検出された前記
媒体からの反射光の検出信号を電流電圧変換器で電圧信
号に変換し、得られた電圧信号から生成されたサーボ誤
差信号を用いてサーボ制御を行いながら前記媒体に情報
の記録を行う装置において、前記記録信号に応じて作動
し、光ビームが記録パワーのときに導通するスイッチ手
段と、該スイッチ手段に接続され、該スイッチ手段が導
通したときに、前記媒体からの反射光を検出する光電変
換器の一部の電流を引込む手段とを設けたことを特徴と
する光学的情報記録再生装置。
【請求項２】前記スイッチ手段は、差動スイッチ回路
から構成されていることを特徴とする請求項１の光学的
情報記録再生装置。
【請求項３】前記電流引込み手段は、定電流回路から
構成されていることを特徴とする請求項１の光学的情報
記録再生装置。
【請求項４】前記電流引込み手段の電流値は、光電変
換器の電流が記録パワー時と再生パワー時で略同じにな
るように設定されていることを特徴とする請求項１の光
学的情報記録再生装置。
【請求項５】前記光電変換器は、フォトダイオードで
あることを特徴とする請求項１の光学的情報記録再生装
置。