JPH0682468B2 - 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、オートフォーカス及び／又はオートトラッ
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４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安
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（オートフォーカシング、以
下「AF」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５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４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117、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６図は上記フォーカシング制御回路118の一例の詳細
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、202は
フォーカシングサーボコントロールの安定化をはかるた
めの位相補償回路である。203はアナログスイッチであ
り、その一方の入力端子にはアンプ201の出力が位相補
償回路202からＢ点を経て信号が入力され、他方の入力
端子にはＣ点を経て三角波発生回路206の出力が入力さ
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６図においてはフォーカシングコントローラ
205からアナログスイッチ203のみへと信号が入力される
様に示されているが、実際には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７図（ａ），（ｂ）及び第８図（ａ），（ｂ）は第６
図に示したフォーカシング制御回路内のＣ点及びＡ点の
信号出力の時間変化を示すもので横軸は時間、縦軸は出
力である。

第６図，第７図，及び第８図に従って、フォーカシング
サーボの引き込み方法について以下に説明する。

先ず、第６図において、フォーカシングコントローラ20
5からの信号Ｄにより、アナログスイッチ203はＢ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、三角波発生回路206の出力Ｃ（第７図（ａ）参
照）により、対物レンズ110が駆動される。そして、光
カードに対物レンズ110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７図
（ｂ）参照）。次にフォーカスサーボを引き込む場合、
第８図（ｂ）の時刻t0において、Ａ点がOVになったこと
をフォーカシングコントローラ205が検出し、アナログ
スイッチ203に信号Ｄを送り、Ｂ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、装置の処理を高速化す
るために、フォーカスサーチ開始からフォーカス引き込
み完了までを短時間で行なうようにすると、対物レンズ
を高速に移動させることになる。よって、現われるＳ字
カーブの周波数も高くなり、Ａ点のOVの検出を高速で行
なわなければならない必要が生じ、その速度に対応でき
る回路を組むことになり、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、第８図（ｂ）に示すようにその後のオーバーシ
ュート電圧Voverも大きくなり、時によっては、サーボ
引き込みに失敗することもあり、装置が動作上不安定に
なるという欠点もある。

このような問題点が発生することは、ATでのサーボ引き
込みにおいても同様である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は上記従来技術の問題点に鑑み、装置を高
価にすることなく、安定動作を実現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、光学的情報記録媒体の情報トラッ
クに対し光スポットを照射する光学系と、前記光スポッ
トを光学系の光軸方向または情報トラックと直交する方
向に移動させる駆動手段と、前記光スポットがオートフ
ォーカシングまたはオートトラッキングの引き込み位置
を通るように移動させるための駆動信号を前記駆動手段
に供給する信号供給手段と、前記光スポットのフォーカ
シングまたはトラッキング誤差信号を検出する検出回路
と、前記誤差信号を基準値と比較することによって前記
引き込み位置を検知する位置検知回路と、前記引き込み
位置で駆動手段への駆動信号の供給を中止し、前記駆動
手段に前記誤差信号が入力するように切り換えるスイッ
チ回路とを備え、前記光スポットによって情報の記録及
び再生の少なくとも一方を行う光学的情報記録再生装置
において、まず光スポットを広い範囲で高速に移動させ
る駆動信号を前記信号供給手段から駆動手段に供給し、
この高速移動の間に位置検知回路によって引き込み位置
を検知し、次に検知された引き込み位置の近傍の狭い範
囲で光スポットを低速に移動させる駆動信号を前記信号
供給手段から駆動手段に供給し、この低速移動の間に位
置検知回路によって引き込み位置が検知された時に、前
記スイッチ回路を切り換えてオートフォーカシングまた
はオートトラッキングを引き込むように構成されたこと
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。

［作用］ 本発明によれば、サーボのサーチを粗検出と密検出とに
分け、段階的に行なうことにより、最終的にサーボを引
き込む時点での光ビームスポットの速度を小さくするこ
とができるので、OV検出回路は低速、安価なものを使う
ことができる。また、サーボを引き込んだ時の光ビーム
スポットの速度も小さいために、その後のオーバーシュ
ート電圧Voverも小さくなり、装置の安定化を実現する
ことができる。さらに、粗検出により、サーボ引込みの
おおよその位置を知ることができるので、密検出で広範
囲にその位置を探すのに比べ、時間が短縮できる利点が
ある。

［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図は本発明に係るフォーカシング制御回路の詳細図
である。尚、第６図と同様の働きをする部材（回路）に
は同一の符号を付し、その説明は省略する。306は三角
波発生回路であり、フォーカシングコントローラ307か
らの信号Ｅにより、三角波の周波数及び三角波のDC成分
を可変できるものである。つまり、三角波発生回路306
とフォーカシングコントローラ307（あるいは、必要な
らば、システムコントローラ308も処理に関与する）と
で、以下に説明するような動作を行なうように構成され
ている。

第２図は（ａ），（ｂ）はそれぞれ第１図の実施例のＣ
点とＡ点の電圧変化を示す。

フォーカシングサーボを引き込む時には、まず、第２図
（ｂ）に示すＩの時間で、大きな範囲で対物レンズを高
速にて移動し、t1にて合焦位置を粗検出する。そのため
には、三角波発生回路306で発生される三角波をその傾
きが大きい波形30とする（第２図（ａ）参照）。次に、
IIの時間でt2にて信号ＥによりＩで得られた合焦位置付
近まで、対物レンズを移動させた後に、対物レンズをＩ
の時よりも低速にて、移動させ、Ａ点のOVの検出を正確
にフォーカシングコントローラ307にて行なう。そのと
きの三角波はその傾きが小さい波形31を用いる。そし
て、時刻t3において、フォーカシングサーボを引き込
む。このように、サーボのサーチを粗検出と密検出とに
分け、段階的に行なうことにより、粗検出で得たフォー
カシングデータを後の密検出動作に活用でき、前記した
問題点を解決することができる。

第３図は本実施例に係るフォーカシングサーボを引き込
み動作をフローで表わしたものである。

すなわち、広範囲、高速で粗検出を行ない（ステップS
1）、合焦位置を大まかに知る（ステップS2）。次に合
焦付近へ高速移動を行ない（ステップS3）、低速で密検
出を行ない（ステップS4）、フォーカスサーボを引き込
む（ステップS5）。

次に本発明に係る他の実施例について説明する。

第９図は本発明の実施例を示す図である。同図におい
て、201は光電変換素子116からの信号を適当な電圧に増
巾するアンプ、203はアナログスイッチ、202はフォーカ
シングサーボの安定化をはかるための位相補償回路であ
る。204は位相補償回路202の信号を受けてフォーカシン
グコイル112に電流を流すドライバ、212はマイクロプロ
セッサでありシステムコントローラ119からの信号群120
を受けてフォーカシングコントローラ118全体を制御す
る。209は対物レンズ位置センサーであり、対物レンズ1
10のフォーカス方向の位置によって出力電圧が変化する
ものである。207,211はDAコンバータであり、マイクロ
プロセッサ212からのデジタル信号を受け、アナログ信
号を出力するものである。208はADコンバータであり、
アナログ信号を受けて、マイクロプロセッサ212にデジ
タル信号を出力するものである。206,210はそれぞれ減
算回路である。また、減算回路206は８倍の増巾度を持
っている。

第９図において、信号Ｈにより位相補償回路203には、
信号Ｋが入力される。これにより、対物レンズ位置セン
サー209をループ内に含む対物レンズ位置サーボ動作が
行なわれる。この状態で、マイクロプロセッサ212からD
Aコンバータ207又は211へデジタル信号を送り信号Ｊ又
は信号Ｆにアナログ信号を出力する。そして信号Ｊ又は
信号Ｆをしだいに変化させていくとそれにつれて、対物
レンズが移動する。これにより、対物レンズを合焦位置
に移動させることができる。

また、実際にフォーカシングサーボを引き込む時には対
物レンズを大きな範囲に移動して合焦位置を粗検出し、
次に合焦位置近傍で対物レンズを小さな範囲に移動し
て、合焦位置を正確に検出して、フォーカシングサーボ
を引き込む。

第10図は第９図の回路のＡ点、Ｇ点、Ｆ点、Ｊ点の信号
のタイミングチャートである。

次に、第９図と第10図を参照しながら、本実施例におけ
るAFの引き込み動作について説明する。

対物レンズ110の移動範囲を2mmとし、DAコンバータ207
の分解能を８ビット（２の８乗＝256）とすると、１ビ
ットあたりの分解能は、 2mm÷256＝7.8μｍ となり、フォーカシングサーボの引き込み範囲を30μｍ
とすると、細かくない値である。よって、合焦位置の粗
検出動作の時は、支障はないが、次に行なう合焦位置の
正確な検出を行なう時に、信号Ｊの分解能が7.8μｍで
あるので、正確に合焦位置に固定することができない。
よって、フォーカシングサーボに切り換えた時に、フォ
ーカシングサーボがはずれてしまうこともある。そこ
で、８倍のゲインを持つ減算回路206の後段に、減算回
路210を設け、そして、信号Ｆを注入する。この信号Ｆ
の分解能は１ビットあたり 7.8μｍ÷８＝1.0μｍ となる。

第10図は各部の信号のタイミングチャートである。ま
ず、信号Ｈにより、信号Ｋを位相補償回路202に接続
し、対物レンズ位置サーボを動作させる。ここで、信号
Ｆを一定とし、信号Ｊを変化させて、対物レンズを大き
な範囲で移動させ、時刻t0において、合焦位置を粗検出
する。次に、信号Ｊを一定とし、信号Ｆを変化させる。
この時、信号Ｆの分解能は1.0μｍであるので、信号Ｆ
を信号Ｊと同時に変化させても、対物レンズの移動量、
及び、移動速度は信号Ｊを変化させた時に比べて８分の
１となる。よって、対物レンズを小さな範囲で、低い速
度で移動させることができる。こうして、時刻t1におい
て合焦位置を微検出し、信号Ｈにより、信号Ａを位相補
償回路203に接続して、AFサーボを引き込む。これによ
り、合焦位置の正確な検出を行なう時には、誤差は1.0
μｍになり、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。また、DAコンバータ207とDAコン
バータ211は出力電圧可変幅及び分解能が同じものを使
用できるので、異なるDAコンバータを用いる場合と比較
すると、装置を安価で簡単なものにすることができる。
すなわち、本実施例によればフォーカシングサーボやト
ラッキングサーボとは別の位置サーボループを設け、そ
の位置サーボループ内の第１の部分に印加する電圧を変
化させてフォーカシングやトラッキングサーボの目標位
置の粗検出を行ない、次に、対物レンズ移動量までの伝
達ゲインが小さい第２の部分に印加する電圧を変化させ
て、フォーカシングやトラッキングサーボの目標位置を
正確に検出することができる。

なお、前記実施例はAFサーボについて説明したが、ATサ
ーボについても同様に適用できることは明らかである。

この第９図の実施例によれば、フォーカシングサーボや
トラッキングサーボとは別の位置サーボループを動作さ
せることにより、外部からの振動に強くなり、安定なサ
ーボの引込みが可能になる。

つまり、また、フォーカシングやトラッキングのサーボ
とは別の位置サーボループ内の、第１の部分に第１の可
変電圧発生器の電圧を印加し、対物レンズ移動量までの
伝達ゲインが第１の部分よりも小さい第２の部分に第２
の可変電圧発生器の電圧を印加し、まず、第１の可変電
圧発生器の電圧を変化させて、フォーカシング又はトラ
ッキングのサーボの引き込み位置を粗検出し、次に、第
２の可変電圧発生器の電圧を変化させて、フォーカシン
グ又はトラッキングのサーボの引き込み位置を検出する
ことにより、対物レンズを正確に位置決めすることがで
きるので、フォーカシングサーボやトラッキングサーボ
を安定に引き込むことができる効果がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の光学的情報記録再生装置
によれば、プリ・サーチ時には目標位置を粗検出してお
き、次に、目標位置近傍を低速でサーチして、サーボを
引き込むことにより、サーボを引き込む時点での光ビー
ムスポットの速度を小さくすることができるので、OV検
出回路は低速、安価なものにすることができる。かつ、
サーボを引き込んだ時の可動物体（実施例では対物レン
ズ）の運動量も小さいので、その後のオーバーシュート
も小さくなり、装置の安定動作を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るフォーカシング制御回路の一構成
図である。 第２図（ａ），（ｂ）は第１図の信号のタイミングチャ
ートである。 第３図は本実施例に係るフローチャートを示す図であ
る。 第４図は光カードの概略平面図である。 第５図は光情報記録再生装置の構成図である。 第６図は従来のフォーカシング制御回路の詳細図であ
る。 第７図及び第８図は第６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。 第９図は本発明に係る他の実施例におけるフォーカシン
グ制御回路の一構成図である。 第10図は第９図の信号のタイミングチャートである。 306:三角波発生回路、307:フォーカシングコントローラ
ー、308:システムコントローラー、110:対物レンズ、11
1:トラッキング用コイル、112:フォーカシング用コイ
ル、113及び114:集光レンズ、115及び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、201:アンプ、202:位相補償回路、203:アナログ
スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的情報記録媒体の情報トラックに対し
   光スポットを照射する光学系と、前記光スポットを光学
   系の光軸方向または情報トラックと直交する方向に移動
   させる駆動手段と、前記光スポットがオートフォーカシ
   ングまたはオートトラッキングの引き込み位置を通るよ
   うに移動させるための駆動信号を前記駆動手段に供給す
   る信号供給手段と、前記光スポットのフォーカシングま
   たはトラッキング誤差信号を検出する検出回路と、前記
   誤差信号を基準値と比較することによって前記引き込み
   位置を検知する位置検知回路と、前記引き込み位置で駆
   動手段への駆動信号の供給を中止し、前記駆動手段に前
   記誤差信号が入力するように切り換えるスイッチ回路と
   を備え、前記光スポットによって情報の記録及び再生の
   少なくとも一方を行う光学的情報記録再生装置におい
   て、 まず光スポットを広い範囲で高速に移動させる駆動信号
   を前記信号供給手段から駆動手段に供給し、この高速移
   動の間に位置検知回路よって引き込み位置を検知し、次
   に検知された引き込み位置の近傍の狭い範囲で光スポッ
   トを低速に移動させる駆動信号を前記信号供給手段から
   駆動手段に供給し、この低速移動の間に位置検知回路に
   よって引き込み位置が検知された時に、前記スイッチ回
   路を切り換えてオートフォーカシングまたはオートトラ
   ッキングを引き込むように構成されたことを特徴とする
   光学的情報記録再生装置。