JPS6089834A - 光学的情報記録再生装置 - 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】 本発明は光学的情報記録再生装置に係９、特にそのフォ
ーカス制御装置に関する。

従来より、この種のフォーカス制御装置に関しては種々
のも必永提供されておシ、その−例として特開昭５１　
８７５８８号公報に示されるツメ−カス制御装置が挙げ
られる。このフォーカス制御装置は、情報媒体上に記録
されている回折性の情報トラックに光ビームを光スポッ
トとして照射し、この光スポットを情報トラックと相対
的に移動して情報媒体からの反射ビームを少なくとも２
つの光電変換素子へ照射し、この各光電変換累子の出力
信号間の位相差を検出するものである。そして、この位
相差が、光ビームの集束点と情報媒体上の読取り面との
間の距離の関数であることに着目し、この位相差の変化
にてフォーカス制御を行うものである。

ところで、前記位相差は必ず（７も前述１−た距離の変
化のみで生じるわけてたい。すなわち、最も適正に集束
された光スポ、ソトであっても光学的径を有するもので
あるので、当然５°〜１５°程１１ｊの位相差が生じ、
この場合では同位相にすべく一定値位相をずらせば良い
が、特に問題になるのは、情報媒体の情報トラックの製
造上の）くラフき１でよって位相差が異なることであり
、この場合、単に一定値位相をずらＩ７ても問題解決と
ならない。このように前記特開昭５１−８７５８’８号
公報に示された技術思想では、情報トラックの製造上の
ノくうつきに関して考慮されておらず、正確なフォーカ
ス制御がなし得ないのである。

本発明は、上述の問題点を解消すべく、どのような情報
媒体にも対応して、正確なフォーカス制御が行なえる光
学的情報記録再生装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の一実施例を図面に従い説明する。

情報媒体１は表面に、−例として回折要素とり。

、てのビット２を連続して情報トラック８を形成し７て
いる。ただし、本発明では光学的かつ断続的に記録され
たビットにて形成される情報トラックであれば応用でき
る。図示しない光源からの光ヒ′−ム４はビームスプリ
ッタ５を透過して集束レンズ６によって光スポット７と
して集束される。この光スポット７は公知のように情報
トラック８に対して絞り込まれた適正な一定径に保持さ
れることが必要である。そ１．て情報媒体ｌを照射した
後の反射ビーム８は、前記集束レンズ６を通りビームス
プリッタ５にて反射されて一対の光区変換素−ｒ−９，
１０を照射する。

この一対の光・電変換素子９、ｌＯは、情報トラック８
の進行方向Ｔに対し光学的に前ＩＫ、７５一つ光ビーム
４　（反射ビーム８）の光軸と垂直面に位置するように
配置されており、この一対の光電変換素子９．１０から
は、前記ビット２の存在の有無を一気的に覗見られ公知
のように情報再生信号を得ることができる。この清報再
生信号は振幅の変化としてあられれるが、この変化とは
独立して各光電変換素子９、ｌＯからは位相のずれを示
す交流信号の形で変換される振幅の変化がある。この位
相のずれは、光ビーム４の集束点０と、情報鈍 媒体上の続取り点Ｍとの間の距離の関数であり、集束誤
差と一致する。

すなわち、ビット２内の傾斜部で々いＭ点に集束した光
ビーム４によって行なわれる読取シによって２個の光′
を変換素子９、ｌＯは同じ照度で照射されるが、光ビー
ム４がＭ点以外の０点に集束された場合には２個の光電
変換素子９、ｌＯは異った照度で照射される。

例えば４２図、第８図にはビット２の位置に対して集束
点０がそれぞれ高すぎたり、低すぎる場合を示し、また
光電変換素子９、ｌＯによシ受けられた光の強さの時間
の関数としての変化を表す曲線を、４！４図、ｄ４５図
に示す。第４図はビット２の位ｉ＋２に対して集束点Ｏ
が高すぎる場合、・、１＋Ｊ５図は、集束点Ｏが情報媒
体ｌの氷面より上にあれば、まず光電変換素子ｌＯに入
射する光の強さを変化させ、それからある遅れ時間’ｆ
、４−おいて光ｔＶ変換素子９に入射する光の強さを変
化させる。前記遅れ時間Ｔ＋け、情報媒体ｌが矢印Ｂ方
向へ動く時の光ビーム４の側端部のビーム４ａが傾斜Ａ
に達した時刻１．と、光ビーム４の他方の側端部のビー
１．４ｂが同じ傾斜Ａに達した時刻ｔ２との間の経過時
間である。

これとは逆に、集束点０が情報媒体ｌの表面より下にあ
れば光ビーム４の側端部のビーム４Ｃが傾斜Ａに達した
時刻１．と、光ビーム４の他方の側端部のビーム４ｄが
傾斜Ａに達した時刻ｔ４との経過時間Ｔ２をおいて、光
′電変換素子９は光電変換素子１０よりも先に傾斜Ａか
ら反射された光の変化を受ける。

前記遅れ時間Ｔ、　ｓ　Ｔｔは、前述した位相のずれ、
あるいは位相差に対応する。

従って、光スポット７が適正径に集束された時において
、各光電変換素子９、ｌＯからの出力信号の位相を移相
させて同位相にし、両川力信号の位相差（この場合は差
がゼロ）を基準とし、常に位相差がゼロになるように集
束レンズ６を情報媒体ｌに対し移動させることによシフ
オーカス制御が行なわれる。

ところが、情報媒体ｌによって、ビット２の形状、深さ
が異なるため光スポット７が適正径である時の各光電変
換素子９、ｌＯからの出力信号の位相差が異なる。従っ
て単純に一定値位相を移相させると、倍相差から作られ
たフォーカスエラー信号は第６図（ａ）〜（０）に示オ
種々の波形（点Ｆが適正径点）となって、位相差がゼロ
のところが必ずしも適正径になっているとは限らない。

ただし、前述した位相差から作られたフォーカスエラー
信号の正ピーク値と負ピーク値の中間は適正径となって
いる。

従って、第７図（ａ）〜（Ｃ）に示すように前記フォー
カスエラー信号の正ピーク値と負ピーク値のＩＰ間をゼ
ロ点として制御の中心としフォーカス制御を行うように
すれば良い。具体的には第８図に示すフォーカス制御回
路のブロック図のように、各光電変換素子９．１０から
の出力は、情報信号等を得る信号処理回路１１を介して
位相差検出回路１２．４Ｊｌスイツチ１３、並列接続さ
れた正ピーク値ホールド回路１４と銭ピーク値ホールド
回路１５、加算回路１６、ホールド回路１７を経て再び
前記位相差検出回路１２に接続されるフォーカスエラー
検出回路１８へ人力される。すなわち前記圧・負ピーク
値ホールド回路１４．１５にて正・負のビーク１直をホ
ールドし、中間値検出回路である加算回路１６にてピー
ク値間の中間値を検出するようにし、位相差検出回路１
２からの出力信号の正ピーク値・負ピーク値の中間が第
７図に示したゼロ点となるようにオフセットをずらせた
位置でのホールドを可能にするためホールド回路１７か
ら補正信号を前記位相差検出回路１２に加えることが考
えられる。このようにすることによって前記中間値を制
御の中心として、実際に生じた位相差の値によってフォ
ーカス制御が行える。　。

このようにして得たフォーカスエラー信号は、４２スイ
ツチ１９、位相補償回路２０、第８スイツチ２１を介し
て比動回路２２へ入力され、前記集束レンズ６を移動さ
せるレンズ駆動装置２８を作動させる。この作動により
情報媒体１０ピツト２の位置に対する集束点Ｏは、光ス
ポット７が適正径である位置に保持されることになる。

上述のように、してフォーカス制御が唇えるが、第７図
に示すように上述の手段によると、信号の無い時に直流
分が印加される状態（波形Ｂ、ｃ）になることも多シ、
情報媒体ｌに傷などで信号がなくなると集束レンズ６が
動いてしまい制御外れの状態になる。

しかし、上述の手段に可変位相手段を使用することによ
ってさらに有効なフォーカス制御を行える。す々わち、
ｌ＋ｌえば第９図に示すように前記フォーカスエラー検
出回路１８中に、フォーカスエラー信号の正・負のピー
ク値の中心がゼロになるように位相を変化させる可変移
相手段３８を設けて、その位相補正値をホールド回路１
７にてホールドし、各種情報媒体ｌからのフォーカスエ
ラー信号を講７図に示す波形Ａのよりに正・負の信号値
の絶対値が同じになるようにして、前述した直流成分が
存在する問題点を解消することが考えられる。

この位相差を検出する方法は、情報媒体ｌが光スポット
７が適正径である位置近傍にない↓信号が出てこないの
で、初期に前述の正・負のピーク値を検出するため特別
な回路を必要とする。さらに、一般的に使用される前ｉ
４８集束レンズ６の焦点深度が狭いたや、仮に情報媒体
の１回転中、情報座体に対する光ビーム４の焦点が合う
位置を一回通過したとしても必ずしも情報トラック８の
センターを検知したときに前記適正径とは限らないので
、前述の正・負のピーク値を正しく検出するためには、
数多くの焦点が合う位置を横切らせる必要がある。

具体的方法を第８図に示すレンズ駆動回路２４のブロッ
ク図にて説明する。すなわち駆動回路２２へ第１発振器
２５を接続し、まず数Ｈ２の゛大振幅がレンズ駆動装置
２８に生じるように振動させ、情報信号が発生した時点
で、レンズ駆動装置２８への駆動電圧をボールド回路２
６にてホールドする。この情報信号が発生したというこ
とは、その集束レンズの位置近傍に光スポット７が適正
径になる位置があるからである。次に前記駆動回路２２
へｆ４ｓ　２発振器２７を接続し、数百Ｈ２の比較的小
振幅が前記ホールドした駆＃電圧を中心にしてレンズ駆
動装置２８に生じるように振動させ、適正秘の位置を通
過するように振動させることにより、前記フォーカスエ
ラー検出回路１８へ入力されるフォーカスエラー信号が
得られる状態になる。

そして前記フォーカスエラー検出回路１８におけるホー
ルド作用が完了した後、前記レンズ駆動回路２４の第２
発振器２７によるレンズ駆動装置２８の振動を停□止さ
せ、前述のホールドした補正値に基くフォーカス制御を
行う。しかし制御の引き込みをする際には、一般的な駆
動装置では集束レンズ６が適正な光スポツト径を生じる
位置から数μｍの範囲に入らないと行えず、面ブレの少
ない情報媒体１の場合に行えない場合がある。

従って、制御の引き込みを行う際に、第１０図に示すよ
うに前記レンズ駆動回路２４にてホールドされた駆動電
圧■ｏを中心にして、前記４３１発振器２５を使用して
低周波右で集束レンズ６を振動させ、減衰器２８にて減
衰させながら情報信号を出すようにすれば、前記第２発
振器２７の周波数ＦＧで振動させた後、引き込めない状
態であったとにてレンズ駆動装置２８への駆動電圧をホ
ールドして直流駆動電圧を補正する。

また前述した正ピーク値と負ピーク値の検出に当って、
情報媒体１に生じた傷などの影響でビーク１ｉ１Ｌ　Ｋ
誤差が生じないように、一定レベル以上の情報信号が生
じた場合のみピーク値を検出するように、第８図に示す
ように信号処理回路１１からの情報信号を検波回路８０
に入れ波形整形８１をしてゲートパルスを発生させる。

このゲートパルスは前述した各回路の作用をコントロー
ルするコントロール回路８２へ入力する。

このコントロール回路８２は前記ゲートパルスの入力に
よって前記第１スイツチ１８を作動させ、ゲートパルス
が入力された時のみ正ピーク値ホールド回路１４あるい
は負ピーク値ホールド回路１′５がピーク値を検知する
ようにしている。またコントロール回路８２は一定レベ
ル以上の情報信号が出ている時のみフォーカスエラー信
号を通過させ□るように前記第２スイツチ１９を作動さ
せる。

さらにコントロール回路８２は、前記第８スイッチ２１
．フォーカスエラー検出回路１８のホールド回路１７、
レンズ駆動回路２４０ｇ１発振器２５のホールド回路２
６とスイッチ８８、及゛び減衰器２８のホールド回路２
９とスイッチ８４、ｆｆ１２発振器２７のスイッチ８５
の作動を各々コントロールし、信号の流れ、ホールド時
点を制御している。

また前述したように行うフォーカス制御が適正か否かを
判定するために、前記信号処理回路１１をスイッチ８６
を介して判定回路８７へ接続し、情報信号から情報エラ
ー率を測定して、基準以上の率の場合にはフォーカスエ
ラー信号の補正を再度行うように前記コントロール回路
８２へ信号を送るＯ また判定回路８７のスイッチ８６もコントロール回路８
２にてコントロールされている。

本発明は、情報媒体上に光学的状態で、かつ断続的に形
成されたビットよシなる１ａ報トラツクに光ビームを集
束レンズを介して光スポットとして照射し、この光スポ
ットを前記情報トラックと相対的に移動して情報媒体か
らの反射ビームを、情報トラックの進行方向に対し光学
的に前後に配置された少なくとも２つの光ａ［換素子へ
照射し、この各光電変換素子の出力信号間の位相差をフ
ォーカスエラー信号として前記光ビームのフォーカス制
御を行う光学的情報記録再生装置において、前記位相差
の変動波における正ピーク値と負ピーク値の各々をホー
ルドする正ピーク値ホールド回路と負ピーク値ホールド
回路と、この正ピーク値と負ピーク値の中間値を検出す
る中間値検出回路を設け、この中間値を制御の中心とす
るように前記フォーカスエラー信号を補正するフォーカ
スエラー検出回路を介して前記光ビームのフォーカス制
御を行うものであシ、フォーカスエラーによって生じる
位相差に対して、種々の情報媒体によって異なる各光電
変換素子の出力信号間の位相差による影響を無くシ、こ
の位相差をフォーカスエラー信号として使用Ｌ　、正確
なフォーカス制御が行える光学的情報記録再生装置を提
供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので％ｉ１図は装置の
要部を示す説明図、第２図、第８図は情報媒体と光ビー
ムの集束点との関係を示す説明図、第４図、第５図は光
゛峨変換素子からの出力と位相ずれの関係を表わす図、
第６図（ａ）、第６図（ｂ）、第６図（Ｃ）は位相差よ
り作ったフォーカスエラー信号を示す図、第７図（ａ）
、第７図（’ｂ）　、ｇ’ｒ図（Ｃ）は補正後のフォー
カスエラー信号管示す図、第８図はフォーカス制御回路
の１０７２１％第９図はフォーカスエラー検出回路の他
の実施例を示すブロック図、Ｍ５１０図は制御の引き込
み時の集束レンズの振動状態を示す説明図である。 ｊ・・情報媒体、２・・ピット、８・・情報トラック、
４・−光ビーム、６・・集束レンズ、７争・光スポット
、８・・反射ビーム、９．１０−・光１ｕ変換素子、１
４・・正ピーク値ホールド回路、１５・・負ピーク値ホ
ールド回路、１６・、・中間値検出回路、１８・・フォ
ーカスエラー検出回路。 特許出願人　萬世工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （リ　情報媒体上に光学的状態で、かつ断続的に形成さ
   れたビットよシなる情報トラックに光ビームを集束レン
   ズを介して光スポットとして照射し、この光スポット・
   を前記情報トラックと相対的に移動して情報媒体からの
   反射ビームを、情報トラックの進行方向に対し光学的に
   前後に配設された少なくとも２つの光電変換素子へ照射
   し、この各光電変換素子の出力信号間の位相差をフォー
   カスエラー信号として前記光ビームのフォーカス制御を
   行う光学的情報記録再生装置において、前記位相差の変
   動波における正ピーク値と負ピーク値の各々をホールド
   する正ピーク値ホールド回路と負ピーク値ホールド回路
   と、仁の正ピーク値と負ピーク値の中間値を検出する中
   間値検出回路を設け、この中間値を制御の中心とするよ
   うに前記フォーカスエラー信号を補正するフォーカスエ
   ラー検出回路を介して前記光ビームの７オーカス制御を
   行うことをＷ徴（２）前ｔＪ己スフオーカスエラー検出
   回路可変移相手段を設け、位相差の変動波の正ピーク値
   と負ピーク値の中間がゼロ点になるように補正する特許
   請求の範囲第（１）項記載の光学的情報記録再生装置。