JPS62252539A - 光情報処理装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、光デイスク装置など、光源からの光束を記録
媒体上の所定のトラックに微小なスポットとして集光さ
せ、情報の記録或いは再生を行う光情報処理装置に関し
、特にスポットと所定のトラックとの位置ずれを補正す
るトラッキング手段を備えた装置に関するものである。

〔従来技術〕

一般にＤＲＡＷ　（Ｄｉ　ｒｅｃｔ　　ＲｅａｄＡｆｔ
ｅｒ　　Ｗｒｉｔｅ）型や書き換え可能型の光デイスク
装置では、ディスク上にらせん状のトラッキング用の案
内溝があらかじめ設けられている。案内溝のピッチはｌ
ＩＬｍ程度と非常に小さいので、光スポットが照射され
ると回折が起り、トラックと垂直方向に回折光が散乱さ
れる。所謂ブツシュ−プル法と呼ばれるトラッキング方
法では、トラッキング用ディテクタ上での０次及び±１
次回折光のパターンの明暗の変化をトラッキング誤差信
号として取り出し、トラッキングサーボを行っている。

ところで、所定のトラック上に微小なスポットを集光す
る対物レンズを、トラッキング用デイテクタに対し相対
的に移動させて、トラッキングサーボを行う光デイスク
装置では、ディスクに大きな偏心があると、ディテクタ
とのスポット中心が移動してしまい、トラッキング誤差
信号にオフセットを生じて正確なトラッキングを行うこ
とが困難であった。

これについて第４図乃至第９図を用いて詳しく説明する
。

第４図（ａ）、（ｂ）及び第５図（ａ）。

（ｂ）は従来の光情報処理装置の構成を示す概略図であ
る。ここで、１は半導体レーザ、２はコリメータレンズ
、３はハーフミラ−１６は対物レンズ、７はディスク、
８はアクチュエータ、９は集光レンズ、ｌＯａ、ｆｏｂ
は２分割トラッキング用ディテクタの各々の受光面を示
している。なお、この図では、トラッキング方法の説明
を行うのに必要な光学系だけが示されておりディスク上
に担持された情報の検出やフォーカス検知などは公知の
方法で行なわれるものとする。

第４図（ａ）において、半導体レーザ１からでた光束は
、コリメータレンズ２で平行光束とされ、対物レンズ６
によりトラッキング案内溝をもつディスク７の所定のト
ラック上に集光される。８は対物レンズ６を矢印Ｔで示
すトラックと垂直で、入射光の光軸を横切る方向に移動
させこの対物レンズで結像されるスポットとトラックと
の位置ずれを補正するアクチュエータである。ディスク
７の偏心が極めて小さな場合には、対物レンズの光軸と
レーザからの光束の中心はほぼ一致しており、トラック
とスポットの位置ずれに相当する±１次回折光の非対称
性を含んだ回折光束が再び対物レンズ６に入射する。対
物レンズ６で再び平行光とされた光束は、ハーフミラ−
３で反射され、集光レンズ９によりディテクタの受光面
１０ａ及びｆｏｂ上に集光される。１０ａ及び１０ｂは
一般的に、集光レンズ９のガウス像面Ｇより距離りだけ
隔てて設けられる。ディテクタ上のスポットは第４図（
ｂ）に示す様に光軸×−×′上に位置しており、１０ａ
及び１０ｂ上の±１次回折光の非対称性（不図示）によ
りトラッキング誤差信号を生ずる。

次に、ディスク７の偏心が、比較的大きな場合を第５図
（ａ）を用いて説明する。偏心がδだけあるとすると、
アクチュエータ８は対物レンズ６をこれに追従させる。

このため半導体レーザ１からの光束の中心はδだけ対物
レンズ中心とずれて入射するので、集光レンズの焦点距
離をｆ２とすればディテクタ上でのスポットの中心のず
れΔは次式で与えられる。

たとえば、δ＝　１００ｐｍ、Ｄ＝２ｍｍ　、ｆ　２＝
４０ｍｍとすれば、Δ＝ｌＯｐｍとなり、ディテクタ上
のスポット径（対物レンズの焦点圧ｆｉｆ１＝５ｍｍ、
対物Ｌ／７ズのＮ　、　Ａ　、　＝　０．５とした場合
）２５０ｇｍに比べて、決して小さな量ではない。

このような装置で、第６図に示す様な回路を用いて、ト
ラッキング誤差信号１９を得る場合について考える。第
６図において、１５．１６は各々受光面１０ａ、１０ｂ
からの出力を増幅する増幅器、１７は差動増幅器である
。ディスク７の偏心が極めて小さな場合には、前記の様
に対物レンズの中心とレーザからの光束の中心がほぼ一
致しているので、トラッキング誤差信号１９を零とする
様にサーボを行った状態では、第７図（ａ）に示す様に
±１次回折光２０及び２１がトラックに対称に回折され
、スポットは所定のトラック上を正確に追従する。ディ
テクタ上での光量分布は第７図（ｂ）に示す様になる。

２２及び２４は±１次回折光が０次回折光２３と重なる
領域である。

ディスク７の偏心が比較的大きな場合には、第８図（ｂ
）に示す様に、ディテクタ上でΔだけスポット中心が光
軸よりずれるので、トラッキング誤差信号１９を零とす
る様にサーボを行った状態では、第８図（ａ）に示す様
に±１次回折光２５及び２６がトラックに対して非対称
に回折され、スポットは所定のトラックの中心線よりｄ
だけトラックずれを生ずることになる。このような場合
には、隣接トラックとのクコストークが増加し、エラー
レートガ悪化することになる。

このような欠点を改善するため、例えば第９図に示す様
な構成の装置も提案されている。即ち、光源からの光束
と、再生信号検出手段へ向う光束との光路を分離するハ
ーフミラ−３と対物レンズ６の間にビームスプリッタ３
０を挿入し、ディスクからの反射光束の一部をトラッキ
ング用ディテクタの受光面１０ａ、１０ｂに導いている
。これらはすべて同一の筺体３１に担持されているので
、トラッキングを行なってもディテクタ上のスポットは
移動しない、しかし、かかる装置では、以下に示す様な
欠点があげられる。

１）構成が複雑となりコスト面で不利である。

２）可動部の重量が増加し、アクチュエータ８が大きく
なる。

３）ビームスプリッタ３０により光量の利用効率が低下
する。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、上述した従来例の諸欠点を改善し、簡
単な構成で、偏心の大きなディスク等の大幅なトラッキ
ング制御が必要な記録媒体を用いた場合にも、正確にト
ラッキングを行うことが可能な光情報処理装置を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、必要に応じて対物レンズを所定の
位置に固定できる光情報処理装置を提供することにある
。これにより、アクチュエータがある程度のヒステリシ
スを有していても常に所定の位置に正確に対物レンズを
復帰させることが可能となる。また、アクセス時に生ず
る大きな加速度のもとでも、対物レンズを所定の位置に
保持できるので、迅速なアクセスに貢献する。

本発明の上記目的は、光源と、該光源からの光束を記録
媒体のトラック上に微小なスポットとして集光する集光
レンズと、前記記録媒体からの反射光又は透過光により
前記スポットとトラックとの位置ずれを検知する手段と
、検知された位置ずれ情報に応じて前記集光レンズを光
軸を横切る方向に移動し、前記位置ずれを補正する手段
とを備えた光情報処理装置において、前記集光レンズの
有効径より外側に、該集光レンズと共に移動し、前記光
源からの光束の一部を直接受光する少なくとも１つの光
電変換素子を設けることによって達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）及び第２図は、本発明の実施例の
構成を示す概略図で、前述の第４図と同一の部材には同
一の符号を付し、詳細な説明は省略する。未実施例にお
いては、対物レンズ６の有効径より外側に、この対物レ
ンズ６と共に移動し、半導体レーザ１からの光束の一部
を直接受光する光電変換素子４ａ及び４ｂが設けられて
いる点が従来と異なる。なお、この実施例では、トラッ
キング機能の説明を行うのに必要な光学系だけが示され
ており、ディスク上に担持された情報の検出や、フォー
カス検知などは公知の方法で行なわれるものとする。

半導体レーザｌから出た光束は、コリメータレンズ２で
平行光束とされ、ハーフミラ−３を透過後、対物レンズ
６の有効径Ａよりも大きなりの径で、対物レンズ６に入
射する。これは、トラッキング時に、対物レンズ６が７
クチユエータ８により、矢印Ｔで示すトラッキング方向
に移動しても、光束５内から対物レンズがはみ出すのを
防止するための一般的な手法である。光電変換素子４ａ
、４ｂは光束５の周縁部の、対物レンズ６の中心を通り
トラックと垂直な直線上に対称に配置されており、光源
からの光束中心が対物レンズの中心に一致する時、両者
からの出力が等しくなる様に調整されている。光束５は
、一般的に光軸に対称なガウス分布Ｃをもつもので、対
物レンズ中心が光軸よりずれれば、４ａ、４ｂの差出力
をとることによリ、ずれに相出する信号が得られる。対
物レンズ６により、　トラッキング案内溝をもつディス
ク７の所定のトラック上に微小なスポットとして集光さ
れた光束は、記録情報で変調され、またトラックずれや
フォーカスずれの情報を含んで回折される。対物レンズ
６で再び平行光とされた光束は、集光レンズ９によりデ
ィテクタの受光面１０ａ及びｆｏｂに集光される。受光
面１０ａ及び１０ｂは第１図（ｂ）に示すように光軸ｘ
−ｘ　’に対称に配置されている。

第３図は第１図示の実施例おいてトラッキング誤差信号
を得る為の信号処理回路の構成例を示すブロック図であ
る。第３図において１１゜１２は光電変換素子４ａ、４
ｂからの出力を増幅する増幅器、１３は差動増幅器、１
４は補正回路、１５．１６はトラッキング用ディテクタ
め受光面１０ａ、１０ｂからの出力を増幅する増幅器、
１７は差動増幅器、１８は１４及びＬ７からの出力を加
算する増幅器である。

ディスク７の偏心が極めて小さな場合には、対物レンズ
中心とレーザからの光束中心がほぼ一致しているので、
４ａ、４ｂの差出力は零であり、受光面１０ａ、１０ｂ
の差出力を零とする様にトラッキングサーボを行なえば
、スポットは所定のトラック上を正確に追従する。また
、ディスク７の偏心が比較的大きな場合には、対物レン
ズ中心とレーザからの光束中心が偏心分δだけずれるの
で、ｌｏａ、１０ｂからの差出力にはディテクタ上での
スポット中心のずれΔが重畳されたトラッキングエラー
信号が出力される。一方、４ａ、４ｂからは、対物レン
ズ中心のずれに応じた異なる出力が生じるので、その差
動出力より対物レンズの位置を知ることができる。この
差動出力は、補正回路１４により、１７から出力される
トラッキングエラー信号のスポット中心のずれの重畳性
を補正するような出力とされる。補正回路１４及び差動
増幅器１７からの出力は、加算増幅器１８を経て、偏心
によるスポット中心のずれの重畳性が補正されたトラッ
キングエラー信号１９を得ることができる。信号１９を
零とする様に、トラッキングサーボを行なえば、スポッ
トは所定のトラック上を正確に追従することが可能とな
る。

本実施例では光電変換素子４ａ、４ｂはハーフミラ−と
対物レンズの間の対物レンズ周縁部に設けられているが
、対物レンズと共にトラッキング方向に移動し光束の少
なくとも一部にかかる位置ならばどこでも良い、また、
光電変換素子は、その出力を別途設けた基準電圧と比較
するように構成すれば、１つとすることも出来る。この
様に本発明は、簡単な構成でしかも光量の利用効率を一
切低下させることなく、偏心の大きなディスクにおいて
も正確なトラツキグを行うことが可能である。

次に、本実施例の別の作用について説明する。一般に７
クチユエータ８は振動系であり、外力を加えていない場
合には、所定の位置に保持しておくのが困難である。ま
た、アクチュエータ８は、ヒステリシスを有しているこ
ともあり、従来の装置では所定の位置に復帰させるのが
困難な場合がある。一方、本実施例においては、第３図
の回路に示した差動増幅器１３より対物レンズ位置信号
１９’を得ることができる。１９′を零とする様に対物
レンズを移動させれば、アクチュエータがある程度のヒ
ステリシスを有していても、常に所定の位置に対物レン
ズを復帰させることができる。

また、ディスクが一定の傾き（スキュー）を有していた
場合には、対物レンズ位置が光軸よりずれた場合と同様
に、トラッキングディテクタ上でスポットの位置がシフ
トする。この場合第１０図（ｂ）に示す様にトラッキン
グサーポ回路を開いた状態でのトラッキングエラー信号
をピーク検波して、ディスクスキュー量を検知しこれを
補正する技術が公知であるが、アクチュエータとヒステ
リシスを有している場合には第１０図（ａ）に示す様に
、対物レンズ位置のずれによるスポットシフトが重畳さ
れてしまい、正確なスキュー検知が困難となる。

そこで本発明の実施例により、対物レンズを所定の位置
に保持しておけば、正確なスキュー検知が可能となり、
ひいては正確なトラッキングが可能である。

更に、光ヘッドを高速でアクセスする場合にはアクチュ
エータはかなり大きな加速度を受ける。記録情報の読み
出しは、対物レンズ系の振動が、停止してから行う必要
があり、前述の加速度による振動のため、ロスタイムが
生ずる。

そこで１本発明の実施例により、アクセス時に対物レン
ズを所定の位置に保持しておけば、このようなロスタイ
ムを排除できる。

以上説明した例に限らず、対物レンズを所定の位置に保
持することが必要な場合には、本発明は有効である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によって、従来例の諸欠点を
改善し、簡単な構成で、コスト的にも安価で、光利用効
率を損うこともなく、偏心の大きなディスクにおいても
正確なトラッキングを行うことが可能となった。

また１本発明は対物レンズを所定の位置に保持できるた
め、アクチュエータにヒステリシスがあっても、正確な
トラッキングを行なうことが出来る。更に、アクセス時
の大きな加速度のもとでも、迅速なアクセスが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ｌ）　、　　（ｂ）及び第２図は夫々本発明の
一実施例の構成を示す概略図、第３図は本発明の実施例
においてトラッキング誤差信号を得るための信号処理回
路の構成例を示すブロック図、第４図を日＝＝口命乃至
第９図は従来の光情報処理装置を説明する・図、第１Ｏ
図は本発明の装置を用いたディスクスキュー検知の様子
を説明する図である。 １−−−−−一半導体レーザ ２−−−−−−コリメータレンズ ３−−−−−−ビームスプリッタ ４　ａ　、　４　ｂ−−−−−一光電変換素子５−−−
−−一光　束 ６−−−−−一対物レンズ ７−−−−−−デイスク ８−−一−−−７クチユエータ ９−−−−−一集光レンズ １０　ａ　、　１０　ｂ−−−−−−）ラッキング用デ
ィテクタの受光面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、該光源からの光束を記録媒体のトラック
   上に微小なスポットとして集光する対物レンズと、前記
   記録媒体からの反射光又は透過光より前記スポットとト
   ラックとの位置ずれを検知する手段と、検知された位置
   ずれ情報に応じて前記対物レンズを光軸を横切る方向に
   移動し、前記位置ずれを補正する手段とを備えた光情報
   処理装置において、 前記対物レンズの有効径より外側に、該対物レンズと共
   に移動し、前記光源からの光束の一部を直接受光する少
   なくとも１つの光電変換素子を設けたことを特徴とする
   光情報処理装置。