JPS63146232A - 光デイスク情報記録再生装置におけるサ−ボ装置 - 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、光ディスク情報記録再生装置におけるサーボ
装置に係り、特に、簡単な回路構成で光ディスクへ高精
度かつ安定して情報の記録、再生または消去を行わせる
のに有用な光ディスク情報記録再生装置におけるサーボ
装置に関するものである。

〔発明の概要〕

情報を光ディスクへ記録、再生または消去する光ディス
ク情報記録再生装置において、レーザ出力手段の信号に
よりビームパワーに比例する三角波を発生する三角波発
生器と、この三角波とエラー信号とを比較してエラー信
号をＰＷＭ変調する比較器と、得られるＰＷＭ変調信号
を適正なドライブ信号にするドライブ回路とを設けて、
記録。

再生または消去時に変化したときにも、ドライブ回路か
らアクチュエータへ常に一定のドライブ信号が供給され
るようにし、これによって、常に適正な情報の記録、再
生または消去が行われるようにしたものである。

〔従来の技術〕

一般に、記録、再生回部な光ディスクの場合は、再生時
に比較して記録時に照射するレーザパワーは数倍程度大
きくなるように操作される。

そのため、光ディスクの反射光から得られる光学ピック
アップ装置を制御するためのサーボエラー信号のレベル
もレーザパワーに比例して大きくなる。そこで、例えば
トラッキングサーボループ。

またはフォーカスサーボループ等は適正なサーボ信号を
アクチュエータに供給するために、ループゲインを変換
する必要がある。

従来では、かかるサーボループゲインの変更は、例えば
第５図に示されているようにオペレーションアンプのフ
ィードバック抵抗ｒｌ、ｒ７．ｒ３　をラダー状に配列
し、このフィードバック抵抗ｒ　Ｉ　＋ｒ２．ｒ３を記
録時、再生時及び消去時に対応するレーザパワーに応じ
てスイッチ５１１５２．５３　で切換えていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述したように従来例は、ラダー状に配
列されたフィードバック抵抗ｒ１．ｒ２１ｒ３を用いて
増幅器のゲイン調整を行うＡＧＣ回路であるので、切換
えのためのスイッチＳ、及びこのスイッチを制御する制
御回路が必要であり、回路構成が複雑になる。特に、光
ディスクが定角速度方式（ＣＡＶ方式）で駆動されてい
るときは、記録時にも内周及び外周において線速度が変
化するため、レーザビームを記録時だけでも６段階位切
換える必要があり、さらに再生１段階、消去１段階の計
８段階のモードに対応して８段階にビームパワーを可変
するため、８種類のフィードバック抵抗とその制御回路
が必要となる。さらに異サイズの光ディスクを用いる場
合などではさらに多数のフィードバック抵抗が必要とな
る。

本発明は、かかる問題点にかがみてなされたもので、簡
単な回路構成で光ディスクへ、高精度かつ安定して情報
の記録、再生または消去を行う光ディスク情報記録再生
装置におけるサーボ装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光ディスク情報記録再生装置におけるサーボ装
置は、第１図に示すようにレーザ出力手段ＡＰＣの信号
によりビームパワーに比例する三角波■を発生する三角
波発生回路ＳＧと、サーボ系のエラー信号ｅと三角波Ｖ
とを比較してエラー信号ｅをＰＷＭ変調する比較器ＣＭ
Ｐと、比較器ＣＭＰより出力されるＰＷＭ変調信号を適
正なドライブ信号にするドライブ回路ＦＡとを設け、レ
ーザ出力手段ＡＰＣのビームパワーに比例するレベルを
有する三角波を出力するようにする。

〔作用〕

本発明の光ディスク情報記録再生装置におけるサーボ装
置においては、レーザ出力手段から所定のビームパワー
を発生する信号を用いてこのビームパワーに比例するレ
ベルの三角波を形成し、比較回路ＣＭＰによってサーボ
系のエラー信号と比較するようにしているので、比較回
路ＣＭＰから出力されるＰＷＭ信号のパルス幅はレーザ
ビームパワーに逆比例するものにできる。

すなわち、サーボ回路の開ループゲインＧはＧ＝に・−
・Ｖｅ ■ （但し、ｖＢはドライブ回路ＦＡの供給電圧）となり、
記録、再生時または消去時に供給されるレーザパワーに
応じて適正な開ループゲインを与えることができる。

〔実施例〕

第２図は本発明による光ディスク情報記録再生装置にお
けるサーボ装置の実施例を示すブロック図である。

本装置は、記録、再生または消去時等のモード信号によ
りレーザパワーコントロール電圧を制御して所定ビーム
パワーのレーザ光ｌを出力し、このレーザ光１を光学系
２を介して記録可能な光ディスク３に集束させるように
したレーザ出力手段４と、光学系２を介して反射された
光を検出して所定ビームパワーに比例するフォーカスま
たはトラッキング等のエラー信号ｅを出力する検出回路
５と、上記レーザ出力手段４の制御信号ＶＣＰによりビ
ームパワーに比例するレベルの三角波■を発生する三角
波発生器６と、エラー信号ｅと三角波Ｖとを比較してエ
ラー信号ｅをＰＷＭ変調する比較器７と、比較器７より
出力されるＰＷＭ変調信号ＭＳを適正なドライブ信号Ｄ
Ｓにしてアクチュエータ９に供給するドライブ回路８と
でその主要部が構成されている。

これらの主要部のうち、検出回路５．三角波発生器６．
比較器７．ドライブ回路８及びアクチュエータ９で形成
される閉ループでサーボ系１０が形成され、ドライブ信
号ＤＳによりアクチュエータ９が駆動することにより、
フォーカスサーボのときは対物レンズ２１と光ディスク
３とが所定の間隔を保持して常に合焦点となるようにす
るとともにトラッキングサーボのときは対物レンズ２１
を偏位して所定のトラックを忠実にトレースするように
制御している。

レーザ出力手段４は、多段階に配列されたモード端子、
例えば前述のＣＡＶ方式の場合、６段階の記録Ｗ、１段
階の再生Ｒ１１段階の消去Ｅ、または予備用Ｘの各端子
にモード信号Ｓが供給されると所望のモードを選択する
ようにしたアドレスデコーダ４０、このアドレスデコー
ダ４０のモード選択信号Ｍにより、それぞれ異なる例え
ば６段階の記録モード電圧、１段階の再生モード電圧、
１段階の消去モード電圧等Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ３．・・・・
・・Ｅｎを選択して出力する電圧源４１、これらモード
電圧Ｅ、、Ｅ２　・・・・・・を適正なゲインに調整す
る増幅器４２．ビームパワーの温度変化等による微小変
動を制御して記録、再生または消去時等に必要なレーザ
パワーコントロール電圧ＶＣＰを出力するオートパワー
コントロール手段４３．このレーザパワーコントロール
電圧ＶＣＰを印加することにより記録、再生または消去
時等に所定のレーザビームを出力する発光ダイオード４
４．及び光学系２の第２の偏光ビームスプリッタ２４の
透過レーザビーム２５を電気信号に光電変換する受光素
子４５からなる。

これらオートパワーコントロール手段４３　、！光ダイ
オード４４及び受光素子４５からなる閉ループでレーザ
光１のビームパワーを一定にするための自動パワーコン
トｂ−ル回路（Ａｒｃ）４６が形成されている。

検出回路５は、光学系２のフォーカスまたはトラッキン
グ状態等を検知するもので、例えばフォーカス状態の検
出手段は、図示の通り４個の受光面Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに分
割された半導体からなる受光素子５１．及びこの受光素
子５１の受光パターンに応じたフォーカス情報を演算し
てフォーカスエラー信号ｅを出力する差動増幅器５２か
らなる。

なお、光学系２は、よく知られているように対物レンズ
２１．第１の偏光ビームスプリッタ２．２１円柱レンズ
２３．第２の偏光ビームスプリッタ２４からなり、必要
に応じて他の光学機器、例えば、トラッキングエラー検
出器、ＲＦ信号検出器等が追加される。

三角波発生器６は、レーザ出力手段４から出力されるレ
ーザパワーコントロール電圧ＶＣＰを入力端４７から印
加してビームパワーに比例した三角波■を出力するもの
で、例えば第３図に示されているようにトランジスタＱ
１．Ｑ２からなるカレントミラー回路６１．オペアンプ
ＯＰ、トランジスタＱ３．抵抗Ｒ等からなる非反転増幅
回路６２．コンデンサＣを充電するトランジスタＱ４１
コンデンサＣの電荷を放電するトランジスタＱ５により
形成されている。そして、この三角波発生器６の端子６
３から出力される三角波Ｖと、検出手段５から出力され
たサーボエラー信号が入力されている比較器７は、後述
するように一定周期のパルス幅変調されたＰＷＭ信号を
出力する。

ドライブ回路８は、このＰＷＭ信号のパルスの平均直流
電圧でアクチュエータ９を駆動するに必要なドライブ信
号ＤＳを出力するものである。

以下、第４図の波形図を参照して本発明のサーボ装置の
動作を説明する。

同図（Ａ）は三角波Ｖの掃引時間を規定するクロックＣ
ＬＫ波形、同図（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ記
録Ｗ、再再生及び消去８時の三角波Ｖ波形、エラー信号
ｅ波形、ＰＷＭ変調信号ＭＳ波形を示している。

ＣＡＶ方式で光ディスク３の外周から内周へ向かい情報
を記録する場合には、内周と外周との記録トラックで照
射ビームパワーを変更する必要があり、モード端子ｗ、
、ｗ２．・・・・・・に走査線速度に応じて段階的にモ
ード信号ｓｌ、ｓ２．・・・・・・ｓｎが入力される。

したがって、この場合は、始めにモード端子Ｗ１にモー
ド信号Ｓ１が入力され、アドレスデコーダ４０はこのモ
ードを検出してモード選択信号Ｍ１を出力し、電圧源４
１は光ビームパワーに必要な高い記録モード電圧Ｅ１を
出力する。

この記録モード電圧Ｅ１は、増幅器４２により適正にゲ
イン調整されたのち、オートパワーコントロール手段４
３に入力され、Ａ２０回路によって温度補正が行われた
記録に必要な一定のレーザパワーコントロール電圧ＶＣ
ＰＩ　を形成する。

このレーザパワーコントロール電圧Ｖ　ｃ　ｐ　＋　に
は、同時に書込み情報ＷＳが重畳されて発光素子４４に
印加される０次いで、発光素子４４をドライブすること
によって書込み情報ＷＳで変調されたレーザ光ｌは光学
系２を透過して光ディスク３の外周付近の記録トラック
にレーザスポットを照射する。そして、光ディスク３の
記録面から反射されたレーザビームは、図示しない装置
によってＲＦ信号として再生されるが、その−・部は偏
光ビームスプリッタ２２で反射して検出回路５の受光素
子５１に入射し、受光素子５１はフォーカス状態を示す
受光パターンの電気信号を出力する。

差動増幅器５２は、よく知られているように、例えば受
光面Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄから出力される検出信号を（Ａ＋Ｄ
）−（Ｂ＋Ｃ）で演算処理する。

そして、受光パターンが楕円で演算結果がＯでない場合
は、デフォーカス状態に比例したフォーカスエラー信号
ｅを比較器７に出力する。

とこでで、三角波発生器６は、その入力端４７に自動ハ
ワーコントロール回路４３のパワーコントロール電圧Ｖ
ＣＰＩが入力され、この電圧ＶＣＰＩは前記した第３図
のオペアンプＯＰを介してトランジスタＱ３をドライブ
し、電流ｉを流す。

カレントミラー回路６１のトランジスタＱ＋。

Ｑ２からの一対の出力電流は相等しくされており、コン
デンサＣには上記電流ｉと等しい電流ｉが充電される。

このコンデンサＣに充電された電荷は、スイッチング用
のトランジスタＱ５のベース電極に接続された同図（Ａ
）のクロックＣＬＫに同期して瞬時に放電される。トラ
ンジスタＱ５のコレクタ電極に接続された出力端６３に
は記録モードＷ、時のパワーコントロール電圧Ｖ　ＣＰ
Ｉ　に比例した波高値を有する三角波ｖ１が第４図の（
Ｂ）に示すように出力される。

そして、この三角波ｖｌは比較器７に入力される。

比較器７は三角波ｖ１の掃引開始点ｄ１ではＨレベルで
あるが、２個の入力、すなわちエラー信号ｅｌ　と三角
波ｖ１を比較して両者が等しくなるとＬレベルに切換わ
り、ＰＷＭ変調を行う。

光ディスクの記録トラックが内周に移行するに従い、ビ
ームパワーを段階的に低減する制御電圧が印加されるた
め、自動パワーコントロール回路４３のパワーコントロ
ール電圧ＶｃｐもＶＣＰＩからＶＣＰ２．・・・・・・
Ｖｃｐ６に段階的に低減してこれに伴い三角波発生器６
から出力される三角波Ｖのレベルもまたｖｌから■２．
・・・・・・にビームパワーの低減変化に比例して段階
的に低減する。

このとき、検出回路５から出力されるエラー信号のレベ
ルも例えばｅ２に示すように段階的に減少するため、比
較器７において形成されるＰＷＭ信号の変調度はほぼ一
定であり、アクチュエータに供給されるサーボ信号も一
定になる。

すなわち、サーボ系１０の開ループゲインＧは前記式よ
り であり、ＶＢを一定にすると、サーボエラー信号ｅ、三
角波ｖの振幅はレーザパワーコントロール電圧ＶＣＰに
比例して変化するから、サーボ系のゲインＧはレーザパ
ワーコントロール電圧ＶＣＰによらず、すなわちビーム
パワーによらず一定値となる。

すなわち、ＰＷＭ変調変調波浪Ｓ波形前記レーザ出力手
段４によってビームパワーが変化しても同図（Ｂ）の通
り、その変調パルス幅は変化しない。

このパル７２列はドライブ回路８を経て、アクチュエー
タ９に供給されるが、このドライブ出力は同図（Ｂ）の
破線で示す平均直流電圧で示される。

他方、記録された情報を再生Ｒ９または消去Ｅするとき
には第４図（Ｃ）、または（Ｄ）に示すよう上述の記録
Ｗ時とほぼ同様な動作が行われることになる。すなわち
、再生時にはビームパワーはそれぞれ記録Ｗ時の１７６
程度またはやや高めを必要とするから、モード信号Ｓが
可変して三角波発生器６はそれぞれ記録Ｗ時のｌ／６程
度またはやや高めのパワーコントロール電圧ＶＣＰを入
力し、同一のクロックＣＬＫに同期してこの電圧ｖｃｐ
に比例した同図（Ｃ）の三角波■７を出力する。

比較器７は同図（Ｃ）のビームパワーに比例したエラー
信号ｅノとこの三角波■１のレベルとを比較して、いず
れのときも記録時と同一のＰＷＭ変調を行う。

すなわち、前記式から再生時の開サーボループゲインＧ
は Ｇ　＝　ｋ−ｖｅ　＝　Ｋ−ｖｓ　＝　・−・−・−ｖ
、　　　　　　ｖ２ ＝　ｋ　−Ｖ　ａ　＝一定 となる。

そして、ＰＷＭ変調波はドライブ回路８から同様にアク
チュエータ９に供給され、同図（Ｃ）の破線で示す平均
直流電圧で７クチユエータを駆動する。

従って、アクチュエータ９は再生Ｒ時にも記録Ｗ時と同
一の常に一定のループゲインで動作される。なお、消去
Ｅ時には記録時より高いビームノくワーが必要とされる
が、この場合の動作波は第４図（Ｄ）に示されるように
なり、同様に開サーボループゲインは変化しない。

なお、光ディスク３に対してランダムアクセスし、例え
ば記録Ｗから再生Ｒ１消去Ｅモードへ移行するというよ
うな急激なビームパワーの変化にも対応して、本装置で
はサーボ系の回路に一定のループゲインを与えることが
できる。

本実施例においては、フォーカスサーボ系について説明
したが、トラッキングサーボ系についても同様な手法で
サーボゲインを調整できることはいうまでもない、また
、三角波発生器６は、その入力側を直接、電圧源４１の
出力側に接続し、モード電圧Ｅ　ｌ　ｅ　Ｅ　２　＊・
・・・・・を用いて三角波Ｖを形成するようにしてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光ディスク情報記録再生
装置におけるサーボ装置によれば、レーザビームパワー
に比例する三角波信号発生器を設け、その出力三角波に
よってサーボエラー信号をＰＷＭ信号に変換してアクチ
ュエータを駆動するようにしたので、簡単な回路構成で
常に一定のループゲインをサーボ系に与えることができ
、高精度で安定した光ディスクへの情報の記録または光
ディスクからの情報の再生を行うことができる効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ディスク情報記録再生装置にお
けるサーボ装置の原理を示すブロック図、第２図は本装
置の実施例を示すブロック図、第３図は三角波発生回路
、第４図（Ａ）、（Ｂ）。 （Ｃ）、ＣＤ）はそれぞれ各部信号を説明する波形図、
第５図は従来のサーボ装置を示すブロック図である。 図中、ｌはレーザ光、２は光学系、３は光ディスク、４
はレーザ出力手段、５は検出回路、６は三角波発生器、
７は比較器、８はドライブ回路、４３はオートパワーコ
ントロール手段、４４は発光素子、ｅはエラー信号、■
は三角波、ＭＳはＰＷＭ変調信号、ＤＳはドライブ信号
を示す。 ■ Δ（ぶトυ月つ本ｆ里）“ｂｌ、７認１第１図 デー米゛ケ゛ンン漬＠セ頁づ晩列 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　所定のビームパワーのレーザ光を出力するようにした
   レーザ出力手段と、光ディスクからの反射光を検出して
   サーボエラー信号を出力する検出回路と、前記レーザ出
   力手段の信号により前記ビームパワーに比例するレベル
   の三角波信号を発生する三角波発生器と、前記エラー信
   号と前記三角波とを比較して前記エラー信号をＰＷＭ変
   調する比較器と、前記比較器より出力されるＰＷＭ変調
   信号を適正なドライブ信号にするドライブ回路と、前記
   ドライブ信号により駆動されるアクチュエータとからな
   り、前記ビームパワーが変化したときも所定のサーボエ
   ラー信号が前記アクチュエータに供給されるようにした
   ことを特徴とする光ディスク情報記録再生装置における
   サーボ装置。