JPS6370930A - 光学式情報記録再生装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、記録時におけるフォーカスエラー信号、トラ
ッキングエラー信号等の位置ずれ情報信号のオフセット
を消去づることのできる光学式情報記録再生装置に関す
る。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］近年、
光ビームを集光して光学的記録媒体に照射づ゛ることに
よって、この記録媒体に情報を高密度に記録したり、こ
の記録媒体からの戻り光を光検出器で受光することによ
って、記録媒体に３込まれている記録情報を高速度で読
出す（再生ずる）ことのできる光学式情報記録再生装置
が注目されるようになった。

前記装置においては、高密度で記録または再生を行なう
ため、記録媒体に集光照射される光ビームをフォーカス
状態及びオントラック状態に保持する必要がある。その
ため、前記装置には、通常、フォーカス制御手段及び１
−ラッキング（ラジアル）制御手段が設けられている。

これらの制御手段は、前記記録媒体からの戻り光中に含
まれるフォーカス、ラジアルの位置ずれ情報を、フォー
カスエラー信号、トラッキングエラー信号として検出し
、これらのエラー信号に基づいて光ビームをフォーカス
状態及びオントラック状態に保持づるようになっている
。

前記フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の
検出方式は種々提案されている。第６図にフォーカスエ
ラー信号検出方式に臨界角法を用いた光学式情報記録再
生装置の従来例を示す。

この図に示すように、光学式情報記録再生装置）よ、円
盤状記録媒体（以下ディスクと記す。）６０表面に対向
してＲａされた光学式ピックアップ２０を備えている。

この光学式ピックアップ２０は、例えば矢印Ｔで示す方
向に回転駆動される前記ディスク６にＪ３ける記録トラ
ックを横断する方向に、図示しない移動手段で移動でき
るようになっている。

前記光学式ピックアップ２０のハウジング内には、光源
としてのレーザダイオード１が収納されており、このレ
ーザダイオード１から出射された例えばＰ偏光の拡散光
は、カップリングレンズ２で平行光束にされる。この平
行光束は、偏光ビームスプリッタ３に入射され、はとん
ど１００％透過し、λ／４板４で円偏光にされた後、対
物レンズ５によって前記ディスク６に集光照射される。

このディスク６に集光照射された光束は、このディスク
６の記録層にスポット状でフォーカスに近い状態で照射
される。このディスク６の記録層からの反射光は、前記
対物レンズ５で集光されてほとんど平行光束にされ、前
記λ／４板４で往路と偏光方向が９０度異なるＳ偏光に
されて、前記偏光ビームスプリッタ３に入射される。こ
のディスク６からの反射光は、前記偏光ビームスプリッ
タ３でほとんど、１００％反射され、さらに反射プリズ
ム７で反射されて、臨界角プリズム８に入射される。こ
の臨界角プリズム８の斜面で反ａ１された光束は、ファ
ーフィールドく遠視野〉の回折光を受光する位置に配設
した光検出器って受光される。この光検出器９は、例え
ば４分割のフォトダイオード等の受光素子で形成されて
いる。ぞして、第６図の左右方向に隣接する受光素子９
Ａ、９Ｂのそれぞれの出力Ａ、Ｂから、差動アンプ等の
演口回路１０によって差信８八−Ｂが１９られ、この差
信号Ａ−８によってフォーカスエラー信＠ｓｒＥが生成
される。一方、第６図の紙面垂直方向に隣接する受光素
子の差信号によってトラッキングエラー信号が生成され
る。

前記フォーカスエラー信号ＳＦＥは、位相補償回路１１
、対物レンズ駆動回路１２を経て、レンズアクチュエー
タ１３のフォーカスコイル１３ａに印加される。前記対
物レンズ５は、前記フォーカスエラー信号３ＦＥに基づ
いて前記レンズアクチュエータ１３によってディスク６
面と垂直な方向に移動され、フォーカスイ制御が行なわ
れるようになっている。

また、前記トラッキングエラー信号も、図示しない位相
？ｉ＋＋償回路及び対物レンズ駆動回路を経て、前記レ
ンズアクチュエータ１３の図示しないトラッキングコイ
ルに印加され、対物レンズ５によって集光照射されるス
ポット光を所定のトラックに追従させることができるよ
うになっている。

また、前記光検出器９の全受光素子の和信号からデータ
（４号が１５Ｉられるようになっている。

ところで、記録形態として記録媒体に反）１率の変化が
生じるような構造変化やピッ）〜によって情報の記録ま
たは再生を行なう装置において、前記フォーカスエラー
信号Ｓ「［にオフセットが発生ずる場合がある。この原
因としては、光検出器９等の光学式ピックアツプ２１構
成部月の位置ずれとかフォーカスエラー信号ＳｒＥの信
号処理回路にＪ３いて発生するオフセット等が考えられ
る。このオフセットは、再生時において、位置すれとか
信号処１１！！回路のオフセットがなくなるように調整
づ−れば、記録時におけるオフセットも解消できる。

このオフセットとは異なり、再生時には生じないが記録
時には生じるオフセットがある。

すなわち、記録時では、記録データに応じて光ビームは
パルス的にエネルギー密度の大さ′いライト発光パワー
に設定されることになり、このライ１へ発光パワーで集
光照（ト）された記録媒体のランド部分には第７図に示
すように、ピット２１等が形成されることになる。この
ピット２１は、記録媒体に対し、高速度で走査されるビ
ームスボッ１〜２２全体に対し、均一に生じるのでなく
、照射エネル−１！−が大ぎい部分から先に生成される
。従って、第７図に示すように、記録媒体上のビームス
ボッ１〜２２内の矢印Ｔで示す回転方向（タンジエンシ
ャル方向）に、未記録部２３と既記緑部２４とが同時に
存在する。そのため、館記朱記録部２３と既記緑部２４
との反射率差や、位相差による回折効果の結果、前記記
録媒体からの反射光のファーフィールドパターン２５の
タンジエンシャル方向Ｔの光ｍ分布が不均一になる。そ
の結果、再生区間と記録区間とで前記フォーカスエラー
信号ＳＦＥにオフセットが生じる。このフォーカスエラ
ー信Ｑ３ＦＥの変化の様子を第８図に示す。

光学調整は再生時にオフセットがＯになるようにしてお
き、（ａ）に示すような記録指令パルスに従って、再生
状態Ｒと記録媒体Ｗとを切換えるものとする。再生状態
Ｒから記録状態Ｗに切換わった直後、（ｂ）に示すよう
に、フォーカスエラー信号ＳＦＥには、前述のように記
録媒体からの反射光のファーフィールドパターン２５の
タンジエンシ１フル方向Ｔの光ｍ分布が不均一になるこ
とから、オフセットＯ８が生じる。そして、フォーカス
エラー信号Ｓ［Ｅは、サーボ系の過度応答により、撮ら
れながらも徐々にグラウンドレベルＧＮＤに向って収束
していく。なお、図において、Ｔ　Ｒは、サーボ系の過
度応答区間を示している。前記）Ａ−カスエラー信号Ｓ
ＦＥが、再生状態Ｒから記録状ＨＷに切り換わった直後
に大きく振られ、記録状ｉｗから再生状ｉ　Ｒに切り換
わった直後にほとんど振られないのは、前記反射光のフ
ァーフィールドパターン２５のタンジエンシ１１ル方向
Ｔの光ｍ分布の不均一、及び、その不均一の程度がデフ
ォーカスｍによって変化り゛ることか、記録中にのみ発
生ずるからである。

このように、従来の光学式情報記録再生装置では、再生
状態Ｒど記録状態Ｗとでフォーカスエラー信号ＳＩ’Ｅ
にオフセットが生じることから、両状態共に最適なフォ
ーカス制御を行なうことが困難であった。

前記フォーカスエラー信号ＳＦＥにオフセットが生じる
と、特に記録時における光スポット２２が拡がってしま
い、照射パワーが不足してデータの書ぎ込みを正規の状
態で行なうことができなくなる。このため、光学式情報
記録再生装置の信頼性を低下さけてしまうという問題が
生じる。

なお、前記オフセットは、臨界角法によって得られるフ
ォーカスエラー信号に限らず、他の方式によるフォーカ
スエラー信号や、方式によってはトラッキングエラー信
号にも生じる。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、記録
時における位置ずれ情報信号のオフセットを消去するこ
とのできる光学式情報記録再生装置を提供することを門
的としている。

し問題点を解決するための手段］ 本発明による光学式情報記録再生装置は、第１図の概念
図に示すように、ファーフィールド位置における記録媒
体からの戻り光の前記記録媒体のタンジェンシｔＩル方
向の光量分布を検出する光量分布検出手段３１を設け、
この先ａ分布検出手段３１で検出された光間分布信号Ｓ
ｄによって、フォーカスエラー信号ＳＦＥ等の位置ずれ
情報信号のオフセットを消去するオフセット消去手段３
２を設けたものである。

［作用］ 例えば、光検出器９の受光素子９Ａ、９Ｂのそれぞれの
出力Ａ、Ｂから演算回路１０によって１１？られた差信
号Ａ−８、すなわちフォーカスエラー信号ＳＦＥには、
記録媒体からの戻り光のタンジエンシャル方向の光ｍ分
布の不均一によるオフセットが重畳されている。

前記光量分布検出手段３１は、例えばファーフィールド
位置に受光素子３３Ｃ，３３Ｄがタンジェンシャル方向
に隣接して部首された光検出？Ｓ３３と、前記受光素子
３３Ｃ，３３Ｄのそれぞれの出力Ｃ，Ｄから差信号（、
−Ｄを演算する演算回路３４とからなり、前記差信号Ｃ
−Ｄを光ｈ１分１５信号Ｓｄとして、出力する。この光
量分布信号Ｓｄは、前記オフセットに相当する。

前記オフレゾ１〜消去手段３２は、例えば、前記フォー
カスエラー信号ＳＦＥと前記光ｍ分布信号Ｓｄの差信号
５ＦＥ−８ｄ　−（Ａ−８）−（Ｃ−Ｄ）を演算する演
算回路３５からなり、前記差信号５ＦＥ−８ｄを、オフ
セットが消去されたフォーカスエラー信号Ｓ’ＦＥとし
て出力する。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図及び第３図は本発明の第１実施例に係り、第２図
は光学式情報記録再生装置の構成図、第３図は本実施例
の動作を説明する波形図である。

第２図に示すように、本実施例の光学式情報記録再生装
置は、ディスク６０表面に対向して配置された光学式ピ
ックアップ２０を備えている。この光学式ピックアップ
２０は、例えば矢印Ｔで丞す方向に回転駆動される前記
ディスク６における記録トラックを横断する方向に、図
示しない移動手段で移動できるようになっている。

前記光学式ピックアップ２０のハウジング内には、光源
としてのレーザダイオード１が収納されており、このレ
ーザダイオ７ド１から出射された例えばＰ偏光の拡散光
は、カップリングレンズ２で平行光束にされるようにな
っている。この平行光束は、偏光ビームスプリッタ３に
入射され、はとんど１００％透過し、λ／４板４で円偏
光にされた後、対物レンズ５によって前記ディスク６に
集光照射されるようになっている。このディスク６に集
光照射された光束は、このディスク６の記録層にスポッ
ト状でフォーカスに近い状態で、照射されるようになっ
ている。この記録層に集光照射された光束は、記録状態
におけるライト発光時には前記レーザダイオード１の発
光強度が大きく設定されるため、ビットと呼ばれる凹部
または穴を形成することになる。

前記ディスク６の記録層からの反射光は、前記対物レン
ズ５で集光されてほとんど平行光束にされ、前記λ／４
板４で往路と偏光方向が９０度異なるＳ偏光にされて、
前記偏光ビームスプリッタ３に入射される。このディス
ク６からの反射光は、前記偏光ビームスプリッタ３でほ
とんど１００％反射される。

本実施例では、前記偏光ビームスプリッタ３で反射され
た光束がハーフプリズム３６によって二分割されるよう
になっている。このハーフプリズム３６で反射された一
方の光束は、臨界角プリズム８に入射され、この臨界角
プリズム８の斜面で反射された光束は、ファーフィール
ドの回折光を受光する位置に配設された光検出器９で受
光されるようになっている。この光検出器９は、例えば
４分割のフォトタイオード等の受光素子で形成されてい
る。そして、第２図の左右方向に隣接する受光素子９Ａ
、９Ｂのそれぞれの出力Ａ、Ｂから、差動アンプ等の演
算回路１０によって差信＠Ａ　−Ｂが得られ、この差信
号Ａ−８によってフォーカスエラー信号ＳＦＥが生成さ
れるようになっている。

なお、第２図の紙面垂直方向に隣接する受光素子の差信
号によってトラッキングエラー信号が生成されるように
なっている。

前記臨界角プリズム８は、前記ディスク６に対する光ビ
ームの焦点位置のずれに応じて、前記ディスク６からの
反射光のタンジエンシャル方向の光母分布が変化するよ
うに配置されている。従って、前記光検出器９は、２つ
の受光素子９Ａ、９Ｂによって前記臨界角プリズム８の
反射光のタンジエンシャル方向の光量分布を検出するよ
うになっている。このため、前記フォーカスエラー信号
ＳＦＥには、前記ディスク６からの反射光のタンジエン
シ１フル方向の光母分布の不均一によるオフセットが重
畳されていることになる。

一方、前記ハーフプリズム３６を透過した他方の光束は
、ファーフィールドの回折光を受光する位置に配設され
た光検出器３３で受光されるようになっている。この光
検出器３３は、例えば２分割あるいは４分割のフォトタ
イオード等の受光素子で形成されている。そして、タン
ジェンシャル方向に隣接して配置された受光素子３３Ｃ
，３３Ｄによって前記ディスク６からの反射光のタンジ
エンシ１／ル方向の光量分布を検出するようになっ°て
いる。前記受光素子３３Ｃ，３３Ｄのそれぞれの出力Ｃ
，Ｄは、光量分布検出手段としての演算回路３４に入力
されるようになっている。この演算回路３４は、前記受
光素子３３Ｃ，３３Ｄのそれぞれの出力Ｃ，Ｄの差信号
Ｃ−Ｄを演算し、これを光量分布信号Ｓｄとして出力す
るようになっている。

また、本実施例では、オフセット消去手段として演算回
路３５が設けられている。この演算回路３５は、前記フ
ォーカスエラー信号ＳＦＥと光ｍ分布信号Ｓｄの差信号
５ＦＥ−８ｄ　＝　（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）を演算し、
これをオフセットを消去したフォーカスエラー信号Ｓ’
Ｆ［として出力するようになっている。

前記フォーカスエラー信号Ｓ’ＦＥは、位相補償回路１
１、対物レンズ駆動回路１２を経て、レンズアクブーユ
エータ１３のフォーカスコイル１３ａに印加されるよう
になっている。前記対物レンズ５は、前記フォーカスエ
ラー信号Ｓ’ＦＥに基づいて前記レンズアクチュエータ
１３によってディスク６面と垂直な方向に移動され、フ
ォーカス制御が行なわれるようになっている。

なお、トラッキングエラー信号は、図示しない位相補償
回路及び対物レンズ駆動回路を経て、前記レンズアクチ
ュエータ１３の図示しないトラッキングコイルに印加さ
れ、対物レンズ５によって集光照射されるスポット光を
所定のトラックに追従させることができるようになって
いる。

また、前記光検出器９の全受光素子の和信号からデータ
信号が得られるようになっている。

次に、第３図を参照して本実施例の動作について説明す
る。

光学調整は再生時にオフセットが０になるようにしてお
き、（ａ）に示すような記録指令パルスに従って、再生
状ＦＪＲと記録状態Ｗとを切換えるものとする。再生状
態Ｒから記録状態Ｗに切換わりた直後、（ｂ）に示すよ
うに、光検出器９及び演算回路１０によって得られるフ
ォーカスエラー信＠３ＦＥには、ディスク６からの反射
光のタンジエンシャル方向の光量分布が不均一になるこ
とからオフセットが生じる。

一方、光検出器３３及び演算回路１ｏによって得られる
光ｍ分布信号３ｄは、（Ｃ）に示すように、ディスク６
からの反射光のタンジャンシャル方向の光量分布に応じ
た信号となる。

従って、演算回路３５によって、前記フォーカスエラー
信号ＳＦＥと前記光ｍ分布信号Ｓｄの差信号Ｓ　ＦＥ−
Ｓ　ｄを演算して得られるフォーカスエラー信号３’Ｆ
Ｅは、（ｄ）に示すように、ディスク６からの反射光の
タンジエンシャル方向の光量分布の不均一によって生じ
るオフセットが消去されたものとなる。

このように、本実施例によれば、記録時に発生するディ
スク６からの反射光のタンジエンシャル方向の光量方向
の不均一によって生じる。フォーカスエラー信号のオフ
セットを消去することができるので、再生状態Ｒと記録
状態Ｗのそれぞれ最適＜ｈフＡ−カスレンズポイントが
一致し、両状態共に最適なフォーカス制御を行なうこと
ができる。

また、本実施例によれば、ディスク６からの反射光のフ
ァーフィールド位置での回折パターンが例えばディスク
ごとに変化しても、前記光検出器９及び光検出器３３上
での回折パターンが同様に変化するので、常に最適なフ
ォーカスｉ！Ｉ１１御を行なうことができる。

また、ディスク６のプリフォーマット部、データ部間で
は、入射光量が切換えられるためサーボゲインが切換え
られるが、このサーボゲインの切換えが不完全だと、フ
ォーカスエラー信号のオフセットが変化してフォーカス
エラー信号が振られることがある。本実施例によれば、
前記オフセットが消去されるので、プリフォーマット部
、データ部間でのフォーカスエラー信号の振られを除去
することができる。

第４図は本発明の第２実浦例の光学式情報記録再生装置
の構成図である。

本実施例は、本発明を、フォーカスエラー信号の検出方
式にナイフェツジ法を用いたものに適用した例である。

本実施例では、ハーフプリズム３６によって反射された
一方の光束が、集光レンズ３７で集光されるようになっ
ている。この集光レンズ３７の焦点位置近傍には、楔状
遮光板（ナイフェツジ）３８が配置され、このナイフェ
ツジ３８によって一部が遮光された光束にお１プるファ
ーフィールドの回折光を受光Ｊる位置に、光検出器９が
配置されている。そして、演算回路１０によって前記光
検出器９の受光素子９Ａ、９Ｂの出力Ａ、Ｂの差信号Ａ
−８を演算し、これをフォーカスエラー信号ＳＦＥとし
ている。

また、前記ハーフプリズム３６を透過した他方の光束は
、前記第１実施例と同様に、光１分布検出手段としての
光検出器３３で受光されるようになっている。

なお、前記光検出器９の受光素子９Ａ、９１３及び光検
出器３３の受光素子３３Ａ、３３Ｂは、ディスク６から
の反射光のタンジエンシャル方向の光量分布に対して、
フォーカスエラー信号ＳＦＥと光量分布信号Ｓｄの極性
が一致するように配置されている。

その他の構成、作用及び効果は第１実施例と同様である
。

第５図は本発明の第３実ＩＭ　ＰＡの光学式情報記録再
生装置の構成図である。

本実施例は、本発明を、フォーカスエラー信号の検出方
式に非点収差法を用いたものに適用した例である。

本実施例では、ハーフプリズム３６によって反射された
一方の光束の光路中に、シリンドリカルレンズ１４が配
置されている。そして、このシリンドリカルレンズ４１
によって非点に収束された光束が、フォーカス状態には
真円となる位置に、４分割の光検出器４２が配置されて
いる。フォーカスエラー信号ＳＦＥは、前記光検出器４
２の対角素子の出力の和（Ａ＋Ｃ）、（Ｂ＋Ｄ）をとっ
た後、演算回路１０によって差信号（Ａ十〇）−（Ｂ＋
Ｄ）を演算することによって得られる。

一方、前記ハーフプリズム３６を透過した他方の光束の
光路中には、シリンドリカルレンズ４３が配置されてい
る。このシリンドリカルレンズ４３によって非点に収束
された光束が、フォーカス状態には真円となる位置に、
４分割の光検出器４４が配置されている。そして、この
光検出器４４の対角素子の出力の和（Ａ’　＋Ｃ’　）
、（８’　＋Ｄ’　）をとった後、演算回路３４によっ
て差信号（△’　＋Ｃ’　）−（Ｂ’　＋Ｄ’　）を演
算することによって、光量分布信号Ｓｄが１ｑられるよ
うになっている。

なお、前記光検出器４２及び光検出器４４の各受光素子
は、ディスク６からの反射光のタンジエンシャル方向の
光量分布に対して、フォーカスエラー信号ＳＦＥと光量
分布信号Ｓｄの極性が一致するように配置されている。

その他の構成、作用及び効果は第１実施例と同（薬であ
る。

なＪ３、本発明は前記実施例に限定されず、例えば第１
及び第２実施例において、差信号Ａ−Ｃ。

Ｂ−Ｄを演算した後、さらに、これらの差信号（Ａ−Ｃ
）−（Ｂ−Ｄ＞をン寅亦し、これをオフセット・を消去
したフォーカスエラー化＠Ｓ′「［としても良い。

また、確実にオフセットを消去するために、゛フォーカ
スエラー信号ＳＦＥと光量分布信号Ｓｄのゲインを調整
する手段を設けても良い。

なお、本発明は前記実施例以外の方式によるフォーカス
エラー信号や、方式によってはトラッキングエラー信号
のオフセットの消去づる場合にも適用できる。

また、本発明は記録形態としてビットを形成するものに
限らず、相転移等によって反射率または透過率を変化さ
せるもの等にも適用できる。

ざらに、本発明は回転駆ｆｌＪされるディスクに限らず
、カード状の記録媒体に書き込みを行う場合にも適用で
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ファーフィールド
位置における記録媒体からの戻り光の前記記録媒体のタ
ンジエンシｔフル方向の光量分布を検出する光量分布検
出手段を設け、この光１分布検出手段で検出された光量
分布信号によって、位置ずれ情報信号のオフセットを消
去するオフセット消去手段を設けたので、記録時におけ
る位ｄずれ情報信号のオフセットを消去することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念図、第２図及び第３図は本発明の
第１実施例に係り、第２図は光学式情報記録再生装置の
構成図、第３図は本実施例の動作を説明する波形図、第
４図は本発明の第２実施例の光学式情報記録再生装置の
構成図、第５図は本発明の第３実施例の光学式情報記録
再生装置の構成図、第６図ないし第８図は従来例に係り
、第６図は光学式情報記録再生装置の構成図、第７図は
記録媒体からの反射光の光量分布の不均一を示す説明図
、第８図はフォーカスエラー信号のオフセットを説明す
るための波形図である。 ５・・・ディスク（記録媒体） ９．３３・・・光検出器 １０．３４．３５・・・演算回路 ２０・・・光学式ピックアップ ３１・・・光量分布検出手段 ３２・・・オフセット消去手段 ３６・・・ハーフプリズム 第１図 第２図 第３図 Ｓ’ＦＥ　’　ＳＦＥ−３ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　記録媒体に対する光ビームの位置ずれに応じて、ファ
   ーフィールド位置における前記記録媒体からの戻り光の
   光量分布に変化を生じさせ、この変化させられた後の光
   量分布から位置ずれ情報信号を生成する光学式情報記録
   再生装置において、ファーフィールド位置における前記
   記録媒体からの戻り光の前記記録媒体のタンジエンシャ
   ル方向の光量分布を検出する光量分布検出手段を設け、
   この光量分布検出手段で検出された光量分布信号によっ
   て、前記位置ずれ情報信号のオフセットを消去するオフ
   セット消去手段を設けたことを特徴とする光学式情報記
   録再生装置。