CN1862676A - 光盘装置及聚焦引入方法 - Google Patents

Abstract

在使盘高速旋转的状态下，盘记录面和物镜的相对速度增大，在负反馈区域内不能取得聚焦引入动作中的物镜的应答，导致引入失败。如果聚焦引入失败，则不仅存在从重试到开始记录或再现的时间变长的问题，而且会发生物镜碰撞盘表面，致使物镜或盘损坏的重大问题。为此，本发明提供光盘装置及聚焦引入方法。其设有总光量信号生成电路、以及根据总光量信号进行光盘和物镜的相对速度的控制的透镜速度控制电路，在将物镜的控制切换到由聚焦误差信号决定的聚焦控制之前，通过将光盘的记录面和物镜的相对速度控制在能稳定地引入的规定的范围内，实现引入动作的稳定化。

Description

光盘装置及聚焦引入方法

技术领域

本发明涉及将光点照射在光盘上，记录或再现信息的光盘装置，特别是涉及将物镜从初始位置移动到调焦点位置后，为了在盘的记录面上维持调焦状态，进行物镜的控制的聚焦引入装置。

背景技术

在现有的聚焦引入装置中，利用上述结构，沿着相对于光盘100的记录面垂直的方向，驱动物镜108，实现聚焦引入动作。以下，用图10详细说明。

引入聚焦控制时，首先利用调焦点位置检测电路105进行切换，以便开关SW的输出信号变成扫描信号发生电路104的输出信号。首先，通过从扫描信号发生电路104输出沿负的方向增加的扫描信号，将物镜108暂时移动到最低点后，发生沿正向增加的扫描信号，将物镜108提升，接近盘的记录面。在调焦点位置检测电路105中，来自误差信号发生电路102的聚焦误差信号FE变得比规定的电平FEth大之后，物镜108到达调焦点位置，在聚焦误差信号FE大致变为0的时刻进行切换，以便开关SW的输出信号变成焦点控制电路103的输出信号。由此，物镜108被切换成由焦点控制电路103的输出引起的聚焦控制动作，完成聚焦引入动作。

作为表示现有技术的例，有特开平11-144260号公报。

近年来，光盘装置被用于视频信号及音响信号或计算机数据的记录·再现中。

以下，一边参照附图，一边说明光盘装置中使用的现有的聚焦引入装置的一例。首先，作为聚焦误差信号的检测方法的一例，一边参照附图7一边说明利用光学系统的非点像差的非点像差法。

非点像差法是这样一种方法：将四象限传感器(4分割sensor)设置在光盘的记录面位于物镜的焦点位置时非点像差光学系统的反射光的截面呈圆形的位置上，通过在运算电路中对四个传感信号(这里，将四个传感信号分别设定为传感信号A、传感信号B、传感信号C、传感信号D)进行运算合成，获得聚焦误差信号FE[这里，作为FE＝(C+D)-(A+B)生成]。以下，简单说明非点像差法的聚焦误差信号。

在光盘的记录面成为物镜的调焦点位置的情况下，如图7(b)所示，四象限传感器上的光束截面呈圆形，聚焦误差信号FE为零(因为(A+B)＝(C+D))。

如果光盘接近物镜，如图7(c)所示，四象限传感器上的光的截面呈纵向长的椭圆，聚焦误差信号FE变成负值(因为(A+B)＞(C+D))。

如果物镜远离光盘，如图7(a)所示，四象限传感器的光的截面呈横向长的椭圆，聚焦误差信号FE变成正值(因为(A+B)＜(C+D))。

另外如果物镜从调焦点位置偏离得大，则由于来自光盘的反射光散射，所以四象限传感器的输出信号全部为零，聚焦误差信号FE变为零。

图8中示出了聚焦误差信号FE相对于物镜和光盘的记录面之间的距离的变化特性。这里在图8中，纵轴表示聚焦误差信号FE的大小，横轴表示物镜和光盘的记录面之间的距离。另外图8中的横轴将右方向作为物镜和光盘的记录面之间的距离变短的方向，将左方向作为物镜和光盘的记录面之间的距离变长的方向。

在图8中，物镜和光盘的记录面之间的距离为a点的情况，表示图7(a)的状态下的聚焦误差信号FE，物镜和光盘的记录面之间的距离为b点的情况，表示图7(b)的状态下的聚焦误差信号FE，物镜和光盘的记录面之间的距离为c点的情况，表示图7(c)的状态下的聚焦误差信号FE。

图9中示出了现有的聚焦引入装置的结构的一例。在图9中，记录或再现信息信号的光盘100，由主轴电动机109进行旋转驱动。聚焦致动器107使物镜108沿着相对于光盘100的记录面垂直的方向移动，改变焦点位置。由接受来自光盘100的反射光的多个(在图9中为四个)受光元件构成的(4分割)传感器101检测到的信号，利用误差信号生成电路102变换成聚焦误差信号FE。由误差信号生成电路102生成的聚焦误差信号FE，经由焦点控制电路103输入开关SW中。另外聚焦误差信号FE被输入调焦点位置检测电路105。扫描信号发生电路104的输出信号也被输入开关SW中。开关SW的输出信号通过驱动电路106，被输入聚焦致动器107中。

如图8所示，如果物镜从调焦点位置离开得比聚焦误差信号取正或负的最大值的位置更远，则物镜越远离调焦点位置，误差信号越小，所以作为聚焦控制，变成正反馈，不能进行稳定的控制。因此，聚焦控制有必要使物镜在从调焦点位置算起聚焦误差信号为正或负的最大值的范围内的负反馈区域中动作，聚焦引入动作中的物镜位置的应答有必要不超过该负反馈区域。

市场中强烈要求缩短对光盘的记录时间或提高再现速度，因此有必要使光盘尽可能地高速旋转。由振摆引起的盘振动速度与盘的转速成正比地增大。因此，在使盘高速旋转的状态下，盘记录面和物镜的相对速度增大，在负反馈区域内不能取得聚焦引入动作中的物镜的应答，导致引入失败。如果聚焦引入失败，则不仅存在从重试到开始记录或再现的时间变长的问题，而且在负反馈区域内不能进行聚焦引入，另外物镜到达盘表面附近，物镜与盘表面碰撞，会发生损坏物镜或盘的重大问题。

发明内容

因此，在本发明中，为了解决上述课题，提供一种即使在使光盘高速旋转的状态下，也能获得稳定的聚焦引入动作的聚焦引入装置作为目的。

利用权利要求所述的发明，能完成上述课题。

特别是设置了将上述聚焦误差检测中使用的四象限传感器的输出全部相加，生成总光量信号的总光量信号生成电路；以及根据总光量信号进行光盘和物镜的相对速度的控制的透镜速度控制电路。

如果采用本发明，则即使在使光盘高速旋转的状态下，也能进行稳定的聚焦引入动作。

附图说明

图1是表示本发明的聚焦引入装置的第一实施例的结构的框图；

图2是表示聚焦误差信号FE和总光量信号PE相对于物镜和光盘的记录面之间的距离的关系的图；

图3是表示透镜速度控制电路的结构例的框图；

图4是说明第一实施例的聚焦引入装置的动作的图；

图5是表示本发明的聚焦引入装置的第二实施例的结构的框图；

图6是说明第二实施例的聚焦引入装置的动作的图；

图7是表示四象限传感器和反射光的形态的图；

图8是表示聚焦误差信号的一例的图；

图9是表示现有的聚焦引入装置的结构的框图；

图10是表示现有的聚焦引入装置的动作的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的聚焦引入装置的一个实施例的结构的框图。在图1中，表示与图9中的现有例同一功能的部分标以同一编号，省略说明。

在图1中，110是总光量信号生成电路，它计算用于检测聚焦误差信号的四象限传感器101的输出的和，输出表示来自光盘100的反射总光量的总光量信号PE。111是透镜速度控制电路，它根据总光量信号PE，进行光盘100和物镜108的相对速度的控制。SW1是选择焦点控制电路103的输出和SW2的输出并进行输出的开关，SW2是选择透镜速度控制电路111和扫描信号发生电路104的输出并进行输出的开关。

图2中示出了聚焦误差信号FE和总光量信号PE相对于物镜和光盘的记录面之间的距离的变化。聚焦误差信号FE随着偏移调焦点位置的方向的不同，成为正负极性的信号，与此不同，总光量信号PE在调焦点位置成为振幅达到最大的正极性信号。另外，如果物镜从调焦点位置偏离得大，则来自光盘的反射光散射，所以四象限传感器的输出信号变得大致均等，聚焦误差信号FE变为零。与此不同，总光量信号PE即使从调焦点位置偏离得大，致使来自光盘的反射光呈散射状态，但如果反射光入射到四象限传感器中，也能检测信号。因此，与聚焦误差信号FE相比，总光量信号PE能在较大得范围内进行检测。

其次，用图1说明本实施方式的动作情况。

聚焦控制引入时，首先根据来自调焦点位置检测电路105的Fon信号及Son信号，切换开关SW1及开关SW2的输出信号，以便成为扫描信号生成电路104的输出信号。首先，通过从扫描信号生成电路104输出沿负方向增加的扫描信号，使物镜108暂时移动到最低点后，发生沿正方向增加的扫描信号，将物镜108向上提，到达盘的记录面附近。在调焦点位置检测电路105中，当来自总光量信号生成电路110的总光量信号PE比规定的电平PEths大时，根据Son信号进行切换，以便开关SW2的输出信号成为透镜速度控制电路111的输出信号。由此，物镜108被切换成基于总光量信号PE的速度控制，以便光盘1和物镜108的相对速度变成规定的速度，这样进行控制。

图3中示出了表示透镜速度控制电路111的结构例的框图。

在图3中，111-1是微分电路，它通过计算总光量信号PE的振幅随时间的变化，检测对应于光盘100和物镜108的相对速度的速度信号Vd。111-2是速度控制电路，它根据从微分电路111-1输出的速度信号Vd，输出使光盘100和物镜108的相对速度达到规定的速度的控制信号。111-3是保持电路，它根据来自调焦点位置检测电路105的HLD信号，保持速度控制电路111-2的输出。

总光量信号PE如图4所示，一旦到达调焦点位置附近，对应于物镜和光盘的记录面之间的距离的信号的变化量变小，总光量信号PE的振幅随时间的变化决定的速度检测灵敏度变小，控制性能劣化。因此，在总光量信号PE超过规定的电平PEthe的时刻，从调焦点位置检测电路105将保持信号HLD输出给透镜速度控制电路111，将保持信号HLD切换前的速度控制电路111-2的输出保持在保持电路111-3中。由此，大致用保持前的相对速度，沿着使物镜108接近盘100的方向驱动致动器107。

在来自误差信号生成电路102的FE信号为0、透镜108到达调焦点位置的时刻，根据来自调焦点位置检测电路105的Fon信号进行切换，以便使开关SW1的输出信号成为焦点控制电路103的输出信号。由此，物镜108被切换成由焦点控制电路103的输出决定的聚焦控制动作，完成聚焦引入动作。

因此，在将物镜的控制切换到由聚焦误差信号决定的聚焦控制之前，能将光盘的记录面和物镜的相对速度控制在能稳定地引入的规定的范围内，能谋求引入动作的稳定化。

图5是表示本发明的聚焦引入装置的第二实施例的结构的框图。在图5中，表示与图1中的现有例同一功能的部分标以相同的编号，省略说明。

在图5中，SW1是选择焦点控制电路103的输出和加法电路112的输出后进行输出的开关，112是对开关SW2的输出和扫描信号发生电路的输出进行加法运算的加法电路，SW2是使透镜速度控制电路111的输出向加法电路的传递通/断的开关。

其次，用图5图6说明本第二实施例的动作情况。

聚焦控制引入时，首先根据来自调焦点位置检测电路105的Fon信号及Son信号，开关SW1选择加法电路的输出，开关SW2选择断开状态。因此，扫描信号生成电路104的输出作为驱动信号FOD，从开关SW1输出。首先，通过从扫描信号生成电路104输出沿负方向增加的扫描信号，使物镜108暂时移动到最低点后，发生沿正方向增加的扫描信号，将物镜108向上提，到达盘的记录面附近。在调焦点位置检测电路105中，当来自总光量信号生成电路110的总光量信号PE比规定的电平PEths大时，根据Son信号使开关SW2呈接通状态，透镜速度控制电路111的输出在加法电路112中被进行加法计算。通过将扫描信号发生电路104的输出和物镜108基于总光量信号PE的速度控制信号相加后的驱动信号来进行控制，以便光盘1和物镜108的相对速度变成规定的速度。

在总光量信号PE超过规定的电平PEthe的时刻，从调焦点检测电路105将保持信号HLD输出给透镜速度控制电路111，将保持信号HLD切换前的速度控制电路111-2的输出保持在保持电路111-3中。由此，大致用保持前的相对速度，沿着使物镜108接近盘100的方向驱动致动器107。

在来自误差信号生成电路102的FE信号为0、透镜108到达调焦点位置的时刻，根据来自调焦点位置检测电路105的Fon信号进行切换，以便使开关SW1的输出信号成为焦点控制电路103的输出信号。由此，物镜108被切换成由焦点控制电路103的输出决定的聚焦控制动作，完成聚焦引入动作。

在第二实施例中，在由于重力或厂商的安装精度等导致物镜108的初始位置从调焦点位置偏移得大的情况下，通过将扫描信号发生电路104的输出作为将物镜108大致保持在调焦点位置用的驱动信号，加在由透镜速度控制电路111产生的物镜的速度控制驱动信号中，从而具有能使速度控制的误差小的优点。

在以上的实施例中，虽然采用了从用于聚焦误差检测的四象限传感器生成总光量信号的方法，但不限于此，也可以是生成对应于来自盘的反射光量的信号的方法。另外，根据总光量信号PE检测速度Vd的微分电路，也可以用比速度控制的频带高的、有适当的截止频率的高通滤波器构成。

Claims (6)

1.一种光盘装置，其特征在于，备有：

接受来自光盘的反射光，输出多个传感信号的传感单元；

将所述传感单元的多个传感信号合成后，生成聚焦误差信号的误差信号生成单元；

将所述传感单元的多个传感信号合成后，生成对应于来自盘的总反射光量的总光量信号的总光量信号生成单元；

输入所述聚焦误差信号，输出驱动信号的焦点控制单元；

输入所述总光量信号，输出驱动信号的物镜速度控制单元；

为了使物镜位于所述光盘的焦点位置附近，发生以规定的比例减少或增加的驱动信号的扫描信号发生单元；

有选择地切换所述扫描信号发生单元的输出、所述物镜速度控制单元的输出、以及所述焦点控制单元的输出，输出驱动信号的切换单元；

根据所述切换单元的输出，驱动所述物镜的驱动单元；

对所述总光量信号和规定的值进行比较并输出的比较单元；以及

通过将所述聚焦误差信号与规定的值进行比较，检测所述物镜已位于调焦点的调焦点检测单元，

根据所述比较单元和所述调焦点检测单元的输出，切换从所述切换单元输出的驱动信号。

2.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于：

设有保持所述物镜速度控制单元的输出的保持单元，

所述比较单元有第一比较值和第二比较值，

在检测出所述总光量信号超过了第一比较值的时刻，将从所述切换单元输出的驱动信号从扫描信号发生单元的输出切换为所述物镜速度控制单元的输出，在所述总光量信号超过了第二比较值的时刻，由所述保持单元保持所述物镜速度控制单元的输出，在所述调焦点检测单元中检测出所述物镜已经位于调焦点的时刻，将所述切换单元的输出切换为所述焦点控制单元的输出。

3.根据权利要求1或2所述的光盘装置，其特征在于：

所述物镜速度控制单元由通过对所述总光量信号进行微分，检测所述物镜和所述光盘的相对速度的速度检测单元；以及根据所述速度检测单元的输出，输出驱动信号的速度控制单元构成。

4.一种光盘装置，其特征在于，备有：

接受来自光盘的反射光，输出多个传感信号的传感单元；

将所述传感单元的多个传感信号合成后，生成聚焦误差信号的误差信号生成单元；

将所述传感单元的多个传感信号合成后，生成对应于来自盘的总反射光量的总光量信号的总光量信号生成单元；

输入所述聚焦误差信号，输出驱动信号的焦点控制单元；

输入所述总光量信号，输出驱动信号的物镜速度控制单元；

为了使物镜位于所述光盘的焦点位置附近，发生以规定的比例减少或增加的驱动信号的扫描信号发生单元；

将所述扫描信号发生单元的输出和所述物镜速度控制单元的输出相加的加法单元；

有选择地切换所述焦点控制单元的输出和所述加法单元的输出，输出驱动信号的切换单元；

根据所述切换单元的输出，驱动所述物镜的驱动单元；

对所述总光量信号和规定的值进行比较并输出的比较单元；以及

通过将所述聚焦误差信号与规定的值进行比较，检测所述物镜已位于调焦点的调焦点检测单元，

根据所述比较单元和所述调焦点检测单元的输出，切换从所述切换单元输出的驱动信号。

5.一种光盘装置，其特征在于，备有：

接受来自光盘的反射光，输出多个传感信号的传感单元；

将所述传感单元的多个传感信号合成后，生成聚焦误差信号的误差信号生成单元；

驱动物镜的驱动单元；

将所述传感单元的多个传感信号合成后，生成对应于来自盘的总反射光量的总光量信号的总光量信号生成单元；

输入所述聚焦误差信号，输出驱动信号的焦点控制单元；

输入所述总光量信号，输出驱动信号的物镜速度控制单元；以及

为了使物镜位于所述光盘的焦点位置附近，发生以规定的比例减少或增加的驱动信号的扫描信号发生单元，

依次切换所述扫描信号发生单元的输出、所述物镜速度控制单元的输出、以及所述焦点控制单元的输出，输出驱动信号，由所述驱动单元进行聚焦引入。

6、一种光盘装置的聚焦引入方法，该光盘装置备有接受来自光盘的反射光，输出多个传感信号的传感单元；将所述传感单元的多个传感信号合成后，生成聚焦误差信号的误差信号生成单元；以及驱动物镜的物镜驱动单元，该光盘装置的聚焦引入方法的特征在于，包括以下步骤：

为了使所述物镜位于所述光盘的焦点位置附近，将以规定的比例减少或增加的驱动信号输出给所述物镜驱动单元；

将所述传感单元的多个传感信号合成后，根据对应于来自盘的总反射光量的总光量信号，将进行物镜速度控制的驱动信号输出给所述物镜驱动单元；

输入所述聚焦误差信号，将进行焦点控制的驱动信号输出给所述物镜驱动单元，

依次切换所述驱动信号，输出给所述物镜驱动单元，由此进行聚焦引入。

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