JP2006134466A - Focus control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスク装置等の光情報記録媒体に対して情報を記録したり、再生したりする装置に用いる光ピックアップの対物レンズをフォーカス方向へ移動させて対物レンズの焦点位置(合焦点)を検出して対物レンズの移動方向を制御するフォーカス制御装置に関する。 The present invention moves the objective lens of an optical pickup used in an optical information recording medium such as an optical disc apparatus or the like in an apparatus for recording and reproducing information in the focus direction, thereby adjusting the focal position (focus point) of the objective lens. The present invention relates to a focus control device that detects and controls the moving direction of an objective lens.
一般に、光情報記録媒体、例えば光ディスクに対して情報を記録したり、再生したりする装置にあっては、フォーカスサーボを引き込む前の処理として、光ピックアップの対物レンズをディスク面に直交する方向、すなわちフォーカス方向に移動させて対物レンズ焦点位置(合焦点ともいう)を探るフォーカスサーチ動作を行う。
この場合、光ディスクの反りや面ぶれ、レンズアクチュエータやディスクモータの取り付け精度等により対物レンズのニュートラル位置から合焦点までの距離がばらついても対物レンズの焦点位置を検出できるように、対物レンズを一定の振幅でフォーカス方向に大きく移動させてフォーカスサーチ動作を行っていた(例えば、特許文献1を参照)。
In general, in an apparatus for recording or reproducing information with respect to an optical information recording medium, for example, an optical disk, as a process before pulling in the focus servo, the direction in which the objective lens of the optical pickup is orthogonal to the disk surface, That is, a focus search operation is performed in which the objective lens focal position (also referred to as a focal point) is searched by moving in the focus direction.
In this case, the objective lens is fixed so that the focal position of the objective lens can be detected even if the distance from the neutral position to the focal point of the objective lens varies due to the warp or surface deflection of the optical disc, the mounting accuracy of the lens actuator or disc motor, etc. The focus search operation is performed by moving the lens in the focus direction with a large amplitude (see, for example, Patent Document 1).
この時の状態を図9を参照して説明する。図9はフォーカスサーチ動作時のディスク表面と対物レンズの先端との位置関係を示すグラフである。図9は低密度光ディスクと高密度光ディスクがある場合において高密度光ディスクに合焦させる場合の例を示している。
フォーカスサーチ動作を開始すると対物レンズはディスク表面より遠く離れたニュートラル位置からディスク表面に接近し、高密度光ディスクに対する合焦点を通過して更に大きくディスク表面に近づいた後に、対物レンズの移動方向を反転させてディスク表面から遠ざかるように動作する。この間、対物レンズを介してディスク表面にレーザ光が照射されてディスク表面にて反射され、この反射光が光センサ(図示せず)で検出されてフォーカスエラー信号が継続的に得られている。従って、上記対物レンズの先端が高密度光ディスクに対する合焦点を通過したことを認識することができる。
以後は、上記合焦点の位置を認識することによりフォーカスサーボが行われ、対物レンズの移動がフォーカスエラー信号に基づいて制御され、上記合焦点を中心としてこれを跨ぐようにして対物レンズは移動して行くことになる。
When the focus search operation starts, the objective lens approaches the disc surface from a neutral position far away from the disc surface, passes through the focal point for the high-density optical disc, and gets closer to the disc surface before reversing the direction of movement of the objective lens. And move away from the disk surface. During this time, the disk surface is irradiated with laser light through the objective lens and reflected by the disk surface, and this reflected light is detected by an optical sensor (not shown) to continuously obtain a focus error signal. Therefore, it can be recognized that the tip of the objective lens has passed the focal point for the high-density optical disc.
Thereafter, focus servo is performed by recognizing the position of the focal point, and the movement of the objective lens is controlled based on the focus error signal, and the objective lens moves so as to straddle the focal point. Will go.
ところで、光ディスクの情報記録面に形成される光スポットは、対物レンズのNA(Numerical Aperture:開口数)とレーザ光の波長によって決定され、光スポットの大きさは波長/NAに比例するため光ディスクの高密度化を行うには、微小な光スポットを得るために波長の短いレーザ光を採用するかNAを上げることが必要である。
また対物レンズの光軸に対するディスク面の傾きの影響を低減するため、高密度の光ディスクにおいては光の入射面から情報記録面までの厚みを薄くしている。それに伴って対物レンズの先端からディスク表面までの間隔、いわゆるワーキング・ディスタンス(WD)も短くなってきている。例えば図9に示すように、従来の光ディスクの場合には、合焦点からディスク表面までの距離であるWD1は大きいが、高密度光ディスクの場合のWD2はかなり小さくなっている。
By the way, the light spot formed on the information recording surface of the optical disc is determined by the NA (Numerical Aperture) of the objective lens and the wavelength of the laser beam, and the size of the light spot is proportional to the wavelength / NA, so In order to increase the density, it is necessary to adopt a laser beam having a short wavelength or increase the NA in order to obtain a minute light spot.
Further, in order to reduce the influence of the inclination of the disk surface with respect to the optical axis of the objective lens, the thickness from the light incident surface to the information recording surface is reduced in a high-density optical disk. Along with this, the distance from the tip of the objective lens to the disk surface, so-called working distance (WD), has also become shorter. For example, as shown in FIG. 9, in the case of a conventional optical disk, WD1, which is the distance from the focal point to the disk surface, is large, but WD2 in the case of a high-density optical disk is considerably small.
また高精度に情報記録面に光スポットを形成する必要から、合焦点付近におけるフォーカスエラーの感度も高くなってきている。すなわち図9に示すように、高密度光ディスクの場合には、合焦点付近におけるフォーカスエラー信号の時間軸方向におけるS字カーブ特性の時間幅が短くなっている。
そのため、上述のようにワーキング・ディスタンスが狭くなると、従来行われてきたディスク面に垂直な方向に光ピックアップの対物レンズを一定の振幅で大きく移動させて対物レンズの焦点位置を検出するフォーカスサーチ方法では図9に示す様に対物レンズと高密度光ディスクとが衝突してしまう可能性がでてきた。
Further, since it is necessary to form a light spot on the information recording surface with high accuracy, the sensitivity of the focus error in the vicinity of the in-focus point has been increased. That is, as shown in FIG. 9, in the case of a high-density optical disc, the time width of the S-curve characteristic in the time axis direction of the focus error signal near the focal point is short.
Therefore, when the working distance is narrowed as described above, the conventional focus search method for detecting the focal position of the objective lens by moving the objective lens of the optical pickup largely with a constant amplitude in the direction perpendicular to the disk surface. Then, as shown in FIG. 9, there is a possibility that the objective lens and the high density optical disk collide.
またフォーカスサーボを安定に引き込むためには合焦点におけるフォーカスエラー信号の時間的な変化率が所定のレベル以下である必要があるため、従来と同じ方法で合焦点を移動させると高密度光ディスクではフォーカスエラー変化率が大きくなってしまいフォーカスサーボを安定に引き込めない。
この問題点を解決するために、従来の方法でフォーカスサーボを安定に引き込むためにはアクチュエータの対物レンズの移動速度を落とすことも考えられるが、これではフォーカスサーチにかかる時間が増えてしまうので採用することはできない。
In addition, in order to pull the focus servo stably, the temporal change rate of the focus error signal at the in-focus point needs to be a predetermined level or lower. The error change rate increases and the focus servo cannot be pulled in stably.
In order to solve this problem, it is possible to reduce the moving speed of the objective lens of the actuator in order to pull the focus servo stably by the conventional method, but this is used because it increases the time required for focus search I can't do it.
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、合焦点を中心に必要最小限の振幅でフォーカスサーチ動作を行うことができるフォーカス制御装置を提供することにあり、特に回転時の光ディスクに周期的な面ぶれがあったり、フォーカスエラー信号に突発的なノイズの混入があっても良好なフォーカス制御が可能なフォーカス制御装置を提供することにある。 The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. An object of the present invention is to provide a focus control device capable of performing a focus search operation with a necessary minimum amplitude centering on a focal point, and in particular, there is periodic surface shake on an optical disc during rotation, It is an object of the present invention to provide a focus control device capable of good focus control even when sudden noise is mixed in a focus error signal.
本発明は、上記課題を解決する手段として以下に記載の構成からなる。すなわち、
照射光を対物レンズを介して光情報記録媒体の記録面に合焦させ、前記記録面からの戻り光により得られるフォーカスエラー信号に基づいて、前記対物レンズが前記光情報記録媒体に衝突することを防止するフォーカス制御装置において、前記対物レンズが前記照射光を前記記録面に合焦させた合焦位置における前記フォーカスエラー信号値を基準値として、前記対物レンズが前記合焦位置を超えて前記記録面側に接近する方向にあって、前記対物レンズが前記光情報記録媒体に衝突しないように設定された前記フォーカスエラー信号値を第1閾値とし、前記対物レンズが前記合焦位置を超えて前記記録面から遠ざかる方向にあって、前記対物レンズが前記光情報記録媒体から離れ過ぎないように設定された前記フォーカスエラー信号値を第2閾値とする時、前記フォーカスエラー信号が前記第1閾値と前記第2閾値との間に入っていることを判定して出力する領域判定手段と、前記領域判定手段から出力される領域判定信号に基づいて、前記フォーカスエラー信号が前記第1閾値を超えて前記記録面に近づいた場合に、或いは前記第2閾値を超えて前記記録面から遠ざかる場合に前記合焦位置に戻し、前記フォーカスエラー信号が前記第1閾値と前記第2閾値との間になるように制御して、前記対物レンズを前記光情報記録媒体に衝突させずにフォーカス制御するレンズ制御手段と、前記対物レンズが前記合焦位置から所定距離だけ離れた複数位置における前記領域判定信号の振幅値から矩形状の複数の振幅測定区間信号を生成し、前記振幅測定区間信号のハイレベル期間とローレベル期間毎に前記フォーカスエラー信号の最大値と最小値を検出して、その差分となる最大振幅値を得て、前記最大振幅値に基づいて前記フォーカスエラー信号の利得を制御する振幅測定制御手段と、を有することを特徴とするフォーカス制御装置である。
The present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is,
The irradiation light is focused on the recording surface of the optical information recording medium via the objective lens, and the objective lens collides with the optical information recording medium based on a focus error signal obtained from the return light from the recording surface. In the focus control apparatus for preventing the above, the objective lens exceeds the in-focus position with the focus error signal value at a focus position where the objective lens focuses the irradiation light on the recording surface as a reference value. The focus error signal value set in a direction approaching the recording surface side so that the objective lens does not collide with the optical information recording medium is set as a first threshold value, and the objective lens exceeds the in-focus position. The focus error signal value set in a direction away from the recording surface and set so that the objective lens is not too far from the optical information recording medium. When the threshold value is set, an area determination unit that determines and outputs that the focus error signal is between the first threshold value and the second threshold value, and an area determination signal output from the area determination unit The focus error signal returns to the in-focus position when the focus error signal approaches the recording surface exceeding the first threshold, or when the focus error signal exceeds the second threshold and moves away from the recording surface, the focus error signal Is controlled to be between the first threshold value and the second threshold value, and the lens control means for controlling the focus without causing the objective lens to collide with the optical information recording medium, and the objective lens is in focus. A plurality of rectangular amplitude measurement section signals are generated from the amplitude values of the region determination signals at a plurality of positions separated from the position by a predetermined distance, and a high level period and a low level period of the amplitude measurement section signal are generated. Amplitude measurement control means for detecting a maximum value and a minimum value of the focus error signal for each bell period, obtaining a maximum amplitude value as a difference between the maximum value and a minimum value, and controlling a gain of the focus error signal based on the maximum amplitude value And a focus control device.
本発明のフォーカス制御装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
フォーカスエラー信号のレベル変化順序に基づいて対物レンズが合焦点よりディスク面に近い位置にあるか、離れた位置にあるかを判別して、ディスク面に近い位置にある場合はディスク面から離す方向に対物レンズを移動し、離れている場合は近づける方向に移動するようにしたので、対物レンズは常に合焦点を中心に小さな振幅でフォーカスサーチ動作を行うことができる。
従って、従来のフォーカスサーチ法のように光ディスクの反りや面ぶれ、レンズアクチュエータやディスクモータの取り付け精度等による対物レンズのニュートラル位置からの合焦点位置のばらつきを考慮して、対物レンズをフォーカス方向に大きく移動させてレンズ焦点位置を探る必要がなく、WD(ワーキング・ディ スタンス)が狭い場合でもフォーカスサーボ引き込み時の対物レンズと光情報記録媒体との衝突を防止することができる。
また、光ディスクの面ぶれの周期とランプ状信号の周期が合致したときの不都合やフォーカスエラー信号に突発的なノイズの混入などがあっても、それらの影響を除去した良好なフォーカス制御が可能である。
According to the focus control device of the present invention, the following excellent effects can be exhibited.
The direction in which the objective lens is located closer to the disc surface than the focal point or away from the focal point based on the order of change in the level of the focus error signal. The objective lens is moved in the direction of approaching when it is far away, so that the objective lens can always perform a focus search operation with a small amplitude around the focal point.
Therefore, as in the conventional focus search method, the objective lens is moved in the focus direction in consideration of the variation of the focal position from the neutral position of the objective lens due to the warp and surface blur of the optical disc, the mounting accuracy of the lens actuator and disc motor, etc. It is not necessary to search for the focal position of the lens by moving a large distance, and even when the WD (working distance) is narrow, collision between the objective lens and the optical information recording medium when the focus servo is pulled in can be prevented.
In addition, even if there is inconvenience when the period of the optical disc surface shake and the period of the ramp-like signal coincide, or when there is sudden noise mixing in the focus error signal, it is possible to perform good focus control that eliminates these effects. is there.
以下に、本発明に係るフォーカス制御装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図1は本発明に係るフォーカス制御装置を含む光ピックアップの主要部を示すブロック構成図、図2はフォーカス制御装置の領域判定回路を示すブロック構成図である。
図1において、光情報記録媒体の一例である光ディスクDは、スピンドルモータMによって回転駆動される。この光ディスクDに対して光ピックアップ2が相対移動可能に設けられる。この光ピックアップ2は、アクチュエータ4によって光ディスクDの表面方向(光軸方向)へ前進後退移動される対物レンズ6を有しており、図示しないレーザ素子にて発せられた記録再生用のレーザ光が図示しない光学系及び対物レンズ6を介して上記ディスク表面に照射されて光スポットを形成するようになっている。尚、ここではトラッキング方向のアクチュエータの記載は省略している。
Hereinafter, an embodiment of a focus control device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an optical pickup including a focus control device according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an area determination circuit of the focus control device.
In FIG. 1, an optical disk D, which is an example of an optical information recording medium, is rotationally driven by a spindle motor M. An optical pickup 2 is provided so as to be movable relative to the optical disc D. This optical pickup 2 has an objective lens 6 that is moved forward and backward by the actuator 4 in the surface direction (optical axis direction) of the optical disc D, and recording / reproducing laser light emitted by a laser element (not shown) is received. A light spot is formed by irradiating the disk surface through an optical system (not shown) and an objective lens 6. Here, the description of the actuator in the tracking direction is omitted.
光センサ8は、上記ディスク表面(記録面)からの反射光を検出するものである。フォーカスエラー検出回路10は、上記光センサ8からの信号に基づいてフォーカスエラー信号FSを生成し出力する。このとき、フォーカスエラー信号FSは検出回路の定数やレーザ光の強度、光ディスクの反射率等の各種バラツキにより出力レベルが異なってくるので、後述の振幅測定制御回路21からの利得制御信号により利得を制御されて出力されるようになっている。尚、トラッキングエラー検出回路等の記載は省略している。
このフォーカスエラー信号FSは、次いでフォーカス制御装置12へ入力される。このフォーカス制御装置12は、上記フォーカスエラー信号FSに基づいて対物レンズ6が、合焦点よりディスク表面に近い位置にあるか、遠い位置にあるかを判定する領域判定回路14と、この領域判定回路14の判定結果に応じて上記対物レンズ6の移動方向を制御するレンズ制御回路16とを有している。
The
This focus error signal FS is then input to the focus control device 12. The focus control device 12 includes an
このレンズ制御回路16は上記領域判定回路14からの出力を所定の時間Td(図4参照)だけ遅延させる遅延回路18と、この遅延回路18の出力に基づいてアクチュエータ4に対する制御信号を形成するアクチュエータ制御回路19とよりなる。そして、アクチュエータ制御回路19の出力は、ドライバ20へ入力され、ここでアクチュエータドライバ信号DSが出力される。
また領域判定回路14は、図2に示すように、2つのコンパレータ回路22、24と、これらの出力に個別に接続される論理回路よりなる2つの立ち上がりエッジ検出回路26、28と、両立ち上がりエッジ検出回路26、28の出力がS入力とR入力へそれぞれ入力されるRSフリップフロップ30とにより構成される。このRSフリップフロップ30からは領域判定信号ASが出力される。
上記コンパレータ回路22、24には、基準値として閾値+TH1、−TH2がそれぞれ入力されている。上記各立ち上がりエッジ検出回路26、28は、上記コンパレータ回路22、24の出力の一部を遅延させる遅延素子回路26A、28Aと、上記コンパレータ回路22、24の出力を一方のピンへ入力し、他方のピンは負論理のピンとしてこれには前記遅延素子回路26A、28Aの出力を入力するアンド回路26B、28Bとよりなる。
The
As shown in FIG. 2, the
Threshold values + TH1 and -TH2 are input to the
次に、上述のように構成された装置の動作について説明する。
まず、図2及び図3に基づいて領域判定回路14の動作について説明する。図3はレンズ位置とフォーカスエラー信号と領域判定信号とセット(リセットを含む)信号との関係を示すタイミングチャートである。
通常、対物レンズ6(図1参照)が遠くからディスク表面に近づく方向で合焦点を通過した場合は、フォーカスエラー信号FSはゼロ(例えば期間h1)→正(例えば期間h2)→負(例えば期間h3)→ゼロ(例えば期間h4)と変化し、ディスク表面から遠ざかる方向で合焦点を通過した場合はゼロ(例えば期間h5)→負(例えば期間h6)→正(例えば期間h7)→ゼロ(例えば期間h8)と変化する。
なお、上記のh2−h3、h6−h7の期間をS字カーブ期間という。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
First, the operation of the
Normally, when the objective lens 6 (see FIG. 1) passes through the focal point in a direction approaching the disk surface from a distance, the focus error signal FS is zero (for example, period h1) → positive (for example, period h2) → negative (for example, period) h3) → zero (for example, period h4), and when passing through the focal point in a direction away from the disk surface, zero (for example, period h5) → negative (for example, period h6) → positive (for example, period h7) → zero (for example, Period h8) changes.
The period of h2-h3 and h6-h7 is called an S-curve period.
まず、フォーカスサーチ動作がスタートし、対物レンズ6が合焦点に近づくと(期間h1,h2)、図2に示す領域判定回路14の各コンパレータ回路22、24に入力されたフォーカスエラー信号FSのレベルがゼロから正方向に変化し図3の時刻t1に正の閾値である+TH1を超える。このときコンパレータ回路22の出力がL(ロー)からH(ハイ)に変化し、立ち上がりエッジ検出回路26より遅延素子回路26Aの遅延量dに相当する幅の正のパルスがRSフリップフロップ30のセット入力(S)に出力されるが、RSフリップフロップ30はフォーカスサーチ開始時にHレベル(ハイレベル)にセットされているので領域判定信号ASはHレベルのままで変化しない(時刻t1)。
First, when the focus search operation starts and the objective lens 6 approaches the focal point (periods h1 and h2), the level of the focus error signal FS input to the
次に対物レンズ6が合焦点のポイントP1を通過するとフォーカスエラー信号FSはゼロから負方向(期間h3)に変化した後再びゼロ方向に戻り図3の時刻t2に負の閾値である−TH2を超える(フォーカスエラー信号は負)。このときはコンパレータ回路24の出力がLからHに変化し立ち上がりエッジ検出回路28より遅延量dの幅の正のパルスがRSフリップフロップ30のリセット入力(R)に出力され、領域判定信号ASはLとなり対物レンズ6が合焦点よりディスク表面に近い領域にあると判定される(時刻t2)。
対物レンズ6が合焦点を通過してディスク表面に近い領域に移ると(期間h4)、アクチュエータ制御回路19(図1参照)は対物レンズ6を合焦点に戻すように制御するので、対物レンズ6はポイントP2にて移動方向を反転し、再び合焦点に向かい始める(期間h5)。
Next, when the objective lens 6 passes through the in-focus point P1, the focus error signal FS changes from zero to the negative direction (period h3) and then returns to the zero direction again. At time t2 in FIG. Exceeded (focus error signal is negative). At this time, the output of the
When the objective lens 6 passes through the focal point and moves to a region close to the disk surface (period h4), the actuator control circuit 19 (see FIG. 1) controls the objective lens 6 to return to the focal point. Reverses the direction of movement at point P2 and starts to return to the focal point (period h5).
対物レンズ6がディスク表面に近い領域から合焦点に近づくとフォーカスエラー信号FSのレベルがゼロから負方向に変化した後に正方向に変化し図3の時刻t3に−TH2を超える(期間h6)。このときはコンパレータ回路24の出力がLからHに変化し立ち上がりエッジ検出回路28より正のパルスがRSフリップフロップ30のリセット入力(R)に出力されるがRSフリップフロップ30は既にLレベル(ローレベル)にリセットされているので領域判定信号ASはLレベルのままで変化しない(時刻t3)。
When the objective lens 6 approaches the focal point from the area close to the disk surface, the level of the focus error signal FS changes from zero to the negative direction and then changes to the positive direction, and exceeds -TH2 at time t3 in FIG. 3 (period h6). At this time, the output of the
次に対物レンズ6が再び合焦点のポイントP3を超えるとフォーカスエラー信号FSはゼロから正方向に変化した後再びゼロ方向に戻り図3の時刻t4に+TH1を超える(期間h7)。このときはコンパレータ回路22の出力がLからHに変化し立ち上がりエッジ検出回路26より正のパルスがRSフリップフロップ30のセット入力(S)に出力され、領域判定信号ASはHとなり対物レンズ6が合焦点より遠い領域にあると判定される。以後同様な工程を繰り返して行くことになる。
Next, when the objective lens 6 again exceeds the in-focus point P3, the focus error signal FS changes from zero to the positive direction and then returns to the zero direction again and exceeds + TH1 at time t4 in FIG. 3 (period h7). At this time, the output of the
さて、上述のような領域判定回路14の基本動作を理解した上で、次に図1及び図4を参照してフォーカスサーチ動作について説明する。図4はレンズ位置と、領域判定信号と遅延回路出力とアクチュエータドライブ信号との関係を示すタイミングチャートである。
まず、光ディスクDからの反射光は対物レンズ6を介して光ピックアップ2内の光センサ8により電気信号に変換されてフォーカスエラー検出回路10に出力される。このフォーカスエラー検出回路10は光センサ8により変換された電気信号に基づいてレーザ光の光スポットの合焦点位置に対応したフォーカスエラー信号FSをフォーカス制御装置12の一部を構成する領域判定回路14に出力する。
Now, after understanding the basic operation of the
First, the reflected light from the optical disk D is converted into an electrical signal by the
この領域判定回路14はフォーカスエラー信号FSのレベル変化順序に基づいて対物レンズ6が合焦点の位置よりディスク面に近い位置にあるか、離れた位置にあるかを前述したように判明し、領域判定信号ASを出力する。
この領域判定回路14の出力である領域判定信号ASは遅延回路18により予め定められた時間Tdだけ遅れてアクチュエータ制御回路19に出力される。
このアクチュエータ制御回路19は領域判定回路14の判定結果に基づいて、対物レンズ6が合焦点よりディスク表面に近い位置にある場合はディスクと対物レンズ6を離し、合焦点より遠い位置にある場合はディスクに近づけるようにアクチュエータ4を動かす。
Based on the level change order of the focus error signal FS, the
The region determination signal AS, which is the output of the
Based on the determination result of the
まず、フォーカスサーチ動作のスタート時には領域判定回路14の状態はHレベル(合焦点より離れた状態)にセットされる。そして、領域判定回路14の出力(領域判定信号)は遅延回路18により所定の時間Td(図4参照)だけ遅れてアクチュエータ制御回路19に出力される。またアクチュエータ制御回路19は対物レンズ6の移動速度が一定になる様にアクチュエータ4に加わる電圧(アクチュエータドライブ信号)をランプ状(傾斜状)に変化させる。この動作は遅延された領域判定回路14の出力ASに遅延回路18にて積分処理を行うことで実現できる。
最初に合焦点に達するまでは領域判定回路14の出力である領域判定信号ASはHレベルの状態なので、アクチュエータ4に加えられる電圧は時間経過に比例して正方向にランプ状に変化し、対物レンズ6は一定の速度で合焦点に近づいて行く。
First, at the start of the focus search operation, the state of the
Since the area determination signal AS that is the output of the
ここで対物レンズ6が合焦点を通り過ぎると領域判定回路14の出力である領域判定信号ASはLレベル(合焦点よりディスク面に近づいた状態)に変化し、アクチュエータ制御回路19の入力も所定の時間Tdだけ遅れてLレベルに変化する。従ってアクチュエータ4に加えられる電圧は対物レンズ6が合焦点を通過した時間からTdだけ遅れて時間経過に比例して負方向にランプ状に変化し、対物レンズ6は一定の速度で一度通過した合焦点に再び近づいて行く。
以降、対物レンズ6が合焦点を通過する毎に領域判定回路14の出力である領域判定信号ASは対物レンズ6を合焦点に近づける方向に変化するので、アクチュエータ4は対物レンズ6を合焦点を中心にフォーカス方向に移動させフォーカスサーチ動作を繰り返す。
Here, when the objective lens 6 passes the focal point, the region determination signal AS which is the output of the
Thereafter, every time the objective lens 6 passes through the focal point, the area determination signal AS, which is the output of the
また合焦点を中心としたフォーカスサーチの幅はアクチュエータ4に加わる電圧の時間的な変化率(積分器の定数)と遅延時間Tdで制御することができる。図5は本願発明のフォーカスサーチ時と従来装置のフォーカスサーチ時の対物レンズの軌跡を比較するための図である。この図から明らかなように、従来の装置のフォーカスサーチ動作では対物レンズが高密度光ディスクに衝突する恐れがあったが、本発明装置によれば合焦点を中心とする対物レンズの移動振幅が格段に小さくなり、対物レンズが高密度光ディスクに衝突することを防止することができる。 The width of the focus search centered on the focal point can be controlled by the temporal change rate (integrator constant) of the voltage applied to the actuator 4 and the delay time Td. FIG. 5 is a diagram for comparing the locus of the objective lens during the focus search of the present invention and the focus search of the conventional apparatus. As is clear from this figure, the focus search operation of the conventional apparatus may cause the objective lens to collide with the high-density optical disk. However, according to the apparatus of the present invention, the movement amplitude of the objective lens centering on the focal point is marked. Thus, the objective lens can be prevented from colliding with the high-density optical disk.
次に光ディスクの面ぶれの周期とフォーカスサーチに用いるランプ状信号の周期が合致したときの不都合やフォーカスエラー信号に突発的なノイズの混入などがある場合の処理を行う振幅測定制御回路21について説明する。
前述のごとく、本発明装置のフォーカスサーチ動作では合焦点を中心とする対物レンズの移動振幅が格段に小さくできるが、これにより対物レンズの移動振幅と光ディスクの面ぶれの振幅が同程度になる。このとき両者の周期が合致すると対物レンズが合焦点を通過しない状態が発生し、S字カーブ期間が正しく検出されずフォーカスサーチ動作に不都合が生ずるようになる。まずこの状態について図6を用いて説明する。
Next, the amplitude
As described above, in the focus search operation of the apparatus of the present invention, the movement amplitude of the objective lens around the in-focus point can be remarkably reduced, but this makes the movement amplitude of the objective lens and the amplitude of the surface shake of the optical disc comparable. At this time, if the periods of the two coincide with each other, a state occurs in which the objective lens does not pass the focal point, and the S-curve period is not detected correctly, resulting in inconvenience in the focus search operation. First, this state will be described with reference to FIG.
図6において、(A)は面ぶれを有する合焦点位置(実線)とフォーカスサーチ動作での対物レンズの軌跡(破線)を重ねて表示したもので、(B)はこのときのフォーカスエラーFSを示したものである。
(A)の左端を例にとると、対物レンズは下方から次第に合焦点に近づいて行くが、合焦点が面ぶれのために上方に移動し対物レンズは合焦点を横切ることができない様子を示している。このときのフォーカスエラーFSは、(B)の左端に示すように合焦点の前後のエラー値が点対称でなくなるので正常なS字カーブ特性が得られなくなる。
このように、ディスクの面ぶれの周期とフォーカスサーチに用いるランプ状信号の周期が合致すると、対物レンズが合焦点を通過しきれずに戻ってしまう逆行という現象が発生することがあり、そのときには、フォーカスエラーFSは正しいS字カーブの最大エラー出力が得られていないことになる。
In FIG. 6, (A) shows the in-focus position (solid line) having the surface blur and the locus (dashed line) of the objective lens in the focus search operation, and (B) shows the focus error FS at this time. It is shown.
Taking the left end of (A) as an example, the objective lens gradually approaches the in-focus point from below, but the in-focus point moves upward due to surface blurring and the objective lens cannot cross the in-focus point. ing. The focus error FS at this time cannot obtain a normal S-curve characteristic because the error values before and after the focal point are not point-symmetric as shown at the left end of (B).
As described above, when the period of the disk shake and the period of the ramp-like signal used for the focus search coincide with each other, there may occur a phenomenon that the objective lens returns without being able to pass through the focal point. As for the focus error FS, the maximum error output of the correct S-curve is not obtained.
同図(C)は、フォーカスエラーFSの検出状態を表現したものであるが、ディスクに面ぶれがない場合には存在しない上記逆行の期間がディスク1周に2度含まれている。この(C)に示すフォーカスエラーFSが前記図1の領域判定回路14に入力されると(D)に示す領域判定信号ASが得られ、逆行の期間では幅の狭いパルスが発生するようになる。
本来、ディスクの面ぶれがない場合には、この領域判定信号ASは図2で説明したように、Hレベル期間とLレベル期間の両方ともにS字カーブの期間が1個存在するものである。従って、Hレベル期間とLレベル期間の両方ともフォーカスエラーFSの最大値と最小値を検出しその差分をとればS字カーブの最大振幅値が毎回得られるものである。
このように、本来はHレベル期間とLレベル期間で得られた最大振幅値を前出の図1フォーカスエラー検出回路10への利得制御信号として用いることが可能であるが、図6(D)に示す逆行の期間が発生するときには、Hレベル期間やLレベル期間に必ずしもS字カーブ期間が存在するとは限らなくなる。従って、領域判定信号ASをそのまま用いてHレベル期間やLレベル期間で得た最大振幅値を利得制御に使用することはできないのである。
FIG. 3C shows the detection state of the focus error FS. The reverse period that does not exist when the disk is not shaken is included twice in the circumference of the disk. When the focus error FS shown in (C) is input to the
Originally, when there is no disc surface blur, the area determination signal AS has one S-curve period in both the H level period and the L level period as described with reference to FIG. Accordingly, in both the H level period and the L level period, the maximum amplitude value of the S-shaped curve can be obtained every time by detecting the maximum value and the minimum value of the focus error FS and taking the difference therebetween.
As described above, the maximum amplitude value originally obtained in the H level period and the L level period can be used as a gain control signal to the focus
図7は振幅測定制御回路21の内部を示したブロック図である。この回路はディスクの面ぶれがあるときの前記領域判定信号ASの不都合を補正し、Hレベル期間やLレベル期間に必ずS字カーブ期間が存在する振幅測定区間信号を作成して最大振幅値を得る働きをするものであり、図1に示すように、フォーカスエラー検出回路10からのフォーカスエラー信号FSと領域判定回路14からの領域判定信号ASを入力信号として信号処理し利得制御信号を生成して前記フォーカスエラー検出回路10へ送り込む構成になっている。以下、図7及び信号のタイミングを示す図8を用いて動作を説明する。
FIG. 7 is a block diagram showing the inside of the amplitude
図7において、フォーカスエラー振幅測定回路32は、フォーカスサーチを開始したときに最初にS字カーブ期間を通過したフォーカスエラーFSの最大最小値を測定して最大振幅値を得、次のバンド幅設定回路34でこの最大振幅値に対して所定比率であるT%の振幅値を得て、これをバンド幅情報として次のフォーカスエラーバンド幅範囲内検出回路40へ供給する。
フォーカスエラーバンド幅範囲内検出回路40は、入力のフォーカスエラー信号FSの振幅が前記バンド幅の範囲内か範囲外かを識別し、後述の第1カウンタ42、第2カウンタ44に夫々イネーブル(カウント可)信号を供給する。
In FIG. 7, the focus error
The focus error bandwidth in-
図8において、(A)はフォーカスエラー信号FSと設定したバンド幅の範囲を示したものである。次の(B)はフォーカスエラーバンド幅範囲内検出回路40の内部でフォーカスエラー信号FSがバンド幅範囲を越えた部分をパルス化したバンド外れ信号である。
また(C)は入力の領域判定信号ASであり、(D)はこの領域判定信号ASのエッジ部分のタイミングパルスを示したものである。
次の(E)は第1カウンタ42がカウントしている期間を示し、(F)は第2カウンタ44がカウントしている期間を示している。
In FIG. 8, (A) shows the focus error signal FS and the set bandwidth range. The next (B) is an out-of-band signal obtained by pulsing a portion where the focus error signal FS exceeds the bandwidth range inside the focus error bandwidth in-
(C) shows the input area determination signal AS, and (D) shows the timing pulse at the edge of the area determination signal AS.
Next, (E) shows a period during which the
さて、第1カウンタ42の動作目的は、領域判定信号ASが反転してから後にフォーカスエラー信号FSがバンド幅の範囲に入ったときからの時間を計測し、そこに所定時間とどまって居たときにラッチ信号を出力するものである。このフォーカスエラーがバンド幅内に所定時間居るということは、S字カーブ期間が検出されていないということであり、これは対物レンズが合焦点から十分外れた位置にあることを示すものであるから、この位置で領域判定信号ASの電位をラッチすれば、領域判定信号ASから逆行によるパルスが除かれた形態の信号を得ることができる。
第2カウンタ44の動作目的はフォーカスエラー信号FSに重畳されるノイズのような幅の狭いパルスによって第1カウンタ42が誤動作するのを防止することである。
The purpose of the operation of the
The operation purpose of the
次に、第1、第2カウンタの動作を中心に説明する。
エッジ検出回路36で作成された図8(D)に示すエッジ信号の立下りを起点に、バンド幅測定区間信号回路38で(G)に示すバンド幅測定区間信号が立ち上がる。この立ち上がりから以降に来るバンド幅外れ信号(B)の立下りで(E)に示す第1カウンタ42のイネーブルを立ち上げ、また、バンド幅外れ信号(B)の立上がりで(F)に示す第2カウンタ44のイネーブルを立ち上げる。両カウンタは各イネーブル信号が立ち上がると時間計測を開始する。
第1カウンタ42はイネーブル信号(E)が立ち上がると時間計測を開始し、所定時間Nまでカウントすると計測を停止しそのタイミングでラッチ信号を生成してラッチ回路42へ出力し、バンド幅測定区間信号(G)をカットする。しかし、所定時間Nになる前に第2カウンタ44から下記「第1カウンタのディスエーブル信号」が出力されるとイネーブル信号(E)がカットされ、計測の停止とリセットが行われる。上記の所定時間Nは対物レンズが合焦点から十分離れるのに必要な時間として設定される。
第2カウンタ44はイネーブル信号(F)が立ち上がると時間計測を開始し、所定時間Pまでカウントすると計測を停止し、そのタイミングで「第1カウンタのディスエーブル信号」を出力し、上記したように第1カウンタ42の計測を停止する。しかし、所定時間Pになる前にバンド幅外れ信号(B)に立下り部があるとイネーブル信号(F)はカットされ計測を停止しリセットされる。上記の所定時間Pは突発的に混入するノイズの最大幅時間より大に設定する。
Next, the operation of the first and second counters will be mainly described.
The bandwidth measurement section signal shown in (G) rises in the bandwidth measurement
The
The
以上の構成及び作用により、第1カウンタ42は対物レンズが合焦点から十分離れた位置でラッチ信号を出力することになり、この結果、ラッチ回路46から出力される振幅測定区間信号(H)は、領域判定信号AS(C)に含まれている逆行によって生じたパルスが除去され、且つHレベル期間とLレベル期間に必ずS字カーブ期間を有する振幅測定区間信号が得られることになる。なお、この振幅測定区間信号(H)は、図6では(E)に示してある。
With the above configuration and operation, the
図7に戻り、ラッチ回路46から出力された振幅測定区間信号は、次いで振幅測定回路48に供給され、ここで振幅測定区間信号のHレベル期間とLレベル期間の夫々についてフォーカスエラー信号FSの最大値と最小値を検出し、その差分値である最大振幅値を得る。この最大振幅値は次の利得制御信号生成回路50に入力され、ここで所定の係数演算され利得制御信号となって図1のフォーカスエラー検出回路10に供給される。
Returning to FIG. 7, the amplitude measurement section signal output from the
以上の構成により、本発明によるフォーカス制御装置では、光ディスクの面ぶれの周期とランプ状信号の周期が合致したときの不都合やフォーカスエラー信号に突発的なノイズの混入などがあってもそれらの影響を除去した状態でフォーカスエラー検出回路10の検出回路の定数やレーザ光の強度、光ディスクの反射率等の各種バラツキによるフォーカスエラーの変動を防止でき、安定したフォーカス制御が可能になる。
With the above configuration, in the focus control apparatus according to the present invention, even if there is inconvenience when the period of the optical disc surface shake and the period of the ramp-like signal coincide with each other, or sudden noise is included in the focus error signal, the influence thereof is also affected. In the state where the error is removed, fluctuations in the focus error due to various variations in the constant of the detection circuit of the focus
2…光ピックアップ、4…アクチュエータ、6…対物レンズ、8…光センサ、10…フォーカスエラー検出回路、12…フォーカス制御装置、14…領域判定回路、16…レンズ制御回路、18…遅延回路、19…アクチュエータ制御回路、20…ドライバ、21…振幅測定制御回路、22,24…コンパレータ回路、26,28…立ち上がりエッジ検出回路、30…RSフリップフロップ、32…フォーカスエラー振幅測定回路、34…バンド幅設定回路、36…エッジ検出回路、38…バンド幅測定区間信号生成回路、40…フォーカスエラーバンド幅範囲内検出回路、42…第1カウンタ、44…第2カウンタ、46…ラッチ回路、48…振幅測定回路、50…利得制御信号生成回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Optical pick-up, 4 ... Actuator, 6 ... Objective lens, 8 ... Optical sensor, 10 ... Focus error detection circuit, 12 ... Focus control apparatus, 14 ... Area determination circuit, 16 ... Lens control circuit, 18 ... Delay circuit, 19 ... Actuator control circuit, 20 ... Driver, 21 ... Amplitude measurement control circuit, 22, 24 ... Comparator circuit, 26, 28 ... Rising edge detection circuit, 30 ... RS flip-flop, 32 ... Focus error amplitude measurement circuit, 34 ...
Claims (1)
前記対物レンズが前記照射光を前記記録面に合焦させた合焦位置における前記フォーカスエラー信号値を基準値として、前記対物レンズが前記合焦位置を超えて前記記録面側に接近する方向にあって、前記対物レンズが前記光情報記録媒体に衝突しないように設定された前記フォーカスエラー信号値を第1閾値とし、前記対物レンズが前記合焦位置を超えて前記記録面から遠ざかる方向にあって、前記対物レンズが前記光情報記録媒体から離れ過ぎないように設定された前記フォーカスエラー信号値を第2閾値とする時、前記フォーカスエラー信号が前記第1閾値と前記第2閾値との間に入っていることを判定して出力する領域判定手段と、
前記領域判定手段から出力される領域判定信号に基づいて、前記フォーカスエラー信号が前記第1閾値を超えて前記記録面に近づいた場合に、或いは前記第2閾値を超えて前記記録面から遠ざかる場合に前記合焦位置に戻し、前記フォーカスエラー信号が前記第1閾値と前記第2閾値との間になるように制御して、前記対物レンズを前記光情報記録媒体に衝突させずにフォーカス制御するレンズ制御手段と、
前記対物レンズが前記合焦位置から所定距離だけ離れた複数位置における前記領域判定信号の振幅値から矩形状の複数の振幅測定区間信号を生成し、前記振幅測定区間信号のハイレベル期間とローレベル期間毎に前記フォーカスエラー信号の最大値と最小値を検出して、その差分となる最大振幅値を得て、前記最大振幅値に基づいて前記フォーカスエラー信号の利得を制御する振幅測定制御手段と、
を有することを特徴とするフォーカス制御装置。
The irradiation light is focused on the recording surface of the optical information recording medium via the objective lens, and the objective lens collides with the optical information recording medium based on a focus error signal obtained from the return light from the recording surface. In the focus control device for preventing
Using the focus error signal value at the in-focus position where the objective lens focuses the irradiation light on the recording surface as a reference value, the objective lens moves in the direction approaching the recording surface side beyond the in-focus position. The focus error signal value set so that the objective lens does not collide with the optical information recording medium is set as a first threshold value, and the objective lens is in a direction away from the recording surface beyond the in-focus position. When the focus error signal value set so that the objective lens is not too far from the optical information recording medium is set as the second threshold value, the focus error signal is between the first threshold value and the second threshold value. An area determination means for determining that it is contained and outputting,
When the focus error signal exceeds the first threshold and approaches the recording surface based on the region determination signal output from the region determination means, or when the focus error signal exceeds the second threshold and moves away from the recording surface The focus control is performed without causing the objective lens to collide with the optical information recording medium by controlling the focus error signal to be between the first threshold value and the second threshold value. Lens control means;
A plurality of rectangular amplitude measurement section signals are generated from the amplitude values of the region determination signals at a plurality of positions where the objective lens is separated from the in-focus position by a predetermined distance, and a high level period and a low level of the amplitude measurement section signal are generated. Amplitude measurement control means for detecting a maximum value and a minimum value of the focus error signal for each period, obtaining a maximum amplitude value as a difference between them, and controlling a gain of the focus error signal based on the maximum amplitude value; ,
A focus control device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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