JP2577209B2

JP2577209B2 - フオ−カスサ−ボ装置

Info

Publication number: JP2577209B2
Application number: JP14917986A
Authority: JP
Inventors: 諭草野
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JPS637523A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、フォーカスサーボ装置に関し、特に光学式
情報再生装置におけるフォーカスサーボ装置に関する。

［発明の技術的背景と問題点］ビデオディスクプレーヤ等の光学式情報再生装置にお
けるフォーカスサーボ装置として第７図及び第８図に示
す如き装置が公知である。第７図は、光学式情報再生装
置のピックアップ装置を示す図であり、レーザダイオー
ド等のレーザ光源１から発せられたレーザ光は、コリメ
ータレンズ２によって平行光線にされた後ビームスプリ
ッタ３、偏光方向を変えるための1/4波長板４及びフォ
ーカスレンズ５を経て記録媒体６の記録面上に集光され
て情報検出用スポット光となる。記録媒体６の記録面か
らの反射光は、フォーカスレンズ５及び1/4波長板４を
通った後ビームスプリッタ３に入射して入射光と情報を
含む反射光とが分離される。ビームスプリッタ３によっ
て分離された反射光は、凸レンズ７及びシリンドリカル
レンズ８を経て４分割ディテクタ９に入射する。尚、シ
リンドリカルレンズ８を経た反射光の光束の断面の形状
が円形となる位置に受光面が配置されるように４分割デ
ィテクタ９が配置されている。

第８図に示す如く、４分割ディテクタ９は、互いに直
交する２本の直線が境界線となる如く互いに近接配置さ
れた４つの受光素子D₁〜D₄からなっている。これら４つ
の受光素子D₁〜D₄の境界線となっている２本の直線の交
点Ｐに関して対称な受光素子D₁及びD₃の各出力は加算器
11で加算され、受光素子D₂及びD₄の各出力は加算器12で
加算される。これら加算器11及び12の各出力は減算器13
及び加算器14に供給される。この減算器13の出力がフォ
ーカスエラー信号としてイコライザ15によって位相補償
されたのち切替スイッチ16の１入力となっている。

また、加算器14の出力はコンパレータ17に供給されて
基準電圧Vrと比較される。コンパレータ17の出力は積分
回路18を介して切替スイッチ16の制御入力となってい
る。切替スイッチ16には所定レベルの駆動信号を発生す
る駆動信号発生回路18の出力が他入力として供給されて
いる。切替スイッチ16は、制御入力が高レベルのとき例
えばイコライザ15の出力を選択的に出力しかつ制御入力
のレベルが低レベルのとき例えば駆動信号回路18の出力
を選択的に出力するように構成されている。この切替ス
イッチ16の出力はフォーカスアクチュエータ駆動回路19
に供給され、ピックアップ内のフォーカスレンズ６をそ
の光軸方向に変位せしめるフォーカスアクチュエータ
（図示せず）が駆動される。

以上の構成において、加算器14は光量検出手段として
作用し、４分割ディテクタ９の入射光量に応じたレベル
の光量検出信号が加算器14から出力される。この光量検
出信号のレベルが基準電圧Vrより高いときコンパレータ
17の出力が高レベルになるようにすると、４分割ディテ
クタ９の入射光量が十分大であれば、切替スイッチ16か
ら位相補償されたフォーカスエラー信号が選択的に出力
されてフォーカスレンズ５の記録面に対する相対的な位
置が正確に制御される。また、光量検出信号が積分回路
18の時定数によって定まる時間Ｔ以上に亘って基準電圧
Vr以下になったとき、切替スイッチ16から駆動信号発生
回路18の出力である所定レベルの駆動信号が選択的に出
力される。この所定レベルの駆動信号によってフォーカ
スレンズ５が記録媒体６の記録面から十分遠い位置に変
位するようにすれば、レーザ光源１等の異常によってレ
ーザ光の光量が低下してフォーカスレンズ５の記録面に
対する相対的な位置が誤って制御されてもフォーカスレ
ンズ５の記録面への接触等の不具合が防止される。尚、
ドロップアウト等による４分割ディテクタ９への入射光
の瞬断によって光量検出信号のレベルが低下する時間が
Ｔ以下であるような場合には切替スイッチ16による信号
切替はなされず、フォーカスサーボがロック状態を保つ
ようになっている。

ところが、４分割ディテクタ９への入射光量が規定値
以下になったときにはフォーカスエラー信号は、レーザ
ビームの収束点のずれに正確に対応したものとはならな
いので、４分割ディテクタ９の入射光量が規定値以下に
なったときはフォーカスサーボループに外乱が与えられ
ることとなる。このため、フォーカスレンズ５が合焦位
置（制御中心）から外れ、ドロップアウトの如く４分割
ディテクタ９への入射光量の低下の原因が時間Ｔ以内に
消滅しても４分割ディテクタ９への入射光量が規定値以
上にならず、切替スイッチ16による信号切替がなされて
フォーカスサーボの再立上げ動作が起動され、情報再生
が一時中断されるという問題点があった。

このような問題に対して、受光素子への入射光量に応
じたレベルを有する光量検出信号を生成し、この光量検
出信号のレベルが所定値より大のときはフォーカスエラ
ー信号によってフォーカスレンズの情報記録再生に対す
る相対的な位置を制御し、かつ光量検出信号のレベルが
所定値以下のときは光量検出信号のレベルが所定値以下
になる直前のフォーカスエラー信号を保持することによ
り、フォーカスレンズの情報記録面に対する相対的な位
置を制御しようとするものが知られている。

かかる構成を第１図を参照して説明する。

第１図において、第７図に示すピックアップ装置内に
配置されている４分割ディテクタ９、加算器11、12、1
4、減算器13、イコライザ15、コンパレータ17は、第８
図の装置と同様に接続されている。しかしながら、本例
においてはコンパレータ17の出力はカウンタタイマ20の
トリガ入力端子に供給されると同時に切替スイッチ21に
制御信号として供給されている。カウンタタイマ20は、
トリガ入力が低レベルになったときから高レベルになる
まで所定時間おきに計数値を変化させ、この計数値が所
定値に等しくなったとき例えば高レベルの所定時間経過
信号を出力するように構成されている。このカウンタタ
イマ20の出力は、切替スイッチ21に制御信号として供給
されている。切替スイッチ21には、イコライザ15、前値
ホールド回路22及び駆動信号発生回路18の各出力が供給
されている。前値ホールド回路22は、イコライザ15の出
力を若干遅延させつつコンパレータ17の出力が低レベル
になる直前においるイコライザ15の出力を保持して出力
するように構成されている。切替スイッチ21は、制御信
号によってこれらイコライザ15、前値ホールド回路22及
び駆動信号発生回路18の出力のうちの１つを選択的に出
力するように構成されている。この切替スイッチ21の出
力がフォーカスアクチュエータ駆動回路19に供給されて
いる。

以上の構成において、光量検出信号のレベルが基準電
圧Vrより高くかつ所定時間経過信号が存在しないときは
切替スイッチ21からイコライザ15の出力が選択的に出力
され、光量検出信号のレベルが基準電圧Vr以下でありか
つ所定時間経過信号が存在しないときは切替スイッチ21
から前値ホールド回路22の出力が選択的に出力され、光
量検出信号のレベルが基準電圧Vr以下でありかつ所定時
間経過信号が存在するときは切替スイッチ21から駆動信
号発生回路18の出力が選択的に出力されるものとする。
そうすると、スキャン動作やドロップアウト等によって
４分割ディテクタ９への入射光量が低下してレーザビー
ムの収束点のずれに正確に対応したフォーカスエラー信
号が得られなくなったとき、４分割ディテクタ９への入
射光量の低下直前のフォーカスエラー信号が保持され、
保持されたフォーカスエラー信号によってフォーカス制
御が成される。

このような構成においては、前記したとおり、スキャ
ン動作やディスクに起因するドロップアウト等によって
４分割ディテクタ９への入射光量が低下してレーザービ
ームの収束点のずれに正確に対応したフォーカスエラー
信号が得られなくなったとき、４分割ディテクタ９への
入射光量の低下直前のフォーカスエラー信号を保持する
ものになっているが、ディスクにおけるドロップアウト
によるフォーカスエラーはディスクの反りによる変形に
よるものが支配的であり、フォーカスエラー信号はディ
スク半径方向、即ちディスク回転周期に強い相関を持つ
ことになり、一周期前即ち隣接トラックにおけるエラー
量はほとんど等しくなる。したがって、このような一周
期前のフォーカスエラーを保持することが望まれる。

しかしながら、前記した構成にあっては、単に入射光
量の低下直前のフォーカスエラー信号を保持しているた
め、再生地点でのフォーカスエラー信号と低下直前のフ
ォーカスエラー信号とが同一ではなくこのため、正確に
フォーカス制御を行うことが困難であった。

［発明の概要］本発明は、上記の如き従来のフォーカスサーボ装置の
欠点を除去すべく成されたものであって、受光素子への
入射光量の低下原因が短時間で消滅したときは情報再生
を中断させることなく良好なフォーカス制御をなすこと
ができるフォーカスサーボ装置を提供することを目的と
する。

本発明によるフォーカスサーボ装置は、記録ディスク
の情報記録面に垂直な方向に移動可能なフォーカスレン
ズと前記情報記録面との距離を制御するフォーカスサー
ボ装置であって、前記情報記録面にて反射された反射光
を受光する受光素子と、前記受光素子の出力によってフ
ォーカスエラー信号を生成するエラー信号生成手段と、
前記受光素子への入射光量に応じたレベルを有する光量
検出信号を出力する光量検出手段と、ディスク回転周期
における一周期前のフォーカスエラー信号を保持する保
持手段と、前記光量検出信号が前記所定値以下に低下し
ている時間が所定時間に亘った場合に所定時間経過信号
を発する計測手段と、前記エラー信号生成手段の出力と
前記保持手段の出力とを切り換えるスイッチ手段と、前
記スイッチ手段の中継出力に基づいて前記フォーカスレ
ンズを前記情報記録面に対して駆動して情報検出用スポ
ットを生成する駆動手段と、を含み、前記スイッチ手段
は、前記光量検出信号のレベルが前記所定値より大のと
きは前記フォーカスエラー信号を中継出力し、前記光量
検出信号のレベルが前記所定値以下のときは前記保持手
段のディスク回転周期における一周期前の出力を中継出
力し、前記駆動手段は、前記所定時間経過信号が発せら
れたときは前記フォーカスレンズを所定位置に移動せし
めるようにした構成となっている。

［発明の実施例］以下、本発明の実施例について、第２図乃至第６図を
参照して説明する。

特に、本願の構成はフォーカスエラー信号を保持する
保持手段が第１図におけるフォーカスサーボ装置と異な
っており、従って、この保持手段について説明する。

第２図は、本発明の実施例を示すブロック図であり、
４分割ディテクタ９、加算器11、12、14及び減算器13
は、第１図の装置と同様に接続されている。しかしなが
ら、本願においては減算器13の出力はA/D（アナログ・
ディジタル）コンバータ23によってディジタル化された
のちマイクロコンピュータ24に供給されている。また、
加算器14の出力は、A/Dコンバータ25によってディジタ
ル化されたのちマイクロコンピュータ24に供給されてい
る。マイクロコンピュータ24におけるプロセッサはROM
（Read Only Memory）26に予め格納されかつ第３図に
示す如きフローチャートに基づくプログラムに従ってRA
M27の所定領域を作業領域として入力データを処理し、
フォーカスレンズ６を駆動制御するためのデータを生成
してD/Aコンバータ28に供給する。D/Aコンバータ28の出
力はフォーカスアクチュエータ駆動回路19に供給され
る。

以上の構成においてマイクロコンピュータ24における
プロセッサの動作を第３図のフローチャートに沿って説
明する。

プロセッサは、フォーカスサーボがロック状態のとき
制御を行うためのサブルーチンを呼び出す命令によって
ステップS1に移動してA/Dコンバータ23及び26からそれ
ぞれ出力されるフォーカスエラーデータ及び光量検出デ
ータを取込む。次いで、プロセッサは光量検出データが
所定値以上であるか否かを判定する（ステップS2）。ス
テップS2において光量検出データが所定値以上であると
判定されたときは、プロセッサはカウンタとして用いる
RAM27の所定番地の内容を０にする（ステップS3）。次
いで、プロセッサはフォーカスエラーデータを所定のイ
コライザ特性に対応する処理手順で演算処理する（ステ
ップS4）。次いで、プロセッサはステップS4の演算処理
によって得られたデータVnをRAM27に記憶すると共にD/A
コンバータ28に供給し（ステップS5）、メインルーチン
の実行を再開する。

ステップS2において光量検出データが所定値より小で
あると判定されたときは、プロセッサはステップS6に移
行してカウンタとして用いるRAM27の所定番地の内容に
１を加算する。次いで、プロセッサはRAM27の内容が所
定値以上になったか否かを判定する（ステップS7）。ス
テップS7においてRAM27の所定番地の内容が所定値より
小であると判定されたときは、プロセッサはステップS4
の演算処理によって得られたデータVnのディスク回転周
期の一周期前のデータを予測値ViとしてD/Aコンバータ2
8に供給し（ステップS8）、メインルーチンの実行を再
開する。

ステップS7においてRAM27の所定番地の内容が所定値
以上であると判定されたときは、プロセッサはステップ
S9に移行してROM26の所定番地に予め格納されているデ
ータを読みだしてD/Aコンバータ28に供給し、フォーカ
スレンズ５を記録面から十分離れた位置に移動させ、メ
インルーチンの実行を再開する。

以上の如き装置においては、第３図のフローチャート
におけるステップ８の動作で示すとおり、予測値Viとし
てディスク回転の一周期前のデータを用いている。この
場合は、第４図（Ａ）に示す如く時刻t1において４分割
ディテクタ９への入射光量が規定値以下になって同図
（Ｂ）に示す如くフォーカスエラー信号ａが時刻t1にお
いて欠損しても、D/Aコンバータ28に供給されるデータ
は同図（Ｂ）に実線ｂで示す如く欠損せず、良好なフォ
ーカス制御がなされる。

［発明の効果］以上詳述した如く本発明によるフォーカスサーボ装置
は、受光素子への入射光量に応じたレベルを有する光量
検出信号を生成し、この光量検出信号のレベルが所定値
より大のときはフォーカスエラー信号によってフォーカ
スレンズの情報記録面に対する相対的な位置を制御しか
つ検出信号のレベルが所定値以下のときは光量検出信号
のレベルが所定値以下になるディスク回転周期における
一周期前のフォーカスエラー信号に基づく予測信号によ
ってフォーカスレンズの情報記録面に対する相対的な位
置を制御しかつ光量検出信号のレベルが所定時間に亘っ
て所定値以下になったときフォーカスレンズを所定位置
に移動させるようにした構成となっている。従って、本
発明によれば受光素子への入射光量が低下して正確なフ
ォーカスエラー信号が得られなくなっても入射光量の低
下するディスク回転周期における一周期前のフォーカス
エラー信号信号に基づいて生成されかつフォーカスレン
ズの位置に対応した予測信号によってフォーカス制御が
行なわれることとなる。このため、受光素子への入射光
量の低下原因が短時間で消滅すれば、フォーカスサーボ
がロック状態を維持し得ることとなり、情報再生が中断
されることがなくなって情報再生能力を高くすることが
できるのである。

特に、本発明においては光量検出信号のレベルが所定
値以下のときは光量検出信号のレベルが所定値以下にな
る一周期前のエラー信号を保持することにより、ディス
クの傾き変形によるドロップアウトにおいても、再生時
点でのフォーカスエラーと同等なエラー信号が得られ、
フォーカス制御が正しく行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のフォーカスサーボ装置を示すブロック
図、第２図は、本発明の実施例を示すブロック図、第３
図は、第２図の装置の動作を示すフローチャート、第４
図は、第２図の装置の各部の動作を示す波形図、第５図
は、光学式情報再生装置のピックアップ装置における光
学系の模式図、第６図は、従来のフォーカスサーボ装置
を示すブロック図である。主要部分の符号の説明５……フォーカスレンズ９……４分割ディテクタ 11,12,14……加算器 13……減算器 15……イコライザ 17……コンパレータ 21……切替スイッチ 22……前値ホールド回路 23,25……A/Dコンバータ 24……マイクロコンピュータ 28……D/Aコンバータ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ディスクの情報記録面に垂直な方向に
移動可能なフォーカスレンズと前記情報記録面との距離
を制御するフォーカスサーボ装置であって、前記情報記
録面にて反射された反射光を受光する受光素子と、前記
受光素子の出力によってフォーカスエラー信号を生成す
るエラー信号生成手段と、前記受光素子への入射光量に
応じたレベルを有する光量検出信号を出力する光量検出
手段と、ディスク回転周期における一周期前のフォーカ
スエラー信号を保持する保持手段と、前記光量検出信号
が前記所定置以下に低下している時間が所定時間に亘っ
た場合に所定時間経過信号を発生する計測手段と、前記
エラー信号生成手段の出力と前記保持手段の出力とを切
り換えるスイッチ手段と、前記スイッチ手段の中継出力
に基づいて前記フォーカスレンズを前記情報記録面に対
して駆動して情報検出用スポットを生成する駆動手段
と、を含み、前記スイッチ手段は、前記光量検出信号の
レベルが前記所定値より大のときは前記フォーカスエラ
ー信号を中継出力し、前記光量検出信号レベルが前記所
定値以下のときは前記保持手段のディスク回転周期にお
ける一周期前の出力を中継出力し、前記駆動手段は、前
記所定時間経過信号が発せられたときは前記フォーカス
レンズを所定位置に移動せしめることを特徴とするフォ
ーカスサーボ装置。