JP3033066B2 - フォーカス位置の調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レ−ザ等の光源を用い
て光学的に記録媒体上に信号を記録し、この記録された
信号を再生する光学式記録再生装置において利用され、
特に記録媒体上に照射されている光ビ−ムの収束状態が
常に所定の収束状態になるように制御するフォ−カス制
御の目標位置であるフォ−カス位置の調整装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学式記録再生装置における制御
系は、マイクロコンピュ−タの導入により、その自動調
整機能が開発され搭載されつつある。従来のフォ−カス
制御装置では、例えば特公昭６１−１４５７５号公報に
記載されてるように、そのオフセットすなわちフォ−カ
ス制御の目標位置（以下フォ−カス位置と称す）の調整
を予め記録された信号を再生し、その信号振幅を計測、
処理することによって実行するものがある。

【０００３】以下に従来のフォ−カス制御装置のフォ−
カス位置の調整方法について説明する。図１６において
１は光源、２は光変調器、３は光ビ−ムを作成するピン
ホ−ル板、４は中間レンズ、５は半透明鏡、６は光源１
から発生する光ビ−ム、７は回転可能な素子に取り付け
られた全反射鏡、８は収束レンズ、９は収束レンズ８を
上下に移動させるための駆動装置、１０は予め調整用の
信号が記録されている記録媒体、１１は信号検出用の分
割光検出器、１２ａ、１２ｂはプリアンプ、１３は差動
増幅器である。差動増幅器１３の出力であるトラックず
れ信号（以下ＴＥと称す。）は、トラッキング制御のた
めに全反射鏡７を回転させる素子の駆動回路１４に入力
されている。また、１５は光ビ−ム６が記録媒体１０に
よって反射された反射ビ−ム、１６はフォ−カス制御用
の分割光検出器、１７ａ，１７ｂはプリアンプ、１８は
差動増幅器、１９は駆動装置９の駆動回路、２０は記録
媒体１０を透過した光ビ−ム６の透過光である。

【０００４】この装置におけるフォ−カス制御について
説明する。収束レンズ８へ光軸をずらして入射させた光
ビ−ム６を記録媒体１０上へ収束させ、その反射ビ−ム
を半透明鏡５により分離して分割光検出器１６上へ照射
する。このとき光ビ−ム６は収束レンズ８へ光軸をずら
して入射させているので記録媒体１０の上下動に応じて
反射ビ−ム１５の位置が移動する。そこで、この反射ビ
−ム１５の移動を分割光検出器１６で検出し、差動増幅
器１８より出力されるフォ−カスずれ信号に応じて収束
レンズ８を駆動装置９により駆動して、光ビ−ムが記録
媒体１０上で所定の収束状態になるように制御する。

【０００５】次にこの装置のフォ−カス位置の調整方法
について説明する。記録媒体１０は特定の周波数の信号
がスパイラル状に予め記録されている。記録媒体１０を
回転させた状態で、光ビ−ムを照射しかつフォ−カス制
御をかけると、分割光検出器１１の和信号を出力する和
回路２１には図１８（Ａ）のような再生信号出力２２が
得られる。ここで横軸は時間軸であり、Ｔは記録媒体１
０の回転の一周期を示す。再生信号出力２２は記録媒体
１０上の光ビ−ムのスポット径により異なり、フォ−カ
スが合った時、つまり正しいフォ−カス位置に制御され
たときにスポット径が略略最小となって再生信号出力が
最大振幅となる。

【０００６】図１７は記録媒体１０上の光ビ−ム６のス
ポットのビ−ム径を変化させたときのフォ−カス位置の
移動と再生信号振幅の関係（以下この関係をデフォ−カ
ス特性と称す）を示したものであり、Ｘ軸は光ビ−ムの
フォ−カス位置が記録媒体１０上の最適な位置にあると
きを零として上下に移動した移動量を示し、Ｙ軸は和回
路２１の信号出力の最大値を示している。光ビ−ム６の
収束点が正しく記録媒体１０上にあるときには光ビ−ム
のスポット径は最小となり、したがって和回路２１の出
力は最大となる。和回路２１の出力はエンベロ−プ検波
回路２６、ピ−クホ−ルド回路２７を介して電圧指示装
置２８に入力されている。よって従来は和回路２１の出
力である再生信号の振幅が最大になるように、すなわち
電圧指示装置２８の指示値が最大になるように反射ビ−
ム１５と分割光検出器１６との位置関係を分割光検出器
１６上の境界線と垂直な方向にマイクロメ−タ３５で動
かして、最適なフォ−カス位置になるよう調整してい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の技術においては、光ビ−ムを最適な収束状態にする
ために記録媒体上に記録された信号の再生振幅を実測
し、それが最大となるようにフォ−カス位置を調整して
いた。ところがディスク１０の面振れが大きいと再生信
号の波形は図１８（Ａ）のように一回転中で振幅が変化
し、さらに調整用の信号の記録されているトラックの一
部に傷、ゴミがあると再生信号の波形は図１８（Ｂ）に
示すようになり、その部分では振幅が著しく低下してし
まう。このような状態でフォ−カス位置を移動させ、再
生信号振幅を測定するとデフォ−カス特性は図１９のよ
うになる。したがって実際にフォ−カス位置がずれて、
振幅が小さくなっているのか、面振れあるいは傷等の影
響で振幅が小さくなっているのかが判別できず、正確な
調整ができないという課題を有していた。

【０００８】本発明は上記従来のフォーカス位置調整の
方法の課題を解決するもので、外部から何らかの力が加
わったり、経時変化等によりフォ−カス制御系の状態が
変わった場合に、その状態を検出し自動的にフォ−カス
位置の調整を行うことにより常に光ビ−ムを記録媒体上
に正しく収束し、記録媒体上に信号を品質良く記録、あ
るいは記録媒体上の信号を品質良く再生できるフォーカ
ス位置の調整装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の第１の構成は、同心円あるいはスパイラル状
の情報トラックを有し、その情報トラックを、位置情報
を示すアドレス部によって、円周方向に分割した円盤状
の記録媒体に向けて、光ビームを収束照射する収束手段
と、前記収束手段により収束された光ビームの収束点を
前記記録媒体面と実質上垂直な方向に移動する移動手段
と、前記記録媒体上の光ビームの収束状態に対応した信
号を発生する収束状態検出手段と、前記収束状態検出手
段の信号に応じて前記移動手段を駆動し、前記記録媒体
に照射している光ビームの収束状態が実質上一定になる
ように制御するフォーカス制御手段と、前記光ビームが
記録媒体のアドレス部に位置していることを検出するア
ドレス部検出手段と、前記記録媒体のデータ部の信号振
幅の欠落を検出する信号欠落検出手段と、前記アドレス
部検出手段及び前記信号欠落検出手段の検出信号が出力
されていない時に、前記フォーカス制御手段の目標位置
を変化させたときの目標位置に対するデータ部の再生信
号振幅を計測するデータ部信号振幅計測手段と、前記デ
ータ部の再生信号振幅が実質上最大となる前記フォ−カ
ス制御手段の目標位置を探索する最大振幅点探索手段
と、前記最大振幅点探索手段の探索結果に基づき、前記
移動手段を所定量移動し、前記フォーカス制御手段の最
適な目標位置を調整するフォーカス目標位置調整手段と
を備えたことを特徴とするフォ−カス位置の調整装置で
ある。

【００１０】また本発明の第２の構成は、光ビ−ムを、
回転している記録媒体に向けて収束する収束手段と、前
記収束手段により収束された光ビ−ムの収束点を前記記
録媒体面と実質上垂直な方向に移動する移動手段と、前
記記録媒体上の光ビ−ムの収束状態に対応した信号を発
生する収束状態検出手段と、前記収束状態検出手段の信
号に応じて前記移動手段を駆動し、前記記録媒体上に照
射している光ビ−ムの収束状態が実質上一定になるよう
に制御するフォ−カス制御手段と、光ビ−ムが記録媒体
を透過した透過光あるいは記録媒体により反射した反射
光により記録媒体上に記録されている信号を検出する信
号検出手段と、前記フォ−カス制御手段の目標位置を変
える目標位置可変手段と、前記目標位置可変手段により
前記フォ−カス制御手段の目標位置を変化させたときの
最初の目標位置に対する前記信号検出手段の信号振幅
を、記録媒体の回転に同期をとって所定の時間毎に計測
する回転同期振幅計測手段と、前記回転同期振幅計測手
段により所定の時間毎に計測した振幅値を一回転期間記
憶する一回転振幅記憶手段と、前記一回転振幅記憶手段
に記憶した各時間毎あるいは所定の回転位置毎の値の増
減関係に基づき、以降所定の時間毎及び所定の回転位置
毎に目標位置を変化させて前記信号検出手段の信号振幅
を前記回転同期振幅計測手段によって計測した各計測値
を補正する振幅補正手段と、前記振幅補正手段により補
正された各目標位置に対する信号検出手段の信号振幅に
基づいて、前記信号検出手段の信号振幅が実質上最大と
なるフォ−カス制御手段の目標位置を探索する最大振幅
点探索手段と、前記最大振幅点探索手段の探索結果に基
づき、前記移動手段を所定量移動し、前記フォーカス制
御手段の最適な目標位置を調整するフォーカス目標位置
調整手段とを備えたことを特徴とするフォ−カス位置の
調整装置である。

【００１１】また本発明の第３の構成は、光ビ−ムを回
転している記録媒体に向けて収束する収束手段と、前記
収束手段により収束された光ビ−ムの収束点を前記記録
媒体の面と実質上垂直な方向に移動する移動手段と、前
記記録媒体上の光ビ−ムの収束状態に対応した信号を発
生する収束状態検出手段と、前記収束状態検出手段の信
号に応じて前記移動手段を駆動し、前記記録媒体上に照
射している光ビ−ムの収束状態が実質上一定になるよう
に制御するフォ−カス制御手段と、光ビ−ムが前記記録
媒体を透過した透過光あるいは前記記録媒体により反射
した反射光により前記記録媒体上に記録されている信号
を検出する信号検出手段と、前記収束状態検出手段の信
号を記録媒体の回転に同期をとって記録媒体が一回転す
る期間計測する第１の計測手段と、前記フォ−カス制御
手段の目標位置を変える目標位置可変手段と、前記目標
位置可変手段により前記フォ−カス制御手段の目標位置
を変化させたときの各目標位置に対する前記信号検出手
段の信号振幅を、第１の計測手段と同じく記録媒体の回
転に同期をとって計測する第２の計測手段と、前記第１
の計測手段によって計測した各回転位置に対する収束状
態検出手段の信号の増減関係に基づき、同じ回転位置で
前記第２の計測手段によって計測した各目標位置に対す
る信号検出手段の信号振幅に補正をかける振幅補正手段
と、前記振幅補正手段によって補正された各目標位置に
対する信号検出手段の信号振幅に基づき前記信号検出手
段の信号振幅が実質上最大となる前記フォ−カス制御手
段の目標位置を探索する最大振幅点探索手段と、前記最
大振幅点探索手段の探索結果に基づき、前記移動手段を
所定量移動し、前記フォーカス制御手段の最適な目標位
置を調整するフォーカス目標位置調整手段とを備えたこ
とを特徴とするフォ−カス位置の調整装置である。

【実施例】以下本発明のフォーカス位置の調整装置に関
連する技術であるフォ−カス位置の調整方法とそれによ
って調整を行うフォ−カス位置の調整装置について図面
を参照しながら説明する。

【００２０】図１はその関連技術の一例であるフォ−カ
ス位置の調整装置の構成を示すブロック図である。従来
のフォ−カス制御装置と同様の部分には同じ番号を付
し、その説明を省略する。

【００２１】モ−タ４８０によって回転している記録媒
体１０上に光ビ−ム６を照射しかつフォ−カス制御をか
けて記録媒体１０上に予め記録された所定の周波数の信
号を再生すると、分割光検出器１１の和信号である和回
路２１の出力より再生信号が得られる。この和回路２１
の出力はエンベロ−プ検波回路２６、ＡＤ変換器４０を
介し、マイクロコンピュ−タ４２に入力されている。マ
イクロコンピュ−タ４２はＡＤ変換器４０からの入力に
よって、再生信号振幅を計測し、光ビ−ム６の記録媒体
１０上の収束状態すなわち光ビ−ム６のフォ−カス位置
を検出することができる。

【００２２】マイクロコンピュ−タ４２はＡＤ変換器４
０からの入力を記憶するためのＲＡＭ４６を備えてお
り、またマイクロコンピュ−タ４２はＤＡ変換器４１を
介して、フォ−カス位置を移動するため、予め設定され
た移動デ−タを所定の電圧に変換し合成回路４３に入力
する。合成回路４３はその移動デ−タに対応する電圧を
フォ−カス制御系に加えて所定の間隔でステップ的にフ
ォ−カス位置を移動し、記録媒体１０上の光ビ−ム６の
収束状態を変化させる。ＲＡＭ４６には変化させた光ビ
−ム６の収束状態に対応する再生信号振幅が数値として
記憶される。

【００２３】マイクロコンピュ−タ４２はＲＡＭ４６に
記憶された値を処理することによって、最適なフォ−カ
ス位置に移動するための調整デ−タを算出し、ＤＡ変換
器４１、合成回路４３を介してフォ−カス制御系に加
え、記録媒体１０上の光ビ−ム６の収束状態を最適な状
態にする。

【００２４】また分割光検出器１６のそれぞれの信号出
力はプリアンプ１７ａ、１７ｂを介して和回路４４に入
力されている。和回路４４の出力信号は記録媒体１０上
より反射された光ビ−ム６の全光量に比例した信号であ
り、除算器４５に入力されている。除算器４５には差動
増幅器１８の出力信号すなわち光ビ−ム６のフォ−カス
位置からの誤差を表すフォ−カスずれ信号も入力されて
おり、除算器４５は差動増幅器１８の出力信号を和回路
４４の出力信号で割算した信号を出力する。よって記録
媒体１０の反射率、光源１の光量等が変化してフォ−カ
スずれ信号の検出系のゲインが変動しても単位フォ−カ
スずれに対する除算器４５の出力信号は略略一定とな
る。よってマイクロコンピュ−タ４２が同じデ−タを出
力し、同じ電圧を合成回路４３でこの除算器４５の出力
信号に加えたとき、光ビ−ムのフォ−カス位置の移動量
は常に一定である。したがってマイクロコンピュ−タ４
２はフォ−カスずれ信号の検出系のゲイン変動にかかわ
らず出力した調整デ−タにより光ビ−ム６のフォ−カス
位置の調整を正確に行うことができる。また和回路２１
の出力信号である再生信号も光ビ−ム６の全光量に比例
した信号であるので、和回路４４の出力信号の代わりに
和回路２１の出力信号あるいは和回路４４の出力信号と
和回路２１の出力信号の和信号を除算器４５に入力して
割算を実行しても同様の効果を得ることができる。

【００２５】また和回路２１の出力はＩＮＤＥＸ、セク
タマ−ク検出回路４７に入力されている。ＩＮＤＥＸ、
セクタマ−ク検出回路４７は再生信号を処理し、記録媒
体１０上のトラックに記録されているＩＮＤＥＸマ−
ク、及びセクタマ−クを検出し、それに対応したゲ−ト
信号ＩＤ、ＳＭを出力する。ＩＤはＩＮＤＥＸマ−クを
検出した信号で、１回転に１パルス出力され、スチルジ
ャンプを実行しているセクタ（以下ジャンピングセクタ
と称す）を示す。ＳＭはセクタマ−クを検出した信号
で、トラックを円周方向の記録ブロックに分割したセク
タごとに１パルス出力される。図２はこのＩＤ、ＳＭ及
び和回路２１の出力である再生信号およびエンベロ−プ
検波回路２６の出力、フォ−カス誤差信号を示す除算器
４５の出力の関係を示すタイミングチャ−トである。

【００２６】次に上述した図１のフォ−カス位置の調整
装置の中のマイクロコンピュ−タ４２によるフォ−カス
位置の調整方法について詳しく説明する。図３は設定さ
れた調整デ−タによって所定の間隔でステップ的にフォ
−カス位置を移動した時、各フォ−カス位置における１
回転中の再生信号（和回路２１の出力信号）を示す波形
図である。

【００２７】図４は設定された移動デ−タによって所定
の間隔でステップ的にフォ−カス位置を移動した時の記
録媒体１０に対する光ビ−ムのフォ−カス位置と、セク
タごとに計測した再生信号振幅との関係（以下この関係
をデフォ−カス特性と称す。）を示した特性図であり、
Ｘ軸はＤＡ変換器４１の出力電圧、つまり最初のフォ−
カス位置を零とした上下の移動量を示し、Ｙ軸はＡＤ変
換器４０からマイクロコンピュ−タ４２へ入力され、平
均化された再生信号の振幅を示している。

【００２８】マイクロコンピュ−タ４２は所定の間隔で
Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、・・・とフォ−カス位置を移動して
いき、移動した各々のフォ−カス位置でエンベロ−プ検
波回路２６の出力をＡＤ変換器４０を介して取り込む。
ここで図２、図３に示すように再生信号は面振れの影響
でセクタごとに振幅がばらつく。またスチルジャンプを
おこなっているセクタは、そのジャンピング期間中信号
が欠落する。よってマイクロコンピュ−タ４２は、ＩＮ
ＤＥＸ、セクタマ−ク検出回路４７より入力されている
ＩＤによってジャンピングセクタを検出し、そのセクタ
の再生信号の振幅は計測しないようにする。次にＩＮＤ
ＥＸ、セクタマ−ク検出回路４７より入力されているＳ
Ｍの立ち上がりエッジ（あるいは立ち下がりエッジ）か
らエンベロ−プ検波回路２６が十分応答する時間Ｔたっ
た後、サンプリングしＡＤ変換器４０により振幅値を計
測する。図５はこのＳＭ及びエンベロ−プ検波回路２６
の出力とＡＤ変換のタイミングを示す図２の一部を拡大
したタイミングチャ−トである。

【００２９】マイクロコンピュ−タ４２は、図５に示す
ようにジャンピングセクタの次のセクタから、ＳＭによ
ってＡＤ変換のタイミングをとり、図５中ａ点、ｂ点の
ように振幅の安定した部分の計測を記録媒体１０が１回
転する間、順次行い、その振幅の平均値を算出する。図
３に示すように再生信号の振幅値は面振れ等によって増
減するが、１回転中の同じ位置すなわち同じセクタで
は、フォ−カス位置に応じて変化する。したがってジャ
ンピングセクタを除いた１回転の各セクタの再生信号の
振幅の平均をとって、一つのフォ−カス位置に対する再
生信号振幅としてＲＡＭ４６に記憶し、次のフォ−カス
位置へ移動し処理を繰り返す。

【００３０】ところで図５中に示したようにＡＤ変換を
行うタイミングを決める時間Ｔをセクタ内のジャンピン
グのタイミング及びその速度に応じて調節すれば、ジャ
ンピングセクタの信号振幅も区別することなく取り込む
こともできる。

【００３１】またこの関連技術の例においては、調整用
のトラック上に傷あるいは塵の付着によって振幅が低下
または、欠落している場合でも１回転の平均をとってい
るので、それによって発生する誤差は少なくなる。

【００３２】実際の最適なフォ−カス位置の見つけ方
は、例えばフォ−カス位置を移動しては再生信号振幅を
順次比較し、その振幅が最大になる点を見つける方法、
あるいはフォ−カス位置と再生信号振幅の関係を関数に
近似する方法等があるが、ここでは関数に近似する方法
について簡単に述べる。マイクロコンピュ−タ４２から
の所定のデータ出力によりフォ−カス位置を移動した量
ｘと記憶した再生信号振幅ｙとの関係を関数ｙ＝ｆ
（ｘ）に近似するのであるが、実際のデフォ−カス特性
は図４のように光学系の収差等により最大点を中心に左
右非対称の特性になることがある。したがって非対称な
特性に対応して十分な近似精度を確保するには３次以上
の関数で近似する必要がある。逆に高次の関数になると
近似のための計算が複雑になるのでデフォ−カス特性を
近似する関数は（数１）で示されるような３次関数が最
適である。

【００３３】

【数１】

【００３４】近似の方法としては種々の方法があるが、
例えば最小二乗法を適用して行うことができる。上記し
た（数１）より（数２）が成り立つが、この（数２）に
実際にマイクロコンピュ−タ４２からのデータ出力によ
り目標収束点を移動させた量ｘ_jと記憶した再生信号振
幅ｙ_j（ただしｊは記憶した再生信号振幅の出力の数）
を代入したときは、ノイズ、あるいは測定誤差等の影響
により０とはならず、（数３）で示すようなｖ_jなる値
をもつ。

【００３５】

【数２】

【００３６】

【数３】

【００３７】ここで（数４）で示すようなｖ_jの二乗の
総和が最小になるようにａ、ｂ、ｃ、ｄの値を定めると
（数１）で表される曲線は図４中の実線で示すようにマ
イクロコンピュ−タ４２による実測値（Ａ点〜Ｅ点）の
ほぼ平均の位置を通る。よって移動した量ｘと記憶した
再生信号振幅ｙとの関係を近似する所定の関数ｙ＝ｆ
（ｘ）を算出することができる。

【００３８】

【数４】

【００３９】（Ｎは設定された所定のサンプル数） したがってマイクロコンピュ−タ４２は、フォ−カス位
置を移動して再生信号の振幅の平均値を所定のサンプル
数Ｎ個記憶したあと上記したｖ_jの二乗の総和が最小に
なるように演算を実行し、近似する関数ｙ＝ｆ（ｘ）を
求め、その演算結果により移動した量ｘと記憶した再生
信号振幅との関係を近似し、近似後の再生信号振幅ｙが
最大となる点ｍに対応した移動量ｘ_mすなわち関数ｙ＝
ｆ（ｘ）における極大点を算出する。この極大点におけ
るｘが最適なフォ−カス位置の調整デ−タである。

【００４０】マイクロコンピュ−タ４２はこのｘの値を
調整デ−タとして出力し、ＤＡ変換器４１、合成回路４
３を介してフォ−カス制御系に加えフォ−カス位置を移
動し、記録媒体１０上の光ビ−ムの収束状態を最適な状
態にする。

【００４１】次に本発明の第１の実施例であるフォ−カ
ス位置の調整装置について図面を参照しながら説明す
る。なお従来の技術と同様の部分、上述した関連技術と
重複する部分はその説明を省略する。

【００４２】第１の実施例も上記関連技術と同様に図１
を用い、さらに図６、図７、図８を加えて説明する。図
６は再生信号とエンベロ−プ検波回路２６の出力信号お
よびＩＤ、ＳＭの信号を示すタイミングチャ−トであ
る。図７および図８は上記関連技術におけるＳＭ及びエ
ンベロ−プ検波回路２６の出力とＡＤ変換のタイミング
を示す図６の一部を拡大した波形図で、特に図８は調整
用のトラックの所定のセクタに傷があり、再生信号が欠
落した場合である。

【００４３】先に述べたように１回転中の各セクタの信
号は、面振れ、傷等の影響でその振幅がばらつく。しか
し１つのセクタについてはフォ−カス位置に応じて振幅
が変化する。よってフォ−カス位置を移動し所定のセク
タの振幅を計測すると、上記関連技術で平均をとった場
合と同様に図４のような放物線状の特性を得ることがで
きる。

【００４４】マイクロコンピュ−タ４２は所定の間隔で
Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、・・・と図４のデフォ−カス特性上
のフォ−カス位置を移動していき、移動した各々のフォ
−カス位置でエンベロ−プ検波回路２６の出力をＡＤ変
換器４０を介して取り込む。ここで図６に示すように再
生信号は面振れの影響でセクタごとに振幅がばらつく。
またスチルジャンプをおこなっているセクタは、そのジ
ャンピング期間中信号が欠落する。

【００４５】図７に示すようにマイクロコンピュ−タ４
２は、ＩＮＤＥＸ、セクタマ−ク検出回路４７より入力
されているＩＤの立ち下がりエッジより、時間Ｔ１後、
あるいはＳＭ１の立ち下がりエッジより時間Ｔ２後のセ
クタの信号振幅を計測する。そのためＩＤ（あるいはＳ
Ｍ）によってＡＤ変換のタイミングをとり、図７中ａ点
のように振幅の安定した部分の計測を行い、ＲＡＭ４６
に記憶する。その後設定されている移動デ−タに従っ
て、フォ−カス位置を移動する。図７中ｂ点はフォ−カ
ス位置移動後の再生信号の振幅値を示す点で、ａ点とは
１回転中の同じ位置に対応する。このｂ点での振幅を計
測し、最適なフォ−カス位置を求めるための処理を実行
した後、引続きフォ−カス位置を移動し、処理を繰り返
す。最適なフォ−カス位置の見つけ方は、上記関連技術
の説明のところで述べたように例えばフォ−カス位置を
移動して、再生信号振幅を順次比較し、その振幅が最大
になる点を見つける方法、あるいはフォ−カス位置と再
生信号振幅の関係を関数に近似する方法等がある。

【００４６】図８に示すように、調整用のトラックの所
定のセクタに傷があり、再生信号が欠落した場合は、マ
イクロコンピュ−タ４２が計測したａ点の振幅値が所定
のレベルよりも小さいことを判断し、振幅を計測するセ
クタをｎ個ずらす（ｎは１トラックのセクタ数×０.５
が適当である）。そしてｎ個ずらしたセクタのａ’点で
再生信号の振幅を計測し、フォ−カス位置を移動して処
理を繰り返し、フォ−カス位置の調整を行う。このよう
に傷等による再生振幅の欠落を検出して、振幅を測定す
るセクタを変えることで、上記関連技術と同様、調整に
際して傷、塵の影響をほとんど受けることなく、高精度
の調整を実現することができる。

【００４７】さらに第１の実施例においては所定のセク
タで振幅を計測した後、次の計測に入るまで十分時間が
あり、図７に示すように振幅を計測した後、すぐにフォ
−カス位置が移動すれば、再生信号が安定するまで時間
待ちをする必要がなく、高速の自動調整が実現できる。

【００４８】以上説明したように第１の実施例において
は、フォ−カス位置に対する再生信号振幅を精度良く計
測することができ、正確なフォ−カス位置の調整を実現
できる。また先に述べたように本発明は種々の最適なフ
ォ−カス位置の見つけ方を適用することができ、上記実
施例によってなんら限定されることはない。さらにマイ
クロコンピュ−タを用いた自動調整だけでなく、ボリュ
−ム、マイクロメ−タ等を用いたマニュアル調整におい
ても、記録媒体に予めフォ−マットされている同期信号
に同期させてアドレス部及び信号欠落部を除去した再生
信号振幅を計測するように構成することで適応すること
が出来る。

【００４９】次に本発明の第２の実施例のフォ−カス位
置の調整装置について説明する。第２の実施例も第１の
実施例と同様に図１のブロック図で示す構成で実現でき
るので、これを用いて説明する。また図９は図３と同様
に設定された調整デ−タによって所定の間隔でステップ
的にフォ−カス位置を移動した時の１回転中の再生信号
（和回路２１の出力信号）を示す波形図である。図９に
示すように再生信号は面振れの影響でセクタごとに振幅
が増減している。この振幅の増減はフォ−カス位置を移
動しても、振幅の大きい部分も小さい部分もほぼ一様に
変化する。簡単な例で説明すると、図９においてフォ−
カス位置が移動前のＡにある場合と移動後のＢ、Ｃにあ
る場合、再生信号のＡＤ変換後の振幅値は（表１）のよ
うになる。

【００５０】

【表１】

【００５１】先に述べたようにフォ−カス位置を移動し
ても、セクタごとの振幅値の変化はほぼ一様であるの
で、移動前のフォ−カス位置Ａの各セクタの振幅の増減
からフォ−カス位置移動後の位置Ｂ、Ｃの各セクタの増
減を推定することができる。

【００５２】すなわち位置Ａでのセクタ１を基準とした
増減値は（表２）のようになり、この増減値の符号を逆
にし、位置Ａ、Ｂ、Ｃの各セクタの振幅値に対し、補正
をかけると（表２）に示すように各セクタ等しい振幅値
となる。

【００５３】

【表２】

【００５４】図１０は図４と同様に設定された移動デ−
タによって所定の間隔でステップ的にフォ−カス位置を
１セクタごとに移動した時のデフォ−カス特性を示す。
図１０中●および実線は前述したように最初のフォ−カ
ス位置Ａで１回転の各セクタの振幅を記憶し、その増減
値で次のフォ−カス位置で計測するセクタに対し、補正
をかけた場合、図１０中○および点線は補正をかけなか
った場合である。したがってこのように振幅のばらつき
を補正することで、セクタごとにフォ−カス位置を移動
しても放物線状の正確なデフォ−カス特性を得ることが
できる。

【００５５】ところで本実施例の説明においては、補正
の方法として簡単な加減算を用いたが、実際はデフォ−
カス特性に応じて適当な関数を設定し、その関数を予め
マイクロコンピュ−タ４２に持たせることで、十分な補
正を行うことができる。

【００５６】マイクロコンピュ−タ４２は初期の位置Ａ
点で１回転の各セクタの振幅値を計測し、その増減を算
出してＲＡＭ４６に記憶した後、所定の間隔でＢ点、Ｃ
点、・・・とフォ−カス位置を移動していき、移動した
各々のフォ−カス位置でエンベロ−プ検波回路２６の出
力をＡＤ変換器４０を介して取り込み、最適なフォ−カ
ス位置を見つけるための演算、処理を実行する。最適な
フォ−カス位置を検出したらマイクロコンピュ−タ４２
はその位置の移動デ−タを出力し、ＤＡ変換器４１、合
成回路４３を介してフォ−カス制御系に加えフォ−カス
位置を移動し、記録媒体１０上の光ビ−ムの収束状態を
最適な状態にする。

【００５７】最適なフォ−カス位置の見つけ方は、上記
関連技術の説明のところで述べたように例えばフォ−カ
ス位置を移動しては再生信号振幅を順次比較し、その振
幅が最大になる点を見つける方法、あるいはフォ−カス
位置と再生信号振幅の関係を関数に近似する方法等があ
るが、何れの場合も適用することができ、これによって
本発明はなんら限定されない。

【００５８】この第２の実施例においては、最初のフォ
−カス位置は記録媒体１回転の振幅計測を要するもの
の、次に移動したフォ−カス位置からは任意のセクタで
振幅を計測できるので、フォ−カス位置が移動して再生
信号が安定すれば、すぐに次の計測に移ることができ
る。したがって高速の自動調整が実現できる。次に本発
明の第３の実施例のフォ−カス位置の調整装置について
説明する。図１１は本発明の一実施例であるフォ−カス
位置の調整装置の構成を示すブロック図である。従来の
フォ−カス制御装置と同様の部分には同じ番号を付し、
その説明を省略する。また第１、第２の実施例と重複す
る部分の説明も省略する。

【００５９】図１２は図２と同様に再生信号とエンベロ
−プ検波回路２６の出力、フォ−カス誤差信号およびＩ
Ｄ、ＳＭの信号を示すタイミングチャ−トである。

【００６０】図１２に示すように再生信号は面振れある
いは、傷（ディーフェクト）の影響でセクタごとに振幅
が増減している。またスチルジャンプをおこなっている
セクタは、そのジャンピング期間中信号が欠落する。こ
のように再生信号が増減するところでは差動増幅器１８
あるいは除算器４５を介したフォ−カス誤差信号に外乱
として現れる。すなわち面振れによる再生信号の増減に
対しては回転周波数の正弦波状の外乱、傷、塵等による
再生信号の増減に対してはパルス状の外乱となり、その
振幅値が変わる。

【００６１】除算器４５の出力から得られるフォ−カス
誤差信号はハイパスフィルタ５２、ロ−パスフィルタ５
３、サンプルホ−ルド回路５４、ＡＤ変換器５５を介し
てマイクロコンピュ−タ４２に入力されている。よって
マイクロコンピュ−タ４２は、直流的なフォ−カス位置
の変化及び周波数の高いノイズ以外の面振れ、傷等によ
る交流的なフォ−カス誤差信号の振幅変化を検出するこ
とができる。

【００６２】これによってマイクロコンピュ−タ４２は
再生信号の振幅を計測すると、略々同時にフォ−カス誤
差信号の振幅も計測し、その計測したフォ−カス誤差信
号の振幅値で再生信号の振幅値に対して補正をかける。

【００６３】補正の方法は種々の方法があるが、例え
ば、ディスクの面振れ等が多い場合にはフォーカス残差
が多くなるので、フォーカス誤差信号の残留振幅が増大
してくる。このデフォーカス量にほぼ比例して再生信号
の振幅は低下していく。よってこのフォーカス誤差信号
上に電圧として表れるデフォーカス残差と再生信号振幅
の増減関係を同じ回転位置ごとに予めマイクロコンピュ
ータ４２のＲＯＭ（図示されていない）に補正関数ある
いは補正テーブルとして保持しておく。その補正関数、
補正テ−ブルに基づいて計測したフォ−カス誤差信号の
振幅値に対する補正データを算出し、再生信号の振幅に
補正をかける。図１３は図１０と同様に設定された移動
デ−タによって所定の間隔でステップ的にフォ−カス位
置を１セクタごとに移動した時のデフォ−カス特性を示
す。図１３中●および実線は前述したようにフォ−カス
位置誤差信号によって再生信号の振幅に補正をかけた場
合、図１３中○および点線は補正をかけなかった場合で
ある。したがってこのようにフォ−カス誤差信号を用い
て再生信号振幅のばらつきを補正することで、セクタご
とにフォ−カス位置を移動しても放物線状の正確なデフ
ォ−カス特性を得ることができる。

【００６４】マイクロコンピュ−タ４２は、所定の間隔
でＡ点．Ｂ点．Ｃ点．．．とフォ−カス位置を移動して
いき、移動した各々のフォ−カス位置での再生信号振幅
とフォ−カス誤差信号の振幅を取り込み、補正演算をお
こなう。さらに最適なフォ−カス位置を見つけるための
処理を実行し、最適なフォ−カス位置を検出する。最適
なフォ−カス位置を検出したら、マイクロコンピュ−タ
４２はその位置の移動デ−タを出力し、ＤＡ変換器４
１、合成回路４３を介してフォ−カス制御系に加えフォ
−カス位置を移動し、記録媒体１０上の光ビ−ムの収束
状態を最適な状態にする。

【００６５】最適なフォ−カス位置の見つけ方は、上記
関連技術の説明のところで述べたように例えばフォ−カ
ス位置を移動して再生信号振幅を順次比較し、その振幅
が最大になる点を見つける方法、あるいはフォ−カス位
置と再生信号振幅の関係を関数に近似する方法等がある
が、何れの場合も適用することができ、これによって本
発明はなんら限定されない。

【００６６】この第３の実施例においては、実時間で再
生信号振幅の補正をかけるので、調整信号のあるトラッ
クの任意の位置で再生信号の振幅を計測できる。したが
ってフォ−カス位置が移動して再生信号が安定すれば、
すぐに次の計測に移ることができる。したがって高速の
自動調整が実現できる。

【００６７】以上本発明の実施例はＩＮＤＥＸマ−ク、
あるいはセクタマ−クの等の回転に同期して得られる信
号が存在する記録媒体を使用した場合について説明した
が、本発明は同期信号のない記録媒体を使用する場合に
おいても適用することができる。図１４に同期信号のな
い記録媒体を使用した場合の本発明のフォ−カス位置の
調整装置の構成を示すブロック図を示す。モ−タ４８０
は１回転に１個のパルスを出力するパルスジェネレ−タ
６０およびモ−タの回転速度を制御するための周波数発
生器６１を備えている。このパルスジェネレ−タの出力
ＰＧ、周波数発生器の出力ＦＧはマイクロコンピュ−タ
４２に入力されており、マイクロコンピュ−タ４２はこ
のＰＧ、ＦＧにより記録媒体の回転位置を検出すること
ができる。図１５はこのＰＧ、ＦＧ、モ−タ４８０によ
って回転している記録媒体１０から得られる再生信号と
そのエンベロ−プ検波信号および除算器４５の出力より
得られるフォ−カス誤差信号の関係を示すタイミングチ
ャ−トである。

【００６８】再生信号は面振れの影響で１回転の間に振
幅が増減するので、マイクロコンピュ−タ４２は、ＰＧ
あるいはＦＧにより同じ面振れの位置すなわち１回転中
の同じ位置ａ点を検出し、その位置の再生信号振幅を計
測する。あるいは、ＦＧあるいはＰＧを適当に分周し、
１回転中の複数の回転位置ｂ点、ｃ点、ｄ点を検出し、
その各位置の再生信号振幅を計測して、その平均値を算
出する。その後、先に述べた実施例と同様の処理を実行
すれば、正確なフォ−カス位置の調整を実現することが
できる。以上のような構成によりモ−タの回転検出のた
めのＰＧ、ＦＧを用いて、処理することで、同期信号の
ない記録媒体を使用する場合においても、本発明を適用
することが可能である。

【００６９】また本装置における光ビ−ム６のフォ−カ
ス位置の調整は前述したようなフォ−カス制御系に信号
を加える方法以外の方法でも実現することができる。例
えば、プリアンプ１７ａ、ｂの各々のゲインを変える
と、光ビ−ム６の収束状態が変化するので、最適な収束
状態になるようにプリアンプ１７ａ、ｂの各々のゲイン
を設定すれば、フォ−カス位置の調整を行うことができ
る。本実施例をこのような光ビ−ム６の収束状態を変化
させる他の調整方法に適応しても同様の効果を得ること
ができる。

【００７０】さらに以上説明した実施例は予め調整用の
信号が記録された記録媒体を使用しているが、調整用で
はなく他の目的のために記録されている信号（例えばト
ラックあるいはセクタのアドレス信号、同期信号、ある
いは記録した情報信号）を適当に処理して調整用の信号
の代わりに用いても良い。また書き換え可能な記録媒体
を用いる場合でも、例えば調整用の信号の記録、再生を
繰り返してフォ−カス位置の調整を行い、調整が完了し
たらその信号を消去するように構成すれば、本実施例を
適応することができる。また本実施例を再生のみの光学
式再生装置にも適応すれば、品質の良いまた信頼性の高
い再生信号を常に得ることができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アドレス部及び信号欠落部を除去した再生信号振幅を計
測するように構成することで、面振れ、傷等の影響をう
けることなく、容易にかつ正確にフォ−カス位置の調整
を行うことができる。また本発明によれば、１回転中の
再生信号振幅の増減を記憶し、その記憶した値に基づい
て計測した再生信号の振幅を補正するので、信号振幅の
計測時間を短縮することができ、高速かつ高精度なフォ
−カス位置の自動調整を実現できる。また本発明によれ
ば、再生信号振幅と同時にフォ−カス誤差信号を計測
し、そのフォ−カス誤差信号によって再生信号振幅を実
時間で補正するので、信号振幅の計測時間を短縮するこ
とができ、高速かつ高精度なフォ−カス位置の自動調整
を実現できる。したがって本発明をもちいれば常に光ビ
−ムを記録媒体上に正しく収束させることができ、品質
の良い信号の記録、再生を行うことが可能となり、信頼
性の高い装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関連する技術と、本発明の第１、第２
の実施例を実現するフォ−カス位置の調整装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の関連技術の調整動作を説明するための
信号のタイミングチャ−トである。

【図３】本発明の関連技術の調整動作を説明するための
再生信号の波形図である。

【図４】本発明の関連技術の調整動作を説明するための
フォ−カス位置の移動量と再生信号振幅との関係を示し
た特性図である。

【図５】本発明の関連技術の調整動作を説明するための
信号のタイミングチャ−トである。

【図６】本発明の第１の実施例の調整動作を説明するた
めの信号のタイミングチャ−トである。

【図７】本発明の第１の実施例の調整動作を説明するた
めの信号のタイミングチャ−トである。

【図８】本発明の第１の実施例の調整動作を説明するた
めの信号のタイミングチャ−トである。

【図９】本発明の第２の実施例の調整動作を説明するた
めの再生信号の波形図である。

【図１０】本発明の第３の実施例の調整動作を説明する
ためのフォ−カス位置の移動量と再生信号振幅との関係
を示した特性図である。

【図１１】本発明の第３の実施例を実現するフォ−カス
位置の調整装置の構成を示すブロック図である。

【図１２】本発明の第３の実施例の調整動作を説明する
ための信号のタイミングチャ−トである。

【図１３】本発明の第２の実施例の調整動作を説明する
ためのフォ−カス位置の移動量と再生信号振幅との関係
を示した特性図である。

【図１４】本発明のモ−タの信号を用いた場合の実施例
を実現する調整装置の構成を示すブロック図である。

【図１５】本発明のモ−タの信号を用いた場合の実施例
の調整動作を説明するための信号のタイミングチャ−ト
である。

【図１６】従来のフォ−カス位置の調整装置の構成を示
すブロック図である。

【図１７】従来のフォ−カス位置の調整装置の調整動作
を説明するためのフォ−カス位置の移動量と再生信号振
幅との関係を示した特性図である。

【図１８】従来のフォ−カス位置の調整装置の調整動作
を説明するための信号の波形図である。 （ａ）記録媒体上に傷の無い場合 （ｂ）記録媒体上に傷のある場合

【図１９】従来のフォ−カス位置の調整装置の調整動作
を説明するためのフォ−カス位置の移動量と再生信号振
幅との関係を示した特性図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 光変調器 ３ ピンホ−ル板 ４ 中間レンズ ５ 半透明鏡 ６ 光ビ−ム ７ 全反射鏡 ８ 収束レンズ ９ 駆動装置 １０ 記録媒体 １１ 分割光検出器 １２ａ プリアンプ １２ｂ プリアンプ １３ 差動増幅器 １４ 駆動回路 １５ 反射ビ−ム １６ 分割光検出器 １７ａ プリアンプ １７ｂ プリアンプ １８ 差動増幅器 １９ 駆動回路 ２０ 透過光 ２１ 和回路 ２６ エンベロ−プ検波回路 ２７ ピ−クホ−ルド回路 ２８ 電圧指示装置 ３５ マイクロメ−タ ４０ ＡＤ変換器 ４１ ＤＡ変換器 ４２ マイクロコンピュ−タ ４３ 合成回路 ４４ 和回路 ４５ 除算器 ４６ ＲＡＭ ４７ ＩＮＤＥＸ、セクタマ−ク検出回路 ４８ モ−タ ５０ コントロ−ラ ５１ ホストコンピュ−タ ５２ ハイパスフィルタ ５３ ロ−パスフィルタ ５４ サンプルホ−ルド回路 ５５ ＡＤ変換器 ６０ パルスジェネレ−タ ６１ 周波数発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−12617（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/085 G11B 7/09 G11B 7/095

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同心円あるいはスパイラル状の情報トラッ
   クを有し、その情報トラックを、位置情報を示すアドレ
   ス部によって、円周方向に分割した円盤状の記録媒体に
   向けて、光ビームを収束照射する収束手段と、前記収束
   手段により収束された光ビームの収束点を前記記録媒体
   面と実質上垂直な方向に移動する移動手段と、前記記録
   媒体上の光ビームの収束状態に対応した信号を発生する
   収束状態検出手段と、前記収束状態検出手段の信号に応
   じて前記移動手段を駆動し、前記記録媒体に照射してい
   る光ビームの収束状態が実質上一定になるように制御す
   るフォーカス制御手段と、前記光ビームが記録媒体のア
   ドレス部に位置していることを検出するアドレス部検出
   手段と、前記記録媒体のデータ部の信号振幅の欠落を検
   出する信号欠落検出手段と、前記アドレス部検出手段及
   び前記信号欠落検出手段の検出信号が出力されていない
   時に、前記フォーカス制御手段の目標位置を変化させた
   ときの目標位置に対するデータ部の再生信号振幅を計測
   するデータ部信号振幅計測手段と、前記データ部の再生
   信号振幅が実質上最大となる前記フォ−カス制御手段の
   目標位置を探索する最大振幅点探索手段と、前記最大振
   幅点探索手段の探索結果に基づき、前記移動手段を所定
   量移動し、前記フォーカス制御手段の最適な目標位置を
   調整するフォーカス目標位置調整手段とを備えたことを
   特徴とするフォ−カス位置の調整装置。
2. 【請求項２】光ビ−ムを、回転している記録媒体に向け
   て収束する収束手段と、前記収束手段により収束された
   光ビ−ムの収束点を前記記録媒体面と実質上垂直な方向
   に移動する移動手段と、前記記録媒体上の光ビ−ムの収
   束状態に対応した信号を発生する収束状態検出手段と、
   前記収束状態検出手段の信号に応じて前記移動手段を駆
   動し、前記記録媒体上に照射している光ビ−ムの収束状
   態が実質上一定になるように制御するフォ−カス制御手
   段と、光ビ−ムが記録媒体を透過した透過光あるいは記
   録媒体により反射した反射光により記録媒体上に記録さ
   れている信号を検出する信号検出手段と、前記フォ−カ
   ス制御手段の目標位置を変える目標位置可変手段と、前
   記目標位置可変手段により前記フォ−カス制御手段の目
   標位置を変化させたときの最初の目標位置に対する前記
   信号検出手段の信号振幅を、記録媒体の回転に同期をと
   って所定の時間毎に計測する回転同期振幅計測手段と、
   前記回転同期振幅計測手段により所定の時間毎に計測し
   た振幅値を一回転期間記憶する一回転振幅記憶手段と、
   前記一回転振幅記憶手段に記憶した各時間毎あるいは所
   定の回転位置毎の値の増減関係に基づき、以降所定の時
   間毎及び所定の回転位置毎に目標位置を変化させて前記
   信号検出手段の信号振幅を前記回転同期振幅計測手段に
   よって計測した各計測値を補正する振幅補正手段と、前
   記振幅補正手段により補正された各目標位置に対する信
   号検出手段の信号振幅に基づいて、前記信号検出手段の
   信号振幅が実質上最大となるフォ−カス制御手段の目標
   位置を探索する最大振幅点探索手段と、前記最大振幅点
   探索手段の探索結果に基づき、前記移動手段を所定量移
   動し、前記フォーカス制御手段の最適な目標位置を調整
   するフォーカス目標位置調整手段とを備えたことを特徴
   とするフォ−カス位置の調整装置。
3. 【請求項３】光ビ−ムを回転している記録媒体に向けて
   収束する収束手段と、前記収束手段により収束された光
   ビ−ムの収束点を前記記録媒体の面と実質上垂直な方向
   に移動する移動手段と、前記記録媒体上の光ビ−ムの収
   束状態に対応した信号を発生する収束状態検出手段と、
   前記収束状態検出手段の信号に応じて前記移動手段を駆
   動し、前記記録媒体上に照射している光ビ−ムの収束状
   態が実質上一定になるように制御するフォ−カス制御手
   段と、光ビ−ムが前記記録媒体を透過した透過光あるい
   は前記記録媒体により反射した反射光により前記記録媒
   体上に記録されている信号を検出する信号検出手段と、
   前記収束状態検出手段の信号を記録媒体の回転に同期を
   とって記録媒体が一回転する期間計測する第１の計測手
   段と、前記フォ−カス制御手段の目標位置を変える目標
   位置可変手段と、前記目標位置可変手段により前記フォ
   −カス制御手段の目標位置を変化させたときの各目標位
   置に対する前記信号検出手段の信号振幅を、第１の計測
   手段と同じく記録媒体の回転に同期をとって計測する第
   ２の計測手段と、前記第１の計測手段によって計測した
   各回転位置に対する収束状態検出手段の信号の増減関係
   に基づき、同じ回転位置で前記第２の計測手段によって
   計測した各目標位置に対する信号検出手段の信号振幅に
   補正をかける振幅補正手段と、前記振幅補正手段によっ
   て補正された各目標位置に対する信号検出手段の信号振
   幅に基づき前記信号検出手段の信号振幅が実質上最大と
   なる前記フォ−カス制御手段の目標位置を探索する最大
   振幅点探索手段と、前記最大振幅点探索手段の探索結果
   に基づき、前記移動手段を所定量移動し、前記フォーカ
   ス制御手段の最適な目標位置を調整するフォーカス目標
   位置調整手段とを備えたこと特徴とするフォ−カス位置
   の調整装置。
4. 【請求項４】最大振幅点探索手段は、フォーカス制御手
   段の各目標位置と再生信号振幅との関係を所定の関数に
   近似する関数近似手段と、関数近似手段によって近似し
   た関数に基づいて、計測した信号振幅値が実質上最大に
   なるフォーカス制御手段の収束位置を演算して算出する
   演算手段で構成したことを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載のフォーカス位置の調整装置。