JP3077771B2 - フォーカスサーボ装置 - Google Patents

フォーカスサーボ装置

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JP3077771B2
JP3077771B2 JP03103978A JP10397891A JP3077771B2 JP 3077771 B2 JP3077771 B2 JP 3077771B2 JP 03103978 A JP03103978 A JP 03103978A JP 10397891 A JP10397891 A JP 10397891A JP 3077771 B2 JP3077771 B2 JP 3077771B2
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0945Methods for initialising servos, start-up sequences

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置などに
用いて好適なフォーカスサーボ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスクに情報を記録または再生する
場合、光(レーザ光)を光ディスクに対してフォーカス
制御する必要がある。このフォーカス制御の起動時にお
いては、例えば図に示すような鋸歯状波あるいは三角
波からなる掃引信号をフォーカスアクチュエータに供給
する。これにより、例えば対物レンズが光ディスクに近
づく方向に駆動され、所定の位置まで達した後、今度は
光ディスクから遠ざかる方向に駆動される。このよう
に、対物レンズが光ディスクに対して近づいたり遠ざか
ったりする過程において、例えば図に示すようなフォ
ーカスエラー信号が発生する。このフォーカスエラー信
号が頂度零になる近傍のタイミングにおいて、フォーカ
スサーボループをオンするとフォーカスサーボループが
ロックインし、以後、フォーカスサーボ動作が実行され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
三角波あるいは鋸歯状波を掃引信号としてフォーカスア
クチュエータに供給すると、対物レンズは必ずしも滑ら
かに移動しない課題があった。例えば耐振性を要求され
る装置の場合、フォーカスアクチュエータとして軸摺動
型の構成が用いられる。この構成の場合、軸が記録媒体
と垂直な方向(フォーカス方向)に設けられ、対物レン
ズがこの軸をガイドとして軸に沿って摺動されることに
なる。そして、耐振構造とするため、軸と垂直な方向に
容易には移動しないように対物レンズ(そのホルダ)は
軸に対して押圧されるようになる。その結果、対物レン
ズと軸との間の摩擦力が大きくなる。
【0004】従って、掃引信号に対応して対物レンズを
駆動する場合、静止した状態から移動を開始するまでの
間、静摩擦力以上の力を必要とするが、移動を開始した
後は動摩擦となるため、その摩擦力は急激に低下する。
その結果、三角波あるいは鋸歯状波からなる掃引信号に
より駆動すると、対物レンズが静止状態から急速に移動
することになり、図に示す時間T(フォーカスエラー
信号が零レベルから正のピークまで上昇し、その後低下
して零レベルを経て、負のピークに達し、負のピークか
ら再び零レベルに戻るまでの時間)が極めて短いものと
なる(例えば500μ秒)。この時間が短くなると、フ
ォーカスエラー信号が零クロスするタイミングにおいて
フォーカスサーボループをオンしてもフォーカスサーボ
がロックインすることが困難になる。
【0005】そこで、フォーカスサーボ起動時にトラッ
キングアクチュエータに正弦波などの繰返し信号を供給
することが提案されている。このように、トラッキング
アクチュエータに正弦波などの繰返し信号を供給する
と、対物レンズがトラッキング方向に微小に駆動される
ため、静摩擦となることがなく、滑らかな掃引が実現で
きる。
【0006】しかしながら、このようにトラッキングア
クチュエータに繰返し信号を供給するようにすると、フ
ォーカスサーボとトラッキングサーボを関連して動作さ
せなければならず、サーボの制御が複雑になる課題があ
った。
【0007】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、構成を複雑にすることなく、フォーカスサ
ーボループを滑らかにロックインすることができるよう
にするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のフォーカスサー
ボ装置は、対物レンズの記録媒体に対するフォーカス状
態を制御するフォーカスアクチュエータと、フォーカス
アクチュエータに与える掃引信号を発生する掃引信号発
生回路と、フォーカスサーボループをオン、オフするル
ープスイッチと、所定のタイミングにおいてループスイ
ッチをオン、オフするコントローラとを備え、掃引信号
発生回路が発生する掃引信号は、各パルスの幅が一定な
パルス状の信号であり、各パルスの、対物レンズを記録
媒体に近づける極性側のピーク値は、第1の時間におい
て、第1の値に固定され、第1の時間に続く第2の時間
において、第1の値から、第2の値まで段階的に変化
し、各パルスの、対物レンズを記録媒体から遠ざける極
性側のピーク値は、第1の時間において、第3の値か
ら、第1の値まで段階的に変化し、第2の時間におい
て、第2の値に固定されるパルス状の信号であることを
特徴とする。
【0009】
【作用】上記構成のフォーカスサーボ装置においては、
フォーカスアクチュエータがパルス状の掃引信号により
起動される。従って、トラッキングサーボと独立にフォ
ーカスサーボを起動することができる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明のフォーカスサーボ装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。光学ピックアッ
プ1は内部に対物レンズ8の他、レーザ光を発生するレ
ーザダイオードと、レーザ光を受光するホトダイオード
(図示せず)を内蔵しており、図示せぬ記録媒体に対し
てレーザ光を集束照射し、記録媒体からの反射光を受光
し、その検出レベルに対応した信号を処理回路2に出力
している。処理回路2は、光学ピックアップ1からの信
号に対応してフォーカスエラー信号を生成する。このフ
ォーカスエラー信号は、例えばいわゆる非点収差法など
に基づいて生成することができる。
【0011】フォーカスエラー信号はループスイッチ3
を介して位相補償回路4に入力され、サーボ系を安定さ
せるために所定の特性に位相補償される。位相補償回路
4の出力は、加算器5を介してドライバ6に入力され
る。ドライバ6は、入力された信号に対応してフォーカ
スアクチュエータ7を駆動するようになっている。フォ
ーカスアクチュエータ7は光学ピックアップ1の対物レ
ンズ8を駆動し、合焦状態を制御する。
【0012】一方、処理回路2が出力するフォーカスエ
ラー信号の一部は検出回路10に供給され、検出回路1
0はフォーカスエラー信号のレベルをモニタし、フォー
カスサーボループをオンさせるタイミングを検出する。
検出回路10の出力は、例えばマイクロコンピュータな
どよりなるシステムコントローラ9に入力されている。
システムコントローラ9は、ループスイッチ3のオンま
たはオフを制御するとともに、所定のデータをD/A変
換器11に出力し、D/A変換器11から加算器5に所
定の掃引信号を供給させる。
【0013】次に、図2乃至図4のタイミングチャート
を参照してその動作を説明する。システムコントローラ
9は、図示せぬ入力部より記録媒体に対する記録、再生
等の動作開始信号が入力されると、D/A変換器11に
所定のデジタルデータを発生し、D/A変換器11に掃
引信号を発生させる。この掃引信号は図2に示すよう
に、パルス状となるようにそのデータが調整されてい
る。図2の実施例の場合、時刻t1からt2の期間は各パ
ルスの正側のピーク値P1は所定の値Paで一定とされ
る。これに対して負側のピーク値P2は0からPaまで徐
々に増加するようになされている。一方、時刻t2から
t4までの間は、負側のピーク値P2は一定値Pbとさ
れ、正側のピーク値P1はPaからPbまで徐々に減少す
る値とされる。このような所定の周期の繰返し信号によ
り、掃引信号が構成されている。
【0014】各パルスの周期は図3に示すように、例え
1m秒とされ、そのデューティは1/10とされる。
即ちパルスの幅は、この実施例の場合、100μ秒に設
定されている。この掃引信号の周波数は、例えば300
Hzから3KHzの間に設定される。300Hzより低い
周波数に設定すると、連続的に変化する鋸歯状波あるい
は三角波と基本的に変わらなくなり、滑らかなロックイ
ン動作が困難になる。また、3KHzより高い周波数に
設定すると、フォーカスアクチュエータ7のインダクタ
ンスによる影響が出て、正確な位置制御が困難になる。
【0015】このようなパルス状の掃引信号は、加算器
5を介してドライバ6に入力される。ドライバ6は、こ
の掃引信号に対応してフォーカスアクチュエータ7を駆
動する。その結果、フォーカスアクチュエータ7は対物
レンズ8を図示せぬ記録媒体に近づけたり、あるいは遠
ざける方向に駆動し、対物レンズ8を、図2に曲線Aで
示すように移動させる。図2の例の場合、対物レンズ8
は、時刻t1乃至時刻t2の間、記録媒体に向う方向に
移動し、時刻t2の近傍において記録媒体に最も接近
し、時刻t2乃至時刻t4の間、記録媒体から遠ざかる
方向に移動し、時刻t4の近傍において記録媒体から最
も遠ざかる。つまり、時刻t2および時刻t4におい
て、対物レンズ8の移動速度が零となり、その移動方向
が反転する。 すなわち、本発明では、対物レンズ8の移
動速度が零となり、その移動方向が反転するタイミング
(時刻t2または時刻t4)で、対物レンズ8を反転方
向に移動させる掃引信号の大きさを最大とし(パルスの
高さを最大とし)、その後、段階的にその大きさ(高
さ)を減少するようにしたので、対物レンズ8の移動が
滑らかになる。この対物レンズ8の記録媒体との相対的
位置に対応して変化するフォーカスエラー信号が処理回
路2において生成される。
【0016】検出回路10は、処理回路2が出力するフ
ォーカスエラー信号をモニタし、その絶対値レベルがあ
らかじめ設定した所定の基準値以内になったとき、シス
テムコントローラ9に検出信号を出力する。システムコ
ントローラ9は、検出回路10より入力された検出信号
とD/A変換器11に出力しているデータとから対物レ
ンズ8の位置を判定し、図4に示すように所定のタイミ
ングにおいて(対物レンズ8が合焦位置に近い位置にあ
るとき)ループスイッチ3をオンさせる。掃引信号は、
ループスイッチ3がオンになった後、略零となった時点
で停止する。こうすることにより、フォーカス制御ルー
プへのステップ状の外乱を最小とすることができる。
れにより、処理回路2より出力されたフォーカスエラー
信号がループスイッチ3、位相補償回路4、加算器5を
介してドライバ6に入力され、フォーカスアクチュエー
タ7がフォーカスエラー信号2に対応して駆動されるこ
とになる。これにより、フォーカスサーボがロックイン
される。
【0017】このように、掃引信号をパルス状信号とす
ることにより、図で説明した期間Tを約2m秒にする
ことが可能である。
【0018】
【0019】
【0020】
【発明の効果】以上の如く本発明のフォーカスサーボ装
置によれば、掃引信号をパルス状の信号としたので、フ
ォーカスサーボをトラッキングサーボとは独立に滑らか
にロックインさせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフォーカスサーボ装置の一実施例の構
成を示すブロック図である。
【図2】図1の実施例におけるD/A変換器11が出力
する掃引信号の波形図である。
【図3】図2の波形図を拡大して示す図である。
【図4】図1の実施例においてループスイッチ3をオン
させるタイミングを説明するタイミングチャートであ
る。
【図5】従来の掃引信号の波形を示す図である。
【図6】フォーカスエラー信号を説明する図である。
【符号の説明】
1 光学ピックアップ 2 処理回路 3 ループスイッチ 4 位相補償回路 7 フォーカスアクチュエータ 8 対物レンズ 9 システムコントローラ 10 検出回路 21 PWM信号発生回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対物レンズの記録媒体に対するフォーカ
    ス状態を制御するフォーカスアクチュエータと、 前記フォーカスアクチュエータに与える掃引信号を発生
    する掃引信号発生回路と、 フォーカスサーボループをオン、オフするループスイッ
    チと、 所定のタイミングにおいて前記ループスイッチをオン、
    オフするコントローラとを備え、 前記掃引信号発生回路が発生する前記掃引信号は、 各パルスの幅が一定なパルス状の信号であり、 前記各パルスの、前記対物レンズを前記記録媒体に近づ
    ける極性側のピーク値は、第1の時間において、第1の
    値に固定され、前記第1の時間に続く第2の時間におい
    て、前記第1の値から、第2の値まで段階的に変化し、 前記各パルスの、前記対物レンズを前記記録媒体から遠
    ざける極性側のピーク値は、前記第1の時間において、
    第3の値から、前記第1の値まで段階的に変化し、前記
    第2の時間において、前記第2の値に固定されるパルス
    状の信号であることを特徴とするフォーカスサーボ装
    置。
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