JPH04146527A - フォーカシング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、光デイスク装置などに使用されるフォーカシ
ング制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来の光デイスク装置における自動焦点引込制御系の一
例を第４図に示す、同図において、２０は自動焦点の引
込動作を制御するためのコントローラ、２１はこのコン
トローラ２０によってスイッチ動作が制御されるループ
ＳＷである。また、２２は焦点誤差信号ａと所定のレベ
ルを比較するウィンドコンパレータ、２３は総和光量信
号すと所定のレベルを比較するレベルコンパレータであ
る。更に、２４はランプ信号を発生するランプ発生回路
、２５はイコライザ、２６はアクチュエータ２７を駆動
するドライバである。アクチュエータ２７は図示しない
対物レンズをフォーカシング方向に駆動するレンズ駆動
装置である。

次に、この装置の動作を第５図により説明する。同図（
ａ）は焦点誤差信号であり、図中に破線で示すＶ　１．
　Ｖ　２はウィンドコンパレータ２２の比較電圧レベル
である。また、同図（ｂ）は総和光量信号の波形であり
、破線で示す■、はレベルコンパレータ２３の比較電圧
レベルを示している。

更に、同図（ｃ）はウィンドコンパレータ２２の出力波
形、同図（ｄ）はレベルコンパレータ２３の出力波形、
同図（ｅ）はコントローラ２０から出力されるループＳ
Ｗ２１の制御信号である。

自動焦点を引込む場合、まずループＳＷ２１がオフした
状態でランプ発生回路２４によりランプ信号を発生させ
る。これにより、イコライザ２５、ドライバ２６でアク
チュエータ２７を駆動し、図示しない対物レンズをディ
スク表面に近づける。また、コントローラ２０はウィン
ドコンパレータ２２、レベルコンパレータ２３の出力を
監視し、第５図（ｃｌ　、　（ｄ）に示すように総和光
量信号すが■３を越え、かつ焦点誤差信号ａがＶｌを越
えると、第５図（ｅ）に示すように引込みを指示するロ
ーレベルの制御信号をループＳＷ２１へ出力する。これ
により、ループＳＷ２１がオンして焦点誤差信号ａがル
ープＳＷ２１を介してイコライザ２５へ出力され、自動
焦点の引込みが行われる。また、ループＳＷ２１がオン
した後、レベルコンパレータ２３の出力をチエツクして
引込動作終了する。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来の装置では、レベルコンパレー
タ２３の比較レベル■３の設定が難しい問題がある。即
ち、総和光量信号は第５図（ｂ）に示すように、焦点引
込み後にトラックによる変調のためにレベルが低下し、
比較レベル■３を例えば同図（ｂ）に示す如く点線のレ
ベルに設定したとすると、総和光量信号がＶ３よりも低
（なる。そのため、第５図（ｄ）にｄ、として示すよう
に、レベルコンパレータ２３から余分なパルスが出力さ
れ、焦点引込み後のチエツクで誤る恐れがあった。また
、このような光デイスク装置にあっては、焦点制御中に
焦点が許容値から外れたことを検知するための装置が不
可欠である。そのため、第４図に示した回路の他にエラ
ー検知回路が必要であり、装置の構成が複雑化する問題
があった。

更に、フォーカシングサーボをオンするときは光ヘッド
が移動しているので、例えば面ブレなとの外乱が生じる
と、所望の引込速度範囲に収まらず、常に安定な引込動
作ができないという問題もあった。

本発明は、このような問題点を解消するためになされた
もので、その目的は安定してフォーカス引込みを行える
ようにしたフォーカシング制御装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ このような本発明の目的は、フォーカス引込動作時にフ
ォーカス誤差信号のピークを検出する手段と、該フォー
カス誤差信号から光ヘッドの移動速度を求め、得られた
速度に応じてフォーカスアクチュエータに印加するブレ
ーキパルスの印加時間及び大きさを算出する手段と、こ
の算出手段で得られたブレーキパルスを前記検出手段の
ピーク検出により前記フォーカスアクチュエータに印加
してフォーカシングサーボ制御を起動する手段とを有す
ることを特徴とするフォーカシング制御装置によって達
成される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。第１図は本発明に係る光デイスク制御装
置の一実施例を示すブロック図である。

第１図において、１は光ディスク、２は光学系、３は光
学系２の出力に基すいてトラッキング誤差信号を検出す
るトラッキング誤差検出器、４は同様に光学系２で得ら
れた信号からフォーカス誤差信号を検出するフォーカス
誤差検出器である。この各検出器の検出信号は、それぞ
れＡ／Ｄ変換器５でディジタル信号に変換され、ディジ
タル信号処理部１０へ出力される。ディジタル信号処理
部１０は、Ｉ１０制御部１１、二つのメモリ１２．１３
、ディジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰと略す
）１４から構成される。そして、ディジタル信号処理部
１０は、得られたトラッキング誤差信号、フォーカス誤
差信号を基に、光学系２を所望の位置に制御するよう各
アクチュエータの制御量を求め、それぞれの制御信号を
Ｄ／Ａ変換器７へ出力する。また、ＤＳＰ　１４は詳し
くは後述するように、フォーカス引込みの制御を行う。

なお、１５はＩ１０制御□□部１１にデータを入力する
ためのデータ入力装置である。

次に、前記実施例において、フォーカス引込み時の動作
を説明する。第２図はフォーカシング弓込動作を示すフ
ローチャート、第３図はフォーカス引込み時のフォーカ
ス誤差信号、総和光量信号及びアクチュエータへの印加
信号を示した図である。以下、本実施例の動作を第２図
、第３図を用いて詳細に説明する。

第２図において、フォーカス引込動作が設定されると、
まず初めに、ＤＳＰ　１４はピーク検出モードＰａ１ｎ
ｔを○に、デイザパルスオフセットｏｆｆｓｅｔを０に
、ｅｒｒ　１をＯにセットするネｙ〕期設定を行う。初
期設定が終了すると、ステップ１でデイザパルス出力を
行う。デイザパルスは、フォーカスアクチュエータ９へ
印加する信号であって、第３図（ｃ）に示すようにパル
ス高Ｐｄ、パルス周期Ｆｄのようなパルスである。ここ
ではデイザパルスの一例として、パルス高を加速度２［
Ｇ］相当とし、パルス周期を２　［ｋＨｚ］　とした。

このような所定のパルス発生は、ステップ１で管理され
ている。次に、ステップ２では、デイザパルスのオフセ
ット管理を行っており、所定の時間が経過する毎に、オ
フセットを加算する。即ち、第３図（Ｃ）に示すように
、１０時間経過する毎にオフセットをＰ。ずつ加算し、
デイザパルスが段階的にレベルアップするように制御を
行う。ステップ３では、オフセットの上限チエツクを行
っており、ＴＨより大きくなったときには、フォーカス
引込みエラー（ステップ１７）として引込みを終了する
。なお、ここで再度引込動作の実行を行い、リトライ動
作を行ってもよい。

次に、ステップ４では、第３図（ｂ）に示す総和光量信
号ＳをＤＳＰ１４に入力する。この総和光量信号は、第
１図で示した光学系２内に設けられた４分割センサの各
出力を加算した信号である。

そして、ステップ５において、Ｐａ１ｎｔ　＝　１であ
るか否かでピーク検出モードであるかを判断し、ピーク
検出モードである時にはステップ８へ、そうでなければ
ステップ６においてディスク表面チエツクを行う。ここ
ではＰａ１ｎｔ　＝　０であるので、ステップ６へ進み
、第３図（ｂ）に示すように総和光量信号Ｓの振幅が、
Ａ１、。より大きいか否かをチエツクすることで、合焦
位置がディスク表面か否かの判断を行う。即ち、総和光
量信号Ｓが八□〇よりも小さいとディスク表面であると
判断する。その結果、次のチエツクにおけるピークチエ
ツクにおいてディスク表面を誤検出する事を防止してい
る。Ａ　ｒｔｎよりも総和光量信号が大きいと判断され
ない場合は、前述のステップ１〜６までを繰り返し、第
３図（ｃ）に示す如く徐々にアクチュエータ印加信号に
対するオフセット値を増していき、光学系２をディスク
に近すけていく。

そして、Ａｔｔｈよりも誤差信号Ｓ０が大きいと、第３
図（ｂ）におけるＰ点に光学系２が到達したことになり
、ステップ７へ進む。

ステップ７では、Ｐａ１ｎｔ　＝　１としてピークチエ
ツクモードに切換え、ステップ１〜５を経由してステッ
プ８へ進み、第３図（ａｌに示すＡＦ誤差信号をＤＳＰ
　１４に人力する。ステップ９においては、ＡＦ誤差信
号のピークチエツクを行い、第３図（ａ）に示す如＜Ａ
Ｆ誤差信号がＡ　ｔｍａｚとなる時刻ｔ　、、ａｔを検
出する。ＡＦ誤差信号は、周知のように前記４分割セン
サの出力から得られた信号である。このピークチエツク
は、次の方式で簡単に検出することができる。即ち、次
式によってＡＦ誤差信号のビーク横比を行う。

（Ｓｎ−３ｎ−＋）ｘ（Ｓｎ−＋−３ｎ−ｚ）＜Ｏ・（
１）ＤＳＰ１４は所定のサンプリング周期でＡＦ誤差信
号をサンプリングしており、Ｓ、、はＡＦ誤差信号の現
在値、Ｓ　ｎ　−１は前回のサンプリング値、Ｓ　Ｉ＋
−２は更にその前のサンプリング値である。

従って、ＤＳＰ　ｌ　４はＡＦ誤差信号のサンプリング
を行う毎に、現在値と前回の値との差を求めてメモリに
格納し、かつ前回の差と現在の差を乗算する。即ち、（
１）式にあっては、ＡＦ誤差信号のピーク値を越えると
、乗算値が負に変化するので、ピークか否かを判断する
ことができる。

ステップ１０では、Ｖ＝ｅｒｒ　Ｏ−ｅｒｒ　１の演算
を行ってＡＦ誤差信号の差分値を求め、その差分な光ヘ
ッドの速度とする。ステップ１１では、現在のＡＦ誤差
信号を１つ前のＡＦ誤差信号としてメモリに格納する。

そして、ステップ１２．１３において、光ヘッドの最大
の速度をＶ　ＩＩＩＩＩＸとして格納する。即ち、第３
図（ａ）に示す如（ＡＦ誤差信号の差分値ではピーク部
分の速度を正確に求められないので、ここでは１＋から
ｔｓａｗまでの間の最大の差分値を簡易的にｔ　ｗａｘ
点での速度としている。なお、ピーク点での速度を正確
に求めるために、ＡＦ誤差信号を正弦波近似として扱い
、差分値を５ｉｎ−’によって逆変換して速度を求めて
もよい。

次に、ステップ１４ではＡＦ誤差信号のピークか否かを
判断しており、ピークであればステップ１５でＶ　ｔｓ
ａｗに対応したブレーキパルスをフォーカスアクチュエ
ータ９に印加する。即ち、第３図（ｃ）に示すように、
ｔ２からｔ、Ｒ，ｘの期間にブレーキパルス（Ｂ　ｐｌ
ｕｓ）を印加し、ステップ１６でフォーカシングサーボ
制御を起動する。

ここで、Ｖ　ｔｓａｗよりブレーキパルスの印加時間と
大きさを求める式について説明する。媒体面までの距離
をｄ、光ヘッドの測定速度をＶとすると、次の（２）、
（３）式の関係が成り立つ。

ｄ＝αｔ”　／２＋Ｖｔ　　　　　　　　　・・・（２
）ａ　ｔ　＋　Ｖ　＝　Ｏ・・・（３） 但し、αはアクチュエータに加える加速度、ｔはブレー
キパルスの時間である。（２）、（３）式よりα、ｔは
次の（４）、（５）式で得ることができる。

ａ＝−Ｖ”　／２　ｄ　　　　　　　　　　　　　　　
−（４）ｔ　＝　２　ｄ／Ｖ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　・・・（５）理想的であれば、（４）、
（５）式で求めたα、ｔによりブレーキパルスをアクチ
ュエータに印加すると、第３図（ａ）に示す時刻ｔ２に
おいて光ヘッドの速度は０になる。この場合、前述した
ように速度Ｖ□１つはピーク点の近似速度であり、また
ｔｌ、８からｔ２までの区間で面ブレなとの外乱もある
ので若干の誤差を持つが、定常サーボループにおいては
十分に引込める範囲にある。

本実施例にあっては、ＡＦ誤差信号のレベルによって光
スポットの合焦位置が光デイスク表面か媒体面かを区別
し、合焦位置が光デイスク表面を過ぎてからフォーカス
引込みを行うようにしたので、光デイスク表面での誤っ
たフォーカス引込みを防止することができる。また、フ
ォーカス引込範囲か否かをＡＦ誤差信号のピーク位置に
よって判断し、かつＡＦ誤差信号から光ヘッドの移動速
度を求め、この速度に応じてブレーキパルスをフォーカ
スアクチュエータに印加するため、フォーカス引込後の
誤動作を防止できるばかりでなく、例えば面ブレなとの
外乱の影響を打消し、定常フォーカシングサーボのオン
時の速度を所望の速度範囲に抑込むことができ、常に安
定した弓込動作を行うことができる。更に、第３図（ｂ
）に示すように総和光量信号のチエツクレベルをフォー
カス引込み前（ＡＣ，）と、引込み？！（ＡＣ２）で自
由に可変できるので、従来のエラー検知回路を不要にす
ることができる。

なお、以上の実施例では、サーボ誤差信号が離散的に得
られる光記録装置を例としたが、これに限る事な（、サ
ーボ誤差信号が連続的に得られる光記録装置であっても
もちろん適用が可能である。また、フォーカシングサー
ボの起動タイミングとしては、ＡＦ誤差信号のピーク検
出時もしくはそれから所定時間後であってもよい。

【発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、フォーカス引込後
のチエツクにおいての誤動作を防止できるばかりでな（
、フォーカシングサーボ起動時の光ヘッドの速度を所望
の速度範囲に抑えることができるので、常に安定したフ
ォーカス引込みを行える効果がある。また、従来必要で
あったエラー検知回路が不要になり、装置の構成を簡単
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光デイスク制御装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は前記実施例のフォーカシング
引込動作を示すフローチャート、第３図はフォーカス誤
差信号、総和光量信号及びアクチュエータの印加信号を
示すタイムチャート、第４図は従来装置のブロック図、
第５図はその従来装置の動作を示すタイムチャートであ
る。 ｌ・・・光ディスク　　　２・・・光学系４・・・フォ
ーカス誤差検出器 ９・・・フォーカスアクチュエータ １４・・・ＤＳＰ 代理人　弁理士　　山　下　穣　平 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フォーカス引込動作時にフォーカス誤差信号のピ
   ークを検出する手段と、該フォーカス誤差信号から光ヘ
   ッドの移動速度を求め、得られた速度に応じてフォーカ
   スアクチュエータに印加するブレーキパルスの印加時間
   及び大きさを算出する手段と、この算出手段で得られた
   ブレーキパルスを前記検出手段のピーク検出により前記
   フォーカスアクチュエータに印加してフォーカシングサ
   ーボ制御を起動する手段とを有することを特徴とするフ
   ォーカシング制御装置。
2. （２）前記検出手段は、前記フォーカス誤差信号の現在
   と前回のサンプリング値の変化分と、前回のサンプリン
   グにおける変化分とを乗算し、得られた乗算値の符号の
   変化によってフォーカス誤差信号のピークを検出するこ
   とを特徴とする請求項１項記載のフォーカシング制御装
   置。
3. （３）前記算出手段は、前記フォーカス誤差信号の傾き
   を光ヘッドの速度と近似することを特徴とする請求項１
   項記載のフォーカシング制御装置。（４）前記起動手段
   は、前記検出手段のピーク検出時もしくはそのピーク検
   出時から所定時間後に、フォーカシングサーボ制御を起
   動することを特徴とする請求項１項記載のフォーカシン
   グ制御装置。