JPH05120698A - フオーカスサーボ引き込み装置 - Google Patents
フオーカスサーボ引き込み装置Info
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- JPH05120698A JPH05120698A JP27921991A JP27921991A JPH05120698A JP H05120698 A JPH05120698 A JP H05120698A JP 27921991 A JP27921991 A JP 27921991A JP 27921991 A JP27921991 A JP 27921991A JP H05120698 A JPH05120698 A JP H05120698A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対物レンズの記録媒体に対する相対速度が外
部振動や記録媒体の振れの影響で大きくなっても、安定
にかつ安全にフォーカスサーボがかけられるフォーカス
サーボ引き込み装置を提供する。 【構成】 RF信号検出手段でつくられた山なりのRF
信号(b)を、合焦点位置を境として媒体記録面と同じ
側か遠い側かで合焦点位置の反射光レベルから線対称に
なるように、反転させる。これにより合焦点位置から対
物レンズが離れるに従い単調増加あるいは単調減少し且
つ合焦点位置に対し極性が逆になる信号(e)を広域焦
点誤差信号として生成し、この広域焦点誤差信号を使っ
てフォーカスサーボに引き込む。
部振動や記録媒体の振れの影響で大きくなっても、安定
にかつ安全にフォーカスサーボがかけられるフォーカス
サーボ引き込み装置を提供する。 【構成】 RF信号検出手段でつくられた山なりのRF
信号(b)を、合焦点位置を境として媒体記録面と同じ
側か遠い側かで合焦点位置の反射光レベルから線対称に
なるように、反転させる。これにより合焦点位置から対
物レンズが離れるに従い単調増加あるいは単調減少し且
つ合焦点位置に対し極性が逆になる信号(e)を広域焦
点誤差信号として生成し、この広域焦点誤差信号を使っ
てフォーカスサーボに引き込む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CD、光ディスク、光
磁気ディスク、光メモリカード等、光を使って記録媒体
に記録されている信号を読み出す際、上記媒体記録面へ
のまたは媒体記録面からの光を集光する対物レンズが媒
体記録面に焦点を結ぶように、対物レンズを駆動するフ
ォーカスサーボをかける装置に関し、特に十分に遠くか
ら駆動して近づけるフォーカスサーボ引き込み装置に関
するものである。
磁気ディスク、光メモリカード等、光を使って記録媒体
に記録されている信号を読み出す際、上記媒体記録面へ
のまたは媒体記録面からの光を集光する対物レンズが媒
体記録面に焦点を結ぶように、対物レンズを駆動するフ
ォーカスサーボをかける装置に関し、特に十分に遠くか
ら駆動して近づけるフォーカスサーボ引き込み装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】フォーカスサーボ引き込み装置は、対物
レンズの焦点を媒体記録面に迅速にかつ安全に合わせ、
フォーカスサーボに引き込む技術として重要である。
レンズの焦点を媒体記録面に迅速にかつ安全に合わせ、
フォーカスサーボに引き込む技術として重要である。
【0003】以下、図面を参照しながら、上記した従来
のフォーカスサーボ引き込み装置の一例について説明す
る。
のフォーカスサーボ引き込み装置の一例について説明す
る。
【0004】図5は従来のフォーカスサーボ引き込み装
置の概略図である。図5において、11は対物レンズ、
12は焦点、13は媒体記録面、14は焦点誤差信号検
出手段、15は駆動電流生成部、16は対物レンズ駆動
手段、22は引き上げ信号生成部、23はサーボオン判
定手段である。
置の概略図である。図5において、11は対物レンズ、
12は焦点、13は媒体記録面、14は焦点誤差信号検
出手段、15は駆動電流生成部、16は対物レンズ駆動
手段、22は引き上げ信号生成部、23はサーボオン判
定手段である。
【0005】図6は媒体記録面13に光を当てるための
具体的な光学系の概略図である。半導体レーザ41から
出た光は偏光プリズム42を直進してコリメートレンズ
43を通り対物レンズ11を経て媒体記録面13に焦点
を結ぶ。媒体記録面13から反射された光は再び対物レ
ンズ11及びコリメートレンズ43を通り、今度は偏光
プリズム42で反射されディテクター44の上に焦点を
結ぶ。この媒体記録面13には記録データがピットとい
う形で記録されており、このピットに光が当たると、光
は回折されてしまい対物レンズ11に戻る光が少なくな
りディテクター(ダイオード)44の上の光は暗くな
る。これにより記録を読み取ることができる。
具体的な光学系の概略図である。半導体レーザ41から
出た光は偏光プリズム42を直進してコリメートレンズ
43を通り対物レンズ11を経て媒体記録面13に焦点
を結ぶ。媒体記録面13から反射された光は再び対物レ
ンズ11及びコリメートレンズ43を通り、今度は偏光
プリズム42で反射されディテクター44の上に焦点を
結ぶ。この媒体記録面13には記録データがピットとい
う形で記録されており、このピットに光が当たると、光
は回折されてしまい対物レンズ11に戻る光が少なくな
りディテクター(ダイオード)44の上の光は暗くな
る。これにより記録を読み取ることができる。
【0006】このディテクター44の前側にはシリンド
リカルレンズ45が置かれており、またディテクター4
4は図8に示すように4分割されており、これらにより
焦点誤差信号検出手段14が構成され、反射光によって
同時に焦点誤差が検出されるようになっている。
リカルレンズ45が置かれており、またディテクター4
4は図8に示すように4分割されており、これらにより
焦点誤差信号検出手段14が構成され、反射光によって
同時に焦点誤差が検出されるようになっている。
【0007】すなわち図7に示すように、シリンドリカ
ルレンズ45の働きにより対物レンズ11の焦点が媒体
記録面13に結ばれているときにはディテクター44の
上の光のスポット46の形は円形である(図9(a))
が、焦点が合わず媒体記録面13に対する対物レンズ1
1の相対距離が近すぎるときは例えば縦長の楕円(図9
(a))となり、遠すぎるときは例えば横長の楕円(図
9(c))となる。これに対し4分割されたディテクタ
ー44の各部分をA,B,C,Dとすると、焦点誤差信
号Iを I=(IA+IB)−(IC+ID) とすれば、Iの正負によって対物レンズ11が媒体記録
面13に対し近すぎるか遠すぎるかを検出できる。
ルレンズ45の働きにより対物レンズ11の焦点が媒体
記録面13に結ばれているときにはディテクター44の
上の光のスポット46の形は円形である(図9(a))
が、焦点が合わず媒体記録面13に対する対物レンズ1
1の相対距離が近すぎるときは例えば縦長の楕円(図9
(a))となり、遠すぎるときは例えば横長の楕円(図
9(c))となる。これに対し4分割されたディテクタ
ー44の各部分をA,B,C,Dとすると、焦点誤差信
号Iを I=(IA+IB)−(IC+ID) とすれば、Iの正負によって対物レンズ11が媒体記録
面13に対し近すぎるか遠すぎるかを検出できる。
【0008】以上のように構成された従来のフォーカス
サーボ引き込み装置について、以下その動作を説明す
る。
サーボ引き込み装置について、以下その動作を説明す
る。
【0009】媒体記録面13から記録信号を読み出すた
めには、対物レンズ11の焦点12を媒体記録面13に
合わせ続ける必要があり、媒体記録面13に焦点12が
結ばれたときの対物レンズ11の位置を合焦点位置と呼
ぶことにすると、合焦位置点から対物レンズ11がどち
ら方向にどれだけずれたか示す焦点誤差信号Iを0にす
るようにアクチュエータ(図示せず)を制御して対物レ
ンズ11を動かす。この制御をフォーカスサーボと呼ん
でいる。
めには、対物レンズ11の焦点12を媒体記録面13に
合わせ続ける必要があり、媒体記録面13に焦点12が
結ばれたときの対物レンズ11の位置を合焦点位置と呼
ぶことにすると、合焦位置点から対物レンズ11がどち
ら方向にどれだけずれたか示す焦点誤差信号Iを0にす
るようにアクチュエータ(図示せず)を制御して対物レ
ンズ11を動かす。この制御をフォーカスサーボと呼ん
でいる。
【0010】焦点誤差信号検出手段14で得られた焦点
誤差信号Iは、対物レンズ11と媒体記録面13との距
離が大きい点では0で、合焦点位置から数μm以内にな
ると、焦点誤差信号Iは、合焦点を0とし、正負に略対
象で直線と見なすことができる信号となる(図2(a)
参照)。再び、対物レンズ11と媒体記録面13との距
離が大きくなると0になる。このため、得られた焦点誤
差信号をS字信号と呼ぶこともある。
誤差信号Iは、対物レンズ11と媒体記録面13との距
離が大きい点では0で、合焦点位置から数μm以内にな
ると、焦点誤差信号Iは、合焦点を0とし、正負に略対
象で直線と見なすことができる信号となる(図2(a)
参照)。再び、対物レンズ11と媒体記録面13との距
離が大きくなると0になる。このため、得られた焦点誤
差信号をS字信号と呼ぶこともある。
【0011】フォーカスサーボをかけていない状態では
外部からの振動で対物レンズ11と媒体記録面13が衝
突しないように十分離す必要があるということから、通
常、対物レンズ11はフォーカスサーボがかかっていな
いときはS字信号が検出できないぐらい媒体記録面13
から遠く離れた位置(図5、図6において通常媒体記録
面13の下に位置する)に保持されている。そこで、対
物レンズ11を合焦点位置まで媒体記録面13方向へ移
動させ近づけるフォーカスサーボ引き込みが必要にな
る。
外部からの振動で対物レンズ11と媒体記録面13が衝
突しないように十分離す必要があるということから、通
常、対物レンズ11はフォーカスサーボがかかっていな
いときはS字信号が検出できないぐらい媒体記録面13
から遠く離れた位置(図5、図6において通常媒体記録
面13の下に位置する)に保持されている。そこで、対
物レンズ11を合焦点位置まで媒体記録面13方向へ移
動させ近づけるフォーカスサーボ引き込みが必要にな
る。
【0012】まず図5の引き上げ信号生成部22でつく
られた引き上げ信号をもとに駆動電流生成部18で駆動
電流を生成し、対物レンズ駆動手段19がその駆動電流
に比例した力で対物レンズ11を媒体記録面13方向へ
移動させる。サーボオン判定手段23は、焦点誤差信号
検出手段14で得られた焦点誤差信号をモニタし、S字
信号により対物レンズ11が合焦点位置付近にきたと判
断すると焦点誤差信号検出手段14と駆動電流生成部1
8を連結し、正規のフォーカスサーボ動作に引き込む。
このとき、通常、駆動電流生成部18には位相補償が入
っておりサーボ系の安定化を図っている。
られた引き上げ信号をもとに駆動電流生成部18で駆動
電流を生成し、対物レンズ駆動手段19がその駆動電流
に比例した力で対物レンズ11を媒体記録面13方向へ
移動させる。サーボオン判定手段23は、焦点誤差信号
検出手段14で得られた焦点誤差信号をモニタし、S字
信号により対物レンズ11が合焦点位置付近にきたと判
断すると焦点誤差信号検出手段14と駆動電流生成部1
8を連結し、正規のフォーカスサーボ動作に引き込む。
このとき、通常、駆動電流生成部18には位相補償が入
っておりサーボ系の安定化を図っている。
【0013】以上の構成により、対物レンズ11を合焦
点位置まで媒体記録面12方向へ移動させて、フォーカ
スサーボをかけることができる。
点位置まで媒体記録面12方向へ移動させて、フォーカ
スサーボをかけることができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外部振
動、個体ばらつき、媒体の共振などの影響で、対物レン
ズが合焦点位置に突入するときの相対速度にもばらつき
があり、かつ、焦点誤差信号(S字信号)の検出可能範
囲は数μm以下(大きくても十数μm)と大変小さいことか
ら、上記のような構成で、合焦点位置での対物レンズの媒
体に対する相対速度(突入速度)が大きいときは、サーボ
引き込みに失敗し、暴走する危険も有していた。
動、個体ばらつき、媒体の共振などの影響で、対物レン
ズが合焦点位置に突入するときの相対速度にもばらつき
があり、かつ、焦点誤差信号(S字信号)の検出可能範
囲は数μm以下(大きくても十数μm)と大変小さいことか
ら、上記のような構成で、合焦点位置での対物レンズの媒
体に対する相対速度(突入速度)が大きいときは、サーボ
引き込みに失敗し、暴走する危険も有していた。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のフォーカスサーボ引き込み装置は、対物レ
ンズの焦点を記録媒体に近づけ、焦点と記録媒体が近づ
いたらフォーカスサーボをかけるフォーカスサーボ引き
込み装置で、対物レンズが記録媒体に焦点を結ぶ合焦点
位置あるいはその近傍を境界として記録媒体に近い側に
存在するか、遠い側に存在するかを判別する手段と、記
録媒体からの反射光量に比例する信号を発生する手段
と、前記判別する手段により前記近い側または遠い側と
判別されたときに前記信号を発生する手段からの信号を
線対象になるように反転させることで、合焦点位置から
対物レンズが離れるに従い単調増加しあるいは単調減少
し且つ合焦点位置に対し極性が逆になる信号、すなわち
広域焦点誤差信号を生成する手段と、この広域焦点誤差
信号を使ってフォーカスサーボをかける手段とを備えた
ことを特徴とする。
めに、本発明のフォーカスサーボ引き込み装置は、対物レ
ンズの焦点を記録媒体に近づけ、焦点と記録媒体が近づ
いたらフォーカスサーボをかけるフォーカスサーボ引き
込み装置で、対物レンズが記録媒体に焦点を結ぶ合焦点
位置あるいはその近傍を境界として記録媒体に近い側に
存在するか、遠い側に存在するかを判別する手段と、記
録媒体からの反射光量に比例する信号を発生する手段
と、前記判別する手段により前記近い側または遠い側と
判別されたときに前記信号を発生する手段からの信号を
線対象になるように反転させることで、合焦点位置から
対物レンズが離れるに従い単調増加しあるいは単調減少
し且つ合焦点位置に対し極性が逆になる信号、すなわち
広域焦点誤差信号を生成する手段と、この広域焦点誤差
信号を使ってフォーカスサーボをかける手段とを備えた
ことを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明は上記構成によって、媒体からの反射光
量に比例する信号を用いて、従来より焦点誤差信号の検
出可能範囲(ダイナミックレンジ)が広い焦点誤差信号装
置をつくり、対物レンズの媒体に対する相対速度が大き
くても、十分に長い間減速した後に、フォーカスサーボに
引き込めるので、外部振動や媒体記録面の面振れのため
に合焦点位置への突入速度が大きくなっても、フォーカ
スサーボをかけることができ、対物レンズが暴走するの
を防ぐことができる。
量に比例する信号を用いて、従来より焦点誤差信号の検
出可能範囲(ダイナミックレンジ)が広い焦点誤差信号装
置をつくり、対物レンズの媒体に対する相対速度が大き
くても、十分に長い間減速した後に、フォーカスサーボに
引き込めるので、外部振動や媒体記録面の面振れのため
に合焦点位置への突入速度が大きくなっても、フォーカ
スサーボをかけることができ、対物レンズが暴走するの
を防ぐことができる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明のフォー
カスサーボ引き込み装置の一例について説明する。
カスサーボ引き込み装置の一例について説明する。
【0018】図1は、本発明の請求項1で掲げたフォー
カスサーボ引き込み装置の実施例についての概略図で、
図2は、本発明の請求項1で得られる広域焦点誤差信号
の説明図である。
カスサーボ引き込み装置の実施例についての概略図で、
図2は、本発明の請求項1で得られる広域焦点誤差信号
の説明図である。
【0019】まず図1で、11は対物レンズ、12は焦
点、13は媒体記録面、14は焦点誤差信号検出手段、
15はRF信号検出手段、16は対物レンズ位置判定
部、17はRF振幅率算定部、18は駆動電流生成部、
19は対物レンズ駆動手段、20は一定値信号生成部、
21は乗算器、22は引き上げ信号生成部、23はサー
ボオン判定手段である。
点、13は媒体記録面、14は焦点誤差信号検出手段、
15はRF信号検出手段、16は対物レンズ位置判定
部、17はRF振幅率算定部、18は駆動電流生成部、
19は対物レンズ駆動手段、20は一定値信号生成部、
21は乗算器、22は引き上げ信号生成部、23はサー
ボオン判定手段である。
【0020】以上のように本実施例のフォーカスサーボ
引き込み装置を構成するこれらの各部の機能について、
以下説明する。
引き込み装置を構成するこれらの各部の機能について、
以下説明する。
【0021】焦点誤差信号検出手段14は図8のような
従来と略同様に構成され、その焦点誤差信号Iは、対物
レンズ11と媒体記録面13との距離が大きい点では0
である。そして、距離が段々に小さくなり合焦点位置か
ら数μm以内になると、焦点誤差信号は、合焦点を0とし、
正負に略対称で直線とみなすことができる信号となる。
再び、対物レンズと媒体との距離が大きくなると0にな
る。このため、得られた焦点誤差信号をS字信号と呼ぶ
こともある(図2(a))。
従来と略同様に構成され、その焦点誤差信号Iは、対物
レンズ11と媒体記録面13との距離が大きい点では0
である。そして、距離が段々に小さくなり合焦点位置か
ら数μm以内になると、焦点誤差信号は、合焦点を0とし、
正負に略対称で直線とみなすことができる信号となる。
再び、対物レンズと媒体との距離が大きくなると0にな
る。このため、得られた焦点誤差信号をS字信号と呼ぶ
こともある(図2(a))。
【0022】また、RF信号検出手段15は例えば図8
でA,B,C,Dを同一の極性で接続することにより構
成されうる。そして媒体記録面から戻ってくる反射光の
光量はA,B,C,D全体で受けられ、対物レンズが合
焦点位置にきたときに最大値をとり、対物レンズ11と
媒体記録面13との相対距離により山なりに変化する
(図2(b)参照)。この光量の変化は、前記のように
図8においてA,Bと同じ極性でDCまでとった焦点誤
差信号と略等価であり、以下RF信号と呼ぶことにす
る。
でA,B,C,Dを同一の極性で接続することにより構
成されうる。そして媒体記録面から戻ってくる反射光の
光量はA,B,C,D全体で受けられ、対物レンズが合
焦点位置にきたときに最大値をとり、対物レンズ11と
媒体記録面13との相対距離により山なりに変化する
(図2(b)参照)。この光量の変化は、前記のように
図8においてA,Bと同じ極性でDCまでとった焦点誤
差信号と略等価であり、以下RF信号と呼ぶことにす
る。
【0023】対物レンズ位置判定部16は、焦点誤差信
号検出手段14で得られる焦点誤差信号のS字に対し、
正負それぞれにスライスレベルを設定し(図2
(a))、スライスレベルをS字が越えたところで対物
レンズが合焦点位置を境に媒体側にあるか、反対側にあ
るかを判定する。一番最初は、合焦点位置に対し、対物
レンズ11と媒体記録面13は反対側にあることはわか
っているので、初期値は決定される。例えば、焦点誤差
信号のS字が正のピークをとるとき、合焦点位置に対し
対物レンズ11と媒体記録面13が同じ側にあるとする
なら、S字スライスしての正のピークを通過したときか
ら、対物レンズ11は合焦点位置を境に媒体記録面13
と同じ側にあると判定する。
号検出手段14で得られる焦点誤差信号のS字に対し、
正負それぞれにスライスレベルを設定し(図2
(a))、スライスレベルをS字が越えたところで対物
レンズが合焦点位置を境に媒体側にあるか、反対側にあ
るかを判定する。一番最初は、合焦点位置に対し、対物
レンズ11と媒体記録面13は反対側にあることはわか
っているので、初期値は決定される。例えば、焦点誤差
信号のS字が正のピークをとるとき、合焦点位置に対し
対物レンズ11と媒体記録面13が同じ側にあるとする
なら、S字スライスしての正のピークを通過したときか
ら、対物レンズ11は合焦点位置を境に媒体記録面13
と同じ側にあると判定する。
【0024】一定値信号生成部20は、対物レンズ位置
判定部16により合焦点位置を境にした対物レンズ11
と媒体記録面13との位置関係がわかるので、例えば対
物レンズ11と媒体記録面13が合焦点位置を境に反対
側にあるときは符号を負にして、同じ側にあるときは正
にして一定値を出力する(図2(c))。
判定部16により合焦点位置を境にした対物レンズ11
と媒体記録面13との位置関係がわかるので、例えば対
物レンズ11と媒体記録面13が合焦点位置を境に反対
側にあるときは符号を負にして、同じ側にあるときは正
にして一定値を出力する(図2(c))。
【0025】RF振幅率算定部17は、RF信号の振幅
率を出力する。すなわち、最初に、合焦点位置から対物
レンズ11が十分遠い位置でRF信号検出手段15によ
りRF信号を検出する。以後、この位置での信号レベル
を暗レベルと呼ぶ(図2(b))。また、フォーカスサ
ーボに引き込む前に引き上げ信号生成部22でつくられ
た引き上げ信号をもとに合焦点位置を通過するまで対物
レンズ11を引き上げ、RF信号の最大値をとる(図2
(b))。そのRF信号最大値から上記暗レベルを引い
て、最大RF振幅としてあらかじめ記憶しておくことに
する。そして、RF信号検出手段15で得られRたRF
信号から上記暗レベルを引いたものを上記最大RF振幅
で割り、その商を1から引いたものを出力する(図2
(d))。
率を出力する。すなわち、最初に、合焦点位置から対物
レンズ11が十分遠い位置でRF信号検出手段15によ
りRF信号を検出する。以後、この位置での信号レベル
を暗レベルと呼ぶ(図2(b))。また、フォーカスサ
ーボに引き込む前に引き上げ信号生成部22でつくられ
た引き上げ信号をもとに合焦点位置を通過するまで対物
レンズ11を引き上げ、RF信号の最大値をとる(図2
(b))。そのRF信号最大値から上記暗レベルを引い
て、最大RF振幅としてあらかじめ記憶しておくことに
する。そして、RF信号検出手段15で得られRたRF
信号から上記暗レベルを引いたものを上記最大RF振幅
で割り、その商を1から引いたものを出力する(図2
(d))。
【0026】乗算器21は信号を合成して広域焦点誤差
信号をつくる。すなわち、一定値信号生成部20の出力
(図2(c))にRF振幅率算定部17の出力(図2
(d))を乗算器21で乗じて、図2(e)の実線に示
すような広域焦点誤差信号がつくられる。焦点誤差信号
Iは、図8及び図9のように受けた光の量が互いに打ち
消されるようにABCDが接続されて出力され、その結
果、S字信号は小さな量の光りによって生じるものとな
り数十μm(30μmから60μm)という小さな領域で
変動するので、焦点誤差信号検出手段14で得られる焦
点誤差信号Iのダイナミックレンジは小さい。これに比
べRF信号検出手段15は例えば図8でABCDに受け
た光の総量に比例してRF信号を出力するので、大きな
光量によって信号を生じることができ、広域焦点誤差信
号の変動する領域は数倍広くダイナミックレンジも大き
い。
信号をつくる。すなわち、一定値信号生成部20の出力
(図2(c))にRF振幅率算定部17の出力(図2
(d))を乗算器21で乗じて、図2(e)の実線に示
すような広域焦点誤差信号がつくられる。焦点誤差信号
Iは、図8及び図9のように受けた光の量が互いに打ち
消されるようにABCDが接続されて出力され、その結
果、S字信号は小さな量の光りによって生じるものとな
り数十μm(30μmから60μm)という小さな領域で
変動するので、焦点誤差信号検出手段14で得られる焦
点誤差信号Iのダイナミックレンジは小さい。これに比
べRF信号検出手段15は例えば図8でABCDに受け
た光の総量に比例してRF信号を出力するので、大きな
光量によって信号を生じることができ、広域焦点誤差信
号の変動する領域は数倍広くダイナミックレンジも大き
い。
【0027】以下、動作について説明する。まず対物レ
ンズ11を媒体記録面13から十分遠ざけて、引き上げ
信号生成部22でつくられた引き上げ信号をもとに駆動
電流生成部18で駆動電流を生成し、対物レンズ駆動手
段19がその駆動電流に比例した力で対物ステップレン
ズ11を媒体記録面13方向へ移動させる。サーボオン
判定手段23は、RF信号検出手段15で得られたRF
信号をモニタし、対物レンズ11が合焦点位置付近にき
たと判断すると、乗算器21と駆動電流生成部18を連
結する。乗算器21の出力である広域焦点誤差信号は、
大きなダイナミックレンジを有し、駆動電流生成部18
で駆動電流に変換され、その電流をもとに対物レンズ駆
動手段19で対物レンズ11が、十分に長い加減速を伴
って、合焦点位置に維持されるように制御される。かく
して、フォーカスサーボに引き込むことができるわけで
ある。このとき、通常、駆動電流生成部18には位相補
償が入っておりサーボ系の安定化を図っている。
ンズ11を媒体記録面13から十分遠ざけて、引き上げ
信号生成部22でつくられた引き上げ信号をもとに駆動
電流生成部18で駆動電流を生成し、対物レンズ駆動手
段19がその駆動電流に比例した力で対物ステップレン
ズ11を媒体記録面13方向へ移動させる。サーボオン
判定手段23は、RF信号検出手段15で得られたRF
信号をモニタし、対物レンズ11が合焦点位置付近にき
たと判断すると、乗算器21と駆動電流生成部18を連
結する。乗算器21の出力である広域焦点誤差信号は、
大きなダイナミックレンジを有し、駆動電流生成部18
で駆動電流に変換され、その電流をもとに対物レンズ駆
動手段19で対物レンズ11が、十分に長い加減速を伴
って、合焦点位置に維持されるように制御される。かく
して、フォーカスサーボに引き込むことができるわけで
ある。このとき、通常、駆動電流生成部18には位相補
償が入っておりサーボ系の安定化を図っている。
【0028】以上の構成により、等価的に焦点誤差信号
の検出可能範囲(ダイナミックレンジ)を従来の数十倍
以上に増やすことができたので、突入速度がばらついて
大きくなっても、十分に長い間減速し、安定にフォーカ
スサーボをかけることができる。
の検出可能範囲(ダイナミックレンジ)を従来の数十倍
以上に増やすことができたので、突入速度がばらついて
大きくなっても、十分に長い間減速し、安定にフォーカ
スサーボをかけることができる。
【0029】図3は、本発明の請求項2で掲げたフォー
カスサーボ引き込み装置の実施例についての概略図、図
4は本発明の請求項2で掲げたサーボ切り替え判定手段
の説明図である。図3で、23はサーボオン判定手段、
11は対物レンズ、12は焦点、13は媒体記録面、1
4は焦点誤差信号検出手段、35はRF信号検出手段、
36は広域焦点誤差信号生成手段、37はサーボ切り替
え判定手段、18は駆動電流生成部、19は対物レンズ
駆動手段、22は引き上げ信号生成部である。
カスサーボ引き込み装置の実施例についての概略図、図
4は本発明の請求項2で掲げたサーボ切り替え判定手段
の説明図である。図3で、23はサーボオン判定手段、
11は対物レンズ、12は焦点、13は媒体記録面、1
4は焦点誤差信号検出手段、35はRF信号検出手段、
36は広域焦点誤差信号生成手段、37はサーボ切り替
え判定手段、18は駆動電流生成部、19は対物レンズ
駆動手段、22は引き上げ信号生成部である。
【0030】次に、本実施例について、以下その動作を
説明する。対物レンズ11を媒体記録面13から十分遠
ざけて、引き上げ信号生成部22で作られた引き上げ信
号をもとに駆動電流生成部18で駆動電流を生成し、対
物レンズ駆動手段19がその駆動電流に比例した力で対
物レンズ11を媒体記録面13方向へ移動させる。
説明する。対物レンズ11を媒体記録面13から十分遠
ざけて、引き上げ信号生成部22で作られた引き上げ信
号をもとに駆動電流生成部18で駆動電流を生成し、対
物レンズ駆動手段19がその駆動電流に比例した力で対
物レンズ11を媒体記録面13方向へ移動させる。
【0031】広域焦点誤差信号生成手段36は図1の対
物レンズ位置判定部16、一定値信号生成部20、乗算
器21等からなりRF信号検出手段17で得られたRF
信号から前記実施例のように広域焦点誤差信号を生成す
る。
物レンズ位置判定部16、一定値信号生成部20、乗算
器21等からなりRF信号検出手段17で得られたRF
信号から前記実施例のように広域焦点誤差信号を生成す
る。
【0032】サーボオン判定手段23はRF信号検出手
段14で得られたRF信号をモニタし、対物レンズ11
が合焦点位置付近にきたと判断すると、広域焦点誤差信
号生成手段36と駆動電流生成部18を連結する。広域
焦点誤差信号生成手段36の出力である広域焦点誤差信
号は、駆動電流生成部18で駆動電流に変換され、その
電流をもとに対物レンズ駆動手段39で対物レンズ11
が十分に長い加減速を伴って合焦点位置に維持されるよ
うに制御される。かくして、フォーカスサーボに引き込
むことができる。このとき、通常、駆動電流生成部18
には位相補償が入っており、サーボ系の安定化を図って
いる。
段14で得られたRF信号をモニタし、対物レンズ11
が合焦点位置付近にきたと判断すると、広域焦点誤差信
号生成手段36と駆動電流生成部18を連結する。広域
焦点誤差信号生成手段36の出力である広域焦点誤差信
号は、駆動電流生成部18で駆動電流に変換され、その
電流をもとに対物レンズ駆動手段39で対物レンズ11
が十分に長い加減速を伴って合焦点位置に維持されるよ
うに制御される。かくして、フォーカスサーボに引き込
むことができる。このとき、通常、駆動電流生成部18
には位相補償が入っており、サーボ系の安定化を図って
いる。
【0033】しかしながら、RF信号から生成した広域
焦点誤差信号は検出可能範囲(ダイナミックレンジ)は
広いが、媒体記録面13上のデータ信号の影響やノイズ
の影響を受けやすく、フォーカスサーボ系のゲインも高
くできないために、対物レンズ11が合焦点位置に維持
させるときの誤差も大きい。そこで、焦点誤差信号検出
手段14で検出する正規の焦点誤差信号の検出可能範囲
内に制御誤差が入ったこと、あるいは十分に対物レンズ
11の媒体記録面13に対する相対速度が小さくなるこ
とをサーボ切り替え判定手段37で判断し、S/N、線
形性に優れている正規の焦点誤差信号によるフォーカス
サーボに切り替える。すなわち、サーボ切り替え判定手
段37で、正規の焦点誤差信号でフォーカスサーボが十
分かけられると判断したら、広域焦点誤差信号生成手段
36ではなく焦点誤差信号検出手段14と駆動電流生成
部18を連結する。かくして正規の焦点誤差信号によ
り、制御誤差の小さいフォーカスサーボをかけることが
できる。
焦点誤差信号は検出可能範囲(ダイナミックレンジ)は
広いが、媒体記録面13上のデータ信号の影響やノイズ
の影響を受けやすく、フォーカスサーボ系のゲインも高
くできないために、対物レンズ11が合焦点位置に維持
させるときの誤差も大きい。そこで、焦点誤差信号検出
手段14で検出する正規の焦点誤差信号の検出可能範囲
内に制御誤差が入ったこと、あるいは十分に対物レンズ
11の媒体記録面13に対する相対速度が小さくなるこ
とをサーボ切り替え判定手段37で判断し、S/N、線
形性に優れている正規の焦点誤差信号によるフォーカス
サーボに切り替える。すなわち、サーボ切り替え判定手
段37で、正規の焦点誤差信号でフォーカスサーボが十
分かけられると判断したら、広域焦点誤差信号生成手段
36ではなく焦点誤差信号検出手段14と駆動電流生成
部18を連結する。かくして正規の焦点誤差信号によ
り、制御誤差の小さいフォーカスサーボをかけることが
できる。
【0034】次に、図4でサーボ切り替え判定手段37
の判定方法について説明する。図4は、合焦点付近で
の、(a)RF信号、(b)正規の焦点誤差信号、
(c)広域焦点誤差信号の変化の様子を示したものであ
る。
の判定方法について説明する。図4は、合焦点付近で
の、(a)RF信号、(b)正規の焦点誤差信号、
(c)広域焦点誤差信号の変化の様子を示したものであ
る。
【0035】あらかじめ正規の焦点誤差信号の検出領域
に十分入るように、RF信号をスライスするレベルaを
設定しておく。
に十分入るように、RF信号をスライスするレベルaを
設定しておく。
【0036】さて、広域焦点誤差信号を用いてフォーカ
スサーボをかけていると、対物レンズの相対速度も次第
に減速して、かつ、制御誤差も小さくなって、正規の焦
点誤差信号検出範囲内に入ってくる。この状態になれば
従来のように正規の焦点誤差信号でフォーカスサーボを
かけることが可能となる。
スサーボをかけていると、対物レンズの相対速度も次第
に減速して、かつ、制御誤差も小さくなって、正規の焦
点誤差信号検出範囲内に入ってくる。この状態になれば
従来のように正規の焦点誤差信号でフォーカスサーボを
かけることが可能となる。
【0037】そこで、例えば、RF信号をモニタし、レ
ベルaを越えている状態が一定時間たてば、十分対物レ
ンズの相対速度も制御誤差も小さくなったことがわかる
ので、正規の焦点誤差信号を用いたフォーカスサーボに
切り替えることが可能と判定することができるのある。
ベルaを越えている状態が一定時間たてば、十分対物レ
ンズの相対速度も制御誤差も小さくなったことがわかる
ので、正規の焦点誤差信号を用いたフォーカスサーボに
切り替えることが可能と判定することができるのある。
【0038】このように、正規の焦点誤差信号を用いた
フォーカスサーボに安定にかつ安全に切り替える判定手
段とすることができる。
フォーカスサーボに安定にかつ安全に切り替える判定手
段とすることができる。
【0039】以上の構成により、広域焦点誤差信号を用
いることにより、等価的に焦点誤差信号の検出レンジを
従来の数十倍以上に増やすことができたので、突入速度
がばらついて大きくなっても、安定してフォーカスサー
ボをかけることができ、かつ、ある程度対物レンズが合
焦点位置に追従し、誤差、速度が小さくなったところで
従来のフォーカスサーボに切り替えることにより、追従
特性のよいフォーカスサーボを実現することができる。
いることにより、等価的に焦点誤差信号の検出レンジを
従来の数十倍以上に増やすことができたので、突入速度
がばらついて大きくなっても、安定してフォーカスサー
ボをかけることができ、かつ、ある程度対物レンズが合
焦点位置に追従し、誤差、速度が小さくなったところで
従来のフォーカスサーボに切り替えることにより、追従
特性のよいフォーカスサーボを実現することができる。
【0040】尚、正規の焦点誤差信号、RF信号をA/
D変換してDSP(Digital SignalProcessor)に取り
込むことにより、請求項1、請求項2、請求項3の具体
的処理はソフトで対応でき、比較的簡単に実現すること
ができる。
D変換してDSP(Digital SignalProcessor)に取り
込むことにより、請求項1、請求項2、請求項3の具体
的処理はソフトで対応でき、比較的簡単に実現すること
ができる。
【0041】
【発明の効果】以上のように本発明は、対物レンズの合
焦点位置への突入速度がばらついて大きくなっても、安
定してフォーカスサーボをかけることができるので、外
部からの振動や媒体の面振れに対する抑制要求を大幅に
緩めることができ、またその後に正規の焦点誤差信号に
よるサーボに切り替えることによって追従性能も良い制
御系を実現できる。
焦点位置への突入速度がばらついて大きくなっても、安
定してフォーカスサーボをかけることができるので、外
部からの振動や媒体の面振れに対する抑制要求を大幅に
緩めることができ、またその後に正規の焦点誤差信号に
よるサーボに切り替えることによって追従性能も良い制
御系を実現できる。
【図1】本発明の請求項1で掲げたフォーカスサーボ引
き込み装置の実施例についての概略ブロック図
き込み装置の実施例についての概略ブロック図
【図2】図1中の各ブロックの信号を示す図
【図3】本発明の請求項2で掲げたフォーカスサーボ引
き込み装置の実施例についての概略ブロック図
き込み装置の実施例についての概略ブロック図
【図4】本発明の請求項2で掲げたサーボ切り替え判定
手段の判定方法を説明する信号を示す図
手段の判定方法を説明する信号を示す図
【図5】従来のフォーカスサーボ引き込み装置のブロッ
ク概略図
ク概略図
【図6】従来の焦点誤差信号検出手段を説明するための
具体的な図
具体的な図
【図7】図6のシリンドリカルレンズの働きを示す斜視
図
図
【図8】図6の分割ディテクターを示す正面図
【図9】(a)図8において光の焦点がずれスポットが
縦長の楕円になった状態を示す図 (b)図8において焦点が合いスポットが円形になった
状態を示す図 (c)焦点がずれスポットが横長の楕円になった状態を
示す図
縦長の楕円になった状態を示す図 (b)図8において焦点が合いスポットが円形になった
状態を示す図 (c)焦点がずれスポットが横長の楕円になった状態を
示す図
11 対物レンズ 12 焦点 13 媒体記録面 14 焦点誤差信号検出手段 15 RF信号検出手段 16 対物レンズ位置判定部 17 RF振幅率算定部 18 駆動電流生成部 19 対物レンズ駆動手段 20 一定値信号生成部 21 乗算器 22 引き上げ信号生成部 23 サーボオン判定手段 36 広域焦点誤差信号手段 37 サーボ切り替え判定手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】また、RF信号検出手段15は例えば図8
でA,B,C,Dを同一の極性で接続することにより構
成されうる。そして媒体記録面から戻ってくる反射光の
光量はA,B,C,D全体で受けられ、対物レンズ11
が合焦点位置にきたときに最大値をとり、対物レンズ1
1と媒体記録面13との相対距離により山なりに変化す
る(図2(b)参照)。
でA,B,C,Dを同一の極性で接続することにより構
成されうる。そして媒体記録面から戻ってくる反射光の
光量はA,B,C,D全体で受けられ、対物レンズ11
が合焦点位置にきたときに最大値をとり、対物レンズ1
1と媒体記録面13との相対距離により山なりに変化す
る(図2(b)参照)。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正内容】
【0026】乗算器21は信号を合成して広域焦点誤差
信号をつくる。すなわち、一定値信号生成部20の出力
(図2(c))にRF振幅率算定部17の出力(図2
(d))を乗算器21で乗じて、図2(e)の実線に示
すような広域焦点誤差信号がつくられる。RF信号は数
十μm(30μmから60μm)という領域で変動する
ので、焦点誤差信号検出手段14で得られる焦点誤差信
号Iのダイナミックレンジに比べて、RF信号からつく
られる広域焦点誤差信号は数倍広い。
信号をつくる。すなわち、一定値信号生成部20の出力
(図2(c))にRF振幅率算定部17の出力(図2
(d))を乗算器21で乗じて、図2(e)の実線に示
すような広域焦点誤差信号がつくられる。RF信号は数
十μm(30μmから60μm)という領域で変動する
ので、焦点誤差信号検出手段14で得られる焦点誤差信
号Iのダイナミックレンジに比べて、RF信号からつく
られる広域焦点誤差信号は数倍広い。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】以下、動作について説明する。まず対物レ
ンズ11を媒体記録面13から十分遠ざけて、引き上げ
信号生成部22でつくられた引き上げ信号をもとに駆動
電流生成部18で駆動電流を生成し、対物レンズ駆動手
段19がその駆動電流に比例した力で対物レンズ11を
媒体記録面13方向へ移動させる。サーボオン判定手段
23は、RF信号検出手段15で得られたRF信号をモ
ニタし、対物レンズ11が合焦点位置付近にきたと判断
すると、乗算器21と駆動電流生成部18を連結する。
乗算器21の出力である広域焦点誤差信号は、大きなダ
イナミックレンジを有し、駆動電流生成部18で駆動電
流に変換され、その電流をもとに対物レンズ駆動手段1
9で対物レンズ11が、十分な加速を伴って、合焦点位
置に維持されるように制御される。かくして、フォーカ
スサーボに引き込むことができるわけである。このと
き、通常、駆動電流生成部18には位相補償が入ってお
りサーボ系の安定化を図っている。
ンズ11を媒体記録面13から十分遠ざけて、引き上げ
信号生成部22でつくられた引き上げ信号をもとに駆動
電流生成部18で駆動電流を生成し、対物レンズ駆動手
段19がその駆動電流に比例した力で対物レンズ11を
媒体記録面13方向へ移動させる。サーボオン判定手段
23は、RF信号検出手段15で得られたRF信号をモ
ニタし、対物レンズ11が合焦点位置付近にきたと判断
すると、乗算器21と駆動電流生成部18を連結する。
乗算器21の出力である広域焦点誤差信号は、大きなダ
イナミックレンジを有し、駆動電流生成部18で駆動電
流に変換され、その電流をもとに対物レンズ駆動手段1
9で対物レンズ11が、十分な加速を伴って、合焦点位
置に維持されるように制御される。かくして、フォーカ
スサーボに引き込むことができるわけである。このと
き、通常、駆動電流生成部18には位相補償が入ってお
りサーボ系の安定化を図っている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】以上の構成により、等価的に焦点誤差信号
の検出可能範囲(ダイナミックレンジ)を従来の数十倍
以上に増やすことができたので、突入速度がばらついて
大きくなっても、十分に減速し、安定にフォーカスサー
ボをかけることができる。
の検出可能範囲(ダイナミックレンジ)を従来の数十倍
以上に増やすことができたので、突入速度がばらついて
大きくなっても、十分に減速し、安定にフォーカスサー
ボをかけることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 対物レンズが記録媒体に焦点を結ぶ合焦
点位置あるいはその近傍を境界として記録媒体に近い側
に存在するか、遠い側に存在するかを判別する手段と、
記録媒体からの反射光量に比例する信号を発生する手段
と、前記判別する手段により前記近い側または遠い側と
判別されたときに前記信号を発生する手段からの信号を
線対象になるように反転させることで、合焦点位置から
対物レンズが離れるに従い単調増加しあるいは単調減少
し且つ合焦点位置に対し極性が逆になる信号、すなわち
広域焦点誤差信号を生成する手段と、この広域焦点誤差
信号を使ってフォーカスサーボをかける手段とを備えた
フォーカスサーボ引き込み装置。 - 【請求項2】 さらに正規の焦点誤差信号を発生する手
段と、この正規の焦点誤差信号を用いフォーカスサーボ
をかけることが可能と判定できるサーボ切り替え判定手
段を備え、広域焦点誤差信号を用いてフォーカスサーボ
をかけた後、前記サーボ切り替え判定手段でサーボ切り
替え可能と判定できたならば、前記正規の焦点誤差信号
を使ってフォーカスサーボをかけ直すことを特徴とする
請求項1記載のフォーカスサーボ引き込み装置。 - 【請求項3】 サーボ切り替え判定手段は、記録媒体に
対して対物レンズの相対速度が十分小さくなる状態ある
いは制御誤差が正規の焦点誤差信号の検出可能範囲内に
おさまるほど小さくなる状態を検出することで、広域焦
点誤差信号を用いたサーボから正規の焦点誤差信号を用
いてのサーボに切り替え可能と判定する請求項2記載の
フォーカスサーボ引き込み装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27921991A JPH05120698A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | フオーカスサーボ引き込み装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27921991A JPH05120698A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | フオーカスサーボ引き込み装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05120698A true JPH05120698A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17608091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27921991A Pending JPH05120698A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | フオーカスサーボ引き込み装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05120698A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004001729A1 (ja) | 2002-06-25 | 2003-12-31 | Pioneer Corporation | フォーカスサーボ装置 |
US7158452B2 (en) | 2001-02-22 | 2007-01-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Focus control for optical disk unit |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP27921991A patent/JPH05120698A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7158452B2 (en) | 2001-02-22 | 2007-01-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Focus control for optical disk unit |
WO2004001729A1 (ja) | 2002-06-25 | 2003-12-31 | Pioneer Corporation | フォーカスサーボ装置 |
US7190642B2 (en) | 2002-06-25 | 2007-03-13 | Pioneer Corporation | Focus servo device |
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