JPH0685229B2 - 焦点制御装置 - Google Patents

焦点制御装置

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JPH0685229B2
JPH0685229B2 JP58106142A JP10614283A JPH0685229B2 JP H0685229 B2 JPH0685229 B2 JP H0685229B2 JP 58106142 A JP58106142 A JP 58106142A JP 10614283 A JP10614283 A JP 10614283A JP H0685229 B2 JPH0685229 B2 JP H0685229B2
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JP
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angular frequency
focus control
focus
circuit
recording medium
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JP58106142A
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JPS59231739A (ja
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博之 山口
和治 白神
充郎 守屋
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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
    • G11B7/0908Disposition 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 for focusing only

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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学的に記録再生可能な記録媒体面上に、光源
より発生した光ビームを収束,照射させる収束手段と、
収束手段を記録媒体面に略々垂直な方向に移動させる駆
動手段と、記録媒体面上の光ビームの収束状態を検出す
る収束状態検出手段と、該検出手段の出力に応じて駆動
手段を駆動し、光ビームが記録媒体面上で所定の収束状
態となるよう制御する焦点制御手段を有する光学式記録
再生装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 光学式記録再生装置としては種々のものがあるが、たと
えば同心円状の溝を有する円盤状の記録媒体(以下ディ
スクと称す)をモータで所定の回転数に回転させ、半導
体レーザー等の光源より光ビームを照射し、記録時には
光ビームの光量を変化させて情報を記録し、再生時には
照射している光ビームを比較的弱い一定の光量にして、
ディスクからの反射光あるいは透過光を検出して情報の
再生を行う装置がある。
このような装置において用いられるディスクはその面上
に凹凸やそりを有し、モーターで回転させると面振れと
なりディスク上に光ビームが常に所定の収束状態となる
ように焦点制御が行なわれている。
第1図に従来の焦点制御系の構成例を示す。
半導体レーザ等の光源1より発生した光ビームはカップ
リングレンズ2で平行光にされた後に偏光ビームスプリ
ッター3で反射され、λ/4板4を通過し、収束レンズ5
よりモータ6によって回転されているディスク7畳に収
束照射される。ディスク7よりの反射光は、収束レンズ
5、λ/4板4、偏光ビームスプリッター3及び凸レンズ
8を通過し、遮蔽板9により一部の反射光が遮蔽され、
残りの反射光が2分割構造の光検出器10に照射される。
光検出器10のそれぞれの出力は差動増幅器11に入力され
ており、差動増幅器11は両信号の差信号を出力する。差
動増幅器11の信号がディスク7上の光ビームの収束状態
を表わすことは既知であり、詳述するのを避ける。
差動増幅器11の信号は焦点制御系の位相を補償するため
の位相補償回路12、焦点制御を不動作にするためのスイ
ッチ13及び駆動回路14を介してフォーカス素子15に入力
される。フォーカス素子15は後に詳述するが、駆動回路
14の信号に応じて収束レンズ5をディスク7の面と略々
垂直な方向に移動するように構成されている。従ってス
イッチ13が短絡され焦点制御が動作している状態におい
ては、ディスク7上の光ビームが所定の収束状態となる
ように収束レンズ5が移動される。
第2図に収束レンズとフォーカス素子の構成を示す。収
束レンズ5は、円筒状ケース18に固定され、円筒状ケー
ス18は、支持ばね19により外周ケース21に支持されてい
る。また、この円筒状ケース18には、その周囲に収束レ
ンズ駆動用のコイル22が巻回されている。外周ケース21
には永久磁石23,24が固定されており、この永久磁石に
よって形成される磁気ギャップ内に収束レンズ駆動用の
コイル22が収まるように収納されている。
従がってコイル22に流れる電流の向きにより収束レンズ
5は、ディスク7に対して略々垂直に接近あるいは離隔
するように駆動され、ディスク7上の光ビームの収束状
態、即ち、ディスク7と収束レンズ5の間かくが変化す
る。
このような構成の焦点制御系の開ループ伝達関数を、S
をラプラス演算子としてG(S)とすると、第3図に示
すブロック図になり直結フィードバック系を構成する。
今、焦点制御系の閉ループ伝達勝数をGLOOP(S)とす
ると、 また制御誤差を伝達関数GE(S)とすると、 通常ディスクの有する面振れは、±1000μmほどあるた
め、フォーカス素子15のディスク7の面に略々垂直な方
向の可動範囲は、2000μm程度となる。しかし、高密度
記録再生のためにはディスク上の光ビーム径を1μm以
下で、しかも常に略々一定のビーム径を保つようにする
必要がある。
従って焦点制御系の開ループのゲインはディスク回転周
波数以下で60〜70dB必要である。
ところで一般にディスク7を取り換える事の可能な装置
を考えた場合、各々固有のそりや凹凸を持つディスク7
をモータ回転軸16に常に同じ状態となるように取り付け
る事は不可能であり、ディスク7がフォーカス素子移動
方向(以下フォーカス方向と称す)に対し平行あるい
は、垂直な方向にずれて取り付けられることがある。
ディスク7が、フォーカス方向にずれて取り付けられた
場合、この取り付け誤差は、焦点制御系に対し、直流外
乱として作用し、焦点制御誤差を生じる。取り付け誤差
をESとすると、これにより生じる制御誤差E0となる。ただし、wは角周波数、jは虚数単位である。
以上のように従来の装置では、ディスク7の取り付け位
置がフォーカス方向にずれた場合焦点制御誤差を生じる
という欠点があった。
また同様の制御誤差は、ディスク7が円錐状のそりを有
する場合にも生じる。
発明の目的 本発明の主たる目的は、前記従来装置の欠点を除去し、
焦点制御誤差を改善する焦点制御装置を提供する事にあ
る。
発明の構成 本発明ではディスク取り付けによるずれやそり等により
生じる焦点制御系に加えられる直流的外乱に対し、必然
的に生じる焦点制御誤差を改善するため、焦点制御系に
ある特定角周波数ωc以下において低域ほど増幅率の高
い周波数特性を有する増幅器を挿入し、外乱の低域成分
に対する焦点制御系のゲインを増大せしめ、焦点制御系
の安定度を減少させる事なく焦点制御誤差を減少させる
ように構成したものである。
実施例の説明 前述のごとく、たとえばディスク取り付けずれ等の直流
外乱による制御誤差は、焦点制御系の直流ゲインが大で
あるばあるほど小さくなる。
しかしながら一般に制御系でゲインを増大させると、焦
点制御誤差は小さくなるが安定性が悪化し単にゲインを
増大させる事は無意味である。
従がって本発明では、焦点制御系に積分器を挿入する事
により焦点制御誤差の少ない焦点制御装置を提供するも
のである。
以下本発明の実施例を図面を用いてより詳細に説明す
る。
第4図は本発明の一実施例を示したものである。図中第
1図と同様の部分には同一番号を付しその説明を省略す
る。
本実施例では差動増幅器11の出力は位相補償回路12を通
り特定周波数特性を有する増幅器として動作する積分回
路25へ入力される。積分回路25の出力は、スイッチ13、
駆動回路14を経てフォーカス素子15により収束レンズ5
を駆動しディスク7上の光ビームの収束状態を制御す
る。
積分回路25は入力インピーダンス及びゲインの十分に大
きい演算増幅器26、抵抗器27,28及びコンデンサー29で
構成されている。
積分回路25の伝達関数GI(S)を求める。
抵抗器27,28の抵抗値をそれぞれR1,R2コンデンサー29の
静電容量をCとすると また直流及び周波数無限大でのGi(S)のゲインをそれ
ぞれA0,Aとすると、S=jω,ωは角周波数、jは虚
数単位として、それぞれ よって積分回路25は第5図に示すごときゲイン特性をも
つ。ただし第5図は折れ線で近似したものであり、ωc
はAより+3dBになる角周波数を示し、ωcは またωcの値は積分回路25による位相遅れが焦点制御に
影響せぬようにするため、収束レンズ駆動の基本角周波
数成分となるディスク7の回転角周波数ωdより小さく
なるように設定されている。
従がって積分回路25を焦点制御系に組み込む事により、
焦点制御系の低減ゲインを増大させ、ディスク取り付け
によるずれ等に起因する焦点制御誤差を小さくする事が
できる。
第4図に示す本発明第1の実施例では、積分回路25に微
少な洩れ電流があった場合等焦点制御スタート指示手段
よりの信号17によりスイッチ13をオンせしめ焦点制御を
起動させた際、積分回路25が第5図に示す特性をもつた
め、洩れ電流は増幅され焦点制御引き込みエラーが生
じ、最悪の場合ディスク7と収束レンズ5とが衝突し,
ともに破損する恐れがある。
第6図は本発明第2の実施例を示すものである。
第6図においても第1図,第4図と同様の部分には同一
番号を付しその説明を省略する。
スイッチ30はコンデンサー29に並列に接続され指令信号
32に従い、コンデンサー29の両端を短絡させるものであ
る。指令信号32がロウレベルであり、スイッチ30が開放
されているときには、積分回路25は第5図に示す特性を
もつ。一方指令信号32がハイレベルになるスイッチ30が
閉じた状態では、コンデンサー29の電荷は放電され、積
分回路25は単なるゲイン(R1+R2)/R1の増幅器として
動作する。
指令信号32は信号17を遅延回路31により一定時間tだけ
遅延して作られる。
より詳細に動作の説明を行うと、焦点制御がかけられて
いないとき、即ちスタート指示手段よりの信号17がロウ
レベルであり、スイッチ13が開かれているとき、指令信
号32はハイレベルになっており、スイッチ30は閉じてい
る。このとき積分回路25は単なる増幅器として動作す
る。
次にスタート指示手段により信号17がハイレベルにさ
れ、スイッチ13が閉じられ焦点制御が起動される。
指令信号32は信号17がハイレベルになってから後、焦点
制御引き込み及び焦点制御が十分に安定するに必要な時
間tだけ遅延回路31により遅らせてロウレベルになる。
このとき積分回路25は第5図に示す特性となり焦点制御
誤差を小さくできる。
即ち焦点制御御引き込み時には、積分回路25は単なる増
幅器として動作するので、たとえ洩れ電流があった場合
でも前述のように蓄積、増幅される事はなく、ディスク
7と収束レンズ5との衝突の恐れはない。
積分回路25の出力が焦点制御を動作させる直前において
略々所定の値となるように構成し、焦点制御を動作させ
るのと同時に積分回路を動作させても何ら問題はない。
発明の効果 以上のように焦点制御系にある特定角周波数ωc以下に
おいて低域ほど増幅率の高い周波数特性を有する増幅器
を組み込む事によりディスク取り付けによるずれや、デ
ィスクのそり等に起因する焦点誤差を小さくする事がで
きる。
また始動時には、ある特定角周波数ωc以下において一
定の増幅率の周波数特性を有する増幅器として動作させ
る手段を設け、焦点制御引き込みを行い、しかるのちあ
る特定角周波数ωc以下において低域ほど増幅率の高い
周波数特性を有する増幅器として動作させる事により、
ディスクを収束レンズとの衝突の恐れをなくす事がで
き、その実用上の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の焦点制御装置の構成例を示すブロック
図、第2図は同焦点制御装置における収束レンズとフォ
ーカス素子の断面を示す断面図、第3図はディスク取り
付け位置ずれに対する収束レンズの位置関係を説明する
ためのブロック図、第4図は本発明の第1の実施例の焦
点制御装置の構成を示すブロック図、第5図は同実施例
における積分回路の特性図、第6図は本発明の実施例に
おける焦点制御装置の構成を示す図である。 1……半導体レーザ、5……収束レンズ、7……ディス
ク、10……光検出器、11……差動増幅器、13……スイッ
チ、14……駆動回路、15……フォーカス素子、25……積
分回路、30……スイッチ、31……遅延回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 充郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−74841(JP,A) 特開 昭54−25391(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学的に記録・再生可能な記録媒体面上
    に、光源より収束・照射された光ビームを前記記録媒体
    面に対し、略々垂直な方向に移動させる駆動手段と、 前記記録媒体面上の光ビームの収束状態を検出する収束
    状態検出手段と、 前記記録媒体を回転駆動する回転手段と、 演算増幅器と、前記演算増幅器の反転入力端子に接続さ
    れた抵抗器と、前記演算増幅器の出力端子と前記反転入
    力端子の間に直列に接続された蓄電器と抵抗器と、前記
    蓄電器の両端を短絡する短絡手段とを有し、角周波数ω
    cより大きい角周波数においては略々一定の増幅率で、
    前記角周波数ωcより小さい角周波数においては角周波
    数の増大にともない増幅率の減少する周波数特性で前記
    収束状態検出手段の出力を増幅する積分回路と、 前記積分回路の出力に応じて前記駆動手段を制御する焦
    点制御手段とを備え、 前記角周波数ωcは、前記回転手段が前記記録媒体を回
    転駆動する角周波数より小さい値であり、 前記積分回路は、前記焦点制御手段を動作させる直前に
    は前記蓄電器の両端を短絡し、前記焦点制御手段動作後
    に前記蓄電器の両端を解放することを特徴とする焦点制
    御装置。
  2. 【請求項2】積分回路は、角周波数ωcより大きい角周
    波数での増幅率と蓄電器の両端を短絡したときの増幅率
    が略々等しいことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の焦点制御装置。
JP58106142A 1983-06-14 1983-06-14 焦点制御装置 Expired - Lifetime JPH0685229B2 (ja)

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JP58106142A JPH0685229B2 (ja) 1983-06-14 1983-06-14 焦点制御装置

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JP58106142A JPH0685229B2 (ja) 1983-06-14 1983-06-14 焦点制御装置

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JPS59231739A JPS59231739A (ja) 1984-12-26
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ID=14426109

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JPH0743839B2 (ja) * 1985-01-25 1995-05-15 株式会社日立製作所 デイスク再生装置
JPS61149113U (ja) * 1985-03-04 1986-09-13

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5774841A (en) * 1981-04-20 1982-05-11 Mansei Kogyo Kk Control signal detector of optical information reader

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