JPH0775076B2

JPH0775076B2 - フオ−カスサ−ボ引込装置

Info

Publication number: JPH0775076B2
Application number: JP61253317A
Authority: JP
Inventors: 潔立石
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPS63106931A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、フォーカスサーボ引込装置に関し、特に光学
式情報記録ディスク（以下、単にディスクと称する）の
再生装置におけるフォーカスサーボ引込装置に関する。

背景技術光学式ディスク再生装置においては、ディスクの記録面
上に対物レンズによって収束せしめられた光ビームを照
射し、その反射光（若しくは透過光）を用いて記録情報
の読取りがなされるため、ディスク記録面上に常に正確
に光ビームを収束させる必要があり、よって対物レンズ
のその光軸方向における位置制御をなすフォーカスサー
ボ装置が不可欠である。

かかるサーボ装置においては、光ビームがディスクの記
録面上に正確に収束している場合の対物レンズと記録面
との距離D₀とすると、その位置（合焦位置）に対物レン
ズがある場合にはフォーカスエラー信号の信号レベルは
基準レベル（例えば、零レベル）となり、対物レンズと
記録面との距離がD₀が対して大又は小となったときに
は、フォーカスエラー信号の信号レベルはその離間の度
合に応じて変化すると共に極性がそれぞれ異なった信号
として、記録面を経た光ビームに基づいて生成される。
よって、対物レンズと記録面との離間距離に対するフォ
ーカスエラー信号の特性は、前記距離D₀を中心とするい
わゆるＳ字カーブ特性となる。このフォーカスエラー信
号の信号レベルに応じて対物レンズをその光軸方向に駆
動するアクチュエータを制御することにより、対物レン
ズの記録面に対する上下動がなされてディスクの面反り
等に対しても常にビームを記録面上に正確に収束せしめ
ることができるのである。

情報読取動作開始前には対物レンズはディスク記録面に
対して近接した位置に置かれているのが通例であって、
かかる初期状態においてフォーカスサーボループをオン
（閉）としてサーボをかけると、光ビームは記録面に収
束しておらずいわゆる焦点ボケの状態にあるから、記録
面を経た光ビームによりフォーカスエラー信号を得るこ
とはできず、よってサーボ動作は不可能となる。そのた
めに、フォーカスサーボループはオフ（開）状態にして
おき、外部より起動信号を印加してフォーカスアクチュ
エータをまずディスク記録面に対して最も離間する位置
まで駆動し、続いて駆動方向を反転して該記録面に接近
する方向に駆動して前記距離D₀の近傍まで対物レンズを
移動させた後にサーボループをオンすることによりフオ
ーカスサーボを動作させるように構成されている。

このフォーカスサーボの引込みにおいては、接近方向へ
駆動時に例えばフォーカスエラー信号の信号レベルが前
記基準レベルになった時点でサーボループをオンするこ
とによりサーボのロックインがなされる。ところが、デ
ィスク表面の汚れや傷、或はノズル等によって、本来合
焦位置近傍で生ずるフォーカスエラー信号に類似したＳ
字のエラー信号が発生することがあり、この場合当該エ
ラー信号を本来のフォーカスエラー信号と誤認してミス
ロックを行なってしまうためにサーボをロックできなく
なり、よってサーボの引込みを安定に行ない得ないとい
う不具合が生ずることになる。

発明の概要本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、本来のフ
ォーカスエラー信号以外のＳ字のエラー信号に対してミ
スロックしないようにすることにより、安定かつ確実に
サーボの引込みを行ない得るフォーカスサーボ引込装置
を提供することを目的とする。

本発明によるフォーカスサーボ引込装置は、フォーカス
サーボループの開状態におけるフォーカスエラー信号レ
ベルの絶対値が所定レベル以上になったことを検出して
第１の検出信号を発生する手段と、フォーカスエラー信
号レベルが基準レベルになったことを検出して第２の検
出信号を発生する手段とを含み、前記第１の検出信号の
発生直後の前記第２の検出信号に応答してフォーカスサ
ーボループが閉状態とすべく制御する構成となってい
る。

実施例以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
図において、レーザビームを収束せしめることによって
得られる３つのビームスポット、すなわち記録情報読取
用スポットS₁とこのスポットS₁のディスクとの相対的移
動に際してそれぞれ先行及び後続する一対のトラッキン
グ情報検出用スポットS₂,S₃とが図示の位置関係をもっ
て、ピックアップ（図示せず）からディスクの記録トラ
ックＴに対して照射される。これらビームスポットによ
るディスクからの反射光はピックアップに内蔵された光
電変換素子１〜３に入射する。

光電変換素子１は、各受光面が互いに直交する２本の直
線により４分割される如く配置されかつ互いに独立した
４つの受光エレメントによって構成されている。そし
て、受光面の中心に関して互いに対向するエレメント同
士の出力和が差動アンプ４に供給されて両出力和の差が
検出され、この差出力がフォーカスエラー信号となる。
また、上記各出力和が加算器５に供給されて両出力和の
和が検出され、この和出力が再生（RF）信号となると共
に、ディスクの記録面からの戻り光の全光量に応じた情
報となる。一方、光電変換素子2,3の各出力は差動アン
プ６に供給されて両出力の差が検出され、この差出力が
トラッキングエラー信号となる。

フォーカスエラー信号はイコライザ回路７で所定の位相
補償が施された後切換スイッチ８の一入力となる。切換
スイッチ８の出力は駆動回路９を介してフォーカスアク
チュエータ10に印加される。このフォーカスアクチュエ
ータ10は、イコライザ回路７、切換スイッチ８及び駆動
回路９を介して供給されるフォーカスエラー信号の極性
及びレベルに応じた方向及び量だけ、先述したピックア
ップに内蔵された対物レンズ（図示せず）をその光軸方
向に移動せしめる。

以上によりフォーカスサーボループが形成され、切換ス
イッチ８がイコライザ回路７の出力を選択しているとき
がループクローズ（閉）状態であり、差動アンプ４から
出力されるフォーカスエラー信号の信号レベルに基づい
てフォーカスアクチュエータ10を駆動することにより、
ディスクの記録面上に常に正確にスポットS₁を収束せし
めることができるのである。

一方、ランプ（ramp）電圧発生回路11で発生されるラン
プ電圧（傾斜状電圧）が切換スイッチ８の他入力となっ
ており、サーボループのオープン（開）状態では、この
ランプ電圧が駆動回路９を介してフォーカスアクチュエ
ータ10に供給される。切換スイッチ８の切換え制御はス
イッチ制御回路12により行なわれる。このランプ電圧は
外部からのフォーカスオン指令及びアップ／ダウン指令
に応じて発生され、ループオープン状態では、対物レン
ズをまずディスク記録面から十分に離間した位置まで移
動させ、しかる後方向を反転して徐々に近づけるべくフ
ォーカスアクチュエータ10を駆動する。

差動アンプ４から出力されるフォーカスエラー信号はLP
F（ローパスフィルタ）13を介してピークホールド回路1
4に供給されると共に、直接コンパレータ15の比較入力
となる。ピークホールド回路14のホールド出力はピーク
コンパレータ16で基準レベルVth1と比較され、ピークコ
ンパレータ16の比較出力はゲート回路17の一入力とな
る。ゲート回路17の出力はスイッチ制御回路12のイネー
ブル入力となる。一方、コンパレータ15は比較基準レベ
ルが零レベルのいわゆるゼロクロスコンパレータであ
り、その出力はスイッチ制御回路12のトリガー入力とな
る。また、加算器５の加算出力がコンパレータ18で基準
レベルVth2と比較され、その比較出力はゲート回路17の
他入力となる。

次に、かかる構成の回路動作について第２図のタイミン
グチャートを参照しつつ説明する。

情報読取動作開始前には対物レンズはディスクの記録面
に対して近接して位置に置かれており、かかる初期状態
では切換スイッチ８はランプ電圧発生回路11の出力を選
択したループオープン状態にある。このループオープン
状態において、図示せぬ指令信号発生回路から高レベル
のフォーカスオン指令信号（ｃ）及び低レベルのダウン
指令信号（ｄ）が発せられると、これら指令に応答して
ランプ電圧発生回路11はまず電圧レベルが傾斜状に低下
するランプ電圧（ａ）を発生し、又ピークホールド回路
14はダウン指令信号（ｄ）に応答して少なくとも当該ダ
ウン指令信号（ｄ）の発生期間はグランド（GND）レベ
ルのホールド出力（ｅ）を発生する。電圧レベルが傾斜
状に低下するランプ電圧（ａ）が切換スイッチ８及び駆
動回路９を介してフォーカスアクチュエータ10に印加さ
れることにより、対物レンズはディスク記録面に近接し
た位置から最も離間した位置まで徐々に移動する。この
とき、合焦位置近傍では、差動アンプ４からＳ字カーブ
特性のフォーカスエラー信号（ｂ）が出力されると共
に、ディスクからの戻り光の光量に応じた加算器５の出
力レベル（ｆ）が増大する。

ピークコンパレータ16はGNDレベルよりも低い所定の基
準レベルVth1を有し、ピークホールド回路14の出力レベ
ル（ｅ）が当該基準レベルVth1以上のとき高レベルの比
較出力（ｇ）を発生する。コンパレータ18は所定の基準
レベルVth2を有し、加算器５の出力レベル（ｆ）が当該
基準レベルVth2以上のとき高レベルの比較出力（ｈ）を
発生する。また、ゼロクロスコンパレータ15はフォーカ
スエラー信号（ｂ）レベルがゼロクロスしたとき検出出
力（ｉ）を発生し、対物レンズのダウン動作時のゼロク
ロス点では立下がりエッヂ、アップ動作時のゼロクロス
点では立上がりエッヂの検出出力となる。

対物レンズがディスク記録面から最も離間した位置まで
移動すると、続いて高レベルのアップ指令信号（ｄ）が
発せられ、これに応答してランプ電圧発生回路11は電圧
レベルが傾斜状に上昇するランプ電圧（ａ）を発生し、
またピークホールド回路14は負レベルのピークホールド
動作を開始する。電圧レベルが傾斜状に上昇するランプ
電圧（ａ）が切換スイッチ８及び駆動回路９を介してフ
ォーカスアクチュエータ10に印加されることにより、対
物レンズはディスク記録面から最も離間した位置から徐
々に該記録面に接近する。そして、対物レンズが合焦位
置近傍に達すると、加算器５の出力レベル（ｆ）が増大
し、基準レベルVth2以上になるとコンパレータ18は高レ
ベルの比較出力（ｈ）を発生し、又差動アンプ４から出
力されるフォーカスエラー信号（ｂ）の負レベルも増大
し、そのピークレベルがピークホールド回路14でホール
ドされる。このホールドレベル（ｅ）が基準レベルVth1
以下になると、ピークコンパレータ16は低レベルの比較
出力（ｇ）を発生する。

コンパレータ18から高レベルの比較出力（ｈ）が発生さ
れかつピークコンパレータ16から低レベルの比較出力
（ｇ）が発生されると、ゲート回路17はスイッチ制御回
路12に対して高レベルのイネーブル信号（ｊ）を供給す
る。そして、フォーカスエラー信号（ｂ）がピークレベ
ルを経た後上昇してゼロレベルになると、このことがゼ
ロクロスコンパレータ15で検出され、この検出出力
（ｊ）の立上がりエッヂに応答してスイッチ制御回路12
は切換スイッチ８に対して当該スイッチ８をイコライザ
回路７の出力を選択するループクローズ状態とすべく高
いレベルのクローズ指令信号（ｋ）を出力する。以上の
一連の動作により、フォーカスサーボループの引込みが
行なわれるのである。

このようにして、例えば対物レンズのアップ動作時にお
けるフォーカスエラー信号レベルのゼロクロス点（対物
レンズの合焦位置）でサーボの引込みが行なわれるので
あるが、対物レンズが合焦位置に達する前に、第２図
（ｂ）に示す様に、例えばディスク表面の汚れが傷、或
いはノイズ等によって本来のフォーカスエラー信号に類
似したＳ字のエラー信号Ｎが発生した場合、このエラー
信号Ｎを本来のフォーカスエラー信号と誤認してそのゼ
ロクロス点でサーボをロックさせてしまう可能性があ
る。

ところが、本発明によるフォーカスサーボ引込装置にお
いては、フォーカスエラー信号の負レベルをピークホー
ルドし、そのホールドレべルを基準レベルVth1と比較す
ることによってそのエラー信号が本来のフォーカスエラ
ー信号であるか否かを判断し、本来のフォーカスエラー
信号である場合にはそのエラー信号のゼロクロスを検出
してサーボの引込みを行なうようになっているので、本
来のフォーカスエラー信号に類似したＳ字のエラー信号
Ｎが発生しても、その信号レベルの絶対値が基準レベル
Vth1以上でない限り、本来のフォーカスエラー信号と誤
認してミスロックを行なうことはないのである。

なお、上記実施例では、スイッチ制御回路12に対してイ
ネーブル信号（ｉ）を発生するための情報として、コン
パレータ18の比較出力（ｈ）をも用いたが、ピークコン
パレータ16の比較出力（ｇ）のみとすることも可能であ
る。更に、コンパレータ18はディスクからの戻り光の全
光量を検出するためのものであり、そのために加算器５
の加算出力を比較入力としているが、光電変換素子2,3
の各出力の加算出力を比較入力として用いることも可能
である。

また、上記実施例においては、本発明によるフォーカス
サーボ引込装置をハード的に構成した場合について説明
したが、第３図に示すように、マイクロプロセッサを用
いてソフト的に構成することも可能である。すなわち、
第３図において、差動アンプ４から出力されるフォーカ
スエラー信号はA/D（アナログ／ディジタル）変換器20
でディジタル信号に変換され、マイクロプロセッサ21に
供給される。マイクロプロセッサ21は外部から供給され
るフォーカスオン指令に応答して制御動作を開始し、動
作状態に応じて外部からのアップ／ダウン指令に基づく
ランプ電圧又はA/D変換出力に基づくフォーカスエラー
信号を出力すると共に、A/D変換されたフォーカスエラ
ー信号に対しては所定のイコライジングを行ない、また
ループオープン状態においては、A/D変換器20の出力レ
ベルを取り込んでそのピークレベルをメモリ22にホール
ドし、これらホールドレベルやコンパレータ18の比較出
力、更にはA/D変換器20の出力レベルに基づいてフォー
カスサーボの引込み動作を行なう。マイクロプロセッサ
21から出力されるランプデータ又はフォーカスエラーデ
ータはD/A（ディジタル／アナログ）変換器23でアナロ
グ信号に変換され、駆動回路９を介してフォーカスアク
チュエータ10に供給される。

次に、マイクロプロセッサ21によって実行されるフォー
カスサーボの引込み動作について、第４図のタイミング
チャートを参照しつつ第５図のフローチャートに従って
説明する。なお、本ルーチンは例えば63.5μsecのサン
プリング周期にて実行されるものとする。

まず、初期設定により、サンプリング周期に同期してカ
ウントするカウンタのカウンタト値Ｃ及びマイクロプロ
セッサ21の出力値FDをリセットすると共に、アップ／ダ
ウン（U/D）フラグ及びループロック（FLK）フラグにそ
れぞれ“0"をセットする（ステップS1）。ここに、U/D
＝０は対物レンズのダウン状態を、FLK＝０はループの
オープン状態を示すものとする。初期設定後、第４図
（ｃ）に示す如き高レベルのフォーカスオン信号が発せ
られたことを検知すると（ステップS2）、続いてサーボ
ループがクローズ状態（FLK＝１）にあるか否かを判定
する（ステップS3）。ステップS1でFLK＝０に初期設定
されているので、そのままカウンタをインクリメントし
（ステップS4）、続いて対物レンズがアップ状態（U/D
＝１）にあるか否かを判定する（ステップS5）。

ステップS1でU/D＝０に初期設定されているので、第４
図（ｂ）に示すように、前回の出力値FDから一定値LN0
を減じた値を今回の出力値FDとし（ステップS6）、しか
る後カウンタのカウント値Ｃが所定値、例えば2000にな
ったか否かを判定する（ステップS7）。Ｃ≠2000の場合
にはステップS4に戻り、Ｃ＝2000となるまで上述の動作
を繰り返す。Ｃ＝2000ということは、サンプリング周期
が63.5μsecであるから、2000×63.5［μsec］＝0.13
［sec］より、対物レンズをダウンさせる時間が0.13［s
ec］ということである。Ｃ＝2000と判定したら、カウン
タのカウント値Ｃをリセットし、U/Dフラグに“1"をセ
ットすると共に、フォーカスエラー信号（ｃ）のピーク
レベル（FP）として“0"をメモリ22にホールドし（ステ
ップS8）、しかる後ステップS5に戻る。

ステップS5でU/D＝１と判定した場合には、前回の出力
値FDに一定値LN0を加算した値を今回の出力値FDとし
（ステップS9）、続いてメモリ22にホールドされている
ピークレベルFPとA/D変換器22から取り込んだ負のフォ
ーカスエラー信号レベルFEとの比較を行ない（ステップ
S10）、フォーカスエラー信号レベルFEがそれまでのピ
ークレベルFPよりも小なる場合は、このフォーカスエラ
ー信号レベルFEを新たなピークレベルFPとしてメモリ22
にホールドし（ステップS11）、それ以外の場合はそれ
までのピークレベルFPをそのままホールドする。

続いて、ディスクからの戻り光の光量に応じた加算器５
の出力（ｄ）を基準レベルVth2と比較するコンパレータ
18の比較出力FAB（ｅ）が高レベル（FAB＝１）であるか
否か、即ちディスクからの戻り光の光量が多いか否かを
判定し（ステップS12）、FAB≠１の場合にはステップS4
に戻る。FAB＝１の場合には、フォーカスエラー信号
（ｃ）がゼロクロス（FE≧０）したか否かを判定し（ス
テップS13）、ゼロクロスを検出しない場合にはステッ
プS4に戻る。ゼロクロスを検出した場合には、メモリ22
にホールドされたピークレベルFPを基準レベルVth1と比
較し（ステップS14）、FP≧Vth1のときにはそのときの
信号レベルをノイズによるものとみなしてステップS4に
戻る。FP＜Vth1ときには、本来のロック点であると判定
し、サーボループをクローズし（ステップS15）、A/D変
換出力に対して所定のイコライジングを行なった後D/A
変換器23に出力し（ステップS16）、更にFLKフラグに
“1"、U/Dフラグに“0"をそれぞれセットしかつカウン
タのカウント値Ｃをリセットする（ステップS17）。ま
た、ステップS3でFLK＝１と判定した場合には、A/D変換
出力に対して所定のイコライジングを行なった後D/A変
換器23に出力する（ステップS18）。

以上の一連の動作によって、フォーカスサーボの引込み
をソフト的にノイズ等に影響されることなく確実に行な
うことができるのである。

発明の効果以上説明したように、本発明によれば、エラー信号レベ
ルの絶対値が所定レベル以上のとき当該エラー信号を本
来のフォーカスエラー信号として検出し、この検出直後
のゼロクロスを検出することによってサーボループを閉
状態とすべく制御することにより、ディスク表面の汚れ
や傷、或はノイズ等に起因して発生するＳ字のエラー信
号に対してミスロックしないようにすることができるの
で、安定かつ確実にサーボの引込みを行なうことができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の回路動作を説明するためのタイミングチャー
ト、第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第
４図は第３図の回路動作を説明するためのタイミングチ
ャート、第５図は第３図におけるマイクロプロセッサに
よって実行される手順を示すフローチャートである。主要部分の符号の説明１〜３……光電変換素子７……イコライザ回路８……切換スイッチ 10……フォーカスアクチュエータ 11……ランプ電圧発生回路 12……スイッチ制御回路 14……ピークホールド回路 15……ゼロクロスコンパレータ 16……ピークコンパレータ 21……マイクロプロセッサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズによって収束せしめられかつ情
報記録ディスクの記録面を経た光ビームに基づいて前記
対物レンズの合焦位置で基準レベルとなるフォーカスエ
ラー信号を生成し、このフォーカスエラー信号レベルに
応じて前記対物レンズのその光軸方法における位置制御
をなすフォーカスサーボループにおけるサーボ引込装置
であって、前記フォーカスサーボループの開放状態にお
いて、制御指令に応答して対物レンズを前記デイスク記
録面に対して最も離間する位置まで駆動し、次に、駆動
方向を反転して前記記録面の接近する方法に駆動して前
記記録面の近傍まで対物レンズを移動させた後、前記サ
ーボループを閉成して前記フォーカスエラー信号レベル
に応じて前記対物レンズの位置制御をなす前記フォーカ
スサーボの引き込み装置であって、前記フォーカスサー
ボループの開放状態において、前記フォーカスエラー信
号レベルの絶対値が所定レベル以上になったことを検出
して第１の検出信号を発生する手段と、前記フォーカス
エラー信号レベルが前記基準レベルになったことを検出
して第２の検出信号を発生する手段と、前記第１の検出
信号の発生直後の前記第２の検出信号に応答して前記フ
ォーカスサーボループを閉状態とすべく制御する手段と
を備えたことを特徴とするフォーカスサーボ引込装置。