JPH10275340A - フォーカス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定したフォーカス引き込み動作を行なうこ
とができるフォーカス制御装置を提供する。 【解決手段】 駆動コイル４に流す駆動電流を制御する
ことにより光ピックアップに用いられる対物レンズ３を
移動させて光ディスクに対するフォーカスを制御するフ
ォーカス制御装置において、前記駆動コイルの抵抗を求
める抵抗算出手段２３と、このコイル抵抗に基づいて前
記駆動コイル移動中の速度信号を求める速度信号算出手
段２４と、この速度信号と目標とする目標速度値とを比
較する比較手段２５と、この比較結果信号を前記駆動信
号にフィードバックさせるフィードバック手段２６とを
備えるように構成する。これにより、迅速に且つ安定し
たフォーカス引き込み動作を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク記録再
生装置等に装備される光ピックアップのフォーカス制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク記録再生装置の光ピックアッ
プに用いられる、従来のフォーカス制御装置の光ピック
アップの概略構成は、図５に示すようになされており、
レーザ光１は、回転モータ２の回転軸によって回転する
光ディスク７の信号記録表面に対物レンズ３によって集
光され、その反射光を光検出器、例えばフォトセンサで
検出する事によって、光ディスク表面に記録された情報
を読みとる。このため、対物レンズ３はアクチュエータ
の駆動コイル４を巻回したホルダ５内に設けられ、この
ホルダ５は、図示しないベースより弾発性ワイヤよりな
る保持部材６により揺動可能に弾性的に支持されてい
る。そして、この駆動コイル４に制御された駆動電流を
流すことによってこれと磁石３０との間で生ずる磁力に
よって対物レンズ３を図中矢印方向に上下に移動させ、
常にディスク７の信号記録表面にレーザ光１が集光され
る様に、制御を行う。

【０００３】対物レンズ位置を制御するための構成の一
例は図６に示されており、例えば４分割フォトセンサ８
によって検出された信号は、センサアンプ９で増幅さ
れ、フォーカス誤差信号検出回路１０によって、フォー
カス誤差信号１１となる。フォーカス誤差信号１１は、
対物レンズ３とディスク７の反射面（記録面）との相対
距離に対して、図７に示すようなＳ字特性を有する信号
を生じ、合焦点位置であるＡ点の近傍でのみ直線範囲を
持つ。フォーカス誤差信号１１は補償回路１２に入力さ
れ、位置制御に必要な補償演算を行った後、切り替えス
イッチ１３を経て、駆動アンプ１４に入力される。駆動
アンプ１４は対物レンズ３を上下に移動させるアクチュ
エータの駆動コイル４に電流を流すことにより、対物レ
ンズ３を合焦点位置に保つ。

【０００４】また、フォーカス誤差信号１１は、対物レ
ンズ３の上下方向移動範囲全域において対物レンズ３と
ディスク７の反射面との相対距離に応じた誤差信号を生
じる訳ではなく、図７に示すように合焦点位置、すなわ
ちＡ点の近傍においてのみＳ字状のフォーカス誤差信号
１１が得られる。そこで、対物レンズ３を合焦点位置で
閉ループ制御を行わせるためには、まず、図６に示す切
り替えスイッチをＢ側にして、ランプ信号発生回路１５
に接続しておき、この回路１５は、図８（Ａ）に示すよ
うに時間と共に電圧が次第に大きくなるようなランプ信
号を発生し、この信号で対物レンズ３を徐々に移動さ
せ、切り替え回路１６が合焦点位置を検出すると、切り
替え回路１６は、図８（Ｃ）に示す切り替え信号を発生
し、切り替えスイッチ１３をＣ側に切り替えて、閉ルー
プ制御が開始する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来技術によれば、図７に示すようなフォーカス誤差
信号の合焦点付近における直線範囲は、フォーカスアク
チュエータの可動範囲に比べ非常に狭いため、図８
（Ａ）におけるランプ信号によってフォーカス合焦点ま
で対物レンズ３を移動させる速度は、非常に緩やかなも
のとする必要がある。もし、この移動速度が速くなる
と、切り替え回路１６が合焦点位置で切り替えスイッチ
１３をＣ側へ切り替えた後に、図９を示すように、オー
バーシュートが大きくなり、最悪の場合には直線範囲を
越えてフォーカス引き込み不能に陥いってしまう。

【０００６】しかしながら、上述のようにランプ信号の
傾斜を小さくして対物レンズ３の移動速度を緩やかにし
ても、アクチュエータの駆動電流に対する移動量である
アクチュエータの感度のばらつきや、光ディスク記録再
生装置に加わる振動衝撃外乱に対し、一定の低速度で移
動させる事は困難であり、依然としてフォーカス引き込
み不能に陥る場合が生ずるという問題がある。

【０００７】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的は、フォーカスアクチュエータの駆動コイルに生じる
移動速度に比例した起電圧を検出し、その検出された速
度を一定に保つようにフィードバック制御を行なって対
物レンズを合焦点位置まで低速度で移動させることによ
って安定したフォーカス引き込み動作を行なうことがで
きるフォーカス制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、対物レンズを駆動する駆動コイルに流
す駆動信号を制御することにより前記対物レンズのフォ
ーカスを制御するフォーカス制御装置において、前記駆
動コイルの抵抗値を求める抵抗算出手段と、この抵抗値
に基づいて前記駆動コイル移動中の速度信号を求める速
度信号算出手段と、この速度信号と目標速度値とを比較
する比較手段と、この比較結果信号を前記駆動信号にフ
ィードバックするフィードバック手段とを備えるように
構成したものである。

【０００９】上記抵抗算出手段は、駆動コイルのコイル
抵抗値を求め、速度信号算出手段は、このコイル抵抗値
に基づいて駆動コイル駆動中の速度信号を求める。比較
手段は、この得られた速度信号と予め設定された目標速
度値とを比較し、この比較結果信号をフィードバック手
段は駆動信号にフィードバックさせる。これにより、対
物レンズアクチュエータの感度のばらつきや振動衝撃外
乱に関係なく、対物レンズを一定の低速度で移動させ
て、フォーカシングを安定的に行なうようにする。この
場合、抵抗算出手段は、対物レンズを保持する保持部材
の弾発力と前記対物レンズを駆動する駆動コイルに流す
駆動信号によって発生する磁力がつり合って停止してい
る状態において、コイル抵抗を求めている。また、フィ
ードバック手段は、比較結果信号に所定のゲインを掛け
て前記駆動信号にフィードバックさせている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るフォーカス
制御装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図
１は本発明のフォーカス制御装置を示すブロック構成
図、図２はマイクロコンピュータ内の機能構成を示す
図、図３は速度信号検出時における駆動コイルの等価回
路を示す図である。尚、先に説明した図６における構成
要素と同一部分については同一符号を付して説明する。

【００１１】本発明の特徴は、図６における駆動アンプ
１４の後段に、速度信号のフィードバック系を設けた点
にある。すなわち、図１中、８は対物レンズ３（図５参
照）からの反射光が結像される光検出器としての例えば
４分割フォトセンサであり、９はセンサ出力を増幅する
センサアンプである。１０はアンプ出力に所定の処理を
加えてフォーカス誤差信号１１を得るフォーカス誤差信
号検出回路であり、このフォーカス誤差信号１１は合焦
点位置の近傍で図７に示すようなＳ字特性を示す。

【００１２】１２は補償回路であり、入力されるフォー
カス誤差信号１１に対して位置制御に必要な補償演算を
行なう。１３は切り替えスイッチであり、必要に応じて
補償回路１２とランプ制御信号発生回路１５とを切り替
えて後段に接続する。このランプ信号発生回路１５は、
例えば図８（Ａ）に示すように僅かずつリニアに電圧が
増加するランプ信号を出力する。１６は切り替え回路で
あり、図８（Ｃ）に示すような切り替え信号を出力して
これに入力するフォーカス誤差信号１１が合焦位置を示
した時に切り替えスイッチ１３をＣ側へ接続するように
動作する。１４は駆動アンプであり、これに入力される
信号を増幅して駆動信号１７を出力する。

【００１３】次に、本発明の特徴とする構成について説
明する。まず、駆動アンプ１４の後段に駆動抵抗１８を
接続して、これにアクチュエータの駆動コイル４を順次
直列に接続している。この駆動抵抗１８の両端には、そ
れぞれＡ／Ｄ変換器１９、２０を接続して、それぞれの
接続点における電圧を示すデジタルデータＶ１、Ｖ２を
検出するようになっている。各Ａ／Ｄ変換器１９、２０
の出力側には、ＣＰＵ等のマイクロコンピュータ２１が
接続され、ここで所定の処理を行なって出力信号は、Ｄ
／Ａ変換器２２に入力される。このＤ／Ａ変換器２２の
出力は、アナログ操作量として先の駆動アンプ１４の入
力側にフィードバックされる。

【００１４】また、上記マイクロコンピュータ２１は、
図２に示すように、上記駆動コイル４の抵抗値（コイル
抵抗値）を求める抵抗算出手段２３と、このコイル抵抗
値とデジタルデータＶ１、Ｖ２に基づいて駆動コイル移
動中における速度信号を求める速度信号算出手段２４
と、この速度信号と予め定められた目標速度値とを比較
する比較手段２５と、これより出力される比較結果信号
ＶＥに所定のゲインＫを掛けてフィードバックを行なう
ために出力するフィードバック手段２６を有している。
尚、ここには図示しないが演算等に必要なメモリ等も含
まれるのは勿論である。

【００１５】次に、以上のように構成された装置の動作
について説明する。尚、駆動アンプ１４の前段までの動
作は、先の従来装置例で説明したと全く同様なので、こ
こではその動作の説明を省略する。まず、駆動アンプ１
４の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器１９によって電圧を示す
デジタルデータＶ1に変換され、駆動コイル４と駆動抵
抗１８の接続点の電圧は、Ａ／Ｄ変換器２０によってデ
ジタルデータＶ2に変換される。マイクロコンピュータ
２１は、デジタルデータＶ1及びＶ2を読み取り、速度デ
ジタルデータＶＶを演算する。速度デジタルデータＶＶ
は目標速度値データＶＴとの差を演算し、速度誤差デー
タＶEを求める。速度誤差データＶEには所定のゲインＫ
を掛け、その出力はＤ／Ａ変換器２２に送られ、Ｄ／Ａ
変換器２２から出力されたアナログ操作量は駆動アンプ
１４によってアクチュエータの駆動コイル電流をフィー
ドバック制御し、対物レンズ３を一定の低速度で移動さ
せることになる。

【００１６】次に、マイクロコンピュータ２内における
具体的な演算処理について説明する。図３に示す速度信
号検出法の等価回路において、駆動コイル４（図１参
照）に一定電圧をかけた状態で、対物レンズ３の保持部
材６（図５参照）と駆動電流によって発生する磁力がつ
りあい、対物レンズ３が停止している状態においては、
コイル移動速度に比例した逆起電圧であるＥ(t)はゼロ
であるから、駆動抵抗１８の抵抗値をＲ15、とおけば、
駆動アンプ１４の出力電圧をＶ1 Ｓ(t) 、駆動コイル電
圧をＶ2 Ｓ(t) とすると、駆動コイル４に流れる電流Ｉ
(t)は、数１で表される。

【００１７】

【数１】

【００１８】一方、駆動コイル４の抵抗値ＲLは、Ｅ(t)
＝０であるから、数２で表される。

【００１９】

【数２】

【００２０】よって、駆動コイル４の抵抗値ＲLは数３
により求まる。

【００２１】

【数３】

【００２２】以上の各数式は、コイル停止中におけるデ
ータである。また、コイル移動中の速度信号ＶＶ(t)
は、この抵抗値ＲLを使って、数４のように求まる。

【００２３】

【数４】

【００２４】ここで数４の{ Ｖ１（ｔ）−Ｖ２（ｔ）}
・ＲＬ／Ｒ１５は、コイル停止時に必要とする電圧であ
る。まず、マイクロコンピュータ２１は対物レンズ３を
光ディスク７の情報記録表面から遠ざけるような駆動電
流が流れるように、所定の操作量をＤ／Ａ変換器２２に
出力する。その後、対物レンズ３の保持部材６の弾性力
と駆動コイル電流によって発生する磁力がつりあい、対
物レンズ３が停止するまでの時間をおいてＡ／Ｄ変換器
１９からデジタルデータＶ1とＡ／Ｄ変換器２０からデ
ジタルデータＶ2を読み込む。データＶ1及びＶ2はそれ
ぞれ数３におけるＶ1 Ｓ(t) 及びＶ2 Ｓ(t)であり、ま
たＲ15は既知であるから数３により、駆動コイル４の抵
抗値ＲLが求まる。この抵抗値ＲＬの演算は抵抗算出手
段２３にて行なわれる。

【００２５】次に、対物レンズ３を再度駆動すると速度
信号算出手段２４は、すでに求めた抵抗値ＲLを使って
数４により、対物レンズ３の移動速度ＶＶ（t)である速
度デジタルデータＶＶを演算する。速度デジタルデータ
ＶＶは比較手段２５において予め設定した目標速度デー
タＶTとの差が演算され、速度誤差データＶEを求める。
この速度誤差データＶEはフィードバック手段２６にお
いて所定のゲインＫを掛け、その出力信号はＤ／Ａ変換
器２２に送られる。そして、Ｄ／Ａ変換器２２によって
出力されたアナログ操作量は駆動アンプ１４にフィード
バックされて、アクチュエータの駆動コイル電流をフィ
ードバック制御し、この結果、対物レンズ３を一定の低
速度で移動させることになる。

【００２６】以上の動作を図４に示すフローチャートを
参照してまとめて説明する。まず、駆動コイル４に一定
の電圧をかけて、駆動コイル４の磁力と対物レンズ３の
保持部材６の弾発力をつり合わせて対物レンズ３を停止
させ（Ｓ１）、この時の電圧データＶ１、Ｖ２を読み取
る（Ｓ２）。次に、数１より上記データＶ１、Ｖ２や駆
動抵抗１８の抵抗値Ｒ１５よりレンズ停止時の駆動電流
Ｉ（ｔ）を求める（Ｓ３）。次に、抵抗値Ｒ１５等を用
いて、数３より駆動コイル４の抵抗値ＲＬを求める（Ｓ
４）。

【００２７】次に、対物レンズ３を再度移動させて、コ
イル移動中の速度信号ＶＶ（ｔ）を数４より求める（Ｓ
５）。そして、この速度信号ＶＶ（ｔ）を予め設定した
目標速度値（電圧）ＶＴと比較し（Ｓ６）、この比較結
果信号に所定のゲインＫを掛ける（Ｓ７）。そして、こ
のゲインＫを掛けた後の出力信号を、アナログ信号に変
換してアナログ操作量として駆動信号にフィードバック
させる（Ｓ８）。

【００２８】このように本発明では、フォーカス合焦点
まで移動させる際に、アクチュエータの駆動電流に対す
る移動量であるアクチュエータ（駆動コイル等）の感度
のばらつきが生じたり、光ディスク記録再生装置に振動
衝撃外乱が加わっても、対物レンズを一定の低速度で移
動させる事が可能となり、安定したフォーカス引き込み
動作を行わせることができる。尚、ここでは光センサに
４分割フォトセンサを、用いた場合を例にとって説明し
たが、これに限定されるものではない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のフォーカス
制御装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮す
ることができる。駆動コイルの抵抗値を検出して、駆動
コイルに発生する移動速度に比例した逆起電圧を速度信
号とし、この速度信号によってフィードバック制御する
ことにより、アクチュエータの感度のばらつきや、光デ
ィスク記録再生装置に加わる振動衝撃外乱に対し、一定
の低速度で移動させる事が可能となり、迅速に且つ安定
したフォーカス引き込み動作を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフォーカス制御装置を示すブロック構
成図である。

【図２】マイクロコンピュータ内の機能構成を示す図で
ある。

【図３】速度信号検出時における駆動コイルの等価回路
を示す図である。

【図４】本発明装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】フォーカス制御装置の一例を示す概略構成図で
ある。

【図６】従来のフォーカス制御装置の一例を示す回路構
成図である。

【図７】フォーカス誤差信号を説明する図である。

【図８】フォーカス切り替えタイミングを示す図であ
る。

【図９】フォーカス切り替えについての説明図である。

【符号の説明】

３…対物レンズ、４…駆動コイル、６…保持部材、７…
光ディスク、１８…駆動抵抗、２１…マイクロコンピュ
ータ、２３…抵抗算出手段、２４…速度信号算出手段、
２５…比較手段、２６…フィードバック手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを駆動する駆動コイルに流す
   駆動信号を制御することにより前記対物レンズのフォー
   カスを制御するフォーカス制御装置において、前記駆動
   コイルの抵抗値を求める抵抗算出手段と、この抵抗値に
   基づいて前記駆動コイル移動中の速度信号を求める速度
   信号算出手段と、この速度信号と目標速度値とを比較す
   る比較手段と、この比較結果信号を前記駆動信号にフィ
   ードバックするフィードバック手段とを備えたことを特
   徴とするフォーカス制御装置。
2. 【請求項２】 前記抵抗算出手段は、前記対物レンズを
   保持する保持部材の弾発力と前記対物レンズを駆動する
   駆動コイルに流す前記駆動信号によって発生する磁力と
   がつり合っている状態において前記駆動コイルの抵抗値
   を求めることを特徴とする請求項１記載のフォーカス制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記フィードバック手段は、前記比較結
   果信号に所定のゲインを掛けて前記駆動信号にフィード
   バックすることを特徴とする請求項１または２記載のフ
   ォーカス制御装置。
4. 【請求項４】 前記抵抗算出手段は、前記対物レンズの
   停止時における前記駆動信号に基づいて前記駆動コイル
   の抵抗値を求めることを特徴とする請求項１乃至３記載
   のフォーカス制御装置。