JPS5942649A - 光学的サ−ボ装置 - Google Patents

光学的サ−ボ装置

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JPS5942649A
JPS5942649A JP15441182A JP15441182A JPS5942649A JP S5942649 A JPS5942649 A JP S5942649A JP 15441182 A JP15441182 A JP 15441182A JP 15441182 A JP15441182 A JP 15441182A JP S5942649 A JPS5942649 A JP S5942649A
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JP
Japan
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actuator
servo
circuit
focus
lens
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JP15441182A
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English (en)
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JPS6256577B2 (ja
Inventor
Shinsuke Shikama
信介 鹿間
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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
    • G11B7/0945Methods for initialising servos, start-up sequences

Landscapes

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

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】 この発明は光学的サーボ装置に関し、特に、光学的に情
報記録媒体から情報を読出す情報再生装置における対物
レンズのフォーカス制御を行なうような光学的サーボ装
置に関する。
従来より光学的ビデオディスクやPCMオーディオディ
スクなどにおいて、光学式情報読出装置のフォーカス制
御系が知られている。第1図は従来の光学式情報続出装
置のフォーカスザーボ系を示す概要図であり、第2図は
第1図に含まれる対物レンズ駆動機構(以下、フォーカ
スアクヂュエータと称する)の概略構造図であり、W5
3図はフォーカスザーボ系のフォーカスセンザ特性を示
す図である。
まず、第1図ないし第3図を参照して従来の光学式情報
続出装置について説明する。光源1は情報信号検出のた
めのたとえばレーデ光線を出#J′1j′るものである
。光源1から出射されたレーザ光線はハーフミラ−2に
よって反射され、光束の方向が変えられる。方向が変え
られたレーザ光線は対物レンズ4によって集光されて、
情報が記録されている情報記録媒体(以下、ディスクと
称する)に照射される。対物レンズ4に関連してアクチ
ュエータ5が設けられる。このアクチュエータ5は対物
レンズ4をディスク3の面から見て垂直方向に駆動し、
前記レーザ光線の集光点位置を光軸方向に移動させるも
のである。ディスク3で反射されたレーザ光線は、対物
レンズ4.ハーフミラ−2およびシリンダレンズ6を介
して光検知器7に入射される。シリンダレンズ6は従来
より知られたシリンダレンズ法によってフォーカス作用
を生じさせるためのものである。検知器7は検知面がた
とえば4つに分割されたものが用いられる。光検知器7
の出ノjはフォーカスエラー信号を作るためのフォーカ
ス信号処理回路8に与えられる。このフォーカス信号処
理回路8は、実際には前記4分割光検知器8のそれぞれ
の対角方向の素子同士の和をとり、得られた和信号の相
互の差を求める回路によって構成される。フォーカス信
号処理回路8から出力されたフォーカスエラー信号9は
位相補償回路10に与えられるが、このフッ1−カスエ
ラー信号の出力特性は第3図に示すような特性となって
いる。位相補償回路1oはフォーカスエラー信号の位相
を補償するためのものであり、この位相補償回路1oの
出力はフォーカスサーボ系をON、、OFFするための
スイッチ11を介してサーボアンプ12に与えられる。
サーボアンプ12は入力されたフォーカスエラー信号に
基づいて対物レンズ4を駆動するものである。
次に、第2図を参照してフォーカスアクチュエータ5の
構造について説明する。ヨーク5aには永久磁石5bが
設けられ、このヨーク5aが永久磁石5bの磁束の磁路
となる。ヨーク5aに設けられた円筒面5dに沿って摺
動するように鏡fm5eが設けられる。この鏡筒5eは
対物レンズ4を保持するためのものである。そして、鏡
筒5eにはコイル5cが設けられ、このコイル5cに電
流を流すと、この電流とヨーク5aのギャップ中の磁力
線との相互作用により、対物レンズ4を駆動づる力が生
じる。
次に、第1図に示すフォーカスサーボ系の初期引込すな
わちスイッチ11を閉じたときに、フォーカスサーボ系
が引込む際の動作について説明する。まず、第3図に示
すa点に相当する位置(合焦状態)にディスク3がある
ときに、スイッチ11が閉じられればサーボ回路は当然
引込む。すなわち、ノを一カスアクチュエータ5のコイ
ル5Cに電流が流れて鏡筒5eが第2図において左方向
に移動する。次に、第3図に示′すAの領域に相当する
位置にディスク3があるときは、アクチュエータ5が微
小量だけa点に向って動きサーボが引込む。次に、ディ
スク3が第3図に示すAの領域からさらに焦点が外れた
方向に位置しているときは、スイッチ11を閉じてもサ
ーボアンプ12から出ツノされるエラー信号が小さいた
め初期引込ができない場合がある。このため、アクチュ
エータ5を前後に駆動してA領域を通過さけるには、ア
クチュエータ引込用外部信号をサーボ系に印加して、デ
ィスク3ないし対物レンズ4の間の距離がA領域にくる
状態を作り出して、その摸スイッチ11を閉じ、自己引
込を行なわせる必要があった。
ところが、このような従来装置においては、満足な引込
を行なえないことがあった。すなわち、第2図に示ずに
うなll造のフォーカスアクチュエータ5は、電磁力に
J:り鏡筒5eがヨーク5aの内部円筒面5dに沿って
摺動するが、このとぎ両者の間には必ず有限の摩擦があ
る。このために、サーボ系の引込開始前には、鏡筒5e
は静止しており、鏡筒5eと内部円筒面5dの静止摩擦
が前記?ffl力を上回っている場合には、スイッチ1
1を閉じても鏡筒5eが第3図に示すa点の方向に引込
まれるように動作しない。さらに、前述のアクチュエー
タ引込用外部信号を加えた場合、印加外部信号による′
iFj磁駆動力が静止摩擦力を越える瞬間に、アクチュ
エータ5は高速で飛出ず(スティックスリップ的動き)
ため、引込が行なわれる前にA領域を飛越してしまうこ
とになる。すなわち、摩擦に起因するスティックスリッ
プ的動きのため、初期引込に必要なアクチュエータ5の
清らかでありかつ低速の移動を得ることができない。
それゆえに、この発明の主たる目的は、引込時において
アクチュエータに微小振vJ(ディザ)をM畳して摩擦
を減少させ、確実な初期引込を可能とした光学的り−−
ボ装置を提供することである。
この発明は要約すれば、光学的に読取可能な情報を含む
記録トラックが形成された記録媒体上に、レンズによっ
て光源からの光を集光し、このレンズをアクチュエータ
によって光軸方向に摺動させ、このときのレンズと記録
媒体表面との間の変位を検知し、その検知出力に基づい
てサーボ回路がアクチュエータを制御するようにし、こ
のサーボ回路によるアクチュエータのサーボ制御初期引
込動作時にアクチュエータに微小交番電圧を印加して微
小振動を発生させるように構成したものである。
\ この発明の上述の目的およびその他    特徴は以下
に図面を参照して行なう詳細゛;:::ら一層明らかと
なろう。
第4図はこの発明の一実施例の構成を示す図であり、第
5図は第4図に示す引込検知信号用アンプ17の出力特
性を示す図であり、第6図は同じくシーケンス波形発生
回路15の出力波形を示丈図である。
第4図に示す実施例は以下の点を除いC前)ホの第1図
と同じである。すなわち、4分割光検知器7に含まれる
4個の素子の出力は引込検知信号用アンプ17に与えら
れる。この引込信号用アンプ17は4個の素子の出力の
すべての和をどるものであって、出力信号を引込検知信
号回路18に与える。引込検知信号回路18にはスレッ
ショルド電圧vthが与えられている。したがって、引
込検知信号回路18は引込信号用アンプ17の出力がス
レッショルド電圧vth以上になったとき出力信号を導
出し、この出力信号を駆動(3号としてスイッチ16に
与える。発振回路13はアクチュエータ5に微小交番電
圧を与えるためのものであって、その発振出力を、スイ
ッチ16を介してサーボアンプ12の入力に与える。シ
ーケンス波形発生回路15には、起動入力端子14を介
して所定の起1FJJ N圧が与えられる。シーケンス
波形発生回路15は起wJ電圧が与えられると、時間の
経過とともに第6図に示Jようなシーケンス波形の電圧
を発生し、この電圧を発振回路13の出力にmWする。
また、起動入力端子14に起動電圧が与えられると、こ
の起1FjJ 7[V圧に応答してスイッチ16が閉じ
られる。
次に、動作について説明する。起動入力端子14に所定
の起fJI?!!圧を与えると、シーケンス波形発生回
路15が動作をn始すると同一時にスイッチ16の接点
が閉じられる。シーケンス波形発生回路15はIIるど
同時に負の電圧を発生し、この電圧をナーボアンブ12
に与える。すると、アクチュエータ5の鏡筒5eが、最
初にどの位置にあっても成る一方方向の端まで移1ll
Iづる。シーケンス波形発生回路15は時間の経過に伴
って、第6図に示すように負から正へ徐々に立上がる7
α圧を発生ずる。この電圧に応答して、アクチュエータ
5の鏡筒5eは前記方向とは逆の他方方向に低速で移動
を開始づる。この際、発振回路13から微小交番電圧が
出力され、シーケンス波形発生回路15の出力に重畳さ
れている。このため、鏡筒5eはヨーク内面の円筒5(
1に対して常に動Iv!擦の状態になるので、スティッ
クスリップ的な恕激な動きでなく、低速の滑らかな移動
が可能となる。
この移動の途中において、II筒50はW33図に示す
引込可能範囲Aを必ず通過する。A点の検知出ツノが一
4分割光検知器7から引込信号用アンプ17を介して引
込検知信号回路18に与えられている。
そして、引込検知信号回路18は引込信号がスレッショ
ルド電圧vth以上になったことを判別し、スイッチ1
1を閉じる。その結果、〕〕A−カス信号処理回路1か
ら位相補償回路10を介して出力された信号をサーボア
ンプ12に与える。その後、スイッチ16を開ぎ、シー
ケンス波形発生回路15をサーボアンプ12の入力から
切り!11tことにより、フォーカスサーボを引込まづ
ことができる。このように、シーケンス波形に発振回路
13の出力を重畳して微小振動(ディザ)をサーボアン
プ12に与えることにより、アクチュエータ5の鏡筒5
eが引込可能範囲をゆるやかに通過するので、確実な引
込を行なうことができる。
ここで、実験結果による一例を述べると、ディザを印加
しない場合の引込範囲通過時間が約0゜5m5ecであ
るのに対し、振幅が0.5ないし1μm程度(数100
1−1z)のディ1fを与えることにより、通過時間を
10m5ec程度ザなわら約20倍近くも長く覆ること
ができ、引込の安定化に極めて大きな効果を発揮する。
なお、引込検知信号用アンプ17は4分割光検知器70
4個の素子出力の全相をとっているので、対物レンズ4
の焦点がディスク3の表面に近付いた後、合焦状態とな
り、さらに遠ざかるときの引込信号用アンプ17の出力
特性は第5図に示すごとく、合焦時にピークを有する単
峰特性となる。
また、引込検知信号回路18は、スレッショルド電圧v
th以上の電圧が入力されたときに出力信号が導出され
るように構成されているので、スレッショルド電圧Vt
hを適当な値に選択すれば、引込可能範囲Aに達したと
き、スイッチ11および16を制御する信号を発生させ
ることができる。
なお、上述の実施例では、フォーカスエラー信号を発生
させる方式として、第2図に示すごとく鏡筒5eに対物
レンズ4を設りたちのについて説明したが、これに限る
ことなくどのような他の方法においても、第3図に示す
ような出力特性を有するものであれば上jホの実施例と
同様の効果を奏することができる。
以上のように、この発明によれば、アクチュエータのサ
ーボ制御初期引込動作時に、微小交番電圧をアクチュエ
ータに与えて微小振動を発生させるようにしたので、フ
ォーカスアクチュエータの可動部に摩擦がある場合であ
っても、極めて確実に合焦点位置へフォーカスサーボ系
の引込を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光学式情報読出装置のフォーカスサーボ
系を示す概略(n成因である。第2図は第1図に含まれ
るフォーカスアクチュエータの概略構造図である。第3
図はフォーカスセンサの特性を示す図である。第4図は
この発明の一実施例の概略構成図である。第5図は第4
図に示°す引込検知信号用アンプの出力特性を示す図で
ある。第6図は第4図に示ずシーケンス波形発生回路の
出力波形を示す図である。 図において、1は光源、3はディスク、4は対物レンズ
、5はアクチュエータ、12はサーボアンプ、13は発
振回路、15はシーケンス波形発生回路、17は引込信
号用アンプ、18は引込検知信号回路を示す。 代理人 葛 野 信 −(外1名) 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 1、・j¥件の表示    特願昭57−154411
号2、発明の名称 光学的サーボ装置 3、補正をする者 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄1図面の簡単な説明の欄
および図面 6、補正の内容 (1) 明細書第2頁第12行ないし第13行、第4頁
第11行ないし第12行および第12頁第11行の「フ
ォーカスアクチュエータ」を「アクチュエータ」に訂正
する。 (2) 明細書第3頁第3行の「(以下、デーイスクと
称する)」を「(以下、ディスクと称する)3」に訂正
する。 (3) 明細書第3頁第13行の「検知器7」を「光検
知器7」に訂正する。 (4) 明細書第3頁第18行の「光検知器8」を「光
検知器7」に訂正する。 (5) 明細書第5頁第7行の「サーボ回路」を「サー
ボ系」に訂正する。 (6) 明細書第5頁第7行ないし第10行の[すなわ
ち・・・左方向に移動する。」を削除する。 (7) 明細書第5頁第13行ないし第14行の「領域
からさらに焦点が外れた方向」を「領域外のさらに焦点
が外れた場所」に訂正する。 (8) 明細書第5頁第18行の「通過させるには、」
を「通過させるために、」に訂正する。 (9) 明細書第5頁第19行および第6頁第14行の
「引込用外部信号」を「駆動用外部信号」に訂正する。 (10) 明細書第8頁第14行ないし第15行の「ス
イッチ16」を「スイッチ16および11」に訂正する
。 (11) 明細書第9頁第18行ないし第19行の「他
方方向に゛低速で移動」を「他方方向に移動」に訂正す
る。 (12) 明細書第10頁第8行の「与えられている。 」を「与えられており、この信号の特性は第5図のよう
なものである。」に訂正する。 (13) 明細書第10頁第14行ないし第15行の「
シーケンス波形発生回路15」を「シーケンス波形発生
回路15および発振回路13」に訂正する。 (14) 明細書第11頁第11行ないし第12行の「
近付いた後、合焦状態となり、ざらに」を「近付いたと
きに最大出力となる。合焦状態がら」に訂正する。 (15) 明細書第12頁第2行ないし第3行の[第2
図に示すごとく・・・設けたちの」を1シリ−シダレン
ズ法によるもの」に訂正する。 (16) 明細書第12頁第18行の「フォーカスアク
チュエータ」を「アクチュエータ」に訂正する。 (17) 図面の第4図および第5図を別紙のとおり。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光源く 光学的に読取可能な情報を含む記録トラックが形成され
    た記録媒体、 前記記録媒体上に前記光源からの光を集光させるレンズ
    、 前記レンズを光軸方向に摺動させるアクチュエータ、 前記レンズと前記記録媒体表面との間の変位を検知する
    変位検知手段、 前記変位検知手段の出力を増幅して前記アクチュエータ
    に印加し、前記アクチュエータをサーボ制御するサーボ
    回路、および 前記サーボ回路による前記アクチュエータのサーボ制御
    初期引込動作時に、前記アクチュエータへ微小交番電圧
    を印加して前記アクチュエータに微小振動を発生させる
    交番電圧発振器を備えた、光学的サーボ装置。
JP15441182A 1982-09-02 1982-09-02 光学的サ−ボ装置 Granted JPS5942649A (ja)

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JPS6256577B2 JPS6256577B2 (ja) 1987-11-26

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