JPS62285236A - デイスク再生装置のフオ−カスサ−ボ回路 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ この発明はディスク再生装置のフォーカストナーボに関
し、特にそのナーポ特性を最乙焦点ずれの少ない最適値
に自動的に調整し得るようにしたディスク再生装置のフ
ォーカスサーホ回路に関するものである。

［従来の技術］ 光ビームを用いたピックアップ再生素子を使用する情報
記録ディスク再生装置では、フォーカス誤差将号により
光ビームのスポットが情報記録面上において焦点位置と
なるように（光ビームの焦点か記録面に結ばれるように
）制御している。

第５図は上記のような従来のフを一カスナーボ回路を示
すものでおり、図において、（１）はレーザダイオード
等の発光体、（２）は該発光体（１）から出射された光
ビーム、（３）はレンズ、（４）はレーザビームを主ス
ポットと補助スポットとに分配するためのビームスプリ
ッタ、（５）はプリズム、（６）はλ／４仮、（７）は
トラッキングミラー、（８）、（１２）はレンズである
。

（９）は記録面を透明樹脂で覆われたディスク、（１０
）はトラックを形成している突起状のピットである。（
１３）は入射光聞に応じた大きざの電流を出力する光検
知器、（１４）、（１５）は光検知器（１３）の出力電
流を電圧に変換するための１ｙｌｒ置増幅器、（２８）
はこの両前買増幅器（１４）、（１５）の出力を加算し
てディスクに記録された情報信１３３）を形成する加算
増幅器である。

（１６）は前置増幅器（１４）、（１５）の出力を受け
てフォーカス誤差信号を出力する差動増幅器、（１７）
はゲイン調整用のサーボ増幅器（１８）に付随するロー
パスフィルタ、（１９）はサーボ増幅器（１８）の出力
を受けてフィー力スアクチュエータ（１１）を駆動する
駆動回路でおる。

次に上記従来装置のフォーカス制御の動作について説明
する。発光体（１）から介ぜられた光ヒーム（２）は、
レンズ（３）、ビームスプリッタ（４）、プリズム（５
）、λ／４、仮（６）等の光学系を経て情報記録ディス
クに照射される。ぞして、その反射光かレンズ（８）、
トラッキングミラー（７）、プリズム（５）及びレンズ
（１２）を介して光検知器（１３）に導かれる。

フォーカス制御はこ℃光検知器（１３）に入射した光の
うち、Ｂ部分、Ｃ部分に入射した光強度パターンの変化
に応じて行われる。このパターンの変化は円筒レンズ（
１２）の効果によって生ずる。

第６図（ａ）に示されるようにディスク（９）か遠すぎ
る場合には、光検知器（１３）のＣ部分に入Ｑ４する光
量か多く、反対に第６図（Ｃ）に示されるごとくディス
ク（９）か近すぎる場合には、光倹’ＸＩ器（１３）の
Ｂ部分に入射する光量が多くなる。

そして、ディスク（９）の記録面に光か集光された場合
には、第６図（ｂ）に示されるＪ、うにＢ部分とＣ部分
に大割する光■か均等となる。従って、Ｂ部分とＣ部分
の出力差をとれば、スポットの合焦点からのづれに応じ
た信号、すなわち、フォーカス誤差信号が得られる。

次にフォーカス制御ループについて説明する。

光検出器（１３）のＢ部分、Ｃ部分に大割した光の強度
に応じて出力された電流は、前置増幅器（１４＞、（１
５）で電圧に変Ｊ＆される。そして、これらの前置増幅
器（１４）、（１５）の出力は差動増幅器（１６）によ
って演咋され、焦点ずれを表わすフォーカス誤差信号と
なる。

このフォーカス誤差イ言号はローパスフィルタ（１７）
及びサーボ増幅器（１８）でフォーカス制御に最適なよ
うに増幅、位相補償され、駆動回路（１９）へ印加され
る。そして、この駆動回路（１９）によりフ４−カスア
クヂュエーク（１１）か駆動され、フォーカス誤差信号
に従って、集光レンズ（８）をディスク（９）に対し垂
直な方向に移動し、光ビームのスポットが常に焦点位置
になるよう制御される。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のディスク再生装置のフォーカス畳ナーボ回路は以
−りのにうに構成されているので、ディスクの記録面を
覆う透明な樹脂の中に気泡あるいは不透明な異物を混入
する場合、気泡においては一種のレンズ効果を起こし、
ディスクの気泡部分での屈折率が透明部分とは異なるた
め、光ビームはいかにも移動したようになる。このため
、フォーカス誤差信号が大ぎくなり、光ビームスポット
が焦点位置になるよう動く。

また、不透明異物の場合は、光強度分イ［を歪める現象
を生じるため、光ビームスポットが焦点位置をずれてい
ないにもかかわらず、）を−カスＷ’ｓ外信号は大きく
なり、フォーカスサーボ回路は焦点位置へ戻そうと働く
。しかしながら、実際にはスポットは焦点位置からはず
れていなかったために、スポラ１〜は前述の操作によっ
て、焦点１つ置をはずれてしまい、再生特性は著しく低
Ｆ′？ｌる。

従って、このフォーカス静ナーボ回路のループゲイン調
整回路は、実際にスポットが焦点位置からはずれて、フ
ォーカス誤差信号が大きくなり、検出でざる外乱、つま
り、ディスクの気泡や（騒動に対してはループゲインを
大きくすることで対処できるが、同様に７４−カス誤差
信号か大きくなるが実際にはスポットが焦点位置をはず
れていない外乱、つまり、ディスク上の傷及び不透明異
物に対してはループゲインを通常の外乱のないフォーカ
ス制御時よりも下げる方が望ましく、この場合、通常の
ループゲインでは、このにうな外乱に対して外乱を助長
してしまうなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、フォーカス１ナーボゲインを各種の外乱に対
して適１；７Ｊな皐に自動的に調整でき、ｇ；動作を未
然に防ぐようにしたディスク再生装置のフォーカスサー
ボ回路を１ｑることを目的とプる。

［問題点をＶＲ，決するための手８２］この発明に係る
ディスク再生装置のフォーカスサーボ回路は外乱の種類
を検出する外乱検出手段と、この外乱検出手段の出力に
基づいて、フォーカス制御用の前置増幅器の出力を受け
てフォーカス誤差信号を出力する差動増幅器に該フを一
カス誤差信号の極性と同極性あるいは逆４※性の信号を
選択加咋入力する信号加算手段とを只備したものである
。

［作用］ この発明における外乱検出手段は外乱がピックアップ素
子の焦点位置ずれを生じされるものか否かを検出し、そ
の結果に基づいて、前記外乱に対し信号発生器より適切
な信号をフォーカス（ナーボループ内の増幅器に加算し
、加鋒後の信号によって自動的にフォーカスサーボ特性
を調整する。

［実施例１ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による）４−カスサーボ回
路を備えた情報記録ディスク再生装置の概略を示すブロ
ック図であり、前記第５図と同一部分には同一符号を付
しである。

Ｓ、ａ”、　１図において、（２２）は外乱検出手段と
しての１易／（騒動弁別回路でおり、加咋増幅器（２８
）から出力される再生情報信号の上側包絡線を検出する
ピーク検波Ｚ　（２３＞と、上記再生情報信号の下側包
絡線を検出するボトム検波器（２４）と、ピーク検波器
（２３）とボトム検波器（２４）との出力レベルの変動
をそれぞれ検出するレベル検出器（２５）及び（２６）
とから構成されている。

（２７）は上記（０／撮動弁別回路（２２）からの出力
によりスイッチ（２１）を制御し、フォーカス誤差信号
と同（へ性必るいは逆極性信号のいずれか一方を選択す
る）六回回路である。

上？；色色囲回路２７）及びスイッチ（２１）の動作に
Ｊ：す、フォーカス誤差信号を出力する差動増幅器（１
６）の入力に上記外乱の種類に応じたＩμ適な値及び極
性信号を信号加の手段としてのバッファ増幅器（２０）
を介して印加し、ビームスボッ１へか合焦点から外れて
７４−カス誤差信号が大さ゛くなるもの、ずなわら振動
あるいはディスクに気泡がある場合は、フォーカス誤差
信号と同極性の最適な信号を加算して１ナーボグインを
強める。

又、ビームスポットが合焦点トにあるにもかかわらずフ
ォーカス誤差信号が発生するもの、すなわち傷あるいは
ディスクに不透明異物がある場合は、フォーカス誤差信
号を相殺する逆極性の信号を加算して、ビームスポット
を合焦点におるべく動作させ最適なサーボが１９られる
ようにしたものである。

次に動作について説明する。制御ループの動作について
は従来の動作とほぼ同様であるのでここでは詳述を避け
、外乱の種類の判別、すなわら１辰動、傷弁別回路（２
２）及びフォーカス誤差信号を出力する差動増幅器（１
６）の入力に同極性信号あるいは、逆極性信号を選択加
締することにより、上記り°−ボルーブが安定になる動
作についてｉ、ｆｌ！明する。

介ソ【１体（１）から出射された、光ビーム（２）がデ
ィスクに照射され、その反射光が光検知器（１３）に到
達覆るまでの動作は従来と同様である。

そして、光検知器（１３）のＢ部分、Ｃ部分に入射した
光の強１宴に応じた大きざで出力された電流は、前置増
幅器（１４）、（１５）で電圧に変換され、これら増幅
器（１４）、（１５）の出力１、ｔカコ算増幅器（２Ｂ
）によって加筒され、ディスクに記録された情報（ｆｆ
１号（２９）を形成する。

ここで゛、光検知器（１３）への入射光量は、トラック
を形成している突起状のピット（１０）では光ビームは
乱反射するため少なく、それ以外のディスク鏡面上では
出射光量の大部分が反射されで返ってくるために多い。

第２図＜ａ＞は、スポットの位置に対する光反射強度を
示し、同図（ｂ＞で示す主スポット（β）がトシック中
心を追従している際の入射光量が「）点であり、その両
側にいくに従って、すなわちスポラ１−が（・ラックか
らはずれるに従って入Ｑ」光量は増大する。

なＡ３、第２図（ｂ）の（α）、（γ）は補助スポット
を示している。また、同図においては、ピット（１０）
を２点鎖線で示しているが、該ピット（１０）はこの２
点鎖線に示す範囲内で断続的１ご形成されている。

くして、光ビームがトラック上を追従している１９には
、主スポット（β）がピット上にある場合の８低入射光
吊と該主スポット（β）が鏡面上にある３緋合の最高入
射光量とは変化しない。￥なわち、情報信号の波形及び
そのエンベロープは第３図＜ａ）に示すようになる。

しかしながら、外乱、ここでは振動及びディスク上の気
泡がある場合は、スポットが鏡面上にある場合の最高入
射光量は変化しないが、スポットか１−シンクからはず
れた時、例えば第２図（ｂ）て示すようにスポット（β
）が矢印（Ｘ）方向に移動した時、第２図（ａ）の矢印
のように入射光量は増大し、第３図（ｂ）で示すように
、底辺部が欠填（）た情報信号のエンベロープとなる。

これに対して、ディスク上に傷及び不透明異物があ８１
易合、その傷及び不透明異物が光強度分イ５を歪め、光
検知器（１３）への入射光量は減少すく）１．その減少
比率はスポット（β）がピット（１０）トに必る場合も
鏡面上にある場合も同一である。

従−ノＣ１入射光量の絶対量に比例してその変化量は変
わるから、スポット（β）がピット（１０）土にある場
合の最低入射光量は変化しないが、スポット（β）が鏡
面上にある場合の最高入射光ｔａは著しく減少し、その
情報信号エンベロープは第３ｆｕ（ｃ）に承りような上
部の欠ｊ（］シたものとなる。

以上のＪ：うな外乱の種類に応じて変化する情報イｌ＠
のエンベロープの変動を検出して、（騒動と傷の弁別を
行う一例を示している。

一般的にザーボを強めると傷に対して安定になり、ナー
ボを弱めると１易に対して安定であると考えられ、（（
１反する操作が必要となる。従って、前記の回路構成に
より、振動と傷の弁別が可能となるため、これらの信号
を利用して、４ノーボを強くしたり、弱くしたりするこ
とにより安定動作を形成できる。

本実施例Ｇ：上上記の相反する操作を、ローパスフィル
タの変更なしに成し得たしの′Ｃおり、ローパスフィル
タの複♀１［な定数節用は不要となる。

先ず、通常状（忠から説明すると、スイッチ（２１）に
よって、（ａ＞接点、つまり、外乱信号が無い状態に接
続され、スポットが焦点位置を）Ｄ従するのに適したル
ープゲインが−りえられている。

次（こ、加わった振動及びディスクの気泡によって、ス
ポットが焦点位置をはずれにうとした場合、大きなフォ
ーカス誤差信号が発生し、この誤差信号に応じたサーボ
駆動回路の出力がはずれようとするノ）向と逆方向に加
わり、スポットが焦点位置からはずれるのを防止するよ
う動作する。

このため、誤差信号と同極性の信号パルスを加算するこ
とによって、誤差信号を模擬的に大ぎくし、サーボ駆動
回路の出ツノもそれに応じて大きくなり、はずれようと
する逆方向に大きな力が加わり、スポットが焦点位置を
追従するようになる。

次に傷あるいはディスクの不透明異物の場合はス・ｊ；
ットが焦点位置にあるにもかかわらず誤差信号が大ぎく
なり、あたかもスポットが焦点位置をはずれた状態とな
り、スポットが焦点位置をはずれてしまう。このため、
ｇ；差信号と逆極性の信号を加算することによって、誤
差信号を模擬的に相殺することになり、通常の動作に近
い状態となるので、スポラ１〜が急激に焦点位置からは
ずれたりすることはなくなる。

以上の動作を第４図に示す。通常状態では、スイッチ（
２１）は（ａ）接点に接続され、フォーカス誤差信号は
第４図（ａ）に示すようにほぼ“Ｏ１１に近い状！床に
なっている。

振動等の外乱が加わった場合には、傷／娠動弁別回路（
２２）と選択回路（２７）でスイッチ（２１）の接点（
ｂ）を選択し、第４図（ｂ）−１（示づように、フォー
カス制御用の前置増幅器（１４＞、（１５）の出力（実
線）と差動増幅器（１Ｇ）の出力を、バッファ増幅器（
２０）を介（７て適当な値の同極性信号（破線）を上記
差動増幅Ｊ＜１６）の入力に加算する。このため、差動
増幅器（１６）の出力信号は同図（ｂ）−２に承りよう
に、実線と破線の加算となり、フォーカス誤差信号は身
かｔノ上大きくなり、ザーボゲインが強められる。

肉が存在する場合には、ｆセ／娠動弁別回路（２２）と
選択回路でスイッチ（２１）の接点（Ｃ）を選択し、第
５図（ｃ）−１に示すようにフォーカス制御用の前置増
幅器（１４）、（１５）の出力（実線）と差動増幅器（
１６）の出力をバッファ増幅器（２０）を介して逆極性
信号（破線〉を上記差動増幅器（１６）の入力に加等す
る。このため、差動増幅器（１６）の出力信号は同図＜
Ｃ）−２に示すように、実線と破線の加算となり、フォ
ーカス誤差信号は身かけ上゛Ｏ゛′となって通常の動作
に近い状態になり、スポットを合焦点位置から外れたり
することはなくなる。

このように、外乱の種類に応じてフォーカス誤差信号の
レベルを変えることにより、最適な値に自動調整するこ
とができ、煩雑な操作をすることなく、種々の外乱に対
して常に安定したフォーカス制御が行える。

１発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、外乱に対して生ずる
サーボ系の不安定動作を誤差信号あるい（＝り一小ルー
プの一増幅器に外乱と誤差信号の４Φ性（：応じた信号
パルスを加えることにより、ローパフィルタ等の複釘ｔ
な定数算出をすることなく、自動調整できるように構成
したので、煩雑な操作をづることなく、外乱に対して常
に安定した〕４−カス制御か行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるディスク再生装首の
フォーカスリーーボ回路を示すブロック構成図、第２図
（ａ）及び（ｂ）は光ビームの移動による入射光量の変
移を説明するための図、第３図（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ
）はこの発明のフｌ−カスｌナーボ回路に適用される外
乱検出手段の一例を説明づる図、第４図（ａ）−１，（
ａ）−２゜（ｂ）−１，（ｂ）−２，（ｃ）−１，（ｃ
）−１２はこの発明のノを一カス゛リーボ回路に適用さ
れる信号加算手段の動作を説明するための波形図、負′
３５図は従来のディスク再生装首のフォーカス丈−ボ回
路を示すブ［１ツク構成図、第６図（ａ）。 （ｂ　）及び（Ｃ）はフォーカス制御のヒンジ原理ヲ親
明するための図である。 図において、（９）はディスク、（１３）は光検知器、
（１４＞、（１５）は前置増幅器、（１６）は差動増幅
器、（２０）は信号加算手段（バッフｊ・増幅器）、（
２１）はスイッチ、（２２）は外乱検出手段（傷／振動
弁別回路）、（２７）（ま選択回路である。 なお、図中、同−符丹は同一、又１よ相当部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （他　２名） 第２図 （ａ） （ｂ） 第３図 フィーカス名呉差イ３号 第４図 （ａ）−１ゑ事カ増幅２シ入力 （０）−２差動槽ｆ山ｆ４より （ｃ）−２薯り槽中経峨 第６図 （ｂ） （Ｃ） ２、発明の名称 ディスク再生装置のフォーカスサーボ回路３、補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号５
、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 ６、補正の内容 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報が記録されたディスクから記録情報を光学的
   に読み取るディスク再生装置のフォーカスサーボ回路に
   おいて、前記ディスクからの光を受ける光検知器と、前
   記光検知器のフォーカス制御用出力を電圧に変換する前
   置増幅器と、前記前置増幅器の出力を受けてフォーカス
   誤差信号を出力する差動増幅器と、前記ディスクからの
   再生情報信号に基づいて外乱の種類を検出する外乱検出
   手段と、前記外乱検出手段で検出された外乱の種類に応
   じた最適な値の信号を前記差動増幅器の入力に該差動増
   幅器の出力を利用して加算する信号加算手段とを具備し
   たことを特徴とするディスク再生装置のフォーカスサー
   ボ回路。
2. （２）前記信号加算手段は大振幅、面振れ（振動）ある
   いは気泡によつて、フォーカス誤差信号の極性と同極性
   の信号を差動増幅器の入力に加算することを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載のディスク再生装置のフ
   ォーカスサーボ回路。
3. （３）前記信号加算手段はディスク上の傷あるいは不透
   明異物によって、フォーカス誤差信号の極性と逆極性の
   信号を差動増幅器の入力に加算することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載のディスク再生装置のフォ
   ーカスサーボ回路。
4. （４）前記信号加算手段は大振幅、面振れ（振動）ある
   いは気泡によって、フォーカス誤差信号の極性と同極性
   の信号を差動増幅器の入力に加算するとともにディスク
   上の傷あるいは不透明異物によって、フォーカス誤差信
   号の極性と逆極性の信号を前記差動増幅器の入力に加算
   することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   ディスク再生装置のフォーカスサーボ回路。