JPS6297139A - フオ−カスサ−ボ引き込み装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はディスク状の情報記條媒体に光学的に信号を記
録再生あるいは再生のみする装置に係り、特に光ビーム
のフォーカスサーボ引き込み装置に関するものである。

従来の技術 光学的に記録再生可能なディスクに例えば１μｍｘｔμ
ｍ以下の微小ピットを同心円状あるいは螺旋状のトラッ
クを形成するように記録したり、あるいはディスク上に
既に記録された前記ピットを光学的に再生するには、入
射光をφ１μｍぐらいの微小スポット光に絞り前記微小
スポット光をデイスりの面プレにかかわらず常にディス
ク上に照射させるフォーカスサーボが不可欠となる。従
来前記フォーカスサーボ系においてその検出感度を高く
とれば検出範囲が限られてきて安定なフォーカスサーボ
に引き込むのが困難となシ、フォーカスサーボのために
、ディスクの面プレに追従させていた光学系がフォーカ
スサーボ引き込み時にディスクに衝突してしまったりす
る等の問題があった。

第１図は反射光の非点収差を利用し次従来の光ビームの
フォーカスサーボ方式を有した光学的配録再生装置の一
例金示し次回である。第１図において（１）は光源であ
るところの半導体レーザ、（２）は該半導体レーザ（１
）からの光を集光するための集光レンズ、（３）　、　
（４）は長方形状の前記半導体レーザの光を略円形にす
るための凹と凸のシリンドリカルレンズ、（５）はトラ
ッキングミラー、（６）は前記微小ヌボット光に絞るた
めの絞りレンズ、（７）は例えば映像信号等の情報が光
学的に記録再生可能なディスクで、透明な基材よシなシ
、その記録面（７ａ）に妃録財料が塗布されておシ、光
は裏面（７ｂ）の方向から入射され、前記記録面（７ａ
）上に前記微小スポット光が照射される。（８）はディ
スクモータ、（９）はフォーカスサーボを行なうための
絞りレンズ駆動装置で、ディスク（７）の面プレに応じ
て絞シレンズ（６）を動かし絞シレンズ（６）とディス
ク（７）との距離を常に一定に保ち、フォーカスサーボ
が実現される。

絞りレンズ駆動装置としては例えばスピーカのボイスコ
イルの様な駆動原理のものが用いられる。

ＱＯは光ビームスプリッタ−で、反射光を図に示すよう
に単凸レンズα℃に導く。単凸しンズ回は凸シリンドリ
カルレンズ（４）と共に反射光に非点収差を与えている
。υは第２図に示すような囚、（乱（Ｃ）、（９）に４
分割された光検出器である。第１図において実線（ａ）
で示した光ビーム（３）、（４）の両シリンドリカルレ
ンズのレンズ効用が有効に働く方向の光ビーム、破線（
ｂｌで示した光ビームは（３）、（４）の両ンリンドリ
カルレンズのレンズ効果が働かない方向の光ビームをそ
れぞれ示し、凸シリンドリカルレンズ（４）ヲ出た入射
光ははｔＸ円形になっている。ディスク（７）よりの前
記（ａ）Ｊｂ）の両光ビームの反射光はシリンドリカル
レンズ（４）と単凸レンズ（６）により非点収差が与え
られるため、ディスク（７）の面プＶ　Ｋ　６じて光検
出器□□□上での光の形状が第２図破線で示し次様に変
化する。従って前配光の形状の変化を利用してフォーカ
スサーボがかけられる。具体的には第２図（４）ＪＢＩ
ＪＣ）ＪＤＩからなる光検出器において（Ａの受光量＋
Ｃの受光ｆｆ１）−（Ｂの受光量＋Ｄの受光量）からフ
ォーカスサーボのための誤差信号が得られる。

第３図は前記誤差信号の様子を示し、第３図のグラフに
おいて縦軸は前記誤差信号Ｖ、横軸は第１図における絞
りレンズ（６）により絞られた微小スポット光とディス
ク（７）との距離ｘを示す。ｔＪ３図の（つ）はディス
ク（７）の記録面（７ａ）上に前記微小スポット光が照
射される状態（ジャストフォーカス）を示し、に）、（
３）、（ｊＪ＋、（＠と行くに従い前記絞りレンズ（６
）と前記ディスク（７）との距離がジャストフォーカス
の距離より長くなる、すなわち絞りレンズ（６）がディ
スク（７）から遠ざかる方向の誤差信号の様子を示し、
一方（イ１．（７１と行くに従い前記距離がジャストフ
ォーカスの距離よシ短かくなっていく、すなわちｎ記絞
ｖレンズ（６）がディスク（７）に近づく方向の誤差信
号の様子を示している。

発明が解決しようとする問題点 第３図でｖｔｈはフォーカスサーボを引き込むタイミン
グを決めるしきい値電圧で、前記誤差信号がｖｔｈに達
したときフォーカスサーボが閉じられる。しかしこのよ
うなフォーカスサーボ引き込みでは次のような問題があ
る。すなわちフォーカスサーボ引き込み時、誤差信号と
してｖｔｈなる電圧が発生しており、この電圧はフォー
カスサーボ回路にて増幅され、フォーカスサーボ回路が
閉じられると同時に絞りレンズ駆動装置（９）に加えら
れるため、高速で矢印Ｙ２方向に絞りレンズ（６）が移
動し、この移動のスピードが早過ぎると、ブレーキが効
かず、絞シレンズ（６）が第３図で（つ）、（イ１．（
７１の各点を越えディスク（７）に衡突してしまい、デ
ィスク（７）や絞りレンズ（６）を損傷してしまう点で
ある。このとき、フォーカス引き込み時のフォーカスサ
ーボ回路のループゲインが高い程、特に低域のループゲ
インが高い程この衝突の可能性は高く引き込みが失敗し
てしまう問題があった。

問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、フォーカスサーボ
が引き込まれるまではフォーカスサーボ回路の全域ルー
プゲインあるいは低域のループゲインは低くシ、引き込
まれ几後に前記ゲインを高くするように構成したもので
ある。

作用 上記構成により、フォーカスサーボ引き込み時にフォー
カスサーボ回路のゲインあるいは低域のゲインを低くす
るので、誤差信号電圧ｖｔｈは大き、く増幅されず、引
き込み時比較的低い電圧が絞ｂレンズ駆動装置に加えら
れ、ディスクへの衝突が回避され、安定なフォーカスサ
ーボの引き込みが実現できる。

実施例 以下本発明の−＊ｍ例を図面に基づいて説明する。なお
装置としては第１図に示した光学的記録再生装置の実施
例をもとに説明する。第４図は本発明のフォーカスサー
ボ引き込み回路を有したフォーカス回路の一実施例を示
したブロック図であり、図中（ａｌ〜（１）の各出力を
第５図の（ａｌ〜（／ｌにそれぞれ対応して示した。次
に本発明を第４図、第５図を用いて詳しく説明する。

第４図において端子（至）からはフォーカスサーボのた
めの誤差信号が入力される。ａ’１１．ｃ（４１はゲイ
ンがＡＩ　、Ａ２の増幅器を示し、ＡＩ＜Ａ２の関係が
ある。側。

（至）はアナログスイッチで、ゲート入力Ｇ３あるいは
Ｇ４が１Ｈ″の時スイッチは閉じられる。この２つのア
ナログスイッチ−１田により、ディスクに情報を記録す
る時はゲインがＡ１なる攬幅器＠が、またディスクよ多
情報を再生する時はゲインＡ２なる増幅器−が位相補償
回路ｅＩ）に接続される。これは信号記録時には光出力
が大きくなって、ディスクよシの反射光量も増し、光学
的ゲイン（フォーカス検光感度）が増す念め記録時には
回路ゲインを落し、再生時には回路ゲインを増して記録
再生にかかわらずフォーカスサーボループ全体としての
ゲインを一定に保つためである。ゲインの切９換えはＯ
Ｒ回路艷に入力されているＲＥＣ信号により行われ、記
録時に前記ＲＥＣ信号は’Ｈ’　Ｖペルとなる。備は信
号を反転するインバータである。（至）は遅延回路で、
入力信号（ｉ）がＩＩＩから１Ｌ１になっても一定の遅
延時間ｔの聞出力信号（ｋ）は１Ｈ１を保つ機能をもち
烏 フォーカスサーボ引き込み動作が始まると、増幅器關の
出力（ａ）は第５図（ａ）に示すようになる。すなわち
第１図において、絞りレンズ（６）がディスク（７）よ
り遠ざかった方向から徐々にディスク（７）に近づく方
向に移動していくと、まずディスク（７）基材の裏面（
７ｂ）から生ずるフォーカス誤差信号が得られ、次に記
録面（７ａ）から生ずる誤差信号があられれる。第５図
（ａｔにおいて（つ）から右側の破線で示し交線はフォ
ーカスサーボが閉じられない場合の誤差信号の様子を表
わし、実線はフォーカスサーボが（つ）の時点で閉じら
れ、ディスク（７）の記録面（７ａ）上に前記微小スポ
ット光が照射された状態の時の誤差信号を表わしている
。増幅器（至）の出力はアナログスイッチＣｌ１１９を
経てフォーカスサーボを安定化するための既知の位相補
償回路（ハ）に加えられ、その出力はアナログスイッチ
＠を通して絞りレンズ駆動回路＠に加えられる。この絞
シレンズ駆動回路＠の出力は絞シレンズ駆動装置（図示
せず）に加えられており、アナログスイッチ（２）が閉
じられた時このフォーカスサーボ回路は閉じられること
になる。

次にフォーカスサーボ回路を閉じる瞬間を見つけるフォ
ーカスサーボ引き込み方式について引き続き第４図、第
５図を用いて説明する。まず増幅器（至）の出力（８１
）は微分回路（７）に加えられており、その出力（ｂｌ
は第５図（ｂ）に示すようになる。一般にディスク（７
）の光反射率であるが、ディスク（７）基材の裏面（７
ｂ）と記録面（７ａ）の両面よシ光は反射される場合、
その反射率は記録面（７ａ）の方が裏面（７ｂ）に比べ
当然高くなっている。従って第５図（ａｔに示すように
ディスク（７）基材の裏面（７ｂ）よシ得られる（増付
近のフォーカス誤差信号の傾きは、記録面（７ａ〕から
得られる（？）付近のフォーカス誤差信号の傾きより小
さくなる。そのため第５図（ｂｌに示すように微分回路
（７）よシの出力（ｂ）のピーク値は記録面（７ａ）か
ら得られる信号の方が高くなっている。微分回路（至）
よシの出力（ｂｌは基準電圧Ｖ、と比較する電圧コンパ
レータ（ホ）に加えられ、前記基準電圧Ｖ、よシ入力信
号の電圧が高い範囲のみ第５図（ｃｌに示すような信号
（ｃｌを出力する。このように、微分回路（至）と電圧
コンパレータ（ホ）とは、現在得られている誤差信号が
ディスク（７）基ぽの裏面（７ｂ）から得られた信号な
のか、あるいは記録面（７ａ〕から得られた信号なのか
を区別する働きをしている。

次に、増幅器（ト）の出力（ａ）は絶対値増幅器（イ）
にも加えられている。該絶対値増幅器（イ）の人出方特
性は第６図に示すような特性をしておシ、従って第５図
の（ａｌに示した誤差信号を十分飽和するまで絶対値増
幅器量で増幅して出力すると、第５図（ｄ）に示すよう
に前記誤差信号（ａｔが第５図（ａ）のように零クロス
する点のみ零になるような信号（ｄｉが得られる。

絶対値増幅器（財）よりの出力（ｄｉをインバータ（７
）により反転し整形すると、第５図（ｅｌに示すような
出方信号（ｅｌが得られる。電圧コンパレータ（ホ）の
出力（ｃｌとインバータに）の出力（ｅｌとのＡＮＤを
ＡＮＤゲート翰でとると、第５図（ｆｌに示す信号、す
なわち記録面（７ａ）に前記微小スポット光が照射され
之（つ）の瞬間を示す信号（ｆｌが得られる（第５図（
ａ）と比較）。ＡＮＤ回路回路量力（ｆ）はフリップフ
ロッグ■のセット端子に入力されており、そのＱ出方は
前記アナログスイッチ＠のゲート入力Ｇ、に妾続されて
いる。該アナログスイッチ＠はゲート入力Ｇ、がＭＨ″
の時閉じられる。従って前述の様に前記微小スポット光
がディスク（７）の記録面（７ａ）に照射され、その瞬
間に第５図（ｆ）の信号が得られると、フリップフロッ
グ（７）をセットし、第５図（ｈｌに示す信号（ｈｌが
得られてアナログスイッチ（イ）は閉じられ、フォーカ
スサーボが閉じられ、フォーカスサーボが引き込まれる
。

引き込み時のロジックについてもう少し詳しく説明する
。第４図の端子α瘤に第５図（ｇｌに示すｌ　Ｈルベル
の信号（ｇｌが時刻ｔ、のタイミングで加えられると、
アナログスイッチ（ハ）が閉じられ、電圧Ｖにより絞シ
レンズ（６）はディスク（７）に近づくように移動し始
める。前記微小スポット光がディスク（７）の記録面（
７ａ）を照射した瞬間の時刻ｔ２に、第５図（ｆｌに示
す信号（ｆｌがＡＮＤゲート翰の出力から得られ、フリ
ップフロップ働がセットされ、アナログスイッチ四が閉
じられ、フォーカスサーボが引き込まれる。ＡＮＤグー
）　ｆ、ｌＺの出力（ｉＨｊ：遅延回路口９）に加えら
れておシ、遅延回路０９）の出力（ｋｌは第５図（ｋ）
に示したように入力信号（ｉｌがｌ　Ｌ　ｌになっても
遅延時間ｔａの間だけＩＨ″レベルを保持する。従って
アナログスイッチ（ハ）はアナログスイッチ四が閉じら
れてからｔｌ１秒後の時刻ｔ２のタイミングで開くわけ
である。この構成によれば、フォーカスサーボが引き込
まれてから、＠記遅延時間ｔａの後に、絞シレンズ駆動
口路（イ）に加えられていた絞シレンズ（６）をディス
ク（７）に近づける前記電圧ｖａがはずされるため、フ
ォーカスサーボ引き込み時のバネまたはゴムの影響およ
びディスクの極端な面プレ等の影響も除くことができる
。一方遅延回路（２））の出方（ｋｌはＯＲゲート的に
も加えられておシ、フォーカスサーボを引き込むタイミ
ングｔ２の時には必ずＯＲゲート弼の出力（７１はｌ　
Ｈｌレベルとなっているためアナログスイッチ＠が閉じ
られている。従ってフォーカスサーボを引き込む瞬間は
、必ずゲインの低い方（ＡＩの方）である増幅器（ト）
が接続されており、フォーカスサーボループ内の全体と
してのゲインが近くなるためフォーカスサーボ系の位相
余裕とゲイン余裕が増すこととなり、系が安定した状態
でフォーカスサーボの引き込みが行えるわけである。第
４図では図示しなかったが、フォーカスサーボの引き込
み時に周波数特性で低域のゲインを下げた状態で引き込
む様にすれば、さらに安定となる。

なお、本発明は光学系に何等手を加えていないので、第
１図に示した光学的記録再生装置に限定する必要がなく
、ビデオディスク等で知られる光学的情報読み取シ装置
や、あるいは第７図に示すように筒状のケース顛に一体
化された光学系全体を光学系駆動装置船）により上下動
さし、フォーカスサーボを行なう装置にても適用可能で
ある。第７図において、第１図と同一のものには同一の
符号を付した。

発明の効果 以上説明してきたように本発明の構成によれば、フォー
カスサーボが閉じられる瞬間までの回路系全体ゲインあ
るいは低域のゲインを下げた状態にしておき、フォーカ
スサーボが閉じられ九後＠紀ゲインを上げるようにして
いるため、サーボ系が安定した状態で引き込みが可能で
、かつ引き込み時に得られる誤差電圧により絞シレンズ
が急速に移動してディスクに衝突するという危険もなく
なる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した光学的記録再生装置の一実施
例を説明するための概略構成図、第２図は第１図の装置
で用いられる光検出器の構成図、第３図は第１図の装置
で得られるフォーカス誤差信号の様子を示したグラフ、
第４図は本発明の一実施例を示すブロック図、第５図は
第４図に示した各部の出力のタイムチャート、第６図は
第５図の絶対値増幅回路の入出力特性図、第７図は本発
明を適用した他の光学装置の一例を示した要部断面図で
ある。 （１戸・・光源（レーザ）、（６）・・・絞シレンズ、
（７）・・・情報記録体、（７ａ）・・・記録画、（７
ｂ）・・・裏面、（６）・・・光検出器、＠（至）・・
・アナログスイッチ、Ｑ・・・駆動回路、（７）・・・
微分回路、翰・・・電圧コンパレータ、（イ）・・・絶
対値増幅器、吊動・・・ＡＮＤゲート、（７）・・・フ
リップフロップ、盤例・・・ゲインＡＩおよびＡ２の増
幅器（Ａｌ　＜Ａ２す、（至）（至）・・・アナログス
イッチ、笥・・・ＯＲゲー）　、４３９１・・・遅延回
路、（Ｖ、）・・・基準電圧。 代理人　　　　森　　　本　　　義　　　弘第１図 ｔ−９を虎（し−ヂ）” ｌ　−−ぶｋすシンスパ ７−・積板ｔｔ４沫 ７ｉ−柘碌光 ７トー・東面 １２−先Ｓ−畝幕 第２図 第３図 ７、ｔ７ｂ Ｉ！ＩＪ！　　　　　　　　　　　　　　夷１４ｏｔ 翳 第Ｓ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源より出た光を絞りレンズを有する光学系により
   微小スポット光に絞り、前記微小スポット光により記録
   媒体の記録面上に情報を記録再生あるいは再生する装置
   であつて、フォーカスサーボに必要な誤差信号を得る光
   検出器と、前記光検出器の出力を用い前記絞りレンズと
   前記記録媒体間の距離が所定の距離になるように前記絞
   りレンズあるいは前記絞りレンズを含む光学系を記録媒
   体に追従させるためのフォーカスサーボ回路と、フォー
   カスサーボ引き込み時に前記絞りレンズと記録媒体間の
   距離を前記所定の距離に近づけるために前記絞りレンズ
   を駆動する駆動回路と、前記距離が所定の距離あるいは
   その近傍に達した時フォーカスサーボ回路を閉じるよう
   にしたスイッチ手段と、前記フォーカスサーボ回路が閉
   じられた後にフォーカスサーボ回路のループゲインを上
   げるように動作する増幅器とを有するフォーカスサーボ
   引き込み装置。 ２、増幅器は、フォーカスサーボが閉じられた後にフォ
   ーカスサーボ回路の低域のループゲインを上げるように
   動作する特許請求の範囲第１項記載のフォーカスサーボ
   引き込み装置。