JPS63106931A - フオ−カスサ−ボ引込装置 - 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】 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
のその先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
との距離をＤｏ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り、に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ＭＤｏを中心と
するいわゆる８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光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Ｄｏ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
ォ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
の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、或はノイズ等によって、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
８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８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
ーボループを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Ｓｌ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
の出力和か差動アンプ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に供給されて再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の一人力となる。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
チュ壬−夕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）をその先
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）［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の他人力
となっており、サーボループのオーブン（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、ループオーブン状態では
、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Ｌ
ＰＦ　（ローパスフィルタ）１３を介してピークホール
ド回路１４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Ｖ　ｔｈｌ
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の一人力となる。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のトリガー人力となる。

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Ｖ　ｔｈ２と比較され、その比較出力はゲート回路
１７の他人力となる。

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
に対して近接した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ブン状態にある。このループオーブ
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（ＧＮ
Ｄ）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１
０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
８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Ｃｆ）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Ｖｔｈｌ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Ｖ　ｔｈ１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Ｖ　ｔｈ２を有し、加算器５
の出力レベル（ｆ）が当該基準レベルＶ　ｔｈ２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（１）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Ｖ　ｔｈ２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Ｖ　ｔｈｌ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や傷、或は
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８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、そのホールドレベルを基準レベルＶ　ｔｈｌ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８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ｖ　ｔｈｉ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（ｊ）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、またループオーブン状態においては、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　Ｃ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６３．５μｓｅ
ｃ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をリセット丈ると共に、アップ／
ダウン（Ｕ／Ｄ）フラグ及びルーブロック（ＦＬＫ）フ
ラグにそれぞれ“０１をセットする（ステップＳＬ）。

ここに、Ｕ／Ｄ−〇は対物レンズのダウン状態を、ＦＬ
Ｋ■０はループのオーブ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Ｓ
１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くステップ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ＬＮＯを減じた値を今回の出力値ＦＤとしくステップ
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−２００
０ということは、サンプリング周期が６３．５μｓｅｃ
であるから、２０００Ｘ６３．５　［μｓｅｃ］　ｍＯ
，１３［５ｅｃｌより、対物レンズをダウンさせる時間
が０．　１３　［ｓｅｃ］ということである。Ｃ−２０
００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（Ｆ　Ｐ）として
′０＃をメモリ２２にホールドしくステップ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ＬＮＯを加算した値を今回の出力値
ＦＤとしくステップ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５１０）、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にホールドしくステ
ップ５１１）、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Ｖ　ｔｈ２と比較するコンパ
レータ１８の比較出力ＦＡＢ　（ｅ）が高レベル（ＦＡ
Ｂ−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くステップ５１２）、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くステップ５１３）、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ｖｔｈｌと比較し
くステップ５１４）、ＦＰ≧ｖｔｈｌ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＜Ｖｔｈｌ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くステップ
５１５）、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に出力しくステップ５
１６）、更にＦＬＫフラグに“１”　、Ｕ／Ｄフラグに
００＃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５１７）。また、ステップＳ
３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５１８）。

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。

発明の詳細 な説明したように、本発明よれば、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８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ｍ３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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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向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状態における前記フォー
   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。