JPS63177320A - フオ−カスサ−ボ制御装置 - 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〉 本発明はフォーカスサーボ制御装置に係り、特にデ・イ
スク装填後に対物レンズをフォーカスサーボが掛けられ
ろ位置迄移動させ、しかる後フォーカスサーボを行うフ
ォーカスサーボ制御装置に関する。

〈従来技術〉 コンパクトディスクプレーヤにおいては、レーザビーム
をディスク面に収束させる対物レンズの焦点深度は、わ
ずか±１．０μｍ程度である。従って、ディスクをコン
パクトディスクのターンテーブルに載置した際に、ビッ
トにピントが合うということは殆ど期待できない。そし
て、たとえディスクをコンパクトディスクのターンテー
ブルに載置した際にピントが合ったとしてもディスクの
反りや機械加工精度に起因する面振れによってディスク
とレンズ間の距離は絶えず変化し、次の瞬間にはピント
がずれてしまう。このため、通常コンパクトディスクプ
レーヤにはフォーカスサーボ制御装置が設けられ、対物
レンズとディスク間の距離に応じた電圧値を有するフォ
ーカスエラー信号を発生し、該フォーカスエラー信号を
用いてサーボ制御を行って前記距離が一定となるように
、換言すればディスク面が常に焦平面となるように対物
レンズのディスク面に対する位置を制御して、ピントを
合わせている。

ところで、フォーカスサーボ回路が起動するためには、
対物レンズとディスク反射面間の距離が、ある程度焦点
深度に近ずいていなければならない。

このため、ディスクがターンテーブルに装填された直後
に対物レンズを動かしてフォーカスサーボが掛けられる
位置迄移動させなければならない。

そこで、通常は第７図（ａ）に示すように低周波のフォ
ーカスサーチ信号（１〜２Ｈｚの三角波信号）ＦＳによ
りフォーカスサーボをかけられる位置迄、たとえば合焦
点化（焦点がディスクの反射面に合致する時の対物レン
ズの位置迄）対物レンズを移動させ（以後かかる制御を
「フォーカスサーチ制御」という）、シかる後対物レン
ズと合焦点間の距離に応じた振幅を有するフォーカスエ
ラー信号ＦＥ、（第７図（ｂｌ参照）を用いて対物レン
ズが合焦点に位置するようにフォーカスサーボを行うよ
うにしている。

〈発明が解決しようとしている問題点〉しかしながら、
従来は合焦点化対物レンズを移動させる速度が早いため
、フォーカスエラー信号ＦＥ（対物レンズが合焦点近傍
に存在している時にのみ発生する）の周波数成分が高く
なり、換言すれば１周期の時間幅Ｔが短くなり、このた
めループゲインが小さくなってフォーカスサーボへ引き
込みにくくなるという問題があった。特に、合焦点付近
に多少の引っかかりがあったり、車載用等で振動が加わ
った時には益々フォーカスサーボの引き込みが悪化する
。

以上から、本発明の目的はフォーカスサーチ制御時に合
焦点近傍において発生ず弔フォーカスエラー信号の周波
数成分を低くしてループゲインを高くできるフォーカス
サーボ制御装置を提供することである。

く問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明にかかるフォーカスサーボ制御装置のブ
ロック図である。

１は合焦点近傍到達検出回路、２はフォーカスエラー信
号検出回路、３はフォーカスサーボ回路、４：よフォー
カスドライブ回路である。

フォーカスサーボ回路３において、３ｍはフォーカスサ
ーチ信号生成部、ａｃｌｆ合焦点到達検出部、３ｄは駆
動信号切替制御部、３ｅ、３ｆはスイッチ、３ｇ；よ合
成回路、３ｈはフォーカスサーボ補正部である。

く作用〉 ディスク装填後のフォーカスサーチ制御時（スイッチ３
ｅ：オン、スイッチ３ｆ：オフ）、フォーカスドライブ
回路４はフォーカスサーチ信号生成部３ａからの比較的
傾斜が急なフォーカスサーチ信号ＦＳで対物レンズを合
焦点方向に移動させる。

合焦点近傍到達検出回路１により対物レンズが合焦点の
近傍に到達したことが検出されれば、フォーカスサーチ
信号生成部３ａはフォーカスサーチ信号ＦＳの傾斜を緩
慢にし、これにより対物レンズの移動速度を減小させる
。そして、対物レンズが更に移動して合焦点に到達した
ことが合焦点到達検出部３Ｃにより検出されれば、駆動
信号切替制御部３ｄはスイッチ３ｅをオフ、スイッチ３
ｆをオンして以後フォーカスエラー信号ＦＥを用いてフ
ォーカスサーボを行う。

〈実施例〉 第２図は本発明にかかるフォーカスサーボ制御部を含む
コンパクトディスクプレーヤの要部ブロックであり、１
１はコンパクトディスク、１２は光ピツクアップ、１２
ａは対物レンズ、１３はＲＦアンプ、１４デジタル信号
処理回路、１５フオ一カスサーボ制御部、１６はスピン
ドルモーフである。

コンパクトディスク１１には音響信号がデジタルで記録
され、所定データ数毎にフレーム同期信号やサブコーデ
ィングと称せられろ制御データが記録されている。光ピ
ツクアップ１２は光学的にコンパクトディスク１１上に
記録されているデジタル情報を読み取ってＲＦアンプ１
３に入力する。

ＲＦアンプ１３は光ピツクアップ１２の出力であるＲＦ
傷信号増幅すると共に、所定のスライスレベルで波形整
形し、波形整形して得られた信号（ＥＦＭ信号という）
をデジタル信号処理回路１４に入力する。デジタル信号
処理回路１４はＥＦＭ信号を復調すると共に、音響デー
タ、サブコーディングを分離し、音響データに誤り検出
／訂正処理を施した後、ＤＡコンバータに入力し、更に
サブコーディングのＱチャンネルを分析して現在面の曲
番、曲毎の経過時間、トータルの経過時間等を示すデー
タを抽出して適宜表示する。

フォーカスサーボ制御部１５は、対物レンズが合焦点の
近傍に到達したことを検出して信号ＦＯＫを発生する合
焦点近傍到達検出回路１と、対物レンズの合焦点化の距
離に応じた値を有するフォーカスエラー信号ＦＥを発生
するフォーカスエラー信号検出回路２と、ディスク装填
後にフォーカスサーボがかけられる位置迄対物レンズを
フォーカスサーチ信号により移動させ、しかる後フォー
カスエラー信号ＦＥを用いてフォーカスサーボを行うフ
ォーカスサーボ回路３と、図示しないアクチュエータを
駆動するフォーカスドライブ回路４を有している。

フォーカスエラー信号検出図ＦＩｓ２は、フォーカスエ
ラー信号ＦＥを非点収差法により４分割された光検出器
を用いて発生するものとすれば、第３図に示すように差
動増幅器ＤＡＰの子端子に第１、第３のホトダイオード
ＤＩ、Ｄ３の出力を入力し、一端子に第２、第４のホト
ダイオード　Ｄ２．Ｄ４の出力を入力して構成される。

合焦時（対物レンズの焦点が反射面に合った時）には第
３図（ａｌに示すように光検出器ＰＤ上のビーム像は円
形になり、差動アンプＤＡＰの出力であるフォーカスエ
ラー信号ＦＥは零となる。又、対物レンズとディスク反
射面との距離が近過ぎる場合には第３図（ｂｌに示すよ
うに光検出器ＰＤ上のビーム像は縦長の楕円形になり、
差動アンプＤＡＰの出力であるフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅはプラスとなる。一方、対物レンズとディスク反射面
との距離が遠過ぎる場合に（よ第３図［ｅｌに示すよう
に光検出器ＰＤ上のビーム像は横長の楕円形になり、差
動アンプＤＡＰの出力であるフォーカスエラー４８号Ｆ
Ｅはマイナスとなる。この結果、対物レンズが合焦点近
傍に存在する時にはフォーカスエラー信号検出回路２か
ら第３図Ｆｄｌに示す波形を有するフォーカスエラー信
号ＦＥが出力されることになる。

合焦点近傍到達検出口ｆＹ＠１は、光ピツクアップ１２
からＲＦ傷信号出力されているかどうかで対物レンズが
合焦点近傍に到達したかどうかを検出するものである。

尚、この合焦点近傍到達検出回路１は、フォーカスサー
ボ用の４分割型光検出器ＰＤ（第３図参照）の全ホトダ
イオードＤ１〜Ｄ４の出力を合成して合焦点近傍到達信
号ＦＯＫを発生するように構成してもよい。第４図には
全ホトダイオードの合成信号ＦＯＫ’　と、該合成信号
をレベルｖＡでスライスして整形した合焦点近傍到達信
号ＦＯＫと、フォーカスエラー信号ＦＥが示されている
。尚、Ｐ、は合焦点である。

フォーカスサーボ回路３は、第１図に示すようにフォー
カスサーチ信号生成部３ａと、合焦点到達検出部３Ｃと
、駆動信号切替制御部３ｄと、信号切替スイッチ３ｅ、
３ｆと、合成回路３ｇと、フォーカスサーボ補正部３ｈ
を有している。

フォーカスサーチ信号生成部３　ａ　ハ１〜２Ｈｚ程度
の略三角波であるフォーカスサーチ信号ＦＳ（第５図ｆ
ｂｌ参照）を発生する。この略三角波であるフォーカス
サーチ信号ＦＳは、対物レンズが合焦点近傍に存在して
いない時（１１〜１．）には傾斜が急となり、存在して
いる時（１４，１，）には傾斜が緩慢となる波形を有し
ている。合焦点到達検出部３ｃはフォーカスエラー信号
ＦＥがゼロクロスしたことにより対物レンズが合焦点に
到達したことを検出して到達信号ＦＡＲ（第５図（ｄｌ
参照）を出力する。駆動信号切替制御部３ｄはディスク
装填後スイッチ３ｅをオン、スイッチ３ｆをオフしてフ
ォーカスサーチ信号生成部３ａからのフォーカスサーチ
信号ＦＳを後段に導き、対物レンズが合焦点近傍に到達
し、しかる後金焦点に到達したときスイッチ３ｅをオフ
、スイッチ３ｆをオンして以後フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅによりフォーカスサーボを行わせる。合成画１ｉｉ！
１１３ｇは周知の加算回路の構成を有し、２つの加算抵
抗Ｒ１，Ｒ２と帰還抵抗Ｒ３とオペアンプＯＡＰとで構
成されている。

以下、第１図に示すフォーカスサーボ制御部の全体的な
動作を第５図の波形図を参照しながら説明する。

ディスクをターンテーブルに載置してＣＤプレーヤに挿
入すれば、ディスク装填信号ＤＳＴが発生する。

ディスク装填信号ＤＳＴが発生すれば、駆動信号切替制
御部３ｄはスイッチ３ｅをオン、スイッチ３ｆをオフす
る。これにより、フォーカスサーチ信号発生部３ａから
発生する比較的急峻なフォーカスサーチ信号ＦＳ（第５
図（ｂｌ参照）が合成回路３ｇ、フォーカスサーボ補正
部３ｈを介してフォーカスドライブ回路４に印加され、
フォーカスドライブ回路４は図示しないアクチュエータ
を駆動して対物レンズ１２ａ（第２図参照）を比較的高
速度で合焦点方向に移動させる。

対物レンズが移動して合焦点近傍に到達すると合焦点近
傍到達検出回路１より合焦点近傍到達信号ＦＯＫ　（第
５図（ａｌ参照）が出力される。

合焦点近傍到達信号ＦＯＫの立ち上がりによりフォーカ
スサーチ信号生成部３ａはフォーカスサーチ信号ＦＳの
傾斜を緩くする（第５図（ｂｌ参照）。

これによりフォーカスドライブ回＃４によるアクチュエ
ータの駆動力が低下して対物レンズの移動速度が減小す
る。

この結果、以後比較的低速で対物レンズが更に移動して
合焦点に到達すれば、合焦点到達検出部３Ｃは合焦点到
達信号ＦＡＲ（第５図（ｄ））を発生する。

駆動信号切替制御部３ｄは、合焦点近傍到達信号ＦＯＫ
がへイレベルの時に合焦点到達信号ＦＡＲが発生すると
スイッチ３ｅをオフ、スイッチ３ｆをオンする。これに
より、以後フォーカスエラー信号検出回路２から出力さ
れているフォーカスエラー信号ＦＥ（第５図（ｄｌ参照
）が合成回路３ｇｐフォーカスサーボ補正部３ｈを介し
てフォーカスドライブ回路４に入力されてフォーカスサ
ーボが行われる。

このように、フォーカスサーチ制御時において合焦点近
傍で対物レンズの移動速度を低下させたからフォーカス
エラー信号の周波数成分を低くでき（１周期の時間幅Ｔ
を大にでき）、フォーカスサーボのループゲインを高く
できる。

第６図は本発明の別の実施例を示すブロック図であり、
第１図と同一部分には同一符号を付している。第６図に
おいて第１図と異なる点は、（ｉ１合成回路３ｇの帰還
抵抗Ｒ３に並列にゲイン制御部３ｉを設けたこと、 （１１）フォーカスサーチ信号生成部３ａが従来と同様
に三角波形のフォーカスサーチ信号ＦＳ（第７図（ａｌ
参照）を発生すること、及び （ｌω合焦点近傍到達信号ＦＯＫの発生によりゲイン制
御部３１が合成回路３ｇのゲインを低下させることであ
る。

さて、ゲイン制御部３１は抵抗Ｒ４とスイッチＳＷを直
列に接続して構成されており、フォーカスサーチ時対物
レンズが合焦点近傍に存在しなければスイッチＳＷは開
いて合成回路のゲインが大きくなっているが、合焦点近
傍に存在すればスイッチＳＷが閉じてゲインが小さくな
る。この結果、フォーカスサーチ時、対物レンズは合焦
点近傍に到達する迄比較的高速度で移動し、到達後は比
較的低速度で移動し、第１図の場合と同一効果が得られ
る。

く゛発明の効果〉 思上本発明によれば、フォーカスサーチ制御時に合焦点
近傍において対物レンズの速度を遅くするように構成し
たから、フォーカスエラー信号の周波数成分を低くでき
ると共にフォーカスサーボのループゲインを高くでき、
従ってフォーカスサーチ信号からフォーカスエラー信号
に切り替えた時フォーカスサーボがかかりやすくなり、
速やかに対物レンズを合焦点に位置させ、かつ維持する
ことができる。

そして、フォーカスサーボが引き込みやすくなったから
、合焦点付近で多少の引っかかりがあっても、又車載用
において振動が加わった時でも速やかに対物レンズを合
焦点に位置させ、該位置を保持させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるフォーカスサーボ制御装置の１
実施例ブロック図、 第２図は本発明にかかるフォーカスサーボ制御部を含む
ＣＤプレーヤの要部ブロック図、第３図はフォーカスエ
ラー信号検出回路の説明図、 第４図は合焦点近傍到達信号及びフォーカスエラー信号
の波形図、 第５図は第１図におけろ各部波形図、 第６図は本発明にかかるフォーカスサーボ制御装置の別
の実施例ブロック図、 第７図は従来技術を説明するための波形図である。 １・・合焦点近傍到達検出回路、 ２・・フォーカスエラー信号検出回路、３・・フォーカ
スサーボ回路、 ３ａ・・フォーカスサーチ信号生成部、３ｃ・・合焦点
到達検出部、 ３ｄ・・駆動信号切替制御部、 ３ｅ、３ｆ　・・スイッチ、 ３ｇ・・合成回路、 ３ｈ・・フォーカスサーボ補正部 特許出願人　　　　　　　　アルパイン株式会社代理人
　　　　　　　　　　弁理士　齋藤千幹第３図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（ｂ）（ｃ）（ｄ） １′１ご゛　　　　　　近Ｔご 第５　図 第７　図 情−１圧（Ｖ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディスク装填後にフォーカスサーボをかけられる位置迄
   対物レンズをフォーカスサーチ信号により移動させ、し
   かる後フォーカスエラー信号を用いてフォーカスサーボ
   を行うフォーカスサーボ制御装置において、 対物レンズの焦点がディスク反射面に合致する合焦点の
   近傍に該対物レンズが到達したことを検出する検出部と
   、 対物レンズが合焦点近傍に存在するとき対物レンズの移
   動速度を減速させる手段と、 対物レンズが合焦点に到達したことを検出する検出部と
   、 合焦点に到達した後は対物レンズをフォーカスサーチ信
   号に代わってフォーカスエラー信号で駆動する駆動信号
   切替制御部とを備えて成ることを特徴とするフォーカス
   サーボ制御装置。