JPH03165324A - フォーカスサーボ装置 - 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装置に係り、特にＣＤプレー
ヤ等、光デイスク読取り装置に用いて好適なフォーカス
サーボ装置に関する。

［従来の技術Ｊ ＣＤ（コンパクトディスク）プレーヤの光学ピックアン
プは、コンパクトディスクに設けられた渦巻き状のトラ
ックにレーザ光を収束させ、その反射光を検知すること
によってディジタル信号を読出す。このレーザ光の収束
スポットは１．６μｍ以下にする必要かあるから、光学
ピンクアップの対物レンズとコンパクトディスクとの距
離にわずかな誤差があった場合でら読取りエラーが発生
する。したがって、ＣＤプレーヤには、コンパクトディ
スクの微細な凹凸に合わせて光学ピックアップの対物レ
ンズを上下させるフォーカスサーボ装置が設けられてい
る。その詳細を第３図を参照し説明する。

図において１はコンパクトディスクであり、この記録面
（下面）に近接して光学ピックアップ２が設けられてい
る。光学ピックアップ２の内部には、レーザ光を放射す
るレーザダイオード、このレーザ光をメインレーザおよ
びサブレーザに分割するヒームスプリツタ、分割された
レーザ光を収束させるレンズ等の光学系統、コンパクト
ディスクで反射されたメインレーザおよびサブレーザを
検知する受光部等が設けられている（図示せず）。

ここで、メインレーザの受光部およびフォーカスエラー
信号生成回路３の詳細を第４図（イ）を参照し説明する
。

図において２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは光検出器であり、
それぞれ検出した光量に応じた検知信号Ａ、Ｂ、ＣＳＤ
を出力し、フォーカスエラー信号生成回路３に供給する
。フォーカスエラー信号生成回路３の内部において、検
知信号ＡおよびＣは加算器３１で加算され、差動増幅器
３３の正入力端に供給される。また、検知信号Ｂおよび
Ｄは、加算器３２で加算され、差動増幅器３３の負入力
端に供給される。これにより、差動増幅器３３からは、 Ｓ、−（Ａ＋Ｃ）−（Ｉ３＋Ｄ）　　　　　　・・・・
・　（１）なる信号Ｓ１が出力される。ここで、コンパ
クトディスク１と光学ピックアップ２の対物レンズとの
距離が適正である場合には、メインレーザのスポットが
、図上ＸＩで示すように形成される。すなわち、メイン
レーザのスポットが円形となり、各光検出器２ａ〜２ｄ
に同量のレーザ光が供給される。これＩこより、各検知
信号Ａ−Ｄか同じ大きさとなるから、（１）式によれば
、信号ＳＩが「０」となることが判る。

また、コンパクトディスク１と光学ピックアップ２の対
物レンズとの距離が適正でない場合、すなわち適正距離
に対する誤差（ディスク変位）があった場合、メインレ
ーザのスポットが、図上Ｘ、で示すように、光検出器２
ａ、２ｃ方向に長くなった楕円形（または、光検出器２
ｂ、２ｄ方向に長くなった楕円形）となる。これは、メ
インレーザの経路に円柱形のレンズ（図示せず）が設け
られていることによる。　スポットが図示Ｘ、のように
形成されると、受光素子２ａ、２Ｃの受光面積が広くな
り、受光素子２ｂ、２ｄの受光面積が狭くなる。これに
より、検知信号Ａ、Ｃが大きくなり、検知信号Ｂ、Ｄが
小さくなるから、（１）式より、ｓ　＋　＞　０となる
ことが明らかである。

このように、ディスク変位によってメインレーザのスポ
ットの形状が決定され、信号Ｓ、の値か決定される。す
なわち、信号Ｓｌは変位（フォーカスのずれ）を示す信
号となる。以後、信号Ｓ１をフォーカスエラー信号とい
う。また、ディスク変位とフォーカスエラー信号Ｓｌと
の関係を第４図（ロ）に示す。同図によれば、ディスク
変位がＰ。

である場合にフォーカスエラー信号Ｓ１が最大となり、
ディスク変位がＰ、である場合にフォーカスエラー信号
Ｓ１が最小となっている。

次に、第３図でスイッチ８が１側に設定された場合にお
いて、フォーカスエラー信号生成回路３から出力された
フォーカスエラー信号Ｓ、は、フォーカス位相補償回路
４、スイッチ８を順次弁してフォーカスサーボドライバ
７に供給される。フォーカスサーボドライバ７は、光学
ピックアップ２に内蔵されたフォーカスアクチュエータ
（図示せず）を駆動し、フォーカスエラー信号Ｓ１に従
って、コンパクトディスク１と光学ピックアップ２の対
物レンズとの距離が適正となるように、光学ピックアッ
プ２の対物レンズの位置を微調整する。

ところで、第４図（ロ）によれば、ディスク変位が小さ
い状態では上述の構成によって正常なフィ−カスサーボ
動作がなされるが、ディスク変位が比較的大きい状＠（
例えばコンパクトディスクＩかＣＤプレーヤにセットさ
れた直後、あるいは振動等によってフォーカスサーボが
外れｆこ場合）にあっては、フォーカスエラー信号Ｓ、
のレベルが低すぎろため、正常なフィーカスサーボ動作
をなし得ないことか解る。したがって、第３図の構成に
あっては、フォーカスエラー信号Ｓ、にかかイつらずに
フォーカスサーボトライバ７を駆動しうるフォーカスサ
ーチ信号発生回路６か設けられている。その内部におい
て６１．６２は定電流源であリ、何れか一方かスイッチ
６３を介してコンデンサ６４に接続される。また、スイ
ッチ６３は、所定周期毎に切り替えられるように構成さ
れている。

これにより、コンデンサ６４に対して対して、定電流源
６１．６２による充放電が繰り返され、コンデンサ６４
の端子電圧■は第２図（イ）に示すような波形となる。

同図によれば、電圧Ｖは、周期Ｔ、振幅値ｖ、の三角波
となっている。第３図において、この端子電圧Ｖが電圧
ホロワ６５、スイッチ８を順次介してフォーカスサーボ
トライバ７に印加されると、電圧Ｖのレベルに従ってフ
ォーカスサーボドライバ７が光学ピックアップ２に内蔵
されたフォーカスアクヂュエータ（図示せず）を駆動し
、光学ピックアップ２の対物レンズが上下に駆動される
。

また、５は合焦点検出回路であり、フォーカスエラー信
号Ｓ１を常時監視し、これがフォーカスサーボ可能な範
囲内（第４図（ロ）における原点近傍）に達したと判定
すると、スイッチ８の接点をａ側に設定し、これ以外の
場合には接点をｂ側に設定する。

上記構成によれば、フォーカスサーボ不可能の情況下に
おいては、スイッチ８がｂ側に設定され、電圧Ｖ（第２
図（イ）参照）に従って光学ピックアップの対物レンズ
が上下に駆動される。そして、この上下運動の過程で距
離の偏移かフォー力スサーホ可能な範囲内に達すると、
スイッチ８の接点がａ側に設定され、フォーカスエラー
信号Ｓ１に従って対物レンズが駆動される。すなわち、
各構成要素２．３．４．７によるフォーカスサーボ動作
か行われる。

「発明か解決しようとする課題」 ところで、第３図の構成によれば、電圧■の周期および
振幅が一定となるから、外部からの振動等によってフォ
ーカスサーボが外れた場合、再弓込に時間がかかるとい
う問題があった。また、定電流源６１．６２の特性ある
いはコンデンサ６４の静電容量の誤差によって、電圧Ｖ
の波形（フォーカスサーチ波形）かばらつくという問題
もあった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、フ
ォーカスサーボが外れた場合にきわめて迅速な再引込を
可能とするとともに、フォーカスサーチ波形を所望の波
形と正確に一致さけることができるフォーカスサーボ装
置を提供することを目的としている。

「課翠を解決するための手段」 本発明は上記課題を解決するため、光ディスクの記録面
と光学ピックアップとの距離が所定範囲内にあることを
検知すると検知信号を出力する位置検出手段と、前記検
知信号が出力されない状態では所定の第１の振幅で変動
するサーチ信号を出力し、一方、前記検知信号が出力さ
れろと、この検知信号が出力された時刻の前記サーチ信
号のレベル付近に前記サーチ信号の変動範囲を制限する
サーチ信号発生手段と、前記サーチ信号に従って、前記
記録面と前記光学ピックアップとの距離を設定する駆動
装置とを具備し、かつ、前記サーチ信号発生手段は、サ
ーチ信号に対応するディジタル信号を発生するディジタ
ル信号発生手段と、このディジタル信号をアナログ信号
のサーチ信号に変換する変換器とから成ることを特徴と
している。

「作用　Ｊ 位置検出手段が検知信号を出力すると、サーチ信号の最
大値および最小値が制限されるから、サーチ信号の変化
率を同一とずろと、その周期が短くなる。これにより、
フォー力スサーホか可能となるまでの時間が短縮される
。

また、本発明にあっては、ディジタル信号発生手段によ
って、サーチ信号に対応するデインタル信号を発生ずる
から、きわめて正確なフォーカスサーチ波形が生成され
る。

［実施例Ｊ 次に本発明の一実施例を図面を参照し説明する。

第１図は、本発明の一実施例のフォーカスサーボ装置の
構成を示すブロック図である。なお、図において第３図
の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明
を省略する。

図において１１はフォーカスサーチ信号発生回路であり
、その内部にディジタルバクーンノエネレータ１０と、
Ｄ／Ａコンバータ（ディジタル／アナログコンバータ）
９とが設けられている。また、スイッチ８がａ側に切換
えられると同時に、合焦点検出回路５から切換信号Ｓ！
がディジタルパターンジェネレータ１０に供給される。

ディジタルパターンジェネレータ１０は、切換信号Ｓ、
が供給される以前において、第２図（イ）に示す電圧Ｖ
と同様の周期Ｔ１振幅値ｖｐの三角波に対応するディジ
タル信号を発生する。このディジタル信号は、Ｄ／Ａコ
ンバータ９に供給されると、アナログ信号（電圧Ｖ）に
変換され、フォーカスサーボドライバ７に供給される。

また、ディジタルパターンジェネレータＩＯは、切換信
号Ｓ、が供給された以降において、電圧Ｖの振幅値をΔ
Ｖ（ただし、Δｖ　＜　Ｖ　ｐ　）に制限するとともに
、その中心値を切換信号Ｓ、が供給された時点における
電圧Ｖのレベルに設定する。また、電圧ｖの変化率（ｌ
　ｄＶ／ｄｔ　ｌ　）は、切換信号Ｓ。

の供給の前後で一定に保たれる。

上記構成において、スイッチ８をｂ側に設定するととも
に、フォーカスサーチ信号発生回路ＩＩを動作させると
、フォーカスサーチ信号発生回路１１から第２図（ロ）
の時刻ｔ。−ｔｌの期間に示す電圧Ｖが発生し、この電
圧Ｖがフォーカスサーボドライバ７に供給される。この
期間（時刻ｔ０〜１．）において、第２図（ロ）の電圧
Ｖの波形は同図（イ）と同様であるが、ディジタルパタ
ーンジェネレータ１０における量子化のため、電圧Ｖが
階段波状に変化する。

次に、時刻を冒こおいて、合焦点検出回路５かフォーカ
スエラー信号Ｓ１のフォーカスサーボ可能な範囲内（第
４図（ロ）における原点近傍）への到達を検出すると、
スイッチ８の接点を１側に設定するとともに、切換信号
Ｓ２をディジタルパターンジェネレータ１０に供給する
。スイッチ８がａ側に設定されたことにより、各構成要
素２．３．４．７によるフォーカスサーボ動作が行われ
る。

一方、ディジタルパターンジェネレータ１０は、時刻【
、以降の電圧Ｖの振幅値をΔＶに制限するとともに、そ
の中心値をＶ、（ただし、中心値Ｖｌは時刻Ｌ１におけ
る電圧Ｖのレベル）に設定する。

また、前述のように、電圧Ｖの変化率（（ｄＶ／ｄｔｉ
）は、時刻Ｌ１以前の値と同一に保たれる。

この結果、時刻ｊ＋以降の電圧Ｖの周期Ｔ、は、Ｖ Ｔ、＝Ｔ脣　　　　　　　　　・・・・・（１）となり
、時刻ｔ１以萌の周期Ｔより短くなる。したがって、フ
ォーカスサーボか外れた場合において、再引込に要する
時間をきわめて短くすることができる。

また、本実施例にあっては、ディジタルパターンジェネ
レータｌＯによって電圧Ｖの波形を設定することができ
るから、この電圧Ｖの波形を所望の波形と正確に一致さ
せることができる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明のフを一力スサーボ装置に
よれば、フォーカスサーボが外れた場合にきわめて迅速
な再引込が可能であるとともに、フォーカスサーチ波形
を所望の波形と正確に一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成のブロック図、第２図
（イ）、（ロ）はフォーカスエラー生成回路６．１１の
出力電圧Ｖの波形図、第３図は従来のフォーカスサーボ
装置のブロック図、第・１図（イ）は第３図の要部の回
路図、同図（ロ）はその出力信号の特性図である。 ｌ・・・・・・光ディスク、２・・・・・光学ピックア
ップ、３・・・・・・フォーカスエラー信号生成回路（
位置検出手段）、５・・・合焦点検出回路（位置検出手
段）、６・・・・・・フォーカスサーボドライバ（駆動
装置）、７・・・・・・システムコントローラ（ゲイン
調整手段）、９・・・・・・Ｄ／Ａコンバータ（変換器
）、１０・・・・・・ディジタルパターンジェネレータ
（ディジタル信号発生手段）、１１・・・・・・フォー
カスサーチ信号発生回路（サーチ信号発生手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ディスクの記録面と光学ピックアップとの距離が所定
   範囲内にあることを検知すると検知信号を出力する位置
   検出手段と、 前記検知信号が出力されない状態では所定の第１の振幅
   で変動するサーチ信号を出力し、一方、前記検知信号が
   出力されると、この検知信号が出力された時刻の前記サ
   ーチ信号のレベル付近に前記サーチ信号の変動範囲を制
   限するサーチ信号発生手段と、 前記サーチ信号に従って、前記記録面と前記光学ピック
   アップとの距離を設定する駆動装置とを具備し、かつ、
   前記サーチ信号発生手段は、サーチ信号に対応するディ
   ジタル信号を発生するディジタル信号発生手段と、この
   ディジタル信号をアナログ信号のサーチ信号に変換する
   変換器とから成ることを特徴とするフォーカスサーボ装
   置。