JPH01260633A - フオーカスサーボ引込み方法 - 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、フォーカスサーボ機構を具備した光ディスク
装置にお１するフォーカスサーボ引込み方法に関する。

従来の技術 一般に、光学記憶装置等の光ディスク装置にあっては、
光ディスクを回転させるとディスク面振れやディスク偏
心を必ず伴う。このような状況下で、光ヘッドから照射
するレーザスポットによる情報の記録又は再生を行なう
ものでは、レーザど一へを情報トラック」二に微小スポ
ットとして絞り込み、このトラックをトレースさせるフ
ォーカスサーボ及びトラッキングサーボ機構が必要であ
る。

このようなサーボ機構に供するため、通常は光ヘツド上
にフォーカス誤差及びトラッキング誤差を検出する検出
器が備えられている。

ここに、このような誤差検出方法としては種々のものが
あるが、−船釣なフォーカス誤差の検出特性を第４図に
示す。即ち、縦軸にフォーカス誤差信号の大きさを取り
、横軸に光ディスクに対する対物レンズの相対距離を取
って示すものである。

図中、Ａ点が対物レンズの焦点が光ディスクに合った合
焦点位置でありフォーカス誤差信号は零となる。このこ
とから、対物レンズをフォーカス方向に変位駆動させな
がらフォーカス誤差信号によってＡ点をゼロクロス法に
よって検出することにより、フォーカスサーボループを
閉じてフォーカスサーボ動作を行なわせるフォーカスサ
ーボ引込み方法を採用しているものがある。つまり、合
焦点位置であるＡ点を中心とした直線的変化部分で安定
したサーボ制御を行なえば、ディスク面振れに左右され
ない微小スポットの追従が可能となるからである。

ところが、対物レンズは超小型に形成されているため、
理想的なレンズとはならず、一般に第４図に示すように
合焦点位置Ａの他にもゼロクロス点Ｂ或いはゼロに近い
点が存在することとなる。

この結果、フォーカスサーボを閉じるタイミングが悪い
と、合焦点位置Ａ以外のゼロクロス点Ｂを合焦点位置と
みなして安定してしまうことがある。つまり、偽合焦点
設定状態である。これは、合焦点位置ではないので微小
スポットが合焦点位置からずれたフォーカスサーボとな
ってしまうものである。

このようなことから、第５図に示すようなフォーカスサ
ーボ引込み方法が本出願人によりすでに特許出願されて
いる。これは、フォーカス誤差信号が所定の電圧Ｖｆ内
に達し、がっ、トラッキング誤差信号の包絡線が所定の
電圧Ｖｆを超えるタイミングでフォーカスサーボ系を閉
じるタイミングで信号を出力させ、フォーカスサーボを
開始させるようにしているものである。

発明が解決しようとする問題点 しかし、この方法に上る場合には、フォーカス誤差信号
にプリフォーマット信号や記録データ信号が重畳された
り、外乱によるノイズ等の影響により誤った位置でフォ
ーカスオン信号が発生する場合がある。

問題点を解決するための手段 対物レンズにより絞った微小スポットを光ディスク上に
照射し、この光ディスクからの反射光から前記対物レン
ズのフォーカスサーボ機構の駆動に必要なフォーカス誤
差信号及びトラッキング誤差５ 一ボ機構の駆動に必要なトラッキング誤差信号を検出す
る検出器を備えた光ディスク装置において、まず、光デ
ィスクに対する対物レンズの距離を変化させるためのフ
ォーカスサーボ引込み駆動回路と、ローパスフィルタを
介したフォーカス誤差信号が所定の設定電圧値内に達し
たことを検知する手段と、バンドパスフィルタを介した
トラッキング誤差信号の包絡線信号が所定の設定電圧値
を超えたことを検知する手段とを備え、ローパスフィル
タを介したフォーカス誤差信号が所定の設定電圧値内に
達し、かつ、バンドパスフィルタを介したトラッキング
誤差信号の包絡線信号が所定の設定電圧値を超えるタイ
ミングで、フォーカスサーボ引込み駆動回路を停止させ
てフォーカスサーボループを閉じる制御信号を出力させ
てフォーカスサーボを開始させる。

作用 フォーカス誤差信号はプリフォーマット信号や記録デー
タ信号などの高周波信号が重畳されるが、ローパスフィ
ルタを介することにより、フォーカス誤差信号の高周波
成分が除去されるので、合焦点位置近傍以外でフォーカ
ス誤差信号が設定電圧値の範囲内に達することかない。

また、合焦点位置近傍で発生するトラッキング誤差信号
の周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタによ
り、トラッキング誤差信号にノイズが重畳されても合焦
点位置近傍で確実にフォーカスサーボ動作を開始させる
ことができる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。まず、本実施例方式の基本原理を第３図の信号波
形図を参照して説明する。この図は、光ディスクに対す
る対物レンズの相対距離を三角波電圧等の信号に基づき
変動させた１１Ｈのフォーカス誤差信号Ｓｆｅとトラッ
キング誤差信号ＳＬｅとを時間の経過とともに示すもの
である。図中、フォーカス誤差信号Ｓｆｅがゼロクロス
し、かつ、トラッキング誤差信号Ｓｔｅが生じた時点が
対物レンズの合焦点状態である。このことから、対物レ
ンズをフォーカスサーボ引込み駆動回路によって」１下
方向（フォーカス方向）に変位駆動させながら、これら
の２つの諌差信号を共に検出し、フォーカスサーボルー
プを閉じてフォーカスサーボ動作に移行させるためのタ
イミング信号を発生させるというものである。

なお、フォーカス誤差信号Ｓｆｅにはプリフォーマット
信号などの高周波成分が重畳されている。

また、トラッキング誤差信号Ｓｔｅは、１〜１０ｋＨｚ
の周波数成分の信号である。したがって、プリフォーマ
ット信号やノイズ等の影響により合焦点位置以外でもフ
ォーカス誤差信号Ｓｆｅがゼロクロスし、かつ、トラッ
キング誤差信号Ｓｔｅが発生し、フォーカスオン信号が
発生してしまい、フォーカスサーボ引込動作が失敗する
場合がある。

しかして、この問題を解決したフォーカスサーボ引込み
のためのブロック図を第２図に示す。まず、前提とする
光ディスク装置は、光ヘッド（図示せず）に搭載されて
いる対物レンズ（図示せず）により絞った微小スポット
を光ディスク（図示せず）上に照射し、この光ディスク
からの反則光から対物レンズのフォーカスサーボ機構１
の駆動に必要なフォーカス誤差信号Ｓｆｃ及びトラッキ
ングサーボ機構の駆動に必要なトラッキング誤差信号Ｓ
ｔｅを検出する検出器として、例えば４分割フォトダイ
オード２が設けられている。このような４分割フォトダ
イオード２による誤差信号Ｓｆｅ、　　Ｓｔｅの検出原
理は周知であるので、説明を省略する。

ここに、前記フォーカスサーボ機構］には対物レンズを
上下方向（フォーカス方向）に変位させるアクチュエー
タ３が接続されている。そして、フォーカスサーボ引込
みに際して光ディスクに対する対物レンズの相対距離を
合焦点近傍位置まで繰返して変位移動させるために、周
知の如く、三角波又は鋸歯状の引込み駆動信号Ｓｅをア
クチュエータ３に対して出力するフォーカスサーボ引込
み駆動回路４が設けられている。このフォーカスサーボ
引込み駆動回路４とフォーカスサーボ機構トアクチュエ
ータ３との間にはスイッチ５が介在されている。

一方、前記４分割フォトダイオード２により検出された
フォーカス誤差信号Ｓｆｅがローパスフィルタ］２を介
して入力される比較器６が設けられている。この比較器
６は所定の設定電圧Ｖｆが基準電圧として他方の入力端
子に接続された所謂ウィンドウ・コンパレータと称され
るものである。

即ち、フォーカス誤差信号Ｓｆｅのゼロクロスを検出す
るために信号のゼロ伺近の正負の設定電圧■ｆによるウ
ィンドウを設けたものである。

又、前記４分割フォトダイオード２により検出されたト
ラッキングπ（差信号Ｓｕｅは、バンドパス−１，０− フィルタ１３を介して包絡線検波回路７に入力され、ト
ラッキング誤差信号Ｓｔｅに基づく包絡線信号Ｓｔ、ｅ
’に変換される。この包絡線信号Ｓｕｅ’が入力される
比較器８が設けられている。この比較器８は所定の設定
電圧Ｖｔを基準電圧とするものであり、前記包絡線信号
Ｓｔｅ’の電圧値がこの設定電圧Ｖｔを超えると出力を
生ずるものである。

これらの比較器６，８の出力はＤ形フリップフロップ９
に入力されている。より詳細には、比較器６の出力はク
リア端子ＣＬＲに入力され、比較器８の出力はクロック
端子ＣＬ　Ｋに入力されている。そして、このフリップ
フロップ９からの出力、即ちフォーカス・オン信号ｄは
制御回路１０に人力されている。この制御回路１０には
フォーカス・スイッチ信号Ｃ′！ＥＪ入力されているも
のであり、各種スイッチのオン・オフ制御をなす。この
ため、前記スイッチ５に対しては引込み駆動制御信号ｅ
、前記フォーカスサーボ機構１と４分割フォトダイオー
ド２との間に設けたループスイッチ１１に対してはルー
プスイッチ信号ｆを各々所定タイミングで出力するよう
に設定されている。更には、トラッキングサーボ側に苅
してｌ・ラッキングオン信号ｇや送り機構動作信号りも
出力し得るように構成されている。

このような構成において、フォーカスサーボをかける際
にはフォーカス・スイッチ信号ＣがＨレベルとされる。

これにより、制御回路１０から引込み駆動制御信号ｅが
出力されてスイッチ５が閉じる。よって、フォーカスサ
ーボ引込み駆動回路４からアクチュエータ３に第１図（
ａ）に示すような例えば三角波状電圧の引込み駆動信号
Ｓｅが出力され、対物レンズが上下動する。これにより
、対物レンズと光ディスクとの間の相対距離が接近が反
するように変化する。このような対物レンズの動作にお
いて、４分割フォトダイオード２からはフォーカス誤差
信号Ｓｆｅ及びトラッキング誤差信号Ｓｔｅが得られる
。

フォーカス引込駆動回路４による対物レンズの上下動は
数Ｈｚで行うため、フォーカスサーボ引込時のフォーカ
ス誤差信号は数Ｈｚの周波数成分となる。また、この信
号に重畳されるプリフォーマット信号、データ信号はＭ
Ｈｚオーダーの周波数成分である。したがって、フォー
カスサーボ引込みに必要な周波数成分のみを取り出すた
めのローパスフィルタ１２のカットオフ周波数は、１０
０Ｈｚ程度となる。

また、フォーカスサーボ引込時に発生するトラッキング
誤差信号は、ディスクが偏心して回転することによりト
ラックがビームスポットを横切るために発生する。例え
ば、ディスクが１８０Ｏｒｐｍで回転し、ディスク半回
転でビームスポットがトラックを５０本横切るとすると
、発生するトラッキング誤差信号の周波数は、３ｋＨｚ
となる。ディスクの偏心によってビームスポット−にを
トラックが横切る本数は、通常５０〜１００本程度であ
るので、トラッキング誤差信号に介在させるバンドパス
フィルタ１３の周波数帯域を１〜］０ｋＩ（ｚとしてい
る。

ここに、フォーカス誤差信号Ｓｆｅはローパスフィルタ
１２を介して比較器６に入力されており、ローパスフィ
ルタ１２を介しているため、フォーカス誤差信号に重畳
されているプリフォーマット信号などの高周波成分が除
去される。この誤差信号Ｓｆｅの値が設定電圧Ｖｆ値内
になった時、即ち所謂セロクロス電圧近傍値となった時
に比較器６から検出出力がフリップフロップ９に入力さ
れる。

一方、トラッキング誤差信号Ｓｔｅはバンドパスフィル
タ］３を介して包絡線検波回路７に入力される。トラッ
キング誤差信号Ｓｔｅは、トラッキングサーボをかける
前では、１〜１０ｋｌ（ｚの周波数成分の信号であり、
この周波数帯のみ通過させるバンドパスフィルタ１３を
介すことによりノイズ等が除去される。包絡線検波回路
７から出力される包絡線信号Ｓｕｅ’は比較器８に人力
されており、包絡線信号Ｓｔｅ’の状態で設定電圧Ｖｔ
以上の値となると、比較器８からの検出信号がフリップ
フロップ９に入力される。

ここで、このフリップフロップ９は双方の比較器６，８
から信号が入力された時にフォーカス・オン信号ｄを出
力する。即ち、フォーカス誤差信号Ｓｆｅがゼロ付近と
なり、かつ、Ｉ・ラッキング誤差信号Ｓｔｅが検出され
るタイミングである。フリップフロップ９からフォーカ
ス・オン信号ｄが出力されると、制御回路１０は引込み
駆動制御信号ｅを１．レベルとしてスイッチ５を開きフ
ォーカスサーボ引込み駆動回路４によるアクチュエータ
３（対物レンズ）の動作を停止させる。一方では、ルー
プスイッチ信号ｆをＩ」レベルとさせてループスイッチ
１１を閉じさせ、フォーカスサーボループを形成し、フ
ォーカスサーボ機構１によるフォーカスサーボ動作を開
始させる。他方では、トラッキングサーボ系に対しても
、トラッキング・オン信号ｇ及び送り機構動作信号りが
Ｈレベルとして出力される。このように、フォーカス誤
差信号Ｓｆｅ及びトラッキング誤差信号５ｔｅ（包絡線
信号Ｓｔｅ’）の双方の検出を条件としてフォーカスサ
ーボ引込みを行なっているので、例えばトラッキング誤
差信号のみの検出り１よる場合のように、プリフォーマ
ット信号、データ信号、ノイズ等の影響を受けることな
く、合焦点での正確かつ安定したフォーカスサーボ引込
み動作が行なわれる。

ところで、このようなフォーカスサーボ引込み等に基づ
き、フォーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作
の動作中に、外乱などの何等かの原因により、フォーカ
スサーボから外れてしまうこともある。二のようなフォ
ーカスサーボ外れが生じた時には、フォーカス誤差信号
Ｓｆｅの値が比較器６の設定電圧Ｖｆから外れてしまう
ので、フォーカス誤差信号Ｓｆｅを監視することにより
検出できる。このようなフォーカスサーボ外れが生じた
時には、比較器６からの出力がなくなるので、フリップ
フロップ９からのフォーカス・オン信号ｄがＬレベルと
なる。これにより、制御回路１０は、まず、トラッキン
グ・オン信号ｇ及び送り機構動作信号りを共にＬレベル
とさせる。これにより、トラッキングサーボの動作を停
止させ、かつ、光ヘッド送り機構（例えば、リニアモー
タなど）をラッチさせ、）・ラッキング方向への変位移
動を禁止させる。一方では、制御回路１ｏはループスイ
ッチ信号ｆをＬレベルとしてループスイッチ］１を開放
させ、かつ、引込み駆動制御信号ｅをＩ−■レベルとし
てスイッチ５をオンさせることで、前述した場合と同様
のフォーカスサーボ引込み動作を最初からやり直す。そ
して、フォーカスサーボ引込みが行なわれ、フォーカス
サーボ動作を行なうタイミングとなると、制御回路１０
はトラツキ−１７＝ ング・オン信号ｇ及び送り機構動作信号りをレベルに戻
し、トラッキングサーボと光ヘッド送りとを再始動させ
る。これにより、外乱等の影響の除去された正常なフォ
ーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作状態とな
る。つまり、本実施例によれば、サーボ動作中に外乱な
どによってフォーカスサーボ外れが生じたとしても、フ
ォーカスサーボ引込み動作が最初からやり直されるので
、常に外乱なとによる影響が除去された正確なフォーカ
スサーボ動作となる。そして、トラッキングサーボ側は
それ以前の状態がラッチ保持されサーボ状態が狂うこと
がないので、フォーカスサーボ゛引込み復帰時には、ト
ラッキング側はそのまま再開させればよくトラッキング
側のサーボ制御が簡単となる。

発明の効果 本発明は」Ｌ述のように、対物レンズにより絞った微小
スポットを光ディスク」二に照射し、この光ディスクか
らの反射光から前記対物レンズのフォーカスサーボ機構
の駆動に必要なフォーカス誤差信号及びトラッキングサ
ーボ機構の駆動に必要なトラッキング誤差信号を検出す
る検出器を備えた光ディスク装置において、まず、光デ
ィスクに対する対物レンズの距剛を変化させるためのフ
ォーカスサーボ引込み駆動回路と、ローパスフィルタを
介したフォーカス誤差信号が所定の設定電圧値内に達し
たことを検知する手段と、バンドパスフィルタを介した
トラッキング誤差信号の包絡線信号が所定の設定電圧値
を超えたことを検知する手段とを備え、ローパスフィル
タを介したフォーカス誤差信号が所定の設定電圧値内に
達し、かつ、バンドパスフィルタを介したトラッキング
誤差信号の包絡線信号が所定の設定電圧値を超えるタイ
ミングで、フォーカスサーボ引込み駆動回路を停止させ
てフォーカスサーボループを閉じる制御信号を出力させ
てフォーカスサーボを開始させるようにしたので、フォ
ーカス誤差信号にプリフォーマット信号や記録データ信
号などの高周波信号が重畳されていても、ローパスフィ
ルタを介することにより、フォーカス誤差信号の高周波
成分を除去することができ、合焦点位置近傍以外でフォ
ーカス誤差信号が設定電圧値の範囲内に達することがな
く、また、合焦点位置近傍で発生するトラッキング誤差
信号の周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタ
により、トラッキング誤差信号にノイズが重畳されてい
ても合焦点位置近傍で確実にフォーカスサーボ動作を開
始させることができる等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はタイミングチャート、第２図はブロック図、第
３図は誤差信号のタイミングチャート、第４図は従来例
を示すフォーカス誤差信号の特性図、第５図は従来のフ
ォーカスサーボ引込み方式を示すタイミングチャートで
ある。 １　・フォーカスサーボ機構、２・検出器、４　・フォ
ーカスサーボ引込み駆動回路、６・・検知手段、８　検
知手段、］２　ローパスフィルタ、１３　・バンドパス
フィルタ、Ｓｆｅ・フォーカス誤差信号、Ｓｔｅ・　ト
ラッキング誤差信号、Ｓｔｅ’　　包絡線信号、ｄ　制
御信号 出　願　人　　　東京電気株式会社 遇　／ｌ　　菌 ユ計カスズ：４号ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対物レンズにより絞つた微小スポットを光ディスク上に
   照射し、この光ディスクからの反射光から前記対物レン
   ズのフォーカスサーボ機構の駆動に必要なフォーカス誤
   差信号及びトラッキングサーボ機構の駆動に必要なトラ
   ッキング誤差信号を検出する検出器を備えた光ディスク
   装置において、前記光ディスクに対する前記対物レンズ
   の距離を変化させるためのフォーカスサーボ引込み駆動
   回路と、ローパスフィルタを介したフォーカス誤差信号
   が所定の設定電圧値内に達したことを検知する手段と、
   バンドパスフィルタを介したトラッキング誤差信号の包
   絡線信号が所定の設定電圧値を超えたことを検知する手
   段とを備え、ローパスフィルタを介したフォーカス誤差
   信号が所定の設定電圧値内に達し、かつ、バンドパスフ
   ィルタを介したトラッキング誤差信号の包絡線信号が所
   定の設定電圧値を超えるタイミングで、前記フォーカス
   サーボ引込み駆動回路を停止させてフォーカスサーボル
   ープを閉じる制御信号を出力させてフォーカスサーボを
   開始させることを特徴とするフォーカスサーボ引込み方
   法。