JPH0434734A - フォーカスサーボ異常検出装置 - 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） 本発明は光学的情報記録担体に情報を光学的に記録又は
再生する光学的情報記録再生装置に係り、特に光学的情
報記録再生装置のフォーカスサーボ異常を検出するフォ
ーカスサーボ異常検出装置に関する。

（従来の技術） 従来、光学的情報記録担体としては、例えば、当該出願
人が出願した実開昭６３−１４５６６９に開示されてい
るカード状の記録担体（以下、光カードとする）がある
。この光カードの一例の構造を第５図に示す。

この光カード１は、−主面の表面上の長手方向にトラッ
ク２と称する所定幅の記憶領域が平行して複数段に配置
されている。このトラック２は、中央部にはデータを記
録するビットなどが形成されるデータ部４が配置され、
その両端にはシーク部３ａ、３ｂが配置されている。ま
た前記シーク部３ａ、３ｂにはそれぞれにトラック番号
が記録され、データの検索が容易に行えるようにされて
いる。ここで前記光カード１の長手方向をトラック方向
とし、これと直角方向をシータ方向とする。

この光カード１は、前記トラック２にレーザ等の光ビー
ムを照射してデータを記録する。そして、そのデータを
読み出す場合は、光ビームを照射して、その反射光の有
無や強弱等を電気信号に変換することにより、データが
読出されている。

次に′ｉＢ６図は、第５図に示した点線で囲まれた領域
Ａを示し、トラック２の構造を説明する。

前記トラック２は、シーク部３ａとデータ部４に分割さ
れている。そのデータ部４は、クロック／サーボライン
５内の中央部に予め記録されたクロックパターン６と、
その両側に各８ビツト（合計１６ビツト）のデータ５Ａ
を記憶することができるデータビット５Ａ−１乃至５Ａ
−１８が配置されている。

次に第７図は、前記光カード１にデータの記録又は再生
を行う光学的情報記録再生装置の構成を示すブロック図
であり、その構成について説明する。

まず光カード１からデータの記録又は読出しを行う光ピ
ツクアップ８は、光源駆動回路９によって駆動される半
導体レーザ等の光源１０から発生させた光ビームをコリ
メータレンズ１１によって平行になるように偏光させて
、偏光ビームスプリッタ１２を通過した後、対物レンズ
１３によって集光させて、光カード１の記録面に照射し
て、該記録面を物理的に変化させビットを形成すること
により、記録面に情報を記録する。

また前記光カード１に記録された情報を読出すときは、
前記記録面からの反射光を前記偏光ビームスプリッタ１
２によって偏光させて光検出器１４によって検出する。

ここで検出された光は電気信号に変換されて検出信号と
して復調回路１５に送出される。前記復調回路１５は入
力された前記検出信号を記録再生信号であるリード信号
１６ａと、前記光カード１から情報を読み出すタイミン
グの基準になるクロック信号１６ｂを出力する。

また前述した検出信号は、前記復調回路１５に入力され
ると共に、トラッキング制御系とフォーカス制御系に送
出されて、それぞれトラッキング制御及びフォーカス制
御に用いられる。

トラッキング制御系においては、まずトラッキングエラ
ー信号（以下、ＴＥＳとする）検出回路１７に前記光検
出器１４からの検出信号を入力させ、該ＴＥＳ検出回路
１７からトラッキングエラー信号１８を出力する。次に
前記トラッキングエラー信号１８を位相補償回路１９を
通して、位相を補償した後、アナログスイッチ２０を介
して、駆動回路２１に入力する。

前記駆動回路２１は、その位相補償されたトラッキング
エラー信号１８に基づき、前記光ピツクアップ８内に設
けたトラッキングコイル２２によって、前記トラッキン
グエラー信号１８の線形の範囲内で前記対物レンズ１３
をシーク方向に駆動させて、光カード１がトラック方向
に駆動される時に、前記トラック２に沿って照射するよ
うに光ビームの照射位置を補正する。前記アナログスイ
ッチ２０は、制御回路２３によってオン／オフ動作が制
御されている。

この様にして、前記トラッキング制御系は、前記光ピツ
クアップ８の記録再生位置と光カード１のトラック２の
ずれを補正するオートトラッキング制御を行う。

またフォーカス制御系においては、まず前記光検出器１
４からフォーカスエラー信号（以下、ＦＥＳとする）検
出回路２４に検出信号を入力させ、該ＦＥＳ検出回路２
４からフォーカスエラー信号２５を出力する。次に前記
フォーカスエラー信号２５を位相補償回路２６に送出し
、位相を補償した後、前記制御回路２３によってオン／
オフ動作が制御されているアナログスイッチ２７を介し
て、駆動回路２８に人力する。

前記駆動回路２８は、前記フォーカスエラー信号２５に
基づき、前記光ピツクアップ８内に設けたフォーカスコ
イル２９によって前記対物レンズ１３を前記光カード１
面に対して垂直方向に前後駆動させて、該光カード１の
記録面に合焦させる。

そして前記光カード１と前記光ピツクアップ８は、前記
制御回路２３で制御されるガードモータ３０及びシーク
モータ３１によって駆動されている。

ここで第８図に前記光検出器１４の構成例を示す。前記
光検出器１４の検出面１４ａには、前述したトラック２
のデータパターンの像が投影されており、シータ方向の
１６個のデータを同時に読取れるように、１６個のデー
タ読取り用受光セル５Ｂ−１乃至５Ｂ−１８が形成され
、さらに光カード１のクロックパターン６（図示せず）
の像を受光してクロック信号１６ｂを生成するための１
０個のクロック信号生成用受光セル５１−１乃至５１−
１０が形成される。加えて、前記検出面１４ａには、シ
ーク方向に離間対向した４対のサーボ用受光セル５２−
１乃至５２−４．５３−１乃至５３−４が形成される。

これらのセルから取り出された電気信号が検出信号とな
る。

そして第９図には、第６図で示したトラック２と、この
第８図の検出面１４ａとを重合わせて対応させた図を示
す。ここで図面の参照番号は、第６．８図と同等のもの
は同じ番号を付して説明を省略−する。

すなわち、サーボ用受光セル５３−１乃至５３−４の検
出信号においては、クロックパターン６のシーク方向の
両側に架かるサーボ用受光セルから検出される信号を両
側間での比較することによって、シータ方向の位置ずれ
が検出される。またサーボ用受光セル５３−１乃至５３
−４．５２−１乃至５２−４の検出信号においては、ク
ロックパターン６のトラック方向の両側に架かるサーボ
用受光セルから検出される信号値の比較によって、光カ
ード１と垂直方向の位置ずれが検出される。

これらの位置ずれがなく且つ、前記クロック信号１６ｂ
とデータ５Ａが同期している場合にデータ部４の各デー
タビット５Ａ−１乃至５Ａ−１８から前記光検出器１４
により所望の情報を読み出している。

また点線の円３２ａは、後述する光カード１と対物レン
ズ１３の距離が合焦位置の時の照度分布の最高値の位置
を示している。

第１０図に発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）を光
源１０として使用したときの、前記光検出器１４の検出
面１４ａの照度分布を示す。つまり前記ＬＥＤ１０内部
の球レンズによる球面収差のため、前記光カード１面に
２ケ所の突出部分がある像（照度分布）ができ、前記検
出面１４ｇに投影される。

前記光カード１と対物レンズ１３の距離が合焦位置の時
の照度分布３２ａ１合焦位置より５０μｍ離れた照度分
布３２ｂ１合焦位置より５０μ層近づいた照度分布３２
ｃとする。この時、対応するサーボ用受光セル５２−１
乃至５２−４．５３−１乃至５３−４が示すように配置
されている。

そして前記サーボ用受光セル５２−１乃至５２−４の出
力を電圧に変換したものを検出電圧ＶＣＩ乃至ＶＣ４と
し、前記サーボ用受光セル５３−１乃至５３−４の出力
を電圧に変換したものを検出電圧ＶＤＩ乃至ＶＤ４とす
ると、 Ｇ　−Ｘ、　ＶＣ−Ｇ　（ＶＣ１＋　ＶＣ２＋　ＶＣ３
＋　ＶＣ４）・・・（１）、 Ｉ　ＶＤ　　−ＶＤｌ＋　ＶＤ２＋　ＶＤ３＋　ＶＤ４
・・・　（２） となる。

（１）、（２）式よりフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）
２５のＦＥＳ電圧Ｖ　ＦＥＳは、ＶＦＥＳ−Ｇ・ΣＶＣ
−ΣＶＤ　　　（Ｇは定数とする）・・・（３）となる
。

次に第１１図は、前記光カード１と対物レンズ１３の距
離に対するＦＥＳ電圧Ｖ　ＦＥＳを示す。ここで前記（
３）電圧をＦＥＳ電圧ＶＦＥＳ、前記（１）電圧Ｇ−Σ
ＶＣをＦＥＳ電圧Ｖ　ＦＥＳａ、前記（２）ｌ’圧ＩＶ
Ｄ　をＦＥＳ電圧Ｖ　ＦＥＳｂとする。この図に示すよ
うに前記ＦＥＳ電圧Ｖ　ＦＥＳは、フォーカスサーボの
基準となる合焦点と同じ電位の２次ゼロクロス点を有し
ている。

またフォーカス制御系は、例えば実願昭６３−３３２０
７に開示されているようなフォーカスサーボ異常を検出
する第１２図に示す構成のフォーカスサーボ異常検出装
置を具備している場合がある。ここでフォーカスサーボ
異常とは、光カードｌ上のごみ、傷、欠陥等或いは振動
等の外乱により、フォーカスサーボが正常動作から異常
動作に陥ることである。この異常動作を検出するために
、フォーカスサーボ異常検出装置を設けていた。

つまりフォーカスサーボ異常検出信号は、前述したフォ
ーカス制御系の駆動回路２８から出力される前記フォー
カスコイル２９の駆動電流を取り込むようにローパスフ
ィルタ（以下、ＬＰＦとする）３３が接続され、直流成
分を検出する。前記ＬＰＦ３Ｂの出力端には２個の比較
器３４ａ。

３４ｂのそれぞれ一端が接続される。そして前記比較器
３４Ｊｌの他端には第１基準電圧ＶＲ）Ｉが印加され、
前記比較器３４ｂの他端には［２基準電圧ＶＲＬが印加
されている。これらの比較８３４ｇ。

３４ｂは、前記直流成分が第１基準電圧ＶＲＨがら第２
基準電圧ＶＲＬまでの範囲を越えた時に異常検出信号３
５を前記制御回路２３に送出して、フォーカスサーボ異
常であることを伝えていた。

（発明が解決しようとしている課題） しかし、前述した従来の光学的情報記録再生装置は、フ
す−カスエラー信号電圧Ｖ　ＦＥＳに２次ゼロクロス点
があると、この２次ゼロクロス点を合焦点として誤検出
して、フォーカスサーボを誤って引込むことがある。こ
のため２次ゼロクロス点が合焦点として判定されて、フ
ォーカスサーボ異常検出装置ではフォーカスサーボ異常
であるが否かの判定が不可能である。

さらにフォーカスサーボ異常検出装置は、フォーカスコ
イル２９に流れる駆動電流の直流成分を取り込むために
、時定数の大きなＬＰＦ３Ｂが必要となる。従って、直
流成分を検出するために長時間の遅延が生じて、−回の
検出時間が長くなり、応答性が悪く、状況に追従してい
かない等の課題があつた。ところが検出時間を短縮しよ
うとして、ＬＰＦ３３の時定数を小さ（すると、検出感
度が敏感になり過ぎて、フォーカスサーボが正常に動作
しているにもかかわらず、誤検出してしまっていた。

そこで本発明は、異常検出信号に２次ゼロクロス点を生
じて合焦点として検出する等の誤検出を防止して、且つ
短時間で正確なフォーカスサーボの異常検出ができ、フ
ォーカスコイルに過電流が流れることを防止するフォー
カスサーボ異常検出装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、光学的情報記録担
体に光ビームを照射するフォーカスサーボ手段と、前記
フォーカスサーボ手段から照射された光ビームの応答光
を電気信号に変換して複数分割された受光面を有する光
検出手段と、前記電気信号からフォーカスエラー信号を
生成するフォーカスエラー信号生成手段と、前記光検出
手段の指定された複数の分割受光面がら発生する各電気
信号の総和を演算するフォーカスサーボ異常検出信号生
成手段と、前記演算処理手段による総和値と予め設定さ
れた所定の基準値とを比較して、該総和値が該基準値以
下であったとき、フォーカスサーボ異常と判定する判定
手段とを有するフォーカスサーボ異常検出装置を提供す
ることができる。

（作用） 以上のような構成のフォーカスサーボ異常検出装置によ
って、光検出器から検出された読比し信号値と予め設定
された所定の基準値とを比較させて、前記読出し信号値
が所定の基準値よりも大きいと判定されたときに制御回
路にフォーカスサーボ異常検出信号を送出してフォーカ
ス制御を停止させて、フォーカスコイルに過電流が流れ
ることを防止できる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

１１１図は、本発明の一実施例に係るフォーカスサーボ
異常検出装置の構成を示すブロック図である。ここで従
来の光学的情報記録再生装置と同様の部材については同
一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

このフす−カスサーボ異常検出袋Ｗ３６の構成において
、まず前記光検出器１４にクロック信号生成用受光セル
５Ｉ−１乃至５１−１０が形成されてぃる。これらの受
光セルは、奇数番号の受光セル５１−１．３．５，７．
９と偶数番号の受光セル５１−２．４．６．Ｉｌ。

１０とに二分割されて、それぞれの出力線が内部接続さ
れて、奇数番号の受光セルの出力端３７．偶数番号の受
光セルの出力端３８に接続される。

前記出力端３７は、電流−電圧（以下、Ｉ−Ｖとする）
変換回路３９に接続され、奇数番号の受光セルで検出さ
れ光−電気変換された電流Ｉｆが該１−Ｖ変換回路３９
によって検出電圧■１として出力される。また同様に前
記出力端３８は、１−Ｖ変換回路４０に接続され、偶数
番号の受光セルで検出され光−電気変換された電流１２
が該１−Ｖ変換回路４０によって検出電圧ｖ２として出
力される。

さらに前記！−Ｖ変換回路３９．４０のそれぞれの出力
端は、加算回路４１に接続され、これと共に前記Ｉ−Ｖ
変換回路３９．４０のそれぞれの出力端は、減算回路４
２に接続される。

従って、前記検出電圧Ｖｌ、Ｖ２は、加算回路４１に供
給されて加算電圧（Ｖｌ　＋Ｖ２　）が演算出力される
と共に、減算回路４２に供給されて減算電圧（Ｖｌ　−
Ｖ２　）が演算出力される。

そして前記加算回路４１の出力端が比較回路４３の入力
端の一端に接続され、その他端には所定の基準電圧ＶＲ
が印加されている。よって前記比較回路４３は、前記加
算電圧（Ｖｌ　＋Ｖ２　＞と基準電圧ＶＲとを比較して
、加算電圧（Ｖｌ　＋Ｖ２　）が基準電圧ＶＲを越えた
場合に、前記制御回路２３にフォーカスサーボ異常検出
信号４４を送出する。

次に制御回路２３は、フォーカスサーボ異常と判定し、
制御信号４５を送って、アナログスイッチ２７をオフさ
せて駆動回路２８へのフォーカスエラー信号２５の入力
を遮断する。これによって、フォーカスエラー信号２５
に基いて前記対物レンズ１３を前後駆動させるフォーカ
スコイル２９に過電流が流れないように保護する。

また前記減算回路４２から演算出力された減算電圧Ｖｌ
−Ｖ２は、クロック信号として２値化されて、光カード
１に記録された１６ビツトのデータを同時に再生するた
めの同期信号として利用される。

さらに第２図にフォーカスサーボ異常検出装置を有する
光学的情報記録再生装置の構成を示すブロック図である
。ここで本発明の光学的情報記録再生装置本体は、従来
の光学的情報記録再生装置と同様であり、付加された本
発明のフォーカスサーボ異常検出装置について説明し、
他の同等の部分には同一の参照番号を付してその詳細な
説明を省略する。

このフォーカスサーボ異常検出装置は、復調回路１５内
に具備される。この検出装置３６は、光ピツクアップ８
内の光検出器１４から検出信号が入力されるように接続
され、フォーカスサーボ異常と判定された時に、制御回
路２３に異常検出信号４４を送出して、アナログスイッ
チ２７をオフ動作（非導通）させて駆動回路２８への入
力を遮断する。これによって、フォーカスエラー信号２
５に基いて前記対物レンズ１３を前後駆動させるフォー
カスコイル２９が停止されて過電流から保護する。

次に前述したフォーカスサーボ異常検出装置がフォーカ
スサーボ異常と判定する動作について、第３図を参照し
て説明する。

縦軸に電圧をとり、横軸に光カード１と対物レンズとの
焦点距離をとり、従来のフォーカスエラー信号電圧Ｖ　
ＰＥＳを点線で示す。

そしてフォーカスサーボ異常検出信号となる加算電圧（
■ｌ十■２）は、合焦点近傍では平坦な領域を持ち、さ
らに合焦点位置からの距離が遠くなると一旦加算電圧は
上昇して再び平坦な領域を持ち、その後徐々に下降して
い（波形となる。

そこでフォーカスサーボ異常の判定基準となる基準電圧
ＶＲをＦＥＳ電圧Ｖ　Ｆ’ＥＳの２次ゼロクロス点より
近い合焦点位置からの距離で、加算電圧ＣＶｌ　十Ｖ２
　’）と基準電圧ＶＲとが交差するように基準電圧ＶＲ
を設定する。

このように設定して、加算電圧（Ｖｌ　＋Ｖ２　）と基
準電圧ＶＲの交差する２点Ｐａ、Ｐｂ間の領域Ｂをフォ
ーカスサーボが正常に動作する範囲として、領域Ｂより
外側の領域Ｃ１，Ｃ２をフォーカスサーボが異常動作に
なる範囲として、フォーカスサーボ異常検出装置によっ
て検出される。

特に前記領域Ｂの範囲内には、合焦点のみが含まれ、２
次ゼロクロス点はフォーカスサーボ異常と判定される範
囲Ｃ１にあるため、２次ゼロクロス点を合焦点として判
定されない。

さらに第４図は、加算電圧（Ｖｌ　＋Ｖ２　）と基準電
圧ＶＲが点ｐｂで交差して、フォーカスサーボ異常と判
定された時のそれぞれの信号波形を示す。

フォーカスサーボ異常が始まると、前記減算回路４２か
ら演算出力されたクロック信号（減算電圧Ｖｌ　−Ｖ２
　）１６ｂが、光カード１のりＯツクパターン６と同期
しなくなり、クロック信号１６ｂの振幅が減少していく
。それと共に、各サーボ用受光セルの受光量が変化する
ため、片側の受光セルが発生する電圧が大きくなり平衡
状態が崩れて、ＦＥＳ電圧Ｖ　ＦＥＳも一時的に上昇し
た後に下降する。従って前記加算電圧（Ｖｌ　＋Ｖ２　
）も連れて一時的に上昇した後、降下して基準電圧ＶＲ
以下になると、フォーカスサーボ異常検出装置によって
フォーカスサーボ異常検出の異常検出信号４４が制御回
路２３に送出される。そして、制御回路２３の制御信号
４５によってアナログスイッチ２７がオフ動作され、駆
動回路２８への入力を遮断する。

そして、本実施例の光学的情報記録再生装置は、フォー
カスサーボ異常であるか否かの確実な判定を期するため
に、−度のフォーカスサーボ異常検出では判定せずに、
前述した異常検出動作を複数回繰返して、なおフォーカ
スサーボ異常検出の異常検出信号４４が制御回路２３に
送出される場合に、フォーカスサーボ異常と判定して、
光学的情報記録再生装置を停止し外部に異常を知らせ、
光カードの排出等の処置を行う。

以上の構成を持つフォーカスサーボ異常検出装置は、２
次ゼロクロス点をフォーカスサーボ異常の範Ｈにして、
合焦点として検出する等の誤検出を防止して、駆動回路
への入力遮断することにより、フォーカスコイルに過電
流が流れることを防止する。

尚、異常検出信号４４が制御回路２３に送出された時、
トラッキング制御系においても、制御回路２３によって
アナログスイッチ２０がオフ動作され、駆動回路２１へ
のトラッキングエラー信号１８の入力が遮断され、トラ
ッキングコイル２２に過電流が流れることが防止される
。

また本発明は、前述した一実施例の光学的情報記録担体
をカード状の記録担体としたが、これに限定されるもの
ではなく、コンパクトディスク等にも応用でき、発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や応用が可能である
。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、フォーカスエラー
信号で生じる２次ゼロクロス点を合焦点として誤検出す
る異常検出信号を防止して、且つ短時間で正確なフォー
カスサーボの異常検出ができ、フォーカスコイル及びト
ラッキングコイルに過電流が流れることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るフォーカスサーボ異常
検出装置の一実施例の構成を示す構成図、第２図は第１
図のフォーカスサーボ異常検出装置を有する光学的情報
記録再生装置の構成を示すブロック図、第３図はフォー
カスサーボ異常検出信号と基準電圧を示す波形図、第４
図はフォーカスサーボ異常判定時の各信号波形を示す波
形図、第５図は光カードの一例の構造を示す構造図、第
６図はトラックの構造を示す構造図、第７図は従来の光
学的情報記録再生装置の構造を示すブロック図、第８図
は従来の光検出器の構成を示す構成図、第９図は第６図
で示したトラックと第８図で示した検出面１４ｍとを重
合わせた図、第１０図は従来の光検出器の検出面の照度
分布を示す分布図、第１１図は光カードと対物レンズの
距離に対するフォーカスエラー信号電圧の波形を示す波
形図、第１２図は従来のフォーカスサーボ異常検出装置
の構成を示す構成図である。 １・・・光カード、２・・・トラック、８・・・光ピッ
クアップ、１４・・・光検出器、１５・・・復調回路、
１９゜２６・・・位相補償回路、２０．２７・・・アナ
ログスイッチ、２１．２８・・・駆動回路、２３・・・
制御回路、２４・・・フォーカスエラー信号検出回路、
２５・・・フォーカスエラー信号、２９・・・フォーカ
スコイル、４４・・・異常検出信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学的情報記録担体に照射される光ビームを合焦状態に
   制御するフォーカスサーボ手段と、前記光学的情報記録
   担体に照射された光ビームの応答光を電気信号に変換す
   るもので、複数に分割された受光面を有する光検出手段
   と、 前記光検出手段の複数に分割された受光面内の特定の複
   数の分割受光面から発生した各電気信号の総和を演算す
   るフォーカスサーボ異常検出信号生成手段と、 前記演算処理手段による総和値と予め設定された所定の
   基準値とを比較して、該総和値が該基準値以下であった
   とき、前記フォーカスサーボ手段による合焦制御状態が
   異常であると判定する判定手段とを具備することを特徴
   とするフォーカスサーボ異常検出装置。