JPS6251036A - Automatic focusing control system for optical disc device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain a smooth migration to a tracking or a recording and reproducing operation that is the next stage with deciding accurately the matching of focus in the lead-in time of automatic focusing by using a track slippage signal. CONSTITUTION:When the focusing is matched normally, a track slippage signal 28 appears as a signal of sine wave type by the crossing of a light spot on a track. The track slippage signal is nearly zero when the focus is not matched, not appearing as the signal until the focus is matched. Therefore, as for a decision for the matching of the focus, the automatic focus is decided as normal when the track slippage signal 28 is put into a pulse at a level comparator 23 and the number of pulses are counted at a logic control part 26, detecting the number of pulses above an indicated number of them within a regulated time.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光ディスク装置の自動焦点制御方式に係り、
特に光ディスク装置の起動時に自動焦点制御が正常に動
作したことを判定するのに好適な光ディスク装置の自動
焦点制御方式に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an automatic focus control method for an optical disc device,
In particular, the present invention relates to an automatic focus control method for an optical disc device that is suitable for determining whether automatic focus control has operated normally when starting up the optical disc device.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

光ディスク装置は、自動焦点が正常に動作しないと記録
膜からの各種信号を検出することができないため１次の
動作、たとえばトラッキングに移ることができない。こ
のため自動焦点が正しくがシっだかどうかを正確に判定
する手段が必要である。従来ビデオディスク、オーディ
オディスクはあらかじめデータ（ピット）が記録されて
いるため、自動焦点がか＼れば直ちにデータ信号が出て
くる。従って自動焦点がかぎったがどうかの判定は、自
動焦点制御をオンした後、データ信号が出ているかどう
かを検出すればよい。これに対してディジタル光ディス
クは、通常、情報トラックは案内溝となっており、記録
時、案内溝上又は案内溝間にデータを記録する。従って
記録されてぃない情報トラックからはデータ信号は得ら
れない。Unless the autofocus operates normally, the optical disc device cannot detect various signals from the recording film, and therefore cannot move on to primary operations, such as tracking. For this reason, a means to accurately determine whether autofocus is correct or not is required. Conventional video discs and audio discs have data (pits) recorded on them in advance, so as soon as the auto focus is activated, a data signal comes out. Therefore, to determine whether autofocus has been achieved, it is sufficient to detect whether a data signal is output after turning on autofocus control. On the other hand, in a digital optical disk, the information track is usually a guide groove, and during recording, data is recorded on or between the guide grooves. Therefore, data signals cannot be obtained from unrecorded information tracks.

以上のことから、ディジタル光ディスクでは、自動焦点
が正常にか一つだかどうかを判定するのにデータ信号を
使用できず、別の手段が必要である。From the above, in a digital optical disc, the data signal cannot be used to determine whether autofocus is normal or only one, and another means is required.

データ信号以外で判定する一手段として、焦点ずれ信号
を使用する方式が考えられるが、焦点ずれ信号は、Ｓ字
形をしているため、焦点付近では０、少し焦点ずれした
所では信号が大きくなるが、さらに焦点をずれると再び
Ｏになる性質を有している。従って自動焦点引き込み時
に外部から衝撃が加わって急に焦点外れを起こした場合
や引き込み時のサーボ系のオーバーシュートが大きく焦
点に引き込めなくなった場合を考慮すると焦点ずれ信号
だけでは、焦点が正しくか５つだかどうかの判定を正確
に行うことはできないという欠点があった・ なお、この種の関連技術としては特開昭５８−８５９４
０号公報に開示されたものがある。One way to make a determination using something other than a data signal is to use a defocus signal, but since the defocus signal has an S-shape, it is 0 near the focus and becomes large at slightly out-of-focus points. However, it has the property of becoming O again when the focus is further shifted. Therefore, if you take into account cases where an external shock suddenly causes the focus to go out of focus during automatic focus retrieval, or cases where the servo system overshoots during retrieval is so large that the focus cannot be retracted, the defocus signal alone may not be sufficient to determine whether the focus is correct. There was a drawback that it was not possible to accurately determine whether the number of
There is one disclosed in Publication No. 0.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、ディジタル光ディスクの自動焦点引き
込み時に、自動焦点がかＮっだかどうかを正確に判定す
る方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for accurately determining whether or not automatic focusing is performed during automatic focusing of a digital optical disc.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

叙上の目的を達成するために、本発明では、焦点がかぎ
ったことを正確に表わす信号として、トラックずれ信号
を使用する。トラックずれ信号は通常焦点ずれが数μｍ
以内の場合に限り検出することができるから、本発明の
目的とする信号に最適である。トラックサーボがかきっ
ていない間。To achieve the above objectives, the present invention uses a track deviation signal as a signal that accurately represents out of focus. Track deviation signals usually have a focus deviation of several μm.
Since it can be detected only when the value is within the range of 0 to 1, it is most suitable for the target signal of the present invention. While the track servo is not working.

すなわちトラック追従機構が静止している間は、偏心に
よりトラックが光スポットを横切るため。In other words, while the track following mechanism is stationary, the track crosses the light spot due to eccentricity.

トラックサーボ信号は正弦波状の繰り返し信号となる。The track servo signal is a sinusoidal repeating signal.

こ５で、繰り返しの１周期がトラック１本に相当する。In this case, one cycle of repetition corresponds to one track.

従ってこの繰り返し信号をパルス化してディジタル的に
とり出せば、簡単に光スポットがトラックを横切ったこ
とを検出できる。従って自動焦点引き込み時、トラック
ずれ信号から得られたパルスを検出することにより、焦
点に引き込めたどうかを正確に判定できる。又、ディス
クの欠陥等に起因してトラックずれ信号にのってくるノ
イズを考慮して、判定するためのパルスの数を１発でな
く複数発とすることにより、判定の信頼性を向上できる
。Therefore, by converting this repetitive signal into pulses and extracting it digitally, it is possible to easily detect that the light spot has crossed the track. Therefore, by detecting the pulse obtained from the track deviation signal during automatic focus pull-in, it is possible to accurately determine whether focus has been achieved. In addition, considering the noise that comes into the track deviation signal due to disk defects, etc., the reliability of the determination can be improved by using multiple pulses instead of one for determination. .

又、上述の方式では、トラック追従機構を固定した状態
で、偏心により光スポットが相対的にトラックを横切る
ときに生じるトラックずれ信号を利用した。しかし、こ
の方式では、トラック偏心が極めて小さい場合、ディス
ク１回転のうちに光スポットがトラックを横切る本数が
数本以下になるため、上述のパルスを複数本（たとえば
４本以上）としたときには、焦点がかシっだことを正確
に判定できなくなる。Further, in the above-mentioned method, a track deviation signal generated when a light spot relatively crosses a track due to eccentricity is used while the track following mechanism is fixed. However, in this method, if the track eccentricity is extremely small, the number of optical spots that cross the track during one rotation of the disk will be less than a few, so when the number of pulses mentioned above is multiple (for example, four or more), It becomes impossible to accurately judge whether the focus is sharp.

実際、ディスク固有の偏心が２０〜３０μｍ、モータの
ハブとの公差が２０〜３０μｍとすれば、ディスクをモ
ータに載せた状態でスタート、ストップを繰り返すこと
により、トラック偏心がほとんど０となることがある。In fact, if the disk's inherent eccentricity is 20 to 30 μm and the tolerance with the motor hub is 20 to 30 μm, the track eccentricity can be reduced to almost 0 by repeatedly starting and stopping with the disk mounted on the motor. be.

この場合の対策として、自動焦点の引き込み後、焦点が
か＼っだかどうかの判定を行うとき、トラック追従機構
を半径方向に強制的に動かし、光スポットを半径方向に
移動させてトラックを横切らせ上記パルスを検出して、
自動焦点の引き込みが正常に行われたかどうかを判定す
る。なお、パルスを検出する時間としては、ディスクの
半回転程度が適当であり、この時間内に検出されたパル
ス数をカウントして正常がどうかを判定する。又、偏心
が少ない場合の対策としてトラック追従機構を動かすタ
イミングは、最初の自動焦点引き込み時でもよいが、最
初の引き込み時はトラック追従機構を動かさない判定を
行い、失敗したときにのみ、再試行時にトラック追従機
構を動かして判定を行うことにより、平均の装置立上げ
時間を短縮することができる。As a countermeasure for this case, when determining whether or not the focus is focused after automatic focusing, the track following mechanism is forcibly moved in the radial direction to move the light spot in the radial direction and cross the track. Detecting the above pulse,
Determine whether automatic focus retraction was performed normally. Note that the appropriate time for detecting pulses is about half a revolution of the disk, and the number of pulses detected within this time is counted to determine whether or not it is normal. In addition, as a countermeasure for cases where eccentricity is small, the timing to move the track following mechanism may be at the time of the first automatic focus pull-in, but it is determined not to move the track follow-up mechanism during the first pull-in, and only if it fails, a retry is made. By occasionally moving the track following mechanism to make the determination, the average device start-up time can be shortened.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

光ディ、スフ１は記録再生膜２を具備し、スピンドルモ
ータ３によって回転させられる。情報の記録及び再生は
、半導体レーザ８から発せられた光束を光学系を通過さ
せた後、絞り込みレンズ４によって記録再生面２に焦点
を結び、記録膜を物理的に変化させて記録し、また、記
録再生面からの反射光を検出光学系９によって検出し、
電気信号に変換することにより再生する。記録再生面上
のデータは物理的に微細なため、記録再生面上に絞り込
む光スポット５の大きさも１〜２μｍと非常に小さくす
る必要がある。一方、スピンドルモータ３が回転すると
、ディスクｌのたわみ、でこぼこ等により記録再生面２
が通常１００〜２００μｍ程度上下に振れる。従って、
光スポット５が記録再生面２上で常に焦点を結ぶように
制御する必要がある。The optical disc 1 includes a recording/reproducing film 2 and is rotated by a spindle motor 3. Information is recorded and reproduced by passing the light beam emitted from the semiconductor laser 8 through an optical system, focusing it on the recording/reproducing surface 2 by the aperture lens 4, and recording by physically changing the recording film. , the detection optical system 9 detects the reflected light from the recording/reproducing surface,
It is reproduced by converting it into an electrical signal. Since the data on the recording/reproducing surface is physically minute, the size of the light spot 5 focused on the recording/reproducing surface must also be very small, 1 to 2 μm. On the other hand, when the spindle motor 3 rotates, the recording/reproducing surface 2 is distorted due to bending, unevenness, etc. of the disk l.
usually swings up and down by about 100 to 200 μm. Therefore,
It is necessary to control the light spot 5 so that it is always focused on the recording/reproducing surface 2.

逆に言えば、自動焦点が正常にかＮらないと、記録再生
面２からの各種信号は得られないし、記録することもで
きない。従って、焦点がかＮったかどうかの判定が非常
に重要になる。Conversely, unless the automatic focusing is normal, various signals cannot be obtained from the recording/reproducing surface 2, nor can they be recorded. Therefore, it is very important to determine whether the focus is on or not.

自動焦点は記録再生面２からの反射光を検出光学系９で
検出し、記録再生面２と絞り込みレンズ４との相対位置
関係を知り、焦点からのずれを検出して、アンプ１１、
スイッチ１２、自動焦点制御回路１３、加算回路１４．
パワーアンプ１５を通してボイスコイル１０に電流を流
し、絞り込みレンズ４を記録再生面の動きに追従させる
制御である。The automatic focus detects the reflected light from the recording/reproducing surface 2 with the detection optical system 9, learns the relative positional relationship between the recording/reproducing surface 2 and the aperture lens 4, detects the deviation from the focus, and then uses the amplifier 11,
switch 12, automatic focus control circuit 13, addition circuit 14.
This is a control in which current is applied to the voice coil 10 through the power amplifier 15 to cause the aperture lens 4 to follow the movement of the recording/reproducing surface.

また光スボッ１〜を情報トラックに位置づけるため、光
スポットの中心と情報トラックの中心のずれを検出光学
系９によって検出し、アンプ１６で増［；Ｊし、スイッ
チ１７、トラックキング制御回路１８を通してガルバノ
ミラ−７を駆動する。ガルバノミラ−は可動範囲が狭い
ため、光学ヘッド２７全体を大きく動かすめため、スイ
ッチ１７の出力を光学ヘッド制御回路１９．加算回路２
０．パワーアンプ２１を通してボイスコイル２２に電流
を流し、光学ヘッド２７を駆動する。こぎで、検出光学
系９の出力のうち、アンプ１６を通った出力を１−ラッ
クずれ信号２８、アンプ１１を通った出力を焦点ずれ信
号２９とそれぞれ呼ぶことにする。In addition, in order to position the optical spots 1 to 1 on the information track, the detection optical system 9 detects the deviation between the center of the optical spot and the center of the information track. Drive the galvano mirror 7. Since the galvanometer mirror has a narrow movable range, the output of the switch 17 is connected to the optical head control circuit 19. Addition circuit 2
0. A current is passed through the voice coil 22 through the power amplifier 21 to drive the optical head 27. Of the outputs of the detection optical system 9, the output that has passed through the amplifier 16 will be called a 1-rack shift signal 28, and the output that has passed through the amplifier 11 will be called a defocus signal 29.

なお、トラッキング制御については本発明の範囲の外の
ことであるので詳細説明は省略する。Note that since tracking control is outside the scope of the present invention, detailed explanation will be omitted.

次に自動焦点の引き込み動作を説明する。光ディスクｌ
がスピンドルモータ３にセットされ、スピンドルモータ
３が定常回転に達し、さらにレーザパワーが規定のパワ
ーになると、論理制御部２６が絞り込みレンズ４の駆動
を指示する信号３０を出力する。該信号３０に基づき、
絞り込みレンズ駆動信号発生回路２４で絞り込みレンズ
駆動信号３１を発生する。このときスイッチ１７及びス
イッチ１２は開いたま＼である。駆動信号３１により絞
り込みレンズが駆動され、焦点は第２図（ａ）に示す軌
跡を描いて記録再生面の動き５０に近づいて行く。この
とき焦点ずれ信号２９は、第２図（ｂ）のように記録再
生面２近傍で大きくなり、さらに記録再生面２に近づく
と零となる。Next, the automatic focus pull-in operation will be explained. optical disc l
is set in the spindle motor 3, and when the spindle motor 3 reaches steady rotation and the laser power reaches a specified power, the logic control unit 26 outputs a signal 30 instructing the driving of the aperture lens 4. Based on the signal 30,
A diaphragm lens drive signal 31 is generated by a diaphragm lens drive signal generation circuit 24 . At this time, switch 17 and switch 12 remain open. The aperture lens is driven by the drive signal 31, and the focal point approaches the movement 50 of the recording/reproducing surface, drawing a locus shown in FIG. 2(a). At this time, the defocus signal 29 becomes large near the recording/reproducing surface 2, as shown in FIG. 2(b), and becomes zero as it approaches the recording/reproducing surface 2.

焦点が記録再生面２と殆んど一致したところで。When the focus almost coincides with the recording/reproducing surface 2.

論理制御部２６よりスイッチ１２を閉じる指示をする信
号３２を発すると同時に絞り込みレンズ駆動信号３１を
停止する。スイッチ１２を閉じる指示をする信号を第２
図（ｄ）に示す。At the same time as the logic control unit 26 issues a signal 32 instructing the switch 12 to be closed, the aperture lens drive signal 31 is stopped. A second signal instructs to close the switch 12.
Shown in Figure (d).

こＮで、焦点が正常にかＮった場合、光スポットがトラ
ックを横切ることにより、トラックずれ信号２８が第２
図（ｅ）に示すように正弦波状の信号となって現われる
。トラックずれ信号は焦点がかＮっでいないときはほと
んど零で焦点がかへって始めて信号がでてくる。このこ
とから焦点がかＮったかどうかの判定は、トラックずれ
信号２８をレベルコンパレータ２３でパルス化し、論理
制御部２６で該パルスの数をカウントし、ある一定時間
以内に指定の本数以上のパルスを検出した場合、自動焦
点が正常であると判定するものである。カウントするパ
ルスの数としては、例えば４発程度でよいが、記録再生
面の欠陥によってトラックずれ信号２８に現われるノイ
ズによるカウントミスを考慮して最適なパルスの数を決
めればよい。またカウント数を多くすると、必然的にカ
ウントする時間を長くする必要があるので装置の立ち上
げ時間が長くなるため４発〜８発程度が適当である。パ
ルスが所定の数だけ出た時点で自動焦点の引き込みが終
了し、論理制御部２６の指示によりスイッチ１７を閉じ
てトラッキングを開始する。In this case, if the focus is normal or not, the track deviation signal 28 becomes the second one because the light spot crosses the track.
As shown in Figure (e), it appears as a sinusoidal signal. The track deviation signal is almost zero when the focus is off, and the signal only appears when the focus is off. From this, to determine whether or not the focus is on, the level comparator 23 converts the track deviation signal 28 into pulses, the logic control unit 26 counts the number of pulses, and within a certain period of time, a specified number of pulses or more is detected. If detected, it is determined that the autofocus is normal. The number of pulses to be counted may be, for example, about four, but the optimum number of pulses may be determined by taking into consideration counting errors due to noise appearing in the track deviation signal 28 due to defects on the recording/reproducing surface. Furthermore, when the number of counts is increased, it is necessary to increase the counting time, which increases the time required to start up the device, so 4 to 8 shots is appropriate. When a predetermined number of pulses are output, automatic focusing ends, and the switch 17 is closed according to an instruction from the logic control section 26 to start tracking.

以上に述べた第１の実施例は、光スポットは静止（固定
）したま＼で、トラックが偏心することによった光スポ
ットを横切り、トラックずれ信号に正弦波状の繰り返し
信号が現われることを利用するものである。しかし、ト
ラックの偏心が極めて少ない場合、ディスク１回転中に
トラックが光スポットを横切る本数が数本以下となり、
実際には、焦点が正常にか＼っでいるにもか＼わらず、
焦点がか＼っだと判定できなくなる可能性がある。The first embodiment described above utilizes the fact that the light spot remains stationary (fixed) and crosses the light spot due to eccentricity of the track, and a sinusoidal repeating signal appears in the track deviation signal. It is something to do. However, when the eccentricity of the track is extremely small, the number of tracks that cross the optical spot during one rotation of the disk is less than a few.
In reality, even though the focus is normal,
If the focus is too sharp, it may not be possible to judge.

この場合、判定時間をディスク数回転以上とすれば、正
常の判定できるが、自動焦点引き込み時間が長くなり、
装置性能として好ましくない。In this case, if the determination time is longer than the number of disc rotations, normality can be determined, but the automatic focus pull-in time will be longer.
Unfavorable in terms of device performance.

そこで第２の実施例は、焦点がかへったかどうかを判定
するのに光スポットを半径方向に強制的に動かすもので
ある。かくして、光スポットは、必ず、トラックを横切
るようになり、正弦波状のトラックずれ信号が得られ、
短時間に指定のパルス数を検出できる。光スポットを半
径方向に動かす手段としては、例えば、論理制御部２６
の指示に基づき、ヘッド駆動信号発生回路２５により加
算回路２０．パワーアンプ２１を通してボイスコイル２
２に電流を流して光ヘッド２７を動かす方法がある。ま
た別の方法としては、光ヘッド２７は静止したま＼で、
ガルバノミラ−７を駆動してもよい。Therefore, in the second embodiment, the light spot is forcibly moved in the radial direction in order to determine whether the focus has shifted. In this way, the light spot always crosses the track, and a sinusoidal track deviation signal is obtained.
A specified number of pulses can be detected in a short time. As a means for moving the light spot in the radial direction, for example, the logic control unit 26
Based on the instructions from the head drive signal generation circuit 25, the adder circuit 20. Voice coil 2 through power amplifier 21
There is a method of moving the optical head 27 by passing a current through the optical head 27. Another method is to keep the optical head 27 stationary,
The galvanometer mirror 7 may also be driven.

又、自動焦点の引き込みは、失敗したときを考慮して何
回か再試行する様にしている。この場合、第２の実施例
をすべての試行について行う方法もあるが、常には第１
の実施例で示した方法により判定し、失敗したときの再
試行時のみに第２の実施例を行うようにした方が、自動
焦点引き込み時間の短縮にもなるし、装置の信頼性も高
い。Also, automatic focus retraction is retried several times in case it fails. In this case, there is a method of performing the second example for all trials, but it is always the case that the first example
It is better to make the judgment using the method shown in the example and perform the second example only when retrying if it fails, which will shorten the automatic focus pull-in time and increase the reliability of the device. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、予じめ何らデータ信号の記録されてい
ない光ディスクにおいても、トラックずれ信号を用いて
いるので、自動焦点引き込み時に焦点がかＮっだことを
確実に判定することができ、次のステージであるトラッ
キングや記録再生動作への移行を円滑に行うことができ
、装置の信頼性向上にも利する。According to the present invention, since the track deviation signal is used even on an optical disc on which no data signal is recorded in advance, it is possible to reliably determine that the focus is off during automatic focus pull-in. It is possible to smoothly transition to the next stage of tracking and recording/reproducing operations, which is also useful for improving the reliability of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図はその
動作における信号波形図である。 ■・・・ディスク、　　２・・・記録再生面、３・・・
スピンドルモータ、　　７・・・ガルバノミラ−５９・
・検出光学系、　　２４・・・絞り込みレンズ駆動信号
発生回路、　　２５・・・ヘッド駆動信号発生回路、　
　２６・・論理制御部、　　１０・・・ボイスコイル、
　　２３・・・レベルコンパレータ、１２．１７・・・
スイッチ、　　２８・・・トラックずれ信号、　　２９
・・・焦点ずれ信号、　　３２・・・自動焦点制御オン
信号、　　３４・・・トラッキング制御オン信号。 第　　１　　図FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a signal waveform diagram in its operation. ■... Disc, 2... Recording/playback surface, 3...
Spindle motor, 7... Galvano mirror 59.
・Detection optical system, 24... Aperture lens drive signal generation circuit, 25... Head drive signal generation circuit,
26...Logic control section, 10...Voice coil,
23...Level comparator, 12.17...
switch, 28... track deviation signal, 29
... Focus shift signal, 32... Automatic focus control on signal, 34... Tracking control on signal. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）ディスク形記録媒体に光スポットを照射する手段
と、前記光スポットを絞り込むためのレンズと、前記記
録媒体と絞込みレンズの焦点のずれを検出する手段と、
前記焦点ずれに従って前記絞込みレンズを駆動する手段
とからなる焦点ずれ追従機構と、前記光スポットと記録
媒体のトラックのずれを検出する手段と、前記トラック
のずれに従って前記記録媒体と光スポットの相対的位置
を移動せしめる手段とからなるトラックずれ追従機構と
を具備してなる光ディスク装置において、前記トラック
ずれ追従機構のトラックずれ検出手段からの出力をパル
ス化し、該パルスを計数することにより、前記焦点ずれ
追従機構で正常に焦点がかゝったことを判定することを
特徴とする光ディスク装置の自動焦点制御方式。(1) means for irradiating a light spot onto a disk-shaped recording medium, a lens for narrowing down the light spot, and means for detecting a focal shift between the recording medium and the narrowing lens;
a focus shift tracking mechanism comprising: means for driving the aperture lens according to the focus shift; means for detecting a track shift between the light spot and the recording medium; In an optical disk device, the output from the track deviation detecting means of the track deviation following mechanism is converted into pulses, and the pulses are counted to detect the focus deviation. An automatic focus control method for an optical disc device characterized by determining whether the focus is properly focused using a tracking mechanism.