JPS63282933A - Automatic focal point pulling-in device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To automatically and stably pull-in a convergence lens to a focusing position as for an arbitrary recording medium and a laser beam output by interlocking a threshold level for a focusing position deciding to the change of the sum voltage signal of a differential sensor due to the change of the laser beam output or the change of a medium reflecting rate. CONSTITUTION:The output of a differential sensor 1 is converted to a voltage by convertors 2a and 2b and respectively through a differential amplifier 3 and an adder 4, difference/sum voltage signals is generated. The peak value of the sum voltage signal at the time a convergence lens is in a focusing position is held by a peak holding device 15. In the focusing position, since the value goes to maximum, in a range exceeding the peak value, based on a difference voltage signal, a level is determined by a threshold level determining device 16. Accordingly, even when the sum voltage signal is changed by a laser beam output or a medium reflecting rate, the threshold level can be set suitably, when the zero cross of the threshold is detected by the sum voltage signal, the focusing position can be decided and by closing a servo loop with a judging signal, a focal spot automatic pulling-in action is completed. When a step like triangle wave is generated by a pulling-in controller and a lens driving voltage is held in the focusing position, a servo error can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、焦点自動引き込み装置、特に光デイスク装
置の対物レンズを駆動して光ビームの焦点を記録面上に
結ばせるフォーカスサーボ回路における焦点自動引き込
み製蓋テ関するものである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] This invention relates to an automatic focus retrieval device, particularly a focus servo circuit that drives an objective lens of an optical disk device to focus a light beam on a recording surface. This relates to an automatic retractable lid.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第３図は合焦点近傍の和電圧信号と差電圧信号の関係を
示す信号波形図、第４図はＣＤプレーヤ等に使用された
従来の焦点自動引き込み装置を示すブロック図、第５図
は従来の和電圧信号とスレッショルドレベルの関係を示
す信号波形図、第６図は第４図に示した焦点自動引き込
み装置の各部の動作説明用タイムチャート図である。図
において、（１）は差動センサであり、例えば４個のセ
ンサ（図示しない）を内蔵しており、その各々に対応し
て出力端子（ａｔＬ（ａ２Ｌ（ａ３）、（ａ４）が設け
られている。（２ａ）は、差動センサ（１）の力を対角
線上に取り出せるように１つ置きに配量出力端子（ａｌ
）及び（ａ２）に接続された第１の電流−電圧（Ｉ−Ｖ
）変換器（以後、単に第１変換器と称す）、同様に（２
ｂ）は出力端子（ａ２）及び（ａ４）に接続された第２
の電流−電圧変換器（以後、単に第２変換器と称す）で
ある。（３）は負極端子が第１変換器（２ａ）にかつ正
極端子が第２変換器（２ｂ）に接続された差動増幅器、
（４）は第１変換器（２ａ）及び第２変換器（２ｂ）に
接続された加算器、（５）は差動増幅器（３）及び加算
器（４）に接続され、これらのゲインを調整するための
ゲイン調整器（以後、単にＡＧＣと称す）である。（６
）はこのＡＧＣ（５）Ｋ接続され、位相利得を補償する
ための位相利得補償器、（７）はフォーカスサーボ系ｒ
　ＡＧＣ（５）及び位相利得補償器（６）側で形成され
る系〕を０Ｎ１０ＦＦするためのサーボスイッチ（以後
、単にスイッチと称す’）　、＋８１はこのスイッチ（
７）及び後述の引き込み制御器に接続された電力増幅器
、（９）は差動増幅器（３）に接続され、その出力であ
る差電圧信号のゼロクロスを検出するゼロクロス検出器
、（１ｏ）は加算器（４）に接続され、スレッショルド
レベルと加算器（４）の出力である和電圧信号の値を判
別するレベル判別器、（１１）はゼロクロス検出器（９
）及びレベル判別器（１０）からの信号によってスイッ
チ（７）の０Ｎ１０ＦＦを制御するスイッチ制御器、（
１２）はレベル判別器（１０）、スイッチ制御器（１１
）及び後述の引き込み命令器に接続され、電力増幅器（
８）を介してアクチュエータの動作を制御する引き込み
制御器、（１４）はこの引き込み制御器（１２）に引き
込み動作開始命令を与える引き込み命令器である。Fig. 3 is a signal waveform diagram showing the relationship between the sum voltage signal and the difference voltage signal near the in-focus point, Fig. 4 is a block diagram showing a conventional automatic focus pull-in device used in CD players, etc., and Fig. 5 is a conventional FIG. 6 is a signal waveform diagram showing the relationship between the sum voltage signal and the threshold level, and FIG. 6 is a time chart diagram for explaining the operation of each part of the automatic focus pull-in device shown in FIG. In the figure, (1) is a differential sensor, which has, for example, four built-in sensors (not shown), and output terminals (atL(a2L(a3), (a4)) are provided corresponding to each sensor. (2a) has a metering output terminal (al
) and (a2) connected to the first current-voltage (I-V
) converter (hereinafter simply referred to as the first converter), similarly (2
b) is the second terminal connected to the output terminals (a2) and (a4).
This is a current-voltage converter (hereinafter simply referred to as a second converter). (3) is a differential amplifier whose negative terminal is connected to the first converter (2a) and whose positive terminal is connected to the second converter (2b);
(4) is an adder connected to the first converter (2a) and second converter (2b), and (5) is connected to the differential amplifier (3) and adder (4), and calculates the gain of these. This is a gain adjuster (hereinafter simply referred to as AGC) for adjustment. (6
) is connected to this AGC (5) and is a phase gain compensator for compensating the phase gain, (7) is a focus servo system r
A servo switch (hereinafter simply referred to as a switch) for 0N10FF (system formed on the AGC (5) and phase gain compensator (6) side), +81 is this switch (
7) and a power amplifier connected to the pull-in controller (described later); (9) is a zero-cross detector connected to the differential amplifier (3) and detects the zero-cross of the differential voltage signal output from the differential amplifier; (1o) is an adder; The level discriminator (11) is connected to the threshold level and the value of the sum voltage signal which is the output of the adder (4).
) and a switch controller that controls 0N10FF of the switch (7) by signals from the level discriminator (10)
12) is a level discriminator (10) and a switch controller (11).
) and a power amplifier (
(8) is a retraction controller that controls the operation of the actuator, and (14) is a retraction command device that gives a retraction operation start command to this retraction controller (12).

従来の焦点自動引き込み装置は上記のように構成され、
以下にその動作について説明する。まず、第６図（ａＪ
で示されるように、引き込み命令器（１４）によって引
き込み命令に対応するスタート信号が引き込み制御器（
１２）に送られる。これによって引き込み制御器（１２
）が動作されると、和電圧信号がレベル判別器（１０）
及び引き込み制御器（１２）を通じて電力増幅器（８）
に送られ、もってこの和電圧信号に対応する、集光レン
ズ（図示しない）を駆動するための駆動電圧信号によっ
てアクチュエータ（１３）が動作される。一方、ディス
ク（図示しない）から検出された物理量例えば光量は、
差動センサ（１１によって電流に変換される。この電流
は、差動センサ（１）の出力端子（ａｌ）、（ａ３）及
び出力端子（ａ２）、　（ａ４）を通じてそれぞれ第１
変換器（２ａ）及び第２変換器（２ｂ）によって電圧に
変換される。次に、これらの電圧は、それぞれ差動増幅
器（３）及び加算器（４）に入力され、それぞれ差電圧
信号及び和電圧信号が生成される。焦点引き込み動作開
始時に集光レンズが例えば下から上にゆっくり移動され
た場合には、差電圧信号と和電圧信号は第３図にそれぞ
れ実線と破線で示されたように変化する。即ち、和電圧
信号は合焦点付近で最大となるがその変化は比較的穏や
かであり、差電圧信号は合焦点位置（第６図のＸで示さ
れる）でゼロクロスする。従って、和電圧信号があるス
レッショルドレベル（第６図のｙで示される）を越えて
いる範囲をレベル判別器（１０）で検出し、この範囲内
でかつゼロクス検出器（９）によって差電圧信号のゼロ
クロス出力検出信号が検出されれば、合焦点位置の判定
が可能となる。この時にスイッチ制御器（１１）Ｋよっ
てスイッチ（７）が閉じられ、サーボループが閉じられ
ることにより、Ａ　Ｇ　Ｃ（５１によって調整される。A conventional automatic focus retraction device is configured as described above.
The operation will be explained below. First, Figure 6 (aJ
As shown in , the start signal corresponding to the pull-in command is sent by the pull-in command unit (14) to the pull-in controller (
12). This allows the retraction controller (12
) is operated, the sum voltage signal is sent to the level discriminator (10).
and the power amplifier (8) through the draw-in controller (12).
The actuator (13) is operated by a drive voltage signal for driving a condenser lens (not shown), which corresponds to the sum voltage signal. On the other hand, the physical quantity detected from the disk (not shown), such as the amount of light, is
The current is converted into a current by the differential sensor (11).
It is converted into a voltage by a converter (2a) and a second converter (2b). Next, these voltages are input to a differential amplifier (3) and an adder (4), respectively, to generate a difference voltage signal and a sum voltage signal, respectively. When the condensing lens is slowly moved, for example from bottom to top, at the start of the focus pull-in operation, the difference voltage signal and the sum voltage signal change as shown by solid lines and broken lines in FIG. 3, respectively. That is, the sum voltage signal reaches its maximum near the focal point, but its change is relatively gentle, and the differential voltage signal crosses zero at the focal point position (indicated by X in FIG. 6). Therefore, the range in which the sum voltage signal exceeds a certain threshold level (indicated by y in FIG. 6) is detected by the level discriminator (10), and within this range, the differential voltage signal is detected by the xerox detector (9). If the zero-cross output detection signal is detected, the in-focus position can be determined. At this time, the switch (7) is closed by the switch controller (11)K, and the servo loop is closed, thereby being adjusted by AGC (51).

得られた光量の誤差分は、位相利得補償器（６）によっ
て位相利得が補償され、スイッチ（７）を通じて電力増
幅器（８）に送られる。同時に、電力増幅器（８）が起
動され、これは上述の和電圧信号をスイッチ（７）から
送られた光量の誤差分で補正して出力し、これによって
アクチュエータ（１３）が動作され、もって焦点自動引
き込み動作が完結する。The phase gain of the error in the obtained light amount is compensated by a phase gain compensator (6) and sent to a power amplifier (8) through a switch (7). At the same time, the power amplifier (8) is activated, which corrects the above-mentioned sum voltage signal by the error in the amount of light sent from the switch (7) and outputs it, which operates the actuator (13), thereby causing the focus The automatic retraction operation is completed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記のような従来の焦点自動引き込み装置では、ＣＤプ
レーヤのように使用するディスクの反射率がほぼ一定で
かつ読み出しレーザの出力も常に一定である場合には有
効に動作するが、記録可能な光デイスク装置あるいは記
録消去可能な光デイスク装置のようにレーザ出力が記録
・再生・消去のそれぞれで大幅に異なったり、あるいは
反射率が異なる記録媒体を用いる場合には、レーザ出力
あるいは媒体反射率によって和電圧信号が例えば第５図
のように変化するので上述のように固定されたスレッシ
ョルド電圧を基準に合焦点の判定を行うと、反射率の高
いディスクでは第６図（ｂｌに示すように本来の合焦点
位置とは異なる位置でサーボが引き込まれ、また反射率
の低いディスクでは第６図（ｃ）のように合焦点検出が
できなくなるという問題点があった。The conventional automatic focus retrieval device described above works effectively when the reflectance of the disc used is almost constant, such as in a CD player, and the output of the readout laser is always constant. When using a disk device or a recordable and erasable optical disk device in which the laser output differs significantly between recording, playback, and erasing, or when using recording media with different reflectances, the summation may vary depending on the laser output or medium reflectance. Since the voltage signal changes as shown in Figure 5, for example, when determining the in-focus point based on the fixed threshold voltage as described above, for a disk with high reflectance, the original value as shown in Figure 6 (bl) is determined. There is a problem in that the servo is pulled in at a position different from the in-focus position, and in the case of a disk with low reflectivity, the in-focus point cannot be detected as shown in FIG. 6(c).

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、任意の記録媒体よりなるディスクについて焦
点引き込みができるとともに、どのレーザパワーにおい
ても焦点引き込みができる焦点自動引き込み装置を得る
ことを目的とする。This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an automatic focus retrieval device that can perform focus retraction on a disk made of any recording medium and can perform focus retraction at any laser power. purpose.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る焦点自動引き込み装置は、和電圧信号の
ピーク値をホールドするピークホールド器、このピーク
ホールド器に接続されて前記ピーク値からスレッショル
ドレベルを決定するスレッショルドレベル決定器、及び
和電圧信号がスレッショルドレベルを越えたと判別した
時にＯＮ信号を出力するレベル判別器からなるレベル判
別手段を設けたものである。The automatic focus pull-in device according to the present invention includes a peak hold device that holds the peak value of the sum voltage signal, a threshold level determiner that is connected to the peak hold device and determines the threshold level from the peak value, and a threshold level determination device that holds the peak value of the sum voltage signal. This device is provided with a level discriminator comprising a level discriminator that outputs an ON signal when it is determined that a threshold level has been exceeded.

〔作　用〕[For production]

この発明においては、レーザ出力の変動や媒体反射率の
変動による差動センサ出力の和電圧信号の変化に対して
合焦点位置判定のためのスレッショルドレベルを連動さ
せ、任意の記録媒体およびレーザ出力について自動的か
つ安定に集光レンズを合焦点位置へ引き込む。In this invention, the threshold level for determining the focal point position is linked to the change in the sum voltage signal of the differential sensor output due to the fluctuation of the laser output or the fluctuation of the medium reflectance. Automatically and stably pulls the condenser lens to the focal point position.

〔実施例〕〔Example〕

第１図はこの発明の焦点自動引き込み装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は第１図に示した実施例の各部
の動作説明用タイムチャート図であり、（１）、（２ａ
）、（２ｂ’）、（３）〜（９’）、（１１）〜（１４
）は従来例と同一なので、説明を省略する。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the automatic focus retraction device of the present invention, and FIG. 2 is a time chart diagram for explaining the operation of each part of the embodiment shown in FIG.
), (2b'), (3) to (9'), (11) to (14
) is the same as the conventional example, so the explanation will be omitted.

（１５）は加算器（４）の出力側に接続されたピークホ
ールド器、（１６）はこのピークホールド器（１５）に
接続されたスレッショルドレベル決定器、（ＩＯＡ）は
とのスレッショルドレベル決定器（１６）及び加算器（
４）の出力側に接続されたレベル判別器である。(15) is a peak hold device connected to the output side of adder (4), (16) is a threshold level determiner connected to this peak hold device (15), and (IOA) is a threshold level determiner of (16) and adder (
4) is a level discriminator connected to the output side.

そしてこれらのピークホールド器（１５）、スレッショ
ルドレベル決定器（１６）及びレベル判別器（ＩＯＡ）
によってレベル判別手段が構成されるのである。These peak hold device (15), threshold level determiner (16) and level discriminator (IOA)
The level determining means is constructed by the following.

上記のように構成された焦点自動引き込み装置において
は、従来例と同じく動作して第３図に示される和電圧信
号及び差電圧信号が得られる。次に、集光レンズが合焦
点位置にある時の和電圧信号のピーク値がピークホール
ド器（１５）によってホールドされる。集光レンズの焦
点位置においてピーク値は最大値になるから、このピー
ク値をもとにして和電圧信号のスレッショルドレベル（
第２図の２で示される）がスレッショルドレベル決定器
（１６）によって決定される。従って、記録可能な光デ
イスク装置、或いは記録消去可能な光デイスク装置のよ
うにレーザ出力が記録−再生・消去のそれぞれで大幅に
異なったり、或いは反射率が異なる記録媒体を用いる場
合、レーザ出力あるいは媒体反射率によって和電圧信号
が変化してもスレッショルドレベルを適切に設定できる
。和電圧信号がこのスレッショルドレベルを越えている
範囲において差電圧信号のゼロクロスを検出すれば合焦
点位置の判定を行うことができ、この信号をもってサー
ボループを閉じてやることにより焦点自動引き込み動作
が完結する。ここで、引き込み制御器（１２）を例えば
カウンタとＤ／Ａ変換器（いずれも図示しない）で構成
して階段状三角波電圧を発生させ、合焦点検出時にカウ
ンタの計数を停止させて合焦点位置の集光レンズ駆動電
圧信号を保持するとフォーカスサーボの誤差を極めて少
なくすることができ、何らかの外乱によって集光レンズ
が合焦点位置からずれた場合においても即座に合焦点位
置に集光レンズを戻すことができる。The automatic focus retrieval device configured as described above operates in the same manner as the conventional example, and the sum voltage signal and differential voltage signal shown in FIG. 3 are obtained. Next, the peak value of the sum voltage signal when the condenser lens is at the focused position is held by a peak holder (15). Since the peak value reaches its maximum value at the focal position of the condensing lens, the threshold level of the sum voltage signal (
2) is determined by the threshold level determiner (16). Therefore, when using recordable optical disk devices or recordable and erasable optical disk devices where the laser output differs significantly between recording, reproduction, and erasing, or when using recording media with different reflectances, the laser output or Even if the sum voltage signal changes depending on the medium reflectance, the threshold level can be appropriately set. If the zero crossing of the differential voltage signal is detected within the range where the sum voltage signal exceeds this threshold level, the in-focus position can be determined, and by closing the servo loop with this signal, the automatic focus retraction operation is completed. do. Here, the pull-in controller (12) is configured with, for example, a counter and a D/A converter (none of which are shown) to generate a stepped triangular wave voltage, and when the in-focus point is detected, the counting of the counter is stopped and the in-focus point is positioned. By maintaining the condensing lens drive voltage signal, it is possible to extremely reduce errors in the focus servo, and even if the condensing lens deviates from the in-focus position due to some disturbance, the condensing lens can be immediately returned to the in-focus position. Can be done.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明においては、和電圧信号のピーク値をホールド
し、このピーク値からスレッショルドレベルを決定し、
和電圧信号がこのスＶツショルドレベルを越えたと判定
した時にＯＮ信号を出力するレベル判別手段を含み、Ｏ
Ｎ信号が出力され且つ差市、圧信号のゼロクロスが検出
された時にフォーカスサーボ系をＯＮＬ、補正値により
集光レンズを制御して焦点自動引き込みを行なうので、
記録媒体の種類によらず、或いはレーザパワーの強さの
大小によらず、安定な焦点自動引き込みができ、合焦点
後も集光レンズ駆動電圧を保持するのでフォーカスサー
ボの精度を上げれるという効果を奏する。In this invention, the peak value of the sum voltage signal is held, the threshold level is determined from this peak value,
It includes a level determination means that outputs an ON signal when it is determined that the sum voltage signal exceeds the V threshold level,
When the N signal is output and the zero cross of the difference and pressure signals is detected, the focus servo system is turned on and the condensing lens is controlled by the correction value to automatically pull in the focus.
Regardless of the type of recording medium or the strength of the laser power, stable automatic focusing is possible, and the condensing lens drive voltage is maintained even after focusing, which improves the accuracy of focus servo. play.

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

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図に示した実施例の各部の動作説明用タイムチャ
ート図、第３図は合焦点近傍の和電圧信号と差電圧信号
の関係を示す信号波形図、第４図は従来の焦点自動引き
込み装置を示すブロック図、第５図は従来の和電圧信号
とスレッショルドレベルの関係を示す信号波形図、第６
図は第４図に示した焦点自動引き込み装置の各部の動作
説明用信号波形図である。 図において、（１）は差動センサ、（３）は差動増幅器
、（４）は加算器、（ＩＯＡ）はレベル判別器、（１５
）はピークホールド器、（１６）はスレッショルドレベ
ル決定器である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 兜２０ 憾３閉 葛５図 沁６図 手続補正書 昭和６３年３　月３０日FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of each part of the embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a conventional automatic focus pull-in device; FIG. 5 is a signal waveform diagram showing the relationship between a conventional sum voltage signal and a threshold level; FIG. 6 is a signal waveform diagram showing the relationship between voltage signals.
This figure is a signal waveform diagram for explaining the operation of each part of the automatic focus retrieval device shown in FIG. 4. In the figure, (1) is a differential sensor, (3) is a differential amplifier, (4) is an adder, (IOA) is a level discriminator, and (15) is a differential sensor.
) is a peak hold device, and (16) is a threshold level determiner. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Kabuto 20 3. Rejection 5. 6. Procedural amendments March 30, 1988

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）光ディスク装置に備えられた集光レンズの合焦点
を検出する差動センサの出力から和電圧信号と差電圧信
号を取り出し、これらの和電圧信号と差電圧信号から誤
差信号を取り出し、前記和電圧信号を前記誤差信号によ
り補正し、この補正値で前記集光レンズを制御する焦点
自動引き込み装置であつて、 前記和電圧信号のピーク値をホールドし、このピーク値
からスレッショルドレベルを決定し、前記和電圧信号が
このスレッショルドレベルを越えたと判定した時にＯＮ
信号を出力するレベル判別手段を含み、 前記ＯＮ信号が出力され且つ前記差電圧信号のゼロクロ
スが検出された時にフォーカスサーボ系をＯＮし、前記
補正値により前記集光レンズを制御して焦点自動引き込
みを行なうことを特徴とする焦点自動引き込み装置。(1) A sum voltage signal and a difference voltage signal are extracted from the output of a differential sensor that detects the focal point of a condensing lens provided in an optical disk device, an error signal is extracted from these sum voltage signal and difference voltage signal, and the error signal is extracted from the sum voltage signal and the difference voltage signal. The automatic focusing device corrects the sum voltage signal using the error signal and controls the condensing lens using this correction value, the device holds a peak value of the sum voltage signal, and determines a threshold level from this peak value. , turns ON when it is determined that the sum voltage signal exceeds this threshold level.
It includes a level determining means for outputting a signal, and when the ON signal is output and a zero cross of the differential voltage signal is detected, a focus servo system is turned on, and the focus servo system is controlled by the correction value to automatically pull in the focus. An automatic focus retraction device characterized by performing the following. （２）焦点自動引き込み完了後も補正値に対応する集光
レンズ駆動電圧が保持される特許請求の範囲第１項記載
の焦点自動引き込み装置。(2) The automatic focus pull-in device according to claim 1, wherein the condenser lens driving voltage corresponding to the correction value is maintained even after the automatic focus pull-in is completed.