JP2000339704A - フォーカスサーボ制御装置及び方法 - Google Patents

フォーカスサーボ制御装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカス外れ時に対物レンズが光ディスク
に衝突することを防止できるフォーカスサーボ制御装置
及び方法を提供する。 【解決手段】 光ピックアップの光検出器の受光中心に
関して対称位置にある光検出素子の出力信号による2つ
の和信号を2つの増幅手段によって個別に増幅し、その
2つの増幅手段の各出力レベル差に基づいてフォーカス
エラー信号を生成し、フォーカスエラー信号に応じて2
つの増幅手段の利得を調整し、フォーカスエラー信号に
応じてフォーカスサーボ制御手段内のフォーカスエラー
信号ラインに所定電圧のバイアス電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、光ディスクの記録
面に照射読取光の焦点を合わせるフォーカスサーボ制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスクプレーヤにおいては、照射光
ビームが光ディスクの記録面に合焦するようにピックア
ップの複数分割の光検出器の各光検出レベルに基づいて
フォーカスエラー信号を生成し、そのフォーカスエラー
信号レベルが減少するように対物レンズの光軸方向の位
置を制御するフォーカスサーボ装置が備えられている。
4分割の光検出器の場合には光検出器の受光面の2つの
分割線の交差点を中心として対称位置にある2組の2つ
の光検出素子の出力信号の和信号が個別の加算器におい
て算出され、一方の加算器の出力信号から他方の加算器
の出力信号を減算器で差し引くことによりフォーカスエ
ラー信号は得られる。このフォーカスエラー信号はフォ
ーカス誤差に対してS字カーブ特性を有するので、S字
カーブ特性の中心点がフォーカスエラー信号の基準レベ
ル(例えば、0)とされている。フォーカスエラー信号
は駆動系に供給され、ピックアップ内のフォーカスアク
チュエータを駆動することにより対物レンズを光軸方向
に変位駆動させる。
【0003】このフォーカスサーボ制御装置において
は、フォーカスエラー信号の基準レベルにて、4つの光
検出素子の出力信号を合計した信号であるRF信号(読
取信号)の振幅が最大となること、又はRF信号のジッ
タが最小となることが理想的な制御状態である。しかし
ながら、ピックアップを含む光学系部品の誤差によりに
フォーカスエラー信号が基準レベルになるときRF信号
の振幅が最大とならないこと(RF信号のジッタが最小
とならないこと)が普通である。そこで、フォーカスエ
ラー信号が基準レベルになるときにRF信号の振幅が最
大となるように調整が行われている。
【0004】かかる調整としては、フォーカスエラー信
号ラインにバイアス電圧を印加するバイアス調整方法
と、上記した2つの加算器の出力レベルをバランス調整
するバランス調整方法とが知られている。バイアス調整
方法においては、フォーカスサーボ動作を開始する前
に、先ず、フォーカスエラー信号中の電気的なオフセッ
ト成分である直流成分を除去するためにバイアス電圧を
印加し、その後、フォーカスサーボ系をクローズしてフ
ォーカスサーボ動作を開始し、RF信号の振幅が最大と
なるようにバイアス電圧を調整することが行われる。バ
ランス調整方法においては、フォーカスサーボ動作を開
始する前に、先ず、フォーカスエラー信号中の電気的な
オフセット成分である直流成分を除去するためにバイア
ス電圧を印加し、その後、フォーカスサーボ系をクロー
ズしてフォーカスサーボ動作を開始し、RF信号の振幅
が最大となるように2つの加算器の出力レベルを個別の
利得調整可能な増幅器を介してバランス調整することが
行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、光ディスク
再生中に振動によってフォーカス外れが生じた場合に
は、各光検出素子では出力信号が生成されないので、バ
イアス調整方法では上記駆動系へのラインにはバイアス
電圧だけが急に印加されることになる。この結果、対物
レンズが大きく変位駆動されるので、バイアス電圧のレ
ベルによっては対物レンズが光ディスク方向に移動して
光ディスクに衝突して破損や故障を招く可能性があると
いう問題点があった。また、バランス調整方法では、駆
動系への供給電圧が0Vとなるので、対物レンズは自由
に移動できる状態となり、フォーカス外れの原因となっ
た振動によって大きく移動して光ディスクに衝突して破
損や故障を招く可能性がある。
【0006】そこで、本発明の目的は、フォーカス外れ
時に対物レンズが光ディスクに衝突することを防止でき
るフォーカスサーボ制御装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のフォーカスサー
ボ制御装置は、複数の光検出素子からなる分割型の光検
出器を有し、光記録媒体に光ビームを照射し、その光記
録媒体からの反射光を光検出器にて検出する光ピックア
ップと、光検出器の受光中心に関して点対称位置の光検
出素子の出力信号による2つの和信号を個別に増幅する
2つの増幅手段と、2つの増幅手段の各出力レベル差に
基づいてフォーカスエラー信号を生成し、フォーカスサ
ーボ動作開始指令が供給されたときそのフォーカスエラ
ー信号に応じてピックアップ内の対物レンズを光ビーム
の光軸方向に移動させるフォーカスサーボ制御手段と、
フォーカスエラー信号に応じて2つの増幅手段の利得を
調整するフォーカスバランス調整手段と、フォーカスエ
ラー信号に応じてフォーカスサーボ制御手段内のフォー
カスエラー信号ラインに所定電圧のバイアス電圧を印加
するバイアス印加手段と、を備えたことを特徴としてい
る。
【0008】また、本発明のフォーカスサーボ制御方法
は、光記録媒体に光ビームを照射し、その光記録媒体か
らの反射光を複数の光検出素子からなる分割型の光検出
器にて検出し、光検出器の受光中心に関して点対称位置
の光検出素子の出力信号による2つの和信号を2つの増
幅手段によって個別に増幅し、2つの増幅手段の各出力
レベル差に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、フ
ォーカスサーボ動作開始指令が供給されたときそのフォ
ーカスエラー信号に応じてピックアップ内の対物レンズ
を光ビームの光軸方向に移動させるフォーカスサーボ制
御方法であって、フォーカスエラー信号に応じてフォー
カスエラー信号ラインにバイアス電圧を印加し、バイア
ス電圧の印加後、フォーカスサーボ動作開始指令を発生
し、フォーカスエラー信号ラインに印加されたバイアス
電圧を所定電圧だけ変化させると共に2つの増幅手段の
利得を所定電圧に対応して調整することを特徴としてい
る。
【0009】かかる本発明によれば、フォーカス外れ時
にバイアス電圧によって対物レンズが駆動されて光軸方
向に移動しても所定電圧の分だけ光ディスクから離れた
移動となり、対物レンズが光ディスクに衝突することが
防止されるのである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ詳細に説明する。図1は本発明によるフォーカ
スサーボ制御装置及び方法が適用された光ディスクプレ
ーヤを示している。この光ディスクプレーヤにおいて、
ピックアップ10はレーザ光を光ディスク12に照射
し、光ディスク12からのその反射光を受光して受光量
に応じた信号を発生する。光ディスク12はモータ13
によって回転駆動される。
【0011】ピックアップ10は図2に示すように、光
検出素子11a〜11dからなる4分割の光検出器11
を備えている。その光検出素子11a〜11dの出力信
号をa,b,c,dとする。光検出素子11a〜11d
の受光面の2つの分割線の交差点を中心として対称位置
にある2つの光検出素子の出力信号の和信号a+c,b
+dが加算器23,24において算出される。その加算
器23,24各々の出力には加算器25が接続されてお
り、光検出素子11a〜11dの出力信号の総和a+b
+c+dが加算器25においてRF信号(読取信号)と
して得られる。
【0012】加算器25の出力には再生処理部26が接
続されている。再生処理部26ではRF信号に応じて光
ディスク12に記録された情報が再生される。加算器2
3,24各々の出力には光ディスク12の記録面に対し
照射レーザ光を合焦させるためにピックアップ10内の
対物レンズ(図示せず)を光軸方向に変位駆動させるフ
ォーカスサーボ部29が接続されている。
【0013】フォーカスサーボ部29は図2に示すよう
に、増幅器41〜43、減算器44、加算器45、スイ
ッチ46、イコライザ47、バイアス発生回路48及び
スイープ電圧発生回路50から構成されている。増幅器
41は加算器23の出力に接続され、加算器23の出力
信号を増幅して減算器44の正側の入力に供給する。増
幅器42は加算器24の出力に接続され、加算器24の
出力信号を増幅して減算器44の負側の入力に供給す
る。増幅器41,42は利得を制御可能にされており、
その制御端は後述のマイクロコンピュータ30に接続さ
れている。減算器44は増幅器41の出力信号レベルか
ら増幅器42の出力信号レベルを差し引く。減算器44
の出力信号は増幅器43を介して第1フォーカスエラー
信号FE1として加算器45に供給される。
【0014】加算器45には更にバイアス発生回路48
が接続されている。バイアス発生回路48はバイアス電
圧Vbを加算器45に供給する。このバイアス電圧Vbの
発生はマイクロコンピュータ30によって指示される。
加算器45は増幅器43の出力信号とバイアス電圧Vb
とを加算し、加算結果の信号を第2フォーカスエラー信
号FE2としてイコライザ47に供給する。イコライザ
47は供給された第2フォーカスエラー信号FE2に波
形等化の処理を施し、その波形等化後の第2フォーカス
エラー信号FE2をスイッチ46を介して駆動回路31
に供給する。駆動回路31はイコライザ47の出力信号
に応じてピックアップ10内のフォーカスアクチュエー
タ(図示せず)を駆動することにより上記の対物レンズ
を光軸方向に変位駆動させる。スイッチ46はマイクロ
コンピュータ30の制御によってイコライザ47の出力
信号とスイープ電圧発生回路50の出力信号とのいずれ
か一方を選択的に駆動回路31に中継する切換スイッチ
である。
【0015】スイープ電圧発生回路50はマイクロコン
ピュータ30から発生されるスイープ指令に応じて所定
の速度でレベル変化するスイープ電圧Vsを発生する。
スイープ電圧Vsは第1フォーカスエラー信号FE1の
ピーク値を得るために対物レンズを所定の移動範囲で変
位駆動させる電圧である。また、フォーカスサーボ動作
の開始前にはスイープ電圧Vsは予め定められた合焦位
置に対応する電圧まで変化される。
【0016】光検出素子11a〜11dの出力信号はト
ラッキングサーボ部27に接続されている。トラッキン
グサーボ部27はビーム光が光ディスク12の記録面の
トラック中心を照射するように対物レンズをディスク半
径方向に変位駆動する制御を行う。よって、トラッキン
グサーボ部27は光検出素子11a〜11dの出力信号
に応じてトラッキングエラー信号を生成し、そのトラッ
キングエラー信号を減少させるようにトラッキング駆動
信号を駆動回路33に出力する。駆動回路33はトラッ
キング駆動信号に応じてピックアップ10内のトラッキ
ングアクチュエータ(図示せず)を駆動することにより
上記の対物レンズをディスク半径方向に変位駆動させ
る。なお、光検出器11とは別の光検出器をピックアッ
プ10内に設けてその別の光検出器の出力信号をトラッ
キングサーボで用いても良い。
【0017】再生処理部26、トラッキングサーボ部2
7及びフォーカスサーボ部29の各動作はマイクロコン
ピュータ30によって制御される。マイクロコンピュー
タ30には増幅器43の出力信号FE1がA/D変換器
32を介して供給され、加算器25から出力されるRF
信号も供給される。次に、マイクロコンピュータ30の
動作について説明する。
【0018】マイクロコンピュータ30は光ディスク1
2がディスクプレーヤにセットされたときにセットアッ
プ動作を行ってから再生動作に移行する。このセットア
ップ動作においてマイクロコンピュータ30は、図3に
示すように、プレイ指令が発せられたか否かを判別する
(ステップS1)。プレイ指令はディスクプレーヤの操
作部のプレイボタン(図示せず)が操作された場合に操
作部から生成される。プレイ指令が発せられると、増幅
器43の出力信号FE1のレベルをA/D変換器32を
介して読み取って、そのレベルをオフセット成分Voffs
etとする(ステップS2)。なお、このときにはピック
アップ10ではレーザ光が照射されていないが、後述の
ステップS4以降ではレーザ光が照射される。
【0019】マイクロコンピュータ30は、オフセット
成分Voffsetを打ち消すようにバイアス電圧Vb(=−V
offset)のレベルを設定し、その設定レベルのバイアス
電圧Vbの発生をバイアス発生回路48に指示する(ス
テップS3)。その指示に応答してバイアス発生回路4
8はその設定レベルのバイアス電圧Vbを加算器45に
供給する。よって、このとき加算器45の出力信号FE
2はほぼ0となり、電気的なオフセット成分の除去が行
われたことになる。
【0020】次に、マイクロコンピュータ30はスイー
プ指令をスイープ電圧発生回路50に対して発生する
(ステップS4)。スイープ指令が発生されると、スイ
ッチ46がスイープ電圧発生回路50の出力信号を駆動
回路31に中継する状態となる。スイープ電圧発生回路
50はマイクロコンピュータ30からのスイープ指令に
応答して所定の速度でレベル変化するスイープ電圧Vs
を発生してスイッチ46を介して駆動回路31に供給す
る。これにより対物レンズが光軸方向に移動範囲を移動
するので、増幅器43から出力される第1フォーカスエ
ラー信号FE1はS字カーブ特性を示すことになる。増
幅器43の出力信号FE1のレベルをA/D変換器32
を介して読み取って、その正負のピーク間電圧Vp-pを
検出し(ステップS5)、そのピーク間電圧Vp-pに係
数k(例えば、1/40)を乗算してバイアス補正電圧
α(所定電圧)を算出する(ステップS6)。バイアス
補正電圧αは対物レンズを光ディスク12から離す方向
に作用する電圧レベルである。例えば、ピーク間電圧V
p-pがフォーカスずれ量8μmに相当する電圧であるな
らば、バイアス補正電圧αはフォーカスずれ量0.2μ
mに相当する。
【0021】なお、バイアス補正電圧αとして予め設定
した固定値を用いても良い。この場合には、上記のステ
ップS4〜S6を実行する必要はない。また、スイープ
電圧発生回路50は上記のS字カーブ特性が得られるよ
うに変化するスイープ電圧Vsを発生すると、スイープ
電圧Vsを予め定められた合焦位置に対応する電圧まで
変化させる。これにより、対物レンズがその合焦位置に
移動してフォーカスサーボ動作の開始に備えることにな
る。
【0022】次いで、マイクロコンピュータ30はフォ
ーカスサーボ開始指令を発生する(ステップS7)。フ
ォーカスサーボ開始指令はイコライザ47の出力信号を
駆動回路31に供給するようにスイッチ46を切換動作
させるので、フォーカスサーボ動作が開始される。すな
わち、増幅器43から出力された第1フォーカスエラー
信号FE1に対して加算器45にてバイアス電圧Vbが
加算され、その結果、加算器45で得られた第2フォー
カスエラー信号FE2がイコライザ47に供給される。
イコライザ47では供給された第2フォーカスエラー信
号FE2に波形等化の処理が施され、その波形等化後の
第2フォーカスエラー信号FE2がスイッチ46を介し
て駆動回路31に出力される。駆動回路31はイコライ
ザ47の出力信号に応じてピックアップ10内のフォー
カスアクチュエータを駆動して対物レンズを光軸方向に
変位駆動させ、これに応じて光検出素子11a〜11d
の出力信号レベルが変化するので、新たな第1フォーカ
スエラー信号FE1が生成される。
【0023】マイクロコンピュータ30はフォーカスサ
ーボ動作が開始された後、フォーカスサーボがロックイ
ン(整定)したか否かを判別する(ステップS8)。こ
れは加算器25から出力されるRF信号レベルを読み取
ってその振幅レベルが所定の範囲内のレベルとなったな
らば、照射光ビームが光ディスク12の記録面にほぼ合
焦したフォーカスサーボのロックイン状態とみなすので
ある。フォーカスサーボのロックインを検出すると、バ
イアス電圧VbをVb+αにして発生するようにバイアス
発生回路48に指示する(ステップS9)。その指示に
応答してバイアス発生回路48はそのVb+αのバイア
ス電圧Vbを加算器45に供給する。これにより、バイ
アス調整が行われ、第1フォーカスエラー信号FE1は
ステップS3で行ったオフセット分の除去の状態から更
に−αの分だけずれた信号となる。
【0024】ステップS9の実行後、マイクロコンピュ
ータ30はトラッキングサーボ開始指令を発生する(ス
テップS10)。トラッキングスサーボ開始指令はトラ
ッキングサーボ部27を活性化させるので、トラッキン
グサーボ動作が開始される。ステップS10の実行後、
マイクロコンピュータ30は、増幅器41,42各々の
利得を調整することによりフォーカスバランス調整を行
う(ステップS11)。このフォーカスバランス調整で
は加算器25から出力されたRF信号レベルが最大とな
るように増幅器41,42各々の利得が調整される。こ
の結果、第1フォーカスエラー信号中に含まれたバイア
ス補正電圧αに相当するずれ成分の影響が除去されるの
である。
【0025】光ディスク再生中に例えば、振動によって
フォーカス外れが生じた場合にはフォーカスエラー信号
FE1がほぼVbとなり、加算器45から出力されるフ
ォーカスエラー信号FE2はほぼαとなるので、αがイ
コライザ47に供給されることになる。よって、対物レ
ンズはαに応じて対物レンズが光軸方向に移動駆動され
るが、バイアス補正電圧αの分だけ光ディスク12から
離れた移動となり、対物レンズが光ディスク12に衝突
することは回避される。
【0026】図3のマイクロコンピュータ30のセット
アップ動作が既に行われ、バイアス電圧Vbがマイクロ
コンピュータ30のメモリに記憶されるようになってい
る場合には、マイクロコンピュータ30はステップS3
ではバイアス電圧Vbを、その記憶された前回のバイア
ス電圧Vbにしてバイアス発生回路48に発生させるこ
とができる。
【0027】なお、上記した実施例においては、バイア
ス電圧の印加をイコライザ47の入力側で行っている
が、イコライザ47の出力側で行っても良い。また、上
記した実施例においては、光記録媒体として光ディスク
を用いた場合を示したが、光記録媒体としては光ディス
クに限らず、光カード等の他の光記録媒体でも良い。
【0028】更に、上記した実施例においては、フォー
カスサーボ開始指令後にバイアス電圧Vbにはバイアス
補正電圧αが加算されるが、フォーカスサーボ開始指令
前にバイアス発生回路48から出力されるバイアス電圧
Vbにバイアス補正電圧αを加算しても良い。また、図
2に示した構成においては、加算器45とイコライザ4
7の間にオンオフスイッチを設けて、フォーカスサーボ
開始指令の発生時にスイッチ46の切換と同時にそのオ
ンオフスイッチがオンとなるように制御しても良い。
【0029】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、フォーカ
ス外れ時にバイアス電圧によって対物レンズが駆動され
て光軸方向に移動しても対物レンズが光ディスクに衝突
することが防止されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフォーカスサーボ制御装置及び方
法が適用された光ディスクプレーヤを示すブロック図で
ある。
【図2】フォーカスサーボ部を示すブロック図である。
【図3】マイクロコンピュータのセットアップ動作を示
すフローチャートである。
【符号の説明】
10 ピックアップ 11 光検出器 12 光ディスク 13 モータ 26 再生処理部 27 トラッキングサーボ部 29 フォーカスサーボ部 30 マイクロコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猶原 真一 埼玉県川越市大字山田字西町25番地1 パ イオニア株式会社川越工場内 (72)発明者 松田 則夫 埼玉県川越市大字山田字西町25番地1 パ イオニア株式会社川越工場内 Fターム(参考) 5D117 AA02 DD15 FF05 5D118 AA28 BA01 CA02 CA11 CA22 CD02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の光検出素子からなる分割型の光検
    出器を有し、光記録媒体に光ビームを照射し、その光記
    録媒体からの反射光を前記光検出器にて検出する光ピッ
    クアップと、 前記光検出器の受光中心に関して点対称位置の光検出素
    子の出力信号による2つの和信号を個別に増幅する2つ
    の増幅手段と、 前記2つの増幅手段の各出力レベル差に基づいてフォー
    カスエラー信号を生成し、フォーカスサーボ動作開始指
    令が供給されたときそのフォーカスエラー信号に応じて
    前記ピックアップ内の対物レンズを前記光ビームの光軸
    方向に移動させるフォーカスサーボ制御手段と、 前記フォーカスエラー信号に応じて前記2つの増幅手段
    の利得を調整するフォーカスバランス調整手段と、 前記フォーカスエラー信号に応じて前記フォーカスサー
    ボ制御手段内のフォーカスエラー信号ラインに所定電圧
    のバイアス電圧を印加するバイアス印加手段と、を備え
    たことを特徴とするフォーカスサーボ制御装置。
  2. 【請求項2】 前記バイアス電圧の印加後、前記フォー
    カスサーボ制御手段に対してフォーカスサーボ動作開始
    指令を発生する手段を備え、 前記バランス調整手段は、前記バイアス印加手段によっ
    て印加された前記バイアス電圧に基づいて発生したフォ
    ーカスエラー信号に対してもバランス調整を行うことを
    特徴とする請求項1記載のフォーカスサーボ制御装置。
  3. 【請求項3】 前記所定電圧は固定電圧であることを特
    徴とする請求項1記載のフォーカスサーボ制御装置。
  4. 【請求項4】 前記フォーカスサーボ動作開始指令の発
    生前に、前記対物レンズを前記光ビームの光軸方向に移
    動させるスイープ電圧を発生する手段と、 前記スイープ電圧の発生中における前記フォーカスエラ
    ー信号の正負のピーク値を得る手段と、 前記正負のピーク値間のレベルに係数を乗算して前記所
    定電圧を設定する手段と、を含むことを特徴とする請求
    項2記載のフォーカスサーボ制御装置。
  5. 【請求項5】 前記所定電圧は前記対物レンズを前記光
    記録媒体から離す方向に作用することを特徴とする請求
    項1記載のフォーカスサーボ制御装置。
  6. 【請求項6】 光記録媒体に光ビームを照射し、その光
    記録媒体からの反射光を複数の光検出素子からなる分割
    型の光検出器にて検出し、前記光検出器の受光中心に関
    して点対称位置の光検出素子の出力信号による2つの和
    信号を2つの増幅手段によって個別に増幅し、前記2つ
    の増幅手段の各出力レベル差に基づいてフォーカスエラ
    ー信号を生成し、フォーカスサーボ動作開始指令が供給
    されたときそのフォーカスエラー信号に応じて前記ピッ
    クアップ内の対物レンズを前記光ビームの光軸方向に移
    動させるフォーカスサーボ制御方法であって、 前記フォーカスエラー信号に応じて前記フォーカスエラ
    ー信号ラインにバイアス電圧を印加し、 前記バイアス電圧の印加後、フォーカスサーボ動作開始
    指令を発生し、 前記フォーカスエラー信号ラインに印加された前記バイ
    アス電圧を所定電圧だけ変化させると共に前記2つの増
    幅手段の利得を調整することを特徴とするフォーカスサ
    ーボ制御方法。
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