JPH01235034A - 自動焦点制御方式 - 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】 装置の自動焦点制御方式に係り、特に、自動焦点サーボ
系の引込みを行なう際、光デイスク記録媒体の反射率の
ばらつきにより引込みに失敗したり、記録媒体の表面で
の引込み動作を正常であると誤認識したすせず、安定に
引込みを行なうのに好適な光記録再生装置の自動焦点制
御方式に関する。

［従来の技術］ 従来の光ディスクの自動焦点制御方式においては１例え
ば特開昭６２−７６０３１号公報に示すような自動焦点
引込み方式が知られている。この方式では、先づサーボ
系を動作させる前に対物レンズを光ディスクに近づけて
行き、８字特性の焦点ずれ検出信号を得る。この焦点ず
れ検出信号は。

レンズが光ディスクに近づくと、焦点近傍で急に正の方
向に大きくなり、次に線形領域に入って焦点すれかなく
なるとき零となり、それを過ぎると負の領域に入り負の
最大値を経て小さくなって行く、そこで、この焦点ずれ
信号が正の所定ピークレベルに達するのをレベル検出手
段により検出してから最初の零レベルに至るか零レベル
を僅かに負側に越した点に来た点を検出したとき、自動
焦点サーボ系の動作を開始することにより、サーボ動作
への引込みを早めるようにしている。しかし、この従来
方式では、引込み制御時に、引込み動作に必要なスライ
スレベル（上記所定レベル）の自動設定を行なうような
ことはなにも考慮されていない。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術では、自動焦点サーボ系のサーボ動作への
引込制御時に、上記の焦点ずれ信号が正の所定レベルに
達するときの検出レベルは最初に設定した固定値であっ
て、この検出レベルを可変にすることについては、何も
考慮されていない。

このため、従来技術では、光デイスク記録媒体の種類、
特性（反射率）のばらつきやレーザ光のばらつき、回路
のオフセットなどにより、前記の所定レベルを検出する
ことができなくて、引込みに失敗が生じることがあった
。又、逆に、正規の記録媒体の記録表面の反射光を検出
する前に、記録媒体の表面（ガラス面）の反射光を検出
してしまい、これを誤って焦点ずれ検出信号と認識し、
誤動作する等の問題があった。

第３図は上記の記録媒体表面（ガラス表面）と記録面（
記録ピットの底面）による焦点ずれ検出信号の状態を示
し、横軸Ｘは光軸を表わし、縦軸に自動焦点検出信号（
焦点ずれ検出信号）を示す。

同図によって、上記の自動焦点引込み誤認識の問題を説
明する。今レンズを媒体表面の遠方（図の左方）から徐
々に媒体に近づけて行くと、レーザービームは始めにガ
ラス面（媒体表面）で焦点を結び、更に近づけて行くと
媒体の記録面（ピント底面）で焦点を結ぶ。始めのガラ
ス面での合焦点による比較的弱い反射ビームにより、３
１のような比較的小振幅の偽の焦点ずれ信号が取出され
、次の記録面での合焦点による比較的強い反射ビームに
より、３ｏのような比較的大振幅の真の焦点ずれ信号が
取出される。そこで、ノ１イクロス検出レベル（ＨＩＣ
Ｒ３）３２を、信号３１よりも高く、信号３ｏと交差す
る大きさに設定しておけ（よ、正しい焦点ずれ信号３０
のみを検出することカスできる。しかし、上記のように
、媒体の反射率などの特性のばらつきや、レーザ光のば
らつきなどのために、最初に設定したＨＩＣＲＳレベル
３２を越えるレベルの偽信号３１を発生するものがあり
、この場合、装置は記録媒体表面での引込み動作を。

誤って正常な引込動作と認識をしてしまう。そうかとい
って、ＨＩＣＲＳＩＣ用を高くしておし）た場合には、
正規の焦点ずれ信号３０が設定したＨＩＣＲＳＩＣ用３
２にとどかず、サーボ系への引込みに失敗するという問
題があった。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、自動焦点サーボ引込みに際し、記録媒体の反射率の
ばらつき、用いるレーザ光や回路のばらつき等による引
込み失敗や、記録媒体の表面での誤った引込みを発生す
ることなく、安定しこ引込みを行なうことのできる光記
録再生装置の自動焦点制御装置を提供すること番こある
。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の光デイスク制御装置
の自動焦点制御装置番よ、光ａ己録媒体を出る光束の光
量を検出する光量検出手段と、前甚己光量検出手段によ
り検出された光量しこス’ｔ　）：；；してスライスレ
ベル（ハイクロスレベル）の設定イ直を自動的に変更す
るスライスレベル設定手段とを！Ｑｃする。

ここで、前記スライスレベル（）１イクロスレベル）は
、自動焦点動作の開始に先立ち、自動点７へ検出信号（
焦点ずれ信号）が所定値番こ達した力１どう力覧を検出
するための尺度となるレベルをｌ、１５）、所定値に達
すれば引込み範囲に入ったものと′ｌ’ｌＪ定して。

その後に自動焦点制御動作が開始するようしこ構成され
る。

好適な実施例において、前記光量検出手段（よ、自動焦
点検出信号（焦点ずれ信号）の検出手段と同じものであ
り、８字特性を示す前記自動弐収、解検出信号自体の正
のピーク振幅値（上記録媒体を８３る光束の光量に比例
しているので、このピーク振幅値によって光量が検出さ
れる。

［作用コ 上記構成に基づく作用を説明する。

比較的反射率の低い記録媒体を用いる場合、引込み開始
を判断するための、８字特性を示す自動焦点検出信号（
焦点ずれ信号）の正のピーク振幅値は比較的小さい。こ
のとき、前記光量検出手段により検出される光量は低い
ので、前記スライスレベル設定手段によって、スライス
レベルは自動的に比較的低いレベルに設定される。それ
によって、反射率の低い媒体使用時にも、引込み範囲に
入ったことの検出に失敗することがない。

他方、比較的反射率の高い記録媒体を用いる場合、自動
焦点検出信号の正のピーク振幅値は比較的大きくなるが
、このとき、光量検出手段で検出される光量が多くなる
ので、スライスレベルも自動的に上昇し、この場合にも
、引込みに入ったことの検出は確実に行なわれる。又、
反射率が高いために、ｆ５３図の３１に示した偽の自動
焦点検出信号もやや大きなレベルで検出され・るが、上
記のようにスライスレベルも上昇しているため、この偽
の信号を正常な信号と誤認識することもない。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図のブロック図。

及び、第２図の波形図によって説明する。

光ディスク１は情報の記録膜面２及び表面の被覆ガラス
面２ａを有し、スピンドルモータ３によって定速あるい
は可変速にて制御回転させられる。

光ディスク１への情報の記録及び光ディスク１からの情
報の再生を行なうため、半導体レーザ８から発せられた
光束５は、光学的を通過した後、絞り込みレンズ４によ
って記録面２に焦点が結ばされ、光点による記録面の物
理的変形あるいは物理的変化によって情報が記録される
。また、この記録面からの反射光を光検出器９によって
検出することにより、記録情報の再生を行う。なお、６
は光学ヘッド装置、７はガルバノミラ−，７ａはハーフ
ミラ−である。記録面上に照射されるレーザ光の光点と
しては、直径１μｍ以下という微細な寸法が要求される
ので、記録面の上下方向の変動によっても、常に一定範
囲の光点が得られるように制御するための自動焦点制御
が必要である。この自動焦点制御系は光検出器９．増幅
器１０．スイッチ１１、焦点制御回路１５、加算回路１
６、パワーアンプ１７、絞り込みレンズ４の即動用のア
クチュエータ４ａを含んでいる。記録面２からの反射光
５は、光学系（ミラー７ａ）により発光光束から分離さ
れ、光点検出器９によって検出される。検出器９からは
、記録再生面と絞り込まれた光点位置の焦点との距離に
相当する焦点ずれ信号（自動焦点検出信号）が出力され
る。この焦点ずれ信号により、このずれが最小となるよ
うに増幅回路１ｏ、切替スイッチ１１、焦点制御回路１
５゜加算回路１６．パワーアンプ１７を通してアクチュ
エータ４ａに所要の電流を流して、絞り込み光学系（レ
ンズ）４を駆動することによって、記録面２の動きに追
従させるようにする。以上が自動焦点制御系である。一
方光点位置決め系は、検出器９、位置決め制御回路２１
、ガルバノミラ−９を含み、記録媒体１上のトラックに
光点を追従させるため、検出器９のトラックずれ量検出
信号を制御回路２１に印加し、この制御回路２１によっ
てミラー７を制御するように構成する。記録、再生及び
前記各制御系のための光源は半導体レーザ８の発光によ
って得られ１発光の制御はレーザ制御暉動回路２２によ
って行われる。また増幅器１０の出力は検出信号のレベ
ル検出をするコンパレータ１９を通り、またレベル検出
回路２３を通って、プロセッサ１４に接続される。これ
らの情報（コンパレータ１９出力と検出回路２３出力）
に基いて、プロセッサ１４から切替スィッチ１１ヘスイ
ツチ切換信号が出力される。

前記自動焦点制御系において、まず、制御開始時のサー
ボ引込み動作について説明する。１８はレンズ駆動回路
で、引き込みを行なわせる期間出力を発生し、絞り込み
レンズを上下駆動させるためのもので、この引き込み動
作中は、焦点制御回路１５は動作しない。又逆に、焦点
制御回路１４の動作中は、駆動回路１８は動作しない。

従って、加算回路１６は、切換回路のように動作する。

しンズ叩動回路１８が働いていなく焦点が大きくずれて
いるときは、焦点ずれ信号である増幅器１０の出力信号
３ｏの振幅は零であり、また焦点が合ったときも該信号
３０の振幅は零である。そのため自動焦点を行うにはレ
ンズを媒体に近づけていき、自動焦点検出信号（上記信
号３０）の二つのレベルを検出したことによって引込み
動作を行うことになる。一つのレベルは最大信号振幅よ
りも少し低いあるレベル（以後ハイクロス’　ＨＩＣＲ
５“レベルと呼ぶ）に設定され、もう一つのレベルは零
値付近に設定され、自動焦点系を閉じる（始動する）タ
イミングで使用される（以後ロークロス’　ＬＯＷＣＲ
５’レベルと呼ぶ）。この際、信号振幅値のレベルは媒
体反射率、ヘッドディテクタ、レーザパワー、回路系の
バラツキによって異なる。媒体記録面で自動焦点系がオ
ンしたときの信号振幅の最小値と媒体表面で自動焦点系
がオンしたときの信号振幅の最大値との間にＨＩＣＲＳ
ＩＣ用を設定しなければならない。第２図に第１の装置
の動作説明のためのタイミング図を各部の波形図で示す
。第２図でｖ、、ｖ２はＨＩＣＲＳＩＣ用、ｖ８はＬＯ
Ｗ叶Ｓレベル、３０は自動焦点検出信号（焦点ずれ検出
信号）、３１はサンプリング信号、３２はサンプルホル
ト信号、３３は自動焦点制御起動信号である。プロセッ
サ１４によりレンズ開動回路１８を動作させ、自動焦点
制御の為の絞り込み光学系４を起動して光点を記録膜に
近づけていくと、増幅器１０で増幅された自動焦点検出
信号３０は、焦点位置付近では第２図（ｄ）の如く変化
する。

すなわち光点が記録膜面２に接近すると検出信号はまず
正のピーク値を示し、焦点の合った位置で零となり１次
に負のピークを示す。自動焦点検出信号３０をサンプリ
ング・ホルト回路１２に入力し、ここでプロセッサ１４
から出力される第２図（ｂ）のサンプリング信号（サン
プリング間隔数１０μｓ程度）３１でサンプリング及び
ホールドして第２図（ｃ）のホールド信号３２を得、該
ホールド信号３２はＡ／Ｄ変換器１３に通されディジタ
ル化されてプロセッサ１４に入力される。プロセッサ１
４内でサンプリングごとに逐次前後のサンプル値を比較
してより大きな値を記憶するようにし、第２図（ａ）の
ように引込み動作を数回行わせる。

この初期引込み動作によってプロセッサ内で記憶してい
る値から最適＋１１ｃＲｓレベルを算出し、この最適Ｈ
ＩＣＲＳＩＣ用は、プロセッサ１４からＤ／Ａ変換器２
０を通しコンパレータ１９に入力される。例えば第２図
（ａ）で示されるように、記録媒体面２の反射率が低く
検出信号３ｏのピークレベルが低い場合は、ＨＩＣＲＳ
ＩＣ用も比較的低い値Ｖ１が最適値として算出されるが
、記録媒体面２の反射率が高く検出信号３０のピークレ
ベルが高い場合は、比較的高ＨＩＣＲＳＩＣ用ｖ２が最
高値として算出される。こうして、Ｖ□値に初期値を設
定していたレベルを媒体の反射率の変更に対応してｖ２
値に自動的に変更できるようになる。実際には、この最
適ＨＩＣＲＳＩＣ用は、数回の引込動作で決定される。

ＨＩＣＲＳＩＣ用の最適値が決定されたあと引込み動作
を行いコンパレータ１９で自動焦点検出信号３０のレベ
ルが最適＋１１ｃＲｓレベルｖ２になった時点を検出す
ると、コンパレータ１９はこのことをプロセッサ１４に
知らせる（第２図（ｄ）の３０ａ）。一方、レベル検出
器２３は、信号３０の零クロスより僅かに負レベルのＬ
ＯＷＣＲＳレベルＶＲを検出して、この検出したことを
プロセッサ１７！に知らせる。そこで、プロセッサ１４
は、コンパレータ１９から、信号３０が最適ＨＩＣＲＳ
ＩＣ用に達したことの報告を受けてから、最初にＬＯＷ
ＣＲＳレベル■８に達した時点で、自動焦点制御起動信
号（切換信号）３３を発生し、この信号によりスイッチ
１１を閉じる。

すなわち、制御系を閉じるタイミングとして、焦点が膜
面を通過する直後のＬ　ＯＷＣＲＳレベル■＆を切る点
を検出し、ＡＦＯＮ信号３３のタイミングを得てプロセ
ッサ１４から切替回路１１に制御系を閉じることを指示
し、引込み動作が完了する。

このようにして、自動焦点検出信号３０がどのような振
幅レベルでも、この振幅レベルに応じてＨＩＣＲＳＩＣ
用を切替えて、引込み動作を行うことができるようにな
るため、媒体表面で自動焦点系がオンするような誤動作
がなく、また、反射率のばらつきが数１０％に及ぶ多種
の媒体に対して即動可能となる。

［発明の効果］ 以上詳しく速入たように、本発明の光デイスク装置の自
動焦点制御方式によれば、自動焦点制御の開始の直前に
、使用する光デイスク媒体の反射光を検出して得られる
自動焦点検出信号のピーク振幅値を検出する手段と、こ
のピーク振幅値に応じて、引込み動作に必要なスライス
レベル（最適のＨｒＣＲＳレベル）を対応するレベルに
自動的に設定する手段とを備えたので、記録媒体の表面
での偽の自動焦点検出信号による誤った引込み動作の認
識が起ることなく、また、記録媒体の反射率など特性の
ばらつきや、使用するレーザ光、回路特性のばらつきに
よって引込み動作が失敗するおそれもなく、常に、使用
される媒体及機器の特性に応じた最適のスライスレベル
が自動設定され。

安定に引込動作が行なわれる等、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図、第２図は
第１図の各部の波形図、第３図は従来の自動焦点制御方
式の引込み動作を説明するための波形図である。 １・・・・・・光ディスク、２・・・・・記録膜面、　
２ａ・・・・・・媒体表面、３・・・・・・スピンドル
モータ、４・・・・・・絞り込みレンズ、　４ａ・・・
・・・アクチュエータ、５・・・・・・光ビーム、６・
・・・・・光ヘツド装置、７・・・・・・ガルバノミラ
−、７ａ・・・・・・ハーフミラ−１８・・・・レーザ
源、９・・・・・・光検出器、１０・・・・・・増幅器
、１１・・・・・スイッチ、１２・・・・・・サンプル
・ホルト回路、１３・・・・Ａ／Ｄ変換器、１４・・・
・・・プロセッサ、１５・・・・・焦点制御回路、１６
・・・・・・加算器、１７・・・・・・パワーアンプ、
１８・・・・・・レンズ駆動回路、１９・・・・・・コ
ンパレータ、２０・・・・・・Ｄ／Ａ変換器、２１・・
・・・・トランクず九補正制御回路、２２・・・・・・
レーザ制御開動回第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光束を発生するための光源と、前記光源から発光さ
   れた光束の焦点を記録媒体上に結ばせるための絞り込み
   光学系と、前記記録媒体の光軸方向の動きに追従して記
   録面上に前記光束の焦点を結ばせるように前記光学系を
   制御する制御手段と、自動焦点制御動作を開始するに先
   立ち、前記記録媒体を出る光束から焦点ずれに応じた自
   動焦点検出信号を作成する手段と、前記自動焦点検出信
   号が所定のスライスレベルに達したときに引込み範囲に
   入つたものと判定し、その後に自動焦点制御動作を開始
   させる判定及び動作開始手段とを具備する光学記録再生
   装置の自動焦点制御方式において、前記記録媒体を出る
   光束の光量を検出する光量検出手段と、前記光量検出手
   段により検出された光量に対応して前記スライスレベル
   の設定値を自動的に変更するスライスレベル設定手段と
   を備えたことを特徴とする光記録再生装置の自動焦点制
   御方式。