JPH02220230A - 光ディスクプレーヤ - Google Patents

光ディスクプレーヤ

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JPH02220230A
JPH02220230A JP4141789A JP4141789A JPH02220230A JP H02220230 A JPH02220230 A JP H02220230A JP 4141789 A JP4141789 A JP 4141789A JP 4141789 A JP4141789 A JP 4141789A JP H02220230 A JPH02220230 A JP H02220230A
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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】 技術分野 本発明は、光学式情報記録ディスク(以下、単にディス
クと称する)プレーヤに関し、特に光ディスクプレーヤ
のフォーカスサーボ装置に関する。
背景技術 光ディスクプレーヤにおいては、ディスクの記録面上に
対物レンズによって収束せしめられた光ビームを照射し
、その反射光(若しくは透過光)を用いて記録情報の読
取りがなされるため、ディスク記録面上に常に正確に光
ビームを収束させる必要があり、よって対物レンズのそ
の光軸方向における位置制御をなすフォーカスサーボ装
置が不可欠である。
かかるサーボ装置においては、光ビームがディスクの記
録面上に正確に収束している場合の対物レンズと記録面
との距離をDoとすると、その位置(合焦位置)に対物
レンズがある場合にはフォーカスエラー信号の信号レベ
ルは基準レベル(例えば、零レベル)となり、対物レン
ズと記録面との距離がり、に対して大又は小となったと
きには、フォーカスエラー信号の信号レベルはその離間
の度合に応じて変化すると共に極性がそれぞれ異なった
信号として、記録面を経た光ビームに基づいて生成され
る。よって、対物レンズと記録面との離間距離に対する
フォーカスエラー信号の特性は、前記距離Doを中心と
するいわゆる8字カーブ特性となる。このフォーカスエ
ラー信号の信号レベルに応じて対物レンズをその先軸方
向に駆動するためのアクチュエータを制御することによ
り、対物レンズの記録面に対する上下動がなされてディ
スクの面反り等に対しても常に光ビームを記録面上に正
確に収束せしめることができるのである。
ところで、ディスクの面反りが大であったり、ディスク
に傷や気泡等の障害が存在すると、かかる部分の上を光
ビームが通過するとき、フォーカスエラー信号が8字カ
ーブ特性の引込み範囲外となるアウトフォーカスや反射
光量の低下等のエラーが発生することがある。このとき
に、フォーカスサーボの引込み範囲が狭いと対物レンズ
をディスク面の揺動に追従させることが出来ず、規定の
情報読取スポット径がディスク面上に形成されない状態
となって情報を読取ることの出来ない不具合が生じる。
発明の概要 よって本発明の目的とするところは、フォーカスサーボ
装置における引込み範囲を大とした光ディスクプレーヤ
を提供することである。
上記目的を達成するため、ピックアップの対物レンズを
経た光ビームを情報記録ディスク上に読取スポットとし
て収束せしめてその反射ビームの光軸に垂直な面におけ
る強度分布に応じたフォーカスエラー信号を得て上記対
物レンズの光軸方向における位置決めをなすフォーカス
サーボ装置と、上記読取スポットの上記情報記録ディス
ク上の目標トラックからの偏倚を表わすトラッキングエ
ラー信号を得て上記読取スポットをして上記目標トラッ
クを追従せしめるトラッキングサーボ装置とを含む光デ
ィスクプレーヤにおいて、上記フォーカスサーボ装置は
、上記対物レンズが合焦位置から所定離間距離範囲内に
存在しないことを検出してアウトフォーカス信号を発生
するアウトフォーカス検出手段と、上記アウトフォーカ
ス信号の検出時点の上記フォーカスエラー信号と同一極
性でかつこれと等しいか又はこれよりも大なるレベルの
エラー信号を発生するレベル増加手段と、上記アウトフ
ォーカス信号の存在時には上記レベル増加手段によるエ
ラー信号を上記フォーカスエラー信号に優先して上記駆
動手段に供給する信号選択中継手段とを備えたことを特
徴とする。
実施例 本発明においては、フォーカスサーボの引込み範囲を拡
大するため、例えばフォーカスエラー信号の8字カーブ
特性の引込み範囲外の部分のレベルを増加せしめる構成
としている。
以下、図面を参照しつつ本発明の第1実施例について説
明する。
第1図は、光ディスクプレーヤのフォーカスサーボ装置
を示しており、レーザビームを集束せしめることによっ
て得られる3つのビームスポット、即ち、記録情報読取
用スポットS1と、このスポットS1のディスクとの相
対的移動に際してそれぞれ先行及び後続する一対のトラ
ッキング情報検出用スポットS2及びS3とがピックア
ップ(図示せず)からディスクの記録トラックTに対し
て照射される。これらビームスポットによるディスクか
らの反射光はピックアップに内蔵された光電変換素子1
〜3に入射する。
光電変換素子1は各受光面が互いに直交する2本の直線
により4分割される如く配置されかつ互いに独立した4
つの受光エレメントによって構成されている。そして、
受光面の中心に関して互いに対向するエレメント同士の
2つの出力和が加算器4及び5により得られる。両出力
和は減算器6に供給され、それ等の差出力がフォーカス
エラー信号となる。フォーカスエラー信号はサンプルホ
ールド回路9及びスイッチ回路10の一方入力端に供給
される。また、上記各出力和が加算器7に供給されて両
出力和の和が検出され、該検出出力がフォーカス和信号
となる。
一方、光電変換素子2及び3の各出力は、加算器8に供
給されて、両日力の和が検出され、この和信号がトラッ
キング和信号となる。トラッキング和信号は、レベル比
較器11の比較入力端及びバイパスフィルタ(以下、H
PFと称する)12に供給される。レベル比較器11は
、トラッキング和信号の振幅が比較基準電圧VTHIを
越えると高レベル信号をアンドゲート13の一方入力端
に供給する。HPF12は、トラッキング和信号から低
域成分を除去した後、当該信号を位相調整回路14に供
給する。位相調整回路14は例えばローパスフィルタ(
以下、LPFと称する)により形成され、HPF12の
出力をHPF12における信号の位相変化分だけ補償し
てレベル比較器15の比較入力端に供給する。レベル比
較器15は、位相調整回路14の出力が比較基準レベル
V 7H2を越えると高レベル信号をサンプルホールド
回路9の保持動作端子及びアンドゲート13の他方入力
端子に供給する。HPF12、位相調整回路14及びレ
ベル比較器15はアウトフォーカス検出部30を構成す
る。
サンプルホールド回路9は、レベル比較器15の出力に
応じてフォーカスエラー信号の瞬時値を保持し、この保
持レベルの直流分を除去するためのコンデンサを介して
ゼロクロス検出器16に供給する。
ゼロクロス検出器16は、上記保持レベルが正のとき正
の電圧レベルv1を、負のとき負の電圧レベル−vlを
レベル選択回路17に選択せしめる。1v11は、例え
ばフォーカスエラー信号の8字特性の振幅値と等しいか
これよりも大きい値に選定される。レベル選択回路17
は、選択した電圧を信号選択回路10の他方入力端に供
給する。
信号選択回路10は、アンドゲート13の出力が低レベ
ルのときフォーカスエラー信号を、高レベルのときレベ
ル選択回路17の出力をイコライザアンプ18に中継す
る。サンプルホールド回路9、アンドゲート13、ゼロ
クロス検出器16、レベル選択回路17及び信号選択回
路10は波形変換部21を構成する。
イコライザアンプ18は、信号選択回路10の出力に所
定位相補償を施した後、ドライバ19に供給する。ドラ
イバ19はイコライザアンプ18の出力をパワー増幅し
てフォーカスアクチュエータの駆動コイル20に供給す
る。この駆動コイル20は、ドライバ19を介して供給
されるフォーカスエラー信号の極性及びレベルに応じた
方向及び量だけ、ピックアップに内蔵された対物レンズ
(図示せず)をその光軸方向に移動せしめる。なお、光
ディスクプレーヤにおいてはこの外にスピンドルサーボ
やトラッキングサーボが不可欠であり、周知のものが用
いられている。
次に、かかる構成のフォーカスサーボ装置におけるサー
ボ引込み動作について第2図の波形図を参照しつつ説明
する。
まず、対物レンズをディスクの記録面に近接した位置か
ら離れる方向に移動した場合のフォーカスエラー信号及
びトラッキング和信号の出力レベルの変化を夫々第2図
(A)及びCB)に示す。
フォーカスエラー信号は合焦位置において8字特性のレ
ベルが0となり、その前後で離間距離に応じてレベルが
正負対称的に変化している。この部分がフォーカスサー
ボ動作を安定になす引込み範囲となっている。更に、合
焦位置り。から離れると光スポツト径が大となって4分
割された受光素子1全体を照射し、エラー出力は0とな
る。一方、トラッキング和信号は、フォーカスエラー信
号に8字カーブ特性の生ずる離間距離の前後で立ち上り
、また立ち下がる山なりの特性を示す。この山なりの特
性は8字カーブ特性を挾んで2つのピークを呈する。こ
のような特性を示す理由は、合焦位W Doにおいては
メインビームの光スポットが最小径となっているのであ
るが、アウトフォーカスになるにつれて光スポツト径が
拡大して隣接する受光素子2及び3にまで達するためと
解される。
比較的にレベルの強いメインビームが受光素子2及び3
を照射すると、これにより両受光素子の出力レベルが増
大してピーク特性が生ずる。
第13図(A)に、受光素子1と受光素子2及び3との
間隔を比較的に小とした場合のトラッキング和信号のレ
ベル特性を示す。第13図(B)に受光素子1と受光素
子2及び3との間隔を比較的に大とした場合のトラッキ
ングレベル特性を示す。また、後述するフォーカス和信
号の離間距離に対するレベル特性を示す。なお、第13
図(A)〜(C)において8字特性のピークの極性が異
なるのは、ディスク面に対する離間方向が異なるためで
ある。
このように、対物レンズのディスク記録面からの離間距
離に応じてフォーカスエラー信号及びトラッキング和信
号は一定のレベル特性を呈する。
かかるトラッキング和信号の特性から、レベル比較器1
1によってスレシホールド電圧v7□1を越える部分を
検出し、フォーカスエラー信号の8字カーブ特性の存在
する離間距離範囲に対物レンズが存在することを判別す
ることが出来る。
また、トラッキング和信号のピーク部分は8字カーブの
引込み範囲の外側の部分に対応して発生しており、該ピ
ーク部分を利用すべくHPF12によって第2図(D)
の如くこれを抽出する。なお、第13図(A)及び(B
)から判るように、受光索子2及び3の位置あるいは受
光面の形状等を選定することによりピーク特性を選定す
ることが可能である。
HPF12による位相変化分を位相調整回路14によっ
て第2図(E)の如く補償する。位相補償されたHPF
12の出力のうちレベル比較器15によってスレシホー
ルド電圧vTH2を越える部分を第2図(F)の如く検
出してピーク部分を判別する。
このレベル比較器15の出力は、対物レンズが合焦位置
Doから所定離間距離範囲内に存在しないことを表わす
アウトフォーカス信号としてサンプルホールド回路9及
びアンドゲート13に供給される。アウトフォーカス信
号に応じてサンプルホールド回路9がフォーカスエラー
信号のレベルをサンプリングすると、ゼロクロス検出器
16が、サンプリングされた隣位の極性を判別して、こ
の極性に応じた正または負の電圧v1をレベル選択回路
17に選択させ、これを信号選択回路10に供給させる
アンドゲート13は、レベル比較器11の出力の存在下
において、アウトフォーカス信号が供給されると、フォ
ーカスエラー信号に優先してレベル選択回路17の出力
をイコライザアンプ18に中継する。
従って、第2図(A)の如き原フォーカスエラー信号の
離間距離特性は第2図(G)の如きアウトフォーカス部
分の振幅が増大した特性となる。
かかるレベル補償されたフォーカスエラー信号(以下補
償フォーカスエラー信号と称する)は原フォーカスエラ
ー信号よりもフォーカスサーボにおける引込み範囲が第
2図(G)の如く拡大し、フォーカスサーボのダイナミ
ックレンジが大きくなっている。
このような補償フォーカスエラー信号がフォーカス駆動
等に供給されると、ディスク面の上下動の広範囲に亘っ
てフォーカスサーボが追従する。
また、ディスク傷等によって外乱が生じた場合にも、フ
ォーカスサーボの強い引込み力によって合焦状態にすみ
やかに戻るようになるので、従来の如く初期状態に対物
レンズの位置を一旦戻して再度フォーカスサーボをロッ
クさせる如き操作が減少し、演奏の中断が減る。
本発明の第2実施例について第3図及び第4図を参照し
り説明する。
第2図に示されたフォーカスサーボ装置において第1図
に示された装置と対応する部分には同一符号を付しかか
る部分の説明は省略する。
この実施例においては、フォーカスA及びB信号を利用
してフォーカスエラー信号の8字特性を変換している。
第3図において、加算器4の出力であるフォーカスA信
号は対物レンズのディスク面からの離間距離に対して第
4図(B)の如きレベル特性を呈する。フォーカスA信
号はHPF31に供給され、第4図(C)の如きその高
域成分が抽出される。
該高域成分は、例えばローパスフィルタによって構成さ
れる位相3Vu回路32に供給されてHPF31による
位相変化分が第4図(D)の如く補償される。位相調整
回路32の出力はレベル比較器33に供給され、電圧レ
ベルVTH,よりも高い部分が検出される。レベル比較
器33は第4図(E)の如き検出出力を発生し、これを
2人力排他的オアゲート37の一方入力端に供給する。
同様にして、加算器5の出力であるフォーカスB信号の
電圧レベルV。H4を越える部分がHPF34、位相調
整回路35及びレベル比較器36によって第4図(F)
〜(1)の如く検出される。レベル比較器36の検出出
力は排他的オアゲート37の他方入力端に供給される。
排他的オアゲート37は、2つの入力レベルが異なると
き高レベルを出力する。従って、その出力は第4図(J
)の如くとなり、アウトフォーカス信号としてサンプル
ホールド回路9及びアンドゲート13に供給される。他
の構成は第1図の構成と同様である。
こうすると、信号選択回路10の出力には、元の引込み
範囲の一部からアウトフォーカス方向に振幅が+v1又
は−Vlとなる第4図(K)の如き、補償フォーカスエ
ラー信号が得られる。
波形変換部21の他の構成例を第5図及び第6図に示す
第5図に示された構成例においては、アウトフォーカス
検出部30から供給される第7図(B)の如きアウトフ
ォーカス信号に応じてサンプルホールド回路9が第7図
(A)の如くレベルの変動しているフォーカスエラー信
号の瞬時値をサンプルホールドし、その後レベルを保持
しているコンデンサの電荷を抵抗を介して徐々に放電す
る。このサンプルホールド回路9の第7図(C)の如き
減衰出力をアンプ91によってレベル増幅することによ
り三角波状の出力が得られる。これを信号選択回路10
によって選択すると第7図(D)の如きレベル補償され
た補償フォーカスエラー信号が得られる。
第6図に示された構成例においては、フォーカスエラー
信号がアウトフォーカスとなるとき、サンプルホールド
回路9がフォーカスエラー信号の瞬時値を保持し、これ
を信号選択回路10が出力するようにしている。従って
、元のフォーカスエラー信号では、アウトフォーカスに
よってレベルの低下する部分が第7図(E)の如く一定
値に維持されている。
上記実施例では、信号処理を波形変換部211;よって
ハードウェアで行なう構成とした場合について説明した
が、第8図に示すようなシグナルプロセッサを用いてソ
フトウェアで行なう構成とすることも可能である。
第8図に示された波形変換部において、フォーカスエラ
ー信号はサンプルホールド回路81でサンプリングされ
、A/D変換器82でディジタル化されて例えば8ビツ
トのデータとしてシグナルプロセッサ83に供給される
。シグナルプロセッサ83はマイクロプロセッサ84に
よって制御されることにより、フォーカスエラー信号に
対する周波数特性の補償をなすと共にイコライザ特性及
びゲインの切換え制御等の処理を行なう。このシグナル
プロセッサ83から出力される8ビツトのデータはD/
A変換器87でアナログ化されてドライブ回路19の駆
動入力となる。シグナルプロセッサ83からはサンプル
ホールド回路81に対してサンプルタイミングパルスが
、A/D変換器82に対してA/Dタイミングパルスが
、D/A変換器87に対してはD/Aタイミングパルス
がそれぞれ供給される。ROM86には所定のデータが
予め格納されている。RAM85には信号処理過程で得
られるデータが一時的に格納される。
次に、シグナルプロセッサ83を用いた場合のフォーカ
スエラー信号の波形変換処理について第2図の波形図を
参照しつつ第9図のフローチャートに従って説明する。
まず、シグナルプロセッサ83は、マイクロプロセッサ
84からのフォーカスエラー信号処理指令に応じて本サ
ブルーチンに移行し、A/D変換器82の出力データF
Eを読取る(ステップS1)。アウトフォーカス信号が
マイクロプロセッサ84を介して供給されているかどう
かを判別する。また、より動作を確実にするためにはレ
ベル比較器11の出力が供給されているかも判別する(
ステップS2)。アウトフォーカス信号が供給されてい
る場合には、データFEの値の正負を判別する(ステッ
プS3)。データFEの値が正のときは、データFEの
値を値■1に置換する(ステップSa)。また、データ
FEの値が負のときはデータFEの値を値−Vlに置換
する(ステップSs)。データFEの値が0のときは、
ステップS6に移行する(ステップS3)。
アウトフォーカス信号が供給されない場合(ステップS
2)は、データFEの値はそのままである。
次に、データFEは、イコライザ関数F −fcχ)従
ってイコライザ演算をなす演算処理ルーチンによってF
−f (FE)なるデータ処理がなされる(ステップS
s)。処理された出力データFはD/A変換器87に供
給される(ステップS7)。
かかるステップ81〜S7を繰り返してフォーカスエラ
ー信号の波形処理をなすと第2図(G)の如き補償フォ
ーカスエラー信号が得られる。
第10図は第3実施例を示しており、第1図に示される
加算器7の出力であるフォーカス和信号がレベル比較器
41の逆相入力に供給される。このフォーカス和信号の
レベルは離間距離に対して第12図(B)の如く変化す
る。レベル比較器41は、フォーカス和信号のレベルが
第12図(A)に示されるフォーカスエラー信号の引込
み範囲を考慮して定めたスレシホールド電圧V TH5
を越えると、アウトフォーカス信号を発生し波形変換回
路21に供給する。
波形変換回路21は例えば第8図に示されたデジタル処
理回路と同じ構成であり、シグナルプロセッサ83が第
11図に示されるフローチャートを実行してフォーカス
エラー信号の信号処理をなす。このフローチャートにお
いては、第9図に示されたフローチャートとステップS
4及びS5の処理のみが異なっており、他の処理は同じ
であるので、異なる点について説明する。
ステップS4において、データFEの値が正のとき予め
記憶されているフォーカスエラー信号の8字特性の振幅
値Ep  (絶対値)の2倍の値である2EPから(2
E、−FE)なる演算を行ない、これをFEの値として
イコライザ演算をなすステップS6に移行する。ステッ
プS5においては、データFEの値が負のとき(−2E
、−F、E)なる演算を行ない、この演算値をFEの値
としてステップS6に移行する。FEの値がOのときは
ステップS6に移行する(ステップS3)。
このような、ステップs、−s5による信号処理を行っ
て得られる補償フォーカスエラー信号の波形は第12図
(D)の如き略三角波となり、ダイナミックレンジが拡
大し、しかも合焦位置からの離間距離に比例した信号レ
ベルの得られる利点がある。
こうして、各実施例においてはフォーカスエラー信号を
原フォーカスエラー信号の8字特性の引込み範囲を拡大
するような波形変換処理をした後、フォーカス駆動系に
供給するようにしたので、フォーカスサーボ装置のダイ
ナミックレンジが拡大している。
なお、アウトフォーカス検出部30及び波形変換部21
各々の回路構成については実施例に限られるものではな
く種々のものを選択し、組合せることができる。例えば
、第12図(C)の如き出力を発生する第10図のレベ
ル比較器41と第1図に示される構成の波形変換部21
とを組合わせた場合、第12図(E)の如き波形の補償
フォーカスエラー信号を得ることが出来る。また、レベ
ル比較器41の入力であるフォーカス和信号の代りにト
ラッキング和信号を用いることも可能である。
発明の詳細 な説明したように本発明の光ディスクプレーヤにおいて
は、ピックアップの対物レンズが合焦位置から所定離間
距離範囲内にないとき、フォーカスサーボ装置における
フォーカスエラー信号の振幅を本来の信号レベルよりも
増加させ、フォーカスサーボループのダイナミックレン
ジを拡大して強い引込み力を生ぜしめるようにしたので
引込み動作が素早く、ディスク面の上下動が比較的に大
きい場合であっても対物レンズが追従するので好ましい
【図面の簡単な説明】
第1図は、第1実施例を示すブロック図、第2図は、第
1実施例の動作を説明するための信号波形図、第3図は
、第2実施例を示すブロック図、第4図は、第2実施例
の動作を説明するための信号波形図、第5図及び第6図
は波形変換部21の他の構成例を示すブロック図、第7
図は、第5図及び第6図に示された波形変換部21の動
作を説明するための信号波形図、第8図は、波形変換部
21をデジタル回路によって構成した例を示すブロック
図、第9図は、第8図のシグナルプロセッサの信号処理
動作を説明するためのフローチャート、第10図は、第
3実施例を示すブロック図、第11図は、第3実施例の
シグナルプロセッサの信号処理動作を説明するためのフ
ローチャート、第12図は、第3実施例の動作を説明す
るための信号波形図、第13図(A)〜(C)は、トラ
ッキング和信号及びフォーカス和信号の波形例を示す信
号波形図である。 主要部分の符号の説明 11.15.33,36.4ル ベル比較器 21・・・・・・波形変換部 30・・・・・・アウトフォーカス検出部第9 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ピックアップの対物レンズを経た光ビームを情報
    記録ディスク上に読取スポットとして収束せしめてその
    反射ビームの光軸に垂直な面における強度分布に応じた
    フォーカスエラー信号を得て前記対物レンズの光軸方向
    における位置決めをなすフォーカスサーボ装置と、前記
    読取スポットの前記情報記録ディスク上の目標トラック
    からの偏倚を表わすトラッキングエラー信号を得て前記
    読取スポットをして前記目標トラックを追従せしめるト
    ラッキングサーボ装置とを含む光ディスクプレーヤであ
    って、 前記フォーカスサーボ装置は、前記対物レンズが合焦位
    置から所定離間距離範囲内に存在しないことを検出して
    アウトフォーカス信号を発生するアウトフォーカス検出
    手段と、前記アウトフォーカス信号の検出時点の前記フ
    ォーカスエラー信号と同一極性でかつこれと等しいか又
    はこれよりも大なるレベルのエラー信号を発生するレベ
    ル増加手段と、前記アウトフォーカス信号の存在時には
    前記レベル増加手段によるエラー信号を前記フォーカス
    エラー信号に優先して前記駆動手段に供給する信号選択
    中継手段とを備えたことを特徴とする光ディスクプレー
    ヤ。
  2. (2)前記トラッキングサーボ装置は、前記反射ビーム
    の光軸に垂直な面内におけるディスク半径方向において
    異なる2つの受光面から得られる光強度信号の差をもっ
    て前記トラッキングエラー信号とするようになされ、前
    記アウトフォーカス検出手段は、前記光強度信号の和信
    号が所定レベルを越えたとき前記アウトフォーカス信号
    を発生することを特徴とする請求項1記載の光ディスク
    プレーヤ。
  3. (3)前記フォーカスサーボ装置は、前記反射ビームの
    光軸に垂直な面内において分割された受光面からの少な
    くとも2つの光強度信号を得てその差をもつて前記フォ
    ーカスエラー信号とするようになされ、前記アウトフォ
    ーカス検出手段は、前記光強度信号の和信号が所定レベ
    ルを越えたとき前記アウトフォーカス信号を発生するこ
    とを特徴とする請求項1記載の光ディスクプレーヤ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5642340A (en) * 1993-06-23 1997-06-24 Sharp Kabushiki Kaisha Device for controlling focus of an optical disk apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6265241A (ja) * 1985-09-17 1987-03-24 Sony Corp フオ−カスサ−ボ装置

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