JPH0836765A - 対物レンズ中点制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転する記録媒体に対して記録，再生を行う
ための光学ヘッドに搭載された対物レンズを中点に回転
させ、振動時のアクセス動作の安定性を向上させる。 【構成】 対物レンズの光軸ずれ量に比例した光軸ずれ
信号を４分割のフォーカス誤差信号用のディテクタ１の
出力信号を用いて生成し、記録媒体上の光スポットがト
ラックおよびピットを横断することに起因して発生し、
前記出力信号に重畳する変調ノイズを、トラック位置ず
れ信号検出手段４で検出し、かつ前記変調ノイズに同期
したトラック位置ずれ信号を用いて補正軸ずれ信号検出
手段６でキャンセルさせ、この信号を用いて対物レンズ
を駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転する記録媒体に対
して記録および／または再生を行う光学ヘッドのアクセ
ス制御に利用する対物レンズ中点制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の対物レンズ中点制御回路の
機能ブロック図を示している。この種の制御は、記録再
生装置に外部から振動が加わっているときにアクセス動
作を行う際、対物レンズを光軸中心に固定していない
と、外部からの振動にトラッキング・アクチュエータが
共振し、トラック誤差信号が正しく検出できないこと
や、最悪にはアクチュエータの可動範囲を超えて振動す
るとストッパに衝突し、フォーカシング動作が停止する
ことになることを防ぐ目的で使用される。

【０００３】図５において、１は光学式のフォーカス誤
差信号を生成する４分割(Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各部からな
る)のディテクタ、５は軸ずれ信号検出手段であり、公
知のように対物レンズが軸ずれを起こすにつれて光スポ
ットＳが移動する方向に垂直な線を境界とする２つずつ
のディテクタ１の和信号のそれぞれの差信号を算出し、
軸ずれ信号とする。すなわち、図５においては、

【０００４】

【数１】軸ずれ信号＝(ディテクタＡの信号＋ディテク
タＢの信号) −(ディテクタＣの信号＋ディテクタＤの
信号) で検出できる。

【０００５】７は制御ループの制御安定性を補償する位
相補償手段、８は適切な制御ゲインを与える制御ゲイン
設定手段、９は対物レンズ駆動手段である。

【０００６】次に前記対物レンズ中点制御回路の動作を
説明する。対物レンズが記録媒体であるディスクの半径
方向外周側に移動すると、光スポットＳはディテクタ１
のＡ，Ｂ側に片寄り、軸ずれ信号検出手段５の出力は
“＋”の軸ずれ量に比例した出力が得られる。また、対
物レンズが逆に内周側に移動した場合には、“−”の軸
ずれ量として検出される。

【０００７】光学ヘッドを移動するアクセス動作を始め
ると、対物レンズの制御における記録媒体の情報トラッ
クに対する位置決め制御を一旦解除し、軸ずれ信号検出
手段５の軸ずれ信号を位相補償手段７に通し、さらに制
御ゲイン設定手段８で適切なゲインを加えて、制御出力
を対物レンズ駆動手段９に入力することで、外部から装
置に振動が加わったときに発生する軸ずれを吸収する制
御動作が可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の対物レンズ中点制御回路では、対物レンズが記録媒
体上の情報トラック(溝)やピットを横切ったとき、回折
によって発生する光量変動により変調されたノイズが、
軸ずれ信号に重畳するため、対物レンズを中点に位置決
めする精度が悪化するという問題がある。

【０００９】また前記軸ずれ信号は、光学的なディテク
タから検出されるため、その信号振幅(感度)，オフセッ
トが、個体ごとに、また年月とともに変動し、制御ルー
プの制御ゲインと制御目標位置が変化し、結果として軸
ずれ中心への位置決め精度が悪化するという問題があ
る。

【００１０】また前述のノイズが重畳する軸ずれ信号を
用いてアクチュエータを駆動すると、そのノイズ分の動
作がトラック位置ずれ信号を介してフォーカス誤差信号
にクロストークし、動作前面投影面積の大きい対物レン
ズの上下方向の動作にあらわれ、不要な動作音を発生さ
せるという問題がある。

【００１１】本発明の目的は、前記問題を解決して、光
学ヘッドの対物レンズを中点に固定させ、振動時のアク
セス動作の安定性を向上させることができる対物レンズ
中点制御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、光学ヘッドに備えられた対物レンズの中
心軸からのずれ量を光学的に検出して軸ずれ信号を生成
する軸ずれ信号検出手段と、対物レンズの水平方向の移
動を可能とする駆動手段と、前記軸ずれ信号と記録媒体
上の情報トラックの位置ずれ信号を光学的に検出するト
ラック位置ずれ信号検出手段と、前記駆動手段を用いて
位置制御の閉ループを構成する際にループの安定性を補
償する位相補償手段とを備え、前記軸ずれ信号から前記
トラック位置ずれ信号を減算した補正軸ずれ信号を用い
て対物レンズを駆動することで、対物レンズの軸ずれ中
心への位置決め精度を向上するようにしたものである。

【００１３】また前記構成に加え、前記補正軸ずれ信号
の信号振幅とオフセットとを検出する振幅オフセット検
出手段と、予め設定した信号振幅の三角波を生成する三
角波生成手段と、この三角波生成手段を用いて対物レン
ズを駆動することで検出した前記補正軸ずれ信号の振
幅，オフセット値とオフセット補正手段およびゲイン規
格化手段および制御ゲイン設定手段を用いて制御ループ
のゲインばらつきと制御中心位置のずれ量とを補正する
自己調整手段とを備え、前記光学的な記録媒体が挿入さ
れるたびに前記補正位置ずれ信号の自己調整を行うこと
で、光学部品の個体ばらつき、および経年変化による制
御性能ばらつきを抑えるようにしたものである。

【００１４】また前記構成に加えて、フォーカス誤差信
号検出手段と、適応的にその成分が可変となる有限語長
フィルタと、前記フォーカス誤差信号に重畳する前記ノ
イズ信号を用いて、その値が最小になるように前記有限
語長フィルタの成分を修正することで前記補正軸ずれ信
号に残留するノイズ成分を修正して駆動することによ
り、フォーカス・アクチュエータの発生するうなり音を
減少し、アクセス中の対物レンズの発生する動作音を減
少するようにしたものである。

【００１５】

【作用】前記構成の本発明に係る対物レンズ中点制御装
置では、光学ヘッドを移動させるアクセス動作中に発生
するトラック(溝)あるいはピットによるノイズが重畳し
た軸ずれ信号から、トラック位置ずれ信号を減算するこ
とでノイズの影響をキャンセルし、精度のよい軸ずれ位
置への制御が可能となる。

【００１６】また、記録媒体が挿入されるごとに、予め
設定した信号振幅の三角波を生成する三角波生成手段を
用いて対物レンズを振動させ、併せて振幅オフセット検
出手段を用いて振動によって発生している補正軸ずれ信
号の振幅とオフセットを検出し、自己調整手段を用いて
検出した振幅を予め規定した振幅と比較して制御ゲイン
の規格化を行う。また検出した前記オフセットを用いて
補正軸ずれ信号から減算することで制御目標位置を補正
し、光学ヘッドの個体ばらつきと経年変化を吸収する。

【００１７】また、フォーカス誤差信号検出手段で得ら
れたフォーカス誤差信号に重畳するトラックあるいはピ
ットを横断することによるノイズ(信号)が最小になるよ
うに、前記トラック位置ずれ信号の振幅および位相を適
応的に変化させる有限語長フィルタを用い、前記補正軸
ずれ信号を生成する際に用いるトラック誤差信号を加工
した後、軸ずれ信号から減算することでフォーカス誤差
信号に重畳する前記ノイズを減少させ、結果として対物
レンズの発生する動作音を減少させる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１９】図１は本発明の第１実施例の構成を示す機
能ブロック図であり、１は４分割 (Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各
部からなる)のフォーカス誤差信号用のディテクタ、
２，３は３ビーム方式におけるトラック位置ずれ信号用
のディテクタ、４はトラック位置ずれ信号検出手段であ
って、トラック位置ずれ信号用のディテクタ２，３の差
動信号を生成する。また、５は軸ずれ信号検出手段であ
り、フォーカス誤差信号用のディテクタ１のＡ，Ｂの和
信号からＣ，Ｄの和信号の差動を出力する。６は補正軸
ずれ信号検出手段であって、トラック位置ずれ信号検出
手段４と軸ずれ信号検出手段５の差動信号を生成する。
７は位相補償手段であり、１次のIIR型の位相補償フィ
ルタで実現される。８は制御ゲインを与える制御ゲイン
設定手段、９は対物レンズをディスクの半径方向に駆動
する対物レンズ駆動手段であり、光学ヘッドのアクチュ
エータで実現される。

【００２０】次に前記第１実施例の動作を説明する。

【００２１】対物レンズがディスク半径方向外周部に移
動すると光スポットＳはディテクタ１のＡ，Ｂ側に片寄
り、軸ずれ信号検出手段５の出力は“＋”の軸ずれ量に
比例した出力が得られる。また対物レンズが逆に内周側
に移動した場合には、“−”の軸ずれ量として検出され
る。光学ヘッドが移動し始めると、ディスク上の光スポ
ットがトラック(溝)やピットを横断するため、ディテク
タ１への反射光量に変調がかかる。この変調成分は、ト
ラック位置ずれ信号検出手段４の出力であるトラック誤
差信号と同期しているため、トラック位置ずれ信号検出
手段４の出力ゲインを適切に選定すれば、補正軸ずれ信
号検出手段６による処理で前記変調成分をキャンセルで
きる。この信号を用いて、位相補償手段７と、制御ルー
プの適切なゲインを与える制御ゲイン設定手段８とを用
いて対物レンズ駆動手段９に入力することにより、トラ
ックあるいはピットの横断による変調成分を抑えながら
対物レンズを精度よく光軸中心に固定でき、アクセス時
の衝撃や振動による対物レンズの振れに起因する誤アク
セスを防ぐことができる。

【００２２】なお、前記補正軸ずれ信号検出手段６，位
相補償手段７，制御ゲイン設定手段８の実現手段とし
て、ソフトウェアによるデジタルの信号処理手段を用い
て構成することも可能である。

【００２３】図２は本発明の第２実施例の構成を示す機
能ブロック図であり、図中の符号１から９までは前記第
１実施例の符号１から９の手段と同一であるので詳しい
説明は省略する。

【００２４】図３において、21は補正軸ずれ信号検出手
段６の出力の補正軸ずれ信号の振幅とオフセットを測定
する振幅・オフセット検出手段、22は振幅・オフセット
検出手段21で測定したオフセット値を補正軸ずれ信号検
出手段６の補正軸ずれ信号から差し引くオフセット補正
手段、23は振幅・オフセット検出手段21で測定した補正
軸ずれ信号の振幅と予め設定した振幅を比較して制御ゲ
イン設定手段８の制御ゲインを変更するゲイン規格化手
段、24は予め設定した振幅の三角波を発生する三角波生
成手段であり、例えば、予めメモリ(ＲＯＭ)に記憶され
た鋸波の変位データを、ある一定のサンプリング周期で
更新することを繰り返すことで実現できる。さらに、25
は制御ゲイン設定手段８の出力と三角波生成手段24の出
力のどちらかを選択する切り換えスイッチである。

【００２５】次に前記第２実施例の動作を説明する。

【００２６】記録媒体が挿入され、装置の立ち上げ動作
が完了した後、切り換えスイッチ25をＸ側に切り換え、
三角波生成手段24の出力で対物レンズを鋸波状に駆動さ
せる。このときに補正軸ずれ信号検出手段６の補正軸ず
れ信号で検出される時刻歴応答を図３に示す。

【００２７】図３において、Ａ1，Ａ2，……，Ａnはト
ップ値であり、Ｂ1，Ｂ2，……，Ｂnはボトム値であ
る。ある時間(Ｔ1時間)観測することで、ｎ個のトップ
データおよびボトムデータが検出できる。この値を用い
て補正軸ずれ信号の振幅(以下、ＡＭＰと略す)は(数１)
で算出でき、

【００２８】

【数１】

【００２９】またオフセット値(以下、ＯＦＳと略す)は
(数２)で算出できる。

【００３０】

【数２】

【００３１】オフセット補正手段22は補正軸ずれ信号検
出手段６の出力から減算することで、ディテクタ１，軸
ずれ信号検出手段５，補正軸ずれ信号検出手段６におけ
る個体のばらつきや経年変化による変動を除去できる。

【００３２】またゲイン規格化手段23においては、予め
設定した振幅・オフセット検出手段21の振幅値をＡＭＰ
０としてＡＭＰ８の制御ゲインをＫ０とすると、ＡＭＰ
８で設定される制御ゲインＫは(数３)で再設定され、

【００３３】

【数３】

【００３４】ディテクタ１，軸ずれ信号検出手段５，補
正軸ずれ信号検出手段６における個体のばらつきや経年
変化による制御ループのゲインを吸収できる。この一連
の自己調整動作が終了した後、切り換えスイッチ25をＹ
側に接続することで、オフセット誤差を吸収することに
よる目標制御位置決め精度が向上し、さらに安定な制御
ループを実現することが可能となる。

【００３５】図４は本発明の第３実施例の構成を示す機
能ブロック図であり、図中の符号１から９までは前記第
１実施例の符号１から９の手段と同一であるので詳しい
説明は省略する。図４において、31はフォーカス誤差信
号検出手段、33はデジタルの有限語長フィルタであり、
軸ずれ信号検出手段５の出力である軸ずれ信号の位相と
振幅を調整する作用をする。また32は有限語長フィルタ
33の成分(タップ数に相当する数がある)をフォーカス誤
差信号検出手段31の出力に応じて修正する有限語長フィ
ルタ成分修正手段である。

【００３６】次に前記第３実施例の動作を説明する。

【００３７】有限語長フィルタ33のｎ時刻のｉ番目のタ
ップ成分をＷi(n)とし、軸ずれ信号検出手段５のｎ時刻
の出力をＡ(n)、有限語長フィルタ33のｎ時刻の出力を
Ｂ(n)とすると、Ｂ(n)はＷi(n)，Ａ(n)を用いて(数４)
で表される。

【００３８】

【数４】

【００３９】またフォーカス誤差信号検出手段31のｎ時
刻の出力をＥ(n)とすると、有限語長フィルタ成分修正
手段32の修正動作は(数５)で表現できる。

【００４０】

【数５】Ｗi(n)＝Ｗi(n-1)＋α×Ｅ(n) ただし、α：定数 有限語長フィルタ33の軸ずれ信号検出手段５の軸ずれ出
力の振幅と位相を調整し、トラック位置ずれ信号検出手
段４の出力でキャンセルされるノイズ量を調整する。こ
のノイズ量がフォーカス誤差信号に重畳し、フォーカス
誤差信号検出手段31に反映され、有限語長フィルタ成分
修正手段32で(数５)によりＷi(n)が順次修正され、十分
な収束時間が経過した後には、Ｅ(n)の振幅が最小にな
るように適応的にＷi(n)が修正され、結果としてフォー
カス誤差アクチュエータへの不要な駆動が減少し、うな
り音等の動作音が緩和されて静かな記録再生装置を実現
できる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の対物レン
ズ中点制御装置は、請求項１記載の構成によれば、記録
媒体上のトラック，ピットによる変調ノイズを、それと
同期したトラックエラー信号を用いてキャンセルさせる
ことができるので、位置決め精度のよい対物レンズの中
点制御が可能になる。

【００４２】請求項２記載の構成によれば、記録媒体挿
入のたびに、軸ずれ信号のオフセットと振幅を補正する
ことで、光学ヘッドおよび回路における個体のばらつき
や経年変化を加えることができ、結果として長期的に安
定な対物レンズの中点制御が可能になる。

【００４３】請求項３記載の構成によれば、フォーカス
誤差信号にクロストークするトラックおよびピットによ
る変調ノイズが最小になるように補正軸ずれ信号を生成
するよう適応的に有限語長フィルタを修正させること
で、移動方向の投影面積の大きいフォーカス・アクチュ
エータに不要なノイズ駆動を抑えることができるので、
結果としてうなり音の少ない静かな装置を提供できる。
特に、音楽の再生中にアクセス動作が発生するＭＤ(MIN
I DISK)装置では、大きな効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対物レンズ中点制御装置の第１実施例
における機能ブロック図である。

【図２】本発明の対物レンズ中点制御装置の第２実施例
における機能ブロック図である。

【図３】第２実施例の三角波信号を用いて対物レンズを
駆動したときの補正軸ずれ信号の時刻歴応答を示す図で
ある。

【図４】本発明の対物レンズ中点制御装置の第３実施例
における機能ブロック図である。

【図５】従来例における対物レンズ中点制御装置の機能
ブロック図である。

【符号の説明】

１…４分割のフォーカス誤差信号用のディテクタ、
２，３…トラック位置ずれ信号用のディテクタ、 ４…
トラック位置ずれ信号検出手段、 ５…軸ずれ信号検出
手段、 ６…補正軸ずれ信号検出手段、 ７…位相補償
手段、 ８…制御ゲイン設定手段、 ９…対物レンズ駆
動手段、 21…振幅・オフセット検出手段、22…オフセ
ット補正手段、 23…ゲイン規格化手段、 24…三角波
生成手段、25…切り換えスイッチ、 31…フォーカス誤
差信号検出手段、 32…有限語長フィルタ成分修正手
段、 33…有限語長フィルタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する記録媒体に対して記録，再生を
   行う光学ヘッドに備えられた対物レンズの中心軸からの
   ずれ量を光学的に検出して軸ずれ信号を生成する軸ずれ
   信号検出手段と、前記対物レンズの水平方向の移動を可
   能とする駆動手段と、前記軸ずれ信号と記録媒体上の情
   報トラックの位置ずれ信号を光学的に検出するトラック
   位置ずれ信号検出手段と、前記駆動手段を用いて位置制
   御の閉ループを構成する際にループの安定性を補償する
   位相補償手段と、適切な制御ゲインを設定する制御ゲイ
   ン設定手段とを備え、前記軸ずれ信号から前記トラック
   位置ずれ信号を減算した補正軸ずれ信号を用いて対物レ
   ンズを駆動可能にしたことを特徴とする対物レンズ中点
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記補正軸ずれ信号の信号振幅とオフセ
   ットとを検出する振幅オフセット検出手段と、予め設定
   した信号振幅の三角波を生成する三角波生成手段と、こ
   の三角波生成手段を用いて対物レンズを駆動し、前記振
   幅オフセット検出手段を用いて検出した前記補正軸ずれ
   信号の振幅およびオフセット値と前記補正軸ずれ信号と
   から前記オフセットを減算するオフセット補正手段と、
   前記測定した補正軸ずれ信号の振幅と予め設定した振幅
   値を比較することで、制御ループの制御ゲインを規格化
   するゲイン規格化手段と、前記制御ゲイン設定手段を用
   いて制御ループのゲインばらつきと制御中心位置のずれ
   量とを補正する自己調整手段とを備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の対物レンズ中点制御装置。
3. 【請求項３】 フォーカス誤差信号検出手段と、適応的
   にその成分が可変となる有限語長フィルタと、前記フォ
   ーカス誤差信号に重畳する前記トラック位置ずれ信号か
   らの光学的なクロストークにより発生するノイズ成分の
   値が最小になるように前記有限語長フィルタの成分を修
   正して対物レンズを駆動することを特徴とする請求項２
   記載の対物レンズ中点制御装置。