JPH0845090A - フォーカス制御方法および装置 - Google Patents

フォーカス制御方法および装置

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JPH0845090A
JPH0845090A JP7101100A JP10110095A JPH0845090A JP H0845090 A JPH0845090 A JP H0845090A JP 7101100 A JP7101100 A JP 7101100A JP 10110095 A JP10110095 A JP 10110095A JP H0845090 A JPH0845090 A JP H0845090A
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JP
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signal
focus
control
summing
focus error
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JP7101100A
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Kyoung H Lee
リー キョウン−ホー
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォーカス制御方法および装置を提供する。 【構成】 制御部と記憶部を具備することにより、光検
出器によって検出される制御信号が温度変化や光源から
入射される光量の変化に応じて急に変化しても前段階の
制御信号を前記記憶部に貯蔵し、制御部の制御を通じて
演算されて貯蔵された信号と新しく入力される信号とを
合算回路を通じて合算してフォーカス制御を遂行する。
また、前記合算回路と前記制御部との間に低域通過フィ
ルターを具備してフォーカスエラー信号のオフセット信
号を認知して調節する。そして、前記合算回路の出力端
と前記制御部との間にエーリアシング除去回路を含んだ
フィードバック回路をさらに具備することにより、前記
制御部を通じて演算されメモリ素子に貯蔵される信号を
補正することにより、新たなフォーカス制御信号を伝達
する。 【効果】 これにより、安定性が維持され、フィードバ
ックを通じて制御用の補償器の設計を単純化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ピックアップのフォ
ーカス制御方法および装置に係り、詳細には制御部およ
び記憶部を駆動ループに備えてシステム環境と特性変化
に対応できるようにしたフォーカス制御方法および装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ピックアップは図１に示したよ
うに、レーザーダイオード１０と、コリメーティングレ
ンズ３０と、レーザーダイオード１０から出射された光
２０を分割するビームスプリッター４０と、該ビームス
プリッター４０によって反射されたビームを集束させる
対物レンズ５０、および情報記録媒体であるディスク７
０が順次に配置されている。また、前記対物レンズを駆
動するアクチュエーター６０が備えられている。前記デ
ィスク７０の表面から反射された光は前記ビームスプリ
ッター４０を透過したり、該ビームスプリッター４０か
ら反射されたりするが、透過された光は少なくとも該分
割された分割板を有する光検出器８０から検出される。
前記分割板が４分割の場合、所定の光量を有する反射光
のうちで各分割板に入射した光は電流信号に変換され、
該電流信号のうちで各対角線上に位置する分割板で変換
された２つの信号はそれぞれ合算され、その信号の差を
比較することのできる差動器９０の両入力端子のそれぞ
れに入力される。前記差動器９０は２つの和信号の差を
検出し、該検出された電流信号を電圧信号に変換する。
【０００３】図２は図１のａ点で検出されるフォーカス
電圧信号の距離による誤差を示した波形図であり、Ｘ座
標とＹ座標はそれぞれ距離誤差と電圧を示した座標であ
る。該検出されたフォーカスエラー信号は、図１に示し
た増幅器１００を通じて増幅され、この増幅されたフォ
ーカスエラー信号を利用して距離誤差を最小化する方向
へ前記対物レンズ５０を駆動させる。前記対物レンズ５
０は、アクチュエーター６０により駆動されるが、この
アクチュエーター６０の制御に必要な制御入力を得るた
めに、前記増幅器１００に隣接して制御用の補償器１１
０が設けられている。該制御用の補償器１１０と前記ア
クチュエーター６０との間には電力駆動回路１３０が具
備され前記制御用の補償器１１０から得られた信号で前
記アクチュエーター６０を駆動する。
【０００４】前記のような方法で成された従来のフォー
カス制御装置は、前記アクチュエーター６０，光検出器
４０，差動器９０，増幅器１００，制御用の補償器１１
０および駆動回路１３０を通ってさらにアクチュエータ
ー６０につながる閉ループが安定して、前記ディスク７
０の揺れによる距離の誤差が許容誤差範囲内に入るよう
に設計されなければならないが、ディスクの稼働距離
（±０．５mm）に比べて許容誤差範囲（±０．５μm ）
が少なくて複数個の補償器１１０を数個重複結合しなけ
ればならないなど補償器の設計が難しかった。また、距
離エラー信号を得るために使用される光検出器８０およ
びアクチュエーター６０などの感度は変化が激しくて組
立時に前記増幅器１００の利得およびオフセットを可変
抵抗調整を通じて補償すべきであり、動作中の温度変化
や光源の光量変化などのような周囲環境変化により感度
が変化すれば、光ピックアップ全体のシステムが不安に
なりうるなどの問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
のような問題点を改善するために案出されたものであ
り、変化する状況に対して能動的に対処するようにメモ
リ機能を加えて補償器の設計を簡単にして、感度の変化
に適応して光ピックアップシステムが安定的に作動する
ようにするフォーカス制御方法を提供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、フォーカス制御を安
定的に遂行するフォーカス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】前記目的を達成するため
に本発明は、光ディスクに光を集束する対物レンズのフ
ォーカス制御方法において、前記光ディスクの反射光か
ら前記対物レンズのフォーカスエラーの程度を示すフォ
ーカスエラー信号を検出する段階と、前記検出されたフ
ォーカスエラー信号を記憶部に貯蔵する段階と、前記貯
蔵された信号と現在の検出されたフォーカスエラー信号
とを合算する段階と、該合算された信号で対物レンズ用
のアクチュエーターを駆動する段階とを含むことを特徴
とする。
【０００８】前記他の目的を達成するために本発明は、
光ディスクに光を集束する対物レンズのフォーカス制御
装置において、前記光ディスクの反射光から前記対物レ
ンズのフォーカスエラーの程度を示すフォーカスエラー
信号を検出する光検出手段と、前記検出されたフォーカ
スエラー信号を貯蔵および演算する制御手段と、該制御
手段に貯蔵された信号と現在の検出されたフォーカスエ
ラー信号とを合算する合算手段と、該合算手段により合
算された信号で対物レンズ用のアクチュエーターを駆動
する駆動手段とが具備されたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】ディスクから検出された信号を記憶し、この記
憶された情報を演算して制御信号を得た後、新しく検出
される信号と合算してアクチュエーターを駆動する。こ
のような動作がディスクの回転周期によって反復的に遂
行されることにより、検出手段の利得が変化しても制御
部から出力される制御情報に応じて対物レンズの目標位
置が調節できる。
【００１０】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明をさらに
詳細に説明する。図３は本発明による光ピックアップフ
ォーカス制御装置を示した概略図であり、その機能と構
造を調べれば次の通りである。レーザーダイオード１０
と、該レーザーダイオード１０から出射された光を直線
光に変換するコリメーティングレンズ３０と、光２０を
分割するビームスプリッター４０と、該ビームスプリッ
ター４０によって分割された光２０を集束する対物レン
ズ５０と前記対物レンズを駆動するアクチュエーター６
０、および情報記録再生媒体であるディスク７０が順次
に配置されて光ピックアップの光学系を成している。前
記ディスク７０の表面から反射された光は前記ビームス
プリッター４０を通って透過したり反射されたりする
が、透過した光は光検出器８０により検出される。この
際に、前記光検出器８０により検出された電流信号にお
いて、特に４分割の光検出器の場合、２つの対角線上の
分割板から検出された信号は合算され差動器９０の両入
力端子に入力される。前記差動器９０は、２つの和信号
の差を検出して、該検出された電流信号を電圧信号に変
換する。このような光検出器８０と差動器９０とからな
る光検出部より出力されたフォーカスエラー信号は増幅
器１００を通じて増幅される。該増幅されたフォーカス
エラー信号を利用して距離誤差を最小化する方向へ前記
対物レンズ５０を移動させる制御入力を得るために、前
記増幅器１００の出力端に制御用の補償器１１０が設け
られており、前記光検出部８０，９０、前記増幅器１０
０および制御用の補償器１１０を含んで検出手段を成
す。該検出手段とアクチュエーター６０との間には電力
駆動回路１３０が具備され、前記制御用の補償器１１０
から得られた電気的な信号を増幅させるようになってい
る。前記のように構成された基本回路に対して前記差動
器９０の出力端と前記駆動回路１３０の入力端との間の
別の経路に前記差動器９０を通じて入力されるアナログ
型のフォーカスエラー信号をディジタル信号に変換する
アナログ／ディジタル変換器１４０と、該変換された信
号を通じて演算および制御する制御部１５０と、該制御
部１５０で演算された信号を順次に貯蔵して、該貯蔵さ
れた信号を前記制御部１５０に伝達するように独立に前
記制御部１５０に連結された記憶部１６０と、前記制御
部１５０に連結され前記制御部１５０を通じて演算され
補正されたディジタル信号をアナログ信号に変換するデ
ィジタル／アナログ変換器１７０、および該ディジタル
／アナログ変換器１７０を通じて伝達される信号と前記
補償器の信号とを合成するように前記検出手段の出力端
に設けられた合算回路１２０が具備されている。
【００１１】前記のような構成を通じて前記アクチュエ
ーターを制御する動作は次の通りである。前記ディスク
７０の記録面に形成されるスポットの距離誤差による信
号を含む光が前記光検出部を通じてフォーカスエラー信
号を含む電圧信号に転換される。前記転換された電圧信
号が、前記電圧増幅器１００と制御用の補償器１１０を
通じて制御信号が生成され、該制御信号が前記アクチュ
エーターと前記駆動回路とを含む駆動手段に印加され前
記対物レンズ５０を適正位置に移動させる。このような
動作を遂行するように信号が流れると同時に、前記光検
出部からアナログ／ディジタル変換器１４０を通じて前
記制御部１５０に入力された信号は前記記憶部１６０に
入力順に応じて順次に貯蔵される。この際、前記制御部
１５０を通じて前記合算回路１２０を含む合算手段に印
加される信号は前記ディスクの最初の１回転周期の間は
ゼロ信号であり、前記記憶部１６０に前記制御部１５０
を通じて演算されたフォーカスエラー信号と制御情報と
を貯蔵のみする。１回転後、前記ディスク７０が同一の
位置に戻った際に前記光検出手段を通じて検出された信
号は、前記制御部１５０と記憶部１６０とを含んだ制御
手段により演算および貯蔵される。そして、前記信号は
制御手段を通じて前記記憶部１６０に貯蔵されていたエ
ラー信号および制御信号が演算されてディジタル／アナ
ログ変換器１７０を通じて前記合算手段に印加される。
このような動作は前記ディスク７０の回転周期により反
復的に遂行され温度変化や光源の光量変化だけでなくフ
ォーカスエラー信号により前記光検出手段の利得が変化
しても前記制御部１５０から出力された制御情報に応じ
て前記対物レンズ５０の目標位置を正確に調節すること
ができる。
【００１２】そして、前記制御手段と前記合算手段との
間には前記制御手段から伝達される高周波成分のノイズ
を除去するための手段として低域通過フィルター（ＬＰ
Ｆ）１８０を設けた。また、前記合算回路１２０の出力
端子と前記制御部１５０との間に新たなフィードバック
ループを作って前記制御部１５０により演算された信号
と前記制御用の補償器１１０を通じて信号の合算信号を
前記制御部１５０にフィードバックすることにより、前
記制御部１５０により演算されて前記情報が前記記憶部
１６０に順次に記憶され、より正確なフォーカス制御信
号が得られる。前記フィードバック回路を具体的に説明
すれば、前記合算回路１２０の出力端子の別の経路にエ
ーリアシング除去フィルター１９０を設けて、該エーリ
アシング除去フィルター１９０の出力端にアナログ／デ
ィジタル変換器２００を結合して入力されるアナログ信
号をディジタル信号に変換した後、前記制御部１５０に
入力する。この際に、前記エーリアシング除去フィルタ
ー１９０は前記アナログ信号をディジタル信号に変換す
る時に高周波成分を除去することにより、ノイズの抑制
などを通じて制御信号の特性を向上させた。
【００１３】以上のように構成されたフォーカス制御装
置の信号伝達特性を数式で表現して説明する。前記ディ
スクの回転周期をＴとすれば、１周期（１Ｔ）の間サン
プリングをＮ回施すなら、周期の最初からｋ番目サンプ
リングされたフォーカスエラーと制御入力をそれぞれｅ
(k),ｕ(k) と表現し、前記ディスク７０が回転してフォ
ーカス制御が始まった時点から前記ディスク７０がＲ回
回転した時までのフォーカスエラーと制御入力をそれぞ
れｅR(k),ｕR(k) と表現すれば、前記低域通過フィルタ
ー１８０と前記合算回路１２０との間での新たな制御入
力ｕC R(k) は直前の回転によって貯蔵された情報を持っ
て生成されるために、次の通りに表現される。
【００１４】 ｕC R (k) ＝ｐ×〔αｕR-1(k)＋βｅR-1(k)〕 但し、α，βは前記制御部で演算時に、ｐは前記低域通
過フィルター通過時に生成される定数である。そして、
前記制御用の補償器１１０と前記合算回路１２０との間
で測定された制御入力ｕd R(k) は前記補償器１１０によ
り直接計算されるために、次の通り表現される。
【００１５】ｕd R (k) ＝Ｄ×Ｅ×ｅR (k) 但し、Ｄ，Ｅはそれぞれ前記電圧増幅器１００と、制御
用の補償器１１０とでの入力信号を示す。したがって、
前記合算回路１２０の出力側での制御入力は、次の通り
である。 ｕR (k) ＝ｕC R (k) ＋ｕd R (k) ＝ｐ×〔αｕR-1(k)＋βｅR-1(k)＋Ｄ×Ｅ×ｅR (k) 〕 但し、α，βを光学系の特性に合うように適切に調節す
ると、前記低域通過フィルター（ＬＰＦ）１８０のカッ
トオフ周波数に適切になることにより、所望の特性が得
られる。
【００１６】また、前記制御用の補償器１１０は、従来
の制御用の補償器とは異なり、ポールとゼロとがそれぞ
れ１つの相リード形態に前記アクチュエーター６０，光
検出器８０，差動器９０，増幅器１００，補償器１１
０，合算回路１２０および駆動回路１３０につながる閉
ループの安定性が補償されうる。
【００１７】
【発明の効果】前述したように、前記閉ループの安定性
を維持しディスクの揺れによる距離誤差が誤差範囲内に
入るように設計するために、ポールとゼロとがそれぞれ
３個以上ずつ入らなければならない従来のフォーカス装
置の設計の難点が解決できる。また、周辺環境変化によ
りフォーカス感知回路の感度が半分位に小さくなっても
フォーカス制御装置が安定的に動作し、フォーカスエラ
ー信号のオフセット信号を認知して補償可能であるよう
に制御入力を計算するために、オフセットの変化にも安
定的に動作するなど非常に有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ピックアップのフォーカス制御装置を
示したブロック図である。
【図２】図１のａ点で検出される電圧信号に対する距離
誤差を示した波形図である。
【図３】本発明のフォーカス制御装置を示したブロック
図である。
【符号の説明】
１０ レーザーダイオード ２０ 光 ３０ コリメーティングレンズ ４０ ビームスプリッター ５０ 対物レンズ ６０ アクチュエーター ７０ ディスク ８０ 光検出器

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ディスクに光を集束する対物レンズの
    フォーカス制御方法において、 前記光ディスクの反射光から前記対物レンズのフォーカ
    スエラーの程度を示すフォーカスエラー信号を検出する
    段階と、 前記検出されたフォーカスエラー信号を記憶部に貯蔵す
    る段階と、 前記貯蔵された信号と現在の検出されたフォーカスエラ
    ー信号とを合算する段階と、 該合算された信号で対物レンズ用のアクチュエーターを
    駆動する段階とを含むことを特徴とするフォーカス制御
    方法。
  2. 【請求項２】 前記記憶部に貯蔵する段階と前記合算す
    る段階との間に高周波成分の信号を遮断する高周波信号
    濾過段階が備えられることを特徴とする請求項１項記載
    のフォーカス制御方法。
  3. 【請求項３】 前記合算された信号を前記記憶部に再貯
    蔵する段階をさらに備えられることを特徴とする請求項
    １項又は２項記載のフォーカス制御方法。
  4. 【請求項４】 前記合算する段階と前記再貯蔵する段階
    との間に制御入力のアナログ／ディジタル変換時に高周
    波成分を取り除くエーリアシング除去段階が備えられる
    ことを特徴とする請求項１項又は２項のうちいずれか１
    項記載のフォーカス制御方法。
  5. 【請求項５】 光ディスクに光を集束する対物レンズの
    フォーカス制御装置において、 前記光ディスクの反射光から前記対物レンズのフォーカ
    スエラーの程度を示すフォーカスエラー信号を検出する
    光検出手段と、 前記検出されたフォーカスエラー信号を貯蔵および演算
    する制御手段と、 該制御手段に貯蔵された信号と現在の検出されたフォー
    カスエラー信号とを合算する合算手段と、 該合算手段により合算された信号で対物レンズ用のアク
    チュエーターを駆動する駆動手段とが具備されたことを
    特徴とするフォーカス制御装置。
  6. 【請求項６】 前記制御手段の出力端と前記合算手段と
    の間の経路に高周波成分のノイズを除去する低域通過フ
    ィルターが備えられていることを特徴とする請求項５項
    記載のフォーカス制御装置。
  7. 【請求項７】 前記合算手段の出力端と前記制御手段と
    の間にフィードバックループを備えて前記制御手段に補
    正されたフォーカスエラー信号が再貯蔵されることを特
    徴とする請求項５項又は６項記載のフォーカス制御装
    置。
  8. 【請求項８】 前記フィードバックループにアナログ／
    ディジタル変換時に、高周波帯域を取り除くエーリアシ
    ング除去手段が備えられることを特徴とする請求項７項
    記載のフォーカス制御装置。
  9. 【請求項９】 前記検出手段によって新しく印加される
    信号と前記制御手段によって前記合算手段に入力される
    信号とは前記ディスクの回転の整数倍に印加されること
    を特徴とする請求項５項又は６項のうちいずれか１項記
    載のフォーカス制御装置。
JP7101100A 1994-07-28 1995-04-25 フォーカス制御方法および装置 Pending JPH0845090A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR18474/1994 1994-07-28
KR1019940018474A KR0138337B1 (ko) 1994-07-28 1994-07-28 포커스 제어방법 및 장치

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Publication Number Publication Date
JPH0845090A true JPH0845090A (ja) 1996-02-16

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ID=19389168

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JP7101100A Pending JPH0845090A (ja) 1994-07-28 1995-04-25 フォーカス制御方法および装置

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US (1) US5623138A (ja)
JP (1) JPH0845090A (ja)
KR (1) KR0138337B1 (ja)
CN (1) CN1053513C (ja)
DE (1) DE19515206A1 (ja)
GB (1) GB2292033B (ja)

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