JPH1031828A - フォーカスサーボ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーボ系の一巡ループゲインを一定にするこ
とにより、フォーカス引き込みの安定化等を図ることが
できるフォーカスサーボ装置を提供する。 【解決手段】 フォーカス引き込みに先立って、予めＳ
カーブ振幅検出回路７でフォーカスエラー信号ＳからＳ
カーブの振幅を測定し、その測定結果に応じて可変ゲイ
ンアンプ６の利得を変えることにより、フォーカスサー
ボループフィルタ９の入力点でのＳカーブの振幅が一定
になるようにする。このため、フォーカスコイル１２に
三角波電圧を印加して光学ピックアップ３を駆動させて
も、フォーカスエラー信号Ｓは、サーボ系の一巡ループ
ゲインを一定にしたまま、最大電圧（又は最小電圧の絶
対値）に等しい振幅をもち、焦点位置がディスク１面に
近づき電圧が０になったときにフォーカスサーボを掛け
るので、フォーカス引き込みを安定して行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＤ（Compact
Disc）プレーヤ及びＭＤ（Mini Disc）プレーヤ等の光
ディスク記録再生システムに適用されるフォーカスサー
ボ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤプレーヤ及びＭＤプレーヤ等の光デ
ィスク記録再生装置では、ディスクの内周から外周へス
パイラル状に配列されたピットにレーザ光を収束させ、
その反射光を光学ヘッドで検知することによってディジ
タル信号を読み出している。このとき、レーザ光のディ
スク記録面での収束スポットは、１〜２μｍ程度にする
必要があり、ディスクと光学ヘッドとの距離に僅かな誤
差があると、読み取りエラーが発生してしまう。そこ
で、従来より、フォーカスコイルに三角波電圧等を印加
することにより光学系を制御しながら、ディスク表面で
反射された反射光に基づきフォーカスエラー信号を生成
して、フォーカス引き込みを行い、その後フォーカスサ
ーボを掛けるフォーカスサーボ装置が知られている（例
えば、特公平７−１９３８１号）。また、このようなフ
ォーカスサーボ装置のうち、必要があれば、サーボが掛
かった状態でサーボ系に外乱等を注入し、サーボ系の一
巡ループゲインを測定・補償する自動調整を行うものも
知られている（例えば、特開平４−４９５３０号）。こ
れら従来のフォーカスサーボ装置では、フォーカス引き
込み時にフォーカスエラー信号のＳカーブのピーク値を
検出してピーク間のいわゆる引き込み可能範囲を認識す
るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のフォーカスサーボ装置では、レーザダイオード
の光量変化、ディスクの反射率の変化等により、サーボ
系の一巡ループゲインが変化し、Ｓカーブのピーク値が
必ずしも一定しない。このため、ピーク値が検出されな
かったり、検出されても検出レベルが小さいために制御
動作が間に合わず、ピーク検出後のフォーカス引き込み
に失敗してしまうという問題がある。また、フォーカス
引き込みに成功しても、ループ特性が予め設定された特
性と異なると、サーボが安定せず、その後の自動調整時
にサーボが外れてしまうことがある。自動調整時にサー
ボが外れるのを防止するためには、サーボ系の一巡ルー
プゲインの変動を予め見込んでおく必要があることか
ら、注入する外乱を大きくすることができず、ゲインの
測定に時間が掛かってしまったり、補償精度が悪くなる
という問題もある。

【０００４】この発明は、このような問題点に鑑みなさ
れたもので、サーボ系の一巡ループゲインを一定にする
ことにより、フォーカス引き込みの安定化、ゲインの測
定時間の短縮、補償精度の向上、及び自動調整の安定化
を図ることができるフォーカスサーボ装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るフォーカ
スサーボ装置は、光源から照射されディスク表面で反射
された光を受光してフォーカスエラー信号を生成すると
共に、このフォーカスエラー信号に基づいて前記光源か
ら照射される光が前記ディスク表面上に合焦するように
光学系を制御するフォーカスサーボ装置において、フォ
ーカス引き込みに先立って前記フォーカスエラー信号の
Ｓカーブの振幅を測定する振幅検出手段と、この振幅検
出手段の測定結果に応じてサーボ系の一巡ループゲイン
が所定値となるように利得が制御される可変ゲイン手段
とを備え、前記サーボ系の一巡ループゲインが所定値に
調整されたのちにフォーカス引き込み動作をさせるよう
にしたことを特徴とする。

【０００６】この発明に係るフォーカスサーボ装置によ
れば、フォーカス引き込みに先立って、予め振幅検出手
段でフォーカスエラー信号のＳカーブの振幅を測定し、
この測定結果に応じて可変ゲイン手段の利得を変化させ
ることにより、サーボ系の一巡ループゲインが予め定め
た所定値になるようにする。このため、フォーカス引き
込み時のＳカーブのピーク値を常に一定の値とすること
ができ、フォーカス引き込みを安定して行うことができ
る。また、この発明によれば、フォーカスエラー信号の
Ｓカーブのピーク値が一定となることから、ピーク値を
超えない範囲で最適な外乱をサーボ系に注入することが
可能となり、ゲインの測定時間の短縮、補償精度の向
上、及び自動調整の安定化を図ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一
実施例に係るフォーカスサーボ装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【０００８】ディスク１は、ディスクモータ２によって
図中矢印方向に回転駆動されるようになっている。光学
ピックアップ３は、ディスク１に対向配置されている。
光学ピックアップ３から出射されたレーザ光は、微小ス
ポットに絞られてディスク１に入射し、その一部（メイ
ンレーザ光）がフォーカスサーボのために供される。

【０００９】ディスク１から反射されるメインレーザ光
は、光学ヘッド３で電気信号に変換され、フォーカスエ
ラー信号生成回路４に供給されて、ここでフォーカスエ
ラー信号Ｓが生成される。フォーカスエラー信号Ｓは、
加算器５及び可変ゲインアンプ６を介してＳカーブ振幅
検出回路７、合焦点検出回路８及びフォーカスサーボル
ープフィルタ９にそれぞれ供給される。Ｓカーブ振幅検
出回路７は、フォーカス引き込み時にそれに先立ってフ
ォーカスエラー信号ＳのＳカーブの振幅を検出する。合
焦点検出回路８は、フォーカス引き込み時に、フォーカ
スエラー信号Ｓに基づき光学ピックアップ３がディスク
１に対して適正な位置にあることを検出すると、切換信
号を出力し、スイッチ１０をａ側からｂ側に切り換え
る。

【００１０】フォーカスエラー信号Ｓは、フォーカスサ
ーボループフィルタ９で位相補償されたのち、スイッチ
１０及びドライバ１１を介してフォーカスコイル１２を
駆動する信号となる。これにより、フォーカスコイル１
２が光学ピックアップ３をディスク１に対して垂直方向
に駆動する。また、外乱信号発生回路１３は、フォーカ
スサーボ動作の合間に１つ又は２つ以上の周波数の正弦
波、方形波等の外乱信号をフォーカスエラー信号Ｓに加
算器５で加算する。ゲイン調整回路１４は、この加算出
力に基づいて、サーボ系の一巡ループゲインを測定し、
これを自動調整する。

【００１１】図２は、光学ヘッド３及びフォーカスエラ
ー信号生成回路４の要部構成の一例を示すブロック図で
ある。光学ヘッド３は、ディスク１から反射されるメイ
ンレーザ光を検知する４つの光検出器２１，２２，２
３，２４を備えて構成される。各光検出器２１，２２，
２３，２４は、検出した光量に応じた検知信号Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄをフォーカスエラー信号生成回路４に供給する。
フォーカスエラー信号生成回路４は、例えば加算器３
１，３２及び差動増幅器３３を備えて構成される。加算
器３１は、光検出器２１，２３からの検知信号Ａ，Ｃを
加算し、得られた信号（Ａ＋Ｃ）を差動増幅器３３の正
入力端に供給する。また、加算器３２は、光検出器２
２，２４からの検知信号Ｂ，Ｄを加算し、得られた信号
（Ｂ＋Ｄ）を差動増幅器３３の負入力端に供給する。差
動増幅器３３は、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）に基づくフォ
ーカスエラー信号Ｓを生成して出力する。

【００１２】図３は、フォーカスエラー信号Ｓの一例を
示す波形図である。焦点位置が適正でない場合、即ち光
学ピックアップ３がディスク１に対して適正な位置にな
い場合には、メインレーザ光のスポットは、例えば、図
２中のＬ１で示すＡＣ方向に長軸を有した楕円形とな
り、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＝Ｓ＞０となる。また、楕
円形がＢＤ方向に長軸を有するときには、（Ａ＋Ｃ）−
（Ｂ＋Ｄ）＝Ｓ＜０となる。一方、焦点位置が適正であ
る場合、即ち光学ピックアップ３がディスク１に対して
適正な位置にある場合には、メインレーザ光のスポット
は、図２中のＬ２で示す円形となり、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ
＋Ｄ）＝Ｓ＝０となる。

【００１３】次に、このフォーカスサーボ装置の動作を
説明する。フォーカスサーボを掛ける前のフォーカス引
き込み時では、スイッチ１０がａ側に設定され、三角波
発生回路１５からの三角波がドライバ１１を介してフォ
ーカスコイル１２に供給される。これにより、光学ピッ
クアップ３がフォーカスコイル１２によってディスク１
に対して垂直方向に往復駆動される。このとき、フォー
カスエラー信号生成回路４から出力されるフォーカスエ
ラー信号Ｓは、図３のＳカーブ上を往復する信号とな
る。

【００１４】このフォーカスエラー信号Ｓの振幅は、Ｓ
カーブ振幅検出回路７で測定される。Ｓカーブ振幅検出
回路７は、例えば、三角波発生回路１５で三角波電圧が
複数回印加される場合には、予め設定された振幅が得ら
れるまで、測定結果と予め設定された振幅との比較処理
を行い、図３中のＨで示すように、測定結果が大きいと
きには、可変ゲインアンプ６の利得を小さく、図３中の
Ｌで示すように、測定結果が小さいときには、可変ゲイ
ンアンプ６の利得を大きくするように構成すればよい。
この構成では、Ｓカーブ振幅検出回路７に可変ゲインア
ンプ６の出力を供給する必要があるが、測定結果を予め
設定された振幅と比較するので、適正な一巡ループゲイ
ンを得ることができる。

【００１５】サーボ系の一巡ループゲインが適正値に設
定されたら、再度三角波発生回路１５からの三角波をド
ライバ１１を介してフォーカスコイル１２に供給し、従
来と同様のフォーカスサーチを行う。この結果、合焦点
検出回路８により合焦状態が検出されたら、合焦点検出
回路８によってスイッチ１０をｂ側に切り換える。以後
はフォーカスサーボが掛かった状態になる。

【００１６】必要に応じて外乱信号発生回路１３から外
乱信号を加えてゲイン調整する場合には、外乱信号とし
て図３に示した調整後のＳカーブのピーク値の７０％程
度を振幅値を持つ信号を加えることができる。これによ
り、調整速度及び調整精度が向上する。

【００１７】この実施例によれば、フォーカス引き込み
に先立って、予めＳカーブ振幅検出回路７でフォーカス
エラー信号ＳからＳカーブの振幅を測定し、その測定結
果に応じて可変ゲインアンプ６の利得を変えることによ
り、フォーカスサーボループフィルタ９の入力点でのＳ
カーブの振幅が一定になる。このため、フォーカスコイ
ル１２に三角波電圧を印加して光学ピックアップ３を駆
動させても、フォーカスエラー信号Ｓは、サーボ系の一
巡ループゲインを一定にしたまま、最大電圧（又は最小
電圧の絶対値）に等しい振幅をもち、焦点位置がディス
ク１面に近づき電圧が０になったときにフォーカスサー
ボを掛けるので、フォーカス引き込みを安定して行うこ
とができる。また、サーボ系の一巡ループゲインが一定
であるため、最適な外乱をサーボ系に注入することが可
能となり、ゲインの測定時間の短縮、補償精度の向上、
及び自動調整の安定化を図ることもできる。

【００１８】なお、上述した実施例では、サーボ系の一
巡ループを構成するフォーカスサーボループフィルタ９
及びこれを切換出力する合焦点検出回路８の前段に可変
ゲインアンプ６を設け、この後段にＳカーブ振幅検出回
路７を設けて可変ゲインアンプ６の利得を設定値に収束
させるように制御したが、このような制御を行わずに、
三角波発生回路１５で三角波電圧を１回だけ印加して、
ピークホールド機能を持つＳカーブ振幅検出回路７によ
って、Ｓカーブのピーク値を検出し、予め設定された振
幅が得られるように、サーボ系を構成する他の回路の伝
達関数と測定結果とに基づいて可変ゲインアンプ６で設
定すべき利得を算出すると共に、その算出値によって可
変ゲインアンプ６の利得を制御するようにしてもよい。
この場合には、Ｓカーブ振幅検出回路７に可変ゲインア
ンプ６の出力を必ずしも供給する必要はないため、図４
に示すように、可変ゲインアンプ６をフォーカスサーボ
ループフィルタ９の入力点の直前に設けたり、図５に示
すように、可変ゲインアンプ６をＳカーブ振幅検出回路
７の入力点の直後に設けるようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
フォーカス引き込みに先立って、予め振幅検出手段でフ
ォーカスエラー信号のＳカーブの振幅を測定し、この測
定結果に応じて可変ゲイン手段の利得を変化させること
により、フォーカス引き込み時のＳカーブのピーク値を
常に一定の値とすることができ、フォーカス引き込みを
安定して行うことができる。また、この発明によれば、
フォーカスエラー信号のＳカーブのピーク値が一定とな
ることから、ピーク値を超えない範囲で最適な外乱をサ
ーボ系に注入することが可能となり、ゲインの測定時間
の短縮、補償精度の向上、及び自動調整の安定化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係るフォーカスサーボ
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 光学ヘッド及びフォーカスエラー信号生成回
路の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図３】 フォーカスエラー信号の一例を示す波形図で
ある。

【図４】 この発明の他の実施例に係るフォーカスサー
ボ装置の構成を示すブロック図である。

【図５】 この発明の更に他の実施例に係るフォーカス
サーボ装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…ディスク、２…ディスクモータ、３…光学ピックア
ップ、４…フォーカスエラー信号生成回路、５…加算
器、６…可変ゲインアンプ、７…Ｓカーブ振幅検出回
路、８…合焦点検出回路、９…フォーカスサーボループ
フィルタ、１０…スイッチ、１１…ドライバ、１２…フ
ォーカスコイル、１３…外乱信号発生回路、１４…ゲイ
ン調整回路、１５…三角波発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から照射されディスク表面で反射さ
   れた光を受光してフォーカスエラー信号を生成すると共
   に、このフォーカスエラー信号に基づいて前記光源から
   照射される光が前記ディスク表面上に合焦するように光
   学系を制御するフォーカスサーボ装置において、 フォーカス引き込みに先立って前記フォーカスエラー信
   号のＳカーブの振幅を測定する振幅検出手段と、 この振幅検出手段の測定結果に応じてサーボ系の一巡ル
   ープゲインが所定値となるように利得が制御される可変
   ゲイン手段とを備え、 前記サーボ系の一巡ループゲインが所定値に調整された
   のちにフォーカス引き込み動作をさせるようにしたこと
   を特徴とするフォーカスサーボ装置。