JPH1153741A - フォーカスサーボ装置および光学式記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】確実にフォーカスサーボの引き込みを行うこと
ができるフォーカスサーボ装置および光学式記録再生装
置を提供する。 【解決手段】フォーカスエラー信号ＦＥのピーク位置を
検出しセット信号Ｓ１２を出力するピーク検出回路１２
と、フォーカスエラー信号ＦＥのボトム位置を検出しリ
セット信号Ｓ１３を出力するボトム検出回路１３と、セ
ット信号Ｓ１２を受けてカウントを開始して、リセット
信号Ｓ１３を受けてカウント動作を停止することによっ
て、信号ＦＥのピークとボトム間を所定のクロック周波
数でカウントし、その結果を信号Ｓ１４として出力する
カウンタ１４と、信号Ｓ１４を受けて、フォーカスエラ
ー信号のピークとボトムの中間値を求め、起動信号Ｓ１
５として出力する平均化回路１５と、起動信号Ｓ１５を
受けてデジタル信号Ｓ１１を取り込み、サーボループを
クローズさせる入力レジスタ１６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ(Compact Dis
c)プレーヤ等の光学式ディスク装置等に採用されるフォ
ーカスサーボ装置およびそれを用いた磁気記録再生装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学式ディスクプレーヤ、たとえばＣＤ
プレーヤでは、ディスク面に照射されたレーザ光の反射
光をもとに、いわゆるＲＦ信号が生成される。このＲＦ
信号は、ディスク面に照射された光の反射光を、フォト
ディテクタなどの受光素子を介して、反射光の強弱を電
圧に変換することで生成される信号である。ＲＦ信号
は、ディスク面のピットに光が照射されているときは、
反射光が減衰され低いレベルとなり、ピットでない部分
に光が照射されているときは、光の大部分が反射するの
で高いレベルとなる。

【０００３】このＲＦ信号は、ＲＦアンプで生成される
が、ＲＦアンプでは、フォーカスアクチュエータの駆動
に用いられるフォーカスエラー信号ＦＥおよびトラッキ
ングアクチュエータの駆動に用いられるトラッキングエ
ラー信号ＴＥが生成される。そして、これらＲＦ信号、
フォーカスエラー信号ＦＥおよびトラッキングエラー信
号ＴＥはサーボ回路に供給され、これによりフォーカス
アクチュエータおよびトラッキングアクチュエータの駆
動制御が行われる。

【０００４】ところで、ディスク面にレーザ光を照射す
る光ピックアップには、レーザ光をディスクの所望の位
置に収束させるフォーカスレンズが設けられており、サ
ーボ回路には、フォーカスレンズとディスクとを所定の
距離に保持するためにフォーカスサーボのオン・オフを
行うフォーカスサーボ系回路が設けられている。

【０００５】この種のフォーカスサーボ装置としては、
一般的に、特公昭６３−１３２６１号公報に開示されて
いるものが知られている。このフォーカスサーボ装置
は、合焦点位置よりもディスクから離れた点にフォーカ
スレンズが位置した時に発生する、図８に示すようなフ
ォーカスエラー信号ＦＥと同極性でかつ１つの極値の絶
対値よりも小さい絶対値の基準電圧Ｖref とフォーカス
エラー信号ＦＥとを比較し、一の状態から他の状態に、
または、他の状態から一の状態に変化する出力信号を発
生する比較器と、フォーカスレンズがフォーカスエラー
信号ＦＥが１つの極値を示す時の位置よりも合焦点位置
に近づいた位置における比較器の出力信号の変化する点
を検出し、制御信号を出力する検出器と、制御信号に応
じてフォーカスサーボループをクローズするスイッチと
を備えている。

【０００６】このような構成を有するフォーカスサーボ
装置によれば、フォーカスサーボループを起動、すなわ
ちフォーカスサーボをオンする時期が、いわゆるＳ字特
性を有するフォーカスエラー信号ＦＥそのものと比較器
とによって合焦点位置よりもわずかにディスクから離れ
た近傍点が検出されて決定される。このため、ディスク
や受光素子等の影響を抑制してフォーカスサーボに引き
込みを行うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たフォーカスサーボ装置では、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅと基準電圧Ｖref との比較結果に基づき、合焦点位置
近傍点を検出してフォーカスサーボをオンにしているこ
とから、フォーカスエラー信号ＦＥの変動等の影響を受
けて、かならずしもＳ字特性を有するフォーカスエラー
信号ＦＥに追従した合焦点位置近傍点の検出ということ
ができず、また合焦点位置近傍点の検出にバラツキが生
じするおそれがある。その結果、正確にフォーカスサー
ボの引き込みを行うことができるとはいい難い。また、
バラツキを補償するための回路を設けることもできる
が、これでは回路の複雑化、回路規模の増大等の不利益
がある。

【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、回路の複雑化、回路規模の増大
等を招くことなくディスクや受光素子等の影響を受けず
に確実にフォーカスサーボの引き込みを行うことができ
るフォーカスサーボ装置および光学式記録再生装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、光源から照射された光をフォーカスレン
ズを介して記録媒体面に収束させるためのフォーカスサ
ーボ装置であって、上記フォーカスレンズが合焦点位置
にあるときにゼロとなり、上記フォーカスレンズの上記
合焦点位置の前後に位置する時にそれぞれ極性の異なる
信号が発生するとともに、上記極性の異なるそれぞれの
信号が１つの極値を経て上記合焦点位置から離れるにつ
れてゼロに接近する特性を有するフォーカスエラー信号
を発生する手段と、上記フォーカスエラー信号の合焦点
位置を挟んで極性の異なる２つの極値間の時間を計測す
る手段と、上記求められた時間の中間値に基づいてフォ
ーカスサーボループをクローズさせる手段とを有する。

【００１０】また、本発明では、上記２つの極値間の時
間を計測する手段は、２つの極値間を複数の領域に分割
し、合焦点位置を含む領域の計測精度を、他の領域より
高くして時間の計測を行う。

【００１１】また、本発明は、フォーカスレンズを介し
て記録媒体面に照射された光の反射光レベルに応じて得
られたフォーカスエラー信号を、サーボオン状態時にサ
ーボフィルタに入力させて、フォーカスレンズと記録媒
体面とを所定の距離に保持するためのドライブ出力を得
るフォーカスサーボ装置であって、アナログフォーカス
エラー信号をデジタルフォーカスエラー信号に変換する
アナログ／デジタルコンバータと、上記アナログフォー
カスエラー信号を受けて、そのピークを検出しセット信
号を出力するピーク検出回路と、上記アナログフォーカ
スエラー信号を受けて、そのボトムを検出しリセット信
号を出力するピーク検出回路と、ピーク検出回路による
セット信号を受けてカウントを開始して、ボトム検出回
路によるリセット信号を受けてカウント動作を停止する
ことによって、フォーカスエラー信号のピークとボトム
間を所定のクロック周波数でカウントするカウンタと、
上記カウンタのカウント値からフォーカスエラー信号の
ピークとボトムの中間値を求め、起動信号を出力する平
均化回路と、上記起動信号を受けて上記アナログ／デジ
タルコンバータによるデジタルフォーカスエラー信号を
入力して、所定のタイミングで上記サーボフィルタに入
力させる入力レジスタとを有する。

【００１２】また、本発明は、フォーカスレンズを介し
て記録媒体面に照射された光の反射光レベルに応じて得
られたフォーカスエラー信号を、サーボオン状態時にサ
ーボフィルタに入力させて、フォーカスレンズと記録媒
体面とを所定の距離に保持するためのドライブ出力を得
るフォーカスサーボ装置であって、アナログフォーカス
エラー信号をデジタルフォーカスエラー信号に変換する
アナログ／デジタルコンバータと、上記デジタルフォー
カスエラー信号を受けて、そのピークを検出しセット信
号を出力するピーク検出回路と、上記デジタルフォーカ
スエラー信号を受けて、そのボトムを検出しリセット信
号を出力するピーク検出回路と、ピーク検出回路による
セット信号を受けてカウントを開始して、ボトム検出回
路によるリセット信号を受けてカウント動作を停止する
ことによって、フォーカスエラー信号のピークとボトム
間を所定のクロック周波数でカウントするカウンタと、
上記カウンタのカウント値からフォーカスエラー信号の
ピークとボトムの中間値を求め、起動信号を出力する平
均化回路と、上記起動信号を受けて上記アナログ／デジ
タルコンバータによるデジタルフォーカスエラー信号を
入力して、所定のタイミングで上記サーボフィルタに入
力させる入力レジスタとを有する。

【００１３】また、本発明では、上記ピークとボトム間
を複数の領域に分割し、合焦点位置を含む領域のカウン
ト時のクロック周波数を、他の領域より高くして供給す
るクロック供給回路を有する。

【００１４】本発明は、光源から照射された光をフォー
カスレンズを介して記録媒体面に収束させてデータの記
録、再生のうち少なくとも再生動作を行う光学式記録再
生装置であって、上記フォーカスレンズが合焦点位置に
あるときにゼロとなり、上記フォーカスレンズの上記合
焦点位置の前後に位置する時にそれぞれ極性の異なる信
号が発生するとともに、上記極性の異なるそれぞれの信
号が１つの極値を経て上記合焦点位置から離れるにつれ
てゼロに接近する特性を有するフォーカスエラー信号を
発生する手段と、上記フォーカスエラー信号の合焦点位
置を挟んで極性の異なる２つの極値間の時間を計測する
手段と、上記求められた時間の中間値に基づいてフォー
カスサーボループをクローズさせる手段とを有するフォ
ーカスサーボ装置とを備えている。

【００１５】また、本発明は、光源から照射された光を
フォーカスレンズを介して記録媒体面に収束させてデー
タの記録、再生のうち少なくとも再生動作を行う光学式
記録再生装置であって、フォーカスレンズを介して記録
媒体面に照射された光の反射光レベルに応じて上記フォ
ーカスレンズが合焦点位置にあるときにゼロとなり、上
記フォーカスレンズの上記合焦点位置の前後に位置する
時にそれぞれ極性の異なる信号が発生するとともに、上
記極性の異なるそれぞれの信号が１つの極値を経て上記
合焦点位置から離れるにつれてゼロに接近する特性を有
するアナログフォーカスエラー信号を発生するＲＦアン
プと、アナログフォーカスエラー信号をデジタルフォー
カスエラー信号に変換するアナログ／デジタルコンバー
タと、上記アナログフォーカスエラー信号を受けて、そ
のピークを検出しセット信号を出力するピーク検出回路
と、上記アナログフォーカスエラー信号を受けて、その
ボトムを検出しリセット信号を出力するピーク検出回路
と、ピーク検出回路によるセット信号を受けてカウント
を開始して、ボトム検出回路によるリセット信号を受け
てカウント動作を停止することによって、フォーカスエ
ラー信号のピークとボトム間を所定のクロック周波数で
カウントするカウンタと、上記カウンタのカウント値か
らフォーカスエラー信号のピークとボトムの中間値を求
め、起動信号を出力する平均化回路と、上記起動信号を
受けて上記アナログ／デジタルコンバータによるデジタ
ルフォーカスエラー信号を入力して、所定のタイミング
で上記サーボフィルタに入力させる入力レジスタとを有
するサーボ回路とを備えている。

【００１６】また、本発明は、光源から照射された光を
フォーカスレンズを介して記録媒体面に収束させてデー
タの記録、再生のうち少なくとも再生動作を行う光学式
記録再生装置であって、フォーカスレンズを介して記録
媒体面に照射された光の反射光レベルに応じて上記フォ
ーカスレンズが合焦点位置にあるときにゼロとなり、上
記フォーカスレンズの上記合焦点位置の前後に位置する
時にそれぞれ極性の異なる信号が発生するとともに、上
記極性の異なるそれぞれの信号が１つの極値を経て上記
合焦点位置から離れるにつれてゼロに接近する特性を有
するアナログフォーカスエラー信号を発生するＲＦアン
プと、アナログフォーカスエラー信号をデジタルフォー
カスエラー信号に変換するアナログ／デジタルコンバー
タと、上記デジタルフォーカスエラー信号を受けて、そ
のピークを検出しセット信号を出力するピーク検出回路
と、上記デジタルフォーカスエラー信号を受けて、その
ボトムを検出しリセット信号を出力するピーク検出回路
と、ピーク検出回路によるセット信号を受けてカウント
を開始して、ボトム検出回路によるリセット信号を受け
てカウント動作を停止することによって、フォーカスエ
ラー信号のピークとボトム間を所定のクロック周波数で
カウントするカウンタと、上記カウンタのカウント値か
らフォーカスエラー信号のピークとボトムの中間値を求
め、起動信号を出力する平均化回路と、上記起動信号を
受けて上記アナログ／デジタルコンバータによるデジタ
ルフォーカスエラー信号を入力して、所定のタイミング
で上記サーボフィルタに入力させる入力レジスタとを有
するサーボ回路とを備えている。

【００１７】本発明によれば、光源から出射され、フォ
ーカスレンズを介して記録媒体面に照射された光の反射
光レベルに応じて、フォーカスレンズが合焦点位置にあ
るときにゼロとなり、フォーカスレンズの上記合焦点位
置の前後に位置する時にそれぞれ極性の異なる信号が発
生されるとともに、この極性の異なるそれぞれの信号が
１つの極値を経て合焦点位置から離れるにつれてゼロに
接近する特性を有するフォーカスエラー信号が生成され
る。そして、生成されたフォーカスエラー信号の合焦点
位置を挟んで極性の異なる２つの極値間、すなわちピー
クとボトム間の時間が計測され、求められた時間の中間
値に基づいてフォーカスサーボループをクローズされ
る。これにより、フォーカスレンズと記録媒体面とが所
定の距離（合焦点距離）を保持するように調整される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るトラッキン
グサーボ回路が適用される光学式ディスクプレーヤの構
成例を示すシステムブロック図である。

【００１９】図１において、ディスク１の記録情報は、
光ピックアップ２によって読み取られる。光ピックアッ
プ２は、ディスク１に照射する光ビームをディスク面上
に収束させるべくフォーカスレンズ（対物レンズ）をそ
の光軸方向において駆動するフォーカスアクチュエー
タ、ディスク面上に収束された光ビームスポットをディ
スク１の半径方向において移動させるトラッキングアク
チュエータ、ディスク１に照射した３つの光ビームに基
づくディスク面からの反射光ビームを受光する光検出器
等を内蔵し、ディスク１の半径方向に移動可能に設けら
れている。

【００２０】光ピックアップに内蔵の光検出器は、図２
に示すように、３つの光ビームのうち、メインビームに
基づく反射光ビームを受光する一体化された４個のフォ
トダイオードＡ〜Ｄ、およびその両側に２つの光ビーム
に基づく反射光ビームを受光する一対のフォトダイオー
ドＥ，Ｆから構成されている。４個のフォトダイオード
Ａ〜Ｄに各出力および一対のフォトダイオードＥ，Ｆの
各出力はＲＦアンプ３に供給される。

【００２１】ＲＦアンプ３は、４個のフォトダイオード
Ａ〜Ｄの各出力に基づいて、フォーカスアクチュエータ
の駆動に用いられるフォーカスエラー信号ＦＥおよびＲ
Ｆ信号を生成され、一対のフォトダイオードＥ，Ｆの各
出力に基づいてトラッキングアクチュエータの駆動に用
いられるトラッキングエラー信号ＴＥを生成する。そし
て、これらＲＦ信号、フォーカスエラー信号ＦＥおよび
トラッキングエラー信号ＴＥを、デジタルサーボ回路４
に出力する。なお、ＲＦ信号は図示しない再生処理系に
も出力されて、デジタルデータの復調に用いられる。

【００２２】たとえばフォーカスエラー信号ＦＥは、図
７に示すように、フォーカスレンズが合焦点位置にある
ときにゼロとなり、フォーカスレンズの合焦点位置の前
後に位置する時にそれぞれ極性が異なり、極性の異なる
それぞれの信号が１つの極値を経て合焦点位置から離れ
るにつれてゼロに接近する特性を有する。

【００２３】デジタルサーボ回路４は、反射光に基づい
てＲＦアンプ３で生成されるＲＦ信号が一定レベル以上
になったことを示す信号ＦＯＫを生成し、トラッキング
サーボ系およびフォーカスサーボ系に供給する。信号Ｆ
ＯＫは、ＲＦ信号が一定レベル以上になったらハイレベ
ルに設定され、何らかの原因で反射光を得られずＲＦ信
号が一定レベル以下になったらローレベルに設定され
る。フォーカスサーボ系では、信号ＦＯＫはフォーカス
サーチ動作を行うときにディスク面からの反射光がある
程度以上得られていることを確認するために用いられ
る。また、トラッキングサーボ系では、フォトダイオー
ドＥ，Ｆの感度等のアンバランスの補正制御に用いられ
る。具体的には、信号ＦＯＫがローレベルの場合には補
正動作を停止させる。

【００２４】フォーカスサーボ系は、アナログ信号であ
るフォーカスエラー信号ＦＥをデジタル信号に変換し、
かつフォーカスエラー信号ＦＥのピークおよびボトムを
検出してピークとボトム間の時間を計数し、さらにその
平均化を行って平均化の基づくタイミングを合焦点位置
ちして認識して、フォーカスサーボループを起動、すな
わちフォーカスサーボをオンにしてフォーカスアクチュ
エータを駆動し、フォーカス調整を行う。

【００２５】システムコントローラ５は、マイクロプロ
セッサにより構成され、デジタルサーボ回路４の制御
等、システム全体の制御を行う。

【００２６】第１実施形態 図３は、本発明に係る光学式ディスクプレーヤのフォー
カスサーボ回路の第１の実施形態を示すブロック図であ
り、デジタルサーボ回路４の一部分を構成している。す
なわち、フォーカスサーボ回路１０は、Ａ／Ｄコンバー
タ１１、ピーク検出回路１２、ボトム検出回路１３、カ
ウンタ１４、平均化回路１５、入力レジスタ１６、フォ
ーカスサーボフィルタ１７、およびドライブ信号生成回
路１８により構成されている。

【００２７】Ａ／Ｄコンバータ１１は、ＲＦアンプ３か
らのアナログ信号であるフォーカスエラー信号ＦＥをデ
ジタル信号に変換し、信号Ｓ１１として入力レジスタ１
６に出力する。

【００２８】ピーク検出回路１２は、アナログ信号であ
るフォーカスエラー信号ＦＥのピーク位置を検出し、セ
ット信号Ｓ１２をカウンタ１４に出力する。このピーク
検出回路１２は、たとえば図４に示すようにオペアンプ
１２１，１２２、ダイオード１２３、ホールド用キャパ
シタ１２４、および放電用抵抗素子１２５により構成さ
れている。ピーク検出回路１２においては、オペアンプ
１２１の出力からオペアンプ１２２の非反転端子（＋）
に向かって順方向となるようにダイオード１２３が接続
され、ダイオード１２３のカソード側にホールド用キャ
パシタ１２４、および放電用抵抗素子１２５が接続され
ている。

【００２９】ボトム検出回路１３は、アナログ信号であ
るフォーカスエラー信号ＦＥのボトム位置を検出し、リ
セット信号Ｓ１３をカウンタ１４に出力する。このボト
ム検出回路１３は、たとえば図４に示すようにオペアン
プ１３１，１３２、ダイオード１３３、ホールド用キャ
パシタ１３４、および放電用抵抗素子１３５により構成
されている。ボトム検出回路１３においては、オペアン
プ１３１の出力に向かってオペアンプ１３２の非反転端
子（＋）から順方向となるようにダイオード１３３が接
続され、ダイオード１３３のアノード側にホールド用キ
ャパシタ１３４、および放電用抵抗素子１３５が接続さ
れている。

【００３０】カウンタ１４は、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅのピークとボトム間を所定のクロック周波数でカウン
トし、その結果を信号Ｓ１４として平均化回路１５に出
力する。具体的には、カウンタ１４は、ピーク検出回路
１２によるセット信号Ｓ１２を受けてカウントを開始し
て、ボトム検出回路１３によるリセット信号Ｓ１３を受
けてカウント動作を停止する（クリアされる）。カウン
タとしては、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピー
クとボトム値の時間を精度良くカウントできればよい
が、特にＳ字カーブのゼロクロス付近はシャープで時間
間隔が短くカウント誤差が大きくなりやすいことから、
高速でビット数の多いカウンタが望ましい。

【００３１】平均化回路１５は、カウンタ１４による信
号Ｓ１２を受けて、フォーカスエラー信号のＳ字カーブ
のピークとボトムの中間値を求め、起動信号Ｓ１５とし
て入力レジスタ１６に出力する。平均化回路１５として
は、カウント値を１／２にする割算回路やカウント値の
ビットを１ビットずつシフトするシフトレジスタ回路等
により構成される。

【００３２】入力レジスタ１６は、起動信号Ｓ１５が非
アクティブのときはクリア状態に保持され、アクティブ
の起動信号Ｓ１５、すなわち第１の起動信号Ｓ１３また
は第２の起動信号Ｓ１４を受けてクリア端子がオフとな
って動作状態となり、Ａ／Ｄコンバータ１１から出力さ
れた８ビットのデジタル信号Ｓ１１（フォーカスエラー
信号）を取り込み、取り込んだデジタル信号をクロック
に同期してサーボフィルタ１７に出力する。

【００３３】次に、上記構成におけるフォーカスサーボ
系の動作を説明する。光ピックアップ２からフォーカス
レンズを介して出射されたレーザ光は、ディスク１に照
射され、その反射戻り光が光ピックアップ２のフォトデ
ィテクタで受光される。そして、一体化された４個のフ
ォトダイオードＡ〜Ｄの各出力および一対のフォトダイ
オードＥ，Ｆの各出力はＲＦアンプ３に供給される。

【００３４】ＲＦアンプ３においては、４個のフォトダ
イオードＡ〜Ｄの各出力に基づいて、フォーカスアクチ
ュエータの駆動に用いられるフォーカスエラー信号ＦＥ
およびＲＦ信号が生成され、一対のフォトダイオード
Ｅ，Ｆの各出力に基づいてトラッキングアクチュエータ
の駆動に用いられるトラッキングエラー信号ＴＥが生成
される。そして、これらＲＦ信号、フォーカスエラー信
号ＦＥおよびトラッキングエラー信号ＴＥは、デジタル
サーボ回路４に出力される。また、ＲＦ信号は図示しな
い再生処理系にも出力されて、デジタルデータの復調に
用いられる。

【００３５】デジタルサーボ回路４においては、入力レ
ジスタ１６はクリア状態にある。そして、アナログ信号
であるフォーカスエラー信号ＦＥがＡ／Ｄコンバータ１
１に入力され、ここでデジタル信号Ｓ１１に変換されて
入力レジスタ１６に出力される。また、アナログのフォ
ーカスエラー信号ＦＥはピーク検出回路１２およびボト
ム検出回路１３に入力される。

【００３６】ピーク検出回路１２では、アナログ信号で
あるフォーカスエラー信号ＦＥのピークが検出されセッ
ト信号Ｓ１２としえカウンタ１４に出力される。また、
ボトム検出回路１３では、アナログ信号であるフォーカ
スエラー信号ＦＥのボトムが検出されリセット信号Ｓ１
３としてカウンタ１４に出力される。

【００３７】カウンタ１４においては、ピーク検出回路
１２によるセット信号Ｓ１２を受けてカウントが開始さ
れ、フォーカスエラー信号ＦＥのピークとボトム間を所
定のクロック周波数でカウントされ、ボトム検出回路１
３によるリセット信号Ｓ１３を受けてカウント動作が停
止される。そして、カウント結果が信号Ｓ１４として平
均化回路１５に出力される。

【００３８】平均化回路１５では、カウンタ１４による
信号Ｓ１４を受けて、フォーカスエラー信号のＳ字カー
ブのピークとボトムの中間値が求めれ、起動信号Ｓ１５
として入力レジスタ１６に出力される。

【００３９】入力レジスタ１６では、起動信号Ｓ１５を
受けたとき、合焦点位置になったとしてＡ／Ｄコンバー
タ１１から出力された８ビットのデジタル信号Ｓ１１
（フォーカスエラー信号）の取り込みが行われる。そし
て、取り込んだデジタル信号がクロックに同期してサー
ボフィルタ１７に出力され、さらにサーボフィルタ１５
の出力信号に基づいてドライブ信号生成回路１８でドラ
イブ出力が得られる。これによりフォーカスアクチュエ
ータの駆動制御が行われ、フォーカスレンズの位置が合
焦点位置に調整される。

【００４０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、アナログ信号であるフォーカスエラー信号ＦＥのピ
ーク位置を検出し、セット信号Ｓ１２をカウンタ１４に
出力するピーク検出回路１２と、アナログ信号であるフ
ォーカスエラー信号ＦＥのボトム位置を検出し、リセッ
ト信号Ｓ１３をカウンタ１４に出力するボトム検出回路
１３と、ピーク検出回路１２によるセット信号Ｓ１２を
受けてカウントを開始して、ボトム検出回路１３による
リセット信号Ｓ１３を受けてカウント動作を停止するこ
とによって、フォーカスエラー信号ＦＥのピークとボト
ム間を所定のクロック周波数でカウントし、その結果を
信号Ｓ１４として平均化回路１５に出力するカウンタ１
４と、カウンタ１４による信号Ｓ１４を受けて、フォー
カスエラー信号のＳ字カーブのピークとボトムの中間値
を求め、起動信号Ｓ１５として入力レジスタ１６に出力
する平均化回路１５と、起動信号Ｓ１５が非アクティブ
のときはクリア状態に保持され、起動信号Ｓ１５を受け
てクリア端子がオフとなって動作状態となり、Ａ／Ｄコ
ンバータ１１から出力された８ビットのデジタル信号Ｓ
１１（フォーカスエラー信号）を取り込み、取り込んだ
デジタル信号をクロックに同期してサーボフィルタ１７
に出力する入力レジスタ１６を設けたので、合焦点位置
に達したときに、フォーカスサーボがオンとなるように
制御される。そして、基準電圧との比較ではなくＳ字特
性を持つフォーカスエラー信号のピークとボトム間の時
間を平均化して合焦点位置を検出してフォーカスサーボ
をオンにしていることから、フォーカスエラー信号ＦＥ
の変動等の影響を受けず、フォーカスエラー信号ＦＥに
追従した合焦点位置の検出をバラツキなく行うことでき
る。その結果、ディスクや受光素子等の影響を受けずに
正確にフォーカスサーボの引き込みを行うことができ、
また、回路の簡単化、回路規模の縮小を図れる利点があ
る。

【００４１】第２実施形態 図５は、本発明に係る光学式ディスクプレーヤのフォー
カスサーボ回路の第２の実施形態を示すブロック図であ
り、デジタルサーボ回路４の一部分を構成している。

【００４２】第２の実施形態が上述した第１の実施形態
と異なる点は、フォーカスエラー信号ＦＥのピークおよ
びボトム検出をアナログ信号で行うのではなく、Ａ／Ｄ
コンバータ１１の出力デジタル信号Ｓ１１に基づいて行
うようにしたことにある。

【００４３】この構成においては、少なくとも、カウン
タ１４、入力レジスタ１６、ピーク検出回路１８および
ボトム検出回路１９にはシステムクロックＣＬＫが供給
される。その他の構成は、上述した第１の実施形態と同
様であり、本第２の実施形態においても上述した第１の
実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

【００４４】第３実施形態 図６は、本発明に係る光学式ディスクプレーヤのフォー
カスサーボ回路の第３の実施形態を示すブロック図であ
り、デジタルサーボ回路４の一部分を構成している。

【００４５】第３の実施形態が上述した第２の実施形態
と異なる点は、カウンタ１４のカウントの精度に重み付
けして行うようにしたことにある。具体的には、フォー
カスエラー信号ＦＥのピークとボトム間を複数の領域、
たとえば図７に示すように、、、の３つの領域に
分け、合焦点位置を含むその近傍領域のカウントを行
うときにはその精度をおよび領域の精度より高くし
て、合焦点位置をより正確に求めるようにしたことにあ
る。

【００４６】本第３の実施形態では、図６に示すよう
に、カウンタ１４へのシステムクロックＣＬＫの入力側
にフリップフロップ２１，２２およびスイッチ回路２３
からなるクロック供給回路を設けて、および領域の
カウントは、直列接続されたフリップフロップ２１，２
２で基準クロックＣＬＫＢを４分周したクロックに基づ
いてカウントさせ、合焦点位置を含むその近傍領域の
カウントを行うときには基準クロックＣＬＫＢに基づい
てカウントさせるように構成している。

【００４７】このような構成においては、フォーカスエ
ラー信号ＦＥの正のピーク値がピーク検出回路１９で検
出され、カウンタ１４にセット信号Ｓ１９が出力され
る。これにより、カウンタ１４のカウントが開始され
る。このとき、図７に示す領域であり、基準クロック
ＣＬＫＢをフリップフロップ２１，２２で４分周したク
ロックでカウント動作が行われる。次に、合焦点位置を
含むその近傍領域になり、このときは、基準クロック
ＣＬＫＢに基づいて領域の場合より高精度でカウント
される。具体的には、領域の場合の４倍の速さをもっ
てカウントが行われる。続いて、領域となり、再び基
準クロックＣＬＫＢをフリップフロップ２１，２２で４
分周したクロックでカウント動作が行われる。

【００４８】そして、フォーカスエラー信号ＦＥのボト
ム値がボトム検出回路２０で検出され、カウンタ１４
は、リセット信号Ｓ２０を受けてカウント動作が停止さ
れ、カウント結果は信号Ｓ１４として平均化回路１５に
出力される。

【００４９】平均化回路１５では、カウンタ１４による
信号Ｓ１２を受けて、フォーカスエラー信号のＳ字カー
ブのピークとボトムの中間値が求めれ、起動信号Ｓ１５
として入力レジスタ１６に出力される。

【００５０】入力レジスタ１６では、起動信号Ｓ１５を
受けたとき、合焦点位置になったとしてＡ／Ｄコンバー
タ１１から出力された８ビットのデジタル信号Ｓ１１
（フォーカスエラー信号）の取り込みが行われる。そし
て、取り込んだデジタル信号がクロックに同期してサー
ボフィルタ１７に出力され、さらにサーボフィルタ１７
の出力信号に基づいてドライブ信号生成回路１８でドラ
イブ出力が得られる。これによりフォーカスアクチュエ
ータの駆動制御が行われ、フォーカスレンズの位置が合
焦点位置に調整される。

【００５１】ここで、上述した重み付けを行うカウント
動作の精度について考察する。フォーカスエラー信号Ｆ
ＥのＳ字カーブの全体の時間をＴとし、（Ｔ）＝
（Ｔ）＝Ｔ／４、（Ｔ）＝Ｔ／２とすると、重み付け
を行わない場合には、次式のように表すことができる。

【００５２】

【数１】 ＋＋＝Ｔ／４＋Ｔ／２＋Ｔ／４＝Ｔ …（１）

【００５３】これに対して重み付けを行う場合には、分
周比をＮとして次式のように表すことができる。

【００５４】

【数２】 ／Ｎ＋＋／Ｎ＝Ｔ／４Ｎ＋Ｔ／２＋Ｔ／４Ｎ ＝Ｔ／２・（１＋１／Ｎ） …（２）

【００５５】ここで、Ｎ＝４とすると上記（２）式は次
のようになる。

【００５６】

【数３】 Ｔ／２・（１＋１／４）＝Ｔ／２×・５／４＝５Ｔ／８ …（３）

【００５７】すなわち、重み付けを行わない場合にはＴ
／２の精度であるのに対して、重み付けを行う場合には
５Ｔ／１６でゼロクロス点（合焦点位置）を特定でき
る。

【００５８】以上のように、本第３の実施形態によれ
ば、上述した第１の実施形態の効果に加えて、さらに精
度高くフォーカスサーボの引き込みを行うことができる
利点がある。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ディスクや受光素子等の影響を受けずに確実にフォーカ
スサーボの引き込みを行うことができる利点がある。ま
た、回路の簡単化、回路規模の縮小を図れる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフォーカスサーボ装置が適用され
る光学式ディスクプレーヤの構成例を示すシステムブロ
ック図である。

【図２】図１の光ピックアップ内のフォトダイオードの
配置図である。

【図３】本発明に係る光学式ディスクプレーヤのフォー
カスサーボ回路の第１の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明に係るピーク検出回路およびボトム検出
回路の構成例を示す回路図である。

【図５】本発明に係る光学式ディスクプレーヤのフォー
カスサーボ回路の第２の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明に係る光学式ディスクプレーヤのフォー
カスサーボ回路の第３の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図７】本発明に係る重み付けを行うカウント動作につ
いて説明するための図である。

【図８】フォーカスエラー信号を説明するための波形図
である。

【符号の説明】

１…ディスク、２…光ピックアップ、３…ＲＦアンプ、
４…デジタルサーボ回路、５…システムコントローラ、
１０…フォーカスサーボ回路、１１…Ａ／Ｄコンバー
タ、１２，１９…ピーク検出回路、１３，２０…ボトム
検出回路、１４…カウンタ、１５…平均化回路、１６…
入力レジスタ、１７…サーボフィルタ、１８…ドライブ
信号生成回路、２１，２２…フリップフロップ、２３…
スイッチ回路。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から照射された光をフォーカスレン
   ズを介して記録媒体面に収束させるためのフォーカスサ
   ーボ装置であって、 上記フォーカスレンズが合焦点位置にあるときにゼロと
   なり、上記フォーカスレンズの上記合焦点位置の前後に
   位置する時にそれぞれ極性の異なる信号が発生するとと
   もに、上記極性の異なるそれぞれの信号が１つの極値を
   経て上記合焦点位置から離れるにつれてゼロに接近する
   特性を有するフォーカスエラー信号を発生する手段と、 上記フォーカスエラー信号の合焦点位置を挟んで極性の
   異なる２つの極値間の時間を計測する手段と、 上記求められた時間の中間値に基づいてフォーカスサー
   ボループをクローズさせる手段とを有するフォーカスサ
   ーボ装置。
2. 【請求項２】 上記２つの極値間の時間を計測する手段
   は、２つの極値間を複数の領域に分割し、合焦点位置を
   含む領域の計測精度を、他の領域より高くして時間の計
   測を行う請求項１記載のフォーカスサーボ装置。
3. 【請求項３】 フォーカスレンズを介して記録媒体面に
   照射された光の反射光レベルに応じて得られたフォーカ
   スエラー信号を、サーボオン状態時にサーボフィルタに
   入力させて、フォーカスレンズと記録媒体面とを所定の
   距離に保持するためのドライブ出力を得るフォーカスサ
   ーボ装置であって、 アナログフォーカスエラー信号をデジタルフォーカスエ
   ラー信号に変換するアナログ／デジタルコンバータと、 上記アナログフォーカスエラー信号を受けて、そのピー
   クを検出しセット信号を出力するピーク検出回路と、 上記アナログフォーカスエラー信号を受けて、そのボト
   ムを検出しリセット信号を出力するピーク検出回路と、 ピーク検出回路によるセット信号を受けてカウントを開
   始して、ボトム検出回路によるリセット信号を受けてカ
   ウント動作を停止することによって、フォーカスエラー
   信号のピークとボトム間を所定のクロック周波数でカウ
   ントするカウンタと、 上記カウンタのカウント値からフォーカスエラー信号の
   ピークとボトムの中間値を求め、起動信号を出力する平
   均化回路と、 上記起動信号を受けて上記アナログ／デジタルコンバー
   タによるデジタルフォーカスエラー信号を入力して、所
   定のタイミングで上記サーボフィルタに入力させる入力
   レジスタとを有するフォーカスサーボ装置。
4. 【請求項４】 上記ピークとボトム間を複数の領域に分
   割し、合焦点位置を含む領域のカウント時のクロック周
   波数を、他の領域より高くして供給するクロック供給回
   路を有する請求項３記載のフォーカスサーボ装置。
5. 【請求項５】 フォーカスレンズを介して記録媒体面に
   照射された光の反射光レベルに応じて得られたフォーカ
   スエラー信号を、サーボオン状態時にサーボフィルタに
   入力させて、フォーカスレンズと記録媒体面とを所定の
   距離に保持するためのドライブ出力を得るフォーカスサ
   ーボ装置であって、 アナログフォーカスエラー信号をデジタルフォーカスエ
   ラー信号に変換するアナログ／デジタルコンバータと、 上記デジタルフォーカスエラー信号を受けて、そのピー
   クを検出しセット信号を出力するピーク検出回路と、 上記デジタルフォーカスエラー信号を受けて、そのボト
   ムを検出しリセット信号を出力するピーク検出回路と、 ピーク検出回路によるセット信号を受けてカウントを開
   始して、ボトム検出回路によるリセット信号を受けてカ
   ウント動作を停止することによって、フォーカスエラー
   信号のピークとボトム間を所定のクロック周波数でカウ
   ントするカウンタと、 上記カウンタのカウント値からフォーカスエラー信号の
   ピークとボトムの中間値を求め、起動信号を出力する平
   均化回路と、 上記起動信号を受けて上記アナログ／デジタルコンバー
   タによるデジタルフォーカスエラー信号を入力して、所
   定のタイミングで上記サーボフィルタに入力させる入力
   レジスタとを有するフォーカスサーボ装置。
6. 【請求項６】 上記ピークとボトム間を複数の領域に分
   割し、合焦点位置を含む領域のカウント時のクロック周
   波数を、他の領域より高くして供給するクロック供給回
   路を有する請求項５記載のフォーカスサーボ装置。
7. 【請求項７】 光源から照射された光をフォーカスレン
   ズを介して記録媒体面に収束させてデータの記録、再生
   のうち少なくとも再生動作を行う光学式記録再生装置で
   あって、 上記フォーカスレンズが合焦点位置にあるときにゼロと
   なり、上記フォーカスレンズの上記合焦点位置の前後に
   位置する時にそれぞれ極性の異なる信号が発生するとと
   もに、上記極性の異なるそれぞれの信号が１つの極値を
   経て上記合焦点位置から離れるにつれてゼロに接近する
   特性を有するフォーカスエラー信号を発生する手段と、
   上記フォーカスエラー信号の合焦点位置を挟んで極性の
   異なる２つの極値間の時間を計測する手段と、上記求め
   られた時間の中間値に基づいてフォーカスサーボループ
   をクローズさせる手段とを有するフォーカスサーボ装置
   を備えた光学式記録再生装置。
8. 【請求項８】 光源から照射された光をフォーカスレン
   ズを介して記録媒体面に収束させてデータの記録、再生
   のうち少なくとも再生動作を行う光学式記録再生装置で
   あって、 フォーカスレンズを介して記録媒体面に照射された光の
   反射光レベルに応じて上記フォーカスレンズが合焦点位
   置にあるときにゼロとなり、上記フォーカスレンズの上
   記合焦点位置の前後に位置する時にそれぞれ極性の異な
   る信号が発生するとともに、上記極性の異なるそれぞれ
   の信号が１つの極値を経て上記合焦点位置から離れるに
   つれてゼロに接近する特性を有するアナログフォーカス
   エラー信号を発生するＲＦアンプと、 アナログフォーカスエラー信号をデジタルフォーカスエ
   ラー信号に変換するアナログ／デジタルコンバータと、
   上記アナログフォーカスエラー信号を受けて、そのピー
   クを検出しセット信号を出力するピーク検出回路と、上
   記アナログフォーカスエラー信号を受けて、そのボトム
   を検出しリセット信号を出力するピーク検出回路と、ピ
   ーク検出回路によるセット信号を受けてカウントを開始
   して、ボトム検出回路によるリセット信号を受けてカウ
   ント動作を停止することによって、フォーカスエラー信
   号のピークとボトム間を所定のクロック周波数でカウン
   トするカウンタと、上記カウンタのカウント値からフォ
   ーカスエラー信号のピークとボトムの中間値を求め、起
   動信号を出力する平均化回路と、上記起動信号を受けて
   上記アナログ／デジタルコンバータによるデジタルフォ
   ーカスエラー信号を入力して、所定のタイミングで上記
   サーボフィルタに入力させる入力レジスタとを有するサ
   ーボ回路とを備えた光学式記録再生装置。
9. 【請求項９】 光源から照射された光をフォーカスレン
   ズを介して記録媒体面に収束させてデータの記録、再生
   のうち少なくとも再生動作を行う光学式記録再生装置で
   あって、 フォーカスレンズを介して記録媒体面に照射された光の
   反射光レベルに応じて上記フォーカスレンズが合焦点位
   置にあるときにゼロとなり、上記フォーカスレンズの上
   記合焦点位置の前後に位置する時にそれぞれ極性の異な
   る信号が発生するとともに、上記極性の異なるそれぞれ
   の信号が１つの極値を経て上記合焦点位置から離れるに
   つれてゼロに接近する特性を有するアナログフォーカス
   エラー信号を発生するＲＦアンプと、 アナログフォーカスエラー信号をデジタルフォーカスエ
   ラー信号に変換するアナログ／デジタルコンバータと、
   上記デジタルフォーカスエラー信号を受けて、そのピー
   クを検出しセット信号を出力するピーク検出回路と、上
   記デジタルフォーカスエラー信号を受けて、そのボトム
   を検出しリセット信号を出力するピーク検出回路と、ピ
   ーク検出回路によるセット信号を受けてカウントを開始
   して、ボトム検出回路によるリセット信号を受けてカウ
   ント動作を停止することによって、フォーカスエラー信
   号のピークとボトム間を所定のクロック周波数でカウン
   トするカウンタと、上記カウンタのカウント値からフォ
   ーカスエラー信号のピークとボトムの中間値を求め、起
   動信号を出力する平均化回路と、上記起動信号を受けて
   上記アナログ／デジタルコンバータによるデジタルフォ
   ーカスエラー信号を入力して、所定のタイミングで上記
   サーボフィルタに入力させる入力レジスタとを有するサ
   ーボ回路とを備えた光学式記録再生装置。