JPS5919246A - 光学式情報読取装置におけるフオ−カスサ−ボ引込装置 - Google Patents

光学式情報読取装置におけるフオ−カスサ−ボ引込装置

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JPS5919246A
JPS5919246A JP12913882A JP12913882A JPS5919246A JP S5919246 A JPS5919246 A JP S5919246A JP 12913882 A JP12913882 A JP 12913882A JP 12913882 A JP12913882 A JP 12913882A JP S5919246 A JPS5919246 A JP S5919246A
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focus
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point
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Ryuichi Naito
隆一 内藤
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Pioneer Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0945Methods for initialising servos, start-up sequences

Landscapes

  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

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】 本発明は光学式情報読取装置におけるフォーカスサーボ
引込装置に関するものである。
従来この種の装置として第1図に示すものがあった。第
1図において、1はピックアップスポット光の収束状態
すなわち対物レンズと情報記録面との正規距離に対する
ずれ量およびその方向を検出しフォーカスエラー信号(
a)を出力するフォーカスエラー検出手段、2は該正規
距離においてフォーカスエラー信号(a)が零となるよ
うに調整するための目標値調整ボIJ、−ム、3は常に
一定のサーボ特性が得られるように一巡ループゲインの
バラツキを補正するためのゲイン調整ボIJ、−ム、4
はサーボループを開閉するためのループスイッチ、5は
フォーカスエラー信号(a)の位相補償をなす位相補償
回路、6は合焦点検出の基準となる基準電圧Vrefと
フォーカスエラー信号aを比較するコンパレータ、7は
初期状態ではループスイッチ4をオフ(開)としかつフ
ォーカスアクチーエータ10を起動するための起動信号
を発生し、さらにコンパレータ6の出力に応答してルー
プスイッチ4をオン(閉)としてフォーカスサーボを開
始させるべく制御する引込制御回路、8はフォーカスエ
ラー信号(a)および該起動信号を2つの入力とする加
算回路、9はこの加算回路8の出力に応じてフォーカス
アクチーエータ10を駆動するドライブ回路である。
フォーカスエラー検出手段1から出力されるフォーカス
エラー信号(a)は、公知である非点収差法の場合第2
図に示す如き波形となり、公知である臨界角法の場合第
3図に示す如き波形となる。いずれの場合も合焦点にお
いてフォーカスエラーは理論上は零であり、また合焦点
から著しく離れたところでは零に収束する。なお、臨界
角法では合焦点以外にも零レベルを横切る点がある。基
準電圧Vrefは非点収差法の場合は第2図のように、
寸た臨界角法の場合は第3図のように設定されている。
そしてフォーカスエラー信号(a)はコンパレータ6に
おいて上記基準電圧Vrefと直接比較される。
情報読取動作開始前においては対物レンズはディスク記
録面に対して最も離間して置かれているのが一般的であ
り、かかる初期状態においてフォーカスサーボループを
オン(閉)としてサーボをかけると、スポット光は記録
面に収束しておらずいわゆる焦点ボケの状態にあるから
、記録面を経た光に基づいてフォーカスエラー信号を得
ることはできす、よってサーボ動作は不可能である。そ
のため、初期状態ではフォーカスサーボループをオフ(
開)状態にしておき、引込制御回路7がら起動信号を発
生してフォーカスアクチーエータ1゜を・駆動し、前記
正規距離の近傍まで対物レンズを移動した後にループを
オンとすることによりフォーカスサーボを動作せしめる
いわゆるサーボ動作の引き込みを行うよう構成されてい
る。
非点収差法の場合、サーボ引き込みは以下のよ、うに行
う。すなわち、引込制御回路7は初期状態ではループス
イッチ4をオフ(開)するように制御しており、よって
位相補償回路5の出力すなわち加算回路8の入力は零ボ
ルトである。次に引込制御回路7は対物レンズをディス
クから著しく離れたところから徐々に近づけていって合
焦点を横切るように作用する波形の起動信号を加算回路
8およびドライブ回路9を通してフォーカスアクチーエ
ータ10に印加する。よってフォーカスエラー信号(a
)は第2図に示す曲線上を(b)点から(c)点に向っ
て変化していくので、合焦点を僅かにすぎたところで基
準電圧Vrefを横切る。よってコンパレータ6の出力
レベルが反転し、それに応答して引込制御回路7はルー
プスイッチ4をオン(閉)に切替えるとともに加算回路
8に出力していた起動信号を零とし、引き込みを完了す
る。
臨界角法の場合の引き込みについては、本願出願人によ
る実願昭56−197695号で開示したように、次の
ようになされる。すなわち、引込制御回路7は初期状態
ではループスイッチ4をオフとするように制御しており
、よって位相補償回路5の出力すなわち加算回路80入
力は零ボルトである。次に引込制御回路7は対物レンズ
をディスクから著しく離れたところからいったんディス
クに著しく近いところまで移動させ、その後再び対物レ
ンズがディスクから遠ざかるように作用する波形の起動
信号を加算回路8およびドライブ回路9を通してフォー
カスアクチーエータ10に印加する。よってフォーカス
エラー信号(a)は第3図に示す曲線上をいったん(d
)点から(e)点へ向って変化し、その後(e)点から
(d)点に向って変化していく。そして引込制御回路7
は(e)点から(d)点への変化の際にのみコンパレー
タ6の出力レベルの反転に応答し、(f)点ではなく真
の合焦点近傍においJのみループスイッチ4をオンに切
替えるとともに、加算回路8に出力していた起動信号を
零とし、引き込みを完了する。なお、非点収差法、臨界
角法のいずれもループスイッチ4をオンに切替えるとき
同時に加算回路8に出力していた起動信号を零とすると
説明したが、零としなくてもそれがサーボ動作に影響を
与えない程度の外乱とみなせる値であれば必ずしも零と
しなくても良い。
ここで、非点収差法の場合でも臨界角法の場合でも、フ
ォーカスエラー信号(a)は精度良く仕上げられた光学
部品を精密に調整してはじめて第2図や第3図に示した
理論上の特性が得られるのであるが、部品精度や調整精
度にはおのずと限界があり、むやみにそれら精度をあげ
ようとすると非常に高価な光学部品が必要となり、また
調整工数も増加し、民生用に安価な機器を製造する上で
の大きな障害となってしまう。
とくにバラツキが生じやすいのは目標値すれと検出ゲイ
ンである。第2図および第3図とも合焦点近傍の形状は
ほぼ同様であるので、その付近の拡大図をともに第4図
に示す。目標値すれとは、光学系でつくられる真の合焦
点からある距離だけ離れたところでフォーカスエラー信
号(a)が零となり、真の合焦点においては零とならな
いことであり、第4図における2が目標値ずれの距離で
ある。
なお、フォーカスエラー信号(a)が零となるのは第4
図のように真の合焦点よりも遠い側とは限らない。!、
た検出ゲインのバラツキとは、合焦点近傍において単位
距離のずれに対してのフォーカスエラー信号(a)の変
位量がバラつくことであり、第4図における直線(合焦
点近傍ではほぼ直線とみなせる)の傾きのバラツキのこ
とである。
対物レンズが真の合焦点にあるときは対物レンズを動か
す必要はないのであるから、フォーカスアクチーエータ
10には駆動信号が印加されてはならない。すなわち、
真の合焦点においてはフォーカスエラー検出手段1の出
力であるフォーカスエラー信号(a)は零である必要が
ある。い寸フォーカスエラー検出手段lによって発生す
る目標値ずれの絶対値が最大でも℃であるとし、−また
検出ゲインは最大でもX(第4図のXの場合)、最小で
もy(第4図のYの場合)の範囲内であるとする。
真の合焦点においてフォーカスエラー信号(a)を零と
するためにはフォーカスエラー検出手段1の中で光量を
電気信号に変換した後に電気的にオフセットを加えるの
であるが、そのオフセット量は目標値調整ボリューム2
によって調整される。よって第4図におけるXの場合、
加えられるオフセットはp = x X B、であシ、
その結果XはX′となる。
またYの場合はq=yXnであり、その結果YはY′と
なる。このように補正されたフォーカスエラー信号(a
)を非点収差法と臨界角法についてそれぞれ第5図と第
6図に示す。各図において実線が補正前を示し、一点鎖
線が補正後を示す。
非点収差法において、第5図のように補正前に真の合焦
点におけるフォーカスエラー信号(a)が負の場合、正
のオフセットを加えることになるが、ぞのオフセットの
最大値はp = x ×flである。よって合焦点より
著しく遠い点の電位は最大で±(x X n )となる
。もし基準電圧Vrefがこの値より小さいと、引き込
み時に対物レンズを押し出していく過程において真の合
焦点よりもずっと以前にフォーカスエラー信号(a)は
基準電圧Vrefを横切るので合焦点近傍を正確に検出
することができない。よって基準電圧Vrefは(zX
n)よりも高い電位である必要がある。
臨界角法においても、第6図のように補正前に真の合焦
点におけるフォーカスエラー信号(a)が正の場合、補
正後は合焦点より著しく近い点の電位は最大で−(zX
R)となる。よって対物レンズをいったんディスク記録
面に近づけた後遠ざけていく間に真の合焦点よりもずっ
と以前にフォーカスエラー信号(a)が基準電圧Vre
fを横切らないようにするためには、基準電圧Vref
は絶対値が(+、X℃)よりも大きい負の電位である必
要がある。
なお、フォーカスエラー信号(a)が基準電圧Vref
をどちら向きに横切るかによって真の合焦点であるか否
かを判断することは非常に困難である。なぜならば、デ
ィスク反射面(記録面)はピックアップから見て必ずし
も静止しているわけではなく、外部から加わる振動やソ
リ等によってかなり速い速度で動いているので、フォー
カスエラー信号(a)が基準電圧Vrefを横切る方向
によって弁別しようとすると、引き込み時の対物レンズ
の移動速度を必ずその速度よりも太きくしなければなら
ず、そうすると安定な引き込みに支障を来すからである
よって非点収差法においても臨界角法においても基準電
圧Vrefの絶対値はzxAよりも大きい必要がある。
このように基準電圧Vrefを第4図のX′のように検
出感度が最大にバラついている場合を基準にして決定す
る必要があるが、その場合の基準電圧Vrefの絶対値
すなわちπ×2は逆に感度が最小にバラついているY′
の場合においては真の合焦点からは(z/y)xx  
だけ離れた点のフォーカスエラー信号に相当する。
ここで具体的な数値例をもとにその値を求めてみると、
目標値ずれ℃の最大値が2μmで最大検出感度Xと最小
検出感度yのひらきが4倍あるとすれば、最大感度の場
合には合焦位置から少くとも2μm離れた点を検出する
ことになるが、最小感度の場合は少くとも8Iim は
離れた点を検出することになる。このように真の合焦位
置から8μmも離れた領域ではフォーカスエラー信号(
a)はもはや直線とはならず一般的に傾きは小さくなっ
ているので、」二記の計算では直線と仮定して81Jm
 となったが、実際には10〜20μmも離れた点とな
る。よってそのように真の合焦位置からかなり離れた点
を検出してループを閉とした場合、必ずしも安定に引き
込みが行われなくなり、信頼性の低下をもたらすことに
なる。
そこで、本発明は安定に合焦点の近傍を検出することで
フォーカスサーボの引き込みの信頼度を向上せしめた光
学式情報読取装置におけるフォーカスサーボ引込装置を
提供することを目的とする。
本発明による光学式情報読取装置におけるフォーカスサ
ーボ引込装置は、フォーカスサーボループ内に設けられ
てこのループのゲイ1ンを調整するゲイン調整手段を経
たフォーカスエラー信号の信号レベルと所定基準レベル
とを比較し、この比較出力に基づいてサーボルーズをオ
ン・オフ制御する構成となっている。
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第7図は本発明の一実施例を示すブロック図である。本
実施例においては、コンパレータ6の比較入力をフォー
カスエラー検出手段1の出力であるフォーカスエラー信
号(a)ではなく、ゲイン調整ボIJ、−ム3を経たフ
ォーカスエラー信号(3勺とした構成となっており、そ
れ以外の構成は第1図の従来例と全く同じであり、同一
部分は同ニ符号により示されている。
次に本発明の作用について説明する。ゲイン調整ボリュ
ーム3は一巡ループゲインのバラツキを補正して常に一
定のサーボ特性を得るためのものである。−巡ループゲ
インのバラツキには抵抗値のバラツキ等によって生ずる
回路ゲインのパラツギやフォーカスアクチーエータ10
の感度バラツキ等も合剤れるが、最も支配的なものはフ
ォーカスエラー検出手段1の感度バラツキである。よっ
ていま他のバラツキを無視して考えると、−巡ループゲ
インを調整するということは、フォーカスエラー検出手
段1の感度バラツキを調整するということにほかならな
い。従ってゲイン調整がなされた後のフォーカスエラー
信号(a’)は、フォーカスエラー検出手段1の検出感
度が最大の場合すなわち第4図のX′の場合はゲイン調
整水IJ 、−ム3により減衰されてY′に一致し、検
出感度が最小のY′の場合は減衰されずY′のま捷であ
る。よって第5図および第6図における合焦点から著し
く離れた点での補正後のフォーカスエラー電圧の最大値
(zxn)も減衰を受けて(yxn)となり、もともと
(yxl)のものはそのま寸である。よって基準電圧V
refはその大きさが(yxl2)よりも大きければよ
く、フォーカスエラー検出感度のバラツキによらず常に
真の合焦点から一定距離だけ離れた点(従来例の説明で
具体的にあげた数値における2〃m)を検出することが
できる。
なお、上記実施例においては、非点収差法と臨界角法の
場合についてのみ説明したが、本発明はそれに限定され
るものではなく、他の検出法であっても目標値すれと検
出ゲインのバラツキが無視できない程大きい場合は効果
を奏する。寸たゲイン調整はボIJ、−ムによって減衰
する方法に限定されるものではなく、たとえばアンプの
ゲインを調整する方法も考えられるが、かかる方法の場
合でもゲイン調整回路を経た後のフォーカスエラー信号
を基準電圧Vrefと比較すればよいことはいうまでも
ない。
以上のように、本究明によれば、−巡ループゲイン調!
手段を経た後のフォーカスエラー信号と基準電圧とを比
較するように構成したので、フォーカスエラー検出手段
の検出ゲインのバラツキにかかわらず常に真の合焦点か
ら一定距離だけ離れた点を検出でき、フォーカスサーボ
の引き込みの信頼度を著しく向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示すブロック図、第2図は非点収差法
によるフォーカスエラー信号の波形図、第3図は臨界角
法によるフォーカスエラー信号の波形図、第4図は第2
図および第3図における合焦点近傍の拡大図、第5図は
非点収差法による目標値ずれ補正前および補正後のフォ
ーカスエラー信号の波形図、第6図は臨界角法による目
標値ずれ補正前および補正後のフォーカスエラー信号の
波形図、第7図は本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。 主要部分の符号の説明 1・・・フォーカスエラー検出手段 2・・目標値調整
ホリュー43・・・ゲイン調整ボリューム  4・・・
ループスイッチ6・・・コンパレータ     7・引
込制御回路10・・・フォーカスアクチュエーク 出願人 パイオニア株式会社 代理人 弁理士藤村元彦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. フォーカスサーボループ内に設けられてこのループのゲ
    インを調整するゲイン調整手段と、前記ゲ・fン調整手
    段を経たフォーカスエラー信号の信号レベルと所定基準
    レベルとを比較するコンパレータとを備え、前記コンパ
    レータの出力に基づいて前記サーボループをオン・オフ
    制御するようになされたことを特徴とする光学式情報読
    取装置におけるフォーカスサーボ引込装置。
JP12913882A 1982-07-24 1982-07-24 光学式情報読取装置におけるフオ−カスサ−ボ引込装置 Granted JPS5919246A (ja)

Priority Applications (1)

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JP12913882A JPS5919246A (ja) 1982-07-24 1982-07-24 光学式情報読取装置におけるフオ−カスサ−ボ引込装置

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JP12913882A JPS5919246A (ja) 1982-07-24 1982-07-24 光学式情報読取装置におけるフオ−カスサ−ボ引込装置

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Publication Number Publication Date
JPS5919246A true JPS5919246A (ja) 1984-01-31
JPH0223927B2 JPH0223927B2 (ja) 1990-05-25

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ID=15002052

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JP12913882A Granted JPS5919246A (ja) 1982-07-24 1982-07-24 光学式情報読取装置におけるフオ−カスサ−ボ引込装置

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JP (1) JPS5919246A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61175936A (ja) * 1985-01-29 1986-08-07 Nec Corp 光学式情報記録装置におけるフオーカスサーボ装置
JPS63114409U (ja) * 1987-01-16 1988-07-23
JPS6442513U (ja) * 1987-09-03 1989-03-14

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Publication date
JPH0223927B2 (ja) 1990-05-25

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