JPS60247831A - 自動焦点オフセツト補正方式 - Google Patents

自動焦点オフセツト補正方式

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JPS60247831A
JPS60247831A JP60021599A JP2159985A JPS60247831A JP S60247831 A JPS60247831 A JP S60247831A JP 60021599 A JP60021599 A JP 60021599A JP 2159985 A JP2159985 A JP 2159985A JP S60247831 A JPS60247831 A JP S60247831A
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JP
Japan
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signal
servo system
light beam
low frequency
focus
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JP60021599A
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English (en)
Inventor
ロナルド・アレグザンダー・ミラー
チヤールズ・ブルノ・アバテ
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Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
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Publication date
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    • 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
    • G11B7/094Methods and circuits for servo offset compensation
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00Control of position or direction
    • G05D3/12Control of position or direction using feedback
    • G05D3/14Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
    • G05D3/18Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device delivering a series of pulses
    • 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
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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】 〔発明の技術的背景〕 ディジタル光学ディスクは、磁気テープやディスクメモ
リに代わるものとして現在真剣に検討されている。光学
ディスクは、商業的に使用可能な磁気テープあるいは同
サイズのディスクメモリよりも本質的にデータ記憶容量
が大きいことが分かっている。
光学ディスク記録あるいは再生には、記録媒体の表面上
にレーザ光線を正確に焦点合わせすることが重要である
。一旦焦点が合わせられると、ディスク表面の垂直方向
の逃げ変動(run−out varjation)に
かかわらず焦点を維持することが要求される。このこと
は、対物レンズの垂直位置決めを制御する焦点追従方式
のサーボ機構によって達成される。しかしながら、その
サーボは、真の焦点ポイントの空間的な位置が焦点セン
サの偏差カーブのゼロ点に一致することを想定している
。この一致条件は、光学系の機械的な位置ずれ及び/又
は電子回路の直流電源の安定性における変化によってく
ずれる。その結果、焦点ずれを生し、これがもし補正さ
れないならば、スポットの解像度やIh度を損ないまた
システム全体の性tjFの低下を生じることになる。こ
のドリフトの問題点を補正する手段がめられているが、
本発明の目的はこの問題点の解決にある。
〔発明の要約〕
焦点捕獲が得られた後に、小振幅、低周波の信号が光学
ディスク記録システムの対物レンズの位置を制御する焦
点サーボ信号に加えられ、これによってディスク上に光
のスポットの僅かな焦点ぼけ効果(defocusln
g effect )を生しる。その結果、読み出し信
号に生じる変動は、実際の焦点ずれの大きさや極性に関
する情報を引き出すために設けた同期的検出回路によっ
て利用される。その情報は、焦点ずれをなくすために焦
点サーボ信号にフィードバックされ、これにより、記録
システムの光学系の機械的な位置合わせ及び/又は記録
システムの電子回路の直流電源の安定性の変動とい・う
条件の下であってもレーザ光線の常に正確な焦点合わせ
が保証される。
〔本発明の図示された実施例の詳細な説明3図面を参照
すると、特に第1図には、感閾記録媒体12から光学的
にディジタルデータを復元するための読み出しヘッドを
有する光学記録装置又はディスクドライブが示されてい
る。一般的には、記録媒体12は、動作中、読み出しヘ
ットに対して実質的に一定の角速度で(図示しない手段
によって)回転される取り外し可能なディスクである。
ディスク12から既に記録されているデータを再生する
ために、又はデータが記録又は再生されている間、焦点
制御を行なうために、読み出しヘッドは、補正レンズ装
置8によって偏光分光器6に伝送されるコヒーレント光
線4を供給するための比較的ローパワーのレーザ2を有
する。光線4は、次にA波長板14に入射し、次にこの
板j4は、方向変換ミラー16および対物ないし焦点合
ねセレンズ18を経由して媒体12に光線を伝送する。
許容される実行を保つため、対物レンズ18は、光線A
がディスク表面に焦点合ねセされるようにフォーカスア
ンプ/サーボ20によって、ディスクに対して前後に移
動される。
反射された読み出し/焦点制御光線は、対物レンズ18
およびA波長板」4を通って、光線を検出器アレイ22
に指向させる分光器6に反射される。2波長板および偏
光分光器は、反射された読み出し/焦点補正光線を充分
に検出器アレイ22に伝達するために、レーザ2に問題
となる光学的なフィードバックが防止できるものでなり
ればならない。検出器アレイの出力番よ、対物レンズ1
8をディスク12に対して前後方向に動かづためにフォ
ーカスサーボ20によって利用される焦点制御信号を与
えるために、ディスクの予め形成されたデータ部分ある
いは既に記録された部分を光線4が横切るときに、使用
される。検出器出力は、アンプ48の出力によって、デ
ータ読み出し信号を発生ずるためにも使用される。
フォー力スヅーボは、例えば、対物レンズ18に結合さ
れたアクチュエータロンドを駆動するコイルを有するソ
レノイド装置(図示せず)を備えたものとすることがで
きる。フォーカスサーボのフィートハックループは、初
期状態では開放しているスイッチ24を有している。即
ち、フィードハックループは初期状態ではオープンルー
プ状態で作動し、上記の時間中は、フォーカスサーボは
、光線4がディスク12上で合焦点および焦点ずれ状態
に移動するように、ディスク12に対して前後に対物レ
ンズ18を移動させる図示しない鋸歯状波によって駆動
される。光線4が合焦点に近い時、即ち真のフォーカス
ポイントに近い時、鋸歯状波はツメ−カスサーボにはそ
れ以上与えられず、スイッチ24はそれと同時に閉じら
れ、フィー1−パックループは閉じてフォーカスサーボ
の焦点捕獲モード動作を終了させる。
第1図のシステムは従来の技術によるものであり、ここ
にお番ノるフォーカスサーボは、真のフォーカスポイン
トの空間的な位置が47におけるフォーカスセンサの偏
差カーブのゼロに一致することを想定したものである。
しかしながら、一致の条件は光学系の機械的整合性や電
子回路の直流電源の安定性における変化ないしドリフト
によってくずれる。結果として、スポットの解像度や精
度を損ないまたシステム全体の性能の低下を生じる焦点
オフセットとなる。その補正は、ポテンショメータ49
および加算点46を用いた手動調節によって得ることが
できるが、自動的かつ動的な調整が望ましい。
第2図のシステムは、前記の方式の機械的、電気的なト
ーリフトを動的に補正するものである。第2図において
、ツメ−カスサーボの閉ループ動作が開始された時に、
スイッチ26及び28は閉し、低周波発振器30によっ
て生成された、ディスク回転速度とは同調しない140
11zあるいは他の低周波のような低周波の正弦波信号
“X”を出し、同信号は加算点32を経由してフォーカ
ス誤差フィードバックループ内に注入される。信号“X
”は、対物レンズ18を、0.1ミクロンないしそれ以
下のオーダーでほんの少し前後に移動させあるいは僅か
な型振動させるためのものである。その結果、光線4の
焦点はけは、検出器アレイによって発生される読み出し
光線に、正弦波状の振幅の変化を与える。読み出し信号
は、サンプルアントボールド機能を与えるザンプリング
スイノチ36及びコンデンサ34装置によって、帯域幅
の非常に狭いバンドパスフィルタ32に送出される。ス
イッチ36によるサンプリングは、システムクロソクの
制御の下に、信号” x” (21,5KHz)よりも
高い周波数で行われる。検出された読め出し信号は、光
線4が予めフォーマツ1−化されたマークのような情1
デークを有するディスク部分を通過するその時だけ、ス
イッチ36によってサンプリングされる。
両者とも従来からの設計による低域通過部38及び高域
通過部40を有する帯域幅の非常に狭いバントパスフィ
ルタ32は、ここに与えられる信号中の高周波及び低周
波を濾波し、これによりその信号のキャリア情報を引き
出す。この情報は、波形″X”によってシステム内に注
入される低周波振動に起因して信号中に現れるものであ
る。従って、フィルタ32の出力信号は、低周波の発振
信号“B″となる。例えば、信号“′X″が140Hz
の周波数を有している場合、バントパスフィルタ32の
中心周波数は140■zである。
第3図に示されるように、バンドパスフィルタ32から
出力される低周波信号“B ”は、レンズ18の真の焦
点軸付近の発振となる。もし、レンズ18が真の焦点に
合っていると、波形” B ”は真の焦点軸に対して対
称となり(第3a図)、従って平均値はゼロとなる。も
しレンズが真の焦点から僅かオフセットを有していると
、波形“B″は真の焦点軸に対して非対称となり(第3
b図及び第3C図)、波形“B”の平均値は、オフセッ
トの極性によってプラス(第3b図)またはマイナス(
第3clJ)となる。
次に、信号“B”は、直流電圧補正信号“Y”を生成す
るだめの同期検出器あるいは復調器42Gこまって処理
される。検出器42は、これもまた発振器30によって
生成され、信号“X”と同じ周波数、同し位相を有する
矩形波によって制御される演算増幅器44及びローパス
フィルタ45を有している。位相スイッチとして増幅器
44を動作させることにより、検出器42によって調べ
られる信号“B”の情報は、信号“X”によって生成さ
れる対物レンズ18の振動と同位相になる。
その位相−成性により、真の焦点を得るために対物レン
ズ18をどのように動かすかを回路が決定することがで
きる。即ちそのことは、補正信号“Y”の極性を補正す
ることを保証する。このようにして、同期検出器42は
、信号“B”の平均値における変化を検出し、またその
変化の極性及び大きさを決定する。その機能は、同期化
増幅器44によって信号パX”から得られた低周波キャ
リア信号からの情報を引き出し、信号“X”によって最
初に付加された情報の極性及び大きさの両方を検出器4
2が引き出すことによって行われる。
検出器42の出力に現れる直流信号“Y”は、焦点誤差
に比例し、また加算点46を用いるシステムで加算され
るフォーカスサーボにフィードハックされる。加算点4
6の出力は加算点32の入力として与えられる。信号“
Y”はレンズ18のオフセットに依存する焦点誤差信号
に加えられまたはそれから減算され、そこではレンズ1
8の配置は、レンズがフォーカス制御システムの構成要
素の機械的及び電気的ドリフトと無関係な真の焦点に位
置付けされ、保持されるように、それに応じて移動され
る。
上述したシステムの全ての構成要素は従来からの設計に
よるものである。例えば、全ての演算増幅器はLF35
3タイプを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光学記録装置の構成を示すブロック図、
第2A図と第2B図は本発明の実施例の構成を示すブロ
ック図、第3A図、第3B図及び第3C1glはそれぞ
れ低周波信号波形を示す波形図である。 2;レーザ 4:光線 6:偏光分光器 8:補正レンズ装置 12:感光記録媒体 14:′A波長板 16二方向変換ミラー 18二対物レンズ 20:ツメ−カスアンプ/サーボ 22:検出器アレイ 24.26.28:スイッチ 30:低周波発振器 32 : 狭帯域幅バンドパスフィルタ34:コンデン
サ 36:スイッチ 38.40:演算増幅器 42:同期検出器/復調器 44.45:演算増幅器 46:加算点 47.48:演算増幅器 特許出願人 ゼロックス コーボレー・/ヨン代理人 
手掘 益(ほか1名) 「ノI iに)l’、t、 t’fl:(内Iiに変更
なし)9 FIG、 3A FIG、38 F/に、 3C 手続補正書(ハ) 昭和60年 6月27日 御午庁長官志賀 学殿 1.1イ牛の耘 暇ロ60年特 許 願第21599号 2、発明の名称 自動焦点オフセット補正力式 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 氏名 ゼロックス コーポレーション 4、代理人 7、補正Φ内容 M中、第2A図におけるrFIG、2BJの文字及び第
2B図におけるrFIG、2A−Jの文字を別紙の通り
l!411除する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電気的及び/又は機械的性質の不安定性が見込まれ
    、他の部材に関連して、サーボ系によって駆動され得る
    可動部材を含む方式において、上記サーボ系へ入力とし
    て低周波信号を供給するための、それによって上記可動
    部材が上記他の部材に対して移動される第1の手段と、
    上記可動部材の上記移動を表す他の信号を生成する第2
    の手段と、上記他の信号から上記他の信号の大きさと極
    性を表す補正信号を生成し、かつ上記サーボ系への入力
    としての上記補正信号を供給するための第3の手段とを
    有する改良。 2、−上記第3の手段は上記他の信号を高周波数でサン
    プリングするための手段と、上記サンプリングされた信
    号の直流情報を引き出すための濾波手段と、上記直流情
    報の平均値の変化を検出するだめの手段とを含むもので
    ある特許請求の範囲第1項記載の方式。 3、電気的及び/又は機械的性質の不安定性が見込まれ
    、光線を発射するだめの光源と、感光性表面と、前記表
    面において上記光線の焦点を合わせるための対物レンズ
    と、上記表面に対して上記レンズを移動させるために上
    記レンズに結合されたサーボ系とを備えた光学方式にお
    いて、上記サーボ系への人力としての低周波信号を供給
    するための、それによって上記光線が上記表面において
    僅かな焦点オフセットを有する第1の手段と、上記低周
    波信号が上記サーボ系゛への入力として供給される時に
    上記表面から読め出し信号を生成する第2の手段と、上
    記焦点オフセットの大きさと極性を表す補正信号を生成
    し、かつ上記サーボ系への入力としての上記補正信号を
    供給するための第3の手段とを有する改良。 4、上記第3の手段は上記読み出し信号を高周波数でサ
    ンプリングするだめの手段と、−に記ザンブリングされ
    た信号の直流情報を引き出すための濾波手段と、上記直
    流情報の平均値の変化を検出するための手段とを含むも
    のである特許請求の範囲第3項記載の方式。 5.上記検出のための手段は位相スイッチを有するもの
    である特許請求の範囲第4項記戦の方式。 6、上記検出のための手段は、」二記低周波信号と同周
    波数、同位相を有する信号によって駆動される演算増幅
    器を有する特許請求の範囲第4項記載の方式。
JP60021599A 1984-02-09 1985-02-05 自動焦点オフセツト補正方式 Pending JPS60247831A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/578,399 US4607157A (en) 1984-02-09 1984-02-09 Automatic focus offset correction system
US578399 1995-12-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60247831A true JPS60247831A (ja) 1985-12-07

Family

ID=24312709

Family Applications (1)

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JP60021599A Pending JPS60247831A (ja) 1984-02-09 1985-02-05 自動焦点オフセツト補正方式

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EP (1) EP0155077B1 (ja)
JP (1) JPS60247831A (ja)
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