JPH05282815A - 情報読取装置におけるサーボ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクの規格を満足する範囲において遷移
するビームスポットの状態においては、アクチュエータ
に供給されるエラー信号を抑制することで消費電力を少
なくする。 【構成】 ディスク５上のビームスポットの状態に応じ
たエラー信号がエラー生成回路１０で生成され、規制回
路１１はエラー信号のレベルを監視する。規制回路１１
は、エラー信号のレベルの絶対値が規格内に収まる所定
範囲においては、アクチュエータ（フォーカスコイル）
６に供給されるべきエラー信号を規制、例えば遮断し
て、アクチュエータ６による電力消費を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスク等に形成され
た記録トラックにレーザビーム等による情報読取点を照
射して情報を読み取ることの可能な情報読取装置におい
て、情報読取点のフォーカス状態、トラッキング状態等
の状態を制御するための情報読取装置におけるサーボ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンパクトディスク、光学式ビデオディ
スク、あるいは光学的に情報を記録再生する光ディスク
等の記録媒体が知られている。これらのディスクに対す
る情報の記録又は再生は、対物レンズによりレーザビー
ムを集束してディスク上に情報読取点としてのビームス
ポットを形成し、このビームスポットをディスクに形成
された記録トラックにトレースさせることにより行なわ
れる。

【０００３】このため、ビームスポットの合焦状態を保
つためのフォーカスサーボ、またディスクのトラックに
ビームスポットを正確に追従させるためのトラッキング
サーボなどが必須であり、これらのサーボは対物レンズ
をディスク記録面に直交する方向に駆動するフォーカス
アクチュエータ、及び対物レンズをディスク半径方向に
駆動するトラッキングアクチュエータに、それぞれのエ
ラー信号を供給することによりなされる。

【０００４】フォーカスサーボは、ディスク上に照射さ
れるビームスポットの合焦状態に応じたフォーカスエラ
ー信号を例えば非点収差法等により生成し、生成された
フォーカスエラー信号をフォーカスアクチュエータに供
給し、ビームスポットの合焦状態を維持する。

【０００５】またトラッキングサーボは、ディスク上の
記録トラックとビームスポットとの、記録トラックと直
交する方向におけるずれの方向及び量に応じたトラッキ
ングエラー信号を例えば３ビーム法、プッシュプル法等
により生成し、生成されたトラッキングエラー信号をト
ラッキングアクチュエータに供給して、ビームスポット
のディスク半径方向における位置を制御する。

【０００６】図８乃至図１０は、かかるサーボのうち、
フォーカスサーボの果たす作用について説明するための
もので、フォーカスサーボがオープンの場合の合焦点か
らのずれ（デフォーカス）量が図８のように変化する場
合には、フォーカスエラー信号は図９のように、丁度図
８の波形をキャンセルするような信号となる。かかるフ
ォーカスエラー信号をフォーカスアクチュエータに供給
することにより、実際のビームスポットの合焦点からの
変位は、図１０に示すように、ほぼ合焦点近傍を遷移す
ることになる。

【０００７】ところでディスクには、これらサーボが満
足すべき追従範囲を定める規格が存在し、例えばディス
クの偏心やトラックのうねり、記録面の面振れや凹凸の
量等を一定値以内に納めることがディスク製造者に課せ
られている。

【０００８】換言すれば、ディスクに定められた規格を
満足するように各サーボが作用すれば、情報の読取り能
力は保障される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところでフォーカスエ
ラーやトラッキングエラーの原因は、主としてディスク
固有の偏心や凹凸等の他に、ディスクを回転駆動する駆
動系、機構系の精度、ピックアップの精度等が考えら
れ、エラーの最大値はこれらの相互作用によって定めら
れる。

【００１０】ディスクが比較的精密に製造され、例えば
ディスク固有の偏心、トラックのうねり、記録面の凹
凸、面振れ等が十分に抑えられ、かつディスクを回転駆
動するための機構系が安定している場合には、エラー信
号の絶対値は比較的小さく抑えられるばかりでなく、エ
ラー信号はディスクの回転周期に同期する正弦波状の信
号となる。

【００１１】すなわち、ディスク１回転の間において、
エラー信号は完全に０とはならないまでも、その近傍で
遷移するだけで、そのピークは規格を満足している場合
がある。ところが、サーボはビームスポットの状態をあ
る目標値に一致させるように作用するため、対物レンズ
を駆動するアクチュエータには常に残留エラー信号が供
給される。アクチュエータは一般に対物レンズを保持す
るボビンに巻回あるいは添着されたコイルと、このコイ
ルに鎖交する磁束を発生する磁気回路とからなり、エラ
ー信号をコイルに供給することにより発生する電磁力に
よって対物レンズを駆動するものである。

【００１２】従って、常時アクチュエータにエラー信号
を供給することで、図９に斜線で示すかなりの電力が消
費されていることになる。

【００１３】本発明はかかる従来のサーボ装置の有する
課題を克服するためになされたものであり、アクチュエ
ータに供給されるエラー信号を抑制することで消費電力
を少なくすることのできる情報読取装置におけるサーボ
装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の情報読取装置におけるサーボ装置は、記録媒体として
のディスク５に形成された記録トラックに情報読取点と
してのビームスポットを追従させて情報を読み取る読取
装置におけるサーボ装置であって、ディスク５上におけ
るビームスポットの正規な状態からの変位に応じたエラ
ー信号に応じてビームスポットの状態を制御する制御手
段としてのアクチュエータ６と、ビームスポットの正規
な状態からの変位がディスクに規定される読取り能力の
保障範囲内に収まる場合において、アクチュエータ６に
供給されるエラー信号を規制する規制手段としての規制
回路１１とを備えることを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項２に記載の情報読取装置に
おけるサーボ装置は、エラー信号を所定の利得で調整し
てアクチュエータ６に供給する利得調整手段としてのド
ライブアンプ１２をさらに備え、規制回路１１は、ドラ
イブアンプ１２の利得をエラー信号の絶対値に応じて変
化せしめることを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明の請求項１に記載の情報読取装置におけ
るサーボ装置においては、ディスク５上のビームスポッ
トの状態に応じたエラー信号のレベルが規制回路１１で
監視される。規制回路１１はエラー信号のレベルの絶対
値が規格内に収まる所定範囲においては、アクチュエー
タ６に供給されるべきエラー信号を規制、例えば遮断し
て、アクチュエータ６による電力消費を抑制する。

【００１７】本発明の請求項２に記載の情報読取装置に
おけるサーボ装置においては、規制回路１１は、エラー
信号のレベルの絶対値に応じてアクチュエータ６を駆動
するドラニイブアンプ１２の利得を制御する。

【００１８】従って、エラー信号のレベルの小さい範囲
においては利得を小とすることができ、アクチュエータ
６による電力消費を抑制することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の情報読取装置におけるサーボ装
置の一実施例の構成を示すブロック図であり、図におい
ては説明の簡略化のため、フォーカスサーボについて必
要な構成のみを示してある。半導体レーザ１から出射さ
れたレーザビームは、コリメータレンズ２によって平行
光とされる。平行光とされたレーザビームは、さらに例
えばハーフミラー等からなるビームスプリッタ３、対物
レンズ４を透過してディスク５の記録面に集束され、そ
こに情報読取点としてのビームスポットが形成される。

【００２０】ディスク５に照射されたビームスポット
は、反射して再び対物レンズ４を透過したあと、今度は
ビームスプリッタ３を反射して、集光レンズ８に導かれ
る。集光レンズ８は反射光を集束して光検出器９に集光
する。光検出器９は４分割受光素子とされ、各受光素子
に受光される光は、その光量に応じた電気信号に変換さ
れる。

【００２１】一方、光検出器９に入射される光束には、
シリンドリカルレンズ等の図示しない非点収差発生用の
光学素子により非点収差が与えられており、エラー生成
回路１０は４つの受光素子からそれぞれ得られる信号を
演算して、非点収作法によりフォーカスエラー信号を生
成する。エラー生成回路１０により生成されたフォーカ
スエラー信号は、規制手段としての規制回路１１に供給
される。規制回路１１はフォーカスエラー信号のレベル
を監視し、後述するようにフォーカスエラー信号のレベ
ルの絶対値がディスク５に規定される規格内に収まる所
定範囲おいては、フォーカスエラー信号を抑圧する。

【００２２】規制回路１１を介して得られるフォーカス
エラー信号は、ドライブアンプ１２を介して、対物レン
ズ４を保持するボビンに巻回されたアクチュエータとし
てのフォーカスコイル６に印加される。フォーカスコイ
ル６は、コイル軸がディスク記録面と直交する方向を向
いており、またフォーカスコイル６に鎖交する磁束を発
生するマグネット７が周囲を囲繞するように設けられて
いる。

【００２３】次に、規制回路１１の具体的構成について
図２及び図３を参照して説明する。図２において、規制
回路１１は供給されるフォーカスエラー信号のレベルを
検出するためのウインドウコンパレータ１１１と、ウイ
ンドウコンパレータ１１１の出力によりオンオフが制御
されるスイッチ１１２より構成される。ウインドウコン
パレータ１１１は、デフォーカス量の絶対値が規格値ま
たは規格値より小さい所定値になったときに得られるフ
ォーカスエラー信号の絶対値レベルをスレッショルドレ
ベルＶthとし、フォーカスエラー信号がスレッショルド
レベル±Ｖthの範囲内であるときＬ、スレッショルドレ
ベル±Ｖthを越えたときＨとなる制御信号を発生する。

【００２４】スイッチ１１２は、ウインドウコンパレー
タ１１１から供給される制御信号がＨのときにクローズ
され、フォーカスエラー信号をドライブアンプ１２に供
給して、フォーカスサーボループを形成し、一方制御信
号がＬのときにはオープンとされて、フォーカスサーボ
ループをオープンとする。

【００２５】このようにすると、フォーカスエラー信号
が規格内で遷移する場合にはフォーカスエラー信号がア
クチュエータ６に供給されないので、不要な電力消費を
避けることができるとともに、デフォーカス量は規格内
に収まっているので、記録された信号の読取りは保障さ
れている。

【００２６】この様子を図４乃至図６の波形図を用いて
説明する。図４は、ループオープン時におけるデフォー
カス量の変化の様子を示し、図５は、この時のフォーカ
スコイル６に供給される電圧を示す。規格がデフォーカ
ス量として±１μｍまで許容しているとし、このデフォ
ーカス量よりわずかに小さいデフォーカス量（例えば±
０．９μｍ）の時に発生するフォーカスエラー信号のレ
ベルを±Ｖthとすると、時刻ｔ１以前はフォーカスエラ
ー信号の絶対値レベルが±Ｖth以下であるため、ウイン
ドウコンパレータ１１１の出力はＬとなり、スイッチ１
１２はオープンとなる。従って、フォーカスコイル６に
はフォーカスエラー信号は供給されない。

【００２７】次に、時刻ｔ１にてフォーカスエラーが＋
Ｖthを越えると、ウインドウコンパレータ１１１の出力
はＨとなり、スイッチ１１２がクローズされる。すると
フォーカスコイル６にフォーカスエラー信号が供給され
るので、デフォーカス量が小さくなる方向に対物レンズ
４が駆動され、フォーカスエラー信号は小さくなる。時
刻ｔ２にて再びフォーカスエラー信号が＋Ｖthよりも小
さくなると、スイッチ１１２はオープンとなり、フォー
カスコイル６へのフォーカスエラー信号の供給が停止さ
れる。

【００２８】時刻ｔ３にて、フォーカスエラー信号が−
Ｖthよりもさらに小さくなると、ウインドウコンパレー
タ１１１の出力はＨとなり、スイッチ１１２がクローズ
されるため、再びフォーカスエラー信号がフォーカスコ
イル６に供給されるようになり、デフォーカス量が小さ
くなる方向に対物レンズ４が駆動される。そして、時刻
ｔ４にてフォーカスエラー信号のレベルが±Ｖth内に収
まると、ウインドウコンパレータ１１１の出力がＬ、ス
イッチ１１２がオープンとされ、フォーカスコイル６へ
のフォーカスエラー信号の供給が停止されるのである。
即ち、この実施例においては、＋Ｖthの範囲内は不感帯
とされている。

【００２９】このように、時刻ｔ１乃至ｔ２、時刻ｔ３
乃至ｔ４の期間に於いてのみフォーカスエラー信号をフ
ォーカスコイル６に供給した場合のデフォーカス量の遷
移を図６に示す。これによれば、例えフォーカスサーボ
を常時作用させていなくとも、デフォーカス量はディス
ク５の規格内に十分収まっていることが理解される。

【００３０】図３は、図１における規制回路１１の他の
実施例の構成を示すブロック図である。本実施例におい
て、フォーカスエラー信号は、レベル検出器１１３及び
ドライブアンプ１２に供給されている。レベル検出器１
１３は、図７に模式的に示すように、スレッショルドレ
ベル±Ｖthの範囲内にフォーカスエラー信号のレベルが
収まっている場合には、ドライブアンプ１２のゲインを
低く定め、フォーカスエラー信号がスレッショルドレベ
ル±Ｖthを越える場合にはドライブアンプ１２のゲイン
を高くするような制御バイアスを発生する。

【００３１】本実施例の場合、フォーカスエラー信号が
±Ｖthの範囲内で遷移している場合には、フォーカスサ
ーボループのループゲインを低くすることによってフォ
ーカスコイル６の不要な消費電力を抑圧する。またレベ
ル検出器１１３のスレッショルドレベルを複数設定し、
フォーカスエラー信号の絶対値レベルが増加するにつれ
て徐々にフォーカスサーボループゲインを高めるように
ドライブアンプ１２のゲインを制御することもできる。

【００３２】なお、急激にデフォーカス量が増加する場
合も考えられ、この場合には所定のスレッショルドレベ
ル±Ｖthとフォーカスエラー信号のレベルとを比較する
だけでサーボループのオンオフ、あるいはゲインの切換
を行なってもデフォーカス量を規格内に収めることが困
難な場合がある。この場合には、フォーカスエラーの変
化値を例えば微分回路により検出し、特に規格近傍にお
けるフォーカスエラー信号の傾きが大きく、かつエラー
が大きくなる方向にフォーカスエラー信号が遷移しよう
とする状態の時に、フォーカスサーボループをオン、あ
るいはゲインを高めるようにする検出回路を併設すれば
よい。

【００３３】また上記した実施例における規制回路１１
は、ＣＰＵ等により構成することも可能であり、この場
合にはフォーカスエラー信号をデジタル信号に変換し
て、そのデジタル値と所定のデジタル値とを比較するよ
うにすればよい。

【００３４】特にＣＰＵを用いる場合、直前のサンプル
値と現在のサンプル値との差を演算することによりフォ
ーカスエラー信号の遷移状態を監視することができるの
で、上述の微分回路を設ける必要はなくなる。

【００３５】さらに上述の実施例はフォーカスサーボの
例について説明したが、トラッキングサーボやスレッド
サーボ等他のサーボ系についても適用できる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の
情報読取装置におけるサーボ装置によれば、情報読取点
としてのビームスポットの正規な状態からの変位が記録
媒体の規格に収まっている場合において、ビームスポッ
トの状態を制御する制御手段に供給されるエラー信号を
規制するようにしたので、読取り能力を保障しつつ、制
御手段が消費する電力を削減することができる。

【００３７】本発明の請求項２に記載の情報読取装置に
おけるサーボ装置によれば、規制手段がビームスポット
の変位量に応じた適正なサーボゲインを設定するように
したので、読取り能力を保障しつつ、必要以上に高いゲ
インを設定する場合に比較して、制御手段が消費する電
力を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報読取装置におけるサーボ装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の規制回路１１の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図１の規制回路１１の他の実施例の構成を示す
ブロック図である。

【図４】オープンループにおけるデフォーカス量の一例
を示す波形図である。

【図５】図１の実施例におけるフォーカスコイル６に供
給される信号の波形図である。

【図６】本発明により保障されるデフォーカス量の一例
を示す波形図である。

【図７】図３の規制回路１１の作用を説明するための模
式図である。

【図８】オープンループにおけるデフォーカス量の一例
を示す波形図である。

【図９】従来のサーボ装置により生成されるエラー信号
の一例を示す波形図である。

【図１０】従来のサーボ装置により保障されるデフォー
カス量の一例を示す波形図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ コリメータレンズ ３ ビームスプリッタ ４ 対物レンズ ５ ディスク ６ フォーカスコイル（制御手段） ７ マグネット ８ 集光レンズ ９ 光検出器 １０ エラー生成回路 １１ 規制回路（規制手段） １２ ドライブアンプ（利得調整手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に形成された記録トラックに情
   報読取点を追従させて情報を読み取る読取装置における
   サーボ装置であって、 前記記録媒体上における前記情報読取点の正規な状態か
   らの変位に応じたエラー信号に応じて前記情報読取点の
   状態を制御する制御手段と、 前記情報読取点の正規な状態からの変位が前記記録媒体
   に規定される読取り能力の保障範囲内に収まる場合にお
   いて、前記制御手段に供給される前記エラー信号を規制
   する規制手段と、 を備えることを特徴とする情報読取装置におけるサーボ
   装置。
2. 【請求項２】 前記エラーを所定の利得で調整して前記
   制御手段に供給する利得調整手段をさらに備え、 前記規制手段は、前記利得調整手段の利得を前記エラー
   信号の絶対値に応じて変化せしめることを特徴とする請
   求項１記載の情報読取装置におけるサーボ装置。