(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発した光ビームを情報記録媒体上に収束する対物レンズと、前記対物レンズを光軸方向に移動させるフォーカスアクチュエータとを含み、前記対物レンズを光軸方向に駆動することによってフォーカスサーボの引き込みを行うフォーカスサーボ引き込み装置において、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体のフォーカスサーボ可能な位置まで移動させるフォーカスサーチ制御信号を出力する手段と、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の基板表面から記録膜面に移動させるフォーカスジャンプ制御信号を出力する手段と、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の基板面又は記録膜面に追従させるフォーカスサーボ制御信号を出力する手段と、前記フォーカスサーチ制御信号、フォーカスジャンプ制御信号及びフォーカスサーボ制御信号を切り換え、前記フォーカスアクチュエータに印加する信号を選択することによりフォーカスサーボの引き込みを制御する手段とを備え、前記制御手段は前記フォーカスサーチ制御信号でフォーカスサーチ制御を行い、前記記録媒体の基板面にフォーカスサーボを引き込んだ後、前記フォーカスジャンプ制御信号で光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の記録膜面に移動させることによりフォーカスサーボの引き込みを行うことを特徴とするフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記光ビームの合焦点位置が記録媒体の基板面又は記録膜面のフォーカスサーボ可能な位置にあることを検出する合焦検出手段、光ビームの合焦点位置が記録媒体の記録膜面にあることを検出する記録膜面検出手段及びフォーカスサーボが整定したことを検出する整定検出手段の出力に基づいてフォーカスアクチュエータに印加する信号を選択することを特徴とする請求項１に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項３】
前記合焦検出手段は、記録媒体からの戻り光量信号、フォーカスエラー信号に基づいて光ビームの合焦点位置が記録媒体の基板面又は記録膜面のフォーカスサーボ可能な位置にあることを検出することを特徴とする請求項２に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項４】
前記記録膜検出手段は、前記記録媒体からの戻り光量信号、トラッキングエラー信号に基づいて光ビーム合焦点位置が記録膜面にあることを検出することを特徴とする請求項２に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項５】
前記整定検出手段は、前記フォーカスアクチュエータにフォーカスサーボ制御信号が印加されている時に記録媒体からの戻り光量信号、トラッキングエラー信号に基づく整定検出が所定時間連続した時にフォーカスサーボが整定したことを検出することを特徴とする請求項２に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項６】
前記記録媒体はディスク状媒体であり、前記所定時間はディスク状媒体の１回転に要する時間以上であることを特徴とする請求項５に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項７】
光源から発した光ビームを情報記録媒体上に収束する対物レンズと、前記対物レンズを光軸方向に移動させるフォーカスアクチュエータとを含み、前記対物レンズを光軸方向に駆動することによってフォーカスサーボの引き込みを行うフォーカスサーボ引き込み装置において、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体のフォーカスサーボ可能な位置まで移動させるフォーカスサーチ制御信号を出力する手段と、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の基板表面から記録膜面に移動させるフォーカスジャンプ制御信号を出力する手段と、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の基板面又は記録膜面に追従させるフォーカスサーボ制御信号を出力する手段と、前記対物レンズを退避させる対物レンズ退避制御信号を出力する手段と、前記対物レンズと記録媒体の異常接近を検出する手段と、前記フォーカスサーチ制御信号、フォーカスジャンプ制御信号及びフォーカスサーボ制御信号を切り換え、前記フォーカスアクチュエータに印加する信号を選択することによりフォーカスサーボの引き込みを制御する手段とを備え、前記制御手段は前記フォーカスサーチ制御信号でフォーカスサーチ制御を行い、前記記録媒体の基板面にフォーカスサーボを引き込んだ後、前記フォーカスジャンプ制御信号で光ビームの合焦点位置を記録媒体の記録膜面に移動させることによりフォーカスサーボの引き込みを行い、且つ、フォーカスサーボの引き込み中に前記検出手段により対物レンズと記録媒体の異常接近が検出された場合には、前記対物レンズ退避制御信号をフォーカスアクチュエータに印加することにより前記対物レンズを退避させることを特徴とするフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記光ビームの合焦点位置が記録媒体の基板面又は記録膜面のフォーカスサーボ可能な位置にあることを検出する合焦検出手段、光ビームの合焦点位置が記録媒体の記録膜面にあることを検出する記録膜面検出手段及びフォーカスサーボが整定したことを検出する整定検出手段の出力に基づいてフォーカスアクチュエータに印加する信号を選択することを特徴とする請求項７に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項９】
前記合焦検出手段は、記録媒体からの戻り光量信号、フォーカスエラー信号に基づいて光ビームの合焦点位置が記録媒体の基板面又は記録膜面のフォーカスサーボ可能な位置にあることを検出することを特徴とする請求項８に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項１０】
前記記録膜検出手段は、前記記録媒体からの戻り光量信号及び、トラッキングエラー信号に基づいて光ビーム合焦点位置が記録膜面にあることを検出することを特徴とする請求項８に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項１１】
前記整定検出手段は、前記フォーカスアクチュエータにフォーカスサーボ制御信号が印加されている時に記録媒体からの戻り光量信号、トラッキングエラー信号に基づく整定検出が所定時間連続した時にフォーカスサーボが整定したことを検出することを特徴とする請求項８に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項１２】
前記記録媒体はディスク状媒体であり、前記所定時間はディスク状媒体の１回転に要する時間以上であることを特徴とする請求項１１に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項１３】
前記対物レンズ退避制御信号を出力する手段は、前記対物レンズを記録媒体から離間させる方向の制御信号を出力した後、対物レンズを記録媒体に近づける方向の制御信号を出力することにより対物レンズを制動することを特徴とする請求項７に記載のフォーカスサーボ引き込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等の記録媒体にフォーカスサーボを引き込むフォーカスサーボ引き込み装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク装置では、レーザ光源から出力された光ビームを対物レンズを用いて収束し、光ビームの合焦位置を光ディスクの情報記録膜面（以下、記録面と約す）に一致させるフォーカスサーボの引き込みを行っている。また、通常、光ビームの合焦点位置と光ディスクの記録面との相対位置は、光ディスクの面振れ等により変化するので、光ディスク装置では、対物レンズを光学系の光軸方向に駆動するフォーカスアクチュエータを用い、相対位置を一定に保つフォーカスサーボ制御を行っている。
【０００３】
一方、近年、光ディスク装置では、対物レンズの高開口比化に伴う短焦点距離化が進んでいる。短焦点距離化に伴い、光ディスク記録面でフォーカスサーボ制御を行う際の対物レンズの作動距離も、従来の１ｍｍ程度から０．１ｍｍ程度までと短縮される為、対物レンズと光ディスクとの衝突の回避策が必須となる。この衝突回避策は、対物レンズと光ディスクとの距離が不定である為衝突の危険度の高い、フォーカスアクチュエータのフォーカスサーボ引き込み制御時に特に重要となる。
【０００４】
従来のフォーカスサーボ引き込みの手法としては、大別して第１〜第３の手法がある。まず、第１の手法としては、フォーカスサーチ動作を行い、光ディスクの記録面と光ディスクの基板層の表面（以下、基板面と約す）で発生する２つの合焦検出位置の内、記録面での合焦検出位置を抽出し、記録面へフォーカスサーボ引き込みを実行する手法が挙げられる。
【０００５】
このような第１の手法としては、例えば、特開昭５７−１５０１４７、特開昭５７−１５０１４８、特開昭６３−１２９５２５、特開昭６３−１４４４２５、特開平６−２２３３８４、特開平９−２３１５８３等の各公報に対物レンズの移動方向と合焦検出位置の発現順序で記録面を検出し、記録面へフォーカスサーボを引き込む手法が開示されている。また、例えば、特開平７−３０２４２７号公報には、対物レンズの移動方向と合焦検出位置の発現順序、記録面と基板面の反射率差で記録面を検出し、記録面へフォーカスサーボを引き込む手法が開示されている。
【０００６】
更に、特開平３−１２０３２、特開平３−３７８２８、特開平３−２２５６２８、特開平５−２１７１７７、特開平４−１８６５３２号公報には、光ディスクからの戻り光量のレベル差により光ディスクの基板面と記録面を識別し、記録面へフォーカスサーボを引き込む手法が開示され、特開平７−２７２２８６号公報には、記録面と基板面でのフォーカスエラー信号のレベル差をフォーカスエラー信号の速度信号差より検出し、記録面へフォーカスサーボを引き込む手法が開示されている。また、特開平１０−１４３８７５号公報には記録面から再生される高周波再生信号を用いて記録面を検出し、記録面へフォーカスサーボを引き込む手法が開示され、特開平１−９６８２９号公報にはフォーカスエラー信号に重畳するトラック変調の有無で光ディスクの基板面と記録面を判別し、記録面へフォーカスサーボを引き込む手法が開示されている。
【０００７】
また、特開昭６１−４８１３４号公報にはトラックエラー信号の発現レベルにて記録面を検出し、記録面へフォーカスサーボを引き込む手法が開示され、特開昭６３−１５５４２５号公報には対物レンズの最下点から光ディスクの基板面までの距離の移動に要する時間を、一旦光ディスクの基板面にフォーカスサーボを引き込む事で計測し、その後、対物レンズの最下点から改めてフォーカスサーボを引き込む際に計測時間を利用し、基板面での合焦検出位置をマスクすることで記録面にフォーカスサーボを引き込む方法が開示されている。
【０００８】
次に、第２の手法としては、例えば、特開昭６０−２８０３４、特開平５−１６６１９５、特開平１０−１１２０３５、特開平１１−１９１２２３、特開平１１−１２０５９９等の各公報においてフォーカスサーボの引き込み異常、フォーカスサーボの外れ検出時又はフォーカスサーボのオフ時の対物レンズの退避手法として、フォーカスアクチュエータに対物レンズを光ディスクから遠ざける方法の電圧を印加することで対物レンズと光ディスクの衝突を防止する手法が開示されている。
【０００９】
また、第３の手法としては、例えば、特開平１１−３３９２７６号公報においてフォーカスサーボの外れ検出時にフォーカスジャンプ制御にて光ビームの合焦点位置を対物レンズと光ディスクが離れる方向の基板面ないし記録面に退避させ、所定時間経過後にフォーカスジャンプ制御にて記録面に復帰させる方法が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の手法はいずれの公報に記載されたものも、記録面にフォーカスサーボを引き込む際に記録面を目標として合焦検出位置をサーチした後、記録面へフォーカスサーボを引き込む為、前述のような対物レンズ短焦点化に伴う対物レンズの作動距離の減少を補うことはできなかった。また、第２の手法はフォーカスアクチュエータがフォーカスアクチュエータ支持基部に衝突し、フォーカスアクチュエータが破壊するという問題があった。
【００１１】
この点に関して図６を用いて説明する。光ディスクの面振れ量は、最大で０．３ｍｍ程度である。対物レンズの作動距離０．１ｍｍ程度と光ディスク面振れ量を下回る条件下で、光ディスクと対物レンズとの接触無しに対物レンズを退避させる為には、対物レンズ上端が光ディスクの１周回内での面振れの下端を下回る位置に移動するまでの間（対物レンズが図６の距離：Δｙ１を移動する間）、対物レンズの退避速度がディスク回転に伴う対物レンズと光ディスクとの相対距離の接近速度を上回る必要がある。第２の手法では、対物レンズの退避時にフォーカスアクチュエータに光ディスクから遠ざかる方向のステップ状電圧を印加することで衝突を回避する方法が採られている。
【００１２】
しかし、一般にフォーカスアクチュエータは共振特性を持つため、退避時に光ディスクから遠ざかる方向の電圧のみを印加した場合、図６に対物レンズ退避動作軌跡２０として示すように過渡的に発生するオーバーシュートによって対物レンズとフォーカスアクチュエータ支持基部が衝突し（図６のＡ部）、フォーカスアクチュエータが破壊に至るといった問題点があった。このような衝突はフォーカスアクチュエータの構成にてディスクから遠ざかる方向の可動範囲を十分広く取れば回避可能であるが、光ディスク装置には薄型化の要求も存在する為、望ましくなかった。
【００１３】
第３の手法は、開ループ制御であるフォーカスジャンプに基づいた対物レンズの位置制御による対物レンズの退避制御を実施しているので、フォーカスサーボ引き込み異常、フォーカスサーボ外れ等の、対物レンズに過渡的に過大な加速度がかかる場合がある状況下で使用すると、フォーカスジャンプ異常にて退避誤動作を引き起こし、対物レンズと光ディスクの衝突が発生する場合があった。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、記録媒体の面振れ量が基板層厚より大きい記録媒体を使用した際にも、対物レンズと記録媒体又は対物レンズとフォーカスアクチュエータ支持基部が衝突することなくフォーカスサーボの引き込みを行うことが可能なフォーカスサーボ引き込み装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、光源から発した光ビームを情報記録媒体上に収束する対物レンズと、前記対物レンズを光軸方向に移動させるフォーカスアクチュエータとを含み、前記対物レンズを光軸方向に駆動することによってフォーカスサーボの引き込みを行うフォーカスサーボ引き込み装置において、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体のフォーカスサーボ可能な位置まで移動させるフォーカスサーチ制御信号を出力する手段と、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の基板表面から記録膜面に移動させるフォーカスジャンプ制御信号を出力する手段と、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の基板面又は記録膜面に追従させるフォーカスサーボ制御信号を出力する手段と、前記フォーカスサーチ制御信号、フォーカスジャンプ制御信号及びフォーカスサーボ制御信号を切り換え、前記フォーカスアクチュエータに印加する信号を選択することによりフォーカスサーボの引き込みを制御する手段とを備え、前記制御手段は前記フォーカスサーチ制御信号でフォーカスサーチ制御を行い、前記記録媒体の基板面にフォーカスサーボを引き込んだ後、前記フォーカスジャンプ制御信号で光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の記録膜面に移動させることによりフォーカスサーボの引き込みを行うことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、光源から発した光ビームを情報記録媒体上に収束する対物レンズと、前記対物レンズを光軸方向に移動させるフォーカスアクチュエータとを含み、前記対物レンズを光軸方向に駆動することによってフォーカスサーボの引き込みを行うフォーカスサーボ引き込み装置において、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体のフォーカスサーボ可能な位置まで移動させるフォーカスサーチ制御信号を出力する手段と、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の基板表面から記録膜面に移動させるフォーカスジャンプ制御信号を出力する手段と、前記光ビームの合焦点位置を前記記録媒体の基板面又は記録膜面に追従させるフォーカスサーボ制御信号を出力する手段と、前記対物レンズを退避させる対物レンズ退避制御信号を出力する手段と、前記対物レンズと記録媒体の異常接近を検出する手段と、前記フォーカスサーチ制御信号、フォーカスジャンプ制御信号及びフォーカスサーボ制御信号を切り換え、前記フォーカスアクチュエータに印加する信号を選択することによりフォーカスサーボの引き込みを制御する手段とを備え、前記制御手段は前記フォーカスサーチ制御信号でフォーカスサーチ制御を行い、前記記録媒体の基板面にフォーカスサーボを引き込んだ後、前記フォーカスジャンプ制御信号で光ビームの合焦点位置を記録媒体の記録膜面に移動させることによりフォーカスサーボの引き込みを行い、且つ、フォーカスサーボの引き込み中に前記検出手段により対物レンズと記録媒体の異常接近が検出された場合には、前記対物レンズ退避制御信号をフォーカスアクチュエータに印加することにより前記対物レンズを退避させることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のフォーカスサーボ引き込み装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図１において、１は情報記録媒体であるところの光ディスクであり、基板層１８上に情報を記録／再生するための記録膜２が形成されている。基板層１８の厚さは、光ディスク１の用途により既知の値がとられ、例えば、開口比が０．７以上の高開口比の対物レンズを用いた光ディスク装置の場合は０．１ｍｍ程度のものが用いられる。光ディスク１は図示しないスピンドルモータの駆動により回転する。３は光ディスク１の基板層１８の表面を示す。
【００１８】
光ディスク１の下面には、対物レンズ４を含む光学系６が設けられている。光学系６は記録／再生用光源であるレーザ光源、レーザ光源から発したレーザビームに平行化等の光学的処理を施す光学素子、光ディスク１から反射した戻り光を検出する光センサ等から構成されている。光学系６内のレーザ光源から発したレーザビームは対物レンズ４で収束され、光ディスク１上に微小光スポットに集光される。対物レンズ４はフォーカスアクチュエータ５の駆動により光軸方向（光学系６の光軸方向）に移動する。フォーカスアクチュエータ５はフォーカスアクチュエータ支持基部７に取り付けられている。
【００１９】
光ディスク１からの戻り光は対物レンズ４を介して光学系６内の光センサで検出され、電気信号に変換して整定検出回路８、合焦検出回路９、記録面検出回路１０、フォーカスサーボ制御回路１１にそれぞれ出力される。合焦検出回路９は光学系６からの出力信号に基づいて光ビームの合焦点位置が、光ディスク１の基板面３又は記録膜２上のフォーカスサーボ可能な位置にあることを示す合焦検出信号を出力する回路である。合焦検出方法はどのような方法であってもよいが、例えば、光学系６の出力信号からフォーカスエラー信号、戻り光量信号を抽出し、図示しない絶対値回路とコンパレータ回路を用いて以下のような条件判断を行うことで実現できる。
【００２０】
0003596001.tif 000002
但し、α１、β１は正の実数である。（１）式が成立すれば、合焦検出信号＝１（合焦）、（１）式が成立しなければ、合焦検出信号＝０（非合焦）である。従って、合焦点検出回路９は（１）式を用いて合焦点位置を検出し、合焦点検出信号を条件判断回路１７へ出力する。なお、（１）式による条件判断を条件判断１という。
【００２１】
記録面検出回路１０は、光学系６からの出力信号に基づいて光ビームの合焦点位置が、光ディスク１の記録面２上にある事を示す記録面検出信号を出力する回路である。記録面の検出方法はどのような方法であってもよいが、例えば、光学系６の出力信号からトラッキングエラー信号、戻り光量信号を抽出し、図示しない絶対値回路とコンパレータ回路を用いて以下のような条件判断を行うことで実現できる。
【００２２】
0003596001.tif 000003
但し、α２、β２は正の実数である。（２）式が成立すれば記録面検出信号＝１（記録面）、（２）式が成立しなければ、記録面検出信号＝０（非記録面）となる。このように記録面検出回路１０は（２）式を用いて光ビームの合焦点位置が記録面上にあることを検出し、記録面検出信号を条件判断回路１７に出力する。（２）式による条件判断を条件判断２という。
【００２３】
なお、図１ではトラッキング制御に関する構成については省略しているが、実際には対物レンズ４をトラッキング方向に移動させるトラッキングアクチュエータ、光学系６の出力信号からトラッキングエラー信号を生成する回路、トラッキングエラー信号に基づいて光ビームが回転している光ディスク１の情報トラックに追従するようにトラッキング制御を行う回路が設けられている。また、図１では光ディスク１に情報を記録する回路、光ディスク１の記録情報を再生する回路等については省略している。
【００２４】
ここで、動作原理上、（２）式による記録面検出方法では光ディスク１の偏心量が０、乃至０に近く、且つ、対物レンズ４と光ディスク１に外部振動が印加されないといった条件下では、光ビームが光ディスク１の情報トラックを横断せずにトラッキングエラー信号に変調がかからず、記録面検出信号が得られない場合がある。この場合、対物レンズ４を光ディスク１のトラック横断方向に駆動するトラッキングアクチュエータを図示しない所定周期信号発生回路の出力信号で光ディスク１のトラック横断方向に振動させることでトラッキングエラー信号に変調をかけて記録面を検出することが可能である。
【００２５】
整定検出回路８は光学系６の出力信号と後述する条件判断回路１７から出力される切換信号に基づいてフォーカスサーボが整定した事を示す整定検出信号を出力する回路である。整定検出方法はどのような方法であってもよいが、例えば、光学系６の出力信号よりフォーカスエラー信号、戻り光量信号を抽出し、図示しない絶対値回路、コンパレータ回路、タイマー回路を用いて以下のような条件判断を行う事で実現できる。
【００２６】
0003596001.tif 000004
但し、α３、β３は正の実数である。（３）式が所定時間Ｔ１以上連続して成立すれば、整定検出信号＝１（整定）、（３）式が成立しない、又は所定時間Ｔ１以上連続して成立しなければ、整定検出信号＝０（非整定）となる。Ｔ１はタイマ回路が計時する時間である。時間Ｔ１は任意の時間でよいが、フォーカスサーボ制御特性上はフォーカスサーボループ周波数特性の時定数以上とするのが望ましい。このように整定検出回路８は（３）式を用いてフォーカスサーボが整定したことを検出し、整定検出信号を条件判断回路１７に出力する。（３）式による条件判断を条件判断３という。
【００２７】
また、光ディスク１の基板面上に埃等のごみが付着している場合、戻り光量信号の絶対値が０近傍まで減少するので、α３の値を戻り光量最大値の半分程度に設定すると、（３）式はごみ付着部にて成立しなくなる。時間Ｔ１を光ディスク１の１回転に要する時間以上と設定した場合、基板面へのフォーカスサーボ引き込み時の整定検出において条件判断３が成立すると、対物レンズ４が存在する光ディスク１の周回上では基板面３へのごみの付着は認められないと判断できる。また、条件判断３が成立しない場合、フォーカスサーボの引き込みは不能となるが、基板面上にはごみ付着の可能性があると判断できる。埃等のごみの高さは容易に０．１ｍｍを超えるので、時間Ｔ１を光ディスク１の１回転以上の時間に設定する事で、基板面上に付着したごみと対物レンズ４の衝突を防止する為の作動距離マージンも同時に増加できるという利点が得られる。
【００２８】
条件判断回路１７は、記録面検出信号、合焦検出信号、整定検出信号、フォーカスサーボ引き込み開始信号に基づいて信号切換器１６に切換信号を供給する回路である。条件判断回路１７の切換信号によりフォーカスアクチュエータ５に印加する制御信号が切り換えられ、フォーカスサーボの引き込みが制御される。また、条件判断回路１７はフォーカスジャンプ制御回路１２、フォーカスサーチ制御回路１３、対物レンズ退避制御回路１４に初期化信号を出力する。条件判断回路１７と信号切換器１６により制御信号選択手段１５が構成されている。
【００２９】
フォーカスサーボ制御回路１１は光学系６の出力信号からフォーカスエラー信号を抽出し、フォーカスエラー信号に位相補償フィルタ演算処理等の信号加工処理を行い、フォーカスサーボを行うための第１の制御信号であるフォーカスサーボ制御信号を出力する回路である。フォーカスサーチ制御回路１３は、条件判断回路１７から初期化信号が入力された時、第２の制御信号であるフォーカスサーチ制御信号の出力を開始する。フォーカスサーチ制御信号は、フォーカスサーボの引き込み開始直後に対物レンズ４を光学系６の光軸方向に駆動し、光ビームの合焦点位置を光ディスク１の基板面３の近傍まで移動させるための制御信号を出力する回路である。
【００３０】
フォーカスジャンプ制御回路１２は条件判断回路１７から初期化信号が入力された後、第３の制御信号であるフォーカスジャンプ制御信号の出力を開始する。フォーカスジャンプ制御信号は、光ビームの合焦点位置を光ディスク１の基板面３から記録面２へ移動させるための制御信号である。対物レンズ退避制御回路１４は、条件判断回路１７から初期化信号が入力された後、第４の制御信号である対物レンズ退避制御信号の出力を開始する。対物レンズ退避制御信号は、条件判断回路１７によりフォーカスサーボの引き込み異常が検出された時に対物レンズ４を、対物レンズ４と光ディスク１又は対物レンズ４とフォーカスアクチュエータ支持基部７との接触無しにフォーカス引き込み開始位置に退避させるための制御信号である。
【００３１】
フォーカス引き込み開始位置は、光ビームの合焦点位置が光ディスク１の基板面３より光ディスク１に対して遠くなる位置に設定する事が、対物レンズ４の作動距離マージンを増加する効果を最大限にできる上で望ましい。信号切換器１６は、条件判断回路１７から出力される切換信号に応じてフォーカスサーボ制御回路１１から出力されるフォーカスサーボ制御信号、フォーカスジャンプ制御回路１２から出力されるフォーカスジャンプ制御信号、フォーカスサーチ制御回路１３から出力されるフォーカスサーチ制御信号、対物レンズ退避制御回路１４から出力される対物レンズ退避制御信号を切り換え、フォーカスアクチュエータ駆動信号としてフォーカスアクチュエータ支持基部７上に設置されたフォーカスアクチュエータ５に出力する。フォーカスアクチュエータ５は信号切換器１６から出力されるフォーカスアクチュエータ駆動信号により対物レンズ４を光学系６の光軸方向に移動させる。
【００３２】
次に、本実施形態の動作について説明する。なお、説明の簡便の為、光ディスク１の基板層１８の表面３と記録膜２の表面での光ディスク１の反射率は概略等しいとするが異なる場合も同様である。図２は対物レンズ４を光ディスク１に近づけた場合の各部の信号である。図２（ａ）はフォーカスエラー信号、図２（ｂ）は戻り光量信号、図２（ｃ）はトラッキングエラー信号である。また、図２（ｄ）は対物レンズ４と光ディスク１との相対距離を示している。
【００３３】
図２（ａ）に示すようにフォーカスエラー信号は光ディスク１の基板面３、及び記録膜２の表面近傍でＳ字状の信号として得られる。また、図２（ｂ）に示すように戻り光量信号は、光ディスク１の基板面３及び記録膜面近傍で極大値を持つ片極性の信号として得られる。更に、図２（ｃ）に示すようにトラッキングエラー信号は、光ディスク１の記録面近傍で光ビームが情報トラックを横切る毎に１周期の正弦波状信号として得られる。このようにフォーカスサーボを引き込む時に対物レンズ４を光軸方向に駆動すると、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように各部の信号が得られる。
【００３４】
図３はフォーカスサーボ引き込み時に正常に光ディスク１の記録膜２の表面にフォーカスサーボの引き込みを完了した場合の動作波形を示す波形図である。なお、図３では説明の簡便の為、（１）〜（３）式における係数の内、α１＝α２＝α３、β１＝β３と設定しているが、実用上は各検出において最適な値を実験的に求めて設定するのが望ましい。
【００３５】
まず、図示しない上位制御回路から条件判断回路１７にフォーカスサーボ引き込み開始信号が入力されると、条件判断回路１７はフォーカスサーチ制御回路１３に初期化信号を出力すると共に、信号切換器１６に図３（ｇ）に示すようにフォーカスサーチ制御信号を選択するための切換信号を出力する（図３の時刻ｔ０  ）。信号切換器１６ではこの切換信号に応じてフォーカスサーチ制御回路１３のフォーカスサーチ制御信号が選択され、図３（ｈ）に示すようにランプ状のフォーカスサーチ制御信号がフォーカスアクチュエータ５に印加される。これにより、フォーカスアクチュエータ４は対物レンズ４を駆動し、対物レンズ４はフォーカス引き込み開始位置から光ディスク１に徐々に近づいていく。
【００３６】
一方、合焦検出回路９は図３（ａ）に示すフォーカスエラー信号、図３（ｂ）に示す戻り光量信号を用いて（１）式による条件判断１を行い、光ビームの合焦点位置を検出する。この場合、光ビームの合焦点位置が光ディスク１の基板面３に到達すると、条件判断１が成立するので合焦検出回路９から図３（ｄ）に示すように合焦検出信号＝１が出力される（時刻ｔ１  ）。条件判断回路１７は合焦検出信号が１になると、信号切換器１６に図３（ｇ）に示すようにフォーカスサーボ制御回路１１のフォーカスサーボ制御信号を選択するための切換信号を出力する。これにより、信号切換器１６では図３（ｉ）に示すようなフォーカスサーボ制御信号が選択され、フォーカスアクチュエータ５に印加される。この時、フォーカスアクチュエータ５はフォーカスサーボ制御信号により光ビームの合焦点位置が光ディスク１の基板面３に一致するように駆動されるため、光ディスク１の基板面３にフォーカスサーボが引き込まれる。
【００３７】
フォーカスサーボを基板面３に引き込むと、整定検出回路８はフォーカスサーボが整定したことを検出する。即ち、整定検出回路８では（３）式による条件判断３を行い、タイマー回路が計時する所定時間Ｔ１以上（３）式が成立すると、図３（ｆ）に示すように整定検出信号＝１を出力する（時刻ｔ２  ）。条件判断回路１７は整定検出信号が１になると、フォーカスジャンプ制御回路１２に初期化信号を出力すると共に、信号切換器１６に図３（ｇ）に示すようにフォーカスジャンプ制御信号を選択するための切換信号を出力する。これにより、信号切換器１６では図３（ｊ）に示すような対物レンズ４を光ディスク１に近づける方向のフォーカスジャンプ制御信号が選択され、フォーカスアクチュエータ５に印加される。フォーカスジャンプ制御信号を印加すると、対物レンズ４は光ディスク１に近づき、光ビームの合焦点位置が光ディスク１の基板面３から記録膜２に向けて移動する。
【００３８】
光ビームの合焦点位置が光ディスク１の記録膜２の表面近傍まで移動すると、図３（ｊ）に示すようにフォーカスジャンプ制御回路１２から対物レンズ４を光ディスク１から離間させる方向のパルス信号が出力され、フォーカスアクチュエータ５に印加される（時刻ｔ４  ）。また、合焦検出信号は図３（ｄ）に示すようにフォーカスジャンプ制御信号が出力された後、時刻ｔ３  で一旦０になるが、光ビームの合焦点位置が光ディスク１の記録膜２に近接すると、図３（ｄ）に示すように時刻ｔ５  で再度１に変化する。条件判断回路１７は合焦検出信号が再度１になると、図３（ｇ）に示すように信号切換器１６にフォーカスサーボ制御信号を選択するための切換信号を出力し、フォーカスアクチュエータ５にフォーカスサーボ制御回路１１からのフォーカスサーボ制御信号が印加される。これにより、光ビームの合焦点位置は光ディスク１の基板面３から記録膜２へ移動し、フォーカスサーボの引き込みを完了する。
【００３９】
次に、条件判断回路１７の動作について図４のフローチャートを参照しながら説明する。図４において、まず、フォーカスサーボ引き込み開始信号が出力されると、条件判断回路１７はフォーカスサーチ制御回路１３に初期化信号を出力すると共に、信号切換器１６にフォーカスサーチ制御信号を選択するための切換信号を出力する（Ｓ１０１）、これにより、対物レンズ４はフォーカス引き込み開始位置から光ディスク１に近づいていく。この時、記録面検出回路１０は前述のように戻り光量信号、トラッキングエラー信号を用いて（２）式による条件判断２を行い、光ディスク１の記録面の検出を行う（Ｓ１０２）。
【００４０】
記録面検出回路１０は記録面を検出すると、記録面検出信号＝１を出力する。条件判断回路１７は記録面検出信号１が出力されると、対物レンズ４と光ディスク１の異常接近と判断し、対物レンズ退避制御回路１４に初期化信号を出力すると共に、信号切換器１６に対物レンズ退避制御信号を選択するための切換信号を出力する（Ｓ１０３）。これにより、フォーカスアクチュエータ５に対物レンズ退避制御信号が印加され、対物レンズ４の光ディスク１への衝突を防いでいる。この対物レンズ退避動作については詳しく後述する。退避制御が完了すると（Ｓ１０４）、再度Ｓ１０１からの処理を行う。この時、対物レンズ４の退避動作の完了は、予め対物レンズ退避制御信号を出力する時間を設定し、これを過ぎると退避完了とするのが簡易である。
【００４１】
一方、Ｓ１０２で記録面が検出されなかった場合はＳ１０５に進み、合焦検出回路９から合焦点検出信号１が出力されると、条件判断回路１７はフォーカスサーボ制御信号を選択するための切換信号を信号切換器１６に出力する（Ｓ１０６）。これにより、フォーカスサーボ制御信号がフォーカスアクチュエータ５に印加され、光ディスク１の基板面３にフォーカスサーボの引き込みを行う。ここで、フォーカスサーボの引き込み後、Ｓ１０７で記録面がされた場合、又は記録面は検出されないがＳ１０８で合焦検出がされなかった場合、フォーカスサーボの引き込み異常と判断し、Ｓ１０３に進んで同様の処理を行う。即ち、対物レンズ退避制御回路１４に初期化信号を出力し、信号切換器１６に対物レンズ退避制御信号を選択するための切換信号を出力することにより、対物レンズ４の退避制御を行う。
【００４２】
また、Ｓ１０７で記録面が検出されず、Ｓ１０８で合焦検出がされた時はＳ１０９で整定検出信号が出力されるのを待つ。整定検出信号１が出力されると条件判断回路１７は基板面３にフォーカスサーボの引き込みを完了したと判断する。基板面３にフォーカスサーボの引き込みを完了すると、条件判断回路１７はフォーカスジャンプ制御回路１２に初期化信号を出力すると共に信号切換器１６にフォーカスジャンプ制御信号を選択するための切換信号を出力する（Ｓ１１０）。これにより、フォーカスアクチュエータ５にフォーカスジャンプ制御信号が印加され、対物レンズ４は光ディスク１に近づいていく。
【００４３】
また、このフォーカスジャンプ制御中においてＳ１１１で一旦合焦検出がなされず、その後、Ｓ１１２で再度合焦検出がされると、条件判断回路１７はフォーカスサーボ制御信号を選択するための切換信号を信号切換器１６に出力する（Ｓ１１３）。これにより、フォーカスアクチュエータ５にフォーカスサーボ制御信号が印加され、光ディスク１の記録膜２の表面にフォーカスサーボの引き込みを行う。また、記録膜２にフォーカスサーボを引き込んだ後、Ｓ１１４で記録膜２への合焦検出がなされなかった時は条件判断回路１７はフォーカス引き込み異常と判断し、Ｓ１０３で対物レンズ４の退避制御を行う。
【００４４】
即ち、対物レンズ退避制御回路１４に初期化信号を出力し、信号切換器１６に対物レンズ退避制御信号を選択するための切換信号を出力する。これにより、フォーカスアクチュエータ５に退避制御信号が印加され、対物レンズ４の退避制御を行う。Ｓ１０４で退避制御が完了すると、同様にＳ１０１からの処理を行う。また、Ｓ１１４で記録膜２への合焦が検出され、Ｓ１１５でフォーカスサーボが整定したことが検出されると、条件判断回路１７は光ディスク１の記録膜２へのフォーカスサーボの引き込みが終了したと判断し、一連のフォーカスサーボの引き込みを完了する。
【００４５】
次に、対物レンズ４の退避制御動作を含むフォーカスサーボの引き込み動作について図５を参照しながら詳細に説明する。ここでは、フォーカスサーボ引き込み開始後にフォーカスサーチ制御信号を出力している時に記録面が検出された場合の対物レンズ退避制御について説明する。まず、フォーカスサーボ引き込み開始後、条件判断回路１７から信号切換器１６に図５（ｇ）に示すようにフォーカスサーチ制御信号を選択するための切換信号が出力され、フォーカスアクチュエータ５に図５（ｈ）に示すようなランプ状のフォーカスサーチ制御信号が印加されているものとする。この場合、記録面検出回路１０は光ビームの合焦点位置を検出していて、光ビームの合焦点位置が光ディスク１の記録膜２上にあることを検出すると、図５（ｅ）に示すように記録面検出信号１を出力する。記録面検出回路１０は前述のように図５（ｂ）に示す戻り光量信号、図５（ｃ）に示すトラッキングエラー信号を用いて（２）式による条件判断２を行うことによって記録面を検出する。
【００４６】
条件判断回路１７は記録面検出信号１が出力されると、対物レンズ退避制御回路１４に初期化信号を出力すると共に、図５（ｇ）に示すように信号切換器１６に対物レンズ退避制御信号を選択するための切換信号を出力する（時刻ｔ１１）。これにより、対物レンズ退避制御回路１４から図５（ｋ）に示すように対物レンズ４を光ディスク１から離間させる方向の制御信号がフォーカスアクチュエータ５に時刻ｔ１１からｔ１２までの所定時間印加される。この制御信号の印加により対物レンズ４の上端が光ディスク１の１周回内での面振れの下端を下回る位置に移動すると（時刻ｔ１３）、対物レンズ退避制御回路１４から図５（ｋ）に示すように対物レンズ４を光ディスク１に近づける方向の制御信号が時刻ｔ１３からｔ１４までの所定時間出力され、対物レンズ４に制動がかけられる。
【００４７】
このように対物レンズ４と光ディスク１の異常接近が検出された時は対物レンズ４の退避制御を行い、対物レンズ４を退避させているので、対物レンス４と光ディスク１の接触を防止することができる。また、本実施形態では、対物レンズ４の退避制御時に対物レンズ４が光ディスク１から離間させる方向の制御信号を所定時間フォーカスアクチュエータ５に印加した後、対物レンズ４が光ディスク１に近づく方向の制御信号を所定時間印加しているので、対物レンズ４がフォーカスアクチュエータ支持基部７に衝突することなく対物レンズ４の退避動作を実現することができる。
【００４８】
図６は対物レンズ４の退避制御時の対物レンズ４の軌跡を示す図である。実線で示す軌跡２１が本実施形態の場合の軌跡である。また、１は光ディスク、２は記録膜、３は基板層の表面、４は対物レンズを示している。今、対物レンズ４は図６に示す位置にあって光ビームの合焦点位置は光ディスク１の記録膜２の近傍に位置しているものとする。この時、対物レンズ４と光ディスク１の異常接近が検出されると、前述のように対物レンズ退避制御信号がフォーカスアクチュエータ５に印加され、対物レンズ４は軌跡２１をたどってフォーカスサーボ引き込み開始位置に収束していく。従って、図６から明らかなように対物レンズ４と光ディスク１あるいは対物レンズ４とフォーカスアクチュエータ支持基部７が衝突することなく、対物レンズ４を退避させることができる。
【００４９】
なお、図４のフローチャートのＳ１０２、Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１１４で動作異常が検出された場合、それぞれ図５、図６で説明したような退避制御を行うのであるが、各退避制御時における対物レンズ退避制御信号の振幅値、出力時間は各退避動作毎に最適に設定するのが望ましい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録媒体の記録面へのフォーカスサーボの引き込みに際し、一旦、基板面にフォーカスサーボを引き込んだ後に対物レンズをジャンプ制御する事で記録膜にフォーカスサーボを引き込んでいるので、対物レンズと記録媒体との距離が不定である為衝突の危険度の高いフォーカスサーチ動作を伴うフォーカスサーボ引き込み時に記録媒体の基板層の厚さ分の距離を作動距離マージンとして増加することができ、フォーカスサーボ引き込み時に対物レンズと記録媒体の衝突を防止することができる。
【００５１】
即ち、フォーカス引き込み開始位置から記録媒体までの距離は不定であるため、フォーカスサーボ引き込み時は対物レンズが記録媒体に衝突する恐れがあるが、記録媒体の記録膜にフォーカスサーボを引き込む際に概略距離の判明している記録媒体の基板層をフォーカスジャンプ制御で移動させることで実現しているので、対物レンズが記録媒体に衝突することなくフォーカスサーボを引き込むことができる。
【００５２】
また、フォーカスサーボの引き込み時に動作異常が検出された際には、フォーカスアクチュエータの退避時に発生するフォーカスアクチュエータのオーバーシュートを低減させる退避制御を行うので、記録媒体の面振れ量が基板層厚より大きい媒体を使用した際にも、対物レンズと記録媒体又は対物レンズとフォーカスアクチュエータ支持基部が衝突すること無くフォーカスアクチュエータの退避動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフォーカスサーボ引き込み装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態の対物レンズを光ディスクに近づけた場合のフォーカスエラー信号、戻り光量信号、トラッキングエラー信号を示す図である。
【図３】図１の実施形態の正常にフォーカスサーボの引き込みを行った場合の各部の信号を示すタイムチャートである。
【図４】図１の実施形態において条件判断回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１の実施形態の対物レンズ退避制御を行う場合の各部の信号を示すタイムチャートである。
【図６】フォーカスサーボの引き込み時の対物レンズの軌跡を本発明と従来とで比較して示す図である。
【符号の説明】
１    光ディスク
２    記録膜
３    基板層表面
４    対物レンズ
５    フォーカスアクチュエータ
６    光学系
７    フォーカスアクチュエータ支持基部
８    整定検出回路
９    合焦検出回路
１０    記録面検出回路
１１    フォーカスサーボ制御回路
１２    フォーカスジャンプ制御回路
１３    フォーカスサーチ制御回路
１４    対物レンズ退避制御回路
１５    制御信号選択手段
１６    信号切換器
１７    条件判断回路
１８    基板層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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