(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを集光して記録媒体に照射する対物レンズの光軸方向への移動を制御するフォーカスサーボ制御装置であって、
前記記録媒体からの反射光を検出する複数の光検出素子からなる分割型の光検出器と、
前記光検出器の受光中心に関して点対称位置の光検出素子の出力信号による２つの和信号を出力する和信号生成手段と、
前記和信号生成手段の各和信号の信号レベルを調整するフォーカスバランス調整手段と、
前記フォーカスバランス調整手段による信号レベルの調整後の各和信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー生成手段と、
フォーカスサーボ動作開始指令が供給されたときそのフォーカスエラー信号に応じて前記対物レンズを前記光軸方向に移動させるフォーカスサーボ制御手段と、
前記フォーカスエラー信号に含まれるオフセット成分を除去するための電圧に所定電圧を加えたバイアス電圧をフォーカスエラー信号ラインに印加するバイアス印加手段と、を備えたことを特徴とするフォーカスサーボ制御装置。
【請求項２】
前記バイアス電圧の印加後、前記フォーカスサーボ制御手段に対して前記フォーカスサーボ動作開始指令を発生する手段を備え、前記バランス調整手段は、前記バイアス印加手段によって印加された前記バイアス電圧に基づいて発生した前記和信号生成手段の各和信号の信号レベルに対してもレベル調整を行うことを特徴とする請求項１記載のフォーカスサーボ制御装置。
【請求項３】
前記所定電圧は固定電圧であることを特徴とする請求項１記載のフォーカスサーボ制御装置。
【請求項４】
前記フォーカスサーボ動作開始指令の発生前に、前記対物レンズを前記光ビームの光軸方向に移動させるスイープ電圧を発生する手段と、前記スイープ電圧の発生中における前記フォーカスエラー信号の正負のピーク値を得る手段と、前記正負のピーク値間のレベルに係数を乗算して前記所定電圧を設定する手段と、を含むことを特徴とする請求項２記載のフォーカスサーボ制御装置。
【請求項５】
前記所定電圧は前記対物レンズを前記光記録媒体から離す方向に作用することを特徴とする請求項１記載のフォーカスサーボ制御装置。
【請求項６】
光記録媒体に光ビームを照射し、その光記録媒体からの反射光を複数の光検出素子からなる分割型の光検出器にて検出し、前記光検出器の受光中心に関して点対称位置の光検出素子の出力信号による２つの和信号を２つの増幅手段によって個別に増幅し、前記２つの増幅手段の各出力レベル差に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、フォーカスサーボ動作開始指令が供給されたときそのフォーカスエラー信号に応じて前記ピックアップ内の対物レンズを前記光ビームの光軸方向に移動させるフォーカスサーボ制御方法であって、前記フォーカスエラー信号に応じて前記フォーカスエラー信号ラインにバイアス電圧を印加し、前記バイアス電圧の印加後、フォーカスサーボ動作開始指令を発生し、前記フォーカスエラー信号ラインに印加された前記バイアス電圧を所定電圧だけ変化させると共に前記２つの増幅手段の利得を調整することを特徴とするフォーカスサーボ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光ディスクの記録面に照射読取光の焦点を合わせるフォーカスサーボ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクプレーヤにおいては、照射光ビームが光ディスクの記録面に合焦するようにピックアップの複数分割の光検出器の各光検出レベルに基づいてフォーカスエラー信号を生成し、そのフォーカスエラー信号レベルが減少するように対物レンズの光軸方向の位置を制御するフォーカスサーボ装置が備えられている。４分割の光検出器の場合には光検出器の受光面の２つの分割線の交差点を中心として対称位置にある２組の２つの光検出素子の出力信号の和信号が個別の加算器において算出され、一方の加算器の出力信号から他方の加算器の出力信号を減算器で差し引くことによりフォーカスエラー信号は得られる。このフォーカスエラー信号はフォーカス誤差に対してＳ字カーブ特性を有するので、Ｓ字カーブ特性の中心点がフォーカスエラー信号の基準レベル（例えば、０）とされている。フォーカスエラー信号は駆動系に供給され、ピックアップ内のフォーカスアクチュエータを駆動することにより対物レンズを光軸方向に変位駆動させる。
【０００３】
このフォーカスサーボ制御装置においては、フォーカスエラー信号の基準レベルにて、４つの光検出素子の出力信号を合計した信号であるＲＦ信号（読取信号）の振幅が最大となること、又はＲＦ信号のジッタが最小となることが理想的な制御状態である。しかしながら、ピックアップを含む光学系部品の誤差によりにフォーカスエラー信号が基準レベルになるときＲＦ信号の振幅が最大とならないこと（ＲＦ信号のジッタが最小とならないこと）が普通である。そこで、フォーカスエラー信号が基準レベルになるときにＲＦ信号の振幅が最大となるように調整が行われている。
【０００４】
かかる調整としては、フォーカスエラー信号ラインにバイアス電圧を印加するバイアス調整方法と、上記した２つの加算器の出力レベルをバランス調整するバランス調整方法とが知られている。バイアス調整方法においては、フォーカスサーボ動作を開始する前に、先ず、フォーカスエラー信号中の電気的なオフセット成分である直流成分を除去するためにバイアス電圧を印加し、その後、フォーカスサーボ系をクローズしてフォーカスサーボ動作を開始し、ＲＦ信号の振幅が最大となるようにバイアス電圧を調整することが行われる。バランス調整方法においては、フォーカスサーボ動作を開始する前に、先ず、フォーカスエラー信号中の電気的なオフセット成分である直流成分を除去するためにバイアス電圧を印加し、その後、フォーカスサーボ系をクローズしてフォーカスサーボ動作を開始し、ＲＦ信号の振幅が最大となるように２つの加算器の出力レベルを個別の利得調整可能な増幅器を介してバランス調整することが行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、光ディスク再生中に振動によってフォーカス外れが生じた場合には、各光検出素子では出力信号が生成されないので、バイアス調整方法では上記駆動系へのラインにはバイアス電圧だけが急に印加されることになる。この結果、対物レンズが大きく変位駆動されるので、バイアス電圧のレベルによっては対物レンズが光ディスク方向に移動して光ディスクに衝突して破損や故障を招く可能性があるという問題点があった。また、バランス調整方法では、駆動系への供給電圧が０Ｖとなるので、対物レンズは自由に移動できる状態となり、フォーカス外れの原因となった振動によって大きく移動して光ディスクに衝突して破損や故障を招く可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、フォーカス外れ時に対物レンズが光ディスクに衝突することを防止できるフォーカスサーボ制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のフォーカスサーボ制御装置は、光ビームを集光して記録媒体に照射する対物レンズの光軸方向への移動を制御するフォーカスサーボ制御装置であって、記録媒体からの反射光を検出する複数の光検出素子からなる分割型の光検出器と、光検出器の受光中心に関して点対称位置の光検出素子の出力信号による２つの和信号を出力する和信号生成手段と、和信号生成手段の各和信号の信号レベルを調整するフォーカスバランス調整手段と、フォーカスバランス調整手段による信号レベルの調整後の各和信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー生成手段と、フォーカスサーボ動作開始指令が供給されたときそのフォーカスエラー信号に応じて対物レンズを光軸方向に移動させるフォーカスサーボ制御手段と、フォーカスエラー信号に含まれるオフセット成分を除去するための電圧に所定電圧を加えたバイアス電圧をフォーカスエラー信号ラインに印加するバイアス印加手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明のフォーカスサーボ制御方法は、光記録媒体に光ビームを照射し、その光記録媒体からの反射光を複数の光検出素子からなる分割型の光検出器にて検出し、光検出器の受光中心に関して点対称位置の光検出素子の出力信号による２つの和信号を２つの増幅手段によって個別に増幅し、２つの増幅手段の各出力レベル差に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、フォーカスサーボ動作開始指令が供給されたときそのフォーカスエラー信号に応じてピックアップ内の対物レンズを光ビームの光軸方向に移動させるフォーカスサーボ制御方法であって、フォーカスエラー信号に応じてフォーカスエラー信号ラインにバイアス電圧を印加し、バイアス電圧の印加後、フォーカスサーボ動作開始指令を発生し、フォーカスエラー信号ラインに印加されたバイアス電圧を所定電圧だけ変化させると共に２つの増幅手段の利得を所定電圧に対応して調整することを特徴としている。
【０００９】
かかる本発明によれば、フォーカス外れ時にバイアス電圧によって対物レンズが駆動されて光軸方向に移動しても所定電圧の分だけ光ディスクから離れた移動となり、対物レンズが光ディスクに衝突することが防止されるのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明によるフォーカスサーボ制御装置及び方法が適用された光ディスクプレーヤを示している。この光ディスクプレーヤにおいて、ピックアップ１０はレーザ光を光ディスク１２に照射し、光ディスク１２からのその反射光を受光して受光量に応じた信号を発生する。光ディスク１２はモータ１３によって回転駆動される。
【００１１】
ピックアップ１０は図２に示すように、光検出素子１１ａ〜１１ｄからなる４分割の光検出器１１を備えている。その光検出素子１１ａ〜１１ｄの出力信号をａ，ｂ，ｃ，ｄとする。光検出素子１１ａ〜１１ｄの受光面の２つの分割線の交差点を中心として対称位置にある２つの光検出素子の出力信号の和信号ａ＋ｃ，ｂ＋ｄが加算器２３，２４において算出される。その加算器２３，２４各々の出力には加算器２５が接続されており、光検出素子１１ａ〜１１ｄの出力信号の総和ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄが加算器２５においてＲＦ信号（読取信号）として得られる。
【００１２】
加算器２５の出力には再生処理部２６が接続されている。再生処理部２６ではＲＦ信号に応じて光ディスク１２に記録された情報が再生される。
加算器２３，２４各々の出力には光ディスク１２の記録面に対し照射レーザ光を合焦させるためにピックアップ１０内の対物レンズ（図示せず）を光軸方向に変位駆動させるフォーカスサーボ部２９が接続されている。
【００１３】
フォーカスサーボ部２９は図２に示すように、増幅器４１〜４３、減算器４４、加算器４５、スイッチ４６、イコライザ４７、バイアス発生回路４８及びスイープ電圧発生回路５０から構成されている。
増幅器４１は加算器２３の出力に接続され、加算器２３の出力信号を増幅して減算器４４の正側の入力に供給する。増幅器４２は加算器２４の出力に接続され、加算器２４の出力信号を増幅して減算器４４の負側の入力に供給する。増幅器４１，４２は利得を制御可能にされており、その制御端は後述のマイクロコンピュータ３０に接続されている。減算器４４は増幅器４１の出力信号レベルから増幅器４２の出力信号レベルを差し引く。減算器４４の出力信号は増幅器４３を介して第１フォーカスエラー信号ＦＥ１として加算器４５に供給される。
【００１４】
加算器４５には更にバイアス発生回路４８が接続されている。バイアス発生回路４８はバイアス電圧Ｖｂを加算器４５に供給する。このバイアス電圧Ｖｂの発生はマイクロコンピュータ３０によって指示される。加算器４５は増幅器４３の出力信号とバイアス電圧Ｖｂとを加算し、加算結果の信号を第２フォーカスエラー信号ＦＥ２としてイコライザ４７に供給する。イコライザ４７は供給された第２フォーカスエラー信号ＦＥ２に波形等化の処理を施し、その波形等化後の第２フォーカスエラー信号ＦＥ２をスイッチ４６を介して駆動回路３１に供給する。駆動回路３１はイコライザ４７の出力信号に応じてピックアップ１０内のフォーカスアクチュエータ（図示せず）を駆動することにより上記の対物レンズを光軸方向に変位駆動させる。スイッチ４６はマイクロコンピュータ３０の制御によってイコライザ４７の出力信号とスイープ電圧発生回路５０の出力信号とのいずれか一方を選択的に駆動回路３１に中継する切換スイッチである。
【００１５】
スイープ電圧発生回路５０はマイクロコンピュータ３０から発生されるスイープ指令に応じて所定の速度でレベル変化するスイープ電圧Ｖｓを発生する。スイープ電圧Ｖｓは第１フォーカスエラー信号ＦＥ１のピーク値を得るために対物レンズを所定の移動範囲で変位駆動させる電圧である。また、フォーカスサーボ動作の開始前にはスイープ電圧Ｖｓは予め定められた合焦位置に対応する電圧まで変化される。
【００１６】
光検出素子１１ａ〜１１ｄの出力信号はトラッキングサーボ部２７に接続されている。トラッキングサーボ部２７はビーム光が光ディスク１２の記録面のトラック中心を照射するように対物レンズをディスク半径方向に変位駆動する制御を行う。よって、トラッキングサーボ部２７は光検出素子１１ａ〜１１ｄの出力信号に応じてトラッキングエラー信号を生成し、そのトラッキングエラー信号を減少させるようにトラッキング駆動信号を駆動回路３３に出力する。駆動回路３３はトラッキング駆動信号に応じてピックアップ１０内のトラッキングアクチュエータ（図示せず）を駆動することにより上記の対物レンズをディスク半径方向に変位駆動させる。なお、光検出器１１とは別の光検出器をピックアップ１０内に設けてその別の光検出器の出力信号をトラッキングサーボで用いても良い。
【００１７】
再生処理部２６、トラッキングサーボ部２７及びフォーカスサーボ部２９の各動作はマイクロコンピュータ３０によって制御される。マイクロコンピュータ３０には増幅器４３の出力信号ＦＥ１がＡ／Ｄ変換器３２を介して供給され、加算器２５から出力されるＲＦ信号も供給される。
次に、マイクロコンピュータ３０の動作について説明する。
【００１８】
マイクロコンピュータ３０は光ディスク１２がディスクプレーヤにセットされたときにセットアップ動作を行ってから再生動作に移行する。
このセットアップ動作においてマイクロコンピュータ３０は、図３に示すように、プレイ指令が発せられたか否かを判別する（ステップＳ１）。プレイ指令はディスクプレーヤの操作部のプレイボタン（図示せず）が操作された場合に操作部から生成される。プレイ指令が発せられると、増幅器４３の出力信号ＦＥ１のレベルをＡ／Ｄ変換器３２を介して読み取って、そのレベルをオフセット成分Ｖｏｆｆｓｅｔとする（ステップＳ２）。なお、このときにはピックアップ１０ではレーザ光が照射されていないが、後述のステップＳ４以降ではレーザ光が照射される。
【００１９】
マイクロコンピュータ３０は、オフセット成分Ｖｏｆｆｓｅｔを打ち消すようにバイアス電圧Ｖｂ（＝−Ｖｏｆｆｓｅｔ）のレベルを設定し、その設定レベルのバイアス電圧Ｖｂの発生をバイアス発生回路４８に指示する（ステップＳ３）。その指示に応答してバイアス発生回路４８はその設定レベルのバイアス電圧Ｖｂを加算器４５に供給する。よって、このとき加算器４５の出力信号ＦＥ２はほぼ０となり、電気的なオフセット成分の除去が行われたことになる。
【００２０】
次に、マイクロコンピュータ３０はスイープ指令をスイープ電圧発生回路５０に対して発生する（ステップＳ４）。スイープ指令が発生されると、スイッチ４６がスイープ電圧発生回路５０の出力信号を駆動回路３１に中継する状態となる。スイープ電圧発生回路５０はマイクロコンピュータ３０からのスイープ指令に応答して所定の速度でレベル変化するスイープ電圧Ｖｓを発生してスイッチ４６を介して駆動回路３１に供給する。これにより対物レンズが光軸方向に移動範囲を移動するので、増幅器４３から出力される第１フォーカスエラー信号ＦＥ１はＳ字カーブ特性を示すことになる。増幅器４３の出力信号ＦＥ１のレベルをＡ／Ｄ変換器３２を介して読み取って、その正負のピーク間電圧Ｖｐ−ｐを検出し（ステップＳ５）、そのピーク間電圧Ｖｐ−ｐに係数ｋ（例えば、１／４０）を乗算してバイアス補正電圧α（所定電圧）を算出する（ステップＳ６）。バイアス補正電圧αは対物レンズを光ディスク１２から離す方向に作用する電圧レベルである。例えば、ピーク間電圧Ｖｐ−ｐがフォーカスずれ量８μｍに相当する電圧であるならば、バイアス補正電圧αはフォーカスずれ量０．２μｍに相当する。
【００２１】
なお、バイアス補正電圧αとして予め設定した固定値を用いても良い。この場合には、上記のステップＳ４〜Ｓ６を実行する必要はない。
また、スイープ電圧発生回路５０は上記のＳ字カーブ特性が得られるように変化するスイープ電圧Ｖｓを発生すると、スイープ電圧Ｖｓを予め定められた合焦位置に対応する電圧まで変化させる。これにより、対物レンズがその合焦位置に移動してフォーカスサーボ動作の開始に備えることになる。
【００２２】
次いで、マイクロコンピュータ３０はフォーカスサーボ開始指令を発生する（ステップＳ７）。フォーカスサーボ開始指令はイコライザ４７の出力信号を駆動回路３１に供給するようにスイッチ４６を切換動作させるので、フォーカスサーボ動作が開始される。すなわち、増幅器４３から出力された第１フォーカスエラー信号ＦＥ１に対して加算器４５にてバイアス電圧Ｖｂが加算され、その結果、加算器４５で得られた第２フォーカスエラー信号ＦＥ２がイコライザ４７に供給される。イコライザ４７では供給された第２フォーカスエラー信号ＦＥ２に波形等化の処理が施され、その波形等化後の第２フォーカスエラー信号ＦＥ２がスイッチ４６を介して駆動回路３１に出力される。駆動回路３１はイコライザ４７の出力信号に応じてピックアップ１０内のフォーカスアクチュエータを駆動して対物レンズを光軸方向に変位駆動させ、これに応じて光検出素子１１ａ〜１１ｄの出力信号レベルが変化するので、新たな第１フォーカスエラー信号ＦＥ１が生成される。
【００２３】
マイクロコンピュータ３０はフォーカスサーボ動作が開始された後、フォーカスサーボがロックイン（整定）したか否かを判別する（ステップＳ８）。これは加算器２５から出力されるＲＦ信号レベルを読み取ってその振幅レベルが所定の範囲内のレベルとなったならば、照射光ビームが光ディスク１２の記録面にほぼ合焦したフォーカスサーボのロックイン状態とみなすのである。フォーカスサーボのロックインを検出すると、バイアス電圧ＶｂをＶｂ＋αにして発生するようにバイアス発生回路４８に指示する（ステップＳ９）。その指示に応答してバイアス発生回路４８はそのＶｂ＋αのバイアス電圧Ｖｂを加算器４５に供給する。これにより、バイアス調整が行われ、第１フォーカスエラー信号ＦＥ１はステップＳ３で行ったオフセット分の除去の状態から更に−αの分だけずれた信号となる。
【００２４】
ステップＳ９の実行後、マイクロコンピュータ３０はトラッキングサーボ開始指令を発生する（ステップＳ１０）。トラッキングスサーボ開始指令はトラッキングサーボ部２７を活性化させるので、トラッキングサーボ動作が開始される。
ステップＳ１０の実行後、マイクロコンピュータ３０は、増幅器４１，４２各々の利得を調整することによりフォーカスバランス調整を行う（ステップＳ１１）。このフォーカスバランス調整では加算器２５から出力されたＲＦ信号レベルが最大となるように増幅器４１，４２各々の利得が調整される。この結果、第１フォーカスエラー信号中に含まれたバイアス補正電圧αに相当するずれ成分の影響が除去されるのである。
【００２５】
光ディスク再生中に例えば、振動によってフォーカス外れが生じた場合にはフォーカスエラー信号ＦＥ１がほぼＶｂとなり、加算器４５から出力されるフォーカスエラー信号ＦＥ２はほぼαとなるので、αがイコライザ４７に供給されることになる。よって、対物レンズはαに応じて対物レンズが光軸方向に移動駆動されるが、バイアス補正電圧αの分だけ光ディスク１２から離れた移動となり、対物レンズが光ディスク１２に衝突することは回避される。
【００２６】
図３のマイクロコンピュータ３０のセットアップ動作が既に行われ、バイアス電圧Ｖｂがマイクロコンピュータ３０のメモリに記憶されるようになっている場合には、マイクロコンピュータ３０はステップＳ３ではバイアス電圧Ｖｂを、その記憶された前回のバイアス電圧Ｖｂにしてバイアス発生回路４８に発生させることができる。
【００２７】
なお、上記した実施例においては、バイアス電圧の印加をイコライザ４７の入力側で行っているが、イコライザ４７の出力側で行っても良い。
また、上記した実施例においては、光記録媒体として光ディスクを用いた場合を示したが、光記録媒体としては光ディスクに限らず、光カード等の他の光記録媒体でも良い。
【００２８】
更に、上記した実施例においては、フォーカスサーボ開始指令後にバイアス電圧Ｖｂにはバイアス補正電圧αが加算されるが、フォーカスサーボ開始指令前にバイアス発生回路４８から出力されるバイアス電圧Ｖｂにバイアス補正電圧αを加算しても良い。
また、図２に示した構成においては、加算器４５とイコライザ４７の間にオンオフスイッチを設けて、フォーカスサーボ開始指令の発生時にスイッチ４６の切換と同時にそのオンオフスイッチがオンとなるように制御しても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、フォーカス外れ時にバイアス電圧によって対物レンズが駆動されて光軸方向に移動しても対物レンズが光ディスクに衝突することが防止されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフォーカスサーボ制御装置及び方法が適用された光ディスクプレーヤを示すブロック図である。
【図２】フォーカスサーボ部を示すブロック図である。
【図３】マイクロコンピュータのセットアップ動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ピックアップ
１１  光検出器
１２  光ディスク
１３  モータ
２６  再生処理部
２７  トラッキングサーボ部
２９  フォーカスサーボ部
３０  マイクロコンピュータ
【図１】
0003547340.tif 000002
【図２】
0003547340.tif 000003
【図３】
0003547340.tif 000004