(57)【要約】【課題】  ディスクを高速回転した状態ではディスク記録面と対物レンズとの相対速度が大きくなり、フォーカス引き込み動作での対物レンズの応答を負帰還領域内で収めることが出来ず、引き込みに失敗してしまうことになる。フォーカス引き込みに失敗すると、単にリトライにより記録或いは再生を始めるまでの時間が長くなるという問題だけでなく、対物レンズがディスク表面にぶつかり、対物レンズ或いはディスクを傷つけてしまうという、重大な問題が発生することになる。【解決手段】  総光量信号生成回路と総光量信号に基づいて光ディスクと対物レンズとの相対速度の制御を行うレンズ速度制御回路を設け、対物レンズの制御をフォーカス誤差信号によるフォーカス制御への切り替えに先立って、光ディスクの記録面と対物レンズとの相対速度を安定に引き込み可能な所定の範囲内になるように制御することにより、引き込み動作の安定化を図ることが可能となる。【選択図】  図１
2006318557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクからの反射光を受光し、複数個のセンサ信号を出力するセンサ手段と、前記センサ手段の複数個のセンサ信号を合成してフォーカス誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、前記センサ手段の複数個のセンサ信号を合成してディスクからの総反射光量に対応する総光量信号を生成する総光量信号生成手段と、前記フォーカス誤差信号を入力し駆動信号を出力する焦点制御手段と、前記総光量信号を入力し駆動信号を出力する対物レンズ速度制御手段と、対物レンズを前記光ディスクの焦点位置近傍に位置付けるために所定の割合で減少増加する駆動信号を発生するスイープ信号発生手段と、前記スイープ信号発生手段の出力と、前記対物レンズ速度制御手段の出力と、前記焦点制御手段の出力を選択的に切り替えて駆動信号を出力する切替手段と、前記切替手段の出力に応じて前記対物レンズを駆動する駆動手段と、前記総光量信号と所定の値を比較して出力する比較手段と、前記フォーカス誤差信号を所定の値と比較することにより前記対物レンズが合焦点に位置付いたことを検出する合焦点検出手段とを備え、前記比較手段と前記合焦点検出手段の出力に応じて前記切替手段から出力する駆動信号を切り替えるようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記対物レンズ速度制御手段の出力をホールドするホールド手段を設け、前記比較手段は第１の比較値と第２の比較値を有し、前記総光量信号が第１の比較値を越えたことを検出した時点で前記切替手段から出力する駆動信号をスイープ信号発生手段の出力から前記対物レンズ速度制御手段の出力に切り替え、前記総光量信号が第２の比較値を越えた時点で前記ホールド手段により前記対物レンズ速度制御手段の出力をホールドし、前記合焦点検出手段において前記対物レンズが合焦点に位置付いたことを検出した時点で前記切替手段の出力を前記焦点制御手段の出力に切り替えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記対物レンズ速度制御手段は、前記総光量信号を微分することにより前記対物レンズと前記光ディスクとの相対速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段の出力に基づいて駆動信号を出力する速度制御手段とで構成することを特徴とする請求項１または２項記載の光ディスク装置。
【請求項４】
光ディスクからの反射光を受光し、複数個のセンサ信号を出力するセンサ手段と、前記センサ手段の複数個のセンサ信号を合成してフォーカス誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、前記センサ手段の複数個のセンサ信号を合成してディスクからの総反射光量に対応する総光量信号を生成する総光量信号生成手段と、前記フォーカス誤差信号を入力し駆動信号を出力する焦点制御手段と、前記総光量信号を入力し駆動信号を出力する対物レンズ速度制御手段と、対物レンズを前記光ディスクの焦点位置近傍に位置付けるために所定の割合で減少増加する駆動信号を発生するスイープ信号発生手段と、前記スイープ信号発生手段の出力と前記対物レンズ速度制御手段の出力とを加算する加算手段と、前記焦点制御手段の出力と前記加算手段の出力を選択的に切り替えて駆動信号を出力する切替手段と、前記切替手段の出力に応じて前記対物レンズを駆動する駆動手段と、前記総光量信号と所定の値を比較して出力する比較手段と、前記フォーカス誤差信号を所定の値と比較することにより前記対物レンズが合焦点に位置付いたことを検出する合焦点検出手段とを備え、前記比較手段と前記合焦点検出手段の出力に応じて前記切替手段から出力する駆動信号を切り替えるようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
光ディスクからの反射光を受光し複数個のセンサ信号を出力するセンサ手段と、
前記センサ手段の複数個のセンサ信号を合成してフォーカス誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、
対物レンズを駆動する駆動手段と、
前記センサ手段の複数個のセンサ信号を合成してディスクからの総反射光量に対応する総光量信号を生成する総光量信号生成手段と、
前記フォーカス誤差信号を入力し駆動信号を出力する焦点制御手段と、
前記総光量信号を入力し駆動信号を出力する対物レンズ速度制御手段と、
対物レンズを前記光ディスクの焦点位置近傍に位置付けるために所定の割合で減少増加する駆動信号を発生するスイープ信号発生手段とを備え、
前記スイープ信号発生手段の出力と、前記対物レンズ速度制御手段の出力と、前記焦点制御手段の出力の順に切り替えて駆動信号を出力して、前記駆動手段によりフォーカス引き込みを行うことを特徴とした光ディスク装置。
【請求項６】
光ディスクからの反射光を受光し複数個のセンサ信号を出力するセンサ手段と、
前記センサ手段の複数個のセンサ信号を合成してフォーカス誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、
対物レンズを駆動する対物レンズ駆動手段とを備えた光ディスク装置のフォーカス引き込み方法であって、
前記対物レンズを前記光ディスクの焦点位置近傍に位置付けるために所定の割合で減少増加する駆動信号を前記対物レンズ駆動手段に出力し、
前記センサ手段の複数個のセンサ信号を合成してディスクからの総反射光量に対応する総光量信号から対物レンズ速度制御する駆動信号を前記対物レンズ駆動手段に出力し、
前記フォーカス誤差信号を入力し焦点制御する駆動信号を前記対物レンズ駆動手段に出力して、
前記駆動信号を順次切り替えて前記対物レンズ駆動手段に出力することによりフォーカス引き込みを行うことを特徴とした光ディスク装置のフォーカス引き込み方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク上に光スポットを照射して情報を記録或いは再生する光ディスク装置に関り、特に対物レンズを初期位置から合焦点位置に移動させた後、ディスクの記録面上において合焦状態を維持するように対物レンズの制御を行うフォーカス引き込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフォーカス引き込み装置では、上記構成により、光ディスク１００の記録面に対して対物レンズ１０８を垂直方向に駆動しフォーカス引き込み動作を実現している。以下、図１０を用いて詳細に説明する。
【０００３】
フォーカス制御引き込み時は、まず合焦点位置検出回路１０５により、スイッチＳＷの出力信号がスイープ信号発生回路１０４の出力信号になるように切り換える。まず、スイープ信号発生回路１０４から負の方向に増加するスイープ信号を出力することにより、対物レンズ１０８を一度最下点まで移動させた後、正方向に増加するスイープ信号を発生し、対物レンズ１０８を引き上げてディスクの記録面に近づけていく。合焦点位置検出回路１０５では誤差信号生成回路１０２からのフォーカス誤差信号ＦＥが所定のレベルＦＥｔｈよりも大きくなった後、対物レンズ１０８が合焦点位置に達してフォーカス誤差信号ＦＥが略０になった時点でスイッチＳＷの出力信号が焦点制御回路回路１０３の出力信号になるように切り換える。これにより、対物レンズ１０８は焦点制御回路１０３の出力によるフォーカス制御動作に切換えられ、フォーカス引き込み動作を完了する。
【０００４】
従来技術を示した例としては特許文献１がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１４４２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、光ディスク装置は映像信号および音響信号或いはコンピュータのデータの記録・再生に使用されている。
【０００７】
以下、図面を参照しながら、光ディスク装置に使用されている従来のフォーカス引き込み装置の一例について説明する。まず、フォーカス誤差信号の検出方法の一例として、光学系の非点収差を用いる非点収差法について図7を参照しながら説明する。
【０００８】
非点収差法は、光ディスクの記録面が対物レンズの焦点位置にある時に非点収差光学系の反射光の断面が円形となる位置に４分割センサを設置し、４つのセンサ信号（ここで、４つのセンサ信号をそれぞれセンサ信号Ａ，センサ信号Ｂ，センサ信号Ｃ，センサ信号Ｄとする）を演算回路で演算合成することによりフォーカス誤差信号ＦＥ［ここで、ＦＥ＝(Ｃ＋Ｄ)−(Ａ＋Ｂ)として生成する］を得る。以下、非点収差法のフォーカス誤差信号について簡単に説明する。
【０００９】
光ディスクの記録面が対物レンズの合焦点位置となっている場合、図７（ｂ）に示すように、４分割センサ上のビーム断面は円形となりフォーカス誤差信号ＦＥは零となる［（Ａ＋Ｂ）＝（Ｃ＋Ｄ）のため］。
【００１０】
光ディスクが対物レンズに近づくと、図７（ｃ）に示すように、４分割センサ上の反射光の断面は縦長の楕円となりフォーカス誤差信号ＦＥは負の値となる［（Ａ＋Ｂ）＞（Ｃ＋Ｄ）となるため］。
【００１１】
光ディスクから対物レンズが遠ざかると、図７（ａ）に示すように、４分割センサ上の反射光の断面は横長の楕円となりフォーカス誤差信号ＦＥは正の値となる［（Ａ＋Ｂ）＜（Ｃ＋Ｄ）となるため］。
【００１２】
さらに対物レンズが合焦点位置から大きくずれると、光ディスクからの反射光は拡散するため、４分割センサの出力信号は全て零となり、フォーカス誤差信号ＦＥは零となる。
【００１３】
図８に対物レンズと光ディスクの記録面との距離に対するフォーカス誤差信号ＦＥの変化特性を示す。ここで図８では、縦軸はフォーカス誤差信号ＦＥの大きさを表し、横軸は対物レンズと光ディスクの記録面との距離を表す。さらに図８の横軸は、右方向を対物レンズと光ディスクの記録面との距離が短くなる方向とし、左方向を対物レンズと光ディスクの記録面との距離が長くなる方向とする。
【００１４】
図８において、対物レンズと光ディスクの記録面との距離がａ点の場合は、図７の（ａ）の状態のフォーカス誤差信号ＦＥを表し、対物レンズと光ディスクの記録面との距離がｂ点の場合は、図７の（ｂ）の状態のフォーカス誤差信号ＦＥを表し、対物レンズと光ディスクの記録面との距離がｃ点の場合は、図７（ｃ）の状態のフォーカス誤差信号ＦＥを表す。
【００１５】
図９に従来のフォーカス引き込み装置の構成の一例を示す。図９において、情報信号が記録または再生される光ディスク１００は、スピンドルモータ１０９により回転駆動される。フォーカスアクチュエータ１０７は、対物レンズ１０８を光ディスク１００の記録面に対して垂直方向に移動させて焦点位置を変化させる。光ディスク１００からの反射光を受光する複数個（図９では４個）の受光素子からなる（４分割）センサ１０１で検出された信号は、誤差信号生成回路１０２によりフォーカス誤差信号ＦＥに変換される。誤差信号生成回路１０２から生成されるフォーカス誤差信号ＦＥは、焦点制御回路１０３を経由して、スイッチＳＷに入力される。またフォーカス誤差信号ＦＥは合焦点位置検出回路１０５に入力される。さらにスイッチＳＷには、スイープ信号発生回路１０４の出力信号が入力されている。スイッチＳＷの出力信号は、駆動回路１０６を介してフォーカスアクチュエータ１０７に入力される。
【００１６】
図８に示すように対物レンズが合焦点位置からフォーカス誤差信号が正或いは負の最大値をとる位置よりも離れると、合焦点位置から対物レンズが離れるほど誤差信号が小さくなるため、フォーカス制御としては正帰還となり安定な制御が出来ない。従って、フォーカス制御は対物レンズが合焦点位置からフォーカス誤差信号が正或いは負の最大値となる範囲内の負帰還の領域で動作させる必要があり、フォーカスの引き込み動作での対物レンズ位置の応答がこの負帰還領域を越えないようにする必要がある。
【００１７】
光ディスクへの記録時間の短縮或いは再生速度向上が市場より強く求められており、このためには光ディスクを出来るだけ高速回転させる必要がある。面振れによるディスク振れ速度はディスクの回転数に比例して大きくなる。このため、ディスクを高速回転した状態ではディスク記録面と対物レンズとの相対速度が大きくなり、フォーカス引き込み動作での対物レンズの応答を負帰還領域内で収めることが出来ず、引き込みに失敗してしまうことになる。フォーカス引き込みに失敗すると、単にリトライにより記録或いは再生を始めるまでの時間が長くなるという問題だけでなく、負帰還領域内でフォーカス引き込みが出来ずさらに対物レンズがディスク表面に近づき、対物レンズがディスク表面にぶつかり、対物レンズ或いはディスクを傷つけてしまうという、重大な問題が発生することになる。
【００１８】
そこで、本発明では上記課題を解決するために光ディスクを高速回転させた状態においても安定したフォーカス引き込み動作が得られるフォーカス引き込み装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題は、特許請求項に記載の発明により達成される。
【００２０】
特には、前記フォーカス誤差検出に用いる４分割センサの出力すべてを加算して総光量信号を生成する総光量信号生成回路と総光量信号に基づいて光ディスクと対物レンズとの相対速度の制御を行うレンズ速度制御回路を設けるものとした。
【発明の効果】
【００２１】
光ディスクを高速回転させた状態においても安定したフォーカス引き込み動作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は本発明のフォーカス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、図９の従来例と同一機能を示す部分には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００２４】
図１において、１１０は総光量信号生成回路であり、フォーカス誤差信号を検出するための４分割センサ１０１の出力の和を演算し、光ディスク１００からの反射総光量を示す総光量信号ＰＥを出力する。１１１はレンズ速度制御回路であり、総光量信号ＰＥに基づいて光ディスク１００と対物レンズ１０８との相対速度の制御を行うものである。ＳＷ１は焦点制御回路１０３の出力とＳＷ２の出力を選択して出力するスイッチ、ＳＷ２はレンズ速度制御回路１１１とスイープ信号発生回路１０４の出力を選択して出力するスイッチである。
【００２５】
図２に対物レンズと光ディスクの記録面との距離に対するフォーカス誤差信号ＦＥと総光量信号ＰＥの変化を示す。フォーカス誤差信号ＦＥはは合焦点位置からのずれの方向により正負の極性の信号となるのに対して、総光量信号ＰＥは合焦点位置で振幅が最大となる正極性の信号となる。また、対物レンズが合焦点位置から大きくずれると、光ディスクからの反射光は拡散するため、４分割センサの出力信号がほぼ均等になり、フォーカス誤差信号ＦＥは零となる。これに対して、総光量信号ＰＥは対物レンズが合焦点位置から大きくずれて光ディスクからの反射光は拡散した状態でも、４分割センサに反射光が入射していれば信号が検出される。このため、総光量信号ＰＥはフォーカス誤差信号ＦＥより広い範囲で検出される。
【００２６】
次に、本実施形態の動作について図１を用いて説明する。
【００２７】
フォーカス制御引き込み時は、まず合焦点位置検出回路１０５からのＦｏｎ信号及びＳｏｎ信号により、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２の出力信号がスイープ信号生成回路１０４の出力信号になるように切り替える。まず、スイープ信号生成回路１０４から負の方向に増加するスイープ信号を出力することにより、対物レンズ１０８を一度最下点まで移動させた後、正方向に増加するスイープ信号を発生し、対物レンズ１０８を引き上げてディスクの記録面に近づけていく。合焦点位置検出回路１０５では総光量信号生成回路１１０からの総光量信号ＰＥが所定のレベルＰＥｔｈｓよりも大きくなったところでＳｏｎ信号によりスイッチＳＷ２の出力信号がレンズ速度制御回路１１１の出力信号となるように切り替える。これにより、対物レンズ１０８は総光量信号ＰＥに基づいた速度制御に切り替えられ、光ディスク１と対物レンズ１０８の相対速度が所定の速度になるように制御が行われる。
【００２８】
図３にレンズ速度制御回路１１１の構成例を示すブロック図を示す。
【００２９】
図３において１１１−１は微分回路であり、総光量信号ＰＥの振幅の時間変化を演算することにより光ディスク１００と対物レンズ１０８の相対速度に対応する速度信号Ｖｄを検出する。１１１−２は速度制御回路であり、微分回路１１１−１から出力される速度信号Ｖｄに基づいて光ディスク１００と対物レンズ１０８の相対速度が所定の速度になるような制御信号を出力する。１１１−３はホールド回路であり、合焦点位置検出回路１０５からのＨＬＤ信号により速度制御回路１１１−２の出力をホールドする。
【００３０】
総光量信号ＰＥは図４に示すように合焦点位置に近づくと対物レンズと光ディスクの記録面までの距離に対する信号の変化量が小さくなり、総光量信号ＰＥの振幅の時間変化による速度検出感度が小さくなり、制御性能が劣化する。このため、総光量信号ＰＥが所定のレベルＰＥｔｈｅを越えた時点で合焦点検出回路１０５からレンズ速度制御回路１１１にホールド信号ＨＬＤを出力し、ホールド信号ＨＬＤが切り替わる直前の速度制御回路１１１−２の出力をホールド回路１１１−３でホールドする。これにより、ほぼホールド直前の相対速度で対物レンズ１０８がディスク１００に近づく方向にアクチュエータ１０７を駆動する。
【００３１】
誤差信号生成回路１０２からのＦＥ信号が０になり、レンズ１０８が合焦点位置に達した時点合焦点位置検出回路１０５からのＦｏｎ信号によりスイッチＳＷ１の出力信号を焦点制御回路回路１０３の出力信号になるように切り替える。これにより、対物レンズ１０８は焦点制御回路１０３の出力によるフォーカス制御動作に切り替えられ、フォーカス引き込み動作を完了する。
【００３２】
これにより、対物レンズの制御をフォーカス誤差信号によるフォーカス制御への切り替えに先立って、光ディスクの記録面と対物レンズとの相対速度を安定に引き込み可能な所定の範囲内になるように制御することができ、引き込み動作の安定化を図ることが可能となる。
【００３３】
図５は本発明のフォーカス引き込み装置の第２の実施例の構成を示すブロック図である。図５において、図１の従来例と同一機能を示す部分には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００３４】
図５において、ＳＷ１は焦点制御回路１０３の出力と加算回路１１２の出力を選択して出力するスイッチ、１１２はスイッチＳＷ２の出力とスイープ信号発生回路の出力を加算する加算回路、ＳＷ２はレンズ速度制御回路１１１の出力を加算回路への伝達をオン/オフするスイッチである。
【００３５】
次に、本第２の実施例の動作について図５、図６を用いて説明する。
【００３６】
フォーカス制御引き込み時は、まず合焦点位置検出回路１０５からのＦｏｎ信号及びＳｏｎ信号により、スイッチＳＷ１は加算回路の出力が選択され、スイッチＳＷ２はオフの状態が選択される。これにより、スイープ信号生成回路１０４の出力が駆動信号ＦＯＤとしてスイッチＳＷ１から出力される。まず、スイープ信号生成回路１０４から負の方向に増加するスイープ信号を出力することにより、対物レンズ１０８を一度最下点まで移動させた後、正方向に増加するスイープ信号を発生し、対物レンズ１０８を引き上げてディスクの記録面に近づけていく。合焦点位置検出回路１０５では総光量信号生成回路１１０からの総光量信号ＰＥが所定のレベルＰＥｔｈｓよりも大きくなったところでＳｏｎ信号によりスイッチＳＷ２をオン状態とし、レンズ速度制御回路１１１の出力が加算回路１１２に加算される。スイープ信号発生回路１０４の出力と対物レンズ１０８は総光量信号ＰＥに基づいた速度制御信号を加算した駆動信号により光ディスク１と対物レンズ１０８の相対速度が所定の速度になるように制御が行われる。
【００３７】
総光量信号ＰＥが所定のレベルＰＥｔｈｅを越えた時点で合焦点検出回路１０５からレンズ速度制御回路１１１にホールド信号ＨＬＤを出力し、ホールド信号ＨＬＤが切り替わる直前の速度制御回路１１１−２の出力をホールド回路１１１−３でホールドする。これにより、ほぼホールド直前の相対速度で対物レンズ１０８がディスク１００に近づく方向にアクチュエータ１０７を駆動する。
【００３８】
誤差信号生成回路１０２からのＦＥ信号が０になり、レンズ１０８が合焦点位置に達した時点合焦点位置検出回路１０５からのＦｏｎ信号によりスイッチＳＷ１の出力信号を焦点制御回路回路１０３の出力信号になるように切り替える。これにより、対物レンズ１０８は焦点制御回路１０３の出力によるフォーカス制御動作に切り替えられ、フォーカス引き込み動作を完了する。
【００３９】
第２の実施例においては、重力或いはメカの取り付け精度等で対物レンズ１０８の初期位置が合焦点位置から大きくずれている場合において、スイープ信号発生回路１０４の出力が対物レンズ１０８を略合焦点位置に保持するための駆動信号としてレンズ速度制御回路１１１による対物レンズの速度制御駆動信号に加算されることにより、速度制御の誤差を小さく出来ると言う利点がある。
【００４０】
以上の実施例ではフォーカス誤差検出に用いる４分割センサから総光量信号を生成するものとしたが、これに限らずディスクからの反射光量に対応する信号を生成するものであればよい。また、総光量信号ＰＥから速度Ｖｄを検出する微分回路は速度制御の帯域よりも高い、適切なカットオフ周波数を有するハイパスフィルターで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のフォーカス引き込み装置の第１の実施例の構成を示すブロック図
【図２】対物レンズと光ディスクの記録面との距離に対するフォーカス誤差信号ＦＥと総光量信号ＰＥの関係を示す図
【図３】レンズ速度制御回路の構成例を示すブロック図
【図４】第１の実施例のフォーカス引き込み装置の動作を説明する図
【図５】本発明のフォーカス引き込み装置の第２の実施例の構成を示すブロック図
【図６】第２の実施例のフォーカス引き込み装置の動作を説明する図
【図７】４分割センサと反射光の様子を示す図
【図８】フォーカス誤差信号の一例を示す図である。
【図９】従来のフォーカス引き込み装置の構成を示すブロック図
【図１０】従来のフォーカス引き込み装置の動作を説明する図
【符号の説明】
【００４２】
１００…光ディスク、  １０１…４分割センサ、  １０２…誤差信号生成回路、  １０３…焦点制御回路、
１０４…スイープ信号発生回路、  １０５…合焦点位置検出回路、  １０６…駆動回路、  １０７・アクチュエータ、
１０８…対物レンズ、  １０９…スピンドルモータ、  １１０…総光量信号生成回路、  １１１…レンズ速度制御回路、
１１２…加算回路。
【図１】
2006318557.tif 000003
【図２】
2006318557.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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