(57)【要約】【課題】フォーカスサーボ引き込み時やフォーカス振幅調整時のスイープ動作の処理時間を短縮するとともにディスクの面ぶれや振動に伴う引き込みの失敗を防止する。【解決手段】光ディスク装置のフォーカスサーボ引き込み、フォーカス層間ジャンプ又はフォーカス誤差信号の振幅調整において、高周波信号で対物レンズを微小振動させ、フォーカス誤差信号の高周波成分と元の高周波信号の位相を比較し、Ｓ字信号の正帰還領域と負帰還領域を識別することで、光スポットの位置や移動速度を正確に制御し、動作の安定性を向上させると共に処理時間を短縮する。【選択図】  図１
2004164787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段と、前記フォーカス誤差信号に基づいてフォーカス制御信号を生成するフォーカス制御信号生成手段と、高周波信号を生成する高周波信号生成手段と、前記フォーカス制御信号に前記高周波信号を重畳した信号で対物レンズをディスクの記録面に対して略垂直にフォーカスアクチュエータを駆動するフォーカスアクチュエータ駆動手段と、前記高周波信号が重畳されたフォーカス誤差信号と前記高周波信号の位相差を検出する位相差検出手段とを備え、Ｓ字フォーカス誤差信号の負帰還領域を検出することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記フォーカスアクチュエータの動作を制御するスイープ制御信号生成手段と、前記フォーカス誤差信号と前記位相差検出手段の出力とに基づいて、前記対物レンズと前記ディスクとの相対位置を検出する相対位置検出手段を備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
対物レンズを駆動するフォーカスアクチュエータと、前記対物レンズとディスクのデータ記録面との相対位置に対応したフォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段と、前記フォーカス誤差信号生成手段に基づいて光スポットが前記ディスクのデータ記録面に合焦するように前記対物レンズの制御信号を生成するフォーカス制御信号生成手段と、前記対物レンズが所定の速度で移動するようにフォーカスアクチュエータの動作を制御するスイープ制御信号生成手段と、前記スイープ制御信号生成手段の出力と前記フォーカス制御信号生成手段の出力とを切り替えて出力するスイッチング手段と、前記対物レンズが高い周波数で微小振動するようにフォーカスアクチュエータの動作を制御する高周波信号発生手段と、前記高周波信号発生手段の出力を前記スイッチング手段の出力に加算する加算手段と、前記加算手段に基づいて前記フォーカスアクチュエータを駆動するフォーカスアクチュエータ駆動手段と、前記フォーカス誤差信号の振動周波数成分を検出するフィルタ手段と、前記高周波信号発生手段の出力と前記フィルタ手段の出力との位相差を検出する位相差検出手段と、前記位相差検出手段の出力と前記フォーカス誤差信号生成手段の出力とに基づいて、前記対物レンズと前記ディスクとの相対位置を検出する相対位置検出手段とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の光ディスク装置において、前記スイープ制御信号生成手段は前記相対位置検出手段の出力に基づいて、前記対物レンズと前記ディスクとの相対位置あるいは相対速度のうち少なくともいずれか一方を検出し、検出した相対位置あるいは相対速度に基づいて前記対物レンズの移動速度を変更することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項１又は３記載の光ディスク装置において、複数の記録面を有するディスクを再生する場合、光スポットが一方の記録面から他方の記録面へ移動するフォーカスジャンプ制御を行うフォーカスジャンプ制御信号生成手段を設け、前記ジャンプ制御信号生成手段は前記相対位置検出手段の出力に基づいて、前記対物レンズと前記ディスクとの相対位置あるいは相対速度のうち少なくともいずれか一方を検出し、検出した相対位置あるいは相対速度に基づいて前記対物レンズの移動速度を変更することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項１又は３記載の光ディスク装置において、前記フォーカス誤差信号の振幅値を変化させるゲイン手段を設け、前記対物レンズを移動させて得られる前記フォーカス誤差信号生成手段の出力が所定の振幅レベルとなるように、前記ゲイン手段の倍率を設定する場合、前記対物レンズが所定範囲を移動し終わる前に、前記相対位置検出手段の出力に基づいて、前記フォーカス誤差信号生成手段の出力の変極点である最大値及び最小値の両者を検出した際には、前記対物レンズの移動動作を途中で終了するように動作することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップを用いた光ディスク装置に係り、特にフォーカスサーボ引き込み及びフォーカス誤差信号調整、フォーカス層間ジャンプの際にフォーカスアクチュエータを高周波数で微小振動させてディスクと対物レンズの相対位置と相対速度を検出することで、安定した動作及び処理時間の短縮を可能とする光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、フォーカスの引き込み条件について、図２を用いて説明する。
図２は光ディスクと光ピックアップの相対的な位置を示す側面図であり、図２（ａ）は光ピックアップの対物レンズが光ディスクに対して引き込み位置にある場合を、図２（ｂ）は対物レンズが引き込み位置より光ディスクに近づいている場合を、図２（ｃ）は対物レンズの位置が引き込み位置より光ディスクから遠ざかっている場合を示す。図において、対物レンズ２５２は送り機構２５３に取り付けられたアクチュエータ２５４によって駆動される。光ディスク装置においてフォーカス誤差信号をフィードバックするフォーカス制御を行うためには、まず、図２（ａ）に示すように光スポットがディスク２５１の記録面近傍で合焦する位置に対物レンズ２５２があることが必要である。（以下、引き込み位置と記す。）これは対物レンズ２５２が引き込み位置近傍にあるときにだけフォーカス誤差信号が出力されるためである。しかし、このフォーカス誤差信号が現れる範囲が数十μｍ以下である。一方、対物レンズとディスク記録面との相対距離は、機械的な誤差と重力加速度や外部振動によるレンズ変位及びディスクの面ぶれ等を合わせると数百μｍ以上である。したがって、対物レンズの初期位置は多くの場合、フォーカス誤差信号がゼロである図２（ｂ）あるいは図２（ｃ）の状態にあり、数百μｍの範囲から誤差信号が現れる数十μｍの範囲を探す必要がある。さらに図２（ｂ）と図２（ｃ）の両状態の区別は困難であり対物レンズ２５２をどちらに移動させれば引き込み位置に近づくか不明である。
【０００３】
図３は対物レンズのスイープ動作を説明するための信号波形図であり、図３（ａ）は第１のスイープ動作を説明するための信号波形図であり、図３（ｂ）は第２のスイープ動作を説明するための信号波形図である。
対物レンズをいずれの方向に移動させれば引き込み位置に近づくか不明であるため、通常、フォーカスのフィードバック制御を開始する際には図３（ａ）の（２）に示すフォーカス駆動信号を出力することで、一度対物レンズをディスクから遠ざけ（あるいは近づけて）、引き込み位置に対する対物レンズの現状位置を確定してから徐々にディスクへ近づける（あるいは遠ざける）ように動作する。この対物レンズの移動範囲は機械的な誤差と重力によるレンズ変位等を考慮して、引き込み位置が必ず含まれる範囲を設定している。これによって引き込み位置付近のフォーカス誤差信号であるＳ字信号を検出できる。フォーカスのフィードバック制御が開始されると、図３（ａ）の（１）に示すフォーカス誤差信号が出力される。
【０００４】
さらに、フォーカス誤差信号は図４に示すように正帰還領域と負帰還領域が存在する。
図４は対物レンズのスイープ動作を説明するためのフォーカス誤差信号の波形図である。図４に示すように、対物レンズを、スイープ制御からフィードバック制御に切り替えるにはフォーカス誤差信号が負帰還領域であることを検出する必要がある。このため通常は図中太線Ｖ１ｔｈ＿０、Ｖ２ｔｈ＿１のようにしきい値を設け、両しきい値を通過したことを検出した後にフィードバック制御に切り替えるように動作している。図において、レンズ位置ａは、対物レンズの位置がディスクから遠すぎるため、フィードバック制御することができないことを示しており、フォーカス誤差信号の正帰還領域にある。レンズ位置ｂは、対物レンズの位置がフィードバック制御可能な位置にあり、フォーカス誤差信号の負帰還領域にあることを示している。レンズ位置ｃは、対物レンズの位置がディスクに近づき過ぎるため、フィードバック制御することができないことを示しており、フォーカス誤差信号の正帰還領域にある。
【０００５】
しかし、スイープ制御時にディスクの面ぶれや振動などで対物レンズとディスクとの相対速度が速い場合には、フィードバック制御に切り替えても対物レンズを停止できずにＳ字信号の負帰還領域を通過してしまう。一方、スイープ動作は装置のセットアップ時間の中で最も時間を要する処理の一つであり、操作性向上のためにはより速くレンズを移動させることが望まれる。そこで、光検出器で検出した反射光の総和であり合焦点付近で最大振幅となる図３（ｂ）の（１）に示す和信号を用いて、ディスクと対物レンズの相対位置を検出することで、図３（ｂ）の（３）のフォーカス駆動信号のように、スイープ制御の開始後は比較的速い速度で対物レンズを移動させ、和信号が所定レベルを越えた後にスイープ速度を低下させることにより、図３（ｂ）の（２）に示すフォーカス誤差信号を得るといった方法が行われる（特許文献１）。
【０００６】
また、使用しているディスクが複数の記録面をもつディスクの場合、一方の記録面から他方の記録面へ光スポットを移動させる処理（以下、フォーカスジャンプと記す。）が行われる。
図６はフォーカスジャンプ時のフォーカスの引き込み動作について説明するためのフォーカス誤差信号及びフォーカス駆動信号を示す波形図であり、図６（ａ）はフォーカス誤差信号及びフォーカス駆動信号波形図を、図６（ｂ）は図６（ａ）の波形図の一部拡大図である。フォーカスジャンプは図６（ａ）の（２）に示すように、フォーカス駆動電圧をフォーカス制御から加速方向及び減速方向の固定電圧に切り替えて対物レンズをジャンプ先の記録面の方向へ加速する。この場合、図６（ａ）の（１）のフォーカス誤差信号のように変化する。電圧の切り替えは図６（ｂ）のように、フォーカス誤差信号を用いて行う。まず、ジャンプ開始でフォーカス駆動電圧を、図６（ｂ）の（２）に示す加速電圧に切り替えた後、（１）のフォーカス誤差信号がＶ２ｔｈ＿０のしきい値になったことを検出して（２）に示す減速方向の固定電圧に切り替えてレンズの速度を減速させる。次に（１）のフォーカス誤差信号がＶ２ｔｈ＿１のしきい値を越えたことを検出してフィードバック制御に切り替える。
【０００７】
一方、光ディスクではディスクによってフォーカス誤差信号の振幅が異なるため、振幅値が一定となるようにアンプの倍率を適正な値に設定する振幅調整を行う。調整動作では調整すべきＳ字信号の振幅を得るために、対物レンズを所定範囲内で移動させる。この所定範囲とは前述の機械的な誤差と重力によるレンズ変位等を考慮した引き込み位置が必ず含まれる範囲と同じである。その後、得られたＳ字信号の振幅値が期待値と一致するようにアンプの倍率を設定する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−２３４０９０号公報（請求項１、２、段落００２１、００２２、第２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、フォーカス引き込みの過程でスイープ動作をする際、光スポットが記録面付近にあることを検出してスイープ速度を変化させる方法は、これまでの一定速度でスイープをさせる方法と比べてほとんど遅延がなくディスクと対物レンズの相対速度を低減できるため、装置の操作性と信頼性を同時に向上させることができる。
【００１０】
しかしながら、上記方法でも対物レンズは一度ディスクから遠ざけなければならず、この動作で装置のセットアップ時間が５０〜１００ｍｓ遅延してしまう。対物レンズを一度必ずディスクから遠ざけるのは、引き込み位置に対する実際の対物レンズの位置を明確にするためである。図４で示すように、対物レンズが引き込み位置近傍にいてもフォーカス誤差信号のレベルだけではレンズ位置ａ、ｂ、ｃを区別できない。また、フォーカス誤差信号は対物レンズの移動によって変化するが、これはディスクの面ぶれにも大きく影響するため同様にレンズ位置ａ、ｂ、ｃを区別できない。つまりレンズ位置ａが紙面右に移動したのかレンズ位置ｂが紙面左に移動したのかを区別できない。このため対物レンズをディスクから遠ざける途中でＳ字信号が検出されてもフォーカス制御の切り替えは行われない。
【００１１】
さらに、ディスクの面ぶれが大きくない場合でもフォーカス制御への切り替えが正しく行われない場合がある。
図５はディスクの記録面と光スポットとの位置を時間経過と共に示した模式図である。図において、５０１は光ディスクを回転させた場合の所定の記録面位置における面振れの変化を示す。光スポットの合焦位置Ａのように記録面を横切るように近づき、記録面を通過した場合にはフォーカス誤差信号は誤差信号５０２のように正しくＳ字信号を出力するが、スポット位置Ｂのように、記録面をかすめて近づいた場合には誤差信号５０３や誤差信号５０４のように戻りが生じてしまう。この場合、前述のＶ１ｔｈ＿０を一度通過しているので、対物レンズがディスクから遠ざかっているにもかかわらずＶ１ｔｈ＿１を通過してフォーカス制御に切り替えてしまう。しかし実際には光スポットはフォーカス誤差信号がゼロとなるＳ字信号出力範囲以外の位置におり、更にはフォーカス制御が正常に切り替えられたと誤認識してしまう。
【００１２】
図７はフォーカスジャンプ失敗時の動作について説明するためのフォーカス誤差信号及びフォーカス駆動信号を示す波形図であり、（１）の信号はフォーカス駆動信号を、（２）は第１のフォーカス誤差信号を、（２）は第２のフォーカス誤差信号を示す。２層ディスクで、０層から１層にフォーカスジャンプする場合、（１）に示すように、フォーカス駆動信号としては加速領域において加速電圧を与え、減速領域において減速電圧を与える。フォーカスジャンプの際にもディスクの面ぶれや加速電圧の不足、過剰な減速電圧によって図７の（１）や（２）に示すように、誤差信号の戻りが生じる。これらの場合も対物レンズとディスクとの相対距離をフォーカス誤差信号のレベルで検出しているため、正しく動作を検出できない。
【００１３】
さらに、フォーカス誤差信号の振幅を調整する場合には前述のようにスイープ動作を行うため数百ｍｓの時間を費やすことになる。調整動作の場合、対物レンズは前述の機械的な誤差と重力によるレンズ変位等を考慮した引き込み位置が必ず含まれる範囲の全域を移動する。これはスイープ途中でフォーカス誤差信号の極値が得られても、それが真の最大値あるいは最小値なのか前述した誤差信号の戻りなのかを判別できないためである。
【００１４】
本発明の目的は、正確なフォーカス引き込み動作及びフォーカスジャンプ動作を行うと共にフォーカス引き込み及びフォーカス誤差信号の振幅調整にかかる時間を短縮することで、装置の信頼性及び操作性を向上させることができる光ディスク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】
本発明の目的を達成するために本発明のディスク装置は、フォーカス誤差信号の正帰還領域と負帰還領域とを判別することで正確なフォーカス引き込み動作及びフォーカスジャンプ動作を行うと共にフォーカス引き込み及びフォーカス誤差信号の振幅調整にかかる時間を短縮するように動作する。
【００１６】
本発明では、対物レンズと、フォーカスアクチュエータと、フォーカス誤差信号生成手段と、光スポットをディスクの記録面に整定させるフォーカス制御信号生成手段と、対物レンズを所定の速度で移動させるスイープ制御信号生成手段と、スイッチング手段と、高周波信号発生手段と、加算手段と、フォーカスアクチュエータ駆動手段と、高周波数成分を検出するフィルタ手段と、位相差検出手段と、対物レンズとディスクとの相対位置を検出する相対位置検出手段とフォーカスジャンプ制御信号生成手段とを備える。
【００１７】
以上の手段を備えることによって、フォーカス引き込み、フォーカスジャンプあるいはフォーカス振幅調整時にフォーカス誤差信号の正帰還領域と負帰還領域とを判別することができる。したがって、正確なフォーカス引き込み動作及びフォーカスジャンプ動作を行うと共にフォーカス引き込み及びフォーカス誤差信号の振幅調整にかかる時間を短縮でき、装置の信頼性及び操作性を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、実施例を用い、図を参照して説明する。
【００１９】
図８は本発明によるフォーカス誤差信号の正帰還領域と負帰還領域とを判別する方法の一実施例を示す模式図である。図において、（１）はフォーカス駆動信号８１であり、従来のスイープ信号に数ｋＨｚ以上の高い周波数のｓｉｎ波を加算して対物レンズを移動させる。この動作により図８の（２）に示すフォーカス誤差信号８２のように高周波信号が重畳された波形が検出される。図８の（３）はフォーカス駆動信号の高周波成分８３であり、位相は変化しない。これに対して、図８の（４）に示すフォーカス誤差信号の高周波成分８４は負帰還領域で図中のフォーカス駆動信号の高周波成分８３に対して位相が反転される。従って、（５）に示すように、正帰還領域はフォーカス駆動信号の高周波成分とフォーカス誤差信号の高周波成分の位相が同位相となり、負帰還領域はフォーカス駆動信号の高周波成分とフォーカス誤差信号の高周波成分の位相が逆位相となる。
一方、正帰還領域ではフォーカス誤差信号の高周波成分８４はフォーカス駆動信号の高周波成分に対して同位相となる。したがって、フォーカス誤差信号の高周波駆動成分８４をフィルタにより検出し、検出した信号の位相をフォーカス駆動信号の高周波成分８３と比較することによって、Ｓ字信号の正帰還領域と負帰還領域とを判別することができる。
【００２０】
本発明の光ディスク装置の実施例１を、図１を用いて説明する。
図１は本発明による光ディスク装置の第１の実施例を示すブロック図である。図１において、１はディスク、２は対物レンズを含む光ピックアップ、３は対物レンズをディスク記録面に垂直に移動するフォーカスアクチュエータ、４は対物レンズをディスク半径方向に移動するトラッキングアクチュエータ、５は対物レンズをディスク半径方向に広範囲に移動させる送り機構、６は光検出器である。７はディスク記録面と光スポットとのフォーカス方向の誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段であり、このフォーカス誤差信号生成手段には、フォーカス誤差信号の出力が所定の振幅レベルとなるように、前記フォーカス誤差信号の振幅値を変化させることができるゲイン手段が設けられている。８は光スポットをディスク記録面に位置づけるようにフォーカスアクチュエータを制御するフォーカス制御信号生成手段、９はディスク１と対物レンズとの相対位置を検出する位置検出手段、１０はフォーカスサーボを引き込ませる前動作を行うスイープ制御信号生成手段、１１はスイッチング手段、１２は高周波信号発生手段、１３は加算手段、１４はフィルタリング手段、１５は位相差検出手段、１６はフォーカスアクチュエータを駆動するフォーカスアクチュエータ駆動手段、１７はディスクトラックと光スポットとのトラッキング方向の誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成手段、１８は光スポットをディスクトラックに位置づけるようにトラッキングアクチュエータを制御するトラッキング制御信号生成手段、１９はトラッキングアクチュエータを駆動するトラッキングアクチュエータ駆動手段、２０はシークモータを駆動する送り機構駆動手段、２１はディスク１を回転させるスピンドルモータ、２２はスピンドルモータ２１の回転速度に応じた信号を発生する周波数発生手段、２３はスピンドルモータを所定角速度で回転するように制御するモータ制御手段である。
【００２１】
次に、各ブロックの動作概要と各ブロック間の関係について説明する。
図１において、フォーカスアクチュエータ３はピックアップ２に含まれる対物レンズをディスク記録面に対して垂直に移動し、トラッキングアクチュエータ４は対物レンズをディスクの半径方向に移動する。光検出器６は反射光を電気信号に変換し、変換した信号をフォーカス誤差信号生成手段７とトラッキング誤差信号生成手段１７に送る。フォーカス誤差信号生成手段７は送られた信号からフォーカス誤差信号を生成し、生成したフォーカス誤差信号をフォーカス制御信号生成手段８と位置検出手段９とフィルタリング手段１４に送る。フォーカス制御信号生成手段８は送られた信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、生成されたフォーカス制御信号をスイッチング手段１１に送る。スイープ制御信号生成手段１０は後述する位置検出手段９に基づいてディスク１と対物レンズとの相対速度を検出し、検出した相対速度に応じて対物レンズの移動速度が所定速度以内になるようにスイープ制御信号を変化させ、変化させたスイープ信号をスイッチング手段１１に送る。スイッチング手段１１は図中にないシステムコントローラによって出力された信号ｍに基づいてフォーカス制御信号あるいはスイープ制御信号の出力を加算手段１３に送る。高周波信号発生手段１２は周波数１０ｋＨｚのｓｉｎ波を生成し、生成した信号を加算手段１３と位相差検出手段１５に送る。加算手段１３は加算した信号をフォーカスアクチュエータ駆動手段１６に送る。フォーカスアクチュエータ駆動手段１６は送られた信号に基づいてフォーカスアクチュエータ３を駆動する。また、フィルタリング手段１４はフォーカス誤差信号生成手段７から送られた信号から１０ｋＨｚ成分を切り出し、得られた信号を位相差検出手段１５に送る。位相差検出手段１５は高周波信号発生手段１２から送られた信号とフィルタリング手段１４から送られた信号との位相差を計測し、計測した位相差に基づいて光スポットが正帰還領域か負帰還領域かあるいは無信号領域かを判別し、判別信号を位置検出手段９に送る。位置検出手段９は位相差検出手段１５から送られた判別信号とフォーカス誤差信号生成手段７から送られたフォーカス誤差信号に基づいて、図９のようにＳ字信号が出力される領域を４分割し、光スポットが分割した領域のどこにいるかを検出し、検出した位置信号をスイープ制御信号生成手段１０に送る。
【００２２】
図９はＳ字信号を複数の領域に分割する処理を説明するための模式図であり、図９の（１）は高周波成分が重畳されたフォーカス誤差信号８１の波形を示す。図９の（２）はフォーカス誤差信号の極性を示しており、負値と正値に分けられる。（３）は図８の（５）に相当する。従って、（２）のフォーカス誤差信号の極性と、（３）のフォーカス駆動信号の高周波成分とフォーカス誤差信号の高周波成分の位相が同位相か、逆位相かの位相とによって、（４）に示すように、領域１〜領域４に分けることができる。
【００２３】
一方、トラッキング誤差信号生成手段１７は送られた信号からトラッキング誤差信号を生成し、生成したトラッキング誤差信号をトラッキング制御信号生成手段１８に送る。トラッキング制御信号生成手段１８は送られた信号に基づいてトラッキング制御信号を生成し、生成したトラッキング制御信号をトラッキングアクチュエータ駆動手段１９と送り機構駆動手段２０に送る。トラッキングアクチュエータ駆動手段１９は送られた信号に基づいてトラッキングアクチュエータ４を駆動する。また、送り機構駆動手段２０は送られた信号に基づいて送り機構を駆動する。また、周波数発生手段２２はスピンドルモータの回転速度に応じた信号を生成し、生成した信号をモータ制御手段２３に送る。モータ制御手段２３は送られた信号に基づいて、ディスクが所定の回転数で回転するようにスピンドルモータ２１を制御する。
【００２４】
次にフォーカスサーボ引き込みの前処理であるスイープ制御時のスイープ制御信号生成手段１０の動作を、図１０を用いて説明する。
図１０はスイープ制御時のスイープ制御信号生成手段の動作の一実施例を示すフローチャートである。図において、スイープ制御信号生成手段１０はステップ１０１において、スイープ制御開始時のレンズ位置からレンズがディスクから離れる方向（レンズダウン方向）にフォーカスアクチュエータを駆動する。ステップ１０２で、レンズ位置が最下位置かを判定し、最下位置でない場合、即ちレンズがダウン方向に移動する途中である場合で、ステップ１０３及び１０７のｙｅｓのように領域１又は領域４が検出された場合には、ステップ１０４及び１０８で引き込み易くするために速度を変更する。即ち、ステップ１０４及び１０８で、領域１から領域２へ遷移する時間又は領域４から領域３へ遷移する時間を計測し、計測された時間に対応したレンズ移動速度となるように出力信号を変化させる。その後、ステップ１０５及び１０９のように領域２又は領域３内でフォーカス誤差信号が所定のしきい値を通過したことを検出した場合、ステップ１０６及び１１０でフォーカス引き込み動作を開始する。ここで、領域４検出後に領域３への遷移が検出されない場合は当初のスイープ制御信号を維持する。また、領域１検出後に領域２への遷移が検出されない場合はレンズがディスクに近づく方向（レンズアップ方向）にフォーカスアクチュエータを駆動する。レンズがディスクから最も離れる最下位置に到達した場合もレンズアップ方向にフォーカスアクチュエータを駆動する。
ステップ１０２で、レンズが最下位置になった場合、ステップ１１１でレンズをアップ（ディスクに近づける方向に移動）させる。ステップ１１２でレンズが最上位置に到達する前に、ステップ１１３で領域１が現れた場合には、ステップ１１４で、フォーカス引き込みを行い易いように速度を変更し、ステップ１１５で領域２が検出された場合にはステップ１０６で引き込み処理をする。ステップ１１３で領域１が検出されない場合、ステップ１１５で領域２が検出されない場合、ステップ１１２に戻る。ステップ１１２で最上位置の場合にはステップ１１６でレンズを開始位置に戻す。
【００２５】
以上述べたように、スイープ制御信号に高周波数の信号を加えてレンズを微小振動させながら移動させることで、ディスクの面ぶれや振動に影響されずにＳ字信号の正帰還領域と負帰還領域とを識別でき、レンズを一度最下位置に移動させる前に引き込みを行うことができる。また、面ぶれや振動等で発生する誤差信号の戻りを正確に検出できるので、次の引き込み機会を待ち、誤った引き込み動作を回避することができる。
【００２６】
次にフォーカス誤差信号の振幅を調整する場合のスイープ制御信号生成手段１０の動作を、図１１を用いて説明する。
図１１はフォーカス誤差信号の振幅を調整する場合のスイープ制御信号生成手段の動作の一実施例を示すフローチャートである。まず、ステップ２０１で、フォーカス振幅調整時のスイープ制御動作も、フォーカス引き込みの前処理と同様に、レンズをレンズダウン方向（ディスクから遠ざける方向）に移動させるようにフォーカスアクチュエータ３を駆動する。ステップ２０２でレンズをダウン方向へ移動させる途中の場合であって、ステップ２０３、２０４のように領域１から領域２への遷移が検出された場合、ステップ２０５のように遷移期間で検出されたフォーカス誤差信号の最小値をＳ字信号の最小値として保存する。続いてステップ２０６、２０７のように領域３から領域４への遷移が検出された場合、ステップ２０８のように遷移期間で検出されたフォーカス誤差信号の最大値をＳ字信号の最大値として保存する。ここでステップ２０４のように、領域１の検出後に領域２が検出されなかった場合、あるいはステップ２０７のように領域２検出後に領域３から領域４への遷移が検出されなかった場合には、スイープ制御信号生成手段１０はステップ２１５に移行して、レンズの移動方向をアップ方向に切り替えて、同様の方法でフォーカス誤差信号の最大値と最小値を検出する。またステップ２０９、２１０のように領域４から領域３への遷移が検出された場合、ステップ２１１のように遷移期間で検出されたフォーカス誤差信号の最大値をＳ字信号の最大値として保存する。続いてステップ２１２、２１３のように領域２から領域１への遷移が検出された場合、ステップ２１４のように遷移期間で検出されたフォーカス誤差信号の最小値をＳ字信号の最小値として保存する。ここで、ステップ２０９で領域４が検出された後にステップ２１０で領域３が検出されなかった場合、あるいはステップ２１０で領域３が検出された後に、ステップ２１２、２１３で領域２から領域１への遷移が検出されなかった場合には、スイープ制御信号生成手段１０はレンズ移動方向を維持し、同様の方法でフォーカス誤差信号の最大値及び最小値を検出する。レンズが最下位置に到達するまでフォーカス誤差信号の最大値及び最小値の両者が検出できなかった場合、ステップ２１５のようにスイープ制御信号生成手段１０はレンズ移動方向をアップ方向に切り替えて、レンズがディスクに近づくようにフォーカスアクチュエータを駆動する。この後はダウンサーチと同様にしてフォーカス誤差信号の最大値及び最小値を検出する。即ち、ステップ２１６で、レンズが最上位置に到達していない場合であって、ステップ２１７で領域１が検出され、ステップ２１８で領域２が検出された場合は、ステップ２１９で遷移期間に検出されたフォーカス誤差信号の最小値をＳ字信号の最小値として保存する。次に、ステップ２２０で領域３が検出され、ステップ２２１で領域４が検出された場合には、ステップ２２２で、遷移期間で検出されたフォーカス誤差信号の最大値をＳ字信号の最大値として保存する。ステップ２１７、２１８、２２０、２２１でそれぞれ領域１、領域２、領域３及び領域４が検出されない場合には、ステップ２１６に戻る。ただし、この動作では領域１より先に領域４が検出されることはないので再度ダウン方向に切り替えることはない。
【００２７】
以上のように動作することで、面ぶれや振動に影響されずにＳ字信号の正帰還領域と負帰還領域とを識別し、さらにフォーカス誤差信号の極性を考慮することで、Ｓ字信号の変極点を認識して、最大値及び最小値を検出した後すぐにレンズを初期位置あるいは中点位置に戻すことができる。したがってフォーカス振幅調整時のレンズの移動を最短にすることができる。
また、本発明の光ディスク装置はフォーカスサーボ引き込みの前処理としてのスイープ制御あるいはフォーカス振幅調整のためのスイープ制御に限るものではない。複数の記録面を有するディスクの層間ジャンプ制御の際は同様にしてディスクの面ぶれや振動による戻りを検出し、信頼性の高いフォーカスジャンプ動作を実現できる。
【００２８】
次に、図１２を用いて本発明の第２の実施例について説明する。
図１２は本発明による光ディスク装置の第２の実施例を示すブロック図である。なお、図１と同じ構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。図において、２４はフォーカスジャンプ動作を行うフォーカスジャンプ制御信号生成手段であり、その他の構成要素は実施例１と同一である。
【００２９】
次に図１３を用いて各ブロックの動作概要と各ブロック間の関係について構成要素２４を中心に説明する。
図１３はディスクの層間ジャンプの動作の一実施例を示すフローチャートである。まずフォーカスジャンプ制御信号生成手段２４は、ステップ３０１のように対物レンズが他方の層に移動するための加速信号を出力しフォーカスアクチュエータを駆動する。その後フォーカスジャンプ制御信号生成手段２４は位置検出手段９の出力に基づいて、ステップ３０２で光スポットが領域３から領域４に遷移することを検出するとともに、ステップ３０５で領域４あるいは領域１のしきい値Ｖ４ｔｈ＿０を検出し、ステップ３０８で出力信号を減速信号に切り替えてレンズの移動速度を減速する。さらにステップ３０９で光スポットが領域１から領域２に遷移することを検出するとともに、ステップ３１２で領域２のしきい値Ｖ４ｔｈ＿１を検出し、ステップ３１５で減速信号の出力を停止してフォーカスフィードバック制御に状態遷移する。ここで、ステップ３０３、３０６で領域４から領域３への戻りが検出され、所定の時間より時間がかかっている場合には、ステップ３０４、３０７のようにフォーカスジャンプ制御信号生成手段２４は加速信号の信号レベルを上げてレンズをさらに加速する。ステップ３１０、３１３で、領域１から領域４への戻りあるいは領域２から領域１への戻りが検出され、所定の時間より時間が掛かっている場合には、ステップ３１１、３１４でフォーカスジャンプ制御信号生成手段２４は減速信号の信号レベルを低下させてレンズの減速を鈍らせる。また、フォーカスジャンプ制御信号生成手段２４は各領域から次の領域への遷移時間が所定時間より長くなった場合にも戻りが生じていると判断して上記と同様の動作を行う。
【００３０】
以上のように、フォーカスジャンプ制御信号に高周波数の信号を加えてレンズを微小振動させながら移動させることで、面ぶれや振動に影響されずにＳ字信号の変極点を識別できるためディスクの戻りを正確に検出し、フォーカスジャンプの精度を向上させることができる。
【００３１】
以上述べたように、本発明によれば、初期の目的を達成することができる。すなわち、高周波信号発生手段とフィルタリング手段と位相差検出手段とディスクと対物レンズとの相対位置を検出する位置検出手段とを備え、また合焦点付近のフォーカス誤差信号であるＳ字信号の変極点を検出することで、フォーカスサーボ引き込み時やフォーカス振幅調整時のスイープ動作の処理時間を短縮するとともにディスクの面ぶれや振動に伴う戻りによる引き込みの失敗を防止することができる。また、フォーカスジャンプ時のディスク戻りを検出し、ジャンプ時の加速信号あるいは減速信号を変更することができる。したがって、装置の信頼性及び操作性を向上させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、フォーカスサーボ引き込み時やフォーカス振幅調整時のスイープ動作の処理時間を短縮するとともにディスクの面ぶれや振動に伴う引き込みの失敗を防止することができる。
また、フォーカスジャンプ時のディスク戻りを検出し、ジャンプ時の加速信号あるいは減速信号を変更することができるので、装置の信頼性及び操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ディスク装置の第１の実施例を示すブロック図である。
【図２】光ディスクと光ピックアップの相対的な位置を示す側面図である。
【図３】対物レンズのスイープ動作を説明するための信号波形図である。
【図４】対物レンズのスイープ動作を説明するためのフォーカス誤差信号の波形図である。
【図５】ディスクの記録面と光スポットとの位置を時間経過と共に示した模式図である。
【図６】フォーカスジャンプ時のフォーカスの引き込み動作について説明するためのフォーカス誤差信号及びフォーカス駆動信号を示す波形図である。
【図７】フォーカスジャンプ失敗時の動作について説明するためのフォーカス誤差信号及びフォーカス駆動信号を示す波形図である。
【図８】本発明によるフォーカス誤差信号の正帰還領域と負帰還領域とを判別する方法の一実施例を示す模式図である。
【図９】Ｓ字信号を複数の領域に分割する処理を説明するための模式図である。
【図１０】スイープ制御時のスイープ制御信号生成手段の動作の一実施例を示すフローチャートである。
【図１１】フォーカス誤差信号の振幅を調整する場合のスイープ制御信号生成手段の動作の一実施例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明による光ディスク装置の第２の実施例を示すブロック図である。
【図１３】ディスクの層間ジャンプの動作の一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…ディスク、２…光ピックアップ、３…フォーカスアクチュエータ、４…トラッキングアクチュエータ、５…送り機構、６…光検出器、７…フォーカス誤差信号生成手段、８…フォーカス制御信号生成手段、９…位置検出手段、１０…スイープ制御信号生成手段、１１…スイッチング手段、１２…高周波信号発生手段、１３…加算手段、１４…フィルタリング手段、１５…位相差検出手段、１６…フォーカスアクチュエータ駆動手段、１７…トラッキング誤差信号生成手段、１８…トラッキング制御信号生成手段、１９…トラッキングアクチュエータ駆動手段、２０…送り機構駆動手段、２１…スピンドルモータ、２２…周波数発生手段、２３…モータ制御手段、２４…フォーカスジャンプ制御信号生成手段。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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