(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体の情報記録層に光ビームを照射し、前記情報記録層で反射した反射光ビームを検出する光ピックアップ装置であって、
前記情報記録層に前記光ビームを集光させる対物レンズと、
前記対物レンズの位置を移動させるレンズ駆動部と、
前記反射光ビームを受光してこれに応じた検出信号を出力する光検出器と、
前記検出信号に基づいて前記対物レンズの現在位置と合焦位置との間の距離に応じた値を有するフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成部と、
第１のフォーカス駆動信号を前記レンズ駆動部に供給することにより前記対物レンズを前記情報記録層に近づける方向へ移動させつつ前記フォーカスエラー信号のレベルが正ピーク値及び負ピーク値の内の一方のピーク値から他方のピーク値に推移したことを検出した場合に、前記第１のフォーカス駆動信号に代えて第２のフォーカス駆動信号を前記レンズ駆動部に供給することにより前記対物レンズを前記情報記録層から離間させるべき離間動作に切り替え、当該離間動作への切り替え後に前記第２のフォーカス駆動信号に代わり前記フォーカスエラー信号を前記レンズ駆動部に供給することによりフォーカスサーボループを閉ループの状態に設定する制御部と、
前記制御部による前記離間動作への切り替え後から、前記フォーカスサーボループが閉ループの状態に設定されるまでの間に、前記正ピーク値及び前記負ピーク値に基づき前記フォーカスエラー信号のレベルを調整する調整部と、を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記フォーカスエラー信号の波形を適正化するパラメータを決定する波形調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記波形調整部は、前記フォーカスエラー信号の前記正ピーク値及び前記負ピーク値を検出するピーク検出器と、検出された前記正ピーク値及び前記負ピーク値に基づいて前記パラメータを算出する演算器を備えることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記演算器は、前記正ピーク値と前記負ピーク値との加算結果に基づき前記フォーカスエラー信号のオフセット量を前記パラメータの一つとして算出するとともに、前記正ピーク値と前記負ピーク値との間の差の逆数に基づき記フォーカスエラー信号のゲインを前記パラメータの一つとして算出することを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記演算器は、前記対物レンズが前記情報記録層に近づく方向に移動している間に得られた前記フォーカスエラー信号の前記正ピーク値及び前記負ピーク値と、前記対物レンズが前記情報記録層から離間する方向へ移動している間に得られた前記フォーカスエラー信号の前記正ピーク値及び前記負ピーク値とに基づき前記パラメータを算出することを特徴とする請求項３又は４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記フォーカスエラー信号のレベルと所定の第１閾値とを比較する第１レベル比較器をさらに備え、
前記ピーク検出器は、前記フォーカスエラー信号のレベルが前記第１閾値未満となる期間に前記負ピーク値を検出することを特徴とする請求項３〜５の内のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記フォーカスエラー信号のレベルと前記第１閾値よりも大なる第２閾値とを比較する第２レベル比較器をさらに備え、
前記ピーク検出器は、前記フォーカスエラー信号のレベルが前記第２閾値以上となる期間に前記正ピーク値を検出することを特徴とする請求項３〜６の内のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記レンズ駆動部に与える供給信号を前記第１のフォーカス駆動信号から前記第２のフォーカス駆動信号へ切り換える第１の前記切換処理を実行してから所定時間経過後に、前記第２のフォーカス駆動信号から前記第１のフォーカス駆動信号へ切り換える第２の切換処理を実行し、該第２の切換処理の後に前記第１のフォーカス駆動信号から前記フォーカスエラー信号に切り換える第３の切換処理を実行することを特徴とする請求項１〜７の内のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記光検出器は、前記反射光ビームを受光して夫々が個別に前記反射光ビームに対応した前記検出信号を出力する複数の受光部を含み、
前記フォーカスエラー信号生成部は、前記検出信号の各々を加算して和信号を生成する和信号生成部を備えることを特徴とする請求項１〜７の内のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記和信号の正ピークを検出した後、前記フォーカスサーボループが閉ループの状態に設定されるまでの間に前記離間動作への切り替えを実行することを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記和信号のレベルと所定の第３閾値とを比較する第３レベル比較器をさらに備え、
前記和信号のレベルが前記第３閾値以上となる期間に前記フォーカスエラー信号の前記正ピーク値及び前記負ピーク値を検出することを特徴とする請求項９又は１０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記制御部が前記第１のフォーカス駆動信号または前記第２のフォーカス駆動信号を前記レンズ駆動部に供給している期間に、前記和信号の波形を適正化するパラメータを決定する波形調整部をさらに備えることを特徴とする請求項９〜１１の内のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記波形調整部は、前記和信号の正ピーク値及び負ピーク値を検出するピーク検出器と、検出された前記正ピーク値及び前記負ピーク値に基づいて前記パラメータを算出する演算器とを備えることを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記演算器は、前記正ピーク値と前記負ピーク値との加算値に基づき前記和信号のオフセット量を前記パラメータの一つとして算出するとともに、前記正ピーク値と前記負ピーク値との間の差の逆数に基づき前記和信号のゲインを前記パラメータの一つとして算出することを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
光記録媒体の情報記録層に光ビームを照射し、前記情報記録層で反射した反射光ビームに基づき前記情報記録層に記録されている記録情報を再生する光記録媒体再生装置であって、
前記情報記録層に前記光ビームを集光させる対物レンズと、前記対物レンズの位置を移動させるレンズ駆動部と、前記反射光ビームを受光してこれに応じた検出信号を出力する光検出器と、前記検出信号に基づいて前記対物レンズの現在位置と合焦位置との間の距離に応じた値を有するフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成部と、第１のフォーカス駆動信号を前記レンズ駆動部に供給することにより前記対物レンズを前記情報記録層に近づける方向へ移動させつつ前記フォーカスエラー信号のレベルが正ピーク値及び負ピーク値の内の一方のピーク値から他方のピーク値に推移したことを検出した場合に、前記正ピーク値及び前記負ピーク値に基づき前記フォーカスエラー信号のレベルを調整すると共に前記第１のフォーカス駆動信号に代えて第２のフォーカス駆動信号を前記レンズ駆動部に供給することにより前記対物レンズを前記情報記録層から離間させるべき動作に切り替える制御部と、を備えた光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置から出力された前記検出信号に基づいて前記記録情報を復号するデコーダと、を備えたことを特徴とする光記録媒体再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＬＤ（Laser Disc）などの光記録媒体に記録された情報を光学的に再生し、若しくは前記光記録媒体に情報を光学的に記録する光ピックアップ装置などに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップ装置は、光記録媒体にレーザ光を照射し、この光記録媒体からの反射光（戻り光）を検出して光記録媒体に記録された情報を再生する。レーザ光は、対物レンズによって光記録媒体の情報記録層上に集光させられるが、光記録媒体の面ぶれなどの変動によってレーザ光の集光スポットの位置が合焦時の位置から外れることを防ぐ必要がある。このため、光ピックアップ装置は、光記録媒体の変動を補償するように対物レンズをリアルタイムに駆動するフォーカスサーボ機構を搭載している。
【０００３】
このフォーカスサーボ機構は、光記録媒体からの戻り光を検出しその検出信号を用いてフォーカスエラー信号を生成し、このフォーカスエラー信号を、対物レンズを駆動するアクチュエータに与えるというフィードバック制御（フォーカスサーボ）を行う。光記録媒体の種類などにより表面反射率などが異なるため、フォーカスサーボの実行前に、フォーカスエラー信号に対するゲインなどを光記録媒体に合わせて調整する初期調整が必要である。
【０００４】
特許文献１（特開平１０−３１８２８号公報）にはフォーカスサーボの初期調整方法の一例が開示されている。この初期調整方法では、アクチュエータのフォーカスコイルに鋸波電圧を複数回印可することで対物レンズが往復運動させられる。この往復運動によって対物レンズが合焦位置を通過する際にＳ字状または逆Ｓ字状のカーブ（Ｓカーブ）を持つフォーカスエラー信号が得られる。またフォーカスエラー信号のＳカーブの振幅は測定され、その測定結果に応じて可変ゲインアンプの適正な利得が決定される。図１に、ＦＤ信号（鋸波電圧）の波形と、これに対応するフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）の波形とを概略的に示す。ＦＤ信号のレベルが上昇する期間には、対物レンズは光ディスクに近接する方向へ移動させられ、ＦＤ信号のレベルが下降する期間には、対物レンズは光ディスクから離れる方向へ移動させられる。図１に示すように、フォーカスエラー信号のＳカーブは、合焦点付近の非常に狭い範囲に出現する。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載される初期調整方法では、対物レンズが光ディスクに衝突する危険性がある。通常、鋸波電圧の周波数は、アクチュエータの特性によりサーボ帯域よりも非常に低く設定される。また鋸波電圧の周波数に対応するアクチュエータのドライブ感度は非常に高い。したがって、アクチュエータのドライブ感度やドライブゲインのばらつきによって対物レンズの往復運動の振幅が大きく変動した場合に、対物レンズが光ディスクに衝突する事態が発生するのである。
【０００６】
また、近年、レーザ光の集光スポット径を小さくして高い記録密度を図るべく、レーザ光の短波長化と対物レンズのＮＡ（開口数；Numerical Aperture）の高値化（対物レンズの高分解能化）が進んでいる。これに伴い、対物レンズと光記録媒体との間の作動距離は短くなっていることから、対物レンズが光ディスクに衝突する上述の事態が一層起こり易く、高精度の初期調整が要求されているという事情がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３１８２８号公報（段落番号「００１３」）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した問題や事情などに鑑みて本発明の目的は、初期調整の段階で対物レンズが光記録媒体と衝突することを防止し得て、精度の高い初期調整を実行し得る光ピックアップ装置及びこれを搭載した光記録媒体再生装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載される発明は、光記録媒体の情報記録層に光ビームを照射し、前記情報記録層で反射した反射光ビームを検出する光ピックアップ装置であって、前記情報記録層に前記光ビームを集光させる対物レンズと、前記対物レンズの位置を移動させるレンズ駆動部と、前記反射光ビームを受光してこれに応じた検出信号を出力する光検出器と、前記検出信号に基づいて前記対物レンズの現在位置と合焦位置との間の距離に応じた値を有するフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成部と、第１のフォーカス駆動信号を前記レンズ駆動部に供給することにより前記対物レンズを前記情報記録層に近づける方向へ移動させつつ前記フォーカスエラー信号のレベルが正ピーク値及び負ピーク値の内の一方のピーク値から他方のピーク値に推移したことを検出した場合に、前記第１のフォーカス駆動信号に代えて第２のフォーカス駆動信号を前記レンズ駆動部に供給することにより前記対物レンズを前記情報記録層から離間させるべき離間動作に切り替え、当該離間動作への切り替え後に前記第２のフォーカス駆動信号に代わり前記フォーカスエラー信号を前記レンズ駆動部に供給することによりフォーカスサーボループを閉ループの状態に設定する制御部と、前記制御部による前記離間動作への切り替え後から、前記フォーカスサーボループが閉ループの状態に設定されるまでの間に、前記正ピーク値及び前記負ピーク値に基づき前記フォーカスエラー信号のレベルを調整する調整部と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
また請求項１５に記載される発明は、光記録媒体の情報記録層に光ビームを照射し、前記情報記録層で反射した反射光ビームに基づき前記情報記録層に記録されている記録情報を再生する光記録媒体再生装置であって、前記情報記録層に前記光ビームを集光させる対物レンズと、前記対物レンズの位置を移動させるレンズ駆動部と、前記反射光ビームを受光してこれに応じた検出信号を出力する光検出器と、前記検出信号に基づいて前記対物レンズの現在位置と合焦位置との間の距離に応じた値を有するフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成部と、第１のフォーカス駆動信号を前記レンズ駆動部に供給することにより前記対物レンズを前記情報記録層に近づける方向へ移動させつつ前記フォーカスエラー信号のレベルが正ピーク値及び負ピーク値の内の一方のピーク値から他方のピーク値に推移したことを検出した場合に、前記正ピーク値及び前記負ピーク値に基づき前記フォーカスエラー信号のレベルを調整すると共に前記第１のフォーカス駆動信号に代えて第２のフォーカス駆動信号を前記レンズ駆動部に供給することにより前記対物レンズを前記情報記録層から離間させるべき動作に切り替える制御部と、を備えた光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置から出力された前記検出信号に基づいて前記記録情報を復号するデコーダと、を備えることを特徴としている
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る種々の実施例について説明する。
＜光ピックアップ装置の構成＞
図２は、本実施例の光ピックアップ装置１の構成を概略的に示す図である。この光ピックアップ装置１は、光学ヘッド２、ＬＤ駆動部（レーザダイオード駆動部）２０、信号処理部２１、サーボ回路２２及び復調回路２４を備えている。光学ヘッド２はさらに、レーザダイオード光源１０、ビームスプリッタ１１、コリメータレンズ１２、対物レンズ１３、アクチュエータ１４及び光検出器１５を備えており、ビームスプリッタ１１、コリメータレンズ１２及び対物レンズ１３は光学軸ＯＡに沿って配設されている。また円盤形状の光ディスク（光記録媒体）４の情報記録層４ａには情報を表す微細なピット（信号溝）が形成されており、この光ディスク４は記録再生時に回転駆動させられる。
【００１２】
レーザダイオード光源１０は、ＬＤ駆動部２０が供給する電流に応じて光ビームを射出する。このレーザダイオード光源１０から射出されたコヒーレントな光ビームは、ビームスプリッタ１１で反射してコリメータレンズ１２で平行光にされた後、対物レンズ１３に入射する。そして、対物レンズ１３は、コリメータレンズ１２から入射する光ビームを情報記録層４ａの信号溝に集光させる。
【００１３】
光ディスク４からの反射光ビームは、対物レンズ１３、コリメータレンズ１２及びビームスプリッタ１１を順番に透過して光検出器１５に入射する。光検出器１５は、受光した反射光ビームを光電変換して得た検出信号を信号処理部２１に出力する。信号処理部２１は、光検出器１５から入力した検出信号を電流−電圧変換をして得た信号をサーボ回路２２と復調回路２４とにそれぞれ供給する。そして、復調回路２４は、入力信号を復調することで再生信号を生成する。
【００１４】
一方、サーボ回路２２は、信号処理部２１から入力した信号から駆動信号ＦＤを生成してアクチュエータ１４に供給し、アクチュエータ１４は、駆動信号ＦＤに応じて対物レンズ１３の位置を情報記録層４ａに垂直な方向（フォーカス方向）に移動させる。なお、本実施形態のサーボ回路２２は、フォーカスサーボとその初期調整を行う機能のみを有するが、トラッキングサーボやチルトサーボなどを行う機能を備えてもよい。
【００１５】
図３にサーボ回路２２の構成を概略的に示す。サーボ回路２２は、信号生成部３８、波形調整部３１、位相補償器３２、ループスイッチ３３、波形調整部３７、タイミング生成部３４及び駆動信号生成部３５を備えている。光検出器１５は複数個の受光部（図示せず）を備えており、各受光部は、入射光を光電変換することで生成した検出信号を出力する。信号処理部２１はこれら複数個の受光部から供給される複数の検出信号を電流−電圧変換してサーボ回路２２に供給している。信号生成部３８は、フォーカスエラー信号生成部３０と和信号生成部３６とで構成されており、フィードバック制御に使用されるサーボ信号を生成する。フォーカスエラー信号生成部３０は、公知の非点収差法またはスポットサイズ法などに基づき、信号処理部２１から供給される複数の検出信号を用いてフォーカスエラー信号ＦＥを生成し、波形調整部３１とタイミング生成部３４とに供給する。また、和信号生成部３６は、信号処理部２１から供給される複数の検出信号を加算して和信号ＦＳを生成し、波形調整部３７とタイミング生成部３４とに供給する。
【００１６】
タイミング生成部３４は、図４に示すように、タイマー４０と５個のレベル比較器４１〜４５とタイミングコントローラ４６とで構成されている。タイミングコントローラ４６はマイクロプロセッサ（図示せず）を内蔵した本発明の制御部に相当する構成要素である。タイマー４０は、タイミングコントローラ４６から指示された時点から時間を計測し、その計測結果Ｔｓをタイミングコントローラ４６に与える。またレベル比較器４１〜４５はいずれも、保持している閾値と入力信号のレベルとを比較し、入力信号のレベルが閾値以上の期間は高レベル信号を、入力信号のレベルが閾値未満の期間は低レベル信号をそれぞれタイミングコントローラ４６に出力する。第１レベル比較器４１は、保持している閾値ＴＨ１と和信号ＦＳのレベルとを比較して比較信号ＣＭＰ１を出力し、第２レベル比較器４２及び第３レベル比較器４３はそれぞれ、保持している閾値ＴＨ２及びＴＨ３とフォーカスエラー信号ＦＥのレベルとを比較して比較信号ＣＭＰ２及びＣＭＰ３を出力する。また、第４レベル比較器４４は、保持している閾値ＴＨ４と、波形調整部３１から供給された波形整形後のフォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルとを比較してその比較結果ＣＭＰ４を出力する。そして、第５レベル比較器４５は、保持している閾値ＴＨ５と、波形調整部３７から供給された波形整形後の和信号ＦＳＧのレベルとを比較し、その比較結果ＣＭＰ５を出力する。
【００１７】
次に、波形調整部３１は、図５に示すように、正ピーク検出器５０、負ピーク検出器５１、オフセット調整部５２及びゲイン調整部５３を備えている。正ピーク検出器５０は、タイミング生成部３４から供給された比較信号ＣＭＰ３（図４）が高レベルとなる期間に入力したフォーカスエラー信号ＦＥの正ピーク値（極大値）を検出し、負ピーク検出器５１は、タイミング生成部３４から供給された比較信号ＣＭＰ２（図４）が低レベルとなる期間に入力したフォーカスエラー信号ＦＥの負ピーク値（極小値）を検出する。正ピーク検出器５０及び負ピーク検出器５１の検出結果（正ピーク値ＰＰ及び負ピーク値ＮＰ）はオフセット調整部５２及びゲイン調整部５３に与えられる。
【００１８】
オフセット調整部５２は、フォーカスエラー信号ＦＥをオフセットする機能を有する。オフセット演算器５４は正ピーク値ＰＰ及び負ピーク値ＮＰの平均値（＝（ＰＰ＋ＮＰ）／２）をオフセット量ＯＣとして算出し加算器５５に与える。またゲイン調整部５３では、目標振幅値ＲＥＦがレジスタ５７に保持されており、ゲイン係数演算器５６は、レジスタ５７から供給された目標振幅値ＲＥＦに、正ピーク値ＰＰ及び負ピーク値ＮＰの差（＝ＰＰ−ＮＰ）の逆数を乗算してゲイン係数ＧＣ（＝ＲＥＦ／（ＰＰ−ＮＰ））を算出し乗算器５８に与える。このようにフォーカスエラー信号ＦＥの波形を適正化するパラメータとして、オフセット量ＯＣとゲイン係数ＧＣが算出される。
【００１９】
また加算器５５はフォーカスエラー信号ＦＥからオフセット量ＯＣを減算してゲイン調整部５３に出力し、乗算器５８はオフセット調整されたフォーカスエラー信号にゲイン係数ＧＣを乗算する。この結果、乗算器５８は、フォーカスエラー信号ＦＥの波形を適正化した（オフセット調整及び利得調整された）フォーカスエラー信号ＦＥＧを出力することができる。
【００２０】
また他方の波形調整部３７は、図６に示すように、入力する和信号ＦＳの最大値（正ピーク値）ＳＰＰを検出する正ピーク検出器６０と、その最小値（負ピーク値）ＳＮＰを検出する負ピーク検出器６１とを備えている。オフセット調整部６２では、オフセット演算器６４が正ピーク値ＳＰＰ及び負ピーク値ＳＮＰの平均値（＝（ＳＰＰ＋ＳＮＰ）／２）をオフセット量ＯＣとして算出し、加算器６５は和信号ＦＳからオフセット量ＯＣを減算してゲイン調整部６３に出力する。またゲイン調整部６３では、目標振幅値ＳＲＥＦがレジスタ６７に保持されており、ゲイン係数演算器６６は、レジスタ６７から供給された目標振幅値ＳＲＥＦに、正ピーク値ＳＰＰ及び負ピーク値ＳＮＰの差（＝ＳＰＰ−ＳＮＰ）の逆数を乗算してゲイン係数（ＧＣ＝ＳＲＥＦ×（ＳＰＰ−ＳＮＰ））を算出し、乗算器６８は、オフセット調整された和信号にゲイン係数ＧＣを乗算する。この結果、乗算器６８は、和信号ＦＳの波形を適正化した（オフセット調整及び利得調整された）和信号ＦＳＧを出力する。
【００２１】
また、波形調整部３１で波形整形されたフォーカスエラー信号ＦＥＧは、位相補償器３２で位相調整された後にループスイッチ３３に入力する。一方、駆動信号生成部３５は、タイミング生成部３４から供給される初期調整信号ＰＡ及び昇降制御信号ＵＤのレベルの組み合わせに応じて鋸波信号（初期調整用のフォーカス制御信号）ＳＴを発生しループスイッチ３３に供給する。
【００２２】
そして、ループスイッチ３３は、タイミング生成部３４から供給される切換制御信号ＳＣのレベルに応じて初期調整期間には鋸波信号ＳＴを選択しこれを駆動信号ＦＤとしてアクチュエータ１４に供給する。他方、初期調整終了後は、ループスイッチ３３は、位相補償器３２を介して供給されるフォーカスエラー信号ＦＥＧを選択しこれを駆動信号ＦＤとしてアクチュエータ１４に供給することによってフォーカスサーボループを形成する。
【００２３】
なお、上記サーボ回路２２は主にアナログ回路で構成されているが、図７に示すようにＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）７２を搭載する構成を採用してもよい。かかる場合、サーボ回路２２は、図７に示すように、フォーカスエラー信号生成部３０及び和信号生成部３６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）７０，７１と、ＲＡＭ７３及びＲＯＭ７４を用いてデジタル処理を実行するＤＳＰ７２と、ＤＳＰ７２の出力信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ）７５とを備える。ＤＳＰ７２は、マイクロプロセッサ、デジタル信号処理部、信号伝達用バス並びにＤＭＡコントローラなどから構成されている。またＤＳＰ７２は、図３に示した波形調整部３１、位相補償器３２、ループスイッチ３３、タイミング生成部３４、駆動信号生成部３５及び波形調整部３７のアナログ処理に相当するデジタル処理を実行するデジタル回路を搭載してもよいし、若しくは、それらの処理をソフトウェアで実行してもよい。
【００２４】
以上の構成を有する光ピックアップ装置１は、例えば、映像データや音声データなどのマルチメディアデータを記録したり再生したりする光ディスク記録再生装置に搭載され得る。図８は、光ピックアップ装置１を搭載する光ディスク記録再生装置１００の構成例を概略的に示すブロック図である。
この光ディスク記録再生装置１００の動作を以下に概説する。スピンドル・モータ１０１は、情報の記録再生時にドライバ１０２から電力供給を受けて光ディスク４を回転駆動する。光ピックアップ装置１は、光ディスク４の情報記録層４ａに集光ビームを照射し光ディスク４から反射した光を検出し、その検出信号から再生信号（ＲＦ信号）を生成してフロントエンド部１０３に出力する。フロントエンド部１０３は、光ディスク４の物理フォーマットに合わせて符号化されている再生信号を復号化し、その復号化データをバッファ・メモリ１０４に出力する。復号化データは、バッファ・メモリ１０４で一時的に蓄積された後にＡＶデコーダ１０５に転送される。そして、ＡＶデコーダ１０５は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式などに従って圧縮符号化されている転送データを復号化することで映像データと音声データとを生成し、それぞれ画像処理部１０６とオーディオ・インターフェース１０８に出力する。映像データは、画像処理部１０６によって階調処理やＯＳＤ（On Screen Display）処理などを施された後に、Ｄ／Ａ変換器１０７によってアナログ映像信号に変換され、音声データは、オーディオ・インターフェース１０８によって変調された後に、Ｄ／Ａ変換器１０９によってアナログ音声信号に変換され出力される。また、上記の画像処理部１０６、オーディオ・インターフェース１０８、ＡＶデコーダ１０５、フロントエンド部１０３、ドライバ１０２などの処理ブロックは、制御バス及びデータバス（図示せず）を介して、ＣＰＵなどを内蔵する制御部１１０と接続され制御される。
【００２５】
なお、図８に示した光ディスク記録再生装置１００は、映像及び音声を再生する再生処理ブロック１０１〜１１０のみならず、外部から入力したアナログの映像信号と音声信号とをＡ／Ｄ変換し、圧縮符号化し、物理フォーマットに合わせて変換した後に、光ピックアップ装置１を通じて光ディスク４に映像データと音声データとを書き込む情報記録処理ブロック（図示せず）をも搭載している。
【００２６】
上記構成を有する光ピックアップ装置１におけるフォーカスサーボの初期調整方法の実施例を以下に説明する。
＜第１の実施例＞
図９は、第１の実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートであり、図１０及び図１１は、その初期調整処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１０及び図１１のフローチャートは連結子Ｃ１を介して接続している。以下、図９〜図１１を参照しつつ、本実施例に係る初期調整処理を工程順に詳説する。
【００２７】
タイミングコントローラ４６が初期調整開始指令を発すると、先ず、ステップＳ１の初期化処理が実行される。ここでは、タイマー４０（図４）の計数値が初期化され、タイミングコントローラ４６から出力される昇降制御信号ＵＤ、初期調整信号ＰＡ及び切換制御信号ＳＣの信号レベルがいずれも低レベルに設定される。この結果、ループスイッチ３３は駆動信号生成部３５からの信号入力を選択する。
【００２８】
次いで、初期調整信号ＰＡの信号レベルが低レベルから高レベルに切り換えられ（ステップＳ２）、同時に、タイマー４０の計測動作が開始される（ステップＳ３）。駆動信号生成部３５は、初期調整信号ＰＡが高レベル信号となる期間にのみレンズ上昇波形またはレンズ降下波形のいずれかを出力することができる。駆動信号生成部３５は、初期調整信号ＰＡのレベルが高レベルで且つ昇降制御信号ＵＤのレベルが低レベルとなる期間は、対物レンズ１３を情報記録層４ａから離す方向へ漸次移動させるフォーカス駆動信号（レンズ降下波形）を出力し、初期調整信号ＰＡのレベルが高レベルで且つ昇降制御信号ＵＤのレベルが高レベルとなる期間には対物レンズ１３を情報記録層４ａに近づける方向へ漸次移動させるフォーカス駆動信号（レンズ上昇波形）を出力する。
【００２９】
ステップＳ２では、高レベルの初期調整信号ＰＡと低レベルの昇降制御信号ＵＤとが駆動信号生成部３５に供給されており、駆動信号生成部３５は、レンズ降下波形ＳＴをループスイッチ３３を介してアクチュエータ１４に供給する。この間、対物レンズ１３は情報記録層４ａから離れる下方向へ駆動されている。
次に、タイミングコントローラ４６は、タイマー４０から供給される計数信号Ｔｓに基づいて、初期調整信号ＰＡの立ち上がりエッジから所定時間Ｔｕが経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。タイミングコントローラ４６は、所定時間Ｔｕが経過したと判定すると、対物レンズ１３が光ディスク４から十分に離れたと判断して、昇降制御信号ＵＤのレベルを低レベルから高レベルに切り換えてレンズ上昇波形ＳＴをアクチュエータ１４に供給させる（ステップＳ５）。この時点から、対物レンズ１３の駆動方向は、光ディスク４から離れる方向から光ディスク４に向かう方向へ転換する。
【００３０】
次のステップＳ６で、波形調整部３７の負ピーク検出器６１は、和信号生成部３６から供給される和信号ＦＳの最小値ＳＮＰを検出し、これをオフセット調整部６２とゲイン調整部６３とに出力する。オフセット調整部６２のオフセット演算器６４とゲイン調整部６３のゲイン係数演算器６６はそれぞれ、その最小値ＳＮＰを保持する。この段階で、対物レンズ１３は光ディスク４の方向へ移動し続けており、対物レンズ１３が合焦位置に近づくにつれて光検出器１５の受光量が増大し、和信号ＦＳのレベルが大きくなる。
【００３１】
この後、タイミングコントローラ４６は、第１レベル比較器４１から供給される比較信号ＣＭＰ１に基づいて、和信号ＦＳのレベルが閾値ＴＨ１以上か否かを判定し（ステップＳ７）、和信号ＦＳのレベルが閾値ＴＨ１以上であると判定した場合はさらに、第２レベル比較器４２から供給される比較信号ＣＭＰ２に基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ２未満か否かを判定する（ステップＳ８）。フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ２以上と判定された場合は、前記ステップＳ７に処理が戻る制御が実行される。具体的には、対物レンズ１３が合焦位置に近づき、和信号ＦＳのレベルが閾値ＴＨ１以上になると、第１レベル比較器４１は高レベルの比較信号ＣＭＰ１を出力する。これによりタイミングコントローラ４６は、和信号ＦＳのレベルが閾値ＴＨ１を以上であると判定し、ステップＳ８に処理を移行させる。ここで、対物レンズ１３が合焦位置近傍を通過する際、図９に示すようにフォーカスエラー信号ＦＥのレベルは低下して最小値に達した後に上昇し、その後、最大値に達した後に低下する。このようにフォーカスエラー信号ＦＥは合焦点近傍でＳ字状の合焦波形を形成する。対物レンズ１３が合焦位置に接近してフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが低下し閾値ＴＨ２未満になると、第２レベル比較器４２は低レベルの比較信号ＣＭＰ２を出力する。これによりタイミングコントローラ４６は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ２未満と判定し、次のステップ９に処理を移行させる。
【００３２】
次のステップＳ９では、波形調整部３１の負ピーク検出器５１（図５）が、フォーカスエラー信号ＦＥの負ピーク値（最小値）ＮＰを検出する。負ピーク検出器５１には、第２レベル比較器４２から比較信号ＣＭＰ２が供給されており、負ピーク検出器５１は比較信号ＣＭＰ２のレベルが低レベルとなる期間に入力したフォーカスエラー信号ＦＥの負ピーク値ＮＰを検出し、これをゲイン調整部５３とオフセット調整部５２とに出力する。このように、比較信号ＣＭＰ１のレベルが高レベルで且つ比較信号ＣＭＰ２のレベルが低レベルとなる期間に限って負ピーク値ＮＰが検出されるため、光ディスク４の表面性状やノイズの影響によってフォーカスエラー信号ＦＥの合焦波形が乱れた場合でも、負ピーク値ＮＰの誤検出を防止することが可能である。
【００３３】
なお、負ピーク値ＮＰの誤検出をさらに確実に防止すべく、このステップＳ９の処理と並行して、タイミングコントローラ４６は比較信号ＣＭＰ１のレベルを監視し、比較信号ＣＭＰ１のレベルが低レベルに変化した場合は、負ピーク値ＮＰの検出処理を中止してステップＳ７に処理を戻すように制御するのが好ましい。
【００３４】
次のステップＳ１０で、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ２に基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ２以上か否かを判定する。前記ステップＳ９で負ピーク値ＮＰが検出された後、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが上昇し閾値ＴＨ２以上になると、第２レベル比較器４２は高レベルの比較信号ＣＭＰ２を出力する。これによりタイミングコントローラ４６はフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ２以上になったと判定し、次のステップ１１に処理を移行させる。
【００３５】
ステップＳ１１では、波形調整部３７の正ピーク検出器６０（図６）は、和信号生成部３６から供給される和信号ＦＳの最大値ＳＰＰを検出し、これをオフセット調整部６２とゲイン調整部６３とに出力する。オフセット演算器６４とゲイン調整部６３はそれぞれ、入力した最大値ＳＰＰを保持する。この間、対物レンズ１３は光ディスク４に向かって上昇し続けているため、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルは合焦点に対応するレベルを通過した後も増加し続ける。
【００３６】
この後、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ１に基づいて和信号ＦＳのレベルが閾値ＴＨ１以上か否かを判定し（ステップＳ１２）、当該レベルが閾値ＴＨ１以上であると判定した場合はさらに、第３レベル比較器４３から供給される比較信号ＣＭＰ３に基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３以上か否かを判定する（ステップＳ１３）。フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３未満と判定された場合は、前記ステップＳ１２に処理が戻る制御が実行される。対物レンズ１３が合焦位置を通過した後、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３以上になると、第３レベル比較器４３は高レベルの比較信号ＣＭＰ３を出力するため、タイミングコントローラ４６は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３以上になったと判定し、ステップＳ１４に処理を移行させる。
【００３７】
次のステップＳ１４では、波形調整部３１の正ピーク検出器５０（図５）が、フォーカスエラー信号ＦＥの正ピーク値（最大値）ＰＰを検出する。正ピーク検出器５０には、第３レベル比較器４３から比較信号ＣＭＰ３が供給されており、正ピーク検出器５０は比較信号ＣＭＰ３のレベルが高レベルとなる期間に入力したフォーカスエラー信号ＦＥの正ピーク値ＰＰを検出し、これをゲイン調整部５３とオフセット調整部５２とに出力する。このように、比較信号ＣＭＰ３のレベルが高レベルとなる期間に限って正ピーク値ＰＰが検出されるため、光ディスク４の表面性状やノイズの影響によってフォーカスエラー信号ＦＥの合焦波形が乱れた場合でも、正ピーク値ＰＰの誤検出を防止することが可能である。
【００３８】
その後、タイミングコントローラ４６は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３未満か否かを判定し（ステップＳ１５）、当該レベルが閾値ＴＨ３未満であると判定した場合には、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが所定幅以上に変化したと判断し、ステップＳ１６に処理を移行させる。具体的には、正ピーク値ＰＰが検出された後、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルは低下して閾値ＴＨ３未満に遷移し、第３レベル比較器４３から出力される比較信号ＣＭＰ３のレベルが高レベルから低レベルに変化する。タイミングコントローラ４６は、この比較信号ＣＭＰ３の立ち下がりエッジを検出することでフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３未満になったと判定する。
【００３９】
ところで、前記閾値ＴＨ１，ＴＨ２及びＴＨ３は、それぞれ、第１レベル比較器４１，第２レベル比較器４２及び第３レベル比較器４３のレジスタ（図示せず）に記憶されている。本実施例では、これら閾値ＴＨ１〜ＴＨ３は、初期調整処理を通じて一定値に設定されるが、後述するようにタイミングコントローラ４６が状況に応じて閾値ＴＨ１〜ＴＨ３を可変に設定することも可能である。閾値ＴＨ２及びＴＨ３はフォーカスエラー信号ＦＥの正ピーク値ＰＰと負ピーク値ＮＰとの間に設定されており、閾値ＴＨ２は正ピーク値ＰＰよりも負ピーク値ＮＰに近い値に設定され、閾値ＴＨ３は負ピーク値ＮＰよりも正ピーク値ＰＰに近い値に設定される。
【００４０】
またタイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ３の立ち下がりエッジの検出と同時にタイマー４０に計測動作を開始させる（ステップＳ１６）。
続いて、フォーカスエラー信号ＦＥのゲイン調整及びオフセット調整が開始され（ステップＳ１７）、和信号ＦＳのゲイン調整及びオフセット調整が開始される（ステップＳ１８）。具体的には、ステップＳ１７では、オフセット調整部５２（図５）のオフセット演算器５４が、正ピーク検出器５０及び負ピーク検出器５１から与えられた正ピーク値ＰＰ及び負ピーク値ＮＰを用いてオフセット値ＯＣを算出し、加算器５５は、入力するフォーカスエラー信号ＦＥからオフセット値ＯＣを減算して得たフォーカスエラー信号をゲイン調整部５３に出力する。またゲイン調整部５３のゲイン係数演算器５６は、正ピーク値ＰＰ及び負ピーク値ＮＰを用いてゲイン係数ＧＣを算出し、乗算器５８は、オフセット調整されたフォーカスエラー信号にゲイン係数ＧＣを乗算して得たフォーカスエラー信号ＦＥＧを出力する。
【００４１】
またステップＳ１８では、オフセット調整部６２のオフセット演算器６４（図６）が、正ピーク検出器６０及び負ピーク検出器６１から与えられた最大値ＳＰＰ及び最小値ＳＮＰを用いてオフセット値ＯＣを算出し、加算器６５は、入力する和信号ＦＳからオフセット値ＯＣを減算して得た和信号をゲイン調整部６３に出力する。またゲイン調整部６３のゲイン係数演算器６６は、最大値ＳＰＰ，最小値ＳＮＰ及び目標振幅値ＳＲＥＦを用いてゲイン係数ＧＣを算出し、乗算器６８は、オフセット調整された和信号にゲイン係数ＧＣを乗算して得た和信号ＦＳＧを出力する。
【００４２】
なお、本実施例では、ステップＳ１６の処理の後にステップＳ１７及びＳ１８の処理を実行しているが、本発明ではこれに限らず、ステップＳ１６，Ｓ１７及びＳ１８の処理が並列に実行されてもよい。
次に、タイミングコントローラ４６は、計数信号Ｔｓに基づいて、比較信号ＣＭＰ３の立ち下がりエッジの時点から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１９）。またタイミングコントローラ４６は、所定時間が経過したと判定したとき、昇降制御信号ＵＤのレベルを高レベルから低レベルに切り換えることで、駆動信号生成部３５にレンズ降下波形ＳＴを出力させる（ステップＳ２０）。アクチュエータ１４は、ループスイッチ３３を介して駆動信号生成部３５から供給されるレンズ降下波形ＳＴを用いて、対物レンズ１３を光ディスク４から離れる方向に駆動する。
【００４３】
この後、タイミングコントローラ４６は、対物レンズ１３が所定位置に到達したか否かを判定し（ステップＳ２１）、対物レンズ１３が所定位置に到達したと判定したときに初期調整信号ＰＡのレベルを高レベルから低レベルに切り換え、初期調整処理を終了させる。
このように第１の実施例に係る初期調整処理によれば、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが所定幅以上に変化したときに、アクチュエータ１４に供給するフォーカス駆動信号ＦＤがレンズ上昇波形からレンズ降下波形に切り換えられ、対物レンズ１３の駆動方向は情報記録層４ａに向かう方向からその逆方向へ転換される。対物レンズ１３は合焦位置近傍で駆動方向を転換されることから、初期調整処理を通じて対物レンズ１３が光ディスク４に衝突する事態を防止することが可能になるとともに、初期調整処理に要する時間を短縮することが可能となる。
【００４４】
さらに、フォーカスエラー信号ＦＥに基づいて対物レンズ１３の駆動方向が転換されるため、対物レンズ１３と光ディスク４との間の作動距離（working distance）が極めて短い場合でも、両者の衝突を確実に回避することができる。したがって、光ディスク４の記録密度向上を図るための光ビームの短波長化と対物レンズ１３の高分解能化にも十分に対応することが可能である。
【００４５】
＜第２の実施例＞
次に、第２の実施例に係る初期調整処理について説明する。図１２は、本実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートであり、図１３及び図１４は、その初期調整処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１３及び図１４のフローチャートは連結子Ｃ２を介して接続している。
【００４６】
本実施例の初期調整処理では、上記第１の実施例の処理と同様にステップＳ１〜Ｓ１５の処理（図１０及び図１１）が実行される。ステップＳ１５では、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ３に基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３未満に遷移し、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが所定幅以上に変化したことを検出する。
【００４７】
前記ステップＳ１５の後のステップＳ３０では、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ３の立ち下がりエッジの検出と同時にタイマー４０に計測動作を開始させる。次いで、タイミングコントローラ４６は、タイマー４０から供給される計数信号Ｔｓに基づいて、当該立ち下がりエッジの時点から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３１）。所定時間が経過したと判定されたときは、昇降制御信号ＵＤのレベルが高レベルから低レベルに切り換えられ、駆動信号生成部３５はレンズ降下波形ＳＴを出力する（ステップＳ３２）。この結果、アクチュエータ１４は、ループスイッチ３３を介して駆動信号生成部３５から供給されるレンズ降下波形ＳＴを用いて対物レンズ１３の駆動方向を、光ディスク４へ近接する方向から、光ディスク４から離れる方向へ転換させる。
【００４８】
この後、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ１に基づいて和信号ＦＳのレベルが閾値ＴＨ１以上か否かを判定し（ステップＳ３３）、当該レベルが閾値ＴＨ１以上であると判定した場合はさらに、第３レベル比較器４３から供給される比較信号ＣＭＰ３に基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３以上か否かを判定する（ステップＳ３４）。フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３未満と判定された場合は、ステップＳ３３に処理が戻る制御が実行される。対物レンズ１３が合焦位置を再び通過した後、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３以上になると、第３レベル比較器４３は高レベル比較信号ＣＭＰ３を出力するため、タイミングコントローラ４６は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３以上になったと判定し、ステップＳ３５に処理を移行させる。
【００４９】
次のステップＳ３５では、波形調整部３１の正ピーク検出器５０は、ステップＳ１４（図１３）の処理と同様にフォーカスエラー信号ＦＥの第２の正ピーク値ＰＰ２を検出し、これをゲイン調整部５３とオフセット調整部５２とに出力する。
その後、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ３に基づいてフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３未満か否かを判定し（ステップＳ３６）、当該レベルが閾値ＴＨ３未満であると判定した場合にはステップＳ３７に処理を移行させる。具体的には、第２の正ピーク値ＰＰ２が検出された後、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルは再び低下して閾値ＴＨ３未満に遷移し、比較信号ＣＭＰ３のレベルは高レベルから低レベルに変化するため、タイミングコントローラ４６は、この比較信号ＣＭＰ３の立ち下がりエッジを検出することでフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３未満になったと判定する。
【００５０】
次いで、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ１に基づいて和信号ＦＳのレベルが閾値ＴＨ１以上か否かを判定し（ステップＳ３７）、当該レベルが閾値ＴＨ１以上であると判定した場合はさらに、比較信号ＣＭＰ２に基づいてフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ２未満か否かを判定する（ステップＳ３８）。フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ２以上と判定された場合は、前記ステップＳ３７に処理が戻る制御が実行される。具体的には、対物レンズ１３が再び合焦位置を通過した後、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルは閾値ＴＨ２未満に遷移するため、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ２の立ち下がりエッジを検出することでフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ２未満になったと判定し、ステップＳ３９に処理を移行させる。
【００５１】
次のステップＳ３９では、波形調整部３１の負ピーク検出器５１が、フォーカスエラー信号ＦＥの第２の負ピーク値ＮＰ２を検出し、これをオフセット調整部５２とゲイン調整部５３とに出力する。なお、負ピーク値ＮＰ２の誤検出を防止すべく、このステップＳ３９の処理と並行して、タイミングコントローラ４６が比較信号ＣＭＰ１のレベルを監視し、比較信号ＣＭＰ１のレベルが低レベルに変化した場合には負ピーク値ＮＰ２の検出処理を中止してステップＳ３７に処理を戻すのが好ましい。
【００５２】
この後、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ２に基づいてフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ２以上か否かを判定し（ステップＳ４０）、当該レベルが閾値ＴＨ２以上の場合にはステップＳ４１及びＳ４２に処理を移行させる。具体的には、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルは負ピーク値ＮＰ２に達した後に上昇し、比較信号ＣＭＰ２のレベルは低レベルから高レベルに変化したとき、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ２の立ち上がりエッジを検出してステップＳ４１及びＳ４２に処理を移行させる。
【００５３】
続いて、フォーカスエラー信号ＦＥのゲイン調整及びオフセット調整が開始され（ステップＳ４１）、和信号ＦＳのゲイン調整及びオフセット調整が開始される（ステップＳ４２）。ステップＳ４１では、オフセット調整部５２（図５）のオフセット演算器５４が、正ピーク値ＰＰ及び負ピーク値ＮＰの第１の組から算出したオフセット値と、正ピーク値ＰＰ２及び負ピーク値ＮＰ２の第２の組から算出したオフセット値とを平均化し、その結果得た平均値をオフセット値ＯＣとして加算器５５に供給する。またステップＳ４２では、正ピーク値ＰＰ及び負ピーク値ＮＰの第１の組から算出したゲイン係数と、正ピーク値ＰＰ２及び負ピーク値ＮＰ２の第２の組から算出したゲイン係数とを平均化し、その結果得た平均値をゲイン係数ＧＣとして乗算器５８に供給することになる。
【００５４】
この後、タイミングコントローラ４６は、対物レンズ１３が所定位置に到達したか否かを判定し（ステップＳ４３）、対物レンズ１３が所定位置に到達したと判定したときに初期調整信号ＰＡのレベルを高レベルから低レベルに切り換え、初期調整処理を終了させる。
このように第２の実施例に係る初期調整処理では、上記ステップＳ３２で対物レンズ１３の駆動方向を光ディスク４から離す方向へ転換した後に逆Ｓ字波形が出現するためこれを有効活用し、正ピーク値ＰＰ２及び負ピーク値ＮＰ２の第２の組を検出してこれをオフセット値とゲイン係数の算出に利用している。したがって、フォーカスエラー信号ＦＥや和信号ＦＳの波形を適正化するパラメータをより正確に算出することができ、初期調整の精度向上が可能となる。
【００５５】
＜第３の実施例＞
次に、第３の実施例に係る初期調整処理を説明する。図１５は、本実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートであり、図１６は、その初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
本実施例の初期調整処理では、上記第２の実施例の処理と同様にステップＳ１〜Ｓ４２の処理（図１３及び図１４）が実行される。ステップＳ４１及びＳ４２以後は、フォーカスエラー信号ＦＥ及び和信号ＦＳに対するゲイン調整及びオフセット調整が行われている。ここで、図１６のフローチャートには示されないが、タイミングコントローラ４６は、タイマー４０を用いて、図１５に示すようにゲイン調整及びオフセット調整が安定化する期間Ｔｕ、初期調整信号ＰＡのレベルを低レベルに維持し、その期間Ｔｕが経過した後に再び初期調整信号ＰＡのレベルを高レベルに切り換える。
【００５６】
なお、図１５のタイミングチャートでは、説明の便宜上、ステップＳ４２以前の波形調整前のフォーカスエラー信号ＦＥと、ステップＳ４２から後の波形調整後のフォーカスエラー信号ＦＥＧとが連続するように表されているが、実際は、フォーカスエラー信号ＦＥとフォーカスエラー信号ＦＥＧとは異なる信号である。同様に、波形調整前の和信号ＦＳと波形調整後の和信号ＦＳＧも連続するように表されている。
【００５７】
次にステップＳ５０では、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ５に基づいて波形整形後の和信号ＦＳＧのレベルが閾値ＴＨ５に達したか否かを判定し、当該レベルが閾値ＴＨ５に達しているときは、当該レベルが所定幅以上に変化したと判断して、次のステップＳ５１へ処理を移行させる。具体的には、上記ステップＳ４３及びＳ４４以後、波形調整部３１，３７（図５及び図６）から、波形調整後のフォーカスエラー信号ＦＥＧと和信号ＦＳＧとがタイミング生成部３４（図４）に供給されている。対物レンズ１３は下降し続けており、対物レンズ１３が合焦位置から遠ざかるにつれて波形整形後の和信号ＦＳＧのレベルも低下する。タイミング生成部３４の第５レベル比較器４５は、和信号ＦＳＧのレベルが閾値ＴＨ５未満になったときに低レベルの比較信号ＣＭＰ５を出力するため、タイミングコントローラ４６は比較信号ＣＭＰ５の立ち下がりエッジを検出することで和信号ＦＳＧのレベルが閾値ＴＨ５に達したと判定する。
【００５８】
次のステップＳ５１では、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ５の立ち下がりエッジの検出と同時に昇降制御信号ＵＤのレベルを低レベルから高レベルに切り換えることで、駆動信号生成部３５へレンズ上昇波形ＳＴを出力させる。アクチュエータ１４は、ループスイッチ３３を介して駆動信号生成部３５から供給されるレンズ上昇波形ＳＴを用いて、対物レンズ１３を光ディスク４に近づく方向へ駆動する。
【００５９】
この後、タイミングコントローラ４６は、第４レベル比較器４４から供給される比較信号ＣＭＰ４に基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが閾値ＴＨ４以上か否かを判定し（ステップＳ５２）、当該レベルが閾値ＴＨ４未満であると判定したときは、当該レベルが所定幅以上に変化したと判断して、次のステップＳ５３に処理を移行させる。具体的には、対物レンズ１３が合焦位置へ近づくに従ってフォーカスエラー信号ＦＥＧにＳ字状の合焦波形が出現し、フォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルは閾値ＴＨ４未満に遷移した後、再び閾値ＴＨ４以上に遷移する。このとき、比較信号ＣＭＰ４のレベルは低レベルから高レベルに変化するため、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ４の立ち上がりエッジを検出することでフォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが閾値ＴＨ４以上になったと判定する。
【００６０】
続いて、タイミングコントローラ４６は、フォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが正か否かを確認し（ステップＳ５３）、フォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが正であると確認したときは、サーボループを閉ループに切り換えるように制御する（ステップＳ５４）。具体的には、タイミングコントローラ４６は、フォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが正であると確認したときは、切換制御信号ＳＣのレベルを低レベルから高レベルに切り換えることで、ループスイッチ３３の接続先を駆動信号生成部３５から位相補償器３２に選択させる。これ以後、ループスイッチ３３は位相補償器３２から入力する位相調整後のフォーカスエラー信号ＦＥＧをフォーカス駆動信号ＦＤとしてアクチュエータ１４に供給し、フォーカスサーボループ（閉ループ）が形成される。
【００６１】
そして、タイミングコントローラ４６は、サーボループを閉ループに切り換えると同時に昇降制御信号ＵＤのレベルを高レベルから低レベルに切り換えた後に初期調整処理を終了させる。
このように第３の実施例によれば、上記第１及び第２の実施例の初期調整処理と同様に、対物レンズ１３が光ディスク４に衝突する事態の防止、初期調整処理に要する時間の短縮化、並びに、対物レンズ１３と光ディスク４との間の作動距離が極めて短い場合の両者の衝突の防止を奏することが可能である。
【００６２】
また、ステップＳ４１及びＳ４２でフォーカスエラー信号ＦＥと和信号ＦＳに対するゲイン調整とオフセット調整を開始してから、対物レンズ１３が光ディスク４から或る程度離れた位置に達した後に、対物レンズ１３の駆動方向を転換させて対物レンズ１３を合焦位置近辺に配置させ、サーボループを閉ループに切り換えている。したがって、閉ループ状態のフォーカスサーボに短時間で移行することができる。
【００６３】
さらに、ゲイン調整とオフセット調整が開始された後は、波形調整後の和信号ＦＳＧのレベル変化に基づいて対物レンズ１３の駆動方向を転換し、波形調整後のフォーカスエラー信号ＦＥＧのレベル変化に基づいてサーボループを閉ループに切り換えるため、ゲイン調整及びオフセット調整の開始時からフォーカスサーボの開始時までの経過時間を極めて短時間にすることができるとともに、フォーカスサーボが安定化するまでの所要時間の短縮が可能である。
【００６４】
＜第４の実施例＞
次に、第４の実施例に係る初期調整処理を説明する。図１７は、本実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートであり、図１８は、その初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
本実施例の初期調整処理では、上記第１の実施例の処理と同様にステップＳ１〜Ｓ１５の処理（図１１）が実行される。ステップＳ１５で比較信号ＣＭＰ３に基づいてフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３未満に遷移したことが確認された後、昇降制御信号ＵＤのレベルを高レベルから低レベルに切り換えることで、レンズ降下波形が発生させられる。この結果、フォーカスエラー信号ＦＥの最初のＳ字状の合焦波形から正ピーク値ＰＰ及び負ピーク値ＮＰが検出された後に、対物レンズ１３は光ディスク４から離れる方向へ移動する。
【００６５】
次のステップＳ６０では、フォーカスエラー信号ＦＥのゲイン調整及びオフセット調整が開始され、ステップＳ６１では、和信号ＦＳのゲイン調整及びオフセット調整が開始される。なお、図１７のタイミングチャートでは、説明の便宜上、ステップＳ６０以前の波形調整前のフォーカスエラー信号ＦＥと、ステップＳ６０から後の波形調整後のフォーカスエラー信号ＦＥＧとが連続するように表されているが、実際は、フォーカスエラー信号ＦＥとフォーカスエラー信号ＦＥＧとは異なる信号である。同様に、波形調整前の和信号ＦＳと波形調整後の和信号ＦＳＧも連続するように表されている。
【００６６】
次に、タイミングコントローラ４６は、波形調整後のフォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが閾値ＴＨ４未満か否かを判定し（ステップＳ６２）、当該レベルが閾値ＴＨ４未満である場合にはさらに、ステップＳ６３に処理を移行させる。具体的には、図１７に示すように昇降制御信号ＵＤのレベルを高レベルから低レベルに切り換えた後は、フォーカスエラー信号ＦＥＧに逆Ｓ字状の合焦波形が出現し、フォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルは最大点に達した後に降下する。このとき、タイミングコントローラ４６は比較信号ＣＭＰ４の立ち下がりエッジを検出することで、フォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが閾値ＴＨ４未満になったと判定し、逆Ｓ字状の合焦波形の出現を確認する。
【００６７】
続いて、タイミングコントローラ４６は、フォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが負か否かを確認し（ステップＳ６３）、フォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが負であると確認したときは、上記ステップＳ５４の処理と同様にサーボループを閉ループに切り換えるように制御する（ステップＳ６４）。以上で、初期調整処理は終了する。
【００６８】
このように第４の実施例では、負ピーク値ＮＰと正ピーク値ＰＰとを検出した後に、対物レンズ１３を光ディスク４から離れる方向へ駆動させつつ、ゲイン調整及びオフセット調整（上記ステップＳ６０及びＳ６１）を実行し、波形調整後のフォーカスエラー信号ＦＥＧのレベルが所定幅以上に変化したときにフォーカスサーボを閉ループに移行させている（上記ステップＳ６２〜Ｓ６４）。したがって、極めて短時間でフォーカスサーボへ移行できるとともに、フォーカスサーボが安定化するまでの所要時間の短縮が可能である。さらに、たとえフォーカスサーボへの移行に失敗したとしても、対物レンズ１３が光ディスク４に衝突する事態を回避することが可能である。
【００６９】
＜第５の実施例＞
次に、第５の実施例に係る初期調整処理を説明する。上記第１〜第４の実施例では、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルを監視し当該レベルの所定幅以上の変化を検出したときに、昇降制御信号ＵＤのレベルが高レベルから低レベルに切り換えられ、対物レンズ１３の駆動方向が転換された。これに対し本実施例では、和信号ＦＳのレベルの所定幅以上の変化が検出されたときに、昇降制御信号ＵＤのレベルが高レベルから低レベルに切り換えられる。
【００７０】
図１９は、本実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートであり、図２０は、その初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
本実施例の初期調整処理では、上記第１の実施例の処理と同様にステップＳ１〜Ｓ１５の処理（図１０及び図１１）が実行される。ステップＳ１５では、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ３に基づいてフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが閾値ＴＨ３未満に遷移したことを確認する。
【００７１】
前記ステップＳ１５の後のステップＳ７０では、タイミングコントローラ４６は、比較信号ＣＭＰ１に基づいて和信号ＦＳのレベルが閾値ＴＨ１未満か否かを判定し、当該レベルが閾値ＴＨ１未満である場合には当該レベルが所定幅以上変化したと判断してステップＳ７１に処理を移行させ、タイマー４０の計測動作を開始させる。すなわち、対物レンズ１３が光ディスク４に近づく方向へ移動し合焦位置から離れるに従って和信号ＦＳのレベルも低下するため、タイミングコントローラ４６は比較信号ＣＭＰ１の立ち下がりエッジを検出することで比較信号ＣＭＰ１のレベルが閾値ＴＨ１未満になったと判定する。
【００７２】
次に、上記ステップＳ１７及びＳ１８の処理と同様にして、フォーカスエラー信号ＦＥのゲイン調整及びオフセット調整が開始され（ステップＳ７２）、和信号ＦＳのゲイン調整及びオフセット調整が開始される（ステップＳ７３）。なお、本実施例では、ステップＳ７１の処理の後にステップＳ７２及びＳ７３の処理を実行しているが、本発明ではこれに限らず、ステップＳ７１，Ｓ７２及びＳ７３の処理が並列に実行されてもよい。
【００７３】
次に、タイミングコントローラ４６は、計数信号Ｔｓに基づいて、比較信号ＣＭＰ１の立ち下がりエッジの時点から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ７４）。またタイミングコントローラ４６は、所定時間が経過したと判定したとき、昇降制御信号ＵＤのレベルを高レベルから低レベルに切り換えることで、駆動信号生成部３５にレンズ降下波形ＳＴを出力させる（ステップＳ７５）。アクチュエータ１４は、駆動信号生成部３５から供給されるレンズ降下波形ＳＴを用いて、対物レンズ１３を光ディスク４から離れる方向に駆動する。
【００７４】
この後、タイミングコントローラ４６は、対物レンズ１３が所定位置に到達したか否かを判定し（ステップＳ７６）、対物レンズ１３が所定位置に到達したと判定したときに初期調整信号ＰＡのレベルを高レベルから低レベルに切り換え、初期調整処理を終了させる。
なお、図１９に示した例では、フォーカスエラー信号ＦＥのＳ字状の合焦波形が現れた後に再び逆Ｓ字状の合焦波形が現れるため、最初のＳ字状の合焦波形から正ピーク値ＰＰと負ピーク値ＮＰを検出する代わりに、逆Ｓ字状の合焦波形から正ピーク値ＰＰ２と負ピーク値ＮＰ２を検出しこれらをゲイン係数とオフセット値の算出に使用してもよい。
【００７５】
また、上記した例では、正ピーク値ＰＰと負ピーク値ＮＰの組からゲイン係数とオフセット値が算出されるが、この代わりに、上記第２の実施例と同様の処理を実行して、正ピーク値ＰＰ及び負ピーク値ＮＰの組と、正ピーク値ＰＰ２及び負ピーク値ＮＰ２の組とからゲイン係数とオフセット値を算出してもよい。
このように第５の実施例によれば、和信号ＦＳのレベルが所定幅以上に変化したときに、アクチュエータ１４に供給するフォーカス駆動信号ＦＤがレンズ上昇波形からレンズ降下波形に切り換えられ、対物レンズ１３の駆動方向が情報記録層４ａに向かう方向からその逆方向へ転換される。したがって、初期調整処理を通じて対物レンズ１３が光ディスク４に衝突する事態を防止することができる。
【００７６】
＜第６の実施例＞
次に、第６の実施例に係る初期調整処理について説明する。光ディスク４の記録密度を向上させる技術として記録膜の多層化が知られており、基板上に複数の情報記録層が数十マイクロメートル間隔で形成される。また対物レンズ１３の高分解能化（開口数の高値化）と記録膜の多層化とは、球面収差と称する光スポットの歪みを引き起こすことが知られており、光ピックアップ装置１は、球面収差を各情報記録層毎に自動的に補正し得る収差補正機構（図示せず）を搭載している。以下に説明するように、本実施例に係る初期調整処理はこの種の多層ディスクに対する初期調整を実現可能にする。
【００７７】
図２１は、２枚の情報記録層を有する光ディスク４に対して初期調整処理を実行する際に現れる各種信号波形を示すタイミングチャートである。初期調整信号ＰＡ、昇降制御信号ＵＤ及びフォーカス駆動信号ＦＤの波形は、上記第１の実施例のそれらの信号波形（図９）と同じであり、本実施例の処理手順も、上記第１の実施例の処理手順（図１０及び図１１）と略同じである。以下、２枚の情報記録層のうち一方の目標層Ｌ０に対する球面収差は適正化されており、他方の情報記録層Ｌ１に対する球面収差は適正化されていないものとする。
【００７８】
図２１に示すように目標層Ｌ０の合焦点近傍で、フォーカス駆動信号ＦＤをレンズ上昇波形からレンズ降下波形に切り換えた場合、フォーカスエラー信号ＦＥにおいては、最初に情報記録層Ｌ１に対応するＳ字状の合焦波形が出現し、その後、目標層Ｌ０に対応するＳ字状の合焦波形が出現する。目標層Ｌ０に対応する合焦波形が出現した直後にフォーカス駆動信号ＦＤがレンズ降下波形に切り換えられるため、目標層Ｌ０のＳ字状の合焦波形が現れた後に、当該目標層Ｌ０に対応する逆Ｓ字状の合焦波形が出現し、その後、情報記録層Ｌ１に対応する逆Ｓ字状の合焦波形が出現する。
【００７９】
球面収差の影響が大きい方の情報記録層Ｌ１の合焦波形の振幅は、球面収差の影響が小さい方の目標層Ｌ０の合焦波形の振幅よりも小さくなる。かかる事実に着目して、本実施例では、閾値ＴＨ２は、目標層Ｌ０の合焦波形の負ピーク値ＮＰ以上で且つ情報記録層Ｌ１の負ピーク値未満に設定されており、閾値ＴＨ３は、目標層Ｌ０の合焦波形の正ピーク値ＰＰ以下で且つ情報記録層Ｌ１の正ピーク値を超える値に設定される。このように閾値ＴＨ２及びＴＨ３を設定することで、目標層Ｌ０のみに選択的に初期調整処理を施すことが可能となる。
【００８０】
＜第７の実施例＞
次に、第７の実施例は、多層ディスクの初期調整を実現する他の閾値設定方法を提供するものである。図２２及び図２３を参照しつつ本実施例に係る初期調整方法を説明する。
図２２は、単一の情報記録層を有する光ディスク４に対して初期調整処理を実行する際に現れる各種信号波形を示すタイミングチャートである。初期調整信号ＰＡ、昇降制御信号ＵＤ及びフォーカス駆動信号ＦＤの波形は、上記第１の実施例のそれらの信号波形（図９）と同じである。
【００８１】
タイミングコントローラ４６は、時間的に変化する和信号ＦＳのレベルを取得し、このレベルを用いて時間的に変化する閾値ＴＨ２，ＴＨ３を生成し、第２レベル比較器４２及び第３レベル比較器４３のレジスタに設定する機能を有する。本実施例では、和信号ＦＳのレベルに比例する閾値ＴＨ２，ＴＨ３がリアルタイムに生成されている。また図２２に示すように閾値ＴＨ３は、和信号ＦＳのレベル分布に比例するレベル分布を形成し、閾値ＴＨ２は、和信号ＦＳのレベルを反転させた反転信号のレベル分布に比例するレベル分布を形成している。換言すれば、閾値ＴＨ３の波形は和信号ＦＳの波形に相似し、閾値ＴＨ２の波形は当該反転信号の波形に相似している。
【００８２】
次に、図２３は、上記２枚の情報記録層を有する光ディスク４に対して初期調整処理を実行する際に現れる各種信号波形を示すタイミングチャートである。図２３に示すように閾値ＴＨ３は、和信号ＦＳのレベル分布に比例するレベル分布を形成し、閾値ＴＨ２は、和信号ＦＳのレベルを反転させた信号のレベル分布に比例するレベル分布を形成しており、目標層Ｌ０に対応する合焦波形のみに閾値ＴＨ２，ＴＨ３が有効であることが分かる。
【００８３】
このように第７の実施例では、光ディスク４の記録層が単層と複層との何れの場合でも、目標層に対して適正な閾値を設定することが可能である。
以上、第１〜第５の実施例に係る初期調整方法について説明したが、本発明はこれら実施例に限るものでは無く、第１〜第５の実施例のうち２種以上の実施例を組み合わせた形態をも含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】フォーカス駆動信号の鋸波形とこれに対応するフォーカスエラー信号の波形とを概略的に示す図である。
【図２】本発明に係る実施例の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明に係る実施例のサーボ回路の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明に係る実施例のタイミング生成部の構成を概略的に示す図である。
【図５】フォーカスエラー信号の波形を調整する波形調整部の構成を概略的に示す図である。
【図６】和信号の波形を調整する波形調整部の構成を概略的に示す図である。
【図７】ＤＳＰを搭載したサーボ回路の構成を概略的に示す図である。
【図８】本発明に係る実施例の光ピックアップ装置を搭載した光ディスク記録再生装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図９】第１の実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１０】第１の実施例に係る初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施例に係る初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１３】第２の実施例に係る初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施例に係る初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１６】第３の実施例に係る初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】第４の実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１８】第４の実施例に係る初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図１９】第５の実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートである。
【図２０】第５の実施例に係る初期調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】第６の実施例に係る初期調整処理を実行する際に発生する各種信号波形を示すタイミングチャートである。
【図２２】単一の情報記録層を有する光ディスクに対して初期調整処理を実行する際に現れる各種信号波形を示すタイミングチャートである。
【図２３】２枚の情報記録層を有する光ディスクに対して初期調整処理を実行する際に現れる各種信号波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  光ピックアップ装置
２  光学ヘッド
４  光ディスク
４ａ  情報記録層
１０  レーザダイオード光源
１１  ビームスプリッタ
１２  コリメータレンズ
１３  対物レンズ
１４  アクチュエータ（レンズ駆動部）
１５  光検出器
２０  ＬＤ駆動部（レーザダイオード駆動部）
２１  信号処理部
２２  サーボ回路
２４  復調回路
３０  フォーカスエラー信号生成部
３１，３７  波形調整部
３２  位相補償器
３３  ループスイッチ
３４  タイミング生成部
３５  駆動信号生成部
３６  和信号生成部
７２  ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）
１００  光ディスク記録再生装置（光記録媒体記録再生装置）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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