(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を媒体の記録面に集光させる光ピックアップと、該光ピックアップを駆動させる手段と、該光ピックアップ内の対物レンズをフォーカスサーボする手段と、該対物レンズをフォーカス位置に引き込む手段とを有するフォーカスサーボ引き込み装置において、
該対物レンズを前記光ピックアップに対して相対的に、前記媒体の垂直方向に振動させながら該光ピックアップを前記媒体の垂直方向に駆動し、該対物レンズの振動の中心付近でフォーカスサーボ引き込みを行う引き込み制御回路を有し、
該引き込み制御回路は、
前記媒体からの反射光を検出してフォーカスエラー信号を得る第１の検出回路と、該反射光の総和であるRF信号を得る第２の検出回路とを有し、該第１および第２の検出回路の出力からフォーカスエラーゼロクロス信号を得て、フォーカスエラーゼロクロス信号が略等間隔に発生することを検出し、これによりフォーカスサーボ引き込みを行う
ことを特徴とする光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置において、
前記光ピックアップを駆動する周波数は、該光ピックアップ内の対物レンズを振動させる周波数よりも低い周波数であることを特徴とする光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項３】
レーザー光を媒体の記録面に集光させる光ピックアップと、該光ピックアップを駆動させる手段と、該光ピックアップ内の対物レンズをフォーカスサーボする手段と、該対物レンズをフォーカス位置に引き込む手段とを有するフォーカスサーボ引き込み装置において、
該対物レンズを前記光ピックアップに対して相対的に、前記媒体垂直方向に振動させながら上記媒体を回転させ、該対物レンズの振動の中心付近でフォーカスサーボ引き込みを行う引き込み制御回路を有し、
該引き込み制御回路は、
前記媒体からの反射光を検出してフォーカスエラー信号を得る第１の検出回路と、該反射光の総和であるRF信号を得る第２の検出回路とを有し、該第１および第２の検出回路の出力からフォーカスエラーゼロクロス信号を得て、フォーカスエラーゼロクロス信号が略等間隔に発生することを検出し、これによりフォーカスサーボ引き込みを行う
ことを特徴とする光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置において、
前記媒体を回転させる周波数は、光ピックアップ内の対物レンズを振動させる周波数よりも低い周波数であることを特徴とする光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置において、
前記第１の検出回路で得たフォーカスエラー信号のゼロクロス点でパルスを発生させるＦＥゼロクロス検出回路を有し、
前記引き込み制御回路は、反射光の総和であるRF信号のピーク値をホールドし、該ピーク値を１〜数分の１にアッテネートした信号と、上記反射光の総和であるRF信号とを比較し２値化し、更に、該２値化信号と、前記ＦＥゼロクロス検出回路が発生したパルス信号との論理積をとったフォーカスエラーゼロクロスパルス信号でフォーカス引き込みを行うことを特徴とする光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置において、
前記引き込み制御回路は、フォーカスエラーゼロクロスパルス信号が発生する周期を２値化する手段と、該２値化手段の出力信号でアナログ基準信号をスイッチングする手段と、スイッチングされた上記アナログ基準信号を平滑するローパスフィルターと、平滑された信号をウィンドウコンパレートする手段とを有し、上記フォーカスエラーゼロクロスパルス信号が略等間隔に発生することを判断してフォーカスサーボ引き込みを行うことを特徴とする光ディスク・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、光学的記録再生装置における光学ピックアップの対物レンズを、その焦点が記録再生媒体の表面に合焦する位置に引き込む為のフォーカスサーボ引き込み装置に関し、特に光ディスク面振れに対するフォーカスサーボ制御範囲が広く、かつサーボ偏差を小さくできる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】
図８は、従来における一般的なフォーカスサーボ引き込み装置の説明図である。
図８において、１６ａは光ピックアップ（PU）で、レーザー光を光ディスク１８の記録・再生面に焦点を結ばせ、光ディスク１８に情報を記録したり情報を読み取ったりする。光ピックアップステージ１６には、光ピックアップ１６ａが取り付けられている。また、光ピックアップ横移動手段(SL)２０により、光ピックアップ１６ａを光ディスク１８の半径方向の任意の位置に移動させることができる。１７は、光ディスク１８を回転させる手段(SP)である。１４は光ピックアップ(PU)１６ａからのフォーカスエラー（FE）信号検出手段(fe)で、補償回路と光ピックアップ１６ａ内の対物レンズ（図示せず）を駆動するAMP１３とでフォーカスサーボループを形成している。２０ａはフォーカスエラー（FE）信号からフォーカスエラーゼロクロスパルス信号を発生させる手段（ZC)である。SW1は、フォーカスエラーゼロクロスパルス信号を発生させる手段（ZC)２０ａからの信号でスイッチを切り替えるスイッチング手段である。スイッチング手段SW1は、フォーカスサーボをかける前は正弦波発生手段（SIN）１２に接続されている。正弦波発生手段（SIN）１２で対物レンズを振動させると、フォーカスエラー（FE)信号がフォーカスエラー信号検出手段(fe)１４より得られる。フォーカスエラーゼロクロスパルス信号を発生させる手段（ZC）２０ａでフォーカスエラーゼロクロスパルス信号が発生すると、スイッチング手段SW1が補償回路１１側に切り替わり、フォーカスサーボがかけられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示すフォーカスサーボ引き込み装置においては、正弦波発生手段（SIN）１２からの正弦波で対物レンズを振動させた時、レンズの初期位置（光ピックアップ（PU)の固定位置）によってフォーカスエラー（FE）信号の発生周期が決まってしまう。その原理を、図４、図６、図７により説明する。光ピックアップ位置が光ディスク１８に対してフォーカス引き込み位置付近にある時には、図４（a）、（b）に示すようにフォーカスエラー（FE）信号が等間隔で発生する。
一方、光ピックアップ１６ａが光ディスク１８に対して上記より離れた時には、図６（a）、(b)に示すようになり、また光ピックアップ１６ａが光ディスクに対して上記より近づいた時には、図７（a）、(b)に示すようになる。
このように、光ピックアップ１６ａと光ディスク１８の初期位置関係で、フォーカスエラー（FE）信号の発生周期が決まってしまう。このことと、フォーカスサーボ偏差とは大きく関係しており、フォーカス引き込み位置に近い所に光ピックアップ（PU）１６ａがある時、フォーカスサーボ偏差が最も小さくなる。光ピックアップ位置が光ディスク１８に近づく、または離れるほどサーボ偏差は大きくなる。従って、フォーカスサーボ偏差を小さくするためには、フォーカス引き込み位置に近いところに光ピックアップ１６ａを配置することが望まれる。
【０００４】
また、例えば、特開平１０−２８３６４４号公報に記載の焦点制御方法では、対物レンズが移動したときの再生ＲＦ信号のエンベロープの変化を調べると、フォーカスサーボのオフセット量が最適であれば、再生ＲＦ信号の振幅は最大となる一方、対物レンズがディスクに最も近づいた点と最も遠ざかった点で再生ＲＦ信号の振幅は最小となることを利用して、最も近づいた点と最も遠ざかった点の振幅が等しくなるようにオフセット量を調整すれば、フォーカスオフセット量を最適にできることが示されている。
しかし、前述の図８に示す方法でも、また上記公報に記載の方法でも、光ディスク記録・再生装置において、使用する光ディスクの厚みや記録・再生レーザー光に対する光ディスクの反射率等は固定されており、その条件のもとで使用するには問題はなかった。
しかし、種々の厚みや反射率の異なった光ディスクを使用する場合には、光ディスクと光ピックアップ（PU）の相対位置が変化し、フォーカスサーボをかけた時、上記のようにサーボ偏差が変化する問題が発生する。反射率が変化した場合にも、再生ＲＦ信号の２値化ができなくなり、フォーカスサーボ引き込みにおいて問題になることがある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、これら従来の課題を解決し、記録・再生する光ディスクの厚みや反射率が変化してもフォーカスサーボ引き込みを確実に行い、フォーカスサーボ偏差を小さくできる光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置では、（ａ）レーザー光を媒体の記録・再生面に集光させる光ピックアップ（１６ａ）と、該光ピックアップを駆動させる手段（１９，２０）と、該光ピックアップ内の対物レンズをフォーカスサーボする手段と、該対物レンズをフォーカス位置に引き込む手段（１１）とを有するフォーカスサーボ引き込み装置において、該対物レンズを振動させながら該光ピックアップを駆動し、該対物レンズの振動の中心付近でフォーカスサーボ引き込みを行う引き込み制御回路（２１）を有することを特徴とする。また、（ｂ）該対物レンズを振動させながら上記媒体を回転させ、該対物レンズの振動の中心付近でフォーカスサーボ引き込みを行う引き込み制御回路（２１）を有することを特徴とする。また、（ｃ）前記媒体からの反射光を検出してフォーカスエラー信号を得る第１の検出回路（１４）と、該反射光の総和であるRF信号を得る第２の検出回路（１５）と、該第１および第２の検出回路の出力からフォーカスエラーゼロクロス信号を得て、フォーカスエラーゼロクロス信号が略等間隔に発生することを検出し、これによりフォーカスサーボ引き込みを行う引き込み制御回路（２１）とを有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置の全体構成図である。
図１において、１６ａは光ピックアップ（PU)で、レーザーを光ディスク１８の記録・再生面に焦点を結ばせ、光ディスク１８に情報を記録したり、情報を読み取ったりする。光ピックアップステージ１６には、光ピックアップ（PU）１６ａが取り付られている。光ピックアップ横移動手段（SL）２０により、光ピックアップ（PU）１６ａを光ディスク１８の半径方向の任意の位置に移動させることができる。１９は、光ピックアップ１６ａの垂直方向駆動手段（ZM）１９で、光ピックアップ（PU）１６ａのフォーカスサーボ引き込みに利用する。１７は、光ディスク１８を回転させる回転駆動手段（SP）である。１４は、光ピックアップ（PU）１６ａからのフォーカスエラー（FE）信号検出手段（fe）であり、補償回路１１と光ピックアップ（PU）１６ａ内の対物レンズ（図示せず）を駆動するAMP１３とでフォーカスサーボループを形成している。１５は、光ディスク１８からの反射光の総和となる信号（以下RF信号）検出手段（rf)である。SW2は、引き込み制御回路２１からの信号でスイッチを切り替えるスイッチング手段であり、フォーカスサーボかける前は正弦波発生器（SIN）１２に接続されている。引き込み制御回路２１でフォーカス引き込み信号が発生すると、補償回路１１側にスイッチが切り替わり、フォーカスサーボがかけられる。
引き込み制御回路２１は、本発明の中心となる回路である。この回路２１は、光ピックアップ１６ａの垂直方向駆動手段（ZM）１９で光ピックアップ（PU）１６ａを駆動し、正弦波発生手段（SIN）１２で光ピックアップ（PU）１６ａ内の対物レンズを振動させた時、フォーカスエラー（FE）信号と再生（RF）信号から対物レンズの振動中心付近でフォーカス引き込み信号を発生させる機能を持つ。
【０００８】
図４は、正弦波発生手段（SIN）で光ピックアップ（PU）内の対物レンズを振動させたときに発生するフォーカスエラー(FE)と再生(RF)信号を示すタイムチャートであり、図６は、垂直方向駆動手段（ZM）で光ピックアップ（PU）を駆動し光ディスクより離した時のフォーカスエラー（FE）信号、再生（RF）信号を示すタイムチャートであり、図７は、光ディスクに近づけた時のフォーカスエラー（FE）信号、再生（RF）信号を示すタイムチャートである。
(a)が正弦波信号、(b)がフォーカスエラー(FE)信号、（c）が再生(RF)信号である。なお、(c)の再生（RF)信号を横切る基準レベルは、再生(RF)信号のピーク値をＮで割った値のレベルを示している（図２の２４でこの値が出力される）。光ピックアップ(PU)１６ａ内の対物レンズは、正弦波発生手段（SIN）１２からの正弦波信号に比例して振動する。この図では、フォーカスエラー（FE）信号のゼロクロスと正弦波発生手段（SIN）１２からの正弦波のゼロクロスがほぼ一致し(（a)と(b)参照)、フォーカスエラー(FE)信号のゼロクロス周期はほぼ一定である。垂直方向駆動手段（ZM）１９で光ピックアップ（PU）１６ａを駆動し、光ディスク１８より離した時のフォーカスエラー（FE）信号および再生（RF）信号は、図６に示すように、ゼロクロスの周期が乱れ、周期は短かい期間と長い期間とが交互に繰り返される。また、光ディスクに近づけた時のフォーカスエラー（FE）信号および再生（RF）信号は、図７に示すように、図６とは１つずつずれた位置で短い期間と長い期間とが交互に繰り返される。このように、フォーカスエラー（FE）信号のゼロクロス周期が、垂直方向駆動手段（ZM）１９で光ピックアップ（PU）を駆動すると変化することがわかる。従って、垂直方向駆動手段（ZM）１９で光ピックアップ（PU）１６ａを光ディスク１８に対する位置を変化させて、フォーカスエラー（FE）信号のゼロクロス周期が一定となる位置でフォーカスエラー（FE）ゼロクロス信号を発生できれば、対物レンズの振動中心でフォーカスサーボ引き込みが行える。
【０００９】
図２は、図１における引き込み制御回路の具体的構成図である。
図２において、２２はフォーカスエラー（FE）信号のゼロクロス点でパルスを発生させる（図４（e）参照）FEゼロクロス検出回路（FeZC）、２３は、再生（RF）信号のピーク値をホールドする回路（PH）、２４はこのピーク値を１〜数分の１にアッテネートする回路（1/N）、２５は比較回路（COMP１）、２６，２８は、それぞれ論理回路（AND１）、（AND2）、２７はパルス周期検出回路である。引き込み制御回路２１は、フォーカスエラー（FE）信号検出手段(fe)１４と再生（RF）信号検出手段（rf)１５から信号を受け取り、スイッチ手段（SW2)に信号を出力する。
比較回路(COMP1)２５の出力は、再生（RF）信号と再生（RF）信号のピーク値の数分の１との比較となり、これは図４（d）に示すような２値信号となる。論理回路（AND2)２８では、論理回路（AND1）２６の出力とパルス周期検出回路２７の出力の論理積をとり、一定周期のフォーカスエラー（FE）ゼロクロス信号を得る。再生（RF）信号の２値化を行う比較回路（COMP1）２５は、再生（RF）ピーク値をアッテネートして再生（RF）信号と比較するので、光ディスク１８の反射率が変化しても確実な２値化が行える。
【００１０】
図３は、図２におけるパルス周期検出回路の具体的構成図である。
図３において、３１はフリッププロップ回路（FF）で、フォーカスエラー（FE）ゼロクロスパルス信号の周期を２値化する（図４（f）参照）。SW3は、この２値信号で制御されるスイッチであり、２値信号がHighレベルでDC信号と接続される。３２は直流アナログ信号源（DC信号）であり、３４はローパスフィルター（LPF）、３３，３５は直流アナログ信号源（DC信号)３２を１〜数分の１にアッテネートする回路（1/m）、（1/n）、３６，３７はコンパレータ回路（COMP2）、（COMP3）で、この２つでここではローパスフィルター（LPF）３４の出力のウインドウコンパレータとして動作する。
フォーカスエラー（FE）ゼロクロスパルス信号の周期を２値化した信号でスイッチ（SW3）を制御し、ローパスフィルター（LPF）３４を通した場合、上記２値化のHighレベルとLowレベルの時間が同じ時、ローパスフィルター（LPF）３４の出力はDC信号の1/2となり、High＞Lowの時にはLPF出力＞DC信号の1/2となり、High＜Lowの時にはLPF出力＜DC信号の1/2となる。
【００１１】
図５は、図３におけるローパスフィルターを通した波形と、パルス周期検出回路の出力波形を示すタイムチャートである。
フォーカスエラー（FE）ゼロクロスパルス信号の周期の変化に応じたローパスフィルター（LPF）３４のアナログ出力は、図５（a）に示すように、DC信号/2の基準線を中心にした正弦波となる。DC信号／m＞DC信号／２＞DC信号／nの関係を満たすウインドウコンパレータを通すと、図５（b）に示すようなパルス周期検出信号が得られる。これは、フォーカスエラー（FE）ゼロクロスパルス周期がほぼ一定の時に出力される。次に、図２の論理回路（AND2）２８でパルス周期検出回路２７の出力とフォーカスエラー（FE）ゼロクロスパルスとの論理積をとる。この信号でフォーカスサーボ引き込みを行えば、対物レンズの振動中心付近でフォーカスサーボ引き込みが行える。
【００１２】
以上、本発明の基本的な構成および動作を説明した。なお、光ピックアップ１６ａを横方向に移動する駆動手段（SL)２０および垂直方向に移動する駆動手段（ZM）１９の移動周波数は、対物レンズを振動させる正弦波発生手段（SIN）１２の動作周波数より低い周波数で移動させる必要があるのは、勿論である。
また、対物レンズを振動させながらディスク１８を回転させ、対物レンズの振動の中心付近でフォーカスサーボ引き込みを行うことが望ましい。
これは、光ピックアップ（PU）１６ａと光ディスク媒体１８との相対位置関係から考えて、光ピックアップ（PU）１６ａを駆動しても、光ディスク１８を回転させても、これまで述べたことと同じ方法でフォーカスサーボ引き込みが行えるからである。光ディスク１８を回転させると、100〜200μmの変動があり、光ピックアップ（PU）１６ａをその程度駆動させたことに相当する。
また、光ディスク１８を回転させる周波数は、ピックアップ１６ａ内の対物レンズを振動させる周波数よりも低い周波数であることが必要である。
これも以上述べたことから考えて、安定にフォーカスサーボを引き込む為に必要となる条件である。
【００１３】
本発明の基本的な場合には、対物レンズ振動の中心付近でフォーカスサーボを引き込むので、光ディスク面振れに対するフォーカスサーボ制御範囲が広くなり、且つ光ディスク面振れ量が同一ならサーボ偏差を小さくできる。
光ディスク１８からの反射光を検出して得られるフォーカスエラー信号と、反射光の総和である再生（RF)信号とからフォーカスエラーゼロクロス信号を得て、フォーカスエラーゼロクロス信号が略等間隔に発生することを検出して、フォーカスサーボ引き込みを行うことが望ましい。
これについては、対物レンズ振動の中心付近にフォーカスサーボ引き込みポイントがあることをフォーカスエラーゼロクロス信号の周期性に着目して判断しているので、従来の引き込み装置に機能を付加することで実現できる。
本発明では、RF信号の２値化基準信号がRFのピーク値に応じて変化するので、光ディスク基板の反射率が変化しても確実なRF２値化信号が得られる。
さらに、FEゼロクロスパルス信号の周期が略等間隔に発生することを、FEゼロクロスパルス信号の周期をアナログ信号に変換して判断するので、簡単な回路構成で実現できる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、対物レンズ振動の中心付近でフォーカスサーボを引き込むので、光ディスク面振れに対するフォーカスサーボ制御範囲が広くなり、かつ光ディスクの面振れ量が同一ではサーボ偏差を小さくすることができる。また、対物レンズ振幅の中心付近にフォーカスサーボ引き込みポイントがあることは、フォーカスエラーゼロクロス信号の周期性に着目して判断するため、従来の引き込み装置に本発明の機能を付加するだけで実現可能である。さらに、ＲＦ信号の２値化基準信号が、ＲＦのピーク値に応じて変化するため、光ディスク基板の反射率が変化しても確実にＲＦの２値化信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置の全体構成図である。
【図２】図１における引き込み制御回路の詳細構成図である。
【図３】図２におけるパルス周期検出回路の詳細構成図である。
【図４】正弦波発生手段（SIN）で光ピックアップ（PU）内の対物レンズを振動させたときに発生するフォーカスエラー(FE)と再生(RF)信号を示すタイムチャートである。
【図５】図３におけるローパスフィルターを通した波形と、パルス周期検出回路の出力波形を示すタイムチャートである。
【図６】垂直方向駆動手段（ZM）で光ピックアップ（PU）を駆動し光ディスクより離した時のフォーカスエラー（FE）信号、再生（RF）信号を示すタイムチャートである。
【図７】光ディスクに近づけた時のフォーカスエラー（FE）信号、再生（RF）信号を示すタイムチャートである。
【図８】従来における光ディスク・フォーカスサーボ引き込み装置の構成図である。
【符号の説明】
１１…補償回路、１２…正弦波発生回路、１３…ＡＭＰ、１４…フォーカスエラー信号検出手段、１５…反射光総和検出手段、１６ａ…光ピックアップ、
１７…光ディスク回転駆動手段、１８…光ディスク、
１９…光ピックアップの垂同方向駆動手段、
２０…光ピックアップの横方向移動手段、２１…引き込み制御回路、
２２…ＦＥゼロクロス検出回路、２３…ＲＦ信号ピーク値ホールド回路、
２４…数分の１にアッテネートする回路、２５…比較回路、
２６，２８…論理回路、２７…パルス周期検出回路、
３１…フリップフロップ回路、３２…直流アナログ信号源、
３４…ローパスフィルタ、３３，３５…アッテネート回路、
３６，３７…ウィンドウコンパレータ。
【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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