(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録担体上に光ビームを収束照射する収束手段と、
記録担体上に収束されている光ビームがトラックを横切るように移動する第１の移動手段と、
前記収束手段により収束された光ビームの収束点を記録担体上の情報面と実質的に垂直な方向に移動する第２の移動手段と、
記録担体からの反射光を受光する光検出手段と、
前記光検出手段の出力信号に基づいて情報面上に照射されている光ビームの収束状態を検出する収束状態検出手段と、
前記収束状態検出手段の出力信号に基づいて前記第２の移動手段を駆動し情報面上の前記光ビームの収束状態が所定の状態となるように制御するフォーカス制御手段と、
前記光検出手段の出力に基づいて記録担体上の光ビームとトラックとの位置ずれを検出するトラックずれ検出手段と、
前記トラックずれ検出手段の出力信号に応じて前記第１の移動手段を駆動し記録担体上の光ビームがトラック上に位置するように制御するトラッキング制御手段と、
前記光検出手段の信号から前記光検出手段へ入る反射光の光量に応じた信号を出力する反射光量検出手段と、
前記光検出手段の信号から再生信号を検出しこの再生信号の振幅を検出する再生信号振幅検出手段と、
前記反射光量検出手段、前記再生信号振幅検出手段の出力および第２の移動手段の駆動信号の出力のうち、何れかの信号に基づいて前記フォーカス制御手段をオフするように切り換えるフォーカス外れ検出選択手段と
を備え、前記フォーカス外れ検出選択手段はトラッキング制御手段のオン／オフに応じてフォーカス外れ検出選択手段で選択する信号を切り換えることを特徴とする
光ディスク装置。
【請求項２】
フォーカス制御手段をオフする際には記録担体を回転させる回転手段は一定回転で回転するように制御を切り換える
請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記フォーカス外れ検出選択手段は、トラッキング制御手段がオンの際には前記再生信号振幅検出手段の出力に基づいて、トラッキング制御手段がオフの際には前記反射光量検出手段の出力に基づいて、それぞれフォーカス外れを検出することを特徴とする
請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項４】
トラッキング制御手段がオンの際には、前記再生信号振幅検出手段の出力により、記録部／未記録部を検出することを特徴とする
請求項３記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザーなどの光源を用いて、光ディスク上に記録されている信号を再生する光ディスク装置に関し、特にフォーカス制御外れの検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像情報やコンピュータのデータなどが記録された媒体上から信号を再生する光学式再生装置は、データ読み取りの高速化が求められている。また、音楽再生の必要性などからいくつかの再生速度を持つことが求められている。
【０００３】
以下、従来の光学式記録再生装置について説明する。
図７は従来の光学式再生装置を示すブロック図である。同図において半導体レーザなどの光源１０１より発せられた光ビームはコリメータレンズ１０２で平行光にされた後、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、１／４波長板１０４を通過し、収束レンズ１０５で収束されてモータ１１１により回転されているディスク１０７上に照射される。このディスク１０７からの光ビームの反射光は収束レンズ１０５、１／４波長板１０４、偏光ビームスプリッタ１０３および集光レンズ１０８を通過した後、光検出器１０９に照射される。収束レンズ１０５はアクチュエータ１０６の可動部に取り付けられており、このアクチュエータ１０６のフォーカス用コイルに電流を流すとディスク面に対して垂直な方向に移動し、アクチュエータ１０６のトラッキング用コイルに電流を流すとディスクの半径方向へ移動するように構成されている。ヘッドユニット１１０には、アクチュエータ１０６，１／４波長板１０４，偏光ビームスプリッタ１０３，コリメータレンズ１０２，光源１０１，集光レンズ１０８および光検出器１０９が取り付けられている。
【０００４】
光検出器１０９の出力は増幅器１１４ａ〜１１４ｄを通った後、フォーカスエラー回路１１５に入力される。このフォーカスエラー回路１１５は増幅器１１４ａ〜１１４ｄの信号より光ビームの焦点と情報記録面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力する。このフォーカスエラー信号を可変増幅器１１６，位相を補償するための位相補償器１１７，コントローラ１５０によりフォーカス制御をオン−オフするためのスイッチ１１８，電力増幅するための駆動回路１１９を介してアクチュエータ１０６のフォーカス用コイルに加え、光ビームの収束点がディスク１０７の情報記録面上に位置するように制御する。
【０００５】
また、光検出器１０９の出力は増幅器１１４ａ〜１１４ｄを通った後、トラッキングエラー回路１２０に入力される。このトラッキングエラー回路１２０は光ビームの焦点とトラックとの位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力する。このトラッキングエラー信号を可変増幅器１２１，位相を補償するための位相補償器１２２，コントローラ１５０によりトラッキング制御をオン−オフするためのスイッチ１２３，電力増幅するための駆動回路１２４を介してアクチュエータ１０６のトラッキング用コイルに加え、トラック上に光ビームの焦点が位置するように収束レンズ１０５を制御する。
【０００６】
また、光検出器１０９の出力は加算器１２６を通った後、指定された周波数帯域を増幅および帯域制限するイコライザ回路１３０に入力され、イコライザ回路１３０は再生ＲＦ信号を出力する。この再生ＲＦ信号は信号を再生する際の基準となるクロックを生成するＰＬＬ回路１３１に入力される。ＰＬＬ回路１３１はＲＦ信号と同期した基準クロックを出力する。
【０００７】
ＰＬＬ回路１３１の構成図を図２に示す。
ＰＬＬ回路１３１に入力されたＲＦ信号は２値化回路３０１により２値化されＲＦ２値化信号ＤＴとして出力される。またＲＦ２値化信号は、位相比較器３０２によりリードクロックと位相比較され、位相比較器３０２は位相差に応じた信号を出力する。この信号は増幅器３０３により増幅され、位相補正器３０４により位相補正されて可変発振器３０５に入力される。可変発振器３０５は入力信号に応じて発振周波数を変化させ、発振信号を出力する。発振信号は分周器３０６に入力され、分周器３０６は設定された分周比だけ分周した信号をリードクロックＣＫとして出力する。
【０００８】
また、光検出器１０９の出力は反射光量検出器１２７に送られ、反射光量検出器１２７は光検出器１０９に入射する反射光の光量に応じた信号を出力する。
駆動回路１１２はコントローラ１５０の出力に基づいてディスクモータ１１１を駆動するためのものであり、コントローラ１５０はディスクモータ１１１の回転数が所定の回転数となるように制御する。
【０００９】
例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）を標準速，２倍速，６倍速といった多段階の再生速度で再生できるように構成した装置の場合、各再生速度においてフォーカス制御，トラッキング制御，ＰＬＬ部の最適なゲイン，位相補償特性，分周比は異なる。
【００１０】
上記理由のため従来の装置では以下のような処理を行っている。
再生速度を変更する場合にはコントローラ１５０は駆動回路１１２にモータ１１１の回転数が所定の回転数となる指令値を送る。また、コントローラ１５０は可変増幅器１１６，１２１，ＰＬＬ回路１３１，イコライザ回路１３０に信号を送り再生速度に応じた特性に設定する。
【００１１】
また、ディスク上の傷、装置の振動などによりフォーカス制御が外れた場合、異常駆動などによりアクチュエータ１０６を損傷する場合がある。この問題に対し、従来の装置では反射光量検出器１２７の出力でフォーカス制御外れを検出し、フォーカス制御をオフしていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
第１に従来の装置では、フォーカス外れ検出を反射光量信号のみで行っていたために、迷光などでＡＳの変化がフォーカス点に対してブロードな特性になったり、ＣＤ−ＲＷなどの反射率の低いディスクの場合にＳ／Ｎが悪くなって誤検出や、不検出の問題を生じていた。
【００１６】
本発明は上記問題に対し、制御系の特性を再生速度に応じた特性に切り換えることにより安定した制御、再生性能を得ることを目的としている。また本発明ではフォーカス制御外れを３種類の信号のうちから、再生するディスクや装置の状態に応じて選択できるので、安定で高速な外れ検出を行うことができ、収束レンズがディスクに衝突して傷を付けたり、アクチュエータを破損することを防止するを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の光ディスク装置は、記録担体上に光ビームを収束照射する収束手段と、記録担体上に収束されている光ビームがトラックを横切るように移動する第１の移動手段と、前記収束手段により収束された光ビームの収束点を記録担体上の情報面と実質的に垂直な方向に移動する第２の移動手段と、記録担体からの反射光を受光する光検出手段と、前記光検出手段の出力信号に基づいて情報面上に照射されている光ビームの収束状態を検出する収束状態検出手段と、前記収束状態検出手段の出力信号に基づいて前記第２の移動手段を駆動し情報面上の前記光ビームの収束状態が所定の状態となるように制御するフォーカス制御手段と、前記光検出手段の出力に基づいて記録担体上の光ビームとトラックとの位置ずれを検出するトラックずれ検出手段と、前記トラックずれ検出手段の出力信号に応じて前記第１の移動手段を駆動し記録担体上の光ビームがトラック上に位置するように制御するトラッキング制御手段と、前記光検出手段の信号から前記光検出手段へ入る反射光の光量に応じた信号を出力する反射光量検出手段と、前記光検出手段の信号から再生信号を検出しこの再生信号の振幅を検出する再生信号振幅検出手段と、前記反射光量検出手段、前記再生信号振幅検出手段の出力および第２の移動手段の駆動信号の出力のうち、何れかの信号に基づいて前記フォーカス制御手段をオフするように切り換えるフォーカス外れ検出選択手段と、を備え、前記フォーカス外れ検出選択手段はトラッキング制御手段のオン／オフに応じてフォーカス外れ検出選択手段で選択する信号を切り換えることを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、記録担体上に光ビームを収束照射する収束手段と、記録担体上に収束されている光ビームがトラックを横切るように移動する第１の移動手段と、前記収束手段により収束された光ビームの収束点を記録担体上の情報面と実質的に垂直な方向に移動する第２の移動手段と、記録担体からの反射光を受光する光検出手段と、前記光検出手段の出力信号に基づいて情報面上に照射されている光ビームの収束状態を検出する収束状態検出手段と、前記収束状態検出手段の出力信号に基づいて前記第２の移動手段を駆動し情報面上の前記光ビームの収束状態が所定の状態となるように制御するフォーカス制御手段と、前記光検出手段の出力に基づいて記録担体上の光ビームとトラックとの位置ずれを検出するトラックずれ検出手段と、前記トラックずれ検出手段の出力信号に応じて前記第１の移動手段を駆動し記録担体上の光ビームがトラック上に位置するように制御するトラッキング制御手段と、前記光検出手段の信号から前記光検出手段へ入る反射光の光量に応じた信号を出力する反射光量検出手段と、前記光検出手段の信号から再生信号を検出しこの再生信号の振幅を検出する再生信号振幅検出手段とを備え、前記反射光量検出手段，前記再生信号振幅検出手段の出力および第２の移動手段の駆動信号の出力のうち、何れの信号に基づいて前記フォーカス制御手段をオフするように切り換えるフォーカス外れ検出選択手段を備え、トラッキング制御手段のオン／オフに応じてフォーカス外れ検出選択手段で選択する信号を切り換えるようにしたものである。
【００３４】
以下、参考例について説明する。まず第１および第２の実施の形態について説明する。第１および第２の実施の形態は、再生装置に従って制御系，信号処理系の設定値を切り換える構成のものであり、図１，図２および図３，図５を参照して説明する。
【００３５】
図１は本発明の実施の形態における構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態におけるＰＬＬ回路の構成を示すブロック図、図３は本発明の実施の形態におけるＣＬＶ再生時の再生位置に対するモータ回転数を示す特性図、図５は本発明の実施の形態におけるＰＬＬ分周比に対するクロック周波数範囲を示す特性図である。なお、図７と同じものには同じ番号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
ディスク１０７はモータ１１１により回転されており、その回転数はＰＬＬ回路１３１の出力クロックに基づいて所定の再生速度になるように制御されている。また光ビームの収束点がディスク１０７の情報記録面上に位置するようにフォーカス制御されている。
【００３７】
そして光ビームの収束点がディスク１０７のトラック上に位置するようにトラッキング制御されている。この状態でコントローラ１５０はスイッチ１２３をオフし、駆動回路１２５に信号を送り移動手段１１３を駆動して目的のトラック位置にヘッドユニット１１０を移動する。
【００３８】
ここで図３を参照して情報を再生する場合、ディスク半径位置に対するモータ１１１の回転数を説明する。
再生速度を一定にする場合、光ビームの収束光とトラックとの相対速度、つまり線速度が一定になるようにモータ１１１の回転数を変化させる。しかしながら、例えば位置ｘ１から位置ｘ２にヘッドユニット１１０を高速に移動した場合、モータ１１１の応答が遅いと回転数は回転数ｖ２と異なってしまう。この場合、線速度が規定速度と異なってしまうので、制御系の最適な定数が変化してしまう。例えばＰＬＬの分周比について考えると、規定線速度であれば図５に示すｒ１の分周比に設定される。しかしながら、線速度が異なるとリードクロックの周波数がｒ１の分周比の範囲外になってしまい再生不可能になる。
【００３９】
上記問題に対し、コントローラ１５０はモータ１１１の回転数を読み取り、回転数と現在位置している再生半径位置から再生速度を計算する。そしてコントローラ１５０は再生速度に応じて可変増幅器１１６，１２１，ＰＬＬ回路１３１，イコライザ回路１３０に信号を送りディスクの半径位置に応じた特性になるように、増幅率，周波数特性，分周比を設定する。コントローラ１５０はスイッチ１２３をオンし、トラッキング制御を開始する。
【００４０】
このようにすればモータ１１１が所定の回転数と異なっていたとしても、安定した信号再生を実現することができる。
上記の実施形態では、再生速度の計算をモータ１１１の回転数とディスク半径位置から計算したが、ＲＦ信号の最長パターンの長さを規定値と比較演算することにより再生速度を求めても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
上記の実施形態では、所定の再生速度になるようにモータ１１１を制御していたが、モータ１１１の回転数を一定にして再生する場合にも適応できる。これを図１，図４を参照して説明する。図４は本発明の実施の形態におけるＣＡＶ再生時の再生位置に対する再生速度を示す特性図である。
【００４２】
ディスク１０７はモータ１１１により回転されており、その回転数は一定回転数になるように制御されている。また光ビームの収束点がディスク１０７の情報記録面上に位置するようにフォーカス制御されている。そして光ビームの収束点がディスク１０７のトラック上に位置するようにトラッキング制御されている。この状態でコントローラ１５０はスイッチ１２３をオフし、駆動回路１２５に信号を送り移動手段１１３を駆動して目的のトラック位置にヘッドユニット１１０を移動する。
【００４３】
ここで図４を参照して再生半径位置に対する再生速度を説明する。モータ回転数を一定にする場合、再生半径位置によって再生速度は変化する。例えば位置ｘ１から位置ｘ２にヘッドユニット１１０を移動した場合、再生速度はｓ１からｓ２へと変化する。
【００４４】
上記問題に対し、コントローラ１５０は現在位置している再生半径位置から再生速度を計算する。そしてコントローラ１５０は再生速度に応じて可変増幅器１１６，１２１，ＰＬＬ回路１３１，イコライザ回路１３０に信号を送りディスクの半径位置に応じた特性になるように、増幅率，周波数特性，分周比を設定する。コントローラ１５０はスイッチ１２３をオンし、トラッキング制御を開始する。
【００４５】
以上のように構成すれば情報を再生する半径位置に関わらず安定して信号を再生することができる。
次に第３および第４の実施の形態について説明する。第３および第４の実施の形態は、再生速度を切り換える際に再生速度に従って制御系，信号処理系の設定値を切り換えるように構成したものであり、図１を参照して説明する。ディスク１０７はモータ１１１により回転されている。また光ビームの収束点がディスク１０７の情報記録面上に位置するようにフォーカス制御されている。そして光ビームの収束点がディスク１０７のトラック上に位置するようにトラッキング制御されている。この状態でコントローラ１５０は再生速度を切り換えるために駆動回路１１２に信号を送りモータ１１１の回転数を切り換える。
【００４６】
しかしながらモータ１１１の応答が遅い場合、回転数はすぐに所定の回転数とはならない。この問題に対し、コントローラ１５０はモータ１１１の回転数を読み取り、位置しているディスクの半径位置，および回転数から再生速度を計算する。そしてコントローラ１５０は再生速度に応じて可変増幅器１１６，１２１，ＰＬＬ回路１３１，イコライザ回路１３０に信号を送りディスクの半径位置に応じた特性になるように、増幅率，周波数特性，分周比を設定する。
【００４７】
このようにすればモータ１１１の応答が遅く所定の回転数となるまでに時間がかかったとしても安定して速やかに信号を再生することができる（以上、参考例）。
次に第５の実施の形態について説明する。
【００４８】
第５の実施の形態は、本発明の実施の形態であり、トラッキング制御の状態に応じてフォーカス制御外れの検出信号を切り換られるように構成したものである。この第５の実施例について図１および図６を参照して説明する。
図６は本発明の実施の形態における記録部の未記録部における反射光量，ＲＦ振幅を示す特性図である。
【００４９】
ディスク１０７はモータ１１１により回転されており、その回転数はＰＬＬ回路１３１の出力クロックに基づいて再生速度が一定になるように制御されている。また光ビームの収束点がディスク１０７の情報記録面上に位置するようにコントローラ１５０はスイッチ１１８をオンしてフォーカス制御を行う。そして光ビームの収束点がディスク１０７上のトラック上に位置するようにコントローラ１５０はスイッチ１２３をオンしてトラッキング制御を行う。
【００５０】
この状態でコントローラ１５０はスイッチ１２９を切り換えてフォーカス制御外れをＲＦ振幅測定器１２８の出力レベルにて検出を行う。ＲＦ振幅測定器１２８の出力が所定時間にわたって所定レベル以下になった場合、フォーカス制御外れとしてコントローラ１５０は、スイッチ１１８をオフしてフォーカス制御をオフし、モータ１１１が一定回転で回転するように駆動回路１１２に信号を送る。
【００５１】
また検索時などに、スイッチ１２３をオフしてトラッキング制御をオフする場合、コントローラ１５０はスイッチ１２９を切り換えてフォーカス制御外れを反射光量検出器１２７の出力レベルによって検出を行う。反射光量検出器１２７のレベルが所定時間にわたって所定レベル以下になった場合、フォーカス制御外れとしてコントローラ１５０は、スイッチ１１８をオフしてフォーカス制御をオフし、モータ１１１が一定回転で回転するように駆動回路１１２に信号を送る。
【００５２】
上記を図６を参照して説明する。
図６は記録部，未記録部における反射光量検出器１２７，ＲＦ信号振幅測定器１２８の出力をトラッキング制御がオンおよびオフ時について示したものである。トラッキング制御がオンの際には、ＲＦ信号振幅測定器１２８の出力により、記録部／未記録部を検出できる。しかしながらトラッキング制御がオフの場合、記録部であってもディスクの偏心などにより光ビームの収束点がディスク１０７上のトラックを横断するため、レベルが変動する。このため、横断速度が遅いところではフォーカス制御外れ検出条件を満足してしまうため、フォーカス制御をオフしてしまう。したがってトラッキング制御がオフの際には反射光量検出器１２７のレベルでフォーカス制御外れを検出するようにすれば上記問題を回避することができる。
【００５３】
また、装置に加わる衝撃、ディスク１０７上の傷などによりフォーカス制御が乱され、フォーカス制御範囲から外れてしまうと反射光は光検出器１０９上に収束しないため、反射光量検出器１２７、ＲＦ信号振幅検出器１２８の出力は小さくなるので、確実にフォーカス外れを検出することが可能である。
【００５４】
ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷの未記録部においては、上記説明したようにトラッキング制御オン状態の場合はＲＦ振幅、トラッキング制御オフ状態の場合は反射光量信号によってフォーカス外れを検出するように構成すれば、未記録領域でトラッキングオンした時に速やかにフォーカス外れを検出することができる。さらにＣＤ−ＲＷなどの反射率の著しく低いディスクの場合には、フォーカスアクチュエータの駆動信号があるレベルを越えた場合に、スイッチ１２９を介してフォーカス外れを検出するように構成すれば、ノイズなどによる誤検出や、ゴミほこりが付着したときの検出ミスを防止することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＣＤはじめＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷの記録部，未記録部に関わらず、高精度のフォーカス外れ検出を実現でき、ディスク衝突や、アクチュエータの破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるＰＬＬ回路の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態におけるＣＬＶ再生時の再生位置に対するモータ回転数を示す特性図
【図４】本発明の実施の形態におけるＣＡＶ再生時の再生位置に対する再生速度を示す特性図
【図５】本発明の実施の形態におけるＰＬＬ分周比に対するクロック周波数範囲を示す特性図
【図６】本発明の実施の形態における記録部・未記録部における反射光量，ＲＦ振幅を示す特性図
【図７】従来例における構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０５  収束レンズ
１０９  光検出器
１１０  ヘッドユニット
１１１  モータ
１１５  フォーカスエラー回路
１１６，１２１  可変増幅器
１１７，１２２  位相補償器
１１８，１２３  スイッチ
１２７  反射光量検出回路
１２８  ＲＦ振幅検出回路
１２９  スイッチ
１３０  イコライザ回路
１３１  ＰＬＬ回路
１５０  コントローラ
【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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