JP2000222744A - 光ディスク装置およびフォーカスサーボ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズの焦点距離や作動距離が短くなっ
てもレンズとディスクの衝突を確実に回避できる光ディ
スク装置を提供する。 【解決手段】 光ディスク１０１に光ビームを集束させ
て照射する対物レンズのフォーカス位置誤差を検出して
フォーカスエラー信号ＦＥを生成し、このフォーカスエ
ラー信号ＦＥの利得・位相を補償するフォーカスサーボ
イコライザ１０９を含むフォーカスサーボシステムによ
り対物レンズのフォーカス位置を制御する光ディスク装
置において、フォーカスサーボ制御の可否を判定するフ
ォーカスサーボ判定回路１３３によりサーボ制御が不可
能と判定されたとき、フォーカスサーボをオフにすると
共に、フォーカスサーボイコライザ１０９の出力信号に
レンズ衝突防止信号を加算して対物レンズを光ディスク
１０１から遠ざかる方向に強制的に移動させるレンズ衝
突防止システムを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置に
係り、特に光学ヘッドの対物レンズと光ディスクとの衝
突防止機能を有するフォーカスサーボ制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスク装置では、光ディス
クと呼ばれる記録媒体に半導体レーザからの光ビームを
対物レンズで集束させて照射し、その反射光を光検出器
で検出して、光ディスクに記録されている信号を読み出
すことで情報の再生を行う。

【０００３】また、光ディスクとして相変化媒体や光磁
気媒体のような記録／再生が可能な媒体を用い、光ビー
ムの照射により記録膜の相変化や磁化反転を生じさせる
ことで情報の記録を行い、再生は光ディスクからの反射
光を検出することで行う記録／再生可能な光ディスク装
置も実用化されている。

【０００４】これらの光ディスク装置においては、対物
レンズのフォーカス位置を光ディスクの記録面に正確に
一致させるフォーカスサーボが必須である。このフォー
カスサーボは通常、光ディスクからの反射光を検出する
多分割光検出器の出力信号から演算によりフォーカス位
置の誤差（フォーカスエラー）を検出してフォーカスエ
ラー信号を生成し、このフォーカスエラー信号に基づい
て対物レンズをフォーカス方向（対物レンズの光軸方
向）に移動させることにより行われる。

【０００５】また、従来の光ディスク装置におけるフォ
ーカスサーボ制御装置では、フォーカスサーボの制御の
可否を判定し、外乱等によりフォーカスサーボが外れ、
サーボ制御が不可能な場合にはフォーカスサーボのサー
ボ制御ループを遮断する制御を行っている。具体的に
は、多分割光検出器の各分割領域の出力信号を全加算し
た信号をフォーカスサーボ判定回路により監視し、この
全加算信号が予め設定されたリファレンス値より小さい
状態が一定時間以上続いた場合には、フォーカスサーボ
が外れていると判定する。この判定の結果、フォーカス
サーボが外れている場合には、サーボ制御ループを遮断
してフォーカスサーボオフにすることで対物レンズの暴
走を回避している。

【０００６】ところで、従来の光ディスク装置で使用さ
れている光学ヘッドでは、対物レンズと光ディスク間の
距離（作動距離という）は、対物レンズがフォーカス方
向の可動範囲内で光ディスク側に最も近接した位置に移
動した場合でも、光ディスクに衝突しない程度に設計さ
れている。これに対し、光ディスク装置の小型化のため
に最近盛んに開発が進められている薄型化された光学ヘ
ッドでは、機械的な振動・衝撃などの外乱により対物レ
ンズが光ディスクに衝突する可能性がある。

【０００７】すなわち、薄型化された光学ヘッドでは、
対物レンズの焦点距離や作動距離が従来の光学ヘッドと
比較して短くなっている反面、対物レンズのフォーカス
方向の可動範囲は従来からの光学ヘッドと同程度であ
る。従って、外乱などでフォーカスサーボが外れて対物
レンズが可動範囲内で光ディスク側に最も近接した位置
に移動した場合、対物レンズが光ディスクに衝突してし
まうことがあり、結果としてレンズやディスクに傷が付
き、光ディスク装置のシステムとしての信頼性を低下さ
せる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
光ディスク装置では、光学ヘッドの薄型化のために対物
レンズの焦点距離や作動距離を短くすると、フォーカス
サーボが外れたときサーボ制御ループをオフにしただけ
では、対物レンズが光ディスクに衝突してレンズやディ
スクに傷を付ける可能性があるという問題点があった。

【０００９】本発明は、対物レンズの焦点距離や作動距
離が短くなってもレンズとディスクの衝突を確実に回避
することができる光ディスク装置およびフォーカスサー
ボ制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は光源から出射される光ビームを集束させて
光ディスクに照射するための対物レンズのフォーカス位
置をサーボ制御するフォーカスサーボ制御装置を有する
光ディスク装置において、フォーカスサーボ制御装置の
サーボ制御が不可能なとき対物レンズを光ディスクから
遠ざかる方向に強制的に移動させるレンズ衝突防止手段
を有することを特徴とする。

【００１１】より具体的には、本発明に係る光ディスク
装置は、光源から出射される光ビームを対物レンズを介
して光ディスクに照射し、該光ディスクからの反射光を
光検出器で検出する光学ヘッドと、この光学ヘッドの光
検出器の出力信号から光ディスクに対する対物レンズの
フォーカス位置の誤差を示すフォーカスエラーを検出す
るフォーカスエラー検出手段と、フォーカスエラー検出
手段により検出されたフォーカスエラーに基づいてフォ
ーカス位置をサーボ制御するフォーカスサーボ手段と、
光学ヘッドの光検出器の出力信号からフォーカスサーボ
手段のサーボ制御の可否を判定するフォーカスサーボ判
定手段と、このフォーカスサーボ判定手段によりサーボ
制御が不可能と判定されたとき、フォーカスサーボ手段
のサーボ制御ループを遮断すると共に、対物レンズを光
ディスクから遠ざかる方向に強制的に移動させるレンズ
衝突防止手段とを有する。

【００１２】他の観点によれば、本発明に係る光ディス
ク装置は、光源から出射される光ビームを対物レンズを
介して光ディスクに照射し、該光ディスクからの反射光
を光検出器で検出する光学ヘッドと、この光学ヘッドの
光検出器の出力信号から光ディスクに対する対物レンズ
のフォーカス位置の誤差を示すフォーカスエラー信号を
出力するフォーカスエラー検出手段と、このフォーカス
エラー信号の利得および位相を補償するフォーカスサー
ボイコライザを含み、該フォーカスサーボイコライザの
出力信号を用いてフォーカス位置をサーボ制御するフォ
ーカスサーボ手段と、光学ヘッドの光検出器の出力信号
からフォーカスサーボ手段のサーボ制御の可否を判定す
るフォーカスサーボ判定手段と、このフォーカスサーボ
判定手段によりサーボ制御が不可能と判定されたとき、
フォーカスサーボイコライザへのフォーカスエラー信号
の入力を遮断すると共に、フォーカスサーボイコライザ
の出力信号にレンズ衝突防止信号を加算し、このレンズ
衝突防止信号によって対物レンズを光ディスクから遠ざ
かる方向に強制的に移動させるレンズ衝突防止手段とを
有する。

【００１３】また、本発明に係るフォーカスサーボ制御
装置は、対物レンズを介して光ビームが照射された光デ
ィスクからの反射光を検出する光検出器の出力信号か
ら、光ディスクに対する対物レンズのフォーカス位置の
誤差を示すフォーカスエラーを検出するフォーカスエラ
ー検出手段と、このフォーカスエラー検出手段により検
出されたフォーカスエラーに基づいてフォーカス位置を
サーボ制御するフォーカスサーボ手段と、光検出器の出
力信号からフォーカスサーボ手段のサーボ制御の可否を
判定するフォーカスサーボ判定手段と、このフォーカス
サーボ判定手段によりサーボ制御が不可能と判定された
とき対物レンズを光ディスクから遠ざかる方向に強制的
に移動させるレンズ衝突防止手段とを有する。

【００１４】さらに、本発明に係るフォーカスサーボ制
御装置は、対物レンズを介して光ビームが照射された光
ディスクからの反射光を検出する光検出器の出力信号か
ら、光ディスクに対する対物レンズのフォーカス位置の
誤差を示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカス
エラー検出手段と、フォーカスエラー信号の利得および
位相を補償するフォーカスサーボイコライザを含み、該
フォーカスサーボイコライザの出力信号を用いてフォー
カス位置をサーボ制御するフォーカスサーボ手段と、光
検出器の出力信号からフォーカスサーボ手段のサーボ制
御の可否を判定するフォーカスサーボ判定手段と、この
フォーカスサーボ判定手段によりサーボ制御が不可能と
判定されたとき、フォーカスサーボイコライザへのフォ
ーカスエラー信号の入力を遮断すると共に、フォーカス
サーボイコライザの出力信号にレンズ衝突防止信号を加
算し、このレンズ衝突防止信号によって対物レンズを光
ディスクから遠ざかる方向に強制的に移動させるレンズ
衝突防止手段とを有する。

【００１５】このように本発明では、外乱等によりフォ
ーカスサーボが外れてサーボ制御が不可能となったと
き、サーボ制御ループを遮断するのみでなく、対物レン
ズを強制的に光ディスクから遠ざかる方向に移動させる
ことによって、光ディスクに対する対物レンズの衝突が
未然に防止される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１に、本発明の一実施形態に係
る光ディスク装置の構成を示す。図１において、光ディ
スク１０１は例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＶＩＤＥ
Ｏ，ＤＶＤ−ＲＯＭのような再生専用ディスク、あるい
は相変化媒体や光記録媒体で構成されるＤＶＤ−ＲＡＭ
のような記録／再生の両方が可能なディスクである。こ
の光ディスク１０１は、スピンドルモータ１０２により
回転駆動されながら、光学ヘッド１０３を介して情報の
記録／再生が行われる。

【００１７】光学ヘッド１０３は、光ディスク１０１の
記録再生時に送りモータ１０４によって光ディスク１０
１の半径方向に移動される。また、光学ヘッド１０３は
例えば電磁コイルを用いたアクチュエータ１０５によっ
てフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動され
る。

【００１８】図２は、光学ヘッド１０３の光学系の構成
を示す図である。図２において、光源である半導体レー
ザ（ＬＤ）２０１から出射されたレーザビームは、コリ
メータレンズ２０２により平行光とされた後、ビームス
プリッタ２０３を介して対物レンズ２０４に導かれ、こ
の対物レンズ２０４により絞り込まれて、微小なスポッ
トとして光ディスク１０１の記録面に照射される。こう
してレーザビームが照射された光ディスク１０１からの
反射光は、ビームスプリッタ２０３を反射して集光レン
ズ２０５により多分割検出器からなる光検出器２０６に
導かれる。

【００１９】光検出器２０６の出力信号は、アナログ演
算回路１０６に入力される。アナログ演算回路１０６で
は、光ディスク１０１の記録面に対する対物レンズ２０
４のフォーカス位置の誤差（フォーカスエラー）を示す
フォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスク１０１上のトラ
ックに対する照射レーザビームのトラッキング方向（光
ディスク１０１の半径方向）の位置の誤差（トラッキン
グエラー）を示すトラッキングエラー信号ＴＥ、および
全加算信号ＲＦが生成される。

【００２０】図３に、光検出器２０６とアナログ演算回
路１０６の具体的な構成の一例を示す。光検出器２０６
は、この例では検出面を光ディスク１０１のトラック接
線方向とトラック幅方向にそれぞれ２分割してなる４つ
の分割領域２１１，２１２，２１３，２１４を有する４
分割検出器である。

【００２１】アナログ演算回路１０６には、光検出器２
０６の出力信号（電流信号）を電圧信号に変換するため
の電流−電圧変換増幅器２２１〜２２４，２３１〜２３
４，２４１〜２４４と、フォーカスエラー信号演算部２
５１、トラッキングエラー信号演算部２５２および全加
算信号演算部２５３が設けられている。ここで、光検出
器２０６の各分割領域２１１，２１２，２１３，２１４
からの出力信号をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、フ
ォーカスエラー信号演算部２５１はＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−
（Ｂ＋Ｄ）なる演算により、フォーカスエラー信号ＦＥ
を生成する。また、トラッキングエラー信号演算部２５
２はＴＥ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）なる演算により、ト
ラッキングエラー信号ＴＥを生成する。さらに、全加算
信号演算部２５３はＲＦ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）なる演算
により、全加算信号（高周波信号）ＲＦを生成する。

【００２２】図１に説明を戻すと、アナログ演算回路１
０６から出力されるトラッキングエラー信号ＴＥはトラ
ッキングサーボイコライザ１０７に入力され、ここで利
得と位相の補償が行われた後、送りモータ制御回路１１
０および送りモータドライバ１１１を介して送りモータ
１０４に供給される。送りモータ１０４は、送りモータ
制御回路１１０による制御下で送りモータドライバ１１
１により駆動され、後述するシステムコントローラ１２
１によって指定された目標トラック上を光学ヘッド１０
３からのレーザビームが走査するように、光学ヘッド１
０３を光ディスク１０１の半径方向に移動させる。

【００２３】トラッキングサーボイコライザ１０７の出
力信号は、さらにトラッキング用のアクチュエータドラ
イバ１１２に供給される。アクチュエータ１０５は、ア
クチュエータドライバ１１２によって駆動され、トラッ
キングエラーが０となるように、光学ヘッド１０３から
光ディスク１０１上に照射されるレーザビームをトラッ
キング方向（光ディスク１０１の半径方向）に移動させ
る。

【００２４】一方、アナログ演算回路１０６から出力さ
れるフォーカスエラー信号ＦＥは、システムコントロー
ラ１２１により制御されるフォーカスサーボオン／オフ
スイッチ１０８を介してフォーカスサーボイコライザ１
０９に入力され、ここで利得と位相の補償が行われた
後、加算器１１３を経てフォーカスサーボ用のアクチュ
エータドライバ１１４に供給される。アクチュエータ１
０５は、アクチュエータドライバ１１４によって駆動さ
れ、フォーカスエラーが０となるように光学ヘッド１０
３内の対物レンズ２０４をフォーカス方向（光軸方向）
に移動させる。

【００２５】フォーカスサーボオン／オフスイッチ１０
８は、フォーカスサーボのオン／オフを行うためのもの
であり、オン状態ではフォーカスエラー信号ＦＥをフォ
ーカスサーボイコライザ１０９に伝達してサーボ制御ル
ープを閉とし、オフ状態ではフォーカスイコライザ１０
９へのフォーカスエラー信号の入力を遮断し、入力信号
を０レベルにしてサーボ制御ループを開とする。

【００２６】（再生動作）本実施形態における光ディス
ク１０１からの再生動作について説明する。光ディスク
１０１に記録された情報の再生時には、光ディスク１０
１に記録されている情報に対応した再生信号がアナログ
演算回路１０６から出力される全加算信号ＲＦ信号に現
れる。この全加算信号ＲＦは、ヘッダ信号検出回路１１
５を経由してデータ抜き取り回路１１６に入力され、こ
こでデータ信号の部分が抜き取られて二値化されると共
に、ビットクロックおよび同期信号が抽出・生成され
る。

【００２７】データ抜き取り回路１１６で二値化された
信号はＣＤ／ＤＶＤデータ信号処理回路１１７に入力さ
れ、ここで復調とＥＣＣ用ＲＡＭ１１８を用いた誤り訂
正が行われる。ＣＤ／ＤＶＤデータ信号処理回路１１７
により復調および誤り訂正された信号は、システムコン
トローラ１２１による制御下でビデオ・オーディオエン
コーダ／デコーダ１１９またはデータバッファ１２０に
入力される。

【００２８】すなわち、光ディスク１０１が例えばＤＶ
Ｄ−ＶＩＤＥＯディスクであって、ＭＰＥＧ２規格に基
づいて圧縮符号化されたビデオ・オーディオ信号が光デ
ィスク１０１に記録されている場合は、復調・誤り訂正
後のデータ信号はＭＰＥＧ２規格に基づくビデオ・オー
ディオエンコーダ／デコーダ１１９のデコーダ部で復号
され、元のビデオ信号およびオーディオ信号が再生され
る。

【００２９】また、光ディスク１０１が例えばＤＶＤ−
ＲＯＭであり、ビデオ・オーディオ信号以外のディジタ
ルデータ信号が記録されている場合には、復調・誤り訂
正後のデータ信号はデータバッファ１２０に一旦バッフ
ァリングされ、パーソナルコンピュータなどのホストコ
ンピュータへ送られる。

【００３０】（記録動作）次に、光ディスク１０１への
記録動作について説明する。光ディスク１０１が例えば
ＤＶＤ−ＲＡＭのような大容量の媒体であって、記録す
べき情報がビデオ・オーディオ信号の場合には、外部か
ら入力されるビデオ・オーディオ信号がＭＰＥＧ２規格
に基づくビデオ・オーディオエンコーダ／デコーダ１１
９のエンコーダ部で圧縮符号化され、符号化データが生
成される。生成された符号化データは、ＣＤ／ＤＶＤデ
ータ信号処理回路１１７に入力され、ＥＣＣ用ＲＡＭ１
１８を用いた誤り訂正符号化（ＥＣＣエンコード）と変
調が施される。誤り訂正符号化・変調後の信号は、ビッ
トクロックと同期がとられながらＬＤドライバ１２２に
入力され、このＬＤドライバ１２２によって図２の半導
体レーザ２０１が駆動されることにより、光ディスク１
０１上に圧縮されたビデオ・オーディオ信号が記録され
る。

【００３１】また、光ディスク１０１が例えばＤＶＤ−
ＲＡＭまたはＣＤ−Ｒなどであり、記録すべき情報がビ
デオ・オーディオ信号以外のディジタルデータ信号であ
る場合には、外部から入力されるデータ信号がデータバ
ッファ１２０でバッファリングされ、ＣＤ／ＤＶＤデー
タ信号処理回路１１７によりＩＤデータ、パリティビッ
ト等が付加された後、ＥＣＣ用ＲＡＭ１１８を用いた誤
り訂正符号化（ＥＣＣエンコード）と変調が施される。
誤り訂正符号化・変調後のデータ信号は、ビットクロッ
クと同期がとられながらＬＤドライバ１２２に入力さ
れ、このＬＤドライバ１２２によって図２の半導体レー
ザ２０１が駆動されることにより、光ディスク１０１上
にデータ信号が記録される。

【００３２】一方、光ディスク１０１には予めプリピッ
トなどの形態でヘッダ情報が書き込まれており、光ディ
スク１０１の記録／再生時に光学ヘッド１０１がヘッダ
情報を読み取った際、アナログ演算回路１０６から出力
される全加算信号ＲＦからヘッダ信号検出回路１１５で
ヘッダ信号が検出される。この検出されたヘッダ信号は
システムコントローラ１２１に供給され、光ディスク１
０１のヘッダ部分でのサーボ制御に用いられると共に、
データ抜き取り回路１１６でのヘッダ内の情報抽出に用
いられる。

【００３３】なお、光ディスク１０１の回転速度制御方
式には、大別してＣＬＶ（線速度一定）方式とＣＡＶ
（角速度一定）方式があり、これらの方式別にスピンド
ルモータ１０２は異なる方法で駆動される。すなわち、
光ディスク１０１の回転速度制御方式がＣＬＶ方式の場
合は、データ抜き取り回路１１６により抽出された同期
信号がスピンドルモータ制御回路１２３に供給され、ス
ピンドルモータドライバ１２４を介して線速度（光ディ
スク１０１と照射レーザビームの相対速度）が一定とな
るようにスピンドルモータ１０２の回転速度が制御され
る。また、光ディスク１０１の回転速度制御方式がＣＡ
Ｖ方式の場合は、スピンドルモータ１０２の内部で生成
されたＦＧ信号がスピンドルモータ制御回路１２３に供
給され、スピンドルモータドライバ１２４を介して角速
度、つまり光ディスク１０１の回転速度が一定となるよ
うにスピンドルモータ１０２の回転速度が制御される。

【００３４】（フォーカスサーボ／レンズ衝突防止動
作）次に、本発明の特徴であるフォーカスサーボ動作お
よび対物レンズ２０４と光ディスク１０１の衝突防止動
作のための構成について説明する。アナログ演算回路１
０６から出力されるフォーカスエラー信号ＦＥは、ハイ
パスフィルタ（ＨＰＦ）１３１にも入力され、ここで高
周波成分であるオフセット分が除去された後、ゼロクロ
ス検出回路１３２によってゼロクロス点が検出される。
ゼロクロス検出回路１３２からの検出信号に基づき、シ
ステムコントローラ１２１によってフォーカスサーボを
オンにするタイミングが検出され、このシステムコント
ローラ１２１による制御によりフォーカスサーボオン／
オフスイッチ１０８がオン状態とされる。

【００３５】一方、アナログ演算回路１０６から出力さ
れる全加算信号ＲＦは、フォーカスサーボ判定回路１３
３にも入力される。フォーカスサーボ判定回路１３３
は、全加算信号ＲＦを所定のリファレンス値Ｖａと比較
することによって、フォーカスサーボが正しく行われて
いるか否かを判定し、その判定結果をフォーカスサーボ
判定信号ＦＮＧとして出力する。具体的には、フォーカ
スサーボ判定回路１３３では、全加算信号ＲＦがリファ
レンス値Ｖａより小さい状態が所定時間Ｔだけ続いた場
合は外乱等によりフォーカスサーボが外れていると判断
して、すなわちフォーカスサーボがＮＧであるとして、
フォーカスサーボ判定信号ＦＮＧを高レベルとし、それ
以外のときはフォーカスサーボが正しく行われていると
判断してフォーカスサーボ判定信号ＦＮＧを低レベルと
する。

【００３６】アンド回路１３４は、フォーカスサーボ判
定回路１３３からのフォーカスサーボ判定信号ＦＮＧと
システムコントローラ１２１から出力される後述の衝突
防止動作オン／オフ信号ＦＯＰＵＬＬとの論理積をとっ
て信号ＦＯＰＵＬＬＦを出力する。このアンド回路１３
４の出力信号ＦＯＰＵＬＬＦは、セレクタ１３７にセレ
クト信号として供給される。

【００３７】セレクタ１３７は、システムコントローラ
１２１により制御されるレンズ駆動信号発生回路１３５
からのレンズ駆動信号とレンズ衝突防止信号発生回路１
３６からのレンズ衝突防止信号を入力とし、いずれかの
信号をセレクト信号ＦＯＰＵＬＬＦに従って選択して出
力する。このセレクタ１３７から出力される信号は加算
器１１３に供給され、フォーカスサーボイコライザ１０
７から出力されるフォーカスエラー信号に加算される。

【００３８】レンズ駆動信号発生回路１３５は、フォー
カスサーボの制御開始初期に対物レンズ２０４がフォー
カスサーボの制御範囲内に入るようにするためのレンズ
駆動信号を発生する回路である。また、レンズ衝突防止
信号発生回路１３６は、フォーカスサーボが外れたとき
に対物レンズ２０４が光ディスク１０１に衝突しないよ
うにするためのレンズ衝突防止信号を発生する回路であ
る。

【００３９】システムコントローラ１２１は、常時は衝
突防止動作オン／オフ信号ＦＯＰＵＬＬを高レベルとし
ており、レンズ衝突防止動作が終了すると衝突防止動作
オン／オフ信号ＦＯＰＵＬＬを低レベルとする。また、
システムコントローラ１２１はレンズ衝突防止信号発生
回路１３６がレンズ衝突防止信号を発生する場合、対物
レンズ２０４が光ディスク１０１と反対側に移動するよ
うにレンズ衝突防止信号の極性を設定する極性設定信号
ＦＯＰＭＳを出力する。

【００４０】次に、図４を参照して本実施形態における
フォーカスサーボ動作とレンズ衝突防止動作について説
明する。図４は、本実施形態におけるフォーカスサーボ
動作とレンズ衝突防止動作を説明するためのタイムチャ
ートであり、（ａ）は光ディスク１０１に対する対物レ
ンズ２０４の挙動を示し、（ｂ）はフォーカスエラー信
号ＦＥ、（ｃ）はハイパスフィルタ１３１の出力信号、
（ｄ）は全加算信号ＲＦ、（ｅ）はフォーカスサーボ用
のアクチュエータドライバ１１４の入力信号、（ｆ）は
衝突防止動作オン／オフ信号ＦＯＰＵＬＬ、（ｇ）はフ
ォーカスサーボ判定信号ＦＮＧ、（ｈ）はセレクト信号
ＦＯＰＵＬＬＦの波形、（ｉ）は加算器１１３における
フォーカスサーボイコライザ１０９の出力信号に対する
レンズ駆動信号およびレンズ衝突防止信号の加算動作を
それぞれ示している。

【００４１】一方、図５は比較のために従来の光ディス
ク装置におけるフォーカスサーボ動作を示すタイムチャ
ートであり、（ａ）は光ディスクに対する対物レンズの
挙動を示し、（ｂ）はフォーカスエラー信号ＦＥ、
（ｃ）はハイパスフィルタの出力信号、（ｄ）は全加算
信号ＲＦ、（ｅ）はフォーカスサーボ用アクチュエータ
ドライバの入力信号、（ｆ）はフォーカスサーボ判定信
号ＦＮＧ、（ｇ）はフォーカスサーボイコライザの出力
信号に対するレンズ駆動信号の加算動作をそれぞれ示し
ている。

【００４２】まず、光ディスク１０１の記録／再生時の
初期状態ではフォーカスサーボオン／オフスイッチ１０
８はフォーカスサーボオフの状態、つまりフォーカスサ
ーボのサーボ制御ループを開としている。一方、レンズ
駆動信号発生回路１３５は動作状態であり、フォーカス
サーボイコライザ１０９の出力信号に対して加算器１１
３でレンズ駆動信号が加算される。この加算器１１３の
出力信号がアクチュエータドライバ１１４を介してアク
チュエータ１０５に供給されることにより、それまで光
ディスク１０１から所定距離離れたホームポジションに
位置していた対物レンズ２０４がフォーカス方向に駆動
される。これがフォーカスサーボ制御のための初期引き
込み動作である。

【００４３】この初期引き込み動作により、図４（ａ）
および図５（ａ）に示すように対物レンズ２０４は光デ
ィスク１０１の方向に近付いてゆき、これに伴い図４
（ｂ）（ｃ）および図５（ｂ）（ｃ）に示すようにフォ
ーカスエラー信号ＦＥおよびハイパスフィルタ１３１の
出力信号がＳ字カーブを描いて変化すると共に、図４
（ｄ）および図５（ｄ）に示す全加算信号ＲＦのレベル
が徐々に上昇する。システムコントローラ１２１は、全
加算信号ＲＦのレベルがリファレンス値Ｖａに達した
後、ハイパスフィルタ１３１の出力信号のゼロクロス点
Ｍがゼロクロス検出回路１３２で検出された時点で、レ
ンズ駆動信号発生回路１３５の動作を停止させて、加算
器１１３でのレンズ駆動信号の加算を止めると同時に、
フォーカスサーボオン／オフスイッチ１０８をフォーカ
スサーボオンの状態、つまりフォーカスサーボのサーボ
制御ループを閉とする。

【００４４】このフォーカスサーボオンの状態にある
間、システムコントローラ１２１からの制御によってフ
ォーカスサーボ判定回路１３３は全加算信号ＲＦのレベ
ルを常時観測し、リファレンス値Ｖａとの比較を続け
る。フォーカスサーボ判定回路１３３は、全加算信号Ｒ
Ｆのレベルがリファレンス値Ｖａより小さい状態が所定
時間Ｔだけ続くと、フォーカスサーボが外れ、サーボ制
御が不可能になったと判断して図４（ｇ）および図５
（ｆ）に示すようにフォーカスサーボ判定信号ＦＮＧを
高レベルとする。

【００４５】これまでの動作は、本実施形態の光ディス
ク装置と従来の光ディスク装置で共通である。ここで、
従来の光ディスク装置では図５（ｆ）（ｇ）に示すよう
にフォーカスサーボ判定信号ＦＮＧが高レベルになる
と、直ちにフォーカスサーボがオフの状態となる。この
場合の対物レンズの挙動を考えると、全加算信号ＲＦの
レベルがリファレンス値Ｖａより小さくなった時点Ｎか
ら、対物レンズはフォーカス位置を外れる方向に加速さ
れる。そして、対物レンズが図５（ｂ）に示すフォーカ
スエラー信号ＦＥのＳ字カーブが検出されない位置まで
達すると、フォーカスサーボの開ループゲインが高いた
めに対物レンズはさらに同じ方向に加速され、対物レン
ズ可動範囲の限界位置まで移動する。

【００４６】この一連の動作において、図５（ａ）に示
すように対物レンズが光ディスクに向かう方向に移動し
た場合には、対物レンズは最終的に可動範囲の光ディス
ク側への最近接位置Ｐに移動する。従って、光学ヘッド
を薄型化するために対物レンズのフォーカス方向の可動
範囲を一定にしたまま、対物レンズの焦点距離や対物レ
ンズと光ディスク間の距離（作動距離）を短くすると、
外乱などでフォーカスサーボが外れて対物レンズが図５
（ａ）のように可動範囲の光ディスク側への最近接位置
Ｐに移動した場合、対物レンズが光ディスクに衝突する
危険性がある。

【００４７】これに対し、本実施形態ではシステムコン
トローラ１２１でフォーカスサーボのための初期引き込
み時から、衝突防止動作オン／オフ信号ＦＯＰＵＬＬを
高レベルにして、衝突防止信号発生回路１３６を動作状
態に保持しておく。そして、外乱等によりフォーカスサ
ーボが外れて、フォーカスサーボ判定回路１３３から出
力されるフォーカスサーボ判定信号ＦＮＧが高レベルと
なると、アンド回路１３４から出力されるセレクト信号
ＦＯＰＵＬＬＦも高レベルとなることにより、セレクタ
１３７でレンズ衝突防止信号が選択され、図４（ｉ）に
示すように加算器１１３でフォーカスサーボイコライザ
１０９の出力信号に加算される。このレンズ衝突防止信
号は、前述したようにシステムコントローラ１２１から
の極性設定信号ＦＯＰＭＳに従って対物レンズ２０４を
光ディスク１０１から遠ざける方向の極性に設定された
一定の直流電圧である。

【００４８】こうして加算器１１３から出力される信号
がアクチュエータドライバ１１４を介してアクチュエー
タ１０５に印加されることにより、対物レンズ２０４は
図４（ａ）に示すように光ディスク１０１に衝突する前
に、レンズ可動範囲を光ディスク１０１と反対側に強制
的に移動される。これにより、光ディスク１０１に対す
る対物レンズ２０４の衝突を防ぐことができる。

【００４９】なお、このときフォーカスサーボオン／オ
フスイッチ１０８はフォーカスサーボオフの状態にある
が、対物レンズ２０４が光ディスク１０１と反対側の方
向に強制的に移動された後は、システムコントローラ１
２１で衝突防止動作オン／オフ信号ＦＯＰＵＬＬを低レ
ベルにすると、セレクト信号ＦＯＰＵＬＬＦも低レベル
となる。セレクト信号ＦＯＰＵＬＬＦが低レベルになる
と、セレクタ１３７によってフォーカスサーボイコライ
ザ１０９に対するレンズ衝突防止信号の加算が止めら
れ、再びフォーカスサーボが可能な状態となる。

【００５０】このように本実施形態の光ディスク装置で
は、外乱等によりフォーカスサーボが外れた場合にはフ
ォーカスサーボをオフにすると共に、対物レンズ２０４
を強制的に光ディスク１０１から遠ざかる方向に移動さ
せることにより、対物レンズ２０４の焦点距離や作動距
離が小さい場合でも、光ディスク１０１に対物レンズ２
０４が衝突するのを未然に防止できる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
学ヘッドの薄型化のために対物レンズの焦点距離や作動
距離を短くしても、フォーカスサーボが外れた際の対物
レンズの光ディスクへの衝突を防止して、レンズやディ
スクに傷を付ける危険を回避することができ、信頼性に
優れた光ディスク装置およびフォーカスサーボ制御装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る光ディスク装置の
構成を示すブロック図

【図２】 同実施形態における光学ヘッドの光学系の具
体的な構成の一例を示す図

【図３】 同実施形態における光検出器およびアナログ
演算回路の具体的な構成の一例を示すブロック図

【図４】 同実施形態におけるフォーカスサーボ制御動
作および対物レンズの衝突防止動作を説明するためのタ
イムチャート

【図５】 従来の光ディスク装置におけるフォーカスサ
ーボ制御動作を説明するためのタイムチャート

【符号の説明】 １０１…光ディスク １０２…スピンドルモータ １０３…光学ヘッド １０４…送りモータ １０５…アクチュエータ １０６…アナログ演算回路 １０７…トラッキングサーボイコライザ １０８…フォーカシングサーボオン／オフスイッチ １０９…フォーカスサーボイコライザ １１０…送りモータ制御回路 １１１…送りモータアドライバ １１２…トラッキング用アクチュエータドライバ １１３…加算器 １１４…フォーカス用アクチュエータドライバ １１５…ヘッダ信号検出回路 １１６…データ抜き取り回路 １１７…ＣＤ／ＤＶＤデータ信号処理回路 １１８…ＥＣＣ用ＲＡＭ １１９…ビデオ・オーディオエンコーダ／デコーダ １２０…データバッファ １２１…システムコントローラ １２２…ＬＤドライバ １２３…スピンドルモータ制御回路 １２４…スピンドルモータドライバ １３１…ハイパスフィルタ １３２…ゼロクロス検出回路 １３３…フォーカスサーボ判定回路 １３４…アンド回路 １３５…レンズ駆動信号発生回路 １３６…レンズ衝突防止信号発生回路 １３７…セレクタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から出射される光ビームを集束させて
   光ディスクに照射するための対物レンズのフォーカス位
   置をサーボ制御するフォーカスサーボ制御装置を有する
   光ディスク装置において、 前記フォーカスサーボ制御装置のサーボ制御が不可能な
   とき前記対物レンズを前記光ディスクから遠ざかる方向
   に強制的に移動させるレンズ衝突防止手段を有すること
   を特徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】光源から出射される光ビームを対物レンズ
   を介して光ディスクに照射し、該光ディスクからの反射
   光を光検出器で検出する光学ヘッドと、 前記光検出器の出力信号から前記対物レンズのフォーカ
   ス位置の誤差を示すフォーカスエラーを検出するフォー
   カスエラー検出手段と、 前記フォーカスエラー検出手段により検出されたフォー
   カスエラーに基づいて前記フォーカス位置をサーボ制御
   するフォーカスサーボ手段と、 前記光検出器の出力信号から前記フォーカスサーボ手段
   のサーボ制御の可否を判定するフォーカスサーボ判定手
   段と、 前記フォーカスサーボ判定手段により前記サーボ制御が
   不可能と判定されたとき、前記フォーカスサーボ手段の
   サーボ制御ループを遮断すると共に、前記対物レンズを
   前記光ディスクから遠ざかる方向に強制的に移動させる
   レンズ衝突防止手段と、を備えたことを特徴とする光デ
   ィスク装置。
3. 【請求項３】光源から出射される光ビームを対物レンズ
   を介して光ディスクに照射し、該光ディスクからの反射
   光を光検出器で検出する光学ヘッドと、 前記光検出器の出力信号から前記対物レンズのフォーカ
   ス位置の誤差を検出してフォーカスエラー信号を出力す
   るフォーカスエラー検出手段と、 前記フォーカスエラー信号の利得および位相を補償する
   フォーカスサーボイコライザを含み、該フォーカスサー
   ボイコライザの出力信号を用いて前記フォーカス位置を
   サーボ制御するフォーカスサーボ手段と、 前記光検出器の出力信号から前記フォーカスサーボ手段
   のサーボ制御の可否を判定するフォーカスサーボ判定手
   段と、 前記フォーカスサーボ判定手段により前記サーボ制御が
   不可能と判定されたとき、前記フォーカスサーボイコラ
   イザへの前記フォーカスエラー信号の入力を遮断すると
   共に、前記フォーカスサーボイコライザの出力信号にレ
   ンズ衝突防止信号を加算し、このレンズ衝突防止信号に
   よって前記対物レンズを前記光ディスクから遠ざかる方
   向に強制的に移動させるレンズ衝突防止手段と、を備え
   たことを特徴とする光ディスク装置。
4. 【請求項４】対物レンズを介して光ビームが照射された
   光ディスクからの反射光を検出する光検出器の出力信号
   から前記対物レンズのフォーカス位置の誤差を示すフォ
   ーカスエラーを検出するフォーカスエラー検出手段と、 前記フォーカスエラー検出手段により検出されたフォー
   カスエラーに基づいて前記フォーカス位置をサーボ制御
   するフォーカスサーボ手段と、 前記光検出器の出力信号から前記フォーカスサーボ手段
   のサーボ制御の可否を判定するフォーカスサーボ判定手
   段と、 前記フォーカスサーボ判定手段により前記サーボ制御が
   不可能と判定されたとき前記対物レンズを前記光ディス
   クから遠ざかる方向に強制的に移動させるレンズ衝突防
   止手段と、を備えたことを特徴とするフォーカスサーボ
   制御装置。
5. 【請求項５】対物レンズを介して光ビームが照射された
   光ディスクからの反射光を検出する光検出器の出力信号
   から前記対物レンズのフォーカス位置の誤差を検出して
   フォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー検出
   手段と、 前記フォーカスエラー信号の利得および位相を補償する
   フォーカスサーボイコライザを含み、該フォーカスサー
   ボイコライザの出力信号を用いて前記フォーカス位置を
   サーボ制御するフォーカスサーボ手段と、 前記光検出器の出力信号から前記フォーカスサーボ手段
   のサーボ制御の可否を判定するフォーカスサーボ判定手
   段と、 前記フォーカスサーボ判定手段により前記サーボ制御が
   不可能と判定されたとき、前記フォーカスサーボイコラ
   イザへの前記フォーカスエラー信号の入力を遮断すると
   共に、前記フォーカスサーボイコライザの出力信号にレ
   ンズ衝突防止信号を加算し、このレンズ衝突防止信号に
   よって前記対物レンズを前記光ディスクから遠ざかる方
   向に強制的に移動させるレンズ衝突防止手段と、を備え
   たことを特徴とするフォーカスサーボ制御装置。
6. 【請求項６】前記光検出器は多分割検出器であり、前記
   フォーカスサーボ判定手段は該多分割検出器の各分割領
   域の出力信号を全加算した信号のレベルが所定のリファ
   レンス値以下の状態が所定時間連続した場合に前記サー
   ボ制御が不可能と判定することを特徴とする請求項４ま
   たは５記載のフォーカスサーボ制御装置。