JPH07110947A

JPH07110947A - 光学ピックアッピ及びフォーカスサーボ装置

Info

Publication number: JPH07110947A
Application number: JP27730493A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Fujiie; 和彦藤家
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【構成】ＲＦ信号よりも広範囲で極大値を有するフォ
トインタラプタ４０を対物レンズ３ａと同一の移動可能
なように設けると共に、このフォトインタラプタ４０の
出力である光量信号Ｌ_S に基づき、ＦＯＫ信号で示され
る対物レンズの位置範囲を含み、より広い対物レンズの
位置範囲を示すゲート信号ＧＡＴＥを得ることのできる
比較器３９を設ける。そして、システムコントローラ１
１においてＦＯＫ信号とゲート信号ＧＡＴＥの論理和が
得られた区間においてフォーカス引き込み制御が行われ
るように、光学ピックアップおよびフォーカスサーボ装
置を構成する。【効果】アクセスまでに要する時間が短縮されると共
に、装置の小型化、薄型化を容易に実現可能とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク、光磁気ディ
スク等のディスク状記録媒体に対応した記録装置、再生
装置における光学ピックアップ及びこの光学ピックアッ
プの対物レンズから出力される光ビームのフォーカスを
制御するフォーカスサーボ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク、光磁気ディスク等のディス
ク状記録媒体に対応した記録装置、再生装置において
は、光学ヘッドから出力される光ビームをディスク記録
面上において適正な焦点状態となるように制御されなけ
ればならず、このため光学ヘッドにおける対物レンズを
ディスク記録面に対して接離する方向に駆動してフォー
カス制御を行なうフォーカスサーボ装置が設けられてい
る。

【０００３】そして、フォーカスサーボが可能な範囲
（フォーカス引込可能範囲）は比較的狭いため、記録／
再生動作の開始時やトラックアクセス後においては、ま
ずフォーカスサーチ動作を実行してフォーカス引込可能
範囲にまで対物レンズ位置を制御し、その後フォーカス
サーボループをオンとしてフォーカスサーボが実行され
るようにしている。なお、記録又は再生動作のための立
ち上げ処理としては、フォーカスサーチ及びフォーカス
サーボが実行されたうえで、スピンドルサーボ、トラッ
キングサーボが実行される。そしてこの立ち上げ処理が
完了すると、記録又は再生のための光ビームによる記録
又は再生のための走査が可能となる。

【０００４】フォーカスサーチ動作としては、例えば対
物レンズをディスク盤面から最も離れた位置と最も近接
した位置の間において強制的に移動させる。この際に、
光学ヘッドにおいて反射光を検出する４分割ディテクタ
の出力の演算処理によって得られるフォーカスエラー信
号Ｅ_F としては、ある地点で図７（ｂ）のようにＳ字カ
ーブが得られる。また、ＲＦ信号（４分割ディテクタの
和信号）としては図７（ａ）のようになる。ここで、Ｒ
Ｆ信号を所定のスレッショルド値Ｔｈと比較することに
よって図７（ｃ）のようにＦＯＫ信号が得られるが、こ
のＦＯＫ信号はフォーカス引込可能範囲を示すものとな
る。そして、図７（ａ）に示すＲＦ信号の極大値は、例
えば約１μｍ〜２００μｍ程度の範囲内において得られ
るものとされているため、これに基づいて示されるフォ
ーカス引込可能範囲（ＦＯＫ信号）もこれに対応した範
囲を示すこととなる。

【０００５】フォーカスサーチ動作により、対物レンズ
位置をこのＦＯＫ信号のＨ期間であるフォーカス引込可
能範囲に制御した段階で、フォーカスサーボをオンとす
ると適正なフォーカス制御が実行される。つまり、フォ
ーカス引込可能範囲において図７（ｄ）のフォーカスゼ
ロクロス検出信号（ＦＺＣ信号，即ちフォーカスオン検
出信号）の立下り地点に対して対物レンズを制御するフ
ォーカスサーボ制御が実行される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図８は光ディスクや光
磁気ディスクを断面により概念的に示しており、１ａは
音声データ等が記録される信号面であり、１ｂは例えば
透明な樹脂等により形成される基板の表面を示してい
る。このようなディスク状記録媒体においては、信号面
１ａは反射面であり図の実線の矢印に示すように光が反
射するものであるが、破線の矢印に示すように基板表面
１ｂもある程度光を反射することが知られており、その
反射率は約８％程度とされている。なお、信号面１ａの
反射率は光ディスクと光磁気ディスクでは異なり、光デ
ィスクにおいては７０〜８０％程度、光磁気ディスクに
おいては１５〜２５％とされている。

【０００７】また図９（ａ）〜（ｅ）は、対物レンズの
ディスク盤面に対する距離と、これに対応して得られる
ＦＯＫ信号、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号（Ｅ
_F ）、ＦＺＣ信号を示している。例えば、ここで対物レ
ンズをディスク盤面より遠い位置から近付いていく方向
に移動させながらフォーカスサーチ動作を行ったとし
て、先ず対物レンズ３ａ₁で示されるように基板表面１
ｂに対して焦点が合う距離となると、前述のように基板
表面１ｂも反射率を有することから、この地点で図９
（ｃ）（ｄ）に示すようなＲＦ信号Ｒ_F およびフォーカ
スエラー信号Ｅ_F が得られる場合があることになる。そ
して、この際ＲＦ信号Ｒ_F がスレッショルド値Ｔｈをこ
えた場合には図９（ｂ）に示すようにここでＦＯＫ信号
が得られ、これにともないここでＦＺＣ信号も立ち下が
ることになる。そして、さらにディスク盤面に近づいて
対物レンズ３ａ₂ で示すように信号面１ａに対して焦点
が合った場合には、再び図（ｂ）〜（ｅ）に示すように
ＲＦ信号Ｒ_F およびフォーカスエラー信号Ｅ_F に基づき
ＦＯＫ信号、ＦＺＣ信号が得られることとなる。

【０００８】つまり、ディスクの基板表面がある程度の
反射率を有するために、本来反射面においてのみ得られ
るべきフォーカス引込可能範囲及びフォーカスオン等を
示す上記各種信号が、基板表面に焦点が合った場合にお
いても得られてしまう場合があることになる。このた
め、フォーカスサーチ動作において、例えば上記のよう
に対物レンズをディスク盤面から離れた位置から近接し
た方向に移動させて行ったとすると、反射面において得
られるよりも先に基板表面に焦点が合った時点でフォー
カス引込可能範囲及びフォーカスオン等を示す、いわゆ
る偽のＦＯＫ信号、ＦＺＣ信号等が得られてしまう可能
性が大きくなる。そして、このような場合には基板表面
に焦点を合わせるようにサーボループが閉じてしまうこ
とから、最悪、信号の読み取りが不可能になるという不
都合な状態に陥ることになる。特に、前述のように光磁
気ディスクは信号面の反射率が１５〜２５％で、基板表
面部の反射率８％と比較的近いため、信号面における反
射に基づいて適正にフォーカスサーボ制御を行うことが
可能なように各種ゲインを設定すると、それだけ基板表
面部にて得られる反射も検出しやすい状態となるため、
上記した誤動作の可能性は顕著となる。

【０００９】そこでこれを避けるために、上記のように
対物レンズをディスク盤面から離れた位置から近接した
方向に移動させてフォーカスサーチを行う場合には、最
初に得られたＦＯＫ信号、ＦＺＣ信号は無視して、２回
目に得られたＦＯＫ信号、ＦＺＣ信号に基づいてフォー
カスサーボをオンとする制御を行うようにしたものが知
られている。これにより、例えば図９の対物レンズ３ａ
₂ で示される適性位置にてフォーカスサーボがオンとさ
れることになる。

【００１０】ところが、上記のような方法ではディスク
の基板表面の状態等の条件によって、基板表面において
ＦＯＫ信号、ＦＺＣ信号が生成されるに足るレーザー光
の反射が得られなかったような場合には、次に信号面で
ＦＯＫ信号、ＦＺＣ信号が得られてもフォーカスサーボ
がここでオンとならないような状態となり、適正なフォ
ーカスサーボの制御が得られないような状態になる可能
性もある。また、ディスクの高さズレや面ぶれが著しい
ような場合には、２回目に得られたＦＯＫ信号、ＦＺＣ
信号も基板表面において得られたものとなる可能性が高
くなるなど、信頼性に欠けるという問題がある。

【００１１】そこで、他のフォーカスサーチ動作として
は、先ず対物レンズをディスク盤面に接触しないとされ
る距離まで強制的にディスクに対して近付け、この状態
から対物レンズをディスクから離れる方向に移動させて
いき、この移動の際において最初に得られたＦＯＫ信
号、ＦＺＣ信号に基づいてフォーカスサーボをオンとす
るという方法が知られている。この場合には、反射率の
高いディスクの信号面に基づくＦＯＫ信号、ＦＺＣ信号
が初めに得られるので、ほぼ確実に適正なフォーカスサ
ーボ制御に移行することができる。

【００１２】ところが、上記方法においては実際にフォ
ーカスサーチ動作が行われる前段階において、一旦対物
レンズをディスク盤面に近付ける動作が必要となる。フ
ォーカスサーチに要する時間はできるだけ短いことが好
ましいが、上記動作に要する時間がフォーカス引き込み
までの時間に含まれることになるため、結果としてフォ
ーカスサーチ完了までの時間を短縮することは困難であ
るという問題を有している。

【００１３】また、対物レンズをディスク盤面に近付け
る際に両者が衝突することを防ぐために、通常対物レン
ズの移動を規制するメカニカルなストッパ機構が設けら
れている。ところが、このようなストッパ機構は機械的
な構造であるために装置内においてある程度のスペース
を要することや、ストッパ機構による構成ではディスク
の接離方向における対物レンズの作動距離がディスクの
面ぶれ（例えば光磁気ディスクでは約±０．５ｍｍとさ
れる）よりも大きい必要があり、この作動距離を確保す
る分対物レンズの駆動機構部が大型化するため、装置の
薄型化、小型化が困難であるという問題を有している。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は上記した
問題点を解決するため、ディスクからの反射光量に基づ
いてフォーカスサーボ引き込み範囲を検出することので
きる第１の光量信号検出部と、対物レンズと同一の移動
が可能なように設けられ、ディスクからの反射光量に基
づいて、ディスク状記録媒体の信号面に対する相対距離
状態として、所定範囲を検出することができる第２の光
量信号検出部とを備えて光学ピックアップを構成するこ
ととした。

【００１５】また、ディスクからの反射光量に基づいて
フォーカスサーボ引き込み範囲を検出することのできる
第１の光量信号検出部と、対物レンズと同一の移動が可
能なように設けられ、ディスクからの反射光量に基づい
て、ディスク状記録媒体の信号面に対する相対距離状態
として、所定範囲を検出することができる第２の光量信
号検出部と、第１の光量信号検出部及び第２の光量信号
検出部の検出情報に基づいてフォーカス引き込み処理を
行うことのできる制御手段とを設けてフォーカスサーボ
装置を構成することとした。

【００１６】更に上記制御手段は、第２の光量信号検出
部の検出情報により上記所定範囲外とされた場合には、
対物レンズをディスクから離れる方向に移動させる制御
を行うように構成することとした。

【００１７】

【作用】上記構成によれば、第１と第２の光量信号検出
手段の検出情報に基づき、ディスクの信号面からの相対
距離状態が所定範囲内にある時にＦＯＫ信号が得られた
と判別された場合にフォーカスサーボをオンとすること
で、ディスクの信号面に対して適正にフォーカスサーボ
制御が行われることとなる。また、第２の光量信号検出
手段の検出情報により示される所定範囲外とされた場合
には対物レンズをディスクから離れる方向に移動させる
ように構成することで、メカニカルな対物レンズのスト
ッパ機構によらず、対物レンズとディスクの衝突を回避
することが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、図１〜図６により本発明の一実施例に
ついて説明する。図６は実施例のフォーカスサーボ装置
を備えた光磁気ディスク記録再生装置（ミニディスク記
録再生装置）のブロック図である。

【００１９】図６において、１は光磁気ディスク又は光
ディスクであり、ディスク１はスピンドルモータ２によ
り回転駆動される。３はディスク１に対して記録／再生
時にレーザ光を照射する光学ヘッドであり、光磁気ディ
スクに対して記録時には記録トラックをキュリー温度ま
で加熱するための高レベルのレーザ出力をなし、また再
生時には磁気カー効果により反射光からデータを検出す
るための比較的低レベルのレーザ出力をなす。

【００２０】なお、ディスク１がデータをＣＤと同様に
ピット形態で記録している光ディスクの場合は、光学ヘ
ッド３は磁気カー効果ではなくＣＤプレーヤの場合と同
様にピットの有無による反射光レベルの変化に応じて再
生ＲＦ信号を取り出すものである。もちろん光ディスク
に対しては後述する磁界記録動作は実行されない。

【００２１】このようにディスク１からのデータ読出動
作を行なうため、光学ヘッド３はレーザ出力手段として
のレーザダイオードや、偏向ビームスプリッタや対物レ
ンズ等からなる光学系、及び反射光を検出するためのデ
ィテクタが搭載されている。対物レンズ３ａは２軸機構
４によってディスク半径方向及びディスクに接離する方
向に変位可能に保持されており、また、光学ヘッド３全
体はスレッド機構５によりディスク半径方向に移動可能
とされている。

【００２２】更に本実施例の光学ヘッド３においては、
少なくともフォーカス方向（ディスクと接離する方向）
において対物レンズ３ａと同一の変位が可能なように設
けられたフォトインタラプタ４０が配される。そして、
このフォトインタラプタ４０から得られる光量信号Ｌ_S
はフォーカスサーボ装置（サーボ回路９）に供給され
て、ここで広範囲のフォーカス引き込み範囲を示すゲー
ト信号ＧＡＴＥを生成することとなるが、これについて
は後述する。

【００２３】また、６は供給されたデータによって変調
された磁界を光磁気ディスクに印加する磁気ヘッドを示
し、ディスク１を挟んで光学ヘッド３と対向する位置に
配置されている。

【００２４】再生動作によって、光学ヘッド３によりデ
ィスク１から検出された情報はＲＦアンプ７に供給され
る。ＲＦアンプ７は供給された情報の演算処理により、
再生ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエ
ラー信号、絶対位置情報（光磁気ディスク１にプリグル
ーブ（ウォブリンググルーブ）として記録されている絶
対位置情報）、アドレス情報、サブコード情報、フォー
カス情報（ＦＯＫ信号）等を抽出する。そして、抽出さ
れた再生ＲＦ信号はエンコーダ／デコーダ部８に供給さ
れる。また、トラッキングエラー信号、フォーカスエラ
ー信号はサーボ回路９に供給される。さらにＦＯＫ信号
はシステムコントローラ１１に供給される。

【００２５】サーボ回路９は供給されたトラッキングエ
ラー信号、フォーカスエラー信号や、システムコントロ
ーラ１１からのトラックジャンプ指令、シーク指令、回
転速度検出情報等により各種サーボ駆動信号を発生さ
せ、２軸機構４及びスレッド機構５を制御してフォーカ
ス及びトラッキング制御をなし、またスピンドルモータ
２を一定角速度（ＣＡＶ）又は一定線速度（ＣＬＶ）に
制御する。

【００２６】再生ＲＦ信号はエンコーダ／デコーダ部８
でＥＦＭ復調、ＣＩＲＣ等のデコード処理され、メモリ
コントローラ１２によって一旦バッファＲＡＭ１３に書
き込まれる。なお、光学ヘッド３による光磁気ディスク
１からのデータの読み取り及び光学ヘッド３からバッフ
ァＲＡＭ１３までの再生データの転送は1.41Mbit/secで
（間欠的に）行なわれる。

【００２７】バッファＲＡＭ１３に書き込まれたデータ
は、再生データの転送が0.3Mbit/sec となるタイミング
で読み出され、エンコーダ／デコーダ部１４に供給され
る。そして、音声圧縮処理に対するデコード処理等の再
生信号処理を施され、Ｄ／Ａ変換器１５によってアナロ
グ信号とされ、端子１６から所定の増幅回路部へ供給さ
れて再生出力される。例えばＬ，Ｒオーディオ信号とし
て出力される。

【００２８】このようにディスク１から読み出されたデ
ータを一旦バッファＲＡＭ１３に高速レートで間欠的に
書き込み、さらに低速レートで読み出して音声出力する
ことで、例えば一時的にトラッキングサーボが外れてデ
ィスク１からのデータ読出が不能になっても音声出力は
そのままとぎれることなく継続されるという、いわゆる
ショックプルーフ機能が実現される。

【００２９】アドレスデコーダ１０から出力される、プ
リグルーブ情報をデコードして得られた絶対位置情報、
又はデータとして記録されたアドレス情報はエンコーダ
／デコーダ部８を介してシステムコントローラ１１に供
給され、各種の制御動作に用いられる。

【００３０】ディスク（光磁気ディスク）１に対して記
録動作が実行される際には、端子１７に供給された記録
信号（アナログオーディオ信号）は、Ａ／Ｄ変換器１８
によってデジタルデータとされた後、エンコーダ／デコ
ーダ部１４に供給され、音声圧縮エンコード処理を施さ
れる。エンコーダ／デコーダ部１４によって圧縮された
記録データはメモリコントローラ１２によって一旦バッ
ファＲＡＭ１３に書き込まれ、また所定タイミングで読
み出されてエンコーダ／デコーダ部８に送られる。そし
てエンコーダ／デコーダ部８でＣＩＲＣエンコード、Ｅ
ＦＭ変調等のエンコード処理された後磁気ヘッド駆動回
路１５に供給される。

【００３１】磁気ヘッド駆動回路１５はエンコード処理
された記録データに応じて、磁気ヘッド６に磁気ヘッド
駆動信号を供給する。つまり、光磁気ディスク１に対し
て磁気ヘッド６によるＮ又はＳの磁界印加を実行させ
る。また、このときシステムコントローラ１１は光学ヘ
ッド３に対して、記録レベルのレーザ光を出力するよう
に制御信号を供給する。

【００３２】１９はユーザー操作に供されるキーが設け
られた操作入力部、２０は例えば液晶ディスプレイによ
って構成される表示部を示す。

【００３３】なお、光磁気ディスク１においては、楽曲
等のデータが記録されているエリアや未記録エリアを管
理するデータ等がＴＯＣ情報として記録されている。そ
して、ディスク１が装填された時点或は記録又は再生動
作の直前等において、システムコントローラ１１はスピ
ンドルモータ２及び光学ヘッド３を駆動させ、ディスク
１の例えば最内周側に設定されているＴＯＣ領域のデー
タを抽出させる。そして、ＲＦアンプ７、エンコーダ／
デコーダ部８を介してメモリコントローラ１２に供給さ
れたＴＯＣ情報はバッファＲＡＭ１３の所定の領域に蓄
えられ、以後そのディスク１に対する記録／再生動作の
制御に用いられる。

【００３４】このような記録再生装置に搭載される本実
施例のフォーカスサーボ装置について図３〜図５を参照
して説明する。図３は図６における光学ヘッド３、ＲＦ
アンプ７、サーボ回路９、及びシステムコントローラ１
１を抽出して詳しく示している。なお、図３においては
フォーカスサーボ装置としての構成部分のみを示し、ト
ラッキング、スレッド、スピンドルの各サーボ回路構成
は図示及び説明を省略する。

【００３５】先ず、図３に示すように、本実施例の光学
ヘッド３の２軸機構４においては、対物レンズ３ａと同
様の移動が可能なようにフォトインタラプタ４０が設け
られる。なお、このフォトインタラプタ４０において４
０ａはＬＥＤ等の発光素子を、４０ｂはフォトダイオー
ド等の受光素子を示している。

【００３６】ここで、図４及び図５を参照してフォトイ
ンタラプタ４０について説明する。図４は本実施例の光
学ヘッド３においてフォーカスアクチュエータを概念的
に示す図である。フォトインタラプタ４０は、例えばこ
の図に示すようにして取り付けられる。４ａは２軸機構
４においてディスクと接離する方向に対物レンズ３ａを
駆動するためのフォーカスアクチュエータであり、断面
により示している。このフォーカスアクチュエータ４ａ
においてＹはヨークを示し、このヨークＹの内壁側に設
けられているＭはマグネットを示す。またＢはボビンを
示し、このボビンＢに対して対物レンズ３ａ及びフォト
インタラプタ４０が固定して取り付けられている。な
お、この際の対物レンズ３ａとフォトインタラプタ４０
の固定位置は近接していることが好ましい。またボビン
Ｂの外壁側に巻回するようにして設けられているＬはコ
イルである。なお、この図において４１はビームスプリ
ッタ、４２、４５はコリメータレンズ、４３は解析格
子、４４はウォラストンプリズム、４６はマルチレンズ
を示し、ＲＤはレーザー光を出力するレーザーダイオー
ド、ＰＤはディスク１の反射光をビームスプリッタ４
１、ウォラストンプリズム４４、コリメータレンズ４
５、マルチレンズ４６を介して受けるフォトダイオード
である。

【００３７】つまり上記構成のフォーカスアクチュエー
タ４ａでは、コイルＬに供給される電流量や極性に応じ
てボビンＢが図に示す上下方法に駆動されることにな
る。これによりボビンＢに固定されている対物レンズ３
ａがボビンＢの動きに対応してディスク盤面と接離する
方向に移動するが、この際、フォトインタラプタ４０も
共にボビンＢに対して固定されていることから、このフ
ォトインタラプタ４０も対物レンズ３ａと同一の動きを
することとなる。そして、この際フォトインタラプタ４
０の発光素子４０ａから出力されたＬＥＤ光が、図の矢
印に示すようにディスク１の信号面１ａに反射し、この
反射光が受光素子４０ｂにて得られることになるが、こ
のとき受光素子４０ｂで得られた光量のレベル変化がフ
ォトインタラプタ４０の出力信号とされる。

【００３８】このフォトインタラプタ４０の出力は、例
えば図５（ａ）の曲線に示すような特性を有しており、
この図において縦軸には出力を、横軸にはフォトインタ
ラプタ４０と反射対象との距離を示している。なお、こ
こでいう出力は相対的なもので、発光素子側の発光量の
レベルを１００％としているのではなく、与えられた条
件において受光素子側の受光レベルが最大となる時の出
力を１００％としいている。フォトインタラプタ４０の
受光特性はこの図に示すように、ある所定の距離Ｄ_L に
おいてピーク（１００％）を示す曲線として得られるも
のである。

【００３９】そこで本実施例では、このような受光特性
に基づき、距離Ｄ_L が対物レンズ３ａとディスク盤面間
のジャストフォーカスとされる距離に相当するように設
定するものである。従って、図４に示すように取り付け
られたフォトインタラプタ４０の反射対象を光磁気ディ
スクの信号面とすると、図５（ｂ）の曲線に示すよう
に、フォトインタラプタ４０と信号面１ａとの距離がＤ
_L （対物レンズ３ａがディスク信号面に対しジャストフ
ォーカスとされる距離）となった際に、ピーク（１００
％）出力が得られることとなる。そして、このような本
実施例におけるフォトインタラプタ４０の特性は、例え
ば約２００μｍ〜５ｍｍ程度の範囲内において極大値を
有するものであり、したがって、前述の約１μｍ〜２０
０μｍの範囲において極大値が得られるＲＦ信号よりも
広い範囲で、対物レンズ３ａがディスク信号面に対しジ
ャストフォーカスとされる位置を含む所定の位置範囲を
示すことが可能となる。なお、図５（ｂ）の曲線におい
て距離Ｄ_L よりも近距離の地点で得られている小さな起
伏はディスクの基板表面にて反射した光に反応したもの
であるが、上記のようにフォトインタラプタ４０の特性
は広範囲においてピークを有するから、このような反応
は微小なものとなるため無視することができる。

【００４０】そして、上記のようにして得られるフォト
インタラプタ４０の出力は図３に示すように、光量レベ
ル信号Ｌ_S として比較器３９に供給され、ここで所定の
基準電圧Ｖ_ref2と比較される。これにより、比較器３９
からはＦＯＫ信号よりも広範囲で、対物レンズ３ａがデ
ィスク信号面に対しジャストフォーカスとされる位置を
含む位置範囲を示すゲート信号ＧＡＴＥを生成してシス
テムコントローラ１１に出力することが可能となる。

【００４１】また、図３に示す光学ヘッド３において
は、反射光を検出する４分割ディテクタ３ｂ（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ）及びサイドスポット用ディテクタ３ｃ（Ｅ，
Ｆ）、光磁気データ及びピットデータ検出用のディテク
タ３ｄ（Ｉ，Ｊ）が備えられ、それぞれ検出信号がＲＦ
ンプ７に供給される。ＲＦアンプ７においてはサイドス
ポット用ディテクタ３ｃからの検出信号（Ｅ，Ｆ）が用
いられてトラッキングエラー信号が生成される。フォー
カスエラー信号Ｅ_F は、ＲＦアンプ７において、４分割
ディテクタ３ｂの出力（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の演算処理
（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）が実行されて生成される。

【００４２】なお、ＲＦアンプ７においてＲＦ信号はデ
ィテクタ３ｄの出力（Ｉ，Ｊ）が用いられて生成され
る。即ち、光磁気データの場合はＩ−Ｊ、ピットデータ
の場合はＩ＋Ｊの処理によるデータが抽出される。さら
に、４分割ディテクタ３ｂの出力の演算処理（Ａ＋Ｂ＋
Ｃ＋Ｄ）により和信号が得られるが、前記図９で説明し
たＦＯＫ信号はこの和信号と所定のスレッショルド値の
比較処理によって生成されて、システムコントローラ１
１に供給される。

【００４３】フォーカスエラー信号Ｅ_F はサーボ回路９
において抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ を介して位相補償回路３０に供
給され、位相補償処理がなされる。そして、位相補償回
路３０の出力は抵抗Ｒ₃ を介して差動増幅回路３１を介
してフォーカスドライバ３２に供給される。そしてフォ
ーカスドライバ３２の出力がフォーカスドライブ信号と
して２軸機構４におけるフォーカスコイルに印加され
る。Ｒ₄ は差動増幅回路３１の帰還抵抗である。

【００４４】以上の信号ループがフォーカスサーボルー
プとされ、このループはスイッチＳＷ₁ がオフであると
きに機能して、フォーカスサーボ制御が実行されること
になる。スイッチＳＷ₁ がオンとなると、このフォーカ
スサーボのためのフィードバックループが開かれ、フォ
ーカスサーボ動作はオフとされる。

【００４５】また、フォーカスエラー信号Ｅ_F は比較器
３３に供給され、基準電圧Ｖ_ref1と比較されることによ
りＦＺＣ信号が生成され、システムコントローラ１１に
供給される。

【００４６】３４，３５は電流源回路であり、３４はフ
ォーカスサーチ動作において、対物レンズ３ａをディス
ク１の盤面に接近する方向に駆動（サーチアップ）する
ためのドライブ電流を出力する電流源回路、３５はフォ
ーカスサーチ動作において、対物レンズ３ａをディスク
１の盤面から離れる方向に駆動（サーチダウン）するた
めのドライブ電流を出力する電流源回路である。

【００４７】これらの電流源回路はそれぞれスイッチＳ
Ｗ₃ ，ＳＷ₄ を介して時定数コンデンサＣ₁ 及び時定数
抵抗Ｒ₇ からなる時定数回路に接続されている。またこ
の時定数回路の出力は差動増幅回路３８、抵抗Ｒ₆ ，Ｒ
₅ を介して差動増幅回路３１に供給されるようになされ
ており、スイッチＳＷ₂ がオフである期間は、電流源回
路３４，３５からのサーチドライブ電流がフォーカスド
ライバ３２を介して２軸機構４のフォーカスコイルに印
加されるようになされている。

【００４８】スイッチＳＷ₁ 〜ＳＷ₄ は、それぞれシス
テムコントローラ１１から供給されるスイッチ制御信号
Ｓ_SW1 〜Ｓ_SW4 によってオン／オフ制御される。

【００４９】本実施例のフォーカスサーボ装置として
は、図３に示したサーボ回路（フォーカスサーボ回路）
９とシステムコントローラ１１のフォーカスサーボ回路
に対する制御機能によって構成されるものである。

【００５０】そこで、上述してきた構成による本実施例
のフォーカスサーボ装置のフォーカスサーチ動作を、以
下、図１により説明する。図１（ａ）は対物レンズ３ａ
とディスク盤面との距離（即ちフォトインタラプタ４０
とディスク盤面との距離）を示している。即ち、本実施
例のフォーカスサーチ動作においては対物レンズ３ａを
ディスク盤面から離れた位置から近付く方向に移動させ
ていくものであり、対物レンズ３ａをいったんディスク
に接近するように引き上げる動作は行わない。そして、
以下の図１（ｂ）〜（ｈ）の波形図は、図１（ａ）の対
物レンズ３ａとディスク盤面との距離に対応して示され
ているものである。

【００５１】例えば、フォーカスサーチ動作は対物レン
ズ３ａがディスク盤面からある距離を隔てた地点Ｐ₀ か
ら開始されたとすると、この際、対物レンズ３ａからは
レーザー光が、また、フォトインタラプタ４０の発光素
子４０ａからは例えばＬＥＤ光が出力される状態とされ
る。そして、対物レンズ３ａ（及びフォトインタラプタ
４０）が徐々にディスク盤面に対して近付く過程におい
て、前述したようにディスク１の基板表面１ｂによるレ
ーザー光の反射が得られることとなる。そして、この対
物レンズ３ａの焦点が基板表面１ｂと一致する地点が図
に示す地点Ｐ₂ とすると、この地点Ｐ₂ の前後において
フォーカスエラー信号Ｅ_F は図１（ｄ）に示すように地
点Ｐ₂ でゼロクロスするＳ字が得られることとなる。こ
のとき、例えば図１（ｂ）に示すようにＲＦ信号が得ら
れ、これがスレッショルドレベルＴｈ₁ を越えたような
場合には、図１（ｃ）の区間Ｐ₁ 〜Ｐ₃ に示すように、
いわゆる偽のＦＯＫ信号が得られる。また、これに基づ
き図１（ｅ）に示すように地点Ｐ₂ において偽のＦＺＣ
信号が得られることとなる。

【００５２】そして、さらに対物レンズ３ａ（及びフォ
トインタラプタ４０）がディスク１の盤面に対して近付
くように駆動されていくと、次には対物レンズ３ａの焦
点がディスク１の信号面１ａに対して合う地点が得られ
ることとなり、この地点が例えば図に示す地点Ｐ₆ とさ
れる。この際、フォーカスエラー信号Ｅ_F は図１（ｄ）
に示すように地点Ｐ₆ でゼロクロスするＳ字が得られる
が、このとき図１（ａ）に示すように地点Ｐ₆ をピーク
とするＲＦ信号が得られ、このＲＦ信号が図のＰ₅ 〜Ｐ
₇ の区間においてスレッショルドレベルＴｈ₁ を越えた
とすると、図１（ｂ）に示すように、この区間Ｐ₅ 〜Ｐ
₇ においてＦＯＫ信号が得られることとなる。また、フ
ォーカスエラー信号Ｅ_F に基づき、図１（ｅ）に示すよ
うに地点Ｐ₆ においてＦＺＣ信号も得られる。

【００５３】また、この際フォトインタラプタ４０の出
力（光量信号Ｌ_S ）は、図５（ｂ）に示したように対物
レンズ３ａの焦点がディスク１の信号面１ａに対して合
う距離と一致した場合に最大の出力が得られるようにさ
れているため、図１（ｆ）に示すように地点Ｐ₆ におい
てピークとなる比較的ブロードな曲線として得られるこ
ととなる。そして、この光量信号Ｌ_S は比較器３９に入
力され、ここでスレッショルドレベルＴｈ₂ （＝基準電
圧Ｖ_ref2）を越えれば、その区間においてＨレベルのゲ
ート信号ＧＡＴＥが得られることになる。例えばこの図
においては、地点Ｐ₆ の前後である区間Ｐ₄ 〜Ｐ₈ にお
いてスレッショルドレベルＴｈ₂ を越えていることか
ら、この区間において、図１（ｇ）に示すようにゲート
信号ＧＡＴＥがＨレベルとなる。そして、前述のように
光量信号Ｌ_S は例えばＲＦ信号よりも広範囲において極
大値を有する特性であることに基づき、このようにＦＯ
Ｋ信号がＨレベルとされる区間Ｐ₅ 〜Ｐ₇ よりも広範囲
な区間Ｐ₄ 〜Ｐ₈ においてＨレベルのゲート信号ＧＡＴ
Ｅが得られることとなる。

【００５４】そして、システムコントローラ１１におい
ては、入力されているＦＯＫ信号と上記ゲート信号ＧＡ
ＴＥの論理積を求める処理を行っている。したがってこ
の場合には、このＦＯＫ信号とゲート信号ＧＡＴＥがＨ
レベルとされる区間、すなわち、対物レンズ３ａの焦点
がディスク１の信号面１ａに対して得られている際のＦ
ＯＫ信号がＨレベルとされている区間Ｐ₅ 〜Ｐ₇ におい
て、システムコントローラ１１内では図１（ｈ）に示す
ように、この論理積の演算結果としてＨレベルが得られ
ることとなる。

【００５５】システムコントローラ１１では、例えば上
記論理積としてＨレベルとされている期間中に、ＦＺＣ
信号が得られた時点においてスイッチ制御信号Ｓ_SW1 を
出力してスイッチＳＷ₁ をオフとし、フォーカスサーボ
ループを閉じるための制御を行うように構成されるもの
である。したがって、この図においては、図１（ｅ）の
地点Ｐ₆ においてフォーカスサーボがオンとされ、以降
は適正なフォーカスサーボ制御が実行されることとな
る。

【００５６】上述のようにフォーカスサーチ時の動作が
行われるように構成することで、対物レンズをディスク
１から離れた位置から近付ける方向に駆動させていって
も、対物レンズ３ａの焦点がディスク１の基板表面１ｂ
に対して得られる地点はパスされ、対物レンズ３ａの焦
点がディスク１の信号面１ａで得られた地点で確実にフ
ォーカスサーボループを閉じることが可能となり、ディ
スク１の基板表面１ｂに対して焦点があった状態でフォ
ーカスサーボループが閉じてしまうような誤動作を防ぐ
ことが可能となる。また、図１では最初に偽のＦＯＫ信
号が得られた場合について示しているが、基板表面１ｂ
に対して焦点があった際に偽のＦＯＫ信号が得られず、
最初に本来のＦＯＫ信号が得られたような場合も、フォ
ーカスサーボループをオンとするか否かは、ＦＯＫ信号
とゲート信号ＧＡＴＥの論理積に依っているため、常に
適性なフォーカス位置をサーチすることが可能である。
これにより、従来行われていたような対物レンズをいっ
たんディスクの盤面に近付ける動作を省略することが可
能となる。また、このような動作が省略されることから
従来設けられていたメカニカルな機構のストッパも省略
することが可能となる。

【００５７】そして、更に本実施例ではメカニカルなス
トッパ機構を用いることなく、フォトインタラプタ４０
の出力に基づいて得られるゲート信号ＧＡＴＥに基づい
て、不用意にディスク盤面と対物レンズが衝突するよう
なことを防ぐことができる。前述のように、例えばＲＦ
信号は約１μｍ〜２００μｍの比較的狭い範囲で極大値
を有するのに対して、フォトインタラプタ４０の出力は
２００μｍ〜５ｍｍに範囲で極大値を有する信号とされ
ることから、ＲＦ信号に基づいて得られるＦＯＫ信号に
より示されるフォーカス引き込み範囲と、フォトインタ
ラプタ４０の出力に基づいて得られるゲート信号ＧＡＴ
Ｅにより示される範囲を比較した場合、ゲート信号ＧＡ
ＴＥのほうがより広い範囲を示している。つまり、ゲー
ト信号ＧＡＴＥがＬレベルとされている場合にはＦＯＫ
信号により示されるフォーカス引き込み可能範囲を完全
に逸脱していると見なすことができる。

【００５８】これに基づき、例えばフォーカスサーボル
ープがオンとされフォーカスサーボが実行されている際
においては、何らか原因により対物レンズ３ａが大きく
移動して図１の区間Ｐ₄ 〜Ｐ₈ よりも外の範囲に位置
し、ゲート信号ＧＡＴＥがＨからＬレベルに変化したよ
うな場合には、フォーカス引き込み可能範囲から大きく
はずれディスク盤面と対物レンズ３ａが衝突する可能性
が大きくなるため、システムコントローラ１１は強制的
に対物レンズ３ａをディスク１の盤面から離す、例えば
図１の地点Ｐ₀ まで移動させるという処理を行うように
することが可能となる。なお、対物レンズ３ａが図１に
示す地点Ｐ₄ よりもディスク１から離れた状態でゲート
信号ＧＡＴＥがＨからＬレベルに変化した場合も、対物
レンズ３ａは例えば強制的にディスクから離れる方向に
移動させられることになるが、ゲート信号ＧＡＴＥがＬ
レベルとなった状態では、すでにフォーカス引き込み可
能範囲から大きくはずれているために、例えばこのよう
に対物レンズ３ａをディスク１から離した後、再度図１
にて説明したようにフォーカスサーチを行って復帰をは
かればよいので、特に問題にはならない。

【００５９】また、フォーカスサーチ時においては次の
ようにして対物レンズ３ａがディスク１に衝突しないよ
うに制御することが可能とされる。この場合、対物レン
ズ３ａはディスク１から離れた位置から近付いていく方
向に移動するので、ゲート信号ＧＡＴＥは図１（ｇ）に
示すように先ずＬレベルが示される。そして、この間は
システムコントローラ１１は対物レンズ３ａをディスク
１に対して近付く方向に駆動するための制御を継続す
る。そして、対物レンズ３ａとディスク１の信号面の距
離がほぼ適正となると、図１（ｇ）の区間Ｐ₄ 〜Ｐ₈ に
示すようにゲート信号ＧＡＴＥがＨレベルに変化するこ
ととなるが、この区間Ｐ₄ 〜Ｐ₈ において何らかの原因
によりフォーカスサーボループがオンとされずに、更に
対物レンズ３ａがディスク１に近付くように駆動されて
地点Ｐ₈ を越えた場合には、ここで再びゲート信号ＧＡ
ＴＥがＬレベルに変化する。そして、システムコントロ
ーラ１１ではこのＬレベルが再び得られた場合に、対物
レンズ３ａを強制的にディスク１から離れる方向に移動
させるよう制御を行う。すなわち、フォーカスサーチ時
においては、ゲート信号ＧＡＴＥがＬ→Ｈ→Ｌの変化を
示した場合に対物レンズ３ａをディスクから遠ざける動
作が実行されるように構成するものである。このように
して、フォーカスサーボ時およびフォーカスサーチ時に
おいて対物レンズ３ａがディスク盤面に衝突する事故を
防ぐことができる。

【００６０】そこで、上記動作時におけるシステムコン
トローラ１１の処理動作について図２のフローチャート
を参照して説明する。このルーチンにおいてはシステム
コントローラ１１は、先ずフォーカス制御モードが現在
フォーカスサーボとされているか、あるいはフォーカス
サーチとされているかどうかを判別する（F101) 。そこ
で、ステップF101でフォーカスサーボが行われていると
判別された場合には、ステップF102に進み、ゲート信号
ＧＡＴＥがＬレベルに変化したかどうかを判別すること
になる。ここで、ゲート信号ＧＡＴＥがＬレベルへの変
化を示さない、即ちＨレベルの状態が維持されている場
合には、例えばメインのルーチンに戻り所要の処理を行
うものとされるが、ゲート信号ＧＡＴＥがＬレベルに変
化した場合にはステップF104に進み、対物レンズ３ａを
ディスク１から強制的に離すように移動させる処理を行
った後、メインのルーチンに戻ることとなる。この際
の、対物レンズ３ａをディスク１から離すための具体的
処理としては、システムコントローラ１１は例えば図３
に示すスイッチＳＷ₁ をオンとしてフォーカスサーボル
ープを開くと共に、スイッチＳＷ₂ をオフとしてフォー
カスサーチに相当する動作状態とする。そして、スイッ
チＳＷ₄ をオンとしてフォーカスドライバ３を介して電
流源回路３５よりサーチダウンのためのドライブ電流が
フォーカスアクチュエータに対して供給されるようにす
ることにより実現される。

【００６１】また、ステップF101で現在フォーカスサー
チであるとされた場合には、ステップF103に進み、フォ
ーカスサーチ時における現在までのゲート信号ＧＡＴＥ
の信号変化がＬ→Ｈ→Ｌを示したかどうかが判別され
る。ここで、ゲート信号ＧＡＴＥがＬ→Ｈ→Ｌの変化を
示していなければ、例えばメインのルーチンに戻り、こ
の場合にはフォーカスサーチ制御を継続する等の所要の
処理を行う。一方、ここでゲート信号ＧＡＴＥがＬ→Ｈ
→Ｌの変化を示したのであれば、ステップF104に進み対
物レンズ３ａをディスク１から離すように移動させた
後、メインのルーチンに戻ることとなる。本実施例のフ
ォーカスサーチでは、例えば図３の各スイッチの動作は
スイッチＳＷ₂ はオフ状態で、かつ、ＳＷ₃ がオンとさ
れてサーチアップのドライブ電流が出力されている状態
とされるから、この場合には、スイッチＳＷ₃ をオフに
切換えるとともに、スイッチＳＷ₄ をオンとすることに
より対物レンズ３ａがディスク１から離れる方向に移動
する動作が実現される。

【００６２】なお、上記実施例はミニディスク記録再生
装置に搭載した光学ピックアップ及びフォーカスサーボ
装置としたが、本発明の光学ピックアップ及びフォーカ
スサーボ装置はこれに限定されず、ＣＤその他のディス
ク状記録媒体に対応する記録装置、再生装置において適
用できる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光学ピック
アップ及びフォーカスサーボ装置は、通常のフォーカス
引込み範囲を示すことのできる第１の光量検出手段に加
え、フォトインタラプタ等によりディスク信号面からの
所定の距離状態を示すことのできる第２の光量検出手段
の検出情報に基づいてフォーカス引き込み制御を行うこ
とが可能なようにしたことで、ディスクの基板表面で得
られてしまう光反射による偽のフォーカス引き込み情報
を無視して、確実にディスクの信号面に対物レンズの焦
点が合った地点でフォーカスサーボをかけることが可能
となった。このため、ディスクから離れた位置から近付
いていく方向に対物レンズを直ちに駆動させてフォーカ
スサーチを行うことが可能となるため、従来のように、
一旦対物レンズをディスクに近づける動作を省略するこ
とができ、この結果フォーカスサーチに要する時間を短
縮させることができるという効果を有している。またこ
れにより、メカニカルな対物レンズのストッパ機構を設
ける必要がなくなることから、装置の小型化、薄型化を
図ることが容易となるという効果を有している。

【００６４】また、第２の光量検出手段の検出情報を利
用して、フォーカス引き込み範囲外に対物レンズが位置
したとされた場合には、ディスクと衝突しないように対
物レンズを引き下げる制御を行うことが可能となるた
め、この場合にもメカニカルな対物レンズのストッパ機
構は必要とされず、同様に装置の小型化、薄型化に有効
であり、またソフトウェアによりこの処理が実現できる
のでコストを抑制できるという効果も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフォーカスサーボ装置の実施例におけ
るフォーカスサーチ動作を示す波形図である。

【図２】実施例のフォーカスサーチ動作のフローチャー
トである。

【図３】実施例のフォーカスサーボ装置の実施例の構成
図である。

【図４】実施例の光学ピックアップにおいてフォトイン
タラプタの固定状態を示す説明図である。

【図５】実施例のフォトインタラプタの出力特性を示す
曲線である。

【図６】実施例のフォーカスサーボ装置を備えた記録再
生装置のブロック図である。

【図７】フォーカスサーチ動作の説明図である。

【図８】ディスク上記録媒体の光の反射状態を示す説明
図である。

【図９】従来のフォーカスサーチ動作の説明図である。

【符号の説明】

１ディスク３光学ヘッド３ａ対物レンズ４２軸機構７ＲＦアンプ９サーボ回路１１システムコントローラ３１，３８差動増幅回路３２フォーカスドライバ３３，３９比較器３４，３５電流源回路４０フォトインタラプタＳＷ₁ ，ＳＷ₂ ，ＳＷ₃ ，ＳＷ₄ スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク状記録媒体からの反射光量に基
づいてフォーカスサーボ引き込み範囲を検出することの
できる第１の光量信号検出手段と、光軸方向における対物レンズと同一の移動が可能なよう
に設けられ、ディスク状記録媒体からの反射光量に基づ
いて、ディスク状記録媒体の信号面に対する相対距離状
態として、所定範囲を検出することができる第２の光量
信号検出手段とを備えていることを特徴とする光学ピッ
クアップ。
【請求項２】ディスク状記録媒体からの反射光量に基
づいてフォーカスサーボ引き込み範囲を検出することの
できる第１の光量信号検出手段と、光軸方向における対物レンズと同一の移動が可能なよう
に設けられ、ディスク状記録媒体からの反射光量に基づ
いて、ディスク状記録媒体の信号面に対する相対距離状
態として、所定範囲を検出することができる第２の光量
信号検出手段と、前記第１の光量信号検出手段及び第２の光量信号検出手
段の検出情報に基づいてフォーカス引き込み処理を行う
ことのできる制御手段と、を設けたことを特徴とするフォーカスサーボ装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記第２の光量信号検
出手段の検出情報により前記所定範囲外とされた場合に
は、前記対物レンズを前記ディスク状記録媒体から離れ
る方向に移動させるように構成されたことを特徴とする
請求項２に記載のフォーカスサーボ装置。