JP2003091833A

JP2003091833A - フォーカス引き込み方法及び光ディスク装置

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Publication number: JP2003091833A
Application number: JP2001281166A
Authority: JP
Inventors: Makoto Asakura; 誠朝倉; Tatsuji Ashitani; 達治芦谷; Hiroshi Takahashi; 博高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-03-28
Anticipated expiration: 2021-09-17
Also published as: JP3725457B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レンズとディスクとの衝突を回避しながら、
フォーカス誤差検出範囲へのサーチ処理を行ない、かつ
その際の突入速度が引込みサーボ可能な速度となるよう
にフォーカス誤差検出範囲へのサーチ処理を行うことが
できるフォーカス引き込み方法を提供することを目的と
する。【解決手段】光ディスク（１）に対して対物レンズ
（３１）を合焦位置よりも遠ざけた状態において前記光
ディスクの回転による上下動を非接触センサ（７）によ
り検出し、前記非接触センサの検出結果に基づいて前記
光ディスクの前記上下動に前記対物レンズを同期させつ
つ前記対物レンズを前記光ディスクに接近させながら戻
り光によるフォーカス誤差の検出を試みる光ディスク装
置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォーカス引き込
み方法及び光ディスク装置に関し、より詳細には、対物
レンズで集光したレーザ光を光ディスクに照射して情報
の記録や再生を開始するに先だって、光ディスクからの
戻り光によるフォーカスサーボ処理を円滑に開始するた
めのフォーカス引き込み方法及びこの方法を用いた光デ
ィスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビームを照射して情報の記録や再生を
行う光ディスクは、大容量で高速アクセスが可能であ
り、さらに媒体可搬性も兼ね備えているため、音声、画
像、計算機データなどの各種ファイルに実用化されてお
り、今後もその発展が期待されている。このような光デ
ィスクに対して情報の記録・再生を行うためには、光ビ
ームをその記録ビットのサイズに収束させてディスクに
照射する必要がある。しかし、光ディスクの記録密度の
増大に対応して、それに情報の記録・再生を行う光ディ
スク装置のフォーカス機構にも技術的な改良が必要とさ
れている。

【０００３】フォーカスサーボ引込み方式の従来技術に
ついて、図９及び図１０を参照しつつ説明する。

【０００４】図９は、従来の光ディスク装置のドライブ
制御系の構成をフォーカス方向に限定して表した概略図
である。すなわち同図においては、簡単のために信号記
録／再生系やトラック送り方向の駆動系に関しては省略
した。

【０００５】「フォーカスサーボ」とは、対物レンズ３
１から入射レーザ光が、光ディスク（ディスク状の光記
録媒体）１の図示しない記録面上に焦点を結ぶように、
対物レンズ３１をレンズアクチュエータ３２で上下動さ
せる制御処理を言う。

【０００６】光ディスク１は、スピンドルモータ２にチ
ャックされて回転するが、ディスク面の反りや、チャッ
ク時のディスクの傾斜等があるため、対物レンズ３１か
ら見た時に、追従すべき対象点は上下動する。従って、
対物レンズ３１もこの上下動に追従するようにサーボ動
作する必要がある。なお、対物レンズ３１は、後述する
光ヘッド３内に設けられていて、図示しないトラック方
向送り系可動部（以下、「キャリジ」と呼ぶ）と共にト
ラック方向に移動可能とされている。

【０００７】またここで、光ヘッド３は、フォーカスサ
ーボにより対物レンズ３１がディスク１の上下動に追従
して上下動する際に、その内包するレンズアクチュエー
タ駆動変位が平均零、すなわち、駆動中心まわりでほぼ
動作するように、設計され取り付けられている。レンズ
アクチュエータ３２の駆動変位が大きくＤＣオフセット
した状態で追従動作すると、レンズアクチュエータ３２
の駆動特性が劣化したり、光学検出オフセットが生じ
て、その結果として、真の残留フォーカス誤差が大きく
なるためである。

【０００８】次に、光ヘッド３内の構成を説明する。

【０００９】光ディスク１に対する記録・再生時に使用
するレーザ光の光源は通常は半導体レーザ３４であり、
コリメートレンズ３５により平行光とされて、ハーフミ
ラー３６および立ち上げミラー３３を介して対物レンズ
３１に入射する。そして、光ディスク１の中の反射コー
トを施した記録層に集光され、ここからの反射光が記録
層に格納された信号情報を含んだ戻り光となって、再び
対物レンズ３１に入射する。

【００１０】この戻り光は、対物レンズ３１、立ち上げ
ミラー３３、ハーフミラ３６の順に経由し、検出光学系
側（３７、３８、３９側）に導入される。

【００１１】フォーカス関連の検出光学系側は、集光レ
ンズ３７、シリンドリカルレンズ３８及び４分割光検出
器３９からなる非点収差光学系で構成される。この時、
４分割光検出器３９への投影戻り光スポットの形状は、
焦点時に円形、近すぎると縦長楕円、遠すぎると横長楕
円の如く変形するので、これを使ってフォーカス誤差を
検出できる。

【００１２】図１０は、図９の構成に対応する電気信号
処理系の構成を表すブロック図である。

【００１３】光検出器３９から出力される４つの素子電
流は、和差処理ＰＤアンプ３９０に入力され、差信号Ｆ
sub及び和信号Ｆaddとして電圧変換される。より詳しく
は、４分割された素子のうちの対角の素子和をＩ／Ｖ変
換アンプで電圧変換し、この差を増幅してＦsub出力を
生成し、この和を増幅してＦadd出力を生成する。

【００１４】実際のフォーカス誤差に対する和信号Ｆad
d及び差信号Ｆsubの出力関係は、例えば図６に表した如
くである。この図から分かるように、差信号Ｆsubは、
フォーカス誤差に対し合焦点近傍においてのみ比例関係
を保っていて、これを超えると再び信号が減少する、い
わゆる「Ｓ字特性」を有する。

【００１５】図１０に表したように、これら差信号Ｆsu
b及び和信号Ｆaddは、制御処理器５に入力される。

【００１６】フォーカスサーボ時には、制御モード切替
えスイッチ５４は、フォーカスサーボ制御器５１側の信
号をレンズ駆動信号Ｆdrvとして出力し、この出力が、
Ｖ／Ｉアンプ３２０で、励磁電流に変換されて、レンズ
アクチュエータ３２のコイルで磁界発生し、対物レンズ
３１が駆動される。すなわち、Ｆsub信号をフォーカス
サーボ制御器５１で位相進み遅れ補償して、レンズ駆動
する閉ループ構成になって、Ｆsub信号が零になるよう
にサーボされる。

【００１７】次に、フォーカス引込み処理について説明
する。図６のように、４分割ＰＤの差信号Ｆsubは、フ
ォーカス誤差に対してＳ字特性を有するため、フォーカ
ス誤差信号（以下「ＦＥ」と略す）として使用できる範
囲は、合焦点近傍に限られる。つまり、フォーカス誤差
がＦＥ検出レンジ内に無いと、先のフォーカスサーボル
ープは構成できない。

【００１８】そこで、「フォーカスサーチ」と呼ばれる
オープンループの対物レンズ駆動によって、ＦＥ検出レ
ンジ内に導く処理をする。図１０において、フォーカス
サーチ駆動指令生成部５２が、その対物レンズのオープ
ン駆動指令を出力する部位である。実際には、フォーカ
スサーチ駆動指令生成部５２は、後述する状態判定処理
に従って、緩やかな離反／近接指令を生成する。この
時、制御モード切替え判定部５３は、フォーカスサーチ
モードを出力していて、制御モード切替えスイッチ５４
は、フォーカスサーチ駆動指令生成部５２をレンズ駆動
信号Ｆdrvとして出力する。

【００１９】サーチ処理にはいくつかの方式があるが、
典型的には、以下のような処理がなされる。

【００２０】図１１は、サーチ処理の典型例を表す模式
図である。すなわち、同図は、ディスク振幅を簡単のた
め単純な正弦波として、対物レンズのサーチ動作をさせ
た際の、レンズ焦点位置及びそこからＷＤ（working di
stance：合焦時のレンズ表面とディスク表面との距
離））相当離れたレンズ位置の関係を表したものであ
る。

【００２１】まず、同図（ａ）に表したように、初期の
レンズ焦点位置は、レンズアクチュエータ３２のほぼ中
立位置周りでサーボできるように光ヘッドが設置されて
いるため、ディスク振幅中心にある。

【００２２】この例のサーチ動作では、初期モードがフ
ォーカスサーチ離反モードで、フォーカスサーチ駆動指
令生成部５２は、ここから対物レンズをディスク離反方
向に駆動する指令を出力する。これにより、対物レンズ
は緩やかに離反方向に動作して、同図のＡ点において焦
点位置がディスク位置を横切と、すなわちＦＥ検出レン
ジを横断すると、図６に表したＳ字特性にしたがったＦ
sub信号パルスが現れる。制御モード切替え判定部５３
は、常にＦsub信号をモニタしていて、ＦＥ検出レンジ
横断を検出すると今度はフォーカスサーチ近接モードに
切替える。なお、制御モード切替え判定部５３は、ＦＥ
検出レンジ横断のみならず、一定時間ＦＥ検出レンジ横
断が検出されない場合も、近接モードへの切替え処理を
実施する。

【００２３】フォーカスサーチ近接モードに切り替わる
と、制御モード切替えスイッチ５４は、フォーカスサー
チモードのままで状態変化しないが、フォーカスサーチ
駆動指令生成部５２は、対物レンズをディスクに対して
接近させる方向に駆動する指令に切替わる。これによ
り、対物レンズ３１の駆動方向が変り、緩やかにレンズ
を近接させる動作をはじめる。

【００２４】そして、Ｂ点において焦点位置がディスク
位置を再度横切り、すなわち、次のＦＥ検出レンジに到
達すると、フォーカスサーボモードに切換えられる。つ
まり、フォーカスサーチ近接モードで、和信号Ｆaddが
十分大きく、かつ、Ｆsub信号絶対値が十分小さくなる
と、図６の特性からフォーカス誤差がＦＥ検出レンジ内
にあると判断できるので、制御モード切替え判定部５３
は、制御モード切替えスイッチ５４をフォーカスサーボ
モードへ切換え、フォーカスサーチ処理から、上記説明
のフォーカスサーボ状態に切り替わる。

【００２５】すなわち、制御モード切替え判定部５３
は、Ｆadd及びＦsub情報から、どのような制御処理を行
うかの判定処理を行う。この判定結果が制御モードｍｏ
ｄｅとして出力される。制御モードは、サーチモードと
サーボモードであるが、サーチモードはさらに幾つかに
分かれ、そのサーチモード情報により、フォーカスサー
チ駆動指令生成部５２は指令出力方式を切替える。ま
た、サーチ／サーボ切替えスイッチ５４も、サーチかサ
ーボかに応じて、２入力のどちらを出力とするかを切替
える。

【００２６】以上説明した一連の処理が、基本的なフォ
ーカス引込み処理である。

【００２７】以上説明したように、一般の光ディスク装
置は、対物レンズ３１がディスクに合焦するように引込
み処理されて、フォーカスサーボされる。

【００２８】しかしながら、このような従来のフォーカ
ス引込み処理には、対物レンズのＷＤが十分に大きく、
かつ、ＦＥ検出レンジが十分に大きいという前提条件が
必要であった。これは、ＷＤが小さくＦＥ検出レンジも
小さくなると、対物レンズとディスク表面とが衝突し、
ディスクやレンズ系に傷をつける危険があるからであ
る。

【００２９】以下、従来フォーカス引込み処理におい
て、対物レンズＷＤを十分に大きく、且つＦＥ検出レン
ジも十分に大きくしなければならない理由について説明
する。

【００３０】（理由１：ディスクの上下動）まず、第１
の理由として、図１１を参照しつつ、ディスクの上下動
の幅と対物レンズのＷＤとの関係について説明する。上
述した引込み処理のシーケンスは、図１１（ａ）のパタ
ーンに対応したものであった。

【００３１】しかし、実際の引込み開始タイミングは、
ディスク上下動の様々な位相に応じて変化する。この
際、対物レンズのＷＤ（ここでは、レンズ位置と焦点位
置間距離）の大きさが、接触の危険を回避できるかのポ
イントになる。

【００３２】すなわち、図１１（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）に表したパターンでは、焦点位置よりほぼＷＤ相
当だけ離れた位置にある対物レンズはディスクとは干渉
しない。しかし、図１１（ｄ）に表したパターンの場
合、ディスク位置と対物レンズ位置とがＣ点において交
差しており、衝突が発生することが分かる。これは対物
レンズのＷＤが十分な大きさを持たないためである。図
１１に例示した具体例よりも更にＷＤを小さくすると、
（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に表したパターンの場合に
も、ディスクとレンズとの干渉が発生するのは明らかで
ある。

【００３３】また、図１１においては、ディスクが正弦
波上の振動をしている場合を例示したが、実際には回転
周期の高調波成分も含む複雑な振動をするので、この点
からも干渉回避するＷＤは大きく取らねばならない。

【００３４】（理由２：レンズ側の振動）一方、フォー
カスサーボをかけていない状態でのレンズ／ディスク間
距離の変動の要因は、ディスク回転によるディスク表面
の上下動には限らない。すなわち、キャリジ部に加わる
外乱振動による対物レンズの上下動もその要因になる。
サーチ動作時は、ＦＢサーボ時のように制御的に剛性を
高める処理ができないため、対物レンズはレンズアクチ
ュエータ３２の柔軟ワイヤ等の支持剛性で支持されてい
る。このため、スピンドル回転に伴うキャリジ加速度振
動等によっても容易に対物レンズ３１の上下動が生ず
る。つまり、対物レンズ３１の上下動分のマージンを、
ディスク上下動分のマージンに加えてＷＤを設定しなけ
れば、干渉を回避できない。

【００３５】実際には、ディスク上下動をプラスマイナ
ス０．５ｍｍ程度見込み、レンズ側外乱振動も同程度に
見込んで、ＷＤを１ｍｍ程度に設定しているのが現状で
ある。

【００３６】（理由３：引込み失敗）以上説明した理由
から、対物レンズ３１のＷＤは十分に大きく取らなけれ
ばならないが、さらにまた、対物レンズ３１のＷＤを十
分大きく設定しなければならない他の理由として、レン
ズアクチュエータ３２の発生力不足により引込み失敗し
た場合の暴走対策を挙げることができる。以下、この引
込み失敗がなぜ発生するのかを説明する。

【００３７】フォーカスサーボ処理は、ディスク／レン
ズ間距離を合焦状態に保つ制御を行うが、別の見方をす
れば相対速度を零にする制御処理ともいえる。つまり、
サーボ切換え時のディスク／レンズ相対速度（以下、
「突入速度」と呼ぶ）を、レンズアクチュエータ３２の
発生力で減速させる処理になる。しかし、突入速度が大
きすぎると、レンズアクチュエータ３２の最大の発生力
で減速させてもＦＥ検出レンジ内で減速しきれず、検出
レンジを外れて暴走する事態が生ずる。つまり、フォー
カスサーボ処理で引込み可能な突入速度の上限が、ＦＥ
検出レンジに依存して存在することになる。

【００３８】以下、図１２を参照しつつ、この引き込み
失敗について説明する。

【００３９】すなわち、図１２（ａ）は、ＦＥ検出レン
ジ（横軸）と引込み可能限界突入速度（縦軸）との関係
を表しすグラフ図である。同グラフの実線は、単純な最
大減速（４００ｍ／秒^２）でＦＥ検出レンジを越えな
い突入速度の限界を表したものである。また、＋印はフ
ォーカスサーボ処理で電流指令を無限発生可能とした場
合の引込み限界を表し、○印はフォーカスサーボ処理で
電流リミットにより駆動指令が最大減速（４００ｍ／秒
^２）内に制限される場合の引込み限界突入速度をプロ
ットしたものである。ＦＥ検出レンジが小さくなると、
いずれの場合も、それに対応して突入速度限界が低下す
るのが分かる。

【００４０】また、図１２（ｂ）及び（ｃ）は、ＦＥ検
出レンジがプラスマイナス２．５μｍ（図１２（ａ）の
５μｍＰＰに相当する）での最大減速（４００ｍ／秒
^２）制限付きフォーカスサーボ処理での引込み応答で
ある。

【００４１】同図（ｂ）に表した突入速度１０ｍｍ／秒
の場合は、サーボ開始後急激に減速し、ＦＥ検出レンジ
を超えることなく引込めているが、同図（ｃ）に表した
突入速度３０ｍｍ／秒の場合は、一旦ＦＥ検出レンジを
超え、再び、ＦＥ検出レンジに引き戻すが、慣性が付き
過ぎていて逆方向に飛び出して引込み失敗が発生してい
る。図示しないが、突入速度が更に大きいと、そのまま
減速しきれずに飛び出す失敗パターンになる。

【００４２】以上詳述したように、フォーカスサーボ処
理切換えで安全に引込めるのは、その突入速度がＦＥ検
出レンジに依存した突入速度限界内にある場合である。
通常の光ディスクの場合は、ＦＥ検出レンジが２０μｍ
ＰＰ以上と大きいため、規格外の劣悪な歪みを持つ光デ
ィスクか、かなりの高速回転状態でのフォーカス引込み
でない限り、突入速度限界を超えることはない。しか
し、高密度２層ディスクなどにおいてＦＥ検出レンジが
５μｍＰＰ程度に制限される場合は、通常の回転速度で
も、容易に突入速度を超える危険が生ずる。

【００４３】すなわち、従来のフォーカス引込み処理で
安全な引込みができるのは、対物レンズＷＤが十分に大
きく、かつ、ＦＥ検出レンジが十分に大きい場合に限ら
れ、ＷＤを狭く、ＦＥ検出レンジも狭くした状態では、
対物レンズとディスク表面とが衝突し、ディスクやレン
ズ系に傷をつける危険があった。

【００４４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、光ディスクを
用いた外部記憶装置に対する大容量化・小型化・薄型化
の要請から、対物レンズでレーザ光を集光して光ディス
クに照射する方式を採用する装置についても、改良が必
要とされている。

【００４５】そして、装置の薄型化を図るには、対物レ
ンズのＷＤを小さくすることが最も効果的である。何故
ならば、対物レンズＷＤを小さくすると、単純にディス
ク／レンズ間距離を縮めるだけではなく、レンズ口径の
小型化、立ち上げミラー径の小型化が可能となり、ＷＤ
それ自体の短縮量よりも遥かに大きな薄型化が可能とな
るからである。

【００４６】また、大容量化や小型化を図るには、次世
代、次々世代の高密度光ディスクに対しても確実な記
録、再生を確保しなければならない。記録高密度化に対
応するためには解像限界を上げる必要があり、このため
には、対物レンズのＮＡ（開口数）を大きくする必要が
ある。その結果として、ＷＤは極めて狭くなり、ＦＥ検
出レンジが極めて小さくなる。

【００４７】一例を挙げると、現状のＤＶＤシステムの
場合には、用いる対物レンズのＮＡは０．６で、ＷＤは
およそ１ｍｍであるが、次世代の追加型システムにおい
ては、対物レンズのＮＡは０．８５に拡大され、ＷＤは
およそ０．１ｍｍまで縮小される。

【００４８】ここで補足すると、高ＮＡでＷＤを大きく
取ると対物レンズの口径が大きくなり、対物レンズの重
量が増加して、十分な駆動力を確保するレンズ駆動系を
作れなくなる。このため、高ＮＡ化すると狭ＷＤが必要
になるのである。また一方、高ＮＡレンズは焦点深度も
短く、フォーカス許容誤差を小さくしなければならない
が、十分な誤差検出分解能を確保するにはＦＥ検出レン
ジを小さくする必要が生ずる。

【００４９】以上説明したように、今後の高記録密度の
光ディスク装置では、ＷＤが狭くＦＥ検出レンジも狭い
条件でも、対物レンズ／ディスク間衝突の起きないフォ
ーカス引込み技術が必要とされている。

【００５０】本発明は、かかる課題の認識に基づいてな
されたものである。すなわち、その目的は、レンズとデ
ィスクとの衝突を回避しながら、フォーカス誤差検出範
囲へのサーチ処理を行ない、かつその際の突入速度が引
込みサーボ可能な速度となるようにフォーカス誤差検出
範囲へのサーチ処理を行うことができるフォーカス引き
込み方法を提供することにある。

【００５１】さらに、この方法により、小型薄型の光学
ヘッドや、次世代高密度用狭ＷＤの光ヘッドの採用を可
能にし、薄型化・大容量化・小型化をはかった光ディス
ク装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、少なくともキャリジ（トラック
方向粗動系の可動部）に対するディスク上下動振動の速
度検出が可能な非接触センサを設け、対物レンズのフォ
ーカス方向運動がこのディスク速度とほぼ同様な運動を
しながら、徐々に近接していくように、フォーカスアク
チュエータを駆動させる構成とする。

【００５２】すなわち、本発明のフォーカス引き込み方
法は、対物レンズを介して光ディスクに照射された光の
前記光ディスクからの戻り光によりフォーカス誤差を検
出し、フォーカス引き込みを行うフォーカス引き込み方
法であって、前記光ディスクに対して前記対物レンズを
合焦位置よりも遠ざけた状態におく工程と、前記光ディ
スクを回転させ、その回転による上下動を非接触センサ
により検出する工程と、前記非接触センサの検出結果に
基づいて前記光ディスクの前記上下動に前記対物レンズ
を同期させつつ前記対物レンズを前記光ディスクに接近
させながら前記戻り光によるフォーカス誤差の検出を行
う工程と、を備えたことを特徴とする。

【００５３】上記構成によれば、戻り光によるフォーカ
ス誤差の検出可能な範囲が極めて狭いような場合でも、
引き込み前の対物レンズと光ディスクとの衝突を防止
し、且つ確実にフォーカス引き込みを完了することがで
きる。

【００５４】その結果として、対物レンズの開口数が大
きく、ＷＤも小さいような高密度記録の光ディスクに対
しても安定したフォーカス制御が可能となる。

【００５５】一方、本発明の光ディスク装置は、対物レ
ンズを介して光ディスクに照射された光の前記光ディス
クからの戻り光によりフォーカス誤差を検出する光ディ
スク装置であって、前記光ディスクの回転による上下動
を前記光ディスクに対して前記対物レンズを合焦位置よ
りも遠ざけた状態において非接触センサにより検出し、
前記非接触センサの検出結果に基づいて前記対物レンズ
を前記上下動に前記対物レンズを同期させつつ前記光デ
ィスクに接近させながら戻り光によるフォーカス誤差の
検出を試みることを特徴とする。

【００５６】上記構成によっても、戻り光によるフォー
カス誤差の検出可能な範囲が極めて狭いような場合で
も、引き込み前の対物レンズと光ディスクとの衝突を防
止し、且つ確実にフォーカス引き込みを完了することが
できる。

【００５７】その結果として、対物レンズの開口数が大
きく、ＷＤも小さいような高密度記録の光ディスクに対
しても安定したフォーカス制御が可能な光ディスク装置
を実現できる。

【００５８】または、本発明光ディスク装置は、光ディ
スクを回転駆動する回転駆動機構と、前記光ディスクに
光を照射するための対物レンズと、前記光ディスクから
の戻り光に基づいて前記光ディスクに対する前記対物レ
ンズとのフォーカス誤差を検出するフォーカス誤差検出
システムと、前記光ディスクに対して前記対物レンズを
合焦位置よりも遠ざけた状態において前記光ディスクを
前記回転駆動させることにより生ずる上下動を検出する
非接触センサと、前記非接触センサにより前記光ディス
クの前記上下動を検出し、前記非接触センサの検出結果
に基づいて前記対物レンズを前記上下動に同期させつつ
前記光ディスクに接近させながら前記フォーカス誤差検
出システムによる前記フォーカス誤差の検出を行う制御
処理システムと、を備えたことを特徴とする。

【００５９】ここで、前記制御処理システムは、前記フ
ォーカス誤差検出システムによる前記フォーカス誤差の
検出が可能となった後に、その検出結果に基づいて前記
対物レンズの位置を調節するフォーカスサーボ処理を開
始するものとすることができる。

【００６０】また、前記制御処理システムは、前記フォ
ーカスサーボ処理を開始する直前の前記光ディスクに対
する前記対物レンズの相対速度を、前記フォーカスサー
ボ処理において許容される突入速度限界以下とすれば、
対物レンズの暴走を確実に抑えることができる。

【００６１】ここで、「突入速度限界」とは、フォーカ
スサーボ処理において対物レンズを最大減速させた場合
に、フォーカス検出範囲を超えない範囲をいう。つま
り、この範囲を超えた場合には、対物レンズはフォーカ
ス検出範囲内において減速しきれずにこの範囲を超えて
暴走する。突入速度限界は、フォーカス検出範囲や、対
物レンズのアクチュエータの最大発生加速度などによっ
て決定される。

【００６２】また、前記被接触センサは、前記対物レン
ズの位置を調節するレンズアクチュエータが固定されて
いるキャリジに固定されてなるものとすれば、簡単な構
成でディクスの上下動を確実に検出できる。

【００６３】また、前記被接触センサとして、赤外線反
射型フォトセンサを用いると、コストが低く、且つ比較
的正確な位置検出が可能となる。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下、具体例を参照しつつ本発明
の実施の形態について詳細に説明する。

【００６５】図１は、本発明の実施の形態にかかる光デ
ィスク装置の要部構成を例示する模式図である。すなわ
ち、同図は、シーク処理の送り動作で可動するスライダ
稼動部（キャリジ）周辺の概略斜視図である。その要部
構成について簡単に説明すると、以下の如くである。

【００６６】すなわち、スピンドルモータ２にチャック
された状態で回転駆動される光ディスク１の例えば下側
には、キャリジ（スライダ可動部）４が配置されてい
る。キャリジ４はリニアガイド６に自由度拘束され、図
示しないステッピングモータの駆動によるボールネジ８
の回転動作により、トラック方向に粗動送りされる。

【００６７】このキャリジ４には、光ヘッド３（光ピッ
クアップヘッド）と呼ばれる光学系が組み込まれてい
て、内包するレーザから放出される光をディスク１に照
射し、その戻り光から記録信号およびトラッキング誤差
信号やフォーカス誤差信号を非接触に検出する。

【００６８】また、光ヘッド３が内包する対物レンズ３
１は、例えば、ＮＡが０．８５、ＷＤが０．１５ｍｍの
ものであり、レンズアクチュエータが中立の位置で、デ
ィスク１とレンズ３１との距離が約０．１５ｍｍとなる
ようにキャリジ４上に配置設計されている。なお、図示
しないが、レンズアクチュエータの可動側のレンズホル
ダには、衝撃緩和用の弾性ゴムが取り付けてあり、非サ
ーボ時に万一大きな外乱振動が加わりレンズ３１がホル
ダごと振動し、ディスク／ホルダ間の衝突がおこって
も、ディスクまたはレンズに傷を与えない処理がなされ
ている。本具体例は、高密度光ディスク対応の装置であ
り、例えば、波長４０５ｎｍのレーザ光を使いディスク
カバー層０．１ｍｍでＦＥ検出レンジはプラスマイナス
２．５μｍとすることができる。

【００６９】そして、本具体例のキャリジ４の上には、
この光ヘッド３の他に、光ディスク１との間の距離を測
定するためのディスク上下動検出センサ７が設けられて
いる。

【００７０】ディスク上下動検出センサ７としては、例
えば反射型フォトセンサを用いることができる。このセ
ンサは、赤外ＬＥＤ（Light Emitting Diode）とフォト
ダーリントントランジスタとからなり、変位センサと言
うよりは、反射／透過を利用したオン／オフ検知として
使用されるセンサである。

【００７１】但し、後に図７を参照して説明するよう
に、このような反射型フォトセンサは、相対距離（すな
わち、素子と反射面との間の距離）に応じた相対コレク
タ出力特性を有するため、素子と反射面との間の距離
が、例えば０．８〜２．８ｍｍの範囲では、一定感度の
変位センサとして使用できる。そこで、ディスク１と素
子７との回転時の平均距離が例えば約１．５ｍｍとなる
ように、ディスク上下動検出センサ７をキャリジ上に固
定取り付けする。

【００７２】なお、ディスク１のチャック時の高さ方向
の誤差や、ディスク上下動検出センサ７取り付け誤差が
あるため、センサ７とディスク１の反射面との絶対距離
が測定できる訳ではない。あくまでも、ディスク１の反
射面の相対変位がオフセットを持って検出されるだけで
ある。

【００７３】また、ディスク上下動検出センサ７のキャ
リジ４の上における位置は、図８に表したように、対物
レンズ３１の位置と離れているため、対物レンズ３１直
上のディスクの上下動を検出していることにもならな
い。厳密には、センサ７から赤外ビームが照射されるデ
ィスク反射部の運動状態を検出しているだけである。た
だし、対物レンズ３１の焦点面から仮に数ｃｍ程度離れ
た位置であっても、ディスク面形状周波数を考慮すれば
誤差は１０μｍ以下であり、センサ７からの赤外ビーム
反射部の上下動と、対物レンズ３１の集光ビーム反射部
の上下動とはほぼ等しいと見なしてよい。

【００７４】次に光ヘッド３の内部構成について、図２
を参照しつつ説明する。

【００７５】図２は、本発明の光ディスク装置のドライ
ブ制御系の構成をフォーカス方向に限定して表した概略
図である。すなわち、光ディスク１の記録再生面にはキ
ャリジ４が対向して配置され、このキャリジ４に光ヘッ
ド３とディスク上下動センサ７とが設けられている。

【００７６】光ヘッド３内の構成について説明すると以
下の如くである。すなわち、光ディスク１に対する記録
・再生時に使用するレーザ光の光源は通常は半導体レー
ザ３４であり、コリメートレンズ３５により平行光とさ
れて、ハーフミラー３６および立ち上げミラー３３を介
して対物レンズ３１に入射する。そして、光ディスク１
の中の反射コートを施した記録層に集光され、ここから
の反射光が記録層に格納された信号情報を含んだ戻り光
となって、再び対物レンズ３１に入射する。

【００７７】この戻り光は、対物レンズ３１、立ち上げ
ミラー３３、ハーフミラ３６の順に経由し、検出光学系
側（３７、３８、３９側）に導入される。

【００７８】フォーカス関連の検出光学系側は、集光レ
ンズ３７、シリンドリカルレンズ３８及び４分割光検出
器３９からなる非点収差光学系で構成される。この時、
４分割光検出器３９への投影戻り光スポットの形状は、
焦点時に円形、近すぎると縦長楕円、遠すぎると横長楕
円の如く変形するので、これを使ってフォーカス誤差を
検出できる。

【００７９】図３は、図２の構成に対応する電気信号処
理系の構成を表すブロック図である。

【００８０】図３については、図１０に関して前述した
ものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。すなわち、本具体例においても、光検出器３
９から出力される４つの素子電流は、和差処理ＰＤアン
プ３９０に入力され、差信号Ｆsub及び和信号Ｆaddとし
て電圧変換される。これら和信号Ｆadd及び差信号Ｆsub
とフォーカス誤差との関係は、図６に例示した如くであ
る。そして、この「Ｓ字特性」を利用してフォーカス引
き込みを実施する。

【００８１】一方、ディスク上下動検出センサ７は、セ
ンサ７（キャリジ４）とディスク１との間の距離に依存
した反射光量検出強度の変化により、その出力電流が図
７に例示したように変化する。Ｖ／Ｉアンプ７００は、
この電流を電圧として増幅変変換し、ディスク変位Ｐｄ
として制御装置５に入力する。

【００８２】図８は、光ディスク１に対するセンサ７と
レンズ３１との位置関係を例示する模式図である。すな
わち、光ディスク１は、例えば基板１Aの表面に記録層
１Ｂとカバー層１Ｃとが積層された構造を有する。そし
てセンサ７として例えば赤外線反射型フォトセンサを用
いた場合には、センサ７から放出された赤外線が記録層
１Ｂで反射されてセンサ７に戻り、その相対的な位置を
検出することができる。一方、対物レンズ３１から放出
された光も、やはり記録層１Ｂで反射され、対物レンズ
３１に戻る。

【００８３】さて、再び図３に戻って説明を続けると、
制御装置５の構成要素は以下の如くである。なお、各要
素の内部処理に関する詳細は、後述するフォーカス引込
みシーケンスに関して後術する。

【００８４】すなわち、制御モード判定部５３は、Ｆad
d信号、Ｆsub信号をモニタして、どの時点でサーチモー
ド状態からサーボ状態に切替えるかを判断する処理部で
ある。この出力（ｍｏｄｅ）には、サーボ状態を表すサ
ーボモードの他にサーチ処理の各ステップに対応するモ
ード信号があり、このｍｏｄｅにより、モード切替スイ
ッチ５４や、フォーカスサーチ駆動指令生成部５２、バ
ンドパスフィルタ５５の動作状態を切替える。

【００８５】モード切替スイッチ５４は、ｍｏｄｅが
「サーボモード」の時はフォーカスサーボ制御器５１側
をＦdrvとして出力してフォーカスサーボ状態とし、そ
れ以外では、常に逆システム補償器５６側をＦdrv出力
とするサーボ／サーチ状態の切換スイッチにあたる。

【００８６】また、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５５
は、ディスク変位ＰｄからＤＣ成分と高周波ノイズ成分
とを除去して、ディスクの回転に伴う上下動変位のみを
出力するフィルタである。ただし、後述するシーケンス
で説明するように、そのフィルタ出力を加算器５７の入
力として有効にするか否かを切り替える必要があり、無
効なモードでは零出力となるスイッチ機能を与えてい
る。

【００８７】フォーカスサーチ駆動指令生成部５４は、
従来のオフセット調整器に相当するもので、サーチ処理
の各ステップで各種指令パターンを変更する。従来との
違いは、その出力がレンズアクチュエータ駆動電流に相
当する指令ではなくレンズアクチュエータ３２の変位に
相当する指令である点にある。この指令が加算器５７に
入力され、加算器５７の出力Ｒがレンズアクチュエータ
３２への要求変位量となる。

【００８８】逆システム補償器５６は、レンズアクチュ
エータ３２と合せた周波数特性がほぼ１ｋＨｚ帯域の２
次ローパス特性となるように取った補償器である。すな
わち、レンズアクチュエータ３２の特性を以下に示す
（式１）の２次ノミナル特性とその直列誤差として記述
すれば、逆システム補償器５６は以下の（式２）として
設計され、最終的な直列接続した系は（式３）となる。

【００８９】

【数１】なおここで、Ｂ_１（ｓ）／Ａ_１（ｓ）はレンズアクチュ
エータを２次特性として表現したノミナルモデルであ
り、Ｂ_２（ｓ）／Ａ_２（ｓ）はこのノミナルモデルと実
アクチュエータ特性とのモデル化誤差を直列形式で表現
した特性式である。（このモデル化誤差特性は、レンズ
アクチュエータ主共振バラツキによるモデル化誤差や、
モデル化で無視した副共振／第２共振等の高次共振を含
む複雑な高次式となる。）また、１／Ｌ（ｓ）は、逆システム補償器を直列接続し
た系が目指すローパスフィルタ特性で、先に記述した
「１ｋＨｚ帯域の２次ローパス特性」を表す。

【００９０】実際の直列接続特性は、レンズアクチュエ
ータのモデル化誤差影響を受けるため、完全な２次ロー
パス特性にはならないが、ほぼ１／Ｌ（ｓ）に近い
特性が得られる。

【００９１】この処理により、外乱振動を無視すれば、
加算器５７の出力Ｒとレンズアクチュエータ３２の変位
ＰＬとがほぼ一致するように動作することになる。

【００９２】次に、本発明におけるフォーカス引込み処
理のシーケンスについて説明する。

【００９３】図４は、本発明におけるフォーカス引き込
み処理のシーケンスを例示するフローチャートである。

【００９４】（ステップ０）まず、対物レンズアクチュ
エータ３２を十分に引下げた状態を初期状態とする。本
具体例の光ディスクドライブ装置では、許容ディスク上
下動をプラスマイナス０．３ｍｍとしているので、レン
ズアクチュエータ３２の中立位置のままでは、ディスク
１を回転させた時に、対物レンズ３１とディスク１との
干渉が起こる。

【００９５】そこで、ディスク１を回転させる前に、対
物レンズ３１をディスク１と絶対に干渉しない位置まで
離しておく。ＷＤ０．１５ｍｍを考慮して、中立位置よ
り０．１５ｍｍ以上対物レンズ３１を引き下げておけば
干渉の危険がないが、実際には余裕をもって例えば０．
５ｍｍ程度対物レンズを引き下げておく。この状態であ
れば、ディスク回転させても、対物レンズとディスクが
干渉する危険は無い。

【００９６】このステップを図３を参照しつつ説明する
と以下の如くである。

【００９７】すなわち、モード判定部５３が、サーチ処
理として初期化され、ｍｏｄｅとしてサーチ０（初期モ
ード）を出力する。これにより、モード切替スイッチ５
４は逆システム補償器５６出力をＦdrvとして出力する
状態になる。また、ＢＰＦ５５は無効化されていて、駆
動指令生成部５２の出力がレンズアクチュエータ３２の
要求変位Ｒとして出力される。駆動指令生成部５２はレ
ンズアクチュエータ３２の変位として０．５ｍｍ相当の
指令を出力するが、高周波成分のレンズアクチュエータ
振動を励起しないように、１ｋＨｚ以下の時定数でステ
ップ応答出力し、最終的に０．５ｍｍ程度対物レンズを
引き下げた状態が実現される。

【００９８】なお、傷やゴミ等の何らかの要因で、フォ
ーカスサーボが外れた場合は、緊急退避安全処理で、デ
ィスク１を回転したまま、急激に対物レンズ３１を離反
方向に引き下げ０．５ｍｍ引き下げた初期状態を作るこ
とになる。

【００９９】（ステップ１及び２：ディスク同期駆動）
次に、ディスク１を回転させ、対物レンズ３１が十分に
離れた状態を維持しつつ、ディスク１の上下動に同期し
たオープン駆動を開始する。

【０１００】前述した初期状態においては、駆動指令生
成部５２が０．５ｍｍ相当の指令を出力し、ＢＰＦ５５
は無効化された状態であるが、本ステップにおいては、
ｍｏｄｅ＝サーチ１（同期駆動モード）となって、ＢＰ
Ｆ５５出力が有効に切り替わる。すなわち、ディスク上
下動検出センサ７からの信号Ｐｄの高周波ノイズ成分及
びＤＣオフセット成分を除去したＡＣ成分が加算器５７
に入力され、０．５ｍｍディスクから離れた状態でディ
スクの上下動と連動するような目標位置指令Ｒを生成す
る。

【０１０１】なお、ＢＰＦ５５の切換処理に関しては、
出力がいきなり目標位置指令Ｒに加算されると、レンズ
アクチュエータ３２の高調波成分を励起する危険がある
ので、出力ゲインを緩やかに「１」にする処理を介し
て、ＢＰＦ５５の出力とする工夫を取っている。

【０１０２】また、モード判定部５３でのモード移行処
理は、サーチ０が初期設定された後一定時間経過すると
サーチ１となるようにしている。

【０１０３】（ステップ３：近接駆動）ステップ２の同
期駆動状態では、対物レンズ３１はディスク１の上下動
に同期してオープン駆動されるだけで、その相対距離は
ほぼ０．５ｍｍを保つ。そこで、本ステップ３において
は、この状態から近接動作を行う。

【０１０４】近接動作は、駆動指令生成部５２を零に向
かって減少させることで行うが、本発明によれば、逆シ
ステム補償器５６を設けることにより、任意パターンで
の近接処理を行える。例えば、駆動指令生成部５２の出
力を８ｍｍ／秒で単調減少させることにより、好適な近
接動作が実現できる。

【０１０５】本ステップの近接動作により、対物レンズ
３１はディスク１の上下動に同期しながら、その相対距
離を例えば平均８ｍｍ／ｓ程度の速度で近接していく。

【０１０６】（ステップ４：サーチ終了判定）この際、
モード判定部５３は戻り光の和信号Ｆaddと差信号Ｆsub
を監視する。先に述べたように、その出力は図６に例示
したようなＳ字特性を有するので、近接処理でＦＥ検出
レンジに近づくと、和信号Ｆaddは増加し、差信号Ｆsub
が零クロスすることにより、丁度合焦位置に来たことが
判定できる。そこで、和信号Ｆaddが十分に大きく、且
つ差信号Ｆsubが十分に小さい条件が満足された時に、
モード判定部５３はその出力モードをフォーカスサーボ
モードに切替える。

【０１０７】（ステップ５：フォーカスサーボ処理）ス
テップ４のサーチ終了判定処理により、フォーカスサー
ボ状態に切り替わると、モード切替スイッチ５４が、フ
ォーカスサーボ制御器５１側を選択し、Ｆdrvとして出
力するように切り替わる。すなわち、フォーカスサーボ
の閉ループが構成される。

【０１０８】さて、問題は、このフォーカスサーボ処理
への切換え時の突入速度であるが、ステップ３における
サーチ動作時に完全な位置追従ができていれば、突入速
度は近接速度の８ｍｍ／秒になる。これは、図１２から
も分かるように、十分に低速で確実にフォーカスサーボ
引き込みに移行できる速度である。

【０１０９】本発明者の試作検討の結果によれば、近接
速度を８ｍｍ／秒に設定した場合でも、実際には、逆シ
ステム補償５６のモデル化誤差や、ＳＰＭ２の回転に伴
うキャリジ上の外乱振動（オープン駆動時の対物レンズ
３１の振動となる）があり、最大で２５ｍｍ／秒程度の
相対速度のピークが生ずる場合がある。上述した近接速
度の８ｍｍ／秒という速度は、このようなバラツキ影響
を考慮して設定したものである。つまり、本具体例の場
合、装置の許容引込み可能速度は２８ｍｍ／秒であるの
で、最大２５ｍｍ／秒の相対速度であっても、引込み失
敗を生じずに安定引き込みができる。

【０１１０】以上、本発明の引き込み処理の具体例につ
いて説明した。

【０１１１】図５は、本具体例に対応する応答特性のシ
ミュレーションの結果を表す模式図である。すなわち、
同図（ａ）は、シーケンス全体に亘ってディスク位置／
レンズ位置／フォーカス誤差を表したグラフ図である。

【０１１２】また、図５（ｂ）は、同図（ａ）の９０〜
１００ｍｓｅｃ（ミリ秒）の時間間隔を拡大し、戻り光
光学検出系の和信号／差信号出力を表したグラフ図であ
る。なお、本シミュレーションにおいては、ＷＤを０．
１ｍｍとした点で上述した具体例における０．１５ｍ
ｍとは異なる他、同期開始からの近接動作開始までの時
間や、近接速度等も実際と多少異なっている。また、デ
ィスク１の上下動も０．３ｍｍ振幅の正弦波と仮定して
いる。

【０１１３】図５（ａ）の初期状態は、レンズ３１とデ
ィスク１との間隔が０．５ｍｍ（レンズアクチュエータ
３２を０．４ｍｍ引下げた状態）とし、同期駆動開始に
よりレンズ３１がディスク１の上下動と同じように動作
をはじめる。同期駆動開始直後は、ディスク１の上下動
の振幅感度を落としているので、真のフォーカス誤差
（Focus Error）は瞬時に０．４とはならないが、３０
ミリ秒経過後にはほぼ一定なフォーカス誤差量となる。

【０１１４】次に、近接動作を開始すると、そのフォー
カス誤差は一定速度で減少し、フォーカス誤差がほぼ零
になると、サーチ動作からサーボ処理に切換わり、安定
なフォーカス引込みを達成できていることが分かる。

【０１１５】この切換え時を拡大した同図（ｂ）を見る
と、サーボ切換え判定処理や、戻り光和・差信号の出力
変化が見て取れる。フォーカス誤差検出レンジに近づく
と、和信号Ｆaddが徐々に大きくなり、差信号Ｆsubが一
旦負側に大きく振れる。そして差信号は真のフォーカス
誤差を表すＦＥ信号となり、零クロス点でサーボループ
に切換わる。同期動作しながら近接するため、サーボ切
換時の突入速度は、ほぼ零に近くオーバーシュートもほ
とんどない引込みが達成できている。

【０１１６】最後に、戻り光量センサによる検出フォー
カス誤差のゲイン調整方法について触れておく。光ディ
スクがドライブ装置から脱着可能な、いわゆる「リムー
バブルメディア」では、ディスク反射率にバラツキがあ
るため、安定なサーボを実現するために、フォーカス誤
差に対するＦＥセンサ出力の傾き（ＦＥ検出感度）を一
定にする較正処理が必要になる。いわゆるＡＧＣ（Auto
Gain Control）と呼ばれる処理である。本発明を適用
した場合は、以下のようにして自動較正する。

【０１１７】すなわち、引込みの初期状態は、ディスク
１とレンズ３１との間が必ず離れた状態であり、近接処
理によりＦＥ検出レンジに近づくと、図５や図６に例示
したように、差信号Ｆsubは最初必ず負値に大きく振れ
る。そしてこの差信号Ｆsubの最小値（絶対値の最大
値）は、ディスク反射率バラツキを反映している。つま
り既知のＦＥ検出レンジと差信号最小値とから、ＦＥセ
ンサ検出感度の自動較正ができる。図３においては、こ
の較正処理は省略したが、実際にはサーボ切換前に、こ
の処理を付加してセンサ感度ゲインを自動調整すること
によって、サーボループの一巡伝達ＤＣゲインをディス
ク反射率によらず常に一定に維持することができる。

【０１１８】以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施
の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの
具体例に限定されるものではない。例えば、光ディスク
装置の光学系、電気信号処理系、機械系の具体的な構成
については、当業者が適宜選択して用いたものも本発明
と同様の作用効果が得られる限り本発明の範囲に包含さ
れる。

【０１１９】また、本発明において用いる光ディスクの
具体的な構成についても、当業者が適宜選択して用いる
ことができ、例えば、記録層の他にも、多層干渉膜、半
吸収膜、結晶化促進膜などを自由に設けることができ
る。また、記録層についても、アルミニウムなどの反射
層を設けたものには限定されず、その他、相変化媒体、
各種のＲＯＭ（Read Only Memory）媒体、色素系Ｒ（Re
cordable）媒体、光磁気媒体なども適用可能である。す
なわち、本発明において用いる光記録媒体は、光ビーム
を収束させた状態で照射するものであれば、媒体部は何
でも構わない。

【０１２０】また、本発明において用いる非接触センサ
についても、前述した具体例には限定されず、光ディス
クの上下動を検出できるものであれば同様に用いて同様
の作用効果が得られ、この限りにおいて本発明の範囲に
包含される。

【０１２１】また、本発明の光ディスクドライブは、１
つあるいは複数の光ディスクを固定的な備えた「固定
式」のものでもよく、または、記録媒体の脱着が可能な
いわゆる「リムーバブルタイプ」のものであってもよ
い。

【０１２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光ディスク上下動振動を検出可能な非接触センサを設
け、対物レンズがこの光ディスク上下動とほぼ同様な運
動をしながら徐々に光ディスクに近接していくようにレ
ンズアクチュエータを駆動させてフォーカスサーチをす
ることにより、ＷＤが狭くＦＥ検出レンジも狭い条件で
も、対物レンズとディスクとの衝突の起きないフォーカ
ス引込みを実現できる。

【０１２３】その結果として、記録密度を大幅に高くし
た光ディスクを用いて確実な記録、再生動作が実現さ
れ、産業上のメリットは多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる光ディスク装置の
要部構成を例示する模式図である。

【図２】本発明の光ディスク装置のドライブ制御系の構
成をフォーカス方向に限定して表した概略図である。

【図３】図２の構成に対応する電気信号処理系の構成を
表すブロック図である。

【図４】本発明におけるフォーカス引き込み処理のシー
ケンスを例示するフローチャートである。

【図５】本具体例に対応する応答特性のシミュレーショ
ンの結果を表す模式図である。

【図６】４分割光検出器において得られる和信号Ｆadd
及び差信号Ｆsubとフォーカス誤差との関係を表すグラ
フ図である。

【図７】ディスク上下動センサとして用いる赤外線反射
型フォトセンサの出力電流特性を表すグラフ図である。

【図８】光ディスク１に対するセンサ７とレンズ３１と
の位置関係を例示する模式図である。

【図９】従来の光ディスク装置のドライブ制御系の構成
をフォーカス方向に限定して表した概略図である。

【図１０】図９の構成に対応する電気信号処理系の構成
を表すブロック図である。

【図１１】サーチ処理の典型例を表す模式図である。

【図１２】（ａ）は、ＦＥ検出レンジ（横軸）と引込み
可能限界突入速度（縦軸）との関係を表しすグラフ図で
あり、（ｂ）及び（ｃ）は、ＦＥ検出レンジがプラスマ
イナス２．５μｍ（図１２（ａ）の５μｍＰＰに相当す
る）での最大減速（４００ｍ／秒^２）制限付きフォー
カスサーボ処理での引込み応答を表すグラフ図である。

【符号の説明】

１光ディスク２スピンドルモータ３光ヘッド４キャリジ５制御処理器６リニアガイド７ディスク上下動検出センサ８ボールネジ３１対物レンズ３２レンズアクチュエータ３３ミラー３４半導体レーザ３５コリメートレンズ３６ハーフミラー３７集光レンズ３８シリンドリカルレンズ３９分割光検出器５１フォーカスサーボ制御器５２フォーカスサーチ駆動指令生成部５３モード判定部５３制御モード判定部５４モード切替スイッチ５５バンドパスフィルタ５６逆システム補償器５７加算器３２０アンプ３９０アンプ７００アンプＦadd 和信号Ｆdrv レンズ駆動信号Ｆsub 差信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋博神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 5D117 AA02 BB03 DD03 DD06 DD15 FF03 GG02 5D118 AA28 BA01 BF16 CD02 CD13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズを介して光ディスクに照射され
た光の前記光ディスクからの戻り光によりフォーカス誤
差を検出し、フォーカス引き込みを行うフォーカス引き
込み方法であって、前記光ディスクに対して前記対物レンズを合焦位置より
も遠ざけた状態におく工程と、前記光ディスクを回転させ、その回転による上下動を非
接触センサにより検出する工程と、前記非接触センサの検出結果に基づいて前記光ディスク
の前記上下動に前記対物レンズを同期させつつ前記対物
レンズを前記光ディスクに接近させながら前記戻り光に
よるフォーカス誤差の検出を行う工程と、を備えたことを特徴とするフォーカス引き込み方法。
【請求項２】対物レンズを介して光ディスクに照射され
た光の前記光ディスクからの戻り光によりフォーカス誤
差を検出する光ディスク装置であって、前記光ディスクの回転による上下動を前記光ディスクに
対して前記対物レンズを合焦位置よりも遠ざけた状態に
おいて非接触センサにより検出し、前記非接触センサの
検出結果に基づいて前記対物レンズを前記上下動に前記
対物レンズを同期させつつ前記光ディスクに接近させな
がら戻り光によるフォーカス誤差の検出を行うことを特
徴とする光ディスク装置。
【請求項３】光ディスクを回転駆動する回転駆動機構
と、前記光ディスクに光を照射するための対物レンズと、前記光ディスクからの戻り光に基づいて前記光ディスク
に対する前記対物レンズとのフォーカス誤差を検出する
フォーカス誤差検出システムと、光ディスクに対して前記対物レンズを合焦位置よりも遠
ざけた状態において前記光ディスクを前記回転駆動させ
ることにより生ずる上下動を検出する非接触センサと、前記非接触センサにより前記光ディスクの前記上下動を
検出し、前記非接触センサの検出結果に基づいて前記対
物レンズを前記上下動に同期させつつ前記光ディスクに
接近させながら前記フォーカス誤差検出システムによる
前記フォーカス誤差の検出を行う制御処理システムと、を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】前記制御処理システムは、前記フォーカス
誤差検出システムによる前記フォーカス誤差の検出が可
能となった後に、その検出結果に基づいて前記対物レン
ズの位置を調節するフォーカスサーボ処理を開始するこ
とを特徴とする請求項３記載の光ディスク装置。
【請求項５】前記制御処理システムは、前記フォーカス
サーボ処理を開始する直前の前記光ディスクに対する前
記対物レンズの相対速度を、前記フォーカスサーボ処理
において許容される突入速度限界以下とすることを特徴
とする請求項４記載の光ディスク装置。
【請求項６】前記被接触センサは、前記対物レンズの位
置を調節するレンズアクチュエータが固定されているキ
ャリジに固定されてなることを特徴とする請求項２〜５
のいずれか１つに記載の光ディスク装置。
【請求項７】前記被接触センサは、赤外線反射型フォト
センサであることを特徴とする請求項２〜５のいずれか
１つに記載の光ディスク装置。