JP2003346356A - 光ヘッドおよび光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光記録媒体に対する記録または再生の動作に
支障をきたすことなく、対物レンズの光記録媒体に対す
る接触や衝突を確実に防止することができる光ヘッドお
よび光ディスク装置を提供する。 【解決手段】 光路分割手段１８は、対物レンズ１６を
透過した反射光ビームＢ２を第１の光検出手段２０まで
導く第１の光路と、第１の光路長よりも短い光路長で対
物レンズ１６を透過した反射光ビームＢ２を第２の光検
出手段２２まで導く第２の光路とを形成するように構成
されている。対物レンズ１６から第１の光検出手段２０
までの光路長（第１の光路の光路長）に対して、対物レ
ンズ１６から第２の光検出手段２２までの光路長（第２
の光路の光路長）が短くなるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ヘッドおよび光
ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、光記録媒体に対する
記録または再生を行なうためにレーザ光を対物レンズに
よって集光して前記光記録媒体に照射している。近年、
光記録媒体の記録密度が向上されることに伴って対物レ
ンズの開口数（ＮＡ）が高くなり、これにより対物レン
ズと光記録媒体との間の距離（ＷＤ）が短くなってい
る。このため、対物レンズが光記録媒体に接触したり、
衝突したりする危険性が高くなっている。対物レンズが
光記録媒体に接触あるいは衝突すると、双方に傷が付
き、記録および再生に支障をきたすため、このような事
態を回避することが重要である。図１３は従来の光ヘッ
ドの光学系の構成を示す構成図である。光ヘッド２０
は、光源２００２から出射された光ビームがビームスプ
リッタ２００４で反射されコリメータレンズ２００６を
介して対物レンズ２００８で集光され光記録媒体２０１
０に照射され、前記光ビームが光記録媒体２０１０で反
射された反射光ビームが対物レンズ２００８、コリメー
タレンズ２００６を介して前記ビームスプリッタ２００
４を透過して受光素子２０１２に導かれるように構成さ
れている。図１４に示すように、対物レンズ２００８
は、二軸アクチュエータを構成するボビン２０１４に固
定され、前記二軸アクチュエータによりボビン２０１４
と一体的にフォーカス方向およびトラッキング方向に移
動されるように構成されている。そして、対物レンズ２
００８と光記録媒体２０１０との間には、二軸アクチュ
エータを構成するカバー２０１６が配設されている。前
記対物レンズ２００８が上方、すなわち光記録媒体２０
１０に近接する方向に移動した場合、対物レンズ２００
８が光記録媒体２０１０に衝突する前に、前記カバー２
０１６の対物レンズ２００８に臨む箇所が前記対物レン
ズ２００８に当接することにより、対物レンズ２００８
の移動量を規制するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように二軸アクチ
ュエータのカバーによって対物レンズ２００８の移動量
を規制するように構成された光ヘッドでは、前記対物レ
ンズ２００８の上方へのストローク（可動距離）が短く
なるため、前記光記録媒体２０１０が反っている場合に
光記録媒体２０１０の位置に対物レンズ２００８が追従
しきれなくなり、記録または再生が不能となるおそれが
ある。また、このような不都合を解消するために前記移
動量の規制を緩和すると、前記対物レンズ２００８の光
記録媒体２０１０への接触や衝突の危険性が高くなると
いう欠点があった。本発明は、このような実状に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、光記録
媒体に対する記録または再生の動作に支障をきたすこと
なく、対物レンズの光記録媒体に対する接触や衝突を確
実に防止することができる光ヘッドおよび光ディスク装
置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の光ヘッドは、前
記目的を達成するため、光ビームを出射する光源と、前
記光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズ
と、前記照射された光ビームの前記光記録媒体での反射
光ビームを前記対物レンズを介して受光する第１の光検
出手段と、前記対物レンズの前記光記録媒体に対するフ
ォーカス方向の位置を移動させるフォーカスアクチュエ
ータとを備え、前記第１の光検出手段から出力される検
出信号に基づいて生成された第１のフォーカスエラー信
号に基づいて前記フォーカスアクチュエータが駆動され
ることにより、前記対物レンズのフォーカス制御が行な
われる光ヘッドであって、前記対物レンズと前記第１の
光検出手段との間の光路中に配置された光路分割手段
と、前記照射された光ビームの前記光記録媒体での反射
光ビームを前記対物レンズおよび前記光路分割手段を介
して受光する第２の光検出手段とを備え、前記光路分割
手段は、前記対物レンズを透過した前記反射光ビームを
前記第１の光検出手段まで導く第１の光路と、前記第１
の光路長よりも短い光路長で前記対物レンズを透過した
前記反射光ビームを前記第２の光検出手段まで導く第２
の光路とを形成するように構成されていることを特徴と
する。

【０００５】また、本発明の光ディスク装置は、光記録
媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段
によって回転駆動する光記録媒体に対し、光を照射し、
前記光記録媒体からの反射光を検出する光ヘッドとを有
し、前記光ヘッドは、光ビームを出射する光源と、前記
光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズ
と、前記照射された光ビームの前記光記録媒体での反射
光ビームを前記対物レンズを介して受光する第１の光検
出手段と、前記対物レンズの前記光記録媒体に対するフ
ォーカス方向の位置を移動させるフォーカスアクチュエ
ータとを備え、前記第１の光検出手段から出力される検
出信号に基づいて生成されたフォーカスエラー信号に基
づいて前記フォーカスアクチュエータを駆動することに
より前記対物レンズのフォーカス制御を行なうサーボ制
御手段を備えて構成される光ディスク装置において、前
記光ヘッドは、前記対物レンズと前記第１の光検出手段
との間の光路中に配置された光路分割手段と、前記照射
された光ビームの前記光記録媒体での反射光ビームを前
記対物レンズおよび前記光路分割手段を介して受光する
第２の光検出手段とを備え、前記光路分割手段は、前記
対物レンズを透過した前記反射光ビームを前記第１の光
検出手段まで導く第１の光路と、前記第１の光路長より
も短い光路長で前記対物レンズを透過した前記反射光ビ
ームを前記第２の光検出手段まで導く第２の光路とを形
成するように構成されていることを特徴とする。

【０００６】そのため、本発明によれば、前記対物レン
ズ１６から前記第１の光検出手段２０までの第１の光路
長に対して、前記対物レンズ１６から前記第２の光検出
手段２２までの第２の光路長が短くなっている。これに
より、前記第２の光検出手段２２から出力される検出信
号に基づいてフォーカスエラー信号などを生成し、その
フォーカスエラー信号が特定の波形となったことをもっ
て前記対物レンズが前記光記録媒体に近接し過ぎている
ことを検出することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による光ヘッド及び
光ディスク装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説
明する。図２は、本発明の第１の実施の形態における光
ディスク装置の構成を示すブロック図である。光ディス
ク装置１０１は、光記録媒体１０２を回転駆動する駆動
手段としてのスピンドルモータ１０３と、光ヘッド１０
４と、その駆動手段としての送りモータ１０５とを備え
ている。ここで、スピンドルモータ１０３は、システム
コントローラ１０７及びサーボ制御部１０９により駆動
制御され、所定の回転数で回転される。

【０００８】信号変復調器及びＥＣＣブロック１０８
は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の
付加を行う。光ヘッド１０４は、信号変調およびＥＣＣ
ブロック１０８の指令に従って、回転する光記録媒体１
０２の信号記録面に対して、それぞれ光照射を行う。こ
のような光照射により光記録媒体１０２に対する記録、
再生が行われる。また、光ヘッド１０４は、光記録媒体
１０２の信号記録面からの反射光ビームに基づいて、後
述するような各種の光ビームを検出し、各光ビームに対
応する信号をプリアンプ部１２０に供給する。

【０００９】プリアンプ部１２０は、各光ビームに対応
する信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキン
グエラー信号、ＲＦ信号等を生成できるように構成され
ている。再生対象とされる記録媒体の種類に応じて、サ
ーボ制御部１０９、信号変調及びＥＣＣブロック１０８
等により、これらの信号に基づく復調及び誤り訂正処理
等の所定の処理が行われる。これにより、復調された記
録信号は、例えばコンピュータのデータストレージ用で
あれば、インタフェース１１１を介して外部コンピュー
タ１３０等に送出される。これにより、外部コンピュー
タ１３０等は光記録媒体１０２に記録された信号を再生
信号として受け取ることができるようになっている。

【００１０】また、オーディオ・ビジュアル用であれ
ば、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１１２のＤ／Ａ変換部でデジ
タル／アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理
部１１３に供給される。そして、このオーディオ・ビジ
ュアル処理部１１３でオーディオ・ビデオ信号処理が行
われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部１１４を介
して外部の撮像・映写機器に伝送される。上記光ヘッド
１０４には、例えば光記録媒体１０２上の所定の記録ト
ラックまで、移動させるための送りモータ１０５が接続
されている。スピンドルモータ１０３の制御と、送りモ
ータ１０５の制御と、光ヘッド１０４の対物レンズを保
持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びト
ラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御部１０９
により行われる。なお、本実施の形態では前記光ディス
ク装置が記録および再生の双方の動作を行なうものとし
て説明するが、本発明は前記光ディスク装置が記録およ
び再生の一方を行なうように構成されたものであっても
よく、本明細書においては、前記光ディスク装置は少な
くとも記録および再生の一方を行なうように構成された
ものを含むものとする。

【００１１】図１は、本発明の第１の実施の形態による
光ヘッドの光学系を示す構成図である。図１において、
光ヘッド１０４は、光源１０、ビームスプリッタ１２、
コリメータレンズ１４、対物レンズ１６、光路分割手段
１８、第１の光検出手段２０、第２の光検出手段２２、
フォーカスアクチュエータ２４（図３）、トラッキング
アクチュエータ２６（図３）を備えており、これらの各
部品が不図示のホルダにマウントされて構成されてい
る。前記対物レンズ１６、コリメータレンズ１４、ビー
ムスプリッタ１２、光路分割手段１８は、これらの順に
前記光記録媒体１０２の記録面から離れる方向に沿って
並べられ、前記光源１０はその光軸を前記光記録媒体１
０２の記録面に平行させて前記ビームスプリッタ１２に
向けて配置されている。

【００１２】前記光源１０は、半導体レーザーから構成
され、前記光源１０とビームスプリッタ１２の光路上の
間には図略のグレーティング素子が設けられており、セ
ンタービームおよびこのセンタービームを挟む２つのサ
ブビームからなる３ビームの光ビームが生成されるよう
になっている。前記ビームスプリッタ１２は、板状の透
明樹脂またはガラスによって構成されたブロックの表面
にビームスプリッタ膜が形成されたもので、このビーム
スプリッタ膜を前記光源１０と前記コリメータレンズ１
４の双方に臨ませて配置されている。このビームスプリ
ッタ膜は、前記光源１０から出射された光ビームを前記
コリメータレンズ１４に向けて反射するとともに、前記
コリメータレンズ１４を透過した反射光ビームを光路分
割手段１８に向けて透過するように構成されている。ま
た、前記ビームスプリッタ１２は、前記ビームスプリッ
タ膜を透過した反射光ビームが前記表面から裏面に透過
することで該反射光ビームに非点収差を与えるように構
成されている。本実施の形態では、前記ビームスプリッ
タ膜は、前記光源１０の光路の光軸と前記コリメータレ
ンズ１４の光路の光軸の双方に対してほぼ４５度をなす
ように配設されている。

【００１３】前記コリメータレンズ１４は、前記ビーム
スプリッタ１２のビームスプリッタ膜で反射された光ビ
ームを平行光にして前記対物レンズ１６に導くように構
成されている。前記対物レンズ１６は、前記コリメータ
レンズ１４と光記録媒体１０２の間の光路上に配置さ
れ、前記コリメータレンズ１４を透過した光ビームを集
光して前記光記録媒体１０２の記録面に照射し、該記録
面で反射された反射光ビームを前記コリメータレンズ１
４を介して前記ビームスプリッタ１２に導くように構成
されている。図中符号Ｘは対物レンズ１６と光記録媒体
１０２との距離を示す。この対物レンズ１４は、前記フ
ォーカスアクチュエータ２４によってフォーカス方向
（記録面に対して直交する方向でかつ対物レンズ１６の
光軸に沿った方向）に移動され、かつ、前記トラッキン
グアクチュエータ２６によってトラッキング方向（記録
面に対して平行する方向でかつ記録面の径方向に沿った
方向）に移動されるように構成されている。

【００１４】前記光路分割手段１８は、立方体状に形成
され、前記光記録媒体１０２の記録面と平行な方向に向
いた立方体の第１の面は前記ビームスプリッタ１２の裏
面に臨んでいる。前記第１の光検出手段２０は、前記光
路分割手段１８の前記第１の面と対向する第２の面に臨
ませて配置され、したがって、光路分割手段１８は、前
記対物レンズ１６と前記第１の光検出手段２０との間の
光路中に配置されていることになる。

【００１５】前記第２の光検出手段２２は、前記光路分
割手段１８の前記第１、第２の面に対して直交する第３
の面に臨ませて配置されている。前記光路分割手段１８
は、ビームスプリッタ膜１８０２を備え、例えば、透明
な合成樹脂やガラスからなるブロックに前記ビームスプ
リッタ膜１８０２が一体的に組付けられることで立方体
形状の単一の部品として構成され、ビームスプリッタ膜
１８０２はその表面が第２の光検出手段２２に臨み、裏
面が第１の光検出手段２０に臨むように設けられてい
る。本実施の形態では、前記ビームスプリッタ膜１８０
２は、前記第１の光検出手段２０に導かれる反射光ビー
ムＢ２の光路の光軸および第２の光検出手段２２に導か
れる反射光ビームＢ２の光路の光軸の双方に対してほぼ
４５度をなすように配設されている。

【００１６】前記ビームスプリッタ膜１８０２は、本実
施の形態では、前記ビームスプリッタ１２を透過した前
記反射光ビームＢ２の一部を透過して前記第１の光検出
手段２０に導くとともに、前記ビームスプリッタ１２を
透過した前記反射光ビームＢ２の残りを反射して前記第
２の光検出手段２２に導くように構成されている。これ
により、前記光路分割手段１８は、前記対物レンズ１６
を透過した前記反射光ビームＢ２を前記第１の光検出手
段２０まで導く第１の光路と、前記対物レンズ１６を透
過した前記反射光ビームＢ２を前記第２の光検出手段２
２まで導く第２の光路とを形成するように構成されてい
る。

【００１７】そして、前記第２の光路の光路長は第１の
光路の光路長よりも短く形成されている。より詳細に
は、前記第１の光路のうち前記ビームスプリッタ膜１８
０２と前記第１の光検出手段２０の間の光路の距離をＹ
とし、前記第２の光路のうち前記ビームスプリッタ膜１
８０２と前記第２の光検出手段２２の間の光路の距離を
Ｚとしたとき、Ｙ＞Ｚとなるように、第１、第２の光検
出手段２０、２２が配置されている。

【００１８】次に、図４を参照して前記第１、第２の光
検出手段２０、２２について詳細に説明する。第１の光
検出手段２０は、平面視長方形状を呈し、その長方形の
長辺に沿って区画された３つの領域からなり、中央の領
域には同形同大の４つの正方形状の受光素子Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄが田の字状に並べて設けられ、両側の領域には矩
形の受光素子Ｅ、Ｆが設けられている。なお、第２の光
検出手段２２は、前記受光素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのみから
構成され、受光素子Ｅ、Ｆは備えていない。前記４つの
受光素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは前記メインビームを受光する
ものであり、２つの受光素子Ｅ、Ｆは、前記２つのサブ
ビームをそれぞれ受光するものである。前記４つの受光
素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから出力される検出信号をそれぞれ
ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤとすると、フォーカスエラー信
号ＦＥ１、トラッキングエラー信号ＴＥ、サム信号ＳＵ
Ｍはそれぞれ下記のように定義される。 ＦＥ１＝（ＳＡ＋ＳＤ）−（ＳＢ＋ＳＣ） （１） ＴＥ＝Ｆ−Ｅ （２） ＳＵＭ＝ＳＡ＋ＳＤ＋ＳＢ＋ＳＣ （３）

【００１９】図５（Ａ）は対物レンズの位置の変化を示
す説明図、（Ｂ）は第１の光検出手段上に照射された反
射光ビームの形状を示す説明図、（Ｃ）はフォーカスエ
ラー信号の波形図である。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すよ
うに、は対物レンズ１６が合焦した状態（光記録媒体
１０４に照射された光ビームＢ１が最も絞られた状態）
を示し、、は対物レンズ１６が光記録媒体１０４か
ら離間する方向にデフォーカスした状態を、、は対
物レンズ１６が光記録媒体１０４に近接する方向にデフ
ォーカスした状態をそれぞれ示している。対物レンズ１
６が乃至に移動すると、図５（Ｃ）に示すように、
フォーカスエラー信号ＦＥ１は、前記合焦位置で０レベ
ルとなるＳ字波形（特許請求の範囲の第１の波形に相
当）を描く。また、前記第１のフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅ１は、前記対物レンズ１６のフォーカス方向の位置が
正常な範囲内でＳ字波形を描くように生成される。

【００２０】また、前述したように、前記対物レンズ１
６から前記第１の光検出手段２０までの光路長（第１の
光路長）に対して、前記対物レンズ１６から前記第２の
光検出手段２２までの光路長（第２の光路長）が短くな
っている。したがって、前記第２の光検出手段２２から
出力される検出信号ＳＡ乃至ＳＤに基づいて生成される
フォーカスエラー信号ＦＥ２がＳ字波形（特許請求の範
囲の第１の波形と同一形状の第２の波形に相当）を描く
状態では、前記対物レンズ１６が前記合焦位置よりも前
記光記録媒体１０２に近接方向にデフォーカスした状態
となっている。すなわち、前記第２のフォーカスエラー
信号ＦＥ２は、前記対物レンズ１６のフォーカス方向の
位置が前記正常な範囲内から前記光記録媒体１０２寄り
に逸脱したときにＳ字波形を描くように生成される。し
たがって、前記フォーカスエラー信号ＦＥ２においてＳ
字波形が検出された時点で前記対物レンズ１６は前記光
記録媒体１０２に接触する手前まで近接していることに
なる。これにより、前記第２の光検出手段２２の検出信
号に基づいて生成されたフォーカスエラー信号ＦＥ２に
おいてＳ字波形が検出されたか否かに基づいて対物レン
ズ１６が光記録媒体１０２に近接し過ぎているか否かを
判別することができる。

【００２１】次に、図３を参照して光ディスク装置の制
御系の構成について説明する。前記プリアンプ部１２０
は、前記第１の光検出手段２０から出力される前記検出
信号ＳＡ乃至ＳＤに基づいて前記フォーカスエラー信号
ＦＥ１およびサム信号ＳＵＭを生成するとともに、前記
検出信号ＳＥ乃至ＳＦに基づいて前記トラッキングエラ
ー信号ＴＥを生成するように構成されている。また、プ
リアンプ部１２０は、前記第２の光検出手段２２から出
力される前記検出信号ＳＡ乃至ＳＤに基づいて前記フォ
ーカスエラー信号ＦＥ２を生成するように構成されてい
る。前記サーボ制御部１０９は、フォーカスロックはず
れ検出部３０、第１のＳ字波形検出部３２、第２のＳ字
波形検出部３４、サーボ制御手段３６を備えて構成され
ている。

【００２２】前記フォーカスロックはずれ検出部３０
は、前記フォーカスエラー信号ＦＥ１によるＳ字波形の
有無を検出しており、このＳ字波形が検出されなくなっ
たことをもって、フォーカスサーボ制御が不能になった
ことを検出し、その旨を示す信号を前記サーボ制御手段
３６に報知するように構成されている。前記第１のＳ字
波形検出部３２は、前記フォーカスエラー信号ＦＥ１に
よるＳ字波形の有無を検出しており、このＳ字波形が検
出されたことをもって、フォーカスサーボ制御が可能に
なったと判断し、その旨を示す信号を前記サーボ制御手
段３６に報知するように構成されている。なお、前記第
１のＳ字波形検出部３２は、前記サム信号ＳＵＭのレベ
ルを監視しており、このレベルが所定の閾値を超えたこ
とをもってフォーカスサーボの引込みが可能になったと
判断し、前記Ｓ字波形の検出動作を開始するように構成
されているが、本発明には直接係わらないので、以下で
はサム信号ＳＵＭに関係する第１のＳ字波形検出部３２
の動作については省略して説明する。前記第２のＳ字波
形検出部３４は、前記フォーカスエラー信号ＦＥ２によ
るＳ字波形の有無を検出しており、このＳ字波形が検出
されたことをもって、前記対物レンズ１６が前記光記録
媒体１６に近接し過ぎていることを検出し、その旨を示
す信号を前記サーボ制御手段３６に報知するように構成
されている。

【００２３】前記サーボ制御手段３６は、前記フォーカ
スエラー信号ＦＥ１に基づいて前記フォーカスアクチュ
エータ２４を駆動することにより前記対物レンズ１６が
常時合焦状態を保つようにフォーカスサーボ制御を行な
うように構成されている。また、前記サーボ制御手段３
６は、前記トラッキングエラー信号ＴＥに基づいて前記
トラッキングアクチュエータ２６を駆動することにより
前記対物レンズ１６が常時オントラック状態を保つよう
にトラッキングサーボ制御を行なうように構成されてい
る。また、前記サーボ制御手段３６は、前記フォーカス
ロックはずれ検出部３０からフォーカスロックはずれを
示す旨の信号を入力すると、前記フォーカスエラー信号
ＦＥ１が適切に得られるように前記フォーカスアクチュ
エータ２４を駆動するとともに、前記フォーカス引込み
レベル検出部３２から前記フォーカスサーボの引込みが
可能になった旨を示す信号を入力することによってフォ
ーカスサーボの引込み動作を開始するように構成されて
いる。

【００２４】また、前記サーボ制御手段３６は、前記第
２のＳ字波形検出部３４から前記対物レンズ１６が前記
光記録媒体１６に近接し過ぎていることを示す信号を入
力することによって、前記フォーカスアクチュエータ２
４を駆動することにより前記対物レンズ１６を前記光記
録媒体１０４から離間させる方向に移動させるように構
成されている。

【００２５】以上のように構成された光ヘッド１０４に
よって光記録媒体１０２を再生する際の作用について説
明する。まず、前記レーザ制御部１２１は、前記光源１
０をオンとする。これにより、光源１０から出射された
光ビームＢ１は、前記ビームスプリッタ１２、コリメー
タレンズ１４を介して対物レンズ１６により集光され前
記光記録媒体１０２の記録面に照射される。前記記録面
で反射された反射光ビームＢ２は、前記対物レンズ１
６、コリメータレンズ１４、ビームスプリッタ１２を介
して前記光路分割手段１８に入射される。これにより、
前記反射光ビームＢ２は、前記第１の光路により前記第
１の光検出手段２０に受光されるとともに、前記第２の
光路により前記第２の光検出手段２２に受光される。

【００２６】前記第１の光検出手段２０の検出信号は、
再生信号として前記プリアンプ１２０、信号変復調器及
びＥＣＣブロック１０８によって再生され、インターフ
ェース１１１を介して外部に出力されるとともに、前記
プリアンプ１２０によって演算処理されフォーカスエラ
ー信号およびトラッキングエラー信号としてサーボ制御
部１０９に出力される。前記サーボ制御部１０９は、プ
リアンプ１２０によって増幅されたこれらエラー信号に
基づいて前記光ヘッド１０４のフォーカスサーボ制御お
よびトラッキングサーボ制御を行なう。フォーカスサー
ボ制御の詳細については後述する。

【００２７】次に、前記光ヘッド１０４によって光記録
媒体１０２に記録を行なう際の作用について説明する。
記録動作は、前記レーザ制御部１２１が前記第１の光源
１０から出射される第１の光ビームＢ１の光量を記録デ
ータに基づいて変調することにより、前記記録面に記録
がなされる。この際、前記レーザ制御部１２１は、前記
光パワー検出用の光検出手段１６の検出信号に基づいて
前記第１の光源１０から出射される第１の光ビームＢ１
の光量を記録に適した値に制御する。前記フォーカスサ
ーボ制御およびトラッキングサーボ制御の動作は再生時
と同様である。

【００２８】次に、図３のブロック図および図６のフロ
ーチャートを参照してフォーカスサーボ制御の動作につ
いて詳細に説明する。まず、フォーカスサーボ制御を開
始する前に、前記サーボ制御制御手段３６は、前記フォ
ーカスアクチュエータ２４を駆動することにより、前記
対物レンズ１６を前記光記録媒体１０２に近接させる方
向に移動、すなわち上昇させる（ステップＳ１０）。そ
して、前記第２のＳ字波形検出部３２でＳ字波形が検出
されたか否を判定する（ステップＳ１２）。前記光記録
媒体１０２が正常で反りなどが生じていなければ、ステ
ップＳ１２の判定結果は否定（“Ｎ”）となり、対物レ
ンズ１６の移動が終了したか否かを判定し（ステップＳ
１４）、移動が終了していなければ（“Ｎ”）、ステッ
プＳ１２に移行して同様の動作を繰り返す。移動が終了
していれば（“Ｙ”）、前記フォーカスアクチュエータ
２４を駆動することにより、対物レンズ１６を前記光記
録媒体１０２から離間させる方向に移動、すなわち下降
させる（ステップＳ１６）。

【００２９】次いで、第１のＳ字波形検出部３４でＳ字
波形が検出されたか否を判定する（ステップＳ１８）。
ステップＳ１８でＳ字波形が検出されるまで動作を繰り
返し、Ｓ字波形が検出されたら（“Ｙ”）、フォーカス
サーボ制御の動作をスタートする（ステップＳ２０）。
一方、ステップＳ１２において、前記光記録媒体１０２
に反りなどが生じている場合には、該光記録媒体１０２
と対物レンズ１６との距離が接近するため、前記ステッ
プＳ１２の判定結果が（“Ｙ”）となる。この場合に
は、前記ステップＳ１６に移行して強制的に対物レンズ
１６を下降させることになるので、前記対物レンズ１６
が前記光記録媒体１０２から離間される。以下ステップ
Ｓ１８、Ｓ２０が実行される。なお、上述の動作では、
いったん対物レンズ１６を光記録媒体１０２に近接（上
昇）させ、次いで離間（下降）させる過程でフォーカス
サーボ制御をかけるダウンサーチを用いたが、これと逆
にいったん対物レンズ１６を光記録媒体１０２から離間
（下降）させ、次いで近接（上昇）させる過程でフォー
カスサーボ制御をかけるアップサーチを用いてもかまわ
ない。

【００３０】次に、図３のブロック図および図７のフロ
ーチャートを参照してフォーカスサーボ制御が実行され
ている際に振動などの原因でフォーカスサーボが外れた
場合の動作について詳細に説明する。前述したようにフ
ォーカスサーボ制御動作の実行中（ステップＳ３０）、
前記フォーカスロックはずれ検出部３０によってフォー
カスサーボ制御が外れた状態になったか否かが監視され
ている（ステップＳ３２）。前記ステップＳ３２でフォ
ーカスサーボ制御がはずれたことが検出されると、前記
サーボ制御手段３６は、前記フォーカスアクチュエータ
２４を駆動することにより、前記対物レンズ１６を前記
光記録媒体１０２に近接させる方向に移動、すなわち上
昇させる（ステップＳ３４）。以下、上述した図６のス
テップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０のそれ
ぞれと同様のステップＳ３６、Ｓ３８、Ｓ４０、Ｓ４
２、Ｓ４４、Ｓ４６のそれぞれが実行される。なお、こ
の動作の際にも図６の動作の場合と同様にダウンサーチ
を用いる代りにアップサーチを用いてもかまわない。

【００３１】上述した第１の実施の形態によれば、前記
対物レンズ１６から前記第１の光検出手段２０までの光
路長（第１の光路長）に対して、前記対物レンズ１６か
ら前記第２の光検出手段２２までの光路長（第２の光路
長）が短くなっている。これにより、前記第２の光検出
手段２２から出力される検出信号に基づいて生成された
前記フォーカスエラー信号ＦＥ２にＳ字波形が生じたこ
とをもって前記対物レンズ１６が前記光記録媒体１６に
近接し過ぎていることを検出できる。したがって、前記
Ｓ字波形の検出に応じて前記フォーカスアクチュエータ
を駆動させて前記対物レンズ１６を前記光記録媒体１０
２から離間する方向に移動させることにより、対物レン
ズ１６の光記録媒体１０２への接触や衝突を確実に防止
できる。また、従来と違って前記対物レンズ２００８に
カバーの箇所を当接させることによって前記対物レンズ
２００８のストローク（可動距離）を短くする必要がな
いないので、前記光記録媒体１０２が反っている場合で
あっても記録または再生の動作に支障をきたすことがな
い。

【００３２】なお、本実施の形態では、前記第１、第２
の光検出手段２０、２２から出力される検出信号からＳ
字波形を描くフォーカスエラー信号ＦＥ１、ＦＥ２を得
るにあたって非点収差法を用いたが、Ｓ字波形を描くフ
ォーカスエラー信号の生成方法はこれに限定されるもの
ではなく、任意の方法を採用することができる。また、
前記第１、第２の光検出手段２０、２２から出力される
検出信号から生成されるフォーカスエラー信号ＦＥ１、
ＦＥ２の波形がＳ字波形を描くものとして説明したが、
これらフォーカス信号の波形はＳ字波形以外の波形であ
ってもかまわない。

【００３３】次に、第２の実施の形態について説明す
る。第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるの
は、第２の光検出手段が単一の検出信号を出力するとと
もに、この検出信号の大きさに基づいて対物レンズ１６
が光記録媒体１０２に近接し過ぎていることを判断する
点である。図８に示すように第２の光検出手段２２Ａは
平面視矩形状を呈する単一の受光素子Ｇで構成されてい
る。図９（Ａ）は対物レンズの位置の変化を示す説明
図、（Ｂ）は第１の光検出手段上に照射された反射光ビ
ームの形状を示す説明図、（Ｃ）はフォーカスエラー信
号の波形図である。図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
は対物レンズ１６が合焦した状態（光記録媒体１０４
に照射された光ビームＢ１が最も絞られた状態）を示
し、、は対物レンズ１６が光記録媒体１０４から離
間する方向にデフォーカスした状態を、、は対物レ
ンズ１６が光記録媒体１０４に近接する方向にデフォー
カスした状態をそれぞれ示している。対物レンズ１６が
乃至に移動すると、図９（Ｃ）に示すように、第２
の光検出手段２２Ａから出力される検出信号Ｓ０は、前
記合焦位置で最大値（特許請求の所定の大きさに相当）
となり、合焦位置からデフォーカスするにつれて値が低
下する波形を示す。

【００３４】第２の実施の形態においても、前記対物レ
ンズ１６から前記第１の光検出手段２０までの光路長
（第１の光路長）に対して、前記対物レンズ１６から前
記第２の光検出手段２２Ａまでの光路長（第２の光路
長）が短くなっている。したがって、前記第２の光検出
手段２２から出力される検出信号Ｓ０が最大値となった
状態では、前記対物レンズ１６が前記合焦位置よりも前
記光記録媒体１０２に近接方向にデフォーカスした状態
となっている。すなわち、前記検出信号Ｓ０で最大値が
検出された時点で前記対物レンズ１６は前記光記録媒体
１０２に接触する手前まで近接していることになる。こ
れにより、前記第２の光検出手段２２の検出信号Ｓ０の
最大値が検出されたか否かに基づいて対物レンズ１６が
光記録媒体１０２に近接し過ぎているか否かを判別する
ことができる。

【００３５】次に、図１０を参照して参照して光ディス
ク装置の制御系の構成について説明する。図１０におい
て図３と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略
する。前記プリアンプ部１２０Ａは、前記第１の光検出
手段２０から出力される前記検出信号ＳＡ乃至ＳＤに基
づいて前記フォーカスエラー信号ＦＥ１およびサム信号
ＳＵＭを生成するとともに、前記検出信号ＳＥ乃至ＳＦ
に基づいて前記トラッキングエラー信号ＴＥを生成する
ように構成されている。また、プリアンプ部１２０Ａ
は、前記第２の光検出手段２２から出力される前記検出
信号Ｓ０をそのまま出力するように構成されている。前
記サーボ制御部１０９Ａは、フォーカスロックはずれ検
出部３０、第１のＳ字波形検出部３２、波形検出部３４
Ａ、サーボ制御手段３６Ａを備えて構成されている。前
記波形検出部３４Ａは、前記検出信号Ｓ０が最大値にな
ったか否かを検出しており、この最大値が検出されたこ
とをもって、前記対物レンズ１６が前記光記録媒体１６
に近接し過ぎていることを検出し、その旨を示す信号を
前記サーボ制御手段３６Ａに報知するように構成されて
いる。

【００３６】前記サーボ制御手段３６Ａは、図３のサー
ボ制御手段３６と同様のフォーカスサーボ制御、トラッ
キングサーボ制御、フォーカスサーボの引込み動作を行
なうように構成されている。また、前記サーボ制御手段
３６Ａは、前記波形検出部３４Ａから前記対物レンズ１
６が前記光記録媒体１６に近接し過ぎていることを示す
信号を入力することによって、前記フォーカスアクチュ
エータ２４を駆動することにより前記対物レンズ１６を
前記光記録媒体１０４から離間させる方向に移動させる
ように構成されている。

【００３７】次に、図１０のブロック図および図１１の
フローチャートを参照してフォーカスサーボ制御の動作
について詳細に説明する。まず、フォーカスサーボ制御
を開始する前に、前記サーボ制御制御手段３６は、前記
フォーカスアクチュエータ２４を駆動することにより、
前記対物レンズ１６を前記光記録媒体１０２に近接させ
る方向に移動、すなわち上昇させる（ステップＳ５
０）。そして、前記波形検出部３４Ａで検出波形Ｓ０の
最大値が検出されたか否を判定する（ステップＳ５
２）。前記光記録媒体１０２が正常で反りなどが生じて
いなければ、ステップＳ５２の判定結果は否定
（“Ｎ”）となり、対物レンズ１６の移動が終了したか
否かを判定し（ステップＳ５４）、移動が終了していな
ければ（“Ｎ”）、ステップＳ５２に移行して同様の動
作を繰り返す。移動が終了していれば（“Ｙ”）、前記
フォーカスアクチュエータ２４を駆動することにより、
対物レンズ１６を前記光記録媒体１０２から離間させる
方向に移動、すなわち下降させる（ステップＳ５６）。

【００３８】次いで、第１のＳ字波形検出部３４でＳ字
波形が検出されたか否を判定する（ステップＳ５８）。
ステップＳ１８でＳ字波形が検出されるまで動作を繰り
返し、Ｓ字波形が検出されたら（“Ｙ”）、フォーカス
サーボ制御の動作をスタートする（ステップＳ６０）。
一方、ステップＳ５２において、前記光記録媒体１０２
に反りなどが生じている場合には、該光記録媒体１０２
と対物レンズ１６との距離が接近するため、前記ステッ
プＳ５２の判定結果が（“Ｙ”）となる。この場合に
は、前記ステップＳ５６に移行して強制的に対物レンズ
１６を下降させることになるので、前記対物レンズ１６
が前記光記録媒体１０２から離間される。以下ステップ
Ｓ５８、Ｓ６０が実行される。なお、この動作の際にも
第１の実施の形態の場合と同様にダウンサーチを用いる
代りにアップサーチを用いてもかまわない。

【００３９】次に、図１０のブロック図および図１２の
フローチャートを参照してフォーカスサーボ制御が実行
されている際に振動などの原因でフォーカスサーボが外
れた場合の動作について詳細に説明する。前述したよう
にフォーカスサーボ制御動作の実行中（ステップＳ７
０）、前記フォーカスロックはずれ検出部３０によって
フォーカスサーボ制御が外れた状態になったか否かが監
視されている（ステップＳ７２）。前記ステップＳ７２
でフォーカスサーボ制御がはずれたことが検出される
と、前記サーボ制御手段３６Ａは、前記フォーカスアク
チュエータ２４を駆動することにより、前記対物レンズ
１６を前記光記録媒体１０２に近接させる方向に移動、
すなわち上昇させる（ステップＳ７４）。以下、上述し
た図１０のステップＳ５２、Ｓ５４、Ｓ５６、Ｓ５８、
Ｓ６０のそれぞれと同様のステップＳ７６、Ｓ７８、Ｓ
８０、Ｓ８２、Ｓ８４、Ｓ８６のそれぞれが実行され
る。なお、この動作の際にも図１０の動作の場合と同様
にダウンサーチを用いる代りにアップサーチを用いても
かまわない。

【００４０】上述した第２の実施の形態によれば、前記
対物レンズ１６から前記第１の光検出手段２０までの光
路長（第１の光路長）に対して、前記対物レンズ１６か
ら前記第２の光検出手段２２までの光路長（第２の光路
長）が短くなっている。これにより、前記第２の光検出
手段２２から出力される検出信号Ｓ０が最大値となった
ことをもって前記対物レンズ１６が前記光記録媒体１６
に近接し過ぎていることを検出できる。したがって、前
記検出信号Ｓ０の最大値の検出に応じて前記フォーカス
アクチュエータを駆動させて前記対物レンズ１６を前記
光記録媒体１０２から離間する方向に移動させることに
より、対物レンズ１６の光記録媒体１０２への接触や衝
突を確実に防止できる。また、第１の実施の形態と同様
に、前記対物レンズ２００８にカバーの箇所を当接させ
ることによって前記対物レンズ２００８のストローク
（可動距離）を短くする必要がないないので、前記光記
録媒体１０２が反っている場合であっても記録または再
生の動作に支障をきたすことがない。また、第２の実施
の形態では、第２の光検出手段２２Ａが単一の受光素子
Ｇで構成されているので、構成が簡素化されることによ
りコストを低減する上で有利である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ヘッドお
よび光ディスク装置によれば、光記録媒体に対する記録
または再生の動作に支障をきたすことなく、対物レンズ
の光記録媒体に対する接触や衝突を確実に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による光ヘッドの光
学系を示す構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における光ディスク
装置の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の光ディスク装置の
制御系の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態による光ヘッドの第
１の光検出手段の構成を示す平面図である。

【図５】（Ａ）は対物レンズの位置の変化を示す説明
図、（Ｂ）は第１の光検出手段上に照射された反射光ビ
ームの形状を示す説明図、（Ｃ）はフォーカスエラー信
号の波形図である。

【図６】第１の実施の形態におけるサーボ制御動作を示
すフローチャートである。

【図７】第１の実施の形態におけるサーボはずれが生じ
た場合におけるサーボ制御動作を示すフローチャートで
ある。

【図８】本発明の第２の実施の形態による光ヘッドの第
２の光検出手段の構成を示す平面図である。

【図９】（Ａ）は対物レンズの位置の変化を示す説明
図、（Ｂ）は第１の光検出手段上に照射された反射光ビ
ームの形状を示す説明図、（Ｃ）はフォーカスエラー信
号の波形図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態の光ディスク装置
の制御系の構成を示すブロック図である。

【図１１】第２の実施の形態におけるサーボはずれが生
じた場合におけるサーボ制御動作を示すフローチャート
である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態による光ヘッドの
第２の光検出手段の構成を示す平面図である。

【図１３】従来の光ヘッドの光学系の構成を示す構成図
である。

【図１４】図１３の要部拡大図である。

【符号の説明】

１０１……光ディスク装置、１０２……光記録媒体、１
０４……光ヘッド、１６……対物レンズ、１８……光路
分割手段、２０……第１の光検出手段、２２……第２の
光検出手段、３４……第２のＳ字波形検出部、３４Ａ…
…波形検出手段、３６、３６Ａ……サーボ制御手段。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D117 AA02 CC01 CC04 DD15 GG02 HH03 HH10 5D118 AA28 BA01 CA11 CD02 CD03 DA06 DC03 5D119 AA32 BA01 DA01 DA05 EA02 EA03 JA02 JA10 JA22 JA24 JA43 KA04 KA16 KA20 LB13 5D789 AA32 BA01 DA01 DA05 EA02 EA03 JA02 JA10 JA22 JA24 JA43 KA04 KA16 KA20 LB13

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、 前記光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レン
   ズと、 前記照射された光ビームの前記光記録媒体での反射光ビ
   ームを前記対物レンズを介して受光する第１の光検出手
   段と、 前記対物レンズの前記光記録媒体に対するフォーカス方
   向の位置を移動させるフォーカスアクチュエータとを備
   え、 前記第１の光検出手段から出力される検出信号に基づい
   て生成された第１のフォーカスエラー信号に基づいて前
   記フォーカスアクチュエータが駆動されることにより、
   前記対物レンズのフォーカス制御が行なわれる光ヘッド
   であって、 前記対物レンズと前記第１の光検出手段との間の光路中
   に配置された光路分割手段と、 前記照射された光ビームの前記光記録媒体での反射光ビ
   ームを前記対物レンズおよび前記光路分割手段を介して
   受光する第２の光検出手段とを備え、 前記光路分割手段は、前記対物レンズを透過した前記反
   射光ビームを前記第１の光検出手段まで導く第１の光路
   と、前記第１の光路長よりも短い光路長で前記対物レン
   ズを透過した前記反射光ビームを前記第２の光検出手段
   まで導く第２の光路とを形成するように構成されてい
   る、 ことを特徴とする光ヘッド。
2. 【請求項２】 前記第２の光検出手段の検出手段に基づ
   いて第２のフォーカスエラー信号が生成され、前記第１
   のフォーカスエラー信号は前記対物レンズのフォーカス
   方向の位置が正常な範囲内で第１の波形を描くように生
   成され、前記第２のフォーカスエラー信号は前記対物レ
   ンズのフォーカス方向の位置が前記正常な範囲内から前
   記光記録媒体寄りに逸脱したときに前記第１の波形と同
   一形状の第２の波形を描くように生成されることを特徴
   とする請求項１記載の光ヘッド。
3. 【請求項３】 前記第２のフォーカスエラー信号によっ
   て第２の波形が描かれる状態が検出されたときに、前記
   フォーカスアクチュエータが駆動されることにより前記
   対物レンズが前記光記録媒体から離間する方向に強制的
   に移動されることを特徴とする請求項２記載の光ヘッ
   ド。
4. 【請求項４】 前記第１の波形と第２の波形はＳ字波形
   であることを特徴とする請求項２記載の光ヘッド。
5. 【請求項５】 前記対物レンズと前記光路分割手段の間
   の光路中に前記反射光ビームに非点収差を与える光学部
   品が配置され、前記第１、第２のフォーカスエラー信号
   の生成は非点収差法に基づいて行なわれることを特徴と
   する請求項１記載の光ヘッド。
6. 【請求項６】 前記第２の光検出手段の検出信号が所定
   の大きさとなったことが検出されたときに、前記フォー
   カスアクチュエータが駆動されることにより前記対物レ
   ンズが前記光記録媒体から離間する方向に強制的に移動
   されることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
7. 【請求項７】 光記録媒体を保持して回転駆動する駆動
   手段と、 前記駆動手段によって回転駆動する光記録媒体に対し、
   光を照射し、前記光記録媒体からの反射光を検出する光
   ヘッドとを有し、 前記光ヘッドは、 光ビームを出射する光源と、 前記光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レン
   ズと、 前記照射された光ビームの前記光記録媒体での反射光ビ
   ームを前記対物レンズを介して受光する第１の光検出手
   段と、 前記対物レンズの前記光記録媒体に対するフォーカス方
   向の位置を移動させるフォーカスアクチュエータとを備
   え、 前記第１の光検出手段から出力される検出信号に基づい
   て生成されたフォーカスエラー信号に基づいて前記フォ
   ーカスアクチュエータを駆動することにより前記対物レ
   ンズのフォーカス制御を行なうサーボ制御手段を備えて
   構成される光ディスク装置において、 前記光ヘッドは、 前記対物レンズと前記第１の光検出手段との間の光路中
   に配置された光路分割手段と、 前記照射された光ビームの前記光記録媒体での反射光ビ
   ームを前記対物レンズおよび前記光路分割手段を介して
   受光する第２の光検出手段とを備え、 前記光路分割手段は、前記対物レンズを透過した前記反
   射光ビームを前記第１の光検出手段まで導く第１の光路
   と、前記第１の光路長よりも短い光路長で前記対物レン
   ズを透過した前記反射光ビームを前記第２の光検出手段
   まで導く第２の光路とを形成するように構成されてい
   る、 ことを特徴とする光ディスク装置。
8. 【請求項８】 前記第２の光検出手段の検出手段に基づ
   いて第２のフォーカスエラー信号が生成され、前記第１
   のフォーカスエラー信号は前記対物レンズのフォーカス
   方向の位置が正常な範囲内で第１の波形を描くように生
   成され、前記第２のフォーカスエラー信号は前記対物レ
   ンズのフォーカス方向の位置が前記正常な範囲内から前
   記光記録媒体寄りに逸脱したときに前記第１の波形と同
   一形状の第２の波形を描くように生成されることを特徴
   とする請求項７記載の光ディスク装置。
9. 【請求項９】 前記サーボ制御手段は、前記第２のフォ
   ーカスエラー信号によって第２の波形が描かれる状態を
   検出したときに、前記フォーカスアクチュエータが駆動
   することにより前記対物レンズが前記光記録媒体から離
   間する方向に強制的に移動させるように構成されている
   ことを特徴とする請求項８記載の光ディスク装置光ヘッ
   ド。
10. 【請求項１０】 前記第１の波形と第２の波形はＳ字波
    形であることを特徴とする請求項８記載の光ディスク装
    置。
11. 【請求項１１】 前記対物レンズと前記光路分割手段の
    間の光路中に前記反射光ビームに非点収差を与える光学
    部品が配置され、前記第１、第２のフォーカスエラー信
    号の生成は非点収差法に基づいて行なわれることを特徴
    とする請求項７記載の光ディスク装置。
12. 【請求項１２】 前記サーボ制御手段は、前記第２の光
    検出手段の検出信号が所定の大きさとなったことを検出
    したときに、前記フォーカスアクチュエータを駆動する
    ことにより前記対物レンズが前記光記録媒体から離間す
    る方向に強制的に移動させるように構成されていること
    を特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。