JP2749715B2 - 光ディスク装置のフォーカスサーチ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク装置の起動時に光ピックアップ
をフォーカス方向に往復移動させ、光ピックアップから
出射されるレーザ光の焦点を光ディスクの信号面に合わ
せる光ディスク装置のフォーカスサーチ回路に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に、光ディスクは、情報信号を記録する信号面が
加工精度や回転精度等により回転に伴って信号面が上下
動する。従って、光ディスク装置は、情報信号を高精度
に読み取るため、光ピックアップから出射されたレーザ
光が信号面に常に集光するように、信号面の上下動に追
従して光ピックアップを上下動させるフォーカスサーボ
を行うようになっている。

通常、上記のフォーカスサーボには、シリンドリカル
レンズを用いた非点収差法やプリズムを用いたフーコー
法が採用されており、これらの方法は、信号面にレーザ
光が集光する程度をフォーカス誤差信号として出力し、
このフォーカス誤差信号によりフォーカスサーボを実行
させるようになっている。

ところが、上記のフォーカス誤差信号は、光ディスク
の回転周期や焦点深度等の制限から出力可能な範囲であ
るフォーカス範囲が限定されている。従って、光ディス
ク装置の起動時には、光ピックアップを光ディスク方向
に往復移動させて上記のフォーカス範囲に位置決めさせ
る必要があり、この位置決めは、フォーカスサーチ回路
によるフォーカスサーチにより行われるようになってい
る。

従来、上記のフォーカスサーチ回路は、第３図に示す
ように、三角波のサーチ電圧を発生する三角波発生回路
41と、サーチ電圧を所定の増幅率で増幅させる演算増幅
回路42とを有しており、光ピックアップ44は、バッファ
回路43を介して入力された第４図のサーチ電圧により往
復移動されるようになっている。また、フォーカスサー
チ回路は、フォーカスエラー信号を出力するフォーカス
エラー検出回路45と、フォーカス誤差信号に対応した補
償信号を出力するフォーカス位相補償回路46と、フォー
カスエラー信号のゼロクロス信号で切り換え可能なフォ
ーカススイッチ47とを有しており、フォーカススイッチ
47は、上記のゼロクロス信号で三角波発生回路41からフ
ォーカス位相補償回路46へ接続状態を切り換えるように
なっている。

そして、上記のフォーカスサーチ回路は、光ディスク
装置の起動時に、三角波発生回路41と演算増幅回路42と
をフォーカススイッチ47で接続状態にして光ピックアッ
プ44を往復移動させ、ゼロクロス信号が出力された際
に、フォーカススイッチ47を切り換えてフォーカス位相
補償回路46と演算増幅回路42とを接続状態にするように
なっている。これにより、光ディスク装置は、フォーカ
スサーチされた後、フォーカスサーボループが閉じられ
ることで、フォーカス誤差信号によるフォーカスサーボ
が安定して行われるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のフォーカスサーチ回路で
は、フォーカスサーチする際に、光ピックアップ44が光
ディスクに衝突して光ディスクを損傷させる虞れがある
という問題がある。

即ち、第５図に示すように、光ディスク48は、内周側
から外周側にかけて反りを生じている場合が多いのに対
し、光ピックアップ44は、図示１点鎖線で示すように、
光ディスク48の回転軸に対して水平方法に移動されるよ
うになっている。従って、光ディスク48と光ピックアッ
プ44との距離は、内周側の距離L₁と外周側の距離L₂とが
異なったものになり、距離L₂が距離L₁よりも大きくなっ
ている場合がある。これにより、外周側のフォーカスサ
ーチを確実に行うため、フォーカスサーチする際の光ピ
ックアップ44の移動量を外周側の距離L₂に設定した場合
には、光ピックアップ44の移動量が内周側の距離L₁より
も大きくなることがあり、この設定で内周側をフォーカ
スサーチした場合には、ゼロクロス点を検出できないフ
ォーカスミスを生じた際に、光ピックアップ44が光ディ
スク48に衝突することになる。

また、最近の光ディスク装置には、例えば30cm LD（L
aser Disk）や20cm LD、12cm CD（Compact Disc）、8cm
CD等の異なるディスク径を有した光ディスク48を任意
に再生可能なマルチディスクプレーヤもあり、この装置
の場合には、上記の内周側での衝突と共に、ディスク径
の小さな例えば8cm CDや12cm CDの外周側でも衝突する
可能性がある。

このように、従来のフォーカスサーチ回路は、所定の
増幅率で増幅されたサーチ電圧により光ピックアップ44
を往復移動させるため、光ピックアップ44の位置や光デ
ィスク48の種類により、フォーカスサーチ時に光ピック
アップ44と光ディスク48との衝突による光ディスク48の
損傷を招来するという問題がある。従って、本発明にお
いては、フォーカスサーチ時の光ピックアップ44の移動
量を光ピックアップ44の位置に応じて変更することで、
最適な状態でフォーカスサーチしつつ、上記の問題を解
決することができる光ディスク装置のフォーカスサーチ
回路を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光ディスク装置のフォーカスサーチ回路
は、サーチ電圧を出力する三角波発生回路と、フォーカ
ス誤差信号でフォーカスサーボ電圧を出力するフォーカ
ス位相補償回路と、上記サーチ電圧およびフォーカスサ
ーボ電圧に応じた移動量で光ディスク方向に往復移動可
能な光ピックアップとを有し、上記サーチ電圧によるフ
ォーカスサーチ時のゼロクロス信号で、サーチ電圧から
フォーカスサーボ電圧に切り換えて光ピックアップをフ
ォーカスサーボする光ディスク装置のフォーカスサーチ
回路であって、上記三角波発生回路には、光ディスクの
半径上の位置であるフォーカスサーチ位置に応じた増幅
率でサーチ電圧を増幅可能な三角波増幅手段が接続され
ており、この増幅手段は、演算増幅回路と抵抗器とトラ
ンジスタとでサーチ電圧を非反転増幅するようになって
いることを特徴としている。

〔作 用〕

上記の構成によれば、三角波発生回路には、三角波増
幅手段が接続されており、この三角波増幅手段は、三角
波発生回路から出力されるサーチ電圧をフォーカスサー
チ位置に応じた増幅率で増幅するようになっている。従
って、上記のサーチ電圧でフォーカスサーチした場合に
は、各フォーカスサーチ位置での光ディスクと光ピック
アップとの距離に対応して、対物レンズの移動量を設定
することが可能になることから、各位置に最適な移動量
でフォーカスサーチすることが可能になる。

また、上記のフォーカスサーチ位置に応じた増幅率で
サーチ電圧を増幅した場合には、全てのフォーカスサー
チ位置で対物レンズの移動量を光ディスクと光ピックア
ップとの距離よりも小さく設定することが可能になる。
これにより、フォーカスサーチ回路は、最適な状態でフ
ォーカスサーチしつつ、光ピックアップと光ディスクと
の衝突を防止することが可能になり、ひいては光ディス
クの損傷を防止することが可能になる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説
明すれば、以下の通りである。

本実施例に係るフォーカスサーチ回路は、例えば30cm
LDや20cm LD、12cm CD、8cm CD等の異なるディスク径
を有した光ディスクを任意に再生可能なマルチディスク
プレーヤである光ディスク装置および特定のディスク径
を有した光ディスクのみを再生可能な光ディスク装置に
使用されるようになっている。

上記のフォーカスサーチ回路は、第１図に示すよう
に、三角波のサーチ電圧を発生する三角波発生回路１を
有しており、この三角波発生回路１は、抵抗器２を介し
て演算増幅回路３の正側入力端子に接続されている。ま
た、この演算増幅回路３の負側入力端子は、所定の抵抗
値を有した抵抗器４と、この抵抗器４の４倍の抵抗値を
有した抵抗器５とに分岐されて接続されており、４倍の
抵抗値を有した抵抗器５は、演算増幅回路３の出力側端
子に接続されている。これにより、この演算増幅回路３
は、上記の抵抗器４・５と、後述の抵抗器９・13・17と
で三角波発生回路１からのサーチ電圧を非反転増幅する
ようになっている。

上記の演算増幅回路３は、抵抗器４・９・13・17およ
びトランジスタ６・10・14等とで増幅手段28を構成して
おり、１倍の抵抗値を有した抵抗器４は、トランジスタ
６のコレクタ端子6aに接続されている。このトランジス
タ６は、エミッタ端子6bがGNDに接続されている一方、
ベース端子6cが抵抗器７を介して信号入力端子８に接続
されており、この信号入力端子８には、30cm LDの外周
をフォーカスサーチする際に外周信号が入力されるよう
になっている。そして、演算増幅回路３は、上記の外周
信号が信号入力端子８に入力されることで、サーチ電圧
を抵抗器４と抵抗器５とで５倍の増幅率で増幅させるよ
うになっている。

尚、上記の30cm LDの外周は、フォーカスサーチする
際の光ピックアップ25の位置であるフォーカスサーチ位
置により認識されるようになっており、また、他のLDや
CD等の光ディスクの内周および外周もフォーカスサーチ
位置により認識されるようになっている。

上記の抵抗器４は、抵抗器４と同等の抵抗値を有した
抵抗器９にも接続されており、この抵抗器９は、トラン
ジスタ10のコレクタ端子10aに接続されている。このト
ランジスタ10は、エミッタ端子10bがGNDに接続されてい
る一方、ベース端子10cが抵抗器11を介して信号入力端
子12に接続されており、この信号入力端子12には、20cm
LDの外周をフォーカスサーチする際に外周信号が入力
されるようになっている。そして、演算増幅回路３は、
上記の外周信号が信号入力端子12に入力されることで、
サーチ電圧を抵抗器４と抵抗器５・９とで３倍の増幅率
で増幅させるようになっている。

また、上記の抵抗器９は、抵抗器９と同等の抵抗値を
有した抵抗器13にも接続されており、この抵抗器13は、
トランジスタ14のコレクタ端子14aに接続されている。
このトランジスタ14は、エミッタ端子14bがGNDに接続さ
れている一方、ベース端子14cが抵抗器15を介して信号
入力端子16に接続されており、この信号入力端子16に
は、12cm CDの外周をフォーカスサーチする際に外周信
号が入力されるようになっている。そして、演算増幅回
路３は、上記の外周信号が信号入力端子16に入力される
ことで、サーチ電圧を抵抗器４と抵抗器５・９・13とで
7/3倍の増幅率で増幅させるようになっている。

また、上記の抵抗器13は、抵抗器13と同等の抵抗値を
有した抵抗器17にも接続されており、この抵抗器17は、
上述の信号入力端子８・12・13に外周信号が入力されな
かった際に、抵抗器５と抵抗器４・９・13とで演算増幅
回路３を２倍の増幅率に設定するようになっている。

上記の各増幅率に設定可能な演算増幅回路３は、出力
側端子が抵抗器18を介してフォーカススイッチ19の一方
の入力端子19aに接続されている。このフォーカススイ
ッチ19は、２入力の入力端子19a・19bと、これらの入力
端子19a・19bの共通接点となる出力端子19cとを有して
おり、出力端子19cと入力端子19a・19bとは、後述のゼ
ロクロス信号によるスイッチ部19dの切り換えで接続状
態が切り換えられるようになっている。

上記のフォーカススイッチ19の出力端子19cは、抵抗
器20を介して演算増幅回路21の正側入力端子に接続され
ており、この演算増幅回路21の負側入力端子は、抵抗器
22を介してGNDに接続されていると共に、抵抗器23を介
して演算増幅回路21の出力側端子に接続されている。そ
して、この演算増幅回路21は、入力された信号電圧を抵
抗器22・23で設定された増幅率で非反転出力するように
なっている。

上記の演算増幅回路21は、バッファ回路24を介して光
ピックアップ25に接続されている。この光ピックアップ
25は、図示しないレーザ光を発生するレーザダイオー
ド、レーザ光を光ディスクの信号面に集光させる対物レ
ーザ、対物レンズを移動させる駆動コイル、および光デ
ィスクから反射したレーザ光を曲折させるハーフミラー
等を有しており、対物レンズは、演算増幅回路21からの
信号電圧に対応して駆動コイルが作動されることで、信
号面に対して垂直方向となる光ディスク方向に往復移動
されるようになっている。

上記の光ピックアップ25のハーフミラーにより曲折さ
れたレーザ光の光軸上には、受光素子が設けられてお
り、受光素子は、レーザ光の受光量に対応した受光電圧
を出力するようになっている。そして、上記の受光素子
は、フォーカスエラー検出回路26に接続されており、こ
のフォーカスエラー検出回路26に上記の受光電圧を出力
するようになっている。

上記のフォーカスエラー検出回路26は、光ディスク装
置の起動時に、入力された受光電圧をフォーカスエラー
信号に変換し、このフォーカスエラー信号のゼロクロス
点を検出した際に、ゼロクロス信号をフォーカススイッ
チ19に出力してフォーカススイッチ19の入力端子19aと
出力端子19cとの接続状態を入力端子19bと出力端子19c
との接続状態に切り換えるようになっている。

また、上記のフォーカスエラー検出回路26は、フォー
カス位相補償回路27に接続されており、このフォーカス
位相補償回路27は、フォーカスエラー検出回路26からの
受光電圧に対応したフォーカス誤差信号であるフォーカ
スサーボ電圧を出力するようになっている。そして、こ
のフォーカス位相補償回路27は、フォーカススイッチ19
の入力端子19bに接続されており、入力端子19bと出力端
子19cとが接続状態にされることで、演算増幅回路21と
バッファ回路24と光ピックアップ25とフォーカスエラー
検出回路26とでフォーカスループを形成するようになっ
ている。

上記の構成において、フォーカスサーチ回路の動作に
ついて説明する。

光ディスク装置が起動されると、フォーカススイッチ
19の入力端子19aと出力端子19cとが接続状態にされ、フ
ォーカスループを閉じるためのフォーカスサーチが実行
されることになる。

即ち、先ず、三角波発生回路１から第２図のサーチ電
圧Ｅが出力され、このサーチ電圧Ｅが抵抗器２を介して
演算増幅回路３の正側入力端子に入力されることにな
る。この際、光ディスク装置は、光ピックアップ25の位
置であるフォーカスサーチ位置を認識することで、光デ
ィスクの種類を認識していると共に、光ピックアップ25
が光ディスクの外周側に位置しているか内周側に位置し
ているかを認識している。そして、例えば光ピックアッ
プ25が30cm LDの外周側に位置していると認識した場合
には、外周信号が信号入力端子８に出力されることにな
る。

上記の外周信号が信号入力端子８に入力された場合に
は、この外周信号が抵抗器７を介してトランジスタ６の
ベース端子6cに入力され、コレクタ端子6aとエミッタ端
子6bとを導通状態にすることで、抵抗器４をGNDに接続
した状態と同等の状態にすることになる。これにより、
上記の抵抗器４は、この抵抗器４の４倍の抵抗値を有し
た抵抗器５とで演算増幅回路３の増幅率を５倍に設定す
ることになり、三角波発生回路１からのサーチ電圧Ｅ
は、演算増幅回路３で５倍に非反転増幅され、第２図の
サーチ電圧Ａとして出力されることになる。

上記の５倍に増幅されたサーチ電圧Ａは、抵抗器18、
フォーカススイッチ19、および抵抗器20を介して演算増
幅回路21の正側入力端子に入力され、この演算増幅回路
21で所定の増幅率で非反転増幅されることになる。この
後、演算増幅回路21から出力されたサーチ電圧は、バッ
ファ回路24によりインピーダンスが除去された状態で、
光ピックアップ25に入力され、光ピックアップ25は、入
力されたサーチ電圧に対応させて駆動コイルを作動させ
ることで、対物レンズを光ディスク方向に往復移動させ
ることになる。

上記の対物レンズが往復移動されると、レーザ光の焦
点が光ディスクの一方側と他方側とを往復移動すること
になり、光ディスクの記録面には、レーザ光が異なった
照射面積で連続的に照射されることになる。そして、こ
のレーザ光は、光ディスクの記録面で対物レンズ方向に
反射され、対物レンズを介して光ピックアップ25内に入
力された後、ビームスプリッタで曲折されて受光素子に
照射されることになる。

この際、レーザ光による受光素子への照射面積は、光
ディスクの記録面に照射されるレーザ光の照射面積に比
例しており、レーザ光の焦点が光ディスクの信号面から
離反する程拡大する一方、接近する程縮小することにな
る。従って、受光素子から出力される受光電圧は、サー
チ電圧による対物レンズの往復移動に伴って波状に変形
することになる。

上記のフォーカス誤差信号は、フォーカスエラー検出
回路26に入力されており、このフォーカスエラー検出回
路26は、入力された受光電圧をフォーカスエラー信号に
変換し、変換したフォーカスエラー信号が基準電圧に対
して正電圧側から負電圧側または負電圧側から正電圧側
に変動した際のゼロクロス点を監視している。そして、
ゼロクロス信号を検出した場合には、ゼロクロス信号を
フォーカススイッチ19に出力し、入力端子19aと出力端
子19cとの接続状態から入力端子19bと出力端子19cとの
接続状態に切り換えられることになる。これにより、フ
ォーカスサーチが終了してフォーカスループが閉じられ
た状態になり、光ピックアップ25は、受光電圧から変換
されたフォーカス誤差信号でフォーカス位相補償回路27
等によりフォーカスサーボされることになる。

次に、光ピックアップ25が20cm LDの外周側に位置し
ている場合には、外周信号が信号入力端子12に出力され
ることになり、この外周信号が抵抗器11を介してトラン
ジスタ10のベース端子10cに入力され、コレクタ端子10a
とエミッタ端子10bとを導通状態にすることで、抵抗器
９をGNDに接続した状態と同等の状態にすることにな
る。

これにより、上記の抵抗器９は、この抵抗器９と同一
の抵抗値を有した抵抗器４と、４倍の抵抗値を有した抵
抗器５とで演算増幅回路３の増幅率を３倍に設定するこ
とになり、三角波発生回路１からの第２図のサーチ電圧
Ｅは、演算増幅回路３で３倍に非反転増幅され、第２図
のサーチ電圧Ｂとして出力されることになる。そして、
光ピックアップ25の対物レンズは、30cm LDの外周側で
フォーカスサーチする場合の移動量の1/2の移動量で往
復移動し、上述のフォーカスサーチと同一の動作でフォ
ーカスループを閉じて光ピックアップ25のフォーカスサ
ーボを実行することになる。

また、光ピックアップ25が12cm CDの外周側に位置し
ている場合には、外周信号が信号入力端子16に出力され
ることになり、同一の抵抗値を有した抵抗器13・９・４
と、４倍の抵抗値を有した抵抗器５とで演算増幅回路３
の増幅率を7/3倍に設定することになり、三角波発生回
路１からの第２図のサーチ電圧Ｅは、演算増幅回路３で
7/3倍に非反転増幅され、第２図のサーチ電圧Ｃとして
出力されることになる。そして、光ピックアップ25の対
物レンズは、30cm LDの外周側でフォーカスサーチする
場合の移動量の7/18の移動量で往復移動し、上述のフォ
ーカスサーチと同一の動作でフォーカスループを閉じて
光ピックアップ25のフォーカスサーボを実行することに
なる。

また、光ピックアップ25が光ディスクの内周側に位置
している場合には、外周信号が出力されず、同一の抵抗
値を有した抵抗器17・13・９・４と、４倍の抵抗値を有
した抵抗器５とで演算増幅回路３の増幅率を２倍に設定
することになり、三角波発生回路１からの第２図のサー
チ電圧Ｅは、演算増幅回路３で２倍に非反転増幅され、
第２図のサーチ電圧Ｄとして出力されることになる。そ
して、光ピックアップ25の対物レンズは、30cm LDの外
周側でフォーカスサーチする場合の移動量の1/3の移動
量で往復移動し、上述のフォーカスサーチと同一の動作
でフォーカスループを閉じて光ピックアップ25のフォー
カスサーボを実行することになる。

このように、本実施例のフォーカスサーチ回路は、フ
ォーカスサーチする際に、フォーカスサーチ位置に応じ
て対物レンズの移動量を変化させるようになっている。
従って、上記フォーカスサーチは、フォーカスサーチ位
置の光ディスクと光ピックアップ25との距離に対応し
て、対物レンズの移動量を最適な移動量に設定すること
が可能になることから、フォーカスサーチ時のゼロクロ
ス点の検出ミスを低減することができることになる。ま
た、対物レンズの移動量は、各フォーカスサーチ位置で
設定できることから、最適な状態でのフォーカスサーチ
を維持しつつ、内周側から外周側にかけて光ディスクと
光ピックアップ25との距離よりも常に小さくすることが
可能になる。これにより、フォーカスサーチ回路は、た
とえばゼロクロス点の検出ミスによるフォーカスミスを
生じた場合でも、対物レンズと光ディスクとの衝突を防
止することが可能になっている。

尚、本実施例の増幅手段28は、増幅率が各フォーカス
サーチ位置で６倍、３倍、7/3倍、および２倍に設定さ
れているが、これに限定されることはなく、各フォーカ
スサーチ位置で光ピックアップ25の対物レンズと光ディ
スクとの衝突を防止可能で、且つ対物レンズの移動量を
フォーカスサーチに最適な移動量に設定可能な増幅率に
設定されていれば良い。

〔発明の効果〕

本発明に係る光ディスク装置のフォーカスサーチ回路
は、以上のように、サーチ電圧を出力する三角波発生回
路と、フォーカス誤差信号でフォーカスサーボ電圧を出
力するフォーカス位相補償回路と、上記サーチ電圧およ
びフォーカスサーボ電圧に応じた移動量で光ディスク方
向に往復移動可能な光ピックアップとを有し、上記サー
チ電圧によるフォーカスサーチ時のゼロクロス信号で、
サーチ電圧からフォーカスサーボ電圧に切り換えて光ピ
ックアップをフォーカスサーボする光ディスク装置のフ
ォーカスサーチ回路であって、上記三角波発生回路に
は、光ディスクの半径上の位置に応じた増幅率でサーチ
電圧を増幅可能な三角波増幅手段が接続されている構成
である。

これにより、三角波増幅手段が光ディスクの半径上の
位置に応じた増幅率でサーチ電圧を増幅するため、各位
置に最適な移動量でフォーカスサーチすることが可能に
なる。また、最適な状態でフォーカスサーチしつつ、全
ての光ディスクの半径上の位置で対物レンズの移動量を
光ディスクと光ピックアップとの距離よりも小さく設定
することが可能になり、光ピックアップと光ディスクと
の衝突による光ディスクの損傷を防止することが可能に
なるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。 第１図は、フォーカスサーチ回路のブロック図である。 第２図は、増幅手段で増幅されたサーチ電圧と時間との
関係を示すグラフである。 第３図ないし第５図は、従来例を示すものである。 第３図は、フォーカスサーチ回路のブロック図である。 第４図は、サーチ電圧と時間との関係を示すグラフであ
る。 第５図は、光ピックアップと光ディスクとの位置関係を
示す説明図である。 １は三角波発生回路、３は演算増幅回路（増幅手段）、
４・５・９・13・17は抵抗器（増幅手段）、６・10・14
はトランジスタ（増幅手段）、19はフォーカススイッ
チ、21は演算増幅回路、24はバッファ回路、25は光ピッ
クアップ、26はフォーカスエラー検出回路、27はフォー
カス位相補償回路である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーチ電圧を出力する三角波発生回路と、
   フォーカス誤差信号でフォーカスサーボ電圧を出力する
   フォーカス位相補償回路と、上記サーチ電圧およびフォ
   ーカスサーボ電圧に応じた移動量で光ディスク方向に往
   復移動可能な光ピックアップとを有し、上記サーチ電圧
   によるフォーカスサーチ時のゼロクロス信号で、サーチ
   電圧からフォーカスサーボ電圧に切り換えて光ピックア
   ップをフォーカスサーボする光ディスク装置のフォーカ
   スサーチ回路であって、 上記三角波発生回路には、光ディスクの半径上の位置に
   応じた増幅率でサーチ電圧を増幅可能な三角波増幅手段
   が接続されていることを特徴とする光ディスク装置のフ
   ォーカスサーチ回路。