JP3268627B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

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関
し、特に反射膜が多層形成された光ディスクを再生また
は記録する光ディスク装置のフォーカスサーボ制御を改
善した光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ディスク装置においては、装着
された光ディスクに対してピック・アップ・レンズを介
してレーザビームを集光させ、その反射光をフォトディ
テクタで検出する集束光学系と、レーザビームを光ディ
スクに集光させるためのアクチュエータを有するフォー
カス引き込み制御系とを備え、記録や再生を行なう。か
かる従来の光ディスク装置の構成ブロック図が図１３に
示されている。

【０００３】図１３に示す装置は、合計４つの単位素子
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから成るフォト・ディテクタ３１と、各
単位素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからの検出信号を各々増幅する
アンプ３２、３３、３４、３５と、増幅後の出力を全て
加え合わせるように増幅するＲＦアンプ３６と、アンプ
３３と３５の出力を加え合わせると共に、アンプ３２と
３４の出力と差し引くように増幅するフォーカスエラー
（以後ＦＥと略記する）アンプ３７とを備える。

【０００４】また、本光ディスク装置は、４分割フォト
ディテクタの総和信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）、又はこの総
和信号をある程度帯域制限したＲＦ信号３８を正相入力
（＋）とし、且つ可変抵抗器４２の分割電圧を逆相入力
（−）として、フォーカス・オー・ケー（ＦＯＫ）信号
５５を出力するＲＦコンパレータ４０と、ＦＥアンプ３
７のＦＥ信号３９を正相入力（＋）とし、且つ抵抗器４
３と４４との分割電圧を逆相入力（−）として、フオー
カス・ゼロ・クロス（ＦＺＣ）信号５６を出力するＦＺ
Ｃコンパレータ４１と、サーボ系のＯＮ／ＯＦＦスイッ
チ４６と、スイッチ４６とＦＥアンプ３７の出力との間
に接続された抵抗器４５と、スイッチ４６の一端とコン
トローラ５４からの制御信号とが入力されるサーボ回路
４７と、サーボ回路４７からの信号を電力増幅するドラ
イバ４８と、ドライバ４８の出力に接続されたフオ一カ
ス・コイルから成るアクチュエータ４９と、ＦＯＫ信号
５５及びＦＺＣ信号５６を入力として、スイッチ４６や
サーボ回路４７等のサーボ系を制御するマイクロ・コン
ピュータから成るコントローラ５４とを備える。ここで
ＦＯＫ信号５５とＦＺＣ信号５６とをフォーカス誤差信
号と定義する。

【０００５】上述した可変抵抗器４２は、電源電圧＋Ｖ
と定電圧ＶＣとの間に接続され、後述するＦＯＫレベル
を適宜調整して、光ディスクの表面を検出せず、光ディ
スクの反射膜の合焦点を検出するために設けられてい
る。定電圧ＶＣの端子５３は、分割抵抗５１と５２の接
続点を入力とするバッファ５０の出力に接続されてい
る。抵抗器４３と４４は、電源電圧＋Ｖと接地との間に
直列に接続され、ＦＥ信号３９のゼロ・クロス点を正確
に検出するために、逆相入力（−）のバイアスを予め所
定電圧に設定しておくためのものである。以上説明した
図１３のブロック図は、主としてフォーカス引き込み制
御系関係のブロック図である。

【０００６】図１３の光ディスク装置の制御手順を示す
図１４のフローチャート、更に各部の波形を示す図１５
のタイムチャートを参照すると、先ずステップＳ３１に
おいて、レーザ電源が投入されて、レーザビームが、装
着された光ディスクに当たる。次に、ステップＳ３２に
おいて、フォーカス・サーボ系は、ピック・アップ・レ
ンズを下方から上方へ光ディスクに近づくように一定速
度で移動を開始する。これにより、合焦点位置は光ディ
スクの外方から内部へ次第に移動する。

【０００７】その際、先ず光ディスクの表面に合焦点位
置が達する時点ｔ１の位置Ｐ１において、ＲＦ信号３８
に小さなピークの波形が現れ、この波形はＲＦコンパレ
ータ４０に設定されたしきい値ＥのＦＯＫレベル以下で
あるため、ＦＯＫ信号５５には変化は現れない。一方、
ＦＥ信号３９にはＳ字カーブまたは逆Ｓ字カーブが現わ
れ、フォーカス・ゼロ・クロス時点を立ち下がりとする
負パルスがＦＺＣ信号５６として出力される。この位置
Ｐ１は、光ディスク表面上の合焦点位置であり、この時
点でサーボ系を停止して焦点を固定しても何等意味がな
いため、スイッチ４６はＯＮ状態、すなわちサーボ系は
依然不動作状態であり、ステップＳ３５に移行せず、更
に移動が行われれる。

【０００８】ステップＳ３３でＦＯＫ信号５５が検出さ
れる時点ｔ２の位置Ｐ２は、光ディスクの内部にある反
射層上での合焦点位置であり、このときにはＲＦ信号３
８はＦＯＫレベルを越えるため、この越える期間をパル
ス幅とする正パルスＦＯＫ信号５５が得られる。一方、
ＦＥ信号３９は、大きなＳ字状のインパルスとなり、Ｆ
ＺＣコンパレータ４１で整形されて、ゼロ・クロス時点
を立ち下がりとするＦＺＣ信号５６が得られる。

【０００９】ここでは、ステップＳ３４のＦＺＣ信号５
６がＬ（低）レベルであり、ステップＳ３３におけるＦ
ＯＫ信号５５がＨ（高）レベルであるから、ステップＳ
３５に移行し、フォーカス・サーボループを閉じ、ピッ
ク・アップ・レンズの移動は停止され、位置Ｐ２はフォ
ーカス・オン・ポイントとして、反射層上での合焦点が
確立する。

【００１０】レンズを一定速度で移動させて行くと、焦
点が一瞬合うポイントが発生する。この合焦点の検出
は、ＲＦ信号３８がＦＯＫ信号レベルより大きく、且つ
ＦＥ信号の振幅がしきい値Ｅより小さい期間内のゼロ・
クロス・ポイントであり、この期間に相当する位置内に
対物レンズがあれば、常に安定したフォーカス引き込み
を行うことができることが知られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の光デ
ィスク装置では、唯一つの反射層を有する光ディスクに
大してフォ一カスサーボをかける技術であり、多層膜を
有する光ディスクに対して任意の反射層を選択してフォ
ーカスサーボをかけることができず、また特定の反射層
にフォーカスジャンプをかけることもできなかった。

【００１２】そこで、本発明の目的は、反射膜が多層の
光ディスクにおいても、目的とする反射層を選択してフ
ォーカスサーボをかけることのできる光ディスク装置を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による光ディスク装置は、反射膜が多層形成
された光ディスクを再生または記録する光ディスク装置
において、フォ一カス誤差信号検出のために光ピックア
ップの対物レンズを光軸に沿って一方向に移動させるフ
ォーカスコイルのドライブ制御手段と、前記光デイスク
の反射膜と対物レンズの焦点とが一致したことを検出す
る焦点検出手段と、この焦点検出手段からの検出信号を
順次カウントし、このカウント値に基づいて前記反射膜
の各層を判別する反射層判別手段と、前記再生または記
録する目的の反射層に対応したカウント値を予め設定す
るカウント設定手段と、前記反射層判別手段のカウント
値と前記カウント設定手段のカウント値とが一致したこ
とを検出する一致検出手段と、この一致検出手段からの
出力信号のタイミングでフォーカスサーボループを閉じ
る制御手段とを備え、前記光ピックアップの対物レンズ
を光軸に沿って往復移動させ、往移動により前記反射膜
の全層数を検出し、復移動により前記目的の反射層にフ
ォ一カスサ一ボをかけるように構成されている。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態を示す図
１のブロック図を参照する。図１に示す光ディスク装置
は、マイクロコンピュータ６のブロックが従来と相違
し、これ以外のブロックは図１３の従来の光ディスク装
置と共通する。共通した構成に付いては、共通の参照数
字を用いて図示するに留め、説明を省略する。

【００１７】第１の実施形態の構成は、フォーカス誤差
信号検出のために、光ピックアップの対物レンズを光軸
に沿って一方向に移動させるフォーカスコイルのドライ
ブ制御手段５と、光ディスクの反射膜と対物レンズの焦
点とが一致したことを検出する焦点検出手段１と、焦点
検出手段１からの検出信号を順次カウントし、このカウ
ント回数から反射膜の各層を判別する反射層判別手段２
と、再生又は記録する目的の反射層に対応したカウント
回数を予め設定するカウント設定手段４と、前記反射層
判別手段２のカウントと前記カウント設定手段４のカウ
ントが一致したことを検出する一致検出手段３とを備
え、この一致検出手段３からの出力信号のタイミングで
フォーカスサ一ボループを閉じるようにしている。

【００１８】かかる構成における動作を示す図２のタイ
ミングチヤートを参照する。図２は一例として反射膜が
３層構造の光ディスクを用いた場合に検出される各部の
信号波形を示している。先ずサーボループスイッチをオ
ン、反射層数検出のカウンタを初期化、日的とする反射
層に対応するカウント値を設定する。次に、レーザを発
光させ、ピックアップレンズを下から上に移動する。

【００１９】図２に示すように光ディスクの表面上と反
射膜でＲＦ信号３８のＤＣ電圧が上昇する。この時、Ｒ
Ｆ信号３８がＦＯＫレベルを越えるとＦＯＫ信号５５が
Ｈとなる。そして、フォーカスエラー信号３９がセンタ
電圧ＶＣをクロスした時点をＦＺＣ信号５６がＬになる
ことで検出し、このＦＯＫ信号５５がＨであり且つＦＺ
Ｃ信号５６がＬになった瞬間、反射膜にフォ一カスが合
ったタイミングを検出できる。この検出信号を順次カウ
ントしていくことにより、光ディスクの表面からの反射
膜の層数が何番目かがわかる。

【００２０】図２においては、ＦＯＫレベルがレベル１
とレベル２の２つがあるが、レベル１では反射層のみを
検出するレベルとした場合である。また、多層膜の光デ
ィスクではディスクの表面と反射膜の反射率があまり差
がない時があり、この時どちらも検出できるレベルとし
て、レベル２を設定し、光ディスク表面も含めてカウン
トし、後でカウント値を１つ少なく換算した方が誤動作
を防ぐことができる場合がある。

【００２１】図２の例ではＦＯＫレベル１の時にはカウ
ンタの初期値をカウンタ値１（０Ｏｈ）に設定し、ＦＯ
Ｋレベル２の時にはカウンタの初期値をカウンタ値２
（ＦＦｈ）に設定する。いずれも反射膜の検出時には第
１層目には０１ｈ、第２層目には０２ｈ、第３層目には
０３ｈとして検出できるようになっている。従って、目
的とする反射層を第２層目とすると、カウント値は０２
ｈに設定し、反射層数検出のカウンタが０２ｈになった
時、一致検出が成立し、フォーカスサーボを閉じるよう
になる。尚、レンズの移動が最終端に来た時には、ディ
スクなし状態またはエラーとして終了する。

【００２２】次に、この実施形態の流れを、図３、図４
のフローチヤ一トに沿って説明する。ステップＳ１〜Ｓ
４は初期化ルーチンであり、ステップＳ５〜Ｓ１３はフ
ォーカスルーチン１である。図３において、先ずステッ
プＳ１において、サーボループＳＷをＯＮし、すなわ
ち、サーボ回路の入力をＶＣにして、フォーカスサーボ
の動作を止めるためのスイッチ操作を行う。次のステッ
プＳ２において、反射層判別手段のカウンタ初期化、す
なわち、反射層の検出回数をカウントするカウンタを初
期化、図２のカウンタ値１の例の場合は初期値は００
ｈ、カウンタ値２の例の場合は初期値はＦＦｈにする。

【００２３】ステップＳ３においては、目的の反射層に
対応するカウンタを設定、つまり、図２の下段の００ｈ
から０３ｈの値を設定すれば、それに対応する反射層の
層数目を選択できることを意味している。ステップＳ４
では、ピックアップ内部のレーザーダイオードを点灯さ
せ、レーザを発光する。

【００２４】続いて、ステップＳ５では、ピックアップ
レンズを下から上へ移動開始し、すなわち、反射層にフ
ォーカスを合わせるために、ピックアップレンズを下か
ら上へゆっくりと移動させながら、焦点が合う所をサー
チする。図４のステップＳ６では、ＦＯＫ信号がＬかそ
うでないかを判定し、ＦＯＫ信号が連続してＬであるこ
とを検出し、ＲＦ信号３８が完全になくなったことを判
別する。これは、多層膜の各層の間を確実に検出するこ
とにより次の反射層の有無をノイズによる誤動作を防ぎ
ながら検出するものである。

【００２５】ステップＳ７においては、レンズ移動終了
かレンズ移動中かを判定する。これは、ピックアップレ
ンズが十分に上まで上昇できる時間を予め設定してお
き、ピックアップレンズの上昇開始より一定時間を計測
して、その時間内にフォーカスがかかるか否かで判定す
る。かからない場合には、ディスクがないか、目的の反
射層を検出できなかったエラーとして、ステップＳ１４
で確定する。続いて、ステップＳ８では、ＦＯＫ信号が
Ｈかそうでないかを判定し、フォーカスが反射膜または
ディスクの表面に近づいたときにＲＦ信号３８が上昇し
たことを検出する。

【００２６】ステップＳ９では、ＦＺＣ信号がＨかそう
でないかを判定する。すなわち、ＦＯＫ信号がＨになっ
ってから、更に焦点が一致するポイントに近づくとＦＥ
信号３９がＳ字状に変化する。この変化し始めた時点を
ＦＺＣ信号５６のＨへの変化によって検出している。こ
の時のＦＺＣ信号５６はチャタリングが発生するので、
連続したＨによりＨを検出する。

【００２７】ステップＳ１０においては、ＦＺＣ信号が
Ｌかそうでないかを判定する。すなわち、フォーカスが
完全に一致したタイミングを検出している。ここで目的
の反射層になるまで反射層の数をカウントする。

【００２８】ステップＳ１１では、カウントを１つ加算
する。ステップＳ１２のカウント値一致したか否かの処
理では、目的の反射層の数とカウントした反射層の数が
一致したことを判別する。ステップＳ１３の「サーボル
ープＳＷをＯＦＦ」という動作で、サーボループが閉じ
られる。このようにして、目的の反射層にサーボをかけ
る。

【００２９】次に、本発明の第２の実施形態を図１のブ
ロック図、図５のタイムチャート図６、図７のフローチ
ャートを用いて説明する。この第２の実施形態のブロッ
ク図は、図１と共通するため、詳述しない。この第２の
実施形態は、光ピックアップの対物レンズを光軸に沿っ
て往復動作させ、行きの動作で反射膜の全層数を検出
し、次の戻りの動作で目的の反射層にフォーカスサ一ボ
をかけるようにした光ディスク装置である。

【００３０】図６の反射膜の全層数の検出の動作は、図
３と図４に示したフローチヤートと略同様であるが、対
物レンズが移動できる最終端まで行った時、この時まで
のカウント値を光ディスクの反射膜の全層数として検出
している。この動作は、図２におけるＦＯＫレベルをレ
ベル２、カウンタの初期値をＦＦｈとした場合と同じで
ある。そして、次に対物レンズの移動最終端である上か
ら下へ向かって光ピツクアツプの対物レンズを移動させ
る。この時の各部の信号のタイムチヤートを図５に示
す。

【００３１】図５が、図２と異なる点は、ピックアップ
レンズの移動方両が逆になるため、ＦＥ信号３９の極性
が反転したような形で出カされる。従って、ＦＺＣ信号
５６の零クロスの検出はＨになるタイミングを検出する
ことによって行う。合焦点の検出はＦＯＫ信号５５がＨ
で、且つＦＺＣ信号５６がＨになることで検出する。こ
の検出信号をカウントした値と、日的とする反射層に対
応するカウント値が一致した時サーボループを閉じる。
こうして、ピックアツブレンズの往復動作で、反射膜の
全層数検出と目的の反射層へのフォーカス制御とがすべ
て完結する。

【００３２】この第２の実施形態の動作フローは、図６
及び図７に示す通り、初期化ルーチン、全層数の検出ル
ーチン・フォーカスルーチン２を有する。初期化ルーチ
ンでは、ＦＯＫレベルをレベル２に選んで、光ディスク
の表面は検出しない。

【００３３】全層数の検出ルーチンは、図４のステップ
Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４がなく、ステップＳ７におい
て、レンズ移動終了した場合には、ステップＳ１５にお
いて、そのカウント値が０１ｈと等しいか又は多いとき
図７に移行し、ディスクなしと判定する。その他のステ
ップは、図４に共通するため、図６に図示するに留め、
詳述しない。

【００３４】図７のフォーカスルーチン２において、ス
テップＳ１８でピックアップレンズを上から下へ移動開
始する。ＦＺＣ信号５６が連続してＬとなるか調べるた
め、ステップＳ１９、Ｓ２０を用いる。この点が図４の
ステップＳ９、Ｓ１０と異なるが、この他は図４と共通
するため、図示するに留める。

【００３５】次に、本発明の第３の実施形態を、図８、
図９、図１０のタイムチヤ一ト、図１１、図１２のフロ
ーチャートを用いて説明する。第３の実施形態のブロッ
ク図は、図１と共通するため、説明を省く、この実施形
態は、再生中の光ディスクの反射層からフォ一カスジヤ
ンプして他の反射層へ移動させ、次の反射膜にフォ一カ
スを合わせることができる光ディスク装置である。フォ
ーカスジヤンブする場合、現在再生中の反射膜から目的
の反射膜までジヤンプする層数を計算し、カウント設定
手段４にセツトする。そしてサーボ回路からフォーカス
のジヤンプパルスを出力する。ジヤンプパルスは対物レ
ンズを加速するキックパルスと減速させるブレーキパル
スとの組み合わせである。この時の波形が図８、図９、
図１０に示されている。

【００３６】キックパルスは、図８の１層ジヤンプの時
にはタイマ１によって設定した時間だけ出力し、その後
ブレーキパルスに切換える。図９の２層ジヤンプの時に
はジヤンプする層数が２であるので、その半分の１をカ
ウントした所でブレーキパルスに切換える。この時タイ
マ２は動作させなくてもよい。図１０の３層ジヤンプの
場合にはジヤンプする層数が３であるが、その略半分の
カウントを１としてカウントさせ、次に、タイマ２を働
かせ、図のような位置でブレーキパルスに切換える。こ
うすることにより、加速のパルスと減速のパルスの時間
が略等しくなり目的の反射層の付近で位置決めできる。
そして、目的の反射層を一致検出手段３で検出した時、
ブレーキパルスをオフするようにして、目的の反射層に
フォーカスサーボをかける。尚、フォーカスサーボはこ
の動作中すべてオンの状態で行なうようにする。

【００３７】図１１において、先ずステップＳ２１でジ
ャンプする層数を設定手段４のカウンタにセットする。
次に、キックパルスを出力する（ステップＳ２２）。ス
テップＳ２３にて、タイマ１により一定時間経過した場
合ステップＳ２７へ、経過しない場合はステップＳ２４
で反射層を検出したか判断し、検出した場合はステップ
Ｓ２５へ、検出しない場合はステップＳ２３へ戻る。ス
テップＳ２５では、カウンタ値の略半分になった場合に
ステップＳ２６で一定時間経過しているか否か判断し、
経過している場合はステップＳ２７へ移行し、ブレーキ
パルスを出力する。

【００３８】次に、図１２において、ステップＳ２８で
目的とする反射層を検出したか否か判断し、反射層を検
出した場合は、ステップ２９で目的のカンイタ値か否か
を判定し、目的カウンタ値でなければＳ２８に戻り、そ
うであれば、カウンタブレーキパルスをオフする。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
ク装置にすれば、多層の光デイスク内の任意の反射層を
選択してフォーカスサーボをかけることができ、また、
再生中または記録中の反射層からも任意の反射層にフォ
ーカスジヤンプすることもでき、あるいは光ピックアッ
プの対物レンズを光軸に沿って往復動作させ、行きの動
作で反射膜の全層数を検出し、次の戻りの動作で目的の
反射層にフォーカスサーボをかけるようにできるので、
短時間でデータの読み出しが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ディスク装置の第１の実施形態
を示すブロック図である。

【図２】第１の実施形態を示すタイムチャートである。

【図３】第１の実施形態の一部を示すフローチャートで
ある。

【図４】第１の実施形態の他部を示すフローチャートで
ある。

【図５】本発明による光ディスク装置の第２の実施形態
を示すタイムチヤートである。

【図６】第２の実施形態の一部を示すフローチャートで
ある。

【図７】第２の実施形態の他部を示すフローチャートで
ある。

【図８】本発明による光ディスク装置の第３の実施形態
において、第１層目の検出を示すタイムチヤートであ
る。

【図９】第３の実施形態において、第２層目の検出を示
すタイムチャートである。

【図１０】第３の実施形態において、第３層目の検出を
示すタイムチャートである。

【図１１】第３の実施形態において一部の流れを示すフ
ローチャートである。

【図１２】第３の実施形態において他部の流れを示すフ
ローチャートである。

【図１３】従来の光ディスク装置を示すブロック図であ
る。

【図１４】従来の光ディスク装置の動作の流れを示すフ
ローチャートである。

【図１５】従来の光ディスク装置の動作を示すタイムチ
ヤートである。

【符号の説明】

１ 焦点検出手段 ２ 反射層判別手段 ３ 一致検出手段 ４ カウント設定手段 ５ ドライブ制御手段 ６ マイクロコンピュータ ３１ フォト・ディテクタ ３２〜３５ アンプ ３６ ＲＦアンプ ３７ ＦＥアンプ ４０ ＲＦコンパレータ ４１ ＦＺＣコンパレータ ４６ サーボ系ＯＮ／ＯＦＦスイッチ ４７ サーボ回路 ４８ ドライバ ４９ アクチュエータ ５０ バッファ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−54396（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−301226（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−101398（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−151644（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−185633（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−171731（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−221766（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/08 - 7/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反射膜が多層形成された光ディスクを再生
   または記録する光ディスク装置において、 フォ一カス誤差信号検出のために光ピックアップの対物
   レンズを光軸に沿って一方向に移動させるフォーカスコ
   イルのドライブ制御手段と、 前記光デイスクの反射膜と対物レンズの焦点とが一致し
   たことを検出する焦点検出手段と、 この焦点検出手段からの検出信号を順次カウントし、こ
   のカウント値に基づいて前記反射膜の各層を判別する反
   射層判別手段と、 前記再生または記録する目的の反射層に対応したカウン
   ト値を予め設定するカウント設定手段と、 前記反射層判別手段のカウント値と前記カウント設定手
   段のカウント値とが一致したことを検出する一致検出手
   段と、 この一致検出手段からの出力信号のタイミングでフォー
   カスサーボループを閉じる制御手段と、 を備え、前記光ピックアップの対物レンズを光軸に沿っ
   て往復移動させ、往移動により前記反射膜の全層数を検
   出し、復移動により前記目的の反射層にフォ一カスサ一
   ボをかけることを特徴とする光ディスク装置。