JP4069897B2

JP4069897B2 - 光学的情報再生装置

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Publication number: JP4069897B2
Application number: JP2004113215A
Authority: JP
Inventors: 雅人長沢; 剛片山; 康一駒脇; 公秀中津; 英二横山; 恵司中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: JP2004199872A

Description

この発明は、１つのアクチュエータに複数種類の対物レンズを搭載した光ヘッドにより物理特性の異なる光ディスク等の光記録媒体から情報を再生する光学的情報再生装置に関するものである。

図２８は特公平６−９０８００号公報に記載された従来の光学的情報再生装置（光ヘッド装置）の対物レンズ駆動装置部分を示す斜視図である。図において１ａ，１ｂは対物レンズ、２は対物レンズ１ａ，１ｂを保持する可動部、３は固定台、４ａ，４ｂは一端部が前記固定台３に接続された弾性支持部材、５は前記ホルダ２に巻き付けられた焦点方向制御用コイル、６ａ，６ｂは永久磁石、７ａ，７ｂはヨーク、８は前記１〜７ａ，７ｂの各部品により構成される対物レンズ駆動装置、９ａは対物レンズ１ａに入射するレーザ光、９ｂは対物レンズ１ｂに入射するレーザ光、１０ａ，１０ｂは対物レンズ１ａ，１ｂを固定するレンズホルダである。

ここで、焦点方向のずれに対しては焦点方向制御用コイル５に所望の電流を流すことで、可動部２を矢印Ａ方向に駆動して焦点方向制御を行う。ラジアル方向送り、またはトラック方向の制御が必要な場合は、図示していないトラック方向制御用コイルに所望の電流を流すことで、対物レンズ駆動装置８を含む光ヘッド装置を矢印Ａ方向と直角方向に駆動して、ラジアル送り、およびトラック方向制御を行う。

以上のように、従来例では、光源部から出射された複数の光ビームを情報記録媒体状に相異なる光スポットとして集光させる複数の対物レンズをホルダに一体として保持するように構成しているので、リアルタイムモニタ、またはオーバーライトを行う場合に１ヶの光ヘッド装置で済み、光学式ディスク再生装置の小型化、簡素化が可能となる。また、情報の消去、記録、再生をほとんど実時間で行える。

また、上記複数の対物レンズが形成する相異なる光スポットのうち、少なくとも１つの光スポットの焦点位置を他の光スポットの焦点位置とは独立して制御する焦点制御装置を備えているので、部材の取付、組立精度の許容値を大きくでき、組立作業性、生産性を向上させることができる。

さらに、上記複数の対物レンズが形成する相異なる光スポットのうち、少なくとも１つの光スポットのトラッキング方向位置を他の光スポットのトラッキング方向位置とは独立して制御するトラッキング制御装置を備えているので、部材の取付、組立精度の許容値を大きくでき、組立作業性、生産性を向上させることができる。

以上のように従来の光ヘッド装置においては、１つのアクチュエータ可動部に２つの対物レンズを搭載することでリアルタイムモニタ等の機能を実現していたが、これを高密度な光ディスクと従来の光ディスクの互換性を保つために使用することも当然考えられる。例えば、一方を短波長レーザと高開口率を有するレンズの組み合せとし、もう一方を従来のレーザ波長と従来の開口率を有するレンズとの組み合せで用いる方法である。

しかし、このように２つの光学系を持つことは光学系の複雑さを増すだけでなく、それぞれの光学系にフォーカス誤差検知やトラック誤差検知を持たせる必要があるため、大きなコストアップ要因になる。特に、互換性の問題だけであれば、一方の光ディスクを再生している間は他方のレンズを使わないため、片方のシステムはまったく無駄になるという問題があった。

そこで、光学系は１つで、１つの軸に対して回動するタイプのアクチュエータを用いて上述のような２つのレンズを搭載する方法が考えられている。しかし、この場合はディスクの種別を判別するとともに、回動型のアクチュエータを大きく回してレンズの切り替えを行なわせる必要が生じる。

従来例で示すような、２つの光学系を有する光ヘッドでは、それぞれの光学系で同時に情報を再生することでその再生情報からディスクの種別等を判定できたが、光学系が１つしかないシステムでは、上述のレンズ切り替えとディスク判定作業が、再生開始時における最も重要な作業となっている。ディスクの種別が判定できなければ、結果的にレンズを切り替えることが不可能で、やみくもに再生をトライするため、フォーカス引き込み失敗によるレンズとディスクの衝突の問題や、過電流によるフォーカスコイルの寿命の問題の他、再生開始待ち時間やサーボはずれからの復帰時間が長くなる等の問題が発生した。

特公平６−９０８００号公報

上記のような従来の光学的情報再生装置（光ディスク装置）では、異なる物理特性を有する数種類のディスクを共通の光ヘッドで再生を行わせるため、複数の開口率の異なる対物レンズをアクチュエータ可動部に搭載する必要があった。この場合、まず光ディスクを再生する前に現在の光ヘッドの状態がどのレンズの側に位置しているのかが分からなかったため、一旦フォーカスサーチを行い、この時のフォーカスエラー信号の信号振幅や、合焦点付近の反射光量を調査してディスクの識別を行わなければならなかった。さらに、基盤厚みの厚いディスクや薄いディスク、または反射率の低いディスク等の多様なディスクに対し、どのレンズを用いているか分からない状態でディスクの判別を行うことは、判定回路がきわめて繁雑で判定結果が不確かなものとなる問題があった。

また、再生開始時や、振動等によりサーボはずれが生じた時は、ディスクとレンズとの組み合せが間違っている場合、レンズを別のものに切り替える動作が必要になるが、あらかじめ固定されたキックパルスとブレーキパルスでは、レンズの切り替え動作が確実に行えず、信号再生の開始がなかなか行えない問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第一の目的は、ディスクからの信号再生を行わなくても現在の対物レンズがどのレンズの状態（位置）にあるのか判断でき、これによりディスクの判別をスムーズに行うとともに、再生待ち時間やサーボはずれからの復帰を素早く行えるような光学的情報再生装置を得るものである。

また、第二の目的は、異なる対物レンズに切り替えを行う際において、キックパルスからブレーキパルスへの切り替えを、アクチュエータの応答に応じて自動的に行うことによって、アクチュエータ可動部における摩擦力の変動や装置振動等があっても安定にレンズ切り替え動作が行える光学的情報再生装置を得るものである。

さらに、第三の目的は、レンズ切り替え動作中、またはサーボはずれ等の異常事態において、アクチュエータ可動部がどの方向へ向かって移動中なのかを、ディスクからの信号を再生しなくても認識できるとともに、レンズ切り替え動作の失敗等も瞬時に認識し、再度切り替え動作を行うことが可能な光学的情報再生装置を得るものである。

この発明に係る光学的情報再生装置においては、現在の対物レンズから開口率の異なる別の対物レンズへ切り替わる際において、レンズ切り替えの途中に、切り替わりを示すタイミング信号発生手段を設けたものである。
即ち、異なる開口率を有する複数の対物レンズを搭載した可動部を有し、物理特性の異なる光ディスクの再生に際しては、上記可動部を動かして情報再生光学系に対し上記複数の対物レンズの中からディスクの物理特性に適合したものを選択し切り替えて使用する光学的情報再生装置において、上記複数の対物レンズが切り替わる際に所定のタイミング信号を発生するタイミング信号発生器を具備したものである。

また、レンズ切り替えを、可動部におけるトラッキングアクチュエータにキックパルスとブレーキパルスを連続的に印可するとともに、切り替えの途中にて発生するタイミング信号に基づき上記キックパルスとブレーキパルスを切り替えるレンズキック信号発生手段を設けたものである。
即ち、上記異なる対物レンズの切り替えが、上記可動部をトラッキング方向に駆動するアクチュエータに、駆動パルスとブレーキパルスを連続して印可することにより行われるとともに、上記タイミング信号発生器の出力に基づいて上記駆動パルスからブレーキパルスへの切り替えを行わせるようにしたものである。

また、複数の対物レンズの中間で、光学系が構成されている側に、光学系からの信号読み取り用の平行レーザ光が入射する方向に対して逆向きに反射する反射部を構成するとともに、反射部からの光量検出信号振幅におけるピークまたはレベルを検出する検出回路を設けたものである。
即ち、上記タイミング信号発生器が、上記可動部に搭載された複数の対物レンズ間の光学系が構成されている側の面に取り付けられた１つまたは複数の反射部により構成されており、情報の再生を行うためのレーザ光の上記反射部からの反射光を光検知器によって検出することにより、上記タイミング信号の検出がなされるようにしたものである。

さらに、上記反射部において、対物レンズが切り替わる際に、光学系内の信号再生用平行レーザ光の反射量が変動するように、２つのレンズの側において異なるパターンを有すると反射率の異なる明暗部、またはトラック方向に非対称なパターンを構成するとともに、反射部からの検出信号におけるレベル検知回路または信号パターンを読みとるパターン判定回路を設けたものである。
即ち、上記反射部に反射率の異なる明暗部を設けるとともに、上記複数の対物レンズそれぞれに対応して上記明暗部の配置を異ならせるか、または上記対物レンズの移動方向に対して非対称に構成することにより対物レンズの切り替え時における切り替え方向と移動先レンズの特定を行うものである。

また、複数のレンズの間に光学系内の平行光がレンズ以外の領域で光学系からディスク側へ突き抜け、再び光ディスクまたはローディング機構に設けられた反射部により出射平行レーザ光の方向と逆向きの方向に戻るような貫通穴を設けるとともに、この貫通穴を通った反射光の光量検出信号振幅におけるピークまたはレベルを検出する検出回路を設けたものである。
即ち、上記タイミング信号検出器が、上記可動部における複数の対物レンズの間に設けられた貫通穴により構成されるとともに、上記タイミング信号の検出が、光学系から出射される情報再生用光ビームを上記貫通穴を通して光ディスクまたは光ヘッド上部のディスク装着機構に取り付けられた反射面にて反射させ、上記光ビームの反射光を検出することにより行われるようにしたものである。

さらに、可動部分に設けられた貫通穴を対物レンズ間で複数個設けるとともに、この複数の貫通穴のトラック方向における広さを異なるように配置したものである。
即ち、上記貫通穴が、複数の対物レンズ間において複数個形成されるとともに、上記複数の貫通穴のトラック方向における穴の広さを異なるように配置することで、所定の対物レンズへの切り替え時における切り替え方向と移動先レンズの特定を行うようにしたものである。

また、複数のレンズ位置に対応したトラッキングアクチュエータコイルにて発生する逆起電力を検出するための逆起電力検出回路を設けるとともに、検出された逆起電力信号の極性反転を検出するための極性反転検出回路を設けたものである。
即ち、上記タイミング信号検出器が、上記可動部に搭載された上記可動部をトラック方向に駆動するためのトラッキングアクチュエータコイルと、上記光ヘッドに固定されたアクチュエータ駆動用マグネットと、上記コイルの逆起電力を検出する逆起電力検出回路から構成されるものである。

また、トラッキングアクチュエータコイルにレンズ切り替えのための駆動信号を印可する以外に、交流磁界を発生させるための交流電流印可手段を設けるとともに、アクチュエータ外部に交流磁界を検出するための検出コイルと、検出交流磁界量の振幅を検出するための検波回路とを設けたものである。
即ち、上記タイミング信号検出器が、上記可動部に搭載された上記可動部をトラック方向に駆動するためのトラッキングアクチュエータコイルと、上記トラッキングアクチュエータコイルに交流電流を印可し交流磁界を発生せしめる交流電流印可手段と、上記光ヘッドに固定され上記トラッキングアクチュエータコイルから発生する上記交流電流による交流磁界を検出するための交流磁界検出手段とから構成されているものである。

また、アクチュエータ可動部に反射部を取り付けるとともに、固定部に情報の再生を行うレーザ光とは別の光源を取り付け、レンズ切り替えの際に、情報再生のためのレーザ光が２つのレンズの中間点を横切るポイントで上記反射部から上記光源の光を受光できるように光検知器を構成したものである。
即ち、上記タイミング信号検出器が、上記可動部に搭載された反射部と、上記光ヘッドに固定された情報の再生に用いるレーザ光とは別の発光部と、上記発光部からの出射光を上記反射部で反射した後に受光するための受光部とから構成されているものである。

また、複数の対物レンズを搭載した可動部を有する光ヘッドにおいて、対物レンズの移動方向線上で、複数の対物レンズ間または外側に対物レンズの識別信号検出器を備えたものである。
即ち、情報の再生を行う光ヘッドが、異なる開口率を有する複数の対物レンズと情報を再生するための光学系とを有し、上記対物レンズを搭載した可動部を動かして上記複数のレンズを上記光学系に対し切り替えることにより物理特性の異なる光ディスクを再生せしめる光学的情報再生装置において、上記可動部に搭載された対物レンズの識別が行える識別信号検出手段を備えたものである。

さらに、対物レンズの移動方向線上における両サイドに反射部を設け、複数の対物レンズにおいて上記反射部の有無や反射率の違い等によって、それぞれのレンズに対応して異なるように構成したものである。
即ち、上記識別信号検出器手段が、上記対物レンズのトラック方向における両サイド側で、上記光学系が構成されている側の面に設けられた光反射部から構成され、上記反射部の有無または反射率の異なる反射部の組合せを対物レンズ毎に異なるように配置するとともに、上記識別信号の検出が、情報の再生を行うためのレーザ光と光検知器を用いて、上記反射部からの反射光を検出することによりなされるようにしたものである。

また、対物レンズの移動方向線上における両サイドに貫通穴を設け、複数の対物レンズにおいて上記貫通穴の有無、または貫通穴の幅または貫通穴の個数を、それぞれのレンズに応じて異なるように構成したものである。
即ち、上記識別信号検出手段が、上記対物レンズの間に設けられた貫通穴により構成されるとともに、上記識別信号の検出が、上記可動部を左右に揺動させるとともに、光学系から出射される情報再生用光ビームを上記貫通穴を通して光ディスクまたは光ヘッド上部のディスク装着機構に取り付けられた反射面にて反射させ、上記光ビームの反射光を検出することにより行われるようにしたものである。

また、アクチュエータ可動部に反射部を取り付けるとともに、固定部に情報の再生を行うレーザ光とは別の光源を取り付け、複数のレンズに対応したポイントで上記反射部から上記光源の光を受光できるように光検知器を構成したものである。
即ち、上記識別信号検出手段が、上記可動部に搭載された反射部と、上記光ヘッドに固定された情報の再生に用いるレーザ光とは別の発光部と、上記発光部からの出射光を上記反射部で反射した後に受光するための受光部とから構成されているものである。

また、複数の対物レンズの移動方向線上における中間点に反射部または貫通穴を設けるとともに、アクチュエータを左右に揺動させる揺動信号発生手段と、上記貫通穴または反射部からの検出信号と上記揺動信号を比較する比較手段を設けたものである。
即ち、上記識別信号検出手段が、上記可動部の複数の対物間に設けられた反射部または貫通穴と、上記可動部を左右に揺動させる揺動信号発生器と、信号検知器から得られる反射光量検知器と、上記揺動信号と反射光量検知信号とを比較する比較回路から構成され、上記反射光量検知信号の発生タイミングを上記揺動信号の極性と比較することで識別動作を行うようにしたものである。

また、可動部に搭載された対物レンズの識別信号検出器の出力に基づく識別手段と、識別後にフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ回路と、フォーカスサーチ時におけるフォーカスエラー信号からディスク判別を行うディスク判別回路を設けたものである。
即ち、上記可動部に搭載された対物レンズの識別が行える識別信号検出器の出力に基づき対物レンズの確定を行った後上記確定された対物レンズを用いてフォーカスサーチを行い、ディスクの特定を行うようにしたものである。

また、レンズ切り替え手段におけるキックパルスの幅、または駆動電圧振幅の可変手段と、レンズ切り替え動作後にレンズの特定を行うレンズの識別信号検出器とにより、キック動作がうまく行えなかった場合には、駆動力を増減させるようにしたものである。
即ち、上記可動部に搭載された対物レンズの識別が行える識別信号検出器の出力に基づきレンズ切り替えが正常に動作したかどうかの確認を行うとともに、切り替え動作不良が発生した場合には、レンズ切り替えを行うためのキックパルスのパルス幅を増減させて再度切り替え動作を行わせるようにしたものである。

さらに、可動部分に設けられた貫通穴と、この貫通穴を通して得られる光ディスクからの反射光を基にディスクの種別を分類する反射光量受光手段を設けたものである。
即ち、情報の再生を行う光ヘッドが、情報を再生するための光学系と、異なる開口率を有する複数の対物レンズとを有するとともに上記対物レンズを搭載した可動部を動かし、上記複数のレンズを上記光学系に対し切り替えることにより物理特性の異なる光ディスクを再生せしめる光学的情報再生装置において、上記可動部に設けられた貫通穴を通過する情報再生用のレーザ光を用いて、上記光ディスクから反射した光を情報再生を行なう光検知器により受光することにより、上記光ディスクの種別を判定するようにしたものである。

この発明に係る光学的情報再生装置においては、複数の対物レンズを搭載した光ヘッドのレンズ切り替え時のタイミング信号が得られるように構成したため、レンズ切り替え時に、切り替え動作が正常に行われたか否かの確認ができるようになるとともに、レンズ切り替えに必要な印可パルスの幅をアクチュエータの軸摩擦や姿勢等の変化に応じて変化させることが可能となるため、安定な切り替え動作が実現できる効果が得られる。

また、レンズ切り替え時の動作を、キックパルスとブレーキパルスにより行うように構成するとともに、上記２つのパルスの切り替えを上記タイミング信号により行うようにしたため、レンズ切り替え時の可動部の動作がスムーズになるとともに、摩擦等の影響により、切り替え動作が失敗することがなくなった。

さらに、可動部に設けた反射部で、光学系内の平行レーザ光を反射して上記タイミング信号を生成するようにしたため、可動部がフォーカス方向に移動しても、正確な検出信号が得られるとともに、情報再生用のレーザ光と検知器を用いているため、きわめて簡単な構成で、正確なタイミング信号が得られるようになった。

また、反射部に明暗部を設けたため、切り替えタイミングのみならず、可動部の移動方向も検出することができ、切り替え時の駆動力不足や駆動力が強すぎる場合等においてもその状態を観測したり、再度切り替え動作をやり直すことができるようになった。また、これにより現在のレンズ位置が分かっている場合は、移動後のレンズがどれであるか、失敗し逆に戻ってしまった場合も含め、判別可能になった。

また、可動部に設けた貫通穴を通る光でタイミング信号を得るようにしたため、アクチュエータに反射部を設ける必要がなくなり、また、光ヘッドの送り方向に移動させることでディスクのサイズや光ヘッドの初期位置を検出することも可能となった。

さらに、可動部に広さの異なる貫通穴を複数個設けたので、反射部に明暗部を設けたのと同様の効果を得ることができる。

また、アクチュエータトラッキング用コイルに発生する逆起電力を検出してタイミング検出を行うようにしたので、可動部に特別の細工をしなくても、正確なレンズ切り替え動作が行えるようになった。

さらに、アクチュエータトラッキング用コイルに交流電流を発生させ、外部の検出コイルで受信するようにしたので、可動部に特別の細工をしなくても、上記逆起電力を用いた方式よりは、より精度の良いタイミング信号が得られるようになった。

また、情報再生に用いる光源とは別の光源を用いてタイミング信号を検出するようにしたので、タイミング信号以外に各レンズ位置におけるレンズシフト量が正確に検出でき、トラッキングセンサーオフセットの低減や、アクチュエータのダンピング等が行えるようになったため、より正確なトラック追従動作が実現できるようになった。

また、対物レンズの位置が識別できる識別信号検出手段を設けたので、ディスクの信号再生を行わなくても現在のレンズがどの対物レンズかを認識でき、レンズ切り替え動作が素早く行えるようになるため、結果的にディスクの再生待時間の短縮、およびサーボはずれ状態からの復帰が素早く行えるようになった。

さらに、対物レンズの両サイド側に反射率の異なる反射部をそれぞれ設けたので、情報再生に用いるレーザ光と検知器によりレンズ位置判定が行えるようになった。

また、可動部を左右に動かした時の貫通穴を通したディスクからの反射光によりレンズ位置判定を行うようにしたので、対物レンズの両サイドに反射部等を設けなくてもレンズ位置の判定が行えるようになった。

また、情報再生に用いる光源とは別の光源を用いてレンズ位置判定を行うことで、レンズ位置判定以外にも、各レンズ位置におけるレンズシフト量が正確に検出でき、トラッキングセンサーオフセットの低減や、アクチュエータのダンピング等が行えるようになったため、より正確なトラック追従動作が行えるようになった。

さらに、２つの対物レンズの間に反射部を設け、可動部を左右に動かした時の反射光によりレンズ位置判定を行うようにしたため、対物レンズの両サイドに反射部等を取り付けなくても正確なトラック追従動作が行えるようになった。

また、対物レンズの位置の判定後にディスクの種別の識別を行うようにしたため、ディスクの信号再生を行わなくても現在のディスクがどの種別のディスクか認識でき、ディスク判定動作が素早く行えるようになるため、結果的にディスクの再生待時間が短縮されるようになった。

さらに、対物レンズの位置判定結果にもとづいてレンズ切り替え動作の誤動作を識別し、キックパルス幅を変化させて再動作させるようにしたため、対物レンズ切り替え時のタイミング検出が不要となり、切り替え動作回路が簡略化できた。

また、可動部に設けた貫通穴を通してディスクからの反射光量を検出し、ディスク反射率の差からディスクの種類を判別することが可能となった。

この発明の実施の形態である光学的情報再生装置においては、現在のレンズから異なる開口率を有する別のレンズに移動する際、レンズからレンズへの切り替わり部分において、タイミング信号を発生する。

また、トラッキングアクチュエータにキックパルスとブレーキパルスを印可することでレンズの切り替えを行なう際、レンズ切り替えのタイミング信号に基づいてキックパルスの幅やブレーキパルスの印可タイミングを設定することで、摩擦等の負荷変動に対応した駆動量を発生する。

さらに、複数のレンズの間で、可動部の光学系が配置されている側に反射部を設けることにより、通常の情報再生に用いるレーザ光と光検知器を用いて、レンズ切り替え時における切り替えタイミング信号を得る。

また、反射部にレンズシフト方向に明暗が生じるようなパターンや、反射部分をトラッキング方向に非対称に構成することによって、レンズ切り替えの際に反射部分から得られる反射光量変動を基に、パターンマッチング回路やレベル変動検出回路によりレンズ切り替え時の移動方向を検知し、移動先のレンズの特定を行う。

さらに、可動部において複数のレンズ間に貫通穴を設けることによって、光ヘッド内の情報再生用の平行レーザ光をレンズ切り替え時に貫通させ、光ディスクまたは、ローディング機構部における反射面にて反射させることで、情報再生用の光検知器にてレンズ切り替え時のタイミング信号を得る。

また、複数のレンズ間における貫通穴の広さや個数をレンズシフト方向に変化させ、レンズ切り替え時における反射光量変動を基にパターンマットング回路により切り替え方向を検出し、レンズの特定を行う。

さらに、トラッキングアクチュエータコイルに生じる逆起電力を、電流検出抵抗から得られる駆動電流情報と駆動電圧情報を比較することによって検出し、レンズ切り替え時に、それぞれのレンズに対応したアクチュエータコイルがトラッキング駆動用マグネットを通過する際に発生する逆起電力の変化を取り出すことにより、レンズ切り替え時のタイミングを得る。

また、アクチュエータ駆動電流に可動部の動作に影響しないような周波数に選定された交流信号を重畳するとともに、アクチュエータ可動部の周囲に設けられた交流磁界検出器によって上記コイルからの交流磁界を検出し、レンズ切り替え時におけるタイミング信号を得る。

さらに、再生レーザ光とは別の光源を用いて、レンズ切り替え時における中間点にて可動部に取り付けられた反射部を介して光検知器に入射するよう構成することにより、レンズ切り替え時に、切り替え中央部分にて切り替えタイミング信号が得られる。

また、複数のレンズに対応した識別信号検出手段を設けたことにより、ディスク再生以前の状態においても、現在がどのレンズの位置にあるかを判別することができる。

さらに、可動部における複数のレンズの両サイド側で、光学系が構成されている面に反射部を設け、この反射部の有無や反射率をそれぞれのレンズに対応して異なるように配置するとともに、可動部を揺動させた時の反射部からの反射光量を検出することにより、現在がどのレンズの位置にあるかを判別することができる。

また、可動部に貫通穴を設け、可動部を揺動させた時の反射光量を検出することにより、現在がどのレンズの位置にあるか判別することができる。

さらに、再生レーザ光とは別の光源を用いて、それぞれのレンズに対応した位置にて反射光が検知できるように固定部分に光検知器を配置し、可動部に取り付けられた反射部を介して光検知器に入射するよう構成したことにより、現在がどのレンズ位置の位置にあるかどうか判別することができる。

また、レンズ切り替え動作を行なった後、識別信号検出器の出力に基づきレンズ判定を行ない、レンズ切り替えがうまく行なわれていない場合には、レンズ切り替え動作におけるキックパルスのパルス幅または駆動電圧振幅値を変化させて再度レンズ切り替え動作を行なうように動作する。

さらに、可動部に設けられた貫通穴を通して光ディスクからの反射光を情報再生用の光検知器で受光し、得られた反射信号の信号振幅によりディスクの種別を認識するように動作する。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である光学的情報再生装置のブロック図を示す図で、１１は光ヘッドにおけるＣＤ用対物レンズ１２およびＤＶＤ用対物レンズ１３を固定し、フォーカス方向およびトラック方向に動かすための可動部、１４は可動部１１をフォーカス方向へ動かすためのフォーカスコイル、１５ａ，１５ｂは可動部１１をトラック方向へ動かすためのトラッキングコイル、１６はレーザ光を折り曲げるためのミラー、１７は出射光と反射光を分離するためのハーフミラー、１８は光源となるレーザ、１９は情報の再生やサーボ情報を得るための光検知器、２０はフォーカスおよびトラッキング検出を行なうための光学系、２１は光検知器１９における検出光電流を電圧に変換するための電流電圧変換回路、２２は情報を再生するための再生信号検出回路、２３はトラック誤差を得るためのトラッキングエラー検出回路、２４はフォーカス誤差を得るためのフォーカシングエラー検出回路、２５は複数種類のディスク種別を判定するためのディスク判定回路、２６はトラッキングエラー検出回路２３からの情報に基づきトラッキングコイル１５を駆動するためのトラッキング制御回路、２７はディスクの種別に応じてレンズ切り替えを行なうレンズ切り替え回路、２８はフォーカシングエラー検出回路２４からの情報に基づいてフォーカスコイル１４を駆動するためのフォーカシング制御回路、２９は駆動電流を供給するためのドライブアンプである。

図２は可動部１１に設けられた反射部を用いてレンズ切り替えを行なうためのレンズ切り替え回路２７の構成を示すブロック図で、図において、３０はミラー１６からの平行レーザ光の反射部を構成している反射板、３１はトラッキング制御信号とレンズ切り替え信号を切り替えるための切り替え回路、３２はレンズ切り替え方向に駆動力を与えるためのキックパルス発生回路、３３はレンズ切り替え時におけるブレーキ力を与えるためのブレーキパルス発生回路、３４はキックパルスとブレーキパルスを切り替えるための極性切り替え回路、３５は光検知器１９からの信号を増幅するための加算増幅器、３６は加算増幅器からの信号ピークを検出するためのピーク検出回路である。

図３は図２中の反射板に移動方向の情報を持たせた場合のレンズ切り替え回路２７の構成を示すブロック図で、図において、３７は直流信号をカットするためのコンデンサ、３８は信号のゼロクロスを検出するためのゼロクロスコンパレータ、３９はディジタル化された信号の情報を判定するパターンマッチング回路、４０はキックパルスとブレーキパルスの切り替えタイミングを検出するための切り替え部判定回路、４１は明暗のパターンをつけた反射板で、４１ａは無反射部、４１ｂは反射部である。

図４は図３のブロック図におけるレンズ切り替えの様子を可動部の光学系が構成されている側から示したもので、４２は反射板からの反射光を光検知器で受光した際の再生信号パターン、４３は光スポット、４４は再生信号パターンを２値化した２値化信号パターンである。

ディスクの記録密度が向上している次世代の光ディスク装置においては、特にディスクの基板厚さを薄くすることにより、高密度化が図られている。例えば、次世代ディジタルビデオディスクと呼ばれている方式においては、ディスク厚み０．６ｍｍを２枚張り合わせた形態となっており、従来のＣＤやＬＤに比べると約半分の厚さとなっている。しかしこのような薄い基盤厚の光ディスクと、従来の光ディスクとでは、焦点距離や光スポット径の関係から同じ対物レンズで再生することが不可能なため、１台の装置で従来の光ディスクと次世代の高密度ディスクを再生しようとすると、２つの光ヘッドを用意しなければならなかった。例えば、従来の光ディスクは対物レンズの開口率（ＮＡ）で０．４〜０．５を用いており、次世代型では０．５５〜０．６を用いている。

しかしこのような問題に対し、図１に示したような１つの可動部１１に２つの対物レンズ１２，１３を搭載する方法が提案されている。ちなみに従来例では２つのレンズに対し２つの光学系を有していたが、光学系は１つであっても軸摺動型のアクチュエータを用いれば、トラッキング方向に可動部１１を大きく回動させることでレンズのみを切り替えることが可能となる。このような構成にすることで、光ヘッドを２つ搭載したり、光ヘッド内に２つの光学系を搭載することなく、レンズの切り替えだけで基板厚みの薄い次世代の高密度光ディスクと、基板厚みの厚い従来の光ディスクとの両方を再生することが可能となった。

ここで、図１に示すような構成の光学的情報再生装置においては、まず再生動作を行なわせる前に、ディスクの種別を判別したり、ディスクの種別に応じてレンズを切り替える動作が必要となる。ディスクの種別を判定するためには、例えば再生信号からの情報により判断する方法があるが、レンズの選択等が違っていたりするとサーボがかからないため、何回もサーボ引き込み動作やレンズ切り替え動作を繰り返す必要があった。そのため、規格外のディスクが装着された場合等においては、レンズの選択ミスなのか規格外なのかの判断がつきにくく、判別に混乱が生じる場合があった。

そこで、フォーカスエラー信号の振幅、合焦点時の再生信号振幅、トラッキングエラー信号振幅等により、ディスク反射率の違いを検出するとともに、フォーカスエラー信号の発生の状態を認識し、判定する方法が取られる。このようにすれば、例えばＤＶＤのレンズを用いてフォーカスサーチを行なうと、ＣＤディスクをサーチした場合フォーカスエラー信号に合焦点が現れず、ＤＶＤの１層ディスクにおいては振幅の大きなエラー信号が１つ発生（表面で振幅の極めて小さいエラー信号も発生するがこれは無視できる）し、２層ディスクにおいては振幅の小さい２個のエラー信号が観測できる。

上述のディスク判別は、信号振幅のホールド回路やマイコン等の判断回路を搭載した図１のディスク判別回路２５によって行なわれるが、この場合、当然現在の光学系がどちら側のレンズを使っているかの認識が必要である他、異なるレンズを用いている場合においては、レンズ切り替え回路２７によってレンズ切り替え動作を行なわなければならない。

また、このようなレンズ切り替え動作は、軸摺動型アクチュエータをトラッキング方向に大きく回動することによって行なわれ、さらにフォーカス動作が行なわれる前のアクチュエータ可動部がヘッド固定部に自重で落ちている状態において動作しなければならないため、摩擦の影響を受けやすく、ヘッドの姿勢や温度の変化等によっても、レンズ切り替えのためにトラッキングアクチュエータに印加する駆動力を修正する必要があった。

また、アクチュエータ可動部から引き出された駆動コイル１４の配線による反力等によっても、上記配線の引出し方により反力が変動するため、予め決められたパルス幅や電圧レベルを持つキックパルスのみでは、レンズ切り替えが行なわれなかったり、逆に移動速度が速すぎて反動により基のレンズ側に戻ってしまう等の問題があった。

そのためには、現在位置にてキックパルスを発生させるとともに、現在位置と目的位置との中間にてブレーキパルスに切り替え、安定に目的位置に到達させる方法が考えられる。このような方法は、トラックジャンプ等において広く用いられている方式で、キックパルスとブレーキパルスの切り替えを中点にて行なうため、摩擦や反力等があっても常に安定に動作する利点があった。しかし、上述した２レンズを搭載したアクチュエータにおけるレンズ切り替え動作においては、中点が検出できないため、安定にレンズ切り替えが行えない問題があった。

そこで、図２に示したような方式によって、光学的に中点を検出した。この方式は、アクチュエータの可動部１１の光学系が構成されている側において２つのレンズ１２，１３間に反射板３０を取り付け、情報を再生するのに用いるレーザ光によってこの反射板３０による反射光を検出するもので、検出光学系に通常の信号再生用のレーザと検知器を用いるため、光学系が複雑にならずに済む利点がある。この方式では、レンズ切り替えの際に通常再生に用いるレーザ光が上記反射板３０を通過すると、光検知器１９から反射光が得られるため、光検知器１９からの出力を加算アンプ３５で増幅し、ピーク検出回路３６で信号のピークを取り出すことにより、２つのレンズ１２，１３の中間位置の通過タイミングを得ることができる。さらに、このタイミングでキックパルスとブレーキパルスを極性切り替え回路３４で切り替えることにより、安定なレンズ切り替え動作が実現する。

このように構成すれば、一定幅のパルスを加える方法に比べて、キックパルスの幅をレンズ切り替え動作の中間地点まで確実に発生できるため、摩擦や反力に対しても切り替えミスが少なくなる。例えば、摩擦等が大きい場合は、中間地点までの到達時間が長くなるため、結果的にキックパルス幅は大きくなり、大きな駆動力を自動的にかけることが可能となる。ここにおいて、上述した反射板３０は、アクチュエータの可動部１１にアルミニウムを蒸着させたものでもよく、また反射テープまたは反射ミラーを張りつけてよい。また、この方式では、光学系内の平行レーザ光を用いているため、アクチュエータの可動部１１がどの高さにあっても同じ検出特性が得られる利点がある。

上述した方式により、レンズ切り替え時の中点を検出することが可能となったが、どちら側のレンズからどちらの方向へ移動中なのかが検出できれば、装置振動等の外力によりレンズ切り替えがうまく行えず、途中で戻ってしまう場合や、通常再生中におけるサーボはずれによって、別のレンズへ切り替わってしまう場合においても、これらの状態が判別できる。以上のような移動方向の検出は、図３に示すような、反射板４１に明暗のパターンを配置することで実現できる。この場合、可動部１１が別のレンズに切り替わる際、反射部４１の通過に伴って反射部４１ａと無反射部４１ｂとを、平行レーザ光が走査するため、この際に得られる加算アンプ３５の出力をゼロクロスコンパレータ３８で２値化した値をパターンマッチングすることにより方向を判別する。パターンマッチング回路３９では、図４に示すような再生信号パターン４２を２値化した信号パターン４４にて判定を行なうことになるが、例えば図中最初に得られるハイレベルのパターン間隔Ｄと、次のハイレベルのパターン間隔Ｃ、または最後のハイレベルパターン間隔Ａを比較することで判定できる。図４のパターンの場合、最初のハイレベル幅＞次のハイレベル幅であればＤＶＤ用対物レンズ１３からＣＤ用対物レンズ１２へ、最初のハイレベル幅＜次のハイレベル幅であればＣＤ用対物レンズ１２からＤＶＤ用対物レンズ１３へ移動していることになる。

実施の形態２．
なお、上述のタイミング信号発生手段は、可動部１１に反射部３０または４１を設けたものであったが、可動部１１に設けられた貫通穴を用いても同様の効果を得ることができる。図５は、貫通穴を通して光ディスク５０からの反射光からレンズ切り替え時のタイミング信号を得る方式を示すブロック図で、図において、５０は光ディスク、５１は可動部１１の２つのレンズ１２，１３の中間に設けられた貫通穴である。

また、図６は、貫通穴を介してローディング機構の反射部からレンズ切り替え時のタイミング信号を得る方式を示すブロック図で、図において、５２はローディング機構、５３はローディング機構５２に設けられた反射板である。

さらに図７は貫通穴を介した光を、ローディング機構の受光部によって受光することでレンズ切り替え時のタイミング信号を得る方式を示すブロック図で、図において、５５はローディング機構５２に取り付けられた光検知器、５６は光検知器５５からの検出情報を増幅するための増幅器である。

また、図８は情報の再生に用いるレーザ光とは別の発光部により、上記貫通穴を用いてレンズ切り替え時のタイミング信号を得る方式を示すブロック図で、図において、５７は発光部である。

さらに、図９は貫通穴５１を複数設けるとともに、貫通穴５１ａ，５１ｂの広さの違いにより移動方向が検知可能な、レンズ切り替え時のタイミング信号を得る方式を示すブロック図である。

実施の形態１においては、反射板をを取り付けることによりレンズ切り替え時の中点を検出したが、さらに反射板の取り付けを省く方法としては、図５に示すような貫通穴５１を設ける方法が考えられる。この方法は、光ディスク５０を反射板の代わりにすることによって貫通穴５１を通しタイミング信号を得る方法である。この場合、アクチュエータの可動部１１が回転するにつれて反射光量が変化する。特に可動部１１の部材に平行レーザ光があたっている場合はほとんど反射は起こらない。また、対物レンズ１２，１３を通過している場合も、フォーカスサーボが動作していないデフォーカスの場合には、レンズ通過光が光ディスク５０に反射して戻ってくる割合は、けられによりかなり微小になる。

一方、貫通穴５１を通して光ディスク５０に反射する場合は、平行レーザ光がそのまま反射されるため、光検知器５５上では集光した形でかなりの光量が帰還する。光ディスク５０は変形等によって歪んでいる場合があるため、光ディスク５０を回転させておけば変形による影響を緩和することが可能となる。また、この場合でも実施の形態１と同様に、光学系内の平行レーザ光を用いているため、アクチュエータのフォーカス方向高さにかかわらず、タイミング信号を得ることができる。この方式においても検出信号の処理は、実施の形態１と同様にピーク検出回路３６により中点を検出し、レンズ切り替え回路３４にてキックパルスとブレーキパルスの極性を切り替えて行なわれる。

また、上述したように、反射対象として光ディスク５０を用いるとディスクローディングがされていない初期状態においては、反射が起こらない問題点があった。そこで、図６に示すように、ローディング機構５２におけるアクチュエータの可動部１１の上部に、反射板５３を取り付けることによって、ディスクが挿入されていない状態においてもタイミング信号の検出が可能になる。また、上記反射板５３の反射率と光ディスク５０の反射率を異なるように設定しておけば、ディスク挿入の有無も確認可能である。これにより、従来専用的に取り付けていたディスク検知センサも不要になる。また、光ヘッドを送り方向に駆動しながら上記反射光量を検出すれば、ディスクの有無だけでなく、ディスク径の違いも判定可能になる。

また、図６における反射板５３と、光ディスク５０との反射率の違いが明確化できない場合は、図６に示すようにローディング機構５２に反射板５３ではなく、直接平行光を受光する光検知器５５を設ける方法が考えられる。この場合は、光ディスク５０が装着されていない状態において平行レーザ光の貫通穴５１による通過状態を検出でき、これにより図６と同様なタイミング信号を得ることができる。この場合における光検知器５５は、光ヘッドが送り方向に移動しても検出可能なように、送り方向に長く構成しなければならない。ただし、レンズ切り替えを行なう位置を、例えばディスク内周とかに決めておけば、図７に示すような送り方向に長い光検知器５５は不要になる。

また、図５から図７までに示したように、光ヘッド内の情報再生に用いる平行レーザ光を用いずとも、専用の発光部５７からの光を図７に示した光検知器５５で受光することでタイミング信号を得ることができる。この場合でも光検知器５５は、光ヘッドが送り方向に移動しても検出可能なように、送り方向に長く構成しなければならない。ただし、レンズ切り替えを行なう位置を、例えばディスク内周とかに決めておけば、図８に示すような送り方向に長い光検知器５５は不要になる。また、発光部５７は一般的には光ヘッド内の固定部分に設けられるのが妥当であるが、光ヘッドを固定するためのデッキメカニズムに発光部５７を取り付け、光ヘッド固定部に設けられた穴および可動部１１の貫通穴５１を通して受光させるようにしてもよい。この場合もレンズ切り替えを行なうための光ヘッドの位置はあらかじめ決められなければならないが、光ディスクの有無のみならず光ヘッドの送り方向初期位置も同時に検出できる利点がある。

上述した貫通穴による方法は、あくまでもレンズ切り替え時におけるタイミング信号を得るためのものであるが、このような貫通穴を用いた方法でも、実施の形態１における図３に示すように、レンズ切り替え時における移動方向の確定を行なうことができる。例えば、図９に示すように貫通穴５１を複数個形成し、それぞれの貫通穴５１ａ，５２ｂの幅を異なるように配置するか、または貫通穴の配置がレンズ切り替え方向に均等にならないようにすることによって、等価的に図４の明暗パターンのような構成を作ることができる。この場合は、光検知器１９から受光された光を方向判定回路５８に入力させるとともに、ピーク検出回路３６でキックパルスとブレーキパルスの切り替えタイミングを検出し、極性切り替え回路３４にて極性切り替えを行なう。例えば図中の貫通穴５１ａと５１ｂの幅は、５１ａ＞５１ｂとなるように構成されているため、光検知器１９で受光した最初の受光信号のパルス幅と次のパルス幅が、最初のパルス幅＞次のパルス幅であればＣＤ用対物レンズ１２からＤＶＤ用対物レンズ１３側へ、その逆であればＤＶＤ用対物レンズ１３からＣＤ用対物レンズ１２側へ移動していることが認識できる。

実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２では、情報の再生に用いるレーザ光を用いてタイミング信号の検出を行ったが、まったく別の手段によっても検出が可能である。例えば図１０は、トラッキングアクチュエータコイル１５ａ，１５ｂに発生する逆起電力を検出し、この逆起電力から切り替えタイミングを検出する方式を示すブロック図で、図において、５９はアクチュエータコイル１５ａ，１５ｂに流れる電流を検出するための電流検出抵抗、６０は電流検出抵抗５９に流れる電流を電圧として取り出すための電流検出用アンプ、６１はアクチュエータに印可される電圧から推定される駆動電流量と実際の駆動電流量を比較するための逆起電力検出用アンプ、６２は駆動電圧を推定電流量に変換するためのゲイン調整アンプ、６３は切り替えタイミングのゼロクロスを検出するために直流成分をカットするためのコンデンサ、である。

また、図１１はトラッキングアクチュエータコイル１５に駆動用のキックパルスやブレーキパルスと同時に交流電流を重畳させ、外部のコイルで検出する方式を示すブロック図で、図において、６４は光ヘッド固定部に固定されたトラッキング用マグネット、６５はトラッキングアクチュエータコイル１５からの交流磁界を検出するための検出コイル、６６は検出コイル６５での検出交流磁界を増幅するためのアンプ、６７は再生交流磁界の信号エンベロープの振幅を検出するための検波回路、６８はトラッキングアクチュエータコイル１５に交流信号を供給するための発振器、６９は交流電流の振幅を決めるための増幅器、７０は駆動信号に上記交流信号を加算するための加算器である。

また、図１２は可動部１１に搭載した折り曲げミラーによって情報を再生するためのレーザ光とは別の光からの反射により、タイミング信号の検出を行う方法を示すブロック図で、図において、７１は折り曲げミラー、７２はＤＶＤ用光検知器、７３はレンズ切り替え用光検知器、７４はＣＤ用光検知器である。

また、図１３は可動部１１における対物レンズが搭載されている側とは反対側に受光部を有する方式を示した図で、図において、７５はＤＶＤ用光検知器、７６はレンズ切り替え用光検知器、７７はＣＤ用光検知器である。

また、図１４はトラッキング用マグネットが図に示す６４ａ，６４ｂのような構成になっている場合の、キックパルスとブレーキパルスの印可方法を示した図である。

実施の形態１や実施の形態２では、情報再生に用いる光学系や検知器を用いて反射板や貫通穴によりタイミング信号を検出したが、タイミング検出のためにアクチュエータに改造を加えなくても検出できる方法がある。例えば図１０に示すように、トラッキングアクチュエータコイル１５ａ，１５ｂに加わっている逆起電力を検出する方法であって、電流検出抵抗５９と、逆起電力検出回路を設けるだけで実現可能である。従って、アクチュエータ機構部には、特に細工する必要はない。図１０において、逆起電力は電流検出抵抗５９に流れる電流を電流検出用アンプ６０で取り出した値と、駆動電圧をゲイン調整アンプ６２で取り出した値を、逆起電力検出用アンプ６１で比較することにより得られる。これは検出駆動電流において、トラッキングアクチュエータコイル１５ａ，１５ｂが磁気回路を通過する際に発生する逆起電力の影響で、駆動電圧とコイル抵抗で定まる電流値からずれるためである。

また、図中のアクチュエータがＤＶＤ用とＣＤ用の２つの磁気回路を構成しているため、コンデンサ６３で直流成分をカットした信号が図のようになり、その信号のゼロクロスを検知することで２つのレンズ位置の中間である切り替えタイミングを抽出できるからである。ただしこの方法では、アクチュエータに改造がいらない反面、温度変化等によりコイル抵抗が変動したり、磁気回路の磁場の強さが変動するため、実施の形態１や実施の形態２で示したような精度の高い検出が難しいという問題点がある。

また、上述の磁場の変化を使った方法としては、キックパルスやブレーキパルス印可時にさらに交流磁界を発生させ、外部の検出コイルで検出する方法が考えられる。この方法は、図１１に示すように、アクチュエータのドライブ信号に、発振器６８の交流信号を重畳させる。この時の周波数は、アクチュエータの機械的な応答が起こらないような高い周波数で、かつ、アクチュエータコイル１５のインダクタンスにより減衰する周波数よりも低く設定する必要がある。また、増幅器６９により所定の振幅にした後、加算器７０で重畳を行う。

一方、検出は、アクチュエータコイル１５で発生する交流磁界を、ＣＤ用対物レンズ１２とＤＶＤ用対物レンズ１３の中間地点に設けられた検出用コイル６５にて受信し、これを増幅器６６で増幅するとともに、検波回路６７にて受信信号の振幅を検出する。このようにして検出された受信信号振幅は、図２に示す方法と同様な方法でタイミング信号検出と、キックパルスおよびブレーキパルスの切り替えが行われる。ただし、この方法では、図１０の逆起電力を用いる方法に比べて専用の交流磁界を用いているため、検出精度が高くなる反面、検出用コイル６５の取り付け精度を確保しなければならない等の問題点がある。

また、図１２に示すように、折り曲げミラー７１と専用の発光部５７により検出する方法もある。この場合は、複数の検知器７２〜７４を配置することにより、レンズ切り替えのタイミング以外にも、ＣＤ用対物レンズ１２の位置やＤＶＤ用対物レンズ１３の位置をも検出することが可能になる。ただし、折り曲げミラー７１を可動部に搭載するため、可動部重量が若干増加する他、光ヘッド固定部に検知器７２〜７４を取り付ける際、アクチュエータのフォーカス位置によらずにタイミング信号が得られるように、検知器７２〜７４の形状を、フォーカス方向に長くする等の工夫が必要となる。ただし、ＣＤ用対物レンズ１２やＤＶＤ用対物レンズ１３のレンズ位置も検出できるため、後述のレンズ判定や、アクチュエータ可動部位置情報を微分して制御動作時のダンピングを行ったり、レンズシフト量を検出することによりトラッキングセンサーオフセットの検出も可能となる。

さらに、折り曲げミラー７１を用いなくても、図１３に示すように、可動部１１の対物レンズ１２，１３が搭載されている位置の反対方向に検知器７５〜７７を取り付けることによって、図１２と同様の効果を得ることも可能である。ただしこの場合は、可動部１１に検知器７５〜７７が搭載されるため、可動部１１からの配線本数が増加するといった問題点が発生し、配線による反力等の考慮が必要となる。

以上のようなタイミング信号検出における実際のキックパルスやブレーキパルスの印可は、アクチュエータの磁気回路が図１４のトラッキング用マグネット６４ａ，６４ｂのように配置されている場合、図１４中のパルス７９〜８２のように表わされる。これは、トラッキングアクチュエータコイル１５の移動に伴い、磁気回路の極性が反転するためで、例えばトラッキング用マグネット６４ａの磁束が図中のコイル１５側においてＮからＳに向かって発生する一方、トラッキング用マグネット６４ａのコイル１５に対して裏側の部分に向かって回り込む磁界の向きが逆になるためである。この場合、極性の反転手前と後では逆向きのパルスを印可する必要があり、キックパルスは図中の７９，８０のように、ブレーキパルスは図中の８１，８２のように印可しなければならない。これは、実施の形態１や実施の形態２においても同様である。

実施の形態４．
実施の形態１から実施の形態３までは、レンズ切り替え時における切り替えタイミング信号を発生するための方法について述べたが、以下では、レンズの現在位置を確認する機能を含めた方策について説明する。複数種類の物理特性を有する光ディスクを再生するためには、再生前にディスクの種別を判定する必要があることは言うまでもない。ディスクの種別が判定できなければ、ディスクに対応したレンズへの切り替えもできなくなるし、それによってフォーカスやトラッキング動作も不良になるからである。このようなディスク種別の判定は、特定のレンズを用いて、これをフォーカスサーチした場合におけるエラー信号や和信号の発生状況を確認することで得られるため、信号を再生せずに現在の対物レンズがどれであるか確認する方法はきわめて重要である。

図１５は対物レンズの両サイドに設けられた３つの反射部８３〜８５を用いたレンズ位置確定機能を有する本実施の形態４のレンズ切り替え方法を示すブロック図で、図において、８３はＣＤ用対物レンズ１２の外側に設けられた反射部、８４はＤＶＤ用対物レンズ１３の外側に設けられた反射部、８５はＣＤ用対物レンズ１２とＤＶＤ用対物レンズ１３の間に設けられた反射部、８６は検出した反射光量におけるレベルを判定するためのレベル判定回路、８７は切り替えタイミングを検出するための切り替え判定回路である。また、図１６は図１５の可動部１１における平行レーザ光のスポットの動きを示した図である。

また、図１７は対物レンズ間に１つの反射部を有する場合において、レンズ位置確定機能を持たせるための方式を示すブロック図で、図において、８８は検出反射光量を２値化するためのコンパレータ、８９はレンズの現在位置を確定するためのレンズ位置判定回路、９０は可動部１１を左右に振るための左右方向振れ信号発生回路、９１はＣＤ用対物レンズ側にて可動部１１を左右に振った場合のコンパレータ８８の出力、９２はＤＶＤ用対物レンズ側にて可動部１１を左右に振った場合のコンパレータ８８の出力、９３は可動部１１を左右に振るための左右振れ信号波形、９４は左右振れ信号を所定の振幅で駆動させるための加算比設定アンプである。

また、図１８は対物レンズ１２，１３間の反射ミラーにてレンズ切り替え方向に光量変化が得られるように構成したもので、図において、９５はレンズ間に配置された反射部、９６はＤＶＤ用対物レンズ１３の外側に配置された反射率の低い反射部、９７は反射板９５による切り替えタイミング判定を行うための切り替え判定部、９８は反射板からの受光レベルによってレンズ移動方向を確定するためのレベル増減判定回路である。

また、図１９はレンズ中央の反射板が移動方向に徐々に増減するような図１８と異なるパターンで形成したもので、図において９９は反射板１００からの反射受光量に基づきレンズ移動方向を確定するためのレベル増減判定回路である。

さらに、図２０は可動部１１における貫通穴５１を用いてレンズ位置確定を行うと同時に、ディスクの反射率からディスクの種別を判定するためのブロック図である。

また、図２１はレンズ位置の確定からＣＤディスクの信号再生を行うまでの光学的情報再生装置の動作を示すフローチャート、図２２はレンズの確定からＤＶＤディスクの信号再生を行うまでの光ディスク装置の動作を示すフローチャートである。

また、図２３は貫通穴を用いてディスクの種別を判定する場合の光ディスク装置の動作を示すフローチャート、図２４はレンズ確定作業とレンズ切り替え動作を示すフローチャート、図２５はレンズ切り替え動作を繰り返し行う際において、パルス幅を学習するためのフローチャート、図２６はＣＤ側のレンズからＤＶＤ側のレンズへのレンズ切り替え動作を示したフローチャート、図２７はＤＶＤレンズ側からＣＤレンズ側へのレンズ切り替え動作を示したフローチャートである。

次に、各実施の形態の動作を説明する。実施の形態１から実施の形態３において説明したような複数の対物レンズを搭載したシステムにおいては、再生動作を行う前段階や、サーボはずれからの復帰時等において、現在がどのレンズ側にいるのか認識することが非常に重要となっている。例えばＣＤディスクをかけた時の再生動作を行わせる場合においては、図２１のフローチャートに示すように、まずレンズ位置判定を行い、ＣＤ用かＤＶＤ用かの対物レンズ確定を行った後、フォーカスサーチによりディスクの種別を判定するとともに、その後レンズ切り替え動作等を行うこととなる。

ＤＶＤディスクの再生の場合も同様で、図２２に示すフローチャートのように、対物レンズ位置判定から始まり、ディスク判別、レンズ切り替えの順に動作することとなる。これは、対物レンズが確定していないと、フォーカスサーチ時のエラー信号や再生信号振幅等を観測しても、どのディスクを用いているかの判断ができないためである。対物レンズの種別が確定していれば、エラー信号の振幅の違いから、ＣＤディスクかＤＶＤディスクかＤＶＤにおける低反射率のディスクかが判断できるからである。

そこで、実施の形態１に示した反射板を用いた方法として、図１５に示すように対物レンズの外側にも反射板を追加するとともに、これらの反射率を変えることで、現在のレンズ位置を判定させる方法がある。この方法では、図２３のフローチャートに示すように、まず可動部１１をトラッキング方向のどちらかに動かす。とくに最初はどちら側にいるか分からないため、可動部１１を右回りに動かすか左回りに動かすかは確定できない。しかし、図１５のように、例えばＣＤ用対物レンズ１２を用いた場合は、反射率の高い反射部８３，８５ａが両側にあるため、どちら側に動いても光検知器１９からは大きな反射光量に対応した信号が得られる。

一方ＤＶＤ側にいる場合においては、図１６に示すようにＤＶＤ用対物レンズ１３の両側に低反射率の反射部８４，８５ｂを設けてあるため、この場合でも可動部１１をどちらかに動かせば、低反射率の反射板からの受光を検知することで、上記の振幅の違いからレベル判定回路８６にて、どちらのレンズを用いているか判定できる。また、２つの対物レンズ１２，１３の中央にある反射板８５が途中で反射率が変化するように構成されているため、レンズ切り替え時のタイミング信号も、切り替え判定部８７にて検知可能である。この場合、低反射率の反射部は、図１６に示すように、反射面に光スポットサイズよりも充分に小さい無反射部（例えば黒い印刷パターン）を構成することにより、疑似的に実現可能である。

以上のレンズ位置判定動作は、例えばＤＶＤ用対物レンズ１３側へのレンズ切り替えを伴う場合は、図２６に示すフローチャートのように行われる。この場合、可動部１１を左右に振ることでまずレンズ位置判定を行い、次に２つのレンズ間にある反射部８５の反射率変化をとらえることでレンズ切り替え動作を行い、切り替え後、再度レンズ位置判定動作を行う。また、ＣＤ用対物レンズ１２側へのレンズ切り替えを伴う場合も、図２７に示すフローチャートのように、図２６の場合と同様な方式で切り替え動作が行われる。

また、図１６に示すように対物レンズ１２，１３の両側に反射部を設けなくても、対物レンズ１２，１３の間の反射部だけからレンズ位置を判定することも可能である。この方法では、まず図１７に示すように可動部１１を左右方向振れ信号発生器９０により左右に動かす。この時反射部３０から得られる受光量を、コンパレータ８８で２値化した信号は、ＣＤ用対物レンズ１２の側にいる場合は９１のような信号が得られ、ＤＶＤ用対物レンズ１３の側にいる場合は９２のような信号が得られる。このような信号９１，９２は、可動部１１を動かしている左右振れ信号９３と比較すると、左右振れ信号９３の位相に対してＤＶＤ用対物レンズ１３側とＣＤ用対物レンズ１２側で異なった位相に現れていることがわかる。これは、反射部３０が、図中のＣＤ用対物レンズ１２からみて右側に、ＤＶＤ用対物レンズ１３からみて左側にあるため、駆動信号に対して異なる位相になるためである。この位相の違いを、レンズ判定回路８９にて検出することで、レンズ位置の判定結果が得られる。

このようなレンズ判定方式は、図２４に示すようなフローチャートに従って、レンズ切り替え動作と組み合わせて動作させる。図２４では、例えばＤＶＤディスクの再生方法を示したもので、まず対物レンズを動かしてから、反射部３０からの受光量（図中の和信号）と駆動信号を比較することでレンズ位置判定を行った後、ＣＤ側の場合はレンズ切り替え動作を行い、再度判定を行った後再生を開始する。このような方法では上述の位相比較回路が必要となる反面、反射部は中央の１カ所でよい利点がある。

さらに、図１８に示すように、中央部の反射部９５の反射パターンを、光スポット走査方向に対して非対象に構成することにより、図１６と同様の効果を得ることが可能である。この場合は、反射部９５を図示のような非対象の構成にするとともに、これを通過する際の反射光量の変化が減少方向にあるのか増加方向にあるのかを、レベル増減判定回路９８にて判定することにより得られる。また、反射部９５が中央部で同じパターンを２度繰り返す構成となっているため、受光した信号の直流成分をコンデンサ３７でカットした後、ゼロクロスコンパレータ３８で信号のゼロクロスを検出することでレンズ切り替えタイミングも得られる。

また、２つの対物レンズ１２，１３の中央部に設けた反射部１００の反射パターンを図１９に示すように構成することも可能である。この場合は１つの移動方向に対し、反射部１００からの受光量が減少か増加かの２通りしかないため、図１８と同様なレベル増減判定回路９９にて判定することで移動方向を認識することが可能である。しかし、図１９の場合は、反射部１００の中央において切り替えタイミングのための反射光量変化部分が存在しないため、反射部１００の中央部における信号振幅をあらかじめ設定し、これをコンパレータ８８でスライスすることによって切り替えタイミングを得る必要がある。なお、図１８および図１９のシステムにおいても、対物レンズ１２，１３の外側に反射率の異なる反射部８３，９６，９４を用意しているため、当然レンズ位置の判定が可能である。

また、以上のような反射部を用いなくても、貫通穴を用いてレンズ位置の判定を行うことも可能である。この場合は図２０に示すように可動部１１に貫通穴５１を用意し、可動部１１を左右方向振れ信号発生器９０にて振ることにより、図１７と同様な原理で判定することが可能である。図２０では、ローディング機構５２に光検知器５５を搭載することで発光部５７からの信号を得ているが、対物レンズ１２，１３の間に貫通穴を構成し、情報再生に用いる平行レーザ光を用いても同様の効果が得られる。

また、図６のようにディスクからの反射光を情報再生用の光検知器で受光してもよいことは明かである。このような貫通穴を用いた方式では、ディスクからの反射光を受光することも可能なため、ディスクの反射率を検知し、反射率の異なるディスクの種別を判定することが可能である。図２２は、このディスク種別判定方法を示すフローチャートを表わしたもので、貫通穴からのディスク反射光量が所定量以上かどうかによって、例えば反射率の低い２層ディスクか否かの判定を行うことが可能である。

以上のようなレンズ位置判定動作だけを用いて、レンズ切り替えタイミングを用いない方法も考えられる。この方法は、図２５のフローチャートに示すように、まずレンズ位置判定を行い、次に所定のレンズでなかった場合は、あらかじめ決められた幅と振幅を有するキックパルスを印可し、レンズ切り替え後再度レンズ位置判定を行う。この時、レンズ切り替えがうまくいってない場合は、キックパルス幅または高さを大きくし、再度レンズ切り替え動作を行わせる。これを繰り返してもうまくレンズ切り替えが行えない場合は、キックパルスの幅や高さを最初よりも少なくして動作させる。このように、何度かのレンズ切り替え動作を繰り返しながら、キックパルスの幅や高さを学習し、最適なキックパルスを探索させる方法もある。ただしこのような方法では、レンズ切り替え回路が不要になる反面、探索が完了するまでに時間がかかる問題点がある。

この発明の実施の形態１の光学的情報再生装置における制御システムを示すブロック図である。実施の形態１の反射部を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。実施の形態１の反射部に明暗を設けたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。図３における光スポットの反射光の変化を示す図である。この発明の実施の形態２の光学的情報再生装置における貫通穴を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。実施の形態２の貫通穴とローディング機構に設けた反射部を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。実施の形態２の貫通穴とローディング機構に設けた検知器を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。実施の形態２の専用の発光部と貫通穴およびローディング機構に設けた検知器を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。実施の形態２の複数の貫通穴を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。この発明の実施の形態３の光学的情報再生装置における逆起電力を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。実施の形態３の交流磁界を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。実施の形態３の専用の光学的位置検出器を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。実施の形態３の可動部に取り付けられた専用の光学的位置検出器を用いたレンズ切り替え方式を示すブロック図である。図３におけるキックパルスとブレーキパルスの印可波形を示す図である。この発明の実施の形態４の光学的情報再生装置におけるレンズ外側の反射部を用いたレンズ位置判定方式を示すブロック図である。実施の形態４の図１５における光スポットの動きを示した図である。実施の形態４の対物レンズ間に設けた反射部を用いたレンズ位置判定方式を示すブロック図である。実施の形態４の対物レンズの外側の反射部と対物レンズの間に設けた中間で反射率が切り替わる非対象明暗部を有する反射部とを用いたレンズ位置判定方式を示すブロック図である。実施の形態４の対物レンズの外側の反射部と対物レンズ間の非対象明暗部を有する反射部とを用いたレンズ位置判定方式を示すブロック図である。実施の形態４の貫通穴を用いたレンズ位置判定方式を示すブロック図である。実施の形態４のＣＤディスク再生時のフローチャートである。実施の形態４のＤＶＤディスク再生時のフローチャートである。実施の形態４のディスク判定時のフローチャートである。実施の形態４の対物レンズ判定時のフローチャートである。実施の形態４の対物レンズ切り替え時におけるキックパルス学習のフローチャートである。実施の形態４のＤＶＤ側へのレンズキック時のフローチャートである。実施の形態４のＣＤ側へのレンズキック時のフローチャートである。従来の光学的情報再生装置の複数のレンズを搭載した光ヘッドを示す斜視図である。

符号の説明

１１可動部、１２ＣＤ用対物レンズ、１３ＤＶＤ用対物レンズ、１４
フォーカスアクチュエータコイル、１５トラッキングアクチュエータコイル、１６ミラー、１７ハーフミラー、１８レーザ、１９，７２，７３，７４，７５，７６，７７光検知器、２０光学系、２１電流−電圧変換回路、２２再生信号検出回路、２３トラッキングエラー検出回路、２４フォーカシングエラー検出回路、２５ディスク判別回路、２６トラッキング制御回路、
２７レンズ切り替え回路、２８フォーカシング制御回路、２９ドライブアンプ、３０，４１，５３，８３，６５，８４，８５，９５，９６，１００反射部、３１切り替え回路、３２キックパルス発生回路、３３ブレーキパルス発生回路、３４極性切り替え回路、３５，５６，６０，６１，６６アンプ、
３６ピーク検出回路、３８，８８コンパレータ、３９パターンマッチング回路、４０切り替え判定回路、５２ローディング機構、５８方向判定回路、６４トラッキングマグネット、６７検波回路、６８発振器、８６レベル判定回路、８７切り替えブレーキパルス判定回路、８９レンズ位置判定回路、９０左右方向振れ信号発生器、９７切り替え部判定回路、９８レベル増減判定回路。

Claims

レーザ光を発射する光源と、
上記レーザ光を複数の光記録媒体に照射し、当該複数の光記録媒体に対応して切り替えられる複数の対物レンズと、
上記複数の対物レンズをトラッキング方向へ駆動するアクチュエータと、
上記アクチュエータの逆起電力を検出する逆起電力検出手段と、
上記アクチュエータに駆動力を与えるキックパルス発生手段と、ブレーキ力を与えるブレーキパルス発生手段と、
上記逆起電力検出手段からの出力に基づいて、上記キックパルス発生手段と上記ブレーキパルス発生手段とを切り替える極性切り替え手段とを備えることを特徴とする光学的情報再生装置。
レーザ光を発射する光源と、
上記レーザ光を複数の光記録媒体に照射し、当該複数の光記録媒体に対応して切り替えられる複数の対物レンズと、
上記複数の対物レンズをトラッキング方向へ駆動するアクチュエータと、
上記アクチュエータに交流電流を印加し交流磁界を発生せしめる交流電流印加手段と、
上記アクチュエータに発生する交流磁界を検出する検出手段と、
上記アクチュエータに駆動力を与えるキックパルス発生手段と、ブレーキ力を与えるブレーキパルス発生手段と、
上記検出手段からの出力に基づいて、上記キックパルス発生手段と上記ブレーキパルス発生手段とを切り替える極性切り替え手段とを備えることを特徴とする光学的情報再生装置。