JPH04368634A - 光ディスク装置の焦点合わせ制御切り換え手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置の焦点合
わせ制御の切り換え手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスク装置に電源を入れた
場合に直ちにスタンバイ状態にするためには、光ディス
ク面上に光スポットの焦点合わせを速く行う必要がある
。従来、光ディスクの高さのばらつきは、数百μｍであ
るのに対し、焦点の位置ずれを示す焦点誤差信号の検出
範囲は±１０μｍ程度しかなく、焦点誤差信号を用いて
位置制御を行うためには、焦点誤差信号の検出範囲まで
対物レンズを移動する必要がある。そして焦点制御を確
実に行うには、焦点誤差信号の検出範囲内での、対物レ
ンズの速度が許容速度より小さくする必要がある。この
許容速度は、信号検出範囲，アクチュエータの最大加速
度及び制御帯域などから定まる。

【０００３】そして、従来は、静止している対物レンズ
を光軸方向へ移動するための移動速度（絶対速度）を制
御しているが、光ディスクの面振れと対物レンズの相対
速度は制御されておらず、相対速度を引き込み許容速度
以下とするために対物レンズの移動速度を許容速度より
小さくする必要があった。即ち、上記の如く許容速度以
下で対物レンズを焦点誤差信号範囲まで移動させるので
、移動時間が長くかかる欠点があった。

【０００４】従来、この技術に関して、特開昭５７−１
９８５５２号，特開昭５５−７３９３５　号公報が開示
されている。

【０００５】特開昭５７−１９８５５２号公報では、ラ
ンプ入力でレンズアクチュエータを低速で焦点誤差信号
範囲（光ディスク反射面の位置とレンズから出射した光
スポットの位置の相対位置に正比例して出力する信号の
範囲）まで移動してから位置制御に切り換える。また、
特開昭５５−７３９３５　号公報では、焦点誤差信号の
非線形部分を線形化して焦点誤差信号範囲を広くして焦
点引き込み能力を上げている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、シー
ケンス制御領域でレンズの移動速度を焦点制御が可能な
許容速度以上にして広範囲を高速移動し、焦点制御可能
領域の手前で減速する制御に切り換え、焦点制御への切
り換え時点で相対速度を焦点制御が可能な許容速度以下
にするように減速し、短時間で焦点制御に切り換えを行
うことについての配慮と簡単な手段により行う配慮がさ
れておらず、焦点制御へ切り換えるまでの時間が長いと
いう問題があった。

【０００７】本発明は、簡単な手段により焦点制御へ切
り換えるまでの時間を短縮できる光ディスク装置の焦点
制御切り換え手段を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記、目的は、回転駆動
される光ディスクと、この光ディスクに光スポットを集
光するためのレンズと、このレンズの光軸方向と前記光
ディスクの法線方向を一致させて前記レンズを前記光軸
方向へ変位自在になるように支持して前記光軸方向へ前
記レンズを駆動するためのレンズアクチュエータを設け
、前記レンズアクチュエータを介し上記レンズをシーケ
ンス制御により上記光ディスク側に離してから接近させ
る変位手段と、上記光ディスクと前記光スポットの相対
位置を示す変位誤差信号を用いる焦点制御手段により焦
点制御への切り換えをする手段において、前記光ディス
クからの反射光量の総光量の低レベルを検出する低レベ
ル検出器と、前記総光量もしくは前記変位誤差信号の高
いレベルを検出する高レベル検出器と、前記変位誤差信
号の零レベルを検出する零レベル検出器と、前記総光量
の微分値を検出する微分器を設けて、前記低レベル検出
器により設定した低レベル値より大きな値のとき前記微
分器出力を位置信号とした位置制御を行い、前記高レベ
ル検出器により設定した高レベル値より大きな値を検出
した後、前記零レベル検出器で零レベルを検出した直後
、前記変位誤差信号による焦点制御に切り換えることに
より、達成できる。

【０００９】

【作用】光ディスクと対物レンズの距離が対物レンズの
焦点距離ｆＴ　より長い場合と焦点距離ｆＴ　と一致し
た場合の反射光の光線を示したのが図２である。レーザ
光源１から出射した光線２は、ハーフミラー３に反射し
、対物レンズ４に入射する。対物レンズ４と光ディスク
６の距離が対物レンズの焦点距離ｆＴ　と一致している
とき、光スポットが光ディスク５面上に形成され、反射
した光線は、ハーフミラー３を通過し、検出用レンズ６
で絞られ、検出器７に全て入射される。対物レンズ４と
光ディスク６の距離が対物レンズの焦点距離ｆＴ　より
長い場合、光スポットが光ディスク５の手前に形成され
、反射した光線は、破線で示したようにハーフミラー３
を通過し、検出用レンズ６で絞られ、検出器７に一部分
の反射光量が入射される。

【００１０】検出用レンズの焦点距離をｆＫ　とし、光
スポットと光ディスクの距離をｘとし、検出用レンズで
絞られる位置のずれ量をｙとすれば、

【００１１】

【数１】

【００１２】となり、ずれ量ｙとｘは正比例する。一方
、反射光量の一部が検出器に入射する場合、検出器に入
射する光量ＶＯはずれ量ｙの二乗に比例するので、

【０
０１３】

【数２】

【００１４】となる。ただしｋは比例定数とする。上式
の両辺を時間ｔで微分すると

【００１５】

【数３】

【００１６】となる。一方、速度は一方向に移動し、変
位ｘの変化に比ベて速度の変動は十分小さい条件を満足
するとすれば、上式より変位ｘは、微分値ｄＶＯ／ｄｔ
　に、ほぼ正比例することがわかる。

【００１７】対物レンズを一定速度でディスクに近づけ
たときの横軸を変位としたときの焦点誤差信号，反射光
量及び反射光量の微分値を示したのが図３である。焦点
誤差信号検出範囲２６での反射光量１７は一定となり、
それ以外の範囲では変化する。反射光量の微分値２５は
、焦点誤差信号検出範囲２６外及び反射光量１７がレベ
ルＶＬ　以上では、ほぼ位置と比例していることがわか
る。反射光量１７のレベルがＶＬ　以下では、反射光量
１７がノイズにまぎれるため、反射光量の微分値２５は
、正しい値を示さない。また、焦点誤差信号検出範囲２
６では、焦点誤差信号が変位信号となる。

【００１８】低レベル検出器は、反射光量１７のレベル
がレベルＶＬ　以上になることを検出するためのもので
ある。そして、高レベル検出器と零レベル検出器は図３
のレベルＶＨ，ＶＺを検出するためのものである。焦点
誤差信号検出範囲２６での零レベルを確実に検出するに
は、レベルＶＨを確認した後のレベルＶＺを検出する。

【００１９】以上より、反射光量を微分器で微分するこ
とで位置信号を検出して広範囲で位置制御を行う。そし
て、焦点誤差信号検出範囲まで光スポットを移動し、焦
点制御に切り換えて、焦点制御が短時間で行われる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の光ディスク装置の焦点制御の
切り換え手段を用いて図１を用いて説明する。まず、光
ディスク装置の概略動作を以下に説明する。光ディスク
装置は、焦点制御とトラッキング制御を行うことにより
、ディスクにデータの記録再生を行う。光学系１６は光
線２を出射し、ディスクからの反射光の処理を行う。 光ディスク装置の起動により光ディスクらが回転駆動さ
れ、対物レンズ４をディスク法線方向へ駆動するレンズ
アクチュエータ８により焦点制御が行われる。データは
ディスク溝上に記録されている。そして、光スポット９
を溝に追従させるトラッキング制御は、光ヘッド９のデ
ィスク半径方向への粗動と、光線２の傾きを操作できる
ミラーアクチュエータ１０の微小移動により、行われる
。

【００２１】次に、本実施例の焦点制御の切り換え動作
について、説明する。シーケンス制御，反射光量による
位置制御及び焦点誤差信号による位置制御の切り換えか
ら焦点合わせが行われる。

【００２２】シーケンス制御は、シーケンス駆動回路１
１で行い、光ディスク５に対物レンズ４を離してから近
づける駆動力をレンズアクチュエータ８に与える。レン
ズアクチュエータ８は、対物レンズ４がディスク法線方
向に移動できるように板バネ１２で支持され、磁気回路
１４と対物レンズ４に巻かれたコイル１３からなる。コ
イル１３に電流を流すことにより、対物レンズ４を駆動
する力が発生する。そのため、レンズアクチュエータ８
のコイル１３に一定電流を流して対物レンズ４をディス
クから離し、電流を零にすることで対物レンズ４が自由
振動してディスク側へ移動する。

【００２３】切り換え回路１５は、光学系１から出力さ
れる反射光量信号１７と焦点誤差信号１８を処理して、
スイッチ１９を操作する。シーケンス制御のときはスイ
ッチ１９がＡの信号を選択する。

【００２４】光スポット９がディスク５に近づくと、反
射光量信号が増大し、設定したレベルＶＬ　以上になる
。 このとき、切り換え回路１５は、スイッチ１９がＢの信
号を選択する。反射光量信号１７は、微分器２０と位置
制御系を安定するための位相進み回路２１を通り、レン
ズアクチュエータのコイル１３の駆動電流となる。この
反射光量信号による位置制御により、光スポット９をデ
ィスク５に近づける。切り換え回路１５は、焦点誤差信
号１８が大きな値になってから零レベルになることを検
出することにより、スイッチ１９がＣを選択するような
操作値２２を発生して焦点制御に切り換える。これによ
り、焦点誤差信号の範囲を確認している。焦点制御系は
、焦点誤差信号１８を位置制御系を安定にするための位
相進み回路２３を通してレンズアクチュエータ８を操作
する。

【００２５】以上より、焦点制御への切り換えが短時間
で行われる。

【００２６】本実施例では、シーケンス制御で対物レン
ズをディスク側に近づける場合、電流を流さないので電
力の消費が少ない効果がある。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、反射光量を微分すると
いう簡単な手段で焦点誤差検出範囲まで確実に光スポッ
トを位置決めができるので、短時間で焦点合わせを行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のブロック図。

【図２】本発明の説明図。

【図３】低レベル検出器による波形図。

【符号の説明】

４…対物レンズ、５…光ディスク、６…検出用レンズ、
７…検出器、１７…反射光量、１８…焦点誤差信号、２
０…微分器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動される光ディスクと、この光ディ
   スクに光スポットを焦光するための対物レンズと、この
   対物レンズの光軸方向と前記光ディスクの法線方向を一
   致させて前記レンズを前記光軸方向へ変位自在になるよ
   うに支持して前記光軸方向へ前記対物レンズを駆動する
   ためのレンズアクチュエータを設け、前記レンズアクチ
   ュエータを介し上記レンズをシーケンス制御により前記
   光ディスク側に離してから接近させる変位手段と、前記
   光ディスクと前記光スポットの相対位置を示す変位誤差
   信号を用いる焦点制御手段により焦点制御への切り換え
   をする手段において、前記光ディスクからの反射光量の
   総合量の低レベルを検出する低レベル検出器と、前記総
   光量もしくは前記変位誤差信号の高いレベルを検出する
   高レベル検出器と、前記変位誤差信号の零レベルを検出
   する零レベル検出器と、前記総光量の微分値を検出する
   微分器を設けて、前記低レベル検出器により設定した低
   レベル値より大きな値のとき前記微分器出力を位置信号
   とした位置制御を行い、前記高レベル検出器により設定
   した高レベル値より大きな値を検出した後、前記零レベ
   ル検出器で零レベルを検出した直後、前記変位誤差信号
   による焦点制御に切り換えることを特徴とする光ディス
   ク装置の焦点合わせ制御切り換え手段。