JPH05234091A - 光ディスクドライブ装置のフォーカスサーボ引き込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】短時間でフォーカスサーボのサーボ範囲内に光
ヘッドの対物レンズを引き込むことができる光ディスク
ドライブ装置のフォーカスサーボ引き込み方法を提供す
る。 【構成】光ヘッドの対物レンズをフォーカスアクチュエ
ータにより光ディスクに対する距離が変化するように移
動させて、対物レンズをフォーカスサーボ可能なサーボ
範囲内に引き込むように駆動する光ディスクドライブ装
置のフォーカスサーボ引き込み方法において、光ヘッド
の対物レンズのサーボ範囲に対する相対位置を検出し、
フォーカスサーボの引き込みに失敗した場合には、検出
されたサーボ範囲に対する相対位置に基づいて、対物レ
ンズをサーボ範囲に近付く方向に移動させる。

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ドライブ装置
のフォーカスサーボ引き込み方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクドライブ装置は、ディスク形
状の記憶媒体の表面にレーザ光を当てて、反射してくる
光の強弱により記録された情報を読み取る方式の情報記
憶装置である。光ディスクドライブ装置に用いられる光
ディスクとしては、オーディオ用のＣＤ（コンパクトデ
ィスク）、ビデオ用のＬＤ（レーザディスク）、ＣＤを
コンピュータデータの記憶に用いたＣＤ−ＲＯＭ等の読
み込み専用の記憶媒体や、レーザ光により情報を記録で
きるが書き換えることができない追記型光ディスクや、
レーザ光と磁場を利用して情報の記録再生消去が可能な
光磁気ディスク等が知られており、大容量の記録媒体と
して将来性が注目されている。

【０００３】上述したいずれの光ディスクの場合でも、
図６（ａ）に示すように、光ディスク１００の面上にレ
ーザ光の焦点を結ばせるために、光ヘッドの対物レンズ
１０２と光ディスク１００の記録面とが常に一定の距離
になるようにする必要がある。そのために、光ヘッドの
フォーカス誤差信号を検出して、このフォーカス誤差信
号に応じてフォーカスアクチュエータ１０４により光ヘ
ッドの対物レンズ１０２を上下駆動するフォーカスサー
ボ機構が採用されている。

【０００４】フォーカスサーボの場合、サーボエラー信
号を検出できる範囲は、エラー検出方式や光学系の設計
にもよるが、高々±２０μｍの範囲内である。このた
め、フォーカスサーボをかける際には、最初にサーボル
ープを切っておいて、図６（ｂ）に示すようなフォーカ
スアクチュエータ駆動電圧によりフォーカスアクチュエ
ータ１０４を駆動して対物レンズ１０２を上下させ、±
２０μｍのサーボ範囲内に引き込んでやる必要がある。

【０００５】対物レンズ１０２を上下動させてフォーカ
ス誤差信号が正しくとれる範囲に入ると、図６（ｃ）に
示すように、フォーカス誤差信号がＳ字形になり、同時
に図６（ｄ）に示すように、光ディスク１００から戻っ
た全光量を示す強度信号が得られる。強度信号が所定の
レベルに達しているときにフォーカス誤差信号のゼロク
ロスを検出し、フォーカスサーボループをオンするよう
にすれば、その後は正しくフォーカスサーボを行うこと
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フォーカスサーボの引き込み方法では、フォーカスサー
ボの引き込みに失敗した場合、対物レンズ１０２の位置
がサーボ範囲の上方に外れているのか下方に外れている
のか不明であるため、もう一度最初からフォーカスアク
チュエータ１０４を駆動して対物レンズ１０２を上下動
しなければならず、フォーカスサーボの引き込みに時間
がかかるという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、短時間でフォーカスサー
ボのサーボ範囲内に光ヘッドの対物レンズを引き込むこ
とができる光ディスクドライブ装置のフォーカスサーボ
引き込み方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、光ヘッドの
対物レンズをフォーカスアクチュエータにより光ディス
クに対する距離が変化するように移動させて、前記対物
レンズをフォーカスサーボ可能なサーボ範囲内に引き込
むように駆動する光ディスクドライブ装置のフォーカス
サーボ引き込み方法において、前記光ヘッドの対物レン
ズの前記サーボ範囲に対する相対位置を検出し、フォー
カスサーボの引き込みに失敗した場合には、検出された
前記サーボ範囲に対する相対位置に基づいて、前記対物
レンズを前記サーボ範囲に近付く方向に移動させること
を特徴とする光ディスクドライブ装置のフォーカスサー
ボ引き込み方法によって達成される。

【０００９】

【作用】本発明によれば、光ヘッドの対物レンズのサー
ボ範囲に対する相対位置を検出し、フォーカスサーボの
引き込みに失敗した場合に、検出されたサーボ範囲に対
する相対位置に基づいて、対物レンズをサーボ範囲に近
付く方向に移動させるようにしたので、フォーカスサー
ボの引き込み動作の時間を短縮することができる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例による光ディスクドライブ
装置を図１乃至図５を用いて説明する。図１は本実施例
の概略を示すブロック図であり、図２は本実施例の詳細
を示す回路図である。フォーカスはずれ検出手段１２は
光ヘッドの対物レンズのフォーカスはずれを検出するも
のであり、フォーカスはずれか否かを示すフォーカスは
ずれ信号ａを制御部１４に出力する。

【００１１】フォーカス誤差検出手段１６は光ヘッドの
対物レンズのフォーカス誤差を検出するものであり、フ
ォーカス誤差信号ｇを出力する。位相補償回路１８は、
このフォーカス誤差信号ｇを位相補償した位相補償フォ
ーカス誤差信号ｅを生成し、光ヘッドの対物レンズを駆
動するフォーカスアクチュエータ２０を駆動する。引き
込みタイミング検出回路２２は、フォーカス誤差信号ｇ
に基づいて対物レンズがサーボ範囲内に入ったか否かを
示す引き込みタイミングを検出し、引き込みタイミング
検出信号ｂを制御部１４に出力する。

【００１２】相対位置検出回路２４は、光ヘッドの対物
レンズが相対的にサーボ範囲外の上方（光ディスク側）
に位置しているのか下方（光ディスクと反対側）に位置
しているのかを検出して、相対位置を示す相対位置信号
ｄを制御部１４に出力する。相対位置検出回路２４は、
制御部１４からのクリア信号ｃにより、光ヘッドの対物
レンズの駆動前の最初の位置である下方位置（光ディス
クと反対側の位置）の検出状態にリセットされる。

【００１３】制御部１４からはフォーカスサーボ引き込
みのためにフォーカスアクチュエータ２０を駆動するデ
ジタルの駆動信号が出力され、Ｄ／Ａコンバータ２６に
より駆動信号ｉに変換される。マルチプレクサ２８は、
Ｄ／Ａコンバータ２６から出力される駆動信号ｉ（接点
ａ）と、位相補償回路１８から出力される位相補償フォ
ーカス誤差信号ｅ（接点ｂ）と、フォーカスアクチュエ
ータ２０を駆動しない接地信号（接点ｃ）とを、制御部
１４からのマルチプレクサ信号ｈにより切り換える。

【００１４】マルチプレクサ２８により切り換えられた
信号はパワーアンプ３０により増幅されてフォーカスア
クチュエータ２０に出力される。図１において点線で囲
まれた範囲内の回路の詳細を図２に示す。本実施例では
非点収差法によりフォーカシングサーボを行うものとす
る。光ディスクから反射光をシリンドリカルレンズによ
り集光した光を、４つの検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割
された４分割ディテクタ１０により受光する。

【００１５】フォーカスはずれ検出手段１２としてオペ
アンプ１２ａ、コンパレータ１２ｂが設けられている。
オペアンプ１２ａの負入力端には、４分割ディテクタ１
０の各検出領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからの検出信号が抵抗１
２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆを介して入力され、負入
力端と出力端の間には抵抗１２ｇが設けられ、正入力端
は抵抗１２ｈを介して接地されている。オペアンプ１２
ａの出力端からは、４分割ディテクタ１０の各検出領域
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからの検出信号の総和（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋
Ｄ）である、図３（ａ）に示すような総和信号ｆが出力
される。

【００１６】コンパレータ１２ｂの正入力端にはオペア
ンプ１２ａから総和信号ｆが入力され、負入力端には負
基準電圧Ｖ_- と可変抵抗１２ｉによる所定の基準電圧信
号が入力され、出力端は抵抗１２ｊを介して電源電圧Ｖ
ccに接続されている。総和信号ｆの絶対値が所定の基準
電圧信号の絶対値より大きければフォーカシングサーボ
の範囲内になり、小さければフォーカシングサーボの範
囲外になるので、コンパレータ１２ｂからは、図３
（ｃ）に示すように、フォーカスはずれの場合にハイレ
ベルとなるフォーカスはずれ信号ａが出力される。

【００１７】フォーカス誤差検出手段１６としてオペア
ンプ１６ａが設けられている。オペアンプ１６ａの負入
力端には、４分割ディテクタ１０の検出領域Ａ、Ｃから
の検出信号が抵抗１６ｂ、１６ｃを介して入力され、正
入力端には、４分割ディテクタ１０の検出領域Ｂ、Ｄか
らの検出信号が抵抗１６ｄ、１６ｅを介して入力されて
いる。負入力端と出力端の間には抵抗１６ｆが設けら
れ、正入力端は抵抗１６ｇを介して接地されている。オ
ペアンプ１６ａの出力端からは、４分割ディテクタ１０
の検出領域Ａ、Ｃの検出信号から検出領域Ｂ、Ｄの検出
信号を減算した信号｛（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）｝であ
る、図３（ｂ）に示すようなフォーカス誤差信号ｇが出
力される。

【００１８】位相補償回路１８としてオペアンプ１８ａ
が設けられている。オペアンプ１８ａの負入力端には抵
抗１８ｂを介してフォーカス誤差信号ｇが入力され、こ
の抵抗１８ｂには、直列接続された抵抗１８ｃとコンデ
ンサ１８ｄとが並列接続されている。負入力端と出力端
の間には抵抗１８ｅが設けられ、正入力端は抵抗１８ｆ
を介して接地されている。オペアンプ１８ａの出力端か
らはフォーカス誤差信号ｇを位相補償した位相補償フォ
ーカス誤差信号ｅが出力される。

【００１９】フォーカス誤差信号ｇが所定の正の基準電
圧又は負の基準電圧を越えたか否かを検出するために、
コンパレータ２４ａ、２４ｂが設けられている。フォー
カス誤差信号ｇはコンパレータ２４ａの負入力端とコン
パレータ２４ｂの正入力端に入力される。コンパレータ
２４ａの正入力端には正基準電圧Ｖ₊ が抵抗２４ｃを介
して入力され、コンパレータ２４ｂの負入力端には負基
準電圧Ｖ_- が抵抗２４ｄを介して入力されている。コン
パレータ２４ａの正入力端とコンパレータ２４ｂの負入
力端の間には可変抵抗２４ｅが設けられ、この可変抵抗
２４ｅを変化させることにより、正又は負の基準電圧を
微調整することができる。コンパレータ２４ａ、２４ｂ
の出力端はそれぞれ抵抗２４ｆ、２４ｇを介して電源電
圧Ｖccに接続されている。

【００２０】フォーカス誤差信号ｇが所定の正の基準電
圧を越えるとコンパレータ２４ａの出力端がローレベル
となり、逆に、フォーカス誤差信号ｇが所定の負の基準
電圧を越えるとコンパレータ２４ｂの出力端がローレベ
ルとなる。引き込みタイミング検出回路２２としてＮＡ
ＮＤゲート２２ａが設けられ、コンパレータ２４ａの出
力信号とコンパレータ２４ｂの出力信号とから、図３
（ｄ）に示すような引き込みタイミング信号ｂが生成さ
れる。

【００２１】相対位置検出回路２４としてフリップフロ
ップ２４ｈが設けられ、コンパレータ２４ａの出力端が
フリップフロップ２４ｈのリセット入力端に接続され、
コンパレータ２４ｂの出力端がフリップフロップ２４ｈ
のセット入力端に接続されている。フリップフロップ２
４ｈのクリア端子には制御部１４からのクリア信号ｃが
入力されている。初期状態では制御部１４からのクリア
信号ｃによりリセットされたフリップフロップ２４ｈ
は、フォーカス誤差信号ｇが所定の正の基準電圧を越え
るとコンパレータ２４ａの出力信号によりリセットさ
れ、フォーカス誤差信号ｇが所定の負の基準電圧を越え
るとコンパレータ２４ｂの出力信号によりセットされ
る。

【００２２】したがって、フリップフロップ２４ｈの出
力信号がローレベルであれば、光ヘッドの対物レンズが
相対的にサーボ範囲外の下方（光ディスクと反対側）に
位置していることが検出され、フリップフロップ２４ｈ
の出力信号がハイレベルであれば、光ヘッドの対物レン
ズが相対的にサーボ範囲外の上方（光ディスク側）に位
置していることが検出される。

【００２３】次に、本実施例のフォーカスサーボ引き込
み動作を図４のフローチャートと図５のタイムチャート
を用いて説明する。まず、初期状態として、制御部１４
からクリア信号ｃを出力して相対位置検出回路２４のフ
リップフロップ２４ａをリセットする（ステップＳ１０
１）と共に、制御部１４からのマルチプレクサ制御信号
ｈによりマルチプレクサ２８を接点ｃに切り換えて接地
信号を選択する（ステップＳ１０２）。続いて、制御部
１４からＤ／Ａコンバータ２６に出力されるデジタル駆
動信号をリセットする。

【００２４】次に、制御部１４からのマルチプレクサ制
御信号ｈによりマルチプレクサ２８を接点ａに切り換え
てＤ／Ａコンバータ２６から出力される駆動信号ｉを選
択する（ステップＳ１０４）。次に、制御部１４内に設
けられたタイマー１をスタートさせた（ステップＳ１０
５）後に、引き込みタイミング信号ｂがハイレベルであ
るかローレベルであるか判断する（ステップＳ１０
６）。引き込みタイミング信号ｂがローレベルであると
ステップＳ１０７でタイマー１がタイムアップしたか否
か判断し、タイムアップするまでステップＳ１０６とス
テップＳ１０７の動作を繰り返す。従ってタイマー１の
長さは、フォーカスアクチュエータが印加された駆動電
圧に追従するに要する程度の時間に設定する。

【００２５】タイマ−１がタイムアップすると、相対位
置信号ｄがハイレベルであるかローレベルであるか判断
する（ステップＳ１０８）。ローレベルである場合に
は、対物レンズがサーボ範囲に対して光ディスクと反対
側にあるので、Ｄ／Ａコンバータ２６へのアナログ駆動
信号をインクリメントして（ステップＳ１０９）ステッ
プＳ１０５に戻る。このようにして引き込みタイミング
信号ｂがハイレベルになるまで、ステップＳ１０５から
ステップＳ１０９の動作を繰り返し、Ｄ／Ａコンバータ
２６からの駆動信号ｉを徐々に増大させる。

【００２６】引き込みタイミング信号ｂがハイレベルに
なったと判断される（ステップＳ１０６）と、制御部１
４からのマルチプレクサ制御信号ｈによりマルチプレク
サ２８を接点ｂに切り換えて位相補償フォーカス誤差信
号ｅを選択した（ステップＳ１１０）後、制御部１４内
に設けられたタイマー２をスタートさせる（ステップＳ
１１１）。

【００２７】次に、フォーカスはずれ信号ａがハイレベ
ルであるかローレベルであるか判断し（ステップＳ１１
２）、ローレベルであるとタイマー２がタイムアップし
たか否かを判断する（ステップＳ１１３）。タイマー２
がタイムアップするまで継続してフォーカスはずれ信号
ａがローレベルであればフォーカスサーボの引き込みが
成功したものとしてフォーカスサーボ引き込み動作を終
了させる。

【００２８】しかし、図５の場合には、フォーカスサー
ボ引き込みに失敗してタイマー２がタイムアップする前
にフォーカスはずれ信号ａがハイレベルとなり（ステッ
プＳ１１２）ステップＳ１０４に戻る。ステップＳ１０
４では、制御部１４からのマルチプレクサ制御信号ｈに
よりマルチプレクサ２８を再度接点ａに切り換えてＤ／
Ａコンバータ２６からの駆動信号ｉによりフォーカスア
クチュエータ２０を駆動する。

【００２９】次に、タイマー１をスタートさせ（ステッ
プＳ１０５）、引き込みタイミング信号ｂがハイレベル
であるかローレベルであるか判断する（ステップＳ１０
６）。引き込みタイミング信号ｂがローレベルであると
タイマー１がタイムアップしたか否か判断し（ステップ
Ｓ１０７）、タイムアップするまでステップＳ１０６と
ステップＳ１０７の動作を繰り返す。

【００３０】タイマ−１がタイムアップすると、相対位
置信号ｄがハイレベルであるかローレベルであるか判断
する（ステップＳ１０８）。図５の場合には、対物レン
ズがサーボ範囲に対して光ディスク側になり相対位置信
号ｄがハイレベルになっているので、Ｄ／Ａコンバータ
２６へのアナログ駆動信号をデクリメントして（ステッ
プＳ１１４）ステップＳ１０５に戻る。このようにして
Ｄ／Ａコンバータ２６からのデジタル駆動信号ｉを逆に
減少させる。従来では、サーボ範囲に対する対物レンズ
の実際の相対的な位置を知ることができなかったので、
Ｄ／Ａコンバータ２６へのアナログ駆動信号をリセット
して徐々に増加させていたが、本実施例では、相対位置
信号ｄがサーボ範囲に対する対物レンズの実際の相対的
な位置を知ることができるのでＤ／Ａコンバータ２６へ
のアナログ駆動信号をリセットすることなく現在の状態
から減少させるようにしてフォーカスサーボ引き込み動
作を短縮している。

【００３１】ステップＳ１０６で引き込みタイミング信
号ｂがハイレベルになったと判断されると、制御部１４
からのマルチプレクサ制御信号ｈによりマルチプレクサ
２８を接点ｂに切り換えて位相補償フォーカス誤差信号
ｅを選択した（ステップＳ１１０）後、制御部１４内に
設けられたタイマー２をスタートさせる（ステップＳ１
１１）。

【００３２】次に、フォーカスはずれ信号ａがハイレベ
ルであるかローレベルであるか判断し（ステップＳ１１
２）、ローレベルであるとタイマー２がタイムアップし
たか否かを判断する（ステップＳ１１３）。図５の場
合、今度はタイマー２がタイムアップするまで継続して
フォーカスはずれ信号ａがローレベルであるので、フォ
ーカスサーボの引き込みが成功したものとしてフォーカ
スサーボ引き込み動作を終了させる。

【００３３】このように本実施例によればフォーカスサ
ーボの引き込みに失敗した場合でも、相対位置信号によ
りサーボ範囲に対する対物レンズの実際の相対的な位置
を知ることができるのでフォーカスアクチュエータの駆
動信号をリセットすることなく最適な方向に変化させて
短時間でフォーカスサーボ引き込みを行うことができ
る。

【００３４】本発明は上記実施例に限らず種々の変形が
可能である。例えば、上記実施例では非点収差法により
フォーカシングサーボを行ったが、他の方法によりフォ
ーカシングサーボを行う光ディスクドライブ装置にも本
発明を適用することができる。また、ＣＤ、ＬＤ、ＣＤ
−ＲＯＭ等の読み込み専用の記憶媒体や、追記型光ディ
スクや、情報の記録再生消去が可能な光磁気ディスク等
のあらゆる種類の光ディスクを取り扱う光ディスクドラ
イブ装置に本発明を適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、光ヘッド
の対物レンズのサーボ範囲に対する相対位置を検出し、
フォーカスサーボの引き込みに失敗した場合には、検出
されたサーボ範囲に対する相対位置に基づいて、対物レ
ンズをサーボ範囲に近付く方向に移動させるようにした
ので、短時間でフォーカスサーボの引き込みを行うこと
ができ、光ディスクドライブ装置の起動時間を短縮する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光ディスクドライブ装
置のフォーカスサーボ引き込み装置の概略を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の一実施例による光ディスクドライブ装
置のフォーカスサーボ引き込み装置の要部の詳細を示す
回路図である。

【図３】本発明の一実施例による光ディスクドライブ装
置のフォーカスサーボ引き込み装置の合焦点位置近傍に
おける主要信号を示すタイムチャートである。

【図４】本発明の一実施例による光ディスクドライブ装
置のフォーカスサーボ引き込み装置の動作を示すフロー
チャートである。

【図５】本発明の一実施例による光ディスクドライブ装
置のフォーカスサーボ引き込み装置の動作を示すタイム
チャートである。

【図６】光ディスクドライブ装置におけるフォーカスサ
ーボの引き込み動作を説明するための図である。

【符号の説明】

１０…４分割ディテクタ １２…フォーカスはずれ検出手段 １２ａ、１２ｂ…オペアンプ １２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１
２ｊ…抵抗 １２ｉ…可変抵抗 １４…制御部 １６…フォーカス誤差検出手段 １６ａ…オペアンプ １６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇ…抵
抗 １８…位相補償回路 １８ａ…オペアンプ １８ｂ、１８ｃ、１８ｅ、１８ｆ…抵抗 １８ｄ…コンデンサ ２０…フォーカスアクチュエータ ２２…引き込みタイミング検出回路 ２２ａ…ＮＡＮＤゲート ２４…相対位置検出回路 ２４ａ、２４ｂ…オペアンプ ２４ｃ、２４ｄ、２４ｆ、２４ｇ…抵抗 ２４ｅ…可変抵抗 ２４ｆ…フリップフロップ ２６…Ｄ／Ａコンバータ ２８…マルチプレクサ ３０…パワーアンプ １００…光ディスク １０２…対物レンズ １０４…フォーカスアクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ヘッドの対物レンズをフォーカスアク
   チュエータにより光ディスクに対する距離が変化するよ
   うに移動させて、前記対物レンズをフォーカスサーボ可
   能なサーボ範囲内に引き込むように駆動する光ディスク
   ドライブ装置のフォーカスサーボ引き込み方法におい
   て、 前記光ヘッドの対物レンズの前記サーボ範囲に対する相
   対位置を検出し、 フォーカスサーボの引き込みに失敗した場合には、検出
   された前記サーボ範囲に対する相対位置に基づいて、前
   記対物レンズを前記サーボ範囲に近付く方向に移動させ
   ることを特徴とする光ディスクドライブ装置のフォーカ
   スサーボ引き込み方法。