JPH07129978A

JPH07129978A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JPH07129978A
Application number: JP5299130A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Nishinomiya; 正伸西宮
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1995-05-19
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: JP3429824B2

Abstract

(57)【要約】【目的】装置に振動や衝撃が加わって、光ヘッドが光
ディスクに衝突し、装置が破損してしまうことを防止す
る。【構成】フォーカスサーボの制御動作中、対物レンズ
が光ディスクに異常接近する状態を検知して、異常接近
した場合には、サーボ制御手段とは別の手段により、対
物レンズを光ディスクから引き離す方向に強制的に駆動
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクに照射する
レーザ光を集光する対物レンズをアクチュエータにより
駆動して焦点調節する一般的な構成の光ディスク装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、光ヘッドから光ディ
スクにレーザ光を照射し、その反射光を検出して、情報
の記録再生を実行する。

【０００３】光ヘッド内には、光ディスクに照射するレ
ーザ光を集光する対物レンズと、その対物レンズを光軸
方向に駆動するアクチュエータが配設されている。

【０００４】光ディスク装置は、動作の際、光ディスク
の反射光から、ディスク面上のレーザ光の焦点ずれを検
知し、検知した焦点ずれの大きさに応じて対物レンズを
駆動して、照射光の焦点を調節するサーボ制御を実行し
ている。

【０００５】ところで、ディスク面上に傷があると、正
しい反射光を検知できなくなる。これにより、例えば、
実際には焦点ずれがないのに、大きな焦点ずれが発生し
たかのように誤検知してしまう場合がある。この場合、
誤検知した焦点ずれを無くすように対物レンズを大きく
駆動する。このとき、対物レンズの駆動方向が光ディス
ク側であると、対物レンズあるいはそのレンズを保持し
ている機構が光ディスクに衝突し、光ヘッドや光ディス
クなど、装置の一部を破損してしまうことがあった。な
お、以下の説明では、レンズを保持している機構を含め
て対物レンズと呼ぶことにする。

【０００６】一方、上記アクチュエータやその制御回路
が故障した場合に、対物レンズを光ディスク側に無制限
に駆動してしまうことがある。この場合にも、対物レン
ズが光ディスクに衝突して、装置を破損してしまうこと
があった。

【０００７】このような装置の破損を防止するものとし
て、例えば、特開平４−２７１０２３号公報に見られる
提案がある。この提案は、アクチュエータの制御信号を
常時監視して、その制御信号が異常な値を示したときに
は、直ちにアクチュエータの駆動制御を停止するという
ものである。

【０００８】ところで、光ディスク装置に、外部から大
きな振動や衝撃が加わった場合、アクチュエータが対物
レンズを保持しきれなくなって、対物レンズが大きく揺
れ動くことがある。

【０００９】この場合、動き始めた対物レンズは、慣性
で運動を続けるため、上記提案のように、アクチュエー
タの駆動制御を停止しても、対物レンズが光ディスクに
衝突することが避けられず、装置を破損していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
光ディスク装置に外部から振動や衝撃が加わった場合、
装置を保護することができないという問題があった。

【００１１】本発明は、上記の問題を解決し、装置に加
わる振動や衝撃に対しても、装置を保護することができ
る光ディスク装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、光
ディスクに照射するレーザ光の焦点を調節するサーボ制
御動作中、対物レンズが光ディスクに異常接近する状態
を検知して、異常接近した場合には、サーボ制御手段と
は別の手段により、対物レンズを光ディスクから引き離
す方向にアクチュエータを通電制御するようにしてい
る。

【００１３】

【作用】これにより、装置に加わる振動や衝撃に対して
も、装置を保護することができるようになる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の第１の実施例に係る光デ
ィスク装置のブロック構成図を示したものである。図に
おいて、スピンドルモータ１は、光ディスク２を回転駆
動するものである。モータ駆動回路３は、そのスピンド
ルモータ１を通電制御するものである。

【００１６】光ヘッド４は、光ディスク２にレーザ光を
照射すると共にその反射光を検出して、光ディスク２に
情報を記録したり記録情報を読み取ったりするものであ
る。

【００１７】光ヘッド４内には、対物レンズ４ａ、アク
チュエータ４ｂ、受光素子４ｃなどのほか、図示してい
ないが、光源や各種光学部品が配設されている。対物レ
ンズ４ａは、光ディスク２に照射するレーザ光を集光す
るものであり、板ばね４ｄを介して光ヘッド４のフレー
ム４ｅに固定されている。アクチュエータ４ｂは、その
対物レンズ４ａを光軸方向に一定範囲内で駆動するもの
である。受光素子４ｃは、光ディスク２から反射した光
を受光するものである。この受光素子４ｃは、２分割さ
れた受光部を有し、２つの受光部の検知信号の差が、光
ディスク２に照射しているレーザ光の焦点ずれ、すなわ
ちフォーカスエラーの大きさを表すようになっている。

【００１８】アンプ５は、アクチュエータ４ｂを通電制
御するものである。電流検知回路６は、その通電電流を
検知するものである。フォーカスエラー検知回路７は、
受光素子４ｃの検知信号からフォーカスエラー信号を取
り出すものである。補償フィルタ８は、そのフォーカス
エラー信号の不要信号成分を除去したり位相調整したり
するものである。合焦点検知回路９は、フォーカスエラ
ーが零になった状態を検知するものである。

【００１９】Ａ／Ｄ変換回路１０は、アナログ信号をデ
ジタル信号に変換するものである。Ｄ／Ａ変換回路１１
は、デジタル信号をアナログ信号に変換するものであ
る。スイッチ回路１２は、Ｄ／Ａ変換回路１１の出力を
アンプ５に入力するか、補償フィルタ８の出力をアンプ
５に入力するかを切り換えるものである。

【００２０】制御部１３は、上記各部を監視制御するマ
イクロコンピュータである。なお、同図では、光ディス
ク２に照射するレーザ光をそのトラック上に追従させる
トラッキング制御回路、光ディスク２に対して情報を記
録再生する信号回路、および光ヘッド４を光ディスク２
の半径方向に移動させるシーク制御回路などを、省略し
ている。

【００２１】本実施例の光ディスク装置は以上の構成
で、図２は、その装置動作を示している。

【００２２】すなわち、オペレータは、この光ディスク
装置を使用する場合、所定の起動操作を実行する。例え
ば、いま、この装置がディスク交換形の場合には、装置
電源をオンにして、光ディスク２を装着する（処理１０
１）。

【００２３】これにより、光ディスク装置は動作を開始
する。動作を開始すると、光ヘッド４は、光ディスク２
に対するレーザ光の出射を開始する。制御部１３は、ス
イッチ回路１２をＤ／Ａ変換回路１１側に切り換え、Ｄ
／Ａ変換回路１１を介してアンプ５に所定の信号を入力
する。これにより、アクチュエータ４ｂに、図３（ａ）
に示すように、負の一定電流から正の一定電流まで漸増
し、その後再び、負の一定電流まで漸減する三角波状の
電流ｉを通電する。

【００２４】この場合、対物レンズ４ａは、同図（ｂ）
に示すように、電流ｉが増加する際に光ディスク２側に
移動し、光ディスク２の表面に接触する位置Ｌｄで移動
が停止する。その後、電流ｉが低下することにより元の
位置まで戻る。

【００２５】対物レンズ４ａは、このように往復運動す
る途中で、出射光の焦点が光ディスク２の表面上に正し
く合う合焦点位置を通過する。受光素子４ｃの２つの受
光部は、光ディスク２からの反射光を常時受光してい
る。この場合、対物レンズ４ａが合焦点位置に近づいた
とき、２つの受光部の受光量に差が生じる。受光素子４
ｃは、２つの受光部からそれぞれ受光量に応じた２つの
検知信号を出力する。

【００２６】フォーカスエラー検知回路７は、その２つ
の検知信号のレベル差をフォーカスエラー信号ＦＥとし
て出力する。このフォーカスエラー信号ＦＥは、同図
（ｃ）に示すように、対物レンズ４ａが合焦点位置Ｌａ
を通過する際に、正負に１回変化するＳ字波形として出
力される。

【００２７】合焦点検知回路９は、その信号波形のゼロ
クロク点で、同図（ｄ）に示すように、号焦点検知信号
ＡＦを出力する。

【００２８】上記動作中、光ヘッド４は、アクチュエー
タ４ｂに流れる電流を検知して所定の検知信号を出力し
ている。Ａ／Ｄ変換回路１０は、その検知信号をデジタ
ル信号に変換して出力している。

【００２９】制御部１３は、合焦点検知信号ＡＦが出力
された時点で、Ａ／Ｄ変換回路１０の信号値を読み取
る。このようにして、対物レンズ４ａの合焦点位置にお
けるアクチュエータ４ｂの電流値Ｉａを検知する（以
上、処理１０２）。

【００３０】この後、制御部１３は、モータ駆動回路３
を起動する。これにより、スピンドルモータ１が回転し
て、光ディスク２の回転駆動が開始される（処理１０
３）。

【００３１】次いで、スイッチ回路１２を補償フィルタ
８側に切り換えて、フォーカスエラー信号ＦＥを補償フ
ィルタ８を介してアンプ５に入力する。これにより、フ
ォーカスエラーの大きさに応じて、アクチュエータ４ｂ
が通電制御される。図４のＴ１は、正常な動作期間を示
している。この場合、同図（ａ）に示すように、アクチ
ュエータ４ｂの通電電流ｉが、合焦点位置の電流値Ｉａ
を中心として調節される。そして、その電流調節に応じ
て、同図（ｂ）に示すように、対物レンズ４ａが移動
し、フォーカスエラーを補正する所定のサーボ制御が開
始される（処理１０４）。

【００３２】このような制御動作の実行中、制御部１３
は、アクチュエータ４ｂの通電電流ｉが、上記検知した
電流値Ｉａに対して一定量αだけ低い一定値以下に低下
しないかどうか常時監視する（処理１０５のループ）。

【００３３】上記一定量αは、対物レンズ４ａを合焦点
位置から光ディスク２の表面位置まで駆動するのに必要
なアクチュエータ４ｂの通電電流に相当する値である。
対物レンズ４ａの合焦点位置から光ディスク２の表面ま
での距離は、装置設計の際にワーキングディスタントと
して一定の距離が設定される。本実施例では、その設計
上のワーキングディスタント分だけ対物レンズ４ａを駆
動するに必要なアクチュエータ４ｂの通電電流量を上記
一定値αとして設定している。

【００３４】例えば、合焦点位置の電流値Ｉａが「５
０」という値で、上記ワーキングディスタントに対応す
る電流量αが「１００」であったとする。この場合、ア
クチュエータ４ｂに「１５０」の電流を通電すると、対
物レンズ４ａが光ディスク２の表面に到達することにな
る。この場合、上記処理１０５では、アクチュエータ４
ｂの通電電流ｉが、５０−１００、すなわち「−５０」
以下に低下しないかどうか監視することになる。

【００３５】ところで、この光ディスク装置に外部から
振動や衝撃が加わると、対物レンズ４ａが揺れ動くこと
がある。いま、このような原因で対物レンズ４ａが光デ
ィスク２側に移動したとする。

【００３６】対物レンズ４ａが光ディスク２側に移動す
ると、一方向にフォーカスエラーが発生するので、その
フォーカスエラーを補正するために、アクチュエータ４
ｂには、対物レンズ４ａを元に戻す方向に通電される。

【００３７】いま、上記のような振動や衝撃によって、
対物レンズ４ａが移動してフォーカスエラーが発生した
結果、図４（ａ）の一定時点Ｔ２に示すように、対物レ
ンズ４ａの通電電流ｉが、電流値Ｉａに対して一定量α
だけ低い一定値以下に低下したとする。

【００３８】この場合（処理１０５のＹ）、制御部１３
は、スイッチ回路１２をＤ／Ａ変換回路１１側に切り換
えて、Ｄ／Ａ変換回路１１から一定の信号を出力する。
これにより、アクチュエータ４ｂには、対物レンズ４ａ
を元に戻す方向に大電流Ｉｍが通電される。この通電に
より、図４（ｂ）に示すように、対物レンズ４ａは、強
制的に光ディスク２から引き離される（処理１０６）。
そして、この後の装置動作が停止する。

【００３９】以上のように、本実施例では、レーザ光の
焦点を調節するサーボ制御の動作中、対物レンズ４ａが
光ディスク２に異常接近する状態を検知し、異常接近を
検知すると、対物レンズ４ａを光ディスク２から強制的
に引き離す方向に、アクチュエータ４ｂを通電制御する
ようにしている。

【００４０】これにより、光ディスク装置に外部から振
動や衝撃が加わって、対物レンズ４ａが光ディスク２に
異常接近した場合でも、光ヘッド４が光ディスク２に衝
突することが防止され、装置が保護されるようになる。

【００４１】また、本実施例では、対物レンズ４ａの光
ディスク２側への接近状態は、アクチュエータ４ｂの通
電電流により判定し、その通電電流が一定値以下になっ
たときに、対物レンズ４ａを光ディスク２から引き離す
方向に駆動するようにしている。これにより、対物レン
ズ４ａの位置を検知するための特別なハードウェアを備
えなくても、上記動作を実行することができる。

【００４２】また、異常接近状態と判定する上記通電電
流の一定値は、サーボ制御開始前に、試験的にアクチュ
エータ４ｂを制御して対物レンズ４ａの合焦点位置にお
ける電流値を検知し、その検知した電流値に対してワー
キングディスタント分だけ低下した電流値に設定してい
る。

【００４３】ディスク交換形の光ディスクの場合、光デ
ィスク２が交換されると、対物レンズ４ａの合焦点位置
がいくらか変化することが考えられるが、試験的動作で
合焦点位置における実際の電流値を検知することによ
り、そのとき使用する光ディスク２に応じた正確な動作
を実行することができる。

【００４４】なお、上記実施例では、合焦点位置の電流
値を検知する試験的動作は、光ディスク２のトラック上
の一点で１回だけ実行するようにしたが、トラック上の
複数地点で複数回実行するようにしてもよい。その場
合、検知した各電流値の平均値を採用すれば、検知結果
のバラツキを補償することができる。また、検知した各
電流値の内、対物レンズ４ａが光ディスク２から最も離
れている状態に相当する１つの電流値を採用すれば、両
者の衝突をより安全確実に防止することができる。

【００４５】また、上記試験的動作は、光ディスク２の
停止した状態ではなく、回転駆動しながら実行するよう
にしてもよい。

【００４６】さらに、上記実施例では、アクチュエータ
４ｂに、対物レンズ４ａを光ディスク２から引き離す方
向に一定電流が流れた場合にだけ、同方向に大電流を通
電するようにしたが、アクチュエータ４ｂに、光ディス
ク２側に近づく方向に一定電流が流れた場合にも、同様
の電流を通電するようにしてもよい。これにより、例え
ば、光ディスク２の表面の傷などによりサーボ制御が誤
動作し、対物レンズ４ａを光ディスク２側に衝突させて
しまうことも防止することができる。

【００４７】図５は、本発明の光ディスク装置の第２の
実施例を示している。

【００４８】図中、図１と同一符号は、同一部分を示し
ている。図１と異なる点は、電流検知回路６と合焦点検
知回路９とが除去され、光ヘッド４内にレンズ位置検知
器４ｆが配設されている点である。レンズ位置検知器４
ｆは、対物レンズ４ａの移動位置を検知するものであ
る。この場合の位置検知は、例えば、特開平４−２８５
７２８号公報に開示されている既知技術により実行す
る。

【００４９】この構成で、図６は、本実施例の光ディス
ク装置の動作を示している。すなわち、オペレータは、
光ディスク装置を使用する場合、前述の実施例と同様に
起動操作する（処理２０１）。

【００５０】これにより、光ディスク装置は動作を開始
して、前述の実施例と同様に、アクチュエータ４ｂに、
図３（ａ）に示したように、漸増・漸減する電流通電を
開始する（処理２０２）。これにより、対物レンズ４ａ
は、同図（ｂ）に示すように、一定範囲で往復移動す
る。

【００５１】本実施例では、上記動作中、レンズ位置検
知器４ｆは、対物レンズ４ａの移動位置を示す位置信号
ＬＳを出力している。従って、その信号レベルは、対物
レンズ４ａの移動に応じて変化する。

【００５２】本実施例では、制御部１３は、上記通電開
始後、上記位置信号ＬＳが一方向に変化している期間
中、信号監視を続ける（処理２０３のＹのループ）。

【００５３】対物レンズ４ａは、ディスク位置Ｌｄまで
移動するとそこで停止する。これにより、位置信号ＬＳ
の変化も停止する。このように、位置信号ＬＳの変化が
停止すると（処理２０３のＮ）、制御部１３は、そのと
きの信号レベルを読み取って光ディスク２のディスク位
置として記憶する（処理２０４）。

【００５４】次いで、前述の実施例と同様に、光ディス
ク２の回転駆動を開始し（処理２０５）、さらにフォー
カスエラーを補正する所定のサーボ制御を開始する（処
理２０６）。

【００５５】この後、レンズ位置検知器４ｆから出力さ
れる位置信号ＬＳを監視して、対物レンズ４ａがディス
ク位置に異常接近しないかどうか監視する（処理２０７
のＮのループ）。

【００５６】ここで、例えば、装置に振動や衝撃が加わ
って、対物レンズ４ａが光ディスク２側に移動したとす
る。この場合、レンズ位置検知器４ｆから出力される位
置信号ＬＳの信号レベルが記憶しているディスク位置の
信号レベルに近づくことになる。

【００５７】制御部１３は、レンズ位置検知器４ｆから
出力される位置信号ＬＳの信号レベルが記憶しているデ
ィスク位置の信号レベルに一定レベルまで近づいたとき
（処理２０７のＹ）、前述の実施例同様に、アクチュエ
ータ４ｂに大電流を通電して、対物レンズ４ａを光ディ
スク２から引き離す方向に強制的に駆動する（処理２０
８）。

【００５８】以上のように、本実施例では、光ヘッド４
内に配設したレンズ位置検知器４ｆにより、対物レンズ
４ａの光ディスク２への異常接近を検知するようにして
いる。

【００５９】対物レンズ４ａが光ディスク２に異常接近
するのは、装置に振動や衝撃が加わる場合のほか、光デ
ィスク２のトラック上の傷によりサーボ制御動作が誤動
作する場合や、その制御を司どるハードウェア回路が故
障した場合などかある。本実施例では、これらのどの場
合でも、対物レンズ４ａが光ディスク２に異常接近した
ことを検知することができる。これにより、対物レンズ
４ａと光ディスク２との衝突を確実に防止して、装置を
保護することができる。

【００６０】また、本実施例では、サーボ制御を開始す
る前に、試験的に対物レンズ４ａを光ディスク２の表面
位置まで駆動して、そのときのレンズ位置検知器４ｆの
位置信号ＬＳレベルを記憶しておき、その記憶レベルに
基ずいて、対物レンズ４ａが光ディスク２に異常接近し
た状態を判定するようにしている。

【００６１】ディスク交換形の光ディスクの場合、光デ
ィスク２が交換されると、対物レンズ４ａの合焦点位置
からディスク表面までの距離がいくらか変化することが
考えられるが、試験的動作で実際に上記のようにディス
ク位置を検知することにより、そのとき使用する光ディ
スク２に応じた正確な動作を実行することができる。

【００６２】また、その試験的動作は、光ディスク２を
停止した状態で実行するので、光ディスク２の表面に損
傷を与えることもない。

【００６３】なお、上記実施例では、対物レンズ４ａを
試験的に光ディスク２の表面位置まで駆動する動作は、
光ディスク２のトラック上の一定地点で１回だけ実行す
るようにしたが、複数地点で複数回実行するようにして
もよい。その場合、読み取った位置信号ＬＳレベルの平
均値を採用すれば、信号値のバラツキを補償することが
できる。また、読み取った複数の信号レベルの内、最も
対物レンズ４ａと光ディスク２との距離が離れている１
つの値を採用すれば、対物レンズ４ａと光ディスク２と
の衝突をより安全確実に防止することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上ように、本発明によれば、レーザ光
の焦点を調節するサーボ制御の動作中、対物レンズが光
ディスクに異常接近する状態を検知し、異常接近したと
きには、対物レンズを光ディスクから引離す方向にアク
チュエータを通電制御するようにしたので、装置に外部
から振動や衝撃が加わった場合でも、対物レンズと光デ
ィスクとの衝突を防止して、装置を確実に保護すること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る光ディスク装置の
ブロック構成図である。

【図２】上記光ディスク装置の動作フローチャートであ
る。

【図３】試験的に実行する動作の説明図である。

【図４】サーボ制御動作中に実行するレンズ駆動動作の
説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例に係る光ディスク装置の
ブロック構成図である。

【図６】上記光ディスク装置の動作フローチャートであ
る。

【符号の説明】１スピンドルモータ２光ディスク３モータ駆動回路４光ヘッド４ａ対物レンズ４ｂアクチュエータ４ｃ受光素子４ｄ板ばね４ｆレンズ位置検知器５アンプ６電流検知回路７フォーカスエラー検知回路８補償フィルタ９合焦点検知回路１０Ａ／Ｄ変換回路１１Ｄ／Ａ変換回路１２スイッチ回路１３制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する光ディスクと、レーザ光を出射
する光源と、その光源から出射されたレーザ光を集光す
る対物レンズと、その対物レンズを光軸方向に駆動する
アクチュエータと、そのアクチュエータを通電制御して
光ディスクに照射するレーザ光の焦点を調節するサーボ
制御手段とを備え、上記対物レンズの可動範囲内に光デ
ィスクが位置している構造の光ディスク装置において、
上記対物レンズが上記光ディスクに異常接近した状態を
検知する異常検知手段と、その異常接近状態を検知した
とき上記対物レンズを上記光ディスクから引き離す方向
に上記アクチュエータを通電制御する上記サーボ制御手
段とは別の制御手段を備えていることを特徴とする光デ
ィスク装置。
【請求項２】上記異常検知手段は、上記サーボ制御手
段の動作中上記アクチュエータの通電量を常時監視し
て、その通電量が一定値に達したときに上記異常接近状
態と判定する手段であることを特徴とする請求項１記載
の光ディスク装置。
【請求項３】上記サーボ制御手段の動作開始前に、試
験的にアクチュエータの通電制御を実行して上記光ディ
スク上にレーザ光が正しく集光する合焦点状態の通電量
を予め検知しておく手段を備え、上記異常検知手段は、
上記サーボ制御手段の動作中、上記合焦点状態の通電量
に対して規定値だけずれた一定通電量に達したときに上
記異常接近状態と判定する手段であることを特徴とする
請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項４】上記異常検知手段は、上記対物レンズの
移動位置を直接検知する専用の検知手段により検知する
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項５】上記サーボ制御の動作開始前に、試験的
に上記対物レンズを駆動してその対物レンズが光ディス
クに接触したときの上記対物レンズの移動位置を予め検
知しておく手段を備え、上記異常検知手段は、予め検知
している上記対物レンズの移動位置に基ずいて上記異常
接近状態を判定する手段であることを特徴とする請求項
１記載の光ディスク装置。
【請求項６】上記対物レンズの移動位置を予め検知し
ておく手段は、上記光ディスクの回転停止状態でその動
作を実行することを特徴とする請求項５記載の光ディス
ク装置。