JPH07225958A

JPH07225958A - フォーカスサーボ装置

Info

Publication number: JPH07225958A
Application number: JP1739294A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Wachi; 滋明和智; Takeshi Funabashi; 武船橋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】【目的】メカニカルストッパを設けずに、フォーカスア
クチュエータ等が光ディスクに接触することを防止し得
るフォーカスサーボ装置を提供する。【構成】ディスク２からの反射光の光量を示すエンベロ
ープ信号Ｓ_EVを故障検出回路４０に供給する。電圧変換
回路２４より出力されるフォーカスアクチュエータの位
置検出信号Ｓ_POを故障検出回路４０に供給する。フォー
カスアクチュエータ等がディスク面に接触するおそれが
あるとき、信号Ｓ_POは所定範囲を越えた値となる。信号
Ｓ_EVが基準信号より小さくなるとき、信号Ｓ_POが所定範
囲を越えるとき、故障検出信号ＤＴＲによってトランジ
スタ３７をオフとする。そのため、コイル３３Ｃに電流
が流れずスイッチ３３Ｓはｂ側に接続され、フォーカス
コイル２６に電池３５より所定電流が供給され、対物レ
ンズがディスク面から離れる方向にフォーカスアクチュ
エータが所定量だけ移動制御されて、フェールセーフ機
能が働く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば光磁気ディス
ク等の光ディスクを取り扱う光ディスク装置に適用して
好適なフォーカスサーボ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置の対物レンズはフォーカ
スサーボにより記録面に光スポットが焦点を結ぶように
ディスク面と直交する方向に可動する。従来は、メカニ
カルストッパを設けることで対物レンズの可動範囲に制
限を設け、対物レンズあるいは対物レンズを移動するた
めのフォーカスアクチュエータが光ディスクのディスク
面に絶対に接触しないようにしている。

【０００３】ところで、光ディスクの記録面に光スポッ
トが焦点を結ぶ場合の対物レンズと光ディスクのディス
ク面との間隔、すなわち対物レンズのワーキングデスタ
ンスＷＤは、光ディスクのそりをｄ１、光ディスクのチ
ャッキングトレランスをｄ２としたとき、ＷＤ＞ｄ１＋
ｄ２を満足するように設定されている。そして従来は、
ワーキングデスタンスＷＤが比較的大きくされているた
め、メカニカルストッパを設けることは困難ではなかっ
た。

【０００４】図１０は、対物レンズのワーキングデスタ
ンスＷＤを図示したものである。図において、６０は光
ディスクであり、６０ａはその記録面であり、Ｔｍは光
ディスク６０の基板厚さ、ｎ′は基板屈折率である。ま
た、６１は対物レンズであり、φはその直径である。こ
の場合、対物レンズ６１の開口率ＮＡはｎsinθ₂（ｎは
空気中屈折率であり、ｎ≒１である）であり、そのワー
キングデスタンスＷＤは、以下の（１）式で表される。

【０００５】ＷＤ＝（φ／２）／ＮＡ×cos［Arcsin（ＮＡ）］ −Ｔｍ×tan［Arcsin（ＮＡ）／ｎ′］／tan［Arcsin（ＮＡ）］・・・（１）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近時、記録密度の向上
のために対物レンズ６１の開口率ＮＡを大きくすること
や、光学系の小型化のために対物レンズ６１の直径φを
小さくすることが要求されてきている。しかし、開口率
ＮＡを大きくしたり、対物レンズ６１の直径φを小さく
したりすると、上述の（１）式からワーキングデスタン
スＷＤは小さくなり、メカニカルストッパを設けること
が困難となる。

【０００７】そこで、この発明では、メカニカルストッ
パを設けずに、対物レンズあるいは対物レンズを移動す
るためのフォーカスアクチュエータが光ディスクに接触
することを防止し得るフォーカスサーボ装置を提供する
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るフォーカ
スサーボ装置は、対物レンズを光ディスクのディスク面
に対して直交する方向に移動するフォーカスアクチュエ
ータと、光ディスクからの反射光に基づいてフォーカス
エラー信号を検出するフォーカスエラー検出手段とを備
え、フォーカスエラー検出手段で検出されるフォーカス
エラー信号に基づいてフォーカスアクチュエータの位置
を制御するようにしたフォーカスサーボ装置において、
フォーカスアクチュエータのディスク面に対して直交す
る方向の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出
手段の検出出力が所定レベル範囲を越えるときは対物レ
ンズがディスク面から離れる方向にフォーカスアクチュ
エータを移動する位置制御手段とを有するものである。

【０００９】例えば、光ディスクからの反射光の光量を
検出する光検出手段を有し、位置検出手段の検出出力が
所定レベル範囲にあっても光検出手段の検出出力が基準
値に満たないときは、位置制御手段によって対物レンズ
がディスク面から離れる方向にフォーカスアクチュエー
タを移動するものである。

【００１０】例えば、予め上記光ディスクの所定領域に
対物レンズを対向させた状態でフォーカスアクチュエー
タを大きく移動させ、フォーカスエラー検出手段で検出
されるフォーカスエラー信号のゼロクロスタイミングに
おける位置検出手段の検出出力と、フォーカスアクチュ
エータの移動が光ディスクのディスク面で規制されたと
きの位置検出手段の検出出力とを使用して所定レベル範
囲を設定するものである。

【００１１】

【作用】この発明においては、フォーカスアクチュエー
タのディスク面に対して直交する方向の位置を検出する
位置検出手段の検出出力が所定レベル範囲を越えるとき
は対物レンズがディスク面から離れる方向にフォーカス
アクチュエータを移動するものであり、メカニカルスト
ッパを設けずに、対物レンズあるいは対物レンズを移動
するためのフォーカスアクチュエータが光ディスクに接
触することを防止することが可能となる。

【００１２】また、位置検出手段の検出出力が所定レベ
ル範囲にあっても光ディスクからの反射光の光量を検出
する光検出手段の検出出力が基準値に満たないときは対
物レンズがディスク面から離れる方向にフォーカスアク
チュエータを移動することで、例えば位置検出手段が故
障してフォーカスアクチュエータがディスク面に近接し
た状態で対物レンズあるいはフォーカスアクチュエータ
がディスク面に接触しそうな状態であるのに位置検出手
段の検出出力が所定レベル範囲にある場合、対物レンズ
がディスク面から離れる方向にフォーカスアクチュエー
タを移動でき、対物レンズあるいは対物レンズを移動す
るためのフォーカスアクチュエータが光ディスクに接触
することを防止することが可能となる。

【００１３】また、予め光ディスクの所定領域に対物レ
ンズを対向させた状態でフォーカスアクチュエータを大
きく移動させ、フォーカスエラー検出手段で検出される
フォーカスエラー信号のゼロクロスタイミングにおける
位置検出手段の検出出力と、フォーカスアクチュエータ
の移動が光ディスクのディスク面で規制されたときの位
置検出手段の検出出力とを使用して所定レベル範囲を設
定することで、位置検出手段の検出出力の環境温度、経
時劣化等による変化があっても、対物レンズあるいは対
物レンズを移動するためのフォーカスアクチュエータが
光ディスクに接触することを良好に防止することが可能
となる。フォーカスアクチュエータを大きく移動させた
ときのフォーカスエラー信号や位置検出手段の検出出力
をみることでフォーカスエラー検出系や位置検出手段の
故障を判定することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、図１を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。本例は光磁気ディスク装置に適
用した例であって、サーボ方式がサンプルサーボ方式の
例である。

【００１５】図において、１はスピンドルモータであ
り、光磁気ディスク２はモータ１でもって角速度一定で
回転駆動される。

【００１６】また、図示しないホストコンピュータから
の記録データはコントローラ３およびデータバッファ４
を介してエンコーダ／デコーダ５に供給され、エンコー
ド処理（誤り訂正符号の付加や変調等）が行なわれる。
このエンコーダ／デコーダ５の動作はコントローラ３に
よって制御される。

【００１７】エンコーダ／デコーダ５より出力される記
録データ（変調データ）は外部磁界発生用の磁気ヘッド
６のドライブ回路７に供給される。これにより、磁気ヘ
ッド６より記録データに応じた磁界が発生され、光学ヘ
ッド８からのレーザビームとの共働でもって光磁気ディ
スク２のデータ領域に記録データが光磁気記録される。

【００１８】図２は、光学ヘッド８の構成例を示してい
る。１０１は半導体レーザであり、この半導体レーザ１
０１からのレーザ光はコリメータレンズ１０２、ビーム
断面整形レンズ１０３、偏光ビームスプリッタ１０４、
ミラー１０５および対物レンズ１０６を介して光磁気デ
ィスク２の記録膜に照射される。この光磁気ディスク２
からの反射光は、対物レンズ１０６、ミラー１０５およ
び偏光ビームスプリッタ１０４を介して偏光ビームスプ
リッタ１０７に入射される。そして、偏光ビームスプリ
ッタ１０７を透過する光は集光レンズ１０８およびシリ
ンドリカルレンズ１０９を介して光検出器１１０に入射
される。

【００１９】また、偏光ビームスプリッタ１０７で反射
される光は１／２波長板１１１で４５°だけ偏光面が回
転された後に集光レンズ１１２を介して偏光ビームスプ
リッタ１１３に入射される。この偏光ビームスプリッタ
１１３を透過する光（ｐ偏光）は光検出器１１４に入射
され、偏光ビームスプリッタ１１３で反射される光（ｓ
偏光）は光検出器１１５に入射される。

【００２０】図１に戻って、光学ヘッド８の光検出器１
１４，１１５（図１には図示せず）の出力信号は減算器
２９に供給されて減算される。この減算器２９より出力
される減算信号（ＭＯ信号）は、光磁気ディスク２の光
磁気記録部より反射光が得られる期間にあっては記録デ
ータに対応した信号となる。減算器２９の出力信号はデ
ータ検出回路３０に供給される。このデータ検出回路３
０では再生信号の波形等化処理等が行われてデータ検出
が行なわれる。データ検出回路３０で検出されたデータ
はエンコーダ／デコーダ５に供給されてデコード処理
（誤り訂正や復調等）が行なわれる。そして、エンコー
ダ／デコーダ５より出力される再生データはコントロー
ラ３およびデータバッファ４を介してホストコンピュー
タに供給される。

【００２１】また、光学ヘッド８の光検出器１１４，１
１５の出力信号は加算器１０に供給されて加算される。
加算器１０より出力される加算信号（ＲＦ信号）は光磁
気ディスク２のピット部より反射光が得られる期間にあ
っては記録データに対応した信号となる。

【００２２】図３はサンプルサーボ方式におけるセクタ
ーフォーマットを示しており、最初にヘッダー部が配さ
れ、続いて複数のデータ部が配されて構成される。ヘッ
ダー部および各データ部の先頭にはサーボバイトＳＢが
設けられ、このサーボバイトＳＢの部分にクロックピッ
トやウォブルピットがプリフォーマットされる。また、
ヘッダー部にはセクターマーク、セクターアドレス、ト
ラックアドレスの信号が記録されるが、これらの信号も
ピットでプリフォーマットされる。

【００２３】加算器１０の出力信号はクロック再生回路
１１に供給され、サーボバイトＳＢの部分のクロックピ
ットやウォブルピットの再生信号に基づいてクロックＣ
Ｋが再生される。このクロックＣＫは各部でシステムク
ロックとして使用される。また、加算器１０の出力信号
はアドレスデコーダ１２に供給され、ヘッダー部の再生
信号よりアドレスデータＡＤが得られる。このアドレス
データＡＤはコントローラ３に供給され、記録または再
生の際のアクセス制御に利用される。

【００２４】また、加算器１０の出力信号はトラッキン
グエラー検出回路１３に供給され、サーボバイトＳＢの
部分のウォブルピットの再生信号に基づいてトラッキン
グエラー信号Ｅｔが検出される。このトラッキングエラ
ー信号Ｅｔはトラッキングサーボ回路１４で増幅や位相
補償等が行なわれた後に、トラッキングコイル１５に供
給されてトラッキングサーボが行なわれる。トラッキン
グサーボ回路１４の動作はコントローラ３によって制御
される。

【００２５】また、光学ヘッド８の光検出器１１０（図
２参照）は、上述せずも４分割光検出器であり、各検出
部の出力信号がフォーカスエラー検出回路１６に供給さ
れる。このフォーカスエラー検出回路１６では非点収差
法によるフォーカスエラー信号Ｅｆが検出される。

【００２６】図４は、フォーカスエラー信号Ｅｆおよび
後述するＲＦ信号Ｓ_RFの検出系を示している。図におい
て、光検出器１１０の光検出部Ａ，Ｃの出力信号Ｓ_A，
Ｓ_Cは加算器５１に供給されて加算されると共に、光検
出器１１０の光検出部Ｂ，Ｄの出力信号Ｓ_B，Ｓ_Dは加算
器５２に供給されて加算される。そして、減算器５３で
加算器５１の出力信号より加算器５２の出力信号が減算
されてフォーカスエラー信号Ｅｆ＝（Ｓ_A＋Ｓ_C）−（Ｓ
_B＋Ｓ_D）が得られる。ここで、加算器５１，５２および
減算器５３でフォーカスエラー検出回路１６が構成され
る。

【００２７】図１に戻って、フォーカスエラー検出回路
１６で検出されるフォーカスエラー信号Ｅｆは位相補償
回路１７を介して切換スイッチ１８のｂ側の固定端子に
供給される。この切換スイッチ１８のａ側の固定端子は
接地され、そのｃ側の固定端子にはフォーカスサーチ回
路１９よりフォーカスサーチ用ののこぎり波信号Ｓsaが
供給される。

【００２８】また、光学ヘッド８の光検出器１１０の各
検出部の出力信号はＲＦ信号検出回路２０に供給され、
光磁気ディスク２からの反射光の光量に応じたＲＦ信号
Ｓ_RFが検出される。図４において、加算器５４で加算器
５１および５２の出力信号が加算されてＲＦ信号Ｓ_RF＝
（Ｓ_A＋Ｓ_C）＋（Ｓ_B＋Ｓ_D）が得られる。ここで、加算
器５１，５２および減算器５４でＲＦ信号検出回路２０
が構成される。

【００２９】図１に戻って、ＲＦ信号検出回路２０より
出力されるＲＦ信号Ｓ_RFはエンベロープ検波回路２１に
供給され、このエンベロープ検波回路２１より出力され
るエンベロープ信号Ｓ_EVはフォーカスモード切換回路２
２に供給される。このフォーカスモード切換回路２２に
はフォーカスエラー検出回路１６よりフォーカスエラー
信号Ｅｆも供給される。

【００３０】フォーカスモード切換回路２２は、図５に
示すように構成される。図において、フォーカスエラー
信号Ｅｆは比較器２２１の正側端子に供給され、この比
較器２２１の負側端子は接地される。比較器２２１から
は、フォーカスエラー信号Ｅｆが正であるときはハイレ
ベル「Ｈ」となり、フォーカスエラー信号Ｅｆが負であ
るときはローレベル「Ｌ」となる信号が得られる。つま
り、比較器２２１の出力信号は、フォーカスエラー信号
Ｅｆのゼロクロス点で立ち下がるあるいは立ち上がる信
号となる。比較器２２１の出力信号はＤフリップフロッ
プ２２２のクロック端子に供給され、Ｄフリップフロッ
プ２２２は比較器２２１の出力信号の例えば立ち上がり
タイミングで動作するようにされる。

【００３１】また、エンベロープ信号Ｓ_EVは比較器２２
３の正側端子に供給される。比較器２２３の負側端子に
は基準信号Ｖrefが供給される。比較器２２３からは、
エンベロープ信号Ｓ_EVが基準信号Ｖref以上のときはハ
イレベル「Ｈ」となり、エンベロープ信号Ｓ_EVが基準信
号Ｖrefより小さいときはローレベル「Ｌ」となる。比
較器２２３の出力信号はＤフリップフロップ２２２のク
リア端子ＣＬＲに供給される。Ｄフリップフロップ２２
２は比較器２２３の出力信号がローレベル「Ｌ」にある
ときはクリア状態とされる。

【００３２】以上の構成において、図６Ａに示すように
フォーカスエラー信号Ｅｆが得られるとき、同図Ｂに示
すようにエンベロープ信号Ｓ_EVが得られるため、Ｄフリ
ップフロップ２２２からは同図Ｃに示すように時点ｔ１
で立ち上がる切り換え信号ＳＷが得られる。図１に戻っ
て、フォーカスモード切換回路２２より出力される切り
換え信号ＳＷは切換スイッチ１８に供給される。

【００３３】また、２３は光学ヘッド８に取り付けられ
たフォーカスアクチュエータの位置に応じて検出容量
（出力容量）Ｃｘが変化する位置センサである。この位
置センサ２３の検出容量Ｃｘは電圧変換回路２４で電圧
信号、従って位置検出信号Ｓ_POに変換される。

【００３４】図７は、光学ヘッド８のフォーカスアクチ
ュエータの原理を示している。１０６は対物レンズ、２
６はコイル枠（レンズホルダーも兼用）２５に巻装され
たフォーカスコイル、２７は鉄板等で構成されるヨー
ク、２８はマグネットである。フォーカスコイル２６に
駆動電流を流すことで、コイル枠２５、従って対物レン
ズ１０６が光磁気ディスク２のディスク面に対して直交
する方向（フォーカス方向）に駆動され、フォーカスサ
ーボが行なわれる。位置センサ２３の検出容量Ｃｘは、
フォーカスアクチュエータの位置、つまりディスク面と
の距離に応じて変化する。

【００３５】図１に戻って、切換スイッチ１８の切り換
えは、コントローラ３によって制御される。すなわち、
パワーオン後であってフォーカスサーチ動作前はａ側に
接続され、フォーカスサーチ動作時にはｃ側に接続され
る。そして、フォーカスサーチ動作時に、コントローラ
３でフォーカス検出系の故障判定、フォーカスアクチュ
エータの位置検出系の故障判定および位置検出信号Ｓ_PO
の閾値Ｖ_RE1，Ｖ_RE2の決定後に、フォーカスモード切換
回路２２より出力される切り換え信号ＳＷの立ち上がり
のタイミングでｃ側からｂ側に切り換えられる。

【００３６】なお、上述したフォーカス検出系の故障判
定、位置検出系の故障判定および位置検出信号Ｓ_POの閾
値Ｖ_RE1，Ｖ_RE2の決定のために、フォーカスエラー検出
回路１６で検出されるフォーカスエラー信号Ｅｆおよび
電圧変換回路２４より出力される位置検出信号Ｓ_POがコ
ントローラ３に供給される。コントローラ３における故
障判定および閾値決定の詳細は後述する。

【００３７】切換スイッチ１８の出力信号はフォーカス
エラー信号としてドライブアンプを構成するＮＰＮ形ト
ランジスタ３１およびＰＮＰ形トランジスタ３２のベー
スに供給される。トランジスタ３１のコレクタは正の電
源端子＋Ｂに接続され、トランジスタ３２のコレクタは
負の電源端子−Ｂに接続される。そして、トランジスタ
３１，３２のエミッタは互いに接続され、その接続点に
得られる信号はリレーのスイッチ３３Ｓのａ側の固定端
子に供給される。スイッチ３３Ｓのｂ側の固定端子は電
流制限用の抵抗器３４を介して電池３５の正極側に接続
され、この電池３５の負極側は接地される。

【００３８】また、３３Ｃはリレーのコイルであり、こ
のコイル３３Ｃの一端は接続スイッチ３６を介して電源
端子＋Ｂに接続される。接続スイッチ３６のオンオフは
コントローラ３によって制御される。例えば、上述した
ようにパワーオン後でフォーカスサーチ動作時の故障判
定によってフォーカス検出系あるいは位置検出系が故障
であると判定された後はオンとされる。

【００３９】リレーのコイル３３Ｃの他端は制御用のＮ
ＰＮ形トランジスタ３７のコレクタ・エミッタの直列回
路を介して接地される。リレーのスイッチ３３Ｓは、そ
のコイル３３Ｃに電流が流れるときはａ側に接続され、
逆にコイル３３Ｃに電流が流れないときはｂ側に接続さ
れる。スイッチ３３Ｓの出力信号はフォーカスコイル２
６に供給される。この場合、スイッチ３３Ｓがｂ側に接
続される場合には、電池３５より抵抗器３４およびスイ
ッチ３３Ｓのｂ側を介してフォーカスコイル２６に所定
電流が供給され、対物レンズ１０６がディスク面から離
れる方向にフォーカスアクチュエータを所定量だけ移動
制御される。

【００４０】４０は故障検出回路であり、この故障検出
回路４０には、エンベロープ検波回路２１より出力され
るエンベロープ信号Ｓ_EVが供給されると共に、電圧変換
回路２４より出力される位置検出信号Ｓ_POが供給され、
さらに上述したようにフォーカスサーチ動作時にコント
ローラ３で決定された位置検出信号Ｓ_POの閾値Ｖ_RE1，
Ｖ_RE2が供給される。

【００４１】図８は、故障検出回路４０の構成を示して
いる。図において、エンベロープ信号Ｓ_EVは比較器４０
１の正側端子に供給される。この比較器４０１の負側端
子には基準信号Ｖrefが供給される。この基準信号Ｖref
は、例えば対物レンズ１０６がフォーカスサーボの制御
範囲をはずれる位置のエンベロープ信号Ｓ_EVの値より若
干大きな値に設定される（図６Ｂ参照）。比較器４０１
からは、信号Ｓ_EVが基準信号Ｖref以上のときはハイレ
ベル「Ｈ」となり、信号Ｓ_EVが基準信号Ｖrefより小さ
いときはローレベル「Ｌ」となる信号が得られる。比較
器４０１の出力信号はアンド回路４０２に供給される。

【００４２】また、位置検出信号Ｓ_POは比較器４０３の
負側端子に供給されると共に比較器４０４の正側端子に
供給される。比較器４０３の正側端子には閾値Ｖ_RE1が
供給され、比較器４０４の負側端子には閾値Ｖ_RE2が供
給される。比較器４０３からは、信号Ｓ_POが閾値Ｖ_RE1
以下であるときはハイレベル「Ｈ」となり、信号Ｓ_POが
閾値Ｖ_RE1より大きいときはローレベル「Ｌ」となる信
号が得られる。同様に、比較器比較器４０４からは、信
号Ｓ_POが閾値Ｖ_RE2以上であるときはハイレベル「Ｈ」
となり、信号Ｓ_POが閾値Ｖ_RE2より小さいときはローレ
ベル「Ｌ」となる信号が得られる。比較器４０３，４０
４の出力信号はアンド回路４０２に供給される。

【００４３】アンド回路４０２からは、Ｓ_EV≧Ｖrefか
つＶ_RE1≧Ｓ_PO≧Ｖ_RE2であるときはハイレベル「Ｈ」と
なり、その他のときはローレベル「Ｌ」となる故障検出
信号ＤＴＲが出力される。この故障検出信号ＤＴＲは、
ハイレベル「Ｈ」であるときは正常を示し、逆にローレ
ベル「Ｌ」であるときは故障を示すものとなる。

【００４４】図１に戻って、故障検出回路４０より出力
される故障検出信号ＤＴＲは切換スイッチ４１のａ側の
固定端子に供給され、この切換スイッチ４１のｂ側の固
定端子は電源端子＋Ｂに接続される。切換スイッチ４１
の出力信号はトランジスタ３７のベースに供給される。
この切り換えスイッチ４１の切り換えはコントローラ３
によって制御される。すなわち、切換スイッチ４１は、
パワーオン後にフォーカスサーチ動作が行われて上述し
たように切換スイッチ１８がｃ側に接続されている間は
ｂ側に接続され、切換スイッチ１８がｂ側に接続された
後はａ側に接続される。

【００４５】また、４２はラジアル送りサーボ回路であ
り、その動作はコントローラ３によって制御される。こ
のラジアル送りサーボ回路４２によってラジアル送りモ
ータ４３が制御され、光学ヘッド８がラジアル方向に移
動制御される。記録時または再生時には、光磁気ディス
ク２の所定のアドレス位置にアクセスするため、アドレ
スデコータ１２からのアドレスデータＡＤ等に基づいて
ラジアル送りサーボ（シーク制御）が行なわれる。

【００４６】また、フォーカスサーチ動作前には、光学
ヘッド８が内周方向あるいは外周方向に一定期間移動制
御され、光学ヘッド８が移動規制部に当接された状態、
すなわち光学ヘッド８が光磁気ディスク２のフォーカス
サーチ専用領域に対向するようにされる。なお、光学ヘ
ッド８を一定期間移動制御して移動規制部で移動を制御
する代わりに、リミットスイッチまたは位置センサでも
って光学ヘッド８が光磁気ディスク２のフォーカスサー
チ専用領域に対向したことを検出して移動制御を停止す
るようにすれば、光学ヘッド８の移動規制部は不要とな
る。上述せずも、光磁気ディスク２のフォーカスサーチ
専用領域は、ユーザデータが記録されない領域であっ
て、フォーカスアクチュエータ等が接触して基板部に傷
ができても問題のない部分である。

【００４７】本例は以上のように構成され、以下にフォ
ーカスサーボ系の動作を説明する。

【００４８】まず、パワーオン後でフォーカスサーチ動
作前の動作について述べる。接続スイッチ３６はオンと
されると共に、切換スイッチ４１はｂ側に接続されてト
ランジスタ３７がオンとされるため、リレーのコイル３
３Ｃに電流が流れ、リレーのスイッチ３３Ｓはａ側に接
続された状態となる。しかし、切換スイッチ１８はａ側
に接続されるため、トランジスタ３１，３２の互いのエ
ミッタの接続点よりスイッチ３３Ｓのａ側を介してフォ
ーカスコイル２６には電流が供給されることがなく、フ
ォーカスアクチュエータの移動制御は行なわれない。

【００４９】次に、フォーカスサーチ動作について述べ
る。上述したようにフォーカスサーチ動作が行われる前
に、ラジアル送りサーボ回路４２によってラジアル送り
モータ４３が制御されて光学ヘッド８が内周方向あるい
は外周方向に移動制御され、光学ヘッド８が光磁気ディ
スク２のフォーカスサーチ専用領域と対向した状態とさ
れる。

【００５０】このフォーカスサーチ動作時にも、上述し
たフォーカスサーチ動作前と同様に、接続スイッチ３６
はオンとされると共に、切換スイッチ４１はｂ側に接続
されてトランジスタ３７がオンとされるため、リレーの
コイル３３Ｃに電流が流れ、リレーのスイッチ３３Ｓは
ａ側に接続された状態となる。

【００５１】そして、フォーカスサーチ動作時には、切
換スイッチ１８がｃ側に接続され、フォーカスサーチ回
路１９より出力されるのこぎり波信号Ｓsa（図９ａに図
示）が切換スイッチ１８のｃ側の固定端子を介してトラ
ンジスタ３１，３２で増幅された後にスイッチ３３Ｓの
ａ側を介してフォーカスコイル２６に供給される。その
ため、フォーカスアクチュエータは光磁気ディスク２の
ディスク面と直交する方向に大きく振れるように移動制
御される。

【００５２】フォーカスアクチュエータの移動に応じて
フォーカスエラー信号Ｅｆ、位置検出信号Ｓ_POおよびエ
ンベロープ信号Ｓ_EVは、それぞれ図９Ｂ，ＣおよびＤに
示すようになる。同図Ａにおいて、Ｖ_F0はフォーカスエ
ラー信号Ｅｆが０となるときののこぎり波信号Ｓsaのレ
ベルを示している。また、同図Ｃにおいて、Ｖcwはフォ
ーカスエラー信号Ｅｆが０となるときの位置検出信号Ｓ
_POのレベル、Ｖcmaxは例えばフォーカスアクチュエータ
が光磁気ディスク２のディスク面に接触しているときの
位置検出信号Ｓ_POのレベルである。

【００５３】このフォーカスサーチ動作時に、コントロ
ーラ３はフォーカスエラー信号ＥｆがＳ字信号となるか
否かを監視し、Ｓ字信号とならないときはフォーカス検
出系の故障と判定する。また、コントローラ３は位置検
出信号Ｓ_POに基づいてフォーカスアクチュエータの位置
検出系の故障判定をする。そして、コントローラ３は、
フォーカス検出系や位置検出系が故障であると判定する
ときは、接続スイッチ３６がオフとなるように制御す
る。なお、図９Ｂはフォーカス検出系が正常である場合
のフォーカスエラー信号Ｅｆの例を示しており、同図Ｃ
は位置検出系が正常である場合の位置検出信号Ｓ_POの例
を示している。

【００５４】これにより、リレーのコイル３３Ｃに電流
が流れなくなってスイッチ３３Ｓはｂ側に接続され、フ
ォーカスコイル２６には電池３５よりスイッチ３３Ｓの
ｂ側を介して所定電流が供給され、対物レンズ１０６が
ディスク面から離れる方向にフォーカスアクチュエータ
が所定量だけ移動制御される。この状態は、例えばユー
ザの操作に基づきホストコンピュータからコントローラ
３によって接続スイッチ３６のオンが指示されるまでは
維持され、フェールセーフ機能が働く。なお、コントロ
ーラ３はフォーカス検出系や位置検出系が故障と判定し
たときは、表示器４４に表示信号を供給してその旨を表
示し、ユーザが認識できるようにする。

【００５５】上述したように、コントローラ３でフォー
カス検出系や位置検出系が故障であると判定するとき
は、それ以降の動作を停止することになる。一方、コン
トローラ３は、フォーカス検出系や位置検出系が故障で
あると判定しないときは、位置検出信号Ｓ_POの閾値Ｖ
_RE1，Ｖ_RE2を決定する。これら、閾値Ｖ_RE1，Ｖ_RE2は、
例えば（２）式および（３）式に従って演算される。

【００５６】Ｖ_RE1＝Ｖcw＋（Ｖcmax−Ｖcw）×０．６・・・（２）Ｖ_RE2＝Ｖcw−（Ｖcmax−Ｖcw）×０．６・・・（３）このようにフォーカスサーチ動作時に、フォーカス検出
系や位置検出系の故障判定および閾値Ｖ_RE1，Ｖ_RE2の決
定が行われた後は、コントローラ３の制御に基づいて、
切換スイッチ１８がフォーカスモード切換回路２２より
出力される切り換え信号ＳＷの立ち上がりタイミング
（図６の時点ｔ１参照）でｃ側からｂ側に切り換えられ
る。これにより、位相補償回路１７で位相補償されたフ
ォーカスエラー信号が切換スイッチ１８のｂ側の固定端
子を介してトランジスタ３１，３２で増幅された後にス
イッチ３３Ｓのａ側を介してフォーカスコイル２６に供
給される。

【００５７】そのため、フォーカスアクチュエータはフ
ォーカスエラー信号に応じて光磁気ディスク２のディス
ク面と直交する方向に移動制御されるフォーカスサーボ
状態となる。この場合、切り換え信号ＳＷの立ち上がり
のタイミングではフォーカスエラー信号Ｅｆが０である
ため、即座にフォーカス状態となる。このフォーカスサ
ーボ状態で、光学ヘッド８は所定のアドレス位置にラジ
アル送りサーボ回路４２の制御によって移動制御され、
記録または再生が行われることになる。

【００５８】また、上述したフォーカスサーチ動作時
に、コントローラ３で決定された閾値Ｖ_RE1，Ｖ_RE2は故
障検出回路４０に供給される。そして、故障検出回路４
０では、閾値Ｖ_RE1，Ｖ_RE2およびエンベロープ信号Ｓ_EV
を用いて故障検出が行なわれる（図８参照）。故障検出
回路４０からは、上述したようにＳ_EV≧ＶrefかつＶ_RE1
≧Ｓ_PO≧Ｖ_RE2であるときはハイレベル「Ｈ」となり、
その他のときはローレベル「Ｌ」となる故障検出信号Ｄ
ＴＲが出力される。すなわち、故障検出信号ＤＴＲは、
エンベロープ信号Ｓ_EVが基準信号Ｖrefより小さくなる
とき、位置検出信号Ｓ_POが閾値Ｖ_RE2より小さくなると
き、および位置検出信号Ｓ_POが閾値Ｖ_RE1より大きくな
るときは故障を示すローレベル「Ｌ」となる。

【００５９】切換スイッチ４１は、切換スイッチ１８が
ｃ側からｂ側に切り換えられるのに伴ってｂ側からａ側
に切り換えられる。故障検出回路４０で故障が検出され
ないときは、故障検出信号ＤＴＲはハイレベル「Ｈ」で
あるため、トランジスタ３７はオン状態が続き、リレー
のコイル３３Ｃに電流が流れ続けてスイッチ３３Ｓはａ
側に接続されているため、フォーカスサーボ状態が維持
される。

【００６０】これに対して、故障検出回路４０で故障が
検出されるときは、故障検出信号ＤＴＲはローレベル
「Ｌ」となるため、トランジスタ３７はオフとなる。そ
のため、リレーのコイル３３Ｃに電流が流れなくなって
スイッチ３３Ｓはｂ側に接続される。そのため、フォー
カスコイル２６には電池３５よりスイッチ３３Ｓのｂ側
を介して所定電流が供給され、対物レンズ１０６がディ
スク面から離れる方向にフォーカスアクチュエータが所
定量だけ移動制御され、フェール制御機能が働く。

【００６１】この場合、例えばフォーカス検出系の故障
によってフォーカスサーボが異常となって対物レンズま
たはフォーカスアクチュエータが光磁気ディスク２のデ
ィスク面に接触するおそれがあるときは、位置検出信号
Ｓ_POが閾値Ｖ_RE1より大きくなるため、故障検出信号Ｄ
ＴＲが直ちにローレベル「Ｌ」となって、上述したよう
なフェールセーフ機能が働く。また例えば、対物レンズ
またはフォーカスアクチュエータがディスク面に接触す
るおそれがあるとき、位置検出系の故障によって位置検
出信号Ｓ_POがＶ_RE1≧Ｓ_PO≧Ｖ_REを満足していても、エ
ンベロープ信号Ｓ_EVが基準信号Ｖrefより小さくなるた
め、故障検出信号ＤＴＲが直ちにローレベル「Ｌ」とな
って、上述したようなフェイルセーフ機能が働く。

【００６２】なお、上述せずも、故障検出回路４０より
出力される故障検出信号ＤＴＲはコントローラ３に供給
され、故障が検出されたときは表示器４４にその旨が表
示される。

【００６３】また、フォーカスサーボ状態時に、コント
ローラ３では、位置検出信号Ｓ_POおよびエンベロープ信
号Ｓ_EVよりフォーカス検出系や位置検出系の故障の発見
が行なわれる。すなわち、位置センサ２３や電圧変換回
路２４等の位置検出系が正常であるときは位置検出信号
Ｓ_POがＶcw付近にあるので、エンベロープ信号Ｓ_EVが所
定値以上のときの位置検出信号Ｓ_POのレベルを監視する
ことで、位置検出系の故障を発見することができる。逆
に、フォーカスエラー検出系が正常であるときはエンベ
ロープ信号Ｓ_EVが所定値以上であるので、位置検出信号
Ｖcwが正常範囲にあるときエンベロープ信号Ｓ_EVのレベ
ルを監視することで、フォーカス検出系のエラーを発見
することができる。

【００６４】上述したようにしてコントローラ３でフォ
ーカス検出系や位置検出系の故障が発見されるときは、
例えば接続スイッチ３６がオフとなるように制御され、
フォーカスサーチ動作前の故障判定時と同様にしてフェ
ールセーフ機能が働くと共に、その旨が表示器４４に表
示される。

【００６５】このように本例においては、フォーカス検
出系や位置検出系の故障によって、対物レンズまたはフ
ォーカスアクチュエータが光磁気ディスク２のディスク
面に接触するおそれがあるときは、対物レンズ１０６が
ディスク面から離れる方向にフォーカスアクチュエータ
が所定量だけ移動制御されるフェールセーフ機能が働く
ので、従来のようなメカニカルストッパを設ける必要が
なくなる。したがって、ワーキングデスタンスＷＤ（図
１０参照）を小さくすることができ、これにより対物レ
ンズ１０６の開口率ＮＡを大きくして記録密度を向上で
き、また対物レンズ１０６の直径φを小さくして光学系
の小型化を図ることができる。

【００６６】なお、上述実施例においては、スイッチ３
３Ｓとして信頼性が高く、容易に破壊しないリレーのス
イッチを使用したものであるが、リレーの代わりに信頼
性の高いトランジスタ、ＦＥＴ等の電子ディバイスを使
用してもよい。また、電池３５の代わりに、２〜３秒程
度の動作に耐え得る大容量コンデンサを使用してもよ
い。また、上述せずも、例えば位置検出系の電源として
電池３５を使用するように構成すれば、電源電圧の異常
低下等による誤動作を防止することができる。

【００６７】また、上述実施例においては、位置センサ
２３は光磁気ディスク２との間の容量Ｃｘを検出するも
のであり、その検出容量Ｃｘを電圧変換回路２４で電圧
信号としての位置検出信号Ｓ_POに変換するものであった
が、直接フォーカスアクチュエータの位置に対応した位
置検出信号Ｓ_POが得られるものを使用してもよい。

【００６８】また、上述実施例は光磁気ディスク装置に
適用したものであるが、この発明はその他の光ディスク
装置に同様に適用できることは勿論である。

【００６９】

【発明の効果】この発明によれば、フォーカスアクチュ
エータのディスク面に対して直交する方向の位置を検出
する位置検出手段の検出出力が所定レベル範囲を越える
ときは対物レンズがディスク面から離れる方向にフォー
カスアクチュエータを移動するものであり、メカニカル
ストッパを設けずに、対物レンズあるいは対物レンズを
移動するためのフォーカスアクチュエータが光ディスク
に接触することを防止することができる。これにより、
従来のようなメカニカルストッパを設ける必要がなく、
ワーキングデスタンスＷＤを小さくでき、対物レンズの
開口率ＮＡを大きくして記録密度を向上できると共に、
また対物レンズの直径φを小さくして光学系の小型化を
図ることができる。

【００７０】また、位置検出手段の検出出力が所定レベ
ル範囲にあっても光ディスクからの反射光の光量を検出
する光検出手段の検出出力が基準値に満たないときは対
物レンズがディスク面から離れる方向にフォーカスアク
チュエータを移動することで、例えば位置検出手段が故
障してフォーカスアクチュエータがディスク面に近接し
た状態で対物レンズあるいは対物レンズを移動するため
のフォーカスアクチュエータがディスク面に接触しそう
な状態であるのに位置検出手段の検出出力が所定レベル
範囲にある場合にも、対物レンズがディスク面から離れ
る方向にフォーカスアクチュエータを移動でき、対物レ
ンズあるいはフォーカスアクチュエータが光ディスクに
接触することを防止することができる。

【００７１】また、予め光ディスクの所定領域に対物レ
ンズを対向させた状態でフォーカスアクチュエータを大
きく移動させ、フォーカスエラー検出手段で検出される
フォーカスエラー信号のゼロクロスタイミングにおける
位置検出手段の検出出力と、フォーカスアクチュエータ
の移動が光ディスクのディスク面で規制されたときの位
置検出手段の検出出力とを使用して所定レベル範囲を設
定することで、位置検出手段の検出出力の環境温度、経
時劣化等による変化があっても、対物レンズあるいは対
物レンズを移動するためのフォーカスアクチュエータが
光ディスクに接触することを良好に防止することができ
る。また、フォーカスアクチュエータを大きく移動させ
たときのフォーカスエラー信号や位置検出手段の検出出
力をみることでフォーカスエラー検出系や位置検出手段
の故障を判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るフォーカスサーボ装置の一実施
例を示す構成図である。

【図２】光学ヘッドの構成例を示す図である。

【図３】セクターフォーマット（サンプルサーボ方式）
を示す図である。

【図４】フォーカスエラー信号およびＲＦ信号の検出系
の構成を示す図である。

【図５】フォーカスモード切換回路の構成を示す図であ
る。

【図６】フォーカスモード切換回路の動作波形を示す図
である。

【図７】フォーカスアクチュエータの原理構成を示す図
である。

【図８】故障検出回路の構成を示す図である。

【図９】フォーカスサーチ動作時の各部波形を示す図で
ある。

【図１０】対物レンズのワーキングデスタンスを説明す
るための図である。

【符号の説明】

１スピンドルモータ２光磁気ディスク３コントローラ４データバッファ５エンコーダ／デコーダ６磁気ヘッド８光学ヘッド１０加算器１１クロック再生回路１２アドレスデコーダ１３トラッキングエラー検出回路１４トラッキングサーボ回路１５トラッキングコイル１６フォーカスエラー検出回路１７位相補償回路１８，４１切換スイッチ１９フォーカスサーチ回路２０ＲＦ信号検出回路２１エンベロープ検波回路２２フォーカスモード切換回路２３位置センサ２４電圧変換回路２６フォーカスコイル２９減算器３０データ検出回路３１，３２，３７トランジスタ３３Ｓリレーのスイッチ３３Ｃリレーのコイル３４電流制限用の抵抗器３５電池３６接続スイッチ４０故障検出回路４２ラジアル送りサーボ回路４３ラジアル送りモータ４４表示器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズを光ディスクのディスク面に
対して直交する方向に移動するフォーカスアクチュエー
タと、上記光ディスクからの反射光に基づいてフォーカスエラ
ー信号を検出するフォーカスエラー検出手段とを備え、上記フォーカスエラー検出手段で検出されるフォーカス
エラー信号に基づいて上記フォーカスアクチュエータの
位置を制御するようにしたフォーカスサーボ装置におい
て、上記フォーカスアクチュエータの上記ディスク面に対し
て直交する方向の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の検出出力が所定レベル範囲を越える
ときは上記対物レンズが上記ディスク面から離れる方向
に上記フォーカスアクチュエータを移動する位置制御手
段とを有することを特徴とするフォーカスサーボ装置。
【請求項２】上記光ディスクからの反射光の光量を検
出する光検出手段を有し、上記位置検出手段の検出出力が上記所定レベル範囲にあ
っても上記光検出手段の検出出力が基準値に満たないと
きは、上記位置制御手段によって上記対物レンズが上記
ディスク面から離れる方向に上記フォーカスアクチュエ
ータを移動することを特徴とする請求項１記載のフォー
カスサーボ装置。
【請求項３】予め上記光ディスクの所定領域に上記対
物レンズを対向させた状態で上記フォーカスアクチュエ
ータを大きく移動させ、上記フォーカスエラー検出手段で検出されるフォーカス
エラー信号のゼロクロスタイミングにおける上記位置検
出手段の検出出力と、上記フォーカスアクチュエータの
移動が上記光ディスクのディスク面で規制されたときの
上記位置検出手段の検出出力とを使用して上記所定レベ
ル範囲を設定することを特徴とする請求項１または２に
記載のフォーカスサーボ装置。