JPH09212873A - 光学的記録媒体のフォーカス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集光レンズの振動の影響を抑制して合焦点位
置を確実に検出する。 【解決手段】 記録媒体１３から合焦点位置よりも遠ざ
かった待機位置にある集光レンズ２０を、変位装置２２
によって記録媒体の近接方向に変位させる。このとき処
理回路６４は、光検出器２１からの出力に基づいて比較
器５８から出力されるフォーカスゼロクロス信号の立上
がりおよび立下がりから合焦点位置を検出し、そのとき
コイル７３に印加される駆動電圧に基づいて合焦点位置
よりも記録媒体１３に近い初期位置を決定する。集光レ
ンズ２０は初期位置において予め定める保持時間だけ保
持されたのち、記録媒体１３の離反方向に変位される。
このときフォーカスゼロクロス信号の立上がりおよび比
較器６２から出力される光量信号のレベルに基づいて合
焦点位置を検出し、集光レンズ２０をその位置に変位さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、コンパクトディス
クおよびミニディスクなどの光学的記録媒体に記録され
た情報を読出すコンパクトディスク再生装置およびミニ
ディスク再生装置に好適に用いられるフォーカス制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンパクトディスクおよびミニディスク
などの記録媒体は、光をディスク表面に照射して、ディ
スクに記録された情報を読出すことができる光学的記録
媒体である。この光学的記録媒体から情報を読出す再生
装置では、ピックアップの光源において発光させた光を
集光レンズで集光して、記録媒体の記録層表面に向かっ
て照射する。このとき照射される光の焦点は、記録媒体
の記録層表面に一致している必要がある。このため再生
装置にはフォーカスサーボ装置と称される調整装置が備
えられる。照射される光の焦点は、フォーカスサーボ装
置によって記録媒体記録層表面に常に一致するように調
整される。

【０００３】フォーカスサーボ装置は、たとえば記録媒
体に対する集光レンズの位置を変位させ、照射される光
の焦点の位置を調整する。フォーカスサーボ装置によっ
て変位させることのできる集光レンズの変位範囲は、装
置に加わる外乱などによって生じる集光レンズの変位量
よりも狭いことがある。ゆえにフォーカスサーボ装置
は、たとえば再生装置への電源投入直後など集光レンズ
の位置が定まらないときに、集光レンズの位置を合焦点
位置に合わせるフォーカスサーチ動作を行う。合焦点位
置とは記録媒体記録層表面から予め定められた距離だけ
離れた位置である。集光レンズが合焦点位置にあると
き、ピックアップから照射される光の焦点が記録媒体記
録層表面に一致する。

【０００４】集光レンズは、たとえばアクチュエータに
よって駆動される。このアクチュエータは、印加された
電圧の大きさに比例して駆動し、集光レンズと記録媒体
との位置関係を線形的に変化させる。図１３は従来技術
のフォーカスサーボ装置において、アクチュエータに印
加される駆動電圧の時間変化を示すグラフである。駆動
電圧が０Ｖであるとき、集光レンズは集光レンズの変位
範囲のうち最も記録媒体から離れた位置である待機位置
に位置する。集光レンズを合焦点位置に変位させると
き、アクチュエータには図１３の実線１に示すレベルの
時間変化を示す駆動電圧が印加される。これによって集
光レンズは、待機位置からこの位置よりも記録媒体に近
い開始位置まで記録媒体に近づく近接方向に変位駆動さ
れた後に、変位方向を逆転して、開始位置から記録媒体
から遠去かる離反方向に向かって変位駆動される。

【０００５】集光レンズの位置を合焦点位置に合わせる
とき、まず時刻ｔ１において予め定めるレベルＶａの電
圧をアクチュエータに印加して、集光レンズを待機位置
から記録媒体に近付く近接方向に変位駆動させて、開始
位置に至らしめる。集光レンズが開始位置に至ると、駆
動電圧のレベルＶａが予め定める時間だけ保持され、集
光レンズの位置を開始位置に保つ。これは、レンズの慣
性による振動を収束させる為に行われる。

【０００６】時刻ｔ２に至り予め定める時間が経過する
と、駆動電圧のレベルが徐々に低下され、集光レンズは
記録媒体から遠去かる離反方向に変位駆動される。集光
レンズが変位駆動される間、ピックアップは記録媒体の
記録層表面に対して光を照射し、その反射光を受光す
る。フォーカスサーボ装置はこの反射光の変化を検出し
て、集光レンズの位置が合焦点位置に一致したか否かを
判断する。時刻ｔ３で合焦点位置に一致したと判断され
ると、駆動電圧はそのときの電圧レベルＶを保ち、以後
位置の微調整を行うフォーカスサーボ制御に移る。

【０００７】光学的記録媒体のうち、ミニディスクに用
いられる光磁気ディスクでは、記録層表面はポリカーボ
ネイトなどの透明部材で覆われ保護される。光磁気ディ
スクに対して光を照射すると、記録層表面だけでなく透
明部材表面においても光が反射する。また、光磁気ディ
スクは、記録層表面での反射率が低い。ゆえに、このよ
うなディスクに対して照射した光の反射光を受光すると
き、透明部材表面からの反射光と記録層表面からの反射
光とを区別することが困難となる。これによって、透明
部材表面において反射した反射光を記録層表面において
反射した反射光と誤検出して、透明部材の表面に誤って
光の焦点を一致させるおそれがある。

【０００８】特に、集光レンズを記録媒体に近付ける方
向に変位させつつ記録媒体からの反射光を受光すると
き、まず透明部材表面からの反射光の光量が増加し、そ
の後に記録層表面からの反射光の光量が増加する。集光
レンズの位置の合焦点位置に一致したか否かは、この反
射光の光量に基づいて定められる。ゆえに、上述した手
法を用いたとき、集光レンズの位置が合焦点位置と一致
しないことがある。このような問題を回避するために、
フォーカスサーボの開始位置となる合焦点位置に集光レ
ンズを変位駆動するときには、必ず集光レンズを記録媒
体から遠去かる離反方向に変位駆動する。

【０００９】合焦点位置は、個々の記録媒体毎に異な
る。この誤差は、たとえば再生装置において記録媒体を
支持する支持部材への媒体の嵌込みのがたつき、記録媒
体の層構造の誤差などに起因する。この誤差によって、
待機位置にある集光レンズと記録媒体との相対的距離が
変化することがある。このとき、合焦点位置もまた変化
するので、集光レンズの初期位置が合焦点位置よりも記
録媒体から離れた位置であることがある。このとき、図
１４の実線２で示すように、合焦点位置の電圧のレベル
Ｖが開始位置での電圧レベルＶａよりも大きくなること
がある。ゆえに、前述したように、集光レンズを合焦点
位置に至らしめるとき、集光レンズは記録媒体から遠去
かる離反方向に変位駆動される必要があるけれども、予
め定められた集光レンズの変位範囲全域に変位駆動して
も、レンズの位置が合焦点位置と一致しない。したがっ
て、調整が困難となる。

【００１０】また集光レンズを予め定める変位量だけ変
位させたとき、偶然初期位置が合焦点位置の近傍に位置
することがある。集光レンズを待機位置から初期位置ま
で変位させたとき、この変位動作の慣性によって集光レ
ンズは初期位置において振動していることが多い。ま
た、記録媒体自身にも面ブレが生じていることがある。
図１５は、従来技術のフォーカスサーチ動作における集
光レンズの位置の時間変化を示すグラフである。レンズ
の待機位置からの距離を高さｈとする。

【００１１】たとえば図１５の実線３に示すように、初
期位置が合焦点位置と近傍であり、その位置の差分がレ
ンズの振動の振幅よりも小さいときなどには、レンズの
位置が初期位置に保持される間に誤って集光レンズが合
焦点位置を横切ることがある。この動作において装置は
集光レンズが記録媒体から遠ざかる離反方向に変位され
た過程において合焦点位置と一致したと判断される。こ
のとき、実際には集光レンズは合焦点位置と一致してい
ないので、以後、フォーカスサーボ装置を用いて光の焦
点をレンズの記録層表面と一致するように追従させるフ
ォーカスサーボが困難となる。たとえば、集光レンズの
振動および記録媒体の面ブレの振動によるエネルギが大
きいので、フォーカスサーボを行ってもサーボの追従帯
域外にレンズがはじき飛ばされてしまい、正常なフォー
カスサーボができなくなる。

【００１２】特開平６−８９４４４号公開公報には、フ
ォーカス制御の制御目標を検出するフォーカスサーチ処
理に要する時間を短縮することができるフォーカスサー
チ回路に関する技術が開示されている。本公報のフォー
カスサーチ回路は、集光レンズの位置を変位させながら
フォーカスエラー信号をモニタして、制御目標を検出す
る。このとき集光レンズは、記録媒体である光磁気ディ
スク側に急激に変位された後、徐々にディスクから離れ
る方向に変位される。また、集光レンズをディスク側に
急激に変位させたとき、予め定める時間、集光レンズは
レンズを覆うカバーに押当てた状態に保持され、レンズ
の振動が制振される。これによって、集光レンズの振動
を防止して、かつ確実かつ迅速にフォーカスサーチ処理
を行うことができる。

【００１３】このフォーカスサーチ回路では、集光レン
ズの振動を制振するためにカバーにレンズを押当ててい
る。ゆえに、レンズをカバーに押当てるときに雑音が発
生するという問題がある。また、ディスクの位置が変化
すると、常にカバーにレンズが押当てられるまでレンズ
を変位駆動する。これによって、特に制御目標の位置が
駆動前のレンズの位置に近いときなどであっても、レン
ズを予め定める変位量だけ動かす必要がある。ゆえに、
レンズを変位させる変位量がレンズの位置のずれと比較
して、非常に大きくなることがある。

【００１４】また特開平５−３３４６８７号公開公報に
は、光学ピックアップを小形化することができるフォー
カス引込装置に関する技術が開示されている。本公報の
フォーカス引込装置は、光ディスクと集光レンズとの間
の距離をフォーカスアクチュエータによって調整して焦
点をその表面に一致させた後に、フォーカスサーボ処理
を行う。集光レンズは、フォーカスサーチ信号の振幅の
大きさに応じて変位される。このときフォーカスサーチ
信号は鋸歯状の信号であり、かつ振幅が徐々に大きくな
る。集光レンズは信号の振幅に応じた変位量だけ変位さ
れる。ゆえに光ディスクの厚みむらおよび集光レンズの
取付誤差などを考慮して作動距離を大きく取る必要がな
くなる。ゆえに集光レンズを含めた光学系を小形化する
ことができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したフォーカス引
込装置では、鋸歯状の信号の振幅が徐々に大きくなる。
ゆえに集光レンズは光ディスクから予め定める距離だけ
離れた位置から信号の振幅に応じた距離だけ光ディスク
に近付き、また元の予め定める距離だけ離れた後に次の
鋸歯の信号の振幅に応じた距離だけ光ディスクに近付く
という動作を繰返す。これによって、たとえばディスク
とレンズとの最初の距離が大きいときには、フォーカス
サーボ処理が開始されるまでに、前述した変位動作を複
数回繰返すことになる。ゆえにフォーカスサーボ処理を
開始するべき位置を検出するまでに時間がかかる。

【００１６】本発明の目的は、集光レンズおよび記録媒
体の振動などの外乱に影響されることなく、かつ合焦点
位置を短時間で確実に検出することができる光学的記録
媒体のフォーカス制御装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、データが記録
された光学的記録媒体からの光を集光レンズで受光素子
に結像してデータを読取り、集光レンズは記録媒体に対
して近接離反方向に駆動手段によって駆動され、記録媒
体の再生時に受光素子の出力に基づいて集光レンズが予
め定める合焦点位置に保たれるように駆動手段が駆動さ
れるフォーカスサーボ手段を備える光学的記録媒体のフ
ォーカス制御装置において、受光手段の出力に応答し
て、集光レンズの合焦点位置を検出する検出手段と、制
御手段とを備え、記録媒体の再生または書込み時に先立
ち、駆動手段によって、合焦点位置よりも記録媒体から
遠ざかった第１の位置から記録媒体に近付く方向に集光
レンズを移動させ、集光レンズの近接移動中に、検出手
段の出力に応答し、駆動手段によって合焦点位置からさ
らに記録媒体に近付く方向に予め定める変位量だけ近付
けて第２の位置にもたらし、この後駆動手段によって、
第２の位置から記録媒体から遠ざかる方向に集光レンズ
を移動させ、集光レンズの離反移動中に、検出手段の出
力に応答し、駆動手段による移動を停止し、こうして集
光レンズを合焦点位置に保ったままにする前記制御手段
とを含むことを特徴とする光学的記録媒体のフォーカス
制御装置である。 本発明に従えば、光学的記録媒体のフォーカス制御装置
は、たとえばコンパクトディスクおよびミニディスクで
ある光学的記録媒体に記録されたデータを読取り再生す
る再生装置に備えられる。この装置において、媒体の記
録層表面において反射した反射光を集光レンズで集光し
て、受光素子に結像させる。この集光レンズは、駆動手
段によって、媒体の近接離反方向に変位駆動される。フ
ォーカス制御装置は、集光レンズを、媒体記録層表面か
ら予め定める距離だけ離反した合焦点位置に保つように
位置を調整するフォーカスサーボ手段を有する。集光レ
ンズが合焦点位置にあるとき、たとえば受光素子上に結
像される像が予め定める条件を満たす。またこのとき、
再生装置から集光レンズを介し媒体記録層表面に対して
照射される照射光からなる像が記録層表面において最小
となり、分解能が最高値となる。 たとえば再生装置は、受光素子に結像された像の変化か
ら媒体に記録されたデータを読取る。またフォーカスサ
ーボ手段は駆動手段を制御して、データの読取り時に、
受光素子の出力が予め定める条件を満たし集光レンズが
合焦点位置に保たれるように、集光レンズを媒体に対し
て近接離反方向に変位駆動させる。 制御装置は、フォーカスサーボ手段の他に、検出手段と
制御手段とを有する。たとえば装置への電源投入時、お
よび装置に振動が加えられたときなど、集光レンズの位
置がフォーカスサーボ手段では調整できないほど大きく
合焦点位置から外れることがある。このときフォーカス
制御装置の制御手段は、駆動手段によって集光レンズを
予め定める手順で駆動して、集光レンズの位置を検出手
段が検出した合焦点位置に一致させる。 媒体に記録されたデータの再生、または媒体へのデータ
の書込みが行われる前には、集光レンズは合焦点位置よ
りも記録媒体から遠ざかった第１の位置におかれてい
る。再生装置が記録媒体の再生または書込みを実行する
ように操作されると、制御手段は、駆動手段を制御し
て、集光レンズを第１の位置から記録媒体に近付く方向
に近接移動させる。 制御手段によって集光レンズの位置合わせ動作が行われ
ている間、検出手段は受光素子からの出力を得て、集光
レンズが合焦点位置に至ったか否かを常に検出してい
る。集光レンズを第１の位置から近接移動させると、い
ずれ合焦点位置を横切る。検出手段は、集光レンズが合
焦点位置を横切ると、それを示す出力を制御手段に与え
る。制御手段は、検出手段の出力が与えられた位置から
さらに集光レンズを媒体に近付く方向に近接移動させ、
第２の位置にもたらす。第２の位置は、合焦点位置から
予め定める変位量だけ、媒体に近付いた位置である。こ
れによって、集光レンズは確実に合焦点位置から記録媒
体に近付いた位置まで変位駆動される。 さらに制御手段は、第２の位置にある集光レンズを、記
録媒体から遠ざかる方向に変位移動させる。この集光レ
ンズの離反移動中にも、検出手段は集光レンズが合焦点
位置に至ったか否かを検出している。集光レンズが合焦
点位置に至ると、検出手段はそれを示す出力を導出す
る。制御手段は、検出手段の出力が与えられると、駆動
手段を制御して集光レンズの変位移動を停止させる。こ
れによって、集光レンズは合焦点位置に至る。 光学的記録媒体のうち、ミニディスクに用いられる光磁
気ディスクでは、記録層表面はポリカーボネイトなどの
透明部材で覆われ保護される。光は記録層表面だけでな
く透明部材表面においても反射する。また、光磁気ディ
スクは、記録層表面での反射率が低い。ゆえに、このよ
うなディスクからの反射光を受光するとき、透明部材表
面からの反射光と記録層表面からの反射光とを区別する
ことが困難となる。 媒体と集光レンズとの距離は、たとえば受光素子に結像
される像の光量などによって検出される。集光レンズの
位置合わせ動作において、集光レンズを媒体から遠ざけ
る方向に変位させると、透明部材表面と集光レンズとの
距離よりも先に、記録層表面と集光レンズとの距離が予
め定める距離だけ離れる。ゆえに、像の光量などの条件
を記録層表面からの反射光が先に満たし、透明部材表面
からの反射光の影響を受けにくい。したがって、確実に
記録層表面と集光レンズとの距離を予め定める距離に保
つことができる。 またこのとき、第１の位置は、駆動手段によって変位駆
動させることができる変位範囲のうち、たとえば媒体か
ら最遠の位置である。このように、集光レンズを最大に
遠ざけておくと、媒体を再生装置に設置するときに、媒
体表面と集光レンズとの距離が大きくなり、媒体と集光
レンズとが誤って接触するなどの不都合が防止される。 媒体と第１位置にある集光レンズとの距離は、媒体記録
層構造の許容誤差分などに起因して、媒体ごとに異な
る。また、媒体を装置に設置するための構成における媒
体嵌込みのがたつきなどに応じても変化する。ゆえに、
第１の位置から合焦点位置までの距離は、媒体を交換す
るたびに変化する。前述したように、集光レンズの位置
合わせ動作では、集光レンズの離反移動中に、集光レン
ズが合焦点位置を横切らなくてはならない。 制御手段は、集光レンズの近接移動中に検出した合焦点
位置を基準として第２の位置を定める。ゆえに、第１の
位置と合焦点位置との距離が変化しても、第２の位置は
確実に合焦点よりも媒体に近付く。ゆえに、第２の位置
が合焦点に近接する、または集光レンズの離反移動中に
集光レンズが合焦点位置を横切らないなどの不都合を防
止して、確実に集光レンズの位置合わせ動作を行うこと
ができる。

【００１８】また本発明は、前記制御手段は、前記集光
レンズを前記駆動手段によって前記記録媒体に近付く方
向に移動させるとき、集光レンズの変位量の時間変化率
を前記第２の位置で集光レンズの振動が抑制されるのに
十分な小さな値に選ぶことを特徴とする。 本発明に従えば、前記制御手段は、前述した集光レンズ
の位置合わせ動作において、集光レンズを前記第１の位
置から前記合焦点位置を越えて変位駆動させ、前記第２
の位置で停止させる。このとき、集光レンズの変位量の
時間変化率は、集光レンズが第２の位置で停止されたと
き、振動を生じない程度に十分小さく設定される。 従来技術のフォーカス制御装置では、集光レンズを急激
に変位させていたため、第２の位置に至った集光レンズ
が、フォーカスサーボ手段で追従できないほど大きく振
動し、位置併せが困難となることがあった。特に第２の
位置と合焦点位置との距離よりも振動の振幅が大きい
と、振動によって集光レンズが合焦点位置を媒体から遠
ざかる方向に横切ることがある。このとき、振動が収束
したときの位置が合焦点位置から離れているにも拘わら
ず、位置合わせ動作が終了されることがあった。この後
集光レンズの位置はフォーカスサーボ手段によって調整
されるけれども、振動によって刻々と変位する集光レン
ズの位置をサーボ手段が適確に調整することは困難であ
り、調整不良を生じ易い。 集光レンズの振動を抑制するために、集光レンズが第２
の位置に至った後、予め定める時間だけ第２の位置に集
光レンズを保持することもまた行われている。このとき
振動が大きければ大きいほど振動の収束時間も長くなる
ので、保持される時間内に、確実に振動が収束するとは
限らない。ゆえに、集光レンズの変位量の時間変化率を
調整して、第２の位置に集光レンズが至ったときでも振
動が生じないようにすると、確実に振動の影響を除去す
ることができる。

【００１９】また本発明は、前記駆動手段は、前記集光
レンズに固定される駆動コイルと、前記記録媒体の近接
離反方向に磁界を発生させ、コイルと磁気結合した磁気
発生手段とを備え、前記制御手段は、駆動コイルに与え
る電気信号レベルを制御して、第１および第２の位置の
間での集光レンズの位置を定め、前記駆動手段は、さら
に集光レンズに対し第１の位置に移動する方向にばね力
を与えるばね手段を備えることを特徴とする。 本発明に従えば、前記駆動手段は、駆動コイル、コイル
と磁気結合した磁気発生手段、およびばね部材とを備え
る。駆動コイルは集光レンズに固定され、制御手段から
与えられる電気信号のレベルに応じて励磁する。磁気発
生手段は、媒体の近接離反方向に磁界を発生させる。ば
ね部材は、集光レンズに対して第１の位置に移動する方
向にバネ力を与える。 集光レンズには、駆動コイルに流れる駆動電流と磁気発
生手段によって発生される磁界とによって生じる力が加
わる。この力とばね部材のバネ力とが釣り合う位置に、
集光レンズが変位される。制御手段は、コイルに与える
電気信号レベルを制御して駆動電流を調整することによ
って、容易に力の釣り合いを調整し、集光レンズの位置
を定めることができる。ゆえに、集光レンズは容易に滑
らかに変位移動することができる。

【００２０】また本発明は、前記受光素子は、複数の受
光領域を有し、前記検出手段は、前記集光レンズを含
み、集光レンズが合焦点位置にあるとき各受光領域の受
光量をほぼ等しくし、合焦点位置以外の位置にあるとき
各領域の受光量を異ならせるように集光させる光学系
と、各受光領域の出力を相互に減算する減算回路と、各
受光領域の出力を加算する加算回路と、減算手段の出力
を合焦点位置に対応する予め定める第１弁別レベルＶｒ
ｅｆ１でレベル弁別し、集光レンズが合焦点位置よりも
前記記録媒体から遠ざかった位置にあるとき第１レベル
の出力を導出し、合焦点位置よりも記録媒体に近い位置
にあるとき第２レベルの出力を導出する第１レベル弁別
手段と、加算手段の出力を合焦点位置に対応する予め定
める第２弁別レベルＶｒｅｆ２でレベル弁別し、集光レ
ンズが合焦点位置にあるとき第３レベルの出力を導出
し、合焦点位置以外の位置にあるとき第４レベルの出力
を導出する第２レベル弁別手段と、第１および第２レベ
ル弁別手段の出力に応答する判定手段であって、集光レ
ンズが第１の位置から記録媒体に近付く方向に移動され
る場合、第１レベル弁別手段の出力が第１レベルから第
２レベルに切換わり、かつ第２レベル弁別手段の出力が
第３レベルであるとき、合焦点位置を示す信号を出力
し、集光レンズが第２の位置から記録媒体から遠ざかる
方向に移動される場合、第１レベル弁別手段の出力が第
２レベルから第１レベルに切換わり、かつ第２レベル弁
別手段の出力が第３レベルであるとき、合焦点位置を示
す信号を出力しする判定手段とを含むことを特徴とす
る。 本発明に従えば、前記検出手段は、集光レンズの近接移
動時と離反移動時とでは、合焦点位置を異なる手法で検
出する。 前記受光素子は複数の受光領域を有する。前記検出手段
は、前記集光レンズを含む光学系によって、受光素子の
各領域上に、媒体の記録層表面からの反射光を結像させ
る。このとき光学系は、集光レンズが合焦点位置にある
とき、各受光領域の受光量がほぼ等しくなるように反射
光の像を結像させる。また集光レンズが合焦点位置以外
の位置にあるとき、各領域の受光量を異ならせるように
反射光の像を歪ませて結像させる。また反射光の像は、
集光レンズが合焦点に近付くほど小さくなる。受光素子
の出力は、各領域毎に減算回路および加算回路に与えら
れる。 減算回路では、各受光領域の出力を相互に減算する。減
算手段の出力は、たとえば集光レンズが合焦点位置より
も媒体から遥かに遠い位置および極めて近い位置にある
ときには、予め定めるレベルに漸近する。合焦点位置近
辺の位置であって、媒体から合焦点位置を越えて離れた
位置にあるとき、極大値および極小値のいずれか一方を
とる。集光レンズの位置が合焦点位置に一致すると、出
力は予め定めるレベルとなる。さらに合焦点位置近辺の
位置であって、レンズが合焦点位置よりも媒体に近い位
置にあるとき、出力は極大値および極小値のいずれか他
方をとる。減算回路からの出力は、非点収差法において
用いられるいわゆるフォーカスエラー信号であり、その
グラフは集光レンズの位置が合焦点位置と一致した点を
点中心として、近接方向および離反方向において点対称
となる。 減算手段の出力は第１レベル弁別手段に与えられ、合焦
点位置に対応する予め定める第１弁別レベルＶｒｅｆ１
でレベル弁別される。第１レベル弁別手段は、たとえば
減算手段の出力が第１弁別レベルＶｒｅｆ１未満である
とき第１レベルの出力を導出し、第１弁別レベルＶｒｅ
ｆ１以上であるとき第２レベルの出力を導出する。第１
レベルの出力は、集光レンズが合焦点位置よりも前記記
録媒体から遠ざかった位置にあることを示す。第２レベ
ルの出力は、集光レンズが合焦点位置よりも記録媒体に
近い位置にあることを示す。第１弁別レベルＶｒｅｆ１
は、合焦点位置に集光レンズが位置したときに、フォー
カスエラー信号がとる予め定めるレベルに極めて近いレ
ベルである。 加算回路では、受光素子の各受光領域の出力を加算す
る。加算手段の出力は、たとえば集光レンズが合焦点位
置に至るほど大きくなる。加算手段の出力は、受光素子
で受光された反射光の光量を示す。加算手段の出力は、
第２レベル弁別手段に与えられ、合焦点位置に対応する
予め定める第２弁別レベルＶｒｅｆ２でレベル弁別され
る。第２レベル弁別手段は、たとえば加算手段の出力が
第２弁別レベルＶｒｅｆ２以上であるとき第３レベルの
出力を導出し、第２弁別レベルＶｒｅｆ２未満であると
き第４レベルの出力を導出する。第３レベルの出力は、
集光レンズが合焦点位置にあることを示す。第４レベル
の出力は、集光レンズが合焦点位置以外の位置にあるこ
とを示す。第２レベルＶｒｅｆ２は、集光レンズが合焦
点位置にあるときの加算手段の出力レベルに近いレベル
である。 判定手段は、第１および第２レベル弁別手段の出力を得
て、これら出力が以下の条件を満たすとき、集光レンズ
が合焦点位置に至ると判断する。たとえば集光レンズが
第１の位置から媒体に近付く方向に移動される場合、第
１レベル弁別手段の出力が第１レベルから第２レベルに
切換わり、かつ第２レベル弁別手段の出力が第３レベル
であるとき、合焦点位置を示す信号を出力する。また集
光レンズが第２の位置から媒体から遠ざかる方向に移動
される場合、第１レベル弁別手段の出力が第２レベルか
ら第１レベルに切換わり、かつ第２レベル弁別手段の出
力が第３レベルであるとき、合焦点位置を示す信号を出
力する。 このように、集光レンズが媒体に近接または離反する動
作に応じて、判定の条件を変更する。前述した減算手段
の出力の時間変化は、集光レンズを変位駆動する方向に
応じて異なる。ゆえに、この変化を考慮することによっ
て、確実に合焦点位置を検出することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態で
あるフォーカス制御装置１１の電気的構成を示すブロッ
ク図である。フォーカス制御装置１１は、たとえばコン
パクトディスクである光学的記録媒体１３からデータを
読出し再生する記録媒体再生装置に備えられる。

【００２２】円板状の記録媒体１３には、その一方面側
にある記録層１３ａに形成される渦巻き状のトラックに
沿って、データが記録される。記録媒体再生装置におい
て、記録媒体１３は、スピンドルモータ１４によって予
め定める線速度で回転される。記録媒体１３に記録され
たデータは、ピックアップ１５によって読出される。ピ
ックアップ１５は、記録媒体１３の記録層１３ａのトラ
ックを追尾するように、スライドモータ１６によって記
録媒体１３の半径方向に変位される。

【００２３】ピックアップ１５は、光源１８、光学系１
９、集光レンズ２０、および光検出器２１を含んで構成
される。光源１８は、たとえばレーザ光である照射光を
出力する。出力された照射光は、光学系１９を経て、集
光レンズ２０に入射する。この照射光は、集光レンズ２
０によって記録媒体１３の記録層１３ａ表面に結像され
る。記録層１３ａ表面で反射した反射光は、ピックアッ
プ１５に入射する。反射光は集光レンズ２０によって集
光され、光学系１９を介して光検出器２１の受光領域上
に結像される。また、ピックアップ１５は変位装置２２
を備える。変位装置２２は、予め定める変位範囲内にお
いて、記録媒体１３の近接離反方向に集光レンズ２０を
変位させる。

【００２４】集光レンズ２０の変位量は、フォーカス制
御装置１１によって定められる。フォーカス制御装置１
１は、ピックアップ１５からの出力に基づいて、フォー
カスサーチ動作およびフォーカスサーボ動作をそれぞれ
行う。フォーカスサーチ動作とは、集光レンズ２０の合
焦点位置を検出し、レンズ２０をその位置に至らしめる
動作である。フォーカスサーボ動作とは、集光レンズ２
０が常に合焦点位置に保たれるように、集光レンズ２０
の位置の徴調整を行う動作である。合焦点位置とは、集
光レンズ２０の変位範囲内において、記録媒体１３の記
録層１３ａ表面から予め定める第１の距離だけ遠ざかっ
た位置である。集光レンズ２０が合焦点位置にあると
き、ピックアップの光源１８から照射され集光レンズ２
０を介して記録媒体１３の記録層１３ａ表面に結像され
る照射光の像が最小となり、照射光の焦点が記録層１３
ａ表面に一致する。

【００２５】図２は、ピックアップ１５の構成を簡略化
して示す斜視図である。フォーカスサーチ動作およびフ
ォーカスサーボ動作には、たとえば非点収差法が用いら
れる。非点収差法における光学系１９は、偏光ビームス
プリッタ２６およびシリンドリカルレンズ３０を含む。

【００２６】光源１８と集光レンズ２０との間であっ
て、光源１８と集光レンズ２０の中心を通る光軸２５上
に、偏光ビームスプリッタ２６が設置される。矢符２８
で示す光軸２５と平行な方向を、以後「ｙ方向」と称す
る。スプリッタ２６は、偏光方向がスプリッタ２６の入
射面に平行である光だけを通過させ、偏向方向が入射面
に垂直である光は、偏光方向が入射面と平行である光の
出射方向と垂直な方向に反射させる。また、集光レンズ
２０と偏光ビームスプリッタ２６との間の光軸２５上
に、１／４波長板が挿入されることがある。１／４波長
板は、直線偏光の波を円偏光の波に変換する。

【００２７】偏光ビームスプリッタ２６から垂直方向に
反射される光の経路にシリンドリカルレンズ３０が備え
られる。シリンドリカルレンズ３０は、光の入射面であ
る対象面３１が平面であり、出射面３２が一方方向にだ
け円弧状に弯曲する略半円柱状の形状を有する。シリン
ドリカルレンズ３０は、光の入射方向に対して個々に直
交し、かつ相互に直交する一方および他方方向に対し、
出射面３２で円弧状に弯曲する一方方向にだけレンズと
して働く。矢符３４で示すシリンドリカルレンズの一方
方向に平行な方向を、「ｘ方向」と称する。他方方向
は、ｙ方向に平行な方向である。光が入射するシリンド
リカルレンズ３０の対象面３１の法線方向に沿う法線軸
３６は、光軸２５と直交する。矢符３８で示す法線軸３
６と平行な方向を、以後「ｚ方向」と称する。

【００２８】法線軸３６の延長線上であってシリンドリ
カルレンズ３０の出射面３２側には、光検出器２１が配
置される。光検出器２１は、たとえば平板状の受光領域
を４分割した４分割フォトダイオードで実現される。光
検出器１９の受光領域は、たとえば正方形であり、この
受光領域が同一形状同一面積に４分割される。たとえば
分割領域４１〜４４は、、正方形の受光領域の中心２１
ａを通り各辺に平行な線で縦横に区分されて形成され
る。

【００２９】法線軸３６は、光検出器２１の受光領域の
面と直交し、かつ分割領域４１〜４４の中心であり、受
光領域の中心である点２１ａを通る。さらにシリンドリ
カルレンズ３０の法線軸３６と直交する対称軸線４５
と、光検出器２１の正方形の受光領域の対角線４６と
は、どちらもｙ方向に平行である。

【００３０】光源１８から出力される照射光の偏光方向
は、偏光ビームスプリッタ２６の入射面に平行な方向と
一致している。ゆえに照射光はスプリッタ２６を通過
し、１／４波長板で偏向の種類が変換される。この光は
集光レンズ２０で収束されて、記録媒体１３の記録層１
３ａ表面に、この表面と光軸２５とが交わる点を中心と
して結像する。

【００３１】前述した照射光は、記録媒体１３の記録層
１３ａ表面において反射されるとき、その表面に形成さ
れるピットによって強度変調される。この反射光は、集
光レンズ２０に戻る。また、記録媒体１３が光磁気ディ
スクであるとき、照射光は、記録層１３ａが帯磁してい
る磁場の方向に応じて円偏光の偏光方向が変化されて集
光レンズ２０に戻る。

【００３２】集光レンズ２０で集約された光は、光学系
１８に入射する。光学系１８では、たとえば１／４波長
板において円偏光が直線偏光に変換される。直線偏光の
方向は、前述した光が照射されるときに１／４波長板を
通過したときの偏光方向と直交する方向になる。１／４
波長板を通過した光は、偏光ビームスプリッタ２６に入
射する。このとき入射する光は光の入射面に対し垂直な
方向に偏光しているので、照射光の光軸２５と垂直な法
線軸３６に沿う方向に反射される。この反射光は、シリ
ンドリカルレンズ３０によって光検出器２１の各分割領
域４１〜４４上に結像される。

【００３３】シリンドリカルレンズ３０はｘ方向にだけ
レンズとして働く。ゆえにレンズ３０を通過した光の成
分のうち、ｘ方向成分はｙ方向成分よりもシリンドリカ
ルレンズ３０から遠い位置で１点に集光する。図３
（１）は、ｘ方向から見たシリンドリカルレンズ３０を
通過した反射光の光経路を示す図である。すなわち、ｙ
方向の成分の経路を示す。ｙ方向成分は、法線軸３６上
の点ＰＡにおいて一点に集光する。ｘ方向成分は、法線
軸３６上の点ＰＢにおいて一点に集光する。点ＰＡで
は、ｘ方向成分は一点に集光していない。同様に点ＰＢ
ではｙ方向成分は一点に集光していない。

【００３４】ゆえに、たとえば点ＰＡにおいて法線軸３
６と直交する平面に投影される反射光の投影像はｘ方向
に平行な線分となる。同様に点ＰＢにおいて法線軸３６
と直交する平面に投影される反射光の投影像はｙ方向に
平行な線分となる。点ＰＡ，ＰＢ間の中点である点ＰＪ
では、ｘ方向およびｙ方向成分の収束の度合いが等しく
なり、反射光の投影像が真円となる。

【００３５】光検出器２１は、集光レンズ２０が変位範
囲Ｗ１の合焦点位置ＤＰにあるとき、その受光領域が点
ＰＪにおいて法線軸３６と直交する平面と一致するよう
に配置される。すなわち、集光レンズ２０が合焦点位置
ＤＰにあるとき、反射光は光検出器２１の受光領域面上
に最大輝度で真円となるように結像される。図３（３）
は、受光領域上に反射光が結像される光検出器２１の正
面図である。反射光が投影される領域を、斜線を付して
示す。このとき像の中心は検出器２１の分割領域４１〜
４４の対角線の交点である点２１ａと一致し、各分割領
域４１〜４４の投影像が等面積となる。

【００３６】集光レンズ２０が記録媒体１３の記録層１
３ａ表面に近づき合焦点位置ＤＰよりも記録媒体１３に
近い範囲Ｗ２にあるとき、光検出器２１の受光領域は、
点ＰＪよりも点ＰＢに近づく。図３（２）は、点ＰＢ，
ＰＪ間の点ＰＮにおいて、受光領域上に反射光が結像さ
れる光検出器２１の正面図である。反射光が投影される
領域を、斜線を付して示す。反射光の投影像は、長軸が
ｙ方向に平行な楕円となる。このとき、分割領域４１〜
４４において、分割領域４１，４４のほうが分割領域４
２，４３よりも受光面積が広い。

【００３７】また、集光レンズ２０が記録媒体１３の記
録層１３ａ表面から遠ざかり合焦点位置ＤＰよりも記録
媒体１３から遠い範囲Ｗ３にあるとき、光検出器２１の
受光領域は、点ＰＪよりも点ＰＡに近づく。図３（４）
は、点ＰＡ，ＰＪ間の点ＰＦにおいて、受光領域上に反
射光が結像される光検出器２１の正面図である。反射光
が投影される領域を、斜線を付して示す。反射光の投影
像は、長軸がｘ方向に平行な楕円となる。このとき、分
割領域４１〜４４において、分割領域４１，４４のほう
が分割領域４２，４３よりも受光面積が狭い。

【００３８】反射光の投影像は点ＰＪで最小となり、輝
度が最大となる。また点ＰＡよりもシリンドリカルレン
ズ３０から遠ざかる程、および点ＰＢよりもシリンドリ
カルレンズ３０に近づく程、反射光の投影像は大きくな
り、光検出器２１の受光領域よりも大きくなる。このと
き、各分割領域４１〜４４の受光量は等しくとも、点Ｐ
Ｊでの投影像と比較して、分割領域４１〜４４での受光
量の総和量が小さくなる。すなわち、集光レンズ２０が
合焦点位置ＤＪに近づくほど、分割領域４１〜４４の受
光量の総和値が大きくなり、合焦点位置ＤＪで最大とな
る。

【００３９】再び図１を参照する。光検出器２１の各分
割領域４１〜４４からの出力は、ピックアップ１５から
の出力として、データ処理のため構成およびフォーカス
制御のための構成に与えられる。

【００４０】光検出器２１の分割領域４１，４４の出力
は、加算器５１に与えられ加算される。光検出器２１の
分割領域４２，４３の出力は、加算器５２に与えられ加
算される。すなわち、分割領域４１〜４４のうち、法線
軸３６が通る中心２１ａを通りｘ方向に沿う対角線上の
分割領域４１，４４の出力を加算する。同様に、中心２
１ａを通りｙ方向に沿う対角線上の分割領域４２，４３
の出力を加算する。図３（２）〜図３（４）に示すよう
に、集光レンズ２０が合焦点位置からずれると、光検出
器２１に投影される投影像はｘ方向およびｙ方向に長軸
および短軸のそれぞれが平行となる楕円となる。ゆえに
光検出器２１において、分割領域４１，４４および分割
領域４２，４３は、受光量がそれぞれ同じように変化す
る。

【００４１】加算器５１，５２からの出力は、それぞれ
減算器５４および加算器５５に与えられる。減算器５４
では、加算器５２の出力レベルＶＢから加算器５１の出
力レベルＶＡが減算される。減算器５４からの出力（Ｖ
Ｂ−ＶＡ）は、後述するフォーカスエラー信号ＦＥであ
る。

【００４２】減算器５４から出力されるフォーカスエラ
ー信号ＦＥは、比較器５８の非反転端子に与えられる。
比較器５８の反転端子は、電源ライン５９と接地ライン
との間に直列に介在された抵抗Ｒ１，Ｒ２の間の接続点
ｐ１に接続される。電源ライン５９には、基準電圧レベ
ルＶｃｃの基準電圧が印加される。比較器５８の反転端
子には、予め定める弁別レベルＶｒｅｆ１の印加電圧が
与えられる。予め定める弁別レベルＶｒｅｆ１は、基準
電圧レベルＶｃｃを抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値ｒ１，ｒ２
において分圧したレベルである。比較器５８は、は、フ
ォーカスエラー信号ＦＥが予め定める弁別レベルＶｒｅ
ｆ１以上であるときにハイレベルの出力を導出し、とな
り、弁別レベルＶｒｅｆ１未満であるときにローレベル
の出力を導出する。比較器５８の出力は、後述するフォ
ーカスゼロクロス信号ＦＺＣである。

【００４３】加算器５５では、加算器５１，５２からの
出力を加算する。加算器５５からの出力は、反射光の総
和光量を示す高周波（ＲＦ）信号である。高周波信号
は、記録媒体１３の記録層１３ａ表面のピットの有無に
対応して、そのレベル（ＶＡ＋ＶＢ）が変化する。加算
器５５の出力は、導線６０を介してデータ処理のための
構成に与えられる。データ処理のための構成では、加算
器５５の出力をＥＦＭ復調し、誤り訂正して、デジタル
信号であるデータを再生する。たとえば記録媒体１３に
音響が記録されるとき、再生されたデータをデジタル／
アナログ変換してアナログ信号とした後に、スピーカか
ら音響として出力する。

【００４４】また、加算器５５からの出力は、比較器６
２の非反転端子に与えられる。比較器６２の反転端子
は、電源ライン５９と接地ラインとの間に直列に介在さ
れる抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点ｐ２に接続される。比較器
６２の反転端子には、予め定める弁別レベルＶｒｅｆ２
の印加電圧が与えられる。予め定める弁別レベルＶｒｅ
ｆ２は、電源ライン５９に印加される基準電圧レベルＶ
ｃｃを、抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値ｒ３，ｒ４で分圧した
レベルである。比較器６２は、加算器５５からの高周波
信号のレベル（ＶＡ＋ＶＢ）が予め定める基準レベルＶ
ｒｅｆ２以上であるとき、ハイレベルの出力を導出す
る。高周波信号のレベル（ＶＡ＋ＶＢ）が、予め定める
基準レベルＶｒｅｆ２未満であるとき、ローレベルの出
力を導出する。比較器６２の出力は、後述する光量信号
ＦＯＫである。

【００４５】比較器５８から出力されるフォーカスゼロ
クロス信号ＦＺＣは、処理回路６４に与えられる。また
比較器６２から出力される光量信号ＦＯＫもまた処理回
路６４に与えられる。処理回路６４では、後述するよう
に、集光レンズ２０を記録媒体１３の近接離反方向に変
位させつつ、そのときのフォーカスゼロクロス信号ＦＺ
Ｃおよび光量信号ＦＯＫに基づいて、集光レンズ２０の
合焦点位置を検出する。処理回路６４は、検出した合焦
点位置に基づいて変位装置２２を駆動させ、集光レンズ
２０の位置を記録媒体１３の近接離反方向の予め定める
変位範囲内において変位させる。

【００４６】図４は、集光レンズ２０および変位装置２
２の構成を簡略化して示す斜視図である。集光レンズ２
０は、たとえば底面および上面が抜かれた直方体の枠で
ある保持部材７０によって保持される。保持部材７０に
は、たとえば渦巻きばねおよび弾性体の線材で実現され
るばね部材７２の一方端が取付けられる。ばね部材７２
の他方端は、たとえばフォーカス制御装置１１の筺体の
一部に取付けられ固定される。ばね部材７２は矢符７３
ａで示す記録媒体１３の離反方向にばね力を及ぼして支
持する。保持部材７０および集光レンズ２０が予め定め
る待機位置にあるとき、ばねの伸びが最小となる。一般
的に集光レンズ２０は、記録媒体１３の記録層１３ａの
鉛直下方側に取付けられることが多い。ゆえに保持部材
７０は、保持部材７０および集光レンズ２０の自重によ
って、図４の実線で示す待機位置から２点破線７４で示
す位置まで、鉛直方向下方に微小量だけ低下しているこ
とがある。

【００４７】保持部材７０の一部には、コイル７６が固
定される。コイル７６は、棒状の永久磁石７７に巻回さ
れる。永久磁石７７は、その長手方向が記録媒体１３の
近接離反方向、すなわち図２で示す光軸２５と平行な方
向に沿うように取付けられる。永久磁石７７は、長手方
向の一方端７７ａがたとえばＮ極であり、他方端７７ｂ
がＳ極である。ばね部材７２、コイル７６および永久磁
石７３は、変位装置２２に含まれる。

【００４８】再び図１を参照する。コイル７６の一方端
は、増幅回路７９および切換えスイッチ８０の一方端子
８１を介して処理回路６４に接続される。コイル７６の
他方端は接地される。コイル７６は、処理回路６４から
切換えスイッチ８０、および増幅回路７６を経て与えら
れる駆動電圧の電圧レベルに応じて励磁する。これによ
って、コイル７６を記録媒体の近接方向に変位させる力
が生じる。ゆえに集光レンズ２０は、永久磁石７７の長
手方向、すなわち記録媒体１３の近接離反方向に沿っ
て、コイル７６を変位させる力とばね部材７２のばね力
とが釣合う位置までに変位する。変位装置２２は、コイ
ル７６に印加される駆動電圧が増加するほど、集光レン
ズ２０を記録媒体１３に近付ける近接方向に変位させ
る。

【００４９】処理回路６４はまた、切換えスイッチ８０
の一方端子８１および他方端子８２を切換えるように制
御する。切換えスイッチ８０の他方端子８２には、位相
補償回路８４からの出力が与えられる。位相補償回路８
４には、減算器５４からのフォーカスエラー信号ＦＥが
増幅回路８５を介して与えられる。切換えスイッチ８０
が他方端子８２に切換えられるとき、光源１８、光学系
１９、集光レンズ２０、光検出器２１、減算器５４、増
幅回路８５、位相補償回路８４、増幅回路７９、および
コイル７６は、負帰還回路であるフォーカスサーボ回路
を形成する。

【００５０】記録媒体１３からピックアップ１５がデー
タを読出すとき、記録媒体１３の面ブレなどが生じる
と、記録媒体１３の記録層１３ａ表面と集光レンズ２０
との距離が変化して、照射光の焦点が記録層１３ａ表面
からずれることがある。フォーカスサーボ回路では、こ
の距離のずれに応じたフォーカスエラー信号ＦＥの変動
に基づいて、位相補償回路８４においてコイル７６に印
加する駆動電圧の電圧レベルを調整する。これによっ
て、集光レンズ２０と記録層１３ａ表面との距離が常に
予め定める第１の距離を保ち、照射光の焦点が記録媒体
１３の記録層１３ａ表面と一致するように制御する。

【００５１】図５は、図１のフォーカス制御装置１１を
用いて、集光レンズ２０の合焦点位置を検出し調整する
フォーカスサーチ動作を説明するためのフローチャート
である。図６は、図５で示すフォーカスサーチ動作にお
いて、コイル７６に印加される駆動電圧の時間変化を示
すグラフである。

【００５２】フォーカスサーチ動作は、たとえばフォー
カス制御装置１１を含む記録媒体再生装置への電源投入
時、記録媒体１３のデータの読出し動作開始直前時、お
よび記録媒体１３へのデータの書込み動作開始直前時に
行われる。また、再生装置に振動などの外乱が加わり、
フォーカスサーボ回路におけるコイル７６への駆動電圧
の調整が困難となったときにも行われる。このように調
整が困難となったとき、処理回路６４は一旦コイル７６
への駆動電圧の印加を停止して、集光レンズ２０を待機
位置に戻す。待機位置とは、コイル７６に駆動電圧が与
えられていない状態での位置であり、たとえば図２に示
す斜視図では２点鎖線７４で示す位置である。待機位置
は、合焦点位置よりも記録媒体１３の記録層１３ａ表面
から遠い位置である。

【００５３】処理回路６４によって切換えスイッチ８０
が他方端子８２から一方端子８１に切換えられると、ス
テップａ１からステップａ２に進む。ステップａ２で
は、変位装置２２を用いて、集光レンズ２０を待機位置
から記録媒体１３に近付く近接方向に変位させる。この
とき処理回路６４は、０Ｖである状態から予め定める時
間変化率でコイル７３に印加する駆動電圧を増加させ、
集光レンズ２０を記録媒体１３に近付ける。このとき駆
動電圧の時間変化率は、任意に設定される。たとえば駆
動電圧は、図６の実線９１に示すように、電圧レベルを
微小量ずつ複数の段階に分けて順次増加させるように選
ばれる。また、駆動電圧をほぼ瞬時に大きく増加させて
予め定める電圧レベルに達するように、時間変化率を大
きくしてもよい。処理回路６４は、駆動電圧を増加させ
つつ、比較器５８から出力されるフォーカスゼロクロス
信号ＦＺＣのレベル変化を検出する。

【００５４】図７は、集光レンズ２０を記録媒体１３の
近接方向に変位させるときに得られるフォーカスエラー
信号ＦＥおよびフォーカスゼロクロス信号ＦＺＣの時間
変化を示すグラフである。図７（１）はフォーカスエラ
ー信号ＦＥの時間変化を示す。図７（２）はフォーカス
ゼロクロス信号ＦＺＣの時間変化を示す。

【００５５】集光レンズ２０が記録媒体１３から合焦点
位置よりも遠い位置にあるとき、フォーカスエラー信号
ＦＥのレベルは正側から０レベルに漸近する。集光レン
ズ２０を前述した待機位置から記録媒体１３への近接方
向に変位させると、フォーカスエラー信号ＦＥのレベル
は増加し始め、合焦点位置に予め定める第２の距離だけ
近付いたときに信号ＦＥのレベルが極大レベルＶｍとな
る。さらに集光レンズ２０を近接方向に変位させると信
号ＦＥのレベルは低下しはじめ、合焦点位置で０レベル
となる。

【００５６】合焦点位置を超えてさらに記録媒体１３へ
の近接方向に集光レンズ２０を変位させると、フォーカ
スエラー信号ＦＥのレベルはさらに減少し、合焦点位置
から予め定める第２の距離だけ超えた位置において極小
レベル（−Ｖｍ）となる。この位置からさらに近接方向
に変位させると信号ＦＥのレベルは増加し始め、媒体１
３に極めて近付いた位置では、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅのレベルは負側から０レベルに漸近する。このよう
に、フォーカスエラー信号ＦＥは、集光レンズ２０が合
焦点位置に至ったときに０となり、その前後で位置に応
じてレベル変化するＳ字特性を示す。

【００５７】フォーカスゼロクロス信号ＦＺＣは、フォ
ーカスエラー信号ＦＥが増加し始めた時間Ｔ１２におい
てローレベルからハイレベルに立上がる。信号ＦＺＣ
は、時刻ｔ１２からハイレベルを保ち、信号ＦＥのレベ
ルが極大値に至った後に低下して０に近づいた時刻ｔ１
３においてハイレベルからローレベルに立下がる。時刻
ｔ１３は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが０とな
る時刻ｔ１４に極めて近い。

【００５８】前述した予め定める弁別レベルＶｒｅｆ１
は、０レベルより微小量だけ大きいレベルに設定され
る。フォーカスエラー信号ＦＥは、集光レンズ２０の位
置が合焦点位置から極めて離れているとき、そのレベル
は０レベルに漸近する。このとき、比較器５８で比較す
べき基準レベルＶｒｅｆ１の値を０レベルとして比較を
行うと、すると、信号ＦＥのレベルが０レベルに漸近す
る範囲において、比較結果が不定となるおそれがある。
本実施形態のように、フォーカスエラー信号ＦＥを０レ
ベル以外のレベルである基準電圧レベルＶｒｅｆ１とを
比較すると、比較結果が不定となることを防止すること
ができる。

【００５９】予め定める基準電圧レベルＶｒｅｆ１は、
フォーカスエラー信号ＦＥの極小値（−Ｖｍ）以上極大
値Ｖｍ以下であり、かつ０レベル以外のレベルから選ば
れる。さらに、フォーカスエラー信号ＦＥが、弁別レベ
ルＶｒｅｆ１となる時刻ｔ１３が、フォーカスエラー信
号ＦＥが０となる時刻ｔ１４から大きく離れないように
選ばれる。たとえば、基準電圧レベルＶｒｅｆ１は、０
レベルと極大レベルまたは極小レベルとの間の中間の値
が選ばれる。

【００６０】再び図５を参照する。ステップａ２におい
て、集光レンズ２０を記録媒体１３への近接方向に変位
させるとステップａ３に進む。ステップａ３では、フォ
ーカスゼロクロス信号ＦＺＣのレベルがローレベルから
ハイレベルに立上がったか否かが判断される。立上がっ
ていないときは再度ステップａ３に戻り、立上がるまで
判断を繰返す。

【００６１】時刻ｔ１２においてフォーカスゼロクロス
信号ＦＺＣがローレベルからハイレベルに立上がると、
ステップａ３からステップａ４に進む。ステップａ４で
は、フォーカスゼロクロス信号ＦＺＣがハイレベルから
ローレベルに立下がったか否かが判断される。立下がっ
ていないときには、再びステップａ４に戻り、立下がる
まで判断を繰り返す。時刻ｔ１３おいてフォーカスゼロ
クロス信号ＦＺＣがハイレベルからローレベルに立下が
るとき、集光レンズ２０は合焦点位置にあると判断され
る。フォーカスゼロクロス信号ＦＺＣが立下がると、ス
テップａ４からステップａ５に進む。

【００６２】ステップａ５では、時刻ｔ１３においてコ
イル７６に印加されている駆動電圧Ｖｉｎに基づいて、
以後コイル７６に印加するべき駆動電圧の目標レベルを
設定する。すなわち、集光レンズ２０が合焦点位置に有
るときの駆動電圧Ｖｉｎを基準として駆動電圧の目標レ
ベルを決定する。コイル７６に目標レベルの駆動電圧を
印加したとき、集光レンズ２０は合焦点位置よりも記録
媒体１３に近い初期位置に変位される。駆動電圧の目標
レベルは、以下の式で示される。

【００６３】 目標レベル＝(現在の駆動電圧のレベルＶｉｎ)＋(加算電圧レベルＶα) …（１） 加算電圧レベルＶαは、集光レンズ２０を予め定める変
位量だけ近接方向に変位させることができる大きさの電
圧であり、その値は予め定められている。予め定める変
位量は、たとえばレンズ２０の振動などの外乱によっ
て、集光レンズ２０の位置が変位する変位量以上に設定
される。

【００６４】ステップａ５において駆動電圧の目標レベ
ルを設定すると、ステップａ６に進む。ステップａ６で
は、設定した目標レベルの駆動電圧をコイル７６に印加
する。駆動電圧のレベルは、たとえばステップａ５にお
いて設定された目標レベルまで急激に増加される。これ
によって、集光レンズ２０は、合焦点位置よりも記録媒
体の近接方向の位置であるフォーカスサーチ動作の初期
位置に変位される。集光レンズ２０が初期位置に至る
と、ステップａ６からステップａ７に進む。

【００６５】ステップａ７では、保持時間の計測が開始
される。保持時間の計測を開始するとステップａ７から
ステップａ８に進む。ステップａ８では、保持時間Ｗ１
が経過したか否かが判断される。していないときにはス
テップａ８に進み、経過し終わるまで判断を繰返す。

【００６６】集光レンズ２０には、前述したようにばね
部材７２によってばね力が加えられて支持される。駆動
電圧を大きく変化させて集光レンズ２０を急激に変位さ
せると、ばね部材７２に加わった力の反動などによっ
て、集光レンズ２０が振動することがある。集光レンズ
２０が振動しているとき、フォーカスサーチ動作を正常
に行うことが困難となる。ゆえに集光レンズ２０を初期
位置に変位させた後、予め定める保持時間Ｗ１１だけレ
ンズ２０を初期位置において停止させ、振動が減衰して
収束するのを待つ。たとえばコイル７３が集光レンズ２
０を合焦点位置から最大０．９ｍｍだけ記録媒体の近接
方向に変位させることができるとき、この保持時間Ｗ１
１は１００ｍｓに設定される。

【００６７】保持時間Ｗ１１が経過し時刻ｔ１５に至る
と、ステップａ８からステップａ９に進む。ステップａ
９では、集光レンズ２０を記録媒体１３の離反方向に変
位するように、時刻ｔ１５から駆動電圧のレベルを徐々
に低下させる。

【００６８】図８は、集光レンズ２０を記録媒体１３の
離反方向に変位させるときに得られる光量信号ＦＯＫ、
フォーカスエラー信号ＦＥ、およびフォーカスゼロクロ
ス信号ＦＺＣの時間変化を示すグラフである。図８
（１）は光量信号ＦＯＫの時間変化を示す。図８（２）
はフォーカスエラー信号ＦＥの時間変化を示す。図８
（３）はフォーカスゼロクロス信号ＦＺＣの時間変化を
示す。

【００６９】前述した加算器５５から出力される高周波
信号のレベルは、集光レンズ２０の変位方向に拘わら
ず、その位置が合焦点位置に近いほど大きい。前述した
比較回路６２において、弁別レベルＶｒｅｆ２は、集光
レンズ２０が予め定める第３の距離だけ合焦点位置に接
近したとき出力される高周波信号のレベルと同程度のレ
ベルに設定される。

【００７０】集光レンズ２０を記録媒体１３から離れる
離反方向に変位させるとき、光量信号ＦＯＫはレンズ２
０が合焦点位置よりも第３の距離だけ媒体１３に近い位
置に至る時刻１８において、ローレベルからハイレベル
に立上がる。さらにレンズ２０を離反方向に変位させる
と、光量信号ＦＯＫはハイレベルを保ち、レンズ２０が
合焦点位置よりも第３の距離だけ媒体から遠ざかった位
置に至る時刻ｔ１８において、ハイレベルからローレベ
ルに立下がる。

【００７１】フォーカスエラー信号ＦＥは、前述した図
７（１）に示すフォーカスエラー信号ＦＥの時間経過を
逆転したＳ字特性を示す。すなわち初期位置から集光レ
ンズ２０が記録媒体１３の離反方向に変位されると、信
号ＦＥのレベルは０レベルに負側から漸近したレベルか
らさらに低下し始め、レンズ２０が合焦点位置よりも予
め定める第２の距離だけ媒体１３に近い位置で極小レベ
ル（−Ｖｍ）に至る。さらに離反方向に変位させると、
レベルが増加し始め、レンズ２０が合焦点位置に至った
ときにに０レベルとなる。さらにレンズ２０を離反方向
に変位させると、レンズ２０が合焦点位置よりも予め定
める第２の距離だけ媒体１３から遠ざかった位置に至る
まで増加しして極大レベルＶｍに至る。さらに離反方向
に変位させると、レベルが低下して正側から０レベルに
漸近する。

【００７２】フォーカスゼロクロス信号ＦＺＣは、フォ
ーカスエラー信号ＦＥのレベルが弁別レベルＶｒｅｆ１
以上である間、ハイレベルを保つ。集光レンズ２０を媒
体１３の離反方向に変位させるとき、集光レンズ２０の
位置が合焦点位置に至った直後の時刻ｔ１９にフォーカ
スエラー信号ＦＥのレベルが弁別レベルＶｒｅｆ１に至
る。このとき、フォーカスゼロクロス信号ＦＺＣは、ロ
ーレベルからハイレベルに立上がる。時刻ｔ１９におい
て、光量信号ＦＯＫはハイレベルを保つ。ゆえに、処理
回路６４は、ゼロクロス信号ＦＺＣがローレベルからハ
イレベルに立上がり、かつ光量信号ＦＯＫがハイレベル
である時刻ｔ１９において、集光レンズ２０の位置が合
焦点位置に至ったと判断する。

【００７３】再び図５を参照する。集光レンズを記録媒
体１３の離反方向に変位させ始めると、ステップａ９か
らステップａ１０に進む。ステップａ１０では、光量信
号ＦＯＫがハイレベルであるか否かが判断される。そう
でないときにはステップａ１０に戻り、光量信号ＦＯＫ
がハイレベルとなるまで判断を繰返す。ハイレベルとな
るとステップａ１０からステップａ１１に進む。ステッ
プａ１１では、フォーカスゼロクロス信号ＦＺＣがロー
レベルからハイレベルに立上がったか否かが判断され
る。立上がっていないときにはステップａ１１に戻り、
立上がるまで判断を繰返す。フォーカスゼロクロス信号
ＦＺＣがローレベルからハイレベルに立上がると、集光
レンズ２０が合焦点位置に至ったと判断される。このと
きにステップａ１１からステップａ１２に進み、当該フ
ローチャートの処理動作を終了する。

【００７４】当該フローチャートの処理動作が終了する
と、処理回路６４は、変位装置２２のコイル７３に印加
する駆動電圧のレベルを、集光レンズ２０が合焦点位置
に至ったときのレベルＶｉｎに固定する。さらに切換え
スイッチ４２を一方端子４３から他方端子４８に切換え
る。この後集光レンズ２０の位置は、フォーカスサーボ
回路によって調整される。

【００７５】このように、集光レンズ２０を待機位置か
ら初期位置まで変位させるときに合焦点位置を検出し
て、その合焦点位置よりも集光レンズ２０が記録媒体１
３に近付くように、コイル７６に印加する駆動電圧目標
レベルを設定する。これによって、集光レンズ２０の初
期位置は必ず合焦点位置よりも記録媒体１３に近付く。
ゆえに、初期位置から集光レンズ２０を記録媒体１３の
離反方向に徐々に変位させるとき、集光レンズ２０は必
ず合焦点位置を通過する。これによって、確実に集光レ
ンズ２０を合焦点位置に変位させることができる。

【００７６】図９は、本発明の第２実施形態のフォーカ
ス制御装置において、集光レンズのコイル７３に印加さ
れる駆動電圧を示すグラフである。本実施形態のフォー
カス制御装置は、第１実施形態のフォーカス制御装置１
１と同様の構成を有する。このフォーカス制御装置にお
けるフォーカスサーチ処理動作は、図５のフローチャー
トに従って行われる。

【００７７】処理回路は、時刻ｔ１１から駆動電圧をコ
イルに印加し始める。処理回路は、駆動電圧を印加する
と同時に、フォーカスエラー信号ＦＺＣの立上がりおよ
び立下がりの変化を検出し、合焦点位置を検出する。合
焦点位置を検出すると、そのときコイルに印加されてい
る駆動電圧に基づいて、駆動電圧の目標レベルを設定す
る。

【００７８】駆動電圧の目標レベルが設定されると、処
理回路は、駆動電圧を予め定める時間内に徐々に増加さ
せる。この駆動電圧の時間変化率は、たとえば待機位置
から合焦点位置を検出するまで集光レンズを記録媒体の
近接方向に変位させるときの駆動電圧の時間変化率と等
しい。処理回路は、たとえば駆動電圧を予め定める単位
時間毎に予め定める単位レベルずつ増加させて、緩やか
に増加させる。すなわち、駆動電圧の時間変化は、階段
状になる。

【００７９】図１０は、処理回路における各時間毎の駆
動電圧を決定するための電圧決定動作を示すフローチャ
ートである。集光レンズが待機位置に戻されると、ステ
ップｂ１からステップｂ２に進む。ステップｂ２では、
駆動電圧の初期レベルが設定される。初期レベルは、た
とえば０Ｖに設定される。初期レベルが設定されると、
ステップｂ２からステップｂ３に進む。ステップｂ３で
は、経過時間を計数するカウンタＴの初期値が設定され
る。この初期値は、たとえば０秒に設定される。カウン
タＴの設定が終了すると、ステップｂ３からステップｂ
４に進む。

【００８０】ステップｂ４では、単位時間Ｎが経過した
か否かが判断される。単位時間は、たとえば秒単位であ
る。経過していないときにはステップｂ４に戻り、経過
するまでこの判断を繰返す。単位時間Ｎが経過すると、
ステップｂ４からステップｂ５に進む。ステップｂ５で
は、前述したカウンタＴに単位時間Ｎを加算して更新す
る。カウンタＴの更新が終了するとステップｂ６に進
み、コイルに対する駆動電圧の値を更新する。

【００８１】駆動電圧の値は、たとえばそれまでコイル
に印加されている駆動電圧のレベルに予め定められる駆
動電圧の単位時間値の変化量を加算した値である。この
単位時間あたりの変化量、すなわち１ステップ毎の駆動
電圧の単位加算レベルは予め定めるレンズの変位量の時
間変化率に応じて定められる。レンズの変位量の時間変
化率は、集光レンズを待機位置から初期位置まで変位さ
せたときに、レンズに生じる振動を抑制することができ
る程度に小さく抑えられる。

【００８２】このように駆動電圧が更新されると、更新
された駆動電圧がコイルに印加される。コイルに新しい
駆動電圧が印加されるとステップｂ６からステップｂ７
に進む。ステップｂ７では、カウンタＴの値が予め定め
る目標時間Ｘを超えたか否かが判断される。目標時間Ｘ
は、予め定める時間変化率で駆動電圧を増加させるとき
に、駆動電圧のレベルが集光レンズの近接移動中に設定
した目標レベルに至るのに必要な時間である。たとえ
ば、単位変化量ごとに階段状にレベルを増加させると
き、目標時間Ｘは、（目標レベル／単位加算レベル）で
求められる。

【００８３】カウンタＴの値が目標時間Ｘを超えていな
いときにはステップｂ４に戻り、単位時間Ｎ経過後に再
び駆動電圧のレベルを更新する。カウンタＴの値が目標
時間Ｘを超えているとき、ステップｂ７からステップｂ
８に進み、当該フローチャートの処理を終了する。その
後、集光レンズは予め定める保持時間Ｗ１ａだけ初期位
置に保持される。

【００８４】このように、集光レンズを第１実施形態で
の集光レンズ２０の変位動作よりもゆっくりと変位させ
る。これによって、初期位置に至ったときの集光レンズ
の振動を抑制することができる。ゆえに、初期位置に集
光レンズを保持する保持時間Ｗ１ａは、第１実施形態の
保持時間Ｗ１よりも短くすることができる。

【００８５】駆動電圧の時間変化率は、たとえば集光レ
ンズが合焦点位置に至った後に初期位置まで変位され、
初期位置において予め定める保持時間Ｗ１ａだけ保持し
ている間に、集光レンズの振動が収まる程度に設定され
る。ゆえに、合焦点位置から初期位置までレンズを移動
させる変位時間Ｗｘと、初期位置における集光レンズの
保持時間Ｗ１１ａとが加算された変位時間Ｗ１３は、少
なくとも第１実施形態における変位時間Ｗ１２よりも短
く設定される。このように、集光レンズのコイルに対す
る駆動電圧を緩やかに増加させることによって、レンズ
の振動を抑制することができる。

【００８６】図１１は本発明の第３実施形態におけるフ
ォーカス制御装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。このフォーカス制御装置１０１は、図１のフォーカ
ス制御装置１１と類似の構成を有し、同一の動作を行う
構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。フォ
ーカス制御装置１０１では、変位装置２２のコイル７６
と処理回路６４との間には、時定数回路１０３が介在さ
れる。

【００８７】時定数回路１０３は、たとえば積分回路で
実現される。処理回路６４から時定数回路１０３に与え
られる駆動電圧のレベルは、たとえば待機位置から記録
媒体１３の近接方向へ集光レンズ２０を変位させると
き、合焦点位置を検出した直後に大きく増加される。こ
のような駆動電圧が与えられると、時定数回路１０３は
予め定める時定数によって与えられた駆動電圧を平滑化
して、コイルに印加される駆動電圧が時間経過にともな
って徐々に大きくなるように調整する。また処理回路か
ら与えられる駆動電圧は、第２実施形態に示すように予
め定める単位時間毎に予め定める単位変化量ずつ増加さ
せて階段状に増加されてもよい。このとき時定数回路
は、さらに滑らかに変化するように駆動電圧を平滑化す
る。

【００８８】図１２は、処理回路において駆動電圧を設
定する設定動作を示すフローチャートである。たとえば
フォーカスサーチ処理動作を開始して、駆動電圧を増加
し始めると、ステップｃ１からステップｃ２に進む。ス
テップｃ２では、そのとき印加するべき駆動電圧の初期
レベルを設定する。この初期レベルはたとえば０Ｖに設
定される。駆動電圧の初期レベルが設定されるとステッ
プｃ２からステップｃ３に進む。ステップｃ３では、集
光レンズ２０の近接移動中に合焦点位置を検出したとき
の駆動電圧のレベルに基づいて、駆動電圧の目標レベル
が設定される。駆動電圧の目標レベルが設定されるとス
テップｃ３からステップｃ４に進み、当該フローチャー
トの処理を終了する。

【００８９】時定数回路１０３の時定数は、前述した第
２実施形態に示す変位時間Ｗ１３の間に駆動電圧が設定
された目標レベルに至るように設定される。たとえばコ
イル７３が集光レンズ２０を合焦点位置から最大０．９
ｍｍだけ記録媒体１３に近づく方向に変位させることが
できるとき、この時定数は（０．９ｍｍ／１００ｍｓ）
に設定される。このように、時定数回路など簡単な回路
を加えるだけで、コイルに与えられる駆動電圧を徐々に
増加させて、集光レンズの初期位置に至ったときの振動
を減少させることができる。

【００９０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光学的記
録媒体のフォーカス制御装置は、媒体表面からの反射光
を集光する集光レンズを、媒体表面から予め定める距離
だけ離れた合焦点位置に位置合わせする。制御装置は、
媒体表面から予め定める距離以上に離れた第１の位置に
ある集光レンズを、まず媒体に向かって合焦点位置を検
出するまで近接移動させる。次いで近接移動中に検出し
た合焦点位置を基準として、さらに予め定める変位量だ
け媒体に近付けて第２の位置に至る。これによって、集
光レンズは確実に第１の位置から合焦点位置を越えて記
録媒体に近付く。さらに制御手段は、第２の位置にある
集光レンズを媒体から離反移動して、移動中に検出した
合焦点位置に集光レンズを変位させる。

【００９１】これによって、第２の位置と合焦点位置と
の位置関係は、記録媒体の支持機構の寸法誤差、媒体の
支持機構への嵌込みのがたつき、および媒体の層構造の
誤差などの影響を受けない。ゆえに、第１の位置と合焦
点位置との距離が変化しても、第２の位置は確実に合焦
点位置よりも媒体に近付く。したがって、確実に集光レ
ンズの位置合わせ動作を行うことができるとともに、位
置合わせ動作に続くフォーカスサーボ動作を安定に開始
することができる。

【００９２】また本発明によれば、前記制御手段は、前
述した集光レンズの位置合わせ動作において、前記第１
の位置から媒体に向かって近接移動する集光レンズの変
位量の時間変化率を、第２の位置でレンズが停止された
とき振動を生じない程度に十分小さく設定する。これに
よって、第２の位置に至ったときのレンズの振動を防止
して、第２の位置に於ける振動収束時間を短縮すること
ができる。ゆえにレンズの振動に起因する位置合わせ動
作の動作不良を防止して、より確実に位置合わせを行う
ことができる。

【００９３】さらにまた本発明によれば、前記制御手段
は、集光レンズに固定される駆動コイルに与える電気信
号レベルを制御して、駆動コイルに流れる駆動電流と磁
気発生手段によって発生される磁界とによって生じる力
を調整する。この力とばね部材のバネ力とが釣り合う位
置に、集光レンズを変位させる。ゆえに、容易に集光レ
ンズの位置を定めることができ、かつ集光レンズは容易
に滑らかに変位移動することができる。

【００９４】また本発明によれば、前記検出手段は、受
光領域が分割された受光素子の各領域の出力から、集光
レンズの近接移動時と離反移動時とでは変化の経過が異
なるいわゆるフォーカスエラー信号を求める。かつ受光
素子全体で受光した媒体からの反射光の受光量を示す信
号を得る。検出手段は、集光レンズの近接移動時と離反
移動時とでは、フォーカスエラー信号の変化の経過に応
じて、合焦点位置を異なる手法で判断し検出する。これ
によって、確実に合焦点位置を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるフォーカス制御装
置１１の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】ピックアップ１５の構成を簡略化して示す斜視
図である。

【図３】ｘ方向から見たシリンドリカルレンズ３０通過
後の反射光の光経路を示す図、および受光領域上に反射
光が結像される光検出器２１の正面図である。

【図４】図１のフォーカス制御装置１１の集光レンズ２
０および変位装置２２の構成を簡略化して示す斜視図で
ある。

【図５】図１のフォーカス制御装置１１を用いて、集光
レンズ２０の合焦点位置を検出し調整するフォーカスサ
ーチ動作を説明するためのフローチャートである。

【図６】図３のフローチャートにおけるフォーカスサー
チ動作において、コイル７６に印加される駆動電圧の時
間変化を示すグラフである。

【図７】図１のフォーカス制御装置１１において、集光
レンズ２０を記録媒体１３の近接方向に変位させるとき
に得られるフォーカスエラー信号ＦＥおよびフォーカス
ゼロクロス信号ＦＺＣの時間変化を示すグラフである。

【図８】図１のフォーカス制御装置１１において、集光
レンズ２０を記録媒体１３の離反方向に変位させるとき
に得られる光量信号ＦＯＫ、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅ、およびフォーカスゼロクロス信号ＦＺＣの時間変化
を示すグラフである。

【図９】本発明の第２実施形態であるフォーカス制御装
置において、集光レンズのコイルに印加される駆動電圧
を示すグラフである。

【図１０】処理回路における各時間毎の駆動電圧を決定
するための電圧決定動作を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の第３実施形態であるフォーカス制御
装置１０１の電気的構成を示すブロック図である。

【図１２】フォーカス制御装置１０１の処理回路６４に
おいて、駆動電圧を設定する電圧設定動作を示すフロー
チャートである。

【図１３】従来技術のフォーカスサーボ装置において、
アクチュエータに印加される駆動電圧の時間変化を示す
グラフである。

【図１４】従来技術のフォーカスサーボ装置において、
アクチュエータに印加される駆動電圧の時間変化を示す
グラフである。

【図１５】従来技術のフォーカスサーボ装置において、
集光レンズの位置の時間変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１１，１０１ フォーカス制御装置 １３ 記録媒体 １９ 光学系 ２０ 集光レンズ ２１ 光検出器 ２２ 変位装置 ４１，４２，４３，４４ 分割領域 ５１，５２，５５ 加算器 ５４ 減算器 ５８，６２ 比較回路 ６４ 処理回路 ７３ コイル ７７ 永久磁石

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データが記録された光学的記録媒体から
   の光を集光レンズで受光素子に結像してデータを読取
   り、集光レンズは記録媒体に対して近接離反方向に駆動
   手段によって駆動され、記録媒体の再生時に受光素子の
   出力に基づいて集光レンズが予め定める合焦点位置に保
   たれるように駆動手段が駆動されるフォーカスサーボ手
   段を備える光学的記録媒体のフォーカス制御装置におい
   て、 受光手段の出力に応答して、集光レンズの合焦点位置を
   検出する検出手段と、 制御手段とを備え、 記録媒体の再生または書込み時に先立ち、駆動手段によ
   って、合焦点位置よりも記録媒体から遠ざかった第１の
   位置から記録媒体に近付く方向に集光レンズを移動さ
   せ、 集光レンズの近接移動中に、検出手段の出力に応答し、
   駆動手段によって合焦点位置からさらに記録媒体に近付
   く方向に予め定める変位量だけ近付けて第２の位置にも
   たらし、 この後駆動手段によって、第２の位置から記録媒体から
   遠ざかる方向に集光レンズを移動させ、 集光レンズの離反移動中に、検出手段の出力に応答し、
   駆動手段による移動を停止し、 こうして集光レンズを合焦点位置に保ったままにする前
   記制御手段とを含むことを特徴とする光学的記録媒体の
   フォーカス制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記集光レンズを前記
   駆動手段によって前記記録媒体に近付く方向に移動させ
   るとき、集光レンズの変位量の時間変化率を前記第２の
   位置で集光レンズの振動が抑制されるのに十分な小さな
   値に選ぶことを特徴とする請求項１記載の光学的記録媒
   体のフォーカス制御装置。
3. 【請求項３】 前記駆動手段は、 前記集光レンズに固定される駆動コイルと、 前記記録媒体の近接離反方向に磁界を発生させ、コイル
   と磁気結合した磁気発生手段とを備え、 前記制御手段は、駆動コイルに与える電気信号レベルを
   制御して、第１および第２の位置の間での集光レンズの
   位置を定め、 前記駆動手段は、さらに集光レンズに対し第１の位置に
   移動する方向にばね力を与えるばね手段を備えることを
   特徴とする請求項１記載の光学的記録媒体のフォーカス
   制御装置。
4. 【請求項４】 前記受光素子は、複数の受光領域を有
   し、 前記検出手段は、 前記集光レンズを含み、集光レンズが合焦点位置にある
   とき各受光領域の受光量をほぼ等しくし、合焦点位置以
   外の位置にあるとき各領域の受光量を異ならせるように
   集光させる光学系と、 各受光領域の出力を相互に減算する減算回路と、 各受光領域の出力を加算する加算回路と、 減算手段の出力を合焦点位置に対応する予め定める第１
   弁別レベルＶｒｅｆ１でレベル弁別し、集光レンズが合
   焦点位置よりも前記記録媒体から遠ざかった位置にある
   とき第１レベルの出力を導出し、合焦点位置よりも記録
   媒体に近い位置にあるとき第２レベルの出力を導出する
   第１レベル弁別手段と、 加算手段の出力を合焦点位置に対応する予め定める第２
   弁別レベルＶｒｅｆ２でレベル弁別し、集光レンズが合
   焦点位置にあるとき第３レベルの出力を導出し、合焦点
   位置以外の位置にあるとき第４レベルの出力を導出する
   第２レベル弁別手段と、 第１および第２レベル弁別手段の出力に応答する判定手
   段であって、 集光レンズが第１の位置から記録媒体に近付く方向に移
   動される場合、第１レベル弁別手段の出力が第１レベル
   から第２レベルに切換わり、かつ第２レベル弁別手段の
   出力が第３レベルであるとき、合焦点位置を示す信号を
   出力し、 集光レンズが第２の位置から記録媒体から遠ざかる方向
   に移動される場合、第１レベル弁別手段の出力が第２レ
   ベルから第１レベルに切換わり、かつ第２レベル弁別手
   段の出力が第３レベルであるとき、合焦点位置を示す信
   号を出力しする判定手段とを含むことを特徴とする請求
   項１記載の光学的記録媒体のフォーカス制御装置。