JPH09237424A - フォーカスエラー信号のバイアス量制御装置 - Google Patents

フォーカスエラー信号のバイアス量制御装置

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JPH09237424A
JPH09237424A JP8225282A JP22528296A JPH09237424A JP H09237424 A JPH09237424 A JP H09237424A JP 8225282 A JP8225282 A JP 8225282A JP 22528296 A JP22528296 A JP 22528296A JP H09237424 A JPH09237424 A JP H09237424A
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amount
focus
bias
signal
focus error
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JP8225282A
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English (en)
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Buratsudoshiyoo Aretsukusu
ブラッドショー アレックス
Yoshifumi Fujino
好文 藤野
Mayumi Takahashi
まゆみ 高橋
Takashi Sasaki
隆司 佐々木
Yoshimichi Nishio
善道 西尾
Hideaki Yoshimura
英明 吉村
Tomoko Miyagawa
智子 宮川
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Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカスエラー信号のバイアス電圧を自動
的且つ短時間に調整すると共に、実際に再生する光ディ
スクのバイアス電圧の値に影響を及ぼす要因に対応して
バイアス電圧を制御することが可能なフォーカスエラー
信号のバイアス電圧制御装置を提供する。 【解決手段】 外乱信号が重畳された（ステップＳ２
０）フォーカスエラー信号に基づいて光ビームの焦点位
置を振動させ、当該焦点位置を振動させたときに得られ
たＲＦ信号の振幅に基づいて焦点位置と情報記録面の位
置との距離である焦点誤差量を検出し（ステップＳ２
２）、検出した焦点誤差量とフォーカスサーボループに
おけるプリアンプのゲイン及び光学系の感度に基づいて
バイアス電圧を算出する（ステップＳ２５乃至Ｓ２
７）。バイアス電圧制御を自動的且つ短時間に行うこと
ができ、更にフォーカスサーボループをクローズしてバ
イアス電圧が算出できるので、光ディスクの特性に対応
したバイアス電圧制御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体上の
情報記録面の位置と、情報を記録再生するための光ビー
ムの焦点位置とを一致させるためのフォーカスサーボ制
御に用いられるフォーカスエラー信号における基準レベ
ルからのバイアス量を制御するバイアス量制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光ディスク等の情報記録媒体に
記録されている情報を光学的に再生する場合には、情報
が記録されている情報記録面に対して、当該情報を再生
するための光ビームを最適焦点距離に合焦させると共
に、当該光ディスク上に形成され、情報が記録されてい
る情報トラックに対して当該光ビームの照射位置（光ス
ポット）を追随させることが必要である。
【０００３】このとき、従来の光ディスク再生装置にお
いては、光ビームを情報記録面上に合焦させるために
は、光ビームの光ディスクからの反射光により生成され
るフォーカスエラー信号を用いたフォーカスサーボ制御
が行われていた。また、光スポットを情報トラックの移
動に追随させるためには、同様に光ビームの光ディスク
からの反射光により生成されるトラッキングエラー信号
を用いたトラッキングサーボ制御が行われていた。
【０００４】このうち、フォーカスサーボ制御を行うた
めの方法としては、従来、非点収差法やフーコー法と呼
ばれる方法が用いられていたが、いずれの方法において
も、フォーカスエラー信号ＳFEとして、光ビームの反射
光に基づいて図９に示すような、いわゆるＳカーブを
得、このＳカーブ（フォーカスエラー信号ＳFE）につい
て、フォーカスサーボ制御におけるサーボループがクロ
ーズとなっているときの当該フォーカスエラー信号ＳFE
が「０」となるようにアクチュエータ等で対物レンズを
情報記録面に垂直な方向に移動することにより当該情報
記録面の位置と光ビームの合焦位置（焦点位置）とを一
致させていた。
【０００５】ここで、図９に示すＳカーブは、例えば、
非点収差法によるフォーカスサーボ制御の場合には、非
点収差が与えられた光ビームの反射光を４分割光ディテ
クタで受光し、当該４分割光ディテクタの内、対角線上
にある受光素子同士の検出信号を加算し、加算した信号
同士の差分を算出することにより得られるものであり、
情報記録面の位置からの焦点位置の誤差量に対応した出
力を有するものである。
【０００６】ところで、実際の光ディスク再生装置にお
いては、４分割光ディテクタにおける４分割された夫々
の受光素子間の感度の相違（本来は全て同一であるべき
ものであるが、経年変化等により相違してくる場合があ
る。）や当該光ディスク再生装置に含まれている光学系
（図示しない光ディテクタ、ビームスプリッタ、四分の
一波長板等）に対する初期（製造時）における調整ずれ
等に起因して、情報記録面と光ビームの焦点位置が一致
している（図９において、誤差量が「０」の点に対応す
る。）のにも拘らず、フォーカスエラー信号ＳFEの出力
が「０」とならない場合がある。
【０００７】ここで、光学系に対する初期における調整
とは、光ディスク再生装置の製造時において、光ビーム
の焦点位置が情報記録面と一致しているときに当該光ビ
ームの光ディスクからの反射光を受光する上記光ディテ
クタの受光面において当該反射光が真円となるように、
上記光学系における夫々の構成要素の光軸又は角度等を
調整するものである。そして、実際の光ディスク再生装
置においては、この光学系に対する調整においてその精
度に限界があるため、情報記録面と光ビームの焦点位置
が一致している（すなわち、図９下図において、光ディ
テクタからの出力信号であるＲＦ（Radio Frequency ）
信号のレベルが最大である）のにも拘らず、フォーカス
エラー信号ＳFEの出力が「０」とならない場合があるの
である。
【０００８】この、情報記録面と光ビームの焦点位置が
一致しているのにも拘らず、フォーカスエラー信号ＳFE
の出力が「０」とならない現象は、特に車載用のＣＤ
（Compact Disk）プレーヤ等において顕著に現れる。そ
して、このような場合には、ＲＦ信号に対応した正確な
フォーカスエラー信号ＳFEが得られないことにより正確
なフォーカスサーボ制御ができず、Ｓ／Ｎ（Signal/Noi
se）比の低下等を来し、正確な情報再生ができないこと
となるのである。
【０００９】そこで、図９上図に示すようなＳカーブの
シフト（合焦ポイントとＳカーブのレベルが「０」とな
る対物レンズの位置とのずれ）が生じた場合には、図９
に示すように、合焦ポイント（ＲＦ信号のレベルが最大
となる位置）とＳカーブのレベルが「０」となる対物レ
ンズの位置とが一致するように、当該Ｓカーブ（フォー
カスエラー信号ＳFE）に対して適切なバイアス電圧を重
畳することが必要である。
【００１０】このバイアス電圧の値を決定する方法とし
ては、従来、所定周期のサイン波信号等の外乱信号をフ
ォーカスエラー信号に重畳し、故意的に光ビームの焦点
位置を情報記録面に対して垂直方向に振動させ、このと
き光ディテクタから出力されるＲＦ信号をオシロスコー
プ等で観察し、その出力の変動幅が最小となるように調
整して上記バイアス電圧の値を決定していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来で
は、バイアス電圧の値の決定は、人がオシロスコープ等
を用いて調整することが一般的であった。すなわち、光
ディスク再生装置の製造時に上記のバイアス電圧の値を
決定するときには、そのときに製造者等が調整し、ま
た、使用途中において行う場合には、修理者等が調整し
直すことが一般的であった。
【００１２】従って、いずれの場合にも調整に不用な時
間が必要になると共に、調整中は使用者が当該光ディス
ク再生装置を使用することができなくなるという問題点
があった。
【００１３】更に、調整者によって調整量が異なる場合
があり、このため、調整後のフォーカスサーボ制御特性
にばらつきが生じるという問題点があった。また、上記
調整においては、調整専用の基準ディスクを用いて調整
していたので、この基準ディスクと実際に再生する光デ
ィスクとの特性上の差（反射率の差）により、調整の段
階ではバイアス電圧が適切であっても、実際の光ディス
ク再生においては、再びバイアス電圧が不適切となる場
合があるという問題点もあった。
【００１４】そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑み
てなされたもので、その課題は、フォーカスエラー信号
のバイアス量を自動的且つ短時間に調整することが可能
であると共に、実際に再生する光ディスクに含まれるバ
イアス電圧の値に影響を及ぼす要因に対応してバイアス
電圧を制御することが可能なフォーカスエラー信号のバ
イアス量制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、光ディスク等の情報記
録媒体に照射したレーザビーム等の光ビームの当該情報
記録媒体からの反射光に基づいて検出され、前記情報記
録媒体の情報記録面の位置に対する前記光ビームの焦点
位置の誤差を示すフォーカスエラー信号におけるバイア
ス量を制御するフォーカスエラー信号のバイアス量制御
装置であって、前記フォーカスエラー信号に対して、前
記焦点位置を前記情報記録面に対して振動させるための
サイン波信号等の外乱信号を重畳するジェネレータ、加
算器等の外乱信号重畳手段と、前記外乱信号を重畳した
ときに前記光ビームの反射光に基づいて得られる外乱検
出信号に基づいて、前記焦点位置の前記情報記録面から
の誤差量を検出するフォーカス誤差検出回路等の焦点誤
差量検出手段と、前記フォーカスエラー信号に基づくフ
ォーカスサーボ制御を行うためのフォーカスサーボルー
プにおける前記フォーカスエラー信号を増幅するプリア
ンプ等の増幅器の増幅率に対応する利得パラメータ及び
前記反射光を受光して当該反射光に基づく検出信号を出
力する光ディテクタ、ビームスプリッタ等を含む光学系
手段全体の検出感度に対応する感度パラメータを算出す
るマイコン等のパラメータ算出手段と、前記検出された
焦点誤差量並びに前記算出された利得パラメータ及び感
度パラメータに基づいて、前記バイアス量を算出するマ
イコン等のバイアス量算出手段と、を備えて構成され
る。
【００１６】請求項１に記載の発明の作用によれば、外
乱信号重畳手段は、フォーカスエラー信号に外乱信号を
重畳する。そして、焦点誤差量検出手段は、外乱検出信
号に基づいて、焦点位置の情報記録面からの誤差量を検
出する。
【００１７】一方、パラメータ算出手段は、フォーカス
サーボループにおける増幅器の利得パラメータ及び光学
系手段全体の感度パラメータを算出する。これらによ
り、バイアス量算出手段は、検出された焦点誤差量並び
に算出された利得パラメータ及び感度パラメータに基づ
いて、バイアス量を算出する。
【００１８】よって、焦点誤差量並びに利得パラメータ
及び感度パラメータに基づいてバイアス量を算出するの
で、フォーカスエラー信号のバイアス量制御を自動的且
つ短時間に行うことができる。
【００１９】また、実際に情報記録媒体から情報を再生
する際に、フォーカスサーボループをクローズした状態
でバイアス量が算出できるので、当該情報記録媒体の特
性に対応して正確なバイアス量制御を行うことができ
る。
【００２０】上記の課題を解決するために、請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載のフォーカスエラー信号
のバイアス量制御装置において、前記焦点誤差量検出手
段は、前記外乱検出信号の振幅に基づいて前記誤差量を
検出するように構成される。
【００２１】請求項２に記載の発明の作用によれば、請
求項１に記載の発明の作用に加えて、焦点誤差量検出手
段は、外乱検出信号の振幅に基づいて誤差量を検出する
ので、誤差量検出を簡略化すると共に高速化することが
できる。
【００２２】上記の課題を解決するために、請求項３に
記載の発明は、請求項１又は２に記載のフォーカスエラ
ー信号のバイアス量制御装置において、前記パラメータ
算出手段は、フォーカスサーチ動作時の前記フォーカス
エラー信号の振幅に基づいて前記利得パラメータと前記
感度パラメータとの積を算出するように構成される。
【００２３】請求項３に記載の発明の作用によれば、請
求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、パラメータ
算出手段は、フォーカスサーチ動作時のフォーカスエラ
ー信号の振幅に基づいて利得パラメータと感度パラメー
タとの積を算出するので、利得パラメータと感度パラメ
ータとの積の算出処理を簡略化すると共に高速化するこ
とができる。
【００２４】上記の課題を解決するために、請求項４に
記載の発明は、請求項１又は２に記載のフォーカスエラ
ー信号のバイアス量制御装置において、前記パラメータ
算出手段は、予め設定された前記フォーカスサーボルー
プの利得の設計基準値及び自動調整した後の当該フォー
カスサーボループの利得に基づいて前記利得パラメータ
と前記感度パラメータとの積を算出するように構成され
る。
【００２５】請求項４に記載の発明の作用によれば、請
求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、パラメータ
算出手段は、フォーカスサーボループの利得の設計基準
値及び自動調整した後の当該フォーカスサーボループの
利得に基づいて利得パラメータと感度パラメータとの積
を算出するので、利得の自動調整と並行して利得パラメ
ータと感度パラメータとの積を算出することができ、情
報再生処理全体の処理時間を短縮することができる。
【００２６】上記の課題を解決するために、請求項５に
記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の
フォーカスエラー信号のバイアス量制御装置において、
前記バイアス量算出手段は、前記検出された焦点誤差量
並びに前記算出された利得パラメータ及び感度パラメー
タに基づいて、前記バイアス量を調整するための調整量
を算出するマイコン等の調整量算出手段を備え、当該算
出された調整量を当該調整量算出前の前記バイアス量に
加算することにより、新たな前記バイアス量を算出する
ように構成される。
【００２７】請求項５に記載の発明の作用によれば、請
求項１から４のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、バイアス量算出手段における調整量算出手段は、検
出された焦点誤差量並びに算出された利得パラメータ及
び感度パラメータに基づいてバイアス量を調整するため
の調整量を算出する。
【００２８】そして、バイアス量算出手段は、当該算出
された調整量を当該調整量算出前のバイアス量に加算す
ることにより、新たなバイアス量を算出する。よって、
バイアス量における調整量のみを算出するので、バイア
ス量そのものを初めから算出する場合に比してバイアス
量の算出処理を簡略化すると共に高速化することができ
る。
【００２９】上記の課題を解決するために、請求項６に
記載の発明は、請求項５に記載のフォーカスエラー信号
のバイアス量制御装置において、前記算出されたバイア
ス量を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等の記
憶手段を備え、前記バイアス量算出手段は、過去におい
て算出され、前記記憶手段に記憶されている前記バイア
ス量に基づいて今回の前記バイアス量を算出するように
構成される。
【００３０】請求項６に記載の発明の作用によれば、請
求項５に記載の発明の作用に加えて、記憶手段は算出さ
れたバイアス量を記憶する。そして、バイアス量算出手
段は、過去において算出され、記憶手段に記憶されてい
るバイアス量に基づいて今回のバイアス量を算出する。
【００３１】よって、過去のバイアス量に基づいて今回
のバイアス量を算出するので、今回のバイアス量の算出
においては、過去のバイアス量からの変動分のみを算出
すればよいこととなり、バイアス量の算出処理を簡略化
すると共に高速化することができる。
【００３２】更に、情報記録媒体からの情報の再生の度
にバイアス量の更新を行うので、バイアス量制御の精度
が向上する。上記の課題を解決するために、請求項７に
記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の
フォーカスエラー信号のバイアス量制御装置において、
前記バイアス量算出手段は、前記バイアス量の算出を複
数回行うと共に、前記焦点誤差量検出手段は、一回の前
記バイアス量の算出において、前記情報記録媒体上の複
数の異なる位置における前記誤差量である副誤差量に基
づいて当該情報記録媒体に対応する一の前記誤差量を算
出し、更に、前記焦点誤差量検出手段は、複数回の前記
バイアス量の算出のうち、最後の前記バイアス量の算出
における前記副誤差量の数を、最後でない前記バイアス
量の算出における前記副誤差量の数よりも多く設定して
前記誤差量の算出を行うように構成される。
【００３３】請求項７に記載の発明の作用によれば、請
求項１から６のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、バイアス量算出手段は、バイアス量の算出を複数回
行う。
【００３４】このとき、焦点誤差量検出手段は、一回の
バイアス量の算出において、複数の副誤差量に基づいて
情報記録媒体に対応する一の誤差量を算出する。更に、
焦点誤差量検出手段は、複数回のバイアス量の算出のう
ち、最後のバイアス量の算出における副誤差量の数を、
最後でないバイアス量の算出における副誤差量の数より
も多く設定して誤差量の算出を行う。
【００３５】よって、一回のバイアス量の算出におい
て、情報記録媒体の複数の異なる位置における副誤差量
を用いて誤差量を検出すると共に、当該バイアス量の算
出を複数回行うので、算出されたバイアス量の精度が向
上する。
【００３６】また、複数回のバイアス量の算出のうち、
最後のバイアス量の算出における副誤差量の数を他のバ
イアス量の算出における副誤差量の数よりも多く設定し
て誤差量の算出を行うので、誤差量算出の精度が向上す
ると共に、最後のバイアス量算出における副誤差量の数
で全てのバイアス量の算出を行わないので、バイアス量
の算出精度を向上させつつ算出時間を短縮化することが
できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】次に本発明に好適な実施の形態
を、図面に基づいて説明する。始めに、フォーカスエラ
ー信号のバイアス量としてのバイアス電圧を制御するた
めの実施形態に係るフォーカスエラー信号のバイアス電
圧制御装置を含む光ディスク再生装置の構成について、
図１乃至図３を用いて説明する。なお、以下の実施形態
においては、フォーカスエラー信号は、非点収差法によ
り生成されるものとする。
【００３８】先ず、実施形態に係る光ディスク再生装置
の全体構成を図１を用いて説明する。図１に示すよう
に、光ディスク１に記録されている情報を再生するため
の光ディスク再生装置Ｓは、光ディスク１に光ビームＢ
を照射すると共にその反射光を受光して、光ディスク１
に記録されている情報に対応する電気信号（ＲＦ信号）
ＳRFを出力すると共に、非点収差法によるフォーカスエ
ラー信号ＳFEを出力するピックアップ２と、ピックアッ
プ２を光ディスク１の半径方向に移動させる送りモータ
３と、光ディスク１を所定の回転速度で回転させるスピ
ンドルモータ４と、ピックアップ２から出力される上記
電気信号ＳRF並びにフォーカスエラー信号ＳFEを夫々増
幅するプリアンプ５と、増幅された電気信号ＳRFをＥＦ
Ｍ（Eightto Fourteen Modulation）復調すると共に、
ＣＩＲＣ（Cross Interleave Reed-Solomon Code）等の
誤り訂正符号により誤り訂正を行い、後述のＤ／Ａ変換
器１１及び後述のサーボイコライザ９に出力する信号処
理部７と、復調及び誤り訂正された電気信号ＳRFをディ
ジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１
１と、アナログ信号化された電気信号ＳRFのうち、可聴
周波数帯域の信号を通過させ、ノイズ分を除去してオー
ディオ信号等の再生信号を出力するＬＰＦ（Low Pass F
ilter ）１２と、本実施形態のバイアス電圧制御装置を
含み、増幅されたフォーカスエラー信号ＳFEにおけるバ
イアス電圧を設定するとともに、フォーカスサーボルー
プにおける利得を自動調整する自動調整ブロック８と、
復調及び誤り訂正された電気信号ＳRF及びバイアス電圧
が設定されたフォーカスエラー信号ＳFEに基づいてフォ
ーカスサーボ制御のための制御信号を生成すると共に、
トラッキングサーボ制御、スピンドルサーボ制御及びキ
ャリッジサーボ制御のための制御信号を生成するサーボ
イコライザ９と、サーボイコライザ９から出力される各
種サーボ制御のための制御信号を増幅すると共に波形整
形し、スピンドルモータ４、送りモータ３並びにピック
アップ２に含まれる図示しないトラッキング制御用アク
チュエータ及びフォーカスサーボ制御用アクチュエータ
に出力するドライバ１０と、本実施形態に係るフォーカ
スエラー信号におけるバイアス電圧を設定すると共に、
光ディスク再生装置Ｓ全体を制御するパラメータ算出手
段及びバイアス量算出手段並びに調整量算出手段として
のマイコン６と、設定されたバイアス電圧の値を記憶す
るためのＲＡＭ等により構成される記憶手段としてのメ
モリ１３とにより構成されている。
【００３９】また、ピックアップ２は、光ビームＢを光
ディスク１の情報記録面上に集光するための対物レンズ
２’、光ディスク１から光ビームＢの反射光を受光する
ための光ディテクタＤ（図２参照）、対物レンズ２’を
情報記録面に垂直な方向に駆動してフォーカスサーボ制
御するための図示しないフォーカスサーボ制御用アクチ
ュエータ、対物レンズ２’を情報記録面に平行な方向
（情報が記録された情報トラックに垂直な方向）に駆動
してトラッキングサーボ制御するための図示しないトラ
ッキングサーボ制御用アクチュエータ並びに光ビームＢ
を出射するための図示しない半導体レーザ、偏向ビーム
スプリッタ、四分の一波長板等を含んで構成されてい
る。
【００４０】ここで、光ディテクタＤは、図２に示すよ
うに４つの受光素子に分割されており、全ての受光素子
の出力を加算することにより電気信号ＳRFを出力すると
共に、当該４分割ディテクタの内、対角線上にある受光
素子同士の検出信号を加算し、加算した信号同士の差分
を算出することによりフォーカスエラー信号ＳFEを出力
する。
【００４１】次に、プリアンプ５及び自動調整ブロック
８の細部構成について図２を用いて説明する。なお、図
２は、光ディスク再生装置Ｓにおける各種サーボ制御及
び情報の再生に関する部分のうち、フォーカスサーボ制
御及び情報の再生に供する部分について示しており、そ
の他のトラッキングサーボ制御、スピンドルサーボ制御
及びキャリッジサーボ制御に関する構成については従来
技術と同様の構成であるので、図示を省略している。
【００４２】図２に示すように、プリアンプ５は、上述
の光ディテクタＤの夫々の受光素子から出力される検出
信号を加算して増幅し電気信号ＳRFを出力するプリアン
プ５Ａと、当該光ディテクタＤの内、対角線上にある受
光素子同士の検出信号を加算し、当該加算した信号同士
の差分を算出して増幅しフォーカスエラー信号ＳFEを出
力するプリアンプ５Ｂとにより構成されている。
【００４３】更に、自動調整ブロック８は、図２に示す
ように、バイアス電圧設定のためにフォーカスエラー信
号ＳFEに重畳すべき外乱信号（例えば、周波数１ｋHzの
サイン波信号）ＳN を生成する外乱信号重畳手段として
のジェネレータ２５と、プリアンプ５Ｂから出力される
フォーカスエラー信号ＳFEに対して、マイコン６からの
バイアス制御信号ＳB に基づいてバイアス電圧を重畳す
る加算器３１と、加算器３１から出力されたフォーカス
エラー信号ＳFEに対して、後述のフォーカスサーボルー
プにおけるループゲインが所定の設計値（例えば、周波
数１ｋHzにおいて０dB等）となるように利得調整を施す
べく、マイコン６からの利得制御信号Ｓ ATT に基づいて
当該フォーカスエラー信号ＳFEの利得を変更し出力する
アッテネータ２０と、外乱信号ＳN が重畳され、後述の
フォーカスサーボループ（図３参照）を一巡したフォー
カスエラー信号ＳFEのうち、フォーカスサーボループの
経路内に設けられたＹ分岐（図２中符号Ｙで示す。）か
ら分岐されたフォーカスエラー信号ＳFEの一部に基づい
て、当該フォーカスエラー信号ＳFEにおける利得変化量
を検出する利得変化量検出部２１と、上記Ｙ分岐を経た
フォーカスエラー信号ＳFEに対して、後述のスイッチＳ
Ｗを介してジェネレータ２５で生成された外乱信号ＳN
を重畳する外乱信号重畳手段としての加算器３０と、加
算器３０から出力されたフォーカスエラー信号ＳFEのう
ち、フォーカスサーボループの経路内に設けられたＸ分
岐（図２中符号Ｘで示す。）から分岐されたフォーカス
エラー信号ＳFEの一部に基づいて、外乱信号ＳN を重畳
直後のフォーカスエラー信号Ｓ FEにおける利得変化量を
検出する利得変化量検出部２１’と、マイコン６からの
スイッチ制御信号ＳSWに基づいて開閉されることにより
外乱信号ＳN のフォーカスエラー信号ＳFEへの重畳を制
御するスイッチＳＷと、プリアンプ５Ａから出力された
電気信号ＳRF及びプリアンプ５Ｂから出力されたフォー
カスエラー信号Ｓ FEに基づいて、光ビームＢの焦点位置
の情報記録面からの誤差量を検出し、対応する誤差信号
ＳV を出力する焦点誤差量検出手段としてのフォーカス
誤差検出回路２６とにより構成されている。
【００４４】また、利得変化量検出部２１及び２１’は
夫々同様の構成を備えており、外乱信号ＳN の周波数を
有する信号のみを通過させるバンドパスフィルタ２２及
び２２’と、バンドパスフィルタ２２及び２２’の出力
信号を整流して絶対値信号に変換する絶対値回路２３及
び２３’と、夫々の絶対値信号から高周波成分を除去し
て直流化するＬＰＦ２４及び２４’とにより夫々構成さ
れている。
【００４５】ここで、上記の自動利得制御ブロック８の
構成において、アッテネータ２０並びに利得変化量検出
部２１及び２１’は、フォーカスサーボループにおける
自動利得制御（ＡＧＣ（Auto Gain Control ））を実施
するためのものであり、その構成及び動作の細部につい
ては、例えば、特開平７−１３００８７号公報、特開平
７−１４１０２９号公報又は特開平７−１４１６６６号
公報等に開示されている周知技術であるので、細部の説
明は省略する。
【００４６】次に、光ディスク再生装置Ｓにおけるフォ
ーカスエラー信号ＳFEのバイアス電圧の制御動作を説明
する前に、フォーカスサーボループにおいてバイアス電
圧を制御することにより、光ビームＢの焦点位置の情報
記録面からの誤差を制御することができる原理について
図３を用いて説明する。なお、図３は、自動制御系とし
てのフォーカスサーボループを構成するそれぞれの構成
要素（図１及び図２に示す構成において、プリアンプ５
Ｂ、加算器３１、アッテネータ２０、サーボイコライザ
９、ドライバ１０、図示しないフォーカスサーボ制御用
アクチュエータ（以下、単にアクチュエータという。）
並びに光ディテクタＤ、対物レンズ２’及び図示しない
偏向ビームスプリッタ、四分の一波長板等を含む電気信
号ＳRFを出力するための光学系全体）と夫々の制御量及
びゲインの関係を示している。そして、図３中、符号
「ＦＥ２」はプリアンプ５Ｂから出力されるフォーカス
エラー信号ＳFEに対応する制御量を示し、符号「ＦＥ
３」は加算器３１から出力されるバイアス電圧（図３
中、符号「Ｂ」で示す制御量に対応する）が印加された
フォーカスエラー信号ＳFEに対応する制御量を示し、符
号「Ｘ」はアクチュエータの動作による対物レンズ２’
の情報記録面に垂直な方向の位置に対応する制御量を示
し、符号「ＦＥ１」は光ディテクタＤから出力されるフ
ォーカスエラー信号ＳFEに対応する制御量を示してい
る。
【００４７】更に、図３において、プリアンプ５Ｂは利
得パラメータとしてのゲインＧ0 を有し、アッテネータ
２０はゲインＧ1 を有し、サーボイコライザ９はゲイン
Ｇ2を有し、ドライバ１０はゲインＧ3 を有し、アクチ
ュエータはゲインＧ4 を有し、光学系全体としては感度
パラメータとしてのゲインＧ5 を有しているものとす
る。ここで、光学系全体としてのゲインＧ5 は、当該光
学系に含まれる上記の光ディテクタＤ及び対物レンズ
２’、偏向ビームスプリッタ、四分の一波長板等を総合
した感度ゲインを示している。従って、当該感度ゲイン
Ｇ5 には、実際に再生する光ディスク１の反射率等の変
動がフォーカスエラー信号ＳFEに与える影響に基づいて
変化する利得成分の要素が含まれていることとなる。
【００４８】また、上記の各ゲインの内、製造された製
品毎のばらつきや経年変化等により変動するのはプリア
ンプ５ＢのゲインＧ0 、ドライバ１０のゲインＧ3 及び
光学系全体のゲインＧ5 であると考えられるが、この
内、ドライバ１０のゲインＧ3はその変動幅が小さいの
で（具体的には、±２ｄＢ以下である。）、実質的に製
品毎のばらつき又は経年変化等により変動するのは、プ
リアンプ５ＢのゲインＧ 0 及び光学系全体のゲインＧ5
と考えられる。ここで、光学系に含まれる光学要素のう
ち、ゲインＧ5 の変動に影響するのは、具体的には、対
物レンズのレンズ面の汚れ又は振動等による各光学要素
の光軸の僅かなずれ等である。
【００４９】次に、図３に示すフォーカスサーボループ
における各制御量と各ゲインの関係を求めてみると、図
３から明らかなように、 ＦＥ３＝ＦＥ２＋Ｂ …（１） ＦＥ２＝ＦＥ３×（Ｇ1 ×Ｇ2 ×Ｇ3 ×Ｇ4 ×Ｇ5 ×Ｇ0 ） …（２） となり、ここで、図３に示すフォーカスサーボループを
オープンとしたときのオープンループゲインをＧOPとす
ると、 ＧOP＝Ｇ1 ×Ｇ2 ×Ｇ3 ×Ｇ4 ×Ｇ5 ×Ｇ0 であるから、これと、上記式（２）より、 ＦＥ２＝ＦＥ３×ＧOP …（３） となる。そして、上記式（１）と式（３）より、 ＦＥ２＝Ｂ×ＧOP／（１−ＧOP） ＝Ｂ／（１／ＧOP−１） …（４） となる。ここで、フォーカスサーボループのゲインの直
流成分（ＤＣ成分）を考慮した場合には、ＧOP》１であ
るので、これと上記式（４）より、１／ＧOP≒０とな
り、結局、 ＦＥ２＝−Ｂ …（５） となる。上記式（５）より、バイアス電圧Ｂを変化させ
ればＦＥ２が変ることとなり、更に、図３より、 Ｘ＝ＦＥ２／（Ｇ5 ×Ｇ0 ） …（６） であるので、ＦＥ２が変化すれば対物レンズ２’の位置
Ｘが変ることとなる。
【００５０】以上の説明から明らかなように、フォーカ
スサーボループにおいてバイアス電圧Ｂを制御すること
により、光ビームＢの焦点位置の情報記録面からの位置
及び誤差を制御することができるのである。
【００５１】なお、上記式（５）及び（６）から、 ｜Ｂ｜＝｜Ｘ×Ｇ5 ×Ｇ0 ｜ …（７） となるので、上記式（７）より、対物レンズ２’の位置
並びにプリアンプ５Ｂ及び光学系全体のゲイン（Ｇ0 及
びＧ5 ）が判ればバイアス電圧Ｂが求められることとな
り、また、対物レンズ２’の位置Ｘを、所定の基準位置
からの誤差量ｘに置換して考えた場合には、 ｜Ｂ｜＝｜ｘ×Ｇ5 ×Ｇ0 ｜ …（８） で示されるバイアス電圧Ｂは所定の基準バイアス電圧か
らの変化量（調整量）を示すこととなる。
【００５２】次に、上述のようにバイアス電圧Ｂを変化
させることにより、対物レンズ２’の位置Ｘを制御し得
ることを踏まえた上で、光ディスク再生装置Ｓにおける
最適なバイアス電圧の設定処理を中心として、図１及び
図２に示す構成を有する光ディスク再生装置Ｓの動作に
ついて、図４乃至図８を用いて説明する。なお、以下に
説明する光ディスク再生装置Ｓの動作においては、フォ
ーカスエラー信号ＳFEのバイアス電圧算出処理と並行し
て、アッテネータ２０並びに利得変化量検出部２１及び
２１’により、フォーカスサーボループの自動利得制御
も行われている。
【００５３】初めに、光ディスク再生装置Ｓの動作のう
ち、全体動作について図４を用いて説明する。なお、図
４及び図５に示す動作は、主として、マイコン６におい
て行われる動作である。
【００５４】図４のフローチャートで示すように、実施
形態の光ディスク再生装置Ｓにおいては、始めに電源が
投入されると（ステップＳ１）、メモリ１３内に、前回
のバイアス電圧の設定において設定されたバイアス電圧
が記憶されているか否かが確認され（ステップＳ２）、
記憶されている場合には（ステップＳ２；ＹＥＳ）、そ
の値をマイコン６に出力する（ステップＳ３）。一方、
メモリ１３に前回のバイアス電圧が記憶されていない場
合には（ステップＳ２；ＮＯ）、バイアス電圧を設定す
る前のプリアンプ５Ｂからの出力信号に基づいて設定さ
れたバイアス電圧の電気的オフセット値をマイコン６に
出力する（ステップＳ４）。
【００５５】次に、光ディスク１を回転させ、光ビーム
Ｂを光ディスク１の情報記録面上に合焦させるためのフ
ォーカスサーボ制御を行うため、マイコン６の制御に基
づくサーボイコライザ９の動作により、図３に示すフォ
ーカスサーボループをクローズする（ステップＳ５）。
次に、光ビームＢを光ディスク１の情報トラック上に追
随させるためのトラッキングスサーボ制御を行うため、
マイコン６の制御に基づくサーボイコライザ９の動作に
より、トラッキングサーボループをクローズする（ステ
ップＳ６）。
【００５６】その後、本発明に係るバイアス電圧算出処
理を行うため、当該処理に必要な各種設定値をマイコン
６内及びサーボイコライザ９内等において設定する（ス
テップＳ７）。
【００５７】次に、バイアス電圧の調整を５回終了した
かが判定される（ステップＳ８）。この判定は、設定し
たバイアス電圧の精度を向上するため、同じ設定処理
（後述のステップＳ１２）を５回繰返した後に最終的な
バイアス電圧を設定するための処理である。
【００５８】バイアス電圧設定処理が５回終了していな
い場合には（ステップＳ８；ＮＯ）、次に５回目のバイ
アス電圧設定処理であるか否かが判定され（ステップＳ
９）、５回目（最終回目）のバイアス電圧設定処理でな
い場合には（ステップＳ９；ＮＯ）、後述のバイアス電
圧算出処理（ステップＳ１２）において用いるサンプル
数ｎ（ステップＳ１２においては、その算出精度を向上
させるため、異なる光ディスク１上の位置（以下、サン
プルという。）における光ビームＢの焦点位置の情報記
録面の位置からの誤差量に基づいてバイアス電圧を算出
する。）を、光ディスク１における１周未満の距離内に
分布するようなサンプル位置にすべくｎ＝Ｎ1 に設定す
る（ステップＳ１０）。
【００５９】一方、ステップＳ９の処理において、５回
目（最終回目）のバイアス電圧設定処理であった場合に
は（ステップＳ９；ＹＥＳ）、バイアス電圧算出処理
（ステップＳ１２）において用いるサンプル数ｎを、光
ディスク１における１周以上の距離内に分布するような
サンプル位置における誤差量を検出すべくｎ＝Ｎ2 （こ
のとき、Ｎ1 ＜Ｎ2 である。）に設定する（ステップＳ
１１）。ここで、Ｎ2 個のサンプルは、光ディスク１に
おける１周以上の距離に分布している。ステップＳ１１
において、サンプル数をＮ2 とすることで、光ディスク
１における１周以上の距離に分布するサンプルから光ビ
ームＢの焦点位置の情報記録面の位置からの誤差量が求
められるので、光ディスク１におけるいわゆる面ブレ
（光ディスク１全体に渡る歪み）の影響を加味したバイ
アス電圧の設定を行うことができる。
【００６０】ステップＳ１０又はＳ１１においてサンプ
ル数ｎが設定されると、本発明に係るバイアス電圧算出
処理が実行される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２
におけるバイアス電圧算出処理の細部については、後述
する。
【００６１】ステップＳ１２においてバイアス電圧算出
処理が行われると、当該バイアス電圧算出処理を５回ま
で繰返すべく、ステップＳ８に戻る。一方、ステップＳ
８において、バイアス電圧設定処理が５回終了している
場合には（ステップＳ８；ＹＥＳ）、バイアス電圧算出
処理を終了するため必要な処理をサーボイコライザ９内
及びマイコン６内等で行い（ステップＳ１３）、再生停
止（ＰＬＡＹ・ＭＵＴＥ）を解除して信号処理部７に電
気信号ＳRFを出力することにより再生を開始すると共に
（ステップＳ１４）、ステップＳ８乃至Ｓ１２の処理で
算出されたバイアス電圧の値を次回の再生処理に備えて
メモリ１３に記憶し（ステップＳ１５）、処理を終了す
る。
【００６２】次に、図４におけるステップＳ１２のバイ
アス電圧算出処理の細部について、図５乃至図８を用い
て説明する。実施形態のバイアス電圧算出処理（ステッ
プＳ１２）においては、初めに、マイコン６からスイッ
チ制御信号ＳSWを出力してスイッチＳＷを制御し、外乱
信号ＳN を加算器３０を介してフォーカスエラー信号Ｓ
FEに重畳する（ステップＳ２０）。その後、フォーカス
誤差検出回路２６から出力される誤差信号ＳV が安定す
るのを待って（ステップＳ２１）、当該誤差信号Ｓ
V （誤差電圧Ｖ）の値をマイコン６で測定する（ステッ
プＳ２２）。このとき、誤差信号ＳV は、光ディスク１
上の夫々のサンプル位置における光ビームＢの焦点位置
と光ディスク１の情報記録面との誤差量に対応する誤差
電圧Ｖを有するものである。ステップＳ２２における誤
差電圧Ｖの検出については、後ほど図６及び図７を用い
て説明する。
【００６３】フォーカス誤差検出回路２６からの誤差信
号ＳV に基づいて、サンプル位置における光ビームＢの
焦点位置と光ディスク１の情報記録面との誤差量に対応
する誤差電圧Ｖが測定されると（ステップＳ２２）、次
に、測定された誤差電圧Ｖが、それまでの他のサンプル
位置における測定において検出された誤差電圧Ｖの最大
値ＶMAX より大きい場合には当該測定した誤差電圧Ｖを
最大値ＶMAX として記憶すると共に、測定された誤差電
圧Ｖが、それまでの他のサンプル位置において検出され
た誤差電圧Ｖの最小値ＶMIN より小さい場合には当該測
定した誤差電圧Ｖを最小値ＶMIN として記憶する（ステ
ップＳ２３）。ステップＳ２３における処理は、後の処
理（ステップＳ２５）において誤差電圧Ｖの最大値と最
小値の平均値を計算するため、当該最大値ＶMAX 及び最
小値ＶMIN を更新記憶するための処理である。
【００６４】誤差電圧Ｖの最大値ＶMAX 及び最小値Ｖ
MIN の更新が終わると（ステップＳ２３）、次に、一回
のバイアス電圧算出処理における誤差量（誤差電圧Ｖ）
の検出回数（検出されたサンプル数）を計数するカウン
タ（マイコン６内に備えられている。）の値が、サンプ
ル数の総数を示す「Ｎ1 」又は「Ｎ2 」以上となったか
否かが判定され（ステップＳ２４）、カウンタの値がサ
ンプルの総数以上となった場合には（ステップＳ２４；
ＹＥＳ）、当該バイアス電圧算出処理における最終的な
誤差電圧Ｖを算出すべく、それまで記憶されていた誤差
電圧Ｖの最大値Ｖ MAX 及び最小値ＶMIN からその平均値
として当該最終的な誤差電圧Ｖを求める（ステップＳ２
５）。
【００６５】そして、ステップＳ２５において算出した
誤差電圧Ｖを用いて、バイアス電圧の調整量Δを以下の
式により算出する（ステップＳ２６）。 Δ＝（Ｖ／ａ）×（Ｇ0 ×Ｇ5 ） …（９） ここで、ａは、光ビームＢの焦点位置の情報記録面の位
置からの誤差量と誤差電圧Ｖとの関係を示す一定係数
（図７参照）である。上記式（９）における調整量Δに
ついては、後ほど詳説する。
【００６６】そして、バイアス電圧の調整量Δが算出さ
れると（ステップＳ２６）、その値をそれまでのバイア
ス電圧Ｂ’に加算することにより、最終的なバイアス電
圧Ｂを求め（ステップＳ２７）、バイアス制御信号ＳB
として加算器３１に出力し、フォーカスエラー信号ＳFE
に重畳する。そして、スイッチ制御信号ＳSWをマイコン
６が出力することによりスイッチＳＷを開として外乱信
号ＳN のフォーカスエラー信号ＳFEへの重畳を停止し
（ステップＳ２８）、バイアス電圧算出処理を終了す
る。
【００６７】一方、ステップＳ２４の処理において、カ
ウンタの値がサンプルの総数以上でない場合には（ステ
ップＳ２４；ＮＯ）、カウンタの値を「１」だけインク
リメントして（ステップＳ２９）、次のサンプルまで光
スポットが移動する間待機し（ステップＳ３０）、次の
サンプルを用いて誤差電圧Ｖを検出すべく、ステップＳ
２２に戻る。
【００６８】次に、請求項２に記載の発明に対応する、
ステップＳ２２における誤差量の検出について図６及び
図７を用いて説明する。図６（ａ）に示すように、フォ
ーカスサーボループをクローズすると共に（ステップＳ
５）トラッキングサーボループをクローズして（ステッ
プＳ６）フォーカスエラー信号ＳFEに対して外乱信号Ｓ
N を重畳し（ステップＳ２０）フォーカスサーボ制御を
行うと、対物レンズ２’が重畳された外乱信号ＳN の振
幅及び周波数に対応した距離（図６（ａ）中、符号λで
示す。）及び周期で情報記録面Ｐに対して垂直な方向に
振動する。そして、このとき、光ビームＢの焦点位置
は、当該焦点位置と情報記録面Ｐとの誤差量に対応して
図６（ａ）の夫々示す位置で振動することとなる。この
とき、フォーカス誤差検出回路２０に入力される外乱検
出信号としての電気信号ＳRFは、夫々図６（ａ）に示す
ような波形となる。すなわち、フォーカスエラー信号Ｓ
FEにおけるバイアス電圧のずれにより、光ビームＢが情
報記録面Ｐの手前で合焦する場合（図６（ａ）中（Ａ）
で示す。）には、電気信号ＳRFは外乱信号ＳN と同じ位
相で振幅が変化し、更に当該振幅の大きさが大きくな
る。また、フォーカスエラー信号ＳFEにおけるバイアス
電圧のずれにより、光ビームＢが情報記録面Ｐより深い
位置で合焦する場合（図６（ａ）中（Ｃ）で示す。）に
は、電気信号ＳRFは外乱信号ＳN と逆の位相で振幅が変
化し、更に当該振幅の大きさが大きくなる。更に、光ビ
ームＢの焦点位置と情報記録面Ｐの位置が一致している
場合（図６（ａ）中（Ｂ）で示す。）には、電気信号Ｓ
RFは外乱信号ＳN の２倍の周波数で振幅が変化し、更に
当該振幅の大きさ（電気信号ＳRFの変動幅）が最小とな
る。
【００６９】このように、光ビームＢの焦点位置と情報
記録面Ｐとの距離に対応して電気信号ＳRFの周波数と振
幅の大きさが変化する理由について、図６（ｂ）を用い
て説明する。なお、図６（ｂ）における下向き開きの２
次曲線は、光ビームＢの焦点位置と情報記録面Ｐとの距
離を横軸とし、対応する電気信号ＳRFの強度を縦軸とし
た場合の双方の関係を示すものであり、換言すれば、光
ピックアップ２における光ビームＢの焦点位置と情報記
録面Ｐとの距離と電気信号ＳRFの関係を示すものであ
る。
【００７０】ここで、図６（ｂ）から明らかなように、
光ビームＢの焦点位置が情報記録面Ｐの手前にある場合
（図６（ｂ）中（Ａ）で示す。）に、外乱信号ＳN に対
応する周期及び振幅で光ビームＢの焦点位置が振動する
と、出力される電気信号ＳRFの波形は、外乱信号ＳN と
同位相となり、且つ、その振幅は大きくなる。また、光
ビームＢの焦点位置が情報記録面Ｐより深い場合（図６
（ｂ）中（Ｃ）で示す。）に、外乱信号ＳN に対応する
周期及び振幅で光ビームＢの焦点位置が振動すると、出
力される電気信号ＳRFの波形は、外乱信号ＳN と逆位相
となり、且つ、その振幅は大きくなる。そして、光ビー
ムＢの焦点位置と情報記録面Ｐの位置とが一致している
場合（図６（ｂ）中（Ｂ）で示す。）には、検出される
電気信号ＳRFの周期は外乱信号ＳN の２倍となり、その
振幅は最小となる。
【００７１】従って、外乱信号ＳN をフォーカスエラー
信号ＳFEに重畳したときの電気信号ＳRFの振幅をフォー
カス誤差検出回路２６において検出することにより、光
ビームＢの焦点位置と情報記録面Ｐの位置との誤差量ｘ
が判り、当該誤差量ｘに対応する誤差電圧Ｖを有する誤
差信号ＳV が出力されることとなる。ここで、光ビーム
Ｂの焦点位置と情報記録面Ｐの位置との誤差量ｘと対応
する誤差電圧Ｖとの関係は、図７に示すように１次関数
的な変化となることが判っている。
【００７２】更に、当該電気信号ＳRFの位相とフォーカ
ス誤差検出回路２６に入力されている（外乱信号ＳN が
重畳されている）フォーカスエラー信号ＳFEとの位相を
比較することにより、光ビームＢの焦点位置と情報記録
面Ｐの位置との関係が図６（ａ）（Ａ）の場合であるか
又は図６（ａ）（Ｃ）の場合であるかが判断でき、これ
が誤差信号ＳV の極性の違いとして出力されることとな
る。
【００７３】次に、ステップＳ２６において算出される
調整量Δについて説明する。上記式（９）に示すよう
に、調整量Δは、 Δ＝（Ｖ／ａ）×（Ｇ0 ×Ｇ5 ） …（９） で示される。
【００７４】ここで、上記式（９）における誤差電圧Ｖ
と光ビームＢの焦点位置と情報記録面の位置との誤差量
ｘとの間には、図７に示すように、 Ｖ＝ａ×ｘ …（１０） の関係があるので、上記式（８）を式（１０）を用いて
書き換えると、調整量Δは、 Δ＝ｘ×Ｇ5 ×Ｇ0 ＝（Ｖ／ａ）×Ｇ5 ×Ｇ0 …（９） となり、調整量Δが式（９）で与えられることが判る。
【００７５】次に、具体的に調整量Δを算出する方法に
ついて説明する。先ず、（Ｖ／ａ）の項（誤差量ｘ）に
ついては、図６及び図７に示すように、フォーカス誤差
検出回路２６から出力される誤差信号ＳV の電圧（誤差
電圧）Ｖをマイコン６で検出し、これを予め図７に示す
関係より判明している定数ａ（換言すれば、フォーカス
誤差検出回路２６の感度）で除することにより算出する
ことができる。
【００７６】次に、請求項３及び４に記載の発明に対応
して、（Ｇ5 ×Ｇ0 ）の項の算出について説明する。
（Ｇ5 ×Ｇ0 ）の値の算出方法については、以下に示す
二つの方法がある。
【００７７】（Ｉ）フォーカスサーチ動作時に生成され
たフォーカスエラー信号ＳFEに基づいて算出する方法 初めに、（Ｇ5 ×Ｇ0 ）（次元は［Ｖ／ｍ］）の値を、
上述のフォーカスサーチ動作時に生成されたフォーカス
エラー信号ＳFEに基づいて算出する方法について図８を
用いて説明する。ここで、フォーカスサーチ動作とは、
フォーカスサーボ制御動作を行う前に、当該フォーカス
サーボ制御における光ビームの焦点位置の基準位置を設
定するための動作である。
【００７８】一般に、フォーカスサーチ動作時に生成さ
れたフォーカスエラー信号ＳFEの合焦ポイントにおける
感度（すなわち、当該合焦ポイントにおけるフォーカス
エラー信号ＳFEの傾き）は、上記の（Ｇ5 ×Ｇ0 ）の値
に相当することが知られている。
【００７９】一方、図８に示すフォーカスエラー信号Ｓ
FEにおける二つのピーク値（上限ピーク値と下限ピーク
値）が検出される間に対物レンズ２’が移動する距離α
は、光ディスク再生装置Ｓの光学系で一定であり、更
に、フォーカスエラー信号ＳFEにおける二つのピーク値
に対応するピーク点を結んだ直線（図８に一点鎖線で示
す。）の傾きと上記の合焦ポイントにおけるフォーカス
エラー信号ＳFEの傾きが比例関係にあることも一般的に
知られている。
【００８０】従って、フォーカスサーチ動作時におい
て、フォーカスエラー信号ＳFEの振幅（ｐ−ｐ値）を測
定すれば、上記のフォーカスエラー信号ＳFEにおける二
つのピーク値に対応するピーク点を結んだ直線の傾きと
上記の合焦ポイントにおけるフォーカスエラー信号ＳFE
の傾きとの比例関係における比例定数をｂとして、 Ｇ5 ×Ｇ0 ＝（［フォーカスエラー信号ＳFEのｐ−ｐ値］／α）×ｂ…（１１） の式により、（Ｇ5 ×Ｇ0 ）の値が合焦ポイントにおけ
るフォーカスエラー信号ＳFEの傾きとして算出できる。
【００８１】よって、予め、フォーカスエラー信号ＳFE
の振幅（ｐ−ｐ値）と（Ｇ5 ×Ｇ0）の値との関係を製
造時等に計測することにより上記定数α及びｂを決定し
ておき、フォーカスサーチ動作時におけるフォーカスエ
ラー信号ＳFEの振幅（ｐ−ｐ値）を検出することによ
り、上記式（１１）の関係に基づいて（Ｇ5 ×Ｇ0 ）の
値を算出することができるのである。
【００８２】（II）自動調整されたフォーカスサーボル
ープのゲインに基づいて算出する方法 次に、自動調整されたフォーカスサーボループのゲイン
に基づいて（Ｇ5 ×Ｇ 0 ）の値を算出する方法について
説明する。
【００８３】上述のように、図３に示すフォーカスサー
ボループにおいて、プリアンプ５ＢのゲインＧ0 が変動
するのは、初期（製造時）における調整ずれに起因する
場合が多く、一方、光学系全体のゲインＧ5 が変動する
場合としては、初期における調整ずれに起因する場合に
加えて経年変化により変動する場合がある。従って、フ
ォーカスサーボループのゲインの自動調整の際の当該ゲ
インの変動は、実質的にプリアンプ５ＢのゲインＧ0 及
び光学系全体のゲインＧ5 によるものと考えられる。
【００８４】ここで、フォーカスサーボループのゲイン
を自動調整（ＡＧＣ自動調整）する場合には、マイコン
６からの利得制御信号ＳATT （図２参照）によりアッテ
ネータ２０を制御して図３に示すゲインＧ1 を変化させ
ることとなる。従って、ＡＧＣ処理により、フォーカス
サーボループのゲインを一定となるようにＡＧＣ自動調
整することは、結果的に、（Ｇ0 ×Ｇ1 ×Ｇ5 ）の値を
一定とすることに相当する。従って、 ［Ｇ1 の値の設計基準値］／［自動調整後のＧ1 の値］ ＝［現在の（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値］／［（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値の設計基準値 ］ …（１２） の関係が成立するので、上記式（１２）より、 ［現在の（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値］ ＝（［Ｇ1 の値の設計基準値］／［自動調整後のＧ1 の値］） ×［（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値の設計基準値］ …（１３） なる関係が成立する。ここで、設計基準値とは、光ディ
スク再生装置Ｓの製造時に設定される設計上の基準値で
あり、この基準値は一度設定された後はマイコン６内に
記憶され、以後変更されることはない。
【００８５】上記式（１３）より、記憶されているゲイ
ンＧ1 の値の設計基準値及び（Ｇ0×Ｇ5 ）の値の設計
基準値に基づき、ＡＧＣ自動調整後のゲインＧ1 の値か
ら現在の（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値が求めることができる。
【００８６】なお、上記（Ｉ）及び（II）に示す方法を
比較した場合には、（Ｉ）に示す方法は、Ｓカーブから
（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値を算出するので、当該算出処理を簡
略化することができる反面、Ｓカーブを測定する時間が
必要であるのに対し、（II）に示す方法は、ＡＧＣ自動
調整と並行してバイアス電圧の算出を行えば、ＡＧＣ自
動調整の結果を用いて（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値が算出できる
ので、（II）に示す方法の方がより高速に処理ができ
る。
【００８７】以上説明した夫々の方法により、（Ｖ／
ａ）の値及び（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値が算出できるので、こ
れらから、ステップＳ２６における調整量Δを算出する
ことができ、その後、ステップＳ２７により最終的にバ
イアス電圧を算出することができる。
【００８８】以上説明したように、実施形態のフォーカ
スエラー信号ＳFEのバイアス電圧制御装置の処理によれ
ば、外乱信号ＳN を重畳したときの光ビームＢの焦点位
置と情報記録面の位置との誤差量ｘ及びフォーカスサー
ボループにおけるプリアンプ５ＢのゲインＧ0 及び光学
系全体におけるゲイン（感度）Ｇ5 に基づいてバイアス
電圧を算出するので、フォーカスエラー信号ＳFEのバイ
アス電圧制御を自動的且つ短時間に行うことができる。
【００８９】また、実際に光ディスク１から情報を再生
する際に、フォーカスサーボループをクローズした状態
でバイアス電圧が算出できるので、当該光ディスク１の
特性に対応して正確なバイアス電圧制御を行うことがで
きる。
【００９０】更に、フォーカス誤差検出回路２６は、外
乱信号ＳN を重畳したときの電気信号ＳRFの振幅に基づ
いて上記誤差量ｘを検出するので、誤差量検出を簡略化
すると共に高速化することができる。
【００９１】更にまた、フォーカスサーボループの利得
の設計基準値及びＡＧＣ自動調整した後の当該フォーカ
スサーボループの利得に基づいて（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値を
算出するので、利得のＡＧＣ自動調整と並行して（Ｇ0
×Ｇ5 ）の値を算出することができ、情報再生処理全体
の処理時間を短縮することができる。
【００９２】また、ステップＳ２６に示すように、バイ
アス電圧における調整量Δのみを算出するので、バイア
ス電圧そのものを初めから算出する場合に比して算出処
理を簡略化すると共に高速化することができる。
【００９３】更にまた、過去に設定されたバイアス電圧
に基づいて今回のバイアス電圧を算出するので、今回の
バイアス電圧の算出においては、過去のバイアス電圧か
らの変動分のみを算出すればよいこととなり、バイアス
電圧の算出処理を簡略化すると共に高速化することがで
きる。
【００９４】更に、光ディスク１からの情報の再生の度
にバイアス電圧の更新を行うので、バイアス電圧制御の
精度が向上する。更にまた、一回のバイアス電圧の算出
において、光ディスク１の複数の異なるサンプル位置に
おける副誤差量を用いて最終的な誤差量ｘを検出すると
共に、当該バイアス電圧の算出を複数回行うので、算出
されたバイアス電圧の精度が向上する。
【００９５】また、複数回のバイアス電圧の算出のう
ち、最後のバイアス量の算出におけるサンプル数
（Ｎ2 ）をそれまでのバイアス電圧の算出におけるサン
プル数（Ｎ1）よりも大きく設定して誤差量ｘの算出を
行うので、光ディスク１の面ぶれの影響を含んで誤差量
算出の精度が向上すると共に、最後のバイアス電圧算出
におけるサンプル数で全てのバイアス電圧の算出を行わ
ないので、バイアス電圧の算出精度を向上させつつ算出
時間を短縮化することができる。
【００９６】なお、以上説明した実施形態においては、
非点収差法によるフォーカスサーボ制御の場合について
説明したが、本発明はこれに限らず、いわゆるフーコー
法によるフォーカスサーボ制御にも適用可能である。こ
の場合には、二分割された二つのディテクタの出力信号
に基づいてフォーカスエラー信号が生成されることとな
る。
【００９７】また、上記実施形態においては、バイアス
電圧の算出処理（図４ステップＳ１２）を５回行う場合
について説明したが、これに限らず、６回以上若しくは
４回以下行うようにしてもよい。
【００９８】更にまた、上記実施形態においては、光デ
ィスク１から情報を再生する場合について説明したが、
これに限らず、光ディスク１に予め形成されている案内
溝（グルーブ）に対して合焦して当該光ディスク１に情
報を記録する場合にも本発明は適用可能である。
【００９９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、検出された焦点誤差量並びに算出された
利得パラメータ及び感度パラメータに基づいてバイアス
量を算出するので、フォーカスエラー信号のバイアス量
制御を自動的且つ短時間に行うことができる。
【０１００】また、実際に情報記録媒体から情報を再生
する際に、フォーカスサーボループをクローズした状態
でバイアス量が算出できるので、当該情報記録媒体の特
性に対応して正確なバイアス量制御を行うことができ
る。
【０１０１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、焦点誤差量検出手段は、
外乱検出信号の振幅に基づいて誤差量を検出するので、
誤差量検出を簡略化すると共に高速化することができ
る。
【０１０２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の発明の効果に加えて、パラメータ算出手
段は、フォーカスサーチ動作時のフォーカスエラー信号
の振幅に基づいて利得パラメータと感度パラメータとの
積を算出するので、利得パラメータと感度パラメータと
の積の算出処理を簡略化すると共に高速化することがで
きる。
【０１０３】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の発明の効果に加えて、パラメータ算出手
段は、フォーカスサーボループの利得の設計基準値及び
自動調整した後の当該フォーカスサーボループの利得に
基づいて利得パラメータと感度パラメータとの積を算出
するので、利得の自動調整と並行して利得パラメータと
感度パラメータとの積を算出することができ、情報再生
処理全体の処理時間を短縮することができる。
【０１０４】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、バ
イアス量を制御するための調整量のみを算出するので、
バイアス量そのものを初めから算出する場合に比してバ
イアス量の算出処理を簡略化すると共に高速化すること
ができる。
【０１０５】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明の効果に加えて、過去のバイアス量に基づ
いて今回のバイアス量を算出するので、今回のバイアス
量の算出においては、過去のバイアス量からの変動分の
みを算出すればよいこととなり、バイアス量の算出処理
を簡略化すると共に高速化することができる。
【０１０６】更に、情報記録媒体からの情報の再生の度
にバイアス量の更新を行うので、バイアス量制御の精度
が向上する。請求項７に記載の発明によれば、請求項１
から６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、一
回のバイアス量の算出において、情報記録媒体の複数の
異なる位置における副誤差量を用いて誤差量を検出する
と共に、当該バイアス量の算出を複数回行うので、算出
されたバイアス量の精度が向上する。
【０１０７】また、最後のバイアス量の算出における副
誤差量の数を他のバイアス量の算出における副誤差量の
数よりも多く設定して誤差量の算出を行うので、誤差量
算出の精度が向上すると共に、最後のバイアス量算出に
おける副誤差量の数で全てのバイアス量の算出を行わな
いことより、バイアス量の算出精度を向上させつつ算出
時間を短縮化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る光ディスク再生装置の概要構成
ブロック図である。
【図２】自動調整ブロック及びその周辺回路の概要構成
ブロック図である。
【図３】フォーカスサーボループの構成を示す図であ
る。
【図４】実施形態に係る光ディスク再生装置の全体動作
を示すフローチャートである。
【図５】バイアス電圧算出処理の細部動作を示すフロー
チャートである。
【図６】誤差量検出動作を説明する図であり、（ａ）は
焦点位置と情報記録面の位置の関係と各種信号の波形を
示す図であり、（ｂ）はその原理を示す図である。
【図７】誤差量と誤差電圧の関係を示す図である。
【図８】フォーカスエラー信号と（Ｇ0 ×Ｇ5 ）の値の
関係を示す図である。
【図９】フォーカスエラー信号の変動を示す図である。
【符号の説明】
１…光ディスク ２…ピックアップ ２’…対物レンズ ３…送りモータ ４…スピンドルモータ ５、５Ａ、５Ｂ…プリアンプ ６…マイコン ７…信号処理部 ８…自動調整ブロック ９…サーボイコライザ １０…ドライバ １１…Ｄ／Ａ変換器 １２、２４、２４’…ＬＰＦ ２０…アッテネータ ２１、２１’…利得変化量検出部 ２２、２２’…バンドパスフィルタ ２３、２３’…絶対値回路 ２５…ジェネレータ ２６…フォーカス誤差検出回路 ３０、３１…加算器 Ｂ…光ビーム Ｄ…光ディテクタ Ｘ…Ｘ分岐 Ｙ…Ｙ分岐 ＳＷ…スイッチ ＳFE…フォーカスエラー信号 ＳRF…電気信号 ＳB …バイアス制御信号 ＳN …外乱信号 ＳSW…スイッチ制御信号 ＳATT …利得制御信号 ＳV …誤差信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 隆司 埼玉県川越市大字山田字西町25番地１ パ イオニア株式会社川越工場内 (72)発明者 西尾 善道 埼玉県川越市大字山田字西町25番地１ パ イオニア株式会社川越工場内 (72)発明者 吉村 英明 埼玉県川越市大字山田字西町25番地１ パ イオニア株式会社川越工場内 (72)発明者 宮川 智子 埼玉県川越市大字山田字西町25番地１ パ イオニア株式会社川越工場内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 情報記録媒体に照射した光ビームの当該
    情報記録媒体からの反射光に基づいて検出され、前記情
    報記録媒体の情報記録面の位置に対する前記光ビームの
    焦点位置の誤差を示すフォーカスエラー信号におけるバ
    イアス量を制御するフォーカスエラー信号のバイアス量
    制御装置であって、 前記フォーカスエラー信号に対して、前記焦点位置を前
    記情報記録面に対して振動させるための外乱信号を重畳
    する外乱信号重畳手段と、 前記外乱信号を重畳したときに前記光ビームの反射光に
    基づいて得られる外乱検出信号に基づいて、前記焦点位
    置の前記情報記録面からの誤差量を検出する焦点誤差量
    検出手段と、 前記フォーカスエラー信号に基づくフォーカスサーボ制
    御を行うためのフォーカスサーボループにおける前記フ
    ォーカスエラー信号を増幅する増幅器の増幅率に対応す
    る利得パラメータ及び前記反射光を受光して当該反射光
    に基づく検出信号を出力する光学系手段全体の検出感度
    に対応する感度パラメータを算出するパラメータ算出手
    段と、 前記検出された焦点誤差量並びに前記算出された利得パ
    ラメータ及び感度パラメータに基づいて、前記バイアス
    量を算出するバイアス量算出手段と、 を備えたことを特徴とするフォーカスエラー信号のバイ
    アス量制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のフォーカスエラー信号
    のバイアス量制御装置において、 前記焦点誤差量検出手段は、前記外乱検出信号の振幅に
    基づいて前記誤差量を検出することを特徴とするフォー
    カスエラー信号のバイアス量制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のフォーカスエラ
    ー信号のバイアス量制御装置において、 前記パラメータ算出手段は、フォーカスサーチ動作時の
    前記フォーカスエラー信号の振幅に基づいて前記利得パ
    ラメータと前記感度パラメータとの積を算出することを
    特徴とするフォーカスエラー信号のバイアス量制御装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載のフォーカスエラ
    ー信号のバイアス量制御装置において、 前記パラメータ算出手段は、予め設定された前記フォー
    カスサーボループの利得の設計基準値及び自動調整した
    後の当該フォーカスサーボループの利得に基づいて前記
    利得パラメータと前記感度パラメータとの積を算出する
    ことを特徴とするフォーカスエラー信号のバイアス量制
    御装置。
  5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項に記載の
    フォーカスエラー信号のバイアス量制御装置において、 前記バイアス量算出手段は、前記検出された焦点誤差量
    並びに前記算出された利得パラメータ及び感度パラメー
    タに基づいて、前記バイアス量を調整するための調整量
    を算出する調整量算出手段を備え、 当該算出された調整量を当該調整量算出前の前記バイア
    ス量に加算することにより、新たな前記バイアス量を算
    出することを特徴とするフォーカスエラー信号のバイア
    ス量制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載のフォーカスエラー信号
    のバイアス量制御装置において、 前記算出されたバイアス量を記憶する記憶手段を備え、 前記バイアス量算出手段は、過去において算出され、前
    記記憶手段に記憶されている前記バイアス量に基づいて
    今回の前記バイアス量を算出することを特徴とするフォ
    ーカスエラー信号のバイアス量制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか一項に記載の
    フォーカスエラー信号のバイアス量制御装置において、 前記バイアス量算出手段は、前記バイアス量の算出を複
    数回行うと共に、 前記焦点誤差量検出手段は、一回の前記バイアス量の算
    出において、前記情報記録媒体上の複数の異なる位置に
    おける前記誤差量である副誤差量に基づいて当該情報記
    録媒体に対応する一の前記誤差量を算出し、 更に、前記焦点誤差量検出手段は、複数回の前記バイア
    ス量の算出のうち、最後の前記バイアス量の算出におけ
    る前記副誤差量の数を、最後でない前記バイアス量の算
    出における前記副誤差量の数よりも多く設定して前記誤
    差量の算出を行うことを特徴とするフォーカスエラー信
    号のバイアス量制御装置。
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