JPH09306087A - ディスク判別方法及びディスク判別装置並びにそれを用いた光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のディスク判別方法では、光ヘッド内の
対物レンズを一定速度で光ディスクに近づける必要があ
るため、回路構成が複雑となり、コストアップを招来す
る。また、フォーカスエラー信号のＳ字波形を用いるの
で、ピット形状等の影響を受け易く、かつ環境変化によ
る等のバラツキも多いため、判別結果の信頼性に問題が
ある。 【解決手段】 フォーカスサーボ回路６内の出力回路２
５のドライバーアンプの出力に、電圧検出回路２６を接
続し、光ヘッドのフォーカスコイルに出力されるフォー
カスドライブ電流の電圧値であるドライブ電圧を検出し
てシステムコントローラに出力する。システムコントロ
ーラは、光ディスクのディスク基板の厚さに応じたドラ
イブ電圧を予め設定値として記憶しており、上記電圧検
出回路２６からのドライブ電圧と設定値とを比較して、
ディスク基板の厚さを識別し、光ヘッドの光学系に備え
られた絞りを挿抜する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、従来のＣＤ（コン
パクト・ディスク）並の記録密度を有する光ディスク
と、ＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスク）等のＣＤ
とはディスク基板の厚さが異なりかつ高記録密度が可能
な光ディスクの両方に、情報信号を記録、再生または消
去することが可能な光ディスク装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＤプレーヤ等の再生専用の光デ
ィスク装置に加えて、情報信号を記録再生することが可
能な光ディスク装置の開発が盛んに行われている。通
常、光ディスクヘの情報信号の記録及び再生は、半導体
レーザなどから照射された光ビームがレンズによって光
ディスクの記録層に集束されることによって行われる。
ここで、記録層とは、ＣＤではピット層のことであり、
記録可能な光ディスクでは集束ビームによって変形、光
学定数の変化または磁区の形成などが成される層のこと
である。光ディスクの記録密度を上げるためには、この
集束ビームのスポット径Ｄを小さくする必要がある。こ
のＤはレンズの開口数ＮＡとレーザ光の波長λに対し、
式（１）に示す関係になる。

【０００３】Ｄ＝λ／ＮＡ …（１） 式（１）は、ＮＡの大きなレンズほどビームスポット径
Ｄが小さく絞られることを示している。即ち、ＮＡを大
きくすることにより高密度記録が可能になる。

【０００４】ところが、レンズのＮＡが大きくなると、
チルトと呼ばれるディスクの傾き誤差による集束ビーム
の収差が大きくなる。特にコマ収差が大きくなる。コマ
の波面収差Ｗｃとチルト角α及びＮＡとは、ディスク基
板の厚さｄ及び屈折率ｎを用いると、式（２）に示す関
係になる。

【０００５】 Ｗｃ＝（（ｎ² −１）／２ｎ³ ）・ｄ・α・（ＮＡ）³ …（２） 式（２）は、従来よりも大きなＮＡのレンズが用いられ
た場合、チルト角が同じでもコマ収差が増大することを
示している。ところが、同式よりディスク基板の厚さｄ
を薄くすることが、コマ収差の抑制に効果があることが
わかる。従って、高密度記録のための光ディスクでは、
ディスク基板の厚さが従来の光ディスクに比べて薄い方
が好ましく、従って、薄いディスク基板に対応した対物
レンズを用いた光ヘッドが必要となる。

【０００６】一方、高密度記録に対応した光ディスク装
置でも、これまでの豊富なソフトウエア資産が活かされ
るよう、従来のディスク基板の厚い光ディスクでも再生
できる方が好ましい。

【０００７】ところが、薄いディスク基板用に設計され
た光ヘッドは、厚いディスク基板の光ディスクには使用
できない。以下その理由を説明する。光ディスク用の対
物レンズは、光ビームがディスク基板を通過することに
よって生じる球面収差を打ち消すよう設計されている。
この収差補正はディスク基板の厚さに応じてなされるの
で、設計値と異なる厚さのディスク基板を通過する集光
ビームに対しては、収差補正は正しくなされないことと
なる。このことを図を用いて説明する。

【０００８】図１２は、厚さの異なるディスク基板によ
る収差の発生状況を説明する略側面図である。同図
（ａ）は薄いディスク基板用に設計された対物レンズ６
０で、設計値通りの厚さのディスク基板を通してビーム
が集光された状態を光線追跡した図である。同図におい
て、破線は記録層の表面を示しており、対物レンズ６０
を出射した光線はすべて記録層表面上の一点Ｏに集光し
ている。同図（ｂ）は同図（ａ）と同じ薄いディスク基
板用に設計された対物レンズ６０で、設計値よりも厚い
ディスク基板を通してビームが集光された状態を光線追
跡した図である。同図（ｂ）では、対物レンズ６０の最
外周縁部から出射された光線は記録層表面上の点Ｏ’に
集光するが、光軸に近い光線ほど手前に集光してしま
う。これが球面収差であり、この収差が発生すると、対
物レンズは光ビームをいわゆる回折限界まで集光できな
い。

【０００９】したがって、薄いディスク基板用に収差補
正された対物レンズでは、厚いディスク基板を有する光
ディスクの情報を再生できず、再生または消去において
は、特性が劣化することとなる。同様に、厚いディスク
基板用に収差補正された対物レンズでは、薄いディスク
基板を有する光ディスクの情報を再生できず、再生また
は消去においては、特性が劣化することとなる。

【００１０】このような課題に鑑みて、従来、光ヘッド
の対物レンズを一定速度でディスク面に近づけ、フォー
カス誤差信号に発生する２つのＳ字波形の発生する時間
間隔をカウンタで計測することにより、ディスク基板の
厚さを判別する方法が提案されている（特開平５−５４
４０６号公報）。

【００１１】以下、この従来のディスク判別方法につい
て、図１３〜図１５を用いて説明する。図１３は、ディ
スク判別を行うシステムの構成図であり、光ディスク６
１はターンテーブル６２上に載置され、スピンモータ６
３の回転力にて回転される。光ヘッド６４は、回転中の
光ディスク６１上の情報を読み取り、読み取られた情報
は、電流電圧変換回路（Ｉ／Ｖ変換回路）６５により電
圧変換され、フォーカスサーボ回路６６へ入力される。
フォーカスサーボ回路６６は、システムコントローラ６
７の命令によりフォーカスＯＮ，ＯＦＦ等の制御を行う
ものである。そして、フォーカスサーボ回路６６とシス
テムコントローラ６７とには、ディスク判別回路６８が
接続されており、フォーカスサーボ回路６６と該ディス
ク判別回路６８とで、基板厚の異なるディスク基板のデ
ィスク判別が行われる。

【００１２】図１４に、ディスク判別回路６８の具体的
な回路構成を示す。ディスク判別回路６８は、第１，第
２の２つのレベルコンパレータ７０，７１、カウンタ７
２、及び識別回路７３からなり、第１レベルコンパレー
タ７０は、フォーカスサーボ回路６６からのフォーカス
誤差信号と、システムコントローラ６７からのリセット
パルスとが入力され、スタートパルスをカウンタ７２に
出力するものである。第２レベルコンパレータ７１は、
フォーカス誤差信号が入力され、ストップパルスをカウ
ンタ７２に出力するものである。カウンタ７２は、スタ
ートパルス及びストップパルスを入力され、カウント値
を識別回路７３に出力するものである。識別回路７３
は、カウント値が入力され、コントローラ６７へ識別信
号を出力するものである。

【００１３】図１５は、光ディスクのディスク基板の厚
さの識別を行うときの、各箇所における信号波形を示し
た波形図であり、（ａ）は光ヘッド６４のアクチュエー
タ（図示せず）の駆動電圧である。（ｂ）はフォーカス
誤差信号であり、（ｂ）における点線は第１レベルコン
パレータ７０の比較電圧Ｖ₁ 、及び、第２レベルコンパ
レータ７１の比較電圧Ｖ₂ を示している。この信号にお
いて、左のＳ字波形は、光ディスク６１のディスク基板
表面でのレーザビームの反射によって生じ、右のＳ字波
形は、レーザビームがディスク基板を透過し、正規の反
射位置である記録層において反射することによって生じ
る。一般に前者のＳ字波形は後者のＳ字波形に対して数
分の１の大きさである。（ｃ）は第１レベルコンパレー
タ７０の出力波形、（ｄ）は第２レベルコンパレータ７
１の出力波形である。

【００１４】光ヘッド６４のアクチュエータを、図１５
（ａ）に示すような信号で駆動し、対物レンズ（図示せ
ず）を一定速度で光ディスク６１に近づけると、図１５
（ｂ）に示すように、フォーカス誤差信号にディスク基
板表面からの反射によるＳ字波形が現れる。比較電圧Ｖ
₁ はこのＳ字波形の最大値より低く、Ｖ₂ は高く設定さ
れているので、Ｖ₁ を超えた時点で図１５（ｃ）に示す
ように、第１レベルコンパレータ７０の出力は変化す
る。これがスタートパルスとしてカウンタ７２へ入力さ
れる。また、一度スタートパルスが出力されると、リセ
ットパルスが入力されるまで出力信号はホールドされ
る。

【００１５】さらに、光ヘッド６４内の対物レンズが光
ディスク６１に近づくと、今度は正規の反射位置からの
反射により、フォーカス誤差信号に正規のＳ字波形が現
れる。Ｖ₂ はこのＳ字波形のレベルよりも低く設定され
ているため、フォーカス誤差信号のレベルがＶ₂ を超え
た時点で、第２レベルコンパレータ７１の出力が変化す
る。これがストップパルスとしてカウンタ７２へ入力さ
れる。第１レベルコンパレータ７０はホールドされたま
まなので、その出力信号に変化はない。カウンタ７２
は、スタートパルスからストップパルスまでの時間を計
測し、カウント値を識別回路７３へ出力する。対物レン
ズは一定速度で光ディスク６１に近づいていたので、２
つのＳ字波形の時間差は反射位置の差、即ちディスク基
板の厚さに比例する。識別回路７３は入力されたカウン
ト値と、予め設定された基準値とを比較する。計数基準
値よりも小さければディスク基板の厚さが薄い光ディス
クだと判定し、大きければ厚い光ディスクだと判定し
て、識別信号をシステムコントローラ６７へ出力する。
このようにして光ディスク６１のディスク基板の厚さが
判別される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなディスク判別方法では、光ヘッド６４内の対物レ
ンズを一定速度で光ディスク６１に近づける必要があ
り、対物レンズを一定速度で駆動するには、別途制御を
行うための回路が必要となる。

【００１７】また、光ヘッド６４から出力されるＳ字波
形は光ディスクのピット形状等の影響により、Ｓ字波形
の出力として希望通りのものが得られないことが多い。
さらに、環境変化によるＳ字波形のレベル変化、バラツ
キ及びＤＣオフセットの増加等を含めると、レベルをコ
ンパレートする基準電圧の設定が難しく、パルスカウン
トしなかったり、カウントミスを発生したりする虞れが
ある。

【００１８】したがって、判別結果の信頼性が充分に高
いとは言えず、また、回路構成が複雑となるため、コス
トアップも招来される。

【００１９】

【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、本発明の請求項１記載のディスク判別方法は、発
光手段からの光束が集光する焦点位置を光ディスクの記
録面に追従させるフォーカスサーボを行うフォーカスサ
ーボ手段を備え、互いにディスク基板の厚さが異なる複
数の光ディスクに対して情報の記録、再生又は消去の少
なくとも何れか一つを行う光ディスク装置に用いられ
る、ディスク基板の厚さにより光ディスクを判別するデ
ィスク判別方法において、上記フォーカスサーボ手段に
て生成されるフォーカスサーボ時のフォーカスドライブ
電圧或いは該フォーカスドライブ電圧に応じた電圧のデ
ィスク基板の厚さによる違いを基に光ディスクを判別す
ることを特徴としている。

【００２０】フォーカスサーボ手段にて生成されるフォ
ーカスサーボ時のフォーカスドライブ電圧（フォーカス
ドライブ電流の電圧値）或いは該フォーカスドライブ電
圧に応じた電圧は、光ディスクのディスク基板の厚さに
よる記録面までの距離の異なりに応じて対物レンズの支
持位置が異なるため、ディスク基板の厚さに応じて異な
る。したがって、このフォーカスドライブ電流の電圧値
の違いからディスク基板の厚さを識別でき、光ディスク
を判別できる。

【００２１】そして、この場合、フォーカスサーボ時の
フォーカスドライブ電圧或いは該フォーカスドライブ電
圧に応じた電圧の値を検出し、ディスク基板の厚さによ
る違いを比較するだけで判別できるので、従来の構成の
ような複雑なディスク判別回路は必要なく、光ディスク
装置の小型化、及び大幅なコストダウンが図れる。しか
も、フォーカスサーボ時のフォーカスドライブ電圧或い
は該フォーカスドライブ電圧に応じた電圧は、バラツキ
が非常に小さいので、光ディスクのピット形状等の影響
を受け易いＳ字波形を用い、かつ、上述したような困難
な基準電圧の設定が必要な従来の判別方法に比べて、信
頼性の高い判別が可能である。

【００２２】本発明の請求項２記載のディスク判別装置
は、発光手段からの光束が集光する焦点位置を光ディス
クの記録面に追従させるフォーカスサーボを行うフォー
カスサーボ手段を備えた、互いにディスク基板の厚さが
異なる複数の光ディスクに対して情報の記録、再生又は
消去の少なくとも何れか一つを行う光ディスク装置に搭
載される、ディスク基板の厚さにより光ディスクを判別
するディスク判別装置であって、上記フォーカスサーボ
手段により生成されるフォーカスサーボ時のフォーカス
ドライブ電圧或いは該フォーカスドライブ電圧に応じた
電圧を検出する電圧検出手段と、フォーカスサーボ時の
フォーカスドライブ電圧或いは該フォーカスドライブ電
圧に応じた電圧を、ディスク基板の厚さに応じて予め設
定値として記憶している設定値記憶手段と、上記電圧検
出手段にて検出された電圧値と、上記設定値記憶手段に
記憶されている設定値とを比較してディスク基板の厚さ
を識別するディスク識別手段とを備えていることを特徴
としている。

【００２３】これによれば、設定値記憶手段には、フォ
ーカスサーボ時のフォーカスドライブ電圧或いは該フォ
ーカスドライブ電圧に応じた電圧が、ディスク基板の厚
さに応じて予め設定値として記憶されており、電圧検出
手段がフォーカスサーボ時のフォーカスドライブ電圧或
いは該フォーカスドライブ電圧に応じた電圧の値を検出
すると、ディスク識別手段が、電圧検出手段にて検出さ
れた電圧値と設定値記憶手段に記憶されている設定値と
を比較してディスク基板の厚さを識別するようになって
いる。

【００２４】つまり、請求項１のディスク判別方法を用
いたディスクの判別を容易に実現し得るディスク判別装
置を提供でき、かつ、このディスク判別装置を搭載した
光ディスク装置は、小型化かつ大幅なコストダウンが図
れ、加えて高い信頼性を有する。

【００２５】本発明の請求項３記載の光ディスク装置
は、上記請求項２に記載のディスク判別装置と、互いに
ディスク基板の厚さが異なる複数の光ディスクに対応し
て設けられた、それぞれのディスク基板の厚さに応じた
収差補正が成された複数の光学系と、上記ディスク判別
装置の判別結果を基にディスク基板の厚さに応じて上記
光学系の一つを選択する制御手段とを備えた、互いのデ
ィスク基板の厚みが異なる光ディスクに対して情報の記
録、再生又は消去の少なくとも何れか一つを行うことを
特徴としている。

【００２６】これによれば、互いにディスク基板の厚さ
が異なる複数の光ディスクに対応して、それぞれのディ
スク基板の厚さに応じた収差補正が成された複数の光学
系が設けられており、制御手段が、ディスク判別装置の
判別結果を基に、上記光学系の一つを選択する。

【００２７】したがって、小型化かつ大幅なコストダウ
ンが図れると共に、収差補正のための光学系の切り換え
が高い信頼性で行われるので、互いにディスク基板の厚
さが異なる複数の光ディスクに対して情報の記録、再生
又は消去の少なくとも何れか一つを行う光ディスク装置
の信頼性を向上できる。

【００２８】本発明の請求項４記載の光ディスク装置
は、請求項３の構成において、上記のディスク基板の厚
さに応じた収差補正が成された複数の光学系は、一つの
光学系に、絞りや液晶シャッター等の収差補正手段をさ
らに組み合わせることで構成されていることを特徴とし
ている。

【００２９】これによれば、一つの光学系に、絞りや液
晶シャッター等の収差補正手段をさらに組み合わせるこ
とでディスク基板の厚さに応じた複数の光学系が構成さ
れているので、必要な複数の光学系を、コンパクトに実
現できる。

【００３０】本発明の請求項５記載の光ディスク装置
は、請求項３の構成において、上記のディスク基板の厚
さに応じた収差補正が成された複数の光学系は、複数の
対物レンズを切り換えることで構成されていることを特
徴としている。

【００３１】これによれば、複数の対物レンズを切り換
えることでディスク基板の厚さに応じた複数の光学系が
構成されているので、必要な複数の光学系を、コンパク
トに実現できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図１１に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。本発明は、複数のディスク基板の厚さに適用可能で
あるが、本実施の形態においては、ディスク基板の厚さ
は２種類として説明する。

【００３３】図３は、本実施の形態の光ディスク装置に
おける、ディスク基板の厚さに基づくディスク判別を行
うシステム構成を示すブロック図である。

【００３４】図３に示すように、ターンテーブル２は、
伝達されるスピンモータ３の回転力により、装着された
光ディスク１を所定のスピードで回転させるものであ
る。このターンテーブル２に装着される光ディスク１
は、ディスク基板の厚さが互いに異なる第１又は第２の
光ディスクである。

【００３５】光ヘッド４は、ターンテーブル２に装着さ
れた状態の光ディスク１の下面側に配設されており、光
ビームを光ディスク１に照射し、その反射光を受光して
光検出信号を出力するもので、記録信号、消去信号も入
力される。その具体的な構成については、図４及び図５
を用いて後述するが、対物レンズ、半導体レーザ、フォ
トディテクタ、ビームスプリッタなどから構成される集
束光学系と、これらの光学素子を保持する基台（ベー
ス）及びアクチュエータを備えている。

【００３６】電流電圧変換回路（以下、Ｉ／Ｖ変換回路
と称する）５は、光ヘッド４から出力された光検出信号
を電圧変換してフォーカスサーボ回路６へ出力するもの
である。フォーカスサーボ回路（フォーカスサーボ手
段）６は、電圧変換された光検出信号とシステムコント
ローラ７からの制御信号とが入力され、システムコント
ローラ７の命令により、光ヘッド４へフォーカスドライ
ブ電流を出力して、フォーカスＯＮ，ＯＦＦの制御や、
フォーカスサーチ制御等を行うものである。また、本実
施の形態の光ディスク装置の場合、フォーカスサーボ回
路６は、フォーカスドライブ電流の電圧値を測定したフ
ォーカスドライブ電圧を、より詳細にはフォーカスドラ
イブ電圧のオフセットのＤＣ成分をシステムコントロー
ラ７へ出力するようになっている。尚、具体的な構成等
については、図１及び図２を用いて後述する。

【００３７】システムコントローラ７は、光ヘッド４、
フォーカスサーボ回路６へ制御信号を出力すると共に、
フォーカスサーボ回路６からのフォーカスドライブ電圧
（フォーカスドライブ電圧のオフセットのＤＣ成分）が
入力され、ディスク基板厚を識別して光ディスク１を判
別し、搭載されている光ディスク１のディスク基板厚に
応じた光学系となるように、光ヘッド４における光学系
の収差補正のための機構を制御するものである。本実施
の形態の光ディスク装置の場合、光ヘッド４内の光ビー
ムの光路に絞りを挿抜するようになっている。尚、詳細
については後述するが、このシステムコントローラ７
が、本発明の設定値記憶手段、ディスク識別手段、及び
制御手段である。

【００３８】次に、図４を用いて上記光ヘッド４の構成
を説明する。図４は、上記光ヘッド４の集束光学系の詳
細な構成図であり、同図（ａ）は、光ディスク１として
第１の光ディスク１ａを読み取る場合の光学系を示し、
同図（ｂ）は、光ディスク１として第１の光ディスクよ
りもディスク基板厚の薄いディスク基板が２枚貼り合わ
されてなる第２の光ディスク１ｂを読み取る場合の光学
系を示す。

【００３９】図４（ａ)(ｂ）に示すように、光ヘッド４
は、発光素子１０、コリメートレンズ１１、ビームスプ
リッタ１２、対物レンズ１３、集光レンズ１４、フォト
ディテクタ１５、及び絞り１６を備えている。発光素子
１０は、半導体レーザ等から構成されるもので、コリメ
ートレンズ１１は、発光素子１０から発せられた光ビー
ムを平行化するものである。ビームスプリッタ１２は、
コリメートレンズ１１にて平行化された光ビームを２分
割するもので、対物レンズ１３は、光ディスク１上に光
ビームを集光するものである。集光レンズ１４は、ビー
ムスプリッタ１２にて分割された反射光を集光するもの
で、フォトディテクタ１５は集光された反射光から光信
号を検出するためのものである。

【００４０】そして、絞り１６は、対物レンズ１３に入
射する光ビームが通過する第２ポイントＰ₂ に配された
場合に、同図（ｂ）に示すように、破線にて示す光ビー
ムを実線にて示すものに変更するものである。この絞り
１６は、図示しない挿抜手段にて、対物レンズ１３に入
射する光ビームが通過する位置から完全に外れた第１ポ
イントＰ₁ と、対物レンズ１３に入射する光ビームが通
過する第２ポイントＰ₂ とをスライド移動される。該挿
抜手段には、システムコントローラ７からの制御信号が
入力されており、システムコントローラ７の命令により
絞り１６を挿抜するようになっている。

【００４１】ここで、対物レンズ１３は、同図（ａ）に
示すように、第１の光ディスク１ａのディスク基板厚に
よる収差を補正するように光学設計されている。そし
て、絞り１６は、同図（ｂ）に示すように、対物レンズ
１３との合成光学系が、第２の光ディスクである１ｂの
ディスク基板厚による収差を補正するような設計がなさ
れている。絞り１６が光ビームの光路に配されること
で、対物レンズ１３の開口数ＮＡが、第２の光ディスク
１ｂの情報を再生し得るものに変更される。すなわち、
光ヘッド４では、対物レンズ１３は発光素子１０、コリ
メートレンズ１１、ビームスプリッタ１２、集光レンズ
１４、フォトディテクタ１５と共に第１の光ディスク１
ａに対応した第１の集束光学系を構成し、また、この第
１の集束光学系に絞り１６を加えることによって、第２
の光ディスク１ｂに対応した策２の集束光学系を構成し
ているとみなすことができる。

【００４２】次に、図５を用いて上記対物レンズ１３を
駆動するアクチュエータの構成を説明する。図５は、対
物レンズ１３を駆動するアクチュエータの要部の構成を
示す構成図である。図５に示すように、対物レンズ１３
は保持体１７に保持されている。そして、この保持体１
７は一端が基台１８に取り付けられた板ばね等の弾性材
からなる支持部材１９に支持されている。これら保持体
１７及び支持部材１９は、対物レンズ１３をフォーカシ
ング方向，ラジアル方向に移動させるアクチュエータを
構成する一部材であり、対物レンズ１３は図示しないア
クチュエータコイル（具体的にはフォーカスコイル）に
フォーカスドライブ電流が出力されると、支持部材１９
によりフォーカシング方向に移動されるようになってい
る。

【００４３】次に、図１を用いて上記のフォーカスサー
ボ回路６の詳細な回路構成を説明する。図１は、上記の
フォーカスサーボ回路６の詳細な回路構成を示すブロッ
ク図である。図１に示すように、フォーカスエラー信号
回路２０及びフォーカスＯＫ信号回路２１は、光ヘッド
４からの光検出信号がＩ／Ｖ変換回路５をへて入力され
ることで、フォーカスエラー信号及びフォーカスＯＫ信
号をそれぞれ生成し、フォーカススイッチ２２へ出力す
るようになっている。

【００４４】フォーカススイッチ２２は、フォーカスサ
ーボループをＯＮ／ＯＦＦするスイッチであり、フォー
カスエラー信号及びフォーカスＯＫ信号と共に、システ
ムコントローラ７からの制御信号が入力されており、シ
ステムコントローラ７の命令により、フォーカスエラー
信号とフォーカスＯＫ信号により光ビームの焦点が最良
点に結ばれたときＯＮされ、フォーカスサーボループが
閉じられ、フォーカスサーボが行われるようになってい
る。

【００４５】フォーカスサーチ回路２３は、フォーカス
サーボをかける際に、最初サーボループを切っておい
て、対物レンズ１３のアクチュエータを上下させて、フ
ォーカスエラー信号，フォーカスＯＫ信号を生成し得る
範囲にいれてやるフォーカスサーチ動作を行うための回
路であり、システムコントローラ７からの命令により、
フォーカスサーチ動作が行われるようになっている。こ
のフォーカスサーチ動作により、光ヘッド４からの光検
出信号が、上記のフォーカスエラー信号回路２０，フォ
ーカスＯＫ信号回路２１に入力されることとなる。

【００４６】位相補償回路２４は、フォーカスサーボ時
及びフォーカスサーチ時に光ヘッド４のアクチュエータ
へと出力される信号の位相補償を行って出力回路２５に
信号を出力するものである。

【００４７】出力回路２５は、位相補償回路２４から入
力される信号を所定の増幅率で増幅して光ヘッド４内の
アクチュエータのアクチュエータコイル（具体的にはフ
ォーカスコイル）にフォーカスドライブ電流を出力する
ものである。

【００４８】電圧検出回路２６は、出力回路２５から出
力されるフォーカスサーボ時のフォーカスドライブ電流
の電圧値を検出し、ディスク基板厚を識別するためのフ
ォーカスドライブ電圧のオフセットのＤＣ成分をシステ
ムコントローラ７へと出力するものである。

【００４９】上記電圧検出回路２６の詳細な回路構成を
図２に示す。図２に示すＡ₁ は出力回路２５のドライバ
ーアンプである。電圧検出回路２６は、このドライバー
アンプＡ₁ の出力電流を測定するための抵抗Ｒ₅ と、該
抵抗Ｒ₅ の端子間電圧を比較出力するディスク判別用ア
ンプＡ₂ と、ゲイン設定用の４つの抵抗Ｒ₁ 〜Ｒ₄ と、
積分用の２つのコンデンサＣ₁ ，Ｃ₂ とから構成されて
いる。

【００５０】抵抗Ｒ₅ はドライバーアンプＡ₁ の出力に
直列に接続されており、抵抗Ｒ₅ の片方の端子の電位
は、抵抗Ｒ₃ ，Ｒ₄ 及びコンデンサＣ₂ によってある程
度安定されてディスク判別アンプＡ₂ の非反転端子に入
力されており、このディスク判別アンプＡ₂ は、非反転
端子に入力された電位と、反転側に入ってきた電位との
差を抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ 及びコンデンサＣ₁ で
決まるゲインで出力する。ディスク判別アンプＡ₂ の出
力が、システムコントローラ７へ入力される。

【００５１】次に、上記構成の光ディスク装置における
ディスク判別方法を説明する。前述したように、本実施
の形態の光ディスク装置では、フォーカスサーボ時のフ
ォーカスドライブ電圧を基にしてディスク基板の厚さを
識別し、ディスクを判別するようになっている。したが
って、まず、上記光ディスク装置におけるフォーカスサ
ーボ動作について説明する。

【００５２】光ディスク装置のターンテーブル２上に光
ディスク１が装着され、ターンテーブル２が回転を開始
すると、光ディスク１の情報を読み出すために、システ
ムコントローラ７の命令によりフォーカスサーチ回路２
３よりアクチュエータを上下に振るフォーカスドライブ
電流が出力され、フォーカスサーチ動作が行われる。

【００５３】フォーカスサーチ動作による光ヘッド４か
らの情報はＩ／Ｖ変換回路５により電圧変換され、フォ
ーカスエラー信号回路２０及びフォーカスＯＫ信号回路
２１にて、フォーカスエラー信号及びフォーカスＯＫ信
号などが作成される。上記フォーカスエラー信号とフォ
ーカスＯＫ信号は、光ディスク１上に光ヘッド４から照
射される微小な光スポットの焦点を合わせるために必要
であり、上記フォーカスエラー信号とフォーカスＯＫ信
号より合焦位置を見つけ出した時、システムコントロー
ラ７がフォーカススイッチ２２をＯＮしフォーカスサー
ボループを閉じる。これによりフォーカスサーボが実施
され、出力回路２５から光ヘッド４のアクチュエータに
は、対物レンズ１３を光ディスク１の記録面に追随させ
得るフォーカスドライブ電流が送られる。

【００５４】図６（ａ）に、第１の光ディスク１ａにフ
ォーカスサーボが行われている状態を示す。図中破線
は、基準位置であり、基台１８に取り付けられた支持部
材１９が、理想的には光ディスク１と平行となるように
保持体１７を支持した状態で、保持体１７の中立位置で
もある。同図（ｂ）は、フォーカスサーボ時のディスク
判別アンプＡ₂ の出力を示す。

【００５５】第１の光ディスク１ａ上の情報を読み出そ
うとフォーカスサーボを行った場合、保持体１７は、基
準位置よりも＋Δｙ１上方（ディスク方面）にシフトし
た位置で制御される。言い換えれば、保持体１７を基準
位置よりも＋Δｙ１だけ上げなければならないため、光
ヘッド４内のアクチュエータコイルに基準よりも多くの
電流を流さなければならないということから、ディスク
判別アンプＡ₂ の出力が、同図（ｂ）に示すように、基
準位置に保持体１７が位置するときの出力値であり基準
電圧Ｖ₀ よりも＋ΔＶ１多い出力が得られる。

【００５６】同様に図７（ａ）に、第２の光ディスク１
ｂにフォーカスサーボが行われている状態を示し、同図
（ｂ）に、フォーカスサーボ時のディスク判別アンプＡ
₂ の出力を示す。

【００５７】第２の光ディスク１ｂは、第１の光ディス
ク１ａに比べて薄いディスク基板を２枚貼り合わせたも
のであるので、第２の光ディスク１ｂ上の情報を読み出
そうとフォーカスサーボを行った場合、前記第１の光デ
ィスク１ａと比べて記録層の位置が下方にあることか
ら、基準位置よりも−Δｙ２下方にシフトした位置で制
御される。言い換えれば保持体１７を−Δｙ２だけ下げ
なければならないため、光ヘッド４内のアクチュエータ
コイルに基準よりも少ない電流を流すことで良いことか
ら、ディスク判別アンプＡ₂ の出力が、同図（ｂ）に示
すように、基準電圧Ｖ₀ よりも−ΔＶ２少ない出力が得
られる。

【００５８】システムコントローラ７には、基準電圧Ｖ
₀ が予め記憶されており、ディスク判別アンプＡ₂ の出
力が基準電圧Ｖ₀ より高い電圧値を有しておれば、装着
された光ディスク１が第１の光ディスク１ａであると識
別し、基準電圧Ｖ₀ より低い電圧値を有しておれば、第
２の光ディスク１ｂであると識別する。このようにし
て、ディスク基板厚に応じた光ディスク１が判別され
る。

【００５９】次に、上記構成の光ディスク装置における
動作を説明する。前述したように、本実施の形態の光デ
ィスク装置における光ヘッド４内の対物レンズ１３は、
第１の光ディスク１ａのディスク基板厚による収差を補
正するように光学設計されている。したがって、まず、
装着された光ディスク１は、第１の光ディスク１ａであ
ると仮定してフォーカスサーボを行い、ディスク判別ア
ンプＡ₂ の出力が、基準電圧Ｖ₀ よりも高ければ、シス
テムコントローラ７は第１の光ディスク１ａであると判
別し、絞り１６を光ビームの光路内に配することなく、
光ディスク１の情報の読取り、記録、消去を行う。

【００６０】一方、ディスク判別アンプＡ₂ の出力が、
基準電圧Ｖ₀ よりも低い場合は、システムコントローラ
７は第２の光ディスク１ｂであると判別し、図示しない
挿抜手段を駆動して絞り１６を光ビームの光路内に配設
させた後、光ディスク１の情報の読取り、記録、消去を
行う。

【００６１】尚、本実施の形態では、ディスク判別アン
プＡ₂ の出力を、基準電圧Ｖ₀ と比較したが、ディスク
判別アンプＡ₂ の出力が、予め設定している第１の光デ
ィスク１ａをフォーカスドライブさせたときのディスク
判別アンプＡ₂ の出力（基準電圧Ｖ₀ よりΔＶ１高い電
圧）と一致しておれば、システムコントローラ７は第１
の光ディスク１ａであると判別し、違っておれば、シス
テムコントローラ７は第２の光ディスク１ｂであると判
別するようにしてもよい。つまり、本実施の形態では、
第１の光ディスク１ａと第２の光ディスク１ｂの２種類
についての判別が行われる場合を説明したため、基準電
圧Ｖ₀ との比較により判別可能であるが、これに限ら
ず、基板厚が違えば必ずディスク判別アンプＡ₂ の出力
は違った電圧値を有するので、予めその出力を知ってお
けば、３つ以上の異なるディスク基板厚の光ディスクを
判別できる。

【００６２】また、本実施の形態では、ドライバーアン
プＡ₁ の出力よりフォーカスドライブ時の電圧の違いを
出力したが、これに限らず、図８に示すように、フォー
カスサーボ時のフォーカスエラー信号回路２０から出力
される信号のＤＣ成分を測定するように電圧検出回路２
６を接続してもよい。フォーカスドライブ時の電圧の違
いを出力させるポイントならばどこでも可能である。

【００６３】また、本実施の形態では、フォーカスドラ
イブ電圧の違いを高密度ディスクの情報を読み出すため
の絞り１６の挿抜に利用したが、高密度ディスクの情報
を読み出すための収差補正手段としては絞り１６に限ら
ず、グレーティングや図９に示す液晶シャッターを用い
ることもでき、フォーカスドライブ電圧の違いにより液
晶シャターをＯＮ，ＯＦＦ制御してもよい。また、複数
の対物レンズを具備させ、収差を補正し得るように切り
換える構成でもよい。

【００６４】次に、本実施の形態の光ディスク装置を用
いて、実際にディスク基板の厚みの異なるディスクを用
いてフォーカスサーボを行い、その時のディスク判別ア
ンプＡ₂ の出力からディスク判別が可能であるかどうか
を確かめる実験を行った結果を示す。本実験では、厚さ
の異なる２枚の光ディスクとして、約１．２ｍｍ厚のデ
ィスク基板を有するＣＤと、約０．６ｍｍ厚の貼り合わ
せディスク基板の高密度ディスクを用いた。

【００６５】透明な基板表面から信号面（ピット）まで
の距離は、ディスク下面より信号を読み出すために、Ｃ
Ｄは約１．２ｍｍ、高密度ディスクは約０．６ｍｍとな
る。

【００６６】このようにＣＤと高密度ディスクとの信号
面までの距離の差は約０．６ｍｍであることから、ここ
ではＣＤの場合は基準位置より＋０．３ｍｍ上方（ディ
スク方向）、高密度ディスクの場合は基準位置より−
０．３ｍｍ下方でフォーカスドライブさせるように基準
位置を設けた。そして、基準位置にある時のディスク判
別アンプＡ₂ の出力を基準電圧Ｖ₀ とした。

【００６７】上記のような構成において、実際にフォー
カスサーボを行った結果を、図１０（ａ)(ｂ）、図１１
（ａ)(ｂ）に示す。ＣＤ３０をフォーカスサーボした場
合のドライバーアンプＡ₁ の出力波形は、図１０（ｂ）
に示すように、ＣＤ３０の面振れ等が±０．５ｍｍ程度
であり、上記面振れを追うものであるから３〜８Ｈｚ程
度のｓｉｎ波形となる。但し、上記保持体１７は基準位
置より＋０．３ｍｍ上方を中心に制御されているため、
＋ΔｖのＤＣ分のオフセットが生じ、このＤＣ成分がデ
ィスク判別アンプＡ₂ より出力され、その出力は基準電
圧より＋Δｖ多くなった。同様に、高密度ディスク３１
をフォーカスサーボさせた場合、高密度ディスク３１は
面振れ等が±０．３ｍｍ程度であるため、ドライバーア
ンプＡ₁の出力波形は図１１（ｂ）に示すようなｓｉｎ
波形となり、ディスク判別アンプＡ₂ の出力は基準電圧
より−Δｖ少なくなった。

【００６８】このことから、ディスク判別アンプＡ₂ の
出力を予め知っておいた基準電圧Ｖ₀ と比較することで
ディスク判別が可能であることが判明した。また、基準
電圧Ｖ₀ は上記保持体１７、支持部材１９を構成してい
るアクチュエータの部品の構造や感度（コイル、マグネ
ット、板バネ等の特性）によって変化するが、あらかじ
めバラツキを知っておけば良く、また、本実験例ではデ
ィスク判別アンプＡ₂の出力より小さいものであるた
め、ディスク判別に影響を及ぼすものではなかった。

【００６９】また、ディスク判別の信頼性を裏付けるた
めに、図１の電圧検出回路２６を構成する抵抗Ｒ₁ 〜Ｒ
₄ の抵抗値を１０ｋΩ、抵抗Ｒ₅ の抵抗値を０．４７
Ω、コンデンサＣ₁ ，Ｃ₂ の容量を数μＦ以下として、
ＣＤのディスク基板厚に光学収差が設計されている光ヘ
ッド４でディスク判別を行った結果、ＣＤと高密度ディ
スクとでは約５０ｍＶ程度の差が得られ、十分な違いが
得られることがわかった。尚、従来のＣＤ用の光ヘッド
４内に搭載されたアクチュエータの感度は１．８ｍｍ／
Ｖ程度のものを利用した。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
ディスク判別方法は、上記フォーカスサーボ手段にて生
成されるフォーカスサーボ時のフォーカスドライブ電圧
或いは該フォーカスドライブ電圧に応じた電圧のディス
ク基板の厚さによる違いを基に光ディスクを判別するも
のである。

【００７１】これにより、従来の構成のような複雑なデ
ィスク判別回路は必要なく、光ディスク装置の小型化、
及び大幅なコストダウンが図れると共に、フォーカスサ
ーボのための信号の電圧値は、バラツキが非常に小さい
ので、光ディスクのピット形状等の影響を受け易いＳ字
波形を用い、かつ、上述したような困難な基準電圧の設
定が必要な従来の判別方法に比べて、信頼性の高い判別
が可能であるという効果を奏する。

【００７２】本発明の請求項２記載のディスク判別装置
は、上記フォーカスサーボ手段により生成されるフォー
カスサーボ時のフォーカスドライブ電圧或いは該フォー
カスドライブ電圧に応じた電圧を検出する電圧検出手段
と、フォーカスサーボ時のフォーカスドライブ電圧或い
は該フォーカスドライブ電圧に応じた電圧を、ディスク
基板の厚さに応じて予め設定値として記憶している設定
値記憶手段と、上記電圧検出手段にて検出された電圧値
と、上記設定値記憶手段に記憶されている設定値とを比
較してディスク基板の厚さを識別するディスク識別手段
とを備えている構成である。

【００７３】これにより、請求項１のディスク判別方法
を用いたディスクの判別を容易に実現でき、このディス
ク判別装置を搭載することで、光ディスク装置の小型化
及び大幅なコストダウンと共に、ディスク判別に高い信
頼性を有するといった効果を奏する。

【００７４】本発明の請求項３記載の光ディスク装置
は、上記請求項２に記載のディスク判別装置と、互いに
ディスク基板の厚さが異なる複数の光ディスクに対応し
て設けられた、それぞれのディスク基板の厚さに応じた
収差補正が成された複数の光学系と、上記ディスク判別
装置の判別結果を基にディスク基板の厚さに応じて上記
光学系の一つを選択する制御手段とを備えた、互いのデ
ィスク基板の厚みが異なる光ディスクに対して情報の記
録、再生又は消去の少なくとも一つを行う構成である。

【００７５】これにより、小型化かつ大幅なコストダウ
ンが図れると共に、収差補正のための光学系の切り換え
が高い信頼性で行われるので、互いにディスク基板の厚
さが異なる複数の光ディスクに対して情報の記録、再生
又は消去の少なくとも何れか一つを行う光ディスク装置
の信頼性を向上できるという効果を奏する。

【００７６】本発明の請求項４記載の光ディスク装置
は、請求項３の構成において、上記のディスク基板の厚
さに応じた収差補正が成された複数の光学系は、一つの
光学系に、絞りや液晶シャッター等の収差補正手段をさ
らに組み合わせることで構成されたものである。

【００７７】これにより、必要な複数の光学系を、コン
パクトに実現できるという効果を奏する。

【００７８】本発明の請求項５記載の光ディスク装置
は、請求項３の構成において、上記のディスク基板の厚
さに応じた収差補正が成された複数の光学系は、複数の
対物レンズを切り換えることで構成されたものである。

【００７９】これにより、必要な複数の光学系を、コン
パクトに実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すもので、光ディス
ク装置におけるフォーカスサーボ回路の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】上記フォーカスサーボ回路に備えられた電圧検
出回路の構成を示す回路図である。

【図３】上記光ディスク装置の、ディスク判別を行うシ
ステムの構成を示すブロック図である。

【図４】（ａ）は第１の光ディスクの集束光学系を示す
構成図であり、（ｂ）は第２の光ディスクの集束光学系
を示す構成図である。

【図５】上記光ディスク装置の光ヘッドの対物レンズを
駆動するアクチュエータの要部構成を示す説明図であ
る。

【図６】（ａ）は第１の光ディスクにフォーカスサーボ
している状態の光ヘッドの要部を示す説明図であり、
（ｂ）はその場合のディスク判別アンプの出力を示す説
明図である。

【図７】（ａ）は第２の光ディスクにフォーカスサーボ
している状態の光ヘッドの要部を示す説明図であり、
（ｂ）はその場合のディスク判別アンプの出力を示す説
明図である。

【図８】上記フォーカスサーボ回路における電圧検出回
路の他の配設位置を示す説明図である。

【図９】液晶シャッターを示す説明図である。

【図１０】上記光ディスク装置におけるディスク判別の
実験を説明するための説明図である。

【図１１】上記光ディスク装置におけるディスク判別の
実験を説明するための説明図である。

【図１２】厚さの異なるディスク基板による収差の発生
状況を示す説明図である。

【図１３】従来の光ディスク装置の、ディスク判別を行
うシステムの構成を示すブロック図である。

【図１４】従来の光ディスク装置におけるディスク基板
の厚さを識別する部分の内部構成を示すブロック図であ
る。

【図１５】図１４の動作説明のための信号波形を示す波
形図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク １ａ 光ディスク １ｂ 光ディスク ４ 光ヘッド ６ フォーカスサーボ回路（フォーカスサーボ手段） ７ システムコントローラ（設定値記憶手段，ディス
ク識別手段，制御手段） １７ 保持体 １９ 支持部材 ２５ 出力回路 ２６ 電圧検出回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光手段からの光束が集光する焦点位置を
   光ディスクの記録面に追従させるフォーカスサーボを行
   うフォーカスサーボ手段を備え、互いにディスク基板の
   厚さが異なる複数の光ディスクに対して情報の記録、再
   生又は消去の少なくとも何れか一つを行う光ディスク装
   置に用いられる、ディスク基板の厚さにより光ディスク
   を判別するディスク判別方法において、 上記フォーカスサーボ手段にて生成されるフォーカスサ
   ーボ時のフォーカスドライブ電圧或いは該フォーカスド
   ライブ電圧に応じた電圧のディスク基板の厚さによる違
   いを基に光ディスクを判別することを特徴とするディス
   ク判別方法。
2. 【請求項２】発光手段からの光束が集光する焦点位置を
   光ディスクの記録面に追従させるフォーカスサーボを行
   うフォーカスサーボ手段を備えた、互いにディスク基板
   の厚さが異なる複数の光ディスクに対して情報の記録、
   再生又は消去の少なくとも何れか一つを行う光ディスク
   装置に搭載される、ディスク基板の厚さにより光ディス
   クを判別するディスク判別装置であって、 上記フォーカスサーボ手段により生成されるフォーカス
   サーボ時のフォーカスドライブ電圧或いは該フォーカス
   ドライブ電圧に応じた電圧を検出する電圧検出手段と、 フォーカスサーボ時のフォーカスドライブ電圧或いは該
   フォーカスドライブ電圧に応じた電圧を、ディスク基板
   の厚さに応じて予め設定値として記憶している設定値記
   憶手段と、 上記電圧検出手段にて検出された電圧値と、上記設定値
   記憶手段に記憶されている設定値とを比較してディスク
   基板の厚さを識別するディスク識別手段とを備えている
   ことを特徴とするディスク判別装置。
3. 【請求項３】上記請求項２に記載のディスク判別装置
   と、 互いにディスク基板の厚さが異なる複数の光ディスクに
   対応して設けられた、それぞれのディスク基板の厚さに
   応じた収差補正が成された複数の光学系と、 上記ディスク判別装置の判別結果を基にディスク基板の
   厚さに応じて上記光学系の一つを選択する制御手段とを
   備えた、 互いのディスク基板の厚さが異なる光ディスクに対して
   情報の記録、再生又は消去の少なくとも何れか一つを行
   うことを特徴とする光ディスク装置。
4. 【請求項４】上記のディスク基板の厚さに応じた収差補
   正が成された複数の光学系は、一つの光学系に、絞りや
   液晶シャッター等の収差補正手段をさらに組み合わせる
   ことで構成されていることを特徴とする請求項３記載の
   光ディスク装置。
5. 【請求項５】上記のディスク基板の厚さに応じた収差補
   正が成された複数の光学系は、複数の対物レンズを切り
   換えることで構成されていることを特徴とする請求項３
   記載の光ディスク装置。