JPH11250469A - ディスク再生装置における光ピックアップのフォーカス制御方法及びフォーカス制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスク再生装置の光ピックアップの対物レ
ンズの合焦復帰時間の速いフォーカス制御方法及びフォ
ーカス制御機構を提供する。 【構成】 フォーカスサーチとフォーカスサーボの切り
換えを、フォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブの検出
を利用してフォーカスサーチ段階における光ピックアッ
プの対物レンズのディスクに対する対向速度をフォーカ
スエラー信号ＦＥのＳ字カーブの出現の始より（ｔ１の
時点であり、Ｓ字ピーク検出時点ｔ２よりも早い時点で
ある）フォーカスサーチをＯＦＦしてブレーキを加えて
減速させるとともに、フォーカスエラー信号ＦＥのＳ字
カーブのピーク検出後（ｔ２の時点後）のフォーカスエ
ラー信号ＦＥの傾き変化点を検出した時点（ｔ３の時点
であり、対物レンズが停止した時点）で前記ブレーキを
ＯＦＦしてフォーカスサーボをＯＮするように速度制御
する構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にオーディオ・
ビジュアル機器の分野に属し、特にコンパクトディスク
（以後略してＣＤと称する。）、ミニディスク（以後略
してＭＤと称する。）やデジタルビデオディスク（以後
略してＤＶＤと称する。）等の光ディスクや光磁気ディ
スク等（本説明中ではこれらを総称してディスクとい
う。）のディスク再生装置における光ピックアップの対
物レンズのフォーカス制御方法と制御機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりディスク再生装置におけるディ
スクの記録情報を読み出す光ピックアップの対物レンズ
のフォーカス制御は、例えばＣＤについては、先ず対物
レンズを概ね許容規定±０．５ｍｍの範囲で上下に往復
動させるフォーカスサーチと、次に、十分に合焦位置に
近づいた辺りで現れるフォーカスエラー信号（以後、Ｆ
Ｅとも略記する。）を利用して行われるフォーカスサー
ボとによって行われる。

【０００３】上記フォーカスエラー信号は、光ピックア
ップにおける所謂シリンドリカルレンズを用いた非点収
差法またはプリズムを用いたフーコー法に従って、４つ
に分割された光センサの各ＲＦ信号出力をＲＦアンプ
（ヘッドアンプ）にて加減演算することで得られる誤差
信号であり、対物レンズをディスクとの合焦位置に移動
する過程で、合焦位置近辺の十数μｍまでに近づくと出
現し始め、徐々にレベルが大きくなり、さらに近づくと
ピークとなり、その後は徐々にレベルが小さくなって、
合焦位置でゼロとなる。そして合焦位置を過ぎて徐々に
離れるに従い、今度は信号の極性が反対となって徐々に
レベルが大きくなり、逆向きのピークが現れ、該ピーク
を過ぎると徐々にレベルが小さくなって信号はゼロとな
る特性を示す。

【０００４】上記フォーカスエラー信号の変化形態を一
般にＳ字カーブといい、前記フォーカスサーチの段階で
このフォーカスエラー信号のＳ字カーブのピークからピ
ークまでの間で対物レンズの速度（正確にはディスクと
の相対速度）をゼロにできれば、以後上記フォーカスエ
ラー信号を位相補償回路で補償した制御信号でフォーカ
スアクチュエータのドライバ回路を自動制御するフォー
カスサーボで合焦位置に制御できることになる。

【０００５】従来は上記フォーカスサーチとフォーカス
サーボについての制御を下記（イ）または（ロ）の方式
によって行っていた。

【０００６】（イ） 対物レンズがフォーカスサーチに
より合焦位置近辺にきた時点で速度抑制無しでフォーカ
スサーボに切り換える方式。

【０００７】より詳細には、フォーカスサーチによって
上下動する光ピックアップの対物レンズがフォーカスサ
ーチで合焦位置近辺に近づいた状態で現れるフォーカス
エラー信号のＳ字カーブのピークを検出した後、または
ディスクから戻ってきた全光量を集めた強度信号が所定
レベルに達したことを検出した後、直ちにブレーキを掛
けずにフォーカスサーチをＯＦＦしてフォーカスサーボ
をＯＮする方法である。

【０００８】（ロ） フォーカスサーチからフォーカス
サーボの切り換えの間に対物レンズの速度を抑制する方
式。

【０００９】より詳細には、フォーカスサーチをＯＦＦ
しても慣性で動いている対物レンズを停止させるように
速度と反対方向にブレーキを掛けて停止させ、止まった
時点でフォーカスサーボをＯＮする方法である。

【００１０】畢竟、図７に示されるフォーカス制御機構
のブロック構成及び図８の制御方法を説明する図に示さ
れるように、光ピックアップ１をディスクに対して上下
に駆動するフォーカスアクチュエータ５のドライブ回路
４をＲＦアンプ２のフォーカスエラー信号ＦＥを位相補
償回路３で補償した信号で自動制御するフォーカスサー
ボループを構成し、このＯＮ／ＯＦＦを選択スイッチＳ
ＷのフォーカスサーボＯＮ端子Ｓ１の選択にて行い、フ
ォーカスサーチ信号回路７で生成した交流波形（例えば
パルス波形）のフォーカスサーチ信号Ｆによって光ピッ
クアップ１をディスクに対して上下に大きく往復動する
ように前記ドライブ回路４を制御するフォーカスサーチ
のＯＮ／ＯＦＦを前記選択スイッチＳＷのフォーカスサ
ーチＯＮ端子Ｓ２の選択で行い、速度抑制信号回路８で
生成した速度抑制信号Ｙで光ピックアップ１の速度を減
速する（ブレーキを掛ける）方向に前記ドライブ回路４
を制御する速度抑制のＯＮ／ＯＦＦを前記選択スイッチ
ＳＷの速度抑制ＯＮ端子Ｓ３の選択で行うのである。

【００１１】上記選択スイッチＳＷの各ＯＮ端子Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３の切り換えタイミング制御は、フォーカスエ
ラー信号ＦＥのＳ字カーブのピーク検出回路９の検出信
号Ｐと、前記Ｓ字カーブのピーク検出後のフォーカスエ
ラー信号ＦＥの傾き変化点（換言すれば対物レンズが停
止した状態）を検出する傾き変化点検出回路１０の検出
信号Ｇと、を入力して図８のタイミングに従って前記選
択スイッチＳＷの各ＯＮ端子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を切
り換えるスイッチ切換タイミング発生回路１１によって
行われる。なお、上記フォーカスサーチ信号回路７、速
度抑制信号回路８、ピーク検出回路９、傾き変化点検出
回路１０及び選択スイッチＳＷ等は制御用マイクロコン
ピュータ中もしくはフォーカス制御回路ユニット中に内
蔵されるのが通常である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ＣＤやＭＤ、ＤＶＤ等
を再生する携帯型のディスク再生装置には通常、音切れ
防止のためのショックプルーフメモリが備えられている
が、特にポータブルタイプの小型再生装置においては、
このショックプルーフメモリの負担を減らすために、外
因による衝撃で光ピックアップの対物レンズが大きく合
焦位置から外れた場合等に、フォーカスサーチを経てフ
ォーカスサーボがＯＮして合焦位置に安定に復帰するま
でに要する合焦復帰時間の高速化が要請される。

【００１３】上記合焦復帰時間を高速化するには、フォ
ーカスサーチにおける対物レンズのディスクへの対向速
度を大きくすればよいのであるが、前述の従来方法
（イ）のフォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブのピー
クを検出した時点で速度抑制無しでフォーカスサーチか
らフォーカスサーボに切り換える方式では、フォーカス
サーチがＯＦＦしてフォーカスサーボがＯＮになって
も、対物レンズがフォーカスサーチによる慣性力によっ
て直ちには止まらずにフォーカスサーボ可能エリアであ
るフォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブのピークから
ピークの数μｍの間（以後Ｐ−Ｐ範囲と表記する。）を
過ぎてしまい、以後フォーカスサーボが働かなくなって
しまうという問題点がある。

【００１４】蓋し、上記フォーカスエラー信号のＳ字カ
ーブのＰ−Ｐ範囲内では速度方向とフォーカスエラー信
号ＦＥの変化がゼロクロスを挟んでリニアな関係にある
のでフォーカスサーボが可能になっているが、フォーカ
スエラー信号ＦＥを検出できるエリアは検出方法や光学
系の設計にもよるが、たかだか±２０μｍほどの範囲で
ある。このため、フォーカスサーボをかける際には、該
フォーカスサーボが正常に働くように上記Ｐ−Ｐ範囲内
で対物レンズを充分に減速ないし止めてやる必要がある
のである。

【００１５】而して、従来の（イ）の方式では、フォー
カスサーチ速度をフォーカスエラー信号のＳ字カーブの
数μｍ幅のＰ−Ｐ範囲内で停止してフォーカスサーボが
働く程度に遅い速度に設定にしなければならず、高速化
は困難である。

【００１６】一方、前述の従来の（ロ）の方式では、図
８に示されるように、フォーカスエラー信号のＳ字カー
ブのピークを検出（ｔ２の時点）した後、直ちにフォー
カスサーチをＯＦＦするとともに慣性で動いている対物
レンズを停止させるように速度と反対方向にブレーキを
掛けて減速させ、停止した時点（ｔ３の時点；速度の向
きが変わる時点であり、フォーカスエラー信号ＦＥの傾
きのプラスからマイナスへ、またはマイナスからプラス
へ変化するピークが現れる時である。これは本来のＳ字
カーブのピークではなく、前記停止時点でのピークのフ
ォーカスエラー信号の大きさは本来のＳ字カーブのピー
クの大きさと比較して小さいので判別できる。）でフォ
ーカスサーボをＯＮするように構成されているので、上
記（イ）の方法と比較すればフォーカスサーチ速度をよ
り速くすることができる。

【００１７】しかしながら、図９に示されるように、ブ
レーキを掛けるタイミングがＳ字カーブのピーク検出時
点（ｔ２）からなので、フォーカスサーチ速度を速くす
ると、ピーク検出時（ｔ２）の後にブレーキを掛けても
たかだか数μｍのＰ−Ｐ範囲内ではブレーキが充分に効
かないうちにｔ３の時点で逆極性のピークを過ぎてしま
いフォーカスサーボの制御可能範囲であるＰ−Ｐ範囲か
ら外れる虞れが大きい。

【００１８】而して、上記従来の（ロ）の方法を以てし
てもフォーカスサーチ速度の高速化には未だ到達できな
いのである。

【００１９】本発明は上記事情を考察してなされたもの
であり、ディスク再生装置のフォーカスエラー信号ＦＥ
のＳ字カーブの始まりを検出した時点（図８、図９のｔ
１の時点）で直ちにフォーカスサーチをＯＦＦしてブレ
ーキを掛けて速度抑制を開始してブレーキ制御時間を早
く且つ長く効かせてＰ−Ｐ範囲内で対物レンズを確実に
停止させてフォーカスサーボを確実に働くようにしたデ
ィスク再生装置における光ピックアップのフォーカス制
御方法及びフォーカス制御機構を提供するものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）ディスクにレーザー光を照射してその反射光によ
って当該ディスクの情報を読み取るディスク再生装置に
おける光ピックアップの対物レンズのディスクに対する
フォーカス制御を、フォーカスエラー信号のＳ字カーブ
の検出によってフォーカスサーチとフォーカスサーボの
切り換えを行うようにした光ピックアップのフォーカス
制御方法において、光ピックアップの対物レンズのディ
スクに対する対向速度を、フォーカスエラー信号のＳ字
カーブの出現の始よりフォーカスサーチをＯＦＦしてブ
レーキを加えて減速させるとともに、フォーカスエラー
信号のＳ字カーブのピーク検出後の傾き変化点を検出し
た時点で前記ブレーキを解除してフォーカスサーボをＯ
Ｎするように速度制御することを特徴とするディスク再
生装置における光ピックアップのフォーカス制御方法を
提供することにより上記課題を解決する。

【００２１】（２）また、上記（１）記載のディスク再
生装置における光ピックアップのフォーカス制御方法に
おいて、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピーク検
出前に対物レンズがブレーキによって停止してフォーカ
スエラー信号の傾き変化点が検出された場合に、ブレー
キの加速度方向とは逆の合焦位置方向への加速度を加え
て再び加速させ、フォーカスエラー信号のＳ字カーブの
ピークを検出した時点で再度ブレーキを加えて減速さ
せ、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピーク検出後
のフォーカスエラー信号の傾き変化点を検出した時点で
ブレーキを解除してフォーカスサーボをＯＮするように
速度制御することを特徴とするディスク再生装置におけ
る光ピックアップのフォーカス制御方法を提供すること
により上記課題を解決する。

【００２２】（３）また、上記（１）記載のディスク再
生装置における光ピックアップのフォーカス制御方法に
おいて、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピーク検
出前に対物レンズが第１のブレーキによって停止してフ
ォーカスエラー信号の傾き変化点が検出された場合に、
第１のブレーキの加速度方向とは逆の合焦位置方向への
加速度を加えて再び加速させ、フォーカスエラー信号の
Ｓ字カーブのピークを検出した時点で前記第１のブレー
キとは異なる強度の第２のブレーキを加えて減速させ、
フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピーク検出後のフ
ォーカスエラー信号の傾き変化点を検出した時点で前記
第２のブレーキを解除してフォーカスサーボをＯＮする
ように速度制御することを特徴とするディスク再生装置
における光ピックアップのフォーカス制御方法を提供す
ることにより上記課題を解決する。

【００２３】（４） さらに、光ピックアップの対物レ
ンズをディスクに対して上下に駆動するフォーカスアク
チュエータのドライブ回路と、ＲＦアンプのフォーカス
エラー信号（ＦＥ）を位相補償回路で補償した信号で前
記ドライブ回路をフォーカスサーボするフォーカスサー
ボＯＮ端子（Ｓ１）と、フォーカスサーチ信号回路で生
成した交流波形のフォーカスサーチ信号（Ｆ）によって
前記対物レンズをディスクに対して上下に往復動するよ
うに前記ドライブ回路を制御するフォーカスサーチＯＮ
端子（Ｓ２）と、速度抑制信号回路で生成した速度抑制
信号（Ｙ）で前記対物レンズの速度を減速する方向に前
記ドライブ回路を制御するブレーキＯＮ端子（Ｓ３）
と、からなる選択スイッチ（ＳＷ）と、フォーカスエラ
ー信号（ＦＥ）のＳ字カーブのピーク検出回路の検出信
号（Ｐ）と、前記Ｓ字カーブのピーク検出後のフォーカ
スエラー信号の傾き変化点を検出する傾き変化点検出回
路の検出信号（Ｇ）と、フォーカスエラー信号（ＦＥ）
のＳ字カーブ出現を検出する検出回路の検出信号（Ｚ）
と、を入力して上記（１）に記載の光ピックアップのフ
ォーカス制御方法に従って前記選択スイッチ（ＳＷ）の
ＯＮ端子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）の切り換えタイミングを
発生させるスイッチ切換タイミング発生回路と、から構
成されていることを特徴とするディスク再生装置におけ
る光ピックアップのフォーカス制御機構、を提供するこ
とにより上記課題を解決する。

【００２４】（５） また、光ピックアップの対物レン
ズをディスクに対して上下に駆動するフォーカスアクチ
ュエータのドライブ回路と、ＲＦアンプのフォーカスエ
ラー信号（ＦＥ）を位相補償回路で補償した信号で前記
ドライブ回路をフォーカスサーボするフォーカスサーボ
ＯＮ端子（Ｓ１）と、フォーカスサーチ信号回路で生成
した交流波形のフォーカスサーチ信号（Ｆ）によって前
記対物レンズをディスクに対して上下に往復動するよう
に前記ドライブ回路を制御するフォーカスサーチＯＮ端
子（Ｓ２）と、速度抑制信号回路で生成した速度抑制信
号（Ｙ）及びこれを極性反転回路で反転させた加速信号
（Ｋ）の何れかが第２選択スイッチ（ＳＷ２）で選択さ
れるとともに該速度抑制信号（Ｙ）または加速信号
（Ｋ）によって前記対物レンズの速度を抑制または加速
する方向に前記ドライブ回路を制御するブレーキ／加速
ＯＮ端子（Ｓ３′）と、からなる第１選択スイッチ（Ｓ
Ｗ１）と、フォーカスエラー信号（ＦＥ）のＳ字カーブ
のピーク検出回路の検出信号（Ｐ）と、前記フォーカス
エラー信号（ＦＥ）の傾き変化点を検出する傾き変化点
検出回路の検出信号（Ｇ）と、フォーカスエラー信号
（ＦＥ）のＳ字カーブ出現を検出する検出回路の検出信
号（Ｚ）と、を入力して上記（２）に記載の光ピックア
ップのフォーカス制御方法に従って前記第１選択スイッ
チ（ＳＷ１）の各ＯＮ端子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３′）の切
り換えタイミング及び前記第２選択スイッチ（ＳＷ２）
の切り換えタイミングを発生させるスイッチ切換タイミ
ング発生回路と、から構成されていることを特徴とする
ディスク再生装置における光ピックアップのフォーカス
制御機構を提供することにより上記課題を解決する。

【００２５】（６） また、光ピックアップの対物レン
ズをディスクに対して上下に駆動するフォーカスアクチ
ュエータのドライブ回路と、ＲＦアンプのフォーカスエ
ラー信号（ＦＥ）を位相補償回路で補償した信号で前記
ドライブ回路をフォーカスサーボするフォーカスサーボ
ＯＮ端子（Ｓ１）と、フォーカスサーチ信号回路で生成
した交流波形のフォーカスサーチ信号（Ｆ）によって前
記対物レンズをディスクに対して上下に往復動するよう
に前記ドライブ回路を制御するフォーカスサーチＯＮ端
子（Ｓ２）と、第１速度抑制信号回路で生成した速度抑
制信号（Ｙ１）で前記対物レンズの速度を減速する方向
に前記ドライブ回路を制御する第１のブレーキＯＮ端子
（Ｓ３）と、第２速度抑制信号回路で生成した速度抑制
信号（Ｙ２）及びこれを極性反転回路で反転させた加速
信号（Ｋ）の何れかが第２選択スイッチ（ＳＷ２′）で
選択されるとともに該速度抑制信号（Ｙ２）または加速
信号（Ｋ）によって前記対物レンズの速度を抑制または
加速する方向に前記ドライブ回路を制御する第２のブレ
ーキ／加速ＯＮ端子（Ｓ４）と、からなる第１選択スイ
ッチ（ＳＷ１′）と、フォーカスエラー信号（ＦＥ）の
Ｓ字カーブのピーク検出回路の検出信号（Ｐ）と、前記
フォーカスエラー信号（ＦＥ）の傾き変化点を検出する
傾き変化点検出回路の検出信号（Ｇ）と、フォーカスエ
ラー信号（ＦＥ）のＳ字カーブ出現を検出する検出回路
の検出信号（Ｚ）と、を入力して上記（３）に記載の光
ピックアップのフォーカス制御方法に従って前記第１選
択スイッチ（ＳＷ１′）の各ＯＮ端子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４）の切り換えタイミング及び前記第２選択スイ
ッチ（ＳＷ２）の切り換えタイミングを発生させるスイ
ッチ切換タイミング発生回路と、から構成されているこ
とを特徴とするディスク再生装置における光ピックアッ
プのフォーカス制御機構を提供することにより上記課題
を解決する。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の例を図面に
基づいて説明する。なお、本発明の対象であるディスク
再生装置及びその光ピックアップ構造はフォーカス制御
回路部分以外は公知であるので説明を省略する。

【００２７】図１は本発明の請求項１に係わる光ディス
ク再生装置のフォーカス制御方法を説明するための図で
あり、図２はこれを実現する請求項４のフォーカス制御
機構の例を示すブロック図である。

【００２８】図３は本発明の請求項２に係わる光ディス
ク再生装置のフォーカス制御方法を説明するための図で
あり、図４はこれを実現する請求項５のフォーカス制御
機構の例を示すブロック図である。

【００２９】図５は本発明の請求項３に係わる光ディス
ク再生装置のフォーカス制御方法を説明するための図で
あり、図６はこれを実現する請求項６のフォーカス制御
機構の例を示すブロック図である。

【００３０】ここに、図１、図３、図５における上段に
は当該フォーカス制御方法における対物レンズの焦点の
合焦位置からのずれ距離の時間変化を表すグラフ（縦軸
をずれ距離ｙ、横軸を時間ｔとする）が示され、その下
に選択スイッチのタイミングを、その下にフォーカスエ
ラー信号ＦＥの時間変化を、その下に速度制御の時間変
化を、各々時間軸ｔを合わせて対応させている。

【００３１】図１において、本発明の請求項１に係わる
ディスク再生装置の光ピックアップのフォーカス制御方
法は、フォーカスサーチとフォーカスサーボの切り換え
をフォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブの検出を利用
して行う点は従来と同様であるが、フォーカスサーチ段
階における光ピックアップの対物レンズのディスクに対
する対向速度を、フォーカスエラー信号のＦＥのＳ字カ
ーブの出現の始より（ｔ１の時点であり、ピーク検出時
点ｔ２よりも早い時点である）フォーカスサーチをＯＦ
Ｆして逆方向へブレーキを加えて減速させるとともに、
フォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブのピーク検出後
（ｔ２の時点後）のフォーカスエラー信号ＦＥの傾き変
化点を検出した時点（ｔ３の時点であり、対物レンズが
停止した時点）で前記ブレーキを解除してフォーカスサ
ーボをＯＮするように速度制御することを特徴とする。

【００３２】即ち、フォーカスサーチはフォーカスエラ
ー信号ＦＥのＳ字カーブ出現時ｔ１までであり、ｔ１の
時点から傾き変化点検出時ｔ３までブレーキが掛けられ
ることになり、従来の（ロ）のフォーカス制御方法と比
較して（ｔ２−ｔ１）の時間だけ早く且つ長くブレーキ
を掛ける結果、より大きい速度抑制が実現できるので、
フォーカスサーチ段階の対向速度を大きく設定してもＰ
−Ｐ範囲内で充分な余裕をもって対物レンズを停止させ
ることができ、その結果、速やかにフォーカスサーボを
適正に働かせることができるのである。

【００３３】なお、ｔ２の時点でのフォーカスエラー信
号ＦＥのＳ字ピークも傾き変化点であり、これと対物レ
ンズの速度方向が反転する時点（換言すれば、対物レン
ズが停止する時点）ｔ３での傾き変化点との区別が重要
になるが、両者はＦＥの絶対値の強度が違うので両者の
検出の閾値を変えることで区別できるであろう。

【００３４】次に、上記請求項１に係わるフォーカス制
御方法を実現する本発明の請求項２に係わるフォーカス
制御機構を図２に示す。

【００３５】図２において、フォーカス制御機構３０
は、前述の従来のフォーカス制御方法（ロ）を実現する
フォーカス制御機構２０と同様に、光ピックアップ１の
対物レンズをディスクに対して上下に駆動するフォーカ
スアクチュエータ５のドライブ回路４と、ＲＦアンプ２
のフォーカスエラー信号ＦＥを位相補償回路３で補償し
た信号で前記ドライブ回路４をフォーカスサーボするフ
ォーカスサーボＯＮ端子Ｓ１と、フォーカスサーチ信号
回路７で生成した交流波形のフォーカスサーチ信号Ｆに
よって前記対物レンズをディスクに対して上下に往復動
するように前記ドライブ回路４を制御するフォーカスサ
ーチＯＮ端子Ｓ２と、速度抑制信号回路８で生成した速
度抑制信号Ｙで前記対物レンズの速度を減速する方向に
前記ドライブ回路４を制御するブレーキＯＮ端子Ｓ３
と、からなる選択スイッチＳＷと、フォーカスエラー信
号ＦＥのＳ字カーブのピーク検出回路９の検出信号Ｐ
と、前記Ｓ字カーブのピーク検出後のフォーカスエラー
信号ＦＥの傾き変化点を検出する傾き変化点検出回路１
０の検出信号Ｇと、新たに加えたフォーカスエラー信号
ＦＥのＳ字カーブ出現を検出する検出回路２１の検出信
号Ｚと、を入力して上記請求項１に記載の光ピックアッ
プのフォーカス制御方法に従って前記選択スイッチＳＷ
の各ＯＮ端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の切り換えタイミングを
発生させるスイッチ切換タイミング発生回路２２と、か
ら構成されている。

【００３６】畢竟、フォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カ
ーブ出現を検出する検出回路２１を加えてこの検出信号
Ｚを選択スイッチＳＷの切り換えタイミング制御に加え
たのである。前記検出回路２１はフォーカスエラー信号
ＦＥの電圧絶対値を基準値（ノイズを考慮してゼロより
も僅かに大きい数値とする。）と比較回路で比較して出
力される０／１のデジタル信号である。

【００３７】ところで、上記本発明の請求項１の制御方
法及びこれを実現する請求項４の制御機構においては、
図３の上段に示されるように、フォーカスサーチ対向速
度が何らかの要因で低速になっている場合にブレーキが
効き過ぎて、フォーカスエラー信号ＦＥの最初のＳ字カ
ーブのピークに到達する前に停止してしまう可能性があ
る。この場合にはＰ−Ｐ範囲内から外れた状態で傾き変
化点が検出されることになり、フォーカスサーボがＯＮ
してしまってフォーカスサーボが正常に働かない虞れが
でてくる。例えば、衝撃によって偶然フォーカスがＳ字
カーブの出現する範囲から僅かに外れたところにずれた
ようなケース（大きな衝撃で対物レンズが一旦大きく合
焦位置から外れても、偶然に合焦位置近くにまで反動で
戻ることが有り得る。）では、フォーカスサーチによっ
て合焦位置方向に加速されても高速になる以前にＳ字カ
ーブの出現範囲に入ってしまい、十分加速されていない
低速な状態でブレーキが掛かってしまいＳ字のピークに
至らずに直ぐに停止してしまう虞れが有る。

【００３８】そこで、本発明の請求項２のフォーカス制
御方法では、図３に示されるように、前述の請求項１の
制御に加えて、フォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブ
のピーク検出（ｔ２の時点）前に対物レンズがブレーキ
によって停止してフォーカスエラー信号ＦＥの傾き変化
点（図中の小さなピーク）が検出された場合に（ｔsの
時点）、ブレーキの加速度方向とは逆の合焦位置方向へ
の加速度を加えて再び合焦位置方向へ加速させ、フォー
カスエラー信号ＦＥのＳ字カーブのピークを検出した時
点ｔ２で再度ブレーキを加えて減速させるとともにフォ
ーカスエラー信号ＦＥの傾き変化点を検出した時点ｔ３
（即ち停止時点）でブレーキを解除してフォーカスサー
ボをＯＮするように速度制御する。

【００３９】即ち、ｔs の時点で一旦Ｓ字ピークに至ら
ずに停止しても、この停止点が本来のフォーカスエラー
信号ＦＥの傾き変化点でないことをＦＥの絶対値の比較
等から感知し、再び対物レンズを合焦位置方向に加速さ
せてＳ字ピークを通過するｔ２まで加速を行い、その後
従来の制御方法（ロ）同様にブレーキを掛けてフォーカ
スサーボに移行するのである。

【００４０】次に、上記本発明の請求項２に係わるフォ
ーカス制御方法を実現するフォーカス制御機構を図４に
示す。

【００４１】図４のフォーカス制御機構４０において、
図２の制御機構３０に新たに追加乃至変更されるもの
は、速度抑制信号回路８で生成した速度抑制信号ＹのＯ
Ｎ端子Ｓ３−α及び速度抑制信号Ｙを極性反転回路３１
で反転させた加速信号ＫのＯＮ端子Ｓ３−βの何れかを
選択する第２選択スイッチＳＷ２の追加と、このＳＷ２
の出力ＹまたはＫによって前記対物レンズの速度を抑制
または加速する方向に前記ドライブ回路４を制御するブ
レーキ／加速ＯＮ端子Ｓ３′を前記制御機構３０の選択
スイッチＳＷのＯＮ端子Ｓ３に代えて加えた構成の第１
選択スイッチＳＷ１への変更、及び検出信号Ｐ，Ｇ，Ｚ
を入力として請求項２に記載の光ピックアップのフォー
カス制御方法に従って前記第１選択スイッチＳＷ１の各
ＯＮ端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３′の切り換えタイミングと前
記第２選択スイッチＳＷ２の切り換えタイミングを発生
させるスイッチ切換タイミング発生回路３３である。

【００４２】畢竟、フォーカス制御機構４０には、図４
に示されるように選択スイッチＳＷ１、ＳＷ２の状態に
おいて、フォーカスエラー信号ＦＥが出現したｔ１後の
ブレーキ（ＳＷ１＝Ｓ３′、ＳＷ２＝Ｓ３−α）をＳ字
ピーク前の傾き変化点ｔs 時点で解除して、再フォーカ
スサーチの加速を付加した制御（ＳＷ１＝Ｓ３′、ＳＷ
２＝Ｓ３−β）をＳ字ピーク検出時点ｔ２まで行ってい
るが、これは高速フォーカス制御を実現するにつきフォ
ーカスサーボが確実に働く安全弁の役目を果たし、外か
らの衝撃等で光ピックアップの対物レンズの焦点がディ
スク記録面との合焦位置からどのように外れた場合でも
確実かつ高速でフォーカス制御が為されるようになって
いる。

【００４３】なお、Ｓ字カーブの本来のピーク（ｔ２の
時点）と速度が逆転することで現れる見かけ上のピーク
（ｔs の時点）とは、前述と同様にそれらのフォーカス
エラー信号ＦＥの絶対値の大きさの閾値との比較、もし
くは反射光の信号強度の大小で判別され得る。

【００４４】また、ｔs の時点からｔ２の時点まで加速
した場合に、そのｔs 時点での停止位置はＳ字ピークの
現れる位置の極めて近くなので（せいぜい数μｍ）、Ｓ
字ピークに到達するまでの時間（ｔ２−ｔs ）は短く、
ｔ２時点の対向速度は以後Ｐ−Ｐ範囲内でブレーキによ
って停止させるに十分な遅い速度といえるので正常にフ
ォーカスサーボがＯＮして働くことになる。

【００４５】次に、図５に示される本発明の請求項３に
係わるフォーカス制御方法とこれを実現する図６に示さ
れる請求項６に係わるフォーカス制御機構は、上記請求
項２に係わるフォーカス制御方法をさらに細やかに制御
する制御方法及び制御機構である。

【００４６】即ち、図３におけるフォーカス制御方法で
は速度抑制信号回路８は一つであって速度抑制信号Ｙの
みでｔ１〜ｔs間のブレーキとｔ２〜ｔ３間のブレーキ
を同じ強度で掛けているが、明らかにｔ１時点までのフ
ォーカスサーチ段階の対物レンズの対向速度Ｖ0と、ｔs
時点で一旦停止した後のｔ１−ｔs間の加速が加わって
なるｔ２時点での対向速度Ｖ1とはその大きさが異なり
（通常はＶ1＜Ｖ0）、ブレーキの強度を変えて当該ディ
スク再生装置に最も適合ように設定することが望まし
い。

【００４７】而して、図６のフォーカス制御機構５０に
おいては、第１選択スイッチＳＷ１′には（第１）速度
抑制信号回路８で生成した速度抑制信号Ｙ１で前記対物
レンズの速度を減速する方向に前記ドライブ回路を制御
するブレーキＯＮ端子Ｓ３と、第２速度抑制信号回路４
１で生成した速度抑制信号Ｙ２及びこれを極性反転回路
で反転させた加速信号Ｋの何れかが第２選択スイッチＳ
Ｗ２′で選択されるとともに該速度抑制信号Ｙ２または
加速信号Ｋによって前記対物レンズの速度を抑制または
加速する方向に前記ドライブ回路を制御するブレーキ／
加速ＯＮ端子Ｓ４と、が加わり、一方、Ｓ字カーブのピ
ーク検出回路の検出信号ＰとＳ字カーブの傾き変化点を
検出する傾き変化点検出回路１０の検出信号ＧとＳ字カ
ーブ出現を検出する検出回路２１の検出信号Ｚとを入力
して図５に示される前記第１選択スイッチＳＷ１′の各
ＯＮ端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の切り換えタイミング
と前記第２選択スイッチＳＷ２′のＯＮ端子Ｓ４−α、
Ｓ４−βの切り換えタイミングを発生させるスイッチ切
換タイミング発生回路４２とを備えた構成である。

【００４８】上記構成によって図５の下段に示される速
度制御のように、始のｔ１からｔsまでのブレーキと、
ｔ２からｔ３までのブレーキの強度を変えて設定でき、
より細やかな制御が可能になることは言うまでもない。

【００４９】念のために付言すれば、上記ＳＷ１′、Ｓ
Ｗ２′の切り換えタイミングは制御用マイクロコンピュ
ータにて行うことができ、各種信号の発生回路も既存の
ディスク再生装置で用いられているマイクロコンピュー
タの内部回路を利用することができる。

【００５０】このように本発明は、ディスク再生装置の
フォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブの出現の始めｔ
１を検出して従来よりも早くブレーキを掛けて速度抑制
量を大きくすることに他に類を見ない発想が存し、ま
た、ブレーキの効き過ぎによる弊害を想定してこれを除
去する補償機能を付加することで、光ピックアップの対
物レンズの合焦復帰に要する時間の短縮が図れ、延いて
はディスク再生装置におけるショックプルーフメモリの
負担軽減という優れた効果を実現しているのである。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
及び４に係わるディスク再生装置における光ピックアッ
プのフォーカス制御方法及びフォーカス制御機構は、フ
ォーカスサーチ段階の速度を大きくできるので、対物レ
ンズのフォーカスが外れてからフォーカスサーボが正常
に復帰するまでに要する合焦復帰時間を短縮でき、延い
てはショックプルーフ付きのディスク再生装置のショッ
クプルーフメモリの負担を軽減して音切れ防止効果を向
上させることができる。

【００５２】また、特に本発明の請求項２及び５に係わ
る制御方法及び制御機構は、フォーカスエラー信号ＦＥ
のＳ字カーブのピーク検出前に対物レンズがブレーキに
よって停止してフォーカスエラー信号ＦＥの傾き変化点
が検出された場合に、ブレーキの加速度方向とは逆の合
焦位置方向への加速度を加えて再び合焦位置方向へ加速
させ、フォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブのピーク
を検出した時点で再度ブレーキを加えて減速させるとと
もにフォーカスエラー信号ＦＥの傾き変化点を検出した
時点でブレーキを解除してフォーカスサーボをＯＮする
ように速度制御する構成なので、上記場合を含めた如何
なる場合にも正常に光ピックアップのフォーカス制御が
できる。

【００５３】さらに、本発明の請求項３及び６に係わる
制御方法及び制御機構は、Ｓ字カーブの出現の始の時点
からＳ字ピーク検出前のＦＥの傾き変化点検出時点まで
のブレーキと、Ｓ字ピーク検出時点からフォーカスエラ
ー信号の傾き変化点を検出した時点までのブレーキの強
度を変えて設定しているので、より細やかな最適の光ピ
ックアップのフォーカス制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に係わる光ディスク再生装置
のフォーカス制御方法を説明するための図であり、対物
レンズの焦点の合焦位置からのずれ距離と時間変化を表
すグラフ（縦軸をずれ距離ｙ、横軸を時間ｔとする）と
選択スイッチＳＷのタイミングとフォーカスエラー信号
ＦＥの時間変化及び速度制御の時間変化とを時間軸ｔを
合わせて対応させた図である。

【図２】本発明の請求項１に係わる光ディスク再生装置
のフォーカス制御方法を実現する請求項４のフォーカス
制御機構例を表すブロック図である。

【図３】本発明の請求項２に係わる光ディスク再生装置
のフォーカス制御方法を説明するための時間軸対応図で
ある。

【図４】本発明の請求項２に係わる光ディスク再生装置
のフォーカス制御方法を実現する請求項５のフォーカス
制御機構例を表すブロック図である。

【図５】本発明の請求項３に係わる光ディスク再生装置
のフォーカス制御方法を説明するための時間軸対応図で
ある。

【図６】本発明の請求項３に係わる光ディスク再生装置
のフォーカス制御方法を実現する請求項６のフォーカス
制御機構例を表すブロック図である。

【図７】従来のフォーカスエラー信号のＳ字カーブを利
用したフォーカス制御機構のブロック構成図である。

【図８】従来のＳ字カーブを利用してブレーキを掛ける
フォーカス制御方法におけるフォーカスサーチ速度が比
較的低速の場合の時間軸対応図である。

【図９】同じく従来のＳ字カーブを利用してブレーキを
掛けるフォーカス制御方法におけるフォーカスサーチ速
度が高速の場合の時間軸対応図である。

【符号の説明】

１ 光ピックアップ ２ ＲＦアンプ ３ 位相補償回路 ４ ドライブ回路 ５ フォーカスアクチュエータ ７ フォーカスサーチ信号回路 ８ 速度抑制信号回路 ９ Ｓ字ピーク検出回路 １０ ＦＥ傾き変化点検出回路 １１、２２、３３、４２ スイッチ切換タイミング発
生回路 １５ 第２の傾き変化点検出回路 ２１ Ｓ字カーブ出現検出回路 ３１ 極性反転回路 ４１ 第２速度抑制信号回路 Ｆ フォーカスサーチ信号 ＦＥ フォーカスエラー信号 Ｋ 加速信号 ＳＷ 選択スイッチ ＳＷ１、ＳＷ１′ 第１選択スイッチ ＳＷ２、ＳＷ２′ 第２選択スイッチ Ｓ１ フォーカスサーボＯＮ端子 Ｓ２ フォーカスサーチＯＮ端子 Ｓ３、Ｓ３-α （第１）速度抑制ＯＮ端子 Ｓ４-α 第２速度抑制ＯＮ端子 Ｓ３-β、Ｓ４-β 加速ＯＮ端子 Ｓ３′、Ｓ４ ブレーキ／加速ＯＮ端子 ｔ 時間 ｔ１ Ｓ字カーブの出現の始の時点 ｔ２ Ｓ字ピーク検出時点 ｔ３ フォーカスエラー信号の傾き変化点を検出した
時点 ｔs Ｓ字ピーク検出前のＦＥの傾き変化点検出時点 Ｙ 速度抑制信号 Ｙ１ 第１速度抑制信号 Ｙ２ 第２速度抑制信号

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクにレーザー光を照射してその反
   射光によって当該ディスクの情報を読み取るディスク再
   生装置における光ピックアップの対物レンズのディスク
   に対するフォーカス制御を、フォーカスエラー信号のＳ
   字カーブの検出によってフォーカスサーチとフォーカス
   サーボの切り換えを行うようにした光ピックアップのフ
   ォーカス制御方法において、光ピックアップの対物レン
   ズのディスクに対する対向速度を、フォーカスエラー信
   号のＳ字カーブの出現の始よりフォーカスサーチをＯＦ
   Ｆしてブレーキを加えて減速させるとともに、フォーカ
   スエラー信号のＳ字カーブのピーク検出後の傾き変化点
   を検出した時点で前記ブレーキを解除してフォーカスサ
   ーボをＯＮするように速度制御することを特徴とするデ
   ィスク再生装置における光ピックアップのフォーカス制
   御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のディスク再生装置におけ
   る光ピックアップのフォーカス制御方法において、フォ
   ーカスエラー信号のＳ字カーブのピーク検出前に対物レ
   ンズがブレーキによって停止してフォーカスエラー信号
   の傾き変化点が検出された場合に、ブレーキの加速度方
   向とは逆の合焦位置方向への加速度を加えて再び加速さ
   せ、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピークを検出
   した時点で再度ブレーキを加えて減速させ、フォーカス
   エラー信号のＳ字カーブのピーク検出後のフォーカスエ
   ラー信号の傾き変化点を検出した時点でブレーキを解除
   してフォーカスサーボをＯＮするように速度制御するこ
   とを特徴とするディスク再生装置における光ピックアッ
   プのフォーカス制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のディスク再生装置におけ
   る光ピックアップのフォーカス制御方法において、フォ
   ーカスエラー信号のＳ字カーブのピーク検出前に対物レ
   ンズが第１のブレーキによって停止してフォーカスエラ
   ー信号の傾き変化点が検出された場合に、第１のブレー
   キの加速度方向とは逆の合焦位置方向への加速度を加え
   て再び加速させ、フォーカスエラー信号のＳ字カーブの
   ピークを検出した時点で前記第１のブレーキとは異なる
   強度の第２のブレーキを加えて減速させ、フォーカスエ
   ラー信号のＳ字カーブのピーク検出後のフォーカスエラ
   ー信号の傾き変化点を検出した時点で前記第２のブレー
   キを解除してフォーカスサーボをＯＮするように速度制
   御することを特徴とするディスク再生装置における光ピ
   ックアップのフォーカス制御方法。
4. 【請求項４】 光ピックアップの対物レンズをディスク
   に対して上下に駆動するフォーカスアクチュエータのド
   ライブ回路と、ＲＦアンプのフォーカスエラー信号（Ｆ
   Ｅ）を位相補償回路で補償した信号で前記ドライブ回路
   をフォーカスサーボするフォーカスサーボＯＮ端子（Ｓ
   １）と、フォーカスサーチ信号回路で生成した交流波形
   のフォーカスサーチ信号（Ｆ）によって前記対物レンズ
   をディスクに対して上下に往復動するように前記ドライ
   ブ回路を制御するフォーカスサーチＯＮ端子（Ｓ２）
   と、速度抑制信号回路で生成した速度抑制信号（Ｙ）で
   前記対物レンズの速度を減速する方向に前記ドライブ回
   路を制御するブレーキＯＮ端子（Ｓ３）と、からなる選
   択スイッチ（ＳＷ）と、フォーカスエラー信号（ＦＥ）
   のＳ字カーブのピーク検出回路の検出信号（Ｐ）と、前
   記Ｓ字カーブのピーク検出後のフォーカスエラー信号の
   傾き変化点を検出する傾き変化点検出回路の検出信号
   （Ｇ）と、フォーカスエラー信号（ＦＥ）のＳ字カーブ
   出現を検出する検出回路の検出信号（Ｚ）と、を入力し
   て請求項１に記載の光ピックアップのフォーカス制御方
   法に従って前記選択スイッチ（ＳＷ）のＯＮ端子（Ｓ
   １，Ｓ２，Ｓ３）の切り換えタイミングを発生させるス
   イッチ切換タイミング発生回路と、から構成されている
   ことを特徴とするディスク再生装置における光ピックア
   ップのフォーカス制御機構。
5. 【請求項５】 光ピックアップの対物レンズをディスク
   に対して上下に駆動するフォーカスアクチュエータのド
   ライブ回路と、ＲＦアンプのフォーカスエラー信号（Ｆ
   Ｅ）を位相補償回路で補償した信号で前記ドライブ回路
   をフォーカスサーボするフォーカスサーボＯＮ端子（Ｓ
   １）と、フォーカスサーチ信号回路で生成した交流波形
   のフォーカスサーチ信号（Ｆ）によって前記対物レンズ
   をディスクに対して上下に往復動するように前記ドライ
   ブ回路を制御するフォーカスサーチＯＮ端子（Ｓ２）
   と、速度抑制信号回路で生成した速度抑制信号（Ｙ）及
   びこれを極性反転回路で反転させた加速信号（Ｋ）の何
   れかが第２選択スイッチ（ＳＷ２）で選択されるととも
   に該速度抑制信号（Ｙ）または加速信号（Ｋ）によって
   前記対物レンズの速度を抑制または加速する方向に前記
   ドライブ回路を制御するブレーキ／加速ＯＮ端子（Ｓ
   ３′）と、からなる第１選択スイッチ（ＳＷ１）と、フ
   ォーカスエラー信号（ＦＥ）のＳ字カーブのピーク検出
   回路の検出信号（Ｐ）と、前記フォーカスエラー信号
   （ＦＥ）の傾き変化点を検出する傾き変化点検出回路の
   検出信号（Ｇ）と、フォーカスエラー信号（ＦＥ）のＳ
   字カーブ出現を検出する検出回路の検出信号（Ｚ）と、
   を入力して請求項２に記載の光ピックアップのフォーカ
   ス制御方法に従って前記第１選択スイッチ（ＳＷ１）の
   各ＯＮ端子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３′）の切り換えタイミン
   グ及び前記第２選択スイッチ（ＳＷ２）の切り換えタイ
   ミングを発生させるスイッチ切換タイミング発生回路
   と、から構成されていることを特徴とするディスク再生
   装置における光ピックアップのフォーカス制御機構。
6. 【請求項６】 光ピックアップの対物レンズをディスク
   に対して上下に駆動するフォーカスアクチュエータのド
   ライブ回路と、ＲＦアンプのフォーカスエラー信号（Ｆ
   Ｅ）を位相補償回路で補償した信号で前記ドライブ回路
   をフォーカスサーボするフォーカスサーボＯＮ端子（Ｓ
   １）と、フォーカスサーチ信号回路で生成した交流波形
   のフォーカスサーチ信号（Ｆ）によって前記対物レンズ
   をディスクに対して上下に往復動するように前記ドライ
   ブ回路を制御するフォーカスサーチＯＮ端子（Ｓ２）
   と、第１速度抑制信号回路で生成した速度抑制信号（Ｙ
   １）で前記対物レンズの速度を減速する方向に前記ドラ
   イブ回路を制御する第１のブレーキＯＮ端子（Ｓ３）
   と、第２速度抑制信号回路で生成した速度抑制信号（Ｙ
   ２）及びこれを極性反転回路で反転させた加速信号
   （Ｋ）の何れかが第２選択スイッチ（ＳＷ２′）で選択
   されるとともに該速度抑制信号（Ｙ２）または加速信号
   （Ｋ）によって前記対物レンズの速度を抑制または加速
   する方向に前記ドライブ回路を制御する第２のブレーキ
   ／加速ＯＮ端子（Ｓ４）と、からなる第１選択スイッチ
   （ＳＷ１′）と、フォーカスエラー信号（ＦＥ）のＳ字
   カーブのピーク検出回路の検出信号（Ｐ）と、前記フォ
   ーカスエラー信号（ＦＥ）の傾き変化点を検出する傾き
   変化点検出回路の検出信号（Ｇ）と、フォーカスエラー
   信号（ＦＥ）のＳ字カーブ出現を検出する検出回路の検
   出信号（Ｚ）と、を入力して請求項３に記載の光ピック
   アップのフォーカス制御方法に従って前記第１選択スイ
   ッチ（ＳＷ１′）の各ＯＮ端子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
   ４）の切り換えタイミング及び前記第２選択スイッチ
   （ＳＷ２）の切り換えタイミングを発生させるスイッチ
   切換タイミング発生回路と、から構成されていることを
   特徴とするディスク再生装置における光ピックアップの
   フォーカス制御機構。