JPH1049880A

JPH1049880A - 光ディスクのフォーカスサーチ回路及びフォーカスサーチ方法

Info

Publication number: JPH1049880A
Application number: JP20553996A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Moriaki; 雅之森明
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の合焦可能な層を厚み方向に設けたディ
スクについて、対物レンズを任意の合焦位置へ素速く到
達させる。【解決手段】フォーカスサーチ回路は、複数の合焦可
能な層が厚み方向に沿って設けられたディスクＤに対し
て、対物レンズ2を移動させる駆動手段と、フォーカス
エラー信号に基づいて、対物レンズ2が合焦位置の近傍
に達したことを検知する検出回路3と、該検出回路3の出
力により、対物レンズ2の移動速度を遅くする遅延手段
を設けている。検出回路3には、対物レンズ2が本来合焦
すべき位置が、検出回路3が何番目に検出する位置かが
予め入力され、対物レンズ2が該合焦位置の近傍に至る
までは、検出回路3が検出した合焦位置を無視し、速い
速度で対物レンズ2を駆動する旨の信号を発するととも
に、検出回路3が無視した合焦位置の数に基づき、対物
レンズ2が本来合焦すべき位置の近傍に至ったことを検
出すれば、遅延手段を作動させる通過指示回路4が接続
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクを記録
再生する装置の対物レンズを、ディスクに対して接近離
間させるフォーカスサーチ回路及びフォーカスサーチ方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクの記録再生装置に於いて、記
録再生動作開始時にピックアップ装置の対物レンズを、
ディスクに対し接近移動させて合焦位置を検出する動
作、所謂フォーカスサーチ動作が必要であることが、広
く知られている。かかるフォーカスサーチ動作に於い
て、対物レンズをディスクに対して接近移動させる速度
が問題となる。即ち、対物レンズの移動速度が早過ぎる
と、合焦位置に到達したときに、正確に対物レンズを停
止させることが困難である。一方、対物レンズの移動速
度が遅過ぎると、フォーカスサーチ時間が長くなる。か
かる問題に鑑みて、出願人は以前図１０に示す装置を提
案している(特公平７−１５４９号参照)。

【０００３】これは、発振回路(７)から出力される矩形
波が、抵抗Ｒ及び並列接続されたコンデンサＣ1、Ｃ2か
ら成る積分回路(５)に入力されて、図４に実線で示すフ
ォーカスサーチ駆動信号となり、該フォーカスサーチ駆
動信号が、ディスクＤの下側に配備されたピックアップ
(１)に供給される。該フォーカスサーチ駆動信号に基づ
いて、ピックアップ(１)の対物レンズ(２)がディスクに
対し接近離間せしめられ、図４のＡ線に示すフォーカス
サーチ駆動信号の傾きが大きいほど、対物レンズ(２)の
移動速度は速い。コンデンサＣ2はスイッチＳＷ1を介し
て、切換え可能にアース接続され、該スイッチＳＷ1が
ＯＦＦのときは、対物レンズ(２)の移動速度は速い。対
物レンズ(２)とピックアップ(１)との間の光路上には、
周知の如く、ビームスプリッタ(80)が設けられ、該ビー
ムスプリッタ(80)により一部反射された光は、シリンド
リカルレンズ(81)により集光されて、光センサ(８)に入
力される。該光センサ(８)からは、対物レンズ(２)の焦
点ズレを電気信号で示すフォーカスエラー信号が出力さ
れる。該フォーカスエラー信号は、積分回路(５)に繋が
る検出回路(３)に供給される。

【０００４】フォーカスエラー信号は、対物レンズ(２)
がディスクから離れた位置から、合焦位置の近傍に達す
るまでは、０レベルであり、対物レンズ(２)が合焦位置
の近傍に達してから、合焦位置を通過する際には、図３
(a)に示すようなＳ字波形となる(日経エレクトロニクス
昭和５７年７月号参照)。このＳ字波形になる理由は後
記する。Ｓ字波形のゼロクロス点であるb点は、対物レ
ンズ(２)がフォーカスサーチ動作によって、フォーカス
合焦点に達した位置を示している。また、a点は対物レ
ンズ(２)がフォーカス合焦位置の近傍に駆動された時の
フォーカスエラー信号の立上がり位置を示す。c点は対
物レンズ(２)がa点を越え、更に駆動された後、b点に至
るまで、フォーカスエラーが最大となる位置を示してい
る。検出回路(3)はフォーカスエラー信号がa点又はc点
のときに、スイッチＳＷ1を閉じる。コンデンサＣ1とＣ
2とが並列接続になり、積分回路(５)から発せられるフ
ォーカスサーチ駆動信号の時定数は大きくなる。従っ
て、フォーカスサーチ駆動信号の傾きは、図４のＢ線に
示すように、緩やかになるから、合焦位置であるb点に
達するまで、対物レンズ(2)は遅く移動し、b点に確実に
到達できる。b点に達すると、対物レンズ(2)を微調整す
るフォーカスサーボモードに移行する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、ディスクの厚み
方向に、２つの合焦可能な層が設けられた所謂２層のＤ
ＶＤ(Digital video disc)が提案されている。これは、
図２に示すように、合焦可能な層を２層にすることによ
って、ディスク容量を増やし、高密度記録再生を図った
ものであり、対物レンズ(２)に近い方から、順次第１層
(60)、第２層(61)と呼ぶ。かかるＤＶＤに於いて、ディ
スクの記録内容によっては、再生信号を先ず第２層(61)
から取り出すことがある。この場合、従来のフォーカス
サーチ回路では、対物レンズ(２)を徐々にディスクに接
近させ、まず対物レンズ(２)を第１層(60)に合焦させ
る。しかる後に、対物レンズ(２)を更に移動させて、対
物レンズ(２)を第２層(61)に合焦させる。即ち、再生信
号を取り出さない不要な第１層(60)に一旦合焦させてか
ら、第２層(61)に合焦させるので、合焦位置の検出に時
間がかかる。また、合焦位置を３層以上設けたディスク
を形成することも可能であり、かかるディスクに対して
任意の層に対する合焦動作を素速く行なう必要もある。
本発明は、複数の合焦可能な層を厚み方向に沿って設け
たディスクについて、対物レンズを任意の合焦位置へ素
速く到達させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】フォーカスサーチ回路は、
対物レンズ(２)をディスクＤに対して移動させる駆動手
段と、対物レンズ(２)の合焦位置からの焦点ズレ量であ
るフォーカスエラー信号に基づいて、対物レンズ(２)が
合焦位置の近傍に達したことを検知する検出手段と、該
検出手段の出力に応答して、対物レンズ(２)のディスク
Ｄに対する移動速度を遅くする遅延手段を設けている。
検出手段には、合焦可能な層が厚み方向に複数設けられ
たディスクＤに対して、対物レンズ(２)が上下移動する
場合に、対物レンズ(２)が本来合焦すべき位置が検出手
段が何番目に検出する位置かが予め入力され、検出手段
が検出した合焦位置の数を計数するカウンタ手段を具
え、該計数した数から次に検出する合焦位置が本来合焦
すべき位置であることを検出するまでは、検出した合焦
位置を無視し、対物レンズ(２)を速く上下駆動する旨の
信号を発する通過指示手段が接続されている。通過指示
手段は、カウンタ手段の出力から、次に検出する合焦位
置が本来合焦すべき位置であることを検出し、かつ検出
手段が、対物レンズ(２)の該合焦位置の近傍への到達を
検出すれば、遅延手段を作動させる切換え機能を有す
る。

【０００７】

【作用及び効果】フォーカスサーチ動作時は、対物レン
ズ(２)がディスクに対して速く上下移動し、検出手段は
合焦位置を検出する。しかし、通過指示手段は検出した
合焦位置が、本来合焦すべき位置でない時は、かかる合
焦位置を無視して対物レンズ(２)を速い速度のまま移動
させる。通過指示手段は、次の合焦位置が本来合焦すべ
き位置であることを検知し、かつ検出手段が、対物レン
ズ(２)の該合焦位置の近傍への到達を検出すれば、対物
レンズ(２)の上下移動速度を遅くする。従って、従来の
構成では、対物レンズ(２)の移動中、合焦位置に接近す
る度に、対物レンズ(２)の移動速度を遅くしているが、
本発明に於いては、通過指示手段からの信号により、本
来合焦すべきでない位置を無視して、対物レンズ(２)を
移動させるので、対物レンズ(２)を本来の合焦位置に素
速く移動させることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一例につき、図を
用いて詳述する。従来と同一の構成については、同一符
号を用いる。また、本装置で主に使用されるディスク
は、図２に示すようにディスクの厚み方向に、複数の合
焦可能な金属膜の層(60)(61)を設けたものであり、第１
層(60)と第２層(61)の間隔は約４０μmに設けられる。
対物レンズ(２)の制御は、ディスクから離れた箇所から
合焦位置まで到達させるフォーカスサーチモードと、フ
ォーカスサーチ動作終了後に、ディスクの回転振れに合
わせて、対物レンズ(２)を微調整し、正確に合焦させる
フォーカスサーボモードとに分けられる。このうち、本
例に係わる装置は、フォーカスサーチモードに特徴があ
り、フォーカスサーボモードについては、記載を省く。
図１は、ディスク記録再生装置の内部ブロック図であ
る。ピックアップ(１)の対物レンズ(２)は上下移動可能
に設けられ、ピックアップ(１)には、積分回路(５)から
のフォーカスサーチ駆動信号が入力され、該フォーカス
サーチ駆動信号により対物レンズ(２)がディスクに向か
って移動する。

【０００９】積分回路(５)は抵抗Ｒと、並列接続された
コンデンサＣ1、Ｃ2、スイッチＳＷ1とから成り、発振
回路(７)からの方形波が入力されるのは、従来と同じで
ある。また、対物レンズ(２)とディスクとの間の光路上
にビームスプリッタ(80)を設け、該ビームスプリッタ(8
0)により一部反射された光を、シリンドリカルレンズ(8
1)により集光して、透光性の光センサ(８)に入力し、該
光センサ(８)から、フォーカスエラー信号を出力する点
も従来と同様である。フォーカスエラー信号は、エラー
信号の立上がり位置及び最大値を検出する検出回路(３)
に入力され、該検出回路(３)により、積分回路(５)のス
イッチＳＷ1が切り換えられる。検出回路(３)は、後記
するように、通過した合焦位置をカウントするカウンタ
(45)を具えた通過指示回路(４)に繋がる。

【００１０】このように、ビームスプリッタ(80)、シリ
ンドリカルレンズ(81)、及び光センサ(８)によりフォー
カスエラー信号を発生させる方法を、非点収差法と呼
ぶ。シリンドリカルレンズ(81)は、図５のＸ方向にのみ
レンズとして働き、図５のＢ点で縦に１本の線として、
Ａ点で横に１本の線として集光する。光センサ(８)をＡ
点とＢ点の間に配置し、図６に示すように、受光面を
〜の各領域に４等分する。かかる領域＋−−
の出力を演算する。対物レンズ(２)がディスクに対し、
合焦距離にあるときは、光センサ(８)の４分割された各
面の照射面積は等しい。従って、演算結果は０となる。
対物レンズ(２)がディスクに対し、極端に離れていると
きも、光センサ(８)上に結像しないから、演算結果は０
となる。

【００１１】対物レンズ(２)がディスクに対し、合焦距
離から僅かに離れているときは、Ａ点が合焦位置からＢ
点に近付き、光センサ(８)上の結合面は、図６(b)に示
すように、横長の円になる。従って、演算結果は正とな
る。逆に、対物レンズ(２)がディスクに対し、合焦距離
以下に近付いているときは、Ａ点が正規の位置から遠ざ
かり、光センサ(８)上の結合面は、図６(c)に示すよう
に、縦長の円になり、演算結果は負となる。このことか
ら、対物レンズ(２)をディスクから離れた位置から徐々
にディスクに近づけると、演算結果は０から徐々に大き
くなり、一旦正の最大値に達する。しかる後に、対物レ
ンズ(２)は合焦位置に向かうから、演算結果は０に近付
き、合焦位置から離れると、上記と逆特性の信号とな
る。即ち、フォーカスエラー信号は、時間軸を横軸とし
て、図３(a)に示すようなＳ字形となる。図３(a)、(b)
に於いて、右方向がディスクに接近する方向であり、a
点が立上がり位置、c点がフォーカスエラー信号の最大
位置、b点が合焦位置である。

【００１２】予め通過指示回路(４)には、第１層(60)を
通過すべき旨の命令信号が入力されている。フォーカス
サーチ動作に於いて、通過指示回路(４)が作動すると、
第１層(60)に対応するＳ字波形を検出しても、該Ｓ字波
形を無視して、次の第２層(61)への合焦動作を行なう旨
の信号を検出回路(３)に向けて発する。

【００１３】(合焦動作)対物レンズ(２)がディスクから
離れた状態から、第１層(60)を通過して、第２層(61)に
合焦するには、図７のフローチャートに示す手順を踏
む。当初フォーカスサーボ動作は行なわれず、フォーカ
スサーボループ(図示せず)は開いている。発振回路(７)
からの方形波は、積分回路(５)により、フォーカスサー
チ駆動信号に変換されて、ピックアップ(１)に供給され
る。このときのフォーカスサーチ駆動信号は、図４のＡ
線に示すように傾きが大きく、対物レンズ(２)は速くデ
ィスクに接近する(Ｓ1)。対物レンズ(２)が第１層(60)
の近傍にまで駆動されると、フォーカスエラー信号にＳ
字波形が現れる(Ｓ2)。検出回路(３)はＳ字波形のa点を
検出するが、カウンタ(45)は該Ｓ字波形の検出が１回目
であること、即ち第１層(60)に対応したＳ字波形である
ことを、検出回路(３)に向けて出力する(Ｓ3)。通過指
示回路(４)は最初に現れるＳ字波形を無視する旨の信号
を発する(Ｓ4)。従って、フォーカスサーチ駆動電圧に
変化はなく、対物レンズ(２)は第１層(60)との合焦位置
を速い速度のまま通過して、第２層(61)に向かって移動
する。

【００１４】対物レンズ(２)が第２層(61)の近傍にまで
駆動されると、フォーカスエラー信号に再びＳ字波形が
現れる(Ｓ2)。既に最初のＳ字波形がカウンタ(45)によ
り検出されているから、通過指示回路(４)は、次に対物
レンズ(２)が合焦するのが第２層(61)であることが判
り、検出回路(３)に何等信号を発しない(Ｓ3)。検出回
路(３)がa点を検出すると(Ｓ5)、積分回路(５)のスイッ
チＳＷ1を閉じ、フォーカスサーチ駆動電圧の傾きを緩
やかにする。対物レンズ(２)はゆっくりとディスクに近
付き(Ｓ6)、この結果フォーカスエラー信号は、図３(b)
に示すようにＳ字波形の周期が長くなる。

【００１５】検出回路(３)がb点を検出すると、フォー
カスサーチ動作を終了する(Ｓ7)。次にフォーカスサー
ボループが閉じ、対物レンズ(２)はディスクの回転振れ
に対して、正確に合焦するように制御される。従って、
本装置に於いては、第２層(61)から記録再生を開始する
場合に、第１層(60)を無視して、第２層(61)に直接アク
セスするから、第２層(61)への合焦動作を素速く行なう
ことができる。尚、検出回路(３)はc点を検出してか
ら、積分回路(５)のスイッチＳＷ1を閉じてもよい。こ
の場合のフォーカスエラー信号は図３(b)に破線で示さ
れる。

【００１６】また、検出回路(３)がa点又はc点を検出し
た後に、対物レンズ(２)の移動を遅くする方法として、
コンデンサＣ2とスイッチＳＷ1の代わりに、図８に示す
ように、フォーカスサーチ駆動電圧とは逆電圧であるブ
レーキパルスを印加するブレーキ手段(９)を設けてもよ
い。ブレーキ手段(９)からのブレーキパルスにより、フ
ォーカスサーチ駆動電圧は電圧値が低くなり、対物レン
ズ(２)の移動速度は遅くなる。このブレーキパルスの幅
は、対物レンズ(２)の重量及び対物レンズ(２)を支持し
ているダンパ機構(図示せず)の粘性等によって決定され
る。

【００１７】上記実施例では、合焦可能な層がディスク
の厚み方向に沿って２つ設けられているとしたが、３層
以上設けることも可能である。この場合、通過指示回路
(４)は、フォーカスサーチ時に、合焦すべき層よりも１
つ手前の層までを速い速度のまま通過するように、検出
回路(３)に信号を発する。また、カウンタ(45)及び通過
指示回路(４)は通常マイクロコンピュータで構成される
が、通過するフォーカスエラー信号のＳ字波形を数える
手段として、図９に示すコンパレータ(40)を用いること
がある。これは、コンパレータ(40)の負極端子(42)に一
定レベルである−Ｖ_CCの負電圧を印加し、正極端子(41)
にフォーカスエラー信号を印加する。Ｓ字波形の信号が
正電圧のうちは、コンパレータ(40)はそのままの状態を
保ち、−Ｖ_CC以下の電圧ならば、コンパレータ(40)が反
転する。この反転した数を数えれば、通過したフォーカ
スエラー信号のＳ字波形の数が判る。

【００１８】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】フォーカスサーチ回路のブロック図である。

【図２】ディスクの第１層、第２層を示す断面図であ
る。

【図３】(a)は対物レンズが速く移動する時のフォーカ
スエラー信号、(b)は同上の遅く移動する時のフォーカ
スエラー信号である。

【図４】フォーカスサーチ駆動信号を示す図である。

【図５】ビームスプリッタ、シリンドリカルレンズ、光
センサの配置関係を示す斜視図である。

【図６】光センサ上の結像を示す図である。

【図７】フォーカスサーチ動作を示すフローチャートで
ある。

【図８】別のフォーカスサーチ回路のブロック図であ
る。

【図９】検出回路のコンパレータを示す図である。

【図１０】従来のフォーカスサーチ回路のブロック図で
ある。

【符号の説明】

(２) 対物レンズ (３) 検出回路Ｄディスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズ(２)をディスクＤに対して接
近離間させる駆動手段と、対物レンズ(２)の合焦位置か
らの焦点ズレ量であるフォーカスエラー信号に基づい
て、対物レンズ(２)が合焦位置の近傍に達したことを検
知する検出手段と、該検出手段の出力に応答して、対物
レンズ(２)のディスクＤに対する接近速度を遅くする遅
延手段を設けた光ディスクのフォーカスサーチ回路に於
いて、検出手段には、合焦可能な層が厚み方向に沿って複数設
けられたディスクＤに対して、対物レンズ(２)が上下移
動する場合に、対物レンズ(２)が本来合焦すべき位置が
検出手段が何番目に検出する位置かが予め入力され、検
出手段が検出した合焦位置の数を計数するカウンタ手段
を具え、該計数した数から次に検出する合焦位置が本来
合焦すべき位置であることを検出するまでは、検出した
合焦位置を無視し、対物レンズ(２)を速く上下駆動する
旨の信号を発する通過指示手段が接続され、通過指示手段は、カウンタ手段の出力から、次に検出す
る合焦位置が本来合焦すべき位置であることを検出し、
かつ検出手段が、対物レンズ(２)の該合焦位置の近傍へ
の到達を検出すれば、遅延手段を作動させる切換え機能
を有することを特徴とする光ディスクのフォーカスサー
チ回路。
【請求項２】遅延手段は、駆動手段に対し駆動電圧と
は逆電圧のブレーキパルスを発するブレーキ手段である
請求項１に記載の光ディスクのフォーカスサーチ回路。
【請求項３】複数の合焦可能な層が厚み方向に沿って
設けられたディスクＤに、対物レンズ(２)を接近させ、
対物レンズ(２)が本来合焦すべき位置の近傍に至るまで
に、途中で検出された合焦位置を無視して、対物レンズ
(２)を速く上下移動させ、対物レンズ(２)が本来合焦す
べき位置の近傍に至ると、対物レンズ(２)のディスクＤ
に対する接近速度を遅くして、対物レンズ(２)を確実に
合焦させる光ディスクのフォーカスサーチ方法。