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JP4132034B2 - Optical head and optical disk apparatus - Google Patents

Optical head and optical disk apparatus Download PDF

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JP4132034B2
JP4132034B2 JP2002361061A JP2002361061A JP4132034B2 JP 4132034 B2 JP4132034 B2 JP 4132034B2 JP 2002361061 A JP2002361061 A JP 2002361061A JP 2002361061 A JP2002361061 A JP 2002361061A JP 4132034 B2 JP4132034 B2 JP 4132034B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転している円盤状の情報担体(以下「光ディスク」と呼ぶ)に記録または再生を行うための光ヘッドおよび光ディスク装置に関するものであり、特に記録または再生を行なう際に、光ディスクと光ビームを集光するレンズとが衝突することなくフォーカス引込動作を行う光ヘッドおよび光ディスク装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光ディスク装置では、信号を再生する場合、比較的弱い一定の光量の光ビームを光ディスク上に照射し、光ディスクによって強弱に変調された反射光を検出して行う。また、信号の記録は記録する信号に応じて光ビームの光量を強弱に変調して光ディスク上の記録材料膜に情報を書き込む。このことは例えば特許文献1等に記載されている。
【0003】
再生専用の光ディスクは、ピットによる情報が予めスパイラル状に記録されている。また、記録及び再生可能である光ディスクは、スパイラル状の凹凸構造のトラックを有する基材表面に、光学的に記録、再生可能な材料膜を蒸着等の手法で形成して作製される。光ディスクに情報を記録する、または記録された情報を再生するために、光ビームが記録材料膜上で常に所定の収束状態となるように光ディスクの面の法線方向(以下「フォーカス方向」と呼ぶ)に制御するフォーカス制御が必要となる。
【0004】
従来の光ディスクの制御動作について図17(a)を参照して説明する。光ヘッド10には半導体レーザ11、カップリングレンズ12、偏光ビームスプリッタ13、1/4波長板14、集光レンズ15、フォーカス移動手段であるフォーカスアクチュエータ(以下「Fcアクチュエータ」と呼ぶ)16、トラッキングアクチュエータ(以下「Tkアクチュエータ」と呼ぶ)17、検出レンズ18、円筒レンズ19、光検出器20が取り付けられている。
【0005】
半導体レーザ11より発生した光ビームはカップリングレンズ12で平行光にされ、偏光ビームスプリッタ13と1/4波長板14を通過し、集光レンズ15で円盤状の光ディスク1上に集光される。そこで反射した光ビームは集光レンズ15、1/4波長板14を再び通過して偏光ビームスプリッタ13で反射されて、検出レンズ18と円筒レンズ19を通り、4つに分割された受光部を有する光検出器20に照射される。集光レンズ15はバネ等の弾性体で支持されており、Fcアクチュエータ16に電流を流すと電磁気力により光ディスク1に実質的に垂直な方向(フォーカス方向)に移動する。4つに分割された受光部を有する光検出器20は検出された各光量信号をフォーカスエラー生成器30(以下「FE生成器30」と呼ぶ)へ送る。
【0006】
FE生成器30は4つに分割された受光部を有する光検出器20からの各光量信号を用いて、光ビームの光ディスク1の情報面上での収束状態を示すエラー信号(以下「FE信号」と呼ぶ)を演算し、フォーカス制御用フィルタ31(以下「Fcフィルタ」と呼ぶ)と駆動セレクタ32とフォーカスドライバ33(以下「Fcドライバ」と呼ぶ)を介してFcアクチュエータ16に送る。またFE生成器30は引込信号生成器71にFE信号を送る。
【0007】
図17(b)は光検出器20の受光部を示す図である。図に示すように光検出器は4つの受光部201a〜201dを有する。円筒レンズによって非点収差が発生しているため、合焦点の状態における集光レンズ15の位置に対して、集光レンズ15が光ディスク1に接近する方向に変化すると、光検出器20上の光ビームの焦点は受光部201aおよび受光部201c方向に伸びた楕円となる。合焦点に対して集光レンズ15が光ディスク1から離間する方向に変化すると、光検出器20上の光ビームの焦点は受光部201bおよび受光部201d方向に伸びた楕円となる。FE生成器30は受光部201aと受光部201cにおける光量和と受光部201bと受光部201dにおける光量和の差分を演算することでFE信号を生成する。この手法を非点収差法と呼ぶ。Fcアクチュエータ16は光ビームが光ディスク1の情報面上に所定の状態で収束するように、集光レンズ15をフォーカス方向に駆動する。これがフォーカス制御である。
【0008】
探索駆動生成手段である探索駆動生成器64は一定の速度でFcアクチュエータ16を接近方向あるいは離間方向に駆動するための駆動信号を生成する。探索駆動生成器64は駆動セレクタ32、Fcドライバ33を介してFcアクチュエータ16に信号を送る。光検出器20からの信号は反射光量検出器70へ送られる。反射光量検出器70は光検出器20のすべての受光部からの和信号を演算し引込信号生成器71へ送る。引込信号生成器71は反射光量検出器70からの信号が所定レベルL1以上であり、かつFE生成器30からのFE信号が正から負に基準レベルを通過するまで、ローレベルの信号を駆動セレクタ32へ送る。それ以降はハイレベルの信号を駆動セレクタ32へ送る。駆動セレクタ32は引込信号生成器71からの信号がハイレベルのときは、フォーカス制御駆動手段であるFcフィルタ31からの信号をFcドライバ33へ送り、引込信号生成器71からの信号がローレベルのときは、探索駆動生成器64からの信号をFcドライバ33へ送る。Fcドライバ33は駆動セレクタ32により選択された信号に基づいてFcアクチュエータ16を駆動する。
【0009】
図18を用いて検出信号であるFE生成器30からのFE信号および反射光量検出器70からの信号について説明する。図18(a)はFE生成器30からのFE信号の出力の一例を示す図、図18(b)は反射光量検出器70からの信号の出力の一例を示す図である。図18の横軸は光ディスク1と集光レンズ15とのフォーカス方向の相対位置であり、図内で左側から右側に向かって接近方向である。また、図18の縦軸はそれぞれの信号のレベルを示す。図18(a)に示すように、FE生成器30からのFE信号は合焦点から離間方向で正の信号、接近方向で負の信号となる。図18(b)に示すように、反射光量検出器70からの信号はFE信号とほぼ同じ検出範囲で山形の信号となる。
【0010】
図19を用いてフォーカス引込動作について説明する。図19(a)はFE生成器30からのFE信号の出力の一例を示す図、図19(b)は反射光量検出器70からの信号の出力の一例を示す図、図19(c)は駆動セレクタ32からの信号の出力の一例を示す図、図19(d)は引込信号生成器71からの信号の出力の一例を示す図である。図19の横軸は時間、縦軸はそれぞれの信号のレベルを示す。集光レンズ15が光ディスク1に接近する方向へ移動するために必要な駆動セレクタ32からの信号の極性が図19(c)では正方向である。図19(d)に示すように、フォーカス引込開始時は引込信号生成器71からの信号がローレベルなので、駆動セレクタ32は探索駆動生成器64からの信号をFcドライバ33へ送る。光ディスク1と集光レンズ15が十分離間している状態から、図19(c)に示すように探索駆動生成器64は集光レンズ15が光ディスク1へ接近する方向への駆動を発生する。光ビームの焦点が光ディスク1の情報面合焦点に近づくと、図19(a)、図19(b)に示すようにFE生成器30からのFE信号および反射光量検出器70からの信号に変化が現れる。
【0011】
引込信号生成器71は反射光量検出器70からの信号レベルがL1を超え、さらにFE生成器30からのFE信号が正から負に基準レベルを通過したところで、駆動セレクタ32への信号をハイレベルにする。それ以降Fcフィルタ31からの信号が駆動セレクタ32で選択されて、フォーカス制御が動作状態になる。
【0012】
【特許文献1】
特開昭52−80802号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
記録可能な光ディスク1では、光ディスクの情報面が照射された光ビームを吸収すること、即ち、その吸収による熱蓄積で記録材料を相変化させて記録動作を行う。従って、記録速度向上のため光ディスク1の情報面の吸収率を上げる必要があり、そうした場合に反射率が下がることになる。さらに、記録容量向上のため複数の情報面を有する光ディスクでは、集光レンズ15から見て奥側の情報面にも光ビームを照射させる必要があるため、集光レンズ15から見て手前側の情報面の透過率も大きくする必要がある。即ち光ディスクの情報面の反射率は記録容量、記録速度向上にしたがい低下する方向にある。また、光ビームの反射信号は、光ディスクの情報面のみではなく光ディスクの表面からも発生する。光ディスク1の情報面における反射率が光ディスクの表面における反射率と同等にまで低下すると、FE生成器30からのFE信号及び反射光量検出器70からの信号が光ディスク1の表面と情報面において同様な波形となるため、フォーカス引込動作の際に区別できず、光ディスク1の表面にフォーカス制御を行ってしまう。結果として目的のアドレスに光ビームを照射するための時間が長くなるという課題がある。
【0014】
さらに、光ディスク1の記録密度向上のため、光ビームの焦点を小さくする必要がある。そのために一般に集光レンズ15の焦点距離が短くすることで小さな焦点を実現すると、情報面合焦点から衝突位置までの距離が短くなり、集光レンズ15と光ディスク1との衝突可能性が増加する。従って、光ディスクの情報面と表面における反射率が同等になる課題に対し、光ビームの焦点を光ディスク1の情報面より光ディスク1側になるように集光レンズ15を移動した後に、光ビームの焦点を光ディスク1から遠ざけながらフォーカス引込動作を行う解決手段が提案されているが。しかし、情報面合焦点から衝突位置までの距離が光ディスク1の面ぶれよりも小さい場合は、集光レンズ15を衝突せず情報面合焦点より光ディスク1に接近させることは実現できず、必ず光ディスク1が傷つくという大きな課題があった。
【0015】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、情報の再生あるいは記録を行う時に光ビームの焦点と光ディスクの表面が非常に近接する場合や、情報面の反射率が低下して表面反射率と同等となるような場合においても、集光レンズと光ディスクとの衝突を回避し、集光レンズや光ディスクが損傷することを防止して、信頼性の高い光ヘッドおよび光ディスク装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ディスク装置は、光ビームの略同心円状に分割された受光領域を有し、情報担体からの反射光を受光し、反射光量に応じた信号を出力する光検出手段を用いて、情報担体からの反射光量を検出する。そのような光検出手段からの信号に基いて、光ビームの焦点が情報担体の表面から情報面にある間で、一つの最大点を有するように連続的に変化する検出信号が得られる。このため、このような検出信号を観察することにより、光ビームの焦点と、情報担体の表面または情報面との位置関係を知ることができる。例えば、そのような検出信号の傾き(変化率)を検出し、傾きが負となったときに光ビームの焦点が情報担体の情報面に接近していると判定できる。また、光ビームの焦点は集光レンズの位置と対応するため、そのような検出信号の信号レベルを、所定レベルと比較し、検出信号の信号レベルが所定レベルを超えたときに集光レンズが情報担体の表面の近傍にあると判定できる。以上のような判定結果を用いることにより、集光レンズと情報担体の衝突防止を精度よく回避できる。
【0017】
本発明に係る第1の光ディスク装置は、回転している情報担体にむけ光ビームを収束照射する収束手段と、収束手段を情報担体の情報面の法線方向に移動させるフォーカス移動手段と、略同心円状に分割された受光領域を有し、情報担体からの反射光を受光し、反射光量に応じた信号を出力する光検出手段と、光検出手段からの信号に基き光ビームの焦点が情報担体の表面から情報面に至る間一つの最大点を有して連続的に変化する信号を発生する面近傍検出手段と、光ビームの焦点を情報担体に対して接近または離間させるための駆動信号を発生する探索駆動手段と、情報担体の情報面または表面に対する光ビームの焦点の位置ずれに応じた信号を発生するフォーカスずれ信号検出手段と、フォーカスずれ信号検出手段の信号に応じて光ビームの焦点が情報担体の情報面を追従するようにフォーカス移動手段を駆動するための信号を発生するフォーカス制御駆動手段と、面近傍検出手段からの信号とフォーカスずれ信号検出手段からの信号とに基づき光ビームの焦点位置が情報担体の情報面の近傍にあるか否かを判別する情報面判別手段と、情報面判別手段からの信号に応じて、フォーカス制御駆動手段からの信号と前記探索駆動手段からの信号のうちのいずれかを選択してフォーカス移動手段に供給するフォーカス引込手段とを備える。光検出手段の受光領域の広さは、情報担体の表面と情報担体の表面から一番近い情報面との中心において、光検出手段が検出する情報担体の表面からの反射光量と情報担体の情報面からの反射光量との和が、情報担体の表面または情報担体の情報面で検出される反射光量よりも大きくなるような広さである
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照し、本発明に係る光ディスク装置の実施の形態について説明する。
【0022】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の光ディスク装置のブロック図である。図2は本実施の形態の光ディスク装置において、反射光量検出手段である光検出器21を説明するための図である。
【0023】
図1において従来の技術である図16の構成要素と同じものには同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態の光ディスク装置は、光ヘッド10、FE生成器30、Fcフィルタ31、駆動セレクタ32及びFcドライバ33を備える。さらに光ディスク装置は、面近傍検出器61、情報面検出器62、引込信号生成器63及び探索駆動生成器64を備える。引込信号生成器63及び駆動セレクタ32及びFcドライバ33はフォーカス引込手段として機能する。
【0024】
本実施形態の光ヘッド10は図2に示すような光検出器21を有する。図16(b)に示す従来の技術における光検出器20は受光部210a〜210dでのみ構成されていたのに対し、本実施形態の光検出器21は中央に4つの受光部210a〜210dに加えて、これらの受光部210a〜210dの外周を囲うようにロの字状の受光部210eが設けられている。受光部210a〜210dは光ビームの内周部の光を受光し、受光部210eは光ビームの外周部の光を受光する。従って受光部210a〜210dおよび受光部210eにより光ビームを概ね同心円状に分割し、その光量を検出することができるとともに、光ビームの焦点がぼやけた場合に、従来では受光できなかった光をも受光することができる。なお、このような構成を持つ光検出器については本出願人の特願2000−319008号の出願にも開示されている。
【0025】
FE生成器30におけるFE信号生成および記録信号再生時は、内側に位置する受光部210a〜210dの受光部で受光した光に基づく信号を用いる。光検出器21からの信号はフォーカスずれ検出手段であるFE生成器30および面近傍検出手段である面近傍検出器61に送られる。
【0026】
面近傍検出器61は光検出器21の全ての受光部210a〜210eからの信号の和信号を情報面判別手段である情報面検出器62へ送る。情報面検出器62は例えば面近傍検出器61の信号を微分し、その微分した信号レベルの極性に応じて面近傍検出器61の信号レベルの増減を判断して、光ビームの焦点が情報面近傍にあるかどうかを判定するものである。情報面検出器62は面近傍検出器61からの信号レベルが減少する場合にハイレベルの信号を、それ以外ではローレベルの信号を引込信号生成器63へ送る。引込信号生成器63は情報面検出器62からのゲート信号がハイレベルであり、かつFE生成器30からのFE信号が正から負に基準レベルを通過するまで、ローレベルの信号を駆動セレクタ32へ送り、それ以降はハイレベルの信号を駆動セレクタ32へ送る。
【0027】
図3に本実施形態の光ディスク装置がアクセスする光ディスク1の構造を示す。図3(a)は、1つの記録層91を有する光ディスク(以下「単層の光ディスク」と呼ぶ)の構造を示し、図3(b)は2つの記録層91a、91bを有する光ディスク(以下「二層の光ディスク」と呼ぶ)の構造を示す。光ディスクの反射率は単層の場合が12%から24%であり、二層の場合が4%から8%である。なお、この値は未記録の場合であり、記録済みの場合は未記録時より7割程度低下する。単層の光ディスクにおいて、表面から情報面までの距離は100±5μmである。二層の光ディスクにおいて、表面からその表面に近い方の情報面までの距離は75±5μmであり、情報面間の距離は30±5μmである。
【0028】
本実施の形態における面近傍検出器61からの信号波形を図4、5を用いて説明する。図4は記録層が単層である光ディスク1からの波形を示し、図5は記録層が2層である光ディスクからの波形を示す。より具体的には、図4(a)は光ディスク1が単層である場合のFE生成器30からのFE信号の出力の一例を示す図、図4(b)は光ディスク1が単層である場合の反射光量検出器70からの出力信号の一例を示す図、図4(c)は光ディスク1が単層である場合の面近傍検出器61からの出力信号の一例を示す図である。また、図5(a)は光ディスク1が2層である場合のFE生成器30からのFE信号の出力の一例を示す図、図5(b)は光ディスク1が2層である場合の反射光量検出器70からの出力信号の一例を示す図、図5(c)は光ディスク1が2層である場合の面近傍検出器61からの出力信号の一例を示す図である。
【0029】
図4、5において横軸は光ディスク1と収束手段である集光レンズ15とのフォーカス方向の相対位置であり、図内で左側から右側に向かって集光レンズ15が光ディスク1へ向かって接近する方向である。また、図4、5の縦軸はそれぞれの信号のレベルを示す。図4(a)、(b)、図5(a)、(b)に示すように表面および情報面における反射率が等しいならば、FE生成器30からのFE信号および反射光量検出器70からの信号に差はなく、区別することができない。それに対し、図4(c)、図5(c)に示す面近傍検出器61は、従来の光検出器20よりも広い光検出領域を有する光検出器21からの信号をすべて加算するため検出範囲がより広くなり、図4(c)、図5(c)に示すように光ディスク1の表面と情報面とにまたがる波形が得られる。
【0030】
図4(c)、図5(c)に示すように、面近傍検出器61からの信号は光ビームの焦点が表面にあるときの傾きと情報面近傍にあるときの傾きが異なるため、この傾きの違いを検出すれば、光ビームの焦点が表面近傍に位置する状態と、情報面近傍に位置する状態とを区別することができる。
【0031】
図6及び図7を用いて本実施の形態の光ディスク装置におけるフォーカス引込動作を説明する。図6(a)はFE生成器30からのFE信号の出力の一例を示す図、図6(b)は面近傍検出器61からの信号の出力の一例を示す図、図6(c)は情報面検出器62からの信号の出力の一例を示す図、図6(d)は駆動セレクタ32からの信号の出力の一例を示す図、図6(e)は引込信号生成器63からの信号の出力の一例を示す図である。図6において横軸は時間、縦軸はそれぞれの信号のレベルを示す。図7はこのシーケンスを示すフローチャートである。
【0032】
集光レンズ15が光ディスク1に接近する方向へ移動するために必要な駆動セレクタ32からの信号の極性が図6(d)では正方向である。図6(e)に示すように、フォーカス引込開始時は引込信号生成器63からの信号がローレベルなので、駆動セレクタ32は探索駆動生成器64からの信号をFcドライバ33へ送る。光ディスク1と集光レンズ15が十分離間している状態から、図6(d)に示すように探索駆動生成器64は集光レンズ15が光ディスク1へ接近する方向への駆動を発生する(ステップS11)。図6(b)に示すように、光ビームの焦点が光ディスク1の表面に近づくと面近傍検出器61からの正方向の信号が発生する。面近傍検出器61からの信号レベルを監視しながら、面近傍検出器61からの信号レベルが最大点を超えるまで集光レンズ15を光ディスク1に近づける(ステップS12)。それにより、光ビームの焦点は光ディスク1に接近しつづける。
【0033】
その後、光ビームの焦点が光ディスク1の表面を通過し、面近傍検出器61からの信号レベルが最大点を超えると、図6(c)に示すように情報面検出器62からの信号がローレベルからハイレベルに変化する。そして、FE生成器30からのFE信号が基準レベルを0として正から負に変化するのを待つ(ステップS13)。これにより、光ビームの焦点はさらに光ディスク1に接近しつづける。図6(a)に示すように情報面においてFE生成器30からのFE信号が正から負に変化する時点で、図6(e)に示すように駆動セレクタ32への信号をローレベルからハイレベルへ変化させ、これにより、フォーカス制御を動作状態にする(ステップS14)。
【0034】
以降、図6(d)に示すように駆動セレクタ32はFcドライバ33へ送る信号を、探索駆動生成器64からの信号ではなくFcフィルタ31からの信号とする。
【0035】
このようにして本実施の形態によれば、図4(c)又は図5(c)に示す波形を有する、図2に示す光検出器21からの出力信号の和信号を用いて、焦点位置がディスク表面と情報面との間にあることを検出できるため、より確実に光ディスク1の情報面にフォーカス引込動作をすることができる。
【0036】
尚、本実施の形態では面近傍検出器61は光検出器21の全加算信号を送っていたが、図2に示す受光部210eからの信号のみを用いてもよい。
【0037】
また、本実施の形態では情報面検出器62は面近傍検出器61からの信号の傾きから情報面を検出したが、FE生成器30からのFE信号が最大時の面近傍検出器61からの信号レベルを記憶しておいて、FE生成器30からのFE信号が基準レベルを通過する際に面近傍検出器61からの信号レベルと記憶したレベルを比較した結果、記憶したレベルが小さければ、情報面検出器62は光ビームの焦点が情報面近傍にあることを検出してもよい。
【0038】
また、本実施の形態では、光検出器21の外周部に照射される光を検出するための専用の受光部を設けたが、トラックと光ビームの焦点との位置誤差をDPP法あるいは3ビーム法で生成する場合に使用するサブビーム用の受光部を流用してもよい。
【0039】
また、面近傍検出器61及び情報面検出器62を光ヘッド10内に設けても良い。
【0040】
(実施の形態2)
従来技術で説明したように光ディスク装置において集光レンズはバネ等の弾性体により支持されている。そのため、集光レンズに対してフォーカス制御等の制御を行なっていない状況において面ぶれや外部からの振動等の影響により集光レンズが上下に振動すると、集光レンズと光ディスクとが衝突するおそれがある。そこで、本実施形態では集光レンズに対する非制御状況下でのかかる衝突を防止する光ディスク装置を説明する。
【0041】
図8に実施の形態2における光ディスク装置のブロック図を示す。図8において従来の技術である図16の構成要素と同じものには同一の番号を付して説明を省略する。
【0042】
本実施形態の光ディスク装置は、光ヘッド10、FE生成器30、Fcフィルタ31、駆動セレクタ32、及びFcドライバ33を備える。さらに光ディスク装置は、面近傍検出器61、離間駆動生成器65及びFc制御切替器66を備える。離間駆動生成器65及びFcドライバ33は回避駆動発生手段として機能する。光検出器21の構成は図2で説明したとおりである。
【0043】
FE生成器30におけるFE信号生成および記録信号再生時は内側に位置する受光部210a〜210dで受光した光に基づく信号を用いる。光検出器21からの信号はFE生成器30および面近傍検出器61に送られる。面近傍検出器61は光検出器21の全受光部の和信号を離間駆動生成器65へ送る。離間駆動生成器65は、面近傍検出器61からの信号レベルが内部に設けた駆動レベル設定手段(図示せず)により設定された所定レベルL2以上のときは、集光レンズ15を光ディスク1から離間させるためのFcアクチュエータ16に対する固定値駆動信号を生成し駆動セレクタ32へ送る。離間駆動生成器65は、面近傍検出器61からの信号レベルが所定レベルL2より小さいときは「0」を駆動セレクタ32へ送る。フォーカス制御切替器(以下「Fc制御切替器」と呼ぶ)66は例えばフォーカス制御を非動作状態にする時はローレベルの信号を駆動セレクタ32へ送り、フォーカス制御を動作状態にする時はハイレベルの信号を駆動セレクタ32へ送る。
【0044】
本実施の形態の光ディスク装置における衝突回避動作を図9および図10を用いて説明する。図9(a)はFE生成器30からのFE信号の出力の一例を示す図、図9(b)は面近傍検出器61からの出力信号の一例を示す図、図9(c)は離間駆動生成器65からの出力信号の一例を示す図である。図9において横軸は光ディスク1と集光レンズ15とのフォーカス方向の相対位置であり、図内で左側から右側に向かって接近方向である。また、図9の縦軸はそれぞれの信号のレベルを示す。図10はこのシーケンスを示すフローチャートである。
【0045】
図10を参照し、離間駆動生成器65から0レベルの信号を駆動セレクタ32、Fcドライバ33を介してFcアクチュエータ16へ送る(ステップS21)。これにより集光レンズ15はバネ等の支持部材により定まる自然位置に留まる。
【0046】
そして、面近傍検出器61からの信号が所定レベルL2より大きくなったか否かを検出する(ステップS22)。光ディスク1の回転による面ぶれや外部からの振動等の影響により集光レンズが上下に振動して集光レンズ15と光ディスク1が異常に接近すると、面近傍検出器61からの信号がレベルL2より大きくなる。
【0047】
面近傍検出器61からの信号がレベルL2より大きくなると、図9(c)に示すように離間駆動生成器65は集光レンズ15を光ディスク1から離間させる方向に駆動するための信号(負レベルの信号)を駆動セレクタ32へ送る(ステップS23)。このとき、フォーカス制御が非動作状態であるので、Fc制御切替器66からはローレベルの信号が駆動セレクタ32へ送られ、駆動セレクタ32は離間駆動生成器65からの信号を選択し、Fcドライバ33へ送る。これにより、集光レンズ15は光ディスク1から離れる。
【0048】
集光レンズ15が、光ビームの焦点が情報面に集光する位置からさらに光ディスク1に接近すると、図9に示す衝突位置で光ディスク1と集光レンズ15が衝突する。面近傍検出器61からの信号は広範囲で検出できることと、集光レンズ15と光ディスク1が衝突する位置が合焦点における集光レンズ15の位置に近いことから、図9(b)に示すように光ビームの焦点が接近方向に移動して衝突位置に達しても、面近傍検出器61からの信号レベルはゼロレベルまで減衰することはない。そのため、面近傍検出器61からの信号レベルを所定レベルL2と比較することで光ディスク1と集光レンズ15との間の距離が所定値以内であることを検出でき、その検出結果に基き衝突回避動作を行うことができる。
【0049】
離間駆動後、面近傍検出器61からの信号がレベルL2より小さくなるまで待機する(ステップS24)。それにより、離間駆動生成器65から離間駆動のための信号が発生しつづけ、集光レンズ15は光ディスク1に対して離れた位置で留まる。
【0050】
やがて、面近傍検出器61からの信号がレベルL2より小さくなると、集光レンズ15と光ディスク1との距離が十分離れたことを意味するため、離間駆動生成器65からの信号を0レベルにする(ステップS25)。これにより、集光レンズ15は再度自然位置に留まる。
【0051】
なお、Fc制御切替器66からハイレベルの信号が駆動セレクタ32に送られ、フォーカス制御が動作状態である時は、駆動セレクタ32はFcフィルタ31からの信号を選択するため、離間駆動生成器65からの信号はフォーカス制御に影響しない。
【0052】
本実施の形態によれば、集光レンズの非制御下において集光レンズ15が光ディスク1に接近するたびに集光レンズ15を離間させるような駆動が発生するため、光ディスク1と集光レンズ15の衝突を回避することができる。
【0053】
尚、本実施の形態では面近傍検出器61は光検出器21の全加算信号を送っていたが、図2に示す受光部210eからの信号のみを用いてもよい。
【0054】
また、本実施の形態では光ディスク1と集光レンズ15の距離と、所定距離との比較結果により離間駆動生成器65は二種類の駆動を切替えて、駆動セレクタ32およびFcドライバ33を介してFcアクチュエータ16へ送ることで、集光レンズ15を光ディスク1より離間させているが、面近傍検出器61からの信号に対してゲインを乗じ、さらに正負を反転させた信号をFcアクチュエータ16へ送ってもよい。
【0055】
また、本実施の形態では、光検出器21の外周部に照射される光を検出するための専用の受光部を設けたが、トラックと光ビームの焦点との位置誤差をDPP法あるいは3ビーム法で生成する場合に使用するサブビーム用の受光部を用いてもよい。
【0056】
(実施の形態3)
図11に実施の形態3における光ディスク装置のブロック図を示す。図11において従来の技術である図16の構成要素と同じものには同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態の光ディスク装置は、光ヘッド10、FE生成器30、Fcフィルタ31、駆動セレクタ32及びFcドライバ33を備え、さらに、回転位相検出器51、駆動記憶器68、加算器69、引込信号生成器67及び探索駆動生成器64を備える。
【0057】
引込信号生成器67および駆動セレクタ32およびFcドライバ33はフォーカス引き込み手段として機能する。
【0058】
探索駆動生成器64は生成する駆動信号が離間する方向である時ハイレベルの信号を引込信号生成器67へ送り、生成する駆動信号が接近する方向である時ローレベルの信号を引込信号生成器67へ送る。
【0059】
引込信号生成器67は、探索駆動生成器64からの信号がハイレベルであり、FE生成器30からのFE信号が負から正に基準レベルを通過するまでローレベルの信号を駆動セレクタ32へ送り、それ以降はハイレベルの信号を駆動セレクタ32へ送る。
【0060】
モータ50は光ディスク1を回転させ、1回転あたり1000個のエンコーダパルスを回転位相検出器51へ送る。回転位相検出器51はモータ50からのエンコーダパルスの立ち上がりエッジをカウントし、また1回転に相当する1000パルスをカウントすると、カウント値を0にクリアする。回転位相検出器51はカウント値を面ぶれ記憶手段である駆動記憶器68へ送る。
【0061】
駆動記憶器68は引込信号生成器67からの信号がハイレベルの時に、Fcフィルタ31からの駆動信号を回転位相検出器51からのカウント値に基づいた格納アドレスに記憶し、面ぶれ信号印加手段である加算器69に0レベルを送る。また駆動記憶器68は、引込信号生成器67からの信号がローレベルの時は記憶情報の更新は行わず、加算器69に回転位相検出器51からのカウント値に基づいた格納アドレスの記憶情報を送る。加算器69は探索駆動生成器64からの信号と駆動記憶器68からの信号を加算し駆動セレクタ32へ送る。
【0062】
駆動記憶器68の動作を図12を用いて説明する。図12(a)は回転位相検出器51からの信号の出力の一例を示す図、図12(b)はFcフィルタ31からの信号の出力の一例を示す図である。図12において横軸は時間、縦軸はそれぞれの信号のレベルを示す。図12はフォーカス制御が動作状態における波形である。従って、引込信号生成器57はハイレベルの信号を駆動記憶器68と駆動セレクタ32へ送る。駆動セレクタ32は引込信号発生器67からの信号がハイレベルであるので、Fcフィルタ31からの信号をFcドライバ33へ送る。
【0063】
図12(a)に示すように回転位相検出器51からの信号はモータ50の回転周期と同じ周期ののこぎり波となり、そのレベルはモータ50の回転位相情報を示す。光ディスク1に回転に伴う面ぶれがあると、フォーカス制御によって集光レンズ15は面ぶれに追従するため、図12(b)に示すようにFcフィルタ31はモータ50の回転周期に同期した信号を送る。この周期性を利用し、駆動記憶器68は回転位相検出器51からの回転位相情報に応じて、格納アドレスを変化させながらFcフィルタ31からの信号レベルを記憶する。モータ50が一回転する期間分記憶すれば、あとはその記憶した情報を繰り返し用いれば良いので、一周期分の情報が十分な情報であるといえる。
【0064】
フォーカス制御が非動作状態のとき、駆動記憶器68は、引込信号生成器67からの信号がローレベルであるため記憶動作は行わず、回転位相検出器51からの回転位相情報に基づいた格納アドレスから記憶した駆動値を得て、それを加算器69へ送る。
【0065】
ここで、フォーカス制御が動作状態であるときのFcフィルタ31からの駆動信号は、光ビームの焦点を情報面に追従させるため光ディスク1の面振れに対応したものである。この駆動信号を駆動記憶器68が回転位相検出器51からの光ディスクの回転位相情報に対応させて記憶している。そのため、フォーカス制御が非動作状態である場合においても、駆動記憶器68からの信号を用いることで、光ディスク1の面振れを低減させるような動作を行うことができる。
【0066】
本実施の形態におけるフォーカス引込動作を図13及び図14を用いて説明する。図13(a)はFE生成器30からのFE信号の出力の一例を示す図、図13(b)は探索駆動生成器64から加算器69への信号の出力の一例を示す図、図13(c)は駆動セレクタ32からの信号の出力の一例を示す図、図13(d)は探索駆動生成器64から引込信号生成器67への信号の出力の一例を示す図、図13(e)は引込信号生成器67からの信号の出力の一例を示す図である。図13において横軸は時間、縦軸はそれぞれの信号のレベルを示す。集光レンズ15が光ディスク1に接近する方向へ移動するために必要な駆動セレクタ32からの信号の極性が図13(b)及び図13(c)では正方向である。図14はこのシーケンスを示すフローチャートである。
【0067】
このシーケンスを動作させるには、フォーカス制御が動作状態にあることが前提条件となる。前述したように、駆動記憶器68は光ディスク1の面振れに応じた駆動信号を記憶する(ステップS31)。フォーカス制御を非動作状態にする(ステップS32)。駆動器億器68は回転位相検出器51からの回転位相情報に基づいた面ぶれの影響を抑制するための信号を加算器69、駆動セレクタ32、Fcドライバ33を介してFcアクチュエータ16へ送る(ステップS33)。それにより、集光レンズすなわち光ビームの焦点の位置はほぼ光ディスク1の面振れに追従して変化する。
【0068】
探索駆動生成器64は、図13(b)に示すような光ビームの焦点を光ディスク1に接近させる駆動を行なわせる信号を加算器69へ出力する(ステップS34)。それにより、駆動セレクタ32から図13(c)に示すような波形が得られる。この波形は一見複雑な動作を行っているように見えるが、駆動記憶器68からの信号と加算しており光ディスク1の面ぶれに追従しているため、光ディスク1と集光レンズ15との相対距離は、ほぼ一定速度で減少する。
【0069】
探索駆動生成器64から加算器69への信号が集光レンズ15と光ディスク1とを接近する方向である時は、図13(d)に示すように探索駆動生成器64から引込信号生成器67への信号がローレベルとなる。引込信号生成器67は探索駆動生成器64からの信号がローレベルであるため、図13(e)に示すように常にローレベルの信号を駆動セレクタ32へ送る。駆動セレクタ32は引込信号生成器67の信号が常にローレベルであるため、常にフォーカス制御は非動作状態となり、加算器69からの信号がFcドライバ33を介してFcアクチュエータへ継続して送られる。
【0070】
探索駆動生成器64は加算器69への信号レベルがL3に到達するまで待機する(ステップS35)。したがって、光ビームの焦点は光ディスク1の対して接近しつづける。図13(b)に示すように、探索駆動生成器64は加算器69への信号レベルがレベルL3に到達すると、接近から離間方向へ駆動を変化させる(ステップS36)。レベルL3の値は確実に情報面より奥に光ビームの焦点が位置する状態を示すような値に設定する。そのため、レベルL3から離間方向に駆動することでフォーカス制御を行う情報面へ探索を行うこととなる。また、駆動記憶器68からの出力によって光ディスク1の面振れに対応した駆動が出力されているため、光ディスク1の面振れの影響によって集光レンズ15と光ディスク1とが衝突することはない。また、図13(d)に示すように探索駆動生成器64から引込信号生成器67への信号はハイレベルとなる。
【0071】
引込信号生成器67は探索駆動生成器64からの信号がハイレベルであるため、図13(a)に示すように、FE生成器30からのFE信号が負から正に基準レベルを通過するまで待機する(ステップS37)。したがって、光ビームの焦点は光ディスク1に対して離れつづける。FE生成器30からのFE信号が負から正に基準レベルを通過すると、図13(e)に示すように、駆動セレクタ32へハイレベルの信号を送る(ステップS38)。駆動セレクタ32は引込信号生成器67からの信号がハイレベルとなると、Fcフィルタ31からの信号をFcドライバ33へ送るようになる。このようにしてフォーカス制御を動作状態にすることができる。
【0072】
一旦合焦点を通過して、合焦点位置の上からフォーカス引込動作を行うことで、最初に出現するFE信号は必ず情報面となるため、表面の反射率と情報面の反射率が同等であっても、光ディスク1の表面に誤ってフォーカス引込することはない。また、合焦点から衝突位置までの距離が短い場合においても、光ディスク1の面ぶれの影響は駆動記憶部68の動作によって低減しているため、探索駆動生成器64の限界値L3によって光ディスク1と集光レンズ15が衝突することなく光ビームの焦点が合焦点を通過し、よりディスク表面に近い位置からフォーカス引込動作を行うことができる。
【0073】
(実施の形態4)
図15は実施の形態4の光ディスク装置のブロック図である。本実施形態の光ディスク装置は、図15に示す実施の形態3の光ディスク装置の構成に加え、面近傍検出器61と情報面検出器62を備えている。なお、光ディスク装置は図15に示す光検出器20の代わりに図2に示す広い光検出領域を有する光検出器21を備えている。
【0074】
図16に本実施形態の光ディスク装置の主なブロックの出力信号波形を示す。図16(a)はFE生成器30からのFE信号の出力の一例を示す図、図16(b)は面近傍検出器61からの出力信号の一例を示す図、図16(c)は情報面検出器62からの出力信号の一例を示す図、図16(d)は駆動セレクタ32からの出力信号の一例を示す図、図16(e)は引込信号生成器63からの出力信号の一例を示す図である。
【0075】
本実施形態の光ディスク装置は、面近傍検出器61からの出力信号の最大点を検出したときに、情報面検出器62からの信号がローレベルからハイレベルに変化する(図16(c)参照)。その後、FE信号が正から負に変化したときに、探索駆動生成器64から駆動セレクタ32への信号をローレベルからハイレベルへ変化させ、これによりフォーカス制御を動作状態にする(図16(e)参照)。以上の動作は実施の形態1の光ディスク装置と同様である。
【0076】
ここで、本実施形態の光ディスク装置は、実施の形態3で示したように面ぶれに追従させながら集光レンズ15を光ディスク1に接近させる駆動を行なう。このため、駆動セレクタ32からは図16(d)に示すような信号が出力される。この制御については実施の形態3で説明したとおりである。
【0077】
本実施形態の光ディスクによれば、より確実に衝突を回避しながら、より確実に光ディスク1の情報面にフォーカス引込動作をすることが可能となる。
【0078】
【発明の効果】
本発明によれば、光ディスクの高密度化に伴い、情報の再生あるいは記録を行う時に光ビームの焦点と光ディスクの表面が非常に近接する場合や、情報面の反射率が低下して表面反射率と同等となるような場合においても、集光レンズと光ディスクとの衝突を回避し、集光レンズや光ディスクが損傷することを防止して、信頼性の高いフォーカス引込を行う光ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図2】 本発明の実施の形態1における光検出器の受光部の詳細構成図
【図3】 (a)単層の情報記録層を有する光ディスクの断面図、(b)二層の情報記録層を有する光ディスクの断面図
【図4】 単層の光ディスクに対する、(a)実施の形態1におけるFE生成器の信号の出力の一例を示す図、(b)実施の形態1における反射光量検出器の信号の出力の一例を示す図、(c)実施の形態1における面近傍検出器の信号の出力の一例を示す図
【図5】 二層の光ディスクに対する、(a)実施の形態1におけるFE生成器の信号の出力の一例を示す図、(b)実施の形態1における反射光量検出器の信号の出力の一例を示す図、(c)実施の形態1における面近傍検出器の信号の出力の一例を示す図
【図6】 (a)実施の形態1におけるフォーカス引込動作時のFE生成器の信号の出力の一例を示す図、(b)実施の形態1における面近傍検出器の信号の出力の一例を示す図、(c)実施の形態1における情報面検出器の信号の出力の一例を示す図、(d)実施の形態1における駆動セレクタの信号の出力の一例を示す図 (e)実施の形態1における引込信号生成器の信号の出力の一例を示す図
【図7】 実施の形態1の光ディスク装置の動作を示すフローチャート
【図8】 本発明の実施の形態2の光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図9】 (a)実施の形態2におけるFE生成器の信号の出力の一例を示す図、(b)実施の形態2における面近傍検出器の信号の出力の一例を示す図、(c)実施の形態2における離間駆動生成器の内部信号の出力の一例を示す図
【図10】 実施の形態2の光ディスク装置の動作を示すフローチャート
【図11】 本発明の実施の形態3の光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図12】 (a)実施の形態3における回転位相検出器の信号の出力の一例を示す図、(b)実施の形態3におけるFcフィルタの信号の出力の一例を示す図
【図13】 (a)実施の形態3におけるフォーカス引込動作時のFE生成器の信号の出力の一例を示す図、(b)実施の形態3における探索駆動生成器の駆動信号の出力の一例を示す図、(c)実施の形態3における駆動セレクタの信号の出力の一例を示す図、(d)実施の形態3における探索駆動生成器の信号の出力の一例を示す図、(e)実施の形態3における引込信号生成器の信号の出力の一例を示す図
【図14】 実施の形態3の光ディスク装置の動作を示すフローチャート
【図15】 本発明の実施の形態3の光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図16】 (a)実施の形態4におけるフォーカス引込動作時のFE生成器の信号の出力の一例を示す図、(b)実施の形態4における面近傍検出器の信号の出力の一例を示す図、(c)実施の形態4における情報面検出器の信号の出力の一例を示す図、(d)実施の形態4における駆動セレクタの信号の出力の一例を示す図、(e)実施の形態4における引込信号生成器の信号の出力の一例を示す図
【図17】 (a)従来の光ディスク装置の構成を示すブロック図、(b)従来の光ディスク装置における光検出器の受光部の詳細な図
【図18】 (a)従来の装置におけるFE生成器の信号の出力の一例を示す図、(b)従来の装置における反射光量検出器の信号の出力の一例を示す図
【図19】 (a)従来の装置におけるフォーカス引込動作時のFE生成器の信号の出力の一例を示す図、(b)従来の装置における反射光量検出器の信号の出力の一例を示す図、(c)従来の装置における駆動セレクタの信号の出力の一例を示す図、(d)従来の装置における引込信号生成器の信号の出力の一例を示す図
【符号の説明】
1 光ディスク、 10 光ヘッド、 11 レーザ、 12 カップリングレンズ、 13 偏光ビームスプリッタ、 14 1/4波長板、 15 集光レンズ、 16 Fcアクチュエータ、 17 Tkアクチュエータ、 18 検出レンズ、 19 円筒レンズ、 20,21 光検出器、 30 FE生成器、 31 Fcフィルタ、 32 駆動セレクタ、 33 Fcドライバ、 50 モータ、 51 回転位相検出器、 61 面近傍検出器、 62 情報面検出器、 63 引込信号生成器、 64 探索駆動生成器、 65 離間駆動生成器、 66 Fc制御切替器、 67 引込信号生成器、 68 駆動記憶器、 69 加算器、 70 反射光量検出器、 71 引込信号生成器。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical head and an optical disc apparatus for performing recording or reproduction on a rotating disk-shaped information carrier (hereinafter referred to as “optical disc”), and in particular, when performing recording or reproduction, The present invention relates to an optical head and an optical disc apparatus that perform a focus pull-in operation without colliding with a lens that collects a light beam.
[0002]
[Prior art]
In a conventional optical disk apparatus, when reproducing a signal, a light beam having a relatively weak constant light amount is irradiated on the optical disk, and reflected light that is strongly or weakly modulated by the optical disk is detected. Further, in the signal recording, information is written on the recording material film on the optical disk by modulating the intensity of the light beam in accordance with the signal to be recorded. This is described in, for example, Patent Document 1.
[0003]
In a reproduction-only optical disc, information by pits is recorded in a spiral shape in advance. An optical disc that can be recorded and reproduced is manufactured by forming a material film that can be optically recorded and reproduced on a surface of a substrate having a spiral concavo-convex track by a technique such as vapor deposition. In order to record information on the optical disc or to reproduce the recorded information, the normal direction of the surface of the optical disc (hereinafter referred to as “focus direction”) so that the light beam is always in a predetermined convergence state on the recording material film Focus control to be controlled at () is required.
[0004]
A conventional optical disc control operation will be described with reference to FIG. The optical head 10 includes a semiconductor laser 11, a coupling lens 12, a polarizing beam splitter 13, a quarter-wave plate 14, a condenser lens 15, a focus actuator (hereinafter referred to as “Fc actuator”) 16 as a focus moving unit, and tracking. An actuator (hereinafter referred to as “Tk actuator”) 17, a detection lens 18, a cylindrical lens 19, and a photodetector 20 are attached.
[0005]
The light beam generated from the semiconductor laser 11 is collimated by the coupling lens 12, passes through the polarization beam splitter 13 and the ¼ wavelength plate 14, and is condensed on the disc-shaped optical disk 1 by the condenser lens 15. . The reflected light beam passes through the condenser lens 15 and the quarter wavelength plate 14 again, is reflected by the polarization beam splitter 13, passes through the detection lens 18 and the cylindrical lens 19, and passes through the light receiving unit divided into four parts. The light detector 20 is irradiated. The condensing lens 15 is supported by an elastic body such as a spring. When a current is passed through the Fc actuator 16, the condensing lens 15 moves in a direction (focus direction) substantially perpendicular to the optical disk 1 by electromagnetic force. The photodetector 20 having the light receiving unit divided into four sends each detected light amount signal to the focus error generator 30 (hereinafter referred to as “FE generator 30”).
[0006]
The FE generator 30 uses each light amount signal from the photodetector 20 having a light receiving section divided into four, and an error signal (hereinafter referred to as “FE signal”) indicating the convergence state of the light beam on the information surface of the optical disc 1. Is sent to the Fc actuator 16 via the focus control filter 31 (hereinafter referred to as “Fc filter”), the drive selector 32 and the focus driver 33 (hereinafter referred to as “Fc driver”). The FE generator 30 sends an FE signal to the pull-in signal generator 71.
[0007]
FIG. 17B is a diagram illustrating a light receiving unit of the photodetector 20. As shown in the figure, the photodetector has four light receiving portions 201a to 201d. Since astigmatism is generated by the cylindrical lens, if the condensing lens 15 changes in the direction approaching the optical disc 1 with respect to the position of the condensing lens 15 in the focused state, the light on the photodetector 20 The focal point of the beam is an ellipse extending in the direction of the light receiving unit 201a and the light receiving unit 201c. When the condensing lens 15 changes in the direction away from the optical disc 1 with respect to the focal point, the focal point of the light beam on the photodetector 20 becomes an ellipse extending in the direction of the light receiving unit 201b and the light receiving unit 201d. The FE generator 30 generates the FE signal by calculating the difference between the light amount sum in the light receiving unit 201a and the light receiving unit 201c and the light amount sum in the light receiving unit 201b and the light receiving unit 201d. This method is called astigmatism method. The Fc actuator 16 drives the condenser lens 15 in the focus direction so that the light beam converges on the information surface of the optical disc 1 in a predetermined state. This is focus control.
[0008]
A search drive generator 64 as search drive generation means generates a drive signal for driving the Fc actuator 16 in the approaching direction or the separation direction at a constant speed. The search drive generator 64 sends a signal to the Fc actuator 16 via the drive selector 32 and the Fc driver 33. A signal from the photodetector 20 is sent to the reflected light amount detector 70. The reflected light amount detector 70 calculates the sum signal from all the light receiving parts of the photodetector 20 and sends it to the lead-in signal generator 71. The pull-in signal generator 71 drives the low-level signal until the signal from the reflected light amount detector 70 is equal to or higher than the predetermined level L1 and the FE signal from the FE generator 30 passes the reference level from positive to negative. Send to 32. Thereafter, a high level signal is sent to the drive selector 32. When the signal from the pull-in signal generator 71 is at a high level, the drive selector 32 sends a signal from the Fc filter 31 that is a focus control driving means to the Fc driver 33, and the signal from the pull-in signal generator 71 is at a low level. At this time, a signal from the search drive generator 64 is sent to the Fc driver 33. The Fc driver 33 drives the Fc actuator 16 based on the signal selected by the drive selector 32.
[0009]
The FE signal from the FE generator 30 and the signal from the reflected light amount detector 70 as detection signals will be described with reference to FIG. FIG. 18A is a diagram illustrating an example of the output of the FE signal from the FE generator 30, and FIG. 18B is a diagram illustrating an example of the output of the signal from the reflected light amount detector 70. The horizontal axis of FIG. 18 is the relative position of the optical disc 1 and the condenser lens 15 in the focus direction, and is the approach direction from the left side to the right side in the figure. The vertical axis in FIG. 18 indicates the level of each signal. As shown in FIG. 18A, the FE signal from the FE generator 30 becomes a positive signal in the direction away from the focal point and a negative signal in the approach direction. As shown in FIG. 18B, the signal from the reflected light amount detector 70 becomes a mountain-shaped signal in the same detection range as the FE signal.
[0010]
The focus pull-in operation will be described with reference to FIG. 19A shows an example of the output of the FE signal from the FE generator 30, FIG. 19B shows an example of the output of the signal from the reflected light amount detector 70, and FIG. FIG. 19D is a diagram showing an example of signal output from the drive selector 32, and FIG. 19D is a diagram showing an example of signal output from the pull-in signal generator 71. In FIG. 19, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the level of each signal. The polarity of the signal from the drive selector 32 necessary for the condenser lens 15 to move in the direction approaching the optical disc 1 is the positive direction in FIG. As shown in FIG. 19D, when the focus pull-in starts, the signal from the pull-in signal generator 71 is at a low level, so the drive selector 32 sends the signal from the search drive generator 64 to the Fc driver 33. From a state in which the optical disc 1 and the condensing lens 15 are sufficiently separated from each other, the search drive generator 64 generates driving in a direction in which the condensing lens 15 approaches the optical disc 1 as shown in FIG. When the focal point of the light beam approaches the information focusing focal point of the optical disc 1, the FE signal from the FE generator 30 and the signal from the reflected light amount detector 70 are changed as shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b). Appears.
[0011]
The pull-in signal generator 71 sets the signal to the drive selector 32 to a high level when the signal level from the reflected light amount detector 70 exceeds L1 and the FE signal from the FE generator 30 passes the reference level from positive to negative. To. Thereafter, the signal from the Fc filter 31 is selected by the drive selector 32, and the focus control is activated.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 52-80802 A
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the recordable optical disc 1, the recording operation is performed by absorbing the light beam irradiated on the information surface of the optical disc, that is, by changing the phase of the recording material by heat accumulation due to the absorption. Therefore, it is necessary to increase the absorptance of the information surface of the optical disc 1 in order to improve the recording speed, and in such a case, the reflectance decreases. Further, in order to improve the recording capacity, an optical disc having a plurality of information surfaces needs to irradiate a light beam to the information surface on the back side when viewed from the condensing lens 15. It is also necessary to increase the transmittance of the information surface. That is, the reflectance of the information surface of the optical disk tends to decrease as the recording capacity and recording speed are improved. Further, the reflected signal of the light beam is generated not only from the information surface of the optical disc but also from the surface of the optical disc. When the reflectance on the information surface of the optical disc 1 is reduced to the same as the reflectance on the surface of the optical disc, the FE signal from the FE generator 30 and the signal from the reflected light amount detector 70 are the same on the surface of the optical disc 1 and the information surface. Since it has a waveform, it cannot be distinguished during the focus pull-in operation, and focus control is performed on the surface of the optical disc 1. As a result, there is a problem that the time for irradiating the target address with the light beam becomes long.
[0014]
Furthermore, in order to improve the recording density of the optical disc 1, it is necessary to reduce the focal point of the light beam. Therefore, in general, when a small focal point is realized by shortening the focal length of the condensing lens 15, the distance from the information focusing point to the collision position is shortened, and the possibility of collision between the condensing lens 15 and the optical disc 1 is increased. . Therefore, for the problem that the reflectance on the information surface and the surface of the optical disk is equivalent, the focus of the light beam is moved after moving the condenser lens 15 so that the focus of the light beam is closer to the optical disk 1 side than the information surface of the optical disk 1. However, there has been proposed a solution for performing the focus pull-in operation while keeping the camera away from the optical disc 1. However, when the distance from the focal point of the information surface to the collision position is smaller than the surface blur of the optical disc 1, it is not possible to make the condensing lens 15 approach the optical disc 1 from the focal point of the information surface without colliding. There was a big problem that 1 was damaged.
[0015]
The present invention has been made to solve the above-described problems. When information is reproduced or recorded, the focal point of the light beam and the surface of the optical disk are very close, or the reflectance of the information surface is reduced. Providing a highly reliable optical head and optical disk device by avoiding collision between the condensing lens and the optical disk and preventing the condensing lens and the optical disk from being damaged even when the surface reflectance is equivalent. The purpose is to do.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The optical disc apparatus of the present invention has a light receiving region divided into substantially concentric circles of a light beam, receives light reflected from an information carrier, and uses light detection means for outputting a signal corresponding to the amount of reflected light. The amount of light reflected from the carrier is detected. On the basis of the signal from such a light detection means, a detection signal is obtained which continuously changes so as to have one maximum point while the focus of the light beam is from the surface of the information carrier to the information surface. Therefore, by observing such a detection signal, the positional relationship between the focal point of the light beam and the surface or information surface of the information carrier can be known. For example, the inclination (change rate) of such a detection signal is detected, and when the inclination becomes negative, it can be determined that the focal point of the light beam is close to the information surface of the information carrier. Further, since the focal point of the light beam corresponds to the position of the condensing lens, the signal level of such a detection signal is compared with a predetermined level, and when the signal level of the detection signal exceeds the predetermined level, the condensing lens It can be determined that it is in the vicinity of the surface of the information carrier. By using the determination result as described above, it is possible to avoid the collision prevention between the condenser lens and the information carrier with high accuracy.
[0017]
A first optical disc apparatus according to the present invention includes a converging means for converging and irradiating a rotating information carrier with a light beam, a focus moving means for moving the converging means in the normal direction of the information surface of the information carrier, A light detection means having a light receiving area divided concentrically, receiving reflected light from the information carrier and outputting a signal corresponding to the amount of reflected light, and the focus of the light beam based on the signal from the light detection means A near-surface detection means for generating a continuously changing signal having one maximum point from the surface of the carrier to the information surface, and a drive signal for moving the focal point of the light beam toward or away from the information carrier A search driving means for generating a signal, a focus deviation signal detecting means for generating a signal corresponding to the positional deviation of the focal point of the light beam with respect to the information surface or surface of the information carrier, and an optical beacon according to the signal of the focus deviation signal detecting means. A focus control driving means for generating a signal for driving the focus moving means so that the focal point of the image follows the information surface of the information carrier, and a signal from the surface vicinity detecting means and a signal from the focus deviation signal detecting means. Based on the information surface discriminating means for discriminating whether or not the focal position of the light beam is in the vicinity of the information surface of the information carrier, and the signal from the focus control driving means and the search drive according to the signal from the information surface discriminating means And a focus pull-in means for selecting one of the signals from the means and supplying the selected signal to the focus moving means. The size of the light receiving area of the light detection means is the amount of light reflected from the surface of the information carrier detected by the light detection means and the information on the information carrier at the center between the surface of the information carrier and the information surface closest to the surface of the information carrier. The width is such that the sum of the amount of reflected light from the surface is larger than the amount of reflected light detected on the surface of the information carrier or the information surface of the information carrier. .
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an optical disc apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0022]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of an optical disc apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining a photodetector 21 which is a reflected light amount detection means in the optical disc apparatus of the present embodiment.
[0023]
In FIG. 1, the same components as those in FIG. The optical disc apparatus of this embodiment includes an optical head 10, an FE generator 30, an Fc filter 31, a drive selector 32, and an Fc driver 33. Further, the optical disc apparatus includes a near-surface detector 61, an information surface detector 62, a pull-in signal generator 63, and a search drive generator 64. The pull-in signal generator 63, the drive selector 32, and the Fc driver 33 function as focus pull-in means.
[0024]
The optical head 10 of the present embodiment has a photodetector 21 as shown in FIG. While the photodetector 20 in the prior art shown in FIG. 16B is configured only by the light receiving portions 210a to 210d, the photodetector 21 of the present embodiment has four light receiving portions 210a to 210d in the center. In addition, a square-shaped light receiving portion 210e is provided so as to surround the outer periphery of these light receiving portions 210a to 210d. The light receiving units 210a to 210d receive light at the inner periphery of the light beam, and the light receiving unit 210e receives light at the outer periphery of the light beam. Accordingly, the light beams can be divided substantially concentrically by the light receiving units 210a to 210d and the light receiving unit 210e, and the amount of the light can be detected. It can receive light. The photodetector having such a configuration is also disclosed in the application of Japanese Patent Application No. 2000-319008 of the present applicant.
[0025]
When generating the FE signal and reproducing the recording signal in the FE generator 30, a signal based on the light received by the light receiving units 210a to 210d located inside is used. A signal from the photodetector 21 is sent to an FE generator 30 that is a focus deviation detection unit and a near-surface detector 61 that is a near-surface detection unit.
[0026]
The near-surface detector 61 sends the sum signal of the signals from all the light receiving units 210a to 210e of the photodetector 21 to the information surface detector 62 that is information surface discrimination means. The information surface detector 62 differentiates the signal of the near-surface detector 61, for example, determines the increase or decrease of the signal level of the near-surface detector 61 according to the polarity of the differentiated signal level, and the focal point of the light beam is the information surface. It is determined whether or not it is in the vicinity. The information surface detector 62 sends a high-level signal to the pull-in signal generator 63 when the signal level from the near-surface detector 61 decreases, and a low-level signal otherwise. The pull-in signal generator 63 drives the low-level signal until the gate signal from the information surface detector 62 is at a high level and the FE signal from the FE generator 30 passes through the reference level from positive to negative. Thereafter, a high level signal is sent to the drive selector 32.
[0027]
FIG. 3 shows the structure of the optical disc 1 accessed by the optical disc apparatus of this embodiment. FIG. 3A shows the structure of an optical disc having one recording layer 91 (hereinafter referred to as “single-layer optical disc”), and FIG. 3B shows an optical disc having two recording layers 91a and 91b (hereinafter “single-layer optical disc”). The structure of a “two-layer optical disc” is shown. The reflectivity of the optical disk is 12% to 24% in the case of a single layer, and 4% to 8% in the case of a double layer. Note that this value is a case where recording has not been performed, and in the case where recording has been performed, the value is reduced by about 70% compared to when recording is not performed. In a single-layer optical disc, the distance from the surface to the information surface is 100 ± 5 μm. In a two-layer optical disc, the distance from the surface to the information surface closer to the surface is 75 ± 5 μm, and the distance between the information surfaces is 30 ± 5 μm.
[0028]
A signal waveform from the near-surface detector 61 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a waveform from the optical disc 1 having a single recording layer, and FIG. 5 shows a waveform from an optical disc having two recording layers. More specifically, FIG. 4A shows an example of the output of the FE signal from the FE generator 30 when the optical disc 1 has a single layer, and FIG. 4B shows the optical disc 1 with a single layer. FIG. 4C is a diagram showing an example of an output signal from the near-surface detector 61 when the optical disc 1 is a single layer. 5A shows an example of the output of the FE signal from the FE generator 30 when the optical disc 1 has two layers, and FIG. 5B shows the amount of reflected light when the optical disc 1 has two layers. FIG. 5C is a diagram showing an example of an output signal from the detector 70. FIG. 5C is a diagram showing an example of an output signal from the near-surface detector 61 when the optical disc 1 has two layers.
[0029]
4 and 5, the horizontal axis represents the relative position in the focus direction between the optical disc 1 and the condensing lens 15 as a converging means, and the condensing lens 15 approaches the optical disc 1 from the left side to the right side in the figure. Direction. Moreover, the vertical axis | shaft of FIG. 4, 5 shows the level of each signal. As shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), 5 (a), and 5 (b), if the reflectances on the surface and the information surface are equal, from the FE signal from the FE generator 30 and the reflected light amount detector 70, There is no difference in the signals of and cannot be distinguished. On the other hand, the near-surface detector 61 shown in FIGS. 4C and 5C detects all the signals from the light detector 21 having a light detection area wider than that of the conventional light detector 20 for detection. The range becomes wider, and as shown in FIGS. 4C and 5C, a waveform extending over the surface of the optical disc 1 and the information surface is obtained.
[0030]
As shown in FIG. 4 (c) and FIG. 5 (c) From the near-surface detector 61 Since the signal has a different tilt when the light beam is focused on the surface and when it is near the information surface, if the difference in tilt is detected, the state where the focus of the light beam is located near the surface and the information surface A state located in the vicinity can be distinguished.
[0031]
A focus pull-in operation in the optical disc apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6A is a diagram illustrating an example of the output of the FE signal from the FE generator 30, FIG. 6B is a diagram illustrating an example of the output of the signal from the near-surface detector 61, and FIG. FIG. 6D shows an example of signal output from the information surface detector 62, FIG. 6D shows an example of signal output from the drive selector 32, and FIG. 6E shows a signal from the pull-in signal generator 63. FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the level of each signal. FIG. 7 is a flowchart showing this sequence.
[0032]
The polarity of the signal from the drive selector 32 necessary for the condenser lens 15 to move in the direction approaching the optical disc 1 is the positive direction in FIG. As shown in FIG. 6E, when the focus pull-in starts, the signal from the pull-in signal generator 63 is at a low level, so the drive selector 32 sends the signal from the search drive generator 64 to the Fc driver 33. From the state where the optical disc 1 and the condensing lens 15 are sufficiently separated from each other, the search drive generator 64 generates driving in the direction in which the condensing lens 15 approaches the optical disc 1 as shown in FIG. S11). As shown in FIG. 6B, when the focal point of the light beam approaches the surface of the optical disc 1, a signal in the positive direction from the near-surface detector 61 is generated. While monitoring the signal level from the near-surface detector 61, the condenser lens 15 is moved closer to the optical disc 1 until the signal level from the near-surface detector 61 exceeds the maximum point (step S12). As a result, the focal point of the light beam keeps approaching the optical disc 1.
[0033]
Thereafter, when the focal point of the light beam passes through the surface of the optical disk 1 and the signal level from the near-surface detector 61 exceeds the maximum point, the signal from the information surface detector 62 is low as shown in FIG. Change from level to high level. Then, it waits for the FE signal from the FE generator 30 to change from positive to negative with the reference level set to 0 (step S13). As a result, the focal point of the light beam continues to approach the optical disc 1 further. When the FE signal from the FE generator 30 changes from positive to negative on the information surface as shown in FIG. 6A, the signal to the drive selector 32 is changed from low level to high as shown in FIG. The level is changed to the level, thereby bringing the focus control into an operating state (step S14).
[0034]
Thereafter, as shown in FIG. 6D, the drive selector 32 uses a signal from the Fc filter 31 instead of a signal from the search drive generator 64 as a signal to be sent to the Fc driver 33.
[0035]
In this way, according to the present embodiment, the focal position is obtained by using the sum signal of the output signals from the photodetector 21 shown in FIG. 2 having the waveform shown in FIG. 4C or 5C. Can be detected between the disk surface and the information surface, so that the focus pull-in operation can be more reliably performed on the information surface of the optical disk 1.
[0036]
In the present embodiment, the near-surface detector 61 sends the full addition signal of the photodetector 21, but only the signal from the light receiving unit 210e shown in FIG. 2 may be used.
[0037]
Further, in the present embodiment, the information surface detector 62 detects the information surface from the inclination of the signal from the surface vicinity detector 61, but the FE signal from the FE generator 30 is the maximum from the surface vicinity detector 61 when it is maximum. If the signal level is stored and the stored level is small as a result of comparing the signal level from the near-surface detector 61 when the FE signal from the FE generator 30 passes the reference level, The information surface detector 62 may detect that the focal point of the light beam is in the vicinity of the information surface.
[0038]
In the present embodiment, a dedicated light receiving unit for detecting the light applied to the outer peripheral portion of the photodetector 21 is provided. However, the positional error between the track and the focal point of the light beam is calculated using the DPP method or three beams. A sub-beam light-receiving unit used when generating by a method may be used.
[0039]
Further, the near-surface detector 61 and the information surface detector 62 may be provided in the optical head 10.
[0040]
(Embodiment 2)
As described in the prior art, in the optical disc apparatus, the condenser lens is supported by an elastic body such as a spring. Therefore, there is a risk of collision between the condensing lens and the optical disc if the condensing lens vibrates up and down due to surface shake or external vibrations in a situation where focus control or the like is not performed on the condensing lens. is there. Therefore, in the present embodiment, an optical disc apparatus that prevents such a collision in a non-control state with respect to the condenser lens will be described.
[0041]
FIG. 8 shows a block diagram of the optical disc apparatus in the second embodiment. In FIG. 8, the same components as those in FIG.
[0042]
The optical disc apparatus of this embodiment includes an optical head 10, an FE generator 30, an Fc filter 31, a drive selector 32, and an Fc driver 33. The optical disc apparatus further includes a near-surface detector 61, a separation drive generator 65, and an Fc control switch 66. The separation drive generator 65 and the Fc driver 33 function as avoidance drive generation means. The configuration of the photodetector 21 is as described in FIG.
[0043]
When generating the FE signal and reproducing the recording signal in the FE generator 30, a signal based on the light received by the light receiving units 210a to 210d located inside is used. A signal from the photodetector 21 is sent to the FE generator 30 and the near-surface detector 61. The near-surface detector 61 sends the sum signal of all the light receiving parts of the photodetector 21 to the separation drive generator 65. The separation drive generator 65 moves the condenser lens 15 from the optical disc 1 when the signal level from the near-surface detector 61 is equal to or higher than a predetermined level L2 set by a drive level setting means (not shown) provided therein. A fixed value drive signal for the Fc actuator 16 for separation is generated and sent to the drive selector 32. The separation drive generator 65 sends “0” to the drive selector 32 when the signal level from the near-surface detector 61 is lower than the predetermined level L2. A focus control switch (hereinafter referred to as “Fc control switch”) 66 sends a low level signal to the drive selector 32 when, for example, the focus control is inactivated, and is high when the focus control is activated. Is sent to the drive selector 32.
[0044]
A collision avoidance operation in the optical disk apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9A shows an example of the output of the FE signal from the FE generator 30, FIG. 9B shows an example of the output signal from the near-surface detector 61, and FIG. 9C shows the separation. It is a figure which shows an example of the output signal from the drive generator 65. FIG. In FIG. 9, the horizontal axis represents the relative position of the optical disc 1 and the condenser lens 15 in the focus direction, and is the approach direction from the left side to the right side in the figure. The vertical axis in FIG. 9 indicates the level of each signal. FIG. 10 is a flowchart showing this sequence.
[0045]
Referring to FIG. 10, a zero level signal is sent from the separated drive generator 65 to the Fc actuator 16 via the drive selector 32 and the Fc driver 33 (step S21). Thereby, the condensing lens 15 stays in a natural position determined by a support member such as a spring.
[0046]
And it is detected whether the signal from the surface vicinity detector 61 became larger than the predetermined level L2 (step S22). When the condensing lens vibrates up and down due to the surface shake caused by the rotation of the optical disc 1 or external vibration, and the condensing lens 15 and the optical disc 1 approach abnormally, the signal from the near-surface detector 61 becomes lower than the level L2. growing.
[0047]
When the signal from the near-surface detector 61 becomes larger than the level L2, as shown in FIG. 9C, the separation drive generator 65 drives the signal (negative level) for driving the condenser lens 15 away from the optical disc 1. Is sent to the drive selector 32 (step S23). At this time, since the focus control is inactive, a low level signal is sent from the Fc control switch 66 to the drive selector 32, and the drive selector 32 selects the signal from the separated drive generator 65, and the Fc driver Send to 33. As a result, the condenser lens 15 is separated from the optical disc 1.
[0048]
When the condensing lens 15 further approaches the optical disc 1 from the position where the focal point of the light beam is focused on the information surface, the optical disc 1 and the condensing lens 15 collide at the collision position shown in FIG. Since the signal from the near-surface detector 61 can be detected in a wide range and the position where the condenser lens 15 and the optical disc 1 collide is close to the position of the condenser lens 15 at the focal point, as shown in FIG. Even if the focal point of the light beam moves in the approaching direction and reaches the collision position, the signal level from the near-surface detector 61 does not attenuate to zero level. Therefore, it is possible to detect that the distance between the optical disc 1 and the condenser lens 15 is within a predetermined value by comparing the signal level from the near-surface detector 61 with a predetermined level L2, and avoid collision based on the detection result. The action can be performed.
[0049]
After the separation driving, the system waits until the signal from the near-surface detector 61 becomes smaller than the level L2 (step S24). As a result, a signal for the separation drive is continuously generated from the separation drive generator 65, and the condenser lens 15 remains at a position away from the optical disc 1.
[0050]
Eventually, when the signal from the near-surface detector 61 becomes smaller than the level L2, it means that the distance between the condenser lens 15 and the optical disk 1 is sufficiently large, so that the signal from the separation drive generator 65 is set to 0 level. (Step S25). Thereby, the condensing lens 15 remains in a natural position again.
[0051]
Note that when the high-level signal is sent from the Fc control switch 66 to the drive selector 32 and the focus control is in the operating state, the drive selector 32 selects the signal from the Fc filter 31, and thus the separated drive generator 65. The signal from does not affect the focus control.
[0052]
According to the present embodiment, every time the condensing lens 15 approaches the optical disc 1 under the non-control of the condensing lens, the driving that separates the condensing lens 15 occurs. Collisions can be avoided.
[0053]
In the present embodiment, the near-surface detector 61 sends the full addition signal of the photodetector 21, but only the signal from the light receiving unit 210e shown in FIG. 2 may be used.
[0054]
In the present embodiment, the separation drive generator 65 switches between two types of driving based on the comparison result between the distance between the optical disc 1 and the condenser lens 15 and a predetermined distance, and the Fc is switched via the drive selector 32 and the Fc driver 33. The condensing lens 15 is separated from the optical disk 1 by being sent to the actuator 16, but a signal obtained by multiplying the signal from the near-surface detector 61 by the gain and inverting the sign is sent to the Fc actuator 16. Also good.
[0055]
In the present embodiment, a dedicated light receiving unit for detecting the light applied to the outer peripheral portion of the photodetector 21 is provided. However, the positional error between the track and the focal point of the light beam is calculated using the DPP method or three beams. A sub-beam light-receiving unit used when generating by a method may be used.
[0056]
(Embodiment 3)
FIG. 11 shows a block diagram of the optical disc apparatus in the third embodiment. In FIG. 11, the same components as those in FIG. The optical disk apparatus according to the present embodiment includes an optical head 10, an FE generator 30, an Fc filter 31, a drive selector 32, and an Fc driver 33, and further includes a rotational phase detector 51, a drive storage device 68, an adder 69, and a pull-in signal. A generator 67 and a search drive generator 64 are provided.
[0057]
The pull-in signal generator 67, the drive selector 32, and the Fc driver 33 function as focus pull-in means.
[0058]
The search drive generator 64 sends a high-level signal to the pull-in signal generator 67 when the drive signal to be generated is in the direction of separation, and the low-level signal when the drive signal to be generated is in the direction of approach. Send to 67.
[0059]
The pull-in signal generator 67 sends a low level signal to the drive selector 32 until the signal from the search drive generator 64 is at a high level and the FE signal from the FE generator 30 passes from the negative to the positive reference level. Thereafter, a high level signal is sent to the drive selector 32.
[0060]
The motor 50 rotates the optical disc 1 and sends 1000 encoder pulses per rotation to the rotation phase detector 51. The rotation phase detector 51 counts the rising edge of the encoder pulse from the motor 50 and clears the count value to 0 when 1000 pulses corresponding to one rotation are counted. The rotational phase detector 51 sends the count value to the drive storage device 68 which is a surface shake storage means.
[0061]
The drive memory 68 stores the drive signal from the Fc filter 31 at the storage address based on the count value from the rotation phase detector 51 when the signal from the pull-in signal generator 67 is at a high level, and the surface blur signal applying means. 0 level is sent to the adder 69. Further, the drive memory 68 does not update the stored information when the signal from the pull-in signal generator 67 is at a low level, and the storage information of the storage address based on the count value from the rotational phase detector 51 is not added to the adder 69. Send. The adder 69 adds the signal from the search drive generator 64 and the signal from the drive memory 68 and sends the result to the drive selector 32.
[0062]
The operation of the drive memory 68 will be described with reference to FIG. FIG. 12A is a diagram illustrating an example of signal output from the rotational phase detector 51, and FIG. 12B is a diagram illustrating an example of signal output from the Fc filter 31. In FIG. 12, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the level of each signal. FIG. 12 shows waveforms when the focus control is in an operating state. Accordingly, the pull-in signal generator 57 sends a high level signal to the drive memory 68 and the drive selector 32. The drive selector 32 sends the signal from the Fc filter 31 to the Fc driver 33 because the signal from the pull-in signal generator 67 is at a high level.
[0063]
As shown in FIG. 12A, the signal from the rotation phase detector 51 becomes a sawtooth wave having the same cycle as the rotation cycle of the motor 50, and the level indicates the rotation phase information of the motor 50. When the optical disc 1 has a runout due to rotation, the focusing lens 15 follows the runout due to focus control, so the Fc filter 31 outputs a signal synchronized with the rotation period of the motor 50 as shown in FIG. send. Using this periodicity, the drive storage device 68 stores the signal level from the Fc filter 31 while changing the storage address in accordance with the rotational phase information from the rotational phase detector 51. If the motor 50 is stored for a period of one rotation, the stored information can be used repeatedly, so that one cycle of information is sufficient information.
[0064]
When the focus control is in the non-operating state, the drive memory 68 does not perform the memory operation because the signal from the pull-in signal generator 67 is at a low level, and the storage address based on the rotational phase information from the rotational phase detector 51 The stored drive value is obtained from, and sent to the adder 69.
[0065]
Here, the drive signal from the Fc filter 31 when the focus control is in an operating state corresponds to the surface shake of the optical disc 1 in order to make the focus of the light beam follow the information surface. The drive memory 68 stores this drive signal in correspondence with the rotation phase information of the optical disk from the rotation phase detector 51. Therefore, even when the focus control is in a non-operating state, an operation that reduces the surface shake of the optical disc 1 can be performed by using a signal from the drive storage device 68.
[0066]
The focus pull-in operation in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13A shows an example of the output of the FE signal from the FE generator 30, FIG. 13B shows an example of the output of the signal from the search drive generator 64 to the adder 69, and FIG. FIG. 13C shows an example of signal output from the drive selector 32, FIG. 13D shows an example of signal output from the search drive generator 64 to the pull-in signal generator 67, and FIG. ) Is a diagram illustrating an example of a signal output from the pull-in signal generator 67. In FIG. 13, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the level of each signal. The polarity of the signal from the drive selector 32 necessary for the condenser lens 15 to move in the direction approaching the optical disc 1 is the positive direction in FIGS. 13B and 13C. FIG. 14 is a flowchart showing this sequence.
[0067]
In order to operate this sequence, it is a precondition that the focus control is in an operating state. As described above, the drive storage device 68 stores a drive signal corresponding to the surface shake of the optical disc 1 (step S31). The focus control is deactivated (step S32). The driver unit 68 sends a signal for suppressing the influence of the surface blur based on the rotational phase information from the rotational phase detector 51 to the Fc actuator 16 via the adder 69, the drive selector 32, and the Fc driver 33 ( Step S33). Thereby, the position of the condensing lens, that is, the focal point of the light beam changes substantially following the surface vibration of the optical disc 1.
[0068]
The search drive generator 64 outputs to the adder 69 a signal for driving to bring the focal point of the light beam closer to the optical disc 1 as shown in FIG. 13B (step S34). Thereby, a waveform as shown in FIG. 13C is obtained from the drive selector 32. Although this waveform seems to perform a complicated operation at first glance, it is added to the signal from the drive storage device 68 and follows the surface shake of the optical disc 1, so that the relative relationship between the optical disc 1 and the condenser lens 15 is relatively high. The distance decreases at an approximately constant speed.
[0069]
When the signal from the search drive generator 64 to the adder 69 is in the direction in which the condenser lens 15 and the optical disk 1 are approached, as shown in FIG. The signal to becomes low level. Since the signal from the search drive generator 64 is at a low level, the pull-in signal generator 67 always sends a low level signal to the drive selector 32 as shown in FIG. In the drive selector 32, since the signal from the pull-in signal generator 67 is always at a low level, the focus control is always inactive, and the signal from the adder 69 is continuously sent to the Fc actuator via the Fc driver 33.
[0070]
The search drive generator 64 waits until the signal level to the adder 69 reaches L3 (step S35). Therefore, the focal point of the light beam keeps approaching the optical disc 1. As shown in FIG. 13B, when the signal level to the adder 69 reaches the level L3, the search drive generator 64 changes the drive from approach to separation (step S36). The value of the level L3 is set to a value that reliably indicates the state where the focal point of the light beam is located behind the information surface. For this reason, a search is performed from the level L3 to the information surface on which focus control is performed by driving in the separation direction. In addition, since the drive corresponding to the surface shake of the optical disk 1 is output by the output from the drive storage device 68, the condenser lens 15 and the optical disk 1 do not collide due to the influence of the surface shake of the optical disk 1. Further, as shown in FIG. 13D, the signal from the search drive generator 64 to the pull-in signal generator 67 becomes high level.
[0071]
Since the signal from the search drive generator 64 is at a high level, the pull-in signal generator 67 is until the FE signal from the FE generator 30 passes through the reference level from negative to positive as shown in FIG. Wait (step S37). Therefore, the focal point of the light beam continues to be away from the optical disc 1. When the FE signal from the FE generator 30 passes the reference level from negative to positive, a high level signal is sent to the drive selector 32 as shown in FIG. 13E (step S38). When the signal from the pull-in signal generator 67 becomes high level, the drive selector 32 sends the signal from the Fc filter 31 to the Fc driver 33. In this way, focus control can be brought into an operating state.
[0072]
Once the in-focus point is passed and the focus pull-in operation is performed from above the in-focus position, the first appearing FE signal always becomes the information surface, so the reflectance of the surface and the reflectance of the information surface are equivalent. However, the focus is not accidentally drawn into the surface of the optical disc 1. Further, even when the distance from the focal point to the collision position is short, the influence of the surface blur of the optical disk 1 is reduced by the operation of the drive storage unit 68, so that the limit value L 3 of the search drive generator 64 is used to The focus of the light beam passes through the focal point without colliding with the condenser lens 15, and the focus pull-in operation can be performed from a position closer to the disk surface.
[0073]
(Embodiment 4)
FIG. 15 is a block diagram of the optical disk apparatus according to the fourth embodiment. The optical disk apparatus according to the present embodiment includes a surface vicinity detector 61 and an information surface detector 62 in addition to the configuration of the optical disk apparatus according to the third embodiment shown in FIG. The optical disk apparatus includes a photodetector 21 having a wide light detection region shown in FIG. 2 instead of the photodetector 20 shown in FIG.
[0074]
FIG. 16 shows output signal waveforms of main blocks of the optical disc apparatus of the present embodiment. 16A shows an example of the output of the FE signal from the FE generator 30, FIG. 16B shows an example of the output signal from the near-surface detector 61, and FIG. 16C shows the information. FIG. 16D is a diagram showing an example of an output signal from the drive selector 32, and FIG. 16E is an example of an output signal from the pull-in signal generator 63. FIG.
[0075]
In the optical disk device of the present embodiment, when the maximum point of the output signal from the near-surface detector 61 is detected, the signal from the information surface detector 62 changes from low level to high level (see FIG. 16C). ). Thereafter, when the FE signal changes from positive to negative, the signal from the search drive generator 64 to the drive selector 32 is changed from low level to high level, thereby bringing the focus control into the operating state (FIG. 16 (e)). )reference). The above operation is the same as that of the optical disc apparatus of the first embodiment.
[0076]
Here, the optical disk apparatus according to the present embodiment performs driving to bring the condenser lens 15 closer to the optical disk 1 while following the surface blur as shown in the third embodiment. Therefore, the drive selector 32 outputs a signal as shown in FIG. This control is as described in the third embodiment.
[0077]
According to the optical disc of the present embodiment, it is possible to more reliably perform the focus pull-in operation on the information surface of the optical disc 1 while avoiding the collision more reliably.
[0078]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the density of an optical disk is increased, the focal point of the light beam and the surface of the optical disk are very close to each other when information is reproduced or recorded, or the reflectance of the information surface is reduced to reduce the surface reflectance. To provide a reliable optical disc apparatus that prevents the condensing lens and the optical disc from colliding, prevents the condensing lens and the optical disc from being damaged, and performs the focus pull-in with high reliability. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical disc device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a light receiving unit of the photodetector in the first embodiment of the present invention.
3A is a cross-sectional view of an optical disc having a single information recording layer, and FIG. 3B is a cross-sectional view of an optical disc having two information recording layers.
4A is a diagram showing an example of an output of a signal from an FE generator in the first embodiment to a single-layer optical disc, and FIG. 4B is an example of an output of a signal from a reflected light amount detector in the first embodiment. (C) The figure which shows an example of the output of the signal of the near surface detector in Embodiment 1
5A is a diagram showing an example of an output of a signal from an FE generator in the first embodiment, and FIG. 5B is an example of an output of a signal from a reflected light amount detector in the first embodiment. FIG. (C) The figure which shows an example of the output of the signal of the near surface detector in Embodiment 1
6A is a diagram illustrating an example of an output of a signal from an FE generator during a focus pull-in operation in Embodiment 1, and FIG. 6B is an example of an output of a signal from a near-surface detector in Embodiment 1. FIG. 3C is a diagram showing an example of signal output from the information surface detector according to the first embodiment. FIG. 4D is a diagram showing an example of signal output from the drive selector according to the first embodiment. FIG. Showing an example of the output of the signal of the pull-in signal generator in FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the optical disc apparatus according to the first embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an optical disc device according to a second embodiment of the present invention.
9A is a diagram illustrating an example of signal output from an FE generator in Embodiment 2, FIG. 9B is a diagram illustrating an example of signal output from a near-surface detector in Embodiment 2, and FIG. The figure which shows an example of the output of the internal signal of the separation drive generator in Embodiment 2
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the optical disc apparatus according to the second embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an optical disc device according to a third embodiment of the present invention.
12A is a diagram illustrating an example of a signal output of a rotational phase detector in the third embodiment, and FIG. 12B is a diagram illustrating an example of an output of an Fc filter signal in the third embodiment.
13A is a diagram illustrating an example of an output of a signal of an FE generator during a focus pull-in operation in Embodiment 3, and FIG. 13B is an example of an output of a drive signal of a search drive generator in Embodiment 3. (C) A diagram showing an example of a signal output of the drive selector in the third embodiment, (d) a diagram showing an example of a signal output of the search drive generator in the third embodiment, (e) The figure which shows an example of the output of the signal of the drawing signal generator in the form 3
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the optical disc apparatus according to the third embodiment.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an optical disc device according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 16A and 16B are diagrams illustrating an example of an output of an FE generator signal during a focus pull-in operation in Embodiment 4, and FIGS. 16B are diagrams illustrating an example of an output of a near-surface detector signal in Embodiment 4. FIGS. FIG. 4C is a diagram showing an example of signal output from the information surface detector in the fourth embodiment, FIG. 4D is a diagram showing an example of signal output from the drive selector in the fourth embodiment, and FIG. The figure which shows an example of the output of the signal of the drawing signal generator in 4
17A is a block diagram showing a configuration of a conventional optical disc apparatus, and FIG. 17B is a detailed diagram of a light receiving unit of a photodetector in the conventional optical disc apparatus.
18A is a diagram illustrating an example of an output of a signal from an FE generator in a conventional apparatus, and FIG. 18B is a diagram illustrating an example of an output of a signal from a reflected light amount detector in the conventional apparatus.
19A is a diagram illustrating an example of an output of a signal from an FE generator during a focus pull-in operation in a conventional apparatus, and FIG. 19B is a diagram illustrating an example of an output of a signal from a reflected light amount detector in the conventional apparatus. (C) The figure which shows an example of the output of the signal of the drive selector in the conventional apparatus, (d) The figure which shows an example of the output of the signal of the drawing signal generator in the conventional apparatus
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical disk, 10 Optical head, 11 Laser, 12 Coupling lens, 13 Polarization beam splitter, 14 1/4 wavelength plate, 15 Condensing lens, 16 Fc actuator, 17 Tk actuator, 18 Detection lens, 19 Cylindrical lens, 20, 21 photo detector, 30 FE generator, 31 Fc filter, 32 drive selector, 33 Fc driver, 50 motor, 51 rotational phase detector, 61 surface vicinity detector, 62 information surface detector, 63 pull-in signal generator, 64 Search drive generator, 65 spaced drive generator, 66 Fc control switch, 67 pull-in signal generator, 68 drive memory, 69 adder, 70 reflected light amount detector, 71 pull-in signal generator.

Claims (4)

回転している情報担体にむけ光ビームを収束照射する収束手段と、
前記収束手段を前記情報担体の情報面の法線方向に移動させるフォーカス移動手段と、
略同心円状に分割された受光領域を有し、前記情報担体からの反射光を受光し、反射光量に応じた信号を出力する光検出手段と、
前記光検出手段からの信号に基き、前記光ビームの焦点が前記情報担体の表面から情報面に至る間一つの最大点を有して連続的に変化する信号を発生する面近傍検出手段と、
前記光ビームの焦点を前記情報担体に対して接近または離間させるための駆動信号を発生する探索駆動手段と、
前記情報担体の情報面または表面に対する前記光ビームの焦点の位置ずれに応じた信号を発生するフォーカスずれ信号検出手段と、
前記フォーカスずれ信号検出手段の信号に応じて光ビームの焦点が前記情報担体の情報面を追従するように前記フォーカス移動手段を駆動するための信号を発生するフォーカス制御駆動手段と、
前記面近傍検出手段からの信号と、フォーカスずれ信号検出手段からの信号とに基づき、前記光ビームの焦点位置が前記情報担体の情報面の近傍にあるか否かを判別する情報面判別手段と、
前記情報面判別手段からの信号に応じて、前記フォーカス制御駆動手段からの信号と前記探索駆動手段からの信号のうちのいずれかを選択して前記フォーカス移動手段に供給するフォーカス引込手段とを備え、
前記光検出手段の受光領域の広さは、前記情報担体の表面と前記情報担体の表面から一番近い情報面との中心において、前記光検出手段が検出する前記情報担体の表面からの反射光量と前記情報担体の情報面からの反射光量との和が、前記情報担体の表面または前記情報担体の情報面で検出される反射光量よりも大きくなるような広さである
ことを特徴とする光ディスク装置。
A converging means for converging and irradiating a light beam toward the rotating information carrier;
Focus moving means for moving the convergence means in the normal direction of the information surface of the information carrier;
A light detecting means having a light receiving region divided substantially concentrically, receiving reflected light from the information carrier, and outputting a signal corresponding to the amount of reflected light;
Based on a signal from the light detection means, a surface vicinity detection means for generating a signal that continuously changes with one maximum point while the focal point of the light beam reaches the information surface from the surface of the information carrier;
Search drive means for generating a drive signal for moving the focal point of the light beam toward or away from the information carrier;
A focus shift signal detection means for generating a signal corresponding to a position shift of the focus of the light beam with respect to the information surface or surface of the information carrier;
A focus control driving means for generating a signal for driving the focus moving means so that the focus of the light beam follows the information surface of the information carrier according to the signal of the focus deviation signal detecting means;
An information surface discriminating means for discriminating whether or not the focal position of the light beam is in the vicinity of the information surface of the information carrier based on the signal from the surface vicinity detecting means and the signal from the focus deviation signal detecting means; ,
A focus pull-in means for selecting one of the signal from the focus control driving means and the signal from the search driving means and supplying the selected signal to the focus moving means in response to a signal from the information surface discrimination means; e,
The width of the light receiving area of the light detection means is the amount of light reflected from the surface of the information carrier detected by the light detection means at the center between the surface of the information carrier and the information surface closest to the surface of the information carrier. And the amount of reflected light from the information surface of the information carrier is larger than the amount of reflected light detected on the surface of the information carrier or the information surface of the information carrier. An optical disc device characterized.
前記情報面判別手段は、前記面近傍検出手段からの信号のレベルが減少しているときに、光ビームの焦点が情報面近傍にあると判定することを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。  2. The optical disc apparatus according to claim 1, wherein the information surface discriminating unit determines that the focal point of the light beam is in the vicinity of the information surface when the level of the signal from the surface vicinity detecting unit is decreasing. . 前記情報面判別手段は、前記面近傍検出手段からの信号を微分し、微分した信号レベルが負である場合に、光ビームの焦点が情報面近傍にあると判定することを特徴とする請求項2記載の光ディスク装置。  The information surface discriminating unit differentiates a signal from the surface vicinity detecting unit, and determines that the focal point of the light beam is in the vicinity of the information surface when the differentiated signal level is negative. 2. The optical disc device according to 2. 前記光検出手段の受光領域は所定の径を境として内外に分割されており、前記面近傍検出手段は光検出手段の内側の受光領域で受光した光量と外側の受光領域で受光した光量の和に相当する信号を検出するように構成したThe light receiving area of the light detecting means is divided into the inside and outside with a predetermined diameter as a boundary, and the surface vicinity detecting means is the sum of the light quantity received by the light receiving area inside the light detecting means and the light quantity received by the outside light receiving area. Configured to detect signals equivalent to
ことを特徴とする請求項1の光ディスク装置。The optical disk apparatus according to claim 1, wherein:
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