DE10297727T5

DE10297727T5 - Optische Speichervorrichtung, optische Vorrichtung und Servosteuerverfahren dafür

Info

Publication number: DE10297727T5
Application number: DE10297727T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Kawasaki Kawabe
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2005-06-30
Also published as: WO2004017315A1; US20050058032A1; JPWO2004017315A1; JP4219895B2; US7307928B2

Abstract

Optische Speichervorrichtung mit:
einer Linse, die angeordnet ist, um einem Speichermedium zugewandt zu sein, und dazu dient, Laserlicht auf dem Speichermedium zu fokussieren;
einem Betätiger, der eine Position der Linse verändert;
einem ersten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines ersten Detektionsbereichs eine Differenz zwischen einer Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert;
einem zweiten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines zweiten Detektionsbereichs, der breiter als der erste Detektionsbereich ist, eine Differenz zwischen der Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert;
einem ersten Bewegungscontroller, der bewirkt, daß sich die Linse dem Speichermedium unter Einsatz einer rückführungslosen Steuerung nähert, indem der Betätiger angetrieben wird, bis die Position der Linse von außerhalb des zweiten Detektionsbereichs des zweiten Fokusfehlersignaldetektors in den zweiten Detektionsbereich des zweiten Fokusfehlersignaldetektors fällt;
einem Zielbahngenerator, der ein Zielbahnsignal zum Bewegen...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft optische Speichervorrichtungen und Servosteuerverfahren derselben und, im besonderen, eine optische Speichervorrichtung und ein Servosteuerverfahren, wodurch eine Linse bezüglich eines Objektes schwingen kann.
HINTERGRUNDTECHNIK
In optischen Speichervorrichtungen wie z.B. einer Plattenvorrichtung wird zum Ausführen einer akkuraten Aufzeichnung/Wiedergabe eine Fokusservosteuerung derart ausgeführt, daß ein Laserstrahl auf einer Aufzeichnungsfilmoberfläche einer Platte fokussiert wird. Bei der Fokusservosteuerung wird durch Rückführung eines Fokusfehlersignals eine Objektivlinse so gesteuert, daß der Abstand zwischen der Objektivlinse und der Platte konstant gehalten wird. In letzter Zeit wird einhergehend mit der Erhöhung der Aufzeichnungsdichte der Durchmesser eines Laserstrahlpunktes verringert. Dadurch wird der Abstand zwischen einer Platte und einer Objektivlinse verringert. Zusätzlich funktioniert das Fokusfehlersignal, das ein lineares Fehlersignal ist, das eine relative axiale Position einer Objektivlinse bezüglich einer Platte darstellt, in dem Bereich von ± 1 μm oder weniger, der ein sehr schmaler Bereich ist. Herkömmlicherweise ist zum Orientieren einer Objektivlinse innerhalb des Bereichs, in dem eine Rückführungssteuerung möglich ist, der Signalpegel des Fokusfehlersignals, eine sogenannte S-Kurve, detektiert worden, während die Objektivlinse durch rückfüh rungslose Steuerung oszillierte. Zusätzlich ist die Fokuseintrittssteuerung verwendet worden, bei der ein Fokusregelkreis geschlossen wird, nachdem detektiert ist, daß die Position der Objektivlinse in einen linearen Bereich fällt, um die Fokussteuerung durch ein geschlossenes Regelsystem auszuführen.
1 ist ein Blockdiagramm einer Plattenvorrichtung. 2A, 2B und 2C zeigen Konzeptdiagramme eines separaten optischen Systems und Positionsbeziehungen zwischen einem feststehenden Kopf und einem beweglichen Kopf.
In 1 ist eine Plattenvorrichtung 1 hauptsächlich aus einer Steuereinheit 2 und einem Plattengehäuse 3 gebildet.
Die Steuereinheit 2 enthält eine höhere Schnittstelle 11, einen Pufferspeicher 12, eine MPU 13, einen optischen Plattencontroller 14, eine Lese/Schreib-LSI 15, einen DSP 16, eine Fokusfehlersignaldetektionsschaltung 17, eine Spurfehlersignaldetektionsschaltung 18, eine Nulldurchgangsdetektionsschaltung 19 und Treiber 20 bis 23. Zusätzlich enthält das Gehäuse 3 eine Laserdiodeneinheit 31, einen Detektor 32 zur ID/MO-Signaldetektion, einen Kopfverstärker 33, einen Spindelmotor 34, einen Magnetfeldanwendungsteil 35, einen Detektor 36a zur Fokusfehlerdetektion, einen Detektor 36b zur Spurfehlerdetektion, einen Linsenbetätiger 37 und einen Schwingspulenmotor 38.
Das separate optische System von 2A, 2B und 2C enthält einen feststehenden Kopf 201, einen beweglichen Kopf 202, eine Basis 203 und eine Führungsschiene 204. Zusätzlich ist der Spindelmotor 34 auf die Basis 203 montiert, und eine Platte 206 ist auf den Spindelmotor 34 montiert. Der bewegliche Kopf 202 enthält einen Wagen 210 für den beweglichen Kopf, einen Spiegel 211, einen Linsenhalter 212, eine Objektivlinse 213, eine Fokusspule 214, die die Objektivlinse in einer Richtung rechtwinklig zu einer Oberfläche der Platte 206 bewegt, und eine Blattfeder 215. Licht, das von der in 1 gezeigten Laserdiodeneinheit 31 emittiert wird, wird über den feststehenden Kopf 201 zu dem beweglichen Kopf 202 geführt. Das Licht, das durch den Spiegel 211 in dem beweglichen Kopf 202 reflektiert wird, wird auf die Platte 206 gerichtet und über die Objektivlinse 213 auf der Platte 206 fokussiert.
Die höhere Schnittstelle 11 führt die Interaktion mit einer übergeordneten Einrichtung aus. Daten, die zu der übergeordneten Einrichtung gesendet bzw. von ihr empfangen werden, werden in dem Pufferspeicher 12 temporär gespeichert. Die Operation der Vorrichtung 1 wird durch die MPU 13 und den Plattencontroller 14 gesteuert.
Die Lese/Schreib-LSI 15 führt die Modulation/Demodulation von Daten aus. Wenn Daten auf eine Platte geschrieben werden, moduliert die Lese/Schreib-LSI 15 Schreibdaten und führt sie der Laserdiodeneinheit 31 zu, und wenn Daten von einer Platte gelesen werden, steuert die Lese/Schreib-LSI 15 die Laserdiodeneinheit 31 so, daß Licht zum Lesen von der Laserdiodeneinheit 31 emittiert wird.
Das Licht, das von der Laserdiodeneinheit 31 über den in 2A, 2B und 2C gezeigten feststehenden Kopf 201 und den beweglichen Kopf 202 zu der Platte 206 emittiert wird, wird durch die Platte 206 reflektiert, über den in 2A, 2B und 2C gezeigten beweglichen Kopf 202 zu dem feststehenden Kopf 201 zurückgesendet und dem Detektor 32 zur ID/MO-Signaldetektion, dem Detektor 36a zur Fokusfehlerdetektion und dem Detektor 36b zur Spurfehlerdetektion in dem feststehenden Kopf zugeführt. Der Detektor 32 zur ID/MO-Signaldetektion detektiert eine ID/MO-Signalkomponente von dem reflektierten Licht von der Platte 206 und führt das detektierte ID/MO-Signal dem Kopfverstärker 33 zu. Der Kopfver stärker 33 verstärkt das ID/MO-Signal und führt es der Lese/Schreib-LSI 15 zu. Die Lese/Schreib-LSI 15 demoduliert ein ID und Daten von dem ID/MO-Signal. Die in der Lese/Schreib-LSI 15 demodulierten Daten werden in dem Pufferspeicher 12 gespeichert.
Der Detektor 36a zur Fokusfehlerdetektion konvertiert einfallendes Licht in ein elektronisches Signal und führt es der Fokusfehlersignaldetektionsschaltung 17 zu. Die Fokusfehlersignaldetektionsschaltung 17 erzeugt ein Fokusfehlersignal auf der Basis des elektronischen Signals von dem Detektor 36a zur Fokusfehlerdetektion.
Das in der Fokusfehlersignaldetektionsschaltung 17 erzeugte Fokusfehlersignal wird dem DSP 16 zugeführt. Der DSP 16 erzeugt ein Fokussteuersignal auf der Basis des in der Fokusfehlersignaldetektionsschaltung 17 erzeugten Fokusfehlersignals und führt es dem Treiber 22 zu. Auf der Basis des Fokussteuersignals von dem DSP 16 führt der Treiber 22 dem Betätiger 37 einen Antriebsstrom zu. Auf der Basis des Antriebsstroms von dem Treiber 22 bewegt der Linsenbetätiger 37 die in 2A, 2B und 2C gezeigte Objektivlinse in einer Fokusrichtung, das heißt, in einer Richtung, die zu einer Oberfläche der Platte 206 rechtwinklig ist. Durch Bewegen der Objektivlinse von 2A, 2B und 2C in der Fokusrichtung wird das von der Laserdiodeneinheit 31 emittierte Licht auf der Platte 206 fokussiert.
Zusätzlich konvertiert der Detektor 36b zur Spurfehlerdetektion einfallendes Licht in ein elektronisches Signal und führt es der Spurfehlersignaldetektionsschaltung 18 zu. Die Spurfehlersignaldetektionsschaltung 18 erzeugt ein Spurfehlersignal auf der Basis des Signals, das in dem Detektor 3bb zur Spurfehlerdetektion detektiert wurde. Das Spurfehlersignal, das in der Spurfehlersignaldetektionsschaltung 18 detektiert wurde, wird dem DSP 16 und der Spurnulldurchgangssignaldetektionsschaltung 19 zugeführt. Die Spurnulldurchgangssignaldetektionsschaltung 19 erzeugt ein Spurnulldurchgangssignal auf der Basis des Spurfehlersignals und führt es dem DSP 16 zu. Auf der Basis des Spurfehlersignals und des Spurnulldurchgangssignals erzeugt der DSP 16 ein Spurverfolgungssteuersignal und führt es dem Treiber 23 zu.
Der Treiber 23 führt dem Schwingspulenmotor 38 einen Antriebsstrom auf der Basis des Spurverfolgungssteuersignals von dem DSP 16 zu. Der Schwingspulenmotor 38 wird auf der Basis des Antriebsstroms von dem Treiber 23 angetrieben und bewegt den beweglichen Kopf 202 in einer radialen Richtung der Platte 206, um eine Spurverfolgungsoperation auszuführen.
Ferner erzeugt die MPU 13 ein Spindelmotorsteuersignal und führt es dem Treiber 20 zu. Auf der Basis des Spindelmotorsteuersignals von der MPU 13 rotiert der Treiber 20 den Spindelmotor 34.
Des weiteren erzeugt die MPU 13 ein Magnetfeldsteuersignal und führt es dem Treiber 21 zu. Auf der Basis des Magnetfeldsteuersignals von der MPU 13 führt der Treiber 21 dem Magnetfeldanwendungsteil 35 einen Antriebsstrom zu. Der Magnetfeldanwendungsteil 35 erzeugt ein Vormagnetisierungsmagnetfeld entsprechend dem Antriebsstrom von dem Treiber 21. Das durch den Magnetfeldanwendungsteil 35 erzeugte Vormagnetisierungsmagnetfeld wird auf die Platte 206 angewendet und zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen verwendet.
Als nächstes folgt eine eingehende Beschreibung der herkömmlichen Fokuseintrittssteuerungsoperation.
Bei einer Objektivlinsenschwingoperation bei der Fokuseintrittssteuerung wird eine Objektivlinse so geschwungen, daß die Objektivlinse mit Sicherheit eine Fokusposition passiert. In dem Fall, wenn der Fokuseintritt bei der Schwingoperation scheitert, kann es passieren, daß die Objektivlinse eine Platte kontaktiert. Um dies zu verhindern, gibt es daher ein Verfahren zum Vorsehen eines Stoppers zwischen der Platte und der Objektivlinse, um die Versetzung der Objektivlinse physisch zu begrenzen. Selbst wenn der Fokuseintritt scheitert, kontaktiert die Objektivlinse gemäß dem Verfahren die Platte nicht, und somit kann verhindert werden, daß Daten beschädigt werden.
Wenn die Brennweite jedoch kurz wird, beträgt in dem Zustand, wenn der Laserlichtstrahl auf der Platte fokussiert wird, der Abstand zwischen der Objektivlinse und der Platte mehrere dutzend μm oder weniger. Angesichts dessen, daß ein vertikaler Rundlauffehler einer Platte auf Grund der Rotation mehrere dutzend bis mehrere hundert μm ausmacht, ist es unmöglich, einen Stopper zum Vermeiden der Kollision zwischen der Objektivlinse und der Platte vorzusehen. Um eine Kollision zwischen der Objektivlinse und der Platte zu vermeiden, ist es daher erforderlich, die Fokuseintrittssteuerung sicherer auszuführen.
Um die Fokuseintrittssteuerung sicher auszuführen, ist es erforderlich, den Überschwingbetrag eines Fokusservosteuersystems nach dem Start der Regelung durch Schließen des Fokusservosteuersystems so zu steuern, daß das Fokusfehlersignal in einen im wesentlichen linearen Bereich fällt. Dazu muß ein Fehler der relativen Positionen und der relativen Geschwindigkeiten der Objektivlinse und der Platte unmittelbar vor dem Start der Regelung durch Schließen des Fokusservosteuersystems unterdrückt werden.
Bei dem herkömmlichen Verfahren, bei dem der Fokuseintritt durch eine Schwingoperation einer Objektivlinse ausgeführt wird, ist es jedoch unmöglich, einen relativen Zustand zwischen einer Platte und der Objektivlinse zu finden, bis die S-Kurve des Fokusfehlersignals detektiert wird. In dem Fall, wenn der vertikale Rundlauffehler zum Beispiel ± 100 μm bei einer Platte beträgt, die mit 1500 U/min rotiert wird, beläuft sich die Amplitude der vertikalen Beschleunigung auf ± 15,7 mm/s. Um den Fokuseintritt auf der Basis der Detektion der S-Kurve des Fokusfehlersignals auszuführen, muß die relative Geschwindigkeit auf einem positiven Wert in einer Näherungsrichtung gehalten werden. Wenn sich die Objektivlinse der Platte mit +16 mm/s nähert, ändert sich daher die relative Geschwindigkeit bezüglich der Platte in dem Bereich zwischen 0,3 und 31,7 mm/s. In dem Fall, wenn der Maximalwert der relativen Geschwindigkeit 31,7 mm/s in Abhängigkeit von der Zeitlage des vertikalen Rundlauffehlers der Platte beträgt, werden daher nur 7,89 μs benötigt, um den Bereich zu passieren, wo die Brennweite 0,25 μm beträgt. Es ist sehr schwierig, die Fokusservosteuerung durch einen DSP auszuführen, dessen Abtastzeit für das Fokusfehlersignal 10 μs beträgt.
Um eine stabile Fokuseintrittssteuerung zu realisieren, muß daher die relative Geschwindigkeit zwischen der Platte und der Objektivlinse gesteuert werden. Dafür wird ein Sensor benötigt, der ein Positionssignal ausgibt, dessen Fokusfehlerdetektionsbereich breiter als jener des Fokusfehlersignals ist. In einer Ausführungsform, die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 11-120569 mit dem Titel der Erfindung "Device and Method for Recording/Reproducing Optical Disk" dargestellt ist, ist zum Beispiel ein Positionsdetektionssensor für eine Objektivlinse über einem Fokussierbetätiger der Objektivlinse vorgesehen. Die relative Position bezüglich einer Platte wird durch den Positionsdetektionssensor für die Objektivlinse detektiert, wodurch ein stabiler Fokuseintritt realisiert werden soll. In dieser Ausführungsform ist es jedoch erforderlich, den Sensor an den Betätiger zu montieren, was sich auf die Reduzierung der Größe und des Gewichts des Betätigers nachteilig auswirkt.
Zusätzlich wird in einer Ausführungsform, die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 7-287850 mit dem Titel der Erfindung "Optical Pickup Device and Focusing Control Method Thereof" dargestellt ist, reflektiertes Licht von einem Medium in zwei Lichtstrahlen geteilt: einer fällt auf ein optisches Detektionssystem mit niedriger Empfindlichkeit zur Fokusfehlerdetektion ein und wird für eine Zeichenoperation verwendet, und der andere fällt auf ein optisches Detektionssystem mit hoher Empfindlichkeit zur Fokusfehlerdetektion ein und wird zur Fokusservosteuerung verwendet. Gemäß dem Verfahren ist es unnötig, einen Sensor an einem beweglichen Teil vorzusehen. Somit hat es den Vorteil, daß die Größe eines Betätigers reduziert werden kann.
Ferner ist die Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in der ein Fokus existiert, durch ein erstes optisches Detektionssystem mit niedriger Empfindlichkeit von einer Position detektiert wird, die von dem Fokus relativ entfernt ist, und eine Objektivlinse in der korrekten Richtung bewegt wird. Es ist keine Beschreibung bezüglich eines Verfahrens zum stabilen Übergang auf den Fokusservobetrieb durch ein zweites optisches Detektionssystem mit hoher Empfindlichkeit vorhanden. Somit besteht in einer Einrichtung, in der der Abstand zwischen der Objektivlinse und einer Platte sehr eng ist, die Gefahr, daß die Linse und die Platte miteinander kollidieren können.
Was ein Verfahren zum Ausgeben eines Fokusfehlersignals mit einem breiten Detektionsbereich für den Fokusfehler durch Verbessern eines herkömmlichen Photodetektors für den Servobetrieb betrifft, gibt es daher eine Ausführungsform, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-93091 mit dem Titel der Erfindung "Optical Device for Recording and Reproducing Information" dargestellt ist. Unter Einsatz des Verfahrens ist es möglich, die relative Versetzung zwischen einer Objektivlinse und einer Platte von einer Position zu detektieren, die von einer Fokusposition mehrere dutzend μm entfernt ist. Daher ist es möglich, eine gesteuerte Bewegung der Objektivlinse zu einer Fokusposition mit einer gewünschten relativen Geschwindigkeit auszuführen.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf 3, 4 und 5 eine weitere eingehende Beschreibung eines Fokusfehlersignaldetektionsverfahrens, das in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-93091 beschrieben ist.
3 ist ein Diagramm, das die Struktur des feststehenden optischen Kopfes 201 von 2A, 2B und 2C zeigt. 4 ist ein Blockdiagramm einer ersten Fokusfehlersignaldetektionsschaltung. 5 ist ein Blockdiagramm einer Spurfehlersignal- und einer zweiten Fokusfehlersignaldetektionsschaltung.
Der feststehende optische Kopf von 3 ist gebildet aus einer Laserdiode 301, einer Kollimationslinse 302, Strahlenteilern 303, 304 und 307, einem Wollaston-Prisma 305, Kondensorlinsen 306, 308 und 310, einem Foucault-Prisma 309, einem zweiteiligen Detektor 32, einem sechsteiligen Detektor 36 und einem vierteiligen Detektor 36a.
Das von der Laserdiode 301 emittierte Laserlicht wird von dem feststehenden Kopf 201 von 2A, 2B und 2C über die Kollimationslinse 302 und den Strahlenteiler 303 emittiert, zu dem beweglichen Kopf 202 geführt und auf die optische Platte 206 gerichtet. Das durch die optische Platte 206 reflektierte zurückkehrende Licht wird durch den Strahlenteiler 303 reflektiert und zu dem Strahlenteiler 304 geführt. Der Strahlenteiler 304 teilt das einfallende Licht in zwei Lichtstrahlen und führt die jeweiligen Lichtstrahlen zu dem Wollaston-Prisma 305 und dem Strahlenteiler 307. Das auf dem Wollaston-Prisma 305 einfallende Licht wird über die Kondensorlinse 306 auf dem zweiteiligen Detektor 32 fokussiert, und das ID/MO-Signal wird detektiert.
Andererseits wird das zu dem Strahlenteiler 307 geführte Licht durch den Strahlenteiler 307 in zwei Lichtstrahlen geteilt, und der Strahlenteiler 307 führt die jeweiligen Lichtstrahlen zu der Kondensorlinse 308 und dem Foucault-Prisma 309. Das zu der Kondensorlinse 308 geführte Licht wird auf dem sechsteiligen Detektor 36b fokussiert. Das zu dem Foucault-Prisma 309 geführte Licht wird über die Kondensorlinse 310 auf dem vierteiligen Detektor 36a fokussiert.
4 ist ein Blockdiagramm der ersten Fokusfehlersignaldetektionsschaltung 17, die hauptsächlich gebildet ist aus einer Strom-Spannungs-(I–V)-Konvertierungsschaltung 401, einer ersten Fokusfehlersignal-(FE1)-Operationsschaltung 402, einer Fokussummen-(FS)-Operationsschaltung 403 und einer automatischen Verstärkungsregelungs-(AGC)-Schaltung 404. Der vierteilige Detektor 36a ist aus vier Detektoren F, G, H und I gebildet.
Gemäß dem Foucault-Verfahren wird jeder Ausgangsstrom von jedem der Detektoren F, G, H und I des vierteiligen Detektors 36a, welcher Ausgangsstrom von dem zurückkehrenden Licht erzeugt wird, das auf dem vierteiligen Detektor 36a fokussiert wird, durch die Strom-Spannungs-(I–V)-Konvertierungsschaltung 401 in ein Spannungssignal konvertiert. Dann subtrahiert die erste Fokusfehlersignal-(FE1)-Operationsschaltung 402 das Summensignal der Spannungssignale bezüglich der Detektoren G und H von dem Summensignal der Spannungssignale bezüglich der Detektoren F und I und gibt die resultierende Differenz aus. Andererseits gibt die Fokussum men-(FS)-Operationsschaltung 403 das Summensignal der Spannungssignale bezüglich der Detektoren F, G, H und I aus. Dann dividiert die automatische Verstärkungsregelungs-(AGC)-Schaltung 404 die Ausgabe der ersten Fokusfehlersignal-(FE1)-Operationsschaltung 402 durch die Ausgabe der Fokussummen-(FS)-Operationsschaltung 403, um ein Fokusfehlersignal zu detektieren, das für den normalen Fokusservobetrieb verwendet wird.
5 ist ein Blockdiagramm der Spurfehlersignal- und der zweiten Fokusfehlersignaldetektionsschaltung, die gebildet ist aus einer Strom-Spannungs-(I–V)-Konvertierungsschaltung 501, einer Spurfehler-(TE)-Operationsschaltung 502, einer zweiten Fokusfehlersignal-(FE2)-Operationsschaltung 503, einer Spursummen-(TS)-Operationsschaltung 504 und automatischen Verstärkungsregelungs-(AGC)-Schaltungen 505 und 506. Der sechsteilige Detektor 36b ist in der zu einem zweiteiligen Detektor orthogonalen Richtung zur Spurverfolgungsfehlersignaldetektion gemäß einem herkömmlichen Gegentaktverfahren in drei geteilt und ist aus Detektoren A1, A2, B1, B2, C1 und C2 gebildet.
Jeder Ausgangsstrom von jedem der Detektoren A1, A2, B1, B2, C1 und C2 des sechsteiligen Detektors 36b, welcher Ausgangsstrom von dem zurückkehrenden Licht erzeugt wird, das auf dem sechsteiligen Detektor 36b fokussiert wird, wird durch die Strom-Spannungs-(I–V)-Konvertierungsschaltung 501 in ein Spannungssignal konvertiert. Die Strom-Spannungs-(I–V)-Konvertierungsschaltung 501 gibt aus: ein Spannungssignal A (= A1 + A2), das erhalten wird, indem die Ausgangsströme der Detektoren A1 und A2 in Spannungen konvertiert werden und sie miteinander addiert werden; ein Spannungssignal B (= B1 + B2), das erhalten wird, indem die Ausgangsströme der Detektoren B1 und B2 in Spannungen konvertiert werden und sie miteinander addiert werden; ein Spannungssignal C (= C1 + C2), das erhalten wird, indem die Ausgangsströme der Detektoren C1 und C2 in Spannungen konvertiert werden und sie miteinander addiert werden; ein Spannungssignal D (= A1 + B1 + C1), das erhalten wird, indem die Ausgangsströme der Detektoren A1, B1 und C1 in Spannungen konvertiert werden und sie miteinander addiert werden, und ein Spannungssignal E (= A2 + B2 + C2), das erhalten wird, indem die Ausgangsströme der Detektoren A2, B2 und C2 in Spannungen konvertiert werden und sie miteinander addiert werden.
Die Spurfehlersignal-(TE)-Operationsschaltung 502 berechnet ein Signal (D – E) und gibt ein Spurfehlersignal aus. Die zweite Fokusfehlersignal-(FE2)-Operationsschaltung 503 berechnet ein Signal (A + B – C), und ein Fokusfehlersignal gemäß dem Punktgrößendetektionsverfahren (auf das im folgenden als SSD-Verfahren Bezug genommen wird) wird ausgegeben. Ein Fokusfehlersignal gemäß dem SSD-Verfahren kann ein zweites Fokusfehlersignal erhalten, das einen breiteren Detektionsbereich im Vergleich zu einem Fokusfehlersignal gemäß dem herkömmlichen Foucault-Verfahren hat, und es ist für den Fall geeignet, wenn die Fokussteuerung von einer Position ausgeführt wird, die von einer Fokusposition entfernt ist. Dann gibt die Spursummen-(TS)-Operationsschaltung 504 ein Signal (D + E) aus.
Danach führt die automatische Verstärkungsregelungs-(AGC)-Schaltung 505 die automatische Verstärkungsregelung durch Dividieren der Spurfehlersignalausgabe (D – E) durch das Summensignal (D + E) aus. Zusätzlich führt die automatische Verstärkungsregelungs-(AGC)-Schaltung 506 die automatische Verstärkungsregelung durch Dividieren des zweiten Fokusfehlersignals (A + B – C) durch das Summensignal (D + E) aus.
6A zeigt ein Beispiel für das erste Fokusfehlersignal gemäß dem Foucault-Verfahren, und 6B zeigt ein Beispiel für das zweite Fokusfehlersignal gemäß dem SSD-Verfahren. Während der Verwendungsbereich des ersten Fokusfehlersignals von 6A ± 0,25 μm beträgt, kann das zweite Fokusfehlersignal von 6B in dem Bereich von –5 bis +20 μm verwendet werden.
7 zeigt eine Operationswellenform der Fokuseintrittssteuerung unter Verwendung des zweiten Fokusfehlersignals. In 7 stellt die vertikale Achse den Abstand zwischen einer Fokusposition und einer Objektivlinse dar, und die horizontale Achse stellt die Zeit dar.
In dieser Ausführungsform wird bewirkt, daß sich die Objektivlinse einer Platte durch rückführungslose Steuerung in einer Zone 710 nähert, und zwar bis zu der Position, die von der Fokusposition 10 μm entfernt ist. Wenn die Position der Objektivlinse dann innerhalb von 10 μm von der Fokusposition liegt, wird eine Positionsrückführungssteuerung gemäß dem zweiten Fokusfehlersignal ausgeführt. Eine gestrichelte Linie 701 gibt ein Steuerzielpositionssignal an, und eine durchgehende Linie 702 gibt die Operation der Positionsrückführungssteuerung gemäß dem zweiten Fokusfehlersignal an. Indem sich das Zielpositionssignal 701 mit der Zeit Null nähert, wird die Position der Objektivlinse durch die Positionsrückführungssteuerung gemäß dem zweiten Fokusfehlersignal dicht an die Fokusposition gebracht. Wenn das Zielpositionssignal 701 Null erreicht, wird die Eingabe der Positionsrückführungssteuerung von dem zweiten Fokusfehlersignal auf das erste Fokusfehlersignal umgeschaltet. Eine durchgehende Linie 703 gibt die Operation der Positionsrückführungssteuerung gemäß dem ersten Fokusfehlersignal an. Auf die obige Weise ist es möglich, die relative Position und relative Geschwindigkeit der Objektivlinse bezüglich der Fokusposition zu der Zeit des Umschaltens auf das erste Fokusfehlersignal auf Null zu bringen, und somit kann eine stabile Fokuseintrittssteuerung realisiert werden.
Bei der zweiten Fokusfehlersignaldetektion gemäß dem SSD-Verfahren ändern sich jedoch die Fehlersignalempfindlichkeit und der Signalpegel, wenn sich der bewegliche Kopf 202 bewegt, der in 2A, 2B und 2C gezeigt ist, und die gesamte Lichtweglänge ändert sich. Somit ist das Problem vorhanden, daß der Abstand von dem Fokus und die Signalempfindlichkeit von der gesamten Lichtweglänge abhängen.
8 zeigt die Charakteristiken des zweiten Fokusfehlersignals zu der Zeit, wenn der bewegliche Kopf 202, der in 2B gezeigt ist, um +20 μm (2A) und –20 μm (2C) bewegt wird und die Lichtweglänge ab dem feststehenden Kopf um 40 mm verändert wird. In 8 gibt eine Linie 801 die Charakteristiken des zweiten Fokusfehlersignals in dem Fall an, wenn der bewegliche Kopf 202 an der Position von 2A (+20 μm) ist, gibt eine Linie 802 die Charakteristiken des zweiten Fokusfehlersignals in dem Fall an, wenn der bewegliche Kopf 202 an der Position von 2B (0 μm) ist, und gibt eine Linie 803 die Charakteristiken des zweiten Fokusfehlersignals in dem Fall an, wenn der bewegliche Kopf 202 an der Position von 2C (–20 μm) ist.
Wenn angesichts solcher Charakteristiken der bewegliche Kopf 202 an der Position von 2B ist, ist es durch Umschalten auf das erste Fokusfehlersignal zu der Zeit, wenn der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals Null wird, möglich, die relative Position und die relative Geschwindigkeit der Objektivlinse bezüglich der Fokusposition zu der Zeit des Umschaltens auf das erste Fokusfehlersignal auf Null zu bringen. Somit kann ein stabiler Fokuseintritt realisiert werden. Wenn der bewegliche Kopf jedoch zum Beispiel an der Position von +20 mm ist, die in 2A gezeigt ist, ist die Objektivlinse tatsächlich an der Position, die von der Fokusposition –2,5 μm entfernt ist, wenn der Nullpegel des zweiten Fokusfehlersignals detektiert wird. Da die Position der Objektivlinse außerhalb des linearen Bereichs des ersten Fokusfehlersignals liegt, ist es in dieser Situation unmöglich, stabil auf das erste Fokusfehlersignal umzuschalten.
9A, 9B und 9C zeigen Fokuseintrittswellenformen in dieser Situation. 9A zeigt den Abstand zwischen der Fokusposition und der Objektivlinse; 9B zeigt das zweite Fokusfehlersignal, und 9C zeigt das erste Fokusfehlersignal. 901, 902 und 903 von 9A, 9B und 9C entsprechen den Positionen des beweglichen Kopfes 202 von 2A, 2B bzw. 2C. Im Falle von 2B, wenn die Position des beweglichen Kopfes ± 0 ist, ist selbst dann, wenn die Fokusservosteuerung gemäß dem zweiten Fokusfehlersignal auf die Fokusservosteuerung gemäß dem ersten Fokusfehlersignal in der Nähe der Zeit von 78,5 ms umgeschaltet wird, der Übergang sanft. In dem Fall, wenn die Position des beweglichen Kopfes wie zum Beispiel in 2A +20 mm beträgt, wie es durch die Linien 901 in 9A, 9B und 9C angegeben ist, beläuft sich die tatsächliche Verschiebung der Position der Objektivlinse von der Fokusposition jedoch auf –2 μm, obwohl das zweite Fokusfehlersignal in der Nähe der Zeit von 78,5 ms Null ist. Da sie zu diesem Zeitpunkt somit außerhalb des linearen Signaldetektionsbereichs des ersten Fokusfehlersignals liegt, tritt ein großes Überschwingen zu der Zeit des Übergangs auf die Servosteuerung gemäß dem ersten Fokusfehlersignal auf. Dasselbe trifft auf den Fall von 2C zu, wo die Position des beweglichen Kopfes bei –20 mm liegt, wie es durch die Linie 903 angegeben ist.
Angesichts dessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Speichervorrichtung und eine Servosteuervorrichtung dafür vorzusehen, wodurch ein stabiler Fokuseintritt durch sanftes Ausführen eines Übergangs auf die Fokusservosteuerung gemäß dem ersten Fokusfehlersignal auch in dem Fall erfolgen kann, wenn sich die Charakteristiken des zweiten Fokusfehlersignals auf Grund einer Änderung der Lichtweglänge ändern.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Speichervorrichtung und eine Servosteuervorrichtung dafür vorzusehen, bei denen die obenerwähnten Probleme des Standes der Technik eliminiert sind.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Realisieren einer stabilen Fokuseintrittssteuerung auch in dem Fall, wenn ein Fokusfehlersignal verwendet wird, mit dem sich die Fokusfehlersignalempfindlichkeit und der Pegel in der Nähe eines Brennpunktes in Abhängigkeit von der Lichtweglänge ändern.
Um die obigen Ziele zu erreichen, wird bei der vorliegenden Erfindung ein zweites Fokusfehlersignal mit einem breiten Detektionsbereich verwendet, wodurch bewirkt wird, daß sich eine Objektivlinse einer Platte nähert, während eine vorbestimmte Veränderungsrate bezüglich der Zeit beibehalten wird, und wird während der Näherung ein Übergang auf den Fokusservobetrieb ausgeführt, indem die Fokusposition unter Verwendung des ersten Fokusfehlersignals detektiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung des zweiten Fokusfehlersignals mit dem breiten Detektionsbereich bewirkt, daß sich die Objektivlinse der Platte nähert, während die vorbestimmte Veränderungsrate bezüglich der Zeit beibehalten wird. Daher wird es möglich, den Brennpunkt sicher zu erreichen, während beliebige Beziehungen von relativem Abstand/relativer Geschwindigkeit zwischen der Objektivlinse und der Platte beibehalten werden. Wenn auf den Fokusservobetrieb gemäß einem ersten akkuraten Fokusfehlersignal umgeschaltet wird, ist es daher möglich, eine Anfangsbedingung zu steuern, um in einen feststehenden Bereich zu fallen. Somit kann ein stabiler Fokuseintritt realisiert werden. Selbst in einer Einrichtung mit kurzem Arbeitsabstand kann daher das Kollisionsrisiko der Objektivlinse mit der Platte zu der Zeit des Fokuseintritts signifikant reduziert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich die Veränderungsrate bezüglich der Zeit einer sich bewegenden Objektivlinse gesteuert. Somit kann eine Fokuseintrittsgeschwindigkeit innerhalb eines feststehenden Bereichs beibehalten werden. Auch in dem Fall, wenn sich die Charakteristiken des zweiten Fokusfehlersignals in Abhängigkeit von der Lichtweglänge ändern, ist es daher möglich, einen stabilen Fokuseintritt zu realisieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine Plattenvorrichtung zeigt;
2A ein Diagramm ist, das das Konzept eines separaten optischen Systems und die Positionsbeziehung zwischen einem feststehenden Kopf und einem beweglichen Kopf zeigt;
2B ein Diagramm ist, das das Konzept des separaten optischen Systems und die Positionsbeziehung zwischen dem feststehenden Kopf und dem beweglichen Kopf zeigt;
2C ein Diagramm ist, das das Konzept des separaten optischen Systems und die Positionsbeziehung zwischen dem feststehenden Kopf und dem beweglichen Kopf zeigt;
3 ein Diagramm ist, das die Struktur des feststehenden optischen Kopfes zeigt;
4 ein Blockdiagramm einer ersten Fokusfehlersignaldetektionsschaltung ist;
5 ein Blockdiagramm einer Spurfehlersignal- und einer zweiten Fokusfehlersignaldetektionsschaltung ist;
6A ein Graph ist, der ein Beispiel für ein erstes Fokusfehlersignal zeigt
6B ein Graph ist, der ein Beispiel für ein zweites Fokusfehlersignal zeigt;
7 ein Graph ist, der eine Wellenform der Fokuseintrittssteuerung unter Verwendung des zweiten Fokusfehlersignals zeigt;
8 ein Graph ist, der ein Beispiel für das zweite Fokusfehlersignal zeigt;
9A ein Graph ist, der die Zeitwellenform zeigt, die eine Operation gemäß einem herkömmlichen Verfahren darstellt;
9B ein Graph ist, der die Zeitwellenform zeigt, die eine Operation gemäß dem herkömmlichen Verfahren darstellt;
9C ein Graph ist, der die Zeitwellenform zeigt, die eine Operation gemäß dem herkömmlichen Verfahren darstellt;
10 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Fokuseintrittssteuerungsteils gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
11A ein Graph ist, der die Zeitwellenform zeigt, die eine Operation der Fokuseintrittssteuerung der vorliegenden Erfindung darstellt;
11B ein Graph ist, der die Zeitwellenform zeigt, die eine Operation der Fokuseintrittssteuerung der vorliegenden Erfindung darstellt und
11C ein Graph ist, der die Zeitwellenform zeigt, die eine Operation der Fokuseintrittssteuerung der vorliegenden Erfindung darstellt.
BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen folgt nun eine Beschreibung einer Ausführungsform zum Realisieren der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Blockdiagramm eines Fokuseintrittssteuerungsteils einer optischen Plattenvorrichtung. Obwohl eine Beschreibung für den Fall erfolgt, wo der Fokuseintrittssteuerungsteil Hardware ist, kann der Fokuseintrittssteuerungsteil als Software realisiert werden, die in dem DSP 16 von 1 ausgeführt wird. Der Fokuseintrittssteuerungsteil, der in 10 gezeigt ist, ist hauptsächlich gebildet aus Vergleichsteilen 1001, 1002, 1003 und 1004, einem Näherungssteuerungsausgabeerzeugungsteil 1005, einem Zielbahnerzeugungsteil 1006, einem Subtraktionsteil 1007, einem ersten Phasenkompensationsteil 1008, einem zweiten Phasenkompensationsteil 1009 und einem Fokusbetätigerantriebsteil 1010. Zusätzlich werden ein Fokuseintrittssteuerungsstartsignal 1020, ein zweites Fokusfehlersignal 1021 und ein Schwellenwert 1022 dem Vergleichsteil 1001 eingegeben. Ein Ausgangssignal 1027 des Vergleichsteils 1001, das zweite Fokusfehlersignal 1021 und ein Schwellenwert 1023 werden dem Vergleichsteil 1002 eingegeben. Ein Ausgangssignal 1028 des Vergleichsteils 1002, ein erstes Fokusfehlersignal 1024 und ein Schwellenwert 1025 werden dem Vergleichsteil 1003 eingegeben. Ein Ausgangssignal 1029 des Vergleichsteils 1003, das erste Fokusfehlersignal 1024 und ein Schwellenwert 1026 werden dem Vergleichsteil 1004 eingegeben.
Bei Eingabe des Fokuseintrittssteuerungsstartsignals 1020 starten der Vergleichsteil 1001 und der Näherungssteuerungsausgabeerzeugungsteil 1005 Operationen. Ein Signal, das bewirkt, daß sich eine Objektivlinse allmählich einer Platte nähert, wird von dem Näherungssteuerungsausgabeerzeugungsteil 1005 ausgegeben und zu dem Fokusbetätigerantriebsteil 1010 gesendet, und es bewirkt, daß sich die Objektivlinse in einer Richtung bewegt, in der sich die Objektivlinse der Platte nähert.
Wenn der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals 1021 größer gleich dem Schwellenwert 1022 wird, sendet der Vergleichsteil 1001 das Ausgangssignal 1027 zu dem Vergleichsteil 1002, wodurch die Operation des Vergleichsteils 1002 gestartet wird. In dieser Situation stoppt die Operation des Vergleichsteils 1001.
Wenn der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals 1021 kleiner gleich dem Schwellenwert 1023 wird, arbeitet der Vergleichsteil 1002, um die Operationen des Vergleichsteils 1003, des Phasenkompensationsteils 1008 und des Zielbahnerzeugungsteils 1006 zu starten, und er stoppt den Näherungssteuerungsausgabeerzeugungsteil 1005. In dieser Situation stoppt die Operation des Vergleichsteils 1002.
Der Zielbahnerzeugungsteil 1006 erzeugt ein Signal, dessen Pegel ab dem Schwellenwert 1023 mit einer konstanten Rate bezüglich der Zeit allmählich verringert wird. Falls die Polarität des Subtraktionsteils 1007 umgekehrt wird, kann zusätzlich ein Signal erzeugt werden, dessen Pegel mit konstanter Rate bezüglich der Zeit allmählich erhöht wird. Alternativ kann ein Zielbahnsignal erzeugt werden, das bezüglich der Zeit kontinuierlich verändert wird, wobei die Veränderungsrate mit einer einzelnen Polarität erfolgt.
Der Subtraktionsteil 1007 berechnet die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Zielbahnerzeugungsteils 1006 und dem zweiten Fokusfehlersignal 1021. Dann wird das Differenzsignal zwischen dem Ausgangssignal des Zielbahnerzeugungsteils 1006 und dem zweiten Fokusfehlersignal 1021, das durch den Subtraktionsteil 1007 berechnet wurde, dem Phasenkompensationsteil 1008 eingegeben. Der erste Phasenkompensationsteil 1008 gibt das Differenzsignal nach Ausführung einer Phasenkompensation an ihm aus, so daß ein Fokusbetätigersteuersystem stabilisiert wird. Das Signal, das der Phasenkompensation unterzogen wurde, wird zu dem Fokusbetätigerantriebsteil 1010 gesendet, und die Position der Objektivlinse wird in der Richtung der Annäherung an die Platte gesteuert.
Wenn der Pegel des ersten Fokusfehlersignals 1024 größer gleich dem Schwellenwert 1025 wird, startet der Vergleichsteil 1003 die Operation des Vergleichsteils 1004. In dieser Situation stoppt die Operation des Vergleichsteils 1003.
Wenn der Pegel des ersten Fokusfehlersignals 1024 kleiner gleich dem Schwellenwert 1026 wird, aktiviert der Vergleichsteil 1004 den zweiten Phasenkompensationsteil 1009 und stoppt den ersten Phasenkompensationsteil 1008 und den Zielbahnerzeugungsteil 1006. In dieser Situation stoppt die Operation des Vergleichsteils 1004.
Das erste Fokusfehlersignal 1024 wird dem zweiten Phasenkompensationsteil 1009 eingegeben. Der zweite Phasenkompensationsteil 1009 gibt ein Signal aus, dessen Phase kompensiert wurde, so daß das Fokusbetätigersteuersystem stabilisiert wird. Das phasenkompensierte Signal wird zu dem Fokusbetätigerantriebsteil 1010 gesendet, und die Position der Objektivlinse wird gesteuert, um eine Fokusposition beizubehalten.
In der oben erläuterten Struktur wird durch die Vergleichsteile 1001 und 1002 detektiert, daß der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem vorbestimmten Minimalpegel ist, nachdem detektiert ist, daß der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals größer gleich dem vorbestimmten Maximalpegel ist. Jedoch werden ähnliche Effekte in einer entgegenwirkenden Struktur erhalten, bei der die Polaritäten von Eingangsanschlüssen der Vergleichsteile 1001 und 1002 umgekehrt sind und detektiert wird, daß der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals größer gleich dem vorbestimmten Maximalpegel ist, nachdem detektiert ist, daß der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem vorbestimmten Minimalpegel ist.
Ferner wird in der obigen Struktur durch die Vergleichsteile 1003 und 1004 detektiert, daß der Pegel des ersten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem vorbestimmten Minimalpegel ist, nachdem detektiert ist, daß der Pegel des ersten Fokusfehlersignals größer gleich dem vorbestimmten Maximalpegel ist. Jedoch werden ähnliche Effekte in einer entgegenwirkenden Struktur erhalten, bei der die Polaritäten von Eingangsanschlüssen der Vergleichsteile 1003 und 1004 umgekehrt sind und detektiert wird, daß der Pegel des ersten Fokusfehlersignals größer gleich dem vorbestimmten Maximalpegel ist, nachdem detektiert ist, daß der Pegel des ersten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem vorbestimmten Minimalpegel ist.
Als nächstes zeigen 11A, 11B und 11C Operationssignalwellenformen im Falle der Verwendung dieser Ausführungsform.
11A, 11B und 11C zeigen Fokuseintrittswellenformen gemäß der vorliegenden Erfindung. 11A zeigt den Abstand zwischen der Fokusposition und der Objektivlinse, 11B zeigt das zweite Fokusfehlersignal, und 11C zeigt das erste Fokusfehlersignal. 1101, 1102 und 1103 in 11A, 11B und 11C kennzeichnen Operationswellenformen der vorlie genden Erfindung entsprechend den Positionen des beweglichen Kopfes 202 von 2A, 2B und 2C und auch entsprechend den Fällen von 901, 902 und 903 in 9A, 9B und 9C, die herkömmliche Beispiele sind.
In 11A, 11B und 11C wird durch das Signal von dem Näherungssteuerungsausgabeerzeugungsteil 1005 etwa bis zu der Zeit von 76,2 ms bewirkt, daß sich die Objektivlinse der Platte nähert. An diesem Punkt ist der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals größer als der Schwellenwert 1022, und der Vergleichsteil 1002 arbeitet. In der Nähe der Zeit von 76,2 wird der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals 1021 kleiner gleich dem Schwellenwert 1023 (in diesem Fall ein Pegel, der 6 μm äquivalent ist), und die Zielbahnsteuerung unter Verwendung des zweiten Fokusfehlersignals 1021 wird ausgeführt. Hier überwacht der Vergleichsteil 1003 den Pegel des ersten Fokusfehlersignals 1023, und beim Detektieren, daß der Pegel des ersten Fokusfehlersignals 1024 größer gleich dem Schwellenwert 1025 ist (in diesem Fall ein Pegel, der 0,4 μm äquivalent ist), erfolgt ein Umschalten auf die Überwachung durch den Vergleichsteil 1004.
Wenn durch den Vergleichsteil 1004 detektiert wird, daß der Pegel des ersten Fokusfehlersignals 1024 kleiner gleich dem Schwellenwert 1026 wird (in diesem Fall ein Pegel, der 0,1 μm äquivalent ist), wird die Fokusservosteuerung unter Verwendung des ersten Fokusfehlersignals 1024 ausgeführt.
Wenn die Bahnsteuerung unter Verwendung des zweiten Fokusfehlersignals 1021 mit konstanter Veränderungsrate ausgeführt wird, ist es möglich, obwohl die tatsächliche Näherungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position des beweglichen Kopfes 202 differiert, die in 2A, 2B und 2C gezeigt ist, den Pegel des ersten Fokusfehlersignals 1024 zu überwachen und an dem Nulldurchgangspunkt desselben einen Übergang von der Fokusservosteuerung unter Verwendung des zweiten Fokusfehlersignals 1021 auf die Fokusservosteuerung unter Verwendung des ersten Fokusfehlersignals 1024 auszuführen. Daher ist ersichtlich, daß ein sanftes Übergangsverhalten erhalten wird.
Der Fokuseintrittssteuerungsteil kann auch durch Hardware, durch Software, die zum Beispiel durch einen Mikrocomputer oder eine digitale Signalverarbeitungsschaltung (DSP) ausgeführt wird, oder durch eine Kombination derselben realisiert werden.
In dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung am Beispiel der Plattenvorrichtung als optische Vorrichtung. Die Plattenvorrichtung stellt jedoch keine Beschränkung dar, und die Anwendung auf eine optische Speichervorrichtung unter Verwendung eines anderen optischen Speichermediums wie etwa einer optischen Karte ist auch möglich. Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf optische Speichervorrichtungen unter Verwendung von Platten oder optischen Karten begrenzt, und sie kann auf optische Vorrichtungen angewendet werden, wie etwa auf ein Mikroskop und eine Lichtemissionsvorrichtung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wie oben beschrieben, sicher zu bewirken, daß sich die Objektivlinse in der Nähe des Brennpunktes annähert, indem eine Zielbahnsteuerung unter Einsatz der zweiten Fokusservosteuerung ausgeführt wird. Danach wird das erste Fokusfehlersignal überwacht, und die Fokusservosteuerung unter Verwendung des zweiten Fokusservosignals wird auf die Fokusservosteuerung unter Verwendung des ersten Fokusservosignals umgeschaltet. Daher tritt kein Fehler der relativen Positionen zwischen der Fokusposition und der Position der Objektivlinse auf. Somit ist es möglich, einen Übergang auf die Fokusservosteuerung unter Verwendung des ersten Fokusfehlersignals innerhalb eines vorbestimmten Fehlerbereichs für die relative Geschwindigkeit sanft auszuführen. Dadurch ist es möglich, die Fokuseintrittssteuerung stabil und sicher auszuführen.
Demzufolge kann auch in dem Fall, wenn sich die Charakteristiken des zweiten Fokusfehlersignals gemäß einer Änderung der Lichtweglänge des separaten optischen Systems ändern, eine Fokuseintrittssteuerung stabil und sicher ausgeführt werden.
Zusätzlich kann gemäß der vorliegenden Erfindung, da es möglich ist, die Fokuseintrittssteuerung stabil und sicher auszuführen, auch eine Kollision der Objektivlinse mit einer Platte vermieden werden.
KURZFASSUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Realisieren einer stabilen Fokuseintrittssteuerung auch in dem Fall, wenn ein Breitbandfokusfehlersignal verwendet wird, mit dem sich die Fokusfehlersignalempfindlichkeit und der Pegel in der Nähe eines Brennpunktes in Abhängigkeit von einer Lichtweglänge ändern. Um die Aufgabe zu erfüllen, wird bei der vorliegenden Erfindung ein zweites Fokusfehlersignal mit einem breiten Bereich verwendet, wodurch bewirkt wird, daß sich eine Objektivlinse einer Platte nähert, während eine vorbestimmte Veränderungsrate bezüglich der Zeit beibehalten wird, und wird während der Näherung ein Übergang auf den Fokusservobetrieb vollzogen, indem die Fokusposition gemäß dem ersten Fokusfehlersignal detektiert wird.

Claims

Optische Speichervorrichtung mit: einer Linse, die angeordnet ist, um einem Speichermedium zugewandt zu sein, und dazu dient, Laserlicht auf dem Speichermedium zu fokussieren; einem Betätiger, der eine Position der Linse verändert; einem ersten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines ersten Detektionsbereichs eine Differenz zwischen einer Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem zweiten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines zweiten Detektionsbereichs, der breiter als der erste Detektionsbereich ist, eine Differenz zwischen der Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem ersten Bewegungscontroller, der bewirkt, daß sich die Linse dem Speichermedium unter Einsatz einer rückführungslosen Steuerung nähert, indem der Betätiger angetrieben wird, bis die Position der Linse von außerhalb des zweiten Detektionsbereichs des zweiten Fokusfehlersignaldetektors in den zweiten Detektionsbereich des zweiten Fokusfehlersignaldetektors fällt; einem Zielbahngenerator, der ein Zielbahnsignal zum Bewegen der Linse erzeugt; einem zweiten Bewegungscontroller, der bewirkt, daß sich die Linse dem Speichermedium unter Einsatz eines geschlossenen Regelsystems unter Verwendung eines zweiten Fokusfehlersignals, das durch den zweiten Fokusfehlersignaldetektor detektiert wird, und des Zielbahnsignals nähert, indem der Betätiger angetrieben wird, in dem Fall, wenn die Position der Linse innerhalb des zweiten Detektionsbereichs des zweiten Fokusfehlersignaldetektors liegt, und einem Verfolgungscontroller, der bewirkt, daß die Position der Linse der Fokusposition der Linse bezüglich des Speichermediums folgt, unter Einsatz des geschlossenen Regelsystems unter Verwendung eines ersten Fokusfehlersignals, das durch den ersten Fokusfehlersignaldetektor detektiert wird, indem der Betätiger angetrieben wird, in dem Fall, wenn die Position der Linse innerhalb des ersten Detektionsbereichs des ersten Fokusfehlersignaldetektors liegt.
Optische Speichervorrichtung nach Anspruch 1, bei der der zweite Bewegungscontroller einen Phasenkompensator umfaßt, der eine Phasenkompensation an einem Differenzsignal zwischen dem Zielbahnsignal und dem zweiten Fokusfehlersignal ausführt.
Optische Speichervorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Zielbahngenerator ein Zielbahnsignal erzeugt, das bezüglich der Zeit kontinuierlich verändert wird, und eine Veränderungsrate des Zielbahnsignals eine einzelne Polarität hat.
Optische Speichervorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Zielbahngenerator ein Zielbahnsignal erzeugt, das mit konstanter Veränderungsrate bezüglich der Zeit verändert wird.
Optische Speichervorrichtung mit: einer Linse, die angeordnet ist, um einem Speichermedium zugewandt zu sein, und dazu dient, Laserlicht auf dem Speichermedium zu fokussieren; einem Betätiger, der eine Position der Linse verändert; einem ersten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines ersten Detektionsbereichs eine Differenz zwischen einer Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem zweiten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines zweiten Detektionsbereichs, der breiter als der erste Detektionsbereich ist, eine Differenz zwischen der Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem ersten Komparator, dem ein Startsignal, das zweite Fokusfehlersignal, ein erster Schwellenwert und ein zweiter Schwellenwert zugeführt werden und der ein Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Pegel ausgibt, wenn nach Zuführung des Startsignals ein Pegel des zweiten Fokusfehlersignals größer gleich dem ersten Schwellenwert ist und der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem zweiten Schwellenwert ist; einem zweiten Komparator, dem das Ausgangssignal des ersten Komparators, das erste Fokusfehlersignal, ein dritter Schwellenwert und ein vierter Schwellenwert zugeführt werden und der ein Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Pegel ausgibt, wenn, nachdem das Ausgangssignal des ersten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, ein Pegel des ersten Fokusfehlersignals größer gleich dem dritten Schwellenwert ist und der Pegel des ersten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem vierten Schwellenwert ist; einem Näherungssteuerungsausgabegenerator, dem das Startsignal und das Ausgangssignal des zweiten Komparators zugeführt werden und der ein Näherungssteuerungsausgabesignal erzeugt, nachdem das Startsignal zugeführt ist und bis das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht; einem Zielbahngenerator, dem das Ausgangssignal des ersten Komparators und das Ausgangssignal des zweiten Komparators zugeführt werden und der ein Zielbahnsignal ausgibt, nachdem das Ausgangssignal des ersten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht und bis das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht; einem Subtrahierer, der eine Differenz zwischen dem zweiten Fokusfehlersignal und dem Zielbahnsignal ausgibt; einem ersten Phasenkompensator, dem das Ausgangssignal des ersten Komparators und das Ausgangssignal des zweiten Komparators zugeführt werden und der ein phasenkompensiertes Signal eines Ausgangssignals des Subtrahierers ausgibt, nachdem das Ausgangssignal des ersten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht und bis das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht; einem zweiten Phasenkompensator, dem das Ausgangssignal des zweiten Komparators und das erste Fokusfehlersignal zugeführt werden und der ein phasenkompensiertes Signal des ersten Fokusfehlersignals ausgibt, nachdem das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, und einem Fokusbetätigerantriebsteil, der einen Fokusbetätiger gemäß den Ausgangssignalen des Näherungssteuerungsausgabegenerators, des ersten Phasenkompensators und des zweiten Phasenkompensators antreibt.
Optische Speichervorrichtung mit: einer Linse, die angeordnet ist, um einem Speichermedium zugewandt zu sein, und dazu dient, Laserlicht auf dem Speichermedium zu fokussieren; einem Betätiger, der eine Position der Linse verändert; einem ersten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines ersten Detektionsbereichs eine Differenz zwischen einer Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem zweiten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines zweiten Detektionsbereichs, der breiter als der erste Detektionsbereich ist, eine Differenz zwischen der Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem ersten Komparator, dem ein Startsignal, das zweite Fokusfehlersignal, ein erster Schwellenwert und ein zweiter Schwellenwert zugeführt werden und der ein Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Pegel ausgibt, wenn nach Zuführung des Startsignals ein Pegel des zweiten Fokusfehlersignals größer gleich dem ersten Schwellenwert ist und der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem zweiten Schwellenwert ist; einem zweiten Komparator, dem das Ausgangssignal des ersten Komparators, das erste Fokusfehlersignal, ein dritter Schwellenwert und ein vierter Schwellenwert zugeführt werden und der ein Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Pegel ausgibt, wenn, nachdem das Ausgangssignal des ersten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, ein Pegel des ersten Fokusfehlersignals größer gleich dem dritten Schwellenwert ist und der Pegel des ersten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem vierten Schwellenwert ist; einem Näherungssteuerungsausgabegenerator, dem das Startsignal und das Ausgangssignal des zweiten Komparators zugeführt werden und der ein Näherungssteuerungsausgabesignal erzeugt, nachdem das Startsignal zugeführt ist, bis das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht; einem Zielbahngenerator, dem das Ausgangssignal des ersten Komparators und das Ausgangssignal des zweiten Komparators zugeführt werden und der ein Zielbahnsignal ausgibt, nachdem das Ausgangssignal des ersten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, bis das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht; einem Subtrahierer, der eine Differenz zwischen dem zweiten Fokusfehlersignal und dem Zielbahnsignal ausgibt; einem ersten Phasenkompensator, dem das Ausgangssignal des ersten Komparators und das Ausgangssignal des zweiten Komparators zugeführt werden und der ein phasenkompensiertes Signal eines Ausgangssignals des Subtrahierers ausgibt, nachdem das Ausgangssignal des ersten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, bis das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht; einem zweiten Phasenkompensator, dem das Ausgangssignal des zweiten Komparators und das erste Fokusfehlersignal zugeführt werden und der ein phasenkompensiertes Signal des ersten Fokusfehlersignals ausgibt, nachdem das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, und einem Fokusbetätigerantriebsteil, der einen Fokusbetätiger gemäß den Ausgangssignalen des Näherungssteuerungsausgabegenerators, des ersten Phasenkompensators und des zweiten Phasenkompensators antreibt.
Optische Speichervorrichtung mit: einer Linse, die angeordnet ist, um einem Speichermedium zugewandt zu sein, und dazu dient, Laserlicht auf dem Speichermedium zu fokussieren; einem Betätiger, der eine Position der Linse verändert; einem ersten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines ersten Detektionsbereichs eine Differenz zwischen einer Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem zweiten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines zweiten Detektionsbereichs, der breiter als der erste Detektionsbereich ist, eine Differenz zwischen der Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem ersten Komparator, dem ein Startsignal, das zweite Fokusfehlersignal und ein erster Schwellenwert zugeführt werden und der ein Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Pegel ausgibt, wenn nach Zuführung des Startsignals ein Pegel des zweiten Fokusfehlersignals größer gleich dem ersten Schwellenwert ist; einem zweiten Komparator, dem das Ausgangssignal des ersten Komparators, das zweite Fokusfehlersignal und ein zweiter Schwellenwert zugeführt werden und der ein Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Pegel ausgibt, wenn, nachdem das Ausgangssignal des ersten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, der Pegel des zweiten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem zweiten Schwellenwert ist; einem dritten Komparator, dem das Ausgangssignal des zweiten Komparators, das erste Fokusfehlersignal und ein dritter Schwellenwert zugeführt werden und der ein Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Pegel ausgibt, wenn, nachdem das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, ein Pegel des ersten Fokusfehlersignals größer gleich dem dritten Schwellenwert ist; einem vierten Komparator, dem das Ausgangssignal des dritten Komparators, das erste Fokusfehlersignal und ein vierter Schwellenwert zugeführt werden und der ein Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Pegel ausgibt, wenn, nachdem das Ausgangssignal des dritten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, der Pegel des ersten Fokusfehlersignals kleiner gleich dem vierten Schwellenwert ist; einem Näherungssteuerungsausgabegenerator, dem das Startsignal und das Ausgangssignal des zweiten Komparators zugeführt werden und der ein Näherungssteuerungsausgabesignal erzeugt, nachdem das Startsignal zugeführt ist, bis das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht; einem Zielbahngenerator, dem das Ausgangssignal des zweiten Komparators und das Ausgangssignal des vierten Komparators zugeführt werden und der ein Zielbahnsignal ausgibt, nachdem das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht und bis das Ausgangssignal des vierten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht; einem Subtrahierer, der eine Differenz zwischen dem zweiten Fokusfehlersignal und dem Zielbahnsignal ausgibt; einem ersten Phasenkompensator, dem das Ausgangssignal des zweiten Komparators und das Ausgangssignal des vierten Komparators zugeführt werden und der ein phasenkompensiertes Signal eines Ausgangssignals des Subtrahierers ausgibt, nachdem das Ausgangssignal des zweiten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht und bis das Ausgangssignal des vierten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht; einem zweiten Phasenkompensator, dem das Ausgangssignal des vierten Komparators und das erste Fokusfehlersignal zugeführt werden und der ein phasenkompensiertes Signal des ersten Fokusfehlersignals ausgibt, nachdem das Ausgangssignal des vierten Komparators den vorbestimmten Pegel erreicht, und einem Fokusbetätigerantriebsteil, der einen Fokusbetätiger gemäß den Ausgangssignalen des Näherungssteuerungsausgabegenerators, des ersten Phasenkompensators und des zweiten Phasenkompensators antreibt.
Fokusservosteuerverfahren für eine optische Speichervorrichtung, die: eine Linse enthält, die angeordnet ist, um einem Speichermedium zugewandt zu sein, und dazu dient, Laserlicht auf dem Speichermedium zu fokussieren, und einen Betätiger, der eine Position der Linse verändert, welches Verfahren umfaßt: einen ersten Fokusfehlersignaldetektionsschritt zum Detektieren, innerhalb eines ersten Detektionsbereichs, einer Differenz zwischen einer Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse; einen zweiten Fokusfehlersignaldetektionsschritt zum Detektieren, innerhalb eines zweiten Detektionsbereichs, der breiter als der erste Detektionsbereich ist, einer Differenz zwischen der Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem Speichermedium fokussiert, und der Position der Linse; einen ersten Bewegungssteuerungsschritt zum Bewirken, daß sich die Linse dem Speichermedium unter Einsatz einer rückführungslosen Steuerung nähert, indem der Betätiger angetrieben wird, bis die Position der Linse von außerhalb des zweiten Detektionsbereichs des zweiten Fokusfehlersignaldetektors in den zweiten Detektionsbereich des zweiten Fokusfehlersignals fällt; einen Zielbahnerzeugungsschritt zum Erzeugen eines Zielbahnsignals zum Bewegen der Linse; einen zweiten Bewegungssteuerungsschritt zum Bewirken, daß sich die Linse dem Speichermedium unter Einsatz eines geschlossenen Regelsystems unter Verwendung eines zweiten Fokusfehlersignals, das durch den zweiten Fokusfehlersignaldetektionsschritt detektiert wird, und des Zielbahnsignals nähert, indem der Betätiger angetrieben wird, in dem Fall, wenn die Position der Linse innerhalb des zweiten Detekti onsbereichs des zweiten Fokusfehlersignaldetektors liegt, und einen Verfolgungssteuerungsschritt zum Bewirken, daß die Position der Linse der Fokusposition der Linse bezüglich des Speichermediums folgt, unter Einsatz des geschlossenen Regelsystems unter Verwendung eines ersten Fokusfehlersignals, das durch den ersten Fokusfehlersignaldetektionsschritt detektiert wird, indem der Betätiger angetrieben wird, in dem Fall, wenn die Position der Linse innerhalb des ersten Detektionsbereichs des ersten Fokusfehlersignaldetektors liegt.
Optische Vorrichtung mit: einer Linse, die dazu dient, Laserlicht auf einem zu beleuchtenden Objekt zu fokussieren; einem Betätiger, der eine Position der Linse verändert; einem ersten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines ersten Detektionsbereichs eine Differenz zwischen einer Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem zu beleuchtenden Objekt fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem zweiten Fokusfehlersignaldetektor, der innerhalb eines zweiten Detektionsbereichs, der breiter als der erste Detektionsbereich ist, eine Differenz zwischen der Fokusposition der Linse, die das Laserlicht auf dem zu beleuchtenden Objekt fokussiert, und der Position der Linse detektiert; einem ersten Bewegungscontroller, der bewirkt, daß sich die Linse dem zu beleuchtenden Objekt unter Einsatz einer rückführungslosen Steuerung nähert, indem der Betätiger angetrieben wird, bis die Position der Linse von außerhalb des zweiten Detektionsbereichs des zweiten Fokusfehler signaldetektors in den zweiten Detektionsbereich des zweiten Fokusfehlersignaldetektors fällt; einem Zielbahngenerator, der ein Zielbahnsignal zum Bewegen der Linse erzeugt; einem zweiten Bewegungscontroller, der bewirkt, daß sich die Linse dem zu beleuchtenden Objekt unter Einsatz eines geschlossenen Regelsystems unter Verwendung eines zweiten Fokusfehlersignals, das durch den zweiten Fokusfehlersignaldetektor detektiert wird, und des Zielbahnsignals nähert, indem der Betätiger angetrieben wird, in dem Fall, wenn die Position der Linse innerhalb des zweiten Detektionsbereichs des zweiten Fokusfehlersignaldetektors liegt, und einem Verfolgungscontroller, der bewirkt, daß die Position der Linse der Fokusposition der Linse bezüglich des zu beleuchtenden Objekts folgt, unter Einsatz des geschlossenen Regelsystems unter Verwendung eines ersten Fokusfehlersignals, das durch den ersten Fokusfehlersignaldetektor detektiert wird, indem der Betätiger angetrieben wird, in dem Fall, wenn die Position der Linse innerhalb des ersten Detektionsbereichs des ersten Fokusfehlersignaldetektors liegt.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der zweite Bewegungscontroller einen Phasenkompensator umfaßt, der eine Phasenkompensation an einem Differenzsignal zwischen dem Zielbahnsignal und dem zweiten Fokusfehlersignal ausführt.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Zielbahngenerator ein Zielbahnsignal erzeugt, das bezüglich der Zeit kontinuierlich verändert wird, und eine Veränderungsrate des Zielbahnsignals eine einzelne Polarität hat.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Zielbahngenerator ein Zielbahnsignal erzeugt, das mit konstanter Veränderungsrate bezüglich der Zeit verändert wird.