JP2000293862A - 光記憶装置とフォーカスサーボ制御方法 - Google Patents
光記憶装置とフォーカスサーボ制御方法Info
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- G11B7/08511—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head with focus pull-in only
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- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
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Abstract
認を確実に高速に行う光記憶装置とフォーカスサーボ制
御方法を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、光記憶装置に関し、フォーカ
スエラー信号に所定のオフセットを注入するオフセット
注入部と、フォーカスサーボ制御部がフォーカスサーボ
引込みを行った時に、フォーカスエラー信号にオフセッ
トを注入するとともに、その時のフォーカスエラー信号
のレベル変化を検出し、フォーカスサーボ引込みの成功
又は失敗を判定するフォーカスサーボ引込み判定部とを
備えてなる。
Description
情報の記録又は再生又は光記憶媒体の製造過程における
各種処理を行う光記憶装置とそのフォーカスサーボ制御
方法に関する。
ィスクに代表される光磁気記録媒体がある。光磁気ディ
スクは、基板と、基板上に形成された磁性体からなる記
録層とを有し、光による加熱と磁界の変化を利用して情
報を記録する。また、光磁気ディスクから情報を再生す
る際には、磁気光学効果を利用する。
記録/再生するためのデータトラックが設けられてい
る。一般には、媒体の基板上にはグルーブ(トラッキン
グ案内溝)が螺旋状に設けられており、このグルーブと
グルーブに挟まれたランドと呼ばれる部分がデータ記録
再生トラックとなる。
録/再生を行う為には、LD(レーザダイオード)光を
対物レンズを通して、記録面に集光し、その集光状態を
保持し、常にジャストフォーカス(合焦点)状態に保つ
必要がある。この制御をフォーカスサーボと呼ぶ。フォ
ーカスサーボがかかっていない状態から、フォーカスサ
ーボがかかった状態にする動作、即ちフォーカスサーボ
引込みの一連の動作をフォーカスエントリーと呼ぶ。
データを記録し、そのデータを再生するためには、ジャ
ストフォーカス状態のLDビームをデータトラックに追
従させる必要がある。この追従制御をトラックサーボと
呼ぶ。
テクタにあてて、そのディテクタからの信号を加工する
ことにより、FES(フォーカスエラー信号)、TES
(トラックエラー信号) を得ることが出来る。このFE
SはLDビームの媒体面でのフォーカス状態を示す。即
ち、媒体面と焦点とのずれを電圧として示している。
と、FESはサーボ中心の電圧に漸近していく。このF
ESの挙動を「FESのS字」と呼ぶ。
にかなり近い位置(ニア)から、かなり遠い位置(ファ
ー)まで移動させると、FES電圧は、サーボ中心電圧
近傍から、片側に変位し、あるレベルから急峻にサーボ
中心電圧に近づき、通り越し、反対側に変位し、そして
またサーボ中心側に変位して、漸近する。
で、LDビームがデータトラックを横切ると、TES
は、それに合わせて、サイン波(正弦波)状の変化を示
す。TESのこのサイン波(正弦波)の1周期が、デー
タトラック1本分をLDビームが移動したことに対応す
る。通常の記録再生状態では、LDビームは、データト
ラックに追従している、即ちトラックサーボがかかって
いるため、TESは、サーボ中心付近の電圧を示す。
ーカス状態、即ちフォーカスサーボがかかった状態にあ
って、トラックサーボがかかっていない状態で、媒体が
回転していれば、媒体の偏心の存在によりLDビームが
データトラックを横切ることとなり、サイン波(正弦
波)状のTESが観測される。ここで媒体の偏心とは、
媒体を保持(チャッキング)し、回転させるスピンドル
モータの回転中心と、媒体上の螺旋状データトラックの
螺旋(円)仮想中心とのずれのことを言う。
を回転させた時、固定したLDビームから見るとあたか
もデータトラックが媒体半径方向に移動しているように
見える。
ラックを横切っていることになる。このように、媒体の
データトラックが存在する領域で、フォーカスサーボが
かかった状態にし、トラックサーボがかかっていない状
態であれば、偏心の存在によってTESはサイン波(正
弦波)状の動きをする。
きは、LDビームがデータトラックを横切るためで、媒
体上にデータトラック(ランド・グルーブ)が存在しな
ければ、このようなサイン波(正弦波)とはならない。
通常、媒体の最内周と最外周の部分は、データトラック
(ランド・グルーブ)が存在しない環状の領域が存在
し、ここを鏡面部と呼ぶ。
対物レンズを上下動させ、FESがサーボ中心の電圧を
横切る点で、ジャストフォーカス(媒体記録面に合焦)
状態であることが分かるが、この状態で、フォーカスサ
ーボの制御ループを閉じることにより、フォーカスサー
ボをかけることが出来る。
ち、フォーカスサーボの制御ループを閉じた際に、媒体
の面ぶれ状態、対物レンズの移動速度等の不安定要素に
より、フォーカスサーボがかかり続けることが出来ず
に、フォーカスサーボが外れる場合が発生する。
を媒体面上に保持しようとする制御であり、対物レンズ
の焦点距離が固定なので、媒体面と対物レンズの相対距
離を一定に保とうとする制御である。媒体の面ぶれが大
きかったり、対物レンズの移動速度が大きいと、媒体面
と対物レンズの相対距離の変化が大きいということなの
で、フォーカス引き込みの失敗要因となる。
(フォーカスのサーボループを閉じた)後、必ずしも安
定にフォーカスサーボがかかっているとは限らないの
で、安定にフォーカスサーボがかかっていることを確認
する判断を必要とする。もし、安定にフォーカスサーボ
がかかっていないと判断されれば、再度フォーカスエン
トリーを行う即ちリトライを行う必要がある。
かどうか、即ちフォーカスサーボが安定してかかった
か、を判断するためには、従来、 1.FESがあるレベル以上に変位しないこと、即ちF
ESのレベルがサーボ中心電圧付近にあること 2.TESが、ある振幅で変動していること(サイン波
状の挙動) 3.LPOS(レンズ位置信号)があるレベル以上に変
位しないこと 等を確認している。
かった状態で、TESがある振幅で変動しているために
は、LDビームが媒体面上のグルーブ(トラックサーボ
をかけるための案内溝)が存在する部分に位置づけられ
ている必要がある。
Sを作成する機構を必要とする。LPOSに関しては、
下記で説明する。
対物レンズを保持する移動光学系(ヘッド)は、従来、
VCM(ボイスコイルモータ)により半径方向に移動す
るキャリッジと呼ばれる機構の上に、2 次元アクチュエ
ータが搭載された機構をなしている。
ルにより、対物レンズをフォーカス方向に制御する、即
ちLDビームの焦点位置をフォーカス方向に制御するフ
ォーカスアクチュエータと、トラックコイルにより対物
レンズ(あるいはLDビーム)をトラック方向に制御す
るトラックアクチュエータから構成されている。
ックアクチュエータ即ち対物レンズの変位量を示す。
クを高速化したり、部品点数を減らして、低コスト化す
るために、フォーカスアクチュエータと、VCM(ある
いは、トラックアクチュエータ)だけから構成されるキ
ャリッジ、所謂1軸タイプのアクチュエータを採用する
場合もある。
場合、従来型のトラックアクチュエータは存在しない。
LPOSは、この従来型のトラックアクチュエータのキ
ャリッジに対する変位を示す信号であり、1軸タイプの
アクチュエータの場合は従来型のトラックアクチュエー
タが存在しないためにLPOSは存在しない。このた
め、前記4項のLPOSを用いた、フォーカスエントリ
ー成功確認は出来ない。
る装置においても、LPOSは、キャリッジに対する対
物レンズ(トラックアクチュエータ)のトラック方向
(半径方向)の変位を示す信号である。
ズ(トラックアクチュエータ)がトラック方向(半径方
向)に暴れれば、その暴れを検出し、フォーカスエント
リー失敗の判断の一つとして使用出来るが、フォーカス
エントリー失敗時に、対物レンズ(トラックアクチュエ
ータ)がトラック方向(半径方向)に暴れなければ、フ
ォーカスエントリー失敗の判断には使用する事ができな
い。この為、元々、フォーカスエントリー成功判断にL
POSを使用することは、補助手段でしかなかった。
はアクチュエータ、あるいは対物レンズ)が位置してい
れば、フォーカスサーボがかかった状態で、TESがサ
イン波(正弦波)状の振る舞いをするので、それにより
フォーカスサーボが正常にかかったことを判断できる。
(グルーブが存在しない部分)に位置していれば、フォ
ーカスサーボがかかった状態でも、TESは、平坦な波
形である。
に位置している場合、フォーカスサーボがかかっている
かどうかの判断は非常に難しくなる。このため、フォー
カスエントリー成功判断にTESを使用する場合は、L
Dビーム(アクチュエータ、対物レンズ)をグルーブの
存在する半径位置に位置づける必要がある。
LDビーム(アクチュエータ)を確実に位置づけ、その
位置づけ確認をするためのセンサーも、コスト削減のた
めに搭載されていない場合がある。
部分にLDビーム(アクチュエータ)を正確に位置づけ
ることが出来ず、グルーブの存在しない領域で、フォー
カスエントリーを行わなくてはならない場合がある。こ
の場合は、上記1項での、TESを使用したフォーカス
エントリー成功判断は、使用出来なくなる。
ルモータにチャッキング(固定)されていて、媒体は完
全な平面ではなく、媒体を一定回転数で回転させた時、
媒体の回転による接線方向の線速度は外周部の方がより
大きいため、外周側では媒体の成形誤差等で発生する面
ぶれが大きくなる。
カスエントリー時の外乱要素が少ない方が良いことは自
明であり、媒体面ぶれは、媒体面と対物レンズの相対距
離の変動なので、媒体面ぶれのより少ない内周部で、フ
ォーカスエントリーを行った方が、中周・外周部で行う
より成功率は高い。
回転中心近傍でフォーカスエントリーを行った方が有利
なのだが、媒体のそのような最内周領域は、コントロー
ルトラックやユーザトラックであるデータトラックより
もさらに内周であり、ISO規格等で規定されていない
為、基本的にグルーブが存在せずに、TESを使用した
フォーカスエントリー成功確認は出来なくなる。尚、媒
体メーカによっては製番等を記録する為に特別にグルー
ブを形成する場合がある。
部でのフォーカスエントリー例を示す。(A)はフォー
カス駆動電流を示し、最初レンズ持ち上げ方向に移動さ
せる電流を流し、徐々に下げる方向に移動させる電流を
流し、サーボループが閉まると徐々に0に収束してい
く。(B)はFESの挙動を示し、サーボ中心電圧V
2、エラー判別基準電圧V1、V3によりエラーとなっ
たか、引き込まれたかを認識することができる。(C)
はTESの挙動を示し、サーボ中心電圧V5、エラー判
別基準電圧V4、V6によりトラックの中心にいるか、
トラックを横切ったかを認識することができる。
に、フォーカスサーボループを閉じて、フォーカスサー
ボをかけても、LDビームは媒体の鏡面部に位置し、そ
こではグルーブが存在しないために、TESは、サイン
波(正弦波)状の振る舞いを示さない。
行うと、成功しているにも関わらず、TESがV4を越
えたり、V6を下回ったりしないので、失敗とみなして
しまう。
作成功確認において、TESやLPOSを使用できず
に、FESの挙動でのみ判断するしかない場合、その確
認動作が、前述したこれまでの確認動作に比べて精度が
低いという問題があった。
の成功確認において、その確認にFESしか使用出来な
い場合や、グルーブが形成されていない場所で行う場合
でも、精度の高いフォーカス引込みの成功/失敗の確認
を実現することを目的とする。
スポットとの相対的位置関係を一定に維持するフォーカ
スサーボ制御を行う光記憶装置において、前記光スポッ
トを前記記憶媒体に対して相対的に移動させるフォーカ
スアクチュエータと、前記フォーカスアクチュエータを
駆動する駆動部と、前記記憶媒体と前記光スポットとの
相対的位置関係を示すフォーカスエラー信号を検出する
フォーカス検出部と、前記フォーカス検出部から検出さ
れたフォーカスエラー信号に基づいて前記駆動部を駆動
し、前記フォーカスアクチュエータを移動させるフォー
カスサーボ制御部と、前記フォーカスエラー信号に所定
のオフセットを注入するオフセット注入部と、前記フォ
ーカスサーボ制御部がフォーカスサーボ引込みを行った
時に、フォーカスエラー信号に前記オフセットを注入す
るとともに、その時のフォーカスエラー信号のレベル変
化を検出し、フォーカスサーボ引込みの成功又は失敗を
判定するフォーカスサーボ引込み判定部とを備えてな
る。
は、判定後注入したオフセット分を除去することを特徴
とする。
は、フォーカスサーボを引込み後の前記オフセットの注
入前のフォーカスエラー信号の積分値と、オフセットの
注入後のフォーカスエラー信号の積分値を比較してフォ
ーカスエラー信号のレベル変化を検出することを特徴と
する。
は、フォーカスサーボを引込み後の前記オフセットの注
入前のフォーカスエラー信号を複数回サンプリングした
値の正負最大値の中心値と、前記オフセット注入後のフ
ォーカスエラー信号を複数回サンプリングした値の正負
最大値の中心値を比較してフォーカスエラー信号のレベ
ル変化を検出することを特徴とする。
は、フォーカスサーボを引き込み後の前記オフセットの
注入前のフォーカスエラー信号のローパスフィルター後
のレベルと、前記オフセットの注入後のフォーカスエラ
ー信号のローパスフィルター後のレベルを比較してフォ
ーカスエラー信号のレベル変化を検出することを特徴と
する。
は、前記オフセットの注入後のフォーカスエラー信号の
レベルと注入したオフセット値を加算するとゼロになる
ことを検出することを特徴とする。
は減算して与えることを特徴とする。
き込みのリトライ回数が増加する毎に小さくすることを
特徴とする。
イ回数が増加する毎に、足し込んで注入した後の待ち時
間を長くすることを特徴とする。
旦正負どちらか一方にオフセットを注入して、上記成功
判定をした後、さらに、それとは逆の極性でオフセット
を注入し、2度目の確認を行うことを特徴とする。
関係を一定に維持するフォーカスサーボ制御方法におい
て、前記検出体と前記光スポットとの相対的位置関係を
示すフォーカスエラー信号を検出するステップと、前記
フォーカスエラー信号に所定のオフセットを注入するス
テップと、フォーカスサーボ引込みを行った時に、前記
フォーカスエラー信号に前記オフセットを注入するとと
もに、その時のフォーカスエラー信号のレベル変化を検
出し、フォーカスサーボ引込みの成功又は失敗を判定す
るステップとを少なくとも含んでなることを特徴とす
る。
する。
説明する。図3は、記憶装置の一実施例の概略構成を示
すブロック図であり、本実施例では、本発明が光ディス
ク装置に適用されている。記憶装置の本発明なるフォー
カスエントリー成功確認方法の各実施例を採用し得る。
略コントロールユニット10とエンクロージャ11とか
らなる。コントロールユニット10は、光ディスク装置
の全体的な制御を行うMPU12、ホスト装置(図示せ
ず)との間でコマンド及びデータのやり取りを行うイン
タフェース17、光ディスク(図示せず)に対するデー
タのリード/ライトに必要な処理を行う光ディスクコン
トローラ(ODC)14、デジタルシグナルプロセッサ
(DSP)16及びバッファメモリ18を有する。
C14及びインタフェース17で共用され、例えばダイ
ナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)を含む。
クロックを生成するのに用いる水晶振動子101は、M
PU12と接続されている。
と、誤り訂正符号(ECC)処理部14−2とが設けら
れている。ライトアクセス時には、フォーマッタ14−
1がNRZライトデータを光ディスクのセクタ単位に分
割して記録フォーマットを生成し、ECC処理部14−
2がセクタライトデータ単位にECCを生成して付加す
ると共に、必要に応じて巡回冗長検査(CRC)符号を
生成して付加する。
号化が済んだセクタデータを例えば1−7ランレングス
リミテッド(RLL)符号に変換する。リードアクセス
時には、セクタデータに対して1−7RLLの逆変換を
行い、次にECC処理部14−2でCRCを行った後に
ECCによる誤り訂正検出及び誤り訂正を行う。
のNRZデータを連結してNRZリードデータのストリ
ームとしてホスト装置に転送させる。
回路(LSI)20が設けられ、ライトLSI20は、
ライト変調部21とレーザダイオード制御回路22とを
有する。レーザダイオード制御回路22の制御出力は、
エンクロージャ11側の光学ユニットに設けられたレー
ザダイオードユニット30に供給される。
ダイオード30−1とモニタ用ディテクタ30−2とを
一体的に有する。ライト変調部21は、ライトデータを
ピットポジションモジュレーション(PPM)記録(マ
ーク記録とも言う)又はパルスウィドスモジュレーショ
ン(PWM)記録(エッジ記録とも言う)でのデータ形
式に変換する。
データの記録再生を行う光ディスク、即ち、書き換え可
能な光磁気(MO)カートリッジ媒体として、本実施例
では128MB、230MB、540MB,640M
B,1.3GBのいずれかを使用することができる。
光ディスク上のマークの有無に対応してデータを記録す
るPPM記録が採用されている。また、光ディスクの記
録フォーマットは、128MBの光ディスクの場合はコ
ンスタントアンギュラベロシティ(CAV)が採用さ
れ、230MBの光ディスクの場合はゾーンコンスタン
トアンギュラベロシティ(ZCAV)が採用され、ユー
ザ領域のゾーン数は128MBの光ディスクで1ゾー
ン、230MBの光ディスクで10ゾーンである。
BのMOカートリッジ媒体については、マークのエッ
ジ、即ち、前縁及び後縁とをデータに対応させて記録す
るPWM記録が採用されている。ここで、540MBの
光ディスクと640MBの光ディスクとの記憶容量の差
は、セクタ容量の違いみよるものであり、セクタ容量が
2048バイトの場合は640MBの光ディスクとな
り、セクタ容量が512バイトの場合は540MBの光
ディスクとなる。
ゾーンCAVであり、ユーザ領域のゾーン数は640M
Bの光ディスクで11ゾーン、540MBの光ディスク
で18ゾーンである。
230MB、540MB、640MB、1.3GBの光
ディスク、更に、ダイレクトオーバーライト対応の23
0MB、540MB、640MB、1.3GBの光ディ
スクにも対応可能である。
ードすると、先ず光ディスクの識別(ID)部をリード
してそのピット間隔からMPU12で光ディスクの種別
を認識し、種別の認識結果をODC14に通知する。
リードLSI24が設けられ、リードLSI24にはリ
ード復調部25と周波数シンセサイザ26とが内蔵され
る。リードLSI24に対しては、エンクロージャ11
に設けたID/MO用ディテクタ32によるレーザダイ
オード30−1からのレーザ(LD)ビームの戻り光の
受光信号が、ヘッドアンプ34を介してID信号及びM
O信号として入力されている。
は、自動利得制御(AGC)回路、フィルタ、セクタマ
ーク検出回路等の回路機能が設けられ、リード復調部2
5は入力されたID信号及びMO信号からリードクロッ
ク及びリードデータを生成してPPMデータ又はPWM
データを元のNRZデータに復調する。
MPU12からリードLSI24に内蔵された周波数シ
ンセサイザ26に対してゾーン対応のクロック周波数を
発生させるための分周比の設定制御が行われる。
ル分周器を備えたフェーズロックドループ(PLL)回
路であり、光ディスク上のゾーン位置に応じて予め定め
た固有の周波数を有する基準クロックをリードクロック
として発生する。
ラマブル分周器を備えたPLL回路で構成され、MPU
12がゾーン番号に応じて設定した分周比m/nに従っ
た周波数foの基準クロックを、fo=(m/n)・f
iに従って発生する。
は、128MB、230MB、540MB、640MB
又は1.3GBの光ディスクの種別に応じた固有の値で
ある。また、分周比m/nの分子の分周値mは、光ディ
スクのゾーン位置に応じて変化する値であり、各光ディ
スクに対してゾーン番号に対応した値のテーブル情報と
して予め準備されている。更に、fiは、周波数シンセ
サイザ26の外部で発生した基準クロックの周波数を示
す。
タは、ODC14のリード系統に供給され、1−7RL
Lの逆変換を行った後にECC処理部14−2の符号化
機能によりCRC及びECC処理を施され、NRZセク
タデータに復元される。
タデータを繋げたNRZリードデータのストリームに変
換し、バッファメモリ18を経由してインターフェース
17からホスト装置に転送される。
してエンクロージャ11側に設けた温度センサ36の検
出信号が供給されている。MPU12は、温度センサ3
6で検出した光ディスク装置内部の環境温度に基づき、
レーザダイオード制御回路22におけるリード、ライト
及びイレーズの各発光パワーを最適値に制御する。
イバ38によりエンクロージャ11側に設けたスピンド
ルモータ40を制御する。本実施例では、光ディスクの
記録フォーマットがゾーンCAVであるため、スピンド
ルモータ40は例えば3000rpmの一定速度で回転
される。
てドライバ42を介してエンクロージャ11側に設けた
電磁石44を制御する。電磁石44は、光ディスク装置
内にロードされた光ディスクのLDビーム照射側と反対
側に配置されており、記録時及び消去時に光ディスクに
外部磁界を供給する。
ダイオード30からのLDビームの位置決めを行うため
のサーボ機能を備え、目的トラックにシークしてオント
ラックするためのシーク制御部及びオントラック制御部
として機能する。このシーク制御及びオントラック制御
は、MPU12による上位コマンドに対するライトアク
セス又はリードアクセスに並行して同時に実行すること
ができる。
エンクロージャ11側の光学ユニットに光りディスクか
らのLDビーム戻り光を受光するフォーカスエラー信号
(FES)用ディテクタ45を設けている。FES検出
回路46は、FES用ディテクタ45の受光出力からF
ESを生成してDSP16に入力する。エンクロージャ
11側の光学ユニットには、光ディスクからのLDビー
ム戻り光を受光するトラッキングエラー信号(TES)
用ディテクタ47も設けられている。
タ47の受光出力からTESを生成してDSP16に入
力する。TESは、トラックゼロクロス(TZC)検出
回路50にも入力され、TZCパルスが生成されてDS
P16に入力される。
対してレーザ(LD)ビームを照射する対物レンズの位
置を検出するレンズ位置センサ54が設けられでおり、
レンズ位置センサ54からのレンズ位置検出信号(LP
OS)はDSP16に入力される。
スポットの位置を制御するため、ドライバ58、62、
66を介してフォーカスアクチュエータ60、レンズ
(トラック)アクチュエータ64及びボイスコイルモー
タ(VCM)68を制御して駆動する。
示す断面図である。図3に示すように、ハウジング67
内にはスピンドルモータ40が設けられ、インレットド
ア69側からMOカートリッジ70を挿入することで、
MOカートリッジ70に収納された光ディスク(MOデ
ィスク)72がスピンドルモータ40の回転軸のハブに
装着されて光ディスク72が光ディスク装置にロードさ
れる。
ディスク72の下側には、VCM64により光ディスク
72のトラックを横切る方向に、ガイドレール84によ
り案内されている移動自在なキャリッジ76が設けられ
ている。キャリッジ76上には対物レンズ80が搭載さ
れ、固定光学系78に設けられているレーザダイオード
(30−1)からのLDビームを立ち上げミラー82を
介して入射して光ディスク72の記録面にLDビームス
ポットを結像する。
ジャ11のフォーカスアクチュエータ60により光軸方
向に移動制御され、又、レンズ(トラック)アクチュエ
ータ64により光ディスク72のトラックを横切る半径
方向に例えば数十トラックの範囲内で移動可能である。
このキャリッジ76に搭載されている対物レンズ80の
位置が、図3のレンズ位置センサ54により検出され
る。レンズ位置センサ54は、対物レンズ80の光軸が
直上に向かう中立位置でレンズ位置検出信号をゼロと
し、光ディスク72のアウタ側への移動とインナ側への
移動に対して各々異なる極性の移動量に応じたレンズ位
置検出信号を出力する。
ーカス方向位置とFESの関係(FESの「S字」と呼
ぶ)の例では、対物レンズをフォーカス方向に移動する
と、FESはこの図のように変化する。
切る点がジャストフォーカス(合焦点)である。フォー
カスエントリー時に、対物レンズをフォーカス方向に移
動させ、FESがサーボ中心電圧を横切ることを監視
し、この点でフォーカスサーボ制御ループを閉じること
により、フォーカスサーボをかける。
よる信号処理ブロック図を示す。媒体面で反射し、光学
ヘッド150に戻ってきたLDビームは、サーボ用のデ
ィテクタに当たる。
を作り出す回路が、FES作成回路152である。ここ
で作成されたFESは、DSP16に入力され、A/D
コンバータ154により、デジタル信号に変換される。
その後、DSP16の内部演算により、オフセット注入
部156を通る。ここで注入されるオフセットが本発明
で操作するオフセットである。その後、感度補正15
8、位相補償処理160がなされる。
ーボループの開閉を示し、ここで、フォーカスサーボの
オン・オフが制御される。その後のバイアス注入部16
4を通過する。ここでODDの指示により注入されるバ
イアスとは、対物レンズを上下方向即ちフォーカス方向
に移動させるための処理部分である。
対物レンズをフォーカス方向に動かし、位置を変えるこ
とが出来る。このあと各種演算処理されたデジタル信号
は、D/Aコンバータ166を介して、アナログ信号に
変換される。
電流を流すための駆動回路168に入り、そこから出力
された電流信号が、光学アクチュエータ170のフォー
カスコイルに流れ、フォーカスアクチュエータを駆動す
る。
判断の例を示す。これらの判定は、MPUやODCやD
SPのエンクロージャを駆動させるファームウエア機能
であるODDで行っても良いし、DSPに判定機能を設
けて実現することも可能である。
に、フォーカスサーボループを閉じて、フォーカスサー
ボをかけ、サーボ安定化のため一定時間待つ。その後F
ESがエラー判定基準を超えなかったとする。
下回ったりしなかったとする。この時、DSPはオフセ
ットを注入し、FESを監視し、オフセット注入に伴っ
てFESが変化することを検出して、フォーカスエント
リーが成功したと判断する。判断の後、注入したオフセ
ットは元に戻すべく除去する。
じて、フォーカスサーボをかけた後、サーボ安定化のた
め一定時間待ち、その後FESがエラー判定基準を超え
なかったとする。そして図示するa−bの区間でオフセ
ットを注入しない状態でのFESのレベル(A)を読み
取る。
0H)を徐々に注入する。そして、c−dの区間で、変
動したFESのレベル(B)を読み取る。d−eの区間
で、注入したオフセットを徐々にゼロとし、e―fの区
間となる。通常は、ここまででレベル(A)、(B)を
比較して、フォーカスエントリー合否判定を終了する。
否判定の精度を向上するために、区間c−dとは逆のオ
フセットを注入する例を示す。f−gの区間で上記とは
逆に+20Hのオフセットを注入し、g−hの区間でF
ESのレベル(C)を読み取る。
をゼロに戻す。ここでフォーカスエントリー合否判定の
再確認として、レベル(A)、(C)を比較する。下記
に、フォーカスサーボループにオフセットを注入した時
のFESの振る舞いを説明する。
態では、そのサーボループにオフセットを注入すると、
一巡してきたFESがそのオフセット量に比例した量だ
け変動する。
心電圧に常になるように、フォーカスアクチュエータを
制御するものである。入力のFESにオフセットを加え
た場合、そのオフセット加算後のFESがサーボ中心電
圧となるような制御がかかる。
ようにFESは変動することになる。異常なサーボ点で
サーボがかかっている場合は、サーボループにオフセッ
トを注入しても、一巡してきたFESは、殆ど変化しな
い。
うとしている状態は、前述したように、対物レンズがメ
カ的な限界位置にぶつかっている状態なので、オフセッ
トを注入しても、対物レンズは動かず、対物レンズが動
かなければ、FESも変動しない為である。
かかっている時は、オフセットを注入するとそれに伴っ
て、対物レンズが動くので、一巡してきたFESは、そ
のオフセット量に比例した量だけ変動する。
ー後、FESがあるレベル以上変位しない(オフフォー
カス信号が発生しない)ことを確認した後、下記の方式
で、フォーカスエントリー成功を判断する。
ボループにオフセットを加える。そして、一巡してきた
FESを、A/Dコンバータによって取り込み、その電
圧が、オフセットを加える前のFES電圧に比べて、期
待する電圧だけ変位しているかどうかを計算する。
レベルの変動量が、期待する値にある場合は、フォーカ
スエントリーが成功し、安定してフォーカスサーボがか
かっていると判断する。
認して、オフフォーカスが発生しなかった場合、DSP
の処理部171は、A/Dコンバータにより読み込んだ
FESを積算或いは平均化し、定常状態でのFESのレ
ベルを得る。その後、A/Dコンバータにより読み込ん
だFESに対して、ODD(光ディスクドライバ:フォ
ーカスサーボ制御を行うフォーカスサーボ制御部に相当
する機能を含むものである)の指示によりDSPの内部
計算によりある一定量のオフセットを加える。
ままフォーカスコイルに加わる電流の変化として表わ
れ、物理的に対物レンズがそのオフセット分上下フォー
カス方向に移動する。
ことは、フォーカスサーボの不安定要因となるため、あ
る程度ゆっくりとオフセットを変化させる必要がある。
例えば、オフセットを−20H 変化させようとする時
に、一度に−20Hするのではなく、−2Hしては、一
定時間待っては、次の−2Hを加えるの連続動作とし、
徐々に−20Hまで変化させる必要がある。
入し終わったら、DSPの判定部172は上記と同様
に、オフセットが注入された状態でのFESレベルを読
み取る。ここで、上記オフセットが注入される前のFE
Sレベルと、オフセット注入後のFESレベルとを比較
し、差を計算する。
量以上の場合は、フォーカスサーボループが正常にかか
っていると判断出来る。即ち、フォーカスエントリが成
功したと判断出来る。これが、第二次のフォーカスエン
トリー成功判断であり、本発明の実現しようとする方式
である。
トは、加える前の状態に戻す。また、このオフセットを
戻す場合も、対物レンズは、物理的に移動するため、上
記と同様、ゆっくりと変化させる必要がある。
いて、上記例では、オフセットを−20Hとしたが、こ
の確認の後に、更にオフセットをそれとは逆に+20H
して再度確認すれば、オフセット両方向の確認が出来、
エントリー成功判断の精度を向上することが出来る。こ
の処理を図5の区間f−g−h−iによって示す。
ー時のフローチャートを示す。図7−bは、図7−aの
続きのフローチャートを示す。先ず、バイアスとオフセ
ットに初期値00Hを設定する(S1)。
ために、バイアスを+08Hする(S2)。これを繰り
返し、加えたバイアスが+40Hとなるようにし、対物
レンズをかなり媒体に近い位置まで持ち上げる(S2、
S3)。今度は、バイアスを−02Hし、対物レンズを
下げ始める。
小さくしている理由は、ジャストフォーカス点付近で
は、対物レンズの動きに対して、FESは急激な変化を
示すので、FESがサーボ中心電圧を横切る点を見逃さ
ないようにするため対物レンズをゆっくりと下げるため
である(S4)。
りきってしまってFESがサーボ中心電圧を横切る点が
見つからなかったことを判断する(S5)。即ち、バイ
アスを減じて、−40Hに達してもジャストフォーカス
点が見つからず、フォーカスエントリーが失敗したこと
を判断する部分である。
トリー失敗と判断した場合は、エラー処理へと移行す
る。このように、対物レンズを下げながら、FESがサ
ーボ中心電圧を横切る点を探す(S6)。
サーボ中心電圧を横切る点を見つけたら、LDビームは
ジャストフォーカスにあるので、フォーカスサーボをオ
ンする(S7)。
判断処理となる。先ず、20msecの間、FESがエ
ラー判別基準を超えないことを判断する。ここでフォー
カス引き込み後にFESが暴れてないかを判断する(S
8)。
基準を超えていれば、フォーカスエントリーは失敗した
ものと判断する。エントリー失敗と判断した場合は、エ
ラー処理へと移行する。この第一の判断を行い、成功し
たと判断した後、オフセットが注入されていない状態
で、FESのレベルを積分し、その値をレジスタ(A)
に保存しておく(S9)。
−2づつ徐々に注入していく(S10〜S12)。ここ
で、−20Hのオフセットが注入された状態でFESの
レベルを処理部171(ここでは積分回路)で積分し、
その値をレジスタ(B)に保存しておく(S13)。判
断のために注入したオフセットを+2づつ徐々に元に戻
す(S14〜S16)。
のFESのレベル(レジスタ(B))からオフセットを
注入する前のFESのレベル(レジスタ(A))を引い
て、その差が18H(期待するFES変動値より若干小
さな値)以上であれば(S17)、フォーカスエントリ
ーは成功したと判断し、正常終了する(S18)。
を注入したにも関わらず、FESの変動が少ないため、
フォーカスエントリー失敗と判断し、エラー処理に移行
する。
測定する時、FESの積分値を用いた。ここで積分値を
用いるのは、サーボ残差等で若干変動するFESレベル
の平均値を測定したいからであり、積分値の他に、FE
Sを数回サンプルして、最大値・最小値を求め、その中
間値を用いることも出来る。
にローパスフィルタをかけて、その出力値を用いること
も出来る。
理部171は、積分回路又は平均化回路、もしくはロー
パスフィルタ、それらのローパスフィルタ後平均化する
ような複合回路で構成することで可能である。
セットを変動させることは、実際に対物レンズを動かす
こととなり若干フォーカスサーボを不安定にさせること
にも成り得る。
時には、その影響をさらに緩和するために、オフセット
の変化を1回目のフォーカスエントリー時に比べてゆっ
くり行うようにしても良い。フォーカスサーボループを
閉じた後、オフセットを注入し始める時間を変えるよう
にしても良い。
量を少なくするか、或いは、S11、S15の待ち時間
を長くすることで、変化率を緩和することができる。
+2Hずつとしていたものを+1Hに変える、もしくは
2H変化させる時間を長くすることによって単位時間当
たりの変化量(速度)を変えるようにすれば良い。
図に示すように、FESをA/Dコンバータで変換した
直後で、感度補正する前であるなら、注入したオフセッ
ト量と、オフセットを注入することによって生じるFE
Sの変動量は、符号が逆で絶対値は同じである。また、
モニタするFESは、感度補正後であるとその補正分の
計算処理が必要となり、処理が複雑になり高速な判断が
できないが、感度補正前であれは効率的で簡単である。
変動量を加えると、ゼロとなる。上記では、オフセット
注入の前後でのFESレベルの変動量で判断していた
が、このような判断も使用する事も出来る。この場合、
図6−bのS17の判定を、オフセットによって変化し
たFESレベル(レジスタ(B)−レジスタ(A))=
−1×加えたオフセット量(−20H)とすることも出
来る。
の条件判断において、「エラー」とは、フォーカスエン
トリー処理が失敗したと判断した時のエラー処理を示
す。これは、フォーカスサーボがオン状態であればオフ
とし、注入したバイアス及びオフセットを00Hに戻す
処理である。通常、リトライ処理として、S1に戻る。
ODDはリトライ処理に入り、リトライ回数を管理した
上で、数回リトライを実行する。DSP16から成功の
判定を得たODDは、トラック引込み等の次の処理へと
ステップを進める。
を受けやすいFESのS字挙動やTESの挙動をモニタ
するものでは無く、オフセットという確実に検出できる
信号成分を用いてオフセットの挙動をモニタしている
為、フォーカスエントリーの成功確認を高速に安定に確
実に行うことができる。
功確認において、その確認に従来のFES、TES、L
POSを使用した確認方法と兼用して、さらに精度のよ
いフォーカスエントリーの確認方法を実現することもで
きる。つまり、前述の実施例のように記憶媒体の鏡面部
に対してだけでなく、グルーブ形成部に対しても本発明
の確認方法を適用することは可能である。
が、相変化型光ディスク、DVD、CD、光カード/テ
ープ、光磁気カード/テープ等においても本発明は適用
可能である。また、検出体としては、このようなフォー
カスエントリーを行うものに対して様々に応用可能であ
る。
ば、フォーカスサーボ引込みの成功/失敗判断を、LD
ビームが媒体上のデータトラック部(グルーブ形成部
分)、鏡面部どちらに位置していたとしても、高精度に
高速に行うことが出来る。
つまりできる限り面振れの影響を受けない部分で、フォ
ーカスエントリーを行うことをができる。
て、すばやく次のトラック引込み等の初期処理(イニシ
ャライズ)に移行することが可能になり、光記憶装置の
性能向上を図ることができる。
機構や回路を追加する事無しに、装置内部のプログラム
を変更するだけで、容易に実現することが出来る。
係(FESの「S字」)を説明する図である。
た例を説明する図である。
る。
示すブロック図である。
る。
する図である。
ャート(その1)である。
ャート(その2)である。
Claims (11)
- 【請求項1】 記憶媒体と光スポットとの相対的位置関
係を一定に維持するフォーカスサーボ制御を行う光記憶
装置において、 前記光スポットを前記記憶媒体に対して相対的に移動さ
せるフォーカスアクチュエータと、 前記フォーカスアクチュエータを駆動する駆動部と、 前記記憶媒体と前記光スポットとの相対的位置関係を示
すフォーカスエラー信号を検出するフォーカス検出部
と、 前記フォーカス検出部から検出されたフォーカスエラー
信号に基づいて前記駆動部を駆動し、前記フォーカスア
クチュエータを移動させるフォーカスサーボ制御部と、 前記フォーカスエラー信号に所定のオフセットを注入す
るオフセット注入部と、 前記フォーカスサーボ制御部がフォーカスサーボ引込み
を行った時に、フォーカスエラー信号に前記オフセット
を注入するとともに、その時のフォーカスエラー信号の
レベル変化を検出し、フォーカスサーボ引込みの成功又
は失敗を判定するフォーカスサーボ引込み判定部と、を
備えてなることを特徴とする光記憶装置。 - 【請求項2】 前記フォーカスサーボ引込み判定部は、
判定後注入したオフセット分を除去することを特徴とす
る請求項1記載の光記憶装置。 - 【請求項3】 前記フォーカスサーボ引込み判定部は、
フォーカスサーボを引込み後の前記オフセットの注入前
のフォーカスエラー信号の積分値と、オフセットの注入
後のフォーカスエラー信号の積分値を比較してフォーカ
スエラー信号のレベル変化を検出することを特徴とする
請求項1記載の光記憶装置。 - 【請求項4】 前記フォーカスサーボ引込み判定部は、
フォーカスサーボを引込み後の前記オフセットの注入前
のフォーカスエラー信号を複数回サンプリングした値の
正負最大値の中心値と、前記オフセット注入後のフォー
カスエラー信号を複数回サンプリングした値の正負最大
値の中心値を比較してフォーカスエラー信号のレベル変
化を検出することを特徴とする請求項1記載の光記憶装
置。 - 【請求項5】 前記フォーカスサーボ引込み判定部は、
フォーカスサーボを引き込み後の前記オフセットの注入
前のフォーカスエラー信号のローパスフィルター後のレ
ベルと、前記オフセットの注入後のフォーカスエラー信
号のローパスフィルター後のレベルを比較してフォーカ
スエラー信号のレベル変化を検出することを特徴とする
請求項1記載の光記憶装置。 - 【請求項6】前記フォーカスサーボ引込み判定部は、前
記オフセットの注入後のフォーカスエラー信号のレベル
と注入したオフセット値を加算するとゼロになることを
検出することを特徴とする請求項1記載の光記憶装置。 - 【請求項7】 前記オフセットは、段階的に加算又は減
算して与えることを特徴とする請求項1記載の光記憶装
置。 - 【請求項8】 前記加算量は、フォーカスサーボ引き込
みのリトライ回数が増加する毎に小さくすることを特徴
とする請求項7記載の光記憶装置。 - 【請求項9】 フォーカスサーボ引き込みのリトライ回
数が増加する毎に、足し込んで注入した後の待ち時間を
長くすることを特徴とする請求項7記載の光記憶装置。 - 【請求項10】 前記オフセットを注入する時、一旦正
負どちらか一方にオフセットを注入して、上記成功判定
をした後、さらに、それとは逆の極性でオフセットを注
入し、2度目の確認を行うことを特徴とする請求項1記
載の光記憶装置。 - 【請求項11】 検出体と光スポットとの相対的位置関
係を一定に維持するフォーカスサーボ制御方法におい
て、 前記検出体と前記光スポットとの相対的位置関係を示す
フォーカスエラー信号を検出するステップと、 前記フォーカスエラー信号に所定のオフセットを注入す
るステップと、 フォーカスサーボ引込みを行った時に、前記フォーカス
エラー信号に前記オフセットを注入するとともに、その
時のフォーカスエラー信号のレベル変化を検出し、フォ
ーカスサーボ引込みの成功又は失敗を判定するステップ
と、を少なくとも含んでなることを特徴とするフォーカ
スサーボ制御方法。
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