JP2003022546A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカス引き込み動作の安定条件が定常的
に満たされなくなることを防ぐ。 【解決手段】 フォーカスサーボの安定化を行うフォー
カスサーボ位相補償回路８と、フォーカスサーチ動作の
レンズアクチュエータ駆動指示プロフィールを生成する
フォーカスサーチプロフィール生成回路９と、フォーカ
スサーチプロフィール生成回路９の出力、或いは、フォ
ーカスサーボ位相補償回路８の出力に応じた電流、電圧
をフォーカスアクチュエータ５に供給するドライバ１１
と、フォーカスアクチュエータ５への駆動電流、或い
は、駆動電圧に比例したＦＯＣＵＲ信号を生成するフォ
ーカスアクチュエータ電流検出回路１２と、これらを制
御するコントローラ１３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク装置、更
に詳しくはレーザ光の照射位置の制御部分に特徴のある
光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、集光されたレーザ光
を光ディスク表面に照射して情報の記録や再生を行って
いる。

【０００３】レーザ光の照射位置を正しく位置決めする
ために、フォーカスサーボ，トラックサーボ制御が行わ
れる。フォーカスサーボは、レーザ光がディスク表面に
正しく焦点を結ぶようにするために行われる。トラック
サーボは、レーザ光が光ディスク上の情報トラックに追
従するようにするために行われる。

【０００４】例えば、フォーカスサーボは、焦点のずれ
量をフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）として検出し、検
出された焦点ずれが無くなるようにフォーカスアクチュ
エータを駆動することにより行う。

【０００５】ＦＥＳの検出は、フォーカス状態の変化に
より反射光の強度分布が変化するように光学系を構成
し、反射光を受光面を複数に分割したフォトディテクタ
で受光して、各分割面ごとの光電流の加減算を行い求め
るのが一般的である。

【０００６】また、ディスクによっても反射率にばらつ
きがあり、これが原因となって光電流が変わるため、Ｆ
ＥＳの振幅を一定に揃えるためのＡＧＣ回路が用いられ
る。これは、フォトディテクタの光電流の差信号を、和
信号で割り算することにより行うのが一般的である。

【０００７】ところで、前記のような構成でのＦＥＳの
検出範囲は、通常数μｍ〜数＋μｍ程度であり、この範
囲内でしかフォーカスサーボ動作を行うことができな
い。一方、レーザ光の焦点をＦＥＳ検出可能範囲内に納
めるためには、集光用のレンズをディスクと垂直の方向
（上下）に、レンズ組み付け自然位置に対して数百μｍ
程度以内でシフトさせる必要がある。

【０００８】そのため、一般的にはフォーカスサーボ動
作の前処理としてフォーカスサーチ動作が行われる。フ
ォーカスサーチ動作は、レンズを上下にスイープしなが
らフォーカスサーボ動作が可能となる位置でフォーカス
サーボ動作をＯＮする処理のことをいう。

【０００９】例えば特開平７−５７２７７号公報、或い
は、特開平９−３２００７２号公報に示されているよう
に、ＦＥＳをモニタしながら最適レンズ速度、位置を予
測しサーボ動作をＯＮする等の処理がとられる。

【００１０】特開平７−５７２７７号公報は、ＦＥＳ信
号を使ってレンズ移動速度を推定しフォーカス引き込み
動作を行うものである。前記先行例の場合、振動，或い
は、ディスクの面振れが大きい等、レンズの移動速度の
ばらつきが大きくなる条件下でのフォーカス引き込み動
作の安定性を改善できる。

【００１１】特開平９−３２００７２号公報は、ＦＥＳ
信号を使ってレーザ合焦位置を推定しフォーカス引き込
み動作を行うものである。前記先行例の場合、レーザ合
焦位置がディスクから遠ざかった場合にフォトディテク
タの入力光量が小さくなり、ＦＥＳ検出回路でのオフセ
ットが大きくなった場合でも、オフセットと合焦部での
ＦＥＳピークと誤認識することなく、フォーカス引き込
みを動作を安定に行うことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−５７２７７号公報においては、フォーカスアクチュ
エータの感度ばらつきが大きい場合、或いは、アクチュ
エータとストッパ等の他の部位との干渉によりレンズに
不要の振動が発生する場合など、定常的にレンズ移動速
度がフォーカス引き込み判定条件を満たさない場合に、
フォーカス引き込み動作を行うことができない問題があ
る。

【００１３】また、特開平９−３２００７２号公報にお
いては、実際にはレーザ合焦位置がディスクから遠ざか
った場合のフォトディテクタの入力光量は非常に微少で
あり、且つ、埃等によるレーザパワーの出射光量の低下
の影響も受けるため、装置設計段階において入力光量を
予め推定することは困難である。また、同様にその時の
ＦＥＳ検出回路のオフセットを推定することも困難であ
る。したがって、レーザ合焦位置を推定する為のパラメ
ータの最適設定が困難であり、前記同様、定常的にフォ
ーカス引き込み動作の安定条件を満たさないことがあ
る。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、フォーカス引き込み動作の安定条件が定常的に
満たされなくなることを防ぐことのできる光ディスク装
置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク装置
は、光ディスクに照射するレーザ光のフォーカス位置を
変化させるフォーカスアクチュエータと、前記フォーカ
ス位置と前記光ディスクの面とのフォーカスずれを複数
のフォトディテクタで前記レーザ光の反射光を受光した
光電流の差として検出しこの差を光電流の和で割り算す
るＡＧＣ処理を行ってフォーカスエラー信号として出力
するフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）検出手段と、前記
フォーカスエラー信号を入力とする位相補償手段と、前
記位相補償手段の出力と前記フォーカス位置を連続的に
変化させるフォーカスサーチプローフィール生成手段の
出力とを切り替えるスイッチと、前記スイッチの出力に
比例して前記フォーカスアクチュエータに電流、もしく
は、電圧を供給する手段と、前記フォーカスエラー検出
手段からタイミングを検出して前記フォーカスサーチプ
ロフィール生成手段の起動、停止、および、前記スイッ
チの切り替え指示を与えるコントローラとを有する光デ
ィスク装置において、前記コントローラは前記フォーカ
スサーチプロフィール生成手段の出力プロフィールを予
め設定した幾つかのパターンから選択する機能を具備
し、フォーカス引き込み動作に失敗した際に、プロフィ
ールを切り替えてフォーカス引き込み動作を行うように
構成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【００１７】図１ないし図４は本発明の第１の実施の形
態に係わり、図１は光ディスク装置の構成を示す構成
図、図２は図１の光ディスク装置の動作を説明するタイ
ミングチャート、図３は図１のコントローラの処理を示
すフローチャート、図４は図１のＦＥＳ検出回路の出力
特性を示す図である。

【００１８】図１に示す光ヘッド１は、レーザ光源２、
対物レンズ３、フォーカスアクチュエータ５、分割され
たフォトディテクタ４等を含み、各フォトディテクタか
ら出力される光電流を出力するようになっている。ＦＥ
Ｓ検出回路７は、光電流を入力し各分割面の光電流を加
減除算し、レーザ焦点とディスク６反射面のずれ量（Ｆ
ＥＳ：フォーカスエラー信号）を出力するようになって
いる。

【００１９】フォーカスサーボ位相補償回路８はフォー
カスサーボの安定化を行うものである。

【００２０】スイッチ１０はフォーカスサーボ位相補償
回路８の出力とフォーカスサーチプロフィール生成回路
９からの出力を、コントローラ１３からの指示で切り替
えるものである。

【００２１】フォーカスサーチプロフィール生成回路９
は、フォーカスサーチ動作のレンズアクチュエータ駆動
指示プロフィールを生成するもので、コントローラ１３
からの指示で起動、停止を行うようになっている。ま
た、駆動指示プロフィールの対物レンズ３のスイープ
幅、速度、極性、オフセット等の条件はコントローラ１
３からの指示で任意に変えられるようになっている。

【００２２】ドライバ１１はスイッチ１０を経由してフ
ォーカスサーチプロフィール生成回路９の出力、或い
は、フォーカスサーボ位相補償回路８の出力に応じた電
流、電圧をフォーカスアクチュエータ５に供給するもの
である。

【００２３】フォーカスアクチュエータ電流検出回路１
２は、フォーカスアクチュエータ５への駆動電流、或い
は、駆動電圧に比例したＦＯＣＵＲ信号を生成するもの
である。

【００２４】コントローラ１３は、前記ＦＥＳ信号をモ
ニタしてフォーカスオンするタイミングを決定する、前
述したフォーカスサーチプロフィール生成回路９、スイ
ッチ１０への指示を出力する、および、前記ＦＯＣＵＲ
信号をモニタしてフォーカスオン動作が成功したかどう
かを判定する処理を行うものである。

【００２５】ここで、図２のタイミングチャートを参照
し、本実施の形態の制御装置の動作について説明する。

【００２６】フォーカスサーチ動作は、ＦＥＳの振幅を
チェックするキャリブレーション期間と、実際にフォー
カスサーボをオンするタイミングを探してサーボをオン
するフォーカス引き込み期間との大きく２つの期間に分
かれる。ＦＥＳは通常レーザ焦点がディスク合焦位置付
近を通過する場合にピークが現れる性質がある。そこ
で、キャリブレーション期間でチェックした振幅、或い
は、振幅の何パーセントかの値を記憶しておき、フォー
カス引き込み期間に、その値と同じＦＥＳ振幅が出力さ
れた時が合焦位置であると判定しフォーカスサーボをオ
ンするようにする。

【００２７】フォーカス引き込み動作が成功したかどう
かの判定は、フォーカスアクチュエータ駆動電流をモニ
タすることで行う。オフフォーカス発生時に駆動電流が
飽和する特性を利用することで判定ができる。また、フ
ォーカス引き込み期間においてフォーカス引き込み判定
条件を満たさずフォーカスサーボがオンしない場合でも
フォーカス引き込み動作に失敗したものとする。

【００２８】ところで、レーザ焦点がディスク合焦位置
から離れて、フォトディテクタ４へ入力される総和光量
が小さい場合にＦＥＳ検出回路７の出力が値（オフセッ
ト）を持つことがある。このオフセットのレベルが大き
いと、合焦位置付近での正規のＦＥＳと識別が出来なく
なり、誤ったタイミングでサーボをオンすることがあ
る。

【００２９】これを回避するために、特開平９−３２０
０７２において説明しているように、ＦＥＳ振幅の判定
に加え、タイマー比較の処理を行うことで誤動作を防ぐ
ようにしている。ところが、実際には発明の目的におい
て前述したように、前記の判定処理だけでは、誤動作を
防ぎきれないことがある。

【００３０】本実施の形態は、前記のような誤動作によ
りフォーカス引き込みに失敗した場合に、再度の（リト
ライ）フォーカスサーチ動作を行う際にフォーカスサー
チプロファイルを変えることで、安定にフォーカス引き
込み動作を行うものである。以下に説明する。

【００３１】図３に示すように、コントローラ１３はス
テップＳ１でフォーカスサーチプロフィール生成回路９
に対して通常スイープでの駆動指示プロフィールの対物
レンズ３のスイープ幅、速度、極性、オフセット等のパ
ラメータを設定する。これにより対物レンズ３のスイー
プ動作が開始される。

【００３２】次にステップＳ２で上記キャリブレーショ
ン期間においてＦＥＳの振幅をチェックするキャリブレ
ーション処理を実行し、ステップＳ３でキャリブレーシ
ョン処理でチェックしたＦＥＳのピーク値とフォーカス
引き込み期間におけるＦＥＳ振幅とを比較するフォーカ
ス引き込み処理を実行する。

【００３３】そして、ステップＳ４にて、フォーカス引
き込み処理においてフォーカス引き込み期間におけるＦ
ＥＳ振幅がＦＥＳのピーク値となって合焦位置であると
いうフォーカス条件が成立した判定し、ステップＳ５で
フォーカスサーボをオンする。フォーカス条件が成立す
ると対物レンズ３のスイープ動作が終了される。

【００３４】つぎに、ステップＳ６でフォーカスアクチ
ュエータ駆動電流（Ｆｏ電流）をモニタすることでフォ
ーカス引き込み動作が成功した（Ｆｏ電流値が所定の閾
値未満）かどうかの判定し、フォーカス引き込み動作が
成功した場合はフォーカスサーチを終了する。

【００３５】一方、フォーカス引き込み動作に失敗した
場合には、コントローラ１３からの指示で即座にリトラ
イのフォーカスサーチ動作が行われる。

【００３６】すなわち、ステップＳ７でフォーカスサー
チプロフィール生成回路９からは通常のフォーカスサー
チとは対物レンズ３のスイープ極性を反対にした駆動指
示を出力し、ステップＳ２に戻る。そして、フォーカス
オンする際のタイミングも通常のフォーカスサーチ動作
とは反対のＦＥＳ信号振幅により判定する。

【００３７】つまり、例えば通常のフォーカスサーチで
対物レンズ３がディスク６から遠ざかる時にフォーカス
オンしている場合には、リトライのフォーカスサーチで
は対物レンズ３がディスク６に近づく時にフォーカスオ
ンするようにする。

【００３８】普通、ＦＥＳ検出回路７の出力特性はフォ
トディテクタ４の入力総光量に対して、図４に示したよ
うな特性を示す。つまり、フォーカスサーチ動作中のＦ
ＥＳのオフセットは＋側（パターンａ）、或いは、−側
（パターンｂ）のどちらか片方に発生することが多い。

【００３９】したがって、前記のようにリトライ動作時
に対物レンズ３のスイープ極性を反転してフォーカスオ
ンを行うことで、ＦＥＳオフセットの影響を受けずにフ
ォーカスオンができるようになる。

【００４０】また、本実施の形態においては、リトライ
時に対物レンズ３のスイープ極性を反転する方法を説明
したが、リトライ時にスイープ幅を小さくすることで
も、相対的にオフセットの影響を受けにくくすることが
できるため同様の効果を得ることができる。

【００４１】また、通常光ディスク装置におけるフォー
カスサーチのリトライ動作は数十回行われるように設定
される。前記の通常のスイープパターンとリトライのス
イープパターンの割合を適当に設定することで、フォー
カス引き込み特性を最適化することができる。

【００４２】図５及び図６は本発明の第２の実施の形態
に係わり、図５はコントローラの処理をを示すフローチ
ャート、図６は図５の処理による光ディスク装置の動作
を説明するタイミングチャートである。

【００４３】本発明の第２の実施の形態に係るフォーカ
ス引き込み制御装置について説明する。構成は第１の実
施の形態において示した図１と同じである。

【００４４】ここで、本実施形態の制御装置の動作につ
いて説明する。図５に示すように、キャリブレーション
期間でＦＥＳ振幅をモニタし、フォーカス引き込み期間
でフォーカス引き込み判定を行う仕方、および、フォー
カス引き込みに 成功したかどうか判定の仕方は第１の
実施の形態において説明したものと同様である。

【００４５】振動条件化でレンズ相対速度が大きくなっ
た場合に、フォーカスの引き込み動作に失敗し対物レン
ズ３がストッパヘ激突することを防ぐため、特開平７−
５７２７７号公報で説明しているように、ＦＥＳ振幅で
の判定に加え、タイマー比較の処理を行うことで対物レ
ンズ３が速すぎる時にはフォーカスオンしない（引き込
み判定条件を満たさない）ようにしている。

【００４６】ところが、発明の目的において前述したよ
うに、タイマー比較処理だけでは、定常的にフォーカス
引き込み判定の誤動作を防ぎきれないことがある。図６
を参照し説明する。図６は通常フォーカスサーチ動作に
おいて、スイープ最上下位置においてレンズがストッパ
に激突し不要な振動が発生した場合の動作を示してい
る。不要振動の影響で、レンズ速度が速くなりフォーカ
ス引き込み判定条件を満たすことができず失敗してい
る。

【００４７】そこで、図５において、ステップＳ３でフ
ォーカス引き込み処理が行われた後、ステップＳ２１で
フォーカスサーチの経過時間が規定時間未満かどうか判
断し、さらにステップＳ２２で規定時間未満であっても
レンズ速度（ＦＥＳの周期）が所定の閾値未満かどうか
判断する。このステップＳ２１及びＳ２２により規定時
間内に不要振動の影響でレンズ速度が速くなりフォーカ
ス引き込み判定条件を満たすことができない場合には、
ステップＳ２３でリトライ時のフォーカスサーチプロフ
ィールのためにスイープ幅を小さくしステップＳ２に戻
り、ストッパヘの激突を避けることで引き込み速度の判
定条件を満たすようにしている。また、図には示さない
が、リトライ時にスイープ速度を小さくすることでも、
同様の効果を得ることができる。

【００４８】また、第１の実施の形態と同様、リトライ
スイープパターンの割合を適当に設定することで、フォ
ーカス引き込み特性を最適化することができる。

【００４９】なお、第１の実施の形態、第２の実施の形
態に示した方法を複合的に適用し、リトライスイープパ
ターンを発生させる頻度を適当に設定することで、フォ
ーカス引き込み特性を最適化することができる。

【００５０】上記各実施の形態によれば、フォーカス引
き込み動作に失敗した場合に、リトライのフォーカスサ
ーチのプロフィールを適応的に変えることで、定常的に
発生する、ＦＥＳ検出回路のオフセット，ストッパとの
激突によるフォーカスアクチュエータの不要振動，フォ
ーカスアクチュエータの感度ばらつき、等の失敗要因の
影響を排除し、安定にフォーカス引き込み動作を行うこ
とができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ォーカス引き込み動作の安定条件が定常的に満たされな
くなることを防ぐことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスク装
置の構成を示す構成図

【図２】図１の光ディスク装置の動作を説明するタイミ
ングチャート

【図３】図１のコントローラの処理を示すフローチャー
ト

【図４】図１のＦＥＳ検出回路の出力特性を示す図

【図５】本発明の第２の実施の形態に係るコントローラ
の処理をを示すフローチャート

【図６】図５の処理による光ディスク装置の動作を説明
するタイミングチャート

【符号の説明】

１…光ヘッド ２…レーザ光源 ３…対物レンズ ４…フォトディテクタ ５…フォーカスアクチュエータ ６…ディスク ７…ＦＥＳ検出回路 ８…フォーカスサーボ位相補償回路 ９…フォーカスサーチプロフィール生成回路 １０…スイッチ １１…ドライバ １２…フォーカスアクチュエータ電流検出回路 １３…コントローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクに照射するレーザ光のフォー
   カス位置を変化させるフォーカスアクチュエータと、 前記フォーカス位置と前記光ディスクの面とのフォーカ
   スずれを、複数のフォトディテクタで前記レーザ光の反
   射光を受光した光電流の差として検出し、この差を光電
   流の和で割り算するＡＧＣ処理を行ってフォーカスエラ
   ー信号として出力するフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）
   検出手段と、 前記フォーカスエラー信号を入力とする位相補償手段
   と、 前記位相補償手段の出力と、前記フォーカス位置を連続
   的に変化させるフォーカスサーチプローフィール生成手
   段の出力とを切り替えるスイッチと、 前記スイッチの出力に比例して前記フォーカスアクチュ
   エータに電流、もしくは、電圧を供給する手段と、 前記フォーカスエラー検出手段からタイミングを検出し
   て、前記フォーカスサーチプロフィール生成手段の起
   動、停止、および、前記スイッチの切り替え指示を与え
   る、コントローラとを有する光ディスク装置において、 前記コントローラは、 前記フォーカスサーチプロフィール生成手段の出力プロ
   フィールを、予め設定した幾つかのパターンから選択す
   る機能を具備し、 フォーカス引き込み動作に失敗した際に、プロフィール
   を切り替えてフォーカス引き込み動作を行うことを特徴
   とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】 フォーカス引き込み動作に失敗した際
   に、フォーカスサーチスイープ極性を反転してフォーカ
   ス引き込み動作を行うことを特徴とする請求項１に記載
   の光ディスク装置。
3. 【請求項３】 フォーカス引き込み動作に失敗した際
   に、フォーカスサーチスイープ幅を小さくしてフォーカ
   ス引き込み動作を行うことを特徴とする請求項１に記載
   の光ディスク装置。
4. 【請求項４】 フォーカス引き込み動作に失敗した際
   に、フォーカスサーチスイープ速度を変えてフォーカス
   引き込み動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の
   光ディスク装置。