JP2005285325A - フォーカス引き込み方法および光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 再生速度が速く、面ぶれが大きな光ディスクのフォーカス制御において、確実なフォーカス引き込みを可能とする。
【解決手段】 光スポットを光ディスクの記録層上に引込むフォーカス引込み方法において、対物レンズが光ディスクの合焦面に近づく方向のサーチ電圧をフォーカスアクチュエータに出力する工程、光ディスクからの反射光に基づくフォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達したことを検出する工程、フォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達した場合、フォーカスアクチュエータに対してブレーキ信号を出力する工程、ブレーキ信号を出力した後、フォーカスエラー信号のゼロクロスを検出した場合、フォーカス制御を開始する工程とを備え、所定の信号レベルを、予め検出した反射光のノイズ成分に基づいて設定する。
【選択図】 図1
【解決手段】 光スポットを光ディスクの記録層上に引込むフォーカス引込み方法において、対物レンズが光ディスクの合焦面に近づく方向のサーチ電圧をフォーカスアクチュエータに出力する工程、光ディスクからの反射光に基づくフォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達したことを検出する工程、フォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達した場合、フォーカスアクチュエータに対してブレーキ信号を出力する工程、ブレーキ信号を出力した後、フォーカスエラー信号のゼロクロスを検出した場合、フォーカス制御を開始する工程とを備え、所定の信号レベルを、予め検出した反射光のノイズ成分に基づいて設定する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、光ディスクの記録層に光スポットを集光制御するフォーカス引き込み制御に係わるものである。
図10はCD、DVD等の光ディスクの記録層に対するフォーカス引き込みを実現する回路構成の一例を示すものである。図において0は半導体LDを含む発光光学系、1は光ディスク、2は対物レンズ、3は対物レンズ2に剛体接続され磁気回路中に設置されたフォーカスアクチュエータ、4はハーフミラー、5は光変換素子、6はフォーカスエラー検出器、7は位相補償器、8は切り替えスイッチ、9はドライバアンプ、10はサーチ波形発生器、11はフォーカスエラー信号のゼロクロス検知器、12はマイコン等、上位装置からの第2の制御信号Eとゼロクロス検知器11の出力の論理和をとるAND回路、13は全加算信号を生成する加算アンプである。
図11はCDまたはDVDのフォーカス引き込み時における各信号の動作を示すものである。Aはドライバアンプ9より出力されフォーカスアクチュエータ3に印加されるフォーカスドライブ信号、Bはフォーカスエラー検出器6より出力されるフォーカスエラー信号、Cは加算アンプ13より出力される全加算信号、Dは全加算信号Cが所定の閾値Sr2以上でフォーカスエラー信号のゼロクロス点で”H”になる第1の制御信号、Eはフォーカス制御ループを閉じる時は”H”、フォーカス制御ループを閉じない時は”L”となる上位装置からの第2の制御信号、Fは”H”になると切り替えスイッチ8でフォーカス制御信号を選択し、”L”になるとフォーカスサーチ信号を選択する第3の制御信号、T1はフォーカスエラー信号のゼロクロス点、Sr2は有効なフォーカスエラー信号を検知するための全加算信号の所定の閾値である。
以下に一般的なフォーカス引き込み動作についての説明を行う。通常フォーカスサーボの引き込み範囲は数μm〜20μm程度の比較的狭い範囲にある。よってフォーカスサーボを引き込ませるためには、フォーカスサーボの引き込み範囲までフォーカスアクチュエータ3を移動させる必要がある。サーチ波形発生器10からは例えば1Hzの鋸刃上のサーチ波形が出力されている。フォーカス制御ループを閉じるモードでないときは上位装置からの第2の制御信号Eは”L”のため、第3の制御信号Fは”L”となり切り替えスイッチ8ではフォーカスサーチ信号が選択される。このときドライバアンプ9にはサーチ波形が入力されフォーカスアクチュエータ3を駆動させる。このサーチ波形に基づいて、光ディスク1に対物レンズ2が近づいたり遠ざかったりするフォーカスサーチ動作が行われる。
フォーカスエラー信号はフォーカスサーチ動作とともに変化する光ディスク1からの反射光であり、半導体LD0より射出され光ディスク1の記録面で反射したレーザー光を光変換素子5で受光し、例えば公知の非点収差法を用いてフォーカスエラー検出器6で検出される。ここで検出されたフォーカスエラー信号は位相補償器7へ出力される。位相補償器7は一般的な1kHz付近の帯域の位相を進ませる位相進みフィルタで構成され、また適切なサーボゲインもここで与えられる。フォーカスエラー信号はこの位相補償器7において適切な位相とゲイン特性を与えられた後、フォーカス制御信号として切り替えスイッチ8へ出力される。
またフォーカスエラー信号はゼロクロス検知器11にも出力される。ゼロクロス検知器11は、全加算信号の信号レベルが所定の閾値Sr2以上で、さらにフォーカスエラー信号がゼロクロス点T1を検知した時、”H”となり、全加算信号の信号レベルが所定の閾値Sr2以下になると”L”となる第1の制御信号Dを出力する。
このとき、フォーカス制御ループを閉じるモードであると、上位装置からの第2の制御信号Eは”H”になり、ゼロクロス検知器11からの第3の制御信号Fが有効となるため、フォーカスエラー信号のゼロクロス点T1において切り替えスイッチ8でフォーカス制御信号が選択され、該制御信号によりフォーカスアクチュエータ3が駆動される。以上のようにしてフォーカス制御の引き込み動作が行われる。
一般にディスクを回転駆動した場合には面ぶれが発生する。面ぶれの絶対量はそれぞれのディスクにより規格が定められている。DVDにおいては±300μmという値が規格限界値となっている。例えば、規格限界値のDVDを1倍速で駆動した場合、ディスクの最内周部分での回転数は約23Hz、ディスクの面ぶれ量はディスクの半径に比例すると仮定すると最内周で量約±125μmとなり、最大面ぶれ速度は式1より約18mm/secとなる。
V=A・π・f・cos(2・π・f・t) …式1
V:面ぶれ速度
A:面ぶれ量
f:回転周波数
一方フォーカスサーチのスピードは一般に10mm/sec程度であるため、このとき対物レンズと光ディスクとの相対速度は最大で30mm/secとなる。通常フォーカス制御の引き込み能力は位相補償フィルタ、ゲインの設定、フォーカスアクチュエータの感度等の条件で多少は異なるが30mm/sec程度であり、すべての領域において対物レンズとディスクの最大相対速度を上回るため、フォーカス制御ループを閉じることが可能である。
V=A・π・f・cos(2・π・f・t) …式1
V:面ぶれ速度
A:面ぶれ量
f:回転周波数
一方フォーカスサーチのスピードは一般に10mm/sec程度であるため、このとき対物レンズと光ディスクとの相対速度は最大で30mm/secとなる。通常フォーカス制御の引き込み能力は位相補償フィルタ、ゲインの設定、フォーカスアクチュエータの感度等の条件で多少は異なるが30mm/sec程度であり、すべての領域において対物レンズとディスクの最大相対速度を上回るため、フォーカス制御ループを閉じることが可能である。
しかし近年光ディスク装置の再生速度は年々高速化され、それに従いディスクの回転速度も高速化されてきている。例えばCDにおいては最内周部で16倍、DVDでは4倍程度の回転数となっている。ここでDVDの4倍速再生を例にとり、ディスクの面ぶれ量が規格の限界である±300μmのディスクであったとするとディスクの最内周部で最大面ぶれ速度は約±70mm/sec、最大相対速度は80mm/secとなる。ただしフォーカスサーチの速度を10mm/secとする。前述のとおりフォーカス制御系の引き込み可能な速度は通常30mm/sec程度であるので、図12に示すように対物レンズと光ディスクとの相対速度が30mm/sec以下の領域が非常に少ないためフォーカス制御の引き込みが難しいことがわかる。
なお、図12は光ディスクと対物レンズとの間の相対速度の時間的な変化を示すものであり横軸は時間(sec)、縦軸は相対速度(mm/sec)を示している。また、相対速度の10mm/secのところが相対的に太い線になっているが、これはフォーカスサーチの速度を示したものである。
なお、図12は光ディスクと対物レンズとの間の相対速度の時間的な変化を示すものであり横軸は時間(sec)、縦軸は相対速度(mm/sec)を示している。また、相対速度の10mm/secのところが相対的に太い線になっているが、これはフォーカスサーチの速度を示したものである。
以上、述べたように、従来のフォーカスサーボの引き込み方法ではディスクの面ぶれが大きく再生速度が速い場合において、サーボの引き込みに失敗することが非常に多く、状況によってはほとんどサーボが引き込めない場合があるという問題があった。
本発明は以上に述べたような問題を解決するためになされたもので、ディスクの面ぶれが大きく再生速度の速い時においても、確実にフォーカスサーボを引き込めるフォーカス引込み方法、及び光ディスク装置を得ることを目的とする。
本発明のフォーカス引き込み方法は、
光スポットを光ディスクの記録層上に引込むフォーカス引込み方法において、
対物レンズが光ディスクの合焦面に近づく方向のサーチ電圧をフォーカスアクチュエータに出力する工程、
光ディスクからの反射光に基づくフォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達したことを検出する工程、
フォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達した場合、フォーカスアクチュエータに対してブレーキ信号を出力する工程、
ブレーキ信号を出力した後、フォーカスエラー信号のゼロクロスを検出した場合、フォーカス制御を開始する工程
とを備え、
所定の信号レベルを、予め検出した反射光のノイズ成分に基づいて設定する
とした。
光スポットを光ディスクの記録層上に引込むフォーカス引込み方法において、
対物レンズが光ディスクの合焦面に近づく方向のサーチ電圧をフォーカスアクチュエータに出力する工程、
光ディスクからの反射光に基づくフォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達したことを検出する工程、
フォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達した場合、フォーカスアクチュエータに対してブレーキ信号を出力する工程、
ブレーキ信号を出力した後、フォーカスエラー信号のゼロクロスを検出した場合、フォーカス制御を開始する工程
とを備え、
所定の信号レベルを、予め検出した反射光のノイズ成分に基づいて設定する
とした。
この発明は以上に説明したように構成されているため、以下のような効果を奏する。
この発明によれば、フォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達した場合、フォーカスアクチュエータに対してブレーキ信号を出力する工程において、所定の信号レベルを、予め検出した反射光のノイズ成分に基づいて設定するので、ブレーキ信号の誤発生を防止できる。
この発明によれば、フォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達した場合、フォーカスアクチュエータに対してブレーキ信号を出力する工程において、所定の信号レベルを、予め検出した反射光のノイズ成分に基づいて設定するので、ブレーキ信号の誤発生を防止できる。
実施の形態1.
以下に本発明の実施の形態1について説明する。図1は実施の形態1にかかる光ディスク装置のブロック図である。図において、0〜13は従来例で説明したのと同一又は相当する構成であるので、詳しい説明は省略する。14はフォーカスエラー信号Bと加算アンプ13の出力を入力とし、ブレーキ信号と第4の制御信号Gを出力するブレーキ信号発生器、15は第5の制御信号Hが”H”の時にはブレーキ信号を選択し、第5の制御信号Hが”L”の時にはフォーカスサーチ信号を選択する切り替えスイッチ、16はブレーキ信号発生器14からの第4の制御信号Gと上位装置からの第2の制御信号Eとの論理和をとるAND回路である。
図2は上記光ディスク装置における各種信号の動きを表したものである。A〜Fの信号は従来例で説明したのと同一あるいは相当する信号である。Gはブレーキ信号発生器14から出力される第4の制御信号、Hは第4の制御信号Gと第2の制御信号Eの論理和をとった信号である第5の制御信号、Sr1はブレーキ信号を出力するタイミングT2を決めるフォーカスエラー信号の所定の閾値、T2はブレーキ信号の出力を停止するタイミング、ΔT1はブレーキ信号を出力している時間である。
図3は上記光ディスク装置の動作を示すフローチャートである。同図中の各種信号は図1、図2で説明したものと同一である。
以下に本発明の実施の形態1について説明する。図1は実施の形態1にかかる光ディスク装置のブロック図である。図において、0〜13は従来例で説明したのと同一又は相当する構成であるので、詳しい説明は省略する。14はフォーカスエラー信号Bと加算アンプ13の出力を入力とし、ブレーキ信号と第4の制御信号Gを出力するブレーキ信号発生器、15は第5の制御信号Hが”H”の時にはブレーキ信号を選択し、第5の制御信号Hが”L”の時にはフォーカスサーチ信号を選択する切り替えスイッチ、16はブレーキ信号発生器14からの第4の制御信号Gと上位装置からの第2の制御信号Eとの論理和をとるAND回路である。
図2は上記光ディスク装置における各種信号の動きを表したものである。A〜Fの信号は従来例で説明したのと同一あるいは相当する信号である。Gはブレーキ信号発生器14から出力される第4の制御信号、Hは第4の制御信号Gと第2の制御信号Eの論理和をとった信号である第5の制御信号、Sr1はブレーキ信号を出力するタイミングT2を決めるフォーカスエラー信号の所定の閾値、T2はブレーキ信号の出力を停止するタイミング、ΔT1はブレーキ信号を出力している時間である。
図3は上記光ディスク装置の動作を示すフローチャートである。同図中の各種信号は図1、図2で説明したものと同一である。
光ディスク1の面ぶれが大きく再生速度が速い場合、従来例に示したようにフォーカスエラー信号のゼロクロス点T1を検知しサーボループを閉じる方法では、フォーカス制御の引き込みに失敗する場合がある。本実施の形態はこれを解消するものであり、その概念としては、フォーカスエラー信号が光ディスク1の記録層に合焦する前にブレーキ信号発生器14からのブレーキ信号を、切り替えスイッチ15、切り替えスイッチ8を経由してドライバアンプ9に出力し、対物レンズ2と光ディスク1との相対速度をフォーカスサーボが十分引き込める範囲内にまで減速可能な構成にしたものである。
図1、図2を用いて実施の形態1の詳細な動作を説明する。フォーカス制御ループを閉じるモードではない時、上位装置からの第2の制御信号Eは”L”となる。よって切り替えスイッチ15ではフォーカスサーチ信号を選択し、切り替えスイッチ8では切り替えスイッチ15からの出力を選択するため、ドライブアンプ9にはフォーカスサーチ信号が出力される。フォーカス制御ループを閉じるモードになると上位装置からの第2の制御信号Eは”H”となるため、切り替えスイッチ8の第3の制御信号Fは第1の制御信号Dが有効になり、また切り替えスイッチ15の第5の制御信号Hは第4の制御信号Gが有効となる。ブレーキ信号発生器14は入力されたフォーカスエラー信号のレベルを監視し、所定の閾値Sr1に達した時点で第4の制御信号Gは”H”になり(時刻T2)、所定の時間ΔT1を経過した時点で第4の制御信号Gは”L”になる(時刻T3)。このとき第2の制御信号Eが”H”であると第5の制御信号Hは第4の制御信号Gに等しく、切り替えスイッチ15ではΔT1の間ブレーキ信号を選択する。次にフォーカスエラー信号がゼロクロスをした点で第1の制御信号Dは”H”になり、第2の制御信号Eも”H”であるため切り替えスイッチ8ではフォーカス制御信号が選択され、フォーカス制御ループが閉じられる。(時刻T1)
なお、閾値Sr1はフォーカスエラー信号のピーク値の1/4程度に設定することが望ましい。なぜなら、この程度に設定しておけばフォーカスエラー信号に重畳されたノイズ成分を誤検出することもなく、本願発明を実現できるからである。また、ノイズ成分の大きさを予め検出し、その数倍程度に設定しても同様の効果を得ることが可能である。
なお、閾値Sr1はフォーカスエラー信号のピーク値の1/4程度に設定することが望ましい。なぜなら、この程度に設定しておけばフォーカスエラー信号に重畳されたノイズ成分を誤検出することもなく、本願発明を実現できるからである。また、ノイズ成分の大きさを予め検出し、その数倍程度に設定しても同様の効果を得ることが可能である。
上記ブレーキ信号のエネルギーは、設計しようとしているディスク機器の最大再生速度と、再生しようとしている光ディスクの規格で決められている最大面ぶれ量と、フォーカスサーチのスピードから決められる。例えば再生ディスクとしてDVDを用いた場合、最内周での回転周波数が約90Hz、フォーカスサーチのスピードが10mm/sec、最内周部でのぶれ量が±125μmとすると、このとき光ディスク1の最大面ぶれ速度は約±70mm/secとなる。フォーカスサーボの引き込み限界速度を30mm/secと仮定すると、ブレーキ信号は最大相対速度80mm/secをフォーカス制御の引き込み限界速度30mm/secに減速できるだけのエネルギーを与えることが必要条件である。よって上記のブレーキ信号を出力する時間ΔT1(またはブレーキ信号のレベル)は上に述べたエネルギーに等しくなるように決定される。
また上記においてブレーキ信号発生器14の出力はフォーカスエラー信号だけから生成されている。しかしフォーカスエラー信号だけから検出した場合、光ディスクの記録層ではなく表面をレーザーのスポットが通過するときに、擬似的なフォーカスエラー信号が検出されることがあり、ブレーキ信号を出力するタイミングを誤検出することがある。このような場合に対応するため、図1に示すように、全加算信号をブレーキ信号発生器14に入力し、全加算信号が所定の閾値Sr2以上あった時のフォーカスエラー信号から第一の閾値Sr1を検出することで、さらに精度の高いフォーカス制御の引き込みが可能となる。
なお、このことは、後述の実施の形態2あるいは3においても同様である。
なお、このことは、後述の実施の形態2あるいは3においても同様である。
次に図3のフローチャートを用いて実施の形態1における光ディスク装置の動作の流れを説明する。S101でフォーカスサーチ動作を開始し、S102へと移行する。S102ではフォーカスエラー信号が所定の閾値Sr1を超えているかモニターする。Sr1以下ではフォーカスサーチ動作を続け、Sr1を超えた場合にS103に移行し、第4の制御信号G、第5の制御信号Hは“H”となりブレーキ信号の出力を開始する。S104ではブレーキ信号の出力時間をモニターし、出力時間がΔT1になるまでブレーキ信号を出力し続ける。ブレーキ信号の出力時間がΔT1に達するとS105に移行し、第4の制御信号G、第5の制御信号Hは“L”となり、再びフォーカスサーチ動作を開始する。S106ではフォーカスエラーのゼロクロスを検知し、ゼロクロスを検知するとS107へ移行し第1の制御信号D、及び第3の制御信号Fは“H”となり、フォーカス制御ループが閉じられフォーカス制御が開始される。
実施の形態2.
以下に本発明の実施の形態2に係る光ディスク装置の説明をする。図4は本実施の形態に係る光ディスク装置のブロック図である。図において1〜16は上記実施の形態1におけるのと同一又は相当する構成であるので詳細な説明は省略する。17は対物レンズ2と光ディスク1との相対速度の反転を検知する相対速度反転検知器、18は相対速度反転検知器17からの第6の制御信号Iが”L”の場合切り替えスイッチ15の出力を選択し、第6の制御信号Iが”H”の場合フォーカスサーチ信号を選択する切り替えスイッチ、19は第6の制御信号Iと第5の制御信号Hとの論理和をとるAND回路である。図5は本実施の形態における各種信号の動きを表したものである。Sr3はフォーカスエラー信号の所定の閾値、Iは相対速度反転検知器17から出力され、通常は”L”、相対速度の反転を検知すると”H”になる第6の制御信号、Jは第5の制御信号Hと第6の制御信号Iとの論理和をとった第7の制御信号である。同図中、他の各種信号は実施の形態1で説明したものと同等であるためその説明を省略する。また同図では第1の制御信号D、第4の制御信号Gの図示を省略しているが、これはそれぞれ、第3の制御信号F、第5の制御信号Hに一致するからである。
図6は本実施の形態に係る光ディスク装置の動作の流れを示すフローチャートである。同図中の各種信号は図4、図5で説明したものと同等であるためその説明を省略する。
以下に本発明の実施の形態2に係る光ディスク装置の説明をする。図4は本実施の形態に係る光ディスク装置のブロック図である。図において1〜16は上記実施の形態1におけるのと同一又は相当する構成であるので詳細な説明は省略する。17は対物レンズ2と光ディスク1との相対速度の反転を検知する相対速度反転検知器、18は相対速度反転検知器17からの第6の制御信号Iが”L”の場合切り替えスイッチ15の出力を選択し、第6の制御信号Iが”H”の場合フォーカスサーチ信号を選択する切り替えスイッチ、19は第6の制御信号Iと第5の制御信号Hとの論理和をとるAND回路である。図5は本実施の形態における各種信号の動きを表したものである。Sr3はフォーカスエラー信号の所定の閾値、Iは相対速度反転検知器17から出力され、通常は”L”、相対速度の反転を検知すると”H”になる第6の制御信号、Jは第5の制御信号Hと第6の制御信号Iとの論理和をとった第7の制御信号である。同図中、他の各種信号は実施の形態1で説明したものと同等であるためその説明を省略する。また同図では第1の制御信号D、第4の制御信号Gの図示を省略しているが、これはそれぞれ、第3の制御信号F、第5の制御信号Hに一致するからである。
図6は本実施の形態に係る光ディスク装置の動作の流れを示すフローチャートである。同図中の各種信号は図4、図5で説明したものと同等であるためその説明を省略する。
実施の形態1ではブレーキ信号のエネルギーは、対物レンズ2と光ディスク1との相対速度が最大となる場合を想定して設定されている。つまり対物レンズ2と光ディスク1の相対速度がそれ以下である場合、このブレーキ信号を印加することで相対速度が必要以上に遅くなり、場合によっては相対速度が反転し光ディスク1から対物レンズ2が遠ざかりフォーカス制御ループを閉じるのに失敗することがある。本実施の形態はかかる実施の形態1における問題を解消するものであり、相対速度反転検知器17は相対速度の反転を検知すると切り替えスイッチ18をフォーカスサーチ信号に切り替える。そして再びフォーカスエラー信号のゼロクロス点T1に達するまで対物レンズ2を動かしフォーカス制御ループを閉じることで安定したフォーカス引き込みが可能な構成となっている。
図4、図5を用いて実施の形態2における光ディスク装置の詳細な動作を説明する。ただし前提条件として、上位装置からフォーカス制御ループを閉じる命令が既にきていて第2の制御信号Eは”H”となっているとする。フォーカスエラー信号が第一の閾値Sr1に達した時、第4の制御信号G、及び第5の制御信号Hが”H”になり、切り替えスイッチ15ではブレーキ信号が選択される。このときには相対速度反転検知器17からの第6の制御信号Iは”L”であるためAND回路19の出力である第7の制御信号Jも”L”であり、切り替えスイッチ18では切り替えスイッチ15の出力を選択することになり、フォーカスアクチュエータ3にはドライバアンプ9で増幅されたブレーキ信号が印加される。
このブレーキ信号のエネルギーは対物レンズ2と光ディスク1との相対速度が最大の場合に安定にフォーカス制御が引き込めるよう設定されている。つまり相対速度が最大の時は、ブレーキ信号を出力している時間ΔT1の間にフォーカスエラー信号が所定の閾値Sr3以下になることは原理的にありえない。逆に所定の閾値Sr3以下になるということは対物レンズ2と光ディスク1の相対速度が反転したことを表す。よって相対速度反転検知器17はブレーキ信号を出力中のフォーカスエラー信号が所定の閾値Sr3以下になることを検知することで、対物レンズ2と光ディスク1との相対速度の反転を検出する。
相対速度反転検知器17にはフォーカスエラー信号、全加算信号が入力される。相対速度反転検知器17は、フォーカスエラー信号が所定の閾値Sr3以下になると第6の制御信号Iを”H”にする(時刻T3)。第7の制御信号Jは第5の制御信号Hと第6の制御信号Iとの論理和をとった信号であり、ブレーキ信号を出力している期間は第5の信号が”H”となるため、AND回路19の出力である第7の制御信号は第6の制御信号Iに依存する。切り替えスイッチ18では第7の制御信号Jが”H”になるとフォーカスサーチ信号が選択され、フォーカスサーチ動作に移行する。そしてフォーカスエラー信号のゼロクロスを検出するまでサーチを続け、ゼロクロス検知器11でゼロクロス点T1を検出した時点で第3の制御信号Fは”H”となり切り替えスイッチ8でフォーカス制御信号が選択されフォーカス制御ループを閉じる。
このようにブレーキ信号を出力中でも対物レンズ2と光ディスク1との相対速度の反転を検知した時点で、即座にフォーカスサーチ動作に移行するようにしているため、対物レンズ2と光ディスク1との相対速度が反転するような場合においても安定したフォーカス制御の引き込みが可能となる。
次に図6のフローチャートを用いて実施の形態2の流れを説明する。同図中の各種信号は図4、図5で説明したものと同等である。S201でフォーカスサーチ動作を開始し、S202へと移行する。S202ではフォーカスエラー信号が所定の閾値Sr1以上あるかをモニターする。Sr1以下ではフォーカスサーチ動作を続け、Sr1以上でS203に移行し、第4の制御信号Gが”H”となるが、この際、第2の制御信号Eも”H”であるため、第5の制御信号Hは“H”となり、ブレーキ信号の出力を開始する。S204ではブレーキ信号の出力時間をモニターし、出力時間がΔT1になるまでブレーキ信号を出力し続ける。
S204においてΔT1の期間、対物レンズ2と光ディスク1の相対速度が反転することが無い場合は、実施の形態1で説明したものと同様の動作となるため、説明は省略する。S204においてブレーキ出力時間がΔT1以内の場合S208に移行する。S208ではフォーカスエラー信号は所定の閾値Sr3以下であるかどうか判定する。フォーカスエラー信号のレベルがSr3を超えている場合は再びS204に戻りブレーキ信号を出力し続ける。フォーカスエラー信号のレベルがSr3以下では、対物レンズ2と光ディスク1の相対速度が反転したと判断しS209へと移行する。このとき第6の制御信号Iが”H”となり、ブレーキ信号出力期間中は、第5の制御信号も”H”であるため、第7の制御信号Jは“H”となり、再びフォーカスサーチ動作に移行する。S210ではブレーキ信号を出力してからの時間をモニターしており、ΔT1時間が経過するまでフォーカスサーチ動作を続ける。S210においてΔT1を経過した後は、第5の制御信号Hが”L”となり、第7の制御信号Jも“L”となるため、引き続きフォーカスサーチ動作を維持しつつS206へ移行する。S206ではフォーカスエラー信号のゼロクロスを検知し、ゼロクロスを検知するまでサーチ動作を続ける。ゼロクロスを検知するとS207へ移行し、第1の制御信号Dが”H”となり、第3の制御信号Fも“H”となるため、フォーカス制御ループが閉じられフォーカス制御が開始される。
実施の形態3.
以下に本発明の実施の形態3の説明をする。図7は実施の形態3に係る光ディスク装置のブロック図である。図において、0〜16は上記実施の形態において説明したのと同一又は相当する構成であるので、詳細な説明は省略する。20は対物レンズ2と光ディスク1との相対速度を検知する相対速度検知器、21は相対速度検知器20からの速度情報に応じたブレーキ信号を出力し、切り替えスイッチ15を制御するための第4の制御信号Gを出力するブレーキ信号発生器である。図8は本実施の形態における各種信号の動きを表したものである。同図中、G以外の他の各種信号は上記実施の形態で説明したものと同等であるためその説明を省略する。図9は本実施の形態に係る光ディスク装置の動作の流れを示すフローチャートである。
以下に本発明の実施の形態3の説明をする。図7は実施の形態3に係る光ディスク装置のブロック図である。図において、0〜16は上記実施の形態において説明したのと同一又は相当する構成であるので、詳細な説明は省略する。20は対物レンズ2と光ディスク1との相対速度を検知する相対速度検知器、21は相対速度検知器20からの速度情報に応じたブレーキ信号を出力し、切り替えスイッチ15を制御するための第4の制御信号Gを出力するブレーキ信号発生器である。図8は本実施の形態における各種信号の動きを表したものである。同図中、G以外の他の各種信号は上記実施の形態で説明したものと同等であるためその説明を省略する。図9は本実施の形態に係る光ディスク装置の動作の流れを示すフローチャートである。
ディスクの厚み方向に複数の記録層をもつディスクでは各層間の距離は数十μm程度と非常に近い。従って、実施の形態2において説明した方法を用いた場合、対物レンズ2と光ディスク1の相対速度が反転すると、フォーカス制御を引き込もうとする層を見失い間違った層へフォーカス制御が引き込まれる恐れがある。本実施の形態に係わる光ディスク装置においては、このような問題を解消するものであり、相対速度検知器20は多層ディスクの各層で検出される各フォーカスエラー信号間の時間を計測することにより対物レンズ2と光ディスク1との間の相対速度を検出し、その速度に応じた適切なブレーキ信号を出力することで、相対速度の反転を発生させることなくフォーカス制御の引き込みができる構成としたものである。
DVDの2層ディスクを光ディスク1に用いた場合の、動作について説明する。相対速度検知器20では、フォーカスサーチ動作中に最初に検知される記録層のフォーカスエラー信号の所定の閾値Sr1と、次に検知される次の記録層のフォーカスエラー信号の所定の閾値Sr1との時間間隔ΔT2を計測する。最初に検知される記録層と次に検知される記録層との距離はDVDの規格により予め決められているため、ΔT2でこの層間の距離(例えば40μm)を割ることで対物レンズ2と光ディスク1との相対速度を検出できる。ここではDVDの2層ディスクを例にして説明をしているが、DVDとは異なる多層ディスクにおいても、そのディスクの規格で定められる層間の距離をΔT2で割ることで同様に相対速度を検出できる。
相対速度検知器20で検出された対物レンズ2と光ディスク1の相対速度はブレーキ信号発生器21に入力される。ブレーキ信号発生器21では検出された相対速度に応じて、相対速度の反転が発生せず安定してフォーカス制御ループを閉じることができるようにブレーキ信号の出力時間ΔT1を変化させる。たとえばDVDの2層ディスクの場合、深層の記録層を再生するには対物レンズ2を下から上へ移動させるときに、表層の記録層を再生するには対物レンズ2が上から下へ移動するときにフォーカス制御を引き込むようにすれば、目的の記録層の前にもう一つの記録層のフォーカスエラー信号が検出できるため対物レンズ2と光ディスク1との相対速度を検出でき、各層に安定したフォーカス制御の引き込みが可能となる。
なお、本実施の形態では、ブレーキ信号のエネルギーをブレーキ信号の出力時間を変化させることで調整しているが、ブレーキ信号の信号レベルを調整することでも同様の効果を得ることができる。また、本発明では相対速度を検出するのに、表層と深層でのフォーカスエラー信号が所定の閾値Sr1に達する間の時間を用いているが、たとえば初めに検出されるフォーカスエラー信号の上側ピーク、下側ピーク間の時間を検出することでも同様の効果を得ることができる。さらにいうと、フォーカス制御をかけようとしている層とは別の層のフォーカスエラー信号、またはフォーカス制御をかけようとしている層とは別の複数の層のフォーカスエラー信号から対物レンズ2と光ディスク1との相対速度を検出することによっても同様の効果を得ることができる。
次に実施の形態3の動作を示すフローチャート(図9)の説明をする。同図中の各種信号は図7、図8等で説明したものと同等である。S301でフォーカスサーチ動作を開始し、S302へと移行する。S302ではフォーカスエラー信号が所定の閾値Sr1以上あるかをモニターする。Sr1以上になるとS303へ移行し、次に検出されるフォーカスエラー信号までの時間ΔT2の計測を開始する。S303では次の層で検出されるフォーカスエラー信号が所定の閾値Sr1以上あるかをモニターする。Sr1以上になるとS305へ移行し、ΔT2の計測を終了する。S305では計測されたΔT2からブレーキ信号を出力する時間ΔT1を決定する。S306では第4の制御信号G、第5の制御信号Hが“H”となるためブレーキ信号の出力を開始される。S307ではブレーキ信号の出力時間をモニターし、出力時間がΔT1になるまでブレーキ信号を出力し続ける。ブレーキ信号の出力時間がΔT1に達するとS308に移行し第4の制御信号G、第5の制御信号Hは“L”となり、再びフォーカスサーチ動作を開始する。S309ではフォーカスエラーのゼロクロスを検知し、ゼロクロスを検知するまでサーチ動作を続ける。ゼロクロスを検知するとS310へ移行し、第1の制御信号D、第3の制御信号Fが“H”となり、フォーカス制御ループが閉じられフォーカス制御が開始される。
なお、実施の形態1乃至3を組み合わせたフォーカス引込み方法、光ディスク装置も考えられる。すなわち、光ディスクのフォーカス引込みを行う前に該光ディスクが1層の記録層のものかあるいは複数の記録層をもつものかを判別する手段を別途設け、該手段の判別結果に基づいて1層の場合には実施の形態1あるいは2の方法によりフォーカス引込みを行い、2層以上の場合には実施の形態3の方法によりフォーカス引込みを行う方法である。このように構成することで、光ディスク媒体の種類に応じてより適切なフォーカス引込みが可能となるため、装置の信頼性の向上が期待できる。
以上、上記各実施の形態の説明ではDVD(DVD−ROM)を例にして説明をしたが、本発明は光ディスクの記録面上に光スポットを形成し、該スポットのフォーカス制御を行う装置一般に用いることができ、同様の効果を得ることができる。例えば、CD、CD−R、CD−R/W、DVD、DVD−R、DVD−RAM、DVD−R/W、MO、MDといった光ディスクあるいは光磁気ディスクを記録あるいは再生する装置について同様の効果を得ることができる。
0 LD、1 光ディスク、2 対物レンズ、3 フォーカスアクチュエータ、4 ハーフミラー、5 光変換素子、6 フォーカスエラー検知器、7 位相補償器、8 切り替えスイッチ、9 ドライバアンプ、10 サーチ波形発生器、11 ゼロクロス検知器、12 AND回路、13 加算アンプ、14 ブレーキ信号発生器、15 切り替えスイッチ、16 AND回路、17 相対速度反転検知器、18 切り替えスイッチ、19 AND回路、20 相対速度検知器、21 ブレーキ信号発生器、A フォーカスドライブ信号、B フォーカスエラー信号、C 全加算信号、D 第1の制御信号、E 第2の制御信号、F 第3の制御信号、G 第4の制御信号、H 第5の制御信号、I 第6の制御信号、J 第7の制御信号。
Claims (4)
- 光スポットを光ディスクの記録層上に引込むフォーカス引込み方法において、
対物レンズが光ディスクの合焦面に近づく方向のサーチ電圧をフォーカスアクチュエータに出力する工程、
光ディスクからの反射光に基づくフォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達したことを検出する工程、
フォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達した場合、フォーカスアクチュエータに対してブレーキ信号を出力する工程、
ブレーキ信号を出力した後、フォーカスエラー信号のゼロクロスを検出した場合、フォーカス制御を開始する工程
とを備え、
所定の信号レベルを、予め検出した反射光のノイズ成分に基づいて設定する
フォーカス引き込み方法。 - 光ディスクからの反射光に基づく全加算信号が所定レベルを超えている場合に、フォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達したことを検出する
請求項1に記載のフォーカス引込み方法。 - フォーカス制御ループとフォーカスサーチループを有する光ディスク装置において、
光スポットを光ディスクの記録層上に形成する対物レンズと、
光ディスクからの反射光を受光する光検知器と、
フォーカスサーチ命令があった場合、対物レンズを光ディスクの合焦面に近づく方向に移動させるサーチ電圧を発生するサーチ波形発生器と、
光検知器の出力から得られたフォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達した場合、ブレーキ信号を発生させるブレーキ信号発生器と、
ブレーキ信号の発生後、フォーカスエラー信号がゼロクロスに達したことを検出するゼロクロス検知器と、
ゼロクロスを検出するとフォーカス制御を開始する手段と
を備え、
ブレーキ信号発生器における所定の信号レベルを、予め検出した反射光のノイズ成分に基づいて設定する
光ディスク装置。 - 光検知器の出力を全加算した全加算信号を求める加算アンプを備え、
全加算信号が所定のレベルを超えている場合に、ブレーキ信号発生器におけるフォーカスエラー信号が所定の信号レベルに達したことを検出する
請求項3に記載の光ディスク装置。
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