JP2006294153A - Focus servo system and focus servo method - Google Patents

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英康 遠藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical disk focus servo system and an optical disk focus servo method by which precise focus servo is carried out in optical disk focus servo. <P>SOLUTION: In servo loop design, a maximum gain is made to be 60 dB like a conventional manner, and a gain and a phase margin are set to be large. Since focus servo deflection of 12 dB remains as it is, focus servo deflection after pull-in of focus is stored in a memory with the angular position of an optical disk and slide stage positional information, data stored in the memory is synchronized with the angular position and the slide position of the optical disk after pull-in again of focus. Then, an optical pickup driving means controls the whole optical pickup in a focusing direction to control the focus servo deflection to be small. As the result of this, precise focus servo capable of attenuating a basic wave frequency component of ≥72 dB is carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、フォーカスサーボ装置およびフォーカスサーボ方法に関し、特に光ディスマスタリング工程から作成されたガラス原盤、およびガラス原盤から作られた光ディスクスタンパを検査する装置における高精度フォーカスサーボ装置およびフォーカスサーボ方法に関する。   The present invention relates to a focus servo device and a focus servo method, and more particularly to a high-precision focus servo device and a focus servo method in a glass master disc produced from an optical dismastering process and an apparatus for inspecting an optical disc stamper made from the glass master disc.

一般的な従来技術として、光ディスクに記録された信号を再生する光ディスク装置は、レーザビームを集束して光ディスクの信号面に照射し、その戻り光を受光して再生信号とサーボ用の偏差信号を出力する光ピックアップを備えている。光ディスク装置のスピンドルモータに装着されて回転駆動される光ディスクは、光ディスク基板の反り・厚みむら、チャッキング時に生じるディスクの傾きにより光軸方向の振れが常に生じている。このため、光ピックアップは、回転駆動に伴う光ディスクの面振れに追随して、レーザビームの集光点が常に信号面のトラック上に照射されるように制御を行っている。このような光ビームの照射位置の制御は、光ディスクからの戻り光から得られるフォーカスサーボ偏差信号に応じて光ピックアップの光学系の一部である対物レンズをアクチュエータで駆動させることなどにより行われる。DVDディスクは、信号面の光軸方向の振れ幅が±0.2mm程度まで許容されており、フォーカスサーボゲインを60dB以上確保してレーザビームの集光点が信号面から±0.2μm程度の範囲になるようにフォーカスサーボ制御されている。
光ディスマスタリング工程から作成されたガラス原盤、およびガラス原盤から作られた光ディスクスタンパを評価する装置におけるフォーカスサーボ制御においては、上記以上の高精度化が要求される。例えば、信号面の光軸方向の振れ幅は±0.2mm程度まで、レーザビームの集光点が信号面から±0.05μm程度の範囲になるようなフォーカスサーボ制御が要求される。
As a general prior art, an optical disc apparatus that reproduces a signal recorded on an optical disc focuses a laser beam and irradiates the signal surface of the optical disc, receives the return light, and generates a reproduction signal and a servo deviation signal. An optical pickup for output is provided. An optical disk that is mounted on a spindle motor of an optical disk device and is driven to rotate always has a fluctuation in the optical axis direction due to warpage / thickness unevenness of the optical disk substrate and inclination of the disk that occurs during chucking. For this reason, the optical pickup follows the surface fluctuation of the optical disk accompanying the rotational drive, and performs control so that the focal point of the laser beam is always irradiated onto the track on the signal surface. Such control of the irradiation position of the light beam is performed by driving an objective lens which is a part of the optical system of the optical pickup by an actuator in accordance with a focus servo deviation signal obtained from the return light from the optical disk. DVD discs are allowed to have a signal surface deflection of about ± 0.2 mm in the optical axis direction, a focus servo gain of 60 dB or more is ensured, and the laser beam focusing point is about ± 0.2 μm from the signal surface. The focus servo is controlled to be within the range.
In the focus servo control in the apparatus for evaluating the glass master disc produced from the optical dismastering process and the optical disc stamper made from the glass master disc, higher accuracy than the above is required. For example, focus servo control is required so that the fluctuation width in the optical axis direction of the signal surface is about ± 0.2 mm and the focal point of the laser beam is in the range of about ± 0.05 μm from the signal surface.

この場合フォーカスサーボゲインは72dB以上の確保が必要である。高ゲインのサーボ系設計の場合、ゲイン余裕、位相余裕が大きくとれない場合が多いので、光ピックアップ機構や電子回路の経時変化、温度変化で光ピックアップの特性が変化した場合にゲイン余裕、位相余裕が少なくなり制御が不安定になってくる。   In this case, it is necessary to secure the focus servo gain of 72 dB or more. In the case of a servo system design with high gain, the gain margin and phase margin are often not large, so the gain margin and phase margin when the characteristics of the optical pickup change due to changes over time in the optical pickup mechanism and electronic circuit and temperature changes. The control will become less and control will become unstable.

そこで、従来から、ディスク種別を判断し、そのディスクに応じたサーボループゲインを設定することが提案されている(特許文献1)。市場の90%程度占める標準ディスクに対して最小のループゲインとし、光ディスクの反り、面振れが大きいディスクに対してはその大きさを判断し標準サーボゲイン以上を設定する。面触れ、反りの少ない標準ディスクに対しては、過度のループゲインを設定して装置の消費電流を大きくするのを防ぐ。この場合、ループゲインを変更するだけでは位相補償が最適値にならず装置の安定性が損なわれる危険がある。   Therefore, conventionally, it has been proposed to determine a disk type and set a servo loop gain according to the disk (Patent Document 1). The minimum loop gain is set for a standard disk that occupies about 90% of the market. For a disk with a large warp or surface runout of the optical disk, the magnitude is determined and set to a value greater than the standard servo gain. For standard discs with little touching and warping, an excessive loop gain is set to prevent an increase in device current consumption. In this case, there is a risk that the phase compensation does not become an optimum value only by changing the loop gain, and the stability of the apparatus is impaired.

また、フォーカスサーボの場合、光軸方向の振れは光ディスク回転数による基本周波数成分と光ディスクの反りや面傾斜が支配的である。この成分が前記したように72dB以上減衰できればサーボ性能は満足できる。従って通常サーボ系設計においては回転による基本周波成分で最大ゲインとなるサーボループ設計が行われる。
特開2001−43547号公報
In the case of the focus servo, the shake in the optical axis direction is dominated by the fundamental frequency component due to the rotation speed of the optical disk and the warp or surface inclination of the optical disk. If this component can be attenuated by 72 dB or more as described above, the servo performance is satisfactory. Therefore, in normal servo system design, a servo loop design in which the maximum gain is obtained with the fundamental frequency component due to rotation is performed.
JP 2001-43547 A

しかしながら、前述のループゲインを変更するだけの従来の技術では位相補償が最適値にならず装置の安定性が損なわれる危険がある。
また、前述したサーボループ設計に対応するような高精度化を行うとするとゲイン余裕、位相余裕が大きくとれず、光ピックアップの機構の経時変化、温度変化に弱くなってしまう。
However, in the conventional technique in which only the loop gain described above is changed, the phase compensation does not become an optimum value, and there is a risk that the stability of the apparatus is impaired.
Further, if the accuracy is increased to cope with the servo loop design described above, the gain margin and the phase margin cannot be increased, and the optical pickup mechanism becomes weak against changes with time and temperature.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、係る不具合を解決することを前提とし、従来の設計方法を変えた高精度フォーカスサーボを行うことを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to perform a high-precision focus servo in which a conventional design method is changed on the premise of solving such a problem.

請求項1記載の発明は、光ピックアップの対物レンズを光ディスクスタンパ表面に追従させる光ディスクフォーカスサーボ装置であって、回転する前記光ディスクスタンパの回転方向の角度位置を検出して角度位置信号を発する角度位置検出手段と、前記光ピックアップを移動させて、前記光ピックアップの移動方向の位置を検出して位置信号を発する移動位置検出手段と、フォーカスサーボ引き込み後のフォーカスエラー信号の偏差を検出するフォーカス偏差検出手段と、前記回転する光ディスクスタンパの回転角度位置、及び前記移動する光ピックアップの移動位置と共に前記フォーカス偏差を記憶する手段と、フォーカス再引き込み後の前記光ディスクスタンパの現在角度位置、及び前記光ピックアップの現在位置で前記記憶されたフォーカス偏差に比例した信号で前記光ピックアップ全体を駆動する光ピックアップ駆動手段と、を有する光ディスクフォーカスサーボ装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical disc focus servo device for causing an objective lens of an optical pickup to follow the surface of an optical disc stamper, wherein an angular position signal is generated by detecting an angular position in a rotational direction of the rotating optical disc stamper. Detection means; movement position detection means for moving the optical pickup to detect a position in the movement direction of the optical pickup to generate a position signal; and focus deviation detection for detecting a deviation of the focus error signal after the focus servo is pulled in Means for storing the focus deviation together with the rotational angular position of the rotating optical disc stamper and the moving position of the moving optical pickup, the current angular position of the optical disc stamper after refocusing, and the optical pickup The stored memory at the current position. An optical pickup driving means for driving the entire optical pickup signal proportional to the carcass deviation, an optical disc focus servo device having a.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の装置において、前記フォーカス偏差検出手段は、フォーカス偏差の直流成分と、光ディスクスタンパの回転基本波成分以下のフォーカス偏差信号のみを検出できるローパスフィルターを介してフォーカス偏差を検出するようにしたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the apparatus of the first aspect, the focus deviation detecting means passes through a low-pass filter capable of detecting only a direct current component of the focus deviation and a focus deviation signal equal to or lower than the rotation fundamental wave component of the optical disc stamper. Thus, the focus deviation is detected.

請求項3記載の発明は、請求項1記載の装置において、前記光ピックアップ駆動手段は、前記記憶されたフォーカス偏差に比例した信号を、前記角度位置検出手段からの角度位置信号及び前記移動位置検出手段からの移動位置信号に同期して前記光ピックアップ駆動手段に加えられるようにしたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, the optical pickup driving means uses a signal proportional to the stored focus deviation as an angular position signal from the angular position detecting means and the moving position detection. The optical pickup driving means is added in synchronization with a movement position signal from the means.

請求項4記載の発明は、請求項1記載の装置において、前記角度位置検出手段は、前記光ディスクを回転させる回転駆動手段に直結したモータエンコーダであり、スライド位置検出手段はスライドステージと直結したリニアエンコーダであることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, the angular position detecting means is a motor encoder directly connected to a rotation driving means for rotating the optical disc, and the slide position detecting means is a linear encoder directly connected to the slide stage. It is an encoder.

請求項5記載の発明は、光ピックアップの対物レンズを光ディスクスタンパ表面に追従させるフォーカスサーボ方法であって、フォーカスサーボ引き込み後のフォーカスエラー信号の偏差を、前記光ディスクスタンパ全表面に渡り、回転する前記光ディスクスタンパの回転方向の角度位置と、前記光ピックアップの移動方向の移動位置と共に、前記フォーカス偏差を記憶する工程と、その後の光ディスクスタンパ表面に追従させるフォーカスサーボ再引き込み後において、光ディスクスタンパの現在角度位置、及び光ピックアップの現在移動位置で、前記記憶されたフォーカス偏差に比例した信号で光ピックアップ全体を駆動してフォーカスサーボを行う工程と、を有する光ディスクフォーカスサーボ方法である。   The invention according to claim 5 is a focus servo method for causing the objective lens of the optical pickup to follow the surface of the optical disc stamper, wherein the deviation of the focus error signal after the focus servo is pulled is rotated over the entire surface of the optical disc stamper. The current angle of the optical disc stamper after the step of storing the focus deviation together with the angular position in the rotational direction of the optical disc stamper and the moving position of the optical pickup in the moving direction, and the subsequent retraction of the focus servo to follow the optical disc stamper surface And a step of performing focus servo by driving the entire optical pickup with a signal proportional to the stored focus deviation at a position and a current movement position of the optical pickup.

本発明によれば、フォーカス偏差に比例した信号を圧電素子に加え光ピックアップ全体を制御しているため、フォーカスサーボの高精度制御が可能となる。   According to the present invention, since the entire optical pickup is controlled by applying a signal proportional to the focus deviation to the piezoelectric element, the focus servo can be controlled with high accuracy.

図1を参照して、本発明の実施形態に係る光ディスクスタンパ評価装置の全体構成を説明する。   With reference to FIG. 1, the overall configuration of an optical disc stamper evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

ターンテーブル1に搭載された光ディスクスタンパ2はスピンドルモータ(以下SPモータ)3により回転させられる。SPモータ3はスピンドル・スライド(以下SP・SL)モータコントローラ4で制御される。光ピックアップ5内の対物レンズ36は、フォーカスサーボ装置6により、回転する光ディスクスタンパ2面に光ピックアップ5のレーザの焦点を合わせるように制御される。光ピックアップ5は圧電素子7を介してスライドステージ(以下SLステージ)8に固定され、SLステージ8はボールネジ(図示せず)とスライドモータ(以下SLモータ)9で駆動され、SLモータ9は前記SP・SLコントローラ4で制御される。この結果、光ピックアップ5は光ディスクスタンパ2の任意の位置に移動できる。   An optical disc stamper 2 mounted on the turntable 1 is rotated by a spindle motor (hereinafter referred to as SP motor) 3. The SP motor 3 is controlled by a spindle / slide (hereinafter referred to as SP / SL) motor controller 4. The objective lens 36 in the optical pickup 5 is controlled by the focus servo device 6 so that the laser of the optical pickup 5 is focused on the surface of the rotating optical disc stamper 2. The optical pickup 5 is fixed to a slide stage (hereinafter referred to as SL stage) 8 via a piezoelectric element 7, and the SL stage 8 is driven by a ball screw (not shown) and a slide motor (hereinafter referred to as SL motor) 9. Controlled by the SP / SL controller 4. As a result, the optical pickup 5 can be moved to an arbitrary position on the optical disc stamper 2.

当該実施形態に係る装置は、SP・SLモータコントローラ4の協調制御で、光ディスクスタンパ2を光ピックアップ5位置においてCAV(Constant Linear Velocity)、CLV(Constant Angular Velocity)制御が可能になっている。リニアエンコーダ10はSLステージ8の位置を示すパルスを出力する装置であり、カウンター11はそのパルスを読み込みシステムコントローラ12へ送る。フォーカスサーボ装置6はシステムコントローラ12とローパスフィルター13(以下LPF13)、A/Dコンバータ14を介して接続されている。SPモータエンコーダ15はSPモータ3の回転位置を示すパルスを出力する装置であり、カウンター11はそのパルスを読み込みシステムコントローラ12へ送る。又、SPモータエンコーダ15はSPモータ3の1パルス/1回転(以下REZ信号)を発生させ、この信号はカウンター11のリセット及びシステムコントローラ12での制御に使われる。この目的の他、SPモータ3の回転サーボ制御にも使われる。SLモータエンコーダ21はSLモータ9の回転位置を示すパルスを出力する装置であり、SP・SLモータコントローラ4はそのパルスを読み込む。又、SLモータエンコーダ21はSLモータ9の回転サーボにも使われる。   The apparatus according to this embodiment is capable of CAV (Constant Linear Velocity) and CLV (Constant Angular Velocity) control of the optical disc stamper 2 at the position of the optical pickup 5 by cooperative control of the SP / SL motor controller 4. The linear encoder 10 is a device that outputs a pulse indicating the position of the SL stage 8, and the counter 11 reads the pulse and sends it to the system controller 12. The focus servo device 6 is connected to the system controller 12 via a low-pass filter 13 (hereinafter LPF 13) and an A / D converter 14. The SP motor encoder 15 is a device that outputs a pulse indicating the rotational position of the SP motor 3, and the counter 11 reads the pulse and sends it to the system controller 12. The SP motor encoder 15 generates one pulse / one rotation (hereinafter referred to as REZ signal) of the SP motor 3, and this signal is used for resetting the counter 11 and controlling the system controller 12. In addition to this purpose, it is also used for rotational servo control of the SP motor 3. The SL motor encoder 21 is a device that outputs a pulse indicating the rotational position of the SL motor 9, and the SP / SL motor controller 4 reads the pulse. The SL motor encoder 21 is also used for the rotation servo of the SL motor 9.

図2は、本発明の実施形態に係るフォーカスサーボ装置6のより詳しい構成を示している。光ピックアップ5のフォーカスサーボ引き込み後において、光ディスクスタンパ2で反射した光は4分割光検出器30に受光され、その光は電気信号に変換され加減算器31でフォーカス偏差信号となる。フォーカス偏差信号はゲイン回路32と位相補償回路33と駆動アンプ34と対物レンズアクチュエータを駆動するフォーカスコイル35でフォーカスサーボループを形成する。図1に戻り、前記フォーカス偏差(FE)信号は光ディスクスタンパ回転による面振れ基本波以下の信号を通過させるローパスフィルター13を通してA/Dコンバータ14でデジタル信号に変換されシステムコントローラ12に入る。システムコントローラ12はSPモータエンコーダ15とリニアエンコーダ10からカウンター11、18を介してSPモータ角度データとSL位置データを取り込み、上記デジタル信号に変換されたフォーカス偏差と共にメモリ19に記憶する。又、システムコントローラ12はこの記憶したフォーカス偏差データを演算処理する機能も有している。そして、これらの演算データをSPモータ角度位置及びSLステージ位置に同期してD/Aコンバータ17へ出力されD/Aコンバータ出力はローパスフィルター16(以下LPF16)と圧電素子駆動部20を介して圧電素子(FEA)を制御し光ピックアップ5を上下に移動できるようになっている。   FIG. 2 shows a more detailed configuration of the focus servo apparatus 6 according to the embodiment of the present invention. After the focus servo pull-in of the optical pickup 5, the light reflected by the optical disc stamper 2 is received by the four-divided light detector 30, and the light is converted into an electric signal and becomes a focus deviation signal by the adder / subtractor 31. The focus deviation signal forms a focus servo loop by the gain circuit 32, the phase compensation circuit 33, the drive amplifier 34, and the focus coil 35 that drives the objective lens actuator. Returning to FIG. 1, the focus deviation (FE) signal is converted into a digital signal by an A / D converter 14 through a low-pass filter 13 that passes a signal below the fundamental wave due to rotation of the optical disc stamper, and enters the system controller 12. The system controller 12 fetches SP motor angle data and SL position data from the SP motor encoder 15 and the linear encoder 10 via the counters 11 and 18 and stores them in the memory 19 together with the focus deviation converted into the digital signal. The system controller 12 also has a function of calculating the stored focus deviation data. These calculation data are output to the D / A converter 17 in synchronization with the SP motor angular position and the SL stage position, and the D / A converter output is piezoelectric via the low-pass filter 16 (hereinafter LPF 16) and the piezoelectric element driving unit 20. The optical pickup 5 can be moved up and down by controlling the element (FEA).

図1および図2の構成を用いて本発明の実施形態に係るフォーカスサーボを説明する。サーボループ設計で最大ゲインは従来通り60dB程度とし、ゲイン、位相余裕を大きく設定する。また、このままではフォーカスサーボ偏差が12dB残ってしまうので、請求項に述べたように、フォーカス引き込み後のフォーカスサーボ偏差を光ディスクの角度位置及びスライドステージ位置情報と共にメモリ19に記憶し、フォーカス再引き込み後に、このメモリ19に記憶したデータを光ディスクの角度位置及びスライド位置と同期させ光ピックアップ駆動手段で光ピックアップ全体をフォーカス方向に制御してフォーカスサーボ偏差を小さく制御しようとするものである。この結果、基本周波数成分を72dB以上減衰できる高精度フォーカスサーボが行われることになる。   A focus servo according to an embodiment of the present invention will be described using the configuration of FIGS. 1 and 2. In the servo loop design, the maximum gain is about 60 dB as before, and the gain and phase margin are set large. Further, since the focus servo deviation remains 12 dB in this state, as described in the claims, the focus servo deviation after the focus pull-in is stored in the memory 19 together with the angle position and slide stage position information of the optical disk, and after the focus re-draw The data stored in the memory 19 is synchronized with the angular position and slide position of the optical disk, and the entire optical pickup is controlled in the focus direction by the optical pickup driving means so as to control the focus servo deviation small. As a result, high-precision focus servo that can attenuate the fundamental frequency component by 72 dB or more is performed.

光ピックアップ5のフォーカスサーボ引き込み後において、SP・SLモータコントローラ4の協調制御で、光ピックアップ5を光ディスクスタンパ2内周側からSP・SLモータのCAV(Constant Linear Velocity)制御を行った場合、光ディスクスタンパ2上の光ピックアップ5移動軌跡は内周側からスパイラル状になる。図3は、この時のSPモータエンコーダ15とリニアエンコーダ10からカウンター11、18を介して1回転8分割となるタイミングで6トラック分システムコントローラ12がフォーカス偏差(FE)信号をA/D変換して取り込んだディジタルデータの例である。任意の位置及び角度におけるフォーカス偏差のディジタルデータをD[m、n]とすると(mはトラック数、nは角度位置)、D[5、0]〜D[5、7]は5トラック目のスパイラル一回転のフォーカス偏差、D[0、0]〜D[6、0]は同一角度のフォーカス偏差となっている。   When the optical pickup 5 is subjected to CAV (Constant Linear Velocity) control of the SP / SL motor from the inner periphery side of the optical disc stamper 2 by the cooperative control of the SP / SL motor controller 4 after the focus servo of the optical pickup 5 is pulled in, the optical disc 5 The movement path of the optical pickup 5 on the stamper 2 is spiral from the inner peripheral side. FIG. 3 shows that the system controller 12 A / D-converts the focus deviation (FE) signal for 6 tracks at the timing of 8 divisions per revolution from the SP motor encoder 15 and the linear encoder 10 via the counters 11 and 18 at this time. It is an example of the digital data taken in. If the digital data of the focus deviation at an arbitrary position and angle is D [m, n] (m is the number of tracks, n is the angular position), D [5, 0] to D [5, 7] are the fifth track. The focus deviation of one spiral rotation, D [0, 0] to D [6, 0], is a focus deviation of the same angle.

図4は、上記スパイラル軌跡を直線に変え、PU位置とフォーカス偏差(FE)との関係で示した図である。一般的に光ディスクスタンパ2の取り付けに面触れや反りがある場合のフォーカス偏差の例で、面触れによる1回転の変動(回転数に比例した基本波と高調波から成る)と、反りによる変化(点線部分)が表れる。システムコントローラ12のメモリ19にはフォーカス偏差データD[m、n](0≦m≦6、0≦n≦7)が記憶されている。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the PU position and the focus deviation (FE) by changing the spiral locus into a straight line. Generally, it is an example of a focus deviation in the case where the optical disc stamper 2 is touched or warped. A fluctuation of one rotation due to touching (consisting of a fundamental wave and a harmonic proportional to the number of rotations) and a change due to warping ( (Dotted line part) appears. The memory 19 of the system controller 12 stores focus deviation data D [m, n] (0 ≦ m ≦ 6, 0 ≦ n ≦ 7).

図5(a)は任意のトラックにおけるSPモータ1回転のフォーカス偏差を示す。SPモータ1回転の回転数に比例した基本面振れ(ここでは点線部分で示す)と高調波成分とからなっている。この段階でのサーボのループゲイン設計は60dB減衰となっており、72dBのループゲインに対して12dB程度のフォーカス偏差が発生していることになる。   FIG. 5A shows the focus deviation of one rotation of the SP motor in an arbitrary track. It consists of fundamental surface vibration (indicated here by a dotted line) proportional to the number of revolutions of one SP motor and harmonic components. The servo loop gain design at this stage is 60 dB attenuation, and a focus deviation of about 12 dB occurs with respect to the loop gain of 72 dB.

図5(b)はシステムコントローラ12に取り込まれるフォーカス偏差信号である。面振れ基本波以下の信号を通過させるローパスフィルター13(以下LPF13)を通しているため、この様になっている。   FIG. 5B shows a focus deviation signal taken into the system controller 12. This is the case because the low-pass filter 13 (hereinafter referred to as LPF 13) that passes a signal having a surface fluctuation below the fundamental wave is passed.

図5(c)はメモリに記憶されたフォーカス偏差データD[m、n]を所定ゲイン分演算処理したデータをD/A変換してLPF13と圧電素子制御部20を介し圧電素子に加えられる信号(FEA)を示す。所定ゲインはフォーカスサーボのループゲインとフォーカス偏差データと圧電素子の駆動感度から最適値を決める。   FIG. 5C shows a signal applied to the piezoelectric element via the LPF 13 and the piezoelectric element control unit 20 by D / A converting the data obtained by calculating the focus deviation data D [m, n] stored in the memory for a predetermined gain. (FEA) is shown. The predetermined gain is determined to be an optimum value from the loop gain of the focus servo, the focus deviation data, and the drive sensitivity of the piezoelectric element.

5図(d)はFEA信号を圧電素子に加えた後のフォーカス偏差信号で、光ディスクスタンパ2の反り・面触れによって発生するフォーカス偏差信号の基本周波数成分以下が除かれる。   FIG. 5 (d) shows a focus deviation signal after the FEA signal is applied to the piezoelectric element, and excludes the fundamental frequency component or less of the focus deviation signal generated by the warp / face contact of the optical disc stamper 2.

図6および図7は、本発明の実施手順を説明するフローチャートである。   6 and 7 are flowcharts for explaining the implementation procedure of the present invention.

図6は、高精度フォーカス(FO)サーボを行う準備作業であり、光ディスクスタンパ2全面に渡り通常フォーカスサーボでのフォーカス偏差(FE)をメモリ19に取り込む作業を示す。光ピックアップを測定開始位置へ移動し(ステップS1)、通常フォーカスサーボ(FOサーボ)を開始する(ステップS2)。その位置からCAV駆動を開始し(ステップS3)、メモリの初期化(m=0、n=0)を行う(ステップS4)。所定角度毎フォーカス偏差(FE)信号のA/D変換を行い(ステップS5)、メモリ(D[m、n])に記憶する(ステップS5)。角度カウンター(n)をインクリメント(n=n+1)し所定角度変化を待つ(ステップS7)。所定角度変化があった場合(ステップS8/Yes)、SPモータが1回転したかどうかも判断する(ステップS9)。1回転前ならば(ステップS9/No)、続けて所定角度のフォーカス偏差信号のA/D変換を行いメモリ(D[m、n])に記憶する(ステップS5、S6)。SPモータが一回転した場合は(ステップS9/Yes)、回転カウンターmをインクリメント(m=m+1)して(ステップS10)、所定角度毎フォーカス偏差のA/D変換を行いメモリ(D[m、n])に記憶する。この動作を測定終了位置まで行い(ステップS11)、光ディスクスタンパ2全面のフォーカス偏差をメモリ19に取り込む。   FIG. 6 shows a preparatory work for performing a high-precision focus (FO) servo, and shows a work for fetching the focus deviation (FE) in the normal focus servo into the memory 19 over the entire surface of the optical disc stamper 2. The optical pickup is moved to the measurement start position (step S1), and normal focus servo (FO servo) is started (step S2). CAV driving is started from that position (step S3), and memory initialization (m = 0, n = 0) is performed (step S4). A / D conversion of the focus deviation (FE) signal for each predetermined angle is performed (step S5) and stored in the memory (D [m, n]) (step S5). The angle counter (n) is incremented (n = n + 1) and a predetermined angle change is awaited (step S7). If there is a predetermined angle change (step S8 / Yes), it is also determined whether the SP motor has made one revolution (step S9). If it is before one rotation (step S9 / No), the A / D conversion of the focus deviation signal at a predetermined angle is performed and stored in the memory (D [m, n]) (steps S5 and S6). When the SP motor makes one revolution (step S9 / Yes), the rotation counter m is incremented (m = m + 1) (step S10), and A / D conversion is performed for the focus deviation for each predetermined angle and the memory (D [m, n]). This operation is performed up to the measurement end position (step S11), and the focus deviation of the entire surface of the optical disc stamper 2 is taken into the memory 19.

図7は、メモリ19に取り込まれたフォーカス偏差(FE)データを利用して圧電素子を駆動し高精度フォーカスサーボを行う作業を示すフローチャートである。光ピックアップを光ディスクスタンパ2の測定位置まで移動させてフォーカスサーボ(FO)を開始する(ステップS20、S21)。SP・SL位置に応じたフォーカス偏差(FE)データ(D[m、n])を読み出し(S22)、比例定数を乗算(D=K*D[m、n])する(ステップS23)。FEデータをD/A変換して圧電素子を制御し(ステップS24)、高精度フォーカスサーボを行う。これを測定終了位置まで続ける(ステップS25)。   FIG. 7 is a flowchart showing an operation for performing high-precision focus servo by driving the piezoelectric element using the focus deviation (FE) data fetched into the memory 19. The optical pickup is moved to the measurement position of the optical disc stamper 2 to start focus servo (FO) (steps S20 and S21). The focus deviation (FE) data (D [m, n]) corresponding to the SP / SL position is read (S22) and multiplied by a proportionality constant (D = K * D [m, n]) (step S23). The piezoelectric element is controlled by D / A converting the FE data (step S24), and high-precision focus servo is performed. This is continued to the measurement end position (step S25).

本発明の実施形態に係る光ディスクスタンパ評価装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the optical disk stamper evaluation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るフォーカスサーボ装置のより詳しい構成を示す図である。It is a figure which shows the more detailed structure of the focus servo apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るフォーカス偏差デ信号をA/D変換して取込んだディジタルデータの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the digital data taken in by carrying out A / D conversion of the focus deviation designal which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る光ピックアップ移動軌跡をスパイラル状から直線に変え、PU位置とフォーカス偏差(FE)との関係で示す図である。It is a figure which changes the optical pick-up movement locus | trajectory which concerns on embodiment of this invention from spiral shape to a straight line, and shows with the relationship between PU position and a focus deviation (FE). 本発明の実施形態に係るFE信号、FEA信号を示す図である。It is a figure which shows the FE signal and FEA signal which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the implementation procedure of this invention. 本発明の実施手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the implementation procedure of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ターンテーブル
2 光ディスクスタンパ
3 スピンドルモータ
4 スピンドル・スライドモータコントローラ
5 光ピックアップ
6 フォーカスサーボ装置
7 圧電素子
8 スライドステージ
9 スライドモータ
10 リニアエンコーダ
11 カウンター
12 システムコントローラ
13 LPF
14 A/Dコンバータ
15 スピンドルモータエンコーダ
16 LPF
17 D/Aコンバータ
18 カウンター
19 メモリ
20 圧電素子駆動部
21 スライドモータエンコーダ
30 4分割光検出器
31 加減算器
32 ゲイン回路
33 位相補償回路
34 駆動アンプ
35 フォーカスコイル
36 対物レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turntable 2 Optical disk stamper 3 Spindle motor 4 Spindle / slide motor controller 5 Optical pickup 6 Focus servo apparatus 7 Piezoelectric element 8 Slide stage 9 Slide motor 10 Linear encoder 11 Counter 12 System controller 13 LPF
14 A / D converter 15 Spindle motor encoder 16 LPF
17 D / A converter 18 Counter 19 Memory 20 Piezoelectric element drive unit 21 Slide motor encoder 30 Quadrant photodetector 31 Adder / Subtractor 32 Gain circuit 33 Phase compensation circuit 34 Drive amplifier 35 Focus coil 36 Objective lens

Claims (5)

光ピックアップの対物レンズを光ディスクスタンパ表面に追従させる光ディスクフォーカスサーボ装置であって、
回転する前記光ディスクスタンパの回転方向の角度位置を検出して角度位置信号を発する角度位置検出手段と、
前記光ピックアップを移動させて、前記光ピックアップの移動方向の位置を検出して位置信号を発する移動位置検出手段と、
フォーカスサーボ引き込み後のフォーカスエラー信号の偏差を検出するフォーカス偏差検出手段と、
前記回転する光ディスクスタンパの回転角度位置、及び前記移動する光ピックアップの移動位置と共に前記フォーカス偏差を記憶する手段と、
フォーカス再引き込み後の前記光ディスクスタンパの現在角度位置、及び前記光ピックアップの現在位置で前記記憶されたフォーカス偏差に比例した信号で前記光ピックアップ全体を駆動する光ピックアップ駆動手段と、を有する光ディスクフォーカスサーボ装置。
An optical disc focus servo device for causing an objective lens of an optical pickup to follow the surface of an optical disc stamper,
Angular position detection means for detecting an angular position in the rotation direction of the rotating optical disc stamper and generating an angular position signal;
Moving position detecting means for moving the optical pickup and detecting a position in the moving direction of the optical pickup to emit a position signal;
A focus deviation detecting means for detecting a deviation of the focus error signal after the focus servo is pulled in;
Means for storing the focus deviation together with a rotational angle position of the rotating optical disc stamper and a moving position of the moving optical pickup;
An optical disc focus servo comprising: an optical pickup drive means for driving the entire optical pickup with a signal proportional to the stored focus deviation at the current angular position of the optical disc stamper after the re-focusing and the current position of the optical pickup; apparatus.
前記フォーカス偏差検出手段は、フォーカス偏差の直流成分と、光ディスクスタンパの回転基本波成分以下のフォーカス偏差信号のみを検出できるローパスフィルターを介してフォーカス偏差を検出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の光ディスクフォーカスサーボ装置。   The focus deviation detecting means detects the focus deviation through a low-pass filter capable of detecting only a DC component of the focus deviation and a focus deviation signal equal to or lower than the rotation fundamental wave component of the optical disc stamper. 1. An optical disc focus servo device according to 1. 前記光ピックアップ駆動手段は、前記記憶されたフォーカス偏差に比例した信号を、前記角度位置検出手段からの角度位置信号及び前記移動位置検出手段からの移動位置信号に同期して前記光ピックアップ駆動手段に加えられるようにしたことを特徴とする請求項1記載の光ディスクフォーカスサーボ装置。   The optical pickup driving means sends a signal proportional to the stored focus deviation to the optical pickup driving means in synchronization with the angular position signal from the angular position detecting means and the moving position signal from the moving position detecting means. 2. The optical disk focus servo apparatus according to claim 1, wherein the optical disk focus servo apparatus is added. 前記角度位置検出手段は、前記光ディスクを回転させる回転駆動手段に直結したモータエンコーダであり、スライド位置検出手段はスライドステージと直結したリニアエンコーダであることを特徴とする請求項1記載の光ディスクフォーカスサーボ装置。   2. The optical disk focus servo according to claim 1, wherein the angular position detection means is a motor encoder directly connected to a rotation drive means for rotating the optical disk, and the slide position detection means is a linear encoder directly connected to a slide stage. apparatus. 光ピックアップの対物レンズを光ディスクスタンパ表面に追従させるフォーカスサーボ方法であって、
フォーカスサーボ引き込み後のフォーカスエラー信号の偏差を、前記光ディスクスタンパ全表面に渡り、回転する前記光ディスクスタンパの回転方向の角度位置と、前記光ピックアップの移動方向の移動位置と共に、前記フォーカス偏差を記憶する工程と、
その後の光ディスクスタンパ表面に追従させるフォーカスサーボ再引き込み後において、光ディスクスタンパの現在角度位置、及び光ピックアップの現在移動位置で、前記記憶されたフォーカス偏差に比例した信号で光ピックアップ全体を駆動してフォーカスサーボを行う工程と、を有する光ディスクフォーカスサーボ方法。
A focus servo method for causing an objective lens of an optical pickup to follow the surface of an optical disc stamper,
The deviation of the focus error signal after the drawing of the focus servo is stored over the entire surface of the optical disc stamper, together with the angular position of the rotating direction of the optical disc stamper and the moving position of the optical pickup in the moving direction. Process,
After refocusing the focus servo to follow the surface of the optical disc stamper after that, the entire optical pickup is driven with a signal proportional to the stored focus deviation at the current angular position of the optical disc stamper and the current movement position of the optical pickup. And an optical disc focus servo method.
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