JP2823030B2 - 光ディスク装置のフォーカシングサーボ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はディスク媒体の記録面
（信号面）と光学ヘッド部の光学系レンズとの距離を一
定に保つフォーカシングサーボ装置に係り、更に詳しく
は光ディスクのベストフォーカス点を得ることができる
光ディスク装置のフォーカシングサーボ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来例】従来、この種のフォーカシングサーボ装置
は、例えば図９に示すように、光学ヘッド部１、フォー
カスエラー生成部２およびフォーカスサーボ回路３を備
えている。

【０００３】上記光学ヘッド部１は、光ディスク４にレ
ーザ光を照射するためのＬＤ（レーザダイオード）５
と、このＬＤ５のレーザ光をその光ディスク４に照射す
る光学系レンズ６と、この光学系レンズ６を光軸方向に
可動する駆動用コイル７と、上記光ディスク４からの反
射光を受光するためのフォトディテクタ（例えば四分割
センサ）８と、上記反射光（レーザビーム）を同フォト
ディテクタ８に結像するためのハーフミラー９およびシ
リンドリカルレンズ１０とを備えている。

【０００４】上記非点収差法を用いたフォーカシングサ
ーボ装置において、例えば上記光学系レンズ６が光ディ
スク４に近づき過ぎており、つまり光ディスク４と光学
系レンズ６との距離Ｒが光学系レンズ６の合焦点より短
い場合、図１０に示すように上記光ディスク１からの反
射光（ビーム）はフォトディテクタ８に結像する。

【０００５】例えば、上記光学系レンズ６と光ディスク
４との距離が最適状態にあり、つまり光ディスク４と光
学系レンズ６との距離Ｒが光学系レンズ６の合焦点と一
致している場合、図１１に示すように上記光ディスク１
からの反射光（ビーム）はフォトディテクタ８に結像す
る。

【０００６】また、上記光学系レンズ６が光ディスク４
から遠くなっており、つまり光ディスク４と光学系レン
ズ６との距離Ｒが光学系レンズ６の合焦点より長い場
合、図１２に示すように上記光ディスク１からの反射光
（ビーム）がフォトディテクタ８に結像する。

【０００７】一方、図１３に示すように、上記光学ヘッ
ド部１の光学系レンズ６の焦点深度は一例としてほぼ±
１μｍであり、上記反射光（ビーム）が図１１に示すよ
うにフォトディテクタ８に結像している場合光ディスク
の信号面（あるいは記録面）はその焦点深度のＷ領域内
に入ることになる。

【０００８】しかし、上記反射光（ビーム）が図１０に
示すように結像している場合上記光ディスク４の信号面
は図１３のＸ領域に入り、また反射光（ビーム）が図１
２に示すように結像している場合上記ディスク４の信号
面は図１３のＹ領域に入ることになる。

【０００９】そこで、上記フォトディテクタ８の四分割
センサの受光量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによる信号に基づいて例
えば（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）（＝ＦＥＳ；フォーカスエ
ラー信号）の演算を行ない、この演算結果によって上記
フォーカスエラー信号を得ている。例えば、上記反射光
（ビーム）が図１１に示すように結像している場合、上
記演算結果がほぼ“０”となるが、図１０の場合にはそ
の演算結果が“負”となり、また図１２の場合にはその
演算結果が“正”となる。

【００１０】そして、上記演算結果に応じたフォーカス
エラー信号が上記フォーカスエラー生成部２から出力さ
れ、このフォーカスエラー信号に基づき、上記フォーカ
スサーボ回路によって上記光学系レンズ６の駆動用コイ
ル７が駆動される。

【００１１】上記演算結果が“０”である場合、上記光
ディスク４の信号面（あるいは記録面）が既に上記光学
系レンズ６の焦点深度±１μｍ（図１３に示すＷ領域）
にあることから、駆動用コイル７は駆動されない。

【００１２】しかし、上記演算結果が“負”あるいは
“正”である場合、上記フォーカスエラー生成部２から
は両極性のフォーカスエラー信号が出力されることか
ら、上記光ディスク４の信号面が既に上記光学系レンズ
６の焦点深度（図１３に示すＷ領域）に入るように、上
記駆動用コイル７が駆動される。

【００１３】これにより、上記非点収差法を用いたフォ
ーカシングサーボ装置においては、上記光ディスク４の
信号面（あるいは記録面）を上記光学系レンズ６の焦点
深度に収めることができ、つまり同光ディスク４の信号
面と光学系レンズ６との距離を常に一定に保つことがで
きる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記フォー
カシングサーボ装置にあっては、光ディスク４の再生時
にはそれほど問題とならないが、光ディスク４の記録時
にあってはベストフォーカス範囲（良好に記録可能な範
囲）が上記焦点深度（図１３に示すＷ領域）より更に狭
くする必要があり、この記録時のベストフォーカス範囲
は例えば０．３μｍ程度である（図１３に示すＺ領
域）。

【００１５】そのため、一般の光ディスク装置にあって
は、光ディスクの仕様を厳しくするとともに、同媒体デ
ィスクの記録にとって最適なフォーカス点に固定して出
荷するようにしている。

【００１６】しかしながら、上記最適なフォーカス点を
固定とした場合、使用可能な媒体ディスクが１種類に限
られるだけなく、ディスク媒体のバラツキが許されない
ことから、同ディスク媒体が高価なものとなり、さらに
同ディスク媒体の使用環境の変化、経時変化等に弱いと
いう欠点がある。

【００１７】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的はディスク媒体のバラツキ、使用環境の
変化や経時変換による微小なデフォーカスを自動調整す
ることができ、補助的なフォーカスサーボを付加してベ
ストフォーカス点を得ることができるようにした光ディ
スク装置のフォーカシングサーボ装置を提供することに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明はディスク媒体（光ディスク）に光を照射
して記録ピットを形成する際、同光を出射する光学ヘッ
ド部の光学系レンズと上記ディスク媒体の信号面（ある
いは記録面）との距離を一定に保つ光ディスク装置のフ
ォーカシングサーボ装置において、上記ディスク媒体か
らの反射光をフォトディテクタで受光し、このフォトデ
ィテクタの検出信号によりフォーカスエラー信号を得る
とともに、このフォーカスエラー信号によって上記光学
系レンズを可動するフォーカスサーボ部と、上記フォト
ディテクタによって得られた信号によりＲＦ信号を生成
するＲＦ信号生成部と、この生成されたＲＦ信号を所定
タイミングでサンプングしてホールドするサンプルホー
ルド部と、このサンプルホールドされた信号をディジタ
ル変換するＡ／Ｄ変換部と、このディジタル変換された
信号に基づいて上記ＲＦ信号のレベルを算出するととも
に、該算出レベルと所定レベルとの差に応じたデータを
得る制御部と、この制御部によって得られたデータをア
ナログ変換するＤ／Ａ変換部と、このアナログ変換され
た信号を上記得られているフォーカスエラー信号に加算
する加算部とを備え、この加算部によって加算されたフ
ォーカスエラー信号に基づいて上記光学系レンズを可動
し、上記ディスク媒体のベストフォーカス点を得るよう
にしたことを要旨とする。

【００１９】

【作用】上記構成としたので、上記光ディスクの記録時
にあっても、上記ＲＦ信号生成部にてＲＦ信号（再生信
号）が得られる。このＲＦ信号のレベルは、光ディスク
のフォーカス状態に応じて異なり、当該光ディスクのベ
ストフォーカス点で最も低くなる。

【００２０】そこで、上記ＲＦ信号のレベルと所定レベ
ルとの差が検出され、この検出レベル差に応じて、つま
り同ＲＦ信号のレベルが最も低くなるように、同フォー
カスエラー信号が補正され、この補正されたフォーカス
エラー信号によって上記光ディスクの記録面と光学ヘッ
ドの光学系レンズとの距離が一定に、しかも同記録面が
その光学系レンズの焦点深度（ベストフォーカス点）範
囲内とされる。

【００２１】このように、従来のフォーカスサーボの他
に、光ディスクの特性変化や使用環境の変化による微小
なデフォーカスを自動調整する補助的なサーボを付加す
ることにより、上記焦点深度内のベストフォーカス点を
検出することができ、このベストフォーカス点において
光ディスクの記録が可能となる。

【００２２】

【実施例】この発明の光ディスク装置のフォーカシング
サーボ装置は、例えばレーザ光による記録ピットの形成
時に、同光ディスクの反射率が最も低いとき当該ベスト
フォーカス点に該当し、同光ディスクの反射率の変化に
応じてＲＦ信号（再生信号）のレベルも変化することか
ら、このＲＦ信号のレベルが最小であるときに記録時の
ベストフォーカス点とみなせることを利用しており、こ
のＲＦ信号のレベルを得、この得られたレベルに応じて
当該フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を補正し、同光デ
ィスクの特性変化や使用環境変化等による微小なデフォ
ーカスを自動的に調整し、つまりベストフォーカス点を
検出している。

【００２３】そのため、この光ディスク装置のフォーカ
シングサーボ装置は、図１に示すように、記録時にフォ
トディテクタ（例えば四分割センサ）８からの検出信号
（各Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの受光量）を入力し、これら検出信
号に基づいてＲＦ信号を生成するＲＦ信号生成部１１
と、この生成されたＲＦ信号を所定タイミングでサンプ
リングしてホールドするサンプルホールド部１２と、こ
のサンプリングホールドされたＲＦ信号のレベルをディ
ジタル変換するＡ／Ｄ変換部１３と、このディジタル変
換された値と予め設定した値（ベストフォーカス時にお
けるＲＦ信号のレベルに相当する値）とを比較し、この
比較結果に応じたデータを出力する制御部（マイコン）
１４と、この出力されたデータをアナログ変換するＤ／
Ａ変換部１５と、このアナログ変換された信号を図にフ
ォーカスエラー信号生成部２からのフォーカスエラー信
号に加算し、この加算されたフォーカスエラー信号をフ
ォーカスサーボ回路３に出力する加算部１６とを備えて
いる。

【００２４】なお、図１中、図９と同一部分には同一符
号を付し重複説明を省略する。また、上記サンプルホー
ルド部１２は、例えば図２に示す生成されたＲＦ信号の
うち、平らな部分のレベルをサンプリングし、かつ次回
サンプリングまでホールドする。

【００２５】ここで、上記光ディスク４の記録時におけ
るベストフォーカス点において、ＲＦ信号のレベルが最
小になる理由を図３乃至図８を参照して詳しく説明する
と、まず上記光学ヘッド部１からは記録信号に応じて
高、低パワーのレーザ光が出射されているものとする
（図３に示す）。

【００２６】すると、上記レーザ光が光ディスク４に照
射されるため、同光ディスク４には同レーザ光の高パワ
ーによって記録ピットが形成される。このとき、図３に
示すように、上記光ディスク４からの反射光によるＲＦ
信号のレベルについて、その高パワーの当初同光ディス
ク４に記録ピットが形成されていないことから、そのＲ
Ｆ信号のレベルが大きいが、このＲＦ信号のレベルがそ
の記録ピットの形成によって低くなる。

【００２７】すなわち、図４に示すように、上記光ディ
スク４に記録ピットが形成される直前においては、上記
高パワーのレーザ光の照射部分における反射率が高いま
まであり、この高反射率によって上記ＲＦ信号のレベル
が高くなるからである。

【００２８】しかし、図５に示すように、上記光ディス
ク４に記録ピット（同図の斜線部分）が形成されると、
同記録ピット部分における反射率が低下し、この低反射
率によって上記ＲＦ信号のレベルが低くなる。

【００２９】そして、上記光学ヘッド部１のフォーカス
状態が変化すると、同光学ヘッド部１によるレーザ光の
スポットと上記記録ピットとは例えば図６乃至図８に示
す関係となる。

【００３０】図６は最もフォーカス状態が悪く、記録ピ
ット４ａの形成が余り良くない例であり、レーザ光のス
ポットａの照射部分では低反射率の記録ピット４ａの面
積が小さくなる。この場合、上記レーザ光のスポットａ
の反射光によるＲＦ信号のレベル、つまり平らな部分の
レベルが高くなる（図３の矢印ｂに示す）。

【００３１】図７はややフォーカス状態が良く、記録ピ
ット４ａの形成がやや良い例であり、レーザ光のスポッ
トａの照射部分では低反射率の記録ピット４ａの面積が
やや大きくなる。この場合、上記レーザ光のスポットａ
の反射光によるＲＦ信号のレベルがやや低くなる（図３
の矢印ｃに示す）。

【００３２】図８は最もフォーカス状態が良く、記録ピ
ット４ａの形成が最も良い例であり、レーザ光のスポッ
トａの照射部分では低反射率の記録ピット４ａの面積が
最も大きくなる。この場合、上記レーザ光のスポットａ
の反射率によるＲＦ信号のレベルが最も低くなる（図３
の矢印ｄに示す）。

【００３３】このように、同一のレーザパワーであって
も、光ディスク４の反射率が変化しはじめる時間が異な
り、時間的に最も速く反射率が変化しはじめるものが最
もパワー効率が良い、つまりベストフォーカス状態と言
える。したがって、上記ＲＦ信号のレベルが最小であれ
ば、ベストフォーカス点、つまり上記光ディスク４の記
録面が図１３に示すＺ範囲内とみなすことができる。

【００３４】そこで、上記ＲＦ信号の最小レベルに相当
するデータを予め算出しておき、上記光ディスク４の記
録時に、同光ディスク４からの反射光によるＲＦ信号を
上記ＲＦ信号生成部１１によって得るとともに、このＲ
Ｆ信号の平らなレベルを上記サンプルホールド部１２に
よって検出し、この検出レベルの値と予め決定したレベ
ルの値とを上記制御部１４によって比較する。

【００３５】上記制御部１４においては、当該比較結果
が“０”となるように、フォーカスエラー生成部２から
出力されているフォーカスエラー信号（ＥＦＳ）を補正
するデータを算出するとともに、この算出データを出力
する。

【００３６】上記加算部１６においては、上記算出デー
タの信号をフォーカスエラー信号に加算し、同フォーカ
スエラー信号を補正する。この補正されたフォーカスエ
ラー信号により、従来同様に光学系レンズ６の駆動用コ
イル７がフォーカスサーボ回路３によって駆動される。

【００３７】このように、上記光ディスク４の記録面が
光学系レンズ６の焦点深度（図１３に示すＷ領域）内の
Ｚ領域に収まるように、従来例のフォーカスエラー信号
を補正しており（つまり当該ベストフォーカス点を検出
しており）、同光ディスク４の特性変化や使用環境の変
化による微小なデフォーカスを自動的に調整する補助的
なフォーカスサーボを従来のフォーカスサーボ制御に付
加した形となっている。

【００３８】したがって、上記光ディスク（ディスク媒
体）の特性変化、使用環境変化や経時変化等が生じて
も、同ディスク媒体の記録面を上記光学系レンズの焦点
深度よりさらに狭い範囲内に収めることができ、つまり
同ディスク媒体を選ぶことなく、ベストフォーカス状態
での記録が可能であることから、種々ディスク媒体を使
用することができる。

【００３９】なお、上記実施例では、相変型媒体の光デ
ィスク４を例にして説明したが、その他の媒体、例えば
光学的特性変化型、光磁気タイプ等のものでも、記録時
にＲＦ信号（再生信号）を得ることができるものにも、
適用することができる

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ディスク媒体に光を照射して記録ピットを形成する
際、同光を出射する光学ヘッド部の光学系レンズと上記
光ディスクの記録面との距離を一定に保つディスクのフ
ォーカシングスサーボ装置において、上記ディスク媒体
からの反射光によりフォーカスエラー信号を得るととも
に、上記ディスク媒体からの反射光によりＲＦ信号を
得、同ＲＦ信号のレベルと所定レベルとの差によって記
録時のベストフォーカス点を検出し、同ベーストフォー
カス状態となるように上記フォーカスエラー信号を補正
するようにしたので、上記ディスク媒体の特性変化、使
用環境変化や経時変化等によらず、同ディスク媒体の記
録面を上記光学系レンズの焦点深度よりさらに狭い範囲
内に収めることができ、また同ディスク媒体を選ぶこと
なく、ベストフォーカス状態での記録が可能であること
から、種々ディスク媒体を用いることができ、つまりデ
ィスク媒体の仕様が緩くてよく、結果安価なディスク媒
体も使用可能になるという有用な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す光ディスク装置のフ
ォーカシングサーボ装置の概略的ブロック線図である。

【図２】図１に示すフォーカシングサーボ装置の動作を
説明するためのＲＦ信号のタイムチャート図である。

【図３】図１に示すフォーカシングサーボ装置における
ＲＦ信号とレーザパワーとの関係を説明するタイムチャ
ート図である。

【図４】光ディスクにおける記録状態を説明する図であ
る。

【図５】光ディスクにおける記録状態を説明する図であ
る。

【図６】光ディスクにおける記録状態を説明する図であ
る。

【図７】光ディスクにおける記録状態を説明する図であ
る。

【図８】光ディスクにおける記録状態を説明する図であ
る。

【図９】従来の光ディスク装置のフォーカシングサーボ
装置を説明する概略的ブロック線図である。

【図１０】フォーカシングサーボ装置における非点収差
法を説明する図である。

【図１１】フォーカシングサーボ装置における非点収差
法を説明する図である。

【図１２】フォーカシングサーボ装置における非点収差
法を説明する図である。

【図１３】フォーカシングサーボ装置における光学系の
焦点深度を説明する図である。

【符号の説明】

１ 光学ヘッド部 ２ フォーカスエラー生成部 ３ フォーカスサーボ回路 ４ 光ディスク（ディスク媒体） ５ ＬＤ（レーザダイオード） ６ 光学系レンズ ７ 駆動用コイル（光学系レンズ６の） ８ フォトディテクタ（四分割センサ） ９ ハーフミラー １０ シリンドリカルレンズ １１ ＲＦ信号生成部 １２ サンプルホールド部 １３ Ａ／Ｄ変換部 １４ 制御部（マイコン） １５ Ｄ／Ａ変換部 １６ 加算部 ａ スポット（レーザ光の） ｂ，ｃ，ｄ ＲＦ信号のレベル ４ａ 記録ピット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク媒体に光を照射して記録ピット
   を形成する際、同光を出射する光学ヘッド部の光学系レ
   ンズと前記ディスク媒体の信号面（あるいは記録面）と
   の距離を一定に保つ光ディスク装置におけるフォーカシ
   ングサーボ装置において、 前記ディスク媒体からの反射光をフォトディテクタで受
   光し、該フォトディテクタの検出信号によりフォーカス
   エラー信号を得るとともに、該フォーカスエラー信号に
   よって前記光学系レンズを可動するフォーカスサーボ手
   段と、 前記フォトディテクタによって得られた信号によりＲＦ
   信号を生成するＲＦ信号生成手段と、 該生成されたＲＦ信号を所定タイミングでサンプングし
   てホールドするサンプルホールド手段と、 該サンプルホールドされた信号をディジタル変換するＡ
   ／Ｄ変換手段と、 該ディジタル変換された信号に基づいて前記ＲＦ信号の
   レベルを算出するとともに、該算出レベルと所定レベル
   との差に応じたデータを得る制御手段と、 該制御手段によって得られたデータをアナログ変換する
   Ｄ／Ａ変換手段と、 該アナログ変換された信号を前記得られているフォーカ
   スエラー信号に加算する加算手段とを備え、 該加算手段によって加算されたフォーカスエラー信号に
   基づいて前記光学系レンズを可動し、前記ディスク媒体
   のベストフォーカス点を得るようにしたことを特徴とす
   る光ディスク装置のフォーカシングサーボ装置。