JP3836256B2 - 光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＶＤなどの光ディスク再生装置において、片面から複数の層のデータを読み取るために、レーザーの焦点を層方向に隣接する記録層間で移動制御するフォーカスジャンプ制御方法およびそのための光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２層ディスクにおけるフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号）は、おおよそ図７のようにＳ字波形が２周期分連なった形で出力される。図７において、２つのＳ字の中心であるＬ０，Ｌ１点がそれぞれの層の記録面を指す。従来の技術では、フォーカスジャンプする場合の基本的な処理は、フォーカスサーボをＯＦＦし、加速パルスを加え、中間点付近を検出して減速パルスを加え、再びフォーカスサーボをＯＮする方式を取っている。しかし、トラック方向のトラックジャンプと異なり、フォーカスジャンプでは、層間距離のばらつきや、それぞれの層のＳ字が干渉してきれいな正弦波形にならないなどの問題があり、目的の層で速度が０になるような安定したフォーカスジャンプができない。そのため、特公平８−１７１７３１号公報、特公平９−５０６３０号公報で記載されているような処理を組み込み、安定性を増す対策が取られている。
【０００３】
従来のフォーカスジャンプの例を図８を用いて説明する。図８において、Ｌ０点からＬ１点へジャンプする場合、Ｌ０点でフォーカスサーボが掛かっている状態から、次のような流れでジャンプ処理がなされる。
(1) フォーカスサーボＯＦＦ
(2) 加速パルス（Ｖ１）をＦＥ信号がＬＶＬ２と交差するＡ点まで加える。
(3) 加速パルスをＯＦＦする。
(4) この時の加速パルス時間を計測し、保管しておく。（Ｔ１）
(5) ＦＥ信号が、ＬＶＬ１と交差するＢ点を検出後、加速パルスの２倍の加速度を出す減速パルスを発生させる
(6) 減速パルスの印可時間はＴ１／２として、パルス印可をやめ、サーボＯＮする。
このような制御により、ブレーキパルス（減速パルス）が終了するタイミングでは、対物レンズの速度が０になるため、この時にちょうどＬ１点に到達していれば、安定なジャンプができる。逆に、そうなるように、ＬＶＬ１のレベルを設定する必要がある。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、多層の光ディスクのＦＥ信号は、お互いの層の反射光が干渉するため、２つのＳ字の中間点でノイズや信号の擾乱が生じ、きれいな信号が確保できない。そのため、ブレーキパルスを出すタイミングを検出する際に、レベルが正確に検出できず、サーボが引き込めない問題が生じる。また、回路的なオフセット、ディスクの局部的な基材厚、層間距離、反射率のばらつきなどにより、ディスクの場所によりＦＥ波形のバランスや形状が異なる問題が発生し、同様に最適なジャンプパルスの生成ができず、不安定なジャンプをすることとなる。
【０００５】
このような場合、従来は、オフセットを発生させないようにボリュームなどを調整して回路的に補正したり、ディスクの影響を受けないようにピックアップの特性を改善したりする必要があり、膨大な時間、労力およびコストの増加が発生する。あるいは、多少、ジャンプパルスが最適になっていなくとも、サーボのゲインを無理矢理増加させるなどの制御を行い、電源電圧が許す限りの電流を流して引き込み性能を確保しようとしてきた。しかしながら、装置の小型化にともなうピックアップのアクチュエータ感度の低下と、電源電圧も下げざるを得ない状況とが重なり、アクチュエータで発生させられる最大加速度が小さくなり、そのため、強引にサーボのループゲインで引き込ませようとしても、ダイナミックレンジが狭く、引き込みに失敗する可能性が高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このようなディスクの局所的な特性変化やピックアップの特性ばらつきにより、ＦＥ信号のバランスや波形形状が歪んでいる場合で、かつ、アクチュエータの発生させられる最大加速度が小さい場合でも、安定にフォーカスジャンプを行うことができるフォーカスジャンプ制御方法および光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、光ディスクの片面から複数の層のデータを読み取るために光源からの光ビームを収束して前記光ディスクの記録層に焦点を結ばせる対物レンズと、前記対物レンズをディスクフォーカス方向に変位させるフォーカスアクチュエータと、前記光源、対物レンズ、フォーカスアクチュエータおよびディスクからの反射光を受光する検出手段を備えた光ピックアップと、読み取り信号からフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段と、前記フォーカスエラー信号に基づき焦点位置制御を行い駆動指示信号を出力するフォーカス制御手段と、前記フォーカス制御手段からの駆動指示信号により前記フォーカスアクチュエータに電流を供給するフォーカス駆動手段と、前記光ビームの焦点を記録層Ａから層方向に隣接する記録層Ｂへ移動させるため、前記フォーカス駆動手段に対してパルス高とパルス印加時間との積が互いに等しい加速パルスと減速パルスとを出力するフォーカスジャンプ制御手段とを備え、前記フォーカスジャンプ制御手段は、前記加速パルスを印加してから加速パルス印加時間Ｔ１が経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記加速パルスの印加終了時から所定時間Ｔｗの経過後、前記減速パルスを印加してから減速パルス印加時間Ｔ２を経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記減速パルス印加終了時に前記フォーカスエラー信号のレベルを記憶し、前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えた場合は、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同とし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより短くし、前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えなかった場合は、前記減速パルス印加終了時に記憶されたフォーカスエラー信号のレベルがコンパレートレベルＬＶＬ３よりも大きい場合に、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同じとし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより長くすることを特徴とする光ディスク装置であり、多層ディスクのそれぞれの層の干渉により生じるＳ字波形の中間点に生じるノイズや擾乱が大きくとも、ブレーキパルスを出すタイミングを時間で管理するために影響を受けることがなく、また、層間距離が変動して、ブレーキパルスを出す最適なタイミングとずれていても、ジャンプ動作を繰り返しているうちに、最適なジャンプができるように、減速パルスを出すタイミングを修正することができる。
【００１４】
本発明は、前記所定時間Ｔｗが、記録層Ａから隣接する記録層Ｂへフォーカスジャンプする場合と、記録層Ｂから記録層Ａへフォーカスジャンプする場合とで別々の値を持ち、かつ別々に修正を加える光ディスク装置であり、Ｌ０層からＬ１層へフォーカスジャンプする場合と、Ｌ１層からＬ０層へフォーカスジャンプする場合とで、別々に最適な減速パルスタイミングを学習することができるため、ピックアップ特性ばらつきや回路オフセットによりＦＥ信号がオフセットした場合においても、特性を改善するための対策を特に必要とせず、かつ、サーボの引き込み時のゲインやアクチュエータの最大発生加速度などに制限されることなく、安定なフォーカスジャンプ動作を確保することができる。
【００１５】
本発明は、前記所定時間Ｔｗが、ディスクの半径方向に任意の数に分割されたゾーン毎に別々の値を持ち、かつ修正を加え、フォーカスジャンプするゾーン毎にＴｗを切り替えて使う光ディスク装置であり、ディスクの半径方向に任意に分割されたゾーン毎に、フォーカスジャンプ時の減速パルスの最適なタイミングを学習することができるため、ディスクの局部的な層間距離変動、基材厚変動、反射率変動が生じ、ピックアップの位置によってＦＥ信号の波形形状が変わっても、安定なフォーカスジャンプ動作を確保することができる。
【００１６】
本発明は、前記フォーカスジャンプ動作において、フォーカスジャンプが成功した場合と失敗した場合とで、次回フォーカスジャンプする際の所定時間Ｔｗの修正値に差を持たせ、成功した場合の修正値よりも失敗した場合の修正値の方を大きくする光ディスク装置であり、ジャンプ動作が失敗した場合は、ジャンプ動作が成功した場合に比べ、一度に修正するＴｗの値を大きくしているため、Ｓ字波形の形状が大きく標準値から外れてディスクを再生する場合でも、早く安定なフォーカスジャンプができ、また、成功したときの修正値を小さく設定できることから、一回の学習で間違った場合に不安定な状態へ移行するのを抑制することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１における光ディスク装置の構成を示すものである。図１において、１はＡ層およびＢ層の２層の記録層を有する光ディスク、２は光ディスク１を回転させる回転駆動手段、３は光源からの光ビームを収束してディスクの記録層に焦点を結ばせる対物レンズ、４は対物レンズ３を指令に応じてディスクフォーカス方向に変位させるフォーカスアクチュエータ、５は光源、対物レンズ３、フォーカスアクチュエータ４およびディスク１からの反射光を受光する検出手段を備えた光ピックアップ、１２は光ピックアップ５をディスク１の半径方向に移動させる光ピックアップ移動手段、６は読み取り信号からフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段、７はフォーカスエラー信号に基づき焦点位置制御を行い駆動指示信号を出力するフォーカス制御手段、８はフォーカス制御手段７からの駆動指示信号によりフォーカスアクチュエータ４に電流を供給するフォーカス駆動手段、９はビームの焦点を記録層Ａから隣接する記録層Ｂへ移動させるため、フォーカス駆動手段８に対して加速パルスと減速パルスを出力するフォーカスジャンプ制御手段、１１はフォーカス制御手段７、フォーカスジャンプ制御手段９を含むサーボコントローラである。
【００１８】
次に、本実施の形態の動作について説明する。光ディスク１は、回転駆動手段２に装着され、所定の回転数で回転する。光ディスク１上のデータは、光ピックアップ５に搭載されているレーザーダイオード（図示せず）から出力されたレーザ光を光学素子（図示せず）と対物レンズ３を介して光ディスク１のデータ面に集光される。光ピックアップ５は、光ピックアップ移動手段１２によって、光ディスク１の半径方向に移動させることができる。 光ディスク１からのレーザ反射光は、データ面の凸凹の情報を持って光ピックアップ５上のフォトディテクタ（図示せず）に集光される。フォトディテクタに集光された光を電気信号に変換し、ＦＥ信号生成手段６において、焦点方向の制御を行うための誤差信号であるフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）が生成される。ＦＥ信号はサーボコントローラ１１に入力され、データ再生時には、フォーカス制御手段７により、ＦＥ信号が”０”になるように制御が掛けられ、その出力をフォーカス駆動手段８と、フォーカスアクチュエータ４により、対物レンズのフォーカス方向の推力に変換して、フィードバック制御系を構成して対物レンズ３の位置制御を行う。また、別の記録層へ焦点を移動させる際には、サーボコントローラ１１が、内部に持つフォーカスジャンプ制御手段９をフォーカス制御手段７にスイッチ１０で切り替えて、目的の記録層へフォーカスジャンプさせる。フォーカスジャンプ制御手段９は、サーボコントローラ内の学習テーブル１３に確保されているＲＡＭを使い、ウェイト時間Ｔｗの学習を行う。
【００１９】
図２および図３は本実施の形態におけるフォーカスジャンプ動作を示し、図２はフォーカスジャンプする際の処理を示し、図３はフォーカスジャンプ動作中の信号を示したものである。これらを用いて、フォーカスジャンプ時の処理について説明する。まず、現在サーボが掛かっているＬ０点でフォーカスサーボをＯＦＦし（Ｓ１）、所定の加速パルス（Ｖ１）をフォーカスアクチュエータ４に印可する（Ｓ２）。加速パルスはＦＥ信号のコンパレートレベルＬＶＬ２を越えるまで出力され、その後ＯＦＦされる。この間の加速パルス印可時間（Ｔ１）をタイマーで計測して保管しておく（Ｓ４〜Ｓ７）。加速パルスが出力されてから、マスクウェイト１の時間は、ノイズによる誤検出を防ぐためＬＶＬ２の検出はしない。
【００２０】
加速パルスを停止した後、時間Ｔｗ経過後、減速パルスをフォーカスアクチュエータに印可する（Ｓ８）。この時のパルスは、加速パルス（Ｖ１）の２倍にし、印可時間はＴ１／２とする。この加速パルスと減速パルスの関係は、パルス高×時間の関係が、加速と減速で等しければいくらに設定しても良い。減速パルスを印可開始して、一定時間（マスクウェイト２）の後、ＦＥ信号のレベル監視を行い、パルス中にＦＥが目的地点を越えたかどうかを判断する（Ｓ９〜Ｓ１２）。もし、減速パルス時間がＴ１／２を越える前に（Ｓ１４）、目的地点を越えた場合には、フラグＦＥＯＶＥＲを１にする（Ｓ１３）。マスクウェイト２は、ＦＥのノイズによって、ＦＥＯＶＥＲフラグチェックの誤検出を防止するために設ける。
【００２１】
減速パルス終了時に、その時のＦＥ信号の値（ＦＥｂ）を記憶し（Ｓ１５）、フォーカスサーボをＯＮする（Ｓ１６）。ジャンプ動作は以上で終了であるが、その後に、次にフォーカスジャンプする時に使う、加速パルス終了から減速パルス開始までのウェイト時間Ｔｗを修正する（Ｓ１７からＳ２１）。修正方法は、
(1) ＦＥＯＶＥＲ＝１の場合（Ｓ１９）
Ｔｗ(Next)＝Ｔｗ(Current）−ｄＷ
(2) ＦＥＯＶＥＲ＝０ かつ ＦＥｂ＞ＬＶＬ３の場合（Ｓ２１）
Ｔｗ(Next)＝Ｔｗ(Current）＋ｄＷ
(3) それ以外（Ｓ２０）
Ｔｗ(Next)＝Ｔｗ(Current）
ｄＷは一回のジャンプで修正する時間量であり、システムに適した値を設定する。（１）は減速パルスが出るのが遅いと判断し、（２）の場合は減速パルスが出るのが早いと判断し、（３）の場合は減速パルスは適正なタイミングで出ていると判断し、それを補正する方向でＴｗを変更する。次のジャンプの際には、修正されたＴｗを用いてジャンプする。
【００２２】
このように、本実施の形態１によれば、多層ディスクのそれぞれの層の干渉により生じるＳ字波形の中間点に生じるノイズや擾乱が大きくとも、ブレーキパルスを出すタイミングを時間で管理するために影響を受けることがなく、また、層間距離が変動して、ブレーキパルスを出す最適なタイミングとずれていても、ジャンプ動作を繰り返しているうちに、最適なジャンプができるように、減速パルスを出すタイミングを修正することができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２を示すもので、サーボコントローラ１１の中で管理されているＴｗのテーブルが、Ｌ０からＬ１層へジャンプする場合と、Ｌ１からＬ０層へジャンプする場合とで別々に保管されることを示す。他の構成は図１に示した実施の形態１と同じなので、重複した説明は省略する。
【００２４】
このように、本実施の形態２によれば、Ｌ０層からＬ１層へフォーカスジャンプする場合と、Ｌ１層からＬ０層へフォーカスジャンプする場合とで、別々に最適な減速パルスタイミングを学習することができるため、ピックアップ特性ばらつきや回路オフセットによりＦＥ信号がオフセットした場合においても、特性を改善するための対策を特に必要とせず、かつ、サーボの引き込み時のゲインやアクチュエータの最大発生加速度などに制限されることなく、安定なフォーカスジャンプ動作を確保することができる。
【００２５】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３を示すもので、サーボコントローラ１１の中で管理されているＴｗのテーブルが、ディスクの半径方向に任意に分割されたゾーン毎に、かつＬ０からＬ１層へジャンプする場合と、Ｌ１からＬ０層へジャンプする場合で別々に保管されることを示す。他の構成は図１に示した実施の形態１と同じなので、重複した説明は省略する。
【００２６】
このように、本実施の形態３によれば、ディスクの半径方向に任意に分割されたゾーン毎に、フォーカスジャンプ時の減速パルスの最適なタイミングを学習することができるため、ディスクの局部的な層間距離変動、基材厚変動、反射率変動が生じ、ピックアップの位置によってＦＥ信号の波形形状が変わっても、安定なフォーカスジャンプ動作を確保することができる。
【００２７】
（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４を示すもので、図２に示したフローチャートに対し処理（Ｓ２２、Ｓ２３）を追加したものである。本実施の形態では、サーボコントローラ１１の中で管理されている修正値ｄＷが、フォーカスジャンプの成功／失敗の結果によって異なり、フォーカスジャンプに失敗した際の修正値ｄＷ＿ＮＧは、フォーカスジャンプに成功した際の修正値ｄＷ＿ＯＫより大きいことを示す。この例では、ｄＷ＿ＮＧ ＝ ｄＷ＿ＯＫ＊３としている。
【００２８】
このように、本実施の形態４によれば、ジャンプ動作が失敗した場合は、ジャンプ動作が成功した場合に比べ、一度に修正するＴｗの値を大きくしているため、Ｓ字波形の形状が大きく標準値から外れてディスクを再生する場合でも、早く安定なフォーカスジャンプができ、また、成功したときの修正値を小さく設定できることから、一回の学習で間違った場合に、不安定な状態へ移行するのを抑制することができる。
【００２９】
なお、上記各実施の形態では、フォーカスジャンプする際の加速パルス終了から減速パルス開始までのウェイト時間Ｔｗを修正する方法について説明しているが、その他の方法として、加速パルスおよび減速パルスのパルス高さを可変としたり、または加速パルスおよび減速パルスの印加時間を可変としたり、または加速パルスおよび減速パルスの印加時間比率を可変としたり、または加速パルスおよび減速パルスの印加を開始する条件を可変としたり、または加速パルスおよび減速パルスの印加を終了する条件を可変とすることにより、同様に制御可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、上記実施の形態から明らかなように、前記加速パルスを印加してから加速パルス印加時間Ｔ１が経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記加速パルスの印加終了時から所定時間Ｔｗの経過後、前記減速パルスを印加してから減速パルス印加時間Ｔ２を経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記減速パルス印加終了時に前記フォーカスエラー信号のレベルを記憶し、前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えた場合は、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同とし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより短くし、前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えなかった場合は、前記減速パルス印加終了時に記憶されたフォーカスエラー信号のレベルがコンパレートレベルＬＶＬ３よりも大きい場合に、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同じとし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより長くするようにしたので、多層ディスクのそれぞれの層の干渉により生じるＳ字波形の中間点に生じるノイズや擾乱が大きくとも、ブレーキパルスを出すタイミングを時間で管理するために影響を受けることがなく、また、層間距離が変動して、ブレーキパルスを出す最適なタイミングとずれていても、ジャンプ動作を繰り返しているうちに、最適なジャンプができるように、減速パルスを出すタイミングを修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるフォーカスジャンプ処理のフロー図
【図３】本発明の実施の形態１におけるフォーカスジャンプ動作の波形図
【図４】本発明の実施の形態２における光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態３における光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態４におけるフォーカスジャンプ処理のフロー図
【図７】２層ディスクのフォーカスエラー信号波形図
【図８】従来の光ディスク装置におけるフォーカスジャンプ動作の波形図
【符号の説明】
１ 光ディスク
２ 回転駆動手段
３ 対物レンズ
４ フォーカスアクチュエータ
５ 光ピックアップ
６ ＦＥ信号生成手段
７ フォーカス制御手段
８ フォーカス駆動手段
９ フォーカスジャンプ手段
１０ スイッチ
１１ サーボコントローラ
１２ 光ピックアップ移動手段
１３ 学習テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＶＤなどの光ディスク再生装置において、片面から複数の層のデータを読み取るために、レーザーの焦点を層方向に隣接する記録層間で移動制御するフォーカスジャンプ制御方法およびそのための光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２層ディスクにおけるフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号）は、おおよそ図７のようにＳ字波形が２周期分連なった形で出力される。図７において、２つのＳ字の中心であるＬ０，Ｌ１点がそれぞれの層の記録面を指す。従来の技術では、フォーカスジャンプする場合の基本的な処理は、フォーカスサーボをＯＦＦし、加速パルスを加え、中間点付近を検出して減速パルスを加え、再びフォーカスサーボをＯＮする方式を取っている。しかし、トラック方向のトラックジャンプと異なり、フォーカスジャンプでは、層間距離のばらつきや、それぞれの層のＳ字が干渉してきれいな正弦波形にならないなどの問題があり、目的の層で速度が０になるような安定したフォーカスジャンプができない。そのため、特公平８−１７１７３１号公報、特公平９−５０６３０号公報で記載されているような処理を組み込み、安定性を増す対策が取られている。
【０００３】
従来のフォーカスジャンプの例を図８を用いて説明する。図８において、Ｌ０点からＬ１点へジャンプする場合、Ｌ０点でフォーカスサーボが掛かっている状態から、次のような流れでジャンプ処理がなされる。
(1) フォーカスサーボＯＦＦ
(2) 加速パルス（Ｖ１）をＦＥ信号がＬＶＬ２と交差するＡ点まで加える。
(3) 加速パルスをＯＦＦする。
(4) この時の加速パルス時間を計測し、保管しておく。（Ｔ１）
(5) ＦＥ信号が、ＬＶＬ１と交差するＢ点を検出後、加速パルスの２倍の加速度を出す減速パルスを発生させる
(6) 減速パルスの印可時間はＴ１／２として、パルス印可をやめ、サーボＯＮする。
このような制御により、ブレーキパルス（減速パルス）が終了するタイミングでは、対物レンズの速度が０になるため、この時にちょうどＬ１点に到達していれば、安定なジャンプができる。逆に、そうなるように、ＬＶＬ１のレベルを設定する必要がある。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、多層の光ディスクのＦＥ信号は、お互いの層の反射光が干渉するため、２つのＳ字の中間点でノイズや信号の擾乱が生じ、きれいな信号が確保できない。そのため、ブレーキパルスを出すタイミングを検出する際に、レベルが正確に検出できず、サーボが引き込めない問題が生じる。また、回路的なオフセット、ディスクの局部的な基材厚、層間距離、反射率のばらつきなどにより、ディスクの場所によりＦＥ波形のバランスや形状が異なる問題が発生し、同様に最適なジャンプパルスの生成ができず、不安定なジャンプをすることとなる。
【０００５】
このような場合、従来は、オフセットを発生させないようにボリュームなどを調整して回路的に補正したり、ディスクの影響を受けないようにピックアップの特性を改善したりする必要があり、膨大な時間、労力およびコストの増加が発生する。あるいは、多少、ジャンプパルスが最適になっていなくとも、サーボのゲインを無理矢理増加させるなどの制御を行い、電源電圧が許す限りの電流を流して引き込み性能を確保しようとしてきた。しかしながら、装置の小型化にともなうピックアップのアクチュエータ感度の低下と、電源電圧も下げざるを得ない状況とが重なり、アクチュエータで発生させられる最大加速度が小さくなり、そのため、強引にサーボのループゲインで引き込ませようとしても、ダイナミックレンジが狭く、引き込みに失敗する可能性が高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このようなディスクの局所的な特性変化やピックアップの特性ばらつきにより、ＦＥ信号のバランスや波形形状が歪んでいる場合で、かつ、アクチュエータの発生させられる最大加速度が小さい場合でも、安定にフォーカスジャンプを行うことができるフォーカスジャンプ制御方法および光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、光ディスクの片面から複数の層のデータを読み取るために光源からの光ビームを収束して前記光ディスクの記録層に焦点を結ばせる対物レンズと、前記対物レンズをディスクフォーカス方向に変位させるフォーカスアクチュエータと、前記光源、対物レンズ、フォーカスアクチュエータおよびディスクからの反射光を受光する検出手段を備えた光ピックアップと、読み取り信号からフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段と、前記フォーカスエラー信号に基づき焦点位置制御を行い駆動指示信号を出力するフォーカス制御手段と、前記フォーカス制御手段からの駆動指示信号により前記フォーカスアクチュエータに電流を供給するフォーカス駆動手段と、前記光ビームの焦点を記録層Ａから層方向に隣接する記録層Ｂへ移動させるため、前記フォーカス駆動手段に対してパルス高とパルス印加時間との積が互いに等しい加速パルスと減速パルスとを出力するフォーカスジャンプ制御手段とを備え、前記フォーカスジャンプ制御手段は、前記加速パルスを印加してから加速パルス印加時間Ｔ１が経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記加速パルスの印加終了時から所定時間Ｔｗの経過後、前記減速パルスを印加してから減速パルス印加時間Ｔ２を経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記減速パルス印加終了時に前記フォーカスエラー信号のレベルを記憶し、前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えた場合は、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同とし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより短くし、前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えなかった場合は、前記減速パルス印加終了時に記憶されたフォーカスエラー信号のレベルがコンパレートレベルＬＶＬ３よりも大きい場合に、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同じとし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより長くすることを特徴とする光ディスク装置であり、多層ディスクのそれぞれの層の干渉により生じるＳ字波形の中間点に生じるノイズや擾乱が大きくとも、ブレーキパルスを出すタイミングを時間で管理するために影響を受けることがなく、また、層間距離が変動して、ブレーキパルスを出す最適なタイミングとずれていても、ジャンプ動作を繰り返しているうちに、最適なジャンプができるように、減速パルスを出すタイミングを修正することができる。
【００１４】
本発明は、前記所定時間Ｔｗが、記録層Ａから隣接する記録層Ｂへフォーカスジャンプする場合と、記録層Ｂから記録層Ａへフォーカスジャンプする場合とで別々の値を持ち、かつ別々に修正を加える光ディスク装置であり、Ｌ０層からＬ１層へフォーカスジャンプする場合と、Ｌ１層からＬ０層へフォーカスジャンプする場合とで、別々に最適な減速パルスタイミングを学習することができるため、ピックアップ特性ばらつきや回路オフセットによりＦＥ信号がオフセットした場合においても、特性を改善するための対策を特に必要とせず、かつ、サーボの引き込み時のゲインやアクチュエータの最大発生加速度などに制限されることなく、安定なフォーカスジャンプ動作を確保することができる。
【００１５】
本発明は、前記所定時間Ｔｗが、ディスクの半径方向に任意の数に分割されたゾーン毎に別々の値を持ち、かつ修正を加え、フォーカスジャンプするゾーン毎にＴｗを切り替えて使う光ディスク装置であり、ディスクの半径方向に任意に分割されたゾーン毎に、フォーカスジャンプ時の減速パルスの最適なタイミングを学習することができるため、ディスクの局部的な層間距離変動、基材厚変動、反射率変動が生じ、ピックアップの位置によってＦＥ信号の波形形状が変わっても、安定なフォーカスジャンプ動作を確保することができる。
【００１６】
本発明は、前記フォーカスジャンプ動作において、フォーカスジャンプが成功した場合と失敗した場合とで、次回フォーカスジャンプする際の所定時間Ｔｗの修正値に差を持たせ、成功した場合の修正値よりも失敗した場合の修正値の方を大きくする光ディスク装置であり、ジャンプ動作が失敗した場合は、ジャンプ動作が成功した場合に比べ、一度に修正するＴｗの値を大きくしているため、Ｓ字波形の形状が大きく標準値から外れてディスクを再生する場合でも、早く安定なフォーカスジャンプができ、また、成功したときの修正値を小さく設定できることから、一回の学習で間違った場合に不安定な状態へ移行するのを抑制することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１における光ディスク装置の構成を示すものである。図１において、１はＡ層およびＢ層の２層の記録層を有する光ディスク、２は光ディスク１を回転させる回転駆動手段、３は光源からの光ビームを収束してディスクの記録層に焦点を結ばせる対物レンズ、４は対物レンズ３を指令に応じてディスクフォーカス方向に変位させるフォーカスアクチュエータ、５は光源、対物レンズ３、フォーカスアクチュエータ４およびディスク１からの反射光を受光する検出手段を備えた光ピックアップ、１２は光ピックアップ５をディスク１の半径方向に移動させる光ピックアップ移動手段、６は読み取り信号からフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段、７はフォーカスエラー信号に基づき焦点位置制御を行い駆動指示信号を出力するフォーカス制御手段、８はフォーカス制御手段７からの駆動指示信号によりフォーカスアクチュエータ４に電流を供給するフォーカス駆動手段、９はビームの焦点を記録層Ａから隣接する記録層Ｂへ移動させるため、フォーカス駆動手段８に対して加速パルスと減速パルスを出力するフォーカスジャンプ制御手段、１１はフォーカス制御手段７、フォーカスジャンプ制御手段９を含むサーボコントローラである。
【００１８】
次に、本実施の形態の動作について説明する。光ディスク１は、回転駆動手段２に装着され、所定の回転数で回転する。光ディスク１上のデータは、光ピックアップ５に搭載されているレーザーダイオード（図示せず）から出力されたレーザ光を光学素子（図示せず）と対物レンズ３を介して光ディスク１のデータ面に集光される。光ピックアップ５は、光ピックアップ移動手段１２によって、光ディスク１の半径方向に移動させることができる。 光ディスク１からのレーザ反射光は、データ面の凸凹の情報を持って光ピックアップ５上のフォトディテクタ（図示せず）に集光される。フォトディテクタに集光された光を電気信号に変換し、ＦＥ信号生成手段６において、焦点方向の制御を行うための誤差信号であるフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）が生成される。ＦＥ信号はサーボコントローラ１１に入力され、データ再生時には、フォーカス制御手段７により、ＦＥ信号が”０”になるように制御が掛けられ、その出力をフォーカス駆動手段８と、フォーカスアクチュエータ４により、対物レンズのフォーカス方向の推力に変換して、フィードバック制御系を構成して対物レンズ３の位置制御を行う。また、別の記録層へ焦点を移動させる際には、サーボコントローラ１１が、内部に持つフォーカスジャンプ制御手段９をフォーカス制御手段７にスイッチ１０で切り替えて、目的の記録層へフォーカスジャンプさせる。フォーカスジャンプ制御手段９は、サーボコントローラ内の学習テーブル１３に確保されているＲＡＭを使い、ウェイト時間Ｔｗの学習を行う。
【００１９】
図２および図３は本実施の形態におけるフォーカスジャンプ動作を示し、図２はフォーカスジャンプする際の処理を示し、図３はフォーカスジャンプ動作中の信号を示したものである。これらを用いて、フォーカスジャンプ時の処理について説明する。まず、現在サーボが掛かっているＬ０点でフォーカスサーボをＯＦＦし（Ｓ１）、所定の加速パルス（Ｖ１）をフォーカスアクチュエータ４に印可する（Ｓ２）。加速パルスはＦＥ信号のコンパレートレベルＬＶＬ２を越えるまで出力され、その後ＯＦＦされる。この間の加速パルス印可時間（Ｔ１）をタイマーで計測して保管しておく（Ｓ４〜Ｓ７）。加速パルスが出力されてから、マスクウェイト１の時間は、ノイズによる誤検出を防ぐためＬＶＬ２の検出はしない。
【００２０】
加速パルスを停止した後、時間Ｔｗ経過後、減速パルスをフォーカスアクチュエータに印可する（Ｓ８）。この時のパルスは、加速パルス（Ｖ１）の２倍にし、印可時間はＴ１／２とする。この加速パルスと減速パルスの関係は、パルス高×時間の関係が、加速と減速で等しければいくらに設定しても良い。減速パルスを印可開始して、一定時間（マスクウェイト２）の後、ＦＥ信号のレベル監視を行い、パルス中にＦＥが目的地点を越えたかどうかを判断する（Ｓ９〜Ｓ１２）。もし、減速パルス時間がＴ１／２を越える前に（Ｓ１４）、目的地点を越えた場合には、フラグＦＥＯＶＥＲを１にする（Ｓ１３）。マスクウェイト２は、ＦＥのノイズによって、ＦＥＯＶＥＲフラグチェックの誤検出を防止するために設ける。
【００２１】
減速パルス終了時に、その時のＦＥ信号の値（ＦＥｂ）を記憶し（Ｓ１５）、フォーカスサーボをＯＮする（Ｓ１６）。ジャンプ動作は以上で終了であるが、その後に、次にフォーカスジャンプする時に使う、加速パルス終了から減速パルス開始までのウェイト時間Ｔｗを修正する（Ｓ１７からＳ２１）。修正方法は、
(1) ＦＥＯＶＥＲ＝１の場合（Ｓ１９）
Ｔｗ(Next)＝Ｔｗ(Current）−ｄＷ
(2) ＦＥＯＶＥＲ＝０ かつ ＦＥｂ＞ＬＶＬ３の場合（Ｓ２１）
Ｔｗ(Next)＝Ｔｗ(Current）＋ｄＷ
(3) それ以外（Ｓ２０）
Ｔｗ(Next)＝Ｔｗ(Current）
ｄＷは一回のジャンプで修正する時間量であり、システムに適した値を設定する。（１）は減速パルスが出るのが遅いと判断し、（２）の場合は減速パルスが出るのが早いと判断し、（３）の場合は減速パルスは適正なタイミングで出ていると判断し、それを補正する方向でＴｗを変更する。次のジャンプの際には、修正されたＴｗを用いてジャンプする。
【００２２】
このように、本実施の形態１によれば、多層ディスクのそれぞれの層の干渉により生じるＳ字波形の中間点に生じるノイズや擾乱が大きくとも、ブレーキパルスを出すタイミングを時間で管理するために影響を受けることがなく、また、層間距離が変動して、ブレーキパルスを出す最適なタイミングとずれていても、ジャンプ動作を繰り返しているうちに、最適なジャンプができるように、減速パルスを出すタイミングを修正することができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２を示すもので、サーボコントローラ１１の中で管理されているＴｗのテーブルが、Ｌ０からＬ１層へジャンプする場合と、Ｌ１からＬ０層へジャンプする場合とで別々に保管されることを示す。他の構成は図１に示した実施の形態１と同じなので、重複した説明は省略する。
【００２４】
このように、本実施の形態２によれば、Ｌ０層からＬ１層へフォーカスジャンプする場合と、Ｌ１層からＬ０層へフォーカスジャンプする場合とで、別々に最適な減速パルスタイミングを学習することができるため、ピックアップ特性ばらつきや回路オフセットによりＦＥ信号がオフセットした場合においても、特性を改善するための対策を特に必要とせず、かつ、サーボの引き込み時のゲインやアクチュエータの最大発生加速度などに制限されることなく、安定なフォーカスジャンプ動作を確保することができる。
【００２５】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３を示すもので、サーボコントローラ１１の中で管理されているＴｗのテーブルが、ディスクの半径方向に任意に分割されたゾーン毎に、かつＬ０からＬ１層へジャンプする場合と、Ｌ１からＬ０層へジャンプする場合で別々に保管されることを示す。他の構成は図１に示した実施の形態１と同じなので、重複した説明は省略する。
【００２６】
このように、本実施の形態３によれば、ディスクの半径方向に任意に分割されたゾーン毎に、フォーカスジャンプ時の減速パルスの最適なタイミングを学習することができるため、ディスクの局部的な層間距離変動、基材厚変動、反射率変動が生じ、ピックアップの位置によってＦＥ信号の波形形状が変わっても、安定なフォーカスジャンプ動作を確保することができる。
【００２７】
（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４を示すもので、図２に示したフローチャートに対し処理（Ｓ２２、Ｓ２３）を追加したものである。本実施の形態では、サーボコントローラ１１の中で管理されている修正値ｄＷが、フォーカスジャンプの成功／失敗の結果によって異なり、フォーカスジャンプに失敗した際の修正値ｄＷ＿ＮＧは、フォーカスジャンプに成功した際の修正値ｄＷ＿ＯＫより大きいことを示す。この例では、ｄＷ＿ＮＧ ＝ ｄＷ＿ＯＫ＊３としている。
【００２８】
このように、本実施の形態４によれば、ジャンプ動作が失敗した場合は、ジャンプ動作が成功した場合に比べ、一度に修正するＴｗの値を大きくしているため、Ｓ字波形の形状が大きく標準値から外れてディスクを再生する場合でも、早く安定なフォーカスジャンプができ、また、成功したときの修正値を小さく設定できることから、一回の学習で間違った場合に、不安定な状態へ移行するのを抑制することができる。
【００２９】
なお、上記各実施の形態では、フォーカスジャンプする際の加速パルス終了から減速パルス開始までのウェイト時間Ｔｗを修正する方法について説明しているが、その他の方法として、加速パルスおよび減速パルスのパルス高さを可変としたり、または加速パルスおよび減速パルスの印加時間を可変としたり、または加速パルスおよび減速パルスの印加時間比率を可変としたり、または加速パルスおよび減速パルスの印加を開始する条件を可変としたり、または加速パルスおよび減速パルスの印加を終了する条件を可変とすることにより、同様に制御可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、上記実施の形態から明らかなように、前記加速パルスを印加してから加速パルス印加時間Ｔ１が経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記加速パルスの印加終了時から所定時間Ｔｗの経過後、前記減速パルスを印加してから減速パルス印加時間Ｔ２を経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記減速パルス印加終了時に前記フォーカスエラー信号のレベルを記憶し、前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えた場合は、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同とし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより短くし、前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えなかった場合は、前記減速パルス印加終了時に記憶されたフォーカスエラー信号のレベルがコンパレートレベルＬＶＬ３よりも大きい場合に、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同じとし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより長くするようにしたので、多層ディスクのそれぞれの層の干渉により生じるＳ字波形の中間点に生じるノイズや擾乱が大きくとも、ブレーキパルスを出すタイミングを時間で管理するために影響を受けることがなく、また、層間距離が変動して、ブレーキパルスを出す最適なタイミングとずれていても、ジャンプ動作を繰り返しているうちに、最適なジャンプができるように、減速パルスを出すタイミングを修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるフォーカスジャンプ処理のフロー図
【図３】本発明の実施の形態１におけるフォーカスジャンプ動作の波形図
【図４】本発明の実施の形態２における光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態３における光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態４におけるフォーカスジャンプ処理のフロー図
【図７】２層ディスクのフォーカスエラー信号波形図
【図８】従来の光ディスク装置におけるフォーカスジャンプ動作の波形図
【符号の説明】
１ 光ディスク
２ 回転駆動手段
３ 対物レンズ
４ フォーカスアクチュエータ
５ 光ピックアップ
６ ＦＥ信号生成手段
７ フォーカス制御手段
８ フォーカス駆動手段
９ フォーカスジャンプ手段
１０ スイッチ
１１ サーボコントローラ
１２ 光ピックアップ移動手段
１３ 学習テーブル
Claims (4)
- 光ディスクの片面から複数の層のデータを読み取るために光源からの光ビームを収束して前記光ディスクの記録層に焦点を結ばせる対物レンズと、前記対物レンズをディスクフォーカス方向に変位させるフォーカスアクチュエータと、前記光源、対物レンズ、フォーカスアクチュエータおよびディスクからの反射光を受光する検出手段を備えた光ピックアップと、読み取り信号からフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段と、前記フォーカスエラー信号に基づき焦点位置制御を行い駆動指示信号を出力するフォーカス制御手段と、前記フォーカス制御手段からの駆動指示信号により前記フォーカスアクチュエータに電流を供給するフォーカス駆動手段と、前記光ビームの焦点を記録層Ａから層方向に隣接する記録層Ｂへ移動させるため、前記フォーカス駆動手段に対してパルス高とパルス印加時間との積が互いに等しい加速パルスと減速パルスとを出力するフォーカスジャンプ制御手段とを備え、
前記フォーカスジャンプ制御手段は、
前記加速パルスを印加してから加速パルス印加時間Ｔ１が経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記加速パルスの印加終了時から所定時間Ｔｗの経過後、前記減速パルスを印加してから減速パルス印加時間Ｔ２を経過するまでの所定時間前記フォーカスエラー信号の検出を停止し、前記減速パルス印加終了時に前記フォーカスエラー信号のレベルを記憶し、
前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えた場合は、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同じとし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより短くし、
前記減速パルス印加終了時より前に前記フォーカスエラー信号のレベルが前記記録層Ｂの零クロス点を超えなかった場合は、前記減速パルス印加終了時に記憶されたフォーカスエラー信号のレベルがコンパレートレベルＬＶＬ３よりも大きい場合に、次回のフォーカスジャンプに使用する前記加速パルス及び前記減速パルスのパルス高及びパルス印加時間は今回のフォーカスジャンプに使用したパルス高及びパルス印加時間に同じとし、次回のフォーカスジャンプに使用する所定時間Ｔｗを今回のフォーカスジャンプに使用した所定時間Ｔｗより長くすることを特徴とする光ディスク装置。 - 前記所定時間Ｔｗは、記録層Ａから隣接する記録層Ｂへフォーカスジャンプする場合と、記録層Ｂから記録層Ａへフォーカスジャンプする場合とで別々の値を持ち、かつ別々に修正を加えることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
- 前記所定時間Ｔｗは、ディスクの半径方向に任意の数に分割されたゾーン毎に別々の値を持ち、かつ修正を加え、フォーカスジャンプするゾーン毎にＴｗを切り替えて使うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ディスク装置。
- 前記フォーカスジャンプ動作において、フォーカスジャンプが成功した場合と失敗した場合とで、次回フォーカスジャンプする際の所定時間Ｔｗの修正値に差を持たせ、成功した場合の修正値よりも失敗した場合の修正値の方を大きくすることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光ディスク装置。
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