JP4119782B2 - 光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置に関し、更に詳しくは記憶媒体に対してレンズを揺動させてフォーカシングを行なう光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置に関する。
【０００２】
コンパクトディスク（ＣＤ）や多用途ディスク（ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ、ＭＤ）といった光学的情報記憶ディスクの記録又は再生装置では、レーザビームを対物レンズでディスク上に集光し、その反射光から再生情報やサーボ情報を読み取る仕組みになっている。
【０００３】
このような装置では、回転によって発生する光学的情報記憶ディスクの振れに対し、レーザビームの焦点が常にディスクの記録膜面に結ばれるように、フォーカスサーボ制御が行なわれている。フォーカスサーボ制御では、ディスクの反射光から得られたフォーカスエラー信号をフィードバックすることにより、対物レンズとディスクとの距離を一定に保つように対物レンズが制御される。
【０００４】
近年、記録密度の高密度化あるいは情報記録再生転送速度の高速化にともない、ディスクと対物レンズあるいは磁界変調コイルとの距離（ギャップ）が近接する傾向にあり、その値は数１０μｍ以下になる場合もある。このような狭いギャップに対してフォーカスサーボをかける場合、対物レンズのストッパを配置してディスクとの衝突を防止することが非常に困難である。従って、このような装置では、対物レンズとディスクとの衝突を完全には防止することができないという問題がある。
【０００５】
【従来の技術】
対物レンズとディスクとの衝突を防止するための従来技術として、トラックから次のトラックに移動する間は、光ヘッドと光ディスクとの間隔を広くし、所定のトラックに位置決めされたら、光ヘッドと光ディスク間の間隔を狭くしてロード動作を行なう技術が示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
図１３は光学的情報記憶装置の構成例を示す図である。この図を用いて従来の技術を説明する。先ず、光学的情報記憶装置２０に記憶媒体としてのディスク１０がセットされると、内蔵されたスピンドルモータ（図示せず）によってディスク１０が所定の回転数で回転される。
【０００７】
続いてレーザダイオード（図示せず）が読み取りパワーで発光し、対物レンズ１３１によってディスク面の集光された光スポットの反射光をフォトディテクタ１２１が受光し、出力される光電流をフォーカスエラー信号生成回路１１２で電圧変換及び演算処理され、フォーカスサーボに必要なフォーカスエラー信号ＦＥが得られる状態となる。
【０００８】
ＭＰＵ１０１は、サーボ制御回路１０２に対してフォーカスサーボコマンド（ＣＯＭ）を発行する。該サーボ制御回路１０２は、フォーカス制御回路１０５に対して対物レンズ１３１をディスク面に垂直方向に揺動運動させ、フォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロスを検知してサーボループを閉じる。これによって、ディスク１０の周方向にスパイラル状に形成された案内溝上に合焦された状態となり、トラックサーボに必要なトラックエラー信号ＴＥがトラックエラー信号生成回路１１１から得られる状態となる。
【０００９】
続いて、ＭＰＵ１０１は、サーボ制御回路１０２に対してトラックサーボコマンドを発行する。サーボ制御回路１０２は、トラック制御回路１０６に指示して、サーボループを閉じる。これによって、光スポットがディスク１０上にスパイラル状に形成された記録トラックの中心を追従するように対物レンズ１３１が制御され、情報の記録又は再生が可能な状態となる。この状態で、ＭＰＵ１０１はホストコンピュータ１からの記録又は再生要求を待って待機する状態となる。
【００１０】
ホストコンピュータ１からの記録又は再生要求を受け付けると、先ずＭＰＵ１０１はサーボ制御回路１０２に対してシークコマンドを発行する。サーボ制御回路１０２は、トラック制御回路１０６に指示して所望の情報が記録されているトラックに対するシーク制御を行なう。所望のトラックに対物レンズ１３１を移動した後、ＭＰＵ１０１は所望の長さの情報を記録又は再生し、再びホストコンピュータ１からの記録又は再生要求を待って待機する。
【００１１】
図１４は従来装置の動作を示すフローチャートである。先ず、光ヘッドを目標トラックに移動する（Ｓ１）。この状態で光ディスク（記憶媒体）からのデータの読み込みあるいは光ディスクへのデータの書き込みを行なう。そして、読み込みあるいは書き込みが終了したかどうかチェックする（Ｓ２）。終了した場合には、ホストコンピュータからの読み込みあるいは書き込み指示が出たかどうかをチェックする（Ｓ３）。そして、読み込みあるいは書き込み指示が出た場合にはステップＳ１に戻り、目標トラックに移動する。このような動作の繰り返しとなる。
【００１２】
ところで、ホストコンピュータ１からの記録又は再生要求が長時間受信されない状態が続くと、ＭＰＵ１０１がトラックサーボ及びフォーカスサーボを停止させる、あるいは更にレーザダイオードの発光やスピンドルモータの回転までも停止させ、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が来るまで待機する、いわゆるスリープモードに入るという方式がある。
【００１３】
この方式は、消費電力を低減する、あいるは装置の経年劣化を低減するという効果があり、それが主な目的となるものであるが、前述したように対物レンズとディスクとが非常に接近した状態で動作するような装置の場合、記録又は再生要求が来ない時には対物レンズとディスクとを離間させておくことで、不測の事態により両者が衝突するという危険性を回避することができる。
【００１４】
【特許文献１】
特開昭５９−１２９９４７号公報（第２頁、第１図）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フォーカスサーボを停止させて待機状態に入ると、ホストコンピュータからの記録又は再生要求があった時に、再びフォーカスエラー信号のゼロクロスをサーチする動作から始めなければならず、動作復帰までに時間を要することになり、装置のパフォーマンスを低下させてしまうことになる。
【００１６】
従って、スリープモードに入ってフォーカスサーボを停止させるまでのタイムアウト時間はかなり長いものとせざるを得ず、衝突の危険性を低減させるという効果を得ることはほとんどできなかった。
【００１７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ディスク（記憶媒体）と対物レンズの衝突を防止することができ、かつ高速応答性に優れた光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１記載の発明は、以下の通りである。図１は本発明の原理構成図である。図１３と同一のものは、同一の符号を付して示す。図に示す装置は、光ビームを対物レンズで記憶媒体上に集光し、その反射光から再生情報やサーボ情報を読み取る光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置を構成している。
【００１９】
図において、１０はディスク等の記憶媒体、１３１は記憶媒体上に光ビームを集光する対物レンズ、１３２は対物レンズ１３１の焦点を記憶媒体１０の表面に合わせる合焦動作とトラックを目標の位置に合わせる動作を行なうアクチュエータ、１２１は記憶媒体１０からの反射光を電気信号に変換するフォトディテクタである。対物レンズ１３１，アクチュエータ１３２及びフォトディテクタ１２１とでいわゆる光ヘッドを構成する。なお、フォトディテクタ１２１は外置きにして対物レンズ１３１とアクチュエータ１３２との組み合わせを光ヘッドとすることもある。
【００２０】
３０はアクチュエータ１３２を駆動して安定に焦点位置を前記記憶媒体１０の反射面に追従させるフォーカス制御手段、２１は前記記憶媒体１０に対する前記対物レンズ１３１の焦点位置からのずれに目標値を与えるものであってその出力をフォーカス制御手段３０に与えるフォーカス目標位置信号生成手段である。前記アクチュエータ１３２はフォーカス制御手段３０の出力に応じて前記対物レンズ１３１を記憶媒体１０の面と垂直方向に移動させ、焦点位置を位置決めするようになっている。
【００２１】
１は記録又は再生要求を行なうホストコンピュータ（ホスト）、１０１はホストコンピュータ１からの記録又は再生要求が得られない場合には、前記記憶媒体１０から離間する方向へのフォーカス目標位置信号の出力を、記録又は再生の動作を行なっている場合には、前記記憶媒体１０の記録面に合焦させるようなフォーカス目標位置信号の出力を前記フォーカス目標位置信号生成手段２１に指示する制御手段である。
【００２２】
この構成によれば、前記制御手段１０１はホストコンピュータ１からの記録又は再生要求が得られない場合には、前記記憶媒体１０から離間する方向へのフォーカス目標位置信号の出力を、記録又は再生の動作を行なっている場合には、前記記憶媒体１０の記録面に合焦させるようなフォーカス目標位置信号の出力を前記フォーカス目標位置信号生成手段２１に指示するようにしているので、記憶媒体（ディスク）１０と対物レンズ１３１の衝突を防止することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、フォーカスサーボを停止させることなく対物レンズ１３１を離間させているので、ホストコンピュータ１からの記録又は再生要求を受信した時には速やかに動作復帰可能となるので、高速応答性に優れている。また、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、フォーカスサーボの目標位置をゼロ点から規定の変位量だけおだやかに離間させることで、オーバシュートの発生を防ぎ記憶媒体と対物レンズの衝突を防止することができる。更に、光ヘッドのインフォーカス制御を行ないやすくすることができる。
【００２８】
この発明において、前記制御手段は、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、対物レンズのフォーカス位置を制御するフォーカス目標位置信号生成手段に対して、前記フォーカスエラー信号の前記記憶媒体から離間する側に前記対物レンズが定位するように指示することを特徴とする。
【００２９】
このように構成すれば、フォーカスエラー信号がダイナミックレンジを超えた時にも、対物レンズを所定の位置に定位させておくことができる。
【００３０】
また、この発明において、前記制御手段は、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、前記フォーカス目標位置信号生成手段に対して、前記フォーカスエラー信号の前記記憶媒体から離間する側に前記対物レンズが定位するように指示すると共に、記憶媒体への照射を行なうレーザダイオードを消灯させることを特徴とする。
【００３１】
このように構成すれば、記憶媒体と対物レンズの衝突を防止することができ、レーザダイオードの寿命を延ばすことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【００３３】
図２は本発明の第１の実施の形態例を示す構成図である。図１、図１３と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１０は記憶媒体としてのディスク、１３１は該ディスク１０の表面に光ビームの焦点を結ぶ対物レンズ、１３２は該対物レンズ１３１を垂直方向（図の上下方向）又は記憶媒体１０の半径方向に移動させるアクチュエータ、１２１はディスク１０からの検出信号を電気信号に変換するフォトディテクタである。
【００３４】
３０はアクチュエータ１３２を駆動して安定に焦点位置を前記記憶媒体１０の反射面に追従させるフォーカス制御手段としてのフォーカス制御回路、２１はディスク１０に対する前記対物レンズ１３１の焦点位置からのずれに目標値を与えるものであってその出力をフォーカス制御回路３０に与えるフォーカス目標位置信号生成手段としてのフォーカス目標位置信号生成回路である。１０１はホストコンピュータ１からの記録又は再生要求が得られない場合には、前記ディスク（記憶媒体）１０から離間する方向へのフォーカス目標位置信号の出力を、記録又は再生の動作を行なっている場合には、前記記憶媒体１０の記録面に合焦させるようなフォーカス目標位置信号の出力を前記フォーカス目標位置信号生成回路２１に指示する制御手段としてのＭＰＵである。
【００３５】
フォーカス目標位置信号生成回路２１は、ＭＰＵ１０１からのコマンドを受けてサーボ制御を行なうサーボ制御回路１０２と、該サーボ制御回路１０２の出力ＦＴとフォーカスエラー信号生成回路１１２からのフォーカスエラー信号ＦＥを受けて、これら双方の信号の差分を前記フォーカス制御回路３０に与える差分器１０３から構成されている。ここで、フォーカスエラー信号ＦＥは、フォトディテクタ１２１からの光電流をもとにフォーカスエラー信号生成回路１１２で演算出力される。
【００３６】
１１１は前記フォトディテクタ１２１の出力を受けてトラックエラー信号ＴＥを生成するトラックエラー信号生成回路、１１２は同じく前記フォトディテクタ１２１の出力を受けてフォーカスエラー信号ＦＥを生成するフォーカスエラー信号生成回路である。１０４はトラックエラー信号生成回路１１１からのトラックエラー信号ＴＥを受けてゼロ（０）と比較する差分器である。１０６は差分器１０４の出力を受けてトラック制御を行なうトラック制御回路である。該トラック制御回路１０６はアクチュエータ１３２をディスク１０の半径方向へ駆動する。このように構成された装置の動作を図３に示すフローチャートを参照しながら説明すれば、以下の通りである。
【００３７】
制御手段２１はトラック制御回路１０６に制御信号を送り、目標トラックに移動させる（Ｓ１）。そして、ディスク１０への読み込みあるいは書き込みが行なわれる。次に、読み込みあるいは書き込みが終了したかどうかチェックする（Ｓ２）。光学的情報記憶装置２０にディスク１０がセットされてから、ホストコンピュータ１による記録又は再生要求をＭＰＵ１０１が受けるべく待機するまでの動作の流れは、図１３について従来の技術について説明したものと同様である。ステップＳ２が終了したら、光学的情報記憶装置２０は待機状態となる。
【００３８】
待機状態となってもホストコンピュータ１からの記録又は再生要求が来ない場合、ＭＰＵ１０１はサーボ制御回路１０２に対してトラックサーボ解除コマンド（ＣＯＭ）を発行する（Ｓ４−１）。この時、サーボ制御回路１０２はトラック制御回路１０６に指示してトラックサーボループを開く。
【００３９】
続いて、ＭＰＵ１０１はサーボ制御回路１０２に対してフォーカス退避コマンドを発行する（Ｓ４−２）。この時、サーボ制御回路１０２は差分器１０３の加算端子に入力するフォーカス目標位置信号ＦＴを０からＶＦへと変化させる。この結果、対物レンズ１３１は焦点位置からＰＦだけ離間した位置に移動されることになる。
【００４０】
この動作を図４を用いて詳しく説明する。図４はフォーカスエラー信号の説明図である。（ａ）はフォーカスエラー信号ＦＥの特性を、（ｂ）は対物レンズとディスクとの関係を示す。（ａ）において、縦軸はフォーカスエラー信号ＦＥ、横軸はデフォーカス位置（フォーカス誤差）Ｘを示す。この位置Ｘは、（ｂ）に示すように対物レンズ１３１が焦点を結んだ位置からディスク１０の反射面までの距離である。
【００４１】
図４に示すように、フォーカスエラー信号は、一般に焦点位置でゼロレベルをクロスするような形状をしている。横軸左向きは、対物レンズ１３１がディスク１０から離間する向きに相当している。フォーカス目標位置信号ＦＴがゼロレベルの時、フォーカスエラー信号ＦＥはゼロ点を目標にフィードバックされるので、この時ディスク１０の反射面上に合焦するように対物レンズ１３１が制御される。具体的には、フォーカス制御回路３０がアクチュエータ１３２を駆動することにより、対物レンズがディスク１０に対して垂直な方向に移動制御される。
【００４２】
ここで、フォーカス目標位置信号ＦＴをＦＴ＝ＶＦとなるように設定すると、フォーカスエラー信号ＦＥはＶＦを目標にフィードバックされる。この結果、合焦点とディスク１０の反射面との距離がＰＦに保持されるように対物レンズ１３１が制御される。距離ＰＦは、フォーカス目標位置信号ＶＦに対応するデフォーカスＸの距離である。この状態で、ＭＰＵ１０１はホストコンピュータ１からの記録又は再生要求があるまで待機する（Ｓ３）。
【００４３】
ＭＰＵ１０１が、ホストコンピュータ１からの記録又は再生要求を受信すると、ＭＰＵ１０１は、サーボ制御回路１０２に対してフォーカスエントリコマンドを発行する（Ｓ５−１）。この時、サーボ制御回路１０２は、差分器１０３の加算端子に入力するフォーカス目標位置信号ＦＴをＶＦから０へと変化させる。この結果、対物レンズ１３１は離間距離ＰＦから焦点位置まで瞬時に移動する。本発明では、フォーカスサーボを停止させることなく距離ＰＦに離間させているので、ホストコンピュータ１からの記録又は再生要求を受信した時には速やかな動作復帰が可能となる。
【００４４】
続いて、ＭＰＵ１０１は、サーボ制御回路１０２に対してトラックサーボコマンドを発行する（Ｓ５−２）。この時、サーボ制御回路１０２は、トラック制御回路１０６に指示してトラックサーボループを閉じる。
【００４５】
続いて、ＭＰＵ１０１は、サーボ制御回路１０２に対してシークコマンドを発行する。サーボ制御回路１０２は、トラック制御回路１０６に指示して、所望の情報が記録されているトラックに対するシーク制御を行なう。トラック制御回路１０６がアクチュエータ１３２を駆動して所望のトラックに対物レンズ１３１を移動した後、ＭＰＵ１０１は所望の長さの情報を記録又は再生する。
【００４６】
このように、この実施の形態例によれば、制御手段２１はホストコンピュータ１からの記録又は再生要求が得られない場合には、ディスク１０から離間する方向へのフォーカス目標位置信号の出力を、記録又は再生の動作を行なっている場合には、前記ディスク１０の記録面に合焦させるようなフォーカス目標位置信号の出力を前記フォーカス制御回路３０に指示するようにしているので、記憶媒体（ディスク）１０と対物レンズ１３１の衝突を防止することができる。
【００４７】
図５は本発明の第２の実施の形態例を示す構成図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。図に示す実施の形態例は、フォーカスエラー信号として第１のフォーカスエラー信号と第２のフォーカスエラー信号を生成するようにしたものである。図において、１１２は図２に示すものと同じフォーカスエラー信号生成回路で、ここでは第１のフォーカスエラー信号を発生する。１２５はフォトディテクタ１２１の出力を受けて、第２のフォーカスエラー信号を発生する第２のフォーカスエラー信号生成回路である。
【００４８】
第１のフォーカスエラー信号生成回路１１２から出力されるフォーカスエラー信号をＦＥ１、第２のフォーカスエラー信号生成回路１２５から出力されるフォーカスエラー信号をＦＥ２とする。１２２は第１及び第２のフォーカスエラー信号ＦＥ１,ＦＥ２を受けてその内の一方を選択する切替器である。該切替器１２２は、前記サーボ制御回路１０２からの制御信号により切り替えられるようになっている。その他の構成は、図２と同じである。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００４９】
この実施の形態例は、フォーカス退避時のギャップ（離間距離）をより広い範囲で保持できるように、ダイナミックレンジを広くした第２のフォーカスエラー信号を用いるようにしたものである。
【００５０】
ホストコンピュータ１からの記録又は再生要求が得られない場合には、ＭＰＵ１０１はサーボ制御回路１０２にフォーカス退避コマンドを発行する。このフォーカス退避コマンドを受けたサーボ制御回路１０２は、切替器１２２に選択信号を送り、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２を選択するようにする。この結果、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２が差分器１０３に与えられることになる。
【００５１】
その一方で、サーボ制御回路１０２は差分器１０３の加算端子に与えるフォーカス目標位置信号ＦＴをＶＦとする。この結果、図に示すフィードバックループは、ＦＴ＝ＦＥ２となるようなフィードバック制御を行ない、デフォーカスはＰＦに保たれる。
【００５２】
図６はフォーカスエラー信号の説明図である。縦軸はフォーカスエラー信号ＦＥ、横軸はデフォーカスＸである。デフォーカスＸの定義は図４で説明した通り、焦点位置からディスク１０の表面までの距離である。ＦＥ１は第１のフォーカスエラー信号、ＦＥ２は第２のフォーカスエラー信号である。第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１は、ディスク１０への記録又は再生時に用い、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２は退避時に用いる。
【００５３】
ディスク１０への記録又は再生時にはダイナミックレンジの狭い第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１を用いる。図より明らかなように、デフォーカスＸ方向のダイナミックレンジは狭いが、その分フォーカス位置をディスク１０の表面近くに高精度に設定することができる。これに対して、退避時にはダイナミックレンジの広い第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２を用いる。第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に比較して高精度の位置決めはできないが、その分離間位置を広く設定することができるので、ディスク１０の表面と対物レンズ１３１との距離を広くとれ、しかもその広い位置でフォーカスサーボを停止させることなく動作させることができる。
【００５４】
ここで、ＭＰＵ１０１がホストコンピュータ１からの記録又は再生要求を受信すると、ＭＰＵ１０１はサーボ制御回路１０２に対してフォーカスエントリコマンドを発行する。このコマンドを受けると、サーボ制御回路１０２は切替器１２２に選択信号を送り、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１を選択するようにする。この結果、この結果、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１が差分器１０３に与えられることになる。
【００５５】
その一方で、サーボ制御回路１０２は差分器１０３の加算端子に与えるフォーカス目標位置信号ＦＴを０とする。この結果、図に示すフィードバックループは、ＦＴ＝ＦＥ１となるようなフィードバック制御を行ない、デフォーカスは０に保たれる。即ち、ディスク１０の表面に焦点が合うことになる。フォーカスエラー信号特性は図６のＦＥ１となり、高精度の焦点位置制御を行なうことができる。
【００５６】
ここで、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２は、フォトディテクタ１２１ではなく、別途設けられたフォトディテクタから生成する方式でもよいし、位置センサを用いて直接対物レンズ１３１の変位を測定する方式でもよい。サーボ制御回路１０２は、記録又は再生時には第１のフォーカスエラー信号生成回路１１２からの出力ＦＥ１が、退避時には第２のフォーカスエラー信号生成回路１２５からの出力ＦＥ２が選択されるように切替器１２２を切り替える。これによって、フォーカス退避時のギャップ（離間距離）を広い範囲で保持するような制御が可能となる。
【００５７】
図７は本発明の第２の動作の一例を示すフローチャートである。装置構成図としては、図２を用いる。先ず、通常の動作で目標トラックに移動し（Ｓ１）、読み込みあるいは書き込み動作を行なう。そして、ディスク１０への読み込みあるいは書き込みが終了したかどうかをチェックする（Ｓ２）。読み込みあるいは書き込みが終了した場合には、ただちにトラックサーボを解除することはせず、一定の時間Ｔ１だけ記録又は再生要求を待機する（Ｓ６−１）。その際において、一定の時間Ｔ１が経過するまでの間にＭＰＵ１０１は読み込み或いは書き込み指示が出たかどうかをチェックする（Ｓ６−２）。指示が出た場合には、ステップＳ１に戻り、目標トラックに移動し、読み込みあるいは書き込み動作を行なう。
【００５８】
ステップＳ６−１において、時間Ｔ１が経過した場合には、図２に示す実施の形態例の場合と同様に、トラックサーボの解除を行ない（Ｓ４−１）、次にフォーカス退避を行なう（Ｓ４−２）。その後の流れは図２に示すものと同じである。即ち、退避状態において、読み込みあるいは書き込み指示が出たかどうかチェックし（Ｓ３）、指示が出た場合にはフォーカスエントリを行ない（Ｓ５−１）、トラックサーボを開始する（Ｓ５−２）。
【００５９】
この実施の形態例によれば、ホスト１からの要求監視にタイムアウト時間を設けることで、フォーカス待避が頻発することを防ぐことができる。
【００６０】
また、フォーカス退避制御（Ｓ４−２）あるいはフォーカスエントリ制御（Ｓ５−１）において、サーボ制御回路１０２から出力されるフォーカス目標位置信号ＦＴは、ステップ変化ではなく、一定の時間をかけて徐々に目標位置に変化させていくような目標変動を出力するものであってもよい。
【００６１】
図８は本発明の動作タイムチャートである。（ａ）はフォーカス退避コマンドの発行（Ｓ４−２）とフォーカスエントリコマンド（Ｓ５−１）を示し、（ｂ）はフォーカス目標位置信号ＦＴを示し、（ｃ）はフォーカスエラー信号ＦＥを示している。フォーカスコマンドの発行を受けて、（ｂ）に示すようにフォーカス目標位置信号ＦＴをステップ状に変化させる方式の場合、フォーカスエラー信号ＦＥは（ｃ）に示すようにオーバシュートを発生させやすくなる。このため、フォーカスエラー信号のダイナミックレンジから逸脱してしまう危険性がある。
【００６２】
これに対して、図９に示すように、例えば時間に対してフォーカス目標位置信号ＦＴが（ｂ）に示すようにランプ状におだやかに変化するような目標軌道を持たせた方式の場合、フォーカスエラー信号ＦＥは（ｃ）に示すように円滑に追随するようになるという利点がある。
【００６３】
図１０は本発明の第３の動作の一例を示すフローチャートである。装置構成図としては図２を用いる。先ず、目標トラックに移動し（Ｓ１）、ディスク１０に対して読み込みあるいは書き込みを行なう。そして、ＭＰＵ１０１は読み込みあるいは書き込みが終了したかどうかチェックする（Ｓ２）。読み込みあるいは書き込みが終了した場合には、トラックサーボを解除する（Ｓ４−１）。
【００６４】
次に、フォーカス退避制御を開始する（Ｓ４−２−１）。次に、退避制御が完了したかどうかをチェックし（Ｓ４−２−２）、退避制御が完了したら、読み込みあるいは書き込み指示が出たかどうかチェックする（Ｓ３）。読み込みあるいは書き込み指示が出た場合には、フォーカスエントリ制御を行ない（Ｓ５−１）、トラックサーボを開始する（Ｓ５−２）。トラックサーボが開始されたら、ステップＳ１に戻り読み込みあるいは書き込み動作が開始される。
【００６５】
ステップＳ４−２−２において、退避制御が完了しない状態で読み込みあるいは書き込み指示が出たかどうかチェックする（Ｓ４−２−３）。指示が出た場合には、フォーカス退避制御の完了は待たずに、すぐにフォーカス目標位置信号ＦＴを０へと戻し、フォーカスエントリ制御を完了させる。
【００６６】
図１１はこの時の本発明の動作タイムチャートである。（ａ）は発行コマンドを、（ｂ）はフォーカス目標位置信号ＦＴを、（ｃ）はフォーカスエラー信号ＦＥをそれぞれ示している。先ず（ａ）に示すようにフォーカス退避コマンド信号が発行される（Ｓ４−２−１）と、退避制御を行なうべく、サーボ制御回路１０２は、スロープ状のフォーカス目標位置信号ＦＴを（ｂ）に示すように出力する。
【００６７】
ここで、光ヘッド部の退避動作が完了しないうちに、（ａ）に示すように退避中に記録又は再生要求が発生し、フォーカスエントリコマンドが発行されたものとする。サーボ制御回路１０２は、このフォーカスエントリコマンドを受けると、直ちにフォーカス目標位置信号ＦＴを（ｂ）に示すようにスロープの立ち下がりが完了しないうちにスロープ状に立ち上げ０に持っていく。この結果、フォーカスエラー信号は（ｃ）に示すようにオーバシュートを発生することなく、速やかにフォーカスエントリ制御に入る。
【００６８】
この実施の形態例によれば、退避開始後すぐにホスト１からの要求がきた場合に速やかにフォーカスオン状態となることができる。
【００６９】
図１２は本発明の第４の動作の一例を示すフローチャートである。この実施の形態例は、図７に示す動作と、図１０に示す動作とを組み合わせたものである。即ち、ステップＳ２０が図７に示された動作であり、ステップＳ３０が図１０に示された動作である。
【００７０】
装置構成図としては、図２を用いる。先ず、通常の動作で目標トラックに移動し（Ｓ１）、読み込みあるいは書き込み動作を行なう。そして、ディスク１０への読み込みあるいは書き込みが終了したかどうかをチェックする（Ｓ２）。読み込みあるいは書き込みが終了した場合には、ただちにトラックサーボを解除することはせず、一定の時間Ｔ１だけ記録又は再生要求を待機する（Ｓ６−１）。その際において、一定の時間Ｔ１が経過するまでの間にＭＰＵ１０１は読み込み或いは書き込み指示が出たかどうかをチェックする（Ｓ６−２）。指示が出た場合には、ステップＳ１に戻り、目標トラックに移動し、読み込みあるいは書き込み動作を行なう。
【００７１】
そして、ステップＳ６−１において、時間Ｔ１が経過した時には、トラックサーボを解除する（Ｓ４−１）。次に、フォーカス退避制御を開始する（Ｓ４−２−１）。次に、退避制御が完了したかどうかをチェックし（Ｓ４−２−２）、退避制御が完了したら、読み込みあるいは書き込み指示が出たかどうかチェックする（Ｓ３）。読み込みあるいは書き込み指示が出た場合には、フォーカスエントリ制御を行ない（Ｓ５−１）、トラックサーボを開始する（Ｓ５−２）。トラックサーボが開始されたら、ステップＳ１に戻り読み込みあるいは書き込み動作が開始される。
【００７２】
ステップＳ４−２−２において、退避制御が完了しない状態で読み込みあるいは書き込み指示が出た場合には、フォーカス退避制御の完了は待たずに、すぐにフォーカス目標位置信号ＦＴを０へと戻し、フォーカスエントリ制御を行なう。
【００７３】
この実施の形態例によれば、光ヘッドのインフォーカス制御を行ないやすくすることができ、かつオーバシュートの発生を防ぐことができる。
【００７４】
また、前述した本発明の実施の形態例においては、フォーカスエラー信号ＦＥのダイナミックレンジを超えた位置、例えば図４におけるＸ＜ＰＦｍの領域にフォーカス退避制御を行なうことができない。このような場合、対物レンズ１３１を駆動するアクチュエータ１３２が原点復帰性を持つ機構、例えばバネ支持機構を持つようにし、フォーカス制御回路３０に指示しアクチュエータ１３２に一定の電流を印加させておくことで、Ｘ＜ＰＦｍの領域に対物レンズ１３１を定位させておくことが可能となる。
【００７５】
ただし、フォーカス退避時（Ｓ４−２：図７参照）において、フォーカスループを開くことになるので、フォーカスエントリ時（Ｓ５−１）においては再びフォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロスサーチを行なわなければならない。
【００７６】
この実施の形態例によれば、フォーカスエラー信号がダイナミックレンジを超えた時にも、対物レンズを所定の位置に定位させておくことができる。
【００７７】
また、前述したようなフォーカスサーボループを開いた退避方式を用いる場合には、フォーカス退避時において、レーザダイオードを消灯させるようにしてもよい。この結果、レーザダイオードの寿命を延ばすことができる。
【００７８】
前述したように、本発明によれば、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が来ない時は、フォーカスサーボの目標位置をディスクから離間する方向へ設定し、フォーカスサーボループを閉じた状態で対物レンズをディスクから離間させ、両者の衝突を防止することができる。更に、ホストコンピュータからの記録又は再生要求を受信した時には、フォーカスサーボの目標位置を焦点位置に設定することで、従来のスリープモードのような方式に比較して、即座に記録又は再生可能となる。
【００７９】
（付記１） 光ビームを対物レンズで記憶媒体上に集光し、その反射光から再生情報やサーボ情報を読み取る光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置であって、
制御信号に応じて前記対物レンズの焦点位置を制御するアクチュエータと、
該アクチュエータを駆動して安定に焦点位置を前記記憶媒体の反射面に追従させるフォーカス制御手段と、
前記記憶媒体に対する前記対物レンズの焦点位置からのずれに目標値を与えるものであってその出力を前記フォーカス制御手段に与えるフォーカス目標位置信号生成手段と、
ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、前記記憶媒体から離間する方向へのフォーカス目標位置信号の出力を、記録又は再生の動作を行なっている場合には、前記記憶媒体の記録面に合焦させるようなフォーカス目標位置信号の出力を前記フォーカス目標位置信号生成手段に指示する制御手段と、
を設けたことを特徴とする光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置。
【００８０】
（付記２） 前記記憶媒体に対する前記対物レンズの焦点位置からのずれを検出する第１のフォーカスエラー検出手段と、
前記記憶媒体に対する前記対物レンズの焦点位置からのずれを前記第１のフォーカスエラー信号よりも広い範囲で検出する第２のフォーカスエラー検出手段と、
前記第１のフォーカスエラー信号と前記第２のフォーカスエラー信号とを切り替えて出力するスイッチ回路と、
を具備し、
前記制御手段は、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、前記スイッチ回路に対して前記第２のフォーカスエラー信号を選択するように指示し、かつ前記フォーカス目標位置信号生成手段に対して前記記憶媒体から離間する方向へのフォーカス目標位置信号出力を指示し、記録又は再生の動作を行なっている場合には前記第１のフォーカスエラー信号を選択するように指示し、かつ前記フォーカス目標位置信号生成手段に対して前記記憶媒体の記録面に合焦させるようにフォーカス目標位置信号出力を指示するようにしたことを特徴とする付記１記載の光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置。
【００８１】
（付記３） 前記制御手段は、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない時間を監視し、その時間が所定の閾値を超えた時に、前記フォーカス目標位置信号生成手段に対して、前記記憶媒体から離間する方向へのフォーカス目標位置信号出力を指示することを特徴とする付記１記載の光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置。
【００８２】
（付記４） 前記制御手段は、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、前記フォーカス目標位置信号生成手段に対して、規定の時間内において、ゼロから規定の変位量だけ前記記憶媒体から離間した方向へと変化するような軌道を持ったフォーカス目標位置信号出力を指示することを特徴とする付記１又は２の何れかに記載の光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置。
【００８３】
（付記５） 前記制御手段は、フォーカス目標位置信号出力の指示時間内において、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られた場合には、前記指示時間内であっても、現在指示している変位量からゼロへと変化するような軌道を持ったフォーカス目標位置信号出力を前記フォーカス目標位置信号生成手段に対して指示することを特徴とする付記４記載の光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置。
【００８４】
（付記６） 前記制御手段は、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、対物レンズのフォーカス位置を制御するフォーカス目標位置信号生成手段に対して、前記フォーカスエラー信号の前記記憶媒体から離間する側に前記対物レンズが定位するように指示することを特徴とする付記１又は２に記載の光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置。
【００８５】
（付記７） 前記制御手段は、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、前記フォーカス目標位置信号生成手段に対して、前記フォーカスエラー信号の前記記憶媒体から離間する側に前記対物レンズが定位するように指示すると共に、記憶媒体への照射を行なうレーザダイオードを消灯させることを特徴とする付記６記載の光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）請求項１記載の発明によれば、制御手段はホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、前記記憶媒体から離間する方向へのフォーカス目標位置信号の出力を、記録又は再生の動作を行なっている場合には、前記記憶媒体の記録面に合焦させるようなフォーカス目標位置信号の出力を前記フォーカス目標位置信号生成手段に指示するようにしているので、記憶媒体（ディスク）と対物レンズの衝突を防止することができる。
【００８７】
また、本発明によれば、フォーカスサーボを停止させることなく対物レンズを離間させているので、ホストコンピュータからの記録又は再生要求を受信した時には速やかに動作復帰可能となるので、高速応答性に優れている。また、本発明によれば、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、フォーカスサーボの目標位置をゼロ点から規定の変位量だけおだやかに離間させることで、オーバシュートの発生を防ぎ記憶媒体と対物レンズの衝突を防止することができる。更に、光ヘッドのインフォーカス制御を行ないやすくすることができる。
【００８８】
このように、本発明によれば、ディスク（記憶媒体）と対物レンズの衝突を防止することができ、かつ高速応答性に優れた光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態例を示す構成図である。
【図３】本発明の第１の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】フォーカスエラー信号の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態例を示す構成図である。
【図６】フォーカスエラー信号の説明図である。
【図７】本発明の第２の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の動作タイムチャートである。
【図９】本発明の動作タイムチャートである。
【図１０】本発明の第３の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の動作タイムチャートである。
【図１２】本発明の第４の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】光学的情報記憶装置の構成例を示す図である。
【図１４】従来装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ホストコンピュータ
１０ 記憶媒体
２１ 制御手段
３０ フォーカス目標位置信号生成手段
１０１ ＭＰＵ
１２１ フォトディテクタ
１３１ 対物レンズ
１３２ アクチュエータ

Claims (1)

1. 光ビームを対物レンズで記憶媒体上に集光し、その反射光から再生情報やサーボ情報を読み取る光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置であって、
   制御信号に応じて前記対物レンズの焦点位置を制御するアクチュエータと、
   該アクチュエータを駆動して安定に焦点位置を前記記憶媒体の反射面に追従させるフォーカス制御手段と、
   前記記憶媒体に対する前記対物レンズの焦点位置からのずれに目標値を与えるものであってその出力を前記フォーカス制御手段に与えるフォーカス目標位置信号生成手段と、
   ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られない場合には、前記記憶媒体から離間する方向へのフォーカス目標位置信号の出力を、記録又は再生の動作を行なっている場合には、前記記憶媒体の記録面に合焦させるようなフォーカス目標位置信号の出力を前記フォーカス目標位置信号生成手段に指示する制御手段と、
   を設け、
   前記制御手段は、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が所定の時間閾値内に得られない場合には、前記フォーカス目標位置信号生成手段に対して、規定の時間内において、対物レンズがゼロから規定の変位量だけ前記記憶媒体から離間した方向へとおだやかに変化するような軌道を持ったフォーカス目標位置信号出力を指示し、またフォーカス目標位置信号出力の指示時間内において、ホストコンピュータからの記録又は再生要求が得られた場合には、前記指示時間内であっても、対物レンズが現在指示している変位量からゼロへと変化するような軌道を持ったフォーカス目標位置信号出力を前記フォーカス目標位置信号生成手段に対して指示することを特徴とする光学的情報記憶装置のフォーカス制御装置。

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