JP4219895B2

JP4219895B2 - 光学的記憶装置、光学装置及びそのサーボ制御方法

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Description

本発明は、光学的記憶装置及びそのサーボ制御方法に関連し、特に、物体に対してレンズを揺動させる光学的記憶装置及びサーボ制御方法に関する。

ディスク装置などの光学的記憶装置では、正確な記録再生を行なうため、レーザ光の焦点がディスクの記録膜面上に結ぶように、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、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。近年、記録密度が高密度化されるに伴ない、レーザ光スポットの小径化が行われている。これにより、ディスクと対物レンズの間の距離が短距離化する傾向にある。また、ディスクに対する対物レンズの軸方向相対位置を表わす線形な誤差信号として、フォーカスエラー信号が機能する範囲は、±１μｍ以下という非常に狭い領域となっている。従来は、フィードバック制御が可能なこの領域内に対物レンズを定位させるために、対物レンズを、開ループ制御によって揺動させながら、フォーカスエラー信号のいわゆるＳカーブと呼ばれる信号レベルを検出した。そして、対物レンズの位置が、線形範囲内に入ったことを検知した後に、閉ループ制御によりフォーカス制御を行うように、フォーカス制御ループを閉じる、フォーカスエントリ制御が用いられていた。

図１はディスク装置の一例のブロック構成図を示す。また、図２Ａ，図２Ｂ及び、図２Ｃは、分離光学系の概念図と、固定ヘッド及び可動ヘッドの位置関係を示す。

図１において、ディスク装置１は、主にコントロールユニット２及びディスクエンクロージャ３から構成される。

コントロールユニット２は、上位インタフェース１１、バッファメモリ１２、ＭＰＵ１３、光ディスクコントローラ１４、リード／ライトＬＳＩ１５、ＤＳＰ１６、フォーカスエラー信号検出回路１７、トラックエラー信号検出回路１８、ゼロクロス検出回路１９、ドライバ２０〜２３、を有する。また、エンクロージャ３には、レーザダイオードユニット３１、ＩＤ／ＭＯ信号検出用ディテクタ３２、ヘッドアンプ３３、スピンドルモータ３４、磁場印加部３５、フォーカスエラー検出用ディテクタ３６ａ、トラックエラー検出用ディテクタ３６ｂ、レンズアクチュエータ３７、ボイスコイルモータ３８を有する。

また図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃの分離光学系は、固定ヘッド２０１、可動ヘッド２０２、ベース２０３、ガイドレール２０４を有する。また、ベース２０３には、スピンドルモータ３４が取りつけられ、スピンドルモータ３４には、ディスク２０６が取りつけられている。可動ヘッド２０２は、可動ヘッドキャリッジ２１０、立ち上げミラー２１１、レンズホルダ２１２、対物レンズ２１３、対物レンズをディスク２０６の面に垂直方向に移動するフォーカスコイル２１４及び、板バネ２１５を有する。図１に示すレーザダイオードユニット３１から照射された光は、固定ヘッド２０１を介して、可動ヘッド２０２へ送られる。そして、可動ヘッド２０２内の立ち上げミラー２１１により反射された光は、ディスク２０６に向けられ、対物レンズ２１３を介して、ディスク２０６上で集光される。

図１の、上位インタフェース１１は上位装置とのインタフェースをする。上位装置との間で送受信されるデータは、バッファメモリ１２に一時的記憶される。ＭＰＵ１３及びディスクコントローラ１４により装置１の動作が制御される。

リード／ライトＬＳＩ１５は、データの変復調を行う。リード／ライトＬＳＩ１５は、ディスクにデータをライトするときには、ライトデータを変調してレーザダイオードユニット３１に供給し、ディスクからデータをリードするときにはレーザダイオードユニット３１からリード用の光が出射されるようにレーザダイオードユニット３１を制御する。

レーザダイオードユニット３１から、図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃに示す固定ヘッド２０１及び、可動ヘッド２０２を介して、ディスク２０６に照射された光は、ディスク２０６で反射され、図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃに示す可動ヘッド２０２を介して、固定ヘッド２０１へ戻り、固定ヘッドで、ＩＤ／ＭＯ信号検出用ディテクタ３２及びフォーカスエラー検出用ディテクタ３６ａ並びにトラックエラー検出用ディテクタ３６ｂに供給される。ＩＤ／ＭＯ信号検出用ディテクタ３２は、ディスク２０６からの反射光のうちＩＤ／ＭＯ信号成分を検出し、検出したＩＤ／ＭＯ信号をヘッドアンプ３３に供給する。ヘッドアンプ３３は、ＩＤ／ＭＯ信号を増幅して、リード／ライトＬＳＩ１５に供給する。リード／ライトＬＳＩ１５は、ＩＤ／ＭＯ信号から、ＩＤとデータを復調する。リード／ライトＬＳＩ１５で復調されたデータは、バッファメモリ１２に記憶される。

フォーカスエラー検出用ディテクタ３６ａは、入射光を電気信号に変換し、フォーカスエラー信号検出回路１７に供給する。フォーカスエラー信号検出回路１７は、フォーカスエラー検出用ディテクタ３６ａからの電気信号に基づいて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検出回路１７で生成されたフォーカスエラー信号は、ＤＳＰ１６に供給される。ＤＳＰ１６は、フォーカスエラー信号検出回路１７で生成されたフォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、ドライバ２２に供給する。ドライバ２２は、ＤＳＰ１６からのフォーカス制御信号に基づいてレンズアクチュエータ３７に駆動電流を供給する。レンズアクチュエータ３７は、ドライバ２２からの駆動電流に基づいて図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃに示す対物レンズ２１３をフォーカス方向即ち、ディスク２０６の面に垂直な方向に移動させる。図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃの対物レンズ２１３がフォーカス方向に移動することにより、レーザダイオードユニット３１から出射されたレーザ光がディスク２０６上で集光する。

また、トラックエラー検出用ディテクタ３６ｂは、入射光を電気信号に変換し、トラックエラー信号検出回路１８に供給する。トラックエラー信号検出回路１８は、トラックエラー検出用ディテクタ３６ｂで検出された信号に基づいてトラックエラー信号を生成する。トラックエラー信号検出回路１８で検出されたトラックエラー信号は、ＤＳＰ１６及びトラックゼロクロス信号検出回路１９に供給される。トラックゼロクロス信号検出回路１９は、トラックエラー信号に基づいてトラックゼロクロス信号を生成し、ＤＳＰ１６に供給する。ＤＳＰ１６は、トラックエラー信号及びトラックゼロクロス信号に基づいてトラッキング制御信号を生成し、ドライバ２３に供給する。

ドライバ２３は、ＤＳＰ１６からのトラッキング制御信号に基づいてボイスコイルモータ３８に駆動電流を供給する。ボイスコイルモータ３８は、ドライバ２３からの駆動電流に基づいて駆動され、可動ヘッド２０２をディスク２０６の半径方向に移動させ、トラック追従動作を行う。

更に、ＭＰＵ１３は、スピンドルモータ制御信号を生成し、ドライバ２０に供給する。ドライバ２０は、ＭＰＵ１３からのスピンドルモータ制御信号に基づいてスピンドルモータ３４を回転させる。

さらに、ＭＰＵ１３は、磁場制御信号を生成し、ドライバ２１に供給する。ドライバ２１は、ＭＰＵ１３からの磁場制御信号に基づいて磁場印加部３５に駆動電流を供給する。磁場印加部３５は、ドライバ２１からの駆動電流に応じたバイアス磁界を発生する。磁場印加部３５で発生されたバイアス磁界は、ディスク２０６に印加され、情報の記録及び／又は再生に用いられる。

次に、従来技術のフォーカスエントリ制御の動作について詳しく説明する。

フォーカスエントリ制御における対物レンズ揺動動作においては、対物レンズが、必ず焦点位置を通過するように、対物レンズを揺動させる。この揺動動作においてフォーカスエントリに失敗した場合は、対物レンズとディスクとが接触してしまう恐れがあるので、これを防止するため、ディスクと対物レンズとの間にストッパを設け、物理的に、対物レンズの変位を制限してしまうという方法がある。この方法によれば、フォーカスエントリに失敗した場合でも、対物レンズがディスクに接触することなく、データの破壊を防止することができる。

しかしながら、焦点距離が短くなると、レーザ光ビームの焦点がディスク上に合っている状態では、対物レンズとディスクとの間の距離が、数十μｍ以下となる。これは、回転によるディスクの面振れ量が数十μｍ乃至数百μｍであることを考慮すると、対物レンズとディスクの衝突防止用のストッパを設置することが不可能である。従って、対物レンズとディスクとの衝突を防止するためには、フォーカスエントリ制御をより確実に行なうことが必要となる。

ところで、確実にフォーカスエントリ制御を行なうためには、フォーカスサーボ制御系を閉じて、閉ループ制御を開始した後のフォーカスサーボ制御系のオーバーシュート量を、フォーカスエラー信号がほぼ線形の範囲内に収まるようにしなければならない。そのためにはフォーカスサーボ制御系を閉じて、閉ループ制御を開始する直前の対物レンズとディスクとの相対位置の誤差及び相対速度を小さく抑え込むことが必要になる。

ところが、対物レンズの揺動動作によってフォーカスエントリを行なう従来の方法の場合、フォーカスエラー信号のＳカーブを検知するまでは、ディスクと対物レンズとの相対的な状態を知ることが出来ない。たとえば、回転数１５００ｒｐｍで回転するディスクにおいて、±１００μmの面振れ量があった場合、面振れ速度の振幅は±１５．７ｍｍ／ｓとなる。フォーカスエラー信号のＳカーブの検出に基づいて、フォーカスエントリを行なうためには、相対速度を接近方向の正の値に保つ必要がある。従って、例えば対物レンズを＋１６ｍｍ／ｓでディスクに接近させた場合には、ディスクとの相対速度は、０．３から３１．７ｍｍ／ｓの範囲で変化することとなる。このために、ディスクの面振れのタイミングにより、相対速度が最大値３１．７ｍｍ／ｓであった場合には、焦点深度０．２５μｍの範囲を通過するのに僅か７．８９μｓしか必要としない。これをたとえば、フォーカスエラー信号のサンプリング時間１０μｓのＤＳＰでフォーカスサーボ制御することは非常に困難である。

従って、安定したフォーカスエントリ制御を実現するためには、このディスクと対物レンズの間の相対速度を制御する必要がある。そのためには、従来のフォーカスエラー信号よりもフォーカスエラーの検出範囲の広い位置信号を出力するセンサが必要となる。例えば、発明の名称「光ディスク記録再生装置及び方法」の特開平１１−１２０５６９号公報に示された例では、対物レンズのフォーカシングアクチューエタの上に対物レンズの位置検出センサを設けている。そして、この対物レンズの位置検出センサにより、ディスクとの相対位置を検出して、安定したフォーカスエントリを実現しようとしている。しかしながらこの例では、アクチュエータにセンサを搭載する必要があるため、アクチュエータの小型軽量化に悪影響を及ぼすことになる。

また、発明の名称「光ピクアップ装置およびそのフォーカス制御方法」の特開平７−２８７８５０号公報に示された例では、媒体からの反射光を２つの光束に分割し、一方を焦点誤差検出感度の低い検出光学系に入射して引き込み動作に用い、他方を焦点誤差検出感度の高い検出光学系に入射してフォーカスサーボ制御に用いるとしている。この方法によれば、可動部にセンサを設置する必要がないので、アクチュエータを小型化できるという利点がある。

また、この例では、感度の低い第１の検出光学系によって、焦点より比較的離れた場所から、焦点が存在する方向を検知し、正確な方向へ対物レンズを移動させることを特徴としており、感度の高い第２の検出光学系によるフォーカスサーボへ安定に移行させ方法については記載されていない。したがって、対物レンズとディスクの距離が非常に狭い装置では、両者が衝突に至る危険性がある。

そこで、従来のサーボ用光検出器に工夫を行うことで、フォーカスエラーの検出範囲の広いフォーカスエラー信号を出力する方法として、発明の名称「光学的情報記録再生装置」の特願２００１−９３０９１号公報に示された例があげられる。この方法を用いると、焦点位置から数十μｍ離れた位置から対物レンズとディスクとの相対変位を検出することができるので、所望の相対速度で焦点位置まで対物レンズを移動する制御が可能となる。

次に、特願２００１−９３０９１号公報に記述されているフォーカスエラー信号検出法について、図３、図４及び、図５を用いてさらに詳しく説明する。

図３は、図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃに示す固定光学ヘッド２０１の構成を示す図である。図４は、第１のフォーカスエラー信号検出回路のブロック図であり、そして、図５は、トラックエラー信号及び第２のフォーカスエラー信号検出回路のブロック図である。

図３の固定光学ヘッドは、レーザーダイオード３０１、コリメートレンズ３０２、ビームスプリッタ３０３、３０４及び３０７、ウォラストンプリズム３０５、集光レンズ３０６、３０８及び３１０、フーコープリズム３０９、２分割ディテクタ３２、６分割ディテクタ３６ｂ及び、４分割ディテクタ３６ａより構成される。

レーザーダイオード３０１から出射されたレーザー光は、コリメートレンズ３０２、ビームスプリッタ３０３を介して、図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃの固定ヘッド２０１から出射され、可動ヘッド２０２へ送られ、光ディスク２０６に照射される。光ディスク２０６で反射された戻り光は、ビームスプリッタ３０３により、反射されて、ビームスプリッタ３０４に送られる。ビームスプリッタ３０４は、入射光を２分割し、ウォラストンプリズム３０５とビームスプリッタ３０７に送る。ウォラストンプリズム３０５に入射された光は、集光レンズ３０６を介して、２分割ディテクタ３２上に集光され、ＩＤ／ＭＯ信号が検出される。

一方、ビームスプリッタ３０７に送られた光は、ビームスプリッタ３０７により２分割され、集光レンズ３０８と、フーコープリズム３０９に送られる。集光レンズ３０８に送られた光は、６分割ディテクタ３６ｂに集光され、そして、フーコープリズム３０９に送られた光は、集光レンズ３１０を介して４分割ディテクタ３６ａ上に集光される。

図４は、第１のフォーカスエラー信号検出回路１７のブロック図であり、電流電圧（Ｉ−Ｖ）変換回路４０１、第１のフォーカスエラー信号（ＦＥ１）演算回路４０２及び、フォーカスサム（ＦＳ）演算回路４０３及び、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路４０４より主に構成される。４分割ディテクタ３６ａは、４つのディテクタＦ，Ｇ，Ｈ，Ｉより構成される。

フーコー法により、４分割ディテクタ３６ａ上に集光された戻り光による、４分割ディテクタ３６ａの、各ディテクタＦ，Ｇ，Ｈ，Ｉの出力電流が、各々、電流電圧（Ｉ−Ｖ）変換回路４０１により電圧信号に変換される。そして、第１のフォーカスエラー信号（ＦＥ１）演算回路４０２により、ディテクタＦとＩに対する電圧信号の和信号から、ディテクタＧとＨに対する電圧信号の和信号が減算されて出力される。一方、フォーカスサム（ＦＳ）演算回路４０３は、ディテクタＦ、Ｇ、Ｈ、Ｉに対する電圧信号の和信号を出力する。そして、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路４０４より、第１のフォーカスエラー信号（ＦＥ１）演算回路４０２の出力を、フォーカスサム（ＦＳ）演算回路４０３で除算して、フォーカスエラー信号検出を行ない、通常のフォーカスサーボに使用される。

図５は、トラックエラー信号及び第２のフォーカスエラー信号検出回路のブロック図であり、電流電圧（Ｉ−Ｖ）変換回路５０１、トラックエラー（ＴＥ）演算回路５０２、第２のフォーカスエラー信号（ＦＥ２）演算回路５０３及び、トラックサム（ＴＳ）演算回路５０４及び、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路５０５及び５０６より主に構成される。６分割ディテクタ３６ｂは、従来のプッシュプル法によるトラッキングエラー信号検出用の２分割ディテクタに対し、直交する向きに３分割されており、ディテクタＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２、Ｃ１及び、Ｃ２より構成されている。。

６分割ディテクタ３６ｂ上に集光された戻り光による、６分割ディテクタ３６ｂの、各ディテクタＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２、Ｃ１及び、Ｃ２の出力電流が、各々、電流電圧（Ｉ−Ｖ）変換回路４０１により電圧信号に変換される。電流電圧（Ｉ−Ｖ）変換回路４０１は、ディテクタＡ１とＡ２の出力電流を電圧に変換し互いに加算した電圧信号Ａ（＝Ａ１＋Ａ２）、ディテクタＢ１とＢ２の出力電流を電圧に変換し互いに加算した電圧信号Ｂ（＝Ｂ１＋Ｂ２）、ディテクタＣ１とＣ２の出力電流を電圧に変換し互いに加算した電圧信号Ｃ（＝Ｃ１＋Ｃ２）、ディテクタＡ１、Ｂ１及びＣ１の出力電流を電圧に変換し互いに加算した電圧信号Ｄ（＝Ａ１＋Ｂ１＋Ｃ１）及び、ディテクタＡ２、Ｂ２及びＣ２の出力電流を電圧に変換し互いに加算した電圧信号Ｅ（＝Ａ２＋Ｂ２＋Ｃ２）を出力する。

トラックエラー信号（ＴＥ）演算回路５０２により、（Ｄ−Ｅ）信号が演算され、トラックエラー信号出力される。また、第２のフォーカスエラー信号（ＦＥ２）演算回路５０３により、（Ａ＋Ｂ−Ｃ）信号が演算され、スポットサイズディテクション法（以下、ＳＳＤ法）によるフォーカスエラー信号が出力される。ＳＳＤ法によるフォーカスエラー信号は、従来のフーコー法などによるフォーカスエラー信号に比べて広い検出範囲を持つ第２のフォーカスエラー信号を得ることができ、焦点位置から離れたところからフォーカス制御を行なう場合に適している。そして、トラックサム（ＴＳ）演算回路５０４は、（Ｄ＋Ｅ）信号を出力する。

そして、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路５０５は、トラックエラー信号出力（Ｄ−Ｅ）を、和信号（Ｄ＋Ｅ）により除算して自動ゲイン制御を行う。また、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路５０６は、第２のフォーカスエラー信号（Ａ＋Ｂ−Ｃ）を、和信号（Ｄ＋Ｅ）により除算して自動ゲイン制御を行う。

図６Ａは、フーコー法による第１のフォーカスエラー信号そして、図６Ｂは、ＳＳＤ法による第２のフォーカスエラー信号の一例を示す。図６Ａの第１のフォーカスエラー信号の使用範囲が約±０．２５μｍであるのに対し、図６Ｂの第２のフォーカスエラー信号では−５から＋２０μｍの範囲で使用することができる。

図７に、第２のフォーカスエラー信号を用いたフォーカスエントリ制御の動作波形を示す。この図７においては、縦軸は焦点位置と対物レンズの位置の間の距離を示し、横軸は時間を示す。

この例では、ディスクに対し、焦点位置から１０μｍ遠ざかった位置までの区間７１０においては、対物レンズを開ループ制御によりディスクに接近させる。そして、対物レンズの位置が、焦点距離から１０μｍ以内となったときに、第２のフォーカスエラー信号による位置フィードバック制御を行なう。破線７０１は、制御目標位置信号を示し、実線７０２は、第２のフォーカスエラー信号による位置フィードバック制御の動作を示す。目標位置信号７０１を、時間の経過に従ってゼロに近づけると、第２のフォーカスエラー信号による位置フィードバック制御により、対物レンズ位置が焦点位置に近づく。目標位置信号７０１が、ゼロに達した時点で、位置フィードバック制御の入力を、第２のフォーカスエラー信号から第１のフォーカスエラー信号に切り替える。実線７０３は、第１のフォーカスエラー信号による位置フィードバック制御の動作を示す。このようにすることにより、第１のフォーカスエラー信号に切り替わるときの焦点位置に対する対物レンズの相対位置および相対速度をゼロにすることができ、安定したフォーカスエントリ制御が実現できる。

しかしながら、ＳＳＤ法による第２のフォーカスエラー信号検出では、図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃに示す可動ヘッド部２０２が移動して、全光路長が変化した時に、エラー信号感度や信号レベルが変化してしまい、焦点からの距離や信号の感度が全光路長に依存してしまうという問題がある。

図８は、図２Ｂに示す可動へッド２０２の位置を基準として、それぞれ、＋２０μｍ（図２Ａ）、及び、−２０μｍ（図２Ｃ）移動して、固定ヘッドからの光路長が４０ｍｍ変化した時の第２のフォーカスエラー信号特性を示している。図８において、線８０１は、可動へッド２０２が図２Ａの位置（＋２０μｍ）にある場合の、第２のフォーカスエラー信号の特性を示し、線８０２は、可動へッド２０２が図２Ｂの位置（０μｍ）にある場合の、第２のフォーカスエラー信号の特性を示しそして、線８０３は、可動へッド２０２が図２Ｃの位置（−２０μｍ）にある場合の、第２のフォーカスエラー信号の特性を示す。

このような特性を持っている場合、図２Ｂの可動ヘッド２０２の位置にある場合には、第２のフォーカスエラー信号レベルはゼロとなったときに、第１のフォーカスエラー信号に切り換えると、第１のフォーカスエラー信号に切り替わったときの焦点位置に対する対物レンズの相対位置および相対速度をゼロにすることができ、安定したフォーカスエントリが実現できる。しかし、たとえば、可動ヘッドが、図２Ａに示す＋２０ｍｍの位置にある場合には、第２のフォーカスエラー信号のゼロレベルを検出したときには、実際には焦点位置から−２．５μｍ離れた位置に対物レンズが存在することになる。このときには、対物レンズの位置が、第１のフォーカスエラー信号の線形な範囲の外側にあるため、第１のフォーカスエラー信号に安定して切り替えることができなくなる。

図９Ａ、図９Ｂ及び、図９Ｃは、このときのフォーカスエントリ波形を示しており、図９Ａは焦点位置から対物レンズの間の距離を示し、図９Ｂは、第２のフォーカスエラー信号を示し、図９Ｃは、第１のフォーカスエラー信号を示す。図９Ａ、図９Ｂ及び、図９Ｃの９０１，９０２及び、９０３は、それぞれ、図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃの可動ヘッド２０２の各位置に対応する。図２Ｂの可動ヘッド位置±０の場合は、時刻７８．５ｍｓ付近で、第２のフォーカスエラー信号によるフォーカスサーボ制御から、第１のフォーカスエラー信号によるフォーカスサーボ制御に切り替えた場合でも、滑らかに移行している。しかし、例えば、図２Ａの可動ヘッド位置＋２０ｍｍの場合は、図９Ａ、図９Ｂ及び、図９Ｃの線９０１に示すように、時刻７８．５ｍｓ付近で第２のフォーカスエラー信号がゼロとなっているにもかかわらず、実際の焦点位置からの対物レンズ位置のずれは−２μmである。したがってこの時点では第１のフォーカスエラー信号の線形な信号検出範囲外であるため、第１のフォーカスエラー信号によるサーボ制御への移行時に、大きなオーバーシュートが発生してしまうことになる。又、図２Ｃの可動ヘッド位置−２０ｍｍの場合も線９０３に示すように、同様である。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、光路長の変化によって第２のフォーカスエラー信号の特性に変化が生じた場合であっても、円滑に第１のフォーカスエラー信号によるフォーカスサーボ制御への移行を行ない、安定したフォーカスエントリ制御を行なうことのできる、光学的記憶装置及びそのサーボ制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述した従来技術の問題を解決する、光学的記憶装置及びそのサーボ制御装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、フォーカス点近傍におけるフォーカスエラー信号感度およびレベルが、光路長によって異なるような広域フォーカスエラー信号を用いた場合でも、安定したフォーカスエントリ制御を実現することである。

この目的を達成するために、本発明は、検出範囲の広い第２のフォーカスエラー信号を用い、その時間に対する所定の変化率を保ったまま、対物レンズをディスクに向かって接近させ、接近中において、第１のフォーカスエラー信号により、焦点位置を検出して、フォーカスサーボへの移行を行なうことを特徴とする。

本発明によれば、検出範囲の広い第２のフォーカスエラー信号を用いて、その時間に対する所定の変化率を保ったまま、対物レンズをディスクに向かって接近させるので、対物レンズとディスクとの相対距離／相対速度を任意の関係に維持したまま、確実に焦点に到達させることができる。従って、第１の精密なフォーカスエラー信号によるフォーカスサーボに切り替える際に、初期条件を一定の範囲に制御することが可能となり、安定したフォーカスエントリを実現できる。したがって、作動距離の短い装置であっても、フォーカスエントリ時に対物レンズとディスクとの衝突危険性を大幅に低減できる。

また、本発明によれば、移動する対物レンズの時間変化率を制御するので、フォーカスエントリ速度を一定の範囲内に保つことができる。したがって、光路長によって第２のフォーカスエラー信号の特性が変化した場合であっても、安定したフォーカスエントリを実現できる。

以下に、本発明を実施するための実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１０は、光ディスク装置のフォーカスエントリ制御部のブロック図を示す。フォーカスエントリ制御部はハードウェアの形式で説明するが、同様の機能を実行する、図１のＤＳＰ１６で実行されるソフトウェアとしても実現できる。図１０に示すフォーカスエントリ制御部は、主に、比較部１００１、１００２、１００３及び１００４、接近制御出力発生部１００５、目標軌道発生部１００６、減算部１００７、第１の位相補償部１００８、第２の位相補償部１００９及び、フォーカスアクチュエータ駆動部１０１０から構成される。また、比較部１００１には、フォーカスエントリー制御開始信号１０２０、第２のフォーカスエラー信号１０２１及び、しきい値１０２２が入力される。比較部１００２には、比較部１００１の出力信号１０２７、第２のフォーカスエラー信号１０２１及び、しきい値１０２３が入力される。比較部１００３には、比較部１００２の出力信号１０２８、第１のフォーカスエラー信号１０２４及び、しきい値１０２５が入力される。比較部１００４には、比較部１００３の出力信号１０２９、第１のフォーカスエラー信号１０２４及び、しきい値１０２６が入力される。

フォーカスエントリー制御開始信号１０２０が入力されると、比較部１００１および接近制御出力発生部１００５が動作を開始する。接近制御出力発生部１００５からは、対物レンズをディスクに対して徐々に接近させる信号が出力され、これがフォーカスアクチュエータ駆動部１０１０に送られ、対物レンズをディスクに接近する方向に移動させる。

比較部１００１では、第２のフォーカスエラー信号１０２１のレベルがしきい値１０２２以上となった時に、出力信号１０２７を比較部１００２に送り、比較部１００２の動作を開始させる。このとき比較部１００１の動作は停止する。

比較部１００２では第２のフォーカスエラー信号１０２１のレベルがしきい値１０２３以下となった時に、比較部１００３、位相補償部１００８、及び、目標軌道発生部１００６の作動を開始させるように動作しそして、接近制御出力発生部１００５を停止させる。このとき比較部１００２の動作は停止する。

目標軌道発生部１００６からは、しきい値１０２３を起点とし、時間に対して一定の割合で徐々にレベルが減少する信号が発生される。また、減算部１００７の極性が逆であれば、時間に対して一定の割合で徐々にレベルが増加する信号が発生されてもよい。或は、時間に対して連続的に変化し、かつ、その変化率は単一の極性を有する目標軌道信号を発生してもよい。

減算部１００７では、目標軌道発生部１００６の出力信号と第２のフォーカスエラー信号１０２１との差が演算される。そして、位相補償部１００８には、減算部１００７により演算された、目標軌道発生部１００６の出力信号と第２のフォーカスエラー信号１０２１との間の差信号が入力される。第１の位相補償部１００８は、フォーカスアクチュエータ制御系が安定となるように、この差信号を位相補償して出力する。この位相補償された信号が、フォーカスアクチュエータ駆動部１０１０に送られ、対物レンズの位置が、ディスクに接近する方向に制御される。

比較部１００３では、第１のフォーカスエラー信号１０２４のレベルがしきい値１０２５以上となった時に、比較部１００４の動作を開始させる。このとき比較部１００３の動作は停止する。

比較部１００４では、第１のフォーカスエラー信号１０２４のレベルがしきい値１０２６以下となった時に、第２の位相補償部１００９を作動させ、そして、第１の位相補償部１００８および目標軌道発生部１００６を停止させる。このとき比較部１００４の動作は停止する。

第２の位相補償部１００９には、第１のフォーカスエラー信号１０２４が入力される。第２の位相補償部１００９は、フォーカスアクチュエータ制御系が安定となるように位相補償した信号を出力する。この位相補償された信号がフォーカスアクチュエータ駆動部１０１０送られ、対物レンズの位置が、焦点位置に保持されるように制御される。

以上は、比較部１００１と１００２により、第２のフォーカスエラー信号のレベルが所定の上限レベル以上となったことを検知した後に、所定の下限レベル以下となったことを検知する構成としているが、逆に、比較部１００１と１００２の入力端子の極性を逆にして、第２のフォーカスエラー信号のレベルが所定の下限レベル以下となったことを検知した後に、所定の上限レベル以上となったことを検知するように構成しても、同様な効果が得られる。

更に、比較部１００３と１００４により、第１のフォーカスエラー信号のレベルが所定の上限レベル以上となったことを検知した後に、所定の下限レベル以下となったことを検知する構成としているが、逆に、比較部１００３と１００４の入力端子の極性を逆にして、第１のフォーカスエラー信号のレベルが所定の下限レベル以下となったことを検知した後に、所定の上限レベル以上となったことを検知するように構成しても、同様な効果が得られる。

次に、本実施例を用いた場合の動作信号波形を図１１Ａ、図１１Ｂ及び、図１１Ｃに示す。
図１１Ａ、図１１Ｂ及び、図１１Ｃは、本発明に従ったフォーカスエントリ波形を示しており、図１１Ａは焦点位置から対物レンズの間の距離を示し、図１１Ｂは、第２のフォーカスエラー信号を示し、図１１Ｃは、第１のフォーカスエラー信号を示す。図１１Ａ、図１１Ｂ及び、図１１Ｃの１１０１、１１０２及び、１１０３は、それぞれ、図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃの可動ヘッド２０２の各位置にある場合に対応し、従来例の図９Ａ、図９Ｂ及び、図９Ｃの９０１，９０２及び、９０３の場合にも対する、本発明の動作波形を示す。

図１１Ａ、図１１Ｂ及び、図１１Ｃにおいて、時刻７６．２ｍｓ程度までは、接近制御出力発生部１００５からの信号によって対物レンズがディスクに接近させられる。このときすでに第２のフォーカスエラー信号１０２１のレベルがしきい値１０２２を上回っており、比較部１００２が動作している。時刻７６．２ｍｓ付近で第２のフォーカスエラー信号１０２１のレベルがしきい値１０２３(この場合は６μｍ相当のレベル)以下となり、第２のフォーカスエラー信号１０２１を用いた目標軌道制御が行われている状態となる。ここで比較部１００３が第１のフォーカスエラー信号１０２４のレベルを監視して、しきい値１０２５(この場合は０．４μｍ相当のレベル)以上となったことを検知すると、比較部１００４による監視へと切り替わる。

比較部１００４により、第１のフォーカスエラー信号１０２４のレベルがしきい値１０２６(この場合は０．１μｍ相当のレベル)以下となったことが検知されると、第１のフォーカスエラー信号１０２４を用いたフォーカスサーボ制御が行われている状態となる。

一定の変化率で第２のフォーカスエラー信号１０２１を用いて、軌道制御を行っているときは、図２Ａ、図２Ｂ及び、図２Ｃに示す可動ヘッド２０２位置によって実際の接近速度は異なっているが、第１のフォーカスエラー信号１０２４のレベル自体を監視して、そのゼロクロス点で、第２のフォーカスエラー信号１０２１を用いたフォーカスサーボ制御から、第１のフォーカスエラー信号１０２４を用いたフォーカスサーボ制御へと移行できるので、滑らかな過渡応答となっていることが分かる。

本フォーカスエントリ制御部は、ハードウェアとして又は、マイクロコンピュータ又はディジタル信号処理回路（ＤＳＰ）等で実行されるソフトウェアとして又は、それらの組合せとしても実現できる。

なお、本実施例では、光学装置としてディスク装置を例に説明したが、ディスク装置に限定されるものではなく、光カードなど他の光記憶媒体を用いた光記憶装置に適用することも可能である。さらに、本発明はディスクや光カードなどを用いた光記憶装置に限定されるものではなく、顕微鏡や光照射装置などの光学装置に適用することもできる。

以上説明したように、本発明によれば、第２のフォーカスサーボ信号を用いて、目標軌道制御を行なって、対物レンズを確実に焦点付近へ接近させることができる。そして、その後に、第１のフォーカスサーボ信号自体を監視して、第２のフォーカスサーボ信号を使用するフォーカスサーボ制御から、第１のフォーカスサーボ信号を使用するフォーカスサーボ制御に切り替えを行なう。従って、焦点位置と対物レンズ位置の間の相対位置誤差がなく、所定の相対速度誤差範囲内で、第１のフォーカスエラー信号を使用するフォーカスサーボ制御への移行を滑らかに行うことができる。これによって、安定かつ確実にフォーカスエントリ制御を行うことができる。

この結果、分離光学系の光路長変化に従って、第２のフォーカスエラー信号特性も変化する場合であっても、安定かつ確実にフォーカスエントリ制御を行うことができる。

また、本発明によれば、安定かつ確実にフォーカスエントリ制御を行うことができるので、対物レンズがディスクへ衝突することを、防止することも可能である。

ディスク装置の一例のブロック構成図を示す図である。分離光学系の概念図と、固定ヘッド及び可動ヘッドの位置関係を示す図である。分離光学系の概念図と、固定ヘッド及び可動ヘッドの位置関係を示す図である。分離光学系の概念図と、固定ヘッド及び可動ヘッドの位置関係を示す図である。固定光学ヘッドの構成を示す図である。第１のフォーカスエラー信号検出回路のブロック図である。トラックエラー信号及び第２のフォーカスエラー信号検出回路のブロック図である。第１のフォーカスエラー信号の一例を示す図である。第２のフォーカスエラー信号の一例を示す図である。第２のフォーエラー信号を用いたフォーカスエントリー制御の波形の一例を示す図である。第２のフォーカスエラー信号の一例を示す図である。従来方式による動作を表わす時間波形一例を示す図である。従来方式による動作を表わす時間波形一例を示す図である。従来方式による動作を表わす時間波形一例を示す図である。本発明に従ったフォーカスエントリ制御部の一実施例のブロック図を示す図である。本発明のフォーカスエントリー制御の動作を表わす時間波形の一例を示す図である。本発明のフォーカスエントリー制御の動作を表わす時間波形の一例を示す図である。本発明のフォーカスエントリー制御の動作を表わす時間波形の一例を示す図である。

Claims

記憶媒体に対向して配置され、前記記録媒体上にレーザ光の焦点を合わせるためのレンズと、
前記レンズの位置を変位させるアクチュエータと、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲内で検出する第１のフォーカスエラー信号検出部と、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲よりも広い第２の検出範囲内で検出する第２のフォーカスエラー信号検出部と、
前記レンズの位置が、前記第２のフォーカスエラー信号検出部の前記第２の検出範囲外から、前記第２のフォーカスエラー信号検出部の前記第２の検出範囲内に入るまでは、前記アクチュエータを駆動して、前記レンズを、開ループ制御を用いて、前記記録媒体に接近させる第１の移動制御部と、
前記レンズを移動させるために移動時間に対して連続的に変化し、かつ、その変化率は単一の極性を有する目標軌道信号を発生する目標軌道発生部と、
前記レンズの位置が前記第２のフォーカスエラー信号検出部の前記第２の検出範囲内である場合に、前記アクチュエータを駆動して、前記第２のフォーカスエラー信号検出部により検出した第２のフォーカスエラー信号及び前記目標軌道信号を用いて、前記レンズを、閉ループ制御を用いて、前記記録媒体に接近させる第２の移動制御部と、
前記レンズの位置が、前記第１のフォーカスエラー信号検出部の前記第１の検出範囲内である場合に、前記アクチュエータを駆動して、前記第１のフォーカスエラー信号検出部の検出する第１のフォーカスエラー信号を用いて、前記レンズの位置を、閉ループ制御を用いて、前記記録媒体に対する前記レンズの焦点位置に追従させる追従制御部とを有する光学的記憶装置。
前記第２の移動制御部は、
前記目標軌道信号と前記第２のフォーカスエラー信号との差信号に位相補償を行う位相補償部と有する、請求項１記載の光学的記憶装置。
前記目標軌道発生部は、時間に対して連続的に変化し、かつ、その変化率は単一の極性を有する目標軌道信号を発生する、請求項２記載の光学的記憶装置。
前記目標軌道発生部は、時間に対して一定の変化率で変化する目標軌道信号を発生する、請求項２記載の光学的記憶装置。
記憶媒体に対向して配置され、前記記録媒体上にレーザ光の焦点を合わせるためのレンズと、
前記レンズの位置を変位させるアクチュエータと、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲内で検出する第１のフォーカスエラー信号検出部と、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲よりも広い第２の検出範囲内で検出する第２のフォーカスエラー信号検出部と、
開始信号と、前記第２のフォーカスエラー信号と、第１のしきい値と、第２のしきい値を入力とし、前記開始信号の入力後に、前記第２のフォーカスエラー信号のレベルが前記第１のしきい値以上となり且つ、前記第２のフォーカスエラー信号のレベルが前記第２のしきい値以下となった時に所定レベルの出力信号を出力する第１の比較部と、
前記第１の比較部の出力信号と、前記第１のフォーカスエラー信号と、第３のしきい値と第４のしきい値とを入力とし、前記第１の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後に、前記第１のフォーカスエラー信号のレベルが前記第３のしきい値以上となり且つ、前記第１のフォーカスエラー信号のレベルが前記第４のしきい値以下となった時に所定レベルの出力信号を出力する第２の比較部と、
前記開始信号と、前記第１の比較部の出力信号とを入力とし、前記開始信号の入力後から、前記第１の比較部の出力信号が前記所定レベルとなるまで、接近制御出力信号を発生する接近制御出力発生部と、
前記第１の比較部の出力信号と前記第２の比較部の出力信号とを入力とし、前記第１の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後から、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなるまでの間に、目標軌道信号を出力する目標軌道発生部と、
前記第２のフォーカスエラー信号と前記目標軌道信号との差を出力する減算部と、
前記第１の比較部の出力信号と前記第２の比較部の出力信号とを入力とし、前記第１の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後から、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなるまでの間に、前記減算部の出力信号の位相補償を行った信号を出力する第１の位相補償部と、
前記第２の比較部の出力信号と、前記第１のフォーカスエラー信号を入力とし、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後に、前記第１のフォーカスエラー信号の位相補償を行った信号を出力する第２の位相補償部と、
前記接近制御出力発生部、第１の位相補償部、及び、第２の位相補償部の出力信号に従って、フォーカスアクチュエータを駆動する、フォーカスアクチュエータ駆動部とを有する、光学的記憶装置。
記憶媒体に対向して配置され、前記記録媒体上にレーザ光の焦点を合わせるためのレンズと、
前記レンズの位置を変位させるアクチュエータと、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲内で検出する第１のフォーカスエラー信号検出部と、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲よりも広い第２の検出範囲内で検出する第２のフォーカスエラー信号検出部と、
開始信号と、前記第２のフォーカスエラー信号と、第１のしきい値と、第２のしきい値を入力とし、前記開始信号の入力後に、前記第２のフォーカスエラー信号のレベルが前記第１のしきい値以下となり且つ、前記第２のフォーカスエラー信号のレベルが前記第２のしきい値以上となった時に所定レベルの出力信号を出力する第１の比較部と、
前記第１の比較部の出力信号と、前記第１のフォーカスエラー信号と、第３のしきい値と第４のしきい値とを入力とし、前記第１の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後に、前記第１のフォーカスエラー信号のレベルが前記第３のしきい値以下となり且つ、前記第１のフォーカスエラー信号のレベルが前記第４のしきい値以上となった時に所定レベルの出力信号を出力する第２の比較部と、
前記開始信号と、前記第１の比較部の出力信号とを入力とし、前記開始信号の入力後から、前記第１の比較部の出力信号が前記所定レベルとなるまで、接近制御出力信号を発生する接近制御出力発生部と、
前記第１の比較部の出力信号と前記第２の比較部の出力信号とを入力とし、前記第１の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後から、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなるまでの間に、目標軌道信号を出力する目標軌道発生部と、
前記第２のフォーカスエラー信号と前記目標軌道信号との差を出力する減算部と、
前記第１の比較部の出力信号と前記第２の比較部の出力信号とを入力とし、前記第１の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後から、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなるまでの間に、前記減算部の出力信号の位相補償を行った信号を出力する第１の位相補償部と、
前記第２の比較部の出力信号と、前記第１のフォーカスエラー信号を入力とし、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後に、前記第１のフォーカスエラー信号の位相補償を行った信号を出力する第２の位相補償部と、
前記接近制御出力発生部、第１の位相補償部、及び、第２の位相補償部の出力信号に従って、フォーカスアクチュエータを駆動する、フォーカスアクチュエータ駆動部とを有する、光学的記憶装置。
記憶媒体に対向して配置され、前記記録媒体上にレーザ光の焦点を合わせるためのレンズと、
前記レンズの位置を変位させるアクチュエータと、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲内で検出する第１のフォーカスエラー信号検出部と、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲よりも広い第２の検出範囲内で検出する第２のフォーカスエラー信号検出部と、
開始信号と、前記第２のフォーカスエラー信号と、第１のしきい値とを入力とし、前記開始信号の入力後に、前記第２のフォーカスエラー信号のレベルが前記第１のしきい値以上の場合に、所定レベルの出力信号を出力する第１の比較部と、
前記第１の比較部の出力信号と、前記第２のフォーカスエラー信号と、第２のしきい値とを入力とし、前記第１の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後に、前記第２のフォーカスエラー信号のレベルが前記第２のしきい値以下の場合に、所定レベルの出力信号を出力する第２の比較部と、
前記第２の比較部の出力信号と、前記第１のフォーカスエラー信号と、第３のしきい値とを入力とし、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後に、前記第１のフォーカスエラー信号のレベルが前記第３のしきい値以上の場合に、所定レベルの出力信号を出力する第３の比較部と、
前記第３の比較部の出力信号と、前記第１のフォーカスエラー信号と、第４のしきい値とを入力とし、前記第３の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後に、前記第１のフォーカスエラー信号のレベルが前記第４のしきい値以下の場合に、所定レベルの出力信号を出力する第４の比較部と、
前記開始信号と、前記第２の比較部の出力信号とを入力とし、前記開始信号の入力後から、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなるまで、接近制御出力信号を発生する接近制御出力発生部と、
前記第２の比較部の出力信号と前記第４の比較部の出力信号とを入力とし、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後から、前記第４の比較部の出力信号が前記所定レベルとなるまでの間に、目標軌道信号を出力する目標軌道発生部と、
前記第２のフォーカスエラー信号と前記目標軌道信号との差を出力する減算部と、
前記第２の比較部の出力信号と前記第４の比較部の出力信号と、前記減算部の出力信号を入力とし、前記第２の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後から、前記第４の比較部の出力信号が前記所定レベルとなるまでの間に、前記減算器の出力信号の位相補償を行った信号を出力する第１の位相補償部と、
前記第４の比較部の出力信号と、前記第１のフォーカスエラー信号を入力とし、前記第４の比較部の出力信号が前記所定レベルとなった後に、前記第１のフォーカスエラー信号の位相補償を行った信号を出力する第２の位相補償部と、
前記接近制御出力発生部、第１の位相補償部、及び、第２の位相補償部の出力信号に従って、フォーカスアクチュエータを駆動する、フォーカスアクチュエータ駆動部とを有する光学的記憶装置。
記憶媒体に対向して配置され、前記記録媒体上にレーザ光の焦点を合わせるためのレンズと、
前記レンズの位置を変位させるアクチュエータとを有する光学的記憶装置のフォーカスサーボ制御方法であって、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲内で検出する第１のフォーカスエラー信号検出ステップと、
前記記録媒体上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲よりも広い第２の検出範囲内で検出する第２のフォーカスエラー信号検出ステップと、
前記レンズの位置が、前記第２のフォーカスエラー信号検出ステップの前記第２の検出範囲外から、前記第２のフォーカスエラー信号検出ステップの前記第２の検出範囲内に入るまでは、前記アクチュエータを駆動して、前記レンズを、開ループ制御を用いて、前記記録媒体に接近させる第１の移動制御ステップと、
前記レンズを移動させるために移動時間に対して連続的に変化し、かつ、その変化率は単一の極性を有する目標軌道信号を発生する目標軌道信号発生ステップと、
前記レンズの位置が前記第２のフォーカスエラー信号検出ステップの前記第２の検出範囲内である場合に、前記アクチュエータを駆動して、前記第２のフォーカスエラー信号検出ステップにより検出した第２のフォーカスエラー信号及び前記目標軌道信号を用いて、前記レンズを、閉ループ制御を用いて、前記記録媒体に接近させる第２の移動制御ステップと、
前記レンズの位置が、前記第１のフォーカスエラー信号検出ステップの前記第１の検出範囲内である場合に、前記アクチュエータを駆動して、前記第１のフォーカスエラー信号検出ステップの検出する第１のフォーカスエラー信号を用いて、前記レンズの位置を、閉ループ制御を用いて、前記記録媒体に対する前記レンズの焦点位置に追従させる追従制御ステップとを有する、光学的記憶装置のフォーカスサーボ制御方法。
照射目標物上にレーザ光の焦点を合わせるためのレンズと、
前記レンズの位置を変位させるアクチュエータと、
前記照射目標物上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲内で検出する第１のフォーカスエラー信号検出部と、
前記照射目標物上に前記レーザ光の焦点が合う前記レンズの焦点位置からの、前記レンズの位置の偏差を、第１の検出範囲よりも広い第２の検出範囲内で検出する第２のフォーカスエラー信号検出部と、
前記レンズの位置が、前記第２のフォーカスエラー信号検出部の前記第２の検出範囲外から、前記第２のフォーカスエラー信号検出部の前記第２の検出範囲内に入るまでは、前記アクチュエータを駆動して、前記レンズを、開ループ制御を用いて、前記照射目標物に接近させる第１の移動制御部と、
前記レンズを移動させるために移動時間に対して連続的に変化し、かつ、その変化率は単一の極性を有する目標軌道信号を発生する目標軌道発生部と、
前記レンズの位置が前記第２のフォーカスエラー信号検出部の前記第２の検出範囲内である場合に、前記アクチュエータを駆動して、前記第２のフォーカスエラー信号検出部により検出した第２のフォーカスエラー信号及び前記目標軌道信号を用いて、前記レンズを、閉ループ制御を用いて、前記照射目標物に接近させる第２の移動制御部と、
前記レンズの位置が、前記第１のフォーカスエラー信号検出部の前記第１の検出範囲内である場合に、前記アクチュエータを駆動して、前記第１のフォーカスエラー信号検出部の検出する第１のフォーカスエラー信号を用いて、前記レンズの位置を、閉ループ制御を用いて、前記照射目標物に対する前記レンズの焦点位置に追従させる追従制御部とを有する光学装置。
前記第２の移動制御部は、
前記目標軌道信号と前記第２のフォーカスエラー信号との差信号に位相補償を行う位相補償部と有する、請求項９記載の光学装置。
前記目標軌道発生部は、時間に対して一定の変化率で変化する目標軌道信号を発生する、請求項１０記載の光学装置。