JPH02230516A - フォーカスサーチ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 光ディスク装置の光学系における最適フォーカス点のサ
ーチに関し、 クロストークの混入による影響を回避しフォーカスサー
チの精度を向上することを目的とし、ディジタルオフセ
ット値をアナログ量に変換してフォーカス誤差信号に加
えるＤＡ変換器と、トラック誤差信号の正側ピーク振幅
値を検出し保持するピーク検出回路と、該ピーク検出回
路の出力をディジタル値に変換するＡＤ変換器と、前記
ＤＡ変換器に与えるディジタルオフセット値を階段状に
変化させその際の前記ＡＤ変換器からの人力値を記憶し
該入力値の最大となるオフセット値を求めるプロセッサ
と、を備え、１・ラックサーポをオンとし、一つのトラ
ックから外側の隣接トラックに移すキックハックを行わ
せ、該キックバック時の１〜ラック誤差信号の振幅が最
大となるオフセット値をもってジャストフォーカス点と
して設定するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光ディスク装置の光学系におけるフォーカスサ
ーチに関する。

光ディスク装置においては、フォーカスサーボ系でレー
ザ光の焦点を光ディスクの光記録媒体面に合わせながら
、トラックザーボ系でレーザ光が所定のグループ上を追
尾するように制御する。各サーボ系の回路上のオフセッ
トは、電源投入時等の初期化時に取り除いてある。しか
し、この段階で回路のゼロ点と実際の光学系のゼロ点（
ジャストフォーカス点）が一致しているとは限らない。

そこで、フォーカスサーボ回路の動作基準点が光学系の
ゼロ点となるよう調整する作業が必要がある。

〔従来の技術〕 光ディスク装置においては、レーザ光を正しく光記録媒
体面に焦点を結ばせ、正し《所定のトラックに追尾させ
るために、フォーカスサーポおよびトラックサーボの二
つのサーボ系を備えている。

第７図は、光ディスク装置の光学系の要部構成例を示す
図である。

半導体レーザ１から発射された光はコリメータレンズ２
によって平行光とされ、偏光ビームスプリッタ３および
１７４波長板４を通過して、対物レンズ５により光ディ
スク記録媒体６の面に集光される。対物レンズ５は図示
されてないアクチュエータによって焦点調整およびトラ
ック方向の駆動が行われる。光ディスク記録媒体６から
の反射光束は対物レンズ５、１／４波長板４を通過し、
偏光面を９０度変換され、偏光ビームスプリッタ３によ
って図における右方向に分岐され、集光レンズ７を通過
して四分割光検出器９に入射されるが、途中に遮蔽板８
があり、光の一部が除去され、四分割光検出器９の面で
上下に非対称のスポットとなる。

第８図は、フォーカスザーポ系およびトラックサーボ系
の回路構成例を示す図である。

四分割光検出器９を構成する四つの光検出器ａ，ｂ，ｃ
，ｄのうち、ａとｂの検出出力が加算器１０に入れられ
、Ｃとｄの検出出力が加算器１１に入れられてそれぞれ
加算される。加算器１０（増幅部の利得Ｇｌ　）の出力
は差動増幅器１２の十入力に入れられ、加算器１１（増
幅部の利得Ｇ２　）の出力が差動増幅器１２の一人力に
入れられる。差動増幅器１２の出力は位相補償回路（Ｐ
Ｈ）１３において共振周波数に近い周波数成分の位相を
調整された後、電流増１１１［（ＰＡ）１４によって増
幅されてフォーカスコイル１５（アチチュエータのボイ
スコイル）を駆動する。

四分割光検出器９における光ディスク記録媒体６からの
反射光の像は、第９図に示すようになる。

即ち、焦点がディスク媒体面より遠く離れた場合は（ａ
）に示すようにスボッｌ−は小さくなり遮蔽板の影響は
受けず、合焦点状態では（ｂ）に示すような形となり、
合焦点状態より近くなった場合は（Ｃ）に示すように大
きなスボッ１・となるようになっている。

従って、合焦点状態に比べて遠い場合は下の方（四分割
光検出器９におけるｃ，ｄ）の受光面積の比率が相対的
に大きくなり、近い場合には上の方（ａ，ｂ）の受光面
積の比率が相対的に大きくなる。

加算器１０の増幅部の利得Ｇ１と加算器１１の増幅部の
利得Ｇ２の比率を、合焦点状態のとき差動増幅器１２の
出力がゼロになるように設定しておけば、四分割光検出
器９の各検出器の検出出力をａ，ｂ，ｃ，ｄとしたとき
、フォーカス誤差信号Ｆは、Ｆ＝Ｇ１　　（ａ＋ｂ）−
Ｇ２　　（ｃ＋ｄ）となり、このフォーカス誤差信号Ｆ
を増幅した信号でフォーカスコイル１５を制御すること
により、光ディスクの面振れに対しても合焦点状態に追
尾することができる。上記のフォーカス検出方式はワッ
クスウェイン（ＷＡＸ−１１ＡＩＮ）法と呼ばれている
。

一方、トラックサーポ系では、四分割光検出器９のｂと
ｄの検出出力を加算する加算器１６と、ａとＣの検出出
力を加算する加算器１７の出力を差動増幅器Ｉ８に入れ
、その出力を位相補償回路（Ｐｌ＋）１９で位相補償し
た後電力増幅器（Ｐ＾）２０に入れ、その増幅出力を１
−ラッキングコイル２１に入れて、トラック追尾を行う
。

即ち、トラック誤差信号をＴとすると、Ｔ一（ａ−１−
ｃ）−　（ｂ＋ｄ） となり、これによってトラック追尾を行う。上記のトラ
ック追尾方式はプッシュプル法と呼ばれている。

なお、四分割光検出器９の各検出器の出力の総和は和信
号と呼ばれ、和信号から情報再生信号が得られる。即ち
、情報再生信号をＳとすると、Ｓ　＝　ａ　−１−　ｂ
　＋　ｃ　＋　ｄところが実際には、上記のフォーカス
誤差信号を最小としたときのスポットは、必ずしも光デ
ィスク記録媒体一ヒにジャストフォーカスされるとは限
らない。そこで、電源投入時等において、フォーカス誤
差信号を最小としたときにジャストフォーカスされるよ
う調整する必要がある。

上記のずれの一つの原因はフォーカスサーポ回路のオフ
セットである。フォーカスサーボ回路のオフセットは、
四分割検出器の出力をゼロとしたときサーボ回路出力が
ゼロとなるように設定することによって補正することが
できる。

しかし、フォーカスサーボ回路のオフセットを取り除い
ても実際に焦点が最適か否かは、フォーカスサーボ信号
を調べても不明であり、そのためワックスウエイン法に
よるフォーカスサーボ系では、トラックサーポ信号の振
幅の最大となる点を検出してこれをジャストフォーカス
点とする方法が行われている（例えば、特開昭６２−１
２８０２７参照）。

これは、直接スポットを調べるのではなく、四分割検出
器による読出し信号で案内溝（グループ）部とランド部
（グループ部以外の部分）の読出し信号の差を最大にす
る点をジャストフォーカス点とするものである。これが
フォーカスサーチである。

第１０図は、従来例によるフォーカスサーチの構成を示
す図である。　（特開昭６２−１２８０２７参照）。

フォーカスサーボ系の差動増幅器１２の後には、自動利
得制御回路（ＡＧＣ）　１２’があり、前記の和信号の
値で正規化された利得に制御された増幅が行われる。こ
の自動利得制御回路１２゛　の出力は、マイクロプロセ
ッサ２２の出力をアナログ値に変換するＤＡ変換器２３
の出力が加算されて位相補償回路１３を介して電流増幅
器１４で電力増幅されてフォーカスコイル１５に入れら
れる。マイクロプロセッサ２２からは、一定タイミング
ごとにゼロ電圧を中心として十最大値から一最大値まで
階段状に変化するオフセットが与えられ、これがフォー
カスサーボ信号に加えられる。

一方、トラックサーボ系の差動増幅器１８の出力信号は
、ピーク検出回路２４に入れられ、マイクロプロセッサ
２２からのタイミング信号に応じて、トラック誤差信号
のピークを検出し、保持する。その出力信号はＡＤ変換
器２５に入れられ、ディジタル値に変換されてマイクロ
プロセッサ２２に入力される。

フォーカスサーチ時には、トラックサーボをオフとし、
フォーカスサーポはオンとしておく。ヘッドはトラック
サーボオフ時には、一定位置にポジションロックされて
いるが、このディスク媒体の案内溝は螺旋状をなしてお
リスポットはグループ部とランド部とを通過し、これに
相当するトラック誤差信号が発生している。

マイクロプロセッサ２２は、一定タイミングごとに、フ
ォーカスサーボ系に階段状に変化するオフセット値を加
え、加えた各オフセット値に対応するトラック誤差信号
の振幅のピークを求めて記憶しておき、その最大となっ
た点をジャストフォーカス点として、そのオフセット値
をＤＡ変換器２３からフォーカスサーボ回路に注入する
ことによって回路の動作基準点の調整を行う。これによ
って、フォーカスサーチを終了する。

〔発明が解決しようとする課題〕

」二述した従来のフォーカスサーチ法では、フォーカス
サーボ系に、電気的におよび光学的にクロストークが混
入する現象が発生するという問題があった。

第１１図は、クロス１一一クの状況を示す図である。

第１１図（ａ）は媒体の面視図であり、クルーブ（案内
溝）とそれ以外のランド部分を示している。

同図（ｂ）は、トラックサーボ・オフ時のトラック誤差
信号（以下、ＴＢＳと略記する）からのフォーカス誤差
信号（以下、ＦＥＳと略記する）への混入信号（これを
ＴＢＳモードのクロストークと呼ぶ）を示し、ヘッドの
グループ通過によるＴＢＳが混入している。

同図（Ｃ）は、トラックザーボ・オフ時の和信号（ＤＣ
ＳＵＭモードと呼ぶ）からＦＥＳへの混入信号を示し、
ヘッドのグループ通過により図のような波形となる。

同図（ｄ）は、トラックザーボ・オン時のＦＢＳ波形を
示すが、この場合は、１・ラックサーボ・オンであるか
らスボッ１・は常にランド上にあるように位置付けられ
（グループ上に位置付けれるタイプもあるが木例ではラ
ンド上）、破線で示した波形は意味を持たないが、スポ
ッ１・がランド」二にあるときがサーボゼロ点（サーボ
誤差のゼロとなる位置）となり、トラック誤差のあると
きはマイナスの値となる。

従って、ＤＣＳＵＭモードのクロス１・−クが発生した
とき、１・ラックサーポ・オン時とトラックサーボ・オ
フ時とでは、同図（ｅ）に示すように、オフセットが発
生する。この１・ランクサーボのオン／オフ状態による
オフセット量は、ＤＣＳＵＭモードのクロストークの絶
対値に比例する。

上記のように１・ランクザーボ・オフ時に行うフォーカ
スサーチでは、このオフセッ１・が１・ラックサーボ・
オン時にデエフォーカス量として見えてくるため、トラ
ックザーポオン時のり一ド／ライト動作のとき最適フォ
ーカスではなくなるという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、このような従来の問
題点を解消したフォーカスサーチ方式を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段］ 第１図は、本発明の構成を示すブロック図である。

図において、９は例えば四分割光検出器であり、１０，
　１１，　１６．　１７は加算器であり、１２．　１８
は差動増幅器である。

２３はＤＡ変換器であり、ディジタルオフセット値をア
ナログ量に変換してフォーカス誤差信号に加える。

２４はピーク検出回路であり、トラック誤差信号の正側
ピーク振幅値を検出し保持する。

２５はＡＤ変換器であり、ピーク検出回路２６の出力を
ディジタル値に変換する。

２２はマイクロプロセッサであり、例えば一定タイミン
グごとに一定量のオフセットを徐々に変化させて前記Ｄ
Ａ変換器２３に与え、その際の前記ＡＤ変換器２５から
の入力値を記憶し、該人力値の最大となるオフセット値
を求める。

〔作　用〕

本発明では、クロストークによる悪影響を回避するため
、トラックサーポ・オン時の「キックバック」波形に注
目し、これを利用してフォーカスサーチを行うものであ
る。「キックハック」は、渦巻き状のトラックを有する
光ディスクにおいて、同一トラックを維持するために１
回転ごとにトラックを外側の隣接トラックに戻す動作の
ことである。

第２図は、トラックザーボ・オン時のキックバック時の
ＴＥＳ波形を示す。キックバック時において、ビームス
ポットが図（ａ）に示す位置■→■→■の移動に伴い、
ＴＢＳ波形は図（ｂ）の■→■→Ｏのように変化する。

■はグループ通過点であり、ＴＢＳ電圧はゼロとなる。

グループ通過点の前側を「リバース」側、後を「フォワ
ード」側と呼んでいる。

本発明では、リバース側の０−Ｐレベル（ゼロ・ピーク
間電圧）のピーク検出によって、フォーカスサーチを行
う。

通常、リハース（■一■）の時間は、第２図（ｂ）に示
すように２５０〜５００μｓ　（２〜４ｋｌ−ｌｚ）で
あり、トラックサーポの帯域は２　ｋ　Ｈ　ｚ前後であ
るので、リハース側では１−ラックサーボは応答を開始
せず、リバース側の０−Ｐのピークは、クコストークの
影響を殆ど受けずに測定出来る。従って、リード／ライ
トのフォーカス最適点を測定出来、この状態でリード／
ライトを行うことが可能となる。

マイクロプロセッサ２２は、例えば一定タイミングごと
に（例えば光ディスクにおける各セクタごとに）、キッ
クバックを行うよう制御すると共に、ＤＡ変換器２３に
一定量ごとに徐々に変わるオフセット値を与えて、これ
に伴うＴＢＳのリバース側（１−Ｐ振幅のピークをＡＤ
変換器２５の出力から読み取って記憶しておき、」−一
定値から一一定値までのオフセット変化を行い、その中
で最大のＯＰ振幅ピークを生じたオフセットを最適オフ
セットとして設定する。

〔実施例］ 以下第３図〜第６図に示す実施例により本発明をさらに
具体的に説明する。

第３図は、本発明の一実施例の構成を示す図である。

図において、第１図および第１０図と同一の符号は同一
の構成要素を示す。

マイクロプロセッザ２２は、第４図のタイムチャートに
示すように、光ディスク媒体の各セクタごとに、キック
パック制御を行う。

第４図（ａ）はセクタマークサーチ信号である。（ｂ）
はセクタのフォーマットであり、セクタマーク（ＳＭ）
、可変周波数発振器（ＶＦＯ）同期用信号、識別信号（
　ＩＤＩ，　１０２）　、ギャップ（Ｇ）の後にデータ
Ｎ域（ＤＡＴＡ）がある。（Ｃ）は本実施例におけるキ
ックバックタイミングを示し、セクタマークサーチ信号
の後、遅延をおいてリバース制御次いで、フォワード制
御を行ことを示している。

マイクロプロセッサ２２は、同時に、ＤＡ変換器２３に
対して、第３図■に示すように、１セクタごとに＋４μ
ｍから−４μｍ程度に相当するオフセットを６４段階に
分割してフ牙−カスサーボ系に順次与える。ＤＡ変換器
２３は、これをアナログ量に変換して自動利得制御回路
（ＡＧＣ）１２’の出力（和信号ＤＣＳＵＭの値で正規
化されたフォーカス誤差信号値）に加えて、位相補償回
路１３に入力する。

第４図（ｄ）はＤＡ変換器の出力状況を示す。

位相補償回路（ＰＨ）　１３で位相補償された出力は、
電力増幅器（Ｐ＾）で電力増幅で増幅されてフォーカス
コイル１５に入れられる。１３゛　は初期駆動回路であ
り、電源投入時等の初期状態でフォーカスコイルを駆動
し、ＦＥＳゼロクロス点でフォーカスコイルをロックし
、フォーカス点近傍サーチを完了し、フォーカスロック
系（初期駆動回路系）からフォーカスサーボ系へ切り換
えられる　（第１０図は原理のみを説明するための図で
これを省略してある）。

トラック誤差信号用差動増幅器１８の出力は、ピーク検
出回路２４において士側のピークが検出され、保持され
てレベル変換回路２４゜に入れられＡＤ変換器２５の電
圧レベルに合うようレベル変換される。

レヘル変換回路２４゛　の出力はＡＤ変換器２５に入力
されてディジタル値に変換される。ＡＤ変換器２５の出
力値はマイクロプロセッサ２２に入力され、マイクロプ
ロセッサ２２によって読み込まれ、記憶される。

６４段階のオフセットに対するＡＤ変換記憶２５の出力
が読み込まれた記憶された後、マイクロプロセッサ２２
はその最大のものを選び、これを生じたオフセット値を
最適オフセット値として、ＤＡ変換器２３から注入し、
回路動作基準点を設定する。

本実施例では、毎セクタごとにキックバックを行わせて
おり、光ディスク媒体のセクタは、１７セクタ／１回転
となっているから、光ディスクの４回転弱の時間（１．
９　ｍｓ程度）でフォーカスサーチを終了することがで
きる。

第５図は、本発明の一実施例の動作を示すフローチャー
トである。

以下、フローチャートの処理ステップに従ってその動作
を説明する。

■光ディスク装置の主電源を投入する。

■回路系のオフセッ１・を取り除く調整を行う。フォー
カスサーボ回路の自動利得調整回路の前に十一定値から
一一定値まで階段状に変化するオフセット電圧を注入し
、サーボ回路の出力電圧がゼロクロスする点のオフセッ
ト電圧を加えるよう設定する。未だレーザーは発光して
おらず、四分割検出器の出力はゼロであるから、サーボ
回路の出力は回路のオフセットを示し、上記の設定によ
ってフォーカスサーボ回路のオフセットが取り除かれる
。トラックサーボ回路、和信号（ＤＣＳＵＭ）回路のオ
フセットもどをようにして取り除かれる。

■スピンドルモータの電源をオンとして光ディスクを回
転させる。

■ヘッドを最も内側のトラックへ位置させ、レーザーダ
イオードを発光させ、発光を所定の強さに調整する。

■フォーカスサーボをオンとする。

■トラックサーポをオンとする。

■階段状のオフセット値をフォーカスサーポ信号に加え
、キックバックの際の１・ラック誤差信号の振幅が最大
となるオフセット値に設定する（フォーカスサーチ）。

第６図は、本発明の一実施例におけるピーク検出回路を
示す図である。

ＴＥＳ用差動増幅器の出力は、Ｒ，を経て差動増幅器Ａ
１の正側入力に入り、差動増幅器Ａ１の負例の入力には
基準電圧（ゼロ点）から抵抗Ｒ３を介して接続されてい
て、入力電圧と基準電圧の差を出力する。ＣＩ．Ｃ２は
回路安定化のための補償用であり、Ｄ．．Ｄ２は正側ビ
ーク値の検出のための半波整流用のダイオードである。

差動増幅器Ａ，の出力はダイオードＤ２を通ってコンデ
ンサＣ３を充電する。コンデンサＣ３の電圧はＴＢＳの
士側のピーク値を保持し、抵抗Ｒ，および差動増幅器Ａ
２によってゆっくりと放電される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、クロス
トークによる悪影響を回避して、リード／ライト最適点
としてのフォーカスサーチの精度を格段に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図はキッ
クパック時のトラック誤差信号波形を示す図、 第３図は本発明の一実施例の構成を示す図、第４図は本
発明の一実施例の動作を示すタイムチャート、 第５図は本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
、 第６図は本発明の一実施例におけるピーク検出回路を示
す図、 第７図は光ディスク装置の光学系の要部構成例を示す図
、 第８図はトラックサーポ系およびフォーカスサーボ系の
回路構成例を示す図、 第９図は四分割光検出器上のスボントを示す図、第１０
図は従来例によるフォーカスサーチの構成を示す図、 第１１図はクロストークの状況を示す図である。 図において、 １は半導体レーザ、　　　２はコリメータレンズ、３は
偏光ビームスプリツタ、　４は１／４波長板、５は対物
レンズ、　　　６は光ディスク記録媒体、７は集光レン
ズ、　　　　８は遮蔽板、９は四分割光検出器、　１０
，１１，１６．１７は加算器、１２．　１８は差動増幅
器、　１３．　１９は位相補償回路、１４．２０は電流
増幅器、　１５はフォーカスコイル、２１はトラッキン
グコイル、 ２２はマイクロプロセッサ、 ２３はＤＡ変換器、　　　２４はピーク検出回路、２５
はＡＤ変換器、　　　１２゜は自動利得制御回路、１３
゛　は初期駆動回路、　２４′はレベル変換回路、を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光検知器（９）の検出出力からトラック誤差信号とフォ
   ーカス誤差信号を得る光ディスク装置の光学制御系にお
   いて、 ディジタルオフセット値をアナログ量に変換してフォー
   カス誤差信号に加えるＤＡ変換器（２３）と、トラック
   誤差信号の正側ピーク振幅値を検出し保持するピーク検
   出回路（２４）と、 ピーク検出回路（２４）の出力をディジタル値に変換す
   るＡＤ変換器（２５）と、 前記ＤＡ変換器（２３）に与えるディジタルオフセット
   値を階段状に変化させその際の前記ＡＤ変換器（２５）
   からの入力値を記憶し該入力値の最大となるオフセット
   値を求めるプロセッサ（２２）と、を備え、 トラックサーボをオンとし、一つのトラックから隣接ト
   ラックに移すキックバックを行わせて、該キックバック
   時のトラック誤差信号の振幅が最大となるオフセット値
   をもってジヤストフオーカス点として設定するよう構成
   したことを特徴とするフォーカスサーチ方法。