JPH05205290A - フォーカスサーボ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 調整等を行うことなく、常に、レーザダイオ
ードの出力を切り換えたときのフォーカスずれを短時間
で修正することのできるフォーカスサーボ装置を得る。 【構成】 フォーカスサーボ装置１は、媒体面に照射さ
れたスポット光の合焦位置ずれ量を示すフォーカス誤差
信号を出力するフォーカス検出部５と、フォーカスサー
ボ制御部６と、レーザダイオード２の出力をリード／ラ
イト時に切り換えて駆動するリードライト切換部８と、
レンズ３を急加速かつ急減速で移動させるための加速度
パルスを発生させる加速度パルス発生部９と、レーザダ
イオード２の出力の変化によるフォーカス誤差信号を検
出し加速度パルス発生部９が発生する加速度パルスを演
算するコントローラ１０とを備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、追記型光ディスクドラ
イブ装置や書き換え型光ディスクドライブ装置等に利用
するフォーカスサーボ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】追記型光ディスクドライブ装置や書き換
え型光ディスクドライブ装置等に使用されるレーザダイ
オードは、再生時の出力と記録時の出力、すなわち、比
較的低い出力と比較的高い出力との２種類の出力を使用
している。そのため、再生時と記録時では、レーザの発
振波長が異なるため、光学系の色収差によってフォーカ
スずれが生じる。レーザダイオードの出力が、再生から
記録、または記録から再生の変化時には、記録媒体の面
振れに起因するフォーカスずれよりも、レーザの発振波
長の変化による大きなフォーカスずれが発生し、合焦位
置に戻すまでの時間が長くなるという問題点があった。

【０００３】そこで、特願平２−２０３４２６号公報に
示されるような発明がなされている。以下、図面を参照
して従来例を説明する。図４及び図５は従来例に係わ
り、図４はフォーカスサーボ装置の構成を示すブロック
図、図５はフォーカスサーボ装置の主要信号のタイミン
グを示すタイミングチャートである。

【０００４】図４において、３１は媒体に書き込まれた
データを読み取る場合に比較的低い駆動電流をレーザダ
イオード３１に出力し、媒体にデータを書き込む場合に
比較的高い駆動電流をレーザダイオード３１に出力する
リードライト切換部であり、レーザダイオード３１は、
図５（ａ）に示すように、リードライト切換部３１から
の駆動電流に応じた出力のビームを放射し、レンズ３８
がこのビームを集光してスポット光を媒体面に照射す
る。

【０００５】３３は媒体面より反射された光により、図
５（ｃ）に示すように、媒体面に照射されたスポット光
の合焦位置ずれ量を示すフォーカス誤差信号を出力する
フォーカス誤差検出部、３４はフォーカス誤差検出部３
３からのフォーカス誤差信号が零になるように、すなわ
ち、スポット光が媒体面上で合焦するような駆動信号を
切換スイッチ３６を介してレンズ駆動機構３７に出力す
るフォーカスサーボ制御部である。

【０００６】３５は、図５（ｂ）に示すように、リード
ライト切換部３１が比較的低い駆動電流から比較的高い
駆動電流に切り換えたときに、レンズ３８を媒体面から
遠ざける方向に急加速かつ急減速で移動させ、他方、リ
ードライト切換部３１が比較的高い駆動電流から比較的
低い駆動電流に切り換えたときに、レンズ３８を媒体面
から近づける方向に急加速かつ急減速で移動させるため
の加速パルスを発生する加速度パルス発生部であり、切
換スイッチ３６は、リードライト切換部３１に切換信号
により、フォーカスサーボ制御部３４からの駆動信号ま
たは加速度パルス発生部３５からの加速度パルスを選択
的にレンズ駆動機構部３７に出力する。

【０００７】次に、上記従来例の動作を説明する。

【０００８】まず、媒体に書き込まれたデータを読み取
るために、リードライト切換部３１が比較的低い駆動電
流をレーザダイオード３２に出力しているときは、切換
スイッチ３６は、フォーカスサーボ制御部３４からの駆
動信号をレンズ駆動機構部３７に出力している。

【０００９】この場合、フォーカス誤差信号は、図５
（ｃ）に示すように、媒体の面振れに応じた比較的変動
の小さい信号４１であり、したがって、図５（ｄ）に示
すように、スポット光は媒体面上に合焦している。

【００１０】この状態で、媒体にデータを書き込むため
に、リードライト切換部３１が比較的低い駆動電流から
比較的高い駆動電流に切り換えてレーザダイオード３２
に出力すると、レーザダイオード３２の発振波長がわず
かながら長い波長にシフトするので、図５（ｄ）に示す
ように、スポット光が媒体面から遠い位置に合焦して大
きなフォーカスずれが発生する。

【００１１】この場合、フォーカス誤差信号は、図５
（ｃ）に示すように、レンズ３８の色収差に応じたマイ
ナスレベルの比較的大きな変動の信号４２となる。

【００１２】そこで、切換スイッチ３６がリードライト
切換部３１の切換信号により、加速度パルス発生部３５
からの加速度パルスをレンズ駆動機構に出力するように
切り換えると、レンズ３８は媒体面から遠ざかる方向に
急加速かつ急減速で移動し、したがって、図５（ｄ）に
示すように、スポット光が短時間で媒体面上に合焦する
（フォーカス誤差信号４３）。

【００１３】加速度パルスが出力されている時間ｔの
後、切換スイッチ３６がフォーカス制御部３４からの駆
動信号をレンズ駆動機構３７に出力するように切り換え
ると、フォーカス誤差信号は、図５（ｃ）に示すよう
に、媒体の面振れに応じた比較的変動の小さい信号４４
となり、したがって、図５（ｄ）に示すように、スポッ
ト光は媒体面上に合焦している。

【００１４】他方、この状態で、媒体に書き込まれたデ
ータを読み取るために、リードライト切換部３１が比較
的低い駆動電流に切り換えて、レーザダイオード３２の
発振波長が元の短い波長にシフトするので、図５（ｄ）
に示すように、スポット光が媒体面から近い位置に合焦
して大きなフォーカスずれが発生する。

【００１５】そこで、切換スイッチ３６がリードライト
切換部３１からの切換信号により、加速度パルス発生部
３５からの加速度パルスをレンズ駆動機構３７に出力す
るように切り換えると、レンズ３８が媒体面から近づく
方向に急加速かつ急減速で移動し、したがって、図５
（ｄ）に示すように、スポット光が短時間で媒体面上に
合焦する（フォーカス誤差信号４６、４７）。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
フォーカスサーボ装置には、光学系のバラツキや駆動電
流切換時のレーザの発振波長がレーザダイオードの個体
差によって異なるということが発生する。つまり、レー
ザダイオードの出力変化によって生じる光学系の色収差
に起因するフォーカスずれ量が装置ごとに異なる。その
ため、上記従来例のフォーカスサーボ装置のレーザダイ
オードの出力を切り換えたときのフォーカスずれを短時
間で修正する効果を最大にする、すなわち、最短時間で
レーザダイオードの出力変化によって生じる光学系の色
収差に起因するフォーカスずれ量を修正するには、加速
度パルスの振幅または時間を装置ごとに調整することが
必要となる。また、装置ごとに加速度パルスの振幅また
は時間が調整されても、レーザダイオードの経年変化等
によって、フォーカスずれ量が変わるために、前記効果
を最大に維持するのは難しいという問題点がある。

【００１７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、調整等を行うことなく、常に、レーザダイオー
ドの出力を切り換えたときのフォーカスずれを短時間で
修正することのできるフォーカスサーボ装置を提供する
ことを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のフォーカスサー
ボ装置は、光学レンズを介して媒体にスポット光を照射
するためのレーザダイオードと、前記レーザダイオード
に比較的低い駆動電流と比較的高い駆動電流を選択的に
供給する駆動手段と、前記駆動手段が比較的低い駆動電
流から比較的高い駆動電流に切り換えたときに、前記光
学レンズを前記媒体面から遠ざける方向に急加速かつ急
減速で移動させ、他方、前記駆動手段が比較的高い駆動
電流から比較的低い駆動電流に切り換えたときに、前記
レンズを前記媒体面から近づける方向に急加速かつ急減
速で移動させるための信号を発生する加速度手段と、前
記レーザダイオードにより前記媒体上に照射されたスポ
ット光の合焦位置からのずれ量を示すフォーカス誤差信
号を検出する検出手段とを備えたフォーカスサーボ装置
において、前記駆動手段が比較的低い駆動電流から比較
的高い駆動電流に切り換えた場合及び／または前記駆動
手段が比較的高い駆動電流から比較的低い駆動電流に切
り換えた場合の前記フォーカス誤差信号により、前記加
速度手段が発生する信号を設定する設定手段を備えてい
る。

【００１９】

【作 用】前記駆動手段が比較的低い駆動電流から比較
的高い駆動電流に切り換えた場合及び／または前記駆動
手段が比較的高い駆動電流から比較的低い駆動電流に切
り換えた場合の前記フォーカス誤差信号により、前記設
定手段は前記加速度手段が発生する信号を設定し、前記
加速度手段は前記設定手段により設定された信号を発生
し、前記駆動手段が比較的低い駆動電流から比較的高い
駆動電流に切り換えたときに、前記光学レンズを前記媒
体面から遠ざける方向に急加速かつ急減速で移動させ、
他方、前記駆動手段が比較的高い駆動電流から比較的低
い駆動電流に切り換えたときに、前記レンズを前記媒体
面から近づける方向に急加速かつ急減速で移動させる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。

【００２１】図１ないし図３は本発明の一実施例に係わ
り、図１はフォーカスサーボ装置の構成を示すブロック
図、図２はフォーカスサーボ装置の主要信号のタイミン
グを示すタイミングチャート、図３は加速度パルスを説
明する波形図である。

【００２２】図１に示すように、本一実施例のフォーカ
スサーボ装置１は、光ビームを発生するレーザダイオー
ド２と、このレーザダイオード２からの光ビームを集光
して媒体にスポット光を照射させるレンズ３と、例え
ば、追記型光ディスク、書き換え型光ディスク、光磁気
ディスク、光カード等の光学的記録媒体（以下、媒体と
記す）からの反射光をハーフミラー４を介して入力し、
媒体面に照射された前記スポット光の合焦位置ずれ量を
示すフォーカス誤差信号を出力するフォーカス検出部５
と、後述するフォーカスサーボ制御部６と、リードライ
ト切換部８と、加速度パルス発生部９と、コントローラ
１０とを備えて構成されている。

【００２３】前記フォーカスサーボ制御部６は、切換ス
イッチＳＷ１を介した前記フォーカス検出部５からのフ
ォーカス誤差信号が零になるように、すなわち、スポッ
ト光が媒体面上で合焦するような駆動信号を切換スイッ
チＳＷ２を介して、前記レンズ３を駆動するレンズ駆動
機構７に出力するようになっている。

【００２４】前記リードライト切換部８は、媒体に書き
込まれたデータを読み取る場合に比較的低い駆動電流を
前記レーザダイオード２に出力し、媒体にデータを書き
込む場合に比較的高い駆動電流を前記レーザダイオード
２に出力するとともに、前記切換スイッチＳＷ２及び前
記加速度パルス発生部９を制御するようになっている。

【００２５】前記加速度パルス発生部９は、前記リード
ライト切換部８が比較的低い駆動電流から比較的高い駆
動電流に切り換えたときに、レンズ３を媒体面から遠ざ
ける方向に急加速かつ急減速で移動させ、他方、リード
ライト切換部８が比較的高い駆動電流から比較的低い駆
動電流に切り換えたときに、レンズ３を媒体面から近づ
ける方向に急加速かつ急減速で移動させるための加速パ
ルスを発生するようになっている。

【００２６】前記コントローラ１０は、前記リードライ
ト切換部８が比較的低い駆動電流から比較的高い駆動電
流に切り換えたとき、あるいは、比較的高い駆動電流か
ら比較的低い駆動電流に切り換えたときに、前記フォー
カス検出部５からのフォーカス誤差信号を検出し、例え
ば、加速度パルスの振幅を演算し、前記加速度パルス発
生部９に加速度パルスの振幅の設定値を送信する加速度
パルス演算部１１と、タイミング信号による前記切換ス
イッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦ制御、ラッチタイミング信
号による前記加速度パルス演算部１０への演算タイミン
グの制御、制御信号による前記リードライト切換部８の
制御を行う加速度パルス補正制御部１２とから構成され
ている。

【００２７】尚、前記加速度パルス発生部１０は、前記
加速度パルス演算部１１からの加速度パルスの振幅の設
定値を記憶する手段を備え、この設定値に基づいて加速
度パルスを発生するようになっている。

【００２８】また、前記加速度パルス演算部１１が前記
フォーカス検出部５からのフォーカス誤差信号を検出
し、例えば、加速度パルスの振幅を演算し、前記加速度
パルス発生部９に加速度パルスの振幅の設定値を送信し
ている期間中は、前記リードライト切換部８は、前記加
速度パルス発生部９及び切換スイッチＳＷ２には影響を
与えないようになっている。すなわち、この期間中は、
加速度パルスがフォーカスサーボ系に入り込まないよう
になっている。

【００２９】次に、上記実施例の加速度パルスの振幅設
定動作について説明する。他の動作は、従来例と同様な
ので説明を省略する。

【００３０】フォーカスサーボ装置１の立ち上げ時、例
えば、電源投入時、あるいは、媒体挿入時等のイニシャ
ル時に、フォーカス引き込み後、切換スイッチＳＷ１及
びＳＷ２をａ側にして、フォーカス誤差検出部５、フォ
ーカスサーボ制御部６、レンズ駆動機構７、レンズ３か
らなるフォーカスサーボ系を閉じた状態にする。この
時、リードライト切換部８は、比較的低い駆動電流を出
力している。この場合、フォーカス誤差信号は、図２
（ｃ）に示すように、媒体の面振れに応じた比較的変動
の小さい信号１３である。

【００３１】レーザダイオード２の出力変化によって生
じる光学系の色収差に起因するフォーカスずれ量を検出
する最初の検出領域、例えば、光磁気ディスクの場合、
ＩＳＯ（国際標準化機構）のセクタフォーマット中の全
反射領域であるＡＬＰＣ（オートレーザパワーコントロ
ール）領域に媒体が移動後（図２（ａ））、加速度パル
ス補正制御部１２は、タイミング信号１４（図２
（ｄ））によって切換スイッチＳＷ１をｂ側にしフォー
カスサーボ系を開いた状態にし、制御信号によりリード
ライト切換部８が比較的高い駆動電流を出力するように
制御する。尚、ＡＬＰＣ領域は繰り返して使用できると
ともに、ＡＬＰＣ領域を用いることにより、ＡＬＰＣ領
域の本来の利用目的以外にサーボ制御に利用できるとい
う効果がある。また、光磁気ディスクに限らず、他の光
学的記録媒体においても、例えば、このような領域を設
けることによりフォーカスずれ量の検出を行う。

【００３２】リードライト切換部８からの駆動信号によ
りレーザダイオード２の出力はリードパワーからライト
パワーに変わり（図２（ｂ））、レーザダイオード２の
発振波長が変化し、光学系の色収差によりフォーカス誤
差信号は比較的大きな信号１５（図２（ｃ））となる。
加速度パルス補正制御部１２は、タイミング信号１４に
対してフォーカス誤差信号が比較的大きな信号１５に変
化するのに十分なディレーを持たしたラッチタイミング
信号１６（図２（ｅ））を加速度パルス演算部１１に出
力し、加速度パルス演算部１１は、このラッチタイミン
グ信号１６により比較的大きなフォーカス誤差信号１５
のピークをラッチする。

【００３３】その後、加速度パルス補正制御部１２は、
切換スイッチＳＷ１にタイミング信号１７（図２
（ｄ））を出力し、切換スイッチＳＷ１をａ側に切り換
え、フォーカスサーボ系を閉じる。これにより、フォー
カス誤差信号は、図２（ｃ）に示すように、媒体の面振
れに応じた比較的変動の小さい信号１８になる。続い
て、加速度パルス補正制御部１２は、制御信号によりリ
ードライト切換部８が比較的低い駆動電流を出力するよ
うに切り換える。

【００３４】加速度パルス演算部１１は、ラッチした比
較的大きなフォーカス誤差信号１５より加速度パルスの
設定振幅を後述する方法により演算し、その結果を加速
度パルス発生器９に設定する。

【００３５】加速度パルス発生器９が設定された加速度
パルスを発生することにより、リード及びライト時には
フォーカスサーボ装置１は、従来例と同様に、リードラ
イト切換部８が比較的低い駆動電流から比較的高い駆動
電流に切り換えたときに、レンズ３を媒体面から遠ざけ
る方向に急加速かつ急減速で移動させ、他方、リードラ
イト切換部８が比較的高い駆動電流から比較的低い駆動
電流に切り換えたときに、レンズ３を媒体面から近づけ
る方向に急加速かつ急減速で移動させ、レーザダイオー
ド２の出力を切り換えたときのフォーカスずれを短時間
で修正する。

【００３６】尚、レーザダイオード２の出力変化によっ
て生じる光学系の色収差に起因するフォーカスずれ量を
検出する際に、切換スイッチＳＷ１をｂ側にしフォーカ
スサーボ系を開いた状態にするとしたが、切換スイッチ
ＳＷ１をａ側にしたままで、フォーカスサーボ系を閉じ
た状態で検出を行っても良い。

【００３７】次に、加速度パルスの振幅の演算方法につ
いて説明する。

【００３８】フォーカス誤差検出部５に検出感度をＧ(F
ES) ［Ｖ／ｍ］、レンズ駆動機構７の加速度感度をＡ(L
ENS)［ｍ／ｓ・ｓ／Ｖ］、加速度パルスの時間をｔ
［ｓ］、フォーカスサーボが開いているときのフォーカ
ス誤差信号をＥ(FES) ［Ｖ］とし、加速度パルスの振幅
の設定値をＥp ［Ｖ］とすると、 Ｅp ＝Ｅ(FES) ／｛Ｇ(FES) ・Ａ(LENS)・ｔ² ｝ となって、加速度パルスの振幅が演算され設定される。
ここで、加速度パルスのＥp 及びｔは図３に示すように
定義する。また、Ｇ(FES) 、Ａ(LENS)はほとんど変わる
ことがないので、あらかじめ決まった定数として扱うこ
とができ、したがって、Ｅ(FES) を測定することによ
り、加速度パルスの振幅を演算することができる。

【００３９】このように、本一実施例のフォーカスサー
ボ装置１は、フォーカスサーボ装置１の立ち上げ時に、
レーザダイオードの出力変化によるフォーカスずれ量を
検出し、この検出されたフォーカスずれ量により加速度
パルスを補正しているので、加速度パルスを装置ごとに
調整することが必要がなく、また、レーザダイオードの
経年変化等によって、フォーカスずれ量が変わっても、
常に、レーザダイオードの出力を切り換えたときのフォ
ーカスずれを短時間で修正することができる。

【００４０】尚、上記実施例では、加速度パルスの時間
を固定して加速度パルスの振幅を演算によって求め設定
するとしたが、これに限らず、例えば、加速度パルスの
振幅を固定し加速度パルスの時間、すなわちパルス幅ｔ
を演算によって求め設定するようにしても良い（加速度
パルスの振幅Ｅp 及びパルス幅ｔは上記実施例と同様に
図３により定義する）。すなわちパルス幅ｔは ｔ＝［Ｅ(FES) ／｛Ｇ(FES) ・Ａ(LENS)・Ｅp ｝］^1/2 として求めることができ、Ｅ(FES) を測定することによ
り、上記演算により加速度パルスの時間を算出すること
ができる。

【００４１】また、レーザダイオード２の出力変化によ
って生じる光学系の色収差に起因するフォーカスずれ量
の検出は、リードライト切換部８からの駆動信号により
レーザダイオード２の出力はリードパワーからライトパ
ワーに変わり、レーザダイオード２の発振波長が変化
し、光学系の色収差によりフォーカス誤差信号が比較的
大きな信号１５になった時点で行うとしたが、これに限
らず、例えば、図２（ｂ）に示すように、リードライト
切換部８からの駆動信号によりレーザダイオード２の出
力はライトパワーからリードパワーに変わり、レーザダ
イオード２の発振波長が変化し、光学系の色収差により
フォーカス誤差信号が比較的大きな信号１９（図２
（ｃ））になった時点で、フォーカスずれ量を検出し、
このフォーカスずれ量に基づいて加速度パルス演算部１
１で加速度パルスを演算しても良い（この信号１９の絶
対値は信号１５の絶対値にほぼ等しい）。

【００４２】さらに、レーザダイオード２の出力変化に
よって生じる光学系の色収差に起因するフォーカスずれ
量の検出は、上記の信号１５及び信号１９を検出するこ
ととし、加速度パルス演算部１１は信号１５の絶対値及
び信号１９の絶対値の平均を求め加速度パルスを演算す
るようにしても良い。

【００４３】さらにまた、レーザダイオード２の出力変
化によって生じる光学系の色収差に起因するフォーカス
ずれ量の検出は、例えば、１トラックの複数のＡＬＰＣ
領域に渡って、上記の信号１５及び信号１９あるいはい
ずれか一方の信号を複数検出することとし、加速度パル
ス演算部１１は複数の信号１５の絶対値及び信号１９の
絶対値の平均、あるいは、いずれか一方の信号の平均を
求め加速度パルスを演算するようにしても良く、このよ
うにすることにより、例えば、特定のＡＬＰＣ領域に欠
陥等があっても、複数のＡＬＰＣ領域に渡って平均する
ことにより確実にフォーカスずれ量が検出できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
発明のフォーカスサーボ装置は、調整等を行うことな
く、常に、レーザダイオードの出力を切り換えたときの
フォーカスずれを短時間で修正することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例に係るフォーカスサーボ装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】 一実施例に係るフォーカスサーボ装置の主要
信号のタイミングを示すタイミングチャートである。

【図３】 一実施例に係る加速度パルスを説明する波形
図である。

【図４】 従来例に係るフォーカスサーボ装置の構成を
示すブロック図である。

【図５】 従来例フォーカスサーボ装置の主要信号のタ
イミングを示すタイミングチャートである。

【符号の説明】 １…フォーカスサーボ装置 ２…レーザダイオード ５…フォーカス誤差検出部 ６…フォーカスサーボ制御部 ７…レンズ駆動機構 ８…リードライト切換部 ９…加速度パルス発生部 １１…加速度パルス演算部 １２…加速度パルス補正制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学レンズを介して媒体にスポット光を
   照射するためのレーザダイオードと、 前記レーザダイオードに比較的低い駆動電流と比較的高
   い駆動電流を選択的に供給する駆動手段と、 前記駆動手段が比較的低い駆動電流から比較的高い駆動
   電流に切り換えたときに、前記光学レンズを前記媒体面
   から遠ざける方向に急加速かつ急減速で移動させ、他
   方、前記駆動手段が比較的高い駆動電流から比較的低い
   駆動電流に切り換えたときに、前記レンズを前記媒体面
   から近づける方向に急加速かつ急減速で移動させるため
   の信号を発生する加速度手段と、 前記レーザダイオードにより前記媒体上に照射されたス
   ポット光の合焦位置からのずれ量を示すフォーカス誤差
   信号を検出する検出手段とを備えたフォーカスサーボ装
   置において、 前記駆動手段が比較的低い駆動電流から比較的高い駆動
   電流に切り換えた場合及び／または前記駆動手段が比較
   的高い駆動電流から比較的低い駆動電流に切り換えた場
   合の前記フォーカス誤差信号により、前記加速度手段が
   発生する信号を演算する演算手段を備えたことを特徴と
   するフォーカスサーボ装置。