JPH05234110A - フォーカスオフセット自動調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は最適なオフセット値を自動的に推定
し、光スポットの焦点を最適にするフォーカスオフセッ
ト自動調整装置を得ることを目的とする。 【構成】 本発明は、フォーカスオフセットの調整のた
めに、光学ヘッド３から円板状記録媒体９に照射される
光ビームスポットを高速ジャンプ指令手段１５ａがフォ
ーカス制御手段の応答するより速く、隣接する案内溝に
ジャンプさせて、前に焦点調整された光ビームスポット
の反射光量を得るようにし、オフセット印加手段１５ｃ
が溝横断信号振幅が最大となる最適なオフセット値を推
定できるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置における
フォーカスオフセット自動調整法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のフォーカスオフセット自動
調整装置の概略構成図である。フォーカス制御系部は、
フォーカスアクチエェータ１（以下単にアクチェータと
いう）、光学ヘッド３、フォーカスエラー信号増幅回路
５、位相補償回路６、駆動回路８から構成され、アクチ
ェータ１は光スポットの焦点位置が常に円板状記録媒体
９（以下光ディスクという）の記録面上の所定に位置に
保持されるように、光ディスク９が挿入されて所定の回
転に到達後に、コントローラ１２によって初期設定とし
て予め設定されているオフセット値がフォーカス制御系
部に印加される。

【０００３】この印加されたオフセット値に基づいて、
フォーカス制御系部は光スポットの焦点位置を合わせて
いた。

【０００４】また、光学ヘッド３の内部には、トラッキ
ング制御系部によって光ディスク２の案内溝に光スポッ
トを追従するトラッキングアクチェータ４が備えられ、
このトラッキングアクチェータ４は電気的及びメカ的に
中立状態にあり、光ディスク２の案内溝（以下トラック
という）に対して光スポットをほぼ垂直に照射させるよ
うになっている。

【０００５】フォーカスオフセットの調整は、光ディス
ク２の偏心を利用して行う。光ヘッド３の位置を固定し
て光スポットを光ディスク２上に照射し、光ディスク２
を回転させると、光ディスク２の偏心により、光スポッ
トが照射されている光ディスク２上の半径方向の位置が
ずれる。このずれ量は、±３０μｍ程度である。すなわ
ち、光ディスク２が１回転すると、光スポットと光スポ
ットが照射されている光ディスク２上の半径方向の位置
は、６０μｍ程度ふれることになる。トラックピッチが
１．６μｍであるとすれば、光スポットは、光ディスク
２が１回転する間にトラックを３０〜４０本横切ること
になる。

【０００６】このような状態で、照射された光スポット
により光ディスク２から反射されてくる光を検出器３ａ
で受光することによって得られる全光量信号は、図６
（ａ）に示すような信号となり、これをトラッククロス
信号（溝横断信号）と呼ぶこととする。

【０００７】ここで、フォーカス制御系部の一部に、Ｄ
／Ａ変換器１１により、オフセットを印加する。する
と、図６（ｂ）に示すような振幅の変化するトラックク
ロス信号１２ｂが得られる。この振幅の変化を検出し、
検出した振幅の最大振幅に基づいてオフセット値を推定
する。以降、光ディスクへの記録あるいは再生時すなわ
ち通常の稼動時には、この推定したオフセット値をＤ／
Ａ変換器１１を介してフォーカス制御系部に印加する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のフ
ォーカスオフセット自動制御装置においては、光ディス
クが偏心によって、光スポットはトラックを横断するわ
けであるが、フォーカスエラー信号にトラッククロス信
号が含まれることになり、フォーカス制御系に溝横断時
による外乱信号が入る形となる。

【０００９】この外乱信号は制御系へのオフセット印加
と同じようにフォーカスポイントを変える作用をもって
おり、溝横断をすることにより、フォーカスポイントが
変動することになる。

【００１０】したがって、図６の１２ｂのように、フォ
ーカス制御系部に意図的に加えたフォーカスオフセット
に対して期待されるトラッククロス信号の変化はＶ１−
Ｖ３であるのに上記外乱の影響によりＶ２となるタイミ
ングも存在する。トラッククロス信号振幅のデータは信
号の最大値、最小値をとるため光ディスクの１回転の間
では、オフセットに対応したデータとしてはＶ１−Ｖ２
というような形をとり、オフセットを印加しても振幅の
変化率はほとんど無く、どのオフセットがトラッククロ
ス信号振幅最大を与えるのが分からないので、最適なオ
フセット値を推定できなかった。

【００１１】また、推定できるようにオフセットの印加
レベルを大きくしても制御系のリニアバンドを免脱して
しまい、制御不能になり、いずれの場合もオフセット調
整精度が得られないという問題があった。

【００１２】つまり、オフセットの精度が得られないと
フォーカスポイントがずれてしまい光ディスクの記録、
再生の特性を著しく劣化させるという問題点があった。

【００１３】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、光ディスクが偏心しても最適なオフセッ
ト値を自動的に推定し、光スポットの焦点を最適にする
フォーカスオフセット自動調整装置を得ることを目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるフォーカ
スオフセット自動調整装置は、円板状記録媒体に照射さ
れる光ビームスポットの焦点合わせを行うフォーカス制
御手段と、光ビームスポットを円板状記録媒体の案内溝
に追従させるトラッキング制御手段と、円板状記録媒体
の回転に応じたタイミングで、ジャンプ信号をトラッキ
ング制御手段に出力して、光ビームスポットをフォーカ
ス制御手段が応答するより速く隣接する案内溝にジャン
プさせる高速ジャンプ指令手段と、異なる複数のオフセ
ット値を有し、光ビームスポットがジャンプする毎に、
オフセット値を順次フォーカス制御手段に印加して、焦
点を調整させるオフセット可変手段と、光ビームスポッ
トの反射光量及びオフセット値に基づいて、反射光量が
最大となる最適なオフセット値を推定し、推定したオフ
セットをフォーカス制御手段に印加するオフセット印加
手段とを備えたものである。

【００１５】

【作用】本発明においては、フォーカスオフセットの調
整のために、高速ジャンプ指令手段が円板状記録媒体が
所定速度に到達すると、照射される光ビームスポットを
フォーカス制御手段の応答するより速く隣接する案内溝
にジャンプさせて、トラッキング制御手段により案内溝
を追従させる。

【００１６】また、フォーカス可変手段は、予め設定さ
れている異なるオフセット値を順次フォーカス制御手段
に印加して、光ビームスポットの焦点位置を調整させ
る。

【００１７】次に、オフセット印加手段は光ビームスポ
ットの反射光量及びオフセット値に基づいて、反射光量
が最大となる最適なオフセット値を推定し、推定したオ
フセット値を以後はフォーカス制御手段に印加する。

【００１８】

【実施例】図１は本発明のフォーカスオフセット自動調
整装置の一実施例を示す概略構成図である。同図は従来
と同様な円板状記録媒体９に光スポットを照射する光学
ヘッド３、少なくともフォーカスエラー信号増幅回路
５、位相補償回路６、駆動回路８、フォーカスアクチェ
ータ１、光学ヘッド３から構成されるフォーカス制御系
部、案内溝（トラック）を追従するトラッキング制御手
段４を有し、かつ本発明のコントローラ１５は以下に示
す構成を有している。

【００１９】トラッキング制御手段４は、光ヘッド３内
のガルバノミラーにより、光ディスク９へ照射される光
スポットの位置を変化させることにより、光スポットを
あるトラックに追従させる。従来の技術のように、光ス
ポットの位置を固定させると、光ディスク９の偏心によ
りトラックと光スポットとの半径方向の相対位置がずれ
る。本実施例においては、トラッキング制御手段４によ
り、光スポットの位置を移動させることにより、トラッ
クと光スポットとの半径方向の相対位置を維持させる。

【００２０】以下に、フォーカスオフセットの初期設定
時の動作について述べる。

【００２１】コントローラ１５の高速ジャンプ指令手段
１５ａは、光スポットを隣接トラックに移動させるため
のジャンプ指令信号を駆動回路１６に出力する。この指
令は、光ディスクが所定の回転速度に達してから出力す
ることが好ましい。また、この指令は、光ディスク９が
１回転するごとにあるいは必要なタイミングに応じて発
生させるものとする。駆動回路１６はこの指令により、
トラッキング制御手段４を介して、光スポットを隣接ト
ラックに移動させる。このときの移動速度は、フォーカ
ス制御系部の応答速度よりも速い速度で移動させる。す
なわち、フォーカスエラー信号の発生によりフォーカス
アクチュエータ１が駆動するまでの時間よりも速い時間
で移動させる。また、このような光スポットを隣接トラ
ックに移動させる間は、トラッキング制御がオフ状態と
なる。したがって、従来の技術と同様に光ディスク９の
偏心の影響を受けることになる。前述の例のように、ト
ラッキング制御をオフ状態として光スポットの位置を固
定した場合に、偏心により、光ディスク９の１回転中に
光スポットが４０本のトラックを横切るとする。光ディ
スク９の回転数を１５００ｒｐｍとすれば、１回転に要
する時間は４０ｍｓとなる。したがって、光スポットが
１つのトラックを横切るのに要する時間は１ｍｓとな
る。上記のような光スポットの移動において、光ディス
ク９の偏心の影響を受けないようにするためには、いま
の例においては、移動に要する時間を１ｍｓ以下にする
ことが好ましい。

【００２２】また、オフセット可変手段１５ｂは予め設
定されている異なるオフセット値をにフォーカス制御系
部に印加して光スポットの焦点位置を調整させ以下に示
す波形図を得る。

【００２３】さらに、オフセット印加手段１５ｃは前記
のジャンプによって、フォーカス制御系部が応答する前
の光スポットの焦点位置に基づく、溝横断信号振幅を得
ることにより、振幅ピークを検出し、その振幅ピーク値
と印加されたオフセット値に基づいて初期設定時以降に
おける最適なオフセット値を推定し、推定したオフセッ
ト値をフォーカス制御系部に印加する。

【００２４】上記のようなフォーカスオフセット自動調
整装置について以下に図面を用いて説明する。

【００２５】図２は本発明のコントローラの動作を説明
するタイミングチャートである。コントローラ１５の高
速ジャンプ指令手段１５ａが光ディスクの一回転毎にあ
るいは必要なタイミングに応じて前記のジャンプ指令信
号Ｓ１を駆動回路１６に出力する。

【００２６】フォーカス制御系部はオフセット可変手段
１５ｂからの異なるオフセット値Ｓ４に基づいて、光ス
ポットの焦点を調整し、光学ヘッド３の検出器３ａから
信号Ｓ２のような全光量信号を得る。

【００２７】この全光量信号Ｓ２はピークとなる箇所は
トラックからの受光量に対応する信号であり、オフセッ
ト値とフォーカスエラー信号に基づいて、焦点調整され
た結果得られたものであるが、本発明はジャンプ指令に
よってフォーカス制御系部の応答速度より速く隣接する
トラックにジャンプするので、ピークの箇所は前の焦点
に基づく、全光量信号Ｓ２である。

【００２８】次に、コントローラ１５は全光量信号Ｓ２
の信号振幅のピークホールドを実施して図２に示す信号
Ｓ３を得る。

【００２９】そして、この信号Ｓ２からオフセット値Ｓ
４と全光量信号Ｓ２とを取出すタイミング信号Ｓ５を作
成し、作成されたタイミング信号Ｓ５が出力される毎
に、オフセット印加手段１５ｃがＡ／Ｄ１１からのオフ
セット値Ｓ４をオフセットデータとして入力し、そのオ
フセットデータと信号Ｓ３に基づいて、溝横断信号振幅
の強度を求める。

【００３０】図３は本発明による溝横断信号振幅の強度
検出の結果を説明する図である。同図に示すように、従
来は光ディスクの偏心により、Ｓ２の信号が同じレベル
になってしまい最大ピークを検出することができなかっ
たがジャンプ動作をフォーカス制御系部の応答速度より
速くさせることにより、光スポットがフォーカス制御系
部によって焦点調整される前にトラックからの溝横断信
号振幅を検出するので、Ｓ３とＳ４の関係は図３に示す
２次曲線のようになり、溝横断信号振幅の最大ピークを
検出することができ、どのオフセット値が最大ピークを
与えるかがわかり、最適なオフセット値を推定できる。

【００３１】この推定は最小２乗法による関数を用いて
の最大推定又はＳ３の所定レベル以上のデータを用いて
のオフセット値Ｓ４の重心推定等により求める。つま
り、従来と比較すると、下図に示すフォーカスずれ量
（以下デフォーカスという）とトラッククロス信号の振
幅の特性を得ることになる。

【００３２】図４は本発明によるデフォーカスとトラッ
ククロス信号の振幅を説明する図である。

【００３３】焦点があった状態では、光スポット径が最
小になるが、光ディスクの偏心の影響を受ける場合は、
光スポットがトラックを横切る際に光スポット径が大き
くなりデフォーカス量が大きくなる。つまり、光スポッ
ト径によりトラック信号の振幅が変化する。

【００３４】従って、図４に示すようにフォーカス変動
がある場合は、例えば２つの２次曲線のデフォーカスと
トラッククロス信号の振幅の関係が得られ、斜線部分が
オフセットに相当するトラッククロス信号の振幅とデフ
ォーカスとなり、従来で説明したように最大値の推定が
できなかった。

【００３５】そこで、本発明は光ディスクが新しく挿入
される毎に、初期設定として上記で説明したように光デ
ィスクの一回転毎にあるいは必要なタイミングに応じて
フォーカス制御系の応答速度より速い速度でジャンプさ
せることで、フォーカス調整によるフォーカス変動が現
れる前に、トラッククロス信号とオフセット値を検出
し、図４に示す実線の理想的な２次曲線が得られるよう
にして、最大ピークを容易に検出可能とし、最適なオフ
セット値を得ることができるようにしたのである。

【００３６】従って、以後は常にディスク面に対して光
スポット径が最適となり、精度のよい記録及び再生が可
能となる。

【００３７】なお、上記実施例の光ディスクは記録形態
は同心円又はスパイラル状に書込まれたものでもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フォーカ
スオフセットの調整のために、照射される光ビームスポ
ットをフォーカス制御手段の応答するより速く隣接する
案内溝にジャンプさせて、前に焦点調整された光ビーム
スポットの反射光量を得るようにしたので、反射光量が
最大となる最適なオフセット値を推定できるという効果
が得られている。

【００３９】また、最適なオフセット値を推定できるよ
うにしたので、フォーカス制御手段の精度が向上し、光
ディスク装置の記録、再生特性を向上できるという効果
が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフォーカスオフセット自動調整装置の
概略構成図である。

【図２】本発明のコントローラの動作を説明するタイミ
ングチャートである。

【図３】本発明による溝横断信号振幅の強度検出の結果
を説明する図である。

【図４】本発明によるディフォーカスとトラッククロス
信号の振幅を説明する図である。

【図５】従来のフォーカスオフセット自動調整装置の概
略構成図である。

【図６】光ディスクが偏心したときの全光量信号を説明
する図である。

【符号の説明】

１ フォーカスアクチェータ ２ スピンドルモータ ３ 光学ヘッド ４ トラッキングアクチェータ ５ フォーカスエラー信号増幅回路 ６ 位相補償回路 １１ Ｄ／Ａ １５ コントローラ １５ａ 高速ジャンプ指令手段１５ａ １５ｂ オフセット可変手段 １５ｃ オフセット印加手段 １６ 駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板状記録媒体に照射される光ビームス
   ポットの焦点合わせを行うフォーカス制御手段と、 前記光ビームスポットを前記円板状記録媒体の案内溝に
   追従させるトラッキング制御手段と、 前記円板状記録媒体の回転に応じたタイミングで、ジャ
   ンプ信号を前記トラッキング制御手段に出力して、前記
   光ビームスポットを前記フォーカス制御手段が応答する
   より速く隣接する案内溝にジャンプさせる高速ジャンプ
   指令手段と、 異なる複数のオフセット値を有し、前記光ビームスポッ
   トがジャンプする毎に、前記オフセット値を順次前記フ
   ォーカス制御手段に印加して、焦点を調整させるオフセ
   ット可変手段と、 前記光ビームスポットの溝横断信号振幅及び前記オフセ
   ット値に基づいて、該溝横断信号振幅が最大となる最適
   なオフセット値を推定し、該推定したオフセットを前記
   フォーカス制御手段に印加するオフセット印加手段とを
   有することを特徴とするフォーカスオフセット自動調整
   装置。