JPH07121895A - フォーカスサーボ制御装置 - Google Patents

フォーカスサーボ制御装置

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JPH07121895A
JPH07121895A JP26918493A JP26918493A JPH07121895A JP H07121895 A JPH07121895 A JP H07121895A JP 26918493 A JP26918493 A JP 26918493A JP 26918493 A JP26918493 A JP 26918493A JP H07121895 A JPH07121895 A JP H07121895A
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focus
offset voltage
signal
pit
error signal
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JP26918493A
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Norio Nishida
紀夫 西田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 DSPによって光ディスク1回転毎にピット
レベル和の積分を行い、この積分値が最大となるように
オフセット値を決定するようにすることで、初期状態の
光学的、電気的オフセットは勿論のこと、温度特性、電
源変動、その他の経年変化によるオフセットに精度良く
対応でき、光ディスクドライブの信頼性を大幅に向上さ
せることができると共に、よけいなハード構成を必要と
しないので、光ディスクドライブの低コスト化を図るこ
とができると共に、製造時にオフセットの調整を1台ず
つ調整するといったよけいな作業工程を省くことがで
き、これによって製造工程を簡略化することができるよ
うにする。 【構成】 サンプルドフォーマットの光ディスクを再生
して得たRF信号が最大となるようにフォーカスサーボ
を行うようにした光ディスクドライブにおいて、1回転
毎のピットレベル和の積分、積分した積分値が最大とな
るようなオフセット電圧の制御を行うDSP33とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばサンプルドフォ
ーマットの光ディスクドライブ等に適用して好適なフォ
ーカスサーボ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】いわゆるコンパクトディスク(CD)か
らデータを再生するCDプレーヤや、光磁気ディスクに
データを記録し、またデータを再生する光磁気ディスク
装置等の光ディスク装置では、データの記録(書き込
み)あるいは再生(読み出し)にピックアップ(光ピッ
クアップ)が用いられる。
【0003】ピックアップは、レーザ光源からの出射光
を、対物レンズにより収束して光ディスクの記録面に照
射し、この記録面で反射された反射光の光量の変化(C
Dの場合)、あるいは偏光面の回転(光磁気ディスクの
場合)を検出して、データの再生を行うようになってい
る。
【0004】光ディスクを回転すると、例えば成形時の
熱歪みによる反りやうねり、ターンテーブルに載せたと
きの重量による撓み等によって、光ディスクにいわゆる
面振れが発生する。ピックアップでは、このディスク面
振れの影響を除去するために対物レンズをその光軸方向
に動かし、対物レンズと記録面の距離が対物レンズの焦
点深度内に収まるようにフォーカスサーボ制御が行われ
る。
【0005】具体的には、非点収差法やナイフ・エッジ
法等により、反射光に基いて、対物レンズの合焦点位置
からのずれを表すフォーカスエラー信号を検出し、対物
レンズを上下に移動するアクチュエータをこのフォーカ
スエラー信号が“0”となるように駆動制御してフォー
カスサーボを行っている。
【0006】ところで、フォーカスサーボ制御装置、例
えば非点収差法を用いたものでは、フォーカスエラー信
号を検出するための4分割ディテクタの中心と、このデ
ィテクタ上に形成されるレーザースポット(ファーフィ
ールドパターン)の中心とを完全に一致させることは製
造上難しく、また分割された各領域の光電気変換効率が
異なることから、対物レンズが合焦点位置に位置して
も、フォーカスエラー信号が0とならないことがある。
【0007】そこで、フォーカスエラー信号にオフセッ
ト電圧を加算してアクチュエータを駆動し、合焦点位置
でオフセット電圧が加算されたフォーカスエラー信号、
すなわちアクチュエータを駆動する駆動電流を“0”と
するような構成となっている。
【0008】ここで、図10を参照して、従来のフォー
カスサーボ制御装置について説明する。
【0009】この図10に示すように、従来のフォーカ
スサーボ制御装置においては、サーボエリアからの反射
光を図示しない検出用レンズ及び円筒レンズを介してフ
ォトダイオード1a、1b、1c及び1dからなる4分
割ディテクタ1で受光させ、フォトダイオード1a及び
1cの受光出力が演算増幅回路2の各非反転入力端子
(+)に供給され、フォトダイオード1b及び1dの受
光出力が演算増幅回路3の各非反転入力端子(+)に供
給され、演算増幅回路2の演算出力が演算増幅回路4の
非反転入力端子(+)に供給され、演算増幅回路3の演
算出力が演算増幅回路4の反転入力端子(−)に供給さ
れ、この演算増幅回路4において演算増幅回路2の演算
出力から演算増幅回路3の演算出力が減算され、この減
算結果(フォーカスエラー信号)が出力端子5を介して
図示しないフォーカスアクチュエータに供給され、フォ
ーカスが行われる。
【0010】フォトダイオード4aの受光出力をA、フ
ォトダイオード4bの受光出力をB、フォトダイオード
4cの受光出力をC、フォトダイオード4dの受光出力
Dとすれば、演算増幅回路7において行われる演算は、
(A+C)−(B+D)となる。光ディスクのサーボエ
リアのミラー面が図示しないピックアップの対物レンズ
の焦平面となっている場合、4分割ディテクタ4上に入
射する反射光は円形となり、演算増幅回路7の出力、即
ち、フォーカスエラー信号のレベルは“0”となる。
【0011】この反対に、光ディスクのサーボエリアの
ミラー面が図示しないピックアップの対物レンズの焦平
面となっていない場合、4分割ディテクタ1上に入射す
る反射光は楕円となり、演算増幅回路4の出力、即ち、
フォーカスエラー信号のレベルは“0”以外の値とな
る。この場合、図示しないフォーカスアクチュエータに
よってピックアップが光ディスクの面に対して垂直方向
に移動されてフォーカスがとられる。
【0012】一方、RF信号は演算増幅回路2の出力が
演算増幅回路6の一方の非反転入力端子(+)に供給さ
れ、演算増幅回路3の出力が演算増幅回路6の他方の非
反転入力端子(+)に供給され、演算増幅回路6におい
て演算増幅回路2の出力と演算増幅回路3の出力が加算
され、その加算出力が出力端子7を介して図示しない光
ディスクの他の信号処理回路に供給される。
【0013】また、例えばナイフ・エッジ法を用いたフ
ォーカスサーボ制御装置では、2分割されたディテクタ
が用いられ、合焦点位置で駆動電流が“0”となるよう
に、フォーカスエラー信号にオフセット電圧を加算する
構成となっている。そして、これらのオフセット電圧は
製造段階で調整され、オフセット電圧が最適に調整され
た装置が出荷される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のフ
ォーカスサーボ制御装置は、オフセット電圧が最適にな
るように調整された後に出荷されるようになっている。
しかしながら、どの方法も光学部品の組立精度によって
フォーカスエラー信号にオフセットが乗る場合が多い。
【0015】例えば図10に示したような非点収差法を
用いてフォーカスサーボを行う構成では、4分割ディテ
クタ1の取り付け精度が悪いと、図11に示すように4
分割ディテクタ1の中心と、この4分割ディテクタ1に
照射されるレーザビームのスポットの中心が一致しなく
なる。尚、図10においては4分割ディテクタ1の中心
は、フォトダイオード1a、1b、1c及び1dの接合
中心である。
【0016】つまり、図11において、Oは4分割ディ
テクタ1の中心、O’はレーザービームLBのスポット
の中心であり、この図11に示すように、4分割ディテ
クタ1の取り付け精度が悪いと、ピックアップが合焦位
置にあるのにもかかわらずレーザービームLBが4分割
ディテクタ1の中心Oからずれているので、フォーカス
エラー信号が“0”以外の値、つまり、オフセットの乗
ったフォーカスエラー信号となる。
【0017】これについて図12を参照して更に説明す
る。図12において縦軸はレベル、横軸はディスクとの
距離、FEはフォーカスエラー信号、RFはフォーカス
エラー信号にオフセットが乗っておらず、且つ、ピック
アップが合焦位置にある場合のRF信号である。最適な
フォーカスの位置をポイントO1としたときに、上述し
たような原因でフォーカスエラー信号にオフセットが乗
ると、フォーカスエラー信号中心O2が図に示すように
ずれてしまう。この場合にはRF信号RFのレベルが合
焦位置の場合に得られる最も高いところのレベルでな
く、図中示すポイントO3のレベルとなってしまうこと
になる。
【0018】従って、フォーカスサーボを良好に行うこ
とができなくなり、データを良好に書き込んだり、読み
取ったりすることができなくなるという不都合があっ
た。
【0019】また、検出用のアンプ(ピックアップで読
み取ったRF信号を増幅するためのアンプ)に電気的オ
フセットが乗ったり、経年変化によって部品の取り付け
位置がずれたりすることによって、フォーカスエラー信
号にオフセットが乗り、上述と同様に良好なフォーカス
を行えなくなるという不都合があった。
【0020】そして、以上のような原因でフォーカスエ
ラー信号にオフセットが乗ることによって、データの書
き込みが良好に行えなくなると共にデータの読み出しを
良好に行えなくなり、エラーが増加してしまうという不
都合があった。
【0021】また、上述したオフセットの調整は、製造
メーカーが出荷前にボリウムの調整等で1台毎に行って
いるので、製造工程において人手による調整が必要にな
ると共に、製造コストを上昇させるという不都合があっ
た。
【0022】本発明はこのような点を考慮してなされた
もので、精度の高いフォーカスサーボを行ってデータ再
生時のエラー発生を防止すると共に、製造コストを安価
にすることのできるフォーカスサーボ制御装置を提案し
ようとするものである。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明は、サンプルフォ
ーマットの光ディスク10のミラー面とピットでの反射
光量の差を検出する光量差検出手段22と、この光量差
検出手段22からの反射光量差に基いて、この反射光量
差が最大になるようなオフセット電圧を発生するオフセ
ット電圧発生手段と、光ディスク10からの反射光に基
いてフォーカスエラー信号を得るフォーカスエラー信号
生成手段22、23と、このフォーカスエラー信号検出
手段22、23からのフォーカスエラー信号にオフセッ
ト電圧発生手段からのオフセット電圧を加算する加算手
段とを備え、この加算手段からのオフセット電圧が加算
されたフォーカスエラー信号により、対物レンズ18を
その光軸方向に駆動制御し、対物レンズ18によりレー
ザ光源13からの出射光を収束して光ディスク10に照
射し、この光ディスク10からの反射光に基いて対物レ
ンズ18の焦平面が光ディスク10の面となるように制
御するフォーカスサーボ装置において、光量差検出手段
22、23で検出した反射光量差を光ディスク所定回転
数毎に積分する積分手段33と、この積分手段33で積
分した光ディスク所定回転数毎の積分値が最大となるよ
うにオフセット電圧発生手段33で発生するオフセット
電圧を制御する制御手段33とを備えたものである。
【0024】更に本発明は上述において、制御手段33
は、積分手段33で積分して得た積分値の増減回数が所
定値となるまで積分手段33による演算並びにオフセッ
ト電圧の制御を行うための演算を行うようにしたもので
ある。
【0025】
【作用】上述せる本発明の構成によれば、サンプルフォ
ーマットの光ディス10クのミラー面とピットでの反射
光量の差を光量差検出手段22で検出し、この光量差検
出手段22からの反射光量差に基いて、この反射光量差
が最大になるようなオフセット電圧をオフセット電圧発
生手段で発生し、光ディスク10からの反射光に基いて
フォーカスエラー信号生成手段22、23でフォーカス
エラー信号を得、このフォーカスエラー信号検出手段2
2、23からのフォーカスエラー信号にオフセット電圧
発生手段からのオフセット電圧を加算手段で加算し、こ
の加算手段からのオフセット電圧が加算されたフォーカ
スエラー信号により、対物レンズ18をその光軸方向に
駆動制御し、対物レンズ18によりレーザ光源13から
の出射光を収束して光ディスク10に照射し、この光デ
ィスク10からの反射光に基いて対物レンズ18の焦平
面が光ディスク10の面となるように制御するフォーカ
スサーボ装置において、光量差検出手段22で検出した
反射光量差を光ディスク所定回転数毎に積分手段33で
積分し、この積分手段33で積分した光ディスク所定回
転数毎の積分値が最大となるようにオフセット電圧発生
手段33で発生するオフセット電圧を制御手段33で制
御する。
【0026】更に上述において本発明の構成によれば、
制御手段33が積分手段33で積分して得た積分値の増
減回数が所定値となるまで積分手段33による演算並び
にオフセット電圧の制御を行うための演算を行う。
【0027】
【実施例】以下に、図1を参照して本発明フォーカスサ
ーボ制御装置を例えば光ディスクドライブ等に適用した
場合の一実施例について詳細に説明する。
【0028】この図1において、10は光ディスク(M
O、WORM等)で、スピンドルモータ11によって角
速度一定、或いは線速度一定で回転される。
【0029】ここで、図2を参照して本例で用いる光デ
ィスク10のディスクフォーマットについて説明する。
図2において、TPaはトラックパターン、Saはサー
ボエリア、Daはデータエリアである。この図2に示す
ように、サーボエリアSaとデータエリアDaで1つの
セグメントとすると、光ディスク10のセグメントは図
に示すように、光ディスク10の内周から外周に向かっ
て放射状に並ぶ。光ディスク1回転でのセグメント数は
略1000個程度となる。
【0030】この光ディスク10が図1に示したスピン
ドルモータ11によって角速度一定(CAV:Cons
tant Angular Velocity)で回転
された場合、サーボエリアSaの情報は時間的に等間隔
で検出される。このサーボエリアSaを詳細に示すと、
図3に示すようになる。
【0031】図3はサンプルドフォーマットの光ディス
クの一部を示す説明図であり、この図3において破線か
ら破線までの範囲がトラックTrn、Trn+1、Tr
n+2であり、これらのトラックTrn、Trn+1、
Trn+2のピッチは夫々約1.5μmである。この図
においては、トラックTrnがディスクの外周側、トラ
ックTrn+2がディスクの内周側である。
【0032】P2は主にトラッキングサーボの極性判別
(トラック中心かトラック間かの判別)のためのピッ
ト、P1及びP3はトラッキングエラー検出用ピット
(一般にウォブルピットと称されるが、以下単にピット
と称することとする)である。このピットP1及びP3
はトラック中心Tcから夫々上下方向に1/4トラック
分(約0.375μmであり、図においては夫々1/4
Tpとして示す)ずれた位置に形成される。
【0033】このような構成の光ディスク10が図1に
示した光ディスクドライブにセットされると、この光デ
ィスク10にレーザービームLBが照射されると共に、
この光ディスク10が回転され、光ディスク10に照射
されるレーザービームLBのレーザースポットSPがト
ラックTrの中心を走査するようになっている。
【0034】ここで再び図1に戻って説明する。12は
オプティカルブロックであり、このオプティカルブロッ
ク12をレーザーダイオード13、このレーザーダイオ
ード13からのレーザービームLBを平行光にするコリ
メータレンズ14、コリメータレンズ14からの平行
光、並びに、後述する光ディスク10からの反射光を分
けるためのビームスプリッタ15、ビームスプリッタ1
5からの光を集光する集光レンズ20、集光レンズ20
からの集束光を整形するシリンドリカルレンズ21及び
非点収差法でフォーカスエラー信号の検出を行うための
フォトダイオード(4分割ディテクタ)22で構成す
る。
【0035】16はビームスプリッタ15からの光をト
ラッキングエラー信号に応じた角度で反射するガルバノ
ミラー、17はガルバノミラー16からの光を光ディス
ク10に垂直に反射するための45度ミラー、18は4
5度ミラー17からの光を光ディスク10に照射するた
めの対物レンズである。
【0036】レーザーダイオード13からのレーザービ
ームLBは、コリメータレンズ14に入射してこのコリ
メータレンズ14によって平行光にされた後にビームス
プリッタ15を介してガルバノミラー16に入射し、こ
のガルバノミラー16で水平方向に反射された後に45
度ミラー17で垂直方向に反射され、対物レンズ18に
よって光ディスク10に照射される。
【0037】一方、光ディスク10で反射された光は、
対物レンズ18を介して45度ミラー17に入射し、こ
の45度ミラー17で反射されてガルバノミラー16に
入射し、このガルバノミラー16で反射された後にビー
ムスプリッタ15によって反射されて集光レンズ20に
入射し、更にこの集光レンズ20で集光された後にシリ
ンドリカルレンズ21を介してフォトダイオード22の
入射面上にレーザースポットSPとして入射する。
【0038】フォトダイオード22で受光されたレーザ
ースポットSPは光電変換されて電気信号にされた後に
ヘッドアンプ23を介してA−Dコンバータ25及び3
1に夫々供給される。ところで、フォトダイオード22
では、例えば図11を参照して説明したように、4分割
ディテクタの各フォトダイオードの出力をA、B、C及
びDとすると、フォーカスエラー信号FEはA+C−B
−Dの演算で得られ、RF信号RFはA+B+C+Dの
演算で得られる。従って、フォトダイオード22からの
フォーカスエラー信号FE及びRF信号RFは夫々ヘッ
ドアンプ23に供給され、夫々増幅される。
【0039】ヘッドアンプ23からのフォーカスエラー
信号FEは、A−Dコンバータ31に供給され、RF信
号RFはA−Dコンバータ25に供給される。RF信号
RFはA−Dコンバータ25でディジタルデータADR
Fに変換され、この後、タイミング発生回路26、PL
L回路24及びラッチ回路27に夫々供給される。
【0040】PLL回路はA−Dコンバータ25からの
ディジタルデータADRFのサーボエリアのピットP2
(クロックピット)、或いはピットP1とミラー面、或
いはピットP3とミラー面の対応部分からクロック信号
をVCO(電圧制御発振器)で生成し、生成したクロッ
ク信号をタイミング発生回路26、A−Dコンバータ2
5及び31に夫々供給する。
【0041】タイミング発生回路26はPLL回路24
からのクロック信号に基いて3つのサンプリングパルス
St1、St2及びSt3を発生し、サンプリングパル
スSt1をラッチ回路27に、サンプリングパルスSt
2をラッチ回路28に、サンプリングパルスSt3をラ
ッチ回路29及び32に夫々供給する。ここで、ディジ
タルデータADRF(St1)は図3に示したピットP
1のRF信号aのディジタルデータ、ディジタルデータ
ADRF(St2)は図3に示したピットP3のRF信
号cのディジタルデータ、ディジタルデータADRF
(St3)は図3に示したミラー面のRF信号のミラー
レベルMLのディジタルデータである。従って、A−D
コンバータ25の出力、つまり、ラッチ回路27、28
及び29でラッチされる前のディジタルデータはサンプ
リングパルスのタイミングを示すSt1、St2及びS
t3の符号を付さないADRFとしている。
【0042】従って、ラッチ回路27はA−Dコンバー
タ25からのディジタルデータADRFをタイミング発
生回路26からのサンプリングパルスSt1のタイミン
グでラッチし、ラッチ回路28はA−Dコンバータ25
からのディジタルデータADRFをタイミング発生回路
26からのサンプリングパルスSt2でラッチし、ラッ
チ回路29はA−Dコンバータ25からのディジタルデ
ータADRFをタイミング発生回路26からのサンプリ
ングパルスSt3でラッチする。
【0043】各ラッチ回路27、28及び29で夫々ラ
ッチされたラッチ出力は夫々ディジタルデータADRF
(St1)、ADRF(St2)及びADRF(St
3)としてバス(データ、アドレス及びコントロールバ
スからなる)30を介してDSP(Digital S
ignal Processor)33に夫々供給され
る。
【0044】一方、ヘッドアンプ23からのフォーカス
エラー信号FEはA−Dコンバータ31においてディジ
タルフォーカスエラーデータADFEに変換され、ラッ
チ回路32に供給される。ラッチ回路32に供給された
ディジタルフォーカスエラーデータADFEは、ラッチ
回路32においてタイミング発生回路26からのサンプ
リングパルスSt3のタイミングでラッチされ、ディジ
タルフォーカスエラーデータADFE(St3)として
バス30を介してDSP33に供給される。
【0045】DSPではラッチ回路32からバス30を
介して供給されるディジタルフォーカスエラーデータA
DFE(St3)に対して位相補償計算等を行って駆動
データを得、この駆動データをバス30を介してD−A
コンバータ34に供給する。D−Aコンバータ34に供
給された駆動データは、ここでアナログ駆動信号に変換
され、この後ドライブアンプ35に供給されて電流増幅
された後に、図示しないフォーカスアクチュエータに供
給される。図示しないフォーカスアクチュエータにアナ
ログ駆動信号が供給されると、このフォーカスアクチュ
エータによって対物レンズ18が光ディスク10に対し
て垂直方向に移動され、フォーカス動作が行われる。
【0046】また、DSPは、ラッチ回路27、28及
び29からバス30を介して供給されるディジタルデー
タADRF(St1)、ADRF(St2)及びADR
F(St3)に基いて後述する自動オフセット調整やト
ラッキングサーボの計算、データ再生のための各種信号
処理等を行う。
【0047】ここで、図4を参照して、レーザースポッ
トSPが図3に示したピットP1、P2及びP3の形成
されたサーボエリアSaを走査したときのRF信号RF
からどのようなタイミングでトラッキングやディジタル
データADRF(RF信号RFをA−Dコンバータ25
でディジタルデータにしたもの)のラッチを行うかにつ
いて説明する。
【0048】図4において、aは図3に示したピットP
1から得たRF信号、bは図3に示したピットP2から
得たRF信号、cは図3に示したピットP3から得たR
F信号、PcはRF信号cのレベル、PaはRF信号a
のレベル、MLはミラー面(図3においてはピット以外
の面とする)のレベル(ミラーレベル)を夫々示す。
【0049】そして、St1は図1を参照して説明した
タイミング発生回路26からラッチ回路27に供給され
るサンプリングパルスのタイミング、即ち、ピットP1
のRF信号aのサンプリング時刻を示し、St2は図1
を参照して説明したタイミング発生回路26からラッチ
回路28に供給されるサンプリングパルスのタイミン
グ、即ち、ピットP2のRF信号bのサンプリング時刻
を示し、St3は図1を参照して説明したタイミング発
生回路26からラッチ回路29及び32に夫々供給され
るサンプリングパルスのタイミング、即ち、ピットP3
のRF信号cのサンプリング時刻を夫々示す。尚、図1
の説明においてはサンプリングパルスSt1、St2、
St3としたが、このサンプリングパルスSt1、St
2及びSt3によってサンプリングされるので、サンプ
リング時刻についても同一の符号を用いている。
【0050】尚、ヘッドアンプ23から出力されるRF
信号にはRFという符号を、フォーカスエラー信号には
FEという符号を付し、更に、A−Dコンバータ25で
ディジタルデータに変換されたRF信号をディジタルデ
ータADRFとし、A−Dコンバータ31でディジタル
データに変換されたフォーカスエラー信号をディジタル
フォーカスエラーデータADFEとしたが、説明の便宜
上、以下の説明においては単にRF信号、フォーカスエ
ラー信号とする場合もある。
【0051】この図4に示すRF信号(ピットP1、P
2及びP3のRF信号)は、図3に示すレーザースポッ
トSPのピットP1、P2及びP3に対する半径方向の
位置によって、図5に示すようにピットの信号レベルが
異なる。
【0052】図5には1つのピットP1、P2またはP
3のRF信号を示し、Kは直流分、つまり、対物レンズ
18の集平面が光ディスク10の面となっている場合に
得られる、ピットP1及びP2の最もレベルの低い部分
からミラー面のミラーレベルMLまでのレベルの中心
値、Mは本来のレベルよりも上下(レベルの上がる方
向、下がる方向)に変動する変動分を示す。
【0053】つまり、図3に示すレーザースポットSP
のピットP1、P2及びP3に対する半径方向の位置に
よって、図5に示すようにピットの信号レベルが異な
り、従って、図4に示したピットP1のRF信号aのレ
ベルPaと、ピットP3のRF信号cのレベルPcが異
なる。
【0054】トラッキングサーボでは、ピットP1のR
F信号aのレベルPaと、ピットP3のRF信号cのレ
ベルPcとが等しくなるように行われる。上述したよう
に、ピットP1のRF信号aのサンプリング時刻をSt
1、ピットP3のRF信号のサンプリング時刻をSt
2、ミラー面のRF信号、つまり、ミラーレベルMLの
サンプリング時刻をSt3とすると、ピットP1のRF
信号aのレベルPa及びピットP3のRF信号cのレベ
ルPcは次の式1及び式2のように表すことができる。
【0055】 Pa=RF(St1)−RF(St3) ・・・(式1) Pc=RF(St2)−RF(St3) ・・・(式2)
【0056】次に、本例フォーカスサーボ装置について
更に詳しく説明する。正確に焦点があったときのRF信
号が最大になることを利用してフォーカスオフセット自
動調整を行うようにすることが本例における原理であ
る。本例ではサンプルドフォーマットを用いているの
で、ウォブルピットP1及びP3のレベル和(Pa+P
c)が最大になるように調整する。Pa+Pcを使用し
ているのは、サンプリング時刻St1及びSt2におけ
るレーザースポットSPがトラック中心Tcに対して等
距離で通過したと考えた場合に理論的には一定となるか
らである。
【0057】サンプリング時刻St1におけるRF信号
aのレベルとサンプリング時刻St3におけるRF信号
のミラーレベルMLとの差Paは以下に示す式3のよう
になる。
【0058】 Pa=Mcos{2π・(x−1/4Tp)/Tp}+K・・・(式3)
【0059】次に、サンプリング時刻St2におけるR
F信号cとサンプリング時刻St3におけるミラーレベ
ルMLとの差Pcは以下に示す式4のようになる。
【0060】 Pc=Mcos{2π・(x−1/4Tp)/Tp}+K・・・(式4)
【0061】但し、xは図4に示すようにトラック中心
Tcからの距離、Tpはトラックピッチ、Mは図6に示
した変動分、KはミラーレベルMLに対するピットP1
及びP3のRF信号a及びcの平均レベルであり、定数
である。
【0062】次に、式1のPaと式2のPcを加算、つ
まり、Pa+Pcを行うと、以下に示す式5のようにな
る。
【0063】 Pa+Pc=Mcos{2π・(x−1/4Tp)/Tp} +Mcos{2π・(x−1/4Tp)/Tp}+2K =2Mcos(2π・x/Tp) ×cos{2π・(−1/4Tp)/Tp}+2K =2K・・・(式5)
【0064】つまり、Pa+Pcが一定になるというこ
とは、レーザースポットSPが光ディスク10の半径方
向のどの位置にあっても常に一定で、RFレベルの最大
値を検出するのに都合が良い。但し、実際には、光ディ
スク10の偏芯等によって、図6に示すようにピットP
1、P2及びP3に対してレーザースポットSPがレー
ザースポットSP1やSP2のように斜めに走査した
り、光ディスク10の反射率が変化したり、ピットP
1、P2及びP3の深さが変化するので、本例において
は、例えば1回転分(半回転分や2回転分でも良い)の
Pa+Pcの値を加算し、平均化するようにする。
【0065】1回転に1回、フォーカスサーボの制御出
力、つまり、図1に示したD−Aコンバータ34に供給
するフォーカスエラーデータADFEに“1”(1ビッ
ト、或いは最小の値)ずつバイアスを加えて平均化した
ピットP1及びP3のレベルが最大となるようなオフセ
ット電圧を見つけるようにする。1回転毎に平均化した
ピットP1及びP3のレベルが最大となるようなオフセ
ット電圧を見つけるようにするのは、メディアの反射率
が1回転内で変わると共に、ディスクの偏芯があるの
で、平均化を行うことによってこれらの影響を受けない
ようにして精度を高めるためである。
【0066】次に、図7、図8及び図9を順次参照して
図1に示した光ディスクドライブの動作、特に、DSP
33における処理について説明する。
【0067】先ずステップS1ではフォーカスエラーA
DFE(St3)を入力する。そしてステップS2に移
行する。つまり、ラッチ回路32からバス30を介して
供給されるディジタルフォーカスエラーデータADFE
(St3)を受け付ける。
【0068】ステップS2では位相補償計算を行う。そ
してステップS50に移行する。
【0069】ステップS50はサブルーチンであり、図
8及び図9を参照して説明する。このステップS50に
おいてはオフセット調整を行い、ステップS3に移行す
る。
【0070】ステップS3では位相補償計算値±オフセ
ット値LをD−Aコンバータに出力する。そして終了す
る。つまり、ステップS2において得た位相補償計算値
にステップS50で得たオフセット値を加算し、これを
D−Aコンバータ34に供給する。
【0071】続いてステップS50について図8及び図
9を参照して説明する。
【0072】ステップS51ではMD=Rか否かを判断
し、「YES」であればこのルーチンを抜け、「NO」
であればステップS52に移行する。MD=Rであれ
ば、オフセット調整の過程を通らないようにする。
【0073】ステップS52ではピットP1のディジタ
ルレベルデータADRF(St1)、ピットP3のディ
ジタルレベルデータADRF(St2)及びミラーレベ
ルMLのディジタルレベルデータADRF(St3)を
入力する。そしてステップS53に移行する。つまり、
ラッチ回路27、28及び29からバス30を介して供
給されるディジタルデータADRF(St1)、ADR
F(St2)及びADRF(St3)を受け付ける。
【0074】ステップS53ではXn=Pa+Pcを計
算する。そしてステップS54に移行する。ここでXn
はピットレベル和(ピットP1及びP3のRF信号a及
びcのレベル和である)である。つまり、 Xn=Pa+Pc={ADRF(St1)−ADRF
(St3)}+{ADRF(St2)−ADRF(St
3)}を計算する。尚、積分動作を開始する前にn=0
に初期設定しておく必要がある。
【0075】ステップS54ではピットレベル和の積分
を行う。そしてステップS55に移行する。
【0076】ステップS55ではn=n+1の計算を行
う。そしてステップS56に移行する。
【0077】ステップS56ではn=mか否かを判断す
る。そして「YES」であればステップS57に移行
し、「NO」であれば再びステップS52に移行する。
つまり、ステップS54からステップS56では、nが
“1”から“m”になるまでピットレベル和の積分を行
う。ここで“m”は1回転分のセグメント数である。ま
た、ここで「NO」と判断して再びステップS52に戻
って処理を行うということは、次のセグメントを待つと
いうことになる。
【0078】ステップS57では加算モードか否かを判
断し、「YES」であればステップS58に移行し、
「NO」であれば図9に示すステップS65に移行す
る。
【0079】ステップS58ではYL≧YL−1か否か
を判断し、「YES」であればステップS59に移行
し、「NO」であればステップS59に移行する。ここ
でYLは現在の積分ピットレベル和、YL−1は現在よ
りも1回転前の積分ピットレベル和である。ところで、
もし現在の積分ピットレベル和が現在よりも1回転前の
積分ピットレベル和より大きいか、等しければ、更に図
1に示したD−Aコンバータ34に供給するフォーカス
アクチュエータを駆動するための駆動データに加算する
オフセット値に“1”(1ビット)を加算すれば現在の
積分ピットレベル和が大きくなることが期待できる。
【0080】ステップS59ではオフセット値に“1”
を加算する。そして再びステップS52に移行する。つ
まり、図1に示したD−Aコンバータ34に供給するフ
ォーカスアクチュエータを駆動するための駆動データに
加算するオフセット値に“1”(1ビット)を加算す
る。そして図9のステップS60に移行する。
【0081】ステップS60では減算モードにセットす
る。そしてステップS61に移行する。つまり、現在の
積分ピットレベル和が1回転前の積分ピットレベル和よ
りも小さい場合は、光ディスク10に対する対物レンズ
18の位置が合焦位置からずれてしまっているので、こ
の場合は図1に示したD−Aコンバータ34に供給する
フォーカスアクチュエータを駆動するための駆動データ
に加算するオフセット値から“1”(1ビット)を減算
する必要がある。
【0082】ステップS61ではオフセット値から
“1”を減算する。そしてステップS62に移行する。
つまり、図1に示したD−Aコンバータ34に供給する
フォーカスアクチュエータを駆動するための駆動データ
からに加算するオフセット値から“1”(1ビット)を
減算する。
【0083】ステップS62ではMD=MD+1の計算
を行う。そしてステップS63に移行する。ここで、M
Dはモードの反転回数である。モードの反転回数は、積
分ピットレベル和YLが1回転前の積分ピット和レベル
YL−1と比較し、増加から減少した、或いは減少から
増加したと判断した場合に数えられるものである。尚、
MDは補正動作を開始する前にイニシャライズ、つま
り、MD=0の演算を行っておく必要がある。
【0084】ステップS63ではMD=Rか否かを判断
し、「YES」であればこのサブルーチンを抜け、「N
O」であればステップS64に移行する。ここで、Rは
フォーカスサーボが収束する回数であり、許容値であ
る。
【0085】ステップS64ではn=0にする。そして
このサブルーチンを抜け、図7に示すステップS3に移
行する。
【0086】さて、図8に示したフローチャートのステ
ップS57で「NO」、つまり、減算モードであると判
断した場合は、図9に示すフローチャートのステップS
65に移行する。
【0087】このステップS65ではYL≧YL−1か
否かを判断し、「YES」であればステップS66に移
行し、「NO」であればステップS67に移行する。こ
こでYLは現在の積分ピットレベル和、YL−1は現在
よりも1回転前の積分ピットレベル和である。ところ
で、もし現在の積分ピットレベル和が現在よりも1回転
前の積分ピットレベル和より大きいか、等しければ、更
に図1に示したD−Aコンバータ34に供給するフォー
カスアクチュエータを駆動するための駆動データに加算
するオフセット値から“1”(1ビット)を減算すれば
現在の積分ピットレベル和が大きくなることが期待でき
る。
【0088】ステップS66ではオフセット値から
“1”を減算する。そして再び図8に示すフローチャー
トのステップS52に移行する。
【0089】ステップS65において「NO」、即ち、
現在の積分ピットレベル和が1回転前の積分ピットレベ
ル和よりも小さいと判断した場合は、ステップS67に
移行する。
【0090】ステップS67では加算モードにセットす
る。そしてステップS68に移行する。つまり、現在の
積分ピットレベル和が1回転前の積分ピットレベル和よ
りも小さい場合は、光ディスク10に対する対物レンズ
18の位置が合焦位置からずれてしまっているので、こ
の場合は図1に示したD−Aコンバータ34に供給する
フォーカスアクチュエータを駆動するための駆動データ
に加算するオフセット値に“1”(1ビット)を加算す
る必要がある。
【0091】ステップS68では図1に示したD−Aコ
ンバータ34に供給するフォーカスアクチュエータを駆
動するための駆動データに加算するオフセット値に
“1”(1ビット)を加算する。そしてステップS62
に移行し、加算モードと同様の処理を行い、最終的に図
7に示したフローチャートのステップS3に移行し、こ
のステップS3において位相補償計算値±オフセット値
の計算を行い、これによって得たディジタル駆動データ
をD−Aコンバータ34に供給する。D−Aコンバータ
34においてディジタル駆動データはアナログ駆動信号
に変換された後にドライブアンプ35において電流増幅
された後に図示しないフォーカスアクチュエータに供給
される。そしてこれによってフォーカスアクチュエータ
が駆動され、対物レンズ18が光ディスク10に対して
合焦位置となるように移動される。
【0092】このように、本例においては、RF信号を
A−Dコンバータ25でディジタルデータとし、このデ
ィジタルデータADRFをサンプリング時刻St1、S
t2及びSt3のサンプリングパルスでラッチしてピッ
トP1のRF信号aのディジタルレベルデータADRF
(St1)、ピットP3のRF信号cのディジタルデー
タADRF(St2)及びミラーレベルMLのディジタ
ルレベルデータADRF(St3)を得、ピットP1の
RF信号aのディジタルレベルデータADRF(St
1)からミラーレベルMLのディジタルレベルデータA
DRF(St3)を減算してピットレベルPaを得、ピ
ットP3のRF信号cのディジタルレベルデータADR
F(St2)からミラーレベルMLのディジタルレベル
データADRF(St3)を減算してピットレベルPc
を得、これらのピットレベルPa及びPcを加算してピ
ットレベル和Xnを1回転分加算し、平均化して積分ピ
ットレベル和YLを得、この積分ピットレベル和YLに
ついて、加算モードのときには現在の積分ピットレベル
和YLが1回転前の積分ピットレベル和YL−1以上の
場合にはオフセット値Lに“1”を加算し、現在の積分
ピットレベル和YLが1回転前の積分ピットレベル和Y
L−1以上でない場合は減算モードにセットし、オフセ
ット値から“1”を減算し、減算モードのときに現在の
積分ピットレベル和YLが1回転前の積分ピットレベル
和YL−1以上の場合にはオフセット値Lから“1”を
減算し、現在の積分ピットレベル和YLが1回転前の積
分ピットレベル和YL−1以上でない場合にはオフセッ
ト値に“1”を加算し、現在モードから加算モード、加
算モードから減算モードに切り換わる回数MDが所定の
モード反転回数Rとなった場合にはオフセット値が最適
なものと判断し、オフセット補正を終了し、次に、位相
補償計算値±オフセット値を計算し、この値をフォーカ
スアクチュエータを駆動するための駆動信号とし、反転
回数MDが所定のモード反転回数(サーボが収束する回
数)Rになっていない場合には次の積分のための初期値
nを“0”に初期化した後に再びピットP1のRF信号
aのディジタルレベルデータADRF(St1)、ピッ
トP3のRF信号cのディジタルレベルデータADRF
(St2)及びミラーレベルMLのディジタルレベルデ
ータADRF(St3)を取り込むようにしたので、初
期状態の光学的、電気的オフセットは勿論のこと、温度
特性、電源変動、その他の経年変化によるオフセットに
精度良く対応でき、光ディスクドライブの信頼性を大幅
に向上させることができると共に、よけいなハード構成
を必要としないので、光ディスクドライブの低コスト化
を図ることができると共に、製造時にオフセットの調整
を1台ずつ調整するといったよけいな作業工程を省くこ
とができ、これによって製造工程を簡略化することがで
きる。そして更に、光ディスク10が1回転する毎に積
分を行い、その積分値が最大となるようにオフセット値
Lを決定するようにしているので、光ディスク10の1
回転中に変動するメディア反射率や偏芯によるトラック
の横断を考慮したフォーカスサーボを行うことができ、
これによって精度の高いフォーカスサーボを行え、再生
時のデータのエラー発生を防止することができる。
【0093】尚、上述の実施例は本発明の一例であり、
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得ることは勿論である。
【0094】
【発明の効果】上述せる本発明によれば、サンプルフォ
ーマットの光ディスクのミラー面とピットでの反射光量
の差を光量差検出手段で検出し、この光量差検出手段か
らの反射光量差に基いて、この反射光量差が最大になる
ようなオフセット電圧をオフセット電圧発生手段で発生
し、光ディスクからの反射光に基いてフォーカスエラー
信号生成手段でフォーカスエラー信号を得、このフォー
カスエラー信号検出手段からのフォーカスエラー信号に
オフセット電圧発生手段からのオフセット電圧を加算手
段で加算し、この加算手段からのオフセット電圧が加算
されたフォーカスエラー信号により、対物レンズをその
光軸方向に駆動制御し、対物レンズによりレーザ光源か
らの出射光を収束して光ディスクに照射し、この光ディ
スクからの反射光に基いて対物レンズの焦平面が光ディ
スクの面となるように制御するフォーカスサーボ装置に
おいて、光量差検出手段で検出した反射光量差を光ディ
スク所定回転数毎に積分手段で積分し、この積分手段で
積分した光ディスク所定回転数毎の積分値が最大となる
ようにオフセット電圧発生手段で発生するオフセット電
圧を制御手段で制御するようにしたので、初期状態の光
学的、電気的オフセットは勿論のこと、温度特性、電源
変動、ディスクの偏芯、メディアの反射率の変化、その
他の経年変化によるオフセットに精度良く対応でき、光
ディスクドライブの信頼性を大幅に向上させることがで
き、精度の高いフォーカスサーボを行ってデータ再生時
のエラー発生を防止すると共に、製造コストを安価にす
ることができる。
【0095】更に上述において本発明によれば、制御手
段が積分手段で積分して得た積分値の増減回数が所定値
となるまで積分手段による演算並びにオフセット電圧の
制御を行うための演算を行うようにしたので、上述の効
果に加え、フォーカスサーボを確実に収束させることが
でき、これによってより精度の高いフォーカスサーボを
行い、良好な再生データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明フォーカスサーボ制御装置の一実施例を
示す構成図である。
【図2】本発明フォーカスサーボ制御装置の一実施例の
説明に供する光ディスク上におけるサーボエリアを示す
説明図である。
【図3】本発明フォーカスサーボ制御装置の一実施例の
説明に供する光ディスクのフォーマットをディスク上で
示す説明図である。
【図4】本発明フォーカスサーボ制御装置の一実施例の
説明に供するサーボエリアのピットから得たRF信号を
示す説明図である。
【図5】本発明フォーカスサーボ制御装置の一実施例の
説明に供するミラーレベルとピットの変調を説明するた
めの説明図である。
【図6】本発明フォーカスサーボ制御装置の一実施例の
説明に供するサーボエリアのピットの検出を説明するた
めの説明図である。
【図7】本発明フォーカスサーボ制御装置の一実施例の
説明に供するメインルーチンのフローチャートである。
【図8】本発明フォーカスサーボ制御装置の一実施例の
説明に供するサブルーチンのフローチャートである。
【図9】本発明フォーカスサーボ制御装置の一実施例の
説明に供するサブルーチンのフローチャートである。
【図10】従来のフォーカスサーボ制御装置の例を示す
構成図である。
【図11】従来のフォーカスサーボ制御装置の例の説明
に供するフォーカスエラー信号にオフセットが乗る原因
を説明するための説明図である。
【図12】従来のフォーカスサーボ制御装置の例の説明
に供するフォーカスエラー信号にオフセットが乗った場
合に得られるRF信号を説明するための説明図である。
【符号の説明】
10 光ディスク 11 スピンドルモータ 12 オプティカルブロック 13 レーザーダイオード 14 コリメータレンズ 15 ビームスプリッタ 16 ガルバノミラー 17 45度ミラー 18 対物レンズ 19 リニアモータ 20 集光レンズ 21 シリンドリカルレンズ 22 フォトダイオード(4分割ディテクタ) 23 ヘッドアンプ 24 PLL回路 25、31 A−Dコンバータ 26 タイミング発生回路 27、28、29、32 ラッチ回路 30 バス 34 D−Aコンバータ 35 ドライブアンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプルフォーマットの光ディスクのミ
    ラー面とピットでの反射光量の差を検出する光量差検出
    手段と、この光量差検出手段からの反射光量差に基い
    て、この反射光量差が最大になるようなオフセット電圧
    を発生するオフセット電圧発生手段と、上記光ディスク
    からの反射光に基いてフォーカスエラー信号を得るフォ
    ーカスエラー信号生成手段と、このフォーカスエラー信
    号検出手段からのフォーカスエラー信号に上記オフセッ
    ト電圧発生手段からのオフセット電圧を加算する加算手
    段とを備え、この加算手段からのオフセット電圧が加算
    されたフォーカスエラー信号により、上記対物レンズを
    その光軸方向に駆動制御し、対物レンズによりレーザ光
    源からの出射光を収束して光ディスクに照射し、この上
    記光ディスクからの反射光に基いて上記対物レンズの焦
    平面が上記光ディスクの面となるように制御するフォー
    カスサーボ装置において、 上記光量差検出手段で検出した反射光量差を上記光ディ
    スク所定回転数毎に積分する積分手段と、 この積分手段で積分した上記光ディスク所定回転数毎の
    積分値が最大となるように上記オフセット電圧発生手段
    で発生するオフセット電圧を制御する制御手段とを備え
    たことを特徴とするフォーカスサーボ制御装置。
  2. 【請求項2】 上記制御手段は、上記積分手段で積分し
    て得た積分値の増減回数が所定値となるまで上記積分手
    段による演算並びに上記オフセット電圧の制御を行うた
    めの演算を行うようにしたことを特徴とするフォーカス
    サーボ制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100390808B1 (ko) * 1998-11-19 2003-11-15 주식회사 대우일렉트로닉스 안정화된 포커스 오케이신호 발생회로

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100390808B1 (ko) * 1998-11-19 2003-11-15 주식회사 대우일렉트로닉스 안정화된 포커스 오케이신호 발생회로

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