JPH08185634A - フォーカスオフセット調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ディスク装置の使用時に、面振れによるデフ
ォーカスの影響を受けることなく、周囲温度，経年変化
に対しても信頼性の高い記録再生を可能とする。 【構成】ウォブル信号生成回路１０８でディスク回転周
波数のｎ倍のウォブル信号を生成し、フォーカスサーボ
ループに注入する。注入されたウォブル信号の正区間，
負区間における最大記録周波数の再生信号エンベロープ
をサンプリングし、積算器１１５，１１６でディスク回
転周期の期間積算した結果の差からオフセット量を検出
して、フォーカスオフセットを補正するためのオフセッ
ト電圧を出力する。出力されたオフセット電圧を加算器
１０６でフォーカス誤差信号ＦＥに加算することにより
フォーカスオフセット調整を適切に行なう。

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い
て、特に光スポットの焦点を光ディスク記録面上に追従
させるフォーカスサーボ装置のオフセットを調整するた
めのフォーカスオフセット調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置で、サーボ技術はその中
核をなす技術である。光ディスク装置におけるサーボ系
は、光ディスクの記録部分に光ビームを正確に追従させ
る制御（フォーカスサーボ，トラッキングサーボ，スレ
ッドサーボ）と、記録媒体である光ディスクの回転制御
（スピンドルセーボ）がある。

【０００３】光ディスク装置で、光ディスクの面振れは
０．２〜０．３mm程度あり、場合によっては１mm程度も
発生するが、光ディスク用ピックアップの対物レンズの
焦点深度は僅か±１μｍ程度である。そのため、対物レ
ンズ上下に動かしてレンズと光ディスクの距離をレンズ
の焦点深度内に収めるためのフォーカスサーボ系は、光
ディスクの記録再生には欠かせない重要な技術となって
いる。

【０００４】フォーカス制御を行なうためのフォーカス
誤差信号を検出する方法として、光学系の非点収差を用
いて光ディスクの情報記録面が対物レンズの焦平面にあ
るときに非点収差光学系のビーム断面が円形となる位置
に四分割ディテクタを設置し、その四つの出力信号を演
算することによりフォーカス誤差信号ＦＥを得て、フォ
ーカス誤差を検出する非点収差法がある。非点収差法は
光学系の小型化に適しており検出感度も高いが、四分割
ディテクタと入射ビームとの位置調整が必要である。こ
の調整の段階で、四分割ディテクタの中心に入射ビーム
の中心が位置していない場合には、情報記録面が対物レ
ンズの焦平面となっている場合でもフォーカス誤差信号
ＦＥ値は零とはならず、フォーカス誤差信号ＦＥにオフ
セットが生じる。また、四分割ディテクタの検出感度や
演算素子のばらつき等によってもフォーカス誤差信号Ｆ
Ｅにオフセットが生じる。

【０００５】従って、正しくオフセットの調整がなされ
ていない光ディスク装置では、いわゆるデフォーカス状
態で記録再生されることになるため、デフォーカスによ
る反射光量の低下、周波数特性の劣化あるいはサーボが
外れやすくなる等の問題が発生し、情報記録再生の信頼
性が低下してしまう。そのため、オフセット調整が不可
欠である。このオフセットの調整は、生産効率の向上と
コスト低減の大きな障害となっている。また、製造工程
で高精度で最適なフォーカスオフセット調整を行なった
場合でも、周囲温度の変化や部品特性の経年変化に対し
て常に最適な調整状態を保つことは困難である。

【０００６】そのため、フォーカスオフセットを調整す
るために、デフォーカス信号をフォーカスサーボループ
に重畳させ、再生信号のレベル変化によりフォーカスオ
フセットの調整を行なう方法が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法に
おけるフォーカスオフセット調整時に重畳するデフォー
カス信号と再生信号レベルの検出方法は、デイスク回転
により発生する面振れによるデフォーカスの影響を考慮
していなかった。

【０００８】本発明の目的は、光ディスク装置における
フォーカスオフセット調整時に、ディスク面振れによる
デフォーカスの影響を受けることなくフォーカスオフセ
ットの調整を行なうことを可能とするフォーカスオフセ
ット調整装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は光ディスク装置全体の制御を行なうための
システム制御手段と、光ディスク装置のフォーカスサー
ボ制御手段の他に、オフセットを検出するためのサーボ
ループに注入するウォブル信号を生成するウォブル信号
生成手段と、前記ウォブル信号生成手段により生成され
たウォブル信号をフォーカスサーボループに注入するた
めのウォブル信号加算手段と、ウォブル信号を注入した
時にフォーカス和信号，トラッキング和信号もしくはピ
ット再生信号から特定信号のみを抽出する特定信号抽出
手段と、前記特定信号抽出手段により抽出された特定信
号のエンベロープを検出するエンベロープ検波手段と、
前記エンベロープ検波手段で検出した特定信号のエンベ
ロープ値をサンプルホールドするサンプルホールド手段
と、ウォブル信号正区間と負区間のそれぞれの前記サン
プルホールド手段によりサンプルホールドされた特定信
号のエンベロープ値を積算するための積算手段と、前記
積算手段によるウォブル信号正区間と負区間それぞれの
特定信号エンベロープの積算結果を比較する比較手段
と、前記比較手段の結果からフォーカス誤差信号に加え
るオフセット電圧を算出し出力するオフセット算出手段
と、前記オフセット算出手段により出力されたオフセッ
ト電圧をフォーカス誤差信号に加算するためのオフセッ
ト加算手段とを有する。

【００１０】

【作用】本発明でフォーカスオフセット調整を行なう場
合、フォーカス，トラッキング，スレッド，スピンドル
サーボを動作させた状態で行なう。ウォブル信号生成手
段により生成したウォブル信号をウォブル信号加算手段
によりフォーカスサーボループに注入する。フォーカス
オフセットが正しく調整されている場合、フォーカスサ
ーボループに注入されるウォブル信号の正区間と負区間
では、特定信号抽出手段により抽出された特定信号のエ
ンベロープ値は等しくなる。エンベロープ検波手段は、
特定信号のエンベロープ検波を行ない、検波された特定
信号のエンベロープはサンプルホールド手段によりサン
プルホールドされる。積算手段は、フォーカスサーボル
ープに注入されたウォブル信号の正区間と負区間におけ
る特定信号のサンプル値の総和を求め、比較手段により
比較される。この際の、ウォブル信号生成手段により生
成されるウォブル信号の振幅と周波数、特定信号サンプ
ル値の総和を求める期間を適切に設定することにより、
面振れによるデフォーカスの影響を除去することができ
る。オフセット算出手段は、特定信号のサンプル値の総
和の比較結果により、ウォブル信号の正区間と負区間に
おける特定信号のサンプル値の総和が等しくなるような
オフセット電圧を出力する。出力されたオフセット電圧
は、オフセット加算手段によりフォーカス誤差信号に加
算されるため、ウォブル信号の正区間と負区間における
特定信号のサンプル値の総和が等しくなり、フォーカス
オフセットは面振れによるデフォーカスが存在する場合
でも正しく調整される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明によるフォーカスオフセット調
整装置の実施例を図面を参照して説明する。

【００１２】図１は、本発明によるフォーカスオフセッ
ト調整装置をＣＣＳ（Ｃomposit Ｃontinuous Servo)方
式光磁気ディスク装置に適用した実施例を示す回路ブロ
ック図である。図１で、１０１は図示しない対物レンズ
からの反射光を電気信号に変換するための四分割ディテ
クタ、１０２，１０３は四分割ディテクタ１０１の出力
を加算するための加算器、１０４はフォーカス誤差信号
ＦＥを得るための減算器、１０５はフォーカス和信号Ｆ
Ｓを得るための加算器、１０６はフォーカス誤差信号Ｆ
Ｅに対しフォーカスオフセット調整のためのオフセット
電圧を加える加算器、１０７はフォーカス誤差信号ＦＥ
により図示しないフォーカスアクチュエータにより対物
レンズを制御する駆動信号Ｆ−ＤＲＶを出力する位相補
償回路、１０８はフォーカスサーボ系に注入するウォブ
ル信号Ｗ−ＤＲＶを生成するためのウォブル信号生成回
路、１０９は位相補償回路１０７から出力されるＦ−Ｄ
ＲＶ信号にウォブル信号Ｗ−ＤＲＶを加えるための加算
器、１１０は最短記録周期の繰返し信号を取り出すため
のＢＰＦ（Ｂand Ｐass Ｆilter)、１１１はＢＰＦ１１
０の出力をエンベロープ検波するためのエンベロープ検
波回路、１１２はエンベロープ検波回路１１１の出力を
サンプルホールドするためのサンプルホールド回路、１
１３はサンプルホールド回路１１２の出力先を切り替え
るためのスイッチ、１１４はスイッチ１１３を切り替え
るための制御信号をウォブル信号生成回路１０８により
生成されたウォブル信号Ｗ−ＤＲＶを比較して生成する
ための比較器、１１５，１１６は最短記録周期における
フォーカス和信号ＦＳのサンプルホールド値をそれぞれ
積算するための積算器、１１７は積算器１１５，１１６
の積算結果の大小を比較するための減算器、１１８は減
算器１１７の結果によるフォーカスオフセット調整のた
めのオフセット電圧を出力するオフセット出力回路、１
１９は光ディスク装置全体を制御するドライブマイコン
である。

【００１３】光ディスク装置の電源投入時もしくは記録
媒体（光ディスク）の交換がなされた場合、ドライブマ
イコン１１９はフォーカスオフセットの調整を行なう。
フォーカスオフセットの調整は、フォーカスサーボ，ト
ラッキングサーボ，スレッドサーボが動作している状態
で行なう。四分割ディテクタ１０１には図示しない記録
媒体である光ディスクからの反射光が入射され、加算器
１０２，１０３と減算器１０４によりフォーカス誤差信
号ＦＥが算出される。位相補償回路１０７は入力された
フォーカス誤差ＦＥにより常にＦＥ＝０となるように対
物レンズを上下に動かすための駆動信号Ｆ−ＤＲＶを出
力する。

【００１４】入射ビームの中心が四分割ディテクタ１０
１の中心となるように正しく調整がなされていない場
合、または経年変化や温度変化により四分割ディテクタ
１０１の検出感度にばらつきがある場合、もしくはフォ
ーカス誤差信号ＦＥを算出するための加算器１０２，１
０３と減算器１０４の性能にばらつきや誤差がある場合
には、一例として図２に示すように、フォーカス誤差信
号ＦＥ＝０の場合でデフォーカス量αを持ち、デフォー
カス量が零の場合に対してフォーカス誤差ＦＥはβのオ
フセット持つ。このような場合、フォーカスオフセット
を調整しないと対物レンズはフォーカスサーボ制御によ
り、常にデフォーカスαを持つ状態で制御される。その
ため、デフォーカスにより光ディスクからの再生信号が
減少し、さらに周波数特性も悪化するため正確な情報の
再生が不可能となる場合がある。また、記録を行なう場
合でも、焦点ずれにより記録に必要な熱量を得られず正
しく記録できない可能性がある。

【００１５】フォーカス和信号ＦＳに着目した場合、フ
ォーカス和信号ＦＳは四分割ディテクタ１０１の全体の
光量から算出される。そのため、前述のような原因によ
りフォーカス誤差信号ＦＥ＝０でデフォーカス量αを持
つ場合でも、フォーカス和信号ＦＳが最大となるのはデ
フォーカス量が零の場合であるため、フォーカスオフセ
ットの調整はフォーカス和信号ＦＳにより調整すれば良
い。

【００１６】フォーカスオフセット調整におけるウォブ
ル信号Ｗ−ＤＲＶとフォーカス和信号ＦＳのエンベロー
プとの関係を図３に示す。フォーカス和信号ＦＳはデフ
ォーカス量が零の場合に最大となり、デフォーカスによ
りその大きさは減少する。フォーカスオフセットが零に
調整されている場合には、サーボ制御によりデフォーカ
ス量が零の位置に対物レンズの焦点は制御される。この
状態で図３（ａ）に示すようにフォーカスサーボループ
にウォブル信号Ｗ−ＤＲＶを注入し、強制的にフォーカ
スがずれる様にフォーカスアクチュエータによって対物
レンズを駆動すると、ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶによりフ
ォーカス和信号ＦＳの振幅は減少する。しかし、フォー
カス和信号ＦＳが最大となるところを中心にフォーカス
アクチュエータが駆動されるため、ウォブル信号Ｗ−Ｄ
ＲＶの正部分と負部分におけるフォーカス和信号ＦＳの
変化は等しくなり、ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの正部分と
負部分におけるフォーカス和信号ＦＳのエンベロープは
等しくなる。逆に図３(ｂ）に示すようにフォーカスオ
フセットが零に調整されていない場合、サーボ制御によ
りデフォーカス量αの位置で対物レンズの焦点は制御さ
れる。この状態でフォーカスサーボループにウォブル信
号Ｗ−ＤＲＶが注入されたとき、デフォーカス量αの位
置を中心にフォーカスアクチュエータによって対物レン
ズが駆動されるため、デフォーカス量が小さくなるよう
な負のウォブル信号Ｗ−ＤＲＶが与えられた場合にはフ
ォーカス和信号ＦＳの振幅は大きくなり、デフォーカス
量が大きくなるような正のウォブル信号Ｗ−ＤＲＶが与
えられた場合にはフォーカス和信号ＦＳの振幅は小さく
なるため、ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの正部分と負部分に
おけるフォーカス和信号ＦＳのエンベロープを比べた場
合、二つのフォーカス和信号ＦＳのエンベロープは等し
くならない。以上のような関係から、フォーカスサーボ
ループにウォブル信号Ｗ−ＤＲＶを注入した場合のウォ
ブル信号Ｗ−ＤＲＶの正区間と負区間におけるフォーカ
ス和信号ＦＳのエンベロープが等しくなるようにすれ
ば、フォーカス和信号ＦＳが最大となりフォーカスオフ
セットを最適に調整することができる。

【００１７】フォーカス和信号ＦＳでフォーカスオフセ
ットの調整を行なう場合、ディスクに設けられたピット
部のピット長の違いやピット間隔によりフォーカス和信
号ＦＳの大きさが異なるため、フォーカスオフセット調
整を行なう場合にピット長，ピット間隔の違いによる影
響を除去するには、調整に用いるピット長を規定する必
要がある。デフォーカスによって再生スポット径が変化
するため、この影響は再生周波数特性に顕著に表れる。
したがって、光ディスク装置の採用している符号変調方
式の最短記録ピットにおけるフォーカス和信号ＦＳを用
いれば検出感度を高くできる。例えば、ＩＳＯ（国際標
準化機構）規格のＣＣＳ方式の３．５″光磁気ディスク
装置を例にとると、（２，７）ＲＬＬ変調の最短記録周
期となる３Ｔ周期（Ｔ：チャンネルビット周期）のフォ
ーカス和信号ＦＳを用いてフォーカスオフセット調整を
行なう。

【００１８】本実施例に用いるＣＣＳ方式の光磁気ディ
スク装置は、ＲＯＭ，ＲＡＭ，パーシャルＲＯＭの３種
類のディスクに対応している。光磁気ディスク装置にＲ
ＯＭ，パーシャルＲＯＭディスクを用いる場合、ＲＯＭ
部分にはランダムなデータが予め記録されていると考え
ればフォーカス誤差のオフセット調整に用いる最短ピッ
トはＲＯＭ部分全体に均一に分布していると考えられ、
普通にＲＯＭ部の記録データの再生を行なえば、再生デ
ータ中には平均的に最短記録周期の信号が存在する。し
かし、ＲＡＭディスクや、パーシャルＲＯＭディスクの
ＲＡＭ部のデータエリアにはピットが存在しない。その
ため、データエリア再生信号の最短記録周期を用いてフ
ォーカスオフセットを調整することはできない。しか
し、図４のＩＳＯ規格のＣＣＳ方式３．５″光磁気ディ
スク装置のディスクフォーマットに示すように、ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭに係らずセクタ先頭には予めフォーマットさ
れた部分がある。この中のＶＦＯ部分（ＶＦＯ１〜３）
のデータはＰＬＬ（Ｐhase Ｌocked Ｌoop）ロック用の
最短記録周期連続データパターンであり、最短記録周期
の繰返し信号が書き込まれており、これを用いてフォー
カスオフセット調整を行なうことができる。プリフォー
マットされたＶＦＯ部分でのフォーカス和信号ＦＳによ
りフォーカスオフセット調整を行なえば、ＲＡＭディス
ク，パーシャルＲＯＭディスク，ＲＯＭディスクのいず
れを用いた場合でも同様にフォーカスオフセット調整を
行なうことができる。

【００１９】また、調整を行う位置として、ＩＳＯ規格
のＣＣＳ方式３．５″光磁気ディスク装置のようにディ
スクを角速度一定で駆動し、記録再生周波数が一定のＣ
ＡＶ（Ｃonstant Ａngular Ｖelocity）方式の光ディス
ク装置では、フォーカスオフセット調整を行なうトラッ
クを最内周とする。これは、ＣＡＶ方式の場合、記録再
生周波数は一定であるが、内外周で線速度が異なること
から外周ほどピット長が長くなり線記録密度が低くなる
ため、内外周で光学的周波数特性が異なり、図５に示す
ようにＶＦＯ振幅のデフォーカス特性が異なるためであ
る。デフォーカスに対しＶＦＯ振幅変化が大きい方が検
出感度を高くできるため、フォーカスオフセット調整は
前述のように最内周で行なう方がよい。

【００２０】以下、図１を用いてプリフォーマットされ
たＶＦＯ部分でのフォーカス和信号ＦＳによりフォーカ
スオフセット調整を行なう実施例の説明を行なう。ドラ
イブマイコン１１９はフォーカスオフセットの調整を行
なうため、まず、ウォブル信号生成回路１０８と積算器
１１５，１１６とオフセット出力回路１１８に制御信号
を送り、ウォブル信号生成回路１０８にウォブル信号Ｗ
−ＤＲＶを発生させ、積算器１１５，１１６の積算結果
をクリアし、オフセット出力回路１１８のオフセット出
力電圧を０とする。ウォブル信号生成回路１０８により
生成されたウォブル信号Ｗ−ＤＲＶは加算器１０９によ
り位相補償回路１０７から出力されるＦ−ＤＲＶ信号に
加算される。

【００２１】ウォブル信号生成回路１０８により生成さ
れるウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの振幅は数μｍフォーカス
アクチュエータを動かす量であり、ウォブル信号Ｗ−Ｄ
ＲＶの振幅（デフォーカス量）が大きいほどＶＦＯ振幅
の変化が大きくオフセット調整が容易になるため大きい
ほどよい。しかし、現実的なウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの
振幅は、経年変化，温度変化により発生したフォーカス
オフセットが存在する場合でも、ウォブル信号Ｗ−ＤＲ
Ｖ注入によりフォーカスサーボ制御が正しく行なうこと
のできる、フォーカス誤差信号ＦＥが線形とみなせる領
域を越えない大きさの振幅である。また、ウォブル信号
Ｗ−ＤＲＶによるデフォーカスによりトラッキング信号
が低下するため、トラッキング信号の低下によりトラッ
キングサーボがはずれない大きさの振幅である。

【００２２】フォーカスオフセット調整時には、ディス
ク回転による面振れが発生している。そのため面振れに
よるデフォーカスが発生する。図６（ａ）に示すように
面振れによるデフォーカスを振幅ａの正弦波とする。こ
の時の面振れ周期Ｔは、ディスク回転周期となる。も
し、図６（ａ）に示すように面振れによるデフォーカス
最大値ａの場合にウォブル信号を印加しフォーカスオフ
セット調整を行なった場合、ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶは
図６（ｂ）に示すように面振れによるデフォーカスａの
影響を受け、デフォーカス量０を中心として振動しなく
なる。そのため、経年変化や温度変化により発生するオ
フセットαの他に面振れによるオフセットを零にするよ
うに図６（ｃ）に示すように調整され、結果的に面振れ
のデフォーカス量ａのオフセットを含めたオフセットβ
で調整される。

【００２３】面振れによるデフォーカスがウォブル信号
Ｗ−ＤＲＶのデフォーカスの影響を検討するため、ウォ
ブル信号Ｗ−ＤＲＶ正区間と負区間における面振れによ
るデフォーカス量の総和を求める。図７に示すように振
幅ａ周期Ｔの面振れに対し、ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの
周期Ｔｗ＝Ｔ／ｎ（ｎ：１以上の正整数）、ウォブル信
号Ｗ−ＤＲＶと面振れとの位相差をφ、面振れ周期Ｔ＝
２πとすると、面振れ周期内におけるウォブル信号Ｗ−
ＤＲＶ正区間の面振れデフォーカス量の総和Ａと、面振
れ周期内におけるウォブル信号Ｗ−ＤＲＶ負区間の面振
れデフォーカス量の総和Ｂは数１となる。

【００２４】

【数１】

【００２５】ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶ正区間と負区間で
のデフォーカス量の総和が等しい場合には、ウォブル信
号Ｗ−ＤＲＶに対する面振れの影響を除去することがで
きる。つまり、数１からＡ＋Ｂ＝０となればよい。

【００２６】

【数２】

【００２７】ここで、ｎ＝１の場合sin(π）＝０となる
ためＡ＋Ｂ＝０となる。また、数２における下線部分は
ｎ＝２以上の正整数の場合、数３に示すように０とな
る。

【００２８】

【数３】

【００２９】そのため、ｎ＝１以上でＡ＋Ｂ＝０とな
り、面振れ周期におけるデフォーカスの総和は、ウォブ
ル信号Ｗ−ＤＲＶ正区間と負区間で等しいため、面振れ
によるデフォーカスの影響を除去できる。この場合、ウ
ォブル信号Ｗ−ＤＲＶと面振れとの位相差φは無関係で
ある。また、ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの周波数をディス
ク回転周波数の１／ｎ倍（ｎは１以上の正整数）とした
場合も同様にウォブル信号Ｗ−ＤＲＶ周期における面振
れによるデフォーカスの総和は、ウォブル信号Ｗ−ＤＲ
Ｖ正区間と負区間で等しいため面振れによるデフォーカ
スの影響を除去することができる。

【００３０】しかし、ｎ＝１の場合、図８に示すように
ウォブル振幅ｂが面振れ振幅ａより小さく位相差がπの
場合には、ウォブルと面振れによるデフォーカス量の総
和はウォブル正区間で負、ウォブル負区間で正となり、
フォーカスサーボループに印加されることになる。その
場合、フォーカスオフセット調整時にウォブル正区間で
正のデフォーカスを加えているつもりでも実際には負の
デフォーカスが印加されるため、調整時の極性が反転
し、正しく調整できなくなってしまう。これはウォブル
負区間でも同様であり、このような問題が発生しないた
めには、ウォブル正区間で、ウォブルによるデフォーカ
ス量の総和＋面振れによるデフォーカス量の総和＞０、
ウォブル負区間で、ウォブルによるデフォーカス量の総
和＋面振れによるデフォーカス量の総和＜０となる関係
式が満たさなければならない。面振れを振幅ａの正弦波
とすると、ｎ＝１の場合のウォブル正区間における面振
れによるデフォーカス量の総和は２ａ・ｃｏｓφとな
る。面振れの振幅ａはディスクにより決定されるため、
設定可能な要素は面振れとウォブルの位相差，ウォブル
振幅，ウォブル波形である。設定可能な要素をウォブル
によるデフォーカス量の総和が上記の関係式を満たすよ
うに、適切に設定すればｎ＝１の場合でも面振れデフォ
ーカスによる調整時の極性反転が発生せず、面振れによ
るデフォーカスの影響を除去できる。

【００３１】しかし、面振れの振幅と位相差を測定する
ことは調整回路規模の像かとなり、ウォブルによるデフ
ォーカス量の総和を増やすためのウォブル信号振幅は上
記の条件から制限される。ｎ≧２の場合には、ウォブル
正区間における面振れによるデフォーカス量の総和は０
となり、面振れの影響を受けない。そのため、本実施例
ではウォブル信号生成回路１０８により生成されるウォ
ブル信号Ｗ−ＤＲＶの周波数はディスク回転周波数のｎ
倍もしくは１／ｎ倍に設定する。（ｎ：２以上の正整
数）また、フォーカスオフセットを調整するためにフォ
ーカス和信号ＦＳのエンベロープをサンプリングする期
間は、ディスク回転周期のｎ倍とすることによりディス
ク面振れによるデフォーカスのウォブル信号Ｗ−ＤＲＶ
への影響を除去することができる。

【００３２】実際にウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの周波数を
ディスク回転周波数のｎ倍に設定する場合、ｎの値は次
のような要因により制限される。まず第一にウォブル信
号Ｗ−ＤＲＶに対しフォーカスサーボが追従するために
ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの周波数はフォーカスサーボ帯
域以下である必要がある。次にフォーカスアクチュエー
タの最大加速度からも制限される。例えば、正弦波によ
りアクチュエータをウォブルさせる場合、（２×π×ウ
ォブル周波数）²×ウォブル振幅で表される加速度をア
クチュエータで発生させる必要があり、この加速度がフ
ォーカスアクチュエータの最大加速度以下となるように
ウォブル振幅，周波数を設定する必要がある。また、ウ
ォブル信号Ｗ−ＤＲＶの正負区間に本実施例ではＶＦＯ
部のフォーカス和信号ＦＳのエンベロープをサンプリン
グするため、サンプリング定理からウォブル信号Ｗ−Ｄ
ＲＶの周波数はＶＦＯ部のフォーカス和信号ＦＳエンベ
ロープのサンプリング周波数、つまり、セクタ周波数の
１／２以下である必要がある。

【００３３】以上のような要因によりウォブル信号Ｗ−
ＤＲＶの周波数をディスク回転周波数のｎ倍に設定する
ｎの値は制限されるが、面振れによるデフォーカスの影
響を除去するためにディスク回転周期の間、ＶＦＯ部の
フォーカス和信号ＦＳエンベロープのサンプリング値を
積算する必要があるため、ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの周
波数はｎ＝２のディスク回転周波数の２倍とすれば問題
ない。そのため、本実施例ではｎ＝２とし、ディスク回
転周期をウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの周期とした。また、
ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶの波形はフォーカスサーボがウ
ォブル信号Ｗ−ＤＲＶによるデフォーカスに追従できる
ように微小変化量が少ない正弦波や三角波を用いる。

【００３４】以上のように設定されウォブル信号生成回
路１０８により生成されたウォブル信号Ｗ−ＤＲＶを注
入されたフォーカスサーボループは、ウォブル信号Ｗ−
ＤＲＶの振幅に対応するデフォーカス量が加えられる。
そのため、フォーカスアクチュエータはフォーカスオフ
セット調整前のデフォーカス量αを中心として強制的に
駆動される。ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶによって変調され
たフォーカス和信号ＦＳは、加算器１０５からＢＰＦ１
１０に出力される。

【００３５】ＢＰＦ１１０に入力されたフォーカス和信
号５１０から、セクタ先頭に位置するプリフォーマット
されたデータのＶＦＯ部分である最短記録周期の繰返し
信号のみを取り出すように中心周波数が設定されてい
る。図９に示すようにＢＰＦ１１０の出力である最短記
録周期の信号５１１は、エンベロープ検波回路１１１で
エンベロープ検波され、最短記録周期の振幅値に依存し
たエンベロープ信号５１２となる。サンプルホールド回
路１１２はエンベロープ信号５１２のピーク値を次のセ
クタ先頭のプリフォーマット部分までサンプルホールド
する。サンプルホールド回路１１２によりＶＦＯ部にお
けるフォーカス和信号ＦＳの値は１セクタの間保持され
る。１セクタの間保持されたフォーカス和信号ＦＳの値
は、スイッチ１１３により積算器１１５もしくは積算器
１１６に出力される。スイッチ１１３を制御する信号
は、ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶが正の場合ＯＮ、負の場合
ＯＦＦとなる２値の信号であり、注入したウォブル信号
Ｗ−ＤＲＶを比較器１１４で比較することにより得られ
る。

【００３６】積算器１１５，１１６は、フォーカスオフ
セット調整開始時にドライブマイコン１１９からの制御
信号により積算結果がクリアされ、サンプルホールド回
路１１２の出力をある決められた時間だけ積算する。積
算を行なう時間は前述のとおり面振れによるデフォーカ
スの影響を除去するため、ディスク回転周期とする。積
算されるフォーカス和信号ＦＳは、フォーカスサーボだ
けでなくトラッキングサーボ，スレッドサーボも動作し
ているため、トラッキングずれによる信号の低下は無
い。注入されたウォブル信号Ｗ−ＤＲＶが正の場合、サ
ンプルホールド回路１１２の出力はスイッチ１１３によ
り積算器１１５に入力され、１セクタにつき一回だけ積
算結果に加算される。注入されたウォブル信号Ｗ−ＤＲ
Ｖが負の場合、サンプルホールド回路１１２の出力はス
イッチ１１３により積算器１１６に入力され、１セクタ
につき一回だけ積算結果に加算される。また、一定時間
積算することにより、雑音による影響が平均化され除去
される。このように積算器１１６，１１５が、ウォブル
信号Ｗ−ＤＲＶが正区間，負区間それぞれのＶＦＯ部の
フォーカス和信号ＦＳの出力結果を一定時間積算した結
果は、減算器１１７により比較される。減算器１１７
は、入力された積算器１１５の積算結果から積算器１１
６の積算結果を減算し、比較結果としてオフセット出力
回路１１８に出力する。

【００３７】オフセット出力回路１１８は、入力された
比較結果によりフォーカスオフセットを調整するための
オフセット電圧を出力する。入力された比較結果が負の
場合、つまり図３（ｂ）に示すようにウォブル信号Ｗ−
ＤＲＶ正区間の積算結果がウォブル信号Ｗ−ＤＲＶ負区
間の積算結果よりも小さい場合には合焦点よりもディス
クに対し近く設定されているため、対物レンズを遠ざけ
る方向のオフセット電圧をフォーカス誤差ＦＥに加えれ
ばフォーカスオフセットを調整することができる。ま
た、ウォブル信号Ｗ−ＤＲＶ正区間の積算結果がウォブ
ル信号Ｗ−ＤＲＶ負区間の積算結果よりも大きい場合に
は、合焦点よりもディスクに対し遠く設定されているた
め、対物レンズを近づける方向のオフセット電圧をフォ
ーカス誤差ＦＥに加算すればフォーカスオフセットを調
整することができる。

【００３８】オフセット出力回路１１８は、電源投入
時，フォーカスオフセット調整開始時もしくはリセット
時、ドライブマイコン１１１からの制御信号によりオフ
セット出力電圧は０となる。また、オフセット出力回路
１１８は、フォーカスオフセット調整を開始して積算結
果の比較結果が減算器１１７から入力されると、図１０
に示すような比較結果と適正オフセット出力電圧の関係
により、入力された比較結果により決まるオフセット電
圧を出力する。出力されたオフセット電圧は、加算器１
０６でフォーカス誤差ＦＥに加算される。図１１に示す
ようにデフォーカスαを持つフォーカス誤差ＦＥに対
し、オフセット出力回路１１８の出力オフセット電圧β
を加算することによりフォーカスオフセットが調整され
る。オフセット出力回路１１８は、オフセット電圧を出
力するとフォーカスオフセット調整の終了を知らせる制
御信号をドライブマイコン１１９に出力する。ドライブ
マイコン１１９はフォーカスオフセット調整の終了を検
知し、ウォブル信号生成回路１０８によりウォブル信号
Ｗ−ＤＲＶの生成を制御信号により終了させ、フォーカ
スオフセット調整処理が全て終了する。

【００３９】本発明の実施例によれば、電源投入，ディ
スク交換時にフォーカスオフセットの調整が行なわれ
る。その際にウォブル信号の周波数をディスク回転周期
のｎ倍、サンプルした信号振幅の積算時間をディスク回
転周期とすることによりディスク面振れによるデフォー
カスの影響を受けないため、記録再生を行なう光ディス
クの状態や記録再生環境の違い、あるいは、周囲温度の
変化や部品特性の経年変化に対しても常に最適なフォー
カスオフセット調整が行なわれ、信頼性の高い情報再生
を行なうことが可能である。

【００４０】なお、本実施例で、フォーカスオフセット
調整のためのオフセット電圧は比較結果と適正オフセッ
ト電圧の関係から一意的に求めたが、オフセット調整単
位電圧Δを設定し、ウォブル信号の正区間と負区間にお
けるエンベロープが等しくなるまで減算器１１７の結果
の正負によりオフセット電圧をΔだけ増減して最終的に
適切なオフセット電圧を設定してもよい。

【００４１】また、本発明をディスクを角速度一定で駆
動し、ディスク上の記録領域を同心円状の複数のゾーン
に分割し、記録再生周波数を外周のゾーンになるほど高
くするＺＣＡＶ（Ｚone Ｃonstant Ａngular Ｖelocit
y）方式の光ディスク装置に適応する場合には、各ゾー
ン内では内外周の記録密度が異なり外周ほど記録密度が
低くなっている。したがって、特定ゾーンの最内周でフ
ォーカスオフセット調整を行なえばよい。さらに、ディ
スク上の線速度を一定になるようにディスクを駆動し、
記録再生周波数が一定となるＣＬＶ（Ｃonstant Ｌinea
r Ｖelocity）方式の光ディスク装置に適応する場合に
は、フォーカスオフセット調整を行なうトラックにより
ディスクの回転速度が異なるため、調整を行なうトラッ
クや調整時間により積算時間を変える必要がある。ある
いは、調整を行なうトラック位置，トラック数を限定し
て調整を行なうことにより、トラックによるディスク回
転周期の違いを考慮することなくＣＡＶ方式の本実施例
と同様にフォーカスオフセットの調整を行なうことがで
きる。

【００４２】また、本実施例ではフォーカス和信号から
最短記録周期の信号を得るようにしたが、ピットからの
再生信号が含まれた信号であれば良く、トラッキング和
信号から最短記録周期の信号を得るようにしてもよい。

【００４３】また、本実施例ではＣＣＳ方式の光ディス
ク装置に適用した場合の説明を行ったが、本発明をＳＳ
（Ｓampled Ｓervo）方式の光ディスク装置に適用する
場合は、サーボマーク内のクロックピットの再生信号振
幅のウォブルによる振幅変化でＣＣＳ方式の場合と同様
にフォーカスバランス調整を行うことができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、電源投入，ディスク交
換時にフォーカスオフセットの調整が行なわれる。その
際、面振れによるデフォーカスの影響を受けないため、
記録再生を行なう光ディスクの状態や記録再生環境の違
い、あるいは周囲温度の変化や部品特性の経年変化に対
しても常に最適なフォーカスオフセット調整により信頼
性の高い情報再生を行なうことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフォーカスオフセット調整装置の
実施例を示すブロック図。

【図２】フォーカスオフセットずれがある場合のフォー
カス誤差信号の一例を示す特性図。

【図３】ウォブル信号とフォーカス和信号の関係を示す
特性図。

【図４】ＩＳＯ規格ＣＣＳ方式３．５″光磁気ディスク
のセクターフォーマットを示す説明図。

【図５】ＣＡＶ方式における内外周によるデフォーカス
特性図。

【図６】面振れによるデフォーカスのフォーカスオフセ
ット調整に対する影響を示す特性図。

【図７】ウォブルに対する面振れデフォーカスを示す特
性図。

【図８】ｎ＝１におけるウォブルと面振れによるデフォ
ーカス量の総和の関係を示す特性図。

【図９】フォーカスオフセット調整装置内におけるタイ
ミングチャート。

【図１０】比較結果と適正オフセット電圧の関係を示す
説明図。

【図１１】フォーカスオフセット調整によりフォーカス
ずれが解消されたフォーカス誤差信号を示す特性図。

【符号の説明】

１０１…四分割ディテクタ、１０６…オフセット加算
器、１０７…位相補償回路、１０８…ウォブル信号生成
回路、１０９…加算器、１１０…ＢＰＦ、１１１…エン
ベロープ検波回路、１１２…サンプルホールド回路、１
１４…比較器、１１５，１１６…積算器、１１７…減算
器、１１８…オフセット出力回路、１１９…ドライブマ
イコン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 芳夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フォーカス誤差を検出して、光ビームの焦
   点位置を制御するようにした光ディスク装置のフォーカ
   スサーボ制御装置において、対物レンズをディスクの上
   下方向にウォブリングし、この時のプリフォーマットさ
   れた特定信号の振幅変化で、フォーカス誤差のオフセッ
   トを検出し、この結果に基づきフォーカスオフセットを
   調整することを特徴とするフォーカスオフセット調整装
   置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記対物レンズを前記
   ディスクの上下方向にウォブルするためのウォブル信号
   を生成するウォブル信号生成手段と、前記ウォブル信号
   生成手段により生成されたウォブル信号をフォーカスサ
   ーボループに注入するためのウォブル信号加算手段と、
   ウォブル信号を注入した場合におけるピット再生信号も
   しくはトラッキング和信号，フォーカス和信号から特定
   信号だけを抽出する特定信号抽出手段と、前記特定信号
   抽出手段により抽出された特定信号のエンベロープ検波
   を行なうエンベロープ検波手段と、前記エンベロープ検
   波手段の検波した特定信号のエンベロープ値をサンプル
   ホールドするサンプルホールド手段と、ウォブル信号正
   区間と負区間のそれぞれの前記サンプルホールド手段に
   よりサンプルホールドされた特定信号のエンベロープ値
   を積算するための積算手段と、前記積算手段によるウォ
   ブル信号正区間と負区間のそれぞれの特定信号のエンベ
   ロープの積算結果を比較する比較手段と、前記比較手段
   の結果からフォーカス誤差信号に加えるオフセット電圧
   を算出し出力するオフセット算出手段と、前記オフセッ
   ト算出手段の出力したオフセット電圧をフォーカス誤差
   信号に加算するためのオフセット加算手段とを含み、フ
   ォーカス誤差のオフセットを調整するフォーカスオフセ
   ット調整装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記特定信号
   をサンプルサーボ方式光ディスクのクロックピットの信
   号とするフォーカスオフセット調整装置。
4. 【請求項４】請求項１，２または３において、前記ウォ
   ブル信号生成手段により生成されるウォブル信号の周波
   数をディスク回転周波数のｎ倍（ｎは２以上の正整数）
   とし、前記積算手段が前記サンプルホールド手段により
   サンプルホールドされた特定信号エンベロープ値を積算
   する時間をディスク回転周期とするフォーカスオフセッ
   ト調整装置。
5. 【請求項５】請求項１，２または３において、前記ウォ
   ブル信号生成手段により生成されるウォブル信号の周波
   数をディスク回転周波数の１／ｎ倍（ｎは２以上の正整
   数）とし、前記積算手段が前記サンプルホールド手段に
   よりサンプルホールドされた特定信号エンベロープ値を
   積算する時間を前記ウォブル信号の周期とするフォーカ
   スオフセット調整装置。
6. 【請求項６】請求項１，２または３において、前記ウォ
   ブル信号生成手段により生成されるウォブル信号の周波
   数をディスク回転周波数とし、前記積算手段が前記サン
   プルホールド手段によりサンプルホールドされた特定信
   号エンベロープ値を積算する時間をディスク回転周期と
   し、ディスク面振れ振幅により、前記ウォブル信号とデ
   ィスク面振れとの位相差とウォブル信号の振幅とを設定
   するフォーカスオフセット調整装置。
7. 【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６におい
   て、ディスクを角速度一定で駆動し、記録再生周波数が
   一定となる方式の光ディスク装置で、ディスク最内周で
   フォーカスオフセット調整を行なうフォーカスオフセッ
   ト調整装置。
8. 【請求項８】請求項１，２，３，４，５または６におい
   て、ディスクを角速度一定で駆動し、ディスク上の記録
   領域を同心円状の複数のゾーンに分割し、記録再生周波
   数を外周のゾーンになるほど高くする方式の光ディスク
   装置で、特定ゾーンの最内周でフォーカスオフセット調
   整を行なうフォーカスオフセット調整装置。
9. 【請求項９】請求項１，２，３，４，５または６におい
   て、ディスク上の線速度を一定になるようにディスクを
   駆動し、記録再生周波数が一定となる方式の光ディスク
   装置で、フォーカスオフセット調整を特定のトラックで
   行なうフォーカスオフセット調整装置。