WO2007032381A1

WO2007032381A1 - 光ディスク装置

Info

Publication number: WO2007032381A1
Application number: PCT/JP2006/318144
Authority: WO
Inventors: Akihiro Arai; Takeharu Yamamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2007-03-22
Also published as: CN101243499B; JPWO2007032381A1; CN101243499A; US7911890B2; US20090010118A1

Abstract

　フォーカス制御が可能な範囲まで焦点を安定して移動することができる光ディスク装置を提供する。　光ディスク装置は、光源からの光をメインビームおよびサブビームに分岐する光分岐素子と、メインおよびサブビームを集光する集光素子と、メインおよびサブビームの反射光をそれぞれ受光する複数の受光素子を有する受光部であって、各受光素子は複数の受光領域を有し、各受光領域は受けた光の量に応じた信号を出力する受光部と、メインビームの反射光に基づいて、メインビームの焦点と記録層との位置関係を示す第１フォーカス信号を生成し、メインおよびサブビームの反射光に基づいて第２フォーカス信号を生成する演算部とを備えている。光ディスク装置は、記録層に焦点を移動させる第１制御を実行し、第１フォーカス信号との比較結果に基づいて第１制御を第２制御に切り替え、第２フォーカス信号に基づいて焦点を記録層に追従させる第２制御を実行する。

Description

明細書

光ディスク装置

技術分野

[0001] 本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して光学的に情報の記録または再生を行う光ディスク装置のフォーカスサーボ制御技術に関する。

背景技術

[0002] 所定速度で回転している光ディスクの記録層上において所望のトラックを光ビームの焦点が追従するためには、光ディスクで反射された光ビームに基づいて、トラツキングずれおよびフォーカスずれを示すトラッキングエラー信号およびフォーカスエラ一信号を検出する必要がある。

[0003] フォーカスエラー信号の検出方法は種々開発されており、精度のよいフォーカス制御を行うためには、外乱信号の混入などが少な、精度のょ、フォーカスエラー信号を得ることが必要である。たとえば特許文献 1は、光ディスクのトラックに形成された案内溝に起因する光変調成分力 Sフォーカスエラー信号に混入する量を低減する技術を開示している。

[0004] 特許文献 1に記載の光ディスク装置は、光ディスク上に集光した 3つの光ビームの各々についてフォーカスエラー信号を求めて焦点ずれ検出を行い、得られた 3つのフォーカスエラー信号に所定の演算を施して、フォーカス制御に利用するフォーカスエラー信号を得る。この結果、光変調成分がキャンセルされた精度のよい信号が得られる。

[0005] この光ディスク装置は、ディフエレンシャル 'プッシュプル（DPP)方式のトラッキング検出部と非点収差方式のフォーカス検出部とを備えている。フォーカス検出部およびトラッキング検出部では、受光部から出力された信号に基づいてフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号が生成される。

[0006] 図 7は従来の受光部 60の構成を示す。受光部 60は 3つの受光素子 61〜63を有している。 4分割受光素子 61および 63は、 3つの光ビームのうちの 2つのサブビームを 4分割された領域で受光する。 4分割受光素子 62はメインビームを 4分割された領域で受光する。図中に記した a〜lは 4分割受光素子の各受光領域を示しており、各領域で検出された信号をその受光領域名で表すと、フォーカスエラー信号 FEは以下の式となる。

[0007] (式 1) FE = a-b + c-d+G (e-f+g-h+i-j +k-l)

ここで、 Gは所定の定数である。

[0008] DPP方式のトラッキング検出を行うために、光ピックアップは、メインビームで検出されるプッシュプル信号の位相と 2つのサブビームで検出されるプッシュプル信号の位相が 180度ずれるように構成されている。そのため、（式 1)のようにビーム毎の焦点ずれ信号 (例えば、メインビームの焦点ずれ信号は a— b + c— dである。）を所定の定数を掛けて加算することにより、フォーカスエラー信号 FEへ混入したプッシュプル信号 (案内溝による光変調信号)がキャンセルされる。これにより信号 FEは精度の高い制御信号となる。

[0009] また、特許文献 2に記載の光ディスク装置では、制御部はフォーカスエラー信号 FE のレベルを監視し、 FE信号が第 1設定値を超えた後、第 2設定値より低下したことを条件として焦点の移動を開始させる。これにより、光ディスクの面ぶれが大きい場合でも、フォーカス制御が可能な範囲まで焦点を安定して移動させることができる。特許文献 1 :特開 2004— 63073号公報 (第 8頁力も第 9頁、図 2および図 4) 特許文献 2：特開平 8 - 77569号公報 (第 3頁力も第 4頁、図 1および図 2) 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] し力しながら、特許文献 1に代表されるような従来の光ピックアップでは、焦点ずれが大きくなるとメインビームの光がサブビームを受光する 4分割受光素子に入射するため、フォーカスエラー信号の精度が低くなるという問題があった。フォーカスエラー信号の精度が低いとフォーカス制御が可能な範囲まで焦点を安定して移動することが困難になり、特許文献 2に開示された技術を利用しても解消はされない。

[0011] 上述の課題を更に詳しく説明する。図 8は、焦点ずれが比較的大きいときに受光部 60上に広がるメインビーム 70の形状を示す。各受光素子は図 7と同一の符号を付している。 [0012] 非点収差方式のフォーカス検出方式では、メインビーム 70の焦点ずれが大きいときは受光部 60上のメインビーム 70の形状は軸が 45度傾いた楕円形となる。すると、図 8に示すように、メインビーム 70はサブビームの受光領域 h、 jに多く入射し、受光領域 e、 kにもわずかに入射してしまう。

[0013] (式 1)の演算では、信号 h、jには同じ負の符号が付いており、信号 e、 kには同じ正の符号がついている。よって、これらを式 1に代入してもメインビームの混入をキャンセルすることができない。よって出力信号にはオフセットが発生することになる。

[0014] 図 9は、メインビームの混入によって乱れたフォーカスエラー信号 FEの波形を示す。メインビームの混入の影響は、偽ピーク部 80として示す波形に現れている。偽ピーク部 80は、メインビームが混入することで発生したオフセットにより信号が乱れた結果であり、本来の S字状カーブのピーク部に似たピークが生じている。

[0015] この偽ピーク部 80は、光ディスクで反射された光を受光部に導くための光学系の倍率 (光スポットを物点とし、受光部付近の共役像点までの物像間倍率)が小さいと顕著に発生する。その理由は、倍率が小さいとメインビームとサブビームとを検出する各 4分割受光素子の間隔が狭くなり、メインビームの光が大きく広がる前に光密度がまだ大きい状態でサブビームの受光領域に入射するためである。

[0016] 次に、このような波形のフォーカスエラー信号では、従来の方法によってはフォー力ス制御が可能な範囲まで安定して焦点を移動させることができな、。その理由は以下のとおりである。

[0017] 図 9に示した電圧値 VIおよび V2は、上述の特許文献 2に開示された第 1設定値および第 2設定値である。対物レンズを光ディスクに近づけてから、対物レンズを光ディスクカも遠ざけるようにフォーカスサーチを行うと、図 9において焦点ずれ量が負側から波形をトレースすることになる。

[0018] フォーカスエラー信号のレベルが VIを越え、次に V2よりも低下した場合には、フォ一カス制御が可能な焦点ずれ量がゼロの原点まで焦点を安定して移動することが可能である。

[0019] し力しながら、光ディスクの面ぶれが大きい場合には、第 1設定値 VIを越えた後、焦点ずれ量が負の方向にもどされる場合がある。すると、信号 FEは焦点ずれ量が負の位置の偽ピーク部 80において第 2設定値 V2より低下しているため、その位置においてフォーカス制御が開始されてしまう。焦点は記録層上力も大きくずれているため、フォーカス制御は失敗する。

[0020] 本発明は以上の課題を解決するものであって、その目的は、フォーカスエラー信号に偽ピーク部が存在しても、フォーカス制御が可能な範囲まで焦点を安定して移動することができる光ディスク装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0021] 本発明による光ディスク装置は、光源と、前記光源からの光をメインビームおよび少なくとも 1つのサブビームに分岐する光分岐素子と、前記メインビームおよび前記サブビームを集光する集光素子と、光ディスクの記録層にお、て反射された前記メインビームおよび前記サブビームをそれぞれ受光する複数の受光素子を有する受光部であって、各受光素子は複数の受光領域を有し、各受光領域は受けた光の量に応じた信号を出力する受光部と、前記メインビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ!/、て、前記メインビームの焦点と前記記録層との位置関係を示す第 1フォー力ス信号を生成し、前記メインビームの反射光および前記サブビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ、て第 2フォーカス信号を生成する演算部とを備えて、る。前記光ディスク装置は、前記記録層に対してフォーカス制御が可能な範囲まで前記焦点を移動させる第 1制御を実行し、前記焦点を前記記録層に追従させる前記第 2制御を実行する。前記光ディスク装置は、前記第 1制御の実行中に、前記第 1フォ一カス信号のレベルと少なくとも 1つの基準値との比較結果に基づいて前記第 1制御を前記第 2制御に切り替え、前記第 2フォーカス信号に基づいて前記第 2制御を実行する。

[0022] 前記光ディスク装置は、前記第 1フォーカス信号のレベルと前記少なくとも 1つの基準値とを比較し、比較結果に基づ、て前記第 2制御への切り替えを指示する制御部と、指示に基づいて前記第 1制御および前記第 2制御を切り替えて実行するフォー力スサーボ部とをさらに備えて、てもよ、。

[0023] 前記少なくとも 1つの基準値は、第 1基準値と、前記第 1基準値より小さい第 2基準値を含んでおり、前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルを、前記第 1基準値および前記第 2基準値とそれぞれ比較してもよ、。

[0024] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルが前記第 1基準値より大きくなり、その後前記第 2基準値より小さくなつたときは、前記第 2制御への切り替えを指示してちょい。

[0025] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルが前記第 2基準値より小さくなり、その後前記第 1基準値より大きくなつたときは、前記第 2制御への切り替えを指示してちょい。

[0026] 前記制御部は、前記第 2制御の切り替え直後は前記第 1フォーカス信号を用いて前記第 2制御を行うことを指示し、その後、第 2フォーカス信号を用いて前記第 2制御を行うことを指示してもよい。

[0027] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号を用いた前記第 2制御が安定した後に前記第 2フォーカス信号を用いて前記第 2制御を行うことを指示してもよい。

[0028] 本発明による光ディスク装置は、光源と、前記光源からの光をメインビームおよび少なくとも 1つのサブビームに分岐する光分岐素子と、前記メインビームおよび前記サブビームを集光する集光素子と、光ディスクの記録層にお、て反射された前記メインビームおよび前記サブビームをそれぞれ受光する複数の受光素子を有する受光部であって、各受光素子は複数の受光領域を有し、各受光領域は受けた光の量に応じた信号を出力する受光部と、前記メインビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ!/、て、前記メインビームの焦点と前記記録層との位置関係を示す第 1フォー力ス信号を生成し、前記メインビームの反射光および前記サブビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ、て第 2フォーカス信号を生成する演算部とを備えて、る。前記光ディスク装置は、前記記録層に対してフォーカス制御が可能な範囲まで前記焦点を移動させる第 1制御を実行し、前記焦点を前記記録層に追従させる前記第 2制御を実行する。前記光ディスク装置は、前記第 1制御を前記第 2制御に切り替えた後に、前記第 1フォーカス信号に基づいて前記第 2制御を実行し、その後、前記第 2フォーカス信号に基づいて前記第 2制御を実行する。

[0029] 前記光ディスク装置は、前記第 1フォーカス信号のレベルと少なくとも 1つの基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記第 2制御の開始を指示する制御部と、指示に基づいて前記第 1制御および前記第 2制御を切り替えて実行するフォーカスサーボ部とをさらに備えて、てもよ、。

[0030] 前記少なくとも 1つの基準値は、第 1基準値と、前記第 1基準値より小さい第 2基準値を含んでおり、前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルを、前記第 1基準値および前記第 2基準値とそれぞれ比較してもよ、。

[0031] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルが前記第 1基準値より大きくなり、その後前記第 2基準値より小さくなつたときは、前記第 2制御への切り替えを指示してちょい。

[0032] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルが前記第 2基準値より小さくなり、その後前記第 1基準値より大きくなつたときは、前記第 2制御への切り替えを指示してちょい。

[0033] 本発明によるプロセッサは、光ディスク装置に実装される。光ディスク装置は、光源と、前記光源力の光をメインビームおよび少なくとも 1つのサブビームに分岐する光分岐素子と、前記メインビームおよび前記サブビームを集光する集光素子と、光ディスクの記録層にお、て反射された前記メインビームおよび前記サブビームをそれぞれ受光する複数の受光素子を有する受光部であって、各受光素子は複数の受光領域を有し、各受光領域は受けた光の量に応じた信号を出力する受光部と、前記メインビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ、て、前記メインビームの焦点と前記記録層との位置関係を示す第 1フォーカス信号を生成し、前記メインビームの反射光および前記サブビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づいて第 2 フォーカス信号を生成する演算部とを備えている。前記光ディスク装置は、前記記録層に対してフォーカス制御が可能な範囲まで前記焦点を移動させる第 1制御を実行し、前記焦点を前記記録層に追従させる前記第 2制御を実行する。前記プロセッサは、前記第 1制御の実行を指示する処理と、前記第 1フォーカス信号のレベルと少なくとも 1つの基準値とを比較する処理と、比較の結果に基づいて前記第 1制御を第 2 制御に切り替え、前記第 2フォーカス信号に基づいて前記第 2制御の実行を指示する処理とを実行する。

[0034] 本発明によるプロセッサは、光ディスク装置に実装される。光ディスク装置は、光源と、前記光源力の光をメインビームおよび少なくとも 1つのサブビームに分岐する光分岐素子と、前記メインビームおよび前記サブビームを集光する集光素子と、光ディスクの記録層にお、て反射された前記メインビームおよび前記サブビームをそれぞれ受光する複数の受光素子を有する受光部であって、各受光素子は複数の受光領域を有し、各受光領域は受けた光の量に応じた信号を出力する受光部と、前記メインビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ、て、前記メインビームの焦点と前記記録層との位置関係を示す第 1フォーカス信号を生成し、前記メインビームの反射光および前記サブビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づいて第 2 フォーカス信号を生成する演算部とを備えている。前記光ディスク装置は、前記記録層に対してフォーカス制御が可能な範囲まで前記焦点を移動させる第 1制御を実行し、前記焦点を前記記録層に追従させる前記第 2制御を実行する。前記プロセッサは、前記第 1制御の実行を指示する処理と、前記第 1制御を前記第 2制御に切り替えて、前記第 1フォーカス信号に基づいて前記第 2制御の実行を指示する処理と、前記第 1フォーカス信号に基づく前記第 2制御から、前記第 2フォーカス信号に基づく前記第 2制御への切り替えを指示する処理とを実行する。

発明の効果

[0035] 本発明によれば、記録層に向けて焦点を移動させる第 1制御の実行中に、メインビームの反射光に基づいて生成された第 1フォーカス信号に基づいて、焦点を記録層に追従させる第 2制御に切り替える。その後、メインビームおよびサブビームの反射光に基づいて生成された第 2フォーカス信号に基づいて、第 2制御を実行する。第 1 フォーカス信号には、第 2フォーカス信号に存在する偽ピーク部が存在しないため、第 2制御が可能な範囲まで安定して焦点を移動できる。そしてその後は、第 2フォーカス信号を利用した精度の高い第 2制御を実行できる。これにより、偽ピーク部が発生しないように光ピックアップ光学系を設計する必要がなくなり、設計自由度が増し、それによつて光ピックアップの小型化が容易になる。

図面の簡単な説明

[0036] [図 1]実施形態 1による光ディスク装置 100の構成を示す図である。

[図 2]受光部 9に形成された各受光素子 13〜 15を示す図である。 [図 3]光ディスク装置 100の処理の手順を示すフローチャートである。

[図 4]フォーカスエラー信号 FE1の波形 16を示す図である。

[図 5] (a)および (b)は、それぞれフォーカスエラー信号 FE1および FE2の時間波形を示す図である。

[図 6]実施形態 2による光ディスク装置 200の構成を示す図である。

[図 7]従来の受光部 60の構成を示す図である。

[図 8]焦点ずれが比較的大きいときに受光部 60上に広がるメインビーム 70の形状を示す図である。

[図 9]メインビームの混入によって乱れたフォーカスエラー信号 FEの波形を示す図である。

符号の説明

[0037] 1 光源

3 回折素子

4 ビームスプリッタ

5 対物レンズ

7 ァクチユエータ

8 検出レンズ

9 受光部

10 信号演算部

11 フォーカスサーボ部

12 制御部

100、 200 光ディスク装置

110 光ピックアップ

120 光ディスクコントローラ（ODC)

発明を実施するための最良の形態

[0038] 以下、添付の図面を参照しながら、本発明の各実施形態を説明する。

[0039] (実施形態 1)

図 1は、本実施形態による光ディスク装置 100の構成を示す。光ディスク装置 100 は、光ピックアップ 110と、光ディスクコントローラ（ODC) 120とを有する。なお光ディスク装置 100は、光ディスク 6を回転させるスピンドルモータ（図示せず)なども有している。

[0040] 光ピックアップ 110は、光ディスク 6に対してレーザ光を放射し、光ディスク 6で反射された光を受けて、その光量に応じた信号を出力する。

[0041] 光ピックアップ 110は、光源 1と、光分岐素子としての回折素子 3と、ビームスプリツタ 4と、対物レンズ 5と、ァクチユエータ 7と、検出レンズ 8と、受光部 9とを有している。図において、光源 1から光ディスク 6までに至る 1点鎖線 2は光ピックアップ 110の光学系の光軸を示している。

[0042] ODC120は、光ピックアップ 110から出力された光量信号に基づいて、フォーカス制御、トラッキング制御等のサーボ制御を行いながら、光ディスク 6からデータを読み出し、または光ディスク 6にデータを書き込むための処理を行う。本発明は主にフォーカス制御技術に関して、るため、図 1にお、ては主としてフォーカス制御に必要な構成のみを示している。

[0043] ODC120は、信号演算部 10と、フォーカスサーボ部 11と、制御部 12とを有している。信号演算部 10は、受光部 9から出力された光量信号に対して所定の演算を行う。制御部 12はフォーカスサーボ部 11を制御する。フォーカスサーボ部 11は制御部 1 2からの指示を受け、ァクチユエータ 7に印加する電圧を制御して対物レンズ 5を光デイスク 6の情報面 (記録層）に垂直な方向に駆動する。これにより、フォーカスサーボ動作が実現される。図中に記した FE1、 FE2は各々信号名である。

[0044] ODC 120の各構成要素または複数の構成要素は、回路チップ上に実装される。たとえば制御部 12は、専用のプロセッサとして実装され、または汎用のプロセッサとメモリ（図示せず）に格納されたコンピュータプログラムとの組み合わせによって、後述する処理を行う。これらのプロセッサに、信号演算部 10やフォーカスサーボ部 11の機能を組み込んでもよい。

[0045] まず、光ディスク装置 100における光の経路を説明する。光源 1が発した光は、回折素子 3でメインビームと 2つのサブビームに分岐される。その後各ビームはビームスプリッタ 4を透過し、対物レンズ 5により光ディスク 6の透明基板を通して記録層に集光されて 3つの光ビームスポットが生成される。光ディスク 6で反射された光束は、メインビーム、サブビーム共に再び対物レンズ 5を経て、ビームスプリッタ 4に入射し、そこで反射された光束は検出レンズ 8を通過して非点収差を与えられ、受光部 9に導かれる

[0046] 検出レンズ 8は通過する光に非点収差を与える。この非点収差は、いわゆる非点収差方式のフォーカス制御を行うために必要である。

[0047] ここで、受光部 9を詳細に説明する。図 2は、受光部 9に形成された各受光素子 13 〜15を示す。 4分割受光素子 13および 15は、 3つの光ビームのうちの 2つのサブビームを 4分割された領域で受光する。 4分割受光素子 14はメインビームを 4分割された領域で受光する。図中に記した a〜lは 4分割受光素子の各受光領域を示す。

[0048] 受光部 9で検出された光量信号は信号演算部 10に入力される。信号演算部 10は、受光部 9の分割された各領域から出力された光量信号に基づいて、メインビームの焦点と記録層との位置関係、すなわち記録層に対する焦点のずれを示すフォーカスエラー信号 FE1を生成する。さらに信号演算部 10は光量信号に基づいて、メインビームおよびサブビームの各光スポットの焦点ずれを検出した信号に所定の演算を施して得られる第 2のフォーカスエラー信号 FE2を出力する。図 2に示した各受光領域名を使って表記すると、信号 FE1、 FE2は以下の式により求められる。

[0049] FEl = a-b + c- d

FE2 = a— b + c— d+G (e— f+g— h+i— j +k— 1)

ここで、 Gは所定の定数である。信号 FE2は、トラックの案内溝による光変調成分が低減された制御精度の高ヽ信号である。

[0050] フォーカス制御は、光ディスク 6の所望の記録層上に光ビームの焦点を追従させるために行われる。フォーカス制御を実現するために、光ディスク装置 100は、まず開ループ制御によってァクチユエータ 7に電圧を印加してフォーカスエラー信号 FE1のゼロクロス点近傍 (所望の記録層の近傍)まで、すなわちフォーカス制御が十分可能な範囲まで焦点を移動させる。「フォーカス制御が十分可能な範囲」は、光ピックアツプ 110の仕様に応じて決定され、たとえば光ディスク装置 100の出荷時において定められている。光ディスク装置 100は、焦点がフォーカス制御が可能な範囲に到達するとフォーカスサーボループを閉じ、閉ループ制御を行う。

[0051] ここで、開ループ制御とは、制御部 12の指示に基づいてフォーカスサーボ部 11がァクチユエータ 7に電圧を変化させながら対物レンズ 5を駆動し、その結果得られる制御信号 (本実施形態においてはフォーカスエラー信号 FE1)を制御部 12がモニタしている制御をいう。

[0052] 一方、閉ループ制御とは、制御部 12の指示に基づいてフォーカスサーボ部 11がァクチユエータ 7に電圧を印加し、その結果得られる制御信号 (本実施形態においてはフォーカスエラー信号 FE2)をフォーカスサーボ部 11が 0にするように、さらにァクチユエータ 7に印加する電圧を変化させる制御をいう。

[0053] 上述の開ループ制御においては、ァクチユエータ 7に対する電圧の印加を開始するタイミングは制御部 12から指示される。そして、開ループ制御から閉ループ制御への切り替えもまた、制御部 12の指示に基づいて行われる。

[0054] 本実施形態による光ディスク装置 100の特徴のひとつは、制御部 12が、開ループ制御においてフォーカスエラー信号「FE1」を利用してフォーカス制御が可能な範囲に到達した力否かを判断し、フォーカス制御が可能な範囲に到達したタイミングで閉ループ制御に切り替えるよう指示することにある。この処理の詳細は後に詳述する。

[0055] 焦点がフォーカス制御が可能な範囲に到達すると、制御部 12はフォーカスサーボ部 11に指示して、フォーカスエラー信号 FE2に基づ、て焦点を記録層に追従させる。フォーカスサーボ部 11は、フォーカスエラー信号 FE2を 0にするようにァクチユエ一タ 7の印加電圧を制御する。

[0056] 図 3〜5を参照しながら、光ディスク装置 100の詳細な動作を説明する。

[0057] 図 3は、光ディスク装置 100の処理の手順を示す。ステップ S31において、光ピックアップ 110は光ディスク装置 100に装填されている光ディスク 6にレーザ光を照射する。

[0058] ステップ S32において、反射光を受光した受光部 9の出力信号に基づいて、信号演算部 10はフォーカスエラー信号 FE 1および FE2を生成する。

[0059] ステップ S33において、制御部 12は、ァクチユエータ 7の印加電圧を制御してフォ一カスエラー信号 FE1のゼロクロス点近傍まで光ビームの焦点を移動させる。この焦点の位置制御が開ループ制御である。

[0060] そしてステップ S34において、フォーカスエラー信号 FE1の信号値と基準値とを比較して閉ループ制御の開始タイミング、換言すれば、開ループ制御から閉ループ制御の切り替えタイミングを決定する。

[0061] 本実施形態に力かる光ディスク装置 100の特徴のひとつは、このステップ S34の動作にある。より詳しく説明する。図 4は、フォーカスエラー信号 FE1の波形 16を示す。横軸は焦点ずれ量、縦軸は信号レベルを表す。 VIは第 1基準値、 V2は第 2基準値である。

[0062] 図 4のフォーカスエラー信号 FE1の波形 16には、フォーカスエラー信号 FE2 (図 9) の波形に見られる偽ピークは存在しない。したがって、偽ピークを持たないフォーカスエラー信号 FE1を用いて閉ループ制御の開始タイミングを決定すれば、フォーカスエラー信号 FE2に偽ピークが存在してもその影響は受けない。

[0063] フォーカスエラー信号 FE1に基づく閉ループ制御の開始タイミングの決定は以下のように行われる。すなわち、フォーカスエラー信号 FE1が極大値をとつた後、その信号レベルが VIより小さくなつたとき、閉ループ制御を開始する。または、フォーカスエラー信号 FE1が極小値をとつた後、信号レベル力より大きくなつたとき、閉ループ制御を開始する。

[0064] なお、フォーカスエラー信号 FE1にもサブビームに由来する光量成分が含まれ得る力その影響は無視できる。一般にサブビームの光量は、メインビームの光量の 10分の 1以下に設定されているためである。

[0065] 再び図 3を参照する。ステップ S35において、制御部 12は、決定したタイミングで開ループ制御を閉ループ制御に切り替えるよう、フォーカスサーボ部 11に指示する。開ループ制御を閉ループ制御に切り替える動作は、「フォーカスサーボループを閉じる」動作である。フォーカスサーボ部 11はフォーカスエラー信号 FE2を制御信号として閉ループ制御（フォーカスサーボ制御）を開始する。

[0066] 上述のステップ S34で行われる閉ループ制御の開始タイミングの決定方法は、他にも種々考えられる。

[0067] たとえば、フォーカスエラー信号 FE1と 2つの基準値 VI、 V2とを時間をおいて順次比較し、その比較結果から閉ループ制御の開始タイミングを決定することも可能である。第 1例として、フォーカスエラー信号 FE1が基準電圧よりも高いレベルの第 1設定値 VIよりも大きくなり、その後、基準電圧よりも低いレベルの第 2設定値よりも小さくなつたとき、制御部 12はフォーカスサーボ部 11に閉ループ制御の開始を指示する。また第 2例として、フォーカスエラー信号 FE1が基準電圧よりも低いレベルの第 2設定値 V2よりも小さくなり、その後、基準電圧よりも高いレベルの第 1設定値 V2よりも大きくなったときに、制御部 12はフォーカスサーボ部 11に閉ループ制御の開始を指示する。

[0068] 上述の第 1例および第 2例は、組み合わせて利用することができる。光ビームが照射される側の光ディスク 6の面を表面、その反対側の面を裏面とすると、光ディスク 6 の記録層に対して、表面力裏面の方向に焦点を移動させるときは上記第 1例を採用し、逆に裏面力表面の方向に焦点を移動させるときは上記第 2例を採用すればよい。

[0069] ここで図 5を参照しながら、上述の第 1例を説明する。

[0070] 図 5 (a)および (b)は、それぞれフォーカスエラー信号 FE1および FE2の時間波形を示す。横軸が時間、縦軸が信号レベルを表す。便宜上、焦点が記録層に合焦した位置を基準時刻 0として示して、る。

[0071] まず基準時刻 0に至るまでは、光の焦点が遠方力も記録層に向力つて移動する開ループ制御が行われている。フォーカスエラー信号 FE1のレベルは、時刻 tOにおいて基準値 VIを上回る。

[0072] その後、基準時刻 0の後の時刻 tlにおいて、フォーカスエラー信号 FE1のレベルは基準値 V2を下回る。この時点で制御部 12は閉ループ制御を開始する。閉ループ制御にお、て利用される信号はフォーカスエラー信号 FE2である。フォーカスサーボ部 11は、制御部 12からの指示に基づき、フォーカスエラー信号 FE2を制御信号として用いながら、ァクチユエータ 7を駆動する。

[0073] その結果、焦点がフォーカスエラー信号 FE2のゼロクロス点 (信号値 0)方向に移動され、時刻 t2においてゼロクロスした後は記録層上に追従するよう安定的に振動する。時刻 t2においてフォーカス制御が安定したということができる。 [0074] なお、上述の第 1例において基準値 V2を 0に設定し、第 2例において基準値 VIを 0に設定すると、フォーカスエラー信号 FE2が基準値 V2を下回ったとき、または基準値 VIを上回ったとき、制御部 12は閉ループ制御に切り替えればよい。このように基準値を設定すると、閉ループ制御は当初から実質的に安定する。

[0075] また基準値として挙げた VIおよび V2として、フォーカスエラー信号 FE1のピーク値

(S字カーブの極大値および極小値)を設定してもよい。たとえば焦点を 1往復させてフォーカスエラー信号 FE1を取得し、その極大値および極小値を取得する。そして制御部 12は、焦点の移動方向との関係を考慮して、極大値を下回ったときまたは極小値を上回ったときに閉ループ制御の開始を指示してもよい。

[0076] こうして偽ピークを持たな、フォーカスエラー信号 FE 1を用いて閉ループ制御の開始タイミングを決定すれば、制御信号であるフォーカスエラー信号 FE2に偽ピークが存在しても、その影響を受けずに確実かつ安定な開ループ制御が可能になる。

[0077] (実施形態 2)

図 6は本実施形態による光ディスク装置 200の構成を示す。図 6では、実施形態 1 にかかる光ディスク装置 100と同じ機能を持つ構成要素には同じ参照符号を付し、その説明は省略する。

[0078] 以下、図 1の光ディスク装置 100と異なる光ディスク装置 200の構成要素を説明する。

[0079] 信号演算部 10は、メインビームの光スポットの焦点ずれを表す第 1のフォーカスェラー信号 FE1、および、メインビーム及びサブビームの各光スポットの焦点ずれを検出した信号に所定の演算を施して得られる第 2のフォーカスエラー信号 FE2を出力する。

[0080] 実施形態 1の制御部 12と同様に、制御部 18はフォーカスエラー信号 FE1を利用して閉ループ制御の開始タイミングを決定する。そして制御部 18は、フォーカスサーボ部 17に対し、開ループ制御から閉ループ制御への切り替え直後はフォーカスエラー信号 FE1を制御信号として用いるように指示し、閉ループ制御が安定した後はフォ一カスエラー信号 FE2を制御信号として用いるように指示する。閉ループ制御系が安定した力否かの判断は、たとえば閉ループ制御の開始後にフォーカスエラー信号 FE1がゼロクロスした時点（図 5 (a)の時刻 t2)で安定したと判断してもよ!/、。これにより、早、時点でフォーカスエラー信号 FE 1をフォーカスエラー信号 FE2に切り替えることができ、精度の高い制御が可能になる。

[0081] なお制御部 18は、実施形態 1の制御部 12と同様、専用または汎用のプロセッサとして実装される。

[0082] フォーカスサーボ部 17は制御部 18の指示に従い、フォーカスエラー信号 FE1を制御信号として用いて開ループ制御から閉ループ制御へ切り替え、さらにその後の指示に従って制御信号として用いる信号をフォーカスエラー信号 FE1から FE2へ切り替えてフォーカスサーボ動作を行う。

[0083] 本実施形態の光ディスク装置 200は、偽ピークのないフォーカスエラー信号 FE1を用いて、開ループ制御から閉ループ制御への切り替えタイミングを判断する。そして、 2つのフォーカスエラー信号 FE1および FE2を利用しない、すなわちフォーカスェラー信号 FE1し力利用しない従来の光ディスク装置と同様の動作が可能である。そして閉ループ制御動作の安定後にフォーカスエラー信号 FE2に切り替えるため、定常状態では高精度なフォーカスサーボ動作が可能となる。

[0084] また、閉ループ制御開始の判断には制御信号としてフォーカスエラー信号 FE1が選択されて使用されるため、前述の実施形態 1の制御部 12と同様、制御部 18はフォ一カスエラー信号 FE1と所定の設定値とを比較し、その比較結果に基づいてフォーカスサーボ部 17に対し閉ループ制御の開始を指示するように構成されると効果的である。更にまた、制御部 18は 2つの設定値 VI、 V2と制御信号であるフォーカスエラ一信号 FE1を比較し、その比較結果に基づいてフォーカスサーボ部 17に対し、閉ループ制御動作を指示するように構成すると効果的である。

[0085] 以上のように、本実施形態においては、閉ループ制御時の制御が安定する前と後とにおいて制御信号を切り替えることによって、定常状態でのフォーカスサーボ動作の精度を落とすことなぐ従来と同様の閉ループ制御動作を行うことが可能となった。

[0086] なお、以上の説明では、本発明の構成要素である制御部またはフォーカスサーボ部はブロック化された個別の機能として説明した力各々の機能が制御システムのプ口セスの 1つとして存在するように構成されてヽても良、。 [0087] 制御部 12は、光ディスク装置 100の全体の動作を総合的に管理するコンピュータによって実現される。制御部 12は、メモリ（図示せず）に格納されたコンピュータプログラムを実行し、このコンピュータプログラムに規定された処理手順に従って光デイスク装置 100の信号演算部 10およびフォーカスサーボ部 11を動作させる。そのような処理手順は、たとえば図 3のフローチャートに規定されているとおりである。

[0088] コンピュータプログラムは、光ディスクに代表される光記録媒体、 SDメモリカードに代表される半導体記録媒体、フレキシブルディスクに代表される磁気記録媒体等の記録媒体に記録することができる。記録媒体は光ディスク装置 100に挿入されて、制御部 12の制御に基づ、て読み出されてメモリに格納される。なお光ディスク装置 10 0は、記録媒体 150を介してのみならず、インターネット等の電気通信回線を介してもコンピュータプログラムを取得できる。

産業上の利用可能性

[0089] 本発明の光ディスク装置は、トラックの案内溝による光変調信号がフォーカスエラー信号へ混入する量を低減するために、 3ビームを用いてフォーカス検出を行い、所定の演算を施してフォーカスエラー信号を生成する方式の光ディスク装置に対して有用である。特に、装置の小型化のために検出光学系の倍率が制限される構成の光ディスク装置に対しては有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 光源と、

前記光源力の光をメインビームおよび少なくとも 1つのサブビームに分岐する光分岐素子と、

前記メインビームおよび前記サブビームを集光する集光素子と、

光ディスクの記録層にお、て反射された前記メインビームおよび前記サブビームをそれぞれ受光する複数の受光素子を有する受光部であって、各受光素子は複数の受光領域を有し、各受光領域は受けた光の量に応じた信号を出力する受光部と、前記メインビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ、て、前記メインビームの焦点と前記記録層との位置関係を示す第 1フォーカス信号を生成し、前記メインビームの反射光および前記サブビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ

V、て第 2フォーカス信号を生成する演算部と

を備え、前記記録層に対してフォーカス制御が可能な範囲まで前記焦点を移動させる第 1制御を実行し、前記焦点を前記記録層に追従させる前記第 2制御を実行する光ディスク装置であって、前記第 1制御の実行中に、前記第 1フォーカス信号のレベルと少なくとも 1つの基準値との比較結果に基づいて前記第 1制御を前記第 2制御に切り替え、前記第 2フォーカス信号に基づいて前記第 2制御を実行する、光デイスク装置。

[2] 前記第 1フォーカス信号のレベルと前記少なくとも 1つの基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記第 2制御への切り替えを指示する制御部と、

指示に基づいて前記第 1制御および前記第 2制御を切り替えて実行するフォーカスサーボ部とをさらに備えた、請求項 1に記載の光ディスク装置。

[3] 前記少なくとも 1つの基準値は、第 1基準値と、前記第 1基準値より小さい第 2基準値を含んでおり、

前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルを、前記第 1基準値および前記第 2基準値とそれぞれ比較する、請求項 2に記載の光ディスク装置。

[4] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルが前記第 1基準値より大きくなり、その後前記第 2基準値より小さくなつたときは、前記第 2制御への切り替えを指示する、請求項 3に記載の光ディスク装置。

[5] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルが前記第 2基準値より小さくなり、その後前記第 1基準値より大きくなつたときは、前記第 2制御への切り替えを指示する

、請求項 3に記載の光ディスク装置。

[6] 前記制御部は、前記第 2制御の切り替え直後は前記第 1フォーカス信号を用いて前記第 2制御を行うことを指示し、その後、第 2フォーカス信号を用いて前記第 2制御を行うことを指示する、請求項 2に記載の光ディスク装置。

[7] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号を用いた前記第 2制御が安定した後に前記第 2フォーカス信号を用いて前記第 2制御を行うことを指示する、請求項 6に記載の光ディスク装置。

[8] 光源と、

光ディスクの記録層にお、て反射された前記メインビームおよび前記サブビームをそれぞれ受光する複数の受光素子を有する受光部であって、各受光素子は複数の受光領域を有し、各受光領域は受けた光の量に応じた信号を出力する受光部と、前記メインビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ、て、前記メインビームの焦点と前記記録層との位置関係を示す第 1フォーカス信号を生成し、前記メインビームの反射光および前記サブビームの反射光を受けた各受光領域の信号に基づ V、て第 2フォーカス信号を生成する演算部と

を備え、前記記録層に対してフォーカス制御が可能な範囲まで前記焦点を移動させる第 1制御を実行し、前記焦点を前記記録層に追従させる前記第 2制御を実行する光ディスク装置であって、前記第 1制御を前記第 2制御に切り替えた後に、前記第 1フォーカス信号に基づいて前記第 2制御を実行し、その後、前記第 2フォーカス信号に基づヽて前記第 2制御を実行する、光ディスク装置。

[9] 前記第 1フォーカス信号のレベルと少なくとも 1つの基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記第 2制御の開始を指示する制御部と、指示に基づいて前記第 1制御および前記第 2制御を切り替えて実行するフォーカスサーボ部とをさらに備えた、請求項 8に記載の光ディスク装置。

[10] 前記少なくとも 1つの基準値は、第 1基準値と、前記第 1基準値より小さい第 2基準値を含んでおり、

前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルを、前記第 1基準値および前記第

2基準値とそれぞれ比較する、請求項 9に記載の光ディスク装置。

[11] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルが前記第 1基準値より大きくなり、その後前記第 2基準値より小さくなつたときは、前記第 2制御への切り替えを指示する

、請求項 10に記載の光ディスク装置。

[12] 前記制御部は、前記第 1フォーカス信号のレベルが前記第 2基準値より小さくなり、その後前記第 1基準値より大きくなつたときは、前記第 2制御への切り替えを指示する

、請求項 10に記載の光ディスク装置。

[13] 光源と、

を備え、前記記録層に対してフォーカス制御が可能な範囲まで前記焦点を移動させる第 1制御を実行し、前記焦点を前記記録層に追従させる前記第 2制御を実行する光ディスク装置に実装されるプロセッサであって、

前記第 1制御の実行を指示する処理と、

前記第 1フォーカス信号のレベルと少なくとも 1つの基準値とを比較する処理と、比較の結果に基づいて前記第 1制御を第 2制御に切り替え、前記第 2フォーカス信号に基づ、て前記第 2制御の実行を指示する処理と

を実行する、プロセッサ。

光源と、

前記第 1制御の実行を指示する処理と、

前記第 1制御を前記第 2制御に切り替えて、前記第 1フォーカス信号に基づいて前記第 2制御の実行を指示する処理と、

前記第 1フォーカス信号に基づく前記第 2制御から、前記第 2フォーカス信号に基づく前記第 2制御への切り替えを指示する処理と

を実行するプロセッサ。