(57)【要約】光記憶インターフェース装置はレンズモジュール（ＬＭ）を有する。レンズモジュール（ＬＭ）は、例えば、近視野光読出若しくは近視野光記録又はそれら両方のための固体浸漬レンズを有しうる。レンズモジュール（ＬＭ）は、レンズモジュール（ＬＭ）に投影される光ビーム（ＢＯ）に応答して光情報媒体（ＤＳＫ）上に光スポットを形成する。レンズアクチュエータ（ＬＡ）は、相対的に光情報媒体から遠い停止位置から、相対的に光情報媒体（ＤＳＫ）に近い読出位置へとレンズモジュール（ＬＭ）を動かす。コントローラは、レンズモジュール（ＬＭ）が、停止位置から読出位置へと動く場合に、速度閾値を下回る速度を有するかどうかを確認する。レンズモジュール（ＬＭ）がそのような速度を有さない場合には、コントローラは、レンズアクチュエータ（ＬＡ）にレンズモジュール（ＬＭ）を光情報媒体（ＤＳＫ）に対して後退させる。
2009518772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該レンズモジュールに投影される光ビームに応答して光情報媒体上で光スポットを形成するレンズモジュール；
相対的に前記光情報媒体から離れた停止位置から、相対的に前記光情報媒体に近い読出位置へと前記レンズモジュールを動かすレンズアクチュエータ；及び
前記レンズモジュールが、前記停止位置から前記読出位置へと動く場合に、速度閾値を下回る速度を有するかどうかを確認し、前記速度閾値を下回る速度を有さない場合には、前記レンズアクチュエータに前記レンズモジュールを前記光情報媒体に対して後退させるよう配置されるコントローラ；
を有する光記憶インターフェース装置。
【請求項２】
前記レンズモジュールと前記光情報媒体との間の空隙を表すセンサ信号を与えるよう配置される光電子アセンブリを有し、
前記コントローラは、前記センサ信号を基に前記レンズモジュールの速度を推定するよう配置される、請求項１記載の光記憶インターフェース装置。
【請求項３】
前記光電子アセンブリは、前記光スポットを形成するために前記レンズモジュールに投影される前記光ビームに直交する偏光を有する前記光情報媒体からの反射光を基に前記センサ信号を与えるよう配置される、請求項２記載の光記憶インターフェース装置。
【請求項４】
前記コントローラは：
前記センサ信号に応答してデジタル入力値のストリームを与えるよう結合されるアナログ−デジタル変換器；及び
異なる時点に生ずる２つのデジタル入力値の間の差を基に前記レンズモジュールの速度を推定するよう配置されるプロセッサ；
を有する、請求項２記載の光記憶インターフェース装置。
【請求項５】
前記コントローラは、当該コントローラが前記レンズアクチュエータに前記停止位置から該停止位置と前記読出位置との間にあるハンドオーバー位置へと前記レンズモジュールを移動させるところの開ループモードで動作するよう配置され、且つ、当該コントローラ及び前記レンズアクチュエータが前記レンズモジュールの所望の位置を定める基準を受け取るフィードバックの部分を形成するところの閉ループモードでその後に動作するよう配置される、請求項１記載の光記憶インターフェース装置。
【請求項６】
前記コントローラは、当該コントローラが前記開ループモードから前記閉ループモードへ切り替わる場合に前記基準を初期値に設定し、ハンドオーバー期間の間は徐々に前記基準を最終値へ至らせるよう配置され、
前記初期値は、前記ハンドオーバー位置と前記読出位置との間にある所望の位置を定め、
前記最終値は、前記読出位置に対応する所望の位置を定める、請求項５記載の光記憶インターフェース装置。
【請求項７】
前記コントローラは、当該コントローラが前記開ループモードから前記閉ループモードへ切り替わる場合に、前記レンズモジュールの測定された位置及び測定された速度を基に、ハンドオーバー関数に従って前記基準を変化させるよう配置される、請求項６記載の光記憶インターフェース装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記基準と、前記レンズモジュール及び前記光情報媒体の間の空隙を表す信号との間の絶対差が誤差閾値を下回るかどうかを確認し、前記絶対差が前記誤差閾値を下回らない場合には、前記レンズアクチュエータに前記レンズモジュールを前記光情報媒体に対して後退させるよう配置される、請求項６記載の光記憶インターフェース装置。
【請求項９】
前記レンズモジュールは固体浸漬レンズを有する、請求項１記載の光記憶インターフェース装置。
【請求項１０】
当該レンズモジュールに投影される光ビームに応答して光情報媒体上で光スポットを形成するレンズモジュール；及び
相対的に前記光情報媒体から離れた停止位置から、相対的に前記光情報媒体に近い読出位置へと前記レンズモジュールを動かすレンズアクチュエータ；
を有する光記憶インターフェースを制御する方法であって、
コントローラを用いて、前記レンズモジュールが、前記停止位置から前記読出位置へと動く場合に、速度閾値を下回る速度を有するかどうかを確認し、前記速度閾値を下回る速度を有さない場合には、前記レンズアクチュエータに前記レンズモジュールを前記光情報媒体に対して後退させる速度確認ステップを有する方法。
【請求項１１】
当該レンズモジュールに投影される光ビームに応答して光情報媒体上で光スポットを形成するレンズモジュール；及び
相対的に前記光情報媒体から離れた停止位置から、相対的に前記光情報媒体に近い読出位置へと前記レンズモジュールを動かすレンズアクチュエータ；
を有する光記憶インターフェース用のコンピュータプログラムであって、
前記光記憶インターフェースに読み込まれる場合に、該光記憶インターフェースに請求項１０記載の方法を実行させる命令の組を有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、光記憶インターフェース装置に関する。
【０００２】
光記憶インターフェース装置は、例えば、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）からデータを読み出すことができるＤＶＤプレーヤ又は、ＤＶＤ上にデータを書き込むこともできるＤＶＤレコーダでありうる。光記憶インターフェース装置は、例えば、高密度のデータ読出及び記憶を可能にする近視野光学システムを有しうる。本発明の態様は、光記憶インターフェースの制御方法及び光記憶インターフェース用のコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【背景技術】
【０００３】
題名「High-Density  Near-Field  Optical  Recording  with  a  Solid  Immersion  Lens,  Conventional  Actuator,  and  a  Robust  Air  Gap  Servo（固体浸漬レンズ、従来のアクチュエータ、及びロバストの空隙サーボによる高密度の近視野光学記録）」、Zijp  F.著、IEEE  Transactions  on  Magnetics、Vol.41、No.2、１０４２〜１０４６頁、２００５年２月（非特許文献１）は、従来の２軸アクチュエータにおいて固体浸漬レンズを備えた近視野光学記録について記載する。デジタルサーボシステムは、固体浸漬レンズと回転する光ディスクとの間に２５ｍｍの一定の空隙（エアギャップ）を保つために、従来の２軸アクチュエータを駆動する。デジタルサーボシステムは、開ループ制御モードにあるレンズをギャップ誤差信号がゼロへと落ち始める位置に至らせることによって、起動される。ギャップ誤差信号が所定の閾値より下がると、閉ループ動作は、最終値へと滑らかな基準軌道を与えられるギャップ制御基準により開始する。このモードは、「ハンドオーバー（handover）」制御と呼ばれる。最終的に、レンズがギャップ基準に達すると、高利得制御システムが制御を引き継ぐ。
【非特許文献１】題名「High-Density  Near-Field  Optical  Recording  with  a  Solid  Immersion  Lens,  Conventional  Actuator,  and  a  Robust  Air  Gap  Servo（固体浸漬レンズ、従来のアクチュエータ、及びローバスの空隙サーボによる高密度の近視野光学記録）」、Zijp  F.著、IEEE  Transactions  on  Magnetics、Vol.41、No.2、１０４２〜１０４６頁、２００５年２月
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の態様に従って、光記憶インターフェース装置は以下の特徴を有する。
【０００５】
光記憶インターフェース装置はレンズモジュールを有し、該レンズモジュールは、自身に投影される光ビームに応答して光情報媒体上で光スポットを形成する。レンズアクチュエータは、相対的に前記光情報媒体から離れた停止位置から、相対的に前記光情報媒体に近い読出位置へと前記レンズモジュールを動かす。コントローラは、前記レンズモジュールが、前記停止位置から前記読出位置へと動く場合に、速度閾値を下回る速度を有するかどうかを確認する。前記前記レンズモジュールが前記速度閾値を下回る速度を有さない場合には、前記コントローラは、前記レンズアクチュエータに前記レンズモジュールを前記光情報媒体に対して後退させる。
【０００６】
本発明は、以下の態様を考慮に入れる。望ましくは、レンズモジュールは光情報媒体と衝突すべきでない。レンズモジュールを用いて、光情報媒体からはデータが読み出され、あるいは、光情報媒体へはデータが書き込まれ、あるいは、それらの両方の動作が行われる。レンズモジュールと光情報媒体との間の衝突は、レンズモジュールに損傷を与えることがある。また、衝突によって光情報媒体も損傷を負うことがある。いずれの場合においても、衝突によってデータ読出及びデータ書込には悪影響が及ぼされうる。あるいは、このような読出及び書込を不可能にすることさえある。
【０００７】
光記憶インターフェース装置は、概して、レンズアクチュエータに、相対的に光情報媒体から離れた停止位置から、相対的に光情報媒体に近い読出位置へとレンズモジュールを移動させる制御システムの幾つかの形態を有する。望ましくは、制御システムは、レンズモジュールが通常の環境下で光情報媒体と衝突しないように設計されるべきである。すなわち、制御システムは、十分に正確であるべきである。更に、制御システムは、比較的短時間に前記停止位置から前記読出位置へとレンズモジュールを移動させるべきである。すなわち、制御システムは、ユーザに満足な応答時間を提供するために十分に高速であるべきである。ユーザは、一般的に、光情報媒体からのデータの読出又は光情報媒体へのデータの書込を光記憶インターフェース装置が開始する前に、数秒間待ちたくはない。速度及び精度は、相反する要求である。前記制御システムの設計には、これら２つの相反する要求の間の妥協が含まれる。
【０００８】
例えば衝撃又は振動のような外乱は、レンズモジュールを光情報媒体と衝突させる可能性がある。制御システムは、比較的小さい大きさの外乱には対処することができる。しかし、制御システムは、概して、外乱が比較的大きい大きさを有する場合には衝突を防ぐことができない。
【０００９】
レンズモジュールは、特に、レンズモジュールが前記読出位置へと動く場合に、光情報媒体と比較的近いので、近視野光学システムでは衝突の危険性が特に高い。比較的小さな外乱は、レンズモジュールの比較的小さな変位を生じさせうる。この変位は、レンズモジュールと光情報媒体との間の衝突を引き起こすには十分である。更に、制御システムは、概して、許容誤差を欠点とする。すなわち、制御システムの制御動作は、制御システムが設計された目的の所望の制御動作から、ある程度ずれる。このようなずれは、制御システムを外乱に対してより敏感なものとしうる。
【００１０】
以下の安全対策は、レンズモジュールと光情報媒体との間の衝突を回避するために適用され得る。レンズモジュールは、レンズモジュールが光情報媒体と近くなり過ぎると、光情報媒体から離される。すなわち、レンズモジュールは、レンズモジュールと光情報媒体との間の距離が距離閾値を下回る場合に離される。
【００１１】
しかし、実際には、前出の安全対策は、極めて有効であるというわけではない。前記距離閾値は、前記読出位置に対応する距離よりも小さい必要がある。前記読出位置に対応する距離は、特に近視野光学システムでは比較的小さい。距離が前記距離閾値を下回ることの検出と、レンズモジュールを光情報媒体から離すことを含む修正措置との間には遅延が存在する。レンズモジュールは、レンズモジュールが既に光情報媒体と比較的近いために、この遅延の間に光情報媒体と衝突してしまう可能性がある。いわば、「医学はあまりに遅く到着する」。
【００１２】
本発明の前出の態様に従って、コントローラは、レンズモジュールが、前記停止位置から前記読出位置へと動く場合に、速度閾値を下回る速度を有するかどうかを確認する。レンズモジュールが前記速度閾値を下回る速度を有さない場合には、コントローラは、レンズアクチュエータにレンズモジュールを光情報媒体に対して後退させる。
【００１３】
レンズモジュールの速度は、レンズモジュールが光情報媒体から比較的離れている場合でさえ、衝突の危険性の信頼できる兆しを与えることができる。一般的に、最大速度を定めることが可能である。この最大速度を下回ると、衝突の危険性がほとんど無い。最大速度は、測定によって実験的に定められ得る。シミュレーション又は計算は、この最大速度を定めるための他の技法である。速度は、早い段階で、衝突の危険性の信頼できる兆しを与えることができるので、レンズモジュールが依然として光情報媒体から比較的離れている場合に修正措置をとることが可能である。レンズモジュールは、速度が前記最大速度を超えたことが検出される場合に、光情報媒体と衝突する前に横切るべきある一定の距離を依然として有する。結果として、所与の反応遅延のために修正措置をとるのが遅すぎるという危険性は減る。従って、レンズモジュールと光情報媒体との間の衝突の危険性も減る。これらの理由のために、本発明は、特に近視野システムにおいて、信頼できる且つロバストな光データ読出及び光データ記録を可能にする。
【００１４】
本発明は、前記停止位置から該停止位置と前記読出位置との間にあるハンドオーバー位置へとレンズモジュールを移動させる開ループモードで動作し、その後に、レンズアクチュエータがレンズモジュールの所望の位置を定める基準を受け取るフィードバックの部分を形成するところの閉ループモードで動作する制御システムが使用される場合に、特に有利である。前記開ループモードから前記閉ループモードへの切替は、オーバーシュートを生ずる。すなわち、レンズモジュールと光情報媒体との間の距離は急減する。レンズモジュールは、このオーバーシュートが大きすぎる場合には、光情報媒体と衝突しうる。オーバーシュートは、レンズモジュールの速度に依存する大きさを有するよう定められてきた。すなわち、速度が速くなればなるほど、オーバーシュートの大きさはますます大きくなる。本発明に従って、修正措置は、速度が速度閾値を超える場合にとられるので、オーバーシュートが過剰な大きさを有して発生することは防がれる。そうでない場合には、過剰な大きさのオーバーシュートにより、衝突が引き起こされる。このように、本発明は、前出のような制御システムが使用される場合に衝突を防ぐ有効な方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の前出の及び他の態様について、図面を参照して、以下でより詳細に説明する。
【００１６】
図１は、比較的高密度のデータを有する光ディスクＤＳＫを読み出すことができる光ディスクプレーヤＯＤＰを表す。光ディスクプレーヤＯＤＰは、光学式読出装置モジュールＯＲＭと、データ信号プロセッサＤＳＰと、ディスク回転モータＤＲＭと、コントローラＣＴＲＬとを有する。光ディスクプレーヤＯＤＰは、遠隔制御装置ＲＣＤを更に有する。コントローラＣＴＲＬは、例えば、プログラムメモリを有するプログラム可能なプロセッサの形をとっても良い。その場合には、プログラムメモリに記憶される１又はそれ以上のソフトウェアモジュールは、コントローラＣＴＲＬが実行する演算を定義する。
【００１７】
光ディスクプレーヤＯＤＰは、基本的には以下のように動作する。ユーザが遠隔制御装置ＲＣＤ上の再生ボタンを押すとする。遠隔制御装置ＲＣＤは、無線信号をコントローラＣＴＲＬへ送信する。コントローラＣＴＲＬは、この無線信号を再生信号と解釈し、それに応じて、ディスク回転モータＤＲＭに光ディスクＤＳＫを回転させる。光学式読出装置モジュールＯＲＭは、光学的に光ディスクＤＳＫに記憶されたデータを読み出すように、回転している光ディスクＤＳＫへ光スポットＳＰを当てる。光学式読出装置モジュールＯＲＭは、このデータを表すデータ信号ＤＳを供給する。データ信号プロセッサＤＳＰは、適切なフォーマットでデジタル出力データＯＵＴを得るように、データ信号ＤＳを処理する。そのために、データ信号プロセッサＤＳＰは、例えば、パルス検出、パルス復号化、及びエラー復号化のような様々な種類の処理を実行することができる。
【００１８】
光スポットＳＰは、満足なデータ読出を達成するために、光ディスクＤＳＫ上に正確に位置付けられる必要があり且つ正確に焦点を合わせられる必要がある。更に、光スポットＳＰは、比較的小さな大きさを有する必要がある。光学式読出装置モジュールＯＲＭは、光スポットＳＰの大きさ、位置及び焦点を示すセンサ出力信号ＳＯを供給する。センサ出力信号ＳＯは、光スポットＳＰによって読み出されたデータに関する他のパラメータを示しても良い。コントローラＣＴＲＬは、センサ出力信号ＳＯを受け取って、光スポットＳＰが十分に小さく且つ正確に位置付けられ、焦点を合わせられているかどうかを判断する。コントローラＣＴＲＬは、センサ出力信号ＳＯに応答して、アクチュエータ信号ＡＳを光学式読出装置モジュールＯＲＭへ加える。コントローラＣＴＲＬが供給するアクチュエータ信号ＡＳは、光スポットＳＰを十分に小さく且つ正確な焦点及び位置を有するものとする。
【００１９】
図２は、光学式読出装置モジュールＯＲＭを表す。光学式読出装置モジュールＯＲＭは、トラッキングアクチュエータＴＲＡと、光電子アセンブリＯＥＡと、レンズモジュールＬＭと、レンズアクチュエータＬＡとを有する。これらの構成要素は、アームアクチュエータＲＡＡへ結合されたリーダーアームＲＡＲの一部を形成しうる。レンズアクチュエータＬＡは、１又はそれ以上の永久磁石と、１又はそれ以上のコイルとを有しうる。レンズアクチュエータＬＡは、また、１又はそれ以上の圧電素子を有する。トラッキングアクチュエータＴＲＡも同様である。
【００２０】
レンズモジュールＬＭは、光ディスク上の光スポットが比較的小さいことを可能にする所謂近視野タイプのものである。レンズモジュールＬＭは、例えば、非特許文献１で記載されるような固体浸漬レンズを有しうる。
【００２１】
光学式読出装置モジュールＯＲＭは、コントローラＣＴＲＬから以下のアクチュエータ信号ＡＳ、すなわち、アーム制御信号ＡＣ、トラッキング制御信号ＴＣ、焦点制御信号ＦＣ及びギャップ制御信号ＧＣを受け取る。光学式読出装置モジュールＯＲＭは、コントローラＣＴＲＬへ以下のセンサ信号ＳＯ、すなわち、ギャップ指示信号ＧＩ及びトラッキングエラー信号ＴＥを供給する。データ信号ＤＳは、任意に、また、センサ信号と見なされても良い。
【００２２】
光学式読出装置モジュールＯＲＭは、基本的には以下のように動作する。アームアクチュエータＲＡＡは、もしあれば、アーム制御信号ＡＣに依存して、リーダーアームＲＡＲを動かす。従って、アーム制御信号ＡＣは、ディスク上の光スポットの位置の粗制御を可能にする。トラッキングアクチュエータＴＲＡは、トラッキング制御信号ＴＣに依存してレンズモジュールＬＭを動かす。従って、トラッキング制御信号ＴＣは、光ディスクＤＳＫ上の光スポットＳＰの位置の微制御を可能にする。以下、光スポットＳＰは正確に位置付けられるとする。
【００２３】
光電子アセンブルＯＥＡは、出力光ビームＢＯを生成し、この出力光ビームＢＯをレンズモジュールＬＭ上に投影する。出力光ビームＢＯは、例えば、青紫色波長領域にある波長を有する。出力光ビームＢＯは、レンズモジュールＬＭに光ディスクＤＳＫ上で光スポットＳＰを生じさせる。光ディスクＤＳＫは、光スポットＳＰの一部を反射する。この反射は、レンズモジュールＬＭから光電子アセンブリＯＥＡへの反射光ビームを引き起こす。光電子アセンブリＯＥＡは、反射光ビームからデータ信号ＤＳを得る。光電子アセンブリＯＥＡは、更に、反射光ビームからトラッキングエラー信号ＴＥ及びギャップ制御信号ＧＣを得る。
【００２４】
光電子アセンブリＯＥＡは、非特許文献１に記載されるように動作することができる。非特許文献１の図３は、メインブランチ及び２つの検出ブランチを有する近視野プレーヤ機構を表す。メインブランチは、青紫色レーザと、コリメータレンズと、ビーム成形光学素子と、２つのビーム分配器と、焦点調整用のテレスコープとを有する。焦点制御信号ＦＣはテレスコープを調整することができる。メインブランチは出力光ビームＢＯを供給する。１つの検出ブランチは、“ＲＦ／／ｐｏｌ．”と表されるフォトダイオードを有する。この“ＲＦ／／ｐｏｌ．”フォトダイオードは、出力光ビームＢＯと並行に偏光された反射光ビームの一部を受け取る。この反射光ビームの一部は、光ディスクＤＳＫから読み出されたデータを表す中心開口信号（central  aperture  signal）を搬送する。結果として、ＲＦ／／ｐｏｌ．フォトダイオードはデータ信号ＤＳを供給する。検出ブランチは、トラッキングエラー信号ＴＥを供給する光電子トランスデューサを更に有する。他の検出ブランチは、出力光ビームＢＯに直交して偏光された反射光ビームの一部を受け取る、“ＲＦ⊥”と表されるフォトダイオードを有する。このＲＦ⊥フォトダイオードはギャップ指示信号ＧＩを供給する。
【００２５】
図２は、レンズモジュールＬＭと光ディスクＤＳＫとの間の空隙ＡＧを表す。空隙ＡＧは、光学式読出装置モジュールＯＲＭが光ディスクＤＳＫからデータを読み出す場合には、比較的小さくなければならない。その理由は以下の通りである。レンズモジュールＬＭが近視野タイプのものであることは上述した通りである。このようなレンズモジュールＬＭは、比較的小さな光スポットを光ディスクＤＳＫ上に形成するために、エバネセントエネルギ（evanescent  energy）を使用する。レンズモジュールＬＭからのエバネセントエネルギの大部分は、光ディスクＤＳＫに到達すべきである。エバネセントエネルギは、出力光ビームＢＯの波長の十分のいくらかの範囲内で著しく減衰する。結果として、光ディスクＤＳＫ上の光スポットＳＰは、空隙ＡＧが出力光ビームＢＯの波長の十分のいくらかよりも小さい場合にのみ比較的小さくなりうる。従って、望ましくは、空隙ＡＧは、１０から５０ナノメートル（ｎｍ）の間に含まれる範囲にあるべきである。この範囲は、以下で、近視野範囲と呼ばれる。
【００２６】
レンズアクチュエータＬＡは、ギャップ制御信号ＧＣに依存して、光ディスクＤＳＫに直交する方向でレンズモジュールＬＭを動かす。従って、ギャップ制御信号ＧＣは、レンズモジュールＬＭと光ディスクＤＳＫとの間の空隙ＡＧの制御を可能にする。ギャップ制御信号ＧＣは、ユーザが上述したように再生ボタンを押した場合に、近視野範囲内にレンズモジュールＬＭを移動させるべきである。更には、ギャップ制御信号ＧＣは、光学式読出装置モジュールＯＲＭが光ディスクＤＳＫからデータを読み出す場合に、レンズモジュールＬＭを近視野範囲内に保つべきである。
【００２７】
図３は、ギャップ指示信号ＧＩ及びデータ信号ＤＳを表す。図３は、ナノメートル（ｎｍ）の単位で空隙ＡＧを表す横軸と、信号の大きさＭを表す縦軸とを有するグラフである。グラフには２つの曲線が表されている。１つの曲線はギャップ指示信号ＧＩを表し、他の曲線はデータ信号ＤＳを表す。ギャップ指示信号ＧＩは、近視野範囲において空隙ＡＧの関数として変化する大きさを有する。ギャップ指示信号ＧＩの大きさは、空隙ＡＧが１００ｎｍよりも大きい場合には、略一定である。
【００２８】
図４は、コントローラＣＴＲＬを表す。コントローラＣＴＲＬは、プロセッサＰＲＣと、プログラムメモリＰＭＥＭと、データメモリＤＭＥＭとを有する。プログラムメモリＰＭＥＭは、レンズ制御プログラムＬＣＰを有する。レンズ制御プログラムＬＣＰは、プロセッサＰＲＣによって実行され得る命令の組を構成する。コントローラＣＴＲＬは、アクチュエータ信号ＡＳを光学式読出装置モジュールＯＲＭへ供給する様々なデジタル−アナログ変換器ＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３、ＤＡ４と、センサ信号ＳＯを光学式読出装置モジュールＯＲＭから受け取る様々なアナログ−デジタル変換器ＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３とを更に有する。プロセッサＰＲＣは、アナログ−デジタル変換器ＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３へ結合された様々な入力バッファと、デジタル−アナログ変換器ＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３、ＤＡ４へ結合された様々な出力バッファとを有しうる。これらバッファは、図４に図示されていないが、一時的にデータを格納する働きをする。
【００２９】
コントローラＣＴＲＬは、センサ信号ＳＯの１つであるギャップ指示信号ＧＩに基づいて、アクチュエータ信号ＡＳの１つであるギャップ制御信号ＧＣを定める。コントローラＣＴＲＬは、以下のようにして、そのような動作を行う。アナログ−デジタル変換器ＡＤ１は、周期的にギャップ指示信号ＧＩのサンプルをとり、そのサンプルをデジタル値に変換する。従って、アナログ−デジタル変換器ＡＤ１は、サンプルレートで、ギャップ指示信号ＧＩを表す入力デジタル値ＧＤＩのストリームを供給する。サンプルレートは、例えば、毎秒数サンプルでありうる。これは、アナログ−デジタル変換器ＡＤ１が、マイクロ秒ごとに新しいデジタル入力値を供給することを意味する。プロセッサＰＲＣ内の入力バッファは、アナログ−デジタル変換器ＡＤ１によって供給されたデジタル入力値ＧＤＩを一時的に記憶することができる。
【００３０】
プロセッサＰＲＣは、プログラムメモリＰＭＥＭに記憶されているレンズ制御プログラムＬＣＰに従って、ギャップ指示信号ＧＩを表すデジタル入力値ＧＩＤを処理する。より正確には、プロセッサＰＲＣは、プロセッサＰＲＣにかかるデジタル入力値を処理させるレンズ制御プログラムＬＣＰを実行する。然るべく、プロセッサＰＲＣはデジタル出力値ＧＣＤを生成する。デジタル出力値ＧＣＤは、プロセッサＰＲＣ内の出力バッファに一時的に記憶され得る。プロセッサＰＲＣは、デジタル出力値ＧＣＤをストリームの形でデジタル−アナログ変換器ＤＡ４に加える。このストリームは、デジタル形式でギャップ制御信号ＧＣを表す。デジタル−アナログ変換器ＤＡ４は、プロセッサＰＲＣがそのデジタル形式でギャップ指示信号ＧＩを基に生成したデジタル出力値ＧＣＤのストリームに応答して、アナログ信号であるギャップ制御信号ＧＣを供給する。
【００３１】
図５は、様々なステップＳ１〜Ｓ１０を有するレンズ制御プログラムＬＣＰを表す。レンズ制御プログラムＬＣＰは、コントローラＣＴＲＬに、光ディスクＤＳＫから相対的に離れた停止位置から、近視野範囲内にある読出位置へとレンズモジュールＬＭを移動させる。その後、レンズ制御プログラムＬＣＰは、外乱の影響がないとすると、レンズモジュールＬＭを読出位置に保つ。読出位置は、例えば、３０ｎｍに等しい空隙ＡＧに相当しうる。停止位置は、例えば、数百マイクロメートルといった比較的大きい空隙ＡＧに相当する。
【００３２】
レンズ制御プログラムＬＣＰは、コントローラＣＴＲＬに、以下の３通りの動作モード、すなわち、開ループモードＯＬＭ、ハンドオーバーモードＨＯＭ、及び固定基準モードＦＲＭを横断させる。開ループモードＯＬＭでは、コントローラＣＴＲＬは、レンズモジュールＬＭを、停止位置から、近視野範囲に比較的近い又は近視野範囲内にあるハンドオーバー位置へと移動させる。ハンドオーバー位置は、例えば、７０ｎｍに等しい空隙ＡＧに相当しうる。ハンドオーバーモードＨＯＭでは、外乱の影響がないとすると、コントローラＣＴＲＬは、レンズモジュールＬＭをハンドオーバー位置から読出位置へと移動させる。固定基準モードＦＲＭでは、外乱の影響がないとすると、コントローラＣＴＲＬは、レンズモジュールＬＭを読出位置に保つ。コントローラＣＴＲＬは、以下で説明するように、外乱の影響がある場合に適切な措置をとる。
【００３３】
コントローラＣＴＲＬは、コントローラＣＴＲＬがステップＳ１及びＳ２を実行する場合に、開ループモードＯＬＭで動作する。ステップＳ１で、コントローラＣＴＲＬは、ギャップ制御信号ＧＣの大きさを増大させる（ＧＣ↑）。図４を参照すると、プロセッサＰＲＣは、新しいデジタル出力値ＧＣＤをデジタル−アナログ変換器ＤＡ４へ加えることができる。この新しいデジタル出力値ＧＣＤは、プロセッサＰＲＣが以前にデジタル−アナログ変換器ＤＡ４に入力したデジタル出力値ＧＣＤよりも高い１又はそれ以上の単位である。すなわち、デジタル出力値ＧＣＤは、コントローラＣＴＲＬがステップＳ１を実行するたびに、１又はそれ以上の単位で増大する。レンズモジュールＬＭは、ギャップ制御信号ＧＣが大きくなると、光ディスクＤＳＫへより近づく。結果として、コントローラＣＴＲＬは、コントローラＣＴＲＬがステップＳ１を実行するたびに、レンズモジュールＬＭを光ディスクＤＳＫへわずかに近づけさせる。
【００３４】
ステップＳ２で、コントローラＣＴＲＬは、ギャップ指示信号ＧＩの大きさが近視野閾値ＴＨＮを下回っているか否かを確認する（ＧＩ＜ＴＨＮ？）。図３を参照すると、近視野閾値ＴＨＮは、例えば、空隙ＡＧが１００ｎｍに等しい場合にギャップ指示信号ＧＩが有する大きさの９０％に等しい。ギャップ指示信号ＧＩの大きさが近視野閾値ＴＨＮを下回る場合に、レンズモジュールＬＭは比較的近視野範囲に近く、あるいは、近視野範囲に入ってさえいる。空隙ＡＧは、ギャップ指示信号ＧＩの大きさが近視野閾値ＴＨＮに等しい場合に特定の値を有する。この特定の値は、前出のハンドオーバー位置に対応する。
【００３５】
コントローラＣＴＲＬは、ギャップ指示信号ＧＩの大きさが近視野閾値ＴＨＮを上回るか又はその値に等しい場合に、もう一度ステップＳ１を実行する。その場合には、レンズモジュールＬＭは、依然として光ディスクＤＳＫから比較的離れており、まだハンドオーバー位置には達していない。コントローラＣＴＲＬは、上述したように、もう一度ステップＳ１を実行することによって、光ディスクＤＳＫのより近くにレンズモジュールＬＭを移動させる。コントローラＣＴＲＬは、ギャップ指示信号ＧＩが近視野閾値ＴＨＮを下回る場合には、ステップＳ１及びＳ２によって形成される開ループモードＯＬＭから出る。コントローラＣＴＲＬは、以下で記載されるハンドオーバーモードＨＯＭに入る。
【００３６】
図６は、コントローラＣＴＲＬが開ループモードＯＬＭで動作する場合にコントローラＣＴＲＬ及び光学式読出装置モジュールＯＲＭが構成する開制御ループを表す。コントローラＣＴＲＬは、開ループモードＯＬＭで、以下の機能、すなわち、ランプ信号発生器ＲＳＧ及び比較器ＣＭＰ１を提供する。ランプ信号発生器ＲＳＧは、前出のステップＳ１に関連しうる。比較器ＣＭＰ１は、前出のステップＳ２に関連しうる。光学式読出装置モジュールＯＲＭは、レンズアクチュエータ伝達関数Ａ［．］を有するレンズアクチュエータＬＡと、ギャップ検出伝達関数Ｄ［．］を有する光電子アセンブリＯＥＡとを有する。
【００３７】
ランプ信号発生器ＲＳＧは、ランプ信号の形をとるギャップ制御信号ＧＣを供給する。空隙ＡＧは、レンズアクチュエータ伝達関数Ａ［．］に従って、ランプ信号とともに変化する。空隙ＡＧは、ランプ信号発生器ＲＳＧが作動している限り、実質的に安定した方法で減少する。ギャップ指示信号ＧＩは、ギャップ検出伝達関数Ｄ［．］に従って空隙ＡＧとともに変化する信号であって、かかる減少を反映する。比較器ＣＭＰ１は、ギャップ指示信号ＧＩの大きさが近視野閾値ＴＨＮを上回るか又はその値に等しい場合に、２進数０を供給する。ランプ信号発生器ＲＳＧは、比較器ＣＭＰ１が２進数０を供給する限り、作動状態のままである。比較器ＣＭＰ１は、ギャップ指示信号ＧＩの大きさが近視野閾値ＴＨＮを下回るか又はその値に等しい場合に、２進数１を供給する。その場合には、ランプ信号発生器ＲＳＧは非作動状態となり、コントローラＣＴＲＬはハンドオーバーモードＨＯＭへと切り替わる。
【００３８】
再び図５を参照すると、コントローラＣＴＲＬは、コントローラＣＴＲＬがステップＳ３〜Ｓ７を実行する場合にハンドオーバーモードＨＯＭで動作する。ハンドオーバーモードＨＯＭでは、コントローラＣＴＲＬは、空隙ＡＧの閉ループ制御のために可変基準ＲＥＦを利用する。可変基準ＲＥＦは、閉ループ制御に、レンズモジュールＬＭをハンドオーバオーバー位置から読出位置へと、言わば、緩やかに導かせる。従って、可変基準ＲＥＦは、時間とともに次第に減少する値を有する。これについては、以下でより詳細に説明する。
【００３９】
ステップＳ３は、ハンドオーバーモードＨＯＭの入り口となる。ステップＳ３で、コントローラＣＴＲＬは、初期基準値ＲＥＦ０及び初期アプローチ速度Ｖ０を定める。初期基準値ＲＥＦ０は、コントローラＣＴＲＬがハンドオーバーモードＨＯＭへ切り替わる時点で、実質的にギャップ指示信号ＧＩに等しい（ＧＩ＝ＲＥＦ０）。初期アプローチ速度Ｖ０は、コントローラＣＴＲＬがハンドオーバーモードＨＯＭへ切り替わる時点で、実質的にギャップ指示信号ＧＩの一次導関数ΔＧＩに等しい（ΔＧＩ＝Ｖ０）。コントローラＣＴＲＬは、アナログ−デジタル変換器ＡＤ１によって供給される２つの連続するデジタル入力値ＧＩＤの間の差をとることによって、初期アプローチ速度Ｖ０を計算することができる。サンプルレートは、２つの連続するデジタル入力値ＧＩＤの間の正確な時間差を決定する。
【００４０】
ステップＳ４〜Ｓ７は、ハンドオーバー制御サイクルとなる。コントローラＣＴＲＬは、概して、連続して、比較的多くの回数、ステップＳ４〜Ｓ７を実行する。すなわち、コントローラＣＴＲＬは、ハンドオーバーモードＨＯＭから出る前に、比較的多くのハンドオーバー制御サイクルを実行する。コントローラＣＴＲＬは、各ハンドオーバー制御サイクルにおいて、可変基準ＲＥＦの現在の値を定める。コントローラＣＴＲＬは、可変基準ＲＥＦの現在の値に従ってレンズモジュールＬＭを調整する。コントローラＣＴＲＬは、ステップＳ５では通常の方法で及びステップＳ４では例外的な方法でハンドオーバーモードＨＯＭから抜け出すことができる。
【００４１】
ステップＳ４で、コントローラＣＴＲＬは、以下の条件が真又は偽のどちらであるか、すなわち、ギャップ指示信号ＧＩの一次導関数ΔＧＩが閾値ＴＨＶを下回っていることを確認する（ΔＧＩ＜ＴＨＶ？）。コントローラＣＴＲＬは、前出の条件が偽である場合に、レンズモジュールＬＭが速すぎる速度を有して光ディスクＤＳＫに近づいていると判断する。例えば衝撃又は振動による外乱は、速すぎる速度をもたらしうる。コントローラＣＴＲＬは、閉ループ制御が適切な修正措置を提供することができるという意味で、レンズモジュールＬＭはもはや制御下にないと判断する。速すぎる速度により、レンズモジュールＬＭが光ディスクＤＳＫと衝突する危険性がある。このような衝突を回避するために、コントローラＣＴＲＬは、適切な修正措置を提供するステップＳ１０を実行する。ステップＳ１０については、以下でより詳細に説明する。
【００４２】
逆に、コントローラＣＴＲＬは、前出の条件が真である場合に、レンズモジュールＬＭが安全に光ディスクＤＳＫに近づいていると判断する。レンズモジュールＬＭが光ディスクＤＳＫと衝突する危険性はほとんどない。コントローラＣＴＲＬは、ハンドオーバーモードＨＯＭのままであり、その後、ステップＳ５を実行する。
【００４３】
ステップＳ５で、コントローラＣＴＲＬは、可変基準ＲＥＦと最終基準値ＲＥＦＥとの間の差ΔＲＥＦを定める。最終基準値ＲＥＦＥにより、この値が閉ループ制御に適用される場合に、閉ループ制御はレンズモジュールＬＭを移動させ又は読出位置に保つことができる。
【００４４】
ステップＳ５で、コントローラＣＴＲＬは、以下の条件が真又は偽のどちらであるか、すなわち、可変基準ＲＥＦと最終基準値ＲＥＦＥとの間の差ΔＲＥＦが有意性閾値ＴＨＳを下回ることを確認する（ΔＲＥＦ＜ＴＨＳ？）。前出の条件が真である場合に、コントローラＣＴＲＬは、レンズモジュールＬＭが読出位置に十分に近いと判断する。その場合に、コントローラＣＴＲＬは、ステップＳ３〜Ｓ７から成るハンドオーバーモードＨＯＭから出て、固定基準モードＦＲＭに入る。固定基準モードＦＲＭについては、以下でより詳細に説明する。逆に、前出の条件が偽である場合には、コントローラＣＴＲＬは、レンズモジュールＬＭが読出位置に十分に近くはないと判断する。その場合には、コントローラＣＴＲＬはステップＳ６及びＳ７を実行する。
【００４５】
ステップＳ６で、コントローラＣＴＲＬは、初期基準値ＲＥＦ０、初期アプローチ速度Ｖ０、及び最終基準値ＲＥＦＥに基づいて、可変基準ＲＥＦの現在の値を計算する（Ｈ［ＲＥＦ０，Ｖ０，ＲＥＦＥ］＝ＲＥＦ）。最終基準値ＲＥＦＥにより、この値が閉ループ制御に適用される場合に、閉ループ制御はレンズモジュールＬＭを移動させ又は読出位置に保つことができる。コントローラＣＴＲＬは、ハンドオーバー制御関数Ｈ［．］に従って、可変基準ＲＥＦの現在の値を計算する。ハンドオーバー制御関数Ｈ［．］は、初期基準値ＲＥＦ０から最終基準値ＲＥＦＥへの適切な遷移を提供する。そのために、ハンドオーバー制御関数Ｈ［．］は、例えば、所謂ｚ領域での二次関数であっても良い。
【００４６】
ステップＳ７で、コントローラＣＴＲＬは、ギャップ指示信号ＧＩ及び可変基準ＲＥＦの現在の値（以下、現在の基準値ＲＥＦと呼ぶ。）を基に、レンズモジュールＬＭを制御する（Ｆ［ＲＥＦ−ＧＩ］＝ＧＣ）。コントローラＣＴＲＬは、レンズ制御関数Ｆ［．］に従って、レンズモジュールＬＭを制御する。コントローラＣＴＲＬは、現在の基準値ＲＥＦとギャップ指示信号ＧＩとの間の差にレンズ制御関数Ｆ［．］を適用する。従って、ギャップ制御信号ＧＣは、レンズ制御関数Ｆ［．］に従って、前出の差とともに変化する。
【００４７】
図７は、コントローラＣＴＲＬがハンドオーバーモードＨＯＭで動作する場合にコントローラＣＴＲＬ及び光学式読出装置モジュールＯＲＭが構成するハンドオーバー制御ループを表す。図７は、図６と同じように光学式読出装置モジュールＯＲＭを表す。
【００４８】
コントローラＣＴＲＬは、ハンドオーバーモードＨＯＭにおいて、以下の機能、すなわち、初期値抽出器ＩＶＥ、基準発生器ＲＦＧ、ループ減算器ＳＵＢＬ、及びフィードバックプロセッサＦＢＰを提供する。初期値抽出器ＩＶＥは、前出のステップＳ３に関連しうる。基準発生器ＲＦＧは、ハンドオーバー制御関数Ｈ［．］を提供し、前出のステップＳ６に関連しうる。ループ減算器ＳＵＢＬ及びフィードバックプロセッサＦＢＰは、レンズ制御関数Ｆ［．］を提供し、前出のステップＳ７に関連しうる。更に、コントローラＣＴＲＬは、ハンドオーバーモードＨＯＭにおいて、以下の機能、すなわち、基準減算器ＳＵＢＲ、微分器ＤＩＦ、及び２つの比較器ＣＭＰ２、ＣＭＰ３を提供する。微分器ＤＩＦ及び比較器ＣＭＰ３は、前出のステップＳ４に関連しうる。基準減算器ＳＵＢＲ及び比較器ＣＭＰ２は、前出のステップＳ５に関連しうる。
【００４９】
初期値抽出器ＩＶＥは、コントローラＣＴＲＬが開ループモードＯＬＭからハンドオーバーモードＨＯＭへ切り替わる場合に、ギャップ指示信号ＧＩに基づいて、初期基準値ＲＥＦ０及び初期アプローチ速度Ｖ０を得る。図６に図示される比較器ＣＭＰ１は、初期値抽出器ＩＶＥを作動させることができる。初期値抽出器ＩＶＥは、コントローラＣＴＲＬが開ループモードＯＬＭからハンドオーバーモードＨＯＭへ切り替わる時点でギャップ指示信号ＧＩの大きさ及びこの信号の一次導関数ΔＧＩをサンプリングするサンプル及びホールド回路と考えることもできる。基準発生器ＲＦＧは、可変基準ＲＥＦを得るために、初期基準値ＲＥＦ０、初期アプローチ速度Ｖ０、及び最終基準値ＲＥＦＥにハンドオーバー制御関数Ｈ［．］を提供する。
【００５０】
ループ減算器ＳＵＢＬは、制御エラー信号ＥＲを得るために、可変基準ＲＥＦからギャップ指示信号ＧＩを減ずる。フィードバックプロセッサＦＢＰは、ギャップ制御信号ＧＣを得るために、制御エラー信号ＥＲにレンズ制御関数Ｆ［．］を適用する。ループ減算器ＳＵＢＬ、フィードバックプロセッサＦＢＰ、レンズアクチュエータＬＡ、及び光電子アセンブリＯＥＡは、フィードバックループを構成する。フィードバックループは、外乱の影響がない限り、ギャップ指示信号ＧＩがいつ何時でも実質的に可変基準ＲＥＦに等しくなるように、空隙ＡＧを制御する。結果として、可変基準ＲＥＦは、実質的に、ハンドオーバーモードＨＯＭにおいて空隙ＡＧを決定する。可変基準ＲＥＦの所与の値は、空隙ＡＧの特定の大きさに相当する。
【００５１】
図８は可変基準ＲＥＦを表す。図８は、時間Ｔを表す横軸と、大きさＭを表す縦軸とを有するグラフである。コントローラＣＴＲＬは、時点Ｔ０でハンドオーバーモードＨＯＭに入り、時点ＴＥでハンドオーバーモードＨＯＭから出る。可変基準ＲＥＦは、時点Ｔ０で、実質的に初期基準値ＲＥＦ０に等しい。初期基準値ＲＥＦ０は、前出のハンドオーバー位置に相当する。可変基準ＲＥＦは、時点ＴＥで、実質的に最終基準値ＲＥＦＥに等しい。最終基準値ＲＥＦＥは、前出の読出位置に相当する。図８は、前出の時点の間で可変基準ＲＥＦに関して適切な曲線を表す。空隙ＡＧは、レンズモジュールＬＭがハンドオーバー位置から読出位置へと動く場合に、同様の曲線に従う。ハンドオーバー制御関数Ｈ［．］は、実質上、この曲線を定義する。
【００５２】
再び図７を参照すると、微分器ＤＩＦは、ギャップ指示信号ＧＩの一次導関数ΔＧＩを供給する。比較器ＣＭＰ３は、ギャップ指示信号ＧＩの一次導関数ΔＧＩを速度閾値ＴＨＶと比較する。比較器ＣＭＰ３は、ギャップ指示信号ＧＩの一次導関数ΔＧＩが速度閾値ＴＨＶを上回るか又はそれに等しい場合に、２進数１を供給する。その場合に、レンズモジュールＬＭは、上述したように、速すぎる速度を有して光ディスクＤＳＫに近づく。コントローラＣＴＲＬは修正措置をとる。修正措置はステップ１０の実行を含む。
【００５３】
基準減算器ＳＵＢＲは、可変基準ＲＥＦと最終基準値ＲＥＦＥとの間の差ΔＲＥＦを得るために、可変基準ＲＥＦを最終基準ＲＥＦＥから減ずる。比較器ＣＭＰ２は、この差ΔＲＥＦを有意性閾値ＴＨＳと比較する。比較器ＣＭＰ２は、差が有意性閾値ＴＨＳを下回る場合に、２進数１を供給する。その場合に、レンズモジュールＬＭは、上述したように、十分に読出位置に近い。コントローラＣＴＲＬは固定基準モードＦＲＭへ切り替わる。
【００５４】
再び図５を参照すると、コントローラＣＴＲＬは、コントローラＣＴＲＬがステップＳ８及びＳ９を実行する場合に、固定基準モードＦＲＭで動作する。ステップＳ８で、コントローラＣＴＲＬは、ギャップ指示信号ＧＩ及び最終基準値ＲＥＦＥを基に、レンズモジュールＬＭを制御する（Ｆ［ＲＥＦＥ−ＧＩ］＝ＧＣ）。コントローラＣＴＲＬは、コントローラＣＴＲＬが既にハンドオーバーモードＨＯＭで用いたレンズ制御関数Ｆ［．］に従って、レンズモジュールＬＭを制御する。固定基準モードＦＲＭでは、コントローラＣＴＲＬは、最終基準値ＲＥＦＥとギャップ指示信号ＧＩとの間の差にレンズ制御関数Ｆ［．］を適用する。従って、ギャップ制御信号ＧＣは、レンズ制御関数Ｆ［．］に従って、前出の差とともに変化する。
【００５５】
ステップＳ９で、コントローラＣＴＲＬは、以下の条件が真又は偽であるか、すなわち、制御エラー信号ＥＲがエラー閾値ＴＨＥを下回る絶対値を有することを確認する（｜ＥＲ｜＜ＴＨＥ？）。コントローラＣＴＲＬは、前出の条件が真である場合に、もう一度ステップＳ８を実行する。その場合に、コントローラＣＴＲＬは、レンズモジュールＬＭが十分に読出位置に近いと判断する。言い換えると、レンズモジュールＬＭは制御下にある。コントローラＣＴＲＬは、固定基準モードＦＲＭのままである。
【００５６】
逆に、前出の条件が偽である場合には、コントローラＣＴＲＬは、レンズモジュールＬＭが読出位置から比較的離れていると判断する。例えば衝撃又は振動による外乱は、このような変位を引き起こしうる。コントローラＣＴＲＬは、閉ループ制御が適切な修正措置を提供することができるという意味で、レンズモジュールＬＭはもはや制御下にないと判断する。レンズモジュールＬＭが光ディスクＤＳＫと衝突する危険性がある。このような衝突を回避するために、コントローラＣＴＲＬは、適切な修正措置を提供するステップＳ１０を実行する。
【００５７】
図９は、コントローラＣＴＲＬが固定基準モードＦＲＭで動作する場合にコントローラＣＴＲＬ及び光学式読出装置モジュールＯＲＭが構成する固定基準制御ループを表す。図９は、図６及び７と同様に光学式読出装置モジュールＯＲＭを表す。コントローラＣＴＲＬは、ループ減算器ＳＵＢＬ及びフィードバックプロセッサＦＢＰを提供する。かかる２つの機能は、図７に図示されるハンドオーバー制御ループにおける機能と同じである。違いは、ループ減算器ＳＵＢＬが、固定基準制御ループでは最終基準値ＲＥＦＥを受け取るが、ハンドオーバー制御ループでは可変基準ＲＥＦを受け取る点である。ループ減算器ＳＵＢＬ及びフィードバックプロセッサＦＢＰは、図５に表されるステップＳ８に関連しうる。コントローラＣＴＲＬは、更に、以下の機能、すなわち、比較ＣＭＰ４を提供する。比較器ＣＭＰ４はステップＳ９に関連しうる。
【００５８】
ループ減算器ＳＵＢＬ、フィードバックプロセッサＦＢＰ、レンズアクチュエータＬＡ、及び光電子アセンブリＯＥＡは、フィードバックループを構成する。フィードバックループは、外乱の影響がない限り、ギャップ指示信号ＧＩがいつ何時でも実質的に可変基準ＲＥＦに等しくなるように、空隙ＡＧを制御する。上記のように、最終基準値ＲＥＦＥは読出位置に相当する。結果として、図９に図示されるフィードバックループは、例えば３０ｎｍである空隙ＡＧに相当しうる読出位置にレンズモジュールＬＭを保とうとする。
【００５９】
比較器ＣＭＰ４は、ループ減算器ＳＵＢＬによって供給される制御エラー信号ＥＲをエラー閾値ＴＨＥと比較する。比較器ＣＭＰ４は、制御エラー信号ＥＲがエラー閾値ＴＨＥを上回るか又はそれに等しい場合に、２進数１を供給する。その場合に、レンズモジュールＬＭは、過度に読出位置からずれた位置を有する。コントローラＣＴＲＬは修正措置をとる。修正措置はステップＳ１０の実行を含む。
【００６０】
ステップＳ１０で、コントローラＣＴＲＬは、空隙ＡＧを十分に広げる。コントローラＣＴＲＬは、レンズモジュールＬＭを光ディスクＤＳＫに対して、言わば、後退させる。これにより、レンズモジュールＬＭが光ディスクＤＳＫと衝突することが防がれる。コントローラＣＴＲＬは、多種多様な方法でレンズモジュールＬＭを後退させることができる。例えば、コントローラＣＴＲＬは、パルスをギャップ制御信号ＧＣに出現させることができる（ＰＵ→ＧＣ）。このパルスは、レンズモジュールＬＭを光ディスクＤＳＫから離す符号を有する。レンズアクチュエータ伝達関数Ａ［．］は、このパルスに応答して空隙ＡＧがどのように変化するかを決定する。従って、前出のパルスは、レンズアクチュエータ伝達関数Ａ［．］を前提として適切な後退動作をもたらす形状及び存続期間を与えられる。
【００６１】
ステップＳ１０は、読出装置モジュールが光ディスクＤＳＫと衝突することを防ぐ安全対策を構成する。少なくとも２つの事象はステップＳ１０を呼び出すことができる。１つの事象は、レンズモジュールＬＭが固定基準モードＦＲＭで読出位置から遠すぎることである。この事象は位置に基づく。前出のステップＳ８は、このような位置に基づく事象を検出する。ステップＳ１０を呼び出しうる他の事象は、レンズモジュールＬＭがハンドオーバーモードＨＯＭで過剰に速く光ディスクＤＳＫに近づくことである。この事象は速度に基づく。前出のステップＳ４は、このような速度に基づく事象を検出する。
【００６２】
図１０Ａ及び１０Ｂは、レンズモジュールＬＭが速すぎる速度を有して光ディスクＤＳＫに近づく場合に、レンズモジュールＬＭが光ディスクＤＳＫと衝突しうることを表す。図１０Ａ及び１０Ｂは、時間Ｔを表す横軸と、大きさＭを表す縦軸とを有するグラフである。各グラフは、２つの曲線（一方は丸で表され、他方は比較的細い実線で表される。）を有する。第１の前出の曲線は、空隙ＡＧを表すギャップ指示信号ＧＩを表す。この曲線の円は、図４に表されるアナログ−デジタル変換器がデジタル入力値ＧＩＤを供給するところのギャップ指示信号ＧＩのサンプルに関連しうる。比較的細い実線で表される曲線は、可変基準ＲＥＦを表す。各グラフは、大きさが０であるところの横線を更に有する。空隙ＡＧは、この横線において０に等しい。結果として、この横線は、レンズモジュールＬＭに面する光ディスクＤＳＫの表面を表す。
【００６３】
図１０Ａ及び１０Ｂは、夫々、レンズモジュールＬＭが光ディスクＤＳＫと衝突することを防ぐために特別の対策がとられない場合に当てはまるシミュレーション結果を表す。それは、あたかも、コントローラＣＴＲＬが、ステップＳ４を除いて、図５に表されるレンズ制御プログラムＬＣＰを実行した場合を表す。所与の時点で、可変基準ＲＥＦは、ゼロ（０）から、初期基準値ＲＥＦ０である特定の大きさへとジャンプする。コントローラＣＴＲＬは、その時点で、開ループモードＯＬＭからハンドオーバーモードＨＯＭへと切り替わる。すなわち、コントローラＣＴＲＬは、可変基準ＲＥＦの前出のジャンプの前には開ループモードＯＬＭで動作し、かかるジャンプの後にハンドオーバーモードＨＯＭで動作する。
【００６４】
図１０Ａ及び１０Ｂで、ギャップ指示信号ＧＩを表す曲線は、左から右へと移り行く場合に、実質的に平らである左側部分から始まる。これは、ギャップ指示信号ＧＩが図３に表される略一定の大きさを有するところの値を空隙ＡＧが有するためである。例えば、ギャップ指示信号ＧＩの大きさは、空隙ＡＧが１１０ｎｍから１００ｎｍに減少する場合には略一定のままである。空隙ＡＧは、曲線の前出の左側部分では近視野閾値ＴＨＮを依然として十分に上回っている。このとき、ギャップ指示信号ＧＩは一定の高い大きさを有する。
【００６５】
図１０Ａは、レンズモジュールが０．０２４ｍｍ／ｓの速度を有して光ディスクＤＳＫに近く付く場合に何が起こるかを表す。これは中程度の速度である。図３を参照すると、レンズモジュールＬＭは、開ループモードＯＬＭでギャップ指示信号ＧＩから取られる２つの連続したサンプルの間の比較的小さなステップを有して右から左へと水平軸上を移動する。結果として、それは、一定の高い大きさから、ハンドオーバーモードＨＯＭへの切替を引き起こす近視野閾値ＴＨＮへと減少するギャップ指示信号ＧＩの大きさの幾つかのサンプルを取る。
【００６６】
ハンドオーバーモードＨＯＭへの切替はオーバーシュートを生じさせる。ギャップ指示信号ＧＩの大きさは突然に落ち込む。この突然の低下は、空隙ＡＧの突然の減少に相当する。レンズモジュールＬＭは、光ディスクＤＳＫに比較的近づくが、衝突はない。空隙ＡＧは、可変基準ＲＥＦが定義する軌道に追随するように、突然の低下の後に増大する。
【００６７】
図１０Ｂは、レンズモジュールが１．３２ｍｍ／ｓの速度を有して光ディスクＤＳＫに近く付く場合に何が起こるかを表す。これは比較的高速である。図３を参照すると、レンズモジュールＬＭは、開ループモードＯＬＭでギャップ指示信号ＧＩから取られる２つの連続したサンプルの間の比較的大きなステップを有して右から左へと水平軸上を移動する。結果として、それは、一定の高い大きさから、ハンドオーバーモードＨＯＭへの切替を引き起こす近視野閾値ＴＨＮへと減少するギャップ指示信号ＧＩに関し、２つのサンプルしか取らない。
【００６８】
ハンドオーバーモードＨＯＭへの切替は大幅なオーバーシュートを生じさせる。ギャップ指示信号ＧＩの大きさはゼロ（０）まで下がる。空隙ＡＧはゼロとなる。これは、小さな矢印及び符号“Ｘ”によって示されている。レンズモジュールＬＭは、この点で光ディスクＤＳＫとぶつかる。衝突が生ずる。
【００６９】
図１０Ｂは、ギャップ指示信号ＧＩがゼロ（０）まで下がる場合に、２つの連続したサンプルの間に比較的大きな大きさの差があることを表す。これは、レンズモジュールＬＭが、一瞬、比較的速い速度を有することを意味する。この速度は、後に続く衝突に関する指標である。図５に表されるレンズ制御プログラムＬＣＰにおけるステップＳ４は、このような衝突の前兆を検出する。
【００７０】
図面を参照してされた先の詳細な記載は、様々な独立請求項に挙げられる以下の特徴を表す。光記憶インターフェース装置（ＯＤＰ）は、レンズモジュール（ＬＭ）に投影される光ビーム（ＢＯ）に応答して光情報媒体（ＤＳＫ）上で光スポット（ＳＰ）を形成するレンズモジュールを有する。レンズアクチュエータ（ＬＡ）は、相対的に光情報媒体（ＤＳＫ）から離れた停止位置から、相対的に光情報媒体（ＤＳＫ）に近い読出位置へとレンズモジュール（ＬＭ）を動かす。コントローラ（ＣＴＲＬ）は、レンズモジュール（ＬＭ）が、前記停止位置から前記読出位置へと動く場合に、速度閾値（ＴＨＶ）を下回る速度を有するかどうかを確認する。レンズモジュール（ＬＭ）が速度閾値（ＴＨＶ）を下回る速度を有さない場合には、コントローラ（ＣＴＲＬ）は、レンズアクチュエータ（ＬＡ）にレンズモジュール（ＬＭ）を光情報媒体（ＤＳＫ）に対して後退させる。
【００７１】
前出の詳細な記載は、更に、従属請求項に挙げられている様々な任意の特徴を表す。これらの特徴は、前出の特徴と相まって有利に適用され得る。様々な任意の特徴は、以下の段落で明らかにされる。各段落は、特定の従属請求項に対応する。
【００７２】
光電子アセンブリ（ＯＥＡ）は、レンズモジュール（ＬＭ）と光情報媒体（ＤＳＫ）との間の空隙（ＡＧ）を表すセンサ信号（ＧＩ）を与える。コントローラ（ＣＴＲＬ）は、センサ信号（ＧＩ）を基にレンズモジュール（ＬＭ）の速度を推定する。このような一連の特徴は、前記センサ信号が、速度測定のみならず、レンズモジュールの閉ループ制御のためにも使用され得るので、低コストの実施を可能にする。
【００７３】
光電子アセンブリ（ＯＥＡ）は、光スポット（ＳＰ）を形成するためにレンズモジュール（ＬＭ）に投影される光ビーム（ＢＯ）に直交する偏光を有する光情報媒体（ＤＳＫ）からの反射光を基にセンサ信号（ＧＩ）を与える。この特徴は、比較的正確な速度測定を可能にする。
【００７４】
コントローラ（ＣＴＲＬ）は、センサ信号（ＧＩ）に応答してデジタル入力値（ＧＩＤ）のストリームを与えるアナログ−デジタル変換器（ＡＤ１）を有する。プロセッサ（ＰＲＣ）は、異なる時点に生ずる２つのデジタル入力値（ＧＩＤ）の間の差を基にレンズモジュール（ＬＭ）の速度を推定する。このような一連の特徴は、比較的正確な速度測定を提供する低コストの実施を可能にする。
【００７５】
コントローラ（ＣＴＲＬ）は、コントローラ（ＣＴＲＬ）がレンズアクチュエータ（ＬＡ）に前記停止位置から該停止位置と前記読出位置との間にあるハンドオーバー位置へとレンズモジュール（ＬＭ）を移動させるところの開ループモード（ＯＬＭ）で動作する。その後、コントローラ（ＣＴＲＬ）は、コントローラ（ＣＴＲＬ）及びレンズアクチュエータ（ＬＡ）がレンズモジュール（ＬＭ）の所望の位置を定める基準を受け取るフィードバックの部分を形成するところの閉ループモード（ＨＯＭ，ＦＲＭ）で動作する。このような一連の特徴は、比較的信頼でき且つ高速な方法でレンズモジュールを読出位置へと移動させることを可能にする。
【００７６】
コントローラ（ＣＴＲＬ）は、コントローラ（ＣＴＲＬ）が開ループモード（ＯＬＭ）から閉ループモード（ＨＯＭ，ＦＲＭ）へ切り替わる場合に基準（ＲＥＦ）を初期値（ＲＥＦ０）に設定する。コントローラ（ＣＴＲＬ）は、ハンドオーバー期間の間は徐々に基準（ＲＥＦ）を最終値（ＲＥＦＥ）へ至らせる。初期値（ＲＥＦ０）は、前記ハンドオーバー位置と前記読出位置との間にある所望の位置を定める。最終値（ＲＥＦＥ）は、前記読出位置に対応する所望の位置を定める。このような一連の特徴は、比較的信頼でき且つ高速な方法でレンズモジュールを読出位置へ移動させることに貢献する。
【００７７】
コントローラ（ＣＴＲＬ）は、コントローラ（ＣＴＲＬ）が開ループモード（ＯＬＭ）から閉ループモード（ＨＯＭ，ＦＲＭ）へ切り替わる場合に、レンズモジュール（ＬＭ）の測定された位置（ＧＩ）及び測定された速度（ΔＧＩ）を基に、ハンドオーバー関数（Ｈ［．］）に従って基準（ＲＥＦ）を変化させる。このような一連の特徴は、比較的信頼でき且つ高速な方法でレンズモジュールを読出位置へ移動させることに貢献する。
【００７８】
コントローラ（ＣＴＲＬ）は、基準（ＲＥＦ）と、レンズモジュール（ＬＭ）及び光情報媒体（ＤＳＫ）の間の空隙（ＡＧ）を表す信号（ＧＩ）との間の絶対差が誤差閾値（ＴＨＥ）を下回るかどうかを確認する。前記絶対差が誤差閾値（ＴＨＥ）を下回らない場合には、コントローラ（ＣＴＲＬ）は、レンズアクチュエータ（ＬＡ）にレンズモジュール（ＬＭ）を光情報媒体（ＤＳＫ）に対して後退させる。このような一連の特徴は、更に、レンズモジュールと光情報媒体との間の衝突を防ぐことに貢献する。
【００７９】
レンズモジュール（ＬＭ）は固体浸漬レンズを有する。これは、高密度のデータ読出及びデータ記録を可能にする。
【００８０】
以上の特徴は、多種多様な方法で実施され得る。これを表すために、幾つかの代替案が簡単に示される。
【００８１】
前出の特徴は、光データ記憶装置に関連するどのような製品又は方法においても有利に適用され得る。光ディスクプレーヤは単に一例である。前出の特徴は、例えば、光ディスクレコーダにおいても同様に適用され得る。光ディスクレコーダは、光ディスクからデータを読み出すこともできる。図２を参照すると、光電子アセンブリＯＥＡは、光ディスクＤＳＫ上の物理的性質を変更するように、比較的高出力レーザ光ビームを発生させることができる。
【００８２】
レンズモジュールは、多種多様な方法で実施され得る。詳細な記載は、レンズモジュールが固体浸漬レンズを有する例を提示する。代替的に、レンズモジュールは、固体浸漬ミラーを有しても良い。開口プローブ（aperture  probes）が、また、近視野光学システムのために提案されている。
【００８３】
レンズアクチュエータは、多種多様な方法で実施され得る。例えば、レンズアクチュエータは、磁界を変化させることで、レンズモジュールを動かすことができる。そのために、レンズアクチュエータは、１又はそれ以上の永久磁石と、１又はそれ以上のコイルとを有しうる。他の例として、レンズアクチュエータは、圧電効果を用いてレンズモジュールを動かすことができる。
【００８４】
コントローラは、多種多様な方法で実施され得る。詳細な記載は、コントローラが適切にプログラムされたプロセッサを有する例を提示する。これはソフトウェアに基づく実施であり、ソフトウェアは、コントローラに、本発明に従う方法を実行させる。代替的に、コントローラは、アナログ若しくはデジタル、又はその両方でありうる１又はそれ以上の専用の回路を有しても良い。例えば、図７に表されるコントローラの機能は、１又はそれ以上の専用の回路を用いて実施され得る。これはハードウェアに基づく解決法であり、回路素子及びかかる回路素子の間の接続は、本発明に従う動作を定義する。
【００８５】
レンズモジュールの速度を測定又は推定するための多種多様な方法がある。詳細な記載は、その速度が、光情報媒体からの反射光によって測定される例を提示する。速度測定の他の方法は、例えば、半導体チップで実施される加速度計のような特定のセンサを備えたレンズモジュール又はレンズアクチュエータを設けることである。
【００８６】
詳細な記載で提示される例では、ギャップ指示信号ＧＩの一次導関数ΔＧＩは、レンズモジュールの速度を表す。この速度は、また、データ信号ＤＳからも推定され得る。図３は、データ信号ＤＳの大きさもレンズモジュールと光ディスクとの間の空隙ＡＧとともに変化することを表す。しかし、光ディスクから読み出されるデータは、データ信号ＤＳの大きさに変動を生じさせうる。かかる変動は、データ信号ＤＳに基づく速度測定を妨げることがある。このような妨害を防ぐために、コントローラは、光スポットＳＰが最初に、全くデータがない光ディスクＤＳＫの未書込部分に投影されるように、トランキングアクチュエータＴＲＡ及びリーダーアームアクチュエータＲＡＡに、図２に表される光学式読出装置モジュールＯＲＭの位置を合わせさせることができる。次いで、コントローラは、図５に表されるレンズ制御プログラムＬＣＰを実行する。これにより、読出位置においてレンズモジュールは動かされる。次いで、コントローラは、光スポットが、データを有する光ディスクの書込部分に投影されるように、光学式読出装置モジュールの位置を合わせる。
【００８７】
他の例として、レンズモジュールの速度は、図５に表されるレンズ制御プログラムＬＣＰのステップＳ３で定められる初期基準値ＲＥＦ０を基に推定され得る。一般に、レンズモジュールの速度が速くなればなるほど、レンズ制御プログラムが開ループモードからハンドオーバーモードへ切り替わる場合に、初期基準値ＲＥＦ０はますます低くなる。図１０Ａ及び１０Ｂはこのことを明示する。図１０Ａでは、レンズモジュールの速度は比較的緩やかであり、一方、図１０Ｂでは、その速度は比較的速い。初期基準値ＲＥＦ０は、図１０Ａの方が図１０Ｂよりも高い。初期基準値ＲＥＦ０に関して、速度に関連した閾値を定義することが可能である。レンズモジュールは、初期基準値ＲＥＦ０が速度に関連した閾値を下回る場合に、速すぎる速度を有する。その場合に、レンズモジュールは、衝突を防ぐように後退する。これは、図５のステップＳ１０に対応する。図５を参照すると、ステップＳ４は、間接的な速度確認が初期基準値ＲＥＦ０を基に行われるように変更され得る。このような間接的な速度確認は、ステップ４を参照して詳細な記載で説明された直接的な速度確認に取って代わることができる。代替的に、ステップＳ４は、間接的な速度確認が、より一層高い信頼性を達成するために、直接的な速度確認に付加されるように変更されても良い。
【００８８】
レンズモジュールを停止位置からハンドオーバー位置へと動かす多種多様な方法がある。詳細な記載は、停止位置からハンドオーバー位置への略線形な移動を確立するランプ信号が使用される例を表す。その他の移動方法が、レンズモジュールをハンドオーバー位置へ移動させるために使用されても良い。例えば、コントローラは、振幅の増大を伴う正弦波信号をレンズアクチュエータへ適用することができる。かかる正弦波信号は、レンズモジュールがハンドオーバー位置に達するまでに間断なく強さを増すスウィング移動を実現する。これは、実質上、スウィング移動の極値と同期しうる。レンズモジュールの速度は、スウィング移動の極値において略零に等しい。結果として、レンズモジュールは、概して、ハンドオーバー位置に達する場合に比較的緩やかな速度を有しうる。
【００８９】
語「速度」は、幅広く解釈されるべきである。かかる語は、変位の割合に関する如何なる種類の測定も包含する。例えば、加速度は、変位の割合の指標である。このように、語「速度」は加速度も含む。
【００９０】
ハードウェア若しくはソフトウェア又はそれら両方の事項を用いて機能を実装する多数の方法がある。この点において、図面は極めて図式的であり、夫々、本発明のただ１つの可能な実施例を表す。従って、図面は、異なるブロックとして異なる機能を示すが、これは、決して、ハードウェア又はソフトウェアの単一の事項が幾つかの機能を実行することを排除しない。あるいは、それは、ハードウェア若しくはソフトウェア又はそれら両方の事項の集合が一の機能を実行することを排除しない。
【００９１】
ここでなされた見解は、図面を参照した詳細な記載が、本発明を限定しているのではなく、説明していることを明示する。添付の特許請求の範囲の適用範囲内にある多数の代替案が存在する。請求項における如何なる参照符号も、その請求項を限定するよう解釈されるべきではない。語「有する（comprising）」は、請求項に挙げられた以外の他の要素又はステップの存在を排除するわけではない。要素又はステップの前にある語「１つの（a、an）」は、かかる要素又はステップの複数個の存在を排除するわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】光ディスクプレーヤを表すブロック図である。
【図２】光ディスクプレーヤの一部を形成する光学式読出装置モジュールを表すブロック図である。
【図３】光学式読出装置モジュールが提供するギャップ指示信号及びデータ信号を表すグラフである。
【図４】光ディスクプレーヤの一部を形成するコントローラを表すブロック図である。
【図５】コントローラが実行するレンズ制御プログラムを表すフローチャートである。
【図６】コントローラが開ループモードで動作する場合にコントローラ及び光学式読出装置モジュールが構成する開制御ループを表すブロック図である。
【図７】コントローラがハンドオーバーモードで動作する場合にコントローラ及び光学式読出装置モジュールが構成するハンドオーバー制御ループを表すブロック図である。
【図８】時間の関数として変化するハンドオーバー制御ループの基準値を表すグラフである。
【図９】コントローラが固定基準モードで動作する場合にコントローラ及び光学式読出装置モジュールが構成する固定基準制御ループを表すブロック図である。
【図１０】レンズモジュールが速すぎる速度を有して光ディスクに近づく場合に、光ディスクプレーヤ内のレンズモジュールが光ディスクに衝突することを表す信号図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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