(57)【要約】【課題】　ディスクの表面とピックアップヘッドとのスパイクによるディスク損傷を防止し、フォーカスサーチ時間を短縮してサーボドライブシステムの信頼性及び安定性を向上させて高密度ディスクに適して用いられる適応的なフォーカシング方法及び装置を提供する。【解決手段】　ピックアップヘッドを適正フォーカスポイントに移動させるフォーカスサーボ制御部及びディスクを回転させるディスク駆動部を含む光ディスクドライブ装置において、ピックアップヘッドから反射信号を検出する反射信号検出部と、反射信号に応答して静的なパート及び動的なパートのための適応的なフォーカスサーチアルゴリズムによりフォーカスサーボ制御部のためのＦＯＤを生成する信号処理部と、を含む適応的なフォーカシング装置。【選択図】　　　図３
2004134068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　光ディスクドライブシステムにおいて、ディスクは駆動されずにピックアップヘッドが動作する静的なパートのためのフォーカシング方法において、
　　前記ピックアップヘッドをディスクから、フォーカスサーチする間にフォーカスドライブ信号（ＦＯＤ）の最小値まで降下させる段階と、
　前記ＦＯＤの最小値となれば、前記ピックアップヘッドをディスクに近づくように上昇させるが、ディスクから反射信号が検出されればＦＯＤの最大許容値までピックアップヘッドを上昇させる段階と、
　前記ＦＯＤの最大許容値となれば、前記ピックアップヘッドをディスクからＦＯＤの最小許容値まで降下させる段階とを含む適応的なフォーカシング方法。
【請求項２】
　前記ＦＯＤの最大許容値はフォーカスサーチする間にＦＯＤの最大値以内であり、前記ＦＯＤの最小許容値はフォーカスサーチする間にＦＯＤの最小値以内であることを特徴とする請求項１に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項３】
　前記方法は、
　前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最小許容値まで降下させる段階を行った後、前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最大許容値まで上昇させる段階及び前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最小許容値まで降下させる段階を反復する段階をさらに含む請求項１に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項４】
　前記反射信号が検出された後、前記ＦＯＤの最大許容値までのピックアップヘッドの垂直変位移動量は固定値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項５】
　前記反射信号が検出された後、前記ＦＯＤの最大許容値までのピックアップヘッドの垂直変位移動量はディスクの表面からの信号の反射からディスクの記録層からの信号の反射までの時間間隔に比例して設定されることを特徴とする請求項１に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項６】
　前記反射信号はピックアップヘッドにより検出された一部信号を利用したフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）であることを特徴とする請求項１に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項７】
　前記反射信号はピックアップヘッドにより検出された和信号であることを特徴とする請求項１に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項８】
　前記反射信号が検出された後、前記ＦＯＤの最大許容値までのピックアップヘッドの垂直変位移動量はＦＥＳのピーク対ピーク時間を検出して設定されることを特徴とする請求項６に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項９】
　前記静的なパートはフォーカシング開始前または初期化動作時にフォーカスサーチが行われ、前記反射信号を利用してディスクの有無、ディスクのタイプ、レーヤー数、ＦＥＳ利得係数の調整などをチェックできることを特徴とする請求項６に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項１０】
　光ディスクドライブシステムにおいて、ディスク駆動部とピックアップヘッドいずれも動作されている時、フォーカスずれになる動的なパートのためのフォーカシング方法において、
　ピックアップヘッドをディスク表面の最低位置とする初期化位置で上昇させていてディスクから反射信号が検出されれば、ＦＯＤの最大許容値までピックアップヘッドを上昇させる段階と、
　前記ＦＯＤの最大許容値となれば、前記ピックアップヘッドをディスクからＦＯＤの最小許容値まで降下させる段階とを含む適応的なフォーカシング方法。
【請求項１１】
　前記方法は、
　前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最大許容値まで上昇させる段階を行う前に前記ピックアップヘッドをＦＯＤ最小許容値で所定時間待機させる段階をさらに含む請求項１０に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項１２】
　前記所定時間待機段階では、前記ドライブシステムの以前状態がオンフォーカス状態でなければ、前記ピックアップヘッドをディスクの接触を防止するためのＦＯＤの最小値で所定時間待機させることを特徴とする請求項１１に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項１３】
　前記ディスク表面の最低位置はＦＯＤの最小許容値に該当することを特徴とする請求項１０に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項１４】
　前記ＦＯＤの最大許容値はフォーカスサーチする間にＦＯＤの最大値以内であり、前記ＦＯＤの最小許容値はフォーカスサーチする間にＦＯＤの最小値以内であることを特徴とする請求項１０に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項１５】
　前記反射信号が検出された後、前記ＦＯＤの最大許容値までのピックアップヘッドの垂直変位移動量は固定値に設定されることを特徴とする請求項１０に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項１６】
　前記反射信号が検出された後、前記ＦＯＤの最大許容値までのピックアップヘッドの垂直変位移動量はディスクの表面からの信号の反射からディスクの記録層からの信号の反射までの時間間隔に比例して設定されることを特徴とする請求項１０に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項１７】
　前記反射信号はピックアップヘッドにより検出された一部信号を利用したＦＥＳであることを特徴とする請求項１０に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項１８】
　前記反射信号はピックアップヘッドにより検出された和信号であることを特徴とする請求項１０に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項１９】
　前記反射信号が検出された後、前記ＦＯＤの最大許容値までのピックアップヘッドの垂直変位移動量はＦＥＳのピーク対ピーク時間を検出して適応的に設定されることを特徴とする請求項１７に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項２０】
　前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最大許容値まで上昇させる段階は、
　前記ピックアップヘッドの上昇速度を前記ディスクの垂直変位移動量より小さくして緩慢に上昇させる段階と、
　前記ディスクから反射信号が検出されれば、前記ＦＯＤの最大許容値まで前記ピックアップヘッドを上昇させる段階とを含む請求項１０に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項２１】
　前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最小許容値まで降下させる段階は、
　前記ＦＯＤ最大許容値となれば前記ピックアップヘッドをディスクからＦＯＤの最小許容値まで降下させる段階と、
　前記ＦＯＤの最小許容値となれば前記ピックアップヘッドを所定時間待機させる段階とを含む請求項２０に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項２２】
　前記方法は、
　前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最大許容値まで上昇させる段階を行った後、前記ディスクから反射信号が検出されれば前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最大許容値まで上昇させる段階、前記ＦＯＤの最大許容値となれば前記ピックアップヘッドをディスクからＦＯＤの最小許容値まで降下させる段階及び前記ＦＯＤの最小許容値となれば前記ピックアップヘッドを所定時間待機する段階を反復する段階をさらに含む請求項２１に記載の適応的なフォーカシング方法。
【請求項２３】
　光ディスクドライブ装置において、
　ディスクを回転させるディスク駆動部と、
　ピックアップヘッドと、
　前記ピックアップヘッドを適正フォーカスポイントに移動させるフォーカスサーボ制御部と、
　前記ピックアップヘッドにより前記光ディスクから反射信号を検出する反射信号検出部と、
　前記反射信号に応答して前記ディスクの表面とピックアップヘッドとのスパイクを防止し、フォーカスサーチ時間を短縮する静的なパート及び動的なパートのための適応的なフォーカスサーチアルゴリズムにより、前記フォーカスサーボ制御部のためのＦＯＤを生成する信号処理部とを含む適応的なフォーカシング装置。
【請求項２４】
　前記ディスクドライブはスピンドルモータを含み、前記フォーカスサーボ制御部はフォーカスアクチュエータを含み、前記静的なパートはフォーカシング開始前または初期化時に適用され、前記静的なパートの間に前記ディスク駆動部のスピンドルモータの状態は停止状態であり、フォーカスアクチュエータスイング移動のマージン値が適応的なことを特徴とする請求項２３に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項２５】
　前記静的なパートは、前記ピックアップヘッドをディスクからフォーカスサーチする間にＦＯＤの最小値まで降下させ、前記ＦＯＤの最小値となれば前記ピックアップヘッドをディスクに近づくように上昇させ、ディスクから反射信号が検出されればＦＯＤの最大許容値までピックアップヘッドを上昇させ、前記ＦＯＤの最大許容値となれば前記ピックアップヘッドをディスクからＦＯＤの最小許容値まで降下させることを特徴とする請求項２４に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項２６】
　フォーカシングの安定性を考慮し、前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最大許容値まで上昇させることと、前記ピックアップヘッドをＦＯＤの最小許容値まで降下させることとを所定回数反復することを特徴とする請求項２５に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項２７】
　前記反射信号が検出された後、前記ＦＯＤの最大許容値までのピックアップヘッドの垂直変位移動量は固定値と設定されることを特徴とする請求項２５に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項２８】
　前記反射信号が検出された後、前記ＦＯＤの最大許容値までのピックアップヘッドの垂直変位移動量はディスクの表面からの信号の反射からディスクの記録層からの信号の反射までの時間間隔に比例して設定されることを特徴とする請求項２５に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項２９】
　前記反射信号はピックアップヘッドにより検出された一部信号を利用したＦＥＳであることを特徴とする請求項２５に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３０】
　前記反射信号はピックアップヘッドにより検出された和信号であることを特徴とする請求項２５に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３１】
　前記反射信号が検出された後、前記ＦＯＤの最大許容値までのピックアップヘッドの垂直変位移動量はＦＥＳのピーク対ピーク時間を検出して適応的に設定されることを特徴とする請求項２９に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３２】
　前記マージンは光ディスクドライブの損傷を防止のための絶対マージンと設定されることを特徴とする請求項２４に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３３】
　前記マージンは、反射信号のＳカーブのセンターまたはフォーカスポイントの実際位置によって毎回計算されて設定されることを特徴とする請求項２４に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３４】
　前記信号処理部は静的なパートではスピンドルモータの回転を許容せず、前記反射信号を利用してディスクのタイプ、レーヤー数、ＦＥＳ利得係数の調整をチェックすることを特徴とする請求項２４に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３５】
　前記動的なパートは、前記ディスク駆動部のスピンドルモータの速度に同期して前記ディスクが回転する時に使われ、正常動作遂行中に外部の衝撃、光ディスクドライブの不安定またはディスクの損傷などによりフォーカスずれになった時に適用されることを特徴とする請求項２３に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３６】
　ピックアップヘッドを前記ＦＯＤの実際値がディスク表面の最低位置となる初期化位置に移動させてフォーカスポイントをサーチすることを特徴とする請求項３５に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３７】
　前記動的なパートのための適応的なフォーカシングサーチアルゴリズムは、ピックアップヘッドをディスク表面の最低位置となる初期化位置で上昇させていてディスクから反射信号が検出されれば、ＦＯＤの最大許容値までピックアップヘッドを上昇させ、前記ＦＯＤの最大許容値となれば前記ピックアップヘッドをディスクからＦＯＤの最小許容値まで降下させることを特徴とする請求項３６に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３８】
　前記動的なパートは、前記上昇動作以前に前記ピックアップヘッドをＦＯＤ最小許容値で所定時間待機することを特徴とする請求項３７に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項３９】
　前記動的なパートは、前記降下動作以後にＦＯＤの最小許容値となれば前記ピックアップヘッドを所定時間待機することを特徴とする請求項３７に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項４０】
　前記フォーカスサーチアルゴリズムの動的なパートはＳカーブの瞬間とディスク表面の最低位置とを同期させるために、スピンドルモータの回転時間、現在時間、及びディスク表面の安全な最低位置の瞬間に関する情報を使用することを特徴とする請求項２３に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項４１】
　前記適応的なフォーカスサーチアルゴリズムの動的なパートは０−状態、１−状態、２−状態、及び３−状態を含み、前記０−状態でピックアップヘッド及びディスク表面の予測できない相対的位置によるＦＥＳの間違ったＳカーブにより引き起こされた誤動作条件を防止するために時間遅延が生成され、１−状態でピックアップヘッドの上昇速度より少なくとも所定倍数だけ遅い上昇速度で徐々に上昇するＦＯＤの緩慢な上昇領域を形成し、２−状態でＦＯＤの上昇領域を形成し、３−状態でＦＯＤの降下及び平らな水平領域を形成する請求項２３に記載の適応的なフォーカシング装置。
【請求項４２】
　前記３−状態後、３−状態は２−状態に変わり、フォーカスポイントをサーチするために前記状態が交互に反復されることを特徴とする請求項４１に記載の適応的なフォーカシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は光ディスクドライブ制御分野に係り、特に光ディスクドライブを適応的なフォーカシングサーチアルゴリズムにより制御する適応的なフォーカシング方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　光ディスクは低コストのプラスチックディスクに数十ギガバイトの二進データを保存できる大容量保存媒体として開発されている。高容量であるために光ディスクは主データ保存媒体としてコンピュータ分野とマルチメディア機器とに広く使われている。
【０００３】
　光ディスクドライブはモータ、アクチュエータ、光電素子を含む多数の部品で構成されている。ピックアップヘッドをディスク表面の記録層にアクセスするためにディスク上の適当な経路に動かすためのモータ及びアクチュエータを制御するための多くの制御アルゴリズムが使われている。いままで使われている制御アルゴリズムは表面にレーザービームをフォーカシングするのに問題があり、特にピックアップヘッドの適正なフォーカスポイントを検出して調整するのに問題がある。
【０００４】
　一方、従来の光ピックアップヘッドにおいて、レーザーダイオードは光ディスク上にデータ領域（記録層）に照射するレーザービームを発生させるのに使われる。その時、光ディスクの表面からレーザービームの反射はピックアップヘッドでフォーカシング／トラッキングエラーを表す光電信号を発生させるフォトセンサーにより検出される。このフォトセンサーは分割されたいくつかの光検出領域を有し、光検出領域の一部はフォーカシングエラー信号（ＦＥＳ）を発生するために使われる。ＦＥＳはフォーカシング位置を訂正するためにピックアップ位置を検出して調整するサーボ制御アルゴリズムに利用される。フォーカシングアクチュエータの制御信号をフォーカスドライブ信号（ＦＯＤ）と称する。
【０００５】
　図１は、光ディスクドライブで使用している一般的なフォーカシングアルゴリズムを含むプロセスを記述したタイミング図である。初期には中立点ＦＯＤ　０．０（０−状態）でピックアップヘッドが最低点に動き（１−状態）、ピックアップヘッドが最低点に到達すればのこぎり形パルス移動を作るためにスタートして最高点まで動き（２−状態）、ピックアップヘッドが最高点に到達すれば再び最低点に動いて（１−状態）、ピックアップヘッドが安定的にフォーカシングされるまで１−状態及び２−状態を反復するが、これをフォーカスサーチという。ＦＯＤＴＯＰＭＡＲＧＮはフォーカシングサーチ中にＦＯＤの最大値を定義する定数であり、ＦＯＤＢＯＴＭＡＲＧＮはフォーカシングサーチ中にＦＯＤの最小値を定義する定数である。ＦＯＤＭＡＧＮＳＴＥＰ及びＦＯＤＴＩＭＥＳＴＥＰはフォーカスアクチュエータの速度を決定するための定数であって、各々ＦＯＤの最小変化量のために固定された距離間隔とＦＯＤの最近接変化間の時間間隔を意味する。
【０００６】
　ピックアップヘッドの位置がフォーカスポイントに近づく時、ＦＥＳは図２に示されたＳカーブのように変化する。Ｓカーブのセンターはピックアップヘッドのフォーカスポイントに該当し、一つの経路のＳカーブの数はディスク上のレーヤー数情報と一致する。
【０００７】
　しかし、高密度ディスクであるほど対物レンズの開口数（ＮＡ）が小さく、ディスクの表面と記録層との間隔が狭くて対物レンズのフォーカス長が短くなり、ディスクの垂直歪曲の許容値は大きくなっており、図１に示された一般的なフォーカシング方法ではディスク及びレンズ表面にスクラッチまたは損傷が生じる可能性が大きくなる。また、初期フォーカスポイントサーチ及び表面の汚染と打撃によりフォーカスずれになった後に安定したフォーカシングが行われるまでのフォーカスサーチ時間が長い短所があった。
【０００８】
　その他に従来のフォーカシングアルゴリズムが記述された文献としては、デジタルフォーカス及びトラッキングサーボシステムの名称で出願された特許文献１、適正フォーカスポイントで光ディスクドライブのピックアップヘッドを調整する装置及び方法の名称で出願された特許文献２、光ディスク記録／再生装置のフォーカス制御方法の名称で出願された特許文献３などがある。
【特許文献１】ＷＯ第０２／５９８８８号公報
【特許文献２】米国特許出願第６，１９２，０１０号
【特許文献３】米国特許出願第６，３９２，９７１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
　本発明の目的は、ディスクの表面と記録層間の間隔が狭い高密度光ディスクに適した適応的なフォーカシング方法及び装置を提供するところにある。
【００１０】
　本発明の他の目的は、フォーカスポイントをサーチする間にピックアップヘッドの対物レンズとディスク表面とのスクラッチ及び損傷を抑制する適応的なフォーカシング方法及び装置を提供するところにある。
【００１１】
　本発明のまた他の目的は、フォーカス直前または初期化状態で短時間内にフォーカスポイントをサーチする適応的なフォーカシング方法及び装置を提供するところにある。
【００１２】
　本発明のさらに他の目的は、動作遂行中にフォーカスポイントを失った後に短時間内にフォーカスポイントをサーチする適応的なフォーカシング方法及び装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
　本発明によって、上記の目的は、光ディスクドライブシステムにおいて、ディスクは駆動されずにピックアップヘッドが動作する静的なパートのためのフォーカシング方法において、（ａ）前記ピックアップヘッドをディスクから、フォーカスサーチする間にＦＯＤの最小値まで降下させる段階と、（ｂ）前記ＦＯＤの最小値となれば、前記ピックアップヘッドをディスクに近づくように上昇させるが、ディスクから反射信号が検出されればＦＯＤの最大許容値までピックアップヘッドを上昇させる段階と、（ｃ）前記ＦＯＤの最大許容値となれば、前記ピックアップヘッドをディスクからＦＯＤの最小許容値まで降下させる段階とを含む適応的なフォーカシング方法により達成される。
【００１４】
　また、本発明は、光ディスクドライブシステムにおいて、ディスク駆動部とピックアップヘッドいずれも動作されている時、突然フォーカスずれになる動的なパートのためのフォーカシング方法において、（ａ）ピックアップヘッドをディスク表面の最低位置とする初期化位置で上昇させつつ、ディスクから反射信号が検出されればＦＯＤの最大許容値までピックアップヘッドを上昇させる段階と、（ｂ）前記ＦＯＤの最大許容値となれば、前記ピックアップヘッドをディスクからＦＯＤの最小許容値まで降下させる段階と、を含む適応的なフォーカシング方法により達成される。
【００１５】
　本発明の他の分野によれば、上記の目的は、ピックアップヘッドを適正フォーカスポイントに移動させるフォーカスサーボ制御部及びディスクを回転させるディスク駆動部を含む光ディスクドライブ装置において、前記ピックアップヘッドにより前記光ディスクから反射信号を検出する反射信号検出部と、前記反射信号に応答して前記ディスクの表面とピックアップヘッドとのスパイクを防止し、フォーカスサーチ時間を短縮する静的なパート及び動的なパートのための適応的なフォーカスサーチアルゴリズムにより、前記フォーカスサーボ制御部のためのＦＯＤを生成する信号処理部と、を含む適応的なフォーカシング装置により達成される。
【発明の効果】
【００１６】
　本発明はディスクの表面と記録層間の間隔が狭い高密度光ディスクに適し、フォーカスポイントをサーチする間ピックアップヘッドの対物レンズと光ディスク表面とのスクラッチ及び損傷を抑制し、フォーカシング開始前または初期化状態でフォーカスポイントをサーチする時間を短縮し、正常動作遂行中にフォーカスポイントを失った後に短時間内にフォーカスポイントがサーチできてシステムの安定性及び信頼性を向上させうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
　以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を説明する。
【００１８】
　図３は、本発明による適応的なフォーカシング方法が適用される光ディスクドライブ装置の概略的なブロック図であって、１００はディスク、１１０はレーザーダイオード、対物レンズとフォトセンサーなどの光学系を含むピックアップ部（ピックアップヘッドとも称する）であり、１２０はフォトセンサーから反射信号を検出する反射信号検出部であり、１３０はディスク１００の表面と対物レンズとのスパイクを防止し、フォーカスサーチ時間を短縮する静的なパート及び動的なパートのための適応的なフォーカスサーチアルゴリズムにより光ディスクドライブの駆動信号を生成する信号処理部であり、１４０は対物レンズとディスク１００の記録層との間隔がフォーカスイン状態になるように維持させるフォーカスアクチュエータで構成されるフォーカスサーボ制御部であり、１５０はディスク１００を回転させるスピンドルモータで構成されるディスク駆動部である。
【００１９】
　まず、信号処理部１３０内のコントローラ（図示せず）または信号処理部１３０でソフトウェア的に具現できる本発明の適応的なフォーカスサーチアルゴリズムは二パートになっているが、第１のパートはフォーカシング開始前または初期化時に適用される静的なパートであり、この時はディスク駆動部１５０のスピンドルモータが停止状態であり、フォーカスサーボ制御部１４０のフォーカスアクチュエータスイング移動のマージン値が適応的であると仮定する。このマージンは、ＦＥＳのＳカーブのセンターまたはフォーカスポイントの実際位置によってピックアップヘッドの経路が毎回計算され、このスイング移動はＦＥＳフィードバック信号がない場合にシステムの損傷を防止のための絶対マージンを有することもある。この静的なパートはスピンドルモータの回転を許容せずにディスクのタイプ、レーヤー数、ＦＥＳ利得係数の調整をチェックするために提案される。
【００２０】
　本発明の適応的なサーチアルゴリズムの第２のパートは、ディスク駆動部１５０のスピンドルモータ速度に同期してディスク１００が回転する時に使われ、動作遂行中に外部の衝撃、システムの不安定またはディスクの損傷により突然フォーカスずれになった時に適用される動的なパートである。この動的なパートのアルゴリズムはＦＯＤの実際値がディスク表面の最低点を表すと仮定する。この値は、スピンドルモータの回転速度に対してカットオフ周波数を有する低域フィルタリングされたＦＯＤの最小許容値である。このフィルタリングされたＦＯＤ最小許容値は、ピックアップヘッドの安定した領域及びフォーカスサーチ反復が始まる箇所に関する情報を提供する。
【００２１】
　図４は本発明による適応的なフォーカシング方法の一実施例によるタイミング図であって、特にディスク１００は回転せずにピックアップヘッドだけ動く静的なパートが行われる時のＦＥＳ及びＦＯＤ両信号のタイミング図であり、図３に示された装置に結び付けて説明する。
【００２２】
　静的なパートのためのフォーカスサーチアルゴリズムは３つの状態（０、１、２と表示されている）を有し、０−状態はＦＯＤがゼロ値にある光ディスクドライブ装置が中立点に置かれた状態を表し、１−状態はＦＯＤの降下領域を表し、２−状態はＦＯＤの上昇領域を表している。
【００２３】
　すなわち、静的なパートでは機構の中立点ＦＯＤ　０．０（０−状態）で信号処理部１３０内のコントローラの制御下にフォーカスサーボ制御部１４０に提供されるＦＯＤ信号によってピックアップヘッドが最低点に動くように制御してＦＯＤの降下領域を形成する（１−状態）。最低点マージンのボトムは定数ＦＯＤＢＯＴＭＡＲＧＮにより定義され、この定数値は対物レンズが動く垂直変位を考慮して十分に大きくなるように設定される。降下速度は定数ＦＯＤＭＡＧＮＳＴＥＰ及びＦＯＤＴＩＭＥＳＴＥＰにより定義される。
【００２４】
　ピックアップヘッドが最低点に到達すればＦＯＤの上昇領域を形成する（２−状態）。この状態でディスクから反射信号があるかどうかを検出するが、一例としてＦＥＳ信号がＳカーブを有するかどうかをチェックすることもでき、ピックアップ部１１０によりピックアップされた信号の和信号（高周波（ＲＦ）再生信号ともいう）を利用することもできる。
【００２５】
　すなわち、ピックアップ部１１０内のレーザーダイオードはディスク１００上の記録層に照射されるレーザービームを発生させるのに使われる。その時、ディスク１００の表面及び記録層からのレーザービームの反射は、ピックアップヘッドでフォーカシング／トラッキングエラーを表す光電信号を発生させうるフォトセンサーにより検出される。このフォトセンサーは分割されたいくつかの光検出領域を有し、反射信号検出部１２０はそれらの一部信号をＦＥＳに検出することもでき、ＲＦ再生信号として使われるそれらの和信号を検出して適応的なフォーカスサーチアルゴリズムに利用することもできる。
【００２６】
　信号検出部１３０は、反射信号検出部１２０から検出された反射信号（ここではＦＥＳ）をアナログ／デジタル変換することによりＦＥＳの実際値を得て低域フィルタリングを行い、これを利用してコントローラでディスクの有無、ディスクタイプ、ディスクのレーヤー数、ＦＥＳ利得係数の調整をチェックできる。コントローラは、図４に示された適応的なフォーカスサーチアルゴリズムに利用される変数及び定数により計算されたＦＯＤ値をデジタル／アナログ変換した後にフォーカスサーボ制御部１４０に提供する。
【００２７】
　ディスク１００とピックアップ部１１０の対物レンズとのスパイク防止は、検出されたＦＥＳ信号のＳカーブの上昇パート期間をチェックして行われるが、既存のフォーカシングアルゴリズムは、図４で点線で示されたようにＦＯＤ上昇領域が定数ＦＯＤＴＯＰＭＡＲＧＮに依存するのに対し、本発明の適応的なフォーカシングアルゴリズムでは、ＦＯＤ上昇領域がフォーカスドライブ信号ＦＯＤの最大許容値（すなわち、フォーカスサーチ電圧の最大値に該当）ＦＯＵＴ＿ＭＡＸまでになっている。このＦＯＵＴ＿ＭＡＸは定数ＦＯＤＴＯＰＭＡＲＧＮ内に存在する。また、ピックアップヘッドがＦＯＤの最大許容値ＦＯＵＴ＿ＭＡＸまで到達すれば再び降下領域を形成するが、既存のフォーカシングアルゴリズムでは、降下領域が点線で示されたようにＦＯＤＢＯＴＭＡＲＧＮに依存するのに対し、本発明の適応的なフォーカシングアルゴリズムではＦＯＤ降下領域がＦＯＤの最小許容値（すなわち、フォーカスサーチ電圧の最小値）ＦＯＵＴ＿ＭＩＮまでになっている。このＦＯＵＴ＿ＭＩＮは定数ＦＯＤＢＯＴＭＡＲＧＮ内に存在する。ピックアップヘッドがＦＯＤの最小許容値ＦＯＵＴ＿ＭＩＮに到達すれば再びＦＯＤ上昇領域を形成するが、このように反射信号が検出された後、ＦＯＤの上昇領域を有する１−状態及びＦＯＤの降下領域を有する２−状態の反復回数はフォーカシングの安定性を考慮して決定される。
【００２８】
　図４で反射信号が検出された後のピックアップヘッドの移動量を表すＴａ区間、すなわち、Ｓカーブの上昇パートが見つけられた後にＦＯＵＴ＿ＭＡＸ（フォーカスポイントに該当）まで、またはＦＯＵＴ＿ＭＡＸにおいてＳカーブの降下パートが終わる地点までの区間は固定された値に設定されることもある。また、Ｔａ区間は表面反射から記録層反射までの時間間隔に比例して適応的に設定されることもあり、Ｓカーブを有するＦＥＳ信号のピーク対ピーク時間を利用して適応的に設定されることもある。このように設定されたＴａはピックアップヘッドがディスク表面に接触することを防止してＦＯＤ信号の適応的なマージンを利用することによりフォーカスポイントサーチ時間を短縮するのに寄与する。
【００２９】
　図４のボトムには一般的なフォーカシングアルゴリズム及び適応的なフォーカシングアルゴリズムによるフォーカスポイント時間アクセスを示している。第１のＳカーブを得るための時間区間ＴＯは両方法とも同一であるが、第１のＳカーブと第３のＳカーブ間のアクセス時間は既存のフォーカシングアルゴリズムはＴ２であり、本発明の適応的なフォーカシングアルゴリズムはＴ１であって、Ｔ１＜Ｔ２である。したがって、本発明は外部衝撃によるディスク表面の接触を防止するために、フォーカシングサーチを行う間にピックアップヘッドのスイング（垂直変位移動量ともいう）の実際マージンが適応的であり、フォーカスポイントをサーチする時間が短縮される。
【００３０】
　図５（Ａ）ないし図５（Ｄ）は、本発明の他の実施例によるフォーカシング方法を示したタイミング図であって、ディスクとピックアップヘッドいずれも動く動的なパートが行われる時、ＦＥＳとＦＯＤ、スピンドルモータの駆動クロックパルス及びディスク垂直変位移動量のプロファイルを示したタイミング図であって、図３に示された装置に結び付けて説明する。
【００３１】
　図５（Ａ）はディスク１００が上下振動しつつ回転する間の垂直変位移動量のプロファイルを示しており、図５（Ｂ）はディスク１００を回転させるディスク駆動部１５０から生成されるスピンドルモータの駆動クロックパルスを示している。図５（Ｃ）はＦＯＤのタイミング図であり、図５（Ｄ）はＦＥＳのタイミング図である。
【００３２】
　動的なパートの適応的なフォーカシングアルゴリズムは、動作遂行中に外部衝撃などによりフォーカスずれになってもディスクの垂直変位移動量（図５（Ａ））を予測できるので、最も近いフォーカス位置に進入するためにＦＯＤ（フォーカスサーチ電圧という）を調整し、４つの状態（０−状態、１−状態、２−状態、３−状態）を区分して説明する。
【００３３】
　まず、０−状態では予測できないピックアップヘッドとディスク表面との相対的な位置に起因して発生できる間違ったＦＥＳのＳカーブによる誤動作条件を防止するための時間遅延期間を生成する。また、現在のＦＯＤの出力ＦＳＯＵＴを初期化して、ＦＯＵＴ＿ＭＡＸはＦＯＤ信号のための初期マージンと設定する。すなわち、ＦＯＤの最大許容値ＦＯＵＴ＿ＭＡＸの初期値はＦＯＵＴ＿ＭＩＮ＿ＧＬＯＢと同一であり、光ディスクドライブ装置のフォーカスサーボの以前状態に依存する。以前状態がオンフォーカスであれば、ｆｏｕｔ＿ｍｉｎ＿ｇｌｏｂはディスク表面の最低点に対応する最小フィルタリングされたＦＯＤ値を有する。以前状態がオンフォーカス状態でなければ、ＦＯＵＴ＿ＭＩＮ＿ＧＬＯＢはディスクの接触を防止するための定数値ＦＯＤＢＯＴＭＡＲＧＮを有する。図５（Ｃ）においてＦＯＵＴ＿ＭＩＮ＿ＧＬＯＢ−Ｃは、動的パートのアルゴリズムの開始部分でＦＯＤ信号の初期位置のための固定された距離区間を定義した定数である。
【００３４】
　１−状態ではピックアップヘッドの上昇速度より少なくとも所定倍数（例えば、１０倍）程度小さなＦＯＤの緩慢な上昇領域を形成する。この時のピックアップヘッドの垂直速度は図５（Ａ）に示されたディスク表面の垂直変位移動量より小さく設定される。
【００３５】
　一方、ＦＥＳのＳカーブが見つけられればこの時のＦＯＤの電圧値ＦＳＯＵＴ値が保存され、この時の時間、すなわち、Ｓカーブが見つけられた最近瞬間を維持する時間ｕＳＴＩＭＥを保存し、新しいトップマージンＦＯＵＴ＿ＭＡＸがＡ＊ＦＯＤＴＩＭＥＳＴＥＰと計算され、状態は２−状態となる。Ｓカーブが見つけられなければ初期状態で動的パートアルゴリズムを始めるために０−状態となる。
【００３６】
　２−状態ではＦＯＤの上昇領域を形成する。この状態でＳカーブを有するＦＥＳ値をチェックする。Ｓカーブが見つけられれば、フォーカスポイント値Ａ＊ＦＯＤＭＡＧＮＳＴＥＰと新しいＦＯＵＴ＿ＭＡＸは計算されるが、Ａは定数である。この計算は２−状態間にピックアップヘッド移動の時間及び距離を固定させる。
【００３７】
　３−状態ではＦＯＤの降下後に平らな水平領域を形成する。降下領域はピックアップヘッドが危険領域から安定した位置に迅速に動き、平らな領域は待機状態でピックアップを維持する。この待機状態時間は、ｕＳＴＩＭＥ（最後のＳカーブ発見時間）＋ｕＲＥＶＴＩＭＥ（スピンドルモータの１回転時間）−（Ａ＋Ｂ）＊ＦＯＤＴＩＭＳＴＥＰと計算される。ここで、Ｂはディスク表面の最低位置下にピックアップヘッドを維持するための固定された距離間隔を定義する定数である。このように３−状態を行った後で２−状態、３−状態、２−状態、３−状態の順に反復してフォーカスサーチを行う。
【００３８】
　したがって、動的なパートのフォーカスサーチアルゴリズムは、スピンドルモータの回転時間、現在時間、Ｓカーブを有する瞬間とディスク表面の最低位置とを同期させるためにディスク表面の安定した最低点の瞬間を利用するためにさらに安定したフォーカスサーチが可能であり、安定したフォーカス状態に進入するまでのフォーカスサーチ時間を短縮できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
　本発明で提案するアルゴリズムは高密度光ディスクに適し、追加的なハードウェア負担なしにデジタル信号処理部またはマイクロプロセッサーで具現可能であって商業的な重要性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】一般的なフォーカシングアルゴリズムを説明するためのタイミング図である。
【図２】ピックアップヘッドがフォーカスポイントに近づく時に発生するＳカーブのようなＦＥＳを示した図である。
【図３】本発明による適応的なフォーカシング方法が適用される光ディスクドライブ装置の概略的なブロック図である。
【図４】本発明の一実施例による適応的なフォーカシング方法を説明するためのタイミング図である。
【図５】（Ａ）ないし（Ｄ）は、本発明の他の実施例による適応的なフォーカシング方法を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００　ディスク
１１０　ピックアップ部
１２０　反射信号検出部
１３０　信号処理部
１４０　フォーカスサーボ制御部
１５０　ディスク回転駆動部
【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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