(57)【要約】【課題】フォーカス引き込み動作が不安定な場合であっても、制御範囲を逸脱することがないフォーカス制御装置及び制御方法並びにフォーカス制御用プログラムを提供する。【解決手段】ディスクに照射したレーザ光の反射光を電気信号に変換する光学ピックアップ４に、レーザ光の照射及び反射光の受光を行う対物レンズ４２、対物レンズ４２を駆動する２軸アクチュエータ４３を設ける。光学ピックアップ４からの電気信号に基づいて、アクチュエータの駆動信号を検出するフォーカスエラー信号検出部５２、駆動信号に基づいて、対物レンズ４２がフォーカス引き込み動作を行うように、２軸アクチュエータ４３の駆動を制御するアクチュエータ駆動部５６、駆動信号のフォーカスゲインを設定するフォーカスゲイン設定部、駆動信号波形をクリップするフォーカスゲイン調整部５４を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式記録媒体に照射したレーザ光の反射光を電気信号に変換する光学ピックアップと、前記光学ピックアップに設けられ、レーザ光の照射及び反射光の受光を行う光学部材と、前記光学部材を駆動するアクチュエータと、前記光学ピックアップからの電気信号に基づいて、前記アクチュエータの駆動信号を検出する検出部と、前記駆動信号に基づいて、前記光学部材がフォーカス引き込み動作を行うように、前記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ駆動部とを有するフォーカス制御装置において、
前記駆動信号のフォーカスゲインを設定するフォーカスゲイン設定部と、
前記フォーカスゲイン設定部によるフォーカスゲイン設定において、前記駆動信号の波形を調整するフォーカスゲイン調整部と、
を有することを特徴とするフォーカス制御装置。
【請求項２】
前記フォーカスゲイン調整部による調整は、前記駆動信号の波形を拡大させてダイナミックレンジを超える部分をクリップすることによって行うことを特徴とする請求項１記載のフォーカス制御装置。
【請求項３】
光学ピックアップが光学部材を介して光学式記録媒体にレーザ光を照射するとともに反射光を電気信号に変換し、前記光学ピックアップからの電気信号に基づいて駆動信号を検出し、前記駆動信号に基づいて、前記光学部材がフォーカス引き込み動作を行うフォーカス制御方法において、
前記駆動信号が制御範囲を逸脱しないように信号波形を調整して、フォーカスゲインを設定することを特徴とするフォーカス制御方法。
【請求項４】
前記信号波形の調整は、前記駆動信号の波形を拡大させてダイナミックレンジを超える部分をクリップすることを特徴とする請求項３記載のフォーカス制御方法。
【請求項５】
光学ピックアップに光学部材を介して光学式記録媒体にレーザ光を照射させるとともに反射光を電気信号に変換させる機能と、前記光学ピックアップからの電気信号に基づいて駆動信号を検出させる機能と、前記駆動信号に基づいて、前記光学部材がフォーカス引き込み動作を行う機能とを、コンピュータに実現させるフォーカス制御用プログラムにおいて、
前記駆動信号が制御範囲を逸脱しないように信号波形を調整する機能と、
前記駆動信号のフォーカスゲインを設定する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするフォーカス制御用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式記録媒体の記録再生装置における光学ピックアップのフォーカス制御装置に係り、特に、フォーカスゲインの調整に改良を施したフォーカス制御装置及び制御方法並びにフォーカス制御用プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤやＤＶＤ等の光学式のディスクを記録再生するディスク装置においては、対物レンズを含む光学ピックアップを介してレーザ光を記録面に照射し、その反射光を電気信号に変換することにより、ディスクに記録された信号を読み取っている。光学ピックアップは、アクチュエータのコイルに流れる電流に応じて、フォーカス方向（上下）、トラッキング方向（左右）に移動可能に設けられているが、再生時には、記録面に対して焦点が合った状態を維持している必要がある。
【０００３】
このため、かかるディスク装置においては、対物レンズが受光して、ビームスプリッターによって分光された記録面からの反射光が、ディテクターと呼ばれるフォトダイオードに導かれ、このディテクターが反射光量に応じて流す電流に応じて、対物レンズの位置を微調整するフォーカスサーボが行われるように構成されている。例えば、焦点が合わないとメインスポットが真円を描かないことを利用して、メインスポットの中心を基準として４等分した区画における光量のうち、所定の対となる区画の光量の差に基づいて、これをフォーカスエラー信号として検出し、光学ピックアップが誤差を打ち消す方向に移動するように、これに応じた電圧でコイルに電流を流すように制御している。
【０００４】
このようなフォーカスサーボにおける動作を、一般的にフォーカス引き込み動作ともいうが、フォーカス引き込み動作は、フォーカスエラー信号の検出可能な範囲、すなわち、焦点位置の前後の僅かな範囲内でしか行うことができない。このため、かかるディスク装置においては、フォーカスサーチと称して対物レンズを上下に動かし、フォーカスエラー信号が得られた時点でフォーカスサーボをオンにする動作を行うように構成されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４参照）。
【０００５】
ところで、上記のように、フォーカスサーボを行う際に、アクチュエータを駆動するためのフォーカスエラー信号は、振幅を所定の値に増幅させる必要がある。このフォーカスエラー信号の増幅率を、フォーカスゲインという。例えば、通常、ディスクの面ぶれのあるディスクに対する再生能力を高めるため、再生時のフォーカスゲインを面ぶれディスクに対応したゲインに設定する。
【０００６】
かかるフォーカスゲイン設定は、再生装置の停止状態からディスク再生状態へ切り換わるとき、傷や振動等によるフォーカス外れが生じたときにそれぞれ行われるフォーカスサーチ時、ＤＶＤ等の多層ディスクにおいて再生する層を切り換えるときに行われるレイヤジャンプ時などに実施される。
【０００７】
例えば、フォーカスサーチ時に行われるフォーカスゲイン設定手順を、図６のフローチャートを参照して説明する。すなわち、フォーカスサーボオフ状態から（ステップ６０１）、フォーカスサーチを開始してフォーカス引き込み動作を行う（ステップ６０２）。フォーカス引き込み動作後、フォーカスサーボオン状態とし（ステップ６０３）、その他のサーボ（スピンドルサーボ、トラッキングサーボ、スレッドサーボ）をオンとして（ステップ６０４）、ディスクの再生が行われる（ステップ６０５）。以上のステップ６０１〜ステップ６０４の間、フォーカスゲイン値としては、通常のゲイン値Ａが使用される。
【０００８】
一方、レイヤジャンプ時のフォーカスゲイン設定手順を、図７のフローチャートを参照して説明する。すなわち、現在の層におけるフォーカスゲイン値Ａに基づいて、ディスクを再生している状態から（ステップ７０１）、レイヤジャンプが行われると（ステップ７０２）、アクチュエータの駆動回路に移動先の層の前回のフォーカスゲイン値Ｂが入力されることにより、フォーカスゲインの設定値Ａが、新たなフォーカスゲイン値Ｂに入れ替えられる（ステップ７０３）。
【０００９】
そして、このフォーカスゲイン値Ｂに基づいて、フォーカス引き込み動作が行われた後（ステップ７０４）、フォーカスサーボオン状態とし（ステップ７０５）、その他のサーボをオンとして（ステップ７０６）、移動先の層のディスク再生が行われる（ステップ７０７）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−１８２２０６号公報
【特許文献２】
特開平５−１６６１９５号公報
【特許文献３】
特開平１１−１２０５９９号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３９７０４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、再生時のフォーカスゲインを面ぶれディスクに対応したゲインに設定すると、フォーカスサーチやレイヤジャンプ時に、フォーカス引き込み動作が不安定となった場合に、制御範囲を逸脱する可能性がある。たとえば、図８に示す三角波は、かかる場合のフォーカスアクチュエータの出力波形であり、約３．８Ｖの高電圧が出力されている。なお、細いひげ状の波形は、アクチュエータの反応しない部分である。
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、フォーカス引き込み動作が不安定な場合であっても、制御範囲を逸脱することがないフォーカス制御装置及び制御方法並びにフォーカス制御用プログラムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、光学式記録媒体に照射したレーザ光の反射光を電気信号に変換する光学ピックアップと、前記光学ピックアップに設けられ、レーザ光の照射及び反射光の受光を行う光学部材と、前記光学部材を駆動するアクチュエータと、前記光学ピックアップからの電気信号に基づいて、前記アクチュエータの駆動信号を検出する検出部と、前記駆動信号に基づいて、前記光学部材がフォーカス引き込み動作を行うように、前記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ駆動部とを有するフォーカス制御装置において、前記駆動信号のフォーカスゲインを設定するフォーカスゲイン設定部と、前記フォーカスゲイン設定部によるフォーカスゲイン設定において、前記駆動信号の波形を調整するフォーカスゲイン調整部とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明を方法の観点から捉えたものであり、光学ピックアップが光学部材を介して光学式記録媒体にレーザ光を照射するとともに反射光を電気信号に変換し、前記光学ピックアップからの電気信号に基づいて駆動信号を検出し、前記駆動信号に基づいて、前記光学部材がフォーカス引き込み動作を行うフォーカス制御方法において、前記駆動信号が制御範囲を逸脱しないように信号波形を調整して、フォーカスゲインを設定することを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１及び請求項３記載の発明をコンピュータプログラムの観点から捉えたものであり、光学ピックアップに光学部材を介して光学式記録媒体にレーザ光を照射させるとともに反射光を電気信号に変換させる機能と、前記光学ピックアップからの電気信号に基づいて駆動信号を検出させる機能と、前記駆動信号に基づいて、前記光学部材がフォーカス引き込み動作を行う機能とを、コンピュータに実現させるフォーカス制御用プログラムにおいて、前記駆動信号が制御範囲を逸脱しないように信号波形を調整する機能と、前記駆動信号のフォーカスゲインを設定する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００１６】
以上のような請求項１、３及び５記載の発明によれば、例えば、フォーカスサーチ時やレイヤジャンプ時などのフォーカスサーボ開始前に、駆動信号の波形を調整してフォーカスゲインを設定することによって、フォーカス引き込み動作が制御範囲を逸脱することを防止できる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のフォーカス制御装置において、前記フォーカスゲイン調整部による調整は、前記駆動信号の波形を拡大させてダイナミックレンジを超える部分をクリップすることによって行うことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３記載のフォーカス制御方法において、前記信号波形の調整は、前記駆動信号の波形を拡大させてダイナミックレンジを超える部分をクリップすることを特徴とする。
【００１８】
以上のような請求項２及び請求項４記載の発明では、ダイナミックレンジを超える部分をクリップ後、通常のフォーカスゲイン設定を行うことにより、面ぶれディスクに対応可能なトータルゲインは確保しつつ、制御範囲の逸脱を確実に防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下には、本発明を適用した実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、本実施形態は、コンピュータ及びその周辺回路を、以下に述べる各部の機能を実現するためのプログラムに従って動作させることにより、光学ピックアップを制御するものであり、ハードウェアやプログラムの実現態様は各種変更可能である。従って、以下の説明では、本発明の各機能を実現する仮想的回路ブロックを用いる。
【００２０】
［構成］
本実施形態は、図１に示すように、ターンテーブル１上にチャッキングされたディスクＤを、スピンドルモータ２によって回転させながら、制御装置５によって光学ピックアップ４を走査させることにより、ディスクＤの記録面への情報の記録及び再生を行うディスク装置である。光学ピックアップ４は、レーザダイオード４１、対物レンズ４２、２軸アクチュエータ４３、ディテクター４４、シリンドリカルレンズ４７、コリメータレンズ４６、ビームスプリッタ４５等を備えている。
【００２１】
レーザダイオード４１は、ディスクＤに照射するレーザ光を発光する光源である。対物レンズ４２は、レーザ光をディスクＤの記録面に集束させるレンズである。２軸アクチュエータ４３は、駆動電圧によって対物レンズ４２をトラッキング方向及びフォーカス方向の２方向に駆動するアクチュエータである。ディテクター４４は、ディスクＤからの反射光を電気信号に変換するフォトダイオードである。ビームスプリッタ４５は、レーザダイオード４１からのレーザ光をコリメータレンズ４６を介して対物レンズ４２に導くとともに、ディスクＤからの反射光をシリンドリカルレンズ４７を介してディテクター４４に導く分光器である。なお、信号増幅のためのアンプ、光学ピックアップ送り機構等は、公知のあらゆる技術を適用可能であり、説明を省略する。
【００２２】
制御装置５は、光学ピックアップ４の駆動を制御する装置であり、反射信号処理部５１、フォーカスエラー信号検出部５２、フォーカスゲイン設定部５３、フォーカスゲイン調整部５４、設定記憶部５５、アクチュエータ駆動部５６等を備えている。反射信号処理部５１は、ディテクター４４からの信号（ＲＦ信号、フォーカスエラー信号等）を処理する手段である。フォーカスエラー信号検出部５２は、反射信号処理部５１に入力された信号から、フォーカスエラー信号を検出する手段である。フォーカスゲイン設定部５３は、フォーカスエラー信号の振幅を所定の値に増幅させるために、その増幅率となる係数のゲイン値を設定する手段である。
【００２３】
フォーカスゲイン調整部５４は、フォーカスゲイン設定部５３によるゲイン値を、クリップ係数によって調整する手段である。この調整は、トータルゲインは通常係数と変わらないが、以下の方法によって、アクチュエータ駆動部５６による２軸アクチュエータ４３を駆動する電圧の出力範囲にリミットをかけるように行う。すなわち、アクチュエータ駆動部５６に対して、通常はダイナミックレンジに収まるようにゲイン配分するところを、図２（Ａ）→（Ｂ）に示すように、まず、波形をダイナミックレンジ以上に大きくし、この時点でダイナミックレンジを超える部分をフラットにする（クリップする）。そして、図２（Ｂ）〜（Ｃ）に示すように、波形を小さくして、通常係数によるフォーカスゲインに合わせる。
【００２４】
また、設定記憶部５５は、フォーカスゲイン、クリップ、デフォーカス、フォーカスサーボの制御範囲等の各種の設定値を記憶するメモリである。アクチュエータ駆動部５６は、フォーカスエラー信号、フォーカスゲイン値等に基づいて、２軸アクチュエータ４３に適宜駆動電圧を印加する手段である。なお、制御装置５における光学ピックアップ４の走査制御、その他のサーボ（スピンドルサーボ、トラッキングサーボ、スレッドサーボ）等のための構成は、公知のあらゆる技術を適用可能であり、説明を省略する。
【００２５】
［作用］
以上のような構成を有する本実施形態の作用を説明する。
［フォーカスサーチ時］
まず、フォーカスサーチ時におけるフォーカスゲイン設定手順を、図３のフローチャートを参照して説明する。すなわち、フォーカスサーボオフ状態においては、フォーカスゲイン値としては、通常のフォーカスゲインの係数Ａが、設定記憶部５５に記憶されている（ステップ３０１）。そして、フォーカスサーチを開始する前に、フォーカスゲイン調整部５４が、上記のように、アクチュエータ駆動部５６を制御するためのフォーカスエラー信号を、クリップ係数によって調整する（ステップ３０２）。
【００２６】
次に、フォーカスサーチを開始してフォーカス引き込み動作を行う（ステップ３０３）。フォーカス引き込み後、フォーカスサーボオン状態とする（ステップ３０４）。このように、フォーカス引き込み動作からフォーカスサーボオンまでの期間、フォーカスゲインをクリップ係数によって調整されたものによって行う。そして、その他のサーボをオンとした後（ステップ３０５）、フォーカスゲイン設定部５３は、フォーカスゲイン値を通常の係数Ａへ戻して設定し（ステップ３０６）、これによりディスクの再生が行われる（ステップ３０７）。
【００２７】
［レイヤジャンプ時］
次に、レイヤジャンプ時におけるデフォーカス設定手順を説明する。すなわち、現在の層におけるフォーカスゲイン値Ａに基づいて、ディスクを再生している状態から（ステップ４０１）、レイヤジャンプが行われる前に、フォーカスゲイン調整部５４が、上記のように、アクチュエータ駆動部５６を制御するためのフォーカスエラー信号を、クリップ係数によって調整する（ステップ４０２）。
【００２８】
次に、レイヤジャンプが行われると（ステップ４０３）、フォーカス引き込み動作が行われ（ステップ４０４）、フォーカス引き込み後、フォーカスサーボオン状態とする（ステップ４０５）。このように、レイヤジャンプからフォーカスサーボオンまでの期間、フォーカスゲインをクリップ係数によって調整されたものによって行う。そして、フォーカスゲイン設定部５３は、フォーカスゲイン値を、当該層における前回の係数Ｂに切り替える（ステップ４０６）。さらに、従来技術と同様に、その他のサーボをオンとした後（ステップ４０７）、移動先の層の再生が行われる（ステップ４０８）。
【００２９】
［出力波形データ］
ここで、図５に示す三角波は、本実施形態のフォーカス引き込み不安定時の２軸アクチュエータ４３への出力波形の一例である。これによれば、約１．３Ｖと、図８に示した従来技術の約１／３の電圧しか出力されていないことがわかる。なお、細いひげ状の波形は、アクチュエータの反応しない部分である。
【００３０】
［効果］
以上のような本実施形態によれば、フォーカスサーボオンとする前にはクリップした波形によるフォーカスゲイン設定を行い、フォーカスサーボオン後に、通常のフォーカスゲイン設定を行うことによって、例えば、フォーカスサーチ時やレイヤジャンプ時などのフォーカスサーボ開始前に、フォーカス引き込み動作が制御範囲を逸脱することが防止される。特に、ダイナミックレンジを超える部分をクリップ後、通常のフォーカスゲイン設定を行うことにより、面ぶれディスクに対応可能なトータルゲインは確保しつつ、制御範囲の逸脱を確実に防止できる。従って、フォーカス引き込み動作が不安定な場合であっても、光学ピックアップが、ディスクに衝突するような事態は生じない。
【００３１】
［他の実施形態］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、光学ピックアップの構造、フォーカスエラー信号の検出方法、フォーカスエラー信号による制御範囲、フォーカスゲイン値、クリップ係数等は、特定の構造や数値には限定されない。また、本発明の対象となる光学式記録媒体は、ＣＤやＤＶＤには限定されず、あらゆるタイプの光学式記録媒体に適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フォーカス引き込み動作が不安定な場合であっても、制御範囲を逸脱することがないフォーカス制御装置及び制御方法並びにフォーカス制御用プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフォーカス制御装置の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の実施形態におけるフォーカスゲイン調整部による調整手順を示す説明図である。
【図３】図１の実施形態によるフォーカスサーチ時のフォーカスゲイン設定手順を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施形態によるレイヤジャンプ時のフォーカスゲイン設定手順を示すフローチャートである。
【図５】図１の実施形態におけるアクチュエータ駆動電圧の出力波形の一例を示す説明図である。
【図６】従来技術におけるフォーカスサーチ時のフォーカスゲイン設定手順を示すフローチャートである。
【図７】従来技術におけるレイヤジャンプ時のフォーカスゲイン設定手順を示すフローチャートである。
【図８】従来技術におけるアクチュエータ駆動電圧の出力波形の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ターンテーブル
２…スピンドルモータ
４…光学ピックアップ
５…制御装置
４１…レーザダイオード
４２…対物レンズ
４３…軸アクチュエータ
４４…ディテクター
４５…ビームスプリッタ
４６…コリメータレンズ
４７…シリンドリカルレンズ
５１…反射信号処理部
５２…フォーカスエラー信号検出部
５３…フォーカスゲイン設定部
５４…フォーカスゲイン調整部
５５…設定記憶部
５６…アクチュエータ駆動部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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