(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録層を有する光ディスクに記録された情報を光学的に再生、又は前記光ディスクに情報を光学的に記録する光ディスク装置において、前記光ディスクの任意の記録層に集光スポットを形成し得る対物レンズと、前記集光スポットからの反射光に基づいてフォーカスエラー信号を検出し、フォーカスエラー制御信号を生成するフォーカスエラー検出手段と、前記フォーカスエラー制御信号に基づいて前記対物レンズを駆動する駆動手段と、前記フォーカスエラー制御信号をホールドするホールド手段と、前記光ディスクの第一の記録層から第二の記録層へフォーカスジャンプするための加減速パルスを発生する加減速パルス発生手段とを備え、フォーカスジャンプ指令を受けた場合に、前記ホールド手段の出力と前記加減速パルス発生手段の出力の和に基づいて前記駆動手段を駆動し、フォーカスジャンプ中のフォーカスエラー信号に基づいて加速パルス及び減速パルスの印加タイミングを決定するように構成するとともに、前記ホールド手段は、前記フォーカスエラー制御信号のホールド時の値を保持する零次ホールドと、前記フォーカスエラー制御信号のホールド時の値と傾きを保持する１次ホールドとを有し、前記光ディスクの再生速度に応じて切り替えられることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記加減速パルス発生手段が発生する加速パルスは、前記フォーカスエラー信号が第１の閾値に達した時を終端タイミングとして与えられるものであり、減速パルスは、前記フォーカスエラー信号の零クロス点通過後、第２の閾値に達した時を始端タイミングとして与えられるものであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記加減速パルス発生手段が発生する加速パルスと減速パルスは、極性が逆で加速度＊時間を等しくするように与えられることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の記録層が積層されてなる光ディスク、例えばＤＶＤにおけるフォーカスジャンプ機能を備えた光ディスク装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤ等の多層の記録層を有する光ディスクにおいて、任意の記録層を再生するために、多数の考案が出願されている。例えば特開平１０−１２４８８３号公報などでは、現在フォーカス制御がかかっている記録層から任意の記録層にジャンプ（以下、フォーカスジャンプという）する方法が記載されている。図２３に、フォーカスジャンプ装置のブロック図を示す。一般的なフォーカス制御ループにフォーカスジャンプに必要な機能ブロックを付加した構成である。フォーカスジャンプ中には位相補償ブロック８後段に設けたフォーカスジャンプ選択のための切り替えスイッチ９によって、フォーカス制御ループを切り,フォーカス制御信号の替わりに、現在層から目標層に光スポット合焦位置を移動させるフォーカスアクチュエータの加減速信号を印加している。加減速信号は、フォーカスアクチュエータに現在層から脱出するための加速パルスと目標層の合焦可能な位置にするための減速パルスから構成されている。
【０００３】
図において０は半導体ＬＤを含む発光光学系、１は例えばＤＶＤ２層（以下ＤＶＤ−ＤＬと略称する）ディスク、２は対物レンズ、３は対物レンズ２に剛体接続され磁気回路中に設置されたフォーカスアクチュエータ駆動コイル、４はハーフミラー、５は光電変換素子、６はフォーカスエラー検出ブロック、８は位相補償ブロック、９は切り替えスイッチ、１０はドライバアンプ、１１はローパスフィルタブロック（以下ＬＰＦブロックと略称する）、１３は加算ブロック、１４は加減速パルス発生ブロックである。機能ブロック番号１〜６、ならびに８、１０は、一般的なフォーカス制御ループの構成であり、フォーカスジャンプを実現するために機能ブロック９、１１、１３、１４を付加した構成となっている。
【０００４】
以下に、一般的なフォーカス制御について簡単な説明を行う。ディスク１の情報記録層に記録された情報を再生するためには、発光光学系０から出射されたレーザ光を、対物レンズ２にてディスク１の情報記録層に常に集光させなくてはならない。これを実現するためには、対物レンズ２をディスク１に対して所定の相対位置に位置制御する必要がある。ディスク１は反りを有しており、その絶対量はＤＶＤの規格を例とすれば±３００μｍ以下で規格化されている。ディスク１は回転するため、上記ディスク１の反りによってディスク１は上下動する（以下面振れと言う）ので、対物レンズ２の追従制御が必須となる。この場合制御対象は対物レンズ２であり、追従目標はディスク１の情報記録層、制御種類はディスク１との相対位置制御となる。対物レンズ２を位置制御するには、対物レンズ２とディスク１との相対位置誤差信号に基づく信号を対物レンズ２の駆動手段にフィードバックすることで実現される。上記に必要な構成は、ディスク１との相対位置を検出する手段（機能ブロック番号１、２、４，５）と、この相対位置と所定の相対位置との誤差（以下Ｆｏｃｕｓ  Ｅｒｒｏｒ  Ｓｉｇｎａｌ：ＦＥＳと略称する）を生成する手段（機能ブロック番号６：フォーカスエラー検出ブロック６）と、位置制御ループを安定化させる位相補償手段（機能ブロック番号８：位相補償ブロック８）と、制御対象である対物レンズ２の位置を変化させる駆動手段（機能ブロック番号３：駆動コイル３）である。なお位相補償ブロック８は、一般的には１KHｚ付近の帯域の位相を進ませる位相進みフィルタにて構成される。駆動コイル３は、対物レンズ２に剛体接続され、上記駆動コイル３に駆動電流を通電することにより対物レンズ２をディスク１に対して垂直方向に移動する機能をもつ。位相補償ブロック８出力であるフォーカス制御信号によって上記駆動電流を制御し、上記レーザ光がディスク１の情報記録層へ集光する制御系が実現される。
【０００５】
つぎに従来例のフォーカスジャンプの方法について説明する。
フォーカスジャンプ時に駆動コイル３に印加される信号は、ＬＰＦブロック１１出力である面振れ補償信号と加減速パルス発生ブロック１４出力との和で定義される。上記２つの信号の加算は、加算ブロック１３にて行われる。選択スイッチ９にて位相補償ブロック８の出力であるフォーカス制御信号とフォーカスジャンプ信号を選択することで、フォーカス制御状態とフォーカスジャンプ状態との状態遷移を制御している。
【０００６】
ＬＰＦブロック１１は、カットオフ周波数がディスク回転周波数より高く設定されており、フォーカス制御信号のディスク面振れ成分のみを抜き取る機能を持つ。さらに加減速パルス発生ブロック１４は、加速用の矩形波である加速パルスと、減速用矩形波である減速パルスを発生し、フォーカスジャンプ中のＦＥＳのゼロクロスタイミングにより加速パルスから減速パルスへの切り替えタイミングを行う。また、減速パルス終了タイミングはＦＥＳが合焦時であり、同時に切り替えスイッチ９がフォーカス制御に切り替わり、フォーカス引き込み動作が完了すれば、フォーカスジャンプは終了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
安定で確実なフォーカスジャンプを実現するための必要条件は、フォーカスジャンプ動作直後のフォーカス制御ループの引き込みが正常に行われるか否かで定義できる。フォーカス制御ループを安定に引き込むための条件は、引き込み動作時の目標層に対するＦＥＳが零付近であることと、ディスク１と対物レンズ２との相対速度が零に近いことである。逆に言えば、
条件１．ジャンプ動作後のＦＥＳが零。
条件２．ジャンプ動作後の対物レンズ２とディスク１との相対速度が零（以下ジャンプ後相対速度と略称する）。
に設定可能であれば、安定で確実なフォーカスジャンプが実現することになる。
【０００８】
図１０はフォーカスジャンプを実現するための、克服すべき記述課題をまとめたものである。同図内容を列挙すると、以下となる。
▲１▼フォーカスジャンプ中は位置検出信号が欠落するので、オープンループ制御となる。
理由：ＦＥＳ検出範囲（通常７μｍ程度）が層間距離（通常４０μｍ程度）に対して狭いため、ジャンプ中はフォーカスエラー不感帯がある。ジャンプ中の不感帯時はオープンループ制御となる。
▲２▼追従目標であるディスクが面振れを有するため、その対策。
理由：フォーカスジャンプ中も面振れにより、ディスク１と対物レンズ２との相対位置ならびに相対速度は変化するので、ディスク面振れを考慮せずにジャンプすると、条件１、特に条件２を満足することが難しい。
【０００９】
例えば上記従来のフォーカスジャンプ方式は、▲１▼の不感帯がないピックアップに限定されるものであり、一般的なピックアップと異なるため、そのまま適用することは問題がある。さらに従来例では▲２▼の面振れ対策はされているが、ジャンプ中の非線型なＦＥＳがＬＰＦブロック１１に外乱として入力されるため完全とは言えず、その結果、面振れ補間信号が影響を受ける問題があった。さらに従来では、▲３▼加減速パルス発生ブロック出力である加減速パルスが、ＦＥＳ位置のみに注目して設定されているため、条件２の速度零を保証できない。したがって、フォーカスジャンプ後のフォーカス引込時、オーバシュートして信号読出しに時間がかかったり、最悪の場合、フォーカス引込に失敗するといった問題があった。
【００１０】
この発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、面振れが大きい光ディスクにおいても安定なフォーカスジャンプが実現可能な光ディスク装置を得ることを目的とする。さらに本発明は、再生速度の変化に対する影響を緩和し、安定なフォーカスジャンプを実現し得る光ディスク装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる光ディスク装置は、複数の記録層を有する光ディスクに記録された情報を光学的に再生、又は前記光ディスクに情報を光学的に記録する光ディスク装置において、前記光ディスクの任意の記録層に集光スポットを形成し得る対物レンズと、前記集光スポットからの反射光に基づいてフォーカスエラー信号を検出し、フォーカスエラー制御信号を生成するフォーカスエラー検出手段と、前記フォーカスエラー制御信号に基づいて前記対物レンズを駆動する駆動手段と、前記フォーカスエラー制御信号をホールドするホールド手段と、前記光ディスクの第一の記録層から第二の記録層へフォーカスジャンプするための加減速パルスを発生する加減速パルス発生手段とを備え、フォーカスジャンプ指令を受けた場合に、前記ホールド手段の出力と前記加減速パルス発生手段の出力の和に基づいて前記駆動手段を駆動し、フォーカスジャンプ中のフォーカスエラー信号に基づいて加速パルス及び減速パルスの印加タイミングを決定するように構成するとともに、前記ホールド手段は、前記フォーカスエラー制御信号のホールド時の値を保持する零次ホールドと、前記フォーカスエラー制御信号のホールド時の値と傾きを保持する１次ホールドとを有し、前記光ディスクの再生速度に応じて切り替えられることを特徴とする。
【００１６】
この発明にかかる光ディスク装置は、前記加減速パルス発生手段が発生する加速パルスを、前記フォーカスエラー信号が第１の閾値に達した時を終端タイミングとして与えるものとし、減速パルスを、前記フォーカスエラー信号の零クロス点通過後、第２の閾値に達した時を始端タイミングとして与えるものとしたことを特徴とする。
【００１７】
この発明にかかる光ディスク装置は、前記加減速パルス発生手段が発生する加速パルスと減速パルスを、その極性が逆で加速度＊時間を等しくするように与えることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
フォーカスジャンプは、現在フォーカス制御がかかっている現在層から、目標層にジャンプして、目標層に瞬時にフォーカス制御をかける機能が要求される。これはフォーカス制御ループから見れば、フォーカスジャンプ中はフォーカス制御ループを完全に切り、ジャンプ後、いきなりフォーカス制御ループを閉じるという特殊なモードである。すなわちジャンプ中は、ＦＥＳ信号が欠落することと等価であるため、ジャンプ後の安定したフォーカス引込を保証するためには、ジャンプ期間中にもディスク面振れに対して追従動作するようにＦＥＳ信号に代わる面振れ補間信号が必要であることが理解できる。
【００２４】
したがって、ジャンプ時に駆動コイル３に通電されるフォーカスジャンプ信号は、ジャンプ期間中の面振れに対して追従・補間する面振れ補間信号と、現在層から目標層までの層間距離を停止速度零で移動させる加減速パルスとの和で定義すればよい。以下に面振れ補間信号と加減速パルスについて詳しく述べる。
【００２５】
１．面振れ補間信号
フォーカスジャンプ中にＦＥＳ信号によらず面振れに追従する機能をもつ面振れ補間信号について、理論的に記述してみよう。追従目標である面振れは、前述のように反りをもったディスクが回転することによって生じるので周期関数となる。ここでは論議を簡単にするため、面振れをつぎに示す式の正弦波で定義する。
【数１】
0003843656.tif 000002
【００２６】
ここでｔは時間、Ｘ（ｔ）は面振れ、Ａは面振れ振幅（ｍ）、Ｂは面振れの角速度（ｒａｄ／ｓｅｃ）を表す。制御対象である駆動コイル３を含むフォーカスアクチュエータの機械的動特性を２次系と仮定し、さらにフォーカスジャンプ中のＸ（ｔ）を２階微分した関数（すなわち駆動コイル３印加信号と等価）のホールド期間をΔ（ｓｅｃ）と定義する。ホールド値と、ホールド期間Δ後のＸ（ｔ）真値との誤差を、各時間で算出した結果で定義された関数をホールド誤差関数として定義する。Ｘ（ｔ）を２階微分した関数、すなわち駆動コイル３印加信号のホールドには、ホールド時に信号の値を保持する零次ホールドと、ホールド時の信号の値と傾き（時間経過に対する信号の変化）を保持する１次ホールドがある。零次ホールドの場合の誤差関数をＥ０、１次ホールドの場合の誤差関数をＥ１と定義すると、それぞれ次式で表すことができる。
【数２】
0003843656.tif 000003
【数３】
0003843656.tif 000004
【００２７】
上記２つの式から、誤差関数は、面振れ振幅Ａ、面振れ角速度Ｂ、ホールド期間Δをパラメータとした時間関数で定義されることが明らかとなる。したがってホールド誤差について論議するには、システムの使用条件によって上記パラメータがどのような値になり、その結果誤差がどのくらいになるかといった具体的な数値抜きでは無意味であることが解かる。例えば再生ディスクをＤＶＤ−ＤＬ、再生速度を４倍速ＣＬＶ再生の最内周、ジャンプ期間（＝ホールド期間）を１ｍｓｅｃ、ディスク面振れ振幅を規格限界である３００μｍ（半波振幅）と設定した場合のディスク面振れＸ（ｔ）とホールド誤差関数との関係を図７に示す。図中、波形ＡはＸ（ｔ）であり振幅は１／１０スケールで表示、波形ＢはＥ０、波形ＣはＥ１である。本条件の場合、面振れ３００μｍに対し、ホールド誤差最大値は零次ホールドで約１３μｍ、１次ホールドで約２μｍとなる。
【００２８】
前述のように誤差関数は、面振れ振幅Ａ、面振れ角速度Ｂ、ホールド期間Δをパラメータとした時間関数で定義されるので、図７で解析した条件に対して、ΔならびにＢを小さく変化させたときの結果を図８、図９に示す。
【００２９】
図８（ａ）は、図７と同条件の解析結果、同図（ｂ）はジャンプ期間を１ｍｓｅｃから０．８ｍｓｅｃに小さく設定した解析結果である。Δを小さくすれば、誤差関数ＥＯ、Ｅ１ともに振幅が小さくなっている。このことから、ジャンプ期間を短くすれば、ホールド誤差を小さくすることが可能であることが解かる。
【００３０】
図９（ａ）は、図７と同条件の解析結果、同図（ｂ）は再生速度を４倍速から３倍速に小さく設定した解析結果である。Ｂを小さくすれば、誤差関数ＥＯ、Ｅ１ともに振幅が小さくなっている。このことから、再生速度を遅くすれば、ホールド誤差を小さくすることが可能であることが解かる。
【００３１】
上記から、ホールド誤差は、面振れ振幅が一定であっても、ジャンプ期間や再生速度によって値を大きく変え、再生速度が速いほど、かつジャンプ期間が長いほど誤差が大きくなる特性をしている。より定性的に論議するため、面振れ振幅をＤＶＤ−ＤＬ規格限界である３００μｍ（半波振幅）、再生速度を４倍速（ＣＬＶ：最内周）としたときの、ジャンプ期間（＝Δ）をパラメータとしたときの誤差関数振幅最大値（半波振幅）を解析した結果を示す。図１１が上記条件で解析した結果である。図中実線が零次ホールドの最大位置誤差、小点線が１次ホールドの最大位置誤差、点線がＦＥＳ検出限界である。ＦＥＳは検出ダイナミックレンジが物理的に限られており、一般的なピックアップでは１０μｍ以下となっている。ここではＦＥＳ検出限界を１０μｍとする。したがってホールドによる最大位置誤差がＦＥＳ検出限界を超えると、ホールド後のフォーカス引込の際、ＦＥＳ検出が不可能となり、フォーカス引込に失敗するため避けなくてはならない。
【００３２】
既に明らかになっているが、同図よりホールドによる最大位置誤差は、ジャンプ期間が長いほど大きくなり、その量は１次ホールドが零次ホールドより小さいことがわかる。
【００３３】
図１２に可変パラメータをジャンプ期間だけでなく、再生速度を１〜４倍まで変化させた場合の、零次ホールドにおける最大位置誤差の解析結果を示す。本図から、最大位置誤差をＦＥＳ検出限界未満にするため、以下が導き出される。
・再生速度が２倍を超えると、ジャンプ期間を１．８ｍｓｅｃ未満にする必要がある。
・再生速度が速くなればなるほどジャンプ期間を短くする必要がある。
【００３４】
図１３に可変パラメータをジャンプ期間だけでなく、再生速度を１〜４倍まで変化させた場合の、１次ホールドにおける最大位置誤差の解析結果を示す。本図から、最大位置誤差をＦＥＳ検出限界未満にするため、以下が導き出される。
・再生速度が３倍を超えても、ジャンプ期間を２ｍｓｅｃ未満にする必要がない。
・再生速度が４倍になっても、ジャンプ期間を１ｍｓｅｃ以下に設定すれば問題ない。
【００３５】
上記の結果から、フォーカスジャンプ期間における面振れ対策として、駆動コイル３の駆動信号をホールドすることで解決することがわかる。ホールドの種類は、プレイヤ用途のように再生速度が遅い場合、零次ホールドで充分であり、コンピュータ用のＲＯＭ用途のように再生速度が速い場合は１次ホールドを用いればよいことが解かる。
【００３６】
２．加減速パルス
制御対象である駆動コイル３を含むフォーカスアクチュエータの機械的動特性を２次系と仮定する。対物レンズ２の位置をｘ（ｔ）とすれば、対物レンズ２の速度は位置の時間微分、加速度は位置の２階時間微分で表され、以下となる。
【数４】
0003843656.tif 000005
【００３７】
駆動コイル３は、印加信号（印加電流）をアクチュエータ駆動力（加速度）に変換する機能がある。力／電流特性は比例関係であるから、印加信号は加速度の次元で述べることができる。
【００３８】
図１４に駆動コイル３（＝対物レンズ２）の印加信号（加速度）に対する速度、位置の関係を示す。図中（Ａ）は加速度、（Ｂ）は速度、（Ｃ）は位置を示す。印加信号の加速パルスを同図（Ａ）のように矩形波にすると、速度は１次関数となり、位置は２次関数となる。そして、加速パルスと減速パルスとを極性が逆で力積（加速度＊時間）を等しくすれば、減速パルス印加後の速度が零となることを保証できる。
【００３９】
つぎに、上記について証明する。駆動コイル３の初速度零とする。このとき、矩形波の加速パルスを印加したときの挙動は以下となる。加速度を高さＡ、期間Ｂすると、速度は傾きＡの１次関数となり、期間Ｂ後はＡＢとなる。すなわちこの場合、速度は加速度の大きさＡと加速時間Ｂとの積（力積）で表される。加速パルス後の零期間は加速度零となり、速度ＡＢが保持される。この速度ＡＢを零とする減速パルスの条件は、方向が逆で力積を等しくすれば、必ず減速パルス印加後の速度は零となることがわかる。
【００４０】
上記の解析結果を基に、様々な場合に対応した実施例を以下に説明する。
【００４１】
実施の形態１．
本実施例は、再生速度が速くないプレイヤ用途における適用例を述べる。図１に本実施例のブロック図を示す。図１において、７は位相補償ブロック８の前段に設けられたフォーカス制御ループスイッチ、１２はホールドブロック、１４は加減速パルス発生ブロックである。同図中、他の構成要素は従来例で説明したブロックと同等であるから、その説明を省略し、新規機能ブロック７、１２ならびに１４について動作概要説明を行う。
【００４２】
図２３に示す従来例では、フォーカスジャンプ中のＦＥＳを位相補償ブロック８に入力、さらに位相補償ブロック８出力をＬＰＦ１１に入力、ＬＰＦ１１出力を面振れ補正信号としていた。ところがフォーカスジャンプ中のＦＥＳは非線型であり、またピックアップの光学系によってはＦＥＳ不感帯が発生する場合がある。例えば、Ｓカーブの上下振幅が非対称であったり、不要な瘤があったりすると、これが外乱となってＬＰＦ１１の出力結果が乱される結果となる。図１に示す本発明はこれを解消するもので、フォーカスジャンプ期間中は、加減速パルス発生ブロック１４に位相補償ブロック８の前段に設けられたフォーカス制御ループスイッチ７を切り、フォーカスジャンプ中の非線型なＦＥＳが後段の面振れ補正信号生成段（１１，１２）に伝達しない構成とした。
【００４３】
さらにジャンプ期間中の面振れ補正信号を、ホールドブロック１２により生成するようにしたので、上記の解析で示したように面振れによる誤差を小さく抑えることが可能な構成とした。なお、ホールドブロック１２は、特に限定はないが、ここでは構成が簡単な零次ホールドとする。この場合、上記解析から再生速度が遅いアプリケーション、例えばＤＶＤプレイヤ等に限定されることになる。
【００４４】
フォーカスジャンプにおける、上記フォーカス制御ループスイッチ７のＯＮ／ＯＦＦならびにホールドブロック１２のホールドを制御するのは、加減速パルス発生ブロック１４にて行う。同ブロックは、上位装置からフォーカスジャンプ指令を受けると、ＦＥＳに基づいて加減速パルス切り替えタイミングを作成する。加減速パルスは、出力モードとして加速パルス、零期間、減速パルスの３つを持ち、各パルスは矩形波であり、加速パルス、零期間、減速パルスの順に状態遷移する。さらに加速パルスと減速パルスは極性が反対で力積を等しく設定する(図１４参照)。以下に加減速パルス切り替えタイミング生成について説明する。
【００４５】
図１５は加減速パルス切り替えタイミングを固定値にした場合に生じる不具合を示したものである。図中Ａは印加パルスとしての加減速パルスであり、電流感度が平均値のフォーカスアクチュエータを層間距離４０μｍ移動させる設定となっている。Ｃはフォーカスアクチュエータ位置を示す。Ｃの実線はフォーカスアクチュエータの電流感度平均値での波形である。実際のフォーカスアクチュエータの電流感度は、多少のばらつきが必ずあり、一般的には平均値に対して±３ｄB程度である。この場合、Ａの加減速パルスで駆動によるアクチュエータ位置ばらつきは、同図Ｃの破線で示す範囲となる。この電流感度ばらつきによる位置変動は±１６μｍとなり、突入層ＦＥＳ検出限界±１０μｍより広くなるため、ジャンプ後のフォーカス引き込みに失敗する恐れがある。
【００４６】
本発明では、この問題を解消するため、ジャンプ動作中のＦＥＳに基づいて加減速パルスの状態遷移タイミングを決定する構成とした。図１６に、本発明の加減速パルスの状態遷移タイミングを示す。図中Ａはフォーカスアクチュエータ位置、ＢはＦＥＳ、Ｃは加減速パルスを示す。Ｂに示すように、ＦＥＳ零点からヒステリシスを持たせた値を加速パルス終端閾値、さらに同様に加速パルス終端閾値とは逆極性のヒステリシスを持たせた値を減速パルス始端閾値と定義する。加速パルスは、ジャンプ指令後、直ちに印加されるが、その終端タイミングは、ＦＥＳが上記加速パルス終端閾値以下になった時点とする。加速パルスが終わると零出力である零期間となり、さらにＦＥＳが減速パルス始端閾値以下になれば、減速パルスを印加開始、減速パルスの終了は加速パルスと力積絶対値が等しくなるタイミングに設定する。このようにすれば、アクチュエータ電流感度によらず、加速パルスによって現在層からの脱出が保証され、さらに減速パルスの印加タイミングが目的層近傍となることが保証される。同図に示すようにアクチュエータ電流感度がばらついても、所定の目標位置に位置誤差なく移動し、さらに移動後の速度を零にすることが可能となる。
【００４７】
ここでＦＥＳの正極性と負極性の波形特性が等しいと仮定する。この場合は、加速パルス終端閾値と減速パルス始端閾値の絶対値を等しく設定し、かつ、加速パルスと減速パルスのパルス高さ絶対値を等しく設定すれば、移動後の位置誤差をも零にすることが可能となる。
【００４８】
上記条件のもとでは、前述したフォーカスジャンプが安定に実現する２つの条件を満たしているため、確実なフォーカスジャンプが実現できる。
【００４９】
実施の形態２．
実施の形態１では、ディスク面振れ補間に零時ホールドを用いた例について述べたが、ディスク再生速度が１倍速程度のプレイヤ用途に有効な事例であった。実施の形態２では、コンピュータのＲＯＭドライブ用途に対応し、ディスク面振れが規格限界程度に大きく、かつ再生速度が３倍以上という条件でも安定なフォーカスジャンプが可能なシステムについて述べる。
【００５０】
図２に、本実施例のブロック図を示す。図中、１２Ａは１次ホールドブロックであり、他の構成は図１で示した実施の形態１と同様である。既に前述して明らかになっている通り、このようにディスク面振れ補間信号を生成するホールドブロックを１次ホールドにしたので、ディスク面振れが規格限界であっても、再生速度が３倍速以上においても面振れ補間信号に基づく位置誤差をほぼ零にすることが可能となる。
【００５１】
再生速度が高速になっても、層間距離自体は変化がないため、加減速パルスは実施の形態１と同様でよい。
【００５２】
以上から、高速再生時においても、安定なフォーカスジャンプが実現できる。
【００５３】
実施の形態３．
実施の形態２では、高速再生に対応したフォーカスジャンプの方法について述べた。システム構成によっては、制御信号に重畳されるノイズが大きい場合があり、この場合においては、ノイズ成分を１次ホールドすると誤差が拡大する問題が発生する。実施の形態３では、この問題を解決するシステムについて述べる。
【００５４】
図３に、本実施例のブロック図を示す。上記実施の形態２に、１２Ｂで示す零次ホールドブロック、１２Ｃで示すホールド選択スイッチを付加した構成である。零次ホールド１２Ｂと１次ホールド１２ＡにはＬＰＦ１１から信号が同様に供給され、ホールド結果は、ホールド選択スイッチ１２Ｃにそれぞれ出力される。ホールド選択スイッチ１２Ｃは、再生速度対応切り替え指令に基づいて、１倍速などの低速再生時は零次ホールド１２Ｂ出力結果を、３倍速などの高速再生時は１次ホールド１２Ａ出力結果を選択し加算器１３に出力する。
【００５５】
このような構成にすることにより、低速再生時はノイズに強い零次ホールドを、高速再生時には補間誤差の小さな１次ホールドを選択することが可能となるので、高速再生に対応し、かつ、制御信号に重畳するノイズにも強いフォーカスジャンプシステムが実現する。
【００５６】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、ＦＥＳの正極性と負極性の波形特性が等しい場合に有効なシステムについて述べたが、実施の形態４では、ＦＥＳ検出特性がアンバランスな場合についても対応できるシステムについて述べる。
【００５７】
図１７に等速でフォーカスサーチをした場合のＦＥＳを示す。同図の場合、ＦＥＳの正極性と負極性との検出特性がアンバランスになっている。このようにＦＥＳの検出特性がアンバランスな場合、以下のような問題が発生する。実施の形態１〜３の方法では、減速パルスの始端タイミングを図１７中のａもしくはｂの領域内波形に基づき作成するので、減速パルスの開始タイミングがＦＥＳ検出特性アンバランスによって影響を受けてしまう。したがって減速パルス印加後、速度零は保証されるが、ＦＥＳ零は保証できなくなる。
【００５８】
上記減速パルス印加後に発生するＦＥＳアンバランスに起因する残留ＦＥＳを補正するため、一般的な加減速パルス印加後、さらに補正パルスを印加してＦＥＳを零にした後、フォーカス引込を行うことが目標となる。
【００５９】
本発明実施の形態４のブロック図を図４に示す。１５は加減速パルス印加結果判定ブロックである。他の構成は前記実施例で既に説明済なブロックと同等なので説明を省略する。
【００６０】
加減速パルス印加結果判定ブロック１５は、入力としてＦＥＳ、ならびに加減速パルス発生ブロック１４からの減速パルス印加終了タイミングをもらう。出力は加減速パルス発生ブロック１４に対して、加減速パルス印加後に発生する補正加減速パルス生成指令を発生させる。
【００６１】
加減速パルス印加結果判定ブロック１５ならびに加減速パルス発生ブロック１４の動作を図１８、図１９を用いて説明する。
【００６２】
図１８は、本実施の形態の動作を説明する図である。図中Ａは、フォーカスアクチュエータ位置、ＢはＦＥＳ、Ｃは加減速パルスであり、それぞれフォーカスジャンプ中の時間変化を示す。同図Ｂからわかるように、本図はＦＥＳ負極側が大きい事例である。フォーカスジャンプ指令を上位装置から受けると、加減速パルス発生ブロック１４は、加速パルスを発生させる。加速パルスの終端は、ＦＥＳが加速パルス終端タイミング生成閾値を横切る時点とする。さらに加速パルス印加時間Ｔ０を計測しておく。減速パルス始端タイミング生成閾値を横切るまで、加減速パルスは零期間とする。ＦＥＳが減速パルス始端タイミング生成閾値を横切る時点からＴ０の期間、減速パルスを印加する。なお、このとき、加速パルスと減速パルスの振幅は等しく設定する。つぎに減速パルス印加直後のＦＥＳを観測、その値を残留ＦＥＳと定義し、（図中、該当値ＦＥＳ＝Ｘ０）、残留ＦＥＳが所定値、例えば１／２になるまで、残留ＦＥＳが減少する方向に補正加速パルスを印加する。このとき、補正加速パルスの印加時間Ｔ１を計測しておく。補正加速パルス印加直後、補正加速パルスと逆方向に補正加速パルスと等しい振幅の減速パルスをＴ１の期間印加する。
【００６３】
上記のように構成すれば、加減速パルスならびに補正加減速パルスの総力積は零となるため、速度零が保証され、また、ＦＥＳについても略零が保証される。したがって、フォーカスジャンプを安定に実現する２つの条件を満たすため、確実なフォーカスジャンプが実現する。
【００６４】
図１９は、図１８とＦＥＳアンバランス特性が逆、すなわち正極性が負極性より相対的に大きい事例の動作を説明する図である。図１８の説明と全く同様の動作で、図１８と同様に、速度零、ＦＥＳも略零が保証され、安定なフォーカスジャンプが実現できる。
【００６５】
実施の形態５．
実施の形態４に引き続き、ＦＥＳ検出特性がアンバランスな場合にも対応可能なシステムについて述べる。
【００６６】
本実施例では、ＦＥＳのＳカーブアンバランスをあらかじめ計測しておき、フォーカスジャンプの際の、加減速パルスをＳカーブアンバランス特性に対応させて出力する構成としている。以下に上記を実現する構成について説明する。
【００６７】
本発明実施の形態５のブロック図を図５に示す。１６はフォーカスサーチブロック、１７はフォーカスループスイッチ制御ブロック、１８はＳカーブアンバランス検出ブロックである。他の構成は前記実施例で既に説明済であるブロックと同等なので説明を省略する。
【００６８】
Ｓカーブアンバランス検出時の、動作について説明する。フォーカスサーチブロック１６は、ＦＥＳのＳカーブアンバランスを検出するため、対物レンズ２を等速で移動させるためのサーチ信号を出力する。フォーカスループスイッチ制御ブロック１７は、フォーカスジャンプ選択スイッチ９においてフォーカスサーチブロック出力側を選択、さらにフォーカス制御ループスイッチ７においてはＯＦＦする制御信号を出力する。Ｓカーブアンバランス検出ブロック１８は、フォーカスサーチ中のＳカーブを取りこみ、Ｓカーブの正極性期間と負極性期間を計測し、さらに正極性期間と負極性期間の比を演算する。
【００６９】
図２０は、Ｓカーブアンバランス検出ブロック１８の検出要素について説明する図である。図中の波形は、フォーカスサーチ中のＳカーブである。Ｓカーブの正極性期間ならびに負極性期間は、ＦＥＳ零レベルに対して所定値ａのヒステリシスをもったＦＥＳアンバランス検出閾値によって検出される。すなわち、Ｓカーブ正極性期間ＴｐはＳカーブがａより大きい期間、Ｓカーブ負極性期間ＴｎはＳカーブが−ａより小さい期間で定義される。なお、ａの絶対値は、ＳカーブのＳ／Ｎ等により決定されるが、できるだけ小さく選択することが望ましい。さらにＳカーブアンバランス検出ブロック１８では、測定したＴｐならびにＴｎの比、すなわちＴｐ／ＴｎならびにＴｎ／Ｔｐを演算し記憶する。
【００７０】
つぎにフォーカスジャンプ中の加減速パルス発生ブロック１４の動作について説明する。図２１は、本実施の形態の動作を説明する図である。図中Ａは、フォーカスアクチュエータ位置、ＢはＦＥＳ、Ｃは加減速パルスであり、それぞれフォーカスジャンプ中の時間変化を示す。同図Ｂからわかるように、本図はＦＥＳ負極側が大きい事例である。
【００７１】
フォーカスジャンプ指令を上位装置から受けると、加減速パルス発生ブロック１４は、加速パルスを発生させる。加速パルスの終端は、ＦＥＳが加速パルス終端タイミング生成閾値を横切る時点とする。さらに加速パルス印加時間Ｔ０を計測しておく。なお、この時、加速パルスの振幅は、任意の値Ｘ２と定義する。さらに加速パルス終端タイミング生成閾値はＦＥＳアンバランス検出閾値ａに設定する。
【００７２】
減速パルス始端タイミング生成閾値を横切るまで、加減速パルスは零期間とする。
【００７３】
ＦＥＳが減速パルス始端タイミング生成閾値を横切る時点からＴ０＊（Ｔｎ／Ｔｐ）の期間、減速パルスを印加する。なお、このとき、減速パルスの振幅は、Ｘ２＊（Ｔｐ／Ｔｎ）に設定する。
【００７４】
上記のように構成すれば、加減速パルスならびに補正加減速パルスの総力積は零となるため、加減速パルス印加後の速度零が保証され、また、ＦＥＳについてもあらかじめ測定したＳカーブアンバランス特性に基づいて加減速パルスの印加タイミング、印加時間ならびに印加振幅を決定し出力するので略零が保証される。したがって、フォーカスジャンプを安定に実現する２つの条件を満たすため、確実なフォーカスジャンプが実現する。
【００７５】
ＦＥＳアンバランス特性が逆、すなわち正極性が負極性より相対的に大きい事例についても、上記説明と同様の動作で、同様に、速度零、ＦＥＳも略零が保証され、安定なフォーカスジャンプが実現できることは自明であるので、その説明を省略する。
【００７６】
実施の形態６．
実施の形態６では、実施の形態５をより確実にするため、実施の形態５に実施の形態４を応用した事例を示す。
【００７７】
本発明実施の形態６のブロック図を図６に示す。本図を構成する機能ブロックは前記実施例で既に説明済であるブロックと同等なので説明を省略する。
【００７８】
つぎにフォーカスジャンプ中の加減速パルス発生ブロック１４の動作について説明する。図２２は、本実施の形態の動作を説明する図である。図中Ａは、フォーカスアクチュエータ位置、ＢはＦＥＳ、Ｃは加減速パルスであり、それぞれフォーカスジャンプ中の時間変化を示す。同図Ｂからわかるように、本図はＦＥＳ負極側が大きい事例である。
【００７９】
前記実施例である、実施の形態５と同様な方法で、加減速パルスを印加する。本図では、加減速パルス印加後のＦＥＳに残留エラーＸ０が生じている。この原因として、Ｓカーブ検出ブロック１８の検出精度が悪い、例えばフォーカスサーチスピードが一定ではなかったり、面振れが大きいためにサーチ時の対物レンズ２とディスク１との相対速度が変化したりする事例が挙げられる。上記のような理由によって残留エラーＸ０が生じると、本実施例では実施の形態４の機能を有するので、さらに残留エラーＸ０を零に補正するための補正加速パルス、補正減速パルスを印加する。この補正加減速パルスの設定は、実施の形態４と同様であり、既に説明済なので、その説明を省略する。
【００８０】
図２２では、残留エラーＸ０が負極性の場合について説明したが、正極性の場合も実施の形態４の説明から同様に補正可能であることは明白である。さらに図２２では、ＦＥＳアンバランス特性が正極性より負極性が大きい事例について説明したが、逆の場合においても同様の動作で速度零、ＦＥＳも略零が保証され、安定なフォーカスジャンプが実現できることは自明であるので、その説明を省略する。
【００８１】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００８２】
この発明にかかる光ディスク装置によれば、複数の記録層を有する光ディスクに記録された情報を光学的に再生、又は前記光ディスクに情報を光学的に記録する光ディスク装置において、前記光ディスクの任意の記録層に集光スポットを形成し得る対物レンズと、前記集光スポットからの反射光に基づいてフォーカスエラー信号を検出し、フォーカスエラー制御信号を生成するフォーカスエラー検出手段と、前記フォーカスエラー制御信号に基づいて前記対物レンズを駆動する駆動手段と、前記フォーカスエラー制御信号をホールドするホールド手段と、前記光ディスクの第一の記録層から第二の記録層へフォーカスジャンプするための加減速パルスを発生する加減速パルス発生手段とを備え、フォーカスジャンプ指令を受けた場合に、前記ホールド手段の出力と前記加減速パルス発生手段の出力の和に基づいて前記駆動手段を駆動し、フォーカスジャンプ中のフォーカスエラー信号に基づいて加速パルス及び減速パルスの印加タイミングを決定するように構成するとともに、前記ホールド手段は、前記フォーカスエラー制御信号のホールド時の値を保持する零次ホールドと、前記フォーカスエラー制御信号のホールド時の値と傾きを保持する１次ホールドとを有し、前記光ディスクの再生速度に応じて切り替えられるようにしたので、再生速度の影響を抑制した安定的なフォーカスジャンプが実現できる。
【００８７】
この発明にかかる光ディスク装置によれば、前記加減速パルス発生手段が発生する加速パルスを、前記フォーカスエラー信号が第１の閾値に達した時を終端タイミングとして与えるものとし、減速パルスを、前記フォーカスエラー信号の零クロス点通過後、第２の閾値に達した時を始端タイミングとして与えるものとしたているので、駆動手段の電流感度のばらつきを抑制し、安定的なフォーカスジャンプを実現できる。
【００８８】
この発明にかかる光ディスク装置によれば、前記加減速パルス発生手段が発生する加速パルスと減速パルスを、その極性が逆で加速度＊時間を等しくするように与えているのでフォーカスジャンプ後の相対速度を零とすることができ、安定的なフォーカスジャンプが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１におけるフォーカスジャンプ方式を示すブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態２におけるフォーカスジャンプ方式を示すブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態３におけるフォーカスジャンプ方式を示すブロック図である。
【図４】  本発明の実施の形態４におけるフォーカスジャンプ方式を示すブロック図である。
【図５】  本発明の実施の形態５におけるフォーカスジャンプ方式を示すブロック図である。
【図６】  本発明の実施の形態６におけるフォーカスジャンプ方式を示すブロック図である。
【図７】  面振れを有するディスクに対し、フォーカス制御信号をホールドした時に生じる位置誤差を示す図である。
【図８】  面振れを有するディスクに対し、フォーカス制御信号をホールドした時に生じる位置誤差を示す図である。
【図９】  面振れを有するディスクに対し、フォーカス制御信号をホールドした時に生じる位置誤差を示す図である。
【図１０】  フォーカスジャンプの主要な技術課題を示す図である。
【図１１】  零次ホールド時の、ジャンプ期間対最大位置誤差を示す図である。
【図１２】  ホールド種類による、ジャンプ期間対最大位置誤差の比較を示す図である。
【図１３】  １次ホールド時の、ジャンプ期間対最大位置誤差を示す図である。
【図１４】  フォーカスアクチュエータの印加パルスに対する挙動を示す図である。
【図１５】  固定加減速パルス印加時の、アクチュエータ感度ばらつきによる位置誤差を示す図である。
【図１６】  加減速パルス印加タイミングをＦＥＳ振幅基準に設定した場合のアクチュエータの挙動を示す図である。
【図１７】  ＦＥＳ検出特性がアンバランスな事例を示す図である。
【図１８】  本発明実施の形態４の挙動を示す図である。
【図１９】  本発明実施の形態４の挙動を示す図である。
【図２０】  ＦＥＳ検出特性がアンバランスな事例を示す図である。
【図２１】  本発明実施の形態５の挙動を示す図である。
【図２２】  本発明実施の形態６の挙動を示す図である。
【図２３】  従来のフォーカスジャンプ方式を示す図である。
【符号の説明】
０  ＬＤ、１  光ディスク、２  対物レンズ、３  フォーカスアクチュエータ駆動コイル、４  ハーフミラー、５  光電変換素子、６  フォーカスエラー検出ブロック、７  フォーカス制御ループスイッチ、８  位相補償ブロック、９  切り替えスイッチ、１０  ドライバアンプ、１１  ローパスフィルタブロック、１２  ホールドブロック、１３  加算ブロック、１４  加減速パルス発生ブロック、１５  加減速パルス印加結果判定ブロック、１６  フォーカスサーチブロック、１７  フォーカスループスイッチ制御ブロック、１８  Ｓカーブアンバランス検出ブロック。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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