JPH07129967A - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクは面ブレを生じる。このため、フォ
ーカスサーボの引き込みを行う時に対物レンズの追従加
速度が高くなり、フォーカス引き込みを失敗する可能性
がある。これを避けるために、対物レンズの追従加速度
が高くならないようにする。 【構成】記録媒体の回転を定常速度と低速度に切り替え
可能なモータ制御手段と、フォーカスサーボを引き込む
光学系手段と、該光学系手段のフォーカスサーボ引き込
み状態の信号に基づいて前記モータ制御手段の速度切替
を制御する制御手段とを有し、該制御手段は前記光学系
手段がフォーカスサーボを引き込むときは記録媒体の回
転を低速度に切換し、フォーカスサーボの引き込みを終
了するときは記録媒体の回転を定常速度に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクや光磁気デ
ィスクなどを用いて情報を記録再生する光学的情報記録
再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量で消去、記録、再生可能な
情報記録再生装置として光磁気ディスク装置が製品化さ
れており、なお開発も盛んに行われている。一般に、こ
の種の装置では、半導体レーザから出射した光ビームを
対物レンズを通してディスク面上に集光させて情報を記
録、あるいは、その反射光から情報の読み出しを行って
いるが、その際、ディスクの反射面（記録層）に光ビー
ムの焦点が合うように、その対物レンズにフォーカスサ
ーボをかけて位置制御している。そのフォーカスサーボ
方式として特公昭５３−３７７２２号公報等に開示され
ている非点収差法が広く採用されている。非点収差法に
おいて受光センサーよりフォーカスエラー信号と和信号
を得る原理図を図４に、又、夫々の信号の波形を図５に
示す。受光センサー（２０）は、４つのエリアに分割さ
れていて、各々の対角線どうしの入射光量の差（（Ａ＋
Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ））がフォーカスエラー信号となる。受
光センサーへ入射したビームスポットの形状は、ディス
クとの距離に応じて、例えば横長の楕円から円、そして
円から縦長の楕円へと変化し、円になった時が、最も光
ビームの焦点がディスクの反射面（記録層）に合った位
置、つまり合焦点である。この方式のフォーカスエラー
信号が図５の（ｈ）のようなＳカーブを描くことは良く
知られている通りであり、常に合焦点（Ｅ点）から外れ
ないようにフォーカスサーボによって対物レンズを制御
している。

【０００３】従来、そのフォーカスサーボに引き込む信
号としては、まず、装置の電源投入後は、フォーカスサ
ーボループは開いており、ディスクが挿入されてその回
転数が定常状態になったら、半導体レーザを点灯させ、
フォーカスサーボ回路とは別の駆動回路によって、一旦
対物レンズをディスク面から遠ざけてから徐々に近づけ
るか、あるいは、数ヘルツ程度で対物レンズを振動させ
る、所謂フォーカスサーチという動作を行わさせる。そ
して、ディスクの反射面が光ビームの合焦点付近に接近
すると、４つのエリアへの入射光の強度、即ち和信号
（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）が図５の（ｉ）のように増大するた
め、ある基準値（図５のＦ点）以上になればフォーカス
サーボ引き込みを開始可能とし、そのイネーブル信号
（図５のｊ）を得る。その後、フォーカスエラー信号が
ゼロレベルをクロスする点（図５のＥ点）で、フォーカ
スサーボループを閉じてフォーカスサーボをオンする。

【０００４】ディスクが回転してから上記の一連の動作
を行う理由は、ディスクが静止した状態でレーザを点灯
させると、記録層のビームスポットの当った部分が加熱
してデータが書き替えられる恐れがあるためである。国
際規格で標準化された光磁気ディスクには、最内周と最
外周に読み出し専用領域があり、その領域では光ビーム
照射によるデータへの影響はないため、ディスクを静止
させて、そこでフォーカスサーボ引き込みを行うことは
可能である。しかしながら、その領域は狭いため、アド
レスデータの読めない初期状態では、機械的に光ヘッド
を移動させてビームスポットをその領域に照射すること
はそう容易ではない。従って、前述のようにディスクの
任意の場所でフォーカスサーボ引き込みが行えるよう、
ディスクが回転してからその引き込みを行う方法が一般
的となっている。

【０００５】このフォーカスサーチの開始時、例えば、
対物レンズ保持体が板バネで支持してある光学ヘッドの
場合では、電源投入直後のフォーカシングコイルに駆動
電流を流さない初期の状態、つまり対物レンズ保持体自
体の重量と板バネとが釣り合った状態では、ディスクの
反射面の面ブレの中心位置が、ちょうどビームの合焦点
付近に配置してあるため、一旦対物レンズをディスク面
から遠ざけるなどの手間は不要で、比較的すばやくフォ
ーカスサーボへの引き込みが開始できる。対物レンズの
初期位置をこのように配置しておく理由は、初期位置が
あまり合焦点から遠いと、フォーカスサーボをオンして
合焦点位置を保持するのに流す制御電流が大きくなり、
それにより発生する熱も増えるからである。従って、で
きるだけ前述のような配置で構成されるのが好ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実際の光磁
気ディスクは、面ブレの大きいものでは±２００μｍ程
度もあり、回転し始めるとディスクの反射面はほぼビー
ムの合焦点付近を中心にその面ブレ分だけ、正弦波状に
回転に同期して振動することになる。図６にこのときの
面ブレ（ｋ）とフォーカスエラー（ｌ）と和信号（ｍ）
を示す。この状態でディスクの反射面がビームの合焦点
をよぎる時に、フォーカスサーボをオンしようとする
と、反射面の垂直方向の移動速度が大きいため、この時
の引き込みに必要な加速度は、通常引き込み後にフォカ
スーサーボで面ブレに追従するのに必要な加速度の倍以
上も要することになる。その結果、定常速度でディスク
を回転させると、引き込みに失敗することがあり、引き
込みを再度試みなければならないという問題点があっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案はかかる点に鑑み
てなされたもので、その特徴は、非点収差法によりフォ
ーカスサーボを行う光学的情報記録再生装置において、
記録媒体を回転させるモータと、該モータの回転を定常
速度と低速度に切り替え可能なモータ制御手段と、フォ
ーカスサーボを引き込む光学系手段と、該光学系手段の
フォーカスサーボ引き込み状態の信号に基づいて前記モ
ータ制御手段の速度切替を制御する制御手段とを有し、
該制御手段は前記光学系手段がフォーカスサーボを引き
込むときは記録媒体の回転を低速度に切り換え、フォー
カスサーボの引き込みを終了したときは記録媒体の回転
を定常速度に切り替えることである。

【０００８】

【作用】ディスクの回転速度が低くなるので、フォーカ
スサーボの引き込みを行うため、引き込みに必要な対物
レンズの追従加速度が低くなり、フォーカス引き込みを
失敗することなく、確実にフォーカスサーボへ移行する
ことが可能となる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図に基づき説明する。図１
はフォーカスサーボの構成を示す図である。最初ＣＰＵ
（１）はリセット信号（２）をスイッチ制御回路（３）
に出力して第１のスイッチ（４）へのスイッチ制御信号
（ｅ）をロウレベルにする。これにより、第１のスイッ
チ（４）は加振回路（５）側に接続される。そしてディ
スク（６）が装置内に挿入されると、ＣＰＵ（１）は、
回転数切り替え信号（７）によって、スピンドルモータ
制御部（８）内のＰＬＬ回路（９）に入力するクロック
周波数を所定の周波数の１／４に分周した周波数に設定
し、回転制御信号（１０）をオンさせてスピンドルモー
タ（１１）を回転させ、ディスク（６）が回転し始め
る。そして、設定された回転速度に達して安定したら、
スピンドルモータ制御部（８）は回転が一定になったこ
とを知らせるクロック信号（１２）をＣＰＵ（１）に送
る。次にＣＰＵ（１）は、光パワーが所定の読み出しパ
ワーの１／２となるデータをレーザコントロール回路
（１３）内のＤ／Ａ変換器（図示せず。）に設定して、
半導体レーザ（１４）をオンさせる。

【００１０】光パワーをこのレベルまで下げるのは、低
速回転になるとディスク（６）に照射される単位時間当
りの光エネルギーが増大して、既に書き込み済みのデー
タが破壊される恐れがあるからである。通常、データを
書き替えるのに必要な光パワーは、トラック線速度の比
の１／２乗から１／３乗に比例する。従って、本発明で
は、安全をみて１／２乗以下にするために、読み出しパ
ワーの１／２のパワーになるように設定している。

【００１１】光ビームはコリメータレンズ（１５）、偏
向ビームスプリッター（１６）、反射ミラー（１７）、
対物レンズ（１８）を通ってディスク（６）に照射さ
れ、ディスク（６）から反射した光ビームは先とは逆方
向に進み、今度は偏向ビームスプリッター（１６）で図
１上の下方に向かって反射し、最終的に集光レンズ（１
９）を通って受光センサー（２０）に入射する。受光セ
ンサー（２０）は、前述の非点収差法に用いられている
４分割センサーであり、そこで得られた光電流は、アン
プ（２１）で電流電圧変換、さらには図４に示した演算
が施され、フォーカスエラー信号（ａ）と和信号（ｃ）
が得られる。この時、前述の如く光ビームの合焦点はデ
ィスク（６）の反射面の面ブレの中心付近にあり、フォ
ーカスエラー信号、及び和信号は夫々図２のｆとｇのよ
うな所定の回転速度時の波形よりも変化が遅く、図２の
実線で示すｆ’とｇ’のように変化する。

【００１２】この状態で、ＣＰＵ（１）はフォーカスサ
ーチを開始するように加振回路（５）に指令を出し、そ
れを受けて加振回路（５）は駆動回路（２２）にドライ
ブ信号を出力する。それによって、駆動回路（２２）か
ら対物レンズ（１８）のフォーカシングコイル（２３）
に駆動電流が流れ、対物レンズ（１８）はその初期位置
からディスク（６）に向かって上方に除々に移動して行
く。すると和信号は図３のａのように増加していき、そ
の信号レベルが第１の基準レベル（図１及び図３のＶｒ
ｅｆ１）を越えると、第１のコンパレータ（２４）の出
力信号（ｂ）はハイレベルになり（図３のｂ）、スイッ
チ制御回路（３）に、合焦点が接近したことを知らせ
る。その後、合焦点（図２のＧ点）を通過するときにフ
ォーカスエラー信号（図１のｃおよび図３のｃ）はゼロ
レベルをクロスし、この時第２のコンパレータ（２５）
で、フォーカスサーボ引き込みのためのトリガー信号
（図１のｄおよび図３のｄ）を得る。

【００１３】その結果、スイッチ制御回路（３）はその
出力信号（ｅ）をハイレベルとし、第１のスイッチ
（４）はフォーカスサーボ回路（２６）側へ切り替わ
る。その後のフォーカスエラー信号は、図３のｃのよう
にすぐにゼロレベルの収束していき、フォーカスサーボ
への引き込みが完了する。引き込みが完了するとスイッ
チ制御回路（３）からは、フォーカスＯＫ信号（２７）
がＣＰＵ（１）に出力される。ＣＰＵ（１）はこれを受
けて、回転数切り替え信号（７）のよってスピンドルモ
ータ制御部（８）内のクロック周波数を１／４に分周さ
れたものから所定のクロック周波数へと切り替える。以
後、ディスク（６）は所定の回転数で回転し、ビームの
合焦点位置がディスク（６）の反射面から外れないよう
に、フォーカスサーボによって対物レンズ（１８）がデ
ィスク（６）の面ブレに追従していく。

【００１４】なお、ここではフォーカスサーチ時に、対
物レンズをディスクに対して上方に移動させて行った
が、それとは逆に下方に移動させてフォーカスサーボの
引き込みを行うことも可能であることは明きらかであ
る。

【００１５】また、ここで示したスイッチ制御回路は、
簡単なＡＮＤ回路やフリップフロップ回路で容易に構成
できるものであるが、ディスクの回転数があまり速くな
い場合には、この部分をＩ／Ｏ回路として、先のコンパ
レータの出力をそのＩ／Ｏ回路を通してＣＰＵで監視し
てスイッチ制御を行うことも可能である。

【００１６】さらに、フォーカスサーボをアナログ方式
ではなく、ＤＳＰ（Digital SignalProcessor）等を用
いてデジタルサーボを行う場合には、フォーカスエラー
信号や和信号をそのＤＳＰに直接入力して制御すること
も可能である。

【００１７】本実施例では、低速回転速度を通常の所定
回転数の１／４としたが、基準クロックを１／４よりも
さらに分周して周波数を下げれば、さらに低速回転でフ
ォーカス引き込みを行って、より確実なフォーカスの引
き込みを狙うことも可能である。この時、光パワーも通
常のパワーの１／２よりもさらに低いパワーにしてやれ
ばよい。

【００１８】光パワーを下げたことによってフォーカス
引き込み時のエラー信号の感度が不足するようであれ
ば、プリアンプやパワーアンプ、あるいはそれ以外の回
路のゲインをと書くするようなゲイン切り替え機能を設
ければ容易に対応できる。

【００１９】また、使用するディスク（６）によって、
所定の光ハワーで点灯させたまま低速で回転させてもデ
ータ損傷の恐れが何ら問題ないときは、レーザパワーを
下げる必要がないことは明らかである。

【００２０】さらに、基準クロックが１／２程度でも満
足なフォーカスの引き込みが得られるという場合は、デ
ィスク（６）に照射される単位時間当りの光エネルギー
の増加が少なく、書き込み済みのデータが破壊される恐
れがないために、光パワーを下げる必要はない。

【００２１】

【発明の効果】ディスクの回転速度が低くなるので、引
き込みに必要な対物レンズの追従加速度が低くなり、フ
ォーカス引き込みを失敗することなく、確実にフォーカ
スサーボへ移行することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成図である。

【図２】ディスクの回転速度が異なるエラー信号と和信
号の違いを示す図である。

【図３】本発明でのフォーカス引き込み時の各部の信号
波形図である。

【図４】受光センサーよりフォーカスエラー信号と和信
号を得る非点収差法の原理図である。

【図５】一般的なフォーカスエラー信号と和信号の信号
波形図である。

【図６】フォーカスサーチ前のディスクの反射面の面ブ
レとビームの合焦点の位置関係を示した図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ３ スイッチ制御回路 ６ ディスク ８ スピンドルモータ制御部 １２ ＣＰＵ １３ レーザコントロール回路 １４ 半導体レーザ ２６ フォーカスサーボ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非点収差法によりフォーカスサーボを行
   う光学的情報記録再生装置において、記録媒体を回転さ
   せるモータと、該モータの回転を定常速度と低速度に切
   り替え可能なモータ制御手段と、フォーカスサーボを引
   き込む光学系手段と、該光学系手段のフォーカスサーボ
   引き込み状態の信号に基づいて前記モータ制御手段の速
   度切替を制御する制御手段とを有し、該制御手段は前記
   光学系手段がフォーカスサーボを引き込むときは記録媒
   体の回転を低速度に切り換え、フォーカスサーボの引き
   込みを終了したときは記録媒体の回転を定常速度に切り
   替えることを特徴とする光学的情報記録再生装置。