JPH082809Y2 - 相変化型光ディスクの初期化装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、相変化型光ディスクの初期化装置に関する
ものであり、特に回転する光ディスクに、その半径方向
に移動するレーザー光を照射して行う初期化装置に関す
る。

〔従来の技術とその問題点〕

従来、この種の初期化処理方法として、ディスクをオ
ーブンに入れ、加熱処理する方法があるが、基板変形す
るなどの問題を生じた。

また、複数のレーザー照射ポイントを回転する光ディ
スクの半径方向に於いて一部重複するようにならべ、且
つ同方向に移動させて初期化する方法がある。この場
合、短時間で初期化が可能となるが、光学系の構成が複
雑になり、コスト高となる欠点があった。

〔考案の目的〕

回転する光ディスクに、所定のスポット径のレーザー
収束光を照射して相変化型光ディスクの初期化処理を行
う場合、光ディスクの半径方向に移動する照射ポイント
の移動を、それぞれ独立して行われるアクチュエータの
移動制御と対物レンズの変位制御との組合せで行なう。
またこの際、アクチュエータの移動を、検出されるその
位置信号とD/A変換器から出力されるアナログ信号との
レベル比較により行う場合、アクチュエータの最小移動
ピッチは、このD/A変換器のビット数と最大移動距離で
決定されるが、対物レンズの変位によりアクチュエータ
の移動間における照射ポイントの移動を補うように対物
レンズの変位制御を行う。

更に、レーザーの光量を、照射ポイントの移動に連動
して制御することにより、ディスクの各部に対するレー
ザー光の照射条件を略同一とする。

〔問題点を解決するための手段〕

相変化型の光ディスクを装着し、該光ディスクを回転
した状態で所定のスポット径のレーザー収束光を照射し
て初期化処理を行う相変化型光ディスクの初期化装置で
あり、 装着された前記光ディスクの半径方向において、最小
移動ピッチ毎にステップ状に移動駆動されるアクチュエ
ータと、 前記アクチュエータによって少なくとも前記光ディス
クの半径方向において変位可能に保持された対物レンズ
と、 前記アクチュエータとの位置関係において、前記対物
レンズが前記光ディスクの回転周期に比例する第１の期
間で前記最小移動ピッチより大きい所定の移動幅だけ前
記半径方向の一方向に略一定の速度で移動し、続く所定
の第２の期間内で前記半径方向の他方向に速やかに移動
して元の位置に戻る往復移動を繰り返すようこれを駆動
する対物レンズ駆動手段と、 前記第２の期間において、前記アクチュエータが前記
最小移動ピッチだけ前記一方向への移動を完了するよう
にこれを逐次駆動するアクチュエータ駆動手段と、 前記第２の期間における前記レーザー収束光の第２の
光量レベルが、前記第１の期間における前記レーザー収
束光の第１の光量レベルより小さくなるようにレーザー
を制御するレーザー駆動手段とからなる。

（作用） アクチュエータがステップ状にしか移動しない場合で
も、前記光ディスクの所望の領域において、少なくとも
前記第１の光量レベルのレーザー収束光を間断なく照射
することが可能となる。

〔実施例〕

第１図は、本考案装置の一実施例を説明する為の構成
図である。図中、１は、回転軸２を中心に所定の回転速
度で回転する相変化型の光ディスクで、スパイラル状に
形成されたプリグルーブを有するその記録面側1₁には、
アクチュエータ３によりレーザー収束光が照射される。
アクチュエータ３は、レーザー3₄、光偏向手段3₁、対物
レンズ3₂、対物レンズホルダー3₇、４分割ディテクタ
3₅、変位検出器3₆、及び駆動コイル3₃等からなり、レー
ザー3₄から出射したレーザー光を収束光にして記録面1₁
に照射すると共に、その反射光を４分割ディテクタ3₅に
て検出する。対物レンズホルダー3₇に保持された対物レ
ンズ3₂は、これに作用する駆動コイル3₃により矢印ａ、
ｂ方向、即ち光ディスク１の半径方向に所定の範囲内で
移動可能に構成されている。更に、変位検出器3₆は、対
物レンズホルダー3₇の変位位置を検出することにより、
対物レンズ3₂の基準位置からの変位量を検出する。

トラッキングエラー検出回路（以下、TE検出回路と称
す）４は、４分割ディテクタ3₅から出力される光量信号
を入力し、OVを基準にトラッキングエラーに対応した電
圧値を示すTE信号s₁を所定の抵抗を介してスイッチ５の
一方の固定端子5₁に印加する。変位検出回路７は、変位
検出器3₆から出力される検出信号を入力し、OVを基準に
対物レンズの基準位置からの変位量に対応した電圧値を
示す変位信号s₂をヒステリシス回路８に出力すると共
に、所定の抵抗を介してスイッチ５の他方の固定端子5₂
に出力する。この変位信号s₂は、対物レンズ3₂の矢印ｂ
方向移動に伴ってレベル減少し、逆に矢印ａ方向移動に
伴ってレベル増加するように極性が設定されている。ヒ
ステリシス回路８は、第２図に示す特性図に従って動作
する。即ち、入力する変位信号s₂が電圧値V₁以上になる
と出力する判定信号s₃の状態を“L"状態とし、電圧値V₂
以下になった時点で“H"状態とする。９は、種々の動作
指令をすべく、入出力信号をデジタル信号で処理する制
御回路であり、前記判定信号s₃をその入力端子9₄に入力
する。制御回路９は、その出力端子9₃からレーザー3₄の
出射光量を指令する光量指令信号s₆をD/A変換器13に出
力する。レーザー駆動回路14は、レーザー3₄がD/A変換
器13から出力される光量指令電圧信号s₇の電圧レベルに
比例した光量のレーザー光を出力するよう、これに駆動
電流を供給する。

また、制御回路９は、その出力端子9₆から対物レンズ
3₂を変位させるための変位指令信号s₉を出力する。この
変位指令信号s₉は、D/A変換器15によりアナログ信号に
変換され、変位指令電圧信号s₁₀としてスイッチ５の他
方の固定端子5₂に印加される。

対物レンズ駆動回路６は、後述するごとく、入力する
電圧がOVとなる位置に対物レンズ3₂を変位させるべくト
ラッキングコイル3₃に電流を供給する。

前記アクチュエータ３は、フィーダ19の可動アーム19
₁上に載置されて矢印ａ、ｂ方向に移動可能とされてい
る。この移動範囲は、少なくとも光ディスク１の記録領
域ｘを半径方向にてカバーするよう設定され、その位置
は、ポテンシオメータ17によって検出される。

このポテンシオメータ17は、例えば対物レンズ3₃が基
準位置にある状態で、照射ポイントが光ディスク１の記
録領域ｘの内周側始点x₁に持ちきたされたときにOVとな
り、この位置から外周側への移動距離に比例した電圧値
を示すアクチュエータ位置信号s₁₃をA/D変換器20を介し
て制御回路９の入力端子9₉に出力すると共に、フィーダ
制御回路18に出力する。

フィーダ制御回路18は、このアクチュエータ位置信号
s₁₃と、このアクチュエータの位置を設定すべく制御回
路９の出力端子9₇から出力される位置指令信号s₁₁をD/A
変換器16でアナログ電圧に変換した位置指令電圧信号s
₁₂の電圧値が等しくなるようにフィーダ19を駆動する。

更に、制御回路９は、後述する如く、光ディスクの回
転軸２と軸結合したスピンドルモータ12の回転速度を制
御すべく回転速度指令信号s₄をその出力端子9₂から出力
する。モータ制御回路11は、D/A変換器10を介してこの
回転速度指令信号s₄を入力し、スピンドルモータ12の回
転速度ω₀が回転速度指令信号s₄のレベルに比例するよ
うにスピンドルモータ12を制御する。一方、スピンドル
モータ12は、例えば、１回転当り１パルスの回転情報信
号s₅を制御回路９の入力端子9₁に出力する。

尚、フォーカス制御系の構成については省略している
が、上記装置の動作時には適当なフォーカス制御が行わ
れているものとする。

以上の構成において、その動作を説明する。

先ず、相変化型の光ディスク１を初期化するに際し、
ディスク１の反射率が低くて、トラッキング制御が出来
ない場合について説明する。

この時、スイッチ５の可動端子5₃は固定端子5₂側に接
続され、制御回路９の出力信号は、以下の演算、及び処
理に基づいて形成される。

先ず、アクチュエータ位置信号s₁₃より、対物レンズ3
₃が基準位置にあると想定した場合の照射ポイントの回
転軸２からの距離、即ち照射ポイントの半径Ｒを算出す
る。そしてこの時の線速度を所望の線速度ｖとするため
のスピンドルモータ12の回転速度ωを次式 ω＝v/R より演算し、スピンドルモータ12の実際の回転速度ω
₀が算出したωとなるような回転速度指令信号s₄を出力
する。

次に、照射ポイントの移動を制御すべく出力される変
位指令信号s₉、位置指令信号s₁₁について説明する。

制御回路９が算出する半径Ｒは、ポテンシオメータに
よって検出されるアクチュエータ３の光軸3₈の半径位置
であるため、理想的にはアクチュエータのみを移動速度
vaとなるように制御するのが望ましい。この移動速度va
は、光ディスク１がｙ回転する間にアクチュエータ３が
ピッチＰだけ移動するように設定された場合、次式で算
出される。

但し、Ｔは光ディスク１の回転周期で、回転情報信号
s₅の検出により算出できる。

然し乍ら，アクチュエータ３の最小移動ピッチΔx
₄は、D/A変換器16のビット数ｋで決まってしまう。例え
ば、アクチュエータ３の光軸3₈が記録領域ｘの始点x₁と
終点x₂間との距離l₁を移動できるように、最も効率よく
設定したとして、その最小移動ピッチΔx₄は、 Δx₄＝l₁／2^K となり、例えばl₁＝50mm、ｋ＝12としたとき、最小移
動ピッチΔx₄は12.2μｍとなる。従って、照射スポット
径が12.2μｍ以下の場合、未照射部が発生することにな
る。

本願によれば、制御回路９は、例えば８ビット及び12
ビットの各D/A変換器15及び16から、第３図（ａ）、
（ｂ）に示すような電圧波形の変位指令電圧信号s₁₀及
び位置指令電圧信号s₁₂が出力されるように各指令信号s
₉、s₁₁を出力する。

第３図（ａ）に示す変位指令電圧信号s₁₀は、光ディ
スクの検出された周期Ｔ毎に１ステップづつ電圧値Δv₃
だけ増加し、（2⁸‐１）ステップまで増加する。そして
所定のリセット時間Trの間に、等間隔に同ステップ数だ
け減少して元のレベルに復帰する鋸波となっている。対
物レンズ駆動回路６は、この変位指令電圧信号s₁₀と変
位信号s₂の和がOVとなるように対物レンズ3₂を変位する
ので、この対物レンズ3₂は、鋸波状の変位指令電圧信号
s₁₀に同期して振動する。尚、対物レンズ3₂が変位指令
電圧信号s₁₀の増加時に矢印ｂ方向に、また減少時には
ａ方向に移動するよう構成されている。

従って、電圧値Δv₃は、対物レンズ3₂の最小移動ピッ
チΔx₃を決定するもので、制御回路９の出力端子9₅から
出力されるステップ電圧設定信号s₈により、この最小移
動ピッチΔx₃が例えば0.6μｍ〜２μｍまで設定可能に
構成されている。

尚、対物レンズ3₂の最小移動ピッチΔx₃は、変位検出
器3₆の直線性等により、その変位位置によってばらつく
ことも十分考えられるが、なるべく一定であることが望
ましい。

一方、第３図（ｂ）に示す位置指令電圧信号s₁₂は、
変位指令電圧信号s₁₀と同期して形成されるもので、変
位指令電圧信号s₁₀のレベル減少開始のタイミングで、
ｎステップ増加する階段波状の電圧信号である。１ステ
ップに増加する電圧値Δv₄は、アクチュエータ３の最小
移動ピッチΔx₄を決定するもので、例えば前記した如く
12.2μｍとなるように構成されている。

増加ステップ数ｎは、制御回路９が以下の条件 ｎ・Δx₄＜（2⁸‐１）Δx₃＜（ｎ＋１）・Δx₄…（１） を満たすように決定される。

第３図（ｃ）は、上記の変位指令電圧信号s₁₀と位置
指令電圧信号s₁₂が出力された時の光ディスク上の照射
ポイントの移動を説明するための図で、縦軸が半径を示
している。

いまアクチュエータ３が位置指令電圧信号s₁₂の変化
に遅れることなく追従し、時刻t₀近傍で点線m₁′の移動
軌跡を辿ったと仮定すると、照射ポイントは点線m₂′の
軌跡を示すことが理解される。然し乍ら、アクチュエー
タ３の質量が大きいため、実際の応答は実線m₁で示すよ
うに位置指令電圧信号s₁₂の変化に対して遅れたステッ
プ応答を示すため、照射ポイントは実線m₂の軌跡を辿
る。

尚、アクチュエータ３のステップ応答は、この制御系
の一巡伝達関数によって決定されるが、何れの場合も、
アクチュエータ３が目標位置に達するまでの移動軌跡は
似た特性となる。また、対物レンズ3₂の変位指令電圧信
号s₁₀に対する遅れは、アクチュエータ３の遅れに対し
て十分小さいものとし、階段状の変動成分は吸収されて
直線上に変化するものとして説明する。

従って、変位指令電圧信号s₁₀のリセット時間Trの一
つの設定方法として、アクチュエータ３のステップ移動
時の照射ポイントの振動幅がなるべく小さくなるよう設
定してもよい。

更に、リセット時間Tr（時刻t₀からt₁までの期間）の
別の設定方法として以下のようにしてもよい。照射ポイ
ントが点線m₂′の軌跡を辿ると仮定したとき、そのｂ方
向移動時において、アクチュエータ３のステップ移動が
開始される直前の照射ポイントの半径位置Rnに再び至る
時刻t₂が、アクチュエータ３の過渡時の振動が収まった
直後となるように設定するものである。このように設定
することにより、アクチュエータ３の過渡時の振動期間
を含む時刻t₀からt₂までの間だけ、例えば第３図（ｄ）
に示すように光量設定電圧信号s₇のレベルを下げてレー
ザー出力を最低限フォーカシングに必要な光量レベルま
で低くすれば、光ディスク１の各部へのレーザー光の照
射条件は略同一となる。

然し乍ら、上記の条件を満たすリセット時間Trを設定
するのは困難である。何故ならば、上記条件での時刻t₂
は、第３図（ｃ）に示すΔＲの変化に応じて変化する
が、上不等式（１）により、このΔＲが、 Ｏ＜ΔＲ＜Δx₄ の範囲で変化するため、上記条件を満たすためには、
適宜ΔＲに応じてリセット時間Trを設定する必要がある
からである。

従って、有効なリセット時間Trを決める他の方法とし
て、以下のようにすればよい。

第３図（ｅ）に示すように、リセット時間Trをアクチ
ュエータ３の過渡時の振動が収まる期間に一致させ、ま
たレーザー出力もこのリセット時間Trの間だけ低く設定
する。このようにすると、アクチュエータ３の過渡状態
時に照射ポイントの位置変動幅が大きくなる可能性があ
り、またレーザー光がΔＲの部分を２度照射することに
なるが、光ディスクの各部へのレーザー光の照射もれは
なくなり、またその照射条件は略同一となる。

尚、上記実施例では、第３図に示すTmの期間中、アク
チュエータ３が同一位置を維持するため、この間スピン
ドルモータ12の回転速度ω₀も変化しない。従って、照
射ポイントでの線速度ｖは、周期Tmの誤差成分をもつこ
とになるが、この間の移動距離（Δx₃・2⁸）が、半径Ｒ
に対して十分小さいため、実用上問題とならない。

更に、上記の説明では、簡単のため、対物レンズ3₂の
中心が、アクチュエータの光軸3₈の位置と矢印ｂ方向に
距離（Δx₃・2⁸）だけ変位した位置との間で振動するも
のとして説明したが、光軸3₈を中心に振動する場合、第
３図（ｃ）に示す照射ポイントの移動軌跡m₂が、アクチ
ュエータの移動軌跡m₁に対し、相対的に（Δx₃・2⁷）だ
け矢印ａ方向に移動した軌跡となるのみで、その他の条
件は変わらない。

以上、相変化型の光ディスク１を初期化するに際し、
光ディスク１の反射率が低くて、トラッキング制御が出
来ない場合の回路動作について説明したが、この動作を
仮に非トラッキング初期化動作と称すことにする。

次に、トラッキング制御が可能な場合の初期化動作に
ついて説明する。

この時、スイッチ５の可動端子5₃は、固定端子5₁側に
接続される。従って、対物レンズ駆動回路６は、TE検出
回路４から出力されるTE信号s₁を入力し、この電圧値が
OVとなるように制御する結果、照射ポイントを常に光デ
ィスクのグルーブまたはランド上に持ち来す。グルーブ
またはランドのどちらを選択するかは、TE信号s₁の極性
によっていきまるが、TE検出回路４はこの極性反転機能
を備えているものとする。

その結果、対物レンズ3₂が、次第に矢印ｂ方向に変位
するため、変位検出回路７から出力される変位信号s₂の
レベルは、これに伴って徐々に減少する。ヒステリシス
回路８は、この変位信号s₂の電圧レベルを監視し、第２
図に示すごとくこの電圧レベルが電圧値v₂になった時点
で出力する判定信号s₃を“H"状態とする。制御回路９
は、この判定信号s₃が“H"状態となっている間、所定の
移動速度でアクチュエータ３が矢印ｂ方向移動するよう
な位置指令信号s₁₁を出力する。この間もトラッキング
制御は継続しているため、対物レンズ3₂は相対的に矢印
ａ方向に移動し、変位信号s₂の電圧レベルは速やかに増
加してやがて第２図に示す電圧値v₁のレベルに至る。こ
の時点で判定信号s₃は再び“L"状態となり、制御回路９
は、アクチュエータ３の矢印ｂ方向移動を停止してその
位置を維持する。以下同様の動作が繰返して行われる結
果、照射ポイントは、トラッキング制御された状態で光
ディスク１の記録領域ｘを矢印ｂ方向に移動する。

これら一連の動作を仮にトラッキング初期化動作と称
す。

以上、相変化型の光ディスク１を初期化するに際し、
トラッキング制御が不可能な場合と、可能な場合につい
て説明したが、これ等の動作を組合せて行うことも可能
である。

例えば、相変化型の光ディスク１の初期化前の反射率
が低くてトラッキング制御が不可能な場合、先ず制御回
路９は、アクチュエータ３の光軸3₈が光ディスク１の記
録領域ｘの内周側始点x₁に来るようにフィーダ19を制御
する。そしてスイッチ５の可動端子5₃を固定端子5₂側に
接続する切換信号を出力端子9₉から出力して上述した非
トラッキング初期化動作を行う。そして、これにより光
ディスク１がトラッキング制御が可能となる反射率に特
性が変化した段階で、再びアクチュエータ３の光軸3₈を
光ディスク１の内周側始点x₁まで移動させ、今度はスイ
ッチ５の可動端子5₃を固定端子5₁側に接続して上記トラ
ッキング初期化動作を行う。

これ等各動作の動作回数、及び選択は、初期化する光
ディスクの特性に応じて適宜なされるものである。

〔考案の効果〕

本考案によれば、限られたアクチュエータの最小移動
距離間を対物レンズの移動で補うように照射ポイントの
移動が制御されるため、例えば、限られたビット数のD/
A変換器を用いてアクチュエータの移動制御を行うこと
が可能となる。

更に、対物レンズがもとの位置に復帰する間、レーザ
ー収束光の照射エネルギーを制限することにより、光デ
ィスク上の各部の照射条件を略同一とすることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例を示す構成図であり、第
２図はヒステリシス回路の動作説明図であり、第３図は
本考案の装置の動作の説明に供する図である。 １……相変化型光ディスク、２……回転軸、３……アク
チュエータ、3₂……対物レンズ、3₃……駆動コイル、3₄
……レーザー、3₅……４分割ディテクタ、3₆……変位検
出器、3₇……対物レンズホルダー、４……トラッキング
エラー検出回路、５……スイッチ、６……対物レンズ駆
動回路、７……変位検出回路、８……ヒステリシス回
路、９……制御回路、10,13,15,16……D/A変換器、11…
…モータ制御回路、12……スピンドルモータ、14……レ
ーザー駆動回路、17……ポテンシオメータ、18……フィ
ーダ制御回路、19……フィーダ、20……/D変換器。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】相変化型の光ディスクを装着し、該光ディ
   スクを回転した状態で所定のスポット径のレーザー収束
   光を照射して初期化処理を行う相変化型光ディスクの初
   期化装置であり、 装着された前記光ディスクの半径方向において、最小移
   動ピッチ毎にステップ状に移動駆動されるアクチュエー
   タと、 前記アクチュエータによって少なくとも前記光ディスク
   の半径方向において変位可能に保持された対物レンズ
   と、 前記アクチュエータとの位置関係において、前記対物レ
   ンズが前記光ディスクの回転周期に比例する第１の期間
   で前記最小移動ピッチより僅かに大きい所定の移動幅だ
   け前記半径方向の一方向に略一定の速度で移動し、続く
   所定の第２の期間内で前記半径方向の他方向に速やかに
   移動して元の位置に戻る往復移動を繰り返すようこれを
   駆動する対物レンズ駆動手段と、 前記第２の期間において、前記アクチュエータが前記最
   小移動ピッチだけ前記一方向への移動を完了するように
   これを逐次駆動するアクチュエータ駆動手段と、 前記第２の期間における前記レーザー収束光の第２の光
   量レベルが、前記第１の期間における前記レーザー収束
   光の第１の光量レベルより小さくなるようにレーザーを
   制御するレーザー駆動手段とを有することを特徴とする
   相変化型光ディスクの初期化装置。
2. 【請求項２】前記第１の光量レベルを前記光ディスクの
   初期化に必要なレベルとし、前記第２の光量レベルをフ
   ォーカシングに必要なレベルとしたことを特徴とする請
   求項第１項記載の相変化型光ディスクの初期化装置。