JP3933390B2 - Optical disc apparatus and focus movement method - Google Patents
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Description
【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、例えばDVDに係わるものであり、より詳しくは所定の記録層に光スポットを集光制御するフォーカス移動装置および方法に係わる。
【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の構成について、多くの出願がなされている。たとえば特開平10−124883号公報等には、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。
【0003】
図20に、そのブロック図を示す。図20に示すものは一言で言えば、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。
【0004】
フォーカスジャンプ中には位相補償ブロック8の後段に設けたフォーカスジャンプ選択スイッチ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代わりに、現在層(その時点で集光スポットが形成されている層)から目標層(フォーカスジャンプ先の層)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。
【0005】
この加減速信号は、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。
【0006】
図21は、特開平10−124883号公報に記載されたフォーカスジャンプ装置を示したブロック図であり、図において100は光源である半導体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は切替スイッチ、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。
【0007】
ディスク1、対物レンズ2(集光レンズ)、フォーカスアクチュエータ駆動コイル3(単に駆動コイル3と称する場合もある)、ハーフミラー4、光電変換素子5、フォーカスエラー検出ブロック6、位相補償ブロック8およびドライバアンプ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前記公報に記載の従来装置では、切替スイッチ9、LPFブロック11、加算ブロック13および加減速パルス発生ブロック14を付加した構成を採用している。
【0008】
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の記録層(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100から出射されたレーザ光を対物レンズ2によってディスク1の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。すなわち、上記のようなDVD−DLにおいては、その記録層が高反射率膜(例えばアルミ膜)と半透明の反射膜(例えば金膜)との2つの膜(2層)により構成されており、それらの層のそれぞれに焦点を形成するよう集光スポットが位置制御される。
【0009】
ディスク1は反りを有しており、その許容される反りの許容量は例えば±300μm以下に設定される。このような反りを有するディスク1が回転するのに伴って、上記ディスク1の反りによってディスク1の盤面(または記録層)は回転軸と垂直な仮想的な回転平面に対して上下動する(以下、面振れと称す)ので、対物レンズ2の追従制御が必須となる。
【0010】
この場合における制御対象は対物レンズ2であり、追従目標はディスク1の記録層、制御種類はディスク1との相対位置制御(以下、単に位置制御と称する場合もある)となる。
【0011】
対物レンズ2の位置制御は、対物レンズ2とディスク1との相対位置誤差信号(2者間の焦点距離からのずれに対応する信号)に基づく信号を対物レンズ駆動手段にフィードバックすることにより実現され、これまでに良く知られている、ごく一般的なフォーカシング装置(例えば、非点収差法を採用したフォーカシング装置)を用いることができる。
【0012】
対物レンズ2を最適位置(ディスク1の記録層上に集光スポットを形成可能な位置)に駆動(移動)するのに必要な構成である対物レンズ駆動手段は、主に以下に説明するものを含む。
【0013】
例えば、ディスク1との相対位置(対物レンズ2の焦点距離とディスク1および対物レンズ2の間の距離)を検出するための構成としては、図20中のハーフミラー4、光電変換素子5を含み、発光光学系100から出射された光ビーム(レーザ光)がディスク1に入射され、当該ディスク1からの反射光をハーフミラー4が光電変換素子5の方向に導く。
【0014】
光電変換素子5においては、これに内蔵される位置検出用の光検知器(例えば、2分割光検知器)からの出力から、相対位置に対応する電気出力(単に相対位置と称する場合もある)を得る。この光電変換素子5には、いわゆる非点収差法として良く知られているフォーカス誤差信号を検出する方法において多用される4分割検知器等が用いられる。
【0015】
また、この相対位置と所定の相対位置との誤差信号(この誤差信号は光電変換素子5から出力される信号と所定の値の電気信号との差)によって得ることができる。
【0016】
対物レンズ駆動手段には、Focus Error Signal:FESと称す)を生成する手段としてのフォーカスエラー検出ブロック6と、該フォーカスエラー検出ブロック6より出力される出力の位相を補償することでフォーカス制御ループを安定化させる位相補償手段としての位相補償ブロック8と、制御対象である対物レンズ2の位置(フォーカス位置)を変化させる駆動手段としての駆動コイル3が含まれる。
【0017】
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よって構成される。
【0018】
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の面(記録層の延在する面)に対して垂直方向に移動する機能を有する。
【0019】
対物レンズの駆動制御は、位相補償ブロック8からの出力であるフォーカス制御信号に基づいて上記駆動電流を制御することにより行われ、以上に述べた構成による動作により上記レーザ光がディスク1の記録層へ集光する制御系が実現される。
【0020】
次に従来の装置におけるフォーカスジャンプ(フォーカス制御方向に対物レンズ2の位置をジャンプする)の方法について説明する。
【0021】
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からの出力である面振れ補間信号と加減速パルス発生ブロック14からの出力信号との和によって与えられ、これら2つの信号の加算は、加算ブロック13において行われる。
【0022】
この場合、選択スイッチ9によって、フォーカス制御が行われる場合には位相補償ブロック8の出力であるフォーカス制御信号が選択され、フォーカスジャンプを行う場合には加算ブロック13より出力されるフォーカスジャンプ信号を選択する。これにより、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(状態切替)を制御している。
【0023】
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有する。
【0024】
さらに、加減速パルス発生ブロック14は、例えば、装置全体の制御を司るシステムコントローラ等の上位ブロックから出力されるフォーカスジャンプ指令に基づいて加速用の矩形波である加速パルスと、減速用の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を行う。
【0025】
また、減速パルス終了のタイミングは、FESが合焦時(FESがゼロクロスする時点)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した段階で与えられ、これにより一連のフォーカスジャンプ動作は終了する。
【0026】
【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めることができる。
【0027】
フォーカス制御ループが安定に引き込むための条件は、フォーカス引き込み動作時の目標位置にある記録層(目標層)から検出される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。
【0028】
これら2つの条件を整理すれば、
条件1.ジャンプ動作後のFESが零である。
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(以下、ジャンプ後相対速度と称する)が零である。
ということであり、このようにジャンプ動作を設定可能であれば、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。
【0029】
図22はフォーカスジャンプを実現するための、克服すべき課題の要点をまとめたものである。図22の内容を列挙して説明すると以下となる。
【0030】
▲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(例えば、10μm未満)が層間距離(例えば、40μm程度)に対して狭く、フォーカスジャンプ中はフォーカスエラー不感帯(フォーカスエラーを検知できない範囲。上記の例では、約20μmほど)が存在する。従って、フォーカスジャンプにより対物レンズ2が不感帯にある時はオープンループ制御となる。
【0031】
▲2▼追従目標であるディスクは面振れを有するが、そのような状態にあってもフォーカスサーボをかける必要がある。
理由:フォーカスジャンプの最中でも、ディスク1の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1の面振れを考慮せずにジャンプすると、条件1および条件2を満足することが難しい(現実的には、条件2の方を満足することがより困難である)。
【0032】
例えば上記特開平10−124883号公報に記載の従来のフォーカスジャンプ装置・方法においては、上記▲1▼に示したような不感帯が無いピックアップに限定されるものであり、不感帯を有するような一般的なピックアップに上記公報に記載されたものをそのまま適用することは困難である。
【0033】
さらに、同公報に示された従来のものでは、上記▲2▼の面振れに対する対策はされているが、フォーカスジャンプの最中に得られるFESは非線形であり、このようなFESの非線形成分はLPFブロック11に外乱として入力されることとなるため、面振れ補間信号に影響を与えてしまう問題点があった。
【0034】
さらに、同公報に示された従来のものでは、加減速パルス発生ブロック14の出力である加減速パルスが、FES位置のみ(すなわち、ここでは、FESのゼロクロスタイミング)に注目して設定されているため、条件2の対物レンズ2とディスク1との相対速度を零とすることを保証できない。
【0035】
従って、フォーカスジャンプ後におけるフォーカス引込の際、対物レンズ2がオーバシュート等を引き起こし、それにより信号読出し時間が長くなり、最悪の場合、フォーカス引込に失敗するといった問題点があった。
【0036】
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、面振れが大きいディスクにおいても、また再生速度が高速であっても、さらにフォーカスアクチュエータの機械的弾性係数が大きい場合においても、安定なフォーカスジャンプ方法を得ることを目的とする。
【0037】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下に示す手段によって構成される。
【0038】
本発明に係るフォーカス移動装置は、複数の記録層を有するディスクのいずれかの記録層上に光源からの出射光を集光して集光スポットを形成する集光レンズを前記複数の記録層の配列される方向に移動するアクチュエータと、該アクチュエータを駆動して前記集光レンズの位置を移動させることにより前記集光スポットの位置を前記記録層の内の一の記録層の位置より他の記録層の位置に変位させるに際し、前記集光スポットの位置を前記一の記録層の位置より移動させるための駆動信号に基づく力積および前記集光スポットの位置を前記他の記録層上に停止させるための駆動信号に基づく力積の総和が略零となるように前記各駆動信号を出力するアクチュエータ駆動手段とを備えることを特徴とする。
【0039】
また、アクチュエータ駆動手段から出力される、集光スポットの位置を一の記録層の位置より移動させるための駆動信号および他の記録層上に停止させるための駆動信号は、振幅値の絶対値が等しく、極性が逆であって、印加時間が等しいことを特徴とする。
【0040】
また、集光レンズの移動直前における焦点制御信号をホールドした補間信号および層間移動信号の和を集光スポットの位置を一の記録層の位置より移動させるための駆動信号とすることを特徴とする。
【0041】
また、層間移動信号は、一の記録層の位置と他の記録層との間の距離に対応する加減速パルスまたは該加減速パルスとアクチュエータ弾性項無効化信号との和によって与えられることを特徴とする。
【0042】
また、加減速パルスの印加後に補正加減速パルスを印加することを特徴とする。
【0043】
また、アクチュエータ弾性項無効化信号は、集光レンズの移動位置を模擬した信号であることを特徴とする。
【0044】
本発明に係るフォーカス移動方法は、複数の記録層を有するディスクのいずれかの記録層上に、光源からの出射光を集光して集光スポットを形成する集光レンズを該集光レンズを移動させるためのアクチュエータを駆動して前記複数の記録層の配列される方向に移動させ、これにより前記集光スポットの位置を前記記録層の内の一の記録層の位置より他の記録層の位置に変位させるに際し、前記集光スポットの位置を前記一の記録層の位置より移動させるための駆動信号に基づく力積および前記集光スポットの位置を前記他の記録層上に停止させるための駆動信号に基づく力積の総和が略零となるように前記各駆動信号を与えることを含むことを特徴とする。
【0045】
また、アクチュエータを駆動する際の、集光スポットの位置を一の記録層の位置より移動させるための駆動信号および他の記録層上に停止させるための駆動信号は、振幅値の絶対値が等しく、極性が逆であって、印加時間が等しいことを特徴とする。
【0046】
また、集光レンズの移動直前における焦点制御信号をホールドした補間信号および層間移動信号の和を集光スポットの位置を前記一の記録層の位置より移動させるための駆動信号とすることを特徴とする。
【0047】
また、層間移動信号は、一の記録層の位置と他の記録層との間の距離に対応する加減速パルスまたは該加減速パルスとアクチュエータ弾性項無効化信号との和によって与えられることを特徴とする。
【0048】
また、加減速パルスの印加後に補正加減速パルスを印加することを特徴とする。
【0049】
また、アクチュエータ弾性項無効化信号は、集光レンズの移動位置を模擬した信号であることを特徴とする。
【0050】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に関する基本的な説明
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の記録層(現在層と称する場合もある)から、目標とする記録層(目標層と称する場合もある)に対物レンズの焦点位置をジャンプ(記録層間に亙って焦点位置を変更)して、目標層に瞬時あるいは非常に短期間の内にフォーカス制御をかける機能が要求される。ここではDVD−DLについて説明するが、DVD−DLのようなディスクは先の説明にもあるように、複数の記録層を有するディスク(DVD−DLの場合は2つの記録層を有する)であり、その内のいずれかの記録層上に、例えば半導体レーザ等の光源から出射された出射光を集光レンズ(対物レンズ)により集光して集光スポットを形成する。DVD−DLでは高反射膜と半透明の反射膜とが層状に形成されており、フォーカス制御は、いわば、この複数の記録層の配列されている方向にアクチュエータ等を用いて集光レンズを移動することにより達成される。
【0051】
この機能をフォーカス制御の観点から見れば、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(開ループ)、フォーカスジャンプ終了後、いきなりフォーカス制御ループを閉じる(閉ループ)という特殊な動作(モード)であるとも言える。
【0052】
すなわち、フォーカスジャンプ中は、FES信号が欠落してしまい、フォーカスジャンプ終了後における安定したフォーカス引込を保証するためには、フォーカスジャンプの期間中においても、ディスクの面振れに対して追従動作を行うようにFES信号に代わる面振れ補間信号が必要である。
【0053】
従って、フォーカスジャンプの際に駆動コイル3に通電されるフォーカスジャンプ信号としては、フォーカスジャンプ期間中のディスクの面振れに対して追従・補間することができるようにディスクの面振れ補間信号と、焦点位置が現在層(上記複数の記録層の内の一の記録層)から目標層(上記複数の記録層の内の一の記録層に対して他の記録層)までの層間距離を移動し、その停止の際の速度が零となるような加減速パルスとの和に基づいて与えれば良い。以下、そのようなフォーカスジャンプ信号に求められる面振れ補間信号と加減速パルスについて詳しく述べる。
【0054】
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与える面振れ補間信号について、理論的に記述してみよう。
【0055】
ディスクの面振れ(ここにおける追従目標)は、従来の装置についても述べたように、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的に現れ、これを関数として扱う場合、周期関数によって表現できる。ここでは説明を簡単にするため、ディスクの面振れを次式の正弦波によって与えるものとする。
【0056】
【数1】
【0057】
ここでtは時間(sec)、X(t)は時刻tにおける面振れ(m)、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の印加信号と等価)のホールド期間をΔ(sec)と定義する。
【0058】
なお、この場合のホールドとは、フォーカスアクチュエータの駆動電圧を保持することを意味し、例えば、フォーカスドライブ信号のLPF出力(ローパスフィルタ出力)を保持することを言う。
【0059】
また、ホールド期間とはホールドの状態が継続される期間、ホールド値とは、例えば、ある時点にホールドされるフォーカスドライブ信号のLPF出力の大きさを言う。
【0060】
時刻tにおけるホールド値と、ホールド期間Δ後の時刻t+Δにおける真値との差(誤差)を、各時間で算出した結果により定められる関数をホールド誤差関数(位置誤差の大きさを表わし長さの次元を有する。以下、単に誤差関数と称する場合もある)として定義する。
【0061】
面振れX(t)を時間で2階微分した関数、すなわち駆動コイル3の印加信号(例えば、フォーカスドライブ信号のLPF出力)のホールドの形態の例としては、ホールド時に当該信号の値を保持する零次ホールドと、ホールド時の当該信号の値と傾きとを併せて保持する1次ホールドがある。
【0062】
ここでは、零次ホールドの場合のホールド誤差関数をE0、1次ホールドの場合のホールド誤差関数をE1とすると、それぞれ次式で表すことができる。
【0063】
【数2】
【0064】
【数3】
【0065】
なお、ホールド誤差関数E0およびE1として表わされた、上記式1および2の導出は以下の通りである。
【0066】
<式2の導出>
【0067】
【数4】
【0068】
<式3の導出>
【0069】
【数5】
【0070】
上記式2および式3を参照すると分かるように、誤差関数は、面振れ振幅A、面振れ角速度Bおよびホールド期間Δをパラメータとした時間関数によって表わされる。従って、ホールド誤差(ホールド値と、ホールド期間Δ後の真値との差)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である場合にホールド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分かる。
【0071】
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(このジャンプ期間において、ホールド動作が行われ、当該ホールド動作によりアクチュエータの駆動電圧が保持されることから、「ホールド期間」と称する場合もある)を1msec、ディスク面振れ振幅Aを例えば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E0およびE1との関係を図1に示す。
【0072】
図1中、波形Aは面振れX(t)であり、振幅は1/10スケールで表示している。また、波形BはE0、波形CはE1である。上記の条件の場合、図1を参照すると分かるように、面振れ300μmに対するホールド誤差の最大値は、零次ホールドで約13μm、1次ホールドで約2μmとなる。
【0073】
前述のように誤差関数(ホールド誤差関数)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1に解析結果を示したような条件に対して、ホールド期間Δならびに面振れの角速度Bを小さく変化させたときの結果を図2および図3に示す。
【0074】
図2(a)は、図1と同条件の解析結果(すなわち図1と同内容のもの)、図2(b)はホールド期間Δを1msecから0.8msecに小さく設定した解析結果である。
【0075】
この図2(a)と(b)とを対比すると、ホールド期間Δを小さくすれば、ホールド誤差関数EO、E1ともに各ホールド誤差関数の振幅が小さくなっている。このことから、ホールド期間を短くすることによってホールド誤差を小さくすることが可能であることが分かる。
【0076】
図3(a)は、図1と同条件の解析結果(すなわち図1と同内容のもの)、図3(b)は再生速度を4倍速から3倍速に減少させた場合の解析結果である。
【0077】
この図3(a)と(b)とを対比すると、面振れの角速度Bを小さくすれば、ホールド誤差関数EO、E1ともに各ホールド誤差関数の振幅が小さくなっている。このことから、再生速度を遅くすることによってホールド誤差を小さくすることが可能であることが分かる。
【0078】
上記から、ホールド誤差は、面振れ振幅Aが一定であっても、ホールド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、また、ホールド期間が長いほどホールド誤差が大きくなる特性を有する。
【0079】
より定性的に論議するため、DVD−DLの面振れ振幅Aを300μm(半波振幅)、再生速度を4倍速(CLV:最内周)としたときの、ホールド期間Δをパラメータとしたときのホールド誤差関数の振幅における最大値(図4では最大位置誤差と表示している。ただし、半波振幅。以降、最大位置誤差と称する場合もある。)を解析した結果を図4に示す。
【0080】
図4中、実線が零次ホールドの最大位置誤差、点線が1次ホールドの最大位置誤差、破線が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、例えばDVD用途の一般的なピックアップでは10μm以下となっているので、ここではFES検出限界を10μmとしている。
【0081】
このような条件の場合、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にFES検出が不可能となりフォーカス引込に失敗するため、最大位置誤差がFES検出限界を越えることは避けなくてはならない。
【0082】
図4を参照すると理解できるように、ホールドによる最大位置誤差は、ホールド期間(図4中、ジャンプ期間と表示)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。
【0083】
図5に可変パラメータをホールド期間だけでなく、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。図5を参照して、最大位置誤差をFES検出限界未満にするための以下の関係が導き出される。
【0084】
・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。
【0085】
図6に可変パラメータをホールド期間だけでなく、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。図6を参照して、最大位置誤差をFES検出限界未満にするための以下の関係が導き出される。
【0086】
・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。
【0087】
上述の関係から、フォーカスジャンプ期間における面振れ対策(面振れの影響を抑えつつフォーカスジャンプを確実に行う)として、駆動コイル3の駆動信号をホールドすることで実現することができる。
【0088】
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(例えば、DVDの再生に必要とされる速度のおおよそ1倍以下の再生速度)には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(例えば、DVDの再生に必要とされる速度のおおよそ1倍より大きい再生速度)は1次ホールドを用いれば良いことが分かる。
【0089】
2.層間移動信号
層間移動信号は、光源から出射するレーザ光を複数の記録層(情報記録層)を有するディスクの各記録層に集光レンズを介して集光された焦点位置を、フォーカスアクチュエータを駆動することにより、当該アクチュエータに結合する集光レンズを複数の記録層の配列される方向に移動して、結果として、個々の記録層上に集光スポットを移動させるための信号である。
【0090】
層間移動信号は、加減速パルスとアクチュエータ弾性項無効化信号との和で与えられる(すなわち、図7に示された加算ブロック19からの出力が相当する)。この層間移動信号は、ここでは、加減速パルス(図7に示された加減速パルス発生ブロック14からの出力)、アクチュエータ弾性項無効化信号(図7に示されたアクチュエータ弾性項無効化信号発生ブロック20からの出力)の順で説明を行う。
【0091】
2-1.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は、バネ支持されているため本来拘束系の2次系であるが、説明を簡単にするためバネ支持のない慣性系の2次系と仮定して説明する。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1階時間微分、加速度は位置の2階時間微分で表され、以下の式4、5となる。
【0092】
【数6】
【0093】
【数7】
【0094】
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。アクチュエータ駆動力と印加電流との間には比例関係があるから、印加信号について考察することはアクチュエータ駆動力(すなわち、加速度の次元)について考察することと等価である。
【0095】
図8に駆動コイル3(これは、駆動コイル3によって移動される対物レンズ2の移動を考えても同じである)の印加信号(対物レンズ2に与えられる加速度を考えても同じである)に対する速度、位置の関係を示す。
【0096】
図8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図8(A)のように矩形波で与えると速度は1次関数となり、位置は2次関数となる。
【0097】
そして、加速パルスと減速パルスとを極性が逆で力積(物理的な力積とは力fと力fが物体に与えられる時間tとの積によって定義されるが、本願においては広義の意味で、フォーカシング装置における力fは対物レンズ(集光レンズ)に生じる加速度αに比例することから加速度αと該加速度αが対物レンズに与えられる時間tとの積、あるいは加速度αが駆動コイルに与えられる電流iに比例することから電流iと該電流iが駆動コイルに与えられる時間tとの積をも含めて力積と定義する)を等しくなるように与えれば、減速パルス印加後の速度が零となることを保証できる。
【0098】
その理由を以下に説明する。
駆動コイル3の初速度を零とする。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。加速度の大きさをA、加速度の与えられる期間(加速期間あるいは加速時間とも称す)をBとすると、速度は加速度の大きさAをその傾きとする1次関数となり、加速期間Bを経過した後の速度はABとなる。
【0099】
すなわち、この場合、速度は加速度の大きさAと加速期間Bとの積(力積)で表される。加速パルス印加後の加速度の大きさAが零である期間は速度ABが保持される。
【0100】
この速度ABを零とする減速パルスの条件は、加速パルスによって与えられる加速度と逆の方向の加速度を生じるように、この説明の場合では、その極性が加速パルスとは逆(例えば、正極に対して負極)で、減速パルスによって与えられる力積を等しくすれば、減速パルスを印加した後の速度は零となることが分かる。
【0101】
この場合、フォーカスアクチュエータはフォーカス方向前後に常に移動しているため、その初動における、例えば静止摩擦については殆ど生じず、強いて言えば動摩擦について考慮する必要があるが、その大きさは加速パルスによって与えられる力の大きさに比べて極めて小さいので、加速パルスと減速パルスの力積の総和が略零となるように、加速パルスの力積を実質的に打消すように減速パルスの力積を与えればよい。
【0102】
以上の説明によって、アクチュエータが慣性系の場合は加減速パルス印加後のアクチュエータ速度は零となるが、実際のアクチュエータはバネ支持された拘束系であるため、バネ剛性が強いアクチュエータの場合は無視できない量になるため、これを補正する対策が必要となる。
【0103】
2−2.アクチュエータ弾性項無効化信号
図9(A)にバネ支持されたアクチュエータ(図9中のm)のモデル図(拘束系アクチュエータのモデル図)、同じく(B)にバネ性を無視することによって理想化された慣性系アクチュエータ(図9中のm)のモデル図(慣性系アクチュエータのモデル図)を示す。同図中のkは、バネの強さを表す弾性係数(バネ係数)であり、fはアクチュエータmの機構部あるいは駆動コイル3により発生する力を受けて移動する部分に作用する力である。
【0104】
図10の▲1▼は、図9(A)に示したバネ支持されたアクチュエータのブロック図である。アクチュエータ機構部に力fが作用すると、位置xが変動し、バネによって位置変動量に比例した(比例係数k。ここにおけるkは正。)反力がアクチュエータ機構部にフィードバックされる。このバネによる影響をキャンセルするために、図10の▲2▼に示すようにH(s)で表される力を加えることを仮定する。ここで、H(s)は以下の式6により表わされる。
【0105】
【数8】
【0106】
このH(s)は、アクチュエータがバネ支持されていない場合に上記加減速パルスが印加された時の位置変動にアクチュエータのバネ係数(弾性率)を乗算した量を模擬した出力として定義できる。
【0107】
H(s)はアクチュエータ弾性項を無効化(相殺あるいはキャンセル)する電磁気力(無効化電磁気力H(s)と称する)であり、これを発生させるための指令信号はアクチュエータの弾性項を無効化するための信号(アクチュエータ弾性項無効化信号と称す)として与えられる。
【0108】
無効化電磁気力H(s)が印加されると、バネ係数による影響がキャンセルされるため、図10の▲3▼に示すようにバネ係数ブロックkを無視することができる。この無効化電磁気力H(s)を印加することによって図9(A)に示した拘束系アクチュエータを図9(B)に示すバネ支持のない慣性系アクチュエータのように動作させることが可能となる。
【0109】
アクチュエータ弾性項無効化信号は、バネ支持されていない場合におけるアクチュエータに加減速パルスが印加された場合の位置変動に比例した信号であるから、アクチュエータ位置を観測する必要があるが、アクチュエータの絶対位置を測定する位置センサがないため、演算によって決定すればよい。
【0110】
例えば、図11(B)に示すような加減速パルスをアクチュエータに印加した場合のアクチュエータ位置変動は、厳密に言えば図8(C)に示すように、加減速パルスの印加時は2次関数的に増加、加減速パルスの大きさが零である期間(零期間)は1次関数的に増加する特性をしているが、これを図11(C)に示すように単なる1次関数として模擬しても誤差は殆んど生じず、簡便に信号が得られる。
【0111】
このようなアクチュエータ弾性項無効化信号を加減速パルスに加算してアクチュエータを駆動すると、アクチュエータ弾性項が無効化され、本来拘束系であるアクチュエータを慣性系のように扱えるため、図11(A)に示すように加減速パルスの印加後の速度を略零に保証でき、結果として安定なフォーカスジャンプの条件2を満足することができる。
【0112】
フォーカス制御ループの位相補償ブロック前段に設けられたフォーカス制御ループスイッチ、前記位相補償ブロック後段に設けられたフォーカスジャンプ選択スイッチ、フォーカス制御信号のノイズ成分除去機能を有するノイズ除去用ローパスフィルタブロック、フォーカスジャンプ直前の上記ローパスフィルタ出力をホールドする手段、対物レンズを層間距離分移動させる層間移動信号を構成するアクチュエータ弾性項無効化信号発生手段と加減速パルス発生手段を有し、さらに加減速パルスを生成する加減速パルス発生手段は、フォーカスエラー信号に基づいて生成したフォーカスアクチュエータを加速あるいは減速する矩形波を出力し、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,フォーカスジャンプ期間の加減速パルスの力積総和が零となる特徴を有している。
【0113】
さらにアクチュエータ弾性項無効化信号発生手段は、アクチュエータがバネ支持されていない場合に上記加減速パルスが印加された時の位置変動にアクチュエータのバネ係数(弾性率)を乗算した量を模擬し出力する。上記構成によって、安定なフォーカスジャンプが実現する。
【0114】
上記の解析結果および説明を基に、様々な場合に対応した実施の形態を以下に説明する。
【0115】
実施の形態1.
本実施の形態は、プレイヤ用途におけるFESの正極性と負極性の波形特性が等しい場合における適用例を述べる。
【0116】
図7に本実施の形態のブロック図を示す。図7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、19は加減速パルス発生ブロック14の後段に設けられた加算ブロック、20はアクチュエータ弾性項無効化信号発生ブロックである。
【0117】
図7中、他の構成要素は従来例で説明したブロックと同様であるから、その説明を省略し、フォーカス制御ループスイッチ7、ホールドブロック12、加減速パルス発生ブロック14ならびに加算ブロック19、アクチュエータ弾性項無効化信号発生ブロック20についてそれらの動作について概要の説明を行う。
【0118】
図20に示した従来の装置では、フォーカスジャンプ中のFESを位相補償ブロック8に入力し、さらに位相補償ブロック8出力をLPF11に入力し、LPF11出力を面振れ補正信号としていた。
【0119】
ところが、フォーカスジャンプ中のFESは非線型であり、また実際的な面から、ピックアップの光学系によってはFESの不感帯が発生する場合が多い。例えば、フォーカスエラー信号特性カーブである、いわゆる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、これが制御信号の検出系における外乱となってLPF11の出力結果が乱される(例えば、設計値以外のタイミングずれを引き起こす)結果となる。
【0120】
図7に示す本実施の形態はこれを解消するために、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および12に伝達しない構成とした。
【0121】
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。
【0122】
なお、ホールドブロック12は、特に限定は無いが、ここでは構成が簡単な零次ホールドとする。この場合、先に述べたような解析から、再生速度が遅いアプリケーション、たとえばDVDプレイヤ等に適用されることになる。
【0123】
また、さらにアクチュエータ弾性項無効化信号発生ブロック20ならびに加算ブロック19を加え、アクチュエータの機械特性(可動部のバネ支持弾性率)によらず擬似的に慣性系アクチュエータと同等の動特性に補正することが可能な構成とした。
【0124】
フォーカスジャンプにおいて、上記フォーカス制御ループスイッチ7ならびにホールドブロック12を制御信号であるホールドブロック12を制御する信号、スイッチ7およびフォーカススイッチ9を制御する信号を出力するのは、加減速パルス発生ブロック14において行う。
【0125】
加減速パルス発生ブロック14は、例えばシステムコントローラ等の上位制御部からフォーカスジャンプ指令を受けると、FESに基いて加減速パルス切替えタイミングを作成する。
【0126】
加減速パルスは、出力モードとして加速パルスが与えられるモード、零期間モード(加速パルスあるいは減速パルスが与えられないモード)、減速パルスが与えられるモードの3つのモードを有する。
【0127】
加速パルスおよび減速パルスの各パルスは矩形波で与えられ、パルスの与え方で言うならば、加速パルス、零期間(パルスが与えられない)、減速パルスの順に状態遷移する。
【0128】
さらに、先に説明したように、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8参照)。以下に加減速パルスの切替えタイミングの生成について説明する。
【0129】
図12は、アクチュエータがバネ支持の無い慣性系と仮定した場合において、加減速パルス切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。
【0130】
図12中(A)は印加パルスとしての加減速パルスが与えられる様子を示したものであり、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。
【0131】
図12中(B)はフォーカスアクチュエータ位置を示す。図12(B)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アクチュエータ位置を示すものである。
【0132】
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、図12(A)の加減速パルスによって駆動される際のアクチュエータ位置のばらつきは、図12(B)の点線で示す範囲となる。
【0133】
この電流感度ばらつきによる位置変動はおおよそ±16μmとなり、FESの検出限界である±10μmより大きくなるため、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。
【0134】
本実施の形態では、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13にアクチュエータが慣性系アクチュエータと仮定した場合における、本発明の加減速パルスの状態遷移タイミングを示す。
【0135】
図13(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。図13(B)に示すように、FESの零点(ゼロクロス点)からヒステリシスを持たせた値を加速パルス終端閾値、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する。
【0136】
加速パルスは、例えば上位制御部から出力されるジャンプ指令後に直ちに印加されるが、その終端タイミング(加速パルスの印加が終了される時点)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。
【0137】
加速パルスの印加が終わると、加速パルスおよび減速パルスのいずれもが与えられない零出力の状態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し、当該減速パルスの終端タイミング(減速パルスの印加が終了される時点)は加速パルスと力積の絶対値が等しくなるタイミングに設定する。
【0138】
このようにすれば、アクチュエータの電流感度によらず、加速パルスによって現在層(その時点で焦点が形成されている層。これに対して焦点を別な層に形成する、いわゆるジャンプする先の層を目的層と称する。)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。
【0139】
このように構成することで、図13(A)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焦点位置が移動(ジャンプ)し、さらに移動後の速度を零にすることが可能となる。
【0140】
以上は、アクチュエータが慣性系アクチュエータであると仮定した場合において成り立つが、実際のアクチュエータはバネ支持された拘束系アクチュエータである。
【0141】
例えば、アクチュエータのバネ剛性(弾性率)が小さい場合においては、上記の構成で充分実用化に耐えるが、バネ剛性が大きいアクチュエータにおいては、このバネ剛性を考慮に入れたジャンプ動作(フォーカスジャンプ)を実現する必要があり、上記に述べた加減速パルス以外の補正を行う必要が生じる。
【0142】
本実施の形態では、この問題を解消するため、アクチュエータ弾性項無効化信号発生ブロック20と、これを加減速パルスに加算する加算手段19を設置した。
【0143】
アクチュエータ弾性項無効化信号発生ブロック20は、バネ支持されていない慣性系アクチュエータに加減速パルスが印加された場合のアクチュエータ位置変動にアクチュエータバネの弾性係数を乗じた信号を模擬したものであり、本実施の形態の場合、図13(A)に弾性係数kを乗じたものとなる。
【0144】
図11にアクチュエータ弾性項無効化信号を説明する図を示す。図11(B)は加減速パルス、(A)は慣性系アクチュエータのときのアクチュエータ位置(推定値)であり、(C)は(A)に弾性係数kを掛けた信号の模擬信号である。
【0145】
図11(C)の模擬信号は、その傾きが弾性係数kと比例した一次関数で表され、結果として、減速パルス終端における力はkW(Wは層間距離=40μm)となる。
【0146】
厳密に言えば、図11(C)は2次関数として記述することが望ましいが、1次関数として定義しても誤差はほとんど無いため、実用上問題無い。この図11(C)に示した模擬信号を図11(B)に示すような加減速パルスに加算ブロック19において加算することによって、バネによって拘束された拘束系アクチュエータはバネによって拘束されない慣性系アクチュエータと同様の動特性となる。
【0147】
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および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の高さ(振幅)の絶対値を等しく設定すれば(但し、極性は逆)、移動後の位置誤差をも零にすることが可能となる。
【0148】
上記条件の下では、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を実現できる。
【0149】
実施の形態2.
実施の形態1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フォーカスジャンプ装置・方法について述べたが、実施の形態2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フォーカスジャンプ装置・方法について述べる。
【0150】
図14に等速でフォーカスサーチ(対物レンズ2をディスクの配列方向に等速で移動させて焦点位置を検出する動作)を行った場合のFESを示す。図14に示すものは、FESの正極性と負極性との各検出特性がアンバランスになっている。
【0151】
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。
【0152】
すなわち、実施の形態1に説明した方法では、減速パルスの始端タイミングを図14中のaもしくはbの領域内にある波形に基き作成するので、減速パルスの開始タイミングがFES検出特性のアンバランスによる影響を受けてしまう。
【0153】
従って、このような場合には、減速パルスの印加後における、速度が零となることは保証されるが、FESが零となることは保証できなくなる。
【0154】
これを解決するため、本実施の形態においては、上記減速パルスを印加した後に発生するFESアンバランスに起因する残留FESを補正するため、実施の形態1に述べた加減速パルス印加の後、さらに補正パルスを印加してFESを零とした上でフォーカス引込を行うように構成した。
【0155】
本実施の形態2のブロック図を図15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の形態1において既に説明を行った構成・動作と同様なので説明を省略する。
【0156】
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からの減速パルスの印加が終了したことを示す印加終了タイミングをもらう。
【0157】
加減速パルス印加結果判定ブロック15は、加減速パルス発生ブロック14に対して、加減速パルスの印加の後に発生する補正加減速パルス生成指令を発生させる。
【0158】
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16、図17を用いて説明する。
【0159】
図16は、アクチュエータの弾性項が無視できる場合における本実施の形態の動作を説明する図である。
【0160】
図16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。
【0161】
図16(B)から判るように、図16に示すものはFESの負極側の出力特性が大きい事例である。フォーカスジャンプ指令を上位制御部から受けると、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。
【0162】
加速パルスの終端は、FESが加速パルスの終端タイミング生成閾値を横切る時点とする。この場合、併せて加速パルス印加時間T0を計測しておく(加速パルスが印加される都度計測する)。
【0163】
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。続いて、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。
【0164】
なお、このとき、減速パルスの振幅は加速パルスの振幅と等しく設定する(印加する極性は逆極性)。次に減速パルス印加終了時のFESを観測して、その観測された値を残留FESとする(図中、該当値FES=X0)。
【0165】
続いて、観測された残留FESが1/2(すなわち、FESの値がX0/2)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(補正加速パルスが印加される都度計測する)。
【0166】
補正加速パルス印加直後、補正加速パルスと逆方向の補正加速パルスと等しい振幅の補正減速パルスをT1の期間印加する(補正加速パルス、補正減速パルスを総称して補正加減速パルスと称す)。
【0167】
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力積の総和は零となるため、フォーカスジャンプ終了時におけるアクチュエータの速度が零となることが保証され、また、FESについても略零が保証される。これにより、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。
【0168】
以上の説明は、アクチュエータの弾性項が無視できる程度に小さい例(慣性系アクチュエータの場合)について述べたが、アクチュエータの弾性項が大きく無視できない場合(拘束系アクチュエータの場合)においては、図15のアクチュエータ弾性項無効化信号発生ブロック20ならびに加算ブロック19を用いてアクチュエータの弾性項を無効化することによって、拘束系アクチュエータであっても慣性系アクチュエータと同様の取り扱いができる。
【0169】
この場合のアクチュエータ弾性項無効化信号の挙動を図18に示す。本例は加速パルスおよび補正加速パルスの両極性が等しい場合である。この場合、加速パルスおよび減速パルスを印加している期間(補正加減速パルス印加期間と称す)において、実施の形態1と同様にアクチュエータ弾性項無効化信号は時間とともに比例して増加する。
【0170】
さらに、補正加減速パルス印加期間中においてもアクチュエータ弾性項無効化信号は連続性を失わず、かつその増加率を保ったまま増加する(図18(C)参照)。
【0171】
このようにアクチュエータ弾性項無効化信号を設定すれば、アクチュエータ弾性項無効化信号は図18(A)のアクチュエータ位置(信号)を模擬する結果となるため、アクチュエータの弾性項は無効化され、補正化減速パルスを印加した後のアクチュエータ速度を略零に設定することが可能となる。
【0172】
従って、上記のように構成すれば、アクチュエータの弾性項が大きい場合(拘束系アクチュエータ)においても、アクチュエータ弾性項は無効化され、加減速パルスならびに補正加減速パルスの力積の総和は零となるため、アクチュエータの速度が零となることが保証され、また、FESについても略零が保証される。これにより、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。
【0173】
図17は同じくアクチュエータ弾性項が無視できる場合において、図16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16の説明と全く同様の動作で、図16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。
【0174】
アクチュエータの弾性項が大きい場合においては、図19(C)に示すアクチュエータ弾性項無効化信号を印加すればよい。図19(B)に示す例は、加速パルスと補正加速パルスの極性とが逆極性の場合である。
【0175】
この場合、加減速パルス印加期間においては、実施の形態1と同様にアクチュエータ弾性項無効化信号は時間とともに比例して増加し、さらに補正加減速パルス印加期間中において前記無効化信号は連続性を失わず、かつその増加率を逆極性にする(図19(C)参照)。
【0176】
このようにアクチュエータ弾性項無効化信号を設定すれば、アクチュエータ弾性項無効化信号は図19(A)のアクチュエータ位置信号を模擬する結果となるため、アクチュエータの弾性項は無効化され、補正化減速パルスを印加した後のアクチュエータ速度を略零に設定することが可能となる。
【0177】
従って、上記のように構成すれば、アクチュエータ弾性項が大きい場合(拘束系アクチュエータ)においても、アクチュエータ弾性項は無効化され、加減速パルスならびに補正加減速パルスの力積の総和は零となるため、アクチュエータの速度が零となることが保証される。
【0178】
また、FESについても略零となることが保証される。従って、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を実現することができる。なお、上記各実施の形態の説明においては、2つの記録層を有するDVD−DLにおいて説明したが、記録層をさらに有する(例えば半透明の記録層を2層以上有する場合)多層のディスクを用いても、同様に採用することが可能であり、必ずしも2層の記録層を有するディスクに適用されるものに限定されない。
【0179】
【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。
【0180】
本発明に係るフォーカス移動装置は、複数の記録層を有するディスクのいずれかの記録層上に光源からの出射光を集光して集光スポットを形成する集光レンズを前記複数の記録層の配列される方向に移動するアクチュエータと、該アクチュエータを駆動して前記集光レンズの位置を移動させることにより前記集光スポットの位置を前記記録層の内の一の記録層の位置より他の記録層の位置に変位させるに際し、前記集光スポットの位置を前記一の記録層の位置より移動させるための駆動信号に基づく力積および前記集光スポットの位置を前記他の記録層上に停止させるための駆動信号に基づく力積の総和が略零となるように前記各駆動信号を出力するアクチュエータ駆動手段とを備えることを特徴とするので、移動後のフォーカスエラー信号を零とすることができるとともに移動後の集光レンズと他の記録層との間の相対速度を零とすることができ、安定で確実なフォーカス移動を実現できる。
【0181】
また、アクチュエータ駆動手段から出力される、集光スポットの位置を一の記録層の位置より移動させるための駆動信号および他の記録層上に停止させるための駆動信号は、振幅値の絶対値が等しく、極性が逆であって、印加時間が等しいことを特徴とするので、一の記録層の位置より移動させるための駆動信号に基づく力積および他の記録層上に停止させるための駆動信号に基づく力積の総和を容易に略零とすることができ、移動後のフォーカスの安定性を確実に実現できる。
【0182】
また、集光レンズの移動直前における焦点制御信号をホールドした補間信号および層間移動信号の和を集光スポットの位置を一の記録層の位置より移動させるための駆動信号とすることを特徴とするので、フォーカスの移動に際し面振れの影響を排除することができ、安定で確実なフォーカス移動を実現できる。
【0183】
また、層間移動信号は、一の記録層の位置と他の記録層との間の距離に対応する加減速パルスまたは該加減速パルスとアクチュエータ弾性項無効化信号との和によって与えられることを特徴とするので、層間移動信号をより単純な形で与えることができる。
【0184】
また、加減速パルスの印加後に補正加減速パルスを印加することを特徴とするので、フォーカスエラー信号特性が非対称である場合にも安定で確実なフォーカス移動を実現できる。
【0185】
また、アクチュエータ弾性項無効化信号は、集光レンズの移動位置を模擬した信号であることを特徴とするので、より安定でより確実なフォーカス移動を実現できる。
【0186】
本発明に係るフォーカス移動方法は、複数の記録層を有するディスクのいずれかの記録層上に、光源からの出射光を集光して集光スポットを形成する集光レンズを該集光レンズを移動させるためのアクチュエータを駆動して前記複数の記録層の配列される方向に移動させ、これにより前記集光スポットの位置を前記記録層の内の一の記録層の位置より他の記録層の位置に変位させるに際し、前記集光スポットの位置を前記一の記録層の位置より移動させるための駆動信号に基づく力積および前記集光スポットの位置を前記他の記録層上に停止させるための駆動信号に基づく力積の総和が略零となるように前記各駆動信号を与えることを含むことを特徴とするので、移動後のフォーカスエラー信号を零とすることができるとともに移動後の集光レンズと他の記録層との間の相対速度を零とすることができ、安定で確実なフォーカス移動を実現できる。
【0187】
また、アクチュエータを駆動する際の、集光スポットの位置を一の記録層の位置より移動させるための駆動信号および他の記録層上に停止させるための駆動信号は、振幅値の絶対値が等しく、極性が逆であって、印加時間が等しいことを特徴とするので、一の記録層の位置より移動させるための駆動信号に基づく力積および他の記録層上に停止させるための駆動信号に基づく力積の総和を容易に略零とすることができ、移動後のフォーカスの安定性を確実に実現できる。
【0188】
また、集光レンズの移動直前における焦点制御信号をホールドした補間信号および層間移動信号の和を集光スポットの位置を前記一の記録層の位置より移動させるための駆動信号とすることを特徴とするので、フォーカスの移動に際し面振れの影響を排除することができ、安定で確実なフォーカス移動を実現できる。
【0189】
また、層間移動信号は、一の記録層の位置と他の記録層との間の距離に対応する加減速パルスまたは該加減速パルスとアクチュエータ弾性項無効化信号との和によって与えられることを特徴とするので、層間移動信号をより単純な形で与えることができる。
【0190】
また、加減速パルスの印加後に補正加減速パルスを印加することを特徴とするので、フォーカスエラー信号特性が非対称である場合にも安定で確実なフォーカス移動を実現できる。
【0191】
また、アクチュエータ弾性項無効化信号は、集光レンズの移動位置を模擬した信号であることを特徴とするので、より安定でより確実なフォーカス移動を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 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説明するための説明図である。
【図2】 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説明するための説明図である。
【図3】 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説明するための説明図である。
【図4】 零次ホールド時の、ジャンプ期間対最大位置誤差を説明するための説明図である。
【図5】 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説明するための説明図である。
【図6】 1次ホールド時の、ジャンプ期間対最大位置誤差を説明するための説明図である。
【図7】 実施の形態1におけるフォーカスジャンプ装置を示すブロック図である。
【図8】 フォーカスアクチュエータの印加パルスに対する動作を説明するための説明図である。
【図9】 アクチュエータの機械特性を説明するための説明図である。
【図10】 アクチュエータ弾性項無効化信号の原理を説明するための説明図である。
【図11】 フォーカスジャンプ時のアクチュエータ弾性項無効化信号を説明するための説明図である。
【図12】 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説明するための説明図である。
【図13】 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動作を説明するための説明図である。
【図14】 FES検出特性がアンバランスな事例を説明するための説明図である。
【図15】 実施の形態2におけるフォーカスジャンプ装置を示すブロック図である。
【図16】 実施の形態2の動作を説明するための説明図である。
【図17】 実施の形態2の動作を説明するための説明図である。
【図18】 実施の形態2におけるアクチュエータ弾性項無効化信号を説明するための説明図である。
【図19】 実施の形態2におけるアクチュエータ弾性項無効化信号を説明するための説明図である。
【図20】 従来のフォーカスジャンプ装置を示すブロック図である。
【図21】 従来のフォーカスジャンプ装置を示すブロック図である。
【図22】 フォーカスジャンプの主要な技術課題を説明するための説明図である。
【符号の説明】
3 フォーカスアクチュエータ駆動コイル、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 切替えスイッチ、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、19 加算ブロック、20 アクチュエータ弾性項無効化信号発生ブロック。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to, for example, a DVD in which a plurality of recording layers are laminated, and more particularly to a focus moving apparatus and method for condensing and controlling a light spot on a predetermined recording layer.
[0002]
[Prior art]
Many applications have been filed for a configuration for reproducing an arbitrary recording layer in an optical disc having a multilayer recording layer such as a DVD. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-124883 describes a method of jumping from a recording layer currently under focus control to an arbitrary recording layer (hereinafter referred to as focus jump).
[0003]
FIG. 20 shows a block diagram thereof. In short, what is shown in FIG. 20 is a configuration in which a functional block necessary for a focus jump is added to a general focus control loop.
[0004]
During the focus jump, the focus control loop is cut by the focus
[0005]
This acceleration / deceleration signal is composed of an acceleration pulse for exiting the focus actuator from the current layer and a deceleration pulse for bringing the target layer into a focusable position.
[0006]
FIG. 21 is a block diagram showing a focus jump device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-124883. In FIG. 21, 100 is a light emitting optical system including a semiconductor LD as a light source, 1 is, for example, a
[0007]
[0008]
Hereinafter, general focus control will be briefly described. In order to reproduce the information recorded on the recording layer (information recording layer) of the
[0009]
The
[0010]
In this case, the object to be controlled is the
[0011]
The position control of the
[0012]
The objective lens driving means, which is a configuration necessary for driving (moving) the
[0013]
For example, the configuration for detecting the relative position with respect to the disc 1 (the focal length of the
[0014]
In the
[0015]
Further, an error signal between the relative position and a predetermined relative position (this error signal is a difference between a signal output from the
[0016]
The objective lens driving means includes a focus
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The drive control of the objective lens is performed by controlling the drive current based on a focus control signal that is an output from the
[0020]
Next, a method of focus jumping (jumping the position of the
[0021]
The signal applied to the
[0022]
In this case, when the focus control is performed by the
[0023]
The LPF block 11 is set so that the cutoff frequency is higher than the disk rotation frequency, and has a function of extracting only the disk surface shake component of the focus control signal.
[0024]
Further, the acceleration / deceleration
[0025]
The deceleration pulse ends when the FES is in focus (when the FES zero-crosses), and at the same time, the
[0026]
[Problems to be solved by the invention]
The necessary condition for realizing a stable and reliable focus jump can be determined by whether or not the focus control loop is pulled in immediately after the focus jump operation.
[0027]
The conditions for the focus control loop to be stably pulled in are that the FES detected from the recording layer (target layer) at the target position during the focus pull-in operation is near zero, and the relative speed between the
[0028]
If you organize these two conditions,
That is, if the jump operation can be set in this way, a stable and reliable focus jump can be realized.
[0029]
FIG. 22 summarizes the main points of the problem to be overcome in order to realize the focus jump. The contents of FIG. 22 are listed and explained as follows.
[0030]
(1) Since the position detection signal is lost during the focus jump, open loop control is performed.
Reason: The FES detection range (for example, less than 10 μm) is narrower than the interlayer distance (for example, about 40 μm), and there is a focus error dead zone (a range in which a focus error cannot be detected during the focus jump. In the above example, about 20 μm). Exists. Therefore, when the
[0031]
{Circle around (2)} The disk that is the tracking target has surface runout, but it is necessary to apply focus servo even in such a state.
Reason: Even during the focus jump, the relative position and relative speed between the
[0032]
For example, the conventional focus jump apparatus and method described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-124883 is limited to a pickup having no dead zone as shown in the above (1), and is generally used with a dead zone. It is difficult to directly apply what is described in the above publication to a simple pickup.
[0033]
Furthermore, in the prior art disclosed in the publication, the countermeasure against the surface shake of the above (2) is taken, but the FES obtained during the focus jump is non-linear, and the non-linear component of such FES is Since it is input to the LPF block 11 as a disturbance, there is a problem in that the surface shake interpolation signal is affected.
[0034]
Further, in the prior art disclosed in the publication, the acceleration / deceleration pulse, which is the output of the acceleration / deceleration
[0035]
Therefore, when the focus is pulled in after the focus jump, the
[0036]
The present invention has been made to solve the above-described problems. Even in a disk with large surface runout, even when the reproduction speed is high, and even when the mechanical elastic modulus of the focus actuator is large. An object is to obtain a stable focus jump method.
[0037]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is constituted by the following means.
[0038]
A focus moving device according to the present invention includes a condensing lens for condensing emitted light from a light source to form a condensing spot on any recording layer of a disc having a plurality of recording layers. An actuator that moves in the direction of arrangement, and the position of the condensing lens is moved by driving the actuator to move the position of the condensing spot from the position of one of the recording layers to the other recording layer. When displacing to the position of the layer, the impulse based on the drive signal for moving the position of the focused spot from the position of the one recording layer and the position of the focused spot are stopped on the other recording layer. Actuator driving means for outputting each of the driving signals so that the sum of impulses based on the driving signals is substantially zero.
[0039]
Also, the drive signal for moving the position of the focused spot from the position of one recording layer and the drive signal for stopping on the other recording layer, which are output from the actuator driving means, have absolute values of amplitude values. Equal, opposite in polarity and equal in application time.
[0040]
The sum of the interpolation signal holding the focus control signal immediately before the movement of the condenser lens and the interlayer movement signal is used as a drive signal for moving the position of the condensed spot from the position of one recording layer. .
[0041]
The interlayer movement signal is given by an acceleration / deceleration pulse corresponding to a distance between the position of one recording layer and another recording layer or a sum of the acceleration / deceleration pulse and an actuator elastic term invalidation signal. And
[0042]
The correction acceleration / deceleration pulse is applied after the acceleration / deceleration pulse is applied.
[0043]
The actuator elastic term invalidation signal is a signal simulating the moving position of the condenser lens.
[0044]
The focus moving method according to the present invention includes a condensing lens that condenses light emitted from a light source to form a condensing spot on any recording layer of a disc having a plurality of recording layers. The actuator for moving is driven to move in the direction in which the plurality of recording layers are arranged, and thereby the position of the condensing spot is set to be different from the position of one recording layer in the other recording layers. When shifting to a position, an impulse based on a drive signal for moving the position of the focused spot from the position of the one recording layer and a position for stopping the position of the focused spot on the other recording layer Including the drive signals so that the sum of impulses based on the drive signals is substantially zero.
[0045]
Also, when driving the actuator, the absolute value of the amplitude value of the drive signal for moving the position of the focused spot from the position of one recording layer and the drive signal for stopping on the other recording layer are equal. The polarity is opposite and the application time is equal.
[0046]
Further, the sum of the interpolation signal holding the focus control signal immediately before the movement of the condensing lens and the interlayer movement signal is used as a drive signal for moving the position of the condensing spot from the position of the one recording layer. To do.
[0047]
The interlayer movement signal is given by an acceleration / deceleration pulse corresponding to a distance between the position of one recording layer and another recording layer or a sum of the acceleration / deceleration pulse and an actuator elastic term invalidation signal. And
[0048]
The correction acceleration / deceleration pulse is applied after the acceleration / deceleration pulse is applied.
[0049]
The actuator elastic term invalidation signal is a signal simulating the moving position of the condenser lens.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Basic description of embodiments of the present invention
Focus jump jumps (records) the focal position of the objective lens from the current recording layer (sometimes referred to as the current layer) to which focus control is currently applied to the target recording layer (sometimes referred to as the target layer). The focus position is changed between layers), and the target layer is required to have a function of performing focus control instantaneously or within a very short time. Although DVD-DL is described here, a disc such as DVD-DL is a disc having a plurality of recording layers (in the case of DVD-DL, it has two recording layers) as described above. On one of the recording layers, the emitted light emitted from a light source such as a semiconductor laser is condensed by a condenser lens (objective lens) to form a condensed spot. In DVD-DL, a highly reflective film and a semi-transparent reflective film are formed in layers, and focus control is, so to speak, moving the condenser lens using an actuator or the like in the direction in which the recording layers are arranged. Is achieved.
[0051]
From the viewpoint of focus control, this function is a special operation (mode) in which the focus control loop is cut off (completely) (open loop) during a focus jump, and then the focus control loop is closed (closed loop) suddenly after the focus jump ends. It can be said that.
[0052]
That is, during the focus jump, the FES signal is lost, and in order to ensure stable focus pull-in after the end of the focus jump, a follow-up operation is performed even when the focus jump is in progress. Thus, a surface deflection interpolation signal is required instead of the FES signal.
[0053]
Accordingly, the focus jump signal energized to the
[0054]
1. Surface runout interpolation signal
Let's theoretically describe the surface shake interpolation signal that gives the function of following the surface shake regardless of the FES signal during the focus jump.
[0055]
As described for the conventional apparatus, the disc surface runout (following target in this case) appears periodically because the disc with warpage rotates, and when this is treated as a function, it is expressed by a periodic function. it can. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that the surface deflection of the disk is given by the following sine wave.
[0056]
[Expression 1]
[0057]
Here, t represents time (sec), X (t) represents surface vibration (m) at time t, A represents surface vibration amplitude (m), and B represents angular velocity (rad / sec) of surface vibration. Assuming that the mechanical dynamic characteristic of the focus actuator including the
[0058]
Note that holding in this case means holding the driving voltage of the focus actuator, for example, holding the LPF output (low-pass filter output) of the focus drive signal.
[0059]
Further, the hold period is a period during which the hold state is continued, and the hold value is, for example, the magnitude of the LPF output of the focus drive signal held at a certain time.
[0060]
A function defined by the result of calculating the difference (error) between the hold value at time t and the true value at time t + Δ after the hold period Δ is a hold error function (representing the size of the position error and the length (Hereinafter sometimes referred to simply as an error function).
[0061]
As an example of the function of second-order differentiation of the surface shake X (t) with respect to time, that is, the form of holding the applied signal of the driving coil 3 (for example, the LPF output of the focus drive signal), the value of the signal is held at the time of holding. There is a zero-order hold and a first-order hold that holds both the value and slope of the signal at the time of holding.
[0062]
Here, when the hold error function in the case of zero-order hold is E0, and the hold error function in the case of first-order hold is E1, each can be expressed by the following equations.
[0063]
[Expression 2]
[0064]
[Equation 3]
[0065]
The derivations of the
[0066]
<Derivation of
[0067]
[Expression 4]
[0068]
<Derivation of
[0069]
[Equation 5]
[0070]
As can be seen by referring to the
[0071]
For example, the playback disc is DVD-DL, the playback speed is the innermost circumference of the quadruple speed CLV playback, the jump period (the hold operation is performed in this jump period, and the drive voltage of the actuator is held by the hold operation. The relationship between the disc surface runout X (t) and the hold error functions E0 and E1 when the disc holdout amplitude A is set to, for example, 300 μm (half wave amplitude) is set to 1 msec. It is shown in 1.
[0072]
In FIG. 1, the waveform A is a surface runout X (t), and the amplitude is displayed on a 1/10 scale. Waveform B is E0 and waveform C is E1. In the case of the above condition, as can be seen with reference to FIG. 1, the maximum value of the hold error with respect to the surface runout of 300 μm is about 13 μm for the zero-order hold and about 2 μm for the first-order hold.
[0073]
As described above, the error function (hold error function) is defined by a time function using the surface shake amplitude A, the surface shake angular velocity B, and the hold period Δ as parameters, so that the conditions shown in FIG. On the other hand, FIG. 2 and FIG. 3 show the results when the hold period Δ and the angular velocity B of the surface shake are changed small.
[0074]
2A shows an analysis result under the same conditions as in FIG. 1 (that is, the same content as in FIG. 1), and FIG. 2B shows an analysis result in which the hold period Δ is set small from 1 msec to 0.8 msec.
[0075]
2A and 2B are compared, if the hold period Δ is reduced, the amplitude of each hold error function is reduced in both the hold error functions EO and E1. From this, it can be seen that the hold error can be reduced by shortening the hold period.
[0076]
3A shows an analysis result under the same conditions as in FIG. 1 (that is, the same content as in FIG. 1), and FIG. 3B shows an analysis result when the playback speed is reduced from 4 × speed to 3 × speed. .
[0077]
3A and 3B are compared, if the angular velocity B of the surface shake is decreased, the amplitudes of the hold error functions are reduced in both the hold error functions EO and E1. From this, it can be seen that the hold error can be reduced by reducing the reproduction speed.
[0078]
From the above, the hold error has a characteristic that even if the surface vibration amplitude A is constant, the value greatly varies depending on the hold period and the reproduction speed, and the hold error increases as the reproduction speed increases and the hold period increases. .
[0079]
In order to discuss more qualitatively, the hold period Δ when the surface vibration amplitude A of DVD-DL is 300 μm (half-wave amplitude) and the reproduction speed is quadruple speed (CLV: innermost circumference) is used as a parameter. FIG. 4 shows the result of analyzing the maximum value of the amplitude of the hold error function (shown as the maximum position error in FIG. 4; however, it is a half-wave amplitude. Hereinafter, it may be referred to as the maximum position error).
[0080]
In FIG. 4, the solid line indicates the maximum position error of the zero-order hold, the dotted line indicates the maximum position error of the primary hold, and the broken line indicates the FES detection limit. The detection dynamic range of FES is physically limited. For example, in a general pickup for DVD use, the detection dynamic range is 10 μm or less. Therefore, the FES detection limit is set to 10 μm here.
[0081]
Under such conditions, if the maximum position error due to holding exceeds the FES detection limit, FES detection becomes impossible at the time of focus pull-in after holding, and focus pull-in fails, so the maximum position error exceeds the FES detection limit. That must be avoided.
[0082]
As can be understood with reference to FIG. 4, the maximum position error due to the hold increases as the hold period (shown as a jump period in FIG. 4) becomes longer, and the amount of the first-order hold is smaller than the zero-order hold.
[0083]
FIG. 5 shows the analysis result of the maximum position error in the zero-order hold when the variable parameter is changed not only in the hold period but also in the reproduction speed from 1 to 4 times. Referring to FIG. 5, the following relationship for deriving the maximum position error below the FES detection limit is derived.
[0084]
If the playback speed exceeds twice, the jump period must be less than 1.8 msec.
-The faster the playback speed, the shorter the jump period.
[0085]
FIG. 6 shows the analysis result of the maximum position error in the primary hold when the variable parameter is changed not only in the hold period but also in the reproduction speed from 1 to 4 times. With reference to FIG. 6, the following relationship for deriving the maximum position error below the FES detection limit is derived.
[0086]
-Even if the playback speed exceeds three times, the jump period need not be less than 2 msec.
-Even if the playback speed is quadrupled, there is no problem if the jump period is set to 1 msec or less.
[0087]
From the above relationship, it can be realized by holding the drive signal of the
[0088]
As for the type of hold, when the playback speed is slow as in a player application (for example, a playback speed that is approximately one time less than or equal to the speed required for DVD playback), zero-order hold is sufficient. It can be seen that when the playback speed is high as in the application (for example, a playback speed higher than about one time required for DVD playback), the primary hold may be used.
[0089]
2. Interlayer movement signal
The inter-layer movement signal is obtained by driving a focus actuator by focusing a laser beam emitted from a light source on each recording layer of a disk having a plurality of recording layers (information recording layers) via a condenser lens. This is a signal for moving the condensing lens coupled to the actuator in the direction in which the plurality of recording layers are arranged, and as a result, moving the condensing spot on each recording layer.
[0090]
The interlayer movement signal is given as the sum of the acceleration / deceleration pulse and the actuator elasticity term invalidation signal (that is, the output from the addition block 19 shown in FIG. 7 corresponds). Here, the interlayer movement signal includes an acceleration / deceleration pulse (output from the acceleration / deceleration
[0091]
2-1. Acceleration / deceleration pulse
The mechanical dynamic characteristic of the focus actuator including the
[0092]
[Formula 6]
[0093]
[Expression 7]
[0094]
The
[0095]
FIG. 8 shows a drive coil 3 (this is the same even when considering the movement of the
[0096]
In FIG. 8, (A) shows acceleration, (B) shows speed, and (C) shows position. When the acceleration pulse of the applied signal is given by a rectangular wave as shown in FIG. 8A, the velocity becomes a linear function and the position becomes a quadratic function.
[0097]
The acceleration pulse and the deceleration pulse are impulses with opposite polarities (a physical impulse is defined by the product of the force f and the time t at which the force f is applied to the object. Since the force f in the focusing device is proportional to the acceleration α generated in the objective lens (condensing lens), the product of the acceleration α and the time t at which the acceleration α is applied to the objective lens, or the acceleration α is applied to the drive coil. If the current i is defined to be equal to the product including the product of the current i and the time t when the current i is given to the drive coil), the speed after application of the deceleration pulse is Can be guaranteed to be zero.
[0098]
The reason will be described below.
The initial speed of the
[0099]
That is, in this case, the speed is represented by the product (impulse) of the magnitude A of acceleration and the acceleration period B. The speed AB is maintained during a period in which the acceleration magnitude A after application of the acceleration pulse is zero.
[0100]
In this case, the polarity of the deceleration pulse with zero speed AB is opposite to that of the acceleration pulse (for example, with respect to the positive electrode). If the impulse given by the deceleration pulse is equalized, the speed after the deceleration pulse is applied is zero.
[0101]
In this case, since the focus actuator is always moving back and forth in the focus direction, for example, static friction hardly occurs in the initial motion, and it is necessary to consider dynamic friction, but the magnitude is given by the acceleration pulse. Since the magnitude of the generated force is extremely small, the impulse of the deceleration pulse can be given so as to substantially cancel the impulse of the acceleration pulse so that the sum of the impulse pulse and deceleration pulse is almost zero. That's fine.
[0102]
From the above explanation, when the actuator is an inertial system, the actuator speed after application of the acceleration / deceleration pulse becomes zero. However, since the actual actuator is a restraint system supported by a spring, it cannot be ignored in the case of an actuator with strong spring rigidity. Therefore, measures to correct this are necessary.
[0103]
2-2. Actuator elasticity term invalidation signal
FIG. 9A is a model diagram of an actuator (m in FIG. 9) supported by a spring (model diagram of a restraint system actuator), and FIG. 9B is an inertial actuator idealized by ignoring spring characteristics ( FIG. 10 shows a model diagram m) (model diagram of an inertial actuator) in FIG. In the figure, k is an elastic coefficient (spring coefficient) representing the strength of the spring, and f is a force acting on the moving part that receives the force generated by the mechanism part of the actuator m or the
[0104]
10 is a block diagram of the spring-supported actuator shown in FIG. When the force f acts on the actuator mechanism, the position x changes, and a reaction force proportional to the amount of position change (proportional coefficient k, where k is positive) is fed back to the actuator mechanism by the spring. In order to cancel the influence of this spring, it is assumed that a force represented by H (s) is applied as shown in (2) of FIG. Here, H (s) is expressed by
[0105]
[Equation 8]
[0106]
This H (s) can be defined as an output simulating an amount obtained by multiplying the position fluctuation when the acceleration / deceleration pulse is applied when the actuator is not spring-supported by the spring coefficient (elastic modulus) of the actuator.
[0107]
H (s) is an electromagnetic force that invalidates (cancels or cancels) the actuator elasticity term (referred to as invalidation electromagnetic force H (s)), and the command signal for generating this invalidates the elasticity term of the actuator. Is given as a signal (referred to as actuator elasticity term invalidation signal).
[0108]
When the invalidating electromagnetic force H (s) is applied, the influence of the spring coefficient is canceled, so that the spring coefficient block k can be ignored as shown in (3) of FIG. By applying this invalidating electromagnetic force H (s), the restraint system actuator shown in FIG. 9 (A) can be operated like the inertial system actuator without spring support shown in FIG. 9 (B). .
[0109]
The actuator elasticity term invalidation signal is a signal proportional to the position fluctuation when the acceleration / deceleration pulse is applied to the actuator when it is not supported by the spring, so it is necessary to observe the actuator position, but the absolute position of the actuator Since there is no position sensor for measuring, it may be determined by calculation.
[0110]
For example, when the acceleration / deceleration pulse as shown in FIG. 11 (B) is applied to the actuator, the actuator position fluctuation is strictly a quadratic function when the acceleration / deceleration pulse is applied as shown in FIG. 8 (C). The period during which the magnitude of the acceleration / deceleration pulse is zero (zero period) increases linearly, but this is simply expressed as a linear function as shown in FIG. Even if simulated, almost no error occurs, and a signal can be easily obtained.
[0111]
When the actuator elastic term invalidation signal is added to the acceleration / deceleration pulse and the actuator is driven, the actuator elastic term is invalidated and the actuator which is originally a restraint system can be handled like an inertial system. As shown in FIG. 5, the speed after application of the acceleration / deceleration pulse can be guaranteed to be substantially zero, and as a result, the stable
[0112]
Focus control loop switch provided before the phase compensation block of the focus control loop, focus jump selection switch provided after the phase compensation block, low-pass filter block for noise removal having a noise component removing function of the focus control signal, focus jump It has means for holding the preceding low-pass filter output, actuator elastic term invalidation signal generating means and acceleration / deceleration pulse generating means for forming an interlayer movement signal for moving the objective lens by the interlayer distance, and further generates an acceleration / deceleration pulse. The acceleration / deceleration pulse generating means outputs a rectangular wave that accelerates or decelerates the focus actuator generated based on the focus error signal, and has three acceleration pulses, zero period and deceleration pulse as output modes. Deceleration The sum of impulse impulses is zero.
[0113]
Further, the actuator elasticity term invalidating signal generating means simulates and outputs an amount obtained by multiplying the position fluctuation when the acceleration / deceleration pulse is applied when the actuator is not supported by a spring by the spring coefficient (elastic modulus) of the actuator. . With the above configuration, a stable focus jump is realized.
[0114]
Based on the above analysis results and description, embodiments corresponding to various cases will be described below.
[0115]
In the present embodiment, an application example will be described in which the positive and negative waveform characteristics of the FES in the player application are equal.
[0116]
FIG. 7 shows a block diagram of the present embodiment. In FIG. 7, 7 is a focus control loop switch provided before the
[0117]
In FIG. 7, the other components are the same as the blocks described in the conventional example, so the description thereof will be omitted, and the focus
[0118]
In the conventional apparatus shown in FIG. 20, the FES during the focus jump is input to the
[0119]
However, the FES during the focus jump is non-linear, and from a practical aspect, an FES dead zone often occurs depending on the optical system of the pickup. For example, if the vertical amplitude of the so-called S curve, which is a focus error signal characteristic curve, is asymmetrical or has an unnecessary knob, this becomes a disturbance in the control signal detection system and the output result of the LPF 11 is disturbed ( For example, this causes a timing shift other than the design value.
[0120]
In order to solve this problem, the present embodiment shown in FIG. 7 turns off the focus
[0121]
Furthermore, since the surface shake correction signal during the jump period is generated by the
[0122]
The
[0123]
In addition, an actuator elasticity term invalidation
[0124]
In the focus jump, the focus
[0125]
The acceleration / deceleration
[0126]
The acceleration / deceleration pulse has three modes: a mode in which an acceleration pulse is given as an output mode, a zero period mode (a mode in which no acceleration pulse or deceleration pulse is given), and a mode in which a deceleration pulse is given.
[0127]
Each pulse of the acceleration pulse and the deceleration pulse is given by a rectangular wave, and in terms of the way of giving the pulse, the state transitions in the order of the acceleration pulse, the zero period (no pulse is given), and the deceleration pulse.
[0128]
Further, as described above, the acceleration pulse and the deceleration pulse have opposite polarities and the impulses are set equal (see FIG. 8). The generation of acceleration / deceleration pulse switching timing will be described below.
[0129]
FIG. 12 shows a problem that occurs when the acceleration / deceleration pulse switching timing is set to a fixed value, assuming that the actuator is an inertial system without spring support.
[0130]
(A) in FIG. 12 shows a state in which an acceleration / deceleration pulse is applied as an applied pulse, and is set to move a focus actuator having an average current sensitivity of 40 μm between layers.
[0131]
In FIG. 12, (B) shows the focus actuator position. The solid line in FIG. 12B indicates the actuator position at the current sensitivity average value of the focus actuator.
[0132]
The actual current sensitivity of the focus actuator always varies somewhat, and is generally about ± 3 dB with respect to the average value. In this case, the variation in the actuator position when driven by the acceleration / deceleration pulse in FIG. 12A is in the range indicated by the dotted line in FIG.
[0133]
The position variation due to this current sensitivity variation is approximately ± 16 μm, which is larger than the FES detection limit of ± 10 μm, so that there is a possibility that the focus pull-in after the jump may fail.
[0134]
In this embodiment, in order to solve this problem, the state transition timing of the acceleration / deceleration pulse is determined based on the FES during the jump operation. FIG. 13 shows the state transition timing of the acceleration / deceleration pulse of the present invention when the actuator is assumed to be an inertial actuator.
[0135]
13A shows the focus actuator position, FIG. 13B shows the FES, and FIG. 13C shows the acceleration / deceleration pulse. As shown in FIG. 13B, a value having hysteresis from the zero point (zero cross point) of the FES is a acceleration pulse end threshold value, and similarly, a value having hysteresis having a polarity opposite to that of the acceleration pulse end threshold value is a deceleration pulse. The starting threshold is used.
[0136]
The acceleration pulse is applied immediately after, for example, a jump command output from the host control unit, but its end timing (when application of the acceleration pulse ends) is the time when the FES is equal to or less than the acceleration pulse end threshold. .
[0137]
When the application of the acceleration pulse is finished, a zero period in which neither the acceleration pulse nor the deceleration pulse is given is a zero period, and when the FES falls below the deceleration pulse start threshold, the application of the deceleration pulse is started. The end timing of the deceleration pulse (when the application of the deceleration pulse is completed) is set to a timing at which the absolute value of the impulse pulse and the impulse are equal.
[0138]
In this way, regardless of the current sensitivity of the actuator, the current layer (the layer in which the focal point is formed at that time) is formed by the acceleration pulse. On the other hand, the so-called jump destination layer that forms the focal point in another layer Is called the target layer), and the application timing of the deceleration pulse is guaranteed to be in the vicinity of the target layer.
[0139]
With this configuration, even if the actuator current sensitivity varies as shown in FIG. 13A, the focal position moves (jumps) to the predetermined target position without a position error, and the speed after the movement is reduced to zero. It becomes possible to do.
[0140]
The above is true when it is assumed that the actuator is an inertial actuator, but the actual actuator is a spring-supported restraint actuator.
[0141]
For example, when the spring stiffness (elastic modulus) of the actuator is small, the above configuration can withstand practical use, but for an actuator with a large spring stiffness, a jump operation (focus jump) that takes this spring stiffness into account can be performed. Therefore, it is necessary to perform correction other than the acceleration / deceleration pulse described above.
[0142]
In this embodiment, in order to solve this problem, the actuator elastic term invalidation
[0143]
The actuator elasticity term invalidation
[0144]
FIG. 11 is a diagram for explaining the actuator elasticity term invalidation signal. FIG. 11B is an acceleration / deceleration pulse, FIG. 11A is an actuator position (estimated value) for an inertial actuator, and FIG. 11C is a simulation signal of a signal obtained by multiplying (A) by an elastic coefficient k.
[0145]
The simulated signal in FIG. 11C is expressed by a linear function whose slope is proportional to the elastic coefficient k. As a result, the force at the end of the deceleration pulse is kW (W is the interlayer distance = 40 μm).
[0146]
Strictly speaking, it is desirable to describe FIG. 11C as a quadratic function, but there is almost no error even if it is defined as a linear function, so there is no practical problem. The simulation signal shown in FIG. 11C is added to the acceleration / deceleration pulse as shown in FIG. 11B in the addition block 19 so that the restraint system actuator restrained by the spring is an inertia system actuator not restrained by the spring. The dynamic characteristics are the same.
[0147]
Here, it is assumed that the positive and negative waveform characteristics of the FES are equal.
In this case, if the absolute value of the acceleration pulse end threshold and the deceleration pulse start threshold are set equal, and the absolute value of the height (amplitude) of the acceleration pulse and deceleration pulse is set equal (however, the polarities are reversed) ), The position error after the movement can be made zero.
[0148]
Under the above conditions, since the above-described two conditions for realizing the focus jump stably are satisfied, a reliable focus jump can be realized.
[0149]
In the first embodiment, the focus jump device / method effective when the positive and negative waveform characteristics of the FES are equal is described. However, the second embodiment can cope with the case where the FES detection characteristics are unbalanced. A focus jump apparatus and method will be described.
[0150]
FIG. 14 shows an FES when focus search is performed at a constant speed (an operation for detecting the focal position by moving the
[0151]
Thus, when the FES detection characteristics are unbalanced, the following problems occur.
[0152]
That is, in the method described in the first embodiment, the start timing of the deceleration pulse is generated based on the waveform in the region a or b in FIG. 14, and therefore the start timing of the deceleration pulse is due to the unbalance of the FES detection characteristics. It will be affected.
[0153]
Therefore, in such a case, it is guaranteed that the speed becomes zero after application of the deceleration pulse, but it cannot be guaranteed that the FES becomes zero.
[0154]
In order to solve this, in this embodiment, in order to correct the residual FES caused by the FES imbalance that occurs after the deceleration pulse is applied, after the acceleration / deceleration pulse application described in the first embodiment, The focus was pulled in after the correction pulse was applied and the FES was made zero.
[0155]
A block diagram of the second embodiment is shown in FIG.
[0156]
The acceleration / deceleration pulse application
[0157]
The acceleration / deceleration pulse application
[0158]
The operations of the acceleration / deceleration pulse application
[0159]
FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the present embodiment when the elastic term of the actuator is negligible.
[0160]
In FIG. 16, (A) is a focus actuator position, (B) is FES, and (C) is an acceleration / deceleration pulse, and each shows a time change during a focus jump.
[0161]
As can be seen from FIG. 16B, the example shown in FIG. 16 is a case where the output characteristics on the negative electrode side of the FES are large. When a focus jump command is received from the host controller, the acceleration / deceleration
[0162]
The end of the acceleration pulse is the time when the FES crosses the acceleration pulse end timing generation threshold. In this case, the acceleration pulse application time T0 is also measured (measured every time the acceleration pulse is applied).
[0163]
The acceleration / deceleration pulse has a zero period until the deceleration pulse start end timing generation threshold is crossed. Subsequently, a deceleration pulse is applied for a period of T0 from the time when the FES crosses the deceleration pulse start timing generation threshold.
[0164]
At this time, the amplitude of the deceleration pulse is set equal to the amplitude of the acceleration pulse (the polarity to be applied is opposite). Next, the FES at the end of the deceleration pulse application is observed, and the observed value is set as the residual FES (corresponding value FES = X0 in the figure).
[0165]
Subsequently, a corrected acceleration pulse is applied in a direction in which the residual FES decreases until the observed residual FES becomes 1/2 (that is, the value of FES is X0 / 2). At this time, the application time T1 of the correction acceleration pulse is measured (measured every time the correction acceleration pulse is applied).
[0166]
Immediately after the correction acceleration pulse is applied, a correction deceleration pulse having the same amplitude as the correction acceleration pulse in the direction opposite to the correction acceleration pulse is applied for the period T1 (the correction acceleration pulse and the correction deceleration pulse are collectively referred to as a correction acceleration / deceleration pulse).
[0167]
With the above configuration, the sum of impulses of the acceleration / deceleration pulse and the corrected acceleration / deceleration pulse is zero, so that the actuator speed at the end of the focus jump is guaranteed to be zero. Zero is guaranteed. As a result, the two conditions for stably realizing the focus jump are satisfied, so that a reliable focus jump is realized.
[0168]
In the above description, an example in which the elastic term of the actuator is small enough to be ignored (in the case of an inertial actuator) has been described. However, in the case where the elastic term of the actuator cannot be largely ignored (in the case of a restraint type actuator), FIG. By disabling the elastic term of the actuator using the actuator elastic term invalidating
[0169]
The behavior of the actuator elastic term invalidation signal in this case is shown in FIG. In this example, both the acceleration pulse and the correction acceleration pulse have the same polarity. In this case, during the period in which the acceleration pulse and the deceleration pulse are applied (referred to as a corrected acceleration / deceleration pulse application period), the actuator elasticity term invalidation signal increases proportionally with time as in the first embodiment.
[0170]
Further, the actuator elasticity term invalidation signal does not lose continuity even during the application of the corrected acceleration / deceleration pulse, and increases while maintaining the increase rate (see FIG. 18C).
[0171]
If the actuator elasticity term invalidation signal is set in this way, the actuator elasticity term invalidation signal results in simulating the actuator position (signal) in FIG. 18A, so that the actuator elasticity term is invalidated and corrected. It becomes possible to set the actuator speed after applying the control deceleration pulse to substantially zero.
[0172]
Therefore, with the above configuration, even when the elastic term of the actuator is large (constrained actuator), the actuator elastic term is invalidated, and the sum of the impulses of the acceleration / deceleration pulse and the corrected acceleration / deceleration pulse becomes zero. Therefore, it is guaranteed that the speed of the actuator becomes zero, and substantially zero is also guaranteed for FES. As a result, the two conditions for stably realizing the focus jump are satisfied, so that a reliable focus jump is realized.
[0173]
FIG. 17 is a diagram for explaining the operation in the case where the FES unbalance characteristic is opposite to that in FIG. 16, that is, the positive polarity is relatively larger than the negative polarity when the actuator elastic term is negligible. The operation is exactly the same as that described with reference to FIG. 16, and similarly to FIG. 16, the velocity zero and the FES are guaranteed to be substantially zero, and a stable focus jump can be realized.
[0174]
When the elastic term of the actuator is large, an actuator elastic term invalidation signal shown in FIG. The example shown in FIG. 19B is a case where the polarity of the acceleration pulse and the correction acceleration pulse are opposite.
[0175]
In this case, in the acceleration / deceleration pulse application period, the actuator elasticity term invalidation signal increases proportionally with time as in the first embodiment, and the invalidation signal has continuity during the corrected acceleration / deceleration pulse application period. The loss is not lost and the rate of increase is reversed (see FIG. 19C).
[0176]
If the actuator elastic term invalidation signal is set in this way, the actuator elastic term invalidation signal simulates the actuator position signal shown in FIG. 19A. Therefore, the elastic term of the actuator is invalidated and corrected deceleration is performed. The actuator speed after applying the pulse can be set to substantially zero.
[0177]
Therefore, with the above configuration, even when the actuator elastic term is large (restraint actuator), the actuator elastic term is invalidated, and the sum of the impulses of the acceleration / deceleration pulse and the corrected acceleration / deceleration pulse becomes zero. The actuator speed is guaranteed to be zero.
[0178]
Also, it is guaranteed that the FES is substantially zero. Therefore, since the two conditions for stably realizing the focus jump are satisfied, a reliable focus jump can be realized. In the description of each of the above embodiments, a DVD-DL having two recording layers has been described. However, a multi-layer disc having a recording layer (for example, having two or more translucent recording layers) is used. However, it can be similarly adopted, and is not necessarily limited to one applied to a disc having two recording layers.
[0179]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0180]
A focus moving device according to the present invention includes a condensing lens for condensing emitted light from a light source to form a condensing spot on any recording layer of a disc having a plurality of recording layers. An actuator that moves in the direction of arrangement, and the position of the condensing lens is moved by driving the actuator to move the position of the condensing spot from the position of one of the recording layers to the other recording layer. When displacing to the position of the layer, the impulse based on the drive signal for moving the position of the focused spot from the position of the one recording layer and the position of the focused spot are stopped on the other recording layer. Actuator drive means for outputting the drive signals so that the sum of impulses based on the drive signals for the operation becomes substantially zero. It is possible to zero can be the relative speed between the condenser lens and the other recording layer after movement to zero, it can be realized reliably focus movement stable.
[0181]
Also, the drive signal for moving the position of the focused spot from the position of one recording layer and the drive signal for stopping on the other recording layer, which are output from the actuator driving means, have absolute values of amplitude values. Since it is equal, the polarity is reversed and the application time is equal, the impulse based on the drive signal for moving from the position of one recording layer and the drive signal for stopping on the other recording layer The sum of impulses based on can be easily made substantially zero, and the stability of the focus after movement can be realized with certainty.
[0182]
The sum of the interpolation signal holding the focus control signal immediately before the movement of the condenser lens and the interlayer movement signal is used as a drive signal for moving the position of the condensed spot from the position of one recording layer. Therefore, it is possible to eliminate the influence of the surface shake when moving the focus, and to realize a stable and reliable focus movement.
[0183]
The interlayer movement signal is given by an acceleration / deceleration pulse corresponding to a distance between the position of one recording layer and another recording layer or a sum of the acceleration / deceleration pulse and an actuator elastic term invalidation signal. Therefore, the interlayer movement signal can be given in a simpler form.
[0184]
Further, since the corrected acceleration / deceleration pulse is applied after the acceleration / deceleration pulse is applied, stable and reliable focus movement can be realized even when the focus error signal characteristic is asymmetric.
[0185]
Further, since the actuator elastic term invalidation signal is a signal simulating the moving position of the condenser lens, more stable and more reliable focus movement can be realized.
[0186]
The focus moving method according to the present invention includes a condensing lens that condenses light emitted from a light source to form a condensing spot on any recording layer of a disc having a plurality of recording layers. The actuator for moving is driven to move in the direction in which the plurality of recording layers are arranged, and thereby the position of the condensing spot is set to be different from the position of one recording layer in the other recording layers. When shifting to a position, an impulse based on a drive signal for moving the position of the focused spot from the position of the one recording layer and a position for stopping the position of the focused spot on the other recording layer Since each of the drive signals is provided so that the sum of impulses based on the drive signals is substantially zero, the focus error signal after the movement can be made zero and the condensed light after the movement The relative speed between the lens and the other recording layers can be zero, it can be realized reliably focus movement stable.
[0187]
Also, when driving the actuator, the absolute value of the amplitude value of the drive signal for moving the position of the focused spot from the position of one recording layer and the drive signal for stopping on the other recording layer are equal. Since the polarity is opposite and the application time is equal, the impulse based on the drive signal for moving from the position of one recording layer and the drive signal for stopping on the other recording layer are used. The total sum of the impulses based on this can be easily made substantially zero, and the focus stability after the movement can be reliably realized.
[0188]
Further, the sum of the interpolation signal holding the focus control signal immediately before the movement of the condensing lens and the interlayer movement signal is used as a drive signal for moving the position of the condensing spot from the position of the one recording layer. Therefore, it is possible to eliminate the influence of the surface shake when moving the focus, and it is possible to realize a stable and reliable focus movement.
[0189]
The interlayer movement signal is given by an acceleration / deceleration pulse corresponding to a distance between the position of one recording layer and another recording layer or a sum of the acceleration / deceleration pulse and an actuator elastic term invalidation signal. Therefore, the interlayer movement signal can be given in a simpler form.
[0190]
Further, since the corrected acceleration / deceleration pulse is applied after the acceleration / deceleration pulse is applied, stable and reliable focus movement can be realized even when the focus error signal characteristic is asymmetric.
[0191]
Further, since the actuator elastic term invalidation signal is a signal simulating the moving position of the condenser lens, more stable and more reliable focus movement can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a position error that occurs when a focus control signal is held with respect to a disc having surface deflection.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a position error that occurs when a focus control signal is held with respect to a disc having surface deflection.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a position error that occurs when a focus control signal is held with respect to a disk having surface deflection.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining jump period versus maximum position error during zero-order hold;
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a comparison between a jump period and a maximum position error according to a hold type.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining jump period vs. maximum position error at the time of primary hold.
FIG. 7 is a block diagram showing a focus jump device in the first embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an operation of the focus actuator with respect to an applied pulse.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining mechanical characteristics of an actuator.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the principle of an actuator elastic term invalidation signal.
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an actuator elasticity term invalidation signal at the time of a focus jump.
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a position error due to variation in actuator sensitivity when a fixed acceleration / deceleration pulse is applied.
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the operation of the actuator when the acceleration / deceleration pulse application timing is set on the basis of the FES amplitude.
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a case where FES detection characteristics are unbalanced.
FIG. 15 is a block diagram illustrating a focus jump device according to a second embodiment.
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment;
FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment.
FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining an actuator elastic term invalidation signal in the second embodiment.
FIG. 19 is an explanatory diagram for explaining an actuator elastic term invalidation signal in the second embodiment.
FIG. 20 is a block diagram showing a conventional focus jump device.
FIG. 21 is a block diagram showing a conventional focus jump device.
FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining main technical problems of focus jump.
[Explanation of symbols]
3 focus actuator drive coil, 7 focus control loop switch, 8 phase compensation block, 9 changeover switch, 11 low-pass filter block, 12 hold block, 13 addition block, 14 acceleration / deceleration pulse generation block, 15 acceleration / deceleration pulse application result determination block, 19 Addition block, 20 Actuator elasticity term invalidation signal generation block.
Claims (8)
フォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー検出ブロックと、前記フォーカスエラー信号に対して位相補償を行ってフォーカス制御信号を出力する位相補償ブロックとを備え、該フォーカス制御信号をフォーカスアクチュエータに供給して該フォーカスアクチュエータによって駆動される対物レンズを任意の記録層に対し所定位置になるように位置制御することにより、光スポットを当該記録層に合焦させるフォーカス制御ループと、 A focus error detection block for generating a focus error signal; and a phase compensation block for performing phase compensation on the focus error signal and outputting a focus control signal, and supplying the focus control signal to a focus actuator A focus control loop for focusing the light spot on the recording layer by controlling the position of the objective lens driven by the actuator so as to be in a predetermined position with respect to an arbitrary recording layer;
一つの記録層から他の記録層に光スポットを移動し合焦させるフォーカスジャンプを行うフォーカスジャンプ装置とを備え、 A focus jump device that performs a focus jump that moves and focuses a light spot from one recording layer to another, and
前記フォーカスジャンプ装置は、 The focus jump device
前記位相補償ブロックの前段に設けられたフォーカス制御ループスイッチと、 A focus control loop switch provided in a preceding stage of the phase compensation block;
前記フォーカス制御信号のノイズ成分を除去するローパスフィルタブロックと、 A low-pass filter block for removing a noise component of the focus control signal;
前記ローパスフィルタブロックの出力信号をホールドして補間信号を出力するホールドブロックと、 A hold block for holding an output signal of the low-pass filter block and outputting an interpolation signal;
加減速パルスを生成する加減速パルス発生ブロックと、 An acceleration / deceleration pulse generation block for generating an acceleration / deceleration pulse;
前記フォーカスアクチュエータの機械的弾性項を無効化する機能を有するアクチュエータ弾性項無効化信号を発生するアクチュエータ弾性項無効化信号発生ブロックと、 An actuator elasticity term invalidation signal generation block for generating an actuator elasticity term invalidation signal having a function of invalidating a mechanical elasticity term of the focus actuator;
前記補間信号と、前記加減速パルスと、前記アクチュエータ弾性項無効化信号とを加算してフォーカスジャンプ信号を生成する加算手段と、 Adding means for adding the interpolation signal, the acceleration / deceleration pulse, and the actuator elasticity term invalidation signal to generate a focus jump signal;
前記位相補償ブロックの後段に設けられ、前記位相補償ブロックから出力される前記フォーカス制御信号又は前記フォーカスジャンプ信号を選択するフォーカス制御ループ選択スイッチとを備え、 A focus control loop selection switch that is provided at a subsequent stage of the phase compensation block and selects the focus control signal or the focus jump signal output from the phase compensation block;
前記フォーカス制御モードにおいては、前記フォーカス制御ループ選択スイッチが前記フォーカス制御信号を選択して前記フォーカスアクチュエータに供給し、 In the focus control mode, the focus control loop selection switch selects the focus control signal and supplies it to the focus actuator;
前記フォーカスジャンプモードにおいては、前記フォーカス制御スープスイッチがオフとなり、前記フォーカス制御ループ選択スイッチが前記フォーカスジャンプ信号を選択して、前記フォーカスアクチュエータに供給し、 In the focus jump mode, the focus control soup switch is turned off, and the focus control loop selection switch selects the focus jump signal and supplies it to the focus actuator.
前記加減速パルス発生ブロックは、前記フォーカスエラー信号に基づいて生成した、前記フォーカスアクチュエータを加速或いは減速する矩形波を出力し、出力モードとして加速パルス、零期間、減速パルスの3つのモードを持ち、前記加減速パルスの力積総和が零に設定され、 The acceleration / deceleration pulse generation block outputs a rectangular wave generated based on the focus error signal to accelerate or decelerate the focus actuator, and has three modes of acceleration pulse, zero period, and deceleration pulse as output modes, The sum of impulses of the acceleration / deceleration pulses is set to zero,
前記アクチュエータ弾性項無効化信号は、前記光スポットが一つの記録層から他の記録層へ移動するときの前記フォーカスアクチュエータの移動位置を模擬した信号である The actuator elastic term invalidation signal is a signal simulating the movement position of the focus actuator when the light spot moves from one recording layer to another recording layer.
ことを特徴とする光ディスク装置。 An optical disc device characterized by the above.
前記補正加速パルスの発生期間と前記補正減速パルスの発生期間においては、前記加速パルスと前記補正加速パルスの極性が逆の場合には、前記アクチュエータ弾性項無効化信 In the generation period of the corrected acceleration pulse and the generation period of the corrected deceleration pulse, if the polarity of the acceleration pulse and that of the corrected acceleration pulse are opposite, the actuator elastic term invalidation signal 号は連続性を失わず、かつその増加率が逆極性になるように設定されるThe number is set so that the continuity is not lost and the rate of increase is reversed.
ことを特徴とする請求項3に記載の光ディスク装置。 The optical disc apparatus according to claim 3, wherein
対物レンズを任意の記録層に対し所定位置になるように位置制御することにより、光スポットを当該記録層に合焦させるフォーカス制御ループを用いたフォーカス制御モードと、一つの記録層から他の記録層へ光スポットを移動し合焦させるフォーカスジャンプモードとが切り換え可能であり、 Focus control mode using a focus control loop that focuses the light spot on the recording layer by controlling the position of the objective lens to a predetermined position with respect to an arbitrary recording layer, and recording from one recording layer to another The focus jump mode that moves the light spot to the layer and focuses can be switched,
前記フォーカスジャンプモードにおいては、前記フォーカス制御ループの位相補償ブロックの前段に設けられたフォーカス制御ループスイッチをオフするとともに、前記位相補償ブロックの後段に設けられたフォーカス制御ループ選択スイッチを切換えてフォーカスジャンプ信号を選択し、 In the focus jump mode, the focus control loop switch provided before the phase compensation block of the focus control loop is turned off, and the focus control loop selection switch provided after the phase compensation block is switched to switch the focus jump. Select the signal
前記フォーカスジャンプ信号は、前記フォーカスジャンプモードへの切換え直前のフォーカス制御信号からノイズを除去したものをホールドすることにより得られた補間信号と、フォーカスアクチュエータの機械的弾性項を無効化する機能を有するアクチュエータ弾性項無効化信号と、加減速パルスとの和で与えられ、 The focus jump signal has a function of invalidating an interpolation signal obtained by holding a signal obtained by removing noise from the focus control signal immediately before switching to the focus jump mode, and a mechanical elastic term of the focus actuator. It is given as the sum of actuator elasticity term invalidation signal and acceleration / deceleration pulse,
前記加減速パルスは、フォーカスエラー信号に基づいて生成された、前記フォーカスアクチュエータを加速或いは減速する矩形波であり、 The acceleration / deceleration pulse is a rectangular wave generated based on a focus error signal for accelerating or decelerating the focus actuator,
前記加減速パルスの出力モードとして加速パルス、零期間、減速パルスの3つのモードがあり、前記加減速パルスの力積総和が零に設定され、 The acceleration / deceleration pulse output mode includes three modes of acceleration pulse, zero period, and deceleration pulse, and the sum of impulses of the acceleration / deceleration pulse is set to zero,
前記アクチュエータ弾性項無効化信号は、光スポットが一つの記録層から他の記録層への移動するときの前記フォーカスアクチュエータの移動位置を模擬した信号である The actuator elastic term invalidation signal is a signal simulating the movement position of the focus actuator when the light spot moves from one recording layer to another recording layer.
ことを特徴とするフォーカス移動方法。 A focus moving method characterized by that.
上記フォーカスエラーが減少する方向に上記フォーカスエラーが1/2になるまでの期間補正加速パルスを印加し、その後補正減速パルスを印加し、 Apply a correction acceleration pulse for a period until the focus error becomes 1/2 in the direction in which the focus error decreases, and then apply a correction deceleration pulse,
前記補正減速パルスは前記補正加速パルスとの力積総和が零となるように設定される The corrected deceleration pulse is set so that the sum of impulses with the corrected acceleration pulse is zero.
ことを特徴とする請求項5に記載のフォーカス移動方法。 The focus movement method according to claim 5, wherein:
前記補正加速パルスの発生期間と前記補正減速パルスの発生期間においては、前記加速パルスと前記補正加速パルスの極性が逆の場合には、前記アクチュエータ弾性項無効化信号は連続性を失わず、かつその増加率が逆極性になるように設定される In the generation period of the corrected acceleration pulse and the generation period of the corrected deceleration pulse, if the polarities of the acceleration pulse and the corrected acceleration pulse are opposite, the actuator elastic term invalidation signal does not lose continuity, and The rate of increase is set to have a reverse polarity
ことを特徴とする請求項7に記載のフォーカス移動方法。 The focus movement method according to claim 7, wherein:
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