KR20030076700A - 광 디스크 장치 - Google Patents

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KR20030076700A
KR20030076700A KR10-2003-7011056A KR20037011056A KR20030076700A KR 20030076700 A KR20030076700 A KR 20030076700A KR 20037011056 A KR20037011056 A KR 20037011056A KR 20030076700 A KR20030076700 A KR 20030076700A
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후지우네겐지
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쿠제유우이치
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

광 디스크 장치(2001)는 반사면을 검출하는 반사면 검출 수단(1010)과, 광 디스크(2100)에 조사되는 광빔의 초점과 반사면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 반사면에 대한 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단(1202, 1003, 1009, 1008, 1003, 1012, 1005, 1204)과, 광빔의 초점의 위치를 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단(1007)과, 포커스 제어 수단과 이동 수단을 제어하는 제어 수단(1006)을 구비하고 있다.

Description

광 디스크 장치{Optical disk unit}
최근, 광 디스크 장치는 대용량의 가교환 매체라는 특징이 주목되고, 미래의 비디오 레코더로서 점점 보급하는 것이 기대되고 있다. 광 디스크가 대용량 가교환 매체인 이유의 하나는 매체에 대하여 비접촉으로 기록·재생이 실행되는 것에 있다. 즉, 레이저빔을 수렴(收斂)시켜, 그 초점을 광 디스크 정보 기록층에 조사하고, 이것으로써 기록 및 재생하는 것이므로, 디스크의 표면에 다소의 티끌이나 먼지가 부착되더라도, 예를 들면 자기 기록처럼, 헤드 크래쉬(head crash)를 일으키는 일은 없다.
그러나, 상기 광 디스크의 특징은 포커스 제어, 즉 수렴 레이저빔의 초점과 정보 기록층의 거리를 오차 범위 내에 수속하는 제어가 안정하게 실행되고 있는 것이 대전제가 된다. 일단 포커스 제어가 벗어나 버리면 광 헤드의 대물 렌즈 액추에이터가 폭주하여, 광 디스크 표면과 격돌하는 경우가 있다. 이와 같은 포커스 벗어남은 특히 포커스 인입 시, 즉, 광 디스크 드라이브를 기동한 직후, 레이저빔 초점을 포커스 제어의 캡쳐 레인지(capture-range) 내로 이동시켜, 포커스 제어 루프를 닫는, 그 과정에서 발생할 빈도가 높다. 따라서, 종래부터, 포커스의 인입에 대해서는 여러 가지 방법이 검토되어 왔다.
예를 들면, 일본 특개평9-115147호 공보에 기재되어 있는 방법에 의하면, 초기의 레이저빔 초점이 광 디스크 정보 기록층보다 가까운지 먼지를 미리 판별하고, 이 초기 상태에 따른 집속 처리를 실행한다. 우선, 초점이 정보 기록층보다 가깝다고 판정된 경우, 대물 렌즈 액추에이터를 구동하여 초점을 정보 기록층에 가깝게 하여, 집속의 캡쳐 레인지에 들어간 부분에서 포커스 제어의 폐쇄 루프 동작으로 바꾼다. 이것과는 반대로 멀다고 판정된 경우, 상기 액추에이터를 멀리하는 방향으로 구동하고, 마찬가지로 폐쇄 루프 동작으로 바꾼다.
그러나 종래 방법에서는 대물 렌즈의 워킹 디스턴스(대물 렌즈와 광 디스크 표면의 거리)가 광 디스크의 면 흔들림과 비교하여 작은 경우, 대물 렌즈가 광 디스크 표면에 충돌할 확률이 현저하게 증가한다는 문제점을 갖고 있었다. 즉, 1회에 포커스의 인입이 성공하는 경우는 문제없지만, 실패한 경우, 가령 대물 렌즈 액추에이터의 폭주가 없다고 해도, 디스크의 면 흔들림이 워킹 디스턴스를 초과하고 있으면, 디스크쪽으로부터 대물 렌즈에 충돌할 가능성이 있다.
현재 시판되고 있는 CD, DVD 플레이어에 대해서는 대물 렌즈의 NA(개구수)는기껏 0.45 내지 0.6 정도이고, 워킹 디스턴스는 0.5mm 이상 확보하는 것이 가능하다. 따라서 통상 일어날 수 있는 0.2mm 정도의 면 흔들림이라면 충분히 흡수할 수 있다. 그러나, 앞으로, 더욱 기록 용량을 높이기 위해서 NA를 한계 부근까지 높인 경우, 대물 렌즈의 설계 상 워킹 디스턴스는 극도로 작아진다. 예를 들면, NA를 0.85로 한 경우, 보호층의 두께를 0.1mm 정도(CD의 보호층 두께는 1.2mm, DVD는 0.6mm)로 하였다고 해도 워킹 디스턴스는 0.15mm 정도가 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 광 디스크의 대용량화에 동반하여 대물 렌즈의 워킹 디스턴스를 충분히 확보할 수 없는 경우라도 대물 렌즈가 광 디스크의 표면에 충돌하는 빈도를 현저하게 저감시킬 수 있는 포커스 제어를 실행하는 광 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
종래의 광 디스크 장치로서, 소정의 회전수로 회전하고 있는 광 디스크에 반도체 레이저 등의 광원으로부터 발생한 광빔을 수렴하여 조사하고, 광 디스크 상에 기록되어 있는 신호를 재생하는 광 디스크 장치가 있다. 광 디스크에는 복수의 트랙이 소용돌이 형상으로 형성되어 있다. 트랙은 요철로 형성된 홈에 의해서 형성되어 있다. 정보면 상에는 상 변화 재료 등의 기록막이 부착되어 있다. 광 디스크 상에 정보를 기록하는 경우에는 광빔의 초점이 정보면 상에 위치하도록 포커스 제어하면서, 또한, 트랙 상에 위치하도록 트래킹 제어하면서 광빔의 강도를 정보에 따라서 변화시킴으로써 기록막의 반사율을 바꾼다. 광 디스크 상의 정보를 재생하는 경우에는 마찬가지로 광빔의 초점이 정보면 상에 위치하도록 포커스 제어하면서, 또한, 트랙 상에 위치하도록 트래킹 제어하면서 광 디스크로부터의 반사광을광 검출기로 수광한다. 광 검출기의 출력을 처리함으로써 정보를 재생한다.
광 디스크의 정보면과 광빔의 초점의 어긋남을 보이는 포커스 에러 신호는 비점수차법 등에 의해서 검출된다. 포커스 에러 신호는 초점이 정보면과 일치한 경우에 영이 된다. 일반적으로 비점수차법 등의 검출 범위는 10㎛ 정도이다. 따라서, 포커스 제어계를 동작시킬 때는 미리 대물 렌즈를 이동시켜 초점 위치를 상술한 검출 범위로 이동시키고, 포커스 에러 신호가 제로 크로스한(zero-cross) 타이밍으로 포커스 제어를 동작시킨다. 그러나, 초점이 광 디스크의 표면을 통과할 때에도 포커스 에러 신호는 제로 크로스한다. 광 디스크의 표면에서 발생하는 제로 크로스로 포커스 제어를 동작시키면 초점이 광 디스크 표면에 위치하도록 포커스 제어된다. 이것을 방지하기 위해서, 광 디스크의 표면과 비교하여 정보면의 반사율이 높은 것을 이용한다. 즉, 광 디스크로부터의 전반사 광량의 레벨이 소정의 레벨을 넘는 것으로 정보면에서 발생하는 제로 크로스를 검출한다.
그런데 최근, 광 디스크의 한쪽 면에 2개의 정보면을 갖는 재기록 가능한 광 디스크가 제안되어 있다. 이하에서는 이 광 디스크를 2층 광 디스크라고 한다. 2층 광 디스크는 대물 렌즈로부터 먼 정보면의 정보를 재생할 때는 대물 렌즈로부터 가까운 정보면을 투과한 광빔으로 정보를 재생하기 때문에, 대물 렌즈와 가까운 정보면의 반사율을 낮아지도록 설계하고 있다.
따라서, 광 검출기로 수광되는 각각의 정보면으로부터의 광량은 적어진다. 또, 정보면이 1개인 광 디스크를 단층 광 디스크라고 한다.
상술한 바와 같이, 2층 광 디스크에 있어서는 각각의 정보면에서의 전반사광량의 레벨이 낮아지기 때문에 전반사 광량의 레벨에 기초하여 광 디스크 표면과 정보면을 구별하는 것이 곤란하다. 즉, 2층 광 디스크에 있어서, 종래와 같은 수법으로 집속을 실행하여도 확실하게 정보면에 포커스를 인입할 수 없다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 광 디스크 표면으로부터의 전반사 광량 레벨과 정보면에서의 전반사 광량 레벨의 차가 작은 경우(예를 들면, 2층 광 디스크의 경우)라도, 정보면에 대한 집속을 확실하게 행할 수 있는 광 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 디지털 비디오 정보 등의 정보를 고밀도로 광 디스크에 기록하고, 광 디스크에 기록된 정보를 재생하는 광 디스크 장치에 관한 것으로, 특히, 광 디스크의 정보면에 대한 포커스 제어를 정확하게 실행할 수 있는 광 디스크 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 2a는 시퀀스(1 내지 4)에 걸쳐 수렴 레이저빔의 초점의 위치의 변화를 도시하는 도면이다.
도 2b는 시퀀스(1 내지 4)에 걸쳐 포커스 에러 신호(FE)의 변화를 도시하는 도면이다.
도 3은 보호층의 표면에 디스크 정보가 형성된 광 디스크의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 5는 FE 신호의 변화의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 광 디스크에 형성된 트랙을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 광빔이 트랙을 횡단한 경우의 TE 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 8은 대물 렌즈를 광 디스크의 정보면에 서서히 근접시킨 경우의 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 9는 포커스를 인입 시의 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 11은 광 디스크의 정보면에 형성된 복수의 트랙을 도시하는 도면이다.
도 12는 포커스 제어가 동작하고 있는 상태에서 광빔이 트랙을 횡단하는 경우의 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 13은 광 디스크 장치의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예 4의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 15는 광 디스크 장치의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예 5의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 17은 광 디스크 장치의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예 6의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 19는 위상 보상 회로의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 20은 위상 보상 회로에 포함되는 각 회로의 위상 특성을 도시하는 도면이다.
도 21은 포커스를 인입 시의 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 22는 워킹 디스턴스를 도시하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예 7의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 24는 2층 광 디스크(2187)와 광빔(2106)을 도시하는 도면이다.
도 25는 광 디스크 장치의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 26은 본 발명의 실시예 8의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 27은 광 검출기의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 28은 본 발명의 실시예 9의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 29는 광 디스크 장치의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 30은 본 발명의 실시예 10의 광 디스크 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 31은 제 1 정보면에서 제어용 FE 신호가 영의 경우의 외측과 내측의 광빔의 초점 위치를 도시하는 도면이다.
도 32는 외측 FE 신호, 내측 FE 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
도 33은 광 디스크 장치의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시하는 도면이다.
본 발명의 광 디스크 장치는 정보 기록층과 상기 정보 기록층 상에 형성된 보호층을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치로서, 반사면을 검출하는 반사면 검출 수단과, 상기 광 디스크에 조사되는 광 빔의 초점과 반사면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 상기 반사면에 대한 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단과, 상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 포커스 제어 수단과 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 반사면 검출 수단에 의해서 상기 보호층의 표면이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 보호층을 향하여 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고, 상기 보호층의 표면이 검출되면, 상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하고, 상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어를 해제하여, 상기 반사면 검출 수단에 의해서상기 정보 기록층의 표면이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 정보 기록층을 향하여 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고, 상기 정보 기록층의 표면이 검출되면, 상기 정보 기록층의 표면에 대한 상기 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하고, 이로써, 상기 목적이 달성된다.
상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득과 상기 정보 기록층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득은 상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득과 상기 보호층의 표면의 반사율의 곱이, 상기 정보 기록층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득과 상기 정보 기록층의 표면의 반사율의 곱과 같아지도록 설정되도록 하여도 좋다.
상기 보호층의 표면에는 상기 정보 기록층의 반사율을 나타내는 정보가 미리 형성되어 있고, 상기 제어 수단은 상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어를 실행하고 있는 동안에, 상기 정보를 상기 보호층의 표면으로부터 판독하고, 상기 정보에 기초하여 상기 정보 기록층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득을 설정하여도 좋다.
상기 보호층의 표면의 반사율은 3% 내지 5% 라도 좋다.
본 발명의 다른 광 디스크 장치는 복수의 트랙이 형성된 정보면을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치로서, 상기 광 디스크에 조사된 광빔과 상기 복수의 트랙중의 대응하는 1개의 위치의 어긋남을 검출하고, 상기 위치의 어긋남을 나타내는 트래킹 에러 신호를 출력하는 트래킹 에러 검출 수단과, 상기 트래킹 에러 신호의 진폭을 검출하는 진폭 검출 수단과, 상기 광빔의 초점과 상기 정보면의 거리가소정의 오차 범위 내가 되도록 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단과, 상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 이동시키는 이동 수단과, 상기 포커스 제어 수단과 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 포커스 제어 수단의 동작을 정지시킨 상태에서, 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 상기 정보면에 형성된 트랙을 횡단하는 방향으로 이동하면서, 상기 광 디스크에 근접하도록 상기 이동 수단을 제어하고, 상기 제어 수단은 상기 진폭 검출 수단에 의해서 상기 트래킹 에러 신호의 진폭이 소정의 값 이상이 된 것이 검출된 경우에 한정하여, 상기 포커스 제어 수단이 동작을 개시하는 것을 허용하고, 이로써, 상기 목적이 달성된다.
상기 정보면에 형성된 상기 복수 트랙의 각각은 사행(蛇行)하고 있어도 좋다.
상기 광 디스크 장치는 상기 광빔의 초점과 상기 정보면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호가 제로 크로스한 것을 검출하는 제로 크로스 검출 수단을 더 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 진폭 검출 수단에 의해서 상기 트래킹 에러 신호의 진폭이 소정의 값 이상이 된 것이 검출되고, 또한, 상기 제로 크로스 검출 수단에 의해서 상기 포커스 에러 신호가 제로 크로스한 것이 검출된 경우에, 상기 포커스 제어 수단의 동작을 개시시켜도 좋다.
상기 광 디스크 장치는, 대역 통과 필터를 더 구비하고, 상기 트래킹 에러 신호는 상기 대역 통과 필터를 통해 상기 진폭 검출 수단에 공급되어도 좋다.
상기 제어 수단은 상기 진폭 검출 수단이 상기 트래킹 에러 신호의 진폭을검출하는 경우에 있어서의 상기 광 디스크의 회전수가 상기 광 디스크의 상기 정보면에 기록된 정보를 재생하는 경우에 있어서의 상기 광 디스크의 회전수보다 작아지도록 상기 광 디스크의 회전을 제어하여도 좋다.
상기 제어 수단은 상기 진폭 검출 수단이 상기 트래킹 에러 신호의 진폭을 검출하는 경우에 있어서의 상기 광빔의 강도가 상기 광 디스크의 상기 정보면에 기록된 정보를 재생하는 경우에 있어서의 상기 광빔의 강도보다 작아지도록 상기 광빔의 강도를 제어하여도 좋다.
상기 제어 수단은 상기 광 디스크의 회전이 정지한 상태에서 상기 포커스 제어를 실행하고, 상기 광빔의 초점과 상기 정보면의 거리가 상기 소정의 오차 범위 내에 있는 것이 검출된 후에 상기 광 디스크가 회전을 개시하도록, 상기 광 디스크의 회전을 제어하여도 좋다.
본 발명의 다른 광 디스크 장치는 정보면을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치로서, 상기 광 디스크에 조사된 광빔의 초점과 소정의 면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호를 출력하는 포커스 에러 검출 수단과, 상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점과 상기 소정의 면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 상기 소정의 면에 대한 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단과, 상기 포커스 에러 신호가 제로 크로스한 것을 검출하는 제로 크로스 검출 수단과, 상기 포커스 제어 수단과 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 제로 크로스검출 수단에 의해서 상기 포커스 에러 신호가 최초에 제로 크로스한 것이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 표면을 향하여 제 1 방향으로 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고, 상기 포커스 에러 신호가 최초에 제로 크로스한 것이 검출되면, 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 표면과 상기 정보면의 거리보다 큰 소정의 거리만큼 상기 제 1 방향으로 더 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고, 상기 광빔의 초점을 상기 소정의 거리만큼 상기 제 1 방향으로 더 이동시킨 후, 상기 제로 크로스 검출 수단에 의해서 상기 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 정보면을 향하여 상기 제 1 방향과는 반대의 제 2 방향으로 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고, 상기 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것이 검출되면, 상기 정보면에 대한 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하고, 이로써, 상기 목적이 달성된다.
상기 제어 수단은 상기 광 디스크의 회전이 정지한 상태에서 상기 포커스 제어를 실행하고, 상기 광빔의 초점과 상기 정보면의 거리가 상기 소정의 오차 범위 내에 있는 것이 검출된 후에 상기 광 디스크가 회전을 개시하도록, 상기 광 디스크의 회전을 제어하여도 좋다.
본 발명의 다른 광 디스크 장치는 정보면을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치로서, 상기 광 디스크에 조사된 광빔의 초점과 소정의 면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호를 출력하는 포커스 에러 검출 수단과, 상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단과,상기 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점과 상기 소정의 면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 상기 소정의 면에 대한 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단과, 상기 포커스 에러 신호가 제로 크로스한 것을 검출하는 제로 크로스 검출 수단과, 상기 포커스 제어 수단과 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 제로 크로스 검출 수단에 의해서 상기 포커스 에러 신호가 최초로 제로 크로스한 것이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 표면을 향하여 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고, 상기 포커스 에러 신호가 최초에 제로 크로스한 것이 검출되면, 상기 광 디스크의 표면에 대한 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하고, 상기 광 디스크의 표면에 대한 포커스 제어를 실행하고 있는 동안에, 상기 광 디스크의 회전 각도에 따른 상기 이동 수단의 변위를 나타내는 변위 정보를 기억 수단에 기억하고, 상기 포커스 제어 수단의 동작을 정지시킨 상태에서, 상기 제로 크로스 검출 수단에 의해서 상기 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것이 검출될 때까지, 상기 기억 수단에 기억한 상기 변위 정보에 기초하여, 상기 광빔의 초점이 상기 정보면을 향하여 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고, 상기 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것이 검출되면, 상기 정보면에 대한 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하고, 이로써, 상기 목적이 달성된다.
상기 포커스 제어 수단은 포커스 제어 수단이 동작을 개시하고 나서 소정의 기간은 상기 광 디스크에 기록된 정보를 재생하는 경우와 비교하여 위상이 진행하는 대역이 넓어지도록 위상 보상을 제어하여도 좋다.
상기 포커스 제어 수단은 포커스 제어 수단이 동작을 개시하고 나서 소정의 기간은 상기 광 디스크에 기록된 정보를 재생하는 경우와 비교하여 이득이 작아지도록 이득을 설정하여도 좋다.
본 발명의 다른 광 디스크 장치는 복수의 정보면을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치로서, 상기 복수의 정보면 중 소정의 정보면에 광빔을 조사한 경우에 있어서, 상기 광 디스크로부터의 반사광을 검출하는 광 검출 수단과, 상기 광 검출 수단의 출력에 기초하여, 상기 광빔의 초점과 상기 소정의 정보면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호를 출력하는 포커스 에러 검출 수단과, 상기 광 검출 수단의 출력에 기초하여, 상기 광 디스크로부터의 전반사 광량을 검출하는 전반사 광량 검출 수단과, 상기 전반사 광량 검출 수단의 출력으로부터, 상기 광 디스크의 소정의 정보면 이외의 정보면에 의해 반사되는 반사 광량에 따른 신호값을 감산한 값으로, 상기 포커스 에러 신호를 제산함으로써, 정규화된 포커스 에러 신호를 생성하는 정규화 수단을 구비하고 있고, 이로써, 상기 목적이 달성된다.
상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여, 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 정규화된 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점과 상기 소정의 정보면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단과, 상기 포커스 제어의 계의 이득을 측정하는 포커스 이득 측정 수단을 더 구비하고, 상기 신호값은 상기 포커스 이득 측정 수단의 출력에 기초하여 변화하여도 좋다.
상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단을 더 구비하고, 상기 신호값은 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면을 통과하도록 상기 이동 수단을 구동한 경우에 있어서의 상기 정규화된 포커스 에러 신호의 진폭이 일정치가 되도록 변화하여도 좋다.
상기 신호값은 상기 복수의 정보면의 각각에 대하여 변화하여도 좋다.
상기 광빔의 초점이 위치하는 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면과는 다른 정보면으로부터의 반사광을 검출하는 미광 검출 수단을 더 구비하고, 상기 신호값은 상기 미광 검출 수단의 출력에 기초하여 변화하여도 좋다.
상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 정규화된 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점을 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면과는 다른 정보면으로 이동시키도록 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 더 구비하고 있더라도 좋다.
상기 광 검출 수단은 상기 광 디스크로부터의 반사광을, 광축에 가까운 내측의 영역의 광과 상기 광축으로부터 먼 외측의 영역의 광과 분할하는 광빔 분할 수단을 더 구비하고 있고, 상기 포커스 에러 검출 수단은 상기 내측의 영역의 광에 기초하여 상기 광빔의 초점과 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면의 위치의 어긋남을 검출하는 내측 포커스 에러 검출 수단과, 상기 외측의 영역의 광에 기초하여 상기 광빔의 초점과 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면의 위치의 어긋남을 검출하는 외측 포커스 에러 검출 수단을 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 내측 포커스에러 검출 수단의 출력 및 상기 외측 포커스 에러 검출 수단의 출력의 적어도 한쪽에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점을 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면과는 다른 정보면으로 이동시키도록 상기 이동 수단을 제어하여도 좋다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1의 광 디스크 장치(1001)의 구성예를 도시한다.
광 디스크 장치(1001)는 광 디스크(1100)에 정보를 기록하고, 또는, 광 디스크(1100)에 기록되어 있는 정보를 재생한다. 광 디스크(1100)는 정보 기록층(1120)과, 정보 기록층(1120)의 위에 형성된 보호층(1110)을 갖고 있다.
광 디스크 장치(1001)는 정보 기록층(1120)에 수렴 레이저빔을 조사하기 위한 광 헤드(1102)를 포함한다.
광 헤드(1102)는 레이저 광원(1201)과, 수광 수단(1202)과, 대물 렌즈 액추에이터(1204)와, 대물 렌즈(1203)를 포함한다.
레이저 광원(1201)은 레이저빔을 출사한다. 레이저 광원(1201)으로부터 출사된 레이저빔은 대물 렌즈(1203)에 의해서 수렴된다. 그 결과, 수렴 레이저빔이 광 디스크(1100)에 조사된다. 광 디스크(1100)에 의해서 반사된 수렴 레이저빔은 대물 렌즈(1203)를 통과하여 수광 수단(1202)에 의해서 받아들여진다. 대물 렌즈(1203)는 대물 렌즈 액추에이터(1204)에 의해서 구동된다.
수광 수단(1202)은 예를 들면, 다분할된 수광부로 구성된다. 수광 수단(1202)으로부터 출력되는 신호군(DOUT)은 포커스 오차 연산 수단(1003) 및 정보 판독 수단(1011)에 공급된다. 포커스 오차 연산 수단(1003)은 신호군(DOUT)으로부터 포커스 에러 신호(FE)를 생성한다. 포커스 에러 신호란 상기 수렴 레이저빔의 초점과 반사면(후술하지만, 보호층(1110)의 표면 또는 정보 기록층(1120))의 거리에 따라서 변화하는 신호이다. 포커스 에러 신호(FE)는 이득 앰플리파이어(1009), 스위치(1008), 가산 수단(1004), 저역 보상 수단(1012), 액추에이터 드라이버(1005)를 경유하여 광 헤드(1002)의 대물 렌즈 액추에이터(1204)에 피드백된다.
이와 같이, 수광 수단(1202), 포커스 오차 연산 수단(1003), 이득 업(1009),스위치(1008), 가산 수단(1004), 저역 보상 수단(1012), 액추에이터 드라이버(1005) 및 대물 렌즈 액추에이터(1204)에 의해서 포커스 서보를 실행하는 포커스 제어 루프가 형성된다. 스위치(1008)는 포커스 제어 루프를 개폐하기 위해서 사용된다. 가산 수단(1004)은 후술하는 초점 이동 수단(1007)의 출력 신호를 포커스 제어 루프에 가산하기 위해서 사용된다.
수광 수단(1202), 포커스 오차 연산 수단(1003), 이득 업(1009), 스위치(1008), 가산 수단(1004), 저역 보상 수단(1012), 액추에이터 드라이버(1005) 및 대물 렌즈 액추에이터(1204)는 포커스 에러 신호(FE)에 기초하여 대물 렌즈 액추에이터(1204)를 구동함으로써, 수렴 레이저빔의 초점과 반사면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 반사면에 대한 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단으로서 기능한다.
초점 이동 수단(1007)은 상기 수렴 레이저빔의 초점을 강제적으로 광 디스크면에 대하여 수직으로 이동시킨다. 초점 이동 수단(1007)의 출력 신호는 가산기(1004)에 의해서 포커스 제어 루프에 가산된다.
시퀀서(1006)는 초점 이동 수단(1007) 및 포커스 제어 수단을 제어한다. 시퀀서(1006)는 스위치(1008)의 온 오프를 바꿈으로써 포커스 제어 수단을 제어한다. 스위치(1008)가 온인 경우에는 포커스 제어 루프가 폐쇄 상태로 되고, 포커스 제어 수단이 동작한다. 스위치(1008)가 오프인 경우에는 포커스 제어 루프가 개방 상태가 되고, 포커스 제어 수단의 동작이 정지한다.
시퀀서(1006)는 예를 들면, 후술하는 시퀀스(1 내지 4)를 생성하기 위한 프로그램이 짜여진 마이크로프로세서에 의해서 구성될 수 있다.
이하, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 시퀀서(1006)의 기능을 설명한다. 시퀀서(1006)는 이하에 나타내는 시퀀스(1 내지 4)를 연속적으로 실행한다. 도 2a는 시퀀스(1 내지 4)에 걸쳐서 수렴 레이저빔의 초점의 위치의 변화를 도시한다. 도 2b는 시퀀스(1 내지 4)에 걸쳐 포커스 에러 신호(FE)의 변화를 도시한다.
(시퀀스 1)
시퀀서(1006)는 수렴 레이저빔의 초점이 보호층(1110)을 향하여 이동하도록 초점 이동 수단(1007)을 제어한다. 이러한 제어는 예를 들면, 시퀀서(1006)가 초점 이동 수단(1007)에 커맨드(M)를 발행함으로써 이루어진다. 커맨드(M)에 응답하여, 대물 렌즈 액추에이터(1204)에 DC 전류가 공급된다. 이로써, 대물 렌즈(1203)가 광 디스크(1100)에 대하여 수직 방향으로 소정 속도로 이동한다.
시퀀스 1에서는 스위치(1008)는 오프 상태로 되어 있다. 따라서, 포커스 제어 루프는 개방 상태이고, 포커스 제어 수단은 정지 상태이다.
시퀀스 1은 반사면 검출 수단(1010)에 의해서 반사면(즉, 보호층(1110)의 표면)이 검출되었을 때에 종료한다.
반사면의 검출은 예를 들면, 포커스 에러 신호(FE)가 소정의 임계치(Vth)를 넘은 것을 검출함으로써 행할 수 있다(도 2b). 이러한 검출은 「수렴 레이저빔의 초점과 반사면의 거리가 근접하고 있는 경우(즉, 검출 가능 범위 내인 경우)에는 포커스 오차에 거의 비례한 진폭을 갖는 포커스 에러 신호가 얻어지지만, 검출 가능 범위 외인 경우에는 그와 같은 진폭을 갖는 포커스 에러 신호가 얻어지지 않는다」라는 포커스 에러 신호에 특유의 성질(소위 S자 특성)을 이용한 것이다.
(시퀀스 2)
시퀀서(1006)는 보호층(1110)의 표면에 대한 포커스 제어를 실행하도록 포커스 제어 수단을 제어한다. 이 제어는 스위치(1008)를 오프 상태로부터 온 상태로 전환함으로써 달성된다. 반사면 검출 수단(1010)은 포커스 에러 신호(FE)가 소정의 임계치(Vth)를 넘은 것을 검출하면 출력 펄스 신호(P)를 출력한다. 시퀀서(1006)는 출력 펄스 신호(P)의 에지에 응답하여, 스위치(1008)를 닫는 루프온 신호(LON)를 생성한다. 이로써, 스위치(1008)는 온 상태가 되고, 보호층(1110)의 표면에 대한 포커스 제어가 개시된다.
시퀀스 2는 보호층(1110)의 표면에 대한 포커스 제어가 안정되었을 때에 종료한다. 예를 들면, 포커스 제어의 개시로부터 소정의 시간이 경과하면 「포커스 제어가 안정되었다」라고 간주해도 지장이 없다. 그 소정의 시간은 포커스 제어 대역에 따라서 결정되는 응답 시간의 10배 정도(혹은 그 이상)의 시간인 것이 바람직하다. 예를 들면, 포커스 제어 대역이 10kHz에 대응하는 응답 시간은 0.1ms인 경우에는 그 소정의 시간은 1ms(=0.1ms×10) 이상인 것이 바람직하다.
(시퀀스 3)
시퀀서(1006)는 보호층(1110)의 표면에 대한 포커스 제어를 해제한다. 이 포커스 제어의 해제는 스위치(1008)를 온 상태로부터 오프 상태로 바꿈으로써 달성된다.
다음에, 시퀀서(1006)는 수렴 레이저빔의 초점이 정보 기록층(1120)을 향하여 이동하도록 초점 이동 수단(1007)을 제어한다. 이러한 제어는 예를 들면, 시퀀서(1006)가 초점 이동 수단(1007)에 커맨드(M)를 발행함으로써 이루어진다. 커맨드(M)에 응답하여 대물 렌즈 액추에이터(1204)에 DC 전류가 공급된다. 이로써, 대물 렌즈(1203)가 광 디스크(1100)에 대하여 수직 방향으로 소정 속도로 이동한다.
시퀀스 3은 반사면 검출 수단(1010)에 의해서 반사면(즉, 정보 기록층(1120)의 표면)이 검출되었을 때에 종료한다.
반사면의 검출은 시퀀스 1에서 설명한 방법과 동일 방법으로 행해진다.
(시퀀스 4)
시퀀서(1006)는 정보 기록층(1120)의 표면에 대한 포커스 제어를 실행하도록 포커스 제어 수단을 제어한다. 이 제어는 스위치(1008)를 오프 상태로부터 온 상태로 바꿈으로써 달성된다.
시퀀스 4는 정보 기록층(1120)의 표면에 대한 포커스 제어가 안정되었을 때에 종료한다.
이와 같이, 본 발명의 광 디스크 장치(1001)에 의하면, 시퀀서(1006)의 제어에 의해, 2단계의 집속이 행해진다. 1단계째의 집속은 보호층(1110)의 표면에 대한 집속이고, 2단계째의 집속은 정보 기록층(1120)의 표면에 대한 집속이다. 이러한 2단계의 집속에 의해, 대물 렌즈(1203)가 광 디스크(1100)에 충돌할 위험성을 대폭 저감하는 것이 가능해진다. 그 이유를 이하에 상세하게 설명한다.
시퀀스 1, 2에 있어서, 1단계째의 집속이 정보 기록층(1120)의 표면에 대해서가 아닌 보호층(1110)의 표면에 대하여 실행된다. 이로써, 종래부터 보호층(1110)의 두께 분만 이격된 위치에 포커스의 인입이 실행되게 된다. 이것은 바꿔 말하면, 워킹 디스턴스가 보호층(1110)의 두께 분만큼 확대된 것으로 된다.
예를 들면, 원래의 워킹 디스턴스(정보 기록층(1120)에 대하여 온(on) 포커스하고 있을 때의 보호층(1110) 표면과 대물 렌즈(1203)의 거리)가 150㎛인 경우에는 그 원래의 워킹 디스턴스에 보호층(1110)의 두께 100㎛를 더한 250㎛를 실질적인 워킹 디스턴스로 할 수 있다. 따라서, 가령, 광 디스크(1100)의 회전에 의해 200㎛ 정도의 면 흔들림이 발생한다고 하더라도, 집속의 실패에 의해, 대물 렌즈(1203)가 보호층(1110)의 표면에 충돌하는 것을 거의 회피하는 것이 가능해진다.
더욱이, 시퀀스 2에 있어서, 광 디스크(1100)의 면 흔들림에 대한 추종 제어가 실행되어 있기 때문에, 시퀀스 3, 4에 있어서, 광 디스크(1100)의 면 흔들림의 영향은 사실상 무시할 수 있다. 정보 기록층(1120)도 보호층(1110)도 동일한 면 흔들림 변동을 하고 있기 때문이다.
시퀀스 4에 있어서, 여기서부터 집속을 실행하고자 하는 정보 기록층(1120)과 대물 렌즈(1203)의 상대 속도는 거의 0으로 되어 있고, 광 디스크(1100)는(면 흔들림 방향에 대해서는) 실질적으로 정지하고 있으면 의제(擬制)할 수 있다. 시퀀스 3에 있어서, 포커스 제어 루프는 차단되어 있지만, 저역 보상 수단(1012)에 의해, 포커스 제어 루프를 차단하기 전의 액추에이터의 동작 상태가 거의 그대로 유지된다. 그 결과, 시퀀스 3, 4에 있어서, 정보 기록층(1120)에 대한 집속을 거의 확실하게 행하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예 1에 따르면, 보호층(1110)의 표면에 대하여, 포커스 제어를 실행하고, 그 후, 정보 기록층(1120)에 대하여 포커스 제어를 실행함으로써, 고 NA의 대물 렌즈를 갖는 광 헤드를 사용한 경우라도, 대물 렌즈가 광 디스크의 표면에 충돌하는 것을 극력 회피하는 것이 가능해진다.
여기서, 보호층(1110)의 표면의 반사율(R1110)과 정보 기록층(1120)의 표면의 반사율(R1120)은 다른 것이 통상이다. 시퀀서(1006)는 반사율(R1110)과 반사율(R1120)의 차이를 보정하기 위해서 이득 업(1009)을 사용하여 이득을 적절하게 설정한다.
시퀀스 2에 있어서의 보호층(1110)의 표면에 대한 포커스 제어 실행 시의 피드백 이득(G1110)과, 시퀀스 4에 있어서의 정보 기록층(1120)의 표면에 대한 포커스 제어 실행 시의 피드백 이득(G1120)은 식 1을 만족하도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
R1110×G1110 = R1120×G1120 (1)
즉, G1110과 G1120은 R1110과 G1110의 곱이 R1120과 G1120의 곱과 같아지도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
식 1을 만족하도록 피드백 이득(G1110, G1120)을 설정함으로써, 제어계 전체의 루프 이득을 항상 일정하게 유지하는 것이 가능해진다. 그 결과, 보호층(1110)의 표면과 정보 기록층(1120)의 표면의 어떠한 것에 대해서도 안정된 포커스 제어를 실행하는 것이 가능해진다.
보호층(1110)의 표면의 반사율(R1110)은 보호층(1110)의 굴절율에 의해서 일의적으로 결정되는 것에 대하여, 정보 기록층(1120)의 표면의 반사율(R1120)은 정보 기록층(1120)의 재질에 따라서 크게 다르다. 예를 들면, 보호층(1110)의 재질이 일반적으로 사용되는 폴리카보네이트 수지의 경우는 보호층(1110)의 표면의 반사율은 3 내지 5% 정도의 범위인 데 대하여, 정보 기록층(1120)의 표면의 반사율은 기록 소거 가능 미디어(예를 들면 상변 가능 막)의 경우는 5 내지 20%, 추기형 미디어(예를 들면 색소계 재료)의 경우는 20 내지 50%, 재생 전용 미디어(예를 들면 알루미 반사막)의 경우는 70 내지 90%와 같이 그 재질에 따라서 크게 다르다. 따라서, 집속 시에 정보 기록층(1120)의 표면의 반사율(R1120)이 분명하게 되어 있지 않으면 식 1의 관계가 성립되는 보증은 없고, 정보 기록층(1120)으로의 집속을 안정하게 실행할 수 없는 경우가 생긴다.
정보 기록층(1120)의 표면의 반사율(R1120)을 확실하게 취득하기 위해서는 예를 들면, 광 디스크(1100)의 보호층(1110)의 표면에 반사율(R1120)을 나타내는 정보를 미리 형성해 두도록 하고, 시퀀스 2의 실행중(즉, 보호층(1110)의 표면에 온 포커스하고 있는 동안)에 정보 판독 수단(1011)을 사용하여 반사율(R1120)을 나타내는 정보를 보호층(1110)의 표면으로부터 읽어내도록 하면 좋다. 시퀀스 4에 있어서, 시퀀서(1006)는 이득 앰플리파이어(1009)를 사용하여 반사율(R1120)에 기초하는 제어 이득을 설정한다.
도 3은 보호층(1110)의 표면에 디스크 정보(1112)가 형성된 광 디스크의 일 예를 도시한다. 정보 기록층(1120)의 표면의 반사율(R1120)을 나타내는 정보는 디스크 정보(1112)의 적어도 일부에 포함되어 있다. 디스크 정보(1112)는 보호층(1110)의 표면에 직접 인쇄된 바코드라도 좋고, 바코드 등이 인쇄된 라벨을 접착한 것이라도 좋다. 정보 판독 수단(1011)은 수광 수단(1202)으로부터 출력되는 신호군(DOUT)의 전가산 신호와 소정의 임계치를 비교하여, 그 비교 결과에 기초하여 상기 바코드를 2치화하여 검출하는 구성이면, 임의의 구성을 취할 수 있다.
(실시예 2)
도 4는 본 발명의 실시예 2의 광 디스크 장치(2002)의 구성예를 도시한다.
본 실시예에서는 후술하는 광 검출기(2113) 및 TE 신호 생성 회로(2102)가, 복수의 트랙이 형성된 정보면을 갖는 광 디스크(2100)에 조사된 광빔과 그 복수의 트랙 중의 대응하는 1개의 위치의 어긋남을 검출하고, 그 위치의 어긋남을 나타내는 트래킹 에러 신호를 출력하는 트래킹 에러 검출 수단으로서 기능한다.
또한, 광 검출기(2113), FE 신호 생성 회로(2115), 위상 보상 회로(2116), 전력 증폭기(2118) 및 액추에이터(2104)가 광빔의 초점과 광 디스크(2100)의 정보면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단으로서 기능한다.
또한, 마이크로컴퓨터(2122)가, 상기 포커스 제어 수단과 액추에이터(2104; 이동 수단)를 제어하는 제어 수단으로서 기능한다.
광 디스크(2100)는 모터(2127)에 설치되어 소정의 회전수로 회전하고 있다. 모터(2127)는 모터 제어 회로(2126)에 의해서 제어되고 있다. 모터(2127)의 회전수는 마이크로컴퓨터(2122)에 의해서 설정된다.
광 디스크(2100)는 복수의 트랙이 형성된 정보면(도 4에는 도시되어 있지 않다. 도 6 및 도 22 참조)을 갖고 있다. 복수의 트랙은 소용돌이 형상으로 요철로 형성되어 있다. 또, 광 디스크(2100)는 단층 디스크라도 좋고, 2층 디스크를 포함하는 다층 디스크라도 좋다.
광학 헤드(2114)에는 레이저(2109), 커플링 렌즈(2108), 편광 빔스플리터(2110), 1/4 파장판(2107), 전반사경(2105), 광 검출기(2113), 액추에이터(2104)가 설치되어 있다.
레이저(2109)는 레이저 제어 회로(2101)에 접속되어 있다. 레이저 제어 회로(2101)는 마이크로컴퓨터(2122)로부터 설정시킨 발광 파워가 되도록 레이저(2109)를 구동한다. 광학 헤드(2114)에 설치된 레이저(2109)로부터 발생한 광빔(2106)은 커플링 렌즈(2108)에서 평행 광으로 된 후에, 편광 빔 스플리터(2110), 1/4 파장판(2107)을 통과하여, 전반사경(2105)으로 반사되고, 대물 렌즈(2103)에 의해 광 디스크(2100)의 정보면 상에 수렴하여 조사된다.
광 디스크(2100)의 정보면에 의해 반사된 반사광은 대물 렌즈(2103)를 통과하여 전반사경(2105)으로 반사되고, 1/4 파장판(2107), 편광 빔 스플리터(2110), 검출 렌즈(2111), 원통 렌즈(2112)를 통과하여 4개의 수광부로 이루어지는 광 검출기(2113)에 입사한다. 대물 렌즈(2103)는 액추에이터(2104)의 가동부에 설치되어 있다. 포커스 방향 이동 수단겸 트래킹 방향 이동 수단인 액추에이터(2104)는 포커스용 코일, 트래킹용 코일, 포커스용의 영구자석 및 트래킹용의 영구자석을 포함한다. 따라서, 액추에이터(2104)의 포커스용 코일에 전력 증폭기(2118)를 사용하여 전압을 가하면 코일에 전류가 흐르고, 코일은 포커스용의 영구자석으로부터 자기력을 받는다.
따라서, 대물 렌즈(2103)는 광 디스크(2100)의 정보면과 수직인 방향(도면에서는 상하 방향)으로 이동한다. 대물 렌즈(2103)는 광빔의 초점과 광 디스크의 정보면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호에 기초하여 광빔(2106)의 초점이 항상 광 디스크(2100)의 정보면에 위치하도록 제어되고 있다.
또한, 트래킹용 코일에 전력 증폭기(2125)를 사용하여 전압을 가하면, 코일에 전류가 흐르고, 트래킹용의 영구자석으로부터 자기력을 받는다. 따라서, 대물 렌즈(2103)는 광 디스크(2100)의 반경 방향(즉, 광 디스크(2100)상의 트랙을 가로지르는 방향; 도면에서는 좌우의 방향)으로 이동한다.
광 검출기(2113)는 4개의 수광부로 형성되어 있다. 광 검출기(2113)상에 입사한 광 디스크로부터의 반사광은 포커스 에러 신호 생성 회로(2115; 이하, FE 신호 생성 회로(2115)이라고 기재한다.), 트래킹 에러 신호 생성 회로(2102; 이하, TE 신호 생성 회로(2102)라고 기재한다.)로 보내진다. FE 신호 생성 회로(2115)는 광빔(2106)의 초점과 광 디스크(2100)의 정보면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호(이하, FE 신호라고 기재한다.)를 생성한다. 도 4에 도시한 광학계는 일반적으로 비점수차법이라고 불리는 FE 신호의 검출 방식을 실현하는 구성을 갖고 있다. FE 신호는 위상 보상 회로(2116), 스위치(2117)를 통해 전력 증폭기(2118)로 보내진다.
전력 증폭기(2118)에 의해 액추에이터(2104)의 포커스용 코일에 전류가 흐른다. 위상 보상 회로(2116)는 포커스 제어계를 안정하게 하기 위한 위상을 진행시키는 필터이다. 따라서, FE 신호에 따라서 대물 렌즈(2103)가 구동되고, 광빔(2106)의 초점이 항상 정보면 상에 위치한다.
또, 스위치(2117)는 컨트롤 단자(d)의 전위에 따라서 단자(a)와 단자(c)의 접속 또는 단자(b)와 단자(c)의 접속이 바뀌는 것으로, 본 실시예에서는 컨트롤 단자(d)의 전위가 하이 레벨로 단자(c)와 단자(a)가 접속되고, 로우 레벨의 경우에 단자(c)와 단자(b)가 접속된다. 또한, FE 신호는 제로 크로스 검출 회로(2119)로 보내진다. 제로 크로스 검출 회로(2119)는 FE 신호가 제로 크로스한 것을 검출하면, 펄스 신호를 출력한다. 이하에서는 이 펄스를 제로 크로스 신호라고 한다.
도 4에 도시한 광학계는 일반적으로 푸시풀법(push-pull)이라고 불리는 트래킹 에러 신호의 검출 방식을 실현하는 구성을 갖고 있다. 이하, 트래킹 에러 신호를 TE 신호라고 기재한다. TE 신호 생성 회로(2102)는 복수의 트랙이 형성된 광 디스크(2100)의 정보면에 수속하여 조사된 광빔(2106)과 광 디스크(2100)의 트랙의 위치의 어긋남을 푸시풀법에 의해 검출하여 출력한다. TE 신호는 대역 통과 필터(2120; 이하에서는 BPF(2120)이라고 기재한다.), 진폭 검출 회로(2121)를 통해 콤퍼레이터(comparator; 2128)로 보내진다.
콤퍼레이터(2128)의 출력은 마이크로컴퓨터(2122)로 보내진다. 램프파 발생 회로(2123)는 일정 속도로 변화하는 신호(즉, 램프 파형)를 발생한다. 램프파를 발생하는 기간은 마이크로컴퓨터(2122)에 의해서 설정된다. 램프파 발생 회로(2123)의 출력은 스위치(2117)를 통해 전력 증폭기(2118)로 보내진다. 스위치(2117)의 전환은 마이크로컴퓨터(2122)에 의해서 행해진다. 정현파 발생 회로(2124)는 정현파를 발생한다. 정현파를 발생하는 기간은 마이크로컴퓨터(2122)에 의해서 설정된다. 정현파 발생 회로(2124)의 출력은 전력 증폭기(2125)로 보내진다.
포커스를 인입 시의 동작을 설명한다. 마이크로컴퓨터(2122)는 모터 제어회로(2126)에 소정의 회전수를 설정한다. 다음에, 레이저 제어 회로(2101)에 소정의 발광 파워를 설정한다. 마이크로컴퓨터(2122)는 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 로우 레벨 단자(c)와 단자(b)를 접속한다. 이 때 포커스 제어는 행해지고 있지 않은 상태이다. 그리고, 램프파 발생 회로(2123)를 동작시켜 램프파를 출력시킨다. 램프파에 따른 전류가 전력 증폭기(2118)에 의해서 포커스용 코일로 흐른다.
대물 렌즈(2103)는 광 디스크(2100)를 향하여(도면에서는 상측 방향을 향하여 이동한다. 그와 동시에, 마이크로컴퓨터(2122)는 정현파 발생 회로(2124)를 동작시켜, 전력 증폭기(2125)에 의해서 트래킹용 코일에 정현상의 전류가 흐른다. 대물 렌즈(2103)는 트랙을 횡단하는 방향으로 정현파상으로 흔들린다.
이와 같이, 대물 렌즈(2103)는 트랙을 횡단하는 방향으로 흔들리면서 광 디스크(2100)에 근접한다. 광빔(2106)의 초점이, 광 디스크(2100)의 정보면에 근접하여 트랙을 횡단하게 되면, TE 신호 생성 회로(2102)로부터 TE 신호가 정현파상이 된다. TE 신호는 BPF(2120)을 통해 진폭 검출 회로(2121)에 보내진다. 진폭 검출 수단인 진폭 검출 회로(2121)는 트랙과 직행하는 방향으로 광빔을 이동시키면서 TE 신호의 진폭을 측정하는 것이다. BPF(2120)는 노이즈를 제거한다. BPF(2120)의 통과대역은 TE 신호의 주파수이다. TE 신호의 주파수는 트랙 피치와 편심 및 광 디스크의 회전수에 의해서 결정된다. 통상의 광 디스크 장치 및 광 디스크에서는 수 10Hz에서 수 KHz이다.
진폭 검출 회로(2121)에 의해서 TE 신호의 진폭이 검출된다. 검출된 TE 신호의 진폭이 소정치 이상으로 되면 콤퍼레이터(2128)의 출력이 하이 레벨로 되고, 광빔의 초점이 정보면의 근방에 있는 것이 검출된다. 그 후, 광빔의 초점이 정보면을 통과하여 FE 신호 생성 회로(2115)의 출력인 FE 신호가 제로 크로스한다. 이 때, 제로 크로스 검출 수단인 제로 크로스 검출 회로(2119)로부터 제로 크로스 신호가 출력된다.
마이크로컴퓨터(2122)는 콤퍼레이터(2128)의 출력이 하이 레벨이고, 또한, 제로 크로스 검출 회로(2119)로부터 제로 크로스 신호가 출력된 경우에, 광빔의 초점이 광 디스크(2100)의 정보면에 있다고 판단한다. 이 경우, 마이크로컴퓨터(2122)는 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨로 하고, 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속하여 포커스 제어의 동작을 개시시킨다.
마이크로컴퓨터(2122)는 진폭 검출 회로(2121)가 TE 신호의 진폭을 검출하는 경우에 있어서의 광 디스크(2100)의 회전수가, 광 디스크(2100)의 정보면에 기록된 정보를 재생하는 경우에 있어서의 광 디스크(2100)의 회전수보다 작아지도록 광 디스크(2100)의 회전을 제어한다. 이러한 제어는 예를 들면, 광 디스크(2100)를 회전시키는 회전 수단인 모터(2127)의 회전수를 제어함으로써 달성된다. 마이크로컴퓨터(2122)는 포커스 제어를 개시한 후에 모터(2127)의 회전수를 정보를 재생할 때의 정규의 회전수로 올린다. 이와 같이, TE 신호의 진폭을 검출할 때에 광 디스크(2100)의 회전수를 낮춤으로써, 광 디스크(2100)의 면 흔들림에 의한 정보면의 포커스 방향의 속도를 낮출 수 있다. 이로써, 정보면이 초점 심도의 범위에 있는 기간을 길게 할 수 있고, 광빔(2106)이 횡단하는 트랙의 개수를 많게 할 수 있다. 그 결과, TE 신호의 진폭을 정확하게 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 마이크로컴퓨터(2122)는 진폭 검출 회로(2121)가 TE 신호의 진폭을 검출하는 경우에 있어서의 광빔의 강도가, 광 디스크(2100)의 정보면에 기록된 정보를 재생하는 경우에 있어서의 광빔의 강도보다 작아지도록 광빔의 강도를 제어한다. 이러한 제어는 예를 들면, 레이저(2109)의 발광 파워를 제어함으로써 달성된다. 마이크로컴퓨터(2122)는 포커스 제어를 개시한 후에 레이저(2109)의 발광 파워를 정보를 재생할 때의 정규의 파워로 올린다. 이와 같이, TE 신호의 진폭을 검출할 때에 광빔의 파워를 낮춤으로써, 광 디스크(2100)에 기록된 정보가 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 FE 신호의 변화의 일 예를 도시한다. 도 5에 있어서, 횡축이 대물 렌즈(2103)에 의해서 수속된 광빔(2106)의 초점 위치와 광 디스크(2100)의 정보면의 거리를 도시한다. 종축이 FE 신호의 레벨을 나타낸다. FE 신호는 S자와 닮은 파형이 된다. 이하에서는 이 파형을 S자 파형이라고 한다. FE 신호의 레벨이 영인 것은 광빔(2106)의 초점이 정보면에 일치한 상태(즉, 합초점의 상태)인 것을 나타낸다. FE 신호의 레벨은 일반적으로 약 10㎛의 거리로 최대치가 된다. 이격됨에 따라서 FE 신호는 영에 근접한다. 그래서, 포커스 제어를 동작하는 이전에는 포커스 제어를 위한 초기 동작을 하고, 광 빔(2106)의 초점 위치와 정보면의 거리가 도 5의 범위(L)가 되는 상태로 할 필요가 있다.
도 6은 광 디스크(2100)에 형성된 트랙을 모식적으로 도시한다. 도면의 하측으로부터 광빔(2106)이 조사된다. 도면의 하측으로부터 보아 볼록부가 트랙이다. 도 6에 있어서, 광 디스크(2100)의 정보면이 참조 번호(2101)에 의해서 도시되어 있고, 광 디스크(2100)의 표면이 참조 번호(2102)에 의해서 도시되어 있다.
일반적으로 푸시풀법이라고 불리는 트래킹 에러 검출 방식에 관해서 설명한다. 푸시풀법은 파 필드법이라고도 불리는 방식이다. 광 디스크(2100)상의 트랙에서 반사 회절된 광빔을 트랙 중심에 대하여 대칭에 배치된 2분할의 광 검출기의 수광부에서의 출력차에 의해서 TE 신호를 검출하는 방식이다.
도 7은 광빔(2106)이 트랙을 횡단한 경우의 TE 신호의 파형을 도시한다. 광빔(2106)이 트랙을 횡단하면 TE 신호는 정현파상의 파형이 된다. 트랙의 중심에서 영이 된다.
도 8은 대물 렌즈(2103)를 광 디스크(2100)의 정보면에 서서히 근접시킨 경우의 각 신호의 파형을 도시한다. 도 8에 있어서, 파형(a)이 램프파 발생 회로(2123)의 출력을, 파형(b)이 초점 위치를, 파형(c)이 FE 신호를, 파형(d)이 제로 크로스 신호를, 파형(e)이 TE 신호를, 파형(f)이 진폭 검출 회로(2121)의 출력을, 파형(g)이 콤퍼레이터(2128)의 출력을 각각 도시한다.
마이크로컴퓨터(2122)가, 램프파 발생 회로(2123)의 동작을 시간(t0)에 개시하면, 그것에 따른 전류가 포커스용 코일에 흐른다. 따라서, 대물 렌즈(2103)는 서서히 광 디스크(2100)의 정보면에 근접한다. 시간(t1)에서 초점 위치가 광 디스크의 표면과 일치하면 제로 크로스 신호가 출력된다. 그러나, 광 디스크 표면에서는 TE 신호의 레벨은 영이므로 콤퍼레이터(2128)의 출력은 로우 레벨인 채로 있다.더욱이 초점 위치가 광 디스크(2100)에 근접하면 시간(t2)에서 정보면이 초점심도에 들어가기 때문에 TE 신호가 정현파상이 된다. 따라서, 진폭 검출 회로(2121)의 출력이 E1을 넘고, 콤퍼레이터(2128)의 출력이 하이 레벨이 된다.
시간(t3)에서 초점이 정보면과 일치하면 제로 크로스 신호가 출력된다. 더욱이 대물 렌즈(2103)를 올려 가면 정보면이 초점 심도로부터 벗어나기 때문에 TE 신호가 영레벨이 된다. 시간(t4)에서 콤퍼레이터(2128)의 출력이 로우 레벨이 된다. 상술한 바와 같이, 광 디스크(2100)의 표면에서는 제로 크로스 신호가 출력되지만, 콤퍼레이터(2128)의 출력이 로우 레벨이기 때문에, 확실하게 정보면을 검출할 수 있다. 즉, 시간(t3)에 있어서 마이크로컴퓨터(2122)가 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨로 하고, 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속하도록 구성하면, 2층 광 디스크와 같이 정보면의 반사율이 낮은 것이라도, 정보면에 확실하게 집속을 할 수 있다.
도 9는 포커스를 인입 시의 각 신호의 파형을 도시한다. 도 9에 있어서, 파형(a)이 램프파 발생 회로(2123)의 출력을, 파형(b)이 초점 위치를, 파형(c)이 FE 신호를, 파형(d)이 제로 크로스 신호를, 파형(e)이 TE 신호를, 파형(f)이 진폭 검출 회로(2121)의 출력을, 파형(g)이 콤퍼레이터(2128)의 출력을 각각 나타낸다.
또한, 파형(h)이, 마이크로컴퓨터(2122)가 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)에 출력하는 컨트롤 신호를 나타낸다. t10에서 램프파 발생 회로(2123)가 동작을 개시한다. 시간(t11)에서 콤퍼레이터(2128)의 출력이 하이 레벨이 된다.
시간(t12)에서 초점 위치가 정보면과 일치하여 제로 크로스 신호가 출력된다. 마이크로컴퓨터(2122)는 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨로 한다.
따라서, 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)가 접속되고, 포커스 제어가 동작한다. 대물 렌즈(2103)는 초점이 정보면에 있도록 포커스 제어된다.
FE 신호는 광 디스크(2100)의 표면에서도 제로 크로스하지만, 광 디스크(2100)의 표면에서는 TE 신호의 레벨은 영이기 때문에 마이크로컴퓨터(2122)는 포커스 제어를 동작시키는 일은 없다. 따라서, 정확하게 정보면에 포커스를 인입할 수 있다.
또, 광 디스크(2100)가 정보가 미리 기록되어 있는 디스크(예를 들면, ROM)인 경우에는 RF 신호에 기초하여 정보면을 검출하도록 하여도 좋다. 이러한 검출은 전반사 검출 회로 및 RF 검출 회로를 도 4에 도시되는 광 디스크 장치(2002)의 구성에 추가함으로써 달성될 수 있다.
(실시예 3)
도 10은 본 발명의 실시예 3의 광 디스크 장치(2003)의 구성예를 도시한다. 도 10에 있어서, 상술한 실시예와 같은 블록에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 11은 광 디스크(2150)의 정보면에 형성된 복수의 트랙을 도시한다. 그 복수의 트랙의 각각은 사행하고 있다. 도 11에 도시되는 예에서는 트랙은 소정의 주기(W)에서 트랙의 직경 방향으로 미소하게 흔들리고 있다. 이 미소한 흔들림은 광빔(2106)과 트랙의 위치의 어긋남으로 하고, TE 신호로 검출할 수 있다. 또, 광 디스크(2150)는 단층 디스크라도 좋고, 2층 디스크를 포함하는 다층 디스크라도 좋다.
도 12는 포커스 제어가 동작하고 있는 상태에서 광빔(2106)이 트랙을 횡단하는 경우의 각 신호의 파형을 도시한다. (a)는 트랙의 모식도를 도시한다. 파형(b)은 TE 신호를, 파형(c)은 BPF(2151)의 출력을 도시한다. BPF(2151)의 출력을 이하에서는 워블 신호라고 한다. 워블 신호의 진폭은 광빔(2106)이 트랙의 중심에 위치하는 경우에 최대가 되고, 광빔(2016)이 트랙과 트랙의 중간에 있는 경우에 작아진다. BPF(2151)는 TE 신호에 포함되는 트랙의 직경 방향이 미소한 흔들림에 의한 성분을 통과시킨다. 따라서, BPF(2151)의 통과 대역은 W와 광 디스크(2150)의 회전수로 결정된다.
도 13은 광 디스크 장치(2003)의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시한다. 파형(a)이 램프파 발생 회로(2123)의 출력을, 파형(b)이 초점 위치를, 파형(c)이 FE 신호를, 파형(d)이 제로 크로스 신호를, 파형(e)이 워블 신호를, 파형(f)이 진폭 검출 회로(2121)의 출력을, 파형(g)이 콤퍼레이터(2460)의 출력을, 파형(h)이 스위칭(2117)의 단자(d)의 신호를 각각 도시한다.마이크로컴퓨터(2122)가, 시간(t20)에 램프파 발생 회로(2123)의 동작을 개시하면, 그것에 따른 전류가 포커스용 코일에 흐른다.
따라서, 대물 렌즈(2103)는 서서히 광 디스크(2150)의 정보면에 근접한다. 시간(t21)에서 초점 위치가 광 디스크(2150)의 표면과 일치하면 제로 크로스 신호가 출력된다. 그러나, 광 디스크(2150)의 표면에서는 워블 신호의 레벨이 영이기 때문에 콤퍼레이터(2460)의 출력은 로우 레벨인 채로 있다. 더욱이 초점 위치가 광 디스크(2150)에 근접하면 시간(t22)에서 정보면이 초점 심도로 들어간다. 따라서, 워블 신호가 정현파상의 신호가 된다. 진폭 검출 회로(2121)의 출력이 E2를 초과하므로 콤퍼레이터(2460)의 출력이 하이 레벨이 된다. 시간(t23)에서 초점이 정보면과 일치하면 제로 크로스 신호가 출력된다. 마이크로컴퓨터(2122)는 시간(t23)에서 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨 단자(c)와 단자(a)를 접속하여, 포커스 제어를 동작시킨다.
광 디스크(2150)의 표면에서는 제로 크로스 신호가 출력되지만, 콤퍼레이터(2460)의 출력이 로우 레벨이기 때문에, 마이크로컴퓨터(2122)는 컨트롤 단자의 전위의 레벨을 로우 레벨인 채로 하기 위해서, 스위치(2117)에 있어서 단자(b)와 단자(c)가 접속하고, 포커스 제어는 행해지지 않는다. 한편, 광 디스크(2150)의 정보면에서도 제로 크로스 신호가 출력되지만 이 때에는 콤퍼레이터(2460)의 출력이 하이 레벨이기 때문에, 마이크로컴퓨터(2122)는 컨트롤 단자(d)의 전위의 레벨을 하이 레벨이 되도록 하기 위해서, 스위치(2117)에 있어서, 단자(a)와 단자(c)가 접속되고, 포커스 제어가 행해진다.
이러한 구성으로 함으로써, 2층 광 디스크와 같이 정보면의 반사율이 낮은 것이더라도, 정보면을 확실하게 검출하고, 확실하게 집속을 할 수 있다.
(실시예 4)
도 14는 본 발명의 실시예 4의 광 디스크 장치(2004)의 구성예를 도시한다. 상술한 실시예와 같은 블록에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
램프파 발생 회로(2157)는 단자(a)의 전위가 하이 레벨이 되면 일정 속도로 변화하는 신호를 발생한다. 그 속도의 극성은 단자(b)의 전위가 하이 레벨의 경우는 양이 되고, 로우 레벨의 경우는 음이 된다. 광 디스크(2100)는 소정의 회전수로 회전하고 있다. 모터 제어 회로(2156)는 모터(2127)가 소정의 회전수로 회전하도록 제어한다. 레이저 제어 회로(2155)는 레이저(2109)가 소정의 파워로 발광하도록 제어한다.
포커스를 인입 시의 동작을 설명한다. 마이크로컴퓨터(2158)는 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 로우 레벨 단자(c)와 단자(b)를 접속한다. 다음에, 마이크로컴퓨터(2158)는 램프파 발생 회로(2157)의 단자(a), 단자(b)의 전위를 모두 하이 레벨로 한다. 그 결과, 램프파 발생 회로(2157)는 양의 극성의 일정 속도로 변화하는 신호를 발생한다. 램프파 발생 회로(2157)의 출력에 따른 전류가 전력 증폭기(2118)에 의해서 포커스용 코일에 흐른다. 그 결과, 대물렌즈(2103)는 광 디스크(2100)를 향하여(도면에서는 상측 방향을 향하여) 이동한다. 광빔(2106)의 초점과 광 디스크(2100)의 표면이 일치하면 최초의 제로 크로스 신호가 제로 크로스 검출 회로(2119)로부터 출력된다.
마이크로컴퓨터(2158)는 최초의 제로 크로스 신호를 검출한 시점으로부터 소정 시간(M0)이 경과한 후에 램프파 발생 회로(2157)의 단자(b)의 전위를 하이 레벨로부터 로우 레벨로 바꾼다. 그 결과, 최초의 제로 크로스 신호를 검출한 시점에서 소정 시간(M0)이 경과한 후에 램프파 발생 회로(2157)는 음의 극성의 일정 속도로 변화하는 신호를 발생한다. 그 결과, 대물 렌즈(2103)는 광 디스크(2100)로부터 멀어지는 방향으로(도면에서는 하측 방향을 향하여) 이동하고, 광빔의 초점은 광 디스크(2100)의 정보면에 근접하는 방향으로(도면에서는 하측 방향을 향하여) 이동한다.
또, 소정 시간(M0)은 광빔의 초점이 정보면에 도달하는 것보다 긴 시간에 설정되어 있다. 즉, 소정 시간(M0)은 최초의 제로 크로스 신호가 검출된 시점에서 대물 렌즈(2103)가 이동하고 있는 방향과 동일의 방향으로, 광 디스크(2100)의 보호층의 두께보다 큰 소정의 거리만큼 대물 렌즈(2103)를 더 이동시키는 것이 가능한 시간이다. 광 디스크(2100)의 보호층의 두께란 광 디스크(2100)의 표면과 정보면의 거리를 말한다.
이와 같이, 광빔의 초점은 정보면을 일단 통과한 후에 정보면을 향하여 이동을 개시한다. 광빔의 초점이 정보면을 다시 통과하면, 제로 크로스 검출회로(2119)에 의해서 2회째의 제로 크로스 신호가 출력된다. 마이크로컴퓨터(2158)는 2회째의 제로 크로스 신호가 출력된 것(즉, 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것)을 검출하면, 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨로 하고, 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속하여 포커스 제어를 개시한다.
도 15는 광 디스크 장치(2004)의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시한다. 도 15에 있어서, 파형(a)이 램프파 발생 회로(2157)의 출력을, 파형(b)이 초점 위치를, 파형(c)이 램프파 발생 회로(2157)의 단자(b)의 신호를, 파형(d)이 FE 신호를, 파형(e)이 제로 크로스 신호를, 파형(f)이 스위치(2117)의 단자(d)의 신호를 각각 나타낸다. 마이크로컴퓨터(2158)가, 시간(t30)에 램프파 발생 회로(2157)의 동작을 개시하면, 그것에 따른 전류가 포커스용 코일에 흐른다.
따라서, 대물 렌즈(2103)는 서서히 광 디스크(2100)의 정보면에 근접한다. 시간(t31)에서 초점 위치가 광 디스크(2100)의 표면과 일치하면 제로 크로스 신호가 출력된다.
마이크로컴퓨터(2158)는 최초의 제로 크로스 신호를 검출한 시점에서 M0 시간이 경과한 후에 램프파 발생 회로(2157)의 단자(b)의 전위를 로우 레벨에 설정한다.
또, 시간(t32)에 초점과 정보면이 일치하기 때문에 제로 크로스 신호가 출력된다. 램프파 발생 회로(2157)의 출력은 시간(t33)으로부터 일정 속도로 감소해 간다. 따라서, 초점은 서서히 정보면에 근접하여 시간(t34)에서 초점과 정보면이 일치하여 제로 크로스 신호가 출력된다. 마이크로컴퓨터(2158)는 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨로 하고, 단자(c)와 단자(a)를 접속하여 포커스 제어를 동작을 개시시킨다.
이와 같이 구성함으로써, TE 신호를 필요로 하지 않고서, 2층 광 디스크와 같이 정보면의 반사율이 낮은 것이라도, 정보면을 확실히 검출하여, 확실하게 집속을 할 수 있다.
본 방식은 일단 정보면보다 위에 초점을 이동시키기 때문에 광 디스크(2100)의 표면에서의 제로 크로스 신호의 영향을 받지 않는다.
또한, 초점을 광 디스크(2100)에 근접하는 거리를 광 디스크(2100)의 표면을 기준 제한하고 있기 때문에 대물 렌즈(2103)가 광 디스크(2100)의 표면에 충돌하는 일이 없다. 또, 소정 시간(M0)은 포커스 액추에이터의 감도와 램프파 발생 회로(2157)의 출력 신호의 변화율에 의해서 정해진다.
본 실시예에서는 시간(M0)을 소정치로 하였지만 시간(t31)에서 시간(t32)의 시간에 따라서 바꾸어도 좋다. 광 디스크(2100)의 표면으로부터 정보면까지의 거리는 미리 결정되어 있기 때문에 그 거리를 이동하는 시간은 액추에이터의 감도에 비례한다.
따라서, 액추에이터의 감도가 변화하여도 정확하게 초점을 정보면의 상측으로 이동할 수 있다.
(실시예 5)
도 16은 본 발명의 실시예 5의 광 디스크 장치(2005)의 구성예를 도시한다.
상술한 실시예와 같은 블록에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
포커스를 인입 시의 동작을 설명한다. 마이크로컴퓨터(2160)는 모터 제어 회로(2126)에 모터의 회전수로서 제로를 설정한다. 레이저 제어 회로(2155)는 레이저(2109)가 소정의 파워로 발광하도록 제어한다. 마이크로컴퓨터(2160)는 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 로우 레벨을 바꿈으로써 단자(c)와 단자(b)를 접속한다. 다음에, 마이크로컴퓨터(2160)는, 램프파 발생 회로(2157)의 단자(a), 단자(b)의 전위를 모두 하이 레벨로 한다. 그 결과, 램프파 발생 회로(2157)는 양의 극성의 일정 속도로 변화하는 신호를 발생한다. 램프파 발생 회로(2157)의 출력에 따른 전류가 전력 증폭기(2118)에 의해서 포커스용 코일에 흐른다. 그 결과, 대물 렌즈(2103)는 광 디스크(2100)를 향하여(도면에서는 상측 방향을 향하여) 이동한다.
마이크로컴퓨터(2160)는 최초의 제로 크로스 신호를 검출한 시점에서 소정 시간(M1)이 경과한 후에 램프파 발생 회로(2157)의 단자(b)의 전위를 하이 레벨로부터 로우 레벨로 바꾼다. 그 결과, 램프파 발생 회로(2157)는 최초의 제로 크로스 신호를 검출한 시점에서 소정 시간(M1)이 경과한 후에 음의 극성의 일정 속도로 변화하는 신호를 발생한다. 그 결과, 대물 렌즈(2103)는 광 디스크(2100)로부터 서서히 멀어진다.
또, 소정 시간(M1)은 초점이 정보면에 도달하는 것보다 충분히 긴 시간에 설정되어 있다. 즉, 소정 시간(M1)은 대물 렌즈(2103)가 광 디스크(2100)의 보호층의 두께 이상으로 이동하는 시간에 설정되어 있다. 그 결과, 초점은 정보면을 일단 통과한 후에 정보면을 향하여 이동을 개시한다. 마이크로컴퓨터(2160)는 램프파 발생 회로(2157)의 단자(b)의 전위를 로우 레벨로 바꾼 시점에서 최초의 제로 크로스 신호가 검출되면, 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨로 하여, 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속하여 포커스 제어를 개시한다. 마이크로컴퓨터(2160)는 정현파 발생 회로(2124)를 동작시킨다. 마이크로컴퓨터(2160)는 콤퍼레이터(2128)의 출력이 하이 레벨이면 정현파 발생 회로(2124)의 동작을 정지시켜, 모터 제어 회로(2126)에 소정의 회전수를 설정한다. 콤퍼레이터(2128)의 출력이 로우 레벨인 경우에는 램프파 발생 회로(2157)를 리세트하여 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(b)를 접속하여 다시 집속을 한다.
도 17은 광 디스크 장치(2005)의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시한다. 파형(a)이 램프파 발생 회로(2157)의 출력을, 파형(b)이 초점 위치를, 파형(c)이 램프파 발생 회로(2157)의 단자(b)의 신호를, 파형(d)이 FE 신호를 파형(e)이 제로 크로스 신호를, 파형(f)이 TE 신호를, 파형(g)이 스위치(2117)의 단자(d)의 신호를, 파형(h)이 콤퍼레이터(2128)의 출력을, 파형(i)이 모터 제어 회로(2126)가 모터(2127)에 보내는 소정의 회전수에 대응하는 신호를 각각 나타낸다.
마이크로컴퓨터(2160)가, 시간(t40)에 램프파 발생 회로(2157)의 동작을 개시하면, 그 출력에 따른 전류가 포커스용 코일에 흐른다. 따라서, 대물 렌즈(2103)는 서서히 광 디스크(2100)의 정보면에 근접하고, 또한 정보면을 통과한다. 마이크로컴퓨터(2160)는 시간(t40)에서 소정 시간(M1)경과 후의 시간(t41)에서 램프파 발생 회로(2157)의 단자(b)의 전위를 로우 레벨에 설정한다. 따라서, 램프파 발생 회로(2157)의 출력은 시간(t41)으로부터 일정 속도로 감소해간다. 따라서, 초점은 서서히 정보면에 기초하여 시간(t42)에서 초점과 정보면이 일치하여 제로 크로스 신호가 출력된다.
마이크로컴퓨터(2160)는 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨로 하고, 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속하여 포커스 제어를 동작시킨다. 마이크로컴퓨터(2160)는 시간(t43)에서 정현파 발생 회로(2124)를 동작시킨다. 광빔의 초점이 정보면 상에 있으면 광빔(2106)이 트랙을 횡단하기 때문에 TE 신호가 정현파상이 되고, 진폭 검출 수단인 진폭 검출 회로(2121)가 TE 신호의 진폭이 소정치 이상인 것을 검출하면, 콤퍼레이터(2128)의 출력이 하이 레벨이 된다. 마이크로컴퓨터(2160)는 정보면으로의 집속이 정상으로 종료하였다고 판단하여 시간(t44)에 모터 제어 회로(2126)에 소정의 회전수를 설정한다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 모터(2127)를 회전시키기 전에 집속이 정상으로 할 수 있는지의 여부를 판단하기 때문에, 집속이 정상으로 행해지지 않고 대물렌즈(2103)가 광 디스크(2100)의 표면에 충돌한 상태에서 모터(2127)를 회전시키는 일이 없다. 이 때문에, 광 디스크(2100)를 넓은 범위에 걸쳐 상처를 입히지 않고서, 또한, 2층 광 디스크와 같이 정보면의 반사율이 낮은 것이라도, 정보면을 확실하게 검출하여, 확실하게 집속을 할 수 있다.
또, 본 실시예에서 설명한 모터(2127)의 회전 제어는 상술한 모든 실시예에 적용하는 것이 가능하다.
(실시예 6)
도 18은 본 발명의 실시예 6의 광 디스크 장치(2006)의 구성예를 도시한다.
상술한 실시예와 같은 블록에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시예에서는 1회전 메모리(2166)가, 광 디스크(2100)의 회전 각도에 따른 액추에이터(2104)의 포커스 방향의 변위를 기억하는 기억 수단으로서 기능한다.
모터 제어 회로(2156)는 모터(2127)가 소정의 회전수로 회전하도록 제어한다. 레이저 제어 회로(2155)는 레이저(2109)가 소정의 파워로 발광하도록 제어한다. 회전 각도 검출 회로(2165)는 모터(2127)의 회전 각도를 검출하여 출력한다. 이하, 이 신호를 회전 각도 신호라고 한다. 1회전 메모리(2166)는 회전 각도 신호에 동기하여 광 디스크(2100)가 1 회전하는 기간의 전력 증폭기(2118)의 입력 전압을 기억한다. 또한, 기억한 값을 회전 각도 신호에 동기하여 가산기(2167)에 출력한다.
이러한 기억 및 출력의 동작은 마이크로컴퓨터(2168)에 의해서 제어된다.
본 실시예에서는 포커스 제어계의 개방 루프 이득을 측정 가능한 구성으로 되어 있다.
마이크로컴퓨터(2168)는 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 닫고 포커스 제어를 동작시키고 있는 상태에서 정현파를 가산기(2169)에 보낸다. 포커스 제어계에 가산된 정현파에 추종하도록 대물 렌즈(103)가 제어된다. 마이크로컴퓨터(2168)는 그 상태에서의 FE 신호를 집어넣고 가산한 정현파와 FE 신호의 진폭과 위상의 관계로부터 포커스 제어계의 개방 루프 이득을 산출한다. 산출한 이득치에 기초하여 개방 루프가 소정의 이득이 되도록 증폭기(2400)의 이득을 바꾼다. 또, 소정의 이득이란, 후술하는 위상 보상 회로(2170)의 위상 진행 특성을 설계할 때에 상정한 이득을 말한다.
위상 보상 회로(2170)는 포커스 제어계를 안정하게 하기 위한 위상을 진행할 수 있는 필터이다.
또, 위상이 진행하는 대역을 넓은 경우와 좁은 경우로 바뀌어지는 구성으로 되어 있다. 집속은 위상이 진행하는 대역이 넓은 설정으로 행하고, 포커스 제어계의 개방 루프의 이득을 조정 후에 좁은 설정으로 바꾼다. 즉, 집속을 개시하고 나서 포커스 제어계의 개방 루프 이득을 조정하기까지의 기간은 위상이 진행하는 대역이 넓은 설정으로 한다. 광 디스크(2100)의 반사율의 격차나 포커스액추에이터의 감도의 격차에 의해서 개방 루프의 이득이 소정의 이득으로부터 어긋난다. 따라서, 집속 시는 위상이 진행하는 대역이 넓은 설정으로 포커스 제어를 동작시켜, 이득 조정 후에 통상의 대역으로 되돌아간다.
이로써, 집속이 안정하게 되고, 또한, 일반적으로는 집속 시의 개방 루프 이득과 비교하여 이득 조정 후의 개방 루프 이득을 높게 설정할 수 있다.
도 19 및 도 20을 사용하여, 위상 보상 회로(2170)를 설명한다.
도 19는 위상 보상 회로(2170)의 구성예를 도시한다. 제 1 입력 단자(2300)는 제 1 위상 보상 회로(2301) 및 제 3 위상 보상 회로(2303)에 접속된다. 제 1 위상 보상 회로(2301)와 제 2 위상 보상 회로(2302)는 직렬로 접속되어 있다. 제 2 위상 보상 회로(2302)의 출력이 스위치(2304)의 단자(a)에 접속된다. 제 3 위상 보상 회로(2303)는 직렬로 접속된 제 1 위상 보상 회로(2302), 제 2 위상 보상 회로(2302)와 병렬로 접속되어 있고, 그 출력은 스위치(2304)의 단자(b)에 접속된다. 스위치(2304)의 단자(c)는 출력 단자(2306)에 접속되고, 출력단자(2306)로부터의 신호는 1 회전 메모리(2166), 가산기(2167)에 입력된다. 스위치(2304)의 단자(d)는 제 2 입력 단자(2305)에 접속된다. 제 2 입력 단자(2305)는 마이크로컴퓨터(2168)에 접속된다.
도 20은 위상 보상 회로(2170)에 포함되는 각 회로의 위상 특성을 도시한다. 도 20에 있어서, 횡축은 주파수를 나타내고, 종축은 위상을 나타낸다. 또, 횡축의 주파수는, 대수의 눈금이다.
도 20a는 제 1 위상 보상 회로(2301)의 위상 특성을 도시한다. 제 1 위상 보상 회로(2301)에 있어서는 주파수(f0에서 f3)의 대역으로 위상이 진행하는 특성으로 되어 있다.
도 20b는 제 2 위상 보상 회로(2302)의 위상 특성을 도시한다. 제 2 위상 보상 회로(2302)에 있어서는 주파수(f2에서 f5)의 대역으로 위상이 진행하는 특성으로 되어 있다.
도 20c는 직렬로 접속된 제 1 위상 보상 회로(2301) 및 제 2 위상 보상 회로(2302)의 위상 특성을 도시한다. 이 직렬 회로에 있어서는 주파수(f0에서 f5)의 대역으로 위상이 진행하는 특성으로 되어 있다.
도 20d는 제 3 위상 보상 회로(2303)의 위상 특성을 도시한다. 제 3 위상 보상 회로(2303)에 있어서는 주파수(f1에서 f4)의 대역으로 위상이 진행하는 특성으로 되어 있다.
따라서, 제 2 입력 단자의 레벨을 바꿈으로써 위상이 진행하는 대역이 넓은 특성과 좁은 특성으로 바꿀 수 있다.
개방 루프의 이득이 OdB가 되는 주파수는 f2와 f3의 사이에 미리 정해져 있다. 따라서, 직렬로 접속된 제 1 위상 보상 회로(2301) 및 제 2 위상 보상 회로(2302)의 위상 특성은 f2와 f3의 사이에서 위상의 진행이 최대가 되도록 설계된다. 또한, 제 3 위상 보상 회로(2303)의 위상 특성도 f2와 f3의 사이에서 위상의 진행이 최대가 되도록 설계된다. 직렬로 접속된 제 1 위상 보상 회로(2301) 및 제 2 위상 보상 회로(2302)의 위상 보상 회로는 제 3 위상 보상 회로(2303)와 비교하여 위상이 진행하는 대역이 넓기 때문에 개방 루프 이득이 흩어지더라도 위상 여유를 확보할 수 있고, 제어계가 안정하다. 그러나, 위상이 진행하는 대역을 넓게 함으로써 위상 보상 회로(2170)의 이득이 높아진다. 이 때문에, 노이즈 등에 의해서 액추에이터의 코일에 과대한 전류가 흐른다. 이 과대한 전류를 방지하기 위해서는, 직렬로 접속된 제 1 위상 보상 회로(2301), 제 2 위상 보상 회로(2302)를 사용하는 경우에는 개방 루프 이득을 약간 낮추는 것이 바람직하다.
도 21은 포커스를 인입 시의 각 신호의 파형을 도시한다. 도 21에 있어서, 파형(a)이 램프파 발생 회로(2123)의 출력을, 파형(b)이 초점 위치를, 파형(c)이 전력 증폭기(2118)의 입력 파형을, 파형(d)이 1회전 메모리(2166)의 출력 파형을, 파형(e)이 FE 신호를, 파형(f)이 제로 크로스 신호를, 파형(g)이 스위치(2117)의 단자(d)의 신호를 각각 나타낸다. 마이크로컴퓨터(2168)는 스위치(2304)의 제 2 입력 단자(2305)의 전위를 하이 레벨로 하고, 직렬로 접속된 제 1 위상 보상 회로(2301), 제 2 위상 보상 회로(2302)의 출력 신호가 출력 단자(2306)에 전달되도록 단자(a)와 단자(c)를 접속한다. 이로써, 위상 보상 회로(2170)의 특성을 위상이 진행하는 대역이 넓은 특성이 된다.
마이크로컴퓨터(2168)는 시간(t50)에 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 로우 레벨 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(b)를 접속한다. 램프파 발생 회로(2123)는 일정 속도로 변화하는 신호를 발생한다. 램프파 발생 회로(2123)의 출력에 따른 전류가 전력 증폭기(2118)에 의해서 포커스용 코일에 흐른다. 그 결과, 대물 렌즈(2103)는 광 디스크(2100)를 향하여(도면에서는 상측 방향을 향하여)이동한다. 초점과 광 디스크(100)의 표면이 일치하면 최초의 제로 크로스 신호가 출력된다. 마이크로컴퓨터(2168)는 최초의 제로 크로스 신호를 검출한 시간(t51)에 있어서, 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨로 하고, 스위치(2117)의 단자(a)와 단자(c)를 접속하여 포커스 제어를 동작시킨다.
광빔의 초점은 광 디스크(2100)의 표면에 위치하도록 포커스 제어된다.
광 디스크(2100)는 면 흔들림을 갖고 있기 때문에 대물 렌즈(2103)는 그 면 흔들림에 추종하도록 상하 동작한다. 따라서, 1회전 메모리(2166)를 동작시키기 전의 전력 증폭 회로(2118)의 입력 레벨은 면 흔들림에 비례하고 있다.
시간(t51)으로부터 시간(t52)이 광 디스크(2100)가 1회전하는 기간을 나타낸다. 마이크로컴퓨터(2168)는 시간(t51)에 1회전 메모리(2166)에 기억의 동작을 지령한다. 1회전 메모리(2166)는 시간(t51)으로부터 시간(t52)의 스위치(2117)의 단자(b)의 레벨을 기억한다. 그리고, 1회전 메모리(2166)는 기억한 값을 시간(t52) 이후는 가산기(2167)에 출력한다. 또한, 마이크로컴퓨터(2168)는 시간(t52)에 있어서, 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 로우 레벨로 함으로써, 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(b)를 접속한다. 또한, 마이크로컴퓨터(2168)는 램프파 발생 회로(2123)의 단자(a), 단자(b)의 전위를 하이 레벨로 하고, 램프파 발생 회로(2123)를 다시 동작시키기 위한 지령을 보냄으로써, 가산기(2167)의 출력은 램프파 발생 회로(2123)의 출력과 1회전 메모리(2166)의 출력을 가산한 신호가 되고, 대물렌즈(2103)는 가산기(2167)의 출력에 따라서 서서히 광 디스크(2100)에 근접한다.
시간(t53)에 초점과 정보면이 일치하면 제로 크로스 신호가 출력된다. 마이크로컴퓨터(2168)는 1회전 메모리(2166)의 출력을 정지시켜, 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)의 전위를 하이 레벨로 하고, 스위치(117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속한다. 이로써, 정보면에 초점이 있도록 포커스 제어된다.
마이크로컴퓨터(2168)는 이득 조정을 하여 증폭기(2400)의 이득을 포커스 제어계의 개방 루프 이득이 소정의 값이 되도록 바꾼다.
또한, 마이크로컴퓨터(2168)는 스위치(2304)의 제 2 입력 단자(2305)의 전위를 로우 레벨로 하고, 제 3 위상 보상 회로(2303)의 출력 신호가 출력되도록 스위치(2304)의 단자(b)와 단자(c)가 접속되도록 한다. 이로써, 위상 보상 회로(2170)의 위상 진행의 대역이 좁은 특성으로 바뀐다.
본 실시예에 따르면 광 디스크(2100)에 워킹 디스턴스보다도 큰 면 흔들림이 있더라도 대물 렌즈(2103)와 광 디스크(2100)가 충돌하는 일이 없다.
또, 도 22는 워킹 디스턴스를 도시한다. 초점이 정보면에 있는 경우의 광 디스크(2100)의 표면과 대물 렌즈(2103)의 상면의 최단의 거리(K)를 워킹 디스턴스라고 한다.
또한, 본 실시예에 따르면 면 흔들림에 의한 대물 렌즈(2103)와 광 디스크(2100)의 정보면의 상대 속도가 거의 영으로 저감되기 때문에 집속이 안정된다.
또한, 개방 루프 이득의 격차 요인으로서 광 디스크(2100)의 정보면의 반사율이 포커스 액추에이터의 감도의 격차에 관해서 언급하였지만, 2층 광 디스크에서는 다른 정보면으로부터의 반사광에 의해서 반사 광량으로 정규화한 FE 신호의 진폭이 변화하여 개방 루프 이득이 흩어진다. 본 실시예에서는 개방 루프 이득을 조정하기 때문에, 2층 광 디스크와 같이 정보면의 반사율이 낮은 것이라도, 정보면을 확실하게 검출하고, 확실하게 집속을 할 수 있다.
(실시예 7)
도 23은 본 발명의 실시예 7의 광 디스크 장치(2007)의 구성예를 도시한다.
상술한 실시예와 같은 블록에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시예에 있어서, 광 검출기(2113)는 복수의 정보면을 갖는 광 디스크(2187)의 소정의 정보면에 수속하여 조사된 광빔의 광 디스크(2187)로부터의 반사광을 검출하는 광 검출 수단으로서 기능한다.
또한, FE 신호 생성 회로(2115)는 광 검출기(2113)의 출력에 기초하여 광빔의 초점과 광 디스크(2187)의 소정의 정보면의 위치의 어긋남을 검출하는 포커스 에러 검출 수단으로서 기능한다.
또한, 전반사 광량 신호 생성 회로(2183)는 광 검출기(2113)의 출력에 기초하여 광 디스크(2187)로부터의 전반사 광량을 검출하는 전반사 광량 검출 수단으로서 기능한다.
또한, 제산기(2185)는 상기 전반사 광량 검출 수단의 출력으로부터 상기 광디스크의 소정의 정보면 이외의 정보면으로부터 반사되는 반사 광량에 따른 신호값을 감산한 값으로 상기 포커스 에러 검출 수단의 출력을 제산하는 정규화 수단으로서 기능한다.
광 디스크(2187)는 한쪽 면에 제 1 정보면과 제 2 정보면의 2개의 정보면을 갖는 2층 광 디스크이다. 모터 제어 회로(2156)는 모터(2127)가 소정의 회전수로 회전하도록 제어한다. 레이저 제어 회로(2155)는 레이저(2109)가 소정의 파워로 발광하도록 제어한다. 광 검출기(2113)에 입사한 광 디스크(2187)로부터의 반사광은 포커스 에러 신호 생성 회로(2115), 전반사 광량 신호 생성 회로(2183)에 보내진다. 전반사 광량 신호 생성 회로(2183)는 광 검출기(2113)에 입사하는 광 디스크(2187)로부터의 전반사 광량을 검출하여, 출력한다. 이하에서는 전반사 광량 신호 생성 회로(2183)의 출력을 전반사 광량 신호라고 한다.
전반사 광량 신호는 감산기(2184)를 통해 제산기(2185)의 단자(b)에 보내진다. 제산기(2185)의 단자(a)에는 FE 신호가 입력되어 있다. 제산기(2185)는 단자(a)에 입력되는 신호를 단자(b)에 입력되는 신호로 제산하여 단자(c)로부터 출력한다. 제산기(2185)는 광 디스크(2187)의 정보면의 반사율이 변화한 것에 의해 FE 신호의 진폭 레벨이 영향을 받지 않고서 FE 신호의 레벨을 일정하게 하는 것이다. 이하에서는 제산기(2185)의 출력을 정규화 FE 신호라고 한다. 제산기(2185)의 출력은 위상 보상 회로(2116), 스위치(2117)를 통해 전력 증폭기(2118)에 보내진다.
따라서, 광 디스크(2187)의 정보면의 반사율이 변화하여도 포커스의 개방 루프의 이득은 변화하지 않는다. 그러나, 2층 광 디스크에서는 초점이 있는 정보면과는 다른 정보면에서의 반사광이 광 검출기(2113)에 입사한다. 이 때문에 전반사 광량 신호로 FE 신호를 정규화하여도 FE 신호의 레벨이 저하한다. 감산기(2184)는 그 밖의 정보면에서의 반사 광량을 보정한다. 감산기(2184)에는 스위치(2186)가 접속되어 있다. 스위치(2186)에는 제 1 기준 전압(2181)과 제 2 기준 전압(2182)이 접속되어 있고, 마이크로컴퓨터(2180))의 지령에 의해서 어느 하나의 신호를 출력한다.
제 1 기준 전압(2181)은 초점이 제 1 정보면이 되는 경우의 제 2 정보면으로부터의 반사 광량에 대응한다. 또한, 제 2 기준 전압(2182)은 초점이 제 2 정보면이 되는 경우의 제 1 정보면에서의 반사 광량에 대응한다. 따라서, 제산기(2185)의 출력에서는 제 1 정보면 및 제 2 정보면에서 다른 정보면에서의 반사 광량이 제거된 신호가 된다.
또, 제 1 기준 전압(2181) 및 제 2 기준 전압(2182)의 레벨은 광학 헤드(2114)의 특성 및 광 디스크(2187)의 반사율 등에 의해서 결정된다. 광빔의 초점을 제 1 정보면으로부터 제 2 정보면으로 이동시킬 때는 마이크로컴퓨터(2180))는 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)를 로우 레벨로 함으로써, 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(b)를 접속한다.
마이크로컴퓨터(2180))는 광빔의 초점을 제 1 정보면으로부터 제 2 정보면으로 이동시키기 위한 포커스용 코일의 구동 전압을 D/A 변환기를 통해 스위치(2117)의 단자(b)에 보낸다. 이동 후에 다시 스위치(2117)의 컨트롤 단자(d)를 하이 레벨로 하고, 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속하여 포커스 제어를 동작시킨다. 또, 상술한 바와 같이 광빔의 초점이 제 1 정보면 상에 있거나 또는 제 2 정보면 상에 있는지에 따라서 스위치(2186)를 바꾼다. 이로써 정보면에 따라서 정규화 수단인 제산기(2185)에 입력하는 광빔의 초점이 위치하는 광 디스크(2187)의 정보면 이외의 정보면으로부터 반사되는 반사 광량에 따른 신호값(즉, 제산기(2185)의 단자(b)에 입력하는 신호값)를 바꿀 수 있다.
도 24는 2층 광 디스크(2187)와 광빔(2106)을 도시한다. 도 24에 도시되는 예에서는 제 1 정보면에 초점이 있다. 제 1 정보면에 기록된 정보를 재생하는 경우에는 초점을 제 1 정보면에 있도록 포커스 제어한다. 제 2 정보면에 기록된 정보를 재생할 때는 일단 포커스 제어를 정지하고, 대물 렌즈(103)를 광 디스크(2187)에 근접시켜, 초점을 제 2 정보면으로 이동시킨 후에 재차 포커스 제어를 동작시킨다.
제 1 정보면에 초점이 있는 경우에 제 1 정보면에서 반사한 광빔(L1)이 광 검출기(2113)에 입사한다. 광빔(L1)에 의해서 FE 신호가 생성된다.
그러나, 제 1 정보면을 투과하여 제 2 정보면에서 반사한 광빔(L2)의 일부가 광 검출기(2113)에 입사한다. 이 반사광은 FE 신호에 영향을 주지 않지만 전반사 광량 신호를 증대시킨다. 이 때문에 FE 신호를 전반사 광량 신호로 정규화하면 광빔(L2)의 분만 FE 신호의 레벨이 저하한다. 또, 다른 정보면으로부터의 반사 광량은 초점이 제 1 정보면에 있는 경우와 제 2 정보면에 있는 경우에서 다르다.
다음에, 초점을 제 1 정보면으로부터 제 2 정보면으로 이동시키는 동작을 설명한다.
도 25는 광 디스크 장치(2007)의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시한다. 파형(a)은 정규화 후의 FE 신호를, 파형(b)은 마이크로컴퓨터(2180))의 D/A 변환기의 출력 파형을, 파형(c)은 스위치(2186)의 단자(d)의 파형을, 파형(d)은 스위치(2117)의 단자(d)에 출력되는 신호이다. 마이크로컴퓨터(2180))는 시간(t60)에서 초점을 제 2 정보면으로 이동시키기 위한 가속의 펄스를 D/A 변환기를 통해, 출력한다. 이로써 대물 렌즈(2103)가 제 2 정보면을 향하여 이동하고, 마찬가지로 초점도 제 2 정보면을 향하여 이동한다. 마이크로컴퓨터(2180))는 정규화 후의 FE 신호의 레벨이 시간(t61)에서 -E3이 된 것을 검출하여 가속 펄스를 정지한다. 그리고, 시간(t62)에서 정규화 FE 신호가 제로 크로스하면 스위치(2186)의 단자(c)를 단자(a)에서 단자(b)로 바꿔 접속한다. 그리고, 시간(t63)에 정규화 FE 신호의 레벨이 E3이 되면 감속 펄스를 출력한다. 감속 펄스는 정규화 FE 신호의 레벨이 E3이상인 기간, 즉, 시간(t64)까지 출력된다.
마이크로컴퓨터(2180)은 t65에서 정규화 후의 FE 신호가 제로 크로스한 시점에서 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속하고, 다시 포커스 제어를 동작시킨다. 다른 정보면에서의 반사 광량을 제거한 전반사 광량 신호로 정규화한 FE 신호에 기초하여 가속 펄스 및 감속 펄스의 시간을 제어하기 때문에 타이밍을 정확하게 검출할 수 있고 초점의 정보면의 이동이 안정하게 행해진다.
(실시예 8)
도 26은 본 발명의 실시예 8의 광 디스크 장치(2008)의 구성예를 도시한다.
상술한 실시예와 동일한 블록에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
광 검출기(2188)는 5개의 수광부를 갖는다. 실시예 2에 있어서, 검출기(2113)는 4개의 수광부를 설치한 것을 예로 설명하였지만, 본 실시예에서는 이들 4개의 수광부의 외측을 둘러싸는 수광부를 더 설치하고, 이 수광부를 광빔의 초점이 광 디스크의 소정의 정보면과 다른 정보면으로부터의 반사광을 검출하는 미광 검출 수단으로 한 것이다.
본 실시예에서는 실시예 2에서 설명한 광 검출기(2113)를 구성하는 4개의 수광부와, 이들 4개의 수광부의 외측을 둘러싸도록 설치한 미광 검출 수단인 수광부를 광 검출기(2188)로 하는 것이다. 또, 미광 검출 수단이 되는 수광부의 내측에 위치하는 수광부의 전광량을 전반사 광량 신호로 한다. 이것은 실시예 2에서 설명한 검출기(2113)에 상당하는 부분의 수광량이다.
도 24에서 설명한 바와 같이 제 1 정보면에 초점이 있는 경우의 제 2 정보면에서의 반사광은 광 검출기(2188)의 전체로 입사한다. 또한, 제 1 정보면으로부터의 반사광은 거의 내측의 수광부에 입사한다. 따라서, 내측의 수광부에 입사하는 제 2 정보면으로부터의 반사 광량은 외측의 수광부에 입사한 광량에 비례한다.
따라서, 외측의 수광부의 광량에 소정의 계수(K)를 승산한 값을 감산기(2184)로 전반사 광량 신호로부터 감산함으로써 다른 정보면에서의 반사광의영향을 제거한 전반사 광량 신호가 얻어진다.
도 27은 광 검출기(2188)의 구성을 모식적으로 도시한다. 내측의 4개의 수광부가 광 검출기(2113)에 상당하는 부분이다. 외측의 수광부가 추가된 부분이다. 초점을 제 1 정보면으로부터 제 2 정보면으로 이동시키는 동작은 실시예 7과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(실시예 9)
도 28은 본 발명의 실시예 9의 광 디스크 장치(2009)의 구성예를 도시한다.
상술한 실시예와 같은 블록에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
광 디스크(2187)는 한쪽 면에 2개의 정보면을 갖는 2층 광 디스크이다. 모터 제어 회로(2156)는 모터(127)가 소정의 회전수로 회전하도록 제어한다. 레이저 제어 회로(2155)는 레이저(2109)가 소정의 파워로 발광하도록 제어한다.
다른 정보면으로부터의 반사광을 검출하는 동작에 관해서 설명한다. 마이크로컴퓨터(2195)는, 스위치(2196)의 컨트롤 단자(e)의 레벨을 바꿈으로써 단자(d)와 단자(b)를 접속한다. 또한, 스위치(2410)의 컨트롤 단자(e)의 레벨을 바꾸는 것으로 단자(d)와 단자(c)를 접속한다. 스위치(2410)의 단자(c)는 영 레벨에 설정되어 있다. 마이크로컴퓨터(2195)는 램프파 발생 회로(2123)의 동작을 개시시킨다. 램프파 발생 회로(2123)의 출력은 스위치(2196)를 통해 전력 증폭기(2118)에 보내지기 때문에 대물 렌즈(2103)는 광 디스크(2187)에 가까이 간다. 최초에 광 디스크(2187)의 표면에서 S자 파형이 출력되어, 다음에 제 1 정보면에서 S자 파형이 출력되고, 그 후 제 2 정보면에서 S자 파형이 출력된다.
마이크로컴퓨터(2195)는 제 1 정보면에서의 S자 파형의 진폭(H1)과 제 2 정보면에서의 S자 파형의 진폭(H2)을 측정한다. 마이크로컴퓨터(2195)는 단층 광 디스크에서의 S자 파형의 진폭(Hs)과, 초점이 정보면에 있는 경우의 전반사 광량 신호(Cs)의 레벨을 미리 기억하고 있다. 마이크로컴퓨터(2195)는 식 2에서 구해지는 Q1을 제 1 정보면에서의 다른 정보면에서의 반사광으로서 스위치(2410)의 단자(a)에 설정한다. 또한, 식 3에서 구해지는 Q2를 제 2 정보면에서의 다른 정보면으로부터의 반사광으로서 스위치(2410)의 단자(b)에 설정한다.
Q1=Cs·(1-(H1/Hs)) (2)
Q2=Cs·(1-(H2/Hs)) (3)
일단 Q1및 Q2를 구한 후에 재차 집속을 한다. 즉, 마이크로컴퓨터(2195)는 스위치(2196)의 컨트롤 단자(e)의 레벨을 바꿈으로써 단자(d)와 단자(b)를 접속한다. 또한, 스위치(2410)의 컨트롤 단자(e)의 레벨을 바꿈으로써 단자(d)와 단자(a)를 접속한다. 마이크로컴퓨터(2195)는 램프파 발생 회로(2123)의 동작을 개시시킨다. 램프파 발생 회로(2123)의 출력은 스위치(2196)를 통해 전력 증폭기(2118)에 보내진다. 그 결과, 대물 렌즈(2103)는 광 디스크(2187)에 근접한다. 마이크로컴퓨터(2195)는 제 1 정보면을 검출하면 스위치(2196)의 컨트롤 단자(e)의 레벨을 바꿈으로써 단자(d)와 단자(a)를 접속하여, 포커스 제어의 동작을 개시시킨다. 초점 위치를 제 2 정보면으로 이동시키는 경우에는 마이크로컴퓨터(2195)는 스위치(2196)의 컨트롤 단자(e)의 레벨을 바꿈으로써 단자(d)와 단자(c)를 접속하고, 가속의 펄스를 D/A 변환기를 통해 스위치(2196)의 단자(c)에 출력한다. 또한, 스위치(2410)의 컨트롤 단자(e)의 레벨을 바꾸는 것으로 단자(d)와 단자(b)를 접속한다. 마이크로컴퓨터(2195)는 초점 위치가 제 2 정보면으로 이동한 후에 스위치(2196)의 컨트롤 단자(e)의 레벨을 바꿈으로써 단자(d)와 단자(a)를 다시 접속하여 포커스 제어의 동작을 개시시킨다. 즉, 광빔의 초점을 이동시킨 경우에는 정보면을 따라서 스위치(2410)를 바꾼다. 제 1 정보면에 초점이 있는 경우는 단자(a)와 단자(d)가 접속되고, 제 2 정보면에 초점이 있는 경우에는 단자(b)와 단자(d)가 접속된다.
도 29는 광 디스크 장치(2009)의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시한다. 도 29에 있어서, 파형(a)은 램프파 발생 회로(2123)의 출력을, 파형(b)은 초점의 위치를, 파형(c)은 제산기(2185)의 출력인 정규화 FE 신호를 각각 도시한다. 마이크로컴퓨터(2195)는 시간(t70)에 램프파 발생 회로(2123)를 동작시킨다. 그 결과, 초점은 광 디스크(2187)에 근접하고 시간(t71)에서 표면에서의 정규화 FE 신호의 레벨이 E4를 넘는다. 더욱이 광빔의 초점이 광 디스크(2187)에 근접하여 시간(t72)에서 정규화 FE 신호의 레벨이 -E4보다 낮아진다.
마이크로컴퓨터(2195)는 광 디스크(2187)의 표면을 광빔의 초점이 통과한 것을 검출한다. 더욱이 대물 렌즈(2103)를 올려가면 광빔의 초점은 더욱 광디스크(2187)에 근접하고, 시간(t73)에서 제 1 정보면에서의 정규화 FE 신호의 레벨이 E4를 넘는다. 마이크로컴퓨터(2195)는 정규화 FE 신호의 레벨이 다시 E4가 되는 기간의 정규화 FE 신호의 최대치(a1)를 측정하고 기억한다. 시간(t74)에서 정규화 FE 신호의 레벨이 -E4보다 낮아진다. 마이크로컴퓨터(2195)는 정규화 FE 신호의 레벨이 다시 E4가 되는 기간의 정규화 FE 신호의 최소치(b1)를 측정하고 기억한다. b1은 음의 값이 된다. a1에서 b1을 감산한 값이 제 1 정보면에서의 S자 파형의 진폭(H1)이다. 더욱이 대물 렌즈(103)를 올려 가면 광빔의 초점은 더욱 광 디스크(2187)에 근접하고, 시간(t75)에서 제 2 정보면에서의 정규화 FE 신호의 레벨이 E4를 넘는다. 마이크로컴퓨터(2195)는 정규화 FE 신호의 레벨이 다시 E4가 되는 기간의 정규화 FE 신호의 최대치(a2)를 측정하여 기억한다. 시간(t76)에서 정규화 FE 신호의 레벨이 -E4보다 낮아진다. 마이크로컴퓨터(2195)는 정규화 FE 신호의 레벨이 다시 -E4가 되는 기간의 정규화 FE 신호의 최소치(b2)를 측정하여, 기억한다. a2로부터 b2를 감산한 값이 제 2 정보면에서의 S자 파형의 진폭(H2)이다.
마이크로컴퓨터(2195)는 상술한 2개의 식을 사용하여 Q1 및 Q2를 구한다. 실시예 9에서는 초점을 정보면을 통과시켰을 때의 정규화 FE의 진폭으로 다른 정보면으로부터의 반사 광량을 검출하였지만 정규화 FE의 진폭이 감소하면 포커스 제어계의 개방 루프 이득이 비례하여 감소한다. 그래서 포커스 제어계의 개방 루프 이득을 측정하는 포커스 이득 측정 수단(도시하지 않음)에 의해 측정하여 단층 광 디스크에서의 이득의 비에 기초하여 스위치(2410)의 단자(a) 및 단자(b)의 값을 설정할 수도 있다.
(실시예 10)
도 30은 본 발명의 실시예 10의 광 디스크 장치(2010)의 구성예를 도시한다.
상술한 실시예와 같은 블록에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시예에 있어서, 홀로그램 소자(2250)는 광 디스크(2187)의 소정의 정보면에 수속하여 조사된 광빔의 광 디스크(2187)로부터의 반사광을 광축에 가까운 내측의 영역의 광과 광축으로부터 먼 외측의 영역의 광과 분할하는 광빔) 분할 수단으로서 기능한다.
또한, 내측 FE 신호 생성 회로(2256)는 내측의 영역의 광에 기초하여 광빔의 초점과 상기 광 디스크(2187)의 소정의 정보면의 위치의 어긋남을 검출하는 내측 포커스 에러 검출 수단하여 기능하여, 외측 FE 신호 생성 회로(254)는 외측의 영역의 광에 기초하여 광빔의 초점과 광 디스크의 소정의 정보면의 위치의 어긋남을 검출하는 외측 포커스 에러 검출 수단으로서 기능한다.
광 디스크(2187)는 한쪽 면에 2개의 정보면을 갖는 2층 광 디스크이다. 광 디스크(2187)는 소정의 회전수로 회전하고 있다. 또한, 레이저(2109)는 소정의 파워로 발광하고 있다.
레이저(2109)로부터 나온 광은 콜리메이트 렌즈(2430)에 의해 평행광이 되어, 빔 스플리터(2256)를 투과한다.
투과한 광빔(2106)은 집광 수단으로서의 대물 렌즈(2103)에 의해 광 디스크(2187)상에 집광된다. 집광된 광빔은 광 디스크(2187)상의 트랙에 의해 반사·회절된다.
반사·회절된 광빔은 재차 대물 렌즈(2103)를 투과하여, 빔 스플리터(2256)에 의해 반사된다.
반사된 광빔(2106)은 광 빔 분할 수단으로서의 홀로그램 소자(2250)에 의해 회 때 광과 0차광으로 분리된다. 홀로그램 소자(2250)를 그냥 지나친 0차 광은 검출 렌즈(2111)에 의해 집광되고, 원통 렌즈(2112)에 의해 트랙에 대하여 45도 방향의 비점 수차를 주어져 광 검출기(2253)에 들어간다.
이 광을 받아 광 검출기(2253)로부터 출력되는 신호는 제어용 FE 신호 생성 회로(2257)에 입력된다. 제어용 FE 신호 생성 회로(2257)에서는 제어용 FE 신호가 생성된다.
제어용 FE 신호는 위상 보상 회로(2116), 스위치(2117)를 통해 전력 증폭기(2118)에 보내진다. 따라서, 제어용 FE 신호에 따라서 포커스용 코일에 전류가 흐른다.
한편, 홀로그램 소자(2250)로 회절된 +1차광과 -1차광은 검출 렌즈(2111)로 집광되어 원통 렌즈(2112)에 의해 트랙에 대하여 45도 방향의 비점수차를 주어져 광 검출기(2253)에 들어간다.
이들의 광을 받아 광 검출기(2253)로부터 출력되는 신호는 각각 광빔의 광 디스크로부터의 반사광을 광축에 가까운 내측의 영역의 광빔광과 광축으로부터 먼 외측의 영역의 광빔광으로 분할되고, 대응하는 내측 및 외측 FE 신호 생성 회로(2256 및 2254)에 각각 보내진다.
2층 광 디스크에서는 제 1과 제 2 정보면에서 보호층의 두께가 다르기 때문에 구면수차가 발생한다. 또, 제 1과 제 2 정보면의 중간의 보호층의 두께로 구면수차가 제로가 되도록 광학 헤드가 설계되어 있다. 따라서, 제 1 정보면에서는 보호층의 두께가 얇은 상태가 되고, 제 2 정보면에서는 두꺼운 상태가 된다. 따라서, 제 1과 제 2 정보면에서의 구면수차는 역극성이 된다.
이 구면수차에 의해, 제 1 정보면에 초점이 있는 경우(즉, 제 1 정보면에서 제어용 FE 신호의 레벨이 영인 경우)에는 내측 FE 신호의 레벨은 양이 되어 외측 FE 신호는 음이 된다.
또한, 제 2 정보면에 광빔의 초점이 있는 경우(즉, 제 2 정보면에서 제어용 FE 신호의 레벨이 영인 경우)에는 내측 FE 신호의 레벨은 음이 되고, 외측 FE 신호는 양이 된다.
광빔의 초점을 제 1 정보면으로부터 제 2 정보면으로 이동시킬 때는 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(b)를 접속한다.
마이크로컴퓨터(2255)는 광빔의 초점을 제 1 정보면에서 제 2 정보면으로 이동시키기 위한 포커스용 코일의 구동 전압을 D/A 변환기를 통해 스위치(2117)의 단자(b)에 보낸다. 광빔의 초점은 제 2 정보면을 향하여 이동을 개시한다. 마이크로컴퓨터(2255)는 외측 FE 신호가 제로 크로스한 시점에서 가속펄스를 정지하고, 감속 펄스를 출력한다.
제 1 정보면으로부터 제 2 정보면에 광빔의 초점을 이동시키는 경우, 제 2 정보면의 근방으로 최초에 외측 FE 신호가 제로 크로스하여, 다음에 제어용 FE 신호가 제로 크로스한다. 그래서, 마이크로컴퓨터(2255)는 외측 FE 신호가 다시 제로 크로스한 시점에서 감속 펄스를 정지한다.
그 후, 제어용 FE 신호가 제로 크로스한 시점에서 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속하고 재차 포커스 제어를 동작시킨다.
다음에, 도 31을 참조하여, 구면수차와 초점 위치의 관계를 설명한다. 도 31은 제 1 정보면에서 제어용 FE 신호가 영의 경우의 외측과 내측의 광빔의 초점 위치를 도시한다.
상술한 바와 같이, 제 1 정보면에서는 최적치에 대하여 보호층의 두께가 얇게 되어 있다. 구면수차는 도시된 것으로 한다. 외측의 광빔은 대물 렌즈(2103)에 가까운 위치에서 초점을 연결한다. 내측의 광빔은 대물 렌즈(2103)로부터 먼 위치에 초점을 연결한다.
제 2 정보면에서 제어용 FE 신호가 영인 경우에는 보호층의 두께가 최적치보다 두껍게 되어 있기 때문에 외측의 광빔은 대물 렌즈(2103)로부터 먼 위치로 초점을 연결한다. 내측의 광빔은 대물 렌즈(2103)로부터 가까운 위치에 초점을 연결한다.
따라서, 대물 렌즈(2103)를 정보면에 근접시켜 가면 외측 FE 신호, 내측 FE신호는 도 32에 도시한 파형이 된다. 실선이 내측 FE 신호를 나타내고, 점선이 외측 FE 신호를 나타낸다. 제어용 FE 신호는 외측 FE 신호와 내측 FE 신호의 평균치가 된다.
상술한 바와 같이, 제 1 정보면으로부터 제 2 정보면으로 초점을 이동시키는 경우에는 제 2 정보면의 근방에서 외측 FE 신호는 최초에 제로 크로스하여, 다음에 제어용 FE 신호가 제로 크로스한다.
다음에, 초점을 제 1 정보면에서 제 2 정보면으로 이동시키는 동작을 설명한다.
도 33은 광 디스크 장치(2010)의 내부에서 사용되는 각 신호의 파형을 도시한다.
파형(a)은 FE 신호를, 파형(b)은 스위치(2117)의 단자(d)의 파형을, 파형(c)은 마이크로컴퓨터(2255)의 D/A 변환기의 출력을 각각 도시한다. 파형(a)에 있어서 점선은 외측 FE 신호를, 굵은 실선이 내측 FE 신호를, 가는 실선이 제어용 FE 신호를 각각 도시한다.
마이크로컴퓨터(2255)는 시간(t70)에서 초점을 제 2 정보면으로 이동시키기 위한 가속의 펄스를 출력한다. 이로써 초점은 제 2 정보면을 향하여 이동한다. 마이크로컴퓨터(2255)는 외측 FE 신호의 레벨이 시간(t71)에서 영이 된 것을 검출하여 가속 펄스를 정지한다. 그리고, 감속 펄스를 출력한다.
마이크로컴퓨터(2255)는 외측 FE 신호가 영이 되는 시간(t72)에서 감속 펄스를 정지하고, 제어용 FE 신호가 제로 크로스하는 시간(t73)에 스위치(2117)의 단자(c)와 단자(a)를 접속하여 재차 포커스 제어를 동작시킨다.
본 실시예의 광 디스크 장치에 의하면, 제어용 FE 신호의 레벨에 기초하여 감속 펄스를 정지하는 경우와 비교하여, 외측 FE 신호가 제로 크로스하는 타이밍으로 감속 펄스를 정지하기 때문에 정확한 타이밍으로 감속 펄스를 정지할 수 있다. 그 결과, 광빔의 초점을 한쪽의 정보면에서 다른쪽의 정보면으로 안정하게 이동시킬 수 있다.
또, 제 1과 제 2 정보면의 중간의 보호층의 두께로 구면수차가 영이 되도록 광학계가 설계되어 있지 않는 경우에는 내측 FE 신호를 사용하여 타이밍을 정할 수 있다.
이 경우에는 제 1 정보면과 제 2 정보면의 중간의 보호층의 두께에 의한 구면수차의 정보에 따라서, 외측 FE 신호 또는 내측 FE 신호의 적어도 한쪽을 적절하게 선택하고, 이 신호에 기초하여 액추에이터(2104)를 구동하여, 광빔의 초점을 한편의 정보면에서 다른쪽의 정보면으로 이동시키도록 구성하면 좋다.
본 발명의 광 디스크 장치에 의하면, 광 디스크의 보호층의 표면에 대한 포커스 제어가 실행된 후에, 광 디스크의 정보 기록층에 대한 포커스 제어가 실행된다. 이로써, 보호층의 두께 분만 워킹 디스턴스가 실질적으로 확대된다. 그 결과, NA가 큰 광 헤드를 사용한 경우라도, 대물 렌즈가 광 디스크의 표면에 충돌할 가능성을 현저하게 저감시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 광 디스크 장치에 의하면, 트래킹 에러 신호의 진폭이 소정의 값 이상이 된 것이 검출된 경우에 한정하여, 포커스 제어를 개시하는 것이 허가된다. 이로써, 전반사 광량의 레벨을 참조하지 않고, 광 디스크의 표면과 정보면을 구별하는 것이 가능해진다. 그 결과, 광 디스크의 표면의 전반사 광량 레벨과 정보면의 전반사 광량 레벨의 차가 작은 경우(예를 들면, 2층 광 디스크의 경우)라도, 정보면에 포커스를 확실하게 인입하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 광 디스크 장치에 의하면, 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것을 검출한 것에 응답하여, 정보면에 대한 포커스 제어가 개시된다. 이로써, 전반사 광량의 레벨을 참조하지 않고, 광 디스크의 표면과 정보면을 구별하는 것이 가능해진다. 그 결과, 광 디스크의 표면의 전반사 광량 레벨과 정보면의 전반사 광량 레벨의 차가 작은 경우(예를 들면, 2층 광 디스크의 경우)라도, 정보면에 포커스를 확실하게 인입하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 광 디스크 장치에 의하면, 광 디스크의 표면의 면 흔들림을 학습한 후에, 정보면에 대한 포커스 제어가 개시된다. 이로써, 면 흔들림 학습한 광 디스크의 표면을 기준으로서 정보면에 대한 포커스 제어가 실행된다. 그 결과, 광 디스크의 면 흔들림이 원인으로 대물 렌즈가 광 디스크에 충돌할 가능성을 대폭 저감하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 디스크 장치에 의하면, 특정한 정보면으로부터의 전반사 광량을 정확에 구하는 수단(정규화 수단)이 설치되어 있다. 이로써, 그 특정한 정보면 이외의 정보면에서의 반사광의 영향이 제거된다.

Claims (23)

  1. 정보 기록층과 상기 정보 기록층 상에 형성된 보호층을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치에 있어서,
    반사면을 검출하는 반사면 검출 수단,
    상기 광 디스크에 조사되는 광빔의 초점과 반사면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 상기 반사면에 대한 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단,
    상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단, 및
    상기 포커스 제어 수단과 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은,
    상기 반사면 검출 수단에 의해 상기 보호층의 표면이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 보호층을 향하여 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고,
    상기 보호층의 표면이 검출되면, 상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하고,
    상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어를 해제하고, 상기 반사면 검출 수단에 의해 상기 정보 기록층의 표면이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 정보 기록층을 향하여 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고,
    상기 정보 기록층의 표면이 검출되면, 상기 정보 기록층의 표면에 대한 상기 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하는, 광 디스크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득과 상기 정보 기록층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득은,
    상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득과 상기 보호층의 표면의 반사율의 곱이, 상기 정보 기록층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득과 상기 정보 기록층의 표면의 반사율의 곱과 같아지도록 설정된 광 디스크 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층의 표면에는 상기 정보 기록층의 반사율을 나타내는 정보가 미리 형성되어 있고,
    상기 제어 수단은 상기 보호층의 표면에 대한 상기 포커스 제어를 실행하고 있는 동안에, 상기 정보를 상기 보호층의 표면으로부터 판독하고, 상기 정보에 기초하여 상기 정보 기록층의 표면에 대한 상기 포커스 제어의 피드백 이득을 설정하는, 광 디스크 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층의 표면의 반사율은 3% 내지 5%인 광 디스크 장치.
  5. 복수의 트랙이 형성된 정보면을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치에 있어서,
    상기 광 디스크에 조사된 광빔과 상기 복수의 트랙 중 대응하는 1개와의 위치의 어긋남을 검출하고, 상기 위치의 어긋남을 나타내는 트래킹 에러 신호를 출력하는 트래킹 에러 검출 수단,
    상기 트래킹 에러 신호의 진폭을 검출하는 진폭 검출 수단,
    상기 광빔의 초점과 상기 정보면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단,
    상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 이동시키는 이동 수단, 및
    상기 포커스 제어 수단과 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은, 상기 포커스 제어 수단의 동작을 정지시킨 상태에서, 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 상기 정보면에 형성된 트랙을 횡단하는 방향으로 이동하면서, 상기 광 디스크에 근접하도록 상기 이동 수단을 제어하고,
    상기 제어 수단은, 상기 진폭 검출 수단에 의해 상기 트래킹 에러 신호의 진폭이 소정 값 이상이 된 것이 검출된 경우에 한해, 상기 포커스 제어 수단이 동작을 개시하는 것을 허용하는, 광 디스크 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정보면에 형성된 상기 복수의 트랙의 각각은 사행(蛇行)하고 있는 광디스크 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 광 디스크 장치는, 상기 광빔의 초점과 상기 정보면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호가 제로 크로스((zero-cross)한 것을 검출하는 제로 크로스 검출 수단을 더 구비하고,
    상기 제어 수단은, 상기 진폭 검출 수단에 의해 상기 트래킹 에러 신호의 진폭이 소정의 값 이상이 된 것이 검출되고, 또한, 상기 제로 크로스 검출 수단에 의해서 상기 포커스 에러 신호가 제로 크로스한 것이 검출된 경우, 상기 포커스 제어 수단의 동작을 개시시키는, 광 디스크 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 광 디스크 장치는 대역 통과 필터를 더 구비하고,
    상기 트래킹 에러 신호는 상기 대역 통과 필터를 통해 상기 진폭 검출 수단에 공급되는 광 디스크 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 진폭 검출 수단이 상기 트래킹 에러 신호의 진폭을 검출하는 경우에 있어서 상기 광 디스크의 회전수가 상기 광 디스크의 상기 정보면에 기록된 정보를 재생하는 경우에 있어서 상기 광 디스크의 회전수보다 적어지도록 상기 광 디스크의 회전을 제어하는 광 디스크 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 진폭 검출 수단이 상기 트래킹 에러 신호의 진폭을 검출하는 경우에 있어서 상기 광빔의 강도가 상기 광 디스크의 상기 정보면에 기록된 정보를 재생하는 경우에 있어서 상기 광빔의 강도보다 작아지도록 상기 광빔의 강도를 제어하는 광 디스크 장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 광 디스크의 회전이 정지한 상태에서 상기 포커스 제어를 실행하고, 상기 광빔의 초점과 상기 정보면의 거리가 상기 소정의 오차 범위 내에 있는 것이 검출된 후에 상기 광 디스크가 회전을 개시하도록, 상기 광 디스크의 회전을 제어하는 광 디스크 장치.
  12. 정보면을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치에 있어서,
    상기 광 디스크에 조사된 광빔의 초점과 소정의 면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호를 출력하는 포커스 에러 검출 수단,
    상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단,
    상기 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점과 상기 소정의 면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 상기 소정의 면에 대한 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단,
    상기 포커스 에러 신호가 제로 크로스한 것을 검출하는 제로 크로스 검출 수단, 및
    상기 포커스 제어 수단과 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은,
    상기 제로 크로스 검출 수단에 의해 상기 포커스 에러 신호가 최초에 제로 크로스한 것이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 표면으로 향하여 제 1 방향으로 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고,
    상기 포커스 에러 신호가 최초에 제로 크로스한 것이 검출되면, 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 표면과 상기 정보면의 거리보다 큰 소정의 거리만큼 상기 제 1 방향으로 더 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고,
    상기 광빔의 초점을 상기 소정의 거리만큼 상기 제 1 방향으로 더 이동시킨 후, 상기 제로 크로스 검출 수단에 의해 상기 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 정보면을 향하여 상기 제 1 방향과는 반대의 제 2 방향으로 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고,
    상기 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것이 검출되면, 상기 정보면에 대한 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하는, 광 디스크 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 광 디스크의 회전이 정지한 상태에서 상기 포커스 제어를 실행하고, 상기 광빔의 초점과 상기 정보면의 거리가 상기 소정의 오차 범위 내에 있는 것이 검출된 후에 상기 광 디스크가 회전을 개시하도록, 상기 광 디스크의 회전을 제어하는 광 디스크 장치.
  14. 정보면을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치에 있어서,
    상기 광 디스크에 조사된 광빔의 초점과 소정의 면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호를 출력하는 포커스 에러 검출 수단,
    상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단,
    상기 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점과 상기 소정의 면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 상기 소정의 면에 대한 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단,
    상기 포커스 에러 신호가 제로 크로스한 것을 검출하는 제로 크로스 검출 수단, 및
    상기 포커스 제어 수단과 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은,
    상기 제로 크로스 검출 수단에 의해 상기 포커스 에러 신호가 최초에 제로 크로스한 것이 검출될 때까지, 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 표면을 향하여 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고,
    상기 포커스 에러 신호가 최초에 제로 크로스한 것이 검출되면, 상기 광 디스크의 표면에 대한 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하고,
    상기 광 디스크의 표면에 대한 포커스 제어를 실행하고 있는 동안에, 상기 광 디스크의 회전 각도에 따른 상기 이동 수단의 변위를 나타내는 변위 정보를 기억 수단에 기억하고,
    상기 포커스 제어 수단의 동작을 정지시킨 상태에서, 상기 제로 크로스 검출 수단에 의해서 상기 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것이 검출될 때까지, 상기 기억 수단에 기억한 상기 변위 정보에 기초하여, 상기 광빔의 초점이 상기 정보면을 향하여 이동하도록 상기 이동 수단을 제어하고,
    상기 포커스 에러 신호가 2회째에 제로 크로스한 것이 검출되면, 상기 정보면에 대한 포커스 제어를 실행하도록 상기 포커스 제어 수단을 제어하는, 광 디스크 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 포커스 제어 수단은, 포커스 제어 수단이 동작을 개시하고 나서 소정의 기간은, 상기 광 디스크에 기록된 정보를 재생하는 경우와 비교하여 위상이 진행하는 대역이 넓어지도록 위상 보상을 제어하는 광 디스크 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 포커스 제어 수단은, 포커스 제어 수단이 동작을 개시하고 나서 소정의 기간은, 상기 광 디스크에 기록된 정보를 재생하는 경우와 비교하여 이득이 작아지도록 이득을 설정하는 광 디스크 장치.
  17. 복수의 정보면을 갖는 광 디스크를 위한 광 디스크 장치에 있어서,
    상기 복수의 정보면 중 소정의 정보면에 광빔을 조사한 경우, 상기 광 디스크로부터의 반사광을 검출하는 광 검출 수단,
    상기 광 검출 수단의 출력에 기초하여, 상기 광빔의 초점과 상기 소정의 정보면의 위치의 어긋남을 나타내는 포커스 에러 신호를 출력하는 포커스 에러 검출 수단,
    상기 광 검출 수단의 출력에 기초하여, 상기 광 디스크로부터의 전반사 광량을 검출하는 전반사 광량 검출 수단, 및
    상기 전반사 광량 검출 수단의 출력으로부터, 상기 광 디스크의 소정의 정보면 이외의 정보면에 의해 반사되는 반사 광량에 따른 신호값을 감산한 값으로, 상기 포커스 에러 신호를 제산(除算)함으로써, 정규화된 포커스 에러 신호를 생성하는 정규화 수단을 포함하는, 광 디스크 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단,
    상기 정규화된 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점과 상기 소정의 정보면의 거리가 소정의 오차 범위 내가 되도록 포커스 제어를 실행하는 포커스 제어 수단, 및
    상기 포커스 제어계의 이득을 측정하는 포커스 이득 측정 수단을 더 포함하고,
    상기 신호값은 상기 포커스 이득 측정 수단의 출력에 기초하여 변화하는, 광 디스크 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단을 더 포함하고,
    상기 신호값은 상기 광빔의 초점이 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면을 통과하도록 상기 이동 수단을 구동한 경우 상기 정규화된 포커스 에러 신호의 진폭이 일정값이 되도록 변화하는, 광 디스크 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 신호값은 상기 복수의 정보면의 각각에 대하여 변화하는 디스크 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 광빔의 초점이 위치하는 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면과는 다른 정보면으로부터의 반사광을 검출하는 미광(迷光) 검출 수단을 더 포함하고, 상기 신호값은 상기 미광 검출 수단의 출력에 기초하여 변화하는 광 디스크 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 광빔의 초점의 위치를 상기 광 디스크에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단, 및
    상기 정규화된 포커스 에러 신호에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점을 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면과는 다른 정보면으로 이동시키도록 상기 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 더 포함하는, 광 디스크 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 광 검출 수단은, 상기 광 디스크로부터의 반사광을, 광축에 가까운 내측의 영역의 광과 상기 광축으로부터 먼 외측의 영역의 광으로 분할하는 광빔 분할 수단을 더 포함하고,
    상기 포커스 에러 검출 수단은, 상기 내측의 영역의 광에 기초하여 상기 광빔의 초점과 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면의 위치의 어긋남을 검출하는 내측 포커스 에러 검출 수단과, 상기 외측의 영역의 광에 기초하여 상기 광빔의 초점과 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면의 위치의 어긋남을 검출하는 외측 포커스 에러 검출 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은, 상기 내측 포커스 에러 검출 수단의 출력 및 상기 외측 포커스 에러 검출 수단의 출력의 적어도 한쪽에 기초하여 상기 이동 수단을 제어함으로써, 상기 광빔의 초점을 상기 광 디스크의 상기 소정의 정보면과는 다른 정보면으로 이동시키도록 상기 이동 수단을 제어하는, 광 디스크 장치.
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