JP2004326983A - パルス幅変調信号生成回路、駆動制御装置、及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＷＭ信号に基づいて生成される駆動信号に長期の不感期間が生じることを防止する。
【解決手段】ＰＷＭ信号生成回路１２では、ランプ回路２７からの出力値にディザ幅設定レジスタ２２からの正負のディザ値が所定周期で交互に加算され、加算された出力値に基づいてＰＷＭ信号が生成される。これにより、ＰＷＭ信号のパルス幅に周期的な変動が生じるから、ＰＷＭ信号のパルス幅が狭すぎることにより生じる不感期間を途切れさせることができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、或る信号の振幅に基づいて、所定周期のパルス信号のパルス幅を変調することにより、パルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号と称する。）を生成するＰＷＭ信号生成回路と、このＰＷＭ信号生成回路を備える駆動制御装置と、この駆動制御装置を備える光ディスク装置に関するものである。特に、本発明は、レーザ光を光ディスクに照射してデータの記録及び／または再生を行う光ピックアップに対してフォーカスサーボ制御を行う光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置は、その反射光より得られるトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を用いて、目的とするトラックに適当な照射範囲でレーザ光を照射するようにトラッキングサーボ制御及びフォーカスサーボ制御を行う。このトラッキングサーボ制御を行って光ピックアップをディスクの径方向に移動させることで、光ピックアップからのレーザ光がトラック中心位置に照射される。
【０００３】
また、フォーカスサーボ制御を行って対物レンズをディスクに対して垂直な方向に移動させることで、光ピックアップからのレーザ光の照射範囲を適当な広さとする。
【０００４】
このような光ディスク装置は、その起動時などにおいて、まず、フォーカスサーボ制御を実行できる対物レンズの位置を探し出す（以下、この動作を「フォーカスサーチ動作」と称する。）。このとき、対物レンズの移動制御には、三角波状のランプ波信号が用いられる。フォーカスサーチ動作が行われ、フォーカスエラー信号より合焦点に近づいたことが確認されると、ランプ波信号による制御を停止するとともに、フォーカスエラー信号を用いたフォーカスサーボ制御を開始する。そして、フォーカスサーボ制御により合焦点付近にレーザ光が照射されるようになると、トラッキングエラー信号を用いたトラッキングサーボ制御を行う。
【０００５】
従来の技術として、フォーカスサーチ動作を行う場合にはフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を高いサンプリング周波数でデジタル変換し、フォーカスサーボ制御を行う際にはフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を高いサンプリング周波数でデジタル変換するフォーカスサーボ引込装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１−１７８１２９号公報（１９８９年７月１４日公開）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
また、近年のディスクの大容量化及び高密度化に伴い、光ピックアップや対物レンズ位置の制御処理において、更に高精度な処理が求められている。このためには、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号をサンプリングするためのサンプリング周波数を高く設定することが考えられる。また、光ピックアップを駆動するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成回路において、或るサンプリング周期での基準クロックの周波数を高くし、かつ、ＰＷＭ信号を生成するための入力値のデータビット幅を増やすことによって、出力であるＰＷＭ信号のデューティ比の分解能を高めることが考えられる。
【０００８】
このように、サンプリング周波数を高く設定したり、ＰＷＭ信号のビット幅を増やすように設定したりすることによって、サンプリング周期を１周期とするＰＷＭ信号の周期幅が狭くなる。これにより、１周期のデューティ比によって決定するＰＷＭ信号のパルス幅が狭くなるため、デューティ比が最低となるときの最小パルス幅が狭くなる。
【０００９】
よって、ランプ波信号を利用したフォーカスサーチ動作が行われるとき、フォーカスサーチ動作のためのフォーカス駆動信号をＰＷＭ信号に基づいて出力するＰＷＭドライバは、デューティ比が低いときのＰＷＭ信号のパルス幅が狭すぎて、このＰＷＭ信号を認識できず、その結果、正常なフォーカスサーチ動作が行われないことがある。
【００１０】
即ち、従来のようにサンプリング周波数が低い場合、最小パルス幅となるＰＷＭ信号についても反映されるため、対物レンズをディスクの垂直方向に駆動させるフォーカスアクチュエータへのフォーカス駆動信号が、図７（ａ）のように、時間の経過に応じて徐々に増加するランプ波信号に対応した値となる。このとき、フォーカスエラー信号は、図７（ｂ）のように、フォーカス駆動信号が０となるときの値を基準として対称となるＳ字を描くため、フォーカスサーチ動作を正常に行うことができる。
【００１１】
これに対して、サンプリング周波数が高い場合にランプ波信号を用いてフォーカスサーチ動作を行ったとき、デューティ比が低いときのＰＷＭ信号のパルス幅が狭すぎて、図８（ａ）のように、ＰＷＭ信号の値がフォーカス駆動信号に反映されない不感期間が発生することがある。このとき、フォーカス駆動信号によって駆動されるフォーカスアクチュエータが無制動の状態となるため、図８（ｂ）のフォーカスエラー信号が示すように、この不感期間において対物レンズが振動し、安定した制御ができなくなり、フォーカスサーチ動作が正常に行われないことがある。
【００１２】
これにより、特許文献１に記載のフォーカスサーボ引込装置では、ＰＷＭ制御によりフォーカスサーチ動作を行う場合に、サンプリング周波数が高いと、フォーカスサーチ動作が正常に行われない可能性が大きい。
【００１３】
このような問題点を鑑みて、本発明は、ＰＷＭ信号に基づいて生成される駆動信号に長期の不感期間が生じることを防止できるＰＷＭ信号生成回路および駆動制御装置を提供することを目的とする。また、本発明は、フォーカスサーボ制御やトラッキングサーボ制御に用いられるサンプリング周波数が高い場合に、フォーカスサーチ動作を正常に行うことができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のＰＷＭ信号生成回路は、或る信号の振幅に基づいて所定周期のパルス信号のパルス幅を変調することにより、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成回路において、所定期間における平均値が変化の前後で略一致するように、前記信号の振幅または前記ＰＷＭ信号のパルス幅を変化させるディザ手段を備えることを特徴としている。
【００１５】
ここで、ＰＷＭ信号の基礎となる信号は、例えば光ディスク装置においてフォーカスサーボ制御を行うために用いられるフォーカスエラー信号のように、ＰＷＭ信号生成回路の外部から入力される信号の場合もあれば、例えば光ディスク装置においてフォーカスサーチ動作を行うために用いられるランプ波信号のように、ＰＷＭ信号生成回路の内部で生成される信号の場合もある。
【００１６】
また、ディザ手段における変化は、所定の値の加算及び減算を交互に繰り返すことにより行うことが望ましいが、所定期間における平均値が変化の前後で略一致するようにすれば、より乱雑な変化を行うこともできる。
【００１７】
上記の構成によると、ディザ手段は、前記信号の振幅または前記ＰＷＭ信号のパルス幅を変化させる。前記信号の振幅が変化すると、前記信号の振幅に基づいてパルス幅が変調されるＰＷＭ信号も変化することになる。すなわち、ディザ手段によって前記信号の振幅と前記ＰＷＭ信号のパルス幅との何れを変化させても、ＰＷＭ信号生成回路から出力されるＰＷＭ信号のパルス幅が変化することになる。
【００１８】
また、この変化は、所定期間における平均値が変化の前後で略一致するようになされるから、元のＰＷＭ信号のパルス幅に対して、或る時は増大し、また或る時は減少することになる。したがって、パルス幅が狭すぎることによって生じる図８（ａ）のような不感期間において、ディザ手段によってパルス幅が増大することにより駆動信号が非零値となり、不感期間が途切れることになる。これにより、駆動信号によって駆動されるアクチュエータなどの駆動装置は、無制動の状態が解消されて、不安定な状態が解消される。
【００１９】
したがって、不感期間が途切れて、不感期間が維持される期間が短くなることにより、駆動装置は不安定な状態が維持される期間が短くなり、不安定な状態が維持される期間が長いために生じるフォーカスサーチ動作の失敗のような問題を解消することができる。
【００２０】
なお、不感期間は、ＰＷＭ信号のパルス幅が狭すぎることによって生じるので、前記信号の振幅または前記ＰＷＭ信号のパルス幅が所定値以下となる場合にディザ手段が作動するようにしても、上記の効果を得ることができる。
【００２１】
また、不感期間が途切れる程度のパルス幅の変化量が要求されるから、この変化量を適切なものとするために、変化量の範囲を設定するディザ幅設定手段をさらに備えることが望ましい。
【００２２】
また、本発明の駆動制御装置は、駆動装置の駆動を制御する駆動制御装置であって、上記構成のＰＷＭ信号生成回路と、該ＰＷＭ信号生成回路からのＰＷＭ信号に基づいて、前記駆動装置を駆動するための駆動信号を生成するドライバ回路とを備えることを特徴としている。
【００２３】
上記の構成によると、ＰＷＭ信号生成回路からのＰＷＭ信号に基づいてドライバ回路が駆動信号を生成し、この駆動信号によって駆動装置が駆動される。したがって、前述のように、駆動装置は不安定な状態が維持される期間が短くなり、不安定な状態が維持される期間が長いために生じるフォーカスサーチ動作の失敗のような問題を解消することができる。
【００２４】
また、本発明の光ディスク装置は、レーザ光を光ディスクに照射することによりデジタルデータの記録及び／または再生を行う光ディスク装置であって、前記レーザ光を前記光ディスクの記録面に集束させる対物レンズと、該対物レンズを光軸方向に駆動するフォーカスアクチュエータと、該フォーカスアクチュエータの駆動を制御する上記構成の駆動制御装置とを備えることを特徴としている。
【００２５】
上記の構成によると、上記の駆動制御装置によってフォーカスアクチュエータの駆動が制御される。これにより、前述のように、フォーカスアクチュエータが不安定な状態に維持される期間が長いために生じるフォーカスサーチ動作の失敗を防止することができる。
【００２６】
なお、フォーカスサーチ動作では、フォーカスサーボ制御を実行できる範囲内に対物レンズを移動させるために、ランプ波信号を用いて対物レンズの移動制御が行われる。したがって、ディザ手段が変化させる信号は、前記ランプ波信号であることが望ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。図１は、本実施形態である光ディスク装置の要部構成を示している。
【００２８】
図１の光ディスク装置は、ディスク１にレーザ光を照射する光ピックアップ２と、ディスク１を周方向に回転させるスピンドルモータ３と、不図示のアーム部を介して光ピックアップ２をディスク１の径方向に移動させるスレッドモータ７と、光ピックアップ２がディスク１からの反射光を受光することで得られた信号を処理するＲＦ処理回路８と、ＲＦ処理回路８で得られたトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路９とを備える。
【００２９】
また、光ディスク装置は制御回路１７を備える。制御回路１７は、ＲＦ処理回路８で得られたデータ信号やスピンドルモータ３の回転位置や回転速度が与えられる信号処理回路１０と、信号処理回路１０で確認されたスピンドルモータ３の回転位置や回転速度やＡＤ変換回路９からのトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号が与えられるデジタルサーボ処理回路１１と、デジタルサーボ処理回路１１からのデータよりＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成回路１２と、光ピックアップ２からのレーザ光の光強度を制御する制御用マイコン１３とによって構成される。
【００３０】
また、光ピックアップ２は、レーザ光をディスク１のトラックに集光させる対物レンズ１６と、レーザ光がトラック中心を照射するようにディスク１の径方向に対物レンズ１６を移動させるトラッキングアクチュエータ４と、レーザ光の照射範囲を適当な広さとするために対物レンズ１６をディスク１に対して垂直な方向に移動させるフォーカスアクチュエータ５と、レーザ光の光強度を調整するＬＤドライバ６とによって構成される。
【００３１】
また、この光ディスク装置は、ＰＷＭ信号生成回路１２からのＰＷＭ信号によりトラッキングアクチュエータ４及びフォーカスアクチュエータ５及びスレッドモータ７を駆動制御するＰＷＭドライバ１４と、スピンドルモータ３からの回転位置検出信号よりスピンドルモータ３の回転位置及び回転速度を検出して信号処理回路１０に与えるとともにＰＷＭ信号生成回路１２からのＰＷＭ信号に基づいてスピンドルモータ３を駆動制御するスピンドルモータドライバ１５と、信号処理回路１０で得られた再生データを外部に出力するインターフェース１８とを備える。
【００３２】
このように構成されるディスク装置に設置されるディスク１は、記録トラックとして、最内周部から最外周部までスパイラル状に１つの溝（グルーブ）が形成されている。即ち、逆に最内周部から最外周部までスパイラル状に１つの山（ランド）が、互いに隣り合う溝間に形成されている。尚、このランドを、記録トラックとしても用いることもできる。
【００３３】
ディスク再生時に、ディスク１は光ピックアップ２と一定間隔となるように回転駆動させるスピンドルモータ３に保持されているが、ディスク１の反りや、スピンドルモータ３の軸の傾きなどで、ディスク１に面振れが生じる。このディスク１の面に追従させるように、ＰＷＭドライバ１４がフォーカスアクチュエータ５を駆動制御して、対物レンズ１６をディスク１の垂直方向に移動させる。これが、光ピックアップ２に対するフォーカスサーボ制御である。
【００３４】
このとき、ＲＦ処理回路８で得られたフォーカスエラー信号がＡＤ変換回路９でデジタル信号に変換され、デジタルサーボ処理回路１１を介してＰＷＭ信号生成回路１２に与えられる。そして、ＰＷＭ信号生成回路１２において、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ制御用のＰＷＭ信号が生成され、ＰＷＭドライバ１４において、このフォーカスサーボ制御用のＰＷＭ信号に基づいて、垂直方向の対物レンズ駆動信号を生成する。よって、フォーカスアクチュエータ５が駆動制御され、対物レンズ１６がディスク１に垂直な方向に上下にシフトされる。
【００３５】
このフォーカスサーボ制御を始めるときに、まず、光ピックアップ２およびディスク１間の最適な距離を探すために、フォーカスサーチ動作を行う。このとき、ＰＷＭ信号生成回路１２において、後述するように、緩やかな傾斜を持つ図７（ａ）のようなランプ波信号に基づいたフォーカスサーボ制御用のＰＷＭ信号が生成され、ＰＷＭドライバ１４で垂直方向の対物レンズ駆動信号が生成され、フォーカスアクチュエータ５が駆動制御される。よって、光ピックアップ２を上下にシフトさせて、レーザ光の照射範囲が最適となる最良点が確認され、フォーカスサーボ制御が開始される。
【００３６】
また、連続的に再生を行う場合には、ディスク１のスパイラル状に形成された記録トラックにレーザ光を追従させるように、ＰＷＭドライバ１４がトラッキングアクチュエータ４を駆動制御して、対物レンズ１６をディスク１の径方向にシフトさせる。これが、光ピックアップ２に関するトラッキングサーボ制御である。このとき、ＲＦ処理回路８で得られたトラッキングエラー信号が、フォーカスエラー信号と同様、ＡＤ変換回路９でデジタル信号に変換され、デジタルサーボ処理回路１１を介してＰＷＭ信号生成回路１２に与えられる。
【００３７】
そして、ＰＷＭ信号生成回路１２において、トラッキングエラー信号に基づいて、トラッキングサーボ制御用のＰＷＭ信号が生成され、ＰＷＭドライバ１４において、このトラッキングサーボ制御用のＰＷＭ信号に基づいて径方向の対物レンズ駆動信号を生成する。よって、トラッキングアクチュエータ４が駆動制御され、対物レンズ１６がディスク１の径方向にシフトされる。
【００３８】
このようにトラッキングサーボ制御が行われているとき、対物レンズ１６のシフト量が一定量に達すると、ＰＷＭドライバ１４からスレッドモータ用駆動信号が発生する。即ち、スレッドモータ７はコギングを有するため、対物レンズ１６のシフト量がある一定量に達すると駆動されて光ピックアップ２をディスク１の径方向に移動させる。このとき、光ピックアップ２においてシフトしていた対物レンズ１６が初期設定位置である中心位置に戻るように、トラッキングアクチュエータ４が動作する。
【００３９】
また、このように動作しているとき、光ピックアップ２は、レーザ光をディスク１の記録トラックに照射し、その反射光を検出して各光検出信号として出力する。この各光検出信号はＲＦ処理回路８に送られ、電流信号から電圧信号にＩＶ変換される。このとき、ＲＦ信号に対応する光検出信号は位相が正反対の２つの信号からなり、ＲＦ処理回路８に送られた後、ＲＦ処理回路８にて、その２つの信号から差信号が求められ、続いて、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理が施されて信号処理回路１０に送出される。
【００４０】
そして、信号処理回路１０では、ＲＦ処理回路８より与えられたデータ信号に対して、エラー訂正、デインタリーブ、ＮＲＺＩ変換、ビタビ復号等が施され、後段接続用のインターフェース１８に送出される。また、エラー信号に対応する光検出信号もＲＦ処理回路８に送られ、ＲＦ処理回路８にてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が生成され、ＡＤ変換回路９でデジタル信号に変換される。
【００４１】
また、デジタルサーボ処理回路１１は主にＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で構成され、ＲＦ処理回路８においてＲＦ信号から得られた同期信号に対し、マスタークロックを基にＰＬＬ処理して、同期を安定化している。また、スピンドルモータドライバ１５は、スピンドルモータ３の回転速度及び回転位置を確認し、信号処理回路１０及び制御用マイコン１３に与える。
【００４２】
そして、スピンドルモータドライバ１５から信号処理回路１０を介してデジタルサーボ処理回路１１にスピンドルモータ３の回転速度及び回転位置が与えられると、このＰＬＬ処理された信号に基づいてスピンドルモータ３を駆動するための信号を生成し、ＰＷＭ信号生成回路１２に与える。よって、ＰＷＭ化されたスピンドルモータ駆動信号が、スピンドルモータドライバ１５を介してスピンドルモータ３に与えられ、スピンドルモータ３が回転制御される。また、制御用マイコン１３では、スピンドルモータ３の回転速度を確認すると、レーザ光がその回転速度に応じた光強度となるように、ＬＤドライバ６を制御する。
【００４３】
このように図１の構成の光ディスク装置が動作するときのフォーカスサーボ制御について、以下に、図面を参照して説明する。尚、図２は、ＰＷＭ信号生成回路１２において、フォーカスサーボ制御を行うために使用される部分を示している。
【００４４】
ＰＷＭ信号生成回路１２は、フォーカスサーボ制御を行うブロックとして、ＰＷＭ信号を生成するためのＰＷＭ用基準クロックを発生するクロック発生回路２１と、ＰＷＭ用基準クロックに基づいてサンプリングクロックを生成して信号処理回路１０及びデジタルサーボ処理回路１１に送出するサンプリングクロック生成回路２４と、ＰＷＭ用基準クロックに基づいて計数を行うＰＷＭカウンタ２５と、デジタルサーボ処理回路１１より与えられるフォーカスエラー信号を一時格納する設定用レジスタ２６と、ランプ波信号を生成するランプ回路２７と、そのランプ波信号に正負のディザ値を交互にある一定の間隔で加えるためのディザ幅設定レジスタ２２および加算回路２３と、設定用レジスタ２６からのデータ及びランプ回路２７からのデータを選択するスイッチ２８と、スイッチ２８で選択されたデータとＰＷＭカウンタ２５の計数値とを比較する比較回路２９とを備える。
【００４５】
このようにフォーカスサーボ制御を行うブロックを備えたＰＷＭ信号生成回路１２において、その分解能を９ビット分と設定すると、サンプリングクロック生成回路２４では、１周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分となるサンプリングクロックを生成する。また、ＰＷＭカウンタ２５では、ＰＷＭ用基準クロックが１クロック入力される毎に１つ計数し、０〜２５５となる値を繰り返し出力する。
【００４６】
更に、設定用レジスタ２６に、その値として−２５６〜２５６をとるフォーカスエラー信号がデジタルサーボ処理回路１１から入力され、また、ランプ回路２７からは、その値が−２５６から２５６に徐々に変化するランプ波信号が出力される。このとき、設定用レジスタ２６及びランプ回路２７からスイッチ２８を介して比較回路２９に与えられるデータは、ＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分に相当するサンプリング周期毎に変化するとともに、このサンプリング周期が１周期分経過するまでラッチされて、ＰＷＭカウンタ２５からの計数値０〜２５５全てと比較される。
【００４７】
また、比較回路２９からは、対物レンズ１６をディスク１に近づける方向にシフトさせるためのＦ側ＰＷＭ信号と、対物レンズ１６をディスク１から遠ざける方向にシフトさせるためのＲ側ＰＷＭ信号とが出力されて、ＰＷＭドライバ１４に与えられる。そして、ＰＷＭドライバ１４では、比較回路２９から与えられるＦ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号それぞれから、Ｆ側対物レンズ駆動信号及びＲ側対物レンズ駆動信号を生成してフォーカスアクチュエータ５に送出し、フォーカスアクチュエータ５を駆動制御する。このように２信号をフォーカスアクチュエータ５に与えることで、対物レンズ１６を上下にシフトさせることができる。
【００４８】
そして、このＰＷＭ信号生成回路１２には、デジタルサーボ処理回路１１よりスイッチ２８を切り換えるためのフォーカスサーチフラグが与えられる。このフォーカスサーチフラグがハイとなるとき、フォーカスサーチ動作が行われ、逆に、フォーカスサーチフラグがローとなるとき、フォーカスエラー信号を利用したフォーカスサーボ制御が行われる。
【００４９】
即ち、フォーカスサーチフラグがハイとなるとき、スイッチ２８がランプ回路２７からのランプ波信号を選択する。また、フォーカスサーチフラグがローとなるとき、スイッチ２８が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号を選択する。以下では、このようにスイッチ２８がフォーカスサーチフラグによって切り換えられたときのフォーカスサーボ制御動作及びフォーカスサーチ動作について説明する。
【００５０】
まず、フォーカスサーチフラグがローとなるときのフォーカスサーボ制御動作について、以下に説明する。このとき、前述したように、スイッチ２８が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号を選択して比較回路２９に送出する。尚、フォーカスエラー信号は、デジタルサーボ処理回路１１によって設定用レジスタ２６に順次書き込まれる。
【００５１】
このとき、ＰＷＭ用基準クロックがサンプリングクロック生成回路２４に与えられ、１周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分にあたるサンプリングクロックが生成されて出力される。また、ＰＷＭ用基準クロックがＰＷＭカウンタ２５に与えられ、ＰＷＭカウンタ２５において、０からＰＷＭ用基準クロック１周期分毎に１つずつ計数が行われて２５５まで計数された後に再び０にリセットするという動作が繰り返される。
【００５２】
そして、サンプリングクロックが信号処理回路１０及びデジタルサーボ処理回路１１に与えられ、その動作基準となるサンプリング周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分となる。よって、サンプリング周期毎にフォーカスエラー信号がデジタルサーボ処理回路１１から設定用レジスタ２６に与えられる。即ち、ＰＷＭ用基準クロック２５６周期分毎にフォーカスエラー信号がデジタルサーボ処理回路１１から設定用レジスタ２６に与えられる。また、比較回路２９に、ＰＷＭ用基準クロック毎に値が０〜２５５で巡回して変化するＰＷＭカウンタ２５からの出力が与えられる。
【００５３】
このとき、比較回路２９では、サンプリング周期毎に設定用レジスタ２６からフォーカスエラー信号が与えられると共に、ＰＷＭ用基準クロック毎に０から２５５まで順次変化するＰＷＭカウンタ２５のカウント出力が与えられ、フォーカスエラー信号の値の絶対値がカウント出力と比較される。この比較回路２９において、設定用レジスタ２６から与えられるフォーカスエラー信号が負の値となるときは、Ｆ側ＰＷＭ信号を常にローとし、Ｒ側ＰＷＭ信号をフォーカスエラー信号の値に応じたデューティ比の信号とする。また、設定用レジスタ２６から与えられるフォーカスエラー信号が正の値となるときは、Ｒ側ＰＷＭ信号を常にローとし、Ｆ側ＰＷＭ信号をフォーカスエラー信号の値に応じたデューティ比の信号とする。
【００５４】
即ち、フォーカスエラー信号が負の値である場合、比較回路２６は、サンプリング周期を開始してからＰＷＭカウンタ２５の出力が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号の絶対値以上となるまで、Ｒ側ＰＷＭ信号をハイとする。そして、ＰＷＭカウンタ２５の出力がフォーカスエラー信号の絶対値以上となると、サンプリング周期が終了するまで、Ｒ側ＰＷＭ信号をローとする。このとき、上述したように、Ｆ側ＰＷＭ信号は常にローである。
【００５５】
また、フォーカスエラー信号が正の値である場合、比較回路２６は、サンプリング周期を開始してからＰＷＭカウンタ２５の出力が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号の絶対値以上となるまで、Ｆ側ＰＷＭ信号をハイとする。そして、ＰＷＭカウンタ２５の出力がフォーカスエラー信号の絶対値以上となると、サンプリング周期が終了するまで、Ｆ側ＰＷＭ信号をローとする。このとき、上述したように、Ｒ側ＰＷＭ信号は常にローである。
【００５６】
よって、設定用レジスタ２６から出力されるフォーカスエラー信号とＦ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号それぞれのデューティ比との関係が、図３（ａ）（ｂ）のように表される。即ち、Ｆ側ＰＷＭ信号は、図３（ａ）のように、フォーカスエラー信号の値が−２５６〜０のときにはデューティ比が０（０％）となり、フォーカスエラー信号の値が０以上となるときにはフォーカスエラー信号の値に比例してデューティ比が増加し、フォーカスエラー信号の値が２５６のときにはデューティ比が１（１００％）となる。
【００５７】
一方、Ｒ側ＰＷＭ信号は、図３（ｂ）のように、フォーカスエラー信号の値が−２５６のときにはデューティ比が１（１００％）となり、フォーカスエラー信号の値が−２５６〜０のときにはフォーカスエラー信号の値に比例してデューティ比が減少し、フォーカスエラー信号の値が０以上となるときにはデューティ比が０（０％）となる。尚、デューティ比が０％のとき、サンプリング周期１周期分ローとなり、デューティ比が１００％のとき、サンプリング周期１周期分ハイとなる。
【００５８】
このように各ブロックが動作するため、例えば、１２８となるフォーカスエラー信号が設定用レジスタ２６に与えられるとき、ＰＷＭカウンタ２５の出力が０〜１２７の間はフォーカスエラー信号の絶対値の方が大きいのでＦ側ＰＷＭ信号がハイとなり、ＰＷＭカウンタ２５の出力が１２８〜２５５の間はＦ側ＰＷＭ信号がローとなる。よって、図４のように、サンプリング周期１周期が経過する間に、Ｒ側ＰＷＭ信号が常にローであるとともに、Ｆ側ＰＷＭ信号のデューティ比が５０％となる。
【００５９】
そして、次のサンプリング周期１周期において、−６４となるフォーカスエラー信号が設定用レジスタ２６に与えられるとき、ＰＷＭカウンタ２５の出力が０〜６３の間はフォーカスエラー信号の絶対値の方が大きいのでＲ側ＰＷＭ信号がハイとなり、ＰＷＭカウンタ２５の出力が６４〜２５５の間はＲ側ＰＷＭ信号がローとなる。よって、図４のように、次のサンプリング周期１周期が経過する間に、Ｆ側ＰＷＭ信号が常にローであるとともに、Ｒ側ＰＷＭ信号のデューティ比が２５％となる。
【００６０】
次に、フォーカスサーチフラグがハイとなるときのフォーカスサーチ動作について、以下に説明する。このとき、前述したように、ＰＷＭ用基準クロックを発生するクロック発生回路２１からＰＷＭ用基準クロックをサンプリングクロック生成回路２４及びＰＷＭカウンタ２５に送出するとともに、スイッチ２８がランプ回路２７からのランプ波信号を選択して比較回路２９に送出する。また、サンプリングクロック生成回路２４からランプ回路２７にサンプリングクロックが与えられる。
【００６１】
このように、フォーカスサーチ動作が開始されると、サンプリング周期毎に、ランプ回路２７から与えられるランプ波信号の値が−２５６から１つずつ計数されて比較回路２９に与えられる。即ち、値がｋとなるランプ波信号がランプ回路２７より比較回路２９に与えられると、ＰＷＭカウンタ２５から出力される０〜２５５の値と比較される。そして、サンプリング周期１周期分が経過し、ＰＷＭカウンタ２５の出力が０にリセットされると、次に、値がｋ＋１となるランプ波信号がランプ回路２７より比較回路２９に与えられる。
【００６２】
このとき、比較回路２９は、フォーカスサーボ制御動作のときと同様に、ランプ波信号の正負を確認するとともにランプ波信号の絶対値とＰＷＭカウンタ２５の出力とを比較して、その結果に応じたＦ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号を出力する。即ち、サンプリング周期毎に、Ｆ側ＰＷＭ信号を図３（ａ）に応じたデューティ比とするとともにＲ側ＰＷＭ信号を図３（ｂ）に応じたデューティ比として、ＰＷＭドライバ１４に出力する。尚、このとき、図３の横軸は、ランプ波信号の値を表す。
【００６３】
ところが、近年のディスクの高密度化に伴って高精度な処理を行うために、サンプリング周波数が高くなっており、ＰＷＭ信号生成回路１２から生成されたＰＷＭ信号の最小パルス幅は非常に小さいものとなっている。パルス幅が小さすぎると、ＰＷＭドライバ１４は、内部のゲート遅延などにより、入力値として認識できなかったり、出力値として確定できなかったりして、結果的に出力されないことになる。
【００６４】
特に、ランプ回路２７から出力されるランプ波信号は、出力が三角波のようにゆっくりと増減するので、デューティ比が小さい０付近でＰＷＭドライバ１４の出力値が０になってしまい、この不感期間が長く発生してしまう時には、フォーカスアクチュエータ５が無制動の状態となり、光ピックアップ２の対物レンズ１６が振動して、フォーカスサーチ動作に失敗してしまう。
【００６５】
そこで、図２のように、不感期間を細分化する目的で、ディザ幅設定レジスタ２２により設定された正負のディザ設定値によるオフセットを交互にある一定の間隔でランプ回路２７の出力値に加算し、この不感期間をできる限り小さくし、フォーカスアクチュエータ５の無制動な状態での挙動を抑えるようにした。
【００６６】
図５は、フォーカスサーチ動作において４サンプリング周期でランプ回路２７の出力値が増加している場合に、該出力値が０付近であるときのＰＷＭ信号生成用入力値の変化の様子を示している。同図（ａ）はディザ幅設定レジスタ２２の値が０のときの例であり、同図（ｂ）はディザ幅設定レジスタ２２の値が１のときの例であり、かつ同図（ｃ）はディザ幅設定レジスタ２２の値が２のときの例である。
【００６７】
図５（ａ）の場合は、ディザ幅設定レジスタ２２の値が０であるので、ランプ回路２７の値がそのままＰＷＭ信号生成用入力値として入力される。図５（ｂ）の場合は、ディザ幅設定レジスタ２２の値が１であるので、ランプ回路２７の出力値が−２のときには、ランプ回路２７の出力値に＋１と−１を交互に加えた値がＰＷＭ信号生成用入力値となり、結果的に−１と−３が入力され、ランプ回路２７の出力値が−１のときは結果的に０と−２が入力され、ランプ回路２７の出力値が０のときは結果的に＋１と−１が入力され、ランプ回路２７の出力値が＋１のときは結果的に＋２と０が入力され、ランプ回路２７の出力値が＋２のときは結果的に＋３と＋１が入力される。図５（ｃ）の場合はディザ幅設定レジスタ２２の値が２であるので、上記と同じく、ランプ回路２７の出力値に＋２と−２を交互に加えた値がＰＷＭ信号生成用入力値となる。
【００６８】
図５（ａ）〜（ｃ）のそれぞれに示したＰＷＭ信号生成用入力値に基づいて、ＰＷＭ信号生成回路１２がＰＷＭ信号を出力した場合に、ＰＷＭドライバ１４が出力するフォーカス駆動信号の時間変化を図６（ａ）〜（ｃ）に示す。なお、同図（ａ）〜（ｃ）の破線は、不感期間が発生しない場合におけるフォーカス駆動信号の時間変化を示している。
【００６９】
図６（ａ）は、ディザ設定値が０の場合におけるフォーカス駆動信号の時間変化を示している。この信号の波形は、不感期間が発生しないときには、図７（ａ）に示す従来の場合と同様に、原点を通り傾きが一定である直線となる。一方、不感期間が発生するときには、図８（ａ）に示す従来の場合と同様に、長い不感期間が発生する。
【００７０】
図６（ｂ）は、ディザ設定値が１の場合におけるフォーカス駆動信号の時間変化を示している。この信号の波形は、不感期間が発生しないときには、図７（ａ）に示す従来の波形を中心にして上下に振動する波形となる。このため、不感期間となるフォーカス駆動信号の値の範囲から出たり入ったりを繰り返すので、不感期間が、図８（ａ）に示す従来の場合と比べて、分割され分散されることになる。
【００７１】
図６（ｃ）は、ディザ設定値が２の場合におけるフォーカス駆動信号の時間変化を示している。この信号の波形は、不感期間が発生しないときには、図６（ｂ）に示す波形よりも振幅がさらに大きな波形となる。このため、不感期間が、図６（ｂ）に示す場合と比べてさらに分割され分散されることになる。
【００７２】
したがって、ランプ回路２７の出力値に正負のディザ設定値を交互に加算することにより、フォーカス駆動信号の不感期間が分割され分散されて、連続した不感期間が長く発生することが無くなる。また、正負のディザ設定値を交互に加算する周期はサンプリング周期のような極めて短い周期であるため、重い光ピックアップ２やフォーカスアクチュエータ５が反応して動くことはほとんど無く、光ピックアップ２は本来のランプ回路の出力に応じた直線的な動作を行う。
【００７３】
上記の構成により、本実施形態の光ディスク装置は、長い不感期間は発生しなくなるので、前記対物レンズの振動を抑え、安定した制御ができ、正常なフォーカスサーチ動作を行うことが可能となる。
【００７４】
なお、前記ディザ設定値は、不感期間の影響を受けないような値に設定することが望ましい。また、上記実施形態は、フォーカスサーチ動作のランプ波形全般にディザ設定値を加えたものであるが、不感期間となるフォーカス駆動信号の値の範囲のみに加える方法もある。
【００７５】
このようにフォーカスサーチ動作及びフォーカスサーボ制御動作が行われるとき、まず、デジタルサーボ処理回路１１はフォーカスサーチフラグをハイとして、フォーカスサーチ動作を行う。このフォーカスサーチ動作が行われている間に、得られたフォーカスエラー信号よりディスク１の記録トラックに適当なレーザ光を集光していることをデジタルサーボ処理回路１１が確認すると、フォーカスサーチフラグをローとして、フォーカスサーボ制御動作を開始する。そして、フォーカスサーボ制御動作が確立した後、トラッキングエラーサーボ制御動作を開始する。
【００７６】
本実施形態のように構成することで、フォーカスサーチ動作において、ランプ波信号に正負のオフセットを交互に加えることにより、図８のようなフォーカス駆動信号における不感期間の発生を抑えることができる。
【００７７】
また、本実施形態では、光ディスク装置をディスクの再生のみを行う構成としたが、記録装置としても構わない。例えば、光磁気ディスクを用いる場合、ディスク１を挟んで光ピックアップ２の対物レンズ１６と対向する位置に設置されるとともに光ピックアップ２とともに移動する磁気ヘッドを設けることにより実現することができる。このように構成した場合、ディスク１への記録動作が行われるとき、光ピックアップ２から出射されるレーザ光の光強度を再生動作時よりも強くするとともに、磁気ヘッドをディスク１に近接させる。このとき、インターフェース１８を通じて外部より入力されるデータを信号処理回路１０を介して磁気ヘッドに与えることにより、データをディスク１の記録トラックに記録することができる。また、光磁気ディスクの例を挙げたが、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などのような光ディスクの記録再生を行うディスク装置についても同様である。
【００７８】
また、本実施形態では、ランプ回路２７からのランプ波信号に対して正負のディザ値を加算することによりＰＷＭ信号を変化させているが、比較回路２９からの出力信号であるＰＷＭ信号に対して正負のディザ値を加算することによりＰＷＭ信号を変化させることもできる。
【００７９】
また、ランプ波信号の電圧が所定範囲内にあるときのみディザ幅設定レジスタ２２を作動するように、ランプ回路２７がディザ幅設定レジスタ２２を制御してもよい。
【００８０】
最後に、上記の実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、以下のように構成することができる。
【００８１】
即ち、本発明の光ディスク装置は、ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、当該光ピックアップに備えられた対物レンズを移動させて前記ディスクに照射するレーザ光の集光範囲を調整するフォーカスアクチュエータとを備え、前記ディスクからの反射光によって得られるフォーカスエラー信号に基づいてＰＷＭ変調したＰＷＭ信号によりＰＷＭドライバを経由して前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーボ制御を行うとともに、徐々に値が変化するランプ波信号に基づいてＰＷＭ変調したＰＷＭ信号により前記ＰＷＭドライバを経由してフォーカスサーチを行って前記レーザ光の集光範囲が最適な範囲となる前記対物レンズ位置を確認して前記フォーカスサーボ制御に引き込む光ディスク装置において、零ボルト近傍に対応する前記ＰＷＭ信号を前記ＰＷＭドライバに入力しても出力信号が反応しない時、替わりに作動するＰＷＭ信号を組み合わせて前記アクチュエータに印加せしめる構成である。
【００８２】
さらに、本発明の光ディスク装置は、上記の構成において、前記フォーカスサーチ時に、前記ＰＷＭドライバに出力信号が反応するＰＷＭ信号の値を設定する目的で、前記ランプ波信号に正負のディザ値を交互に加え、前記フォーカスアクチュエータが反応しない一定の間隔で加えたランプ波信号を持ち合わせる構成である。
【００８３】
上記の構成では、前記フォーカスサーチ時のランプ波信号に、交互にオフセットを与える目的で、正負のディザ値を交互にある一定の間隔で加えたＰＷＭ信号の値をフォーカス駆動信号に反映させることにより、大きな不感期間は発生しなくなり、前記対物レンズの振動を抑え、安定した制御ができ、前記フォーカスサーボ制御への正常な引き込みが可能となる。
【００８４】
すなわち、上記の構成によると、フォーカスサーチ時に、ランプ波信号に正負のオフセットを交互に加えることにより、フォーカスアクチュエータを駆動制御するドライバの出力が反応しない不感期間を細分化でき、安定したフォーカスサーチが可能となる。また、基準クロックを高く設定することができるため、サンプリング周波数を高くすることができ、ディスクの大容量化及び高密度化に対応させることができる。
【００８５】
なお、前記ディザ値は不感期間の影響を受けないような値に設定することが必要であり、前記ディザ値を加えることによるフォーカス駆動信号の値の変動分はサンプリング周期などの早い周期であるため、これの影響で重いフォーカスアクチュエータが動くことは無く、光ピックアップは本来のランプ回路の出力に応じた動作をする。
【００８６】
さらに、本発明のディスク装置は、上記の構成において、ＰＷＭ信号生成回路が、前記フォーカスエラー信号及び前記ＰＷＭドライバに出力信号が反応するＰＷＭ信号を足し合わせたランプ波信号を前記フォーカスサーチ時に設定されるフォーカスサーチフラグにより選択するスイッチと、クロック発生回路から出力された基準クロックに従って所定値までのカウントを巡回して行うカウンタと、前記スイッチが選択した信号の値と前記カウンタの出力値とを比較して、前記ＰＷＭ信号を生成する比較回路と、を備える構成である。
【００８７】
さらに、本発明のディスク装置は、上記の構成において、前記ＰＷＭドライバに出力信号が反応するＰＷＭ信号の値を設定可能なレジスタを持ち合わせる構成である。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のＰＷＭ信号生成回路は、所定期間における平均値が変化の前後で略一致するように、前記信号の振幅または前記ＰＷＭ信号のパルス幅を変化させるディザ手段を備える構成である。
【００８９】
これにより、ＰＷＭ信号生成回路から出力されるＰＷＭ信号のパルス幅が元のパルス幅に対して、或る時は増大し、また或る時は減少することになるから、パルス幅が狭すぎることによって生じる不感期間が途切れることになる。したがって、不感期間が途切れて、不感期間が短くなることにより、駆動装置は不安定な状態が維持される期間が短くなり、不安定な状態が維持される期間が長いために生じる問題を解消できる効果を奏する。
【００９０】
なお、不感期間は、ＰＷＭ信号のパルス幅が狭すぎることによって生じるので、前記信号の振幅または前記ＰＷＭ信号のパルス幅が所定値以下となる場合にディザ手段が作動するようにしても、上記の効果を得ることができる。
【００９１】
また、不感期間が途切れる程度のパルス幅の変化量が要求されるから、この変化量を適切なものとするために、変化量の範囲を設定するディザ幅設定手段をさらに備えることが望ましい。
【００９２】
また、本発明の駆動制御装置は、以上のように、上記構成のＰＷＭ信号生成回路と、該ＰＷＭ信号生成回路からのＰＷＭ信号に基づいて、前記駆動装置を駆動するための駆動信号を生成するドライバ回路とを備える構成である。
【００９３】
これにより、駆動装置は不安定な状態が維持される期間が短くなり、不安定な状態が維持される期間が長いために生じるフォーカスサーチ動作の失敗のような問題を解消する効果を奏する。
【００９４】
また、本発明の光ディスク装置は、以上のように、レーザ光を光ディスクの記録面に集束させる対物レンズと、該対物レンズを光軸方向に駆動するフォーカスアクチュエータと、該フォーカスアクチュエータの駆動を制御する上記構成の駆動制御装置とを備える構成である。
【００９５】
これにより、フォーカスアクチュエータが不安定な状態に維持される期間が長いために生じるフォーカスサーチ動作の失敗を防止する効果を奏する。
【００９６】
なお、フォーカスサーチ動作を行う場合には、ＰＷＭ信号生成回路は、フォーカスサーボ制御を実行できる範囲内に対物レンズを移動するために用いられるランプ波信号に基づいてＰＷＭ信号を生成するから、ディザ手段が変化させる信号は、前記ランプ波信号であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である光ディスク装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記光ディスク装置のＰＷＭ信号生成回路においてフォーカスサーボ制御に関する構成を示すブロック図である。
【図３】フォーカスエラー信号またはランプ波信号とＰＷＭ信号のデューティ比との関係を示すグラフであり、同図（ａ）はＦ側ＰＷＭ信号の場合であり、同図（ｂ）はＲ側ＰＷＭ信号の場合である。
【図４】Ｆ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号の時間変化の一例を示すタイムチャートである。
【図５】フォーカスサーチ動作時においてランプ回路出力値にディザ設定値を加算したランプ回路修正出力値の時間変化を示すタイムチャートである。
【図６】ディザ設定値に基づいてフォーカス駆動信号が変化する様子を示すグラフであり、同図（ａ）はディザ設定値が０の場合であり、同図（ｂ）はディザ設定値が１の場合であり、かつ同図（ｃ）はディザ設定値が２の場合である。
【図７】フォーカスサーチ動作が正常な場合における信号の時間変化を示すグラフであり、同図（ａ）はフォーカス駆動信号の場合であり、同図（ｂ）はフォーカスエラー信号の場合である。
【図８】サンプリング周波数が高い場合における信号の時間変化を示すグラフであり、同図（ａ）はフォーカス駆動信号の場合であり、同図（ｂ）はフォーカスエラー信号の場合である。
【符号の説明】
１ 光ディスク
５ フォーカスアクチュエータ
１２ ＰＷＭ信号生成回路
１４ ＰＷＭドライバ（ドライバ回路）
１６ 対物レンズ
２２ ディザ幅設定レジスタ（ディザ手段、ディザ幅設定手段）
２３ 加算回路（ディザ手段）
２７ ランプ回路（ディザ作動制御手段）

Claims (7)

1. 或る信号の振幅に基づいて所定周期のパルス信号のパルス幅を変調することにより、パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調信号生成回路において、
   所定期間における平均値が変化の前後で略一致するように、前記信号の振幅または前記パルス幅変調信号のパルス幅を変化させるディザ手段を備えることを特徴とするパルス幅変調信号生成回路。
2. 前記信号の振幅または前記パルス幅変調信号のパルス幅が所定値以下となる場合に前記ディザ手段が作動するように制御するディザ作動制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のパルス幅変調信号生成回路。
3. 前記ディザ手段が前記信号の振幅または前記パルス幅変調信号のパルス幅を変化させる量の範囲を設定するディザ幅設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のパルス幅変調信号生成回路。
4. 前記ディザ手段は、前記信号の振幅または前記パルス幅変調信号のパルス幅に対して、所定値の加算および減算を前記所定周期ごとに交互に行うことを特徴とする請求項１に記載のパルス幅変調信号生成回路。
5. 駆動装置の駆動を制御する駆動制御装置であって、
   請求項１ないし４の何れか１項に記載のパルス幅変調信号生成回路と、
   該パルス幅変調信号生成回路からのパルス幅変調信号に基づいて、前記駆動装置を駆動するための駆動信号を生成するドライバ回路とを備えることを特徴とする駆動制御装置。
6. レーザ光を光ディスクに照射することによりデジタルデータの記録及び／または再生を行う光ディスク装置であって、
   前記レーザ光を前記光ディスクの記録面に集束させる対物レンズと、
   該対物レンズを光軸方向に駆動するフォーカスアクチュエータと、
   該フォーカスアクチュエータの駆動を制御する請求項５に記載の駆動制御装置とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
7. 前記駆動制御装置におけるパルス幅変調信号生成回路のディザ手段が変化させる信号は、フォーカスサーボ制御を実行できる範囲内に対物レンズを移動するために用いられるランプ波信号であることを特徴とする請求項６に記載の光ディスク装置。

Images