JP2005182944A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トラックオン動作の安定性の向上を図った光ディスク装置を提供する。
【解決手段】フィードモータを用いずアクチュエータのみを用いて、対物レンズを駆動するトラッキング制御を行う。その結果、トラックオン動作の安定性が向上する。フィードモータでの光ピックアップヘッドのトラッキング状態が安定するまでに時間を要する場合が多いため、フィードモータのトラッキング制御を一時的に停止することで、トラックオンをより速やかに行うことが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスクへの情報の記録または再生を行うための光ディスク装置に関する。

光ディスク装置は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などの光ディスクへの情報の記録、再生を行う。光ディスクへの情報の記録、再生時には、トラッキング制御（トラッキングサーボ動作）が行なわれ、光ディスクのトラックと光ピックアップヘッドから出射される光のビームスポットとの相対距離が一定範囲内に保たれる。このトラッキング制御は、光ディスクに集光・反射された戻り光に基づき生成されるトラッキングエラー信号を用いて行われる。
ここで、光ディスク上でのビームスポットの位置を大きく移動させる場合がある。例えば、トラッキング対象のトラックを変化させるトラック間ジャンプや光ディスクの初期状態からトラッキングを開始するときに、ビームスポットの位置が移動される。
この場合には、トラッキング制御を停止した状態で、コントキック（対物レンズおよび光ピックアップヘッドの双方の移動）またはレンズキック（対物レンズのみの移動）により、ビームスポットを移動させる。
そして、これらのキック終了後にトラッキング制御が再開され、ビームスポットがトラックオン（トラック引き込み）される。
なお、光ディスクを回転させるスピンドルモータを制御してデータへの高速アクセスを図る技術が開示されている。
特開平１０−２６１２２６号公報

しかしながら、ビームスポットのトラックオンが順調に行われない場合があり得る。
例えば、ビームスポットが目標トラックを通り過ぎ（オーバーシュートが大きい）、隣りのトラックに突入する場合がある。このとき、ビームスポットはサーボ動作により目標のトラックに戻されるが、戻り過ぎて逆方向へのオーバーシュートが発生し、逆方向のトラックに突入する可能性がある。このように、ビームスポットが目標トラックに対して正逆方向にオーバーシュートを繰り返し、トラックオンに時間を要する場合がある。
また、トラックオンに時間を要するのみでなく、光ピックアップヘッドが光ディスクの外周方向へ流れ、アクセス失敗となる可能性もある。
上記に鑑み、本発明はトラックオン動作の安定性の向上を図った光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明に係るディスク装置は、光ディスクを回転させるディスク回転部と、前記ディスク回転部で回転される光ディスクに光を集光させてビームスポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを前記光ディスクの径方向に移動させるアクチュータと、を有する光ピックアップヘッドと、前記光ピックアップヘッドを前記光ディスクの径方向に移動させるフィードモータと、前記フィードモータを用いず前記アクチュエータのみを用いて、前記光ピックアップヘッドのトラッキング制御を行う第１のトラッキング制御手段と、を具備することを特徴とする。

第１のトラッキング制御手段が、フィードモータを用いずアクチュエータのみを用いて、対物レンズを駆動するトラッキング制御を行う（第１のトラッキング制御）。即ち、この第１のトラッキング制御中にはフィードモータを用いた光ピックアップヘッドのトラッキング制御は停止される。この結果、トラックオン動作の安定性が向上する。
光ピックアップヘッドは質量が大きいため、トラッキング制御時の慣性が大きい。従い、フィードモータでの光ピックアップヘッドのトラッキング状態が安定するまでに時間を要する場合が多い。このため、フィードモータのトラッキング制御を一時的に停止することで、トラックオンをより速やかに行うことが可能となる。

（１）ここで、光ディスク装置が、前記第１のトラッキング制御手段でのトラッキング制御に先だって、前記フィードモータおよび前記アクチュエータの少なくともいずれかを用いて、前記ビームスポットを前記光ディスクの径方向に移動させるビームスポット移動制御手段、をさらに具備してもよい。
フィードモータおよびアクチュエータの少なくともいずれかを用いてビームスポットを移動させた場合（例えば、コントキック、レンズキック）に、光ピックアップの慣性のためにトラックオンが不安定になる可能性がある。このため、ビームスポットの移動後のトラッキング制御に第１のトラッキング制御手段を用いることで、トラックオンの安定性が向上する。

（２）ここで、光ディスク装置が、前記第１のトラッキング制御手段でのトラッキング制御に続いて、前記フィードモータおよび前記アクチュエータの双方を用いて、前記光ピックアップヘッドのトラッキング制御を行う第２のトラッキング制御手段、をさらに具備してもよい。
第１のトラッキング制御手段によるトラッキング制御状態が安定化した後に、フィードモータおよびアクチュエータによって光ピックアップヘッドおよび対物レンズの双方を駆動する第２のトラッキング制御を行う。トラッキング制御を第１、第２のトラッキング制御に区分して行うことで、結果として速やかなトラックオンが可能となる。

１）第１のトラッキング制御手段でのトラッキング制御が、所定の期間行われてもよい。
第１のトラッキング制御から第２のトラッキング制御への切替を一定期間で行う。この期間は光ディスク装置の制御部に記憶させておけばよい。

２）光ディスク装置が、トラッキングの状態に基づいて、前記第１のトラッキング制御手段でのトラッキング制御から前記第２のトラッキング制御手段でのトラッキング制御への切り替えを行う制御切替手段をさらに具備してもよい。
第１のトラッキング制御から第２のトラッキング制御への切替をトラッキングの状態に基づいて行う。この結果、より速やかにトラッキングを行える。トラッキングの状態は、例えば、トラッキングエラー信号に基づいて判断することができる。一例として、トラッキングエラー信号の振幅が所定の範囲内になったことで、トラッキング制御の切替を行うことができる。

本発明は、トラックオン動作の安定性の向上を図った光ディスク装置を提供できる。

以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。
図１は本発明の実施の形態によるディスク装置の構成を示すブロック図である。
光ディスク装置１００は、光ディスク１１０に情報を記録、再生する装置であり、ディスク保持部１２１、スピンドルモータ１２２、光ピックアップヘッド１３０、プリアンプ１４１、増幅・演算回路１４２、制御部１４３、ドライバ回路１４４、１４５、およびフィードモータ１４６を有する。

光ディスク１１０は、ディスク表面１１１の下層に情報を記録、再生する記録層１１２を有する。この記録層１１２には、光ディスク１１０の回転中心を中心とするリング状（または、螺旋状）のトラックが形成され、情報の記録再生はこのトラックに対して行われる。
ディスク保持部１２１は、光ディスク１１０を保持する。
スピンドルモータ１２２は、ディスク保持部１２１ひいては光ディスク１１０を回転させるモータであり、ディスクを回転させるディスク回転部として機能する。

光ピックアップヘッド１３０は、対物レンズ１３１、アクチュータ１３２、発光素子１３３、ビームスプリッタ１３４、受光素子１３５を有する。

対物レンズ１３１は、光ディスク１１０に対向し、光ディスク１１０に発光素子１３３からのレーザ光を集光し、また光ディスク１１０から反射されたレーザ光を受光素子１３５に導くためのレンズである。対物レンズ１３１で集光されたレーザ光が光ディスク１１０上にビームスポットを形成することで、ディスクへの情報の記録、再生が行える。

アクチュータ１３２は、ドライバ回路１４４によって駆動され、対物レンズ１３１を光ピックアップヘッド１３０内で移動させることで、ビームスポットを光ディスク１１０の半径方向（トラックを横切る方向）に移動するための移動機構である。この移動は、後述のフィードモータ１４６による光ピックアップヘッド１３０全体の移動に対して、ビームスポットの位置の微調として位置づけることができる。

発光素子１３３には、光を出射する光学素子であり、レーザダイオード（ＬＤ）等のレーザ光源を利用できる。
ビームスプリッタ１３４は、発光素子１３３からのレーザ光を透過するとともに、光ディスク１１０からの反射光を反射して光路を変換する光学素子である。
受光素子１３５は、光を受光する光学素子であり、フォトディテクタ等の光電変換素子を利用できる。
プリアンプ１４１は、受光素子１３５から出力された光信号を増幅するアンプである。

増幅・演算回路１４２は、プリアンプ１４１で増幅された光信号を増幅および演算処理することで、光ディスク１１０上のトラックとビームスポットとの相対距離を表すトラッキングエラー信号およびトラックに記録された情報を表すＲＦ信号を生成する回路である。この回路はトラッキングの状態を表すトラッキングエラー信号を出力する信号出力部として機能する。

トラッキングエラー信号は、位相差検出法あるいはプッシュプル法などを用いて生成できる。位相差検出法では、受光素子１３５を４分割し、４分割された受光素子１３５からの信号出力を演算することで、トラッキングエラー信号が生成される。また、プッシュプル法では、受光素子１３５を２分割して、プッシュプル演算処理することで、トラッキングエラー信号が生成される。

図２はサーボ動作中における、ビームスポットＢＳの変位とトラッキングエラー信号の関係を表す図である。横軸が時間を、縦軸が変位（ディスクＤの回転中心からのトラック中心ＣおよびビームスポットＢＳの変位）、およびトラッキングエラー信号を表す。
時間とともにビームスポットＢＳが移動し、各トラックのトラック中心Ｃに近づく。なお、図２では光ディスク１１０の回転中心からトラックまでの距離を一定としているが、光ディスク１１０の偏心の影響でこの距離が変動するのが通例である。
このように、トラッキングエラー信号はビームスポットＢＳが光ディスク１１０のトラックを横切るごとに位相が３６０°変化するサイン波で表される。

制御部１４３は、トラッキングエラー信号を入力して、フィードモータ１４６およびアクチュエータ１３２を動作するための第１、第２の制御信号を出力する。制御部１４３によるトラッキング制御によって、トラッキングが行われ、光ディスク１１０上のトラックとビームスポットとの相対距離が一定範囲内に保たれる。
制御部１４３は、例えば、トラッキングエラー信号から必要な周波数成分を抽出し、フィードモータ１４６による光ピックアップヘッド１３０の駆動、およびアクチュータ１３２による対物レンズ１３１の駆動それぞれに適した第１、第２制御信号を出力する。その結果、トラッキングエラー信号がゼロ近傍、つまりビームスポットが光ディスク１１０の目標トラックの中心Ｃに追従するように、フィードモータ１４６およびアクチュータ１３２が制御される。

制御部１４３は、フィードモータ１４６およびアクチュータ１３２の少なくともいずれかを用いて、ビームスポットを光ディスク１１０の径方向に移動させるビームスポット移動制御手段、フィードモータ１４６を用いずアクチュエータ１３２を用いて、光ピックアップヘッド１３０のトラッキング制御を行う第１のトラッキング制御手段、およびフィードモータ１４６およびアクチュエータ１３２の双方を用いて、光ピックアップヘッド１３０のトラッキング制御を行う第２のトラッキング制御手段として機能する。

ドライバ回路１４４は、制御部１４３から出力された電圧値に応じた電流値をアクチュータ１３２に出力し、対物レンズ１３１を移動させることで、ビームスポットを移動させる。これは、コントキック、レンズキック、および第１、第２のトラッキング制御時に行われる。
ドライバ回路１４５は制御部１４３から出力された電圧値に応じた電流値をフィードモータ１４６に出力し、光ピックアップヘッド１３０全体を光ディスク１１０の径方向に移動させることで、ビームスポットを移動させる。これは、コントキック、および第２のトラッキング制御時に行われる。なお、ドライバ回路１４５は、例えば制御部１４３から速度の関数として与えられるブレーキパルスの幅や振幅を受けて、フィードモータ１４６を急速停止させることもできる。

フィードモータ１４６は、ドライバ回路１４５によって駆動され、ビームスポットを光ディスク１１０の半径方向（トラックを横切る方向）に移動するための移動機構である。光ピックアップヘッド１３０が移動することで、発光素子１３３から光ディスク１１０に照射されるレーザ光のビームスポットが移動する。フィードモータ１４６による光ピックアップヘッド１３０全体の移動は、前述のアクチュエータ１３２による対物レンズ１３１の移動に対して、ビームスポットの位置の粗調に対応する。

（光ディスク装置１００の動作）
次に、光ディスク装置１００の動作について述べる。
図３は光ディスク装置１００での動作手順の一例を示すフローチャートである。また、図４は、図３の動作手順中でのトラッキングエラー信号、アクチュエータ１３２のサーボのＯＮ／ＯＦＦ（アクチュエータ・サーボ）、およびフィードモータ１４６のサーボのＯＮ／ＯＦＦ（フィードモータ・サーボ）の時間的変化を表すグラフである。横軸が時間を、縦軸がトラッキングエラー信号、アクチュエータサーボのＯＮ／ＯＦＦ、およびフィードモータサーボのＯＮ／ＯＦＦを表す。
ここでは、レンズキックまたはコントキックによって、トラックジャンプ（ビームスポットの位置を光ディスク１１０の径方向に移動させ、複数のトラックを横切らせる）を行う場合を表している。

（１）初期状態では、制御部１４３によるトラッキング制御が行われ、ビームスポットがトラックオンされた状態にあるものとする（ステップＳ１１、図４の時刻ｔ０）。
このときのトラッキング制御は、フィードモータ１４６およびアクチュエータ１３２の双方を用いて行われ、後述の第２のトラッキング制御に対応するものである。

（２）制御部１４３によるトラッキング制御が停止される（ステップＳ１２、および図４の時刻ｔ１）。即ち、トラッキングエラー信号によるフィードバック制御が停止される。トラッキング制御がレンズキックまたはコントキックによるビームスポットの移動の障害となるからである。

（３）アクチュータ１３２等により対物レンズ１３１等を駆動することで、ビームスポットが目標トラックに向かうように移動を開始させる（ステップＳ１３、および図４の時刻ｔ２）。
このビームスポットの移動は、アクチュータ１３２（およびフィードモータ１４６）により光ピックアップヘッド１３０を駆動することで、行われる。一般に、ビームスポットの移動量が比較的小さいときには、アクチュータ１３２による対物レンズ１３１の駆動のみが行われる（レンズキック）。一方、ビームスポットの移動量が比較的大きいときには、アクチュータ１３２による対物レンズ１３１の駆動に加えて、フィードモータ１４６による光ピックアップヘッド１３０の駆動が行われる（コントキック）。

（４）トラッキング制御を開始するか否かが判断される（ステップＳ１４）。
この判断は、例えば、トラッキングエラー信号に基づき、ビームスポットが横切ったトラックの数を算出することで、行える。ビームスポットが横切ったトラックの数を算出することで、ビームスポットが目標トラックに近づいたか否かを判断することが可能だからである。また、この判断は、ビームスポットの移動開始から経過した時間に基づいて行うこともできる。
この判断がＮｏであれば、トラッキング制御を行わない状態でのビームスポットの移動が継続される。

（５）ステップＳ１４での判断がＹｅｓであれば、第１のトラッキング制御が行われる（ステップＳ１５、および図４の時刻ｔ３）。
この第１のトラッキング制御中では、アクチュエータ１３２のみをトラッキングエラー信号によりフィードバック制御し、フィードモータ１４６はフィードバック制御が行われない。光ピックアップヘッド１３０は質量が比較的大きいためトラッキング制御時の慣性が比較的大きく、フィードモータ１４６によるサーボ動作が安定化するまで比較的時間が掛かる。このため、フィードモータ１４６によるサーボ動作を停止することで、ブームスポットのトラックオンが速やかに行われるようになる。
図４の点線は時刻ｔ３よりフィードモータ１４６のフィードバック制御を開始した場合のトラッキングエラー信号を表す。図４から、フィードモータ１４６によるサーボ動作を停止することで、ブームスポットのトラックオンが速やかに行われることが判る。
なお、この期間中はフィードモータ１４６のサーボ制御のみならず、フィードモータ１４６を動作させない方が好ましい（必要に応じてブレーキを掛ける）。

（６）トラッキング制御の切替を行うか否かを判断する（ステップＳ１６）。第１のトラッキング制御の制御状態がある程度安定した状態（好ましくは、トラックオン状態）で、第２のトラッキング制御への切替を行うためである。
この判断は、例えば、第１のトラッキング制御が所定時間継続したことに基づいて行える。この所定時間は制御部１４３に記憶させておけばよい。
また、この判断を、トラッキングの状態に基づいて、行うこともできる。具体的には、トラッキングエラー信号の振幅が所定の値より小さくなったときに、トラッキング制御の切替を行うと判断する。
この判断がＮｏであれば、第１のトラッキング制御が継続される。

（７）ステップＳ１６での判断がＹｅｓであれば、第２のトラッキング制御が行われる（ステップＳ１７、および図４の時刻ｔ４）。即ち、フィードモータ１４６のフィードバック制御は、時刻ｔ３、ｔ４間の時間Ｔの間、停止された状態が継続し、その後に再開される。
この第２のトラッキング制御中では、アクチュエータ１３２およびフィードモータ１４６の双方がトラッキングエラー信号によりフィードバック制御される。トラッキング制御が安定した状態で制御を切り替えることから、フィードモータ１４６をフィードバック制御しても制御状態が不安定になる可能性が小さい（ビームスポットがトラックオンの状態になっていれば、フィードモータ１４６のサーボ制御を再開しても、トラックオフになる可能性が小さい）。

（８）トラックオンの状態で、ビームスポットが目標トラックに位置するかが判断される（ステップＳ１８）。
目標トラックに位置するか否かは、光ピックアップヘッド１３０からのＲＦ信号を用いて、光ディスク１１０のトラックからトラックのアドレス情報を読み取ることで行える。
ビームスポットが目標トラックに位置しない場合は、目標トラックに達していないか、または通り越したかに応じて、再度のトラッキング制御の停止およびキックが行われ（ステップＳ１２〜Ｓ１３）、ビームスポットが目標トラックに到達するまで、必要に応じて、ステップＳ１２〜Ｓ１８の動作が繰り返される。

本発明の実施の形態による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 サーボ作動中におけるビームスポットの変位とトラッキングエラー信号の関係を示す説明図である。 本発明の実施の形態による光ディスク装置の動作手順を示すフローチャートである。 本発明におけるトラッキングエラー信号、アクチュエータサーボ、およびフィードモータサーボの関係を示す信号波形図である。

符号の説明

１００…光ディスク装置、１１０…光ディスク、１３０…光ピックアップヘッド、１３１…対物レンズ、１３２…アクチュータ、１４３…制御部、１４４…ドライバ回路、１４５…ドライバ回路、１４６…フィードモータ。

Claims (5)

1. 光ディスクを回転させるディスク回転部と、
   前記ディスク回転部で回転される光ディスクに光を集光させてビームスポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを前記光ディスクの径方向に移動させるアクチュータと、を有する光ピックアップヘッドと、
   前記光ピックアップヘッドを前記光ディスクの径方向に移動させるフィードモータと、
   前記フィードモータを用いず前記アクチュエータのみを用いて、前記光ピックアップヘッドのトラッキング制御を行う第１のトラッキング制御手段と、
   を具備することを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記第１のトラッキング制御手段でのトラッキング制御に先だって、前記フィードモータおよび前記アクチュエータの少なくともいずれかを用いて、前記ビームスポットを前記光ディスクの径方向に移動させるビームスポット移動制御手段、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 前記第１のトラッキング制御手段でのトラッキング制御に続いて、前記フィードモータおよび前記アクチュエータの双方を用いて、前記光ピックアップヘッドのトラッキング制御を行う第２のトラッキング制御手段、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
4. 前記第１のトラッキング制御手段でのトラッキング制御が、所定の期間行われることを特徴とする請求項３記載の光ディスク装置。
5. トラッキングの状態に基づいて、前記第１のトラッキング制御手段でのトラッキング制御から前記第２のトラッキング制御手段でのトラッキング制御への切り替えを行う制御切替手段、
   をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の光ディスク装置。

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