JP2005310257A - 光ディスク装置 - Google Patents

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義康 中山
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Abstract

【課題】差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号のk値調整を短時間で行うことができない点である。
【解決手段】メインプッシュプル信号からサブプッシュプル信号の設定値k倍を減算してトラッキングエラー信号を生成する場合に、設定値kに所定の値を設定し、対物レンズ内周移動時と外周移動時の2つの位置でのトラッキングエラー信号のオフセット変動値を計算し、その値からk値とオフセット変動値の設定表に基づいて前記設定値kを決定する。これにより、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号のk値調整を短時間で行うことができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、光ディスク装置に関するものである。
近年、光ディスク装置は映像信号および音響信号の記録・再生に広く利用されている。光ディスク装置において、光ディスクに書き込まれた情報を読み出す処理は、光ピックアップにより光ディスク上に形成される微小な光スポットとしてのレーザースポットで行われる。すなわち、この微小なレーザースポットが光ディスク上のトラックを走査することにより、光ディスクからの情報の読み出しが行われる。この場合、レーザースポットおよびトラックは微細であるため、振動などによってレーザースポットがトラックから外れてしまい、結果的に読み取りエラーが発生する恐れがある。したがって、光ディスクに書き込まれたデータを正確かつ連続的に読み出すには、レーザースポットをトラックに追従させるサーボ技術が不可欠である。このために、光ディスク装置では、トラッキングエラー信号に基づいて、レーザースポットをトラックに追従させるトラッキングサーボが一般に行われている。トラッキングサーボにおいて、光ディスクの半径方向への対物レンズ移動やチルトが発生すると、トラッキングエラー信号にはそれによるDC成分が加算され、本来のトラック中心とは異なる位置をスポットが走査する、もしくはサーボ外れが発生するといった問題が生じる。したがって、この時に走査している点からトラック中心までの距離をオフセットとすると、安定したトラッキングエラー信号を得るには、対物レンズ移動等によるオフセットを0に抑えこむ手段、即ちオフセット成分の無いトラッキングエラー信号が得られる手段が不可欠である。
従来、光ディスク装置におけるトラッキングエラー信号検出には様々な方法が知られており、その一例として差動プッシュプル法がある。差動プッシュプル法は周知のように、光ディスクに照射する光ビームを3ビームとし、光ディスク上で一対のサブビームスポットをメインビームスポットに対して互いにディスク半径方向にずらして配置し、メインとサブのそれぞれのスポットに対してプッシュプル信号を検出し、それらの差動信号を取ってトラッキングエラー信号を検出するものである。この差動プッシュプル法を用いれば、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号は、共にレンズ移動やチルト等によってオフセット成分が発生するため、これらの差分信号である差動プッシュプル信号はメインプッシュプル信号とサブプッシュプル信号の比率を適切に設定することで、オフセット成分をキャンセルすることができるという利点がある。
つまり、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号は、メインプッシュプル信号からk倍(以下、k値とする)したサブプッシュプル信号を減算することでトラッキングエラー信号を生成する。このk値は光ピックアップの性能ばらつき、ディスクばらつき等によって必ずしも一定とならないため、光ディスク装置に装着されるディスクごとに最適なk値を調整することが望ましい。
k値調整の方式として、トラッキング駆動回路に所定周波数の外乱信号を注入し、外乱信号注入により発生するトラッキングエラー信号のオフセットをフィルタ回路により計測し、その外乱信号周期1周期に対しての振幅変動値を計測し、この計測をk値を変えながら所定の回数行い、外乱信号周期1周期に対しての振幅変動値が最小になるk値を設定するという方法がある(例えば、特許文献1参照)。
図12に、従来の光ディスク装置のk値調整方式のフローチャートを示す。まず、トラッキングエラー信号が正しく検出できる状態とした後、外乱信号をトラッキング駆動回路に供給する(ステップ121)。外乱信号によるトラッキング駆動が安定状態となった後、計測回数i=0に対応した初期k値を設定する(ステップ122)。そして、外乱信号1周期分のトラッキングエラー信号のオフセットの最大値と最小値から1周期でのオフセット振幅値を計測する(ステップ123)。そして、計測回数iに1を加算して(ステップ124)、その値が所定回数n未満であれば(ステップ125)、次の計測回数に対応したk値を設定し(ステップ126)、もう一度ステップ123からの計測を行う。計測回数iに1を加算して(ステップ124)、その値が所定回数以上であれば(ステップ125)、所定回数の計測で測定したオフセット振幅値の最小値を検出し、そのオフセット振幅値となった時のk値を設定する(ステップ127)し、k値調整を終了する。
しかしながら、上記のような構成ではトラッキング駆動回路に与える外乱信号の1周期期間の計測を所定回数n回分必要とするため、調整時間とk値調整精度のバランスをうまくとることができないという課題がある。すなわち、k値調整の精度が必要な場合は、計測回数nを大きくしなければならないため、計測回数nが大きくなることによって調整時間が長くなってしまう。逆に、k値調整の時間を短くする必要がある場合は、計測回数nを小さくしなければならないため、計測回数nを小さくすることによってk値の調整精度が悪くなってしまう。さらに、この方式ではオフセット振幅値の最小値を検出する必要があるため、計測回数nは最低2以上必要であり、調整精度にかかわらず一定の調整時間が必要となる課題もある。
本発明は上記課題を鑑み、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号のk値調整を短時間で精度よく行う光ディスク装置を提供するものである。
特開2003−303427号公報
解決しようとする課題は、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号のk値調整を短時間で行うことができない点である。
メインプッシュプル信号からサブプッシュプル信号の設定値k倍を減算することにより差動プッシュプル方式でトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路を備えた光ディスク装置において、設定値kに所定の値を設定し、光ディスク半径方向に沿って対物レンズを所定量内周に移動した時のトラッキングエラー信号のオフセット検出手段の出力値Rtofs1と、同じく外周に移動した時のトラッキングエラー信号のオフセット検出手段の出力値Rtofs2とから、対物レンズ内周移動時と外周移動時の2つの位置でのトラッキングエラー信号のオフセット変動値(Rtofs1―Rtofs2)を計算し、その値からk値とオフセット変動値の設定表に基づいて設定値kを決定してトラッキングエラー信号生成回路に前記設定値kを設定することで、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号のk値調整を短時間で行うことができる。
本発明により、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号のk値調整を短時間で行う光ディスク装置を提供することができる。
(実施の形態1)
以下に本発明の光ディスク装置、実施の形態を説明する。図1は、本発明の実施の形態1のブロック図を示している。図1において、1は光ディスク、2は光ピックアップ、3はトラッキングエラー信号生成回路、4はトラッキング制御回路、5はオフセット検出手段、6はトラッキング駆動回路、7はシステムコントローラである。光ピックアップ2は、メイン光ビームとメイン光ビームを挟んで配置される2つのサブビームを出射する光源と光ディスクに光を集光する対物レンズと対物レンズを駆動するアクチュエータを備えており、光ディスクにレーザーを出射しかつ光ディスクからのレーザー反射光を受光し、光ディスク上に記録された情報を読み取る。トラッキングエラー信号生成回路3は、光ピックアップ2の情報読み取り信号からトラッキングエラー信号を生成する。トラッキング制御回路4は、トラッキングエラー信号を入力し、そのトラッキングエラー信号に応じたトラッキング駆動信号を生成する。オフセット検出手段5は、トラッキングエラー信号を入力し、トラッキングエラー信号のオフセットとトラッキングエラー信号振幅との比率(以下、Rtofs)を検出する。トラッキング駆動回路6は、トラッキング制御回路4からのトラッキング駆動信号に応じて対物レンズを駆動する。システムコントローラ7は、トラッキングエラー信号生成回路3にk値を設定したり、トラッキング駆動回路6に強制移動の指令を出力することで対物レンズを移動するなどシステム全体を制御している。
図2はトラッキングエラー信号生成回路3であり、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号生成方式の一構成例を示す図である。21,22,23は、それぞれ光ディスクからの反射光を受光する二分割された受光素子を備えた二分割受光素子であり、二分割受光素子21がメインビームスポットの反射光を、二分割受光素子22と23がそれぞれサブビームスポットの反射光を受光する。それぞれの二分割受光素子は四分割受光素子である場合もあるが、ここではその分割線は省略している。24は二分割受光素子21の各分割受光素子の差分信号を演算する差分演算回路であり、この差分信号がメインビームのプッシュプル信号MPPである。同様にして、25と26はそれぞれ二分割受光素子22と23の各分割受光素子の差分信号を演算する差分演算回路であり、27は差分演算回路25及び26の出力信号SPP1及びSPP2の和信号を演算する和演算回路であり、この和演算回路27からの出力信号が一対のサブビームのプッシュプル信号SPPになる。そのサブプッシュプル信号SPPは、システムコントローラからその利得を設定することができる可変利得増幅器28によってk倍され、差分演算回路29によってメインプッシュプル信号MPPとの差分信号、つまり下記の数式1によって差動プッシュプル信号DPPが生成される。
Figure 2005310257
図3は、k値調整動作を示すフローチャートであり、図3を用いてk値調整動作を説明する。まず、トラッキングサーボ制御との関係から光ディスク半径方向に沿って対物レンズを内周側と外周側にそれぞれA移動させた時の、Rtofs計測値の差であるRtofs変動値がB以内になるように調整することとする(ステップ31)。対物レンズを内外周側それぞれA移動させた時にB以内のRtofs変動値という調整範囲を考慮して、Rtofs変動値をB調整するのにk値をどれだけ変化させればいいのかについてあらかじめ測定しておく。具体的には、対物レンズを内外周側それぞれA移動させた時にk値の値によってRtofs変動値がどのような関係となっているのかをあらかじめ測定しておき、k値とRtofs変動値の関係を求める。測定した結果から、k値0.4あたりRtofs変動値をほぼB調整できることが分かったため、k値を0.4刻みで調整することとする(ステップ38からステップ41までの条件分岐を決定)。次に、k=1.0と設定して(ステップ32)、対物レンズを内周側にA移動させ(ステップ33)、Rtofs1を計測する(ステップ34)。同様にして、対物レンズを外周側にA移動させ(ステップ35)、Rtofs2を計測する(ステップ36)。これにより、対物レンズを内外周側それぞれA移動させた時のRtofs変動値(Rtofs1−Rtofs2)を算出する(ステップ37)ことができる。そして、Rtofs変動値から、Rtofs変動値<−2*B であればk=0.2とし(ステップ38)、−2*B≦Rtofs変動値<−B であればk=0.6とし(ステップ39)、−B≦Rtofs変動値≦B であればk=1.0とし(ステップ40)、B<Rtofs変動値≦2*Bであればk=1.4とし(ステップ41)、2*B<Rtofs変動値であればk=1.8として(ステップ42)k値を設定する。なお、ここではRtofs変動値を算出するのに、内周側移動時のRtofsから外周側移動時のRtofsを引いているが、外周側移動時のRtofsから内周側移動時のRtofsを引いてもよい。
図4は、差動プッシュプル法で生成されたトラッキングエラー信号のレンズ移動量に対するRtofs変動の一例を示している。図4(a)は、あるk値に設定された差動プッシュプル法で生成されたトラッキングエラー信号のレンズ移動量に対するRtofs変動値の一例を示している。図4(a)に示すように差動プッシュプル法で生成されたトラッキングエラー信号では、レンズ移動量とRtofsはほぼリニアな関係となっている。図4(b)は、k=1.0で対物レンズを内周側にA移動させRtofs1を計測し、同様にして、対物レンズを外周側にA移動させRtofs2を計測し、その2点を結んだ図(図4(b)に点線で示す)と、Rtofs変動値からk=1.8と設定し、対物レンズを内外周側それぞれA移動させた時の、k値調整後Rtofs変動の図(図4(b)に実線で示す)である。k=1.0で測定したRtofs変動値から決定したk=1.8設定後のRtofs変動値が、k=1.0設定時のRtofs変動値と比較して抑制されていることが分かる。このようにして、k=1.0の対物レンズ内外周側それぞれA移動時2つの位置でのRtofs変動値からk値を算出することができる。この例のように、k値とRtofs変動との関係は、ピックアップのばらつきとトラッキングサーボ制御が安定であるレンズ移動範囲等を考慮し、所定のレンズ移動量に対してRtofs変動がある値以内の精度となるように、ピックアップでの計測やシステムでの計測等であらかじめ決定しておけばよい。
図5は、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号生成方式の他の構成例を示す図である。図2の構成例でのk値調整と比較して、対物レンズの内外周移動を2回する必要があるが、あらかじめk値とRtofs変動値の関係を求めなくてもk値を決定することができる利点がある。図2と同じ構成要件には図2と同じ番号を付している。図2と異なる点は、切替器51である。切替器51により、k=0として切替器をONした場合はメインプッシュプル信号、k=1として切替器をOFFした場合はサブプッシュプル信号、k=0以外で切替器をONした場合はメインプッシュプル信号からk倍したサブプッシュプル信号を減算した差動プッシュプル信号と、トラッキングエラー信号の生成方式を選択することができる。メインプッシュプル信号とサブプッシュプル信号のそれぞれでトラッキングエラー信号を生成できるため、まず、メインプッシュプル信号でトラッキングエラー信号を生成し、対物レンズを内周側に所定量移動させRtofs3を計測し、同様にして、対物レンズを外周側に所定量移動させRtofs4を計測する。これにより、対物レンズを内外周側それぞれ所定量移動させた時のメインプッシュプル信号から生成したトラッキングエラー信号のオフセット変動値(Rtofs3−Rtofs4)を算出する。同様にして、サブプッシュプル信号でトラッキングエラー信号を生成し、対物レンズを内周側に所定量移動させRtofs5を計測し、同様にして、対物レンズを外周側に所定量移動させRtofs6を計測する。これにより、対物レンズを内外周側それぞれ所定量移動させた時のサブプッシュプル信号から生成したトラッキングエラー信号のオフセット変動値(Rtofs5−Rtofs6)を算出する。なお、ここではRtofs変動値を算出するのに、内周側移動時のRtofsから外周側移動時のRtofsを引いているが、外周側移動時のRtofsから内周側移動時のRtofsを引いてもよい。
それぞれ独立で計測したメインプッシュプル信号とサブプッシュプル信号のオフセット変動値から、下記の数式2により、k値を算出することができる。
Figure 2005310257
なお、ここでは、切替器を用いてメインプッシュプル信号とサブプッシュプル信号のオフセット変動値をそれぞれ独立で計測する例を挙げたが、k=0設定時のメインプッシュプル信号のオフセット変動値とk=1設定時の差動プッシュプル信号のオフセット変動値から、サブプッシュプル信号のオフセット変動値を算出してもよい。
図6は、k値調整を含めたトラッキングエラー信号調整のブロック図である。図6において、図1と同じ構成要件には図1と同じ番号を付している。図6と異なる点は、図1のトラッキングエラー信号生成回路2にバランス調整入力が追加されたトラッキングバランス入力付トラッキングエラー信号生成回路10と、トラックカウント手段8とトラッキングバランス調整手段9が付加されていることである。まず、このトラックカウント手段8とトラッキングバランス調整手段9について説明する。
図7は、トラックカウント手段8の一構成例を示す図であり、図8は、対物レンズを光ディスク半径方向に沿って移動させた時に出力されるトラッキングエラー信号の一例を示した図である。図7で、2値化回路71において入力されたトラッキングエラー信号を2値化し、エッジ検出回路72において2値化された信号のエッジを検出し、エッジカウント回路73において検出されたエッジをカウントすることでトラック数をカウントする。対物レンズを半径方向に移動させると光スポットがトラック溝を横切り、図8に示すようなトラッキングエラー信号が検出でき、光ディスクのトラック間距離は規格で定められた一定の値であるため、トラックカウント手段でトラック数を計測することで、その値から正確なレンズ移動量を求めることができる。これにより、k値調整時のレンズ移動において光ピックアップのトラッキング感度のばらつきに関係なく正確な値でレンズを移動させることができるようになる。
図9は、トラックバランス調整手段9の設定値を入力するバランス調整入力を備えるトラッキングエラー信号生成回路の一構成例を示す図であり、図10は、k値調整後に対物レンズを半径方向に移動させた時に出力されるトラッキングエラー信号の一例を示した図である。91は、光ディスクからの反射光を受光する二分割された受光素子を備えた二分割受光素子であり、図9のトラッキングエラー信号生成回路ではこの二分割受光素子91からトラッキングエラー信号を生成するとする。92、93は、二分割受光素子各信号A、Bが入力される可変利得増幅器であり、トラッキングバランス調整手段によって決定される設定値αに応じて利得が決定される。94は可変利得増幅器出力の差分信号を演算する差分演算回路である。つまり、図9のトラッキングエラー信号生成回路では、下記の数式3により、トラッキングエラー信号となるトラッキングバランス調整後の出力Cが決定される。
Figure 2005310257
数式3の関係から、αに応じてオフセットレベルが変更する。図10(a)に示すように、トラッキングエラー信号のオフセット値(図10(a)に点線で示す)が基準レベル(図10(a)に実線で示す)からずれている場合に、トラッキングバランス調整手段では、設定値αを変えながらオフセット値を検出しトラッキングエラー信号のオフセット値が基準レベルと一致するように設定値αを決定する。図10(b)はトラッキングバランス調整後のトラッキングエラー信号を示す図である。このように、トラッキングエラー信号のオフセット値が基準レベルと一致すれば、トラッキングサーボが最も安定した状態となる。なお、ここではトラッキングエラー信号のオフセット値をバランス調整の基準としてバランス調整を行っているが、トラッキングエラー信号の振幅中心値を基準としてバランス調整を行ってもよい。また、ここでは一例として可変利得増幅器に設定値αを設定することでバランス調整を行っているが、オフセット回路を用いて行ってもよい。
次に、k値調整を含めたトラッキングエラー信号調整の動作を説明する。まず、k値調整を行う。この時、トラックカウント手段8により、光ピックアップのトラッキング感度のばらつきに関係なく、対物レンズを正確な移動量で移動させることができるようになる。k値調整により、レンズ移動量に対するRtofs変動値が、前述した図4(b)のように調整されたとする。ここで、トラッキングバランス調整手段9により、k値調整後のトラッキングエラー信号のオフセットレベルを調整することで、レンズ移動量に対するRtofs変動が図11の点線で示した状態から、図11の実線で示した状態に調整される。この一連の動作により、トラッキングサーボ制御に最適なトラッキングエラー信号を得ることができる。
なお、本発明は、ここで説明した実施例によって限定されるものではなく、同様の効果を得られるやり方はほかにも考えられる。
本発明の光ディスク装置は、トラッキングエラー信号生成回路の方法により、その他の方式のトラッキングエラー信号を用いた光ディスクやその他の媒体からの再生装置にも適用できる。
本発明の実施の形態に於けるブロック図 本発明の実施の形態に於けるトラッキングエラー信号生成回路の構成例を示す図 本発明の実施の形態に於けるk値調整の動作フローチャート 本発明の実施の形態に於けるレンズ移動量とRtofsとの関係を示す図 本発明の実施の形態に於けるトラッキングエラー信号生成回路の他の構成例を示す図 本発明の実施の形態に於けるトラッキングエラー信号調整のブロック図 本発明の実施の形態に於けるトラックカウント手段の一構成例を示す図 本発明の実施の形態に於けるレンズ移動時のトラッキングエラー信号説明図 本発明の実施の形態に於けるトラッキングバランス入力付トラッキングエラー信号生成回路の一構成例を示す図 本発明の実施の形態に於けるトラッキングバランス調整手段の動作説明図 本発明の実施の形態に於けるトラッキングエラー信号調整後のレンズ移動量とRtofsとの関係を示す図 従来の光ディスク装置のk値調整のフローチャート
符号の説明
1 光ディスク
2 光ピックアップ
3 トラッキングエラー信号生成回路
4 トラッキング制御回路
5 オフセット検出手段
6 トラッキング駆動回路
7 システムコントローラ
8 トラックカウント手段
9 トラッキングバランス調整回路
10 トラッキングバランス入力付トラッキングエラー信号生成回路
21、22、23 二分割受光素子
24、25、26,29 差分演算回路
27 加算回路
28 可変利得増幅器
51 切替器
71 2値化回路
72 エッジ検出回路
73 エッジカウント回路
91 二分割受光素子
92、93 可変利得増幅器
94 差分演算回路

Claims (4)

  1. メイン光ビームとメイン光ビームを挟んで配置される少なくとも2つのサブビームを出射する光源と光ディスクに光を集光する対物レンズと前記対物レンズを移動するアクチュエータを備えた光ピックアップと、メイン光ビームより生成するメインプッシュプル信号からサブ光ビームより生成するサブプッシュプル信号の設定値k倍を減算することによりトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路と、トラッキングエラー信号に応じたトラッキング駆動信号を出力するトラッキング制御回路と、トラッキングエラー信号のオフセットと振幅との比率Rtofsを検出するオフセット検出手段と、システム全体を制御するシステムコントローラと、前記トラッキング制御回路の出力もしくは前記システムコントローラの移動指令に応じて前記対物レンズを駆動するトラッキング駆動回路とを備え、前記設定値kに所定の値を設定し、前記対物レンズ内周移動時と外周移動時の2つの位置でのトラッキングエラー信号のオフセット変動値を計算し、その値からk値とオフセット変動値の設定表に基づいて前記設定値kを決定することを特徴とする光ディスク装置。
  2. メイン光ビームとメイン光ビームを挟んで配置される少なくとも2つのサブビームを出射する光源と光ディスクに光を集光する対物レンズと前記対物レンズを移動するアクチュエータを備えた光ピックアップと、メイン光ビームより生成するメインプッシュプル信号からサブ光ビームより生成するサブプッシュプル信号の設定値k倍を減算することによりトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路と、トラッキングエラー信号に応じたトラッキング駆動信号を出力するトラッキング制御回路と、トラッキングエラー信号のオフセットと振幅との比率Rtofsを検出するオフセット検出手段と、システム全体を制御するシステムコントローラと、前記トラッキング制御回路の出力もしくは前記システムコントローラの移動指令に応じて前記対物レンズを駆動するトラッキング駆動回路とを備え、メインプッシュプル信号でトラッキングエラー信号を生成し、前記対物レンズ内周移動時と外周移動時の2つの位置でのメインプッシュプル信号でのトラッキングエラー信号のオフセット変動値を計算し、サブプッシュプル信号でトラッキングエラー信号を生成し、前記対物レンズ内周移動時と外周移動時の2つの位置でのサブプッシュプル信号でのトラッキングエラー信号のオフセット変動値を計算し、メインプッシュプル信号でのトラッキングエラー信号のオフセット変動値とサブプッシュプル信号でのトラッキングエラー信号のオフセット変動値との比を前記設定値kとすることを特徴とする光ディスク装置。
  3. 前記比率kを前記トラッキングエラー信号生成回路に設定した後で、前記トラッキングエラー信号のバランスを調整するバランス調整手段をさらに備えることを特徴とする、請求項1または請求項2記載の光ディスク装置。
  4. 前記トラッキングエラー信号から前記対物レンズ移動時の横切りトラック数をカウントし、前記対物レンズの移動量を求めるトラックカウント手段をさらに備えることを特徴とする、請求項1または請求項2記載の光ディスク装置。
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