JP2006073071A - 光ディスク装置及び光ディスク装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サーボエラー信号の変動の原因を判別し、それぞれの原因に対する処理を行う。
【解決手段】 サーボエラー生成ブロック１４は、光学ピックアップ１２が読み出した光ディスクの信号からサーボエラー信号を生成する。エラー信号変動速度検出ブロック１７は、サーボエラー信号の微分値であるエラー信号変動速度を算出する。コントローラ１９は、サーボエラー信号が所定の閾値を越え、かつ、エラー信号変動速度の変動が大きい場合、サーボエラー信号がディフェクトによって変動したものであると判別する。一方、エラー信号変動速度の変動が小さい場合、サーボエラー信号が外乱によって変動したものであると判別する。
【選択図】図３

Description

本発明は、サーボエラー信号に基づいてトラッキング制御やフォーカス制御を行う光ディスク装置、及び光ディスク装置の制御方法に関する。

光ディスク装置は、光ディスクに上の情報を読み書きするためにディスク上にレーザ光を照射し、その反射光を光学ピックアップから検出して情報を読み出すが、そのためにビームスポットのディスク上の目標位置に対する誤差信号であるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などのサーボエラー信号を生成し、そのサーボエラー信号に基づいてフォーカスサーボ及びトラッキングサーボをかけ、ビームスポットを常に目的のトラック上に追従させている。理想的にはサーボをかけることによって、ビームスポットは常にディスクの記録面上に焦点を結び、かつ目的のトラック上に位置することになる。

しかし、サーボはディスク上の傷、ほこりなどによる信号の欠損（以下、ディフェクトと記す）によってサーボエラー信号が実際のスポットに関係なく大きく変動する。また、携帯型の光ディスク装置では持ち運び時に発生する外部からの衝撃などの外乱によって、サーボがはずれそうになることがある。

従来は、光量信号レベルを用いてサーボエラー信号の変動の原因を判別し、エラー原因に対応して制御方法を切り替えている。具体的に説明すると、光ディスク装置は、光量信号レベルが所定の閾値以下に下がった場合にサーボエラー信号の変動の原因がディフェクトであると判別しサーボ制御に使用する信号をサーボエラー信号からホールド信号に切り替える。一方、サーボエラー信号が大きく変動し、なおかつ、光量レベルがあまり変動しない場合には、外乱によりビームスポットが所望の位置からずれたものと判別し、サーボゲインアップを行うことでずれを抑制する。

図５は、ビームスポットがディフェクトを通過したときの光ディスクの戻り光とサーボエラー信号の関係を示す。ビームスポットがディフェクトを通過すると光ディスクの戻り光が減少する。それにともない、サーボエラー信号が消失する。このサーボエラー信号でサーボ制御を継続すると、サーボが外れてしまう。

このときの光ディスク装置の動作について図６を参照して説明する。光ディスク装置は、サーボエラー信号を監視し、サーボエラー信号が所定の閾値を越えたとき（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、エラーの発生を検出する。次いで、光ディスク装置は、光量信号と所定の閾値とを比較する。このとき、光量信号が所定の閾値以下であれば（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、光ディスク装置は、ディフェクトによるエラーであると判別して、サーボ制御に使用する信号をサーボエラー信号からホールド信号に切り替える（ステップＳ２３）。一方、光量信号が所定の閾値よりも大きければ（ステップＳ２２；ＮＯ）、光ディスク装置は、外乱によるエラーであると判別して、サーボゲインアップを行う（ステップＳ２４）。

光ディスク装置は、光量信号を監視し続け、光量信号が所定の閾値以下の場合（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、ステップＳ２３に処理を移行する。一方、光量信号が所定の閾値を越えると（ステップＳ２５；ＮＯ）、サーボ制御に使用する信号をホールド信号からサーボエラー信号に戻す（ステップＳ２６）。

また、光ディスク装置は、ステップＳ２７においてサーボエラー信号と所定の閾値とを比較し、サーボエラー信号が所定の閾値を越えている場合には（ステップＳ２７；ＹＥＳ）、ステップＳ２４に処理を移行する。一方、サーボエラー信号が所定の閾値よりも小さい場合には（ステップＳ２７；ＮＯ）、コントローラ２９は、サーボゲインアップを解除する（ステップＳ２８）。

このように、従来、光量信号をもとにサーボエラーの変動原因を検出しているが、ディフェクト上をビームスポットが通過する場合にビームスポットの一部がディフェクトを通過する場合、図７のように大きな光量変動が発生しないにもかかわらず、サーボエラー信号が大きく動くことがある。このとき、光ディスク装置は、ディフェクトによるサーボエラー信号の変動を外乱による変動であると誤認識してしまう。誤認識したまま制御を継続すると、大きく変動したサーボエラー信号にそのまま追従し、ビームスポットのずれを拡大してしまう恐れがある。

このような問題に対し、以下に示す方法で外乱とディフェクトを判別する方法が考えられる。図８を用いて説明する。光ディスク装置２０は、光ディスク１００にレーザ光を照射しその反射光を検出する光学ピックアップ２２と、反射光を元にサーボエラー信号を生成するサーボエラー生成ブロック２４と、駆動ブロック２６を制御し、フォーカスサーボ、トラッキングサーボを駆動してエラー信号に基づきビームスポットをディスク上の所望の位置に追従させる制御ブロック２５と、衝撃を検出するショックセンサ２７とを備える。

ディスク装置２０では、ショックセンサ２７が衝撃を検出しない場合、ディフェクトによるエラー信号の変動とみなしてエラー信号をホールドし、衝撃を検出した場合、衝撃によるビームスポットの移動とみなし、ゲインアップなどの衝撃が加わった場合の処理を行うように処理を切り替える。このようにエラー信号とショックセンサを用いてショックを検出する方法もすでに提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２６００３２号公報

しかしながら、別途ショックセンサ２７を取り付けると、コストアップにつながるとともに小型化を要求される携帯型の光ディスク装置２０ではショックセンサ２７を取り付けるスペースも問題となる。さらに、ショックセンサ２７による衝撃検出はエラー信号の変動よりも遅く、ショックセンサ２７を検出した時点で、サーボエラーレベルは大きく変動していることもあり、その時点で処理を切り替えても間に合わない可能性がある。

本発明はこのような事情を鑑み、サーボエラー信号の変動の原因を判別し、それぞれの原因に対する最適な処理を行う光ディスク装置及び光ディスク装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明を適用した光ディスク装置は、光ディスクからの信号を読み出す光学ピックアップと、光学ピックアップによって読み出された信号を処理して光ディスク上のビームスポットの位置を示すサーボエラー信号を生成するサーボエラー信号生成手段と、サーボエラー信号に基づいて光ディスクにビームを集光させる対物レンズを駆動制御する光ディスク装置において、サーボエラー信号の変動量を検出するサーボエラー信号変動量検出手段と、サーボエラー信号が所定の信号閾値を越え且つサーボエラー信号の変動量が所定の変動量閾値を越えたときにはディフェクトによるエラーであると判別し、サーボエラー信号が所定の信号閾値を越え且つサーボエラー信号の変動量が所定の変動量閾値より小さいときには外乱によるエラーであると判別する判別手段と、判別結果に応じて光ディスクからの信号を再生する処理を制御する制御手段とを備える。

また、本発明を適用した光ディスク装置の制御方法によれば、光ディスクからの信号を読み出す信号読出工程と、信号読出工程において読み出された信号に基づいてサーボエラー信号を生成するサーボエラー信号生成工程と、サーボエラー信号の変動量であるエラー信号変動量を算出する変動量算出工程と、サーボエラー信号が所定の信号閾値を越え且つサーボエラー信号の変動量が所定の変動量閾値以上のときにはディフェクトによるエラーであると判別し、サーボエラー信号が所定の信号閾値を越え且つサーボエラー信号の変動量が所定の変動量閾値より小さいときには外乱によるエラーであると判別する判別工程と、判別結果に応じて光ディスクからの信号を再生する処理を制御する制御工程とを有する。

本発明にかかる光ディスク装置及び光ディスク装置の制御方法によれば、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号などのサーボエラー信号からサーボエラー信号の変動量を求め、変動量を関しすることにより、ショックセンサのような別部品を用いることなく容易にディフェクトによるサーボエラー信号の変動と、外乱によるサーボエラー信号の変動とを区別することが可能になる。また、変動量は、ソフトウェアの処理により簡単に算出できる。そして、即応的にエラー原因の判別を行うことができ、これに応じた信号再生処理が実行できる。

以下、図面を参照して本発明を適用した光ディスク装置１について説明する。図１は、光ディスク装置１の全体構成を示すブロック図である。光ディスク装置１は、記録媒体としての光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ１１と、光ディスク１００にレーザ光を照射する光学ピックアップ１２と、光学ピックアップ１２を光ディスク１００の半径方向に移動させるスレッドモータ１３と、サーボエラー生成手段としてのサーボエラー生成ブロックと、駆動ブロック１６に制御信号を出力する制御手段としての制御ブロック１５と、スピンドルモータ１１やスレッドモータ１３を駆動する駆動ブロック１６と、サーボエラー信号の変動量としてのサーボエラーの変動速度を検出するサーボエラー信号変動量検出手段としてのエラー信号変動速度検出ブロックと、ホールド信号を生成するホールド信号生成ブロック１８と、光ディスク装置１全体を制御する判別手段としてのコントローラ１９とを備える。

スピンドルモータ１１は光ディスク１００を回転させる。光ディスク１００には、渦巻き状のトラックが形成されている。スレッドモータ１３は、光学ピックアップ１２のレーザ光が光ディスク１００のトラックをトレースするように、光学ピックアップ１２を光ディスク１００の半径方向に移動させる。光学ピックアップ１２には、光ディスク１００の記録面にレーザ光の焦点を合わせるフォーカスサーボが設けられている。光学ピックアップ１２は、光ディスク１００の記録面に焦点を合わせながらトラックを照射しこの戻り光を電気信号に変換する。光学ピックアップ１２は、電気信号をサーボエラー生成ブロック１４に出力する。サーボエラー生成ブロック１４は、レーザ光のトラックからのずれを示すトラッキングエラー信号、レーザの焦点と光ディスク１００の記録面とのずれを示すフォーカスエラー信号、戻り光の強さを示す光量信号を検出する。本実施の形態では、トラッキングサーボを制御するトラッキングエラー信号とフォーカスサーボを制御するフォーカスエラー信号とをまとめてサーボエラー信号と記す。

図２は、サーボエラー生成ブロック１４の一例を示している。このサーボエラー生成ブロック１４は、非点収差法によりフォーカシングエラーを検出し、プッシュプル法によりトラッキングエラーを検出する。サーボエラー信号は、他の方法を用いて検出してもよい。プッシュプル法では、フォトディテクタ３０を２分割し、各々の差をとることで両極性のトラッキングエラー信号が得られる。具体的には、図２に示すフォトディテクタ３０のＩとＩＩの和と、ＩＩＩとＩＶの和の差をトラッキングエラー信号とする。また、非点収差法では、フォトディテクタ３０を４分割し、ＩとＩＩＩの和とＩＩとＩＶの和との差をフォーカスエラー信号とする。さらに、フォトディテクタ３０では光量信号を検出する。光量信号は、フォトディテクタ３０が検出した光量の和、即ち、ＩとＩＩとＩＩＩとＩＶの和となる。

エラー信号変動速度検出ブロック１７は、エラー信号変動速度を検出する。エラー信号変動速度は、例えば、サーボエラー信号の微分値として算出される。サーボエラー信号がデジタル信号で出力される場合、エラー変動量としてのエラー信号変動速度は、所定のサンプリング周波数でサンプリングされるサーボエラー信号において、前にサンプリングしたサーボエラー信号と、今回サンプリングしたサーボエラー信号の差分値である。デジタル信号の場合、エラー信号変動速度をソフトウェアで算出することができ構成が複雑化することはない。

制御ブロック１５は、駆動ブロック１６を制御し、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを駆動してサーボエラー信号に基づきビームスポットをディスク上の所望の位置に追従させる。

コントローラ１９は、サーボエラー信号が変動したとき、その変動に基づいて制御ブロック１５に出力する信号を切り替える。具体的に、コントローラ１９は、サーボエラー信号が所定の閾値Ｔ１を越えた場合、エラー信号変動速度を求め、エラー信号変動速度と閾値Ｔ２との比較により変動の原因を判別し、変動の原因に応じた制御を行う。

図３は、変動の原因と、エラー信号変動速度の変化量と、原因に応じたコントローラ１９の処理との関係を示している。サーボエラー信号の変動の原因には、ディフェクトと外乱とがある。変動の原因がディフェクトであるときには、制御ブロック１５で用いるサーボエラー信号を所定のホールド信号に切り替える。ホールド信号は、ホールド信号生成ブロック１８において生成される。ホールド信号は、サーボエラー信号を低いローパスフィルタに通し、ディフェクトなどの急激なサーボエラー信号の変動に追従しない出力を用いることが多い。もちろん固定値を用いてもよい。また、変動の原因が外乱であるときには、コントローラ１９は、制御ブロック１５のサーボゲインアップを行う。

サーボエラー信号の変動の原因は、エラー信号変動速度により判別することができる。エラー信号変動速度は、ディフェクトと外乱とで異なる振る舞いを起こす。具体的には、ディフェクトと外乱とでは、エラー信号変動速度の周波数が異なる。ディフェクトによるエラー信号変動速度は、凡そ数キロＨｚ〜数百μｓｅｃであり、衝撃のときは数百Ｈｚである。コントローラ１９は、エラー信号変動速度を用いてエラーの発生原因を判別し、エラーの原因がディフェクトであるときは制御ブロック１５にホールド信号を出力し、エラーの原因が外乱であるときはサーボゲインアップを行う。

以下、図４を参照して、上述した光ディスク装置１の動作を説明する。光ディスク１００の読み込み時又は書き込み時には、スピンドルモータ１１が光ディスク１００を回転駆動させ、光学ピックアップ１２が光ディスク１００の記録面にレーザ光を出射する。スレッドモータ１３は、光学ピックアップ１２のレーザ光が所定のトラックを照射するように光学ピックアップ１２を光ディスク１００の半径方向に移動させる。フォーカスサーボは、光学ピックアップ１２のレーザ光が光ディスク１００の記録面で合焦するように対物レンズの位置を移動させる。光学ピックアップ１２は、光ディスク１００からの戻り光を電気信号に変換して、サーボエラー生成ブロック１４に出力する。サーボエラー生成ブロック１４は、サーボエラー信号を生成して、エラー信号変動速度検出ブロック１７に出力する。コントローラ１９は、サーボエラー信号の値を監視し、サーボエラー信号が所定の閾値Ｔ１よりも低い場合には（ステップＳ１１；ＮＯ）、サーボエラー信号を制御ブロック１５に出力する。一方、サーボエラー信号が所定の閾値Ｔ１を越えると（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、コントローラ１９は、エラー信号変動速度と所定の閾値Ｔ２とを比較する。エラー信号変動速度が閾値Ｔ２を越えている場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、コントローラ１９は、エラーの原因がディフェクトであると判別して制御ブロック１５への出力をサーボエラー信号から所定のホールド値に切り替える（ステップＳ１３）。

一方、エラー信号変動速度が閾値Ｔ２を越えていない場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、コントローラ１９は、エラーの原因が外乱であると判別してサーボゲインをアップさせる（ステップＳ１４）。

コントローラ１９は、ステップＳ１５において、サーボエラー信号と所定の閾値Ｔ１とを比較し、サーボエラー信号が所定の閾値Ｔ１以上である場合（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、ビームスポットがディフェクトを通過しているとみなし、ステップＳ１３に処理を移行する。一方、サーボエラー信号が所定の閾値Ｔ１より低い場合（ステップＳ１５；ＮＯ）、コントローラ１９は、光量信号と所定の閾値Ｔ３とを比較する。閾値Ｔ３は、ディフェクトによって低下した光量が十分に復帰したことを判別するための値である。ここで、光量信号が閾値Ｔ３以上であるとき（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、コントローラ１９は、ビームスポットがディフェクトを通過して光量信号が元のレベルに復帰したとみなし、制御ブロック１５への出力をホールド信号からサーボエラー信号に戻す（ステップＳ１７）。なお、光量信号が閾値Ｔ３より小さい場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、コントローラ１９は、光量信号の増加を待機する。

また、ステップＳ１８では、サーボエラー信号と所定の閾値Ｔ４とを比較する。この閾値Ｔ４は、閾値Ｔ１と同じ値でもよい。サーボエラー信号が所定の閾値Ｔ４を越えている場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、コントローラ１９は、ビームスポットがトラックに追従していないとみなしサーボゲインアップを行う。一方、サーボエラー信号が所定の閾値Ｔ３より低い場合（ステップＳ１８；ＮＯ）、コントローラ１９は、サーボゲインアップを解除する（ステップＳ１９）。光ディスク装置１は、光ディスク１００の書き込み又は読み出しの間、ステップＳ１１からステップＳ１９までの処理を繰り返し、トラッキングサーボやフォーカスサーボの制御を行う。

以上説明したように、本発明を適用した光ディスク装置１は、サーボエラー信号が所定の閾値を越えたときのエラー信号変動速度を監視することにより、ショックセンサのような別部品を用いることなくディフェクトによるエラーと、外乱によるエラーとを容易に区別することが可能になる。エラー信号変動速度は、ソフトウェアの処理により簡単に算出できる。また、本発明を適用した光ディスク装置１は、即応的にエラー原因の判別を行うことができ、これに応じた信号再生処理が実行できる。

本発明を適用した光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 サーボエラー生成ブロックの構成を示す図である。 サーボエラー信号の変動の原因と、エラー信号変動速度の変化量との関係を示す表である。 本発明を適用した光ディスク装置の動作を示すフローチャートである。 ディフェクト通過時におけるサーボエラー信号及び光量信号の変化を示す図である。 従来の光ディスク装置の動作を示すフローチャートである。 ディフェクト通過時における光量信号の例外的な変化を示す図である。 従来の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 光ディスク装置、１１ スピンドルモータ、１２ 光学ピックアップ、１３ スレッドモータ、１４ サーボエラー生成ブロック、１５ 制御ブロック、１６ 駆動ブロック、１７ エラー信号変動速度検出ブロック、１８ ホールド信号生成ブロック、１９ コントローラ

Claims (7)

1. 光ディスクからの信号を読み出す光学ピックアップと、上記光学ピックアップによって読み出された信号を処理して上記光ディスク上のビームスポットの位置を示すサーボエラー信号を生成するサーボエラー信号生成手段と、上記サーボエラー信号に基づいて上記光ディスクにビームを集光させる対物レンズを駆動制御する光ディスク装置において、
   上記サーボエラー信号の変動量を検出するサーボエラー信号変動量検出手段と、
   上記サーボエラー信号が所定の信号閾値を越え且つ上記サーボエラー信号の変動量が所定の変動量閾値を越えたときにはディフェクトによるエラーであると判別し、上記サーボエラー信号が所定の信号閾値を越え且つ上記サーボエラー信号の変動量が所定の変動量閾値より小さいときには外乱によるエラーであると判別する判別手段と、
   上記判別結果に応じて上記光ディスクからの信号を再生する処理を制御する制御手段と
   を備えること特徴とする光ディスク装置。
2. 上記判別手段は、光ディスク上のディフェクトによってサーボエラー信号が変動したと判別したとき、上記制御手段への出力をサーボエラー信号からホールド信号に切り替えること
   を特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 上記ホールド信号は、上記サーボエラー信号の低周波成分のみを取り出した信号であること
   を特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
4. 上記判別手段は、外乱によりサーボエラー信号が変動したと判別したとき、上記制御手段のサーボゲインを増加させること
   を特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
5. 上記判別手段は、上記光学ピックアップによって読み出された光量信号が光量閾値を越えたとき、上記制御手段への出力をホールド信号からサーボエラー信号に切り替えること
   を特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
6. 上記サーボエラー信号は、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号であること
   を特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
7. 光ディスクからの信号を読み出す信号読出工程と、
   上記信号読出工程において読み出された信号に基づいてサーボエラー信号を生成するサーボエラー信号生成工程と、
   上記サーボエラー信号の変動量であるエラー信号変動量を算出する変動量算出工程と、
   上記サーボエラー信号が所定の信号閾値を越え且つ上記サーボエラー信号の変動量が所定の変動量閾値以下のときにはディフェクトによるエラーであると判別し、上記サーボエラー信号が所定の信号閾値を越え且つ上記サーボエラー信号の変動量が所定の変動量閾値より小さいときには外乱によるエラーであると判別する判別工程と、
   上記判別結果に応じて上記光ディスクからの信号を再生する処理を制御する制御工程と
   を有することを特徴とする光ディスク装置の制御方法。

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