JP2008077753A - 光ディスク装置及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を抑制できる光ディスク装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】集光されたレーザ光を情報トラックへ追従させる際に、アナログ信号処理部１１からモータ駆動部１３及び対物レンズ４を経由してアナログ信号処理部１１に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクに情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置及びその制御方法に関するものである。
従来の光ディスク装置において、光ディスクにデータを記録・再生する際の動作について説明する。
光ディスクに、部分的な歪みによる情報トラックの変形などが存在すると、光ディスクへの記録・再生を高速で行う際に、対物レンズのトラックへの追従が間に合わなくなり、最悪の場合、トラック飛びを起こして記録エラーが発生し、データの記録・再生が失敗となる可能性があった。このため、従来の光ディスク装置には、トラッキングエラー信号の出力値が、予め設定された閾値の範囲外となると、トラッキングサーボの応答性を改善しデータを正常に記録または再生するために、スピンドルモータの回転速度を低下させ、光ディスクへのデータ記録倍速、または光ディスクのデータ再生倍速を低下させるものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−０６２９４５号公報
しかしながら、上記従来の光ディスク装置では、以下のような問題が生じていた。
即ち、光ディスク装置においては、光ディスクを挿入した時などの光ディスク装置の起動時毎に、対物レンズを光ディスクの情報トラックに追従させずに半径方向に大きく移動させて、対物レンズによって集光されるレーザ光が情報トラックを横断するようにし、レーザ光が情報トラックを横断する際に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を測定し、このトラッキングエラー信号の振幅に対して１０％〜４０％程度の値をスピンドルモータの回転速度を低下させる閾値として設定していた。以下、トラッキングエラー信号の振幅とは、レーザ光が情報トラックに追従しておらず情報トラックを横断する際に生ずるトラッキングエラー信号の極小値から極大値までの幅を意味する。また、トラッキングエラー信号の出力値とは、レーザ光が情報トラックに追従している際に生ずるトラッキングエラー信号を意味する。
図９は従来の光ディスク装置におけるトラッキングエラー信号を示す図である。
図９に示すように、光ディスク装置の起動時に設定した閾値Ｔｈ０を固定して用いた場合、時刻ｔ２６においてトラッキングエラー信号の出力値がトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ０を超えるので、光ディスクの回転数を下げる処理が行われていた。また、仮に、時刻ｔ３０から記録が開始されたとした場合、時刻ｔ５３ではトラッキングエラー信号の出力値はトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ０を超えていないので、回転数を下げる処理は行われなかった。
しかしながら、光ディスク装置において、対物レンズを光ディスクの情報トラックに追従させるサーボ制御時には、トラッキングエラー信号の出力値はゼロ付近で推移し、閾値の設定に用いられるトラッキングエラー信号の振幅を測定することはできないが、対物レンズが情報トラックに追従できなくなりサーボ制御が失敗した場合のデータ等から推測すると、サーボ制御時には変動しているようであった。その原因としては、情報トラックの溝の深さの変化や隣接する情報トラックへの記録の有無などの光ディスクの情報トラックにマークとスペースを記録することにより生じる物理的変化や、光ディスクに対する対物レンズの追従の状態変化等が考えられる。
このように、サーボ制御時にはトラッキングエラー信号の振幅を測定することができないので、実際にはトラッキングエラー信号の振幅に対するトラッキングエラー信号の出力値の割合が十分に小さく、高倍速のままで対物レンズが情報トラックに十分に追従できる状態であっても、トラッキングエラー信号の出力値が閾値を超えれば、スピンドルモータの回転速度を下げる処理を行ってしまう可能性があった。また、実際にはトラッキングエラー信号の振幅に対するトラッキングエラー信号の出力値の割合が、そのままのスピンドルモータの回転速度では対物レンズが情報トラックに追従できないほど大きくなっていても、トラッキングエラー信号の出力値が閾値を超えなければ、スピンドルモータの回転速度を下げる処理が行われないため、記録・再生中にサーボ制御が失敗してしまう可能性があった。特に、光ディスクへの情報の記録時には、データの連続性、記録品質の均一性などの観点から連続してデータを記録する必要があり、サーボ制御を停止することができないため、所定量のデータ記録が完了するまでトラッキングエラー信号の振幅を再測定することができず、記録倍速を下げる閾値を適正に保つことができなかった。
そこで、本願発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を抑制できる光ディスク装置を提供することを目的とする。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、集光されたレーザ光を情報トラックへ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更するものである。
本発明は上記構成により、ゲインの測定値から、対物レンズによって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができるので、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の光ディスク装置は、光ディスクの情報トラックにレーザ光を集光する対物レンズと、光ディスクからの反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成する信号処理部と、トラッキングエラー信号に基づいて集光されたレーザ光が情報トラックに追従するように対物レンズを駆動する駆動部と、集光されたレーザ光が情報トラックに追従する際に生ずるトラッキングエラー信号の出力値が所定の閾値を超える場合光ディスクの回転数を下げる制御部と、を具備し、制御部は、集光されたレーザ光を情報トラックへ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更するものである。
本発明によれば、集光されたレーザ光を情報トラックへ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更することにより、ゲインの測定値から、対物レンズによって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができるので、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、請求項２に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、制御ループを循環するサーボ信号に所定のタイミングで外乱信号が加算される外乱加算部を制御ループ内に具備し、制御部は、所定のタイミングで制御ループにおいて外乱加算部の前段から出力される外乱加算前信号と外乱加算部の後段から出力される外乱加算後信号とからゲインを測定するものである。
本発明によれば、所定のタイミングで制御ループにおいて外乱加算部の前段から出力される外乱加算前信号と外乱加算部の後段から出力される外乱加算後信号とからゲインを測定することにより、対物レンズの情報トラックへの追従制御が行われている際にも制御ループのゲインを測定できるので、光ディスクへの情報の記録中であっても随時記録倍速を下げる閾値を変更することができる。
また、請求項３に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、制御部は、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値を変更するものである。
本発明によれば、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値を変更することにより、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合を計算するだけで、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅がどのように変動したのかを推測することができるので、簡易な計算で記録倍速を下げる閾値を決定することができ、制御部に過剰な負荷を与えることなく、記録の安定化、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、請求項４に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、制御部は、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が小さい場合は、所定の閾値の幅を狭く変更し、一方、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が大きい場合は、所定の閾値の幅を広く変更するものである。
本発明によれば、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が小さい場合は、所定の閾値の幅を狭く変更し、一方、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が大きい場合は、所定の閾値の幅を広く変更することにより、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が小さい場合、つまり、トラッキングエラー信号の振幅が小さくなっていると推測できる場合は、閾値の幅を狭くして適切に記録倍速を下げるようにし、一方、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が大きい場合、つまり、トラッキングエラー信号の振幅が大きくなっていると推測できる場合は、閾値の幅を広くして高倍速の状態を保ちやすくできるので、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、請求項５に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置において、駆動部から出力される駆動信号に基づいて集光されたレーザ光が情報トラックに追従するように対物レンズを駆動するアクチュエータと、アクチュエータの温度を測定する温度測定部と、を具備し、制御部は、ゲインの測定値と温度の測定値とに基づいて、所定の閾値を変更するものである。
トラッキングエラー信号の振幅は、伝達関数Ｇ１（ｓ）の変動から推測することができる。制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜は伝達関数Ｇ１（ｓ）、Ｇ２（ｓ）、Ｇ３（ｓ）、及びＧ４（ｓ）の積であるので、Ｇ２（ｓ）とＧ３（ｓ）とを略一定であるとみなせば、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜とアクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動から、対物レンズによって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができる。
そこで、本発明は、ゲインの測定値と温度の測定値とに基づいて、所定の閾値を変更することにより、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜と、温度に依存して変動するアクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）とから、対物レンズによって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができるので、トラッキングエラー信号の振幅の変動をより正確に推測することが可能となる。
また、請求項６に記載の光ディスク装置は、請求項５に記載の光ディスク装置において、制御部は、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値の幅を所定の範囲に変更し、また、温度の測定値が所定温度より低い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より狭く変更し、一方、温度の測定値が所定温度より高い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より広く変更するものである。
アクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）は、温度に依存して変動し、温度の測定値が所定温度より低い場合は、アクチュエータの感度が良くなって伝達関数Ｇ４（ｓ）が大きくなるので、伝達関数Ｇ１（ｓ）が変動していなくても、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が大きくなることが考えられる。一方、温度の測定値が所定温度より高い場合は、アクチュエータの感度が悪くなって伝達関数Ｇ４（ｓ）が小さくなるので、伝達関数Ｇ１（ｓ）が変動していなくても、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が小さくなることが考えられる。
そこで、本発明は、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値の幅を所定の範囲に変更し、また、温度の測定値が所定温度より低い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より狭く変更し、一方、温度の測定値が所定温度より高い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より広く変更することにより、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の変動からアクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動の影響を除去することで、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の温度による変動を補正できるので、記録倍速を下げる閾値をより適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、請求項７に記載の光ディスク装置の制御方法は、光ディスクの情報トラックにレーザ光を集光し、光ディスクからの反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、トラッキングエラー信号に基づいて集光されたレーザ光が情報トラックに追従するように対物レンズを駆動し、集光されたレーザ光が情報トラックに追従する際に生ずるトラッキングエラー信号の出力値が所定の閾値を超える場合光ディスクの回転数を下げ、集光されたレーザ光を情報トラックへ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更するものである。
本発明によれば、集光されたレーザ光を情報トラックへ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更することにより、ゲインの測定値から、対物レンズによって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができるので、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、請求項８に記載の光ディスク装置は、光ディスクの情報記録面にレーザ光を集光する対物レンズと、光ディスクからの反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理部と、フォーカスエラー信号に基づいて集光されたレーザ光の焦点が情報記録面に追従するように対物レンズを駆動する駆動部と、集光されたレーザ光の焦点が情報記録面に追従する際に生ずるフォーカスエラー信号の出力値が所定の閾値を超える場合光ディスクの回転数を下げる制御部と、を具備し、制御部は、集光されたレーザ光の焦点を情報記録面へ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更するものである。
本発明によれば、集光されたレーザ光の焦点を情報記録面へ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更することにより、ゲインの測定値から、対物レンズによって集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅の変動を推測することができるので、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、請求項９に記載の光ディスク装置は、請求項８に記載の光ディスク装置において、制御ループを循環するサーボ信号に所定のタイミングで外乱信号が加算される外乱加算部を制御ループ内に具備し、制御部は、所定のタイミングで制御ループにおいて外乱加算部の前段から出力される外乱加算前信号と外乱加算部の後段から出力される外乱加算後信号とからゲインを測定するものである。
本発明によれば、所定のタイミングで制御ループにおいて外乱加算部の前段から出力される外乱加算前信号と外乱加算部の後段から出力される外乱加算後信号とからゲインを測定することにより、対物レンズの情報記録面への追従制御が行われている際にも制御ループのゲインを測定できるので、光ディスクへの情報の記録中であっても随時記録倍速を下げる閾値を変更することができる。
また、請求項１０に記載の光ディスク装置は、請求項８に記載の光ディスク装置において、制御部は、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値を変更するものである。
本発明によれば、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値を変更することにより、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合を計算するだけで、集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅がどのように変動したのかを推測することができるので、簡易な計算で記録倍速を下げる閾値を決定することができ、制御部に過剰な負荷を与えることなく、記録の安定化、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、請求項１１に記載の光ディスク装置は、請求項８に記載の光ディスク装置において、制御部は、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が小さい場合は、所定の閾値の幅を狭く変更し、一方、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が大きい場合は、所定の閾値の幅を広く変更するものである。
本発明によれば、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が小さい場合は、所定の閾値の幅を狭く変更し、一方、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が大きい場合は、所定の閾値の幅を広く変更することにより、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が小さい場合、つまり、フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅が小さくなっていると推測できる場合は、閾値の幅を狭くして適切に記録倍速を下げるようにし、一方、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が大きい場合、つまり、フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅が大きくなっていると推測できる場合は、閾値の幅を広くして高倍速の状態を保ちやすくできるので、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、請求項１２に記載の光ディスク装置は、請求項８に記載の光ディスク装置において、駆動部から出力される駆動信号に基づいて集光されたレーザ光の焦点が情報記録面に追従するように対物レンズを駆動するアクチュエータと、アクチュエータの温度を測定する温度測定部と、を具備し、制御部は、ゲインの測定値と温度の測定値とに基づいて、所定の閾値を変更するものである。
フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅は、伝達関数Ｇ１（ｓ）の変動から推測することができる。制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜は伝達関数Ｇ１（ｓ）、Ｇ２（ｓ）、Ｇ３（ｓ）、及びＧ４（ｓ）の積であるので、Ｇ２（ｓ）とＧ３（ｓ）とを略一定であるとみなせば、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜とアクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動から、対物レンズによって集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅の変動を推測することができる。
そこで、本発明は、ゲインの測定値と温度の測定値とに基づいて、所定の閾値を変更することにより、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜と、温度に依存して変動するアクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）とから、対物レンズによって集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅の変動を推測することができるので、フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅の変動をより正確に推測することが可能となる。
また、請求項１３に記載の光ディスク装置は、請求項１２に記載の光ディスク装置において、制御部は、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値の幅を所定の範囲に変更し、また、温度の測定値が所定温度より低い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より狭く変更し、一方、温度の測定値が所定温度より高い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より広く変更するものである。
アクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）は、温度に依存して変動し、温度の測定値が所定温度より低い場合は、アクチュエータの感度が良くなって伝達関数Ｇ４（ｓ）が大きくなるので、伝達関数Ｇ１（ｓ）が変動していなくても、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が大きくなることが考えられる。一方、温度の測定値が所定温度より高い場合は、アクチュエータの感度が悪くなって伝達関数Ｇ４（ｓ）が小さくなるので、伝達関数Ｇ１（ｓ）が変動していなくても、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が小さくなることが考えられる。
そこで、本発明は、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値の幅を所定の範囲に変更し、また、温度の測定値が所定温度より低い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より狭く変更し、一方、温度の測定値が所定温度より高い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より広く変更することにより、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の変動からアクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動の影響を除去することで、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の温度による変動を補正できるので、記録倍速を下げる閾値をより適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、請求項１４に記載の光ディスク装置の制御方法は、光ディスクの情報記録面にレーザ光を集光し、光ディスクからの反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、フォーカスエラー信号に基づいて集光されたレーザ光の焦点が情報記録面に追従するように対物レンズを駆動し、集光されたレーザ光の焦点が情報記録面に追従する際に生ずるフォーカスエラー信号の出力値が所定の閾値を超える場合光ディスクの回転数を下げ、集光されたレーザ光の焦点を情報記録面へ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更するものである。
本発明によれば、集光されたレーザ光の焦点を情報記録面へ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更することにより、ゲインの測定値から、対物レンズによって集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅の変動を推測することができるので、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態における光ディスク装置のブロック図である。図１において、１は光ディスク、２はピックアップモジュール、３はスピンドルモータ、４は対物レンズ、５はレンズホルダ、６はアクチュエータ、７はキャリッジ、８は光ピックアップ、９はフィード部、１０はフィードモータ、１１はアナログ信号処理部、１２はサーボ処理部、１３はモータ駆動部、１４はコントローラ、１５はＲＯＭ、１６はＲＡＭ、１７はレーザ駆動部、１８はレーザ光源、１９は温度センサ、２０は外乱信号発生器、２１はＡ／Ｄコンバータ、２２は増幅器、２３はフィルタ、２４は加算器、２５はＤ／Ａコンバータ、２６〜２９はＲＡＭである。また、図１において、１０１は光ピックアップ８からアナログ信号処理部１１に出力されるピックアップ出力信号、１０２はアナログ信号処理部１１からサーボ処理部１２に出力されるサーボエラー信号、１０３はコントローラ１４からサーボ処理部１２に出力される制御信号、１０４はサーボ処理部１２からモータ駆動部１３に出力されるピックアップモジュール制御信号、１０５はモータ駆動部１３からピックアップモジュール２に出力されるピックアップモジュール駆動信号、１０６はコントローラ１４からレーザ駆動部１７に出力されるレーザ制御信号、１０７はレーザ駆動部１７から光ピックアップ８に出力されるレーザ駆動信号、１０８は温度センサ１９からコントローラ１４に出力される温度信号、１０９はコントローラ１４に設けられた外乱信号発生器２０から出力される外乱信号、１１０はＲＡＭ２８からコントローラ１４に出力される外乱加算前信号、１１１はＲＡＭ２９からコントローラ１４に出力される外乱加算後信号である。
光ディスク１にレーザの発光パターンを利用して情報の記録または再生の少なくとも一方を行うピックアップモジュール２は、光ディスク１を保持し回転させるスピンドルモータ３と、光ディスク１の情報記録面の情報トラックにレーザ光を集光する対物レンズ４と、キャリッジ７に対して移動可能に設けられ、対物レンズ４を保持するレンズホルダ５と、レンズホルダ５が搭載されたキャリッジ７を光ディスク１の半径方向に移動させるフィードモータ１０を備えたフィード部９とによって構成されたものである。レンズホルダ５やキャリッジ７には、図示しないコイルやマグネット等が設けられており、コイルに電流を流すことによりレンズホルダ５をフォーカス方向やトラッキング方向に駆動するボイスコイルモータであるアクチュエータ６を構成している。対物レンズ４は、レンズホルダ５を介して駆動される。アナログ信号処理部１１は光ピックアップ８内部の図示しない分割光センサからの出力信号であるピックアップ出力信号１０１に基づいて、対物レンズ４のフォーカス制御やトラッキング制御に用いるフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等のサーボエラー信号１０２を生成しサーボ処理部１２に出力する。ここで、サーボエラー信号１０２のうちフォーカスエラー信号は、対物レンズ４によって集光されたレーザ光の焦点と光ディスク１の情報トラックのある情報記録面との光ディスク１の厚さ方向のずれを示し、サーボエラー信号１０２のうちトラッキングエラー信号は、対物レンズ４によって集光されたレーザ光の焦点と光ディスク１の情報トラックとの光ディスク１の半径方向のずれを示す。
サーボ処理部１２は、アナログ信号処理部１１からのサーボエラー信号１０２に基づいて、対物レンズ４のフォーカス動作の制御を行うフォーカス駆動電圧信号やトラッキング動作の制御を行うトラッキング駆動電圧信号を含むピックアップモジュール制御信号１０４を生成し、モータ駆動部１３に出力する。なお、サーボ処理部１２はデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部である。
モータ駆動部１３は、サーボ処理部１２から送られてきたピックアップモジュール制御信号１０４に基づいて、対物レンズ４を光ディスク１の情報トラックに追従させるフォーカス動作やトラッキング動作等のサーボ動作を行うための駆動電流信号であるピックアップモジュール駆動信号１０５を生成し、その信号を出力することにより、対物レンズ４のサーボ動作を行う。言い換えると、アナログ信号処理を行うドライバＩＣであるモータ駆動部１３は、サーボ処理部１２からのピックアップモジュール制御信号１０４に基づいて、スピンドルモータ３とアクチュエータ６とフィードモータ１０とに電流を流して駆動する。また、サーボエラー信号１０２のうちトラッキングエラー信号の低域成分を用いて対物レンズ４が概略中立位置を保持するようにフィード制御を行う。フィード部９は、フィードモータ１０と図示しないギヤやスクリューシャフト等から構成され、フィードモータ１０を回転させることによってキャリッジ７が移動し、その際フィードモータ１０よりフィードモータパルスが周期的に出力されるようになっている。
以上のアナログ信号処理部１１からモータ駆動部１３及び対物レンズ４を経由してアナログ信号処理部１１に循環する制御ループによって、対物レンズ４で集光されたレーザ光の焦点は情報記録面の情報トラックに追従するように制御される。より正確に言うと、制御ループは、アナログ信号処理部１１からサーボ処理部１２、モータ駆動部１３、ピックアップモジュール２のアクチュエータ６、及び対物レンズ４を含む光ピックアップ８を経由して再びアナログ信号処理部１１へと循環する。この制御ループを循環する信号をサーボ信号と称する。サーボ信号は例えば、アナログ信号処理部１１とサーボ処理部１２との間ではサーボエラー信号１０２であり、サーボ処理部１２とモータ駆動部１３との間ではピックアップモジュール制御信号１０４であり、モータ駆動部１３とピックアップモジュール２のアクチュエータ６との間ではピックアップモジュール駆動信号１０５であり、光ピックアップ８とアナログ信号処理部１１との間ではピックアップ出力信号１０１である。
制御部であるコントローラ１４には、ピックアップモジュール２やアナログ信号処理部１１等の各部から信号が入力され、これらの信号の演算処理等を行い、この演算処理の結果（信号）を各部に送出し、各部にて駆動、処理を実行させ、各部の制御を行うものである。なお、コントローラ１４は、少なくとも、演算機能を備えたＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算処理装置や、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６等の記憶部を備える。なお、コントローラ１４はデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部である。
レーザ駆動部１７は、コントローラ１４から送られてきたレーザ制御信号１０６に基づいて、光ピックアップ８のレーザ光源１８を所定のレーザパワー及びレーザパターンで駆動するレーザ駆動信号１０７を生成し、その信号を出力することにより、レーザ光源１８を発光させる。言い換えると、ドライバＩＣであるレーザ駆動部１７は、コントローラ１４からのレーザ制御信号１０６に基づいて、光ピックアップ８のレーザ光源１８に電流を流して駆動する。
温度測定部である温度センサ１９は、キャリッジ７に設けられており、アクチュエータ６の温度を測定する。温度センサ１９は、検出した温度を温度信号１０８としてコントローラ１４に出力する。コントローラ１４は、温度信号１０８から温度に依存して変動するアクチュエータ６の感度を推測することができる。アクチュエータ６を構成するコイルの近傍に温度センサ１９を設けることにより、より正確にアクチュエータ６の感度を推測することができる。
外乱信号発生器２０は、コントローラ１４に設けられており、外乱信号として、ここでは単一周波数の正弦波を発生するものとする。なお、ここでは外乱信号発生器２０をコントローラ１４に設けて構成したが、サーボ処理部１２に設けて構成することも同様に実施可能である。外乱信号発生器２０から出力された外乱信号１０９は、サーボ処理部１２に設けられた加算器２４に入力する。
外乱加算部である加算器２４は、制御ループ内のサーボ処理部１２に設けられており、制御ループを循環するサーボ信号に所定のタイミングで外乱信号を加算する。次にサーボ処理部１２に入力されたサーボ信号について説明する。
制御ループを循環するサーボ信号のうちサーボエラー信号１０２は、サーボ処理部１２に入力されると、先ずサーボ処理部１２に設けられたＡ／Ｄコンバータ２１に入力され、Ａ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄコンバータ２１でデジタル信号に変換されたサーボ信号は、サーボ処理部１２に設けられたＲＡＭ２６に記憶されるとともに、サーボ処理部１２に設けられた増幅器２２に入力される。増幅器２２は、コントローラ１４からの制御信号１０３に基づいて、Ａ／Ｄコンバータ２１から入力されたサーボ信号を増幅する。これにより、制御ループを構成する構成要素の伝達関数の積である制御ループのゲインを目標値となるように調整することができる。
増幅器２２で増幅されたサーボ信号は、サーボ処理部１２に設けられたＲＡＭ２７に記憶されるとともに、サーボ処理部１２に設けられたフィルタ２３に入力される。位相補償フィルタであるフィルタ２３において、サーボ信号の微分や積分が行われる。フィルタ２３から出力されたサーボ信号は、サーボ処理部１２に設けられたＲＡＭ２８に記憶されＲＡＭ２８からコントローラ１４に出力されるとともに、サーボ処理部１２に設けられた加算器２４に入力される。つまり、このフィルタ２３から出力されたサーボ信号が、制御ループにおいて加算器２４の前段から出力される信号である。
加算器２４には、外乱信号発生器２０から出力された外乱信号１０９が所定のタイミングで入力される。フィルタ２３から出力されたサーボ信号と外乱信号発生器２０から出力された外乱信号１０９とは加算器２４において加算され、サーボ処理部１２に設けられたＲＡＭ２９に記憶されＲＡＭ２９からコントローラ１４に出力されるとともに、サーボ処理部１２に設けられたＤ／Ａコンバータ２５に入力される。つまり、この加算器２４から出力されたサーボ信号が、制御ループにおいて加算器２４の後段から出力される信号である。
なお、外乱信号発生器２０から外乱信号１０９が入力されないタイミングにおいては、フィルタ２３から出力されたサーボ信号は加算器２４において外乱信号１０９と加算されることなく、そのままサーボ処理部１２に設けられたＲＡＭ２９に記憶されるとともに、サーボ処理部１２に設けられたＤ／Ａコンバータ２５に入力される。サーボ信号は、Ｄ／Ａコンバータ２５においてＤ／Ａ変換され、アナログ信号であるピックアップモジュール制御信号１０４となってサーボ処理部１２から出力される。
コントローラ１４は、加算器２４で外乱信号１０９が加算される所定のタイミングにおいて、ＲＡＭ２８からコントローラ１４に出力される外乱加算前信号１１０と、ＲＡＭ２９からコントローラ１４に出力される外乱加算後信号１１１とから制御ループのゲインを測定する。これにより、対物レンズ４の情報トラックへの追従制御が行われている際にも制御ループのゲインを測定することが可能となる。なお、光ディスク装置の制御ループの伝達関数をＧ（ｓ）とすると、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜には、目標値Ｇ０が設定されている。制御ループのゲインの目標値Ｇ０は、光ディスク１の種類や倍速毎に予め定められ、ＲＯＭ１５に記憶されている。コントローラ１４が、少なくとも光ディスクを挿入した時などの光ディスク装置の起動時に、サーボ処理部１２に設けられた増幅器２２でサーボ信号を増幅することによって、ゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が目標値Ｇ０となるように調整される。
次に、本実施の形態の光ディスク装置について、図２、図３、乃至図４を用いてその原理を説明する。対物レンズ４によって集光されたレーザ光が光ディスク１の情報トラックに追従しているサーボ制御時には、レーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を測定することができないので、本実施の形態の光ディスク装置においては、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜を測定してトラッキングエラー信号の振幅を推測し、推測した振幅に対応させて光ディスク１の回転数を下げる閾値を変更する。
以下、トラッキングエラー信号の振幅とは、レーザ光が情報トラックに追従しておらず情報トラックを横断する際に生ずるトラッキングエラー信号の極小値から極大値までの幅を意味する。また、トラッキングエラー信号の出力値とは、レーザ光が情報トラックに追従している際に生ずるトラッキングエラー信号を意味する。
図２を用いて光ディスク装置の制御ループのゲインとトラッキングエラー信号との関係について説明する。また、図３を用いてトラッキングエラー信号の振幅と閾値との関係について説明する。また、図４を用いてトラッキングエラー信号の閾値の変更について説明する。
図２は光ディスク装置の制御ループを説明する図である。
光ディスク装置の制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜とは、対物レンズ４の光ディスク１の情報トラックへの追従性を示す指標であり、図１においても説明したように、アナログ信号処理部１１からモータ駆動部１３及び対物レンズ４を経由してアナログ信号処理部１１に循環する制御ループのそれぞれの構成要素の伝達関数の積である。ここで、制御ループを構成する構成要素とその伝達関数は、以下のように考えられる。
光ピックアップ８とアナログ信号処理部１１とからなる１つの構成要素であり、情報トラックの変位ｘ１［ｍ］と対物レンズ４の変位ｘ２［ｍ］とのずれを表す偏差ｅ［ｍ］を、サーボエラー信号１０２のうちトラッキングエラー信号の電圧ＴＥ［Ｖ］に変換する構成要素の伝達関数をＧ１（ｓ）とする。Ｇ１（ｓ）の単位は［Ｖ／ｍ］となる。
また、サーボ処理部１２を１つの構成要素とし、アナログ信号処理部１１から入力したトラッキングエラー信号の電圧ＴＥ［Ｖ］を、ピックアップモジュール制御信号１０４の電圧Ｖ１［Ｖ］に変換するサーボ処理部１２の伝達関数をＧ２（ｓ）とする。Ｇ２（ｓ）の単位は［Ｖ／Ｖ］となる。
また、モータ駆動部１３を１つの構成要素とし、サーボ処理部１２から入力したピックアップモジュール制御信号１０４の電圧Ｖ１［Ｖ］をピックアップモジュール駆動信号１０５の電圧Ｖ２［Ｖ］に変換するモータ駆動部１３の伝達関数をＧ３（ｓ）とする。Ｇ３（ｓ）の単位は［Ｖ／Ｖ］となる。
また、アクチュエータ６を１つの構成要素とし、モータ駆動部１３から入力したピックアップモジュール駆動信号１０５の電圧Ｖ２［Ｖ］を対物レンズ４の変位ｘ２［ｍ］に変換するアクチュエータ６の伝達関数をＧ４（ｓ）とする。Ｇ４（ｓ）の単位は［ｍ／Ｖ］となる。
制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜は、これら制御ループの構成要素の伝達関数の積であるので、｜Ｇ（ｓ）｜＝Ｇ１（ｓ）×Ｇ２（ｓ）×Ｇ３（ｓ）×Ｇ４（ｓ）となる。
ここで、制御ループの構成要素の伝達関数のうち、光ピックアップ８とアナログ信号処理部１１とからなる構成要素の伝達関数であるＧ１（ｓ）に注目する。Ｇ１（ｓ）の単位は、［Ｖ／ｍ］であることから、伝達関数Ｇ１（ｓ）は、対物レンズ４を光ディスク１の半径方向にｘ［ｍ］移動させた場合に現れる電圧変化ＴＥ［Ｖ］、つまり横軸を半径方向の距離ｘ、縦軸をトラッキングエラー信号の電圧Ｖとして表したトラッキングエラー信号の電圧波形の傾きに相当する。即ち、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の構成要素である伝達関数Ｇ１（ｓ）がトラッキングエラー信号の傾きを示すので、制御ループのゲインの測定値から、横軸を光ディスクの半径方向の距離ｘとし縦軸を電圧Ｖとしたトラッキングエラー信号の電圧波形の傾きを推測できることがわかる。
次に、対物レンズ４を光ディスク１の半径方向に移動した時に現れるトラッキングエラー信号について図３を用いて説明する。
図３は光ディスク装置のトラッキングエラー信号を説明する図である。ここでは、横軸を半径方向の距離ｘとし縦軸を電圧Ｖとしたトラッキングエラー信号の電圧波形の傾きから、トラッキングエラー信号の振幅を推測し、推測した振幅に対応させてトラッキングエラー信号の閾値を設定することについて説明する。
図３（ａ）は光ディスク１の情報トラックを示し、図３（ｂ）は対物レンズ４を光ディスク１の半径方向に移動した時に現れるトラッキングエラー信号を示している。
図３（ａ）に示す光ディスク１において、１ａは、情報が記録される情報トラックであるグルーブであり、１ｃは、グルーブ１ａと隣接するグルーブ１ａとの間に存在するランドである。対物レンズ４は、ピックアップモジュール２内部のレーザ光源１８から出射された光をグルーブ１ａとランド１ｃとが存在する光ディスク１の情報記録面に集光する。
図３（ａ）に示す光ディスク１の情報トラックを対物レンズ４によって集光されたレーザ光が横断するように、対物レンズ４を光ディスク１の半径方向に移動させていくと、トラッキングエラー信号としては図３（ｂ）に示されるように正弦波形で近似されるような信号が出力される。
対物レンズ４が、より正確には対物レンズ４によって集光されたレーザ光が、情報トラックであるグルーブ１ａの中心１ｂから隣接する次の情報トラックであるグルーブ１ａの中心１ｂまで光ディスク１の半径方向に移動していくときのトラッキングエラー信号は、グルーブ１ａの中心１ｂでゼロを出力し、徐々に小さくなって極小値をとった後、今度は徐々に大きくなり、隣接する情報トラックとの中間であるランド１ｃの中心１ｄで再びゼロとなり、さらに大きくなって極大値を取った後、再び徐々に小さくなって隣接する情報トラックの中心で再びゼロとなる。ここでは、極小値、極大値の順で変化する場合について説明したが、対物レンズ４を逆の半径方向に移動していくと、この順序は逆になる。
対物レンズ４が情報トラックに追従制御されている場合、対物レンズ４によって集光されたレーザ光はグルーブ１ａの中心１ｂ付近を推移するので、トラッキングエラー信号の出力値はゼロの近傍で推移する。このため、対物レンズ４が情報トラックに追従制御されている場合の伝達関数Ｇ１（ｓ）は、対物レンズ４を光ディスク１の半径方向にｘ［ｍ］移動させた場合に現れるトラッキングエラー信号の傾きのうち、ゼロの近傍での傾きＴＥ／ｘ［Ｖ／ｍ］を表すことになる。トラッキングエラー信号はｘの周期関数として近似されるので、トラッキングエラー信号の傾きに比例して、トラッキングエラー信号の極小値から極大値までの幅であるトラッキングエラー信号の振幅ＴＥ０も変動する。つまり、トラッキングエラー信号の振幅ＴＥ０は、伝達関数Ｇ１（ｓ）に対応して変動することになる。
ここで、対物レンズ４が、情報トラックの中心から光ディスク１の半径方向に移動していくと、トラッキングエラー信号が極大値もしくは極小値を取る点において、トラッキングエラー信号の接線の傾きはゼロとなる。この点において、伝達関数Ｇ１（ｓ）はゼロとなるので、伝達関数の積であるゲインもゼロとなる。制御ループのゲインがゼロとなると、対物レンズ４を光ディスク１の情報トラックへ追従させることができなくなり、対物レンズ４は制御不能となる。このような事態を防ぐため、トラッキングエラー信号の振幅ＴＥ０に対して１０％〜４０％程度の閾値Ｔｈ０を定め、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックに追従する際に生ずるトラッキングエラー信号の電圧出力がこの閾値Ｔｈ０を超える場合、光ディスク１の回転数を下げることにより、対物レンズ４の情報トラックへの追従が十分に間に合うように構成されている。
ここで、トラッキングエラー信号の振幅ＴＥ０は、前述したように伝達関数Ｇ１（ｓ）の変動から推測することができる。制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜は伝達関数Ｇ１（ｓ）、Ｇ２（ｓ）、Ｇ３（ｓ）、及びＧ４（ｓ）の積であるので、Ｇ２（ｓ）、Ｇ３（ｓ）、及びＧ４（ｓ）を略一定であるとみなせば、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の変動から、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅ＴＥ０の変動を推測し、推測した振幅の変動に合せてトラッキングエラー信号の閾値を変更することができる。例えば、制御ループのゲインは光ディスク装置の起動時にはゲインの目標値Ｇ０に調整されているとし、その起動時に測定されたトラッキングエラー信号の振幅をＴＥ０、振幅ＴＥ０に対応して設定された光ディスク装置の起動時の閾値をＴｈ０、時刻ｔにおいて測定した制御ループのゲインがＧ（ｔ）であった場合、時刻ｔにおけるトラッキングエラー信号の振幅ＴＥ（ｔ）は、ＴＥ（ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×ＴＥ０と推測できるので、時刻ｔにおけるトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ（ｔ）は、Ｔｈ（ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×Ｔｈ０と表せる。この式によると、ゲインの測定値がゲインの目標値に対して大きければ閾値の幅も広くなり、ゲインの測定値がゲインの目標値に対して小さければ閾値の幅も狭くなる。
このように、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値を変更することにより、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合を計算するだけで、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅がどのように変動したのかを推測することができるので、簡易な計算で記録倍速を下げる閾値を決定することができ、制御部に過剰な負荷を与えることなく、記録の安定化、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
なお、伝達関数Ｇ１（ｓ）、Ｇ２（ｓ）、Ｇ３（ｓ）、及びＧ４（ｓ）のうち、伝達関数Ｇ４（ｓ）はアクチュエータ６の伝達関数である。アクチュエータ６の感度を示す伝達関数Ｇ４（ｓ）は、温度に依存して変動し、温度センサ１９において測定した時刻ｔにおける温度の測定値Ｔ（ｔ）が所定温度Ｔ０より低い場合は、アクチュエータ６の感度が良くなって伝達関数Ｇ４（ｓ）が大きくなるので、伝達関数Ｇ１（ｓ）が変動していなくても、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が大きくなることが考えられる。一方、時刻ｔにおける温度の測定値Ｔ（ｔ）が所定温度Ｔ０より高い場合は、アクチュエータの感度が悪くなって伝達関数Ｇ４（ｓ）が小さくなるので、伝達関数Ｇ１（ｓ）が変動していなくても、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が小さくなることが考えられる。そこで、ｋを正の係数として、ｆ（Ｔ）＝１＋ｋ（Ｔ（ｔ）−Ｔ０）とする温度補正項を導入し、Ｔｈ（ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×Ｔｈ０×ｆ（Ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×Ｔｈ０×｛１＋ｋ（Ｔ（ｔ）−Ｔ０）｝としてトラッキングエラー信号の閾値を求めることにより、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値の幅を所定の範囲に変更し、また、温度の測定値が所定温度より低い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より狭く変更し、一方、温度の測定値が所定温度より高い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より広く変更することができるので、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の変動からアクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動の影響を除去することで、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の温度による変動を補正し、記録倍速を下げる閾値をより適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
次に、記録動作中のトラッキングエラー信号の閾値の変更について説明する。
図４は図１の光ディスク装置におけるゲインと温度と閾値の関係を示す図である。図４によると、ゲインの測定値Ｇ（ｔ）が時間の経過とともに小さくなっており、これに伴いトラッキングエラー信号の振幅は小さくなっていることが推測される。このためトラッキングエラー信号ＴＥの出力値に対する閾値Ｔｈ１０〜Ｔｈ５０も段階的に小さくなっている。トラッキングエラー信号の振幅の推測の精度、そしてそれに伴う閾値Ｔｈ１０〜Ｔｈ５０の変更の精度を上げるために用いられる温度の測定値Ｔ（ｔ）は、時間の経過とともに上昇している。
図４（ａ）は時刻ｔにおいて測定された光ディスク装置の制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜を示すゲインＧ（ｔ）であり、図４（ｂ）は時刻ｔにおける温度信号１０８を示す温度信号Ｔ（ｔ）であり、図４（ｃ）は時刻ｔにおけるサーボエラー信号１０２のうちトラッキングエラー信号の出力値を示している。図４において横軸は時間であり、図４（ｂ）の縦軸は温度、図４（ｃ）の縦軸は電圧である。
図４（ａ）に示すように、コントローラ１４は加算器２４で外乱信号１０９が加算されるｔ１０、ｔ２０、ｔ３０、ｔ４０、及びｔ５０という所定のタイミングにおいて、ＲＡＭ２８からコントローラ１４に出力される外乱加算前信号１１０と、ＲＡＭ２９からコントローラ１４に出力される外乱加算後信号１１１とから制御ループのゲインを測定し、ゲインの測定値Ｇ（ｔ）としてそれぞれＧ（ｔ１０）、Ｇ（ｔ２０）、Ｇ（ｔ３０）、Ｇ（ｔ４０）、及びＧ（ｔ５０）を得る。ゲインの測定値は、それぞれゲインの目標値Ｇ０に対して、Ｇ（ｔ１０）＞Ｇ０、Ｇ（ｔ２０）＞Ｇ０、Ｇ（ｔ３０）＞Ｇ０、Ｇ（ｔ４０）＝Ｇ０、及びＧ（ｔ５０）＜Ｇ０という関係となっており、時間の経過とともに小さくなっている。したがって、これに伴いトラッキングエラー信号の振幅も時間の経過とともに小さくなっていることが推測される。
このように、所定のタイミングで制御ループにおいて外乱加算部の前段から出力される外乱加算前信号１１０と外乱加算部の後段から出力される外乱加算後信号１１１とからゲインを測定することにより、対物レンズ４の情報トラックへの追従制御が行われている際にも制御ループのゲインを測定できるので、光ディスク１への情報の記録中であっても、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を随時推測することができ、随時記録倍速を下げる閾値を変更することができる。
また、図４（ｂ）に示すように、コントローラ１４はゲインを測定するタイミングでアクチュエータ６の温度を検出し、温度の測定値Ｔ（ｔ）としてそれぞれＴ（ｔ１０）、Ｔ（ｔ２０）、Ｔ（ｔ３０）、Ｔ（ｔ４０）、及びＴ（ｔ５０）を得る。温度の測定値は、それぞれ所定温度Ｔ０に対して、Ｔ（ｔ１０）＜Ｔ０、Ｔ（ｔ２０）＜Ｔ０、Ｔ（ｔ３０）＜Ｔ０、Ｔ（ｔ４０）＝Ｔ０、及びＴ（ｔ５０）＞Ｔ０という関係となっており、時間の経過とともに上昇している。したがって、これに伴いアクチュエータ６の伝達関数Ｇ４（ｓ）は時間の経過とともに小さくなっていると考えられる。
制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜は、制御ループの各構成要素の伝達関数の積であるので、アクチュエータ６の伝達関数Ｇ４（ｓ）が変動すると制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜も変動する。しかし、アクチュエータ６の温度を検出することで、制御ループの伝達関数Ｇ（ｓ）のうちアクチュエータ６の伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動を把握できるので、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の温度による変動を補正することができる。つまり、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜から伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動の影響を除去することによって、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜から伝達関数Ｇ１（ｓ）をより正確に推測し、トラッキングエラー信号の振幅と、それに対応したトラッキングエラー信号の閾値をより正確に推測することができる。
図４（ｂ）において、アクチュエータ６の温度Ｔ（ｔ）は、時間の経過とともに上昇しているので、アクチュエータ６の伝達関数Ｇ４（ｓ）は時間の経過とともに小さくなり、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜を、トラッキングエラー信号の振幅変動を表す伝達関数Ｇ１（ｓ）の変動に関わらずわずかに小さくしていると考えられる。したがって、トラッキングエラー信号の振幅は、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜のみに基づいて推測されるトラッキングエラー信号の振幅よりも、実際には時間の経過とともにわずかに大きくなっていることが推測される。
図４（ｃ）に示すように、コントローラ１４は、前述のＴｈ（ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×Ｔｈ０×｛１＋ｋ（Ｔ（ｔ）−Ｔ０）｝に、各タイミングでのゲインの測定値と温度の測定値とを導入して計算することによりトラッキングエラー信号の閾値を求める。このようにして、時刻ｔ１０の値を導入して得られたＴｈ（ｔ１０）を時刻ｔ１０〜ｔ２０の間の閾値Ｔｈ１０として設定し、時刻ｔ２０の値を導入して得られたＴｈ（ｔ２０）を時刻ｔ２０〜ｔ３０の間の閾値Ｔｈ２０として設定し、時刻ｔ３０の値を導入して得られたＴｈ（ｔ３０）を時刻ｔ３０〜ｔ４０の間の閾値Ｔｈ３０として設定し、時刻ｔ４０の値を導入して得られたＴｈ（ｔ４０）を時刻ｔ４０〜ｔ５０の間の閾値Ｔｈ４０（＝Ｔｈ０）として設定し、時刻ｔ５０の値を導入して得られたＴｈ（ｔ５０）を時刻ｔ５０〜ｔ６０の間の閾値Ｔｈ５０として設定する。各タイミングでのゲインの測定値と温度の測定値とによって求められたトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ１０〜Ｔｈ５０は段階的に小さくなっている。
また、図４（ｃ）に示すように、コントローラ１４はトラッキングエラー信号の出力値と、設定したトラッキングエラー信号の閾値を比較する。コントローラ１４は、時刻ｔ２６においては、トラッキングエラー信号の出力値がトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ２０を超えないため、光ディスク１の回転数を下げる処理は行わず、記録倍速を高倍速に保つ。コントローラ１４は時刻ｔ５３において、トラッキングエラー信号の出力値がトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ５０を超えて初めて光ディスク１の回転数を下げる。図９を用いて説明したように、光ディスク装置の起動時に設定した閾値Ｔｈ０を固定して用いた場合は、時刻ｔ２６において光ディスク１の回転数を下げる処理が行われていた。また、図９において、時刻ｔ３０から記録が開始されたとした場合は、時刻ｔ５３では回転数を下げる処理が行われずサーボ制御が失敗する可能性があった。
このように、集光されたレーザ光を情報トラックへ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更することにより、ゲインの測定値から、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができるので、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値を変更することにより、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合を計算するだけで、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅がどのように変動したのかを推測することができるので、簡易な計算で記録倍速を下げる閾値を決定することができ、制御部に過剰な負荷を与えることなく、記録の安定化、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が小さい場合は、所定の閾値の幅を狭く変更し、一方、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が大きい場合は、所定の閾値の幅を広く変更することにより、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が小さい場合、つまり、トラッキングエラー信号の振幅が小さくなっていると推測できる場合は、閾値の幅を狭くして適切に記録倍速を下げるようにし、一方、所定のゲインの目標値に対してゲインの測定値が大きい場合、つまり、トラッキングエラー信号の振幅が大きくなっていると推測できる場合は、閾値の幅を広くして高倍速の状態を保ちやすくできるので、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、ゲインの測定値と温度の測定値とに基づいて、所定の閾値を変更することにより、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜と、温度に依存して変動するアクチュエータ６の伝達関数Ｇ４（ｓ）とから、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができるので、トラッキングエラー信号の振幅の変動をより正確に推測することが可能となる。
また、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値の幅を所定の範囲に変更し、また、温度の測定値が所定温度より低い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より狭く変更し、一方、温度の測定値が所定温度より高い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より広く変更することにより、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の変動からアクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動の影響を除去することで、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の温度による変動を補正できるので、記録倍速を下げる閾値をより適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
このように、本実施の形態の光ディスク装置においては、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜を測定してトラッキングエラー信号の振幅を推測し、推測した振幅に対応させて光ディスク１の回転数を下げる閾値を変更することにより、トラッキングエラー信号の振幅を測定することができないサーボ制御時にも、記録倍速を下げる閾値を適正に保つことができるので、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
次に、本実施の形態の光ディスク装置における、記録動作中のトラッキングエラー信号の閾値変更処理について説明する。
図５は図１の光ディスク装置における閾値変更のフローチャートである。
光ディスク装置においては、従来の光ディスク装置と同様に、光ディスク１を挿入した時などの光ディスク装置の起動時毎に、対物レンズ４を光ディスク１の情報トラックに追従させずに半径方向に大きく移動させて、対物レンズ４によって集光されるレーザ光が情報トラックを横断するようにし、レーザ光が情報トラックを横断する際に生ずるトラッキングエラー信号の振幅ＴＥ０を測定し、このトラッキングエラー信号の振幅ＴＥ０に対して１０％〜４０％程度の値をスピンドルモータの回転速度を低下させる閾値Ｔｈ０として設定しているものとする。
このような光ディスク装置において、コントローラ１４は光ディスク１への記録を開始すると同時にトラッキングエラー信号の閾値を変更する閾値変更処理を開始する。光ディスク１への情報の記録時には、対物レンズ４はサーボ制御されて光ディスク１の情報トラックに追従しているため、トラッキングエラー信号の振幅を測定することができない。図５は、このサーボ制御時におけるコントローラ１４の処理を示している。
Ｓ１０１において、コントローラ１４は加算器２４で外乱信号１０９が加算される所定のタイミングの時刻ｔにおいてＲＡＭ２８からコントローラ１４に出力される外乱加算前信号１１０と、ＲＡＭ２９からコントローラ１４に出力される外乱加算後信号１１１とから制御ループのゲインを測定する。コントローラ１４はゲインの測定値Ｇ（ｔ）をＲＡＭ１６に保存する。
このように、所定のタイミングで制御ループにおいて外乱加算部の前段から出力される外乱加算前信号１１０と外乱加算部の後段から出力される外乱加算後信号１１１とからゲインを測定することにより、対物レンズ４の情報トラックへの追従制御が行われている際にも制御ループのゲインを測定できるので、光ディスク１への情報の記録中であっても、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を随時推測することができ、随時記録倍速を下げる閾値を変更することができる。
また、Ｓ１０２でコントローラ１４は、温度センサ１９から入力したアクチュエータ６の時刻ｔにおける温度の測定値Ｔ（ｔ）をＲＡＭ１６に保存する。
制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜は、制御ループの各構成要素の伝達関数の積であるので、アクチュエータ６の伝達関数Ｇ４（ｓ）が変動すると制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜も変動する。しかし、アクチュエータ６の温度を把握することで、制御ループの伝達関数Ｇ（ｓ）のうちアクチュエータ６の伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動を把握できるので、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の温度による変動を補正することができる。つまり、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜から伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動の影響を除去することによって、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜から伝達関数Ｇ１（ｓ）をより正確に推測し、トラッキングエラー信号の振幅と、それに対応したトラッキングエラー信号の閾値をより正確に推測することができる。
また、Ｓ１０３において、コントローラ１４は、Ｓ１０１とＳ１０２とにおいてＲＡＭ１６に記憶されたゲインの測定値Ｇ（ｔ）と温度の測定値Ｔ（ｔ）とを用いてＴｈ（ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×Ｔｈ０×｛１＋ｋ（Ｔ（ｔ）−Ｔ０）｝を計算し、閾値の計算を行う。コントローラ１４は、ここで求めた閾値Ｔｈ（ｔ）を、時刻ｔから次に制御ループのゲインを測定する所定のタイミングである時刻ｔ＋１までのトラッキングエラー信号の閾値として設定する。
このように、集光されたレーザ光を情報トラックへ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更することにより、ゲインの測定値から、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができるので、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値を変更することにより、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合を計算するだけで、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅がどのように変動したのかを推測することができるので、簡易な計算で記録倍速を下げる閾値を決定することができ、制御部に過剰な負荷を与えることなく、記録の安定化、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
また、ゲインの測定値と温度の測定値とに基づいて、所定の閾値を変更することにより、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜と、温度に依存して変動するアクチュエータ６の伝達関数Ｇ４（ｓ）とから、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができるので、トラッキングエラー信号の振幅の変動をより正確に推測することが可能となる。
次に光ディスク装置における回転数変更の処理について説明する。
従来の光ディスク装置では、サーボ制御中にトラッキングエラー信号の出力値が固定の閾値を超えると、光ディスクの回転数を下げる処理が行われていた。本実施の形態の光ディスク装置においても、サーボ制御中のトラッキングエラー信号の出力値が、制御ループのゲインの測定値に基づいて変更された閾値を超えると、光ディスク１の回転数を下げる処理が行われる。
図６は図１の光ディスク装置における回転数変更のフローチャートである。
光ディスク装置では、光ディスク１に対する情報の記録が行われており、光ディスク１が装着されたスピンドルモータ３が所定の回転数で回転された状態において、光ディスク１の情報トラックに対して対物レンズ４が追従制御されているものとする。
Ｓ２０１においてコントローラ１４は、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックに追従する際に生ずるトラッキングエラー信号の出力値ＶTEを測定し、ＲＡＭ１６に記憶する。
Ｓ２０２においてコントローラ１４は、ＲＡＭ１６に記憶されているトラッキングエラー信号の出力値ＶTEと、図５で説明した閾値変更の処理により設定されたトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ（ｔ）とを比較し、トラッキングエラー信号の出力値ＶTEがトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ（ｔ）よりも小さい場合は、処理をＳ２０３に進め、一方トラッキングエラー信号の出力値ＶTEがトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ（ｔ）よりも大きい場合は、処理をＳ２０４に進める。
Ｓ２０３では、Ｓ２０２でコントローラ１４がトラッキングエラー信号の出力値ＶTEがトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ（ｔ）よりも小さいと判断した場合、コントローラ１４はスピンドルモータ３の回転数を所定の回転数のまま一定に保つ。
一方、Ｓ２０４では、Ｓ２０２でコントローラ１４がトラッキングエラー信号の出力値ＶTEがトラッキングエラー信号の閾値Ｔｈ（ｔ）よりも大きいと判断した場合、コントローラ１４はスピンドルモータ３の回転数を下げる処理を行う。
このように、集光されたレーザ光を情報トラックへ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更することにより、ゲインの測定値から、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅の変動を推測することができるので、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
なお、以上の説明においては、トラッキングエラー信号の閾値変更処理を、光ディスク装置の記録動作中に行うことについて説明したが、光ディスク装置の再生動作中も対物レンズ４はサーボ制御されて光ディスク１の情報トラックに追従しているため、本実施の形態において説明したトラッキングエラー信号の閾値変更処理を適用することが同様に実施可能である。
（実施の形態２）
実施の形態１の説明では、光ディスク装置のサーボ制御のうちトラッキング制御について説明したが、光ディスク装置のサーボ制御のうちフォーカス制御に適用することも同様に実施可能である。以下、本実施の形態の光ディスク装置について、図７と図８とを用いてその原理を説明する。なお、光ディスク装置の構成、閾値変更の処理、回転数変更の処理は、実施の形態１において図１、図４、図５、乃至図６を用いて説明したものと同様であるため説明を省略する。
対物レンズ４によって集光されたレーザ光が光ディスク１の情報記録面に追従しているサーボ制御時には、レーザ光が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を測定することができないので、本実施の形態の光ディスク装置においては、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜を測定してフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、推測した振幅に対応させて光ディスク１の回転数を下げる閾値を変更する。
以下、フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅とは、レーザ光が情報記録面に追従しておらず情報記録面を通過する際に生ずるフォーカスエラー信号の極小値から極大値までの幅を意味する。また、フォーカスエラー信号の出力値とは、レーザ光が情報記録面に追従している際に生ずるフォーカスエラー信号を意味する。
図７を用いて光ディスク装置の制御ループのゲインとフォーカスエラー信号との関係について説明する。また、図８を用いてフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅と閾値との関係について説明する。
図７は光ディスク装置の制御ループを説明する図である。
実施の形態１において説明したように、光ディスク装置の制御ループの伝達関数をＧ（ｓ）とすると、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜には、目標値Ｇ０が設定されており、少なくとも光ディスクを挿入した時などの光ディスク装置の起動時に、サーボ処理部１２に設けられた増幅器２２でサーボ信号を増幅することによって、ゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が目標値Ｇ０となるように調整される。
光ディスク装置の制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜とは、対物レンズ４の光ディスク１の情報記録面への追従性を示す指標であり、図１においても説明したように、アナログ信号処理部１１からモータ駆動部１３及び対物レンズ４を経由してアナログ信号処理部１１に循環する制御ループのそれぞれの構成要素の伝達関数の積である。ここで、制御ループを構成する構成要素とその伝達関数は、以下のように考えられる。
光ピックアップ８とアナログ信号処理部１１とからなる１つの構成要素であり、情報記録面の変位ｙ１［ｍ］と対物レンズ４の変位ｙ２［ｍ］とのずれを表す偏差ｅ［ｍ］を、サーボエラー信号１０２のうちフォーカスエラー信号の電圧ＦＥ［Ｖ］に変換する構成要素の伝達関数をＧ１（ｓ）とする。Ｇ１（ｓ）の単位は［Ｖ／ｍ］となる。
また、サーボ処理部１２を１つの構成要素とし、アナログ信号処理部１１から入力したフォーカスエラー信号の電圧ＦＥ［Ｖ］を、ピックアップモジュール制御信号１０４の電圧Ｖ１［Ｖ］に変換するサーボ処理部１２の伝達関数をＧ２（ｓ）とする。Ｇ２（ｓ）の単位は［Ｖ／Ｖ］となる。
また、モータ駆動部１３を１つの構成要素とし、サーボ処理部１２から入力したピックアップモジュール制御信号１０４の電圧Ｖ１［Ｖ］をピックアップモジュール駆動信号１０５の電圧Ｖ２［Ｖ］に変換するモータ駆動部１３の伝達関数をＧ３（ｓ）とする。Ｇ３（ｓ）の単位は［Ｖ／Ｖ］となる。
また、アクチュエータ６を１つの構成要素とし、モータ駆動部１３から入力したピックアップモジュール駆動信号１０５の電圧Ｖ２［Ｖ］を対物レンズ４の変位ｙ２［ｍ］に変換するアクチュエータ６の伝達関数をＧ４（ｓ）とする。Ｇ４（ｓ）の単位は［ｍ／Ｖ］となる。
制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜は、これら制御ループの構成要素の伝達関数の積であるので、｜Ｇ（ｓ）｜＝Ｇ１（ｓ）×Ｇ２（ｓ）×Ｇ３（ｓ）×Ｇ４（ｓ）となる。
ここで、制御ループの構成要素の伝達関数のうち、光ピックアップ８とアナログ信号処理部１１とからなる構成要素の伝達関数であるＧ１（ｓ）に注目する。Ｇ１（ｓ）の単位は、［Ｖ／ｍ］であることから、伝達関数Ｇ１（ｓ）は、対物レンズ４を光ディスク１の厚さ方向にｙ［ｍ］移動させた場合に現れる電圧変化ＦＥ［Ｖ］、つまり横軸を厚さ方向の距離ｙ、縦軸をフォーカスエラー信号の電圧Ｖとして表したフォーカスエラー信号の電圧波形の傾きに相当する。即ち、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の構成要素である伝達関数Ｇ１（ｓ）がフォーカスエラー信号の傾きを示すので、制御ループのゲインの測定値から、横軸を光ディスクの厚さ方向の距離ｙとし縦軸を電圧Ｖとしたフォーカスエラー信号の電圧波形の傾きを推測できることがわかる。
次に、対物レンズ４を光ディスクの厚さ方向に移動した時に現れるフォーカスエラー信号について図８を用いて説明する。
図８は光ディスク装置のフォーカスエラー信号を説明する図である。ここでは、横軸を厚さ方向の距離ｙとし縦軸を電圧Ｖとしたフォーカスエラー信号の電圧波形の傾きから、フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、推測した振幅に対応させてフォーカスエラー信号の閾値を設定することについて説明する。
図８（ａ）は光ディスク１を示し、図８（ｂ）は対物レンズ４を光ディスク１の厚さ方向に移動した時に現れるフォーカスエラー信号を示している。
図８（ａ）に示す光ディスク１において、１ｅは、図１のスピンドルモータ３に装着された際の対物レンズ４側の表面であり、対物レンズ４から出射された光が入射する入射面である。１ｆは、入射面１ｅの裏側の面であり、通常可視情報が印字されているレーベル面である。そして入射面１ｅとレーベル面１ｆとの間に、情報記録面１ｇを有する。対物レンズ４は、ピックアップモジュール２内部のレーザ光源１８から出射された光を集光し光ディスク１の入射面１ｅとレーベル面１ｆとの間に焦点４ａを結ぶ。焦点４ａは、対物レンズ４の移動に伴って移動する。
図８（ａ）に示す光ディスク１の情報記録面を対物レンズ４によって集光されたレーザ光の焦点４ａが通過するように、対物レンズ４を光ディスク１の厚さ方向に移動させていくと、フォーカスエラー信号としては図８（ｂ）に示されるように正弦波形で近似されるような信号が出力される。
対物レンズ４が、より正確には対物レンズ４によって集光されたレーザ光の焦点４ａが、光ディスク１の情報記録面１ｇに、一方の厚さ方向から近付き通過して遠ざかるときのフォーカスエラー信号は、情報記録面１ｇにある程度近付くまではゼロを出力し、情報記録面１ｇにある程度近付くと正極性に大きくなって極大値を取った後、正極性に小さくなる。そして情報記録面１ｇに到達した時点でゼロを出力し、情報記録面１ｇを通過するとそのまま負極性に大きくなって極小値を取った後、負極性に小さくなる。さらに、情報記録面１ｇからある程度以上離れるとその後はゼロを出力する。ここでは、極大値、極小値の順で変化する場合について説明したが、対物レンズ４を逆の厚さ方向に移動していくと、この順序は逆になる。
対物レンズ４が情報記録面に追従制御されている場合、対物レンズ４によって集光されたレーザ光の焦点４ａは情報記録面の近傍を推移するので、フォーカスエラー信号の出力値はゼロの近傍で推移する。このため、対物レンズ４が情報記録面に追従制御されている場合の伝達関数Ｇ１（ｓ）は、対物レンズ４を光ディスク１の厚さ方向にｙ［ｍ］移動させた場合に現れるフォーカスエラー信号の傾きのうち、ゼロの近傍での傾きＦＥ／ｙ［Ｖ／ｍ］を表すことになる。フォーカスエラー信号はｙの関数として近似されるので、フォーカスエラー信号の傾きに比例して、フォーカスエラー信号の極小値から極大値までの幅であるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅ＦＥ０も変動する。つまり、フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅ＦＥ０は、伝達関数Ｇ１（ｓ）に対応して変動することになる。
ここで、対物レンズ４によって集光されたレーザ光の焦点が、情報記録面の中心から光ディスク１の厚さ方向に移動していくと、フォーカスエラー信号が極大値もしくは極小値を取る点において、フォーカスエラー信号の接線の傾きはゼロとなる。この点において、伝達関数Ｇ１（ｓ）はゼロとなるので、伝達関数の積であるゲインもゼロとなる。制御ループのゲインがゼロとなると、対物レンズ４を光ディスク１の情報記録面へ追従させることができなくなり、対物レンズ４は制御不能となる。このような事態を防ぐため、フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅ＦＥ０に対して１０％〜４０％程度の閾値Ｔｈ０を定め、対物レンズ４によって集光されたレーザ光の焦点４ａが情報記録面に追従する際に生ずるフォーカスエラー信号の電圧出力がこの閾値Ｔｈ０を超える場合、光ディスク１の回転数を下げることにより、対物レンズ４の情報記録面への追従が十分に間に合うように構成されている。
ここで、フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅ＦＥ０は、前述したように伝達関数Ｇ１（ｓ）の変動から推測することができる。制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜は伝達関数Ｇ１（ｓ）、Ｇ２（ｓ）、Ｇ３（ｓ）、及びＧ４（ｓ）の積であるので、Ｇ２（ｓ）、Ｇ３（ｓ）、及びＧ４（ｓ）を略一定であるとみなせば、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の変動から、対物レンズ４によって集光されたレーザ光の焦点４ａが情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅ＦＥ０の変動を推測し、推測した振幅の変動に合せてフォーカスエラー信号の閾値を変更することができる。例えば、制御ループのゲインは光ディスク装置の起動時にはゲインの目標値Ｇ０に調整されているとし、その起動時に測定されたフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅をＦＥ０、振幅ＦＥ０に対応して設定された光ディスク装置の起動時の閾値をＴｈ０とし、時刻ｔにおいて測定した制御ループのゲインがＧ（ｔ）であった場合、時刻ｔにおけるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅ＦＥ（ｔ）は、ＦＥ（ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×ＦＥ０と推測できるので、時刻ｔにおけるフォーカスエラー信号の閾値Ｔｈ（ｔ）は、Ｔｈ（ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×Ｔｈ０と表せる。この式によると、ゲインの測定値がゲインの目標値に対して大きければ閾値の幅も広くなり、ゲインの測定値がゲインの目標値に対して小さければ閾値の幅も狭くなる。
このように、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値を変更することにより、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合を計算するだけで、集光されたレーザ光の焦点が情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅がどのように変動したのかを推測することができるので、簡易な計算で記録倍速を下げる閾値を決定することができ、制御部に過剰な負荷を与えることなく、記録の安定化、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
なお、伝達関数Ｇ１（ｓ）、Ｇ２（ｓ）、Ｇ３（ｓ）、及びＧ４（ｓ）のうち、伝達関数Ｇ４（ｓ）はアクチュエータ６の伝達関数である。アクチュエータ６の感度を示す伝達関数Ｇ４（ｓ）は、温度に依存して変動し、温度センサ１９において測定した時刻ｔにおける温度の測定値Ｔ（ｔ）が所定温度Ｔ０より低い場合は、アクチュエータ６の感度が良くなって伝達関数Ｇ４（ｓ）が大きくなるので、伝達関数Ｇ１（ｓ）が変動していなくても、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が大きくなることが考えられる。一方、時刻ｔにおける温度の測定値Ｔ（ｔ）が所定温度Ｔ０より高い場合は、アクチュエータの感度が悪くなって伝達関数Ｇ４（ｓ）が小さくなるので、伝達関数Ｇ１（ｓ）が変動していなくても、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜が小さくなることが考えられる。そこで、ｋを正の係数として、ｆ（Ｔ）＝１＋ｋ（Ｔ（ｔ）−Ｔ０）とする温度補正項を導入し、Ｔｈ（ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×Ｔｈ０×ｆ（Ｔ）＝｛Ｇ（ｔ）／Ｇ０｝×Ｔｈ０×｛１＋ｋ（Ｔ（ｔ）−Ｔ０）｝としてフォーカスエラー信号の閾値を求めることにより、所定のゲインの目標値に対するゲインの測定値の割合に対応させて所定の閾値の幅を所定の範囲に変更し、また、温度の測定値が所定温度より低い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より狭く変更し、一方、温度の測定値が所定温度より高い場合は、所定の閾値の幅を所定の範囲より広く変更することができるので、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の変動からアクチュエータの伝達関数Ｇ４（ｓ）の変動の影響を除去することで、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜の温度による変動を補正し、記録倍速を下げる閾値をより適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
このように、集光されたレーザ光の焦点４ａを情報記録面へ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び対物レンズを経由して信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、集光されたレーザ光の焦点４ａが情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて所定の閾値を変更することにより、ゲインの測定値から、対物レンズ４によって集光されたレーザ光の焦点４ａが情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅の変動を推測することができるので、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
このように、本実施の形態の光ディスク装置においては、制御ループのゲイン｜Ｇ（ｓ）｜を測定してフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、推測した振幅に対応させて光ディスク１の回転数を下げる閾値を変更することにより、フォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を測定することができないサーボ制御時にも、記録倍速を下げる閾値を適正に保つことができるので、記録中のサーボ制御の失敗を防いで、記録の安定化を図ることができる。また、高倍速の状態を保ち、記録パフォーマンスの向上を図ることができる。
なお、以上の説明においては、フォーカスエラー信号の閾値変更処理を、光ディスク装置の記録動作中に行うことについて説明したが、光ディスク装置の再生動作中も対物レンズ４はサーボ制御されて光ディスク１の情報記録面に追従しているため、本実施の形態において説明したフォーカスエラー信号の閾値変更処理を適用することが同様に実施可能である。
本発明にかかる光ディスク装置及びその制御方法は、記録倍速を下げる閾値を適正に保ち、記録中のサーボ制御の失敗を抑制することが必要な光ディスク装置等の用途にも適用できる。
本発明の実施の形態における光ディスク装置のブロック図 光ディスク装置の制御ループを説明する図 光ディスク装置のトラッキングエラー信号を説明する図 図１の光ディスク装置におけるゲインと温度と閾値の関係を示す図 図１の光ディスク装置における閾値変更のフローチャート 図１の光ディスク装置における回転数変更のフローチャート 光ディスク装置の制御ループを説明する図 光ディスク装置のフォーカスエラー信号を説明する図 従来の光ディスク装置におけるトラッキングエラー信号を示す図
符号の説明
１ 光ディスク
２ ピックアップモジュール
３ スピンドルモータ
４ 対物レンズ
５ レンズホルダ
６ アクチュエータ
７ キャリッジ
８ 光ピックアップ
９ フィード部
１０ フィードモータ
１１ アナログ信号処理部
１２ サーボ処理部
１３ モータ駆動部
１４ コントローラ
１５ ＲＯＭ
１６ ＲＡＭ
１７ レーザ駆動部
１８ レーザ光源
１９ 温度センサ
２０ 外乱信号発生器
２１ Ａ／Ｄコンバータ
２２ 増幅器
２３ フィルタ
２４ 加算器
２５ Ｄ／Ａコンバータ
２６〜２９ ＲＡＭ
１０１ ピックアップ出力信号
１０２ サーボエラー信号
１０３ 制御信号
１０４ ピックアップモジュール制御信号
１０５ ピックアップモジュール駆動信号
１０６ レーザ制御信号
１０７ レーザ駆動信号
１０８ 温度信号
１０９ 外乱信号
１１０ 外乱加算前信号
１１１ 外乱加算後信号

Claims (14)

  1. 光ディスクの情報トラックにレーザ光を集光する対物レンズと、
    前記光ディスクからの反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成する信号処理部と、
    前記トラッキングエラー信号に基づいて前記集光されたレーザ光が前記情報トラックに追従するように前記対物レンズを駆動する駆動部と、
    前記集光されたレーザ光が前記情報トラックに追従する際に生ずるトラッキングエラー信号の出力値が所定の閾値を超える場合前記光ディスクの回転数を下げる制御部と、を具備し、
    前記制御部は、前記集光されたレーザ光を前記情報トラックへ追従させる際に、前記信号処理部から前記駆動部及び前記対物レンズを経由して前記信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、前記集光されたレーザ光が前記情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて前記所定の閾値を変更することを特徴とする光ディスク装置。
  2. 前記制御ループを循環するサーボ信号に所定のタイミングで外乱信号が加算される外乱加算部を前記制御ループ内に具備し、
    前記制御部は、前記所定のタイミングで前記制御ループにおいて前記外乱加算部の前段から出力される外乱加算前信号と前記外乱加算部の後段から出力される外乱加算後信号とから前記ゲインを測定することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  3. 前記制御部は、所定のゲインの目標値に対する前記ゲインの測定値の割合に対応させて前記所定の閾値を変更することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  4. 前記制御部は、所定のゲインの目標値に対して前記ゲインの測定値が小さい場合は、前記所定の閾値の幅を狭く変更し、一方、所定のゲインの目標値に対して前記ゲインの測定値が大きい場合は、前記所定の閾値の幅を広く変更することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  5. 前記駆動部から出力される駆動信号に基づいて前記集光されたレーザ光が前記情報トラックに追従するように前記対物レンズを駆動するアクチュエータと、
    前記アクチュエータの温度を測定する温度測定部と、を具備し、
    前記制御部は、前記ゲインの測定値と前記温度の測定値とに基づいて、前記所定の閾値を変更することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  6. 前記制御部は、所定のゲインの目標値に対する前記ゲインの測定値の割合に対応させて前記所定の閾値の幅を所定の範囲に変更し、また、前記温度の測定値が所定温度より低い場合は、前記所定の閾値の幅を前記所定の範囲より狭く変更し、一方、前記温度の測定値が所定温度より高い場合は、前記所定の閾値の幅を前記所定の範囲より広く変更することを特徴とする請求項５に記載の光ディスク装置。
  7. 光ディスクの情報トラックにレーザ光を集光し、
    前記光ディスクからの反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、
    前記トラッキングエラー信号に基づいて前記集光されたレーザ光が前記情報トラックに追従するように対物レンズを駆動し、
    前記集光されたレーザ光が前記情報トラックに追従する際に生ずるトラッキングエラー信号の出力値が所定の閾値を超える場合前記光ディスクの回転数を下げ、
    前記集光されたレーザ光を前記情報トラックへ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び前記対物レンズを経由して前記信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、前記集光されたレーザ光が前記情報トラックを横断する場合に生ずるトラッキングエラー信号の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて前記所定の閾値を変更することを特徴とする光ディスク装置の制御方法。
  8. 光ディスクの情報記録面にレーザ光を集光する対物レンズと、
    前記光ディスクからの反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理部と、
    前記フォーカスエラー信号に基づいて前記集光されたレーザ光の焦点が前記情報記録面に追従するように前記対物レンズを駆動する駆動部と、
    前記集光されたレーザ光の焦点が前記情報記録面に追従する際に生ずるフォーカスエラー信号の出力値が所定の閾値を超える場合前記光ディスクの回転数を下げる制御部と、を具備し、
    前記制御部は、前記集光されたレーザ光の焦点を前記情報記録面へ追従させる際に、前記信号処理部から前記駆動部及び前記対物レンズを経由して前記信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、前記集光されたレーザ光の焦点が前記情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて前記所定の閾値を変更することを特徴とする光ディスク装置。
  9. 前記制御ループを循環するサーボ信号に所定のタイミングで外乱信号が加算される外乱加算部を前記制御ループ内に具備し、
    前記制御部は、前記所定のタイミングで前記制御ループにおいて前記外乱加算部の前段から出力される外乱加算前信号と前記外乱加算部の後段から出力される外乱加算後信号とから前記ゲインを測定することを特徴とする請求項８に記載の光ディスク装置。
  10. 前記制御部は、所定のゲインの目標値に対する前記ゲインの測定値の割合に対応させて前記所定の閾値を変更することを特徴とする請求項８に記載の光ディスク装置。
  11. 前記制御部は、所定のゲインの目標値に対して前記ゲインの測定値が小さい場合は、前記所定の閾値の幅を狭く変更し、一方、所定のゲインの目標値に対して前記ゲインの測定値が大きい場合は、前記所定の閾値の幅を広く変更することを特徴とする請求項８に記載の光ディスク装置。
  12. 前記駆動部から出力される駆動信号に基づいて前記集光されたレーザ光の焦点が前記情報記録面に追従するように前記対物レンズを駆動するアクチュエータと、
    前記アクチュエータの温度を測定する温度測定部と、を具備し、
    前記制御部は、前記ゲインの測定値と前記温度の測定値とに基づいて、前記所定の閾値を変更することを特徴とする請求項８に記載の光ディスク装置。
  13. 前記制御部は、所定のゲインの目標値に対する前記ゲインの測定値の割合に対応させて前記所定の閾値の幅を所定の範囲に変更し、また、前記温度の測定値が所定温度より低い場合は、前記所定の閾値の幅を前記所定の範囲より狭く変更し、一方、前記温度の測定値が所定温度より高い場合は、前記所定の閾値の幅を前記所定の範囲より広く変更することを特徴とする請求項１２に記載の光ディスク装置。
  14. 光ディスクの情報記録面にレーザ光を集光し、
    前記光ディスクからの反射光に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、
    前記フォーカスエラー信号に基づいて前記集光されたレーザ光の焦点が前記情報記録面に追従するように対物レンズを駆動し、
    前記集光されたレーザ光の焦点が前記情報記録面に追従する際に生ずるフォーカスエラー信号の出力値が所定の閾値を超える場合前記光ディスクの回転数を下げ、
    前記集光されたレーザ光の焦点を前記情報記録面へ追従させる際に、信号処理部から駆動部及び前記対物レンズを経由して前記信号処理部に循環する制御ループのゲインを測定し、この測定値に基づいて、前記集光されたレーザ光の焦点が前記情報記録面を通過する場合に生ずるフォーカスエラー信号のＳ字波形の振幅を推測し、その推測した振幅に対応させて前記所定の閾値を変更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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