JP2008123567A - 光ディスク装置、フォーカスバランスの調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク全周にわたってフォーカスバランス値を最適値に自動調整できるようにして、記録再生の品質を向上させる。
【解決手段】光ディスクの再生動作中に、フォーカスバランス値を現在の設定値から正および負の方向へ再生動作に影響しない量±ａだけ変化させて、それぞれの場合の再生信号のジッタを測定し、各測定値の差ｅ＝ｃ−ｄを演算し、差ｅが閾値ｆを超える場合に、差ｅが０に近づく方向にフォーカスバランス値を所定量ｇだけ変化させて、フォーカスバランス値の現在の設定値を更新する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）レコーダのような光ディスク装置に関し、特に、記録再生中にフォーカスバランスを自動調整するための技術に関する。

光ディスク装置においては、光ピックアップから光ディスクにレーザ光を投射し、光ディスクで反射したレーザ光を検出し、当該検出信号に基づいて光ピックアップに対するフォーカス制御を行うようになっている。そして、このフォーカス制御を最適状態で行って記録再生の精度を上げるために、フォーカスバランスの調整が行われる。フォーカスバランスは、光ディスクからの反射光を受光して得られるフォーカスエラー信号の特性を示すＳ字カーブのバランスであって、受光アンプのゲインを調整したりオフセット値を調整したりすることで、フォーカスバランスを変化させることができる。フォーカスバランスの調整においては、例えば、再生信号のジッタ（再生クロック信号の基準クロック信号に対する時間的変動）を測定して、ジッタが最小となるときのフォーカスバランス値に調整される。

フォーカスバランスの調整に関しては、例えば後掲の特許文献１〜３に記載されている。特許文献１では、ＲＦ信号のピークとボトムとの差分値の信号を生成し、フォーカスサーボループの収束点から相反する方向に一定量だけ強制的にデフォーカスを行い、このデフォーカスされたときの上記差分値信号が同等になるようにフォーカスバランスの調整を行う。特許文献２では、フォーカスバランス値を所定のステップで変化させて、各々の値に対して得られたジッタ量を一次ジッタ量とし、フォーカスバランス値の各々の値に対応する一次ジッタ量と少なくともその前後の調整パラメータの値に対応する一次ジッタ量との平均から二次ジッタ量を演算し、この二次ジッタ量に基づいてフォーカスバランス値を調整するようにしている。特許文献３では、フォーカスバランス値を変化させて、各々の値におけるジッタを測定し、測定されたジッタの最大値と最小値の差が所定値以下である場合、フォーカスバランス値を変化させて、各々の値におけるトラッキングエラー信号値を測定し、フォーカスバランス値を、トラッキングエラー信号値が最大となるフォーカスバランス値に設定するようにしている。

特開平６−２４３４９６号公報 特開２００１−３０７３３２号公報 特開２００５−２１６４６１号公報

フォーカスバランス値の最適値は、光ディスクの全周にわたって一定ではなく、ディスクの反りや光ピックアップの収差などに基因して、内周と外周とで異なる場合が多い。また、ディスクの傾きを制御するチルト制御によっても、最適なフォーカスバランス値は変化する。このため、反りの大きい粗悪な光ディスクの場合、チルト制御を実施しても、フォーカスバランス値が最適値から外れてしまい、再生や記録を正常に行えないことがある。

また、再生信号のジッタをリアルタイムに測定し、ジッタの変化に基づいてフォーカスバランス値を自動的に調整しようとしても、ディスク面におけるフォーカスバランス最適値の変化の方向は光ディスクやドライブによりまちまちであり、内周から外周にかけて最適値が増加する場合もあれば、減少する場合もあり、さらには、内周から外周にかけて最適値がいったん増加した後に減少する場合もある。このため、単にジッタの変化からだけでは、フォーカスバランス値を最適値に調整することは不可能である。

したがって、従来の光ディスク装置においては、再生中や記録中に、ディスクの全周にわたってフォーカスバランス値を最適値に自動調整することができず、反りのある粗悪ディスクなどに対して正常な記録再生が行えないという問題があった。この問題に対し、前記特許文献１〜３には有効な解決策が示されていない。

本発明は、上述した課題を解決するものであって、その目的とするところは、ディスク全周にわたってフォーカスバランス値を最適値に自動調整できるようにして、記録再生の品質を向上させることにある。

本発明では、光ピックアップから光ディスクにレーザ光を投射し、光ディスクで反射したレーザ光を検出し、当該検出信号に基づいて光ピックアップに対するフォーカス制御を行う光ディスク装置において、再生動作中に、フォーカスバランス値を現在の設定値から正および負の方向へ再生動作に影響しない量だけ変化させて、それぞれの場合の再生信号に基づく評価値を測定し、測定された各評価値の差を演算し、演算された評価値の差が所定の閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を変化させて、フォーカスバランス値の現在の設定値を更新する。

この場合の評価値としては、例えば、再生信号のジッタや、ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、ウォブル信号等の振幅値を用いることができる。

また、本発明では、光ピックアップから光ディスクにレーザ光を投射し、光ディスクで反射したレーザ光を検出し、当該検出信号に基づいて光ピックアップに対するフォーカス制御を行う光ディスク装置において、記録動作中に、フォーカスバランス値を現在の設定値から正および負の方向へ記録動作に影響しない量だけ変化させて、それぞれの場合の記録信号に基づく評価値を測定し、測定された各評価値の差を演算し、演算された評価値の差が所定の閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を変化させて、フォーカスバランス値の現在の設定値を更新する。

この場合の評価値としては、例えば、光ディスクからの全反射光量などを用いることができる。

本発明によれば、光ディスクに対して記録や再生を行いながら、ディスクの内周から外周の全域にわたって、フォーカスバランス値が最適値に自動更新されてゆくので、反りのあるディスクの場合でも記録や再生を正常に行うことが可能となり、記録再生の品質を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光ディスク装置１のブロック図である。１０はＣＤやＤＶＤなどの光ディスク、１１は光ディスク１０を回転させるディスクモータ、１２は光ディスク１０へレーザ光を投射するとともにその反射光を受光する光ピックアップである。１３は信号処理部であって、光ピックアップ１２から出力されるＲＦ信号（再生信号）を処理して、再生された映像信号および音声信号を出力するとともに、外部から入力される映像信号および音声信号を処理して、光ディスク１０に記録する信号を光ピックアップ１２へ出力する。また、信号処理部１３では、フォーカス制御のためのフォーカスエラー信号や、トラッキング制御のためのトラッキングエラー信号が生成される。１４は、ディスクモータ１１と光ピックアップ１２を駆動する駆動部である。１５は装置全体の制御を行う制御部であって、ＣＰＵやメモリなどから構成される。制御部１５は、信号処理部１３からのフォーカスエラー信号に基づいて、駆動部１２を介して光ピックアップ１２のフォーカス制御を行い、トラッキングエラー信号に基づいて、駆動部１２を介して光ピックアップ１２のトラッキング制御を行う。１６はパネルに設けられた操作部、１７は各種の情報を表示する表示部、１８は図示しないリモコンからの信号を受信するリモコン受信部である。

以上において、信号処理部１３は、本発明における測定手段の一実施形態を構成し、制御部１５は、本発明における演算手段および更新手段の一実施形態を構成する。

次に、上記のような光ディスク装置１におけるフォーカスバランス値の自動調整について説明する。

図２および図３は、再生時におけるフォーカスバランス調整の原理を説明する図である。図２は、初期設定を説明する図である。光ディスク装置１のスピンアップ時（起動時）に、光ピックアップ１２から光ディスク１０にレーザ光を投射し、フォーカスバランス値を変化させながら、光ディスク１０からの反射光に基づいて得られる再生信号のジッタを信号処理部１３で測定し、ジッタが最小となる点を求める。ジッタは、本発明における評価値の一例である。図２では、フォーカスバランス値がｘのときに、ジッタが最小となる。そこで、このときのフォーカスバランス値ｘを初期設定値とする。そして、この初期設定値ｘを中心として、フォーカスバランス値を正方向と負方向に変化させたときのジッタの振れ幅がｂとなる範囲ｘ±ａを求める。ここで、ｂは再生動作に影響を与えない範囲に設定しておく。これらのｘ，ａ，ｂの各値は、制御部１５のメモリに記憶される。以上で、初期設定が完了する。

次に、再生中のフォーカスバランス調整につき、図３を参照して説明する。再生が開始されると、制御部１５は、フォーカスバランス値を、丸付数字１で示すように現在の設定値（今の場合は初期値ｘ）から正方向へ＋ａ変化させるとともに、丸付数字２で示すように負方向へ−ａ変化させる。ａの値は、上述の説明からわかるように、再生動作に影響しない値となっている。そして、それぞれの場合のジッタを信号処理部１３で測定する。ここでは、フォーカスバランス値がｘ＋ａのときのジッタ量をｃ、フォーカスバランス値がｘ−ａのときのジッタ量をｄとする。制御部１５は、これらのジッタ量の差ｅ＝ｃ−ｄを演算し、ｅの値が閾値ｆを超える場合は、丸付数字３で示すように、現在のフォーカスバランス値ｘを、ｅが０に近づく方向に所定量ｇだけシフトさせて、フォーカスバランス値を更新する。この更新値（ここではｘ−ｇ）が、フォーカスバランス値の新たな現在値となる。新たな現在値が決定されると、この現在値に対して、上記と同様に、フォーカスバランス値を正方向へ＋ａ、負方向へ−ａだけ変化させて、それぞれの場合のジッタを測定し、その測定値の差が閾値ｆを超える場合は、現在のフォーカスバランス値をｇだけシフトさせて更新する。一方、ｅの値が閾値ｆを超えない場合は、現在のフォーカスバランス値はそのままとし、更新を行わない。

以下、上述した動作を繰り返して、再生動作が終了するまで、光ディスク１０の内周から外周に至る全域について、フォーカスバランス値をリアルタイムに更新しながら自動調整を行ってゆく。

フォーカスバランス値を変化させたときのジッタの特性は２次曲線的な変化をするため、フォーカスバランス値の最適値付近では、フォーカスバランス値が多少変動してもジッタの振れ幅は小さいが、最適値から外れるに伴って、わずかなフォーカスバランス値の変動でもジッタの振れ幅が大きくなって、再生性能が低下する。そこで、上述したように、フォーカスバランス値を現在値から再生動作に影響しない範囲で正負方向へ振らせ、そのときのジッタレベルの差が閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を更新するようにすれば、ジッタの振れ幅を抑制して、再生性能が低下するのを回避することができる。また、フォーカスバランス値は所定量ｇずつ更新されるので、急激な値の変化を回避することができる。このｇの値は、更新後のフォーカスバランス値を中心として左右のジッタ量が同じとなるように選定するのが好ましい。

なお、上述したフォーカスバランス値の自動調整は、ディスクの内周に記録されている制御情報を再生する際には、省略してもよい。また、閾値ｆを設けるにあたっては、固定値としてあらかじめメモリに記憶しておいてもよいし、初期設定時のフォーカスバランス値の調整結果から設定するようにしてもよい。例えば、図２で示したｂの値を閾値ｆとして設定してもよい。

図４は、以上説明した再生時におけるフォーカスバランス値の自動調整手順を表したフローチャートである。再生が開始されると（ステップＳ１）、フォーカスバランス値を現在の設定値から正方向へ＋ａ変化させ（ステップＳ２）、そのときのジッタを測定する（ステップＳ３）。また、フォーカスバランス値を現在の設定値から負方向へ−ａ変化させ（ステップＳ４）、そのときのジッタを測定する（ステップＳ５）。そして、ステップＳ３、Ｓ５で測定したジッタの各測定値ｃ、ｄの差ｅを演算し（ステップＳ６）、この差ｅを閾値ｆと比較する（ステップＳ７）。差ｅが閾値ｆを超える場合は（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ｅが０に近づく方向にフォーカスバランス値を現在値から所定量ｇだけシフトさせて、フォーカスバランス値の更新を行う（ステップＳ８）。差ｅが閾値ｆを超えない場合は（ステップＳ７：ＮＯ）、ステップＳ８は実行されない。続いて、再生動作が終了したか否かを判定し（ステップＳ９）、終了してなければ（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ２へ戻って、以降の手順を反復する。操作部１６で再生動作終了の操作が行われると（ステップＳ９：ＹＥＳ）、処理を終了する。

図５および図６は、記録時におけるフォーカスバランス調整の原理を説明する図である。図５は、初期設定を説明する図である。光ディスク装置１のスピンアップ時（起動時）に、光ピックアップ１２から光ディスク１０にレーザ光を投射し、フォーカスバランス値を変化させながら、光ディスク１０からの全反射光量を信号処理部１３で測定し、全反射光量が最大となる点を求める。全反射光量は、本発明における評価値の一例である。図５では、フォーカスバランス値がｙのときに、全反射光量が最大となる。そこで、このときのフォーカスバランス値ｙを初期設定値とする。そして、この初期設定値ｙを中心として、フォーカスバランス値を正方向と負方向に変化させたときの全反射光量の振れ幅がｈとなる範囲ｙ±ｒを求める。ここで、ｈは記録動作に影響を与えない範囲に設定しておく。これらのｙ，ｒ，ｈの各値は、制御部１５のメモリに記憶される。以上で、初期設定が完了する。

次に、記録中のフォーカスバランス調整につき、図６を参照して説明する。記録が開始されると、制御部１５は、フォーカスバランス値を、丸付数字１で示すように現在の設定値（今の場合は初期値ｙ）から正方向へ＋ｒ変化させるとともに、丸付数字２で示すように負方向へ−ｒ変化させる。ｒの値は、上述の説明からわかるように、記録動作に影響しない値となっている。そして、それぞれの場合の全反射光量を信号処理部１３で測定する。ここでは、フォーカスバランス値がｙ＋ｒのときの全反射光量をｍ、フォーカスバランス値がｙ−ｒのときの全反射光量をｎとする。制御部１５は、これらの全反射光量の差ｉ＝ｎ−ｍを演算し、ｉの値が閾値ｊを超える場合は、丸付数字３で示すように、現在のフォーカスバランス値ｙを、ｉが０に近づく方向に所定量ｋだけシフトさせて、フォーカスバランス値を更新する。この更新値（ここではｙ−ｋ）が、フォーカスバランス値の新たな現在値となる。新たな現在値が決定されると、この現在値に対して、上記と同様に、フォーカスバランス値を正方向へ＋ｒ、負方向へ−ｒだけ変化させて、それぞれの場合の全反射光量を測定し、その測定値の差が閾値ｊを超える場合は、現在のフォーカスバランス値をｋだけシフトさせて更新する。一方、ｉの値が閾値ｊを超えない場合は、現在のフォーカスバランス値はそのままとし、更新を行わない。

以下、上述した動作を繰り返して、記録動作が終了するまで、光ディスク１０の内周から外周に至る全域について、フォーカスバランス値をリアルタイムに更新しながら自動調整を行ってゆく。

フォーカスバランス値を変化させたときの全反射光量の特性は２次曲線的な変化をするため、フォーカスバランス値の最適値付近では、フォーカスバランス値が多少変動しても全反射光量の振れ幅は小さいが、最適値から外れるに伴って、わずかなフォーカスバランス値の変動でも全反射光量の振れ幅が大きくなって、記録性能が低下する。そこで、上述したように、フォーカスバランス値を現在値から記録動作に影響しない範囲で正負方向へ振らせ、そのときの全反射光量の差が閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を更新するようにすれば、全反射光量の振れ幅を抑制して、記録性能が低下するのを回避することができる。また、フォーカスバランス値は所定量ｋずつ更新されるので、急激な値の変化を回避することができる。このｋの値は、更新後のフォーカスバランス値を中心として左右の全反射光量が同じとなるように選定するのが好ましい。

なお、上述したフォーカスバランス値の自動調整は、ディスクの内周に制御情報を記録する場合や、レーザ光のパワー調整のためのＯＰＣ（Optical Power Calibration）を実行する際には、省略してもよい。また、閾値ｊを設けるにあたっては、固定値としてあらかじめメモリに記憶しておいてもよいし、初期設定時のフォーカスバランス値の調整結果から設定するようにしてもよい。例えば、図５で示したｈの値を閾値ｊとして設定してもよい。

図７は、以上説明した記録時におけるフォーカスバランス値の自動調整手順を表したフローチャートである。記録動作が開始されると（ステップＳ１１）、フォーカスバランス値を現在の設定値から正方向へ＋ｒ変化させ（ステップＳ１２）、そのときの全反射光量を測定する（ステップＳ１３）。また、フォーカスバランス値を現在の設定値から負方向へ−ｒ変化させ（ステップＳ１４）、そのときの全反射光量を測定する（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１３、Ｓ１５で測定した全反射光量の各測定値ｍ、ｎの差ｉを演算し（ステップＳ１６）、この差ｉを閾値ｊと比較する（ステップＳ１７）。差ｉが閾値ｊを超える場合は（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ｉが０に近づく方向にフォーカスバランス値を現在値から所定量ｋだけシフトさせて、フォーカスバランス値の更新を行う（ステップＳ１８）。差ｉが閾値ｊを超えない場合は（ステップＳ１７：ＮＯ）、ステップＳ１８は実行されない。続いて、記録動作が終了したか否かを判定し（ステップＳ１９）、終了してなければ（ステップＳ１９：ＮＯ）、ステップＳ１２へ戻って、以降の手順を反復する。操作部１６で記録動作終了の操作が行われると（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、処理を終了する。

以上述べたように、上述した実施形態によれば、光ディスク１０に対して記録や再生を行いながら、ディスクの内周から外周の全域にわたって、フォーカスバランス値が最適値に自動更新されてゆくので、反りのあるディスクの場合でも記録や再生を正常に行うことが可能となり、記録再生の品質を向上させることができる。

上述した実施形態では、再生時の評価値として、再生信号のジッタを用いたが、本発明では、ジッタに限らず、ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、ウォブル信号等の振幅値を評価値として用いることができる。図８は、再生時の評価値として用いられる信号の特性を示した図である。ＲＦ信号、トラッキングエラー（ＴＥ）信号およびウォブル信号は、ジッタと特性が逆になり、前述した全反射光量と同様の特性となるので、これらの信号を再生時の評価値として用いる場合は、図５および図６で示した原理と同じ原理に従って、フォーカスバランス値の更新を行うことができる。

本発明の実施形態に係る光ディスク装置のブロック図である。 再生時における初期設定を説明する図である。 再生中のフォーカスバランス調整を説明する図である。 再生時におけるフォーカスバランス値の自動調整手順を表したフローチャートである。 記録時における初期設定を説明する図である。 記録中のフォーカスバランス調整を説明する図である。 記録時におけるフォーカスバランス値の自動調整手順を表したフローチャートである。 再生時の評価値として用いられる信号の特性を示した図である。

符号の説明

１ 光ディスク装置
１０ 光ディスク
１２ 光ピックアップ
１３ 信号処理部
１５ 制御部

Claims (4)

1. 光ピックアップから光ディスクにレーザ光を投射し、前記光ディスクで反射したレーザ光を検出し、当該検出信号に基づいて前記光ピックアップに対するフォーカス制御を行う光ディスク装置において、
   再生動作中に、フォーカスバランス値を現在の設定値から正および負の方向へ再生動作に影響しない量だけ変化させて、それぞれの場合の再生信号に基づく評価値を測定する第１の測定手段と、
   前記第１の測定手段で測定された各評価値の差を演算する第１の演算手段と、
   前記第１の演算手段で演算された評価値の差が所定の閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を変化させて、フォーカスバランス値の現在の設定値を更新する第１の更新手段と、
   記録動作中に、フォーカスバランス値を現在の設定値から正および負の方向へ記録動作に影響しない量だけ変化させて、それぞれの場合の記録信号に基づく評価値を測定する第２の測定手段と、
   前記第２の測定手段で測定された各評価値の差を演算する第２の演算手段と、
   前記第２の演算手段で演算された評価値の差が所定の閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を変化させて、フォーカスバランス値の現在の設定値を更新する第２の更新手段と、
   を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 光ピックアップから光ディスクにレーザ光を投射し、前記光ディスクで反射したレーザ光を検出し、当該検出信号に基づいて前記光ピックアップに対するフォーカス制御を行う光ディスク装置において、
   再生動作中に、フォーカスバランス値を現在の設定値から正および負の方向へ再生動作に影響しない量だけ変化させて、それぞれの場合の再生信号に基づく評価値を測定する測定手段と、
   前記測定手段で測定された各評価値の差を演算する演算手段と、
   前記演算手段で演算された評価値の差が所定の閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を変化させて、フォーカスバランス値の現在の設定値を更新する更新手段と、
   を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
3. 光ピックアップから光ディスクにレーザ光を投射し、前記光ディスクで反射したレーザ光を検出し、当該検出信号に基づいて前記光ピックアップに対するフォーカス制御を行う光ディスク装置において、
   記録動作中に、フォーカスバランス値を現在の設定値から正および負の方向へ記録動作に影響しない量だけ変化させて、それぞれの場合の記録信号に基づく評価値を測定する測定手段と、
   前記測定手段で測定された各評価値の差を演算する演算手段と、
   前記演算手段で演算された評価値の差が所定の閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を変化させて、フォーカスバランス値の現在の設定値を更新する更新手段と、
   を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
4. 光ピックアップから光ディスクにレーザ光を投射し、前記光ディスクで反射したレーザ光を検出し、当該検出信号に基づいて前記光ピックアップに対するフォーカス制御を行う光ディスク装置におけるフォーカスバランスの調整方法であって、
   再生動作中において、
   フォーカスバランス値を現在の設定値から正および負の方向へ再生動作に影響しない量だけ変化させて、それぞれの場合の再生信号に基づく評価値を測定するステップと、
   前記測定された各評価値の差を演算するステップと、
   前記演算された評価値の差が所定の閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を変化させて、フォーカスバランス値の現在の設定値を更新するステップと、
   記録動作中において、
   フォーカスバランス値を現在の設定値から正および負の方向へ記録動作に影響しない量だけ変化させて、それぞれの場合の記録信号に基づく評価値を測定するステップと、
   前記測定された各評価値の差を演算するステップと、
   前記演算された評価値の差が所定の閾値を超える場合に、当該差が０に近づく方向にフォーカスバランス値を変化させて、フォーカスバランス値の現在の設定値を更新するステップと、
   を備えたことを特徴とするフォーカスバランスの調整方法。

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