JP2008257785A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスク装置において、記録再生倍速に応じた最適な追従能力で、安定した制御を行うことができるようにする。
【解決手段】光ディスクの記録又は再生に伴って発生する周期的な周波数成分を持つ被補償信号を入力とし、前記被補償信号の位相及び振幅の補償を行う位相補償部１３０と、前記被補償信号の傾き値を検出する傾き検出部１５０と、位相補償部１３０の出力を増幅するゲイン要素１４０とを設ける。そして、コントローラ部１６０によって、傾き検出部１５０が検出した傾き値に応じ、ゲイン要素１４０の増幅率を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学式ピックアップより照射されるレーザー光によって光ディスクに信号を記録し、レーザー光によって光ディスクに記録されている信号の再生を行う光ディスク装置に関するものである。

光学式ピックアップを用いて光ディスクに記録されている信号の読み出し及び光ディスクへの書き込み動作を行う光ディスク装置が普及している。

近年、光ディスクの高倍速化、高密度化の進展に伴い、光ディスク装置では、レーザビームの焦点を光ディスクの情報記録トラック上に維持する光サーボの精度向上が急速に求められている。

光ディスク装置では、光学式ピックアップより照射されるレーザー光をディスク面の信号トラックに対して正確に照射する必要がある。そのため、フィードバック制御によって、レーザーの照射位置を制御するためのトラッキング制御動作や、レーザー光の焦点位置を制御するためのフォーカス制御動作が行われるように構成されている（例えば、非特許文献１を参照）。

例えば、トラッキング制御動作は、光学式ピックアップより得られた反射光データからトラックからのずれ量であるトラッキングエラー信号を検出し、検出したエラー信号からトラッキングのずれを補正し、その補正分だけ対物レンズをディスクの径方向に変位させるトラッキングコイルへの駆動電流を供給することにより行われる。
徳丸春樹 横川文彦 入江満 共著、「図解 ＤＶＤ読本」、第１版、株式会社オーム社、２００３年９月、ｐ．５６−５９

しかしながら、上記のフィードバック制御では、記録再生動作を行う前に、記録再生倍速やメディアに応じたゲインを設定しているので、例えば粗悪ディスクを用いて高倍速記録再生を行った場合などに、あらかじめ設定したゲインでは、追従能力が確保できずに、正常に記録再生ができない恐れがある。

本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、記録再生倍速に応じた最適な追従能力で、安定した制御を行うことができる光ディスク装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、
光学式ピックアップより照射されるレーザー光によって光ディスクに信号を記録し、前記レーザー光によって光ディスクに記録されている信号の再生を行う光ディスク装置であって、
前記記録又は再生に伴って発生する周期的な周波数成分を持つ被補償信号を入力とし、前記被補償信号の位相及び振幅の補償を行う位相補償部と、
前記被補償信号の傾き値を検出する傾き検出部と、
前記位相補償部の出力を増幅するゲイン要素と、
前記傾き値に応じ、前記ゲイン要素の増幅率、及び前記光学式ピックアップのレーザー出力の少なくとも一方を制御するコントローラ部と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、
光学式ピックアップより照射されるレーザー光によって光ディスクに信号を記録し、前記レーザー光によって光ディスクに記録されている信号の再生を行う光ディスク装置であって、
前記記録又は再生に伴って発生する周期的な周波数成分を持つ被補償信号を入力とする周回メモリ部と、
前記周回メモリ部の出力に対して位相及び振幅の補償を行う位相補償部と、
前記周回メモリ部の出力の傾き値を検出する傾き検出部と、
前記位相補償部の出力を増幅する第１のゲイン要素とを備え、
前記周回メモリ部は、
一方の入力が前記被補償信号であり、もう一方の入力との加算結果を前記位相補償部に出力する加算器と、
前記加算器の出力信号のうち、任意に設定される学習の帯域に含まれる信号を出力するフィルタ部と、
前記フィルタ部のカットオフ周波数を可変する第２のゲイン要素と、
前記フィルタ部の出力信号を１周期分ずつ順次更新記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された１周期分の情報に、０以上１以下の値を乗じて、前記加算器のもう一方の入力として出力する第３のゲイン要素とを有しており、
前記記憶部の分解能は、前記傾き値に応じて可変されることを特徴とする。

本発明によれば、記録再生倍速に応じた最適な追従能力で、安定した制御動作を行うことができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、一度説明した構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る光ディスク装置１００の構成を示すブロック図である。光ディスク装置１００は、図１に示すように、ピックアップ１１０、エラー検出部１２０、位相補償部１３０、ゲイン要素１４０（図中ではＶＧＡと表記）、傾き検出部１５０、コントローラ部１６０、及びドライバ１７０を備えている。

ピックアップ１１０は、光ディスクに記録する記録データ、あるいは光ディスクより読み出した再生データを信号として出力するようになっている。ピックアップ１１０は、トラッキングやフォーカスを制御するアクチュエータを備えた光学式ピックアップである。

エラー検出部１２０は、光ディスクの記録又は再生に伴って発生する周期的な周波数成分を持つ被補償信号を検出する。具体的には、エラー検出部１２０は、光ディスクの面振れや偏心により生じる、周期的な周波数成分をもつ、フォーカスエラー信号や、トラッキングエラー信号などのエラー信号を、ピックアップ１１０の出力から検出する。

位相補償部１３０は、エラー検出部１２０で検出したエラー信号の位相と振幅の補償を行う。

ゲイン要素１４０は、位相補償部１３０の出力を増幅させる。このゲイン要素１４０は、外部からゲインを設定できるようになっている。

傾き検出部１５０は、エラー検出部１２０から出力されたエラー信号の複数のポイントのサンプリングを行い、それらの複数のポイントからエラー信号の傾きを求める。

コントローラ部１６０は、傾き検出部１５０の結果に基づいて、ゲイン要素１４０におけるゲインを設定する。

ドライバ１７０は、ゲイン要素１４０の出力した電圧を電流に変換し、ピックアップ１１０のアクチュエータを動作させる駆動電流を出力する。

すなわち、光ディスク装置１００では、ピックアップ１１０の出力信号からエラー信号が検出されて、そのエラー信号に応じてピックアップ１１０のアクチュエータを動作させる駆動電流がフィードバックされる制御系が構成されている。

次に、光ディスク装置１００の動作についてフォーカス制御を例にあげて説明する。

例えば、光ディスク装置１００による記録、再生動作が開始されると、光ディスクが回転し、フォーカス制御が行われる。ここで、光ディスクを回転させることに伴って光ディスクの面ぶれが発生すると、エラー検出部１２０においてフォーカスエラー信号ｓ１が検出される。

このフォーカスエラー信号ｓ１は、傾き検出部１５０に入力される。傾き検出部１５０は、図２に示すように、サーボのサンプリング周期で検出されたフォーカスエラー信号ｓ１をさらに十分広いサンプリング周期でサンプリングした信号（サンプリング信号ｓ２）から波形の傾きｓ３を検出する。

例えば、低倍速で記録・再生を行う場合や、周波数の低い面ぶれ量を持つ光ディスクを装着した場合には、検出されるフォーカスエラー信号ｓ１の傾き値は比較的緩やかな値となる。このような場合は、コントローラ部１６０は、上記面振れ量を十分抑圧できるだけのゲイン設定をゲイン要素１４０に対してすればよい。

ここで、ゲイン設定は、光ピックアップのばらつきや、温度特性、ディスクチャッキング精度、モータ特性のばらつきを考慮してゲインのマージンを考慮する必要がある。これには、徐々にゲインを下げ、傾き値が急峻にならない範囲になるように、ゲイン要素１４０に与えるゲインの設定を行うことで、必要最低限のゲイン設定が可能になる。

また、高倍速での記録・再生動作中のフォーカス制御において、フォーカスアクチュエータがディスクの面振れに対して、ゲイン不足により追従しきれていない状態では、残留偏差が大きくなる。そのため、面振れ量にしっかりと追従している時と比較して、傾き検出部１５０から出力される値は急峻な値となる。

これに対して、光ディスク装置１００では、常に傾き検出部１５０でフォーカスエラー信号の傾きを検出し、その傾きの急峻具合に応じて、コントローラ部１６０が、徐々にゲインの値を現在の設定より高い値に変更する。そのため、ピックアップ１１０におけるフォーカスアクチュエータの追従能力を向上させ、結果として安定にフォーカス制御における残留偏差抑圧効果を得ることが可能になる。

また、記録再生動作中に光ディスクの内周から外周に向かってディスクの回転速度が上昇していく時、傾き検出部１５０から出力される傾き値は、徐々に急峻な値に変化していくことになる。例えば、内周で検出した波形の傾きｓ３に適したゲイン設定のままでは、光ディスクの外周でかつ最高倍速付近では、アクチュエータの追従能力を決定付けるゲインが不足する。この場合は、倍速ダウン処理や、最悪の場合、記録再生動作を中断してしまう恐れがある。

上記の場合は、コントローラ部１６０は、フォーカス制御におけるゲイン不足と判断し、フォーカスアクチュエータの追従能力が向上するようにゲインの値を変化させる。これにより、残留偏差抑圧効果を得ることができる。

以上のように、本実施形態では、傾き検出部１５０が検出したエラー信号の傾き値に基づいて、ゲイン要素１４０に与えるゲインの値を、コントローラ部１６０が可変する。それゆえ、記録再生倍速に応じた最適な追従能力へと切り換えることが可能となり、安定したフォーカス制御動作を行うことができる。

《発明の実施形態２》
図３は、本発明の実施形態２に係る光ディスク装置２００の構成を示すブロック図である。光ディスク装置２００は、エラー信号の傾きに応じて、記録・再生時のレーザーパワー制御を行なう光ディスク装置の例である。

光ディスク装置２００は、図３に示すように、光ディスク装置１００のコントローラ部１６０をレーザーパワーコントローラ部２１０に置き換えたものである。

レーザーパワーコントローラ部２１０は、傾き検出部１５０の出力結果に基づき、記録・再生時のレーザーパワー制御を行うようになっている。

次に、光ディスク装置２００の動作についてフォーカス制御を例にあげて説明する。

例えば、記録・再生動作における速度が高倍速の場合や、周波数の高い面ぶれを有する光ディスクを装着した場合には、検出される傾き値は、上述した低倍速での傾き値と比較して、急峻な値として出力される。また、記録・再生動作中に光ディスクの内周から外周に向かってディスクの回転速度が上昇していく時は、傾き値が徐々に急峻な値に変化していく。

一方、記録・再生倍速が高倍速であるほど、光スポットがピットを通過する時間が短くなる。そのため、レーザーパワーが不足していると正確な記録や再生が行えないことになる。そこで、レーザーパワーコントローラ部２１０は、レーザーパワーの不足分を補うために、傾き検出部１５０の出力が急峻になるに従って、レーザーパワーを大きくする。

また、例えば、記録再生中にシーク動作などで、光ディスクの回転数が下がったり、記録再生位置が内周方向に移動したりすることで、傾き検出部１５０の出力が緩やかな傾きに変化する場合は、レーザーパワーコントローラ部２１０は、傾きの値に応じて、レーザーパワーの出力を下げる。

すなわち、光ディスク装置２００では、フォーカスエラー信号の傾きに応じて、レーザーパワーを可変し、記録再生倍速に応じたレーザー出力を得ることが可能となる。それゆえ、確実に、かつ、安定に記録再生を行うことができる。

《発明の実施形態３》
図４は、本発明の実施形態３に係る光ディスク装置３００の構成を示すブロック図である。光ディスク装置３００は、エラー信号の傾きに突発的な変化があっても、確実に、かつ、安定に記録再生を行うことができる光ディスク装置の例である。

光ディスク装置３００は、図４に示すように、光ディスク装置１００に相関検出部３１０を追加したものである。なお、相関検出部３１０の追加に伴って、コントローラ部１６０の機能には、後述するように変更が加えられている。

相関検出部３１０は、傾き検出部１５０から得られる直前の傾き値と現在の傾き値を比較して、傾きの相関性を検出するようになっている。

また、コントローラ部１６０は、相関検出部３１０が検出した傾きの相関性が、所定値以上の場合に、傾き検出部１５０の出力に応じて、ゲイン要素１４０におけるゲインを設定する。一方、相関性が所定値よりも小さい場合には、ゲイン要素１４０におけるゲインを変更しない。

上記の光ディスク装置３００において記録再生が開始されると、相関検出部３１０は、直前の傾き値と現在の傾き値の相関性を検出する。

ここで例えば、記録再生動作中に外乱等で突発的に、傾き検出部１５０で検出された傾きが直前の傾きに比べ大きく異なると、相関検出部３１０によって、現在の傾きの値は直前の値との相関性がないことが検出される。

このように、一時的に傾き値の相関性が認められない場合は、コントローラ部１６０によって、直前のゲイン要素１４０に与えているゲイン設定を変更しないように動作させる。これにより、外乱等による突発的な傾き値の変動の影響を、ゲイン要素１４０に与えるゲイン値に反映させないようにできる。

また、相関検出部３１０による相関性の検出の結果、相関性がある場合は、実施形態１に示したように、傾き検出部１５０の検出結果に基づき、記録再生倍速に応じたゲイン設定が行なわれる。

以上のように、相関検出部３１０で求めた相関性によって、常にエラー信号の周期性を監視し、傾き検出部１５０が検出した傾き値が、ゲイン要素１４０に与えるゲイン値の変更に適切に反映されているかどうかを制御することが可能となる。それゆえ、外乱等による突発的な傾き値の変化の影響を受けることなく、記録再生倍速に応じた適切なフォーカスアクチュエータの追従能力を得ることができ、安定にフォーカス制御を行うことが可能となる。

なお、実施形態２の光ディスク装置２００においても、上記のように傾き値の相関性に基づいてレーザーパワーを変更するようにしてもよい。これにより、外乱等の突発的な傾き値の変化に影響されることなく、安定したレーザーパワーを出力することが可能なる。

《発明の実施形態４》
図５は、本発明の実施形態４に係る光ディスク装置４００の構成を示すブロック図である。光ディスク装置４００は、図５に示すように、ピックアップ１１０、エラー検出部１２０、位相補償部１３０、ゲイン要素１４０、傾き検出部１５０、ドライバ１７０、周回メモリ部４１０、及び分解能コントローラ部４２０を備えている。

周回メモリ部４１０は、繰り返し制御に使用する周回メモリである。

周回メモリ部４１０は、具体的には、加算器４１１、ゲイン要素４１２（図中ではＫと記載）、フィルタ部４１３（図中ではＢＰＦと記載）、記憶部４１４、及びゲイン要素４１５を備えている。

加算器４１１は、エラー検出部１２０の出力とゲイン要素４１５の出力を加算して出力する。

ゲイン要素４１２は、フィルタ部４１３のカットオフ周波数を可変する。

フィルタ部４１３は、加算器４１１の出力信号のうち、任意に設定される学習の帯域に含まれる信号を出力する。

記憶部４１４は、フィルタ部４１３の出力信号を１周期分ずつ順次更新記憶する。

ゲイン要素４１５は、記憶部４１４に記憶された１周期分の情報に、０以上１以下の値を乗じて加算器４１１に出力する。周回メモリ部４１０では、ゲイン要素４１２、フィルタ部４１３、記憶部４１４、及びゲイン要素４１５によって、フォーカスエラー信号ｓ１のフィードバック系が構成されている。

分解能コントローラ部４２０は、傾き検出部１５０の出力に応じ、メモリ分割数（分解能）の切り替えを行なうようになっている。具体的には、傾き検出部１５０が検出した傾き値が緩やかな場合には、記憶部４１４の分解能が低くなるように設定し、検出された傾き値が急峻になるにしたがって、記憶部４１４の分解能を高くする。

光ディスク装置４００において、ピックアップ１１０の出力がエラー検出部１２０に入力されると、エラー検出部１２０はフォーカスエラー信号を検出する。エラー検出部１２０が出力したフォーカスエラー信号は、加算器４１１を通過し、傾き検出部１５０に入力される。

ここで、低倍速で記録再生を行っているような場合は、上述したように、傾き検出部１５０によって検出される傾き値は緩やかである。したがって、記憶部４１４に記憶される信号の周波数は、高倍速の時と比較して遅いものとなる。

図６は記憶部４１４のメモリ分割数（分解能）の切り替え動作を示す図である。ｓ１ａとｓ１ｂとｓ１ｃは、記憶部４１４に記憶されるディスクの１回転分の異なる周期性成分をもった信号である。また、１６ａと１６ｂと１６ｃは、上記の周期性成分を持った各信号に対するメモリ分割数を示している。

図６に示したように、記憶部４１４のメモリ分解能は、記憶する信号の周波数によって異なり、これが直接、繰り返し制御導入によるフォーカスエラー信号の残留偏差抑圧効果と直結する。このことから、検出された傾き値が比較的緩やかな場合は、必要とされる分解能も低い。逆に高倍速記録再生時や、光ディスクの内周から外周に向かってディスクの回転速度が上昇していく時や、粗悪ディスク装着等が原因で、通常検出される面振れ量よりも高い周波数成分を持つ部分面振れ量の重畳が検出された時など検出される傾き値が急峻な場合は、求められるメモリの分解能は高くなる。

そこで光ディスク装置４００では、検出した傾き値が緩やかな場合には、分解能コントローラ部４２０によって、記憶部４１４の分解能が低くなるように設定し、検出される傾き値が急峻になるにしたがって、記憶部４１４の分解能を高くする設定する。

以上のように、本実施形態によれば、エラー信号の傾き値に基づいて、記録再生動作中に、記憶部４１４のメモリ分割数を可変するので、記録再生倍速に応じた分解能を得ることができる。そのため、フォーカス制御に倍速に適したメモリ分割数を有する繰り返し制御を導入することが可能となり、飛躍的にフォーカスアクチュエータの追従能力を向上させることが可能になる。

なお、上記の各実施形態の説明ではフォーカス制御を例にしたが、傾き検出部１５０の入力信号にトラッキングエラー信号を用いることで、トラッキング制御においても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る光ディスク装置は、記録再生倍速に応じた最適な追従能力で、安定した制御動作を行うことができるという効果を有し、光学式ピックアップより照射されるレーザー光によって光ディスクに信号を記録し、レーザー光によって光ディスクに記録されている信号の再生動作を行う光ディスク装置等として有用である。

実施形態１に係る光ディスク装置１００の構成を示すブロック図である。 傾き検出部においてサンプリングされる信号状態を示す図である。 実施形態２に係る光ディスク装置２００の構成を示すブロック図である。 実施形態３に係る光ディスク装置３００の構成を示すブロック図である。 実施形態４に係る光ディスク装置４００の構成を示すブロック図である。 実施形態４におけるメモリ分割数の切り替え例を示す図である。

符号の説明

１００ 光ディスク装置
１１０ ピックアップ
１２０ エラー検出部
１３０ 位相補償部
１４０ ゲイン要素
１５０ 傾き検出部
１６０ コントローラ部
１７０ ドライバ
２００ 光ディスク装置
２１０ レーザーパワーコントローラ部
３００ 光ディスク装置
３１０ 相関検出部
４００ 光ディスク装置
４１０ 周回メモリ部
４１１ 加算器
４１２ ゲイン要素
４１３ フィルタ部
４１４ 記憶部
４１５ ゲイン要素
４２０ 分解能コントローラ部

Claims (3)

1. 光学式ピックアップより照射されるレーザー光によって光ディスクに信号を記録し、前記レーザー光によって光ディスクに記録されている信号の再生を行う光ディスク装置であって、
   前記記録又は再生に伴って発生する周期的な周波数成分を持つ被補償信号を入力とし、前記被補償信号の位相及び振幅の補償を行う位相補償部と、
   前記被補償信号の傾き値を検出する傾き検出部と、
   前記位相補償部の出力を増幅するゲイン要素と、
   前記傾き値に応じ、前記ゲイン要素の増幅率、及び前記光学式ピックアップのレーザー出力の少なくとも一方を制御するコントローラ部と、
   を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１の光ディスク装置であって、
   さらに、現在検出している前記傾き値とそれよりも前に検出した前記傾き値との相関性を検出する相関検出部を備え、
   前記コントローラ部は、前記相関性が所定値よりも小さい場合には、前記制御を行わないことを特徴とする光ディスク装置。
3. 光学式ピックアップより照射されるレーザー光によって光ディスクに信号を記録し、前記レーザー光によって光ディスクに記録されている信号の再生を行う光ディスク装置であって、
   前記記録又は再生に伴って発生する周期的な周波数成分を持つ被補償信号を入力とする周回メモリ部と、
   前記周回メモリ部の出力に対して位相及び振幅の補償を行う位相補償部と、
   前記周回メモリ部の出力の傾き値を検出する傾き検出部と、
   前記位相補償部の出力を増幅する第１のゲイン要素とを備え、
   前記周回メモリ部は、
   一方の入力が前記被補償信号であり、もう一方の入力との加算結果を前記位相補償部に出力する加算器と、
   前記加算器の出力信号のうち、任意に設定される学習の帯域に含まれる信号を出力するフィルタ部と、
   前記フィルタ部のカットオフ周波数を可変する第２のゲイン要素と、
   前記フィルタ部の出力信号を１周期分ずつ順次更新記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された１周期分の情報に、０以上１以下の値を乗じて、前記加算器のもう一方の入力として出力する第３のゲイン要素とを有しており、
   前記記憶部の分解能は、前記傾き値に応じて可変されることを特徴とする光ディスク装置。

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