JP2008524767A

JP2008524767A - ラジアル−バーティカル・クロストークを抑制する光学式焦点誤差オフセット

Info

Publication number: JP2008524767A
Application number: JP2007546297A
Authority: JP
Inventors: イェーエムヤンセン，エドウィン; フーフェン，ピーテル; アーイェーローイマンス，ヘンドリキュス
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2008-07-10
Also published as: CN101084541A; TW200638384A; US8085629B2; US20090290457A1; EP1831877A1; KR20070095344A; CN101084541B; WO2006067698A1

Abstract

光学記録担体読み取り機において誤差信号のラジアル−バーティカル・クロストーク（ＲＶＣ）を最小化又は最適化する方法及びシステムが提供される。焦点誤差オフセット値が読み取り機に適用される。各焦点誤差オフセット値が適用された後に、ラジアル−バーティカル・クロストークが測定される。読み取り機による使用のために、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化又は最適化する焦点誤差オフセット値が選択される。

Description

本発明は、概して、光記録担体再生機の分野に関する。本発明は、より具体的には、光記録担体再生機内で操縦されるアクチュエータのラジアル−バーティカル・クロストークの影響に関し、更に具体的には、焦点誤差信号にオフセットを付加することによってラジアル−バーティカル・クロストークを最小化又は最適化することに関する。

例えばＣＤ（コンパクトディスク）及びＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）等の読み出し専用光記録担体；並びに、例えばＣＤ−Ｒ（記録可能コンパクトディスク）、ＣＤ−ＲＷ（書換可能コンパクトディスク）及びＤＶＤ＋ＲＷ（書換可能デジタル多用途ディスク）等の記録可能光ディスクを含む様々なフォーマットの光記録媒体が広く知られている。これらの光記録媒体は、光学走査装置内の光学ピックアップユニットによって書き込み及び／又は読み出しが行われ得る。光学ピックアップユニットは、光ディスクのトラックを半径方向に走査するために線形ベアリング上に搭載されている。

光学走査装置は、例えばレーザなどの光源を有しており、この光源は光ディスクに向けられている。光ディスクからの情報の検出・読み出しに加え、光学ピックアップユニットもまた、例えば焦点誤差、半径誤差及び追従（トラッキング）誤差といった多様な誤差信号を検出する。これらの誤差信号は、これらの誤差を抑制する助けとなるように走査手順の様々な点を調整するために、光学走査装置によって使用される。例えば、焦点誤差信号は、レーザの焦点を改善するために焦点アクチュエータがどれだけ操縦されるべきかを決定するために使用され得る。

残念ながら、ラジアル（半径方向）−バーティカル（縦方向）・クロストーク（Radial to Vertical Crosstalk；ＲＶＣ）又はラジアル−フォーカス・クロストーク（Radial to Focus Crosstalk；ＲＦＣ）として知られる光学現象は、光学ピックアップ装置によって受信された誤差信号と干渉する。レーザが作動状態であり、且つ焦点ループが閉じているが半径（ラジアル）ループが開いているとき、半径誤差信号の一部は焦点誤差信号内で見て取られる。この焦点誤差信号におけるクロストークは、故に、焦点誤差の実際値を変化させてしまう。そして、焦点アクチュエータは誤った誤差情報に基づいて操縦されることになる。所望されない焦点アクチュエータの操縦は様々な問題を生じさせ得る。誤った操縦は焦点アクチュエータをより長い時間にわたって動作させ、アクチュエータによる電力消費を増大させることがある。電力消費は焦点アクチュエータのドライバ集積回路の飽和をもたらし得る。余分な電力消費はアクチュエータとそのドライバにおいて余分な熱の発生を生じさせる。誤った焦点動作は、例えば、探索（シーク）／打撃（スレッジ）動作、又は偏心の大きいディスク上でのラジアル開ループ状態の間に、焦点ロスを生じさせ得る。加えて、ＲＶＣにより生じる焦点ぼけはサーボ誤差信号を正常状態から強く逸脱させる。最終的に、例えば半径方向の初期化（半径誤差信号のスケーリングと相殺除去）など、多くの誤差信号は調整され且つ最適化される必要があるので、高いＲＶＣは、最適でなくスケーリングされた誤差信号をもたらし、これは光学走査装置の動作に悪影響を及ぼす。

故に、ラジアル開ループ状態におけるラジアル−バーティカル・クロストークを最小化又は最適化する方法が望まれる。さらに、光学走査装置によって作り出されるＲＶＣ量は個々の装置に依存する。装置寿命の間の光学ピックアップユニット及び光学走査装置の劣化、並びに湿気−熱、冷却−加熱状態は、光検出器やレンズ等の位置ずれをもたらす。これらのずれは不可避であり、各装置が作り出すＲＶＣ量に影響を及ぼす。従って、個々の光学走査装置により作り出されるＲＶＣ量を最小化又は最適化する改善方法が有利となる。

本発明は、上述のように特定された技術上の欠陥及び欠点の１つ以上を単独で、あるいは組み合わせて軽減、緩和又は除去しようとし、少なくとも上述の問題を解決する、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化又は最適化するシステム、方法及びコンピュータ可読媒体を提供することを目的とする。

本発明の一態様に従って、光学記録担体読み取り機において誤差信号のラジアル−バーティカル・クロストークを抑制する方法が提供される。当該方法は：読み取り機に複数の焦点誤差オフセット値を適用する段階；各焦点誤差オフセット値が適用された後に、ラジアル−バーティカル・クロストークを測定する段階；及び読み取り機による使用のために、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化する焦点誤差オフセット値を選択する段階を有する。

本発明の他の一態様に従って、光学記録担体読み取り機において誤差信号のラジアル−バーティカル・クロストークを抑制するシステムが提供される。当該システムは：読み取り機に複数の焦点誤差オフセット値を適用する手段；各焦点誤差オフセット値が適用された後に、ラジアル−バーティカル・クロストークを測定する手段；及び読み取り機による使用のために、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化する焦点誤差オフセット値を選択する手段を有する。

本発明の更なる一態様に従って、コンピュータにより処理されるコンピュータプログラムが具体化されているコンピュータ可読媒体が提供される。このコンピュータプログラムは、光学記録担体読み取り機において誤差信号のラジアル−バーティカル・クロストークを抑制するコードセグメントを有する。このコードセグメントは：読み取り機に焦点誤差オフセット値を適用する第１のコードセグメント；各焦点誤差オフセット値が適用された後に、ラジアル−バーティカル・クロストークを測定する第２のコードセグメント；及び読み取り機による使用のために、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化する焦点誤差オフセット値を選択する第３のコードセグメントを有する。

本発明は少なくとも、個々の光学記録担体読み取り機によって作り出されるラジアル−バーティカル・クロストークを最小化又は最適化し得るという、従来技術に対する利点を有する。

これら及び他の態様、特徴及び効果は、添付の図面を参照する以下の本発明の実施形態の説明により明らかになる。

以下では、特に光ディスク読み取り機である光ディスク再生機に適用可能な本発明の一実施形態を中心にして説明が為される。しかしながら、認識されるように、本発明はこの適用に限定されるものではなく、数多くの他の光学走査システムに適用され得るものである。

図１に示されるように、本発明の一実施形態に従った光ディスク再生機のサーボ制御システムは、従来からのレーザ機構1を有しており、レーザ機構1は照射用レーザ、及びレーザの焦点を光ディスクの情報面に合わせる付随の光学系を含んでいる。レーザ機構1はまた、ディスクから反射された放射線を検出するのに適当な検出器を含んでおり、データを表す信号、及び情報トラックのトラッキングを指し示す信号を生成する。また、レーザ機構1には、ディスクを回転させるモータ、サーボ制御システムにて生成された信号の制御下でレーザ放射線の焦点をディスクの選択部分に合わせる手段、及び読み取りヘッドをディスクの半径方向に移動させる手段も含まれている。

レーザ機構1からの４つの出力Ｄ１乃至Ｄ４は、加算器（ＳＵＭ）2にて足し合わされ、高周波（ＨＦ）増幅器3へと導かれる。４つの出力Ｄ１乃至Ｄ４は、２つの更なる出力Ｒ１及びＲ２とともにアナログ−デジタル変換器ブロック4へと導かれ、その出力は前処理ブロック5に渡される。信号がＰＩＤ制御器6に入力される前のこの段階で、焦点誤差オフセット信号が付加されることができる。ＰＩＤ制御器6の第１の出力は焦点検出器7へと導かれ、第２の出力は出力段8へと導かれる。出力段8は、ディスク上へのレーザの焦点合わせを制御する出力（ＦＯ）、ディスク上でのレーザヘッドの半径方向の位置微調整を制御する出力（ＲＡ）、及び読み取りヘッドをディスクのトラックに対して粗く位置付けるための、スレッジ位置を制御する出力（ＳＬ）を生成する。出力段8のこれら３つの出力はパワー増幅器9を通ってレーザ機構1へと導かれる。焦点検出器7の出力はインターフェース10を介して制御用マイクロプロセッサ11へと導かれる。

増幅器3の出力はフロントエンド回路12へと導かれ、フロントエンド回路12は、信号がデジタル位相ロックループ（ＤＰＬＬ）13に与えるのに必要な形態になるように、信号をスライスして変換する。デジタル位相ロックループ13の出力はモータ制御回路14へと導かれ、モータ制御回路14はスピンドルモータの速度を制御し、ディスクからデータを正確に読み取るのに所望される速度でディスクを回転させる。モータ制御回路の出力はパワー増幅器9を通ってスピンドル駆動モータへと導かれる。制御用マイクロプロセッサ11は、ディスクが高い反射率を有しているか、すなわち、ＣＤオーディオ、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ又はこれらに類するものであるか、あるいは、ディスクが低い反射率を有しているか、すなわち、ＣＤ−ＲＷ、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ（ＡＯＤ）又はこれらに類するものであるかに従って、増幅器3の利得を変化させる信号を生成する。故に、低反射率のディスクが再生されるとき、受信信号は高反射率のディスクから受信される信号より小さい振幅を有しているので、この増幅器の利得は増大される。加えて、制御用マイクロプロセッサ11は、より小さい信号Ｄ１乃至Ｄ４、Ｒ１及びＲ２の信号レベルを補償するため、アナログ−デジタル変換器ブロック４の感度を増大させる。ここまでは、サーボ制御システムは従来通りであり、光ディスク再生機にて使用される周知の回路要素から構築されている。

図２のフローチャートは、例示目的のため、以下のブロックを有している：
201 焦点トラッキングの作動；
203 半径トラッキングは作動させているか？の決定；
205 ジッターを最小化する焦点オフセット値の選定；
207 複数の焦点誤差オフセット値の読み取り機への適用；
209 ＲＶＣを最小化するのか最適化するのか？の決定；
211 ＲＶＣの測定；
213 ＲＶＣを最小化する焦点誤差オフセット値の選定；
215 各焦点誤差オフセット値が適用された後の、ＲＶＣ及びその他のパラメータの測定；及び
217 少なくとも１つのパラメータの信号品質を所定の水準以上に保ちながらの、最適化されたＲＶＣをもたらす焦点誤差オフセット値の選定。

図２は、光ディスク再生機におけるラジアル−バーティカル・クロストークを最小化又は最適化する本発明に従った方法を例示するフローチャートである。ラジアル−バーティカル・クロストークは、焦点トラッキングが作動され、且つ半径トラッキングが非作動であるときにのみ発生する。そのため、最初に段階201にて、光ディスク読み取り機において焦点トラッキングが作動中であることが確認される。そして段階203にて、半径トラッキングが作動中であるかどうかが決定される。半径トラッキングが作動中である場合、ラジアル−バーティカル・クロストークを伴う問題はないことになり、その結果、読み取り機のジッターを最小化する対抗策を選択することができる。当業者に理解されるように、ジッターを抑制するために、本発明においては、例えば焦点オフセット値や焦点帯域幅などの様々な対抗策が使用可能である。この実施形態は対抗策として焦点オフセット値が使用されることを中心にしているが、本発明はそれに限定されるものではない。この実施形態においては、段階205にて、ジッターを最小化する焦点オフセット値が制御用マイクロプロセッサ11によって選定され、それが光ディスク読み取り機に与えられる。

半径トラッキングが作動していないことが段階203にて決定された場合、読み取り機にとってラジアル−バーティカル・クロストークが問題となる。上述のように、ラジアル−バーティカル・クロストークは検出された焦点誤差信号と干渉し、それにより、焦点アクチュエータが不必要に駆動させられる。本発明のこの実施形態においては、段階207にて、複数の焦点誤差オフセット値が光ディスク読み取り機に与えられる。

段階209にて、操作の目的が単にラジアル−バーティカル・クロストークを最小化することであると決定された場合、段階211にて、各焦点誤差オフセット値が光ディスク読み取り機に与えられた後にＰＩＤ制御器6によってラジアル−バーティカル・クロストークが測定される。そして、段階213にて、最小のラジアル−バーティカル・クロストーク値をもたらす焦点誤差オフセット値が制御用マイクロプロセッサ11によって選択され、光ディスク読み取り機に与えられる。

操作の目的がラジアル−バーティカル・クロストークを他のパラメータに対して最適化することであると段階209にて決定された場合には、これら他のパラメータが測定される必要がある。本発明のこの実施形態においては、最適化されたラジアル−バーティカル・クロストーク値は、少なくとも１つのパラメータの信号品質を所定の値以上にしたときに得られるラジアル−バーティカル・クロストークの最小値である。本発明のこの実施形態においては、例えばＨＦ品質又はウォブル品質、誤差信号振幅といった様々な光学パラメータが使用可能であり、本発明はそれらに限定されるものではない。例えば、光ディスク読み取り機によって測定される誤差信号の一部が、焦点誤差オフセット値がラジアル−バーティカル・クロストークをその最小水準まで低減する場合にそれら信号が無用になる点まで最小化されてもよい。故に、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化する要望を、誤差信号の信号品質を所定の水準以上に維持することの必要性と、最も良く均衡させる焦点誤差オフセット値が決定される必要がある。本発明のこの実施形態においては、段階215にて、各焦点誤差オフセット値が与えられた後にＰＩＤ制御器6によってラジアル−バーティカル・クロストーク及び他のパラメータの値が測定される。そして、段階217にて、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化するとともに他のパラメータの信号品質を所定の水準以上に維持する焦点誤差オフセット値が、制御用マイクロプロセッサによって選択され、光ディスク読み取り機に与えられる。

続いて、図３ａ乃至３ｃを参照して、上述の方法の具体例を説明する。この例においては、焦点誤差オフセット値がシステムに与えられる。この例は、光ディスク読み取り機によって測定される半径誤差信号及び焦点誤差信号の信号品質を維持しながら焦点アクチュエータの電力消費を最小化することにより、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化しようとするものである。図３ａは幾つかのパラメータの電圧測定値を例示しており、光ディスク読み取り機にゼロの焦点誤差オフセットが与えられたときの、焦点アクチュエータの電圧（Vfocus）、半径誤差信号（Ren）及び焦点誤差信号（Fen）を含んでいる。この状況においては、Vfocus＝1.59＋1.43＝3.02V（ピークピーク値）、Ren＝1.05＋0.77＝1.82V（ピークピーク値）、そしてFen＝0.081＋0.129＝0.21V（ピークピーク値）であった。＋20Vのオフセット値を光ディスク読み取り機に与えてパラメータを再測定した。図３ｂに例示されるように、＋20Vの焦点誤差オフセット値が使用されたとき、Vfocus＝1.11＋0.79＝1.9V、Ren＝0.525＋0.237＝0.762V、そしてFen＝0.380−0.216＝0.164Vであった。従って、このオフセット値は焦点アクチュエータの電力消費を（1.9²/3.02²）＝40％に低減する一方で、半径誤差信号も58％だけ低減してしまっている。これは、半径誤差信号が小さ過ぎて使用できないということになり得る。−20Vの第２の焦点オフセット値が与えられたときの結果が図３ｃに示されている。−20Vの焦点オフセット値が使用されたとき、Vfocus＝1.19＋0.87＝2.06V、Ren＝1.05＋0.65＝1.7V、そしてFen＝0.426−0.247＝0.179Vであった。この場合、焦点アクチュエータの電力消費は約（2.06²/3.02²）＝47％に低減される一方で、半径誤差信号は7％だけ低減されるに過ぎない。故に、半径誤差信号が所定の信号品質水準以上である場合、−20Vの焦点誤差オフセット値が光ディスク読み取り機に適用されるべく選択されるべきである。理解されるように、値が選択される前に、より多くの焦点誤差オフセット値が試行・比較されることができる。

本発明に従った上述の方法及び装置の用途・使途は様々であり、例えば光ディスク再生機及び光ディスク読み取り機などの典型的な分野を含む。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの任意の組み合わせを含む如何なる好適な形態でも実装され得る。しかしながら、好ましくは、本発明は１つ又は複数のデータプロセッサ及び／又はデジタル信号プロセッサ上で動作するコンピュータソフトウェアとして実装される。本発明の実施形態に含まれる要素及び部品は、物理的、機能的そして論理的にどのように実装されてもよい。実際に、機能は単一のユニット又は複数のユニットに実装されてもよいし、あるいは他の機能ブロックの一部として実装されてもよい。そのようなものとして、本発明は単一のユニットに実装されてもよいし、あるいは、相異なるユニット及びプロセッサ間に物理的及び機能的に分散されてもよい。

本発明は、特定の実施形態を参照して説明されてきたが、ここで説明された具体的な形態に限定されるものではない。むしろ、本発明は添付の請求項によってのみ限定されるものであり、例えば上述の使途とは異なる使途など、ここで具体的にされた以外の実施形態も添付の請求項の範囲内で等しく実現可能である。

請求項において、“有する／有している”という用語は、その他の要素又は段階の存在を排除するものではない。さらに、個々に列挙されてはいるが、複数の手段、要素又は方法段階は、例えば単一のユニット又はプロセッサ等によって実現されてもよい。また、個々の特徴は相異なる請求項に含まれてもよいが、これらは場合によって有利に組み合わされてもよく、相異なる請求項に含まれることは、特徴の組み合わせが実現可能且つ／或いは有利でないことを示すものではない。加えて、単数形の参照は複数であることを排除するものではない。“或る（“a”、“an”）”、“第１の”、“第２の”等の用語は、複数であることを排除するものではない。請求項中の参照符号は単に例を明確にするものとして提供されており、何らかの方法で請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

本発明を組み込んだ光ディスク再生機のサーボ制御システムを示すブロック図である。本発明の一実施形態に従ってラジアル−バーティカル・クロストークを最小化又は最適化する方法を例示するフローチャートである。本発明の一実施形態に従った光ディスク再生機に或る焦点オフセット値が適用されたときの、様々なパラメータの電圧測定値を例示する図である。本発明の一実施形態に従った光ディスク再生機に異なる焦点オフセット値が適用されたときの、様々なパラメータの電圧測定値を例示する図である。本発明の一実施形態に従った光ディスク再生機に異なる焦点オフセット値が適用されたときの、様々なパラメータの電圧測定値を例示する図である。

Claims

光学記録担体読み取り機において誤差信号のラジアル−バーティカル・クロストークを抑制する方法であって：
前記読み取り機に焦点誤差オフセット値を適用する段階；
各焦点誤差オフセット値が適用された後に、ラジアル−バーティカル・クロストークを測定する段階；及び
前記読み取り機による使用のために、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化する焦点誤差オフセット値を選択する段階；
を有する方法。
前記読み取り機に焦点誤差オフセット値を適用する前記段階は、前記読み取り機の焦点オフセット制御ループに前記焦点誤差オフセット値を適用することを有する、請求項１に記載の方法。
各焦点誤差オフセット値が適用された後に、少なくとも１つのパラメータの信号品質水準を測定する段階；及び
前記少なくとも１つのパラメータの前記品質を所定の水準以上に維持しながら、ラジアル−バーティカル・クロストークを抑制して最適化する焦点誤差オフセット値を選択する段階；
を更に有する請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つのパラメータは少なくとも１つの信号であり、且つ前記パラメータの前記品質は該信号の信号品質である、請求項３に記載の方法。
光学記録担体読み取り機において誤差信号のラジアル−バーティカル・クロストークを抑制するシステムであって：
前記読み取り機に複数の焦点誤差オフセット値を適用する手段；
各焦点誤差オフセット値が適用された後に、ラジアル−バーティカル・クロストークを測定する手段；及び
前記読み取り機による使用のために、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化する焦点誤差オフセット値を選択する手段；
を有し、これら３つの手段は動作的に互いに接続されているシステム。
前記読み取り機に焦点誤差オフセット値を適用する前記手段は、前記読み取り機の焦点オフセット制御ループに前記焦点誤差オフセット値を適用するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
前記読み取り機に複数の焦点誤差オフセット値を適用する前記手段によって各焦点誤差オフセット値が適用された後に、少なくとも１つのパラメータの信号品質水準を測定する手段；及び
ラジアル−バーティカル・クロストークを抑制して最適化する焦点誤差オフセット値を選択する選択手段であり、前記少なくとも１つのパラメータの前記品質を所定の水準以上に維持するように構成された選択手段；
を更に有する請求項５に記載のシステム。
前記少なくとも１つのパラメータは少なくとも１つの信号であり、且つ前記パラメータの前記品質は該信号の信号品質である、請求項７に記載のシステム。
コンピュータにより処理されるコンピュータプログラムが具体化されているコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムは、光学記録担体読み取り機において誤差信号のラジアル−バーティカル・クロストークを抑制するコードセグメントを有し、前記コードセグメントは：
前記読み取り機に焦点誤差オフセット値を適用する第１のコードセグメント；
各焦点誤差オフセット値が適用された後に、ラジアル−バーティカル・クロストークを測定する第２のコードセグメント；及び
前記読み取り機による使用のために、ラジアル−バーティカル・クロストークを最小化する焦点誤差オフセット値を選択する第３のコードセグメント；
を有する、コンピュータ可読媒体。
前記焦点誤差オフセット値は前記読み取り機の焦点オフセット制御ループに適用される、請求項９に記載のコンピュータ可読媒体。
各焦点誤差オフセット値が適用された後に、少なくとも１つのパラメータの信号品質水準を測定する第４のコードセグメント；及び
前記少なくとも１つのパラメータの前記品質を所定の水準以上に維持しながら、ラジアル−バーティカル・クロストークを抑制して最適化する焦点誤差オフセット値を選択する第５のコードセグメント；
を更に有する請求項９に記載のコンピュータ可読媒体。
前記少なくとも１つのパラメータは少なくとも１つの信号であり、且つ前記パラメータの前記品質は該信号の信号品質である、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
請求項１乃至８の何れか一項に記載のシステムを有する光学記録担体読み取り機。