JP2009015894A - 光ディスク装置、光ディスク装置のコントローラ、および光ディスク装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ビームの照射位置に応じて、受光素子で受光した信号に対して適切なオフセット量およびゲインの調整量を与えること。
【解決手段】光ディスクからの光を検出し、電気信号にかえる複数の受光素子を有する分割受光素子を有するピックアップヘッドと、第１参照信号に応じて各受光素子から出力された電気信号にそれぞれオフセット量を加えるオフセット加算部２０１と、第２参照信号に応じてオフセットが加えられた各オフセット加算電気信号のゲイン量をそれぞれ調整するためのゲイン可変部２０２と、オフセット加算電気信号のそれぞれをアナログからデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５２と、Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号からフォーカスおよびトラッキングサーボコントロールを行うためのエラー信号を生成するサーボ信号演算部５５と、Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号から第１参照信号および第２参照信号を生成する参照信号生成部２０４を具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、受光素子の検出信号にオフセット量を加えると共に、ゲインを調整する光ディスク装置、光ディスク装置のコントローラ、および光ディスク装置の制御方法に関する。

光ディスク装置では、ピックアップヘッドで受光した信号に対してオフセット量を与えたり、ゲインを調整したりすることが行われている。

例えば、特許文献１には、ディスクの装着時に検出される信号の直流レベルを検出してオフセット量を設定し、サーボ用のエラー信号振幅を検出してゲインの調整値を設定し、その後はそのままの設定値で動作させるような構成が開示されている。
特開２００５−５０４３４号公報

ところが、実際のディスクでは、光反射率およびプリグルーブや情報ピットの大きさや形状の違いなどや、記録光量などがディスク上の位置によって異なるため回転に応じた繰り返しの変化や、半径位置方向への移動による適切なオフセット量およびゲインの調整量が変化している。

本発明の目的は、光ディスクの光ビームの照射位置に応じて、受光素子で受光した信号に対して適切なオフセット量およびゲインの調整量を与えることが出来る光ディスク装置、および光ディスク装置のコントローラ、光ディスク装置の制御方法を提供することにある。

本発明の一例に係わる光ディスク装置は、光ディスクからの光を検出し、電気信号にかえる複数の受光素子を有する分割受光素子と、第１参照信号に応じて前記各受光素子から出力された電気信号にそれぞれオフセット量を加えるオフセット加算部と、第２参照信号に応じてオフセットが加えられた各オフセット加算電気信号のゲイン量をそれぞれ調整するためのゲイン可変部と、前記オフセット加算電気信号のそれぞれをアナログからデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号からフォーカスおよびトラッキングサーボコントロールを行うためのエラー信号を生成するサーボ信号演算部と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号から前記第１参照信号および第２参照信号を生成する参照信号生成部と、前記第１参照信号および第２参照信号に応じて前記エラー信号を補正するゲイン・オフセット補正部とを具備することを特徴とする。

光ディスクの光ビームの照射位置に応じて、受光素子で受光した信号に対して適切なオフセット量およびゲインの調整量を与えることが出来る。

本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。

光ディスク装置１１にセットされた光ディスク６１は、ユーザデータを記録可能な光ディスクあるいは読出し専用の光ディスクであるが、この実施形態では記録可能な多層構造の光ディスクとして説明する。なお、情報記録面を多層構造で有する光ディスクとしては、ＤＶＤ−Ｒ等が挙げられるが、これに限らず多層記録可能な光ディスクであればよい。

光ディスク６１の情報記録面には、スパイラル状にランドトラックおよびグルーブトラックが形成されている。この光ディスク６１はスピンドルモータ６３によって回転駆動される。

光ディスク６１に対する情報の記録、再生は、ピックアップヘッド６５（図中左側の破線で囲んだ部分）によって行われる。ピックアップヘッド６５は、スレッドモータ６６とギア等を含む連結部１０３を介して連結されており、このスレッドモータ６６はスレッドモータ制御回路６８により制御される。

図中のスレッドモータ６６の下部に位置する速度検出回路６９は、光ピックアップの移動速度を検出するものであり、上述のスレッドモータ制御回路６８に接続されている。速度検出回路６９により検出されるピックアップヘッド６５の速度信号がスレッドモータ制御回路６８に送られる。また、スレッドモータ６６の固定部に、図示しない永久磁石を設けており、駆動コイル６７がスレッドモータ制御回路６８によって励磁されることにより、ピックアップヘッド６５が光ディスク６１の半径方向に駆動する。

ピックアップヘッド６５には、図示しない例えばワイヤあるいは板バネによって支持された対物レンズ７０が設けられる。対物レンズ７０は、トラッキング駆動コイル７１の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能である。また、対物レンズ７０は、フォーカシング駆動コイル７２の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）およびフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能である。

変調回路７３は、光ディスク６１への情報記録する場合、ホスト装置９４からインターフェース回路９３およびバス８９を介して記録する情報信号を受け、これを光ディスク６１の規格に定められた変調方式（例えば８−１６変調）にて変調する。レーザ駆動回路７５は、光ディスク６１への情報記録時（マーク形成時）に、変調回路７３から供給される変調データに基づいて書込み用信号を半導体レーザダイオード（レーザ発振器）７９に供給する。またレーザ駆動回路７５は、情報再生時には書込み用信号より小さい読取り用信号を半導体レーザダイオード７９に供給する。

半導体レーザダイオード７９は、レーザ駆動回路７５から供給される信号に応じてレーザ光を発生する。半導体レーザダイオード７９から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ８０、ハーフプリズム８１、対物レンズ７０を介して光ディスク６１上に照射される。光ディスク６１からの反射光は、対物レンズ７０、ハーフプリズム８１、集光レンズ８２、ホログラム素子８３を介して光検出器８４に導かれる。ここで、ホログラム素子とはビームの透過する光の方向を部分ごとに変更ができる素子で、集光レンズ８２とあわせると光検出器上のあるエリアに、切り出したい部分のみの光を集めるこができるような素子である。

なお、半導体レーザダイオード７９は、それぞれＣＤ用（赤外：波長７８０ｎｍ）、ＤＶＤ用（赤：波長６５０ｎｍ）、ＨＤ ＤＶＤ用（青紫：波長４０５ｎｍ）のレーザ光を出射する３つの半導体レーザダイオードからなっている。これら半導体レーザダイオードは、同一ＣＡＮパッケージ内に収容されていてもよく、あるいは、独立した３つのＣＡＮパッケージ内にそれぞれ収容され、ピックアップヘッド６５のベース上に個別に配置されるものであっても良い。光学系は、半導体レーザの構成に応じて適宜、その構成・配置が変更される。

なお、光学系を構成する各部品のうち対物レンズは、ＨＤＤＶＤ用レーザ光を適正にディスク上に収束させ得るよう設計されている。また、光学系には、ＤＶＤ用レーザ光とＣＤ用レーザ光を使用する際に生じる収差を抑制するための収差補正素子（回折素子、位相補正素子、等）や、ＣＤ用レーザ光を使用する際に対物レンズに対する開口数を制限するための開口数制限素子（液晶シャッター、回折素子、等）が含まれている。

光検出器８４は、例えば図２に示すように、８分割の光検出セル８４Ａ〜８４Ｈから構成されている。光検出セル８４Ａ〜８４Ｈのそれぞれは、受光した光強度に応じた電流値の信号を出力する。

光検出器８４の各光検出セル８４Ａ〜８４Ｈの出力信号は、それぞれ電流／電圧変換用の変換器を介してＲＦアンプ５１に入力される。ＲＦアンプ５１は、光検出セル８４Ａ〜８４Ｈの出力信号を増幅する。増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタル値に変換される。サーボ信号演算部は、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、ＲＦ信号、およびウォブル信号を生成する。

フォーカスエラー信号ＦＥは、（光検出セル８４Ａの出力＋光検出セル８４Ｄの出力）−（光検出セル８４Ｂの出力＋光検出セル８４Ｃの出力）に応じた信号である。このフォーカスエラー信号ＦＥは、フォーカシング制御回路８７に供給される。フォーカシング制御回路８７は、フォーカスエラー信号ＦＥに応じた駆動信号をフォーカスアクチュエータ駆動回路１００に供給し、レーザ光が光ディスク６１の記録面上に常時ジャストフォーカスとなる制御がなされる。

トラッキングエラー信号ＴＥは、（光検出セル８４Ｅの出力＋光検出セル８４Ｆの出力）−（光検出セル８４Ｇの出力＋光検出セル８４Ｈの出力）に応じた信号である。このトラッキングエラー信号ＴＥはトラッキング制御回路８８に供給され、トラッキング制御回路８８では、このトラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラッキング駆動信号を生成する。トラッキング制御回路８８から出力されるトラッキング駆動信号は、トラッキングアクチュエータ駆動回路１０１に供給される。トラッキングアクチュエータ駆動回路１０１は、トラッキング駆動信号に応じて、対物レンズ７０を光軸と直交する方向へ駆動するトラッキング駆動コイル７１を駆動し、レーザ光が光ディスク６１の記録面上の所定箇所に照射される制御がなされる。また、トラッキングエラー信号ＴＥが、スレッドモータ制御回路６８にも供給される。

ＲＦ信号は、（光検出セル８４Ａの出力＋光検出セル８４Ｂの出力＋光検出セル８４Ｃの出力＋光検出セル８４Ｄの出力）に応じた信号である。ＰＬＬ（Phase Locked Loop ）制御回路７６は、ＲＦ信号から水晶振動子５３から供給されるクロック信号再生用クロック信号を抽出する。データ再生回路７８は、ＰＬＬ制御回路７６からの再生用クロック信号に基づき、ＲＦ信号を再生し、２値化信号を生成する。

２値化信号は、エラー訂正回路に供給される。エラー訂正回路は、誤り訂正処理を行うことにより、記録前の元のフォーマットのデータに変換する。

ＤＳＰ５４は、ウォブル信号をその内部に設けられた中心周波数をメディアの種類によっての適正範囲のバンドパスフィルタ回路を通すことにより当該ウォブル信号に含まれるウォブル成分を抽出すると共に、当該ウォブル成分にＦＭ復調処理を施す。そして、復調処理結果から、そのときビームスポットが位置している光ディスク６１上の絶対番地を検出し、これをアドレス情報信号としてＣＰＵ９０に送出する。

スレッドモータ制御回路６８は、スレッドモータ６６を制御し、対物レンズ７０がピックアップヘッド６５内の中心位置近傍に位置するようにピックアップヘッド６５の本体を移動させる。

また、Ａ／Ｄ変換器５２、データ再生回路７８、エラー訂正回路６２、ＰＬＬ制御回路７６、エラー訂正回路６２、ＣＰＵ９０、ＤＳＰ５４、スレッドモータ制御回路６８、モータ制御回路６４、フォーカシング制御回路８７、およびトラッキング制御回路８８等は、１つのＬＳＩチップ内に構成することができる。ＣＰＵ９０は、インターフェース回路９３を介してホスト装置９４から供給される動作コマンドに従って、この光ディスク記録再生装置を総合的に制御する。またＣＰＵ９０は、ＲＡＭ９１を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ９２に記録された本実施形態に係る処理を含むプログラムに従って、所定の制御を行う。

なお、Ａ／Ｄ変換器５２、サーボ信号演算部５５、データ再生回路７８、ＰＬＬ制御回路７６、エラー訂正回路６２、スレッドモータ制御回路６８、モータ制御回路６４、ＣＰＵ９０、ＤＳＰ５４、トラッキング制御回路８８、フォーカシング制御回路８７、およびインターフェース回路９３は、コントローラチップ１１０内に集積されている。

本装置のコントローラチップ１１０は、光検出セル８４Ａ〜８４Ｈの各出力信号Ａ〜Ｈに対してオフセットを加えるオフセット加算機能と、その信号のゲインを変更可能なゲイン可変機能とを有する。

まず、実際にサーボを行うときの演算とオフセット、ゲインの補正方法に関して図３を参照して説明する。

光ピックアップの各出力信号Ａ〜Ｈはオフセット加算部２０１に入力される。オフセット加算部２０１は、各信号Ａ〜Ｈに独立のオフセット量を加算する。オフセット加算部の出力はゲイン可変部２０２に入力される。ゲイン可変部２０２は、各信号のゲインを調整する。ゲイン可変部２０２の出力はセレクタ２０３に入力される。セレクタ２０３は入力された信号の一つをＡ／Ｄ変換器５２に出力する。原理的には８個のＡ／Ｄ変換器を準備してもよいのではあるが、最近の技術ではＡ／Ｄ変換器の変換スピードが高速化したため、このブロック図のように切り替え信号にて切り替えて、タイムシェアリングにて検出するのが一般的である。

光ピックアップ６５からの信号は、Ａ／Ｄ変換器５２にてデジタル信号化されて、サーボ信号演算部５５にて先に述べた、フォーカスエラー信号ＦＥ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）、トラックエラー信号ＴＥ＝（Ｅ＋Ｆ）−（Ｇ＋Ｈ）を演算する。

参照信号作成部２０４は、各信号Ａ〜Ｈのそれぞれに関して、オフセット加算部２０１のオフセット量を表す信号として、各信号の平均レベルを検出する。そして、参照信号作成部２０４は、各信号の平均レベルがＡ／Ｄ変換器５２のダイナミックレンジの中点となるような適切なオフセット量を求める。

また、参照信号作成部２０４は、フォーカス用の各信号（Ａ−Ｄ）のゲインに関して、ゲイン可変部２０２のゲイン量を表す信号として、フォーカスに関する４セル（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の和信号を演算し、その信号の平均レベルを検出する。そして、参照信号作成部２０４は、平均レベルがＡ／Ｄ変換器５２のダイナミックレンジ内に収まるように、適切なゲインの調整量を求める。

また、参照信号作成部２０４は、トラッキング用の各信号（Ｅ−Ｈ）のゲインに関して、前記ゲイン可変部２０２のゲイン量を表す信号として、トラッキングに関する４セル（Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）の和信号を演算し、その信号の平均レベルを検出する。そして、参照信号作成部２０４は、平均レベルがＡ／Ｄ変換器５２のダイナミックレンジ内に収まるように、適切なゲインの調整量を求める。

参照信号作成部２０４は、このようにして求めた各信号（Ａ−Ｈ）のオフセット加算量を表す信号Ｓo、フォーカス用４セル、およびトラッキング用４セルのそれぞれのゲインの可変量を表す信号Ｓgをフィードバックする構成となっている。

この信号の伝送方法に関しては、直接オフセットの加算量およびゲインの可変量をアナログ電圧で伝送して、オフセット加算部２０１として、リニア特性の加算回路、ゲイン可変部２０２としてゲインコントロール増幅器（乗算回路）を用いてもよいが、近年では、デジタルの信号を伝送して、各機能でＤＡ変換（デジタルアナログ変換）して処理する方法が一般的である。

このようにして求めたエラー信号（サーボ信号）ＦＥ、ＴＥ、オフセットの加算量およびゲインの可変量を表す信号Ｓo、Ｓgは、同様にゲイン・オフセット補正部２０６にも伝送される。こちらの伝送もアナログ信号でもデジタル信号でもどちらでもよい。このゲイン・オフセット補正部２０６は、先にオフセット加算部２０１およびゲイン可変部２０２で加えた各信号のオフセットと変化させたゲインの影響を演算後のサーボ信号から取り除き、正しいサーボコントロールのためのエラー信号を作成する。具体的には以下のようになる。

参照信号作成部２０４で求められた、各信号のオフセットをＡ_O―Ｈ_O、フォーカス信号のゲイン変化量をｄＦ（ゲイン可変部２０２の適正値との比）、トラッキングのゲイン変化量（ゲイン可変部２０２の適正値との比）をｄＴ、あらかじめ求められているフォーカスエラー信号の演算に係わる信号の適性設定ゲインをＧf、トラッキングエラー信号の演算に係わる信号の適性設定ゲインをＧtとすると、Ａ／Ｄ変換器５２の出力が動作中心にするためには、求めたオフセットＡ_O−Ｈ_Oをゲイン変化量ｄＦまたはｄＴで割った値をオフセット加算部２０１に入れて、ゲイン可変部２０２でｄＦ，ｄＴゲインを変化させるということになる。その場合、ゲイン・オフセット補正部２０６では、演算したそれぞれのエラー信号からその加えたオフセットを引いて、ゲインを元に戻すために与えた変化量ｄＦ，ｄＴで割ってあげれば正しいそれぞれのサーボコントロール信号が求まる。サーボコントロール信号は以下のようになる。

つまり、Ａ／Ｄ変換器５２の動作レンジの適正値になるように、各信号のオフセットを求めてフィードバックし、各信号光量をあらわすそれぞれの和信号で信号ゲインの補正を行っても上記のように演算すれば結果は求めるエラー信号に等しくなり、Ａ／Ｄ変換器５２の適正な動作レベルを保ちながらディスクの変動などに追従できることを表している。

ちなみに、ゲインの変動が小さい場合はＡ／Ｄ変換器５２のダイナミックレンジへの影響が小さいのでゲイン可変部２０２でゲインを変化させずに、ゲイン・オフセット補正部２０６で行うほうが簡単であるが、影響が出るほど大きな変動の場合はゲイン可変部２０２を切り替える必要がある。実際には信号の変化量で場合わけして対応していくことになる。

また、このような自動追従はサーボ信号の変動に比べて十分遅いスピード（約１／１０以下のスピード）で応答させる。実際の変動は、もしＤＶＤの１６倍速で回転させたとしても変動の周期はディスク１周に一回で周期が約１５０Ｈｚであるので、サーボ帯域の約５ｋＨｚの約１／３０となり十分追いかけられる。

次に、部分的に欠陥などによって著しく信号が小さくなったり、メディアの反射率が部分的に明るくなったりした場合についての対応に関して説明をする。

Ａ／Ｄ変換器５２で検出された信号を、過大・過小信号検出部２０５にて、信号量の変化の度合いを検出する。もし傷や大きなごみなどで信号が出なかったり、逆にディスクの反射膜の部分欠陥で反射率が以上に高いエリアに関しては、前記フォーカス・トラッキングのそれぞれの和信号を検出してある値以上もしくは以下に急激に変化したことをコンパレータなどによって検出する。その場合は明らかにサーボコントロールはその信号では行うべきではないので、この検出直前の値でサーボコントロール信号をホールドし、この異常状態から抜け出した時、つまり信号振幅が適正に戻ったことを検出しまたもとのサーボ状態に復帰させることで対応する。ちなみに、Ａ／Ｄ変換器５２より前の回路が飽和しても復帰時間が十分早い前提で実施例は書かれているが、もし、飽和時間がかかるようであれば、もうひとつゲインが著しく小さい和信号を別途生成してＡ／Ｄ変換器５２で検出すればよい。

また、ディスク上の指紋による信号が小さくなったり、部分的なグルーブ形状の異常（例えば部分的に深さが違うなど）等で発生する変動の場合は、例えば指紋の場合はあらかじめこのような急峻ではあるが比較的小さな変動を検出できるように過大・過小信号検出部２０５の比較電圧を変えたものを準備して検出することで、前記欠陥とは弁別が可能になる。弁別できたならば、この期間はいったんゲインを例えば約２倍（指紋の場合は１／２程度に小さくなることが一般的）に応答を早くして切り替えて、その後フィードバックするようにすればよい。またこの領域から正常な領域に戻るときの同様である。

次に情報の記録および再生時のような大きな状態変化の発生する場合に関して説明する。

記録中のサーボ信号の検出は近年はディスク回転の高速化に伴って、記録中の信号波形のサーボ帯域よりも十分早く、データ帯域よりは十分遅い帯域での平均値を検出してサードコントロールを行うのが一般的である。その場合は再生から記録もしくはその反対に動作を移行する場合は、ピックアップ出力の光−電圧変換係数をまず、大きく切り替えてピックアップ信号の出力が再生時と概ね等しい程度にする。その後、後段にあるゲイン可変部２０２で細かくゲイン地の調整を行い、正しい信号ゲイン（あらかじめディスクの交換時の学習等で求めておく）に動作の移行時に切り替える。この際に必要なオフセット補償値などもあらかじめ求めておいて、動作モードの変化時にいっせいにこれらを切り替えて、その後前記のようにオフセット加算部２０１、ゲイン可変部２０２、ゲイン・オフセット補正部２０６を用いて自動にて追従させればよい。当然ではあるが記録から再生に移行する場合も同じである。

このようなフォーカス・トラッキングのサーボがＯＮしている場合のゲイン・オフセットの追従時の信号の様子を図４に示す。光ピックアップの出力とゲイン可変機能の出力信号をメディアの対応によって示している。

左から再生が始まり、情報ピットがない領域をスタートにしている。次に情報ピットのある領域での変動を表している。小さい変動や緩やかな変動には追従してゲイン可変部２０２の出力は前記原理による追従で変動しない。しかし、傷やごみ等がある場合、急峻に信号がなくなる。この部分はこの変動を過大・過小信号検出部２０５にて検出して入力信号を無視する。次にいったん情報ピットのない領域になるがここは前期同様に追従してほぼ同じレベルに保つ。次に記録の領域に入るが、この場合はいったん追従をきり、目標のゲインやピックアップの信号変換ゲイン、補正用のオフセット電圧の中心値などの設定等を一気に変更するので設定精度等から発生する多少のオフセット誤差は生じるもののほぼ同じレベルで保つことができる。

再生に戻った場合は同様にいったん追従をきり、設定を元の状態に戻して再度追従を行う。以上がデータの再生および記録の動作のときの説明である。

次に光ディスクのもうひとつの動作モードであるアクセス動作（目的の情報データを再生または記録する場合にディスク上の先頭の位置に光ピックアップを移動する。）に関して説明する。この場合は、フォーカスはサーボコントロールされた状態でトラッキングはサーボオフの状態になる。この場合フォーカスに関しては前記同様にしてサーボをかけていて、トラッキングのエラー信号は移動中の変化した本数を数えて移動した位置や速度の検出を行ったり、トラッキングサーボ直前ではその出力値などからサーボをＯＮするタイミング等を検出している。その場合は本発明のオフセット、ゲインの追従をトラッキングＯＦＦ時の信号の検出のために利用できる。

図５にこの場合の信号の例を記載した。ピックアップが移動する場合はこの例のように光ピックアップの出力は、トラック１本で１周期変化する信号が現れる。ここに情報マークのある領域とない領域の差とかディスクの反射率変動などにより変化が重畳され、図のように位置によって信号量が減る等の変化が発生する。この際、例えば図のように平均レベルが徐々に減少していって、いずれＡ／Ｄ変換器５２の入力レンジから外れてしまう。また、トラック１本の周期で変化する信号振幅もディスクの状態で減少してしまう。

そこで、前記したようなゲイン・オフセット追従機能を動作させる。この場合は、前記のように、平均レベルを検出して、オフセットとゲインの変化を判断しても大きくは異ならないが、実際の場合は光量の変動だけでなくグルーブを横切る信号の状態によっても変化してしまうため誤差を生じてしまう。そこで、各信号および和信号の変動のピークおよびボトムレベルの信号を検出し、例えばその中間レベルを演算で求めて、それを基準にオフセット・ゲインを変化させることで結果精度よく検出できる。そうした場合、演算により求めたトラッキングエラー信号は図のように処理がない場合に比べて振幅が一定になるように補正できる。

また、フォーカス信号の場合もこのグルーブを横切る信号がエラー信号にもれこんでくるので、トラッキングと同様にピークとボトムを検出した信号から作り出すほうがより精度のよい追従が可能になる。

以上のようにして動作させるわけであるが、光ディスクドライブにおいて実際に制御する手順を図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、ディスクが装着された場合、まず対物レンズ７０を最適点の前後に徐々に変化させて、フォーカス用の各信号のＡ／Ｄ変換器５２の入力電圧の変化の中心電圧が、Ａ／Ｄ変換器５２の動作中心に位置し、サーボ信号演算部５５で生成されたフォーカスエラー信号の振幅が目的値に一致するようなオフセットおよびゲインの設定電圧を求める（ステップＳ１１）。次にフォーカスサーボをＯＮし（ステップＳ１２）、前述のような自動追従制御をＯＮさせる（ステップＳ１３）。

次に、トラッキング用の各信号のＡ／Ｄ変換器５２の入力電圧の変化の中心電圧が、Ａ／Ｄ変換器５２の動作中心に位置し、サーボ信号演算部５５で生成されたトラッキングエラー信号の振幅が目的値に一致するようなオフセットおよびゲインの設定電圧を求める（ステップＳ１４）。次に自動追従制御をＯＮさせて（ステップＳ１５）、ディスクの状態による振幅への影響を取り除き、次にトラッキングサーボをＯＮする（ステップＳ１６）。

その後、アクセス等を行って、目標のアドレスに移動し情報データの再生や記録を行う。その際に、前記自動オフセット。ゲイン追従制御はＯＮしているのでディスクの状態に応じて補正しているが、欠陥に関しては以下のように検出する。過大・過小信号検出部２０５で、ある値以上に、あるスピード以上に高速に変化した場合を検出する閾値を持つ。レベルの変動量が略１／２以上に大きく、かつ高速（例えばサーボ帯域と同等）の場合に検出でき、傷やごみとか反射率の局所的変動で本来サーボ制御を行ってはならないものを検出する。この検出がない場合（ステップＳ１７のＮｏ）、常にサーボコントロールおよびゲイン・オフセットの自動追従機能もＯＮにしておく（ステップＳ１８）。もし検出された場合（ステップＳ１７のＹｅｓ）、自動ゲイン・オフセット追従機能はＯＦＦ（直前の値をホールド）にし、サーボ制御も同様に直前の値でホールドとする（ステップＳ１９）。次にこの検出状態から正しい信号レベル、つまり検出信号が検出されなくなるまで、時間を計測し、ある時間以上（例えばサーボ帯域の１０倍の時間などサーボコントロールがホールドのままだと、次にサーボをＯＮしても明らかに外れるであろう時間）以内で検出できた場合（ステップＳ２０のＮｏ）、再度サーボおよびゲイン・オフセットの自動追従をＯＮする（ステップＳ２１）。ある時間以上を超えた場合（ステップＳ２０のＹｅｓ）、サーボ異常として再度フォーカスを引き込むところからやり直すことにする（ステップＳ２２）。ちなみにこのリトライ時はフォーカスとトラッキングの初期オフセットとゲインの設定ははじめにい行った値をあらかじめ覚えておいて、その値を設定することでよい。

本実施形態によれば、ディスクの検出信号の変動が大きい場合でも、ピックアップの各出力信号の検出の精度をよい状態でのＡ／Ｄ変換が可能となり、信号ゲインも精度よく設定できるため、ディスクの反射率やグルーブ形状の変化やディスク上の欠陥に対して安定なフォーカスおよびトラッキングサーボが実現できる。また、アクセスの際に光ピックアップが横切ったときにトラックをモニタする場合でもトラッキングエラー信号の振幅も前記のようなディスクの変化によらず精度よく検出できるようになる。

次に、異なる検出および計算方法を持つ、図７に示したような検出方式の例を挙げる。このピックアップヘッドの場合は、前述のフォーカスエラー信号ＦＥ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）、トラックエラー信号ＴＥ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）−Ｋ×｛（Ｅ＋Ｆ）-(Ｇ+Ｈ)｝という演算をする。ここで、Ｋはピックアップによって決まる定数である。この場合、前記ピックアップヘッドと同じ8個のセルであるが、演算が複雑になっている。フォーカスエラー信号のセルとトラックエラー信号の一部のセル、つまりＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが重複したような演算となっている。

この場合は、まずフォーカスエラー信号を優先してＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのゲイン、オフセットの補正を前記同様に行う。

次にトラッキングエラー信号の残ったセル、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈのゲイン、オフセットの補正を同様に行い、Ａ／Ｄ変換機のトラッキングエラー信号の演算結果を以下のように、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの演算に関してはゲインをＧｆでＡ／Ｄ変換されているため、規格化してＧｔに変換させて、残りのセルＥ，Ｆ，Ｇ，ＨのゲインＧｔにして、減算を行えばよい。

このように重複したセルで検出する方式でも適用が可能である。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の一実施形態に係わる光ディスク装置の概略構成を示すブロック図。 図１に示す光検出器の構成を示す平面図。 図１に示す、コントローラチップにおけるオフセット量の加算およびゲイン量を調整するための構成を示す図。 フォーカス・トラッキングサーボコントロールを行っているときの各セルの波形例を示す図。 オフトラック時に検出信号がディスクの変化によって減少した場合のオフセット、ゲインの変化にたいする制御およびその補正方法を示す波形例を示す図。 オフセット量の加算およびゲイン量を調整の制御の手順を示すフローチャート。 図１に示す光検出器の構成を示す平面図で図２とは異なった方式の例。

符号の説明

５２…Ａ／Ｄ変換器，５５…サーボ信号演算部，８４…光検出器，８４Ａ〜８４Ｈ…光検出セル，８７…フォーカシング制御回路，８８…トラッキング制御回路，１１０…コントローラチップ，２０１…オフセット加算部，２０２…ゲイン可変部，２０３…セレクタ，２０４…参照信号作成部，２０５…過大・過小信号検出部，２０６…ゲイン・オフセット補正部。

Claims (17)

1. 光ディスクからの光を検出し、電気信号にかえる複数の受光素子を有する分割受光素子と、
   第１参照信号に応じて前記各受光素子から出力された電気信号にそれぞれオフセット量を加えるオフセット加算部と、
   第２参照信号に応じてオフセットが加えられた各オフセット加算電気信号のゲイン量をそれぞれ調整するためのゲイン可変部と、
   前記オフセット加算電気信号のそれぞれをアナログからデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号からフォーカスおよびトラッキングサーボコントロールを行うためのエラー信号を生成するサーボ信号演算部と、
   前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号から前記第１参照信号および第２参照信号を生成する参照信号生成部と、
   前記第１参照信号および第２参照信号に応じて前記エラー信号を補正するゲイン・オフセット補正部とを具備することを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記第１参照信号は、前記エラー信号のサーボ帯域に対して長い時間で演算された各受光素子の平均値に基づいて生成されることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 前記ゲイン・オフセット補正部は、前記オフセット加算部によって加算された各信号のオフセット量の総和を前記エラー信号から減算した値に、前記光ディスクの特性に最適なオフセット値を加算することを特徴とする請求項１または２記載の光ディスク装置。
4. 前記第２参照信号は、前記エラー信号のサーボ帯域に対して長い時間で演算された前記エラー信号の演算に係わる受光素子の加算信号の平均値に基づいて生成されることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
5. 前記ゲイン・オフセット補正部は、前記ゲイン可変部で調整されたゲイン量に基づいて、前記エラー信号のゲイン量が一定になるように補正することを特徴とする請求項１または４記載の光ディスク装置。
6. 前記エラー信号のピークレベルおよびボトムレベルをサーボ帯域に対して十分遅いスピードにて検出し、その２つの信号から演算して求められる信号を元に前記第１参照信号および／または第２参照信号を生成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光ディスク装置。
7. 前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号が急激に変わったかどうかを検出する、過大・過小信号検出部を更に具備し、
   前記過大・過小信号検出部が急激に変わったことを検出している期間は前記ゲイン可変部のゲインの調整量をあらかじめ決めておいた値に設定することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光ディスク装置。
8. 情報の再生から記録もしくは記録から再生への移行の場合、前記ゲイン可変部は、移行の直前に予め決められている量に基づいてゲイン量を調整し、前記移行後に前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号から生成される前記第２参照信号に基づいてゲイン量を調整することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光ディスク装置。
9. 光ディスクからの光を検出し、電気信号にかえる複数の受光素子を有する分割受光素子から出力された各電気信号に対して、第１参照信号に応じたオフセット量をそれぞれ加えるオフセット加算部と、
   第２参照信号に応じてオフセットが加えられた各オフセット加算電気信号のゲイン量をそれぞれ調整するためのゲイン可変部と、
   前記オフセット加算電気信号のそれぞれをアナログからデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号からフォーカスおよびトラッキングサーボコントロールを行うためのエラー信号を生成するサーボ信号演算部と、
   前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号から前記第１参照信号および第２参照信号を生成する参照信号生成部と、
   前記第１参照信号および第２参照信号に応じて前記エラー信号を補正するゲイン・オフセット補正部とを具備することを特徴とする光ディスク装置のコントローラ。
10. 前記第１参照信号は、前記エラー信号のサーボ帯域に対して長い時間で演算された各受光素子の平均値に基づいて生成されることを特徴とする請求項９記載の光ディスク装置のコントローラ。
11. 前記ゲイン・オフセット補正部は、前記オフセット加算部によって加算された各信号のオフセット量の総和を前記エラー信号から減算した値に、前記光ディスクの特性に最適なオフセット値を加算することを特徴とする請求項９または１０記載の光ディスク装置のコントローラ。
12. 前記第２参照信号は、前記エラー信号のサーボ帯域に対して長い時間で演算された前記エラー信号の演算に係わる受光素子の加算信号の平均値に基づいて生成されることを特徴とする請求項９記載の光ディスク装置のコントローラ。
13. 前記ゲイン・オフセット補正部は、前記ゲイン可変部で調整されたゲイン量に基づいて、前記エラー信号のゲイン量が一定になるように補正することを特徴とする請求項９または１２記載の光ディスク装置のコントローラ。
14. 前記エラー信号のピークレベルおよびボトムレベルをサーボ帯域に対して十分遅いスピードにて検出し、その２つの信号から演算して求められる信号を元に前記第１参照信号および／または第２参照信号を生成することを特徴とする請求項９〜１３の何れかに記載の光ディスク装置のコントローラ。
15. 前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号が急激に変わったかどうかを検出する、過大・過小信号検出部を更に具備し、
    前記過大・過小信号検出部が急激に変わったことを検出している期間は前記ゲイン可変部のゲイン量の調整量をあらかじめ決めておいた値に設定することを特徴とする請求項９〜１４の何れかに記載の光ディスク装置のコントローラ。
16. 情報の再生から記録もしくは記録から再生への移行の場合、前記ゲイン可変部は、移行の直前に予め決められている量に基づいてゲイン量を調整し、前記移行後に前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号から生成される前記第２参照信号に基づいてゲイン量を調整することを特徴とする請求項９〜１４の何れかに記載の光ディスクドライブのコントローラ。
17. 光ディスクからの光を検出し、電気信号にかえる複数の受光素子を有する分割受光素子から各受光素子が受光した光に応じた電気信号を出力し、
    第１参照信号に応じて前記各受光素子から出力された電気信号にそれぞれオフセット量を加え、
    第２参照信号に応じてオフセットが加えられた各オフセット加算電気信号のゲインをそれぞれ調整し、
    前記オフセット加算電気信号のそれぞれをアナログからデジタル信号に変換し、
    前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号からフォーカスおよびトラッキングサーボコントロールを行うためのエラー信号を生成し、
    前記デジタル信号から前記第１参照信号および第２参照信号を生成し、
    前記第１参照信号および第２参照信号に応じて前記エラー信号を補正する
    ことを特徴とする光ディスク装置の制御方法。

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