JP2011003232A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録時用のゲイン調整において部材追加やテスト書き込みを行う必要のない光ディスク装置を提供する。
【解決手段】本発明の光ディスク装置は、光ピックアップと、光ピックアップにより生成された電気信号を入力してサーボ信号を生成するサーボ制御部と、光検出器からサーボ制御部へ入力される電気信号を帯域制限するローパスフィルタと、光ディスク記録時においてローパスフィルタを通過した電気信号の信号レベルを記録する記録部とを備えている。また、光ディスク再生時にサーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルと、光ディスク記録時にサーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルとの比率を算出し、光ディスク再生時におけるサーボ制御部のゲイン調整結果に算出した比率を乗算する主制御部を備えている。主制御部は、得られた値に基づいて光ディスク記録時のゲイン調整を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスク装置に関するものであり、特にアベレージ方式によりサーボ信号を生成する光ディスク装置に関する。

近年、デジタル技術の多機能化、多様化により、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）プレイヤ等の光ディスク装置が普及している。光ディスク装置は、光ディスクに光ビームを照射し、その反射光からデータを取得する光ピックアップを備えている。

光ピックアップは、その内部に設けられ半導体レーザから出射させた光ビームをレンズホルダに取り付けた対物レンズで絞り、光スポットを光ディスクの信号面に照射する。この際、対物レンズのフォーカス位置を光ディスクの信号面上に正確に一致させる、フォーカス制御を行う必要がある。また、対物レンズから出射された光スポットを記録トラックに追従させる、トラッキング制御を行う必要がある。

光ピックアップは、光ディスクの信号面で反射された反射光を光検出器で受光し、光電変換する。光電変換により得られた信号はサーボ制御部に与えられ、フォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号が生成される。サーボ制御部はこれら信号を用いてアクチュエータを駆動させることにより、対物レンズをフォーカス方向又はトラッキング方向へ制御する。

しかしながらアクチュエータには、それぞれ個体差がある。つまり、アクチュエータへの各入力電流が一定であっても、個体差によりアクチュエータの各出力が異なる場合がある。また、サーボ信号生成方式としてアベレージ方式を採用した場合、光検出器から信号生成回路への入力信号の大きさに応じて、生成されるサーボ信号の大きさが変化する。

以上のことから、光ディスク装置内に光ディスクを装着した時点で、フォーカスループゲイン及びトラッキングループゲインの調整を行う必要がある。つまり、光検出器からサーボ制御部への入力信号の大きさによらず、生成されるサーボ信号の大きさが一定となるよう、ゲイン調整を行う必要がある。

ところで光ディスクは、データの記録領域と非記録領域とで、光スポットの反射率が異なる。また、記録済み領域と未記録領域とでも反射率が異なる。このため、再生時と記録時とで、光検出器から信号生成回路への入力信号の大きさに差異が生じる。従って、再生時と記録時とで個別にゲイン調整を行う必要がある。

しかしながら、記録時用のゲイン調整を行うには、記録時用のレーザパワーを用いたサーボ信号測定を行う必要があるが、記録時用のレーザパワーは再生時用のレーザパワーの数倍の光量がある。従って、光ディスクを破損する可能性が高い。

この問題に対しては、サーボ信号のゲイン調整にＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路等の装置を使用する解決方法が考えられる。しかしこの方法では、回路構成が複雑化し、コストアップにつながるという問題がある。従って、ソフトウェア制御のみによって上述のゲイン調整を行えることがより望ましい。

上記に関連して特許文献１においては、記録時のフォーカスサーボのループゲイン及びトラッキングサーボのループゲインの少なくとも一方を、容易に調整できることを目的とした光ディスク装置が開示されている。

この光ディスク装置は、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボの少なくとも一方のループゲインを測定する時に、再生レーザパワーを用いた時のループゲインと、記録レーザパワーを用いた時のループゲインとの比を演算する。そして演算結果に基づいて、記録レーザパワーを用いた時のフォーカスエラー信号の振幅及びトラッキングエラー信号の振幅の少なくとも一方を再生時と略同じ状態に設定する。

また上記に関連して特許文献２においては、高速記録を行う場合でも安定なアクチュエータ制御のサーボループを形成し、安定したトラッキング制御及びフォーカス制御を行えるようにした光ディスク装置が開示されている。

この光ディスク装置は、アベレージ方式でのサーボ制御による高速記録動作に先立ち、外乱信号の注入によるアベレージ方式のサーボ信号の学習を、再生時の連続サーボ方式によるサーボ制御の場合と、低速記録時のサンプルホールドサーボ方式によるサーボ制御の場合とで行う。そして学習結果によって、高速記録のためのアベレージ方式のサーボループにおけるゲイン設定を行う。

特開２００７−１１５３６０号公報 特開２００５−１７４４６７号公報

しかしながら、特許文献１に示されている光ディスク装置は、記録時のフォーカスサーボのループゲイン及びトラッキングサーボのループゲインを取得するため、テスト領域上に書き込みを行った後、その消去を行っている。従って、書き込み専用の光ディスク、例えばＣＤ−Ｒ等においては、ユーザが利用可能な記録領域が減少してしまうというという問題がある。

また、特許文献２に示されている光ディスク装置は、外乱信号の注入によるサーボ信号の学習処理を行うため、外乱注入回路を新たに設ける必要がある。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、記録時の入力信号の大きさにかかわらずサーボ信号が一定となるようにゲイン調整を行うことが可能であり、且つ記録時用のゲイン調整において部材追加やテスト書き込みを行う必要のない光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の光ディスク装置は、光ディスクの記録面に光ビームを照射させる光源、及び前記記録面からの反射光を受光して光電変換する光検出器を備えた光ピックアップと、前記光検出器により生成された電気信号を入力してゲイン調整を行うことによりサーボ信号を生成するサーボ制御部とを備えた光ディスク装置において、光ディスク再生時において前記光検出器から前記サーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルと、光ディスク記録時において前記光検出器から前記サーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルとの比率を算出し、光ディスク再生時における前記ゲイン調整の結果に前記比率を乗算し、前記乗算により得られた値に基づいて光ディスク記録時における前記ゲイン調整を行うよう前記サーボ制御部を制御する主制御部を備えることを特徴とする。

この構成によると、本発明の光ディスク装置は、光源、及び光検出器を備えた光ピックアップと、光検出器により生成された電気信号を入力してサーボ信号を生成するサーボ制御部とを備えている。また、光ディスク再生時にサーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルと、光ディスク記録時にサーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルとの比率を算出する主制御部を備えている。主制御部は、光ディスク再生時におけるサーボ制御部のゲイン調整結果に、算出した比率を乗算する。そして乗算により得られた値に基づいて、光ディスク記録時のゲイン調整を行うよう、サーボ制御部を制御する。これにより、ゲイン調整用回路等の追加を必要とすることなく、ソフトウェア処理によって光ディスク記録時のゲイン調整を行うことができる。

また、上記目的を達成するために本発明の光ディスク装置は、前記光検出器から前記サーボ制御部へ入力される電気信号を帯域制限するローパスフィルタと、光ディスク記録時において前記ローパスフィルタを通過した前記電気信号の信号レベルを記録する記録部とを備え、前記主制御部が、前記記録部に記録されている該信号レベルを、光ディスク記録時において前記光検出器から前記サーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルとして取得する。

この構成によると、光ディスク装置は、光検出器からサーボ制御部へ入力される電気信号を帯域制限するローパスフィルタを備えている。また、光ディスク記録時においてローパスフィルタを通過した電気信号の信号レベルを記録する記録部を備えている。主制御部は、光ディスク記録時における光検出器からサーボ制御部への入力信号の信号レベルを、記録部から読み出すことにより取得する。これにより、記録用の信号レベルによる書き込み試行を必要とすることなく、光ディスク記録時のゲイン調整を行うことができる。

また、上記目的を達成するために本発明の光ディスク装置は、前記サーボ制御部が、前記サーボ信号としてトラッキングサーボ信号又はフォーカスサーボ信号を生成する。

この構成によると、サーボ制御部は、サーボ信号としてトラッキングサーボ信号又はフォーカスサーボ信号を生成する。これにより、光ピックアップに対するトラッキング制御又はフォーカス制御を実施する。

また、上記目的を達成するために本発明の光ディスク装置は、前記光源が、再生用レーザパワーと記録用レーザパワーとが選択的に印加されることにより、再生時の光ビームと記録時の光ビームとを選択的に出射する。

この構成によると、光ピックアップが備える光源は、再生用レーザパワーと記録用レーザパワーとが選択的に印加されることにより、再生時の光ビームと記録時の光ビームとを選択的に出射する。これにより、再生時と記録時とでレーザパワーを切り換えることが可能である。

本発明によれば、記録／再生時のゲイン調整及びサーボ制御をソフトウェア処理のみで行うことができるため、ＡＧＣ回路等を設ける必要がなく、光ディスク装置の装置構成を簡易なものにすることができる。

また本発明によれば、記録時用のゲイン設定を取得するにあたって光ディスクへのテスト書き込みを行う必要がないため、ユーザが利用可能な記録領域を減少させたり、光ディスクを破損させたりする危険性を回避できる。

本発明の一実施形態に係る光ディスク装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る光ピックアップの光学系を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るゲイン調整処理を示すフロー図である。

以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
〈１．内部構成について〉

図１は、本発明の一実施形態に係るディスクプレイヤ１００（＝光ディスク装置）を示す構成図である。ディスクプレイヤ１００は、光ピックアップ１、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３１（＝サーボ制御部）、再生処理回路３２、出力回路３３、システムコントローラ４１（＝主制御部）、ドライバ４２、記録部４３、操作部４４、送りモータ５１、及びスピンドルモータ５２を備えている。

光ピックアップ１は、光ディスク２に光ビームを照射して、光ディスク２に記録された音声情報、画像情報等の各種情報の読み取りを行う。光ピックアップ１には、ＣＤ用光ビーム、ＤＶＤ用光ビーム、ＢＤ用光ビームが設けられている。なお、光ピックアップ１内部の詳細については後述する。

ＤＳＰ３１は、光ピックアップ１が含む光検出器１９（図２）よりＲＦ信号を入力し、画像処理を行うことによって画像信号を生成し、再生処理回路３２へ与える。またＤＳＰ３１は、光検出器１９より入力した信号をもとに演算処理を行い各種サーボ信号、例えばフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号等を生成する。

再生処理回路３２は、画像信号を不図示のモニタへ出力するためにＤ／Ａ変換処理を行う。変換処理により得られた信号は、出力回路３３により外部装置へ出力される。

システムコントローラ４１は、ＤＳＰ３１を介して、光ピックアップ１、送りモータ５１、及びスピンドルモータ５２等の動作を制御する。なおシステムコントローラ４１は、例えば複数のマイクロプロセッサ等の演算処理装置上で所定のプログラムを実行することにより実現される。

システムコントローラ４１は、操作部４４からの情報を受け付けてＤＳＰ３１に伝送する。また、各種制御情報やＤＳＰ３１から受け付けた情報等を、フラッシュメモリ等の記録媒体である記録部４３へ記録する。

ドライバ４２は、ＤＳＰ３１から与えられるサーボ信号等に基づいて、光ピックアップ１、送りモータ５１、及びスピンドルモータ５２の駆動を制御する。送りモータ５１は、光ピックアップ１を光ディスク２の径方向に駆動する。スピンドルモータ５２は、光ディスク２を回転方向に駆動する。

〈２．光ピックアップの構成について〉
図２は、本発明の一実施形態に係る光ピックアップ１の光学系を示す概略図である。光ピックアップ１は、光ディスク２に対して、光ビームを照射して反射光を受光する。これにより、光ディスク２の記録面に記録されている情報を読み取る。

光ピックアップ１は、第一光源１１ａと、第二光源１１ｂと、ダイクロプリズム１２と、コリメートレンズ１３と、ビームスプリッタ１４と、立ち上げミラー１５と、液晶素子１６と、対物レンズ１７と、検出レンズ１８と、光検出器１９と、アクチュエータ２０とを備えている。

第一光源１１ａは、ＤＶＤに対応する６５０ｎｍ帯の光ビームと、ＣＤに対応する７８０ｎｍ帯の光ビームとを出射できるレーザダイオードである。第二光源１１ｂは、ＢＤに対応する４０５ｎｍ帯の光ビームを出射できるレーザダイオードである。

例えば第一光源１１ａは、ＤＶＤ−Ｒメディアを二倍速で記録するための１Ｔマルチパス発光であれば、再生時において０．７ｍＷの再生パワーを用いる。また記録時において２０ｍＷの記録パワーを用いる。ただしこれらの詳細な数値は、運用の形態にあわせて適宜変更可能である。

なお、本実施形態では、第一光源１１ａとして、２種類の波長の光ビームを出射できる二つの発光点を有する２波長一体型のレーザダイオードを用いているが、これに限られる趣旨ではなく、例えば単一の波長の光ビームのみを出射するレーザダイオードを用いても構わない。

ダイクロプリズム１２は、ＤＶＤ用の光ビームを出射する第一光源１１ａから出射される光ビームを透過し、ＢＤ用の光ビームを出射する第二光源１１ｂから出射される光ビームを反射する。そして、第一光源１１ａ及び第二光源１１ｂから出射される光ビームの光軸を一致させる。ダイクロプリズム１２において、透過又は反射された光ビームは、コリメートレンズ１３へ送られる。

コリメートレンズ１３は、ダイクロプリズム１２を透過した光ビームを平行光に変換する。ここで、平行光とは、第一光源１１ａ及び第二光源１１ｂから出射された光ビームの全ての光路が光軸とほぼ平行である光をいう。コリメートレンズ１３で平行光とされた光ビームは、ビームスプリッタ１４へ送られる。

ビームスプリッタ１４は、入射する光ビームを分離する光分離素子として機能し、コリメートレンズ１３から送られてきた光ビームを透過して、光ディスク２側へと導くとともに、光ディスク２で反射された反射光を反射して光検出器１９側へと導く。ビームスプリッタ１４を透過した光ビームは、立ち上げミラー１５へ送られる。

立ち上げミラー１５は、ビームスプリッタ１４を透過してきた光ビームを反射して光ディスク２へと導く。立ち上げミラー１５は、ビームスプリッタ１４からの光ビームの光軸に対して４５°傾いた状態となっており、立ち上げミラー１５で反射された光ビームの光軸は、光ディスク２の記録面と略直交する。立ち上げミラー１５で反射された光ビームは、液晶素子１６へ送られる。

液晶素子１６は、透明電極に挟まれた液晶（いずれも図示せず）に電圧を印加することで、液晶分子がその配向方向を変える性質を利用して、屈折率の変化を制御し、液晶素子６を透過する光ビームの位相の制御を可能とする素子である。この液晶素子１６を配置することによって、光ディスク２の記録面を保護する樹脂層の厚みの違い等によって生じる球面収差の補正が可能となる。液晶素子１６を通過した光ビームは対物レンズ１７へと送られる。

対物レンズ１７は、液晶素子１６を透過した光ビームを光ディスク２の記録面上に集光させる。また、対物レンズ１７は後述するアクチュエータ２０によって、例えば、図２の上下方向及び左右方向に移動可能とされており、フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号に基づいてその位置が制御される。

光ディスク２で反射された反射光は、対物レンズ１７、液晶素子１６の順に通過し、立ち上げミラー１５で反射された後、更にビームスプリッタ１４で反射されて、検出レンズ１８によって光検出器１９上に設けられる受光素子へと集光される。

光検出器１９は、フォトダイオード等の受光素子を用いて受光した光を、電気信号に変換してＤＳＰ３１へ出力する。光検出器１９は例えば四分割された受光領域を備えており、領域毎に個別に光電変換を行って電気信号を出力することが可能である。

アクチュエータ２０は、ドライバ４２で生成され出力された対物レンズ駆動信号に従って、対物レンズ１７を光ディスク２の径方向へ移動させる。アクチュエータ２０はそれには限定されないが、ここでは、永久磁石（不図示）によって形成される磁界内にコイル（不図示）に駆動電流を流し、ローレンツ力にて対物レンズ１７を駆動することができるものであってもよい。

またアクチュエータ２０は、対物レンズ１７を光ディスク２の記録面に沿う方向に移動させるトラッキング動作の他に、対物レンズ１７より照射される光ビームの光軸が揺動するように対物レンズ１７を傾動させるチルト動作や、対物レンズ１７を光ディスク２に対して接近離反するように移動させるフォーカス動作も行うことができる。
〈３．ゲイン調整処理について〉

ここで、本発明の一実施形態に係るゲイン調整処理を、図３のフロー図を用いながら説明する。

図３に示す処理は、ディスクプレイヤ１００の電源が駆動しており、且つ光ディスク２の装着が検知される等により光ディスク２の立ち上げ指示が検知された場合等に開始される。

上記の指示を検知したシステムコントローラ４１はステップＳ１１０において、再生時用の出力レベル（以下、「再生パワー」という）を用いて、第一光源１１ａ又は第二光源１１ｂにより光ディスク２へ光ビームを照射するよう、ＤＳＰ３１を制御する。

照射された光ビームは光ディスク２で反射され、反射光が光検出器１９で受光される。そして光電変換により得られた電気信号（以下、「再生時入力信号」という）がＤＳＰ３１へ入力される。システムコントローラ４１は、この再生時入力信号の信号レベルをＤＳＰ３１より取得し、記録部４３へ記録する。

次にシステムコントローラ４１はステップＳ１２０において、再生時入力信号から所定の信号レベルのサーボ信号を出力するためのゲイン調整を行うよう、ＤＳＰ３１を制御する。ゲイン調整が完了すると、調整結果を示すゲイン設定情報を記録部４３に記録する。

次にシステムコントローラ４１はステップＳ１３０において、記録時用の出力レベル（以下、「記録パワー」という）の光ビームを照射した場合に光電変換により得られる電気信号（以下、「記録時入力信号」という）の信号レベルの取得を行う。

なお、記録時入力信号の信号レベルは、例えば前回の光ディスクに記録時等に取得されて記録部４３に予め記録されている情報を読み出すことによって取得する。つまり、本処理中においては、記録パワーによる光ディスク２への光ビームの照射は行わない。

次にシステムコントローラ４１はステップＳ１４０において、取得した再生時入力信号の信号レベルと、記録時入力信号の信号レベルとの比率を算出する。

例えば第一光源１１ａがＤＶＤ−Ｒメディアを二倍速で記録するための１Ｔマルチパス発光を行う場合、再生パワーとして０．７ｍＷが、記録パワーとして２０ｍＷが用いられるものとする。

なお、再生時／記録時入力信号は、ＤＳＰ３１内でローパスフィルタ（７０／１５０ｋＨｚ）を通す処理が施される。例えばＤＶＤ−Ｒ一倍速記録時の１Ｔあたりのライトクロック周波数は２６．１６ＭＨｚと、ローパスフィルタのカットオフ周波数より十分大きい。このため、ローパスフィルタ通過後の信号レベルは約二分の一程度になると仮定できる。

従って、ローパスフィルタ通過後の記録時入力信号の信号レベルは、以下の計算式で求めることができる。
（２０ｍＷ＋０．７ｍＷ）／２＝１０．３５ｍＷ

この結果から、システムコントローラ４１は、再生時入力信号の信号レベルと記録時再生時入力信号の信号レベルとの比率を、以下のように算出する。
１０．３５ｍＷ／０．７ｍＷ＝１４．７９倍＝２３．４ｄＢ

次にシステムコントローラ４１はステップＳ１５０において、ステップＳ１２０で得られた再生時用のゲイン設定情報と、上記の数式で算出した比率とから、記録時用のゲインを決定する。

つまり、再生時のゲイン調整により得られたゲインに、上記の数式で算出した比率を乗算する。そして得られた値を記録時用のゲインとするよう、ＤＰＳ３１へ指示する。なお、上述の処理で得られた各種値の一部又は全部を記録部４３へ記録し、光ディスク２の交換が検知されるまでは、記録されている値を継続して使用する形態でもよい。

以上に説明した本実施形態によれば、記録／再生時のゲイン調整及びサーボ制御を、システムコントローラ４１及びＤＳＰ３１がソフトウェア処理により行っている。このため、ＡＧＣ回路等を設ける必要がなく、ディスクプレイヤ１００の装置構成を簡易なものにすることができる。

また本発明によれば、記録時用のゲイン調整のために、光ディスク２に対するテスト書き込みを行う必要がない。このため、ユーザが利用可能な記録領域を減少させることがない。また、テスト書き込みにより光ディスク２を破損させる危険性を回避できる。
［その他の実施の形態］

以上、好ましい実施の形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。

従って本発明は、以下の形態にも適用可能である。

（Ａ）上記実施形態では、本発明のゲイン調整処理に関わる各機能が、マイクロプロセッサ等の演算処理装置上で所定プログラムを実行することにより実現されているが、これら各機能が複数の回路により実現される形態でもよい。

（Ｂ）上記実施形態では、本発明のゲイン調整処理を行う光ディスク装置としてディスクプレイヤ１００を例示したが、これ以外の光ディスク装置において本発明を実施する形態でもよい。例えば、パーソナルコンピュータに内蔵される光ディスクドライブ等において実施する形態でもよい。

（Ｃ）上記実施形態では、ローパスフィルタを通過した記録時入力信号の信号レベルを算出する方法として、通過前の信号レベルを二で除算する方法をとっているが、これ以外の方式により通過後の信号レベルを算出する形態でもよい。

１００ ディスクプレイヤ（光ディスク装置）
１ 光ピックアップ
１１ａ 第一光源（光源）
１１ｂ 第二光源（光源）
１７ 対物レンズ
１９ 光検出器
２０ アクチュエータ
３１ ＤＳＰ（サーボ制御部）
４１ システムコントローラ（主制御部）
４２ ドライバ
４３ 記録部

Claims (4)

1. 光ディスクの記録面に光ビームを照射させる光源、及び前記記録面からの反射光を受光して光電変換する光検出器を備えた光ピックアップと、
   前記光検出器により生成された電気信号を入力してゲイン調整を行うことによりサーボ信号を生成するサーボ制御部とを備えた光ディスク装置において、
   光ディスク再生時において前記光検出器から前記サーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルと、光ディスク記録時において前記光検出器から前記サーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルとの比率を算出し、光ディスク再生時における前記ゲイン調整の結果に前記比率を乗算し、前記乗算により得られた値に基づいて光ディスク記録時における前記ゲイン調整を行うよう前記サーボ制御部を制御する主制御部を備えること
   を特徴とする光ディスク装置。
2. 前記光検出器から前記サーボ制御部へ入力される電気信号を帯域制限するローパスフィルタと、
   光ディスク記録時において前記ローパスフィルタを通過した前記電気信号の信号レベルを記録する記録部とを備え、
   前記主制御部が、前記記録部に記録されている該信号レベルを、光ディスク記録時において前記光検出器から前記サーボ制御部へ入力される電気信号の信号レベルとして取得する、
   請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記サーボ制御部が、前記サーボ信号としてトラッキングサーボ信号又はフォーカスサーボ信号を生成する、
   請求項１に記載の光ディスク装置。
4. 前記光源が、再生用レーザパワーと記録用レーザパワーとが選択的に印加されることにより、再生時の光ビームと記録時の光ビームとを選択的に出射する、
   請求項１に記載の光ディスク装置。

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