JP3714458B2 - 光学式ディスクプレーヤのサーボ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク記録再生装置に用いられるピックアップのサーボ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスクの記録再生装置では良好な記録及び／又は再生動作を得るために、記録情報を読取るピックアップを所望の読取位置に制御するためのトラッキングサーボ、フォーカスサーボ等のサーボ制御を用いるのが一般的である。
【０００３】
このようなサーボ制御技術においては、光ピックアップからの読取ＲＦ信号を用いて誤差信号が生成される。誤差信号を生成する誤差信号生成部に入力される信号は適正な電圧に利得調整される必要があり、そのため入力信号に応じて利得を調整する自動利得調整（ＡＧＣ：オートゲインコントロール）回路が設けられる。特に、外乱元を用いて自動利得調整を行う技術は、その装置における的確な利得調整値を測定できるので有効であり、また記録及び／又は再生動作に先立って自動利得調整を行いサーボ系の利得を設定することで調整後は安定したサーボ制御を行うことができる。
【０００４】
上記したような自動調整回路を備えたディスク記録再生装置では、ディスクの記録及び／又は再生の度に自動調整を行うのが最も良好な調整値が得られるが、自動調整を完了してディスクを記録再生するまでに時間を要する。従って、自動調整を完了するまでのセットアップ時間を短縮するために、ディスクの記録再生動作を行った際の自動調整値を記憶しておき、次に記録再生を行う際にその記憶された自動調整値を用いる方法がある。かかるディスク記録再生装置の調整方法としては、例えば、特開平７−１３００８７号公報等に開示されているものがある。
【０００５】
しかしながら、ディスクの特性や記録再生装置の使用状態、あるいは温度や湿度等の使用環境は使用のたび毎に異なるため、必ずしも記憶されている調整値を用いるのが最適であるとは限らない。特に、ディスクを記録再生装置から取り外した後、そのディスクを再度装填（ローディング）した場合であっても、装填状態に多少なりとも変化が生じることなどによって最適な調整値は変化する。従って、サーボ制御性能の低下を生じたり、記録再生品質の劣化を招く場合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セットアップ時間が短く、高精度で安定したサーボ制御を行うことが可能なサーボ制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるサーボ制御装置は、記録媒体によって情報の記録及び／又は再生を行う光学式ディスクプレーヤのサーボ制御装置であって、記録媒体の装填に応じてサーボループ利得の粗調及び微調をなす調整部と、調整部における利得調整値を記憶する記憶部と、記録及び／又は再生動作をなすに当たって、調整部によってサーボループ利得の粗調及び微調が既になされた記録媒体であることを判別する判別部と、判別部によりサーボループ利得の粗調及び微調が以前になされていない記録媒体であると判別された場合に、調整部に前記サーボループ利得の粗調及び微調を実行せしめ、判別部によりサーボループ利得の粗調及び微調が既になされた記録媒体であると判別された場合に、記憶部に記憶された利得調整値に基づいて調整部にサーボループ利得の微調を実行せしめる制御部と、を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明によるサーボ制御装置は、記録媒体によって情報の記録及び／又は再生を行う光学式ディスクプレーヤのサーボ制御装置であって、記録媒体の装填に応じてフォーカスバランス及びサーボループ利得の粗調及び微調をなす調整部と、調整部におけるフォーカスバランス調整値及び利得調整値を記憶する記憶部と、記録及び／又は再生動作をなすに当たって、調整部によってフォーカスバランス及びサーボループ利得の粗調及び微調が既になされた記録媒体であることを判別する判別部と、判別部によりサーボループ利得の粗調及び微調が以前になされていない記録媒体であると判別された場合に、調整部に前記フォーカスバランス及びサーボループ利得の粗調及び微調を実行せしめ、判別部によりサーボループ利得の粗調及び微調が既になされた記録媒体であると判別された場合に、記憶部に記憶されたフォーカスバランス調整値及び利得調整値に基づいて調整部にフォーカスバランス及びサーボループ利得の微調を実行せしめる制御部と、を有することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する図において、実質的に同等な構成要素には同一の参照符を付している。
図１は、本発明の１実施例である光ディスクプレーヤのサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１０】
図において、光ディスク１はスピンドルモータ３によって回転駆動される。光ピックアップ４はレーザ光を光ディスク１に照射し、光ディスク１からの反射光を受光して受光量に応じた信号を発生する。
光ピックアップ４内に設けられた光検出器５は、例えば４つの受光素子からなる４分割光検出器である。これら４つの受光素子の各々は光ディスク１からの反射光ビームを受光し、これを電気信号に変換したものをそれぞれ読取信号ＲＢ₁〜ＲＢ₄として出力する。光ピックアップ４には更に、読取点としての対物レンズ（図示しない）の向きをディスク半径方向に偏移せしめるトラッキングアクチュエータ（図示しない）、及び上記ビームスポットの焦点位置を調整するフォーカシングアクチュエータ（図示しない）が搭載されている。
【００１１】
上記した構成により、光ピックアップ４は光ディスク１から記録情報を読み取り、この際得られた読取信号をプリアンプ１１に供給する。プリアンプ１１は、読取信号を増幅した後、これら読取信号に基づいてトラッキングエラー信号ＴＥ、及びフォーカスエラー信号ＦＥを抽出する。信号処理回路１２は、プリアンプ１１からの読取信号の復調及び誤り訂正等を行いデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１４に供給する。Ｄ／Ａ変換器１４は、信号処理回路１２からのデジタル信号をアナログ信号に変換する。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５は、Ｄ／Ａ変換器１４から出力されたアナログ信号から可聴周波数帯域を通過させ、ノイズ成分を除去してオーディオ信号を出力する。
【００１２】
一方、プリアンプ１１から出力されたトラッキングエラー信号ＴＥ、及びフォーカスエラー信号ＦＥ等の誤差信号は、自動利得調整部１７において所定の信号レベルに利得調整がなされ、サーボイコライザ１８に供給される。サーボイコライザ１８は、利得調整がなされた信号の位相調整をなし駆動信号としてドライバ１９に供給する。ドライバ１９は、駆動信号を増幅し、トラッキングアクチュエータ、フォーカシングアクチュエータ、送りモータ２１、及びスピンドルモータ３を駆動するための信号を生成する。上記した各部はシステム全体を制御する制御部（マイクロコンピュータ）２３に接続されて制御される。また、制御部２３には過去の調整値等の種々のデータを格納するメモリが接続されている。尚、制御部２３はマイクロコンピュータに限らず、複数の個別の回路ブロックで構成されていてもよい。
【００１３】
自動利得調整部１７の詳細なブロック図を図２に示す。トラッキングエラー信号ＴＥ及びフォーカスエラー信号ＦＥ等の誤差信号はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３１においてデジタル誤差信号（以下、単に誤差信号と称する）に変換され、加算器３２に供給される。正弦波発生回路３３において利得調整周波数の正弦波（例えば、１．３８ｋＨｚ）が外乱信号として生成され、加算器３２において上記誤差信号に加えられる。この外乱信号がサーボループを一巡したときの信号がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３５に供給され、所定帯域の成分が位相比較器３６に供給される。位相比較器３６においてＢＰＦ３５からの信号と正弦波発生回路３３からの外乱信号との位相差が比較される。この結果得られた位相差は判定／調整部３７に供給され、制御部２３により指定された位相に対して所定範囲（判定ウィンドウ、すなわち、例えば±５．６°の範囲）に入るように増幅器３８の利得（Ｋg）の調整がなされる。上記増幅器３８の利得（Ｋg）は、例えば、１ステップを０．２ｄＢとして６４ステップ（すなわち、約±１２ｄＢ）の変更により調整される。
【００１４】
次に、本発明による光ディスクプレーヤのセットアップ手順及びサーボ制御動作について説明する。尚、以下に述べるサーボ制御動作はセットアップ手順の一部として実行される。
図３は、光ディスクプレーヤのセットアップ手順を示すフローチャートである。まず、記録及び／又は再生を開始しようとするディスクが新たに装填（ローディング）されたディスクであるか否かが判別される（ステップＳ１１）。すなわち、このディスクの記録再生のためのセットアップが完了して調整値が光ディスクプレーヤに記憶されており、かつその後このディスクが光ディスクプレーヤから取り外されていない場合に、新たに装填されたディスクではない（NO）と判別される。それ以外の場合には、新たに装填されたディスクである（YES）と判別される。
【００１５】
この判別を行う方法としては、例えば、ローディングトレイの引出し操作等、ディスクの取り外し（アンローディング）に必要な操作を示す信号を検知して記憶し、これに基づいて判別する方法がある。
ステップＳ１１において、新たに装填されたディスクである（YES）と判別された場合には、この判別結果を示すインジケータ（又は、フラグ等）であるＩＮＤを「０」（すなわち、ＩＮＤ＝０）とし（ステップＳ１２）、各調整値、イコライザ係数値、利得値、コマンド等の各種設定値を所定の初期値に設定する（ステップＳ１３）。他方、新たに装填されたディスクではない（NO）と判別された場合には、インジケータＩＮＤを「１」（すなわち、ＩＮＤ＝１）とし（ステップＳ１４）、上記各種設定値にはメモリ２４内に記憶された記憶値若しくは最終値（ラスト値）が用いられる（ステップＳ１５）。
【００１６】
次に、トラッキングバランスの調整が実行（ステップＳ１６）され、その後、フォーカスバランス調整ルーチンが呼ばれ、フォーカスバランスの調整が実行される（ステップＳ１７）。フォーカスバランス調整の後、フォーカス／トラッキングゲイン調整ルーチンが呼ばれ（ステップＳ１８）、フォーカスゲイン及びトラッキングゲインの調整が実行される。上記フォーカスバランス調整ルーチン及びフォーカス／トラッキングゲイン調整ルーチンの処理手順については後に詳細に述べる。上記調整が完了した後、各調整値、係数値等を記憶し（ステップＳ１９）、セットアップ手順を終了する。
【００１７】
以下に、フォーカスバランスの調整手順を図４のフローチャート、図５及び図６を参照しつつ説明する。まず、上記したインジケータＩＮＤによって、新たに装填されたディスクであるか否かが判別される（ステップＳ２１）。新たに装填されたディスクではない（NO）と判別された場合（ＩＮＤ≠０）には、各調整値、係数値等を前回の自動調整時における最終値に設定（ステップＳ２３）した後、外乱振幅の値を上記所定値の半分であるδ（すなわち、±δ／２）に設定する（ステップＳ２４）。すなわち、フォーカスバランス調整の微調を表す振幅値に設定され、ステップＳ２９に移行する。
【００１８】
すなわち、例えば、ＣＤ−ＲＷ等のディスクでは、最終値を用いることで粗調が終了しているのと同じ状態になるからである。そのため、１度調整されたディスクでは微調のみでよいことになる。また、以下に説明するように、ＣＤ−ＲＷやＣＤ−Ｒ等で、ゲインなどのサーボレベルが大きくずれた場合でも、最適な自動調整を行うために、まず粗調を行い、その後、微調を行うことにより調整精度を上げている。
【００１９】
ステップＳ２１において、新たに装填されたディスクである（YES）と判別された場合（ＩＮＤ＝０）には、外乱振幅の値を所定値（２δ）に設定する（ステップＳ２２）。すなわち、フォーカスバランス調整の粗調を表す振幅値に設定される。
この外乱振幅はステップ状の振幅を有し、光ピックアップのデフォーカス量をこの振幅で変化させる。すなわち、図５に示すように、現在の位置（Ａ）に対して、２δ（すなわち、±δ）の外乱振幅を与えたとき、光ピックアップの読取ＲＦ信号の振幅（すなわち、ＲＦ信号の包絡線強度）は位置Ｂ及びＣの間で変化し、図６（ｂ）に示すようにＲＦ信号は変調される。変調されたＲＦ信号は、エンベロープ検波回路（図示しない）等の回路を用いて、図６（ｃ）に示すように、上記したＲＦ信号振幅の変化に対応した信号（以下、レベル信号と称する）に変換される。
【００２０】
次に、制御部２３の制御によるフォーカスバランス調整が行われる。まず、図５に示すデフォーカス量（すなわち、現在の値）が変更され、そのときのレベル信号の振幅Ｓ（＝Ｂ−Ｃ）が算出される（ステップＳ２５）。算出されたレベル信号の振幅Ｓが所定の閾値（２ε）以下であるか否かが判別される（ステップＳ２６）。振幅Ｓが所定の閾値（２ε）を超えると判別された場合は、所定のタイムアウト時間が経過したか否かが判別される（ステップＳ２７）。所定のタイムアウト時間が経過した場合には、フォーカスバランス初期値を設定し（ステップＳ２８）、本ルーチンを抜ける。タイムアウト時間が経過していない場合には、ステップＳ２５に戻り、上記した手順が繰り返される。
【００２１】
ステップＳ２６において、振幅Ｓが所定の閾値（２ε）以下であると判別された場合は、ステップＳ２９以降の微調動作をなす手順に移行する。まず、デフォーカス量（すなわち、現在の値）が変更され、そのときのレベル信号の振幅Ｓ（＝Ｂ−Ｃ）が算出される（ステップＳ２９）。算出されたレベル信号の振幅Ｓが所定の閾値（ε）以下であるか否かが判別される（ステップＳ３０）。振幅Ｓが所定の閾値（ε）を超えると判別された場合は、所定のタイムアウト時間が経過したか否かが判別される（ステップＳ３１）。所定のタイムアウト時間が経過していない場合には、ステップＳ２９からの手順が繰り返される。
【００２２】
ステップＳ３１において、所定のタイムアウト時間が経過した場合には、１回目の調整か否かが判別される（ステップＳ３２）。２回目の調整の場合には、ステップＳ３５に移行してフォーカスバランス初期値を設定し、本ルーチンを抜ける。まだ１回目の調整である場合には、次に、新たに装填されたディスクであるか否か、すなわち、インジケータＩＮＤが「０」であるか否かが判別される（ステップＳ３３）。新たに装填されたディスクでない場合（ＩＮＤ≠０）には、上記微調動作によって最適なフォーカスバランス調整値が得られなかったものとして、外乱振幅の値を粗調時の値である２δに変更し（ステップＳ３４）、ステップＳ２５からのフォーカスバランス調整のステップが再度実行される。また、ステップＳ３３において、ＩＮＤ＝０と判別された場合には、所定の初期値を設定し（ステップＳ３５）、本ルーチンを抜ける。以上の手順によって、フォーカスバランスの調整が実行される。
【００２３】
以下に、フォーカス／トラッキング・ゲインの調整手順を図７のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、上記したインジケータＩＮＤによって、新たに装填されたディスクであるか否かが判別される（ステップＳ４１）。新たに装填されたディスク、すなわちＩＮＤ＝０である場合には、ステップＳ４２以降のゲインの粗調の手順に移行する。また、新たに装填されたディスクではない、すなわちＩＮＤ≠０である場合には、ステップＳ４８以降のゲインの微調の手順に移行する。
【００２４】
まず、ステップＳ４１においてＩＮＤ＝０の場合、ゲインが−２ｄＢないし０ｄＢの範囲でゲイン調整が実行される（ステップＳ４２）。このゲイン調整は図２を用いて説明したゲイン調整部においてなされる。次に、調整値がこの調整範囲内に入ったか否かが判別される（ステップＳ４３）。調整値が調整範囲内に入っていない場合には、ステップＳ４２以降のゲイン調整の開始後、所定のタイムアウト時間が経過したか否かが判別される（ステップＳ４４）。所定のタイムアウト時間が経過していない場合には、ステップＳ４２に戻りゲイン調整のステップが繰り返される。タイムアウト時間が経過した場合には、ステップＳ４５に移行する。
【００２５】
ステップＳ４３において、調整値が調整範囲内に入った場合には、ステップＳ４５に移行する。ステップＳ４５ないしＳ４７において、ゲインの範囲を０ｄＢないし＋２ｄＢとして、ステップＳ４２ないしＳ４４と同様なゲイン調整が実行される。このようにして、ステップＳ４２ないしステップＳ４７の手順によりゲインの粗調が実行される。このゲインの粗調が完了した後、ステップＳ４９に移行して、後述するゲインの微調が実行される。
【００２６】
ステップＳ４１においてＩＮＤ≠０の場合、ゲインを前回の自動調整時における最終値に設定（ステップＳ４８）した後、−１ｄＢないし＋１ｄＢの範囲でゲイン調整が実行される（ステップＳ４９）。次に、調整値がこの調整範囲内に入ったか否かが判別される（ステップＳ５０）。調整値が調整範囲内に入っていない場合には、ステップＳ４９以降のゲイン調整の開始後、所定のタイムアウト時間が経過したか否かが判別される（ステップＳ５１）。所定のタイムアウト時間が経過していない場合には、ステップＳ４９に戻りゲイン調整のステップが繰り返される。タイムアウト時間が経過した場合には、ステップＳ５２に移行し、ＩＮＤ＝０であるか否かが判別される（ステップＳ５２）。新たに装填されたディスクでない場合（ＩＮＤ≠０）には、上記微調動作によって最適な調整値が得られなかったものとして、ステップＳ４２に移行し、ゲインの粗調（ステップＳ４２−Ｓ４７）を実行する。ＩＮＤ＝０の場合には、所定の初期値を設定し（ステップＳ５３）、本ルーチンを抜ける。以上の手順によって、ゲイン調整が完了する。
【００２７】
従って、上記したように、記録及び／又は再生動作をなすに当たって、ディスクが装置から取り外されていない場合には、記憶された調整値を用いることによってセットアップ時間が短く、高精度で安定したサーボ制御が実現される。
尚、上記した実施例の説明において示した粗調・微調の調整値の幅、周波数、利得の値等の各数値は例示であって、用いられるサーボ制御系等に応じて適当な数値を用いればよい。
【００２８】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によればセットアップ時間が短く、高精度で安定したサーボ制御を行うことが可能なサーボ制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ディスクプレーヤのサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】自動利得調整部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明による光ディスクプレーヤのセットアップ手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明によるフォーカスバランスの調整手順を示すフローチャートである。
【図５】ステップ状のデフォーカスを与えたときの読取ＲＦ信号の振幅変化を示すグラフである。
【図６】光ピックアップに与えるステップ状のデフォーカス外乱振幅、読取ＲＦ信号、及びレベル信号の変化を示すグラフである。
【図７】本発明によるフォーカス／トラッキング・ゲインの調整手順を示すフローチャートである。
【主要部分の符号の説明】
１ 光ディスク
４ 光ピックアップ
１１ プリアンプ
１２ 信号処理回路
１４ Ｄ／Ａ変換器
１５ ＬＰＦ
１７ 自動利得調整部
１８ サーボイコライザ
１９ ドライバ
２３ 制御部
２４ メモリ
３２ 加算器
３３ 正弦波発生回路
３５ ＢＰＦ
３６ 位相比較器
３７ 判定／調整部
３８ 増幅器

Claims (4)

1. 記録媒体によって情報の記録及び／又は再生を行う光学式ディスクプレーヤのサーボ制御装置であって、
   記録媒体の装填に応じてサーボループ利得の粗調及び微調をなす調整部と、前記調整部における利得調整値を記憶する記憶部と、
   記録及び／又は再生動作をなすに当たって、前記調整部によって前記サーボループ利得の粗調及び微調が既になされた記録媒体であることを判別する判別部と、
   前記判別部により前記サーボループ利得の粗調及び微調が以前になされていない記録媒体であると判別された場合に、前記調整部に前記サーボループ利得の粗調及び微調を実行せしめ、前記判別部により前記サーボループ利得の粗調及び微調が既になされた記録媒体であると判別された場合に、前記記憶部に記憶された利得調整値に基づいて前記調整部に前記サーボループ利得の微調を実行せしめる制御部と、を有することを特徴とするサーボ制御装置。
2. 前記調整部は、前記利得調整値を段階的に変更することによって前記サーボループ利得の粗調及び微調をなすことを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
3. 記録媒体によって情報の記録及び／又は再生を行う光学式ディスクプレーヤのサーボ制御装置であって、
   記録媒体の装填に応じてフォーカスバランス及びサーボループ利得の粗調及び微調をなす調整部と、
   前記調整部におけるフォーカスバランス調整値及び利得調整値を記憶する記憶部と、
   記録及び／又は再生動作をなすに当たって、前記調整部によって前記フォーカスバランス及びサーボループ利得の粗調及び微調が既になされた記録媒体であることを判別する判別部と、
   前記判別部により前記サーボループ利得の粗調及び微調が以前になされていない記録媒体であると判別された場合に、前記調整部に前記フォーカスバランス及びサーボループ利得の粗調及び微調を実行せしめ、前記判別部により前記サーボループ利得の粗調及び微調が既になされた記録媒体であると判別された場合に、前記記憶部に記憶されたフォーカスバランス調整値及び利得調整値に基づいて前記調整部に前記フォーカスバランス及びサーボループ利得の微調を実行せしめる制御部と、を有することを特徴とするサーボ制御装置。
4. 前記制御部は、前記フォーカスバランスの調整におけるオフセット量を低減することによって微調をなすことを特徴とする請求項３記載のサーボ制御装置。

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