JP3774883B2

JP3774883B2 - 光ディスク再生装置

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Publication number: JP3774883B2
Application number: JP12588199A
Authority: JP
Inventors: 祐一河田; 博司大藪
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 1999-05-06
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2019-05-06
Also published as: JP2000315326A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク再生装置に関し、詳しくは、ピックアップユニットの特性に対応してサーボ制御のループゲインを実質的に０ｄＢに自動的に調整することができる光ディスク再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ−ＲＯＭ装置にあっては、１倍速から３２倍速まで、そのデータ読出し速度が急速に高速化され、そのために、１倍速から３２倍速までの速度範囲でデータの読出しが要求されている。また、光ディスク記憶装置においても、その記憶密度は、２倍、４倍、６倍、８倍…と急速に増加してきている。
この種の光ディスク再生装置では、非常に高精度なフォーカシングサーボ制御が要求され、そのためにフォーカスサーボループゲイン調整が必要になる。
【０００３】
ＣＤの再生装置のフォーカシングサーボ機構は、ピックアップユニットにおいて、４分割フォトディテクタ（ピックアップ）で、ＣＤからの反射光を受けてフォーカス位置エラー生成回路により各受光エリアのトータル受光量についての検出信号であるＲＦ検出信号と、対向する受光エリアの検出信号の和について相互の差を採った検出信号である位置エラー検出信号ＦＥとを発生させる。
そして、ＲＦ検出信号のレベル検出によりジャストフォーカス制御範囲に入ったか否かが検出される。ＲＦ検出信号がジャストフォーカス制御レベルになると、アナログ制御では、ピックアップユニットと、フォーカス位置エラー生成回路におけるアンプ（あるいはゲイン調整用アンプ）、サーボフィルタ、そしてピックアップユニットのフォーカス位置調整機構（レンズ移動機構）とからなるフォーカスサーボループが形成され、位置エラー検出信号ＦＥがゼロとなるように自動的に制御されて光ディスクの照射面がレーザ光の合焦点位置となるようにピックアップユニットから出力される前記のレーザ光の焦点合わせが行われる。この焦点合わせとしては、例えば、フォーカス位置調整機構においてレーザ光の光路に挿入されたレンズの焦点合わせ位置への移動による。
同様なことがデジタル制御においても行われ、デジタル制御では、前記に対応する各回路の機能に対応する処理がＭＰＵにより所定のプログラムが実行されて実現される。そして、位置エラー検出信号ＦＥがゼロとなるような信号値がエラー修正値として算出され、これがＤ／Ａ変換回路によりアナログ値に変換され、光ディスクの照射面にレーザ光が合焦点するように変換されたアナログ信号をフォーカス位置調整機構に駆動信号として送出する。
【０００４】
図５は、後者のデジタル制御における従来のフォーカスサーボループゲイン調整における制御装置（コントローラ）の内部処理を機能ブロック化した説明図である。なお、このフォーカスサーボループゲイン調整は、通常、光ディスク再生装置の電源がＯＮにされたときに、その都度、自動的にゲイン調整に入り、ゲイン設定がなされる。
図５において、１は、外部部品としてのピックアップユニットであり、ピックアップユニット１のフォトディテクタ１ａから得られた検出信号（位置エラー検出信号ＦＥ）を入力端子５ａを介してＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）２で受けて、Ａ／Ｄ変換をして入力信号値Ｙ（デジタル値）を得て、これを演算処理装置３に入力する。
演算処理装置３は、その機能ブロックとして、デジタル値に変換された入力信号値Ｙを信号合成部３１で外乱信号発生部３２により生成された信号値Ｘ（デジタル値）と合成し、かけ算部３３に入力する。かけ算部３３は、フォーカスサーボループゲインを決定する回路に相当するものであり、合成信号Ｎに係数Ｋ（ゲイン）をかけた値をサーボフィルタ部３４に送出し、位置エラーを修正するためのサーボフィルタ処理をしてその結果得られる位置エラー修正値をＤ／Ａ変換回路４に送出する。Ｄ／Ａ変換回路４の出力は、出力端子５ｂを介してピックアップユニット１のフォーカス位置調整機構１ｂ（レンズ移動機構）のドライブアンプに駆動信号として加えられる。
なお、ここでの演算処理装置３の各機能は、ＭＰＵがメモリに記憶された各機能に対応する処理プログラムを実行することで実現されるものであり、各信号値は、メモリの作業エリアに算出値として記憶され、処理されていく。
【０００５】
ここで、外乱信号発生部３２は、アナログ制御の場合の外乱信号発生回路に対応し、ピックアップユニット１の４分割フォトディテクタの４分割されたセンサエリアの感度のアンバランス量を推定してこのアンバランス量に対応するオフセットを発生するための信号を得るために設けられているものである。
外乱信号発生部３２とサーボ制御との関係を説明すれば、外乱信号発生部３２は、例えば、１ｋＨｚ程度の三角波を外乱信号値Ｘとして発生する。この外乱信号値Ｘは、信号合成部３１を経て位置エラー検出信号値Ｙに加えられ、かけ算部３３を経てサーボフィルタ部３４に送出され、ドライブアンプによりフォーカス位置調整機構１ｂが制御されてピックアップユニット１からの発生するレーザ光の焦点位置が微少に上下移動して、そのときのＲＦ検出信号の応答波形によりオフセットが算出される。なお、ＲＦ検出信号関係については今回の発明とは直接関係してこないので図では省略してある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、前記のようなフォーカスサーボループにおいては、フォーカスサーボループゲインを実質的に０ｄＢに調整することが必要である。それは、かけ算部３３の係数値Ｋの値（ゲイン値）を決定することで行われるが、従来は、信号値Ｙと信号値Ｘの位相差を位相差算出部３４に入力して位相差を算出し、その比較結果の平均値を平均値算出部３６で採って、算出した平均値に対してループゲインが０ｄＢになるような基準位相範囲にあるか否かを判定・ゲイン設定部３７で判定して、この判定の結果において位相が基準範囲にないときに判定・ゲイン設定部３７がかけ算部３３の係数値Ｋ（ゲイン値）を変更する。ことによりサーボループゲイン値を変更して次の判定を行い、基準位相範囲になるような位相差を得ることで最適なゲイン値（係数値Ｋ）を設定する処理をするものである。
【０００７】
しかし、このような判定は、得られた位相と基準範囲とを比較することによるので、範囲という幅をもってゲイン設定が行われる。そのため正確なゲイン設定ができない問題がある。しかも、基準範囲は、接続されるピックアップユニットの特性に応じて決定されるので、ピックアップユニットの特性が変更されたり、他の種類のピックアップユニットが装着された場合には改めて適正な位相差の基準範囲を測定により求めなければならない欠点がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、ピックアップユニットの特性に対応してサーボ制御のループゲインを実質的に０ｄＢに自動的に調整することができる光ディスク再生装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための発明の光ディスク再生装置の特徴は、レーザ光源と受光素子とを有し、光ディスクに対してレーザ光源によるレーザ光を照射して光ディスクからの反射光を受光素子が受けて光ディスクの照射面に対するレーザ光の焦点合わせ位置あるいはトラッキング位置についての位置エラー検出信号を発生するピックアップユニットと、このピックアップユニットから位置エラー検出信号を受けてＡ／Ｄ変換して位置エラー検出信号のデジタル値に対してピックアップユニットを含めてサーボループを構成してこのサーボループに所定のループゲインを設定して位置エラーを修正するサーボ処理を行い、その処理結果をＤ／Ａ変換して照射面に対するレーザ光の位置エラーを修正する修正信号を発生するコントローラとを有し、修正信号に応じてレーザ光の照射面に対してレーザ光を焦点合わせしあるいはトラッキングする光ディスク再生装置において、
前記サーボ処理がフォーカスサーボループを構成するサーボフィルタ処理であり、
コントローラが、内部で外乱信号を生成し、位置エラー検出信号のデジタル値Ｄと外乱信号の生成値Ｘとを合成して合成値Ｎを生成し、この合成値Ｎに対してサーボ処理を行うものであり、
次の２つの関係式
Ｎ＝Ｘ＋Ｄ
Ｙ＝Ｎ＋Ｄ
を成立させる関係にある生成値Ｘと信号値Ｙの位相差を検出し、この位相差が実質的に９０゜、すなわち、デジタル値のビット分解能で決定されることになる９０゜になるゲイン値をループゲインとしてデジタル値によりゲイン設定するゲイン設定手段を有し、
ゲイン設定手段は、ゲイン値を上位ｎビット（ｎは３以上の整数）と残りの下位ビットとに分けて最初に設定したゲイン値の上位ｎビットについて複数回前記位相差を検出して検出された位相差の平均値が９０゜に対して＋側か−側かの判定結果に応じてインクリメントあるいはディクリメントして上位ｎビットの値のゲイン値を決定し、その後に前記判定結果に応じて下位のビット値をインクリメントあるいはディクリメントすることで下位のビットの分解能のデジタル値で決定されることになる前記平均値が９０゜になるゲイン値を決定してループゲインを設定するものであって、上位ｎビットは、ゲイン変動によるサーボループのサーボ外れの発生を抑制するものとして選択されているものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
このように、Ｎ＝Ｘ＋ＤとＹ＝Ｎ＋Ｄ（ただし、Ｄ＝Ｎ・Ｇであり、Ｇは、合成値Ｎが位置エラー検出信号として検出されるまでの経路における伝達関数）に従って得られる生成値Ｘと信号値Ｙの位相差を検出し、この位相差が実質的に９０゜になるゲイン値をループゲインとして設定すれば、後述する(3)式、(4)式により理解できるように、サーボ処理のループゲインを実質的に０ｄＢに設定できる。したがって、ループゲインを実質的に０ｄＢにしたい周波数の信号値Ｘの外乱信号を生成し、位相差が実質的に９０゜になるゲイン値を求めるだけで、そのときどきのピックアップユニットの特性に対応したサーボ処理におけるループゲインの設定が可能になる。
その結果、ピックアップユニットの特性に合わせて基準範囲を設定することがが不要になり、ピックアップユニットの特性に影響されることなく、レーザ光の位置をサーボ処理で修正してレーザ光を照射面に焦点合わせをすることも、あるいはトラッキングさせることも容易にできる。
また、生成値Ｘと信号値Ｙの位相差が実質的に９０゜になるゲイン値をサーボ制御のループゲインとして選択する場合においては、ループゲインを決定するかけ算手段に最初に設定したゲイン値に対してその上位ｎビット（ｎは３以上の整数）に対して位相差の判定結果（＋側か−側か）に応じてインクリメントあるいはディクリメントをして実質的に９０゜になるゲイン値を検出するようにすれば、従来のような範囲判定の結果に応じてゲインを変化させるのではなく、上位の１／ｎビットの分解能でゲインを順次変化させるので、設定するゲイン値の変動幅を小さくでき、サーボループ外れを抑制することができる。
【００１０】
【実施例】
図１は、この発明の光ディスク再生装置を適用した光ディスク再生装置のフォーカスサーボループゲイン調整におけるコントローラの内部の機能ブロック図、図２は、図１のフォーカスサーボループゲイン調整におけるコントローラの説明図、図３は、ゲイン設定処理のフローチャート、図４は、ゲイン設定処理におけるゲイン値選択の説明図である。なお、図５と同一の構成要素は、同一の符号で示し、その説明を割愛する。
図１においては、図５の機能ブロックにおいてさらに信号合成部３８が追加され、これにより位相差を比較する信号値Ｙが次の(2)式の関係において生成される。また、図１では、図５の判定・ゲイン設定部３７に換えて判定・ゲイン設定部３９が設けられている。これらの点で、図５のものとこの実施例とが相違する。なお、信号合成部３８は、図５の信号合成部３１の入力信号である、位置エラー検出信号のデジタル値Ｄ（＝Ｎ・Ｇ）とその出力信号である合成信号値Ｎとの加算値を位相差比較の信号値Ｙとして得る。
【００１１】
ここで、ピックアップユニット１を含めたフォーカスサーボループのゲインをＧ（Ｇは、合成値Ｎが位置エラー検出信号として検出されるまでの経路における伝達関数）としたときに、信号合成部３１による合成信号値Ｎと外乱信号発生部３２から出力される信号値Ｘと前記の信号合成部３８により得られる信号値Ｙとの間に次の関係式を成立させるものである。
Ｎ＝Ｘ＋Ｎ・Ｇ …………(1)
Ｙ＝Ｎ＋Ｎ・Ｇ …………(2)
その結果として、ここでは、０ｄＢのサーボ制御のループフィルタのゲイン調整として位相差が実質的に９０゜になる点を検出すれば済む。
【００１２】
その理由は、次の通りである。なお、次の式において
伝達関数Ｇ＝ｇ・ｅ^-j ^θ …………(3)
とする。

ただし、
Ａ＝(１−ｇ・cosθ＋ｊ・ｇ・sinθ)・(１−ｇ・cosθ−ｊ・ｇ・sinθ)
これにより信号値Ｘと信号値Ｙの位相関係は、
φ＝−tan^-1{(2g・sinθ)/(1-ｇ²)} …………(4)
【００１３】
そこで、(3)式においてｇ＝１になるようにサーボ制御のループフィルタゲインを設定する調整をするには、(4)式において、ｇ＝１と置くと、信号値Ｘと信号値Ｙ差の位相φは、−tan^-1{(2g・sinθ)/(1-ｇ²)}が−∞なり、φ＝９０゜となる。
その結果、ここでは、ゲインを変化させてｇ＝１になる点は、ゲインを変化させて信号値Ｘと信号値Ｙとの位相差φが９０゜になる点を求めればよいことになる。
したがって、判定・ゲイン設定部３９は、位相差の平均値が実質的に９０゜でないときにはゲイン値を変更して、位相差の平均値が実質的に９０゜になる点を検出して、実質的に９０゜になる点における係数値Ｋをジャストフォーカスサーボのためのループゲイン値として設定される値として記憶すればよい。
このときに、実質的に９０゜になる係数値Ｋを検出する処理の仕方が従来と相違し、かけ算処理の係数値Ｋを設定するときに上位ｎビット（ｎは３以上の整数）を最初の判定基準として設定して次のゲイン値を選択していく。これにより設定するゲインの変動幅を小さくすることができる。このことによりサーボループの制御はずれを抑制する効果がある。
【００１４】
図２は、図５の演算処理装置３に対応する演算処理装置１０であって、前記の各機能ブロックの要素を実現する内部構成の説明図である。
演算処理装置１０は、ＭＰＵ１１とメモリ１２、インタフェース１３とが相互にバス１４により接続されていて、メモリ１２には、フォーカスサーボプログラム１５と、外乱発生プログラム１６、位相差測定プログラム１７、平均値算出プログラム１８、そして判定・ゲイン設定プログラム１９等を有していて、フォーカスサーボパラメータ記憶領域２０が設けられている。
特に、この実施例の特徴は、位相差測定プログラム１７における位相差算出処理が従来の図５のものと異なり、判定・ゲイン設定プログラム１９におけるゲイン値設定の処理が従来の図５のものと異なる。以下これらの点を中心として詳細に説明する。
【００１５】
ここで、フォーカスサーボプログラム１５は、電源がＯＮになってこのプログラムがＭＰＵ１１に実行されたときには、ＭＰＵ１１は、フォーカスサーボループのゲイン設定処理に入る。このゲイン設定処理としては、外乱発生プログラム１６をコールして実行し、Ａ／Ｄ２、インタフェース１３を介して取込んだ位置エラー検出信号ＦＥのデジタル値をメモリ１２に記憶する。そして外乱生成値Ｘを得て、これと記憶されているデジタル値Ｙ（位置エラー検出信号ＦＥ）とを合成して設定されているゲイン値に対応した係数値Ｋをかけてかけ算処理をし、その結果に対して位置エラーを修正する方向にサーボフィルタ処理をしてインタフェース１３を介してＤ／Ａ４に出力する。その結果、Ｄ／Ａ４を介してピックアップユニット１のフォーカス位置調整機構１ｂ（レンズ移動機構）のドライブアンプに加える。
なお、このフォーカスサーボプログラム１５では、ＭＰＵ１１の処理により図１の信号合成部３１と、かけ算部３３、そしてサーボフィルタ部３４と実現する。
【００１６】
さらに、ＭＰＵ１１は、フォーカスサーボプログラム１５を実行して、位相差測定プログラム１７をコールしてこれをＭＰＵ１１が実行して、Ａ／Ｄ２、インタフェース１３を介して取込んだ位置エラー検出信号ＦＥについて、後述する式に従って得られるデジタル値Ｙと外乱生成値Ｘについての位相差を算出する。ここで、この位相差の測定値が所定数Ｍ（Ｍは２以上の整数値、測定回数に対応）に達すると、フォーカスサーボプログラム１５は、次に平均値算出プログラム１８をコールしてＭＰＵ１１に実行させ、Ｍ回測定の位相差の平均値を算出させる。次にフォーカスサーボプログラム１５は、判定・ゲイン設定プログラム１９をコールしてＭＰＵ１１に実行させ、Ｍ回測定の平均値として算出された位相差が実質的に９０゜であるか否かを判定させ、位相差９０゜でないときに、次の係数値をかけ算部３３の係数値Ｋ（ゲイン値）として設定させて、再びフォーカスサーボループのゲイン設定処理に入り、判定・ゲイン設定プログラム１９による位相差の判定を繰り返す。
この繰り返し判定において、ＭＰＵ１１は、位相差が実質的に９０゜になったと判定結果を得たときには、そのときの係数値Ｋをゲイン値としてフォーカスサーボパラメータ記憶領域２０に記憶する。
【００１７】
このような処理が終了した後に、ＭＰＵ１１は、例えば、プレイボタンが押されたときなど、光ディスクからデータを読出すとき、あるいはデータを書込むときになどにフォーカスサーボプログラム１５を実行して、前記判定の結果求められた、フォーカスサーボパラメータ記憶領域２０に記憶された位相差が実質的に９０゜になったときの係数値Ｋをゲイン値として読出してかけ算部３３のゲイン値として設定してフォーカスサーボ処理を行う。これによりピックアップユニット１を最下点あるいは最上点から合焦位置へと移動させて位置エラー検出信号ＦＥがゼロとなるように自動的に制御して光ディスクの照射面が合焦点位置になるようにピックアップユニット１のレーザ光の焦点を設定する処理をする。
【００１８】
外乱発生プログラム１６は、このプログラムがＭＰＵ１１に実行されたときに、所定の周波数に対応する波形信号をデジタル値の形で生成して、メモリ１２の作業領域の所定位置に時間の関数としての波形値を順次記憶する。これのＭＰＵ１１による実行により外乱信号発生部３２の機能が実現する。
位相差測定プログラム１７は、このプログラムがＭＰＵ１１に実行されたときに、外乱信号値Ｘと、合成信号値Ｎから信号値Ｙを算出し、さらに信号値Ｙと信号値Ｘとの位相差を算出してメモリ１２に記憶する。これは、信号合成部３８と位相差算出部３４との機能を実現する。
【００１９】
平均値算出プログラム１８は、このプログラムがＭＰＵ１１に実行されたときに、算出された位相差の算出結果がＭ回分になるか否かを判定して、Ｍ回分になった時点で位相差の算出結果の平均値を算出する。これは、平均値算出部３６の機能を実現する。
判定・ゲイン設定プログラム１９は、このプログラムがＭＰＵ１１に実行されたときに、位相差の算出結果の平均値が実質的に９０゜が否かを判定して、実質的に９０゜のときにはフォーカスサーボパラメータ記憶領域２０にそのときの係数値Ｋをゲイン値として記憶する。そうでないときに、図５に示すように、かけ算処理の係数値Ｋ（ゲイン値）を順次設定していく。この設定のときに上位ｎビット（ｎは３以上の整数）を最初の判定基準の開始点として上位ｎビットに対して順次インクリメントあるいはディクリメントして位相差の判定結果に対応する次のゲイン値を選択して設定していく処理を行う。これは、判定・ゲイン設定部３９の機能を実現する。
【００２０】
図３は、フォーカスサーボプログラムのゲイン設定処理のフローチャートである。電源がＯＮにされると、まず、ゲイン自動調整初期化処理を行う（ステップ１０１）。この初期化処理としては、ゲイン自動調整中フラグをリセットし、ゲイン調整ビットカウンタをクリアし、カウンタに初期の係数値（あらからじ決められたゲイン値）をセットする。なお、カウンタとしてはメモリ１２内に設けられたソフトカウンタが使用される。カウンタの係数値Ｋは、かけ算部３３に与えられ、合成値Ｎにかけ合わされてサーボループ処理が行われる。
次に、位相測定初期化処理を行う（ステップ１０２）。これは、位相差測定回数カウンタ（ソフトカウンタ）の値ｍをクリアし（ｍ＝０）、その他、測定に必要な各種のカウンタ、レジスタ領域をクリアする。
【００２１】
次に、外乱信号発生し、係数値Ｋをゲイン値としてサーボフィルタ処理をして（ステップ１０３）、位相差測定開始タイミングか否かを判定する、位相差測定開始待ちループに入る（ステップ１０４）。この位相差測定スタートタイミングは、例えば、フォーカスサーボループにおいて外乱信号の出力が開始された状態としてサーボフィルタ処理の結果値のデータにおけるＭＳＢの値が“Ｈ”になるタイミングである。
【００２２】
次にピックアップユニット１からの採取データを位置エラー検出信号値Ｎ・Ｇとしてメモリへ記憶し（ステップ１０５）、そのときの外乱信号値Ｘのデータをメモリへ記憶し（ステップ１０６）、前記の(1)式、(2)式に従い、検出された位置エラー検出信号値Ｎ・Ｇと外乱信号値Ｘとから合成値Ｎを算出して、検出された信号値Ｎ・Ｇにより合成処理をして信号値Ｙを算出してメモリへ記憶し（ステップ１０７）、信号値Ｘ，Ｙから位相差算出処理をして位相差φiをメモリへ記憶する（ステップ１０８）。そして位相差測定終了タイミングか否かを判定する、位相差測定終了待ちループに入る（ステップ１０９）。この位相差測定終了タイミングは、例えば、フォーカスサーボループにおいて外乱信号値のデータにおけるＭＳＢの値が“Ｈ”になるタイミングである。
そして測定回数ｍ＝ｍ＋１として更新して（ステップ１１０）、測定回数ｍ＞Ｍかの判定を行う（ステップ１１１）。Ｍは測定回数の設定値である。この判定でＮＯとなるとステップ１０３へと戻る。
【００２３】
ステップ１１１の判定においてＹＥＳとなると、Ｍ個の位相差φiから位相差の平均値φを算出し（ステップ１１２）、平均値φがφ＝９０゜か？、の判定をする（ステップ１１３）。ここで、ＮＯとなると、現在のかけ算の係数値Ｋ（ゲイン値）の上位３ビットを取得し（ステップ１１４）、９０゜に対して平均値φは＋側か？、の判定をして（ステップ１１５）て、ＹＥＳとなり、＋側のときには、係数値Ｋの上位３ビットに−１を加えて係数値Ｋ（ゲイン）を算出して（ステップ１１６）、ステップ１０１に戻り、ここで算出された係数値Ｋ（ゲイン）を初期値に換えて設定して、次のステップ１０２で位相差測定回数カウンタの値ｍをクリアする。そしてステップ１０３からの前記の処理を繰り返す。
【００２４】
また、ステップ１１５の判定でＮＯとなり、＋側でないときには、−側となるので、係数値Ｋの上位３ビットに＋１を加えて係数値Ｋ（ゲイン）を算出して（ステップ１１６ａ）、ステップ１０１へと戻り、ここで算出された係数値Ｋ（ゲイン）を設定して、次のステップ１０２で位相差測定回数カウンタの値ｍをクリアする。そしてステップ１０３からの前記の処理を繰り返す。
このようにして、ステップ１１３の判定でＹＥＳとなると、そのときの係数値Ｋ（ゲイン値）がフォーカスサーボパラメータ記憶領域２０に記憶されて（ステップ１１７）、ここでの処理が終了する。
この後は、ＭＰＵ１１は、フォーカスサーボプログラム１５を実行してピックアップユニット１に対してフォーカスサーボパラメータ記憶領域２０に記憶された係数値Ｋを用いて合成された信号値Ｎに対してかけ算部３３においてかけ算処理をして従来と同様なフォーカス制御をする。
【００２５】
ここで、この実施例におけるステップ１１４からステップ１１６、１１６ａに至る係数値Ｋ（ループゲイン）の設定と、その変化について図４を用いて説明する。なお、係数値Ｋは、６ビット程度のデータ値を使用するとよいが、ここでの説明では、説明を簡単にするために係数値Ｋ（ゲイン値）のビット数を４ビットとして説明する。
まず、ステップ１０１で設定された係数値Ｋの初期値が“１０００”であるとする。これが図４のツリーの出発点となる。そして、ステップ１１５の判定でＹＥＳとなり、＋側のときには、図４に示すように、ステップ１１６で上位３ビットの“１００”に−１が加えられディクリメントされ、結果として係数値Ｋの値は、ツリーの右側の枝を辿り、“０１１０”となる。これがステップ１０１において次の係数値Ｋ（ゲイン値）としてかけ算部３３に与えられる。
【００２６】
逆に、ステップ１１５の判定でＮＯとなり、−側のときには、図４に示すように、ステップ１１６ａで上位３ビットの“１００”に＋１が加えられ、結果として係数値Ｋの値は、ツリーの左側の枝を辿り、“１０１０”となって、これがステップ１０１において次の係数値Ｋ（ゲイン値）としてかけ算部３３に与えられる。
以降、図４に示すように、ステップ１１５の判定の都度、ここでＮＯとなったときには位相９０゜に対して−側であるので、そのときには１つ前の係数値Ｋに対して右側の枝を辿り、係数値Ｋの値が変化していき、ＹＥＳのときには＋側であるので１つ前の係数値Ｋに対して左側の枝を辿り、係数値Ｋの値が変化していく。この場合も前記の上位３ビットに対して判定結果に応じたインクリメントあるいはデクリメントを繰り返して、この上位３ビットの値を決定した後にこれ以下の下位のビットについて順次判定結果に応じてインクリメントあるいはデクリメントして平均値φがφ＝９０゜（実質的に位相差が９０゜となるφ）に対応する係数値Ｋの値を決定するものである。
【００２７】
このように係数値Ｋを算出する基準ビットを上位のｎビット（ただしｎは３以上の整数）に着目してその値を基準として位相差の判定結果（＋側か−側か）に応じてインクリメントあるいはデクリメントすることにより、上位ｎビット分についてこの上位の１／ｎビットの分解能で決定していき、その後にこれより下位のビット値を選択する。このことにより、上位ｎビット分についてこの上位の１／ｎビットの分解能として、従来のような範囲判定の結果に応じてゲインを変化させるのではなく、上位の１／ｎビットの分解能でゲインを順次変化させるので、ゲイン調整の変動幅を小さくすることができる。これにより、ゲイン変動によるサーボループの外れ発生を抑制することが可能になる。
【００２８】
以上説明してきたが、実施例では、電源ＯＮ時にゲイン設定処理を行っているが、ここでのゲイン設定処理は、外部信号に応じてあるいは定期的に行うようにしてもよいことはもちろんである。
また、実施例では、フォーカスサーボループを中心にして説明しているが、このサーボフィルタ処理を行うサーボループとしてトラッキングサーボ機構のサーボループも全く同様に使用されるので、この発明は、フォーカスサーボル機構の場合のサーボループに限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
この発明にあっては、Ｎ＝Ｘ＋ＤとＹ＝Ｎ＋Ｄとの２式（ただし、Ｄは、位置エラー検出信号の値）に従って得られる外乱信号の生成値Ｘと、前記の信号値Ｙの位相差を検出し、この位相差が実質的に９０゜になるゲイン値をループゲインとして設定すれば、サーボ処理のループゲインを実質的に０ｄＢに設定できるので、ループゲインを実質的に０ｄＢにしたい周波数の信号値Ｘの外乱信号を生成し、位相差が実質的に９０゜になるゲイン値を求めるだけで、そのときどきのピックアップユニットの特性に対応したサーボ処理におけるループゲインの設定が可能になる。
その結果、ピックアップユニットの特性に合わせて基準範囲を設定することがが不要になり、ピックアップユニットの特性に影響されることなく、レーザ光の位置をサーボ処理で修正してレーザ光を照射面に焦点合わせをすることも、あるいはトラッキングさせることも容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の光ディスク再生装置を適用した光ディスク再生装置のフォーカスサーボループゲイン調整におけるコントローラの内部の機能ブロック図である。
【図２】図２は、図１のフォーカスサーボループゲイン調整を行うコントローラの説明図である。
【図３】図３は、ゲイン設定処理のフローチャートである。
【図４】図４は、ゲイン設定処理におけるゲイン値選択の説明図である。
【図５】図５は、従来のフォーカスサーボループゲイン調整におけるコントローラの内部処理を機能ブロック化した説明図である。
【符号の説明】
１…ピックアップユニット、１ａ…フォトディテクタ、
１ｂ…ピックアップユニットのフォーカス位置調整機構、
２…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、
３，１０…演算処理装置、４…Ｄ／Ａ変換回路、
３１…信号合成部、３２…外乱信号発生部３２、
３３…かけ算部、３４…サーボフィルタ部、
１１…ＭＰＵ、１２…メモリ、
１３…インタフェース、１４…バス、
１５…フォーカスサーボプログラム、
１６…外乱発生プログラム、１７…位相差測定プログラム、
１８…平均値算出プログラム、１９…判定・ゲイン設定プログラム、
２０…フォーカスサーボパラメータ記憶領域。

Claims

レーザ光源と受光素子とを有し、光ディスクに対して前記レーザ光源によるレーザ光を照射して前記光ディスクからの反射光を前記受光素子が受けて前記光ディスクの照射面に対する前記レーザ光の焦点合わせ位置あるいはトラッキング位置についての位置エラー検出信号を発生するピックアップユニットと、このピックアップユニットから前記位置エラー検出信号を受けてＡ／Ｄ変換して前記位置エラー検出信号のデジタル値に対して前記ピックアップユニットを含めてサーボループを構成してこのサーボループに所定のループゲインを設定して位置エラーを修正するサーボ処理を行い、その処理結果をＤ／Ａ変換して前記照射面に対する前記レーザ光の位置エラーを修正する修正信号を発生する制御装置とを有し、前記修正信号に応じて前記レーザ光の前記照射面に対して前記レーザ光を焦点合わせしあるいはトラッキングする光ディスク再生装置において、
前記サーボ処理は、フォーカスサーボループを構成するサーボフィルタ処理であり、
前記制御装置は、内部で外乱信号を生成し、前記位置エラー検出信号のデジタル値Ｄと前記外乱信号の生成値Ｘとを合成して合成値Ｎを生成し、この合成値Ｎに対して前記サーボ処理を行うものであり、
次の２つの関係式
Ｎ＝Ｘ＋Ｄ
Ｙ＝Ｎ＋Ｄ
を成立させる関係にある前記生成値Ｘと前記信号値Ｙの位相差を検出し、この位相差がデジタル値のビット分解能で決定されることになる９０゜になるゲイン値を前記ループゲインとしてデジタル値によりゲイン設定するゲイン設定手段を有し、
前記ゲイン設定手段は、前記ゲイン値を上位ｎビット（ｎは３以上の整数）と残りの下位ビットとに分けて最初に設定した前記ゲイン値の前記上位ｎビットについて複数回前記位相差を検出して前記検出された位相差の平均値が９０゜に対して＋側か−側かの判定結果に応じてインクリメントあるいはディクリメントして前記上位ｎビットの値のゲイン値を決定し、その後に前記判定結果に応じて前記下位のビット値をインクリメントあるいはディクリメントすることで前記下位のビットの分解能のデジタル値で決定されることになる前記平均値が９０゜になるゲイン値を決定して前記ループゲインを設定するものであって、前記上位ｎビットは、ゲイン変動による前記サーボループのサーボ外れの発生を抑制するものとして選択されていることを特徴とする光ディスク再生装置。
さらに、前記制御装置は、前記位置エラー検出信号のデジタル値Ｄと前記合成値Ｎとを合成して前記信号値Ｙを生成する合成手段と、前記生成値Ｘと前記信号値Ｙとの位相を比較して位相差を算出する位相差算出手段と、この位相差算出手段から得られる位相差算出結果を複数回得て、この複数回の前記位相差算出結果の平均値を前記平均値として算出する平均値算出手段と、前記平均値が９０゜の位相差か否か判定する判定手段と、この判定手段の判定の結果、前記平均値が９０゜でないときに前記ループゲインのゲイン値を増減設定するゲイン設定手段とを備え、前記修正信号は、前記ピックアップユニットから出力されるレーザ光を焦点合わせする焦点合わせ機構に加えられるものであり、前記ゲイン設定手段は、前記判定手段の判定により前記平均値が前記下位のビットの分解能のデジタル値で決定されることになる９０゜になるゲイン値を検出する請求項１記載の光ディスク再生装置。
さらに、前記サーボループにおいて前記合成値Ｎに係数をかけることでゲイン値を設定するかけ算手段を有し、前記ゲイン設定手段は、前記かけ算手段に前記ゲイン値を設定するものである請求項２記載の光ディスク再生装置。