JP3859107B2

JP3859107B2 - 液晶チルトサーボ装置

Info

Publication number: JP3859107B2
Application number: JP10683799A
Authority: JP
Inventors: 真一猶原; 健佐藤; 仁志山崎; 則夫松田; 司雄野崎
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: JP2000298862A; US6680886B1

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のチルトサーボ装置、特に、チルトエラーを補正する液晶パネル素子を有する液晶チルトサーボ装置に関する。
【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、一般に、光ディスクの反りなどによって光ピックアップから照射された光ビームの光軸と照射位置における光ディスクの法線とにずれが生じる。このずれの角度はチルト角と呼ばれ、主に光ディスクの半径方向（以下、「ラジアル方向」と称する）で発生し、光学系のコマ収差などの要因となる。従って、チルト角が生じることにより、隣接するトラックとのクロストークやジッターなどの信号劣化が引き起こされ、光ディスクの再生品質に悪影響を与える。また、特にＤＶＤのように高密度記録を行う場合では、レーザビームのスポット径を小さくするために、レーザ光の波長を短くし、対物レンズの開口数ＮＡを大きくする必要があるため、チルト角に対するマージンが小さくなる。すなわち、光ディスクが僅かに傾いていても再生品質の大きな劣化を招く。従って、光ディスクの再生中にはチルト角による収差を補正するため、反射された光ビームの検出信号強度に基づいてチルトエラーを補正するチルトサーボ機構を設けるのが一般的である。このようなチルトサーボ方式の１つとして、液晶パネル素子を用いた液晶チルトサーボ装置がある。液晶チルトサーボの動作原理は、光ピックアップに搭載した液晶の位相を制御することによって、光ディスクのチルトにより発生する波面収差を補償することにある。尚、この波面収差を補償するために液晶パネル素子を用いた液晶チルトサーボ装置については、本出願人による特許出願である特願平第８−３４４５４０号に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、光ディスク記録再生装置においては、光ディスクの反りやターンテーブルの傾きなどによって、いわゆる面振れが生じるため、面振れの周期に応じて検出信号の強度が変動する。しかしながら、従来のチルトサーボ装置においては、面振れによる変動を含んだ検出信号に基づいて制御を行っていたため、正確な制御を行うことができなかったり、最適位置に制御するための収束時間が長くなるという問題を有していた。
【０００４】
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、光ディスクの面振れに左右されず、正確で安定したチルト補正が可能なチルトサーボ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶チルトサーボ装置は、光記録媒体に照射した光ビームの反射光を検出し検出信号を生成する光検出手段と、光ビームの光軸上に配置され、光記録媒体上の光ビーム照射位置における法線と前記光ビームの光軸とのなすチルト角により生じるチルトエラーを補正する液晶パネル素子と、液晶パネル素子を駆動してチルトエラーの補正量を制御する制御手段と、光記録媒体を回転させるモータの回転に同期して回転信号を生成する回転信号生成手段と、を有するチルトサーボ装置であって、制御手段から補正量を示す駆動信号が液晶パネル素子に与えられてから液晶パネル素子の応答時間が経過するまでの間に、光記録媒体の１回転を１周期として回転信号に基づいて所定回転角毎に検出信号の包絡線信号強度のサンプリングを実行するサンプリング手段と、該サンプリングした複数の包絡線信号強度の平均値を算出する算出手段と、を有し、制御手段は上記平均値に基づいて補正量を変更することを特徴としている。
【０００６】
【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、実質的に同等な部分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液晶チルトサーボ装置の構成を概略的に示す図であり、光ディスク１、光ピックアップ２、ＲＦ包絡線生成器１１、チルトサーボ制御装置１４、液晶駆動回路１５、ＦＧパルス検出回路１６、及びシステム制御部１７を有している。光ピックアップ２は、受光素子３、対物レンズ５、液晶パネル素子７、及びサーミスタ８を有している。
【０００７】
光ピックアップ２内のレーザ光源（図示しない）から照射された光ビームは光ディスク１により反射され、反射光は受光素子３で検出される。検出されたＲＦ信号はＲＦ包絡線生成器１１に送られる。光ピックアップ２には光ビームの光軸に液晶パネル素子７が配置され、光学系の収差を補正することができる。ＲＦ包絡線生成器１１は、受光素子３から受け取ったＲＦ信号の包絡線を検出してＲＦ包絡線信号としてチルトサーボ制御装置１４に送出する。また、サーミスタ８から光ピックアップ２の環境温度を示す出力がチルトサーボ制御装置１４に供給される。上記したＲＦ振幅強度信号及び環境温度に基づいて、チルトサーボ制御装置１４は、チルトエラーを補正するためのデータ制御信号、すなわちチルト制御信号及びバイアス制御信号を液晶駆動回路１５に送出する。これにより液晶パネル素子７は、液晶パネル素子７を通過する光の位相差を可変でき収差を補正することでチルトエラー補正手段として機能する。一方、システム制御部１７は、最適なチルトサーボを行うようにチルトサーボ制御装置１４を制御する。チルトサーボ制御装置１４及びシステム制御部１７は一体としてチルトエラー補正制御手段として機能する。
【０００８】
図２は、従来のチルトサーボ装置におけるチルトエラー補正について説明するための図である。図２（Ａ）は、チルトエラー補正量を一定にした場合のＲＦ包絡線強度を光ディスクの回転角に対して示す図である。チルトエラー補正量が一定なので面振れが無ければ包絡線強度は一定となるはずであるが、面振れが有る場合には図中の実線で示したように光ディスクの１回転を周期として包絡線強度は変動する。従って、図２（Ｂ）に示すように包絡線強度はチルトエラー補正量に対して破線で示す変動幅内で変動する。チルトエラー補正量を最適値に制御する方法は様々であるが、上記したような包絡線強度の変動が有るとチルトエラー補正を正確に行うことが困難になる。例えば、補正最適値の方向にチルトエラー補正量を変更した（図中、点Ａから点Ｂへ）場合、包絡線強度の変動によって変更後の包絡線強度の検出値（点Ｂ）が変更前の包絡線強度の検出値（点Ａ）よりも小さくなることがある。従って、補正によって包絡線強度の検出値は減少するため、次の補正量の変更において逆方向に、すなわち補正最適値から離れる方向に補正量を変化させるように制御が働いてしまう。面振れがない場合は（Ａ’−Ｂ’間）、包絡線強度は増加しているので次の補正も同じ方向、つまり最適値へ向かって正しく動作する。また、例えば、補正最適値の方向にチルトエラー補正量を変更し（図中、点Ｃから点Ｄへ）、変更後の包絡線強度の検出値（点Ｄ）が変更前の包絡線強度の検出値（点Ｃ）よりも大きくなる場合であっても、その包絡線強度の差が、面振れが無い場合（Ｃ’−Ｄ’間）の包絡線強度変化に比べて大きいと、次の補正量の変更において必要以上の補正を行うように制御がなされてしまうといったことが生じる。従って、光ディスクの面振れによって、制御が補正最適値から大きく外れてしまったり、補正最適値の周囲で振動したり、又は収束に時間がかかるという問題が生じる。
【０００９】
図３は、かかる問題を解決するためになされた本発明の１実施例である液晶チルトサーボ制御装置の構成を概略的に示す図である。
図３を参照しつつこの液晶チルトサーボ制御装置１４の動作について説明する。
ＲＦ包絡線強度検出器２１は、ＲＦ包絡線生成器１１により生成されたＲＦ包絡線信号を受け取り、タイミング信号生成器２３のタイミング信号に応答してＲＦ包絡線信号から包絡線強度を取り込む。ＲＦ包絡線強度検出器２１は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器（図示しない）を有し、デジタル化した包絡線強度値に後述する加算や平均化等の所定の処理を施した後、レジスタ２５に供給する。タイミング信号生成器２３は、演算処理部２７からの制御信号に応答して、タイミング信号を生成し各部へ送出する。タイミング信号は、ＦＧパルス検出回路１６から供給されたＦＧパルスに同期したサンプリング信号、及びレジスタ２５へのデータ送出指令信号を含んでいる。ＦＧパルスは、光ディスクを回転させるスピンドルモータの回転に同期した回転信号であり、光ディスクの１回転をＮ等分（Ｎは整数）した一定回転角を１周期とするパルス列である。レジスタ２５は、タイミング信号生成器２３からの送出指令信号に応答して包絡線強度値を演算処理部２７に供給する。
【００１０】
演算処理部２７は、前述のシステム制御部１７と協働して液晶チルトサーボ制御装置１４内の各構成要素の制御を実行する。演算処理部２７は、レジスタ２５から供給された包絡線強度の各値を用いて演算、判別などの処理を実行する。また、また、サーミスタ８から供給され、Ａ／Ｄ変換器３１によりデジタル化された温度信号を受け取り、この温度信号に基づいて上記したタイミング信号生成器２３、及び温度テーブルメモリ３３、チルト補正ＲＯＭ３５の制御及びデータの授受をなす。温度テーブルメモリ３３には、液晶の位相特性及び応答特性などの温度変動に対するデータが格納されている。また、チルト補正ＲＯＭ３５には、液晶の温度特性に応じた位相補正のための液晶駆動量などのデータが格納されている。例えば、チルト補正ＲＯＭ３５には、様々な環境温度に対して、チルト角０．１度毎の液晶駆動量が各アドレスに順番に格納されている。演算処理部２７は、温度テーブルメモリ３３を参照し、液晶の環境温度に応じたタイミング信号を生成するようにタイミング信号生成器２３を制御する。また、液晶の環境温度に応じた液晶駆動量を指定する制御信号、例えば上述の例ではアドレス指定信号、をチルト補正ＲＯＭ３５に送出する。チルト補正ＲＯＭ３５から取り出されたデータはＤ／Ａ（ＰＷＭ）部３７により液晶駆動量（チルト、バイアス）を表すＤ／Ａ又はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に変換され液晶駆動回路１５に供給される。
【００１１】
次に、本実施例におけるチルトエラー補正制御について、図４及び図５に示すフローチャート、及び図６を参照しつつ詳細に説明する。
図４及び図５に示すフローチャートに示す動作は、例えば光ディスク１の記録又は再生中にシステム制御部１７によるチルトサーボ開始を指令する割り込み処理によって実行される。
【００１２】
まず、演算処理部２７はチルト補正ＲＯＭに対してチルトサーボ開始時の所定のアドレスを指定する（ステップＳ１１）。指定されたアドレスのチルト補正データはＤ／Ａ（ＰＷＭ）化され液晶駆動回路１５に供給され、これに応じたチルトエラー補正量となるように液晶の駆動がなされる（ステップＳ１２）。
このチルトエラー補正量を一定にした状態において、包絡線強度を複数回サンプリングし、得られたサンプリング値を平均化して光ディスクの面振れに起因する包絡線強度の変動を相殺する。下記においては、図６に示すように、光ディスクの１回転につき３回、すなわち１回転を３等分した角度でサンプリングする場合を例に説明する。まず、サンプリングを指示するサンプリング指示信号の有無を判別し（ステップＳ１３）、サンプリング指示信号が有った場合には、包絡線強度を表す電圧を取り込む。ここでは、包絡線強度信号中に含まれる雑音を除去するために複数回、例えば５回取り込み、平均値Ｓ(１)を求める（ステップＳ１４）。従って、Ｓ(１)は、第１回目のサンプリング値を示す。また、前述の説明及び図６に示すように、このサンプリング指示信号はＦＧ信号の所定数のパルス立ち上がりを検出する毎に発せられる。次に、サンプリングが３回終了したか否かを判別し（ステップＳ１５）、終了した場合には、得られたサンプリング値の平均値Ｖ１＝（Ｓ(１)＋Ｓ(２)＋Ｓ(３)）／３を算出する（ステップＳ１６）。すなわち、この平均化された包絡線強度Ｖ１を現在のチルトエラー補正量における包絡線強度としてチルトサーボが行われる。尚、ここでは、サンプリング値の算術平均値を用いたが、総和を用いるようにしてもよい。
【００１３】
次に、補正量変更指示信号の有無を判別し（ステップＳ１７）、補正量変更指示が有った場合には、チルト補正ＲＯＭに対して所定のチルト補正データ（ΔＴ）により液晶を駆動する（ステップＳ１８）。更に、サンプリング指示信号の有無を判別し（ステップＳ１９）、ステップＳ１３ないしステップＳ１６で行った手順と同様な手順を実行して平均値Ｖ２を算出する（ステップＳ１９〜Ｓ２２）。上記ステップの実行により得られた、チルト補正量変更前後の包絡線強度Ｖ１，Ｖ２の差の絶対値を所定の小さな値Ｅと比較する。この所定の小さな値Ｅは包絡線強度が最大、すなわちチルト補正が最適値であるか否かを判別するための閾値である。包絡線強度Ｖ１，Ｖ２の差の絶対値が閾値Ｅよりも小さければ制御をメインルーチンに戻し、閾値Ｅよりも大きければ、更にＶ１，Ｖ２の大小を判別する（ステップＳ２４）。Ｖ２がＶ１よりも大なる場合は、その差分及び液晶の温度応答特性等に応じたチルト補正量を表すチルト補正データ（ΔＴ）を確定する（ステップＳ２５）。Ｖ２がＶ１よりも小なる場合は、その差分、液晶の温度応答特性、及び補正方向を反転すべきことを含めてチルト補正データ（ΔＴ）を確定する（ステップＳ２６）。次に、チルト補正後の包絡線強度Ｖ２を新たにＶ１として置き換え（ステップＳ２７）、ステップＳ１７に戻り、チルト補正が最適となるまで上記したチルト補正量変更及び包絡線強度の大小判別の手順を繰り返す。以上の手順によってチルト補正制御が実行される。
【００１４】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、光ディスクの面振れを相殺するようにサンプリングを行っているので、面振れに拘わらず正確で安定したチルト補正が可能なチルトサーボ装置を実現できる。また、液晶の温度応答時間内であっても面振れ成分除去のためのサンプリングを実行できるので、サンプリングのために余分の応答時間を待つ必要も無い。
【００１５】
尚、上記した手順において、サンプリング指示信号のタイミングは、液晶の温度応答特性に応じて確定される。すなわち、あるチルト補正量において、Ｎ回（Ｎは２以上の整数）のサンプリングを行い、包絡線強度をその平均値により確定する場合において、Ｎ回からなるサンプリングは液晶の応答時間内に完了される。また、Ｎ回のサンプリングの開始タイミング、すなわち第１回目のサンプリングは液晶の温度応答特性に応じて、すなわち、応答遅れによる包絡線強度の算出誤差が小さくなるように確定するようにしてもよい。例えば、低温において液晶の応答が遅いとき（例えば、遅れ時間、１００ミリ秒程度）は、応答が早い常温（例えば、遅れ時間、数１０ミリ秒程度）に比べてサンプリングの開始を遅らせることが好ましい。
【００１６】
更に、サンプリングの回数についても液晶の温度応答特性に応じて確定するようにしてもよい。すなわち、液晶の応答が遅いときはサンプリングの回数を増やして応答遅れによる包絡線強度の算出誤差を低減するようにしてもよい。
尚、上記実施例においては、チルトサーボ制御装置をハードウエアの構成として説明したが、例えばワンチップ化したＩＣを用いて構成してもよく、あるいはマイクロコンピュータのソフトウエア等により実現してもよい。
【００１７】
【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、光ディスクの面振れを相殺するようにチルト検出信号をサンプリングすることによって、光ディスクの面振れが有っても正確で安定したチルト補正が可能なチルトサーボ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例である光ディスクプレーヤの液晶チルトサーボ装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】従来のチルトサーボ装置におけるチルトエラー補正について説明するための図である。
【図３】本発明の１実施例である液晶チルトサーボ制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】本発明のチルトサーボ制御装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明のチルトサーボ制御装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明のチルトサーボ制御装置の実行するサンプリングについて説明する図である。
【主要部分の符号の説明】
１光ディスク
２光ピックアップ
３受光素子
７液晶パネル素子
８サーミスタ
１１ＲＦ包絡線生成器
１４チルトサーボ制御装置
１６ＦＧパルス検出回路
１７システム制御部
２１包絡線強度検出器
２３タイミング信号生成器
２５レジスタ
２７演算処理部
３３温度テーブルメモリ
３５チルト補正ＲＯＭ

Claims

光記録媒体に照射した光ビームの反射光を検出し検出信号を生成する光検出手段と、前記光ビームの光軸上に配置され、前記光記録媒体上の光ビーム照射位置における法線と前記光ビームの光軸とのなすチルト角により生じるチルトエラーを補正する液晶パネル素子と、前記液晶パネル素子を駆動して前記チルトエラーの補正量を制御する制御手段と、前記光記録媒体を回転させるモータの回転に同期して回転信号を生成する回転信号生成手段と、を有するチルトサーボ装置であって、
前記制御手段から前記補正量を示す駆動信号が前記液晶パネル素子に与えられてから前記液晶パネル素子の応答時間が経過するまでの間に、前記光記録媒体の１回転を１周期として前記回転信号に基づいて所定回転角毎に前記検出信号の包絡線信号強度のサンプリングを実行するサンプリング手段と、
該サンプリングした複数の包絡線信号強度の平均値を算出する算出手段と、を有し、
前記制御手段は前記平均値に基づいて前記補正量を変更することを特徴とするチルトサーボ装置。
前記液晶パネル素子の置かれた環境温度を検出する温度検出手段と、前記液晶パネル素子の温度に対する応答時間が記憶された応答特性記憶手段と、を更に有し、前記包絡線信号強度のサンプリングは、前記温度検出手段により検出された環境温度及び前記応答特性記憶手段に記憶された応答時間に基づいて実行されることを特徴とする請求項１記載のチルトサーボ装置。
前記包絡線信号強度のサンプリングは、前記駆動信号が前記液晶パネル素子に与えられてから前記応答時間の長さに応じた時間だけ遅延されて開始されることを特徴とする請求項１又は２に記載のチルトサーボ装置。
前記包絡線信号強度のサンプリングの回数は、前記応答時間の長さに基づいて確定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のチルトサーボ装置。