JP4036061B2 - Disk drive device and servo gain adjustment method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等のディスク記録媒体に対するディスクドライブ装置、及びサーボゲイン調整方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
デジタルデータを記録・再生するための技術として、例えば、CD(Compact Disk),MD(Mini-Disk),DVD(Digital Versatile Disk)などの、光ディスク(光磁気ディスクを含む)を記録メディアに用いたデータ記録技術がある。光ディスクとは、金属薄板をプラスチックで保護した円盤に、レーザ光を照射し、その反射光の変化で信号を読み取る記録メディアの総称である。
光ディスクには、例えばCD、CD−ROM、DVD−ROMなどとして知られているように再生専用タイプのものと、MD、CD−R、CD−RW、DVD−R、DVD−RW、DVD+RW、DVD−RAMなどで知られているようにユーザーデータが記録可能なタイプがある。記録可能タイプのものは、光磁気記録方式、相変化記録方式、色素膜変化記録方式などが利用されることで、データが記録可能とされる。色素膜変化記録方式はライトワンス記録方式とも呼ばれ、一度だけデータ記録が可能で書換不能であるため、データ保存用途などに好適とされる。一方、光磁気記録方式や相変化記録方式は、データの書換が可能であり音楽、映像、ゲーム、アプリケーションプログラム等の各種コンテンツデータの記録を始めとして各種用途に利用される。
更に近年、DVR(Data & Video Recording)と呼ばれる高密度光ディスクが開発され、著しい大容量化が図られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
既に公知のとおり、光ディスクに対する記録再生を行うディスクドライブ装置では、レーザ光の焦点位置をディスク記録面に制御するフォーカスサーボ動作や、レーザ光がディスク上のトラック(ピット列やグルーブ(溝)によるトラック)をトレースするように制御するトラッキングサーボ動作が行われる。
そして、これらのフォーカスサーボ、トラッキングサーボにおいては、サーボループのゲインが適切に設定されることが、動作の安定化上、必要である。
【0004】
サーボループゲインの調整のために従来から知られている手法としては、ある周波数の調整ソース信号をサーボループに加算した結果の応答波形(振幅を用いる場合もあり、位相を用いる場合もある)からサーボループの特性を計算し、サーボループゲインを一定に調整するものがある。
ところが、例えばディスク上のグルーブの成形状態などに起因するディスクノイズが高く、全周波数に渡ってノイズがある場合などで、応答波形の観測信号に調整ソースと同じ周波数のノイズ成分が多く含まれると、バンドパスフィルタ等のフィルタリングによってもノイズ成分を除去し切れず、適切に応答波形を観測できない。その結果、調整ソース信号と応答波形を用いたサーボゲイン計算も誤差を多く含んでしまい、実用に足る精度の調整ができないものとなっていた。
【0005】
また、ノイズ成分を十分無視できるほどの大振幅の調整ソース信号を加算するようにすれば、或る程度の演算精度を確保できるが、その場合、サーボゲイン調整時のサーボ安定性が確保できなくなる。なぜなら、調整ソース信号の加算は、サーボループに外乱を加算していることになるためであり、つまり調整ソース信号が大振幅になるほど、外乱成分が増大することになるためである。
サーボ安定性が確保できないことは、例えば再生中、シーク時などにおいてサーボゲイン調整を行うことが適切ではないものとなる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明はこれらの事情に鑑みて、フォーカスサーボ、トラッキングサーボのループゲインを精度良く調整できるようにし、またサーボ安定性を損なわないでループゲイン調整が実行できるようにすることを目的とする。
【0007】
このために本発明のディスクドライブ装置は、データの書込又は読出のために、ディスク記録媒体に対するレーザ照射及び反射光検出を行うヘッド手段と、上記ヘッド手段で得られる反射光からサーボエラー信号を生成するサーボエラー信号生成手段と、上記サーボエラー信号に対してゲイン処理を含めた所定の処理を行い、サーボ信号を生成して出力するサーボ信号生成手段と、上記サーボ信号生成手段から出力されるサーボ信号に基づいて、上記ヘッド手段のサーボ動作を実行させるサーボ駆動手段と、特定周波数の調整ソース信号として、2通りの異なる振幅の信号を発生させて上記サーボエラー信号に加算することができる調整ソース信号発生手段と、上記調整ソース信号が上記サーボエラー信号に加算されることで生ずるサーボループ応答波形の振幅を観測する観測手段と、上記調整ソース信号の2通りの各振幅と、上記調整ソース信号の2通りの各振幅が上記サーボエラー信号に加算された際のそれぞれ振幅に対応するサーボループ応答波形と、サーボループ特性値とを用いた演算を行ってサーボループゲインの調整値を算出し、上記サーボ信号生成手段の上記ゲイン処理におけるゲイン値を調整するサーボゲイン調整手段と、2通りの異なる振幅の各調整ソース信号の上記サーボエラー信号への加算、及びサーボループ応答波形の観測を、ディスク記録媒体上の同一箇所、又は近傍場所で実行させる制御手段とを備え、上記サーボゲイン調整手段は、上記調整ソース信号の2通りの各振幅が上記サーボエラー信号に加算された際の、それぞれ振幅に対応して観測された各サーボループ応答波形を、互いに差し引きする演算を行う。
また、上記サーボゲイン調整手段で算出された調整値を記憶する記憶手段を備え、上記サーボゲイン調整手段は、算出された調整値と、上記記憶手段に記憶された過去の調整値との平均値を算出し、平均値により上記サーボ信号生成手段の上記ゲイン処理におけるゲイン値を調整する。
また、ディスク記録媒体が装填された際に、上記調整ソース信号発生手段、上記観測手段、上記サーボゲイン調整手段により、上記ゲイン処理におけるゲイン値を調整させる制御手段を備える。
また、ディスク記録媒体が装填された後、ディスク記録媒体に対する動作実行期間において、所定タイミングで上記調整ソース信号発生手段、上記観測手段、上記サーボゲイン調整手段により、上記ゲイン処理におけるゲイン値を調整させる制御手段を備える。
【0008】
本発明のサーボゲイン調整方法は、特定周波数の調整ソース信号として、2通りの異なる振幅の信号を発生させて上記サーボエラー信号に加算するとともに、各振幅の調整ソース信号が上記サーボエラー信号に加算されることで生ずるサーボループ応答波形の振幅をそれぞれ観測し、上記調整ソース信号の2通りの各振幅と、上記調整ソース信号の2通りの各振幅が上記サーボエラー信号に加算された際のそれぞれ振幅に対応するサーボループ応答波形と、サーボループ特性値とを用いた演算を行ってサーボループゲインの調整値を算出し、上記算出された調整値を用いて、サーボゲインを調整するとともに、2通りの異なる振幅の各調整ソース信号の上記サーボエラー信号への加算、及びサーボループ応答波形の観測を、ディスク記録媒体上の同一箇所、又は近傍場所で実行し、上記調整値を算出する際の演算には、上記調整ソース信号の2通りの各振幅が上記サーボエラー信号に加算された際のそれぞれ振幅に対応して観測された各サーボループ応答波形を、互いに差し引きする演算が含まれるようにする。
また、算出された調整値を記憶するとともに、サーボゲイン調整の際には、上記算出された調整値と、記憶された過去の調整値との平均値を算出し、該平均値によりサーボゲインを調整する。
また、ディスク記録媒体が装填された際に、上記調整ソース信号の発生及びサーボエラー信号への加算、上記サーボループ応答波形の観測、上記調整値の算出を実行して、サーボゲインの調整を行う。
また、ディスク記録媒体が装填された後、ディスク記録媒体に対する動作実行期間において、所定タイミングで、上記調整ソース信号の発生及びサーボエラー信号への加算、上記サーボループ応答波形の観測、上記調整値の算出を実行して、サーボゲインの調整を行う。
【0009】
以上の構成の本発明によれば、1回のサーボゲイン調整に用いる調整ソース信号として2通りの振幅の信号をサーボループに加算する。そしてそれぞれの振幅の調整ソース信号に対応する応答波形振幅を互いに差し引きしてサーボゲイン調整値の演算に使用するものとなる。この場合、調整ソース信号と同一周波数のノイズ成分をキャンセルできる。また従って、調整ソース信号として、ノイズ成分を無視できるほどの大振幅信号を入力する必要が無くなる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、光ディスクに対応して記録再生を行うディスクドライブ装置(記録再生装置)及びそのサーボゲイン調整方法について説明していく。説明は次の順序で行う。
1.ディスクドライブ装置の構成
2.サーボ系の構成
3.サーボゲイン調整処理例[1]
4.サーボゲイン調整処理例[2]
5.サーボゲイン調整にかかる位置及びタイミング
6.変形例
【0011】
1.ディスクドライブ装置の構成
図1に本例のディスクドライブ装置の構成を示す。
ディスク1は例えば相変化方式でデータの記録を行う光ディスクであるとする。またディスク上にはウォブリング(蛇行)されたグルーブが形成され、このグルーブが記録トラックとされる。グルーブのウォブリングによってはいわゆるADIP情報としてアドレス情報などが埋め込まれている。
【0012】
このようなディスク1は、図示しないターンテーブルに積載され、記録/再生動作時においてスピンドルモータ52によって一定線速度(CLV)で回転駆動される。
そして光学ピックアップ(光学ヘッド)51によってディスク1上のグルーブトラックのウォブリングとして埋め込まれたADIP情報の読み出しがおこなわれる。
また記録時には光学ピックアップ51によってトラックにユーザーデータがフェイズチェンジマークとして記録され、再生時には光学ピックアップによって記録されたフェイズチェンジマークの読出が行われる。
【0013】
ピックアップ51内には、レーザ光源となるレーザダイオードや、反射光を検出するためのフォトディテクタ、レーザ光の出力端となる対物レンズ、レーザ光を対物レンズを介してディスク記録面に照射し、またその反射光をフォトディテクタに導く光学系(図示せず)が形成される。
レーザダイオードは、例えば波長405nmのいわゆる青色レーザを出力するものとされる。また光学系によるNAは0.85である。
【0014】
ピックアップ51内において対物レンズは二軸機構によってトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持されている。
またピックアップ51全体はスレッド機構53によりディスク半径方向に移動可能とされている。
またピックアップ51におけるレーザダイオードはレーザドライバ63からのドライブ信号(ドライブ電流)によってレーザ発光駆動される。
【0015】
ディスク1からの反射光情報はフォトディテクタによって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてマトリクス回路54に供給される。
マトリクス回路54には、フォトディテクタとしての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算/増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
例えば再生データに相当する高周波信号(再生データ信号)、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などを生成する。
さらに、グルーブのウォブリングに係る信号、即ちウォブリングを検出する信号としてプッシュプル信号を生成する。
【0016】
マトリクス回路54から出力される再生データ信号はリーダ/ライタ回路55へ、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号はサーボ回路61へ、プッシュプル信号はウォブル回路58へ、それぞれ供給される。
【0017】
リーダ/ライタ回路55は、再生データ信号に対して2値化処理、PLLによる再生クロック生成処理等を行い、フェイズチェンジマークとして読み出されたデータを再生して、変復調回路56に供給する。
変復調回路56は、再生時のデコーダとしての機能部位と、記録時のエンコーダとしての機能部位を備える。
再生時にはデコード処理として、再生クロックに基づいてランレングスリミテッドコードの復調処理を行う。
またECCエンコーダ/デコーダ57は、記録時にエラー訂正コードを付加するECCエンコード処理と、再生時にエラー訂正を行うECCデコード処理を行う。
再生時には、変復調回路56で復調されたデータを内部メモリに取り込んで、エラー検出/訂正処理及びデインターリーブ等の処理を行い、再生データを得る。
ECCエンコーダ/デコーダ57で再生データにまでデコードされたデータは、システムコントローラ60の指示に基づいて、読み出され、AV(Audio-Visual)システム120に転送される。
【0018】
グルーブのウォブリングに係る信号としてマトリクス回路54から出力されるプッシュプル信号は、ウォブル回路58において処理される。ADIP情報としてのプッシュプル信号は、ウォブル回路58においてADIPアドレスを構成するデータストリームに復調されてアドレスデコーダ59に供給される。
アドレスデコーダ59は、供給されるデータについてのデコードを行い、アドレス値を得て、システムコントローラ10に供給する。
またアドレスデコーダ9はウォブル回路8から供給されるウォブル信号を用いたPLL処理でクロックを生成し、例えば記録時のエンコードクロックとして各部に供給する。
【0019】
記録時には、AVシステム120から記録データが転送されてくるが、その記録データはECCエンコーダ/デコーダ57におけるメモリに送られてバッファリングされる。
この場合ECCエンコーダ/デコーダ57は、バファリングされた記録データのエンコード処理として、エラー訂正コード付加やインターリーブ、サブコード等の付加を行う。
またECCエンコードされたデータは、変復調回路56においてRLL(1−7)PP方式の変調が施され、リーダ/ライタ回路55に供給される。
記録時においてこれらのエンコード処理のための基準クロックとなるエンコードクロックは上述したようにウォブル信号から生成したクロックを用いる。
【0020】
エンコード処理により生成された記録データは、リーダ/ライタ回路55で記録補償処理として、記録層の特性、レーザー光のスポット形状、記録線速度等に対する最適記録パワーの微調整やレーザドライブパルス波形の調整などが行われた後、レーザドライブパルスとしてレーザードライバ63に送られる。
レーザドライバ63では供給されたレーザドライブパルスをピックアップ51内のレーザダイオードに与え、レーザ発光駆動を行う。これによりディスク1に記録データに応じたピット(フェイズチェンジマーク)が形成されることになる。
【0021】
なお、レーザドライバ63は、いわゆるAPC回路(Auto Power Control)を備え、ピックアップ51内に設けられたレーザパワーのモニタ用ディテクタの出力によりレーザ出力パワーをモニターしながらレーザーの出力が温度などによらず一定になるように制御する。記録時及び再生時のレーザー出力の目標値はシステムコントローラ60から与えられ、記録時及び再生時にはそれぞれレーザ出力レベルが、その目標値になるように制御する。
【0022】
サーボ回路61は、マトリクス回路54からのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号から、フォーカス、トラッキング、スレッドの各種サーボドライブ信号を生成しサーボ動作を実行させる。
即ちフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に応じてフォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号を生成し、ピックアップ51内の二軸機構のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することになる。これによってピックアップ51、マトリクス回路54、サーボ回路61、二軸機構によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
【0023】
またサーボ回路61は、システムコントローラ60からのトラックジャンプ指令に応じて、トラッキングサーボループをオフとし、ジャンプドライブ信号を出力することで、トラックジャンプ動作を実行させる。
【0024】
またサーボ回路61は、トラッキングエラー信号の低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ60からのアクセス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号を生成し、スレッド機構53を駆動する。スレッド機構53には、図示しないが、ピックアップ51を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等による機構を有し、スレッドドライブ信号に応じてスレッドモータを駆動することで、ピックアップ51の所要のスライド移動が行なわれる。
【0025】
スピンドルサーボ回路62はスピンドルモータ2をCLV回転させる制御を行う。
スピンドルサーボ回路62は、ウォブル信号に対するPLL処理で生成されるクロックを、現在のスピンドルモータ52の回転速度情報として得、これを所定のCLV基準速度情報と比較することで、スピンドルエラー信号を生成する。
またデータ再生時においては、リーダ/ライタ回路55内のPLLによって生成される再生クロック(デコード処理の基準となるクロック)が、現在のスピンドルモータ52の回転速度情報となるため、これを所定のCLV基準速度情報と比較することでスピンドルエラー信号を生成することもできる。
そしてスピンドルサーボ回路62は、スピンドルエラー信号に応じて生成したスピンドルドライブ信号を出力し、スピンドルモータ62のCLV回転を実行させる。
またスピンドルサーボ回路62は、システムコントローラ60からのスピンドルキック/ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータ2の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
【0026】
以上のようなサーボ系及び記録再生系の各種動作はマイクロコンピュータによって形成されたシステムコントローラ60により制御される。
システムコントローラ60は、AVシステム120からのコマンドに応じて各種処理を実行する。
【0027】
例えばAVシステム120から書込命令(ライトコマンド)が出されると、システムコントローラ60は、まず書き込むべきアドレスにピックアップ51を移動させる。そしてECCエンコーダ/デコーダ57、変復調回路56により、AVシステム120から転送されてきたデータ(例えばMPEG2などの各種方式のビデオデータや、オーディオデータ等)について上述したようにエンコード処理を実行させる。そして上記のようにリーダ/ライタ回路55からのレーザドライブパルスがレーザドライバ63に供給されることで、記録が実行される。
【0028】
また例えばAVシステム120から、ディスク1に記録されている或るデータ(MPEG2ビデオデータ等)の転送を求めるリードコマンドが供給された場合は、まず指示されたアドレスを目的としてシーク動作制御を行う。即ちサーボ回路61に指令を出し、シークコマンドにより指定されたアドレスをターゲットとするピックアップ51のアクセス動作を実行させる。
その後、その指示されたデータ区間のデータをAVシステム120に転送するために必要な動作制御を行う。即ちディスク1からのデータ読出を行い、リーダ/ライタ回路55、変復調回路56、ECCエンコーダ/デコーダ57におけるデコード/バファリング等を実行させ、要求されたデータを転送する。
【0029】
なお、これらのフェイズチェンジマークによるデータの記録再生時には、システムコントローラ60は、ウォブル回路58及びアドレスデコーダ59によって検出されるADIPアドレスを用いてアクセスや記録再生動作の制御を行う。
【0030】
ところで、この図1の例は、AVシステム120に接続されるディスクドライブ装置としたが、本発明のディスクドライブ装置としては例えばパーソナルコンピュータ等と接続されるものとしてもよい。
さらには他の機器に接続されない形態もあり得る。その場合は、操作部や表示部が設けられたり、データ入出力のインターフェース部位の構成が、図40とは異なるものとなる。つまり、ユーザーの操作に応じて記録や再生が行われるとともに、各種データの入出力のための端子部が形成されればよい。
もちろん構成例としては他にも多様に考えられ、例えば記録専用装置、再生専用装置としての例も考えられる。
【0031】
2.サーボ系の構成
図1におけるサーボ回路61において、上述したフォーカスサーボループ及びトラッキングサーボループを形成する部分を図2に示す。
【0032】
マトリクス回路54からのフォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEは、サーボ回路61において、それぞれA/D変換器11,21によりデジタルデータに変換されてDSP10に入力される。
DSP10には、フォーカスサーボ演算部12,トラッキングサーボ演算部22としての機能が備えられている。
【0033】
そしてフォーカスサーボ演算部12では、デジタルデータとされて入力されるフォーカスエラー信号FEに対して所定の演算を行ってフォーカスサーボ信号FSを生成して出力する。フォーカスサーボ信号FSは、D/A変換器13でアナログ信号に変換された後(PWMやPDMなども含む)、フォーカスドライバ14へ入力され、アクチュエータを駆動する。即ち光ピックアップ51において対物レンズを保持する二軸機構のフォーカスコイルに電流を印加し、フォーカスサーボ動作を実行させる。
【0034】
トラッキングサーボ演算部22では、デジタルデータとされて入力されるトラッキングエラー信号TEに対して所定の演算を行ってトラッキングサーボ信号TSを生成して出力する。トラッキングサーボ信号TSは、D/A変換器23でアナログ信号に変換された後(PWMやPDMなども含む)、トラッキングドライバ24へ入力され、アクチュエータを駆動する。即ち光ピックアップ51において対物レンズを保持する二軸機構のトラッキングコイルに電流を印加し、トラッキングサーボ動作を実行させる。
【0035】
例えばDSP10において形成されるフォーカスサーボ演算部12、トラッキングサーボ演算部22としての動作は、システムコントローラ60によって制御される。特に後述するようにサーボゲイン調整のための動作制御が行われる。
またメモリ部30は、例えば不揮発性メモリとされ、サーボゲイン調整値を記憶するものとされる。これについてはサーボゲイン調整処理例[2](図6)において説明する。
【0036】
図2に示したトラッキングサーボ演算部22の構成を図3に示す。
トラッキングサーボ演算部22は、通常のトラッキングサーボループを形成する機能部位としてサーボ処理部43、可変ゲイン部46が設けられる。
サーボ処理部43では、トラッキングエラー信号TEに対して、位相補償等のためのフィルタ処理等が行われる。可変ゲイン部46ではループゲイン処理が行われる。
トラッキングサーボ演算部22に入力されるトラッキングエラー信号TEは、このサーボ処理部43及び可変ゲイン部46の処理を介することでトラッキングサーボ信号TSとされ、図2に示したようにD/A変換器23を介してトラッキングドライバ24に供給される。
【0037】
またトラッキングサーボ演算部22には、サーボゲイン調整のために、調整ソース信号生成部42,加算器41,フィルタ部44,応答波形測定/ゲイン計算部45が設けられる。
調整ソース信号生成部42は、特定周波数のサイン波としての調整ソース信号をデジタル的に生成する。この場合、調整ソース信号の振幅としては各種の振幅の信号を出力できる。
例えば図4に示すSIN(A)、SIN(B)のように、振幅の異なる同一周波数の調整ソース信号を出力する。
このとき、調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)の周波数としては、各種摂動(回路素子の特性ばらつきなど)により、サーボオープンループの位相が殆ど変化しないと言える周波数を選ぶ。
また、調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)の周波数が低すぎると、調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)に対するループ応答波形が計算しにくくなる。これは振幅測定時間が伸びる、ループゲインが高いため応答波形が小さくなってしまう、といった理由による。
これらのことから本例では、調整ソース信号の周波数としては1KHz〜2KHz程度を選択している。
【0038】
加算器41は、図2のA/D変換器21でデジタル化されたトラッキングエラー信号TEに、調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)を加算する。
調整ソース信号SIN(A)又はSIN(B)を加算した後のトラッキングエラー信号TEには、調整ソース信号SIN(A)又はSIN(B)と同じ周波数成分に、サーボループの応答波形としてのサイン波の成分が現れる。
フィルタ部44は、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を用いて調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)と同じ周波数成分のみを抽出し、それを調整ソース信号SIN(A)に対応するループ応答波形RES(A)、調整ソース信号SIN(B)に対応するループ応答波形RES(B)として出力する。
【0039】
応答波形測定/ゲイン計算部45は、ループ応答波形RES(A)、RES(B)の振幅を測定すると共に、調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)の各振幅と、ループ応答波形RES(A)、RES(B)の振幅と、サーボループ特性値とを用いた演算を行ってサーボループゲインの調整値を算出し、可変ゲイン部46のゲイン値を調整する。
【0040】
なお、図3ではトラッキングサーボ演算部22としての構成例を示したが、フォーカスサーボ演算部12の構成も同様とされる。即ちサーボ処理部43、可変ゲイン部46に相当する部位でフォーカスエラー信号FEに対する位相補償やサーボゲイン処理が行われ、またサーボループゲインの調整のために、調整ソース信号生成部42,加算器41,フィルタ部44,応答波形測定/ゲイン計算部45に相当する部位が設けられる。
以下、トラッキングサーボ演算部22を参照してサーボゲインの調整動作について説明していくが、その動作はフォーカスサーボ演算部12でも全く同様に実行されるものである。
【0041】
3.サーボゲイン調整処理例[1]
上記図3のように構成されるトラッキングサーボ演算部22によるサーボゲイン調整処理を説明する。
調整ソース信号生成部42から出力される調整ソース信号SIN(A)振幅と、サーボオープンループゲインGと、サーボオープンループ位相Θと、応答波形RES(A)振幅の間の関係式は次式で表される。
(RES(A)振幅)=√(1/( (G+1)×(G+1) + 2×G×cosΘ))×(SIN(A)振幅) ・・・(式1)
【0042】
今、設計により決めたサーボオープンループゲインをG0、サーボオープンループ位相をΘ0とする。
ある時点でサーボループに対して調整ソース信号SIN(A)を加算した結果得たループ応答波形をRES(A1)、そのときのサーボオープンループゲインをG1、サーボオープンループ位相はほとんど変化しないのでΘ0とすれば、
(RES(A1)振幅)=√(1/( (G1+1)×(G1+1) + 2×G1×cosΘ0))
×(SIN (A)振幅) ・・・(式2)
という式が成り立つ。
【0043】
また、調整ソース信号SIN(A)の加算とループ応答波形振幅RES(A1)の取得を実行した直後に、ディスク上の全く同じ場所か、または近い場所にて、調整ソース信号SIN(A)と同じ周波数で、且つ振幅が違う調整ソース信号SIN(B)をループに加算すると、時間的・場所的に近い状態であるので、調整ソース信号SIN(B)の加算時のサーボオープンループゲインはG1に限りなく近い値であり、G1と近似して計算できる。従って、調整ソース信号SIN(B)に対するループ応答波形をRES(B1)とすれば、
(RES(B1)振幅)=√(1/( (G1+1)×(G1+1) + 2×G1×cosΘ0))
×(SIN(B)振幅) ・・・(式3)
とできる。
【0044】
ここで上記(式2)(式3)を、左辺、右辺とも差し引きする。つまり
(RES(A1)振幅 − RES(B1)振幅)
=√(1/( (G1+1)×(G1+1) + 2×G1×cosΘ0))
×(SIN(A)振幅 − SIN(B)振幅) ・・・(式4)
という式を得る。
【0045】
この(式4)をG1について解き、G0に対する比率を求めると、
G0 / G1 =G0 /( - cosΘ0 + √( cosΘ0 × cosΘ0 - 1
+(SIN(A)振幅 −SIN(B)振幅)×(SIN(A)振幅 −SIN(B)振幅)
/((RES(A1)振幅−RES(B1)振幅)×(RES(A1)振幅 −RES(B1)振幅)))
・・・(式5)
となる。
この(式5)により、設計ゲインと現在のオープンループゲインの比が計算できる。現在の可変ゲイン部46の設定がゲインαであったとすれば、α×G0/G1を可変ゲイン部に設定すれば、オープンループゲインが設計ゲインG0に調整できたことになる。
【0046】
このような処理によってサーボゲイン調整を行うために、システムコントローラ60の制御に基づいて、トラッキングサーボ演算部22では図5の手順でサーボゲイン調整処理を実行する。
まずステップF101で、調整ソース信号生成部42から調整ソース信号SIN(A)を出力する。すると上記のように加算器41でトラッキングエラー信号TEに調整ソース信号SIN(A)が加算され、そのトラッキングエラー信号TEには、調整ソース信号SIN(A)と同じ周波数成分に、サーボループの応答波形としてのサイン波の成分が現れる。
ステップF102ではループ応答波形RES(A)の振幅を測定する。即ちフィルタ部44で調整ソース信号SIN(A)と同じ周波数成分のみを抽出して得られたループ応答波形RES(A)について、応答波形測定/ゲイン計算部45で振幅を測定する。
【0047】
続いてステップF103では、調整ソース信号生成部42から調整ソース信号SIN(B)を出力する。すると加算器41でトラッキングエラー信号TEに調整ソース信号SIN(B)が加算され、そのトラッキングエラー信号TEには、調整ソース信号SIN(B)と同じ周波数成分に、サーボループの応答波形としてのサイン波の成分が現れる。
ステップF104ではループ応答波形RES(B)の振幅を測定する。即ちフィルタ部44で調整ソース信号SIN(B)と同じ周波数成分のみを抽出して得られたループ応答波形RES(B)について、応答波形測定/ゲイン計算部45で振幅を測定する。
【0048】
ステップF105では、応答波形測定/ゲイン計算部45で、ゲイン比G0 / G1を算出する。即ち調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)の各振幅と、ループ応答波形RES(A)、RES(B)の振幅と、サーボループ特性値とを用いて、上記(式5)の演算を行って、設計により決めたサーボオープンループゲインG0と、加算時のゲインG1の比を求める。
そしてステップF106では、現在の可変ゲイン部46の設定ゲインαについて、α×G0/G1に設定する。
これによって、オープンループゲインが設計ゲインG0に調整する処理が完了する。
【0049】
このようなサーボゲイン調整処理では、調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)に対応する応答波形RES(A)、RES(B)の振幅を互いに差し引きしてサーボゲイン調整値の演算に使用する。このため調整ソース信号と同一周波数のノイズ成分(ディスク起因のノイズなど)をキャンセルし、望むサーボループ応答成分のみを抽出して演算できることになるため、誤差が少ないサーボゲイン調整が実現される。
また、これよって、調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)として、ノイズ成分を無視できるほどの大振幅信号を入力する必要が無く、従ってサーボ安定性を損なわない状態でサーボゲイン調整が実行できる。
【0050】
4.サーボゲイン調整処理例[2]
サーボゲイン調整処理例[2]を図6に示す。
上記図5の処理例では、上記(式5)の演算で求めたゲイン比G0 / G1と現在の可変ゲイン部46の設定ゲインαから得られる、α×G0/G1に設定するようにした。
一方、図6の処理例は、メモリ部30を利用してゲイン調整処理時に算出したゲイン値を記憶しておき、記憶された過去のゲイン値を用いて平均化した値にゲイン調整するものである。
【0051】
図6のステップF201〜F205は、図5のステップF101〜F105と同様であるため説明を省略する。
ステップF206では、応答波形/ゲイン計算部45は、現在の可変ゲイン部46の設定ゲインαについて、α×G0/G1とした新たなゲインαを算出する。
ステップF207では、応答波形/ゲイン計算部45はメモリ部30に記憶されている過去所定回数のサーボゲイン調整処理時にそれぞれ記憶したゲイン値αを読み出し、今回ステップF206で算出したゲインαと、過去の所定回数の各ゲインαの平均値αAVを算出する。
そしてステップF208では、応答波形/ゲイン計算部45は、可変ゲイン部46の設定ゲインを平均値αAVとなるように制御する。
ステップF209では、今回ステップF206で算出したゲインαを、最新のゲイン履歴としてメモリ30に記憶させる。
【0052】
つまりこの図6の処理例では、サーボゲイン調整処理毎に算出された設定ゲインをメモリ部30に記憶していく。
そして実際の可変ゲイン部46のゲイン設定に関しては、過去のサーボゲイン調整処理時に記憶したゲイン値と、今回算出したゲイン値を平均化し、その平均値にゲイン設定する。
このように平均値を用いたゲイン制御を行うようにすれば、一時的で急峻なゲイン変動への応答を鈍らせ、安定したループゲイン調整を行うことができる。
【0053】
なお、メモリ部30への記憶方式としては、例えばメモリ部30をリングバッファ形態で用いるようにして、過去所定回数のゲイン履歴が保存されるようにしても良いし、また必ずしも平均化のためのサンプル数を一定としなくても良い。また、メモリ部30に記憶したゲイン値については、例えばディスク1が入れ換えられることに応じてクリアすることが考えられる。
或いは、ディスク1の入れ換えに関わらず、或る程度長期にわたって所要数のゲインサンプルとして保存しておき、平均値算出に用いるようにすれば、例えば二軸機構等のデバイスの経年変化具合(サーボ応答性の変化)を反映したゲイン調整ができることにもなる。
【0054】
5.サーボゲイン調整にかかる位置及びタイミング
上記サーボゲイン調整処理例[1]又は[2]によりサーボループゲインが設計値に自動調整されるが、上記各処理例では2つの振幅の調整ソース信号SIN(A)、SIN(B)の各振幅と、ループ応答波形RES(A)、RES(B)の振幅を用い、上記(式4)で示したように差し引きすることで、ディスクに起因するノイズ成分をキャンセルして高精度な調整を実現するものである。
このことから、調整ソース信号SIN(A)を出力する際のディスク上の位置と、調整ソース信号SIN(B)を出力する際のディスク上の位置とは、同一又は近傍位置とすることが最適である。
即ち同一位置であれば、グルーブの成形具合や反射率ムラなどのディスク起因のノイズ成分は同様となるため、(式4)の差し引きによってノイズ成分は最も適切にキャンセルされる。また近傍位置であればディスク盤面の反射率ムラも同程度であるため、ノイズ成分は似通っており、(式4)の差し引きによってノイズ成分は適切にキャンセルされる。
【0055】
調整ソース信号SIN(A)の加算及び応答波形RES(A)の観測と、調整ソース信号SIN(B)の加算及び応答波形RES(B)の観測とを、ディスク1上の同一位置で行うためには、図5のステップF102とF103の間にトレース位置のアクセスを行えばよい。即ちステップF101での調整ソース信号SIN(A)の発生を、ディスク上のアドレスad1のトレースタイミングで開始するとすれば、ステップF103での調整ソース信号SIN(B)の発生も、ディスク上のアドレスad1にアクセスした状態で開始するようにすれば、同一位置での加算及び観測が可能となる。
また、図4のように図5の処理でステップF101、F102の処理とステップF103、F104の処理が時間をおかずに連続的に行われることは、そのままでもディスク上の近傍位置で加算及び観測が実行されることになるため、精度の良いサーボゲイン調整が可能となる。
【0056】
また、上記サーボゲイン調整処理例[1]又は[2]を実行するタイミングは多様に考えられる。
まず、ディスク装填時に実行することが適切である。ディスク装填時には、通常、ディスクの管理情報の読み出し等の処理が行われるが、その際にサーボゲイン調整処理を実行する。ディスク装填時にサーボゲイン調整処理を実行することで、個々のディスクに対応した適切なサーボゲイン調整が行われることになる。
【0057】
また、再生中、シーク前後、或いは所定時間経過後などに実行することも考えられる。
本例のサーボゲイン調整処理は、ノイズ成分を無視できるほどの大振幅信号としての調整ソース信号を入力する必要が無く、従ってサーボ安定性を損なわない状態でサーボゲイン調整が実行できるため、再生中やシークなどの動作期間にサーボゲイン調整処理を行っても問題ない。
そこで、例えば再生中であれば、ディスク1から読み出したデータのバッファリングの余裕のあるタイミングで行うことができる。
また、シーク直前、或いはシーク直後のタイミングも、サーボゲイン調整処理の実行タイミングとして好適である。
【0058】
サーボゲインは、機器の温度状態(デバイス、アクチュエータの温度特性によるゲインの変化)、経年変化、ディスク上のトレース位置(半径位置)などに応じて調整することが好ましい。従って、ディスク1に対する動作期間中などであっても、定期的、或いは不定期にサーボゲイン調整処理が実行されることで、装置動作の安定化にとって適切なものとなる。また、温度変化検出、再生データのエラーレート/ジッタの悪化などをトリガとして、サーボゲイン調整処理を行うことも考えられる。
【0059】
6.変形例
本発明は上記実施の形態に限らず、多様な変形例が考えられる。
例えば調整ソース信号生成部42は、アナログ回路で構成しても良く、その場合、A/D変換器11,21の前に置いても、D/A変換器13,23の後に置いても良い。
【0060】
可変ゲイン部46は、デジタル回路内で構成する場合、デジタル演算部(DSP10)内のどこに挿入しても良い。例えばA/D変換器11,21の直後でも良いし、ループ整形フィルタ(サーボ処理部43)の途中でも良い。
また可変ゲイン部46は、アナログ回路で構成しても良い。その場合、A/D変換器11,21の前に置いても、D/A変換器13,23の後に置いても良い。
【0061】
上記例では発生する調整ソース信号の振幅は、SIN(A)、SIA(B)の2とおりとしたが、3とおり以上としてもよい。例えば4通りの振幅で応答波形を測定できたら、それぞれの応答波形の振幅差でゲイン比G0/G1を求め、その平均値を使うという手法が考えられる。
【0062】
また、ループ応答波形RES(A)、RES(B)の振幅の取得に関しては、異常値の場合は捨てることが考えられる。例えば設計値からかけ離れた値としてのループ応答波形の振幅は、何らかの観測エラーとして使用しないことで、精度を向上させる。
また、調整ソース信号SIN(A)、SIA(B)の各出力期間として、ある程度の時間与え、その時間内の応答波形振幅のサンプルを複数観測して平均を取るなどの処理を施すことで、更に演算精度を上げる手法も考えられる。
【0063】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように本発明によれば、1回のサーボゲイン調整に用いる調整ソース信号として2通り以上の振幅の信号をサーボループに加算し、それぞれの振幅の調整ソース信号に対応する応答波形振幅を互いに差し引きしてサーボゲイン調整値の演算に使用するようにしている。このため調整ソース信号と同一周波数のノイズ成分(ディスク起因のノイズなど)をキャンセルし、望むサーボループ応答成分のみを抽出して演算できることになるため、誤差が少ないサーボゲイン調整が実現されるという効果がある。
また、これよって、調整ソース信号として、ノイズ成分を無視できるほどの大振幅信号を入力する必要が無く、従ってサーボ安定性を損なわない状態でサーボゲイン調整が実行できるという効果もある。
【0064】
また、2通り以上の異なる振幅の調整ソース信号の加算とループ応答波形の測定を、ディスク上の全く同じ場所で行えば、ディスク起因のノイズ成分は同様であるため、それぞれの振幅の調整ソース信号に対応する応答波形振幅を互いに差し引きすることで、非常に好適なノイズキャンセルが可能となり、より演算精度を向上させることができる。またディスク上の近傍の場所であっても、ディスク起因のノイズ成分は似通っているため、ノイズキャンセル効果は大きい。
【0065】
また、サーボゲイン調整の際に、算出された調整値と、記憶された過去の調整値との平均値を用いるようにすれば、一時的で急峻なゲイン変動への応答を鈍らせ、安定したループゲイン調整を行うことができる。これもサーボ安定性の維持に好適である。
【0066】
またサーボゲイン調整は、ディスク記録媒体が装填された際や、ディスク記録媒体が装填された後、ディスク記録媒体に対する動作実行期間において行う。
ディスク記録媒体が装填された際にサーボゲイン調整を行うことで、個々のディスクに対して適切なサーボゲイン設定ができるものとなる。
また、上記のようにサーボ安定性が損なわれないため、ディスク記録媒体に対する動作実行期間、例えば再生中やシーク前後などにおいて行うことが問題ないものとなる。
そして、サーボゲイン調整を、ディスク記録再生中、シーク前後などにも、例えば定期的に行うことで、ディスクドライブ装置の温度上昇によるサーボゲインの変化(デバイス、アクチュエータの温度特性によるゲインの変化)に応じて、常にサーボ系を設計ゲインに調整することができる。
また、動作実行期間に例えば定期的にサーボゲイン調整が行われることで、ディスク面内でディスクに起因してサーボゲインが変化する場合にも常にサーボ系を設計ゲインに保つことができる。例えばディスク上の記録済みの領域と未記録の領域でのサーボエラー信号のゲイン変化や、ディスクの場所による反射率等のムラに起因するサーボエラー信号のゲイン変化、さらにはプッシュプル信号によるトラッキングサーボの場合のプッシュプルの振幅変動によるサーボゲインの変化などに対して、サーボ系を設計ゲインに保つことができる。
さらには、動作実行期間に例えば定期的にサーボゲイン調整が行われることは、3スポット法やDPP法(差動プッシュプル法)などの半径方向でサーボエラーのゲインが変わりうるサーボエラー検出方式を採用している場合において、半径方向の移動によりサーボエラーのゲインが変動する分も吸収することができる。
また、ディスク装填時や動作実行期間にサーボゲイン調整が行われることは、デバイスの経年変化によるサーボゲインの変化を吸収することができることにもなる。
【0067】
そして以上のことから、本発明はディスクドライブ装置のサーボ性能を向上させ、これによって記録再生動作を安定化させるという大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のディスクドライブ装置のブロック図である。
【図2】実施の形態のサーボ回路の構成のブロック図である。
【図3】実施の形態のトラッキングサーボ演算部の構成のブロック図である。
【図4】実施の形態の調整ソース信号の説明図である。
【図5】実施の形態のサーボゲイン調整処理のフローチャートである。
【図6】実施の形態の他のサーボゲイン調整処理のフローチャートである。
【符号の説明】
1 ディスク、10 DSP、11,21 A/D変換器、12 フォーカスサーボ演算部、13,23 D/A変換器、14 フォーカスドライバ、22 トラッキングサーボ演算部、24 トラッキングドライバ、30 メモリ部、41 加算器、42 調整ソース信号生成部、43 サーボ処理部、44 フィルタ部、45 応答波形測定/ゲイン計算部、46 可変ゲイン部、51 ピックアップ、52 スピンドルモータ、53 スレッド機構、54 マトリクス回路、55 リーダ/ライタ回路、56 変復調回路、57 ECCエンコーダ/デコーダ、58 ウォブル回路、59 アドレスデコーダ、60 システムコントローラ、61 サーボ回路、62 スピンドルサーボ回路、63 レーザドライバ、120 AVシステム
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk drive device and a servo gain adjustment method for a disk recording medium such as an optical disk.
[0002]
[Prior art]
As a technique for recording / reproducing digital data, optical disks (including magneto-optical disks) such as CD (Compact Disk), MD (Mini-Disk), and DVD (Digital Versatile Disk) are used as recording media. There is data recording technology. An optical disk is a generic term for recording media that irradiate laser light onto a disk in which a thin metal plate is protected with plastic, and read signals by changes in reflected light.
The optical disc includes, for example, a read-only type as known as CD, CD-ROM, DVD-ROM, MD, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD + RW, DVD -There is a type in which user data can be recorded as known in RAM and the like. In the recordable type, data can be recorded by using a magneto-optical recording method, a phase change recording method, a dye film change recording method, or the like. The dye film change recording method is also called a write-once recording method, and can be recorded only once and cannot be rewritten. On the other hand, the magneto-optical recording method and the phase change recording method can rewrite data and are used for various purposes such as recording of various content data such as music, video, games, application programs and the like.
In recent years, a high-density optical disk called DVR (Data & Video Recording) has been developed, and the capacity has been significantly increased.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As already known, in a disk drive device that performs recording / reproduction on an optical disk, a focus servo operation for controlling the focal position of the laser beam on the disk recording surface, or a track on the disk (tracks by pit rows or grooves (grooves)) on the disk. Tracking servo operation is performed to control to trace).
In these focus servo and tracking servo, it is necessary to stabilize the gain of the servo loop in order to stabilize the operation.
[0004]
As a conventionally known method for adjusting the servo loop gain, a response waveform (amplitude may be used or a phase may be used) as a result of adding an adjustment source signal having a certain frequency to the servo loop. Some servo loop characteristics are calculated and the servo loop gain is adjusted to a constant value.
However, for example, when the disk noise is high due to the molding condition of the groove on the disk and there is noise over all frequencies, the observed signal of the response waveform contains many noise components with the same frequency as the adjustment source. The noise component cannot be completely removed even by filtering such as a bandpass filter, and the response waveform cannot be observed appropriately. As a result, the servo gain calculation using the adjustment source signal and the response waveform also includes a lot of errors, and it is impossible to adjust the accuracy sufficient for practical use.
[0005]
Further, if an adjustment source signal having a large amplitude that can sufficiently ignore the noise component is added, a certain degree of calculation accuracy can be secured, but in that case, servo stability during servo gain adjustment cannot be secured. . This is because the addition of the adjustment source signal means that a disturbance is added to the servo loop, that is, the disturbance component increases as the adjustment source signal becomes larger in amplitude.
If the servo stability cannot be ensured, for example, it is not appropriate to adjust the servo gain during reproduction or seek.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In view of these circumstances, it is an object of the present invention to make it possible to adjust the loop gains of focus servo and tracking servo with high accuracy and to perform loop gain adjustment without losing servo stability.
[0007]
  For this purpose, the disk drive apparatus of the present invention provides a head error means for performing laser irradiation and detection of reflected light on a disk recording medium and a servo error signal from the reflected light obtained by the head means for data writing or reading. Servo error signal generating means to generate, servo signal generating means for performing a predetermined process including gain processing on the servo error signal, generating and outputting a servo signal, and output from the servo signal generating means Based on the servo signal, the servo drive means for executing the servo operation of the head means, and the adjustment source signal of the specific frequency,Two waysThe adjustment source signal generating means that can generate signals having different amplitudes and add them to the servo error signal, and observe the amplitude of the servo loop response waveform generated by adding the adjustment source signal to the servo error signal Of the observation source for the adjustment source signalTwo waysAnd the above-mentioned adjusted source signalTwo waysThe servo loop gain adjustment value is calculated by performing an operation using the servo loop response waveform corresponding to the amplitude when each amplitude is added to the servo error signal and the servo loop characteristic value, and the servo signal Servo gain adjusting means for adjusting the gain value in the gain processing of the generating means;Control means for executing addition of two different amplitudes of the adjustment source signals to the servo error signal and observation of the servo loop response waveform at the same location or in the vicinity of the disc recording medium;WithThe servo gain adjusting means performs an operation of subtracting each servo loop response waveform observed corresponding to each amplitude when the two amplitudes of the adjustment source signal are added to the servo error signal. I do.
  The servo gain adjusting means includes a storage means for storing the adjustment value calculated by the servo gain adjusting means, and the servo gain adjusting means is an average value of the calculated adjustment value and the past adjustment value stored in the storage means. And the gain value in the gain processing of the servo signal generating means is adjusted by the average value.
  In addition, when a disc recording medium is loaded, a control unit is provided for adjusting the gain value in the gain processing by the adjustment source signal generation unit, the observation unit, and the servo gain adjustment unit.
  In addition, after the disk recording medium is loaded, the gain value in the gain processing is adjusted by the adjustment source signal generation means, the observation means, and the servo gain adjustment means at a predetermined timing during the operation execution period for the disk recording medium. Control means are provided.
[0008]
  In the servo gain adjustment method of the present invention, as an adjustment source signal of a specific frequency,Two waysAre generated and added to the servo error signal, and the amplitude of the servo loop response waveform generated by adding the adjustment source signal of each amplitude to the servo error signal is observed, and the adjustment source SignalTwo waysAnd the above-mentioned adjusted source signalTwo waysThe servo loop gain adjustment value is calculated by performing an operation using the servo loop response waveform corresponding to the amplitude when each amplitude is added to the servo error signal and the servo loop characteristic value. Adjust the servo gain using the adjusted valueAt the same time, addition of the two different amplitude adjustment source signals to the servo error signal and observation of the servo loop response waveform are performed at the same location on the disk recording medium or at a nearby location.AndIn calculating the adjustment value, the servo loop response waveforms observed corresponding to the respective amplitudes when the two amplitudes of the adjustment source signal are added to the servo error signal, Make sure that the subtraction operation is included.
  In addition, the calculated adjustment value is stored, and at the time of servo gain adjustment, an average value of the calculated adjustment value and the stored past adjustment value is calculated, and the servo gain is calculated based on the average value. adjust.
  When a disk recording medium is loaded, the adjustment of the servo gain is performed by generating the adjustment source signal and adding it to the servo error signal, observing the servo loop response waveform, and calculating the adjustment value. .
  In addition, after the disk recording medium is loaded, the adjustment source signal is generated and added to the servo error signal, the servo loop response waveform is observed, and the adjustment value is adjusted at a predetermined timing in the operation execution period for the disk recording medium. Execute the calculation and adjust the servo gain.
[0009]
  According to the present invention having the above configuration, as an adjustment source signal used for one servo gain adjustment,Two waysIs added to the servo loop. Then, the response waveform amplitudes corresponding to the respective amplitude adjustment source signals are subtracted from each other and used for the calculation of the servo gain adjustment value. In this case, a noise component having the same frequency as that of the adjustment source signal can be canceled. Accordingly, it is not necessary to input a large-amplitude signal that can ignore the noise component as the adjustment source signal.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a disk drive device (recording / reproducing device) that performs recording / reproduction corresponding to an optical disc and a servo gain adjusting method thereof will be described. The description will be given in the following order.
1. Configuration of disk drive device
2. Servo system configuration
3. Servo gain adjustment processing example [1]
4). Servo gain adjustment processing example [2]
5. Position and timing for servo gain adjustment
6). Modified example
[0011]
1. Configuration of disk drive device
FIG. 1 shows the configuration of the disk drive device of this example.
The disk 1 is assumed to be an optical disk that records data by a phase change method, for example. Further, a wobbling (meandering) groove is formed on the disk, and this groove is used as a recording track. Depending on the wobbling of the groove, address information or the like is embedded as so-called ADIP information.
[0012]
Such a disk 1 is loaded on a turntable (not shown) and is rotationally driven by a spindle motor 52 at a constant linear velocity (CLV) during a recording / reproducing operation.
Then, ADIP information embedded as wobbling of the groove track on the disk 1 is read by the optical pickup (optical head) 51.
At the time of recording, the user data is recorded on the track as a phase change mark by the optical pickup 51, and at the time of reproduction, the phase change mark recorded by the optical pickup is read out.
[0013]
In the pickup 51, a laser diode serving as a laser light source, a photodetector for detecting reflected light, an objective lens serving as an output end of the laser light, and a laser recording light are irradiated onto the disk recording surface via the objective lens. An optical system (not shown) for guiding the reflected light to the photodetector is formed.
The laser diode outputs a so-called blue laser having a wavelength of 405 nm, for example. The NA by the optical system is 0.85.
[0014]
The objective lens is held in the pickup 51 so as to be movable in the tracking direction and the focus direction by a biaxial mechanism.
The entire pickup 51 can be moved in the radial direction of the disk by a thread mechanism 53.
The laser diode in the pickup 51 is driven to emit laser light by a drive signal (drive current) from the laser driver 63.
[0015]
Reflected light information from the disk 1 is detected by a photo detector, converted into an electric signal corresponding to the amount of received light, and supplied to the matrix circuit 54.
The matrix circuit 54 includes a current-voltage conversion circuit, a matrix calculation / amplification circuit, and the like corresponding to output currents from a plurality of light receiving elements as photodetectors, and generates necessary signals by matrix calculation processing.
For example, a high frequency signal (reproduction data signal) corresponding to reproduction data, a focus error signal for servo control, a tracking error signal, and the like are generated.
Further, a push-pull signal is generated as a signal related to groove wobbling, that is, a signal for detecting wobbling.
[0016]
The reproduction data signal output from the matrix circuit 54 is supplied to the reader / writer circuit 55, the focus error signal and tracking error signal are supplied to the servo circuit 61, and the push-pull signal is supplied to the wobble circuit 58.
[0017]
The reader / writer circuit 55 performs binarization processing on the reproduction data signal, reproduction clock generation processing by PLL, etc., reproduces the data read out as the phase change mark, and supplies it to the modulation / demodulation circuit 56.
The modem circuit 56 includes a functional part as a decoder at the time of reproduction and a functional part as an encoder at the time of recording.
At the time of reproduction, as a decoding process, a run-length limited code is demodulated based on the reproduction clock.
The ECC encoder / decoder 57 performs an ECC encoding process for adding an error correction code at the time of recording and an ECC decoding process for correcting an error at the time of reproduction.
At the time of reproduction, the data demodulated by the modulation / demodulation circuit 56 is taken into an internal memory, and error detection / correction processing and deinterleaving processing are performed to obtain reproduction data.
The data decoded to the reproduction data by the ECC encoder / decoder 57 is read out and transferred to an AV (Audio-Visual) system 120 based on an instruction from the system controller 60.
[0018]
The push-pull signal output from the matrix circuit 54 as a signal related to groove wobbling is processed in the wobble circuit 58. The push-pull signal as ADIP information is demodulated into a data stream constituting an ADIP address in the wobble circuit 58 and supplied to the address decoder 59.
The address decoder 59 decodes the supplied data, obtains an address value, and supplies it to the system controller 10.
The address decoder 9 generates a clock by PLL processing using the wobble signal supplied from the wobble circuit 8, and supplies it to each unit as an encode clock at the time of recording, for example.
[0019]
At the time of recording, recording data is transferred from the AV system 120. The recording data is sent to a memory in the ECC encoder / decoder 57 and buffered.
In this case, the ECC encoder / decoder 57 performs error correction code addition, interleaving, subcode addition, and the like as encoding processing of the buffered recording data.
The ECC-encoded data is subjected to RLL (1-7) PP modulation in the modulation / demodulation circuit 56 and supplied to the reader / writer circuit 55.
As described above, the clock generated from the wobble signal is used as the reference clock for the encoding process during recording.
[0020]
The recording data generated by the encoding process is subjected to recording compensation processing by the reader / writer circuit 55, and fine adjustment of the optimum recording power and adjustment of the laser drive pulse waveform with respect to recording layer characteristics, laser beam spot shape, recording linear velocity, etc. Etc. are sent to the laser driver 63 as a laser drive pulse.
The laser driver 63 applies the supplied laser drive pulse to the laser diode in the pickup 51 to perform laser emission driving. As a result, pits (phase change marks) corresponding to the recording data are formed on the disc 1.
[0021]
The laser driver 63 includes a so-called APC circuit (Auto Power Control), and the laser output is not dependent on the temperature or the like while monitoring the laser output power by the output of the laser power monitoring detector provided in the pickup 51. Control to be constant. The target value of the laser output at the time of recording and reproduction is given from the system controller 60, and the laser output level is controlled to be the target value at the time of recording and reproduction.
[0022]
The servo circuit 61 generates various servo drive signals for focus, tracking, and thread from the focus error signal and tracking error signal from the matrix circuit 54, and executes the servo operation.
That is, a focus drive signal and a tracking drive signal are generated according to the focus error signal and tracking error signal, and the focus coil and tracking coil of the biaxial mechanism in the pickup 51 are driven. Thus, a pickup 51, a matrix circuit 54, a servo circuit 61, a tracking servo loop and a focus servo loop by a biaxial mechanism are formed.
[0023]
The servo circuit 61 turns off the tracking servo loop and outputs a jump drive signal in response to a track jump command from the system controller 60, thereby executing a track jump operation.
[0024]
The servo circuit 61 generates a thread drive signal based on a thread error signal obtained as a low frequency component of the tracking error signal, access execution control from the system controller 60, and the like, and drives the thread mechanism 53. Although not shown, the sled mechanism 53 has a mechanism including a main shaft that holds the pickup 51, a sled motor, a transmission gear, and the like, and by driving the sled motor according to a sled drive signal, a required slide of the pick-up 51 is obtained. Movement is performed.
[0025]
The spindle servo circuit 62 performs control to rotate the spindle motor 2 at CLV.
The spindle servo circuit 62 obtains the clock generated by the PLL processing for the wobble signal as the current rotational speed information of the spindle motor 52 and compares it with predetermined CLV reference speed information to generate a spindle error signal. .
At the time of data reproduction, the reproduction clock (clock serving as a reference for decoding processing) generated by the PLL in the reader / writer circuit 55 becomes the current rotational speed information of the spindle motor 52, and this is used as a predetermined CLV. A spindle error signal can also be generated by comparing with the reference speed information.
The spindle servo circuit 62 outputs a spindle drive signal generated according to the spindle error signal, and causes the spindle motor 62 to perform CLV rotation.
The spindle servo circuit 62 generates a spindle drive signal in response to a spindle kick / brake control signal from the system controller 60, and executes operations such as starting, stopping, acceleration, and deceleration of the spindle motor 2.
[0026]
Various operations of the servo system and the recording / reproducing system as described above are controlled by a system controller 60 formed by a microcomputer.
The system controller 60 executes various processes according to commands from the AV system 120.
[0027]
For example, when a write command (write command) is issued from the AV system 120, the system controller 60 first moves the pickup 51 to the address to be written. Then, the ECC encoder / decoder 57 and the modulation / demodulation circuit 56 execute the encoding process as described above on the data transferred from the AV system 120 (for example, video data of various systems such as MPEG2 or audio data). Then, recording is executed by supplying the laser drive pulse from the reader / writer circuit 55 to the laser driver 63 as described above.
[0028]
For example, when a read command for transferring certain data (MPEG2 video data or the like) recorded on the disk 1 is supplied from the AV system 120, seek operation control is first performed for the instructed address. That is, a command is issued to the servo circuit 61 to cause the pickup 51 to access the address specified by the seek command.
Thereafter, operation control necessary for transferring the data in the designated data section to the AV system 120 is performed. That is, data reading from the disk 1 is performed, decoding / buffering and the like in the reader / writer circuit 55, the modem circuit 56, and the ECC encoder / decoder 57 are executed, and the requested data is transferred.
[0029]
When recording / reproducing data using these phase change marks, the system controller 60 controls access and recording / reproducing operations using the ADIP addresses detected by the wobble circuit 58 and the address decoder 59.
[0030]
1 is a disk drive device connected to the AV system 120, the disk drive device of the present invention may be connected to, for example, a personal computer.
Furthermore, there may be a form that is not connected to other devices. In that case, an operation unit and a display unit are provided, and the configuration of an interface part for data input / output is different from that in FIG. That is, it is only necessary that recording and reproduction are performed in accordance with a user operation and a terminal unit for inputting / outputting various data is formed.
Of course, there are various other configuration examples. For example, examples of a recording-only device and a reproduction-only device are also possible.
[0031]
2. Servo system configuration
In the servo circuit 61 in FIG. 1, a portion for forming the above-described focus servo loop and tracking servo loop is shown in FIG. 2.
[0032]
The focus error signal FE and the tracking error signal TE from the matrix circuit 54 are converted into digital data by the A / D converters 11 and 21, respectively, in the servo circuit 61 and input to the DSP 10.
The DSP 10 has functions as a focus servo calculation unit 12 and a tracking servo calculation unit 22.
[0033]
The focus servo calculation unit 12 performs a predetermined calculation on the focus error signal FE input as digital data to generate and output a focus servo signal FS. The focus servo signal FS is converted into an analog signal by the D / A converter 13 (including PWM and PDM) and then input to the focus driver 14 to drive the actuator. That is, the current is applied to the focus coil of the biaxial mechanism that holds the objective lens in the optical pickup 51, and the focus servo operation is executed.
[0034]
The tracking servo calculation unit 22 performs a predetermined calculation on the tracking error signal TE input as digital data to generate and output a tracking servo signal TS. The tracking servo signal TS is converted into an analog signal by the D / A converter 23 (including PWM and PDM) and then input to the tracking driver 24 to drive the actuator. That is, a current is applied to the tracking coil of the biaxial mechanism that holds the objective lens in the optical pickup 51 to execute the tracking servo operation.
[0035]
For example, the operations of the focus servo calculation unit 12 and the tracking servo calculation unit 22 formed in the DSP 10 are controlled by the system controller 60. In particular, as described later, operation control for servo gain adjustment is performed.
The memory unit 30 is, for example, a non-volatile memory, and stores a servo gain adjustment value. This will be described in the servo gain adjustment processing example [2] (FIG. 6).
[0036]
The configuration of the tracking servo calculation unit 22 shown in FIG. 2 is shown in FIG.
The tracking servo calculation unit 22 is provided with a servo processing unit 43 and a variable gain unit 46 as functional parts forming a normal tracking servo loop.
The servo processing unit 43 performs filter processing for phase compensation or the like on the tracking error signal TE. The variable gain unit 46 performs loop gain processing.
The tracking error signal TE input to the tracking servo calculation unit 22 is converted into a tracking servo signal TS through the processing of the servo processing unit 43 and the variable gain unit 46. As shown in FIG. 2, the D / A converter 23 is supplied to the tracking driver 24.
[0037]
The tracking servo calculation unit 22 is provided with an adjustment source signal generation unit 42, an adder 41, a filter unit 44, and a response waveform measurement / gain calculation unit 45 for servo gain adjustment.
The adjustment source signal generation unit 42 digitally generates an adjustment source signal as a sine wave having a specific frequency. In this case, signals having various amplitudes can be output as the amplitude of the adjustment source signal.
For example, like the SIN (A) and SIN (B) shown in FIG. 4, the adjustment source signals having the same frequency and different amplitudes are output.
At this time, the frequency of the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B) is selected such that the phase of the servo open loop hardly changes due to various perturbations (such as variations in circuit element characteristics).
If the frequency of the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B) is too low, it is difficult to calculate the loop response waveform for the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B). This is because the amplitude measurement time is extended, and the response waveform becomes small because the loop gain is high.
Therefore, in this example, the frequency of the adjustment source signal is selected to be about 1 KHz to 2 KHz.
[0038]
The adder 41 adds the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B) to the tracking error signal TE digitized by the A / D converter 21 of FIG.
The tracking error signal TE after adding the adjustment source signal SIN (A) or SIN (B) has the same frequency component as that of the adjustment source signal SIN (A) or SIN (B), and a sign as a response waveform of the servo loop. Wave components appear.
The filter unit 44 extracts only the same frequency component as the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B) using a bandpass filter, a low pass filter, a high pass filter, etc., and corresponds to the adjustment source signal SIN (A) Output as a loop response waveform RES (A) and a loop response waveform RES (B) corresponding to the adjustment source signal SIN (B).
[0039]
The response waveform measurement / gain calculation unit 45 measures the amplitudes of the loop response waveforms RES (A) and RES (B), and adjusts the amplitudes of the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B) and the loop response waveform RES. Calculation using the amplitudes of (A) and RES (B) and the servo loop characteristic value is performed to calculate the adjustment value of the servo loop gain, and the gain value of the variable gain unit 46 is adjusted.
[0040]
Although FIG. 3 shows a configuration example as the tracking servo calculation unit 22, the configuration of the focus servo calculation unit 12 is also the same. That is, phase compensation and servo gain processing are performed on the focus error signal FE at portions corresponding to the servo processing unit 43 and the variable gain unit 46, and an adjustment source signal generation unit 42 and an adder 41 are used to adjust the servo loop gain. , A part corresponding to the filter unit 44 and the response waveform measurement / gain calculation unit 45 is provided.
Hereinafter, the servo gain adjustment operation will be described with reference to the tracking servo calculation unit 22, and the operation is also executed in the same manner in the focus servo calculation unit 12.
[0041]
3. Servo gain adjustment processing example [1]
A servo gain adjustment process by the tracking servo calculation unit 22 configured as shown in FIG. 3 will be described.
The relational expression among the adjustment source signal SIN (A) amplitude output from the adjustment source signal generation unit 42, the servo open loop gain G, the servo open loop phase Θ, and the response waveform RES (A) amplitude is as follows: expressed.
(RES (A) amplitude) = √ (1 / ((G + 1) × (G + 1) + 2 × G × cosΘ)) × (SIN (A) amplitude) (Equation 1)
[0042]
The servo open loop gain determined by design is G0, and the servo open loop phase is Θ0.
RES (A1) is the loop response waveform obtained as a result of adding the adjustment source signal SIN (A) to the servo loop at a certain point in time, the servo open loop gain at that time is G1, and the servo open loop phase hardly changes. given that,
(RES (A1) amplitude) = √ (1 / ((G1 + 1) x (G1 + 1) + 2 x G1 x cosΘ0))
× (SIN (A) amplitude) (Equation 2)
The following equation holds.
[0043]
Immediately after executing the addition of the adjustment source signal SIN (A) and the acquisition of the loop response waveform amplitude RES (A1), the adjustment source signal SIN (A) and When the adjusted source signal SIN (B) with the same frequency and different amplitude is added to the loop, it is close to the time and place, so the servo open loop gain when adding the adjusted source signal SIN (B) is G1 The value is almost as close as possible, and can be calculated by approximating G1. Therefore, if the loop response waveform for the adjustment source signal SIN (B) is RES (B1),
(RES (B1) amplitude) = √ (1 / ((G1 + 1) x (G1 + 1) + 2 x G1 x cosΘ0))
× (SIN (B) amplitude) (Equation 3)
And can.
[0044]
Here, (Equation 2) and (Equation 3) are subtracted from both the left side and the right side. That is
(RES (A1) amplitude-RES (B1) amplitude)
= √ (1 / ((G1 + 1) × (G1 + 1) + 2 × G1 × cosΘ0))
× (SIN (A) amplitude-SIN (B) amplitude) (Equation 4)
The following formula is obtained.
[0045]
Solving this (Equation 4) for G1 and finding the ratio to G0,
G0 / G1 = G0 / (-cosΘ0 + √ (cosΘ0 × cosΘ0-1
+ (SIN (A) amplitude -SIN (B) amplitude) x (SIN (A) amplitude -SIN (B) amplitude)
/ ((RES (A1) amplitude-RES (B1) amplitude) x (RES (A1) amplitude-RES (B1) amplitude)))
... (Formula 5)
It becomes.
By this (Equation 5), the ratio between the design gain and the current open loop gain can be calculated. If the current setting of the variable gain unit 46 is the gain α, the open loop gain can be adjusted to the design gain G0 by setting α × G0 / G1 to the variable gain unit.
[0046]
In order to perform servo gain adjustment by such processing, based on the control of the system controller 60, the tracking servo calculation unit 22 executes servo gain adjustment processing in the procedure of FIG.
First, in step F101, the adjustment source signal generator 42 outputs the adjustment source signal SIN (A). Then, as described above, the adder 41 adds the adjustment source signal SIN (A) to the tracking error signal TE, and the tracking error signal TE has the same frequency component as the adjustment source signal SIN (A), and the response of the servo loop. A sine wave component appears as a waveform.
In step F102, the amplitude of the loop response waveform RES (A) is measured. That is, the response waveform measurement / gain calculation unit 45 measures the amplitude of the loop response waveform RES (A) obtained by extracting only the same frequency component as the adjustment source signal SIN (A) by the filter unit 44.
[0047]
Subsequently, in step F103, the adjustment source signal generator 42 outputs the adjustment source signal SIN (B). Then, the adder 41 adds the adjustment source signal SIN (B) to the tracking error signal TE, and the tracking error signal TE has the same frequency component as that of the adjustment source signal SIN (B) and a sign as a response waveform of the servo loop. Wave components appear.
In step F104, the amplitude of the loop response waveform RES (B) is measured. That is, the response waveform measurement / gain calculation unit 45 measures the amplitude of the loop response waveform RES (B) obtained by extracting only the same frequency component as the adjustment source signal SIN (B) by the filter unit 44.
[0048]
In step F105, the response waveform measurement / gain calculation unit 45 calculates the gain ratio G0 / G1. That is, using the amplitudes of the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B), the amplitudes of the loop response waveforms RES (A) and RES (B), and the servo loop characteristic value, the calculation of (Expression 5) above is performed. To obtain the ratio between the servo open loop gain G0 determined by design and the gain G1 at the time of addition.
In step F106, the current setting gain α of the variable gain section 46 is set to α × G0 / G1.
This completes the process of adjusting the open loop gain to the design gain G0.
[0049]
In such servo gain adjustment processing, the amplitudes of the response waveforms RES (A) and RES (B) corresponding to the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B) are subtracted from each other and used to calculate the servo gain adjustment value. To do. For this reason, noise components having the same frequency as the adjustment source signal (such as noise due to the disk) can be canceled and only the desired servo loop response component can be extracted and calculated, so that servo gain adjustment with less error is realized.
This also eliminates the need to input a large-amplitude signal with negligible noise components as the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B), so servo gain adjustment is performed without compromising servo stability. it can.
[0050]
4). Servo gain adjustment processing example [2]
A servo gain adjustment process example [2] is shown in FIG.
In the processing example of FIG. 5 described above, α × G0 / G1 obtained from the gain ratio G0 / G1 obtained by the calculation of (Equation 5) and the current setting gain α of the variable gain unit 46 is set.
On the other hand, the processing example of FIG. 6 stores the gain value calculated at the time of gain adjustment processing using the memory unit 30 and adjusts the gain to an averaged value using the stored past gain values. is there.
[0051]
Steps F201 to F205 in FIG. 6 are the same as steps F101 to F105 in FIG.
In step F206, the response waveform / gain calculation unit 45 calculates a new gain α that is α × G0 / G1 for the current setting gain α of the variable gain unit 46.
In step F207, the response waveform / gain calculation unit 45 reads the gain value α stored in the past predetermined number of servo gain adjustment processes stored in the memory unit 30, respectively, and calculates the gain α calculated in step F206 this time and the past An average value αAV of each gain α for a predetermined number of times is calculated.
In step F208, the response waveform / gain calculation unit 45 controls the set gain of the variable gain unit 46 to be the average value αAV.
In step F209, the gain α calculated in step F206 this time is stored in the memory 30 as the latest gain history.
[0052]
That is, in the processing example of FIG. 6, the set gain calculated for each servo gain adjustment process is stored in the memory unit 30.
For the actual gain setting of the variable gain unit 46, the gain value stored in the past servo gain adjustment process and the gain value calculated this time are averaged, and the gain is set to the average value.
By performing gain control using the average value in this way, the response to a temporary and steep gain fluctuation can be dulled, and stable loop gain adjustment can be performed.
[0053]
As a storage method in the memory unit 30, for example, the memory unit 30 may be used in the form of a ring buffer so that a past predetermined number of gain histories may be stored, and may not necessarily be used for averaging. The number of samples need not be constant. Further, the gain value stored in the memory unit 30 may be cleared when the disk 1 is replaced, for example.
Alternatively, regardless of the exchange of the disk 1, if it is stored as a required number of gain samples for a long period of time and used for calculating the average value, for example, the aging of a device such as a biaxial mechanism (servo response) (Gain change) can be adjusted.
[0054]
5. Position and timing for servo gain adjustment
The servo loop gain is automatically adjusted to the design value by the servo gain adjustment processing example [1] or [2]. In each processing example, each of the adjustment source signals SIN (A) and SIN (B) having two amplitudes is adjusted. Using the amplitude and the amplitude of the loop response waveforms RES (A) and RES (B) and subtracting them as shown in (Equation 4) above, the noise component caused by the disc is canceled and highly accurate adjustment is performed. It is realized.
For this reason, it is optimal that the position on the disk when the adjustment source signal SIN (A) is output and the position on the disk when the adjustment source signal SIN (B) is output be the same or in the vicinity. It is.
That is, at the same position, the noise components due to the disk, such as the degree of groove formation and uneven reflectance, are the same, and therefore the noise components are most appropriately canceled by subtraction of (Equation 4). In addition, since the non-uniformity of the reflectance on the disk board surface is similar at the near position, the noise components are similar, and the noise components are appropriately canceled by subtraction of (Equation 4).
[0055]
To add the adjustment source signal SIN (A) and observe the response waveform RES (A) and to add the adjustment source signal SIN (B) and observe the response waveform RES (B) at the same position on the disk 1 The trace position may be accessed between steps F102 and F103 in FIG. That is, if the generation of the adjustment source signal SIN (A) in step F101 is started at the trace timing of the address ad1 on the disk, the generation of the adjustment source signal SIN (B) in step F103 is also the address ad1 on the disk. If it is started in the state of accessing, the addition and observation at the same position becomes possible.
In addition, as shown in FIG. 4, the processing of steps F101 and F102 and the processing of steps F103 and F104 are performed continuously without taking time in the processing of FIG. As a result, the servo gain can be adjusted with high accuracy.
[0056]
Various timings for executing the servo gain adjustment processing example [1] or [2] can be considered.
First, it is appropriate to execute it when the disc is loaded. When a disc is loaded, processing such as reading of disc management information is usually performed, and servo gain adjustment processing is executed at that time. By executing the servo gain adjustment process at the time of loading the disk, an appropriate servo gain adjustment corresponding to each disk is performed.
[0057]
Further, it may be executed during reproduction, before and after seeking, or after a predetermined time has elapsed.
The servo gain adjustment processing in this example does not require input of an adjustment source signal as a large-amplitude signal that can ignore the noise component. Therefore, servo gain adjustment can be performed without losing servo stability. There is no problem even if the servo gain adjustment processing is performed during the operation period such as sine and seek.
Therefore, for example, during reproduction, the data read from the disk 1 can be performed at a timing with a margin for buffering.
In addition, the timing immediately before the seek or immediately after the seek is also suitable as the execution timing of the servo gain adjustment process.
[0058]
The servo gain is preferably adjusted according to the temperature state of the device (change in gain due to the temperature characteristics of the device and actuator), aging, and the trace position (radius position) on the disk. Therefore, even during the operation period with respect to the disk 1, the servo gain adjustment processing is executed regularly or irregularly, which is appropriate for stabilizing the operation of the apparatus. It is also conceivable to perform servo gain adjustment processing triggered by temperature change detection, reproduction data error rate / jitter deterioration, or the like.
[0059]
6). Modified example
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are conceivable.
For example, the adjustment source signal generation unit 42 may be configured by an analog circuit. In that case, the adjustment source signal generation unit 42 may be placed before the A / D converters 11 and 21 or after the D / A converters 13 and 23. .
[0060]
When the variable gain unit 46 is configured in a digital circuit, it may be inserted anywhere in the digital operation unit (DSP 10). For example, it may be immediately after the A / D converters 11 and 21, or may be in the middle of the loop shaping filter (servo processing unit 43).
The variable gain unit 46 may be configured with an analog circuit. In that case, it may be placed before the A / D converters 11 and 21, or after the D / A converters 13 and 23.
[0061]
In the above example, the amplitude of the generated adjustment source signal is SIN (A) and SIA (B), but may be three or more. For example, if response waveforms can be measured with four different amplitudes, a method may be considered in which the gain ratio G0 / G1 is obtained from the amplitude difference between the response waveforms and the average value is used.
[0062]
Further, regarding the acquisition of the amplitudes of the loop response waveforms RES (A) and RES (B), it is conceivable that the abnormal values are discarded. For example, the amplitude of the loop response waveform as a value far from the design value is not used as any observation error, thereby improving accuracy.
In addition, as each output period of the adjustment source signal SIN (A), SIA (B), given a certain amount of time, by performing a process such as observing a plurality of samples of the response waveform amplitude within that time and taking an average, Further, a method for increasing the calculation accuracy can be considered.
[0063]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, according to the present invention, two or more amplitude signals are added to the servo loop as adjustment source signals used for one servo gain adjustment, and each amplitude adjustment source signal is supported. The response waveform amplitudes to be subtracted from each other are used to calculate the servo gain adjustment value. For this reason, noise components with the same frequency as the adjustment source signal (such as noise caused by the disk) can be canceled, and only the desired servo loop response component can be extracted and calculated. There is.
As a result, it is not necessary to input a large amplitude signal that can ignore the noise component as the adjustment source signal. Therefore, there is an effect that the servo gain adjustment can be executed without losing the servo stability.
[0064]
Further, if the addition of two or more kinds of adjustment source signals having different amplitudes and the measurement of the loop response waveform are performed at exactly the same location on the disc, the noise components caused by the disc are the same. By subtracting the response waveform amplitudes corresponding to each other, a very suitable noise cancellation becomes possible, and the calculation accuracy can be further improved. Even in the vicinity of the disk, the noise components due to the disk are similar, so the noise canceling effect is great.
[0065]
In addition, if the average value of the calculated adjustment value and the stored past adjustment value is used during the servo gain adjustment, the response to the temporary and steep gain fluctuation is dulled and stabilized. Loop gain adjustment can be performed. This is also suitable for maintaining the servo stability.
[0066]
Servo gain adjustment is performed when an operation is performed on the disk recording medium when the disk recording medium is loaded or after the disk recording medium is loaded.
By performing servo gain adjustment when a disk recording medium is loaded, an appropriate servo gain can be set for each disk.
Further, since the servo stability is not impaired as described above, there is no problem in performing the operation on the disk recording medium, for example, during reproduction or before and after seek.
Servo gain adjustment is performed periodically, for example, before and after seeking during disk recording / playback, so that the servo gain changes due to the temperature rise of the disk drive device (gain changes due to the temperature characteristics of the device and actuator). Accordingly, the servo system can always be adjusted to the design gain.
Further, by performing servo gain adjustment periodically, for example, during the operation execution period, the servo system can always be kept at the design gain even when the servo gain changes due to the disk within the disk surface. For example, the servo error signal gain change between recorded and unrecorded areas on the disc, the servo error signal gain change due to unevenness of reflectivity depending on the location of the disc, and tracking servo by push-pull signal In this case, the servo system can be kept at the design gain against the change of the servo gain due to the push-pull amplitude fluctuation.
Furthermore, the servo gain adjustment that is performed periodically, for example, during the operation execution period is a servo error detection method in which the servo error gain can be changed in the radial direction, such as the 3-spot method or the DPP method (differential push-pull method) In the case where it is adopted, it is possible to absorb the fluctuation of the servo error gain due to the movement in the radial direction.
In addition, when the servo gain is adjusted when the disk is loaded or during the operation execution period, it is possible to absorb the change in the servo gain due to the aging of the device.
[0067]
From the above, the present invention has the great effect of improving the servo performance of the disk drive device and thereby stabilizing the recording / reproducing operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a disk drive device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a configuration of a servo circuit according to the embodiment.
FIG. 3 is a block diagram of a configuration of a tracking servo calculation unit according to the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an adjustment source signal according to the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of servo gain adjustment processing according to the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of another servo gain adjustment process according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 disk, 10 DSP, 11, 21 A / D converter, 12 focus servo calculation unit, 13, 23 D / A converter, 14 focus driver, 22 tracking servo calculation unit, 24 tracking driver, 30 memory unit, 41 addition 42, adjustment source signal generation unit, 43 servo processing unit, 44 filter unit, 45 response waveform measurement / gain calculation unit, 46 variable gain unit, 51 pickup, 52 spindle motor, 53 thread mechanism, 54 matrix circuit, 55 reader / Writer circuit, 56 modulation / demodulation circuit, 57 ECC encoder / decoder, 58 wobble circuit, 59 address decoder, 60 system controller, 61 servo circuit, 62 spindle servo circuit, 63 laser driver, 120 AV system

Claims (8)

データの書込又は読出のために、ディスク記録媒体に対するレーザ照射及び反射光検出を行うヘッド手段と、
上記ヘッド手段で得られる反射光からサーボエラー信号を生成するサーボエラー信号生成手段と、
上記サーボエラー信号に対してゲイン処理を含めた所定の処理を行い、サーボ信号を生成して出力するサーボ信号生成手段と、
上記サーボ信号生成手段から出力されるサーボ信号に基づいて、上記ヘッド手段のサーボ動作を実行させるサーボ駆動手段と、
特定周波数の調整ソース信号として、2通りの異なる振幅の信号を発生させて上記サーボエラー信号に加算することができる調整ソース信号発生手段と、
上記調整ソース信号が上記サーボエラー信号に加算されることで生ずるサーボループ応答波形の振幅を観測する観測手段と、
上記調整ソース信号の2通りの各振幅と、上記調整ソース信号の2通りの各振幅が上記サーボエラー信号に加算された際のそれぞれ振幅に対応するサーボループ応答波形と、サーボループ特性値とを用いた演算を行ってサーボループゲインの調整値を算出し、上記サーボ信号生成手段の上記ゲイン処理におけるゲイン値を調整するサーボゲイン調整手段と、
2通りの異なる振幅の各調整ソース信号の上記サーボエラー信号への加算、及びサーボループ応答波形の観測を、ディスク記録媒体上の同一箇所、又は近傍場所で実行させる制御手段と
を備え
上記サーボゲイン調整手段は、上記調整ソース信号の2通りの各振幅が上記サーボエラー信号に加算された際の、それぞれ振幅に対応して観測された各サーボループ応答波形を、互いに差し引きする演算を行うこと
を特徴とするディスクドライブ装置。
Head means for performing laser irradiation and reflected light detection on a disk recording medium for writing or reading data;
Servo error signal generating means for generating a servo error signal from the reflected light obtained by the head means;
Servo signal generation means for performing predetermined processing including gain processing on the servo error signal to generate and output a servo signal;
Servo drive means for executing a servo operation of the head means based on a servo signal output from the servo signal generating means;
Adjustment source signal generating means capable of generating two different amplitude signals as the adjustment source signal of a specific frequency and adding the generated signal to the servo error signal;
Observation means for observing the amplitude of a servo loop response waveform generated by adding the adjustment source signal to the servo error signal;
Each amplitude of the two kinds of the adjustment source signals, and the servo loop response waveforms each amplitude of two types of the adjusting source signal corresponding to each amplitude when it is added to the servo error signal, a servo loop characteristic value Servo gain adjustment means for calculating the adjustment value of the servo loop gain by performing the calculation used, and adjusting the gain value in the gain processing of the servo signal generation means;
A control means for performing addition of each adjustment source signal of two different amplitudes to the servo error signal and observation of a servo loop response waveform at the same location or a nearby location on the disk recording medium ,
The servo gain adjustment means performs an operation of subtracting each servo loop response waveform observed corresponding to each amplitude when the two amplitudes of the adjustment source signal are added to the servo error signal. disk drive apparatus and performs.
上記サーボゲイン調整手段で算出された調整値を記憶する記憶手段を備え、
上記サーボゲイン調整手段は、算出された調整値と、上記記憶手段に記憶された過去の調整値との平均値を算出し、平均値により上記サーボ信号生成手段の上記ゲイン処理におけるゲイン値を調整することを特徴とする請求項1に記載のディスクドライブ装置。
Storage means for storing the adjustment value calculated by the servo gain adjustment means,
The servo gain adjustment unit calculates an average value of the calculated adjustment value and a past adjustment value stored in the storage unit, and adjusts the gain value in the gain processing of the servo signal generation unit based on the average value. The disk drive device according to claim 1, wherein:
ディスク記録媒体が装填された際に、上記調整ソース信号発生手段、上記観測手段、上記サーボゲイン調整手段により、上記ゲイン処理におけるゲイン値を調整させる制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のディスクドライブ装置。  2. A control means for adjusting a gain value in the gain processing by the adjustment source signal generation means, the observation means, and the servo gain adjustment means when a disk recording medium is loaded. The disk drive device described in 1. ディスク記録媒体が装填された後、ディスク記録媒体に対する動作実行期間において、所定タイミングで上記調整ソース信号発生手段、上記観測手段、上記サーボゲイン調整手段により、上記ゲイン処理におけるゲイン値を調整させる制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のディスクドライブ装置。  Control means for adjusting the gain value in the gain processing by the adjustment source signal generation means, the observation means, and the servo gain adjustment means at a predetermined timing in the operation execution period for the disk recording medium after the disk recording medium is loaded. The disk drive device according to claim 1, further comprising: 特定周波数の調整ソース信号として、2通りの異なる振幅の信号を発生させて上記サーボエラー信号に加算するとともに、各振幅の調整ソース信号が上記サーボエラー信号に加算されることで生ずるサーボループ応答波形の振幅をそれぞれ観測し、
上記調整ソース信号の2通りの各振幅と、上記調整ソース信号の2通りの各振幅が上記サーボエラー信号に加算された際のそれぞれ振幅に対応するサーボループ応答波形と、サーボループ特性値とを用いた演算を行ってサーボループゲインの調整値を算出し、
上記算出された調整値を用いて、サーボゲインを調整するとともに、
2通りの異なる振幅の各調整ソース信号の上記サーボエラー信号への加算、及びサーボループ応答波形の観測を、ディスク記録媒体上の同一箇所、又は近傍場所で実行し、
上記調整値を算出する際の演算には、上記調整ソース信号の2通りの各振幅が上記サーボエラー信号に加算された際のそれぞれ振幅に対応して観測された各サーボループ応答波形を、互いに差し引きする演算が含まれる
ことを特徴とするサーボゲイン調整方法。
A servo loop response waveform generated by generating two different amplitude signals as the adjustment source signal of a specific frequency and adding it to the servo error signal, and adding the adjustment source signal of each amplitude to the servo error signal. Observe the amplitude of
Each amplitude of the two kinds of the adjustment source signals, and the servo loop response waveforms each amplitude of two types of the adjusting source signal corresponding to each amplitude when it is added to the servo error signal, a servo loop characteristic value Calculate the adjustment value of the servo loop gain by performing the calculation used,
While adjusting the servo gain using the calculated adjustment value ,
Addition of each of the two different amplitude adjustment source signals to the servo error signal and observation of the servo loop response waveform are performed at the same location on the disk recording medium or at a nearby location ,
In calculating the adjustment value, the servo loop response waveforms observed corresponding to the respective amplitudes when the two amplitudes of the adjustment source signal are added to the servo error signal, A servo gain adjustment method including a subtraction operation .
算出された調整値を記憶するとともに、
サーボゲイン調整の際には、上記算出された調整値と、記憶された過去の調整値との平均値を算出し、該平均値によりサーボゲインを調整することを特徴とする請求項に記載のサーボゲイン調整方法。
While storing the calculated adjustment value,
When the servo gain adjustment is according to claim 5, characterized in that calculating the adjustment value is the calculated, the average value of the stored adjustment values of the past, adjusting the servo gain by the average value Servo gain adjustment method.
ディスク記録媒体が装填された際に、上記調整ソース信号の発生及びサーボエラー信号への加算、上記サーボループ応答波形の観測、上記調整値の算出を実行して、サーボゲインの調整を行うことを特徴とする請求項に記載のサーボゲイン調整方法。When a disk recording medium is loaded, generation of the adjustment source signal and addition to the servo error signal, observation of the servo loop response waveform, and calculation of the adjustment value are performed to adjust the servo gain. The servo gain adjusting method according to claim 5 , wherein the servo gain is adjusted. ディスク記録媒体が装填された後、ディスク記録媒体に対する動作実行期間において、所定タイミングで、上記調整ソース信号の発生及びサーボエラー信号への加算、上記サーボループ応答波形の観測、上記調整値の算出を実行して、サーボゲインの調整を行うことを特徴とする請求項に記載のサーボゲイン調整方法。After the disk recording medium is loaded, the adjustment source signal is generated and added to the servo error signal, the servo loop response waveform is observed, and the adjustment value is calculated at a predetermined timing in the operation execution period for the disk recording medium. The servo gain adjustment method according to claim 5 , wherein the servo gain adjustment is executed.
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