JP4084395B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク装置に関し、特にデジタルビデオディスク（デジタルバーサタイルディスク）等の光ディスクに高密度に記録された情報を、誤り無く再生するための信号等化機能を有する光ディスク装置に関する。

近年、ＶＴＲやハードディスク等の磁気記録の分野においては、記録の高密度化に対する要望が強く、種々の技術により高密度化が図られている。しかし記録の高密度化にともない、記録や再生に際しての誤りが起こる危険性も増大するため、再生信号の信号処理によって、記録された情報の再生誤りの低減を図る波形等化処理も、その重要性が増している。図１７は、従来の技術による、かかる信号の波形等化を自動的に行い得る磁気記録信号再生装置の構成を示すブロック図である。

図１７において、９００は磁気記録媒体であり、情報が記録されたものである。９０１は磁気再生ヘッドであり、磁気記録媒体９００に接触させて、そこに記録された情報を読みとるものである。９０２はプリアンプであり、ヘッド９０１が読みとった信号を増幅して再生信号ＨＦを出力するものである。９０３は等化手段として用いられる可変等化フィルタであり、信号ＱＦを出力する。等化フィルタ９０３は後述する最小値探査手段より出力される制御信号Ｘによって、その等化の度合い、つまりどの帯域の信号を相対的にどの程度のゲインで増幅するか、が決定される。９０４はジッタ計測手段であり、信号ＱＦのジッタ量を測定しジッタ検出信号ＪＴとして出力する。ここで、ジッタとは、再生信号の情報遷移のタイミングの基準クロックとのずれの平均値あるいは自乗平均値を言い、上述の再生誤り率と密接に関連する物理量として制御のための評価値に用いられるものである。９０５は最小値探査手段であり、上記ジッタ検出信号ＪＴが最小になるような上記制御信号Ｘを探査するものである。

まず、高密度に記録された情報の再生に際しての、波形等化の意義について説明する。磁気記録媒体９００には、デジタル情報が高密度記録されているとする。すなわち、磁気記録媒体上では状態”１”と”０”との並びによって、デジタル情報が記録され、保持されている。この”１”と”０”との並びは、基本的にランダムなもので、全体的にみれば、適当な変調規則に則った配列となっているものである。しかし、部分的にみるならば、情報の如何により、両状態が比較的短い周期で交代するパターンと、比較的長い周期で交代するパターンとが混在することとなる。このような磁気記録が、磁気ヘッド固有の識別分解能の限界近くまで高密度化されたものであるとき、磁気ヘッド９０１が走査して再生する場合に、短いパターンを有する部分では、それぞれの状態が互いに干渉を起こす符号間干渉という現象が起こるため、長いパターンを有する部分より小振幅で再生される。一般に振幅の大きさはＳ／Ｎに直結するため、短いパターンを有する部分を再生した場合に、その再生信号のＳ／Ｎが悪くなり、情報が正しく再現できないという事態が起こり得る。

そこで波形等化が必要となる。磁気ヘッドが一定線速で磁気記録媒体を走査しているとすると、上記短いマークを再生した信号は高域周波数帯に位置することになる。等化手段として用いられる可変等化フィルタ９０３は、再生信号ＨＦの劣化した高域周波数帯のゲインを相対的に高くして情報信号を復元し、再生誤り率を低減する。このことにより符号間干渉によって振幅低下した分をある程度補償することができる。しかし、ゲインを上げすぎるとその効果は低域にも及び全体的に波形を歪ませる結果となる。これが等化過多の状態であって、かえって再生信号の品質の低下に結びつくこととなる。このように、波形等化にも適正量があり、適正量の探査はフィードバック制御により自動的に実行される。

以下に、上記のように構成された従来の技術による信号再生装置において、かかる制御を行った等化処理の動作を説明する。
磁気再生ヘッド９０１は、記録媒体９００より、記録された情報を読み出して、プリアンプ９０２に出力する。プリアンプ９０２は、ヘッド９０１が読み出した信号を増幅し、再生信号ＨＦとして等化手段９０３に出力する。等化手段は、制御信号Ｘに従って、高域成分のゲインを上げて等化処理を行い、等化信号ＱＦを出力する。等化信号ＱＦは、再生装置の出力となるとともに、制御のためにジッタ計測手段９０４にも出力される。ジッタ計測手段９０４は、等化信号ＱＦのジッタを計測して、その結果をジッタ検出信号ＪＴとして最小値探査手段９０５に出力する。最小値探査手段９０５は、ジッタ検出信号ＪＴを評価値として用いて、これが最小になるように等化量を探査する。このような、最適等化量を探査する方法としては、例えば制御信号Ｘを微小量変動させて等化量を微小量増減させ、そのときの再生信号ジッタの増減を調べ、ジッタが減る方向に向けて制御信号を変動させることにより、等化量を増減する方法を用いることができる。

従来の技術による、磁気記録信号再生装置では、このようにして最適な波形等化量が自動的に決定され、高密度の磁気記録媒体から、低い誤り率を保って情報を再生することが可能となる（例えば、特許文献１参照。）。
特公平６−９３４０号公報

大容量の記録媒体として普及してきている光ディスク媒体においても、ＤＶＤ登場に象徴されるように、記録の高密度化の傾向が顕著であり、従って波形等化の技術の重要性も大きなものとなる。

しかし、かかる波形等化の制御にあたり、上記の例のような、磁気記録媒体の場合に用いられる従来の技術による等化量の制御をそのまま光ディスク装置に応用した場合、必ずしも真に最適な値に収束しない場合があることが我々の最近の研究により判明した。これについて簡単に説明する。

磁気ディスクあるいはテープのような磁気記録媒体の読み出しでは、ヘッドがこれらの記録媒体に接触した、あるいは接触に近い状態に保たれるのに対して、光ディスク装置では、光ヘッドを移動させて、その収束レーザー光の焦点を光ディスクの記録面に正しく位置させるフォーカス（焦点）制御を実行させて、初めて記録媒体からの情報の再生が可能になる。従って、ヘッドの移動について媒体面の走査及びトラッキングと、フォーカシングとがあるものであり、走査及びトラッキングのみの磁気記録媒体の場合と比較して、ヘッド位置の制御が複雑になり、さらに等化処理における制御にも影響を及ぼすこととなる。

フォーカス制御にオフセットがある、すなわち焦点から多少ずれたところが記録媒体を照射し、いわゆる”ピンボケ”状態になった場合、ヘッドの識別分解能は低下して、再生信号の高域成分の振幅がさらに低下することになる。ここで、従来技術による制御を応用して、オフセットのままでともかくジッタが最小になるよう等化量を設定することはできるが、そうした場合、後にフォーカスが合ったとき、その等化量では等化過多となって逆にジッタが増加するといった現象が生じる。

このような現象は、一旦オフセットしたフォーカス位置がもとに戻る、すなわち負方向にオフセットする場合に起こり得る。すなわち、ヘッドがレーザー熱で膨張することによるフォーカスオフセットの発生が予期できるような場合、レーザー点灯後しばらくの後にオフセットが無くなるように、予め正方向へオフセットするように調整しておいた場合などがこれに該当する。

さらに、従来の技術の応用により等化量が決定され、ジッタ最小となるフォーカスポイントがオフセット状態にあるようになった場合、これ以後ジッタを参照しながら最適フォーカス位置を探査したい場合に支障がある。すなわち、完全フォーカス状態では過補償となるのでジッタが増えるから、フォーカス最適状態にはなかなか収束せず、フォーカス制御が困難となる。

そして、光ディスク媒体の特質に絡む他の課題がさらに存在する。まず、ＣＤ（コンパクトディスク）やビデオディスクの使用状態においては、光ディスクは表面をむき出しにした状態で用いられることが多い。従って、表面に傷がつきやすい。この傷により再生信号ジッタは大きく乱されるから、傷の影響によって、ジッタ最小化探査の精度が低下するという問題点につながる。

また、フォーカス制御は完全なものではなく、外乱・衝撃によって容易にフォーカスずれが発生する。例えば、通常再生時において調整が十分されていたとしても、光ヘッドを光ディスク上のあるトラックから他のトラックへジャンプさせた場合そのときの衝撃でフォーカスがずれ、ジッタが瞬間的に悪化することがある。このようなとき正しくアドレスが再生できないことになり、ジャンプ先が認識できずにトラックジャンプを幾度となく繰り返すような事態が発生する。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、フォーカス制御と波形等化処理の制御とを精度良く実行することが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、ジッタ量を評価値とした制御を行うにあたり、光ディスク媒体上の傷の影響を低減することが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、トラックジャンプ等のフォーカスの乱れが生じるような場合にも、フォーカス制御と波形等化処理の制御とを精度良く実行することが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１にかかる光ディスク装置は、光ディスク媒体に記録された情報を、光ヘッドを用いて読み出し、再生信号を生成する光ディスク装置であって、上記光ヘッドが発する光束の焦点を、上記光ディスク媒体における情報の記録面近傍の位置として設定される焦点位置に制御する焦点位置制御手段と、上記光ヘッドが生成する再生信号に対して、設定された等化量を用いて波形等化処理を行い、等化信号を出力する等化手段と、上記等化手段の出力する等化信号に対して、そのジッタを計測するジッタ計測手段と、上記ジッタの量が最小となるように上記等化量を探査する最適値探査手段とを備え、上記光ディスク媒体は、その記録面側の内周部にのみ突起を設けたデジタルビデオディスクであり、上記光ヘッドを上記光ディスク媒体の半径方向に移送する移送手段と、上記最適値探査手段による探査の実行の際に、あらかじめ光ヘッドを上記光ディスクの内周部でありかつ上記突起の近傍に位置させるように上記移送手段を制御する移送制御手段とを、さらに備えたことを特徴とするものである。

また、請求項２にかかる光ディスク装置は、請求項１の装置であって、上記等化手段が用いる等化量として、上記最適値探査手段による探査によって得られた値と、等化過多となるようにあらかじめ設定された値とをトラックジャンプの有無に応じて切り替えて出力する等化量切り替え手段をさらに備えたことを特徴とするものである。

また、請求項３にかかる光ディスク装置は、請求項２の装置であって、上記等化量切り替え手段は、上記光ディスク媒体上での上記光ヘッドのトラックジャンプがあった場合は、上記あらかじめ設定された量を用い、上記トラックジャンプがない場合は、上記最適値探査手段によって探査された等化量を用いるよう切り替えるものであることを特徴とするものである。

また、請求項４にかかる光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置であって、ジッタは上記光ディスク媒体が１周回転するごとに平均化して計測されることを特徴とするものである。
また、請求項５にかかる光ディスク装置は、光ディスク媒体に記録された情報を、光ヘッドを用いて読み出し、再生信号を生成する光ディスク装置であって、上記光ヘッドが発する光束の焦点を、上記光ディスク媒体における情報の記録面近傍の位置として設定される焦点位置に制御する焦点位置制御手段と、上記光ヘッドが生成する再生信号に対して、
設定された等化量を用いて波形等化処理を行い、等化信号を出力する等化手段と、上記等化手段の出力する等化信号に対して、そのジッタを計測するジッタ計測手段と、上記ジッタの量が最小となるように上記焦点位置を探査する最適値探査手段とを備え、上記光ディスク媒体は、その記録面側の内周部にのみ突起を設けたデジタルビデオディスクであり、上記光ヘッドを上記光ディスク媒体の半径方向に移送する移送手段と、上記最適値探査手段による探査の実行の際に、あらかじめ光ヘッドを上記光ディスクの内周部でありかつ上記突起の近傍に位置させるように上記移送手段を制御する移送制御手段とを、さらに備えたことを特徴とするものである。

請求項１による光ディスク装置によれば、光ディスク媒体に記録された情報を、光ヘッドを用いて読み出し、再生信号を生成する光ディスク装置であって、上記光ヘッドが発する光束の焦点を、上記光ディスク媒体における情報の記録面近傍の位置として設定される焦点位置に制御する焦点位置制御手段と、上記光ヘッドが生成する再生信号に対して、設定された等化量を用いて波形等化処理を行い、等化信号を出力する等化手段と、上記等化手段の出力する等化信号に対して、そのジッタを計測するジッタ計測手段と、上記ジッタの量が最小となるように上記等化量を探査する最適値探査手段とを備え、上記光ディスク媒体は、その記録面側の内周部にのみ突起を設けたデジタルビデオディスクであり、上記光ヘッドを上記光ディスク媒体の半径方向に移送する移送手段と、上記最適値探査手段による探査の実行の際に、あらかじめ光ヘッドを上記光ディスクの内周部でありかつ上記突起の近傍に位置させるように上記移送手段を制御する移送制御手段とを、さらに備えたことで、傷の付きにくい内周突起近傍部においてジッタ量を測定することにより、光ディスク媒体上の傷の影響を低減し、制御の精度の向上を図り得る。

また、請求項２による光ディスク装置によれば、上記等化手段が用いる等化量として、上記最適値探査手段による探査によって得られた値と、等化過多となるようにあらかじめ設定された値とをトラックジャンプの有無に応じて切り替えて出力する等化量切り替え手段をさらに備えたものとしたことで、必要に応じて等化過多の状態における制御を実行し、フォーカス・ジッタ特性を応用して、不測のフォーカスずれにも対応した制御が可能となる。

また、請求項３による光ディスク装置によれば、請求項２の装置において、上記等化量切り替え手段は、上記光ディスク媒体上での上記光ヘッドのトラックジャンプがあった場合は、上記あらかじめ設定された量を用い、上記トラックジャンプがない場合は、上記最適値探査手段によって探査された等化量を用いるよう切り替えるものとしたことで、トラックジャンプ時のフォーカスぶれに対応し、安定した制御を行うことを可能とする。

また、請求項４による光ディスク装置によれば、請求項１に記載の光ディスク装置であって、ジッタは上記光ディスク媒体が１周回転するごとに平均化して計測されることとしたことにより、よりジッタ検出誤差を低減することができる。

（実施の形態１）（参考例）
本実施の形態１による光ディスク装置は、最急勾配法を用いることにより、焦点位置と等化量との双方について、精度良くジッタ最小点を探査するものである

図１は本実施の形態１による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図において１は光ディスク（光ディスク媒体）であり、情報が記録されたものである。２は光ヘッドであり、光ディスク１に記録された情報を読みとるものである。３はプリアンプであり、光ヘッド２が読みとった信号を増幅して再生信号ＨＦを出力するものである。プリアンプ３からは、再生情報信号ＨＦとともに、フォーカス誤差信号ＦＥが生成される。４はサーボアンプであり、光ヘッド２のフォーカス位置を制御する。５は等化手段として用いられる等化フィルタであり、再生情報信号ＨＦに対して、カットオフ周波数Ｆｃに応じた波形等化を施し等化信号ＱＦを出力する。６はジッタ計測手段であり、等化信号ＱＦのジッタを計測しその値をジッタ検出信号ＪＴとして出力する。７は最小値探査手段であり、ジッタ検出信号ＪＴが最小になるようにフォーカス位置補償信号ΔＦＥ、およびカットオフ周波数Ｆｃを相関的に変化させるものである。８は加算器であり、プリアンプ３から出力されるフォーカス誤差信号と、最小値探査手段７から出力されるフォーカス位置補償信号とを加算処理して、その結果をサーボアンプ４に出力する。１０はスピンドルモータであり、光ディスク１を回転させる。

このように構成された、本実施の形態１による光ディスク装置の、フォーカス位置、及び波形等化制御の際の動作を以下に説明する。

光ヘッド２は、後述するサーボアンプ４からの制御信号を、フォーカスアクチュエータに入力されることにより、フォーカス位置を定め、レーザー光を光ディスク１の記録面上に収束させて、記録された情報を読みとり、その結果をプリアンプ３に出力する。プリアンプ３は、光ヘッド２から出力された信号を増幅して、再生情報信号ＨＦを等化フィルタ５に出力する。

等化フィルタ５は、後述する最小値探査手段７より入力されるカットオフ周波数Ｆｃに応じて等化処理を行い、等化信号ＱＦを出力する。等化信号ＱＦは、再生装置の出力となるとともに、制御のためにジッタ計測手段６にも出力される。ジッタ計測手段６は、等化信号ＱＦのジッタを計測して、その結果をジッタ検出信号ＪＴとして最小値探査手段７に出力する。

最小値探査手段７は、後述する最急勾配法により、ジッタ検出信号ＪＴとして得られるジッタの量を最小とするような、焦点位置と等化量とを探査し、その探査により得られた焦点位置に基づいてフォーカス補償信号ΔＦＥを加算器８に出力し、又得られた等化量に基づいて、カットオフ周波数Ｆｃを等化フィルタ５に出力する。

等化フィルタ５では、カットオフ周波数Ｆｃが等化処理に用いられることにより、波形等化の制御が行われる。一方、加算器８においては、プリアンプ３より出力されたフォーカス誤差信号ＦＥに対して補償信号ΔＦＥが加算され、加算結果は、サーボアンプ４を介して光ヘッド２のフォーカスアクチュエータにフィードバックされ、フォーカス位置制御が実行される。

ここで、等化フィルタ５の特性について、図２を用いて説明する。等化フィルタ５は、例えばトランスバーサル型フィルタを用いることができるが、他に、ベッセル型、等リップル型などを用いても良い。いずれにしても、その特性が図２に示すように特定のカットオフ周波数Ｆｃにおいて相対ゲインＧを持つものであり、かつ、カットオフ周波数、又は相対ゲインの何れかが、入力される制御信号に対応して可変であるものであれば良い。本実施の形態１による光ディスク装置では、等化フィルタ５は、カットオフ周波数Ｆｃを変化させるものであるとする。この場合カットオフ周波数Ｆｃを下げることにより（Ｆｃ→Ｆｃ−ΔＦｃ）再生情報信号ＨＦ信号の高域部のゲインを上げられるものであるから、これはすなわち等化量を大きくしたことになる。逆に、カットオフ周波数を上げることにより（Ｆｃ→Ｆｃ＋ΔＦｃ）等化量が小さくなり、このようにカットオフ周波数を制御することで等化量を制御することができる。

次に、最小値探査手段７による探査方法の説明のために、等化量（カットオフ周波数）の設定と、該設定に対応する典型的な対フォーカス・ジッタ特性について、図３、および図４を用いて説明する。まず図３(a)において、カットオフ周波数Ｆｃ０において、最適に等化された場合、フォーカスずれが無い点であるジャストフォーカス点ＦＥ０においてジッタが最小となる。これよりカットオフ周波数が低くなっても（→Ｆｃ０−ΔＦｃ：等化過多）、高くなっても（→Ｆｃ０＋ΔＦｃ：等化不足）ジッタは増加する。特にカットオフ周波数が低く等化過多となる場合の対フォーカス・ジッタ特性は、図３(a)に示されるような非対称になる、このような場合には、フォーカス誤差が無い状態（ＦＥ０）でジッタ最小にならず、多少オフセットしたところがジッタ最小になる。また、図４に示すように、過補償時（等化過多）、フォーカス点を中心に両側にジッタ極小点が出る場合がある。図３と図４に示す特性の違いは光ヘッド固有の収差（球面収差、コマ収差、非点収差など）に大きく起因していると考えられる。いずれにせよ、等化過多は、いうなれば、より再生条件の悪い信号に対して最適となっているはずであって、これを考慮すればフォーカスがずれた方がよりジッタが小さくなることもあり得ることと言える。

カットオフ周波数、フォーカス位置、及びジッタについて、以上のような関係があることにより問題となるのは、評価値であるジッタが最小（極小）になるようにフォーカス位置調整しようとした場合、真のフォーカス点が探査できないことにつながる点が挙げられる。また、これとは逆に、フォーカスオフセットがある状態において、ジッタ最小になるように等化フィルタ５のカットオフ周波数を調整しても、過補償状態（Ｆｃ０−ΔＦｃ）に収束してしまう場合もある。従って、等化フィルタ、及びフォーカスはいずれも独立して調整することは望ましくなく、両者を関連付けながら調整しなければならない。すなわち、等化フィルタについてのカットオフ周波数と、フォーカス調整についてのフォーカス位置とを２元的に同時に考慮する必要がある。図３(b)はこのような関係を示す図である。図３(b)に示すカットオフ周波数Ｆｃを横軸に、フォーカスを縦軸にジッタを濃淡表示した等高線マップを示す。図においては、濃い方がジッタが小さいことを示すものである。図３(a)のグラフは、この等高線マップから得られる等化フィルタカットオフ周波数がＦｃ０−ΔＦｃ、Ｆｃ０、Ｆｃ０＋ΔＦｃにおける断面図をプロットしたものに他ならない。この等高線マップより、ジッタ最小点は、特定の等化フィルタカットオフ周波数Ｆｃ０とフォーカス位置ＦＥ０の交点にただ一つ存在することが分る。従って、再生信号ジッタを最小化するためにはこの組み合わせを２元探査することが必要である。

最小値探査手段７はこの２元探査を実行するものであって、例えば本実施の形態１による光ディスク装置においては、マイクロプロセッサーで構成されることにより、多少複雑な探査方法をもプログラミングにより簡単に実現することができる。本実施の形態１では、最小値探査手段７は、最急勾配法により探査を行うものである。

図５は、最急勾配法を説明するための図である。ここで簡単化のため、等化フィルタカットオフ周波数Ｆｃをｘ、フォーカス位置（フォーカス誤差信号ＦＥで表記できるものとする）をｙ、ジッタＪＴをｚとする。図５における等高線の垂線の方向ベクトルＧは

Ｇ＝（∂ｚ／∂ｘ、∂ｚ／∂ｙ） （１）

であらわすことができる。（１）を具体的に求めるにはｘ（カットオフ周波数Ｆｃ）、ｙ（フォーカス位置ＦＥ）をそれぞれ独立に微小量動かし、そのときのジッタの変化量を一時記憶しそれぞれの微小量で除するようにすれば良い。そしてその後、現在位置する（ｘ、ｙ）の位置を、ベクトルΔＶすなわち

ΔＶ＝（−ε・∂ｚ／∂ｘ、−ε・∂ｚ／∂ｙ） （２）

だけ離れた新座標（ｘ’、ｙ’）に移動させる。ここでεは定数であり、例えば実験的に求めておく等して、予め設定しておくことができる。

それから、次の２つの式に従って新座標を求める。

ｘ’＝ｘ−ε・∂ｚ／∂ｘ （３）

ｙ’＝ｙ−ε・∂ｚ／∂ｙ （４）

この新座標の決定は、具体的には、ｘ’を等化フィルタカットオフ周波数Ｆｘの新たな値として、ｙ’をフォーカス位置補償量（ＦＥ＋ΔＦＥ）として、それぞれ等化フィルタ５、加算器８に供給することとなる。

そして、（３）、及び（４）で求めた新座標（ｘ’ｙ’）を新たに（ｘ、ｙ）として（１）、及び（２）でベクトルを求め、（３）、（４）でさらに新座標を求めることを繰り返せば、図５に示すように（ｘ、ｙ）は、等高線と垂直な軌跡を描きながらジッタ最小となる点へ収束する。従って、探査の結果、上記２元変数ｘ、ｙはジッタが最小となる等化フィルタカットオフ周波数ＦＣ０と（フォーカス誤差信号ＦＥ０で表記できる）フォーカス位置として得られる。

このように、本実施の形態１による光ディスク装置では、最急勾配法を用いて、ジッタが最小となるような等化フィルタカットオフ周波数と、フォーカス位置とを求める最小値探査手段７を備えたことで、波形等化処理の制御と、フォーカス位置の制御とを精度良く行うことが可能となる。

なお、最小値探査手段の用いる最急勾配法式の演算式として、上記のものを示したが、（２）〜（４）において記述したアルゴリズムは一例であり、実用上はさまざまな変形が考えられる。例えば、式（２）において一度に２次元ベクトルを求めたが、ｘ（Ｆｃ）、ｙ（ＦＥ）を交互に微少変化させ交互に式（３）、（４）を実行させながら探査を進めるものであってもよい。

（実施の形態２）（参考例）
本実施の形態２による光ディスク装置は、２次元ジッタ特性を利用した簡易探査方法を用いることにより、焦点位置と等化量との双方について、精度良くジッタ最小点を探査するものである。

本実施の形態２による光ディスク装置は実施の形態１による装置と同様に構成され、説明には図１を用いる。そして、本実施の形態２による光ディスク装置の動作についても、最小値探査手段７の用いる探査方法が異なる点を除き、実施の形態１のものと同様となる。

以下に、本実施の形態２による装置で用いる２元探査の簡易的方法について図６、図７を用いて説明する。以下説明する方法は、図３(b)で示した等高線マップの特徴を利用したものであって、図７に示すＴ１〜Ｔ４の経路に沿った探査を行うものである。まず、初期値として、等化フィルタカットオフ周波数として十分高い値を設定する（Ｔ０）。これは即ち、等化量を十分小さい値にしておくことであり、後述するように探査を簡単にするために行う。

そして、Ｔ１の処理では、等化フィルタカットオフ周波数を低い方に適量シフトさせて、等化量を増加させ、ジッタの変化を調べる。初期値としては、カットオフ周波数Ｆｃを十分高い設定値としてあったので、そこから徐々に下げて行くとそれに応じて等化量が増すからジッタは低減する。探査が進み、ジッタが底打ち状態となって、次に増加し始めると変化率Ｇｘは正に転ずる。ここで、第１段階における等化フィルタカットオフ周波数については、ジッタ極小状態となる最適値を求めたことになる。

このとき、たまたまフォーカスが合っておれば最適Ｆｃが探査されたことになるが、先述のように過補償状態になっている可能性もある。従って、次にＴ２、及びＴ３の処理を行い、第２段階としてフォーカス最適値を探査する。

本実施の形態２による光ディスク装置で用いる探査方法では、Ｔ２において、若干補償不足となるように、フィルタカットオフ周波数をシフトさせるという処理を行う。これは、図３(a)に示すように、対フォーカス・ジッタ特性については、等化フィルタが最適または補償不足状態においてのみ対称になる性質があるので、対フォーカス・ジッタ特性の対称性を得ることにより、探査の精度の向上を図るためである。そして、Ｔ３の処理ではジッタ最小となるフォーカス最適値を探査する。

第３段階では、Ｔ４の処理として、フォーカス位置を第２段階で求めたフォーカス最適値として、再びジッタ最小となる等化フィルタカットオフ周波数の探査を行う。この第３段階においては、第１段階から第２段階に移行する際の等化不足となる等化フィルタカットオフ周波数を初期値とした探査を行う。

図６は、最小値探査手段７による、この探査方法のアルゴリズムを示すフローチャート図である。ステップ１〜４は第１段階であって、等化フィルタカットオフ周波数の最適値近辺を探査する。ステップ５〜７は第２段階であって、フォーカス最適値を探査する。ステップ８〜９は第３段階であって、再び等化フィルタカットオフ周波数の最適値を求める。以下に図６のフローに従って、本実施の形態２による光ディスク装置の最小値探査手段７における、探査の際の動作を説明する。

まず、ステップ１において、等化フィルタカットオフ周波数Ｆｃ（変数ｘ）、およびフォーカス誤差信号ＦＥで表記できるフォーカス位置（変数ｙ）の初期設定を行う。フィルタカットオフ周波数は十分高い値にしておくと、Ｆｃ探査の方向が確定するので、傾斜ベクトルを求める必要がなく、実施の形態１に示した最急勾配法よりも演算処理を簡略化することができる。一方、フォーカス位置の初期値としては、信号が再生可能な程度に設定された値を用いて良いが、後述するように再生信号振幅やトラッキングエラー信号等を参照して粗調整を行っても良い。いずれの初期値も、実験やシミュレーション等により、あらかじめ算定して設定しておくことができる。

まず、ステップ２が実行されると、等化フィルタカットオフ周波数すなわち変数ｘの変化量として設定された、Δｘを用いて、変数ｘを低い側へシフトさせ（ｘ−Δｘ）、その時のジッタＪＴの変化分（ｚ（ｘ，ｙ）−ｚ（ｘ−Δｘ，ｙ））を測定する。そして、得られたジッタの変化分をΔｘで除して変化率Ｇｘを演算して、その正負を判定する。初期値としてｘは十分高い値が設定されているので、Ｇｘは負の値となり、ステップ３の後にステップ２が実行される。従って、ステップ２で正の値と判定されるまで、変数ｘの値はΔｘずつ増加される。

これは、上記のＴ１の探査であり、カットオフ周波数Ｆｃを十分高い設定値から徐々に下げて等化量を増加させると、それに応じてジッタは低減する。したがって探査の当初はＧｘは常に負であるが、探査が進み、ジッタが底打って増加し始めると変化率Ｇｘは正に転ずる。ここで、ステップ４が実行される。

ステップ４は上記のＴ２の処理であり、Ｔ１の段階で得られたジッタ極小となるｘをｋΔｘだけ増加させ、若干補償不足の状態とする処理である。先述のように、対フォーカス・ジッタ特性の非対称性を改善して、次のフォーカス探査が精度良く行えるようにするための処理である。

ここで、対称性と探査方法との関係について説明する。実施の形態１で用いた最急勾配法においては、（２）式に示したような微分ベクトルを求める必要があるが、これを精度良く求めるためには分母∂ｙ（フォーカスオフセットの差）が小さくなけばならないが、その結果、分子∂ｚ（測定ジッタの差）がノイズに対して小さくなり、結局精度良くベクトルが検出できないといった問題点が生じる。一方、本実施の形態２による探査方法においては、図６のフローにおけるステップ５〜６において、微分を行うのではなく、単にフォーカスオフセットを正負に変化させたときのジッタの差を求めるだけである。ここでは対フォーカス・ジッタ特性が対称であることを前提としているので、フォーカスを±Δｙ変更させてジッタが等しいということは、±０のポイントではジッタが最小値であることを意味する。したがってこのときのΔｙは微分における∂ｙのように微小量である必要は無く、むしろδに対して十分大きい方が精度的に有利となる。

ステップ５では、フォーカスである変数ｙを±Δｙ変移させ、そのときのジッタの変化の差分Ｇｙ（＝ｚ（ｘ，ｙ＋Δｙ）−ｚ（ｘ，ｙ−Δｙ））を演算する。ステップ６では、差分Ｇｙの絶対値がδ以下になったか否かを判断する。このことは、フォーカスをそれぞれ反対方向に等量オフセットさせたときのジッタがδ以下の誤差で一致したか否かを判断することである。ステップ６の判断において、δ以下でない場合は、変数ｙの値をｙ−ε・Ｇｙ（ε：定数）に変更することにより、フォーカスオフセットの中心値をε・Ｇｙだけ補償して、ステップ５〜６の処理を繰り返す。ステップ６でδ以下と判断されるまで、ステップ５〜７が繰り返され、ステップ６でδ以下と判断されたとき、上記のＴ３が終わり、ステップ８が実行される。

ステップ８〜９は上記のＴ４であり、ステップ２〜３と同様の処理である。すなわち、ステップ４（Ｔ２）で若干補償不足気味に設定したカットオフ周波数Ｆｃ（ｘ）を初期値として用いて、再度ジッタ最小となる値を探査する。ステップ８において正の値となれば探査終了となる。

以上の手順において、等化フィルタカットオフ周波数、及びフォーカス位置の変化分Δｘ、及びΔｙ、定数ｋ、及びεについては、ｘ、及びｙの初期値と同様に、実験やシミュレーション等により、あらかじめ算定して設定しておくことができる。

このように、本実施の形態２による光ディスク装置では、等化フィルタが最適または補償不足状態においてのみ対フォーカス・ジッタ特性が対称になる性質を利用した探査法を用いて、ジッタが最小となるような等化フィルタカットオフ周波数と、フォーカス位置とを求める最小値探査手段７を備えたことで、波形等化処理の制御と、フォーカス位置の制御とを精度良く行うことが可能となる。

実施の形態１で示した最急勾配法を適用した場合、精度良くしかも理論的には高速に２元探査を実行できるが、これは（１）で示される微分演算が高速・高精度に実行できることを前提としたものである。しかし実際には、２次元の偏微分を演算するためには近接した３点の測定が少なくとも必要であり、測定時間、精度の点で実用上の問題が発生することがある。

なお、フォーカスオフセットの初期値について、ある程度焦点制御がなされた状態にしておいたほうが、以降の探査の収束が早くなり、処理の高速化を図れる。そのためには、ジッタがほぼ最小になるようにフォーカスオフセットを粗調整しておいても良いが、かかる方法によったのではフォーカス・ジッタ特性についての対称性が保証されていないこととなるので、再生情報信号の振幅や、トラッキングエラー信号の振幅等を評価値として用いて、これら振幅が最大になるようにフォーカスを調整する方法も採用できる。このような他の評価値を用いる方法については、実施の形態３において説明する。

また、等化フィルタカットオフ周波数Ｆｃの初期値として、最適周波数以上であり、かつ最適周波数の近傍存在する値に設定できるならば、ステップ１〜４による処理は不要となる。従って、実験やシミュレーション等によりかかる値を設定し、これを初期値として用いることによればさらに処理負担を軽減し、処理の高速化を図ることが可能となる。しかし、実際には光ディスク媒体は交換媒体であり、成形条件の差によって特性が大きく異なることが予期され、適度な学習無しに最適値に近い初期値を設定することは困難であると考えられるため、上記のような設定した初期値を用いる方法によることは、若干の精度の低下を伴う可能性がある。また、初期値が極端に補償不足状態であるときにフォーカスオフセット最適化を行った場合、再生情報信号のＳ／Ｎが大きく低下するので、十分な精度が確保できない可能性もあるため、適切な設定を行うことが望ましい。

（実施の形態３）（参考例）
本実施の形態３による光ディスク装置は、フォーカス位置探査については評価値として再生信号あるいはトラッキング誤差信号の振幅を利用することにより、フォーカス位置探査と等化量探査とを独立に実行するものである。

図８は本実施の形態３による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図８において、９は振幅計測手段であり、プリアンプ３から出力される再生情報信号の振幅を計測し、振幅計測信号ＥＶを出力する。７２は最大値探査手段であり、振幅計測信号ＥＶが最大になるようにフォーカス位置補償信号ΔＦＥを相関的に変化させる。本実施の形態２における最小値探査手段７１は、ジッタ検出信号ＪＴが最小になるようにカットオフ周波数Ｆｃのみを相関的に変化させる。光ディスク媒体１、光ヘッド２、プリアンプ３、サーボアンプ４、等化フィルタ５、ジッタ計測手段６、加算器８、及びスピンドルモーター１０は実施の形態１による装置のものと同様である。

このように本実施の形態３による装置では、等化フィルタ５、ジッタ計測手段６、最小値探査手段７１が係わる等化量最適化ループと、信号振幅計測手段９、最大値探査手段７２、およびフォーカス制御ループが係わるフォーカス位置補償ループとを分離しているものである。図２から図４を用いて説明したように、単純に信号等化系とフォーカス制御系とをそれぞれ独立に実行させたのでは十分な制御をなし得ない場合がある。しかし、このことは、両者に対して同一の評価値すなわちジッタを用いることによるものであって、互いに別の評価値を用いて独立に制御をすれば、それぞれにおいて最適値に収束するはずである。そこで本実施の形態３による光ディスク装置では、信号等化系においてはジッタ計測手段６より得られる信号ＪＴを最小化するように、一方フォーカス制御系においては再生信号の再生振幅を最大にするように、それぞれ探査が実行される。

このように構成された本実施の形態３による光ディスク装置について、以下にその動作を説明する。
光ヘッド２は、サーボアンプ４からの制御信号に従ってフォーカス位置を定め、レーザー光を光ディスク１の記録面上に収束させて、記録された情報を読みとり、その結果をプリアンプ３に出力する。プリアンプ３は、光ヘッド２から出力された信号を増幅して、再生情報信号ＨＦを等化フィルタ５に出力する。

等化フィルタ５は、後述する最小値探査手段７１より入力されるカットオフ周波数Ｆｃに応じて等化処理を行い、等化信号ＱＦを出力する。等化信号ＱＦがジッタ計測手段６に出力され、ジッタ計測手段６の計測結果がジッタ検出信号ＪＴとして最小値探査手段７１に出力される。最小値探査手段７１は、後述する探査方法を用いて、ジッタの量を最小とするような等化量を探査し、得られた等化量に基づいて、カットオフ周波数Ｆｃを等化フィルタ５に出力する。等化フィルタ５では、カットオフ周波数Ｆｃが等化処理に用いられることにより、波形等化の制御が行われる。 一方、再生情報信号ＨＦは、振幅計測手段９にも入力され、信号振幅計測手段９は再生情報信号ＨＦの信号振幅を計測して、その結果を振幅計測信号ＥＶとして出力する。振幅計測手段９による振幅の計測方法としては、例えば、再生情報信号ＨＦを全波整流し、リップル成分を除去してＤＣ成分のみ出力する方法が使用可能である。振幅計測手段９の計測結果が振幅計測信号ＥＶとして最大値探査手段７２に出力され、最大値探査手段７２は、後述する探査方法を用いて、振幅の量を最大とするようなフォーカス位置を探査し、得られたフォーカス位置に基づいて、フォーカス補償信号ΔＦＥを加算器８に出力する。加算器８においては、プリアンプ３より出力されたフォーカス誤差信号ＦＥに対して補償信号ΔＦＥが加算され、加算結果は、サーボアンプ４を介して光ヘッド２のフォーカスアクチュエータにフィードバックされ、フォーカス位置制御が実行される。

以下に、最小値探査手段７１と、最大値探査手段７２とによる探査の方法を説明する。我々の実験では、図９に示すように、フォーカス位置に対してジッタ関数と振幅関数とをプロットして比較すると、ジッタ関数の最小値と振幅関数の最大値とは０〜０．３μｍ程度の誤差でほぼ一致することが分かっている。従って、信号振幅ＥＶを評価値として用い、これが最大となるように探査したフォーカス位置は、ジッタが最小となる位置の近傍に収束すると考えられる。そして、この探査処理は波形等化前の信号ＨＦを用いて行うものであり、波形等化の結果にかかわることなしに、独立して実行できる。

最小値探査手段７１、および最大値探査手段７２はそれぞれが別のマイクロプロセッサーにおいて実現するものであってもよく、あるいは同一マイクロプセッサーにおける複数タスクによって実現されるものであってもよい。図１０は最小値探査手段７１、又、図１１は最大値探査手段７２における処理手順を示すフローチャート図である。

図１０に示す、最小値探査手段７１による探査では、ステップ１〜３は、図６に示すステップ１〜３と同様の処理となり、等化フィルタ５のカットオフ周波数Ｆｃ（ｘ）を初期値から順次下げて行き、ジッタ（ｚ）の最小値が見つかった状態で探査を終了する。

図１１に示す、最大値探査手段７２による探査では、ステップ１は図６に示すステップ１と同様であり、ステップ２〜４は図６に示すステップ５〜７と同様の処理となる。ここで、実施の形態２においてはジッタ（ｚ）を最小化させることが目的であったのに対し、本実施の形態３では、信号振幅ＥＶ（ｗ）を最大化させることを意図している点で異なる。従って、フォーカス位置（ｙ）を微少量（Δｙ）変化させたとき、振幅（ｗ）の差分Ｇｙが０に近づくようにフォーカス位置を更新するものであるが、Ｇｙ＝０となるポイントが極小点ではなく極大点であるためステップ４でなされるフォーカス位置の微少変位の方向が図６におけるステップ７に対して逆になっている。

このように、本実施の形態３による光ディスク装置では、実施の形態１又は２による装置に対して、再生情報信号ＨＦの振幅を計測する振幅計測手段９と、振幅が最大となるようなフォーカス位置を探査する最大値探査手段７２とを追加した構成としたことで、フォーカス探査を実行する際に再生信号振幅ＥＶを用いるため、フォーカス制御系と信号等化系とを互いに独立して探査することができ、双方を精度良く制御することが可能となる。

なお、本実施の形態３の装置では両制御系を同時に動作させることとしているが、信号等化系に先だってフォーカス制御系を実行させるようにしてもよい。ただし、信号等化系を先に実行してからフォーカス制御系を実行することは、フォーカスがオフセットである状態で等化制御を行うことが等化過剰を招くこととなるので望ましくない。

また、本実施の形態ではフォーカス位置を探査するのに再生信号振幅を用いたが、ジッタ以外の評価値であれば、フォーカス位置に伴って変化するどのような信号を用いてもよい。例えばプリアンプがトラッキング誤差信号を出力するものとして、これを用いることとしても同様の精度の良好な制御が可能となる。

（実施の形態４）（参考例）
本実施の形態４による光ディスク装置は、光ディスク上に大小の傷がある場合でも、それらを避けてあるいは相殺して、精度よくジッタの変化分を測定し得るものである。

図１２は本実施の形態４のブロック図である。図１２において、光ディスク１は実施の形態１と同様のものであるが、光ディスク１上にはスパイラル状のトラックが設けられていて、このトラックに沿って情報が記録されているとする。１１は回転検出手段であり、スピンドルモーター１０の回転を検出し、その１回転ごとにパルス信号ＲＶを発する。１２はスチルパルス生成手段であり、回転検出手段１１が発生するパルス信号ＲＶに同期して、スチルパルス信号ＳＴＬを生成する。プリアンプ３１は、実施の形態１と同様の増幅を行うが、本実施の形態４による装置では、再生情報信号ＨＦとともに、トラッキング誤差信号ＴＥをも出力するものである。３２、３４、３６、及び３７はホールド手段であり、入力された信号を一時保持する。３３、及び４４は加算器であり、入力された信号を加算処理し、その加算結果を出力する。３５、及び４３はカウンタであり、入力された信号を計数する。３８は除算手段であり、ホールド手段３６の出力ＪＹをホールド手段３７の出力ＪＸで割って、その出力を平均ジッタ信号ＡＪＴとして出力する。３９はクロック発生手段であり、処理に用いるクロック信号ＣＫを発生する。４０はコンパレータであり、入力された信号の比較を行い、ある条件を満たす場合には制御信号を発生する。４１、及び４２はスイッチであり、閉じた状態では入力された信号を出力側に流通させるが、開いた状態においては入力された信号を出力側に流通させなくするものである。４５はトラッキングアンプであり、光ヘッド２を設定されたトラック上に位置するように制御する制御信号を出力する。光ヘッド２、等化フィルタ５、ジッタ計測手段６、及びスピンドルモーター１０は実施の形態１による装置のものと同様である。

このように構成された本実施の形態４による光ディスク装置について、以下にその動作を説明する。光ヘッド２は、トラッキングアンプ４５からの制御信号に従ってトラッキング位置を定め、レーザー光を光ディスク１の記録面上の設定されたトラックに収束させて、記録された情報を読みとり、その結果をプリアンプ３に出力する。プリアンプ３は、光ヘッド２から出力された信号を増幅して、再生情報信号ＨＦを等化フィルタ５に出力し、またトラッキング誤差信号ＴＥを加算器４４に出力する。トラッキング誤差信号ＴＥはトラッキングアンプ４５を経て光ヘッド２のトラッキングアクチュエータにフィードバックされ、トラッキング制御が実行される。

等化フィルタ５は、後述するカウンタ４３より入力されるカットオフ周波数Ｆｃに応じて等化処理を行い、等化信号ＱＦを出力する。等化信号ＱＦはジッタ計測手段６に出力され、ジッタ計測手段６の計測結果がジッタ検出信号ＪＴとしてホールド手段３２に出力される。

一方光ディスク媒体１はスピンドルモーター１０に装着されており、回転検出手段１１はこのスピンドルモーター１０の１回転ごとにパルス信号ＲＶを発する。パルス信号ＲＶは、スチルパルス生成手段１２と、カウンタ３５、及び４３と、ホールド手段３４、３６、及び３７とに入力される。スチルパルス生成手段１２はパルス信号ＲＶに同期してスチルパルス信号ＳＴＬを発生し、この信号ＳＴＬはさらに加算器４４を介してトラッキングアンプ４５に供給される。その結果トラックスチル動作が実行される。つまり、１回転ごとに再生方向と逆方向に１トラックジャンプが実行され、光ヘッド２は常に同じトラック上の情報を繰り返し再生し続ける。

クロック発生器３９はクロック信号ＣＫを発し、このクロック信号ＣＫはスイッチ４１を通して、ホールド手段３２、及び３４と、カウンタ３５とに供給される。スイッチ４１は通常は閉じた状態であり、クロック信号を上記に出力させる方向に接続している。ホールド手段３２はこのクロック信号ＣＫに応じてジッタ計測手段６の出力信号ＪＴを、クロック信号ＣＫの周期の期間だけ一時保持してから、スイッチ４２を通して加算器３３に出力する。スイッチ４２は通常は閉じた状態であり、ホールド手段３２の出力を加算器３３に出力する方に接続している。３３、３４はそれぞれ加算器、ホールド手段であり、これらはホールド手段３２の出力をクロック信号ＣＫに応じて逐次累積加算する、いわゆるアキュムレータとして作用する。

カウンタ３５はクロック信号ＣＫを計数する。３６、３７はそれぞれホールド手段であり、それぞれホールド手段３４、カウンタ３５の出力を回転同期パルス信号ＲＶのエッジに応じて、スピンドルモーター１回転の期間、一時保持する。３８は除算手段であり、ホールド手段３６の出力ＪＹをホールド手段３７の出力ＪＸで割って、その出力を平均ジッタ信号ＡＪＴとして出力する。ジッタの積算値が保持されているホールド手段３４は回転同期パルス信号ＲＶでリセットされることにより、次のサイクルのための初期設定がなされる。

図１３は、本実施の形態４による光ディスク装置におけるトラッキング制御とジッタ計測とを説明するための図である。先述のように光ディスク媒体１の表面には傷が付きやすいものであるため、かかる傷は、ジッタを計測する際に大きな誤差要因となる。そこで本実施の形態４ではジッタを計測するのに常に同一トラックで計測し、しかもトラック１周当たりの計測ジッタの積算平均を用いることによって、傷の影響を相殺し得るものである。

つまり、等化フィルタ５のカットオフ周波数Ｆｃを変化させ、その時のジッタの増減分から最適値を探査することは実施の形態１〜３と同様であるが、Ｆｃを切り換えるタイミングを、図１３に示されるようにカウンタ４３を用いて回転検出信号ＲＶと同期をとって切り換えるようにすれば、同じトラックを走査する限り、ジッタ増減分からは傷の成分が殆ど除去されることになる。すなわち、図１３に示すように回転検出信号ＲＶに応じて等化フィルタ５のカットオフ周波数Ｆｃを変えた場合、ジッタの改善、または悪化によって、ジッタ検出信号ＪＴは同図に示されるように平行移動するように変化する。従ってこのときのジッタの変化量ΔＪＹは図中点線（等化フィルタ変更前）と実線で挟まれたハッチング部分となって、結局傷部分も相対的に変化することでその影響が相殺される。

そして、本実施の形態４による装置では、コンパレータ４０と、スイッチ４１、及び４２とを備えたことにより、さらに大きな傷に対する対策をとり得るものである。コンパレータ４０は、ジッタ検出信号ＪＴがしきい値Ｖｔｈを越えたとき、スイッチ４１、及び４２に対してスイッチを開くよう制御信号を発するものであり、本実施の形態４の装置において傷検出手段として作用する。

図１３において、加算器３３およびホールド手段３４で生成されるジッタの積算値Ｊｙは図中ハッチングした部分の積分となる。この積算値の生成の過程で大きな傷があると、ジッタは瞬時に増大する。本実施の形態４による装置では、あらかじめ設定されたしきい値Ｊｔｈを超えるジッタ検出信号ＪＴが出力された場合は、傷を検出したものとみなすものである。これにより、大きな傷があるとき、ジッタ検出信号ＪＴがしきい値Ｖｔｈを超えるので、コンパレータ４０より制御信号ＪＯＶＲが発せられることにより、スイッチ４１、及び４２はいずれも開いた状態となる。

従って、スイッチ４２が開いた状態になることにより、加算器３３にはジッタ検出信号が供給されなくなる。また、スイッチ４１が開いた状態になることにより、カウンタ３５にはクロック信号ＣＫが供給されないこととなるので、カウンタ３５の動作は一時停止状態となる。この状態は、光ヘッドが傷部分を通過し終え、ジッタ信号ＪＴがしきい値Ｖｔｈ以下になるまで続く。ジッタ信号ＪＴがしきい値Ｖｔｈ以下になると、コンパレータ４０からは制御信号ＪＯＶＲが発せられなくなるので、スイッチ４１、及び４２は再び閉じた状態となる。その後、加算器３３およびホールド手段３４は処理を再開し、パルス信号ＲＶを受け取るまで累積加算を続ける。その結果、図中ハッチングされた部分が傷部分を除く累積加算結果Ｊｙとなってホールド手段３７に保持される。

これを累積加算が実行された「期間」で除すれば平均値が求まる。この「期間」はクロック信号ＣＫをカウンタ３５でカウントして得る。カウントの終了、及びリセットはパルス信号ＲＶに応じて行われる。また、信号ＪＯＶＲが出ている間、すなわち傷部分に相当する間は、スイッチ４１が開いてカウントが中断される。その結果ホールド回路３６には傷部分を除く「期間」Ｊｘが保持される。従って、積算値Ｊｙを期間Ｊｘで除すれば、傷部分を除く平均ジッタ信号ＡＪＴが求まることとなる。

本実施の形態４では、ジッタを評価値とした波形等化処理の制御については言及せず、また図示していないが、実施の形態１〜３と同様に等化フィルタカットオフ周波数Ｆｃを制御することとして、ジッタ信号ＪＴの代わりに上記の平均ジッタ信号ＡＪＴを用いれば、傷の影響を低減して高精度にカットオフ周波数Ｆｃの探査を実行できるものである。また、本実施の形態４ではカットオフ周波数Ｆｃに対するジッタ検出にのみ言及したが、カットオフ周波数Ｆｃの代わりに光ディスク１回転ごとにフォーカス位置を微少変化させた場合においても本実施の形態と同様の効果が得られ、傷の影響の低減を図り得る。

このように、本実施の形態４による光ディスク装置では、回転検出手段１１と、スチルパルス生成手段１２と、加算器４２と、トラッキングアンプ４５とを備え、これらが、光ヘッド２を光ディスク１の同一トラック上で走査を行うように制御するトラッキング制御手段として機能し、クロック生成手段３９と、ホールド手段３２、３４、３６、及び３７と、カウンタ３５と除算手段３８とを備え、これらがジッタの量の平均値を演算するジッタ平均手段として機能し、光ディスク１上の同一トラックにおいてトラック１周当たりの計測ジッタの積算平均を求めるので、ジッタ量計測にあたり光ディスク１上の傷の影響を低減することが可能となる。

さらに、本実施の形態４による光ディスク装置では、コンパレータ４０と、スイッチ４１、及び４２とを備え、これらがジッタ検出信号が設定されたしきい値を超えたことにより傷を検出する傷検出手段と、ジッタの積算平均の演算を中止する演算制御手段として機能するので、大きな傷を検出し、計測に対するその影響を回避することが可能となる。

なお、本実施の形態４においては、光ディスク上の傷を検出するのにジッタ信号ＪＴの大きさを用いたが、これに限らず再生信号から得られる他の情報を用いてもよい。例えば図８で示されたような振幅計測手段を用いた場合、検出振幅の急峻な落ち込みにより傷を検出することができる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５による光ディスク装置は、傷の少ない光ディスク内周部で探査を行うことにより、傷の影響を避けるものである。

図１４は本発明の実施の形態５による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。１０１は光ディスクであり、図１５に示すものである。図１５については、後述する。５１はコントローラであり、光ヘッド２の移動を制御するためのパルス信号を出力する。５２はフリップフロップであり、入力された信号に対応して、Ｈ（Ｈｉｇｈ）、又はＬ（Ｌｏｗ）の信号を出力する。５３はトラバースモーターであり、光ヘッド２を移動させる。５４はセンサーであり、光ディスク１０１の最内周付近に位置しており、光ヘッドを検知して信号を出力する。５６はサンプルホールド回路であり、サンプル状態（スイッチオン状態）では最小値探査手段７１から入力された信号を等化フィルタ５に流通させるが、ホールド状態（スイッチオフ状態）においては入力された信号を出力側に流通させなくなる。最小値探査手段７１は実施の形態３と同様にジッタ最小となる等化フィルタカットオフ周波数の探査を行うが、その探査の結果を直接等化フィルタ５に入力するのではなく、サンプルホールド回路５６に入力するものである。光ヘッド２、等化フィルタ５、ジッタ計測手段６、及びスピンドルモーター１０は実施の形態１による装置のものと同様である。

このように構成された本実施の形態５による光ディスク装置について、以下にその動作を説明する。まずコントローラ５１がスタートパルスＳＴＰを発してフリップフロップ５２の出力をＨにする。トラバースモーター５３は、フリップフロップ５２からＨの信号を入力されると、光ヘッド２を光ディスク媒体１０１の内周側へ移送する。光ヘッド２がほぼ光ディスク媒体１０１の記録面のほぼ最内周に移動すると、センサー５４はこれを検知してフラグ信号Ｄを出力する。フラグ信号Ｄは、フリップフロップ５２とサンプルホールド回路５６とに出力される。フリップフロップ５２はこのフラグ信号Ｄを入力されることによってリセットされ、出力信号はＬとなるので、この信号を入力されたトラバースモーター５３は光ヘッド２の移送を止める。

そして、このフラグ信号Ｄによりジッタ最小化手法による最適等化量探査が実行される。すなわち、フラグ信号Ｄが供給されるとサンプルホールド回路５６がサンプル状態となり、ジッタ計測手段６より出力されるジッタ検出信号ＪＴが最小になるような等化フィルタカットオフ周波数Ｆｃを最小値探査手段７１が探査するループが閉じられる。等化フィルタ５には、最小値探査手段７１が出力した等化フィルタカットオフ周波数Ｆｃが入力される。

その後ドライブが通常動作となり、情報の再生を行う場合には、光ヘッド２が外周側へ移動することにより、センサー５４が光ヘッド２を検知しないこととなるので、フラグ信号Ｄが出力されなくなり、サンプルホールド回路５６がホールド状態となる。従って、先に最小値探査の結果決定された等化フィルタカットオフ周波数Ｆｃが以降保持され、これにより波形等化処理が行われる。

以上の動作は言い換えれば、等化フィルタ最適化の探査を光ディスク媒体の最内周領域においてのみ行うことに他ならない。このようにしたのは以下の理由による。まず図１５に本実施の形態５における光ディスク媒体１０１の正面図、および断面図を示す。光ディスク媒体は、例えばコンパクトディスク（ＣＤ）やビデオディスクのように、カートリッジに入れずに用いる場合が多いが、長期間使用していると同図に示すように媒体表面に多数の傷が付く。これらの傷は情報再生時にエラーの原因となるばかりでなく、等化フィルタを最適調整する際にも悪影響を与えることは既に述べた通りである。

かかる傷のうち最も多いのは媒体面を机等で擦った際にできるスクラッチ、すなわち”引っ掻き傷”である。そこで本実施の形態５では図１５に示すように光ディスク媒体１０１の情報記録領域１０３のさらに内側に突起部１０２を設け、その近傍（最内周領域）が机等の平面と接触しないようにしている。その結果、他の領域に比べ最内周部に傷が付きにくくなるので、上述のように最内周領域のみで最適等化係数探査を実行すれば、傷による影響は軽減される。

このように、本実施の形態５による光ディスク装置では、トラバースモーター５３を備え、これが、光ヘッド２を光ディスク１０１の傷の少ない内周に移送する移送手段として機能し、センサー５４、コントローラ５１、及びフリップフロップ５２を備え、これらが、上記光ヘッドの移送を制御する移送制御手段として機能し、サンプルホールド回路５６を備え、これが、光ディスク１０１の最内周で探査した等化量により波形等化を行うように制御する等化量設定手段として機能することで、傷の少ない最内周領域で探査した等化量を、波形等化処理に用いるので、かかる探査に対する光ディスク１０１の傷の影響を低減することが可能となり、精度の良い制御を行い得ることとなる。

なお、本実施の形態５ではフォーカス探査については言及していないが、ジッタの最小化の精度を向上できるものであるので、等化フィルタを最適化するのと同様の効果が期待できる。すなわち、本実施の形態５による傷の影響の低減効果は、ジッタを評価量として用いるすべてのパラメータの探査において用いることができる。また、フォーカス探査については実施の形態３に準じて、図８に示す構成とし、信号振幅を評価値として用いてもよい。

また、実施の形態４による光ディスク装置との組み合わせにより、傷の少ない最内周領域においてジッタをディスク１周ごとに平均化するようにすればさらに傷の影響を受けにくくすることができる。

また、本実施の形態５では、光ヘッド２が最内周に位置するか否かを検知するのにセンサー５４を用いたが、光ヘッド２そのものが再生するアドレス信号あるいは他の識別信号から最内周にいるか否かを判断しても良い。

また、本実施の形態５では、上記センサー５４の出力をもとに等化フィルタ設定値をホールドしたが、この信号を用いず、コントローラ５１が探査終了後の適当なタイミングにホールド信号を発生するようにしても良い。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６による光ディスク装置は、等化過多状態で対フォーカス、ジッタ特性が緩やかになる性質を利用して、トラックジャンプに伴うフォーカス変動によるジッタの悪化を低減し、アドレス情報等をより確実に検出できるようにするものである。

図１６は本発明の実施の形態６による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図１６において６１はコントローラであり、トラックジャンプの際にＨ（Ｈｉｇｈ）状態となるトラックジャンプ指令信号ＴＪＰを発生する。トラバースモーター５３は実施の形態５と同様に光ヘッドを移動させるものであるが、本実施の形態６では、コントローラ６１から発せられるトラックジャンプ指令信号ＴＪＰに応じて光ヘッド２を光ディスク媒体半径方向に移動させるものである。６２はメモリであり、予め設定された等化フィルタカットオフ周波数を記憶する。メモリ６２に記憶される等化フィルタカットオフ周波数は、等化フィルタ５における波形等化処理が等化過多となるような値として設定されたものとする。６３はスイッチであり、閉じた状態のときのみ、メモリ６２の記憶内容を加減算器６４に出力する。６４は加減算器で、入力された信号の加減演算処理を行う。光ディスク媒体１、光ヘッド２、スピンドルモーター１０、等化フィルタ５、ジッタ検出手段６は実施の形態１と同様のものである。また、サンプルホールド回路５６と、最小値探査手段７１とは実施の形態５と同様のものである。

このように構成された本実施の形態６による光ディスク装置について、以下にその動作を説明する。既に説明した通り、光ディスク１０１の記録面にはスパイラル状のトラックが設けられていて、このトラックに沿って情報が記録されているものであり、通常再生状態では光ヘッドはトラックに沿って情報の読み出しを行っている。しかし、離れたトラックに記録された情報を読み出すことが必要となった際には、瞬時に該離れたトラックに光ヘッドが移動するトラックジャンプを行うこととなる。

かかるトラックジャンプなしに、光ヘッド２がトラック上を走査しているときコントローラ６１が出力するトラックジャンプ指令信号ＴＪＰはＬであり、サンプルホールド回路５６はサンプル状態であり、また、スイッチ６３は開いているとする。このとき等化フィルタ５、ジッタ検出回路６、最小値探査手段７１は閉ループを構成し、検出ジッタ値ＪＴが最小になるようにカットオフ周波数Ｆｃを決定する。

上記トラックジャンプを行う際には、コントローラ６１がトラックジャンプ指令信号ＴＪＰを発し（Ｌ→Ｈ）、このトラックジャンプ指令信号ＴＪＰを入力されることでトラバースモーター５３が起動し、光ヘッド２は移動を開始する。このトラックジャンプ指令信号ＴＪＰはサンプルホールド回路５６と、スイッチ６３とにも供給される。そして、サンプルホールド回路５６はトラックジャンプ指令信号ＴＪＰを入力されることにより、光ヘッドの移動と同時にホールドモードになる。さらに、スイッチ６３はトラックジャンプ指令信号ＴＪＰを入力されることにより、閉じた状態となって、メモリ６２に保持されている補償値ΔＦｃが減算器６４に入力される。そして、サンプルホールド回路５６から減算器６４に入力される周波数Ｆｃより、補償値ΔＦｃが減算された結果が、等化フィルタ５に供給される。

つまり、最小値探査手段７１の探査により得られたカットオフ周波数Ｆｃの代わりに、Ｆｃ−ΔＦｃが設定され、その結果、等化フィルタＦｃの出力する等化信号は等化過多状態となる。ホールド直前のＦｃはジッタ最小となる値であったので、Ｆｃが変化することでジッタは増大するが、光ヘッド２の移動に伴う振動によって生じるフォーカスの乱れに対してはむしろ幾分強くなる。

このことを図４を用いて説明する。等化フィルタ５が最適等化状態にある場合（ＦｃＯ）、確かにフォーカス最適点（ＦＥＯ）でジッタ最小にはなるが、フォーカス位置ずれが大きくなるにつれ、ジッタは急峻に悪化する。一方等化フィルタが過等化に設定されている場合（Ｆｃ−ΔＦｃ）、フォーカス最適点（ＦＥＯ）でのジッタは増えるが、フォーカス位置ずれに伴うジッタ増加は緩やかであり、むしろある程度のフォーカス位置ずれがある状態では最適等化の場合に比べてジッタが小さい場合がある。トラックジャンプ等のない、通常再生の際においてはジッタ最小の状態が望ましいので、適時フォーカス最適点を探査し、あるいはその結果をホールドするようにしておけば、対フォーカス特性が急峻であっても問題にはならない。しかし、本実施の形態６のようにトラックジャンプを実行する場合、その際の振動や衝撃などによって瞬時にフォーカスずれが発生する場合がある。通常再生時のように定常的なフォーカスずれが考えられる場合は探査手法を用いてこれを吸収することが可能であるが、瞬時に発生するフォーカスずれを極めて短時間のうちに吸収するのは殆ど不可能である。

そこで本実施の形態６では過等化状態における対フォーカス・ジッタ特性を利用して、瞬時のフォーカスずれにおけるジッタを多少なりとも改善している。すなわち、トラックジャンプ直後（ＴＪＰ＝Ｌ→Ｈ）に、すでに最適探査されている等化フィルタカットオフ周波数ＦｃからＦｃ−ΔＦｃに変えているのは、最適等化状態から過等化状態に切り替えていることに他ならない。その結果対フォーカス、ジッタ特性は図４に既に示されているような”鍋底”になり、フォーカスが大きくずれたときでもジッタの増加をある程度抑えることができる。トラックジャンプ指令信号ＴＪＰでサンプルホールド回路５６をホールド状態にしているのはトラックジャンプ中に最適探査を実行しないようにするためである。

トラックジャンプにより移動する先の目標アドレスＡＤＲが検出され、トラックジャンプを終了させるとき、コントローラ６１はトラックジャンプ指令信号ＴＪＰをＬにしてトラバースモーター５３を止める。また、トラックジャンプ指令信号がＬになることにより、スイッチ６３が開放され、等化フィルタ６で用いられるカットオフ周波数をＦｃに戻す。その結果、ジッタ最小の状態で情報の再生を再開できるようになる。

このように、本実施の形態６による光ディスク装置では、コントローラ６１、スィッチ６３、メモリ６２、及びサンプルホールド回路５６を備えたことで、トラックジャンプがある場合には、スイッチ６３とサンプルホールド回路５６とを切り替えることにより、等化フィルタ５が用いるカットオフ周波数を、等化過多になるようあらかじめ設定したものとするので、等化過多時におけるフォーカス・ジッタ特性を利用することにより、トラックジャンプ時の振動・衝撃によるフォーカスずれに対してジッタの増加を抑えることができ、その結果、トラックジャンプ時においてもより確実にアドレスを検出することが可能となる。

なお、以上のように、本実施の形態６では、トラックジャンプによって生じるフォーカスのずれをあらかじめ見込んで、そのフォーカスずれのある状態において最適になるようなカットオフ周波数、すなわち探査した最適周波数よりは等化過多となるようなカットオフ周波数を設定しておき、トラックジャンプ期間中のみ上記設定最多カットオフ周波数を用いることとしたものである。しかし、トラックジャンプ期間中のみならず、常時、探査した最適周波数よりは等化過多となるようなカットオフ周波数を用いることとすることも可能であり、コントローラの負担の軽減を図り得るとともに、不測のフォーカスずれによく対応可能となり、特に連続的にトラックジャンプを繰り返すような動作をさせる場合には、全体的な処理の迅速化が図り得るという効果がある。

さらに、このように設定することで、ディスクの変形等によって生じるディスクチルトにも対応が可能となる。一般にディスクは外周部ほど変形が大となる傾向があるので、先の実施の形態５に示したように、傷の少ない最内周で探査を実行し、該探査で得られたカットオフ周波数を用いて波形等化処理を行うこととする場合に、外周部では等化不足をひき起こす可能性がある。そこで、常時等化過多となるような制御を行うことにより、ディスクの内外周にかかわりなく、良好な波形等化処理を行うことが可能となる。

また、本実施の形態６においては、トラックジャンプ開始と同時にサンプルホールド回路５６をホールド状態にしたが、同時である必要は無く、トラックジャンプ開始前にホールドしても良い。

なお、実施の形態１〜６においては、いずれも等化量を変化させるのにカットオフ周波数を変化させるものとしたが、代わりにゲインＧ（図２参照）を変化させること、あるいは両者を同時に変化させることによって調整を行ってもよく、同様の効果が得られる。
また、いずれの実施の形態においても、最小値探査手段等をマイクロプロセッサー等で構成することができる。そして、マイクロプロセッサーそのものはデジタル処理を実行するものであるから、その入力値であるジッタ信号ＪＴあるいはその出力であるＦｃ、ΔＦＥ、そしてΔＦＥと加算されるべきフォーカス誤差信号ＦＥについては、デジタル信号であるものとして扱ったものであるが、いずれの実施の形態においてもアナログかデジタルかは全く問題ではなく、ＡＤ変換器、ＤＡ変換器の設置場所等に関する単なる設計上の問題となるのみであって、アナログ信号を用いた処理を行うことも可能である。

本発明は、光ディスク装置全般に利用でき、特にデジタルビデオディスク（デジタルバーサタイルディスク）等の光ディスクに高密度に記録された情報を、誤り無く再生するための信号等化機能を提供できるものである。

本実施の形態１による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 同装置の等化フィルタ５の動作を説明するための図である。 等化量とフォーカス位置に対するジッタ変化を表す特性図である。 等化量とフォーカス位置に対するジッタ変化を表す特性図である。 同装置の最小値探査手段７の動作を説明するための図である。 本実施の形態２による光ディスク装置の最小値探査における処理手順を示すフローチャート図である。 同装置の処理手順を説明するための図である。 本実施の形態３による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 ジッタと振幅の関係を表す特性図である。 本実施の形態３による光ディスク装置のジッタ最小値探査における処理手順を示すフローチャート図である。 本実施の形態３による光ディスク装置の振幅最大値探査における処理手順を示すフローチャート図である。 本実施の形態４による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 同装置の動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態５による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 同実施の形態において用いる光ディスク１０１の上面図および側面図である。 本発明の実施の形態６による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 従来の技術による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，１０１ 光ディスク
２ 光ヘッド
３，９０２ プリアンプ
４ サーボアンプ
５，９０３ 等化フィルタ
６，９０４ ジッタ検出手段
７ 最小値探査手段
８，３３，４０ 加算器
９ 振幅計測手段
１０ スピンドルモータ
１１ 回転検出器
１２ スチルパルス生成回路
３２、３４、３６、３７ ホールド手段
３５、４３ カウンタ
３８ 除算手段
３９ クロック生成手段
４０ コンパレータ
４１，４３，６３ 切り替えスイッチ
４５ トラッキングアンプ
５１，６１ コントローラ
５２ フリップフロップ回路
５３ トラバースモータ
５４ センサー
５６ サンプル・ホールド回路
６１ コントローラ
６２ メモリー
７１，９０５ ジッタ最小値探査手段
７２ 振幅最大値探査手段
９００ 磁気記録媒体
９０１ 磁気ヘッド

Claims (5)

1. 光ディスク媒体に記録された情報を、光ヘッドを用いて読み出し、再生信号を生成する光ディスク装置であって、
   上記光ヘッドが発する光束の焦点を、上記光ディスク媒体における情報の記録面近傍の位置として設定される焦点位置に制御する焦点位置制御手段と、
   上記光ヘッドが生成する再生信号に対して、設定された等化量を用いて波形等化処理を行い、等化信号を出力する等化手段と、
   上記等化手段の出力する等化信号に対して、そのジッタを計測するジッタ計測手段と、
   上記ジッタの量が最小となるように上記等化量を探査する最適値探査手段とを備え、
   上記光ディスク媒体は、その記録面側の内周部にのみ突起を設けたデジタルビデオディスクであり、
   上記光ヘッドを上記光ディスク媒体の半径方向に移送する移送手段と、上記最適値探査手段による探査の実行の際に、あらかじめ光ヘッドを上記光ディスクの内周部でありかつ上記突起の近傍に位置させるように上記移送手段を制御する移送制御手段とを、さらに備えたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク装置であって、
   上記等化手段が用いる等化量として、上記最適値探査手段による探査によって得られた値と、等化過多となるようにあらかじめ設定された値とをトラックジャンプの有無に応じて切り替えて出力する等化量切り替え手段をさらに備えたことを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項２に記載の光ディスク装置であって、
   上記等化量切り替え手段は、
   上記光ディスク媒体上での上記光ヘッドのトラックジャンプがあった場合は、上記あらかじめ設定された量を用い、
   上記トラックジャンプがない場合は、上記最適値探査手段によって探査された等化量を用いるよう切り替えるものであることを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１に記載の光ディスク装置であって、
   ジッタは上記光ディスク媒体が１周回転するごとに平均化して計測されることを特徴とする光ディスク装置。
5. 光ディスク媒体に記録された情報を、光ヘッドを用いて読み出し、再生信号を生成する光ディスク装置であって、
   上記光ヘッドが発する光束の焦点を、上記光ディスク媒体における情報の記録面近傍の位置として設定される焦点位置に制御する焦点位置制御手段と、
   上記光ヘッドが生成する再生信号に対して、設定された等化量を用いて波形等化処理を行い、等化信号を出力する等化手段と、
   上記等化手段の出力する等化信号に対して、そのジッタを計測するジッタ計測手段と、
   上記ジッタの量が最小となるように上記焦点位置を探査する最適値探査手段とを備え、
   上記光ディスク媒体は、その記録面側の内周部にのみ突起を設けたデジタルビデオディスクであり、
   上記光ヘッドを上記光ディスク媒体の半径方向に移送する移送手段と、上記最適値探査手段による探査の実行の際に、あらかじめ光ヘッドを上記光ディスクの内周部でありかつ上記突起の近傍に位置させるように上記移送手段を制御する移送制御手段とを、さらに備えたことを特徴とする光ディスク装置。

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