JP4257229B2 - 光ディスクのシーク制御装置およびシーク制御方法 - Google Patents

Description

本発明は光ディスクのシーク制御装置およびシーク制御方法に関し、特に、粗シークおよび精シークのシーク方式を切り替えてシーク動作を行う装置に用いて好適なものである。

従来、光ディスク装置におけるシーク制御方法として、２つの方法が用いられている。精シークと粗シークである。精シークは、トラッキングサーボ系を動作させたままの状態で、光ビームの横断トラック数を直接計数しながら、対物レンズのトラッキングアクチュエータにより目的トラックまで１トラックずつ順に移動していく方式である。粗シークは、まず、ピックの現在位置を示すＩＤを取得後、目的トラックまでの移動距離を計算する。そして、トラッキングサーボ系をオフ状態にした後、計算したトラック数だけ移動し、移動終了後にトラッキングサーボ系をオン状態にしてＩＤを取得する方式である。粗シークにおけるトラックの移動方法には、対物レンズのトラッキングアクチュエータを利用して行う方法と、スレッドモータを利用して行う方法とがある。

上述の粗シークでは、目的トラックまでの移動距離の計算精度が低く、数十トラック以上の誤差を生じることがある。そのため、移動終了後に取得した現在位置のＩＤが目的トラックと異なっていた場合には、再度移動処理を行うことになる。通常、高速シーク動作を実現するために、現在トラックから目的トラックまでの距離が１５０トラック以上あるときはスレッドモータを利用した粗シーク、１０トラックより大きく１５０トラックより小さいときはトラッキングアクチュエータを利用した粗シークを行うことによって一気に移動し、目的トラックとの誤差が１０トラック以内に収まった段階で精シークを行うことによって目的トラックに収束させるように構成されている。

ところが、ディスクドライブへの光ディスクのチャッキング状態の偏りや、光ディスクの構造そのもの偏りなどによって光ディスクに偏心があると、粗シーク移動距離の計算精度に依存した誤差以外に、粗シーク開始時と終了時のディスクの回転角による偏心変位量の違いによって発生する移動距離の誤差が上乗せされる。そのため、偏心量が大きい場合には、移動終了後の現在トラックと目的トラックとの誤差が大きくなり、再度の移動処理も粗シークで行わなければならない状態となることが多い。この場合、精シークに移行するまでに粗シークを複数回繰り返し行わなければならなくなり、目的トラックに対する収束時間が増大するという問題があった。

なお、ディスクの偏心量を検出し、スレッドモータを使った粗シーク移動中に対物レンズのトラッキングアクチュエータをディスクの偏心に合わせて振らせることにより、ディスクの偏心による粗シーク移動距離誤差をなくし、偏心の無いディスクの如くシーク動作を行うことを可能にした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２６９５８６号公報

本発明は、上述のような問題を解決するために成されたものであり、特許文献１に記載の方法とは別の方法で、精シークに移行するまでに行うべき粗シークの処理回数を減らし、偏心量に影響されない高速シーク動作を実現することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明では、光ディスクに光ビームを照射しているディスク半径方向の位置と移動先の目的トラックとのずれ量を表すトラッキングエラー信号に基づいて光ディスクの偏心量を検出し、検出した偏心量に応じて、光ビームの横断トラック数を計数しながら目的トラックまで１トラックずつ順に移動していく精シークモードと、あらかじめ計算した目的トラックまでのトラック数を移動する粗シークモードとのシーク方式を切り替えるようにしている。例えば、光ディスクの現在トラックから移動先の目的トラックまでのトラック数がしきい値以下になったときに精シークモードで動作するように制御する場合に、検出した偏心量に応じて当該しきい値を可変設定する。別の例では、検出した偏心量が所定のしきい値を超えた場合に精シークモードで動作するように制御する。

上記のように構成した本発明によれば、光ディスクの偏心量が比較的大きな状態では、粗シークモードから精シークモードへの移行が行われやすくなり、精シークへの移行前に粗シークが何回も繰り返し行われることがなくなる。その結果、精シークに移行するまでに行うべき粗シークの処理回数を減らすことができ、偏心量が大きな状態でも目的トラックへの収束が安定し、高速シーク動作を実現することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明による光ディスクのシーク制御装置を実施した光ディスク装置３０の構成例を示す図である。図１において、１は光ディスク、２は光ディスク１を回転させるスピンドルモータである。３はピックアップであり、光ディスク１にレーザ光を照射し、その反射光によって光ディスク１に記録されているデータを読み出す。そして、読み出したデータに対応する再生ＲＦ信号を得る。

上述のピックアップ３は、レーザ光を発光するレーザダイオード３ａと、光ディスク１にレーザ光を集光させるための対物レンズ３ｂと、対物レンズ３ｂをトラッキング方向（光ディスク１の半径方向）に移動させるためのトラッキングアクチュエータ３ｃと、光ディスク１からの反射光を捉えて当該光ディスク１に記録されているデータを読み出し、当該データに対応する再生ＲＦ信号を得るフォトディテクタ３ｄとを備えて構成されている。

次いで、４はスレッドモータであり、ピックアップ３が搭載されたスレッド５をトラッキング方向に移動させ、再生位置を決定する。６はシーク制御部であり、スピンドルモータ２の回転制御、トラッキングアクチュエータ３ｃのトラッキング制御、スレッドモータ４の駆動制御を行う。このシーク制御部６は、本発明のシーク制御装置に相当する。

シーク制御部６は、ピックアップ３を含むトラッキングサーボ系を動作させたままの状態（トラックの上をトレースしてビームスポットのデフォーカスやトラックからのずれを検出する状態）で光ビームの横断トラック数を計数しながら目的トラックまで１トラックずつ順に移動していく精シークモードと、トラッキングサーボ系を動作させずに複数トラックを移動する粗シークモードとを有している。精シークモード時には、光ディスク１の記録トラックとビームスポットとの相対位置を検出して対物レンズ３ｂの位置を制御するようになっている。

７はスレッド速度センサであり、スレッド５の移動速度、すなわちピックアップ３のトラッキング方向の移動速度を検出する。８はＲＦアンプであり、ピックアップ３より出力されたＲＦ信号を増幅して次段のデジタル信号処理部（図示せず）に伝達する。このＲＦアンプ８はまた、ＲＦ信号からフォーカスサーチおよびトラッキングのエラー信号（レーザ光の焦点位置に関して光ディスク１に垂直な方向および水平な方向のずれを補正するための信号）を分離して、これらのエラー信号をシーク制御部６に送る。シーク制御部６は、これらのエラー信号に基づいてレーザ光の焦点位置を垂直な方向および水平な方向にサーボ制御することにより、データ読み出しの位置決めを行う。

ここで、フォーカスエラー信号は、光ディスク１に照射する光ビームの合焦位置からの垂直方向に対するずれ量を表すものである。また、トラッキングエラー信号は、光ディスク１に光ビームを照射しているディスク半径方向の位置とデータ読み出し位置である目的トラックとの水平方向に対するずれ量を表すものである。

図２は、上述したシーク制御部６の機能構成を示すブロック図である。図２において、１１はモード制御部であり、精シークモードと粗シークモードとを切り替えて動作するようにサーボコントロール部１２を制御する。本実施形態では、光ディスク１の現在トラックから移動先の目的トラックまでのトラック数がしきい値以下になったときに精シークモードで動作するように制御する。

サーボコントロール部１２は、精シークモード時には第１のドライバ１３を駆動し、トラッキングアクチュエータ３ｃを利用して精シーク処理を行う。このとき、ピックアップ３を含むトラッキングサーボ系はオン状態である。また、粗シークモード時には第１のドライバ１３または第２のドライバ１４を駆動し、トラッキングアクチュエータ３ｃまたはスレッドモータ４を利用して粗シーク処理を行う。このとき、ピックアップ３を含むトラッキングサーボ系はオフ状態である。

１５は偏心量検出部であり、スレッド速度センサ７から出力されるスレッド速度信号と、ＲＦアンプ８から出力されるトラッキングエラー信号とに基づいて、光ディスク１の偏心量を検出する。図３に示すように、偏心の周期は一定であり（正弦波を描く）、光ディスク１の回転速度で求められる。また、偏心の振幅は、光ディスク１のチャッキング状態と、光ディスク１が持つ偏心成分によって大きさが異なる。光ディスク１の偏心量を検出するための手法は、例えば上述の特許文献１に記載されており、偏心量検出部１５にはこの公知の手法を適用することが可能である。なお、偏心量を検出するための手法はこれに限定されるものではなく、これ以外の公知の手法を適用することも可能である。

１６はしきい値変更部であり、偏心量検出部１５により検出された偏心量に応じて、粗シークモードから精シークモードへの切り替えのために使用する上述したトラック数のしきい値を可変設定する。通常は、現在トラックから目的トラックまでの距離が１５０トラック以上あるときはスレッドモータ４を利用した粗シーク、１０トラックより大きく１５０トラックより小さいときはトラッキングアクチュエータ３ｃを利用した粗シーク、目的トラックとの誤差が１０トラック以内のときは精シークを行う。つまり、上述のしきい値は“１０”である。これに対して、検出された偏心量が所定値より大きくなったときは、上述のしきい値を“１０”より大きい値、例えば“５０”に変更する。

このようにすると、ディスクドライブ（図示せず）への光ディスク１のチャッキング状態の偏りや、光ディスク１の構造そのもの偏りなどによって光ディスク１の偏心量が大きくなる状態では、粗シークによる移動終了後も現在トラックと目的トラックとの誤差がある程度大きくなるが、その誤差が５０トラック以内であれば直ちに精シークモードに移行するようになる。この結果、偏心量が大きくても１０トラック以内に誤差が小さくならなければ精シークモードに移行できなかった従来に比べて、精シークモードへの移行が速やかに行われるようになる。

なお、上述のモード制御部１１、サーボコントロール部１２、偏心量検出部１５、しきい値変更部１６は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成することが可能である。

次に、上記のように構成した光ディスク装置３０の動作を説明する。ディスク起動処理中に、ピックアップ３を含むトラッキングサーボ系はオンとなり、トラック追従状態となっている。このとき、レーザダイオード３ａから発光された光ビームは、対物レンズ３ｂにより集光され、光ディスク１の或る記録トラックに照射される。そして、光ディスク１からの反射光がフォトディテクタ３ｄにより捉えられ、当該フォトディテクタ３ｄから再生ＲＦ信号が出力される。

ＲＦアンプ８は、当該ＲＦ再生信号に基づいて、光ディスク１の記録トラックとビームスポットとの相対位置を検出し、トラッキングエラー信号を発生する。偏心のある光ディスク１において目的トラックへのシークを行う場合、シーク制御部６内の偏心量検出部１５は、光ビームがトラックを横断しているときに得られるトラッキングエラー信号を用いて、光ディスク１の偏心量を検出する。上述したように、光ディスク１の偏心量は公知の手法を用いて検出することができる。

しきい値変更部１６は、偏心量検出部１５により検出された光ディスク１の偏心量を取得し、その大きさに応じて、モード制御部１１が粗シークモードから精シークモードへの切り替えを行う際に使用するトラック数に関するしきい値を可変設定する。ディスク起動処理の初期状態では、しきい値は“１０”に設定されている。これに対して、検出された偏心量が所定値より大きいときは、上述のしきい値を“５０”に変更する。

モード制御部１１は、ＲＦアンプ８から出力されるトラッキングエラー信号に基づいて、現在トラックから目的トラックまでのトラック数を監視し、そのトラック数に応じて精シークモードと粗シークモードとを切り替える。光ディスク１の偏心量が所定値より小さいときは、現在トラックから目的トラックまでのトラック数が１０トラック以下のときに精シークモードに移行する。しかし、光ディスク１の偏心量が所定値より大きいときは、しきい値変更部１６によりしきい値が“５０”に変更されるので、現在トラックから目的トラックまでのトラック数が５０トラック以下であれば、精シークモードに移行する。

サーボコントロール部１２は、モード制御部１１により設定されたシークモードに従って、第１のドライバ１３または第２のドライバ１４の何れかを駆動する。すなわち、精シークモード時には第１のドライバ１３を駆動し、トラッキングアクチュエータ３ｃを利用して精シーク処理を行う。また、粗シークモード時には第１のドライバ１３または第２のドライバ１４を駆動し、トラッキングアクチュエータ３ｃまたはスレッドモータ４を利用して粗シーク処理を行う。

以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、トラッキングエラー信号に基づいて光ディスク１の偏心量を検出し、検出した偏心量が大きいときには、精シークモードへの切り替えのために使用するトラック数のしきい値を通常よりも大きい値に変更するようにしている。これにより、光ディスク１の偏心量が大きな状態であっても、粗シークモードから精シークモードへの移行が比較的速やかに行われることとなり、精シークに移行するまでに行うべき粗シークの処理回数を減らして、目的トラックに収束するまので時間を短くすることができる。

図４は、粗シークを行う場合と精シークを行う場合の移動処理時間の比較例を示した図である。この図４に示す数値は、偏心のある光ディスク１と偏心のない光ディスク１とを用いて、実際にシーク処理を複数回行ったときの移動処理時間の平均値を示したものである。

図４に示すように、光ディスク１に偏心がない場合には、精シークによりトラックを１本ずつ移動するよりも、粗シークによる複数トラックの移動を行った方が、目的トラックまでの移動時間は短くなる。一方、光ディスク１の偏心量が大きい場合には、粗シークによる複数トラックの移動を繰り返し行うことによって目的トラックに収束させるよりも、精シークによりトラックを１本ずつ移動していった方が、目的トラックまでの移動時間は短くなる。本実施形態によれば、偏心量が大きいときは、粗シークを何回も繰り返し行うことなくできるだけ早く精シークに移行することができるので、偏心量が大きな状態でも目的トラックへの収束が安定し、高速シーク動作を実現することができる。

なお、上記実施形態では、光ディスク１の偏心量が所定値より大きいときに、しきい値を“１０”から“５０”に変更する例について説明したが、これらの数値は単なる例示に過ぎず、これ以外の数値を適用しても良い。また、上記実施形態では、トラック数のしきい値として“１０”または“５０”の２値を用いる例について説明したが、３値以上でも良い。例えば、光ディスク１の偏心量が第１の値より小さいはしきい値を“１０”、第１の値から第２の値の間であるときはしきい値を“３０”、第２の値より大きいときは“５０”とするといったように、３段階以上に分けてしきい値を可変設定するようにしても良い。

また、上記実施形態では、光ディスク１の偏心量に応じてトラック数のしきい値を可変設定する例について説明したが、この例に限定されない。例えば、偏心量検出部１５により検出された光ディスク１の偏心量が所定のしきい値より大きいかどうかを監視し、所定のしきい値を超えた場合に直ちに精シークモードに移行するようにしても良い。この場合は、しきい値変更部１６を省略することができ、処理を簡素化することができる。これに対して、しきい値変更部１６を用いた場合には、偏心量が大きくても目的トラックまでのトラック数がしきい値以上のときは粗シークにより複数トラックを一気に移動することができ、粗シークと精シークとを併用して高速なシーク動作を実現することができる。

また、上記実施形態では、光ディスク１の偏心量を検出するのにトラッキングエラー信号を利用する例について説明したが、トラッキングアクチュエータ３ｃの駆動信号を利用して偏心量を検出することも可能である。トラッキングエラー信号は光ビームの照射位置から目的トラックまでの差を表す信号であるのに対し、トラッキングアクチュエータ３ｃの駆動信号は光ビームの照射位置を目的トラックまで移動させるための信号であるので、同様に考えることが可能である。

その他、上記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、粗シークおよび精シークのシーク方式を切り替えてシーク動作を行う光ディスクのシーク制御装置に有用である。

本発明による光ディスクのシーク制御装置を実施した光ディスク装置の構成例を示す図である。 本実施形態によるシーク制御部（シーク制御装置）の機能構成例を示すブロック図である。 偏心の周期および振幅を示す特性図である。 粗シークを行う場合と精シークを行う場合の移動処理時間の比較例を示した図である。

符号の説明

１ 光ディスク
３ ピックアップ
３ｃ トラッキングアクチュエータ
４ スレッドモータ
６ シーク制御部
８ ＲＦアンプ
１１ モード制御部
１２ サーボコントロール部
１５ 偏心量検出部
１６ しきい値変更部

Claims (2)

1. 光ビームの横断トラック数を計数しながら目的トラックまで１トラックずつ順に移動していく精シークモードと、現在トラックから移動先の目的トラックまでのトラック数を計算してその計算した複数トラック分を移動する粗シークモードとを有し、上記目的トラックまでのトラック数がしきい値以下になったときに上記精シークモードで動作するように制御する光ディスクのシーク制御装置であって、
   上記光ビームの焦点位置に関する再生トラックからのディスク半径方向のずれ量を表すトラッキングエラー信号に基づいて上記光ディスクの偏心量を検出する偏心量検出手段と、
   上記偏心量検出手段により検出された偏心量に応じて、上記しきい値を可変設定するしきい値変更手段とを備えたことを特徴とする光ディスクのシーク制御装置。
2. 光ディスクに光ビームを集光させるための対物レンズと、上記対物レンズをトラッキング方向に移動させるためのトラッキングアクチュエータと、上記光ディスクの記録トラックとビームスポットとの相対位置を検出し上記対物レンズの位置を制御するトラッキングサーボ手段と、上記対物レンズを保持するピックアップ全体をトラッキング方向に移動させるスレッドモータと、上記光ディスクの現在トラックから移動先の目的トラックまでのトラック数がしきい値以下になったときに、上記トラッキングサーボ手段により光ビームの横断トラック数を計数しながら目的トラックまで１トラックずつ順に移動していく精シークモードで動作するように制御するモード制御手段とを備えた光ディスク装置において、
   上記光ビームの焦点位置に関する再生トラックからのディスク半径方向のずれ量を表すトラッキングエラー信号に基づいて上記光ディスクの偏心量を検出する第１のステップと、
   上記第１のステップで検出された偏心量に応じて、上記しきい値を可変設定する第２のステップとを有することを特徴とする光ディスクのシーク制御方法。

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