JP4300906B2 - Optical disk servo offset correction method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボ制御機能を有する電気・電子機器に好適に用いられるサーボオフセット補正方法に関するものであり、特に光ディスク装置のサーボオフセット補正方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、サーボ(自動制御)とは、制御対象量を目標値に保つために、制御対象量と目標値との差分を表す誤差信号を0とするように負帰還をかける制御方法である。ところが、実際のサーボ制御では、回路、検出系の環境変化(電源電圧、温度の変化等)により誤差信号にオフセットが生じるため、制御対象は意図しないオフセットが加算された目標値に制御されてしまう。
【0003】
上記問題を解決するための従来の技術として、別途環境変化を検出する手段を用意し、規定の環境変化を超えた場合には一旦サーボ制御を中断し(サーボループを開いて)、誤差信号のオフセットを静的に補正する方法が知られている。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−208247号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のオフセット補正方法では、サーボ制御を中断する必要があるため、連続してサーボをかけておく必要があるサーボオフセット補正方法(例えば光ディスクドライブ装置の記録中のトラッキングサーボ等)では不具合が生じる。
【0006】
本発明では、サーボ誤差信号の変曲点を基準としてサーボ誤差信号のオフセット変化量を算出することで、サーボ制御を中断することなく(サーボループを閉じた状態で)動的なオフセット補正を行うサーボオフセット補正方法を提供することを目的とする。また、上記オフセット補正方法を光ディスクドライブ装置に適用し、特に記録中のトラッキングサーボはずれを防ぐことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は上記課題を解決するためになされたもので、光源から光が光ディスクに放射され、前記光ディスク上のビームスポットのトラッキング制御を現在トラッキングされている第1の位置より光ディスクの半径方向の一方側である前記光ディスクの内周側に所定量ずらした第2の位置において第1のトラッキングエラー信号のゲインを測定し、前記光ディスクの半径方向の他方向である前記光ディスクの外周側に所定量ずらした第3の位置において第2のトラッキングエラー信号のゲインを測定し、第1のトラッキングエラー信号のゲインと第2のトラッキングエラー信号のゲインを比較し、前記第1のトラッキングエラー信号のゲインが大きい場合には、前記第1の位置よりも前記第2の位置側である前記光ディスクの内周側にビームスポットの位置を補正し、前記第2のトラッキングエラー信号のゲインが大きい場合には、前記第1の位置よりも前記第3の位置側である前記光ディスクの外周側にビームスポットの位置を補正することを特徴とする光ディスクのサーボオフセット補正方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、光源から光が光ディスクに放射され、前記光ディスク上のビームスポットのトラッキング制御を現在トラッキングされている第1の位置より光ディスクの半径方向の一方側である前記光ディスクの内周側に所定量ずらした第2の位置において第1のトラッキングエラー信号のゲインを測定し、前記光ディスクの半径方向の他方向である前記光ディスクの外周側に所定量ずらした第3の位置において第2のトラッキングエラー信号のゲインを測定し、第1のトラッキングエラー信号のゲインと第2のトラッキングエラー信号のゲインを比較し、前記第1のトラッキングエラー信号のゲインが大きい場合には、前記第1の位置よりも前記第2の位置側である前記光ディスクの内周側にビームスポットの位置を補正し、前記第2のトラッキングエラー信号のゲインが大きい場合には、前記第1の位置よりも前記第3の位置側である前記光ディスクの外周側にビームスポットの位置を補正することを特徴とする光ディスクのサーボオフセット補正方法であって、サーボ制御を中断することなく動的にオフセット補正を行うという作用を有する。さらに、記録の際のライトエラーを防ぎ、記録特性を改善することができる。
【0014】
(実施の形態1)
図1は本発明の光ディスクドライブ装置の構成を示す概略のブロック図である。図1において、1は光によって情報あるいはデータが記録可能な光ディスクで、少なくとも基板と、その基板上の一部あるいは全面に設けられた記録層、その記録層の上に設けられた保護材を有している。光ディスク1としては、例えば、DVD−Rディスク,DVD−RWディスク,DVD−RAMディスク,CD−Rディスク,CD−RWディスクなどの情報が記録可能な光ディスクが好適に用いられる。
【0015】
光ディスク1は内周と外周間にスパイラル状の溝(図示せず)が設けられており、この溝がトラックとなる。このトラック上にデータがエラー訂正単位のECCブロック単位で、例えばピットの形で記録される。又トラックの外側部にはウォブルと呼ばれる一定長さ周期の蛇行形状を有し、例えば、回転制御のためのクロック信号として抽出される。また近接する一対のトラックの間のランド部(突部分)にはLPPと呼ばれる、各種光ディスクの製造者等の情報やアドレス情報が埋め込まれており、またLPPは記録時の基準信号にも用いられる。
【0016】
この光ディスク1はスピンドルモータ4に装着されて回転駆動され、記録時は光ピック2により読み取られた蛇行成分であるウォブル信号周期に基づき線速度一定のCLV回転制御行われる。また再生時はCLV制御、あるいはスピンドルモータ4の回転周期情報であるFG信号(スピンドルモータ4のエンコーダからの回転情報)に基づき、角速度一定の回転数で回転制御が行われる。光ピック2は発光源(図示していない)を搭載しており、発光源としては例えばレーザダイオードが好適に用いられる。発光源から出射された光は、各種光学部品を透過或いは反射されて、最終的には対物レンズ3によって集光された光スポットが光ディスク1の上に照射される。また、光ディスク1で反射した光は、対物レンズ3を介して各種光学部品を透過し或いは反射されて、光ピック2に搭載された受光手段(図示せず)に入射され、受光手段に入射してきた光はフォトディテクタなどによって電気信号に変換され、この電気信号はサーボ制御やコンピュータが使用可能なデータに復調される。
【0017】
光ピック2は図示していないフィード機構に装着されて光ディスク1の内周と外周の間を移動可能となるように可動自在に装置に取り付けられる。また対物レンズ3は図示していないアクチュエータに支持されて、トラッキング、フォーカス方向への駆動により移動可能である。
【0018】
フォーカス、トラッキングのエラー信号に基づき光ディスク1の面振れや偏芯成分に対して、光スポットがトラック上を正確に追従するように後述する制御手段により制御される。
【0019】
光ディスク1へのデータの記録はホストからインターフェース13を介して、光ディスクコントローラ11が記録命令と光ディスク1に記録すべき情報に対応する受信データを受け取る。光ディスクコントローラ11は、受信データに8−16変換を施し、記録されるデータ列に変調される。そして、記録のデータ列に従いレーザドライバ5が駆動して光ピック2に搭載されたレーザダイオードである発光源に電流を供給し、その駆動電流によって発光源はパルス発光し、その発光した光は各種光学部品を介して対物レンズ3を通し、光ディスク1上に照射され、光ディスク1のトラック上に例えばピットという形でデータの記録が行われる。
【0020】
一方、データの再生処理は、以下の通り行われる。光ピック2の発光源を発光させて各種光学部品を介してしかも対物レンズ3を通して光ディスク1に光を照射する。この時当然のことながら記録時の光の強さよりも弱くして対物レンズ3に照射される。光ディスク1からの反射光は対物レンズ3を通り、光ピック2内部に取り込まれ、各種光学部品を介して光ピック2内に設けられた受光手段に入射される。受光手段に入射された光は、受光手段に内蔵され複数に分割されたフォトディテクタに導かれる。複数に分割されたフォトディテクタは光の強さや照射される面積に応じた電気信号を出力する。その電気信号はヘッドアンプ回路6で増幅されるとともに、電気信号の電流−電圧変換を行い、その変換を行った電気信号をAGC,フィルタ,イコライザ補正回路等を有するRF系アナログ再生回路9を通した後、その電気信号を光ディスクコントローラ11に送信する。そして、光ディスクコントローラ11内でその電気信号を2値化して所定のデータ列に変換し、そのデータ列を8−16復調回路、エラー訂正回路を有するデコード手段を経て送信データに変換し、その送信データをインターフェース13を介してホストへ送信される。
【0021】
次にフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号などを用いたサーボ制御について説明する。
【0022】
光ピック2の発光源を発光させて各種光学部品を介してしかも対物レンズ3を通して光ディスク1に光を照射する。光ディスク1からの反射光は対物レンズ3を通り、光ピック2内部に取り込まれ、各種光学部品を介して光ピック2内に設けられた受光手段に入射される。受光手段に入射された光は、受光手段に内蔵され複数に分割されたフォトディテクタに導かれる。複数に分割されたフォトディテクタは光の強さや照射される面積に応じた電気信号を出力する。その電気信号はヘッドアンプ回路6で増幅されるとともに、電気信号の電流−電圧変換を行い、更に電圧変換された電気信号に対して回路のオフセット除去が施された後、その電気信号をA/D変換回路8に送り、A/D変換回路8でその電気信号をサンプリングしてディジタル信号に変換されDSP15へ送られる。そしてDSP15ではこれらのデジタル信号に基づいて、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号を生成する演算処理が行われる。そしてトラッキング或いはフォーカスエラー信号は、DSP15内に設けられたフィルタおよび位相補償処理手段などによって所定の処理を施されてパルス幅を異ならせたPWM信号に変換され、その駆動信号であるPWM信号がDSP15からアクチュエータ駆動回路7に送られて少なくとも対物レンズ3をトラッキング、フォーカス方向へ駆動し、各エラー信号がほぼゼロとなるようにサーボ制御が行われる。本実施の形態では、トラッキングエラー信号の生成手段として、プッシュプル法を用いている。
【0023】
ウォブル/LPP再生回路10ではヘッドアンプ回路6から送られてきた電気信号によってウォブル信号およびLPPパルス信号の抽出が行われる。ウォブル/LPP再生回路10から出力されたLPPパルス信号は光ディスクコントローラ11に送出され、光ディスクコントローラ11によってそのLPPパルス信号を復調してLPPデータに変換され、そのLPPデータはマイコン12に送られるとともに、記録に最適な諸パラメータやディスクの製造者やディスクの種類を特定する。そして、さらに精度の高い記録を行うためマイコン12は、ディスク情報に対応した記録に関するパラメータをメモリ14より読み出しデータの記録を行う。
【0024】
以下に、図2、図3、図4を用いながら、本発明の要旨である動的なトラッキングオフセット補正方法について説明する。
【0025】
まず、光ディスク装置におけるトラッキングエラー信号の性質について説明する。図2に光ディスクのトラック溝とそれに対応するトラッキングエラー信号を示す。記録用の光ディスク1はトラック位置指標として予め物理的に溝が切ってあり、トラッキング信号はこの溝によるレーザ光の干渉を利用して生成される(プッシュプル方式)。光ディスク1からの反射光は、受光手段により電気信号に変換され、ヘッドアンプ回路6またはDSP15により増幅、演算されて、トラッキングエラー信号となる。実線波形201の如く、トラッキングエラー信号のゼロクロス位置がランドまたはグルーブの中心となる。すなわち、図2で示すゼロクロス位置P1がグルーブの中心を示しており、ゼロクロス位置P2がランドの中心を示している。従って、トラッキングエラー信号が0となるようなサーボをかけることで、レーザスポットをトラック中心に追従させることができる。
【0026】
図2に示す点線波形202のように発光源の熱や回路の電源電圧の変動などによって、トラッキングエラー信号がオフセットを持つと、ゼロクロス位置(トラッキングエラー信号が0の位置)がトラック中心からずれるためオフトラック状態となる(スポット位置がトラック中心からずれた状態)。具体的には、図2で説明すると、オフセットが発生していない実線波形201のゼロクロス位置は実線L1に示すようにグルーブ中心と一致するが、諸事情によりオフセットが生じた点線波形202のゼロクロス位置は点線L2で示すようにグルーブ中心と一致しない。
【0027】
上述の様に、諸事情によりトラッキングエラー信号にオフセットが加わった場合、データ再生時にはデータ読み取り性能の劣化、またデータ記録時には記録品質の低下や最悪の場合トラックはずれによるライトエラーが発生する。
【0028】
データ再生時においては、オフトラックなどが生じてデータ読み取りが困難になっても、サーボループを開いて(すなわちサーボ制御を行わず)トラッキングエラー信号のDCレベルが0となるようオフセット補正を行うといったリトライ処理が可能である(以下、静的なオフセット補正と略す)。ただし、複数回の静的なオフセット補正を実行すると、データ転送速度が低下し、規定の再生速度を維持することが困難となる。一方、データ記録時には、データの連続性、記録品質の均一性などの観点から連続してデータを記録する必要があり、所定量のデータ記録が完了するまでサーボループを開くことができず(DVD−R標準速の全面記録では約1時間サーボ制御をオフすることはできない)、前述の静的なオフセット補正は実行できない。
【0029】
注目すべきは、図2に示すようにトラッキングエラー信号が正弦波状(プッシュプルの場合)となることである。正弦波の変曲点はゼロクロス位置(例えば図2に示すP1、P2)であり、従ってトラッキングサーボのゲインが最大となるのはトラッキングサーボがトラック中心(ゼロクロス位置)にかかっているときである。すなわち、図2において実線波形201の状態でサーボをかけている場合と、点線波形202の状態でサーボをかけている場合とでは、実線波形201の状態でサーボをかけている場合の方がサーボゲインは大きくなる。したがって、スポット位置を光ディスク1の内周側もしくは外周側に所定量オフセットさせ、そのオフセットさせた位置で外乱信号を加えてサーボゲインを測定し、今度は反対側に所定量オフセットさせて、同様にサーボゲインを測定し、サーボゲインが大きな方向(内周側か外周側)にトラッキングエラー信号のオフセットを補正することで、トラックのより中心側で情報の記録或いは再生を行わせることができる。
【0030】
以上のより明らかなように、サーボゲイン最大となるようトラッキングエラー信号のオフセット補正を行うことで、レーザスポットをトラック中心に保つことが可能である。重要なことは、サーボゲイン測定はサーボループを閉じた状態で測定可能なことである。すなわち、本発明の最大の特徴は、サーボループを閉じた状態でオフセット補正が可能な点であり、たとえ記録中などのサーボをオフできない状況であっても動的なオフセット補正を実現できることにある。
【0031】
続いて、サーボブロックの具体的な構成について説明する。図3において、301は誤差信号検出部で、設定された制御目標値と制御対象量との誤差を検出する。302はオフセット加算部で、誤差信号検出部301の出力である誤差信号に任意に設定可能なオフセットを加算する。303は外乱注入部で、サーボ信号に外乱すなわち周期的な信号(一般には単一周波数の正弦波が好ましい)を加算する。外乱注入部303の外乱加算前、加算後の外乱信号レベルから、サーボゲインを算出することができる。外乱注入部303はサーボループ内のどこに挿入しても良い。304は伝達関数をまとめて表記したものであり、検出系、駆動系、位相補償を含むすべての伝達関数を表現している。このうち、誤差信号検出部301、伝達関数304はすべてのサーボ系に備わるもので、伝達関数304のゲインが十分に大きければ制御対象量が目標値に追従するようにフィードバックがかかる。本実施の形態の場合、上記のオフセット加算部302、外乱注入部303はDSP15内に収納したが、別手段で設けても良い。
【0032】
以下、前述の図3と、図4のフローチャート、図5のオフセット加算量の推移グラフを用いながら、オフセット補正方法の具体的なアルゴリズムについて説明する。
【0033】
まず、オフセット加算部302を用いてオフセットを現在の位置からプラス方向に変化させる。オフセット量はトラッキングエラー振幅の16分の1〜7分の1程度(好ましくは10分の1程度)でよい。このとき、レーザスポットはトラック中心から若干ずれた位置になるが、上記範囲程度のオフトラック量であれば記録、再生性能に影響を与えることはない。この状態で、外乱注入部303から数kHz(0.8kHz〜7kHz)の正弦波状の外乱信号を注入してサーボゲインを測定する。ゲイン測定にはディスク1周程度の時間を要するが、外乱振幅を十分小さくすることで、記録、再生性能に対する影響は無視できる(401、501)。次に、オフセットをマイナス方向に変化させ、401と同様にサーボゲインを測定する(402、502)。ここで、401、402で得られたサーボゲインを比較し(403)、オフセットをプラス側に変化させた方のゲインが大きければオフセット補正量をプラス側とし、逆であればオフセット補正量をマイナス側とする。このオフセット補正量は、ディスク溝形状などによるゲイン測定ばらつきを丸める意味でトラッキングエラー振幅の160分の1〜70分の1程度に抑えるのが望ましい(404、405)。最後に、オフセット加算部302により算出したオフセット補正量を加算する(406)。次回のオフセット補正時は、この406のオフセット量を基準とする。オフセット補正は、時間にして数秒(0.1秒〜600秒:更に好ましくは0.8秒〜1.3秒)ごとに行えば十分である。自明なことではあるが、オフセットのプラス方向(401)、マイナス方向(402)の順序は逆にしてもかまわない。
【0034】
以上の動作を周期的にあるいはランダムなタイミングで繰り返すことで、レーザスポットは常にトラック中心をトレースすることとなる。なお、DVD−RWなどの上書き可能メディアの記録中においては、常に同じトラックで前述のゲイン測定を行うと測定誤差が大きくなる傾向にあるため、オフセット補正はランダムな間隔で行うのが望ましい。乱数生成法としては、例えばマイコン内の時間カウンタ値の数ビットを取り出して二乗するなどの方法が知られている。
【0035】
このオフセット補正方法はサーボループを閉じた状態で行うため、記録、再生中を問わず、常時動作させておくことができる。
【0036】
(実施の形態2)
本発明であるサーボ誤差信号の動的なオフセット補正方法は、光ディスク装置に限らず、すべてのサーボ装置に適用することができる。ただし、用いるサーボ誤差信号が少なくとも1つの変曲点を持たなくてはならない(前述のトラッキングエラー信号はゼロクロス点が変曲点である。)。
【0037】
以下、一般のサーボ制御に対して本発明のオフセット補正方法を適用する具体的な方法について説明する。
【0038】
変曲点を持つ誤差信号曲線を図6に示す。601は誤差信号オフセットが0の誤差量−誤差信号曲線、602は誤差信号オフセットがΔxの誤差量−誤差信号曲線、603は誤差信号オフセットが0のサーボゲイン−誤差信号曲線、604は誤差信号オフセットがΔxのサーボゲイン−誤差信号曲線を表している。誤差量−誤差信号曲線601、602の変曲点とサーボゲイン−誤差信号曲線603、604の極大(または極小)はそれぞれ一致する。前述したように、サーボループを閉じると誤差信号が0となるようフィードバックがかかるので、誤差信号オフセット0の場合は誤差量0、誤差信号オフセットΔxの場合は誤差量y2のサーボがかかる。
【0039】
続いて、前出の図3および図6を用いながら具体的なオフセット補正方法について説明する。まず、サーボオフの状態で、誤差量0で誤差信号オフセット0となるよう誤差信号の静的なオフセット補正を行う(誤差量−誤差信号曲線601の状態)。サーボオフであればオフセット補正は容易に行うことができる。続いて、オフセット加算部302のオフセットを変化させて、誤差量−誤差信号曲線601を測定し、変曲点のオフセットx0を検出する。ここから、サーボをオンしてサーボ制御に入る。サーボオン時はオフセット加算部302でオフセットを段階的に変化させつつ、外乱注入部303によりサーボゲイン−誤差信号曲線604を測定し、得られたサーボゲインの極大(または極小)から誤差量−誤差信号曲線602の変曲点のオフセットx1を検出する。x1−x0=Δxよりオフセット変化量を求めることができるので、これを0とするようオフセット補正を行う。オフセット補正はオフセット変化量が許容できる範囲であれば行う必要はなく、実際にはかなり長い間隔で行えば十分である。
【0040】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、本発明は、変曲点でサーボゲインが極大または極小となることを利用してサーボ誤差信号の変曲点を求め、求めた変曲点を基準としてサーボ誤差信号のオフセット変化量を算出する制御を付加するものである。本発明によれば、サーボ制御を中断することなく(サーボループを閉じた状態で)動的なオフセット補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の光ディスク装置のブロック図
【図2】本発明の実施の形態1のトラック溝とそれに対応するトラッキングエラー信号を示す図
【図3】本発明の実施の形態1のサーボ部を示すブロック図
【図4】本発明の実施の形態1のオフセット補正方法のフローチャート
【図5】本発明の実施の形態1のオフセット加算量の推移を示すグラフ
【図6】本発明の実施の形態2の変曲点を持つ誤差信号曲線を示す図
【符号の説明】
1 光ディスク
2 光ピック
3 対物レンズ
4 スピンドルモータ
5 レーザドライバ
6 ヘッドアンプ回路
7 アクチュエータ駆動回路
8 A/D変換回路
9 RF系アナログ再生回路
10 ウォブル/LPP再生回路
11 光ディスクコントローラ
12 マイコン
13 インターフェース
14 メモリ
15 DSP
201 実線波形
202 点線波形
301 誤差信号検出部
302 オフセット加算部
303 外乱注入部
304 伝達関数
601 誤差量−誤差信号曲線
602 誤差量−誤差信号曲線
603 サーボゲイン−誤差信号曲線
604 サーボゲイン−誤差信号曲線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a servo offset correction method suitably used for an electric / electronic device having a servo control function, and more particularly to a servo offset correction method for an optical disc apparatus.
[0002]
[Prior art]
In general, servo (automatic control) is a control method in which negative feedback is performed so that an error signal representing a difference between a control target amount and a target value is zero in order to keep the control target amount at a target value. However, in actual servo control, an error signal is offset by a change in the environment of the circuit and detection system (change in power supply voltage, temperature, etc.), so the control target is controlled to a target value to which an unintended offset is added. .
[0003]
As a conventional technique for solving the above problem, a means for detecting the environmental change is prepared separately. When the specified environmental change is exceeded, the servo control is temporarily suspended (servo loop is opened), and the error signal A method for statically correcting the offset is known.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-208247
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional offset correction method, it is necessary to interrupt servo control. Therefore, in a servo offset correction method (for example, tracking servo during recording in an optical disk drive device) that requires continuous servo application. Trouble occurs.
[0006]
In the present invention, by calculating the offset change amount of the servo error signal with reference to the inflection point of the servo error signal, the dynamic offset correction is performed without interrupting the servo control (with the servo loop closed). An object of the present invention is to provide a servo offset correction method. It is another object of the present invention to apply the offset correction method to an optical disk drive device, and in particular to prevent a tracking servo from shifting during recording.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem. Light is emitted from a light source to an optical disc, and tracking control of a beam spot on the optical disc is performed in a radial direction of the optical disc from a first position currently being tracked. The gain of the first tracking error signal is measured at a second position shifted by a predetermined amount toward the inner peripheral side of the optical disc on one side , and a predetermined amount is applied to the outer peripheral side of the optical disc in the other direction in the radial direction of the optical disc. The gain of the second tracking error signal is measured at the shifted third position, the gain of the first tracking error signal is compared with the gain of the second tracking error signal, and the gain of the first tracking error signal is If larger, bi on the inner peripheral side of the first of said optical disc is the second position side of a position Correcting the position of the beam spot, wherein when the gain of the second tracking error signal is large, correct the position of the beam spot on the outer peripheral side of the first of said optical disk is the third position side than the position This is a method for correcting the servo offset of an optical disc.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, light is emitted from the light source to the optical disc, and the tracking control of the beam spot on the optical disc is one side in the radial direction of the optical disc from the first position where tracking is currently being performed. The gain of the first tracking error signal is measured at a second position shifted by a predetermined amount toward the inner peripheral side of the optical disc, and a third shifted by a predetermined amount toward the outer peripheral side of the optical disc, which is the other direction in the radial direction of the optical disc . When the gain of the second tracking error signal is measured, the gain of the first tracking error signal is compared with the gain of the second tracking error signal. , complement the position of the beam spot on the inner peripheral side of the first of said optical disc is the second position side of a position And, when the gain of the second tracking error signal is large, and correcting the position of the beam spot on the outer peripheral side of the first of said optical disk is the third position side than the position A servo offset correction method for an optical disk, which has an effect of dynamically performing offset correction without interrupting servo control. Furthermore, a write error during recording can be prevented and recording characteristics can be improved.
[0014]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of the optical disk drive apparatus of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an optical disc capable of recording information or data by light, and has at least a substrate, a recording layer provided on a part or the entire surface of the substrate, and a protective material provided on the recording layer. is doing. As the optical disc 1, for example, an optical disc capable of recording information such as a DVD-R disc, a DVD-RW disc, a DVD-RAM disc, a CD-R disc, and a CD-RW disc is preferably used.
[0015]
The optical disc 1 is provided with a spiral groove (not shown) between the inner periphery and the outer periphery, and this groove becomes a track. Data is recorded on this track in units of error correction units, for example, in the form of pits. Further, the outer portion of the track has a meandering shape called a wobble with a constant length period, and is extracted as a clock signal for rotation control, for example. In addition, information and address information of various optical disc manufacturers called LPP are embedded in land portions (protruding portions) between a pair of adjacent tracks, and LPP is also used as a reference signal during recording. .
[0016]
This optical disk 1 is mounted on a spindle motor 4 and is driven to rotate. During recording, CLV rotation control with a constant linear velocity is performed based on a wobble signal period that is a meandering component read by the optical pick 2. At the time of reproduction, rotation control is performed at a constant angular velocity based on CLV control or an FG signal (rotation information from the encoder of the spindle motor 4) which is rotation cycle information of the spindle motor 4. The optical pick 2 is equipped with a light emission source (not shown), and for example, a laser diode is preferably used as the light emission source. The light emitted from the light source is transmitted or reflected by various optical components, and finally the light spot collected by the objective lens 3 is irradiated onto the optical disc 1. Further, the light reflected by the optical disc 1 is transmitted or reflected through various optical components via the objective lens 3, enters a light receiving means (not shown) mounted on the optical pick 2, and enters the light receiving means. The light is converted into an electric signal by a photo detector or the like, and the electric signal is demodulated into data usable by servo control or a computer.
[0017]
The optical pick 2 is attached to a device that is movably attached to a feed mechanism (not shown) so as to be movable between the inner periphery and the outer periphery of the optical disc 1. The objective lens 3 is supported by an actuator (not shown) and can be moved by driving in the tracking and focusing directions.
[0018]
Based on the focus and tracking error signals, the optical spot is controlled by a control means to be described later so that the light spot accurately follows the track with respect to the surface shake and eccentricity component of the optical disk 1.
[0019]
For recording data on the optical disk 1, the optical disk controller 11 receives a recording command and received data corresponding to information to be recorded on the optical disk 1 from the host via the interface 13. The optical disk controller 11 performs 8-16 conversion on the received data and modulates the data to be recorded. Then, the laser driver 5 is driven in accordance with the recording data string to supply current to a light emitting source which is a laser diode mounted on the optical pick 2, and the light emitting source emits pulses by the driving current. The optical disk 1 is irradiated with light through the objective lens 3 through optical components, and data is recorded on the track of the optical disk 1 in the form of pits, for example.
[0020]
On the other hand, data reproduction processing is performed as follows. The light source of the optical pick 2 emits light, and the optical disk 1 is irradiated with light through various optical components and through the objective lens 3. At this time, as a matter of course, the objective lens 3 is irradiated with light that is weaker than the light intensity during recording. Reflected light from the optical disc 1 passes through the objective lens 3 and is taken into the optical pick 2 and enters a light receiving means provided in the optical pick 2 through various optical components. The light incident on the light receiving means is guided to a photodetector which is built in the light receiving means and divided into a plurality of parts. The photodetector divided into a plurality outputs an electrical signal corresponding to the intensity of light and the area to be irradiated. The electric signal is amplified by the head amplifier circuit 6 and current-voltage conversion of the electric signal is performed. The converted electric signal is passed through an RF analog reproduction circuit 9 having an AGC, a filter, an equalizer correction circuit, and the like. After that, the electric signal is transmitted to the optical disc controller 11. Then, the electric signal is binarized in the optical disk controller 11 and converted into a predetermined data string, and the data string is converted into transmission data through decoding means having an 8-16 demodulating circuit and an error correcting circuit, and the transmission is performed. Data is transmitted to the host via the interface 13.
[0021]
Next, servo control using a focus error signal and a tracking error signal will be described.
[0022]
The light source of the optical pick 2 emits light, and the optical disk 1 is irradiated with light through various optical components and through the objective lens 3. Reflected light from the optical disc 1 passes through the objective lens 3 and is taken into the optical pick 2 and enters a light receiving means provided in the optical pick 2 through various optical components. The light incident on the light receiving means is guided to a photodetector which is built in the light receiving means and divided into a plurality of parts. The photodetector divided into a plurality outputs an electrical signal corresponding to the intensity of light and the area to be irradiated. The electric signal is amplified by the head amplifier circuit 6, current-voltage conversion of the electric signal is performed, and further, the offset of the circuit is applied to the electric signal subjected to voltage conversion. The signal is sent to the D conversion circuit 8, the electric signal is sampled by the A / D conversion circuit 8, converted into a digital signal, and sent to the DSP 15. The DSP 15 performs arithmetic processing for generating a tracking error signal and a focus error signal based on these digital signals. The tracking or focus error signal is subjected to predetermined processing by a filter and phase compensation processing means provided in the DSP 15 to be converted into a PWM signal having a different pulse width, and the PWM signal as the drive signal is converted into the DSP 15. Is sent to the actuator drive circuit 7 to drive at least the objective lens 3 in the tracking and focusing directions, and servo control is performed so that each error signal becomes substantially zero. In the present embodiment, a push-pull method is used as a tracking error signal generation unit.
[0023]
In the wobble / LPP reproduction circuit 10, the wobble signal and the LPP pulse signal are extracted by the electric signal sent from the head amplifier circuit 6. The LPP pulse signal output from the wobble / LPP reproduction circuit 10 is sent to the optical disc controller 11, and the optical disc controller 11 demodulates the LPP pulse signal and converts it into LPP data. The LPP data is sent to the microcomputer 12, Identify the optimum parameters for recording, disc manufacturer, and disc type. Then, in order to perform recording with higher accuracy, the microcomputer 12 reads parameters related to recording corresponding to the disk information from the memory 14 and records data.
[0024]
The dynamic tracking offset correction method that is the gist of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0025]
First, the nature of the tracking error signal in the optical disc apparatus will be described. FIG. 2 shows a track groove of an optical disk and a corresponding tracking error signal. The recording optical disc 1 is physically grooved in advance as a track position index, and the tracking signal is generated by utilizing the interference of the laser beam by this groove (push-pull method). The reflected light from the optical disk 1 is converted into an electric signal by the light receiving means, amplified and calculated by the head amplifier circuit 6 or the DSP 15, and becomes a tracking error signal. As shown by the solid line waveform 201, the zero-cross position of the tracking error signal is the center of the land or groove. That is, the zero cross position P1 shown in FIG. 2 indicates the center of the groove, and the zero cross position P2 indicates the center of the land. Accordingly, the laser spot can be made to follow the center of the track by applying servo so that the tracking error signal becomes zero.
[0026]
If the tracking error signal has an offset due to the heat of the light source or the fluctuation of the power supply voltage of the circuit as shown by the dotted line waveform 202 shown in FIG. 2, the zero cross position (position where the tracking error signal is 0) shifts from the track center. An off-track state is entered (the spot position is shifted from the track center). Specifically, referring to FIG. 2, the zero-cross position of the solid line waveform 201 where no offset occurs coincides with the groove center as shown by the solid line L1, but the zero-cross position of the dotted line waveform 202 where the offset occurs due to various circumstances. Does not coincide with the groove center as indicated by the dotted line L2.
[0027]
As described above, when an offset is added to the tracking error signal due to various circumstances, the data reading performance is deteriorated at the time of data reproduction, the recording quality is deteriorated at the time of data recording, and the write error due to the track deviation occurs at the worst.
[0028]
During data reproduction, even if off-tracking occurs and data reading becomes difficult, the servo loop is opened (that is, servo control is not performed), and offset correction is performed so that the DC level of the tracking error signal becomes zero. Retry processing is possible (hereinafter abbreviated as static offset correction). However, if a plurality of static offset corrections are performed, the data transfer rate decreases, and it becomes difficult to maintain a prescribed reproduction rate. On the other hand, at the time of data recording, it is necessary to continuously record data from the viewpoint of data continuity, recording quality uniformity, etc., and the servo loop cannot be opened until a predetermined amount of data recording is completed (DVD The servo control cannot be turned off for about 1 hour in full-surface recording at -R standard speed), and the above-described static offset correction cannot be executed.
[0029]
It should be noted that the tracking error signal is sinusoidal (in the case of push-pull) as shown in FIG. The inflection point of the sine wave is the zero cross position (for example, P1 and P2 shown in FIG. 2). Therefore, the tracking servo gain becomes maximum when the tracking servo is applied to the track center (zero cross position). That is, in the case where the servo is applied in the state of the solid line waveform 201 in FIG. 2 and the case where the servo is applied in the state of the dotted line waveform 202, the servo is applied when the servo is applied in the state of the solid line waveform 201. Gain increases. Therefore, the spot position is offset by a predetermined amount to the inner or outer peripheral side of the optical disc 1, and a servo signal is measured by adding a disturbance signal at the offset position, and this time, a predetermined amount is offset to the opposite side. By measuring the servo gain and correcting the offset of the tracking error signal in the direction in which the servo gain is large (inner side or outer side), information can be recorded or reproduced at the center side of the track.
[0030]
As apparent from the above, it is possible to keep the laser spot at the center of the track by correcting the offset of the tracking error signal so as to maximize the servo gain. What is important is that the servo gain measurement can be performed with the servo loop closed. That is, the greatest feature of the present invention is that offset correction can be performed with the servo loop closed, and dynamic offset correction can be realized even in a situation where the servo cannot be turned off, such as during recording. .
[0031]
Next, a specific configuration of the servo block will be described. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes an error signal detector that detects an error between the set control target value and the control target amount. Reference numeral 302 denotes an offset adder that adds an arbitrarily settable offset to the error signal output from the error signal detector 301. A disturbance injection unit 303 adds a disturbance, that is, a periodic signal (in general, a single frequency sine wave is preferable) to the servo signal. The servo gain can be calculated from the disturbance signal level before and after the disturbance addition by the disturbance injection unit 303. The disturbance injection unit 303 may be inserted anywhere in the servo loop. Reference numeral 304 collectively represents transfer functions, and expresses all transfer functions including a detection system, a drive system, and phase compensation. Among them, the error signal detection unit 301 and the transfer function 304 are provided in all servo systems, and feedback is applied so that the control target amount follows the target value if the gain of the transfer function 304 is sufficiently large. In the case of the present embodiment, the offset addition unit 302 and the disturbance injection unit 303 are stored in the DSP 15, but may be provided by other means.
[0032]
Hereinafter, a specific algorithm of the offset correction method will be described with reference to FIG. 3 described above, the flowchart of FIG. 4, and the transition graph of the offset addition amount of FIG. 5.
[0033]
First, the offset is changed in the plus direction from the current position using the offset adding unit 302. The offset amount may be about 1/16 to 1/7 (preferably about 1/10) of the tracking error amplitude. At this time, the laser spot is slightly deviated from the track center. However, the off-track amount in the above range does not affect the recording and reproducing performance. In this state, a servo signal is measured by injecting a sinusoidal disturbance signal of several kHz (0.8 kHz to 7 kHz) from the disturbance injection unit 303. The gain measurement takes about one turn of the disk, but if the disturbance amplitude is made sufficiently small, the influence on the recording / reproducing performance can be ignored (401, 501). Next, the offset is changed in the minus direction, and the servo gain is measured in the same manner as 401 (402, 502). Here, the servo gains obtained at 401 and 402 are compared (403). If the gain obtained by changing the offset to the plus side is larger, the offset correction amount is set to the plus side. Let it be the side. This offset correction amount is preferably suppressed to about 1/160 to 1/70 of the tracking error amplitude in order to round off the gain measurement variation due to the disk groove shape or the like (404, 405). Finally, the offset correction amount calculated by the offset adding unit 302 is added (406). In the next offset correction, the offset amount 406 is used as a reference. It is sufficient that the offset correction is performed every several seconds (0.1 to 600 seconds: more preferably 0.8 to 1.3 seconds). As is obvious, the order of the offset plus direction (401) and minus direction (402) may be reversed.
[0034]
By repeating the above operation periodically or at random timing, the laser spot always traces the track center. Note that, during recording of an overwritable medium such as a DVD-RW, if the above gain measurement is always performed on the same track, the measurement error tends to increase. Therefore, it is desirable to perform offset correction at random intervals. As a random number generation method, for example, a method in which several bits of a time counter value in a microcomputer are extracted and squared is known.
[0035]
Since this offset correction method is performed with the servo loop closed, it can be operated at all times regardless of whether recording or reproduction is in progress.
[0036]
(Embodiment 2)
The servo error signal dynamic offset correction method according to the present invention can be applied not only to an optical disc apparatus but also to all servo apparatuses. However, the servo error signal to be used must have at least one inflection point (the above-mentioned tracking error signal has an inflection point at the zero cross point).
[0037]
Hereinafter, a specific method of applying the offset correction method of the present invention to general servo control will be described.
[0038]
An error signal curve having an inflection point is shown in FIG. 601 is an error amount-error signal curve with an error signal offset of 0, 602 is an error amount-error signal curve with an error signal offset of Δx, 603 is a servo gain-error signal curve with an error signal offset of 0, and 604 is an error signal offset. Represents a servo gain-error signal curve of Δx. The inflection points of the error amount-error signal curves 601 and 602 and the maximum (or minimum) of the servo gain-error signal curves 603 and 604 coincide with each other. As described above, since the feedback is applied so that the error signal becomes 0 when the servo loop is closed, the servo with the error amount 0 is applied when the error signal offset is 0, and the error amount y2 is applied when the error signal offset Δx.
[0039]
Next, a specific offset correction method will be described with reference to FIG. 3 and FIG. First, static offset correction of the error signal is performed so that the error signal offset becomes 0 when the error amount is 0 in the servo-off state (state of the error amount-error signal curve 601). If the servo is off, offset correction can be easily performed. Subsequently, the offset of the offset adding unit 302 is changed, the error amount-error signal curve 601 is measured, and the inflection point offset x0 is detected. From here, the servo is turned on and servo control is started. When the servo is turned on, the servo gain-error signal curve 604 is measured by the disturbance injection unit 303 while the offset is changed stepwise by the offset addition unit 302, and the error amount-error signal is determined from the maximum (or minimum) of the obtained servo gain. An inflection point offset x1 of the curve 602 is detected. Since the offset change amount can be obtained from x1−x0 = Δx, offset correction is performed so as to make this 0. It is not necessary to perform the offset correction as long as the amount of change in the offset is acceptable.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the present invention obtains an inflection point of a servo error signal using the fact that the servo gain becomes maximum or minimum at the inflection point, and the servo is based on the obtained inflection point. Control for calculating the offset change amount of the error signal is added. According to the present invention, it is possible to perform dynamic offset correction without interrupting servo control (with the servo loop closed).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an optical disk apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a track groove and a tracking error signal corresponding to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a servo unit according to the first embodiment. FIG. 4 is a flowchart of an offset correction method according to the first embodiment of the invention. FIG. 5 is a graph showing a transition of the offset addition amount according to the first embodiment. The figure which shows the error signal curve with the inflection point of Embodiment 2 of this invention
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical disk 2 Optical pick 3 Objective lens 4 Spindle motor 5 Laser driver 6 Head amplifier circuit 7 Actuator drive circuit 8 A / D conversion circuit 9 RF system analog reproduction circuit 10 Wobble / LPP reproduction circuit 11 Optical disk controller 12 Microcomputer 13 Interface 14 Memory 15 DSP
201 Solid line waveform 202 Dotted line waveform 301 Error signal detection unit 302 Offset addition unit 303 Disturbance injection unit 304 Transfer function 601 Error amount-error signal curve 602 Error amount-error signal curve 603 Servo gain-error signal curve 604 Servo gain-error signal curve

Claims (1)

光源から光が光ディスクに放射され、
前記光ディスク上のビームスポットのトラッキング制御を現在トラッキングされている第1の位置より光ディスクの半径方向の一方側である前記光ディスクの内周側に所定量ずらした第2の位置において第1のトラッキングエラー信号のゲインを測定し、
前記光ディスクの半径方向の他方向である前記光ディスクの外周側に所定量ずらした第3の位置において第2のトラッキングエラー信号のゲインを測定し、
第1のトラッキングエラー信号のゲインと第2のトラッキングエラー信号のゲインを比較し、
前記第1のトラッキングエラー信号のゲインが大きい場合には、前記第1の位置よりも前記第2の位置側である前記光ディスクの内周側にビームスポットの位置を補正し、
前記第2のトラッキングエラー信号のゲインが大きい場合には、前記第1の位置よりも前記第3の位置側である前記光ディスクの外周側にビームスポットの位置を補正することを特徴とする光ディスクのサーボオフセット補正方法。
Light is emitted from the light source to the optical disc,
The first tracking error at a second position in which the tracking control of the beam spot on the optical disk is shifted by a predetermined amount from the first position currently being tracked to the inner peripheral side of the optical disk, which is one side in the radial direction of the optical disk. Measure the gain of the signal,
Measuring the gain of the second tracking error signal at a third position shifted by a predetermined amount toward the outer peripheral side of the optical disc, which is the other direction in the radial direction of the optical disc ;
Comparing the gain of the first tracking error signal and the gain of the second tracking error signal;
When the gain of the first tracking error signal is large, the position of the beam spot is corrected on the inner peripheral side of the optical disc, which is the second position side than the first position,
When the gain of the second tracking error signal is large, the position of the beam spot is corrected to the outer peripheral side of the optical disk, which is the third position side than the first position. Servo offset correction method.
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