JP4379454B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに記録されているデータを読み取り、読み取ったデータに基づく再生信号（音声信号や映像信号）を出力する光ディスク装置に関する。

光ディスク装置においては、光ディスクに照射するレーザ光の焦点を制御するフォーカス制御など、光ディスクに記録されているデータを正確に読み取るための種々の制御が行われている。

例えば、特許文献１には、ランド／グルーブトラックの一方のトラックのみを光ビームにより連続的にトレースした状態でサーボパラメータの調整をトラックごとに個別に行って各々の調整結果を記憶保持し、これを実際の記録／再生時にトレースするトラックの種類に対応させて読み出して設定する光ディスク装置が開示されている。

また、特許文献２には、所定周期で蛇行するトラックが形成されている光ディスクにレーザ光を照射して、戻り光の受光信号に含まれる蛇行周期成分を検出し、蛇行周期成分のレベルが最小値を示すようにサーボエラーの演算に用いる受光信号相互間のレベルバランスを自動調整する開示がある。

また、特許文献３には、光学ヘッドの対物レンズでトレースされた光ディスク上の位置が、データの記録領域であるか否かを検出するとともに、この検出結果に応じてサーボゲインを補正し、調整結果を記憶保持する光ディスク装置が開示されている。

ところで、一般的な光ディスク装置は、光検出素子を縦、横にそれぞれ２つずつ並べた４分割の光検出器をピックアップヘッドに設けている。そして、右上と左下の２つの光検出素子で検出される反射光量の和と、左上と右下の２つの光検出素子で検出される反射光量の和と、の差分信号（以下、フォーカスエラー信号と記す）を用いてフォーカス制御を行っている。フォーカスエラー信号は、周知のように、光ディスクに対する焦点のずれに対して図７（Ａ）に示すＳ字カーブ特性をもった信号である。この図において横軸は対物レンズの変位量であり、右方向が光ディスクに近づく方向である。

光ディスクからのデータの読み取りにおいては、光検出器で検出される反射光量が大きいほど読み取り精度が良いため、一般的な光ディスク装置のフォーカス制御は以下のように行われている。

フォーカス制御は、光検出器で検出されている光ディスクからの反射光量（４つの光検出素子の出力の和であるＲＦ）が最大になる点を基準点（Ｖｒｅｆ）とし、検出されるフォーカスエラー信号の大きさが該基準点になるように対物レンズを変位させる制御である。

上記基準点は、フォーカスエラー信号における点Ｏであるのが理想的であるが（図７（Ａ）の状態）、現実にはピックアップヘッドを構成する光学部品等の精度により点Ｏからずれており（図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の状態）、フォーカスエラー信号のバランスが良くない。この図７（Ｂ）や図７（Ｃ）に示すフォーカスエラー信号を用いてフォーカス制御を行うと、フォーカスが外れやすく（対物レンズがフォーカスエラー信号を得られない位置に移動した状態になりやすく）、フォーカス制御が不安定になるという問題があった。

この問題の対策として、フォーカスエラー信号のバランスを調整する光ディスク装置がある。この光ディスク装置では本体に光ディスクがセットされたときや本体にセットされている光ディスクの再生指示があったときにフォーカスエラー信号を測定し、その結果に基づいてフォーカスエラー信号のバランスを調整している。
特開２０００−２２２７４７号公報 特開２００２−２６９７７３号公報 特開２００２−２８８８４８号公報

しかしながら、フォーカスエラー信号の測定においては、光ディスクのデータ面のフォーカスエラー信号を測定しているので、データ面にＣＡＰＡ（Complimentary Allocated Pit Addressing）を有するＤＶＤ−ＲＡＭのフォーカスエラー信号を測定する場合にはＣＡＰＡの影響を避けて測定しなければ正確な値が得られないため光ディスクを停止させた状態で測定する必要があった。ＣＡＰＡの部分は他のデータ部分よりも光反射率が高いため、ＣＡＰＡの部分だけフォーカスエラー信号が大きくなりノイズとなってしまうからである。

しかし、フォーカスエラー信号の測定は光ディスクを回転させた状態で行う方がばらつきが少なくなり正確な値が得られる。ＣＡＰＡを有さない光ディスクの場合は光ディスクを回転させた状態でフォーカスエラー信号を測定しても問題はない。

そこで本発明は、ＣＡＰＡを有する光ディスクがセットされている場合でも光ディスクを回転させた状態で正確なフォーカスエラー信号を測定し、そのバランスを調整する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に本発明は、光ディスクに記録されているデータを読み取るピックアップヘッドと、レーザ光の焦点を制御するフォーカス制御部とを備えた光ディスク装置において、
フォーカスオン前に、光ディスクを回転させた状態で光ディスク表面のフォーカスエラー信号を測定し、その測定値に基づいてフォーカスエラー信号のバランスを調整することを特徴とする。

前記バランスは、フォーカスエラー信号の最大値と最小値との略中心が基準レベルとなるように調整することが望ましい。

また前記ピックアップヘッドは、光検出素子を縦、横に２つずつ並べた４分割の光検出器を有し、光ディスクに照射したレーザ光の反射光を前記光検出器で検出することが望ましい。

また前記フォーカス制御部は、前記ピックアップヘッドに設けられている対物レンズを光ディスクに照射されるレーザ光の光軸方向に移動させてレーザ光の焦点を制御することが望ましい。

そして本発明を具体化すると、
光ディスクを回転させるモータと、
光検出素子を縦、横に２つずつ並べた４分割の光検出器を有し、光ディスクに照射したレーザ光の反射光を前記光検出器で検出することにより、光ディスクに記録されているデータを読み取るピックアップヘッドと、
前記ピックアップヘッドに設けられている対物レンズを光ディスクに照射されるレーザ光の光軸方向に移動させてレーザ光の焦点を制御するフォーカス制御部と、前記モータによる光ディスクの回転速度を制御するモータ制御部とを有するサーボ回路と、
前記ピックアップヘッドから出力されたフォーカスエラー信号を前記サーボ回路へ入力するとともに、前記ピックアップヘッドから出力されたデータを受け取って出力するプリアンプと、
前記プリアンプから出力されたデータを記録するバッファメモリと、
前記バッファメモリに記録されているデータを読み出し、読み出したデータに基づく再生信号を出力する再生部と、を備えた光ディスク装置において、
フォーカスオン前に、光ディスクを回転させた状態で光ディスク表面のフォーカスエラー信号を測定し、該フォーカスエラー信号の最大値と最小値との略中心が基準レベルとなるようにフォーカスエラー信号のバランスを調整する構成となる。

本発明によれば、フォーカスエラー信号の測定は光ディスクの表面における反射光を利用しているので、ＣＡＰＡを有する光ディスクを用いる場合でも、光ディスクを回転させた状態でＣＡＰＡの影響を受けないフォーカスエラー信号を測定することができる。したがって、停止している状態の光ディスクのフォーカスエラー信号を測定する場合よりも精度の高いフォーカスエラー信号を測定することができ、より正確にフォーカスエラー信号のバランスを調整することができる。

図１は、光ディスク装置の構成を示すブロック図である。光ディスク装置１は、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ等）１０に記憶されているデータを読み取るピックアップヘッド２と、本体にセットされた光ディスク１０を回転させるモータと、光ディスク１０に対するピックアップヘッド２の位置およびモータ３による光ディスクの回転速度を制御するサーボ回路４とを備えている。

サーボ回路４は、ピックアップヘッド２の光ディスク１０の半径方向（水平方向）への移動を制御するトラッキング制御部４ａと、ピックアップヘッド２の光ディスク１０の回転軸方向（垂直方向）への移動を制御するフォーカス制御部４ｂと、モータ３の回転速度を制御するモータ制御部４ｃとを有する。

ピックアップヘッド２の出力はプリアンプ５に入力される。プリアンプ５はピックアップヘッド２から入力された、トラッキングエラー信号（ＴＥ）、およびフォーカスエラー信号（ＦＥ）をサーボ回路４に入力する。トラッキングエラー信号は、周知のように光ディスク１０のトラックの中心と、ピックアップヘッド２から出力されたレーザ光の照射位置と、のずれ量を示す信号である。フォーカスエラー信号は、一般的には光ディスク１０におけるデータの記録面と、ピックアップヘッド２から出力されたレーザ光の焦点位置と、のずれ量を示す信号である。しかし、本発明において後述するフォーカスエラー信号のバランス調整を行う際は、フォーカスエラー信号は、光ディスク１０の表面と、ピックアップヘッド２から出力されたレーザ光の焦点位置と、のずれ量を示す信号を用いる。

また、プリアンプ５は、光ディスク１０から読取ったデータをバッファメモリ６に記録する。再生部７は、バッファメモリ６に記憶されているデータを読み出し、読み出したデータに基づく再生信号（音声信号、映像信号）を出力する。制御部８は、本体の動作を制御する。

ピックアップヘッド２には、４つの光検出素子Ａ〜Ｄを縦、横に２つずつ並べた４分割の光検出器１１が設けられている（図２参照）。プリアンプ５には、各光検出素子Ａ〜Ｄの出力が入力されている。プリアンプ５は、図３に示すように、光検出素子Ａと光検出素子Ｃとの出力を加算する加算器２１と、光検出素子Ｂと光検出素子Ｄとの出力を加算する加算器２２と、加算器２１の出力を増幅する増幅器２３と、加算器２２の出力を増幅する増幅器２４と、増幅器２３、２４の出力の差分であるフォーカスエラー信号（ＦＥ）を出力する減算器２５と、増幅器２３、２４の出力を加算した読取信号を出力する加算器２６と、を備えている。増幅器２３、２４のゲインは制御部８により個別に調整される。また、図３には示していないが、フォーカスエラー信号のオフセットを調整するために、該フォーカスエラー信号にバイアスを印加するバイアス印加回路が設けられている。サーボ回路４には、このバイアス印加回路でバイアスが印加されたフォーカスエラー信号が入力される。

なお、図３に示していないが、プリンアンプ５には、ピックアップヘッド２から入力された信号を処理して、サーボ回路４に入力するトラッキングエラー信号を生成する回路も設けられている。この回路は、ピックアップヘッドに設けられている一対のサイドスポット用のディテクタ（不図示）の差分信号をトラッキングエラー信号として生成する回路であってもよいし、また上記４つの光検出素子Ａ〜Ｄの出力を処理してトラッキングエラー信号を生成する回路であってもよい。これらの回路については周知であるので、ここでは説明を省略する。

以下、光ディスク装置１の動作について説明する。光ディスク装置１は、本体に光ディスク１０がセットされたときや、本体にセットされている光ディスク１０の再生指示が入力されたとき等にフォーカスエラー信号を測定し、該フォーカスエラー信号のバランスを調整するバランス調整処理を実行する。

図４は、バランス調整処理を示すフローチャートである。まず、光ディスク装置１はステップＳ１０において光ディスクを回転させた状態にする。次にステップＳ１１へ進んで、増幅器２３、２４のゲインを予め設定されている大きさＸに設定する。その後ステップＳ１２へ進んで、光ディスク表面のフォーカスエラー信号を測定する。この測定は、ピックアップヘッド２の対物レンズを、光ディスク１０に対して近づけていきながら、減算器２５から出力されるフォーカスエラー信号の波形を測定する。

周知のように、対物レンズを光ディスク１０に近づけていくと、光検出器１１で検出される光ディスク１０からの反射光のビーム形は図５（Ａ）に示す順番に変化し、図５（Ｂ）に示すフォーカスエラー信号が測定される。図５（Ｂ）において、横軸は対物レンズの変位量を示している。

また、光ディスク装置１は、ステップＳ１２におけるフォーカスエラー信号の測定時に、加算器２６から出力されている再生信号（ＲＦ）が最大になるときの対物レンズの位置を測定している。光ディスク装置１は、ここで測定した再生信号が最大になる点を、フォーカスエラー信号の基準レベルとする。ステップＳ１３においてプリアンプ５は、この基準レベルが所定の電圧、例えば０Ｖ、になるように、減算器２５から出力されているフォーカスエラー信号に印加するバイアスを算出する。

ステップＳ１３で算出したバイアスを減算器２５から出力されているフォーカスエラー信号に印加すると、例えば図５（Ｂ）に示すＡ点を基準レベルとした場合のフォーカスエラー信号は図６（Ａ）に示す波形となり、図５（Ｂ）に示すＢ点を基準レベルとした場合のフォーカスエラー信号は図６（Ｂ）に示す波形となり、図５（Ｂ）に示すＣ点を基準レベルとした場合のフォーカスエラー信号は図６（Ｃ）に示す波形となる。

次にステップＳ１４において光ディスク装置１は、サーボ回路４をオフする。これにより、ピックアップヘッド２の対物レンズの移動が制限される。なお、ステップＳ１４の処理は、ステップＳ１３の前に行ってもよい。

次にステップＳ１５において光ディスク装置１は、増幅器２３のゲインＧ１、および増幅器２４のゲインＧ２を算出する。ステップＳ１５にかかるゲインＧ１、Ｇ２の算出は、以下のようにして行われる。

光ディスク装置１は、ステップＳ１３で測定したフォーカスエラー信号の最大値と基準レベルとの電位差が予め設定されている電位差Ｖになるように増幅器２３のゲインＧ１を算出するとともに、ステップＳ１３で測定したフォーカスエラー信号の最小値と基準レベルとの電位差が予め設定されている電位差Ｖになるように増幅器２４のゲインＧ２を算出する。

光ディスク装置１は、ステップＳ１５で増幅器２３、２４のゲインＧ１，Ｇ２をそれぞれ算出すると、ステップＳ１６へ進んで、減算器２５から出力されているフォーカスエラー信号にステップＳ１３で算出したバイアスを印加するとともに、増幅器２３、２４のゲインＧ１、Ｇ２をステップＳ１５で算出した値に設定する。その後ステップＳ１７へ進んで、光ディスク装置１はステップＳ１４でオフしたサーボ回路４をオンし、ステップＳ１８へ進んでフォーカス制御を開始し、ステップＳ１９へ進んでトラックオン後に再生動作を開始する。

なお、光ディスク装置１は、ステップＳ１８でフォーカス制御を開始したときに、トラッキング制御も開始する。

ステップＳ１６の処理が完了すると、光ディスク装置１において、減算器２５から出力されるフォーカスエラー信号はバランスが調整され、図６（Ｂ）に示した波形のように、最大値と、最小値とが上記基準レベルを挟んで略対称になっている。したがって、ステップＳ１９で実行される再生動作では、バランスが調整されたフォーカスエラー信号を用いてフォーカス制御を行うので、安定したフォーカス制御が行え、再生動作中にフォーカスが外れるのを抑えることができる。

このように、本発明の光ディスク装置１は、フォーカスエラー信号のバランスを調整する機能を設け、該機能でバランスを調整したフォーカスエラー信号を用いてフォーカス制御を行うので、安定したフォーカス制御が行える。

また、フォーカスエラー信号の測定は光ディスクの表面における反射光を利用しているので、ＣＡＰＡを有するＤＶＤ−ＲＡＭを用いる場合でも、ＤＶＤ−ＲＡＭを回転させた状態でＣＡＰＡの影響を受けないフォーカスエラー信号を測定することができる。したがって、停止している状態の光ディスクのフォーカスエラー信号を測定する場合よりも精度の高いフォーカスエラー信号を測定することができ、より正確にフォーカスエラー信号のバランスを調整することができる。

本発明の光ディスク装置は、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに記録されているデータを読み取り、読み取ったデータを再生するものに利用することができ、特に種々の規格の光ディスクに対応したものに有効に利用することができる。

本発明の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 本発明のピックアップヘッドに設けられている４分割の光検出器を示す図である。 本発明のプリアンプの構成を示す図である。 本発明の光ディスク装置の動作を示すフローチャートである。 本発明のフォーカスエラー信号測定時に測定されるフォーカスエラー信号を説明する図である。 本発明のバイアス調整されたフォーカスエラー信号を説明する図である。 従来の光ディスク装置の問題点を説明する図である。

符号の説明

１ 光ディスク装置
２ ピックアップヘッド
３ モータ
４ サーボ回路
４ｂ フォーカス制御部
４ｃ モータ制御部
５ プリアンプ
６ バッファメモリ
７ 再生部
１０ 光ディスク
１１ 光検出器

Claims (4)

1. 光ディスクを回転させるモータと、
   光検出素子を縦、横に２つずつ並べた４分割の光検出器を有し、光ディスクに照射したレーザ光の反射光を前記光検出器で検出することにより、光ディスクに記録されているデータを読み取るピックアップヘッドと、
   前記ピックアップヘッドに設けられている対物レンズを光ディスクに照射されるレーザ光の光軸方向に移動させてレーザ光の焦点を制御するフォーカス制御部と、前記モータによる光ディスクの回転速度を制御するモータ制御部とを有するサーボ回路と、
   前記ピックアップヘッドから出力されたフォーカスエラー信号を前記サーボ回路へ入力するとともに、前記ピックアップヘッドから出力されたデータを受け取って出力するプリアンプと、
   前記プリアンプから出力されたデータを記録するバッファメモリと、
   前記バッファメモリに記録されているデータを読み出し、読み出したデータに基づく再生信号を出力する再生部と、を備えた光ディスク装置において、
   再生動作のためのフォーカスオン前に、光ディスクを回転させた状態でレーザ光の焦点を光軸方向に移動させながら光ディスク表面のフォーカスエラー信号を測定し、該フォーカスエラー信号の最大値と最小値との略中心が電圧の基準レベルとなるようにフォーカスエラー信号のバランスを調整することを特徴とする光ディスク装置。
2. 光ディスクに記録されているデータを読み取るピックアップヘッドと、レーザ光の焦点を制御するフォーカス制御部とを備えた光ディスク装置において、
   再生動作のためのフォーカスオン前に、光ディスクを回転させた状態でレーザ光の焦点を光軸方向に移動させながら光ディスク表面のフォーカスエラー信号を測定し、該フォーカスエラー信号の最大値と最小値との略中心が電圧の基準レベルとなるようにフォーカスエラー信号のバランスを調整することを特徴とする光ディスク装置。
3. 前記ピックアップヘッドは、光検出素子を縦、横に２つずつ並べた４分割の光検出器を有し、光ディスクに照射したレーザ光の反射光を前記光検出器で検出することを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
4. 前記フォーカス制御部は、前記ピックアップヘッドに設けられている対物レンズを光ディスクに照射されるレーザ光の光軸方向に移動させてレーザ光の焦点を制御することを特徴とする請求項２又は３記載の光ディスク装置。

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