JP6562875B2 - 光ディスク装置およびオフセット除去方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、迷光オフセット成分をキャンセルすることのできる光ディスク装置およびオフセット除去方法に関する。

光ディスク装置では、光ピックアップを構成する光部品による散乱や光ディスクの面振れ等によって迷光が発生する。光ピックアップに設けられるフォトディテクタから迷光成分がオフセット電圧として加算された信号が出力されると、制御信号であるトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号は不正確な信号となる。そのため、迷光によるオフセット（以下、迷光オフセットという）成分の除去が必要となる。

そこで、例えば、表面反射による影響を避けるため、フォーカス駆動信号を出力して、光ピックアップのレーザ光の集光点が光ディスクの表面にかからない（光ディスクと合焦しない）対物レンズの位置で、迷光オフセット成分のキャンセル処理を行っている。

しかし、光ディスクの記録面や表面と合焦しない位置まで対物レンズを下限方向に移動させても、光ディスクの面振れや光ピックアップ機構のバラツキの影響により、光ディスク表面と合焦する位置で迷光オフセット成分のキャンセル処理が行われてしまい、正常な迷光オフセット成分のキャンセルができないという問題があった。

特開２００５−１７４３８３号公報 特開平１０−１０５９９７号公報 特開２０００−３３９７３７号公報

本発明が解決しようとする課題は、光ディスクの面振れや光ピックアップ機構のバラツキがあっても、迷光オフセット成分のキャンセルを正常に行うことができる光ディスク装置およびオフセット除去方法を提供することである。

実施形態の光ディスク装置は、光ディスクに対して、光ピックアップユニットからレーザ光を発光させて情報を読み取る光ディスク装置であって、レーザ光を発光させ前記光ピックアップユニット内部の迷光により発生するオフセット成分に対してキャンセル処理を実行し、キャンセル処理後の前記光ピックアップユニットから光ディスクに照射した反射光の信号を全て加算したＡＳ信号の所定電圧が前記ＡＳ信号の基準電圧以下の場合には、前記光ディスクからの反射光の影響を受けているものと判定し、迷光オフセット成分のキャンセル処理を、再度実行する制御部とを備える。

本発明の実施形態に係る光ディスク装置の全体配置を示す概略図である。 光ディスクの表面との合焦の有無と迷光オフセット成分の取得の関係を説明する図である。 光ディスクの表面との合焦の有無と迷光オフセット成分のキャンセル処理の関係を説明する図である。 光ディスクの回転周期とレンズダウン周期の関係を説明する図である。 本実施形態に係る光ディスク装置における迷光オフセット成分のキャンセル処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本実施形態で用いる主要な用語について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る光ディスク装置の構成例を示す図である。図１に示すように、光ディスク装置１００において、光ディスク１はスピンドルモータ２、ドライバ回路３により、回転した状態にある。光ピックアップユニット４に搭載されたレーザダイオード５から発光された光はビームスプリッタ６、球面収差補正機構７を経由し、対物レンズ８により、光ディスク１上のデータ記録面に集光される。

そして、光ディスク１に集光された光はデータ記録面で反射され、その反射光は再度対物レンズ８、球面収差補正機構７、ビームスプリッタ６を通過した後、受光素子９に入り電気信号に変換される。受光素子９から出力される電気信号は、制御部１０に入力される。制御部１０は入力された信号を処理し、インターフェース１１を通じて外部接続機器との通信を行ったり、ドライバ回路３にフィードバックし、スピンドルモータ２や光ピックアップユニット４、光ディスク１のロード用モータ１２の制御を行っている。ロード用モータ１２は、例えば、ＤＣモータが好適である。また、制御部１０は後述するように、迷光オフセット成分のキャンセル処理の制御も行っている。

本発明の実施形態に係る光ディスク装置１００は、スロットローディング式のもので、ディスク１はＣＤディスク、ＤＶＤディスク等の光ディスクである。

光ディスク１は、ディスク挿入口から光ディスク装置１００に挿入される。いずれも詳細は図示しないが、搬送ローラ及びガイド部材等から成るディスク搬送機構によりターンテーブルの上方まで搬送される。次いで、チャッキング機構によりターンテーブル上にチャッキングされた後、スピンドルモータ２によってターンテーブルが回転され、情報の再生あるいは記録が行われる。

以上のように構成された光ピックアップユニット４の動作について説明する。制御部１０は、光ピックアップユニット４からの信号出力を基にフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とを生成するアナログ信号処理を行い、サーボ処理を行うドライバ回路３に出力する。

フォーカスエラー信号は、光ピックアップユニット４に備えられた対物レンズ８から出射される光ビームスポットと光ディスク１の記録面との焦点方向のずれを示す信号である。光ディスク１の情報記録層のトラック上にレーザ光の焦点が結ばれた場合に、対物レンズ８は合焦位置にあり、フォーカスエラー信号の電圧は基準電圧である。また、対物レンズ８を合焦位置から光ディスク１に対して接近させていくと、フォーカスエラー信号の電圧は徐々に減少してピークに達し、その後は増加方向に転じて合焦範囲を外れると検出外電圧となる。逆に、対物レンズ８を合焦位置から光ディスク１に対して遠ざけると、フォーカスエラー信号の電圧は徐々に増加してピークに達し、その後は減少方向に転じて合焦範囲を外れると検出外電圧となる。このように、フォーカスエラー信号がＳ字状に変化する特性を利用して対物レンズ８に対してフォーカス誤差が減少するようにフォーカス方向にサーボをかけている。

トラッキングエラー信号は、光ビームスポットと光ディスク１の情報トラックの光ディスク半径方向のずれを示すである。また、制御部１０は、トラッキングエラー信号の低域成分を取り出すことにより、対物レンズ８のレンズ位置信号を生成する。

ドライバ回路３は、光ビームスポットが光ディスク１の情報トラックに追従するように対物レンズ８をフォーカス制御およびトラッキング制御し、さらにトラッキングエラー信号の低域成分を用いて対物レンズ８が略中立位置を保持するようにフィード制御を行う。制御部１０は、このように構成されたドライバ回路３のサーボ系全体のコントロールを行う。

次に、以上のように構成した光ディスク装置１００の制御部１０による迷光オフセット成分のキャンセル処理の制御について詳述する。

光ピックアップユニット４を光ディスク１に近づけると、レーザ光の集光点が光ディスク１の表面を通過するときに、表面反射によるＡＳ信号（All Sum信号）が得られ、レーザ光の集光点が光ディスク１の反射面に一致するときは、反射面での反射によるＡＳ信号が得られる。ここで、ＡＳ信号は、光ピックアップユニット４から光ディスク１に照射した反射光の信号を全て加算した信号で、通常は、基準電圧以下とならない。

光ピックアップユニット４を構成する光部品による散乱等によって発生する迷光によって、迷光成分がオフセットとして加算された信号となるため、迷光オフセット成分のキャンセル（除去）処理が行われる。係る迷光オフセット成分のキャンセル処理は、表面反射によるＡＳ信号の影響を避けるため、レーザ光の焦点光が光ディスク１の表面にかからないように予め設定した電圧でフォーカス駆動信号を出力して、光ピックアップユニット４の位置を光ディスク１から遠ざけて行う。尚、遠ざけられる距離（後述するレンズダウンさせ得る距離）は、光ディスク装置１００の物理的な大きさによって限度が定まることになる。

図２は、光ディスク１の表面との合焦の有無と迷光オフセット成分の取得の関係を説明する図である。図２（ａ）は、光ピックアップユニット４が光ディスク１の表面と合焦しない位置で迷光オフセット成分を取得する場合を示し、図２（ｂ）は、光ピックアップユニット４が光ディスク１の表面と合焦した位置で迷光オフセット成分を取得する場合を示している。図２（ｂ）に示す例では、迷光オフセット成分が正常に取得できないことになる。

図３は、光ディスク１の表面との合焦の有無と迷光オフセット成分のキャンセル処理の関係を説明する図である。図３（ａ）は、光ピックアップユニット４が光ディスク１の表面と合焦しない位置で迷光オフセット成分をキャンセル処理する場合を示している。図３（ａ）に示すように、合焦しない位置で迷光オフセット成分をキャンセル処理すると、正常にオフセット電圧が除去されている。

各制御信号の信号レベルが大きい場合には、オフセット成分の影響は少ないが、信号レベルが小さい場合には、オフセット成分の占める割合が大きくなるため、サーボ系が不安定になる。

図３（ｂ）は、光ピックアップユニット４が光ディスク１の表面と合焦した位置で迷光オフセット成分をキャンセル処理する場合を示している。図３（ｂ）に示すように、光ディスク１の表面と合焦した位置で迷光オフセット成分のキャンセルを行った場合には、表面から受光素子９への戻り光が多くなりオフセット電圧が高くなる。この状況で迷光オフセット成分のキャンセルを行うと、ＡＳ信号のピークレベルが小さくなり基準電圧に比べてマイナス極性となってしまう。

しかしながら、確実に光ディスク１の表面と合焦しない位置で、正常に迷光オフセット成分のキャンセルを実施することはできない。そのため、従来であれば、サーボ系が不安定になり、例えば、光ディスク１の再生不能の状態にならないと、迷光オフセット成分のキャンセル処理が異常であったかが判然としない。

本実施形態においては、迷光オフセット成分のキャンセル処理後のＡＳ信号の電圧が基準電圧以下、すなわちマイナス極性となった場合には、光ディスク１の表面と合焦した状態で迷光オフセット成分のキャンセル処理を行なったと判定する。このように、迷光オフセット成分のキャンセル処理が正常に行われていない場合には、光ディスク１の回転周期とキャンセル処理のリトライが同期しないタイミングで迷光オフセット成分のキャンセル処理を再度行うものである。

光ディスク１の回転周波数と同期しない周波数で、対物レンズ８を光ディスク１の表面から遠ざけるレンズダウンを行うことで、光ディスク１の表面と合焦しないようにするのが好適である。

次に、光ディスク１の回転周期とレンズダウン周期の関係について説明する。

＜光ディスクの回転周期とレンズダウン周期＞
図４は、光ディスク１の回転周期とレンズダウン周期の関係を説明する図である。図４（ａ）は、光ディスク１の回転周期と対物レンズ８のレンズダウンの周期が同期した場合を示し、図４（ｂ）は、光ディスク１の回転周期と対物レンズ８のレンズダウンの周期が同期しない場合を示している。

光ディスク１の面振れは、光ディスク１の回転に同期して変動する。図４（ａ）に示すように、対物レンズ８を上下させる周期と光ディスク１の回転周期が同じ場合には、迷光オフセット成分のキャンセル処理を実行する光ディスク１の位置は同じとなる。このような状況下では、迷光オフセット成分のキャンセル処理をリトライしても、正常なオフセット値が取得できない。一方、図４（ｂ）に示すように、対物レンズ８を上下させる周期と光ディスク１の回転周期が同期しない場合には、迷光オフセット成分のキャンセル処理を実行する光ディスク１の位置は、前回とは異なる光ディスク１の位置で、迷光オフセット成分のキャンセル処理をリトライするので、正常なオフセット値が取得できる。ここで、迷光オフセット取得時の光ディスクの回転周期と、光ピックアップのレンズを上下させる周期とが同期しないようにずらして設定することにより、光ディスクの回転周期とレンズダウン周期が同期しないようにすることができる。

＜迷光オフセット成分のキャンセル処理のリトライ＞
図５は、本実施形態に係る光ディスク装置１００における迷光オフセット成分のキャンセル処理の流れを示すフローチャートである。

まず、光ピックアップユニット４のレーザ照射をＯＮとする（ステップＳ５１）。

次に、表面反射による影響を避けるため、レーザ光の焦光点が光ディスク１の表面に合焦点しないように、対物レンズ８を光ディスク１の表面から遠ざけるレンズダウンを行う（ステップＳ５２）。

次に、迷光オフセット成分のキャンセル処理を実行する（ステップＳ５３）。例えば、光ディスク１で回折、反射された光を光検出器で検出し、その光量に応じて出力される光検出信号に基づいて、フォーカスエラー信号に重畳する迷光成分と、トラッキングエラー信号に重畳する迷光成分とを求め、フォーカスエラー信号のうちの迷光オフセット成分を除去し、トラッキングエラー信号のうちの迷光オフセット成分を除去する。

続いて、対物レンズ８を光ディスク１の表面に近づけるレンズアップを行う（ステップＳ５４）。

次に、フォーカスエラー信号および光ピックアップユニット４から光ディスク１に照射した反射光の信号を全て加算したＡＳ信号を取得する（ステップＳ５５）。

続いて、取得したＡＳ信号が基準電圧以下か否かを判定する（ステップＳ５６）。

ステップＳ５６でＹｅｓ（ＡＳ信号が基準電圧以下）であれば、ステップＳ５１に移行し、迷光オフセット成分のキャンセル処理をリトライする。一方、ステップＳ５６でＮｏ（ＡＳ信号が基準電圧以下でない）であれば、迷光オフセット成分のキャンセル処理を終了し、オフセット除去されたトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号をサーボ系において用いて、次の処理（例えば、光ディスクの再生）へ移行する。

以上説明してきたように、本実施形態によれば、光ディスクの面振れや光ピックアップ機構のバラツキがあっても、迷光オフセット成分のキャンセルを正常に行うことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…光ディスク
２…スピンドルモータ
３…ドライバ回路
４…光ピックアップユニット
５…レーザダイオード
６…ビームスプリッタ
７…球面収差補正機構
８…対物レンズ
９…受光素子
１０…制御部
１１…インターフェース
１２…モータ
１００…光ディスク装置

Claims (6)

1. 光ディスクに対して、光ピックアップユニットからレーザ光を発光させて情報を読み取る光ディスク装置であって、
   レーザ光を発光させ前記光ピックアップユニット内部の迷光により発生するオフセット成分に対してキャンセル処理を実行し、キャンセル処理後の前記光ピックアップユニットから前記光ディスクに照射した反射光の信号を全て加算したＡＳ信号の所定電圧が前記ＡＳ信号の基準電圧以下の場合には、前記光ディスクからの反射光の影響を受けているものと判定し、迷光オフセット成分のキャンセル処理を、再度実行する制御部とを備える光ディスク装置。
2. 前記制御部は、
   前記光ディスクの回転周期と前記光ピックアップユニットの対物レンズを上下させる周期とが同期していないタイミングで、キャンセル処理を、再度実行する請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記所定電圧は、前記光ピックアップユニットから前記光ディスクに照射した反射光の信号を全て加算した信号である請求項１または請求項２に記載の光ディスク装置。
4. 光ディスクに対して、光ピックアップユニットからレーザ光を発光させて情報を読み取る光ディスク装置におけるオフセット除去方法であって、
   迷光オフセット成分を取得するステップと、
   取得した迷光オフセット成分をキャンセル処理するステップと、
   キャンセル処理後の前記光ピックアップユニットから前記光ディスクに照射した反射光の信号を全て加算したＡＳ信号の所定電圧が前記ＡＳ信号の基準電圧以下か否かを判定するステップと、
   前記所定電圧が前記基準電圧以下である場合に、迷光オフセット成分のキャンセル処理を、再度実行するステップと、
   を備えるオフセット除去方法。
5. 前記所定電圧は、前記光ピックアップユニットから前記光ディスクに照射した反射光の信号を全て加算した信号である請求項４に記載のオフセット除去方法。
6. 前記光ディスクの回転周期と前記光ピックアップユニットの対物レンズを上下させる周期とが同期していないタイミングで、キャンセル処理を、再度実行する請求項４に記載のオフセット除去方法。

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