JPH07129984A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トラック一周分のフォーカシング誤差を検知
して、その検知結果に基ずいてフォーカシングのサーボ
制御を実行する際に、トラック上の欠陥や光ディスクの
回転と非同期の面振れがあっても、フォーカシングサー
ボ制御を正確に実行する。 【構成】 検知したフォーカシング誤差の変動の内の光
ディスクの回転周波数成分を抽出することにより、トラ
ック上の欠陥や光ディスクの回転と非同期の面振れによ
る誤検知成分を除去し、誤検知成分を除去したフォーカ
シング誤差に基ずいてサーボ制御を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラック上でのレーザ
光の焦点ずれの変動をトラック一周分検知した後、その
検知結果に基づいてフォーカシングのサーボ制御を実行
する光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、光ディスクを回転さ
せながら、その光ディスクのトラック上に集光したレー
ザ光を照射する。このとき、照射するレーザ光をトラッ
クの位置の変動に追従させるトラッキングとフォーカシ
ングのサーボ制御を実行している。

【０００３】トラッキングのサーボ制御は、光ディスク
の回転軸の偏心によって半径方向に変動するトラック位
置にレーザ光を追従させる制御である。フォーカシング
のサーボ制御は、光ディスクの面振れにより生じるレー
ザ光の焦点ずれを補正する制御である。

【０００４】一般に、光ディスクの面振れは、偏心によ
る半径方向のトラック変位よりも大きく、比較的急激に
変化しやすい。

【０００５】このため、例えば、特開昭６３−１９３３
３３号公報に見られるように、焦点ずれの変動をトラッ
ク一周分検知してメモリで記憶しておき、その記憶情報
に基づいてフォーカシングサーボ制御を実行する方法が
ある。

【０００６】この方法によれば、面振れが急激に大きく
変化する場合でもフォーカシングサーボ制御を正確に実
行することができる。

【０００７】ところで、上記レーザ光の焦点ずれは、光
ディスクのトラック上に照射したレーザ光の反射光に基
づいて検知する。このため、光ディスクのトラック上に
汚れや傷などの欠陥部があると、そのトラック位置で
は、焦点ずれを正しく検知できなくなる。

【０００８】このため、例えば、実際には焦点ずれが発
生していなくても、上記のような欠陥部で、大きな焦点
ずれが発生したと誤って検知されてしまうことがある。
この場合、その検知結果に基づいて焦点調節するので、
元々焦点ずれがないトラック位置で、逆に焦点ずれを起
こしてしまうことがあった。

【０００９】一方、光ディスクの面振れの原因として
は、光ディスクが回転軸に対して傾いた状態で固定され
るために生じるものと、光ディスク自体が撓むことによ
り生じるものとがよく知られている。これらは、いずれ
もディスクの回転に同期して変化するものである。

【００１０】これに対して、例えば、装置に外部から機
械的衝撃が加わってランダムに面振れが発生したり、回
転軸を支持するベアリングの変形によりディスクの回転
とは非同期で変則的な面振れが発生したりすることがあ
る。

【００１１】このようなディスクの回転とは非同期の面
振れが発生した場合、その面振れによる焦点ずれの変化
を検知して、その検知結果に基づいてフォーカシングサ
ーボ制御を実行してしまうので、逆に焦点ずれを起こし
てしまうことがあった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来
は、光ディスクのトラック上に欠陥部があったり、回転
と非同期の面振れがあったりすると、フォーカシングの
サーボ制御を正しく実行できなくなるという問題があっ
た。

【００１３】本発明は、上記の問題を解決し、フォーカ
シングサーボ制御を常に正確に実行することができる光
ディスク装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、光
ディスクのトラック上でのレーザ光の焦点ずれの変動を
トラック一周分検知すると、検知した焦点ずれの変動の
内から、光ディスクの回転周波数成分を抽出して、その
抽出した回転周波数成分に基づいて上記レーザ光の焦点
を調節するようにしている。

【００１５】

【作用】トラック上の欠陥部により誤検知される焦点ず
れは、光ディスクの回転周波数成分をほとんど含んでい
ないので、検知した焦点ずれの変動の内の誤検知成分は
除去される。また、回転と非同期の面振れによる焦点ず
れの変動を検知しても、その非同期成分が除去される。
これにより、フォーカシングサーボ制御を常に正確に実
行することができるようになる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施例に係る光ディス
ク装置のブロック構成図を示したものである。図におい
て、光ディスク１は、例えば追記形で渦巻状のトラック
が形成されている既知構造のものである。そのトラック
には、多数のセクタが形成されており、各セクタには、
トラック番号やセクタ番号がアドレス情報として予め記
録されている。スピンドルモータ２は、光ディスク１を
回転駆動するものである。モータ駆動部３は、スピンド
ルモータ２を駆動制御するものである。

【００１８】光ピックアップ４は、光ディスク１にレー
ザ光を照射したり反射光を検出したりして光ディスク１
にアクセスするものである。シークモータ５は、光ピッ
クアップ４を光ディスク１の半径方向に移動させるシー
ク動作を実行するものである。モータ駆動部６は、シー
クモータ５を駆動制御するものである。

【００１９】信号検出部７は、光ピックアップ４から各
種検知信号を取り出すものである。サーボ制御部８は、
光ピックアップ４を光ディスク１のトラックに追従させ
るフォーカシングとトラッキングのサーボ制御を実行す
るものである。フォーカシングのサーボ制御は、光ディ
スク１に照射するレーザ光の焦点を調節する制御であ
り、トラッキングのサーボ制御は、光ディスク１の半径
方向のトラックの位置変位にレーザスポットを追従させ
る制御である。

【００２０】情報記録再生部９は、光ピックアップ４を
制御して光ディスク１のトラックに情報を記録したり、
光ピックアップ４の検知信号に基づいて光ディスク１の
記録情報を再生したりするものである。

【００２１】制御部１０は、図示せぬホスト側装置から
命令情報を入力し、その命令情報に従って、モータ駆動
部３、モータ駆動部６、情報記録再生部９などを制御し
て、この光ディスク装置の所定の動作を実行するもので
ある。

【００２２】図２は、上記光ディスク装置内のフォーカ
シングサーボ系のブロック構成図を示している。図にお
いて、光ピックアップ４内のフォーカシングアクチュエ
ータ４ａは、図示せぬ対物レンズを駆動して光ディスク
１に照射するレーザ光の焦点を調節するものである。受
光器４ｂは、光ディスク１からの反射光を受光するもの
である。

【００２３】信号検出部７内のフォーカシング誤差検出
回路７ａは、受光器４ｂの検知信号に基づいて光ディス
ク上に照射しているレーザ光の焦点ずれを検出するもの
である。Ａ／Ｄ変換回路８ａは、アナログ信号をデジタ
ル信号に変換するものである。補償回路８ｂは、信号の
レベルや位相を一定条件に調節するものである。引算回
路８ｃは、２つの入力信号の差を出力するものである。
Ｄ／Ａ変換部８ｄは、デジタル信号をアナログ信号に変
換するものである。駆動回路８ｅは、フォーカシングア
クチュエータ４ａを駆動制御するものである。

【００２４】メモリ８ｆは、検知した焦点ずれや演算処
理した結果などの各種データを記憶するものである。Ｃ
ＰＵ８ｇは、演算処理やデータの入出力動作を実行する
ものである。

【００２５】次に、以上の構成の光ディスク装置の動作
の第１の実施例を説明する。

【００２６】本実施例の動作は、光ピックアップ４を各
トラック位置にシークさせる際の動作である。

【００２７】いま、光ディスク装置は、すでに起動して
いるものとする。この状態で、ホスト側装置から光ディ
スク１に対するアクセス命令を受信すると、図３に示す
ように、アクセスすべき目標トラック位置を判定して、
光ピックアップ４を目標トラック位置にシークさせる
（処理１０１）。

【００２８】光ピックアップ４が目標トラック上に位置
すると、フォーカシングとトラッキングのサーボ制御を
開始する（処理１０２）。

【００２９】図４は、このときのフォーカシングサーボ
系の動作を示している。すなわち、光ピックアップ４内
の受光器４ｂは光ディスク１の反射光を受光して、２つ
の検知信号を出力する。フォーカシング誤差検出回路７
ａは、その２つの検知信号の信号差を誤差信号Ｅとして
出力する。この誤差信号Ｅは、光ディスク１に照射して
いるレーザ光の焦点ずれ、つまりフォーカシング誤差の
変動を示している。

【００３０】補償回路８ｂは、その誤差信号Ｅの信号レ
ベルや位相を調整して出力する。駆動回路８ｅは、その
出力信号に基づいてフォーカシングアクチュエータ４ａ
を駆動制御する。これにより、光ピックアップ４の出射
光の焦点ずれが少なくなる方向にサーボ制御される。

【００３１】なお、トラッキングのサーボ制御は、既知
の制御方法でサーボ制御される。

【００３２】このようなサーボ制御を開始した後、ＣＰ
Ｕ８ｇは、光ディスク１のトラック一周分のフォーカシ
ング誤差を読み取る。すなわち、いま、１トラックにｍ
個のセクタがあるとすると、図５に示すように、ＣＰＵ
８ｇは、光ピックアップ４が各セクタの中央地点に位置
した時点で、Ａ／Ｄ変換回路８ａにより誤差信号Ｅをデ
ジタル信号に変換して、得られる誤差ｅ0〜ｅm-1を順次
読み取り、メモリ８ｆに格納する（処理１０３）。

【００３３】次に、読み取った誤差ｅ0〜ｅm-1に基づい
て、既知のフーリ変換の演算処理により、誤差信号Ｅの
光ディスク１の回転周波数成分を算出する。

【００３４】すなわち、誤差信号Ｅは、図６に示すよう
に、光ディスク１の回転角θに応じて一定の変化を示す
ものである。上記読み取り動作では、各回転角θ0〜θm
-1における誤差ｅ0〜ｅm-1が読み取られている。

【００３５】ＣＰＵ８ｇは、その回転角θ0〜θm-1と誤
差ｅ0〜ｅm-1とに基づいて、係数ａ，ｂを次数式１に示
すように算出する。

【数式１】

【００３６】次いで、光ディスク１の各回転角θにおけ
る誤差信号Ｅの回転周波数成分Ｆｅ（θ）を次式により
算出する（処理１０４）。 Ｆｅ（θ）＝ａ・ｃｏｓθ＋ｂ・ｓｉｎθ

【００３７】この後、図７に示すように、ＣＰＵ８ｇ
は、光ディスク１の回転角θに応じて上記回転周波数成
分Ｆｅ（θ）の算出データを出力する。このデータは、
Ｄ／Ａ変換部８ｄでアナログ信号に変換されて、引算回
路８ｃに入力される。これにより、以上のように検出し
たフォーカシング誤差の回転周波数成分がフォーカシン
グアクチュエータ４ａの制御量に加算されて、フォーカ
シングサーボ制御が実行されるようになる（処理１０
５）。

【００３８】以上のように、本実施例では、光ディスク
１のトラック上でのレーザ光の焦点ずれの変動を検知す
ると、検知した焦点ずれの変動の内から、光ディスク１
の回転周波数成分を抽出して、その抽出した回転周波数
成分に基づいてレーザ光の焦点を調節するようにしてい
る。

【００３９】光ディスク１のトラック上に汚れや傷など
の欠陥部があると、例えば、焦点ずれが無くても焦点ず
れが発生していると誤検知してしまう場合がある。この
場合、トラックの欠陥部は局所的なものであるため、誤
検知する焦点ずれの回転周波数成分は非常に小さい。従
って、検知した焦点ずれの変化の内から、光ディスク１
の回転周波数成分を抽出することにより、トラック欠陥
部での誤検知成分をほとんど除去することができる。ま
た、光ディスク１の回転と非同期の面振れによる焦点ず
れを検知しても、同様に、その検知成分が除去される。
これにより、フォーカシングサーボ制御を常に正確に実
行することができるようになる。

【００４０】また、本実施例では、光ディスク１のトラ
ック上で離散的に複数地点の焦点ずれを検知して、その
複数の検知データを基にしてフーリエ変換の演算処理に
より、トラック一周分の焦点ずれの変動を求めるように
している。

【００４１】焦点ずれは連続的に変化するアナログ量で
あるが、上記方法により、ＣＰＵ８ｇでデジタル量とし
て比較的簡単に処理することができる。

【００４２】また、トラック上での焦点ずれの検知は、
個々のセクタで１回ずつ実行するようしたので、各セク
タにおける焦点ずれのずれ量を一定限度内に抑えること
ができる。

【００４３】なお、上記実施例では、係数ａ，ｂを算出
する際に、ｃｏｓθ0，ｃｏｓθ1・・・、ｓｉｎθ0，
ｓｉｎθ1・・・などをその都度計算するようにした
が、これらは常に同一値になるので、予め計算値をメモ
リ８ｆ内に格納しておくようにすれば、装置動作時の演
算処理を容易にすることができる。

【００４４】次に、前記構成の光ディスク装置の動作の
第２の実施例を説明する。

【００４５】本実施例では、図８に示すように、光ディ
スク１のトラック領域は、ｎ個のゾーンに分割されると
共に、トラック領域の両端部と各ゾーンの境界部に位置
するそれぞれｋ本のトラックは、サンプルトラックとし
て指定され、グループ番号が付与されている。

【００４６】本実施例の動作は、装置電源がオンされて
起動した直後に実行する動作である。すなわち、光ディ
スク装置は、電源がオンされて起動すると、図９に示す
ように、１つのグループのサンプルトラックに光ピック
アップ４を順次シークさせて、ｋ本ある個々のトラック
におけるフォーカシングの誤差ｅ0〜ｅm-1を、図３の処
理１０３と同様に検出する（処理２０１）。

【００４７】次いで、その１グループ内のｋ本のトラッ
クで検出した各誤差ｅ0〜ｅm-1のそれぞれの平均値を算
出する（処理２０２）。そして、算出した平均値を基に
して、図３の処理１０４と同様に、誤差信号Ｅの回転周
波数成分Ｆｅ（θ）を算出する。この算出値はメモリ８
ｆで記憶する（処理２０３）。

【００４８】この後、全てのグループについて上記処理
を実行したかどうか判別する（処理２０４）。まだ未処
理のグループがある場合（処理２０４のＮ）、該当する
１つのグループにシークして（処理２０５）、そのグル
ープで同様の処理を実行する（処理２０１へ）。

【００４９】このようにして、全グループの上記処理が
完了すると（処理２０４のＹ）、ホスト装置のアクセス
命令を監視する（処理２０６のＮのループ）。そして、
ホスト装置から、リード命令やライト命令などのアクセ
ス命令を受信すると（処理２０６のＹ）、アクセスすべ
き目標トラックに光ピックアップ４をシークさせる（処
理２０７）。

【００５０】次いで、光ピックアップ４がシークしたゾ
ーン両側のサンプルトラックの２つのグループを判別す
る。そして、その２つのグループの誤差信号Ｅの回転周
波数成分Ｆｅ（θ）を読み出す。

【００５１】いま、例えば、図１０に示すように、光ピ
ックアップ４が、ゾーン１のトラックＴｉにシークした
とする。この場合、そのゾーン１の両側にグループ０と
グループ１のサンプルトラックがあり、それぞれのグル
ープにおける誤差信号Ｅの回転周波数成分Ｆｅ（θ）が
算出されている。

【００５２】ここで、一定角θｘでの回転周波数成分Ｆ
ｅ（θｘ）を考えると、通常、その値は、２つのグルー
プでそれぞれ異なっている。そこで、本実施例では、同
図に示すように、回転周波数成分Ｆｅ（θｘ）は、２つ
のグループ間では直線的に変化するものと考えて、トラ
ックＴｉにおける回転周波数成分Ｆｅ（θｘ）は、その
トラック位置に応じた値に設定する。

【００５３】このように、本実施例では、シークしたト
ラック位置のゾーン両側の２つのグループのサンプルト
ラックで算出した誤差信号Ｅの回転周波数成分Ｆｅ
（θ）に基づいて、フォーカシングサーボ制御を実行す
る（以上、処理２０８）。

【００５４】この後、光ディスク１の所定のアクセス動
作に移行する。

【００５５】以上のように、本実施例では、光ディスク
１のトラック領域の各ゾーンの両側にサンプルトラック
を設定して、予めそれぞれのサンプルトラックでフォー
カシング誤差を検知しておき、光ピックアップ４が各ト
ラックにシークした場合、シークしたゾーン両側の該当
する検知情報に基づいて、フォーカシングのサーボ制御
を実行するようにしている。

【００５６】フォーカシング誤差の大きさは、光ディス
ク１の半径方向のトラック位置により異なるので、上記
動作により、各トラック位置に応じたサーボ制御を実行
することができる。

【００５７】また、この場合、サンプルトラックだけで
フォーカシング誤差を検知しておけば、光ディスク１の
全トラックに対して上記サーボ制御を実行することがで
きるので、フォーカシング誤差の検知動作を迅速に実行
することができる。

【００５８】また、上記サンプルトラックは、連続した
複数トラックを１グループに設定し、グループ内で各ト
ラックのフォーカシング誤差の平均値を算出して、その
平均値に基づいてサーボ制御するようにしている。これ
により、一部のトラック上に欠陥部があっても、その欠
陥部による悪影響を低減することができる。

【００５９】ところで、上述した各実施例では、図７で
説明したように、ＣＰＵ８ｇは、光ディスク１の回転に
同期して、誤差信号Ｅの回転周波数成分Ｆｅ（θ）の信
号を引算回路８ｃ側に出力することにより、フォーカシ
ングアクチュエータ４ａを駆動してサーボ制御を実行す
るようにしている。

【００６０】ここで、図１１に示すように、回転周波数
成分Ｆｅ（θ）の信号をステップ状に出力した場合を考
えると、フォーカシング誤差が、出力した信号に対応す
るレベルまで変位するのに一定時間Ｔｓだけかかる。こ
れは、電気回路の特性や機構的な慣性によるものであ
る。

【００６１】誤差信号Ｅの回転周波数成分Ｆｅ（θ）
は、図１２に示すように、光ディスク１のトラック一周
分のフォーカシング誤差を検出して算出するが、算出し
た回転周波数成分Ｆｅ（θ）の信号を出力する場合に
は、上記一定時間Ｔｓだけ早く出力するようにすればよ
い。これにより、フォーカシングのサーボ制御を正確に
実行することができる。

【００６２】また、このように回転周波数成分Ｆｅ
（θ）の信号出力を早める場合、次のような処理によ
り、最適な早め時間Ｔを、装置に自動設定することがで
きる。

【００６３】すなわち、フォーカシングのサーボ制御を
実行する場合、図１３に示すように、まず、早め時間Ｔ
を予め設定されている初期値に設定する（処理３０
１）。そして、光ディスク１の回転に対してその早め時
間Ｔだけ早く制御信号を出力して試験的にフォーカシン
グのサーボ制御を実行してみる（処理３０２）。

【００６４】そして、フォーカシング誤差を検知する
（処理３０３）。その後、いま１回目の動作であるかど
うか判別して（処理３０４）、１回目の動作である場合
（処理３０４のＹ）、いま設定している早め時間Ｔを記
憶する（処理３０５）。

【００６５】この後、早め時間Ｔと予め設定されている
最大値Ｔｍとを比較する（処理３０６）。ここで、早め
時間Ｔが最大値Ｔｍ以下であれば（処理３０６のＮ）、
早め時間Ｔに予め設定されている微小値ΔＴを加算して
（処理３０７）、上記動作を繰り返す（処理３０２
へ）。

【００６６】そして、このように２回目以降の動作の際
には（処理３０４のＮ）、今回検知した誤差が、いまま
で検知した内で最小であるかどうか判別する（処理３０
８）。今回検知した誤差が最小である場合には（処理３
０８のＹ）、いま設定している早め時間Ｔを記憶する
（処理３０５へ）。また、そうでない場合（処理３０８
のＮ）、そのまま次に移行する（処理３０６へ）。

【００６７】このようにして、早め時間Ｔが最大値Ｔｍ
を越えたとき（処理３０６のＹ）、記憶している早め時
間Ｔを読み出し、光ディスク１の回転に対して、その早
め時間Ｔだけ早く制御信号を出力して、正式にフォーカ
シングサーボ制御を実行する（処理３０９）。

【００６８】以上のような動作により、早め時間Ｔを最
適値に自動設定して、フォーカシングサーボ制御を正確
に実行することができる。

【００６９】

【発明の効果】以上ように、本発明によれば、検知した
トラック一周分の焦点ずれの変動の内から、光ディスク
の回転周波数成分を抽出して、その抽出した回転周波数
成分に基づいてレーザ光の焦点を調節するようにしたの
で、トラック上の欠陥部やディスクの回転と非同期の面
振れによる悪影響をほとんど受けなくなり、フォーカシ
ングのサーボ制御を常に正確に実行することができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光ディスク装置のブロ
ック構成図である。

【図２】その光ディスク装置のフォーカシングサーボ系
のブロック構成図である。

【図３】装置動作の第１の実施例を示す動作フローチャ
ートである。

【図４】フォーカシング誤差を検知する際の上記フォー
カシングサーボ系の動作説明図である。

【図５】トラック上の誤差検知する地点を示す説明図で
ある。

【図６】フォーカシングの誤差信号の一例を示す説明図
である。

【図７】検知結果に基づいて動作する際の上記フォーカ
シングサーボ系の動作説明図である。

【図８】装置動作の第２の実施例において使用する光デ
ィスクの説明図である。

【図９】その実施例における光ディスク装置の動作フロ
ーチャートである。

【図１０】上記実施例における制御量の算出方法を示す
説明図である。

【図１１】出力信号に対するフォーカシング誤差の変化
を示す説明図である。

【図１２】信号出力のタイミングの例を示す説明図であ
る。

【図１３】最適な信号出力のタイミングを自動設定する
場合の動作フローチャートである。

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ スピンドルモータ ３，６ モータ駆動部 ４，４ 光ピックアップ ４ａ フォーカシングアクチュエータ ４ｂ 受光器 ５ シークモータ ７ 信号検出部 ７ａ フォーカシング誤差検出回路 ８ サーボ制御部 ８ａ Ａ／Ｄ変換回路 ８ｂ 補償回路 ８ｃ 引算回路 ８ｄ Ｄ／Ａ変換部 ８ｅ 駆動回路 ８ｆ メモリ ８ｇ ＣＰＵ ９ 情報記録再生部 １０ 制御部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する光ディスクのトラック上に集光
   したレーザ光を照射する一方、そのトラック上でのレー
   ザ光の焦点ずれの変動をトラック一周分検知した後、そ
   の検知結果に基づいて上記レーザ光の焦点を調節するフ
   ォーカシングサーボ制御を実行する光ディスク装置にお
   いて、検知した上記焦点ずれの変動の内の上記光ディス
   クの回転周波数成分を抽出する手段と、その抽出した回
   転周波数成分に基づいて上記レーザ光の焦点を調節する
   手段とを備えていることを特徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】 上記光ディスクのトラック上の複数地点
   で離散的に上記焦点ずれを検知する手段と、検知した複
   数の上記焦点ずれに基づいてフーリエ変換の演算処理に
   より上記焦点ずれの回転周波数成分を抽出する手段とを
   備えていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク
   装置。
3. 【請求項３】 上記焦点ずれの変化を検知する地点は情
   報記録の単位である各セクタ位置であることを特徴とす
   る請求項２記載の光ディスク装置。
4. 【請求項４】 上記光ディスク上の互いに離れた複数の
   トラックでそれぞれ上記焦点ずれの変動を検知する手段
   と、複数の検知結果に基づいて個々のトラック位置にお
   ける上記焦点ずれの回転周波数成分を算出して上記レー
   ザ光の焦点を調節する手段とを備えていることを特徴と
   する請求項１記載の光ディスク装置。
5. 【請求項５】 上記光ディスク上の互いに隣接した複数
   のトラックでそれぞれ上記焦点ずれの変動を検知する手
   段と、検知した複数の焦点ずれの変動の平均値を基にし
   て上記光ディスクの回転周波数成分を抽出する手段とを
   備えていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク
   装置。