JPH11250478A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ディスク上に傷等が検出され傷対策動作を行
っている状態から定常状態に復帰した場合に、デフォー
カス、オフトラックをおこさない光ディスク装置を実現
すること。 【解決手段】傷の部分をすぎて定常状態に戻った場合、
再び制御手段の生成する駆動信号を対物レンズに供給す
る。定常状態に戻った直後は、制御手段はそれまで対物
レンズに供給されていた駆動信号と同じレベルの信号を
対物レンズに供給することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学的にディスクの
再生または記録再生を行う光ディスク装置に関し、特に
ディスクにデータを記録、もしくはディスクに記録され
たデータを読みとる対物レンズの位置を、ディスクから
得られる位置情報信号から生成される対物レンズ駆動信
号によって制御する光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクとしては、コンパクトディス
ク（以降、ＣＤと呼ぶ）、レーザーディスク（以降、Ｌ
Ｄと呼ぶ）、ディジタルビデオディスク（以降、ＤＶＤ
と呼ぶ）などが挙げられるが、以上のいずれの光ディス
クについても、ディスク表面に整列した穴（ピット）の
形でデータが記録されている。この整列したデータのピ
ット列１本１本をトラックと呼ぶ。データを再生する場
合には、ピットにレーザー光をあて、その反射光の強弱
をデータとして読み取る。光ディスクを回転させること
によって光ディスク上に記録されたデータが次々と読み
だされる。

【０００３】光ディスクからデータを取り出したり、光
ディスクへデータを記録したりする場合には、このトラ
ック上をレーザー光が正しくトレースする必要があり、
またレーザー光がちょうどピット上で焦点を結んでいる
必要がある。

【０００４】しかし、レーザー光の焦点を合わせる対物
レンズに対するトラックの位置、また対物レンズとディ
スクの距離は、ディスクの偏心、面ぶれや装置へ与えら
れる衝撃などにより刻一刻変化するため、光ディスク装
置には、ディスクからの反射光から位置ずれの大きさを
示す信号（以降、エラー信号と呼ぶ）を得、エラー信号
に基づいて対物レンズの位置を制御する駆動信号を生成
し、それを対物レンズのアクチュエータへ送り対物レン
ズを動かすフィードバック制御回路が備えられる。対物
レンズとディスクの距離の制御をフォーカス制御、トラ
ックに対する対物レンズの位置の制御をトラッキング制
御と呼ぶ。

【０００５】フィードバック回路の構成の一形態例を図
２に示す。１は光ディスク、２はアクチュエータ、３は
対物レンズ、４はレーザー光の光源、５はレーザー光の
光束、６はハーフミラー、７は光検出器、８は傷検出回
路、７０は傷検出回路入力端子、９は演算器、２６はス
イッチ、１６はフォーカス系の低域成分記憶回路、１３
はフォーカス系進み補償回路、１４はフォーカス系遅れ
補償回路、２４はフォーカス系ドライバ回路、２７はス
イッチ、２１はトラッキング系の低域成分記憶回路、１
８はトラッキング系進み補償回路、１９はトラッキング
系遅れ補償回路、２５はトラッキング系ドライバ回路で
ある。また１０はフォーカスエラー信号、１１はトラッ
キングエラー信号、２２はフォーカス系駆動信号、２３
はトラッキング系駆動信号、５９は傷検出信号である。

【０００６】以下で図２を使用してフォーカス制御、ト
ラッキング制御の動作を説明する。光ディスク１にレー
ザー光を照射し、その反射光を対物レンズ３で受け、反
射光の情報が光検出器７に入力される。反射光は光ディ
スク上のピットに対する対物レンズの位置ずれの大きさ
を示す情報を含んでおり、その情報が光検出器７により
取り出される。位置ずれの大きさを示す情報は、フォー
カス制御系では一般に非点収差法、ナイフエッジ法など
の方法を用いて反射光から取り出される。

【０００７】またトラッキング制御系では一般に３スポ
ット法、位相差法、プッシュープル法などの方法が用い
られる。光検出器７によって反射光から取り出された位
置ずれ情報から演算器９によってフォーカスエラー信号
１０、トラッキングエラー信号１１が生成され、それぞ
れのエラー信号が、フィードバックループの特性の補償
を行うフォーカス系進み補償回路１３、フォーカス系遅
れ補償回路１４及びトラッキング系進み補償回路１８、
トラッキング系遅れ補償回路１９へ入力される。遅れ補
償回路の出力はフォーカス系駆動信号２２、トラッキン
グ系駆動信号２３となってドライバ回路２４，２５へ入
力され、ドライバの出力がアクチュエータ２に入力され
て対物レンズ３の位置を変える。

【０００８】以下に、対物レンズにかかる力と移動距離
の関係の周波数特性について示す。

【０００９】対物レンズにかかる力Ｆと対物レンズの移
動距離Ｘの関係を示すモデルを図３に示す。図３におい
て、２８は質量Ｍの対物レンズ、２９はばね、３０はダ
ンパ（粘性抵抗成分）である。アクチュエータで発する
力は質量Ｍの対物レンズ２８を動かす力Ｆとなる。ただ
し対物レンズにはばね定数Ｋのばね２９が取り付けられ
ており、さらに対物レンズが移動する際にはその速度に
比例した粘性抵抗３０が生まれ、対物レンズの移動方向
とは逆の方向に対物レンズを押しもどす働きをする。こ
のモデルに基づいて、対物レンズにかかる力−移動距離
の関係をブロック図で示したのが図４である。

【００１０】これを式で表すと、

【００１１】

【数１】

【００１２】となり、この式から対物レンズにかかる力
Ｆと対物レンズの移動距離Ｘの関係は、共振点を有する
２次のローパスフィルタ（以降、ＬＰＦと呼ぶ）の周波
数特性で表されることが分かる。よって高域では位相が
１８０度遅れる。

【００１３】エラー信号１０，１１はスイッチ２６，２
７を通り、進み補償回路１３，１８へ入力され、高域の
位相特性の補償が行われる。進み補償回路の出力は遅れ
補償回路１４，１９に入力され、低域のゲイン特性の補
償が行われる。遅れ補償回路の出力は駆動信号としてド
ライバ回路へ入力される。以下に進み補償回路、遅れ補
償回路の働きについて示す。

【００１４】フィードバックループの開ループ特性にお
いて、ある周波数でのゲインが０ｄＢより高いにもかか
わらずその周波数での位相が１８０度遅れる場合、フィ
ードバックループは動作が不安定となる。よって補償回
路として位相進み補償回路を設け、高域での位相を進ま
せる必要がある。フィードバックループの開ループゲイ
ンが０ｄＢとなる周波数において、位相が−１８０度か
らどれだけはなれているか、という値を位相余裕と呼
び、フィードバックループの安定した動作の為には一般
に位相余裕が３０度程度必要であるとされている。

【００１５】またフィードバックループの開ループ特性
でのゲインは、フィードバックループが制御量を目標値
の近くまでどれほど近づけることができるかにつなが
る。ゲインが高いほどより近づけることが出来る。制御
量をより目標値に近いものにすることは、ＤＶＤ等にお
ける狭トラック化に対応した光ディスク装置を実現する
ために、またＣＤ−ＲＯＭ等における高速化に対応した
光ディスク装置を実現するために必要である。

【００１６】しかしながら、それを実現するためにフィ
ードバックループの開ループゲインを全周波数領域にわ
たって高くすることはできない。なぜなら、前記の対物
レンズの駆動電圧−移動距離の関係を示す伝達関数には
表されていなかったが、対物レンズの駆動電圧−移動距
離の関係の周波数特性は、１０kHz〜数１０kHzあたりに
副共振点をもつからである。この周波数ではゲインが高
くなり、かつ高域であるため十分な位相余裕を確保でき
なくなる。こういう事情から高域での副共振点の影響を
おさえつつ、ゲインを高めるために、補償回路として位
相遅れ補償回路を設け、低域でのゲインだけを高くする
必要がある。

【００１７】以上で、補償回路には、進み補償回路と遅
れ補償回路が必要であることが示された。進み遅れ補償
回路の周波数特性の一例を図５に示す。３１は進み遅れ
補償回路のゲイン特性、３２は進み遅れ補償回路の位相
特性である。それぞれ以上で示した特性を持っている。

【００１８】以上で示したように、フォーカス制御、ト
ラッキング制御は光ディスクからの反射光に基づいて行
われている。しかし、光ディスク上に傷等があった場合
には反射光は乱れ、この乱れた反射光を使用してフォー
カス制御、トラッキング制御を行った場合、制御が正し
く行われず、デフォーカス、オフトラックにつながる。
これを防ぐために、フォーカスエラー信号１０、トラッ
キングエラー信号１１の低域成分を常に記憶しておく低
域成分記憶回路１６、２１をそれぞれ備え、また傷検出
回路８を備え、ディスク上の傷等が検出された場合には
前記の低域成分記憶回路で記憶しておいたエラー信号を
制御に使用する、というエラー信号ホールド機能を設け
ている。

【００１９】傷検出回路８で傷等を検出する方法の一例
を図６を用いて説明する。図６で３５はディスクからの
反射光のレベル、３３は反射光の包絡線、３４は傷の有
無の判断に使用するしきい値である。通常ピット列上を
レーザー光が正しくトレースしている場合、ピットの有
無に従って反射光のレベルは高くなったり低くなったり
する。しかし傷上をレーザー光がトレースする場合には
反射光が散乱されるため、反射光のレベルが低い状態が
続く。傷検出回路は、ディスクからの反射光のレベル３
５の包絡線３３を求め、これがあるしきい値３４以下に
なった場合に、これを傷と判断する。図６のＡで示され
た期間は、反射光の包絡線３３で示される値がしきい値
３４を下回っており、Ａの期間については傷あり、と判
断する。

【００２０】図２で、光検出器７の出力は演算器９に入
力されるとともに傷検出回路８にも入力されている。ま
たフォーカスエラー信号１０、トラッキングエラー信号
１１はそれぞれの進み補償回路１３，１８へ入力される
とともに低域成分記憶回路１６，２１へ入力され、エラ
ー信号の低域成分が記憶される。前記の傷検出回路８に
よって傷等が検出された場合にはスイッチ２６，２７が
いずれもＢへ接続し、低域成分記憶回路１６，２１へ記
憶されていたデータがエラー信号としてフォーカス系進
み補償回路１３、トラッキング系進み補償回路１８へ入
力される。

【００２１】しかし、進み補償回路は微分特性を持つた
め、エラー信号を操作するこの方法では、補償回路の過
渡応答によるデフォーカス、オフトラックが生じる。こ
のことを図７を用いて説明する。図７には、ディスク上
の傷等が傷検出手段によって検出され、Ａのタイミング
でエラー信号がホールドされた場合の信号の変化を示し
てある。（１）は傷検出信号、（２）はエラー信号、
（３）は駆動信号、（４）は整定信号、（５）は整定を
行った場合の駆動信号である。エラー信号（２）は偏
心、面ぶれ成分という周波数の低い信号に周波数の高い
信号をのせた形となっている。低域成分記憶回路に記憶
される値は偏心、面ぶれ成分のみである。

【００２２】図７では低域成分記憶回路に記憶される偏
心、面ぶれ成分を点線で示してある。図に示すように、
エラー信号（２）はＡのタイミングでステップ状に変化
するため、進み補償回路が微分特性を持っていることに
よって、駆動信号（３）はＡのタイミング直後、つまり
エラー信号がホールドされた直後に急激に変化する。こ
れがデフォーカス、オフトラックの原因となる。

【００２３】これを防ぐために、整定信号（４）を発生
する整定信号発生回路を設け、駆動信号（３）にこの整
定信号（４）を加えて、（５）に示す信号を生成し、
（５）の信号によって対物レンズの位置を制御する方法
が特開平９−６３０７４号公報にて提案されている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では新たに整定信号発生回路を設けなければならない
ため装置が複雑となり、また整定信号の波形を決定しな
くてはならず煩雑である。

【００２５】補償回路の微分特性によるデフォーカス、
オフトラックについては、記憶回路を補償回路のあとに
配置し、駆動信号を記憶するようにすれば解決する。

【００２６】しかしながら、この方法では傷等が検出さ
れ、低域成分記憶回路に記憶しておいたデータを駆動信
号として出力する状態になった後、傷等のあった場所を
通り過ぎて定常状態に戻す場合に問題が生じる。その問
題を以下に示す。

【００２７】駆動信号をホールドしている間、前記の補
償回路は、光ディスクの傷等のために乱された反射光か
ら得たエラー信号に従って動作しているため、本来得ら
れるはずのエラー信号を反映した動作はしていない。補
償回路は時定数を持つので、定常状態に復帰した後に、
本来得られるはずのエラー信号を反映した動作をしてい
なかったことの影響が現れてしまう。このため、光ディ
スク上の傷等のあった場所を通り過ぎて、実際のフォー
カスずれ、トラッキングずれを反映したエラー信号が得
られているにもかかわらず、フォーカス制御、トラッキ
ング制御が正しく行われない。

【００２８】本発明の目的は、上記の点に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、光ディスク上に傷等
が検出され傷対策動作を行っている状態から定常状態に
復帰した場合に、デフォーカス、オフトラックを防ぐこ
とができるとともに動作が安定していて信頼性が高く構
成の簡単な光ディスク装置を実現することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下に示す構成とした。

【００３０】光学的にディスクの再生または記録再生を
行う光ディスク装置において、前記ディスクにデータを
記録、もしくはディスクに記録されたデータを読みとる
対物レンズと、前記対物レンズを移動させる手段と、前
記対物レンズが正しい位置へ移動するように、前記ディ
スクから得られるエラー信号から前記対物レンズ移動手
段を駆動する駆動信号を作り、前記駆動信号によって対
物レンズ移動手段を制御する制御手段を備え、前記制御
手段はその状態を外部から設定できるような構成とし、
前記ディスクからの反射光の情報から光ディスク上にあ
る傷等を検出しその結果に従って前記制御手段の状態を
設定する傷検出手段と、前記駆動信号の低域成分を記憶
する低域成分記憶手段と、前記低域成分記憶手段に記憶
されているデータから前記制御手段の状態を設定するた
めのデータを生成する演算器を備えている構成とした。

【００３１】この構成により、傷検出手段によってディ
スク上の傷等が検出された場合に前記の記憶しておいた
値を駆動信号として対物レンズの位置制御に用い、その
後通常の動作に復帰する際には前記の記憶しておいた値
を用いて前記の制御手段の初期状態を決定するという方
法によって、光ディスク上に傷等が検出され駆動信号が
ホールドされている状態から定常状態に復帰した場合に
デフォーカス、オフトラックを防止することができ、動
作が安定していて信頼性の高い光ディスク装置を実現す
ることができる。

【００３２】また光学的にディスクの再生または記録再
生を行う光ディスク装置において、前記ディスクにデー
タを記録、もしくはディスクに記録されたデータを読み
とる対物レンズと、前記対物レンズを移動させる手段
と、前記対物レンズが正しい位置へ移動するように、前
記ディスクから得られるエラー信号から前記対物レンズ
移動手段を駆動する駆動信号を作り、前記駆動信号によ
って対物レンズ移動手段を制御する制御手段を備え、前
記制御手段を構成する回路の一部はディジタル回路で実
現されており、前記ディスクからの反射光の情報から光
ディスク上にある傷等を検出し、その結果にしたがって
前記ディジタル回路を構成する遅延要素へ値を設定する
ための傷検出回路を備えている構成とした。

【００３３】この構成により、傷検出手段によってディ
スク上の傷等が検出された場合に前記の記憶しておいた
値を駆動信号として対物レンズの位置制御に用い、その
後通常の動作に復帰する際に、前記の制御手段の中の、
ディジタル回路で構成された補償回路の中の遅延要素へ
初期値を代入することによって補償回路の初期状態を決
定するという方法によって、遅延要素に初期値を設定す
るという簡単な方法で補償回路の初期状態を設定でき、
光ディスク上の傷等が検出され駆動信号がホールドされ
ている状態から定常状態に復帰した場合にデフォーカ
ス、オフトラックを防止することができ、動作が安定し
ていて信頼性の高い光ディスク装置を簡単に実現するこ
とができる。

【００３４】さらに前記駆動信号の低域成分を記憶する
低域成分記憶手段を備え、さらに前記低域成分記憶手段
に記憶されているデータから制御手段の状態を設定する
ためのデータを生成する演算器、を備えている構成とし
た。

【００３５】この構成により、傷検出手段によってディ
スク上の傷等が検出された場合に前記記憶しておいた値
を駆動信号として対物レンズの位置制御に用い、その後
通常の動作に復帰する際に、前記の制御手段の中の、デ
ィジタル回路で構成された補償回路の中の遅延要素へ初
期値を代入することによって補償回路の初期状態を決定
するという方法によって、遅延要素に初期値を設定する
という簡単な方法で補償回路の初期状態を設定でき、光
ディスク上の傷等が検出され駆動信号がホールドされて
いる状態から定常状態に復帰した場合にデフォーカス、
オフトラックを防止することができ、動作が安定してい
て信頼性の高い光ディスク装置を簡単に実現することが
できる。

【００３６】さらに、前記制御手段のパラメータによっ
て前記演算器の設定を行うとした。

【００３７】これにより、前記の遅延要素に設定する値
をたやすく決定でき、動作が安定していて信頼性の高い
光ディスク装置を簡単に実現することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下本発明の詳細を、図１、図８
〜１１に示した本発明の実施の複数の形態例を用いて説
明する。図１は、本発明の実施の一形態例における光デ
ィスク装置のブロック図である。図８は、エラー信号と
駆動信号の波形例を示す波形図である。

【００３９】第１の実施形態例を図１を用いて説明す
る。図１において、図２に示したものと同様の番号を付
けた要素及び信号は、図２の場合と同じ働きをする要素
及び信号である。また１２はフォーカス系補償回路、１
７はトラッキング系補償回路であり、５７，５８は演算
器である。６０はフォーカス系の補償回路入力端子、６
１はフォーカス系補償回路の出力端子、６２はフォーカ
ス系低域成分記憶回路の入力端子、６３はフォーカス系
低域成分記憶回路の出力端子、６６はトラッキング系補
償回路の入力端子、６７はトラッキング系補償回路の出
力端子、６８はトラッキング系低域成分記憶回路の入力
端子、６９はトラッキング系低域成分記憶回路の出力端
子である。またフォーカス系遅れ補償回路１４’及びト
ラッキング系遅れ補償回路１９’は、図２のフォーカス
系遅れ補償回路１４及びトラッキング系遅れ補償回路１
９と同様にフィードバックループ特性の遅れ補償を行う
働きをするが、図１の遅れ補償回路１４’，１９’は図
２の遅れ補償回路１４，１８と違って、傷検出回路８の
出力である傷検出回路５９、及び演算器５７，５８の出
力信号に従って初期状態を設定できる。

【００４０】光ディスク１にレーザー光を照射し、その
反射光を対物レンズ３で受け、反射光の情報が光検出器
７に入力される。反射光には光ディスク上のピットに対
する対物レンズの位置ずれの大きさを示す情報が含まれ
ており、その情報が光検出器７により取り出される。取
り出された位置ずれ情報から演算器９によってフォーカ
スエラー信号１０、トラッキングエラー信号１１が生成
され、それぞれのエラー信号が、フィードバックループ
の特性の補償を行うフォーカス系進み補償回路１３、フ
ォーカス系遅れ補償回路１４’及びトラッキング系進み
補償回路１８、トラッキング系遅れ補償回路１９’へ入
力される。遅れ補償回路の出力はフォーカス系駆動信号
２２、トラッキング系駆動信号２３となってドライバ回
路２４，２５へ入力され、ドライバの出力がアクチュエ
ータ２に入力されて対物レンズ３の位置を変える。

【００４１】通常動作時にはスイッチ１５，２０はいず
れもＡへ接続している。また遅れ補償回路の出力は駆動
信号２２，２３としてドライバ回路へ入力されるととも
に、その低域成分は常に低域成分記憶回路１６，２１に
よって記憶されている。

【００４２】傷検出回路８はディスク上の傷等の有無を
常に監視しており、傷検出回路の出力である傷検出信号
５９はスイッチ１５，２０に入力される。ディスク上に
傷があった場合、その傷は傷検出回路によって検出さ
れ、傷等が検出されたという情報が傷検出信号によって
スイッチ１５，２０へ入力され、スイッチがいずれもＢ
へ接続する。

【００４３】通常動作時には遅れ補償回路１４’，１
９’の出力である駆動信号２２，２３がドライバ回路に
入力されているが、傷検出時にはスイッチ１５，２０が
Ｂへ接続するため、低域成分記憶回路１６，２１の出力
が駆動信号としてドライバ回路へ入力される。また低域
成分記憶回路の出力はそのまま低域成分記憶回路の入力
となっているため、低域成分記憶回路の出力は、一定値
となる。よって駆動信号も一定値となる。フォーカス制
御及びトラッキング制御においては駆動信号が一定の場
合、十分に時間が経過した後、対物レンズの位置は一定
となる。

【００４４】以上のように、図１のような構成とするこ
とによって、ディスク上の傷等が検出された場合に、傷
が検出される直前の時点での対物レンズの位置の近傍に
対物レンズの位置を維持することができる。

【００４５】また低域成分記憶回路１６，２１の出力は
演算器５７，５８へ入力され、演算器の出力は遅れ補償
回路１４’，１９’へ入力されている。傷検出回路８の
出力の傷検出信号５９も遅れ補償回路へ入力されてい
る。遅れ補償回路の出力は通常は進み補償回路の出力に
より決定されるが、ディスク上の傷等が検出された場合
には、傷検出回路８の出力である傷検出信号５９からの
情報によって遅れ補償回路内のスイッチ（図示していな
い）が切り替わり、低域成分記憶回路の出力と等しい信
号が出力されるよう、遅れ補償回路の初期状態が設定さ
れる。

【００４６】演算器５７，５８は低域成分記憶回路の出
力から遅れ補償回路設定用の値を算出するものである。
傷の部分を抜けると、傷検出回路８の出力である傷検出
信号５９からの情報によって遅れ補償回路内のスイッチ
（図示していない）が切り替わり、遅れ補償回路は通常
動作に戻る。遅れ補償回路は、通常動作に戻る前に、低
域成分記憶回路の出力と等しい信号が出力されるように
設定されているので、通常動作に戻った直後の遅れ補償
回路の出力は、直前まで低域成分記憶回路が出力してい
た駆動信号と等しい信号となる。通常動作に戻るとスイ
ッチ１５，２０がＡに接続するので、遅れ補償回路の出
力が駆動信号としてドライバ回路へ入力される。

【００４７】以上のように、傷検出回路、低域成分記憶
回路及びスイッチを備えた構成とし、通常状態では駆動
信号の低域成分を記憶しておき、光ディスク上に傷等が
あった場合には記憶しておいたデータを駆動信号として
出力し、かつ記憶しておいたデータに基づいて制御手段
の設定を行うことによって、光ディスク上の傷等が検出
され、駆動信号をホールドしている状態から通常状態へ
戻る際に、駆動信号がなめらかに変化するので、デフォ
ーカス、オフトラックを防止して、安定した対物レンズ
位置制御を行うことができ、信頼性の高い光ディスク装
置を実現することができる。

【００４８】図８は、図１の回路においてエラー信号に
対する駆動信号の変化を示したものである。図８におい
て（１）は傷検出回路、（２）はエラー信号、（３）は
駆動信号であり、図のＡからＢの期間が傷の検出された
期間である。エラー信号、駆動信号の点線で示した成分
は偏心、面ぶれ成分を示しているが、通常は偏心、面ぶ
れ成分と比較して傷のある期間は非常に短いので、偏
心、面ぶれ成分は時間的に一定であるとみなすことがで
きる。

【００４９】図８（２）のエラー信号が傷の検出された
期間にどうなるかは予測できないが、（３）の駆動信号
はその期間ホールドされるので、その期間の対物レンズ
の位置は傷が検出される直前の時点での対物レンズの位
置の近傍に維持される。また制御手段の設定を行うの
で、図８Ｂの定常状態へ復帰する時点において駆動信号
が滑らかに変化する。以上のように定常状態から傷等が
検出され傷対策動作を行う状態へ移った場合も、傷対策
動作を行っている状態から定常状態に復帰する場合に
も、対物レンズの位置を安定して制御することができ
る。

【００５０】次に第２の実施形態例を図９に示す。最近
では素子ばらつきの影響の低減や経時変化の影響の低減
等を目的として、制御手段の一部をディジタル回路で実
現する場合が多い。図９は補償回路をディジタル回路で
実現した場合の構成である。

【００５１】以下、図９を使用して動作を説明する。な
お以下の説明はフォーカス系補償回路、トラッキング系
補償回路に共通である。図９において、図１，２に示し
たものと同様の番号を付けた要素及び信号は、図１，２
の場合と同じ働きをする要素及び信号である。３６〜４
４及び５５は乗算器、４５〜５０は加算器、５１〜５４
は遅延要素、５６はスイッチである。

【００５２】図９で、進み補償回路１３、遅れ補償回路
１４’、低域成分記憶回路１６はディジタル回路で実現
され、それぞれ乗算器３６〜４４、加算器４５〜５０、
遅延要素５１〜５４で構成されている。遅延要素５１〜
５４は入力を１サンプリング周期だけ遅らせて出力する
ラッチ回路である。また遅れ補償回路の遅延要素５２の
入力部分にスイッチ５６を備え、低域成分記憶回路から
の信号を入力できるようにしてある。

【００５３】補償回路入力端子６０から入力されたエラ
ー信号１０は進み補償回路１３に入力され、高域の位相
特性の補償が行われる。進み補償回路の出力は遅れ補償
回路１４’に入力され、低域のゲイン特性の補償が行わ
れる。遅れ補償回路の出力は駆動信号としてドライブ回
路へ入力される。

【００５４】また傷検出回路８は光検出器からの信号を
受け取って、スイッチ１５，５６を制御する。低域成分
記憶回路１６はフィルタと遅延素子５４から構成され、
フィルタはＤＣゲインが０ｄＢのＬＰＦとなるように乗
算器４２〜４４の値を定める。遅延要素５４はフィルタ
の出力を記憶する働きをする。スイッチ１５がＡに接続
している場合には、低域成分記憶回路には遅れ補償回路
の出力である駆動信号が入力される。スイッチ１５がＢ
に接続している場合には、低域成分記憶回路の出力がそ
のまま低域成分記憶回路の入力となる。スイッチ５６が
Ａに接続している場合には遅れ補償回路１４’はＩＩＲ
フィルタとしての動作をするが、スイッチ５６がＢに接
続している場合には遅れ補償回路の遅延要素５２には常
に低域成分記憶回路の出力が乗算器５５を通じて入力さ
れる。

【００５５】ディスク上に傷等があった場合の動作を以
下に示す。ディスク上の傷等が傷検出回路８によって検
出されると、スイッチ１５がＢへつながる。これによ
り、低域成分記憶回路１６の遅延要素５４にラッチされ
ている値が駆動信号として出力される。また同時に遅延
要素５４にラッチされている値は低域成分記憶回路の入
力となるが、低域成分記憶回路のＬＰＦのＤＣゲインが
０ｄＢであるように設定してあるので、低域成分記憶回
路の遅延要素５４に記憶される値は変化しない。よって
駆動信号として、一定のレベルの信号が出力され続ける
ことになる。また同時にスイッチ５６がＢへつながり、
遅れ補償回路の遅延要素５２には常に低域成分記憶回路
の出力が乗算器５５を通じて入力される。

【００５６】駆動信号がホールドされた状態から定常状
態へ復帰した場合にはスイッチ１５はＡへ接続し、スイ
ッチ５６もＡへ接続する。遅れ補償回路の遅延要素５２
には、低域成分記憶回路の遅延要素５４の値に乗算器５
５の値をかけた値が入っているので、遅れ補償回路の動
作はここから始まる。

【００５７】以上が図９の回路の動作の説明である。

【００５８】また、乗算器４１に設定している値をＣと
して、乗算器５５は１／（Ｃ＋１）と設定するとよい
が、これは以下の理由による。

【００５９】先に示したように、駆動信号をホールして
いる間、前記の補償回路は、光ディスクの傷等のために
乱された反射光から得たエラー信号に従って動作してい
るため、本来得られるはずのエラー信号を反映した動作
はしていない。補償回路は時定数を持つので、定常状態
に復帰した後に、本来得られるはずのエラー信号を反映
した動作をしていなかったことの影響が現れてしまう。

【００６０】このため、光ディスク上の傷等のあった場
所を通り過ぎて定常状態に復帰した直後は、実際のフォ
ーカスずれ、トラッキングずれを反映したエラー信号が
得られているにもかかわらず、フォーカス制御、トラッ
キング制御が正しく行われない。補償回路の持つ時定数
の影響を小さくするには、定常状態へ復帰したときに、
時定数の大きい遅れ補償回路の遅延要素５２の初期値を
設定すればよい。

【００６１】スイッチ１５もスイッチ５６もＡに接続し
た通常動作時において、遅れ補償回路１４’から駆動信
号として一定の値が出力されている場合を考えると、こ
の場合は遅れ補償回路の遅延要素５２にラッチされてい
る値も一定であると考えられる。遅延要素５２の値をＸ
とし、乗算器４１の値をＣとした場合、駆動信号はＸ＋
ＣＸとなる。

【００６２】これから逆算して、駆動信号がＹという一
定値である場合、遅れ補償回路の遅延要素５２にラッチ
されている値はＹ・{１／（Ｃ＋１)}となる。つまり、低
域成分記憶回路の出力する駆動信号がＹの場合、遅れ補
償回路の遅延要素５２にＹ・｛１／(Ｃ＋１)｝という値
を設定すれば、補償回路の状態を、駆動信号Ｙを出力し
ていた状態にすることができ、これによって傷検出時に
補償回路が本来得られるはずのエラー信号を反映した動
作をしていなかったことの影響をなくすことができる。
以上が乗算器４１に設定している値をＣとした場合に、
乗算器５５を１／（Ｃ＋１）と設定するとよい理由であ
る。

【００６３】以上のように、補償回路と低域成分記憶回
路をディジタル回路で実現した場合、第１の実施形態例
での、補償回路の初期状態の設定が、遅延要素に値を代
入するという簡単な動作で実現でき、また乗算器とスイ
ッチひとつずつというわずかな部品の追加で実現でき
る。これにより動作の安定した信頼性の高い光ディスク
装置を簡単に実現することができる。

【００６４】なお、以上の説明では遅れ補償回路の遅延
要素の値のみを設定したが、進み補償回路の遅延要素の
値を設定してもよい。

【００６５】また、以上の説明では進み補償回路と遅れ
補償回路は直列となっているが、必ずしも直列であるこ
とに限定されるべきものではなく、並列式をも含むもの
である。

【００６６】また低域成分記憶回路１６の構成は、図９
では１次ＩＩＲフィルタ＋データ記憶用遅延要素５４と
いう構成だが、このＩＩＲフィルタはＤＣゲインが０ｄ
ＢのＬＰＦとなるよう設計する。ＤＣゲインが０ｄＢで
カットオフ周波数がｆｃの１次ＬＰＦの伝達関数は

【００６７】

【数２】

【００６８】となるが、これを双一次変換によってＺで
表す。上式のｓへ

【００６９】

【数３】

【００７０】を代入すればよい。ここでＴｓはサンプリ
ング周期である。代入し整理すると

【００７１】

【数４】

【００７２】となるので、この式から乗算器４２，４
３，４４の値はそれぞれ

【００７３】

【数５】

【００７４】

【数６】

【００７５】

【数７】

【００７６】と求まる。

【００７７】乗算器４４の値はカットオフ周波数ｆｃに
関係なく常に１になる。ここで図９の低域成分記憶回路
を実現しているＩＩＲフィルタのフィードバック部分と
フィードフォワード部分を図１０のように分けて書く。
図１０において図９に示したものと同様の番号をつけた
要素は、図９の場合と同じ働きをする要素である。５
３’は遅延要素であるが、その値は遅延要素５３と全く
同じである。また６４はフィードバック部分、６５はフ
ィードフォワード部分である。ここで乗算器４４の値を
１にした場合のフィードフォワード部分の伝達関数が

【００７８】

【数８】

【００７９】となることから、入力信号の周波数がサン
プリング周波数と比較して十分低い場合には、フィード
フォワード部分はゲイン２倍の乗算器と見なすことがで
きる。

【００８０】この場合フィードフォワード部分の回路を
省いてしまい、そのかわりに乗算器４２の値を２倍する
事によってほぼ同じ特性を持つフィルタを実現すること
ができる。さらに図９においては遅延要素５４を使用し
てデータを記憶していたが、フィードフォワード部分を
省く場合、フィルタの遅延要素５３をデータ記憶用に使
用することができ、遅延要素５４も省くことができる。
この場合の低域成分記憶回路の回路図を図１１に示す。

【００８１】図１１において図９に示したものと同様の
番号をつけた要素は、図９の場合と同じ働きをする要素
である。乗算器４２’は図９の乗算器４２と同じ働きを
するが設定する値が異なる。乗算器４３’、加算器４
９、遅延要素５３で構成されるフィードバック部分６
４’は、図１０の６４と同じ働きをするが、乗算器４
３’に設定する値が異なる。図１１で入力信号はフィー
ドバック部分１６’のみで構成された低域成分記憶回路
に入り、遅延要素５３の出力が低域成分記憶回路の出力
となる。この場合、カットオフ周波数ｆｃ(Hz)のＬＰＦ
を実現するには、以下のように乗算器４２’，４３’を
設定すればよい。

【００８２】

【数９】

【００８３】

【数１０】

【００８４】低域成分記憶回路は図１１のような構成に
してもよい。

【００８５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明を用い
れば、光ディスク上の傷等が検出され駆動信号がホール
ドされた状態から定常状態に復帰した場合にデフォーカ
ス、オフトラックを防止することができ、動作が安定し
ていて信頼性の高い光ディスク装置を実現することがで
きる。

【００８６】さらに、補償回路がディジタル回路で実現
されている場合に、遅延要素に初期値を設定するという
簡単な方法で、光ディスク上の傷等が検出され駆動信号
がホールドされた状態から定常状態に復帰した場合にデ
フォーカス、オフトラックを防止することができ、動作
が安定していて信頼性の高い光ディスク装置を簡単に実
現することができる。

【００８７】さらに、遅延要素の初期値を、ディジタル
回路で構成された低域成分記憶手段に記憶しておいた値
から決定する構成とすることにより、光ディスク上に傷
等が検出され傷対策動作を行っている状態から定常状態
に復帰した場合にデフォーカス、オフトラックがより確
実に防止できるように補償回路の初期状態を設定するこ
とができ、動作が安定していて信頼性の高い光ディスク
装置を実現することができる。

【００８８】さらに、低域成分記憶手段に記憶しておい
た値と補償回路のパラメータから遅延要素に設定する初
期値を決定するという簡単な方法で、光ディスク上の傷
等が検出され傷対策動作を行っている状態から定常状態
に復帰した場合にデフォーカス、オフトラックを防止す
ることができ、動作が安定していて信頼性の高い光ディ
スク装置を簡単に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態における光ディスク装置
のブロック図。

【図２】従来の実施例である光ディスク装置のブロック
図。

【図３】図２の対物レンズのモデルを説明する図。

【図４】図３のモデルである対物レンズにかかる力と移
動距離との関係を伝達関数で表したブロック図。

【図５】図１の補償回路の周波数特性の一例を示す特性
図。

【図６】図１の傷検出回路の動作を示す特性図。

【図７】図２の構成のエラー信号と駆動信号の関係を示
す特性図。

【図８】図１の構成のエラー信号と駆動信号の関係を示
す特性図。

【図９】図１の補償回路をディジタル回路で実現した場
合のブロック図。

【図１０】図９の低域成分記憶回路を構成するＩＩＲフ
ィルタをフィードバック部分とフィードフォワード部分
にわけて表した場合のブロック図。

【図１１】図９の低域成分記憶回路をＩＩＲフィルタの
フードバック部分のみで構成した場合のブロック図。

【符号の説明】

１…光ディスク、２…アクチュエータ、３…対物レン
ズ、４…光源、５…光束、 ６…ハーフミラー、
７…光検出器、 ８…傷検出回路、９…演算器、１０…
フォーカスエラー信号、１１…トラッキングエラー信
号、１２…フォーカス系補償回路、 １３…フォー
カス進み補償回路、１４…フォーカス系遅れ補償回路、
１４’…遅れ補償回路、１５…スイッチ、１６…フォー
カス系低域成分記憶回路、 １７…トラッキング系補償
回路、１８…トラッキング系進み補償回路、 １９…
トラッキング系遅れ補償回路、１９’…遅れ補償回路、
２０…スイッチ、２１…トラッキング
系低域成分記憶回路、２２…フォーカス系駆動信号、２
３…トラッキング系駆動信号、 ２４…フォーカ
ス系ドライバ回路、２５…トラッキング系ドライバ回
路、 ２６…スイッチ、２７…スイッチ、２８…対物
レンズ、 ２９…ばね、 ３０…ダンパ、 ３１…
ゲイン特性、３２…位相特性、 ３３…反射光のレ
ベルのエンベローブ、３４…しきい値、 ３５…反
射光のレベル、 ３６〜４４…乗算器、４２’，４
３’…低域成分記憶回路の乗算器、 ４５〜５０…
加算器、５１〜５４…遅延要素、５３’…遅延要素、５
５…乗算器、５６…スイッチ、５７…演算器、
５８…演算器、 ５９…傷検出信号、６０…フォーカ
ス系補償回路の入力端子、６１…フォーカス系補償回路
の出力端子、６２…フォーカス系低域成分記憶回路の入
力端子、６３…フォーカス系低域成分記憶回路の出力端
子、６４…ＩＩＲフィルタのフィードバック部分、 ６
４’…フィードバック部分、６５…ＩＩＲフィルタのフ
ィードフォワード部分、６６…トラッキング系補償回路
の入力端子、６７…トラッキング系補償回路の出力端
子、６８…トラッキング系低域成分記憶回路の入力端
子、６９…トラッキング系低域成分記憶回路の出力端
子、７０…傷検出回路の入力端子。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的にディスクの再生または記録再生を
   行う光ディスク装置において、前記ディスクにデータを
   記録、もしくはディスクに記録されたデータを読みとる
   対物レンズと、前記対物レンズを移動させる手段と、前
   記の対物レンズが正しい位置へ移動するように、前記デ
   ィスクから得られるエラー信号から前記対物レンズ移動
   手段を駆動する駆動信号を作り、前記駆動信号によって
   対物レンズ移動手段を制御する制御手段を備え、前記制
   御手段はその状態を外部から設定できるような構成と
   し、前記ディスクからの反射光の情報から光ディスク上
   にある傷等を検出し、その結果に従って前記制御手段の
   状態を設定する傷検出手段と、前記駆動信号の低域成分
   を記憶する低域成分記憶手段と、前記低域成分記憶手段
   に記憶されているデータから前記制御手段の状態を設定
   するためのデータを生成する演算器を備えている事を特
   徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】光学的にディスクの再生または記録再生を
   行う光ディスク装置において、前記ディスクにデータを
   記録、もしくはディスクに記録されたデータを読みとる
   対物レンズと、前記対物レンズを移動させる手段と、前
   記対物レンズが正しい位置へ移動するように、前記ディ
   スクから得られるエラー信号から前記対物レンズ移動手
   段を駆動する駆動信号を作り、前記駆動信号によって対
   物レンズ移動手段を制御する制御手段を備え、前記制御
   手段を構成する回路の一部はディジタル回路で実現され
   ており、前記ディスクからの反射光の情報から光ディス
   ク上にある傷等を検出し、その結果にしたがって前記デ
   ィジタル回路を構成する遅延要素へ値を設定するための
   傷検出回路を備えていることを特徴とする光ディスク装
   置。
3. 【請求項３】請求項２記載の光ディスク装置において、
   前記駆動信号の低域成分を記憶する低域成分記憶手段を
   備え、前記低域成分記憶手段に記憶されているデータか
   ら制御手段の状態を設定するためのデータを生成する演
   算器を備えている事を特徴とする光ディスク装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の光ディスク装置において、
   前記制御手段のパラメータによって前記演算器の設定を
   行うことを特徴とする光ディスク装置。