JPWO2007086298A1 - サーボ制御装置、サーボ制御方法及びサーボ制御用プログラム - Google Patents

Abstract

光ディスク上の同一の半径位置に対する重ね記録の状況の変化によりサーボ制御にかかるゲインが変動しても、それを最適化して当該サーボ制御を安定化することが可能なサーボ制御装置を提供する。 光ディスクＤＫのレーベル面における同一の半径位置に対する重ね記録動作により当該レーベル面に視認可能な画像を描画する場合に、当該レーベル面上の同一位置に対する重ね記録の回数に対応して、サーボ制御におけるゲインを変更するＣＰＵ８を備える。

Description

本願は、サーボ制御装置、サーボ制御方法及びサーボ制御用プログラムの技術分野に属し、より詳細には、例えば光ディスク等の記録媒体における同一の位置に対する情報の重ね記録動作をサーボ制御するサーボ制御装置及びサーボ制御方法並びに当該サーボ制御用のプログラムの技術分野に属する。

光ビームを用いて光学的に情報が記録又は再生される光ディスクの分野において、近年、当該光ディスクにおいて当該情報記録再生用の光ビームが照射される面（以下、当該面を情報記録面と称する）とは反対の面（以下、当該面をレーベル面と称する）に、上記光ビームを用いて視認可能な文字や図形等を描画する技術が開発されている。

この技術においては、当該レーベル面における同一の半径位置一周分に対して照射する光ビームの強度を、当該レーベル面に描画すべき当該図形等の形に応じて変えることで、その位置における可視光の反射率を変え、これにより上記文字や図形等を階調変化により視認可能に描画する。これに加えて更に、当該強度変更の制御を上記一周分に対して複数回（複数周回分）行うことで、上記図形等としてのより高いコントラストを実現することが可能となっている。

従って、当該同一の半径位置一周分については、当該複数周回の照射によりいわゆる重ね記録が実行されることとなるが、この場合、その重ね記録の回数に応じて当該同一の半径位置における光ビームの反射光の強度も上記可視光と同様に変化することになる。

よって、その反射光の強度に基づいて生成される各種のエラー信号の振幅も、当該重ね記録の回数に応じて変動することとなり、結果として当該重ね記録実行時におけるいわゆるフォーカスサーボ制御やトラッキングサーボ制御が不安定化することとなり、その対策が望まれている。

ここで、上記各種サーボ制御の一般的な不安定化対策としては、例えば下記特許文献１に記載されている技術がある。
特開平９−２８２７８５号公報

しかしながら、従来の当該不安定化対策の技術では、「同一の半径位置に対する重ね記録」については何ら考慮されておらず、上述したレーベル面に対する描画技術については適用不可能であるという問題点があり、上述した描画技術に適用したサーボ制御の安定化技術が求められていた。

そこで、本願は上記の要請に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、光ディスク上の同一の半径位置に対する重ね記録の状況の変化によりサーボ制御にかかわるゲインが変動しても、それを最適化して当該サーボ制御を安定化することが可能なサーボ制御装置及びサーボ制御方法並びに当該サーボ制御用のプログラムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光ディスク等の記録媒体における同一の位置に対する重ね記録動作をサーボ制御するサーボ制御装置において、前記記録媒体上における前記重ね記録の状況に対応して、前記サーボ制御におけるゲインを変更するイコライザ等のゲイン変更手段を備える。

上記の課題を解決するために、請求項８に記載の発明は、光ディスク等の記録媒体における同一の位置に対する重ね記録動作をサーボ制御するサーボ制御方法において、前記記録媒体上における前記重ね記録の状況に対応して、前記サーボ制御におけるゲインを変更するゲイン変更工程を含んで構成される。

上記の課題を解決するために、請求項９に記載の発明は、コンピュータを、請求項１から７のいずれか一項に記載のサーボ制御装置として機能させる。

第１実施形態に係る描画装置の概要構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る描画装置の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る描画装置の動作を概念的示す図である。 第２実施形態に係る描画装置の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る描画装置の動作を概念的示す図である。

符号の説明

１ スピンドルモータ
２ 回転転出部
３ カウンタ
４ ピックアップ
５ ドライバ
６ イコライザ
７ エラー信号生成部
８ ＣＰＵ
Ｂ 光ビーム
ＳＢ 描画装置
ＤＫ 光ディスク

次に、本願を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する各実施の形態は、本来の再生されるべき情報を光学的に光ディスクに記録する光ビーム等をそのまま用いて、当該レーベル面に予め設定されている視認可能な画像を描画する描画装置に対して本願を適用した場合の実施の形態である。

（Ｉ）第１実施形態
始めに、本願に係る第１実施形態について、図１乃至図３を用いて説明する。

なお、図１は第１実施形態に係る描画装置の概要構成を示すブロック図であり、図２は当該描画装置の動作を示すフローチャートであり、図３は当該描画装置の動作を示す概念的に示す図である。このとき、第１実施形態に係る描画装置は、基本的な構成としては、記録媒体としての光ディスクＤＫの上記情報記録面に対して情報を記録する情報記録装置としての本来的な機能を備えるものである。そして、図１は、当該情報記録装置の内、第１実施形態に係る描画装置として機能する部分のみを抽出して示すブロック図である。

図１に示すように、第１実施形態に係る描画装置Ｓは、そのレーベル面にレーザ光等の光ビームＢが照射されるように固定されている光ディスクＤＫを回転させるスピンドルモータ１と、回転検出部２と、計数手段としてのカウンタ３と、上記光ビームＢを上記レーベル面に向けて一定強度で照射するピックアップ４と、ドライバ５と、ゲイン変更手段としてのイコライザ６と、エラー信号生成部７と、ＣＰＵ８と、データ生成部９と、により構成されている。

次に、全体動作を説明する。

上記光ディスクＤＫを回転させているスピンドルモータ１からは、その回転角度を示す回転角度信号Ｓfgが回転検出部２に出力される。

これにより、回転検出部２は、上記回転角度信号Ｓfgに基づき、予め基準として設定されている回転角度位置からの光ディスクＤＫの回転角度を積算し、当該光ディスクＤＫが一回転する度に当該一回転した旨を示す回転信号Ｓrotを生成してカウンタ３に出力する。

そして、カウンタ３は、ＣＰＵ８からの後述するリセット信号Ｓrstによりリセットされつつ、上記回転信号Ｓrotが出力された回数を積算することで、光ディスクＤＫの回転数を示す回転数信号Ｓcontを生成してＣＰＵ８に出力する。

これと並行して、ピックアップ４は、ＣＰＵ８からの移動信号Ｓtrkに基づいて光ディスクＤＫの半径方向に移動しつつ、図示しない駆動部から駆動信号に基づいて上記光ビームＢを光ディスクＤＫのレーベル面に照射する。そして、当該照射した光ビームＢの光ディスクＤＫからの反射光を受光し、その受光強度に対応する振幅を有する受光信号Ｓpを生成してエラー信号生成部７に出力する。

これにより、エラー信号生成部７は、上記光ディスクＤＫの情報記録面に対して光ビームＢにより情報を光学的に記録する場合と同様のいわゆるトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を含むエラー信号Ｓerを生成し、イコライザ６に出力する。

そして、イコライザ６は、ＣＰＵ８からの制御信号Ｓcに基づき、上記エラー信号Ｓerのゲインを変更し、当該ゲイン変更後のエラー信号Ｓerをイコライザ信号Ｓeqとしてドライバ５に出力する。

これにより、ドライバ５は、光ビームＢの上記レーベル面における集光位置に対し、上記光ディスクＤＫの情報記録面に対して光ビームＢにより情報を光学的に記録する場合と同様のいわゆるフォーカスサーボ制御及びトラッキングサーボ制御を実行すべく、上記イコライザ信号Ｓeqに基づき、ピックアップ４内の図示しないフォーカスアクチュエータお及びトラッキングアクチュエータを駆動するためのドライブ信号Ｓdを生成し、当該各アクチュエータに出力する。

一方、上記レーベル面に描画される画像に相当するデータは、データ生成部９において生成され、ＣＰＵ８からの制御信号Ｓdcに基づき、光ディスクＤＫの各半径位置一周分に相当する周回データに分解された上でデータ信号Ｓdtとしてピックアップ４に出力される。

そして、ＣＰＵ８は、上記リセット信号Ｓrstを必要に応じてカウンタ３に出力しつつ、当該カウンタ３の計数結果に基づき、上記イコライザ６におけるエラー信号Ｓerに対するゲインの変更を制御すべく上記制御信号Ｓcを生成して当該イコライザ６に出力すると共に、上記制御信号Ｓdcを生成してデータ生成部９からデータ信号Ｓdtを出力させることで、第１実施形態に係るゲイン変更動作を統括制御する。

次に、第１実施形態に係るゲイン変更動作を含む描画動作について、具体的に図２及び図３を用いて説明する。

以下に説明する第１実施形態に係る描画動作においては、光ディスクＤＫの情報記録面に形成されている記録トラックに対して情報を光学的に記録する場合と同様のトラッキングサーボ制御により、光ビームＢの照射位置を半径方向に一回転単位で移動しつつ光ディスクＤＫ自体を回転させて当該光ディスクＤＫのレーベル面に当該光ビームＢを照射し、当該レーベル面に予め塗布されている色素等を段階的に変化等させることで当該レーベル面に視認可能な画像を描画する。

なおこのとき、光ディスクＤＫにおいて上記色素等が塗布されている面の下地は鏡面とされていることから、光ディスクＤＫの同一半径位置一周分について光ビームＢを複数周回照射する上記重ね記録を行い、その重ね記録回数を当該半径位置に応じて変化させることによる階調変化により上記画像を描画する。

すなわち、第１実施形態に係る描画動作においては、図２に示すように、データ生成部９からのデータ信号Ｓdtの出力が開始されると（ステップＳ１）、ＣＰＵ８は、回転検出部２からの回転信号Ｓrotに基づき光ディスクＤＫが一回転したか否か常に監視している（ステップＳ２）。そして、未だ一回転が完了していないときは（ステップＳ２；ＮＯ）、当該一回転が完了するまでその監視を継続し、一方、一回転が完了したときは（ステップＳ２；ＹＥＳ）、その一回転が完了したタイミングでの累積回転数（すなわち、その半径位置における重ね記録回数）が、その光ディスクＤＫのレーベル面について予め設定されている最大描画回数を越えているか否かを確認する（ステップＳ３）。

ここで、当該最大描画回数とは、第１実施形態に係る光ディスクＤＫのレーベル面においては、描画用の上記色素等が全て変化等し切ってしまう重ね記録回数が予め設定されている。そして、この回数を越えて重ね記録を継続しつつ後述する処理においてエラー信号Ｓerのゲインを変更し続けた場合は、レーベル面のその位置はほぼ鏡面状態のままであるにも拘らずゲインが変更され続けることから、過度のゲイン変更となってしまう。そこで、当該過度のゲイン変更に起因する上記フォーカスサーボ制御等におけるエラーの発生等を防止すべく、当該重ね記録回数の上限値を上記最大描画回数として重ね記録の回数を制限するものである。

ステップＳ３の判定において、検出された重ね記録回数が最大描画回数を越えているときは（ステップＳ３；ＹＥＳ）、そのままエラー信号Ｓerのゲインを変更することなく後述するステップＳ５及びＳ７に移行する。

一方、当該ステップＳ３の判定において、検出された重ね記録回数が最大描画回数以下の回数であるときは（ステップＳ３；ＮＯ）、ＣＰＵ８及びイコライザ６の制御によりエラー信号Ｓerのゲインを一段階変更する（ステップＳ４）。

このとき、当該ゲインの変更につき、第１実施形態に係る光ディスクＤＫのレーベル面の場合は、重ね記録の回数が増えるほど当該レーベル面における光ビームＢの反射率が上昇する（すなわち、当該レーベル面が鏡面に近づいてくる）ので、重ね記録回数が一回増える度にエラー信号Ｓerのゲインを予め実験的に決定されている値だけ低減させることになる。これに対し、他の種類の光ディスクＤＫのレーベル面において、重ね記録の回数が増えるほど当該レーベル面における光ビームＢの反射率が減少する構造となっている場合は、上記ステップＳ４の場合とは反対に、重ね記録回数が一回増える度にエラー信号Ｓerのゲインを増大させることになる。

上記ステップＳ４においてエラー信号Ｓerのゲインが変更された後は、その変更後のゲインを用いてフォーカスサーボ制御及びトラッキングサーボ制御等を行いつつレーベル面に対する描画を行う（ステップＳ７）。

このステップＳ７の動作と並行して、ＣＰＵ８は、現在の光ディスクＤＫの回転数が、レーベル面に描画されるべき画像全体との関係でその半径位置について予め設定されている重ね記録の回数となっているか否かを確認する（ステップＳ５）。そして、当該回転数が当該設定されている重ね記録回数となっているときは（ステップＳ５；ＹＥＳ）、カウンタ３の計数値を初期化し（ステップＳ６）、次に、当該レーベル面に対する描画動作全体が完了したか否かを確認する（ステップＳ８）。

そして、当該描画動作が完了しているときは（ステップＳ８；ＹＥＳ）、そのまま第１実施形態に係る描画動作を終了し、一方、未だ描画すべき画像に相当するデータが残っているときは（ステップＳ８；ＮＯ）、次の一回転分の画像を描画すべく上記ステップＳ２に戻って当該次の一回転につき上述してきた一連の描画の動作を実行する。

他方、上記ステップＳ５の判定において、カウンタ３の計数回数が当該重ね記録の回数に到達していないときは、同一の半径位置について更に光ビームＢの照射を継続すべく、カウンタ３の計数をリセットすることなく上記ステップＳ２の処理に戻り、当該同一の半径位置について更に重ね記録を継続する。

以上説明したように、第１実施形態に係る描画装置ＳＢの動作によれば、光ディスクＤＫのレーベル面上の同一の半径位置に対する重ね記録の回数に対応してサーボ制御におけるゲインを変更するので、当該重ね記録回数の変化により当該ゲインが変動しても、それを最適化してサーボ制御を安定化することができる。

すなわち、より具体的には図３上に示すように、同一半径位置に対する重ね記録が進行することにより当該半径位置における反射率が増大してエラー信号Ｓerの振幅が二倍に増えたとしても、これに対応してイコライザ６においてそのゲインが二分の一とされるので、結果として上記イコライザ信号Ｓeqの振幅は図３下に示すように変化しなこととなる。

また、重ね記録の回数が増大してもエラー信号Ｓerの振幅が一定となるようにそのゲインを変更するので、当該回数が変動してもサーボ制御を安定化することができる。

更に、光ディスクＤＫの同一の半径位置に対する重ね記録の回数を計数してゲインを変更するので、簡易な構成でサーボ制御を安定化することができる。

更にまた、最大描画回数より多い回数の当該重ね記録においては、ゲインの値を、当該最大描画回数に対応したゲインの値として一定化するので、最大描画回数を越えて重ね記録が実行されるときであっても、過度のゲイン変更を防止してサーボ制御を安定化することができる。

なお、上記ステップＳ３の判定に用いられる最大描画回数について、その値を予め設定する際に考慮すべきパラメータとしては、代表的には光ビームＢ自体の強度が挙げられるが、これ以外に、レーベル面の同一半径位置に対して描画する場合におけるトラッキングアクチュエータの加振周波数（すなわち、当該描画時において光ビームＢによりレーベル面上に形成される光スポットを光ビームＢの半径方向に振動させる周波数）を考慮してもよい。

このとき、当該光スポットの半径方向の振動は、一周分の描画をなるべく太い線で行うために光ディスクＤＫの回転に伴って光スポットを半径方向に振動させるものであり、例えば、光ディスクＤＫ一回転につき４．２５波長分光スポットが振動するように構成することが考えられる。

そして、当該光スポットの半径方向の振動を伴う描画にあっては、その波長が光ディスクＤＫ一回転の整数倍ではないことから、直前の一周分の光スポットの軌跡と今回の一周分の当該軌跡とが重なる位置と重ならない位置とがその一周分内に生じることなる。よってこのことは、レーベル面の同一半径位置一周分内の位置によって重ね記録の回数が異なってくることを意味するため、上述したように、上記最大描画回数の設定に当たって上記加振周波数を考慮することは、各種サーボ制御の更なる安定化に有効なものとなる。

（II）第２実施形態
次に、本願に係る他の実施形態である第２実施形態について、図４及び図５を用いて説明する。なお、図４は当該描画装置の動作を示すフローチャートであり、図５は当該描画装置の動作を示す概念的に示す図である。

また、第２実施形態に係る描画装置の構成は、第１実施形態に係る描画装置ＳＢの構成と同一であるので、細部の説明は省略する。また、図４に示すフローチャートにおいては、上記図２に示すフローチャートの同一の処理については同一のステップ番号を付して細部の説明は省略する。

上述した第１実施形態においては、半径位置一周分を単位としてゲインを変更するの場合について説明したが、以下に説明する第２実施形態は、レーベル面に描画すべき画像の内容に応じて当該一周分を更に細分化し、その一周内において画像を描画する位置と描画しない位置とを区分して描画動作を実行する場合における実施形態である。

図４に示すように、第２実施形態に係る描画動作においては、上述した第１実施形態に係る描画動作と同様のステップＳ１乃至Ｓ８の処理が実行される。このとき、第２実施形態に係る描画動作独自の処理として、上述したステップＳ４の処理としてのゲイン変更については、光ディスクＤＫの同一半径位置一周分に相当するゲイン変更が実行される（ステップＳ１０）。

一方、他の第２実施形態に係る描画動作独自の処理としては、上記ステップＳ２の判定において、未だ一回転分の描画が完了していないときは（ステップＳ２；ＮＯ）、次に、その一周分内において細分化されている描画位置に光ビームＢの照射位置が到達しているか否かが、上記スピンドルモータ１から出力されてくる回転角度信号Ｓfgに基づいて判定される（ステップＳ１１）。そして、当該描画位置まで光ビームＢの照射位置が到達していないときは（ステップＳ１１；ＮＯ）、上記ステップＳ２に移行して更に光ディスクＤＫの回転及び光ビームＢの照射を継続し、一方、当該描画位置に光ビームＢの照射位置が到達しているときは（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、その描画位置について予め設定されている幅のゲイン変更（すなわち、当該一周分内において描画する位置にのみ予め設定されている幅のゲイン変更）を行い（ステップＳ１２）、その変更後のゲインを用いてフォーカスサーボ制御及びトラッキングサーボ制御等を行いつつその一周分における描画位置に対する描画を行い（ステップＳ７）上記ステップＳ２に戻る。

以上説明した一周内で細分化されたゲイン変更処理を実行することで、図５に示すように、重ね記録の回数（描画回数）が累積することで、レーベル面上における描画すべき部分と描画すべきでない部分との間の対応するゲイン差Ｄが増大しても、夫々の部分を正確に区分することで適正なゲイン選択が可能となり、当該描画すべき部分については第１実施形態の場合と同様の鮮明な画像が描画される。

以上説明したように、第２実施形態に係る描画装置の動作によれば、上記第１実施形態に係る描画装置ＳＢの動作による効果に加えて、光ディスクＤＫの同一半径位置一周分内の位置に対する当該重ね記録の回数に応じてゲインが変更されるので、当該一周分内においてより細かくゲインを制御することでより安定な描画制御が可能となり、結果として描画制度もより向上することとなる。

なお、上述した第２実施形態では、光ディスクＤＫのレーベル面における同一半径位置一周分内において、描画部分と非描画部分とを区別してゲインを変更することとしたが、これ以外に、同一半径位置の一周分内では一定のゲインとするが、そのゲインの値を、上記描画部分に対応するゲインの値と非描画部分に対応するゲインの値との中間の値となるように段階的にゲインを変更するように構成することもできる。

また、上述した二つの実施形態では、光ディスクＤＫのレーベル面における記録状態（重ね記録回数）を検出する手掛かりとして当該光ディスクＤＫ自体の回転数を用いたが、これ以外に、上記光ビームＢの反射光の強度の変化自体（図３上参照）を直接検出し、その変化の内容に応じてゲインを変更するように構成することもできる。

この場合には、光ディスクＤＫの同一半径位置（上記第１実施形態の場合）又は同一半径位置内の記録位置（上記第２実施形態の場合）に対する重ね記録の回数に応じて変化する反射光の強度に応じてゲインが変更されるので、実際の反射光の強度変化に応じて適正にゲインを変更してサーボ制御を安定化することができる。

更に、上述した各実施形態では、光ディスクＤＫのレーベル面に画像を描画する描画装置に本願を適用した場合について説明したが、これ以外に、光ディスクＤＫの情報記録面であっても、一つの記録トラックに複数回の書き込みを行う場合のサーボ制御についても本願を適用することができる。

更にまた、図２又は図４に示すフローチャートに対応するプログラムを、フレキシブルディスク又はハードディスク等の情報記録媒体に記録しておき、又はインターネット等を介して取得して記録しておき、これらを汎用のコンピュータで読み出して実行することにより、当該コンピュータを実施形態に係るＣＰＵ８として活用することも可能である。

Claims (9)

1. 記録媒体における同一の位置に対する重ね記録動作をサーボ制御するサーボ制御装置において、
   前記記録媒体上における前記重ね記録の状況に対応して、前記サーボ制御におけるゲインを変更するゲイン変更手段を備えることを特徴とするサーボ制御装置。
2. 請求項１に記載のサーボ制御装置において、
   前記記録媒体は光学式記録媒体であると共に、
   前記ゲイン変更手段は、当該光学式記録媒体に対する情報の記録又は再生の少なくともいずれか一方に用いられる光ビームの当該記録媒体からの反射光に基づいて生成されて前記サーボ制御に用いられるエラー信号のゲインを、前記重ね記録の状況に応じて変更することを特徴とするサーボ制御装置。
3. 請求項２に記載のサーボ制御装置において、
   前記ゲイン変更手段は、前記重ね記録の状況が変化した場合でも前記エラー信号の振幅が一定となるように前記ゲインを変更することを特徴とするサーボ制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のサーボ制御装置において、
   前記重ね記録の状況は、前記同一の位置に対する重ね記録の回数であり、
   前記同一の位置に対する当該重ね記録の回数を計数する計数手段を更に備え、
   前記ゲイン変更手段は、前記計数された回数に基づいて前記ゲインを変更することを特徴とするサーボ制御装置。
5. 請求項４に記載のサーボ制御装置において、
   前記ゲイン変更手段は、前記記録媒体に応じて予め設定された前記回数の最大値である最大重ね記録回数より大きい回数の前記重ね記録が実行されるとき、前記最大重ね記録回数より多い回数の当該重ね記録においては、前記ゲインの値を、前記最大重ね記録回数に対応した前記ゲインの値として一定化することを特徴とするサーボ制御装置。
6. 請求項２又は３に記載のサーボ制御装置において、
   前記重ね記録の状況は、前記同一の位置に対する当該重ね記録の回数に応じて変化する前記反射光の強度であることを特徴とするサーボ制御装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のサーボ制御装置において、
   前記記録媒体は円盤状の記録媒体であり、
   前記同一の位置は、前記記録媒体における同一の半径位置であることを特徴とするサーボ制御装置。
8. 記録媒体における同一の位置に対する重ね記録動作をサーボ制御するサーボ制御方法において、
   前記記録媒体上における前記重ね記録の状況に対応して、前記サーボ制御におけるゲインを変更するゲイン変更工程を含むことを特徴とするサーボ制御方法。
9. コンピュータを、請求項１から７のいずれか一項に記載のサーボ制御装置として機能させることを特徴とするサーボ制御用プログラム。

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