JP3932217B2 - 光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ等の光源を用いて光学的に光ディスク上に記録されている信号を再生する光ディスク装置に関し、特に位相差法によるトラッキングエラー検出方式におけるトラッキングエラー信号のバランスを調整し、フォーカス制御における制御目標位置を調整し、フォーカス制御系及びトラッキング制御系におけるゲインを調整する光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像情報やコンピュータのデータ等が記録された媒体上から信号を再生する光ディスク装置（以下「光学式再生装置」とも言う。）は、データ読み取りの高速化、より一層の装置の信頼性向上が求められている。
【０００３】
以下、従来の光学式再生装置を説明する。
【０００４】
図１０は従来の光ディスク装置の構成を示す。半導体レーザ等の光源１０１より発せられた光ビームはコリメータレンズ１０２で平行光にされた後、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、１／４波長板１０４を通過し、収束レンズ１０５で収束されて、モータ１１１により回転されている光ディスク１０７上に照射される。この光ディスク１０７からの光ビームの反射光は、収束レンズ１０５、１／４波長板１０４、偏光ビームスプリッタ１０３および集光レンズ１０８を通過した後、４分割された光検出器１０９に照射される。
【０００５】
収束レンズ１０５はアクチュエータ１０６の可動部に取り付けられている。収束レンズ１０５は、アクチュエータ１０６のフォーカス用コイルに電流が流れると光ディスク面に対して垂直な方向に移動し、アクチュエータ１０６のトラッキング用コイルに電流が流れると光ディスクの半径方向へ移動する。
【０００６】
ヘッドユニット１１０には、アクチュエータ１０６、１／４波長板１０４、偏光ビームスプリッタ１０３、コリメータレンズ１０２、光源１０１、集光レンズ１０８、及び４分割光検出器１０９が取り付けられている。
【０００７】
４分割光検出器１０９の４つの受光領域１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、及び１０９ｄの出力は、それぞれ増幅器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、及び１１３ｄを通った後、フォーカスエラー回路１１４に入力される。フォーカスエラー回路１１４は、増幅器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、及び１１３ｄがそれぞれ出力する各信号に基づいて光ビームの焦点と情報記録面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力する。フォーカスエラー信号は、加算器１１５、可変増幅器１１７、位相を補償するための位相補償器１１８、及び電力増幅するための駆動回路１１９を介してアクチュエータ１０６のフォーカス用コイルに加えられる。ヘッドユニット１１０は、光ビームの収束点が光ディスク１０７の情報記録面上に位置するように制御される。
【０００８】
また、４分割光検出器１０９の受光領域１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、及び１０９ｄの出力はそれぞれ増幅器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、及び１１３ｄを介して、位相差トラッキングエラー回路１２０に入力される。位相差トラッキングエラー回路１２０は、光ビームがトラック上のピットを通過する際の４分割光検出器１０９の各出力の位相差情報に基づいて、光ビームの焦点とトラックとの位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力する。また、位相差トラッキングエラー回路１２０はコントローラ１５０の信号に基づいてトラッキングエラー信号のバランスを調整する。
【０００９】
図１１は、位相差トラッキングエラー信号の検出原理を示す。ビームスポット１０７ａが光ディスク１０７上のトラックを構成するピット１０７ｂ上を通過すると、ビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンが時間的に変化する。即ち、図１１（ｂ）に示されるように、ビームスポット１０７ａがピット１０７ｂの中心、即ちトラックの中心を通過するときは、トラックの中心に対して対称にビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンが変化する。
【００１０】
一方図１１（ｃ）に示されるように、ビームスポット１０７ａがピット１０７ｂの中心より左側を通過するときは、反時計方向に回転するようにビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンが変化する。反対に図１１（ａ）に示されるように、ビームスポット１０７ａがピット１０７ｂの中心より右側を通過するときは、時計方向に回転するようにビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンが変化する。ビームスポット１０７ａがピット１０７ｂの中心からずれるに従って、ビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンのコントラストは鮮明となる。
【００１１】
このようなビームスポットの反射光の強度パターンの変化を利用してトラッキングエラー信号を検出する方法は位相差法と呼ばれる。即ち、位相差法は、４分割光検出器１０９の対角線上の２つの受光領域から得られる二つの信号の位相を比較し、位相の進み量または遅れ量からビームスポットとトラックとの位置ずれを検出する。
【００１２】
図１２は、位相差トラッキングエラー回路１２０の内部構成を示す。位相差トラッキングエラー回路１２０は、ピットの進行方向１０９ｅに対して前後に分割された受光領域１０９ａ、１０９ｂの出力と受光領域１０９ｃ、１０９ｄの出力とに基づいて、トラッキングエラー信号を出力する。
【００１３】
４分割光検出器１０９の４つの受光領域のうちのピットの進行方向（トラックの接線方向）１０９ｅに対して前後に分割された受光領域のうちの一方の２つの受光領域１０９ａ、１０９ｂの出力信号は、それぞれ増幅器１１３ａ、１１３ｂを介して位相補正部１２０ａ、１２０ｂへ入力され、位相補正部１２０ａ、１２０ｂにより遅延もしくは進ませられる。
【００１４】
加算器１２０ｃ、１２０ｄは、４分割光検出器１０９の相対角する受光領域からの出力信号を加算する。即ち、加算器１２０ｃは、位相補正部１２０ａからの出力信号と位相補正しない４分割光検出器１０９の受光領域１０９ｃからの出力信号とを加算する。一方加算器１２０ｄは、位相補正部１２０ｂからの出力信号と位相補正しない４分割光検出器１０９の受光領域１０９ｄからの出力信号とを加算する。比較器１２０ｅは、加算器１２０ｃの出力と加算器１２０ｄの出力との位相差に基づいて、光ビームの焦点とトラックとの位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力する。
【００１５】
図１０を再び参照して、トラッキングエラー信号は、加算器１２２、可変増幅器１２４、位相を補償するための位相補償器１２５、コントローラ１５０の出力に基づいてトラッキング制御をオン、オフするスイッチ１２６、及び電力を増幅するための駆動回路１２７を介して、アクチュエータ１０６のトラッキング用コイルに加えられる。このようにして、トラック上に光ビームの焦点が位置するように収束レンズ１０５が制御される。
【００１６】
駆動回路１３５は、コントローラ１５０の出力に基づいてモータ１１１を駆動する。コントローラ１５０はモータ１１１の回転数が所定の回転数となるようにディスクモータ１１１を制御する。
【００１７】
光ディスクのばらつき、光ディスクの経年変化、ヘッドのばらつき等により、フォーカス制御系、トラッキング制御系のゲインがばらつく。ゲインが低下すると制御精度が悪くなる。一方ゲインが高くなると制御系が不安定となり、時には発振してしまう。
【００１８】
また、フォーカス制御にオフセットがあると、再生信号が劣化するために信号読み取りの信頼性が低下する。
【００１９】
これらを防止するために従来の装置では以下のような調整を行っている。
【００２０】
フォーカス制御系のゲインの調整を説明する。外乱発生器１３２は、コントローラ１５０からの指令信号に応答して外乱信号を出力する。この外乱信号は加算器１１５でフォーカスエラー信号に加算されることにより、フォーカス制御系に加えられる。フォーカスエラー回路１１４は、外乱信号に対するフォーカス制御系の応答信号を出力する。フォーカスエラー測定回路１３６は、フォーカスエラー回路１１４の出力信号に出現する外乱応答信号を抽出してコントローラ１５０に出力する。コントローラ１５０は、外乱発生器１３２から発生する外乱信号とフォーカスエラー測定回路１３６からの外乱応答信号とを比較して、両信号が所定の関係となるように可変増幅器１１７の増幅率を決定する。
【００２１】
トラッキング制御系のゲイン調整を説明する。フォーカス制御系のゲインの調整の場合と同様に、外乱発生器１３４は、コントローラ１５０からの指令信号に応答して、外乱信号を出力する。この外乱信号は加算器１２２でトラッキングエラー信号に加算されることにより、トラッキング制御系に加えられる。コントローラ１５０は、外乱発生器１３４から発生する外乱信号とトラッキングエラー測定回路１３３で抽出された外乱応答信号とを比較して、両信号が所定の関係となるように可変増幅器１２４の増幅率を決定する。
【００２２】
フォーカス制御のオフセット調整を説明する。フォーカス制御のオフセット調整は、再生信号のジッターを計測して行なわれる。加算器１２８は、増幅器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、及び１１３ｄを通った後の４分割光検出器１０９の受光領域１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、及び１０９ｄのそれぞれの信号を全て加算した再生信号（ＲＦ信号）をジッター量検出回路１２９へ出力する。ジッター量検出回路１２９は、ＲＦ信号のジッター量を計測する。コントローラ１５０は、ジッター量検出回路１２９で計測したジッター量が最小となるように、加算器１１５にオフセット信号を出力する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
収束レンズ１０５を光ディスク１０７の半径方向に移動させると、すなわちレンズシフトさせると、位相差法で検出するトラッキングエラー信号にオフセットが発生する。このオフセット量はデフォーカス状態や光ディスク１０７上のピット深さにより異なる。レンズシフトによりトラッキングエラー信号にオフセットが発生する状態でトラッキング制御を動作させると、光ディスク１０７の偏心が大きい場合には、トラッキングエラー信号に、大きなオフセットが発生する。このためトラックずれが大きくなり、トラッキング制御の制御精度が悪くなる。また、トラッキング制御が不安定となるために、装置の信頼性も悪化する。
【００２４】
また、フォーカス位置が大きくずれるとＲＦ信号の品質が悪くなる。このためにジッター量検出回路１２９によりジッター量が検出できなくなる。この結果、収束レンズ１０５のフォーカス位置を所定の目標位置に調整することが困難となるという課題がある。
【００２５】
また、収束レンズ１０５のフォーカス位置の調整時に、光ディスク装置が振動を受けたり、あるいは光ディスク１０７上に傷が存在すると、再生信号振幅あるいはジッター量が変動する。このため、収束レンズ１０５のフォーカス位置の調整精度が悪くなるという課題がある。また、調整による収束レンズ１０５のフォーカス位置の目標位置を変更する時に、さらに振動あるいは光ディスク１０７の傷による外乱が加わると、フォーカス飛びが起きるという課題がある。
【００２６】
また、フォーカス制御系、トラッキング制御系のゲイン調整時に、光ディスク装置が振動を受けたり、あるいは光ディスク１０７上に傷が存在すると、ゲインを調整するために制御系に加えた外乱に対して、さらに振動あるいは光ディスクの傷による外乱が加わる。このためフォーカス飛びやトラッキング飛びが起きるという課題がある。
【００２７】
さらに、例えば、標準速、２倍速、６倍速といった多段階の再生速度でコンパクトディスク（ＣＤ）を再生する光ディスク装置の場合には、それぞれの再生速度の起動時においてゲイン調整等の上記各種調整が行われる。このためそれぞれの再生速度における光ディスク装置の起動時間が長くなるという課題があった。
【００２８】
本願発明は上記課題を解決するために為されたものである。本願発明の目的は、光ディスクのばらつき、光ディスクの経年変化等により、光ディスクの偏心が大きい場合であっても、レンズシフトした際のトラッキングエラー信号のオフセットを正確に補正でき、高精度で安定なトラッキング制御により光ディスクを再生できる光ディスク装置を提供することにある。
【００２９】
本願発明の他の目的は、多段階の再生速度で再生する光ディスク装置において、レンズシフトした際のトラッキングエラー信号のオフセットを迅速に補正して、調整時間を短縮し、多段階の再生速度における起動時間を短くすることができる光ディスク装置を提供することにある。
【００３０】
本願発明のさらに他の目的は、フォーカス位置が大きくずれている場合であっても、確実にジッター量が最小となるように収束手段のフォーカス位置を所定の目標位置に調整できる光ディスク装置を提供することにある。
【００３１】
本願発明のさらに他の目的は、振動あるいは光ディスクの傷が存在する場合であっても、フォーカス飛びを起こすことなく、フォーカス制御系のゲインを精度よく安定に調整できる光ディスク装置を提供することにある。
【００３２】
本願発明のさらに他の目的は、振動あるいは光ディスクの傷が存在する場合であっても、トラッキング飛びを起こすことなく、トラッキング制御系のゲインを精度よく安定に調整できる光ディスク装置を提供することにある。
【００３３】
本願発明のさらに他の目的は、振動あるいは光ディスクの傷が存在する場合であっても、収束手段のフォーカス位置を精度よく所定の目標位置に調整できる光ディスク装置を提供することにある。
【００３４】
本願発明のさらに他の目的は、多段階の再生速度で再生する光ディスク装置において、フォーカス制御系のループゲインの調整時間を短縮し、多段階の再生速度における起動時間を短くすることができる光ディスク装置を提供することにある。
【００３５】
本願発明のさらに他の目的は、多段階の再生速度で再生する光ディスク装置において、トラッキング制御系のループゲインの調整時間を短縮し、多段階の再生速度における起動時間を短くすることができる光ディスク装置を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載の光ディスク装置は、記録担体を所定の再生速度で回転させる回転手段と、該記録担体上に光ビームを収束させる収束手段と、該記録担体上に収束されている該光ビームがトラックを横切るように該収束手段を移動させる移動手段と、該記録担体からの反射光を受け取る第１領域から第４領域を有し、該第１領域から第４領域のそれぞれから該反射光に対応する第１検出信号から第４検出信号を出力する光検出手段と、補正量に応じて該第１検出信号の位相を補正することにより第１補正信号を出力し、該補正量に応じて該第２検出信号の位相を補正することにより第２補正信号を出力する位相補正手段と、該位相補正手段から出力される該第１補正信号と該光検出手段から出力される該第４検出信号とを加算することによって得られる第１加算信号と、該位相補正手段から出力される該第２補正信号と該光検出手段から出力される該第３検出信号とを加算することによって得られる第２加算信号との間の位相差に基づいて、該記録担体上に収束されている該光ビームと該トラックとの間の位置ずれを検出し、該位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラックずれ検出手段と、該トラッキングエラー信号に応じて、該記録担体上に収束されている該光ビームが該トラック上に位置するように該移動手段をフィードバック制御するトラッキング制御手段と、該トラッキング制御手段をフィードバック制御させることなく、該トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて、該位相補正手段の該補正量を調整する調整手段とを備え、該調整手段は、該収束手段が所定の方向に移動するように該移動手段を駆動し、該位相補正手段に与えられる複数の補正量候補のそれぞれに応じて、該収束手段の移動中心位置に対する該トラッキングエラー信号の非対称性を計測し、該トラッキングエラー信号の該非対称性に基づいて、該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定する、ことを特徴とする。
【００３８】
本願の請求項２に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置であって、該所定の方向は、該収束手段の該移動中心位置に対して正及び負の両方向であることを特徴とする。
【００３９】
本願の請求項３に記載の光ディスク装置は、請求項２に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該収束手段を正の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値と該収束手段を負の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値との差が最も小さくなるように、該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定することを特徴とする。
【００４０】
本願の請求項４に記載の光ディスク装置は、請求項２に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該収束手段を正の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値と負の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値との絶対値の和が最も小さくなるように、該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定することを特徴とする。
【００４１】
本願の請求項５に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該トラッキングエラー信号の振幅を計測し、該振幅の値が所定以上の値となるような該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定することを特徴とする。
【００４２】
本願の請求項６に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該記録担体の再生速度を第１の再生速度から第２の再生速度に変えた際に、該トラッキング制御手段をフィードバックさせることなく、該トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて、該位相補正手段の該補正量を調整することを特徴とする。
【００４３】
本願の請求項７に記載の光ディスク装置は、記録担体を所定の再生速度で回転させる回転手段と、該記録担体上に光ビームを収束させる収束手段と、該記録担体上に収束されている該光ビームがトラックを横切るように該収束手段を移動させる移動手段と、該記録担体からの反射光を受け取る第１領域から第４領域を有し、該第１領域から第４領域のそれぞれから該反射光に対応する第１検出信号から第４検出信号を出力する光検出手段と、補正量に応じて該第１検出信号の位相を補正することにより第１補正信号を出力し、該補正量に応じて該第２検出信号の位相を補正することにより第２補正信号を出力する位相補正手段と、該位相補正手段から出力される該第１補正信号と該光検出手段から出力される該第４検出信号とを加算することによって得られる第１加算信号と、該位相補正手段から出力される該第２補正信号と該光検出手段から出力される該第３検出信号とを加算することによって得られる第２加算信号との間の位相差に基づいて、該記録担体上に収束されている該光ビームと該トラックとの間の位置ずれを検出し、該位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラックずれ検出手段と、該トラッキングエラー信号に応じて、該記録担体上に収束されている該光ビームが該トラック上に位置するように該移動手段をフィードバック制御するトラッキング制御手段と、該トラッキング制御手段をフィードバック制御させることなく、該トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて、該位相補正手段の該補正量を調整する調整手段とを備え、該調整手段は、該記録担体の再生速度を第１の再生速度から第２の再生速度に切り換える際に、該第１の再生速度における該位相補正手段の第1の補正量に基づいて該第２の再生速度における該位相補正手段の第２の補正量を決定することを特徴とする。
【００４４】
本願の請求項８に記載の光ディスク装置は、請求項８に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該第１の再生速度で調整した該位相補正手段の該第1の補正量に、該第１の再生速度を該第２の再生速度で除算した値を乗じた値を、該第２の再生速度における該位相補正手段の第２の補正量とすることを特徴とする。
【００５８】
本願発明のある局面に従えば、光ディスク装置は、光ビームを収束させる収束手段を、トラックを横切るように移動する移動手段により移動させ、トラッキング制御手段をフィードバック制御させることなく、トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて位相補正手段の位相補正量を調整する。
【００５９】
本願発明の他の局面に従えば、光ディスク装置は、第１の再生速度で調整した位相補正手段の第１の補正量に基づいて、第２の再生速度における位相補正手段の第２の補正量を決定する。
【００６６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。まずレンズシフト時のオフセット補正を図１、図２、図３、図４、及び図５を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示す。前述した図１０の光ディスク装置と同一の要素には同一の参照符号を付している。これらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６７】
モータ１１１は、光ディスク１０７を回転させる。収束レンズ５は、光ビームの収束点が光ディスク１０７の情報記録面上に位置するように制御されている。この状態でコントローラ１５０はスイッチ１２６をオフする。スイッチ１２６がオフされると、トラッキング制御は行われない。コントローラ１５０は、駆動回路１２７に信号を送り収束レンズ１０５をトラックを横切る方向に駆動することにより、収束レンズ５を図２に示す第１のレンズ位置ｘ１まで移動させる。
【００６８】
コントローラ１５０は、位相制御回路１１２ａ、１１２ｂに信号を送り位相制御量を第１の値に設定する。コントローラ１５０は、測定回路１３３よりトラッキングエラー信号の基準レベルに対する最大値（Ａｍａｘ）と最小値（Ａｍｉｎ）を読み取る。コントローラ１５０は、ＡｍａｘとＡｍｉｎとから第１のレンズ位置ｘ１におけるトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する第１の非対称性を求める。
【００６９】
トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性は次式により演算される。
【００７０】
非対称性＝（｜Ａｍａｘ｜−｜Ａｍｉｎ｜）／（｜Ａｍａｘ｜＋｜Ａｍｉｎ｜）ここで、｜Ａｍａｘ｜はＡｍａｘの値の絶対値を表す。また、（｜Ａｍａｘ｜−｜Ａｍｉｎ｜）の値をトラッキングエラー信号のオフセットと呼び、（｜Ａｍａｘ｜＋｜Ａｍｉｎ｜）の値をトラッキングエラー信号の振幅と呼ぶ。
【００７１】
次にコントローラ１５０は、位相制御量を第２の値に設定する。コントローラ１５０は、測定回路１３３よりレンズ位置ｘ１におけるトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する第２の非対称性を計算する。
【００７２】
コントローラ１５０は、この動作を第ｎの位相制御量まで繰り返す。コントローラ１５０は、駆動回路１２７に信号を送り収束レンズ１０５をトラックを横切る方向に駆動することにより、第１のレンズ位置ｘ１と反対方向の第２のレンズ位置ｘ２まで収束レンズ５を移動させる。
【００７３】
コントローラ１５０は、位相制御回路１１２ａ、１１２ｂに信号を送り位相制御量を第１の値に設定する。コントローラ１５０は、測定回路１３３よりレンズ位置ｘ２におけるトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する第１の非対称性を計算する。コントローラ１５０は、位相制御量を第２の値に設定した後、測定回路１３３よりレンズ位置ｘ２におけるトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する第２の非対称性を計算する。
【００７４】
コントローラ１５０は、この動作を第ｎの位相制御量まで繰り返す。コントローラ１５０は各位相制御量におけるレンズ位置ｘ１の非対称性とレンズ位置ｘ２の非対称性の絶対値の和を計算する。コントローラ１５０は、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の絶対値の和がいちばん小さくなる位相制御量になるように、位相制御回路１１２ａ、１１２ｂの位相制御量を設定する。
【００７５】
図２は、本実施の形態に係るトラッキングエラー信号の非対称性からの位相制御量の決定を説明するための図を示す。図２（ａ）は位相制御量をパラメータにしてトラッキングエラー信号の非対称性を示したグラフである。横軸は収束レンズの位置を示しており、縦軸はトラッキングエラー信号の非対称性を示している。図２（ｂ）は位相制御量を横軸にし、各位相制御量におけるレンズ位置ｘ１の非対称性とレンズ位置ｘ２の非対称性との絶対値の和を縦軸にして示したグラフである。コントローラ１５０は、第４の位相制御量の値、すなわちトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の絶対値の和がいちばん小さくなる値に位相制御量を設定する。
【００７６】
上記のように位相制御量を設定すれば、レンズシフトが起こった場合でもトラッキングエラー信号の非対称性のレンズ位置による変化は最小に抑えられる。このため光ディスクのばらつき、光ディスクの経年変化、ヘッドのばらつき等により、偏心の大きい光ディスクが装着されて大きなレンズシフトが起こった場合であっても、トラッキングエラー信号のオフセットを正確に補正でき、高精度で安定なトラッキング制御により偏心の大きい光ディスクを再生することができる。
【００７７】
本実施の形態ではレンズ位置が第１の位置と第２の位置とでのトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性に基づいて位相制御量を決定した。図２に示される様にトラッキングエラー信号の非対称性がレンズの中心位置に対して対称となる場合には、第２のレンズ位置の非対称性を計測せずに、第１のレンズ位置におけるトラッキングエラー信号の非対称性のみに基づいて、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性が最も小さくなる位相制御量を決定しても同様の効果が得られる。
【００７８】
図３は、本実施の形態に係るトラッキングエラー信号の非対称性からの位相制御量の決定を説明するための図を示す。光ディスクのピット形状あるいは光ヘッドの差によっては図２に示したようなレンズの中心位置に対して対称となる特性が得られず、図３に示したようなレンズの中心位置に対して非対称となる特性になることがある。
【００７９】
図３（ａ）は図２（ａ）と同様に、位相制御量をパラメータにしてトラッキングエラー信号の非対称性を示したグラフであり、横軸は収束レンズ位置を、縦軸はトラッキングエラー信号の非対称性を示している。また、図３（ｂ）は位相制御量を横軸にし、各位相制御量におけるレンズ位置ｘ１の非対称性とレンズ位置ｘ２の非対称性との差を縦軸にして示したグラフである。
【００８０】
図２で前述した例ではレンズ位置の第１の位置と第２の位置とでのトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の絶対値の和がもっとも小さくなるようにコントローラ１５０は、位相制御量を決定したが、レンズが中心位置にある状態でトラッキングエラー信号にオフセットが存在する図３のような場合には、コントローラ１５０は、絶対値の和が最小となるように位相制御量を決定する上記方法によっては最適な位相制御量を決定することができない。
【００８１】
即ち、図３（ａ）の場合には、第１のレンズ位置ｘ１と第２のレンズ位置ｘ２でレンズ中心位置に対する非対称性の変化が最も少ない位相制御量は第４の位相制御量である。しかしながら、前述したようにトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の絶対値の和が最も小さくなるように位相制御量が決定されると、第３の位相制御量が選択される。
【００８２】
これを避けるためには図３（ｂ）のように、レンズ位置が第１の位置ｘ１と第２の位置ｘ２でのトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の差がもっとも小さくなるように位相制御量を決定すれば、トラッキングエラー信号の非対称性の絶対値のレンズ位置による変化を最小に抑えることができる。この絶対値の和が最小となるように位相制御量を決定する方法は、図２の様にトラッキングエラーレンズ中心位置に対する非対称性がレンズの中心位置に対して対称となる場合にも適応できる。
【００８３】
図４は、本実施の形態に係るトラッキングエラー信号を説明するための図を示す。コントローラ１５０は、図４に示すように、トラッキングエラー信号の正の値を積分した正の積分値ｍ１と、負の値を積分した負の積分値ｍ２とよりトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性を計算することによっても同様の効果が得られる。
【００８４】
また、トラッキングエラー信号の測定時に光ビームがトラックを数本横切る程度に収束レンズ１０５を微小振動させておけば、光ディスクの偏心の有無に関わらず、コントローラ１５０は、測定時に必ずトラッキングエラー信号の最小値、最大値、もしくはトラッキングエラー信号の正の積分値、負の積分値を検出することができる。
【００８５】
さらに、位相制御量によっては、レンズシフトした場合に、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性がほぼ零でトラッキングエラー信号の振幅が小さくなる場合がある。このような場合には、コントローラ１５０は、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の測定時に、トラッキングエラー信号の振幅も同時に測定する。トラッキングエラー信号の振幅が一定以上である位相制御量のなかから位相制御量を決定することにより、前記と同様の効果が得られる。
【００８６】
また、例えば、コンパクトディスク再生装置は、標準速、２倍速、８倍速等多段階の再生速度で情報を再生する。この場合、コンパクトディスク再生装置は、それぞれの再生速度で上述した計測を行って位相制御量の決定を行えば、多段階の再生速度で前記と同様の効果が得られる。
【００８７】
次に、本実施の形態の係る多段階の再生速度を持つ光ディスク装置の、レンズシフト時におけるトラッキングエラー信号の位相制御量の決定を説明する。
【００８８】
図１を参照して、コントローラ１５０は駆動回路１３５に信号を送り、第１の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は前述したトラッキングエラー信号のオフセット補正の場合と同様に、位相制御回路１１２ａ、１１２ｂの位相制御量を決定する。外部からの信号等により第２の再生速度にする場合は、コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第２の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。
【００８９】
コントローラ１５０は、第２の再生速度の位相制御量を第１の再生速度で決定された位相制御量に基づいて設定する。
【００９０】
図５は、本実施の形態に係る再生速度を変えた場合の位相制御量に対するトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の差を示す。図５に示されるように、位相制御量が標準速の際は制御量ｐ１に設定され、２倍速の際はｐ２に設定されると、レンズシフトが起こった場合でも、標準速、２倍速のそれぞれの再生速度においてトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の差が最小に抑えられる。図５に示されるように、２倍速の位相制御量ｐ２は標準速の位相制御量ｐ１の１／２である関係にある。即ち、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の差が最小になる位相制御量の値は、再生速度とほぼ反比例の関係にある。コントローラ１５０は第２の再生速度時は第１の再生速度時の位相制御量に対して、第１の再生速度を第２の再生速度で除算した値を乗じた値を位相制御回路１１２ａ、１１２ｂの位相制御量として設定する。
【００９１】
即ち、位相制御量の決定は所定の再生速度（例えば標準速）でのみ行い、他の再生速度（例えば２倍速）の位相制御量は所定の再生速度での位相制御量に基づいて決定する。このため、位相制御量の調整を再生速度の種類毎に行う必要がない。したがって再生速度の種類毎に位相制御量を調整する場合に比べて、調整時間を短くすることができる。この結果、装置の起動時間を短くすることができる。
【００９２】
次に、収束レンズ１０５のフォーカス位置が大きくずれている場合であっても、確実にジッター量が最小となるように収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整できる光ディスク装置の実施の形態を説明する。
【００９３】
図１を参照して、コントローラ１５０は、スイッチ１２６をオンしてトラッキング制御を行わせる。コントローラ１５０は、ＲＦ信号の振幅を測定する振幅測定回路１３０の出力に基づいて、ＲＦ信号振幅が最大となるように加算器１１５にオフセットを加えフォーカスオフセットを調整する。次に、コントローラ１５０は、ジッター量測定回路１２９の出力に基づいてジッター量が最小となるように加算器１１５にオフセットを加えることにより、オフセットを微調整する。
【００９４】
図６は、本実施の形態に係るフォーカスオフセットに対するＲＦ信号のジッター量及び振幅を示す。横軸はフォーカスエラー信号に加えられるオフセットを示し、縦軸はジッター量及びＲＦ信号の振幅を示す。図６に示すように、フォーカスオフセットが正または負の方向に大きくなるとＲＦ信号のＳ／Ｎが悪くなる。またフォーカスオフセットが大きくなると、ジッター量の特性が得られず、ＲＦ信号のジッター量が検出できなくなる。
【００９５】
従って、初期のデフォーカスが大きいとジッター量が検出できないから、ジッター量に基づいたフォーカス位置の調整ができない。一方、フォーカスオフセットに対するＲＦ振幅の特性は広い範囲に渡ってフォーカスオフセットに対応した特性が得られる。このため、初期のデフォーカスが大きくてもＲＦ振幅に基づいたフォーカス位置の調整ができる。しかしながら、ＲＦ振幅が最大となるオフセットとジッター量が最小となるオフセットとは一致しない。このためＲＦ振幅のみに基づいた調整では最良のフォーカス位置に調整することができない。
【００９６】
そこで、コントローラ１５０は、振幅測定回路１３０の出力に基づいて、ＲＦ信号の振幅が最大となるようにフォーカスオフセットを調整した後に、ジッター量測定回路１２９の出力に基づいてジッター量が最小となるように、フォーカスオフセットを調整する。コントローラ１５０は、このようにして決定したフォーカスオフセットを加算器１１５に加える。このため、初期のデフォーカスが大きくても確実にジッター量が最小となるように収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整できる。この結果高精度に収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整することができる。
【００９７】
次に、振動あるいは光ディスク上の傷等が存在する場合であってもループゲインを精度良く調整できる光ディスク装置の実施の形態を図１及び図９を参照して説明する。
【００９８】
まずフォーカス制御系のループゲインの調整を説明する。
【００９９】
コントローラ１５０は、フォーカス制御系のループゲインを調整するために外乱発生器１３２に信号を送りフォーカス制御系に外乱を加える。異常検出器１３１は前述したように、ＲＦ信号の欠落、トラッキングエラー信号の所定の帯域の成分のレベル等により、光ディスク上の傷、振動等の、外乱発生器から発生する外乱以外の外乱を検出する。
【０１００】
コントローラ１５０は、異常検出器１３１で異常が検出されると、外乱発生器１３２に信号を送り外乱の出力を停止させる。また異常検出器１３１で異常が検出されなくなると、コントローラ１５０は、外乱発生器１３２に信号を送り再び外乱を出力させる。
【０１０１】
図９は、本実施の形態に係る外乱出力一時停止時の各部波形を示す。図９（ａ）を参照して、前述したように、外乱発生器１３２による外乱の印加中に光ディスク上の傷等による外乱が検出された場合には、コントローラ１５０は、計測用の外乱信号の印加を一時停止する。このため、振動あるいは光ディスクの傷による外乱とゲインを調整するために印加される外乱とが加算されることがない。この結果、フォーカス制御が大きく乱れないのでフォーカス飛びを防止できる。
【０１０２】
次にトラッキング制御系のループゲインの調整を説明する。
【０１０３】
コントローラ１５０は、トラッキング制御系のループゲインを調整するため、外乱発生器１３４に信号を送りトラッキング制御系に外乱を加える。コントローラ１５０は、異常検出器１３１で異常が検出されると、外乱発生器１３４に信号を送り外乱の出力を停止させる。また異常検出器１３１で異常が検出されなくなると、コントローラ１５０は、外乱発生器１３４に信号を送り再び外乱を出力させる。
【０１０４】
このように外乱発生器１３４による外乱の印加中に光ディスク上の傷等による外乱が検出された場合には、コントローラ１５０は、計測用の外乱の印加を一時停止する。このため、トラッキング制御が大きく乱れないので、トラック飛びを防止することができる。
【０１０５】
本実施の形態では異常を検出した場合に、ゲインを調整するための外乱の発生を瞬時に停止する例を示したが、異常を検出した場合に、図９（ｂ）に示すように、外乱発生器の出力が零になってから外乱の出力を停止しても上記と同様の効果が得られる。外乱出力停止時の外乱のステップ変化を減らすことができるため、制御の乱れをより軽減することができるからである。
【０１０６】
また、外乱出力の振幅が小さく、外乱によるオフセットが制御に影響を及ぼさない場合には、図９（ｃ）に示すように、異常を検出した時点での外乱発生器の出力値を保持したまま外乱発生器の動作を停止しても、上記と同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
次に、振動あるいは光ディスク上の傷等が存在する場合であっても、精度良く収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整できる光ディスク装置の実施の形態を説明する。
【０１０８】
図１を参照して、コントローラ１５０は、ＲＦ信号の振幅を測定する振幅測定回路１３０の出力に基づいてＲＦ信号の振幅が最大となるように、加算器１１５にオフセットを加えることにより、収束レンズ１０５のフォーカスオフセットを調整していく。この調整最中にコントローラ１５０は異常検出器１３１により振動あるいは光ディスク上の傷等を検出すると、調整を停止する。
【０１０９】
また異常検出器１３１で異常が検出されなくなると、コントローラ１５０は再び調整を開始する。
【０１１０】
図７及び図８は、本実施の形態に係る光ディスク装置の異常検出器１３１の構成及び動作を示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、異常検出器１３１は、ＲＦ信号の振幅のピークをホールドした信号のレベルとスレッショルドレベルとを比較することにより、光ディスク上の傷等によるＲＦ信号の欠落を検出する。
【０１１１】
また図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、異常検出器１３１は、帯域通過フィルター（Ｂ．Ｐ．Ｆ）により検出したトラッキングエラー信号の所定の帯域の成分とスレッショルドレベルとを比較することにより、光ディスク装置に加えられた振動を検出する。
【０１１２】
このように収束レンズ１０５のフォーカス位置の調整中に光ディスク上の傷等による外乱を検出した場合には、コントローラ１５０は、収束レンズ１０５のフォーカス位置の調整を一時停止する。このためコントローラ１５０は、振動あるいは光ディスク上の傷等によるＲＦ信号の振幅、ジッター量の変動の影響を受けることなく、収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整することができる。
【０１１３】
外乱が検出されている間は調整のために収束レンズ１０５のフォーカス位置の目標位置を変更することはない。このため、外乱とフォーカス位置の目標位置の変更が同時に起こるために発生するフォーカスとびが防止される。
【０１１４】
なお本実施の形態ではＲＦ信号の振幅が最大となるように、加算器１１５に加えるオフセットを調整している例を示したが、ジッター量測定回路１２９の出力に基づいてジッター量が最小となるように、コントローラ１５０が加算器１１５に加えるオフセットを調整しても上記と同様の効果が得られる。
【０１１５】
また、振幅測定回路１３０の出力とジッター量測定回路１２９の出力とを所定の比で加算した信号が最小となるように、加算器１１５に加えるオフセットをコントローラ１５０が調整しても上記と同様の効果が得られる。
【０１１６】
次に、多段階の再生速度で再生する光ディスク装置において、ループゲインの調整時間を短縮し、起動時間を短くすることができる光ディスク装置の実施の形態を、図１を参照して説明する。
【０１１７】
まず、フォーカス制御系のループゲインの調整時間の短縮を説明する。
【０１１８】
コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第１の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は、外乱出力器１３２に信号を送り、フォーカスエラー信号に外乱を加える。コントローラ１５０は、フォーカスエラー測定回路１３６により外乱出力器１３２から出力される外乱によるフォーカスエラー信号を測定する。コントローラ１５０は、フォーカス制御系のゲインが所定の値となるように可変増幅器１１７の増幅率を決定する。
【０１１９】
外部からの信号等により第２の再生速度にする場合には、コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第２の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は、第１の再生速度のループゲインに第２の再生速度時のゲインと第１の再生速度時のゲインとの差を加えたものを第２の再生速度のループゲインとし、可変増幅器１１７の増幅率を設定する。
【０１２０】
即ち、ループゲインの決定は所定の再生速度でのみ行い、他の再生速度では所定の再生速度でのループゲインをもとにループゲインを決定する。このため、再生速度毎に調整を行う必要がない。この結果、調整時間を短くすることができる。
【０１２１】
次に、トラッキング制御系のループゲインの調整時間の短縮を、図１を参照して説明する。
【０１２２】
コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第１の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は、外乱出力器１３４に信号を送り、トラッキングエラー信号に外乱を加える。コントローラ１５０は、トラッキングエラー測定器１３３により外乱出力器１３４から出力される外乱によるトラッキングエラー信号を測定する。コントローラ１５０は、トラッキング制御系のゲインが所定の値となるように可変増幅器１２４の増幅率を決定する。
【０１２３】
外部からの信号等により第２の再生速度にする場合には、コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第２の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は、第１の再生速度のループゲインに第２の再生速度時のゲインと第１の再生速度時のゲインとの差を加えたものを第２の再生速度のループゲインとし、可変増幅器１２４の増幅率を設定する。
【０１２４】
即ち、前述したフォーカス制御系のループゲインの調整と同様に、ループゲインの決定は所定の再生速度でのみ行い、他の再生速度では所定の再生速度でのループゲインをもとにループゲインを決定する。このため、再生速度毎に調整を行う必要がない。この結果、調整時間を短くすることができる。
【０１２５】
【発明の効果】
本願発明によれば、光ディスクのばらつき、光ディスクの経年変化等により、光ディスクの偏心が大きい場合であっても、レンズシフトした際の最適な位相補正量を決定することができる。これにより、高精度で安定なトラッキング制御により光ディスクを再生できる光ディスク装置を提供することができる。
【０１２６】
また、本願発明によれば、所定の再生速度でのみトラッキングエラー信号のオフセットの調整を行い、他の再生速度では所定の再生速度でのトラッキングエラー信号のオフセットの調整量をもとにオフセットの調整量を決定する。これにより、レンズシフトした際の最適な位相補正量の調整時間を短くすることができる。この結果、多段階の再生速度における光ディスク装置の起動時間を短くすることができる。
【０１２７】
さらに、本願発明によれば、収束手段のフォーカス位置の調整に際し、ＲＦ信号振幅が最大となるように収束手段のフォーカス位置を調整してジッター量が測定できる状態にした後で、ジッター量が最小となるように収束手段のフォーカス位置を調整する。これにより、ジッター量が測定できずに調整が不可能であるという事態を避けることができる。この結果、確実にジッター量が最小となるように収束手段のフォーカス位置を調整することができる。また読み出したデータの信頼性を高めることが可能となる。
【０１２８】
さらに、本願発明によれば、フォーカス制御系のゲイン調整のための外乱印可時に異常が検出された際には、外乱の印可が一時停止される。これにより、フォーカス制御が外れるのを防ぐことができる。この結果、フォーカス制御系のゲインを精度良く安定に調整することができる。
【０１２９】
さらに、本願発明によれば、トラッキング制御系のゲイン調整のための外乱印可時に異常が検出された際には、外乱の印可が一時停止される。これにより、トラッキング制御が外れるのを防ぐことができる。この結果、トラッキング制御系のゲインを精度良く安定に調整することができる。
【０１３０】
さらに、本願発明によれば、収束手段のフォーカス位置の調整時に異常が検出された際には収束手段のフォーカス位置の調整が一時停止される。これにより、収束手段のフォーカス位置の調整精度が維持される。この結果、フォーカス飛びが起きるのを防ぐことができる。
【０１３１】
さらに、本願発明によれば、所定の再生速度でフォーカス制御のループゲイン調整を行い、所定の再生速度でのループゲイン調整値に基づいて他の再生速度でのフォーカス制御のループゲインを決定する。これにより、多段階の再生速度におけるフォーカス制御のループゲインの調整時間を短くすることができる。この結果、光ディスク装置の起動時間を短くすることができる。
【０１３２】
さらに、本願発明によれば、所定の再生速度でトラッキング制御のループゲイン調整を行い、所定の再生速度でのループゲイン調整値に基づいて他の再生速度でのトラッキング制御のループゲインを決定する。これにより、多段階の再生速度におけるトラッキング制御のループゲインの調整時間を短くすることができる。この結果、光ディスク装置の起動時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る光ディスク装置の構成図である。
【図２】本実施の形態に係るトラッキングエラー信号の非対称性からの位相制御量の決定を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に係るトラッキングエラー信号の非対称性からの位相制御量の決定を説明するための図である。
【図４】本実施の形態に係るトラッキングエラー信号を説明するための図である。
【図５】本実施の形態に係る再生速度を変えた場合の位相制御量に対するトラッキングエラー信号の非対称性の差を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るフォーカスオフセットに対するＲＦ信号のジッター量、振幅を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る光ディスク装置の異常検出器の説明図である。
【図８】本実施の形態に係る光ディスク装置の異常検出器の説明図である。
【図９】本実施の形態に係る外乱出力一時停止時の各部波形を説明するための図である。
【図１０】従来例の光ディスク装置の構成図である。
【図１１】位相差トラッキングエラー信号の検出原理の説明図である。
【図１２】位相差トラッキングエラー回路の内部構成図である。
【符号の説明】
１０１ 光源
１０５ 収束レンズ
１０６ アクチュエータ
１０９ ４分割光検出器
１１２ａ 位相制御回路
１１２ｂ 位相制御回路
１２０ 位相差トラッキングエラー回路
１２９ ジッター量測定回路
１３１ 異常検出器
１５０ コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ等の光源を用いて光学的に光ディスク上に記録されている信号を再生する光ディスク装置に関し、特に位相差法によるトラッキングエラー検出方式におけるトラッキングエラー信号のバランスを調整し、フォーカス制御における制御目標位置を調整し、フォーカス制御系及びトラッキング制御系におけるゲインを調整する光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像情報やコンピュータのデータ等が記録された媒体上から信号を再生する光ディスク装置（以下「光学式再生装置」とも言う。）は、データ読み取りの高速化、より一層の装置の信頼性向上が求められている。
【０００３】
以下、従来の光学式再生装置を説明する。
【０００４】
図１０は従来の光ディスク装置の構成を示す。半導体レーザ等の光源１０１より発せられた光ビームはコリメータレンズ１０２で平行光にされた後、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、１／４波長板１０４を通過し、収束レンズ１０５で収束されて、モータ１１１により回転されている光ディスク１０７上に照射される。この光ディスク１０７からの光ビームの反射光は、収束レンズ１０５、１／４波長板１０４、偏光ビームスプリッタ１０３および集光レンズ１０８を通過した後、４分割された光検出器１０９に照射される。
【０００５】
収束レンズ１０５はアクチュエータ１０６の可動部に取り付けられている。収束レンズ１０５は、アクチュエータ１０６のフォーカス用コイルに電流が流れると光ディスク面に対して垂直な方向に移動し、アクチュエータ１０６のトラッキング用コイルに電流が流れると光ディスクの半径方向へ移動する。
【０００６】
ヘッドユニット１１０には、アクチュエータ１０６、１／４波長板１０４、偏光ビームスプリッタ１０３、コリメータレンズ１０２、光源１０１、集光レンズ１０８、及び４分割光検出器１０９が取り付けられている。
【０００７】
４分割光検出器１０９の４つの受光領域１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、及び１０９ｄの出力は、それぞれ増幅器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、及び１１３ｄを通った後、フォーカスエラー回路１１４に入力される。フォーカスエラー回路１１４は、増幅器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、及び１１３ｄがそれぞれ出力する各信号に基づいて光ビームの焦点と情報記録面との位置ずれを示すフォーカスエラー信号を出力する。フォーカスエラー信号は、加算器１１５、可変増幅器１１７、位相を補償するための位相補償器１１８、及び電力増幅するための駆動回路１１９を介してアクチュエータ１０６のフォーカス用コイルに加えられる。ヘッドユニット１１０は、光ビームの収束点が光ディスク１０７の情報記録面上に位置するように制御される。
【０００８】
また、４分割光検出器１０９の受光領域１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、及び１０９ｄの出力はそれぞれ増幅器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、及び１１３ｄを介して、位相差トラッキングエラー回路１２０に入力される。位相差トラッキングエラー回路１２０は、光ビームがトラック上のピットを通過する際の４分割光検出器１０９の各出力の位相差情報に基づいて、光ビームの焦点とトラックとの位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力する。また、位相差トラッキングエラー回路１２０はコントローラ１５０の信号に基づいてトラッキングエラー信号のバランスを調整する。
【０００９】
図１１は、位相差トラッキングエラー信号の検出原理を示す。ビームスポット１０７ａが光ディスク１０７上のトラックを構成するピット１０７ｂ上を通過すると、ビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンが時間的に変化する。即ち、図１１（ｂ）に示されるように、ビームスポット１０７ａがピット１０７ｂの中心、即ちトラックの中心を通過するときは、トラックの中心に対して対称にビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンが変化する。
【００１０】
一方図１１（ｃ）に示されるように、ビームスポット１０７ａがピット１０７ｂの中心より左側を通過するときは、反時計方向に回転するようにビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンが変化する。反対に図１１（ａ）に示されるように、ビームスポット１０７ａがピット１０７ｂの中心より右側を通過するときは、時計方向に回転するようにビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンが変化する。ビームスポット１０７ａがピット１０７ｂの中心からずれるに従って、ビームスポット１０７ａの反射光の強度パターンのコントラストは鮮明となる。
【００１１】
このようなビームスポットの反射光の強度パターンの変化を利用してトラッキングエラー信号を検出する方法は位相差法と呼ばれる。即ち、位相差法は、４分割光検出器１０９の対角線上の２つの受光領域から得られる二つの信号の位相を比較し、位相の進み量または遅れ量からビームスポットとトラックとの位置ずれを検出する。
【００１２】
図１２は、位相差トラッキングエラー回路１２０の内部構成を示す。位相差トラッキングエラー回路１２０は、ピットの進行方向１０９ｅに対して前後に分割された受光領域１０９ａ、１０９ｂの出力と受光領域１０９ｃ、１０９ｄの出力とに基づいて、トラッキングエラー信号を出力する。
【００１３】
４分割光検出器１０９の４つの受光領域のうちのピットの進行方向（トラックの接線方向）１０９ｅに対して前後に分割された受光領域のうちの一方の２つの受光領域１０９ａ、１０９ｂの出力信号は、それぞれ増幅器１１３ａ、１１３ｂを介して位相補正部１２０ａ、１２０ｂへ入力され、位相補正部１２０ａ、１２０ｂにより遅延もしくは進ませられる。
【００１４】
加算器１２０ｃ、１２０ｄは、４分割光検出器１０９の相対角する受光領域からの出力信号を加算する。即ち、加算器１２０ｃは、位相補正部１２０ａからの出力信号と位相補正しない４分割光検出器１０９の受光領域１０９ｃからの出力信号とを加算する。一方加算器１２０ｄは、位相補正部１２０ｂからの出力信号と位相補正しない４分割光検出器１０９の受光領域１０９ｄからの出力信号とを加算する。比較器１２０ｅは、加算器１２０ｃの出力と加算器１２０ｄの出力との位相差に基づいて、光ビームの焦点とトラックとの位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力する。
【００１５】
図１０を再び参照して、トラッキングエラー信号は、加算器１２２、可変増幅器１２４、位相を補償するための位相補償器１２５、コントローラ１５０の出力に基づいてトラッキング制御をオン、オフするスイッチ１２６、及び電力を増幅するための駆動回路１２７を介して、アクチュエータ１０６のトラッキング用コイルに加えられる。このようにして、トラック上に光ビームの焦点が位置するように収束レンズ１０５が制御される。
【００１６】
駆動回路１３５は、コントローラ１５０の出力に基づいてモータ１１１を駆動する。コントローラ１５０はモータ１１１の回転数が所定の回転数となるようにディスクモータ１１１を制御する。
【００１７】
光ディスクのばらつき、光ディスクの経年変化、ヘッドのばらつき等により、フォーカス制御系、トラッキング制御系のゲインがばらつく。ゲインが低下すると制御精度が悪くなる。一方ゲインが高くなると制御系が不安定となり、時には発振してしまう。
【００１８】
また、フォーカス制御にオフセットがあると、再生信号が劣化するために信号読み取りの信頼性が低下する。
【００１９】
これらを防止するために従来の装置では以下のような調整を行っている。
【００２０】
フォーカス制御系のゲインの調整を説明する。外乱発生器１３２は、コントローラ１５０からの指令信号に応答して外乱信号を出力する。この外乱信号は加算器１１５でフォーカスエラー信号に加算されることにより、フォーカス制御系に加えられる。フォーカスエラー回路１１４は、外乱信号に対するフォーカス制御系の応答信号を出力する。フォーカスエラー測定回路１３６は、フォーカスエラー回路１１４の出力信号に出現する外乱応答信号を抽出してコントローラ１５０に出力する。コントローラ１５０は、外乱発生器１３２から発生する外乱信号とフォーカスエラー測定回路１３６からの外乱応答信号とを比較して、両信号が所定の関係となるように可変増幅器１１７の増幅率を決定する。
【００２１】
トラッキング制御系のゲイン調整を説明する。フォーカス制御系のゲインの調整の場合と同様に、外乱発生器１３４は、コントローラ１５０からの指令信号に応答して、外乱信号を出力する。この外乱信号は加算器１２２でトラッキングエラー信号に加算されることにより、トラッキング制御系に加えられる。コントローラ１５０は、外乱発生器１３４から発生する外乱信号とトラッキングエラー測定回路１３３で抽出された外乱応答信号とを比較して、両信号が所定の関係となるように可変増幅器１２４の増幅率を決定する。
【００２２】
フォーカス制御のオフセット調整を説明する。フォーカス制御のオフセット調整は、再生信号のジッターを計測して行なわれる。加算器１２８は、増幅器１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、及び１１３ｄを通った後の４分割光検出器１０９の受光領域１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、及び１０９ｄのそれぞれの信号を全て加算した再生信号（ＲＦ信号）をジッター量検出回路１２９へ出力する。ジッター量検出回路１２９は、ＲＦ信号のジッター量を計測する。コントローラ１５０は、ジッター量検出回路１２９で計測したジッター量が最小となるように、加算器１１５にオフセット信号を出力する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
収束レンズ１０５を光ディスク１０７の半径方向に移動させると、すなわちレンズシフトさせると、位相差法で検出するトラッキングエラー信号にオフセットが発生する。このオフセット量はデフォーカス状態や光ディスク１０７上のピット深さにより異なる。レンズシフトによりトラッキングエラー信号にオフセットが発生する状態でトラッキング制御を動作させると、光ディスク１０７の偏心が大きい場合には、トラッキングエラー信号に、大きなオフセットが発生する。このためトラックずれが大きくなり、トラッキング制御の制御精度が悪くなる。また、トラッキング制御が不安定となるために、装置の信頼性も悪化する。
【００２４】
また、フォーカス位置が大きくずれるとＲＦ信号の品質が悪くなる。このためにジッター量検出回路１２９によりジッター量が検出できなくなる。この結果、収束レンズ１０５のフォーカス位置を所定の目標位置に調整することが困難となるという課題がある。
【００２５】
また、収束レンズ１０５のフォーカス位置の調整時に、光ディスク装置が振動を受けたり、あるいは光ディスク１０７上に傷が存在すると、再生信号振幅あるいはジッター量が変動する。このため、収束レンズ１０５のフォーカス位置の調整精度が悪くなるという課題がある。また、調整による収束レンズ１０５のフォーカス位置の目標位置を変更する時に、さらに振動あるいは光ディスク１０７の傷による外乱が加わると、フォーカス飛びが起きるという課題がある。
【００２６】
また、フォーカス制御系、トラッキング制御系のゲイン調整時に、光ディスク装置が振動を受けたり、あるいは光ディスク１０７上に傷が存在すると、ゲインを調整するために制御系に加えた外乱に対して、さらに振動あるいは光ディスクの傷による外乱が加わる。このためフォーカス飛びやトラッキング飛びが起きるという課題がある。
【００２７】
さらに、例えば、標準速、２倍速、６倍速といった多段階の再生速度でコンパクトディスク（ＣＤ）を再生する光ディスク装置の場合には、それぞれの再生速度の起動時においてゲイン調整等の上記各種調整が行われる。このためそれぞれの再生速度における光ディスク装置の起動時間が長くなるという課題があった。
【００２８】
本願発明は上記課題を解決するために為されたものである。本願発明の目的は、光ディスクのばらつき、光ディスクの経年変化等により、光ディスクの偏心が大きい場合であっても、レンズシフトした際のトラッキングエラー信号のオフセットを正確に補正でき、高精度で安定なトラッキング制御により光ディスクを再生できる光ディスク装置を提供することにある。
【００２９】
本願発明の他の目的は、多段階の再生速度で再生する光ディスク装置において、レンズシフトした際のトラッキングエラー信号のオフセットを迅速に補正して、調整時間を短縮し、多段階の再生速度における起動時間を短くすることができる光ディスク装置を提供することにある。
【００３０】
本願発明のさらに他の目的は、フォーカス位置が大きくずれている場合であっても、確実にジッター量が最小となるように収束手段のフォーカス位置を所定の目標位置に調整できる光ディスク装置を提供することにある。
【００３１】
本願発明のさらに他の目的は、振動あるいは光ディスクの傷が存在する場合であっても、フォーカス飛びを起こすことなく、フォーカス制御系のゲインを精度よく安定に調整できる光ディスク装置を提供することにある。
【００３２】
本願発明のさらに他の目的は、振動あるいは光ディスクの傷が存在する場合であっても、トラッキング飛びを起こすことなく、トラッキング制御系のゲインを精度よく安定に調整できる光ディスク装置を提供することにある。
【００３３】
本願発明のさらに他の目的は、振動あるいは光ディスクの傷が存在する場合であっても、収束手段のフォーカス位置を精度よく所定の目標位置に調整できる光ディスク装置を提供することにある。
【００３４】
本願発明のさらに他の目的は、多段階の再生速度で再生する光ディスク装置において、フォーカス制御系のループゲインの調整時間を短縮し、多段階の再生速度における起動時間を短くすることができる光ディスク装置を提供することにある。
【００３５】
本願発明のさらに他の目的は、多段階の再生速度で再生する光ディスク装置において、トラッキング制御系のループゲインの調整時間を短縮し、多段階の再生速度における起動時間を短くすることができる光ディスク装置を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載の光ディスク装置は、記録担体を所定の再生速度で回転させる回転手段と、該記録担体上に光ビームを収束させる収束手段と、該記録担体上に収束されている該光ビームがトラックを横切るように該収束手段を移動させる移動手段と、該記録担体からの反射光を受け取る第１領域から第４領域を有し、該第１領域から第４領域のそれぞれから該反射光に対応する第１検出信号から第４検出信号を出力する光検出手段と、補正量に応じて該第１検出信号の位相を補正することにより第１補正信号を出力し、該補正量に応じて該第２検出信号の位相を補正することにより第２補正信号を出力する位相補正手段と、該位相補正手段から出力される該第１補正信号と該光検出手段から出力される該第４検出信号とを加算することによって得られる第１加算信号と、該位相補正手段から出力される該第２補正信号と該光検出手段から出力される該第３検出信号とを加算することによって得られる第２加算信号との間の位相差に基づいて、該記録担体上に収束されている該光ビームと該トラックとの間の位置ずれを検出し、該位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラックずれ検出手段と、該トラッキングエラー信号に応じて、該記録担体上に収束されている該光ビームが該トラック上に位置するように該移動手段をフィードバック制御するトラッキング制御手段と、該トラッキング制御手段をフィードバック制御させることなく、該トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて、該位相補正手段の該補正量を調整する調整手段とを備え、該調整手段は、該収束手段が所定の方向に移動するように該移動手段を駆動し、該位相補正手段に与えられる複数の補正量候補のそれぞれに応じて、該収束手段の移動中心位置に対する該トラッキングエラー信号の非対称性を計測し、該トラッキングエラー信号の該非対称性に基づいて、該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定する、ことを特徴とする。
【００３８】
本願の請求項２に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置であって、該所定の方向は、該収束手段の該移動中心位置に対して正及び負の両方向であることを特徴とする。
【００３９】
本願の請求項３に記載の光ディスク装置は、請求項２に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該収束手段を正の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値と該収束手段を負の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値との差が最も小さくなるように、該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定することを特徴とする。
【００４０】
本願の請求項４に記載の光ディスク装置は、請求項２に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該収束手段を正の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値と負の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値との絶対値の和が最も小さくなるように、該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定することを特徴とする。
【００４１】
本願の請求項５に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該トラッキングエラー信号の振幅を計測し、該振幅の値が所定以上の値となるような該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定することを特徴とする。
【００４２】
本願の請求項６に記載の光ディスク装置は、請求項１に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該記録担体の再生速度を第１の再生速度から第２の再生速度に変えた際に、該トラッキング制御手段をフィードバックさせることなく、該トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて、該位相補正手段の該補正量を調整することを特徴とする。
【００４３】
本願の請求項７に記載の光ディスク装置は、記録担体を所定の再生速度で回転させる回転手段と、該記録担体上に光ビームを収束させる収束手段と、該記録担体上に収束されている該光ビームがトラックを横切るように該収束手段を移動させる移動手段と、該記録担体からの反射光を受け取る第１領域から第４領域を有し、該第１領域から第４領域のそれぞれから該反射光に対応する第１検出信号から第４検出信号を出力する光検出手段と、補正量に応じて該第１検出信号の位相を補正することにより第１補正信号を出力し、該補正量に応じて該第２検出信号の位相を補正することにより第２補正信号を出力する位相補正手段と、該位相補正手段から出力される該第１補正信号と該光検出手段から出力される該第４検出信号とを加算することによって得られる第１加算信号と、該位相補正手段から出力される該第２補正信号と該光検出手段から出力される該第３検出信号とを加算することによって得られる第２加算信号との間の位相差に基づいて、該記録担体上に収束されている該光ビームと該トラックとの間の位置ずれを検出し、該位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラックずれ検出手段と、該トラッキングエラー信号に応じて、該記録担体上に収束されている該光ビームが該トラック上に位置するように該移動手段をフィードバック制御するトラッキング制御手段と、該トラッキング制御手段をフィードバック制御させることなく、該トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて、該位相補正手段の該補正量を調整する調整手段とを備え、該調整手段は、該記録担体の再生速度を第１の再生速度から第２の再生速度に切り換える際に、該第１の再生速度における該位相補正手段の第1の補正量に基づいて該第２の再生速度における該位相補正手段の第２の補正量を決定することを特徴とする。
【００４４】
本願の請求項８に記載の光ディスク装置は、請求項８に記載の光ディスク装置であって、該調整手段は、該第１の再生速度で調整した該位相補正手段の該第1の補正量に、該第１の再生速度を該第２の再生速度で除算した値を乗じた値を、該第２の再生速度における該位相補正手段の第２の補正量とすることを特徴とする。
【００５８】
本願発明のある局面に従えば、光ディスク装置は、光ビームを収束させる収束手段を、トラックを横切るように移動する移動手段により移動させ、トラッキング制御手段をフィードバック制御させることなく、トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて位相補正手段の位相補正量を調整する。
【００５９】
本願発明の他の局面に従えば、光ディスク装置は、第１の再生速度で調整した位相補正手段の第１の補正量に基づいて、第２の再生速度における位相補正手段の第２の補正量を決定する。
【００６６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。まずレンズシフト時のオフセット補正を図１、図２、図３、図４、及び図５を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示す。前述した図１０の光ディスク装置と同一の要素には同一の参照符号を付している。これらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６７】
モータ１１１は、光ディスク１０７を回転させる。収束レンズ５は、光ビームの収束点が光ディスク１０７の情報記録面上に位置するように制御されている。この状態でコントローラ１５０はスイッチ１２６をオフする。スイッチ１２６がオフされると、トラッキング制御は行われない。コントローラ１５０は、駆動回路１２７に信号を送り収束レンズ１０５をトラックを横切る方向に駆動することにより、収束レンズ５を図２に示す第１のレンズ位置ｘ１まで移動させる。
【００６８】
コントローラ１５０は、位相制御回路１１２ａ、１１２ｂに信号を送り位相制御量を第１の値に設定する。コントローラ１５０は、測定回路１３３よりトラッキングエラー信号の基準レベルに対する最大値（Ａｍａｘ）と最小値（Ａｍｉｎ）を読み取る。コントローラ１５０は、ＡｍａｘとＡｍｉｎとから第１のレンズ位置ｘ１におけるトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する第１の非対称性を求める。
【００６９】
トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性は次式により演算される。
【００７０】
非対称性＝（｜Ａｍａｘ｜−｜Ａｍｉｎ｜）／（｜Ａｍａｘ｜＋｜Ａｍｉｎ｜）ここで、｜Ａｍａｘ｜はＡｍａｘの値の絶対値を表す。また、（｜Ａｍａｘ｜−｜Ａｍｉｎ｜）の値をトラッキングエラー信号のオフセットと呼び、（｜Ａｍａｘ｜＋｜Ａｍｉｎ｜）の値をトラッキングエラー信号の振幅と呼ぶ。
【００７１】
次にコントローラ１５０は、位相制御量を第２の値に設定する。コントローラ１５０は、測定回路１３３よりレンズ位置ｘ１におけるトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する第２の非対称性を計算する。
【００７２】
コントローラ１５０は、この動作を第ｎの位相制御量まで繰り返す。コントローラ１５０は、駆動回路１２７に信号を送り収束レンズ１０５をトラックを横切る方向に駆動することにより、第１のレンズ位置ｘ１と反対方向の第２のレンズ位置ｘ２まで収束レンズ５を移動させる。
【００７３】
コントローラ１５０は、位相制御回路１１２ａ、１１２ｂに信号を送り位相制御量を第１の値に設定する。コントローラ１５０は、測定回路１３３よりレンズ位置ｘ２におけるトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する第１の非対称性を計算する。コントローラ１５０は、位相制御量を第２の値に設定した後、測定回路１３３よりレンズ位置ｘ２におけるトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する第２の非対称性を計算する。
【００７４】
コントローラ１５０は、この動作を第ｎの位相制御量まで繰り返す。コントローラ１５０は各位相制御量におけるレンズ位置ｘ１の非対称性とレンズ位置ｘ２の非対称性の絶対値の和を計算する。コントローラ１５０は、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の絶対値の和がいちばん小さくなる位相制御量になるように、位相制御回路１１２ａ、１１２ｂの位相制御量を設定する。
【００７５】
図２は、本実施の形態に係るトラッキングエラー信号の非対称性からの位相制御量の決定を説明するための図を示す。図２（ａ）は位相制御量をパラメータにしてトラッキングエラー信号の非対称性を示したグラフである。横軸は収束レンズの位置を示しており、縦軸はトラッキングエラー信号の非対称性を示している。図２（ｂ）は位相制御量を横軸にし、各位相制御量におけるレンズ位置ｘ１の非対称性とレンズ位置ｘ２の非対称性との絶対値の和を縦軸にして示したグラフである。コントローラ１５０は、第４の位相制御量の値、すなわちトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の絶対値の和がいちばん小さくなる値に位相制御量を設定する。
【００７６】
上記のように位相制御量を設定すれば、レンズシフトが起こった場合でもトラッキングエラー信号の非対称性のレンズ位置による変化は最小に抑えられる。このため光ディスクのばらつき、光ディスクの経年変化、ヘッドのばらつき等により、偏心の大きい光ディスクが装着されて大きなレンズシフトが起こった場合であっても、トラッキングエラー信号のオフセットを正確に補正でき、高精度で安定なトラッキング制御により偏心の大きい光ディスクを再生することができる。
【００７７】
本実施の形態ではレンズ位置が第１の位置と第２の位置とでのトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性に基づいて位相制御量を決定した。図２に示される様にトラッキングエラー信号の非対称性がレンズの中心位置に対して対称となる場合には、第２のレンズ位置の非対称性を計測せずに、第１のレンズ位置におけるトラッキングエラー信号の非対称性のみに基づいて、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性が最も小さくなる位相制御量を決定しても同様の効果が得られる。
【００７８】
図３は、本実施の形態に係るトラッキングエラー信号の非対称性からの位相制御量の決定を説明するための図を示す。光ディスクのピット形状あるいは光ヘッドの差によっては図２に示したようなレンズの中心位置に対して対称となる特性が得られず、図３に示したようなレンズの中心位置に対して非対称となる特性になることがある。
【００７９】
図３（ａ）は図２（ａ）と同様に、位相制御量をパラメータにしてトラッキングエラー信号の非対称性を示したグラフであり、横軸は収束レンズ位置を、縦軸はトラッキングエラー信号の非対称性を示している。また、図３（ｂ）は位相制御量を横軸にし、各位相制御量におけるレンズ位置ｘ１の非対称性とレンズ位置ｘ２の非対称性との差を縦軸にして示したグラフである。
【００８０】
図２で前述した例ではレンズ位置の第１の位置と第２の位置とでのトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の絶対値の和がもっとも小さくなるようにコントローラ１５０は、位相制御量を決定したが、レンズが中心位置にある状態でトラッキングエラー信号にオフセットが存在する図３のような場合には、コントローラ１５０は、絶対値の和が最小となるように位相制御量を決定する上記方法によっては最適な位相制御量を決定することができない。
【００８１】
即ち、図３（ａ）の場合には、第１のレンズ位置ｘ１と第２のレンズ位置ｘ２でレンズ中心位置に対する非対称性の変化が最も少ない位相制御量は第４の位相制御量である。しかしながら、前述したようにトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の絶対値の和が最も小さくなるように位相制御量が決定されると、第３の位相制御量が選択される。
【００８２】
これを避けるためには図３（ｂ）のように、レンズ位置が第１の位置ｘ１と第２の位置ｘ２でのトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の差がもっとも小さくなるように位相制御量を決定すれば、トラッキングエラー信号の非対称性の絶対値のレンズ位置による変化を最小に抑えることができる。この絶対値の和が最小となるように位相制御量を決定する方法は、図２の様にトラッキングエラーレンズ中心位置に対する非対称性がレンズの中心位置に対して対称となる場合にも適応できる。
【００８３】
図４は、本実施の形態に係るトラッキングエラー信号を説明するための図を示す。コントローラ１５０は、図４に示すように、トラッキングエラー信号の正の値を積分した正の積分値ｍ１と、負の値を積分した負の積分値ｍ２とよりトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性を計算することによっても同様の効果が得られる。
【００８４】
また、トラッキングエラー信号の測定時に光ビームがトラックを数本横切る程度に収束レンズ１０５を微小振動させておけば、光ディスクの偏心の有無に関わらず、コントローラ１５０は、測定時に必ずトラッキングエラー信号の最小値、最大値、もしくはトラッキングエラー信号の正の積分値、負の積分値を検出することができる。
【００８５】
さらに、位相制御量によっては、レンズシフトした場合に、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性がほぼ零でトラッキングエラー信号の振幅が小さくなる場合がある。このような場合には、コントローラ１５０は、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の測定時に、トラッキングエラー信号の振幅も同時に測定する。トラッキングエラー信号の振幅が一定以上である位相制御量のなかから位相制御量を決定することにより、前記と同様の効果が得られる。
【００８６】
また、例えば、コンパクトディスク再生装置は、標準速、２倍速、８倍速等多段階の再生速度で情報を再生する。この場合、コンパクトディスク再生装置は、それぞれの再生速度で上述した計測を行って位相制御量の決定を行えば、多段階の再生速度で前記と同様の効果が得られる。
【００８７】
次に、本実施の形態の係る多段階の再生速度を持つ光ディスク装置の、レンズシフト時におけるトラッキングエラー信号の位相制御量の決定を説明する。
【００８８】
図１を参照して、コントローラ１５０は駆動回路１３５に信号を送り、第１の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は前述したトラッキングエラー信号のオフセット補正の場合と同様に、位相制御回路１１２ａ、１１２ｂの位相制御量を決定する。外部からの信号等により第２の再生速度にする場合は、コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第２の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。
【００８９】
コントローラ１５０は、第２の再生速度の位相制御量を第１の再生速度で決定された位相制御量に基づいて設定する。
【００９０】
図５は、本実施の形態に係る再生速度を変えた場合の位相制御量に対するトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の差を示す。図５に示されるように、位相制御量が標準速の際は制御量ｐ１に設定され、２倍速の際はｐ２に設定されると、レンズシフトが起こった場合でも、標準速、２倍速のそれぞれの再生速度においてトラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の差が最小に抑えられる。図５に示されるように、２倍速の位相制御量ｐ２は標準速の位相制御量ｐ１の１／２である関係にある。即ち、トラッキングエラー信号のレンズ中心位置に対する非対称性の差が最小になる位相制御量の値は、再生速度とほぼ反比例の関係にある。コントローラ１５０は第２の再生速度時は第１の再生速度時の位相制御量に対して、第１の再生速度を第２の再生速度で除算した値を乗じた値を位相制御回路１１２ａ、１１２ｂの位相制御量として設定する。
【００９１】
即ち、位相制御量の決定は所定の再生速度（例えば標準速）でのみ行い、他の再生速度（例えば２倍速）の位相制御量は所定の再生速度での位相制御量に基づいて決定する。このため、位相制御量の調整を再生速度の種類毎に行う必要がない。したがって再生速度の種類毎に位相制御量を調整する場合に比べて、調整時間を短くすることができる。この結果、装置の起動時間を短くすることができる。
【００９２】
次に、収束レンズ１０５のフォーカス位置が大きくずれている場合であっても、確実にジッター量が最小となるように収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整できる光ディスク装置の実施の形態を説明する。
【００９３】
図１を参照して、コントローラ１５０は、スイッチ１２６をオンしてトラッキング制御を行わせる。コントローラ１５０は、ＲＦ信号の振幅を測定する振幅測定回路１３０の出力に基づいて、ＲＦ信号振幅が最大となるように加算器１１５にオフセットを加えフォーカスオフセットを調整する。次に、コントローラ１５０は、ジッター量測定回路１２９の出力に基づいてジッター量が最小となるように加算器１１５にオフセットを加えることにより、オフセットを微調整する。
【００９４】
図６は、本実施の形態に係るフォーカスオフセットに対するＲＦ信号のジッター量及び振幅を示す。横軸はフォーカスエラー信号に加えられるオフセットを示し、縦軸はジッター量及びＲＦ信号の振幅を示す。図６に示すように、フォーカスオフセットが正または負の方向に大きくなるとＲＦ信号のＳ／Ｎが悪くなる。またフォーカスオフセットが大きくなると、ジッター量の特性が得られず、ＲＦ信号のジッター量が検出できなくなる。
【００９５】
従って、初期のデフォーカスが大きいとジッター量が検出できないから、ジッター量に基づいたフォーカス位置の調整ができない。一方、フォーカスオフセットに対するＲＦ振幅の特性は広い範囲に渡ってフォーカスオフセットに対応した特性が得られる。このため、初期のデフォーカスが大きくてもＲＦ振幅に基づいたフォーカス位置の調整ができる。しかしながら、ＲＦ振幅が最大となるオフセットとジッター量が最小となるオフセットとは一致しない。このためＲＦ振幅のみに基づいた調整では最良のフォーカス位置に調整することができない。
【００９６】
そこで、コントローラ１５０は、振幅測定回路１３０の出力に基づいて、ＲＦ信号の振幅が最大となるようにフォーカスオフセットを調整した後に、ジッター量測定回路１２９の出力に基づいてジッター量が最小となるように、フォーカスオフセットを調整する。コントローラ１５０は、このようにして決定したフォーカスオフセットを加算器１１５に加える。このため、初期のデフォーカスが大きくても確実にジッター量が最小となるように収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整できる。この結果高精度に収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整することができる。
【００９７】
次に、振動あるいは光ディスク上の傷等が存在する場合であってもループゲインを精度良く調整できる光ディスク装置の実施の形態を図１及び図９を参照して説明する。
【００９８】
まずフォーカス制御系のループゲインの調整を説明する。
【００９９】
コントローラ１５０は、フォーカス制御系のループゲインを調整するために外乱発生器１３２に信号を送りフォーカス制御系に外乱を加える。異常検出器１３１は前述したように、ＲＦ信号の欠落、トラッキングエラー信号の所定の帯域の成分のレベル等により、光ディスク上の傷、振動等の、外乱発生器から発生する外乱以外の外乱を検出する。
【０１００】
コントローラ１５０は、異常検出器１３１で異常が検出されると、外乱発生器１３２に信号を送り外乱の出力を停止させる。また異常検出器１３１で異常が検出されなくなると、コントローラ１５０は、外乱発生器１３２に信号を送り再び外乱を出力させる。
【０１０１】
図９は、本実施の形態に係る外乱出力一時停止時の各部波形を示す。図９（ａ）を参照して、前述したように、外乱発生器１３２による外乱の印加中に光ディスク上の傷等による外乱が検出された場合には、コントローラ１５０は、計測用の外乱信号の印加を一時停止する。このため、振動あるいは光ディスクの傷による外乱とゲインを調整するために印加される外乱とが加算されることがない。この結果、フォーカス制御が大きく乱れないのでフォーカス飛びを防止できる。
【０１０２】
次にトラッキング制御系のループゲインの調整を説明する。
【０１０３】
コントローラ１５０は、トラッキング制御系のループゲインを調整するため、外乱発生器１３４に信号を送りトラッキング制御系に外乱を加える。コントローラ１５０は、異常検出器１３１で異常が検出されると、外乱発生器１３４に信号を送り外乱の出力を停止させる。また異常検出器１３１で異常が検出されなくなると、コントローラ１５０は、外乱発生器１３４に信号を送り再び外乱を出力させる。
【０１０４】
このように外乱発生器１３４による外乱の印加中に光ディスク上の傷等による外乱が検出された場合には、コントローラ１５０は、計測用の外乱の印加を一時停止する。このため、トラッキング制御が大きく乱れないので、トラック飛びを防止することができる。
【０１０５】
本実施の形態では異常を検出した場合に、ゲインを調整するための外乱の発生を瞬時に停止する例を示したが、異常を検出した場合に、図９（ｂ）に示すように、外乱発生器の出力が零になってから外乱の出力を停止しても上記と同様の効果が得られる。外乱出力停止時の外乱のステップ変化を減らすことができるため、制御の乱れをより軽減することができるからである。
【０１０６】
また、外乱出力の振幅が小さく、外乱によるオフセットが制御に影響を及ぼさない場合には、図９（ｃ）に示すように、異常を検出した時点での外乱発生器の出力値を保持したまま外乱発生器の動作を停止しても、上記と同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
次に、振動あるいは光ディスク上の傷等が存在する場合であっても、精度良く収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整できる光ディスク装置の実施の形態を説明する。
【０１０８】
図１を参照して、コントローラ１５０は、ＲＦ信号の振幅を測定する振幅測定回路１３０の出力に基づいてＲＦ信号の振幅が最大となるように、加算器１１５にオフセットを加えることにより、収束レンズ１０５のフォーカスオフセットを調整していく。この調整最中にコントローラ１５０は異常検出器１３１により振動あるいは光ディスク上の傷等を検出すると、調整を停止する。
【０１０９】
また異常検出器１３１で異常が検出されなくなると、コントローラ１５０は再び調整を開始する。
【０１１０】
図７及び図８は、本実施の形態に係る光ディスク装置の異常検出器１３１の構成及び動作を示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、異常検出器１３１は、ＲＦ信号の振幅のピークをホールドした信号のレベルとスレッショルドレベルとを比較することにより、光ディスク上の傷等によるＲＦ信号の欠落を検出する。
【０１１１】
また図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、異常検出器１３１は、帯域通過フィルター（Ｂ．Ｐ．Ｆ）により検出したトラッキングエラー信号の所定の帯域の成分とスレッショルドレベルとを比較することにより、光ディスク装置に加えられた振動を検出する。
【０１１２】
このように収束レンズ１０５のフォーカス位置の調整中に光ディスク上の傷等による外乱を検出した場合には、コントローラ１５０は、収束レンズ１０５のフォーカス位置の調整を一時停止する。このためコントローラ１５０は、振動あるいは光ディスク上の傷等によるＲＦ信号の振幅、ジッター量の変動の影響を受けることなく、収束レンズ１０５のフォーカス位置を調整することができる。
【０１１３】
外乱が検出されている間は調整のために収束レンズ１０５のフォーカス位置の目標位置を変更することはない。このため、外乱とフォーカス位置の目標位置の変更が同時に起こるために発生するフォーカスとびが防止される。
【０１１４】
なお本実施の形態ではＲＦ信号の振幅が最大となるように、加算器１１５に加えるオフセットを調整している例を示したが、ジッター量測定回路１２９の出力に基づいてジッター量が最小となるように、コントローラ１５０が加算器１１５に加えるオフセットを調整しても上記と同様の効果が得られる。
【０１１５】
また、振幅測定回路１３０の出力とジッター量測定回路１２９の出力とを所定の比で加算した信号が最小となるように、加算器１１５に加えるオフセットをコントローラ１５０が調整しても上記と同様の効果が得られる。
【０１１６】
次に、多段階の再生速度で再生する光ディスク装置において、ループゲインの調整時間を短縮し、起動時間を短くすることができる光ディスク装置の実施の形態を、図１を参照して説明する。
【０１１７】
まず、フォーカス制御系のループゲインの調整時間の短縮を説明する。
【０１１８】
コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第１の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は、外乱出力器１３２に信号を送り、フォーカスエラー信号に外乱を加える。コントローラ１５０は、フォーカスエラー測定回路１３６により外乱出力器１３２から出力される外乱によるフォーカスエラー信号を測定する。コントローラ１５０は、フォーカス制御系のゲインが所定の値となるように可変増幅器１１７の増幅率を決定する。
【０１１９】
外部からの信号等により第２の再生速度にする場合には、コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第２の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は、第１の再生速度のループゲインに第２の再生速度時のゲインと第１の再生速度時のゲインとの差を加えたものを第２の再生速度のループゲインとし、可変増幅器１１７の増幅率を設定する。
【０１２０】
即ち、ループゲインの決定は所定の再生速度でのみ行い、他の再生速度では所定の再生速度でのループゲインをもとにループゲインを決定する。このため、再生速度毎に調整を行う必要がない。この結果、調整時間を短くすることができる。
【０１２１】
次に、トラッキング制御系のループゲインの調整時間の短縮を、図１を参照して説明する。
【０１２２】
コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第１の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は、外乱出力器１３４に信号を送り、トラッキングエラー信号に外乱を加える。コントローラ１５０は、トラッキングエラー測定器１３３により外乱出力器１３４から出力される外乱によるトラッキングエラー信号を測定する。コントローラ１５０は、トラッキング制御系のゲインが所定の値となるように可変増幅器１２４の増幅率を決定する。
【０１２３】
外部からの信号等により第２の再生速度にする場合には、コントローラ１５０は、駆動回路１３５に信号を送り、第２の再生速度になるようにモータ１１１を制御する。コントローラ１５０は、第１の再生速度のループゲインに第２の再生速度時のゲインと第１の再生速度時のゲインとの差を加えたものを第２の再生速度のループゲインとし、可変増幅器１２４の増幅率を設定する。
【０１２４】
即ち、前述したフォーカス制御系のループゲインの調整と同様に、ループゲインの決定は所定の再生速度でのみ行い、他の再生速度では所定の再生速度でのループゲインをもとにループゲインを決定する。このため、再生速度毎に調整を行う必要がない。この結果、調整時間を短くすることができる。
【０１２５】
【発明の効果】
本願発明によれば、光ディスクのばらつき、光ディスクの経年変化等により、光ディスクの偏心が大きい場合であっても、レンズシフトした際の最適な位相補正量を決定することができる。これにより、高精度で安定なトラッキング制御により光ディスクを再生できる光ディスク装置を提供することができる。
【０１２６】
また、本願発明によれば、所定の再生速度でのみトラッキングエラー信号のオフセットの調整を行い、他の再生速度では所定の再生速度でのトラッキングエラー信号のオフセットの調整量をもとにオフセットの調整量を決定する。これにより、レンズシフトした際の最適な位相補正量の調整時間を短くすることができる。この結果、多段階の再生速度における光ディスク装置の起動時間を短くすることができる。
【０１２７】
さらに、本願発明によれば、収束手段のフォーカス位置の調整に際し、ＲＦ信号振幅が最大となるように収束手段のフォーカス位置を調整してジッター量が測定できる状態にした後で、ジッター量が最小となるように収束手段のフォーカス位置を調整する。これにより、ジッター量が測定できずに調整が不可能であるという事態を避けることができる。この結果、確実にジッター量が最小となるように収束手段のフォーカス位置を調整することができる。また読み出したデータの信頼性を高めることが可能となる。
【０１２８】
さらに、本願発明によれば、フォーカス制御系のゲイン調整のための外乱印可時に異常が検出された際には、外乱の印可が一時停止される。これにより、フォーカス制御が外れるのを防ぐことができる。この結果、フォーカス制御系のゲインを精度良く安定に調整することができる。
【０１２９】
さらに、本願発明によれば、トラッキング制御系のゲイン調整のための外乱印可時に異常が検出された際には、外乱の印可が一時停止される。これにより、トラッキング制御が外れるのを防ぐことができる。この結果、トラッキング制御系のゲインを精度良く安定に調整することができる。
【０１３０】
さらに、本願発明によれば、収束手段のフォーカス位置の調整時に異常が検出された際には収束手段のフォーカス位置の調整が一時停止される。これにより、収束手段のフォーカス位置の調整精度が維持される。この結果、フォーカス飛びが起きるのを防ぐことができる。
【０１３１】
さらに、本願発明によれば、所定の再生速度でフォーカス制御のループゲイン調整を行い、所定の再生速度でのループゲイン調整値に基づいて他の再生速度でのフォーカス制御のループゲインを決定する。これにより、多段階の再生速度におけるフォーカス制御のループゲインの調整時間を短くすることができる。この結果、光ディスク装置の起動時間を短くすることができる。
【０１３２】
さらに、本願発明によれば、所定の再生速度でトラッキング制御のループゲイン調整を行い、所定の再生速度でのループゲイン調整値に基づいて他の再生速度でのトラッキング制御のループゲインを決定する。これにより、多段階の再生速度におけるトラッキング制御のループゲインの調整時間を短くすることができる。この結果、光ディスク装置の起動時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る光ディスク装置の構成図である。
【図２】本実施の形態に係るトラッキングエラー信号の非対称性からの位相制御量の決定を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に係るトラッキングエラー信号の非対称性からの位相制御量の決定を説明するための図である。
【図４】本実施の形態に係るトラッキングエラー信号を説明するための図である。
【図５】本実施の形態に係る再生速度を変えた場合の位相制御量に対するトラッキングエラー信号の非対称性の差を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るフォーカスオフセットに対するＲＦ信号のジッター量、振幅を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る光ディスク装置の異常検出器の説明図である。
【図８】本実施の形態に係る光ディスク装置の異常検出器の説明図である。
【図９】本実施の形態に係る外乱出力一時停止時の各部波形を説明するための図である。
【図１０】従来例の光ディスク装置の構成図である。
【図１１】位相差トラッキングエラー信号の検出原理の説明図である。
【図１２】位相差トラッキングエラー回路の内部構成図である。
【符号の説明】
１０１ 光源
１０５ 収束レンズ
１０６ アクチュエータ
１０９ ４分割光検出器
１１２ａ 位相制御回路
１１２ｂ 位相制御回路
１２０ 位相差トラッキングエラー回路
１２９ ジッター量測定回路
１３１ 異常検出器
１５０ コントローラ
Claims (8)
- 記録担体を所定の再生速度で回転させる回転手段と、
該記録担体上に光ビームを収束させる収束手段と、
該記録担体上に収束されている該光ビームがトラックを横切るように該収束手段を移動させる移動手段と、
該記録担体からの反射光を受け取る第１領域から第４領域を有し、該第１領域から第４領域のそれぞれから該反射光に対応する第１検出信号から第４検出信号を出力する光検出手段と、
補正量に応じて該第１検出信号の位相を補正することにより第１補正信号を出力し、該補正量に応じて該第２検出信号の位相を補正することにより第２補正信号を出力する位相補正手段と、
該位相補正手段から出力される該第１補正信号と該光検出手段から出力される該第４検出信号とを加算することによって得られる第１加算信号と、該位相補正手段から出力される該第２補正信号と該光検出手段から出力される該第３検出信号とを加算することによって得られる第２加算信号との間の位相差に基づいて、該記録担体上に収束されている該光ビームと該トラックとの間の位置ずれを検出し、該位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラックずれ検出手段と、
該トラッキングエラー信号に応じて、該記録担体上に収束されている該光ビームが該トラック上に位置するように該移動手段をフィードバック制御するトラッキング制御手段と、
該トラッキング制御手段をフィードバック制御させることなく、該トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて、該位相補正手段の該補正量を調整する調整手段とを備え、
該調整手段は、該収束手段が所定の方向に移動するように該移動手段を駆動し、該位相補正手段に与えられる複数の補正量候補のそれぞれに応じて、該収束手段の移動中心位置に対する該トラッキングエラー信号の非対称性を計測し、該トラッキングエラー信号の該非対称性に基づいて、該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定する、ことを特徴とした光ディスク装置。 - 該所定の方向は、該収束手段の該移動中心位置に対して正及び負の両方向である、請求項１に記載の光ディスク装置。
- 該調整手段は、該収束手段を正の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値と該収束手段を負の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値との差が最も小さくなるように、該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定する、請求項２記載の光ディスク装置。
- 該調整手段は、該収束手段を正の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値と負の方向に移動した際の該トラッキングエラー信号の非対称性を示す値との絶対値の和が最も小さくなるように、該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定する、請求項２に記載の光ディスク装置。
- 該調整手段は、該トラッキングエラー信号の振幅を計測し、該振幅の値が所定以上の値となるような該複数の補正量候補のうちの１つを該位相補正手段の該補正量として決定する、請求項１に記載の光ディスク装置。
- 該調整手段は、該記録担体の再生速度を第１の再生速度から第２の再生速度に変えた際に、該トラッキング制御手段をフィードバックさせることなく、該トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて、該位相補正手段の該補正量を調整する、請求項１に記載の光ディスク装置。
- 記録担体を所定の再生速度で回転させる回転手段と、
該記録担体上に光ビームを収束させる収束手段と、
該記録担体上に収束されている該光ビームがトラックを横切るように該収束手段を移動させる移動手段と、
該記録担体からの反射光を受け取る第１領域から第４領域を有し、該第１領域から第４領域のそれぞれから該反射光に対応する第１検出信号から第４検出信号を出力する光検出手段と、
補正量に応じて該第１検出信号の位相を補正することにより第１補正信号を出力し、該補正量に応じて該第２検出信号の位相を補正することにより第２補正信号を出力する位相補正手段と、
該位相補正手段から出力される該第１補正信号と該光検出手段から出力される該第４検出信号とを加算することによって得られる第１加算信号と、該位相補正手段から出力される該第２補正信号と該光検出手段から出力される該第３検出信号とを加算することによって得られる第２加算信号との間の位相差に基づいて、該記録担体上に収束されている該光ビームと該トラックとの間の位置ずれを検出し、該位置ずれを示すトラッキングエラー信号を出力するトラックずれ検出手段と、
該トラッキングエラー信号に応じて、該記録担体上に収束されている該光ビームが該トラック上に位置するように該移動手段をフィードバック制御するトラッキング制御手段と、
該トラッキング制御手段をフィードバック制御させることなく、該トラッキングエラー信号の非対称性に基づいて、該位相補正手段の該補正量を調整する調整手段と
を備え、
該調整手段は、該記録担体の再生速度を第１の再生速度から第２の再生速度に切り換える際に、該第１の再生速度における該位相補正手段の第1の補正量に基
づいて該第２の再生速度における該位相補正手段の第２の補正量を決定する、光ディスク装置。 - 該調整手段は、該第１の再生速度で調整した該位相補正手段の該第1の補正量に、該第１の再生速度を該第２の再生速度で除算した値を乗じ
た値を、該第２の再生速度における該位相補正手段の第２の補正量とする、請求項８に記載の光ディスク装置。
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| JP24585296 | 1996-09-18 | ||
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