(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクに照射した光の反射光を検出して光信号に変換する光ピックアップ手段と、
該光ピックアップ手段により検出されたトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号の振動成分を吸収し、前記ディスクの回転による前記光ピックアップ手段の振動を収束させるトラッキングドライブ信号及びフォーカスドライブ信号を生成する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記トラッキングエラー信号及び前記フォーカスエラー信号から前記ディスクのトラッキング方向及びフォーカス方向の振動成分を検出する振動検出フィルタと、
該振動検出フィルタにより検出されたトラッキング方向の振動成分に基づいて前記トラッキングエラー信号から前記トラッキング方向の振動成分を吸収するトラッキングフィルタと、
前記振動検出フィルタにより検出されたフォーカス方向の振動成分に基づいて前記フォーカスエラー信号から前記フォーカス方向の振動成分を吸収するフォーカスフィルタと、
を有し、
更に、前記ディスクの回転速度を計測するＦＧ周波数計測手段と、
該ＦＧ周波数計測手段により計測したディスクの回転速度を所定の変換テーブルにより変換し、該変換テーブルによる変換により算出した値を前記制御手段に出力するサンプリング周波数算出手段とをさらに有し、
前記制御手段は、前記サンプリング周波数算出手段により入力された値に基づいて、前記振動検出フィルタのサンプリング周波数を変更することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
基準サンプリング周波数を前記サンプリング周波数算出手段から入力された値で除算した値を前記サンプリング周波数とすることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記サンプリング周波数算出手段により算出された値は、
整数であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記トラッキングフィルタは、
前記振動検出フィルタから入力された前記トラッキング方向の振動成分の極性を反転し、該反転することにより生成した振動打ち消し成分を前記トラッキングエラー信号に加算することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記フォーカスフィルタは、
前記振動検出フィルタから入力された前記フォーカス方向の振動成分の極性を反転し、該反転することにより生成した振動打ち消し成分を前記フォーカスエラー信号に加算することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号は、
前記制御手段による信号処理される前に、アナログ信号からディジタル信号に変換され、前記制御手段により信号処理された後、ディジタル信号からアナログ信号に変換されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク（ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ）の回転による振動成分を吸収するコントローラを有する光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ−ＲＯＭコントローラ分野において、市場の要求により高倍速化が進み、ディスク回転による比較的周波数の高い振動が無視できなくなってきている。このような振動があると、通常再生時のディジタルフィルタのゲイン設定では、トラッキングサーボの追従性が低くなってしまうため、耐振動性を高める手段を施す必要がある。
【０００３】
耐振動性を高める従来技術として、特開平９−４４８６２号公報及び特開平１１−２３８２４５号公報に開示されたものがある。
【０００４】
特開平９−４４８６２号公報には、車搭載用、携帯用のＣＤプレーヤ等において、光ピックアップが外部振動を受けた場合に、外付け回路等でショック振動を検出し、耐振動性の高いフィルタゲインに切り替える方式が開示されている。この場合、振動の周波数が固定であるため、その成分を狙った固定フィルタで十分検出できた。また、音飛びの危険性があることを電子音等により警告する音飛び警告装置も開示されている。
【０００５】
特開平１１−２３８２４５号公報には、ミニディスクによる光磁気記録再生部が搭載されたビデオカメラにおいて、ディスクフォーマットによって、トラッキングエラー信号生成のための信号処理を変える方式が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、再生倍速によってディスク回転速度が切り替わるＣＤ−ＲＯＭにおいては、回転振動が変化していくので、従来構成での振動対策が難しくなってきている。即ち、特開平９−４４８６２号公報に開示された従来技術では、外部振動を吸収する構成は開示されているが、ディスクの回転による回転振動成分を吸収する構成は開示されていない。また、振動検出フィルタの帯域をディスクの回転数に基づいて可変にする構成は開示されていない。
【０００７】
また、特開平１１−２３８２４５号公報に開示された従来技術では、ディスクの回転による回転振動成分を検出する構成はもとより、トラッキングエラー信号から回転振動成分を吸収する構成も開示されていない。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ディスクの回転速度によって変化する振動成分を検出し、当該振動成分を吸収する構成にすることにより、サーボループゲインの最適化を図ることが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ディスクに照射した光の反射光を検出して光信号に変換する光ピックアップ手段と、該光ピックアップ手段により検出されたトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号の振動成分を吸収し、ディスクの回転による光ピックアップ手段の振動を収束させるトラッキングドライブ信号及びフォーカスドライブ信号を生成する制御手段と、を有し、制御手段は、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号からディスクのトラッキング方向及びフォーカス方向の振動成分を検出する振動検出フィルタと、該振動検出フィルタにより検出されたトラッキング方向の振動成分に基づいてトラッキングエラー信号からトラッキング方向の振動成分を吸収するトラッキングフィルタと、振動検出フィルタにより検出されたフォーカス方向の振動成分に基づいてフォーカスエラー信号からフォーカス方向の振動成分を吸収するフォーカスフィルタと、を有し、更に、ディスクの回転速度を計測するＦＧ周波数計測手段と、該ＦＧ周波数計測手段により計測したディスクの回転速度を所定の変換テーブルにより変換し、該変換テーブルによる変換により算出した値を制御手段に出力するサンプリング周波数算出手段とをさらに有し、制御手段は、サンプリング周波数算出手段により入力された値に基づいて、振動検出フィルタのサンプリング周波数を変更することを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、制御手段は、基準サンプリング周波数を前記サンプリング周波数算出手段から入力された値で除算した値をサンプリング周波数とすることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、サンプリング周波数算出手段により算出された値は、整数であることを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、トラッキングフィルタは、振動検出フィルタから入力されたトラッキング方向の振動成分の極性を反転し、該反転することにより生成した振動打ち消し成分をトラッキングエラー信号に加算することを特徴としている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、フォーカスフィルタは、振動検出フィルタから入力されたフォーカス方向の振動成分の極性を反転し、該反転することにより生成した振動打ち消し成分をフォーカスエラー信号に加算することを特徴としている。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号は、制御手段による信号処理される前に、アナログ信号からディジタル信号に変換され、制御手段により信号処理された後、ディジタル信号からアナログ信号に変換されることを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図１において、光ディスク１は、スピンドルモータ２によって回転駆動される。光ディスク１の回転制御は、ＣＬＶ（線速度一定）または、ＣＡＶ（角速度一定）で行われる。ＣＬＶ制御で再生する場合、ディスク内周から外周へかけて光ディスク１の回転が変化し遅くなっていく。ＣＡＶ制御では、あらかじめ設定した倍速に回転速度が保たれる。
【００２５】
スピンドルモータ２は、光ディスク１の中心にある回転軸を回転することにより光ディスク１を回転させる。また、スピンドルモータ２は、回転数に応じてＦＧ信号１８を発生させ、ＦＧ周波数計測部１９に出力する。光ピックアップ３は、光ディスク１に対して照射したレーザ光の反射光をフォトディテクタにより受光して検出し、このフォトディテクタにより得られる光検出信号（ディテクタ信号）４をＲＦランプ５に出力する。
【００２６】
ＲＦランプ５は、光ピックアップ３から入力された微弱な電流である光検出信号４について、電流／電圧変換を行う。また、トラッキングエラー信号、ファーカスエラー信号を生成して、Ａ／Ｄコンバータ６に出力する。
【００２７】
Ａ／Ｄコンバータ６は、ＲＦランプ５から入力されたトラッキングエラー信号、ファーカスエラー信号を量子化して、内蔵ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）９に出力する。
【００２８】
ＤＳＰ９は、フォーカスフィルタ１０、トラッキングフィルタ１１及び振動検出フィルタ１２より構成される。Ａ／Ｄコンバータ６により量子化されたフォーカスエラーＦＥ信号７及びトラッキングエラーＴＥ信号８に演算処理を施し、Ｄ／Ａコンバータ１５に出力する。
【００２９】
フォーカスフィルタ１０は、振動検出フィルタ１２から入力された振動成分Ｆｆｅ２３の極性反転を行い、振動成分Ｆｆｅ２３と逆極性の打ち消し成分を生成する。生成した打ち消し成分をフォーカスエラーＦＥ信号７に加算して振動成分Ｆｆｅ２３を相殺する。振動成分Ｆｆｅ２３が吸収されたフォーカスドライブＦＤ１３信号をＤ／Ａコンバータ１５に出力する。
【００３０】
トラッキングフィルタ１１は、振動検出フィルタ１２から入力された振動成分Ｆｔｅ２４の極性反転を行い、振動成分Ｆｔｅ２４と逆極性の打ち消し成分を生成する。生成した打ち消し成分２２をトラッキングエラー信号７に加算して振動成分Ｆｔｅ２４を相殺する。振動成分Ｆｔｅ２４が吸収されたトラッキングドライブＴＤ信号１４をＤ／Ａコンバータ１５に出力する。
【００３１】
振動検出フィルタ１２は、回転によるトラッキングエラーＴＥ信号８、フォーカスエラーＦＥ信号７の振動成分をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）にて抜き取る。抜き取った振動成分Ｆｔｅ２４、Ｆｆｅ２３をそれぞれトラッキングフィルタ１１、フォーカスフィルタ１０に出力する。
【００３２】
Ｄ／Ａコンバータ１５は、ＤＳＰ９から出力されたトラッキングドライブＴＤ信号１４、フォーカスドライブＦＤ信号１３をディジタル信号からアナログ信号に変換する。該変換した信号１６をピックアップドライバ１７に出力する。ピックアップドライバ１７は、Ｄ／Ａコンバータ１５から出力された信号１６に基づいて光ピックアップ３を駆動させる。
【００３３】
ＦＧ周波数計測部１９は、スピンドルモータ２から入力されたＦＧ信号１８の周期から光ディスク１の回転速度を検出し、回転速度データ２０をサンプリング周波数制御部２１に出力する。
【００３４】
サンプリング周波数制御部２１は、ＦＧ周波数計測部１９から入力された回転速度データ２０から変換テーブルによって振動検出フィルタ１２のサンプリング周波数１／ｎ＊ｆｓ（ｎ：整数、ｆｓ：基準サンプリング周波数）のｎの値を決定する。サンプリング周波数制御部２１は、決定したｎの値を信号２２により、ＤＳＰ９に出力する。
【００３５】
図２は、振動検出フィルタ１２の構成を示す回路図である。フィルタの係数Ｃｎ、遅延器Ｚ−１には、読み込み書き込み可能なＲＡＭが使用される。これらの素子によりバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が構成される。量子化されたトラッキングエラーＴＥ信号８、フォーカスエラーＦＥ信号７には振動成分が含まれており、ＢＰＦでその成分を抽出する。
【００３６】
振動検出フィルタ１２のサンプリング周波数は、１／ｎ＊ｆｓ（ｎ：整数、ｆｓ：基準サンプリング周波数）に変更可能な構成にしている。スピンドルモータ２は、スピンドルモータ２の回転数に応じて、ＦＧ信号１８を発生させる。このＦＧ信号１８が、ＦＧ周波数計測部１９に供給される。
【００３７】
ＦＧ周波数計測部１９は、ＦＧ信号１８の周期から光ディスク１の回転速度を検出し、サンプリング周波数制御部２１に出力する。サンプリング周波数制御部２１は、光ディスク１の回転速度データ２０から変換テーブルによって振動検出フィルタ１２のサンプリング周波数１／ｎ＊ｆｓのｎを決定する。サンプリング制御部２１によって決定されたｎは、ＤＳＰ９に出力される。
【００３８】
ＤＳＰ９は、信号２２を受けて振動検出フィルタ１２のサンプリング周波数を切り替える。サンプリング周波数の切り替えは、演算の間引きで行われる。例えば、ｎ＝４の場合、ｆｓ４周期に１度の計算を行い、ダウンサンプリングを実現させる。
【００３９】
サンプリング周波数は、１／ｎ＊ｆｓ（ｎ：整数、ｆｓ：基準サンプリング周波数）の可変サンプリングが可能な構成にしてあるので、プログラマブルにフィルタの特性を実現することができる。例えば、２４倍速、３２倍速、４０倍速に再生速度を上げていった場合、サンプリング周波数を、１／３２ｆｓ、１／１６ｆｓ、１／４ｆｓに切り替えて、ＢＰＦの中心周波数ｆｏを推移させることで、回転によって推移する振動成分を抜き出すことが可能である。ＢＰＦにより抜き出された振動成分Ｆｔｅ２４、Ｆｆｅ２３は、トラッキングフィルタ１１、フォーカスフィルタ１０に出力され、トラッキングフィルタ１１、フォーカスフィルタ１０により吸収される。
【００４０】
図３は、回転振動の吸収を行うトラッキングフィルタ１１の構成を示す回路図である。トラッキングフィルタ１１は、ＢＰＦによってトラッキングエラー信号ＴＥ８から抜き出された振動成分Ｆｔｅ２４を、該振動成分を打ち消す極性にして、トラッキングフィルタ１１に加算し、光ピックアップ３の横方向の振動吸収を行う。
【００４１】
また図示しないが、上記の処理と同様に、フォーカスフィルタ１０は、フォーカスエラー信号ＦＥ７から抜き出された振動成分Ｆｆｅ２３を、該振動成分を打ち消す極性にして、フォーカスフィルタ１０に加算し、光ピックアップ３の縦方向の振動吸収を行う。
【００４２】
本発明の実施の形態における光ディスク装置の振動の打ち消し動作を図４を参照しながら説明する。図４の各々の波形は、回転振動が発生している状態でのそれぞの信号を示している。領域Ａは、まだ振動の打ち消し成分２５を加算していない状態であり、領域Ｂは、振動の打ち消し成分２５を加算し、振動を吸収した状態を示している。
【００４３】
光ディスク１を高倍速で再生させると、光ディスク１の高回転により光ピックアップ３に振動が発生する。その振動成分は、ディテクタ信号４にのり、ＲＦアンプ５に出力される。また、その振動成分は、ＲＦアンプ５において演算されたトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号に影響を与える。
【００４４】
例えば、トラッキングエラーＴＥ信号８にはＡ領域に示されるような振動成分が含まれる。この振動成分を図２のＢＰＦによって抜き出すことにより、振動成分Ｆｔｅ２４が得られる。係数Ｃ８により振動成分Ｆｔｅ２４の極性を反転させることによって、振動成分Ｆｔｅ２４とは逆極性の打ち消し成分２５が得られる。この打ち消し成分２５を通常のトラッキングフィルタ１１に加算することで、ループゲインの振動成分が相殺される。
【００４５】
Ｂ領域の部分が、打ち消し成分２５を加算した状態である。打ち消し成分２５を加算することで、トラッキングドライブＴＤ信号１４からは、振動成分Ｆｔｅ２４の逆のドライブが出力されて、その結果、光ピックアップ３の横方向の振動が収束する。また、フォーカスエラーＦＥ信号７についても同様の処理により、光ピックアップ３の縦方向の振動が収束する。
【００４６】
再生倍速を切り替えた場合、トラッキングエラーＴＥ信号８、フォーカスエラーＦＥ信号７に含まれる振動成分も変化する。振動成分が大きく変化した場合、ＢＰＦを構成する係数Ｃｎの変更では、最適に振動成分を抜き出すことが難しくなる。その場合、ＢＰＦのサンプリング周波数を変更し、Ｆｏ（ＢＰＦ中心周波数）をシフトさせる必要がある。
【００４７】
図５は、再生倍速に対する周波数成分の推移を示した波形図である。光ディスク１の回転によって生じる振動成分は、回転数が上がるとその周波数成分も回転数に応じてシフトする。例えば、８倍速回転から１６倍速回転へ２倍に回転数が上がると、振動成分の中心周波数Ｆｏも２倍の位置までシフトする。
【００４８】
ＢＰＦでは、振動周波数の推移に合わせて中心周波数Ｆｏをシフトさせないと、適切な振動成分を抜き出すことが困難になる。ディジタルフィルタの特徴として、サンプリング周波数を２倍にすると中心周波数Ｆｏも比例して２倍になるという性質がある。
【００４９】
図６は、ＢＰＦのサンプリング周波数変更に対する中心周波数Ｆｏの推移を示した波形図である。サンプリング周波数が１／８、１／４と変化すると、中心周波数Ｆｏも１／８、１／４と比例して変化する性質がある。この性質を利用して、回転数を検出し、変更量に合わせてサンプリング周波数の変更を行えば、ＢＰＦの中心周波数Ｆｏが変更され、振動成分の中心に適切に合わせることができる。
【００５０】
適切な振動成分が抜き取られれば、図３に示すようにＤＳＰ演算において、トラッキングエラーＴＥ信号８及びフォーカスエラーＦＥ信号７の振動成分が吸収されるようになる。
【００５１】
ＢＰＦのサンプリング周波数１／ｎ＊ｆｓの切替え動作について図１を用いて説明する。再生倍速が上がると、ＦＧ信号１８の周波数が上がる。ＦＧ信号１８の周発数は、ＦＧ周波数計測部１９によって検出される。ＦＧ周波数計測部１９は、ＦＧ信号１８のエッジを検出し、エッジ検出毎にカウント結果をラッチし、その後、カウンタをリセットする。ラッチデータは、信号２０によりサンプリング周波数制御部２１に出力される。
【００５２】
サンプリング周波数制御部２１は、周波数計測結果を付加した信号２０を変換テーブルを用いて１／ｎ＊ｆｓのｎに変換する。変換され導きだされたｎの値を付加した信号２２をＤＳＰ９に出力する。変換テーブルは、例えば、倍速毎にｎが切り替わるような周波数に閾値が設定されている。
【００５３】
信号２２が切り替わると、ＤＳＰ９は、振動検出フィルタ１２のサンプリング周波数を切り替える。サンプリング周波数が切り替わると、図４のＢ領域の様に、適切にトラッキングエラーＴＥ信号８及びフォーカスエラーＦＥ信号７の振動成分が吸収されるようになる。
【００５４】
なお、本発明の他の実施の形態として、その基本的構成は上記のとおりであるが、サンプリング周波数制御部２１内にセレクタを設けて、外部システムコントローラからダウンサンプリング周波数１／ｎ＊ｆｓのｎを設定する構成も可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の光ディスク装置によれば、振動検出フィルタ１２において、振動成分を抜き取り、当該振動成分をサーブループゲインに相殺するように加算し、振動成分を吸収する構成にしたため、ディスクの高回転によって生じる振動を吸収し、サーボのループゲインを最適化することができる。その結果、ディスクの回転振動によるトラック飛び、フォーカス外れを防止することができる。
【００５６】
また、ディジタルフィルタにおいて、フィルタ係数を変更するのではなく、サンプリング周波数を変更することにより、ディスクの回転振動のように振動成分の周波数が２倍、４倍と大きく変動する可能性のある振動でも適切に抜き出すことができる。
【００５７】
さらに、ディスクの回転速度を随時監視し、自動的にフィルタの帯域を切り替えられる構成にしてあることにより、ＣＬＶスピンドル制御のようにディスク内周から外周へとディスク回転速度が変化する場合でも、振動成分を抜きとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における光ディスク装置の構成を示したブロック図である。
【図２】振動検出フィルタ１２の内部構成を示した回路図である。
【図３】トラッキングフィルタ１１の内部構成を示した回路図である。
【図４】本発明の実施の形態における振動の打ち消し動作を説明するための波形図である。
【図５】光ディスク１の再生倍速に対する周波数成分の推移を示した波形図である。
【図６】ＢＰＦのサンプリング周波数変更に対する中心周波数Ｆｏの推移を示した波形図である。
【符号の説明】
１  光ディスク
２  スピンドルモータ
３  光ピックアップ
５  ＲＦアンプ
６  Ａ／Ｄコンバータ
９  ディタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）
１０  フォーカスフィルタ
１１  トラッキングフィルタ
１２  振動検出フィルタ
１５  Ｄ／Ａコンバータ
１７  ピックアップドライバ
１９  ＦＧ周波数計測部
２１  サンプリング周波数制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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