(57)【要約】  本発明は、光学ドライブ内での、たとえばCD、DVD、HD-DVD又はBDといった光学担体上の放射線ビームの位置を制御する方法を開示している。最初に光ピックアップユニット(OPU)が光学担体に対して固定され、かつたとえば半径又は焦点エラー信号(FE,RE)のようなエラー信号に応答する閉ループ制御-所謂捕獲-が確立される。続いてサーボ制御手段(9,50)によって、第1帯域(BW1)が安定期間(SP)内に設定され、それに続いてサーボ制御手段の第2帯域(BW2)が設定される。第2帯域(BW2)は第1帯域(BW1)よりも低い。本発明は、帯域の切り換えに用いられることで、光学ドライブのよりしっかりとした動作を提供する。その理由は、第1帯域と第2帯域がそれぞれ別個に最適化できるからである。それに加えて光ピックアップユニット(OPU)の電力消費を減少させることができる。
2009520308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線ビームを放出することが可能な放射手段を有する光ピックアップユニット(OPU)、及び
光学担体上での前記放射線ビームの目標位置と実際位置との差異を示すエラー信号に応答して前記担体上の前記放射線ビーム位置を制御するサーボ制御手段、
を有する光学ドライブ内での前記光学担体上の前記放射線ビーム位置を制御する方法であって、
前記光学担体に対して前記光ピックアップユニット(OPU)を固定する手順、
前記光ピックアップユニット(OPU)の固定後、前記エラー信号に応答する閉ループ制御を確立する手順、
安定化期間中に前記サーボ制御手段の第1帯域幅を設定する手順、及び
前記安定化期間後、前記第1帯域幅よりも狭い前記サーボ制御手段の第2帯域幅(BW2)を設定する手順、
を有する方法。
【請求項２】
前記光ピックアップユニット(OPU)が、粗い変動後に固定される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記安定化期間の長さは、前記エラー信号の変化速度及び/又は前記エラー信号の大きさに依存する、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記安定化期間での前記サーボ制御手段の第1帯域幅の値は、前記エラー信号の変化速度及び/又は前記エラー信号の大きさに依存する、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記エラー信号が、前記担体上での前記放射線ビームの半径位置を制御する半径エラー信号である、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記第2帯域幅が前記担体の回転速度に依存する、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記エラー信号が、前記担体上での前記放射線ビームの焦点位置を制御する焦点エラー信号である、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記第2帯域幅とは異なる前記サーボ制御手段の第3帯域幅を設定する手順をさらに有する、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記第3帯域幅は、前記のサーボ制御手段の第2帯域幅よりも広い、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記第3帯域幅が前記担体の回転速度に依存する、請求項8に記載の方法。
【請求項１１】
関連する光学担体からのデータの読み取り及び/又はその光学担体へのデータの書き込みが可能な光学ドライブであって、
放射線ビームを放出することが可能な放射手段を有する光ピックアップユニット(OPU)、
前記光学担体上での前記放射線ビームの目標位置と実際位置との差異を示すエラー信号に応答して、前記担体上の前記放射線ビーム位置を制御するサーボ制御手段、
前記光学担体に対して前記光ピックアップユニット(OPU)を固定する作動手段、
を有し、
前記サーボ手段は、前記光ピックアップユニット(OPU)の固定後に前記エラー信号に応答する閉ループ制御を確立するように備えられ、
前記サーボ手段はさらに、安定化期間中での前記サーボ手段の第1帯域幅を設定するように備えられ、かつ
前記第1帯域幅よりも狭い前記のサーボ手段の第2帯域幅を設定することは、前記安定化期間後であることを意味する、
光学ドライブ。
【請求項１２】
関連する光学ドライブを制御するように備えられた処理手段であって、
当該光学ドライブは、
放射線ビームを放出することが可能な放射手段を有する光ピックアップユニット(OPU)、
前記光学担体上での前記放射線ビームの目標位置と実際位置との差異を示すエラー信号に応答して、前記担体上の前記放射線ビーム位置を制御するサーボ制御手段、
前記光学担体に対して前記光ピックアップユニット(OPU)を固定する作動手段、
を有し、
ここで当該処理手段は、光ピックアップユニット(OPU)の固定後に前記エラー信号に応答する閉ループ制御を確立するように備えられ、
前記処理手段はさらに、安定化期間中での前記サーボ手段の第1帯域幅を設定するように備えられ、かつ
前記第1帯域幅よりも狭い前記のサーボ手段の第2帯域幅を設定することは、前記安定化期間(SP)後であることを意味する、
処理手段。
【請求項１３】
関連するデータ記憶手段を有する少なくとも1つのコンピュータを含むコンピュータシステムが、請求項１に記載の光学ドライブを制御できるように備えられたコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ドライブ内での、たとえばCD、DVD、HD-DVD又はBDといった光学担体上の放射線ビームの位置を制御する方法に関する。本発明はまた、対応する光学ドライブ、対応する処理手段、及び対応するコンピュータプログラム製品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
光学ディスクからの情報すなわちデータの記録又は再生を行う光学ドライブでは、たとえば光ピックアップユニット(OPU)からのレーザー光のような集束ビームを光学ディスクの所望のトラック上に維持するのに、サーボシステムが用いられる。サーボシステムは、レーザー光が光学ディスク上のトラックを正確に追随することを可能にする。それによりトラック内での信頼性のあるデータ記録又はトラックからの安定したデータ読み取りが保証される。いくつかの周知な半径制御方法には、案内溝所謂プリグルーブを有する再書き込み/記録可能な光学ディスクのためのプッシュプル方法、及び読み取り専用メモリ(ROM)形式の光学ディスクのための位相差検出(DPD)方法が含まれる。
【０００３】
光学ドライブは典型的には、2軸微調整アクチュエータによって焦点方向及び半径方向で可動な焦点レンズを有する。そのようにして2軸微調整アクチュエータは、光学ディスク上でのレーザー光の焦点位置及び半径位置を微調整する。光学ドライブによっては、半径方向でのディスクの傾きを補償するように、そのディスクの接線軸の周りで回転することが可能である。これは日傘欠陥(umbrella  defect)として知られている。OPUの半径方向での変位によって、ディスク上でのレーザー位置の粗調整が行われる。よってこの半径及び焦点サーボ制御は、光学ドライブの安定的で信頼性のある動作のための動的制御系であると理解される必要がある。
【０００４】
ほとんどの物理的閉ループ制御系と同様に、光学ドライブの半径及び焦点サーボ機構は、周波数応答として周知の低パス振る舞いを有する。たとえば光学ドライブの半径サーボ機構は、ある特定の半径帯域幅によって特徴付けることができる。その帯域幅は典型的には、高速DVD及びたとえば48×CDや4×BDのような高速モードでは5-10kHzである。この幅を超えると半径サーボ機構は不安定になる。サーボループに必要な帯域幅は、光学ディスクの仕様、読み取り/書き込み中での許容残留誤差、ディスクの偏心、ドライブ中でのディスクの回転速度、ディスクの欠陥（黒点、ひっかき傷、指紋など）等に依存する。許容残留誤差はディスク上のトラックピッチに関連づけられるので、ディスク上の実際位置の許容残留誤差は時間と共に一定の割合で減少する。つまり制御系の応答速度の指標である帯域幅をより広くしなければならなくなる。
【０００５】
しかし到達可能な帯域幅は、光学ドライブの機械設計-つまりアクチュエータ構造の実効ばね定数及び減衰定数-によって制限される。従って機械設計は、制御系を安定にすることを可能にする帯域幅に対して上限を課している。よって最高可能レベルの帯域幅と制御系を安定にする帯域との間での妥協が図られていることが問題である。帯域幅の妥協値を発見した後、この帯域値は制御系によって維持されなければならない。
【０００６】
特許文献1は、焦点/半径制御系を調節することできる光学ドライブの自動ゲイン調節方法について開示している。その調節方法では、光学ドライブのディスクアクセス動作前に光学ドライブの機械/光学特性の内部変化が補償される。大抵の制御系のゲインは、周波数応答の帯域幅を決定する重要な因子である。よって帯域幅は調節可能であるが、ディスクアクセス動作中では、焦点及び半径制御系の帯域幅は依然として一定に保たれている。従ってこの方法もまた妥協した帯域幅の値を有する。複数の光学ドライブの動作条件では、仕様が最適ではない。たとえば、（半径方向又はディスクに垂直な方向のいずれかでの）レーザースポットとディスクとの間の初期速度差は十分迅速に小さくできないため、トラックの損失が生じる、あるいは制御系が本質的に不安定となる恐れがある。どちらにせよ結果としては望ましくない。
【０００７】
従って、光学担体上での放射線ビーム位置を制御する方法を改善することは有利である。具体的には、より効率的かつ/又は信頼性のある方法が有利である。
【特許文献１】米国特許第6157601号明細書
【非特許文献１】フランクリン(G.F.Franklin)他、「動的な系のフィードバック制御（Feedback  control  of  Dynamic  Systems）」、2002年、プレンティスホール株式会社（Prentice-Hall  Inc）出版
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明は単独又は併用によって、上述の不利益の1つ以上を緩和又は除去することを模索することが好ましい。具体的な本発明の目的は、最適な性能の光学ドライブによって、従来技術に係る上述の問題点を解決する方法を提供することと考えることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的及び複数の他の目的は、本発明の第1態様では、光学ドライブ内での光学担体上の放射線ビーム位置を制御する方法を供することによって得られる。当該光学ドライブは、
-放射線ビームを放出することが可能な放射手段を有する光ピックアップユニット(OPU)、
-前記光学担体上での前記放射線ビームの目標位置と実際位置との差異を示すエラー信号に応答して、前記担体上の前記放射線ビーム位置を制御するサーボ制御手段、
を有する。
【００１０】
当該方法は、
1)前記光学担体に対して前記光ピックアップユニット(OPU)を固定する手順、
2)前記光ピックアップユニット(OPU)の固定後、前記エラー信号に応答する閉ループ制御を確立する手順、
3)安定化期間(SP)中に前記サーボ制御手段の第1帯域幅(BW1)を設定する手順、及び
4)前記安定化期間(SP)後、前記第1帯域幅(BW1)よりも狭い前記サーボ制御手段の第2帯域幅(BW2)を設定する手順、
を有する。
【００１１】
本発明は、2つの異なる帯域幅を有する光学ドライブを供するのに特に有利であるがこれに限定されるわけではない。従って第1帯域幅と第2帯域幅のいずれも別個に最適化可能である。ここで最初である第1帯域幅は後続の第2帯域幅よりも広い。これは、妥協による帯域幅が選ばれ、かつこの妥協による値が光学ドライブの様々な動作状態にとって最適の仕様を有していない従来技術の解決法とはかなり異なる。よって本発明によると、たとえば半径エラー信号又は焦点エラー信号のようなエラー信号に応答する閉ループ制御を確立した後、放射線ビームの速度及び位置のエラー信号の迅速かつ効率的に最小化すなわち小さくするため、第1の広い帯域幅が設定される。その第1の広い帯域幅は、閉ループ制御が確立される、つまり制御ループが閉じられる前に、任意で設定されて良い。安定化期間(SP)後、サーボ制御手段の帯域幅は、第1帯域幅よりも狭い第2帯域幅になる。このようにして、よりしっかりとした光学ドライブの操作方法が供される。それに加えて、帯域幅を別個に最適化できるので、光ピックアップユニットの許容損失、特にレンズ系の作動手段に係る許容損失は小さくすることができる。
【００１２】
本発明の手順2)は、所謂“捕獲”、つまり“半径捕獲”又は“焦点捕獲”としても知られている。捕獲後、（エラー信号を介した）閉ループ制御プロセスによるサーボ制御手段は、放射線ビームの位置を十分に制御するものと解される。放射線ビームのこのような制御は、一般的に、本発明の手順3)及び4)の間に行われて良い。
【００１３】
一般的に光ピックアップユニット(OPU)は、粗い変動後に固定されて良い。“粗い”という語は、光ピックアップユニット内部においてレンズ系によって行われる変位に対するものであると考えられる。固定は、光ピックアップユニットと機械的に接続する適当な作動手段の電源をオフにすることによって実行されて良い。当技術分野においては、OPUを変動させる作動手段はまた、OPU内部のミクロ変動手段とは対照的な、所謂マクロ変動手段としても知られている。
【００１４】
ある実施例では、安定化期間(SP)の長さは、減衰の必要性に適合できるように、エラー信号の変化速度に依存して良い。よってエラー信号の1次導関数又はその大きさは、安定化期間(SP)の長さを適応させるのに用いられて良い。エラー信号の1次導関数は、対応する位置エラーの相対速度信号と等価であって良い。任意で、たとえば位置エラーの加速度の大きさのような、エラー信号の高次導関数が用いられても良い。あるいはその代わりに、又はそれに加えて、安定化期間(SP)の長さを調節するのに、エラー信号の大きさが用いられて良い。たとえば上限及び/又は下限が事前に設定されて良い。上限よりも大きい、かつ/又は下限よりも小さい場合には、ある特定の長さの安定化期間(SP)が与えられて良い。これは、光学ドライブ中の参照テーブルによって実装されて良い。安定化期間(SP)の長さは、5-500μsec、50-400μsec、100-300μsec、又は150-250μsecであって良い。安定化期間の適切な値は、50,100,150,200,250,300,350,400,450又は500μsecであって良い。
【００１５】
他の実施例では、安定化期間(SP)でのサーボ制御手段の第1帯域幅(BW1)の値は、動的減衰を供するため、エラー信号の変化速度に依存して良い。よってエラー信号の1次導関数又はその大きさは、安定化期間(SP)でのサーボ制御手段の第1帯域幅(BW1)の値を適応させるのに用いられて良い。任意で、たとえば位置エラーの加速度の大きさのような、エラー信号の高次導関数が用いられても良い。あるいはその代わりに、又はそれに加えて、安定化期間(SP)でのサーボ制御手段の第1帯域幅(BW1)の値を調節するのに、エラー信号の大きさが用いられて良い。たとえば上限及び/又は下限が事前に設定されて良い。上限よりも大きい、かつ/又は下限よりも小さい場合には、ある特定のサーボ制御手段の第1帯域幅(BW1)の値が与えられて良い。これは、光学ドライブ中の参照テーブルによって実装されて良い。安定化期間(SP)  でのサーボ制御手段の第1帯域幅(BW1)の値は、1-20kHz、2-15kHz、3-10kHz、又は5-8kHzであって良い。第1帯域幅(BW1)及び/又は第2帯域幅(BW2)の適切な値は、1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19又は20kHzであって良い。
【００１６】
場合によってエラー信号は、担体上での放射線ビームの半径位置を制御する半径エラー信号であって良い。従って担体の回転速度に合わせて帯域幅を変化させることで、たとえば読み取り及び/又は書き込み中での制御ループの安定性を増大させるため、第2帯域幅は担体の回転速度に依存して良い。
【００１７】
場合によってエラー信号は、担体上での放射線ビームの焦点位置を制御する焦点エラー信号であって良い。従って当該方法は、前記第2帯域幅とは異なるサーボ制御手段の第3帯域幅を設定する手順をさらに有して良い。このことは、半径捕獲が行われた後についても当てはまるだろう。場合によっては、焦点制御ループの安定性を増大させるため、サーボ制御手段の第3帯域幅は第2帯域幅よりも広い。それに加えて担体の回転速度に合わせて帯域幅を変化させることで、たとえば読み取り及び/又は書き込み中での制御ループの安定性を増大させるため、第3帯域幅は担体の回転速度に依存して良い。
【００１８】
第2態様では、本発明は、関連する光学担体からのデータの読み取り及び/又はその光学担体へのデータの書き込みが可能な光学ドライブに関する。当該光学ドライブは、
-放射線ビームを放出することが可能な放射手段を有する光ピックアップユニット(OPU)、
-前記光学担体上での前記放射線ビームの目標位置と実際位置との差異を示すエラー信号に応答して、前記担体上の前記放射線ビーム位置を制御するサーボ制御手段、
-前記光学担体に対して前記光ピックアップユニット(OPU)を固定する作動手段、
を有する。
【００１９】
ここでサーボ手段は、サーボ制御手段は、光ピックアップユニット(OPU)の固定後に前記エラー信号に応答する閉ループ制御を確立する。前記サーボ手段はさらに、安定化期間(SP)中での前記サーボ手段の第1帯域幅(BW1)を設定するように備えられる。そして前記第1帯域幅(BW1)よりも狭い前記のサーボ手段の第2帯域幅(BW1)を設定することは、前記安定化期間(SP)後であることを意味する。
【００２０】
第3態様では、本発明は、関連する光学ドライブを制御するように備えられた処理手段に関する。当該光学ドライブは、
-放射線ビームを放出することが可能な放射手段を有する光ピックアップユニット(OPU)、
-前記光学担体上での前記放射線ビームの目標位置と実際位置との差異を示すエラー信号に応答して、前記担体上の前記放射線ビーム位置を制御するサーボ制御手段、
-前記光学担体に対して前記光ピックアップユニット(OPU)を固定する作動手段、
を有する。
【００２１】
ここでサーボ手段は、サーボ制御手段は、光ピックアップユニット(OPU)の固定後に前記エラー信号に応答する閉ループ制御を確立する。前記サーボ手段はさらに、安定化期間(SP)中での前記サーボ手段の第1帯域幅(BW1)を設定するように備えられる。そして前記第1帯域幅(BW1)よりも狭い前記のサーボ手段の第2帯域幅(BW1)を設定することは、前記安定化期間(SP)後であることを意味する。
【００２２】
前記処理手段は、デジタル処理装置、アナログ処理装置、又はこれらを組み合わせたものであって良い。同様に前記処理手段は、電気的に接続する別個の副処理装置にさらに分割されて良い。
【００２３】
第4態様では、本発明は、コンピュータシステムが本発明の第1態様による光学ドライブを制御できるように備えられたコンピュータプログラム製品に関する。そのコンピュータシステムは、関連するデータ記憶媒体を有する少なくとも1つのコンピュータを含む。
【００２４】
本発明のこの態様は、コンピュータシステムが本発明の第1態様に係る操作を実行することを可能にするコンピュータプログラム製品によって、本発明が実施可能であるという点で有利であるが、これに限定されるわけではない。よって既知の光学ドライブの中には、前記光学ドライブを制御するコンピュータシステム上にコンピュータプログラム製品をインストールすることによって、本発明に従った動作をするように変化可能なものがあることが考えられる。係るコンピュータプログラム製品は、如何なる種類のコンピュータでの読み取りが可能な媒体に供されて良い。コンピュータでの読み取りが可能な媒体とは、たとえば磁気若しくは光に基づく媒体、又はたとえばインターネットのようなコンピュータに基づくネットワークである。
【００２５】
本発明の第1、第2、第3、及び第4態様は、それぞれ他の態様と併用されて良い。本発明のこれら及び他の態様は、以降で説明される実施例を参照することで明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
ここであくまで例示として添付の図面を参照しながら本発明について説明する。
【００２７】
図1は、本発明による光学ドライブ/装置に係る実施例の概略的ブロック図である。光学担体1は、保持手段30によって固定され、かつ回転する。
【００２８】
ある実施例では、担体1は、放射線ビーム5の手段による情報の記録に適した材料を有する。記録材料はたとえば、磁気光学型、相変化型、色素型、Cu/Siのような合金型、又は他の適当な材料であって良い。情報は、担体1上での光学的に検出可能な領域の形態で記録されて良い。このような領域は、再書き込み可能(RW)媒体ではマークと呼ばれ、かつ書き込み可能、すなわち1回だけ書き込みことができて何度でも読み取れる媒体(WORM)ではピットと呼ばれる。
【００２９】
他の実施例では、担体1は、読み取り専用型である。読み取り専用型の担体では、情報すなわちデータが読み取られるが、その担体1にデータを記録することはできない。この型の担体1は、読み取り専用メモリ(ROM)形式を有して良い。
【００３０】
光学ドライブ/装置は、光学ヘッドすなわち光ピックアップ(OPU)を有する。光学ヘッド20は、作動手段21によって変位可能である。作動手段21とはたとえば、ステッピングモータ、又はOPUを半径方向に変位させることのできる他の電気モータである。光学ヘッド20は、光検出系10、放射線源4、ビームスプリッタ6、対物レンズ7、及びレンズ変位手段9を有する。レンズ変位手段9は、担体1の半径方向と焦点方向の両方にレンズを変位させることができる。レンズ変位手段9はまた、担体1の日傘欠陥(umbrella  defect)を補償するように、担体1の接線方向の軸の周りでレンズ7を回転させるように備えられても良い。光学ヘッド20はまた、ビーム分配手段22をも有して良い。ビーム分配手段22とはたとえば、3点スポットでの差動プッシュプル半径トラッキング又は他の適用可能な制御方法に用いられる、放射線ビーム5を少なくとも3成分に分割することのできる回折格子又はホログラフィパターンである。簡明を期すため、放射線ビーム5は、ビーム分配手段22を通過した後の1本のビームとして図示されている。同様に、反射される放射線8もまた、たとえば3点のスポット及びそれらの回折のような、2成分以上をも有して良い。しかし簡明を期すため、図1には1本のビーム8のみが図示されている。
【００３１】
光検出系10の機能は、担体1から反射された放射線8を電気信号に変換することである。よって光検出系10は、たとえばフォトダイオード、電荷結合素子(CCD)等といった、1つ以上の電気出力信号を発生させることのできる光検出器を複数含む。複数の光検出器は、互いに空間的に配置され、かつ、たとえば焦点エラー信号FE及び半径トラックエラー信号REのようなエラー信号の検出が可能となるように、十分な時間分解能を有している。RE信号は、たとえば2つのセグメント化された光検出器から得られるプッシュプル信号PPであって良い。焦点エラー信号FE及び半径トラックエラー信号REは処理装置50へ送られる。処理装置50では、担体1上の放射線ビーム5の半径位置及び焦点位置を制御するのに、以降で詳述する、PID（比例-積分-微分）制御手段を用いて操作される一般的に知られたサーボ機構が用いられる。
【００３２】
光学ヘッド20は、放射線ビーム5がビームスプリッタ6及び対物レンズ7を介して光学担体1へ導光されるように、光学的に備えられている。担体1から反射される放射線8は、対物レンズ7によって収集されて、ビームスプリッタ6を通過した後に、光検出系10へ入り込む。光検出系10は上述したように、入射放射線8を電気出力信号に変換する。
【００３３】
処理装置50は、光検出手段10から信号を受け取り、その信号を解析する。処理装置50はまた、図1で概略的に図示されているように、作動手段21、放射線源4、レンズ変位手段9、及び回転手段30へ、制御信号を出力しても良い。同様に処理装置50は、61で表されたデータを受け取り、かつ60で表された読み取り処理からのデータを出力しても良い。処理装置50は、デジタル処理装置、アナログ処理装置、又はこれらを組み合わせたものであって良い。同様に前記処理手段は、電気的に接続する別個の副処理装置（図示されていない）にさらに分割されて良い。図1に図示されているように、具体的には処理装置50は、担体1上での放射線ビームの位置を制御することのできる制御ループの一部として、エラー信号FE及びREを受け取り、かつ対応する制御信号Afoc及びAradをレンズ変位手段9へ出力する。
【００３４】
図2は、本発明による制御ループのブロック図である。全体の原理は、動的な系のフィードバック制御から既知である。非特許文献1を参照のこと。要約すると、エラー信号FE及びREの各々についてフィードバック制御ループが確立される。ここで計測されたエラー信号FE又はREから、参照エラー信号FEref又はRErefがそれぞれ差し引かれる。その後この差分信号が、比例-積分-微分すなわちPID制御へ送られる。PIDでは、信号は定数倍で増幅され、ドリフトを補償するように積分され、及び/又は、速い過渡状態を補償するように微分されて良い。多くの異なるPID制御設定が可能である。しかし適切な出力信号、つまりAfoc又はAradは、その後プラントP、つまり光学ドライブで、具体的にはレンズ変位手段9へ送られなければならない。プラントPへの外乱は記号Dで表される。
【００３５】
図2に図示されているフィードバック制御系の帯域幅BWは、その系の周波数応答解析によって、解析的に又は数値シミュレーションによって見つけることができる。帯域幅BWは通常、その系の出力が、入力の正弦曲線に十分に追随する際の最大周波数で定義される。より操作的な定義が、ボード(Bode)プロットの3dBの点からなされても良い。あるいはその代わりに帯域幅は、開ループゲイン曲線が0dB交差点に到達する周波数で定義されても良い。ほとんどのPID制御設定では、帯域幅BWを決定する支配的因子は、PID制御装置の比例ゲインKである。モデルによっては、帯域幅BWと比例ゲインKとの関係は以下のような単純な線形関係である。
BW=BW(K)=a*K+b
ここでa及びbは問題となっている系及びモデルに依存する定数である。従って本発明においては、帯域幅BWの変化は、対応する制御ループの比例ゲインKを変化させることにより行われるものと解される。しかし帯域幅BWを変化させるのは、たとえばPID制御装置の積分作用及び/又は微分作用の変化といった他の手段によって実行されても良い。しかし通常積分作用は帯域幅にはほとんど影響を及ぼさない。
【００３６】
図3は、本発明による第1帯域幅BW1及び第2帯域幅BW2の変化を示す概略図である。左下隅には、時間tと帯域幅BWの大きさの方向を表す座標系が図示されている。光学担体1に対して光ピックアップユニット20を固定した後、つまりアクチュエータ21によってOPUを粗く動かした後、エラー信号FE又はREに応答する閉ループ制御が確立される。続いて安定化期間SP中にサーボ制御手段の第1帯域幅BW1が設定される。安定化期間SP後にサーボ制御手段の第2帯域幅BW2が設定される。ここで前記第2帯域幅BW2は、少なくとも最初は、前記第1帯域幅BW1よりも狭い。以降で明らかになるように、サーボ制御手段の帯域幅はその後、安定化期間SP後に設定されたBW2の値に対して増加して良い。場合によってはBW1からBW2への変化は、帯域幅の漸進的変化であって良い。
【００３７】
図4は、本発明の半径に係る実施例を表す図3と同様の図である。よってエラー信号は、光学担体1の半径方向での放射線ビーム5の目標位置と実際位置との差異を示す半径エラー信号REである。半径エラー信号REに応答する閉ループ制御の確立、すなわち半径捕獲の確立は、一のトラックから他のトラックへ変化するときに有効である。一のトラックから他のトラックへ変化するとは、半径方向に探索するプロセスの実行時での、隣接トラック（単一トラックジャンプ）での変化又は離れている複数のトラックでの変化である。
【００３８】
図4Aでは、最初に「REループ」の下の垂直矢印によって指し示された半径捕獲が起こる。安定化期間SP中、担体1上での放射線ビーム5の半径位置を制御するサーボ制御手段は、図4Aに図示されているように帯域幅R_BW1を有する。安定化期間SP後、放射線ビーム5の半径位置を制御するサーボ制御手段の帯域幅は、帯域幅R_BW2に設定される。ここで第2帯域幅R_BW2は、少なくとも最初は、第1帯域幅R_BW1よりも狭い。
【００３９】
図4Bの実施例は図4Aの実施例と類似する。しかし安定化期間SPに続く期間Pの後、半径サーボ制御手段の帯域幅R_BWは増大する。これはたとえば、1×から2×以上となるように、担体1のみかけの回転速度が増大する場合に生じうる。このようにして帯域幅R_BWは、レベルR_BW1を超えて増大して良い。図4Bの実施例では、帯域幅R_BWは、（2つの異なる速度で）線形な増大を示す。しかし帯域幅R_BWは、担体1の回転速度がたとえば1×から2×に増大することで、急に増大しても良い。光学ドライブが一定の線形速度(CLV)で動作する場合については、回転速度（角周波数）は、担体1の半径の関数として変化する。しかし帯域幅R_BWは通常変化しない。任意で帯域幅R_BWは調節可能である。
【００４０】
図5は、本発明の焦点に係る実施例を表す図3と同様の図である。よってエラー信号は、光学担体1の焦点方向での放射線ビーム5の目標位置と実際位置との差異を示す焦点エラー信号FEである。担体1は上に記録された1層の情報を有して（若しくは1層の情報を記録するように備えられて）良いし、あるいは多層データ構造を有しても良い。後者の場合、放射線ビーム5は、時折一のデータ層から他のデータ層へ再集光-所謂層のジャンプ-されなければならない。その目的のため、本発明は具体的に用途を見いだすことができる。
【００４１】
図5Aでは、最初、「FEループ」の下の垂直矢印によって指し示された焦点捕獲が起こる。安定化期間SP中、担体1上での放射線ビーム5の焦点位置を制御するサーボ制御手段は、図5Aに図示されているように帯域幅R_BW1を有する。安定化期間SP後、放射線ビーム5の焦点位置を制御するサーボ制御手段の帯域幅は、帯域幅R_BW2に設定される。ここで第2帯域幅R_BW2は、少なくとも最初は、第1帯域幅R_BW1よりも狭い。
【００４２】
図5Bの実施例は図5Aの実施例と類似する。しかし安定化期間SPに続く期間Pの後、「REループ」の下の垂直矢印で指し示されたように半径捕獲が起こり、帯域幅をF_BW3へ増大させるように焦点サーボ制御手段を刺激する。従来の半径捕獲プロセスが実行されて良いし、あるいは本発明による半径捕獲プロセス-つまり高いレベルから低いレベルへの帯域幅の切り換え-が実行されても良い。F_BW2よりも広いF_BW3が図5Bに図示されている。しかしF_BW3はF_BW2よりも狭くても良い。同様にF_BW1よりも狭いF_BW3が図5Bに図示されている。しかしF_BW3はF_BW1よりも広くても良い。しかも図4Bに図示された半径に係る実施例同様に、F_BW3は担体1の回転速度の増大に応じて増大して良い。
【００４３】
図6は、本発明の半径及び焦点に係る実施例を組み合わせた実施例の概略図である。これは本発明の特に有利な実施例である。しかし本発明は、図4Aに図示された半径捕獲プロセス又は図5Aに図示された焦点捕獲プロセスについて単独で実施されても良い。
【００４４】
図6では、「焦点捕獲」の垂直矢印によって指し示されたように焦点捕獲が起こる場合、光学ドライブは、「焦点オフ」状態から「焦点オン」状態に変化する。逆に「焦点オフ」の垂直矢印で指し示されたように焦点捕獲が失われるとき、光学ドライブは「焦点オン」状態から「焦点オフ」状態に変化するだろう。同様に「半径捕獲」の垂直矢印によって指し示されたように半径捕獲が起こる場合、光学ドライブは、「半径オフ」状態から「半径オン」状態に変化する。反対に「半径オフ」の垂直矢印で指し示されたように半径捕獲が失われるとき、光学ドライブは「半径オン」状態から「半径オフ」状態に変化するだろう。図6に図示されているように、半径捕獲状態「半径オン」でかつ焦点捕獲状態「焦点オン」の間、閉ループ制御がPID制御装置によって実行される。
【００４５】
光学ドライブの異なる状態の間、PID制御装置の帯域幅は本発明に従って変化する。よって第1安定化期間SP_1中での焦点捕獲後、焦点帯域幅F_BW1は後続の帯域幅F_BW2よりも広い。これは図5に図示された実施例と同様である。半径捕獲後、焦点帯域幅F_BW2はF_BW3に変化する。半径捕獲後、半径帯域幅R_BW1は、第2安定化期間SP_2の間、後続の帯域幅R_BW2よりも広い。これは図4に図示された実施例と同様である。光学ドライブが「半径オン」状態でかつ「焦点オン」状態にあるとき、情報の読み取り及び/又は書き込みは、第2安定化期間SP_2の間には行われない。その理由は、半径位置エラーREの過渡状態は読み取り及び/又は書き込みに影響を与える恐れがあるからである。
【００４６】
図7は半径捕獲に係る実施例での本発明の効果を示す実験結果を表すグラフである。図8は焦点捕獲に係る実施例での本発明の効果を示す実験結果を表すグラフである。
【００４７】
図7は、半径方向の探索過程中での半径エラー信号REを表す2つのグラフA,Bを図示している。実験は、40Hzで回転させたDVDディスクについて行われた。左側の各正弦曲線周期は、担体1上のトラックを表す。グラフAでは、半径帯域幅は2.8kHzでは変化せず、半径捕獲後、RE信号での過渡状態が明確に見える。グラフBでは、半径帯域幅R_BW1は約200msecの間5.2kHzに設定され、その後半径帯域幅R_BW2は2.8kHzに設定される。グラフAとグラフBを比較すると、本発明によって半径エラー信号REの減衰が改善していることが明らかである。
【００４８】
図8は、層ジャンプ中での焦点エラー信号FEと制御信号Afocを表す2つのグラフA,Bを図示している。実験はBDディスクについて行われた。層ジャンプは、半径制御ループを開放し、かつ所謂加速パルスで焦点方向にレンズ7を変位させることによって行われる。加速パルスは、Afoc信号中の短い下方パルスとして見ることができる。グラフAでは、焦点帯域幅は層ジャンプ中では4kHzで一定に設定され、層ジャンプ後にFE信号の過渡状態が見られる。グラフBでは、焦点帯域幅F_BW1は約200msecの間5.4kHzに設定され、その後焦点帯域幅F_BW2は4kHzに設定される。層ジャンプ後のFE信号での過渡状態は、グラフBでの過渡状態に対して、顕著に小さく、そして速く減衰するのが分かる。
【００４９】
図9は、本発明による方法のフローチャートである。当該方法は、
S1  OPU：光学担体1に対して光ピックアップユニットOPUを固定する手順、
S2  RE/FE  LOOP：光ピックアップユニットOPUの固定後、前記エラー信号に応答する閉ループ制御を確立する、つまり捕獲を実行する、手順、
S3  BW1：安定化期間SP中にサーボ制御手段9及び50の第1帯域幅BW1を設定する手順、
S4  BW2：前記安定化期間SP後、前記第1帯域幅BW1よりも狭いサーボ制御手段9及び50の第2帯域幅BW2を設定する手順、
を有する。
【００５０】
たとえ本発明が特定の実施例と結びつけて説明されているとしても、本発明を説明された特定実施例に限定することを意図していない。むしろ本発明の技術的範囲は「特許請求の範囲」の請求項によってのみ限定される。さらにたとえ個々の特徴が各異なる請求項に含まれているとしても、これらは有利となるように結合されて良く、かつ各異なる請求項に含まれているということは、特徴の結合が可能及び/又は有利ではないことを意味しない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による光学ドライブに係る実施例の概略的ブロック図である。
【図２】本発明による制御ループのブロック図である。
【図３】本発明による第1及び第2帯域幅の変化を示す概略図である。
【図４】本発明の半径に係る実施例を表す図3と同様の図である。
【図５】本発明の焦点に係る実施例を表す図3と同様の図である。
【図６】本発明の半径及び焦点に係る実施例を組み合わせた実施例の概略図である。
【図７】半径捕獲に係る実施例及び焦点捕獲に係る実施例での本発明の効果を示す実験結果を表すグラフである。
【図８】半径捕獲に係る実施例及び焦点捕獲に係る実施例での本発明の効果を示す実験結果を表すグラフである。
【図９】本発明による方法のフローチャートである。
【図１】
2009520308.tif 000003
【図２】
2009520308.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009520308.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009520308.tif 000009
【図８Ａ】
2009520308.tif 000010
【図８Ｂ】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年6月20日(2008.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線ビームを放出することが可能な放射手段を有する光ピックアップユニット(OPU)、
光学担体上での前記放射線ビームの目標位置と実際位置との差異を示すエラー信号に応答して前記担体上の前記放射線ビーム位置を制御するサーボ制御手段、
を有する光学ドライブ内での前記光学担体上の前記放射線ビーム位置を制御する方法であって、
前記光学担体に対して前記光ピックアップユニット(OPU)を固定する手順、
前記光ピックアップユニット(OPU)の固定後、前記エラー信号に応答する閉ループ制御を確立する手順、
安定化期間中に前記サーボ制御手段の第1帯域幅を設定する手順、及び
前記エラー信号の変化速度及び/又は前記エラー信号の大きさに依存する前記安定化期間後、前記第1帯域幅よりも狭い前記サーボ制御手段の第2帯域幅(BW2)を設定する手順、
を有する方法。
【請求項２】
前記光ピックアップユニット(OPU)が、粗い変動後に固定される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記安定化期間での前記サーボ制御手段の第1帯域幅の値は、前記エラー信号の変化速度及び/又は前記エラー信号の大きさに依存する、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記エラー信号が、前記担体上での前記放射線ビームの半径位置を制御する半径エラー信号である、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記第2帯域幅が前記担体の回転速度に依存する、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記エラー信号が、前記担体上での前記放射線ビームの焦点位置を制御する焦点エラー信号である、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記第2帯域幅とは異なる前記サーボ制御手段の第3帯域幅を設定する手順をさらに有する、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記第3帯域幅は、前記のサーボ制御手段の第2帯域幅よりも広い、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記第3帯域幅が前記担体の回転速度に依存する、請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
関連する光学担体からのデータの読み取り及び/又はその光学担体へのデータの書き込みが可能な光学ドライブであって、
放射線ビームを放出することが可能な放射手段を有する光ピックアップユニット(OPU)、
前記光学担体上での前記放射線ビームの目標位置と実際位置との差異を示すエラー信号に応答して、前記担体上の前記放射線ビーム位置を制御するサーボ制御手段、
前記光学担体に対して前記光ピックアップユニット(OPU)を固定する作動手段、
を有し、
前記サーボ手段は、前記光ピックアップユニット(OPU)の固定後に前記エラー信号に応答する閉ループ制御を確立するように備えられ、
前記サーボ手段はさらに、安定化期間中での前記サーボ手段の第1帯域幅を設定するように備えられ、かつ
前記第1帯域幅よりも狭い前記のサーボ手段の第2帯域幅を設定することは、前記安定化期間後であることを意味し、かつ
前記安定化期間は前記エラー信号の変化速度及び/又は前記エラー信号の大きさに依存する、
光学ドライブ。
【請求項１１】
関連するデータ記憶手段を有する少なくとも1つのコンピュータを含むコンピュータシステムが、請求項１に記載の光学ドライブを制御できるように備えられたコンピュータプログラム製品。
【国際調査報告】
2009520308.tif 000013
2009520308.tif 000014