(57)【要約】【課題】対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の非線形な特性がある場合でも、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することができる光ディスク装置のトラッキング制御方法および光ディスク装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の光ディスク装置の制御方法は、トラッキングエラー信号を用いて制御を行うトラッキング制御方法であって、光ピックアップ４は対物レンズを備え、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量が推定され、推定された対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号が生成されることを特徴とする。【選択図】図１
2006294189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラッキングエラー信号を用いて制御を行うトラッキング制御方法であって、光ピックアップは対物レンズを備え、前記対物レンズの機械的中立位置に対する前記対物レンズ位置のシフト量が推定され、前記推定された対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号が生成されることを特徴とする光ディスク装置のトラッキング制御方法。
【請求項２】
前記複数の補正関数は、記憶部に予め記憶されていることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置のトラッキング制御方法。
【請求項３】
前記複数の補正関数は、少なくとも２種類以上であることを特徴とする請求項１、２のいずれか１項に記載の光ディスク装置のトラッキング制御方法。
【請求項４】
レーザの発光パターンを利用して情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ピックアップと、前記光ピックアップからの信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキング信号生成部と、前記トラッキングエラー信号のオフセット量を検出するオフセット検出部と、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量を推定するオブザーバと、前記オブザーバからの入力信号に対して複数の補正関数の組み合わせにより非線形な出力特性をもつ非線形演算アッテネータと、前記トラッキングエラー信号に前記非線形演算アッテネータからの出力を加算する加算部と、前記トラッキングエラー信号を用いてトラッキング制御を行なう制御部を有し、前記光ピックアップは対物レンズを備え、前記制御部は前記対物レンズの機械的中立位置に対する前記対物レンズ位置のシフト量を推定し、前記推定した対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号を生成することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
前記複数の補正関数は、記憶部に予め記憶されていることを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置のトラッキング制御方法および光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置は、オーディオ用ＣＤをはじめとして、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤなどがすでに実用化されており、各方面への応用と高性能化への開発が活発に行われている。特に最近では、パーソナルコンピュータの急速な市場拡大に伴い光ディスク装置のパーソナルコンピュータへの内蔵普及率も高くなっている。
【０００３】
ここで、光ディスク装置の構成について、図１１を用いて説明する。
【０００４】
図１１は従来の光ディスク装置のブロック図である。図１１において、１は光ディスク、２はピックアップモジュール、３はスピンドルモータ、４は光ピックアップ、５はキャリッジ、６はフィード部、７はフィードモータ、８はアナログ信号処理部、１０はモータ駆動部、１１はディジタル信号処理部、１２はレーザ駆動部、１３はコントローラ、５９はサーボ処理部である。
【０００５】
以上のように構成された従来の光ディスク装置の動作について説明する。
【０００６】
図１１において、ピックアップモジュール２は、光ディスク１を回転させるスピンドルモータ３と、光ディスク１の情報信号を読み取るための光ピックアップ４と、光ピックアップ４が搭載されたキャリッジ５を光ディスクの半径方向に移動させるためのフィード部６とによって構成されたものである。アナログ信号処理部８はピックアップモジュール２の内部に設けられたキャリッジ５中の光ピックアップ４内部の分割光センサ（図示せず）からの信号出力を基に、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とを生成し、サーボ処理部５９に出力する。
【０００７】
フォーカスエラー信号とは、光ピックアップ４に備えられた対物レンズより出射される光ビームスポットと光ディスク１の記録面との焦点方向のずれを示す。トラッキングエラー信号とは、光ビームスポットと光ディスク１の情報トラックの光ディスク半径方向のずれを示す。また、アナログ信号処理部８はトラッキングエラー信号の低域成分を取り出す事により、対物レンズとキャリッジ５との相対的な位置関係を示すレンズ位置信号を生成し、モータ駆動部１０に出力する。
【０００８】
サーボ処理部５９はＯＮ／ＯＦＦ回路、演算回路、フィルタ回路、増幅回路等によって構成され、光ビームスポットが光ディスク１の情報トラックに追従するように対物レンズをフォーカス／トラッキング制御し、さらにトラッキングエラー信号の低域成分を用いて対物レンズが概略中立位置を保持するようにフィード制御を行う。フィード部６はフィードモータ７、ギヤ（図示せず）、スクリューシャフト（図示せず）等から構成され、フィードモータ７を回転させることによってキャリッジ５が移動し、その際フィードモータ７よりフィードモータパルスが周期的に出力されるようになっている。
【０００９】
コントローラ１３はこのように構成されたサーボ部全体のコントロールを行うものである。
【００１０】
図６は従来の光ディスク装置におけるトラッキング制御部のブロック図である。
【００１１】
図６において、７０１はＡ／Ｄコンバータ、７０２は第１アッテネータ、７０３はオフセット調整部、７０４は第１加算部、７０５は第２加算部、７０６はフィルタ、７０７は第２アッテネータ、７０８はレンズシフト用駆動信号発生部、７０９は切替スイッチ部、７１０はＤ／Ａコンバータ、７１１はオブザーバ、７１２は第３アッテネータであり、これらは図１１に示すサーボ処理部５９に内蔵されている。
【００１２】
以上のように構成された従来の光ディスク装置におけるトラッキング制御部の動作について説明する。
【００１３】
トラッキングエラー信号が、図１１に示す光ピックアップ４からの出力信号を基にアナログ信号処理部８によって生成され、Ａ／Ｄコンバータ７０１によりそのトラッキングエラー信号が取り込まれると、オフセット調整部７０３によって生成されたオフセット調整値が第１加算部７０４を介してトラッキングエラー信号に印加され、光ピックアップ４や前段のアナログ信号処理部８に起因して発生するＤＣオフセットがキャンセルされる。ＤＣオフセットがキャンセルされたトラッキングエラー信号は、サーボ制御系を安定化させるためのフィルタ７０６、第２アッテネータ７０７を経由して切換スイッチ部７０９へ送信され、切換スイッチ部７０９では光ピックアップ４に設けられたトラッキングアクチュエータを駆動するための指令値Ｘを、Ｄ／Ａコンバータ７１０を介して、図１１に示すモータ駆動部１０へ出力する。
【００１４】
オブザーバ７１１は光ピックアップ４の対物レンズの位置を推定し、対物レンズが対物レンズの機械的中立位置に対してシフトしたときに発生するトラッキングエラー信号のオフセットをキャンセルするために設けられているものである。オブザーバ７１１はトラッキングアクチュエータの周波数伝達特性を等価的に近似したフィルタであり、駆動信号Ｘにもとづいて実際のトラッキングアクチュエータのシフト量の推定値Ｍを求めるものである。この推定値Ｍに第３アッテネータ７１２によって適当なゲインを与えた補正信号Ｙを図６中のｒポイントに第２加算部７０５を介して加算する。このことによって、図６中におけるｒポイントのトラッキングエラー信号のオフセットがキャンセルされ、ｓポイントにおけるトラッキングエラー信号にはオフセットが発生しないような構成になっている。
【００１５】
ここで、光ピックアップ４の対物レンズ位置が、対物レンズの機械的中立位置に対してシフトしたときの、トラッキングエラー信号にオフセットが発生する原理と、対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセットの関係について図７を用いて説明する。
【００１６】
図７は、従来の光ディスク装置におけるトラッキングエラー信号の生成する光学系を模式的に示す図であり、図７（ａ）は対物レンズ位置が対物レンズの機械的中立位置に対して内周側にシフトしている状態であり、図７（ｂ）は対物レンズ位置が対物レンズの機械的中立位置に対して機械的な中立位置にある状態、図７（ｃ）は対物レンズ位置が対物レンズの機械的中立位置に対して外周側にシフトしている状態を模式的に示したものである。また、図７（ｄ）は図７（ａ）の状態における対物レンズから照射された光ビームスポットが光ディスク１のトラックを横断した時のトラッキングエラー信号の波形を示し、図７（ｅ）は図７（ｂ）の状態における対物レンズから照射された光ビームスポットが光ディスク１のトラックを横断した時のトラッキングエラー信号の波形を示し、図７（ｆ）は図７（ｃ）の状態における対物レンズから照射された光ビームスポットが光ディスク１のトラックを横断した時のトラッキングエラー信号の波形をそれぞれ時間軸に対して示している。図７において、１は光ディスク、１４は対物レンズ、１５は分割光センサであり、対物レンズ１４、分割光センサ１５は、図１中の光ピックアップ４に備えられている。
【００１７】
対物レンズ１４から出射された光ビームは光ディスク１に照射され、その反射光が再び対物レンズ１４を通り、分割光センサ１５で受光される。分割光センサ１５からの信号を差動演算することによりトラッキングエラー信号が生成される。
【００１８】
図７に示すように、光ピックアップ４の光学系は、図７（ｂ）に示す様に対物レンズ１４の位置が対物レンズ１４の機械的中立位置の状態においては、光ディスク１からの反射光が分割光センサ１５の分割されたそれぞれの領域に同程度の光量が照射されるように設計されている。よって、図７（ａ）や図７（ｃ）に示すように、対物レンズ１４の位置が対物レンズ１４の機械的中立位置に対してシフトした状態では、分割光センサ１５の分割されたそれぞれの領域に照射される光量のバランスが崩れてしまい、結果的に図７（ｄ）や図７（ｆ）に示すようなトラッキングエラー信号にオフセットが生じてしまう。
【００１９】
次に、対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセットの関係について図８を用いて説明する。
【００２０】
図８は従来の光ディスク装置における光ピックアップの対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量の関係を示す図である。図８において、横軸は対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量であり、縦軸はトラッキングエラー信号のオフセット量αである。
【００２１】
図８に示すように、トラッキングエラー信号のオフセット量αは対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４位置のシフト量に比例して発生する。トラッキングエラー信号のオフセット量αが大きいと光ビームスポットが光ディスク１のトラックの中心に照射されないために記録／再生信号特性が劣化したり、トラッキング動作不能になるなど正常なトラッキング動作ができなくなるため、対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４位置のシフト量に応じてトラッキングエラー信号のオフセットをキャンセルする構成になっている。
【００２２】
次に、オブザーバ７１１によるトラッキングエラー信号のオフセットをキャンセルする原理について図９を用いて説明する。
【００２３】
図９は図６における直流的なアクチュエータ駆動信号Ｘに対するオブザーバ７１１の出力特性を示す図である。横軸はアクチュエータ駆動指令値ｘであり、縦軸はオブザーバ７１１の出力値ｍである。オブザーバ７１１はアクチュエータの周波数伝達特性を数式的に近似したフィルタであり、交流的な駆動信号に対しても対物レンズ位置のシフト量を推定できる構成になっている。ここでは直流的な場合についてのみ説明する。
【００２４】
図９に示すように、オブザーバ７１１の出力特性は直流的なアクチュエータ駆動指令値ｘに対して比例した出力特性を持つ。一方、対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４位置のシフト量はアクチュエータ駆動指令値ｘに対して概略比例して変化し、またトラッキングエラー信号のオフセット量は原理的には図８に示したように対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４位置のシフト量に比例する特性を持つ。
【００２５】
よって、オブザーバ７１１の出力に適当なゲインを与えてトラッキングエラー信号に加算することで、対物レンズ１４の機械的中立位置に対して対物レンズ位置がシフトしたときに発生するトラッキングエラー信号のオフセットがキャンセルされる。
【００２６】
対物レンズ位置のシフトに対してトラッキングエラー信号のオフセットキャンセルを図った光ディスク装置の一例が、（特許文献１）に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２５１２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかしながら、ピックアップの光学系の構成によっては、対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４の位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではなく、非線形な特性を持つものがある。また、アクチュエータを駆動する駆動回路等の回路の非線形特性によって、サーボ制御部９からのアクチュエータ駆動指令値ｘ通りにアクチュエータが動かないため、従来のオブザーバ７１１によるトラッキングエラー信号のオフセット補正が適正に動作しないという課題があった。
【００２８】
図１０は従来の光ディスク装置におけるアクチュエータ駆動指令値ｘに対する補正信号ｙとトラッキングエラー信号のオフセットの間にずれが発生している一例を示す図である。図１０において、破線で示す直線が補正信号ｙであり、プロットしているポイントがトラッキングエラー信号のオフセットｒを示している。補正信号ｙはオブザーバの出力ｍにアッテネータのゲインを与えたものであり、オブザーバの出力ｍはアクチュエータ駆動指令値ｘを演算して求められたものであるので図のような直線になる。
【００２９】
一方、トラッキングエラー信号のオフセット変化は直線になっていない。そのため、実際のトラッキングエラー信号のオフセットと補正値ｙの間で、図１０中のＲに示すような大きなずれが発生する場合がある。そのため、トラッキングエラー信号のオフセットがキャンセルされないことがあり、トラッキング動作が不安定になる。トラッキングエラー信号のオフセット変化が直線にならない理由としては、第１にアクチュエータ駆動指令値ｘに対して実際のアクチュエータのシフトが完全に比例関係にならないことである。すなわち、アクチュエータを駆動するためのアクチュエータ駆動回路、つまりモータ駆動部１０が０点近傍で不感帯を持つ場合のように入出力特性が非線形であるためである。このアクチュエータ駆動回路の不感帯は駆動指令値Ｘが０であっても駆動回路内部の電気オフセットによって電流が出力されてしまうといったことを避けるために設けられている。これは、省電力化のためには必要なものであり、従来の一般的な光ディスク装置における課題である。第２に、光ピックアップ４の光学系の配置によっては、対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４の位置が内周側と外周側にそれぞれシフトした場合、光センサに照射される光の分布がそれぞれ異なったり、受光センサの受光面からはみ出すなどの理由によって、対物レンズ１４の位置が機械中立位置を中心として内外周にシフトした場合のセンサからの出力信号特性が対称的にならない場合がある。このことは、特に光ピックアップの小型化を図る場合に光学部品や光センサのサイズや配置の自由度が制限されるために設計上避けられない課題である。
【００３０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、アクチュエータ駆動回路の不感帯や対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の非線形な特性がある場合でも、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することができ、トラッキング動作が安定した光ディスク装置のトラッキング制御方法および光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、トラッキングエラー信号を用いて制御を行うトラッキング制御方法であって、光ピックアップは対物レンズを備え、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量が推定され、推定された対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号が生成されることを特徴とする光ディスク装置のトラッキング制御方法である。
【００３２】
また、レーザの発光パターンを利用して情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ピックアップと、光ピックアップからの信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキング信号生成部と、トラッキングエラー信号のオフセット量を検出するオフセット検出部と、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズのシフト量を推定するオブザーバと、オブザーバからの入力信号に対して複数の補正関数の組み合わせにより非線形な出力特性をもつ非線形演算アッテネータと、トラッキングエラー信号に前記非線形アッテネータからの出力を加算する加算部と、トラッキングエラー信号を用いてトラッキング制御を行なう制御部を有し、光ピックアップは対物レンズを備え、制御部は対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量を推定し、推定した対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号を生成することを特徴とする光ディスク装置である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は上記構成により、推定された対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号が生成されることによって、アクチュエータ駆動回路（モータ駆動部１０）の不感帯や対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の要因によりオブザーバ２１１の出力とトラッキングエラー信号のオフセット量が非線形の関係となっても、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することが可能となる。
【００３４】
そのため、アクチュエータ駆動回路（モータ駆動部１０）の不感帯や対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の非線形な特性がある場合でも、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することができ、トラッキング動作が安定した光ディスク装置のトラッキング制御方法および光ディスク装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の請求項１の発明は、トラッキングエラー信号を用いて制御を行うトラッキング制御方法であって、光ピックアップは対物レンズを備え、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量が推定され、推定された対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号が生成されることを特徴とする光ディスク装置のトラッキング制御方法である。推定された対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号が生成されることによって、アクチュエータ駆動回路の不感帯や対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の要因によりオブザーバの出力とトラッキングエラー信号のオフセット量が非線形の関係となっても、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することが可能となる。そのため、アクチュエータ駆動回路の不感帯や対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の非線形な特性がある場合でも、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することができ、トラッキング動作が安定した光ディスク装置のトラッキング制御方法を実現することができる。
【００３６】
本発明の請求項２の発明は、複数の補正関数が、記憶部に予め記憶されていることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置のトラッキング制御方法である。複数の補正関数が記憶部に予め記憶されていることによって、アクチュエータ駆動回路の不感帯や、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の個々の光ディスク装置特性に起因する非線形な特性を予め考慮することができるため、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することが可能となる。
【００３７】
本発明の請求項３の発明は、複数の補正関数が、少なくとも２種類以上であることを特徴とする請求項１、２のいずれか１項に記載の光ディスク装置のトラッキング制御方法である。複数の補正関数が少なくとも２種類以上であることによって、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズの内周側や外周側へのシフトに対して、片側方向毎に補正関数を設定することができ、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することが可能となる。
【００３８】
本発明の請求項４の発明は、レーザの発光パターンを利用して情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ピックアップと、光ピックアップからの信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキング信号生成部と、トラッキングエラー信号のオフセット量を検出するオフセット検出部と、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズのシフト量を推定するオブザーバと、オブザーバからの入力信号に対して複数の補正関数の組み合わせにより非線形な出力特性をもつ非線形演算アッテネータと、トラッキングエラー信号に非線形アッテネータからの出力を加算する加算部と、トラッキングエラー信号を用いてトラッキング制御を行なう制御部を有し、光ピックアップは対物レンズを備え、制御部は対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量を推定し、推定した対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号を生成することを特徴とする光ディスク装置である。推定された対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号が生成されることによって、アクチュエータ駆動回路の不感帯や対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の要因によりオブザーバの出力とトラッキングエラー信号のオフセット量が非線形の関係となっても、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することが可能となる。そのため、アクチュエータ駆動回路の不感帯や対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の非線形な特性がある場合でも、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することができ、トラッキング動作が安定した光ディスク装置を実現することができる。
【００３９】
本発明の請求項５の発明は、複数の補正関数が、記憶部に予め記憶されていることを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置である。複数の補正関数が記憶部に予め記憶されていることによって、アクチュエータ駆動回路の不感帯や、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の個々の光ディスク装置特性に起因する非線形な特性を予め考慮することができるため、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することが可能となる。
【００４０】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
図１は、本発明の一実施の形態における光ディスク装置のブロック図である。図１において、１は光ディスク、２はピックアップモジュール、３はスピンドルモータ、４は光ピックアップ、５はキャリッジ、６はフィード部、７はフィードモータ、８はアナログ信号処理部、８ａはトラッキングエラー信号生成部、９はサーボ処理部、１０はモータ駆動部、１１はディジタル信号処理部、１２はレーザ駆動部、１３はコントローラ、１３ａはオフセット検出部、１３ｂは記憶部である。
【００４２】
以上のように構成された本発明の一実施の形態における光ディスク装置の動作について説明する。
【００４３】
ピックアップモジュール２は、光ディスク１を回転させるスピンドルモータ３と、光ディスク１の情報信号を読み取るための光ピックアップ４と、光ピックアップ４が搭載されたキャリッジ５を光ディスク１の半径方向に移動させるためのフィード部６とによって構成されたものである。アナログ信号処理部８はピックアップモジュール２の内部に設けられたキャリッジ５中の光ピックアップ４内部の分割光センサ（図示せず）からの信号出力を基に、アナログ信号処理部８の内部にあるトラッキングエラー信号生成部８ａによりフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とを生成し、サーボ処理部９に出力する。
【００４４】
フォーカスエラー信号とは、光ピックアップ４に備えられた対物レンズ１４より出射される光ビームスポットと光ディスク１の記録面との焦点方向のずれを示す。トラッキングエラー信号とは、光ビームスポットと光ディスク１の情報トラックとの光ディスク半径方向のずれを示す。また、アナログ信号処理部８はトラッキングエラー信号の低域成分を取り出す事により、対物レンズとキャリッジ５との相対的な位置関係を示すレンズ位置信号を生成し、モータ駆動部１０に出力する。
【００４５】
サーボ処理部９はＯＮ／ＯＦＦ回路、演算回路、フィルタ回路、増幅回路等によって構成され、光ビームスポットが光ディスク１の情報トラックに追従するように対物レンズをフォーカス／トラッキング制御し、さらにトラッキングエラー信号の低域成分を用いて対物レンズが概略中立位置を保持するようにフィード制御を行う。フィード部６はフィードモータ７、ギヤ（図示せず）、スクリューシャフト（図示せず）等から構成され、フィードモータ７を回転させることによってキャリッジ５が移動し、その際フィードモータ７よりフィードモータパルスが周期的に出力されるようになっている。
【００４６】
コントローラ１３は本発明の制御部を構成し、コントローラ１３はこのように構成されたサーボ部の全体のコントロールを行うものである。なお、詳細な説明や図示は省略するが、コントローラ１３は、少なくとも、演算機能を備えたＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算処理装置や、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１３ｂを備える。また、トラッキングエラー信号のオフセット量を検出するオフセット検出部１３ａもコントローラ１３の内部に設けられている。
【００４７】
図２は、本発明の一実施の形態における光ディスク装置のトラッキング制御部のブロック図である。図２において、２０１はＡ／Ｄコンバータ、２０２は第１アッテネータ、２０３はオフセット調整部、２０４は第１加算部、２０５は第２加算部、２０６はフィルタ、２０７は第２アッテネータ、２０８はレンズシフト用駆動信号発生部、２０９は切替スイッチ部、２１０はＤ／Ａコンバータ、２１１はオブザーバ、２１２は非線形演算アッテネータである。これらは図１に示すサーボ処理部９に内蔵されている。
【００４８】
以上のように構成された光ディスク装置のトラッキング制御部の動作について説明する。
【００４９】
トラッキングエラー信号が、図１に示す光ピックアップ４からの出力信号を基にアナログ信号処理部８によって生成され、Ａ／Ｄコンバータ２０１によりそのトラッキングエラー信号が取り込まれると、オフセット調整部２０３によって生成されたオフセット調整値が第１加算部２０４を介してトラッキングエラー信号に印加され、光ピックアップ４や前段のアナログ信号処理部８に起因して発生するＤＣオフセットがキャンセルされる。ＤＣオフセットがキャンセルされたトラッキングエラー信号は、サーボ制御系を安定化させるためのフィルタ２０６、第２アッテネータ２０７を経由して切換スイッチ部２０９へ送信され、切換スイッチ部２０９では光ピックアップ４に設けられたトラッキングアクチュエータを駆動するための指令値Ｘを、Ｄ／Ａコンバータ２１０を介して、図１に示すモータ駆動部１０へ出力する。
【００５０】
オブザーバ２１１は光ピックアップ４の対物レンズの位置を推定し、対物レンズが対物レンズ１４の機械的中立位置に対してシフトしたときに発生するトラッキングエラー信号のオフセットをキャンセルするために設けられているものである。オブザーバ２１１はトラッキングアクチュエータの周波数伝達特性を等価的に近似したフィルタであり、駆動信号Ｘにもとづいて実際のアクチュエータシフト量の推定値Ｍを求めるものである。非線形演算アッテネータ２１２は非線形な数値変換を行う演算部であり、対物レンズのシフト量の推定値Ｍに応じて適当なゲインを与えて補正信号Ｙを出力する。補正値Ｙは図２中のｒポイントに第２加算部２０５を介して加算される。
【００５１】
このことによって、図２中のｒポイントにおけるトラッキングエラー信号のオフセットがキャンセルされ、ｓポイントにおけるトラッキングエラー信号にはオフセットが発生しないような構成になっている。
【００５２】
図３は、本発明の一実施の形態における光ディスク装置における非線形演算アッテネータの特性の一例を示す図である。図３において、破線で示す直線が補正信号ｙであり、プロットしているポイントがトラッキングエラー信号のオフセットを示している。補正信号ｙは、オブザーバ２１１の出力ｍに対して非線形演算アッテネータ２１２により数値変換がされたものであり、ｍの値に応じて、
Ａ：ｙ＝ｆ１（ｍ）  （ｍ＜ｍ２）      …（数式１）
Ｂ：ｙ＝ｆ２（ｍ）  （ｍ２≦ｍ＜０）  …（数式２）
Ｃ：ｙ＝ｆ３（ｍ）  （０≦ｍ＜ｍ３）  …（数式３）
Ｄ：ｙ＝ｆ４（ｍ）  （ｍ３≦ｍ）      …（数式４）
の４本の直線から構成されている例を示している。ここで、ｆ１（ｍ）、ｆ２（ｍ）、ｆ３（ｍ）、ｆ４（ｍ）はそれぞれ非線形演算アッテネータ２１１が持つ補正関数を表し、一般的な構成の光ピックアップ４や光ディスク装置においては、ｍ２からｍ３までの範囲を約１００μｍとするのが好ましい。
【００５３】
トラッキングエラー信号のオフセットと４本の直線で表された補正値ｙのずれは従来例に比べて非常に小さくなっている。ここでは補正値Ｙを４本の直線によって変換した例を示したが、前述のずれが許容範囲に収まるように必要に応じて直線の数を定めても良い。また、直線ではなく曲線で変換しても良い。上述補正関数が少なくとも２種類以上であることによって、対物レンズの機械的中立位置に対する対物レンズ１４の内周側や外周側へのシフトに対して、片側方向毎に補正関数を設定することができ、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することが可能となる。
【００５４】
また、上述の複数の関数が予め実験などにより算出され、コントローラ１３に設けられた記憶部１３ｂに予め記憶されていることによって、アクチュエータ駆動回路の不感帯や、対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の個々の光ディスク装置特性に起因する非線形な特性を予め考慮することができるため、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することが可能となる。
【００５５】
以上のように、補正値ｙを複数の直線で表すようにｍを変換すること、つまり推定された対物レンズ位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号が生成されることによって、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度でキャンセルすることができる。
【００５６】
次に、本発明の非線形演算アッテネータの数値変換関数を求める学習処理の手順について説明する。
【００５７】
図４は、本発明の一実施の形態における非線形演算アッテネータの数値変換関数を求める学習処理のフローチャートであり、全ての処理は本発明の制御部を構成するコントローラ１３で行われる。
【００５８】
学習処理が開始されると、トラッキングサーボのＯＦＦがなされて（Ｓ１）、トラッキング駆動値に０が設定される（Ｓ２）。このときオブザーバの出力ｍは０となる。そして、トラッキングエラー信号のオフセットを測定してα（０）に保存する（Ｓ３）。この値は図３におけるｒ０に対応する。
【００５９】
次にトラッキング駆動値にｘ１が設定される（Ｓ４）。このときオブザーバの出力ｍはｍ１となる。そして、トラッキングエラー信号のオフセットを測定してα（１）に保存する（Ｓ５）。この値は図３におけるｒ１に対応する。
【００６０】
次にトラッキング駆動値にｘ２が設定される（Ｓ６）。このときオブザーバの出力ｍはｍ２となる。そして、トラッキングエラー信号のオフセットを測定してα（２）に保存する（Ｓ７）。この値は図３におけるｒ２に対応する。
【００６１】
次にトラッキング駆動値にｘ３が設定される（Ｓ８）。このときオブザーバの出力ｍはｍ３となる。そして、トラッキングエラー信号のオフセットを測定してα（３）に保存する（Ｓ９）。この値は図３におけるｒ３に対応する。
【００６２】
次にトラッキング駆動値にｘ４が設定される（Ｓ１０）。このときオブザーバの出力ｍはｍ４となる。そして、トラッキングエラー信号のオフセットを測定してα（４）に保存する（Ｓ１１）。この値は図３におけるｒ４に対応する。
【００６３】
そして、これまで測定したトラッキングエラーのオフセットから非線形演算アッテネータの数値変換関数直線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを求める（Ｓ１２）。それぞれの数値変換関数式は以下のようになる。
【００６４】
Ａ：ｆ１（ｍ）＝〔（ｒ２−ｒ１）／（ｍ２−ｍ１）〕ｍ＋ｒ１
−〔（ｒ２−ｒ１）／（ｍ２−ｍ１）〕ｍ１    …（数式５）
Ｂ：ｆ２（ｍ）＝−〔（ｒ０−ｒ２）／ｍ２〕ｍ＋ｒ０            …（数式６）
Ｃ：ｆ３（ｍ）＝〔（ｒ３−ｒ０）／（ｍ３−ｍ０）〕ｍ＋ｒ０    …（数式７）
Ｄ：ｆ４（ｍ）＝〔（ｒ４−ｒ３）／（ｍ４−ｍ３）〕ｍ＋ｒ３
−〔（ｒ４−ｒ３）／（ｍ４−ｍ３）〕ｍ３    …（数式８）
次に、本発明の非線形演算アッテネータの数値変換処理手順について説明する。
【００６５】
図５は、本発明の一実施の形態における非線形演算アッテネータの数値変換処理を示すフローチャートである。
【００６６】
数値変換処理が開始されると、非線形演算アッテネータ２１２出力を停止するかどうかの判断がコントローラ１３よりなされる（Ｓ２１）。停止の指令がなされた場合は処理を終了する。非線形演算アッテネータ２１２出力を停止しない場合はオブザーバ２１１からの入力ｍをサンプルする（Ｓ２２）。次に、ｍとｍ２の大小比較が行われ（Ｓ２３）、ｍがｍ２より小さい場合には補正値Ｙが（数式１）によって数値変換される（Ｓ２４）。ｍがｍ２より小さくない場合にはｍと０の大小比較が行われ（Ｓ２５）、ｍが０より小さい場合には補正値Ｙが（数式２）によって数値変換される（Ｓ２６）。ｍが０より小さくない場合にはｍとｍ３の大小比較が行われ（Ｓ２７）、ｍがｍ３より小さい場合には補正値Ｙが（数式３）によって数値変換がなされる（Ｓ２８）。ｍがｍ３より小さくない場合には補正値Ｙが（数式４）によって数値変換がなされる（Ｓ２９）。そして非線形演算アッテネータから補正値ｙが出力され（Ｓ３０）、処理の先頭に戻る。
【００６７】
このようにして、推定された対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４位置のシフト量に応じて、複数の補正関数のいずれか１つを用いて、トラッキングエラー信号の補正信号が生成されることによって、アクチュエータ駆動回路（モータ駆動部１０）の不感帯や対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の要因によりオブザーバ２１１の出力とトラッキングエラー信号のオフセット量が非線形の関係となっても、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することが可能となる。
【００６８】
そのため、アクチュエータ駆動回路（モータ駆動部１０）の不感帯や対物レンズ１４の機械的中立位置に対する対物レンズ１４位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量とが比例関係ではない等の非線形な特性がある場合でも、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することができ、トラッキング動作が安定した光ディスク装置のトラッキング制御方法および光ディスク装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、トラッキングエラー信号のオフセットを高い精度で補正することができ、光ディスクに情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置のトラッキング制御方法および光ディスク装置などに適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施の形態における光ディスク装置のブロック図
【図２】本発明の一実施の形態における光ディスク装置のトラッキング制御部のブロック図
【図３】本発明の一実施の形態における光ディスク装置における非線形演算アッテネータの特性の一例を示す図
【図４】本発明の一実施の形態における非線形演算アッテネータの数値変換関数を求める学習処理のフローチャート
【図５】本発明の一実施の形態における非線形演算アッテネータの数値変換処理を示すフローチャート
【図６】従来の光ディスク装置におけるトラッキング制御部のブロック図
【図７】従来の光ディスク装置におけるトラッキングエラー信号の生成する光学系を模式的に示す図
【図８】従来の光ディスク装置における光ピックアップの対物レンズ位置のシフト量とトラッキングエラー信号のオフセット量の関係を示す図
【図９】図６における直流的なアクチュエータ駆動信号Ｘに対するオブザーバの出力特性を示す図
【図１０】従来の光ディスク装置におけるアクチュエータ駆動値ｘに対する補正信号ｙとトラッキングエラー信号のオフセットの間にずれが発生している一例を示す図
【図１１】従来の光ディスク装置のブロック図
【符号の説明】
【００７１】
１    光ディスク
２    ピックアップモジュール
３    スピンドルモータ
４    光ピックアップ
５    キャリッジ
６    フィード部
７    フイードモータ
８    アナログ信号処理部
８ａ    トラッキングエラー信号生成部
９    サーボ処理部
１０    モータ駆動部
１１    ディジタル信号処理部
１２    レーザ駆動部
１３    コントローラ
１３ａ  オフセット検出部
１３ｂ  記憶部
５９    サーボ処理部
２０１    Ａ／Ｄコンバータ
２０２    第１アッテネータ
２０３    オフセット調整部
２０４    第１加算部
２０５    第２加算部
２０６    フィルタ
２０７    第２アッテネータ
２０８    レンズシフト用駆動信号発生部
２０９    切替スイッチ部
２１０    Ｄ／Ａコンバータ
２１１    オブザーバ
２１２    非線形演算アッテネータ
７０１    Ａ／Ｄコンバータ
７０２    第１アッテネータ
７０３    オフセット調整部
７０４    第１加算部
７０５    第２加算部
７０６    フィルタ
７０７    第２アッテネータ
７０８    レンズシフト用駆動信号発生部
７０９    切替スイッチ部
７１０    Ｄ／Ａコンバータ
７１１    オブザーバ
７１２    第３アッテネータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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