(57)【要約】光ドライブのサーボ制御ループ２１におけるゲインを最適化することは、光ディスク１からデータを読み取り、光ディスクにデータを書き込むためにレーザビーム１０フォーカス及びトラッキングするアクチュエータの制御について実行され、アクチュエータは、以下のステップを実行するアルゴリズムにより、制御ループ２１におけるサーボコントローラ２０により制御される。サーボ制御ループ２１の基準の発振レベルを予め決定するステップ、消散レベル値として使用される制御ループからの電力出力が基準の発振レベルよりも低いかを繰り返しチェックするステップ、前記消散レベル値が基準の発振レベルに等しいか又は大きくなるまで、それぞれの繰り返すステップにおけるサーボ制御ループにおけるゲインを増加するステップ、及び、マージン値により制御ループにおけるゲインを減少するステップ。
2008521150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ドライブのサーボ制御ループにおけるゲインを最適化する方法であって、
光ディスクからデータを読み取るか、光ディスクにデータを書き込むためにレーザビームをフォーカスし、半径方向にトラッキングするアクチュエータが、前記サーボ制御ループにおけるサーボコントローラにより制御され、
当該方法は、
前記サーボ制御ループの基準の発振レベルを取得するステップと、
前記サーボ制御ループからの二乗された電力出力である消散レベルを測定するステップと、
前記基準の発振レベルに到達した消散レベルよりも現在の消散レベルが低いかを繰り返しチェックするステップと、
前記基準の発振レベルに到達した消散レベルに前記現在の消散レベルが等しいか、大きくなるまで、それぞれの繰り返しステップにおいてサーボ制御ループにおけるゲインを増加するステップと、
マージン値だけ前記制御ループにおけるゲインを減少するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記消散レベルの測定は、前記サーボコントローラからの二乗された、フィルタリングされた出力電圧の測定値として実行される、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記消散レベルは、二乗された、フィルタリングされた出力電圧の振幅である、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記マージン値は、１０％と５０％との間のパーセンテージである、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記マージン値は、２５％前後である、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記マージン値は、値のセットからの値であり、発振が生じなくなるまで、前記値のセットのうちから、最も高いマージンの値から低いマージンの値にステップ毎のマージンの値が選択される、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記コントローラは、請求項１の方法ステップを実行するためにプログラムされるか、又はプリセットインターバル又は後続の定義されたイベントに従って適時に請求項１の方法ステップを実行するためにプログラムされる、
請求項１乃至６記載の方法。
【請求項８】
光ドライブのサーボ制御ループにおけるゲインを最適化する装置であって、
前記光ドライブに接続された光ディスクからデータを読み取るか、光ディスクにデータを書き込むためにレーザビームをフォーカスし、半径方向にトラッキングするアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する前記サーボ制御ループにおけるサーボコントローラとを有し、
当該装置は、
前記サーボコントローラから前記アクチュエータへの二乗された電力出力である消散レベルを測定する測定手段と、
前記消散レベルを前記制御ループの予め決定された基準の発振レベルと比較する比較手段と、
前記制御ループにおけるゲインを増加又は減少する制御ループゲイン制御手段と、
前記基準の発振レベルに到達した消散レベルよりも現在の消散レベルが低いかを繰り返しチェックすることで前記制御ループのゲインをモニタして最適化し、前記基準の発振レベルに到達した消散レベルに前記現在の消散レベルが等しいか、大きくなるまで、それぞれの繰り返しステップにおいてサーボ制御ループにおけるゲインを増加し、マージンの値だけ前記制御ループにおけるゲインを減少するコントローラと、
を有する装置。
【請求項９】
前記測定手段は、信号を二乗する回路を含む、
請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記測定手段は、前記二乗回路で二乗された信号をフィルタリングするフィルタを含む、
請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、予め決定された発振レベルと測定された消散レベルとの間の比較の結果に依存して利得乗算器により前記制御ループにおける利得を設定する、
請求項８記載の装置。
【請求項１２】
請求項８記載の装置を含む光ディスクへの読み取り／書き込みを行う光ディスクドライブ。
【請求項１３】
請求項１記載の方法を実行する光ディスクへの読み取り／書き込みを行う光ディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクからのデータの読み取り／光ディスクへのデータの書き込みをする光ドライブに関し、レーザビームをフォーカス及びトラッキングするアクチュエータは、フィードバックループにおけるサーボコントローラにより制御される。  
特に、本発明は、サーボ制御ループにおけるゲインを制御することを目的として有する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル情報は、光ディスクから読み取られるか、光ドライブの使用により光ディスクのトラックに沿って光ディスクに書き込まれる。光ドライブにおけるフォーカスアクチュエータは、光ディスクにレーザスポットを焦点合わせするために使用される。レーザスポットは、レーザビームをディスクのデータ記憶レイヤにフォーカスする対物レンズによりフォーカスされるレーザビームにより供給される。例として、対物レンズがディスクのデータ記憶レイヤにレーザビームの焦点をフォーカスするように、フォーカスアクチュエータコイルは対物レンズを駆動する。レーザビームがディスクのトラックに沿ってトレースされるように、第二のコイルであるトラッキングアクチュエータコイルは、トラッキング対物レンズを駆動する。
【０００３】
光ドライブでは、サーボシステムは、ディスクのデータ記憶レイヤに、レーザビームの焦点、レーザスポットをフォーカスするために使用される。前記サーボシステムを制御するための制御ループは、制御ループフォーカスと呼ばれる。適切な光ドライブパフォーマンスを保証するため、フォーカス制御ループが閉じられる必要がある。サーボシステムにおけるレーザビームの誘導を制御するためのエラー信号は、レーザビームの光源を搬送するスレッジの検出器にデータ記憶レイヤから反射された光から得られる。
【０００４】
光ディスクにおけるアクチュエータの制御ループは、ディスクが回転される速度に関して設定される所定のゲインを有する。ループゲインは、読み取られるか又は書き込まれる温度及びディスクエリアのような多数のファクタに依存する。ループゲインを制御するため、幾つかの制御アルゴリズムが知られている。
【０００５】
制御ループゲインは、制御の帯域幅を決定し、回転のディスク測度に関して設定される。ディスクの高い速度で（ＣＤ用に４８×、ＤＶＤ用に１６×及びＢＤ用に４×）、アクチュエータサーボコントローラの制御ループは、重要なループゲインを有する。より高いゲインは、ループにおける発振を引き起こす。検出器の感度、光ディスクの記録されたエリアと記録されないエリアとの間の差のような幾つかの理由により引き起こされるループゲインのバリエーションのため、制御利得は、既に述べたように、制御ループにおける発振を回避するため、最大の値よりも典型的かつコンスタントに低い値に設定される。
【０００６】
自動利得制御は、サーボループの帯域幅に等しい周波数を有する周期信号を印加することで達成することができる。印加された信号への測定された応答は、ループゲインを制御するために使用される。この利得制御は、ディスクの読み取り又は書き込みの間にコンスタントにアクティブではない。典型的に、データの読み取り又は書き込みの間に時間的に後に、必要な場合には、チェックが初期的及び反復的に行われる。
【０００７】
ＪＰ−０５３１４５０４は、光情報及び再生装置を記載している。この文献で記載される装置の目的は、安定化された値にサーボシステムのループゲインを設定することでサーボ制御システムのフォーカス制御ループの発振を防止することにある。制御ループを含むサーボ制御システムでは、補償コントローラは、Ａ／Ｄコンバータによりモニタされる。フォーカスコントロールが通常の状態にあるとき、補償コントローラの出力は、ほぼ固定されたレベルをもつ信号である。コンピュータは、コンバータに供給されたデータのＡＣ成分の振幅の絶対値をチェックし、取得された値をプリセット値と比較するためにデータを処理する。取得された値がプリセット値に等しいか又はプリセット値以下である場合、装置は正常に動作するためにジャッジされる。他方で、取得された値がプリセット値よりも大きい場合、動作は異常であると判断され、可変の利得増幅器のゲインは低い値に設定され、発振が停止され、適切な利得が達成されるまで、補償コントローラの出力が低減される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の装置の問題点は、ゲインレベルのモニタが連続的ではないことである。制御ループの発振が生じたときにのみアクチベートされる。これは、比較的長い期間の間に続く、装置の正常な動作の間にループゲインレベルが低く、最適ではない場合があることを意味する。  
本発明の１つの目的は、最大の利得を達成するためにサーボ制御ループを制御するアルゴリズムを含む方法及び装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様によれば、請求項１記載の方法が提供される。  
本発明の更なる態様によれば、独立の装置の請求項で規定される装置が提供される。  
本発明の更なる態様は、従属のクレームで開示される。
【００１０】
本発明の１つの特徴は、最大の制御ゲインは、連続的にサーチされるか、又は制御ループで発振が開始するまで制御ループゲインを反復的に増加することで自動的に繰り返される。アクチュエータにおける電力消失を測定することで発振が検出される。発振が開始するようなレベルからゲインがなる重要な瞬間で、ゲインは、例として２５％のような所定のマージンにより低減されるが、１０％から５０％の間のパーセンテージが便利である。
【００１１】
スタートアップで、ループゲインは、レギュラーのＡＧＣ（Automatic  Gain  Control）で調整される。ディスクが回転した後に、温度変化又は読み取り／書き込みの遷移で、記載されたメカニズムが固定された時間インターバルで開始される。これらは、ループゲインの変化の全ての理由であり、変化されるアクチュエータ感度又はループにおける発振を検出する信号の変化される感度により生じる。
【００１２】
本発明に係る装置は、電力をアクチュエータに供給するサーボコントローラからの電力の出力を測定するための消散測定装置を含む。１実施の形態によれば、制御ループにおける利得を制御するコントローラは、サーボコントローラからアクチュエータへの電気的な制御信号（出力）のサンプルを二乗する回路を含む。二乗の後に結果的に得られる信号がフィルタリングされ、フィルタリングされた信号の振幅は、制御ループにおける発振を検出する予め定義された基準の発振レベルに比較される。前記現在の消散レベルが基準の発振レベルに到達した消散レベルよりも小さい場合、現在の消散レベルを表す二乗された、フィルタリングされた消散信号の前記振幅は、ループにおいて反復的にチェックされる。現在の消散レベルが基準の発振レベルに到達される消散レベルに等しいか又は消散レベルよりも大きくなるまで、サーボ制御ループにおけるゲインは、それぞれの繰り返しステップにおいて、ステップ毎に増加される。
【００１３】
測定装置は、アクチュエータへの制御値を測定するために適合される。  
本発明の利点は、コントローラにより使用される制御アルゴリズムが全ての状況の間で制御ループにおける最大のゲインを設定することであり、これにより固定されたゲインレベルの必要がないことである。  
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に記載される実施の形態を参照して明らかとされるであろう。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る方法を実行する多数の実施の形態は、添付図面によりサポートされる以下の説明で記載される。本発明に係る光ドライブのフォーカス制御ループ及びアクチュエータの統合された部分の外観図が図１に示される。
【００１５】
図１により光ディスクが表される。レーザ光源２は、光ディスク１の方向に光を向ける。レーザ光源２からのレーザ光は、レンズ３，４によりディスク１のトラックのスポットにフォーカスされる。アクチュエータは、レンズ３，４を正しい位置に調節し、前記スポットをディスクにフォーカスする。前記アクチュエータは、この例に置けるように、固定された磁石５，６、フォーカスコイル７、半径方向のトラッキングコイル８、半透明のミラー９を更に有する。対物レンズ３がレーザ光をレーザビーム１０に収集し、レーザビーム１０の焦点をディスク１のデータ記憶層にフォーカスするように、フォーカスアクチュエータコイル７は、対物レンズ３を駆動する。第二のコイルは、トラッキングアクチュエータコイル８であり、レーザビーム１０がディスクのトラックに沿って半径方向にトレースされるように、トラッキング対物レンズ４を駆動する。
【００１６】
制御ループ２１におけるサーボコントローラ２０は、光ディスク１のアクチュエータレーザビーム１０のフォーカス及びトラッキングを制御する。サーボコントローラ２０からの出力信号は、パワーアンプ２２で増幅され、アクチュエータのフォーカスコイル７への制御信号２３としてフレキシブルワイヤにより送出される。ラジアルコントローラは、同じ部材からなり、アクチュエータのコイル８に接続される。
【００１７】
適切な光ドライブパフォーマンスを保証するため、フォーカス制御ループ２１が閉じられる必要がある。サーボシステムにおけるレーザビームのガイダンスを制御するエラー信号は、レーザビーム１０の光源２を保持するスレッジの光検出器２４に光ディスク１のデータ記憶レイヤから反射される光から得られる。検出器信号２５は、プリアンプ２６へのエラー信号として、前記検出器信号２５を搬送する制御ループにおけるフレキシブルワイヤにより転送される。次いで、制御信号は乗算器２７で乗算され、エラー信号は、サーボコントローラ２０の入力に送出されることでループを閉じる。
【００１８】
本発明の１態様によれば、サーボコントローラ２０からの出力信号は、測定装置２８に送出され、この測定装置は、この実施の形態では、アクチュエータフォーカスコイルで発生された（以下に定義される）消散を測定する。前記消散信号は、制御ループ２１で発生する発信を示す信号として使用される。これは、二乗回路２９で信号を二乗し、信号がフィルタ３０でフィルタリングすることで、本発明のこの実施の形態に従って達成される。
【００１９】
フィルタリングされた信号３１の振幅が予め決定されたレベルの値を超えるか、又は等しい場合、発振が制御回路２１で広まっていると考慮される。
【００２０】
コントローラ３２では、前記予め決定された発振値が記憶され、コントローラ３２に入力される、二乗された、フィルタリングされた消散信号３１の測定された値に比較される。このフィルタリングされた消散信号３１は、消散レベル値として使用される。コントローラは、図２のフローチャートの形式で、本実施の形態に従って、記載されるアルゴリズムとプログラムされる。実行されたアルゴリズムの結果に依存して、コントローラ３２は、利得制御信号３３によりゲイン乗算器２７を制御することで制御ループ２１におけるゲインを設定する。
【００２１】
コントローラ３２で実行された制御ループ２１におけるゲインの制御の手順は、図２におけるフローチャートに係るアルゴリズムに従う。第一のステップでは、フィルタリングされた信号３１の値により構成される実際の消散値は、プロセスステップ４０において予め決定された発振レベル値に比較される。現実の消散値が予め決定された発振レベル値よりも低い場合、コントローラ３２は、プロセスステップ４１で示されるように、制御ループ２１におけるゲインを増加させる。再び、反復的な手順において、予め決定された値は、ステップ４２で現実の消散の値に比較される。発振が生じていない場合、ゲインは、反復ループにおいてステップ４１で再び増加される。ステップ４１及び４２により構成される反復ループで、発振が生じるまで、ステップ毎に増加するゲインで反復が継続され、現実の消散値が予め決定された発振レベルの値を超える点で、このことはステップ４２で示されている。これが生じたとき、コントローラ３２は、ステップ４３で、利得制御信号３３を介してマージンの量で制御ループ２１におけるゲインを減少する。
【００２２】
プロセスにおける第一のステップ４０で、発振が広がっていると既に示された場合、コントローラ３２は、プロセスステップ４４で、第二の反復ループにおける第二の制御ループ２１における利得を減少させ、更にプロセスステップ４５を含み、ステップ４４及び４５の反復の実行が継続されるべきかを判定するため、現実の消散レベルが予め決定されたレベルに比較される。発振が停止することが意図されるとき、アルゴリズムはステップ４３に継続する。コントローラ３２は、繰り返し、又は変化状態の間にのみアルゴリズムを実行するようにプログラムされる。例として、アルゴリズムは、光ディスクの記録されたエリア又は記録されないエリアを読み取るような、最初に、及び期待されるゲイン変動の後又は状態の遷移の後に、実行するように設定される。
【００２３】
アルゴリズムにより、まさに発振がなくなるまでゲインは繰り返し調節される。次いで、幾つかのゲインマージンを有するため、ゲインは所定の値で低減される。可能性のある問題は、高い加速度エラーを持つ光ディスクは高い消散値を与えることである。かかる高い加速度エラーは、ディスクが平坦性を有さないときに生じ、特に高いディスク測度で、アクチュエータの高い制御電圧を必要とする。したがって、かかるディスクが存在する場合、消散が既に高い。したがって、基準となる発振の値は高く選択され、それにより、誤った発振の示唆が生じない。
【００２４】
コントローラ３２は、プリセットインターバル又は後続する定義されたイベントに従ってタイムリーに制御ループにおけるゲインを設定するためのアルゴリズムを実行するためにプログラムされる。
【００２５】
制御利得の量は、可能な利得値のセットからなる１実施の形態に従う場合がある。最初に、最も高い利得値が設定される。発振がなお検出された場合、発振が生じなくなるまでより低い利得値が設定される。
【００２６】
マージンの値は、１０％と５０％との間のインターバルで固定された値であり、好適な実施の形態として、２５％のマージン値が選択される。  
本発明は、高速の光ディスクドライブにおけるアクチュエータのサーボコントローラに印加される。  
請求項における用語「有する“comprising”」及び「含む“including”」は、他のエレメント又はステップを排除するものではない。
【００２７】
［定義］
ディスクのドライブへのコネクションは、以下のうちの１つを意味する。ディスクがドライブに挿入されること、（未知の）ディスクが前記ドライブに既に存在するとき、ドライブが電源オンにされたこと、若しくは、存在するディスク又は補助ユニットに挿入されたディスクは、ディスクのｒ／ｗの前記ドライブに結合される。
【００２８】
消散“dissipation”は、フォーカスアクチュエータフォーカスコイルで生成される（Ｐ＝Ｕ^２／Ｒ＝Ｉ*Ｒ）である。これらのコイルは、磁石と共にアクチュエータの電磁モータを形成する。一般に、磁石は、このケースではスレッジである、固定されたワールドの一部であり、コイルは、対物レンズを保持するアクチュエータの移動する部分の一部である。フォーカスコントローラ出力を二乗し、エンドステージドライバとフォーカスコイルレジスタンスの結果を補正することで、フォーカスの消散を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の１例に係る光ドライブのフォーカスコントローラとアクチュエータとの統合された部分の外観図である。半径方向のコントローラは、同じコンポーネントから構成されるため図示されていない。
【図２】本発明の態様に係る制御ループにおけるゲインを制御するために手順のアルゴリズムのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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