(57)【要約】光ディスクドライブのアクチュエータ（１３，１７）を制御するためのサーボ制御器（１４）と共に用いられるフィードバックループ（３０）のための方法及び装置について開示している。フィードバックループ（３０）における利得（１８）は、所定の間隔についての所定のパラメータにしたがってアクチュエータ（１３，１７）の帯域幅を決定する。特に書き込み中のディスクの高回転速度は、アクチュエータサーボ制御器のフィードバックループが高ループ利得を有し、臨界になることが可能であることを必要とする。高利得はそのループにおける変動をもたらす。記録領域及び未記録領域における検出器感度差のようなソースによるループ利得の広がりは、変動を回避するように最大値より小さい初期値に制御利得を設定することにより制御される。制御利得は、次いで、ＡＧＣ機構によりシダ位置に調節される。このＡＧＣ機構は、利得を調節するように短い時間の期間に達成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクドライブにおけるアクチュエータのための自動利得制御方法であって：
光ディスクに焦点ビームを適用する段階；
前記光ディスクに適用された前記焦点ビームから反射された光を検出する段階；
複数のパラメータの少なくとも１つが満足されているかどうかを判定する段階；及び
前記複数のパラメータの前記少なくとも１つが満足されている場合に、前記焦点ビームから反射された検出光から導き出された信号に自動利得制御を適用する段階；
を有する自動利得制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の自動利得制御方法であって、前記の自動利得制御を適用する段階は、所望の帯域幅に対して利得を調節するようにフィードバックループを実施する段階を更に有する、自動利得制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の自動利得制御方法であって、前記の自動利得制御を適用する段階は、
サーボ制御器の帯域幅を決定するフィードバックループの利得を更に有する、自動利得制御方法。
【請求項４】
請求項２に記載の自動利得制御方法であって、前記決定する段階は、前記パラメータの１つとして前記光ディスクの回転速度を更に有する、自動利得制御方法。
【請求項５】
請求項２に記載の自動利得制御方法であって、前記決定する段階は、前記パラメータの１つとして前記光ディスクの反射率を更に有する、自動利得制御方法。
【請求項６】
請求項２に記載の自動利得制御方法であって、前記決定する段階は、前記パラメータの１つとして所定の時間の期間を更に有する、自動利得制御方法。
【請求項７】
請求項２に記載の自動利得制御方法であって、前記決定する段階は、前記パラメータの１つとして前記光ディスクにより実行される読み取る又は書き込む段階を更に有する、自動利得制御方法。
【請求項８】
請求項１に記載の自動利得制御方法であって、前記の自動利得制御を適用する段階は、約１００ｍｓｅｃの間、自動利得制御を適用する段階を更に有する、自動利得制御方法。
【請求項９】
請求項２に記載の自動利得制御方法であって、前記決定する段階は、前記パラメータの１つとして前記光ディスクにより実行される読み取りから書き込みへの移行、又は書き込みから読み取りへの移行を更に有する、自動利得制御方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の自動利得制御方法であって、前記の自動利得制御を適用する段階は、前記利得が前記信号についての最大値を有するように備えられている、自動利得制御方法。
【請求項１１】
光ディスクドライブにおけるアクチュエータのための自動利得制御システムであって：
光ディスクへの焦点ビームを有するレーザ；
前記光ディスクへの前記焦点ビームから反射ビームを受け入れ、前記反射ビームから信号を生成する検出要素；
記録に関連する複数のパラメータの少なくとも１つが満足されているかどうかを判定する処理要素；及び
前記複数のパラメータの前記少なくとも１つが満足されている場合に、反射信号を処理する自動利得制御フィードバックループ；
を有する自動利得制御システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の自動利得制御システムであって、前記自動利得制御フィードバックループは、所望の帯域幅に対して利得を調節するように前記自動利得制御フィードバックループの調節制御を更に有する、自動利得制御システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の自動利得制御システムであって、前記自動利得制御フィードバックループは、サーボ制御器の帯域幅を決定するフィードバックループの利得を更に有する、自動利得制御システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の自動利得制御システムであって、前記少なくとも１つのパラメータは前記光ディスクの回転速度を更に有する、自動利得制御システム。
【請求項１５】
請求項１２に記載の自動利得制御システムであって、前記少なくとも１つのパラメータは現時点の反射状態を更に有する、自動利得制御システム。
【請求項１６】
請求項１２に記載の自動利得制御システムであって、前記少なくとも１つのパラメータは前記パラメータの１つとして所定の時間の期間を更に有する、自動利得制御システム。
【請求項１７】
請求項１２に記載の自動利得制御システムであって、前記少なくとも１つのパラメータは、前記パラメータの１つとして前記光ディスクにより実行される読み取り又は書き込みを更に有する、自動利得制御システム。
【請求項１８】
請求項１１に記載の自動利得制御システムであって、前記自動利得制御は約１００ｍｓｅｃの間、適用される、自動利得制御システム。
【請求項１９】
請求項１２に記載の自動利得制御システムであって、前記少なくとも１つのパラメータは、前記光ディスクにより実行される読み取りから書き込みへの移行、又は書き込みから読み取りへの移行を更に有する、自動利得制御システム。
【請求項２０】
請求項１１に記載の自動利得制御システムであって、前記の自動利得制御は、前記利得が前記信号についての最大値を有するように備えられている、自動利得制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクで用いられるサーボ制御器に関し、特に、光ディスクドライブのアクチュエータのための自動利得制御を維持するために用いられるフィードバックループ制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
光読み取り及び記録装置において、レーザから出射される光スポットは、データの交換を容易にするように光ディスクに位置付けられる。対物レンズが、光ディスクにおけるデータにフォーカシングするために用いられる。対物レンズは、ディスクにおいて正確な焦点を維持するように焦点方向における移動を必要とする。多くの因子、即ち、レーザショットノイズ、検出器不感帯、光学的位置ずれ、光学的スキュー、厚さ変動、ディスクの傾き、ディスクの位置ずれ及びディスクのそり等が、問題点を発生させるが、それらの因子に限定されるものではない。
【０００３】
付加因子が、何れの所定のシステムにおいて用いられるレーザパワーの量に関係する可能性がある。書き込みサイクル中に用いられるレーザパワーは、読み取りサイクルにおいて用いられるレーザパワーより実質的に大きい。したがって、光媒体から反射されるパワーの量は、読み取り又は書き込み動作が実行されているかどうかに大きく依存して変わる可能性がある。更に、書き込み領域又は未書き込み領域に位置付けられているレーザの関数である光媒体から反射された光における変動が存在する。そのような位置変動は、異なる反射率レベルを有する未書き込み領域に比較して、既に書き込まれた領域においてレーザが移動するときに生じる。
【０００４】
アクチュエータは光ディスクドライブにおける焦点レンズを制御する。アクチュエータは、ディスクの回転速度にしたがってアクチュエータに適用される操舵を制御する制御ループを有する。制御ループ利得は、温度、フォーカシングされるディスク領域、及び光ディスクドライブが光ディスクにおいて現時点で読み出されているか又は書き込まれているかのような多くの因子に依存する。
【０００５】
従来の技術は制御ループ利得に適用されてきている。１つのそのような利得制御技術は、サーボループのゼロｄＢクロスオーバー周波数の周りに基本周波数を有する周期信号を注入する自動利得制御である。その注入された信号に対する測定された応答が、ループ利得を制御するために用いられることが可能である。この技術に存在する問題点は、利得制御が、ディスクの書き込み及び読み取り中、常にアクティブではないことである。典型的には、周期信号が最初に注入され、必要に応じて、時間経過した後に繰り返される。
【０００６】
従来の技術は、所定期間において制御ループ利得に対して自動利得制御を適用する。それらの従来の技術の方法において存在する問題点は、それらの方法は常にアクティブではなく、それ故、ディスクアクチュエータの帯域幅を十分に最適化しないことである。
【０００７】
それらの従来の技術は、ＤＶＤ、ＣＤ又はＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｃｉｓｃ）等の高速、高密度ディスクを採用している今日のアプリケーションにおいては、ループ利得を有効に制御しない。今日の光ディスクドライブは、約１００００ｒｐｍのオーダーの回転周波数を有する。そのような高回転周波数は、光ピックアップのトラッキング及びフォーカシングを制御するアクチュエータサーボについて、非常に高い帯域幅を必要とする。
【０００８】
上記説明から、現代のアプリケーションにおける制御ループ利得を効果的に最適化することができる方法及び装置についての当該技術分野における要請が尚も存在していることは明らかである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、光ディスクドライブの焦点及び径方向アクチュエータを制御するフィードバックループをサーボ制御器に備えることにより、従来技術における問題点を解決することである。このループにおけるループ利得はその制御の帯域幅を決定し、少なくとも１つの所定のパラメータにしたがって設定される。特に書き込み中の高速（ＣＤについては４８倍速、ＤＶＤについては１６倍速、ＢＤについては４倍速）においては、アクチュエータサーボ制御器のフィードバックループは、効果的である高ループ利得を必要とする。この要求は重要になっている。より高い利得はループにおける変動をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ループ利得の広がりは多くのソースにより、例えば、記録及び未記録領域における検出器感度の違いによりもたらされる。本発明の目的は、変動を回避するように。典型的には最大値より小さい値に制御利得を設定することを確実にすることである。この目的は、ＡＧＣ機構により最大値に対して繰り返して調節される本発明の制御利得により達成される。このＡＧＣ機構は、その利得を調節するように短時間で達成される。この回路により注入される信号は、書き込み品質に影響を与える大きい径方向又は軸方向偏位を回避するように十分に低い。
【００１１】
本発明は、等間隔で自動利得制御を適用することにより、記録可能光ディスクで用いる反射レーザ信号において生じる変動を補正する。
【００１２】
本発明の上記の及び他の目的は、光ディスクへのフォーカシングビームの適用を補償すること、光ディスクに適用されるフォーカシングビームから反射される光を検出すること、複数のパラメータの少なくとも１つが満たされているかどうかを判定すること、及び複数のパラメータの少なくとも１つが満たされている場合にフォーカシングビームから反射された光を検出することによりもたらされる信号に対して自動利得制御を適用することにより与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
光ディスク記録装置において用いられるサーボアクチュエータは、本来的に生じる変動を補正することにより帯域幅が増加され得ることが明らかになった。利得変動を引き起こす存在を検出することにより、利得は修正され、必要な利得が適用され、高い帯域幅が可能になる。高い帯域幅で動作する能力は、フォーカシング及びトラッキングを改善する。
【００１４】
図１は、本発明の光読み取り／記録システムを示している。図１のシステムにおいては、レーザ２２は、コリメートレンズ２３を透過するビーム１５を出射し、焦点レンズ４５の方に方向付けられる光２４の列を形成する。焦点レンズ４５は、ディスク１０からデータを読み取り、ディスク１０にデータを書き込むように、ディスク１０において光スポットを形成する。焦点レンズ４５は、軸方向及び径方向の両方にそのレンズを移動させるボイスコイルモータに備えられている。焦点レンズ４５は、ディスク１０の中心からディスク１０の外側の端部の方に進んで測定される径方向における焦点レンズ４５の移動を制御する径方向アクチュエータコイル１３の制御下で光ディスク１０に光スポット１１を位置付ける。焦点アクチュエータコイル１７は、径方向に対して垂直な且つコリメートビーム２４に対して平行な軸方向における焦点レンズ４５の移動を制御する。コリメートビーム２４からの光は、ディスク１０で反射され、焦点レンズ４５を透過して戻り、検出器２１の方にプリズム２５により反射される。検出器２１は、複数要素の検出器であり、好適には、四象限を有する。信号は、当該技術分野において既知である方法でトラッキング及びフォーカシングエラー信号を生成するように検出器２１及び検出器に関連するエレクトロニクス（図示せず）により生成される。それらの信号は、次いで、下で説明する方法で処理される。
【００１５】
焦点アクチュエータは、パワードライバ２９からの電気信号並びに磁石４２及び４３により電磁的に制御されるボイスコイル１７を有する。パワードライバ２９により生成される信号は利得増幅器１８により決定される。利得増幅器１８は、自動利得制御（ＡＧＣ）機能３０を実行するループにより調節される。ＡＧＣ機能３０は、検出器２１により検出された光スポット１１から反射された光の修正信号を受け入れる。検出器２１により検出される光スポット１１からの光は、サーボ制御器１４に送られる前に前置き増幅器１２により処理される。サーボ制御器１４は、ＡＧＣ機能３０及び加算器１６の両方にその処理された検出光信号を出力する。ＡＧＣ機能３０は、下記のように動作する。発振器３８は、サーボループに加算器２９により注入される正弦波信号を供給する。正弦波信号は、パワードライバ２９によりアクチュエータに供給される外乱をもたらす。アクチュエータは、この外乱を、ディスク１０の情報層に対するスポット１１の小さい動きに変換する。この動きは検出器２１により検出され、前置き増幅器１２及びサーボ制御器１４により乗算器３２供給される。サーボ制御器１４の出力における外乱の位相は、同期検出によって乗算器３２により発振器の位相と比較される。乗算器３２の出力は、高調波を除去するようにローパスフィルタ３４によりフィルタリングされ、積分器３６により積分される。積分器３６の出力は、利得ステージ１８を制御するＤＣ電圧である。
【００１６】
このＡＧＣ機能３０は、所望の周波数について０ｄＢに完全なサーボループの利得を調節する。従来、利得制御機能は、フォーカシング及び径方向トラッキングについての開始時にアクティブにされる。本発明にしたがって、ＡＧＣ機能３０は、所定の時間の期間において、各々の読み取り及び書き込みサイクルの間に、及び／又は所定量を超える反射変化の検出時に、利得差を補償する利得補正を行うようにアクティブにされる。好適には、ＡＧＣ機能３０は、所定の時間の期間の上記のパラメータの１つ、読み取りから書き込みへの変化又はその逆の変化の検出時に、及び／又は所定量を超える反射変化の検出時に、所望の値に対して利得を調節するように、約１００ｍｓｅｃのオーダーで短時間、オンに切り換えられる。当業者は、それらの上記のパラメータの各々が個々に又は組み合わされて用いられることが可能であることが、上記の説明から理解できるであろう。
【００１７】
ディスクの回転速度は、焦点利得が最適化される必要があるパラメータである。高速（ＣＤについては４８倍速、ＤＶＤについては１６倍速、ＢＤについては４倍速）及び特に、特に書き込み中においては、アクチュエータサーボ制御器１４により利得ステージ１８及びパワードライバ２９に供給される信号は高ループ利得を有する必要があり、この必要性は重要になる。従来技術において存在している問題点は、供給される高利得において、発振がＡＧＣ機能３０のループにおいて生じ得るというこの必要性を満足するように試みることである。ループ利得の広がりの減少は、多くの原因のために、例えば、記録領域及び未記録領域における検出器の感応性の差のために生じる可能性がある。従来技術は、典型的には、発振を回避するように最大値より小さい値にループ利得を調節する。本発明は、所定のパラメータにしたがって短い時間の期間にアクティブにされるＡＧＣ機構により最大値にＡＧＣ利得を調節する。例えば、書き込み中、ＡＧＣ機構は、利得を調節するように短時間の間、アクティブにされる。発振器３８から供給される信号は、書き込み品質に影響を与える径方向又は軸方向の大きい偏位を回避するように、十分に低いものである。
【００１８】
本発明により発明されたように、ＡＧＣ機能３０は、レーザショットノイズ、検出器不感帯、光学的位置ずれ、光学的スキュー、厚さ変動、ディスクの傾き、ディスクの位置ずれ又はディスクのそりの結果として生じ得る極端な値を回避するように与えられる利得に対する制限を構築する。それらの可能性のある現象の各々は、データが現時点でディスクから読み取られる及びディスク１０に書き込まれることを確実にするように、焦点アクチュエータに適用される絶え間のない利得の最適化を示している。
【００１９】
図１は、アナログ回路が上記の機能を実行することを示している。図１に示されている各々の機能は、アナログのエレクトロニクスを用いて効果的に実行される一方、当業者は、ディジタルのエレクトロニクスが上記の機能について用いられる実施形態を容易に実現することができる。例えば、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）装置が、ＡＧＣ機能３０を実行するように又はＡＧＣ機能の実行を少なくとも支援するように、関連ディジタルエレクトロニクスを有する検出器２１により受け入れられる反射光を処理するように用いられる実施形態である。それ故、図１は、本発明の好適な実施形態の表現であり、本発明の範囲は特許請求の範囲により記載されるべきであることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】光記録システムについての図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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