(57)【要約】装置は、変調された信号（４）を生成する手段（３）及びフィードバック制御ループを有する。フィードバック制御ループは、生成された信号（４）に依存するセンサー信号（６）を供給するセンサー（５）、センサー信号（６）をサンプリングするサンプル器（７）、前のサンプリングから経過した経過時間（ｔｌａｐｓｅ）を計測する計測器（６１）、及び前記経過時間（ｔｌａｐｓｅ）を基準時間期間（５２）と比較する比較器（６２）を有する。フィードバックループフィルターは、前記経過時間が基準時間期間を超えた場合、次のサンプリングが実行されるような時間まで、不動作にされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、信号を生成手段、及びフィードバックループを有し、前記フィードバックループは、生成された信号に依存するセンサー信号を供給するセンサーを有し、前記装置は、前記生成された信号を変調する変調器、前記センサー信号をサンプリングするサンプリング器、前のサンプリングからの経過時間を計測する計測器、前記経過時間を基準時間期間と比較し及び前記経過時間が前記基準時間期間を超えた場合、次のサンプリングが実行されるような時までフィードバックループフィルターを不動作にする比較器、を有する装置。
【請求項２】
前記基準時間期間は、運転中、フィードバックループフィルターが平均して１０％より少なく、望ましくは２％より少なく稼働するような期間である、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、前記基準時間期間を設定する手段を有する、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、光ピックアップ装置のレーザー制御ループであり、前記生成された信号は、変調された光信号であり、及び前記センサーは光センサーである、請求項１記載の装置。
【請求項５】
方法であって、センサーにより生成されたフィードバック信号を用い信号を生成するフィードバック制御手段のためであり、前記方法は、前記生成された信号を変調する段階、前記センサー信号をサンプリングする段階、前のサンプリングから経過した経過時間を計測する段階、前記経過時間を基準時間期間と比較し、及び前記経過時間が前記基準時間期間を超えた場合、次のサンプリングが実行されるような時までフィードバックループフィルターをオフに切り替える段階、を有する方法。
【請求項６】
前記基準時間期間は設定される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
変調された光信号が生成され、そしてセンサー信号は前記生成された光信号に依存する光信号を計測することにより生成される、請求項５記載の方法。
【請求項８】
装置であって、請求項１、２、３、又は４記載の装置を有する、情報を情報担体から読み出す及び／又は情報担体へ書き込む、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を生成する手段及びフィードバック制御ループを有する装置に関する。当該フィードバック制御ループは、生成された信号に依存するセンサー信号を供給するセンサーを有する。本発明はまた、センサーにより生成されたフィードバック信号を用い、信号を生成するフィードバック制御手段の方法に関する。多くの装置は、制御されるべきパワーのような特性の信号を供給する。
【背景技術】
【０００２】
信号の特性を制御する知られている方法は、生成された信号に依存する信号のセンサーを有する制御ループを用いることである。センサーのフィードバック信号は、次に基準信号ＲＥＦと比較され、誤差信号を提供する。この誤差信号は、フィードバック制御ループを介し、信号の生成を制御するために用いられる。例えば、光ピックアップ装置のレーザーパワーの安定化が、これにより可能になる。
【０００３】
このようなフィードバックループ及びパワー信号を制御するフィードバックの方法は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１では、モニタリングフォトダイオードの出力は、光ピックアップ装置のレーザーの放射パワーを制御する自動パワー制御ＡＰＣに供給される。この装置では、信号生成装置はレーザーであり、及びフィードバック制御ループはモニタリングフォトダイオードとＡＰＣとを有する。
【０００４】
このようなフィードバックループは重要な利点を提供するが、発明者らは、フィードバック信号が時折サンプリングされる環境では、信頼性のある／安定した信号がこれらサンプリング中のみ利用可能なので、決して最適な結果を生じ得ないことを理解していた。
【特許文献１】米国特許第６０６１３１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
装置及びフィードバック制御方法では、フィードバック信号は時折サンプリングされるだけで、フィードバック制御ループが不安定になる危険がある。その結果、生成された信号の逓減を引き起こし、事実上、制御ループ及びフィードバック制御方法が達成しようと意図していたものと反対の結果に達する。本発明の目的は、上述の問題を低減する装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため、装置は、生成された信号を変調する変調装置、センサー信号をサンプリングするサンプリング器、前のサンプリングから経過した経過時間を計測する計測器、前記経過時間を基準時間期間と比較し及び前記経過時間が前記基準時間期間を超えた場合、次のサンプリングが実行されるような時までフィードバックループフィルターを不動作にする比較器、を有する。
【０００７】
本発明による方法は、
−生成された信号を変調する段階、
−センサー信号をサンプリングする段階、
−前のサンプリングから経過した経過時間を計測する段階、
−前記経過時間を基準時間期間と比較し、及び前記経過時間が前記基準時間期間を超えた場合、次のサンプリングが実行されるような時までフィードバックループフィルターをオフに切り替える段階、を有する。
【０００８】
本発明は、以下の事項に基づく。
【０００９】
多くの制御ループでは、適正なフィードバック信号は、直接利用可能ではないが、第２の信号ＦＭＯＮで変調された形式でのみ利用可能である。このようなシステムでは、センサー信号のサンプリングは、しばしば時間連続乗算より魅力的である。サンプリングは、サンプリングの瞬間の実際の変調に関する知識のみを必要とし、時間連続乗算は、変調の「時間連続知識」を必要とする。しかしながら、全ての変調された信号がサンプリングに適するのではない。これは（以下に例示されるが）、サンプリングとサンプリングの間に大きな遅延時間を生じ得る。遅延は、変調が事実上無作為であるシステム等で、例えばデータベースで、変調信号がある程度低い周波数を含む場合に最も深刻である。遅延は、フィードバックループの余分な位相遅延として現れ、そしてフィードバックループを不安定にし得る。これは、特に位相遅延が４５度を超えた場合（一次システムの場合、また更に高次のシステムの場合には更に早い）、且つ位相遅延が更に高い値に達した場合に起こる。
【００１０】
フィードバックループの不安定性の危険は、フィードバックの最大遅延が大きな位相シフトを与えないよう（例えば４５度より少ない）ループの帯域幅を十分に低く選ぶことにより、又は言い換えるとフィードバックループの時定数を増大することにより、低減され得る。しかしながら、この解決策の不利点は、フィードバックループの時定数が増大することである。これは、フィードバックループがフィードバックループの時定数より小さい時間スケールでしか生成された信号の機能を制御できないか又は少なくとも効率的に制御できないので、信号を制御する能力を低下させる。
【００１１】
本発明による装置は、この問題を克服する。
【００１２】
装置は、最後のフィードバックサンプルが取られてから経過した経過時間を計測する手段を有する。当該経過時間は、閾値と比較される。本発明による方法は、対応する方法の段階を有する。
【００１３】
経過時間が閾値より小さい限り、フィードバック制御ループは閉じられたままであり通常に動作する。経過時間が閾値より上に上昇した場合、これは最後の「リフレッシュ」が閾値により示される時間よりずっと以前に起きたことを意味し、ループフィルターは、新たなサンプルが利用可能になるまでオフに切り替えられる。標準的に、効果的な「閾時間」は、フィードバック制御ループの時定数（τ）のｎ倍に等しい。ここでｎは０．４乃至１．２の間であり（ｎ＝０．７９の場合、例えば１次システムで４５度の位相遅延を提供する）、望ましくは０．６乃至０．９の間である。ループをオフに切り替えることは、ループフィルターの誤差信号をゼロにすることにより行われ得る。
【００１４】
利点は、一方では比較的高い帯域幅を有するループフィルターが用いられ、同時に他方では大きな位相シフトが回避されることである。
【００１５】
望ましくは、基準時間期間は、運転中、フィードバックループフィルターが平均して１０％より少なく、望ましくは２％より少なく動作中にされるような期間である。
【００１６】
基準時間期間はまた、「閾値」、つまり装置の２つの動作モードの間の境界を形成する値により示されるより低い。閾値を減少させることは、不安定性の危険を低減するが、ループフィルターがオフに切り替えられる瞬間の数を増加し、そして「ターンオフ時間」を増大する。「ループフィルターの休止時間」とループフィルターの帯域幅の間でトレードオフがされ得る。
【００１７】
本発明は種々の実施例において、１次システムではフィードバックサンプルの余分な数に依存しない、高い帯域幅を有するループを許容する。ごく希に、帯域幅は短期間の間、降下する。
【００１８】
有利なことに、装置は、ループ帯域幅に関連付けられて良い閾値を設定する手段を有する。対応する好適な方法は、対応する方法の段階を有する。
【００１９】
本発明のこれら及び他の態様は、例を用いて及び添付の図面を参照し、より詳細に説明される。
【００２０】
図は実際の縮尺で描かれていない。全体に、同一の構成要素は、図中の同一の参照符号により示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明による装置の例である実施例を図示する。装置は、光ピックアップシステムの一部であるレーザー制御ループであり、例えばＤＶＤ及び他のデータ記憶装置、例えばディスク型データ記憶装置へデータを記録及び／又はディスク型データ記憶装置からデータを再生する光又は光磁気ディスク装置で用いられる。
【００２２】
信号はレーザー駆動回路１により生成される。当該信号は変調器２において変調信号Ｆｍｏｄで変調され、そしてレーザー３へ送信される。レーザー３は変調された信号４を生成する。センサー５は、この例では例えばフォトダイオードであり、信号４に依存してセンサー信号６を生成する。センサー５の速度が有限のため、センサー信号６は、変調された信号４に依存するが必ずしも等しい必要はない。センサー５への入射光は、ディスクにより反射されて良く、又は如何なる他の方法で反射され又はセンサー５へ直接に作用して良い。
【００２３】
このシステムでは、センサー信号６は、直接利用可能ではないが、変調Ｆｍｏｄで変調された形式でのみ利用可能である。このようなシステムでは、センサー信号６のサンプリングは、しばしば時間連続乗算より魅力的である。サンプリングは、サンプリングの瞬間の実際の変調に関する知識のみを必要とし、時間連続乗算は、変調の「時間連続知識」を必要とする。サンプリングは、サンプリングされた信号７ａを供給するサンプリング器７で実行される。システムは、保持回路７’を有し、サンプル値を保持して良い。この信号７ａは、比較器９で基準信号８と比較され、誤差信号１０を供給する。誤差信号１０は、レーザー駆動システム１へ入力され、レーザーパワーを安定化する。
【００２４】
図２は、Ｆｍｏｄで変調された変調された信号４を図示する。図２はまたＳＤ、つまりセンサー信号として示されたセンサー信号６を図示する。センサー信号６は、変調された信号４に依存し、またＦｍｏｄで変調される。しかしながら、全ての変調されたセンサー信号がサンプリングに適するのではない。センサーは、センサー自体の時定数を有し、速い変調信号が信頼できるセンサー信号にならない状況に導く。従って特定の時、つまり特定の信号４が存在する場合のみ、センサー信号はサンプリングされ得る。これは、サンプリングとサンプリングの間に大きな遅延時間を生じる。図２は、（時間が）比較的長い信号４’が発せられ、そして十分に安定化したセンサー信号４’’が供給され、そして当該センサー信号４’’の間にサンプルが取られる場合のみを図示する。遅延は、変調が事実上無作為であるシステム等で、例えばデータベースで、変調信号がある程度低い周波数を含む場合に最も深刻である。図３は、この効果を図示する。信号４が比較的長く存続して初めて、信号７ａのサンプリングが実行され得る。経過時間ｔｌａｐｓｅは、サンプル採取とサンプル採取の間に生じる。
【００２５】
遅延は、フィードバックループの余分な位相遅延Δφ（ｔ）として現れ、そしてフィードバックループを不安定にし得る。これは、特に、位相遅延が（１次システムで）４５度を超え、及び特に位相遅延が更に高い値に達した場合に生じる。図４は、この効果を図示する。生センサー信号６は、サンプリングされた信号７ａを供給する。しかしながら、これらサンプリングされた信号は、経過時間とともに供給される。このような経過時間の間、余分な位相遅延Δφ（ｔ）がフィードバックループで生じる。位相遅延が４５度のような値より大きくなると、フィードバックループは不安定になる。最後に示された経過の間、経過時間中に生じる位相遅延が４５度を超える。
【００２６】
フィードバックループの安定性は、最大遅延、つまりフィードバック枝路の最大経過時間が大きな位相シフトを与えない（例えば４５度より少ない）よう、ループの帯域幅を十分に低く選ぶことにより、低減され得る。この解決策の不利点は、結果として時には非常に遅い制御ループ、少なくともより遅いループを生じることである。更に大きい読み出し及び書き込み速度では、更に速いフィードバックループを必要とし、同時にサンプリングされるのに適したデータパターンの量はより高い速度において減少しない傾向がある。
【００２７】
変調が事実上無作為である場合、経過時間は特定の分布で生じる。図５は、経過時間の分布を経過時間ｔｌａｐｓｅの関数として図示する。図５は、２つの隣接するサンプリングの間の時間における距離ｄの確率分布の例を示す。図５では、一種の正規分布と見なされる。余分な位相遅延Δφ（ｔ）はまた、経過時間ｔｌａｐｓｅに依存する。本発明は、経過時間が閾値時間を超えた場合にフィードバックループをオフに切り替えることが有利である、という見識に基づく。図５では、これは２つの領域Ｉ及びＩＩにより図示される。第１の領域Ｉでは、フィードバックループは動作中であり、第２の領域ＩＩでは、不動作である。２つの領域の間の分割点は、閾値５２により決定される。これは、固定閾経過時間５２であって良く、又は選択された閾値であって良い。代案として、閾経過時間は、位相遅延Δφ（ｔ）と経過時間との間の測定された又は見積られた関係から導出されて良い。後者の場合、固定位相遅延、設定された又は計算された位相遅延が用いられ、及び閾時間５２は、位相遅延閾値から導出される。
【００２８】
図６は、本発明の例を更に図示する。経過時間を定める手段６１は、出力として瞬間経過時間を有する。簡易なクロック及びタイマーが用いられて良い。当該経過時間は、比較器６２で閾値５２と比較される。この閾値は、固定値であって良く、又は図６に図示されるように、経過時間決定器６３の出力であって良い。この決定器６３は、出力として閾値５２への設定値６４、又は位相遅延Δφの閾値の入力を有して良い。位相遅延Δφの値は、決定器６５を設定する閾位相遅延の出力であって良い。また決定器６５は、設定値６６の入力を有して良い。決定器６３及び６５は、他のパラメータ、例えば温度及びデータ伝送レートのような閾値５２の決定に直接又は間接に影響し得る入力を有して良い。比較器６２により行われる比較の出力に依存して、フィードバックループは、経過時間が閾値５２より少ない場合に動作中であるか、又は経過時間が閾値より大きい場合に不動作になるかの何れかである。フィードバックループが不動作の場合、スイッチＴＣは閉じられ、そして誤差信号はゼロになる。本発明の構成では、動作中から不動作への遷移は、急激である必要はなく、中間的段階が存在して良い。中間的段階では、誤差信号は第１の閾値５２’と第２の閾値５２’’との間であり、レーザー駆動回路へ送信される前の値の半分まで減少され、そして第２の閾値５２’’の上でゼロである。
【００２９】
図７は、別の信号を図示する。図７では、図４と比較して、スイッチＴＣの信号が追加される。Δφが閾より上に上昇すると（又はｔｌａｐｓｅが閾値より上に上昇すると）、スイッチＴＣは閉じられ、フィードバックループを不動作にする。本発明は、フィードバックループが２つの異なるレベルを制御するよう配置されている場合に最も適する。ＤＶＤ＋Ｒディスクの書き込み中に、レーザーパワーフィードバック制御ループは、２つのパワーレベル、つまり如何なる書き込み効果も生じないがディスクからの読み出しを許可する低パワーレベルである「バイアス」パワー（ｂｉａｓ  ｐｏｗｅｒ）、及び実際のピットを生じる正確な「書き込み」パワー（ｗｉｒｔｅ  ｐｏｗｅｒ）レベルを制御しなければならない。両方のループの情報は、１つの変調されたフィードバック信号６から抽出されなければならない。同様の種類の内容は、ＤＶＤ＋ＲＷディスクに書き込む場合も真である。基本的に、フィードバック信号６は、次の形式を有する。
【００３０】
ＦＳフィードバック  ＝  バイアスパワー  ＋  デルタパワー  ＊  データパターン
データパターン  ＝  書き込まれたデータのパターン（書き込み方法）
デルタパワー  ＝  書き込みパワー  −  バイアスパワー
両方のパワーレベルを制御する最も正確な方法は、２つの異なる場所、つまりバイアスレベルを生成する場所及び書き込みパワーを生成する別の場所でフィードバック信号６をサンプリングすることである。
【００３１】
問題は、ダイオードの限られた帯域幅、及びフィードバック信号を生成する関連バッファ、つまりセンサー内の制限のため、安定化動作が正確なサンプリングを可能にするには不十分になり得ることである。これは特に、パルス書き込み方法が用いられる場合に、書き込みパワーレベルをサンプリングするための場合である。
【００３２】
より長い連続運転時間の最後の部分で、少なくともより低い速度の場合に、バイアスレベルをサンプリングすることは、依然として可能である。より高い書き込み速度（Ｎ＞４ｘ、Ｎは安定化した装置内の読み出し／書き込み速度を表す）において、非常に長い効果のみ、例えばＩ−１４ｓのみがサンプリング可能である。なぜならそれらのためにのみ、信号６が十分に安定化され正確なサンプリングを可能にするからである。Ｉ−ｎは、特定長を有するデータを表す。ｎが長い程、長いデータである。長い効果は、短い効果より少ない頻度で生じる。（Ｉ−１４は例外であり、Ｉ−１４がフレーム同期パルスとして用いられるという事実のため、Ｉ−１１より頻繁に生じる。）それにも拘わらず、実際に生じる特定長の効果の量は、分布する（Ｉ−１４は除く）。Ｉ−１４は１４８８ｅｆｍクロックサイクルに正確に生じるが、高レベルでも低レベルでもあり得る。従って、「低」Ｉ１４（長いバイアスレベル）の発生はまた、保証されない。従って、図５に図示されたような状況が生じる。つまりサンプル採取とサンプル採取との間の経過時間は、ある正規分布である。同一の極性を有する２つのＩ−１４効果の間の距離は、ポアソン分布に従い分布する。２つの隣接するサンプルの間の距離の確率密度関数は、式ｐ（Ｎ）＝ＸＮ、Ｎ＝［１，∞］、Ｎ＊１４４８ｅｆｍクロックサイクル及びＸ＜０．５で与えられる。
【００３３】
従って、低いＩ−１４のサンプルを取るだけで、且つ所定の閾値が１４８８＊６ｅｆｍクロックサイクルに等しく（約０．５ＮＤＶＤｋＨｚのループ帯域幅に適する）、且つＸ＝０．４５である場合、ループは閉じられ、そして９９．２％のフレームの間、固定された帯域幅を有する。１４８８＊３ｅｆｍクロックの閾値は、ＮＤＶＤｋＨｚの帯域幅を許容するが、従ってループは全てのフレームの９％の間、オフに切り替えられる。従って、「休止時間」と帯域幅との間のトレードオフがある。望ましくは、基準時間期間は、運転中、フィードバックループフィルターが平均して１０％より少なく、望ましくは２％より少なく動作中にされるような期間である。ループが１％の時間だけ中断される場合でさえ、この１％の時間の間、ループの不安定性を防ぐので、ループの機能（パワーのオーバーシュート）は依然として有効である。しかしながら、これはまた、明らかに制御ループの選ばれた帯域幅が低かったことを意味し、及び必要ならばより高い帯域幅を選ぶことは更に有利であり得る。
【００３４】
有利なことに、装置は、ループ帯域幅に関連付けられて良い閾値を設定する手段を有する。対応する好適な方法は、対応する方法の段階を有する。
【００３５】
期待される信号レベルが知られている限り、サンプリングは、如何なる信号レベル（高、中、又は低）でも行われ得る。実際には、低信号レベル（バイアスレベル）のサンプリングは、しばしば追記型ディスクの書き込み中に行われる。一方、再書き込み可能なディスクでは、サンプリングは中間信号レベル（消去）で実行される。
【００３６】
纏めると、本発明は以下の通り記載され得る。
【００３７】
装置は、変調された信号（４）を生成する手段（３）及びフィードバック制御ループを有する。フィードバック制御ループは、生成された信号（４）に依存するセンサー信号（６）を供給するセンサー（５）、センサー信号（６）をサンプリングするサンプリング器（７）、前のサンプリングから経過した経過時間（ｔｌａｐｓｅ）を計測する計測器（６１）、及び前記経過時間（ｔｌａｐｓｅ）を基準時間期間（５２）と比較する比較器（６２）を有する。フィードバックループフィルターは、前記経過時間が基準時間期間を超えた場合、次のサンプリングが実行されるような時間まで、不動作にされる。
【００３８】
本発明の考えの範囲内で、「比較器」、「比較する手段」、「生成する手段」、「生成器」、「センサー」等は、広く理解されるべきであり、また（比較器、生成器、センサーのような）如何なるハードウェア部分、信号の比較、生成等を行うよう設計された如何なる回路又はサブ回路、同様に記載されたように、本発明によるタスクを全体として又は本発明の機能として実行するよう設計又はプログラムされた如何なるソフトウェアの部分（コンピュータープログラム又はコンピュータープログラムのセットのサブプログラム、又はプログラムコード）を、方法又はシステム、同様にハードウェア部分の如何なる組み合わせ、及び単独のソフトウェア動作又はその組み合わせの形式で、与えられた例である実施例を制限することなく、有する。
【００３９】
当業者は、本発明が以上に特に示され記載された事項により制限されないことを理解するだろう。本発明は、それぞれ全ての新しい特徴的機能及び特徴的機能のそれぞれ全ての組み合わせに存在する。請求項の中の参照符号は、請求項の保護範囲を制限しない。「有する」の表現及びその活用の使用は、請求項に記載された以外の構成要素又は段階の存在を排除するものではない。要素に付される単数表記の語の使用は、当該要素の複数の存在を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】光ピックアップ装置のレーザー制御ループを図示する。
【図２】信号を生成する手段により送信される変調信号、センサー信号、及びサンプリングされた信号を図示する。
【図３】変調信号及びサンプル信号を図示すると共に、経過時間を図示する。
【図４】センサー信号及びサンプル信号、及びサンプリングとサンプリングの間の遅延時間により引き起こされる位相差を図示する。
【図５】サンプリングとサンプリングの間の（時間）距離の分布、及びサンプルと位相遅延の間の時間の間の関係を図示する。
【図６】本発明による装置を図示する。
【図７】本発明による装置又は方法により又は装置又は方法の中で生成される種々の信号を図示する。
【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】
2008516363.tif 000008
【図７】
2008516363.tif 000009
【国際調査報告】
2008516363.tif 000010
2008516363.tif 000011
2008516363.tif 000012