(57)【要約】【課題】簡単且つ安価で、安定なフォーカス或いはトラッキング制御が可能な光学的情報記録再生装置を提供する。【解決手段】ΔΣ変換回路によりフォーカスエラー信号又はトラッキングエラー信号を１ビットデータに変換し、ノッチフィルタによりΔΣ変換回路の出力からフォーカスアクチュエータ又はトラッキングアクチュエータの高次共振周波数成分を減衰させる。そして、デシメーションフィルタによりノッチフィルタの出力を多ビットデータに変換し、位相補償回路によりデシメーションフィルタの出力に対してフォーカスエラー信号又はトラッキングエラー信号の位相補償処理を行う。【選択図】図１
2008041160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的記録媒体に対してレーザ光源よりスポット光を照射し、前記記録媒体による反射光に基づいてフォーカス制御或いはトラッキング制御を行う光学的情報記録再生装置において、
第１のサンプリング周波数で動作し、前記記録媒体からの反射光を検出する光センサの出力に基づくフォーカスエラー信号又はトラッキングエラー信号を１ビットデータに変換する、或いはその信号を生成する前の前記光センサの複数に分割された各領域の出力を各々１ビットデータに変換するΔΣ変換回路と、
前記第１のサンプリング周波数で動作し、前記ΔΣ変換回路の出力から前記フォーカス制御用のフォーカスアクチュエータ又は前記トラッキング制御用のトラッキングアクチュエータの高次共振周波数成分を減衰させるノッチフィルタと、
前記ノッチフィルタのノッチ周波数よりも高い遮断周波数を有するローパスフィルタ特性を有し、前記ノッチフィルタの出力を多ビットデータに変換するデシメーションフィルタと、
前記第１のサンプリング周波数よりも低い第２のサンプリング周波数で動作し、前記デシメーションフィルタの出力に対してフォーカスエラー信号又はトラッキングエラー信号の位相補償処理を行う位相補償処理回路とを備えたことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項２】
前記フォーカスアクチュエータ又はトラッキングアクチュエータの高次共振周波数を検出する手段を有し、前記ノッチフィルタのノッチ周波数を前記検出手段で検出された高次共振周波数に設定することを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項３】
前記フォーカスアクチュエータ又はトラッキングアクチュエータの高次共振周波数を検出する手段を有し、前記検出手段の検出結果に応じて前記第１のサンプリング周波数を設定することを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項４】
更に、前記ノッチフィルタの高次共振周波数におけるループゲインのピーク値を検出する手段を有し、検出されたループゲインのピーク値が予め決められた設定値を超える場合には、前記ノッチフィルタの高次共振周波数におけるループゲインが、前記設定値を下回るように設定することを特徴とする請求項２に記載の光学的情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の記録媒体に情報を記録又は再生する光学的情報記録再生装置、特に、ピックアップ内のフォーカス或いはトラッキングアクチュエータが持つ高次共振の影響を低減する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク装置においては、記録又は再生時にピックアップ内のレーザ光源から出射したレーザスポットを光ディスク上の所望のトラック中心に照射するためフォーカス・トラッキング制御を行っている。
【０００３】
図１０は従来の光ディスク装置の基本的な構成を示す。光ディスク装置が記録または再生動作を始める場合には、まず、スピンドルモータ２を回転駆動し、その後、ピックアップ３内の図示しないレーザ光源を点灯する。
【０００４】
レーザ光源が点灯した後、光ディスク１からの反射光をピックアップ３内の図示しない複数に分割された光センサにより受光し、電流信号に変換する。複数の光センサによって検出された各々の電流信号は図示しない複数の電流電圧変換回路（ＩＶ変換回路）により複数の電圧信号に変換される。
【０００５】
フォーカスエラー生成回路４は複数の電流電圧変換回路の出力からフォーカスエラー信号を生成する。フォーカスエラー信号は光スポットの焦点と光ディスク１の記録面とのずれ量を示す。ＡＤ変換回路５はフォーカスエラー信号を入力信号としてこれをデジタル値に変換する。
【０００６】
フォーカス位相補償回路６はデジタル値に変換されたフォーカスエラー信号に対し、位相補償処理を行う。フォーカスサーボゲイン回路７はフォーカス位相補償回路６の出力からフォーカスサーボループゲインの乗算処理を行う。フォーカスサーボゲイン回路７の出力はフォーカスアクチュエータドライバー路８に入力される。
【０００７】
フォーカスアクチュエータドライバー路８はフォーカスサーボゲイン回路７の出力からピックアップ３内の図示しないフォーカスアクチュエータの駆動信号を生成し、その駆動信号に基づきピックアップ３内の図示しない対物レンズをフォーカス方向に駆動する。この様にして、レーザ光源から出射したスポット光の焦点が光ディスク１の記録面に合焦する様にフォーカス制御を行う。
【０００８】
同様に複数のＩＶ変換回路の出力からトラッキングエラー信号生成回路９はトラッキングエラー信号を生成する。トラッキングエラー信号の大きさは光ディスク１上のトラック中心と光スポットとの光ディスク１の半径方向のずれ量を示す。トラッキングエラー信号はＡＤ変換回路１０によりデジタル値に変換され、フォーカス制御と同様にトラッキング位相補償回路１１は位相補償処理を行う。
【０００９】
次にトラッキングサーボゲイン回路１２によりサーボループゲインの乗算処理を行い、トラッキングアクチュエータドライバー回路１３によりピックアップ内の図示しないトラッキングアクチュエータの駆動信号を生成する。この駆動信号によりトラッキングアクチュエータを駆動し、光ディスク１上の所望のトラック中心にスポット光が追従する様にトラッキング制御を行う。
【００１０】
ここで、ピックアップ３内のフォーカスアクチュエータ又はトラッキングアクチュエータは図１１に示すように二次遅れ系の周波数特性を持つ。図１１に示すようにアクチュエータは数１０Ｈｚの周波数帯域の１次共振の他に１０ＫＨｚ以上の周波数帯域に高次共振が存在している。
【００１１】
このアクチュエータを用いて、例えば、４〜５ＫＨｚの帯域のサーボループを設計した時のオープンループ特性は図１２に示す様になる。このオープンループ特性において、先述の高次共振の影響により高次共振周波数におけるオープンループゲインが０ｄＢを越え、更にオープンループの位相が５４０°になっている。このオープンループ特性を持つサーボループでフィードバックループを構成すると、高次共振周波数において正帰還となるため、ループが発振して安定なサーボ制御を行えない。
【００１２】
そこで、図１３に示す様なフォーカス／トラッキングサーボ系の構成が特開２００４−２４７９３０号公報で提案されている（特許文献１）。図１３では図１０と同じ機能を持つものには同じ番号を付してある。
【００１３】
まず、図１０と同様に光ディスク装置が記録または再生動作を始める場合には、スピンドルモータ２を回転駆動し、ピックアップ３内の図示しないレーザ光源を点灯する。レーザ光源が点灯した後、光ディスク１からの反射光をピックアップ３内の図示しない複数に分割された光センサにより受光し、その反射光に基づく電圧信号からフォーカスエラー生成回路４はフォーカスエラー信号を生成する。
【００１４】
フォーカスエラー信号はΔΣ変換回路１４に入力され、１ビットのデジタル信号に変換される。ΔΣ変換回路１４の基本構成を図１４に示す。図１４における入力信号は図１３におけるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号となる。ΔΣ変換回路１４は積分器１９、積分器１９の出力を２値化し１ビットの出力信号を生成するコンパレータ２０、コンパレータ２０の出力を１サンプル分遅延させる遅延器２１、遅延器２１の出力と入力信号の減算を行う減算器１８から構成されている。
【００１５】
また、ΔΣ変換回路１４の動作周波数は後段のフォーカス位相補償回路６の動作周波数よりも充分に高いものとなっている。ΔΣ変換回路１４により１ビットデータに変換されたフォーカスエラー信号はデシメーションフィルタ１６に入力される。デシメーションフィルタ１６は入力された１ビットデータを多ビットの情報を持つデータに変換する機能を持つ。
【００１６】
デシメーションフィルタ１６はローパスフィルタの特性を持ち、高域のノイズ成分を取り除き、マルチビットのデジタル信号を生成する。フォーカス又はトラッキングサーボ系において、ＡＤ変換器は通常逐次比較型のＡＤ変換器が用いられるが、図１３の様にΔΣ変調を用いるＡＤ変換器を用いることで、回路の簡素化、ノイズ・シェイピングの効果による高Ｓ／Ｎ比が得られる等の利点を持つ。
【００１７】
この様にΔΣ変換回路１４、デシメーションフィルタ１６によって生成されたデジタル信号は図１０と同様にフォーカス位相補償回路６により位相補償処理が施される。フォーカス位相補償回路６はΔΣ変換回路１４、デシメーションフィルタ１６の動作周波数よりも充分に低いサンプリング周波数で動作する。その後、フォーカスサーボゲイン回路７によりフォーカスサーボループゲインの乗算処理を行い、フォーカスアクチュエータドライバー回路８によりピックアップ３内の図示しないフォーカスアクチュエータを駆動し、フォーカス制御を行う。
【００１８】
ここで、デシメーションフィルタ１６の持つローパスフィルタの特性において、その遮断周波数をピックアップ３内の図示しないフォーカスアクチュエータの高次共振周波数よりも低い周波数に設定する。例えば、フォーカスアクチュエータの高次共振周波数が３０ＫＨｚであったら、デシメーションフィルタ１６の遮断周波数は２０ＫＨｚに設定する。この様にデシメーションフィルタ１６の遮断周波数を設定することで、先述したフォーカスアクチュエータの高次共振の影響を低減でき、安定なフォーカス制御を行うことが可能となる。
【００１９】
トラッキングサーボ系においても同様である。簡単に説明すると、光ディスク１からの反射光に基づく電圧信号からトラッキングエラー生成回路９はトラッキングエラー信号を生成し、そのトラッキングエラー信号をΔΣ変換回路１５、デシメーションフィルタ１７によりデジタル信号に変換する。その後、トラッキング位相補償回路１１、トラッキングサーボループゲイン回路１２、トラッキングアクチュエータドライバー回路１３の各々の処理を経て、トラッキング制御を行う。
【００２０】
トラッキングサーボ系においても、同様にデシメーションフィルタ１７の遮断周波数をピックアップ３内の図示しないトラッキングアクチュエータの高次共振周波数よりも低く設定する。そうすることで、高次共振の影響を取り除いた安定したトラッキング制御を行うことが可能となる。
【００２１】
以上の様にΔΣ変換によりサーボエラー信号をデジタル信号に変換する構成を持つものにおいて、ΔΣ変換部のデシメーションフィルタの遮断周波数をアクチュエータの高次共振周波数よりも低く設定する。そうすることで、アクチュエータの高次共振の影響を低減し、安定したサーボ制御が可能となる。
【特許文献１】特開２００４−２４７９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
前述したサーボ制御には以下に挙げる様な問題点がある。例えば、フォーカスアクチュエータが図１１の様な特性を持つとする。この時、先述の従来技術においてフォーカスアクチュエータの高次共振の影響を低減し、安定したフォーカス制御を行う為にはデシメーションフィルタに図１５に示す様な特性を設定する必要がある。
【００２３】
即ち、図１１の様に３０ＫＨｚに発生している高次共振の影響を低減するために、図１５の様に３０ＫＨｚにおける周波数成分を充分に減衰させる特性を持たせる必要がある。しかし、例えば、帯域４ＫＨｚのサーボループを実現しようとしても、図１５の特性を持つデシメーションフィルタの４ＫＨｚにおける位相遅れは６０°にも及ぶ。
【００２４】
この位相遅れはフォーカスサーボループ全体の位相余裕の不足に繋がり、最悪の場合、４ＫＨｚの帯域を持つフォーカス制御が行えない。近年、光ディスク装置の記録再生速度の向上に伴い、広いサーボ帯域が求められているが、デシメーションフィルタで高次共振の影響を低減する方法では広いサーボ帯域が実現できない。これはトラッキングサーボループにおいても同様である。
【００２５】
また、従来、アクチュエータの高次共振の影響を低減する為に、高次共振周波数成分のみを減衰させるノッチフィルタをサーボループ内に備える構成も提案されている。しかし、この構成をデジタル処理で行う場合、例えば、サーボループ内の位相補償回路等のデジタル処理部が１００ＫＨｚのサンプリング周波数で動作し、アクチュエータの高次共振周波数が５０ＫＨｚとする。
【００２６】
この場合、１００ＫＨｚのサンプリング周波数でそのナイキスト周波数である５０ＫＨｚの周波数成分を減衰するノッチフィルタを実現することは大変難しい。例えば、アクチュエータの高次共振が個体差を持ち、高次共振周波数が５１ＫＨｚになった場合には、１００ＫＨｚのサンプリング周波数ではこれを減衰するノッチフィルタの処理は実現できない。
【００２７】
また、高次共振周波数に対して、充分に高いサンプリング周波数でサーボ演算を行い、且つ、ノッチフィルタ演算も行えば、高次共振の影響を低減することは出来る。しかし、その為には非常に高速で動作するＡＤ変換器が必要となり、結果として装置がコスト高になるという問題があった。
【００２８】
本発明の目的は、簡単且つ安価で、安定なフォーカス或いはトラッキング制御が可能な光学的情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、記録媒体からの反射光を検出する光センサの出力に基づくフォーカスエラー信号又はトラッキングエラー信号を１ビットデータに変換する、或いはその信号を生成する前の前記光センサの複数に分割された各領域の出力を各々１ビットデータに変換するΔΣ変換回路を具備する。また、ΔΣ変換回路の出力からフォーカス制御用のフォーカスアクチュエータ又はトラッキング制御用のトラッキングアクチュエータの高次共振周波数成分を減衰させるノッチフィルタと、ノッチフィルタのノッチ周波数よりも高い遮断周波数を有するローパスフィルタ特性を有し、前記ノッチフィルタの出力を多ビットデータに変換するデシメーションフィルタを具備する。ΔΣ変換回路とノッチフィルタは第１のサンプリング周波数で動作する。そして、第１のサンプリング周波数よりも低い第２のサンプリング周波数で動作する位相補償回路によりデシメーションフィルタの出力に対してフォーカスエラー信号又はトラッキングエラー信号の位相補償処理を行う。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、簡単な構成で安定なサーボ制御を行うことが可能となる。またノッチフィルタの演算を行う事でサーボループの位相余裕に与える影響も少ないので、安定なサーボ制御が可能となる。またノッチフィルタの後段にあるデシメーションフィルタの遮断周波数をノッチ周波数よりも充分に高い周波数にすれば、不必要にサーボエラー信号の高域成分を除去することもないので、正確なサーボ制御が可能となる。
【００３１】
更に、ΔΣ変換されたデータに対して行うノッチフィルタの特性を可変なものにし、測定したループゲインの結果に応じてノッチフィルタの特性をアクチュエータの高次共振に対して適切なものに設定する構成にすれば、より安定なサーボ制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る光学的情報記録再生装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。図１では図１０或いは図１３の従来装置と同じ機能を持つブロックには同じ番号を付している。また、図１では光ディスクに情報を記録する回路や再生する回路、或いは装置を制御するコントローラ等、サーボ制御以外の構成については周知であるので省略している。以下の実施形態でも同様である。
【００３４】
本実施形態では、従来技術と同様に装置の電源が入った時、或いは光ディスク１への記録または再生動作を始める場合には、図示しないコントローラの制御によりスピンドルモータ２を回転駆動する。また、ピックアップ３内のレーザ光源を点灯し、フォーカス制御を開始する。
【００３５】
従来技術と同様に光ディスク１からの反射光をピックアップ３内の光センサにより検出し、その検出信号に基づく電圧信号からフォーカスエラー生成回路４はフォーカスエラー信号を生成する。フォーカスエラー信号はΔΣ変換回路１４に入力され、１ビットのデジタル信号に変換される。
【００３６】
ΔΣ変換回路１４は後段のフォーカス位相補償回路６の動作周波数よりも充分に高いサンプリング周波数で動作する。例えば、フォーカス位相補償回路６の動作周波数が１００ＫＨｚであった場合、ΔΣ変換回路１４の動作周波数は１０ＭＨｚという様にΔΣ変換回路１４の動作周波数は高いものとなっている。
【００３７】
次に、１ビットのデジタル信号はノッチフィルタ２２に入力される。ノッチフィルタ２２は図２に示す様なゲイン特性を持ち、入力信号の内、特定の周波数成分（以後、ノッチ周波数という）を減衰させる特性を持つ。
【００３８】
図１におけるノッチフィルタ２２のノッチ周波数はピックアップ３内の図示しないフォーカスアクチュエータの高次共振周波数となる。実際のノッチフィルタ２２の構成としては、例えば、図３に示す様な構成がある。２４〜２８は乗算器、２９〜３２は遅延器、３３は加算器である。
【００３９】
ノッチフィルタ２２の入力信号は１ビットデータとなっており、例えば、４ビットのゲインを持つ乗算器２４〜２８、遅延器２９〜３２及び加算器３３から構成することで図２に示す様なノッチフィルタの特性を実現できる。
【００４０】
また、ノッチフィルタ２２の動作周波数はΔΣ変換回路１４の動作周波数と同じ周波数で、後段のフォーカス位相補償回路６の動作周波数よりも充分に高い周波数となっている。ノッチフィルタ２２によりΔΣ変換回路１４の出力からフォーカスアクチュエータの高次共振の周波数成分を減衰させる。
【００４１】
その後、ノッチフィルタ２２の出力はデシメーションフィルタ１６に入力される。デシメーションフィルタ１６は入力されたデータをノッチフィルタ２２の出力よりも多ビットの情報を持つデータに変換する機能を持つ。また、デシメーションフィルタ１６が持つローパスフィルタ特性の遮断周波数はノッチフィルタ２２のノッチ周波数よりも充分に高い周波数になっている。
【００４２】
デシメーションフィルタ１６からの所望のビット精度を持つデータはフォーカス位相補償回路６に入力される。フォーカス位相補償処理回路６はΔΣ変換回路１４、ノッチフィルタ２２の動作周波数よりも充分に低いサンプリング周波数で位相補償処理を行う。フォーカス位相補償回路６は、例えば、デシメーションフィルタ１６の出力に対し、１００ＫＨｚのサンプリング周波数でフォーカス位相補償処理を行う。
【００４３】
フォーカス位相補償処理回路６以降の処理は図１０等に示す基本構成の場合と同様であり、レーザ光源から出射したスポット光の焦点が光ディスク１の記録面に合焦する様にフォーカス制御を行う。
【００４４】
本実施形態の様にサーボループ内に高いサンプリング周波数で動作するノッチフィルタを備えると次に挙げるような効果がある。まず、フォーカスアクチュエータが高次共振を持ち、且つ、サーボループ内にノッチフィルタがない場合のフォーカスサーボループ全体の特性は図４（ａ）の様なものとなる。
【００４５】
これに対し、ノッチフィルタ２２によりフォーカスエラー信号内に含まれるフォーカスアクチュエータの高次共振周波数成分を減衰することにより、フォーカスサーボループ全体のループ特性は図４（ｂ）の様になる。
【００４６】
即ち、サーボループ内にノッチフィルタを備えると、図４（ｂ）に示す様にフォーカスアクチュエータの高次共振によるゲイン特性のピーキングを減衰させることが出来、サーボの発振を抑えられる。これは前述の従来技術でも得られる効果であるが、本実施形態では更に次の様な利点がある。
【００４７】
従来技術においてサーボループが図４（ａ）に示す様なゲイン特性を持っているものとする。その場合、アクチュエータの高次共振の影響を充分に減衰させる為には、従来技術におけるローパスフィルタの特性を持つデシメーションフィルタには図５（ａ）に示すような特性が必要となる。
【００４８】
しかし、デシメーションフィルタがこの様な特性を持つと、その位相特性は図５（ｂ）に示す様な位相特性となる。デシメーションフィルタがこの様な位相特性を持つと、先述した様にサーボループの帯域付近（図１５の例で言うと４ＫＨｚ付近）での位相の遅れが６０°にもなり、結果としてサーボループの位相余裕がなくなり、安定なサーボ制御が行えない。
【００４９】
これに対し、従来技術と同程度にアクチュエータの高次共振の影響が減衰できるノッチフィルタのゲイン特性は図５（ａ）に示す様なものであり、その位相特性は図５（ｂ）に示す様なものになる。
【００５０】
ここで、ノッチフィルタにおいては図５（ｂ）に示すようにサーボループの帯域付近における位相の遅れは１５°程度となり、ローパスフィルタと比べて格段に小さい。よってサーボループの位相余裕の減少はサーボループの安定性を失うほどのものではなく、アクチュエータの高次共振の影響を取り除き、安定なサーボが可能となる。またフォーカスエラー信号をΔΣ変換回路により変換された１ビットデータに対してノッチフィルタの処理を行うので、非常に簡単な構成でノッチフィルタが実現できる。
【００５１】
本実施形態ではトラッキングサーボループにおいてもフォーカスサーボループの場合と同様の構成を持っている。フォーカスサーボ制御が完了したら、トラッキングサーボ制御を開始する。フォーカスサーボ制御を行っている状態での光ディスク１からの反射光に基づいてトラッキングエラー生成回路９がトラッキングエラー信号を生成するまでは前述の従来技術と同様である。本実施形態では、生成されたトラッキングエラー信号はΔΣ変換回路１５により１ビットデータに変換され、１ビットデータはノッチフィルタ２３に入力される。
【００５２】
ノッチフィルタ２３の構成は図３に示す様にノッチフィルタ２２と同様のものとなっている。但し、ノッチフィルタ２３のノッチ周波数はピックアップ３内の図示しないトラッキングアクチュエータの高次共振周波数である。またノッチフィルタ２３の動作周波数はΔΣ変換回路１５と同じサンプリング周波数で、後段のトラッキング位相補償回路１１の動作周波数よりも充分に高いサンプリング周波数となっている。
【００５３】
このΔΣ変換回路１５のサンプリング周波数は後段のトラッキング位相補償回路１１の動作周波数よりも充分に高いものとなっている。ノッチフィルタ２３によりトラッキングエラー信号に含まれるトラッキングアクチュエータの高次共振周波数成分を減衰させた信号はデシメーションフィルタ１７に入力される。
【００５４】
デシメーションフィルタ１７により、高次共振周波数成分が減衰されたトラッキングエラー信号はノッチフィルタ２３の出力よりも高いビット数を持つ信号に変換される。トラッキング位相補償処理回路１１はΔΣ変換回路１５、ノッチフィルタ２３の動作周波数よりも充分に低いサンプリング周波数で位相補償処理を行う。例えば、フォーカス位相補償回路６と同じ１００ＫＨｚのサンプリング周波数で位相補償処理を行う。
【００５５】
トラッキング位相補償処理回路１１以降の処理は従来技術と同様で、光ディスク１上の所望のトラック中心にスポット光が追従する様にトラッキング制御を行う。ノッチフィルタ２３によりトラッキングエラー信号内のトラッキングアクチュエータの高次共振周波数成分を減衰させる効果はフォーカスサーボループの場合と同様である。即ち、トラッキングアクチュエータの高次共振によるサーボ制御の発振を防ぎ、安定なトラッキングサーボ制御を行うことが可能となる。
【００５６】
またΔΣ変換回路１５の出力に対し、ノッチフィルタの処理を行う事で少ないビット数で処理を行え、簡単な回路構成が実現できるという効果もフォーカスサーボループの場合と同様である。更にトラッキングサーボループにおける従来技術に対する利点はフォーカスサーボループの場合と同様である。従来技術に比べて、位相余裕に与える影響が格段に小さく、またノッチフィルタによりトラッキングアクチュエータの高次共振周波数成分のみを減衰させているのでサーボの精度も失われない。
【００５７】
（第２の実施形態）
図６は本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。第１の実施形態ではフォーカス／トラッキングサーボループ共にサーボエラーを生成した後にΔΣ変換回路により１ビットのデジタルデータに変換し、その後段にノッチフィルタを設けているが、本発明はその限りではない。図６はその逆の形態を示すものである。図６はサーボループの内、フォーカスサーボループの例を示す。
【００５８】
光ディスク装置のピックアップ３内にある分割センサは、図６に示すセンサ３４の様な構成をしている。ピックアップ３内のレーザ光源から光ディスク１に照射された光の反射光は、センサ３４のそれぞれ分割されたＡ〜Ｄ領域で検出される。センサ３４のＡ〜Ｄ各領域の出力信号はそれぞれΔΣ変換回路３５〜３８に入力され、それぞれ１ビットデータに変換される。
【００５９】
１ビットデータに変換されたデータはそれぞれノッチフィルタに３９〜４２に入力される。ノッチフィルタ３９〜４２の構成は図３に示すフォーカスサーボループに含まれるノッチフィルタと同様のものとなっている。
【００６０】
ノッチフィルタ３５〜３８のノッチ周波数はピックアップ３内の図示しないフォーカスアクチュエータの高次共振周波数である。またノッチフィルタ３５〜３８の動作周波数はΔΣ変換回路３５〜３８のサンプリング周波数となっている。このΔΣ変換回路３５〜３８のサンプリング周波数は後段のフォーカスエラー生成回路４の動作周波数よりも充分に高いものとなっている。ノッチフィルタ３９〜４２によりセンサ３４のＡ〜Ｄ各領域の出力信号に含まれるフォーカスアクチュエータの高次共振周波数成分を減衰させた信号はデシメーションフィルタ４３〜４６に入力される。
【００６１】
デシメーションフィルタ４３〜４６により、高次共振周波数成分が減衰されたセンサ３４の出力信号はノッチフィルタ３９〜４２の出力よりも高いビット数を持つ信号に変換される。デシメーションフィルタ４３〜４６の各出力はフォーカスエラー生成回路４に入力される。フォーカスエラー生成回路４はノッチフィルタ３９〜４２によりフォーカスアクチュエータの高次共振周波数成分が減衰されたセンサ３４のＡ〜Ｄ各領域の出力信号からフォーカスエラー信号を生成する。
【００６２】
例えば、非点収差法によるフォーカスエラー信号の生成法であれば、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算を行い、フォーカスエラー信号を生成する。またフォーカスエラー生成回路４の動作周波数はΔΣ変換回路３５〜３８の動作周波数よりも充分に低いサンプリング周波数となっている。
【００６３】
フォーカスエラー信号はフォーカス位相補償処理回路６に送られ、前述のように位相補償処理が施される。フォーカス位相補償処理回路６以降の処理は図１０等に示す基本構成と同様であり、レーザ光源から出射したスポット光の焦点が光ディスク１の記録面に合焦点する様にフォーカス制御を行う。
【００６４】
この様にセンサ出力をΔΣ変換回路により１ビットに変換すると、サーボループ内のアナログ電子回路部分を削減でき、アナログ電子回路の電気的オフセットの影響を受けることなく、精度の高いサーボ制御が可能となる。またΔΣ変換回路により１ビットデータに変換されたセンサ出力にノッチフィルタ処理を行うことにより、アクチュエータの高次共振の影響を低減でき、安定なサーボ制御を行うことが可能となる。
【００６５】
（第３の実施形態）
図７は本発明の第３の実施形態を示すブロック図である。図７では図６と同一部分には同一符号を付している。分割センサの各領域の出力をΔΣ変換回路により１ビットデータに変換し、その１ビットデータに対し、ノッチフィルタの処理を行うまでは図６と同様である。
【００６６】
図７に示す構成では、それぞれのノッチフィルタの出力がフォーカスエラー生成回路４に入力される。フォーカスエラー生成回路４はΔΣ変換回路と同じサンプリング周波数で動作し、フォーカスエラー信号を生成する。フォーカスエラー生成回路４の出力がデシメーションフィルタ４３によって多ビットのデータに変換される。デシメーションフィルタ４３より後段の処理は同様でフォーカス位相補償回路６はΔΣ変換回路３５〜３８の動作周波数よりも充分に低いサンプリング周波数で動作する。
【００６７】
この様にフォーカスエラー信号を生成する処理までΔΣ変換回路のサンプリング周波数で動作する。そうすることで、デシメーションフィルタの数が増えることなく、アナログ電子回路の電気的オフセットの影響を受けることなく、精度の高いサーボ制御を行うことが可能となる。
【００６８】
なお、図６と図７ではフォーカスサーボループを例に挙げたが、トラッキングサーボループにおいても図６或いは図７と同様の構成を使用することができる。即ち、トラッキングエラー信号を生成する為のセンサ出力にそれぞれΔΣ変換回路とノッチフィルタを用意することで、アクチュエータの高次共振の影響を低減するトラッキングサーボループが実現できる。
【００６９】
（第４の実施形態）
まず、図１１に示すアクチュエータのゲイン特性における高次共振周波数は、実際にはアクチュエータ毎に個体差を持つ。また高次共振によるゲインのピーク量に関しても同様である。図８はアクチュエータ毎の個体差を吸収し、より安定なサーボ制御を可能とする本発明の第２の実施形態のブロック図を示す。図８では図１と同じ機能を持つブロックは同じ番号を付してある。また図８では光ディスク装置の内、フォーカスサーボループに関する構成を示す。
【００７０】
本実施形態においても、装置の電源が入った時或いは光ディスク１への記録または再生動作を始める場合には、スピンドルモータ２を回転させた後、ピックアップ３内のレーザ光源を点灯し、フォーカス／トラッキング制御を開始する。
【００７１】
最初に行うフォーカス制御はΔΣ変換回路１４、ノッチフィルタ２２等を利用した第１の実施形態と同じ構成で行う。本実施形態におけるノッチフィルタ２２の動作周波数もΔΣ変換回路１４の動作周波数と同じサンプリング周波数で、後段のフォーカス位相補償回路６の動作周波数よりも充分に高い周波数になっている。
【００７２】
フォーカス制御によりレーザ光が光ディスク１の記録面に集光される様になったら、正弦波発生回路４７はフォーカスアクチュエータの高次共振周波数に近い周波数の正弦波信号を発生する。この周波数は、例えば、高次共振周波数がアクチュエータの設計として３０ＫＨｚ±３ＫＨｚのバラツキを持つ場合、正弦波発生回路４７は２０ＫＨｚの正弦波信号を出力する。
【００７３】
この正弦波信号は加算器４８によりフォーカス制御を行っている状態のフォーカスサーボループに印加される。この正弦波信号の振幅はフォーカス制御が外れない程度の大きさである。この正弦波信号が印加されている状態でループゲイン測定回路４９には加算器４８の前後の信号が入力される。ループゲイン測定回路４９は正弦波信号がフォーカスサーボループに印加された状態での加算器４８の前後の信号から２０ＫＨｚにおけるフォーカスサーボのループゲインを算出する。
【００７４】
ループゲインの算出方法としては、入力された加算器４８の前後の信号それぞれに含まれる２０ＫＨｚ成分の振幅値を除算する等により実現できる。ループゲイン測定回路４９がループゲインの算出を終えたら、コントローラ５０はその算出結果を記憶する。前述の例で言うと、２０ＫＨｚのループゲインを記憶したら、コントローラ５０は正弦波発生回路４７に今度は２１ｋＨｚの正弦波信号を出力させ、加算器４８により２１ＫＨｚの正弦波信号がフォーカスサーボループに印加される。
【００７５】
２１ＫＨｚの正弦波がサーボループ内に印加された状態でループゲイン測定回路４９は２０ＫＨｚの時と同様に２１ｋＨｚにおけるサーボループゲインを測定する。２１ＫＨｚにおけるループゲインの測定が完了したら、コントローラ５０は２１ＫＨｚのループゲインの測定結果も記憶する。
【００７６】
この様に正弦波発生回路４７の周波数を変えながらサーボループの測定・記憶を、例えば、２０ＫＨｚから３０ＫＨｚまで１ＫＨｚ毎に行う。次にコントローラ５０は記憶した２０ＫＨｚ〜３０ＫＨｚのループゲインの内、一番大きいループゲインとなった周波数をフォーカスアクチュエータの高次共振周波数と判断する。
【００７７】
例えば、２０ＫＨｚから３０ＫＨｚまで正弦波発生回路４７の出力信号の周波数を変えながらループゲインを測定した結果が図９の様になったとする。図９の様なループゲインの測定結果であった場合、コントローラ５０はフォーカスアクチュエータの高次共振周波数を２８ＫＨｚと判断する。
【００７８】
高次共振周波数付近のループゲインの測定が終了し、アクチュエータの高次共振周波数を検出したら、コントローラ５０はノッチフィルタ２２のノッチ周波数を検出した高次共振周波数に設定し直す。ノッチ周波数の変更方法としては、ノッチフィルタ２２が第１の実施形態と同様に図３の様な構成の場合、その係数ａ１〜ａ３、ｂ１、ｂ２を変化させることにより、ノッチ周波数を変えられる。またノッチフィルタ２２の動作周波数を変化させることでもノッチ周波数は変えられる（即ち、検出した高次共振周波数に応じてΔΣ変換回路のサンプリング周波数を設定する）。
【００７９】
ノッチ周波数の設定方法としては、コントローラ５０が２０ＫＨｚ〜３０ＫＨｚの範囲において１ＫＨｚ毎にノッチ周波数を変えられる様に係数もしくは動作周波数のテーブルを用意しておく。測定したループゲインからアクチュエータの高次共振周波数がノッチ周波数となる様にコントローラ５０はテーブルからノッチフィルタ２２の設定値を選択し、ノッチフィルタ２２の設定を改めて行う。
【００８０】
また正確な高次共振周波数を検出する前はノッチフィルタ２２がバラツキを吸収しきれない為に高次共振の影響を充分に低減できずにサーボ制御が不安定になってしまう場合がある。これを防止する為、ループゲイン測定回路４９により正確な高次共振周波数が検出され、コントローラ５０により適切なノッチ周波数が設定されるまでは、フォーカスサーボループゲインを低めに設定しても良い。
【００８１】
このように本来のサーボ帯域よりも狭い帯域でサーボ制御を最初は行い、適切なノッチ周波数が設定されてから、改めて本来のサーボ帯域に設定し直す構成にすれば、常に安定なサーボ制御が可能となる。
【００８２】
また、測定したループゲインの結果からアクチュエータの高次共振周波数を検出し、その高次共振周波数に応じてノッチフィルタのノッチ周波数を設定し直すことでアクチュエータの個体差を吸収した安定なサーボ制御が可能となる。
【００８３】
更に、アクチュエータの高次共振は、その周波数だけではなく、共振のピーク量にも個体差を持つ。ここで測定したループゲインより高次共振周波数を検出すると共に、高次共振のピーク量（ループゲインのピーク値）を測定しても良い。
【００８４】
これは図９において２８ＫＨｚがアクチュエータの高次共振周波数であると検出したが、その２８ＫＨｚにおけるループゲインの値に基づきノッチフィルタ２２の減衰量を変えることもできる。
【００８５】
具体的には、ループゲインを測定した結果、例えば、高次共振周数におけるループゲインが−３ｄＢを超えている場合には、高次共振周波数におけるループゲインが必ず−３ｄＢ以下になる様な設定値をノッチフィルタ２２に改めて設定する。この−３ｄＢはサーボ制御が安定する経験値である。
【００８６】
これはノッチフィルタ２２の係数を変更し、ノッチ周波数におけるゲインの減衰量を変えることで実現できる。減衰量の変更方法としては、ループゲインの測定結果と、その測定結果から検出した高次共振周波数のピーク量に対して適切なノッチフィルタの係数をいくつかテーブルで持てば良い。
【００８７】
以上の様に本実施形態では第１の実施形態と同様にΔΣ変換を行ったデータに対してノッチフィルタの処理を行うことで、常に精度良く、安定なサーボ制御が可能となる。これに加えてノッチフィルタの特性を可変なものにする事でアクチュエータの高次共振の個体差を吸収し、常に安定なサーボ制御が可能となる。
【００８８】
なお、図８ではフォーカスサーボループを例に挙げたが、トラッキングサーボループにおいても同様の構成を適用することで同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る光学的情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態で用いるノッチフィルタの特性図である。
【図３】ノッチフィルタの一例を示す構成図である。
【図４】ノッチフィルタの効果を説明するサーボループの特性図である。
【図５】本発明と従来技術の効果の比較を説明するグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図９】アクチュエータの高次共振周波数の検出方法を説明するグラフである。
【図１０】従来技術による光ディスク装置を示すブロック図である。
【図１１】光ディスク装置のピックアップ内のアクチュエータの特性図である。
【図１２】図１１のアクチュエータを用いて４〜５ＫＨｚのサーボループを設計した場合のオープンループ特性を示す図である。
【図１３】他の従来技術による光ディスク装置を示すブロック図である。
【図１４】図１３の装置に用いられるΔΣ変換回路の構成を示すブロック図である。
【図１５】フォーカスアクチュエータが図１１に示す特性を持つ場合のデシメーションフィルタに必要な特性を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  光ディスク
２  スピンドルモータ
３  ピックアップ
４  フォーカスエラー生成回路
５、１０  ＡＤ変換回路
６  フォーカス位相補償回路
７  フォーカスサーボゲイン回路
８  フォーカスアクチュエータドライバー回路
９  トラッキングエラー生成回路
１１  トラッキング位相補償回路
１２  トラッキングサーボゲイン回路
１３  トラッキングアクチュエータドライバー回路
１４、１５  ΔΣ変換回路
１６、１７  デシメーションフィルタ
１８  減算器
１９  積分器
２０  コンパレータ
２１  遅延器
２２、２３  ノッチフィルタ
２４〜２９  乗算器
３０〜３２  遅延器
３３  加算器
３４  受光センサ
３５〜３８  ΔΣ変換回路
３９〜４２  ノッチフィルタ
４３〜４６  デシメーシュンフィルタ
４７  正弦波発生回路
４８  加算器
４９  ループゲイン測定回路
５０  コントローラ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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