(57)【要約】【課題】正確に高次共振周波数を検出できるディスク装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ２と、光ピックアップ２からの信号に対してエラーを検出し、エラー信号を出力するエラー検出手段３と、エラー信号に周波数特性の補償を行うサーボフィルタ４と、テスト信号を発生するテスト信号発生手段５と、サーボフィルタ４からの信号とテスト信号とを加算する加算器６と、加算器６からの信号に対して所定の周波数の信号を減衰させるノッチフィルタ７と、ノッチフィルタ７からの信号に基づいて、光ピックアップ２を制御するドライバ８と、テスト信号の周波数をスイープさせ、開ループゲインを測定することにより共振周波数を検出し、検出した共振周波数に基づいてノッチフィルタ７の特性を設定する制御手段９とを備え、内部でテスト信号を発生することにより正確に高次共振周波数を検出する。【選択図】      図１
2004220724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状記録媒体からの信号を受け取る信号受け取り手段と、
前記ディスク状媒体からの信号に対して、目標値との乖離状態を示すエラーを検出し、エラー信号を出力するエラー検出手段と、
前記エラー信号に対し周波数特性の補償を行うサーボフィルタと、
前記信号受け取り手段の共振周波数のテスト用信号を発生するテスト信号発生手段と、
前記サーボフィルタからの信号と前記テスト用信号とを加算し、ドライブ信号を出力する加算器と、
前記ドライブ信号に基づいて、前記信号受け取り手段を制御するドライバと、前記テスト用信号の周波数をスイープさせ、開ループゲインを測定することにより前記信号受け取り手段の共振周波数を検出する制御手段と、
を備えたことを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載のディスク装置において、
前記加算器からのドライブ信号に対して所定の周波数の信号を減衰させ、そのドライブ信号を前記ドライバに渡す信号減衰手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出した共振周波数に基づいて前記信号減衰手段の特性を設定するものである、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項３】
請求項２記載のディスク装置において、
前記信号減衰手段は、所定の周波数帯域を減衰させるノッチフィルタであり、前記制御手段は、前記検出した共振周波数に基づいて前記ノッチフィルタの中心周波数を設定するものである、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項４】
請求項２記載のディスク装置において、
前記信号減衰手段は、所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させるローパスフィルタであり、
前記制御手段は、前記検出した共振周波数に基づいて、前記ローパスフィルタにおける前記所定の周波数を設定するものである、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク装置において、
前記テスト信号発生手段は、あらかじめ算出された三角関数信号をテーブル値として備えており、該テーブルを用いて前記テスト用信号としての三角関数信号を発生する、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク装置において、
前記テスト信号発生手段は、前記テスト用信号としての三角関数信号をデジタルフィルタにより発生する、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク装置において、
前記制御手段は、あらかじめ規定されたゲイン交点付近の周波数からテスト用信号のスイープを開始させ、共振周波数が検出されるまでの間、前記テスト信号発生手段にテスト用信号を発生させる、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク装置において、
前記制御手段は、前記開ループゲインが減少傾向にあるときには前記テスト用信号をスイープさせる周波数の変化幅を大きく取り、前記開ループゲインが上昇傾向に転じてからは、減少傾向のときよりも前記変化幅を細かくするものである、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項９】
請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク装置において、
前記制御手段は、測定した前記開ループゲインが上昇傾向から、減少傾向に移行した周波数を求めることにより共振周波数の検出を行う、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１０】
請求項９記載のディスク装置において、
前記制御手段は、前記共振周波数の検出を複数回行い、その結果を平均化処理することで共振周波数を決定する、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１１】
請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク装置において、
前記制御手段は、測定した前記開ループゲインの減少する傾きが変化する周波数を、共振周波数として検出する、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のディスク装置において、
前記制御手段は、前記開ループゲインの減少する傾きが変化する周波数を、周波数をスイープして測定した、異なる傾きを持つゲインの近似線の交点とする、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１３】
請求項２記載のディスク装置において、
前記制御手段は、あらかじめ定められた周波数まで前記テスト用信号の周波数をスイープさせても共振周波数を検出できなかった場合には、前記開ループゲインの測定を中止し、前記信号減衰手段を動作させない、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１４】
請求項２記載のディスク装置において、
前記制御手段は、前記共振周波数を検出した時のゲインが、あらかじめ設定されているゲインより低い場合には、前記信号減衰手段を動作させない、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク装置において、
前記制御手段は、前記開ループゲインの測定中に、前記ディスクの信号面の欠陥により、開ループゲインが正確に測定できないと判断した場合には、前記ディスクの該当するトラック位置での測定を中断し、別トラックでの測定を行う、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１６】
請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク装置において、
前記制御手段は、前記開ループゲインの測定中には、ゲイン設定を通常よりも低くする、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１７】
請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク装置において、
前記制御手段は、前記共振周波数の検出を、前記ディスク装置の電源投入後、ディスクがはじめて装填された時に行う、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１８】
請求項２記載のディスク装置において、
前記制御手段は、検出した共振周波数を不揮発性記憶素子に記憶しておき、その記憶されている共振周波数を用いて、前記信号減衰手段の特性の設定を行う、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項１９】
請求項２記載のディスク装置において、
前記サーボフィルタ、前記テスト信号発生手段、前記加算器、前記信号減衰手段、及び前記制御手段は、半導体素子上に実現されている、
ことを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク装置に関し、特に、サーボ制御を行う際にサーボ帯域を高域まで利用可能とするために、光ピックアップの高次共振周波数を正確に求めることができるようにしたディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、光ディスク装置における光ピックアップの伝達特性である。一般的に光ピックアップは２次遅れ系の特性を示し、１００Ｈｚ付近の１次共振と１０ＫＨｚ付近の２次共振とが存在している。
【０００３】
図１０は、サーボループ全体の伝達特性である。サーボフィルタにより低域ゲインの増加と、ゲイン交点（ゲインが０ｄＢを交差する周波数）付近での位相遅れの補償がなされている。このとき、２次共振周波数においては、ゲインが０ｄＢを超えているが、これにより、位相が１８０度以上遅れて正帰還がかかって発振状態に陥り、光ディスク装置が不安定になってしまう。そのため、ゲイン全体を上げてサーボ帯域を広くとることができなかった。
【０００４】
したがって、従来の光ディスク装置では、光ピックアップの高次共振を除去してサーボ帯域を高域まで利用可能とするために、フォーカス・トラッキングエラー検出部の出力信号の発振周波数をカウントし、その発振周波数をノッチフィルタの中心周波数に設定するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図１１は、従来のこの種の光ディスク装置の光ピックアップとその周辺の概略構成を示すものである。
即ち、この光ピックアップ１０２は、ＣＰＵ１２５、ＤＶＤサーボシーク制御ユニット１１５との制御により、フォーカスアクチュエータドライバ１１７ａとトラッキングアクチュエータドライバ１１７ｂとで駆動されている。そして、ＤＶＤサーボシーク制御ユニット１１５は、フォーカス・トラッキングエラー検出部１３０、フォーカスエラー・イコライザ部１３１、トラッキングエラー・イコライザ部１３２、ノッチフィルタ１３３，１３４とから構成されている。
【０００６】
フォーカスサーボ、トラッキングサーボとともにオン状態のときピックアップ１０２の出力信号は、フォーカス・トラッキングエラー検出部１３０へ入力される。ここで、各エラー信号が生成され、ノッチフィルタ１３３，１３４に向けて出力される。ノッチフィルタ１３３，１３４により高次共振成分を除去された各信号は、フォーカスエラー・イコライザ部１３１，トラッキングエラー・イコライザ部１３２を介して、フォーカスアクチュエータドライバ１１７ａ，１１７ｂに送られ、光ピックアップ１０２が駆動される。
【０００７】
ノッチフィルタ１３３，１３４は図４に示すような鋭いノッチ特性を持っており、所望の周波数成分のみを効果的に除去することが可能である
高次共振周波数を求めるため、光ピックアップ１０２の出力信号が発振状態になるように、ＣＰＵ１２５は、フォーカスエラー・イコライザ部１３１，トラッキングエラー・イコライザ部１３２の設定を行って帯域全体または高域ゲインを上げる。ＣＰＵ１２５は、フォーカス・トラッキングエラー検出部１３０の出力信号の発振周波数をカウントし、予め用意している既知データ１２５ａを参照してノッチフィルタ１３３，１３４のノッチ周波数を共振周波数に合うようにノッチフィルタ１３３，１３４を制御する。
【０００８】
その後、ＣＰＵ１２５は、光ディスク１の種類又は光ディスク１の回転速度に対し、適切なイコライザ特性をフォーカスエラー・イコライザ部１３１，トラッキングエラー・イコライザ部１３２に再セットする。これにより、光ディスク装置に個体差、温度変化、経時変化が生じた場合でも、自動的に高次共振を除去することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−８４６２０号公報（第６頁、第２図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光ディスク装置においては、フォーカス・トラッキングの帯域全体または高域のゲインを上げて、フォーカス・トラッキングループを故意に発振状態に至らせ、その発振周波数をカウントして高次共振周波数を検出しているため、複数の周波数成分が混在し、高次共振周波数を正確に検出することが難しかった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、正確に高次共振周波数を検出することができるディスク装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によるディスク装置は、ディスク状記録媒体からの信号を受け取る信号受け取り手段と、前記ディスク状媒体からの信号に対して、目標値との乖離状態を示すエラーを検出し、エラー信号を出力するエラー検出手段と、前記エラー信号に対し周波数特性の補償を行うサーボフィルタと、前記信号受け取り手段の共振周波数のテスト用信号を発生するテスト信号発生手段と、前記サーボフィルタからの信号と前記テスト用信号とを加算し、ドライブ信号を出力する加算器と、前記ドライブ信号に基づいて、前記信号受け取り手段を制御するドライバと、前記テスト用信号の周波数をスイープさせ、開ループゲインを測定することにより共振周波数を検出する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記加算器からのドライブ信号に対して所定の周波数の信号を減衰させ、そのドライブ信号を前記ドライバに渡す信号減衰手段をさらに備え、前記制御手段は、前記検出した共振周波数に基づいて前記信号減衰手段の特性を設定するものである、ことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記信号減衰手段は、所定の周波数帯域を減衰させるノッチフィルタであり、前記制御手段は、前記検出した共振周波数に基づいて前記ノッチフィルタの中心周波数を設定するものである、ことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記信号減衰手段は、所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させるローパスフィルタであり、前記制御手段は、前記検出した共振周波数に基づいて、前記ローパスフィルタにおける前記所定の周波数を設定するものである、ことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記テスト信号発生手段は、あらかじめ算出された三角関数信号をテーブル値として備えており、該テーブルを用いて前記テスト用信号としての三角関数信号を発生する、ことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記テスト信号発生手段は、前記テスト用信号としての三角関数信号をデジタルフィルタにより発生する、ことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、あらかじめ規定されたゲイン交点付近の周波数からテスト用信号のスイープを開始させ、共振周波数が検出されるまでの間、前記テスト信号発生手段にテスト用信号を発生させる、ことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記開ループゲインが減少傾向にあるときには前記テスト用信号をスイープさせる周波数の変化幅を大きく取り、前記開ループゲインが上昇傾向に転じてからは、減少傾向のときよりも前記変化幅を細かくするものである、ことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、測定した前記開ループゲインが上昇傾向から、減少傾向に移行した周波数を求めることにより共振周波数の検出を行う、ことを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記共振周波数の検出を複数回行い、その結果を平均化処理することで共振周波数を決定する、ことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、測定した前記開ループゲインの減少する傾きが変化する周波数を、共振周波数として検出する、ことを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記開ループゲインの減少する傾きが変化する周波数を、周波数をスイープして測定した、異なる傾きを持つゲインの近似線の交点とする、ことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、あらかじめ定められた周波数まで前記テスト用信号の周波数をスイープさせても共振周波数を検出できなかった場合には、前記開ループゲインの測定を中止し、前記信号減衰手段を動作させない、ことを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記共振周波数を検出した時のゲインが、あらかじめ設定されているゲインより低い場合には、前記信号減衰手段を動作させない、ことを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記開ループゲインの測定中に、前記ディスクの信号面の欠陥により、開ループゲインが正確に測定できないと判断した場合には、前記ディスクの該当するトラック位置での測定を中断し、別トラックでの測定を行う、ことを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記開ループゲインの測定中には、ゲイン設定を通常よりも低くする、ことを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記共振周波数の検出を、前記ディスク装置の電源投入後、ディスクがはじめて装填された時に行う、ことを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記制御手段は、検出した共振周波数を不揮発性記憶素子に記憶しておき、その記憶されている共振周波数を用いて、前記信号減衰手段の特性の設定を行う、ことを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明によるディスク装置は、前記ディスク装置において、前記サーボフィルタ、前記テスト信号発生手段、前記加算器、前記信号減衰手段、及び前記制御手段は、半導体素子上に実現されている、ことを特徴とするものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
この実施の形態１は、光ディスク装置の内部で光ピックアップの共振周波数のテスト用信号を発生することにより、正確に２次共振周波数を検出することができるようにしたものである。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態１に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【００３２】
図１において、本実施の形態１に係る光ディスク装置は、光ピックアップ２と、エラー検出手段３と、サーボフィルタ４と、テスト信号発生手段５と、加算器６と、ノッチフィルタ７と、ドライバ８と、システム制御手段９とを備える。
【００３３】
光ピックアップ（信号受け取り手段）２は、情報が螺旋状もしくは同心円状に記録されている光ディスク（ディスク状記録媒体）１にレーザ光を照射し、その反射光を受光して、レーザ光の照射状態を電気信号として出力する。エラー検出手段３は、光ピックアップ２から出力された電気信号に基づき、レーザー光の目標照射位置との乖離状態を検出し、その乖離状態を示すエラー信号を出力する。サーボフィルタ４は、エラー検出手段３からのエラー信号に対し、適宜周波数特性の補償を行う。
【００３４】
テスト信号発生手段５は、光ピックアップ２の共振周波数を測定するためのテスト用信号を生成するものであり、任意の周波数のＳＩＮ関数を生成することができるアナログ回路からなる可変周波数信号発生器や、デジタル回路等を利用したものである。
【００３５】
加算器６は、サーボフィルタ４からの周波数特性の補償後の信号と、テスト信号発生手段５からのテスト用信号とを加算し、ドライバ８でのドライブ制御に用いられるドライブ信号を出力する。
【００３６】
ノッチフィルタ（信号減衰手段）７は、加算器６からのドライブ信号に対して、中心周波数（減衰量が最大となる）を中心として特定の帯域の周波数を減衰させる処理を行い、その処理後のドライブ信号をドライバ８に渡す。ドライバ８は、ノッチフィルタ７を通過したドライブ信号を電力増幅して、光ピックアップ２を駆動する。
【００３７】
システム制御手段（制御手段）９は、サーボフィルタ４のゲイン・周波数特性、テスト信号発生手段５の発生周波数、ノッチフィルタ７の中心周波数を制御するものであり、テスト用信号の周波数をスイープさせて開ループゲインを測定することにより、共振周波数を検出し、その検出した共振周波数に基づいて、その共振周波数のゲインを減少させるように、ノッチフィルタ７の特性を設定する。
【００３８】
図３（ａ）は、ノッチフィルタ７の構成の一例を示す図である。図３（ａ）において、ノッチフィルタ７は、加算器４１，４２と、乗算器４３〜４６と、遅延要素４７，４８とを有する。乗算器４３の乗数はＡ１であり、乗算器４４の乗数はＢ１であり、乗算器４５の乗数はＡ２であり、乗算器４６の乗数はＢ２である。図３（ｂ）は、図３（ａ）で示されるノッチフィルタ７の伝達関数を示す式である。
【００３９】
ここで、光ピックアップの伝達特性は一般に図９に示すような２次遅れ系の特性を示し、また、サーボループ全体の伝達特性は図１０に示すように２次共振周波数においてはゲインが０ｄＢを越えるため、発振状態に陥りやすく、ゲイン全体を上げてサーボ帯域を広くとることができない。しかるに、このノッチフィルタ７を設けることにより、図４で示されるような２次共振周波数を除去する特性が加えられて、開ループゲインは、図５で示されるように、２次共振周波数におけるゲインが下げられ、サーボ特性の向上を図ることができる。
【００４０】
しかしながら、２次共振周波数は、光ピックアップ２の個体差、温度変化、及び経時変化により変動する。このため、ノッチフィルタ７の中心周波数を決定するのに、２次共振周波数を検出する必要がある。
【００４１】
次に、図６を用いて、その２次共振周波数を検出する動作について説明する。図６は、光ピックアップ２の２次共振周波数を検出する動作を示すフローチャートである。
【００４２】
まずステップＳ１０１において、光ピックアップ２からエラー検出手段３、サーボフィルタ４、ドライバ８に至り、再び光ピックアップ２に戻るサーボループを動作させるフィードバック制御をかける。このとき、テスト信号発生手段５、及びノッチフィルタ７はまだ動作させない。
【００４３】
次に、ステップＳ１０２において、テスト信号発生手段５から、１次共振周波数を超えた付近の周波数に設定したＳＩＮ波信号を発生するように、システム制御手段９より指令を出す。
【００４４】
次に、ステップＳ１０３において、システム制御手段９により、ＳＩＮ波信号を挿入したサーボループのゲインを測定し、テスト信号発生手段５に設定した周波数におけるゲインを測定する。
【００４５】
次に、ステップＳ１０４において、システム制御手段９により、測定した開ループゲインが減少傾向から上昇し、再び減少した周波数となっているかどうか、すなわち、２次共振周波数を検出することができたかどうかを判断する。そして、２次共振周波数を検出できなかった場合にはステップＳ１０５に進み、テスト信号発生手段５に対し、テスト信号の周波数を、特定ステップ（変化幅）で増加させることを指示し、再びステップＳ１０３においてゲイン測定を繰り返す。この動作を繰り返すうちに、２次共振周波数を検出できた場合には、ステップＳ１０６に進み、テスト信号発生手段５におけるテスト信号の発生を停止する。
【００４６】
最後に、ステップＳ１０７において、システム制御手段９により、検出された２次共振周波数、すなわち開ループゲインが減少傾向から上昇し、再び減少したときのゲインの極大値に対応する周波数を、ノッチフィルタ７に設定する。
【００４７】
これにより、光ピックアップの個体差等により変動する２次共振周波数を測定してこれに応じた中心周波数をノッチフィルタ７に設定でき、２次共振周波数の変動の影響を除いて２次共振周波数におけるゲインを低下でき、サーボ特性の向上を図ることができる。
【００４８】
このように、本実施の形態１による光ディスク装置では、テスト用信号を発生するテスト信号発生手段５と、加算器６からのドライブ信号に対して所定の周波数の信号を減衰させ、そのドライブ信号をドライバ８に渡すノッチフィルタ７と、テスト用信号の周波数をスイープさせ、開ループゲインを測定することにより共振周波数を検出し、その検出した共振周波数に基づいてノッチフィルタ７の特性を設定するシステム制御手段９とを備えたことで、光ピックアップ２ごとの個体差、温度変化、及び経時変化により変動する２次共振周波数を正確に検出することができる。そして、その２次共振周波数を中心周波数とするノッチフィルタ７を構成することにより、適切に２次共振を抑え、サーボ帯域を広くとることができる。
【００４９】
（実施の形態１の変形例１）
なお、図６のステップＳ１０５におけるテスト信号周波数の変化幅は、所定の一定間隔であってもよい。
【００５０】
（実施の形態１の変形例２）
また、上記実施の形態１におけるテスト用信号のスイープにおける開始周波数は、１次共振周波数を超えた付近の周波数でもよい。
【００５１】
あるいは、あらかじめ規定されているゲイン交点付近の周波数（例えば、図１０でのゲインが“０”となる付近の周波数）からスイープを開始するようにしてもよく、この場合には、スイープの開始周波数を２次共振周波数に近い周波数とすることができるため、短時間で２次共振周波数を検出することができる。
【００５２】
また、テスト信号をスイープさせるときの周波数の増加幅を、２次共振周波数に近い周波数では、細かいステップで増加させるようにしてもよく、これによっても、短時間で、しかも正確に、２次共振周波数を検出することができる。
【００５３】
（実施の形態１の変形例３）
また、上記実施の形態１では、テスト信号の周波数を特定のステップで増加させていたが、開ループゲインが減少傾向にある時には粗いステップで増加させ、上昇傾向に転じてからは細かいステップで増加させるようにしてもよい。
これにより、テスト信号をスイープさせるときの周波数の増加幅を、２次共振周波数に近い周波数では細かいステップで増加させるので、短時間で２次共振周波数付近に到達することができ、しかも正確に２次共振周波数を検出することができる。
【００５４】
（実施の形態１の変形例４）
また、上記実施の形態１におけるテスト信号発生手段５をデジタル回路により実現する一例として、このテスト信号発生手段５をテーブルにより実現することができる。
【００５５】
ここで、このテスト信号が三角関数（ＳＩＮ関数）であるとすると、テーブルを利用したテスト信号発生手段５は、あらかじめ所望の周波数ごとのＳＩＮ関数を算出して、離散的なサンプリング時間と、それに対応するＳＩＮ関数の値との関係をテーブル値として不揮発性メモリ等の記憶手段に保存しておき、ＳＩＮ関数を生成するときには、そのテーブル値を参照して、所望の周波数に対応する値を読み出すことにより、ＳＩＮ関数を出力するものである。
【００５６】
この方法によれば、テーブルを参照することによりＳＩＮ関数を生成することができるので、特別なアナログ回路による可変周波数信号発生器を必要とせず、安価にテスト信号を生成することができる。
【００５７】
（実施の形態１の変形例５）
また、上記実施の形態１におけるテスト信号発生手段５をデジタル回路により実現する他の一例として、このテスト信号発生手段５をデジタルフィルタにより実現することができる。
【００５８】
図２（ａ）は、ＳＩＮ関数を生成するデジタルフィルタの一例を示す図である。図２（ａ）において、デジタルフィルタから構成されるテスト信号発生手段５は、加算器８１と、乗算器８２〜８４と、遅延要素８５，８６とを有するものであり、ＳＩＮ信号をＺ変換することによりテスト信号を発生する。ここで、乗算器８２，８３の乗数はそれぞれＡ１、Ａ２であり、乗算器８４の乗数はＢ１である。その乗数Ａ１，Ａ２，Ｂ１、及び図２（ａ）に示されるデジタルフィルタの伝達関数は、図２（ｂ）に示されるとおりである。図２（ａ）に示されるデジタルフィルタの入力における“ｎ”は、離散的なサンプリング時間を示すものである。
【００５９】
このようにデジタルフィルタによりテスト信号発生手段５を構成することにより、複数の周波数を発生するために膨大なテーブルを用意する必要がなく、装置のメモリを削減することもできる。なお、デジタルフィルタにより構成されるテスト信号発生手段５としては、ＳＩＮ関数の多項式近似による信号発生方法を用いてもよい。
【００６０】
（実施の形態１の変形例６）
また、本実施の形態１においては、開ループゲインを測定する光ディスク１の領域は特に指定されていないが、開ループゲインの測定中に、光ディスク１の信号面の欠陥（ディフェクト）等により、サーボループが外れてしまい、システム制御手段９が開ループゲインを正確に測定できないと判断したときには、現在のトラック位置での測定を中断し、特定のトラック本数をジャンプしたトラック位置での再測定を行い、２次共振周波数を検出するようにしてもよい。
【００６１】
その際、システム制御手段９は、例えば、エラー検出手段３からサーボフィルタ４に入力されたエラー信号が、特定のエラーレベルを超えた場合に、サーボループが外れたと判断することができる。なお、光ディスク１の信号面の欠陥とは、例えば、ディスク信号面に傷が付いていることや、ディスク信号面に埃などのゴミが付着していることをいう。
【００６２】
（実施の形態１の変形例７）
ところで、２次共振周波数における光ピックアップ２は、フィードバックループに正帰還がかかり、激しく振動する。この状態で、通常動作時と同様の高いゲイン設定をしておくと、光ピックアップ２、及びドライバ８に損傷を与える可能性がある。したがって、２次共振周波数の検出中には、データの読み書き等を行う通常動作時よりも低いゲイン設定にしておいて、光ピックアップ２、及びドライバ８に損傷を与えないようにしてもよい。
なお、この場合であっても、２次共振周波数のピークを検出することができる程度のゲイン設定としておく必要がある。
【００６３】
（実施の形態１の変形例８）
また、２次共振周波数を検出する際に、開ループゲインは一次共振周波数を超えてから減少傾向にあり、２次共振周波数に至る前に、上昇傾向に転じ、２次共振周波数を境に再び減少傾向になるものであるが、この時、実際の開ループゲインの測定においては、ノイズ等の影響により誤差を生じることもあるため、２次共振周波数の検出の判断を誤ることも考えられる。
【００６４】
そこで、開ループゲインが上昇傾向から、減少傾向に移行するまでの周波数帯において、システム制御手段９は、図６のステップＳ１０３〜Ｓ１０５の２次共振周波数の検出を複数回行い、その結果を平均化処理することで２次共振周波数を決定するようにしてもよく、このようにすることで、２次共振周波数の検出の精度を向上させ、２次共振周波数の検出を正確に行うことができる。
【００６５】
（実施の形態１の変形例９）
また、図６で示されるフローチャートによれば、２次共振周波数を検出するまで、テスト信号のスイープを行うこととなるが、あらかじめ定められた周波数までの範囲で２次共振周波数を検出できなかった場合には、予め定めた周波数で開ループゲインの測定を中止し、ノッチフィルタ７を動作させないようにしてもよい。
【００６６】
すなわち、２次共振周波数を検出できなかった場合には、図３におけるノッチフィルタ７の乗算器４３〜４６の乗数を全て“０”に設定する。これにより、２次共振周波数の測定を長時間実施することがなくなり、またノッチフィルタを動作させないため、不要な周波数補償を行う必要がなく、ノッチフィルタによるゲイン低下を防ぐことができる。
【００６７】
（実施の形態１の変形例１０）
また、検出した２次共振周波数におけるゲインが、あらかじめ設定されているゲイン値よりも低い場合には、ノッチフィルタ７を動作させないようにしてもよい。
【００６８】
この場合、測定した開ループゲインが減少傾向から上昇し再び減少するときのその下がり始めの周波数を２次共振周波数として検出するが、この時の開ループゲインが予め設定したゲインよりも低い場合には、２次共振による発振の可能性が低いと判断し、図３におけるノッチフィルタ７の乗算器４３〜４６の乗数を全て“０”に設定する。これにより、ノッチフィルタは動作しなくなるので、不要な周波数補償を行うことがなく、ノッチフィルタによるゲイン低下を防ぐことができる。
【００６９】
ここで、あらかじめ設定されているゲイン値とは、０ｄＢ未満の所定のゲイン値であり、ゲインの揺らぎに対する安全性を考慮して決められる値である。すなわち、安全性が重視される場合には、より低い値に設定される。
【００７０】
（実施の形態１の変形例１１）
また、上述した図６で示されるフロー以外の方法により２次共振周波数の検出を行ってもよい。
以下では、この場合について説明する。図１０に示すように、開ループゲインは、１次共振周波数から２次共振周波数にかけて一定の割合で減少するが、２次共振周波数を過ぎると、さらに深い傾きで減少していく。
【００７１】
したがって、システム制御手段９により開ループゲインの傾きを観測し、その傾きに変化が発生した周波数を２次共振周波数と判断するようにしてもよく、これにより、測定した開ループゲインが減少傾向から上昇し、再び減少するときのその下がり始めの周波数を検出することができなくても、２次共振周波数を検出することができる。
【００７２】
（実施の形態１の変形例１２）
ここで、その開ループゲインの傾きの変化点を検出する手法としては、細かな周波数の増加幅でスイープした周波数ごとに、前回のゲインとの差分値を求めることにより検出してもよく、あるいは、システム制御手段９により、粗い周波数の増加でスイープした周波数ごとに、前回のゲインとの差分を求め、ゲインの傾きが変化する前後における異なる傾きを持つゲインの近似線の交点を、２次共振周波数としてもよい。この後者による傾きの変化点の検出方法について、図７を用いて具体的に説明する。
【００７３】
図７に示すように、２次共振周波数の存在し得る周波数帯域は、だいたいａ（Ｈｚ）〜ｂ（Ｈｚ）ぐらいであることが分かっている。したがって、そのａ（Ｈｚ）以下の範囲で、ａ１、ａ２（Ｈｚ）というように、粗くスイープして開ループゲインの傾きを求め、次に、ｂ（Ｈｚ）以上の範囲でも同様にして粗くスイープすることによって開ループゲインの傾きを求める。そして、ａ（Ｈｚ）以下の範囲での直線近似された開ループゲインと、ｂ（Ｈｚ）以上の範囲での直線近似された開ループゲインとの交点ｃ（Ｈｚ）が２次共振周波数として検出される。これにより、細かな周波数の増加でスイープした周波数ごとに、前回のゲインとの差分値を求める必要がなく、短時間で２次共振周波数を検出することができる。
【００７４】
なお、一般に、２次共振周波数以下の範囲では、開ループゲインは周波数が１０倍になるごとに約４０ｄＢ下がる傾きであるのに対し、２次共振周波数以上の範囲では、開ループゲインは周波数が１０倍になるごとに約６０ｄＢ下がる傾きとなることが知られている。したがって、上記説明では、ａ（Ｈｚ）以下の範囲と、ｂ（Ｈｚ）以上の範囲に分けてスイープする場合について説明したが、範囲を限定しないでスイープを行って、ゲインを測定した周波数ごとに傾きを算出し、上記の開ループゲインの一般則に照らしてその傾きが２次共振周波数以下か、２次共振周波数以上かを判断した上で、２次共振周波数以下の範囲の直線近似された開ループゲインと、２次共振周波数以上の範囲の直線近似された開ループゲインとの交点を２次共振周波数として検出してもよい。
【００７５】
（実施の形態１の変形例１３）
また、これらの２次共振周波数の検出、及びノッチフィルタ７の設定は、光ディスク装置の電源投入後に、光ディスク１が初めて装填された時に行ってもよい。２次共振周波数のばらつきは、光ピックアップ２の個体ばらつきが支配的であることから、光ディスク１が入れ替えられても２次共振周波数が大幅に変化することは少ないため、このようにすることで、光ディスク装置が動作状態となるたびに、あるいは光ディスク１を入れ替えるたびに２次共振周波数の検出等を行う必要がなくなり、短時間で動作可能状態とすることができる。
【００７６】
（実施の形態１の変形例１４）
また、検出した２次共振周波数は、不揮発性の記憶素子等の記憶手段に記憶させてもよく、次回の電源投入時には、その記憶手段で記憶されている２次共振周波数を用いてノッチフィルタ７の特性を設定するようにしてもよく、このようにすることで、一度だけ２次共振周波数を測定すればよいため、例えば光ディスク装置の製造工程において、２次共振周波数を測定しておけば、実使用状態では想定の必要がなく、短時間で動作可能状態に至らしめることができる。
【００７７】
（実施の形態１の他の変形例）
また、上記実施の形態において、図３（ａ）で示されるようにデジタル回路によりノッチフィルタを構成する場合について説明したが、アナログ回路によりノッチフィルタを構成してもよい。
【００７８】
また、上記実施の形態におけるサーボフィルタ、テスト信号発生手段、加算器、ノッチフィルタ、及びシステム制御手段などは、同一のあるいは個別の半導体素子上に実現されるようにしてもよく、この実施の形態における光ディスク装置を安価かつコンパクトに構成することができる。
【００７９】
また、上記実施の形態では、２次共振周波数におけるゲインを減衰させる信号減衰手段として、ノッチフィルタを用いる場合について説明したが、この信号減衰手段は、ノッチフィルタ以外ではローパスフィルタなどであってもよい。ローパスフィルタの特性の一例は、図８で示されるとおりである。
【００８０】
また、上記実施の形態においては、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクからの反射光を受光する光ディスク装置について説明したが、上述の共振周波数を検出する手法は磁気ディスクや光磁気ディスクなどのディスク状記録媒体からの信号を受け取る信号受け取り手段を備えたディスク装置にも応用することができ、その場合にも上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、これらのディスク状記録媒体には、情報が螺旋状に記録されていても、同心円状に記録されていてもよい。
【００８１】
また、上記実施の形態においては、２次共振周波数を検出するようにしたが、２次以上の高次共振周波数を検出するようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態におけるディスク装置の各構成要素は、ハードウェアにより構成してもよく、あるいはプログラム制御によるソフトウェアによって実現できるものに関しては、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によるディスク装置によれば、ディスク状記録媒体からの信号を受け取る信号受け取り手段と、前記ディスク状媒体からの信号に対して、目標値との乖離状態を示すエラーを検出し、エラー信号を出力するエラー検出手段と、前記エラー信号に周波数特性の補償を行うサーボフィルタと、前記信号受け取り手段の共振周波数のテスト用信号を発生するテスト信号発生手段と、前記サーボフィルタからの信号と前記テスト用信号とを加算し、ドライブ信号を出力する加算器と、前記ドライブ信号に基づいて、前記信号受け取り手段を制御するドライバと、前記テスト用信号の周波数をスイープさせ、開ループゲインを測定することにより共振周波数を検出する制御手段とを備えたことで、テスト信号を用いて、光ピックアップごとの個体差、温度変化、及び経時変化により変動する高次共振周波数を正確に検出することができる。
【００８３】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記加算器からのドライブ信号に対して所定の周波数の信号を減衰させ、そのドライブ信号を前記ドライバに渡す信号減衰手段をさらに備え、前記制御手段が、前記検出した共振周波数に基づいて前記信号減衰手段の特性を設定するものであることで、正確に検出した高次共振周波数を中心周波数とする信号減衰手段を構成することができ、適切に高次共振を抑え、サーボ帯域を広くとることができる。
【００８４】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記信号減衰手段は、所定の周波数帯域を減衰させるノッチフィルタであり、前記制御手段は、前記検出した共振周波数に基づいて前記ノッチフィルタの中心周波数を設定するものであることで、ノッチフィルタを用いて適切に高次共振を抑え、サーボ帯域を広くとることができる。
【００８５】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記信号減衰手段は、所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させるローパスフィルタであり、前記制御手段は、前記検出した共振周波数に基づいて、前記ローパスフィルタにおける前記所定の周波数を設定するものであることで、ローパスフィルタを用いて適切に高次共振を抑え、サーボ帯域を広くとることができる。
【００８６】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記テスト信号発生手段は、あらかじめ算出された三角関数信号をテーブル値として備えており、該テーブルを用いて前記テスト用信号としての三角関数信号を発生することで、アナログ回路等を用いた特別な可変周波数信号発生器を必要とせず、安価に三角関数信号を発生することができる。
【００８７】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記テスト信号発生手段は、前記テスト用信号としての三角関数信号をデジタルフィルタにより発生することで、デジタルフィルタによる適切な三角関数信号を発生することができる。さらに、複数の周波数を発生するための膨大なテーブルを用意する必要がなく、装置のメモリを削減することができる。
【００８８】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、あらかじめ規定されたゲイン交点付近の周波数からテスト用信号のスイープを開始させ、共振周波数が検出されるまでの間、前記テスト信号発生手段にテスト用信号を発生させることで、テスト信号をスイープさせる開始周波数を、共振周波数に近い周波数とすることができるため、短時間で共振周波数を検出することができる。
【００８９】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記開ループゲインが減少傾向にあるときには前記テスト用信号をスイープさせる周波数の変化幅を大きく取り、前記開ループゲインが上昇傾向に転じてからは、減少傾向のときよりも前記変化幅を細かくすることで、開ループゲインが減少傾向にあるときには粗くスイープすることにより短時間で高次共振周波数付近に到達することができ、さらに上昇傾向に転じてからは細かくスイープすることにより正確に共振周波数を検出することができる。
【００９０】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、測定した前記開ループゲインが上昇傾向から、減少傾向に移行した周波数を求めることにより共振周波数の検出を行うことで、正確に高次共振周波数を検出することができる。
【００９１】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記共振周波数の検出を複数回行い、その結果を平均化処理することで共振周波数を決定することで、測定時のノイズ等を除去することができ、共振周波数の測定精度を向上させることができ、正確に高次共振周波数を検出することができる。
【００９２】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、測定した前記開ループゲインの減少する傾きが変化する周波数を、共振周波数として検出することで、測定した開ループゲインが減少傾向から上昇し、再び減少した周波数を検出することができなくても、高次共振周波数を検出することができる。
【００９３】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記開ループゲインの減少する傾きが変化する周波数を、周波数をスイープして測定した、異なる傾きを持つゲインの近似線の交点とすることで、細かい周波数の変化幅（増加幅）でスイープした周波数ごとに、前回のゲインとの差分値を求める必要がなく、短時間で高次共振周波数を検出することができる。
【００９４】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、あらかじめ定められた周波数まで前記テスト用信号の周波数をスイープさせても共振周波数を検出できなかった場合には、前記開ループゲインの測定を中止し、前記信号減衰手段を動作させないことで、共振周波数の測定を長時間実施することを回避できる。また、信号減衰手段を動作させない場合には、不要な周波数補償を行うことがなく、信号減衰手段によるゲイン低下を防ぐことができる。
【００９５】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記共振周波数を検出した時のゲインが、あらかじめ設定されているゲインより低い場合には、前記信号減衰手段を動作させないことで、不要な周波数補償を行うことがなく、信号減衰手段によるゲイン低下を防ぐことができる。
【００９６】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記開ループゲインの測定中に、前記ディスクの信号面の欠陥により、開ループゲインが正確に測定できないと判断した場合には、前記ディスクの該当するトラック位置での測定を中断し、別トラックでの測定を行うことで、ディスク信号面の傷等の欠陥により、開ループゲインの測定が正常に行えない場合でも、別トラックにジャンプすることによって、測定を継続することができ、高次共振周波数を検出することができる。また、信号面に欠陥の多いディスク媒体であっても、正確に共振周波数を検出することができるメリットもある。
【００９７】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記開ループゲインの測定中には、ゲイン設定を通常よりも低くすることで、光ピックアップなどの信号受け取り手段や、ドライバに損傷を与えず、安全に高次共振周波数を検出することができる。
【００９８】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、前記共振周波数の検出を、前記ディスク装置の電源投入後、ディスクがはじめて装填された時に行うことで、ディスク装置が動作状態になるたびに、また、ディスク媒体を入れ替えるたびに、共振周波数の検出を実施する必要がないため、短時間で動作可能状態に至らしめることができる。
【００９９】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記制御手段は、検出した共振周波数を不揮発性記憶素子に記憶しておき、その記憶されている共振周波数を用いて、前記信号減衰手段の特性の設定を行うことで、一度だけ共振周波数を測定すればよいため、例えばディスク装置の製造工程において共振周波数を測定しておけば、実使用状態では測定の必要がなく、短時間で動作可能状態に至らしめることができる。
【０１００】
また、本発明によるディスク装置によれば、前記ディスク装置において、前記サーボフィルタ、前記テスト信号発生手段、前記加算器、前記信号減衰手段、及び前記制御手段は、半導体素子上に実現されている、ようにしたので、装置を安価かつコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置のテスト信号発生手段の構成を示すブロック図（図２（ａ））、及びその伝達関数等を示す数式を示す図（図２（ｂ））
【図３】本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置のノッチフィルタの構成を示すブロック図（図３（ａ））、及びその伝達関数を示す数式を示す図（図３（ｂ））
【図４】本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置のノッチフィルタの伝達特性を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置のサーボループ全体の伝達特性を示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の動作を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態１における２次共振周波数の検出について説明するための図
【図８】ローパスフィルタの伝達特性を示す図
【図９】光ディスク装置の光ピックアップの伝達特性示す図
【図１０】光ディスク装置のサーボループ全体の伝達特性を示す図
【図１１】従来の光ディスク装置の光ピックアップとその周辺回路の概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
１  光ディスク
２  光ピックアップ
３  エラー検出手段
４  サーボフィルタ
５  テスト信号発生手段
６、４１、４２、８１  加算器
７  ノッチフィルタ
８  ドライバ
９  システム制御手段
４３〜４６、８２〜８４  乗算器
４７、４８、８５、８６  遅延要素
【図１】
2004220724.tif 000003
【図２】
2004220724.tif 000004
【図３】
2004220724.tif 000005
【図４】
2004220724.tif 000006
【図５】
2004220724.tif 000007
【図６】
2004220724.tif 000008
【図７】
2004220724.tif 000009
【図８】
2004220724.tif 000010
【図９】
2004220724.tif 000011
【図１０】
2004220724.tif 000012
【図１１】
2004220724.tif 000013