(57)【要約】【課題】回路の小型化、演算精度の向上並びに演算速度の高速化を図れるようにした光ディスク装置を提供する。【解決手段】光ヘッドを備えたアクチュエータ１０７　の動作によりアナログ回路１０８　で生成されるトラックエラー信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換器１０１　と、トラックエラーデータの累積平均を演算しオフセットデータを得る累積平均演算回路１０３　と、トラックエラーデータから制御信号を生成する位相補償フィルタ演算回路１０４　と、制御信号をオフセットデータに従って補正する補正回路１０５　と、補正後の制御信号に従ってアクチュエータを駆動する信号を生成するアクチュエータ駆動回路１０６　とを備え、累積平均演算回路におけるトラックエラーデータの累積加算回数を２のＮ乗に設定して、光ディスク装置を構成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク上に形成されたトラックに光ヘッドを追従させ、前記光ヘッドにより前記トラックに対してデータの記録或いは再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置において、トラックエラー信号を生成する手段と、所定期間において累積加算した前記トラックエラー信号の平均を演算して、前記トラックに対する前記光ヘッドのオフセット量に対応するオフセット信号を得る手段と、前記トラックエラー信号から、制御信号を生成する手段と、前記オフセット信号に基づいて前記制御信号を補正する手段と、前記補正された制御信号に基づいて前記光ヘッドを前記トラックに追従させる手段とを有し、前記オフセット信号を得る手段は、トラックエラー信号の累積加算回数を２のＮ乗（Ｎは正の整数）に設定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記光ディスクのトラックはスパイラル状に形成されており、前記オフセット信号を得る手段は、前記光ディスクが１回転するたびに行われる、前記光ヘッドが前記トラックを横断する期間中は、前記トラックエラー信号の累積加算を中断することを特徴とする請求項１に係る光ディスク装置。
【請求項３】
前記光ディスクのトラックはスパイラル状に形成されており、前記オフセット信号を得る手段は、前記光ディスクが１回転するたびに行われる、前記光ヘッドの前記トラックの横断直後から、前記トラックエラー信号の累積加算を行うことを特徴とする請求項１に係る光ディスク装置。
【請求項４】
前記所定期間は、シーク時であることを特徴とする請求項１に係る光ディスク装置。
【請求項５】
前記シーク時とは、シークの開始から終了までを含む期間であることを特徴とする請求項４に係る光ディスク装置。
【請求項６】
前記制御信号補正手段は、前記オフセット信号を得る手段で得られたオフセット信号を予め設定している判定値と比較し、判定信号を出力する手段と、前記判定信号に応じて、前記制御信号に作用させるゲインを切り替えるゲイン切り替え手段とを有していることを特徴とする請求項１に係る光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク装置に関し、特に、トラックオフセットを補正し、光ヘッドをトラックの中心に追従させるのに好適な光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラックオフセットを補正し光ヘッドをトラックの中心に追従させる光ディスク装置に関して、特開２０００−１８７８５５号公報には、トラック横断時のトラックエラー信号を積分してオフセットを求めて補正する手法が提案されている。また、特開平１１−３２８６９６号公報には、トラックエラー信号を所定のサンプリング周期でＡＤコンバータでサンプリングした信号値の平均値を算出して補正値を決定し、補正を行うことで、トラックエラー信号のレベル変動を十分に抑圧して悪影響を軽減する手法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記各公報で提案されている従来の補正方法によって、トラックエラー信号のオフセット量を小さくする効果は得られるが、トラックエラー信号のサンプリング手法や、オフセット量の演算手法に関しては、特に開示がなされていない。
【０００４】
本発明では、以上の点に鑑みてなされたものであり、トラックエラー信号のオフセット量の演算を簡易な手法で実現し、これにより、回路の小型化、演算精度の向上、演算速度の高速化を図った光ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、光ディスク上に形成されたトラックに光ヘッドを追従させ、前記光ヘッドにより前記トラックに対してデータの記録或いは再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置において、トラックエラー信号を生成する手段と、所定期間において累積加算した前記トラックエラー信号の平均を演算して、前記トラックに対する前記光ヘッドのオフセット量に対応するオフセット信号を得る手段と、前記トラックエラー信号から、制御信号を生成する手段と、前記オフセット信号に基づいて前記制御信号を補正する手段と、前記補正された制御信号に基づいて前記光ヘッドを前記トラックに追従させる手段とを有し、前記オフセット信号を得る手段は、トラックエラー信号の累積加算回数を２のＮ乗（Ｎは正の整数）に設定することを特徴とするものである。
【０００６】
この請求項１に係る発明に関する実施の形態には、第１の実施の形態が対応する。そして、このように構成された光ディスク装置においては、オフセット信号を得る手段はトラックエラー信号をサンプリングして累積加算する回数を２のＮ乗としてオフセット信号を得るようにしているので、オフセット量の演算を簡単な構成で高速に実施することができる。すなわち、ハードウエアにおいて、数値は２進数で表現しているため、例えば、２Ｎ　で割り算を行うときは、下位Ｎビットをカットするだけで演算が実施できる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る光ディスク装置において、前記光ディスクのトラックはスパイラル状に形成されており、前記オフセット信号を得る手段は、前記光ディスクが１回転するたびに行われる、前記光ヘッドが前記トラックを横断する期間中は、前記トラックエラー信号の累積加算を中断することを特徴とするものである。
【０００８】
この請求項２に係る発明に関する実施の形態には、第２の実施の形態が対応する。そして、このように構成された光ディスク装置においては、光ヘッドのトラッキングにおける特殊な状態であるトラック横断時のトラックエラー信号の累積加算を中断し、平均値演算の対象から除外するようにしているので、光ヘッドがトラックに追従しているときだけのトラックオフセットを、高精度で且つ高速で演算することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る光ディスク装置において、前記光ディスクのトラックはスパイラル状に形成されており、前記オフセット信号を得る手段は、前記光ディスクが１回転するたびに行われる、前記光ヘッドの前記トラックの横断直後から、前記トラックエラー信号の累積加算を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
この請求項３に係る発明に関する実施の形態には、第３の実施の形態が対応する。そして、このように構成された光ディスク装置においては、トラックエラー信号の累積加算を光ヘッドがトラックを横断した直後から開始するようにしているので、光ヘッドトラッキングにおける特殊な状態であるトラック横断時のトラックエラー信号を平均値演算の対象から除外することができ、光ヘッドがトラックに追従しているときだけのトラックオフセットを、高精度で且つ高速で演算することができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１に係る光ディスク装置において、前記所定期間は、シーク時であることを特徴とするものである。
【００１２】
この請求項４に係る発明に関する実施の形態には、第４の実施の形態が対応する。そして、このように構成することにより、上記請求項１に係る光ディスク装置におけるオフセット補正機能を、シーク時にも応用することができる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る光ディスク装置において、前記シーク時とは、シークの開始から終了までを含む期間であることを特徴とするものである。
【００１４】
この請求項５に係る発明に関する実施の形態には、第４の実施の形態が対応する。そして、このように構成された光ディスク装置においては、シーク中に渡ってトラックエラー信号の累積平均が演算され、したがってシーク完了時に光ヘッドの位置をトラックの中央に近づけることができる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項１に係る光ディスク装置において、前記制御信号補正手段は、前記オフセット信号を得る手段で得られたオフセット信号を予め設定している判定値と比較し、判定信号を出力する手段と、前記判定信号に応じて、前記制御信号に作用させるゲインを切り替えるゲイン切り替え手段とを有していることを特徴とするものである。
【００１６】
この請求項６に係る発明に関する実施の形態には、第５の実施の形態が対応する。そして、このように構成された光ディスク装置においては、オフセット信号を予め設定されている判定値と比較して判定信号を出力し、該判定信号に応じて制御信号を補正するゲインを切り替えるようにしているので、検出されたオフセットに応じて、制御信号を高精度で補正することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、図面を用いて、本発明に係る光ディスク装置の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る光ディスク装置の第１の実施の形態を示すブロック構成図である。図１において、１０１　はＡＤ変換器、１０２　は制御信号生成回路で、該制御信号生成回路１０２　は累積平均演算回路１０３　，位相補償フィルタ演算回路１０４　，補正回路１０５　から構成されている。また１０６　はアクチュエータ駆動回路、１０７　はアクチュエータ、１０８　はアナログ回路で、これらの構成部材で光ディスク装置が構成されている。
【００１８】
次に、上記のように構成されている光ディスク装置の動作について説明する。ＡＤ変換器１０１　は、光ヘッドを備えるアクチュエータ１０７　の動作をもとに、アナログ回路１０８　で生成されるトラックエラー信号を、任意のサンプリング時間でアナログ信号からディジタル信号に変換して、トラックエラーデータを得る。例えば、トラッキング時におけるトラックエラー信号は、図２に示すような波形をしている。スパイラル状にトラックが刻まれたディスクをトラッキングする場合、ディスクを１周する毎にトラックを横断する（キックバックと呼ばれている。）必要があるが、そのときはトラックエラー信号にはサイン波が生ずる。
【００１９】
位相補償フィルタ演算回路１０４　は、ＡＤ変換器１０１　からのトラックエラーデータが入力されて、位相進み補償値及び位相遅れ補償値を演算し、前記補償値から制御信号を生成する。また、累積平均演算回路１０３　は、トラックエラーデータの累積平均を演算し、トラックエラー信号のオフセット量を得る。補正回路１０５　は、前記位相補償フィルタ演算回路１０４　からの制御信号を、前記累積平均演算回路１０３　からのオフセットデータに従って補正し、補正された制御信号を出力する。アクチュエータ駆動回路１０６　は、前記補正後の制御信号に従って、アクチュエータ１０７　を駆動するための駆動信号を生成し、該駆動信号は、光ヘッドを備えるアクチュエータ１０７　を駆動するようになっている。
【００２０】
ここで、累積平均演算回路１０３　の構成例を図３に示す。図３において、１２１　は累積加算器、１２２　はビットシフト演算器、１２３　は保持回路、１２４　はカウンタ、１２５　はカウント値設定回路、１２６　は比較器である。
【００２１】
次に、この構成の累積平均演算回路１０３　の動作について説明する。ＡＤ変換器１０１　のサンプリング周期に従ってカウントするカウンタ１２４　から出力されるカウント値と、カウント値設定回路１２５　に設定した値とを、比較器１２６　で比較し、一致した場合にはリセット信号を出力する。このリセット信号は、累積加算器１２１，保持回路１２３　，カウンタ１２４　に接続している。なお、カウント値設定回路１２５に設定する値は２のＮ乗（Ｎは正の整数）とする。累積加算器１２１　は、リセット信号によりリセットされない限りトラックエラーデータを累積加算していく。加算結果は、ビットシフト演算器１２２　で、カウント値設定回路１２５　に設定された値のビット数（２のＮ乗を設定していればＮビット）だけビットシフトする。前記リセット信号がリセット状態を示しているときに、ビットシフト演算器１２２　からのデータを保持回路１２３　に保持する。この保持された累積平均演算結果が、前記補正回路１０５　に入力されるオフセットデータとなる。
【００２２】
図４は、本発明の第２の実施の形態における制御信号生成回路１０２　の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る制御信号生成回路１０２　は、累積平均演算回路１０３　の前段に、マスク回路２０１　を備えることを特徴とする。
【００２３】
スパイラル状にトラックが刻まれたディスクをトラッキングしながら光ヘッドを追従させる場合、光ヘッドはディスクを１周する毎に、トラックを横断する必要があるため、トラックエラー信号は図２に示すようにサイン波が生ずる。トラッキング時のオフセット量を演算する場合、このサイン波は特殊な状態であるため、平均値演算の対象から除外し、光ヘッドがトラックに追従しているときだけのオフセットを演算すると、精度が高められる。
【００２４】
マスク回路２０１　は、ある所定の期間において０レベルにマスクしたトラックエラーデータと、マスク状態を表すマスク信号を出力する。マスクする期間は、前記サイン波の生ずる期間である。マスク回路２０１　の構成例を、図５に示す。図５において、２０２　はマスク期間設定回路、２０３　はマスク信号生成回路、２０４　はセレクタである。
【００２５】
マスク期間設定回路２０２　は、マスク期間を設定するレジスタを備えており、トラックエラーデータをサンプリングする回数の単位で、サイン波の周期が含まれる期間を予め設定しておく。マスク信号生成回路２０３　は、光ディスクを回転させる装置に備えられたホール素子が１回転するたびに出力するインデクスパルスをもとに、サイン波の開始を検出してマスク信号をマスク状態とし、同時にトラックエラーデータのサンプリング毎にカウントアップする内部カウンタ（図示せず）をスタートさせる。前記内部カウンタのカウント値が、前記マスク期間設定回路２０２　が設定している前記マスク期間と一致したら、マスク信号をマスク状態から解除する。
【００２６】
セレクタ２０４　は、マスク信号がマスク状態であれば０を、マスク状態でなければトラックエラーデータを選択して出力する。なお、サイン波の開始を検出する方法として、簡便なインデクスパルスを利用する方法で説明したが、トラックエラーデータの値をウインドコンパレータで判定させる方法などでも可能である。
【００２７】
累積平均演算回路１０３　は、マスク回路２０１　からのマスク信号と、トラックエラーデータとに基づいて、マスク期間を除外してトラックエラーデータの累積平均を演算し、トラックエラー信号のオフセット量（オフセットデータ）を得る。第２の実施の形態における累積平均演算回路１０３　の構成例を図６に示す。図３に示した第１の実施の形態の累積平均演算回路１０３　と異なるところは、カウンタ１２４にマスク信号が入力されている点である。マスク信号がマスク状態でないときに、ＡＤ変換器１０１　のサンプリング周期に従ってカウントするカウンタ１２４　から出力されるカウント値と、カウント値設定回路１２５　に設定した値とを、比較器１２６で比較し、一致した場合にはリセット信号を出力する。このリセット信号は、累積加算器１２１　，保持回路１２３　，カウンタ１２４　に接続している。なお、カウント値設定回路１２５　に設定する値は、２のＮ乗とする。
【００２８】
累積加算器１２１　はリセットされない限り、トラックエラーデータを累積加算していく。マスクされている期間におけるトラックエラーデータも累積加算するが、そのときの加算値は０である。また、カウンタ１２４　は、マスク期間では累積加算回数としてカウントしていない。加算結果は、ビットシフト演算器１２２　でカウント値設定回路１２５　に設定された値のビット数（２のＮ乗を設定していればＮビット）だけビットシフトする。
【００２９】
前記比較器１２６　からのリセット信号がリセット状態を示しているときに、ビットシフト演算器１２２　からのデータを保持回路１２３　に保持する。この保持された累積平均演算結果が、オフセットデータとなる。後段の処理は、前記第１の実施の形態と同様である。
【００３０】
図７は、本発明の第３の実施の形態における制御信号生成回路１０２　の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る制御信号生成回路１０２　は、累積平均演算回路１０３　の前段に、スタート回路３０１　を備えたことを特徴とするものである。第２の実施の形態と同様に、特殊な状態であるサイン波のときのトラックエラー信号を平均値演算の対象から除外し、光ヘッドがトラックに追従しているときだけのオフセットを演算する。
【００３１】
スタート回路３０１　は、光ヘッドのトラッキングにおいてトラック横断時に生ずるサイン波の直後に、スタート信号を生成する。スタート回路３０１　の構成例を図８に示す。３０２　は待機期間設定回路、３０３　はスタート信号生成回路である。待機期間設定回路３０２　は、インデクスパルスの発生からサイン波の終了までの期間を設定するレジスタを備えており、トラックエラーデータをサンプリングする回数の単位で、サイン波の周期が含まれる期間を予め設定しておく。
【００３２】
スタート信号生成回路３０３　は、インデクスパルスをもとにサイン波の開始を検出すると、トラックエラーデータのサンプリング毎にカウントアップする内部カウンタ（図示せず）をスタートさせ、前記内部カウンタのカウント値が前記待機期間設定回路３０２　の設定期間と一致したら、スタート信号をスタート状態にする。なお、サイン波を検出する方法として、簡便なインデクスパルスを利用する方法で説明したが、トラックエラーデータの値をウインドコンパレータで判定させる方法などでも可能である。
【００３３】
累積平均演算回路１０３　は、前記スタート回路３０１　からのスタート信号と、トラックエラーデータとに基づいて、サイン波の終了した直後からトラックエラーデータの累積平均を演算し、トラックエラー信号のオフセット量を得る。
【００３４】
この第３の実施の形態における累積平均演算回路１０３　の構成例を図９に示す。図３に示した第１の実施の形態の累積平均演算回路と異なるところは、カウンタ１２４　にスタート信号が入力されている点である。カウンタ１２４　は、スタート信号がスタート状態のときにカウント動作を開始し、ＡＤ変換器１０１　のサンプリング周期に従ってカウントし、比較器１２６　に出力する。比較器１２６　は、カウンタ１２４から出力されるカウント値と、カウント値設定回路１２５　に設定した値とを比較し、一致した場合にはリセット信号を出力する。このリセット信号は累積加算器１２１　，保持回路１２３　，カウンタ１２４　に接続している。なお、カウント値設定回路１２５　に設定する値は、ディスクが１周する期間のトラックエラーデータのサンプリング回数から、前記スタート回路３０１　の待機期間設定回路３０２　に設定した値を減じた値よりも小さい２のＮ乗とする。
【００３５】
累積加算器１２１　は、スタート信号がスタート状態を示したときから、リセットされるまでの期間で、トラックエラーデータを累積加算していく。加算結果は、ビットシフト演算器１２２　でカウント値設定回路１２５　に設定された値に応じたビット数（２のＮ乗を設定していればＮビット）だけビットシフトする。前記比較器１２６　からのリセット信号がリセット状態を示しているときに、ビットシフト演算器１２２　からのデータを保持回路１２３　に保持する。この保持された累積平均演算結果が、オフセットデータとなる。後段の処理は、前記第１の実施の形態と同様である。
【００３６】
図１０は、本発明の第４の実施の形態における制御信号生成回路１０２　の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る制御信号生成回路１０２　では、累積平均演算回路１０３　の前段に、シーク動作検出回路４０１　と、加算期間設定回路５０１　とを備えたことを特徴とするものである。
【００３７】
シーク動作検出回路４０１　は、シーク動作を検出するとシーク判別信号を出力する。シーク動作の検出は、例えばシーク動作を命ずるための回路系で出力されたシーク命令信号を利用する。なお、トラックエラーデータからシーク動作を検出してもよい。加算期間設定回路５０１　には、トラックエラー信号のサンプリング回数が、シーク動作の開始から終了までの期間を含む最小の２のＮ乗を設定する。これはシーク動作によって生ずるサイン波の振幅が開始時に大きく、途中で小さく、終了直前で再び大きくなる糸巻き型の形状となっているため、シークの全期間で演算することで精度を向上できるからである。なお、前記加算期間設定回路５０１　を設けずに、任意の２のＮ乗回として、シーク中の何らかの期間における演算を行ってもよい。その他の機能及び動作は、第１の実施の形態から第３の実施の形態までと同様である。
【００３８】
図１１は、本発明の第５の実施の形態の特徴部である、制御信号生成回路１０２　内の補正回路１０５　の構成を示すブロック図である。図１１において、６０１　は判定回路、６０２　は補正値格納レジスタ、６０３　はゲイン切り替え回路である。判定回路６０１は、累積平均演算回路１０３　からのオフセット信号を、予め設定している判定値と比較して、数種類設定している中から１つの判定信号を出力する。例えば、オフセットが０〜Ｘ１であれば１、オフセットがＸ１〜Ｘ２であれば、・・・・・という具合に判定信号を出力する。
【００３９】
補正値格納レジスタ６０２　は、判定信号をもとに予め数種類設定している補正値を選択して出力する。例えば、判定信号が１であれば補正値１を選択、判定信号２であれば補正値２を選択、・・・という具合に補正値を出力する。ゲイン切り替え回路６０３　は、前記補正値に基づいてゲインを切り替え、制御信号を補正する。例えば、補正値を制御信号に乗じ、補正後の制御信号とする。
【００４０】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、請求項１に係る発明によれば、トラックエラー信号をサンプリングして累積加算する回数を２のＮ乗回としてオフセット信号を得るように構成しているので、オフセット量の演算を簡単な構成で高速に実施することが可能な光ディスク装置を実現できる。また請求項２に係る発明によれば、トラック横断時のトラックエラー信号の累積を中断し平均値演算の対象から除外するようにしているので、トラックオフセットを高精度で且つ高速で演算することができる。また請求項３に係る発明によれば、光ヘッドがトラックを横断した直後からトラックエラー信号の累積加算を行うようにしているので、トラックオフセットを高精度で且つ高速で演算することができる。また請求項４に係る発明によれば、オフセット補正機能をシーク時にも応用することが可能な光ディスク装置を実現できる。また請求項５に係る発明によれば、シーク中に渡ってトラックエラー信号の累積平均を演算するようにしているので、シーク完了時に光ヘッドの位置をトラックの中央に近づけることが可能となる。また請求項６に係る発明によれば、オフセット信号を予め設定されている判定値と比較して出力される判定信号に応じて制御信号を補正するようにしているので、検出されたオフセットに応じて制御信号を高精度で補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ディスク装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】光ヘッドのトラッキング時におけるトラックエラー信号を示す波形図である。
【図３】図１に示した第１の実施の形態における累積平均演算回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における制御信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示した第２の実施の形態におけるマスク回路の構成例を示すブロック図である。
【図６】図４に示した第２の実施の形態における累積平均演算回路の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における制御信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示した第３の実施の形態におけるスタート回路の構成例を示すブロック図である。
【図９】図７に示した第３の実施の形態における累積平均演算回路の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態における制御信号生成回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態における補正回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１　　ＡＤ変換器
１０２　　制御信号生成回路
１０３　　累積平均演算回路
１０４　　位相補償フィルタ演算回路
１０５　　補正回路
１０６　　アクチュエータ駆動回路
１０７　　アクチュエータ
１０８　　アナログ回路
１２１　　累積加算器
１２２　　ビットシフト演算器
１２３　　保持回路
１２４　　カウンタ
１２５　　カウント値設定回路
１２６　　比較器
２０１　　マスク回路
２０２　　マスク期間設定回路
２０３　　マスク信号生成回路
２０４　　セレクタ
３０１　　スタート回路
３０２　　待機期間設定回路
３０３　　スタート信号生成回路
４０１　　シーク動作検出回路
５０１　　加算期間設定回路
６０１　　判定回路
６０２　　補正値格納レジスタ
６０３　　ゲイン切り替え回路
【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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