(57)【要約】【課題】レーザ強度が急激に変化してもサーボ系が不安定とならず、安定なサーボ処理を実現することができる光ディスク装置を提供する。【解決手段】積分前の全反射光量基準信号Ａと、積分後の全反射光量基準信号Ｂとを切り換えて全反射光量基準信号Ｙとして出力する切換手段８を設け、積分後の全反射光量基準信号Ｂの信号レベルが一定値に収束するまでの期間は全反射光量基準信号Ａを用いて正規化処理を行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに対しレーザ光を照射して記録や再生を行う光ディスク装置であって、
光ディスクの反射光量を演算して誤差信号を生成するとともに、全反射光量に応じた全反射光量基準信号Ａを生成する信号生成手段と、
前記全反射光量基準信号Ａを積分して全反射光量基準信号Ｂを生成する積分手段と、
前記全反射光量基準信号Ａと前記全反射光量基準信号Ｂのいずれか一方を選択する切換手段と、
前記切換手段が選択した全反射光量基準信号を用いて前記誤差信号の正規化を行う正規化手段と、
前記正規化手段で生成された正規化後の誤差信号を用いて制御対象を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記切換手段は、前記レーザ光の強度を制御するレーザ制御信号の変化タイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ａを選択することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記切換手段は、レーザ強度が再生レベルから記録レベルへあるいは記録レベルから再生レベルへ切り換わるタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ａを選択することを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記切換手段は、ディスクの記録層または再生層が切り換わるタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ａを選択することを特徴とする請求項２もしくは３のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の光ディスク装置であって、前記切換手段は、前記全反射光量基準信号Ａを選択してからの時間が予め設定された設定時間と一致するタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ｂを選択することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれかに記載の光ディスク装置であって、前記切換手段は、前記全反射光量基準信号Ｂの振幅値が一定値になるタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ｂを選択することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
請求項２乃至４のいずれかに記載の光ディスク装置であって、前記切換手段は、前記全反射光量基準信号Ｂの振幅値が予め設定された設定振幅値と一致するタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ｂを選択することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
前記設定時間をあらかじめ学習する手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記設定振幅値をあらかじめ学習する手段を備えたことを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに対し記録や再生を行う光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクに対し記録や再生を行う光ディスク装置では、回転している光ディスク上のらせん状に形成されたトラックにレーザ光を照射してデータの記録や再生を行うために、レーザ光の焦点を光ディスク面上に合焦させるフォーカス制御と、レーザ光をオントラックさせるトラッキング制御を行っている。
【０００３】
フォーカス制御は、一般的に、かまぼこ型の円筒レンズの非点収差を利用する非点収差法により行われている。すなわち、非点収差法では、レーザダイオードから出力されたレーザ光を集光レンズにより集光して光ディスクに照射し、その反射光を、集光レンズ、かまぼこ型の円筒レンズを介して４分割ディテクタに入力させる。４分割ディテクタへの入力は、かまぼこ型の円筒レンズの非点収差により、レーザ光の焦点が光ディスク面上で合焦している場合には真円となり、合焦していない場合には楕円形となる。そこで、４分割ディテクタの対角線同士の出力を加算し、その加算結果の差を取る演算を行い、合焦している場合に信号レベルが“０”となり、焦点がずれている場合にはそのずれ量に比例する信号レベルとなる誤差信号を生成する。そして、この誤差信号をフォーカス方向の位置決め信号（以下、フォーカス位置決め信号と称す。）として、その信号レベルが“０”となるように集光レンズをフォーカス方向に移動させる制御を行う。このように、非点収差法によるフォーカス制御は、レーザ光の焦点の光ディスク面上からのずれ量を検出することで行われる。
【０００４】
一方、トラッキング制御は、レーザ光のスポットのトラックからのずれ量を検出することで行われる。例えば３ビーム法では、レーザダイオードより出力されるレーザ光を回折格子によりメインビームと２つのサブビームに振り分けた後、集光レンズにより集光して光ディスク上に３つのスポットを形成させる。そして、その３つの反射光を、集光レンズ、かまぼこ型の円筒レンズを介して、メインビーム用ディテクタと、このメインビーム用ディテクタの右斜め前と左斜め後に配置されたサブビーム用ディテクタに入力させ、サブビーム用ディテクタの出力を減算する演算を行い、誤差信号を生成する。この誤差信号の信号レベルが“０”の場合には、メインビームがオントラックしており、正または負になっていれば、メインビームがトラックから右または左にずれていることになるので、この誤差信号をトラッキング方向の位置決め信号（以下、トラッキング位置決め信号と称す。）として、その信号レベルが“０”となるように集光レンズをトラッキング方向に移動させる制御を行うことにより、メインビームをオントラックさせる。なお、メインビーム用ディテクタは、フォーカス制御との関係により４分割ディテクタで構成される。
【０００５】
図５は従来の光ディスク装置のブロック図である。図５において、光ディスク１はＣＤやＤＶＤ等であり、その記録再生面にらせん状にトラックが形成されている。スピンドルモータ２は光ディスク１を回転させる。光ピックアップ３はレーザダイオードや集光レンズ、集光レンズをフォーカス方向、トラッキング方向に移動可能な２軸デバイス、かまぼこ型の円筒レンズ、回折格子等を内蔵している。光検出器４は４分割ディテクタとサブビーム用ディテクタからなる。信号生成手段５は、光ディスクの反射光量を演算してフォーカス位置決め信号、トラッキング位置決め信号、後述する全反射光量基準信号を生成する。Ａ／Ｄ変換手段６は上述のフォーカス位置決め信号、トラッキング位置決め信号、全反射光量基準信号をデジタル信号化する。
【０００６】
また、積分手段としての信号積分手段７はデジタル信号化された全反射光量基準信号を積分する。正規化手段としてのフォーカス位置決め信号正規化手段９は信号積分手段７により積分された全反射光量基準信号を用いてデジタル信号化されたフォーカス位置決め信号を正規化する。同様に、正規化手段としてのトラッキング位置決め信号正規化手段１０は信号積分手段７により積分された全反射光量基準信号を用いてデジタル信号化されたトラッキング位置決め信号を正規化する。
【０００７】
また、制御手段としてのフォーカス制御手段１１はフォーカス位置決め信号正規化手段９により正規化されたフォーカス位置決め信号を基にフォーカス制御信号を生成する。制御手段としてのトラッキング制御手段１２はトラッキング位置決め信号正規化手段１０により正規化されたトラッキング位置決め信号を基にトラッキング制御信号を生成する。ピックアップ駆動手段１３はフォーカス制御手段１１からのフォーカス制御信号とトラッキング制御手段１２からのトラッキング制御信号に応じて光ピックアップ３内蔵の２軸デバイスを駆動し、集光レンズをフォーカス方向とトラッキング方向に移動させる。
【０００８】
以下、該光ディスク装置におけるフォーカス制御およびトラッキング制御について説明する。
光ディスク１に対しデータの記録や再生を行うときには、スピンドルモータ２により光ディスク１を回転させ、光ピックアップ３によりこの回転している光ディスク１にレーザ光を照射する。光検出器４は光ディスク１からの反射光を検出して電気信号に変換し、信号生成手段５へ入力する。
【０００９】
信号生成手段５は、演算処理により、フォーカス位置決め信号、トラッキング位置決め信号、全反射光量基準信号を生成する。この全反射光量基準信号は４分割ディテクタの対角線同士の出力を加算し、その加算結果をさらに加算したものであり、４分割ディテクタに入力された全反射光量に応じた信号レベルとなる。そのため、全反射光量基準信号の信号レベルは、レーザ強度に比例して変化する。
【００１０】
これらの信号はＡ／Ｄ変換手段６に入力されてデジタル信号に変換される。デジタル信号化された全反射光量基準信号Ａは信号積分手段７に入力されて積分された後、フォーカス位置決め信号正規化手段９とトラッキング位置決め信号正規化手段１０に入力される。
【００１１】
信号積分手段７は、全反射光量基準信号Ａの高周波成分（ノイズ）を除去することを目的とするものであり、例えばローパスフィルタからなる。
フォーカス位置決め信号正規化手段９は、信号積分手段７によりノイズが除去された全反射光量基準信号Ｂを用いてデジタル信号化されたフォーカス位置決め信号Ｘ１を正規化する。同様に、トラッキング位置決め信号正規化手段１０は、信号積分手段７によりノイズが除去された全反射光量基準信号Ｂを用いてデジタル信号化されたトラッキング位置決め信号Ｘ２を正規化する。
【００１２】
フォーカス制御手段１１は、フォーカス位置決め信号正規化手段９により正規化されたフォーカス位置決め信号を基にフォーカス制御信号を生成する。同様に、トラッキング制御手段１２は、トラッキング位置決め信号正規化手段１０により正規化されたトラッキング位置決め信号を基にトラッキング制御信号を生成する。
【００１３】
ピックアップ駆動手段１３は、フォーカス制御信号とトラッキング制御信号を基に光ピックアップ３内蔵の２軸デバイスを駆動させる信号を生成し、レーザ光の焦点を光ディスク１面上で合焦させるフォーカス制御と、レーザ光のスポットを光ディスク１上にらせん状に形成されたトラックに追従させるトラッキング制御を行う。
【００１４】
以上のように、従来の光ディスク装置では誤差信号であるフォーカス位置決め信号とトラッキング位置決め信号の正規化を行っているが、この正規化を行う理由は以下の通りである。
【００１５】
全反射光量基準信号、フォーカス位置決め信号、トラッキング位置決め信号は、それぞれレーザー強度にも比例して変化する信号であり、例えばデータ記録時においてピットを形成するときのようにレーザ強度が強くなる場合には、各信号の信号レベルも高くなる。しかし、信号レベルの高い信号を直接フォーカス制御手段１１、トラッキング制御手段１２に入力するとサーボゲインが大きくなり、光ピックアップが発振してしまう等、サーボ系が不安定となる。そこで、全反射光量基準信号を用いて各位置決め信号を正規化することによりサーボゲインを一定としていた（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。また、全反射光量基準信号は、ローパスフィルタにより積分してノイズ除去した後、正規化処理に用いられていた（例えば、特許文献３参照。）。
【００１６】
以上のように、従来の光ディスク装置では、例えばデータ記録時においてピットを形成するときのようにレーザ強度が強くなる場合に、各位置決め信号（誤差信号）の信号レベルが大きくなりサーボ系が不安定になることを回避するために、全反射光量基準信号を用いて各位置決め信号の正規化を行っていた。
【００１７】
しかしながら、従来の光ディスク装置では、全反射光量基準信号を、ノイズ除去を目的として積分した後、正規化処理に用いるため、例えば、データ記録時において、レーザ強度がピットを形成しないときのレベル（再生レベル）からピットを形成するときのレベル（記録レベル）に変化したときのように、レーザ強度が急激に変化した場合、図２（ａ）に示すように積分値が収束するまでの期間は正常な正規化ができず、一瞬サーボゲインが大きくなり、サーボ系が不安定になってしまうという問題があった。
【００１８】
【特許文献１】
特開平９−７３６４９号公報
【００１９】
【特許文献２】
特開平６−２３１４７５号公報
【００２０】
【特許文献３】
特開平６−２８６７９号公報（図１）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、積分前の全反射光量基準信号Ａと、積分後の全反射光量基準信号Ｂとを切り換えて出力する切換手段を設け、図２（ｂ）に示すように、積分後の全反射光量基準信号Ｂの信号レベルが一定値に収束するまでの期間は全反射光量基準信号Ａを用いて正規化処理を行うことにより、安定なサーボ処理を実現する光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の光ディスク装置は、光ディスクに対しレーザ光を照射して記録や再生を行う光ディスク装置であって、光ディスクの反射光量を演算して誤差信号を生成するとともに、全反射光量に応じた全反射光量基準信号Ａを生成する信号生成手段と、前記全反射光量基準信号Ａを積分して全反射光量基準信号Ｂを生成する積分手段と、前記全反射光量基準信号Ａと前記全反射光量基準信号Ｂのいずれか一方を選択する切換手段と、前記切換手段が選択した全反射光量基準信号を用いて前記誤差信号の正規化を行う正規化手段と、前記正規化手段で生成された正規化後の誤差信号を用いて制御対象を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項２記載の光ディスク装置は、請求項１記載の光ディスク装置であって、前記切換手段は、前記レーザ光の強度を制御するレーザ制御信号の変化タイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ａを選択することを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項３記載の光ディスク装置は、請求項２記載の光ディスク装置であって、前記切換手段は、レーザ強度が再生レベルから記録レベルへあるいは記録レベルから再生レベルへ切り換わるタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ａを選択することを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項４記載の光ディスク装置は、請求項２もしくは３のいずれかに記載の光ディスク装置であって、前記切換手段は、ディスクの記録層または再生層が切り換わるタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ａを選択することを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項５記載の光ディスク装置は、請求項２乃至４のいずれかに記載の光ディスク装置であって、前記切換手段は、前記全反射光量基準信号Ａを選択してからの時間が予め設定された設定時間と一致するタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ｂを選択することを特徴とする。
【００２７】
本発明の請求項６記載の光ディスク装置は、請求項２乃至４のいずれかに記載の光ディスク装置であって、前記切換手段は、前記全反射光量基準信号Ｂの振幅値が一定値になるタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ｂを選択することを特徴とする。
【００２８】
本発明の請求項７記載の光ディスク装置は、請求項２乃至４のいずれかに記載の光ディスク装置であって、前記切換手段は、前記全反射光量基準信号Ｂの振幅値が予め設定された設定振幅値と一致するタイミングをトリガとして、前記全反射光量基準信号Ｂを選択することを特徴とする。
【００２９】
本発明の請求項８記載の光ディスク装置は、請求項５記載の光ディスク装置であって、前記設定時間をあらかじめ学習する手段を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項９記載の光ディスク装置は、請求項７記載の光ディスク装置であって、前記設定振幅値をあらかじめ学習する手段を備えたことを特徴とする。
【００３０】
以上のように、本発明によれば、レーザ強度が急激に変化してもサーボ系が不安定とならず、安定なサーボ処理を実現することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施の形態はあくまでも一例であって、必ずしも以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００３２】
図１は本実施の形態における光ディスク装置のブロック図である。なお、図５に基づいて説明した部材に対応する部材には同一符号を付与して説明を省略する。
【００３３】
上述したように、レーザ強度が急激に変化するとＡ／Ｄ変換手段６から出力される全反射光量基準信号Ａの信号レベルが急激に変化するため、信号積分手段７において、その積分結果である全反射光量基準信号Ｂが一定値に収束するまでに時間がかかってしまい、フォーカス位置決め信号正規化手段９及びトラッキング位置決め信号正規化手段１０での正規化結果が、所望の信号レベルよりも大きくなることがある（図２（ａ）参照）。
【００３４】
そこで、該光ディスク装置では、Ａ／Ｄ変換手段６から直接得られる全反射光量基準信号Ａと積分後の全反射光量基準信号Ｂとを切り換えて全反射光量基準信号Ｙとして出力する切換手段８を設け、信号積分手段７による積分結果である全反射光量基準信号Ｂの信号レベルが一定値に収束するまでの間は全反射光量基準信号Ａを用いて正規化処理を行うことにより、安定なサーボ処理を実現する（図２（ｂ）参照）。
【００３５】
切換手段８は、例えば、レーザ強度を制御するレーザパワー制御信号をトリガ信号とする。そして、例えば、データ記録時において、光ピックアップ３のレーザ出力がピットを形成しないときのレーザ強度（再生レベル）からピットを形成するときのレーザ強度（記録レベル）に変化するタイミングや、ピットを形成するときのレーザ強度（記録レベル）からピットを形成しないときのレーザ強度（再生レベル）に変化するタイミングで、全反射光量基準信号Ｂから全反射光量基準信号Ａへの切り換えを行う。
【００３６】
このように、レーザ強度が急激に変化するタイミングを捉えて、全反射光量基準信号Ｂから全反射光量基準信号Ａへの切り換えを行っている。
また、切換手段８は、時間測定手段１４もしくは振幅測定手段１５から出力される信号をトリガ信号として全反射光量基準信号Ａから全反射光量基準信号Ｂへの切り換えを行う。
【００３７】
時間測定手段１４は、全反射光量基準信号Ｂから全反射光量基準信号Ａへ切り換えるトリガ信号（例えば、レーザパワー制御信号）を入力とする。また、時間測定手段１４には、全反射光量基準信号Ｂの信号レベルが一定値に収束するまでの時間が予め設定されている。時間測定手段１４は、全反射光量基準信号Ｂから全反射光量基準信号Ａへ切り換えるトリガ信号を受信してから設定時間経過後に信号を切換手段８へ出力する。切換手段８はこの信号をトリガ信号として出力を全反射光量基準信号Ｂへ切り換える。
【００３８】
このようにすれば、図３（ａ）に示すように、全反射光量基準信号Ｂの信号レベルが一定値に収束するまでの間、切換手段８から全反射光量基準信号Ｙとして全反射光量基準信号Ａが出力される。これにより、図２（ｂ）に示すように、フォーカス位置決め信号正規化手段９及びトラッキング位置決め信号正規化手段１０から所望の信号レベルの信号を出力することができるようになる。
【００３９】
また、振幅測定手段１５は、全反射光量基準信号Ｂの振幅値（信号レベル）を測定し、その値が一定値になると、切換手段８へ信号を出力する。切換手段８はこの信号をトリガ信号として出力を反射光量基準信号Ｂへ切り換える。
【００４０】
このようにすれば、図３（ｂ）に示すように、全反射光量基準信号Ｂの信号レベルが一定値に収束するまでの間、切換手段８から全反射光量基準信号Ｙとして全反射光量基準信号Ａが出力される。これにより、図２（ｂ）に示すように、フォーカス位置決め信号正規化手段９及びトラッキング位置決め信号正規化手段１０から所望の信号レベルの信号を出力することができるようになる。
【００４１】
また、振幅測定手段１５は、全反射光量基準信号Ｂの振幅値（信号レベル）を測定し、その値が予め設定された振幅値と一致すると切換手段８へ信号を出力するようにしてもよい。
【００４２】
このようにすれば、図４に示すように、全反射光量基準信号Ｂの信号レベルが一定値に収束するまでの間、切換手段８から全反射光量基準信号Ｙとして全反射光量基準信号Ａが出力される。これにより、図２（ｂ）に示すように、フォーカス位置決め信号正規化手段９及びトラッキング位置決め信号正規化手段１０から所望の信号レベルの信号を出力することができるようになる。
【００４３】
また、設定値学習手段１６は、時間測定手段１４に設定される時間、振幅測定手段１５に設定される振幅値を学習するためのものである。
時間測定手段１４に設定される時間は以下のようにして学習される。
【００４４】
まず、光ピックアップ３のレーザ出力を再生レベルから記録レベルに変化させ、時間測定手段１４と振幅測定手段１５により、全反射光量基準信号Ｂの振幅値（信号レベル）が一定値となるまでの時間を測定し、この測定時間を第１の安定時間として設定値学習手段１６に記憶させる。同様に、光ピックアップ３のレーザ出力を記録レベルから再生レベルに変化させ、時間測定手段１４と振幅測定手段１５により、全反射光量基準信号Ｂの振幅値（信号レベル）が一定値となるまでの時間を測定し、この測定時間を第２の安定時間として設定値学習手段１６に記憶させる。
【００４５】
また、振幅測定手段１５に設定される振幅値は以下のようにして学習される。
まず、光ピックアップ３のレーザ出力を再生レベルから記録レベルに変化させ、振幅測定手段１５により、全反射光量基準信号Ｂの振幅値（信号レベル）が一定値となったときの振幅値を測定し、この振幅値を第１の振幅値として設定値学習手段１６に記憶させる。同様に、光ピックアップ３のレーザ出力を記録レベルから再生レベルに変化させ、振幅測定手段１５により、全反射光量基準信号Ｂの振幅値（信号レベル）が一定値となったときの振幅値を測定し、この振幅値を第２の振幅値として設定値学習手段１６に記憶させる。
【００４６】
なお、設定時間と設定振幅値の学習は、同時に行うようにしてよい。また、この学習は、ディスクがドライブに挿入された時点で自動的に行うようにしてもよいし、実際に記録を開始する前に自動的に行うようにしてもよい。また、無論、ユーザの命令により行うようにしてもよい。
【００４７】
このようにすれば、正規化手段において、実測に沿った正確な正規化ができ、安定なサーボ処理（サーボ制御）を実現できる。
なお、全反射光量基準信号Ａに切り換えるタイミングは、レーザ強度が急激に変化する場合であればどのようなタイミングでもよく、例えば、ディスクの記録層あるいは再生層が１層目から２層目、２層目から１層目に切り換わる場合においても、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、レーザ強度が急激に変化してもサーボ系が不安定とならず、安定なサーボ処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における光ディスク装置の構成を表すブロック図
【図２】（ａ）  従来のフォーカス／トラッキング位置決め信号を説明するための波形図
（ｂ）  本発明の実施の形態におけるフォーカス／トラッキング位置決め信号を説明するための波形図
【図３】本発明の実施の形態における全反射光量基準信号を説明するための波形図
【図４】本発明の実施の形態における全反射光量基準信号を説明するための波形図
【図５】従来の光ディスク装置の構成を表すブロック図
【符号の説明】
１  光ディスク
２  スピンドルモータ
３  光ピックアップ
４  光検出器
５  信号生成手段
６  Ａ／Ｄ変換手段
７  信号積分手段
８  切換手段
９  フォーカス位置決め信号正規化手段
１０  トラッキング位置決め信号正規化手段
１１  フォーカス制御手段
１２  トラッキング制御手段
１３  ピックアップ駆動手段
１４  時間設定手段
１５  振幅設定手段
１６  設定値学習手段
【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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