(57)【要約】【課題】この発明は、光ディスク装置に関し、対物レンズの変位を検出する信号（ＬＰＯＳ）を学習して、トラッキングサーボにおけるキャリッジの不必要な移動を少なくし、低消費電力を図ること。【解決手段】光ディスクに対して対向配置され、光ディスクの半径方向に移動可能なキャリッジと、キャリッジを駆動する第１駆動部と、キャリッジに搭載され、レーザ光を光ディスクに集光する対物レンズと、キャリッジに搭載され、対物レンズを光ディスクの半径方向に変位させる第２駆動部と、キャリッジに固定設置され、対物レンズの位置情報を検出するレンズ位置検出部と、対物レンズの位置情報から光ディスク媒体の偏心成分を除去した位置検出信号を生成する偏心除去部と、位置検出信号を用いて、キャリッジを駆動させるべきか否かを判断し、その判断結果に基づいてキャリッジの駆動開始指示を第１駆動部に与える変位検出部とを備える。【選択図】図１
2005285272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに対して対向配置され、光ディスクの半径方向に移動可能なキャリッジと、キャリッジを駆動する第１駆動部と、キャリッジに搭載されレーザ光を光ディスク媒体に集光する対物レンズと、キャリッジに搭載され対物レンズを光ディスクの半径方向に変位させる第２駆動部と、キャリッジに固定設置され前記対物レンズの位置情報を検出するレンズ位置検出部と、前記対物レンズの位置情報から光ディスクの偏心成分を除去した位置検出信号を生成する偏心除去部と、前記位置検出信号を用いてキャリッジを駆動させるべきか否かを判断し、その判断結果に基づいてキャリッジの駆動開始指示を第１駆動部に与える変位検出部とを備えた光ディスク装置。
【請求項２】
前記偏心除去部が、対物レンズの位置情報を学習し、その位置情報に含まれた光ディスクの偏心成分情報を算出する学習処理部と、対物レンズの位置情報から算出された偏心成分情報を除去して位置検出信号を出力する演算部とからなることを特徴とする請求項１の光ディスク装置。
【請求項３】
前記変位検出部からの駆動開始指示と、偏心除去部からの位置検出信号とを用いて、対物レンズの変位によって生じる反作用を補正する反作用補正信号を生成し、キャリッジの移動開始から移動完了までの間に前記反作用補正信号を、前記第２駆動部に与える反作用補正部をさらに備えたことを特徴とする請求項１の光ディスク装置。
【請求項４】
前記偏心除去部からの位置検出信号を用いて、シーク動作時に、対物レンズをキャリッジに対する初期位置に固定するためのロック信号を生成し、前記第２駆動部に与えるレンズロック制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスク装置に関し、特に、キャリッジおよびレンズアクチュエータの位置制御を行う機能を有する光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置は、半導体レーザによりレーザ光を発生し、このレーザ光を対物レンズで微小のスポット光（以下、光スポットという。）に絞り込んでディスク面に照射し、当該ディスク面への情報の書き込み若しくは読み取りを行うように構成されている。例えば光磁気ディスクの場合、ディスク面には光スポットを案内する案内溝（グルーブ）が螺旋状に形成され、グルーブで挟まれた凸の部分（ランド）に情報が記録されるようになっている。ランドは情報が記録されるトラックに相当し、トラック１周は、複数のセクタ（情報の記録単位）に分割されている。
【０００３】
ディスク面に形成されたトラックへの情報の記録及び再生における光スポットのアクセス制御では、まず指定されたトラックに光スポットが移動され、次にそのトラック上の各セクタのアドレス情報を読み取って指定された情報の記録位置又は再生位置（セクタ位置）に光スポットが位置決めされる。
このように、光スポットをディスクに形成された目標トラックの位置に移動させる動作をシーク動作という。
【０００４】
今日では、光ディスク装置の小型化，薄型化のために、光スポットを発生させる構成ブロックをキャリッジ内に搭載するものが提案されている。たとえば、光ディスクの半径方向に移動可能なキャリッジに、光ビームを発生させるレーザダイオード，光ディスクに光を集光させる対物レンズ，プリズムなどの光学素子，フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を検出する焦点信号検出系部材，トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を検出するトラッキング信号検出系部材，対物レンズを微小移動させるためのレンズアクチュエータなどの要素が、キャリッジに搭載されている。
【０００５】
このような光ディスク装置では、キャリッジ全体をディスクの半径方向に大きく移動させて光スポットを目標トラック付近に近づけるシーク動作（粗シーク動作）と、レンズアクチュエータによって対物レンズをディスクの半径方向に微小移動させて、光スポットを正確に目標トラックに合わせるシーク動作（密シーク動作）とを組み合わせて、２段階でシーク制御が行われている。
【０００６】
粗シーク動作は、ステッピングモータまたはＤＣモータを用いて行われるが、リードスクリューまたはギアを介してキャリッジを直線的に駆動している。粗シーク動作において、省電力化と薄型化のためには、ステッピングモータとギアを組み合わせたものが使用されることが多い。
ねじ切りされた直線的な伝達部材（ギア部材）にキャリッジを搭載し、ステッピングモータの回転力を伝達部材に伝え、伝達部材が回転することにより、キャリッジがディスクの半径方向に直線的に移動させられる。
【０００７】
一般に、ステッピングモータ制御部に、パルス信号（駆動パルス）が１つ与えられると、あらかじめ決められた励磁パターンでステッピングモータを駆動し、一定の角度θoだけモータが回転するようになっており、このθoに対応する距離Ｌoだけ、キャリッジが直線的に移動させられる。すなわち、キャリッジは、最小移動距離Ｌoを単位として離散的に移動させられることになり、距離Ｌoよりも小さな距離だけ移動することはできないので、正確なトラッキングのために対物レンズを微小移動させるレンズアクチュエータが使われる。
レンズアクチュエータは、対物レンズの近傍に取り付けられた１対の電磁石などによって構成され、磁石の吸引力により対物レンズの位置が制御される。電磁石に通電しない場合は、対物レンズはいわゆる基準となる中立点に位置しているが、通電した場合には、電磁石の吸引力により対物レンズは中立点からわずかにずれた位置に変位させられる。また、対物レンズはバネに取り付けられ、通電をやめると、バネの復元力によりもとの中立点に戻る。
【０００８】
ところで、光ディスクに偏心がない場合は、以上のような２段階のシーク制御により正確に光スポットの位置を目標トラックに合わせることができ、一度位置合わせが行われると、光スポットが目標トラックからずれることはない。
しかし、一般に光ディスクは偏心しているので、同心円状にトラックが形成されている場合でも螺旋状に案内溝が形成されている場合でも、一回転する間に光スポットの位置は、目標トラックの位置から左右にずれてしまう。
【０００９】
そこで、光ディスクからの反射光を利用して、光スポットのトラック位置からのずれに対応した信号（トラッキングエラー信号（ＴＥＳ））を検出する回路（トラッキングエラー信号検出回路）が設けられており、このＴＥＳ信号をもとにレンズアクチュエータが、対物レンズのキャリッジにおける位置を変位させることにより、偏心に追従して光スポットの照射位置を、光ディスクの目標トラックの位置に自動調整している。
【００１０】
また、光ディスクの偏心量を検出して、偏心を補正することにより正確なシーク制御を行う技術が数多く提案されている（たとえば、特許文献１，２参照）。
また、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を利用して、ディスクの偏心を予め学習しておいて、そのディスクの記録再生を行う時に学習によって得た偏心情報を用いてトラッキング制御等をする光ディスク装置も提案されている（たとえば、特許文献３，４参照）。
【特許文献１】特開平５−１０９１０１号公報
【特許文献２】特開平５−１４４０５１号公報
【特許文献３】特開２０００−３３９７２９号公報
【特許文献４】特開平１１−８６３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、ディスクに偏心がある場合、前記したように、レンズアクチュエータによって対物レンズの位置が微小に変位させられる。しかし、対物レンズの変位量には限界があり、所定の最大変位量（以下、スライスと呼ぶ）を超えるような偏心があった場合には、レンズアクチュエータによる対物レンズの変位で偏心に追従することは好ましくないので、ステッピングモータを駆動し、キャリッジ自体を対物レンズを変位させた方向に移動させることが行われる。
【００１２】
ディスクに偏心がある場合、ディスクが一回転する間において、一旦左側にトラック位置がずれたとすると、逆に右側にずれる場合があり、キャリッジを逆方向に移動（戻す）させることが必要となる場合がある。したがって、偏心の大きさによっては、最初の位置ずれとは逆の戻りずれがあるので、１回のみならず、ディスクの一回転の間に２回、ステッピングモータが駆動させる場合があることになる。
このようなキャリッジを往復させるようなステッピングモータの駆動は、正確なトラッキングのために必要な動作であるが、ディスクの１回転ごとに必ず行われるために、消費電力の増大をもたらす。
【００１３】
また、このようなステッピングモータの駆動は、数ｍｓｅｃという短時間に行われることになるので、レンズアクチュエータに振動を与えることになり、トラッキングの性能に悪影響を与えてしまう。
さらに、対物レンズがバネで支えられている場合、レンズアクチュエータの駆動時に、バネが戻ろうとする反作用のために、トラッキングに外乱を与えることになり、トラッキングサーボの安定性が失われる場合もある。
【００１４】
そこで、この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、キャリッジに対する対物レンズの位置を検出するレンズ位置検出部を備えて、レンズ位置検出部によって検出されたレンズ位置信号（ＬＰＯＳ）に含まれる偏心成分を学習処理により除去することにより、ステッピングモータの不必要な駆動をなくし、トラッキング制御の安定化と低消費電力化を図ることのできる光ディスク装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、光ディスク媒体に対して対向配置され、光ディスクの半径方向に移動可能なキャリッジと、キャリッジを駆動する第１駆動部と、キャリッジに搭載され、レーザ光を、光ディスク媒体に集光する対物レンズと、キャリッジに搭載され、対物レンズを光ディスクの半径方向に変位させる第２駆動部と、キャリッジに固定設置され、前記対物レンズの位置情報を検出するレンズ位置検出部と、前記対物レンズの位置情報から光ディスク媒体の偏心成分を除去した位置検出信号を生成する偏心除去部と、前記位置検出信号を用いて、キャリッジを駆動させるべきか否かを判断し、その判断結果に基づいてキャリッジの駆動開始指示を第１駆動部に与える変位検出部とを備えた光ディスク装置を提供するものである。
【００１６】
ここで、第１駆動部は、省電力化と薄型化の観点から一定間隔でキャリッジを移動させるステッピングモータを用いる。
第２駆動部は、対物レンズの位置を、初期位置（以下、中立点と呼ぶ）を中心として、微小に変位させることのできるアクチュエータ（以下、レンズアクチュエータと呼ぶ）を用いてもよい。
レンズ位置検出部は、対物レンズの微小な変化を検出することのできる光センサを用いることができる。光センサは、発光素子と受光素子とを組合せたもので構成される。
【００１７】
発光素子から出射された光が対物レンズを支持する部材に当たり反射した光を受光素子で受光する。受光した光は光量に対応した電気信号に変換され、この電気信号の大きさが、レンズの位置情報に対応する。ここで、対物レンズの位置情報を表す信号を、レンズ位置信号（ＬＰＯＳ信号）と呼ぶ。レンズ位置検出部は、後述するＬＰＯＳ検出部に相当する。
【００１８】
偏心除去部は、対物レンズの位置情報を表すＬＰＯＳ信号に含まれる光ディスク媒体の偏心成分を算出し、ＬＰＯＳ信号から偏心成分を除いた位置検出信号を生成する。この位置検出信号を、以下、ＡＰＯＳ信号と呼ぶ。
ここで偏心成分とは、光ディスク媒体に偏心があった場合に、光ディスクのトラックの位置の変位に追従して移動する対物レンズの周期的な変化情報を意味し、通常、正弦波的な周期信号として検出できる。
【００１９】
この偏心成分に相当する周期信号を算出するために、この発明では、通常行われている学習処理を利用する。すなわち、レンズ位置検出部で検出されたＬＰＯＳ信号を学習し、この中から周期信号である偏心成分を算出する。ＬＰＯＳ信号を学習し、その結果得られる周期信号（偏心成分）を、以下ＬＥＡ信号と呼ぶ。
ここで、位置検出信号（ＡＰＯＳ信号）は、演算器を用いてＬＰＯＳ信号からＬＥＡ信号を引くことにより生成される。このように、ＡＰＯＳ信号が、学習処理を利用して求められる場合、偏心除去部は、後述するＬＰＯＳ学習部に相当し、偏心成分情報を算出する学習処理部と、演算部とから構成される。演算部は、減算器の他、種々の論理素子が利用できる。
【００２０】
変位検出部は、上記ＡＰＯＳ信号を入力とし、ＡＰＯＳ信号と予め設定されている信号のしきい値レベル（スライス）と比較し、ＡＰＯＳ信号がこのしきい値レベルを超えた場合に、キャリッジを駆動すべきと判断する。キャリッジを駆動すべきと判断した場合、所定のパルス幅を持ったパルス信号（ＳＴＥＰＣＬＫと呼ぶ）を、ステッピングモータ制御部に出力することで第１駆動部（ステッピングモータ）を駆動する。
【００２１】
また、この発明は、前記変位検出部からの駆動開始指示と、偏心除去部からの位置検出信号とを用いて、対物レンズの変位によって生じる反作用を補正する反作用補正信号を生成し、キャリッジの移動開始から移動完了までの間に前記反作用補正信号を、前記第２駆動部に与える反作用補正部をさらに備えたことを特徴とする光ディスク装置を提供するものである。
【００２２】
ここで、反作用補正信号は、後述するＲＥＡ信号に相当する。第２駆動部であるレンズアクチュエータは、通常光ディスクからの反射光を用いて生成されたトラッキングエラー信号（ＴＥＳ信号）の変化によって駆動される。
ここで、レンズアクチュエータに与えられる駆動信号をＴＲＫＤＲＶ信号とすると、ＴＲＫＤＲＶ信号は、ＴＥＳ信号の変化を示す信号（ＤＲＶ１信号と呼ぶ）に、反作用補正信号（ＲＥＡ信号）を加算したものとして表される。
【００２３】
また、この発明は、前記偏心除去部からの位置検出信号を用いて、シーク動作時に、対物レンズをキャリッジに対する初期位置に固定するためのロック信号を生成し、前記第２駆動部に与えるレンズロック制御部をさらに備えたことを特徴とする光ディスク装置を提供するものである。
ここで、ロック信号は、後述するＬＯＣ信号に相当する。
このＬＯＣ信号は、レンズアクチュエータに与えられるＴＲＫＤＲＶ信号に加算される。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、レンズ位置信号から光ディスク媒体の偏心成分を除去した位置検出信号を用いて、レンズアクチュエータを駆動しているので、光ディスク媒体の偏心量に関係なく、不必要なキャリッジの移動動作をなくし、トラッキングサーボの安定化と低消費電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を使用して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施例の記載によって、この発明が限定されるものではない。
＜この発明の光ディスク装置の構成＞
図１に、この発明の光ディスク装置の一実施例の概略構成図を示す。
ここでは、光ディスク装置の中で、光ディスクに対して光を照射し、反射光を検出する光学系部材と、光学系部材をディスクに対してシーク制御する制御ブロックについて示している。
【００２６】
光ディスク２１は、図示しない固定台に設置され、スピンドルモータ２２によって回転させられる。
スピンドルモータ２２は、図示しないモータ制御部に接続され、その回転速度が制御される。モータ制御部は、ＣＰＵなどのいわゆるマイクロコンピュータなどが利用される。
また、スピンドルモータ２２は、たとえばブラシレスＤＣモータからなり、予め設定された一定の速度で、光ディスクを回転させる。
この発明の光ディスク２１とは、光磁気ディスクの他、光ビームをディスクに照射しディスク上の記録データを読出し、書込みする交換可能な光ディスク（ＣＤ，ＤＶＤ等）のようなディスクを対象とする。
【００２７】
光学系部材は、キャリッジ２０の中に搭載されるが、キャリッジ２０は、主として、ＬＰＯＳ検出部２，対物レンズ３，サーボ系信号検出部４，レンズアクチュエータ５，ＴＥＳ検出部６とから構成される。
制御ブロックは、主として、ステッピングモータ（ＳＴＭ）１，ＬＰＯＳ学習部７，変位検出部８，レンズロック制御部９，反作用補正部１０，ＴＥＳフィルタ１１，ＴＺＣ生成部１２，速度補正部１３，アクチュエータ制御信号生成部１４，ステッピングモータ制御部１５とから構成される。この制御ブロックは、主として、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに基づいて、ＣＰＵが動作することによって各制御ブロックの機能が実現される。
【００２８】
ステッピングモータ（ＳＴＭ）１は、与えられたパルス信号（ＳＴＥＰＣＬＫ）によって図示しない伝達部材を一定の角度だけ回転させて、キャリッジ２０を光ディスク２１の半径方向に直線的に移動させるものである。ステッピングモータ制御部１５は、パルス信号（ＳＴＥＰＣＬＫ）を受けて、ステッピングモータ１を駆動するものである。
たとえば、ステッピングモータ１の回転のステップ角をＤ度とし、モータの１回転でキャリッジ２０が移動する距離をＰ（ｍｍ）とすると、１パルス当たりのキャリッジの移動速度Ｖｐ（ｍｍ／パルス）は、Ｖｐ＝Ｐ×Ｄ／３６０で表される。
ここで、ステッピングモータ１の回転制御の目標速度をＮ（パルス／秒）とすると、キャリッジ２０の移動速度Ｖ（ｍｍ／秒）は、Ｖ＝Ｖｐ×Ｎで表される。したがって、ステッピングモータ１の回転制御の目標値Ｎが図示しないＣＰＵなどから設定されると、上記式（Ｖ＝Ｖｐ×Ｎ）によりキャリッジ２０の移動速度Ｖが算出される。
【００２９】
サーボ系信号検出部４は、レーザダイオードから出射されたレーザ光を光ディスク２１に照射するために対物レンズ３に導いたり、光ディスク２１からの反射光を光検出器で検出できるような光路を形成する光学部材から構成される。
対物レンズ３は、レーザ光を絞り込んで、光ディスクの表面に所定の径（たとえば、直径１.６μｍ程度）の光スポットを形成するものである。対物レンズ３は、バネで支持されキャリッジ２０に取り付けられる。
【００３０】
レンズアクチュエータ５は、対物レンズ３のハウジングの両側面に設けられた一対の磁石と、これらの磁石に対向配置された一対の電磁石とによって構成される。
この一対の電磁石に流す電流量を制御することにより、電磁石と対向する磁石間で吸引力が働き、対物レンズ３が、光ディスク２１の半径方向に所定量だけ変位させられる。電磁石に流す電流量は、レンズアクチュエータに与えられる位置制御信号ＴＲＫＤＲＶによって決定される。
【００３１】
図２に、この発明の光ディスク装置のキャリッジと、対物レンズの位置制御を行うための構成の説明図を示す。ここでは、説明のために関係する部材のみを図示している。
図２において、ステッピングモータ１には、長い棒状の伝達部材１８が接続され、ステッピングモータ１の回転によって伝達部材１８も回転する。
伝達部材１８の表面にはネジが切られており、キャリッジ２０の一部にネジ切りされた空間が設けられ、この空間に伝達部材１８が挿入されている。
【００３２】
ステッピングモータ１が回転すると、伝達部材１８の回転量に対応して、キャリッジ２０が図のＬ１方向（ディスク２１の半径方向）に直線的に移動させられる。
キャリッジ２０の上には、対物レンズ３とレンズアクチュエータ５が搭載され、キャリッジ２０の移動によって、対物レンズ３とレンズアクチュエータ５も同じ距離だけ移動する。たとえば、最小移動単位の距離をＬ１（たとえば５０μｍ）とすると、距離Ｌ１の整数倍に対応した距離だけ移動させられる。
また、対物レンズ３は、キャリッジ２０に固定されているのではなく、前記したように、バネ等で取り付けられており、レンズアクチュエータ５により図のＬ２方向（ディスク２１の半径方向）に、微小移動させられる。
ＬＰＯＳ検出部２は、キャリッジ２０に固定設置され、対物レンズ３の位置を測定している。図の中立点Ｍは、変位されていない対物レンズ３の位置を示したもので、この破線の位置を中央として、左右どちらかの方向にレンズアクチュエータ５により、所定の距離Ｌ２だけ、微小移動される。最大変位量（スライス）をＬｍａｘとすると、−Ｌｍａｘ≦Ｌ２≦Ｌｍａｘである。
【００３３】
ＴＥＳ検出部６は、サーボ系信号検出部４で受光された光のうち、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を検出して電気信号として取り出す部分であり、感度調整アンプなどが含まれる。
ＬＰＯＳ検出部２は、対物レンズ３の変位を測定するものであり、対物レンズ３の近傍でキャリッジ２０に固定設置される光センサで構成される。光センサは、ＬＥＤなどの発光部と、受光センサとからなり、ＬＥＤから出た光が対物レンズ３に当たり、その反射光が受光センサに受光されるように配置される。受光した光の強度を調べれば、レンズアクチュエータで変位させられていないときの対物レンズの中立点Ｍからの変位量が求められる。
この中立点Ｍからの対物レンズ３の変位量に対応したレンズ位置信号（以下、ＬＰＯＳ信号と呼ぶ）が、ＬＰＯＳ検出部２から出力される。
【００３４】
ＬＰＯＳ学習部７は、ＬＰＯＳ検出部２から出力されたＬＰＯＳ信号を受けて、所定の学習処理によりＬＰＯＳ信号を学習し、このＬＰＯＳ信号に含まれる偏心成分を検出して除去する部分である。
この学習処理は、与えられたＬＰＯＳ信号をフィードバック制御することにより行われるが、たとえば、前記した公知の特許文献３（特開２０００−３３９７２９号公報）で使用されている学習制御処理を用いることができる。
【００３５】
図３に、この発明のＬＰＯＳ学習部の一実施例の概略構成図を示す。
図３において、ＬＰＯＳ学習部７は、学習処理をする学習処理部７１と、減算器７２とから構成される。
減算器７２では、ＬＰＯＳ検出器２からのＬＰＯＳ信号と、学習処理部７１で生成されたＬＰＯＳ信号の学習結果を示す信号ＬＥＡとを合成した信号ＡＰＯＳ（ＡＰＯＳ＝ＬＰＯＳ−ＬＥＡ）が生成される。
このようにして生成された学習後のＡＰＯＳ信号は、ディスクに偏心があった場合の偏心成分を示す信号である。
【００３６】
図４に、ＬＰＯＳ検出部から出力された学習前のＬＰＯＳ信号と、学習処理部７１で生成された学習信号ＬＥＡと、学習後の偏心成分を示す信号ＡＰＯＳ信号の一実施例の説明図を示す。
図４において、学習前のＬＰＯＳ信号は、正弦波的な信号波形として描かれているが、光ディスク媒体には偏心があるので、実際にはこのＬＰＯＳ信号の波形には偏心成分が含まれている。
このような偏心成分を含むＬＰＯＳ信号を学習すると、偏心成分に相当するＬＥＡ信号（学習値信号）が生成される。図４では、ＬＰＯＳ信号とＬＥＡ信号とはほとんど同じような波形で描かれているが、学習前のＬＰＯＳ信号は、偏心成分に加えて、算出しようとするトラッキングのための情報成分が含まれている。
ＬＰＯＳ学習部７から出力されるＡＰＯＳ信号は、偏心成分を含むＬＰＯＳ信号から、偏心成分であるＬＥＡ信号を引算したものであり、図４では破線で示されている。ＡＰＯＳ信号は、ほとんどゼロに近いが微小な振動成分を含む信号として出力される。
【００３７】
このようにして生成されたＡＰＯＳ信号は、変位検出部８に与えられ、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫの生成に用いられる。変位検出部８では、このＡＰＯＳ信号をもとにステッピングモータ１を駆動すべきか否かが判断され、ステッピングモータ１を駆動する必要がある場合には、キャリッジ２０を移動させる距離Ｌ１に対応したパルス信号ＳＴＥＰＣＬＫが出力される。
【００３８】
レンズロック制御部９は、キャリッジのシーク動作中に、レンズアクチュエータが動作しないように制御（ロック）する部分であり、主として、位相補償，感度調整などの回路から構成される。レンズロック制御部９には学習後のＡＰＯＳ信号が入力され、このＡＰＯＳ信号を用いて、位相補償処理が行われ、レンズアクチュエータをロックするためのＬＯＣ信号が出力される。
【００３９】
反作用補正部１０は、レンズアクチュエータに働く反作用の影響を除去するための反作用補正信号（ＲＥＡ）を生成する部分であり、主として、感度調整，位相補償などの回路によって構成される。
パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫによるステッピングモータ駆動時に、対物レンズを支えるバネのためにレンズアクチュエータは反作用の力を受けるが、この反作用が大きいと、ＴＥＳ信号に外乱（制御残差成分）が生じ、トラッキング制御が不安定となる。
そこで、トラッキング制御を安定化させるために、この反作用補正部１０が反作用補正信号ＲＥＡを生成し、レンズアクチュエータ５に与えられる信号ＴＲＫＤＲＶを補正している。
【００４０】
反作用補正部１０には、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫと、学習後のＡＰＯＳ信号が入力される。反作用補正部１０では、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫが出力されてからの一定時間（たとえば５ｍｓｅｃ）、言いかえればステッピングモータ駆動を開始してからキャリッジが移動を完了したと考えられる時間の間、ＡＰＯＳ信号に対応した電流を生成しフィードフォワード信号（ＲＥＡ）として出力する。このＲＥＡ信号をレンズアクチュエータ５を制御する信号ＴＲＫＤＲＶに加算することにより、レンズアクチュエータに与えられる反作用の影響が除去される。
【００４１】
ＴＺＣ生成部１２は、正弦波状に変化するＴＥＳ信号からゼロクロス信号（以下、ＴＺＣ信号と呼ぶ）を作成する部分である。
ＴＺＣ信号は、ディスクの半径方向に対する光スポットの移動速度ＶＡを算出するのに利用される。
【００４２】
一般に、光ディスクにおけるトラック間隔をＸＡ（ｍｍ）、１秒間にトラックを横切る数をＫ、隣り合うトラックを横切る時間をＴＡ（ｓ）とすると、ＶＡ＝Ｋ×ＸＡ（ｍｍ／ｓ），Ｋ＝１／ＴＡであるので、移動速度ＶＡは、ＶＡ＝ＸＡ／ＴＡにより算出される。時間ＴＡは、ＴＺＣ信号から求められ、ＸＡは予め設定された値である。また、光スポットの移動速度ＶＡは、実質的に、対物レンズの移動速度を示している。
【００４３】
ＴＺＣ信号そのものを利用した場合において、ＴＥＳ信号が正弦波状でなかったときには、移動速度を正確に算出することができないので、予め与えられたキャリッジの移動速度の目標値Ｖo（ｍｍ／ｓ）を用いて、ＴＺＣ信号から算出された移動速度ＶＡを補正する。速度補正部１３は、与えられたＴＺＣ信号を用いて、移動速度ＶＡを補正し、レンズアクチュエータ５を駆動する信号ＤＲＶ２を生成するものである。
【００４４】
ＴＥＳフィルタ１１は、ＴＥＳ検出部６から出力されたＴＥＳ信号を用いて、レンズアクチュエータ５に与えるドライブ信号ＤＲＶ１を生成するフィルタであり、感度調整アンプ，位相補償器などから構成される。
アクチュエータ制御信号生成部１４は、スイッチ群（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３）と加算器（Ａ１，Ａ２）から構成され、ドライブ信号（ＤＲＶ１，ＤＲＶ２），ロック信号ＬＯＣ，反作用補正信号ＲＥＡを組み合わせて、実際にレンズアクチュエータ５を制御するためのドライブ信号ＴＲＫＤＲＶを生成するものである。
【００４５】
スイッチＳＷ３は、トラッキングサーボを行ったときオン状態であり、スイッチＳＷ１がオフの状態の時オンとする。
スイッチＳＷ２は、ＴＥＳフィルタ１１から出力されるドライブ信号ＤＲＶ１と、速度補正部１３から出力されるドライブ信号ＤＲＶ２とを切りかえるものであり、たとえば、トラッキングサーボを行うときはオフ状態で、図１に示すように、ドライブ信号ＤＲＶ１が選択される。また、シーク動作時においては、オン状態とし、速度補正部１３から出力されるドライブ信号ＤＲＶ２が選択される。
【００４６】
スイッチＳＷ１は、レンズロック制御部９から出力されるロック信号ＬＯＣの加算を制御するためのものであり、オフ状態では、図１のように、非加算状態となっている。一方、シーク動作中において、対物レンズのロックをする場合は、オン状態とし、ロック信号ＬＯＣが、加算器Ａ２に加えられる。
したがって、シーク時においては、加算器Ａ２で、ドライブ信号ＤＲＶ２とロック信号ＬＯＣとが加算される。
加算器Ａ１は、加算器Ａ２の出力と反作用補正部１０から出力される補正信号ＲＥＡとを加算するものである。たとえば、トラッキングサーボの動作時には、ＴＥＳフィルタ１１の出力であるドライブ信号ＤＲＶ１と、補正信号ＲＥＡとが加算され、これがＴＲＫＤＲＶ信号としてレンズアクチュエータ５に与えられる。
【００４７】
この発明の光ディスク装置の対物レンズ及びキャリッジの位置制御に関する構成は、以上のような構成要素からなるが、制御ブロックのうち、ＴＥＳ検出部６，ＴＥＳフィルタ１１，ＴＺＣ生成部１２，速度補正部１３，レンズロック制御部９は、従来と同様の回路を用いることができる。
したがって、この発明では、制御ブロックのうち、ＬＰＯＳ学習部７，変位検出部８，反作用補正部１０が、特徴的な位置制御を行う部分である。
【００４８】
＜この発明の位置制御の説明＞
次に、この発明のレンズアクチュエータおよびキャリッジの位置制御について、ＬＰＯＳ信号の学習を行わない場合と対比しながら説明する。
〔ＬＰＯＳ信号を学習しない場合〕
まず、偏心のある光ディスクについて、ＬＰＯＳ信号を学習せずにトラッキング制御を行った場合の位置制御動作について説明する。
図１１に、ＬＰＯＳ信号を学習せずに、トラッキング制御を行った場合の制御信号とキャリッジの位置との関係を示したグラフを示す。また、図１２は、図１１の一部を拡大したグラフである。
図１１および図１２のグラフの横軸は、いずれも時間〔秒〕を示しており、図１２では、図１１の中の時間０.２１〔秒〕から０.２７〔秒〕付近を示している。
【００４９】
図１１（ａ）および図１２（ａ）の縦軸は、対物レンズの変位Ｌ２（μｍ）を示しており、基準位置（中立点Ｍ）をゼロとして、対物レンズが光ディスクの外周方向へずれた場合をプラス変位とし、内周方向へずれた場合をマイナス変位とする。この変位量Ｌ２の変化のグラフは、ＬＰＯＳ信号に対応する。
図１１（ｂ）および図１２（ｂ）は、ステッピングモータに与えられるパルス信号ＳＴＥＰＣＬＫの有無を示しており、その縦軸の数値について、ゼロがパルスが出ていない状態を示し、“１”がパルスが出ている状態であることを示す。
言いかえれば、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫは、ステッピングモータ１の駆動開始トリガであり、このパルスが発生した後、所定の時間（たとえば、５ｍｓｅｃ程度）かけてステッピングモータ１が駆動され、その結果キャリッジ２０が一定距離だけ移動させられる。
【００５０】
図１１（ｃ）および図１２（ｃ）の縦軸は、ステッピングモータ１の回転により移動したキャリッジ２０の位置（μｍ）を示したものである。この実施例では、ステッピングモータ１として、ステップ角が１８度の２相モータを使用し、伝達部材１８には、１ｍｍピッチのネジ切りがされているものとする。
２相励磁でモータが駆動されるとすると、１回の励磁パターンの変更によりステッピングモータ１は１８度回転するので、パルス信号が１つ与えられると、キャリッジ２０は、１（ｍｍ）×（１８（度）／３６０（度））＝５０（μｍ）だけ、移動する。すなわち、キャリッジ２０の最小移動距離は、５０μｍであり、５０μｍを単位として粗シーク制御が行われる。
【００５１】
この実施例では、予め設定されたスライスレベルを３０μｍとし、レンズアクチュエータ５により、対物レンズ３が中立点Ｍよりも３０μｍを超えて変位させられた場合、すなわち３０μｍに相当するＬＰＯＳ信号が検出された場合に、１つだけパルス信号ＳＴＥＰＣＬＫを出力してステッピングモータ１を駆動し、キャリッジ２０を５０μｍだけ移動させるものとする。
【００５２】
図１２（ａ）において、変位Ｌ２が３０μｍを超えたことがＬＰＯＳ信号により検出されたとき、たとえば時間０.２２５（秒）付近で、図１２（ｂ）のように、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫ（Ｐ１）が生成され、この後、時間約０.２３（秒）までの間、約５ｍｓｅｃかけて図１２（ｃ）に示すように、キャリッジが５０μｍ移動させられる。
たとえば、対物レンズ３が中立点Ｍよりも外周方向に３０μｍだけ変位した位置にきたとすると、ステッピングモータ１の駆動によりキャリッジ２０は、５０μｍだけ外周方向に移動させられる。
【００５３】
しかし、キャリッジの移動中においても、レンズアクチュエータ５によって光ディスク２１のトラックに追従し、常にそのトラックの真下に対物レンズがくるように、対物レンズ３が移動させられる。したがって、光ディスク２１に偏心がないとすると、キャリッジ２０が５０μｍだけ外周方向へ移動完了した時、対物レンズ３は、中立点Ｍに対して内周方向に２０μｍだけずれた位置に変位させられるはずである。
ただし、偏心がある場合は、事情が異なり、図１１および図１２に示したように、複雑な駆動が行われる。
【００５４】
図１１および図１２は、スパイラル状のトラックが形成された光ディスクであって、ディスクの偏心を２０μｍ、トラック間の間隔を０.９μｍとした場合を示している。このように偏心があった場合、２つ目のパルス信号（Ｐ２）が出力され、キャリッジ２０が、パルス信号（Ｐ１）のときの移動方向とは逆方向に移動させられている。これは、パルス信号（Ｐ１）によるキャリッジ２０の移動の間に、光ディスクが回転し、偏心分（２０μｍ）が加算された分だけ対物レンズ３の変位Ｌ２が生じることによる（図１２（ａ）参照）。
すなわち、偏心があるため、図１２（ａ）の時間０.２３付近を見ると、対物レンズ３は反対方向に３０μｍ以上（−５０μｍ程度）の変位Ｌ２を生じてしまい、これに対応するＬＰＯＳ信号によって、パルス信号（Ｐ２）が発生する。したがって、ステッピングモータ１が逆方向に駆動され、図１２（ｃ）に示すように、キャリッジ２０はもとのゼロ位置へ移動させられる。この２つのパルス信号（Ｐ１，Ｐ２）の発生は、光ディスク２１の回転に合わせて、その後も周期的に起こっている（図１１（ｂ），図１２（ｂ）参照）。
【００５５】
図１１および図１２によれば、偏心量が大きい光ディスク２１の場合、光ディスクが１回転（ＬＰＯＳ信号の１周期に相当）する間に、ステッピングモータ１の駆動が必ず２回起こり、キャリッジ２０は、往復運動をさせられることになる。ただし、キャリッジ２０の移動距離よりも偏心量が十分小さい場合や、光ディスクの１回転にかかる時間よりも、ステッピングモータ１の駆動を開始してから実際にキャリッジ２０の移動が完了するまでの時間が小さい場合は、このようなキャリッジ２０の往復運動は起こらない。
ところで、偏心がある場合、図１１（ａ）に示すＬＰＯＳ信号には偏心成分も含まれているので、光ディスク媒体を装置に装着した直後などに、ＬＰＯＳ信号に含まれるその媒体の偏心成分を検出することができれば、図１１のような往復運動を回避させることができる。
【００５６】
〔ＬＰＯＳ信号を学習した場合〕
次に、この発明の光ディスク装置で行う位置制御について説明する。
ここで、トラッキングサーボを行うために、アクチュエータ制御信号生成部１４のスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３）は、図１に示すように切り替えられる。この図１の状態をスイッチのオフ状態と考える。すなわち、スイッチＳＷ１は開放され、レンズロック制御部９の出力（ＬＯＣ信号）はレンズアクチュエータ５には入力されない。スイッチＳＷ３は接続され反作用補正が有効となる。
また、スイッチＳＷ２はＴＥＳフィルタ１１の方に接続され、ＴＥＳ信号から生成されたドライブ信号ＤＲＶ１が、加算器Ａ１，Ａ２を経由してレンズアクチュエータ５に与えられる。
【００５７】
図５に、この発明の光ディスク装置において、ＬＰＯＳ信号を学習して、トラッキング制御を行った場合の制御信号とキャリッジの位置との関係を示したグラフを示す。
図６に、図５の一部（時間０.６４から０.７０秒付近）を拡大したグラフを示す。ここで、光ディスク２１は、図１１および図１２と同様に、スパイラルトラックを持ち、２０μｍの偏心があるものである。
【００５８】
図５（ａ），図６（ａ）は対物レンズの変位Ｌ２（μｍ）、図５（ｂ），図６（ｂ）はパルス信号ＳＴＥＰＣＬＫ，図５（ｃ），図６（ｃ）はキャリッジ２０の位置を示している。
また、図５（ａ）および図６（ａ）において、正弦波的に変化している波形はＬＰＯＳ検出部２から出力されたＬＰＯＳ信号であり、直線的に変化している波形はＬＰＯＳ学習部７から出力される学習後の信号（ＡＰＯＳ）である。
【００５９】
ここで、ＬＰＯＳ信号は、ＬＰＯＳ学習部７によって、図４に示したような処理が行われて、その結果図５（ａ）および図６（ａ）に示すような直線的な信号であるＡＰＯＳ信号が生成される。すなわち、媒体に偏心があっても、その偏心成分を含まないＡＰＯＳ信号が学習により生成されるので、直線的な信号が得られる。
ＬＰＯＳ信号は正弦的に変化する波形であったため、スライスレベルである周期的に３０μｍを超える場合があったが、図６（ａ）を見るとＡＰＯＳ信号は、スパイラル状のトラックに追従して滑らかに変化し、時間０.６７秒の直前で初めて３０μｍを超えている。
したがって、ＡＰＯＳ信号が変位検出部８に入力され、３０μｍを超えたことが検出されたタイミング（時間０.６６７秒）で、変位検出部８からパルス信号ＳＴＥＰＣＬＫ（Ｐ１）が１回だけ出力されている（図５（ｂ），図６（ｂ））。
【００６０】
そして、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫ（Ｐ１）が出力された後、ステッピングモータ１が駆動され、図６（ｃ）に示すように、キャリッジ２０が距離５０μｍだけ移動させられる。
また、このキャリッジの移動により対物レンズも同じ距離だけ移動させられるので、ＬＰＯＳ信号およびＡＰＯＳ信号は、図６（ａ）のように変化する。
図６（ａ）によると、この後ＬＰＯＳ信号は、正弦的に変化し逆方向にスライスレベル（−３０μｍ）を超える場合があるが、ＡＰＯＳ信号は学習効果により、直線的に変化し、逆方向にスライスレベルを超えることがない。
したがって、このように滑らかに変化するＡＰＯＳ信号を変位検出部８に入力してステッピングモータの駆動の判断を行っているので、パルス信号Ｐ１が出力され、ステッピングモータ１によるキャリッジ２０の駆動があっても、その後は、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫは発生しない。
【００６１】
学習をした図５および図６と、学習をしない図１１および図１２とを比較すると、図５および図６の方が、学習後のＡＰＯＳ信号を用いているので、パルス信号を発生する回数が少なく、キャリッジ２０の往復運動は起こらず、キャリッジ２０の移動回数も激減していることがわかる。
すなわち、この発明の位置制御を行えば、不必要なキャリッジの移動を減らすことができ、トラックサーボの安定化を図ることができる。また、キャリッジの移動回数が少なくなるので、消費電力を抑えることができる。
【００６２】
＜対物レンズのロック処理の説明＞
ここでは、シーク動作中において、対物レンズを中立点Ｍにロックする処理について説明する。
レンズロックをする場合は、スイッチＳＷ１はオン状態に切り替えられ、レンズロック制御部９の出力（ＬＯＣ信号）が、加算器Ａ２に与えられる。スイッチＳＷ３はオフ状態とする。
また、シーク制御をするために、スイッチＳＷ２もオン状態に切り替えられ、速度補正部１３の出力（ＤＲＶ２信号）が、加算器Ａ２に与えられる。
図７に、シーク動作中にレンズロックをする場合の構成図を示す。ここで、上記したようにスイッチＳＷ１とＳＷ２とがオン状態に制御されている。スイッチの切り替えは、図示しないＣＰＵにより行えばよい。
【００６３】
一般に、対物レンズ３は、中立点Ｍ付近に位置する方が、安定したシーク制御ができる。これは、レンズ移動時のトラッキング信号（ＴＥＳ）のオフセット等が、対物レンズ３の変位に影響するからである。
ゼロクロス信号（ＴＺＣ信号）をもとにして、速度補正部で求められた対物レンズ３の速度と同じ速度でキャリッジを駆動するようなシーク制御では、単に偏心成分を含むＬＰＯＳ信号を用いて生成したＬＯＣ信号で対物レンズ３をロックするだけでは、媒体から見たレンズ移動速度で制御しているので、偏心成分に追従したロック制御となり、対物レンズ３を中立点Ｍの近傍にロックすることができない。
【００６４】
そこで、この発明のように、ＬＰＯＳ信号を学習した後のＡＰＯＳ信号を用いて、レンズロック制御部９でＬＯＣ信号を生成すれば、シーク動作中、ほぼ中立点Ｍ付近に対物レンズ３をロックすることが可能となり、シーク動作の安定化を図ることができる。
図８に、シーク動作中における制御信号のグラフを示す。
図８（ａ）が学習後のＡＰＯＳ信号であり、（ｂ）が学習前のＬＰＯＳ信号であり、（ｃ）がパルス信号ＳＴＥＰＣＬＫである。
図８（ａ）において、ＡＰＯＳ信号は、ＬＰＯＳ信号よりも振幅の少ない信号となるので、図に示す期間内において、安定した状態で、対物レンズ３を中立点Ｍにロックすることができる。
なお、レンズロックを解除する場合は、スイッチＳＷ１をオフ状態とすればよい。
【００６５】
＜反作用補正処理の説明＞
反作用補正処理は、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫが発生された直後の一定時間の間、補正信号ＲＥＡをレンズアクチュエータ５に与えることで、レンズアクチュエータ５に与える反作用を軽減しようとするものである。スイッチＳＷ３をオン状態とする。
一般に、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫを出力しステッピングモータ１を駆動するとき、レンズアクチュエータ５は対物レンズを支えているバネによる反作用の力を受ける。この様子の概要を図９に示す。
図９において、パルス信号ＳＴＥＰＣＬＫが出力された一定時間の間に、キャリッジ２０が動くため、ＡＰＯＳ信号が変化するが、このときレンズアクチュエータ５の受ける反作用のために、ＴＥＳ検出部６で検出されるＴＥＳ信号に図９に示したような外乱（制御残差）が生じる。
【００６６】
ここで、一定時間とは、ステッピングモータ１を駆動した後、キャリッジ２０の移動が完了したと思われる時間（たとえば５ｍｓｅｃ）までの間である。
このＴＥＳ信号の制御残差は、トラッキング制御を不安定にする要因となるので、できるだけ抑えることが好ましい。
そこで、図１に示したように、ＬＰＯＳ信号を学習した後のＡＰＯＳ信号を用いて、フィードフォワード処理したＲＥＡ信号を生成し、このＲＥＡ信号を加算器Ａ１に与え、レンズアクチュエータのドライブ信号ＤＲＶ１に加算させる。すなわち、レンズアクチュエータの駆動信号ＴＲＫＤＲＶとして、ＤＲＶ１＋ＲＥＡを与える。
【００６７】
図１０に、この発明の反作用補正処理をした後の制御信号の変化の様子の概要を示す。
図１０に示すように、ＲＥＡ信号が出力されたことにより、ＴＥＳ信号に生じていた制御残差がかなり少なくなる。すなわち、学習後のＡＰＯＳ信号を用いて反作用補正処理を行っているので、ＴＥＳ信号の制御残差を減少させ、安定したトラッキング制御をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の光ディスク装置の対物レンズ位置制御に関する構成ブロック図である。
【図２】この発明の光ディスク装置の対物レンズ位置制御に関する構成の説明図である。
【図３】この発明の光ディスク装置のＬＰＯＳ学習部の一実施例の構成ブロック図である。
【図４】この発明の光ディスク装置のＬＰＯＳ学習部の説明図である。
【図５】この発明の光ディスク装置の位置制御に関する制御信号とキャリッジの位置の関係を示すグラフである。
【図６】図５のグラフの部分拡大図である。
【図７】この発明の光ディスク装置のシーク動作中、レンズロック起動時における、対物レンズ位置制御に関する構成ブロック図である。
【図８】この発明のレンズロック機能の説明図である。
【図９】この発明の光ディスク装置において、反作用補正処理をしない場合の制御信号の説明図である。
【図１０】この発明の光ディスク装置において、反作用補正処理をした場合の制御信号の説明図である。
【図１１】この発明の光ディスク装置の位置制御に関する制御信号とキャリッジの位置の関係を示すグラフである。
【図１２】図１１のグラフの部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  ステッピングモータ
２  ＬＰＯＳ検出部
３  対物レンズ
４  サーボ系信号検出部
５  レンズアクチュエータ
６  ＴＥＳ検出部
７  ＬＰＯＳ学習部
８  変位検出部
９  レンズロック制御部
１０  反作用補正部
１１  ＴＥＳフィルタ
１２  ＴＺＣ生成部
１３  速度補正部
１４  アクチュエータ制御信号生成部
１５  ステッピングモータ制御部
２０  キャリッジ
２１  光ディスク
２２  スピンドルモータ
７１  学習処理部
７２  減算器
Ａ１          加算器
Ａ２          加算器
ＡＰＯＳ      位置検出信号
ＤＲＶ１      駆動信号
ＤＲＶ２      駆動信号
ＬＰＯＳ      レンズ位置信号
ＬＯＣ        レンズロック信号
ＲＥＡ        反作用補正信号
ＳＷ１        スイッチ
ＳＷ２        スイッチ
ＳＷ３        スイッチ
ＴＥＳ        トラッキングエラー信号
ＴＲＫＤＲＶ  レンズアクチュエータ駆動信号
ＴＺＣ        ゼロクロス信号
【図１】
2005285272.tif 000003
【図２】
2005285272.tif 000004
【図３】
2005285272.tif 000005
【図４】
2005285272.tif 000006
【図５】
2005285272.tif 000007
【図６】
2005285272.tif 000008
【図７】
2005285272.tif 000009
【図８】
2005285272.tif 000010
【図９】
2005285272.tif 000011
【図１０】
2005285272.tif 000012
【図１１】
2005285272.tif 000013
【図１２】
2005285272.tif 000014