(57)【要約】【課題】  回転周波数が急激かつ大きく異なってしまう場合にも正確に偏芯補正を作動させることが可能な偏芯補正装置とその偏芯補正方法を提供する。【解決手段】  光ディスク１１の記録／再生面にレーザビームを光ピックアップ１２の対物レンズで集光して光スポットを形成し、反射光を検出する光ピックアップと対物レンズをトラッキングアクチュエータ１５により光ディスク半径方向に移動する光ディスク装置は、メモリ２１に記憶された変位信号を、光ディスクを回転するスピンドルモータの回転数に比例した周波数信号を出力する周波数発生器（ＦＧ）１７からの信号に同期して読み出し、レンズ位置センサからの変位信号との差分が小さくなるようにコントローラ２２を介してフィードバック制御を行なう偏芯補正用制御手段１８によりアクチュエータの駆動信号を作成する。【選択図】      図１
2005182968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクを回転させるスピンドルモータと；
回転する前記光ディスクの記録／再生面にレーザビームを対物レンズにより集光して形成した光スポットからの反射光を検出する光検出器と；
光ピックアップにおいて、前記対物レンズを、前記光ディスクの半径方向に移動させるトラッキングアクチュエータと；
前記対物レンズの位置を測定するレンズ位置センサと；
前記光ディスクを回転させるスピンドルモータの回転数に比例した周波数の信号を出力する周波数発生器と；そして、
前記アクチュエータを駆動させるための信号を作成する偏芯補正用制御手段とを備えた光ディスク装置であって、前記偏芯補正用制御手段は、前記レンズ位置センサから出力された変位信号を記録しておく記憶手段を備えており、かつ、前記スピンドルモータの回転数の範囲において、前記レンズ位置センサから出力されて前記記憶手段に記憶された変位信号を、前記周波数発生器から出力される信号に同期して読み出し、かつ、前記レンズ位置センサからの変位信号に基づいて前記アクチュエータを駆動させるための信号を作成するコントローラを備えていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載した光ディスク装置において、前記偏芯補正用制御手段は、前記記憶手段から前記周波数発生器の出力信号に同期して読み出して出力された信号をリファレンス信号とし、かつ、前記レンズ位置センサからの変位信号を取り込んでフィードバック制御系を構築したことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載した光ディスク装置において、前記偏芯補正用制御手段は、前記トラッキングアクチュエータのトラッキングサーボが安定して前記光ディスクに追従している状態で、前記レンズ位置センサから出力された変位信号を、前記周波数発生器から出力される信号に同期して、前記スピンドルモータの一回転分を前記記憶手段記憶させ、かつ、前記フィードバック制御系は、前記記憶手段から前記周波数発生器の出力信号に同期して読み出して出力された信号をリファレンス信号と、前記レンズ位置センサから実時間で出力される変位信号との差分が小さくなるように構築されていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
前記請求項３に記載した光ディスク装置において、前記偏芯補正用制御手段を構成する前記コントローラは、前記フィードバック制御系の周波数特性のゲインが少なくとも前記スピンドルモータの回転周波数の範囲においてほぼ一定となるように、前記アクチュエータを駆動するための信号を作成するように設計されていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
前記請求項３に記載した光ディスク装置において、前記フィードバック制御系は、前記トラッキングサーボ制御系と並列になっていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
前記請求項３に記載した光ディスク装置において、前記フィードバック制御系は、前記トラッキングサーボ制御系に対して排他的な関係にあることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
スピンドルモータにより回転される光ディスクの記録再生面にレーザビームを対物レンズにより集光して光スポットを形成し、その反射光を光検出器により検出し、前記対物レンズをトラッキングアクチュエータにより光ディスク半径方向に移動する光ディスク装置において偏芯補正を行う方法であって、前記対物レンズの位置を測定し、前記スピンドルモータの回転に同期し、前記測定した対物レンズの位置に基づいて前記アクチュエータを駆動する信号を生成し、前記駆動信号に前記測定した対物レンズの位置信号を取り込み、そして、前記駆動信号と前記対物レンズの位置信号との差分が小さくなるようにフィードバック制御を行なうことを特徴とする光ディスク装置の偏芯補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクドライブ等、情報を光ディスクに記録又は再生する装置に関し、特に、トラッキングサーボシステムを備えた光ディスク装置、及び、そのための偏芯補正方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
円盤状の光ディスクと呼ばれる情報記憶媒体に光ビームを照射し、もって、情報を記録又は再生する光ディスク装置では、しばしば、光ディスクを回転させるスピンドルの回転軸と光ディスクのトラックの中心とが一致しないために、偏芯と呼ばれる現象が発生する。このような偏芯は、光ディスクドライブ装置における主要な周期的外乱として作用し、そのため、装置のトラック追従性能を低下させる大きな要因となっている。なお、かかる偏芯による悪影響は、特に、光ディスクの回転周波数（速度）が大きくなる程、より大きなものとなる。
【０００３】
ところで、近年においては、各種の光ディスクに加え、更には、特に、映像情報を含む大量な情報を記録するため高密度記録が可能な光ディスクの使用と共に、かかる光ディスクから情報を高速で記録又は再生可能な光ディスク装置、即ち、高倍速化が著しい。
【０００４】
このような、高倍速化に伴い、光ディスクをかかる高倍速で回転させた場合でも、正確にトラックを追従させるために、かかる偏芯の悪影響を効果的に打ち消すような補償を実現しなければならない。今まで、かかる偏芯を補償するため、種々の偏芯補償技術が具現されてきている。
【０００５】
例えば、従来技術になる偏芯補償技術としては、例えば、下記の特許文献１によれば、アクチュエータの周波数特性を用いた偏芯補償装置が提唱されている。すなわち、この偏芯補正方法は、スピンドルの位相によって測定される偏芯成分をメモリに記憶しておき、トラッキング制御系に対して、スピンドルの回転周波数に同期させ、かつ、それをアクチュエータの駆動信号に合算することによって、上記偏芯補正を行なうものである。ここで、偏芯は、ディスクの回転周波数が変化する際、その大きさは一定であるが、しかしながら、回転周波数に同期してその周波数成分が変化するという特徴を持つ。
【０００６】
ここで、アクチュエータの周波数特性により、入力される信号の周波数によってアクチュエータの変位量が異なることから、光ディスクの回転周波数によりアクチュエータの変位量が異なってしまい、そのため、上記偏芯補正の効果が変動するということになる。そこで、従来の技術では、アクチュエータの周波数特性や偏芯の特性から、光ディスクの回転周波数の変化時に、特定の回転周波数下で偏芯補正のために予測されたアクチュエータの駆動制御値を、アクチュエータの周波数特性を考慮して補償することによって、一度予測された制御値をそのまま用いて、光ディスクの回転周波数が変化しても偏芯補正がおこなわれるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２０８２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、一般的に、アクチュエータは複数のメカニカルな部材で構成されており、そのため、各部材の取り付け精度等により、上記アクチュエータの周波数特性には、所謂、ばらつきが存在する。また、一般のアクチュエータでは、その主共振での振幅を抑制するため、例えば、ゴム等によって、ダンピング効果を与えるように構成されている。ところで、このゴム等も、その温度特性、又は、経時変化によっても、やはり、アクチュエータの周波数特性が変化することとなる。特に、主共振付近においては、その位相が急激に変化するため、主共振周波数が少し変化しただけでも、その位相が大きくずれ、そのため、偏芯の補償は困難になる。
【０００９】
一方、トラッキングサーボループゲインの特性は、ＤＣゲインを高くとることを目的として、低周波数帯域ほどゲインが高くなるように設計されているの。そのため、光ディスクの回転数を変更させる必要が生じたとき、最初に偏芯データを取得しておき、それをトラッキングサーボ信号出力に付加させた場合には、回転周波数によって当該ゲインが異なるものとなってしまう。そのため、例えば、シーク動作によって半径方向に大きく移動する場合など、回転周波数が急激かつ大きく異なってしまう際には、単に、フィードフォワード制御系では、正確に偏芯補正を作動させることが難しいという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明では、上記した従来技術における問題点に鑑み、また、上記の認識に基づいて、回転周波数が急激かつ大きく異なってしまう場合にも、正確に偏芯補正を作動させることが可能な偏芯補正装置を提供すると共に、かかる装置を備えることによりよりトラッキング性能に優れた光ディスク装置及びその偏芯補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明では、スピンドルの回転数に比例した周波数の信号を出力する周波数発生器と、記録再生を行なうために光ディスクにレーザ光を照射するための対物レンズと、それを光ディスクのトラックに追従させるように作動させるアクチュエータと、アクチュエータによって動作する対物レンズの位置を測定するレンズ位置センサと、その測定された情報を記憶しておくメモリと、アクチュエータを制御する信号を生成するコントローラとからなるフィードバック制御系で構成する。なお、コントローラは、前記フィードバック制御系の周波数特性がスピンドルの回転周波数の範囲においてゲインが常に一定となるような制御補償器として設計され、もって、フィードバック制御系の特性としては速応性が速く、定常偏差が小さい制御系であることが望ましい。
【００１２】
そして、本発明では、上記の目的を達成するため、まず、光ディスクを回転させるスピンドルモータと；回転する前記光ディスクの記録／再生面にレーザビームを対物レンズにより集光して形成した光スポットからの反射光を検出する光検出器と；光ピックアップにおいて、前記対物レンズを、前記光ディスクの半径方向に移動させるトラッキングアクチュエータと；前記対物レンズの位置を測定するレンズ位置センサと；前記光ディスクを回転させるスピンドルモータの回転数に比例した周波数の信号を出力する周波数発生器と；そして、前記アクチュエータを駆動させるための信号を作成する偏芯補正用制御手段とを備えた光ディスク装置であって、前記偏芯補正用制御手段は、前記レンズ位置センサから出力された変位信号を記録しておく記憶手段を備えており、かつ、前記スピンドルモータの回転数の範囲において、前記レンズ位置センサから出力されて前記記憶手段に記憶された変位信号を、前記周波数発生器から出力される信号に同期して読み出し、かつ、前記レンズ位置センサからの変位信号に基づいて前記アクチュエータを駆動させるための信号を作成するコントローラを備えている光ディスク装置が提供される。
【００１３】
また、本発明では、前記に記載した光ディスク装置において、前記偏芯補正用制御手段は、前記記憶手段から前記周波数発生器の出力信号に同期して読み出して出力された信号をリファレンス信号とし、かつ、前記レンズ位置センサからの変位信号を取り込んでフィードバック制御系を構築し、更には、前記偏芯補正用制御手段は、前記トラッキングアクチュエータのトラッキングサーボが安定して前記光ディスクに追従している状態で、前記レンズ位置センサから出力された変位信号を、前記周波数発生器から出力される信号に同期して、前記スピンドルモータの一回転分を前記記憶手段記憶させ、かつ、前記フィードバック制御系は、前記記憶手段から前記周波数発生器の出力信号に同期して読み出して出力された信号をリファレンス信号と、前記レンズ位置センサから実時間で出力される変位信号との差分が小さくなるように構築されている。
【００１４】
また、本発明では、前記の光ディスク装置において、前記偏芯補正用制御手段を構成する前記コントローラは、前記フィードバック制御系の周波数特性のゲインが少なくとも前記スピンドルモータの回転周波数の範囲においてほぼ一定となるように、前記アクチュエータを駆動するための信号を作成するように設計されており、又は、前記フィードバック制御系は、前記トラッキングサーボ制御系と並列になっており、又は、前記フィードバック制御系は、前記トラッキングサーボ制御系に対して排他的な関係にある。
【００１５】
さらに、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、スピンドルモータにより回転される光ディスクの記録再生面にレーザビームを対物レンズにより集光して光スポットを形成し、その反射光を光検出器により検出し、前記対物レンズをトラッキングアクチュエータにより光ディスク半径方向に移動する光ディスク装置において偏芯補正を行う方法であって、前記対物レンズの位置を測定し、前記スピンドルモータの回転に同期し、前記測定した対物レンズの位置に基づいて前記アクチュエータを駆動する信号を生成し、前記駆動信号に前記測定した対物レンズの位置信号を取り込み、そして、前記駆動信号と前記対物レンズの位置信号との差分が小さくなるようにフィードバック制御を行なう光ディスク装置の偏芯補正方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明になる光ディスク装置及びその偏芯補正方法によれば、回転周波数が急激かつ大きく異なってしまう場合にも、常に正確に偏芯補正を作動させることが可能な偏芯補正装置及びそのための偏芯補正方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
まず、添付の図２は、本発明になる光ディスク装置の概略構成、特に、そのトラッキング制御系の概略構成を示すブロック図である。この図において、光ピックアップ１２は、一般にも知られるように、光ディスク１１の情報記録面上に、図示しない対物レンズを介してレーザビームを集光して光スポットを形成して照射し、その反射光を感知する。すなわち、このことにより、上記の光ピックアップ１２は、光ディスク１１上に形成されたトラックと、当該光ディスクの記録面上にスポット照射された光ビームとの間の誤差(以下、「位置エラー」と言う)を検出し、そして、誤差信号生成手段１３によって、所謂、トラッキングエラー信号を作成する。
【００１９】
続いて、上記のようにして生成されたトラッキングエラー信号を受けて、トラッキング制御手段１４において、例えば、様々なフィルタを通過して作成された信号により、対物レンズの実際位置を変更し、もって、上記位置エラーを補償するようにアクチュエータ１５を作動させる。これにより、上記検出された位置エラーが所定の範囲以内となるように設計されたフィードバック制御系が、光ディスク装置におけるトラッキングサーボ系である。
【００２０】
一方、上記の光ディスク装置では、光学ピックアップ１２に搭載されている対物レンズの位置情報を用いて、即ち、変位信号生成手段１６により生成される対物レンズ位置信号と、周波数発生器（ＦＧ）１７から出力されるＦＧ信号とを入力として、偏芯補正用制御手段１８により、偏芯補正用の信号を作成する。この偏芯補正信号によりアクチュエータ１４を作動させ、もって、トラッキングエラー信号において偏芯量が見かけ上少なくなるように設計された制御系が、本発明に係わる偏芯補正のためのフィードバック制御系である。次に、この偏芯補正のためのフィードバック制御系について具体的に述べる。
【００２１】
図１は、本発明になる光ディスク装置において、特に、偏芯補正装置のフィードバック制御系を示している。すなわち、この図１において点線で囲まれた部分が、上記図２に示した偏芯補正用制御手段１８を示している。ところで、光ディスク装置が光ディスク１１へ情報を記録中、又は、再生中においては、通常、トラッキングサーボは安定しており、光学ピックアップ１２の対物レンズは偏芯動作に追従する。このことから、上記変位信号生成手段１６により出力される信号は、光ディスク１１の偏芯量に応じた信号となっており、具体的には、光ディスク１１が一周するごとにほぼ同じ出力波形を繰り返して出力することになる。
【００２２】
この時、本発明によれば、上記変位信号生成手段１６からの出力信号を、スピンドルの一回転分、メモリ２１に記録させる。その後、このメモリ２１に記録した変位信号生成手段１６からの信号を、上記ＦＧ１７に同期させて（即ち、ＦＧ信号でアドレスして）出力し、この信号をリファレンス信号ｒ（ｔ）とする。そして、このリファレンス信号ｒ（ｔ）と、実時間で変位信号生成手段１６から出力される信号ｙ（ｔ）との差分をとる（ｒ（ｔ）−ｙ（ｔ））。そして、この差分信号（ｒ（ｔ）−ｙ（ｔ））をコントローラ２２に入力し、そこからアクチュエータ駆動信号を出力する。このように、上記差分信号でアクチュエータ１５を駆動させ、光ディスク１１の偏芯動作に同期させて対物レンズを作動させることによれば、見かけ上の偏芯成分を抑えることが出来る。
【００２３】
次に、図３は、上記で構成を示した光ディスク装置、特に、上記図１に示した偏芯補正装置のフィードバック制御系における信号の過渡応答を示す波形図である。すなわち、図の横軸には時間（ｔ）が示されており、図の上段に示された信号ｒ（ｔ）は、光ディスク１１の記録中もしくは再生中において、光学ピックアップ１２に関してトラッキングサーボが安定している時に変位信号生成手段１６から出力された信号をメモリ２１に取り込み、その情報を上記ＦＧ１７に同期させて出力したリファレンス信号であり、図の中段に示された信号ｙ（ｔ）は、実時間で変位信号生成手段１６から出力される信号であり、これらの差分である差分信号（ｒ（ｔ）−ｙ（ｔ））が、図の下段に示されている。そして、上記の図１にも示すように、本発明によれば、上記リファレンス信号ｒ（ｔ）と実時間で変位信号であるｙ（ｔ）との差分信号（ｒ（ｔ）−ｙ（ｔ））が小さくなるように、所謂、フィードバック制御系が構成されるように、上記のコントローラ２２は設計されている。
【００２４】
続いて、添付の図４は、上述したトラッキング制御系と、偏芯補正のための制御系とを示すブロック線図である。ここで、まず、トラッキング制御系について考える。なお、このブロック線図では、Ｇｔはトラッキングサーボ制御系のコントローラ（図１の符号２２を参照）の特性を示しており、Ｇａはアクチュエータ（図１の符号１５を参照）の特性を示しており、そして、Ｇｂはトラッキングエラー信号生成手段（図２の符号１３を参照）の特性を示している。また、このブロック線図において、Ｘｒは光ディスク１１のトラックの変位であり、Ｘは対物レンズ１２の変位である。そして、この図４に示されるブロック線図より、以下の式が得られる。
【００２５】
【数１】
2005182968.tif 000003
【００２６】
ここで、Ｇｔ・Ｇａ・Ｇｂは、トラッキング制御の開ループゲインを示しており、この開ループゲインが、以下の式のように、十分大きい場合には、
【００２７】
【数２】
2005182968.tif 000004
【００２８】
上記対物レンズの変位Ｘと光ディスクのトラックの変位Ｘｒは、以下の式のようになる。
【００２９】
【数３】
2005182968.tif 000005
【００３０】
すなわち、トラックの変化と対物レンズの変位とが、略同じとなり、光スポットがトラックを追従するようにトラッキング制御系が動作することを意味する。
【００３１】
また、同様に、偏芯補正のための制御系について考えると、Ｇｓはコントローラ（図１の符号２２を参照）の特性を示しており、Ｇｃは変位信号生成手段（図１の符号１６を参照）の特性を示している。また、Ｒは上記のリファレンス信号を、そして、Ｙは上記実時間で変位信号生成手段１６から出力される信号ｙ（ｔ）を示している。そして、上記図４に示されるブロック線図より、これらは以下の式で表される。
【００３２】
【数４】
2005182968.tif 000006
【００３３】
そして、少なくともディスクの回転周波数の範囲において、Ｇｓ、Ｇａ、Ｇｃが以下の式の関係の時には、
【００３４】
【数５】
2005182968.tif 000007
【００３５】
上記のトラッキング制御の場合と同様に、以下の式のようになる。
【００３６】
【数６】
2005182968.tif 000008
【００３７】
なお、ここで、少なくともディスクの回転周波数の範囲においてと言うのは、偏芯の振動に二次の成分が入っていたりする場合には、ディスクの回転周波数の何倍かの周波数においても、上記の式を満たす必要があると言うことである。
【００３８】
以上に述べたように、リファレンス信号Ｒは、上記のトラッキング制御によって光ディスクのトラックを光ビームが追従している状態で、上記レンズ変位信号生成手段１６の出力をメモリに取り込んだ情報を基にして生成されている。そして、この変位信号生成手段１６の出力Ｙが上記のリファレンス信号Ｒにほぼ等しいと言うことは、トラッキング制御によりトラックを追従している状態と同じように対物レンズが変位していることを意味することとなり、即ち、偏芯補正制御によって偏芯補正が実現されることを示している。
【００３９】
以上のように、偏芯補正用制御手段１８によれば、フィードバック制御系の周波数特性のゲインが、少なくとも、スピンドルモータの回転数の範囲においてほぼ一定となるように上記アクチュエータ１５を駆動させるための信号を作成し、そのためは、上記コントローラ２２は、前記フィードバック制御系がその制御系設計理論において安定となるように設計されている。
【００４０】
なお、上記のトラッキング制御系と、偏芯補正のための制御系とは、本発明によれば、並列に設けられており、かつ、共に、上記の式を満たすため、これらの二つの制御系は互いに排他的なものとなっており、換言すれば、偏芯補正のための制御系は、上記トラッキング制御系が作用していない（即ち、トラッキングサーボの制御系が繋がっていない）場合に作用することを意味する。
【００４１】
以上のように、本発明によれば、光ディスク上のトラック間の移動によって光学ピックアップが半径方向に移動する時など、ディスクの回転周波数が急激に変化するような場合においても、偏芯に対する補正を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明になる光ディスク装置のおける偏芯補正装置のフィードバック制御系を示すブロック図である。
【図２】上記本発明になる光ディスク装置の全体概略構成を示すブロック図である。
【図３】上記本発明の光ディスク装置における偏芯補正フィードバック制御系における信号の過渡応答を示す波形図である。
【図４】上記トラッキング制御系と、偏芯補正のための制御系とを示すブロック線図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１  光ディスク
１２  光ピックアップ
１３  誤差信号生成手段
１４  トラッキング制御手段
１５  アクチュエータ
１６  変位信号生成手段
１７  周波数発生器（ＦＧ）
１８  偏芯補正用制御手段
２１  メモリ
２２  コントローラ
【図１】
2005182968.tif 000009
【図２】
2005182968.tif 000010
【図３】
2005182968.tif 000011
【図４】
2005182968.tif 000012