(57)【要約】【課題】従来のトラッキング制御に、光ピックアップと等価な伝達特性をもつオブザーバを用いて検出し、検出したレンズシフト量に応じてトラッキングエラー信号のオフセットを補正する方法が考案されているが、偏心の追従に必要なトラッキング駆動信号の大きさおよび位相が変動することで推定誤差が生じ、トラッキング制御が不安定になるという課題があった。【解決手段】推定した対物レンズの変位を記憶する記憶手段を設けて、ディスクの回転周波数が一次共振周波数に近い場合は、この記憶した対物レンズ変位に応じて、オフセットを補正することで、一次共振周波数およびピークゲインの変動によるレンズシフト量の推定誤差を低減し、トラッキング制御動作の安定性を向上させる【選択図】図１
2005317096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを含み、ディスクの記録面に光スポットを照射する光ピックアップと、
前記光スポットと前記ディスクに記録された情報トラックとのトラック位置ずれ量を検出しトラッキングエラー信号として出力するトラッキングエラー検出手段と、
前記情報トラックを横切る方向に前記光ピックアップの対物レンズを移動させるレンズ移動手段と、
前記トラッキングエラー信号に応じて前記レンズ移動手段を制御するためのトラッキング制御手段と、
前記トラッキング制御手段の出力に基づいて、前記光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定する対物レンズ変位推定手段と、
推定した前記対物レンズの変位を記憶する記憶手段と、
前記対物レンズ変位推定手段の出力または前記記憶手段の出力に応じて、前記トラッキングエラー信号のオフセットを補正するオフセット補正手段とを具備し、
前記オフセット補正手段は、前記ディスクが所定の回転数以下で回転している場合は、前記対物レンズ変位推定手段の出力に基づいてオフセットを補正し、前記ディスクが所定の回転数を越えて回転している場合は、前記記憶手段により記憶された対物レンズの変位にに基づいてオフセットを補正することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項２】
対物レンズを含み、ディスクの記録面に光スポットを照射する光ピックアップと、
前記光スポットと前記光ディスクに記録された情報トラックとのトラック位置ずれ量を検出しトラッキングエラー信号として出力するトラッキングエラー検出手段と、
前記情報トラックを横切る方向に前記光ピックアップの対物レンズを移動させるレンズ移動手段と、
前記トラッキングエラー信号に応じて前記レンズ移動手段を制御するためのトラッキング制御手段と、
前記トラッキング制御手段の信号から所定の周波数成分を除去する除去フィルタと、
前記トラッキング制御手段の出力または前記除去フィルタの出力に基づいて、前記光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定する対物レンズ変位推定手段と、
推定した対物レンズの変位の交流成分のみを抽出し記憶する記憶手段と、
前記対物レンズ変位推定手段の出力および前記記憶手段の出力に応じて、前記トラッキングエラー信号のオフセットを補正するオフセット補正手段とを具備し、
前記対物レンズ変位推定手段は前記ディスクが所定の回転数以下で回転している場合は、
前記トラッキング制御手段の出力に基づいて、前記光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定し、前記ディスクが所定の回転数を越えて回転している場合は、前記除去フィルタの出力に基づいて、前記光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定し、
前記オフセット補正手段は、前記ディスクが所定の回転数以下で回転している場合は、前記対物レンズ変位推定手段の出力に基づいてオフセットを補正し、前記ディスクが所定の回転数を越えて回転している場合は、前記対物レンズ変位推定手段の出力と前記記憶手段により記憶された対物レンズの変位に基づいてオフセットを補正することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は収束した光スポットを用いて光ディスクに信号を記録または再生する光学情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ−Ｒ装置やＤＶＤ−ＲＡＭ装置に代表される光学的情報記録再生装置では、ディスクに設けられた約０．７４μｍピッチの情報トラックに直径約０．５μｍの光スポットを照射して情報の記録再生を行う。光スポットをディスク面に照射する際、垂直方向に約±０．５μｍ精度で追従するフォーカス制御を行い、また情報トラックと光スポットのトラックずれは約±０．１μｍ精度で追従するトラッキング制御を行う。
【０００３】
トラックを追従させる方法の一つに１ビームプッシュプル方式があるが、何らかの要因で光ビームを集光するための対物レンズが光ピックアップの中心位置からずれる（この状態をレンズシフトと呼ぶ）と、光ビームの情報トラックからのずれ量を表すトラッキングエラー信号にオフセットが発生し、情報トラックに正しく光ビームを追従させることが困難という課題があった。この対物レンズの光ピックアップ中心からのずれ量（レンズシフト量）を、光ピックアップと等価な伝達特性をもつオブザーバを用いて検出し、検出したレンズシフト量に応じてトラッキングエラー信号のオフセットを補正する方法が考案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
以下に、このオブザーバによるトラッキングエラー信号のオフセット補正方式を用いた従来の光学的情報記録再生装置について図面を用いて説明する。
【０００５】
図３は従来の光学的情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。図３において、螺旋状もしくは同心円状の情報トラック１を有するディスク２は、スピンドルモータ３により回転するように構成されている。ディスク２の情報トラック１に対する記録、再生は、光ピックアップ４により行われる。光ピックアップ４には、半導体レーザ５、コリメータレンズ６、ビームスプリッタ７、対物レンズ８、２分割ＰＤ（フォトディテクタ）９、レンズ移動手段であるトラッキングアクチュエータ１０が取り付けられている。このトラッキングアクチュエータ１０は、対物レンズ８に固着されたコイル１１と、光ピックアップ４の筐体に固着された磁石１３とから構成され、コイル１１はバネ１２を介して、磁石１３に接続されている。コイル１１に電流を付勢することで磁石１３との間で電磁力が発生し、対物レンズ８がトラッキング方向に移動可能となる。光ピックアップ４の非動作時、即ちトラッキングアクチュエータ１０に入力信号がない場合は、対物レンズ８は光ピックアップ４の中立位置に停止するように設けられる。トラッキングエラー検出回路１４は、２分割ＰＤの各ＰＤの出力の差を、対物レンズ８の情報トラック１の中心からの変位量であるトラッキングエラー信号（Ａ）として出力する。トラッキング制御回路１５は、トラッキング駆動回路１６にトラッキング駆動信号（Ｂ）を出力する。トラッキング駆動回路１６はトラッキング制御回路１５から出力されるトラッキング駆動信号（Ｂ）に応じて、トラッキングアクチュエータ１０のコイル１１に電流を供給する。対物レンズ変位オブザーバ１７は、トラッキング制御回路１５から出力されるトラッキング駆動信号（Ｂ）に基づいて、対物レンズ８の光ビームの中心からのずれ量を推定し推定レンズシフト量（Ｃ）として出力する。オフセット補正回路１８は、推定レンズシフト量（Ｃ）にオフセット補正係数１９を乗じてトラッキングエラー信号（Ａ）より減算することでレンズシフトによるオフセットを除去して、補正トラッキングエラー信号（Ｄ）として出力する。トラッキング制御回路１５は入力された補正トラッキングエラー信号（Ｄ）がゼロになるようにトラッキング駆動信号（Ｂ）を出力するように構成されている。
【０００６】
図４（ａ）にレンズシフトが発生した時の反射光の光ビームと２分割ＰＤ９の位置の概念図を示す。対物レンズ８の位置が実線から二点鎖線の様にずれて、光ビームの中心位置Ａが位置Ｂまでずれると、光ディスク２から反射されて２分割ＰＤ９に入る光ビームの中心がｘだけずれる。従って２分割ＰＤ９のａ，ｂの光量はａ部分がｂ部分より減少してアンバランスが発生する。トラッキングエラー検出回路１４はこのａ，ｂ部分の光量差を算出することより、トラッキングエラー信号（Ａ）を検出する。そのため、２分割ＰＤ９のａ，ｂ間にアンバランスが発生すると、トラッキングエラー信号（Ａ）にオフセットが発生する。図４（ｂ）は、対物レンズ８が情報トラック１を横切る際の、対物レンズ変位ｘとトラッキングエラー検出回路１４から出力されるトラッキングエラー信号（Ａ）との関係を示したものである。対物レンズ変位（レンズシフト量）ｘが大きくなるにつれて、振幅中心つまりオフセットが大きくなる。
【０００７】
次に、具体的な動作について図３を用いて説明する。半導体レーザ５から出た光ビームはコリメータレンズ６で平行光になり、ビームスプリッタ７、対物レンズ８を介してディスク２の情報トラック１に集光される。ディスク２からの反射光の一部を用いて、対物レンズ８により絞られた光ビームの焦点位置が常にディスク２に合うように対物レンズ８を上下方向に移動させるフォーカス制御が行われているが、フォーカス制御は本発明と直接関係しないので詳細な説明は省略する。また、ディスク２からの反射光の一部は、対物レンズ８、ビームスプリッタ７を介して２分割ＰＤ９に入射し、２分割ＰＤ９は各ＰＤで検出した光量を示す電圧を出力する。トラッキングエラー検出回路１４は、２分割ＰＤ９の各出力の差を算出し、光ビームの焦点と情報トラック１とのずれ量を表すトラッキングエラー信号（Ａ）をオフセット補正回路１８に出力する。対物レンズ変位オブザーバ１７は、トラッキング駆動信号（Ｂ）に基づきレンズシフト量を推定して、推定レンズシフト量（Ｃ）として出力する（対物変位オブザーバ１７の動作については後述する）。そして推定レンズシフト量（Ｃ）に、所定のオフセット補正係数２２（推定レンズシフト量（Ｃ）とトラッキングエラー信号（Ａ）のオフセット量との比を表す定数。例えば装置の起動時に予め学習しておくことで推定精度を向上させることが可能である。）を乗じてオフセット補正回路１８によりレンズシフトにより生じるトラッキングエラー信号（Ａ）のオフセットをキャンセルして、補正トラッキングエラー信号（Ｄ）としてトラッキング制御回路１５へ出力する。トラッキング制御回路１５は補正トラッキングエラー信号（Ｄ）が０になるように、即ち、光ビームが情報トラック１の中心に位置するようにトラッキング駆動回路１６にトラッキング駆動信号（Ｂ）を出力して、コイル１１に電流を流し、電磁力を発生させて対物レンズ８を移動させる。このように構成することで、何らかの要因でレンズシフトが発生しても、レンズシフトによるトラッキングエラー信号（Ａ）のオフセットをキャンセルでき情報トラック１の中心位置に光スポットが追従するように、対物レンズ８を制御することが出来る。これらの光ピックアップ４、トラッキングエラー検出回路１４，オフセット補正回路２２，トラッキング制御回路１５およびトラッキング駆動回路１６で構成される一巡のループをトラッキング制御ループ２０１と呼ぶ。
【０００８】
次に、対物レンズ変位オブザーバ１７の詳細な動作について説明する。図５は対物レンズ変位オブザーバ１７の具体的な構成を示したブロック図の一例である。図５に示すように、対物レンズ変位オブザーバ１７は、等価フィルタ５１４により構成されている。等価フィルタ５１４は、ゲインＧＥの乗算器５１６、ゲインＧＦの乗算器５１７、ゲインＧＧの乗算器５１８および遅延回路５１９、５２０により構成されている。
【０００９】
次に、対物レンズ変位オブザーバ１７の具体的な動作について説明する。等価フィルタ５１４に設けられた各乗算器のゲインＧＥ、ＧＦ、ＧＧの値は装置の動作をコントロールするためのシステムコントローラ（図示しない）により設定され、乗算器および図中の加減算は所定のサンプリング周期Ｔで動作し、遅延回路５１９、５２０は入力されたディジタル信号をＴだけ遅延させて出力する。
【００１０】
一方、図３に示した光ピックアップ４の構成においては、対物レンズ８はコイル１１と共にバネ１２を介して磁石１３に接続されており、バネの付け根の接着部が粘性を持つため、トラッキング駆動信号（Ｂ）に対する対物レンズ８の変位の周波数伝達特性は（数１）に示すような２次系となる。
【００１１】
【数１】
2005317096.tif 000003
【００１２】
（数１）においてＧＨは、図３のトラッキング駆動回路１６のゲイン、Ｋｔが推進力定数を、ｍが対物レンズ８とコイル１１を含む可動部の重量を、Ｄが粘性係数を、Ｋｅがバネ定数を示す。以降このトラッキングアクチュエータ１０への駆動指令に対する対物レンズ８の変位の周波数伝達特性を光ピックアップの伝達特性と表現する。
【００１３】
等価フィルタ５１４内部の乗算器５１６、５１７、５１８のゲインＧＥ、ＧＦ、ＧＧを所定の値に設定することで、等価フィルタ５１４の周波数伝達特性を、（数１）と等しい周波数伝達特性とすることが可能である。例えば（数２）に示す関係式で各ゲインの値を求めることで伝達特性を近似させることが出来る。
【００１４】
【数２】
2005317096.tif 000004
【００１５】
（数２）において、各係数ＧＨ、Ｋｔ、ｍ、ＤおよびＫｅには（数１）と同じ係数値を代入する。（数２）の関係式は、アナログ形式で表された伝達特性式から周波数伝達特性がほぼ等しくなるディジタルフィルタを求めるための変換公式の一つである双一次変換（数３）により得られる。（例えば非特許文献１参照）
【００１６】
【数３】
2005317096.tif 000005
【００１７】
（数３）を（数１）に代入すると、（数４）が得られる。
【００１８】
【数４】
2005317096.tif 000006
【００１９】
（数４）において、各係数ＧＨ、Ｋｔ、ｍ、ＤおよびＫｅには（数１）と同じ係数値を代入する。この（数４）より、図１０に示す等価フィルタ５１４が得られる。
【００２０】
図６はこの等価フィルタ５１４の伝達特性と光ピックアップの伝達特性を示した図であり、実線が光ピックアップの伝達特性、点線が等価フィルタ５１４の伝達特性である。特性（ａ）がゲインを示し、特性（ｂ）が位相を示す。特性（ａ）、（ｂ）ともに横軸は周波数を示し、ゲインはｄＢ値、周波数は対数で示している。特性（ａ）においてゲインの傾きが０次から２次に変化する間に、バネと接着剤の粘性で決まる一次共振と呼ばれるピークが存在する。本実施例の構成により、ディスク２の偏心による対物レンズ変位についても、ほぼ完全に推定することが可能である。このように構成することで、何らかの要因で対物レンズ８が光ピックアップ４の中心位置からずれた状態に位置しても、トラッキングエラー信号（Ａ）のオフセットをキャンセルでき情報トラック１の中心位置に光スポットが追従するように、対物レンズ８を制御することが出来る。
【００２１】
しかしながら上記のような構成では、経時変化や温度等の要因で一次共振のピークゲインが変動した際に、一次共振周波数付近でディスクを回転させた場合、一次共振のピークゲインの変動分に応じて、トラッキング制御回路１５から出力されるトラッキング駆動信号（Ｂ）の大きさが変化し、対物レンズ変位オブザーバ１７による推定したレンジシフト量も変化し、実際の対物レンズ８の光ピックアップ４の中心からのずれ量との間に誤差が生じ、情報トラックへの追従制御が不安定になる。
【００２２】
図７は従来の光学的情報記録再生装置おいて一次共振周ピークゲインが変動(2倍)し場合のトラッキングエラー信号（Ａ）とトラッキング駆動信号（Ｂ）、推定レンズシフト量（Ｃ）および補正トラッキングエラー信号（Ｄ）の時間による変化を示した図である。なお、図７の二点鎖線は外部から振動が加わったタイミングを表している。
【００２３】
まず、一次共振周波数付近でディスクを回転させるが、一次共振のピークゲインが変動していない状態での動作について説明する。
【００２４】
光ビームを情報トラック１に追従させるため、対物レンズ８はディスク２の偏心によりスピンドルモータ３の回転に同期した周期（例えばＤＶＤ−Ｒの標準速回転では４３ｍｓ〜１００ｍｓ）で光ピックアップ４の中心より変位する。そのため、ディスク２の偏心に応じたレンズシフトが発生し、トラッキングエラー信号（Ａ）はゼロにならず、そのレンズシフトによるオフセットをもって変化する。また、トラッキング駆動信号（Ｂ）は光ピックアップを情報トラック１に追従させるための制御信号であり、図示するようにディスク２の偏心に追従させるための成分と、偏心以外の情報トラック１の変動に追従させるための成分を含んでいる。
【００２５】
このトラッキング駆動信号（Ｂ）は対物レンズ変位オブザーバ１７に入力され、推定レンズシフト量（Ｃ）として出力される。オフセット補正回路１８は、その推定レンズシフト量（Ｃ）にオフセット補正係数１９を乗算してトラッキングエラー信号（Ａ）より減算して補正トラッキングエラー信号（Ｄ）をトラッキング制御回路１５に出力する。トラッキング制御ループ２０１の働きにより、この補正トラッキング信号（Ｄ）がゼロになるように装置がコントロールされている。
【００２６】
次に、一次共振周波数付近でディスクを回転させ、図１１（ａ）の２点鎖線の如く一次共振のピークゲインが変動（２倍）した状態での動作について説明する。
【００２７】
二点鎖線で示したタイミングで一次共振のピークゲインが変動（２倍）になると、情報トラック１の偏心に追従させるためのトラッキング駆動信号（Ｂ）の回転数成分は１／２の振幅になる。
【００２８】
トラッキング駆動信号（Ｂ）を対物レンズ変位オブザーバ１７に入力すると、推定したレンズシフト量は実際の１／２になってしまい、推定誤差を発生してしまう。この推定誤差を含んだ推定レンズシフト量（Ｃ）にオフセット補正係数１９を乗算してトラッキングエラー信号（Ａ）より減算すると、補正トラッキングエラー信号（Ｄ）にも推定誤差がとなってしまう。この補正トラッキングエラー信号（Ｄ）をゼロにするようにトラッキング制御ループ２０１が働くと、推定誤差の影響により対物レンズ８が情報トラック１に正しく追従できなくなり、トラッキング制御が不安定になる。
【特許文献１】特開２０００−２５１２８９号公報
【非特許文献１】木村英紀著「ディジタル信号処理と制御」昭晃堂出版）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
従来の制御では、最悪の場合、隣の情報トラックまで記録して、既に記録されていた隣接トラックのデータを破壊してしまう。また一次共振周波数が変動した場合においても、一次共振周波数の近傍でディスクを回転させた際には、偏心の追従に必要なトラッキング駆動信号の大きさおよび位相が変動して、推定誤差が生じて、トラッキング制御が不安定になるという同様の課題が発生する。
【００３０】
本発明は上記の課題を解決するために、推定した対物レンズの変位を記憶する記憶手段を設けて、ディスクの回転周波数が一次共振周波数に近い場合は、この記憶した対物レンズ変位に応じて、オフセットを補正することで、一次共振周波数およびピークゲインの変動によるレンズシフト量の推定誤差を低減し、トラッキング制御動作の安定性を向上させることを可能とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記課題を解決するために本発明による光学的情報記録再生装置は、対物レンズを含み、ディスクの記録面に光スポットを照射する光ピックアップと、光スポットと光ディスクに記録された情報トラックとのトラック位置ずれ量を検出しトラッキングエラー信号として出力するトラッキングエラー検出手段と、情報トラックを横切る方向に前記光ピックアップの対物レンズを移動させるレンズ移動手段と、トラッキングエラー信号に応じてレンズ移動手段を制御するためのトラッキング制御手段と、トラッキング制御手段の出力に基づいて、光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定する対物レンズ変位推定手段と、推定した対物レンズの変位を記憶する記憶手段と、対物レンズ変位推定手段の出力または記憶手段の出力に応じて、トラッキングエラー信号のオフセットを補正するオフセット補正手段とを具備し、オフセット補正手段は、ディスクが所定の回転数以下で回転している場合は、対物レンズ変位推定手段の出力に基づいてオフセットを補正し、ディスクが所定の回転数を越えて回転している場合は、記憶手段により記憶された対物レンズの変位にに基づいてオフセットを補正することを特徴とするものである。
【００３２】
また、本発明による他の光学的情報記録再生装置は、対物レンズを含み、ディスクの記録面に光スポットを照射する光ピックアップと、光スポットと前記光ディスクに記録された情報トラックとのトラック位置ずれ量を検出しトラッキングエラー信号として出力するトラッキングエラー検出手段と、情報トラックを横切る方向に光ピックアップの対物レンズを移動させるレンズ移動手段と、トラッキングエラー信号に応じてレンズ移動手段を制御するためのトラッキング制御手段と、トラッキング制御手段の信号から特定の周波数（例えばディスクの回転周波数）成分を除去する除去フィルタと、トラッキング制御手段の出力または除去フィルタの出力に基づいて、光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定する対物レンズ変位推定手段と、推定した対物レンズの変位の交流成分のみを抽出し記憶する記憶手段と、対物レンズ変位推定手段の出力および記憶手段の出力に応じて、トラッキングエラー信号のオフセットを補正するオフセット補正手段とを具備し、対物レンズ変位推定手段はディスクが所定の回転数以下で回転している場合は、トラッキング制御手段の出力に基づいて、光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定し、ディスクが所定の回転数を越えて回転している場合は、除去フィルタの出力に基づいて、光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定し、オフセット補正手段は、ディスクが所定の回転数以下で回転している場合は、対物レンズ変位推定手段の出力に基づいてオフセットを補正し、ディスクが所定の回転数を越えて回転している場合は、対物レンズ変位推定手段の出力と記憶手段により記憶された対物レンズの変位に基づいてオフセットを補正することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明による光学的情報記録再生装置は、、推定した対物レンズの変位を記憶する記憶手段を設けて、ディスクの回転周波数が一次共振周波数に近い場合は、この記憶した対物レンズ変位に応じて、オフセットを補正することで、一次共振周波数およびピークゲインの変動によるレンズシフト量の推定誤差を大幅に低減し、トラッキング制御動作の安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（実施の形態１）
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、前述の従来例と同じ構成、機能を有する部品には同じ番号を付与して、その説明は省略する。
【００３５】
図１は本実施例における光学的情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。図１において、レンズシフト量記憶回路２２は、対物レンズ変位オブザーバ１７により推定された推定レンズシフト量（Ｃ）を、回転位相検出回路２１により検出したスピンドルモータ３の回転位相同期して記憶し、さらに記憶したレンズシフト量をスイッチ２３へ出力するようにＣＰＵメモリ等で構成されている。
スイッチ２３は、回転周波数検出回路２０により検出したスピンドルモータ３の回転周波数に基づき、入力端子Ｑ１に入力されるレンズシフト記憶回路２２からの出力と、入力端子Ｐ１に入力される対物レンズ変位オブサーバ１７の出力信号を選択し、オフセット補正係数２１を介してオフセット補正回路１８へ出力する。
【００３６】
以上のように構成された本発明の実施例１の光学的情報記録再生装置の動作について図１および図２を用いて説明する。
【００３７】
図１において、半導体レーザ５から出た光ビームはコリメータレンズ６で平行光になり、ビームスプリッタ７、対物レンズ８を介してディスク２の情報トラック１に集光される。ディスク２からの反射光の一部を用いて、対物レンズ８により絞られた光ビームの焦点位置が常にディスク２に合うように対物レンズ８を上下方向に移動させるフォーカス制御が行われているが、フォーカス制御は本発明と直接関係しないので詳細な説明は省略する。また、ディスク２からの反射光の一部は、対物レンズ８、ビームスプリッタ７を介して２分割ＰＤ９に入射し、２分割ＰＤ９は各ＰＤで検出した光量を示す電圧を出力する。トラッキングエラー検出回路１４は、２分割ＰＤ９の各出力の差を算出し、光ビームの焦点と情報トラック１とのずれ量を表すトラッキングエラー信号（Ａ）をオフセット補正回路１８に出力する。対物レンズ変位オブザーバ１７は、トラッキング駆動信号（Ｂ）に基づきレンズシフト量を推定して、推定レンズシフト量（Ｃ）としてスイッチ２３の入力Ｐ１へ出力される。また、推定レンズシフト量（Ｃ）は、レンズシフト量記憶回路２２に出力され、光ピックアップ４の一次共振周波数近傍より低い（例えば一次共振周波数の１／２）場合にのみ、回転位相検出回路２１により検出したスピンドルモータ３の回転位相に応じて記憶されるとともに、記憶後は回転位相に応じて、スイッチ２３の入力Ｑ１へ出力される。スイッチ２３は、回転周波数検出回路２０により検出されたスピンドルモータ３の回転周波数が、光ピックアップ４の一次共振周波数近傍より低い（例えば一次共振周波数の１／２）場合は、対物レンズ変位オブザーバ１７の出力を選択し、一次共振周波数近傍より高い（例えば一次共振周波数の１／２）の場合は、レンズシフト量記憶回路２２より出力される記憶されたレンズシフト量を出力し、所定のオフセット補正係数２２（推定レンズシフト量（Ｃ）とトラッキングエラー信号（Ａ）のオフセット量との比を表す定数。例えば装置の起動時に予め学習しておくことで推定精度を向上させることが可能である。）を乗じてオフセット補正回路１８によりレンズシフトにより生じるトラッキングエラー信号（Ａ）のオフセットをキャンセルして、補正トラッキングエラー信号（Ｄ）としてトラッキング制御回路１５へ出力する。トラッキング制御回路１５は補正トラッキングエラー信号（Ｄ）が０になるように、即ち、光ビームが情報トラック１の中心に位置するようにトラッキング駆動回路１６にトラッキング駆動信号（Ｂ）を出力して、コイル１１に電流を流し、電磁力を発生させて対物レンズ８を移動させる。
【００３８】
このように構成することで、何らかの要因でピックアップ４の一次共振周波数およびピークゲインの変動が生じても、事前に記憶した対物レンズ変位に応じて、オフセットを補正することで、レンズシフト量の推定誤差を低減し、安定なトラッキング制御動作を実現できる。
【００３９】
図２は、光ピックアップ４の一次共振のピークゲインが変動（２倍）した状態において、スピンドルモータ３の回転数を一次共振周波数付近に変更する場合の、本実施例の光学的情報記録再生装置のトラッキングエラー信号（Ａ）とトラッキング駆動信号（Ｂ）、推定レンズシフト量（Ｃ）、補正トラッキングエラー信号（Ｄ）、レンズシフト量記録回路２２の出力信号（Ｅ）、スイッチ２３の出力信号（Ｆ）の時間による変化を示した図である。なお、図２の二点鎖線はスピンドルモータ３の回転数を光ピックパップ４の一次共振周波数付近に変更したタイミングを表している。
【００４０】
まず、スピンドルモータ３が光ピックアップ４の一次共振周波数（例えば６０Ｈｚ）より低い回転数（例えば２０Ｈｚ、参考ＤＶＤ−Ｒの標準速回転では１０Ｈｚ〜２３Ｈｚ）で回転している状態での動作について説明する。光ビームを情報トラック１に追従させるため、対物レンズ８はディスク２の偏心によりスピンドルモータ３の回転に同期した周期で光ピックアップ４の中心より変位する。
【００４１】
そのため、ディスク２の偏心に応じたレンズシフトが発生し、トラッキングエラー信号（Ａ）はゼロにならず、そのレンズシフトによるオフセットをもって変化する。
【００４２】
トラッキング駆動信号（Ｂ）は光ピックアップを情報トラック１に追従させるための制御信号であり、図示するようにディスク２の偏心に追従させるための成分と、偏心以外の情報トラック１の変動に追従させるための成分を含んでいる。
【００４３】
このトラッキング駆動信号（Ｂ）は、対物レンズ変位オブザーバ１７に出力され、対物レンズ変位オブザーバ１７によりレンズシフト量が推定されて推定レンズシフト量（Ｃ）としてスイッチ２３に出力され、スピンドルモータ３の回転数が光ピックアップ４の一次共振周波数より低いため、Ｐ１側の入力が選択され、推定レンズシフト量（Ｃ）が出力され、オフセット補正回路１８は、その推定レンズシフト量（Ｃ）にオフセット補正係数１９を乗算してトラッキングエラー信号（Ａ）より減算した補正トラッキングエラー信号（Ｄ）をトラッキング制御回路１５に出力する。トラッキング制御ループ２０１の働きにより、この補正トラッキング信号（Ｄ）がゼロになるように装置がコントロールされている。また、この時の推定レンズシフト量（Ｃ）は、レンズシフト量記憶回路２２にスピンドルモータ２０の回転位相に同期して記憶される。さらに一次共振周波数より低い周波数では、対物レンズ変位オブザーバ１７と光ピックアップ４との特性差（ゲインおよび位相）は極めて小さいため、推定誤差はほぼゼロである。
【００４４】
次に、スピンドルモータ３の回転数を一次共振周波数付近に変更した状態での動作について説明する。二点鎖線で示したタイミングでスピンドルモータ３の回転数を一次共振周波数付近に変更すると、光ピックアップ４の一次共振にピークゲインが２倍になっているため、トラッキング駆動信号（Ｂ）の回転数成分は図に示すが如く実際の１／２になる。そのため推定レンズシフト量（Ｃ）も１／２となる。一方、レンズシフト量記憶回路２２の出力（Ｅ）は一次共振周波数より低い周波数において記憶したレンズシフト量が、スピンドルモータ３の回転位相に同期してスイッチ２３に出力される。
【００４５】
スイッチ２３では、スピンドルモータ３の回転数が光ピックアップ４の一次共振周波数近傍のため、Ｑ１側の入力が選択され、スイッチ２３の出力（Ｅ）が出力される。オフセット補正回路１８は、その推定レンズシフト量（Ｃ）にオフセット補正係数１９を乗算してトラッキングエラー信号（Ａ）より減算した補正トラッキングエラー信号（Ｄ）をトラッキング制御回路１５に出力する。トラッキング制御ループ２０１の働きにより、この補正トラッキング信号（Ｄ）がゼロになるように装置がコントロールされている
このように、スピンドルモータ３の回転数に基づき、オフセット補正に使用するレンジシフト量を、対物レンズ変位オブザーバ１７の出力および予め記憶したレンジシフト量と切り替えることで、レンズシフト量の誤検出を大幅に減少することができる。この推定レンズシフト量（Ｃ）を用いてトラッキングエラー信号（Ａ）のオフセットを補正し、トラッキング制御を行うことで、振動が加わった場合においても、レンズシフトによるオフセットの影響を安定・高精度に除去することができ、安定な記録再生が実現できる。
【００４６】
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本実施例では、光ピックアップの伝達特性を２次の伝達関数式で表し、双一次変換によりディジタル回路による等価フィルタを使用しているが、アナログ回路を用いても同様の効果が得られる。また、レンズシフト量記憶回路２２への記憶をディスク半径位置に応じて細分化して記憶することで、補正の精度を向上させることが可能である。さらに、レンズシフトの要因としては、ディスク２の偏心のみでなく、光ピックアップ４の位置決め精度による変動量も存在するため、トラッキング制御手段の信号からディスクの回転周波数成分を除去する除去フィルタと、推定した対物レンズの変位の交流成分のみを抽出し記憶させ、対物レンズ変位推定手段はディスクが所定の回転数以下で回転している場合は、トラッキング制御手段の出力に基づいて、光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定し、ディスクが所定の回転数を越えて回転している場合は、除去フィルタの出力に基づいて、光ピックアップの光ビームの光軸の中心位置からの対物レンズの変位を推定し、オフセット補正手段は、ディスクが所定の回転数以下で回転している場合は、対物レンズ変位推定手段の出力に基づいてオフセットを補正し、ディスクが所定の回転数を越えて回転している場合は、対物レンズ変位推定手段の出力と記憶手段により記憶された対物レンズの変位に基づいてオフセットを補正することで、偏心成分だけでなく光ピックアップ４の送りむらによるレンズシフトによるオフセットの影響についても安定・高精度に除去することができ、安定な記録再生が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明による光学的情報記録再生装置は、推定した対物レンズの変位を記憶する記憶手段を設けて、ディスクの回転周波数が一次共振周波数に近い場合は、この記憶した対物レンズ変位に応じて、オフセットを補正することで、一次共振周波数およびピークゲインの変動によるレンズシフト量の推定誤差を大幅に低減し、トラッキング制御動作の安定性を向上させることができ、収束した光スポットを用いて光ディスクに信号を記録または再生する光学情報記録再生装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１における光学的情報記録再生装置の構成を示すブロック図
【図２】スピンドルモータ回転数を光ピックアップ一次共振周波数に変更した場合のトラッキングエラー信号を示した図
【図３】従来の光学的情報記録再生装置の構成を示すブロック図
【図４】対物レンズ変位が発生した際の光軸と２分割ＰＤとの位置および対物レンズ変位量に対するトラッキングエラー信号を示す図
【図５】従来の光学的情報記録再生装置の対物レンズ変位オブザーバの構成を示すブロック図
【図６】従来の光学的情報記録再生装置における光ピックアップと等価フィルタの伝達特性図
【図７】従来の光学的情報記録再生装置において一次共振周ピークゲインが変動した場合(２倍）のトラッキングエラー信号を示した図
【符号の説明】
【００４９】
１    情報トラック
２    ディスク
３    スピンドルモータ
４    光ピックアップ
５    半導体レーザ
６    コリメータレンズ
７    ビームスプリッタ
８    対物レンズ
９    ２分割ＰＤ
１０    トラッキングアクチュエータ
１１    コイル
１２    バネ
１３    磁石
１４    トラッキングエラー検出回路
１５    トラッキング制御回路
１６    トラッキング駆動回路
１７    対物レンズ変位オブザーバ
１８    オフセット補正回路
１９    オフセット補正係数
２０    回転周波数検出回路
２１    回転位相検出回路
２２    レンズシフト量記憶回路
２３    スイッチ
２０１    トラッキング制御ループ
５１４    等価フィルタ
５１６、５１７、５１８    乗算器
５１９、５２０    遅延回路
【図１】
2005317096.tif 000007
【図２】
2005317096.tif 000008
【図３】
2005317096.tif 000009
【図４】
2005317096.tif 000010
【図５】
2005317096.tif 000011
【図６】
2005317096.tif 000012
【図７】
2005317096.tif 000013