(57)【要約】【課題】トラッキング制御オフセットの低減。【解決手段】可変混合比ＤＰＰ方式を用いることでＳＰＰ信号の揺らぎの影響を小さくし、トラッキング制御残差を最小する。【選択図】図１
2007335048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、前記光源からの光束を複数の光束に分割する光分割素子、前記光分割素子によって分割された複数の光束を複数の光スポットとして光ディスク上に集光する対物レンズ、前記光ディスクによって反射された前記複数の光スポットを検出する光検出器、及び前記対物レンズを前記ディスクの半径方向に駆動するアクチュエータを搭載した光ヘッドと、
前記光ヘッドを前記ディスクの半径方向に駆動するスレッドモータと、
前記複数の光スポットを検出した検出信号から複数のトラッキング用スポット信号を生成する手段と、
前記複数のトラッキング用スポット信号を混合して、前記アクチュエータを駆動するトラッキング制御信号を生成する手段と、
前記複数のトラッキング用スポット信号の混合比を変更する混合比変更手段と
を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記混合比変更手段は、各トラッキング用スポット信号の揺らぎ量及びディスクの偏心量の測定値に基づいて前記混合比を決定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記混合比として予め複数の値を記憶しておき、前記混合比変更手段は前記記憶した複数の値から選択した値を用いることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記混合比変更手段は、混合比を変更するとき段階的に変更することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記複数の光スポットはメインスポットと前記メインスポットの両側に１／２トラックずらして配置された２つのサブスポットであり、前記メインスポットの検出信号から生成されるトラッキング用スポット信号を用いて前記スレッドモータを制御することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記複数の光スポットはメインスポットと前記メインスポットの両側に１／２トラックずらして配置された２つのサブスポットであり、前記複数のトラッキング用スポット信号を生成する手段は前記メインスポットの検出信号からメインプッシュプル信号を生成すると共に前記サブスポットの検出信号からサブプッシュプル信号を生成し、前記混合比変更手段は、前記光ディスクのトラックを横断するときの前記メインプッシュプル信号とサブプッシュプル信号の振幅が等しくなるようにゲイン補正を行った状態を初期状態として前記混合比を変更することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
複数の光スポットを光ディスクに照射し、その反射光検出信号からトラッキング信号を生成する光ディスク装置のトラッキング方法において、
前記複数の光スポットの反射光検出信号から生成された複数のトラック誤差信号の出力を調整して加算もしくは減算した可変混合比トラッキング信号を生成する工程と、
前記混合比を光ディスク装置の動作状態に応じて変化させる工程と、
前記可変混合比トラッキング信号を用いて前記光スポットのディスク半径方向の位置制御を行う工程と
を有することを特徴とするトラッキング方法。
【請求項８】
請求項７記載のトラッキング方法において、前記複数の光スポットはメインスポットと前記メインスポットの両側に１／２トラックずらして配置された２つのサブスポットであり、前記混合比を光ディスク装置の動作状態に応じて変化させる工程では、前記２つのサブスポットの検出信号から生成された第２のトラック誤差信号の揺らぎ量と前記複数の光スポットを前記光ディスクに集光する対物レンズのレンズシフト量を求め、前記揺らぎ量が予め定めた閾値より大きいときは、前記レンズシフトに伴う前記第２のトラック誤差信号のオフセット量を求め、当該オフセット量と前記揺らぎ量に基づいて前記混合比を決定することを特徴とするトラッキング方法。
【請求項９】
請求項７記載のトラッキング方法において、前記混合比として予め複数の値を記憶しておき、光ディスク装置の動作状態に応じて前記記憶した複数の値から選択した値を用いることを特徴とするトラッキング方法。
【請求項１０】
請求項７記載のトラッキング方法において、前記複数の光スポットはメインスポットと前記メインスポットの両側に１／２トラックずらして配置された２つのサブスポットであり、前記光スポットがＯＰＣ領域にあって再生動作を行っているときは前記２つのサブスポットの検出信号から生成されたトラック誤差信号の割合が大きくなるように前記混合比を設定し、前記光スポットがＯＰＣ領域にあって記録動作を行っているときは前記メインスポットの検出信号から生成されたトラック誤差信号の割合が大きくなるように前記混合比を設定することを特徴とするトラッキング方法。
【請求項１１】
請求項７記載のトラッキング方法において、前記混合比を変化させるときは段階的に変化させることを特徴とするトラッキング方法。
【請求項１２】
請求項７記載のトラッキング方法において、前記複数の光スポットはメインスポット及び前記メインスポットからトラック方向にずらして配置したサブスポットであり、前記可変混合比トラッキング信号を生成する工程では、前記メインスポットの反射光検出信号からメインプッシュプル信号を生成すると共に前記サブスポットの反射光検出信号からサブプッシュプル信号を生成し、初期状態として前記光ディスクのトラックを横断するときの前記メインプッシュプル信号とサブプッシュプル信号の振幅が等しくなるようにゲイン補正を行うことを特徴とするトラッキング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置に係り、特にいわゆるDifferential Push-Pull（ＤＰＰ）方式におけるトラッキング制御オフセットの低減を可能とするトラッキング信号検出方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から光ディスクのトラッキング方式として、レンズシフトによるトラッキング制御オフセット抑制効果が高いＤＰＰ方式が広く用いられている。（特開平５−５４４１５号公報）これはランドグルーブディスク方式及びグルーブ記録方式のディスクにおいて、メインスポット、第１のサブスポット、第２のサブスポットの３つのトラッキング用スポットを各々１／２トラックずらして配置し、検出した３つのプッシュプル信号の演算によりレンズシフトによるトラッキング制御信号のずれを原理的にキャンセルする方式である。これに関連して、ＤＰＰ方式を分離光学系で使う場合などでは、光軸ずれにより３つのプッシュプル信号量が変動する場合があるので、その解決として特開平５−８９４９４号公報では、ミラー部でメインスポットのプッシュプル信号とサブスポットのプッシュプル信号とのゲイン調整をする方法が提案されている。また、ランドとグルーブの反射率差の補正を行うため、特開２００２−２７９６５９号公報ではランドとグルーブの判別や媒体の判別を行い、どちらのサブスポットのプッシュプル信号を用いるかを選択している。特開平７−３２０２８７号公報では、媒体の種類により３スポット方式とＤＰＰ方式のどちらを用いるかを選ぶ切り替え機能を持たせている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−５４４１５号公報
【特許文献２】特開平５−８９４９４号公報
【特許文献３】特開２００２−２７９６５９号公報
【特許文献４】特開平７−３２０２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで２層媒体の登場で上記のような問題だけではなく、記録再生層以外の層からの反射光の漏れ込みがトラッキング制御オフセットを発生させるという問題が出てきた。また、多くのメーカーからグルーブ深さなどの光学的条件が異なる媒体が発売されるようになり、ドライブ側としては各媒体に合わせたトラッキング制御の工夫をする必要が生じている。
【０００５】
ＤＰＰ方式で多層媒体のトラッキング制御を行う際の別層からの漏れ込みについて、特開平９−１６１２９５号公報においては、別層からの迷光は信号成分を持たないＤＣ光としている。しかし、漏れ込みを記録再生層と別層との干渉によって発生するものと考えると一律に除去することはできない。
【０００６】
図２は２層ディスク再生時のプッシュプル信号測定結果を示す図であり、図２（ａ）はメインスポットでのプッシュプル信号（以下ＭＰＰ信号という）の実測値を示す図、図２（ｂ）は同じくサブスポットでのプッシュプル信号（以下ＳＰＰ信号という）の実測値を示す図である。通常のＤＰＰ方式ではＭＰＰとＳＰＰは同じ極性で振幅が等しくなるように調整し、ＤＰＰ信号を次式で定義する。
ＤＰＰ＝ＭＰＰ−ＳＰＰ                    (1)
【０００７】
図ではＭＰＰ信号とＳＰＰ信号の振幅が共に±２０ｍＶになるように調整しているが、ＭＰＰ信号の振幅が±２０ｍＶでほぼ安定しているのに対し、ＳＰＰ信号の振幅は大きく揺らいでおり、この揺らぎが式(1)に従ってＤＰＰ信号に乗ることになる。このようなＳＰＰ信号の揺らぎは、層間隔の変動や２つの層のグルーブの干渉によって生じると考えられる。
【０００８】
図３は、２層ディスクのＳＰＰ信号揺らぎの要因である層間クロストークの発生原理を模式的に表したものである。光スポットは第１層に集光し、第１層からの光検出器の３つの受光領域に集光する。この時、第２層からもディフォーカスした光が反射するので、第２層からの漏れ込み光も一緒に検出してしまう。一般にメインスポットの光量はサブスポットの光量よりも数倍大きいため、ディフォーカス層のメインスポットが記録再生層のサブスポットに干渉し、ＳＰＰ信号に揺らぎが生じることになる。
【０００９】
また、単層のディスクにおいても、Optimum Power Control（ＯＰＣ）領域でのＤＰＰ方式トラッキングが不安定になるという現象がある。図４に、シミュレーションによるＯＰＣ領域でのＤＰＰ信号を示す。左側の未記録領域のＤＰＰ振幅に比べて右側の記録済領域での振幅が減少しているのは、記録マークがあることで全体の反射率が低下するためである。記録／未記録の境界領域では、図中、○印で示すような特異点が現れる。これはメインスポットとサブスポットが反射率の異なるところを走査しているために、ＭＰＰ信号とＳＰＰ信号にアンバランスが生じることで発生する。このような特異点があることで、サーボが追従できずにトラッキングが外れてしまうのである。
【００１０】
図５に、トラッキング制御オフセットの要因として考えられるものを列挙する。メインスポットのプッシュプル、サブスポットのプッシュプルのどちらでオフセットが発生するかは（ＭＰＰ）（ＳＰＰ）で表す。要因として考えられるものは以下である。
【００１１】
１．光学系に起因するもの
(1)回折格子の調整ずれで生じるサブビーム位置ずれ（ＳＰＰ）
(2)コリメート調整、ビーム整形調整のずれ（ＭＰＰ）（ＳＰＰ）
(3)検出器位置ずれ（ＭＰＰ）（ＳＰＰ）
(4) 温度変化によるレーザや光学部品の波長ずれ（ＭＰＰ）（ＳＰＰ）
(5)寿命によるレーザや光学部品の波長ずれ（ＭＰＰ）（ＳＰＰ）
【００１２】
２．媒体に起因するもの
(1)タンジェンシャル方向のチルトによる光軸ずれ（ＭＰＰ）（ＳＰＰ）
(2)動径方向チルトによる光軸ずれ（ＭＰＰ）（ＳＰＰ）
(3)２層ディスクの層間干渉（ＳＰＰ）
(4)記録後の反射光量変化（ＭＰＰ）（ＳＰＰ）
(5)２層ディスクのグルーブ間干渉（ＳＰＰ））
【００１３】
３．サーボ系に起因するもの
(1)追従誤差（ＭＰＰ）（ＳＰＰ）
本発明は、このようなＳＰＰ信号の揺らぎやアンバランスに起因するオフセットを低減し、トラッキング制御の安定をはかることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ＳＰＰ信号の揺らぎが原因となるオフセットに対しては、ＤＰＰ信号へのＳＰＰ信号の関与を減らすことで低減できる。しかし、ＳＰＰ信号の比率を減らすとレンズシフトによるオフセットの抑制効果が少なくなってしまう。そこで、ＳＰＰ信号揺らぎがない場合には通常のＤＰＰ信号を用い、レンズシフトが十分少ない場合にはＳＰＰ信号を減らすというように、状況に応じてＭＰＰ信号とＳＰＰ信号の混合率を変えればよい。これを可変混合比ＤＰＰ方式（ＶＤＰＰ；Variable Mixing Rate DPP）と呼ぶことにする。ＶＤＰＰ信号の定義を次式に示す
ＶＤＰＰ＝αＭＰＰ−（１−α）ＳＰＰ        (2)
ここで、係数α（０≦α≦１）はＭＰＰの混合比を表し、α＝０．５のとき、ＶＤＰＰはＤＰＰと等価である。
【００１５】
ＳＰＰ信号の揺らぎの影響を小さくするために、α＞０．５とした場合、レンズシフトに起因してトラッキング制御のオフセットの抑圧効果が低下する。従って、トラッキング制御残差を最小にするように混合比αの値を学習する必要がある。可変混合比ＤＰＰ方式による適正なα値を求めるためには、(1)２層の層間漏れ込み等に伴うＳＰＰ信号の揺らぎ量、(2)レンズシフト量に伴うトラッキングオフセット量、(3)トラッキング制御残差量、をそれぞれ定量化する必要がある。
【００１６】
オフセットとゲインを調整した後のＭＰＰ信号とＳＰＰ信号を示す図６Ａを用いて、ＳＰＰ信号揺らぎ量の測定方法を述べる。この場合、理想的にはＭＰＰ信号とＳＰＰ信号は同じ信号となるから、ＳＰＰ揺らぎ量はＭＰＰ信号とＳＰＰ信号の差分であると考えてよい。定義を以下に示す。
ΔSPP＝（ＳＰＰ−ＭＰＰ）／ＳMPP        (3)
ここで、ΔSPPはある時刻におけるＳＰＰ揺らぎ量、ＳMPPはＭＰＰ信号の振幅である。
【００１７】
ΔSPPは時刻ごとに変わる量であるから、適当な期間（例えばディスク１回転の時間）の分布を測定する必要がある。図６Ｂは、ＳＰＰ揺らぎ量の分布を示す図である。これにより分布のピークが中心にないことが判った。２層ディスクの層間クロストークに伴うＳＰＰ信号漏れ込みの影響を避けるためには分布中心でなく、図のように揺らぎ量の最大値と最小値の平均値にオフセットを調整をすることが効果的と言える。この場合、ＳＰＰ揺らぎ量はＭＰＰ振幅の約６０％であった。
【００１８】
図７Ａから図７Ｃを用いて、ディスクの偏心の測定方法を説明する。図７Ａに、ディスク１回転分のＭＰＰ信号を示す。偏心量はＭＰＰ信号のトラッククロス数とディスクのグルーブピッチから、次式で求めることができる。
Ｄ＝Ｐ×Ｎ／２                            (4)
ここで、Ｄは偏心量のｐｐ値、Ｐはトラックピッチ（グルーブからグルーブまでの距離）、ＮはＭＰＰのトラッククロス数である。
【００１９】
トラッククロス数の計測はＭＰＰ信号をＡ／Ｄ変換器等でディジタル化して取り込み、ソフトウェア処理にて求めることができるが、ドライブ装置の場合にはＬＳＩに計測補助機能があることが望まれる。図７Ｂは、ディスクの偏心測定に用いられるＬＳＩの構成例を示すブロック図である。光ヘッド１１０から出力されたプッシュプル信号（ＭＰＰ信号がよい）は、オフセット・ゲイン調整回路１０にて、オフセットとゲインが調整され、ゼロクロス検出器２０にて、ゼロ点を横切るタイミングで論理パルスのレベルが変わり、そのエッジがカウンタ２１にて計数される。カウンタ２１の計測期間はスピンドルモータ１６０からの同期パルスを回転ゲート制御回路２２で受けて、ディスク１回転の期間のゲート信号が生成され、カウンタ２１の測定期間を制御する。ＣＰＵ１４０はカウンタ２１の計測数とディスクのグルーブピッチから上式を用いて偏心量を求める。ゼロクロス検出器２０の構成は、図７Ｃのようにノイズ除去のためのローパスフィルターとコンパレータから構成することができ、トラッククロス数を測定することができる。
【００２０】
図８に、偏心に伴うレンズシフトとＭＰＰ信号に発生するオフセットの関係を示す。図において、シミュレーション結果は、対物レンズの口径４ｍｍ、開口数０．８５として線形回折法により計算した結果である。図中の実測点は、ＢＤドライブ装置を用いた実測結果である。図に見られるように、偏心に追従して対物レンズがディスクの半径方向に動いて、光ビームの中心からシフトする場合に発生するＭＰＰ信号のオフセット量は、実測からでもシミュレーションからでも求めることができる。
【００２１】
図９に、トラッキング制御ゲインの調整方法を示す。適正なトラッキング制御を実施するためには、生成したＶＤＰＰ信号のサーボゲインを調整する必要がある。図において、光ヘッド１１０から出力されたＭＰＰ信号とＳＰＰ信号は、トラック誤差信号生成器３０に入力し、ＶＤＰＰ信号が生成される。トラッキングサーボ制御回路はゲイン制御器４１、位相補正フィルター４２、電流ドライバ４３から構成され、光ヘッド１１０に搭載された対物レンズアクチュエータ１１４に流す電流を制御して、光スポットのトラッキング制御を実施する。ゲイン調整時には、外乱信号生成器４４から発生した正弦波信号をＶＤＰＰ信号に加算してゲイン制御器４１に入力すると共に、エラー検出器４５にて当該周波数の抑圧残渣を測定する。これにより、外乱に対する抑圧度が適正な条件となるように、ゲイン制御器４１の設定ゲイン量を調整することができる。
【００２２】
図１０は、トラック誤差信号生成器の構成例を示す図である。８分割された光検出器１１３にてメインビームとサブビームを受光し、図示する構成の電流電圧変換アンプと差動アンプを用いることでＭＰＰ信号５１とＳＰＰ信号５２を得る。ＭＰＰ信号はトラック誤差信号生成器３０内のオフセット調整器３１により、電流電圧変換アンプによる電気的なオフセット等が補正され、所定の信号振幅が得られるように、ゲイン調整器３３により信号振幅が調整される。ＳＰＰ信号についても同様にオフセット調整器３２とゲイン調整器３４によりオフセットとゲインが調整される。加算器３５によりＭＰＰ信号とＳＰＰ信号を加算し、ＤＰＰ信号５３が出力される。
【００２３】
ＶＤＰＰ信号における混合比αの設定は、それぞれゲイン調整器３３と３４のゲイン値により設定することができる。最初にＭＰＰ信号とＳＰＰ信号の振幅が等しくなるゲイン値（Ｇ0MPP，Ｇ0SPP）を求めておけば、任意のα値を実現できる。例えば、α＝０．５の場合にはゲイン値（Ｇ0MPP，Ｇ0SPP）を用いればよく、一般のα値を使う場合には次式を用いればよい。
（ＧMPP，ＧSPP）＝（２αＧ0MPP，２（１−α）Ｇ0SPP）    (5)
【００２４】
以上で、混合比αを最適化するために必要な  （１）ＳＰＰ信号の揺らぎ量、（２）ディスクの偏心量、（３）サーボ抑圧残差量の測定ができた。これらは独立事象であるから組み合わせた場合のオフセット量σtotは次式で表すことができる。
σtot2＝σSPP2＋σLENS2＋σSERVO2      (6)
ここで、σSPPはＳＰＰの揺らぎ量、σLENSはレンズシフトに伴うオフセット量、σSERVOはサーボ抑圧残差を表す。
【００２５】
レンズシフト量は、ディスクの偏心と光ヘッドをディスク半径方向に移動するスレッドモータの追従残差量の和である。スレッドモータの追従誤差量はサーボ系の設計値を使うことができる。ＶＤＰＰ方式の場合、レンズシフトに伴うオフセット量は、混合比αによって一意的に定めることができる。すなわち、ＭＰＰ信号とＳＰＰ信号に生じるオフセット量は大きさが同じで符号が逆であって、ＤＰＰ条件（α＝０．５）でオフセットがキャンセルすることを考慮すると、
σLENS＝｜α−０．５｜×σ0LENS          (7)
ここで、σ0LENSはレンズシフトに伴うＭＰＰ信号のオフセット発生量であり、図８に示したものである。
【００２６】
図１は、混合比αの設計値を示す実験結果の図である。ここではレンズシフト量の最大値を１００μｍとして計算した。図に見られるように、混合比αが約０．８でオフセット量が最小になることが判る。当該ドライブ装置は、２層ディスクに対して全面記録／再生に成功したことがなかった。記録中にトラッキング制御がはずれてしまうからである。この結果に基づいて混合比αを０．６７（フロントエンドＬＳＩの設定仕様限界による）としたところ全面記録／再生が可能となり、本方式の有効性が実証できた。
【００２７】
光学シミュレーションのために市販ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷディスク７枚を用いて光学定数の同定を行った結果を図１７に示す。図１７（ａ）はプッシュプル信号振幅の計算値、図１７（ｂ）は８Ｔ信号変調度の計算値である。また、横軸はマークの位相、縦軸はマークとスペースの反射率比である。
【００２８】
光学シミュレーションに必要な定数は記録マークの反射率と位相の２つである。従って、データ記録領域のプッシュプル変調度（プッシュプル信号振幅／グルーブレベル）とデータ変調度（データ信号振幅／グルーブレベル）の２つを測定することによって、上の２つの未知数を同定することができる。このとき、マーク幅と溝深さを決定する必要があるが、ここでは、マーク幅を３Ｔ長４００ｎｍと仮定し、溝深さは未記録領域のプッシュプル変調度から推定した。さらに今回はプッシュプル信号の計算が主目的であるため、以下の工夫をした。サーボ系の帯域は１ｋＨｚのオーダであり、データ系の帯域に比較して約１／１０００である。従って、プッシュプル信号を計算するためには、１０００Ｔｗ以上の記録データパターンに対する平均的な計算結果を求める必要がある。これは計算規模の問題からスマートな手法とは言えない。一方、コード規則上、ＤＶＤもＢＤもデータ信号に含まれるマークとスペースの存在確率は１／２である。従って、記録部のプッシュプル信号を計算するためには、マークとスペースが１／２ずつ混在した仮想的なデータ列（仮想ランダムパターン）の反射率と位相を求めて計算に用いれば十分である。仮想ランダムパターンの反射率はマークとスペースの反射率を平均化した値として実測可能である。
【００２９】
市販ＤＶＤ±ＲＷの実測値は、プッシュプル信号振幅が０．２５程度、８Ｔ信号変調度が０．３５程度であったので、図１７（ａ）は０．２−０．３の領域が当てはまり、図１７（ｂ）では０．３−０．４５の領域が当てはまる。図１７（ａ）の０．２−０．３の領域と図１７（ｂ）の０．３−０．４５の領域同士が重なったところを図中にＲＷとして囲って示した。この領域の中ならプッシュプル信号振幅でも８Ｔ信号変調度でも実測と合うので、シミュレーションに用いたマーク位相と反射率はこの領域から取った。同様に、市販ＤＶＤ±Ｒの実測値に当てはまる領域を図中にＲとして囲って示し、シミュレーションに用いたマーク位相と反射率はこの領域から取った。
【００３０】
図中の反射率は記録部の反射率Ｒｍと未記録部の反射率Ｒｓの比で表している。反射率に関しては、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ媒体共に記録部の反射率が０．５から０．６程度に低下する。一方、位相に関してはＤＶＤ±ＲＷ媒体の位相がほぼゼロなのに対して、ＤＶＤ±Ｒ媒体では記録部の位相が約０．０２λとなった。一般的にＤＶＤ±Ｒディスクは記録後のプッシュプル信号の低下が小さいのは、記録部に溝が深くなる（プッシュプル信号が大きくなる）方向の位相を持つためであると推定される。
【００３１】
こうして求めた光学定数を用いてＯＰＣ領域における安定化の効果の光学シミュレーションを行った。図１１Ａは、ＯＰＣ領域において混合比αを変えた場合のシミュレーション結果を示す図である。αを選択することにより記録／未記録境界の特異点のみの信号波形を変えられることがわかる。これは２つのサブビームがメインビームからそれぞれ１／２トラックピッチずつ半径方向にオフセットして配置されていることから引き出される結果である。図１１Ｂに示すように特異点の信号レベルをＶＡ，ＶＢ、特異点と通常の信号レベル差をΔＡ，ΔＢとして、図１１Ｃに混合比αを変えた場合のＶＡ，ＶＢの変化を示す。再生時の引き込み動作を安定させるためにはＶＡとＶＢがほぼ等しくなるようにすればよいので、この検討条件においては、混合比αを約０．２にすれば安定する。図１１Ｄは、混合比αを変えた場合のΔＡ，ΔＢの変化を示す図である。ΔＡ，ΔＢがそれぞれ０に近くなると記録時の追従動作が安定するので、この検討条件においては混合比αを約０．６にすればよいことがわかった。
【００３２】
ここでのシミュレーション結果は、ドライブ装置を使った標準的な記録データに関するものである。従って、記録パワーや記録膜の感度が変動するケースでは、記録マークの幅が変化して、各図に破線で示すような結果となる。特にＯＰＣ領域のように記録パワーを変化させながら最適記録パワーを学習するような場合には、記録パワー変化によるマーク幅変化が顕著となり、混合比αの値が変化する。光ディスク装置に適用する場合には、こうした記録パワーの変化に対する混合比αの変動範囲を考慮した設定が必要となる。ただし、記録中はα＞０．５としてトラック中心に光スポットを走査し、再生時には、トラッキングの安定性を重視してα＜０．５とすることが良いことに変わりはない。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の提供する光ディスク装置とトラッキング方式とを用いることによってトラッキング制御性能を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下本発明の詳細を、実施例を用いて説明する。
【００３５】
図１６は、本発明の光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。光ディスク媒体１００はスピンドルモータ１６０により回転される。再生時にはＣＰＵ１４０によって指令された光強度になるようにレーザパワー／パルス制御器１２０が光ヘッド１１０内の半導体レーザ１１２に流す電流を制御してレーザ光を発生させる。レーザ光は、回折格子１１６によってメインビームと２つのサブビームに分割され、対物レンズ１１１によって集光されて光スポット１０１を光ディスク媒体１００上に形成する。光スポット１０１は、メインビームを集光したメインスポットと、２つのサブビームを集光して形成される２つのサブスポットからなり、２つのサブスポットはメインスポットの両側に１／２トラックずらして配置される。この光スポット１０１からの反射光は対物レンズ１１１を介して、光検出器１１３で検出される。光検出器は、図１０に示したように、複数に分割された光検出素子から構成されている。
【００３６】
再生信号処理回路１３０は、光ヘッド１１０で検出された信号を用いて、光ディスク媒体１００上に記録された情報を再生するとともに、ＭＰＰ信号とＳＰＰ信号を生成し、それからＶＤＰＰ信号を生成する。サーボコントローラ１５０は、フォーカス動作とトラッキング動作を行う。トラッキング動作はＶＤＰＰ信号を用いて行われる。また、フォーカス動作は、メインスポットの検出信号から生成されるフォーカス誤差信号に基づいて行われる。再生信号はメインスポットの検出信号から生成される。記録時には、レーザパワー／パルス制御器１２０は、所定の記録データを所定の記録パルス電流に変換して、パルス光が半導体レーザ１１２から出射されるように制御する。本発明のトラッキング方法に必要な回路は再生信号処理回路１３０に内蔵されている。また、上の実施例に示した混合比αの学習等の処理はＣＰＵ１４０内で保持されプログラムとして実行される。こうした構成によって本発明光ディスク装置を提供することができる。
【００３７】
先ず、トラッキング方式について説明する。図１２に、本発明の方式の２層ディスク再生時の流れ図を示す。混合比αの初期値は０．５とする。フォーカスをかけた状態でＭＰＰ信号とＳＰＰ信号を測定し、ＳＰＰ信号揺らぎ量を算出する。そしてレンズシフト量を測定する。ＳＰＰ信号揺らぎ量が閾値よりも小さい場合には、混合比αは０．５のままでトラッキングサーボをかける。ＳＰＰ信号揺らぎ量が大きい場合には、偏心によるオフセット量と揺らぎ量から最適な混合比αを求め、トラッキング制御残差を推定する。トラッキング制御残差が閾値よりも小さくなれば決定した混合比αを用いてトラッキングサーボをかける。トラッキング制御残差が閾値よりも大きい場合にはエラーとする。
【００３８】
図１３に、本発明の方式の単層ＯＰＣ領域での処理の流れ図を示す。ＳＰＰ信号揺らぎ量の算出までは図１２と同じである。現在の動作がＯＰＣ領域で行われているかどうか識別する。ＯＰＣ領域でない場合には混合比αは０．５とする。ＯＰＣ領域でかつ再生時ならば混合比αは０．５以下、例えば０．２とし、記録時ならば０．５以上、例えば０．７とする。混合比αの値は、適切な数値を予め複数記憶しておき、動作状態に応じて最適なものを選択して使用するようにすればよい。
【００３９】
図１４は、本発明の光ディスク装置に好適なサーボ制御のブロック図である。図において、ＶＤＰＰ信号による対物レンズアクチュエータの制御については前述のとおりである。ここでは、スレッドモータのサーボ制御ループについても示している。対物レンズアクチュエータによる対物レンズの駆動方向及びスレッドモータによる光ヘッドの駆動方向は、いずれもトラックを横切る方向、すなわち光ディスクの半径方向である。ＶＤＰＰ信号のオフセットがゼロに近づくようにスレッドモータを制御すると、例えば、混合比αが０．５の場合等で、レンズシフトに対して信号に発生するオフセットが小さいため、このままではスレッドモータの制御には向かない。それで、混合比αの値に依存せずに安定したスレッドモータの位置制御を実現するために、ＭＰＰ信号のオフセットがゼロに近づくようにスレッドモータの制御をするようにすればよい。つまり、偏心に敏感（オフセットが大きい）なＭＰＰでスレッドサーボをかける。
【００４０】
図１５は、本発明の光ディスク装置における混合比αの切り替えシーケンサの構成例を示す図である。本発明では、例えばＯＰＣ領域にアクセスする場合と、データを記録する場合とで適正な混合比αを切り替える必要がある。一瞬にして混合比αを変化させると、トラッキング制御が不安定になる。図では、シーケンサ１４１によりデータアレイ１４２に蓄えられたゲイン設定値を適当な時間間隔でシリアルデータ５４をトラック誤差信号生成器３０に自動転送する場合を示している。このように段階的に混合比αを変更することによって、トラッキング制御の安定性が確保される。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、３ビームでトラッキング制御をする光ディスク装置に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】混合比αの設計値を示す実験結果の図。
【図２】２層ディスク再生時のプッシュプル信号測定結果を示す図。
【図３】層間クロストークの発生原理を示す図。
【図４】ＯＰＣ領域でのＤＰＰ信号を示す図。
【図５】トラッキング制御オフセットの要因を示す図。
【図６Ａ】ＳＰＰ信号揺らぎ量の測定方法の説明図。
【図６Ｂ】ＳＰＰ揺らぎ量の分布を示す図。
【図７Ａ】ディスク１回転分のＭＰＰ信号を示す図。
【図７Ｂ】ディスクの偏心測定に用いられるＬＳＩの構成例を示すブロック図。
【図７Ｃ】ゼロクロス検出器２０の構成を示す図。
【図８】偏心に伴うレンズシフトとＭＰＰ信号との関係を示す図。
【図９】トラッキング制御ゲインの調整方法を示す図。
【図１０】トラッキング誤差信号生成器の構成例を示す図。
【図１１Ａ】ＯＰＣ領域において混合比αを変えた場合のＤＰＰ信号のシミュレーション結果を示す図。
【図１１Ｂ】特異点の定義を示す図。
【図１１Ｃ】再生時の混合比αの設計についての説明図。
【図１１Ｄ】記録時の混合比αの設計についての説明図。
【図１２】２層ディスク再生時の流れ図。
【図１３】ＯＰＣ領域での処理の流れ図。
【図１４】サーボ制御のブロック図。
【図１５】混合比αの切り替えシーケンサの構成例を示す図。
【図１６】光ディスク装置の構成例を示すブロック図。
【図１７】光学シミュレーションのための光学定数の同定を行った結果を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１０：オフセット・ゲイン調整回路、２０：ゼロクロス検出器、２１：カウンタ、２２：回転ゲート制御回路、３０：トラック誤差信号生成器、３１：オフセット調整器、３２：オフセット調整器、３３：ゲイン調整器、３４：ゲイン調整器、３５：加算器、４１：ゲイン制御器、４２：位相補正フィルター、４３：電流ドライバ、４４：外乱信号生成器、４５：エラー検出器、５１：ＭＰＰ信号、５２：ＳＰＰ信号、５３：ＤＰＰ信号、５４：シリアルデータ、１０１：光スポット、１１０：光ヘッド、１１２：半導体レーザ、１１３：光検出器、１１４：対物レンズアクチュエータ、１１６：回折格子、１３０：再生信号処理回路、１４０：ＣＰＵ、１４１：シーケンサ、１４２：データアレイ、１５０：サーボコントローラ、１６０：スピンドルモータ
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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