(57)【要約】【課題】感度のばらつきを正確に補正可能な光ディスク装置を提供すること。【解決手段】  光ピックアップを介して光ディスクから読み出された信号に基づき、ビームスポットの合焦点を検出するフォーカス検出手段及びこのフォーカス検出手段を用いてフォーカスサーボループのループ利得を検出するフォーカス利得検出手段を有するフォーカスサーボ制御装置と、前記ループ利得に応じてレイヤージャンプ時における前記ビームスポットと前記光ディスク面との相対的な移動速度を補正する補正手段とを有する。【選択図】図３
2007004844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップを介して光ディスクから読み出された信号に基づき、ビームスポットの合焦点を検出するフォーカス検出手段及びこのフォーカス検出手段を用いてフォーカスサーボループのループ利得を検出するフォーカス利得検出手段を有するフォーカスサーボ制御装置と、
前記ループ利得に応じてレイヤージャンプ時における前記ビームスポットと前記光ディスク面との相対的な移動速度を補正する補正手段とを有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
フォーカスアクチュエータを駆動する駆動回路の前段に設けられ、前記フォーカスサーボループのループ利得に応じて前記フォーカスアクチュエータ利得を変える利得可変手段を更に有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】
複数のレイヤーを有する光ディスクの各々レイヤーにおいて得られた前記フォーカスサーボループのループ利得に応じて各々のフォーカスエラー振幅がほぼ同じになるように調整するエラー振幅調整手段を更に有することを特徴とする請求項１または２記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記フォーカスサーボループのループ利得に応じて加速パルスまたは減速パルスを調整する加減速パルス調整手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記フォーカスサーボループのループ利得に応じて、微分利得または基準速度を調整する速度調整手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の光ディスク装置。
【請求項６】
光ピックアップを介して光ディスクから読み出された信号に基づき、ビームスポットのトラッキングエラーを検出するトラッキングエラー検出手段及びこのトラッキングエラー検出手段を用いてトラッキングサーボループのループ利得を検出するトラッキング利得検出手段を有するトラッキングサーボ制御装置と、
前記ループ利得に応じてトラックジャンプ時における前記ビームスポットと前記光ディスク面の相対的な移動速度を補正する補正手段を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
トラッキングアクチュエータを駆動する駆動回路の前段に設けられ、前記トラッキングサーボループのループ利得に応じて前記トラッキングアクチュエータ利得を変える利得可変手段を更に有することを特徴とする請求項６記載の光ディスク装置。
【請求項８】
前記トラッキングサーボループのループ利得に応じて加速パルスまたは減速パルスを調整する加減速パルス調整手段を更に有することを特徴とする請求項６または７記載の光ディスク装置。
【請求項９】
複数のレイヤーを有する光ディスクから光ピックアップを介して読み出された信号に基づいて前記光ディスクに照射されるビームスポットの合焦点を検出するフォーカス検出手段と、
このフォーカス検出手段を用いてフォーカスサーボループのループ利得を検出するフォーカス利得検出手段と、
前記フォーカス検出手段によりフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ手段と、
フォーカスサーチ時にフォーカスエラー振幅を測定するフォーカスエラー振幅測定手段と、を備え、
前記フォーカスエラー振幅測定手段により測定された前記フォーカスエラー振幅の最大値を前記フォーカスサーボループのループ利得の最小のレイヤーと対応させることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１０】
複数のレイヤーを有する光ディスクから光ピックアップを介して読み出された信号に基づいて前記光ディスクに照射されるビームスポットの合焦点を検出するフォーカス検出手段と、
このフォーカス検出手段を用いてフォーカスサーボループのループ利得を検出するフォーカス利得検出手段と、
前記フォーカス検出手段によりフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ手段と、
フォーカスサーチ時にフォーカスエラー振幅を測定するフォーカスエラー振幅測定手段と、
このフォーカスエラー振幅測定手段により測定された、前記フォーカスエラー振幅の最大値と前記フォーカスサーボループのループ利得の測定結果から、前記光ディスクの各レイヤーの反射情報を推定する反射情報推定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１１】
前記反射情報推定手段により推定された前記反射情報に基づき、各レイヤーの信号の振幅が略一定になるように調整することを特徴とする振幅調整手段を更に有することを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【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、特にその光ディスク装置に搭載される光ピックアップのアクチュエータ感度のばらつきの補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク装置のアクチュエータの感度のばらつきを補正する方法として、特許文献１、や特許文献２に記載の方法が知られている。これらの方法はフォーカス駆動増幅器を含むフォーカスアクチュエータの低域感度を、このアクチュエータを一定のスルーレートで駆動しておき光ディスク表面から情報記録面までの距離を時間間隔で得るものである。しかし、通常、例えばＣＤでは１．２±０．１ｍｍ、ＤＶＤでは０．６ｍｍ±０．０５ｍｍと、光ディスクの厚みはばらついている。また、２層ディスクのレイヤージャンプでは、フォーカスアクチュエータに加速及び減速パルスを印加して制御する、いわゆるオープン制御を行っており、ジャンプ時間は１ｍｓｅｃ程度で行う。したがって、アクチュエータで使用される周波数は１ＫＨｚ程度となり後述する慣性制動領域を使用することになる。然るに上述の方法では後述するバネ制動領域における感度しか得られず、質量により制御される慣性制動領域の感度、すなわち高域感度を得ることができないので正確な感度補正を行うことができないという、問題点がある。
【０００３】
また、特許文献３には、フォーカスエラー信号の波形を微分することによりレイヤージャンプ中の速度制御を行い光ディスクの面ぶれや層間距離の影響を低減させることが記載されている。しかしながら、フォーカスエラー信号の振幅情報を使用するのでフォーカスエラー信号の振幅がばらつくと微分で得られた速度信号も影響を受けて所定の速度制御が得られないという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−２７９６５４号公報
【特許文献２】特開２０００−１７３０６５号公報
【特許文献３】特許第３４８９７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記のような従来の光ディスク装置に搭載される光ピックアップのアクチュエータ感度のばらつきの問題点にかんがみてなされたもので、感度のばらつきを正確に補正可能な光ディスク装置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】
【０００５】
本発明の請求項１によれば、光ピックアップを介して光ディスクから読み出された信号に基づき、ビームスポットの合焦点を検出するフォーカス検出手段及びこのフォーカス検出手段を用いてフォーカスサーボループのループ利得を検出するフォーカス利得検出手段を有するフォーカスサーボ制御装置と、前記ループ利得に応じてレイヤージャンプ時における前記ビームスポットと前記光ディスク面との相対的な移動速度を補正する補正手段とを有することを特徴とする光ディスク装置を提供する。
【０００６】
本発明の請求項６によれば、光ピックアップを介して光ディスクから読み出された信号に基づき、ビームスポットのトラッキングエラーを検出するトラッキングエラー検出手段及びこのトラッキングエラー検出手段を用いてトラッキングサーボループのループ利得を検出するトラッキング利得検出手段を有するトラッキングサーボ制御装置と、前記ループ利得に応じてトラックジャンプ時における前記ビームスポットと前記光ディスク面の相対的な移動速度を補正する補正手段を有することを特徴とする光ディスク装置を提供する。
【０００７】
本発明の請求項９によれば、複数のレイヤーを有する光ディスクから光ピックアップを介して読み出された信号に基づいて前記光ディスクに照射されるビームスポットの合焦点を検出するフォーカス検出手段と、このフォーカス検出手段を用いてフォーカスサーボループのループ利得を検出するフォーカス利得検出手段と、前記フォーカス検出手段によりフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ手段と、フォーカスサーチ時にフォーカスエラー振幅を測定するフォーカスエラー振幅測定手段と、を備え、前記フォーカスエラー振幅測定手段により測定された前記フォーカスエラー振幅の最大値を前記フォーカスサーボループのループ利得の最小のレイヤーと対応させることを特徴とする光ディスク装置を提供する。
【０００８】
本発明の請求項１０によれば、複数のレイヤーを有する光ディスクから光ピックアップを介して読み出された信号に基づいて前記光ディスクに照射されるビームスポットの合焦点を検出するフォーカス検出手段と、このフォーカス検出手段を用いてフォーカスサーボループのループ利得を検出するフォーカス利得検出手段と、前記フォーカス検出手段によりフォーカスサーチを行うフォーカスサーチ手段と、フォーカスサーチ時にフォーカスエラー振幅を測定するフォーカスエラー振幅測定手段と、このフォーカスエラー振幅測定手段により測定された、前記フォーカスエラー振幅の最大値と前記フォーカスサーボループのループ利得の測定結果から、前記光ディスクの各レイヤーの反射情報を推定する反射情報推定手段とを備えることを特徴とする光ディスク装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光ピックアップのアクチュエータの感度のばらつきを正確に補正可能とし、レイヤージャンプやトラックジャンプの動作制御を精度良く行うことのできる光ディスク装置が得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する前に、本発明の特徴のいくつかを図７を用いて説明する。図７（ａ）はフォーカスサーチ動作時におけるフォーカスコイルの駆動電圧とフォーカスエラー信号電圧と光ディテクタから出力として得られる信号の関係を示した図で、図７（ｂ）は、光ディスクとしてレイヤー０、１を有する２層構造のディスクを使用した場合の対物レンズの動きに伴って得られるフォーカスエラー信号を示したものである。
【００１１】
本発明では、サーボループの応答特性を調べることにより、後述する慣性制動領域のアクチュエータ感度を測定することができ、レイヤージャンプおよびトラックジャンプにおける感度を含めてアクチュエータの感度を補正できる。例えば、２層光ディスクを考えると図７（ｂ）に示すようにレイヤー０とレイヤー１によるエラー信号の振幅L0とL1は信号面の反射率の影響を受けて、同一になるとは限らない。光ディスクの反射率は通常、２０〜３０％程度のばらつきが存在するので、各層の反射率が１．５倍（５０％）程度も異なる光ディスクがある。
【００１２】
フォーカスエラー信号の振幅を検出するには、図７（ｂ）に示すように、ピークとボトムを検出することが考えられる。しかし、層間距離は５０μｍと狭いので図７（ｂ）に示すピーク値ｄとボトム値ｅの振幅を、L0とL1とで見分けることが困難である。したがって、レイヤーL0に比較して、レイヤーＬ１のような小さな振幅を正確に検出できない、すなわちどの層の振幅であるかを判別できない。この点、本発明ではフォーカスサーボループのループ利得からフォーカスエラー信号を想定することができるので、例えばレイヤージャンプ動作時のビームスポットと光ディスク面の相対的な速度制御を正確にしかも安定に行うことができる。また、複数のレイヤー各々のサーボループ利得を調べることにより、フォーカスエラー信号の最も大きなレイヤーを検知でき、また他のレイヤーを含めて各レイヤーのループ利得からフォーカスエラー振幅をほぼ同等になるように調整可能である。
【００１３】
次に、本発明が適用される光ディスク装置の制御系の構成及びアクチュエータの感度について図１、図２、図６Cおよび図７を用いて説明する。図１は本発明一実施形態による光ディスク装置の全体構成例を示し、図２は光ピックアップのアクチュエータ機構の電気的ブロック図を示し、図６Cはアクチュエータ機構の入出力特性の領域区分を示したものである。
【００１４】
この光ディスク装置１は、ディスクモータ２により光ディスク３が回転駆動されており、この光ディスク３の一方の面に光ピックアップ４から対物レンズ５を介してレーザ光が照射され、その反射光から光ディスク３に記録されている情報が読み取られる。
【００１５】
この光ディスク装置１の制御系は、レーザ光のレーザ駆動回路１１と、反射光からの信号を増幅しフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を出力するヘッドアンプ１２と、このヘッドアンプ１２から出力するフォーカスエラー信号を増幅および位相補償するフォーカスサーボ増幅器１３ｆと、この増幅器１３ｆの出力により、光ピックアップ４のフォーカス用アクチュエータを駆動するためのフォーカス駆動信号を発生する駆動回路１４ｆと、ヘッドアンプ１２出力のトラッキングエラー信号を増幅および位相補償するトラッキングサーボ増幅器１３ｔと、この増幅器１３ｔの出力により、光ピックアップ４のトラッキング用アクチュエータを駆動するための駆動回路１４ｔと、光ピックアップ４の本体を光ディスク３の径方向に送る送りモータ１５と、この送りモータ１５や上記レーザ駆動回路１１、ヘッドアンプ１２、フォーカスサーボ増幅器１３ｆ、トラッキングサーボ増幅器１３ｔ、駆動回路１４ｆ、１４ｔを制御する制御回路１６とから成る。
【００１６】
光ディスク３は、ディスクモータ２により回転自在に構成されている、光ピックアップ４は光ディスク３の半径方向に送りモータ１５を介して自在に移動可能に構成される。光ピックアップ４に内蔵されるレーザダイオード（図示せず）はレーザ駆動回路１１により制御され、制御回路１６の制御によって所定の光出力を出射する。
【００１７】
レーザダイオードから発したレーザ光は光ピックアップ４内の光学素子を通過し対物レンズ５から出射される。対物レンズ５により集光されたレーザ光は光ディスクの情報面において集光されその後、反射される。情報面において反射されたレーザ光は対物レンズ５に戻り、光学素子を通過した後、例えば４分割された光ディテクタを有する光検出器に入射する。
【００１８】
この光検出器の出力は、後述するようにヘッドアンプ１２で増幅された後、演算処理されフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に変換される。フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号は、各々サーボ増幅器１３ｆ、１３t、駆動回路１４ｆ、１４ｔを通過して対物レンズ５をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動するように接続される。各部の制御は制御回路１６が行う。対物レンズ５を可動させるために種々のアクチュエータが用いられるが、ここでは、２軸駆動のムービングコイル式のアクチュエータを用いる場合について説明する。
【００１９】
一般的に、２軸駆動のムービングコイル式のアクチュエータ機構の構造として、対物レンズとその対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に可動させるためのフォーカス用可動コイルおよびトラッキング用可動コイル（以下、アクチュエータコイルと呼ぶ）とが一体的に構成されたレンズホルダーとなっていて、このレンズホルダーが光ピックアップ本体にダンピング材を介してバネ性を有した複数のサスペンションワイヤーでフォーカス方向およびトラッキング方向に可動可能に保持されている。
【００２０】
一方、このアクチュエータコイルと磁気回路を形成するマグネットがアクチュエータコイルに対向するようにエアーギャップ（磁気ギャップ）を介して光ピックアップ本体に取り付けられていて、アクチュエータコイルに電流を流すことによって対物レンズを、マグネットとアクチュエータコイルとの磁力作用によって、フォーカス方向およびトラッキング方向に可動するようになっている。
【００２１】
こうした構造を有する、光ピックアップのアクチュエータ機構の電気的ブロック図を、図２に示す。電圧駆動で示しているが、コイルの逆起電圧は小さいため無視している。
【００２２】
入力端子２１に駆動電圧Ｖｉｎが印加されると、この電圧はブロック２２の伝達定数１／Ｚ（Ｚ−１）で電流に変換され、駆動電流Ｉ（Ｐ）として出力される。この駆動電流Ｉ（Ｐ）は、ブロック２３においてアクチュエータコイルの巻きターン数およびマグネットの強さに比例する値の変換定数Ｋ(p)によって駆動力Ｆに変換されて出力される。この出力はブロック２５に入力され、ブロック２５の可動部の質量mに関係する変換定数１／ｍＳ２によって変移Ｘとして出力される。一方、この変移Ｘはバネ定数Ｋを有するブロック２６，およびダンピング変換定数ＤＳを有するブロック２７によって、ブロック２５の入力ポイント２４にネガティブフィードバックされる。
【００２３】
なお、ブロック２５の可動部の質量ｍはレンズホルダーの質量が主で、Ｓはラプラス演算子を示す。また、ブロック２６のバネ定数Ｋはサスペンションワイヤーのバネ定数Ｋに比例した量で、ブロック２７のダンピング変換定数ＤＳは、レンズホルダーのサスペンション系に設けられたダンピング材のダンピング定数である。
【００２４】
このアクチュエータ機構の入出力特性は、図６Ｃで示すように、バネ定数Ｋで特性がほぼ決まるバネ制動領域と、バネ定数Ｋおよび可動質量ｍで特性がほぼ決まる共振周波数ｆ０を含むダンピング領域と、可動質量ｍで特性がほぼ決まる慣性制動領域に大きく分けられる。共振周波数ｆ０はフォーカス系、トラック系とも５０〜６０Ｈｚ程度に設定されるのが一般的である。なお、共振周波数ｆ０のレスポンスはダンピング定数Ｄに左右される。
【００２５】
このようなムービングコイル式アクチュエータ機構における伝達特性のばらつきは、バネ制動領域においては、サスペンションワイヤーのバネ材の機械寸法と材質とアクチュエータコイルの抵抗、マグネットの磁力、磁気ギャップなどによって生じ、慣性制動領域においては、可動質量ｍ、コイルインピーダンス、マグネットの磁力、磁気ギャップなどによって生ずる。
【００２６】
バネ制動領域は、図７に示すようなフォーカスサーチ動作に使われたり、ディスク判別、フォーカスエラー振幅の測定などに用いられる。一方、慣性制動領域は、サーボループ利得の調整、レイヤージャンプ動作、トラックジャンプ動作に用いられる。
【００２７】
次に、本発明の一実施形態について図３乃至図９を用いて説明する。図３は本発明の一実施形態によるアクチュエータ駆動回路の構成を示したものである。このアクチュエータ駆動回路の構成は、例えば４つの光ディテクタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄから成る４分割光検出器を用い、フォーカスエラー検出には非点収差法を用い、トラッキングエラー検出には、プッシュプル法を用いた場合について述べる。
【００２８】
アクチュエータ制御回路の構成は、４分割光検出器３１から、図３に示すように各々２つの光ディテクタからの出力を受ける加算器３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、各々加算器３２ｂ，３２ｄの出力を受ける乗算器３３ｂ，３３ｄと、加算器３２ａ，乗算器３３ｂの出力を受ける減算器３４ａと、加算器３２ｃ，乗算器３３ｄの出力を受ける減算器３４ｃとをヘッドアンプ１２に備え、各減算器３４ａ，３４ｃの出力を受ける乗算器３５ａ，３５ｃと、各々乗算器３５ａ，３５ｃの出力を受ける加算器３６ａ，３６ｃと、各々加算器３６ａ，３６ｃにその発振出力を供給する発振器３７ａ，３７ｃと、加算器３６ａ，３６ｃの出力を各々入力とし、積分補償や微分補償機能を有するイコライザ３８ａ，３８ｃと、これらイコライザの出力を入力とする乗算器３９ａ，３９ｃとを前記フォーカスサーボ増幅器１３ｆおよびトラッキングサーボ増幅器１３ｔにそれぞれ備え、これらの乗算器の出力を受けて各々フォーカスアクチュエータＦＡ，とトラッキングアクチュエータＴＡを駆動する前記駆動回路１４ｆ、１４ｔに相当する駆動回路４０ａ，４０ｃと、上記乗算器３３ｂ，３３ｄ，３５ａ，３５ｃ，３９ａ，３９ｃおよび発振器３７ａ，３７ｃを制御する前記駆動回路１６に相当する制御回路４０とから成る。なお乗算器３３ｂ、３３ｄ，３５ａ，３５ｃ，３９ａ，３９ｃは、可変増幅器として説明する。
【００２９】
乗算器３３ｂは、フォーカス点を最適に調整する機能を有し、４つの光ディテクタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに受ける信号の合計が最大、すなわち光ビームのスポットが光ディスクの目的の信号部にジャストフォーカスとなるように制御回路４０により調整される。実際にはこれらの回路において発生する直流オフセットをキャンセルする直流オフセット調整部が必要であるが図３では省略している。乗算器３３ｄは、トラッキング点を調整する機能を有し、図５（ｃ）に示すトラッキングエラー信号の正負の振幅ａ，ｂが等しくなるように、制御回路４０がトラッキングエラー信号を検知して調整する。
【００３０】
図５（ａ）は、光ディスクが１層の場合のフォーカスエラー信号、図５（ｂ）は光ディスクが２層の場合のレイヤー０とレイヤー１におけるフォーカスエラー信号、図５（ｃ）はトラッキングエラー信号を示す。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）におけるＡＦ、ＡＦ０、ＡＦ１、ＡＴは各々、１層の場合のフォーカスエラー信号の振幅、２層の場合のレイヤー０，レイヤー１のフォーカスエラー信号の振幅、トラッキングエラー信号の振幅を示し、ａ,ｂはトラッキングエラー信号の正方向、負方向の振幅を示す。
【００３１】
ちなみに、図３に示す乗算器３３ｂ，３３ｄの初期値は０ｄＢであり、光ピックアップにおいてはこの初期値が光学調整の目標値である。減算器３４ａはフォーカスエラー信号ＦＥを出力し、減算器３４ｃはトラッキングエラー信号ＴＥを出力する。光ピックアップの光学調整誤差は、可変増幅機能を有する乗算器３３ｂ，３３ｄの増幅度を制御回路４０の制御によって増減させることにより、取り除くようにする。
【００３２】
減算器３４ａは光ディテクタＡと光ディテクタＤで受けた信号を加算する加算器３２ａの出力から、乗算器３３ｂの出力を減算する。乗算器３３ｂの入力は光ディテクタＢで受けた信号と光ディテクタＣで受けた信号を加算する加算器３２ｂの出力である。したがって、４分割光検出器３１に入力する光量をＰとすると、減算器３４ａの出力信号としてのフォーカスエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ））Ｐ、と表わすことができる。光量Ｐはレーザ出力光と光ディスクの反射率に比例する値となる。
【００３３】
一方、減算器３４ｃは光ディテクタＡと光ディテクタＣで受けた信号を加算する加算器３２ｃの出力から、乗算器３３ｄの出力を減算する。乗算器３３ｄの入力は光ディテクタＤと光ディテクタＢで受けた信号を加算する加算器３２ｄの出力である。したがって、減算器３４ｃの出力信号としてのトラッキングエラー信号ＴＥは、ＴＥ＝（（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ））Ｐ、と表わすことができる。
【００３４】
図４は図３の構成におけるフォーカス制御系に着目した構成を示すものである。図４において、図３における部分は同じ番号を付している。図４に示す振幅検出器４１ａ，４２ａは制御回路４０内に有するがここでは、外に出して示してある。
【００３５】
減算器３４ａ出力のフォーカスエラー信号ＦＥは、乗算器３５ａに入力され、その振幅が振幅検出器４１ａで検出され、その振幅の値に応じて制御回路４０が制御を行う。
【００３６】
乗算器３５ａは、初期の増幅率に設定されており、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すフォーカスサーチ動作を行う。図７は、フォーカスサーチ動作時におけるフォーカスコイルの駆動電圧とフォーカスエラー信号電圧と光ディテクタから出力として得られる信号の関係を示した図である。図７において図(ａ)は、フォーカスコイルに加えられる駆動電圧を示し、正の方向（図中の矢印方向）が対物レンズを光ディスクに近づける方向である。図（ｂ）は、光ディスクとしてレイヤー０、１を有する２層構造のディスクを使用した場合の対物レンズの動きに伴って得られるフォーカスエラー信号を示している。図（ｃ）はこの光ディスクから得られる全反射光信号を示し、光ディテクタＡ、Ｂ、ＣおよびＤから出力された信号の全加算信号を示す。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）とも横軸は時間軸である。  駆動電圧を負から正の方向に加えていくと、図７（ｂ）のＳｕに示す光ディスクの表面の反射に基づくフォーカスエラー信号がまず得られ、次にＬ０に示す、表面に近いレイヤー０からの信号が得られ、次にＬ１に示すレイヤー１からの反射に基づくフォーカスエラー信号が得られる。図７（ｂ）において、ｄ，ｅはレイヤー０における光ビームの反射によるピーク値とボトム値を各々示している。
【００３７】
このフォーカスサーチ動作により、図７（ｂ）に示すフォーカスエラー信号Ｓｕ、Ｌ０、およびＬ１の最大振幅を、図４に示す振幅検出器４１ａが検出し、目標値になるように、乗算器３５ａの利得が制御回路４０によって制御設定される。フォーカスエラー信号の振幅は、通常、そのピーク値とボトム値を検出することにより測定される。
【００３８】
フォーカスエラー信号の振幅が設定されたら、再びフォーカスサーチ動作を行い、焦点が合ったらフォーカスサーチ動作を停止し、フォーカスサーボをオンする。なお、図にはフォーカスサーボのオン・オフ制御部の構成は示していない。
【００３９】
フォーカスサーボループの利得は、フォーカスサーボループに、発振器３７ａの出力信号ＯＳＣ１を外乱信号として加算器３６ａに加えることにより、得られる。図６Ａに、加算器３６ａの具体的な構成例を示す。この加算器３６ａは、正入力端子が接地された演算増幅器６１と、この演算増幅器６１の負入力端子と加算器３６ａの入力端子６２との間、同じく演算増幅器６１の負入力端子と加算器３６ａの発振入力端子６３との間、そして演算増幅器６１の出力端子６４との間に各々接続された抵抗Ｒ６２、Ｒ６３，Ｒ６４とから成る。また、加算器３６ｃについても加算器３６ａと同様の構成を有する。
【００４０】
これらの抵抗Ｒ６２，Ｒ６３，Ｒ６４は等しい抵抗値を与え、加算器３６ａの利得を１としておく。この状態において、フォーカスサーボループの入力信号としての発振器３７ａの外乱信号ＯＳＣ１の振幅と、それに対するフォーカスサーボループの出力信号となる乗算器３５ａからの出力信号の振幅との比を求めることによってフォーカスサーボループの利得が得られる。
【００４１】
同様に、トラッキングサーボループの入力信号としての発振器３７ｃの外乱信号ＯＳＣ２の振幅と、それに対するトラッキングサーボループの出力信号となる乗算器３５ｃからの出力信号の振幅との比を求めることによってトラッキングサーボループの利得が得られる。なお、上記では抵抗Ｒ６２，Ｒ６３，Ｒ６４を等しい抵抗値として説明したが、異なった値を有してもループ利得を求めることができることは勿論である。
【００４２】
図６Ｂに一例として、フォーカスサーボループの閉ループ応答特性例を示す。図６Ｃに示す共振周波数ｆ０は、ほぼサーボループのカットオフ周波数なる。このため、サーボループ利得の調整やレイヤージャンプ、トラックジャンプ等の制御に使用する外乱信号周波数ｆｓは共振周波数ｆ０より高い周波数を選択する。通常はこの外乱信号周波数ｆｓとして、１．５〜２．５ｋＨｚ位の周波数が選ばれる。
【００４３】
図６Ｂにおいて、ループ応答特性６５ａ，６５ｂ，６５ｃは、サーボループ利得が高い場合、目標値に同じ場合、低い場合を各々示しており、この値は図３に示す制御回路４０が得る。このループ応答特性は、発振器３７ａの出力信号ＯＳＣ１に対する、乗算器３５ａの出力信号の周波数応答特性を示すものである。
【００４４】
加算器３６aまたは加算器３６ｃの入力信号は、フォーカスエラー信号ＦＥまたはトラッキングエラー信号ＴＥの周波数成分でありであり、制御回路４０は前記発振器と同じ周波数成分を得るために、通常、バンドパスフィルタを使用する。そのほか、発振器３７ａの出力信号と加算器３６aの入力信号との位相差によりフォーカスループ利得を得る方法もある。トラッキングループ利得も同じようにして得ることができる。
【００４５】
サーボループのループ利得の調整は、例えば図６Ｂに示すループ応答特性６５ａが得られたら、この値６５ａから値６５ｂ（目標値）を減算し、それに相当する利得だけ、乗算器３９ａの利得を低くする。あるいは、制御回路４０は、乗算器３９ａの利得を段階的に低下させていき、（６５ａ−６５ｂ）の絶対値が所定の範囲に入るまでループ制御させる方法を取る。また、ループ応答特性６５ｃが得られた場合には、上記６５ａが得られた場合と逆の操作を行う。
【００４６】
このように処理することにより、乗算器３９ａの入力から、駆動回路４０ａ、フォーカスアクチュエータＦＡの高域感度を、一定に周波数応答特性を調整することが可能となる。したがって、一連の制御を司る制御回路４０は、この調整されたフォーカスアクチュエータの高域感度を知ることになる。なぜならば、フォーカスエラー振幅とループ利得を知ることができるためである。
【００４７】
上記では、フォーカスサーボループのループ利得の調整について述べたが、トラッキングサーボループのループ利得の調整も同様に行うことができる。制御回路４０は、乗算器３３ｄを、図５（ｃ）に示すトラッキングエラー信号の正、負の振幅ａ、ｂがａ＝ｂとなるようにトラッキングエラーバランス調整する。
【００４８】
図８（ａ）〜（ｅ）にレイヤージャンプ動作における各波形の関係を示す。図８（ａ）はフォーカスエラー信号（ＦＥ）の波形、図８（ｂ）はフォーカスエラー信号の微分信号即ち速度成分（ＦＺＣＲ）信号の波形で、このＦＺＣＲ信号振幅をフォーカスエラー信号振幅で除した値（FZCR／FE）が微分利得を表す。図８（ｃ）は高周波振幅（ＲＦＲＰ）信号の波形、図８（ｄ）は乗算器３５ａから出力されるアクチュエータ駆動（ＦＯＯ）信号の波形、図８（ｅ）はフォーカスサーボＯＮ／ＯＦＦ（ＪＭＰＳＴ）信号の波形を示している。
【００４９】
フォーカスサーボがＯＮになっているとき、ＪＭＰＳＴ信号をｈｉｇｈ“Ｈ”にしてフォーカスサーボをＯＦＦする。フォーカスサーボをＯＦＦにすると同時にＦＯＯ信号を所定方向に加速させるため振幅Ｆを持つアクチュエータ駆動パルスをＴ時間、フォーカスアクチュエータコイルに出力する。そして、Ｔ時間経過後、振幅Ｂを持つブレーキ信号とするブレーキ駆動パルスをフォーカスエラー信号ＦＥがレベルＳＴに到達するまで、出力する。
【００５０】
次にＦＺＣＲ信号の逆極性の信号,ＢＲＫ信号を期間ＢＤだけ、出力する。期間ＢＤはＦＺＣＲ信号がゼロクロスする時点で終了する。このゼロクロスを検出したらＪＭＰＳＴ信号をｌｏｗ“Ｌ”にすると同時にフォーカスサーボをＯＮにする。トラッキングサーボの状態は、ＪＭＰＳＴ信号が“Ｈ”となる前にＯＦＦとし“Ｈ”となった以降にＯＮにする。
【００５１】
このとき、アクチュエータ駆動パルスの幅Ｔとブレーキ駆動パルスの振幅Ｂは、フォーカスアクチュエータの高域感度を加味しなければ光スポットのジャンプ速度の精度が悪化する。
【００５２】
また、ＢＲＫ信号が示す速度信号は、フォーカスエラー信号ＦＥの振幅に依存し、このＢＲＫ信号と速度目標との誤差分で速度制御が行われているため、フォーカスエラー信号ＦＥの変化は速度制御の速度目標が変わったことに相当する。フォーカスエラー信号ＦＥの振幅が所定値から大きくずれると速度制御が安定しない。また、そのループ利得は、フォーカスアクチュエータの高域感度に依存するので、高域感度を安定化することによって速度制御を安定化させることができ、レイヤージャンプ動作時のビームスポットと光ディスク面との相対移動速度のばらつきを、その高域感度を補正することによって実質的に補正することができる。
【００５３】
なお、図５（ａ）に示すフォーカスエラーの検出距離ｄ１は、光ピックアップに用いられる光学素子により決定されるものである。
【００５４】
図９（ａ）〜（ｃ）に１トラックジャンプ動作における各波形の関係例を示す。図９（ａ）はトラッキングエラー信号（ＴＥ）で、ＳＴＢはビームスポットが例えば光ディスクのフォワード方向（内周側から外周側に向かう方向）にジャンプするときに使用されるスタンバイレベル、ＳＴＦはその逆方向にジャンプするときに使用されるスタンバイレベルを示し、図９（ｂ）はトラッキングアクチュエータ駆動信号ＴＲＯ、図９（ｃ）はジャンプ期間信号ＪＭＰＳＴ、の各波形を示す図である。以下の制御指示は制御回路４０が行う。
【００５５】
トラッキングサーボがＯＮのとき、ＪＭＰＳＴ信号を“Ｈ”にする。トラッキングサーボをＯＦＦにすると同時に加速パルスであるＴＲＯ信号を所定方向に振幅Ｆで、トラッキングエラー信号ＴＥがゼロクロスするまで、出力する。次に振幅Ｂを持つ減速パルスを、トラッキングエラー信号がスタンバイレベルのＳＴＢレベルを上抜くまで出力する。ＴＥ信号がゼロクロスした時点において、ＪＭＰＳＴ信号をＬにすると同時にトラッキングサーボをＯＮして、１トラックジャンプを終了する。
【００５６】
このとき、加速パルスの振幅Ｆの値は、トラッキングアクチュエータの高域感度との積として加速状態が決まるので、ジャンプ時間の安定性を決定する。つまり、上述したレイヤージャンプ動作の時と同様に、高域感度がばらつくことによって生ずるトラックジャンプ時のビームスポットと光ディスク面との相対移動速度のばらつきを、その高域感度を補正することによって実質的に補正することができる。
【００５７】
ちなみに、アクチュエータ感度が高いとジャンプの加速／減速速度が上がり過ぎて安定度が低下する。逆にアクチュエータ感度が低いと、特に、光ディスクの偏芯が大きいとき、安定度が低下する。この傾向は、１回にジャンプするトラックジャンプ数が多くなるほど顕著になる。
【００５８】
また、図５（ｃ）におけるトラッキングエラー信号のゼロクロス時間Ｔ１は、トラックピッチにより決まるトラック間距離であり、振幅ＡＴを一定にした場合、Ｔ１が小さくなるとトラッキングループ利得が上がる。なお、トラックジャンプ制御部の構成図は、省略してある。
【００５９】
次に、アクチュエータ感度の測定例について、図１０を用いて説明する。図１０は図４に示した構成を用いてアクチュエータ感度を測定するためのフローチャートを示したものである。ここで説明するステップを、レイヤージャンプやトラックジャンプ動作の制御に適用する。
【００６０】
まずステップＳ１０１において、可変増幅器１、２（乗算器３５a、３９a）の予め定められた利得の初期値を設定するが、このとき、可変増幅器１はエラー信号振幅が、例えばＣＤとＣＤ−ＲＷなど光ディスクに応じて、目標の信号振幅になるように利得を設定する。但し、通常、光ピックアップのばらつきや光ディスクの反射率のばらつきがあるので、そのエラー信号振幅の平均値が目標になるように設定することが好ましい。
【００６１】
可変増幅器２は、駆動回路とアクチュエータの感度のばらつきの平均値が、図６Ｂに示す目標値のレスポンス６５ｂになるように設定することが望ましい。
【００６２】
次のステップＳ１０２において振幅検出器４１ａで初期値に設定された利得でのエラー信号振幅Ａを測定する。フォーカスエラー信号の振幅の場合、図７に示すようにフォーカスコイル駆動電圧を時間軸に対して一定レートで上昇するような信号とする。このレートは１ｓｅｃ位で１．２ｍｍ移動する程度が好ましい。ＤＶＤ２層の光ディスクでは、層間距離が５０μｍ程度であるので図７に示すＬ０とＬ１の時間間隔は４０ｍｓｅｃ相当程度になる。振幅検出器４１ａはピーク値ｄとボトム値ｅを検出して振幅情報を検出する。
【００６３】
また、トラッキングエラー信号の振幅の場合には、フォーカスＯＮの後、トラッキングサーボＯＦＦで得られる図５(c)に示すピーク値ａ，ボトム値ｂからその振幅値を得る。
【００６４】
ステップＳ１０３では、上記振幅Ａと所定の目標振幅値とを比較し、その振幅値の差Ｂを求め、制御回路４０のメモリ（図示せず）に記憶する。あるいは、エラー信号振幅値が目標値になるように可変増幅器１の利得を変更してもよい。
【００６５】
次のステップＳ１０４では、フォーカスサーボをＯＮした後に外乱信号を注入し、ステップＳ１０５ではフォーカスサーボループのループ利得Ｄを測定する。次のステップＳ１０６では、上記測定されたループ利得Ｄと、目標となる所定のループ利得とを比較してそのループ利得差Ｅを求め、制御回路４０のメモリ（図示せず）にこのループ利得差Ｅを記憶すると共にそれに応じた利得を可変増幅器２に設定する。あるいは、得られるループ利得が目標値となるようにこの可変増幅器２の利得の設定を変更する。
【００６６】
そして、ステップＳ１０７では、上記ステップＳ１０３で得られた振幅差Ｂと、またはステップＳ１０６において得られた利得差Ｅに基づいてアクチュエータの感度を算出する。
【００６７】
図１１に、図４に示した構成を用い、２層光ディスクを用いたときのフォーカスエラー信号により、その信号振幅を変更する場合のフローチャートを示す。
【００６８】
まずステップＳ１１１において、可変増幅器１，２の初期値を設定する。次に、ステップＳ１１２では、振幅検出器４１ａで各層から反射して得られるフォーカスエラー信号のうち最大エラー振幅を有する信号の振幅値Ａを測定する。次のステップＳ１１３では、この振幅値Ａを所定の目標振幅値と比較しその振幅値の差Ｂを求める。
【００６９】
ステップＳ１１４では、フォーカスサーボをＯＮにし、次のステップＳ１１５では、フォーカスサーボループのループ利得Ｇ１を測定する。そして、ステップＳ１１６では、光ディスクの層を、先に測定した利得Ｇ１の層と別の層、例えばレイヤー０からレイヤー１に変更し、ステップＳ１１７ではこの層でのフォーカスサーボループのループ利得Ｇ２を測定する。
【００７０】
次のステップＳ１１８では、上記測定された利得Ｇ１とＧ２の比Ｅを求め、ステップＳ１１９では、利得Ｇ１が利得Ｇ２より大きいかどうかを判定する。利得Ｇ１が利得Ｇ２より大きい場合には、ステップＳ１２０で利得比Ｅに応じてＧ２利得の層、例えばレイヤー１のエラー信号の振幅が大きくなるように利得を変更する。一方利得Ｇ１が利得Ｇ２より小さい場合には利得比Ｅに応じてＧ１の利得の層、例えばレイヤー０のエラー信号振幅が小さくなるように利得を変更する。いずれにしても最終的にはエラー信号振幅が略同等かつ目標振幅になるように可変増幅器の利得を設定することになる。
【００７１】
また、上記のようにフォーカスエラー信号の最大エラー振幅を有する信号の振幅値Ａが測定され、その最大エラー振幅値が測定されたディスクの層のフォーカスサーボループのループ利得Ｇ１を測定すると共に、先に測定した利得Ｇ１のディスクの層と別の層でのフォーカスサーボループのループ利得Ｇ２を測定しており、これらの測定結果からループ利得Ｇ２のディスクの層のフォーカスエラー振幅値を容易に推定することができる。
【００７２】
この推定したフォーカスエラー振幅値に基づいて各レイヤーからの信号の振幅が一定になるように調整してもう一度確認のために測定して精度を向上させてもよいが、測定せず、上記推定値に基づいてすぐ再生を行うようにしてもよい。このようにすれば、測定のための時間を短縮することができ、結果として再生までの時間短縮する効果がある。反射信号の情報に基づいて推定された上記フォーカスエラー振幅値は、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボに用いることが可能である。
【００７３】
上記のように、各レイヤーからの反射信号からフォーカスエラー振幅値を推定する回路および、この推定値に基づいて振幅が略一定になるように、振幅を調整する回路は、図示していないが、図４に示す構成では、制御回路４０に含まれる。
【００７４】
ところで、光ディスクの反射率は、例えばＤＶＤ−ＲとＤＶＤ−ＲＷのように３倍程度異なる。また、複数の層から成る光ディスクにおいては、各層で反射率が１．５倍程度異なる光ディスクがある。これらの光ディスクから反射信号を演算処理し、フォーカスエラーやトラッキングエラー、ＡＴＩＰ演算／検出、ＬＰＰ信号演算／検出、全反射レベル演算／検出を行う場合がある。これらの検出／演算を行う場合、特にアナログ演算やＡ／Ｄコンバータは、有限のダイナミックレンジで処理する必要がある。
【００７５】
したがって、予め各層のエラー信号振幅の値を知ることによって利得を変え、信号レベルが小さいときにはレベルを大きく補正するべくヘッドアンプ利得を大きくし、信号レベルが大きいときにはレベルを小さく補正するべくヘッドアンプ利得を小さくして信号レベルを調整し、上記ダイナミックレンジ内で確実にエラー信号の検出をしやすくしておくことが、検出精度を確保するために役立つ。この各レイヤーの反射率に応じた情報をできるだけ早い段階で知る手段を提供することができる。
【００７６】
例えば１層の反射率が１０％で、２層の反射率が５％であるとすると、上記の演算をする場合の利得を１層の再生では、例えば０ｄＢとし、２層の再生を６ｄＢと設定すれば、同一信号レベルでの検出処理ができる。反射率は、光検出器の出力に現れるので、フォーカスエラー信号や全反射信号などが利用できる。
【００７７】
全反射信号は加算により得られ、フォーカスエラー信号は減算により得られることからフォーカスエラー信号がノイズの点で有利である。トラッキングエラー信号も減算で得られるがトラックピッチの影響を受けるので、反射情報を得るには精度の点で劣ることになるが利用することはできる。
【００７８】
フォーカスサーボループのループ利得により反射率が推定できるとトラッキングサーボをＯＮする以前に各層の反射率の違いがわかるので、トラッキングサーボＯＮ時の精度を向上することができる効果がある。
【００７９】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変形して実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明一実施形態による光ディスク装置全体の構成を示す図。
【図２】アクチュエータ機構の電気的ブロック図。
【図３】本発明の一実施形態によるアクチュエータ駆動回路の構成を示す図。
【図４】図３の構成のうちのフォーカスサーボ系の構成を示す図。
【図５】本発明一実施形態におけるフォーカスサーボ及びトラッキングサーボの制御を説明するための図。
【図６Ａ】図４における加算器３６ａの構成例を示す図。
【図６Ｂ】サーボループの閉ループ応答特性例を示す図。
【図６Ｃ】アクチュエータの入出力特性の領域区分を示す図。
【図７】本発明一実施形態におけるフォーカスサーチを説明するための図。
【図８】本発明一実施形態におけるレイヤージャンプの場合の各波形を示す図。
【図９】１トラックジャンプの場合の波形の例を示す図。
【図１０】図４に示した構成を用いてアクチュエータ感度を測定するためのフローチャートを示す図。
【図１１】２層光ディスクを用いた光ディスク装置のフォーカスエラー信号により、その信号振幅を変更する場合のフローチャートを示す図。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・光ディスク装置、
２・・・ディスクモータ、
３・・・光ディスク、
４・・・光ピックアップ、
５・・・対物レンズ、
１１・・・レーザ駆動回路、
１２・・・ヘッドアンプ、
１３ｆ・・・フォーカスサーボ増幅器、
１３ｔ・・・トラッキングサーボ増幅器、
１４ｆ、１４ｔ・・・駆動回路、
１５・・・送りモータ、
１６，４０・・・制御回路、
２２，２３，２４，２５，２６，２７・・・構成ブロック、
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ・・・加算器、
３４ａ，３４ｃ・・・減算器、
３３ｂ，３３ｄ，３５ａ，３５ｃ，３９ａ，３９ｃ・・・乗算器、
３７ａ，３７ｃ・・・発振器、
４０ａ，４０ｂ・・・駆動回路、
６１・・・演算増幅器、
Ｒ６２、Ｒ６３，Ｒ６４・・・抵抗、
ＦＥ・・・フォーカスエラー信号、
ＴＥ・・・トラッキングエラー信号。
【図１】
2007004844.tif 000003
【図２】
2007004844.tif 000004
【図３】
2007004844.tif 000005
【図４】
2007004844.tif 000006
【図５】
2007004844.tif 000007
【図６Ａ】
2007004844.tif 000008
【図６Ｂ】
2007004844.tif 000009
【図６Ｃ】
2007004844.tif 000010
【図７】
2007004844.tif 000011
【図８】
2007004844.tif 000012
【図９】
2007004844.tif 000013
【図１０】
2007004844.tif 000014
【図１１】
2007004844.tif 000015