(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(A)  筐体内に弾性支持された基台；
(B)  前記基台上に固定されたスピンドルモータを含み、所定のトラック上にデータを記録したディスクを前記スピンドルモータにより所定の回転速度で回転させるためのディスク回転部；
(C)  前記トラックから前記データを読み取り、電気信号へ変換するためのヘッド；
(D)  前記ヘッドの読み取り位置を移動させるためのトラッキング可動部；
(E)  前記トラッキング可動部を弾性支持する支持部；
(F)  前記電気信号に基づき、前記ヘッドの読み取り位置と目標トラックとのずれ（以下、トラッキングエラーという）を検出するためのトラッキングエラー検出部；
(G)  前記基台とその上の構成要素との全体の固有振動数より前記トラッキングエラーがトラックの偏心による成分だけを含む十分に低い第一の回転数で前記ディスクを回転させ、そのとき検出された前記トラッキングエラーから前記第一の回転数に相当する周波数での変化を測定し、その変化に基づき前記トラックの偏心を測定するためのトラック偏心測定部；
(H)  前記トラックの偏心量と等しい振幅、前記トラックの偏心の向きで決まる位相、かつ前記ディスクの回転数と等しい振動数で、前記ヘッドの読み取り位置を前記ディスクの半径方向で振動させるように前記トラッキング可動部を駆動するためのトラック偏心補償部；及び、
(I)  (a)  前記第一の回転数より高い第二の回転数で前記ディスクを回転させ、同時に前記トラック偏心補償部により、前記ヘッドの読み取り位置を前記ディスクの半径方向で振動させ、(b)  そのとき検出された前記トラッキングエラーから前記第二の回転数に相当する周波数での変化の振幅を計測し、(c)  その振幅に基づき前記ディスクの偏重心による自励振動の振幅を計測する、ための自励振動振幅計測部；
を有するディスク装置。
【請求項２】
前記自励振動の振幅に基づき、前記ディスクに対する最大回転速度を決定し、その最大回転速度に応じ前記ディスク回転部を制御する、請求項１記載のディスク装置。
【請求項３】
(A)  前記第一の回転数で前記ディスクを回転させ、同時に前記トラック偏心補償部により、前記ヘッドの読み取り位置を前記ディスクの半径方向で振動させ、(B)  そのとき検出された前記トラッキングエラーから前記第一の回転数に相当する周波数での変化を再測定し、(C)  その変化に基づき前記トラックの偏心を補正する、ためのトラック偏心補正部；
を更に有する、請求項１記載のディスク装置。
【請求項４】
前記トラック偏心補正部により測定された前記第一の回転数に相当する周波数での前記トラッキングエラーの変化の振幅が所定値以下になるまで、前記トラック偏心補正部が前記トラックの偏心の補正を繰り返す、請求項３記載のディスク装置。
【請求項５】
前記ヘッドが、前記ヘッドの読み取り位置とそれに最も近い前記トラックとのずれを検出し、そのずれに応じた大きさとそのずれの向きに応じた極性とを持つトラッキングエラー信号、を前記電気信号の一つとして出力し；
前記トラッキングエラー検出部が、
(A)  前記トラッキングエラー信号に基づき、前記ヘッドの読み取り位置の前記トラックの横断（以下、トラッククロスという）を検知し、その検知ごとにトラッククロス信号を出力するためのトラッククロス検知部；及び、
(B)  前記トラッククロス信号を数えるためのカウンタ；
を含み、前記カウンタのカウントで前記トラッキングエラーを表す、
請求項１記載のディスク装置。
【請求項６】
前記カウンタが、前記ディスクの1／m回転（定数mは自然数である）ごとに前記カウントを出力する；
請求項５記載のディスク装置。
【請求項７】
前記スピンドルモータのロータの回転角を検出し、前記ロータの1／m回転（定数mは自然数である）ごとに所定のパルスを出力するパルス発生部；
を更に有する前記ディスク装置であり；
前記カウンタが、前記パルスの入力ごとに前記カウントを出力する；
請求項６記載のディスク装置。
【請求項８】
前記電気信号の内、再生信号のエンベロープに基づき前記ヘッドの読み取り位置のオフトラックを検知し、前記オフトラックの検知時での前記トラッキングエラー信号の極性に基づき前記トラッククロスの向きを判断するためのトラッククロス方向検出部、
を前記トラッキングエラー検出部が更に含む、請求項５記載のディスク装置。
【請求項９】
前記カウンタが、(A)  前記トラッククロスの向きに応じ前記トラッククロス信号のカウントを増減する第一のモードと、(B)  前記トラッククロスの向きに関わらず前記トラッククロス信号のカウントを増加する第二のモードと、を持ち；
前記トラック偏心測定部が、前記第一のモードでの前記カウンタのカウントを前記トラッキングエラーとして用い；
前記自励振動振幅計測部が、前記第二のモードでの前記カウンタのカウントを前記トラッキングエラーとして用いる；
請求項５記載のディスク装置。
【請求項１０】
前記カウンタが、(A)  前記第一のモードでは前記ディスクの1／m回転（第一の定数mは3以上の整数である）ごとに、(B)  前記第二のモードでは前記ディスクの1／n回転（第二の定数nは1以上の整数である）ごとに、前記カウントをそれぞれ出力する、
請求項９記載のディスク装置。
【請求項１１】
前記自励振動振幅計測部が、前記ディスクの一回転間での前記カウンタによるカウントを全て加算し、その総和の1／4倍に比例する値を前記自励振動の振幅とみなす、
請求項９記載のディスク装置。
【請求項１２】
前記トラッキングエラー検出部が、前記ディスクの一回転間で前記トラッククロス信号を積分するための積分部、を更に含み；
前記カウンタが、前記トラッククロスの向きに応じ前記トラッククロス信号のカウントを増減し；
前記トラック偏心測定部が、前記カウンタのカウントを前記トラッキングエラーとして用い；
前記自励振動振幅計測部が前記積分部の出力に基づき、前記第二の回転数に相当する周波数での前記トラッキングエラーの変化の振幅を計測する；
請求項５記載のディスク装置。
【請求項１３】
(A)  筐体内に支持された基台；
(B)  前記基台上に固定されたスピンドルモータを含み、所定のトラック上にデータを記録したディスクを前記スピンドルモータにより所定の回転速度で回転させるためのディスク回転部；
(C)  前記トラックから前記データを読み取り、電気信号へ変換するためのヘッド；
(D)  前記ヘッドの読み取り位置を移動させるためのトラッキング可動部；
(E)  前記トラッキング可動部を弾性支持する支持部；及び、
(F)  前記電気信号に基づき、トラッキングエラーを検出するためのトラッキングエラー検出部；
を有するディスク装置において、
(a)  前記基台とその上の構成要素との全体の固有振動数より前記トラッキングエラーがトラックの偏心による成分だけを含む十分に低い第一の回転数で前記ディスクを回転させ、前記トラッキングエラー検出するステップ；
(b)  前記第一の回転数での前記ディスクの回転時に検出された前記トラッキングエラーから前記第一の回転数に相当する周波数での変化を測定し、その変化に基づき前記トラックの偏心を測定するステップ；
(c)  前記第一の回転数より高い第二の回転数で前記ディスク回転させ、同時に、前記トラックの偏心量と等しい振幅、前記トラックの偏心の向きで決まる位相、かつ前記第二の回転数と等しい振動数で、前記ヘッドの読み取り位置を前記ディスク半径方向で振動させ、前記トラッキングエラーを検出するステップ；及び、
(d)  前記第二の回転数での前記ディスクの回転時に検出された前記トラッキングエラーから前記第二の回転数に相当する周波数での変化の振幅を計測し、その振幅に基づき前記ディスクの偏重心による自励振動の振幅を計測するステップ；
を有する、ディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項１４】
前記第一の回転数で前記ディスクを回転させ、同時に、前記トラックの偏心量と等しい振幅、前記トラックの偏心の向きで決まる位相、かつ前記第一の回転数と等しい振動数で、前記ヘッドの読み取り位置を前記ディスクの半径方向で振動させ、前記トラッキングエラーを検出するステップ；及び、
前記第一の回転数での前記ディスクの回転時に検出された前記トラッキングエラーから前記第一の回転数に相当する周波数での変化を再測定し、その変化に基づき前記トラックの偏心を補正するステップ；
を更に有する、請求項１３記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項１５】
前記トラックの偏心を補正するステップが、前記第一の回転数に相当する周波数での前記トラッキングエラーの変化の振幅が所定値以下になるまで繰り返される、請求項１４記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項１６】
前記ヘッドが、前記ヘッドの読み取り位置とそれに最も近い前記トラックとのずれを検出し、そのずれに応じた大きさとそのずれの向きに応じた極性とを持つトラッキングエラー信号、を前記電気信号の一つとして出力し；
前記トラッキングエラーを検出するステップが、
(A)  前記トラッキングエラー信号に基づきトラッククロスを検知し、その検知ごとにトラッククロス信号を出力するサブステップ；及び、
(B)  カウンタで前記トラッククロス信号を数えるサブステップ；
を含み、前記カウンタのカウントで前記トラッキングエラーが表される、
請求項１３記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項１７】
前記カウンタが、前記ディスクの1／m回転（定数mは自然数である）ごとに前記カウントを出力する；
請求項１６記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項１８】
前記スピンドルモータのロータの回転角を検出し、前記ロータの1／m回転（定数mは自然数である）ごとに所定のパルスを出力するステップ；
を更に有する前記ディスクの偏重心による自励振動の測定方法であり；
前記カウンタが、前記パルスの入力ごとに前記カウントを出力する；
請求項１７記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項１９】
前記トラッキングエラーを検出するステップが、
(A)  前記電気信号の内、再生信号のエンベロープに基づき前記ヘッドの読み取り位置のオフトラックを検知するサブステップ；及び、
(B)  前記オフトラックの検知時、前記トラッキングエラー信号の極性に基づき前記トラッククロスの向きを判断するサブステップ；
を更に含む、請求項１６記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項２０】
前記カウンタが、(A)  前記トラッククロスの向きに応じ前記トラッククロス信号のカウントを増減する第一のモードと、(B)  前記トラッククロスの向きに関わらず前記トラッククロス信号のカウントを増加する第二のモードと、を持ち；
前記トラックの偏心を測定するステップでは、前記第一のモードでの前記カウンタのカウントが前記トラッキングエラーとして用いられ；
前記自励振動の振幅を計測するステップでは、前記第二のモードでの前記カウンタのカウントが前記トラッキングエラーとして用いられる；
請求項１６記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項２１】
前記カウンタが、(A)  前記第一のモードでは前記ディスクの1／m回転（第一の定数mは3以上の整数である）ごとに、(B)  前記第二のモードでは前記ディスクの1／n回転（第二の定数nは1以上の整数である）ごとに、前記カウントをそれぞれ出力する、
請求項２０記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項２２】
前記自励振動の振幅を計測するステップで、前記ディスクの一回転間での前記カウンタによるカウントが全て加算され、その総和の1／4倍に比例する値が前記自励振動の振幅とみなされる、
請求項２１記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項２３】
前記トラッキングエラーを検出するステップが、前記ディスクの一回転間で前記トラッククロス信号を積分するサブステップを更に含み；
前記カウンタが、前記トラッククロスの向きに応じ前記トラッククロス信号のカウントを増減し；
前記トラックの偏心を測定するステップでは、前記カウンタのカウントが前記トラッキングエラーとして用いられ；
前記自励振動の振幅を計測するステップでは、前記トラッククロス信号の積分値に基づき、前記第二の回転数に相当する周波数での前記トラッキングエラーの変化の振幅が計測される；
請求項１６記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法。
【請求項２４】
請求項１３記載のディスクの偏重心による自励振動の測定方法により計測された前記自励振動の振幅に基づき、前記ディスクに対する最大回転速度を決定するステップを有する、ディスク回転速度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスクドライブ又は光ディスクドライブ等のディスク装置に関し、特に、ディスクを挿抜可能なディスク装置で、ディスクの偏重心に起因する自励振動を測定する方法、更にその振幅に応じディスクの回転速度を制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブ又は光ディスクドライブ等のディスク装置に対し、ディスクの大容量化に伴い、再生速度及び記録速度の向上がユーザから強く要望される。その要望に応えるために、近年のディスク装置では、ディスクの回転速度の更なる向上が重要な技術的課題とされる。
【０００３】
ディスクの回転速度（以下、回転数ともいう）の向上について、例えば、光ディスクドライブでは次の問題点がある：
光ディスクドライブでは光ディスクが挿抜可能である。従って、光ディスクドライブ内では、光ディスクの厳密な位置が挿入ごとに及び光ディスクごとに、わずかに変動する。その結果、光ディスクの形状の中心（以下、光ディスクの中心という）が一般に、スピンドルモータによる回転の中心（以下、光ディスクの回転中心という）からわずかにずれる。
【０００４】
ＣＤ又はＤＶＤ等の光ディスクは一般にプラスチック製である。その成形時の誤差により、中心孔の中心が光ディスクの中心からわずかにずれ、全体の厚みがわずかに不均一であり、周辺部がわずかな反りを含む。それにより、光ディスクの重心は一般に、光ディスクの中心からわずかにずれる。その他に、光ディスクの表面に貼られたラベルにより、光ディスク全体の重心が中心からずれることもある。
以上の理由により、光ディスクを光ディスクドライブへ挿入するとき、光ディスクの重心は一般に回転中心からわずかにずれる。
【０００５】
光ディスクドライブ内で光ディスクの重心が回転中心からずれることを、光ディスクの偏重心という。
光ディスクの偏重心により、スピンドルモータのシャフトには光ディスクの重心に向かう遠心力が作用する。その遠心力の向きは光ディスクと共に回転する。従って、その遠心力により、光ディスクドライブ内でスピンドルモータを固定する基台等が、光ディスクの回転数と実質的に等しい振動数で振動する。その振動を、光ディスクの偏重心による自励振動という。
【０００６】
上記の遠心力は光ディスクの回転速度の自乗に実質上比例する。従って、光ディスクの回転速度が過大なとき、光ディスクの偏重心による自励振動の振幅が著しく増大する。それにより、光ヘッドに対するサーボ制御が阻害されるので、実質的な再生速度及び記録速度が低減する。更に、再生信号の品質が劣化し、かつ記録の信頼性が低下する。その上、自励振動により光ディスク等が大きな振動音を発生し、その騒音がユーザに不快感を与える。
【０００７】
従来の光ディスク装置は光ディスクの偏重心による自励振動の振幅を計測し、その計測値に応じ光ディスクの最大回転速度を制限する。それにより、実際に挿入された光ディスクごとに、上記の自励振動を十分に低減できる範囲で最速な回転速度が、最大回転速度として決定される。
自励振動の測定方法には従来、振動センサを用いるものが知られている。その他に、特開2000−113581号公報で開示されたような振動センサを用いないものが知られている。その測定方法では、光ディスクの一回転間、光ヘッドからのレーザ光の焦点によるトラックの横断（以下、トラッククロスという）の回数がカウントされる。そのカウント（以下、トラックカウントという）を利用し、自励振動が測定される。以下、その測定方法について具体的に説明する。
【０００８】
図16は、従来の光ディスク装置900内部を模式的に示す側面図である。光ディスク装置900は内部に、例えば実質的に矩形状の保持器1を有する。その保持器1上に基台3がインシュレータ2により弾性支持される。基台3上には、スピンドルモータ4aとトラバースモータ7aとが固定される。
インシュレータ2は例えば瓢箪形状の弾性部材から成り、基台3の穴3aに嵌め込まれ、その中心を上下に貫くねじ9で保持器1へ固定される。基台3の穴3aの径はインシュレータ2の瓢箪形状の窪みの径と実質的に等しい。インシュレータ2は瓢箪形状の上下のふくらみ2aと2bとで基台3を上下に挟み、弾性支持する。それにより、外部、スピンドルモータ4a、又は光ヘッド5からの衝撃及び振動を吸収し、基台3上の構成要素、特に光ヘッド5への伝達を防ぐ。その結果、光ヘッド5に対するサーボ制御が高精度に維持される。
【０００９】
スピンドルモータ4aはシャフト4bの先端に、実質的な円盤形状のターンテーブル4cをシャフト4bと同軸に含む。光ディスクDはターンテーブル4c上に置かれ、スピンドルモータ4aによりシャフト4bの周りで矢印Aの向きに回転する。
光ヘッド5は送りねじ7bにより基台3へ固定される。トラバースモータ7aは送りねじ7bをその軸の周りで矢印Bの向きに回動させ、送り運動により光ヘッド5を送りねじ7bの長手方向C、すなわち光ディスクDの半径方向で往復運動させる。
【００１０】
光ヘッド5は内部に半導体レーザ、コリメータレンズ、立ち上げミラー、対物レンズ6、及び光検出器を含む。図16では、光ヘッド5の側面の一部が除去され、内部の対物レンズ6が示される。半導体レーザから出射されたレーザ光Lは、コリメータレンズにより平行光へ変換され、立ち上げミラーにより反射され、光ディスクDへ向かう。更に、対物レンズ6により光ディスクD内の反射層に焦点Lsを結ぶ。レーザ光Lは反射層で反射され、対物レンズ6を通し光ヘッド5内へ取り込まれ、光検出器でその光量を計測される。それにより、光ディスクDへ記録されたデータが反射光量の変化として読み出される。
【００１１】
対物レンズ6は、レンズホルダ6aにより光ヘッド5の上面に懸架される。レンズホルダ6aは、例えば片持ち梁状の支持部を含む。その支持部は、光ヘッド5の上面との接続部を固定端とする。一方、レンズホルダ6aはその支持部の自由端側に対物レンズ6を固定する。こうして、レンズホルダ6aは対物レンズ6を弾性支持する。
レンズホルダ6aは更に、光ヘッド5の上面に固定されたヨークと共に、ムービングコイルモータを構成する。それにより、対物レンズ6の位置を光ディスクDの半径方向T及び法線方向Fで調節し、レーザ光Lの焦点Lsの位置を制御する。
【００１２】
光ディスクDが偏重心を持つとき、すなわち光ディスクDの重心がその回転中心（シャフト4bの中心軸上）からずれるとき、シャフト4bは光ディスクDの重心に向かう遠心力を受ける。その遠心力の向きは、光ディスクDと共にシャフト4bの周りを一定の回転数で回転する。それにより、基台3、及びスピンドルモータ4a等、基台3上に固定された構成要素全体M（図16では破線で囲まれる部分）が励振される。こうして、光ディスクDの偏重心による自励振動が、光ディスクDの回転数と実質的に等しい振動数fで生じる。
インシュレータ2の基台3への固定位置の調整により、最も励振されやすい自励振動のモードは、光ヘッド5の移動方向Cと実質的に平行な往復振動である。その往復振動の固有振動数fmは、基台3とその上の構成要素との全体Mの総質量とインシュレータ2の弾性率とで実質的に決まる。以下、この固有振動数fmを第一の固有振動数という。第一の固有振動数fmは通常、数10Hz〜数100Hzである。光ディスクDの回転数fが第一の固有振動数fmに近いほど、光ディスクDの偏重心による自励振動の振幅は大きい。
【００１３】
対物レンズ6は上記の通りレンズホルダ6aにより弾性支持され、特に光ディスクDの半径方向Tで往復振動を生じ得る。その往復振動の固有振動数fa（以下、第二の固有振動数という）は、対物レンズ6とレンズホルダ6aとの質量の和及びレンズホルダ6aの支持部の弾性率で実質的に決まる。第二の固有振動数faは通常10kHz〜数10kHzであり、第一の固有振動数fm及び光ディスク装置900での最大回転数より十分高い（fa≫fm、f)。従って、対物レンズ6及びレンズホルダ6aは、基台3等とは異なり、上記の遠心力では励振されない。すなわち、対物レンズ6及びレンズホルダ6aでは光ディスクDの偏重心による自励振動は実質上生じない。
【００１４】
光ディスクDの偏重心による自励振動の振幅は、光ディスクDの回転数fと共に増大する。一方、対物レンズ6では光ディスクDの回転数fには関係なく、自励振動が生じない。従って、レーザ光Lの焦点Lsは、光ディスクDの回転数fに応じ、光ディスクD上で次のような軌跡を描く。
【００１５】
＜光ディスクDの回転数f≪第一の固有振動数fm＞
光ディスクDの回転数fが第一の固有振動数fmより十分低いとき、自励振動の振幅は十分に小さい。従って、基台3上の構成要素全体Mは、対物レンズ6及びレンズホルダ6aと共に実質上静止する。それ故、対物レンズ6はスピンドルモータ4aのシャフト4bに対し実質的に静止する。そのとき、レーザ光Lの焦点Lsの軌跡はスピンドルモータ4aのシャフト4bの中心、すなわち光ディスクDの回転中心を中心とする円である。
【００１６】
光ディスクD上のトラックは一般に微小なピッチ（トラックピッチ）の螺旋形である。トラックピッチはトラックと光ディスクDの回転中心との距離に比べ無視できるほど小さいので、自励振動の振幅の計測ではトラックを複数の同心円とみなす。もし、その実質的な同心円の中心（以下、トラックの中心という）が光ディスクDの回転中心と一致すれば、対物レンズ6とスピンドルモータ4aのシャフト4bとの距離を一定の目標値に維持するとき、レーザ光Lの焦点Lsの軌跡が目標トラックと実質的に一致する。
【００１７】
しかし、光ディスク装置900内では光ディスクDの中心が回転中心から一般にずれる。更に、光ディスクD上のトラックの中心自体が光ディスクDの中心からずれる場合もある。トラックの中心が光ディスクの回転中心からずれることをトラックの偏心という。更に、トラックの中心と光ディスクの回転中心とのずれの大きさ及び向きをそれぞれ、偏心量及び偏心の向きという。トラックの偏心は光ディスク装置へ挿入された光ディスクごとに実質的に一定であり、特に光ディスクの回転数に依存しない。
【００１８】
トラックの中心が光ディスクDの回転中心から偏心量αだけずれるとき、レーザ光Lの焦点Lsの軌跡は目標トラックからずれる。そのずれΔr（以下、トラッキングエラーという）は光ディスクDの回転角θにより変化する。ここで、光ディスクDの回転角θは、光ディスクD上の固定極座標での方位角である。その光ディスクD上の固定極座標は、光ディスクD上に固定され、光ディスクDの回転中心を極とし、かつトラックの偏心の向きを基準線とする。
通常、トラックの偏心量αはレーザ光Lの焦点Lsの軌跡の半径より十分に小さいので、トラッキングエラーΔrは偏心量αとcosθとの積に実質上等しい：Δr＝αcosθ。従って、トラッキングエラーΔrは、トラックの偏心量αと実質的に等しい振幅、及び光ディスクDの回転数（すなわち、自励振動の振動数）fと実質的に等しい周波数を持つ。
【００１９】
＜光ディスクDの回転数f〜第一の固有振動数fm＞
光ディスクDの回転数fが第一の固有振動数fmと同程度に高いとき、自励振動の振幅は大きい。一方、対物レンズ6及びレンズホルダ6aは励振されず、実質上静止する。それ故、対物レンズ6はスピンドルモータ4aのシャフト4bに対し光ディスクDの半径方向Tで往復振動を行う。その往復振動は、自励振動の振動数（すなわち、光ディスクDの回転数）fと実質的に等しい振動数、及び自励振動の振幅と実質的に等しい振幅を有する。それにより、レーザ光Lの焦点Lsが光ディスクDの回転中心に対し、同様な往復振動を行う。
【００２０】
レーザ光Lの焦点Lsと光ディスクDの回転中心との距離は、上記の光ディスクD上の固定極座標の半径rに相当する。そのとき、光ディスクDの半径方向Tでの往復振動は次式で表される：r＝r0＋βcos(θ＋δ)。ここで、その往復振動の中心と光ディスクDの回転中心との距離をr0、自励振動の振幅をβとする。更に、光ディスクDの回転角θに対する位相差を定数δとする。すなわち、レーザ光Lの焦点Lsが光ディスクDの回転角θ＝−δに位置する時、光ディスクDの回転中心からの距離rが最大値r0＋βに等しい。
【００２１】
レーザ光Lの焦点Lsの往復振動の中心r0が目標トラックの半径と実質的に等しいように、対物レンズ6とスピンドルモータ4aのシャフト4bとの距離を設定する。そのときトラッキングエラーΔrは、トラックの偏心による成分Δr1＝αcosθ及び対物レンズ6の往復振動（すなわち自励振動）による成分Δr2＝r−r0＝βcos(θ＋δ)の和と実質的に等しい：Δr＝Δr1＋Δr2＝αcosθ＋βcos(θ＋δ)。その結果、トラッキングエラーΔrは、光ディスクDの回転数fと実質的に等しい周波数で、正弦波的に変化する。すなわち、その振幅をγとし、光ディスクDの回転角θに対する位相差を一定値εとするとき、トラッキングエラーΔrは次式で表される：Δr＝γcos(θ＋ε)。そのとき、振幅γと位相差εとは、トラックの偏心量α、自励振動の振幅β、及び光ディスクDの回転角θに対する自励振動の位相差δにより、次式で表される：γexp(iε)＝α＋βexp(iδ)。ここで、定数iは虚数単位を表す。
【００２２】
従来の光ディスク装置900では上記の通り、光ディスクDの回転数fが第一の固有振動数fmより十分に低いとき（f≪fm)、トラッキングエラーΔrがトラックの偏心による成分Δr1だけを含む（Δr＝Δr1)。一方、回転数fが第一の固有振動数fmと同程度に高いとき（f〜fm)、トラッキングエラーΔrが、トラックの偏心による成分Δr1及び自励振動による成分Δr2の和と実質的に等しい（Δr＝Δr1＋Δr2)。特に、自励振動による成分Δr2の振幅は自励振動の振幅βと実質的に等しい。
【００２３】
従来の光ディスク装置900は自励振動の振幅βを次のように計測する：第一の固有振動数fmよりトラッキングエラーがトラックの偏心による成分だけを含む十分に低い第一の回転数f1、及びその第一の回転数f1より高い第二の回転数f2のそれぞれで、光ディスクDを回転させる。それぞれの回転時にトラッキングエラーΔrを検出し、光ディスクDの回転数に相当する周波数の成分をそれぞれ測定する。更に、測定された周波数成分の差に基づき自励振動の振幅βを計測する。
【００２４】
従来の光ディスク装置900は、具体的には以下のように自励振動の振幅βを計測する。
図17は、従来の光ディスク装置900で自励振動の振幅の計測に関する構成を示すブロック図である。
光ディスク回転部4はスピンドルモータ4aとそのドライバ4dとを含む。
ドライバ4dは、外部からの制御信号Scにより指示される回転数で、スピンドルモータ4aを駆動する。
【００２５】
光ヘッド5はレーザ光Lを光ディスクDへ照射し、その反射光量の変動を電気信号に変換し出力する。その電気信号は例えば、光ディスクDへ記録されたデータに対応する再生信号、そのエンベロープSe、及びトラッキングエラー信号Stを含む。
ここで、トラッキングエラー信号Stとは、レーザ光Lの焦点とそれに最も近いトラックとのずれを示す信号をいう。トラッキングエラー信号Stの大きさはそのずれの大きさに比例する。更に、トラッキングエラー信号Stの極性はそのずれの向きを示す。トラッキングエラー信号Stは通常、光ヘッド5に対するトラッキングサーボ制御で用いられる。例えば３スポット法では、トラッキングエラー信号は主ビームに対する二つの補助ビームの相対光量の差を示す。トラッキングエラー信号は例えば、正であるときはトラックの幅方向で外向きのずれを、負であるときはその逆向きのずれを、それぞれ示す。
光ディスク装置900が光ヘッド5に対しトラッキングサーボ制御を行うとき、トラッキングエラー信号Stに基づきレンズホルダ6aが駆動され、対物レンズ6の位置が微調整される（図16参照)。
【００２６】
トラッキングエラー検出部8は、トラッククロス検知部8a、トラッククロス方向検出部8b、及びカウンタ8cを含む。それにより、トラッキングエラー検出部8はトラッキングエラーΔrをトラックピッチの整数倍で近似する。
自励振動の振幅の計測では、次の理由により、トラッキングエラーΔrがトラックピッチの整数倍で近似されても良い：トラックの偏心によるトラッキングエラーΔrは通常、数トラック〜数十トラック程度で変動し得る。更に、選択可能な最大回転速度は一般に離散的である。例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブでは8、16、20、32、又は48倍速のいずれかである。従って、自励振動の振幅に基づく光ディスクの最大回転速度の制限を目的とするとき、自励振動の振幅の計測誤差はある程度許容され、例えばトラックの幅程度であっても良い。それ故、トラッキングエラーΔrの測定はトラッキングサーボ制御を目的とする測定ほど高精度でなくても良く、例えばトラックピッチ程度の誤差を含んでも良い。特に、実際には一本の螺旋であるトラックを、複数の同心円とみなしても良い。
【００２７】
トラッククロス検知部8aは、トラッキングエラー信号Stに基づき、レーザ光Lの焦点によるトラッククロスを検知する。例えば、トラッキングエラー信号Stの大きさが所定のレベルを超えたとき、レーザ光Lの焦点がトラックを一つ横断したとみなされる。
トラッククロス検知部8aはトラッククロスの検知ごとに、トラッククロス信号Tcをカウンタ8cへ出力する。
【００２８】
トラッククロス方向検出部8bは、再生信号のエンベロープSeの大きさに基づきレーザ光Lの焦点のオフトラックを検知する。更に、オフトラックを検知した瞬間でのトラッキングエラー信号Stの極性からトラッククロスの向きを判断する。例えば、オフトラックの発生直後、トラッキングエラー信号Stが正であればトラッククロスが外向きであり、負であれば内向きである。
トラッククロス方向検出部8bはトラッククロスの検知ごとに、トラッククロスの向きを示すトラッククロス方向信号Tdをカウンタ8cへ出力する。
【００２９】
カウンタ8cは所定のカウント期間ごとにトラッククロス信号Tcのパルス数をカウントする。ここで、トラッククロス方向信号Tdが外向きを示すとき、カウンタ8cはカウントを増やし、内向きを示すときカウントを減らす。それにより、そのカウント（トラックカウント）は、レーザ光Lの焦点について、カウント期間における光ディスクDの半径方向での変位を表したものとみなせる。特に、そのトラックカウントはレーザ光Lの焦点の変位を、光ディスクDの外周方向を正とし、かつトラックピッチの整数倍として表す。そのように符号で変位の向きを表すトラックカウントを、符号付トラックカウントという。
上記のカウント期間は例えば光ディスクDの回転周期の1／m倍に設定される。ここで、定数mは3以上の整数である。カウンタ8cはそのカウント期間の経過ごとに、符号付トラックカウントNを自励振動振幅計測部90へ出力し、カウントをリセットする。
【００３０】
自励振動振幅計測部90は、制御信号Scにより光ディスクDの回転数を光ディスク回転部4へ指示する。
それにより、まず、第一の回転数f1で光ディスクDを回転させる。そのとき、光ディスクDの1／m回転ごとにカウンタ8cから初期の符号付トラックカウントN1(k)（k＝1、2、3、…）を入力し記憶する。
次に、第二の回転数f2で光ディスクDを回転させる。そのとき、光ディスクDの1／m回転ごとにカウンタ8cから第二の符号付トラックカウントN2(k)（k＝1、2、3、…）を入力し記憶する。
ここで、いずれのカウントについても、カウント開始時、レーザ光Lの焦点が光ディスクDの回転角θ＝ζに位置する。その場合、k番目のトラックカウントが出力される時、光ディスクDはカウント開始時からk／m回転（k＝1、2、3、…）だけ回転し、レーザ光Lの焦点は光ディスクDの回転角θ(k)＝2πk／m＋ζ（k＝1、2、3、…）の位置にある。
【００３１】
自励振動振幅計測部90は更に、初期の符号付トラックカウントN1(k)と第二の符号付トラックカウントN2(k)との間でそれぞれ対応するサンプルの差（トラックカウント差）M(k)＝N2(k)−N1(k)（k＝1、2、3、…）を計算する。そのとき、トラックカウント差M(k)（k＝1、2、3、…）が、自励振動によるトラッキングエラー成分Δr2＝βcos(θ＋δ)を、次のように表す。
第一の回転数f1で光ディスクDが回転するとき、実質的なトラッキングエラーΔrはトラックの偏心による成分Δr1だけである：Δr＝Δr1＝αcosθ。レーザ光Lの焦点Lsが光ディスクD上で回転角θ(k−1)からθ(k)まで回転する間、トラッキングエラーΔrはトラックピッチTpとk番目の初期の符号付トラックカウントN1(k)との積だけ変化する：
【００３２】
N1(k)×Tp＝αcos(2πk／m＋ζ)−αcos(2π(k−1)／m＋ζ)            (1)
【００３３】
（ここで、k＝1、2、3、…)。
第二の回転数f2で光ディスクDが回転するとき、実質的なトラッキングエラーΔrはトラックの偏心による成分Δr1と自励振動による成分Δr2との和である：
Δr＝Δr1＋Δr2＝αcosθ＋βcos(θ＋δ)＝γcos(θ＋ε)。
レーザ光Lの焦点Lsが光ディスクDの回転角θで2π(k−1)／m＋ζから2πk／m＋ζまで回転する間、トラッキングエラーΔrはトラックピッチTpとk番目の第二の符号付トラックカウントN2(k)との積だけ変化する：
【００３４】
N2(k)×Tp＝γcos(2πk／m＋ζ＋ε)−γcos(2π(k−1)／m＋ζ＋ε)    (2)
【００３５】
（ここで、k＝1、2、3、…)。
式(1)及び式(2)から明らかなように、レーザ光Lの焦点Lsが光ディスクD上で回転角θ(k−1)からθ(k)まで回転する間、自励振動によるトラッキングエラー成分Δr2がk番目のトラックカウント差M(k)だけ変化する：
【００３６】
M(k)×Tp＝(N2(k)−N1(k))×Tp
＝βcos(2πk／m＋ζ＋δ)−βcos(2π(k−1)／m＋ζ＋δ)              (3)
【００３７】
（ここで、k＝1、2、3、…)。
式(3)より、自励振動の振幅βは次式(4)で計算される：
【００３８】
β／Tp
＝{M(k)2−2M(k)M(k＋1)cos(2π／m)＋M(k＋1)2}1／2
／2sin(π／m)sin(2π／m)。                                        (4)
【００３９】
特に、自励振動の振幅βのサンプルは（トラックカウント差M(k)のサンプル数)−1個だけ得られ、例えばそれらの平均により誤差を低減できる。
光ディスク装置900は、自励振動の振幅βを所定の閾値と比較する。その閾値は例えば光ディスクDの種類ごとに予め設定され、一般に複数存在する。それぞれの閾値には、それと等しい振幅での自励振動下で最適な光ディスクの最大回転速度が予め対応づけられている。光ディスク装置900は、それらの閾値との比較を通し、計測された自励振動の振幅βに対し最適な最大回転速度を決定する。
【００４０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光ディスク装置900による自励振動の振幅βの計測は、上記の通り、式(4)のような平方根を含む複雑な演算を要する。その複雑な演算について、制御プログラムは多数のステップを要するので、プログラム全体のサイズが大きく、更に計算時間が長い。
その複雑な演算は特に、第二の符号付トラックカウントN2(k)（k＝1、2、3、…)の測定後、実行された。その結果、従来の光ディスク装置900では、光ディスクDの挿入から自励振動の振幅βの計測終了まで、更に最大回転速度の決定までに長時間を要した。
【００４１】
その上、第二の符号付トラックカウントN2(k)のカウントでは、トラッククロスごとにその向きが判断されねばならなかった。しかし、第二の回転数f2は高速であるので、トラッキングエラー信号の変化、及び、オフトラックとオントラックとの切り替わりが激しい。従って、トラッククロスの向きの判断が困難であるので、自励振動の振幅βの計測精度が低減した。
例えば、再生信号のエンベロープSeは再生信号をローパスフィルタ（ＬＰＦ）により濾波して得られる。光ディスクDの回転数が上昇し再生信号の変動が激化するとき、ＬＰＦでの位相遅れが無視できないほど増大する。それ故、エンベロープSeに基づくオフトラックの検知誤差が増大し、トラッククロスの向きについての正確な判断を妨げた。
【００４２】
本発明は、ディスクの偏重心による自励振動の振幅の計測について計算時間の短縮及び計測精度の向上を実現するための自励振動測定方法、及びその自励振動測定方法を実現するディスク装置の提供を目的とする。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
本発明によるディスク装置は、
(A)  筐体内に支持された基台；
(B)  基台上に固定されたスピンドルモータを含み、所定のトラック上にデータを記録したディスクをスピンドルモータにより所定の回転速度で回転させるためのディスク回転部；
(C)  トラックからデータを読み取り、電気信号へ変換するためのヘッド；
(D)  ヘッドの読み取り位置を移動させるためのトラッキング可動部；
(E)  トラッキング可動部を弾性支持する支持部；
(F)  上記の電気信号に基づき、ヘッドの読み取り位置と目標トラックとのずれ（以下、
トラッキングエラーという）を検出するためのトラッキングエラー検出部；
(G)  基台とその上の構成要素との全体の固有振動数よりトラッキングエラーがトラックの偏心による成分だけを含む十分に低い第一の回転数でディスクを回転させ、そのとき検出されたトラッキングエラーから第一の回転数に相当する周波数での変化を測定し、その変化に基づきトラックの偏心を測定するためのトラック偏心測定部；
(H)  トラックの偏心量と等しい振幅、トラックの偏心の向きで決まる位相、かつディスクの回転数と等しい振動数で、ヘッドの読み取り位置をディスクの半径方向で振動させるようにトラッキング可動部を駆動するためのトラック偏心補償部；及び、
(I)  (a)  第一の回転数より高い第二の回転数でディスクを回転させ、同時にトラック偏心補償部により、ヘッドの読み取り位置をディスクの半径方向で振動させ、
(b)  そのとき検出されたトラッキングエラーから第二の回転数に相当する周波数での変化の振幅を計測し、
(c)  その振幅に基づき、ディスクの偏重心による自励振動の振幅を計測する、ための自励振動振幅計測部；
を有する。
【００４４】
ディスク装置は、磁気ディスク、光ディスク、又は光磁気ディスク等のディスク状記録媒体（ディスク）に対し、データの読み出し及び／又は書き込みを実行するための装置である。例えばハードディスクドライブ又は光ディスクドライブが相当する。
ハードディスクドライブでは、磁気ヘッドが磁気ディスク上の磁化パターンからデータを読み出す。そのとき、磁気ヘッドの読み取り位置は、磁気ヘッドの中心に対向する磁気ディスクの部分に相当する。更に、トラッキング可動部は、先端に磁気ヘッドを保持し、磁気ディスクの半径方向で移動させるためのスイングアームに相当する。
【００４５】
光ディスクドライブでは、光ヘッドが光ディスク上の光反射率の変化パターンからデータを読み出す。そのとき、光ヘッドの読み取り位置は、光ヘッドから光ディスクへ照射されるレーザ光の焦点の位置に相当する。更に、トラッキング可動部は、その機械的動作により光ディスク上のレーザ光の焦点を光ディスクの半径方向で移動させるための構造、例えば光ヘッドの対物レンズに相当する。
【００４６】
ディスクのトラックは実質的な同心円形状であり、半径に比べ無視できるほど微小なトラックピッチを持つ。トラックは例えば、ハードディスク及びフレキシブルディスク等の磁気ディスクでは複数の同心円から成る。一方、ＣＤ及びＤＶＤ等の光ディスクでは一本の螺旋から成る。そのとき、実質的な同心円の中心をトラックの中心という。
トラックの偏心とは、トラックの中心がディスクの回転中心からずれることをいう。そのずれの大きさ及び向きをそれぞれ、偏心量及び偏心の向きという。
ディスクの偏重心とは、ディスク装置内でディスクの重心がディスク回転部のスピンドルモータによる回転の中心（以下、ディスクの回転中心という）からずれることをいう。
【００４７】
上記のディスク装置では、基台が筐体内で支持され、その基台へトラッキング可動部が支持部により弾性支持される。それにより、基台とそれに固定された構成要素全体（以下、基台上の構成要素全体という)、トラッキング可動部、及び支持部が連成振動系を構成する。ここで、基台は、筐体へ直接接続されても、例えばゴム又はバネ等の弾性体から成る緩衝部材により弾性支持されても良い。特に、基台が筐体へ直接接続されるとき、その接続は通常完全な固定ではあり得ないので、基台が筐体に対し振動し得る。更に、上記のディスク装置がパーソナルコンピュータ等に内蔵されるものであるとき、上記の基台をディスク装置の筐体と、上記の筐体をパーソナルコンピュータ等の筐体と、それぞれ読み替えても良い。
上記の連成振動系では一般に、基台上の構成要素全体の固有振動数がディスク装置での最大回転数と同程度である。一方、トラッキング可動部の固有振動数が一般に、基台上の構成要素全体の固有振動数及びディスク装置での最大回転数より十分に高い。
【００４８】
ディスクの回転時、ディスクの偏重心により、スピンドルモータのシャフトには、ディスクの重心に向かう遠心力が作用する。その遠心力の向きはディスクと共に回転する。その遠心力により、上記の連成振動系の内、基台上の構成要素全体が筐体に対し、ディスクの回転数と実質的に等しい振動数で振動する。その振動を、ディスクの偏重心による自励振動という。
一方、トラッキング可動部は上記の遠心力によっては励振されず、すなわち実質的な自励振動を生じない。
【００４９】
十分に低速な第一の回転数でのディスクの回転時、基台上の構成要素全体に生じる自励振動の振幅は十分に低い。それ故、基台上の構成要素全体はトラッキング可動部と共に、筐体に対し実質上静止する。そのとき、トラッキング可動部はディスクの回転中心に対し静止する。従って、トラッキングエラーは、トラックの偏心量と実質的に等しい振幅で、かつ第一の回転数と実質的に等しい周波数で変化する。それ故、そのトラッキングエラーの変化に基づき、トラック偏心測定部はトラックの偏心を測定し、特に、偏心量及び偏心の向きを計測できる。その計測では、トラッキングエラー検出部によるトラッキングエラーの高精度な検出、及びトラック偏心測定部による複雑な演算が要求される。しかし、第一の回転数は十分に低いので、トラッキングエラーの高精度な検出が比較的容易である。更にトラッキングエラーの変化が比較的遅いので、偏心量等の計測とトラッキングエラーの検出との並行処理が容易に実行できる。
【００５０】
トラック偏心測定部により測定されたトラックの偏心に基づき、トラック偏心補償部はヘッドの読み取り位置を上記の通り振動させる。すなわち、その振動はトラックの偏心量と実質的に等しい振幅、トラックの偏心の向きで実質的に決まる位相、かつディスクの回転数と実質的に等しい振動数を持つ。特に、その振動による変位はトラックの偏心の向きで最大である。それにより、ディスクが第一の回転数と同程度で低速回転するとき、トラックの偏心によるトラッキングエラーが実質上相殺され、ヘッドの読み取り位置が目標トラックを追従する。
【００５１】
第一の回転数より高い第二の回転数でのディスクの回転時、ディスクの偏重心により基台に作用する遠心力が基台上の構成要素全体を励振する。その結果、基台上の構成要素全体は第二の回転数と実質的に等しい振動数で自励振動を行う。一方、上記の遠心力はトラッキング可動部を実質上励振しない。従って、トラッキング可動部は筐体に対し、トラック偏心補償部による上記の振動だけを行う。それ故、トラッキング可動部はディスクの回転中心に対し、トラック偏心補償部による振動と自励振動との合成振動を行う。
【００５２】
その結果、トラッキングエラー検出部により検出されるトラッキングエラーでは、トラックの偏心による成分がトラッキング可動部の振動で相殺され、自励振動による成分だけが残る。従って、自励振動振幅計測部はそのトラッキングエラーの振幅から直接、自励振動の振幅を計測できる。その計測は振幅のみを対象とするので、その計測に要する演算はトラック偏心測定部での演算より単純でかつ高速である。従って、高速な第二の回転数でのディスクの回転時でも、その演算は比較的高精度で実行され得る。
こうして、自励振動の振幅の計測処理が簡素化されるので、そのプログラムのサイズを低減できる。更に、その計測時間が短縮されるので、ディスクを高速な第二の回転数で回転させる時間が従来のディスク装置より短縮できる。従って、自励振動の振幅の計測時、その振動による騒音を低減し、ディスク装置に加わる負担を軽減できる。
【００５３】
上記のディスク装置が、自励振動の振幅に基づき、ディスクに対する最大回転速度を決定し、その最大回転速度に応じディスク回転部を制御しても良い。それにより、実際に設置されたディスクに応じ、自励振動を十分に抑制できる範囲で最大の回転速度を柔軟に決定できる。
【００５４】
(A)  第一の回転数でディスクを回転させ、同時に、トラック偏心補償部によりヘッドの読み取り位置をディスクの半径方向で振動させ、(B)  そのとき検出されたトラッキングエラーから第一の回転数に相当する周波数での変化を再測定し、(C)  その変化に基づきトラックの偏心を補正する、ためのトラック偏心補正部；
を上記のディスク装置が更に有しても良い。
【００５５】
トラッキングエラー検出部により検出されたトラッキングエラーは、一般にノイズを含む。そのノイズが過大なとき、トラック偏心測定部により測定されたトラックの偏心は過大な誤差を含む。そのとき、トラック偏心補償部によるヘッドの読み取り位置の振動が、トラックの偏心によるトラッキングエラーを相殺しきれない。上記のディスク装置では、その非相殺部分が相殺されるように、測定されたトラックの偏心がトラック偏心補正部により補正される。従って、トラック偏心補償部によるヘッドの読み取り位置の振動がトラックの偏心によるトラッキングエラーを高精度で相殺でき、自励振動の振幅の計測に対する信頼性を向上できる。
【００５６】
トラック偏心補正部による補正処理は十分に低速な第一の回転数でのディスクの回転時に行われる。従って、高精度な補正が比較的容易に実現できる。更に、第一の回転数と実質的に等しい周波数でのトラッキングエラーの変化が所定値以下の振幅を持つまで、トラック偏心補正部がトラックの偏心の補正を繰り返しても良い。ディスクの回転が十分に低速であるので、補正処理に要する時間が延長されても、振動による騒音及びディスク装置の負担を抑制できる。
【００５７】
上記のディスク装置では、ヘッドが、その読み取り位置とそれに最も近いトラックとのずれを検出し、そのずれに応じた大きさとそのずれの向きに応じた極性とを持つトラッキングエラー信号、を電気信号の一つとして出力し、トラッキングエラー検出部が、
(A)  トラッキングエラー信号に基づき、ヘッドの読み取り位置のトラックの横断（以下、トラッククロスという）を検知し、その検知ごとにトラッククロス信号を出力するためのトラッククロス検知部；及び、
(B)  トラッククロス信号を数えるためのカウンタ；
を含み、カウンタのカウントでトラッキングエラーを表しても良い。
【００５８】
トラッキングエラー信号は好ましくは、トラッキングサーボ制御でのものである。例えば、光ディスク装置でのトラッキングサーボ制御方法の内、３スポット法では、トラッキングエラー信号は主ビームに対する二つの補助ビームの相対光量の差を示す。その他に、トラッキングエラー信号は、プッシュプル法又は光揺動法でのものでも良い。
【００５９】
上記のディスク装置では、トラッキングエラーがトラックピッチの整数倍に丸められ、一トラックの幅程度の誤差を含む。しかし、トラックの偏心量及び自励振動の振幅は一般に、数トラック〜数十トラック程度の大きさを持つ。更に、自励振動の振幅の計測ではトラックが実質的な同心円とみなされる。従って、トラッキングエラーの検出精度は一トラックの幅程度で良いので、トラッキングエラーがトラックピッチの整数倍に丸められても良い。
【００６０】
トラッククロスは、例えばトラッキングエラー信号と所定の閾値との比較だけで検知できる。特に、トラッキングエラー信号に対する詳細な測定を要しないので、ノイズによる検知誤差が小さい。従って、トラッククロスの検知を用いたトラッキングエラーの検出処理は、高速でかつ高精度で実行できる。
【００６１】
上記のディスク装置では、好ましくは、カウンタがディスクの1／m回転（定数mは自然数）ごとにカウントを出力する。具体的には、例えば、
スピンドルモータのロータの回転角を検出し、ロータの1／m回転ごとに所定のパルスを出力するパルス発生部；
を更に上記のディスク装置が有し；
カウンタがそのパルスの入力ごとにカウントを出力しても良い。ここで、パルス発生部は好ましくは、ホール素子による磁界センサを含む。その他に、タコジェネレータ、レゾルバ、又はエンコーダを含んでも良い。
上記のディスク装置は、カウンタによるカウントの出力タイミングをディスクの回転角に基づき決定する。それにより、例えば一定のクロックに基づく決定とは異なり、ディスクの回転速度の変動がトラッキングエラーとディスクの回転角との対応を狂わせない。
【００６２】
上記のディスク装置では、
電気信号の内、再生信号のエンベロープに基づきヘッドの読み取り位置のオフトラックを検知し、その検知時でのトラッキングエラー信号の極性に基づきトラッククロスの向きを判断するためのトラッククロス方向検出部、
をトラッキングエラー検出部が更に含んでも良い。
ヘッドの読み取り位置がトラック上とオフトラックとの間で変位するとき、その変位に応じ再生信号のエンベロープが変化する。例えば、光ディスクではトラック上にピットが存在するので、平均的な光反射率の下限がオントラックよりオフトラックで大きい。従って、オフトラック発生時、再生信号のエンベロープの一方、例えば下側エンベロープが増大する。こうして、再生信号のエンベロープの変化からオフトラックが検知される。
更に、オフトラックの検知時でのトラッキングエラー信号の極性から、オフトラックの発生時でのトラッキングエラーの向きが検出される。例えば、その向きをトラッククロスの向きと同定することで、トラッククロスの向きが容易にかつ精度良く判断される。
【００６３】
上記のディスク装置では、
カウンタが、(A)  トラッククロスの向きに応じトラッククロス信号のカウントを増減する第一のモードと、(B)  トラッククロスの向きに関わらずトラッククロス信号のカウントを増加する第二のモードと、を持ち；
トラック偏心測定部が、第一のモードでのカウンタのカウントをトラッキングエラーとして用い；
自励振動振幅計測部が、第二のモードでのカウンタのカウントをトラッキングエラーとして用いても良い。
上記のカウンタは更に、(A)  第一のモードではディスクの1／m回転（第一の定数mは3以上の整数）ごとに、(B)  第二のモードではディスクの1／n回転（第二の定数nは1以上の整数）ごとに、カウントをそれぞれ出力しても良い。
【００６４】
トラックの偏心によるトラッキングエラーを相殺するようにトラッキング可動部を振動させるには、トラックの偏心量だけでなく偏心の向きを高精度で測定しなければならない。従って、トラック偏心測定部はそれぞれのトラッククロス信号に対応するトラッククロスの向きについての情報を必要とする。更に、トラッキングエラーについて、ディスクの一回転当たりのサンプルが3個以上であることが望ましい。
【００６５】
一方、自励振動振幅計測部はトラッキングエラーの振幅さえ計測できれば良いので、トラッククロスの向きについての情報を要しない。自励振動振幅計測部は例えば、ディスクの一回転間でのカウンタによるカウントを全て加算し、その総和の1／4倍に比例する値を自励振動の振幅とみなしても良い。ディスクの一回転間でトラッキングエラーの変化の大きさをその向きに関わらず単純に加算するとき、その総和はトラッキングエラーの振幅の4倍と等しいからである。こうして、自励振動振幅計測部はカウンタのカウントを一定符号で加算すれば良いので、その演算処理が簡素でかつ高速である。更に、カウンタによるカウントの出力をディスクの一回転ことにし、上記の加算処理をカウンタで行っても良い。
【００６６】
上記のカウンタはトラッククロスの向きについての情報の要否に応じ、二つのモードを切り換える。特に自励振動の振幅の計測時、第二のモードによりカウントの処理速度を高める。こうして、高速な第二の回転数でのディスクの回転によりトラッククロス信号の出力頻度が増大するときでも、上記のカウンタはトラッククロス信号をカウントし損なわない。
【００６７】
上記のディスク装置では、カウンタが上記の二つのモードを持つ代わりに、
トラッキングエラー検出部が、ディスクの一回転間でトラッククロス信号を積分するための積分部、を更に含み；
カウンタが、トラッククロスの向きに応じトラッククロス信号のカウントを増減し；
トラック偏心測定部が、カウンタのカウントをトラッキングエラーとして用い；
自励振動振幅計測部が積分部の出力に基づき、第二の回転数に相当する周波数でのトラッキングエラーの変化の振幅を計測しても良い。
ここで、積分部は好ましくは、アナログフィルタである。その他に、ディジタルフィルタであっても良い。
【００６８】
上記の通り、自励振動振幅計測部はトラック偏心測定部とは異なり、トラッククロスの向きについての情報を要しない。ディスクの一回転間でトラッククロス信号を一定符号で単純に積分するとき、その積分値の1／4倍に比例する値を自励振動の振幅とみなすことができるからである。その積分処理を積分部で行うことにより、自励振動振幅計測部での演算処理は簡素でかつ高速で実行される。
【００６９】
本発明でのディスクの偏重心による自励振動の測定方法（以下、本発明による自励振動測定方法という）は、
(A)  筐体内に支持された基台；
(B)  基台上に固定されたスピンドルモータを含み、所定のトラック上にデータを記録したディスクを、スピンドルモータにより所定の回転速度で回転させるためのディスク回転部；
(C)  トラックからデータを読み取り、電気信号へ変換するためのヘッド；
(D)  ヘッドの読み取り位置を移動させるためのトラッキング可動部；
(E)  トラッキング可動部を弾性支持する支持部；及び、
(F)  上記の電気信号に基づき、トラッキングエラーを検出するためのトラッキングエラー検出部；
を有するディスク装置において、
(a)  基台とその上の構成要素との全体の固有振動数よりトラッキングエラーがトラックの偏心による成分だけを含む十分に低い第一の回転数でディスクを回転させ、トラッキングエラーを検出するステップ；
(b)  第一の回転数でのディスクの回転時に検出されたトラッキングエラーから第一の回転数に相当する周波数での変化を測定し、その変化に基づきトラックの偏心を測定するステップ；
(c)  第一の回転数より高い第二の回転数でディスクを回転させ、同時に、トラックの偏心量と等しい振幅、トラックの偏心の向きで決まる位相、かつ第二の回転数と等しい振動数で、ヘッドの読み取り位置をディスクの半径方向で振動させ、トラッキングエラーを検出するステップ；及び、
(d)  第二の回転数でのディスクの回転時に検出されたトラッキングエラーから第二の回転数に相当する周波数での変化の振幅を計測し、その振幅に基づきディスクの偏重心による自励振動の振幅を計測するステップ；
を有する。
【００７０】
上記の本発明による自励振動測定方法の特定で用いられた語句は、本発明によるディスク装置の特定で用いられたものと同様な意味を持つ。従って、それぞれの語句の定義は、本発明によるディスク装置でのものを援用する。
【００７１】
本発明による自励振動測定方法の適用対象である上記のディスク装置では、本発明によるディスク装置と同様に、基台とそれに固定された構成要素全体、トラッキング可動部、及び支持部が連成振動系を構成する。更に、上記の本発明によるディスク装置と同様に、ディスクの回転時、基台上の構成要素全体が筐体に対しディスクの偏重心による自励振動を行う。一方、トラッキング可動部では実質的な自励振動が生じない。
【００７２】
トラッキングエラーがトラックの偏心による成分だけを含む十分に低速な第一の回転数でのディスクの回転時、基台上の構成要素全体に生じる自励振動の振幅は十分に小さい。それ故、基台上の構成要素全体はトラッキング可動部と共に、筐体に対し実質上静止する。そのとき、トラッキング可動部はディスクの回転中心に対し静止する。従って、トラッキングエラーは、トラックの偏心量と等しい振幅で、かつ第一の回転数に相当する周波数で変化する。それ故、そのトラッキングエラーの変化に基づき、トラックの偏心が測定され、特に、偏心量及び偏心の向きが計測され得る。その計測は、トラッキングエラーの高精度な検出、及び複雑な演算を要する。しかし、第一の回転数は小さいので、トラッキングエラーの高精度な検出が比較的容易である。更にトラッキングエラーの変化が比較的遅いので、偏心量等の計測とトラッキングエラーの検出との並行処理が容易に実行できる。
【００７３】
第一の回転数でのディスクの回転時に測定されたトラックの偏心に基づき、第一の回転数より高い第二の回転数でのディスクの回転時、ヘッドの読み取り位置を上記の通り、ディスクの半径方向で振動させる。すなわち、その振動は、トラックの偏心量と実質的に等しい振幅、トラックの偏心の向きで実質的に決まる位相、かつディスクの回転数と実質的に等しい振動数を持つ。特に、その振動による変位はトラックの偏心の向きで最大である。
もし、ディスクの回転数が第一の回転数と同程度に低速であれば、トラッキング可動部は保持器に対し、自励振動と上記の振動との合成振動を行う。従って、トラッキング可動部はディスクの回転中心に対し上記の振動を行い、ヘッドの読み取り位置を目標トラックに追従させる。すなわち、トラックの偏心によるトラッキングエラーが相殺される。
【００７４】
ディスクの回転数が高速な第二の回転数であるとき、ディスクの偏重心により基台に作用する遠心力が基台上の構成要素全体を励振する。その結果、基台上の構成要素全体は第二の回転数と実質的に等しい振動数で自励振動を行う。一方、上記の遠心力はトラッキング可動部を実質上励振しない。従って、トラッキング可動部は筐体に対しトラック偏心補償部による上記の振動だけを行う。それ故、トラッキング可動部はディスクの回転中心に対し、トラックの偏心によるトラッキングエラーを相殺するための振動と自励振動との合成振動を行う。
【００７５】
その結果、検出されるトラッキングエラーでは、トラックの偏心による成分が相殺され、自励振動による成分だけが残る。従って、そのトラッキングエラーの振幅から直接、自励振動の振幅が計測され得る。その計測は振幅のみを対象とするので、トラッキングエラーの検出精度が第一の回転数でのものより低減されても良い。更に、自励振動の振幅を計測するステップでの演算は、トラックの偏心を測定するステップでの演算より単純である。
こうして、自励振動の振幅の計測ステップが簡素化されるので、そのプログラムのサイズを低減できる。更に、その計測時間が短縮されるので、ディスクを高速な第二の回転数で回転させる時間が従来の自励振動測定方法より短縮できる。従って、自励振動の振幅の計測時、その振動による騒音を低減し、ディスク装置に加わる負担を軽減できる。
【００７６】
上記の自励振動測定方法が、
第一の回転数でディスクを回転させ、同時に、トラックの偏心量と実質的に等しい振幅、トラックの偏心の向きで実質的に決まる位相、かつ第一の回転数と実質的に等しい振動数で、ヘッドの読み取り位置をディスクの半径方向で振動させ、トラッキングエラーを検出するステップ；及び、
第一の回転数でのディスクの回転時に検出されたトラッキングエラーから第一の回転数に相当する周波数での変化を再測定し、その変化に基づきトラックの偏心を補正するステップ；
を更に有しても良い。
【００７７】
検出されたトラッキングエラーは一般にノイズを含む。そのノイズが過大なとき、測定されたトラックの偏心は過大な誤差を含む。従って、ヘッドの読み取り位置の振動が、トラックの偏心によるトラッキングエラーを相殺しきれない。上記の自励振動測定方法では、その非相殺部分が更に相殺されるように、測定されたトラックの偏心が補正される。それ故、ヘッドの読み取り位置の振動がトラックの偏心によるトラッキングエラーを高精度で相殺でき、自励振動の振幅の計測に対する信頼性を向上できる。
【００７８】
ここで、測定されたトラックの偏心に対する補正処理は、トラッキングエラーがトラックの偏心による成分だけを含む十分に低速な第一の回転数でのディスクの回転時に行われる。従って、高精度な補正が比較的容易に実現できる。更に、第一の回転数に相当する周波数でのトラッキングエラーの変化が所定値以下の振幅を持つまで、トラックの偏心の補正処理が繰り返されても良い。ディスクの回転が十分に低速であるので、補正処理に要する時間が延長しても、振動による騒音及びディスク装置の負担を抑制できる。
【００７９】
上記の自励振動測定方法では、ヘッドが、その読み取り位置とそれに最も近いトラックとのずれを検出し、そのずれに応じた大きさと、そのずれの向きに応じた極性とを持つトラッキングエラー信号、を電気信号の一つとして出力し；
トラッキングエラーを検出するステップが、
(A)  トラッキングエラー信号に基づきトラッククロスを検知し、その検知ごとにトラッククロス信号を出力するサブステップ；及び、
(B)  カウンタでトラッククロス信号を数えるサブステップ；
を含み、カウンタのカウントでトラッキングエラーが表されても良い。
トラッキングエラー信号は好ましくは、トラッキングサーボ制御でのものである。例えば光ディスク装置では、トラッキングエラー信号が、３スポット法、プッシュプル法、又は光揺動法でのいずれのものでも良い。
【００８０】
上記の自励振動測定方法では、トラッキングエラーがトラックピッチの整数倍に丸められ、一トラックの幅程度の誤差を含む。しかし、本発明によるディスク装置と同様、トラッキングエラーの検出精度は一トラックの幅程度で良いので、トラッキングエラーがトラックピッチの整数倍に丸められても良い。
トラッククロスは、例えばトラッキングエラー信号と所定の閾値との比較だけで検知できる。特に、トラッキングエラー信号に対する詳細な測定を要しないので、ノイズによる検知誤差が小さい。従って、トラッククロスの検知を用いたトラッキングエラーの検出処理は、高速でかつ高精度で実行できる。
【００８１】
上記の自励振動測定方法では、カウンタが、ディスクの1／m回転（定数mは自然数）ごとにカウントを出力しても良い。具体的には、例えば、スピンドルモータのロータの回転角を検出し、ロータの1／m回転ごとに所定のパルスを出力するステップ、を上記の自励振動測定方法が更に有し、カウンタがパルスの入力ごとにカウントを出力しても良い。ここで、パルスを出力するステップでは好ましくは、ホール素子による磁界センサが利用される。その他に、タコジェネレータ、レゾルバ、又はエンコーダが利用されても良い。
上記の自励振動測定方法では、カウンタによるカウントの出力タイミングがディスクの回転角に基づき決定される。それにより、例えば一定のクロックに基づく決定とは異なり、ディスクの回転速度の変動がトラッキングエラーとディスクの回転角との対応を狂わせない。
【００８２】
上記の自励振動測定方法では、トラッキングエラーを検出するステップが、
(A)  電気信号の内、再生信号のエンベロープに基づきヘッドの読み取り位置のオフトラックを検知するサブステップ；及び、
(B)  オフトラックの検知時、トラッキングエラー信号の極性に基づきトラッククロスの向きを判断するサブステップ；
を更に含んでも良い。
ヘッドの読み取り位置がトラック上とオフトラックとの間で変位するとき、その変位に応じ再生信号のエンベロープが変化する。例えば、光ディスクではトラック上にピットが存在するので、平均的な光反射率の下限がオントラックよりオフトラックで大きい。従って、オフトラック発生時、再生信号のエンベロープの一方、例えば下側エンベロープが増大する。こうして、再生信号のエンベロープの変化からオフトラックが検知される。
更に、オフトラックの検知時でのトラッキングエラー信号の極性から、オフトラックの発生時でのトラッキングエラーの向きが検出される。例えば、その向きをトラッククロスの向きと同定することで、トラッククロスの向きが容易にかつ精度良く判断される。
【００８３】
上記の自励振動測定方法では、
カウンタが、(A)  トラッククロスの向きに応じトラッククロス信号のカウントを増減する第一のモードと、(B)  トラッククロスの向きに関わらずトラッククロス信号のカウントを増加する第二のモードと、を持ち；
トラックの偏心を測定するステップでは、第一のモードでのカウンタのカウントがトラッキングエラーとして用いられ；
自励振動の振幅を計測するステップでは、第二のモードでのカウンタのカウントがトラッキングエラーとして用いられても良い。
上記のカウンタが更に、(A)  第一のモードではディスクの1／m回転（第一の定数mは3以上の整数）ごとに、(B)  第二のモードではディスクの1／n回転（第二の定数nは1以上の整数）ごとに、カウントをそれぞれ出力しても良い。
【００８４】
トラックの偏心によるトラッキングエラーを相殺するようにトラッキング可動部を振動させるには、トラックの偏心量だけでなく偏心の向きを高精度で測定しなければならない。従って、トラックの偏心を測定するステップでは、それぞれのトラッククロス信号に対応するトラッククロスの向きについての情報が必要とされる。更に、トラッキングエラーについて、ディスクの一回転当たりのサンプルが3個以上であることが望ましい。
【００８５】
一方、自励振動の振幅の計測ステップではトラッキングエラーの振幅さえ計測されれば良いので、トラッククロスの向きについての情報を要しない。例えば、自励振動の振幅を計測するステップでは、ディスクの一回転間でのカウンタによるカウントが全て加算され、その総和の1／4倍に比例する値が自励振動の振幅とみなされても良い。ディスクの一回転間でトラッキングエラーの変化の大きさをその向きに関わらず単純に加算するとき、その総和はトラッキングエラーの振幅の4倍と等しいからである。こうして、自励振動の振幅を計測するステップでは、カウンタのカウントが一定符号で加算されれば良いので、その演算処理が簡素でかつ高速である。更に、カウントをディスクの一回転ごとに出力させることで、上記の加算処理をカウンタにより行っても良い。
【００８６】
上記のカウンタはトラッククロスの向きについての情報の要否に応じ、二つのモードを切り換える。特に自励振動の振幅の計測時、第二のモードによりカウントの処理速度を高める。こうして、高速な第二の回転数でのディスクの回転によりトラッククロス信号の出力頻度が増大するときでも、上記のカウンタはトラッククロス信号をカウントし損なわない。
【００８７】
上記の自励振動測定方法では、カウンタが上記二つのモードを持つ代わりに、
トラッキングエラーを検出するステップが、ディスクの一回転間でトラッククロス信号を積分するサブステップを更に含み；
カウンタが、トラッククロスの向きに応じトラッククロス信号のカウントを増減し；
トラックの偏心を測定するステップでは、カウンタのカウントがトラッキングエラーとして用いられ；
自励振動の振幅を計測するステップでは、トラッククロス信号の積分値に基づき、第二の回転数に相当する周波数でのトラッキングエラーの変化の振幅が計測されても良い。
ここで、トラッククロス信号を積分するステップでは、好ましくはアナログフィルタが用いられる。その他に、ディジタルフィルタが用いられても良い。
【００８８】
上記の通り、自励振動の振幅を計測するステップでは、トラックの偏心を測定するステップとは異なり、トラッククロスの向きについての情報を要しない。ディスクの一回転間でトラッククロス信号を一定符号で単純に積分するとき、その積分値の1／4倍に実質的に比例する値を自励振動の振幅とみなすことができるからである。その積分処理により、自励振動の振幅を計測するステップでの演算処理は簡素でかつ高速で実行される。
【００８９】
本発明によるディスク回転速度制御方法は、上記の自励振動測定方法により計測された自励振動の振幅に基づき、ディスクに対する最大回転速度を決定するステップを有する。それにより、実際に設置されたディスクに応じ、自励振動を十分に抑制できる範囲で最大の回転速度を柔軟に決定できる。
【００９０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最適な実施の形態について、その好ましい実施例を挙げて、図面を参照しつつ説明する。
【００９１】
《実施例１》
図1は本発明の実施例１による光ディスク装置100の内部を示す斜視図である。本発明の実施についての要部を明示する目的で、その要部以外の構成、例えば筐体20の上部等について図示を省略する。
実施例１による光ディスク装置100は好ましくは、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブであり、ＤＶＤ−ＲＯＭを始め、種々の光ディスクを再生できる。例えばＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、又はＣＤ−ＲＷ等が再生対象の光ディスクとして含まれる。
【００９２】
光ディスク装置100は内部に保持器1を有する。保持器1は、例えば実質的な矩形状の枠であり、筐体20内へその長手方向で摺動可能に嵌め込まれる。保持器1上には基台3がインシュレータ2により弾性支持される。基台3上には、スピンドルモータ4aとトラバースモータ7aとが固定される。スピンドルモータ4aの上にはターンテーブル4cが設置され、その上に光ディスク（図示せず）が置かれる。
光ディスク装置100に対し光ディスクを挿抜するとき、保持器1が筐体20から前方へ摺動し、ターンテーブル4c近傍を筐体20外へ露出させる。
【００９３】
インシュレータ2は、例えば瓢箪形状の弾性部材から成る。弾性部材は、例えばゴムである。その他に、他の樹脂又は金属であっても良い。更に、弾性部材はバネであっても良い。インシュレータ2は、その瓢箪形状の窪み2cを基台3の穴3aへ嵌め込まれ、その中心軸を上下に貫くねじ9で保持器1へ固定される。
図2は、基台3を保持器1へ接続したとき、インシュレータ2近傍を示す部分断面図である。基台3の穴3aの径はインシュレータ2の瓢箪形状の窪み2cの径と実質的に等しい。インシュレータ2は瓢箪形状の上下のふくらみ2aと2bとで基台3を上下に挟み、弾性支持する。それにより、外部、スピンドルモータ4a、又は光ヘッド5からの衝撃及び振動を吸収し、基台3上の構成要素、特に光ヘッド5への伝達を防ぐ。その結果、光ヘッド5に対するサーボ制御が高精度に維持される。
【００９４】
スピンドルモータ4aはシャフト4bの先端部に、シャフト4bと同軸な円盤形状のターンテーブル4cを有する。光ディスクはターンテーブル4c上に置かれ、スピンドルモータ4aによりシャフト4bの周りで回転する。
光ヘッド5は送りねじ7bにより基台3へ接続される。トラバースモータ7aは送りねじ7bをその軸の周りで回動させ、送り運動により光ヘッド5を送りねじ7bの長手方向Cで、すなわち光ディスクの半径方向と平行な方向で往復運動させる。
【００９５】
光ヘッド5は内部に半導体レーザ、コリメータレンズ、立ち上げミラー、対物レンズ6、及び光検出器を含む。光ヘッド5は好ましくは、ＣＤ用及びＤＶＤ用の二系統の半導体レーザ及び光検出器を含む。
図1に示されるように、光ヘッド5の外部からは対物レンズ6だけが見える。半導体レーザから出射されたレーザ光は、コリメータレンズにより平行光へ変換され、立ち上げミラーにより反射され、光ディスクへ向かう。更に、対物レンズ6により光ディスク内の反射層で焦点を結ぶ。レーザ光は反射層で反射され、対物レンズ6を通し光ヘッド5内へ取り込まれる。その取り込まれた反射光の光量が光検出器により計測される。光ディスクのトラック上には、光反射率の変化パターン（ピットとスペースとの順列）として、ディジタルデータが記録される。従って、光検出器により計測された反射光量の変化からそのデータが読み出される。
【００９６】
対物レンズ6は、レンズホルダ6aにより光ヘッド5の上面に懸架される。図3は対物レンズ6近傍の光ヘッド5の部分を示す斜視図である。
レンズホルダ6aは、その前部の保持部6gで対物レンズ6を保持する。更に、例えば左右の側部に二本ずつ、金属製の細線6bを含む。細線6bの一端6cがレンズホルダ6aの側部へ、他端6dが光ヘッド5の上面の一部5aへ、それぞれ固定される。レンズホルダ6aは細線6bでのみ光ヘッド5の上面部分5aへ接続される。その他の部分、特に下面6e及び後面6fは、光ヘッド5の上面部分5aからそれぞれ所定の間隔だけ離れる。こうして、レンズホルダ6aは細線6bの片持ち梁としての弾性により、対物レンズ6を弾性支持する。
【００９７】
レンズホルダ6aには、例えば保持部6gの隣に上下方向の穴6hがあり、その穴6hの周囲に沿ってフォーカシングコイル6iが巻かれる。フォーカシングコイル6iは、細線6bを通し外部と電気的に接続される。光ヘッド5の上面部分5a上に固定されたヨーク5bがフォーカシングコイル6iの内側へ挿入され、フォーカシングコイル6iと共にムービングコイルモータを構成する。それにより、対物レンズ6の位置が上下方向、すなわち光ディスクの法線方向Fで調節される。その調節は例えばフォーカシング制御で実行され、レーザ光の焦点を光ディスク内の反射層上へ位置させる。
【００９８】
レンズホルダ6aの穴6h内部では更に、左右の側面上に一対のトラッキングコイル6jが固定される。トラッキングコイル6jは細線6bを通し、外部と電気的に接続され、ヨーク5bと共にムービングコイルモータを構成する。それにより、対物レンズ6の位置が左右方向、すなわち光ディスクの半径方向Tで、法線方向Fと同様に調節される。
その調節は例えばトラッキング制御で実行され、対物レンズ6の光軸Lc、すなわちレーザ光の焦点を光ディスクの目標トラック上へ位置させる。
【００９９】
光ディスクが偏重心を持つとき、すなわち光ディスクの重心がスピンドルモータ4aによる回転の中心（シャフト4bの中心軸）からずれるとき、シャフト4bは光ディスクの重心に向け遠心力を受ける。その遠心力の向きは、光ディスクと共にシャフト4bの周りを一定の回転数で回転する。それにより、基台3及びスピンドルモータ4a等、基台3上に固定された構成要素全体M（図1では破線で囲まれる部分をいい、以下、基台3上の構成要素全体という）が励振され、光ディスクの回転数と実質的に等しい振動数fで自励振動を生じる。
そのとき最も励振されやすい自励振動のモードは、インシュレータ2の基台3への固定位置により、光ヘッド5の移動方向Cと実質的に平行な方向での往復振動である。その往復振動の固有振動数fmは、基台3上の構成要素全体Mの総質量（光ディスクを含む）とインシュレータ2の弾性率とで実質的に決まる。以下、この固有振動数fmを第一の固有振動数という。第一の固有振動数fmは通常、数10Hz〜数100Hzである。光ディスクの回転数fが第一の固有振動数fmに近いほど、光ディスクの偏重心による自励振動の振幅は大きい。
【０１００】
対物レンズ6は上記の通りレンズホルダ6aにより弾性支持され、特に光ディスクの半径方向Tで往復振動を生じ得る。その往復振動の固有振動数fa（以下、第二の固有振動数という）は、対物レンズ6とレンズホルダ6aとの質量の和及び細線6bの弾性率で実質的に決まる。第二の固有振動数faは通常、10kHz〜数10kHzであり、基台3上の構成要素全体Mについての第一の固有振動数fm及び光ディスク装置100での最大回転数より十分高い（fa≫fm、f)。従って、対物レンズ6及びレンズホルダ6aは、基台3等とは異なり、光ディスクの回転に伴う上記の遠心力では励振されない。すなわち、対物レンズ6及びレンズホルダ6aでは、光ディスクの偏重心による自励振動は実質上生じない。
【０１０１】
光ディスクの偏重心による自励振動の振幅は、光ディスクの回転数fと共に増大する。一方、対物レンズ6では光ディスクの回転数fには関係なく、自励振動が生じない。従って、光ディスク上でレーザ光の焦点は、光ディスクの回転数fに応じ、次のような軌跡を描く。
＜光ディスクの回転数f≪第一の固有振動数fm＞
光ディスクの回転数fが第一の固有振動数fmより十分低いとき、自励振動の振幅は十分に小さい。従って、基台3上の構成要素全体Mは、対物レンズ6及びレンズホルダ6aと共に実質上静止する。それ故、対物レンズ6はスピンドルモータ4aのシャフト4bに対し実質的に静止する。図4は、その対物レンズ6からのレーザ光の焦点により光ディスクD上に描かれる軌跡Γを示す。図4の(a)は光ディスクDの法線方向から見たレーザ光の焦点の軌跡Γを示す平面図であり、図4の(b)はレーザ光の焦点の軌跡Γを、目標トラックTrからのずれΔrと光ディスクDの回転角θとで表したグラフである。
【０１０２】
レーザ光の焦点の軌跡Γは図4の(a)に示されるように、スピンドルモータ4aのシャフト4bの中心、すなわち光ディスクDの回転中心O1を中心とする円である。
一方、光ディスク上のトラックは一般に微小なピッチ（トラックピッチ）の螺旋形である。トラックピッチはトラックと光ディスクDの回転中心O1との距離に比べ無視できるほど小さいので、自励振動の振幅の計測ではトラックを複数の同心円とみなす。そのとき、目標トラックTrはその実質的な同心円の中心O0（以下、トラックの中心という）を中心とする円とみなされる。
もし、トラックの中心O0が光ディスクDの回転中心O1と一致すれば、対物レンズ6とスピンドルモータ4aのシャフト4bとの距離を一定の目標値に維持するとき、レーザ光の焦点の軌跡Γが目標トラックTrと実質的に一致する。
【０１０３】
例えば光ディスク装置100へ光ディスクDを挿入するときのずれ等で、光ディスク装置100内では光ディスクDの中心が回転中心O1から一般にずれる。更に、トラックの形成誤差等により、光ディスクD上のトラックの中心O0自体が光ディスクDの中心からずれる場合もある。こうして、トラックの中心O0が光ディスクDの回転中心O1からずれ、すなわちトラックの偏心が生じる。そのとき、トラックの偏心量α及び偏心の向きL0は、光ディスク装置100へ挿入された光ディスクDごとに実質的に一定であり、特に光ディスクDの回転数に依存しない。
【０１０４】
図4の(a)では、トラックの中心O0が光ディスクDの回転中心O1から偏心量αだけずれる。そのとき、レーザ光の焦点の軌跡Γは目標トラックTrからずれる。トラックの中心O0と光ディスクDの回転中心O1との中点Oを起点とし、トラックの偏心の向きL0と角度θをなす半直線L1上で、レーザ光の焦点の軌跡Γと目標トラックTrとのずれ（トラッキングエラー）Δrは偏心量αとcosθとの積に等しい：Δr＝αcosθ。
偏心量αが軌跡Γの半径より小さいとき、角度θは光ディスクDの回転角とみなせる。ここで、光ディスクDの回転角は、光ディスクD上に固定され、光ディスクDの回転中心O1を極とし、かつトラックの偏心の向きL0を基準線とする光ディスクD上の固定極座標での方位角である。
従って、自励振動の振動数fが第一の固有振動数fmより十分に低いとき、トラッキングエラーΔrは、図4の(b)に示されるように変化する。すなわち、トラックの偏心量αと等しい振幅、及び光ディスクDの回転数（すなわち、自励振動の振動数）fに相当する周波数を持つ。
【０１０５】
＜光ディスクDの回転数f〜第一の固有振動数fm＞
光ディスクDの回転数fが第一の固有振動数fmと同程度に高いとき、自励振動の振幅は大きい。一方、対物レンズ6及びレンズホルダ6aは励振されず、実質上静止する。それ故、対物レンズ6はスピンドルモータ4aのシャフト4bに対し、光ディスクDの半径方向Tで往復振動を行う。その往復振動は、自励振動の振動数（すなわち、光ディスクDの回転数）fと実質的に等しい振動数、及び自励振動の振幅と実質的に等しい振幅を有する。それにより、レーザ光の焦点が光ディスク上で同様な往復振動を行う。
【０１０６】
図5は、レーザ光Lの焦点Lsによる光ディスクDの半径方向Tでの往復振動とその光ディスクD上での軌跡Γ1とを示す図である。
図5の(a)は、光ディスクD、対物レンズ6、及びレーザ光Lの焦点Lsの位置関係を模式的に示す側面図である。図5の(a)に示されるように、レーザ光Lの焦点Lsはスピンドルモータ4aのシャフト4bの中心、すなわち光ディスクDの回転中心O1から距離rの位置にある。すなわち、上記の光ディスクD上の固定極座標での半径rの位置にある。光ディスクDの半径方向Tでの往復振動について、その振動の中心は光ディスクDの回転中心O1から距離r0の位置にある。更に、その振幅は自励振動の振幅βと、その振動数は光ディスクDの回転数fと、それぞれ実質的に等しい。従って、レーザ光Lの焦点Lsの軌跡Γ1は、上記の光ディスクD上の固定極座標（r、θ）により次式で表される：r＝r0＋βcos(θ＋δ)。ここで、定数δは、光ディスクDの回転角θとレーザ光Lの焦点Lsの往復振動、すなわち自励振動との位相差である。言い換えると、レーザ光Lの焦点Lsが光ディスクDの回転角θ＝−δの位置にある時、光ディスクDの回転中心O1からの距離rが最大値r0＋βである。
図5の(b)は、光ディスクD上でのレーザ光Lの焦点Lsの軌跡Γ1を、往復振動の中心r0からのずれr−r0と光ディスクDの回転角θとで表したグラフである。
【０１０７】
上記の往復振動の中心r0が目標トラックTrの半径と等しいように、対物レンズ6とスピンドルモータ4aのシャフト4bとの距離を設定する。そのときトラッキングエラーΔrは、トラックの偏心による成分Δr1＝αcosθ及び対物レンズ6の往復振動（すなわち自励振動）による成分Δr2＝r−r0＝βcos(θ＋δ)の和と等しい：Δr＝Δr1＋Δr2。
図6は、トラッキングエラーΔrについて、トラックの偏心による成分Δr1、自励振動による成分Δr2、及び両方の和Δr＝Δr1＋Δr2を、光ディスクDの回転角θで表すグラフである。トラックの偏心による成分Δr1及び自励振動による成分Δr2はいずれも光ディスクDの回転数fに相当する周波数を持つ正弦波であるので、トラッキングエラーΔrも同様な正弦波である。その振幅をγとし、光ディスクDの回転角θに対する位相差を一定値εとするとき、トラッキングエラーΔrは次式で表される：Δr＝γcos(θ＋ε)。
【０１０８】
本発明の実施例１による光ディスク装置100では上記の通り、光ディスクの回転数fが第一の固有振動数fmより十分に低いとき（f≪fm)、トラッキングエラーΔrがトラックの偏心による成分Δr1だけを含む（Δr＝Δr1)。一方、回転数fが第一の固有振動数fmと同程度に高いとき（f〜fm)、トラッキングエラーΔrが、トラックの偏心による成分Δr1及び自励振動による成分Δr2の和と実質的に等しい（Δr＝Δr1＋Δr2)。特に、自励振動による成分Δr2の振幅βは自励振動の振幅と実質的に等しい。
光ディスク装置100は自励振動の振幅βを次のように計測する：まず、第一の固有振動数fmより十分に低い第一の回転数f1で光ディスクDを回転させる（f1≪fm)。そのとき、トラッキングエラーΔrを検出し、光ディスクDの回転数fと実質的に等しい周波数の成分を測定する。その測定された周波数成分はトラックの偏心による成分Δr1だけを実質的に含むので、それに基づき光ディスクDについてトラックの偏心が測定され、特に偏心量αと偏心の向きL0とが決定される。
【０１０９】
次に、第一の回転数f1より高い第二の回転数f2で光ディスクDを回転させる（f2＞f1)。同時に、対物レンズ6を保持器1に対し、光ディスクDの半径方向Tで強制的に往復振動させる。その往復振動は、偏心量αと等しい振幅、偏心の向きL0で決まる位相、かつ光ディスクDの回転数fと等しい振動数を持つ。特に、その振動による変位は偏心の向きL0で最大である。それにより、トラッキングエラーΔrの内、トラックの偏心による成分Δr1が相殺される。
光ディスク装置100は、その往復振動中の対物レンズ6を通しトラッキングエラーΔrを検出し、光ディスクDの回転数fに相当する周波数の成分の振幅を計測する。そのとき、検出されるトラッキングエラーΔrは自励振動による成分Δr2だけを含むので、計測された振幅が自励振動の振幅βと等しい。
【０１１０】
光ディスク装置100は具体的には以下のように自励振動の振幅βを計測する。
図7は、実施例１による光ディスク装置100で、自励振動の振幅の計測に関する構成を示すブロック図である。
光ディスク回転部4はスピンドルモータ4aとそのドライバ4dとを含む。
ドライバ4dは、外部からの制御信号Sc1及びSc2により指示される回転数で、スピンドルモータ4aを駆動する。
【０１１１】
スピンドルモータ4aはパルス発生部（ＦＧ）4eを含む。ＦＧ4eは好ましくは、ホール素子による磁界センサを含む。その他に、タコジェネレータ、レゾルバ、又はエンコーダを含んでも良い。
例えばスピンドルモータ4aが相数m／2（定数mは4以上の偶数）の多相モータであるとき、ＦＧ4eはスピンドルモータ4aのロータの2／m回転ごとにＦＧパルスPを一つ出力する。ＦＧパルスPは実質的な矩形であり、パルス間隔の半分と実質的に等しいパルス幅を持つ。従って、ＦＧパルスPの立ち上がりと立ち下がりとの実質的な間隔は一定であり、1／m回転の回転角、すなわち2π／m［rad］に相当する。
以下、説明を簡明にする目的で、定数mを6とする。すなわち、スピンドルモータ4aを三相モータとする。そのとき、ＦＧ4eはスピンドルモータ4aのロータの1／3回転ごとにＦＧパルスPを一つ出力する。ＦＧパルスPの立ち上がりと立ち下がりとの実質的な間隔は一定であり、1／6回転の回転角、すなわちπ／3［rad］に相当する。
本発明の実施例について、定数mが6以外の偶数であるときへの拡張は当業者には自明であろう。
【０１１２】
光ヘッド5はレーザ光Lを光ディスクDへ照射し、その反射光量の変動を電気信号に変換し出力する。その電気信号は例えば、光ディスクDへ記録されたデータに対応する再生信号、その下側エンベロープSe、及びトラッキングエラー信号Stを含む。
ここで、下側エンベロープSeは再生信号の極小値の変動を示す信号であり、例えばＬＰＦにより再生信号を濾波し得られる。再生信号の大きさが反射光量の大きさを表すとき、下側エンベロープSeは反射光量の極小値の変動を示す。
【０１１３】
トラッキングエラー信号Stとは、レーザ光Lの焦点Lsとそれに最も近いトラックとのずれを示す信号をいう。トラッキングエラー信号Stの大きさはそのずれの大きさに比例する。更に、トラッキングエラー信号Stの極性はそのずれの向きを示す。トラッキングエラー信号Stは通常、光ヘッド5に対するトラッキングサーボ制御で用いられる。例えば３スポット法では、トラッキングエラー信号Stは主ビームに対する二つの補助ビームの相対光量の差を示す。トラッキングエラー信号Stは例えば、正であるときはトラックの幅方向で外向きのずれを、負であるときはその逆向きのずれを、それぞれ示す。
光ディスク装置100が光ヘッド5に対しトラッキングサーボ制御を行うとき、トラッキングエラー信号Stに基づきレンズホルダ6aが駆動され、対物レンズ6の位置が微調整される（図1及び図3参照)。
【０１１４】
トラッキングエラー検出部8は、トラッククロス検知部8a、トラッククロス方向検出部8b、及びカウンタ8cを含む。それにより、トラッキングエラー検出部8はトラッキングエラーΔrをトラックピッチの整数倍で近似する。
自励振動の振幅の計測を目的とするとき、次の理由により、トラッキングエラーΔrがトラックピッチの整数倍で近似されても良い：トラックの偏心によるトラッキングエラーΔrは通常、数トラック〜数十トラック程度で変動し得る。更に、選択可能な最大回転速度は一般に離散的である。例えば、光ディスク装置100がＤＶＤ−ＲＯＭドライブであるとき、選択可能な最大回転速度は、ＤＶＤ−ＲＯＭとしての駆動では2.5、5、8、又は16倍速のいずれか、ＣＤ−ＲＯＭとしての駆動では8、16、20、32、又は48倍速のいずれかである。従って、自励振動の振幅に基づく光ディスクの最大回転速度の制限を目的とするとき、自励振動の振幅の計測誤差はある程度許容され、例えばトラックの幅程度であっても良い。それ故、トラッキングエラーΔrの測定はトラッキングサーボ制御を目的とする測定ほど高精度でなくても良く、例えばトラックピッチ程度の誤差を含んでも良い。特に、実際には一本の螺旋であるトラックを、複数の同心円とみなしても良い。
【０１１５】
トラッククロス検知部8aは、トラッキングエラー信号Stに基づき、レーザ光Lの焦点Lsによるトラッククロスを、次のように検知する。
図8は、トラッキングエラー信号Stとトラッククロス信号Tcとの波形、及びそれらの波形に対応するレーザ光Lの焦点Lsの位置を示す模式図である。
トラッククロス信号Tcはトラッキングエラー信号Stを二値化したものである。その二値化によるトラッククロス信号Tcの生成時、トラッククロス検知部8aは、例えばヒステリシスコンパレータにより、トラッキングエラー信号Stの大きさを第一の基準電圧Vrと比較する。トラッキングエラー信号Stが第一の基準電圧Vrに対し正である間、トラッククロス信号Tcがアサートされる。逆に、トラッキングエラー信号Stが第一の基準電圧Vrに対し負である間、トラッククロス信号Tcがネゲートされる。
【０１１６】
第一の基準電圧Vrは次の条件を満たすように設定される：レーザ光Lの焦点Lsの中心が、任意のトラックの中心線上、又は、互いに隣り合う二つのトラックのそれぞれの中心線から等距離にある線（以下、その二つのトラックの中間線という）上に位置するとき、トラッキングエラー信号Stの大きさが第一の基準電圧Vrに一致する。
例えば図8では、レーザ光Lの焦点Lsの中心が、第一のトラックTr1の中心線上（Ls＝Ls1)、第一のトラックTr1とそのすぐ外側の第二のトラックTr2との中間線Cg上（Ls＝Ls2)、又は、第二のトラックTr2の中心線上（Ls＝Ls3）に位置するとき、トラッキングエラー信号Stの大きさが第一の基準電圧Vrと一致する。
【０１１７】
レーザ光Lの焦点Lsが第一のトラックTr1から第一のトラックTr1と第二のトラックTr2との中間線Cgまでの範囲内に位置するとき、トラッキングエラー信号Stは第一の基準電圧Vrに対し正である。従って、その範囲内ではトラッククロス信号Tcがアサートされる。
レーザ光Lの焦点Lsが第一のトラックTr1と第二のトラックTr2との中間線Cgから第二のトラックTr2までの範囲内に位置するとき、トラッキングエラー信号Stは第一の基準電圧Vrに対し負である。従って、その範囲内ではトラッククロス信号Tcがネゲートされる。
【０１１８】
こうして、レーザ光Lの焦点Lsがトラックの幅方向で変位するとき、その位置に応じトラッククロス信号Tcがアサートし又はネゲートする。特に、レーザ光Lの焦点Lsがトラッククロスを生じるとき、その向きに関わらず、トラッククロス信号Tcは一旦ネゲートされた後、アサートされる。従って、例えば、トラッククロス検知部8aがトラッククロス信号Tcの立ち上がりを一つ検知したとき、その次の立ち上がりがトラッククロスの発生とみなされて良い。
トラッククロス検知部8aはトラッククロス信号Tcを、トラッククロス方向検出部8b及びカウンタ8cへ出力する。ここで、カウンタ8cへは、トラッククロス信号Tcそのものに代えて、トラッククロス信号Tcの立ち上がりを知らせるための信号が出力されても良い。
【０１１９】
トラッククロス方向検出部8bは、再生信号の下側エンベロープSeの大きさに基づき、レーザ光Lの焦点Lsのオフトラックを次のように検知する。
図9は、再生信号の下側エンベロープSeとオフトラック信号Ofとの波形、及びそれらの波形に対応するレーザ光Lの焦点Lsの位置を示す模式図である。
オフトラック信号（ミラー信号ともいう）Ofは下側エンベロープSeを二値化したものである。オフトラック信号Ofの生成時、トラッククロス方向検出部8bは、例えばヒステリシスコンパレータにより、下側エンベロープSeを第二の基準電圧Vsと比較する。下側エンベロープSeが第二の基準電圧Vsに対し正である間、オフトラック信号Ofがアサートされる。逆に、下側エンベロープSeが第二の基準電圧Vsに対し負である間、オフトラック信号Ofがネゲートされる。
【０１２０】
第二の基準電圧Vsは次の条件を満たすように設定される：レーザ光Lの焦点Lsの中心が任意のトラックのエッジ上に位置するとき、下側エンベロープSeの大きさが第二の基準電圧Vsに一致する。
例えば図9では、レーザ光Lの焦点Lsが、第一のトラックTr1の外側エッジe1上（Ls＝Ls4)、第二のトラックTr2の内側エッジe2上（Ls＝Ls5)、又は、第二のトラックTr2の外側エッジe3上（Ls＝Ls6）に位置するとき、下側エンベロープSeの大きさが第二の基準電圧Vsと一致する。
【０１２１】
光ディスクDのトラック上にはピットが複数存在する。ピットでは光反射率が周辺より低いので、平均的な光反射率の下限はオントラックよりオフトラックで大きい。それ故、再生信号の下側エンベロープSeはオントラックよりオフトラックで大きい。
レーザ光Lの焦点Lsが第一のトラックTr1の外側エッジe1から第二のトラックTr2の内側エッジe2までの範囲内（オフトラック）に位置するとき、下側エンベロープSeは第二の基準電圧Vsに対し正である。従って、その範囲内ではオフトラック信号Ofがアサートされる。
レーザ光Lの焦点Lsが第一のトラックTr1上又は第二のトラックTr2上（オントラック）に位置するとき、下側エンベロープSeは第二の基準電圧Vsに対し負である。従って、それぞれのトラック上ではオフトラック信号Ofがネゲートされる。
こうして、レーザ光Lの焦点Lsがオフトラックに位置する間、オフトラック信号Ofがアサートされる。逆にレーザ光Lの焦点Lsがオントラックに位置する間、オフトラック信号Ofがネゲートされる。
トラッククロス方向検知部8bはオフトラック信号Ofのアサートを通し、レーザ光Lの焦点Lsのオフトラックを検知する。
【０１２２】
トラッククロス方向検出部8bは更に、オフトラックを検知した瞬間でのトラッキングエラー信号Stの極性からトラッククロスの向きを、例えば次のように判断する。
図10は、再生信号の下側エンベロープSe、トラッキングエラー信号St、オフトラック信号Of、及びトラッククロス信号Tcの波形、並びに、それらの波形に対応するレーザ光Lの焦点Lsの位置を示す模式図である。図10では、図8及び図9に示されたものと同じものについて共通の符号が付される。
【０１２３】
レーザ光Lの焦点Lsがトラックの幅方向で変位し、トラッククロスを生じるとき、図10に示されるように、トラッククロス信号Tcとオフトラック信号Ofとでは位相が異なる。その位相差はそれぞれの信号とレーザ光Lの焦点Lsの位置との対応関係の差異に起因する。特に、その位相差の極性はレーザ光Lの焦点Lsの変位の向き、すなわちトラッククロスの向きで決まる。
図10に矢印Raで示される範囲では、レーザ光Lの焦点Lsが第一のトラックTr1から外側へ変位し、トラッククロスを生じる。そのとき、オフトラック信号Ofの位相はトラッククロス信号Tcより遅れる。その遅れにより、オフトラック信号Ofの立ち上がり時、トラッククロス信号Tcは既にアサートされている。従って、オフトラックが検知された瞬間、トラッキングエラー信号Stが第一の基準電圧Vrに対し正である。それ故、そのオフトラックに続くトラッククロスの向きは外向きである、と判断される。
【０１２４】
図10に矢印Rbで示される範囲では、レーザ光Lの焦点Lsが第二のトラックTr2から内側へ変位し、トラッククロスを生じる。そのとき、オフトラック信号Ofの位相はトラッククロス信号Tcより進む。その進みにより、オフトラック信号Ofの立ち上がり時、トラッククロス信号Tcはまだネゲートされている。従って、オフトラックが検知された瞬間、トラッキングエラー信号Stが第一の基準電圧Vrに対し負である。それ故、そのオフトラックに続くトラッククロスの向きは内向きである、と判断される。
【０１２５】
ここで、トラッキングエラー信号Stの極性とトラッククロスの向きとの対応について、図10に示される例とは逆であるように、それぞれの信号の極性が設定されても良い。
トラッククロス方向検出部8bはトラッククロスの検知ごとに、トラッククロスの向きを示すトラッククロス方向信号Tdをカウンタ8cへ出力する。
【０１２６】
カウンタ8cは図7に示されるように、スピンドルモータ4aのＦＧ4eからＦＧパルスPを入力する。それにより、ＦＧパルスPの立ち上がりと立ち下がりとの間隔を一つのカウント期間とする。上記の例では、ＦＧパルスPはスピンドルモータ4aのロータの1／3回転ごとに一つ出力される。そのときのカウント期間はロータの1／6回転の期間と実質的に等しい。
一般に、相数m／2（定数mは4以上の偶数）のスピンドルモータ4aについてＦＧパルスPの立ち上がりと立ち下がりとの間隔を一つのカウント期間とするとき、そのカウント期間はロータの1／m回転の期間と実質的に等しい。その他に、例えばＦＧパルスPの立ち上がりと立ち下がりとの間隔で決まるカウント期間に一定数を乗算し、又はＦＧパルスPを分周し、カウント期間をロータの1／m回転の期間（定数mは1以上の奇数、及び2）としても良い。
【０１２７】
カウンタ8cは、そのカウント期間ごとにトラッククロス信号Tcのパルス数をカウントする。ここで、カウンタ8cは、トラッククロス信号Tcの立ち上がりの回数を単にカウントしても良い。その他に、トラッククロス方向検出部8bからのオフトラック信号Ofがアサートされる期間で、トラッククロス信号Tcのパルスをラッチし、そのラッチされたパルスのみをカウントしても良い。図10に示されるように、トラッククロスが生じるとき、その向きに関わらず、トラッククロス信号Tcとオフトラック信号Ofとは同時にアサートされる期間を含むからである。従って、トラッククロス信号Tcがノイズにより単独で立ち上がるとき、カウンタ8cによるそのカウントを回避できる。それにより、トラッククロスのカウントの誤差を低減できる。
【０１２８】
カウンタ8cはカウントのモードを二種類持つ。第一のモードでは、トラッククロス方向信号Tdに応じ、カウントの増減を変化させる。例えば、トラッククロス方向信号Tdが外向きを示すとき、カウンタ8cはカウントを増やし、内向きを示すときカウントを減らす。それにより、そのカウント（符号付トラックカウントN1）は、そのカウント期間でのレーザ光Lの焦点Lsの変位、すなわちトラッキングエラーΔrの変化を、外向きを正としかつトラックピッチの整数倍で表したものとみなせる。
【０１２９】
第二のモードでは、トラッククロス方向信号Tdとは無関係に、カウンタ8cはカウントを単に増やす。それにより、そのカウント（符号なしトラックカウントN2）は常に正であり、そのカウント期間でのレーザ光Lの焦点Lsの移動距離の和をトラックピッチの整数倍で表したものとみなせる。
カウンタ8cはそれぞれのカウント期間の終了ごとに、第一のモードでは符号付トラックカウントN1をトラック偏心測定部11へ、第二のモードでは符号なしトラックカウントN2を自励振動振幅計測部10へ、それぞれ出力する。その出力後、カウントをリセットし、次のカウントを開始する。
【０１３０】
トラック偏心測定部11は第一の制御信号Sc1により、光ディスクDの回転数として第一の回転数f1を光ディスク回転部4へ指示する。第一の回転数f1で光ディスクDが回転するとき、トラック偏心測定部11は、カウンタ8cにより第一のモードでトラッククロス信号Tcのパルスをカウントさせる。更に、光ディスクの1／6回転ごとにカウント8cから符号付トラックカウントN1(k)（k＝1、2、3、…）を入力し記憶する。それらの符号付トラックカウントN1(k)（k＝1、2、3、…）に基づき、トラック偏心測定部11は次のようにトラックの偏心を測定する。
【０１３１】
ここで、カウント開始時、レーザ光Lの焦点Lsは光ディスクDの回転角θ＝ζに位置する。その場合、k番目の符号付トラックカウントN1(k)が出力される時、光ディスクDはカウント開始時からk／m回転（k＝1、2、3、…）だけ回転し、レーザ光Lの焦点Lsは光ディスクDの回転角θ(k)＝2πk／m＋ζ（k＝1、2、3、…）の位置にある。
【０１３２】
第一の回転数f1で光ディスクDが回転するとき、実質的なトラッキングエラーΔrは、図4に示されるようなトラックの偏心による成分Δr1だけである：Δr＝Δr1＝αcosθ。ここで、トラッキングエラーΔrの実質的な振幅はトラックの偏心量αである。光ディスクD上でレーザ光Lの焦点Lsが(k−1)番目の回転角θ(k−1)からk番目の回転角θ(k)まで回転する間、トラッキングエラーΔrはトラックピッチTpとk番目の符号付トラックカウントN1(k)との積だけ変化する：
【０１３３】
N1(k)×Tp＝αcos(πk／3＋ζ)−αcos(π(k−1)／3＋ζ)              (5)
【０１３４】
（ここで、k＝1、2、3、…)。式(5)より、トラックの偏心量αは次式(6)で表される：
【０１３５】
α／Tp＝(2／√3)×{N1(k)2−N1(k)N1(k＋1)＋N1(k＋1)2}1／2          (6)
【０１３６】
（ここで、k＝1、2、3、…)。こうして、トラックの偏心量αのサンプルは（符号付トラックカウントN1(k)の個数)−1個得られ、例えばそれらの平均により誤差を低減できる。
一方、位相差ζは、k番目の符号付トラックカウントN1(k)及び(k＋1)番目の符号付トラックカウントN1(k＋1)により次式(7)で表される：
【０１３７】
tanζ＝{−N1(k)sin(π(k＋1／2)／3)＋N1(k＋1)sin(π(k−1／2)／3)}
／{N1(k)cos(π(k＋1／2)／3)−N1(k＋1)cos(π(k−1／2)／3)}  (7)
【０１３８】
（ここで、k＝1、2、3、…)。こうして、位相差ζのサンプルも（符号付トラックカウントN1(k)の個数)−1個得られ、例えばそれらの平均により誤差を低減できる。
ここで、カウンタ8cのカウント期間が一般に、スピンドルモータ4aのロータの1／m回転間（mは自然数）と等しく設定されるとき、定数mは好ましくは3以上である（式(6)及び式(7)ではm＝6である)。そのとき、位相差ζが式(7)により、高精度で決定される。
以上のように計算されたトラックの偏心量α及び位相差ζは、トラック偏心補償部12へ出力される。
【０１３９】
トラック偏心測定部11による式(6)及び式(7)の演算は、例えば平方根の処理を含むので、その計算時間は比較的長く、その計算誤差は比較的大きい。しかし、低速な第一の回転数f1での光ディスクDの回転時、上記のカウンタ8cによるカウント、及びトラック偏心測定部11による演算処理が実行される。それにより、例えば、符号付トラックカウントN1(k)のそれぞれの誤差が比較的小さいので、比較的少ないサンプル数でもトラックの偏心量α及び位相差ζを十分に高精度で計測できる。更に、トラックの偏心量α及び位相差ζについての一サンプル当たりの演算時間は、カウンタ8cによる符号付トラックカウントN1(k)の出力間隔の数倍程度である。従って、光ディスクDを第一の回転数f1で数回回転させる時間程度でトラックの偏心の測定を終了できる。
【０１４０】
自励振動振幅計測部10は、トラック偏心測定部11によるトラックの偏心の測定後、第二の制御信号Sc2により、光ディスクDの回転数として第二の回転数f2を光ディスク回転部4及びトラック偏心補償部12へ指示する。
トラック偏心補償部12は第二の回転数f2に基づき、角振動数ωを次式(8)で決める：
【０１４１】
ω＝2π×f2［rad／s]。                                            (8)
【０１４２】
更に、レンズホルダ6aのムービングコイルモータ（図3参照）に対する駆動電圧の振幅Vaを、トラックの偏心量αと角振動数ωとに基づき次式(9)で決める：
【０１４３】
Va＝ω2α／a。                                                    (9)
【０１４４】
ここで、定数aは、レンズホルダ6aのムービングコイルモータの加速度感度である。
第二の回転数f2で光ディスクDが回転するとき、トラック偏心補償部12は光ヘッド5内のレンズホルダ6aへ駆動電圧の振幅Vaを、第二の回転数f2と位相差ζと共に伝達する。それにより、レンズホルダ6aのムービングコイルモータへ、次式(10)の駆動電圧V(t)が印加される：
【０１４５】
V(t)＝Vacos(ωt＋ζ)。                                          (10)
【０１４６】
ここで、変数tは時間を表し、時刻t＝0でカウンタ8cがカウントを開始する。
その駆動電圧V(t)の印加時、対物レンズ6は保持器1に対し、光ディスクDの半径方向T（図1及び図3参照）で強制的な往復振動を行う。その往復振動は、トラックの偏心量αと実質的に等しい振幅、ＦＧパルスPに対しトラックの偏心によるトラッキングエラー成分Δr1と実質的に正反対の位相差（π＋ζ)、かつ第二の回転数f2と実質的に等しい振動数を持つ。その往復振動がトラックの偏心によるトラッキングエラー成分Δr1を実質的に相殺するので、実質的なトラッキングエラーΔrは自励振動による成分Δr2だけを含む。
【０１４７】
第二の回転数f2で光ディスクDが回転するとき、自励振動振幅計測部10はカウンタ8cによりトラッククロス信号Tcのパルスを第二のモードでカウントさせる。更に、光ディスクDの1／6回転ごとにカウンタ8cから符号なしトラックカウントN2(k)（k＝1、2、3、…）を入力し記憶する。特に、光ディスクDの一回転間では6個の符号なしトラックカウントN2(k)（k＝1、2、3、…、6）が記憶される。
【０１４８】
そのとき、実質的なトラッキングエラーΔrは自励振動による成分Δr2だけを含むので、その振幅は自励振動の振幅βと実質的に等しい。従って、自励振動振幅計測部10はトラッキングエラーΔrの振幅さえ計測すれば良い。
レーザ光Lの焦点Lsは、光ディスクDの一回転間で、実質的なトラッキングエラーΔrの振幅の4倍と実質的に等しい距離だけ移動する。符号なしトラックカウントN2(k)のそれぞれは、それぞれのカウント期間でのレーザ光Lの焦点Lsの移動距離を表す。従って、自励振動振幅計測部10は、6個の符号なしトラックカウントN2(k)の総和から自励振動の振幅βを次式(11)で決定する：
【０１４９】
β＝（Tp／4）Σk＝16  N2(k)。                                    (11)
【０１５０】
ここで、定数Tpは光ディスクDのトラックピッチである。
【０１５１】
こうして、実施例１による光ディスク装置100による自励振動の振幅βの計測では、高速な第二の回転数f2での光ディスクDの回転時、カウンタ8cは第二のモードでカウントし、自励振動振幅計測部10はそのカウントを単に加算する。
カウンタ8cは第二のモードでは第一のモードより高速でかつ高精度でカウントでき、特にトラッククロス信号Tcについてのカウント誤差を低減できる。
例えば、高速な第二の回転数f2での光ディスクDの回転時、再生信号の変動の幅及び周波数が共に過大であるので、下側エンベロープSeの生成処理での位相遅れが無視できないほど増大する。従って、下側エンベロープSeに基づくオフトラックの検知誤差が増大し、トラッククロス方向信号Tdの誤差が増大する。その結果、第一のモードではトラックカウントの誤差が増大する。一方、第二のモードではトラッククロス方向信号Tdに関わらずカウントされるので、トラックカウントの誤差は第一のモードより小さく維持される。
【０１５２】
更に、自励振動振幅計測部10による実質的な演算処理はサンプルの加算だけであるので、従来の装置による演算処理（式(4)参照）より容易で、高速で、かつ高精度である。その結果、自励振動の振幅βの計測では、第二の回転数f2での光ディスクDの回転時間が短縮される。それ故、その計測時、自励振動による騒音を低減し、光ディスク装置に加わる負担を軽減できる。
その上、自励振動振幅計測部10について、演算処理用プログラムのサイズが従来のものより低減できる。従って、光ディスク装置100では、制御プログラム用メモリのサイズを低減できる。
【０１５３】
計測された自励振動の振幅βは、例えば次のように利用される。光ディスク装置100は自励振動の振幅βを所定の閾値と比較する。その閾値は例えば光ディスクDの種類ごとに予め設定され、一般に複数存在する。それぞれの閾値には、それと等しい振幅での自励振動下で最適な光ディスクの最大回転速度が、予め対応づけられて記憶される。それぞれの最大回転速度は例えば、光ディスク装置100で選択可能な上記の最大回転速度のいずれかである。すなわち、光ディスク装置100がＤＶＤ−ＲＯＭドライブであるとき、選択可能な最大回転速度は、ＤＶＤ−ＲＯＭとしての駆動では2.5、5、8、又は16倍速のいずれか、ＣＤ−ＲＯＭとしての駆動では8、16、20、32、又は48倍速のいずれかである。
光ディスク装置100は、それらの閾値との比較を通し、計測された自励振動の振幅βに最適な最大回転速度を決定する。その最大回転速度は光ディスク回転部4のドライバ4dへ伝達される。ドライバ4dはその最大回転速度に応じ、光ディスクDの目標トラックごとに最適な回転数を決定する。こうして、光ディスク装置100では、自励振動下での最適な回転速度が、実際の自励振動に応じ柔軟に決定される。
【０１５４】
図11は、以上の構成により実行される自励振動の振幅βの計測方法のフローチャートである。
＜ステップS1＞
トラック偏心測定部11が、第一の回転数f1を光ディスク回転部4のドライバ4dへ指示する。それにより、光ディスクDを第一の回転数f1で回転させる。
＜ステップS2＞
カウンタ8cによりトラッククロス信号Tcのパルスを第一のモードでカウントさせる。第一のモードでは、トラッククロス方向信号Tdに応じ、カウンタ8cは符号付トラックカウントN1(k)を出力する。
＜ステップS3＞
トラック偏心測定部11が、符号付トラックカウントN1(k)に基づき、トラックの偏心量α及び位相差ζを計測する。そのとき、式(6)及び式(7)の演算が実行される。計測された偏心量α及び位相差ζはトラック偏心補償部12へ伝達される。
【０１５５】
＜ステップS4＞
自励振動振幅計測部10が、第二の回転数f2を光ディスク回転部4のドライバ4d及びトラック偏心補償部12へ指示する。それにより、光ディスクDを第二の回転数f2で回転させる。
＜ステップS5＞
トラック偏心補償部12がトラックの偏心量α及び第二の回転数f2に基づき、レンズホルダ6aのムービングコイルモータに対する駆動電圧の振幅Vaを決定する。更に、駆動電圧の振幅Va、第二の回転数f2、及び位相差ζがレンズホルダ6aへ伝達される。それにより、対物レンズ6が光ディスクDの半径方向で、振幅α、ＦＧパルスPとの位相差（π＋ζ)、及び振動数f2を持つ強制的な往復振動を行う。
【０１５６】
＜ステップS6＞
対物レンズ6の往復振動により、トラックの偏心によるトラッキングエラー成分Δr1が相殺される。従って、トラッキングエラー検出部8へは、自励振動によるトラッキングエラー成分Δr2だけが入力される。そのとき、カウンタ8cによりトラッククロス信号Tcのパルスを第二のモードでカウントさせる。第二のモードでは、カウンタ8cは符号なしトラックカウントN2(k)を出力する。
＜ステップS7＞
自励振動振幅計測部10は、符号なしトラックカウントN2(k)の総和（式(11)）を計算し、自励振動の振幅βを計測する。
【０１５７】
実施例１では、カウンタ8cが第一のモードと第二のモードとの両方で、カウント期間を共通とする。その他に、第二のモードでは第一のモードより長いカウント期間を採用しても良い。例えば、第二のモードではカウント期間を光ディスクDの一回転間としても良い。カウンタ8cによるカウントは、自励振動振幅計測部10による符号なしトラックカウントN2(k)の総和と実質的に同等な演算処理だからである。こうして、カウンタ8cによる符号なしトラックカウントN2(k)の出力頻度を低減し、自励振動振幅計測部10の負担を軽減できる。
【０１５８】
実施例１では、ステップS7で自励振動振幅計測部10が符号なしトラックカウントN2(k)の総和を計算する。その他に、ステップS6でカウンタ8cが第一のモードでトラッククロス信号Tcのパルスをカウントし、ステップS7で自励振動振幅計測部10が符号付トラックカウントN1(k)の絶対値の総和を計算し、式(11)と同様にその総和のTp／4倍を自励振動の振幅βとみなしても良い。
そのとき、符号付トラックカウントN1(k)のそれぞれでは、第二の回転数f2より高い周波数でのトラッキングエラーΔrの変動が相殺される。その反面、高速な第二の回転数f2での光ディスクDの回転時ではオフトラックの検知誤差が増大する。従って、符号付トラックカウントの絶対値の総和から自励振動の振幅を求めるとき、トラッキングエラーの高周波数成分の相殺による誤差の低減と、オフトラックの検知誤差の増大に伴う誤差の増大とが比較考量されねばならない。
更に、カウント期間の途中でトラッキングエラーの極性が反転するとき、そのカウント期間について、符号付トラックカウントの絶対値はレーザ光の焦点の移動距離とは異なる。従って、その誤差を低減するには、カウント期間を十分に短く設定しなければならない。
【０１５９】
《実施例１》
図12は、本発明の実施例２による光ディスク装置101で、自励振動の振幅の計測に関する構成を示すブロック図である。
実施例２による光ディスク装置101は、実施例１による光ディスク装置100（図4参照）と比べ、トラッキングエラー検出部8Aが積分部8dを含む。その他の構成については実施例１と同様であるので、それらの同様な構成に対し同じ符号を付し、その説明は実施例１のものを援用する。
【０１６０】
積分部8dは好ましくはアナログフィルタであり、トラッククロス信号Tcについてアナログ積分を実行し、積分値に比例する電圧Viを自励振動振幅計測部10Aへ出力する。そのとき、積分期間はＦＧパルスPに基づき、光ディスクDの一回転間に設定される。
その他に、積分部8dはディジタルフィルタであり、トラッククロス信号Tcについてディジタル積分を行っても良い。
【０１６１】
自励振動振幅計測部10Aは、トラック偏心測定部11によるトラックの偏心の測定後、第二の制御信号Sc2により、光ディスクDの回転数として第二の回転数f2を光ディスク回転部4及びトラック偏心補償部12へ指示する。
第二の回転数f2で光ディスクDが回転するとき、自励振動振幅計測部10Aは、積分部8dによりトラッククロス信号Tcを光ディスクDの一回転間で積分させ、その積分値に比例する電圧Viを入力する。
【０１６２】
第二の回転数f2での光ディスクDの回転時、実質的なトラッキングエラーΔrは自励振動による成分Δr2だけを含むので、その振幅は自励振動の振幅βと実質的に等しい。従って、自励振動振幅計測部10AはトラッキングエラーΔrの振幅さえ計測すれば良い。
レーザ光Lの焦点は光ディスクDの一回転間で、実質的なトラッキングエラーΔrの振幅の4倍と実質的に等しい距離だけ移動する。電圧Viにより示される積分値は、光ディスクDの一回転間でのトラッククロス信号Tcのパルス総数、すなわちレーザ光Lの焦点の総移動距離に比例する。従って、自励振動振幅計測部10Aは、上記の電圧Viから自励振動の振幅βを次式(12)で決定する：
【０１６３】
β＝K×Vi／4。                                              (12)
【０１６４】
ここで、定数Kは、上記の電圧Viとレーザ光Lの焦点の総移動距離との比例係数である。
【０１６５】
こうして、実施例２による光ディスク装置101による自励振動の振幅βの計測では、高速な第二の回転数f2での光ディスクDの回転時、積分部8dがトラッククロス信号Tcを積分し、自励振動振幅計測部10Aはその積分値を単に定数倍する。
積分部8dによる積分処理はカウンタ8cによる第一のモードでのカウントより高速である。更に、自励振動振幅計測部10Aによる実質的な演算処理は定数の乗算だけであり、従来の装置による演算処理（式(4)参照）より容易で、高速で、かつ高精度である。その結果、自励振動の振幅βの計測では、第二の回転数f2での光ディスクDの回転時間が短縮されるので、自励振動による騒音を低減し、光ディスク装置に加わる負担を軽減できる。その上、自励振動振幅計測部10について演算処理用プログラムのサイズが従来のものより低減できる。従って、光ディスク装置101では、制御プログラム用メモリのサイズを低減できる。
【０１６６】
計測された自励振動の振幅βは、例えば実施例１と同様、計測された自励振動の振幅βに対し最適な最大回転速度の決定に利用される。ドライバ4dはその最大回転速度に応じ、光ディスクDの目標トラックごとに最適な回転数を決定する。こうして、光ディスク装置101では、自励振動下での最適な回転速度が、実際の自励振動に応じ柔軟に決定される。
【０１６７】
実施例２によるカウンタ8cは、第一のモードだけでカウントする。従って、カウンタ8cは実施例１のものとは別に、第一のモードでのカウントだけを実行するもので良い。
【０１６８】
《実施例１》
図13は、本発明の実施例３による光ディスク装置102で、自励振動の振幅の計測に関する構成を示すブロック図である。
実施例３による光ディスク装置102は、実施例１による光ディスク装置100（図4参照）とは異なり、トラック偏心測定部11A及びトラック偏心補償部12Aが、測定されたトラックの偏心について補正を行う。その他の構成については実施例１と同様であるので、それらの同様な構成に対し同じ符号を付し、その説明は実施例１のものを援用する。
【０１６９】
トラック偏心測定部11Aは第一の制御信号Sc1により、光ディスクDの回転数として第一の回転数f1を光ディスク回転部4へ指示する。第一の回転数f1で光ディスクDが回転するとき、トラック偏心測定部11Aは、カウンタ8cにより第一のモードでトラッククロス信号Tcのパルスをカウントさせる。更に、光ディスクの1／6回転ごとにカウント8cから初期の符号付トラックカウントN11(k)（k＝1、2、3、…）を入力し記憶する。初期の符号付トラックカウントN11(k)（k＝1、2、3、…）に基づき、トラック偏心測定部11Aは実施例１のトラック偏心測定部11と同様に、トラックの偏心を測定する。すなわち、式(6)でトラックの偏心量αが、式(7)で位相差ζが、それぞれ計算される。但し、式(6)及び式(7)では符号付トラックカウントN1(k)が初期の符号付トラックカウントN11(k)に置換される。
【０１７０】
トラック偏心測定部11Aにより最初に計測されたトラックの偏心量α及び位相差ζを、それぞれ初期値α0及びζ0とする。偏心量の初期値α0及び位相差の初期値ζ0は一般に、それぞれ誤差を含む。更に、レンズホルダ6aのムービングコイルモータに対する実際の駆動制御では、制御目標からの位相遅れが一般に生じる。偏心量の初期値α0及び位相差の初期値ζ0の誤差、又はレンズホルダ6aについての駆動制御の位相遅れが過大なとき、対物レンズ6の強制的な往復振動はトラックの偏心によるトラッキングエラー成分Δr1を相殺しきれない。
【０１７１】
実施例３によるトラック偏心測定部11Aは、トラックの偏心量の初期値α0及び位相差の初期値ζ0についての補正を、次のように実行する。
トラックの偏心量の初期値α0及び位相差の初期値ζ0の計測後、トラック偏心測定部11Aは再び、第一の制御信号Sc1により第一の回転数f1を、光ディスク回転部4と共にトラック偏心補償部12Aへ指示する。それにより、光ディスクDが再度、第一の回転数f1で回転する。
【０１７２】
トラック偏心補償部12Aは第一の回転数f1に基づき、補正時角振動数ω0を次式で決める：ω0＝2π×f1［rad／s]。
更に、レンズホルダ6aのムービングコイルモータに対する駆動電圧の振幅の初期値V0を、トラックの偏心量の初期値α0と補正時角振動数ω0とに基づき次式で決める：V0＝ω02α0／a。ここで、定数aは、レンズホルダ6aのムービングコイルモータの加速度感度である。
【０１７３】
第一の回転数f1で光ディスクDが回転するとき、トラック偏心補償部12Aはレンズホルダ6aへ、第一の回転数f1、駆動電圧の振幅の初期値V0、及び位相差の初期値ζ0を伝達する。それにより、レンズホルダ6aのムービングコイルモータへ、次式の初期駆動電圧V0(t)が印加される：V0(t)＝V0cos(ω0t＋ζ0)。ここで、変数tは時間を表し、時刻t＝0でカウンタ8cがカウントを開始する。
【０１７４】
その初期駆動電圧V0(t)の印加時、対物レンズ6は保持器1に対し、光ディスクDの半径方向T（図1及び図3参照）で強制的な往復振動を行う。その往復振動は、トラックの偏心量の初期値α0と実質的に等しい振幅、ＦＧパルスPに対する位相差（π＋ζ0）と駆動制御での位相遅れとの合成の位相差、かつ第一の回転数f1と実質的に等しい振動数を持つ。
トラックの偏心量の初期値α0及び位相差の初期値ζ0が十分に小さな誤差しか含まず、駆動制御での位相遅れが十分に小さいとき、対物レンズ6の上記の往復振動がトラックの偏心によるトラッキングエラー成分Δr1を実質的に相殺する。従って、トラッキングエラーΔrは実質的に零に等しい。
【０１７５】
トラックの偏心量の初期値α0若しくは位相差の初期値ζ0が過大な誤差を含み、又は駆動制御での位相遅れが過大なとき、対物レンズ6の上記の往復振動がトラックの偏心によるトラッキングエラー成分Δr1を相殺しきれない。そのとき、相殺されない残差が実質的なトラッキングエラーδΔrとして現れる：δΔr＝Δαcos(ω0t＋ζ0＋Δζ−π／2)＝Δαsin(ω0t＋ζ0＋Δζ)。そのトラッキングエラーδΔrを以下、トラッキングエラー残差という。ここで、トラックの偏心量の初期値α0が誤差を含まず、かつ、位相差の初期値ζ0の含む誤差が無限小であるとき、トラッキングエラー残差δΔrはトラックの偏心によるトラッキングエラー成分Δr1に対し、位相差π／2だけ遅れる。従って、トラッキングエラー残差δΔrのＦＰパルスPに対する位相差については、予めπ／2を除いた残りζ0＋Δζが計測される。
【０１７６】
第一の回転数f1で光ディスクDが回転するとき、トラック偏心測定部11Aはカウンタ8cにより、再度第一のモードでトラッククロス信号Tcのパルスをカウントさせる。更に、光ディスクの1／6回転ごとにカウント8cから第二の符号付トラックカウントN12(k)（k＝1、2、3、…）を入力し記憶する。第二の符号付トラックカウントN12(k)に基づき、トラッキングエラー残差δΔrの振幅Δα及び位相差（ζ0＋Δζ）が、トラックの偏心量α及び位相差ζの計算と同様に、次のように計算される。
光ディスクD上でレーザ光Lの焦点が(k−1)番目の回転角θ(k−1)からk番目の回転角θ(k)まで回転する間、トラッキングエラー残差δΔr＝Δαsin(πk／3＋ζ0＋Δζ)（k＝1、2、3、…）は、トラックピッチTpとk番目の第二の符号付トラックカウントN12(k)との積だけ変化する：
【０１７７】
N12(k)×Tp
＝Δαsin(πk／3＋ζ0＋Δζ)−Δαsin(π(k−1)／3＋ζ0＋Δζ)      (13)
【０１７８】
（ここで、k＝1、2、3、…)。式(13)より、トラッキングエラー残差δΔrの振幅Δα及び位相差（ζ0＋Δζ）は、式(14)及び式(15)でそれぞれ表される：
【０１７９】
Δα／Tp＝(2／√3)×{N12(k)2−N12(k)N1(k＋1)＋N12(k＋1)2}1／2    (14)
−cot(ζ0＋Δζ)
＝{−N12(k)sin(π(k＋1／2)／3)＋N12(k＋1)sin(π(k−1／2)／3)}
／{N12(k)cos(π(k＋1／2)／3)−N12(k＋1)cos(π(k−1／2)／3)}    (15)
【０１８０】
（ここで、k＝1、2、3、…)。振幅Δα及び位相差（ζ0＋Δζ）のサンプルはそれぞれ（第二の符号付トラックカウントN12(k)の個数)−1個ずつ得られ、例えばそれらの平均により、それぞれのサンプルに含まれる誤差を低減できる。
【０１８１】
トラック偏心測定部11Aは、以上のように計算されたトラッキングエラー残差δΔrの振幅Δαを所定の許容値と比較する。
トラッキングエラー残差の振幅Δαがその許容値より大きいとき、トラック偏心測定部11Aは、トラッキングエラー残差の振幅Δα及び位相差（ζ0＋Δζ）をトラック偏心補償部12Aへ出力する。それと共に、第一の制御信号Sc1を光ディスク回転部4及びトラック偏心補償部12Aへ出力する。
トラッキングエラー残差の振幅Δαが上記の許容値より小さいとき、トラック偏心測定部11Aはトラックの偏心の測定を終了する。それにより、自励振動振幅計測部10が実施例１と同様に、自励振動の振幅の計測を開始する。
【０１８２】
トラッキングエラー残差の振幅Δαが上記の許容値より大きいとき、トラック偏心補償部12Aはトラッキングエラー残差の振幅Δαと補正時角振動数ω0＝2π×f1とに基づき、レンズホルダ6aのムービングコイルモータに対する駆動電圧の振幅の補正量ΔVを次式で決める：ΔV＝ω02Δα／a。ここで、定数aはレンズホルダ6aのムービングコイルモータの加速度感度である。
【０１８３】
トラック偏心補償部12Aは更に、位相差（ζ0＋Δζ）と駆動電圧の振幅の補正量ΔVとに基づき、補正された駆動電圧の振幅V1及びＦＰパルスPに対する位相差ζ1を、次のように決定する。
トラッキングエラー残差δΔrを相殺するには、初期駆動電圧V0(t)＝V0cos(ω0t＋ζ0)へ補正駆動電圧ΔV(t)を重畳しなければならない。補正駆動電圧ΔV(t)は駆動電圧の振幅の補正量ΔVと位相差（ζ0＋Δζ）とにより次式で決定される：ΔV(t)＝ΔVsin(ω0t＋ζ0＋Δζ)。
トラッキングエラー残差δΔrの相殺の目的でレンズホルダ6aのムービングコイルモータへ印加すべき駆動電圧（補正された駆動電圧）V1(t)は、初期駆動電圧V0(t)と補正駆動電圧ΔV(t)との和である：V1(t)＝V0(t)＋ΔV(t)。すなわち、
【０１８４】
V1cos(ω0t＋ζ1)＝V0cos(ω0t＋ζ0)＋ΔVsin(ω0t＋ζ0＋Δζ)。    (16)
【０１８５】
式(16)の両辺の比較から、補正された駆動電圧の振幅V1及びＦＰパルスPに対する位相差ζ1が、式(17)及び式(18)によりそれぞれ決定される：
【０１８６】
V1＝｜V0−iΔVexp(iΔζ)｜
＝{(V0＋ΔVsinΔζ)2＋ΔV2cos2Δζ}1／2、                      (17)
tan(ζ1−ζ0)＝(−ΔVcosΔζ)／(V0＋ΔVsinΔζ)。                (18)
【０１８７】
トラック偏心補償部12Aはレンズホルダ6aへ、第一の回転数f1、補正された駆動電圧の振幅V1及び位相差ζ1を伝達する。それにより、レンズホルダ6aのムービングコイルモータへ、式(16)に示されるような補正された駆動電圧V1(t)が印加される。そのとき対物レンズ6は保持器1に対し、光ディスクDの半径方向T（図1及び図3参照）で強制的な往復振動を行う。その往復振動は、補正された偏心量と実質的に等しい振幅、（補正された位相差)＋πの位相差、かつ第一の回転数f1と実質的に等しい振動数を持つ。それにより、最初に測定されたトラッキングエラーΔrとトラッキングエラー残差δΔrとの合成が相殺される。
【０１８８】
第一の回転数f1で光ディスクDが回転するとき、トラック偏心測定部11Aはカウンタ8cにより第一のモードでトラッククロス信号Tcのパルスをカウントさせる。更に、光ディスクの1／6回転ごとにカウント8cから第三の符号付トラックカウントN13(k)（k＝1、2、3、…）を入力し記憶する。更に、第三の符号付トラックカウントN13(k)に基づき、第二の符号付トラックカウントN12(k)と同様に、新たなトラッキングエラー残差の振幅及び位相差が計算される。その振幅が再び上記の許容値と比較される。
その振幅がその許容値より大きいとき、上記の処理が繰り返される。逆に、その許容値より小さいとき、トラック偏心測定部11Aによるトラックの偏心の測定が終了する。それにより、自励振動振幅計測部10が実施例１と同様な自励振動の振幅の計測を開始する。
【０１８９】
図14は、実施例３による光ディスク装置102で実行される自励振動の振幅βの計測方法のフローチャートである。図14では、実施例１と同様なステップについては図11と同じ符号を付し、その説明は実施例１でのものを援用する。
＜ステップS2＞
カウンタ8cによりトラッククロス信号Tcのパルスを第一のモードでカウントさせる。第一のモードでは、トラッククロス方向信号Tdに応じ、カウンタ8cは初期の符号付トラックカウントN11(k)を出力する。
＜ステップS3A＞
トラック偏心測定部11Aが、初期の符号付トラックカウントN11(k)に基づき、トラックの偏心量の初期値α0及び位相差の初期値ζ0を計測する。そのとき、式(6)及び式(7)の演算が実行される。偏心量の初期値α0及び位相差ζ0はトラック偏心補償部12Aへ伝達される。
【０１９０】
＜ステップS8＞
トラック偏心測定部11Aは、トラックの偏心に対する補正を次のように実行する。図15はトラックの偏心の補正ステップS8についてのフローチャートである。
（サブステップS81）
トラック偏心測定部11Aが、第一の回転数f1を光ディスク回転部4のドライバ4dへ指示する。それにより、光ディスクDを第一の回転数f1で回転させる。
（サブステップS82）
最初の実行時、トラック偏心補償部12Aが、偏心量の初期値α0及び第一の回転数f1に基づき、レンズホルダ6aのムービングコイルモータに対する駆動電圧の振幅の初期値V0を決定する。更に、駆動電圧の振幅の初期値V0、第一の回転数f1、及び位相差の初期値ζ0がレンズホルダ6aへ伝達される。それにより、レンズホルダ6aへは初期駆動電圧V0(t)が印加される。そのとき、対物レンズ6が光ディスクDの半径方向で、振幅α0、ＦＧパルスPとの位相差（π＋ζ0)、及び振動数f1を持つ強制的な往復振動を行う。その結果、最初に測定されたトラックの偏心によるトラッキングエラー成分Δr1が相殺される。
【０１９１】
二回目以降の実行時では、トラック偏心補償部12Aが、トラッキングエラー残差δΔrの振幅Δα及び第一の回転数f1に基づき、駆動電圧の振幅の補正量ΔVを決定する。更に、駆動電圧の振幅の補正量ΔV、第一の回転数f1、及び位相差ζ＋Δζがレンズホルダ6aへ伝達される。それにより、レンズホルダ6aへ補正された駆動電圧が印加される。そのとき、対物レンズ6が光ディスクDの半径方向で、振動数f1を持つ強制的な往復振動を行い、最初に測定されたトラックの偏心によるトラッキングエラー成分Δr1と、その後測定されたトラッキングエラー残差δΔrの全てとの合成が相殺される。
【０１９２】
（サブステップS83）
トラッキングエラー検出部8へは、サブステップS82の相殺では除去しきれないトラッキングエラー残差δΔrが入力される。そのとき、カウンタ8cによりトラッククロス信号Tcのパルスを第一のモードでカウントさせる。カウンタ8cは符号付トラックカウントN1(k)を出力する。
（サブステップS84）
トラック偏心測定部11が、符号付トラックカウントN1(k)に基づき、トラッキングエラー残差δΔrの振幅Δα及び位相差ζ＋Δζを計測する。そのとき、式(14)及び式(15)と同様な演算が実行される。
（サブステップS85）
計測されたトラッキングエラー残差δΔrの振幅Δαが所定の許容値と比較される。その振幅Δαがその許容値より小さいときステップS8は終了し、そうではないとき、処理がサブステップS81から繰り返される。
【０１９３】
こうして、トラッキングエラー残差δΔrの振幅が所定の許容値より小さくなるまで、トラック偏心測定部11Aは、第一の回転数f1での光ディスクDの回転について、トラックの偏心の測定ステップS8を上記のように繰り返す。それにより、トラックの偏心についての誤差が十分に低減した後、自励振動振幅計測部10が実施例１と同様な自励振動の振幅の計測を実行する。その結果、自励振動の振幅の計測誤差が十分に低減される。
【０１９４】
トラック偏心測定部11Aによるトラックの偏心の補正処理は一般に複数回反復されるので、その処理時間は比較的長く、その計算誤差は比較的大きい。しかしその処理は、低速な第一の回転数f1での光ディスクDの回転時に実行される。それにより、例えば、符号付トラックカウントN1(k)のそれぞれの誤差が比較的小さいので、比較的少ないサンプル数でもトラッキングエラー残差δΔrの振幅Δα及び位相差ζ＋Δζを十分に高精度で計測できる。
【０１９５】
実施例３では、トラック偏心測定部11Aがトラッキングエラー残差δΔrの振幅Δαを所定の許容値と比較する。その他に、駆動電圧の振幅の補正量ΔVをまず決定し、その補正量ΔVを所定の許容値と比較しても良い。そのとき、その補正量ΔVが許容値より小さくなるまで、トラックの偏心についての補正が繰り返される。
【０１９６】
実施例３では実施例１と同様に、自励振動振幅計測部10がカウンタ8cを第二のモードでカウントさせる。その他に、トラッキングエラー検出部が実施例２と同様な積分部を含み、自励振動振幅計測部が実施例２と同様に、その積分部によりトラッククロス信号Tcを積分させても良い。
上記の実施例では、基台がインシュレータにより筐体上で弾性支持され、基台上の構成要素全体、インシュレータ、対物レンズ、及びレンズホルダが連成振動系を構成する。その他に、基台が筐体へ直接接続されても良い。その接続は通常不完全であり、基台は筐体に対し振動し得る。従って、基台上の構成要素全体、基台と筐体との接続部、対物レンズ、及びレンズホルダが、上記と同様な連成振動系を構成する。
更に、上記の光ディスク装置がパーソナルコンピュータ等に内蔵されるとき、自励振動について、上記の基台及び光ディスク装置の筐体をそれぞれ、光ディスク装置の筐体及びパーソナルコンピュータ等の筐体と読み替えても良い。
【０１９７】
【発明の効果】
本発明によるディスク装置はまず、十分に低速な第一の回転数でのディスクの回転時、トラッキングエラーの変化を測定し、それに基づきトラックの偏心を測定する。次に、第一の回転数より高い第二の回転数でのディスクの回転時、トラッキング可動部を保持器に対し往復振動させる。それにより、トラッキングエラー内のトラックの偏心による成分が相殺され、自励振動による成分だけが残る。従って、そのトラッキングエラーの振幅から直接自励振動の振幅を計測できる。
【０１９８】
トラックの偏心の測定では、トラッキングエラーの高精度な検出、及びトラックの偏心量と位相差とを計算するための複雑な演算が要求される。しかし、第一の回転数は十分に低いので、トラッキングエラーの高精度な検出が比較的容易である。更にトラッキングエラーの変化が比較的遅いので、偏心量等の計測とトラッキングエラーの検出との並行処理が容易に実行できる。
一方、自励振動の振幅の計測ではトラッキングエラーの振幅のみを対象とするので、その計測に要する演算はトラック偏心測定部での演算より単純でかつ高速である。従って、高速な第二の回転数でのディスクの回転時でも、その演算は比較的高精度で実行され得る。
【０１９９】
こうして、自励振動の振幅の計測処理が簡素化され、その計測時間が短縮されるので、ディスクを高速な第二の回転数で回転させる時間が従来のディスク装置より短縮できる。従って、自励振動の振幅の計測時、その振動による騒音を低減し、ディスク装置に加わる負担を軽減できる。
その上、その計測用プログラムのサイズが従来のものより低減できるので、上記の光ディスク装置では、制御プログラム用メモリのサイズを低減できる。
【０２００】
本発明によるディスク装置は更に、上記のように計測された自励振動の振幅に基づき、ディスクに対する最大回転速度を決定し、その最大回転速度に応じディスク回転部を制御しても良い。それにより、実際に設置されたディスクに応じ、自励振動を十分に抑制できる範囲で最大の回転速度を柔軟に決定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による光ディスク装置100の内部を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例１による光ディスク装置100内で、基台3を保持器1へ接続したとき、インシュレータ2近傍を示す部分断面図である。
【図３】本発明の実施例１による光ディスク装置100で、対物レンズ6近傍の光ヘッド5の部分を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例１による光ディスク装置100で、その対物レンズ6からのレーザ光の焦点により光ディスクD上に描かれる軌跡Γを示す。(a)は光ディスクDの法線方向から見たレーザ光の焦点の軌跡Γを示す平面図であり、(b)はレーザ光の焦点の軌跡Γを、目標トラックTrからのずれΔrと光ディスクDの回転角θとで表したグラフである。
【図５】本発明の実施例１による光ディスク装置100で、レーザ光Lの焦点Lsによる光ディスクDの半径方向Tでの往復振動とその光ディスクD上での軌跡Γ1とを示す図である。(a)は、光ディスクD、対物レンズ6、及びレーザ光Lの焦点Lsの位置関係を模式的に示す側面図である。(b)は、光ディスクD上でのレーザ光Lの焦点Lsの軌跡Γ1を、往復振動の中心r0からのずれr−r0と光ディスクDの回転角θとで表したグラフである。
【図６】本発明の実施例１による光ディスク装置100で、トラッキングエラーΔrについて、トラックの偏心による成分Δr1、自励振動による成分Δr2、及び両方の和Δr＝Δr1＋Δr2を、光ディスクDの回転角θで表すグラフである。
【図７】本発明の実施例１による光ディスク装置100で、自励振動の振幅の計測に関する構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例１による光ディスク装置100で、トラッキングエラー信号Stとトラッククロス信号Tcとの波形、及びそれらの波形に対応するレーザ光Lの焦点Lsの位置を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例１による光ディスク装置100で、再生信号の上側エンベロープSeとオフトラック信号Ofとの波形、及びそれらの波形に対応するレーザ光Lの焦点Lsの位置を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施例１による光ディスク装置100で、再生信号の上側エンベロープSe、トラッキングエラー信号St、オフトラック信号Of、及びトラッククロス信号Tcの波形、並びに、それらの波形に対応するレーザ光Lの焦点Lsの位置を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施例１による光ディスク装置100で実行される自励振動の振幅βの計測方法のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例２による光ディスク装置101で、自励振動の振幅の計測に関する構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施例３による光ディスク装置102で、自励振動の振幅の計測に関する構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施例３による光ディスク装置102で実行される自励振動の振幅βの計測方法のフローチャートである。
【図１５】本発明の実施例３による光ディスク装置102で、トラックの偏心の補正ステップS8についてのフローチャートである。
【図１６】従来の光ディスク装置900内部を模式的に示す側面図である。
【図１７】従来の光ディスク装置900で自励振動の振幅の計測に関する構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
4         光ディスク回転部
4a        スピンドルモータ
4d        ドライバ
4e        パルス発生部
5         光ヘッド
6a        レンズホルダ
8         トラッキングエラー検出部
8a        トラッククロス検知部
8b        トラッククロス方向検出部
8c        カウンタ
10        自励振動振幅計測部
11        トラック偏心測定部
12        トラック偏心補償部
D         光ディスク
L         レーザ光
Se        再生信号のエンベロープ
St        トラッキングエラー信号
Tc        トラッククロス信号
Td        トラッククロス方向信号
N1        符号付トラックカウント
N2        符号なしトラックカウント
Sc1／Sc2  第一／第二の制御信号
f1／f2    第一／第二の回転数
P         ＦＧパルス
α        トラックの偏心量
ζ        トラッキングエラーの変化とＦＧパルスPとの位相差
V0        レンズホルダ6aに対する駆動電圧の振幅
β        自励振動の振幅
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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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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