(57)【要約】  光ディスク装置（１）は、光ディスク(１０)の一面にレーザ光を用いて情報の記録及び再生可能であり、光ディスクの他面にレーザ光を用いてラベル印刷可能である。光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、データ処理ユニット（２）は、光ディスクの他面から受光する反射光量を最大とするように対物レンズの位置を決定する制御データを予め取得する第１制御処理と、メモリから読み出した制御データを用いたフィードフォワード制御によって対物レンズの位置を決定する第２制御処理とを行なう。第1制御処理では、光ディスクの半径方向位置が非連続に異なる複数の円周に対して制御データを取得する。第２制御処理では、光ディスクの円周方向と半径方向のラベル印刷位置に対応する制御データがない場合には他の位置の２個の制御データを用いた補間演算により生成した制御データを用いたフィードフォワード制御を行う。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの一面にレーザ光を用いて情報の記録及び再生が可能であり、且つ、前記光ディスクの他面に前記レーザ光を用いてラベル印刷可能な光ディスク装置であって、
対物レンズを焦点の前後方向に移動させるフォーカシングアクチェータと、前記対物レンズを介してレーザ光が放射された光ディスクからの反射光を受光する光ディテクタと、データ処理ユニットと、メモリとを有し、
光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、前記データ処理ユニットは、前記光ディスクの他面から前記光ディテクタが受光する反射光量を最大とするように焦点に対する対物レンズの位置を決定する制御データを予め取得してメモリに格納する第１制御処理と、メモリから読み出した制御データを用いたフィードフォワード制御により前記対物レンズの焦点を合わせる第２制御処理とを行ない、
前記第1制御処理は、前記光ディスクの半径方向位置が非連続に異なる複数の円周に対して前記制御データを取得して前記メモリに格納する処理であり、
前記第２制御処理は、前記光ディスクの円周方向と半径方向のラベル印刷位置に対応する制御データがない場合には他の位置の２個の制御データを前記メモリから読み出し、読み出した制御データを用いた補間演算によって取得した制御データを用いたフィードフォワード制御により前記対物レンズの焦点を合わせる処理である光ディスク装置。
【請求項２】
前記円周に対して予め前記制御データを取得する位置は、光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、光ディスクの円周方向に対して変更されるレーザ照射位置毎である請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記半径方向位置が非連続で異なる複数の円周は、最内周、中間周、最外周の３周である請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記他の位置の２個の制御データは、半径方向両側の最も近い位置に対応して存在する２個の制御データである請求項３記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記光ディテクタは光スポットを放射状に４分割して反射光を受光し、
前記データ処理ユニットは、前記４分割受光信号の和信号によって前期反射光量を判定する請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項６】
レーザ光を用いて光ディスクの一面に情報の記録及び再生が可能であり、且つ、前記光ディスクの他面に前記レーザ光を用いてラベル印刷可能な光ディスク装置であって、
光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、対物レンズを介してレーザ光が照射された前記光ディスクの他面からの反射光量が最大となるように焦点に対する前記対物レンズの位置を決定する制御データを、前記光ディスクの半径方向位置が非連続に異なる複数の円周に対して取得し、取得した制御データをメモリに格納し、前記光ディスクの円周方向と半径方向のラベル印刷位置に対応する制御データがない場合には他の位置の２個の制御データを前記メモリから読み出し、読み出した制御データを用いた補間演算によって取得した制御データでフィードフォワード制御を行って前記対物レンズの焦点を合わせる光ディスク装置。
【請求項７】
光ディスクの一面にレーザ光を用いて情報の記録及び再生が可能であり、且つ、前記光ディスクの他面に前記レーザ光を用いてラベル印刷可能な光ディスク装置であって、
対物レンズを焦点の前後方向に移動させるフォーカシングアクチェータと、前記対物レンズを介してレーザ光が放射された光ディスクからの反射光を受光する複数分割光ディテクタと、複数分割光ディレクタによる分割受光信号の差から前記対物レンズの焦点を合わせるためのフォーカス誤差信号を形成するとともに前記分割受光信号の和信号を生成するアナログフロントエンド部と、前記フォーカス誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置をフィードバック制御するデータ処理ユニットとを有し、
前記データ処理ユニットは、光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、前記和信号の値に対する目標値の相関をその和信号の値に対応するフォーカス誤差信号の値に反映させるようにフォーカス誤差信号の値を補正し、補正結果をフォーカス誤差として前記対物レンズの位置をフィードバック制御によって決定する光ディスク装置。
【請求項８】
前記和信号の値に対する目標値の相関は和信号の値に対する目標値の割合である請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記補正は、フォーカス誤差信号の値に対する前記割合の乗算である請求項８記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記目標値は、トレーニング期間に取得した連続する複数の和信号の値の平均値である請求項８記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
前記データ処理ユニットは、前記補正を、光ディスクの円周方向と半径方向に対してレーザ照射位置を変える毎に行う請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
前記光ディテクタは光スポットを放射状に４分割して反射光を受光し、
前記データ処理ユニットは、前記４分割受光信号から前記和信号を生成し、
前記分割受光信号の差は前記４分割受光信号のうちのお互いに対向する第１の受光信号と、第３の受光信号との和から、前記４分割受光信号のうちのお互いに対向する第２の受光信号と、第４の受光信号との和を差し引いた差分である請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項１３】
光ディスクの一面にレーザ光を用いて情報の記録及び再生が可能であり、且つ、前記光ディスクの他面に前記レーザ光を用いてラベル印刷可能であって、対物レンズを介してレーザ光が放射された光ディスクからの反射光を複数分割光ディテクタにより受光し、分割受光信号の差から前記対物レンズの焦点を合わせるためのフォーカス誤差信号を形成するとともに分割受光信号の和信号を生成し、前記フォーカス誤差信号に基づいて対物レンズの位置をフィードバック制御によって決定する光ディスク装置であって、
光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、前記和信号の値に対する目標値の相関をその和信号の値に対応するフォーカス誤差信号の値に反映させるようにフォーカス誤差信号の値を補正し、補正結果をフォーカス誤差として前記対物レンズの位置をフィードバック制御によって決定する光ディスク装置。
【請求項１４】
前記光ディテクタは光スポットを放射状に４分割して反射光を受光し、
前記４分割受光信号から前記和信号が生成され、
前記分割受光信号の差は前記４分割受光信号のうちのお互いに対向する第１の受光信号と、第３の受光信号との和から、前記４分割受光信号のうちのお互いに対向する第２の受光信号と、第４の受光信号との和を差し引いた差分である請求項１３記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光に感光する塗料などをコーティングした光ディスクのラベル面にタイトルや写真などを印字可能とする光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２にはＣＤ−ＲＯＭなどの信号面からデータを読み取るためにレーザ光の焦点をディスクの信号面に結ばせるフォーカスサーボについて記載がある。例えば、ディスクからの反射光を４分割光検出器の出力から得られるフォーカス誤差信号を基にフィードバックループで光ピックアップの対物レンズを上下させて、そりなどにより回転と共に面ブレするディスクと対物レンズの距離を一定に保ってレーザの焦点を信号面に結ばせる。【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１５５５２７号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１２６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ディスクのラベル面にレーザ感光性の塗料をコーティングし、光記録用レーザ光を照射してタイトルや絵、写真を記録するレーザラベル印刷法が提唱されている。このレーザラベル印刷においても、コーティング面にレーザ光の焦点を結ばせることが必要になる。しかしながら上記フォーカスサーボ制御をそのまま適用してもうまく行かない。レーザラベル印刷面の反射率が低く、平滑度が悪いことに起因すると考えられる。表面が凸凹のため低い反射率が更に変化し、大きめのレーザパワーを与えても得られる反射信号には大きなノイズ成分が重畳され、フィードバック制御信号として利用することができない。本発明者は、レーザラベル印刷面にレーザ光の焦点を合わせる手段として、第１に、ディスクのある回転位置からの面ブレを測定しメモリに記憶し、その値をフォーカシングアクチェータに伝達して焦点を結ばせるフィードフォワード制御を行うことについて検討した。【０００５】
フィードフォワード制御では、光ディスクの面ブレを実際に測定しなければならない。例えば、ディスクの１周を例えば６４分割して、それぞれの場所でフォーカシングアクチェータ少しずつ上下させて、レーザラベル印刷面から反射光が最大になったときのフォーカシングアクチェータの制御データをメモリに記憶していく。このような処理を例えば６４回繰り返してディスク１周に対するフィードフォワード制御用の制御データ得る。ディスク１枚に対してはディスクの内周から外周に向かって例えば０．５ミリメートル毎に６０周分のデータを測定しなければならない。ディスクの最内周から半径方向に何ミリメートルの位置で円周方向のディスクスタート位置から６４分割のどの位置かを判断し、その判定結果に応ずるデータを使うことによって焦点を結ばせることができる。【０００６】
しかしながら、光ディスクの円周方向と半径方向に移動される全てのレーザ照射位置に対してフォーカシングアクチェータの制御データを取得するには時間がかかり過ぎると言う問題がある。また測定時間を短縮するためにデータの取得を行うレーザ照射位置を間引いてしまうと、制御データの連続性が悪くなり、焦点精度が劣化して印字記録の濃さが変化して縞模様が発生する虞を生じ、印刷品質の劣化が懸念される。【０００７】
また、光ディスクの面ぶれはトレーに対する装着状態によっても影響を受けるから、ディスクスリップなどが起こって光ディスクの取り付け状態が測定時とは変ってしまうと、フィードフォワード制御では最適な制御ができなくなる虞のあることが本発明者によって明らかにされた。【０００８】
本発明の目的は、光ディスクに対するレーザラベル印刷のためのフォーカシング制御用データのデータ量を削減（取得時間の短縮）しても印刷品質の劣化を生じ難い光ディスク装置を提供することにある。【０００９】
本発明の別の目的は光ディスクに対するレーザラベル印刷のためのフォーカシング制御にフィードバック制御を用いることができる光ディスク装置を提供することにある。【００１０】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。【００１２】
〔１〕《補間データを用いたフィードフォワード制御》
光ディスク装置は、光ディスクの一面にレーザ光を用いて情報の記録及び再生が可能であり、且つ、前記光ディスクの他面に前記レーザ光を用いてラベル印刷可能なものである。この光ディスク装置は、対物レンズ(３１)を焦点の前後方向に移動させるフォーカシングアクチェータ(３０)と、前記対物レンズを介してレーザ光が放射された光ディスクからの反射光を受光する光ディテクタ(２３)と、データ処理ユニット（２）と、メモリ（３）とを有する。光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、前記データ処理ユニットは、前記光ディスクの他面から前記光ディテクタが受光する反射光量を最大とするように焦点に対する対物レンズの位置を決定する制御データを予め取得してメモリに格納する第１制御処理を行なう、更にメモリから読み出した制御データを用いたフィードフォワード制御により前記対物レンズの焦点を合わせる第２制御処理を行なう。前記第1制御処理は、前記光ディスクの半径方向位置が非連続に異なる複数の円周に対して前記制御データを取得して前記メモリに格納する処理である。前記第２制御処理は、前記光ディスクの円周方向と半径方向のラベル印刷位置に対応する制御データがない場合には他の位置の２個の制御データを前記メモリから読み出し、読み出した制御データを用いた補間演算によって取得した制御データを用いたフィードフォワード制御により前記対物レンズの焦点を合わせる処理である。【００１３】
レーザ照射位置を光ディスクの半径方向に例えば３０マイクロメートルづつ移動させて１円周毎にフォーカシングアクチェータの制御データを取得する場合を考えると、通常の直径１２センチメートルの光ディスクでは移動距離約３０ミリメートルで約１０００周（印刷トラック間隔は３０マイクロメートル）にわたってデータを取得する必要がある。前記第１処理によれば、例えば最内周、最内周より半径方向に１５ミリメートル移動した中間周、中間周より半径方向に１５ミリメートル移動した最外周の位置で制御データを取得すれば３周分のデータとなり、データ取得時間は大幅に減少する。第２処理では、例えば、最内周から２００印刷トラック目におけるディスクスタート位置からｉ番目の制御データＣｉは最内周のディスクスタート位置からｉ番目の制御データＡと中間周のディスクスタート位置からｉ番目のデータＢとから、
Ｃｉ＝Ａ＋２００＊（Ｂｉ−Ａｉ）／５００
として容易に演算できる。このような演算は通常のマイクロコンピュータなどのデータ処理ユニットで行えば瞬時で済み、記録時間に影響を与えることはない。レーザラベル印刷において光ディスクの半径方向に対するレーザ照射位置の移動単位を半分の１５マイクロメートルとする場合にも演算方法は同じである。但し最内周、中間周、最外周の円周方向に対しても制御データを補間することが必要になる。必要な印刷精度に合わせてレーザ照射位置の移動単位を後から選択的に変更することも可能である。【００１４】
本発明の一つの具体的な形態として、前記円周に対して予め前記制御データを取得する位置は、光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、光ディスクの円周方向に対して変更されるレーザ照射位置毎とするのがよい。前記半径方向位置が非連続に異なる複数の円周は、例えば最内周、中間周、最外周の３周などであればよい。補間に用いる２個の制御データは、半径方向両側の最も近い位置に対応して存在する２個の制御データであることが望ましい。前記光ディテクタは光スポットを放射状に４分割して反射光を受光し、このとき、前記データ処理ユニットは、前記４分割受光信号の和信号によって受光量を判定すればよい。【００１５】
別の観点によると、光ディスク装置は、光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、対物レンズを介してレーザ光が照射された前記光ディスクの他面からの反射光量が最大となるように対物レンズの焦点に対する前記対物レンズの位置を決定する制御データを、前記光ディスクの半径方向位置が非連続に異なる複数の円周に対して取得する。そして、取得した制御データをメモリに格納する。前記光ディスクの円周方向と半径方向のラベル印刷位置に対応する制御データがない場合には他の位置の２個の制御データを前記メモリから読み出す。読み出した制御データを用いた補間演算によって取得した制御データでフィードフォワード制御を行って前記対物レンズの焦点を合わせる。【００１６】
〔２〕《補正後フォーカス誤差信号を用いるフィードバック制御》
光ディスク装置は、光ディスクの一面にレーザ光を用いて情報の記録及び再生が可能であり、且つ、前記光ディスクの他面に前記レーザ光を用いてラベル印刷可能である。この光ディスク装置は、対物レンズ(３１)を焦点の前後方向に移動させるフォーカシングアクチェータ(３０)と、前記対物レンズを介してレーザ光が放射された光ディスクからの反射光を受光する複数分割光ディテクタ(２３)とを有する。更に、複数分割光ディレクタによる分割受光信号の差からフォーカス誤差信号(ＦＥＲ)を形成するとともに分割受光信号の和信号(SＡＤＤ)を生成するアナログフロントエンド部（４）と、フォーカス誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置をフィードバック制御するデータ処理ユニット（２）とを有する。前記データ処理ユニットは、光ディスクの円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、前記和信号の値(４４)に対する目標値(４５)の相関をその和信号に対応するフォーカス誤差信号の値（４６）に反映させるようにフォーカス誤差信号の値を補正する。この補正結果をフォーカス誤差として前記対物レンズの位置をフィードバック制御によって決定する。【００１７】
対物レンズに焦点の前後方向に対しての和信号の値は焦点位置を中心として釣鐘型に分布する。フォーカス誤差信号は焦点位置を０としてＳ字型に分布する。光ディスクのラベル印刷面は平滑度が悪く、レーザの反射率が細かい凹凸に従って時々刻々大きく変化し、この凹凸の情報は和信号と共にフォーカス誤差信号に重畳される。上記補正により、ほぼ同時にサンプリングされて得られる和信号の大小に応じて、フォーカス誤差信号の値を補正する。補正の内容は、前記和信号の値に対する目標値の相関をその和信号に対応するフォーカス誤差信号の値に反映させることであるから、補正されたフォーカス誤差信号の値は見かけ上、反射率一定のＳ／Ｎのよいフォーカス誤差信号の値となる。この補正されたフォーカス誤差信号の値を利用して対物レンズのフィードバック制御を行うことにより、平滑度の悪い光ディスクのラベル印刷面に対してレーザ光を用いたラベル印刷を行うことができる。【００１８】
本発明の一つの具体的な形態として、前記和信号の値に対する目標値の相関は和信号の値に対する目標値の割合である。このとき、前記補正は、フォーカス誤差信号の値に対する前記割合の乗算である。前記目標値は、例えばトレーニング期間に取得した連続する複数の和信号の値の平均値である。前記データ処理ユニットは、前記補正を、光ディスクの円周方向と半径方向に対してレーザ照射位置を変える毎に行う。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。【００２０】
すなわち、補間データを用いたフィードフォワード制御を採用することにより、光ディスクに対するレーザラベル印刷のためのフォーカシング制御用データのデータ量を削減（取得時間の短縮）することができ、そうしても印刷品質の劣化を生じ難い。【００２１】
また、フォーカス誤差信号を補正して用いることによって光ディスクに対するレーザラベル印刷のためのフォーカシング制御にフィードバック制御を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】光ディスク装置の一例を示すブロック図である。
【図２】アナログフロントエンドの具体例として高周波信号ＲＦとフォーカシング誤差信号ＦＥＲを生成する回路部分を例示する回路図である。
【図３】情報記録トラックに対するフォーカスサーボ制御に際して得られるフォーカスエラー信号ＦＥＲと高周波信号ＲＦの波形、更にラベル印刷面に対するフィードフォワードによるフォーカス制御に際して得られるフォーカスエラー信号ＦＥＲと和信号ＳＡＤＤの各波形を示す波形図である。
【図４】情報記録トラックに対するフォーカスサーボ制御に着目したときの主な信号経路を示すブロック図である。
【図５】ラベル印刷面に対するフィードフォワードによるフォーカス制御に着目したときの主な信号経路を示すブロック図である。
【図６】１周を８００分割して得た和信号ＳＡＤＤが最大となるＤＡＣ１７への制御データの値と、それを最小二乗法演算で平滑化した制御データの値とを例示する説明図である。
【図７】最内周用制御データＤＡＴａに対応される光ディスク１０におけるラベル印刷面の最内周部分３５ａ、中間周用制御データＤＡＴｂに対応される光ディスク１０におけるラベル印刷面の中間周部分３５ｂ、最外周用制御データＤＡＴｃに対応される光ディスク１０におけるラベル印刷面の最外周部分３５ｃを夫々示す説明図である。
【図８】最内周用制御データＤＡＴａの値と中間周用制御データＤＡＴｂの値がスロット毎にプロットされた状態を示す説明図である。
【図９】フィードフォワードでフォーカス制御を行って光ディスクのラベル印刷を行うときの全体的な制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】ラベル印刷面に対する補正後フォーカス誤差信号を用いるフォーカスサーボ制御に着目したときの主な信号経路を示すブロック図である。
【図１１】フォーカスサーボ制御を行って光ディスクのラベル印刷を行うときの全体的な制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１  光ディスク装置
２  マイクロコンピュータ(ＳＭＣＵ)
３  ＳＤＲＡＭ
４  アナログフロントエンド（ＡＦＥ）４
５  光ピックアップ（ＯＰＵ）
６  スレッドモータ（ＴＭ）
７  ディスクモータ（ＤＭ）
８  モータドライバ（ＭＤＲＶ）
９  ラベル印刷用位置検出器
１０  光ディスク
１１  スロット
１２  プロセッサコア（ＭＰＵ）
１３  ディジタル信号処理ユニット（ＤＳＰ）
１４  サーボ制御ユニット（ＳＲＶ）
１５  ＳＲＡＭ
１６  ＲＯＭ
１７  ＤＡＣ
１８  ＡＤＣ
１９  外部インタフェース用の入出力回路（Ｉ／Ｏ）
２２  メインスポット
２３  ディテクタ
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ  フォトダイオード
ＲＦ  高周波信号
ＦＥＲ  フォーカス誤差信号
２６  減算回路
２７  加算回路
３０  フォーカシングアクチェータ
３１  対物レンズ
ＤＡＴａ  最内周用制御データ
ＤＡＴｂ  中間周用制御データ
ＤＡＴｃ  最外周用制御データ
４０  瞬時値検出処理
４１  目標値設定処理
４２補正値算出処理
４３乗算処理
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
《光ディスク装置の概要》
図１には光ディスク装置の一例が示される。同図に示される光ディスク装置は光ディスクの一面にレーザ光を用いて情報の記録及び再生が可能であり、且つ、前記光ディスクの他面に前記レーザ光を用いてラベル印刷可能な構成を備える。同図において光ディスク装置１は、シングルチップのマイクロコンピュータ(ＳＭＣＵ)２、ＳＤＲＡＭ３、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）４、光ピックアップ（ＯＰＵ）５、スレッドモータ（ＴＭ）６、ディスクモータ（ＤＭ）７、モータドライバ（ＭＤＲＶ）８、及びラベル印刷用位置検出器（ＳＰＤ）９などを備える。光ディスク装置が記録再生可能とする光ディスクはＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの内の一種類又は複数種類であってよい。その対象にとってレーザ光の周波数、データ処理速度、フィルタ特性などが相違されることになる。【００２５】
光ディスク１０の表面には例えば螺旋状に情報トラックが形成され、ＥＦＭ（Eight-to-Fourteen Modulation）などによる変調されたディジタルデータが再生可能に記録される。光ディスク１０の裏面にはレーザ光感光性の塗料がコーティングされ、レーザ光によるラベル印刷が可能になっている。光ディスク１０の最内周部分にはレーザ光によるラベル印刷を行うとき、光ディスクの円周方向の位置制御に用いる多数のスロット１１が最内周部分に沿って形成されている。多数のスロット１１の内の一つはスタート位置を示す。【００２６】
ディスクモータ７は、モータドライバ８で駆動され、光ディスク１０を回転駆動する。光ディスク１０に記録された情報は光ディスク１０の半径方向に移動されるピックアップ５を用いて読み取られる。ピックアップ５は、半導体レーザからのレーザ光を対物レンズ等を介して光ディスク１０に照射し、その反射光をフォトダイオードからなるディテクタで受けて光電変換するように構成されている。ピックアップ５は対物レンズの焦点を光ディスクの情報記録面に合わせるために対物レンズを焦点の前後方向に移動させるフォーカシングアクチェータと、対物レンズをトラックに沿って移動させるためのトラッキングアクチェータとを備える。トラッキングアクチェータによる稼動範囲には限りがあるため、ピックアップ５全体をディスク１０の半径方向に移動させるためにスレッドモータ６が設けられている。【００２７】
前記ピックアップ５から読み出された情報信号はアナログフロントエンド４に供給される。アナログフロントエンド４は入力信号に対する増幅及び波形整形を行い、読み取り信号成分を含む高周波信号、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号などを出力する。【００２８】
前記高周波信号及びトラッキング誤差信号などはマイクロコンピュータ２に供給される。マイクロコンピュータ２は、プロセッサコア（ＭＰＵ）１２、ディジタル信号処理ユニット（ＤＳＰ）１３、サーボ制御ユニット（ＳＲＶ）１４、ＳＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６、ＤＡＣ１７、ＡＤＣ１８、及び外部インタフェース用の入出力回路（Ｉ／Ｏ）１９を備える。プロセッサコア１２は命令をフェッチして実行する中央処理装置（ＣＰＵ）及び割り込みコントローラなどを備える。ＤＳＰ１３は高周波信号に対するフィルタ処理や、抽出された信号成分に対する復調処理などを行なう。前記トラッキング誤差信号はトラックからのずれに応ずる振幅を有し、フォーカス誤差信号は焦点位置からのずれに応ずる振幅を有する。サーボ制御ユニット１４は、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号に基づいて、前記ずれを相殺するためのフォーカシングサーボ制御とトラッキングサーボ制御を行う。フォーカシングサーボ制御はディスクの情報記録面がレーザ光の焦点深度内に位置するように対物レンズを制御する動作である。トラッキングサーボ制御はディスクの偏心に対し情報記録トラックに沿ってピックアップをトレースさせる制御である。これにより、ピックアップは、偏心或いは面ぶれしたディスクに対してもその情報トラックに追従移動できる。ＳＲＡＭはＭＰＵのワーク領域として利用される。ＲＯＭ１６はＭＰＵ１２の動作プログラムを保有する。ＡＤＣ１８はＡＦＥ４から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換する。ＤＡＣ１７はＭＰＵ１２やＳＲＶ１４から出力されるディジタルデータをアナログ信号に変換してピックアップやモータドライバに供給する。【００２９】
図２には前記アナログフロントエンド４の具体例として高周波信号ＲＦとフォーカシング誤差信号ＦＥＲを生成する回路部分が例示される。ピックアップ５はディスク１の表面で反射された反射光をメインスポット２２の領域で受光するディテクタ２３を有する。ディテクタ２３は、メインスポット２２の４分割部位２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄの個々に対応するフォトダイオード２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄを有する。点対称配置を採る２個のフォトダイオード２３Ａと２３Ｃは夫々の電流が加算されて電流−電圧変換回路２４で電圧に変換される。同様に点対称配置を採る２個のフォトダイオード２３Ｂと２３Ｄは夫々の電流が加算されて電流−電圧変換回路２５で電圧に変換される。夫々で変換された電圧は減算回路２６で減算され、その結果がフォーカスエラー信号ＦＥＲとされる。ピックアップ３の対物レンズが焦点深度に合っている場合にはその光学系の作用によりメインスポット２２は各フォトダイオード２３Ａ〜２３Ｄに均一に集光する円形とされるようになっている。近すぎる場合にはその光学系の作用によりメインスポット２２はフォトダイオード２３Ａ，２３Ｃに専ら集光するまる楕円形状とされるようになっている。遠すぎる場合にはその光学系の作用によりフォトダイオード２３Ｂ，２３Ｄに専ら集光する楕円形状とされるようになっている。したがって、焦点深度に合っているとき減算回路２６の出力は”０”にされる。フォーカスエラー信号ＦＥＲは、図３のＳ１に例示されるような信号波形とされる。サーボ制御ユニット１４はフォーカスエラー信号ＦＥＲがゼロになるようにフォーカシングアクチェータを動作させてピックアップ５上における対物レンズの位置を制御する。【００３０】
前記高周波信号ＲＦは変換回路２４，２５からの出力電圧を加算回路２７で加算して形成される。高周波信号ＲＦは従えばＥＦＭ変調信号である。そのエンベロープ波形は図３の波形Ｓ２に例示されるようにトラックの直上で極大、トラック間の中央で極小とされる。【００３１】
《情報記録トラックに対するフォーカスサーボ制御》
図４には情報記録トラックに対するフォーカスサーボ制御に着目したときの主な信号経路が示される。図４において加算回路(ＡＤＤ)２７から出力される高周波信号ＲＦは例えば図示を省略するローパスフィルタを介してエンベロープ検波され、エンベロープ信号がＡＤＣ１８にてディジタル変換さる。これに並行して減算回路(ＳＵＢ)２６から出力されるフォーカス誤差信号ＦＥＲがＡＤＣ１７にてディジタル変換さる。変換されえたディジタルデータはＤＳＰ１３に供給され、ＭＰＵ１２の制御に基づいて復調される。これと共に、フォーカス誤差信号ＦＥＲのディジタル変換データはサーボ制御ユニット１４に供給され、サーボ制御ユニット１４はＭＰＵ１２の制御に基づいてフォーカスサーボ制御データを生成する。フォーカスサーボ制御データはＤＡＣ１７でアナログ信号に変換され、この信号でフォーカシングアクチェータ８（ＦＡＣＴ)３０を動かしてピックアップ５上における対物レンズ３１の焦点方向前後の位置を制御する。【００３２】
《ラベル印刷面に対するフィードフォワードによるフォーカス制御》
図５にはラベル印刷面に対するフィードフォワードによるフォーカス制御に着目したときの主な信号経路が示される。光ディスク１０のラベル印刷面は平滑度が悪く、レーザの反射率が細かい凹凸に従って時々刻々大きく変化する。従って、レーザ光を照射してラベル印刷面から反射される反射光に対して前記加算回路２７から得られる和信号ＳＡＤＤの波形には図３の波形Ｓ４で示されるようにその凹凸の情報が重畳される。同様に減算回路２６から得られるフォーカス誤差信号ＦＥＲにも図３の波形Ｓ３で示されるように前記凹凸の情報が重畳される。ラベル印刷面の反射率は全体的に低いから信号波形Ｓ３，Ｓ４のレベルは信号波形Ｓ１，Ｓ２に比べて全体的に信号レベルが小さくなっている。【００３３】
光ディスク１０の円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、マイクロコンピュータ２は、前記光ディスクの他面から前記光ディテクタが受光する反射光量を最大とするように対物レンズの焦点位置を決定するための制御データを予め取得し、これをＳＤＲＡＭ３に格納する。即ち、ディスク１０の回転開始位置を検出する位置検出器９で検出したディスク回転位置から例えば1週を８００分割して、それぞれの場所でＭＰＵ１２が制御データを出力してＤＡＣ１７を介してフォーカシングアクチュエータ３０を少しずつ上下させる。ＳＭＣＵ２は対物レンズ３１の各位置で光ディテクタ２３の和信号ＳＡＤＤをＡＤＣ１８でディジタル変換し、和信号ＳＡＤＤが最大になる制御データをＳＤＲＡＭ３に記憶する。【００３４】
このとき、前記制御データを得るのは全円周に対してではなく、一部、例えば、最内周、中間周及び最外周とする。例えば、光ディスク１０の内周にあらかじめ細かく刻まれたスロット１１からスタート信号を検出して円周方向の位置を特定してマイクロコンピュータ２にスタート位置情報を出力する。例えば１周を８００スロットとすれば、スタート位置から1スロットごとに和信号ＳＡＤＤが最大となるＤＡＣ１７への制御データを記録する。一方、半径方向はスレッドモータ６によってピックアップ５全体を移動できるようになっている。ピックアップ５を最内周に移動したときはリミットスイッチが作動してスレッド送り動作を中止することで、ピックアップ５を最内周へ移動させることができる。スレッドモータ６にはステッピングモータが使用されるのが一般的であり、ｘステップ（パルスｘ個）でｙミクロンメータ移動するように設計されている。このためリミットスイッチの位置からピックアップ５を一定ステップ数だけ送ればラベル印刷の開始周位置、更に２パルスで３０ミクロン移動という様に送りたい距離に応じたパルス数をスレッドモータ６に送ることにより光ピックアップ５を容易且つ正確に移動することが可能である。最初に最内周記録位置での制御データを取得し、各スロットの円周位置で和信号ＳＡＤＤが最大となるＤＡＣ１７への制御データを合計８００個得ることができる。これら制御データに対しては最小二乗法演算を使って、それら値に対する滑らかな連続性（平滑性化）を確保し、その最内周用制御データＤＡＴａをＳＤＲＡＭ３の第１領域３Ａに格納する。次に光ピックアップ５をそこから外周方向に例えば１５ｍｍ移動してその位置の円周上で同様に８００個の制御データをスタート位置から取得し、中間周用制御データＤＡＴｂとしてＳＤＲＡＭ３の第２領域３Ｂに記憶する。更にここから１５ｍｍ光ピックアップを外周に移動して当該位置の円周上で同様に８００個の制御データを取得し、最外周用制御データＤＡＴｃとしてＳＤＲＡＭ３の第３領域３Ｃに格納する。図７に示されるように、最内周用制御データＤＡＴａは光ディスク１０におけるラベル印刷面の最内周部分３５ａの面ブレデータとされ、中間周用制御データＤＡＴｂは光ディスク１０におけるラベル印刷面の中間周部分３５ｂの面ブレデータとされ、最外周用制御データＤＡＴｃは光ディスク１０におけるラベル印刷面の最外周部分３５ｃの面ブレデータとされる。このような処理を例えば８００回繰り返してディスク１週に対するフィードフォワード制御用の制御データを得る。図６には１周を８００分割して得た和信号ＳＡＤＤが最大となるＤＡＣ１７への制御データの値３２と、それを最小二乗法演算で平滑化した制御データの値３３とを例示する。【００３５】
実際にレーザラベル印刷を行うときは、ＳＤＲＡＭ３から読み出した制御データを用いたフィードフォワード制御によって前記対物レンズ３１の位置を制御する。即ち、最内周を基点にピックアップ５を光ディスク１０の半径方向に例えば３０ミクロンメートルづつ移動させ、移動先の円周で各スロットの位置毎に制御データを用いてピックアップ上の対物レンズの位置を制御しながらレーサを照射してラベル印刷を順次行っていく。このとき、最内周、中間周及び最外周に関しては対応する制御データＤＡＴａ，ＤＡＴｂ，ＤＡＴｃをＳＤＲＡＭ３から読み出してそのままＤＡＣ１７に供給して用いればよい。それ以外の円周部分に対しては他の位置の２個の制御データを前記ＳＤＲＡ３から読み出し、読み出した制御データを用いた補間演算によって取得した制御データを用いたフィードフォワード制御により前記対物レンズの焦点を合わせる。例えば最内周と中間周との間の円周部分に対するラベル印刷においては、最内周用制御データＤＡＴａと中間周用制御データＤＡＴｂを用いる。図８には最内周用制御データＤＡＴａの値と中間周用制御データＤＡＴｂの値がスロット毎にプロットされている。例えば印刷トラック間隔を３０ミクロンメータとすると、最内周と中間周の位置の差は１５ミリメートルであり、これは５００印刷トラックに相当し、最内周から１００印刷トラック目におけるディスクスタート位置からｉ番目の制御データＣｉは、最内周のディスクスｉタート位置からｉ番目の制御データＡと中間周のディスクスタート位置からｉ番目のデータＢとから、Ｃｉ＝Ａ＋１００＊（Ｂｉ−Ａｉ）／５００として容易に演算することができる。直接ＤＡＣ１７に供給してフィードフォワード制御に供することができる制御データがなくても、補間演算によって印刷トラック毎に制御データを取得することにより焦点制御に精度不足が起こらず、レーザラベル印刷の結果に濃淡の縞模様が発生する虞はない。本発明者は光ディスク１０の表面のうねりは基本的に最内周から最外周にかけて何度もあるものではないことを発見した。よって本実施形態のような構成を用いて簡単な補間処理によりレーザラベル印刷のデータを少ない制御データを用いて高精度に得られる。予め取得してＳＤＲＡＭに格納する制御データは前記半径方向位置が非連続に異なる複数の円周は、例えば最内周、中間周、最外周の３周であるから、全円周について制御データを取得する場合に比べて、データ取得の処理時間を格段に短縮することができる。【００３６】
図９にはフィードフォワードでフォーカス制御を行って光ディスクのラベル印刷を行うときの全体的な制御手順が示される。トレーに光ディスクが装着されるとトレーがクローズされ（Ｓ１）、光ディスクが判定される（Ｓ２）。判定結果がラベル印刷面（単にラベル面とも記す）のとき、ラベル印刷面が未記録か否か判定され（Ｓ３）、記録済みの時は処理を終了する。未記録の時はラベル印刷面記録用のレーザを点灯する。（Ｓ４）。これはレーザ光に複数波長をサポートする場合を考慮している。例えばＣＤ−ＲＯＭとＤＶＤの双方に対応する光ディスク装置においてＣＤ−ＲＯＭには７８０ナノメートル、ＤＶＤには６４０ナノメートルのレーザ光を用いる場合、レーザ感光性塗料に対して感度に良好な例えば波長７８０ナノメートルのレーザを点灯させる。次いで、光ピックアップ（ＯＰＵ）５を所定内周位置に移動し（Ｓ５）、対物レンズ３１を上下移動させながら(Ｓ６)、１周分の各スロット位置で和信号を取得する（Ｓ７）。データ取得を終わったら(Ｓ８)、各スロットにおける和信号が最大となるＤＡＣへのデータを最小二乗法で平滑化し、これを制御データとしてＳＤＲＡＭ３に格納する（Ｓ９）。ここでは、制御データＤＡＴａとしてＳＤＲＡＭ３のエリア３Ａに格納する。次に中間周のデータ取得を完了しているかを判定し（Ｓ１０）、取得していなければ、光ピックアップ５を中間周に移動し（Ｓ１１）、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９を実行し、最小二乗法で平滑化されたデータを制御データＤＡＴｂとしてＳＤＲＡＭ３のエリア３Ｂに格納する。中間周のデータ取得を完了しているときは、最外周のデータ取得を完了しているかを判定し（Ｓ１２）、取得していなければ、光ピックアップ５を最外周に移動し（Ｓ１３）、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９を実行し、最小二乗法で平滑化されたデータを制御データＤＡＴｃとしてＳＤＲＡＭ３のエリア３Ｃに格納する。最内周、中間周、及び最外周の制御データを取得した後、光ピックアップ５を最内周に戻し（Ｓ１４）、スタート位置を基点にピックアップ５を半径方向と円周方向に順次移動する。各位置で制御データを用い、或いは補間演算で取得した制御データを用いてフィードフォワードによるフォーカス制御を行い(Ｓ１５)、ラベル印刷処理（ラベルへの可視情報記録処理）を行う（Ｓ１６）。ステップＳ１５，１６の処理を記録終了まで行なう（Ｓ１７）。【００３７】
《補正後フォーカス誤差信号を用いるフォーカスサーボ制御》
図１０にはラベル印刷面に対する補正後フォーカス誤差信号を用いるフォーカスサーボ制御に着目したときの主な信号経路が示される。ここでは、レーザラベル印刷においてフォーカスサーボを用いて対物レンズのフォーカス制御を行う場合について説明する。【００３８】
ＡＤＣ１８は例えば８ビット乃至１０ビット精度のもので十分である。ＡＤＤ２７側のＡＤＣ１８とＳＵＢ２６側のＡＤＣ１８は、同時サンプリングと言う観点より別変換チャネルであることが最も望ましいが、同一変換チャネルであっても、サンプリング周波数がディスクの回転（移動）に対して充分早ければ問題はない。光ディスク１０の凹凸の大きさが数十ミクロンメートルで、線速度が１メートル／秒程度であれば、３００キロヘルツ或いは５００キロヘルツでサンプリングしていればよい。ディスク１０の凹凸の幅が３０ミクロンメートル、線速度を１メートル／秒とすると、３０ミクロンメートルを過ぎるのに要する時間は３０マイクロ秒、５００キロヘルツのサンプリングなら1サンプリングに２マイクロ秒かかるから、順次サンプリングでも和信号ＳＡＤＤとフォーカス誤差信号ＦＥＲの相関を採ることはできる。反射率が高く和信号ＳＡＤＤのレベルが大きいときは、フォーカス誤差信号ＦＥＲのレベルも大きいという相関が保てればよい。光ディスク１０の円周方向と半径方向にレーザ照射位置を移動させながらラベル印刷を行うとき、ＭＰＵ１２はその動作プログラムによって、前記和信号ＳＡＤＤの値４４に対する目標値４８の相関をその和信号の値４４に対応するフォーカス誤差信号の値４６に反映させるようにフォーカス誤差信号の値４６補正し、補正結果４７をフォーカス誤差として前記対物レンズの位置をフィードバック制御によって決定する。そのための処理として、ＭＰＵ１２は、瞬時値検出４０、目標値設定４１、補正値算出４２、乗算４３の処理を行なう。瞬時値検出処理４０ではＡＤＣ１８によるサンプリング毎の和信号ＳＡＤＤの値４４を検出して記録する。記録には例えばＳＲＡＭ１５を用いる。目標値設定処理４１は、瞬時値検出処理４０で検出した和信号の値４４を元に目標値４８を設定する。例えばある期間に瞬時値検出処理４０で蓄積された複数個の値４４の平均値を目標値４８として算出する。たとえば任意位置で５サンプリングした和信号の値を６５０、１０００、１４００、８００、１１５０とする。その平均値を取って１０００を目標値とする。補正値算出処理４２では各サンプリング毎の和信号値ａ、ｂ、ｃ、…に対して１０００／ａ、１０００／ｂ、１０００／ｃ、…という値を算出する。和信号値ａ、ｂ、ｃ、…と同じサンプリングタイミングで得られたフォーカス誤差信号の値は相互に反射率に対して相関を有している。乗算処理４３では、和信号値ａ、ｂ、ｃ、…と同じサンプリングタイミングで得られたフォーカス誤差信号の値と、これに対応する補正値１０００／ａ、１０００／ｂ、１０００／ｃ、…ｒとを乗算する。この乗算処理によって補正されたフォーカス誤差信号の値４７をサーボ回路１４に供給して対物レンズのフォーカスサーボに用いる。【００３９】
上記補正値処理及び乗算処理による処理内容は、前記和信号の値４４に対する目標値４８の相関をその和信号に対応するフォーカス誤差信号の値４６に反映させるように補正し、補正結果をフォーカス誤差として前記対物レンズの位置をフィードバック制御によって決定するための処理として位置づけることができる。図３の波形Ｓ４に示されるように、焦点方向前後の位置に対しての和信号の値は焦点位置を中心として釣鐘型に分布する。図３の波形Ｓ３に示されるように、フォーカス誤差信号は焦点位置を０としてＳ字型に分布する。光ディスクのラベル印刷面は平滑度が悪く、レーザの反射率が細かい凹凸に従って時々刻々大きく変化し、この凹凸の情報は和信号と共にフォーカス誤差信号に重畳される。上記補正により、ほぼ同時にサンプリングされて得られる和信号の大小に応じて、フォーカス誤差信号の値を補正する。この補正の内容は、前記和信号の値に対する目標値の相関をその和信号に対応するフォーカス誤差信号の値に反映させることであるから、補正されたフォーカス誤差信号の値は見かけ上、反射率一定のＳ／Ｎのよいフォーカス誤差信号の値となる。この補正されたフォーカス誤差信号の値を利用して対物レンズのフィードバック制御を行うことにより、光ディスクの平滑度の悪いラベル印刷面に対してレーザ光を用いたラベル印刷を行うことができる。補正後フォーカス誤差信号の値を用いるフォーカスサーボ制御の場合にはトレーに対する光ディスクの装着位置がずれてもフォーカス制御に何ら支障はない。前記ラベル印刷面に対するフィードフォワードによるフォーカス制御の場合には面振れ状態の変化が大きいと円周方法位置とその位置の制御データとの対応が大きく乱れ、フォーカス制御の精度が低下する場合も考えられる。【００４０】
目標値をサンプリングする場所とタイミングに関しては種々のバリエーションを考えることができる。処理を簡単にするには最内周、あるいは中間周などにおけるスタート位置から連続する複数位置でサンプリングすればよい。飛び飛びの位置で複数サンプルを行っても良い。目標値を取得した後、サーボループを形成して最内周のスタート位置からレーザラベル印刷を行えばよい。途中で目標値を変更してもよいが、その場合にはレーザラベル印刷を中断する。或いはラベル印刷面を内周部、中間部、外周部のように複数領域に分け、各領域で同じように目標値を予め算出し、ラベル印刷時には印刷領域に応じて目標値を切り換えるようにしてもよい。【００４１】
図１１にはフォーカスサーボ制御を行って光ディスクのラベル印刷を行うときの全体的な制御手順が示される。トレーに光ディスクが装着されるとトレーがクローズされ（Ｓ１１）、光ディスクが判定される（Ｓ１２）。判定結果がラベル印刷面（単にラベル面とも記す）のとき、ラベル印刷面が未記録か否か判定され（Ｓ１３）、記録済みの時は処理を終了する。未記録の時はラベル印刷面記録用のレーザを点灯する。（Ｓ１４）。これはレーザ光に複数波長をサポートする場合を考慮している。例えばＣＤ−ＲＯＭとＤＶＤの双方に対応する光ディスク装置においてＣＤ−ＲＯＭには７８０ナノメートル、ＤＶＤには６４０ナノメートルのレーザ光を用いる場合、レーザ感光性塗料に対して感度に良好な例えば波長７８０ナノメートルのレーザを点灯させる。次いで、光ピックアップ（ＯＰＵ）５を任意の所定位置に移動し（Ｓ１５）、対物レンズ３１を上下移動させながら、複数個所で和信号を取得する（Ｓ１６）。データ取得を終わったら(Ｓ１７)、目標値を算出する（Ｓ１８）。        次に、対物レンズを上下に移動させながら和信号を検出し（Ｓ２０）、検出した和信号と目標値を比較演算して差信号を補正する（Ｓ２１）。これによって作られたノイズの少ない差信号のSカーブの中点でサーボループをオンにする（Ｓ２２）。その結果、目標値に対する和信号の補正値によってフォーカス誤差信号が補正され、補正されたフォーカス誤差信号によって前記対物レンズの位置をフィードバック制御によって決定する。ピックアップが最内周の開始点に移動され（Ｓ２３）、前記サーボループが維持された状態で順次ピックアップの移動に従ってレーザラベル印刷が行われる（Ｓ２４）。印刷が完了されると（Ｓ２５）、前記サーボループがオフとされて（Ｓ２６）、処理を終了する。【００４２】
前記ラベル印刷面に対するフィードフォワードによるフォーカス制御を行うか、或いは補正後フォーカス誤差信号を用いるフォーカスサーボ制御を行うかは、ＭＰＵ１２が実行する動作プログラムによって規定される。図１０に示される瞬時値検出４０、目標値設定４１、補正値算出４２、乗算４３の一部の処理をＭＰＵとは異なる回路部分に分散させてもよい。図５で説明したフィードフォワードによるフォーカス制御の場合も、メモリアクセスをＤＭＡＣに振り分け、最小二乗法演算を別のアクセラレータに振り分けることも可能である。【００４３】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。【００４４】
例えば、サーボ制御はディジタルサーボに限定されずアナログサーボを用いることも可能である。また、光ディスク装置はＰＣ（パーソナルコンピュータ）用途に限定されず、音楽用途であっても、画像用途であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどのＰＣ周辺の光ディスクドライブ、更には音楽や映像専用のＤＶＤレコーダなどに広く適応可能である。
【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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【国際調査報告】
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