JP3882303B2 - 光ディスクの記録及び／又は再生装置並びに光ディスクのトラッキング制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラッキングサーボ制御を行いデータの記録又は再生をする光ディスクの記録及び／又は再生装置、並びに、光ディスクのトラッキング制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ディスクにデータの記録又は再生を行う光ディスクドライブ装置では、光学ピックアップから出射するレーザ光を、光ディスクのトラックの中心位置に正確に追従させるため、つまり、トラッキングさせるため、トラッキングサーボループを形成してループ制御を行っている。
【０００３】
具体的に、光ディスクドライブ装置では、トラッキングサーボループを以下のように形成している。光ディスクドライブ装置は、光学ピックアップから光ディスクのトラック上にレーザ光を照射し、出射したレーザの反射光をフォトディテクタにより検出する。フォトディテクタは、その反射光を検出して、この反射光の光量に応じた検出信号をマトリクスアンプに供給する。マトリクスアンプは、検出信号を電圧レベルの信号に変換するとともに、トラックの中心に対するレーザスポットの位置ずれ成分を示すトラッキングエラー信号を生成する。トラッキングエラー信号は、フィルタにより所定の位相補償がされた後、光学ピックアップの対物レンズを移動させる２軸アクチュエータを駆動するトラッキングドライバに供給される。そして、トラッキングドライバは、位相補償がされたトラッキングエラー信号に応じて、２軸アクチュエータのトラッキングコイルを駆動し、対物レンズを光軸に対して垂直かつ光ディスクの半径方向に移動させる。
【０００４】
以上のように、光ディスクドライブ装置では、トラッキングサーボループを形成して、トラックの中心に対するレーザスポットの位置ずれを補正し、光ディスクに照射するレーザ光をトラックの中心に追従させるトラッキング制御を行う。
ここで、従来の光ディスクドライブ装置では、反射光の強度の違いやその強度分の違い等により、光ディスク毎それぞれでトラッキングサーボのループゲインに変動が生じていた。特に、トラッキングエラー信号は、トラックに形成されたガイド溝の両エッジから得られる反射光の光量の差分を示すプッシュプル信号に基づき生成されるため、反射光の強度の違いや強度分布に違いによりその感度が大きく異なってしまっていた。そのため、従来の光ディスクドライブ装置では、ループゲインの変動を無くすため、光ディスク装填時やトラッキングの引き込み時等にレーザ光がトラックを横断するときに生じるトラバース信号を検出し、このトラバース信号の振幅を一定にするように、キャリブレーション等を行ってループゲインの調整を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の光ディスクドライブ装置では、同一の光ディスクの記録や再生を行っている最中であっても、記録面のたわみや歪み等の存在及び熱変化や経時変化等の影響のためトラッキングサーボ制御のループゲインが変動してしまっていた。特に、長時間或いは大量のデータの記録や再生を行うために光ディスクの広範囲のトラックにわたって連続的にデータの記録や再生を行う場合、反射強度や強度分布の違いが生じる可能性が高く、ループゲインが変動し易かった。
【０００６】
さらに、近年、光ディスクの大容量化のため対物レンズの高ＮＡ（開口数）化、レーザ光の短波長化が進み、それに伴いディスク厚が薄くなってきている。そのため、光ディスクに偏心が生じ易く、記録や再生の最中に反射強度や強度分布の違いが生じる可能性がさらに高くなり、ループゲインが変動し易くなった。
【０００７】
しかしながら、従来の光ディスクドライブ装置では、トラバース信号を検出してループゲインの調整を行っているため、このループゲインの調整を行うには、一旦トラッキングサーボループを切らなければならなかった。そのため、従来の光ディスクドライブ装置では、データの記録時や再生時において、ループゲインが変動した場合であっても、リアルタイムに調整を行うことができなかった。
【０００８】
従って、従来の光ディスクドライブ装置では、長時間或いは大量のデータの記録や再生を行うために光ディスクの広範囲にわたって連続的にデータの記録や再生を行う場合に、トラッキングサーボの安定性を確保することが困難であった。
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、リアルタイムで、トラッキングサーボ制御でのループゲインの変動を抑え、照射するレーザ光を正確に記録トラックの中心位置に追従させることができる光ディスクの記録及び／又は再生装置並びに光ディスクのトラッキング制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光ディスクの記録及び／又は再生装置は、照射されるレーザ光のレーザスポットを記録トラックの中心位置に追従させるため、上記記録トラックにガイド溝が形成され、このガイド溝が所定の周波数のウォブル信号に応じて蛇行形成された光ディスクから、レーザスポットと記録トラックの中心位置との誤差成分を表すトラッキングエラー信号とウォブル信号とが含まれたプッシュプル信号を検出するプッシュプル信号検出手段と、上記プッシュプル信号から上記トラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、上記光ディスクの装填時、記録開始時又は再生開始時に、上記プッシュプル信号から上記ウォブル信号を検出し、そのウォブル信号の振幅値を初期値として保持する初期値保持手段と、上記光ディスクに対して信号を記録又は上記光ディスクから信号を再生する場合に検出した上記ウォブル信号の振幅値を計測し、上記振幅値と上記初期値とを比較する比較手段と、上記比較手段による比較結果に基づいて、上記トラッキングエラー信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、上記ゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行うトラッキング制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
この光ディスク記録及び／又は再生装置では、検出したウォブル信号のレベルに応じて、トラッキングエラー信号のゲインを調整し、このゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行う。
【００１１】
また、本発明に係る光ディスクのトラッキング制御方法は、 照射されるレーザ光のレーザスポットを記録トラックの中心位置に追従させるため、上記記録トラックにガイド溝が形成され、このガイド溝が所定の周波数のウォブル信号に応じて蛇行形成された光ディスクから、レーザスポットと記録トラックの中心位置との誤差成分を表すトラッキングエラー信号とウォブル信号とが含まれたプッシュプル信号を検出し、上記プッシュプル信号から、上記トラッキングエラー信号を生成し、上記光ディスクの装填時、記録開始時又は再生開始時に、上記プッシュプル信号から上記ウォブル信号を検出し、そのウォブル信号の振幅を初期値として保持し、上記光ディスクに対して信号を記録又は上記光ディスクから信号を再生する場合に検出した上記ウォブル信号の振幅値を計測し、上記振幅値と上記初期値とを比較し、上記比較した結果に基づいて、上記トラッキングエラー信号のゲインを調整し、上記ゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
この光ディスクのトラッキング制御方法では、検出したウォブル信号のレベルに応じて、トラッキングエラー信号のゲインを調整し、このゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した光ディスクドライブ装置について、図面を参照しながら説明する。この実施の形態の光ディスクドライブ装置は、光ディスクにデータの記録又は再生のいずれか或いは記録及び再生の両者を行う装置である。
【００１４】
図１に、本発明の実施の形態の光ディスクドライブ装置のブロック構成図を示す。
【００１５】
光ディスクドライブ装置１は、光ディスクＤにレーザ光を出射してその反射光を検出する光学ピックアップ２と、この光学ピックアップ２の検出信号から再生（ＲＦ）信号，フォーカスエラー（ＦＥ）信号，プッシュプル（ＰＰ）信号等を生成するマトリクスアンプ３と、マトリクスアンプ３により生成されたＰＰ信号を増幅するゲインコントロールアンプ（ＧＣＡ）４と、ゲインコントロールアンプ４により増幅されたＰＰ信号の位相補償を行う位相補償フィルタ５と、位相補償フィルタ５により位相補償されたＰＰ信号に基づき光学ピックアップ２が有する２軸アクチュエータ１５を駆動するアクチュエータドライバ６と、マトリクスアンプ３により生成されたＰＰ信号からウォブル信号を検出するバンドパスフィルタ７と、バンドパスフィルタ７により検出されたウォブル信号をデジタル化するＡ／Ｄコンバータ８と、Ａ／Ｄコンバータ８によりデジタル化されたウォブル信号に基づきゲインコントロールアンプ４の増幅度を制御するシステムコントローラ９とを備えている。
【００１６】
光学ピックアップ２は、レーザダイオード１１から出射するレーザ光を例えば偏光ビームスプリッタ１２や対物レンズ１３等からなる光学系を介して光ディスクＤのトラック上に照射し、その照射したレーザ光の反射光をフォトディテクタ１４を用いて検出する。また、光学ピックアップ２は、光ディスクＤに照射するレーザ光がジャストフォーカス及びジャストトラックとなるように対物レンズを移動させる２軸アクチュエータ１５を有している。
【００１７】
この光ディスクドライブ装置１が記録又は再生をする光ディスクＤのトラックには、図２に示すように、対物レンズ１３を介して照射されるレーザ光のレーザスポットをトラックの中心位置に追従させるために、プリグルーブと呼ばれるガイド溝が形成されている。また、この光ディスクＤには、回転速度の制御又はトラックのアドレス情報のためのウォブル信号が、このプリグルーブを蛇行形成することにより記録されている。
【００１８】
光学ピックアップ２のフォトディテクタ１４は、このようにトラックにプリグルーブが形成された光ディスクＤの反射光を検出して、その検出信号をマトリクスアンプ３に供給する。
【００１９】
マトリクスアンプ３は、フォトディテクタ１４からの検出信号を電圧値に変換し、ＲＦ信号、ＦＥ信号、ＰＰ信号等を生成する。ＲＦ信号は、光ディスクＤに記録されている情報を示す信号であり形成されたピットの反射率の違いに基づき検出され、例えば、光ディスクＤからの反射光の総光量に基づき生成される。ＦＥ信号は、レーザ光の合焦位置と光ディスクＤの記録層との位置の違いに基づき検出され、例えば、いわゆる非点収差法と呼ばれる方式を用いて生成される。
【００２０】
ＰＰ信号は、光ディスクＤ上のレーザスポットの照射位置と光ディスクＤのトラックの中心との位置の違いに基づき検出され、例えば１ビームプッシュプルや差動プッシュプルと呼ばれるプリグルーブの両エッジからの反射光の差信号を検出する方法を用いて生成される。
【００２１】
例えば、マトリクスアンプ３は、フォトディテクタ１４が図３に示すような４分割フォトディテクタからなる場合には、このフォトディテクタのトラックの接線方向の中心軸φを中心に、トラックからの反射光の光量の差分を演算してＰＰ信号を生成する。具体的には、ＰＰ信号は、４分割された各フォトディテクタの検出出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに基づき、マトリクスアンプ３が（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）を演算することにより生成される。このような演算を行うことにより、マトリクスアンプ３は、トラックの中心に対するレーザスポットの位置の誤差を示すＰＰ信号を検出することができる。また、このＰＰ信号には、光ディスクＤのプリグルーブが蛇行形成されていることから、この蛇行に応じて検出されるウォブル信号が含まれている。
【００２２】
このようにマトリクスアンプ３により生成されるＰＰ信号には、トラッキングエラー信号とウォブル信号が含まれている。例えば、このＰＰ信号には、光ディスクＤがＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）であれば、図４に示すように、その規格上のトラックピッチ１．６μｍに対して、振幅が２５〜３６ｎｍのウォブル成分が含まれている。なお、このウォブル信号は、光ディスクＤの最内周から最外周の全面において２５〜３６ｎｍの振幅を有している。
【００２３】
ＲＦ信号は、このマトリクスアンプ３から図示しないＲＦ信号処理部等に供給され、このＲＦ信号処理部により、２値化、ＥＦＭ復調、エラー訂正処理等がされてインターフェースを介して外部装置に供給される。ＦＥ信号は、このマトリクスアンプ３から図示しないフォーカスサーボ処理部に供給される。このフォーカスサーボ処理部は、ＦＥ信号を位相補償した後、２軸アクチュエータ１５を駆動して、ＦＥ信号を０とするように対物レンズを移動させ、レーザ光の合焦位置が光ディスクＤの記録層に一致するように制御を行う。
【００２４】
ＰＰ信号は、このマトリクスアンプ３から、ゲインコントロールアンプ４及びバンドパスフィルタ７に供給される。
【００２５】
ゲインコントロールアンプ４は、後述するシステムコントローラ９の制御に従いＰＰ信号のゲインを制御し、位相補償フィルタ５に供給する。
【００２６】
位相補償フィルタ５は、トラッキングサーボのループ制御には関係の無い外乱、例えば、ウォブル信号成分やデータ成分等を除去するとともに、光ディスクの回転の偏心等による外乱を吸収して、低域におけるオープンループサーボゲインをかせぐように位相補償を行って、アクチュエータドライバ６に供給する。
【００２７】
アクチュエータドライバ６は、位相補償がされたＰＰ信号に基づき、２軸アクチュエータ１５のトラッキングアクチュエータを駆動し、トラッキングエラーを０とするように対物レンズを移動させ、光ディスクＤに照射されたレーザスポットがトラックの中心に追従するように制御を行う。
【００２８】
一方、バンドパスフィルタ７は、供給されたＰＰ信号からウォブル信号を検出し、Ａ／Ｄコンバータ８に供給する。このバンドパスフィルタ７は、光ディスクＤが例えばＣＤ−Ｒであれば、ＰＰ信号から、２２．０５ｋＨｚ±１ＫＨｚの帯域成分のみを取出してＡ／Ｄコンバータ８に供給する。
【００２９】
Ａ／Ｄコンバータ８は、検出されたウォブル信号をデジタル化して、システムコントローラ９に供給する。
【００３０】
システムコントローラ９は、デジタル化されたウォブル信号に基づき、ゲインコントロールアンプ４のゲイン調整を行う。
【００３１】
ここで、このシステムコントローラ９は、図５のフローチャートに示すようにゲインコントロールアンプ４のゲイン調整を行う。
【００３２】
すなわち、システムコントローラ９は、ディスクの装填時、記録開始時、再生開始時等において、フォーカスサーボをオンさせてフォーカスを引き込む（ステップＳ１）。
【００３３】
続いて、システムコントローラ９は、トラッキングサーボをオンさせてトラッキングサーボループを引き込む。このときに、システムコントローラ９は、レーザ光がトラックを横断するときに生じるトラバース信号等を検出して、ＰＰ信号が所定のレベルとなるようにゲインコントロールアンプ４の増幅度を設定する。例えば、システムコントローラ９は、トラバース信号のピーク間の電圧が１ボルトとなるように設定する（ステップＳ２）。
【００３４】
続いて、システムコントローラ９は、このときのウォブル信号の振幅を測定し、その値を初期設定値として記憶しておく。例えば、ウォブル信号のピーク間電圧が１００ｍボルトであれば、この値を記憶しておく（ステップＳ３）。
【００３５】
システムコントローラ９は、以上ステップＳ１〜ステップＳ３までの処理を、イニシャル処理として、ディスク装填時、記録開始時、再生開始時等に行う。
【００３６】
続いて、システムコントローラ９は、光ディスクＤへのデータの記録中、又は、光ディスクＤからのデータの再生中に、ウォブル信号の振幅を測定する（ステップＳ４）。
【００３７】
続いて、システムコントローラ９は、検出したウォブル信号の振幅を、初期設定値として記憶したウォブル信号の振幅値と比較する。システムコントローラ９は、比較した結果に基づき、ゲインコントロールアンプ４のゲインを増減させる。例えば、ウォブル信号とＰＰ信号には比例関係があることから、システムコントローラ９は、ウォブル信号の初期設定値と測定値とを比較して、このウォブル信号の増減の割合に応じた増幅度を設定する。
【００３８】
つまり、システムコントローラ９は、光ディスクの内周側から外周側にわたる全面において記録されたウォブル信号の振幅が略同一であることから、検出したウォブル信号の振幅の変動がＰＰ信号の振幅の変動に比例しているものとして、その変動の割合に応じたゲイン調整を行う。
【００３９】
システムコントローラ９は、このステップＳ４とステップＳ５の処理を、データの記録中、及び、データの再生中に常に行い、ゲインコントロールアンプ４のゲインを制御する。
【００４０】
以上のようにステップＳ１〜ステップＳ５までの処理を行うことにより、システムコントローラ９では、記録中又は再生中におけるプッシュプル信号の変動を抑えることができる。
【００４１】
つぎに、光ディスクドライブ装置１において、ウォブル信号の変動に応じてゲインを調整したプッシュプル信号等の測定結果を示す。これら図６〜図８には、一例として市販されたＣＤ−Ｒを内周から外周まで再生した場合の、プッシュプル信号等の振幅の変動率を示している。
【００４２】
図６には、サンプルディスク１、サンプルディスク２、サンプルディスク３の３つのディスクを最内周から最外周まで再生し、何等ゲインの調整をしなかった場合のプッシュプル信号の振幅の変化率を示している。横軸には、データの再生時間を示しており、縦軸には、最内周トラックにおけるプッシュプル信号の振幅を１とした場合の変化率を示している。この図６から、プッシュプル信号の振幅が、光ディスクＤ上の各位置で変動していることがわかる。
【００４３】
図７には、サンプルディスク１、サンプルディスク２、サンプルディスク３の３つのディスクを最内周から最外周まで再生し、各サンプルディスクから検出されるウォブル信号の振幅の変化率を示している。横軸には、データの再生時間を示しており、縦軸には、最内周トラックにおけるウォブル信号の振幅を１とした場合の変化率を示している。この図７から、ウォブル信号の振幅が、上記プッシュプル信号の振幅に比例していることがわかる。
【００４４】
図８には、サンプルディスク１、サンプルディスク２、サンプルディスク３の３つのディスクから検出されるプッシュプル信号をウォブル信号により正規化した場合の変化率を示している。横軸には、データの再生時間を示しており、縦軸には、最内周トラックにおけるプッシュプル信号の振幅を１とした場合の変化率を示している。この図８から、プッシュプル信号をウォブル信号により正規化することによって、振幅の変動が抑えられることがわかる。
【００４５】
以上のように光ディスクドライブ装置１では、システムコントローラ９が、検出したウォブル信号のレベルに応じて、プッシュプル信号のレベルを制御し、トラッキングサーボのループゲインを調整することにより、光ディスクＤにおける記録面のたわみや歪み等の存在及び熱変化や経時変化等の影響のため記録又は再生の最中にトラッキングサーボ制御のループゲインが変動した場合であっても、トラッキングサーボ制御でのループゲインの変動を抑え、照射するレーザ光をトラックの中心位置に安定して追従させることができる。
【００４６】
なお、以上説明した光ディスクドライブ装置１では、マトリクスアンプ３により直接出力されるプッシュプル信号に基づきウォブル信号を検出して、このマトリクスアンプ３から出力されるプッシュプル信号のゲインを調整する例を示したが、本発明では、ウォブル信号に応じてプッシュプル信号に含まれるトラッキングエラー信号のゲインを調整することができれば良いことから、そのゲインの調整方式は、この例の方式には限られない。
【００４７】
例えば、ゲインコントロールアンプ４から出力されるウォブル信号を検出して、このウォブル信号が一定となるように、このゲインコントロールアンプ４のゲインを調整するようなフィードバック制御を行っても良いし、また、ウォブル信号を検出して、レーザダイオード１１から出射するレーザ光の強度を制御してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明にかかる光ディスクの記録及び／又は再生装置並びに光ディスクのトラッキング制御方法では、検出したウォブル信号のレベルに応じて、トラッキングエラー信号のレベルを制御し、トラッキングサーボのループゲインを調整する。
【００４９】
このことにより、本発明では、同一の光ディスクにおける記録面のたわみや歪み等の存在及び熱変化や経時変化等の影響のため記録又は再生の最中にトラッキングサーボ制御のループゲインが変動した場合であっても、リアルタイムでトラッキングサーボ制御でのループゲインの変動を抑え、照射するレーザ光を記録トラックの中心位置に安定して追従させることができる。
【００５０】
また、本発明では、例えば、長時間或いは大量のデータの記録や再生を行うといった光ディスクの広範囲にわたって連続的にデータの記録や再生を行う場合に、データの記録又は再生範囲全面にわたってループゲインの変動を抑えることができ、照射するレーザ光を記録トラックの中心位置に追従させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の光ディスクドライブ装置のブロック構成図である。
【図２】上記光ディスクドライブ装置により記録又は再生される光ディスクを説明する図である。
【図３】上記光ディスクドライブ装置のフォトディテクタの一例を示す図である。
【図４】光ディスクドライブ装置により検出されるプッシュプル信号を説明する波形図である。
【図５】上記光ディスクドライブ装置の処理内容を説明するフローチャートである。
【図６】プッシュプル信号の振幅の変化率を示す図である。
【図７】ウォブル信号の振幅の変化率を示す図である。
【図８】上記ウォブル信号により正規化した場合のプッシュプル信号の変化率を示す図である。
【符号の説明】
１ 光ディスクドライブ装置、２ 光学ピックアップ、３ マトリクスアンプ、４ ゲインコントロールアンプ、５ 位相補償フィルタ、６ アクチュエータドライバ、７ バンドパスフィルタ、８ Ａ／Ｄコンバータ、９ システムコントローラ、１１ レーザダイオード、１２ 偏光ビームスプリッタ、１３ 対物レンズ、１４ フォトディテクタ、１５ ２軸アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラッキングサーボ制御を行いデータの記録又は再生をする光ディスクの記録及び／又は再生装置、並びに、光ディスクのトラッキング制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ディスクにデータの記録又は再生を行う光ディスクドライブ装置では、光学ピックアップから出射するレーザ光を、光ディスクのトラックの中心位置に正確に追従させるため、つまり、トラッキングさせるため、トラッキングサーボループを形成してループ制御を行っている。
【０００３】
具体的に、光ディスクドライブ装置では、トラッキングサーボループを以下のように形成している。光ディスクドライブ装置は、光学ピックアップから光ディスクのトラック上にレーザ光を照射し、出射したレーザの反射光をフォトディテクタにより検出する。フォトディテクタは、その反射光を検出して、この反射光の光量に応じた検出信号をマトリクスアンプに供給する。マトリクスアンプは、検出信号を電圧レベルの信号に変換するとともに、トラックの中心に対するレーザスポットの位置ずれ成分を示すトラッキングエラー信号を生成する。トラッキングエラー信号は、フィルタにより所定の位相補償がされた後、光学ピックアップの対物レンズを移動させる２軸アクチュエータを駆動するトラッキングドライバに供給される。そして、トラッキングドライバは、位相補償がされたトラッキングエラー信号に応じて、２軸アクチュエータのトラッキングコイルを駆動し、対物レンズを光軸に対して垂直かつ光ディスクの半径方向に移動させる。
【０００４】
以上のように、光ディスクドライブ装置では、トラッキングサーボループを形成して、トラックの中心に対するレーザスポットの位置ずれを補正し、光ディスクに照射するレーザ光をトラックの中心に追従させるトラッキング制御を行う。
ここで、従来の光ディスクドライブ装置では、反射光の強度の違いやその強度分の違い等により、光ディスク毎それぞれでトラッキングサーボのループゲインに変動が生じていた。特に、トラッキングエラー信号は、トラックに形成されたガイド溝の両エッジから得られる反射光の光量の差分を示すプッシュプル信号に基づき生成されるため、反射光の強度の違いや強度分布に違いによりその感度が大きく異なってしまっていた。そのため、従来の光ディスクドライブ装置では、ループゲインの変動を無くすため、光ディスク装填時やトラッキングの引き込み時等にレーザ光がトラックを横断するときに生じるトラバース信号を検出し、このトラバース信号の振幅を一定にするように、キャリブレーション等を行ってループゲインの調整を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の光ディスクドライブ装置では、同一の光ディスクの記録や再生を行っている最中であっても、記録面のたわみや歪み等の存在及び熱変化や経時変化等の影響のためトラッキングサーボ制御のループゲインが変動してしまっていた。特に、長時間或いは大量のデータの記録や再生を行うために光ディスクの広範囲のトラックにわたって連続的にデータの記録や再生を行う場合、反射強度や強度分布の違いが生じる可能性が高く、ループゲインが変動し易かった。
【０００６】
さらに、近年、光ディスクの大容量化のため対物レンズの高ＮＡ（開口数）化、レーザ光の短波長化が進み、それに伴いディスク厚が薄くなってきている。そのため、光ディスクに偏心が生じ易く、記録や再生の最中に反射強度や強度分布の違いが生じる可能性がさらに高くなり、ループゲインが変動し易くなった。
【０００７】
しかしながら、従来の光ディスクドライブ装置では、トラバース信号を検出してループゲインの調整を行っているため、このループゲインの調整を行うには、一旦トラッキングサーボループを切らなければならなかった。そのため、従来の光ディスクドライブ装置では、データの記録時や再生時において、ループゲインが変動した場合であっても、リアルタイムに調整を行うことができなかった。
【０００８】
従って、従来の光ディスクドライブ装置では、長時間或いは大量のデータの記録や再生を行うために光ディスクの広範囲にわたって連続的にデータの記録や再生を行う場合に、トラッキングサーボの安定性を確保することが困難であった。
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、リアルタイムで、トラッキングサーボ制御でのループゲインの変動を抑え、照射するレーザ光を正確に記録トラックの中心位置に追従させることができる光ディスクの記録及び／又は再生装置並びに光ディスクのトラッキング制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光ディスクの記録及び／又は再生装置は、照射されるレーザ光のレーザスポットを記録トラックの中心位置に追従させるため、上記記録トラックにガイド溝が形成され、このガイド溝が所定の周波数のウォブル信号に応じて蛇行形成された光ディスクから、レーザスポットと記録トラックの中心位置との誤差成分を表すトラッキングエラー信号とウォブル信号とが含まれたプッシュプル信号を検出するプッシュプル信号検出手段と、上記プッシュプル信号から上記トラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、上記光ディスクの装填時、記録開始時又は再生開始時に、上記プッシュプル信号から上記ウォブル信号を検出し、そのウォブル信号の振幅値を初期値として保持する初期値保持手段と、上記光ディスクに対して信号を記録又は上記光ディスクから信号を再生する場合に検出した上記ウォブル信号の振幅値を計測し、上記振幅値と上記初期値とを比較する比較手段と、上記比較手段による比較結果に基づいて、上記トラッキングエラー信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、上記ゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行うトラッキング制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
この光ディスク記録及び／又は再生装置では、検出したウォブル信号のレベルに応じて、トラッキングエラー信号のゲインを調整し、このゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行う。
【００１１】
また、本発明に係る光ディスクのトラッキング制御方法は、 照射されるレーザ光のレーザスポットを記録トラックの中心位置に追従させるため、上記記録トラックにガイド溝が形成され、このガイド溝が所定の周波数のウォブル信号に応じて蛇行形成された光ディスクから、レーザスポットと記録トラックの中心位置との誤差成分を表すトラッキングエラー信号とウォブル信号とが含まれたプッシュプル信号を検出し、上記プッシュプル信号から、上記トラッキングエラー信号を生成し、上記光ディスクの装填時、記録開始時又は再生開始時に、上記プッシュプル信号から上記ウォブル信号を検出し、そのウォブル信号の振幅を初期値として保持し、上記光ディスクに対して信号を記録又は上記光ディスクから信号を再生する場合に検出した上記ウォブル信号の振幅値を計測し、上記振幅値と上記初期値とを比較し、上記比較した結果に基づいて、上記トラッキングエラー信号のゲインを調整し、上記ゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
この光ディスクのトラッキング制御方法では、検出したウォブル信号のレベルに応じて、トラッキングエラー信号のゲインを調整し、このゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した光ディスクドライブ装置について、図面を参照しながら説明する。この実施の形態の光ディスクドライブ装置は、光ディスクにデータの記録又は再生のいずれか或いは記録及び再生の両者を行う装置である。
【００１４】
図１に、本発明の実施の形態の光ディスクドライブ装置のブロック構成図を示す。
【００１５】
光ディスクドライブ装置１は、光ディスクＤにレーザ光を出射してその反射光を検出する光学ピックアップ２と、この光学ピックアップ２の検出信号から再生（ＲＦ）信号，フォーカスエラー（ＦＥ）信号，プッシュプル（ＰＰ）信号等を生成するマトリクスアンプ３と、マトリクスアンプ３により生成されたＰＰ信号を増幅するゲインコントロールアンプ（ＧＣＡ）４と、ゲインコントロールアンプ４により増幅されたＰＰ信号の位相補償を行う位相補償フィルタ５と、位相補償フィルタ５により位相補償されたＰＰ信号に基づき光学ピックアップ２が有する２軸アクチュエータ１５を駆動するアクチュエータドライバ６と、マトリクスアンプ３により生成されたＰＰ信号からウォブル信号を検出するバンドパスフィルタ７と、バンドパスフィルタ７により検出されたウォブル信号をデジタル化するＡ／Ｄコンバータ８と、Ａ／Ｄコンバータ８によりデジタル化されたウォブル信号に基づきゲインコントロールアンプ４の増幅度を制御するシステムコントローラ９とを備えている。
【００１６】
光学ピックアップ２は、レーザダイオード１１から出射するレーザ光を例えば偏光ビームスプリッタ１２や対物レンズ１３等からなる光学系を介して光ディスクＤのトラック上に照射し、その照射したレーザ光の反射光をフォトディテクタ１４を用いて検出する。また、光学ピックアップ２は、光ディスクＤに照射するレーザ光がジャストフォーカス及びジャストトラックとなるように対物レンズを移動させる２軸アクチュエータ１５を有している。
【００１７】
この光ディスクドライブ装置１が記録又は再生をする光ディスクＤのトラックには、図２に示すように、対物レンズ１３を介して照射されるレーザ光のレーザスポットをトラックの中心位置に追従させるために、プリグルーブと呼ばれるガイド溝が形成されている。また、この光ディスクＤには、回転速度の制御又はトラックのアドレス情報のためのウォブル信号が、このプリグルーブを蛇行形成することにより記録されている。
【００１８】
光学ピックアップ２のフォトディテクタ１４は、このようにトラックにプリグルーブが形成された光ディスクＤの反射光を検出して、その検出信号をマトリクスアンプ３に供給する。
【００１９】
マトリクスアンプ３は、フォトディテクタ１４からの検出信号を電圧値に変換し、ＲＦ信号、ＦＥ信号、ＰＰ信号等を生成する。ＲＦ信号は、光ディスクＤに記録されている情報を示す信号であり形成されたピットの反射率の違いに基づき検出され、例えば、光ディスクＤからの反射光の総光量に基づき生成される。ＦＥ信号は、レーザ光の合焦位置と光ディスクＤの記録層との位置の違いに基づき検出され、例えば、いわゆる非点収差法と呼ばれる方式を用いて生成される。
【００２０】
ＰＰ信号は、光ディスクＤ上のレーザスポットの照射位置と光ディスクＤのトラックの中心との位置の違いに基づき検出され、例えば１ビームプッシュプルや差動プッシュプルと呼ばれるプリグルーブの両エッジからの反射光の差信号を検出する方法を用いて生成される。
【００２１】
例えば、マトリクスアンプ３は、フォトディテクタ１４が図３に示すような４分割フォトディテクタからなる場合には、このフォトディテクタのトラックの接線方向の中心軸φを中心に、トラックからの反射光の光量の差分を演算してＰＰ信号を生成する。具体的には、ＰＰ信号は、４分割された各フォトディテクタの検出出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに基づき、マトリクスアンプ３が（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）を演算することにより生成される。このような演算を行うことにより、マトリクスアンプ３は、トラックの中心に対するレーザスポットの位置の誤差を示すＰＰ信号を検出することができる。また、このＰＰ信号には、光ディスクＤのプリグルーブが蛇行形成されていることから、この蛇行に応じて検出されるウォブル信号が含まれている。
【００２２】
このようにマトリクスアンプ３により生成されるＰＰ信号には、トラッキングエラー信号とウォブル信号が含まれている。例えば、このＰＰ信号には、光ディスクＤがＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）であれば、図４に示すように、その規格上のトラックピッチ１．６μｍに対して、振幅が２５〜３６ｎｍのウォブル成分が含まれている。なお、このウォブル信号は、光ディスクＤの最内周から最外周の全面において２５〜３６ｎｍの振幅を有している。
【００２３】
ＲＦ信号は、このマトリクスアンプ３から図示しないＲＦ信号処理部等に供給され、このＲＦ信号処理部により、２値化、ＥＦＭ復調、エラー訂正処理等がされてインターフェースを介して外部装置に供給される。ＦＥ信号は、このマトリクスアンプ３から図示しないフォーカスサーボ処理部に供給される。このフォーカスサーボ処理部は、ＦＥ信号を位相補償した後、２軸アクチュエータ１５を駆動して、ＦＥ信号を０とするように対物レンズを移動させ、レーザ光の合焦位置が光ディスクＤの記録層に一致するように制御を行う。
【００２４】
ＰＰ信号は、このマトリクスアンプ３から、ゲインコントロールアンプ４及びバンドパスフィルタ７に供給される。
【００２５】
ゲインコントロールアンプ４は、後述するシステムコントローラ９の制御に従いＰＰ信号のゲインを制御し、位相補償フィルタ５に供給する。
【００２６】
位相補償フィルタ５は、トラッキングサーボのループ制御には関係の無い外乱、例えば、ウォブル信号成分やデータ成分等を除去するとともに、光ディスクの回転の偏心等による外乱を吸収して、低域におけるオープンループサーボゲインをかせぐように位相補償を行って、アクチュエータドライバ６に供給する。
【００２７】
アクチュエータドライバ６は、位相補償がされたＰＰ信号に基づき、２軸アクチュエータ１５のトラッキングアクチュエータを駆動し、トラッキングエラーを０とするように対物レンズを移動させ、光ディスクＤに照射されたレーザスポットがトラックの中心に追従するように制御を行う。
【００２８】
一方、バンドパスフィルタ７は、供給されたＰＰ信号からウォブル信号を検出し、Ａ／Ｄコンバータ８に供給する。このバンドパスフィルタ７は、光ディスクＤが例えばＣＤ−Ｒであれば、ＰＰ信号から、２２．０５ｋＨｚ±１ＫＨｚの帯域成分のみを取出してＡ／Ｄコンバータ８に供給する。
【００２９】
Ａ／Ｄコンバータ８は、検出されたウォブル信号をデジタル化して、システムコントローラ９に供給する。
【００３０】
システムコントローラ９は、デジタル化されたウォブル信号に基づき、ゲインコントロールアンプ４のゲイン調整を行う。
【００３１】
ここで、このシステムコントローラ９は、図５のフローチャートに示すようにゲインコントロールアンプ４のゲイン調整を行う。
【００３２】
すなわち、システムコントローラ９は、ディスクの装填時、記録開始時、再生開始時等において、フォーカスサーボをオンさせてフォーカスを引き込む（ステップＳ１）。
【００３３】
続いて、システムコントローラ９は、トラッキングサーボをオンさせてトラッキングサーボループを引き込む。このときに、システムコントローラ９は、レーザ光がトラックを横断するときに生じるトラバース信号等を検出して、ＰＰ信号が所定のレベルとなるようにゲインコントロールアンプ４の増幅度を設定する。例えば、システムコントローラ９は、トラバース信号のピーク間の電圧が１ボルトとなるように設定する（ステップＳ２）。
【００３４】
続いて、システムコントローラ９は、このときのウォブル信号の振幅を測定し、その値を初期設定値として記憶しておく。例えば、ウォブル信号のピーク間電圧が１００ｍボルトであれば、この値を記憶しておく（ステップＳ３）。
【００３５】
システムコントローラ９は、以上ステップＳ１〜ステップＳ３までの処理を、イニシャル処理として、ディスク装填時、記録開始時、再生開始時等に行う。
【００３６】
続いて、システムコントローラ９は、光ディスクＤへのデータの記録中、又は、光ディスクＤからのデータの再生中に、ウォブル信号の振幅を測定する（ステップＳ４）。
【００３７】
続いて、システムコントローラ９は、検出したウォブル信号の振幅を、初期設定値として記憶したウォブル信号の振幅値と比較する。システムコントローラ９は、比較した結果に基づき、ゲインコントロールアンプ４のゲインを増減させる。例えば、ウォブル信号とＰＰ信号には比例関係があることから、システムコントローラ９は、ウォブル信号の初期設定値と測定値とを比較して、このウォブル信号の増減の割合に応じた増幅度を設定する。
【００３８】
つまり、システムコントローラ９は、光ディスクの内周側から外周側にわたる全面において記録されたウォブル信号の振幅が略同一であることから、検出したウォブル信号の振幅の変動がＰＰ信号の振幅の変動に比例しているものとして、その変動の割合に応じたゲイン調整を行う。
【００３９】
システムコントローラ９は、このステップＳ４とステップＳ５の処理を、データの記録中、及び、データの再生中に常に行い、ゲインコントロールアンプ４のゲインを制御する。
【００４０】
以上のようにステップＳ１〜ステップＳ５までの処理を行うことにより、システムコントローラ９では、記録中又は再生中におけるプッシュプル信号の変動を抑えることができる。
【００４１】
つぎに、光ディスクドライブ装置１において、ウォブル信号の変動に応じてゲインを調整したプッシュプル信号等の測定結果を示す。これら図６〜図８には、一例として市販されたＣＤ−Ｒを内周から外周まで再生した場合の、プッシュプル信号等の振幅の変動率を示している。
【００４２】
図６には、サンプルディスク１、サンプルディスク２、サンプルディスク３の３つのディスクを最内周から最外周まで再生し、何等ゲインの調整をしなかった場合のプッシュプル信号の振幅の変化率を示している。横軸には、データの再生時間を示しており、縦軸には、最内周トラックにおけるプッシュプル信号の振幅を１とした場合の変化率を示している。この図６から、プッシュプル信号の振幅が、光ディスクＤ上の各位置で変動していることがわかる。
【００４３】
図７には、サンプルディスク１、サンプルディスク２、サンプルディスク３の３つのディスクを最内周から最外周まで再生し、各サンプルディスクから検出されるウォブル信号の振幅の変化率を示している。横軸には、データの再生時間を示しており、縦軸には、最内周トラックにおけるウォブル信号の振幅を１とした場合の変化率を示している。この図７から、ウォブル信号の振幅が、上記プッシュプル信号の振幅に比例していることがわかる。
【００４４】
図８には、サンプルディスク１、サンプルディスク２、サンプルディスク３の３つのディスクから検出されるプッシュプル信号をウォブル信号により正規化した場合の変化率を示している。横軸には、データの再生時間を示しており、縦軸には、最内周トラックにおけるプッシュプル信号の振幅を１とした場合の変化率を示している。この図８から、プッシュプル信号をウォブル信号により正規化することによって、振幅の変動が抑えられることがわかる。
【００４５】
以上のように光ディスクドライブ装置１では、システムコントローラ９が、検出したウォブル信号のレベルに応じて、プッシュプル信号のレベルを制御し、トラッキングサーボのループゲインを調整することにより、光ディスクＤにおける記録面のたわみや歪み等の存在及び熱変化や経時変化等の影響のため記録又は再生の最中にトラッキングサーボ制御のループゲインが変動した場合であっても、トラッキングサーボ制御でのループゲインの変動を抑え、照射するレーザ光をトラックの中心位置に安定して追従させることができる。
【００４６】
なお、以上説明した光ディスクドライブ装置１では、マトリクスアンプ３により直接出力されるプッシュプル信号に基づきウォブル信号を検出して、このマトリクスアンプ３から出力されるプッシュプル信号のゲインを調整する例を示したが、本発明では、ウォブル信号に応じてプッシュプル信号に含まれるトラッキングエラー信号のゲインを調整することができれば良いことから、そのゲインの調整方式は、この例の方式には限られない。
【００４７】
例えば、ゲインコントロールアンプ４から出力されるウォブル信号を検出して、このウォブル信号が一定となるように、このゲインコントロールアンプ４のゲインを調整するようなフィードバック制御を行っても良いし、また、ウォブル信号を検出して、レーザダイオード１１から出射するレーザ光の強度を制御してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明にかかる光ディスクの記録及び／又は再生装置並びに光ディスクのトラッキング制御方法では、検出したウォブル信号のレベルに応じて、トラッキングエラー信号のレベルを制御し、トラッキングサーボのループゲインを調整する。
【００４９】
このことにより、本発明では、同一の光ディスクにおける記録面のたわみや歪み等の存在及び熱変化や経時変化等の影響のため記録又は再生の最中にトラッキングサーボ制御のループゲインが変動した場合であっても、リアルタイムでトラッキングサーボ制御でのループゲインの変動を抑え、照射するレーザ光を記録トラックの中心位置に安定して追従させることができる。
【００５０】
また、本発明では、例えば、長時間或いは大量のデータの記録や再生を行うといった光ディスクの広範囲にわたって連続的にデータの記録や再生を行う場合に、データの記録又は再生範囲全面にわたってループゲインの変動を抑えることができ、照射するレーザ光を記録トラックの中心位置に追従させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の光ディスクドライブ装置のブロック構成図である。
【図２】上記光ディスクドライブ装置により記録又は再生される光ディスクを説明する図である。
【図３】上記光ディスクドライブ装置のフォトディテクタの一例を示す図である。
【図４】光ディスクドライブ装置により検出されるプッシュプル信号を説明する波形図である。
【図５】上記光ディスクドライブ装置の処理内容を説明するフローチャートである。
【図６】プッシュプル信号の振幅の変化率を示す図である。
【図７】ウォブル信号の振幅の変化率を示す図である。
【図８】上記ウォブル信号により正規化した場合のプッシュプル信号の変化率を示す図である。
【符号の説明】
１ 光ディスクドライブ装置、２ 光学ピックアップ、３ マトリクスアンプ、４ ゲインコントロールアンプ、５ 位相補償フィルタ、６ アクチュエータドライバ、７ バンドパスフィルタ、８ Ａ／Ｄコンバータ、９ システムコントローラ、１１ レーザダイオード、１２ 偏光ビームスプリッタ、１３ 対物レンズ、１４ フォトディテクタ、１５ ２軸アクチュエータ
Claims (10)
- 照射されるレーザ光のレーザスポットを記録トラックの中心位置に追従させるため、上記記録トラックにガイド溝が形成され、このガイド溝が所定の周波数のウォブル信号に応じて蛇行形成された光ディスクから、レーザスポットと記録トラックの中心位置との誤差成分を表すトラッキングエラー信号とウォブル信号とが含まれたプッシュプル信号を検出するプッシュプル信号検出手段と、
上記プッシュプル信号から上記トラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、
上記光ディスクの装填時、記録開始時又は再生開始時に、上記プッシュプル信号から上記ウォブル信号を検出し、そのウォブル信号の振幅値を初期値として保持する初期値保持手段と、
上記光ディスクに対して信号を記録又は上記光ディスクから信号を再生する場合に検出した上記ウォブル信号の振幅値を計測し、上記振幅値と上記初期値とを比較する比較手段と、
上記比較手段による比較結果に基づいて、上記トラッキングエラー信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
上記ゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行うトラッキング制御手段と、
を有することを特徴とする光ディスクの記録及び／又は再生装置。 - 上記ゲイン調整手段は、上記光ディスクに対して信号を記録し又は上記光ディスクから信号を再生する間、常にゲイン調整を行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録及び／又は再生装置。
- 上記ゲイン調整手段は、上記プッシュプル信号の振幅値を調整することにより、ゲインの調整を行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録及び／又は再生装置。
- 上記ゲイン調整手段は、上記ウォブル信号の振幅値が一定となるようなフィードバック制御により、ゲイン調整を行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスクの記録及び／又は再生装置。
- 上記ゲイン調整手段は、上記レーザ光の強度を制御することにより、ゲイン調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ディスクの記録及び／又は再生装置。
- 照射されるレーザ光のレーザスポットを記録トラックの中心位置に追従させるため、上記記録トラックにガイド溝が形成され、このガイド溝が所定の周波数のウォブル信号に応じて蛇行形成された光ディスクから、レーザスポットと記録トラックの中心位置との誤差成分を表すトラッキングエラー信号とウォブル信号とが含まれたプッシュプル信号を検出し、
上記プッシュプル信号から、上記トラッキングエラー信号を生成し、
上記光ディスクの装填時、記録開始時又は再生開始時に、上記プッシュプル信号から上記ウォブル信号を検出し、そのウォブル信号の振幅を初期値として保持し、
上記光ディスクに対して信号を記録又は上記光ディスクから信号を再生する場合に検出した上記ウォブル信号の振幅値を計測し、上記振幅値と上記初期値とを比較し、
上記比較した結果に基づいて、上記トラッキングエラー信号のゲインを調整し、
上記ゲインが調整されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング制御を行うことを特徴とする光ディスクのトラッキング制御方法。 - 上記光ディスクに対して信号を記録又は上記光ディスクから信号を再生する間、常にゲ インの調整を行うことを特徴とする請求項６記載の光ディスクのトラッキング制御方法。
- 上記ゲイン調整を、上記プッシュプル信号の振幅値を調整することにより行うことを特徴とする請求項６記載の光ディスクのトラッキング制御方法。
- 上記ゲイン調整を、上記ウォブル信号の振幅値が一定となるようなフィードバック制御により行うことを特徴とする請求項６記載の光ディスクのトラッキング制御方法。
- 上記ゲイン調整を、上記レーザ光の強度を制御することにより行うことを特徴とする請求項６記載の光ディスクのトラッキング制御方法。
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