JP2010040068A - 光ディスク装置及びトラッキング制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正確にトラッキング外れを検出し、光ディスクに記録されている情報の再生や光ディスクへの情報の記録が安定して行える光ディスク装置およびトラッキング制御方法を提供する。
【解決手段】トラッキング外れ検出回路の比較器がＴＥ信号と第１の閾値を比較し、ＴＥ信号が第１の閾値を越えたときＬからＨになる信号を出力し、カウンタがＬからＨになった場合の回数をカウントし、ＣＰＵが、その回数と第２の閾値とを比較し、回数が第２の閾値より大きくなったときトラッキング外れが起きたと判定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＣＤ系、ＤＶＤ系、ＢＤ系あるいはＨＤ ＤＶＤ系などの光ディスクに情報を記録し、または光ディスクから情報を再生する光ディスク装置及びトラッキング制御方法に関する。

ＣＤ（Compact Disc）規格やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）規格と呼ばれる複数種類の記録密度の光ディスクが既に広く普及しているが、近年、青紫色の波長のレーザ光を用いて情報を記録することにより、さらに記録密度が高められた超高密度光ディスクであるＢＤ(Blu-ray Disc)規格やＨＤ ＤＶＤ(High Definition Digital Versatile Disk)規格の光ディスクも実用化されている。

ＤＶＤ規格やＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクのうち、再生専用のＲＯＭタイプ以外の光ディスク、例えば１回だけ情報を書き込むことのできる追記型ディスク（−Ｒ）や、繰り返し情報の書き換えが可能な書き換え型ディスク（−ＲＷ、−ＲＡＭ）においては、記録トラック（案内溝）が、光ディスクの情報記録面に形成されている。

記録トラックは、光ディスクに情報を記録する際及び光ディスクから情報を再生する際に用いられるレーザ光の光スポットの中心が一致されるもので、光スポットの中心が記録トラックの中心をトレースできない場合には、トラック外れとなり、情報の記録や再生が困難になる。

このような背景から、トラッキング制御により、光スポットの中心が記録トラックの中心に一致するよう、レーザ光の光スポットを提供する対物レンズを支持した光ピックアップが、光ディスクの半径方向に、逐次移動され、情報の記録または再生が継続される。トラッキング制御のために、光ディスクの記録面で反射されたレーザ光に含まれる記録トラックの成分を検出可能に設けられた光検出器が用いられる。

光検出器の出力信号が処理されてトラッキングエラー信号、トラッキング制御信号が生成され、トラッキング用のアクチュエータに出力され対物レンズを光スポットが記録トラック上を常にトレースするトラッキング制御が行われる。

光ディスクの表面の傷、汚れ、或いは光ディスクの欠陥によって、光検出器の出力信号に大きなノイズが混入し、トラッキングエラー信号が乱されると、目的の記録トラックからトラッキングが外れてしまうことがある。データの記録途中であれば、近隣の記録トラックの記録済みのデータを破壊する可能性があるため、トラッキング外れを素早く検出しなければならない。

特許文献１には、正確にトラッキング外れを検出するための方法が提案されている。特許文献１では、光ピックアップが出力するトラッキングエラー信号を２つの比較器を用いて２つの比較値と比較し、トラッキングエラー信号がプラスの比較値より大きい期間、マイナスの比較値より小さい期間、およびプラスの比較値とマイナスの比較値の間にある期間の長さを測定し、この測定結果を用いて、光スポットが隣接するトラックに近づいたか、そのときの移動速度は速いかどうかなどを判断し、トラッキング外れを検出するとしている。
特開平８−３０９９０号公報

特許文献１には、トラッキング外れを検出するに当たり、トラッキング信号の振幅値がプラス側の閾値とマイナス側の閾値を越えることを前提としており、トラッキングエラー信号がプラス側あるいはマイナス側の閾値を越えた時間と、一旦プラス側とマイナス側の閾値の間に収まった時の時間と、一回目とは反対の極性の閾値を越えた時間をそれぞれ測定することにより、光スポットの位置とそれぞれの状態での速度からトラッキング外れを検出している。

図６は、トラッキングエラー信号が定常位置からシフトしている場合を示す図である。、図６に示すようなトラッキングエラー信号が定常位置からシフトしているような場合には、プラス側の閾値Ｓとマイナス側の閾値−Ｓと内どちらかの閾値に達しない場合があり、そうような場合にはトラッキング外れを検出することができない。図６では、トラッキングエラー信号がプラス方向へシフトしているために、マイナス側の閾値−Ｓのレベルが検知できない状態を示している。

図６に示すようなトラッキング信号がシフトする要因として、光ディスクの記録トラックのグルーブ形状の特性が挙げられる。光ディスク装置の光ピックアップの性能と記録トラックのグルーブ形状の特性の不整合によって、トラッキングエラー信号がシフトしてしまうことが起こる。また、光ピックアップの対物レンズが光軸からシフトした状態において、記録トラックのグルーブ形状の特性との兼合いからトラッキングエラー信号がシフトしてしまう場合がある。このようなことから、トラッキングエラー信号が定常位置からシフトしているような場合であっても、正確にトラッキング外れを検出することが望まれる。

図７は、通常のトラッキングサーボの残留偏差を示す図である。トラッキング信号が一時的に大きくなるが、トラッキング外れには至らずトラッキングサーボが維持される状態を示しているが、連続した記録或いは再生を中断せずに継続するためには、このような残留偏差の状態のときには、トラッキング信号がプラス側の閾値Ｓを越えたとしても、トラッキング外れとして検出しないようにした方がよい。

本発明は上記したような事情に鑑み成されたものであって、正確にトラッキング外れを検出し、光ディスクに記録されている情報の再生や光ディスクへの情報の記録が安定して行える光ディスク装置およびトラッキング制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光ディスク装置は、光ディスクにレーザ光を照射し前記光ディスクからの反射光を受光し光電変換信号を出力する光ピックアップと、前記光電変換信号から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、前記トラッキングエラー信号の大きさと第１の閾値とを比較し比較結果を出力する比較手段と、前記比較結果の中で前記トラッキングエラー信号が前記第１の閾値より大きくなった場合の回数を計数する計数手段と、前記回数と第２の閾値とを比較し、前記回数が前記第２の閾値より大きくなったときトラッキング外れが起きたと判定する制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明のトラッキング制御方法は、光ピックアップが光ディスクにレーザ光を照射し前記光ディスクからの反射光を受光し光電変換信号を出力する出力工程と、トラッキングエラー信号生成手段が前記光電変換信号からトラッキングエラー信号を生成する生成工程と、比較手段が前記トラッキングエラー信号の大きさと第１の閾値とを比較し比較結果を出力する比較結果出力工程と、計数手段が前記比較結果の中で前記トラッキングエラー信号が前記第１の閾値より大きくなった場合の回数を計数する計数工程と、制御手段が前記回数と第２の閾値とを比較し、前記回数が第２の閾値より大きくなったときトラッキング外れが起きたと判定する判定工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、正確にトラッキング外れを検出し、光ディスクに記録されている情報の再生や光ディスクへの情報の記録が安定して行える光ディスク装置およびトラッキング制御方法を提供することができる。

以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１に係る光ディスク装置を示すブロック図である。光ディスク２はＣＤ系、ＤＶＤ系、ＢＤ系またはＨＤ ＤＶＤ系の再生専用あるいは記録型光ディスクである。例えばＤＶＤ系では、再生専用型のＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、記録型のＤＶＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（Rewritable）／ＲＡＭ（Random Access Memory）等がある。光ディスク２はディスクモータ３によって回転駆動される。ディスクモータ３はディスクモータ制御回路４によって制御されている。

光ディスク２に対する情報の記録、再生は、光ピックアップ５によって行われる。光ピックアップ５には、対物レンズ６が設けられており、対物レンズ６はフォーカシングアクチュエータ７の駆動によりフォーカスシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能で、またトラッキングアクチュエータ８の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向で光ディスクの径方向）への移動が可能である。

記録データ生成回路９は情報記録時にホスト装置２５からインターフェース回路２４を介して供給されるデータにエラー訂正コードを付加し、同期コードなどをつけて記録フォーマットの形式に変更し、さらに変調し、変調されたデータをレーザ制御回路１０へ提供する。レーザ制御回路１０は情報記録時（マーク形成時）に、記録データ生成回路９から供給されるデータに基づいて、書き込み用信号を光ピックアップ５内のレーザダイオード１１に供給する。

レーザダイオード１１は、波長が約７８０ｎｍ（nano meter）のＣＤ用のレーザダイオード１１ａ、波長は約６５０ｎｍのＤＶＤ用のレーザダイオード１１ｂ、波長が約４０５ｎｍのＨＤ ＤＶＤ用のレーザダイオード１１ｃがあり、光ディスク装置に装着された光ディスクの種類によって使い分けられ、レーザ制御回路１０から供給される信号に応じて選択されてレーザ光を出射する。

レーザダイオード１１から発せられるレーザ光は、光学部１２、対物レンズ６を介して光ディスク２上に照射される。レーザダイオード１１から発せられるレーザ光の光ディスク２からの反射光は、対物レンズ６、光学部１２を介して光検出器１３に導かれる。光検出器１３は受光した光を光電変化し光電変換信号を出力する。光電変換信号は、ＲＦアンプ１４へ供給される。

ＲＦアンプ１４は、光検出器１３からの光電変換信号を処理し、ジャストフォーカスからの誤差を示すフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）、レーザ光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）、および再生信号（ＲＦ信号）を生成し、生成されたＦＥ信号、ＴＥ信号、およびＲＦ信号をＡ／Ｄ変換器１５に供給する。ＲＦアンプ１４は、光検出器１３からの光電変換信号を処理する際、使用されるレーザダイオード１１の種類に応じて信号を生成する時のパラメータをそれぞれの適切な値に設定して上記信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器１５から出力された信号はバス２０を介してＣＰＵ（Central Processing Unit）２１等に供給される。

フォーカス・トラッキング制御回路１６は、Ａ／Ｄ変換器１５から供給されたＦＥ信号及びＴＥ信号に応じてフォーカス制御信号及びトラッキング制御信号を生成し、フォーカシングアクチュエータ７及びトラッキングアクチュエータ８に出力し対物レンズ６を駆動する。これにより、レーザ光が光ディスク２の情報記録面上に常時ジャストフォーカスとなるフォーカシング制御、及びレーザ光が光ディスク２上に形成されたトラック上を常にトレースするトラッキング制御が行われる。

ＲＦ信号は、Ａ／Ｄ変換器１５でデジタル信号に変換されチャネルビットのデータとしてＰＬＬ回路１７に供給される。ＰＬＬ回路１７は、Ａ／Ｄ変換器１５から供給されるデータからデータに同期したクロックとチャネルビット単位のチャネルデータ信号を生成し、データ再生回路１８に出力する。データ再生回路１８ではフォーマットを解読して、チャネルデータ信号を復調してバイトデータを再生し、再生された再生データはエラー訂正回路１９へ出力される。エラー訂正回路１９では再生データを付与されているエラー訂正コードを用いてエラー訂正を行った後、インターフェース回路２４を介してホスト装置２５に出力される。

ディスクモータ制御回路４、変調回路９，レーザ制御回路１０、Ａ／Ｄ変換回路１５、フォーカス・トラッキング制御回路１６、ＰＬＬ回路１７、データ再生回路１８、エラー訂正回路１９等は、バス２０を介してＣＰＵ（Central Processing Unit）２１によって制御される。

ＣＰＵ２１はインターフェース回路２４を介してホスト装置２５から供給される動作コマンドに従って、この光ディスク記録再生装置１を総合的に制御する。また、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２を記録再生時のバッファメモリ等の作業エリアとして使用し、ＲＯＭ（Read Only Memory）２３に記憶されたプログラムに従った所定の制御を行う。

トラッキング外れ検出回路２６は、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されたトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）を処理してトラック外れの判定の基となるデータを制御部であるＣＰＵへ供給する。トラッキング外れ検出回路２６は、ＴＥ信号の大きさと第１の閾値とを比較し、その比較結果を出力する比較器と、比較結果の中でＴＥ信号が第１の閾値より大きくなった場合の回数を計数する計数手段（カウンタ）を有している。カウンタによって計数された出力はバス２０を介してＣＰＵ２１に供給される。

図２は、トラッキング外れ検出回路２６のブロック図である。図３は、トラッキング外れ検出回路２６の動作を示す波形図である。トラッキング外れ検出回路２６は、フィルタ２７、絶対値回路２８、比較器２９、カウンタ３０により構成されている。

Ａ／Ｄ変換器１５から出力されたＴＥ信号は、先ずフィルタ２７に送られる。フィルタ２７は、ＴＥ信号に対してトラッキング外れがおきる周波数付近の周波数成分のみを抽出するフィルタである。ＴＥ信号には高周波のノイズ成分が含まれているが、トラッキング外れがおきる周波数付近の周波数成分のみを抽出することによって、トラッキング外れの検出精度を向上することが可能となる。例えば、トラッキングサーボ帯域周波数を中心とし抽出する。図３（ａ）は、フィルタ２７を通過した後のＴＥ信号波形を示す図である。縦軸は信号の振幅を示す。横軸は時間である。

絶対値回路２８は、入力電圧の正負に関係なく正の絶対値が得られるもので、図３（ｂ）に示すように、トラッキング波形の負の部分が反転し、絶対値が同じである正の波形となっている。

比較器２９は、ＴＥ信号の大きさと第１の閾値とを比較し、その比較結果を出力するもので、図３（ｂ）に示すように、第１の閾値を、例えばＡとしてＡと比較し、ＴＥ信号がＡを越えたとき、図３（ｃ）に示すように、ＬからＨとなる信号を出力する。ＴＥ信号がＡ以下となったときはＨからＬになる。再びＴＥ信号がＡを越えたとき、ＬからＨとなる信号を出力する。この信号はバス２０を介してＣＰＵ２１へ供給される。第１の閾値は光ディスク装置１のトラッキング制御系の許容値によって決められる。

カウンタ３０は、比較結果の中でＴＥ信号が第１の閾値より大きくなった場合の回数を計数する計数手段である。図３（ｄ）は、カウンタの数値であり、図３（ｃ）に示す信号がＬからＨになったときにカウントアップする。

図４は、ＴＥ信号がプラス方向にシフトしているような場合のトラッキング外れ検出回路２６の動作を示す波形図である。図４（ａ）は、フィルタ２７を通過した後のＴＥ信号波形を示す図である。絶対値回路２８からの出力信号は、図４（ｂ）に示すように、トラッキング波形の負の部分が反転し、絶対値が同じである正の波形となっている。

比較器２９の出力値は、図４（ｂ）に示すように、第１の閾値を、例えばＡとしてＡと比較し、ＴＥ信号がＡを越えたとき、図４（ｃ）に示すように、ＬからＨとなる信号を出力する。ＴＥ信号がＡ以下となったときはＨからＬになる。再びＴＥ信号がＡを越えたとき、ＬからＨとなる信号を出力する。この信号はバス２０を介してＣＰＵ２１へ供給される。図４（ｄ）は、カウンタの数値であり、図４（ｃ）に示す信号がＬからＨになったときにカウントアップする。

図５は、トラッキング外れ検出の制御のフロー図である。Ｓ１０において、再生または記録を開始するとＣＰＵ２１はトラッキング外れ検出回路２６の比較器２９の信号がＬからＨに変化したかを監視し、ＬからＨに変化したならば、Ｓ１２へ移る。

Ｓ１２において、ＣＰＵ２１はタイマ３１のタイマ値を０（ゼロ）に設定する。Ｓ１４において、カウンタ３０はカウンタ値に１を加える。カウンタ３０のカウンタ値はＴＥ信号がＡを越えた場合の回数を表している。

Ｓ１６において、ＣＰＵ２１は、カウンタ値と第２の閾値とを比較し、カウンタ値が第２の閾値より大きくなったときＳ１８に移る。Ｓ１８において、ＣＰＵ２１は、トラッキング外れが起きたと判定して、トラッキング外れ検出を終了する。ＣＰＵ２１はその後再生または記録を一旦停止しリトライ処理を行う。

第２の閾値は任意に選べるが、素早い検知が必要なときは、例えば、１とすれば、カウンタ値が２となったときトラッキング外れと検出される。第２の閾値を０（ゼロ）に設定するとカウンタ値が１で検出するので、図７で示したような残留偏差の場合にもトラッキング外れと検知してしまうので０（ゼロ）より大きな値とした方がよい。

Ｓ１０において、ＬからＨに変化しないならば、Ｓ２０に移る。Ｓ２０において、ＣＰＵ２１はタイマ３１のタイマ値が第３の閾値より大きいかを判定する。タイマ値が第３の閾値より大きいならば、Ｓ２２へ移る。Ｓ２２において、ＣＰＵ２１はカウンタ３０のカウンタ値を０（ゼロ）に設定しＳ１０へ戻る。

第３の閾値は時間であり、ＬからＨになったときから次のＬからＨが出現するまでの閾値を設定するものである。所定時間経っても次のＬからＨになる信号が生じない場合は、カウンタ３０のカウンタ値を０（ゼロ）に設定する。

Ｓ２０において、タイマ値が第３の閾値より大きくないならば、Ｓ１０へ戻る。この一連のループは再生または記録動作中継続される。

以上のように、比較器２９がＴＥ信号と第１の閾値を比較し、ＴＥ信号が第１の閾値を越えたときＬからＨになる信号を出力し、カウンタ３０がＬからＨになった場合の回数をカウントし、ＣＰＵ２１が、その回数と第２の閾値とを比較し、回数が第２の閾値より大きくなったときトラッキング外れが起きたと判定する。

また、タイマ３１によってＴＥ信号が第１の閾値を越えたときから経過時間を計測し、ＣＰＵ２１は、経過時間と第３の閾値とを比較し、経過時間が前記第３に閾値より大きくなったとき、カウンタ３０の回数を０（ゼロ）に設定する。

このようにすることによって、ＴＥ信号がシフトしているような場合であっても、素早く精度よくトラッキング外れを検知することができ、光ディスクに記録されている情報の再生や光ディスクへの情報の記録が安定して行える。また図７で示した残留偏差のような場合には、トラッキング外れの判定をすることがなく、無駄なリトライ動作をしないため、動作時間の短縮と安定した動作を確保できる。

本発明は以上の構成に限定されるもではなく種々の変形が可能である。

本発明の実施例１に係る光ディスク装置を示すブロック図。 トラッキング外れ検出回路のブロック図。 トラッキング外れ検出回路の動作を示す波形図。 ＴＥ信号がシフトした場合のトラッキング外れ検出回路の動作を示す波形図。 トラッキング外れ検出の制御のフロー図。 トラッキングエラー信号が定常位置からシフトしている場合を示す図。 トラッキングサーボの残留偏差を示す図。

符号の説明

１ 光ディスク装置
２ 光ディスク
５ 光ピックアップ
１４ ＲＦアンプ
１５ Ａ／Ｄ変換回路
２１ ＣＰＵ
２６ トラッキング外れ検出回路
２７ フィルタ
２８ 絶対値回路
２９ 比較器
３０ カウンタ
３１ タイマ

Claims (6)

1. 光ディスクにレーザ光を照射し前記光ディスクからの反射光を受光し光電変換信号を出力する光ピックアップと、
   前記光電変換信号から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、
   前記トラッキングエラー信号の大きさと第１の閾値とを比較し比較結果を出力する比較手段と、
   前記比較結果の中で前記トラッキングエラー信号が前記第１の閾値より大きくなった場合の回数を計数する計数手段と、
   前記回数と第２の閾値とを比較し、前記回数が前記第２の閾値より大きくなったときトラッキング外れが起きたと判定する制御手段と
   を有することを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記比較結果の中で前記トラッキングエラー信号が前記第１の閾値より大きくなったときから経過時間を計測する時間計測手段を有し、
   前記制御手段は、前記経過時間と第３の閾値とを比較し、前記経過時間が前記第３に閾値より大きくなったとき、前記計数手段の回数をゼロにすることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 前記トラッキングエラー信号に対して前記トラッキング外れが起きる周波数付近の周波数成分を抽出するフィルタを有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ディスク装置。
4. 光ピックアップが光ディスクにレーザ光を照射し前記光ディスクからの反射光を受光し光電変換信号を出力する出力工程と、
   トラッキングエラー信号生成手段が前記光電変換信号からトラッキングエラー信号を生成する生成工程と、
   比較手段が前記トラッキングエラー信号の大きさと第１の閾値とを比較し比較結果を出力する比較結果出力工程と、
   計数手段が前記比較結果の中で前記トラッキングエラー信号が前記第１の閾値より大きくなった場合の回数を計数する計数工程と、
   制御手段が前記回数と第２の閾値とを比較し、前記回数が第２の閾値より大きくなったときトラッキング外れが起きたと判定する判定工程と
   を有することを特徴とするトラッキング制御方法。
5. 時間計測手段が前記比較結果の中で前記トラッキングエラー信号が前記第１の閾値より大きくなったときから経過時間を計測する計測工程を有し、
   前記制御手段は、前記経過時間と第３の閾値とを比較し、前記経過時間が前記第３に閾値より大きくなったとき、前記計数手段の回数をゼロにする工程を有することを特徴とする請求項４記載のトラッキング制御方法。
6. フィルタが前記トラッキングエラー信号に対して前記トラッキング外れがおきる周波数付近の周波数成分を抽出する工程を有することを特徴とする請求項４または請求項５記載のトラッキング制御方法。

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