专利名称：光盘装置及其盘记录再现方法
技术领域：
本发明涉及对光盘进行信息的记录或再现的光盘装置，特别是涉及光拾取器的致动器控制技术。
背景技术：
作为与本发明有关的现有技术，例如有特开2003-51128号公报(专利文献1)、特开2003-157554号公报(专利文献2)、以及特开2003-99925号公报(专利文献3)中记载的技术。在特开2003-51128号公报中，记载了为了对光盘稳定地进行对应于高速记录时的总和信号及伺服信号的致动器控制，在平均值伺服方式中，使增益调整前的受光元件检测信号的振幅水平衰减的技术，在特开2003-157554号公报中，记载了为了在跟踪误差信号变成高频信号而衰减了的情况下，使振幅调整无错误，进行稳定的跟踪伺服控制，在平均值伺服方式中，将模拟数字变换器的取样频率的1/2以上的频率分量除去，生成跟踪误差信号，同时为了使增益提升的输出信号的振幅与基准振幅值大致一致，对增益提升的放大率进行可变控制的技术，另外，在特开2003-99925号公报中，记载了将信息记录在光记录媒体中时，为了能与记录条件无关地低成本、高精度地检测摆动信号，作为摆动信号检测装置，备有对光电变换信号进行取样保持，将与摆动信号无关的噪声分量高精度地除去的取样保持单元；以及将光电变换信号中的截止频率以上的高频分量除去的高频限制单元，根据记录条件使某一单元呈受激状态的技术。
例如在上述公报记载的现有技术中，例如在对应于记录速度，切换取样保持伺服方式的伺服环路和平均值伺服方式的伺服环路的情况下，在这两个环路中伺服系统的增益互相不同，都有可能使伺服环路的稳定性下降，不能确保致动器的规定的控制精度。
发明内容
鉴于上述现有技术的状况，本发明的课题在于在光盘装置中，在改变记录速度进行记录的情况下，特别是在进行高速记录的情况下，形成稳定的致动器控制的伺服环路，进行准确的稳定的跟踪控制及聚焦控制。
本发明的目的在于解决上述的课题，提供一种在光盘装置中，即使高速记录也能容易适应的致动器控制技术。
为了解决上述课题，在本发明中，在采用平均值方式的伺服控制进行的高速记录工作之前，在采用再现时的连续伺服方式进行的伺服控制的情况和采用低速记录时的取样保持伺服方式进行的伺服控制的情况下，进行由干扰信号的注入引起的平均值方式的伺服信号的学习，根据该学习结果，进行上述高速记录用的平均值伺服方式的伺服环路的增益设定。即，再现时，一边用连续伺服方式的伺服环路(第一伺服环路)进行伺服控制，一边将第一干扰信号注入该伺服环路中，根据再现信号形成平均值方式的第一学习用伺服信号，另外，低速记录时，一边用取样保持伺服方式的伺服环路(第二伺服环路)进行伺服控制，一边将第二干扰信号注入该伺服环路中，根据再现信号形成平均值方式的第二学习用伺服信号，根据该第一、第二学习用伺服信号的比较结果，进行平均值伺服方式的伺服环路(第三伺服环路)的增益设定，用该进行了增益设定的伺服环路(第三伺服环路)控制致动器，进行高速记录。
如果采用本发明，则在光盘装置中，高速记录时也能稳定地进行准确的跟踪控制及聚焦控制。
图1是作为本发明的实施方式1的光盘装置的结构例图。
图2是图1所示装置中的致动器控制工作的说明图。
图3是受光元件和伺服信号形成电路的结构例图。
图4是低速记录时的取样保持伺服方式的取样的说明图。
图5是高速记录时的取样保持伺服方式的取样的说明图。
图6是平均值伺服方式的受光信号波形的说明图。
图7是平均值伺服方式的检波灵敏度的离散的说明图。
具体实施例方式
以下，用
实施本发明用的最佳方式。
图1～图7是本发明的实施方式1的说明图。图1是作为本发明的实施方式1的光盘装置的结构例图，图2是光拾取器内的致动器的控制工作的说明图，图3是受光元件和伺服信号形成电路的结构例图，图4是取样保持伺服方式的低速记录时的取样说明图，图5是取样保持伺服方式的高速记录时的取样说明图，图6是平均值伺服方式的受光信号波形的说明图，图7是平均值伺服方式的检波灵敏度的离散的说明图。
在图1中，1是光盘，2是致动器，2a是物镜，2b是发生激光的激光二极管，2c是接受通过了物镜2a的来自光盘1的反射激光的受光元件，3是驱动致动器2的致动器驱动电路，6是作为进行取样保持的取样保持单元的取样保持电路，7a是作为求再现信号的平均值的平均化单元的低通滤波器(以下称LPF)，a是使来自受光元件2c的再现信号直接连续地通过的第一信号通路，b是备有取样保持电路6的第二信号通路，c是备有LPF7a的第三信号通路，d是形成平均值伺服方式用的学习用伺服信号用的第四信号通路，4、5是作为信号通路选择单元的切换开关，8a是运算来自第一信号通路a、第二信号通路b或第三信号通路c的输出，形成伺服信号的作为伺服信号运算单元的伺服信号运算电路，7b是形成平均值方式的学习用伺服信号的第四信号通路d内的求再现信号的平均值的作为平均化单元的PLF，8b同样是第四信号通路d内的作为计算LPF7b的输出、形成第一、第二学习用伺服信号的伺服信号运算单元的伺服信号运算电路，9是测定伺服信号运算电路8b的输出信号的振幅的信号振幅测定电路，10是设定伺服环路的增益的伺服增益设定电路，11是进行伺服环路的相位补偿的相位补偿电路，12是将干扰信号注入伺服环路用的作为干扰信号注入单元的干扰注入电路，15是进行装置总体控制的作为控制单元的微机。
第一信号通路a、伺服信号运算电路8a、伺服增益设定电路10、相位补偿电路11、致动器驱动电路及致动器3构成作为连续伺服方式的伺服环路的第一伺服环路。在切换开关4的端子m1、r1被连接、且切换开关5的端子m2、r2被连接起来的状态下，该第一伺服环路呈导通状态。包括取样保持电路6的第二信号通路b、伺服信号运算电路8a、伺服增益设定电路10、相位补偿电路11、致动器驱动电路及致动器3构成作为取样保持伺服方式的伺服环路的第二伺服环路。在连接了切换开关4的端子m1、s1、切换开关5的端子m2、s2的状态下，该第二伺服环路变成导通状态。包括LPF7a的第三信号通路c、伺服信号运算电路8a、伺服增益设定电路10、相位补偿电路11、致动器驱动电路及致动器3构成作为平均值伺服方式的伺服环路的第三伺服环路。在连接了切换开关4的端子m1、t1、切换开关5的端子m2、t2的状态下，变成该第三伺服环路导通状态。上述切换开关4、5也由微机15控制。在第四信号通路d中，LPF7b和伺服信号运算电路8b构成学习用伺服信号形成单元。该学习用伺服信号形成单元在上述第一伺服环路呈导通状态时及上述第二伺服环路呈导通状态时工作，根据注入各个伺服环路的干扰信号，形成平均值方式的学习用伺服信号。
在由平均值方式的伺服控制进行的高速记录工作之前，进行由干扰信号注入引起的平均值方式的伺服信号的学习。关于按照再现时的第一伺服环路的连续伺服方式进行的伺服控制的情况、以及按照低速记录时的第二伺服环路的取样保持伺服方式进行的伺服控制的情况，通过形成平均值方式的学习用伺服信号，进行该学习工作，根据该学习的结果，进行上述高速记录用的平均值伺服方式的伺服环路的增益设定。从干扰注入电路12将干扰信号分别注入再现时的第一伺服环路、以及低速记录时的第二伺服环路，进行该学习工作。即，再现时，一边用连续伺服方式的伺服环路(第一伺服环路)进行伺服控制，一边将第一干扰信号注入该伺服环路中，在第四信号通路d中根据该第一干扰信号，从再现信号形成平均值方式的第一学习用伺服信号，另外，低速记录时，一边用取样保持伺服方式的伺服环路(第二伺服环路)进行伺服控制，一边将第二干扰信号注入该伺服环路中，在第四信号通路d中根据该第二干扰信号，从再现信号形成平均值方式的第二学习用伺服信号。此后，对该形成的第一、第二学习用伺服信号的振幅值进行比较，根据该比较的结果，控制平均值伺服方式的伺服环路(第三伺服环路)的增益设定，由该进行了增益设定的伺服环路(第三伺服环路)控制致动器，进行高速记录。增益设定时，设定第三伺服环路的增益、相位呈适当的值的增益。由微机15进行的控制，进行上述一系列的学习工作和以此为依据的增益设定。
第一伺服环路呈导通状态时(再现时)，呈正弦波的第一干扰信号被注入第一伺服环路中。一旦注入了第一干扰信号，便在信号通路d中，基于该第一干扰信号的再现信号通过LPF7b被平均化，形成平均值波形，再在伺服信号运算电路8b中进行运算，形成第一学习用伺服信号。在信号振幅测定电路9中，测定(观测)该第一学习用伺服信号的振幅。作为该第一学习用伺服信号，形成第一聚焦误差信号和第一跟踪误差信号，分别测定(观测)它们的振幅。同样，第二伺服环路呈导通状态时(低速记录时)，呈正弦波的第二干扰信号(看作与第一干扰信号相同)被注入第二伺服环路中。一旦注入了第二干扰信号，便在信号通路d中，基于该第二干扰信号的再现信号通过LPF7b被平均化，形成平均值波形，再在伺服信号运算电路8b中进行运算，形成第二学习用伺服信号。在信号振幅测定电路9中，测定(观测)该第二学习用伺服信号的振幅。作为该第二学习用伺服信号，形成第二聚焦误差信号和第二跟踪误差信号，分别测定(观测)它们的振幅。
作为控制单元的微机15进行上述测定(观测)过的第一聚焦误差信号的振幅值和上述第二聚焦误差信号的振幅值的比较、上述第一跟踪误差信号的振幅值和上述第二跟踪误差信号的振幅值的比较，根据该比较结果，控制具有包括上述LPF7a的信号通路c的平均值伺服方式的第三伺服环路的增益设定，由该设定了增益的第三伺服环路控制致动器，使光盘装置进行高速记录工作。伺服增益设定电路10根据微机15的控制，进行上述增益设定。
图2是图1中的光盘装置的光拾取器内的致动器的控制工作的说明图。图2的说明中用的图1中的光盘装置的结构要素标以与图1的情况相同的标记。
在图2中，(1)如果光盘被安装在光盘装置中，则通过微机15的控制，进行盘检测(步骤S201)。
(2)连续伺服方式的伺服控制呈导通状态(步骤S202)。
(3)作为起始调整工作，微机15为了补偿由光拾取器的灵敏度误差、致动器驱动电路3或DSP(Digital Signal Processor数字信号处理器)(图中未示出)等的灵敏度误差引起的伺服环路增益的离散，对伺服增益设定电路10进行增益调整，同时对相位补偿电路11进行相位调整，使伺服环路的增益及相位呈适当的值(步骤S203)(4)微机15使由包括信号通路a的连续伺服方式的伺服环路(第一伺服环路)进行的伺服控制呈导通状态，使装置开始进行来自光盘1的数据读出，同时判断高速记录是否必要(步骤S204)。
(5)在上述步骤S204的判断结果为高速记录是必要的情况下，微机15在由上述连续伺服方式的伺服环路(第一伺服环路)进行再现时，从干扰注入电路12将呈正弦波的第一干扰信号注入该连续伺服方式的伺服环路中的聚焦伺服环路系统中，在第四信号通路d中，由LPF7b和伺服信号运算电路8b，根据基于该第一干扰信号的再现信号，形成作为平均值方式的第一学习用伺服信号的聚焦错误信号，由信号振幅电路9测定(观测)该聚焦错误信号的振幅值X1(步骤S205)。所测定的振幅值X1存储在装置内的存储单元(图中未示出)中。
(6)另外，再现时，微机15从干扰注入电路12将呈正弦波的第一干扰信号注入上述连续伺服方式的伺服环路(第一伺服环路)中的跟踪伺服环路系统中，在第四信号通路d中，由LPF7b和伺服信号运算电路8b，根据基于该第一干扰信号的再现信号，形成作为平均值方式的第一学习用伺服信号的跟踪错误信号，由信号振幅电路9测定(观测)该跟踪错误信号的振幅值Y1(步骤S206)。所测定的振幅值Y1被存储在装置内的存储单元(图中未示出)中。
(7)微机15对切换开关4、5各自的连接进行切换，将伺服环路切换成包括第二信号通路b的取样保持伺服方式的伺服环路(第二伺服环路)，低速记录时，从干扰注入电路12将呈正弦波的第二干扰信号注入该取样保持伺服方式的伺服环路中的聚焦伺服环路系统中，在第四信号通路d中，由LPF7b和伺服信号运算电路8b，根据基于该第二干扰信号的再现信号，形成作为平均值方式的第二学习用伺服信号的聚焦错误信号，由信号振幅电路9测定(观测)该聚焦错误信号的振幅值X2(步骤S207)。所测定的振幅值X2被存储在装置内的存储单元(图中未示出)中。
(8)低速记录时，微机从干扰注入电路12将呈正弦波的第二干扰信号注入上述取样保持伺服方式的伺服环路中的跟踪伺服环路系统中，在第四信号通路d中，由LPF7b和伺服信号运算电路8b，根据基于该第二干扰信号的再现信号，形成作为平均值方式的第二学习用伺服信号的跟踪错误信号，由信号振幅电路9测定(观测)该跟踪错误信号的振幅值Y2(步骤S208)。所测定的振幅值Y2被存储在装置内的存储单元(图中未示出)中。
(9)微机15进行上述测定到的聚焦错误信号的振幅值X1、X2的比较及跟踪错误信号的振幅值Y1、Y2的比较，根据该比较结果，计算再现时和记录时的伺服环路的增益差(步骤S209)。
(10)从主计算机(图中未示出)一侧接收记录工作开始的命令(步骤S210)。
(11)微机15进行记录速度的确认(步骤S211)。
(12)在步骤S211中的确认结果为高速记录的情况下，微机15利用切换开关4、5，选择包括第三信号通路c的平均值方式的伺服环路(第三伺服环路)，并根据在上述步骤S209中计算的增益差，由伺服增益设定电路10设定该平均值方式的伺服环路的增益，在该设定了的增益状态下进行伺服控制，开始高速记录(步骤S213)。增益设定时，例如上述步骤S209中的错误信号的振幅值比较的结果表明，假设记录时的值为再现时的值的二倍，则利用伺服增益设定电路10，将光拾取器和DSP等的灵敏度降低1/2而将记录时的伺服环路的增益设定为1/2，使记录时的振幅与再现时的振幅相等。另外，由相位补偿电路11进行该平均值方式的伺服环路的相位特性的调整。也可以通过上述增益的设定，进行该相位特性的调整。在此情况下，所设定的增益能设定成能使增益余量和相位余量都为适当的值的增益值。
(13)在步骤S211中的确认的结果为低速记录的情况下，微机15利用切换开关4、5，选择包括第二信号通路b的取样保持方式的伺服环路(第二伺服环路)，进行伺服控制，开始低速记录(步骤S212)。
(14)上述步骤S204的判断结果为不需要高速记录的情况下，微机15利用切换开关4、5，选择包括第二信号通路b的取样保持方式的伺服环路(第二伺服环路)，进行伺服控制，开始低速记录。
由上述微机15进行的一系列工作是这样进行的该微机15按照预先设定的程序，执行该工作顺序。该程序被存储在该微机15内的存储器或装置内的其他存储单元等中。
图3是表示上述图1所示的光盘装置中的受光元件2c和伺服信号形成电路(第一信号通路a、第二信号通路b、第三信号通路c+伺服信号运算电路8a)的结构例图。伺服信号运算电路8a由聚焦错误运算电路8a1和跟踪错误运算电路8a2构成。在聚焦错误运算电路8a1中形成聚焦错误信号作为伺服信号，在跟踪错误运算电路8a2中形成跟踪错误信号作为伺服信号。
在图3中，受光元件2c有受光面被分割成4个的结构，用分割出的各受光面接受来自光盘面的反射激光，输出对应的电信号。切换信号通路201、202、203、204、聚焦错误运算电路8a1、以及跟踪错误运算电路8a2分别连接在受光元件2c的分割出的受光面2c1、2c2、2c3、2c4上。在进行连续伺服方式的伺服控制的情况下，切换信号通路201、202、203、204中的第一信号通路a和聚焦错误运算电路8a1和跟踪错误运算电路8a2连接起来。在进行取样保持伺服方式的伺服控制的情况下，切换信号通路201、202、203、204中的第二信号通路b和聚焦错误运算电路8a1和跟踪错误运算电路8a2连接起来。另外，在进行平均值伺服方式的伺服控制的情况下，切换信号通路201、202、203、204中的第三信号通路c和聚焦错误运算电路8a1和跟踪错误运算电路8a2连接起来。
图4是按照取样保持伺服方式进行的低速记录时的取样的说明图。
在图4中，(a)是记录信号的波形，(b)是从受光元件2c输出的受光信号(再现电信号)的波形，(c)是取样保持电路中的取样脉冲的波形。受光信号的对应于记录信号的截断期间(读出期间)的部分被取样，形成伺服误差信号(聚焦误差信号、跟踪误差信号)。低速记录时，记录信号的截断期间(读出期间)长，所以受光信号的与该截断期间相当的部分的宽度也宽。因此，还能确保取样脉冲的宽度，能可靠地形成伺服误差信号。
图5是按照取样保持伺服方式进行的高速记录时的取样的说明图。
在图5中，与图4的情况相同，(a)是记录信号的波形，(b)是从受光元件2c输出的受光信号(再现电信号)的波形，(c)是取样保持电路中的取样脉冲的波形。高速记录时，记录信号的截断期间(读出期间)短，所以受光信号的与该截断期间相当的部分的宽度也窄，发生不能确保取样脉冲宽度的情况。因此，难以形成可靠的伺服误差信号。本发明就是谋求改善这一点的发明。
图6是平均值伺服方式的受光信号波形的说明图。
在图6中，(a)表示记录信号的波形(＝激光二极管的发光图形)，(b)表示从受光元件2c输出的受光信号(再现电信号)的波形例，(c)表示由LPF7a或LPF7b将高频分量除去后的受光信号的平均值。在上述图1所示的装置的平均值伺服方式的第三伺服环路中的第三伺服信号形成单元(LPF7a+伺服信号运算电路8a)及学习用伺服信号形成单元(LPF7b+伺服信号运算电路8b)中，根据上述受光信号的平均值形成伺服信号。
图7是平均值伺服方式的检波灵敏度的离散的说明图。受光信号如A、B、C所示，在光盘装置或每个光盘有离散、或随着时间的推移而变化的情况下，各自的平均值分别呈I、II、III电平。因此，以此为依据形成的伺服误差信号的精度也低。在本发明中，为了改善这一点，进行上述图2所示的步骤S205～步骤S208中的一系列学习工作，根据该学习结果，调整平均值伺服方式的伺服环路的增益，来抑制受光信号电平的离散和变化的影响，稳定而准确地进行高速记录时的致动器控制。
如果采用以上说明的本发明的实施方式，则在光盘装置中，即使在进行高速记录的情况下，也能进行稳定的致动器控制，能进行稳定而准确的跟踪控制及聚焦控制。
权利要求
1.一种盘记录再现方法，是一种光盘装置的盘记录再现方法，再现时，用连续伺服方式的伺服环路进行伺服控制，低速记录时，用取样保持伺服方式的伺服环路进行伺服控制，高速记录时，用平均值伺服方式的伺服环路进行伺服控制，其特征在于，包括下列步骤将第一干扰信号供给再现时的连续伺服方式的伺服环路，根据该第一干扰信号，观测平均值方式的第一学习用伺服信号的第一步骤；将与所述第一干扰信号同等的第二干扰信号供给低速记录时的取样保持伺服方式的伺服环路，根据该第二干扰信号，观测平均值方式的第二学习用伺服信号的第二步骤；根据所述第一学习用伺服信号和所述第二学习用伺服信号的比较结果，设定所述平均值伺服方式的伺服环路的增益的第三步骤；以及高速记录时，利用所述设定的增益的平均值伺服方式的伺服环路，进行伺服控制的第四步骤。
2.根据权利要求1所述的盘记录再现方法，其特征在于在所述第一步骤中，作为所述第一学习用伺服信号，观测聚焦误差信号或跟踪误差信号两者中的任意一者或两者，在所述第二步骤中，作为所述第二学习用伺服信号，观测聚焦误差信号或跟踪误差信号两者中的任意一者或两者。
3.根据权利要求1所述的盘记录再现方法，其特征在于所述第一步骤中注入的第一干扰信号和所述第二步骤中注入的第二干扰信号，分别是一定频率的干扰信号。
4.根据权利要求1所述的盘记录再现方法，其特征在于在所述第一步骤中，作为所述第一学习用伺服信号，依次观测聚焦误差信号和跟踪误差信号，另外，在所述第二步骤中，作为所述第二学习用伺服信号，依次观测聚焦误差信号和跟踪误差信号。
5.一种光盘装置，利用致动器控制物镜，利用激光对盘进行信息的记录或再现，其特征在于作为控制所述致动器的伺服系统，具有根据基于来自所述光盘面的反射激光的再现信号，连续地形成伺服信号的第一伺服环路；对所述再现信号进行取样保持，形成伺服信号的第二伺服环路；根据所述再现信号的平均值，形成伺服信号的第三伺服环路；再现时将第一干扰信号注入所述第一伺服环路中，低速记录时将第二干扰信号注入所述第二伺服环路中的干扰信号注入单元；根据基于所述第一干扰信号的再现信号，形成平均值方式的第一学习用伺服信号，根据基于所述第二干扰信号的再现信号，形成平均值方式的第二学习用伺服信号的学习用伺服信号形成单元；以及对所述第一、第二学习用伺服信号进行比较，根据该比较结果，控制所述第三伺服环路的增益设定的控制单元，由所述设定了增益的所述第三伺服环路控制所述致动器，将信息高速记录在所述光盘中。
6.一种光盘装置，利用致动器控制物镜，利用激光对盘进行信息的记录或再现，其特征在于作为控制所述致动器的伺服系统，具有使基于来自所述盘面的反射激光的再现信号直接连续地通过的第一信号通路；具有对所述再现信号进行取样保持的取样保持单元的第二信号通路；具有求所述再现信号的平均值的平均化单元的第三信号通路；选择所述第一、第二、第三信号通路中的至少一者的信号通路选择单元；对来自所述第一、第二、第三信号通路的输出信号进行运算，形成伺服信号的伺服信号运算单元；干扰信号注入单元，再现时，将第一干扰信号注入包括所述第一信号通路及所述伺服信号运算单元形成的第一伺服环路中，另外，低速记录时，将第二干扰信号注入包括所述第二信号通路及所述伺服信号运算单元形成的第二伺服环路中；学习用伺服信号形成单元，根据基于所述第一干扰信号的再现信号形成平均值方式的第一学习用伺服信号，根据基于所述第二干扰信号的再现信号形成平均值方式的第二学习用伺服信号；以及控制单元，控制所述信号通路选择单元，同时对所述第一、第二学习用伺服信号进行比较，根据该比较结果，控制包括所述第三信号通路及所述伺服信号运算单元形成的所述第三伺服环路的增益设定，由所述设定了增益的所述第三伺服环路控制所述致动器，对所述光盘进行高速记录。
全文摘要
本发明涉及光盘装置及其盘记录再现方法，提供一种在光盘装置中，高速记录时也能进行稳定的致动器控制的技术。在采用平均值方式的伺服控制进行的高速记录工作之前，在采用再现时的连续伺服方式进行的伺服控制的情况和采用低速记录时的取样保持伺服方式进行的伺服控制的情况下，进行由干扰信号的注入引起的平均值方式的伺服信号的学习，根据该学习结果，进行所述高速记录用的平均值伺服方式的伺服环路的增益设定。
文档编号G11B7/00GK1627389SQ20041009628
公开日2005年6月15日 申请日期2004年11月26日 优先权日2003年12月11日
发明者武田信博, 铃木基之 申请人:株式会社日立制作所, 日立乐金资料储存股份有限公司