光ディスク記録再生装置
【課題】従来の総和光量低下検出では検知されない媒体欠陥によるトラッキングエラー信号の乱れを検出して、トラッキング制御ループのループゲインを低下させる。
【解決手段】光ディスク記録再生装置において、演算プロセッサがトラッキングエラー信号ＴＥに基づいて、光ビームスポットをトラックに追従走査させるためのトラッキングアクチュエータの操作量データを算出する（ステップＳ１〜Ｓ３）。続いて、演算プロセッサ９は、ステップＳ７でトラッキングエラー信号の信頼性が低い期間「１」とされるゲインダウンフラグが「１」のとき（トラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中）は、トラッキング制御ループのループゲインを低下させる（ステップＳ５、Ｓ６）。これにより、トラッキングエラー信号の乱れに対する反応を鈍らせ、トラッキング外れを回避する。
【解決手段】光ディスク記録再生装置において、演算プロセッサがトラッキングエラー信号ＴＥに基づいて、光ビームスポットをトラックに追従走査させるためのトラッキングアクチュエータの操作量データを算出する（ステップＳ１〜Ｓ３）。続いて、演算プロセッサ９は、ステップＳ７でトラッキングエラー信号の信頼性が低い期間「１」とされるゲインダウンフラグが「１」のとき（トラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中）は、トラッキング制御ループのループゲインを低下させる（ステップＳ５、Ｓ６）。これにより、トラッキングエラー信号の乱れに対する反応を鈍らせ、トラッキング外れを回避する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク記録再生装置に係り、特に光ディスクのトラック追従制御機能を備えた交換型光ディスク記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク記録再生装置において、光ディスクを回転させ、光スポットを光ディスクのデータ記録再生面に合焦点させるフォーカスサーボに入った後、スパイラル状または同心円状のトラックに光スポットが追従するようにトラッキングサーボループをオンさせ、目的のトラック中心に光スポットを追従させつつデータを当該光スポットにて記録再生する。そのためにトラッキング制御装置は、周知の通り光スポットのトラック中心からの位置誤差（位置ずれの方向及び量）を表すトラッキングエラー信号が零となるように対物レンズを移動させる。
【０００３】
ここで、ディスク表面のキズやゴミの付着は、トラッキングエラー信号が実際の光スポット位置を示さなくなり、トラック外れの原因となる。このため、ディスク表面のキズやゴミの付着によるトラック外れを回避する従来技術として、ディスク表面のキズやゴミが付着した媒体欠陥領域を検知して得たディフェクト信号によるトラッキング制御系ホールド動作が挙げられる。
【０００４】
これは、ディスク表面のキズやゴミの付着によりデータ記録再生面からの反射光が減少するため、光ピックアップ内の分割された光電センサの総和信号レベルが低下し、予め設定されたしきい値を下回ったことを示すディフェクト信号を出力する。このディフェクト信号がトラッキング制御系に伝えられ、トラッキング制御系はディフェクト信号がある期間は、媒体欠陥があるとしてトラッキングエラー信号によるフィードバック制御を中止する。
【０００５】
また、ディフェクト信号は反射光の減少によってしきい値を下回るまでは出力されないため、媒体欠陥に突入してしばらくはトラッキングエラー信号の乱れが生じることは避けられない。このような影響を軽減する従来技術として、ディフェクトの存在を予測する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１記載の方法は、ディスク表面のキズやゴミの付着した領域はディスク半径方向にある大きさをもっているため、このディスク表面のキズやゴミの付着したトラック通過中はディスク一周の周期性があることを利用し、媒体欠陥の周期性からディフェクトの存在を予測し、その予測前後の駆動電圧をホールドし、ホールドした駆動電圧を基に次のキズ通過中の駆動電圧を補間処理する。
【０００７】
【特許文献１】特許第２５１８７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の従来方法は、媒体欠陥の周期性からディフェクトの存在を予測するようにしているが、トラッキングエラーの乱れる領域全てにおいてディフェクト信号が発生する訳ではない。例えば、ディスク裏面のキズやゴミの付着によりデータ記録再生面からの反射光が減少し、光ピックアップ内の分割された光電センサから出力される総和信号レベルが低下しても、その総和信号レベルが予め設定されたしきい値を下回らない場合においてはディフェクト信号が発生しないため、このような光ディスクに対しては上記の特許文献１記載の従来方法は適用できないという課題がある。
【０００９】
また、トラッキングエラー信号は、光ピックアップ内のディスク半径方向内周側光電センサからの信号とディスク外周側光電センサからの信号との差信号であるプッシュプル信号から作られるため、ディフェクト信号生成のための光電センサの総和信号レベルが低下しなくとも、ディスク表面のキズやゴミの付着が内周側と外周側に与える影響が異なる場合には、トラッキングエラー信号の乱れとして現れるという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、トラッキングエラー信号の信頼性を推定して、トラッキングエラー信号の信頼性が低くトラッキングエラー信号に乱れが生じている場合には、トラッキングエラー信号の乱れに対する反応を鈍らせることで、トラッキングエラー信号の乱れをディフェクト信号から検知できない場合においてもトラッキング外れを回避し得る光ディスク記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、第１の発明は、光ディスクに形成されたトラックに、記録用又は再生用の光ビームを対物レンズを通して集光して形成したスポットを追従走査させるために、トラックからの光ビームスポットの反射光を受光して得られた受光信号に基づいてトラッキングエラー信号を算出し、そのトラッキングエラー信号によりトラッキングアクチュエータを駆動して、対物レンズをトラックの幅方向に変位させる光ディスク記録再生装置において、
トラッキングエラー信号に基づいて、光ビームスポットをトラックに追従走査させるためのトラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段と、操作量データから対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の暫定推定値を計算する暫定推定値計算手段と、位置又は速度の暫定推定値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段と、誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段と、比較手段により誤差の絶対値がしきい値以上である比較結果が得られるとき、トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れの現れる位置近傍で、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
この発明では、トラッキングアクチュエータの操作量データから計算した対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の暫定推定値と、トラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差の絶対値がしきい値以上である比較結果が得られるとき、媒体欠陥によりトラッキングエラー信号に乱れが生じたものと推定するようにしたため、従来の総和光量低下検出によるディフェクト検出によって検知されないトラッキングエラー信号の乱れを、トラッキングエラー信号の信頼性を判定することで検知することができる。これにより、トラッキングエラー信号の乱れの現れる位置近傍で、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させることができる。
【００１３】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明は、第１の発明と同様の光ディスク記録再生装置において、トラッキングエラー信号に基づいて、光ビームスポットをトラックに追従走査させるためのトラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段と、操作量データを演算する所定周期のトラッキング制御サンプル毎に、前回のトラッキング制御サンプルで予測した対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の推定値を修正して、所定周期後の現在のトラッキング制御サンプルにおける対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の推定値を計算する推定値計算手段と、現在のトラッキング制御サンプルにおける前記位置又は速度の推定値と操作量データとに基づいて、所定周期後の次回のトラッキング制御サンプルにおける位置又は速度の予測値を計算する予測値計算手段と、位置又は速度の予測値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段と、誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段と、比較手段により誤差の絶対値がしきい値以上である比較結果が得られるとき、トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
この発明では、所定周期後の次回のトラッキング制御サンプルにおける位置又は速度の予測値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差の絶対値が、しきい値以上である比較結果が得られるとき、媒体欠陥によりトラッキングエラー信号に乱れが生じたものと推定するようにしたため、従来の総和光量低下検出によるディフェクト検出によって検知されないトラッキングエラー信号の乱れを、トラッキングエラー信号の信頼性を判定することで検知することができる。これにより、トラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来の総和光量低下検出では検知されない媒体欠陥によるトラッキングエラー信号の乱れを検出して、そのトラッキングエラー信号の乱れが検出される光ディスクの位置近傍のトラック走査中、又はトラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施の形態について図面と共に詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明になる光ディスク記録再生装置の一実施の形態の構成図を示す。同図に示すように、光ディスク記録再生装置１００は、光ディスク１を回転するためのスピンドルモータ２と、光ディスク１に光ビームを照射して光ビームスポットを形成し、光ディスク１からの光ビームスポットの反射光を受光する光学系や反射光を光電変換してトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号や再生信号などを検出する検出回路系などを内蔵するピックアップ３と、電流電圧変換回路４及び５と、プッシュプル信号生成回路６と、トラッキング位置決め制御に必要な低域成分を取り出すための低域フィルタ（ＬＰＦ）７と、ＬＰＦ７の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器８と、所定の演算を行って位置誤差データを得る演算プロセッサ９と、演算プロセッサ９の出力信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器１０と、トラッキングアクチュエータ駆動回路１１と、回転パルスカウンタ回路１２とから構成される。
【００１８】
次に、この実施の形態の動作の概略について説明する。スピンドルモータ２によって所定方向に回転されている光ディスク１に対して、周知のようにピックアップ３から光ビームを照射することで情報信号の記録が行われ、光ディスク１からの反射光をピックアップ３内の光電センサにより光電変換して得られた信号に基づいて記録情報信号の再生が行われる。また、ピックアップ３は図示していないピックアップ粗動モータによって、光ディスク１の目標とするトラック近傍に位置決めされている。
【００１９】
また、ピックアップ３内の対物レンズは、ピックアップ３内の光源から出射した光ビームが光ディスク１の記録再生面にスポットとして焦点を結ぶように、図示していないフォーカスアクチュエータによって光ディスク１の記録再生面に対して垂直方向に変位されて位置決めされている。また、ピックアップ３内の対物レンズは、記録用又は再生用光ビームスポットが光ディスク１の記録再生面に形成されている同心円状もしくはスパイラル状のトラックに追従走査するように、記録時又は再生時の光ディスクからの反射光を受光して得られた受光信号に基づいて算出したトラッキングエラー信号により、図示していないトラッキングアクチュエータによってディスク半径方向（トラックの幅方向）に移動可能とされている。
【００２０】
また、ピックアップ３内には、光ディスク１のトラック方向に平行な方向の分割線で２分割されており、ディスク半径方向内周側光電センサ部（分割受光部）と、ディスク半径方向外周側光電センサ部（分割受光部）とからなる光電センサ（受光器）が設けられており、光ディスク１からの反射光の受光面積（光量）に比例したレベルの電流を出力する。上記の２つの光電センサ部の受光面積は、光スポットが正確に所望の１本のトラック中心に位置するようにトラッキングされているときは等しく、トラックずれ方向とずれ量に応じて一方の受光面積と他方の受光面積とが変化する。ディスク半径方向内周側光電センサ部からの出力電流ａと、ディスク半径方向外周側光電センサ部からの出力電流ｂとは、それぞれ電流電圧変換回路４及び５に別々に入力され、互いに独立して電流信号が電圧信号に変換される。
【００２１】
電流電圧変換回路４及び５の出力電圧は、プッシュプル信号生成回路６に入力され、ここで差信号であるプッシュプル信号ｃに変換される。このプッシュプル信号ｃは、ディスク半径方向に２分割した光電センサの内周側信号と外周側信号の差であるから、トラック中心からのずれを示す成分を含んでいる。よって、プッシュプル信号ｃはＬＰＦ７に入力されて、トラッキング位置決め制御に必要な低域成分が取り出されてトラッキングエラー信号ｄとなり、ＡＤ変換器８によりデジタル信号のトラッキングエラーデータｅに変換されてから演算プロセッサ９に入力される。
【００２２】
演算プロセッサ９は図示していないシステムコントローラからの命令に基づき、トラッキングエラーデータｅを読み取り、その読み取りデータに対して予め設定された演算をすることにより、位置誤差データを得、更にその位置誤差データに所定の補償演算を行った結果であるデジタル操作量ｆを生成してＤＡ変換器１０に出力する。
【００２３】
ＤＡ変換器１０はデジタル操作量ｆをアナログ操作量ｇに変換し、トラッキングアクチュエータ駆動回路１１に出力する。トラッキングアクチュエータ駆動回路１１は、アナログ操作量ｇに比例した電流をピックアップ３内の対物レンズをディスク半径方向に移動させるトラッキングアクチュエータに供給し、光スポットが光ディスク１のトラック上を追従するように対物レンズを移動する。
【００２４】
また、スピンドルモータ２からは、１回転当たり所定数のパルスを発生する回転パルス信号ｈが出力され、回転パルスカウンタ回路１２に入力される。回転パルスカウンタ回路１２は、ディスク１回転当たりの回転パルス信号ｈのパルス数が「Ｎ」であるとすると、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジをカウントし、「０」から「Ｎ−１」カウントまでを巡回的に繰り返す。回転パルスカウンタ回路１２の出力である回転パルスカウントデータｉは、演算プロセッサ９に入力され、ディスク回転角度位置の検出のために用いられる。図２は上記の回転パルス信号ｈと回転パルスカウントデータｉの一例（Ｎ＝９）のタイミングチャートを示す。なお、回転パルス信号周波数に比べてトラッキング制御サンプル周波数は十分に高いので、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジはトラッキング制御サンプル周期毎にチェックしている。従って、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジと立ち上がりエッジ制御サンプルとは同じである。
【００２５】
次に、本実施の形態におけるトラックセンターを追従制御中（トラッキング制御中）における演算プロセッサ９の演算動作を、図３に示すフローチャートと共に説明する。演算プロセッサ９は所定のサンプリングタイミングでトラッキング制御を開始する。まず、演算プロセッサ９はＡＤ変換器８からトラッキングエラー信号ｄのデジタルデータであるトラッキングエラーデータ（ＴＥデータ）ｅを読み込む（ステップＳ１）。
【００２６】
続いて、演算プロセッサ９はＴＥデータｅから位置誤差演算を行って位置誤差信号ＴＥを求め（ステップＳ２）、更にその位置誤差信号ＴＥから、制御を安定かつ所定のトラッキング性能が得られる補償演算を行い、トラッキングアクチュエータを駆動するための操作量データを求める（ステップＳ３）。以上の演算プロセッサ９によるステップＳ１〜Ｓ３は、トラッキングエラー信号に基づいて、光ビームスポットを光ディスク１のトラックに追従走査させるために対物レンズを変位させるトラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段を実現する。
【００２７】
続いて、演算プロセッサ９は、前回のサンプル時間でこのフローチャートが実行されたときに後述するステップＳ７で生成されたゲインダウンフラグが「１」であるかどうか判定し（ステップＳ４）、ゲインダウンフラグが「０」であれば、ディスク表面のキズによる乱れがないトラッキングエラー信号であると判断し、ステップＳ３において求めた操作量データをそのままＤＡ変換器１０へ出力する（ステップＳ６）。ここで、サンプル時間とは、光ビームがトラック中心を走査するよう、対物レンズをトラックの幅方向（ディスク半径方向）に移動させるトラッキングアクチュエータを制御するための操作量データｆをＤＡ変換器１０に出力する周期をいう。なお、このサンプル時間における値を、本明細書ではトラッキング制御サンプルともいう。
【００２８】
一方、ゲインダウンフラグが「１」であれば、ディスク表面のキズ（媒体欠陥）によるトラッキングエラー信号に乱れがあると判断し、ステップＳ３において求めた操作量データに、所定のゲインＫｄｏｗｎ（Ｋｄｏｗｎ＜１）を乗算し（ステップＳ５）、その乗算結果をトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆとしてＤＡ変換器１０へ出力する（ステップＳ６）。
【００２９】
図１のＤＡ変換器１０へ出力された操作量データ（トラッキングアクチュエータデジタル操作量）ｆは、アナログ操作量ｇに変換された後、トラッキングアクチュエータ駆動回路１１を介してピックアップ３内の対物レンズを、光スポットが光ディスク１のトラック上を追従走査するように移動変位させる。従って、上記の操作量データ（トラッキングアクチュエータデジタル操作量）ｆの値に応じてトラッキング制御ループのループゲインが決定され、ステップＳ５で１より小なるＫｄｏｗｎを操作量データに乗算して得られたトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆを用いる、ゲインダウンフラグが「１」の期間中は、ゲインダウンフラグが「０」の期間よりもトラッキング制御ループ全体のゲインが下げられ（制御補償形態が変化され）、その結果、トラッキングエラー信号の乱れに対する反応が鈍くなり、トラッキングエラー信号の乱れの発生による影響を軽減できる。
【００３０】
次に、演算プロセッサ９は、ディスク表面のキズによりトラッキングエラー信号に乱れを生じているかどうかの判断を行い、判断結果からトラッキングエラー信号に乱れがあればゲインダウンフラグに「１」を立て、トラッキングエラー信号に乱れがなければ、ゲインダウンフラグを「０」におろして（ステップＳ７）、次のトラッキング制御タイミング待ちの状態に戻る。以下、ステップＳ１〜Ｓ７の処理はトラッキング制御サンプル周期毎に繰り返される。
【００３１】
次に、図３のステップＳ７におけるディスクキズ検出によるゲインダウンフラグのセット／リセット動作について、図４に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。演算プロセッサ９は、ＤＡ変換器１０へ出力したトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆの、回転パルス信号ｈの一周期期間内平均値を求める（ステップＳ１１）。ここで、回転パルス信号ｈの周波数はせいぜい数ｋＨｚオーダーであるのに対し、トラッキング制御サンプル周波数は百ｋＨｚオーダーであるので、上記の回転パルス信号ｈの一周期期間内平均値は、数十個のトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆのデータ平均値となる。
【００３２】
続いて、演算プロセッサ９は、前回のサンプル時間において求めてある対物レンズの暫定位置と現在のサンプル時間におけるトラッキングエラー信号から得られる位置との差から、暫定位置と暫定速度の修正を行い、現在のサンプル時間における対物レンズの推定位置と推定速度を得る（ステップＳ１２）。
【００３３】
このステップＳ１２は、後述するように、操作量データ（トラッキングアクチュエータデジタル操作量）を演算する所定周期のトラッキング制御サンプル毎に、前回のトラッキング制御サンプルで予測した対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の推定値を修正して、所定周期後の現在のトラッキング制御サンプルにおける対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の推定値を計算する推定値計算手段を実現する。
【００３４】
続いて、演算プロセッサ９は、次回のサンプル時間における対物レンズの暫定位置と暫定速度の推定値（予測値）を求める（ステップＳ１３）。このステップＳ１３は、後述するように、現在のトラッキング制御サンプルにおける対物レンズの位置と速度の推定値とトラッキングアクチュエータ操作量とに基づいて、所定サンプル時間経過後の次回のトラッキング制御サンプルにおける対物レンズの位置と速度の予測値を計算する予測値計算手段を実現する。
【００３５】
続いて、演算プロセッサ９は、前回のトラッキング制御サンプルにおけるステップＳ１３で求められた現在のトラッキング制御サンプルにおける速度の暫定推定値（予測値）と、トラッキングエラーから得られる速度との差の絶対値が所定のしきい値を超えている制御サンプルが、予め設定したサンプル時間以上連続する場合、ディスク表面のキズ等によりトラッキングエラーに乱れがあると判断し、キズ検知フラグに「１」を立てる（ステップＳ１４）。
【００３６】
上記のトラッキングエラーから得られる速度は、例えば、図３のステップＳ１で得られるＴＥデータ（位置データ）を用い、現在サンプル時間におけるＴＥデータをＴＥ０、前回サンプル時間におけるＴＥデータをＴＥ１とすると、サンプル時間周期を単位時間として、サンプル時間周期で移動した距離を計算することにより、すなわち、（ＴＥ０−ＴＥ１）により得られる。
【００３７】
続いて、ステップＳ１４においてキズ検知フラグが「１」となった回転パルスカウントデータをキズ位置回転パルスカウントデータとして保持しておき、その保持を示すためキズ位置保持フラグに「１」を立てる（ステップＳ１５）。
【００３８】
次に、演算プロセッサ９は、キズ位置保持フラグが「１」のキズ位置回転パルスカウントデータの値が保持されている場合、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータの値より小なる第１の値になった時にゲインダウンフラグを立て（「１」にセットし）、その後現在の回転パルスカウントデータｉの値が、保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータの値より大なる第２の値になったときにゲインダウンフラグを下ろす（「０」にリセットする）（ステップＳ１６）。すなわち、演算プロセッサ９は、キズ位置保持フラグが「１」のキズ位置回転パルスカウントデータの値が保持されている場合、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、その保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータの値に達する直前の第１の値から、保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータの値に達した直後の第２の値となるまでの期間は、その期間の回転角度位置においては、ディスク一周前においてディスクのキズが検知されていると判断して、ゲインダウンフラグに「１」を立てる（セットする）。
【００３９】
このゲインダウンフラグの動きを、図２を使って更に具体的に説明する。図２（Ｃ）は、キズ位置保持フラグが「１」で、保持されているキズ位置回転パルスカウントデータが「３」の場合を示す。この場合、一回転前の回転パルスカウントデータの値が「３」の時にキズ検知フラグが「１」でキズが検知されている状態である。ゲインダウンフラグは、図２（Ｂ）に示す回転パルスカウントデータの値が「３」の１つ手前である「２」になった時、図２（Ｄ）に示すように、ゲインダウンフラグが「１」となり、回転パルスカウントデータの値が「３」の２つ後ろである「５」になった時、ゲインダウンフラグが「０」に下りる。
【００４０】
このように、キズが検知された回転パルスカウントデータの値が「３」の回転角度位置も含めた前後においてゲインダウンフラグを「１」とし、このゲインダウンフラグが「１」の期間は、ディスク表面のキズによるトラッキングエラー信号に乱れがあると判断し、制御ゲインを落としてトラッキングエラー信号の乱れに対する反応を鈍らせることにより、トラッキング外れを回避することができる。
【００４１】
再び図４に戻って説明する。ステップＳ１６に続いて、演算プロセッサ９は図２（Ａ）に示した回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミング毎に、キズ検知フラグを「０」にリセットすると共に、ゲインダウンフラグが「１」であるときの現在の回転パルスカウントデータの値がキズ位置回転パルスカウントデータの値と同じ時に、キズ検知フラグが「０」になれば、トラック上のキズがある領域から抜け出たと判断し、キズ位置保持フラグを「０」にリセットする（ステップＳ１７）。
【００４２】
次に、図４のステップＳ１１の、回転パルス信号の一周期期間内のトラッキングアクチュエータ駆動平均値計算処理について、図５に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図５において、回転パルス信号ｈの一周期期間内にＤＡ変換器１０から出力したトラッキングアクチュエータ駆動データの総和データＳＵＭに、演算プロセッサ９が現在の制御サンプル時間においてＤＡ変換器１６に出力するトラッキングアクチュエータ操作量データｆ（これをＴＤＡとする）を加算する（ステップＳ２１）。前述したように、回転パルス信号ｈの一周期期間内には、数十個のトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆ（すなわち、トラッキングアクチュエータ駆動データ）がある。
【００４３】
続いて、演算プロセッサ９は、総和ＳＵＭの加算回数Ｎを「１」インクリメントした後（ステツプＳ２２）、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミングであるかどうかを判断する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３で回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミングであると判断したときは、回転パルス信号ｈの一周期時間総和演算を行ったので、一周期期間内のトラッキングアクチュエータ駆動平均値として、ステップＳ２１で算出した総和ＳＵＭをＮで除算することで平均値ＡＶＥを算出し（ステップＳ２４）、その後総和ＳＵＭと加算回数Ｎをゼロに初期化する（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２３で回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミングでないと判断したときは、何の処理も行わず、一旦処理を終了する。
【００４４】
次に、図４のステップＳ１２の、前回サンプル時間で求めておいた暫定推定値を修正して現在サンプル時間における推定位置と推定速度を求める演算処理について、図６に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図６において、トラッキング位置誤差信号ＴＥから前回サンプル時間で計算されている暫定推定位置Ｘ１を減算することにより、推定誤差Ｅ１を求める（ステップＳ３１）。続いて、予め定めた所定値のゲインＦ１とステップＳ３１で求めた推定誤差Ｅ１を乗算した値を、前回サンプル時間で計算されている暫定推定位置Ｘ１に加算することで、現在のサンプル時間における推定位置Ｘ１を得る（ステップＳ３２）。
【００４５】
そして、予め定めた所定値のゲインＦ２とステップＳ３１で求めた推定誤差Ｅ１を乗算した値に、前回サンプル時間で計算されている暫定推定速度Ｘ２を加算することより、現在サンプル時間における推定速度Ｘ２を得る（ステップＳ３３）。ここで、上記のゲインＦ１及びＦ２は、位置誤差信号ＴＥと暫定推定位置Ｘ１の推定誤差Ｅ１が収束するような値に設定する。
【００４６】
次に、図４のステップＳ１３の、次回サンプル時間における暫定推定値（予測値）の演算処理について、図７に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図７において、演算プロセッサ９は、現在のサンプル時間におけるアクチュエータ操作量データＴＤＡから、図４のステップＳ１１で求めた回転パルス一周期期間のトラッキングアクチュエータ駆動平均値ＡＶＥを差し引きその値をＵとする（ステップＳ４１）。これにより、トラックの偏芯成分に追従するための駆動力データＡＶＥが差し引かれ、偏芯成分に追従する駆動力以外のトラッキングアクチュエータ駆動力としてＵが求まる。
【００４７】
続いて、演算プロセッサ９は、次回のサンプル時間における暫定推定位置である予測位置Ｘ１を次式
Ｘ１＝Ｐ１１・Ｘ１＋Ｐ１２・Ｘ２＋Ｑ１・Ｕ （１）
により求めた後（ステップＳ４２）、次回のサンプル時間における暫定推定速度である予測速度Ｘ２を次式
Ｘ２＝Ｐ２１・Ｘ１＋Ｐ２２・Ｘ２＋Ｑ２・Ｕ （２）
により求める（ステップＳ４３）。
【００４８】
上記の（１）式と（２）式は文献（例えば、高橋安人著、「ディジタル制御」、岩波書店、１９８５年）に記載された物体の動き（ここでは対物レンズの動き）を表すことができる公知の離散状態式
Ｘ（ｋ＋１）＝ＰＸ（ｋ）＋ＱＵ （３）
を行列内の要素毎に示した式である。ここで、Ｐは２行２列のシステム行列で、その要素がＰ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２である。Ｑは２行１列の入力行列で、その要素がＱ１、Ｑ２である。また、Ｘは２行１列の状態量で、その要素がＸ１、Ｘ２で、ここではＸ１を位置、Ｘ２を速度とおいている。Ｕはアクチュエータに加える操作量であるので、スカラー量である。ｋは現在サンプル時間におけるサンプル番号である。これにより、上記の（１）式と（２）式から次回のサンプル時間（ｋ＋１）における位置Ｘ１（ｋ＋１）及び速度Ｘ２（ｋ＋１）が予測値（暫定推定値）として得られる。
【００４９】
次に、図４のステップＳ１４の、ディスクキズ検出処理について、図８に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図８において、演算プロセッサ９は、ステップＳ１２、Ｓ３３で求めた現在のサンプル時間における推定速度Ｘ２と位置誤差信号ＴＥから得られる速度（トラッキングエラーから得られる速度）ＴＥ＿ＶＥＬとの差を計算し速度差Ｒ３を得る（ステップＳ５１）。このステップＳ５１は、対物レンズの速度の暫定推定値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段を実現している。
【００５０】
続いて、演算プロセッサ９は、速度差Ｒ３の絶対値を計算し（ステップＳ５２）、その速度差絶対値Ｒ３と速度しきい値との比較判定を行う（ステップＳ５３）。これらステップＳ５２とＳ５３は、誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段を実現している。
【００５１】
ステップＳ５３で、速度差絶対値Ｒ３が速度しきい値より小であると判定したときは、キズ連続検出カウンタに所定の値をセットして初期化を行って（ステップＳ５４）、処理を終了する。一方、ステップＳ５３で、速度差絶対値Ｒ３が速度しきい値以上であると判定したときは、キズ連続検出カウンタのカウント値をデクリメントした後（ステップＳ５５）、デクリメントしたキズ連続カウンタのカウント値が「０」であるかどうかを判断する（ステップＳ５６）。
【００５２】
ステップＳ５６で、キズ連続カウンタのカウント値が「０」であると判断したときは、ステップＳ５４で初期値として設定された所定値の回数、速度差絶対値Ｒ３が連続して速度しきい値以上であるので、光ディスク１の表面にキズ等があることからトラッキングエラーに乱れがあると判断して、キズ検知フラグに「１」を立て（ステップＳ５７）、キズ連続検出カウンタに所定の値をセットして初期化を行う（ステップＳ５８）。ステップＳ５６で、キズ連続カウンタのカウント値が「０」でないと判断したときは、処理を一旦終了する。
【００５３】
演算プロセッサ９による上記のステップＳ５５〜Ｓ５８は、図３のステップＳ４〜Ｓ６、図４のステップＳ１５、Ｓ１６と共に、速度差絶対値Ｒ３が速度しきい値以上である比較結果が得られるとき、トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させて（ここではループゲインを低下させて）トラッキング外れを回避させる制御手段を実現している。
【００５４】
次に、図４のステップＳ１５の、キズ位置回転パルスカウントデータの保持処理の動作について、図９に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図９において、演算プロセッサ９は、まず、ディスク表面にキズのある回転角度位置における回転パルスカウントデータを既に保持しているかどうかを、キズ位置保持フラグが「１」であるか否かにより判断する（ステップＳ６１）。
【００５５】
キズ位置保持フラグが「１」であるならば、すでにキズ位置回転パルスカウントデータを保持しているので、直ちに処理を終了するが、キズ位置保持フラグが「０」であるならば、まだキズ位置回転パルスカウントデータを保持していないので、キズ検知フラグのチェックを行う（ステップＳ６２）。演算プロセッサ９は、ステップＳ６２において、キズ検知フラグが「０」であると判定したときは、直ちに処理を終了するが、キズ検知フラグが「１」である（これは、速度差絶対値Ｒ３が連続して所定回数、速度しきい値以上になったときに、ステップＳ５７で「１」にセットされたものである。）と判定したときは、現在の回転パルスカウントデータｉをキズ位置回転パルスカウントデータとして保持し（ステップＳ６３）、更にその保持を示すためにキズ位置保持フラグを「１」にセットして（ステップＳ６４）、終了へ抜ける。
【００５６】
次に、図４のステップＳ１６の、ゲインダウンフラグのセット／リセット処理について、図１０に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。ここにおける処理概要は、既にキズ位置保持フラグが「１」であり、キズ位置回転パルスカウントデータが保持されている場合、現在の回転パルスカウントデータｉが、保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータに等しいもしくは、キズ位置回転パルスカウントデータの前後と等しい場合、現在通過中の回転角度位置においては、ディスク１回転前において光ディスク１のキズが検知されているため、ゲインダウンフラグに「１」を立てることである。
【００５７】
図１０において、演算プロセッサ９は、まず、回転パルス信号の立ち上がりエッジ制御サンプルかどうかを判断し（ステップＳ７１）、立ち上がりエッジ制御サンプルではないときは終了へ抜けるが、立ち上がりエッジ制御サンプルならば、キズ位置保持フラグが「１」であるかどうかを判断する（ステップＳ７２）。ステップＳ７２でキズ位置保持フラグが「０」であると判定したときは、終了へ抜けるが、キズ位置保持フラグが「１」であると判定したときは、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの１つ手前の値に等しいかどうかをチェックする（ステップＳ７３）。
【００５８】
ステップＳ７３で、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの１つ手前の値に等しいと判定したときは、演算プロセッサ９はゲインダウンフラグに「１」をセットし（ステップＳ７４）、次制御サンプルから制御ゲインを低下させる。一方、ステップＳ７３で、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの１つ手前の値に等しくないと判定したときは、演算プロセッサ９は現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの２つ後の値に等しいかどうかを判断する（ステップＳ７５）。
【００５９】
ステップＳ７５で、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの２つ後ろの値に等しくないと判定したときは、終了に抜けるが、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの２つ後ろの値に等しいと判定したときは、ゲインダウンフラグを「０」にリセットし（ステップＳ７６）、次制御サンプルから通常の制御ゲインに戻す。
【００６０】
次に、図４のステップＳ１７の、キズ検知フラグ及びキズ位置保持フラグのリセット処理について図１１に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。ここにおける処理概要は、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミングでキズ検知フラグを「０」にリセットすることと、ゲインダウンフラグが「１」であるならば、ゲインダウン中に現在保持しているキズ位置回転パルスカウントデータ位置でキズが検知されるようであれば、キズ位置保持フラグを「１」のままとし、ゲインダウン中に現在保持しているキズ位置回転パルスカウントデータ位置でキズが検知されなければ、キズのある領域から抜け出たものと判断してキズ位置保持フラグを「０」にクリアすることである。
【００６１】
図１１において、演算プロセッサ９は、まず、回転パルス信号の立ち上がりエッジ制御サンプルかどうかをチェックする（ステップＳ８１）。ステップＳ８１で、回転パルス信号の立ち上がりエッジ制御サンプルでないと判定したときは、制御サンプリングタイミングではないため、終了へ抜けるが、回転パルスエッジ信号の立ち上がりエッジ制御サンプルであると判定したときは、制御サンプリングタイミングであるため、ゲインダウンフラグが「１」かどうかをチェックする（ステップＳ８２）。
【００６２】
ステップＳ８２において、演算プロセッサ９は、ゲインダウンフラグが「０」であると判定したときは、キズ検知フラグを「０」にリセットして（ステップＳ８６）、終了する。ステップＳ８２において、ゲインダウンフラグが「１」であると判定したときは、演算プロセッサ９は、現在の回転パルスカウンタデータの値が、キズ位置回転パルスカウンタデータの値の１つ後であるかどうかを判断する（ステップＳ８３）。ステップＳ８３で現在の回転パルスカウンタデータの値は、キズ位置回転パルスカウンタデータの値の１つ後でないと判定したときは、キズ検知フラグを「０」にリセットして（ステップＳ８６）、終了する。
【００６３】
ステップＳ８３において、現在の回転パルスカウンタデータの値は、キズ位置回転パルスカウンタデータの値の１つ後に等しいと判定したときは、キズ検知フラグが「１」かどうかをチェックする（ステップＳ８４）。ステップＳ８４で、キズ検知フラグが「１」であると判定したときは、現在保持しているキズ位置回転パルスカウンタデータと同じ位置でキズが検知されているため、キズ検知フラグを「０」にリセットして（ステップＳ８６）、終了する。一方、演算プロセッサ９は、ステップＳ８４でキズ検知フラグが「０」であると判定したときは、現在保持しているキズ位置回転パルスカウンタデータと同じ位置ではキズが検知されないため、キズ位置保持フラグを「０」にリセットして（ステップＳ８５）、終了する。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、図３乃至図１１と共に説明したように、現在のトラッキング制御サンプル（サンプル時間）における位置又は速度の推定値とトラッキングアクチュエータ操作量とに基づいて計算して得た、次回のトラッキング制御サンプル（サンプル時間）における位置又は速度の予測値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差の絶対値が、しきい値以上である比較結果が得られるとき、媒体欠陥によりトラッキングエラー信号に乱れが生じたものと推定することで、従来の総和光量低下検出によるディフェクト検出によって検知されないトラッキングエラー信号の乱れを検知し、トラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中（ゲインダウンフラグが「１」のトラッキングサーボ演算期間）は、トラッキング制御ループのループゲインを低下させることで、トラッキングエラー信号の乱れに対する反応を鈍らせ、トラッキング外れを回避することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、光ディスク一周にキズの検知個所は１箇所として説明したが、ディスク一周に複数個のキズを検知できるようにしてもよいということはいうまでもない。また、キズに限らず、ゴミの付着などによる媒体欠陥についても同様である。
【００６６】
また、上記の実施の形態では、トラッキングエラー信号が乱れるディスク回転角度位置近傍のディスク回転角度位置を予測して、その回転角度位置を光ビームスポットが通過中の期間は、トラッキング制御ループのループゲインを下げる（すなわち、制御補償形態を変化させる）ようにすることで、トラッキングエラー信号の乱れによる影響を軽減しているが、図４のステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７を省略し、Ｓ１４で得られるキズ検知フラグをゲインダウンフラグとして使うことで、トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定して、トラッキングエラー信号の乱れの現れる位置近傍で制御補償形態を変化させるようにしてもよい（ただし、この場合は、トラッキングエラー信号が乱れていることを検知してから制御補償形態を変化させるため、時間遅れが生じる。）。
【００６７】
また、上記の実施の形態では、制御補償形態の変化としてトラッキング制御ループのループゲインを下げるようにしているが、制御ループを安定にするための微分補償ゲインを下げるようにしてもよい。また、対物レンズの暫定位置と暫定速度のどちらか一方だけに基づいて本発明の制御を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の光ディスク記録再生装置の一実施の形態の構成図である。
【図２】図１の本発明装置において用いる各信号を説明するタイミングチャートである。
【図３】図１の本発明装置におけるトラックセンターを追従制御中における演算プロセッサの演算動作の一例を説明するフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ７におけるディスクキズ検出によるゲインダウンフラグのセット／リセット動作を詳細説明するフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ１１の、回転パルス信号の一周期期間内のトラッキングアクチュエータ駆動平均値計算処理を説明するフローチャートである。
【図６】図４のステップＳ１２の、前回サンプル時間で求めておいた暫定推定値を修正して現在サンプル時間における推定位置と推定速度を求める演算処理を説明するフローチャートである。
【図７】図４のステップＳ１３の、次回のサンプル時間における暫定推定値の演算処理を説明するフローチャートである。
【図８】図４のステップＳ１４の、ディスクキズ検出処理を説明するフローチャートである。
【図９】図４のステップＳ１５の、キズ位置回転パルスカウントデータの保持処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図４のステップＳ１６の、ゲインダウンフラグのセット／リセット処理を説明するフローチャートである。
【図１１】図４のステップＳ１７の、キズ検知フラグ及びキズ位置保持フラグのリセット処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１ 光ディスク
２ スピンドルモータ
３ ピックアップ
４、５ 電流電圧変換回路
６ プッシュプル信号生成回路
７ 低域フィルタ（ＬＰＦ）
８ ＡＤ変換器
９ 演算プロセッサ
１０ ＤＡ変換器
１１ トラッキングアクチュエータ駆動回路
１２ 回転パルスカウンタ回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク記録再生装置に係り、特に光ディスクのトラック追従制御機能を備えた交換型光ディスク記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク記録再生装置において、光ディスクを回転させ、光スポットを光ディスクのデータ記録再生面に合焦点させるフォーカスサーボに入った後、スパイラル状または同心円状のトラックに光スポットが追従するようにトラッキングサーボループをオンさせ、目的のトラック中心に光スポットを追従させつつデータを当該光スポットにて記録再生する。そのためにトラッキング制御装置は、周知の通り光スポットのトラック中心からの位置誤差（位置ずれの方向及び量）を表すトラッキングエラー信号が零となるように対物レンズを移動させる。
【０００３】
ここで、ディスク表面のキズやゴミの付着は、トラッキングエラー信号が実際の光スポット位置を示さなくなり、トラック外れの原因となる。このため、ディスク表面のキズやゴミの付着によるトラック外れを回避する従来技術として、ディスク表面のキズやゴミが付着した媒体欠陥領域を検知して得たディフェクト信号によるトラッキング制御系ホールド動作が挙げられる。
【０００４】
これは、ディスク表面のキズやゴミの付着によりデータ記録再生面からの反射光が減少するため、光ピックアップ内の分割された光電センサの総和信号レベルが低下し、予め設定されたしきい値を下回ったことを示すディフェクト信号を出力する。このディフェクト信号がトラッキング制御系に伝えられ、トラッキング制御系はディフェクト信号がある期間は、媒体欠陥があるとしてトラッキングエラー信号によるフィードバック制御を中止する。
【０００５】
また、ディフェクト信号は反射光の減少によってしきい値を下回るまでは出力されないため、媒体欠陥に突入してしばらくはトラッキングエラー信号の乱れが生じることは避けられない。このような影響を軽減する従来技術として、ディフェクトの存在を予測する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１記載の方法は、ディスク表面のキズやゴミの付着した領域はディスク半径方向にある大きさをもっているため、このディスク表面のキズやゴミの付着したトラック通過中はディスク一周の周期性があることを利用し、媒体欠陥の周期性からディフェクトの存在を予測し、その予測前後の駆動電圧をホールドし、ホールドした駆動電圧を基に次のキズ通過中の駆動電圧を補間処理する。
【０００７】
【特許文献１】特許第２５１８７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の従来方法は、媒体欠陥の周期性からディフェクトの存在を予測するようにしているが、トラッキングエラーの乱れる領域全てにおいてディフェクト信号が発生する訳ではない。例えば、ディスク裏面のキズやゴミの付着によりデータ記録再生面からの反射光が減少し、光ピックアップ内の分割された光電センサから出力される総和信号レベルが低下しても、その総和信号レベルが予め設定されたしきい値を下回らない場合においてはディフェクト信号が発生しないため、このような光ディスクに対しては上記の特許文献１記載の従来方法は適用できないという課題がある。
【０００９】
また、トラッキングエラー信号は、光ピックアップ内のディスク半径方向内周側光電センサからの信号とディスク外周側光電センサからの信号との差信号であるプッシュプル信号から作られるため、ディフェクト信号生成のための光電センサの総和信号レベルが低下しなくとも、ディスク表面のキズやゴミの付着が内周側と外周側に与える影響が異なる場合には、トラッキングエラー信号の乱れとして現れるという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、トラッキングエラー信号の信頼性を推定して、トラッキングエラー信号の信頼性が低くトラッキングエラー信号に乱れが生じている場合には、トラッキングエラー信号の乱れに対する反応を鈍らせることで、トラッキングエラー信号の乱れをディフェクト信号から検知できない場合においてもトラッキング外れを回避し得る光ディスク記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、第１の発明は、光ディスクに形成されたトラックに、記録用又は再生用の光ビームを対物レンズを通して集光して形成したスポットを追従走査させるために、トラックからの光ビームスポットの反射光を受光して得られた受光信号に基づいてトラッキングエラー信号を算出し、そのトラッキングエラー信号によりトラッキングアクチュエータを駆動して、対物レンズをトラックの幅方向に変位させる光ディスク記録再生装置において、
トラッキングエラー信号に基づいて、光ビームスポットをトラックに追従走査させるためのトラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段と、操作量データから対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の暫定推定値を計算する暫定推定値計算手段と、位置又は速度の暫定推定値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段と、誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段と、比較手段により誤差の絶対値がしきい値以上である比較結果が得られるとき、トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れの現れる位置近傍で、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
この発明では、トラッキングアクチュエータの操作量データから計算した対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の暫定推定値と、トラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差の絶対値がしきい値以上である比較結果が得られるとき、媒体欠陥によりトラッキングエラー信号に乱れが生じたものと推定するようにしたため、従来の総和光量低下検出によるディフェクト検出によって検知されないトラッキングエラー信号の乱れを、トラッキングエラー信号の信頼性を判定することで検知することができる。これにより、トラッキングエラー信号の乱れの現れる位置近傍で、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させることができる。
【００１３】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明は、第１の発明と同様の光ディスク記録再生装置において、トラッキングエラー信号に基づいて、光ビームスポットをトラックに追従走査させるためのトラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段と、操作量データを演算する所定周期のトラッキング制御サンプル毎に、前回のトラッキング制御サンプルで予測した対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の推定値を修正して、所定周期後の現在のトラッキング制御サンプルにおける対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の推定値を計算する推定値計算手段と、現在のトラッキング制御サンプルにおける前記位置又は速度の推定値と操作量データとに基づいて、所定周期後の次回のトラッキング制御サンプルにおける位置又は速度の予測値を計算する予測値計算手段と、位置又は速度の予測値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段と、誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段と、比較手段により誤差の絶対値がしきい値以上である比較結果が得られるとき、トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
この発明では、所定周期後の次回のトラッキング制御サンプルにおける位置又は速度の予測値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差の絶対値が、しきい値以上である比較結果が得られるとき、媒体欠陥によりトラッキングエラー信号に乱れが生じたものと推定するようにしたため、従来の総和光量低下検出によるディフェクト検出によって検知されないトラッキングエラー信号の乱れを、トラッキングエラー信号の信頼性を判定することで検知することができる。これにより、トラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来の総和光量低下検出では検知されない媒体欠陥によるトラッキングエラー信号の乱れを検出して、そのトラッキングエラー信号の乱れが検出される光ディスクの位置近傍のトラック走査中、又はトラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施の形態について図面と共に詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明になる光ディスク記録再生装置の一実施の形態の構成図を示す。同図に示すように、光ディスク記録再生装置１００は、光ディスク１を回転するためのスピンドルモータ２と、光ディスク１に光ビームを照射して光ビームスポットを形成し、光ディスク１からの光ビームスポットの反射光を受光する光学系や反射光を光電変換してトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号や再生信号などを検出する検出回路系などを内蔵するピックアップ３と、電流電圧変換回路４及び５と、プッシュプル信号生成回路６と、トラッキング位置決め制御に必要な低域成分を取り出すための低域フィルタ（ＬＰＦ）７と、ＬＰＦ７の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器８と、所定の演算を行って位置誤差データを得る演算プロセッサ９と、演算プロセッサ９の出力信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器１０と、トラッキングアクチュエータ駆動回路１１と、回転パルスカウンタ回路１２とから構成される。
【００１８】
次に、この実施の形態の動作の概略について説明する。スピンドルモータ２によって所定方向に回転されている光ディスク１に対して、周知のようにピックアップ３から光ビームを照射することで情報信号の記録が行われ、光ディスク１からの反射光をピックアップ３内の光電センサにより光電変換して得られた信号に基づいて記録情報信号の再生が行われる。また、ピックアップ３は図示していないピックアップ粗動モータによって、光ディスク１の目標とするトラック近傍に位置決めされている。
【００１９】
また、ピックアップ３内の対物レンズは、ピックアップ３内の光源から出射した光ビームが光ディスク１の記録再生面にスポットとして焦点を結ぶように、図示していないフォーカスアクチュエータによって光ディスク１の記録再生面に対して垂直方向に変位されて位置決めされている。また、ピックアップ３内の対物レンズは、記録用又は再生用光ビームスポットが光ディスク１の記録再生面に形成されている同心円状もしくはスパイラル状のトラックに追従走査するように、記録時又は再生時の光ディスクからの反射光を受光して得られた受光信号に基づいて算出したトラッキングエラー信号により、図示していないトラッキングアクチュエータによってディスク半径方向（トラックの幅方向）に移動可能とされている。
【００２０】
また、ピックアップ３内には、光ディスク１のトラック方向に平行な方向の分割線で２分割されており、ディスク半径方向内周側光電センサ部（分割受光部）と、ディスク半径方向外周側光電センサ部（分割受光部）とからなる光電センサ（受光器）が設けられており、光ディスク１からの反射光の受光面積（光量）に比例したレベルの電流を出力する。上記の２つの光電センサ部の受光面積は、光スポットが正確に所望の１本のトラック中心に位置するようにトラッキングされているときは等しく、トラックずれ方向とずれ量に応じて一方の受光面積と他方の受光面積とが変化する。ディスク半径方向内周側光電センサ部からの出力電流ａと、ディスク半径方向外周側光電センサ部からの出力電流ｂとは、それぞれ電流電圧変換回路４及び５に別々に入力され、互いに独立して電流信号が電圧信号に変換される。
【００２１】
電流電圧変換回路４及び５の出力電圧は、プッシュプル信号生成回路６に入力され、ここで差信号であるプッシュプル信号ｃに変換される。このプッシュプル信号ｃは、ディスク半径方向に２分割した光電センサの内周側信号と外周側信号の差であるから、トラック中心からのずれを示す成分を含んでいる。よって、プッシュプル信号ｃはＬＰＦ７に入力されて、トラッキング位置決め制御に必要な低域成分が取り出されてトラッキングエラー信号ｄとなり、ＡＤ変換器８によりデジタル信号のトラッキングエラーデータｅに変換されてから演算プロセッサ９に入力される。
【００２２】
演算プロセッサ９は図示していないシステムコントローラからの命令に基づき、トラッキングエラーデータｅを読み取り、その読み取りデータに対して予め設定された演算をすることにより、位置誤差データを得、更にその位置誤差データに所定の補償演算を行った結果であるデジタル操作量ｆを生成してＤＡ変換器１０に出力する。
【００２３】
ＤＡ変換器１０はデジタル操作量ｆをアナログ操作量ｇに変換し、トラッキングアクチュエータ駆動回路１１に出力する。トラッキングアクチュエータ駆動回路１１は、アナログ操作量ｇに比例した電流をピックアップ３内の対物レンズをディスク半径方向に移動させるトラッキングアクチュエータに供給し、光スポットが光ディスク１のトラック上を追従するように対物レンズを移動する。
【００２４】
また、スピンドルモータ２からは、１回転当たり所定数のパルスを発生する回転パルス信号ｈが出力され、回転パルスカウンタ回路１２に入力される。回転パルスカウンタ回路１２は、ディスク１回転当たりの回転パルス信号ｈのパルス数が「Ｎ」であるとすると、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジをカウントし、「０」から「Ｎ−１」カウントまでを巡回的に繰り返す。回転パルスカウンタ回路１２の出力である回転パルスカウントデータｉは、演算プロセッサ９に入力され、ディスク回転角度位置の検出のために用いられる。図２は上記の回転パルス信号ｈと回転パルスカウントデータｉの一例（Ｎ＝９）のタイミングチャートを示す。なお、回転パルス信号周波数に比べてトラッキング制御サンプル周波数は十分に高いので、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジはトラッキング制御サンプル周期毎にチェックしている。従って、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジと立ち上がりエッジ制御サンプルとは同じである。
【００２５】
次に、本実施の形態におけるトラックセンターを追従制御中（トラッキング制御中）における演算プロセッサ９の演算動作を、図３に示すフローチャートと共に説明する。演算プロセッサ９は所定のサンプリングタイミングでトラッキング制御を開始する。まず、演算プロセッサ９はＡＤ変換器８からトラッキングエラー信号ｄのデジタルデータであるトラッキングエラーデータ（ＴＥデータ）ｅを読み込む（ステップＳ１）。
【００２６】
続いて、演算プロセッサ９はＴＥデータｅから位置誤差演算を行って位置誤差信号ＴＥを求め（ステップＳ２）、更にその位置誤差信号ＴＥから、制御を安定かつ所定のトラッキング性能が得られる補償演算を行い、トラッキングアクチュエータを駆動するための操作量データを求める（ステップＳ３）。以上の演算プロセッサ９によるステップＳ１〜Ｓ３は、トラッキングエラー信号に基づいて、光ビームスポットを光ディスク１のトラックに追従走査させるために対物レンズを変位させるトラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段を実現する。
【００２７】
続いて、演算プロセッサ９は、前回のサンプル時間でこのフローチャートが実行されたときに後述するステップＳ７で生成されたゲインダウンフラグが「１」であるかどうか判定し（ステップＳ４）、ゲインダウンフラグが「０」であれば、ディスク表面のキズによる乱れがないトラッキングエラー信号であると判断し、ステップＳ３において求めた操作量データをそのままＤＡ変換器１０へ出力する（ステップＳ６）。ここで、サンプル時間とは、光ビームがトラック中心を走査するよう、対物レンズをトラックの幅方向（ディスク半径方向）に移動させるトラッキングアクチュエータを制御するための操作量データｆをＤＡ変換器１０に出力する周期をいう。なお、このサンプル時間における値を、本明細書ではトラッキング制御サンプルともいう。
【００２８】
一方、ゲインダウンフラグが「１」であれば、ディスク表面のキズ（媒体欠陥）によるトラッキングエラー信号に乱れがあると判断し、ステップＳ３において求めた操作量データに、所定のゲインＫｄｏｗｎ（Ｋｄｏｗｎ＜１）を乗算し（ステップＳ５）、その乗算結果をトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆとしてＤＡ変換器１０へ出力する（ステップＳ６）。
【００２９】
図１のＤＡ変換器１０へ出力された操作量データ（トラッキングアクチュエータデジタル操作量）ｆは、アナログ操作量ｇに変換された後、トラッキングアクチュエータ駆動回路１１を介してピックアップ３内の対物レンズを、光スポットが光ディスク１のトラック上を追従走査するように移動変位させる。従って、上記の操作量データ（トラッキングアクチュエータデジタル操作量）ｆの値に応じてトラッキング制御ループのループゲインが決定され、ステップＳ５で１より小なるＫｄｏｗｎを操作量データに乗算して得られたトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆを用いる、ゲインダウンフラグが「１」の期間中は、ゲインダウンフラグが「０」の期間よりもトラッキング制御ループ全体のゲインが下げられ（制御補償形態が変化され）、その結果、トラッキングエラー信号の乱れに対する反応が鈍くなり、トラッキングエラー信号の乱れの発生による影響を軽減できる。
【００３０】
次に、演算プロセッサ９は、ディスク表面のキズによりトラッキングエラー信号に乱れを生じているかどうかの判断を行い、判断結果からトラッキングエラー信号に乱れがあればゲインダウンフラグに「１」を立て、トラッキングエラー信号に乱れがなければ、ゲインダウンフラグを「０」におろして（ステップＳ７）、次のトラッキング制御タイミング待ちの状態に戻る。以下、ステップＳ１〜Ｓ７の処理はトラッキング制御サンプル周期毎に繰り返される。
【００３１】
次に、図３のステップＳ７におけるディスクキズ検出によるゲインダウンフラグのセット／リセット動作について、図４に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。演算プロセッサ９は、ＤＡ変換器１０へ出力したトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆの、回転パルス信号ｈの一周期期間内平均値を求める（ステップＳ１１）。ここで、回転パルス信号ｈの周波数はせいぜい数ｋＨｚオーダーであるのに対し、トラッキング制御サンプル周波数は百ｋＨｚオーダーであるので、上記の回転パルス信号ｈの一周期期間内平均値は、数十個のトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆのデータ平均値となる。
【００３２】
続いて、演算プロセッサ９は、前回のサンプル時間において求めてある対物レンズの暫定位置と現在のサンプル時間におけるトラッキングエラー信号から得られる位置との差から、暫定位置と暫定速度の修正を行い、現在のサンプル時間における対物レンズの推定位置と推定速度を得る（ステップＳ１２）。
【００３３】
このステップＳ１２は、後述するように、操作量データ（トラッキングアクチュエータデジタル操作量）を演算する所定周期のトラッキング制御サンプル毎に、前回のトラッキング制御サンプルで予測した対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の推定値を修正して、所定周期後の現在のトラッキング制御サンプルにおける対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の推定値を計算する推定値計算手段を実現する。
【００３４】
続いて、演算プロセッサ９は、次回のサンプル時間における対物レンズの暫定位置と暫定速度の推定値（予測値）を求める（ステップＳ１３）。このステップＳ１３は、後述するように、現在のトラッキング制御サンプルにおける対物レンズの位置と速度の推定値とトラッキングアクチュエータ操作量とに基づいて、所定サンプル時間経過後の次回のトラッキング制御サンプルにおける対物レンズの位置と速度の予測値を計算する予測値計算手段を実現する。
【００３５】
続いて、演算プロセッサ９は、前回のトラッキング制御サンプルにおけるステップＳ１３で求められた現在のトラッキング制御サンプルにおける速度の暫定推定値（予測値）と、トラッキングエラーから得られる速度との差の絶対値が所定のしきい値を超えている制御サンプルが、予め設定したサンプル時間以上連続する場合、ディスク表面のキズ等によりトラッキングエラーに乱れがあると判断し、キズ検知フラグに「１」を立てる（ステップＳ１４）。
【００３６】
上記のトラッキングエラーから得られる速度は、例えば、図３のステップＳ１で得られるＴＥデータ（位置データ）を用い、現在サンプル時間におけるＴＥデータをＴＥ０、前回サンプル時間におけるＴＥデータをＴＥ１とすると、サンプル時間周期を単位時間として、サンプル時間周期で移動した距離を計算することにより、すなわち、（ＴＥ０−ＴＥ１）により得られる。
【００３７】
続いて、ステップＳ１４においてキズ検知フラグが「１」となった回転パルスカウントデータをキズ位置回転パルスカウントデータとして保持しておき、その保持を示すためキズ位置保持フラグに「１」を立てる（ステップＳ１５）。
【００３８】
次に、演算プロセッサ９は、キズ位置保持フラグが「１」のキズ位置回転パルスカウントデータの値が保持されている場合、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータの値より小なる第１の値になった時にゲインダウンフラグを立て（「１」にセットし）、その後現在の回転パルスカウントデータｉの値が、保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータの値より大なる第２の値になったときにゲインダウンフラグを下ろす（「０」にリセットする）（ステップＳ１６）。すなわち、演算プロセッサ９は、キズ位置保持フラグが「１」のキズ位置回転パルスカウントデータの値が保持されている場合、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、その保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータの値に達する直前の第１の値から、保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータの値に達した直後の第２の値となるまでの期間は、その期間の回転角度位置においては、ディスク一周前においてディスクのキズが検知されていると判断して、ゲインダウンフラグに「１」を立てる（セットする）。
【００３９】
このゲインダウンフラグの動きを、図２を使って更に具体的に説明する。図２（Ｃ）は、キズ位置保持フラグが「１」で、保持されているキズ位置回転パルスカウントデータが「３」の場合を示す。この場合、一回転前の回転パルスカウントデータの値が「３」の時にキズ検知フラグが「１」でキズが検知されている状態である。ゲインダウンフラグは、図２（Ｂ）に示す回転パルスカウントデータの値が「３」の１つ手前である「２」になった時、図２（Ｄ）に示すように、ゲインダウンフラグが「１」となり、回転パルスカウントデータの値が「３」の２つ後ろである「５」になった時、ゲインダウンフラグが「０」に下りる。
【００４０】
このように、キズが検知された回転パルスカウントデータの値が「３」の回転角度位置も含めた前後においてゲインダウンフラグを「１」とし、このゲインダウンフラグが「１」の期間は、ディスク表面のキズによるトラッキングエラー信号に乱れがあると判断し、制御ゲインを落としてトラッキングエラー信号の乱れに対する反応を鈍らせることにより、トラッキング外れを回避することができる。
【００４１】
再び図４に戻って説明する。ステップＳ１６に続いて、演算プロセッサ９は図２（Ａ）に示した回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミング毎に、キズ検知フラグを「０」にリセットすると共に、ゲインダウンフラグが「１」であるときの現在の回転パルスカウントデータの値がキズ位置回転パルスカウントデータの値と同じ時に、キズ検知フラグが「０」になれば、トラック上のキズがある領域から抜け出たと判断し、キズ位置保持フラグを「０」にリセットする（ステップＳ１７）。
【００４２】
次に、図４のステップＳ１１の、回転パルス信号の一周期期間内のトラッキングアクチュエータ駆動平均値計算処理について、図５に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図５において、回転パルス信号ｈの一周期期間内にＤＡ変換器１０から出力したトラッキングアクチュエータ駆動データの総和データＳＵＭに、演算プロセッサ９が現在の制御サンプル時間においてＤＡ変換器１６に出力するトラッキングアクチュエータ操作量データｆ（これをＴＤＡとする）を加算する（ステップＳ２１）。前述したように、回転パルス信号ｈの一周期期間内には、数十個のトラッキングアクチュエータデジタル操作量ｆ（すなわち、トラッキングアクチュエータ駆動データ）がある。
【００４３】
続いて、演算プロセッサ９は、総和ＳＵＭの加算回数Ｎを「１」インクリメントした後（ステツプＳ２２）、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミングであるかどうかを判断する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３で回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミングであると判断したときは、回転パルス信号ｈの一周期時間総和演算を行ったので、一周期期間内のトラッキングアクチュエータ駆動平均値として、ステップＳ２１で算出した総和ＳＵＭをＮで除算することで平均値ＡＶＥを算出し（ステップＳ２４）、その後総和ＳＵＭと加算回数Ｎをゼロに初期化する（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２３で回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミングでないと判断したときは、何の処理も行わず、一旦処理を終了する。
【００４４】
次に、図４のステップＳ１２の、前回サンプル時間で求めておいた暫定推定値を修正して現在サンプル時間における推定位置と推定速度を求める演算処理について、図６に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図６において、トラッキング位置誤差信号ＴＥから前回サンプル時間で計算されている暫定推定位置Ｘ１を減算することにより、推定誤差Ｅ１を求める（ステップＳ３１）。続いて、予め定めた所定値のゲインＦ１とステップＳ３１で求めた推定誤差Ｅ１を乗算した値を、前回サンプル時間で計算されている暫定推定位置Ｘ１に加算することで、現在のサンプル時間における推定位置Ｘ１を得る（ステップＳ３２）。
【００４５】
そして、予め定めた所定値のゲインＦ２とステップＳ３１で求めた推定誤差Ｅ１を乗算した値に、前回サンプル時間で計算されている暫定推定速度Ｘ２を加算することより、現在サンプル時間における推定速度Ｘ２を得る（ステップＳ３３）。ここで、上記のゲインＦ１及びＦ２は、位置誤差信号ＴＥと暫定推定位置Ｘ１の推定誤差Ｅ１が収束するような値に設定する。
【００４６】
次に、図４のステップＳ１３の、次回サンプル時間における暫定推定値（予測値）の演算処理について、図７に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図７において、演算プロセッサ９は、現在のサンプル時間におけるアクチュエータ操作量データＴＤＡから、図４のステップＳ１１で求めた回転パルス一周期期間のトラッキングアクチュエータ駆動平均値ＡＶＥを差し引きその値をＵとする（ステップＳ４１）。これにより、トラックの偏芯成分に追従するための駆動力データＡＶＥが差し引かれ、偏芯成分に追従する駆動力以外のトラッキングアクチュエータ駆動力としてＵが求まる。
【００４７】
続いて、演算プロセッサ９は、次回のサンプル時間における暫定推定位置である予測位置Ｘ１を次式
Ｘ１＝Ｐ１１・Ｘ１＋Ｐ１２・Ｘ２＋Ｑ１・Ｕ （１）
により求めた後（ステップＳ４２）、次回のサンプル時間における暫定推定速度である予測速度Ｘ２を次式
Ｘ２＝Ｐ２１・Ｘ１＋Ｐ２２・Ｘ２＋Ｑ２・Ｕ （２）
により求める（ステップＳ４３）。
【００４８】
上記の（１）式と（２）式は文献（例えば、高橋安人著、「ディジタル制御」、岩波書店、１９８５年）に記載された物体の動き（ここでは対物レンズの動き）を表すことができる公知の離散状態式
Ｘ（ｋ＋１）＝ＰＸ（ｋ）＋ＱＵ （３）
を行列内の要素毎に示した式である。ここで、Ｐは２行２列のシステム行列で、その要素がＰ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２である。Ｑは２行１列の入力行列で、その要素がＱ１、Ｑ２である。また、Ｘは２行１列の状態量で、その要素がＸ１、Ｘ２で、ここではＸ１を位置、Ｘ２を速度とおいている。Ｕはアクチュエータに加える操作量であるので、スカラー量である。ｋは現在サンプル時間におけるサンプル番号である。これにより、上記の（１）式と（２）式から次回のサンプル時間（ｋ＋１）における位置Ｘ１（ｋ＋１）及び速度Ｘ２（ｋ＋１）が予測値（暫定推定値）として得られる。
【００４９】
次に、図４のステップＳ１４の、ディスクキズ検出処理について、図８に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図８において、演算プロセッサ９は、ステップＳ１２、Ｓ３３で求めた現在のサンプル時間における推定速度Ｘ２と位置誤差信号ＴＥから得られる速度（トラッキングエラーから得られる速度）ＴＥ＿ＶＥＬとの差を計算し速度差Ｒ３を得る（ステップＳ５１）。このステップＳ５１は、対物レンズの速度の暫定推定値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段を実現している。
【００５０】
続いて、演算プロセッサ９は、速度差Ｒ３の絶対値を計算し（ステップＳ５２）、その速度差絶対値Ｒ３と速度しきい値との比較判定を行う（ステップＳ５３）。これらステップＳ５２とＳ５３は、誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段を実現している。
【００５１】
ステップＳ５３で、速度差絶対値Ｒ３が速度しきい値より小であると判定したときは、キズ連続検出カウンタに所定の値をセットして初期化を行って（ステップＳ５４）、処理を終了する。一方、ステップＳ５３で、速度差絶対値Ｒ３が速度しきい値以上であると判定したときは、キズ連続検出カウンタのカウント値をデクリメントした後（ステップＳ５５）、デクリメントしたキズ連続カウンタのカウント値が「０」であるかどうかを判断する（ステップＳ５６）。
【００５２】
ステップＳ５６で、キズ連続カウンタのカウント値が「０」であると判断したときは、ステップＳ５４で初期値として設定された所定値の回数、速度差絶対値Ｒ３が連続して速度しきい値以上であるので、光ディスク１の表面にキズ等があることからトラッキングエラーに乱れがあると判断して、キズ検知フラグに「１」を立て（ステップＳ５７）、キズ連続検出カウンタに所定の値をセットして初期化を行う（ステップＳ５８）。ステップＳ５６で、キズ連続カウンタのカウント値が「０」でないと判断したときは、処理を一旦終了する。
【００５３】
演算プロセッサ９による上記のステップＳ５５〜Ｓ５８は、図３のステップＳ４〜Ｓ６、図４のステップＳ１５、Ｓ１６と共に、速度差絶対値Ｒ３が速度しきい値以上である比較結果が得られるとき、トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させて（ここではループゲインを低下させて）トラッキング外れを回避させる制御手段を実現している。
【００５４】
次に、図４のステップＳ１５の、キズ位置回転パルスカウントデータの保持処理の動作について、図９に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。図９において、演算プロセッサ９は、まず、ディスク表面にキズのある回転角度位置における回転パルスカウントデータを既に保持しているかどうかを、キズ位置保持フラグが「１」であるか否かにより判断する（ステップＳ６１）。
【００５５】
キズ位置保持フラグが「１」であるならば、すでにキズ位置回転パルスカウントデータを保持しているので、直ちに処理を終了するが、キズ位置保持フラグが「０」であるならば、まだキズ位置回転パルスカウントデータを保持していないので、キズ検知フラグのチェックを行う（ステップＳ６２）。演算プロセッサ９は、ステップＳ６２において、キズ検知フラグが「０」であると判定したときは、直ちに処理を終了するが、キズ検知フラグが「１」である（これは、速度差絶対値Ｒ３が連続して所定回数、速度しきい値以上になったときに、ステップＳ５７で「１」にセットされたものである。）と判定したときは、現在の回転パルスカウントデータｉをキズ位置回転パルスカウントデータとして保持し（ステップＳ６３）、更にその保持を示すためにキズ位置保持フラグを「１」にセットして（ステップＳ６４）、終了へ抜ける。
【００５６】
次に、図４のステップＳ１６の、ゲインダウンフラグのセット／リセット処理について、図１０に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。ここにおける処理概要は、既にキズ位置保持フラグが「１」であり、キズ位置回転パルスカウントデータが保持されている場合、現在の回転パルスカウントデータｉが、保持してあるキズ位置回転パルスカウントデータに等しいもしくは、キズ位置回転パルスカウントデータの前後と等しい場合、現在通過中の回転角度位置においては、ディスク１回転前において光ディスク１のキズが検知されているため、ゲインダウンフラグに「１」を立てることである。
【００５７】
図１０において、演算プロセッサ９は、まず、回転パルス信号の立ち上がりエッジ制御サンプルかどうかを判断し（ステップＳ７１）、立ち上がりエッジ制御サンプルではないときは終了へ抜けるが、立ち上がりエッジ制御サンプルならば、キズ位置保持フラグが「１」であるかどうかを判断する（ステップＳ７２）。ステップＳ７２でキズ位置保持フラグが「０」であると判定したときは、終了へ抜けるが、キズ位置保持フラグが「１」であると判定したときは、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの１つ手前の値に等しいかどうかをチェックする（ステップＳ７３）。
【００５８】
ステップＳ７３で、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの１つ手前の値に等しいと判定したときは、演算プロセッサ９はゲインダウンフラグに「１」をセットし（ステップＳ７４）、次制御サンプルから制御ゲインを低下させる。一方、ステップＳ７３で、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの１つ手前の値に等しくないと判定したときは、演算プロセッサ９は現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの２つ後の値に等しいかどうかを判断する（ステップＳ７５）。
【００５９】
ステップＳ７５で、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの２つ後ろの値に等しくないと判定したときは、終了に抜けるが、現在の回転パルスカウントデータｉの値が、キズ位置回転パルスカウントデータの２つ後ろの値に等しいと判定したときは、ゲインダウンフラグを「０」にリセットし（ステップＳ７６）、次制御サンプルから通常の制御ゲインに戻す。
【００６０】
次に、図４のステップＳ１７の、キズ検知フラグ及びキズ位置保持フラグのリセット処理について図１１に示すフローチャートと共に更に詳細に説明する。ここにおける処理概要は、回転パルス信号ｈの立ち上がりエッジ制御サンプルタイミングでキズ検知フラグを「０」にリセットすることと、ゲインダウンフラグが「１」であるならば、ゲインダウン中に現在保持しているキズ位置回転パルスカウントデータ位置でキズが検知されるようであれば、キズ位置保持フラグを「１」のままとし、ゲインダウン中に現在保持しているキズ位置回転パルスカウントデータ位置でキズが検知されなければ、キズのある領域から抜け出たものと判断してキズ位置保持フラグを「０」にクリアすることである。
【００６１】
図１１において、演算プロセッサ９は、まず、回転パルス信号の立ち上がりエッジ制御サンプルかどうかをチェックする（ステップＳ８１）。ステップＳ８１で、回転パルス信号の立ち上がりエッジ制御サンプルでないと判定したときは、制御サンプリングタイミングではないため、終了へ抜けるが、回転パルスエッジ信号の立ち上がりエッジ制御サンプルであると判定したときは、制御サンプリングタイミングであるため、ゲインダウンフラグが「１」かどうかをチェックする（ステップＳ８２）。
【００６２】
ステップＳ８２において、演算プロセッサ９は、ゲインダウンフラグが「０」であると判定したときは、キズ検知フラグを「０」にリセットして（ステップＳ８６）、終了する。ステップＳ８２において、ゲインダウンフラグが「１」であると判定したときは、演算プロセッサ９は、現在の回転パルスカウンタデータの値が、キズ位置回転パルスカウンタデータの値の１つ後であるかどうかを判断する（ステップＳ８３）。ステップＳ８３で現在の回転パルスカウンタデータの値は、キズ位置回転パルスカウンタデータの値の１つ後でないと判定したときは、キズ検知フラグを「０」にリセットして（ステップＳ８６）、終了する。
【００６３】
ステップＳ８３において、現在の回転パルスカウンタデータの値は、キズ位置回転パルスカウンタデータの値の１つ後に等しいと判定したときは、キズ検知フラグが「１」かどうかをチェックする（ステップＳ８４）。ステップＳ８４で、キズ検知フラグが「１」であると判定したときは、現在保持しているキズ位置回転パルスカウンタデータと同じ位置でキズが検知されているため、キズ検知フラグを「０」にリセットして（ステップＳ８６）、終了する。一方、演算プロセッサ９は、ステップＳ８４でキズ検知フラグが「０」であると判定したときは、現在保持しているキズ位置回転パルスカウンタデータと同じ位置ではキズが検知されないため、キズ位置保持フラグを「０」にリセットして（ステップＳ８５）、終了する。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、図３乃至図１１と共に説明したように、現在のトラッキング制御サンプル（サンプル時間）における位置又は速度の推定値とトラッキングアクチュエータ操作量とに基づいて計算して得た、次回のトラッキング制御サンプル（サンプル時間）における位置又は速度の予測値とトラッキングエラー信号から得た対物レンズの光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差の絶対値が、しきい値以上である比較結果が得られるとき、媒体欠陥によりトラッキングエラー信号に乱れが生じたものと推定することで、従来の総和光量低下検出によるディフェクト検出によって検知されないトラッキングエラー信号の乱れを検知し、トラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中（ゲインダウンフラグが「１」のトラッキングサーボ演算期間）は、トラッキング制御ループのループゲインを低下させることで、トラッキングエラー信号の乱れに対する反応を鈍らせ、トラッキング外れを回避することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、光ディスク一周にキズの検知個所は１箇所として説明したが、ディスク一周に複数個のキズを検知できるようにしてもよいということはいうまでもない。また、キズに限らず、ゴミの付着などによる媒体欠陥についても同様である。
【００６６】
また、上記の実施の形態では、トラッキングエラー信号が乱れるディスク回転角度位置近傍のディスク回転角度位置を予測して、その回転角度位置を光ビームスポットが通過中の期間は、トラッキング制御ループのループゲインを下げる（すなわち、制御補償形態を変化させる）ようにすることで、トラッキングエラー信号の乱れによる影響を軽減しているが、図４のステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７を省略し、Ｓ１４で得られるキズ検知フラグをゲインダウンフラグとして使うことで、トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定して、トラッキングエラー信号の乱れの現れる位置近傍で制御補償形態を変化させるようにしてもよい（ただし、この場合は、トラッキングエラー信号が乱れていることを検知してから制御補償形態を変化させるため、時間遅れが生じる。）。
【００６７】
また、上記の実施の形態では、制御補償形態の変化としてトラッキング制御ループのループゲインを下げるようにしているが、制御ループを安定にするための微分補償ゲインを下げるようにしてもよい。また、対物レンズの暫定位置と暫定速度のどちらか一方だけに基づいて本発明の制御を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の光ディスク記録再生装置の一実施の形態の構成図である。
【図２】図１の本発明装置において用いる各信号を説明するタイミングチャートである。
【図３】図１の本発明装置におけるトラックセンターを追従制御中における演算プロセッサの演算動作の一例を説明するフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ７におけるディスクキズ検出によるゲインダウンフラグのセット／リセット動作を詳細説明するフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ１１の、回転パルス信号の一周期期間内のトラッキングアクチュエータ駆動平均値計算処理を説明するフローチャートである。
【図６】図４のステップＳ１２の、前回サンプル時間で求めておいた暫定推定値を修正して現在サンプル時間における推定位置と推定速度を求める演算処理を説明するフローチャートである。
【図７】図４のステップＳ１３の、次回のサンプル時間における暫定推定値の演算処理を説明するフローチャートである。
【図８】図４のステップＳ１４の、ディスクキズ検出処理を説明するフローチャートである。
【図９】図４のステップＳ１５の、キズ位置回転パルスカウントデータの保持処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図４のステップＳ１６の、ゲインダウンフラグのセット／リセット処理を説明するフローチャートである。
【図１１】図４のステップＳ１７の、キズ検知フラグ及びキズ位置保持フラグのリセット処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１ 光ディスク
２ スピンドルモータ
３ ピックアップ
４、５ 電流電圧変換回路
６ プッシュプル信号生成回路
７ 低域フィルタ（ＬＰＦ）
８ ＡＤ変換器
９ 演算プロセッサ
１０ ＤＡ変換器
１１ トラッキングアクチュエータ駆動回路
１２ 回転パルスカウンタ回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに形成されたトラックに、記録用又は再生用の光ビームを対物レンズを通して集光して形成したスポットを追従走査させるために、前記トラックからの前記光ビームスポットの反射光を受光して得られた受光信号に基づいてトラッキングエラー信号を算出し、そのトラッキングエラー信号によりトラッキングアクチュエータを駆動して、前記対物レンズを前記トラックの幅方向に変位させる光ディスク記録再生装置において、
前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記光ビームスポットを前記トラックに追従走査させるための前記トラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段と、
前記操作量データから前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の暫定推定値を計算する暫定推定値計算手段と、
前記位置又は速度の暫定推定値と前記トラッキングエラー信号から得た前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段と、
前記誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により前記誤差の絶対値が前記しきい値以上である比較結果が得られるとき、前記トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れの現れる位置近傍で、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させる制御手段と
を有することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項２】
光ディスクに形成されたトラックに、記録用又は再生用の光ビームを対物レンズを通して集光して形成したスポットを追従走査させるために、前記トラックからの前記光ビームスポットの反射光を受光して得られた受光信号に基づいてトラッキングエラー信号を算出し、そのトラッキングエラー信号によりトラッキングアクチュエータを駆動して、前記対物レンズを前記トラックの幅方向に変位させる光ディスク記録再生装置において、
前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記光ビームスポットを前記トラックに追従走査させるための前記トラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段と、
前記操作量データを演算する所定周期のトラッキング制御サンプル毎に、前回のトラッキング制御サンプルで予測した前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の推定値を修正して、前記所定周期後の現在のトラッキング制御サンプルにおける前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の推定値を計算する推定値計算手段と、
前記現在のトラッキング制御サンプルにおける前記位置又は速度の推定値と前記操作量データとに基づいて、前記所定周期後の次回のトラッキング制御サンプルにおける前記位置又は速度の予測値を計算する予測値計算手段と、
前記位置又は速度の予測値と前記トラッキングエラー信号から得た前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段と、
前記誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により前記誤差の絶対値が前記しきい値以上である比較結果が得られるとき、前記トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させる制御手段と
を有することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１】
光ディスクに形成されたトラックに、記録用又は再生用の光ビームを対物レンズを通して集光して形成したスポットを追従走査させるために、前記トラックからの前記光ビームスポットの反射光を受光して得られた受光信号に基づいてトラッキングエラー信号を算出し、そのトラッキングエラー信号によりトラッキングアクチュエータを駆動して、前記対物レンズを前記トラックの幅方向に変位させる光ディスク記録再生装置において、
前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記光ビームスポットを前記トラックに追従走査させるための前記トラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段と、
前記操作量データから前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の暫定推定値を計算する暫定推定値計算手段と、
前記位置又は速度の暫定推定値と前記トラッキングエラー信号から得た前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段と、
前記誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により前記誤差の絶対値が前記しきい値以上である比較結果が得られるとき、前記トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れの現れる位置近傍で、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させる制御手段と
を有することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項２】
光ディスクに形成されたトラックに、記録用又は再生用の光ビームを対物レンズを通して集光して形成したスポットを追従走査させるために、前記トラックからの前記光ビームスポットの反射光を受光して得られた受光信号に基づいてトラッキングエラー信号を算出し、そのトラッキングエラー信号によりトラッキングアクチュエータを駆動して、前記対物レンズを前記トラックの幅方向に変位させる光ディスク記録再生装置において、
前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記光ビームスポットを前記トラックに追従走査させるための前記トラッキングアクチュエータの操作量データを算出する操作量データ算出手段と、
前記操作量データを演算する所定周期のトラッキング制御サンプル毎に、前回のトラッキング制御サンプルで予測した前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の推定値を修正して、前記所定周期後の現在のトラッキング制御サンプルにおける前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の推定値を計算する推定値計算手段と、
前記現在のトラッキング制御サンプルにおける前記位置又は速度の推定値と前記操作量データとに基づいて、前記所定周期後の次回のトラッキング制御サンプルにおける前記位置又は速度の予測値を計算する予測値計算手段と、
前記位置又は速度の予測値と前記トラッキングエラー信号から得た前記対物レンズの前記光ディスク上における位置又は速度の値との間の誤差を計算する誤差計算手段と、
前記誤差の絶対値と予め設定したしきい値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により前記誤差の絶対値が前記しきい値以上である比較結果が得られるとき、前記トラッキングエラー信号の乱れの発生を推定し、そのトラッキングエラー信号の乱れが現れると予測される光ディスク回転角度位置を含む予め設定した光ディスク回転角度位置のトラック走査中は、トラッキング制御ループの制御補償形態を変化させてトラッキング外れを回避させる制御手段と
を有することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図５】
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【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−７６１３９（Ｐ２００９−７６１３９Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４４２０２（Ｐ２００７−２４４２０２）
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
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