JP2003168231A - 光ディスク装置及びディスクチルト検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 専用のチルトセンサを用いずに、ディスクチ
ルトを検出する装置及び方法を提供する。 【解決手段】 フォーカスエラー検出回路ＯＰ２はディ
スク６１の光ビーム反射光からフォーカスエラーを検出
しフォーカスエラー信号ＦＥを発生する。フォーカシン
グ制御回路８７はフォーカスエラー信号ＦＥを位相補償
するためのフォーカス制御信号Ｆｃを発生する。直流検
出回路６９ａはフォーカス制御信号Ｆｃの直流バイアス
成分を検出する。微分回路部６９ｂは前記直流バイアス
成分を微分し、微分結果をディスクチルトＤｆとして提
供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ビームを用いて、
光ディスクに対しデータの記録再生を行う光ディスク装
置に関し、特にディスクチルトすなわち光ピックアップ
に対するディスク記録面の相対的傾き角を検出する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクの高密度化は、線密度の増加
とトラックピッチの縮小を基本として達成される。又、
ディスクにレーザビームを照射する光学系も、高密度化
と同時にビームスポット径の縮小が要求される。ビーム
スポット径は、光源の波長に比例し、対物レンズの開口
数（ＮＡ）に反比例する。したがって高密度化に伴い光
源の波長は短波長化する必要がある。

【０００３】又、光ディスクの高密度化に伴ってディス
クチルトが記録／再生に与える影響は大きくなる。ディ
スクにチルトが生じていると、信号記録特性が低下し、
信号再生時のクロストークが増加するので、従来ＤＶＤ
−Ｒ／ＲＷ／ＲＡＭなど記録を行う光ディスク装置では
チルトサーボによる補償が行われている。このチルトサ
ーボではチルトがなくなるように、光ピックアップが制
御される。

【０００４】従来の光ディスク装置において、ディスク
チルトを検出するには、専用のチルトセンサを光ピック
アップに搭載する必要があった。チルトセンサは、例え
ばＬＥＤ発光部とフォトディテクタとにより構成され、
ディスク面からの反射光を受光素子により検出する。こ
の検出信号に基づいて、光ビームを集光するレンズのチ
ルトが制御され、ディスクのチルトが補正される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては、専用のチルトセンサとセンサ信号処理回路を必
要とするため、装置の部品コストＵＰが避けられなかっ
た。また、チルトセンサの検出精度を上げるため、セン
サの取り付け位置及び角度の精度を厳しく管理する必要
があった。

【０００６】そこで、本発明は上記の問題を解決するた
めに成されたものであり、専用のチルトセンサを用いず
に、ディスクチルトを検出する装置及び方法を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク装置
は、ディスクに照射された光ビームの反射光からフォー
カスエラーを検出し、前記光ビームを前記ディスクにジ
ャストフォーカスされるためのフォーカス制御信号を発
生させるフォーカシング制御手段と、前記フォーカシン
グ制御手段から提供されるフォーカス制御信号のバイア
ス成分を検出するバイアス検出手段と、前記バイアス検
出手段により検出されたバイアス成分を微分し、前記デ
ィスクのチルト補正量を検出する微分手段とを具備す
る。

【０００８】このように、フォーカス制御信号のバイア
ス成分を検出する手段、及びバイアス成分を微分する手
段を具備することにより、ディスクのチルトに比例した
信号を得ることができ、この信号はチルト補正信号の生
成に適用される。この結果、従来のような専用のチルト
センサを削除でき、コストダウン、調整工程の簡略化が
できる。

【０００９】又、信号処理回路も従来のフォーカス制御
回路を流用するため小規模の回路追加ですむ。更に、製
造工程での特別な調整も必要としない等のメリットがあ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明が適用される光ディスク装置
の構成を示すブロック図である。

【００１２】光記録媒体としての光ディスク６１の表面
にはスパイラル状にランドトラック及びグルーブトラッ
クが形成されており、このディスク６１はスピンドルモ
ータ６３によって回転駆動される。

【００１３】光ディスク６１に対する情報の記録、再生
は、光ピックアップ６５によって行われる。光ピックア
ップ６５は、スレッドモータ６６とギアを介して連結さ
れており、このスレッドモータ６６はスレッドモータ制
御回路６８により制御される。

【００１４】スレッドモータ制御回路６８に速度検出回
路６９が接続され、この速度検出回路６９により検出さ
れる光ピックアップ６５の速度信号がスレッドモータ制
御回路６８に送られる。スレッドモータ６６の固定部
に、図示しない永久磁石が設けられており、駆動コイル
６７がスレッドモータ制御回路６８によって励磁される
ことにより、光ピックアップ６５が光ディスク６１の半
径方向に移動する。

【００１５】光ピックアップ６５には、図示しないワイ
ヤ或いは板バネによって支持された対物レンズ７０が設
けられる。対物レンズ７０は駆動コイル７２の駆動によ
りフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が
可能で、又駆動コイル７１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）への移動が可能であ
る。

【００１６】レーザ制御回路７３のレーザ駆動回路７５
により、半導体レーザダイオード７９からレーザ光が発
せられる。半導体レーザダイオード７９から発せられる
レーザ光は、コリメータレンズ８０、ハーフプリズム８
１、対物レンズ７０を介して光ディスク６１上に照射さ
れる。光ディスク６１からの反射光は、対物レンズ７
０、ハーフプリズム８１、集光レンズ８２、およびシリ
ンドリカルレンズ８３を介して、光検出器８４に導かれ
る。

【００１７】光検出器８４は、４分割の光検出セル８４
ａ〜８４ｄから成る。光検出セル８４ａ〜８４ｄの出力
信号は、電流／電圧変換用のアンプ８５ａ〜８５ｄ、加
算器８６ａ〜８６ｄを介して差動アンプＯＰ１、ＯＰ２
に供給される。

【００１８】差動アンプＯＰ２は、加算器８６ａ、８６
ｂの両出力信号の差に応じた、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅを出力する。この出力はフォーカシング制御回路８７
に供給される。フォーカシング制御回路８７の出力信号
は、フォーカシング駆動コイル７２に供給される。これ
により、レーザ光が光ディスク６１の記録膜上に常時ジ
ャストフォーカスとなる制御がなされる。

【００１９】差動アンプＯＰ１は、加算器８６ｃ、８６
ｄの両出力信号の差に応じたトラッキングエラー信号Ｔ
Ｅを出力する。この出力はトラッキング制御回路８８に
供給される。トラッキング制御回路８８は、差動アンプ
ＯＰ１からのトラッキングエラー信号に応じてトラック
駆動信号を生成する。

【００２０】トラッキング制御回路８８から出力される
トラック駆動信号は、トラッキング方向の駆動コイル７
１に供給される。又、トラッキング制御回路８８で用い
られるトラッキングエラー信号が、スレッドモータ制御
回路６８に供給される。

【００２１】上記フォーカシング制御およびトラッキン
グ制御がなされることで、光検出器８４の各光検出セル
８４ａ〜８４ｄの出力信号の和信号には、つまり加算器
８６ｃ、８６ｄの両出力信号を加算する加算器８６ｅの
出力信号には、記録情報に対応して光ディスク６１のト
ラック上に形成されたピットなどからの反射率の変化が
反映される。この信号は、データ再生回路７８に供給さ
れる。データ再生回路７８は、ＰＬＬ回路７６からの再
生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。

【００２２】上記トラッキング制御回路８８によって対
物レンズ７０が制御されているとき、スレッドモータ制
御回路６８により、対物レンズ７０が光ピックアップ５
内の中心位置近傍に位置するようスレッドモータ６６つ
まり光ピックアップ６５が制御される。

【００２３】チルト制御回路６９は後述されるように、
ディスク６１の”反り”つまり記録面の傾きに応じてレ
ンズ７１が傾くように、レンズチルトを本発明に従って
制御する。チルト制御回路６９はこの制御をフォーカス
エラー信号ＦＥに基づいて行う。

【００２４】モータ制御回路６４、スレッドモータ制御
回路６８、レーザ制御回路７３、ＰＬＬ回路７６、デー
タ再生回路７８、フォーカシング制御回路８７、トラッ
キング制御回路８８、チルト制御回路６９等は、サーボ
制御回路として１つのＬＳＩチップ内に構成することが
でき、又これら回路はバス８９を介してＣＰＵ９０によ
って制御される。ＣＰＵ９０はインターフェース回路９
３を介してホスト装置９４から提供される動作コマンド
に従って、この記録再生装置を総合的に制御する。また
ＣＰＵ９０は、ＲＡＭ９１を作業エリアとして使用し、
ＲＯＭ９２に記録された本発明を含むプログラムに従っ
て所定の動作を行う。

【００２５】次に、本発明によるチルト制御について説
明する。

【００２６】図１に示す光ディスク装置にディスク６１
が装着されると、チルトの初期設定が行われる。この初
期設定ではディスク最内周でのチルトが検出される。図
２はこの検出動作を説明するための図であって、横軸は
レンズチルト制御値Ｔ、縦軸はトラッキングエラー信号
の振幅ピーク値Ｔｐである。

【００２７】フォーカス制御を行って光ビームがディス
ク表面上でジャストフォーカスとなっているとき、トラ
ッキングエラー信号として交流信号が得られる。このト
ラッキングエラー信号は、トラッキング制御を行ってい
ない場合に、光ビームスポットがディスク上のトラック
を横切ることにより発生される信号である。従ってトラ
ッキングエラー信号は、光ビームスポットが単位時間に
横切るディスク上のトラック数に対応する周波数を有す
る。

【００２８】ディスクの最内周位置において、レンズの
チルトを例えば−α°から＋α°まで変化させると、ト
ラッキングエラー信号ＴＥの振幅ピーク値が図２のよう
に変化する。図２ではチルトがＴ０°のとき、トラッキ
ングエラー信号ＴＥのピーク振幅値が最も大きい。すな
わち、光ビームの反射光がもっとも効率よく光検出セル
８４ａ〜８４ｄに入射している。このときのレンズチル
トＴ０がチルト制御の初期値である。

【００２９】図３はこの初期設定の動作を示すフローチ
ャートである。

【００３０】先ずステップＳＴ００１のように、ＣＰＵ
９０は光ビームスポットがディスク最内周に位置するよ
うに、ピックアップ６５を移動する。次にステップＳＴ
００２のように変数ａ及びＶｐｍに０を代入し、ステッ
プＳＴ００３ではａを１（°）だけ増加する。

【００３１】ステップＳＴ００４において、ＣＰＵ９０
はチルト制御回路６９を用いてレンズチルトＴを「−α
＋ａ」に制御する。ステップＳＴ００５では、トラッキ
ングエラー信号ＴＥの振幅ピーク値ＴｐがＶｐｍより大
きいか判断する。ＴｐがＶｐｍより小さい場合（ＮＯの
場合）、フローはステップＳＴ００７に移行し、大きい
場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳＴ００６のようにＶ
ｐｍに振幅ピーク値Ｔｐを代入し、最適チルトＴ０に現
在のチルト「−α＋ａ」を代入する。

【００３２】ステップＳＴ００７において、ＣＰＵ９０
は「−α＋ａ」が＋α以上か判断する。「−α＋ａ」が
＋α以上でない場合（ＮＯの場合）、フローはステップ
ＳＴ００３に戻り、ＣＰＵ９０はａに「ａ＋１」を代入
する。このようにして、「−α＋ａ」が＋α以上となる
まで、ステップＳＴ００３〜ＳＴ００７の処理が繰り返
される。従って、変数ＶｐｍはステップＳＴ００４のよ
うにチルト角を変更して得られるＴｐの値の中で、最も
大きな値を示す。

【００３３】ステップＳＴ００７で「−α＋ａ」が＋α
以上になった場合（ＹＥＳの場合）、ＣＰＵ９０はチル
ト制御回路６９を用いて、レンズ７０のチルトをＴ０に
設定する。この結果、レンズ７０の光軸とディスク垂線
は一致し、この初期設定処理が終了する。

【００３４】図４は本発明によるディスクチルト検出の
原理を説明するための図である。図４（ａ）に示すよう
に、ディスク６１に反りがある場合、フォーカス制御系
は、ディスク記録面に光ビームの合焦点位置を合わせる
ように、対物レンズをディスクの反りの方向に変位させ
る。このとき、ディスクの反りに応じて、フォーカス駆
動信号に直流バイアス成分が発生する。図４（ｂ）は、
このバイアス成分（フォーカス変位量）を横軸半径位置
に対応させて示している。最内周位置Ｒ０でのバイアス
成分はＶｂ０、ディスク半径位置Ｒ１ではＶｂ１、ディ
スク半径位置Ｒ２ではＶｂ２である。

【００３５】図４（ｃ）はフォーカス変位の微分出力を
示す。この図から、微分出力結果は、ディスクのチルト
に比例することがわかる。したがって、このフォーカス
変位の傾きを測定することにより、ディスクに対するチ
ルト補正量を検出することができる。

【００３６】図５はチルト制御回路６９の概略構成を示
すブロック図である。

【００３７】チルト制御回路６９は直流検出部６９ａ、
微分回路部６９ｂ、駆動部６９ｃを含む。直流検出部６
９ａはフォーカス制御信号Ｆｃの直流バイアス成分Ｂｆ
を検出し、微分回路６９ｂは直流バイアス成分Ｂｆの微
分値Ｄｆを求める。微分回路６９ｂはディスク回転数近
傍の遮断周波数を有する。微分値Ｄｆはディスクチルト
に比例した信号である。駆動部６９ｃは微分値Ｄｆに対
応するチルト補正信号Ｔｃを発生する。この補正信号Ｔ
ｃは駆動コイル７１、７２を含むチルトアクチュエータ
に供給され、チルト補正が行われる。尚、上記直流検出
及び微分値検出はデジタル演算処理により行われる。従
ってフォーカス制御信号Ｆｃはフォーカシング制御回路
８４から提供されるデジタル信号である。

【００３８】図６はチルト補正動作の詳細を示すフロー
チャートである。このチルト補正はディスク６１に対す
るデータの記録又は再生中、常に行われる。

【００３９】先ずステップＳＴ０１１のように、フォー
カシング制御回路８７は、フォーカスエラー信号ＦＥか
らフォーカス制御信号Ｆｃを生成する。ステップＳＴ０
１２において、チルト制御回路６９の直流検出部６９ａ
はフォーカス制御信号Ｆｃから、図４（ｂ）に示すよう
な直流バイアス成分Ｂｆを検出し、微分回路部６９ｂに
出力する。

【００４０】ステップＳＴ０１３において、微分回路部
６９ｂは直流バイアス成分Ｂｆの変化から、図４（ｃ）
に示すような微分値を求める。例えば微分回路部６９ｂ
は現在の直流バイアス成分Ｂｆ及び前回のチルト補正時
に検出された直流バイアス成分Ｂｆから微分値を求め
る。

【００４１】ステップＳＴ０１４において、駆動部６９
ｃは微分回路部６９ｂによって求められた微分値Ｄｆに
チルト制御の初期値すなわちレンズチルトＴ０を加えた
値からチルト補正信号Ｔｃを発生し、チルトアクチュエ
ータを駆動する。

【００４２】本発明はディスクの種類に関わらず、フォ
ーカス制御機構を有するディスクドライブ装置全般に適
応可能な方式である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、装
置にチルトセンサを設ける必要がなく、チルトセンサの
取り付け及び調整工程も省略できるので、装置のコスト
ダウンが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される光ディスク装置の構成を示
すブロック図。

【図２】チルトの初期設定を説明するための図。

【図３】初期設定の動作を示すフローチャート。

【図４】本発明によるディスクチルト検出の原理を説明
するための図。

【図５】チルト制御回路の概略構成を示すブロック図。

【図６】チルト補正動作の詳細を示すフローチャート。

【符号の説明】

６１…光ディスク、６３…モータ、６９…チルト制御回
路、７０…対物レンズ、７１、７２…レンズ駆動コイ
ル、７９…レーザーダイオード、８０…コリメータレン
ズ、８１…ハーフプリズム、８２…集光レンズ、８３…
シリンドリカルレンズ、８４ａ〜８４ｄ…光検出セル、
８５ａ〜８５ｄ…電流／電圧変換アンプ、８６ａ〜８６
ｄ…加算器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスクに照射された光ビームの反射光か
   らフォーカスエラーを検出し、前記光ビームを前記ディ
   スクにジャストフォーカスされるためのフォーカス制御
   信号を発生させるフォーカシング制御手段と、 前記フォーカシング制御手段から提供されるフォーカス
   制御信号のバイアス成分を検出するバイアス検出手段
   と、 前記バイアス検出手段により検出されたバイアス成分を
   微分し、前記ディスクのチルト補正量を検出する微分手
   段とを具備することを特徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】ディスクに照射された光ビームの反射光か
   らフォーカスエラーを検出し、前記光ビームを前記ディ
   スクにジャストフォーカスされるためのフォーカス制御
   信号を発生させるフォーカシング制御手段と、 前記フォーカシング制御手段から提供されるフォーカス
   制御信号のバイアス成分を検出するバイアス検出手段
   と、 前記バイアス検出手段により検出されたバイアス成分を
   微分し、前記ディスクのチルト補正量を検出する微分手
   段と、 前記微分手段によって検出された前記チルト補正量に基
   づいてチルト補正するチルト補正手段とを具備すること
   を特徴とする光ディスク装置。
3. 【請求項３】前記光ビームを前記ディスク最内周に移動
   する移動手段と、 前記光ビームを集光するレンズのレンズチルトを所定の
   範囲内で変更するチルト変更手段と、 前記ディスクの反射光からトラッキングエラーを検出
   し、トラッキングエラー信号を発生するトラッキングエ
   ラー検出手段と、 前記チルト変更手段により前記レンズチルトが変更され
   ているとき、前記トラッキングエラー検出手段から提供
   される前記トラッキングエラー信号の振幅ピーク値が最
   大になる最適レンズチルトを検出するチルト検出手段
   と、 前記チルト検出手段により検出された前記最適レンズチ
   ルトを、前記チルト補正手段のレンズチルトの初期値と
   して設定する設定手段とを具備することを特徴とする請
   求項２記載の光ディスク装置。
4. 【請求項４】ディスクに照射された光ビームの反射光か
   らフォーカスエラーを検出し、前記光ビームを前記ディ
   スクにジャストフォーカスされるためのフォーカス制御
   信号を発生させるステップと、 発生された前記フォーカス制御信号のバイアス成分を検
   出するステップと、 検出された前記バイアス成分を微分し、前記ディスクの
   チルト補正量を検出するステップとを具備することを特
   徴とするディスクチルト検出方法。
5. 【請求項５】ディスクに照射された光ビームの反射光か
   らフォーカスエラーを検出し、前記光ビームを前記ディ
   スクにジャストフォーカスされるためのフォーカス制御
   信号を発生させるステップと、 発生された前記フォーカス制御信号のバイアス成分を検
   出するステップと、 検出された前記バイアス成分を微分し、前記ディスクの
   チルト補正量を検出するステップと、 検出された前記チルト補正量に基づいてチルト補正する
   ステップとを具備することを特徴とするディスクチルト
   検出方法。