JP2001176102A - チルト検出装置、チルト補正装置、チルト検出方法およびチルト補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度のチルト角検出値を得ることができ、
コストアップを招くことがなく、ヘッド部の構成も簡単
なチルト検出、補正装置及び方法を提供する。 【解決手段】 ディスクの記録面に光ビームを照射する
発光手段と、反射光を受光し、受光光量に応じた信号を
出力するセンサ７と、センサからの信号を入力し、入力
した信号の振幅を出力する信号変換器１３と、正弦波信
号発生器１８と、正弦波信号発生器の出力と信号変換器
の出力とを入力し、これらの入力の積を出力する乗算器
１４と、乗算器の出力を入力し、この入力の積分値を出
力する積分器１５と、所定の直流成分を出力する直流成
分出力手段１６と、直流成分出力手段の出力と正弦波信
号発生器の出力とを入力し、これらの入力の和を出力す
る加算器１７と、加算器の出力によって駆動され、光ビ
ームとディスクの記録面とのチルトによって発生する収
差を補正する収差補正手段１０とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクプレー
ヤ等の光ヘッドのチルトサーボ装置における、チルト検
出および補正に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、対物レンズで小さく
絞り込んだ光ビームによって、ディスク上の微細なマー
ク（ピット）を走査し、記録された情報を再生する装置
である。

【０００３】このとき、ディスクの反り、面振れ等によ
って、ディスク面が、光ヘッドからの光ビームに対して
傾斜することがある。このような場合には、光ディスク
に記録された情報を再生するための光ビームが、ディス
ク面に対して傾斜して入射されることになるので、正確
な読み取りが困難となる。

【０００４】図５は、光ビームによって形成される光ス
ポットの、ディスク面の傾斜（チルト）による変化を示
す図である。なお、図５の下側の図は、光スポットの形
状を示し、上側の図は、これらの光スポットにおける光
の強度分布を示している。

【０００５】図５（ｂ）は、光ビームとディスク面とが
垂直であった場合の光スポットの形状および強度分布で
あり、光スポットの形状は対称な形状となる。これに対
し、図５（ａ）および（ｃ）は、光ビームに対してディ
スク面が傾斜していた場合の光スポットの形状および強
度分布であり、ディスク上の光スポットには、コマ収差
が発生し、光スポットの形状は非対称な形状となる。

【０００６】光ディスク装置は、このような収差が発生
することを防止するため、例えば、光ヘッドの光軸をデ
ィスク面に対して垂直に保つように補正するチルトサー
ボ装置を備えている。このチルトサーボ装置は、光ヘッ
ドが射出する光ビームと、ディスク面との傾斜をチルト
量として検出するためのチルト検出手段を備えている。

【０００７】チルト量は、一般に、チルトセンサによっ
て検出することができる。チルトセンサを、光ディスク
に記録された情報を再生するための光ビームを発する光
学系とは別に設けることによって、チルト検出手段を構
成する場合には、チルトセンサと光ヘッドの対物レンズ
との干渉を避けるため、両者の間にはある程度の距離が
必要である。しかし、両者間の距離をできるだけ近づけ
ることにより、近似的に、光スポットが投影されている
位置のディスク面の傾斜量を得ることはできる。

【０００８】図６は、従来の光ディスク装置のヘッド部
の構成の一例を示す斜視図である。光ディスク１０１の
下方に位置するヘッド部１０２の上面には、光ヘッドの
対物レンズ１０３と、チルト検出手段のチルトセンサ１
０４とが別々に設けられている。チルトセンサ１０４
を、対物レンズ１０３から射出された光ビーム１０５に
よる光スポット１０６が通る、ディスク面のトラック１
０７上に概略一致して配置することにより、このチルト
センサ１０４によって、光スポット１０６の位置の傾斜
量を近似的に検出している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成のヘ
ッド部は、光スポットとチルトセンサの位置とが完全に
は一致していないことから、チルトセンサによる検出値
が誤差を含むことを避けられず、例えば、ディスクの記
録密度の高密度化に伴って、高度のチルト補正が要求さ
れる場合には、十分な精度が確保できないという問題が
ある。

【００１０】また、光ヘッドとチルト検出手段とが別に
設けられているので、部品点数の増加によるコストアッ
プを招くと共に、ヘッド部の構成が複雑になるという問
題がある。

【００１１】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、精度の高い検出値を得ることができ、か
つ、コストアップを招くことがなく、ヘッド部の構成も
簡単なチルト検出装置、方法、およびこのチルト検出装
置、方法を利用したチルト補正装置、方法を提供するも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、情報が記録されたディスクの記録面に光ビームを照
射する発光手段と、この発光手段によって照射された光
ビームが、前記ディスクの記録面で反射された反射光を
受光し、受光した光量に応じた信号を出力するセンサ
と、このセンサが出力する信号を入力し、入力した信号
の振幅を示す信号を出力する信号変換器と、正弦波信号
を出力する正弦波信号発生器と、この正弦波信号発生器
の出力と、前記信号変換器の出力とを入力し、これらの
入力の積を出力する乗算器と、この乗算器の出力を入力
し、この入力の積分値を出力する積分器と、所定の直流
成分を出力する直流成分出力手段と、この直流成分出力
手段の出力と、前記正弦波信号発生器の出力とを入力
し、これらの入力の和を出力する加算器と、この加算器
の出力によって駆動され、前記光ビームとディスクの記
録面とのチルトによって発生する収差を補正する収差補
正手段とを有することを特徴とするチルト検出装置であ
る。

【００１３】請求項２に記載の発明は、情報が記録され
たディスクの記録面に光ビームを照射する発光手段と、
この発光手段によって照射された光ビームが、前記ディ
スクの記録面で反射された反射光を受光し、受光した光
量に応じた信号を出力するセンサと、このセンサが出力
する信号を入力し、入力した信号の振幅を示す信号を出
力する信号変換器と、正弦波信号を出力する正弦波信号
発生器と、この正弦波信号発生器の出力と、前記信号変
換器の出力とを入力し、これらの入力の積を出力する乗
算器と、この乗算器の出力を入力し、この入力の積分値
を出力する積分器と、この積分器が出力する積分値を入
力し、所定の直流成分を出力する直流成分出力手段と、
この直流成分出力手段の出力と、前記正弦波信号発生器
の出力とを入力し、これらの入力の和を出力する加算器
と、この加算器の出力によって駆動され、前記光ビーム
とディスクの記録面とのチルトによって発生する収差を
補正する収差補正手段とを有し、前記直流成分出力手段
は、この直流成分出力手段に入力された積分値に応じ
て、この直流成分出力手段が出力する直流成分の値を変
化させることを特徴とするチルト補正装置である。

【００１４】請求項３に記載の発明は、情報が記録され
たディスクの記録面に光ビームを照射し、照射された光
ビームが、前記ディスクの記録面で反射された反射光を
受光し、受光した光量に応じた信号を出力し、出力され
た信号を入力し、入力した信号の振幅を示す信号を出力
し、正弦波信号を出力し、出力された正弦波信号と、前
記正弦波信号とを入力し、これらの入力の積を出力し、
出力された積を入力し、この入力の積分値を出力し、所
定の直流成分を出力し、出力された直流成分と、前記正
弦波信号とを入力し、これらの入力の和を出力し、出力
された和によって、前記光ビームとディスクの記録面と
のチルトによって発生する収差を補正することを特徴と
するチルト検出方法である。

【００１５】請求項４に記載の発明は、情報が記録され
たディスクの記録面に光ビームを照射し、照射された光
ビームが、前記ディスクの記録面で反射された反射光を
受光し、受光した光量に応じた信号を出力し、出力され
た信号を入力し、入力した信号の振幅を示す信号を出力
し、正弦波信号を出力し、出力された正弦波信号と、前
記正弦波信号とを入力し、これらの入力の積を出力し、
出力された積を入力し、この入力の積分値を出力し、出
力された積分値を入力し、所定の直流成分を出力し、出
力された直流成分と、前記正弦波信号とを入力し、これ
らの入力の和を出力し、出力された和によって、前記光
ビームとディスクの記録面とのチルトによって発生する
収差を補正し、前記積分値に応じて、直流成分の値を変
化させることを特徴とするチルト補正方法である。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態における、光
ディスクプレーヤ等の情報再生装置の全体構成を、図１
を参照して説明する。光ディスク１の、再生すべき情報
が記録されたトラック２上には、ピット２ａが形成さ
れ、ピット２ａが形成された面と向かい合う位置に、記
録された情報を再生するためのヘッド３が配置されてい
る。

【００１７】ヘッド３は、レーザ光を発するレーザダイ
オード４と、このレーザダイオード４が発するレーザ光
を平行光にするコリメータレンズ４ａと、ビームスプリ
ッタ５と、平行光を光ディスク１のピット２ａが形成さ
れた記録面２ｂに集光し、かつ、この記録面２ｂからの
反射光を再度平行光にする対物レンズ６と、平行光とさ
れた反射光を集光するコリメータレンズ７ａと、このコ
リメータレンズ７ａが集光した反射光を受光するセンサ
７とを内蔵している。

【００１８】レーザダイオード４が発するレーザ光は、
コリメータレンズ４ａで平行光とされ、ビームスプリッ
タ５で反射され、対物レンズ６で集光されて光ビーム８
ａとなり、この光ビーム８ａにより、光ディスク１のト
ラック２上に光スポット８が投影される。トラック２上
のピット２ａによって強度変調された反射光は、再度対
物レンズ６を経由してビームスプリッタ５まで戻され、
このビームスプリッタ５を透過し、コリメータレンズ７
ａで集光され、センサ７で受光される。センサ７は、受
光された光、すなわちピット２ａで強度変調された光に
応じたＲＦ信号を出力する。

【００１９】ヘッド３が有する対物レンズ６は、フォー
カスアクチュエータ９によって、前記光ビーム８ａの光
軸１１と平行な方向、すなわちＺ軸方向に動かされ、ト
ラック２上の光スポット８のフォーカスが調整される。

【００２０】ヘッド３には、収差補正手段の一種である
チルト素子１０が設けられていて、このチルト素子１０
は、光ビーム８ａの光軸１１を傾斜させる。このチルト
素子１０は、光ディスク１の半径方向Ｒ（以下、ラジア
ル方向と記す）およびトラック２の接線方向Ｔ（以下、
タンジェンシャル方向と記す）に、光軸１１を傾斜させ
ることができる。

【００２１】なお、上記収差補正手段の具体的な実現手
段は、上記のような光ビーム８ａの光軸１１を傾斜させ
る手段のみに限定されず、光ビーム８ａと光ディスク１
の記録面２ｂとのチルトによって発生する収差を補正で
きる手段であれば何でもよい。収差補正手段の具体例と
しては、ヘッド３全体を傾けるもの、ヘッド３が内蔵す
る対物レンズ６のみを傾けるもの、レーザ光の光路中に
液晶を置き、この液晶によってレーザ光の位相差をキャ
ンセルし、収差を補正するものなどがある。

【００２２】フォーカスアクチュエータ９およびチルト
素子１０は、制御手段１２によって制御される。

【００２３】次に、本実施形態における制御手段１２の
内部構成を図２を参照して説明する。制御手段１２は、
信号変換器１３、乗算器１４、積分器１５、直流成分出
力手段１６、加算器１７、正弦波信号発生器１８、係数
器１９を内蔵している。

【００２４】信号変換器１３は、前記センサ７が出力す
るＲＦ信号を入力し、入力されたＲＦ信号の振幅、すな
わちＲＦ振幅を示す信号を出力する。出力されたＲＦ振
幅を示す信号は、乗算器１４に入力される。乗算器１４
には、さらに、正弦波信号発生器１８が出力する正弦波
信号ｓｉｎ（ωｔ）が入力される。乗算器１４は、これ
らの入力、すなわち前記ＲＦ振幅を示す信号と、正弦波
信号ｓｉｎ（ωｔ）とを乗算し、乗算結果を出力する。

【００２５】出力された乗算結果は、積分器１５に入力
され、この積分器１５は、入力された前記乗算結果を積
分し、積分結果を出力する。出力された積分結果は、直
流成分出力手段１６に入力され、この直流成分出力手段
１６は、入力に応じた直流成分αを出力する。

【００２６】出力された直流成分αは、加算器１７に入
力される。一方、前記正弦波信号発生器１８が出力する
正弦波信号ｓｉｎ（ωｔ）は、係数器１９にも入力さ
れ、この係数器１９は、入力された正弦波信号ｓｉｎ
（ωｔ）に係数ｈをかけたｈ・ｓｉｎ（ωｔ）を出力す
る。出力されたｈ・ｓｉｎ（ωｔ）は、前記加算器１７
に入力される。加算器１７は、二つの入力、すなわちｈ
・ｓｉｎ（ωｔ）と、前記直流成分αとを加算し、加算
結果であるα＋ｈ・ｓｉｎ（ωｔ）を出力する。この出
力は、前記チルト素子１０に印加される。

【００２７】次に、本実施形態の動作を説明する。正弦
波信号発生器１８が出力する正弦波信号ｓｉｎ（ωｔ）
は、係数器１９を経てｈ・ｓｉｎ（ωｔ）とされる。こ
のｈ・ｓｉｎ（ωｔ）と、直流成分出力手段１６が出力
する直流成分αとが加算器１７で加算され、加算結果で
あるα＋ｈ・ｓｉｎ（ωｔ）が、チルト素子１０に印加
される。チルト素子１０は、印加された信号に応じて、
ヘッド３のチルト角を変化させる。

【００２８】図３は、チルト素子１０による、ヘッド３
のチルト角の変化すなわち補正量（図中の横軸）と、こ
のチルト角においてセンサ７が出力するＲＦ信号の振幅
すなわちＲＦ振幅（図中の縦軸）との関係を示す図であ
る。

【００２９】加算器１７が出力するα＋ｈ・ｓｉｎ（ω
ｔ）がチルト素子１０に印加されると、チルト角（チル
ト素子による補正量）は、印加された値に比例した量だ
け変化する。ここで、α≫ｈ・ｓｉｎ（ωｔ）であるよ
うに、αおよびｈが設定されている。従って、チルト角
は、直流成分αによって決まる定常値に、微小な振動ｈ
・ｓｉｎ（ωｔ）が重畳された値となる。

【００３０】図３において、α＝α１であれば、チルト
素子による補正量は、α１＋ｈ・ｓｉｎ（ωｔ）とな
り、このときのＲＦ振幅は、図の右側の実線で示した波
形となる。また、α＝αｔｏｐであれば、補正量はαｔ
ｏｐ＋ｈ・ｓｉｎ（ωｔ）となり、α＝α２であれば、
補正量はα２＋ｈ・ｓｉｎ（ωｔ）となる。

【００３１】図４は、上記ｓｉｎ（ωｔ）とＲＦ振幅と
の関係に加えて、これらの信号と、乗算器１４が出力す
る乗算結果と、積分器１５が出力する積分結果との関係
を示す図である。図４の左側の波形は、α＝αｔｏｐの
ときの関係であり、中央の波形は、α＝α１のときの関
係であり、右側の波形は、α＝α２のときの関係であ
る。

【００３２】図４の左側の波形によれば、α＝αｔｏｐ
のとき、ＲＦ振幅の符号は常に−になる。従って、符号
が＋と−とを繰り返すｓｉｎ（ωｔ）と、符号が常に−
であるＲＦ信号との乗算結果は、ｓｉｎ（ωｔ）と符号
が逆になるが、やはり＋と−とを繰り返す信号となる。
この信号を積分器１５で平滑した積分結果は、０レベル
となる。

【００３３】図４の中央の波形によれば、α＝α１のと
き、ＲＦ振幅の符号は、常にｓｉｎ（ωｔ）と同一とな
る。従って、ｓｉｎ（ωｔ）とＲＦ信号との乗算結果
は、常に符号が＋になる。この信号を積分器１５で平滑
した積分結果は、符号が＋となる。

【００３４】図４の右側の波形によれば、α＝α２のと
き、ＲＦ振幅の符号は、常にｓｉｎ（ωｔ）と逆にな
る。従って、ｓｉｎ（ωｔ）とＲＦ信号との乗算結果
は、常に符号が−になる。この信号を積分器１５で平滑
した積分結果は、符号が−となる。

【００３５】従って、積分器１５が出力する積分結果の
符号から、チルト素子による補正量すなわちチルト角
が、垂直からどちらの方向に傾いているかを検出するこ
とができる。

【００３６】また、この積分結果は、直流成分出力手段
１６に入力され、この直流成分出力手段１６は、入力さ
れた積分結果に応じた直流成分αを出力する。すなわ
ち、直流成分出力手段１６は、入力が０レベルであれば
出力αを変化させず、入力の符号が＋であれば出力αを
増加させ、入力の符号が−であれば出力αを減少させ
る。

【００３７】例えば、図３において、α＝α１であれ
ば、積分結果の符号は＋となるので、直流成分出力手段
１６の出力α１は増加させられる。その結果、最終的に
は、α＝αｔｏｐの状態に移行される。α＝αｔｏｐと
なれば、積分結果は０レベルとなり、直流成分出力手段
１６の出力αｔｏｐは固定される。

【００３８】また、α＝α２であれば、積分結果の符号
は−となるので、直流成分出力手段１６の出力α２は減
少させられる。その結果、最終的には、やはりα＝αｔ
ｏｐの状態に移行される。α＝αｔｏｐとなれば、積分
結果は０レベルとなり、直流成分出力手段１６の出力α
ｔｏｐは固定される。

【００３９】直流成分出力手段１６の出力がαｔｏｐと
なり、従って、このαｔｏｐを入力する加算手段１７の
出力がαｔｏｐ＋ｈ・ｓｉｎ（ωｔ）となれば、この出
力によって駆動されるチルト素子１０による補正量も、
αｔｏｐ＋ｈ・ｓｉｎ（ωｔ）に比例した値になる。図
３によれば、このとき、ＲＦ振幅は最大になり、これは
ヘッド３の光軸１１と光ディスク１の記録面２ｂとのチ
ルト角が垂直になったことを意味する。従って、以上の
動作によって、チルト角が垂直に補正される。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、光スポットを投影する
手段と、チルト角を検出する手段とを共通化することが
でき、光スポットが投影される位置と、チルト角を検出
する位置とを完全に一致させることができるので、高い
精度のチルト角の検出値を得ることができる。また、上
記のようにして得られた高精度のチルト角の検出値を用
いて、高精度のチルト角の補正を行うことができる。

【００４１】また、光スポットを投影する手段と、チル
ト角を検出する手段とを共通化することができるので、
部品点数を増加させることがなく、コストを抑えられる
と共に、ヘッド部の構成を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である情報再生装置の全
体構成図。

【図２】 本発明の一実施形態における制御手段１２の
内部構成図。

【図３】 チルト素子によるチルト角の補正量とＲＦ振
幅との関係を示す図。

【図４】 ｓｉｎ（ωｔ）、ＲＦ振幅、乗算結果、積分
結果の関係を示す図。

【図５】 光ビームによって形成される光スポットの、
ディスク面の傾斜による変化を示す図。

【図６】 従来の光ディスク装置のヘッド部の構成の一
例を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 光ディスク（ディスク） ２ トラック ２ａ ピット ２ｂ 記録面 ３ ヘッド ４ レーザダイオード ４ａ コリメータレンズ ５ ビームスプリッタ ６ 対物レンズ ７ センサ ７ａ コリメータレンズ ８ 光スポット ８ａ 光ビーム ９ フォーカスアクチ
ュエータ １０ チルト素子（収差補正手段） １１ 光軸 １２ 制御手段 １３ 信号変換器 １４ 乗算器 １５ 積分器 １６ 直流成分出力手段 １７ 加算器 １８ 正弦波信号発生器 １９ 係数器 １０１ 光ディスク １０２ ヘッド部 １０３ 対物レンズ １０４ チルトセンサ １０５ 光ビーム １０６ 光スポット １０７ トラック

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報が記録されたディスクの記録面に光
   ビームを照射する発光手段と、 この発光手段によって照射された光ビームが、前記ディ
   スクの記録面で反射された反射光を受光し、受光した光
   量に応じた信号を出力するセンサと、 このセンサが出力する信号を入力し、入力した信号の振
   幅を示す信号を出力する信号変換器と、 正弦波信号を出力する正弦波信号発生器と、 この正弦波信号発生器の出力と、前記信号変換器の出力
   とを入力し、これらの入力の積を出力する乗算器と、 この乗算器の出力を入力し、この入力の積分値を出力す
   る積分器と、 所定の直流成分を出力する直流成分出力手段と、 この直流成分出力手段の出力と、前記正弦波信号発生器
   の出力とを入力し、これらの入力の和を出力する加算器
   と、 この加算器の出力によって駆動され、前記光ビームとデ
   ィスクの記録面とのチルトによって発生する収差を補正
   する収差補正手段とを有することを特徴とするチルト検
   出装置。
2. 【請求項２】 情報が記録されたディスクの記録面に光
   ビームを照射する発光手段と、 この発光手段によって照射された光ビームが、前記ディ
   スクの記録面で反射された反射光を受光し、受光した光
   量に応じた信号を出力するセンサと、 このセンサが出力する信号を入力し、入力した信号の振
   幅を示す信号を出力する信号変換器と、 正弦波信号を出力する正弦波信号発生器と、 この正弦波信号発生器の出力と、前記信号変換器の出力
   とを入力し、これらの入力の積を出力する乗算器と、 この乗算器の出力を入力し、この入力の積分値を出力す
   る積分器と、 この積分器が出力する積分値を入力し、所定の直流成分
   を出力する直流成分出力手段と、 この直流成分出力手段の出力と、前記正弦波信号発生器
   の出力とを入力し、これらの入力の和を出力する加算器
   と、 この加算器の出力によって駆動され、前記光ビームとデ
   ィスクの記録面とのチルトによって発生する収差を補正
   する収差補正手段とを有し、 前記直流成分出力手段は、この直流成分出力手段に入力
   された積分値に応じて、この直流成分出力手段が出力す
   る直流成分の値を変化させることを特徴とするチルト補
   正装置。
3. 【請求項３】 情報が記録されたディスクの記録面に光
   ビームを照射し、 照射された光ビームが、前記ディスクの記録面で反射さ
   れた反射光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力
   し、 出力された信号を入力し、入力した信号の振幅を示す信
   号を出力し、 正弦波信号を出力し、 出力された正弦波信号と、前記正弦波信号とを入力し、
   これらの入力の積を出力し、 出力された積を入力し、この入力の積分値を出力し、 所定の直流成分を出力し、 出力された直流成分と、前記正弦波信号とを入力し、こ
   れらの入力の和を出力し、 出力された和によって、前記光ビームとディスクの記録
   面とのチルトによって発生する収差を補正することを特
   徴とするチルト検出方法。
4. 【請求項４】 情報が記録されたディスクの記録面に光
   ビームを照射し、 照射された光ビームが、前記ディスクの記録面で反射さ
   れた反射光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力
   し、 出力された信号を入力し、入力した信号の振幅を示す信
   号を出力し、 正弦波信号を出力し、 出力された正弦波信号と、前記正弦波信号とを入力し、
   これらの入力の積を出力し、 出力された積を入力し、この入力の積分値を出力し、 出力された積分値を入力し、所定の直流成分を出力し、 出力された直流成分と、前記正弦波信号とを入力し、こ
   れらの入力の和を出力し、 出力された和によって、前記光ビームとディスクの記録
   面とのチルトによって発生する収差を補正し、 前記積分値に応じて、直流成分の値を変化させることを
   特徴とするチルト補正方法。