JP2002150588A - 光ヘッドの光軸調整方法および光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光記録媒体や、温度変化、経時変化等の動作
環境に対応してチルト角調整およびフォーカス調整の行
なえる光ピックアップ調整方法を提供する。 【解決手段】 線速一定で回転駆動される光ディスク上
にレーザビームが形成するビームスポット１のスポット
径よりも長い所定長のピット２およびランドからなるピ
ットランドパターンから得たＲＦ信号のエッジ波形の変
化率を最大にする角度に光ピックアップのチルト角およ
びフォーカス位置を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ピックアップ
の光軸調整方法および光情報記録再生装置に関するもの
であり、特に、光記録媒体や温度変化、経時変化等の動
作環境にも対応できるチルト調整およびフォーカス調整
を可能にする光ヘッドの光軸調整方法および光情報記録
再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光記録媒体の高記録密度化に
は、照射レーザ波長を短くし、かつ、対物レンズの開口
数ＮＡを大きくすることが良くとられる手段である。

【０００３】しかし、この場合、対物レンズの光軸が光
記録媒体の記録面の垂直線とわずかに傾いただけで波面
収差（主としてコマ収差）が発生するため、光ヘッドの
光軸が光ディスクの記録面の垂直線からずれる角度、い
わゆるチルト角に対するマージンが小さくなり、また、
この直交関係のずれが発生すると、再生した信号の識別
誤りの頻度が高くなり、最適な状態での記録または再生
が行なえなくなるという問題を生じる。

【０００４】また、光記録媒体の高密度化には、対物レ
ンズのフォーカス位置をより精密に制御することが必要
となる。

【０００５】通常、光情報記録再生装置では、そのフォ
ーカス位置を予め求められた最適な位置に制御されるよ
うに調整されているが、より精密にフォーカス位置を制
御するためには、例えば、光記録媒体の種類や状態、温
度等を含めた装置の使用環境等に適合してフォーカス位
置を最適な位置に制御することが重要となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
光記録媒体の記録面の垂直線に対して光ヘッドの光軸が
なす角度の調整、即ちチルト角調整は、光情報記録再生
装置の生産時における初期調整のときに行なわれるのみ
で、光情報記録再生装置自体に自動で調整する機能は付
加されない。

【０００７】したがって、経年変化等による光ヘッドの
光学系のずれや光記録媒体の歪み、光記録媒体毎および
光情報記録再生装置毎のばらつき、また、動作環境の変
化等に応じて、リアルタイムにチルト角調整を行なうこ
とができなかった。

【０００８】また、従来、対物レンズのフォーカス位置
の調整、即ちフォーカス調整は、光情報記録再生装置の
生産時に行なうか、若しくは、再生信号のジッタ値をフ
ォーカスエラー信号として検出して良好なジッタ値とな
るようにフォーカス調整を行なっていた。

【０００９】しかしながら、光情報記録再生装置の生産
時にだけフォーカス調整行なうのでは、経年変化等によ
る光ヘッドの光学系のずれや光記録媒体の厚みの差等に
対応することができず、また、ジッタ値を検出する方法
においては、装置の回路構成が複雑になり装置自体のコ
ストアップにつながり好ましくない。

【００１０】そこで、この発明は、各光情報記録再生装
置毎にチルト角調整およびフォーカス調整が簡易かつ確
実に行なえるようにした光ヘッドの光軸調整方法および
光情報記録再生装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、この発明は、光情報記録媒体に光ビームを照射す
る光ヘッドの光軸調整方法において、前記光情報記録媒
体の記録トラック上を前記光ビームにより線速一定で走
査して該光ビームの予測スポット径より長いピットが該
光ビームの予測径より長い間隔をおいて記録されたピッ
トパターンを読み取るとともに、前記光情報記録媒体の
記録面の垂線に対する前記光ヘッドの光軸のタンジェン
シャル方向の角度を段階的に変化させ、該読み取りによ
り得た読取信号のエッジ波形の変化率が最大になる前記
光ヘッドの光軸のタンジェンシャル方向の角度を最適チ
ルト角として求め、前記記録面の垂線に対する前記光ヘ
ッドの光軸のタンジェンシャル方向の角度を前記最適チ
ルト角に調節することを特徴とする。

【００１２】また、前記光軸調整方法は、前記光情報記
録媒体の記録トラック上を前記光ビームにより線速一定
で走査して該光ビームの予測スポット径より長いピット
が該光ビームの予測径より長い間隔をおいて記録された
ピットパターンを読み取るとともに、前記光情報記録媒
体に対する前記光ヘッドの光学系のフォーカス位置を段
階的に変化させて、前記読み取りにより得た読取信号の
エッジ波形の変化率が最大になる位置を最適フォーカス
位置として求め、前記光情報記録媒体に対する前記光ヘ
ッドの光学系のフォーカス位置を前記最適フォーカス位
置に調整することを特徴とする。

【００１３】また、この発明は、光情報記録媒体上の記
録トラック上を光ビームにより線速一定で走査すること
により前記光情報記録媒体上に情報の記録、再生を行う
光情報記録再生装置において、前記記録トラック上に記
録された前記光ビームの予測スポット径より長いピット
が前記光ビームの予測径より長い間隔をおいて記録され
たピットパターンを前記光ビームにより読み取る読取手
段と、前記読取手段の光軸のタンジェンシャル方向の角
度を段階的に変化させるチルト角度調整手段と、前記チ
ルト角調整手段で調整された段階的に変化する各角度に
おいて前記読取手段から出力される読取信号のエッジ波
形の変化率に基づき前記光情報記録媒体の記録面の垂線
に対する前記光ビームの光軸の最適角度を検出する最適
チルト角検出手段とを具備することを特徴とする。

【００１４】また、前記光情報記録再生装置は、前記光
ビームのフォーカス位置を段階的に変化させるフォーカ
ス調整手段と、前記フォーカス位置調整手段で調整され
た段階的に変化する各フォーカス位置において前記読取
手段から出力される読取信号のエッジ波形の変化率に基
づき前記光情報記録媒体に対する前記光ビームの光学系
の最適フォーカス位置を検出する最適フォーカス位置検
出手段とをさらに具備することを特徴とする。

【００１５】なお、前記ピットパターンは、前記光情報
記録媒体に記録された所望の情報に対応するピットパタ
ーンから抽出することも可能であるし、前記光情報記録
媒体に記録された所望の情報に対応するピットパターン
とは別に予め形成しておいても良い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる光情報記
録再生装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説
明する。

【００１７】なお、この実施の形態では、光記録媒体の
一例として光ディスクを例に説明する。

【００１８】まず、この実施の形態の基本概念から説明
する。

【００１９】通常、光ディスクには、その記録面に、記
録トラックにそってピットが形成され、このピットとピ
ット以外の部分（ランド）によるピット−ランドパター
ンとして情報の記録がなされている。

【００２０】そして、レーザビームをこの記録トラック
に沿って照射すると、上記ピット−ランドパターンによ
ってレーザビームが変調され、この変調によるレーザビ
ームの光ディスクからの戻り光の光量の変化を受光素子
において検出し、この光量の変化に基づいてＲＦ信号が
生成される。

【００２１】ここで、レーザビームがピットを照射する
ときの戻り光の光量は、ランドを照射するときの戻り光
の光量よりも少ない。

【００２２】従って、上記光ディスクからの戻り光の光
量は、レーザビームが光ディスクの記録面に形成するビ
ームスポット内にピットが存在しないときに最大とな
り、逆に、ピット長手方向においてビームスポットが自
身の径よりも長いピットによって飽和しているときに最
少となる。

【００２３】図１は、ビームスポット１がランドからピ
ット、若しくはピットからランドへ移行する様子、つま
り、ビームスポット１内をピットエッジが通過する様子
とＲＦ信号との関係を示した図である。

【００２４】ここで、図１に示すピット２のピット長、
および、このピット２と前後するランドのランド長は、
ビームスポット１の径よりも長いものとする。

【００２５】さて、図１において、（ａ）に示すよう
に、ビームスポット１内にピット２が存在しないとき、
ビームスポット１からの戻り光の光量は最大となり、逆
に、（ｃ）に示すように、ビームスポット１がピット長
手方向においてピット２で飽和しているとき、ビームス
ポット１からの戻り光の光量は最小となる。

【００２６】また、（ｂ）および（ｄ）に示すように、
ピットエッジがビームスポット１内を通過する過程にあ
るときには、それに対応して戻り光の光量が変化する。

【００２７】つまり、（ｂ）に示すように、ビームスポ
ット１内にピット２が進入してくるとき、ビームスポッ
ト１からの戻り光の光量は減少し、逆に、（ｄ）に示す
ように、ビームスポット１内からピット２が出ていくと
き、ビームスポット１からの戻り光の光量は増加する。

【００２８】この、図１（ａ）〜（ｄ）に示す状態に対
応するＲＦ信号の波形を、図１（ｅ）にグラフ１で示
す。

【００２９】なお、このグラフ１において矢印で示すａ
〜ｄの部分は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すそれぞれの状
態におけるビームスポット１からの戻り光に対応するＲ
Ｆ信号である。

【００３０】ここで、通常、光ディスクは、線速一定で
回転駆動されるので、ピットエッジはビームスポット１
内を一定速度で通過する。

【００３１】したがって、スポット径が小さいほど、ピ
ットエッジがビームスポット１内を通過するのに要する
時間は短くなり、逆に、スポット径が大きいほど、ピッ
トエッジがビームスポット１内を通過するのに要する時
間は長くなる。

【００３２】つまり、レーザビームの光軸が光ディスク
の記録面の垂線と一致していて（チルト角が生じていな
い）、かつ、このレーザビームが光ディスクの記録面で
十分に絞られているとき（適切にフォーカス調整されて
いる）、ビームスポット１のスポット径は最小となり、
したがって、ピットエッジがこのビームスポット１内を
通過するのに要する時間は最短となる。

【００３３】すなわち、チルト角が生じておらず、か
つ、フォーカスが適切であれば、ピットエッジがビーム
スポット１内を通過する過程にあるときの当該ビームス
ポット１からの戻り光の光量に対応するＲＦ信号、つま
り、ＲＦ信号の立上がりおよび立下り部分（以下、エッ
ジ波形という）の変化率は最大となる。

【００３４】そこで、例えば、ＲＦ信号の振幅電圧の９
０%にあたる電圧をＶ１、１０%にあたる電圧をＶ２と
し、ＲＦ信号がＶ１からＶ２（若しくはＶ２からＶ１）
に変化するまでの時間をｔとしたとき、ＲＦ信号のエッ
ジ波形の変化率ａは ａ＝｜Ｖ１−Ｖ２｜／ｔ と表せる。

【００３５】したがって、チルト角およびフォーカス位
置を段階的に変化させながら光ディスクからＲＦ信号を
再生し、このＲＦ信号のエッジ波形の変化率ａを最大に
するチルト角およびフォーカス位置を探すことにより、
最適なチルト角調整およびフォーカス調整を行うことが
できる。

【００３６】なお、エッジ波形の変化率ａを求めるため
に利用するＲＦ信号は、使用するレーザビームのビーム
スポット径よりも長いピットおよびランドの並びに対応
するものに限る。

【００３７】ここで、予想されるビームスポット径より
も長いピットおよびランドの並びからなるピットパター
ンは、光ディスクの情報が記録される若しくは記録され
た領域であるデータ領域の最内周にチルト角およびフォ
ーカス補正用として形成しておいても良いし、また、記
録済みのディスクにこの発明を適用するのであれば、こ
の光ディスクのデータ領域にデータとして記録されてい
るピットパターンから、抽出して使用しても良い。

【００３８】図２は、この発明の光情報記録再生装置の
一実施例の概略構成を示すブロック図である。

【００３９】なお、図２は、光情報記録再生装置の一例
として光ディスク記録再生装置の該略構成を示してい
る。

【００４０】図２に示す光ディスク記録再生装置は、図
示しないディスク挿入口から光ディスク６を挿入し、ス
ピンドルモータ３１によりこのディスク６を線速一定に
回転して、光ピックアップ３４によりディスク６に対す
る情報の再生を行う。

【００４１】ここで、ディスク６の回転速度、すなわち
スピンドルモータ３１の回転速度は、周波数信号発生器
（ＦＧ）３３で検出され、スピンドルモータ３１は、モ
ータドライバ３２を介して制御される。

【００４２】光ピックアップ３４は、フォーカス制御機
能およびトラッキング制御機能を有しており、この光ピ
ックアップ３４のフォーカス制御機能は、フォーカス制
御回路４３により制御され、トラッキング制御機能は、
トラッキング制御回路４４により制御される。

【００４３】また、この光ピックアップ３４は、送りモ
ータ３５によりディスク６の半径方向に移動可能に構成
されており、この送りモータ３５は送り制御回路４５に
よりモータドライバ３６を介して制御される。

【００４４】さらに、この光ピックアップ３４は、チル
トモータ３７により、その光軸をディスク６の円周方向
（タンジェンシャル方向）に傾けることができるように
構成されており、チルトモータ３７はチルト角制御回路
４２によりモータドライバ３８を介して制御される。

【００４５】コントローラ４１は、この光ディスク記録
再生装置の全体動作を統括制御するもので、この発明に
係るチルト角調整およびフォーカス調整を実現するた
め、ディスク６から読み取られたＲＦ信号のスポット径
よりも長いピットおよびランドの並びに対応する部分を
検出してそのエッジ波形の変化率を測定する機能を有
し、測定したエッジ波形の変化率ａをフォーカス制御回
路４３およびチルト角制御回路４２に加え、光ピックア
ップのフォーカス制御機能を制御してフォーカス位置を
制御するとともに、モータドライバ３８を介してチルト
モータ３７を制御して、光ピックアップ３４のディスク
６に対するタンジェンシャル方向の傾き角を制御する。

【００４６】また、この光ピックアップ３４によってデ
ィスクから読み取られる信号には、ＲＦ信号の他にも、
トラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅが含まれる。

【００４７】ヘッドアンプ５１は、トラッキングエラー
信号ＴＥに基づきトラッキング制御回路４４を制御して
光ピックアップ３４のトラッキング制御機能を制御する
とともに、送り制御回路４５と協働して光ピックアップ
３４のディスク６の半径方向における位置を制御し、ま
た、フォーカスエラー信号ＦＥをフォーカス制御回路４
３に加え、光ピックアップ３４のフォーカス制御機能を
制御する。

【００４８】また、信号処理回路５２は、ディスク６か
ら読み取られた情報の内のＲＦ信号、若しくはウォブル
信号に基づき記録位置データとしての絶対時間情報ＡＴ
ＩＰ（ＡＴ）を再生し、ＣＬＶ制御回路４６に加え、デ
ィスク６を線速一定で回転制御する。

【００４９】図３は、図２に示した光ディスク記録再生
装置におけるチルト角調整およびフォーカス調整の動作
を説明するフローチャートである。

【００５０】この光ディスク記録再生装置に光ディスク
６が挿入されると（ステップ７０１でＹＥＳ）、コント
ローラ４１は、チルト角の調整を行なうため、光ディス
ク６の記録面の垂線に対する光ピックアップ３４の光軸
のタンジェンシャル方向の角度（チルト角）を何段階か
に変化させながら、光ディスク６からＲＦ信号を再生
し、各チルト角に対応して得られるＲＦ信号のエッジ波
形の変化率ａを計測して（ステップ７０２）、この変化
率ａを最大とする角度に光ピックアップ３４の角度を調
整する（ステップ７０３）。

【００５１】次に、コントローラ４１は、光ピックアッ
プ３４が有する図示しない対物レンズのフォーカス位置
を何段階かに変化させながら、光ディスク６からＲＦ信
号を再生し、各フォーカス位置に対応して得られるＲＦ
信号のエッジ波形の変化率ａを計測して（ステップ７０
４）、この変化率ａを最大とする位置に対物レンズのフ
ォーカス位置を調整する（ステップ７０５）。

【００５２】なお、上記のチルト角調整およびフォーカ
ス調整の方法は、光ディスク記録再生装置製造時、およ
び光ピックアップ製造時における光学系の調整にも適用
することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、通常の光ディスクから得られる再生信号に基づいて
光ピックアップのチルト角およびフォーカス位置の調整
を行なうので、各光記録媒体ごと、各装置ごとのばらつ
きに対応でき、かつ、使用環境の変化に応じたリアルタ
イムのチルト角調整およびフォーカス調整を簡易かつ確
実に行なえるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の概念を説明する図である。

【図２】この発明に係る光ディスク記録再生装置の構成
の一例を示す図である。

【図３】図３の光ディスク記録再生装置におけるチルト
補正の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ビームスポット ２ ピット ３１ スピンドルモータ ３２ モータドライバ ３４ 光ピックアップ ３３ 周波数信号発生器 ３５ モータ ３６ モータドライバ ３７ チルトモータ ３８ モータドライバ ４１ コントローラ ４２ チルト角制御回路 ４３ フォーカス制御回路 ４４ トラッキング制御回路 ４５ 送り制御回路 ４６ ＣＬＶ制御回路 ５１ ヘッドアンプ ５２ 信号処理回路 ６ 光ディスク

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光情報記録媒体に光ビームを照射する光
   ヘッドの光軸調整方法において、 前記光情報記録媒体の記録トラック上を前記光ビームに
   より線速一定で走査して該光ビームの予測スポット径よ
   り長いピットが該光ビームの予測径より長い間隔をおい
   て記録されたピットパターンを読み取るとともに、 前記光情報記録媒体の記録面の垂線に対する前記光ヘッ
   ドの光軸のタンジェンシャル方向の角度を段階的に変化
   させ、 該読み取りにより得た読取信号のエッジ波形の変化率が
   最大になる前記光ヘッドの光軸のタンジェンシャル方向
   の角度を最適チルト角として求め、 前記記録面の垂線に対する前記光ヘッドの光軸のタンジ
   ェンシャル方向の角度を前記最適チルト角に調節するこ
   とを特徴とする光ヘッドの光軸調整方法。
2. 【請求項２】 前記光情報記録媒体の記録トラック上を
   前記光ビームにより線速一定で走査して該光ビームの予
   測スポット径より長いピットが該光ビームの予測径より
   長い間隔をおいて記録されたピットパターンを読み取る
   とともに、 前記光情報記録媒体に対する前記光ヘッドの光学系のフ
   ォーカス位置を段階的に変化させて、前記読み取りによ
   り得た読取信号のエッジ波形の変化率が最大になる位置
   を最適フォーカス位置として求め、 前記光情報記録媒体に対する前記光ヘッドの光学系のフ
   ォーカス位置を前記最適フォーカス位置に調整すること
   を特徴とする請求項１記載の光ヘッドの光軸調整方法。
3. 【請求項３】 前記ピットパターンは、 前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応する
   ピットパターンから抽出されることを特徴とする請求項
   １記載の光ヘッドの光軸調整方法。
4. 【請求項４】 前記ピットパターンは、 前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応する
   ピットパターンとは別に予め形成されることを特徴とす
   る請求項１記載の光ヘッドの光軸調整方法。
5. 【請求項５】 光情報記録媒体上の記録トラック上を光
   ビームにより線速一定で走査することにより前記光情報
   記録媒体上に情報の記録、再生を行う光情報記録再生装
   置において、 前記記録トラック上に記録された前記光ビームの予測ス
   ポット径より長いピットが前記光ビームの予測径より長
   い間隔をおいて記録されたピットパターンを前記光ビー
   ムにより読み取る読取手段と、 前記読取手段の光軸のタンジェンシャル方向の角度を段
   階的に変化させるチルト角度調整手段と、 前記チルト角調整手段で調整された段階的に変化する各
   角度において前記読取手段から出力される読取信号のエ
   ッジ波形の変化率に基づき前記光情報記録媒体の記録面
   の垂線に対する前記光ビームの光軸の最適角度を検出す
   る最適チルト角検出手段とを具備することを特徴とする
   光情報記録再生装置。
6. 【請求項６】 前記光ビームのフォーカス位置を段階的
   に変化させるフォーカス調整手段と、 前記フォーカス位置調整手段で調整された段階的に変化
   する各フォーカス位置において前記読取手段から出力さ
   れる読取信号のエッジ波形の変化率に基づき前記光情報
   記録媒体に対する前記光ビームの光学系の最適フォーカ
   ス位置を検出する最適フォーカス位置検出手段とをさら
   に具備することを特徴とする請求項５記載の光情報記録
   再生装置。
7. 【請求項７】 前記ピットパターンは、 前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応する
   ピットパターンから抽出されることを特徴とする請求項
   ５記載の光情報記録再生装置。
8. 【請求項８】 前記ピットパターンは、 前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応する
   ピットパターンとは別に予め形成されることを特徴とす
   る請求項５記載の光情報記録再生装置。