JP2002184002A

JP2002184002A - 情報記録再生装置

Info

Publication number: JP2002184002A
Application number: JP2001286454A
Authority: JP
Inventors: Buncho Yamazaki; 文朝山崎; Hideki Aiko; 秀樹愛甲; Akihiro Arai; 昭浩荒井; Toru Nakamura; 徹中村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2002-06-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ラジアルチルトによる記録再生特性の低下を
改善するための、光スポットのオフトラックを、複雑な
アルゴリズムを用いずに行ない、低コストかつ容易に記
録再生特性を改善することができる情報記録再生装置を
提供する。【解決手段】光源１からの光を光スポットとして情報
記録媒体４上に集光する集光光学系と、情報記録媒体４
からの反射光から情報録媒体４上の情報トラックと光ス
ポットとの位置ずれを表す誤差信号を生成する誤差信号
生成手段とを備える情報記録再生装置において、集光光
学系と情報記録媒体４との相対的傾き量を測定するチル
ト測定手段２１と、測定された傾き量に応じた電気的オ
フセットを誤差信号に加えることにより光スポットをオ
フトラックさせるオフセット付加手段１２とを更に備え
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、光スポットを用い
て情報トラックを有する情報記録媒体に対して情報の記
録および／または再生を行う、情報記録再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光を用いる情報記録媒体（以下、
光ディスクという）は、種々の分野で利用されている。
光ディスクは基板に記録層が設けられて構成されてい
る。半導体レーザから出射されたレーザ光は、対物レン
ズを介し集光されて記録層に照射され、これにより記録
層にマークを形成して、情報の記録が行われる。また、
該マークでの反射光から情報の再生が行われる。

【０００３】今日、この様な光ディスクにおいて、記録
できる情報の高密度化が求められている。

【０００４】光ディスク上の情報トラックの間隔（以
下、トラックピッチという）を小さくすることで、光デ
ィスクの高密度化が図れる。しかし、一般的に、プッシ
ュプル法やサンプルサーボ法等のように、光ディスクの
半径方向の反射光量差を利用したトラッキングサーボ方
式では、対物レンズと光ディスクとの相対的な傾き（以
下、「チルト」という。また、特に半径方向のチルトを
「ラジアルチルト」という）が発生すると、コマ収差が
発生して光スポットが劣化し、さらに情報トラックの中
心に対してトラッキング制御の際に使用されるトラッキ
ング誤差信号のゼロクロス点がずれて、情報トラックの
中心に対して光スポットのピーク位置がずれることが知
られている。このような光スポットの劣化や、情報トラ
ックと光スポットピーク位置とのずれは、特にトラック
ピッチが小さい場合には、記録時には隣接する情報トラ
ックの信号を上書きする、いわゆるクロスイレースを、
再生時には隣接する情報トラックの信号を再生する、い
わゆるクロストークを、それぞれ発生させ、記録再生特
性を劣化させる原因となる。

【０００５】以上のような観点から、高密度の光ディス
クに対して記録／再生を行う情報記録再生装置（以下、
光ディスク装置という）においては、光スポットを情報
トラックの所定の位置にオフセットさせる、いわゆるオ
フトラックにより、ラジアルチルトによるクロスイレー
ス及びクロストークを低減し、記録再生特性を改善する
提案がなされている。

【０００６】オフトラックにより記録再生特性を改善さ
せる情報記録再生装置としては、特開平０７−１８２６
９１号公報に記載されたものが知られている。

【０００７】図１５は従来の情報記録再生装置の構成を
示しており、半導体レーザ１０１、偏光ビームスプリッ
タ１０２、対物レンズ１０３、光ディスク１０４、記録
層１０５、光検出器１０６、対物レンズアクチュエータ
１０７、演算回路１１１、オフセット付加回路１１２、
サーボ回路１１３等を有している。

【０００８】この様な構成の情報記録再生装置におい
て、以下、再生時の動作を説明する。

【０００９】半導体レーザ１０１から出射されたレーザ
光は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過し、対物レン
ズ１０３に入射し、光ディスク１０４の記録層１０５上
に集光されて光スポットを形成する。記録層１０５で反
射されたレーザ光は、対物レンズ１０３に戻り、偏光ビ
ームスプリッタ１０２に入射する。レーザ光の偏光方向
により、偏光ビームスプリッタ１０２で反射されて光路
分離が行われ、光検出器１０６に入射する。

【００１０】光検出器１０６に入射したレーザ光は光電
変換され、演算回路１１１によりフォーカス誤差信号及
びトラッキング誤差信号が生成される。サーボ回路１１
３はフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号を用
いて、それぞれ光ディスク１０４の面振れ及び偏心に追
従するように、対物レンズアクチュエータ１０７を駆動
する。

【００１１】ここで、対物レンズ１０３と光ディスク１
０４との間に半径方向の相対的な傾きが生じた場合、す
なわちラジアルチルトが発生した場合、光スポットピー
ク位置ずれが生じ、さらに、光ディスク１０４上の光ス
ポットにはコマ収差が発生するため、信号再生時に隣接
する情報トラックの信号を再生するクロストークが発生
する。クロストークを低減するため、オフセット付加回
路１１２により、トラッキング誤差信号に電気的オフセ
ットを加え、情報トラックのほぼ中心に光スポットピー
ク位置をずらすオフトラックが行われる。

【００１２】以下に、光スポットのオフトラック量を決
定するための手順を示す。

【００１３】光ディスク１０４上の所定の情報トラック
（Ｎ番目とする）の内側隣接トラック（Ｎ−１番目）を
再生し、そのときのＮ番目の情報トラック上に記録され
ている信号の振幅（以下、クロストーク量という）を検
出する。また、Ｎ番目のトラックの外側隣接トラック
（Ｎ＋１番目）を再生し、そのときのＮ番目の情報トラ
ックからのクロストーク量を検出する。

【００１４】次に両クロストーク量の差を検出し、その
値が最小値であるかないかを判断し、最小値でなければ
オフセット付加回路１１２により、トラッキング誤差信
号に電気的なオフセットが加えられ、光スポットをオフ
トラックさせて上記操作を繰り返し、両クロストーク量
の差が最小となるオフトラック量を見つけだす。

【００１５】この様にして見つけだされたオフトラック
量を記憶し、以後、これに対応する電気的オフセットを
トラッキング誤差信号に加えてオフトラックを行なうこ
とで、情報トラックのほぼ中心に光スポットのピーク位
置をずらすことが可能となり、再生特性を改善できる。

【００１６】オフトラックにより記録再生特性を改善さ
せる他の情報記録再生装置としては、特開２０００−１
３２８５５号公報に記載されたものが知られている。

【００１７】図１６は従来の他の情報記録再生装置の構
成を示しており、半導体レーザ１０１、偏光ビームスプ
リッタ１０２、対物レンズ１０３、光ディスク１０４、
記録層１０５、光検出器１０６、対物レンズアクチュエ
ータ１０７、演算回路１１１、オフセット付加回路１１
２、サーボ回路１１３、ＣＰＵ１１４等を有している。
なお、図１５に示した情報記録再生装置と同一の構成要
素には同一の符号を用いて、それらの説明を省略する。

【００１８】以下に、光スポットのオフトラック量を決
定するための手順を示す。

【００１９】光検出器１０６に入射したレーザ光は光電
変換され、演算回路１１１で演算されて、ＣＰＵ１１４
にて再生ジッタとして検出される。検出された再生ジッ
タが所定の比較値より悪いとＣＰＵ１１４が判断する
と、オフセット付加回路１１２はＣＰＵ１１４の指示に
基づいてトラッキング誤差信号に所定の電気的オフセッ
トを加え、情報トラックのほぼ中心に光スポットピーク
位置をずらすオフトラックが行われる。最適なオフトラ
ック量の決定は、例えばＣＰＵ１１４が検出する再生ジ
ッタが最適化されるまでオフトラックを繰り返すことで
行う。あるいは、エラーレートを検出し、エラーレート
が最適化されるまでオフトラックを繰り返すことでも、
同様の効果が得られる。

【００２０】あるいは、例えば、再生信号振幅検出装置
（図示せず）により再生信号振幅を検出し、再生信号振
幅が最大化されるまでオフトラックを繰り返すことで
も、同様の効果が得られる。

【００２１】この様な手段により、情報トラックのほぼ
中心に光スポットのピーク位置をずらすことが可能とな
り、再生特性を改善できる。

【００２２】なお、上記の従来例においては再生特性の
改善の手順について述べたが、情報トラックのほぼ中心
に光スポットのピーク位置をずらすことによりクロスイ
レースも低減し、記録特性を改善させることが可能であ
る。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、両隣接トラックからのクロストーク量の
差が最小となるように、あるいは再生ジッタ又はエラー
レートが最適化されるように、あるいは再生信号振幅が
最大となるように、オフトラックを繰り返すので、複雑
なアルゴリズムが必要で、回路の規模が大きくなり、ま
た、実際の記録再生を開始するまでに時間を要するとい
う課題がある。

【００２４】本発明は、オフトラックをする際に複雑な
アルゴリズムを必要とせず、低コストかつ容易に記録再
生特性を改善することができる情報記録再生装置を提供
することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の情報記録再生装置は、光源と、前記光源
から出射された光を光スポットとして情報記録媒体上に
集光する集光光学系と、前記情報記録媒体で反射した前
記光を電気信号に変換して前記情報録媒体上の情報トラ
ックと前記光スポットとの位置ずれを表す誤差信号を生
成する誤差信号生成手段と、前記誤差信号を用いて前記
光スポットを前記情報トラックに追従させる制御手段
と、前記情報記録媒体と前記集光光学系との間の相対的
傾きを測定するチルト測定手段と、前記チルト測定手段
からの信号に応じて、前記光スポットを前記情報トラッ
クに対してずらすオフセット付加手段とを具備すること
を特徴とする。

【００２６】かかる本発明の情報記録再生装置によれ
ば、チルト測定手段によって検出されたチルトの量に応
じて光スポット位置を情報トラックに対してオフトラッ
クさせるので、複雑なアルゴリズムを必要とせず、低コ
ストかつ容易に記録再生特性を改善することができる。

【００２７】上記の本発明の情報記録再生装置におい
て、前記オフセット付加手段による前記光スポットのず
らし量は、前記情報記録媒体と前記集光光学系との間の
相対的傾きにより生じる、前記情報トラックと前記光ス
ポットとの位置ずれ量よりも小さいことが好ましい。

【００２８】また、上記の本発明の情報記録再生装置に
おいて、前記オフセット付加手段は、前記情報記録媒体
と前記集光光学系との間の相対的傾きに応じた前記チル
ト測定手段からの電気信号に、あらかじめ決定された定
数を乗じて電気的オフセットを生成し、前記電気的オフ
セットを前記誤差信号に加えることにより、前記光スポ
ットを前記情報トラックに対してずらすことが好まし
い。

【００２９】また、上記の本発明の情報記録再生装置に
おいて、前記オフセット付加手段は、前記情報記録媒体
と前記集光光学系との間の相対的傾きに応じた前記チル
ト測定手段からの電気信号に応じて、あらかじめ決定さ
れた複数の電気的オフセットのうちのいずれかを選択
し、選択した電気的オフセットを前記誤差信号に加える
ことにより、前記光スポットを前記情報トラックに対し
てずらすことが好ましい。

【００３０】また、上記の本発明の情報記録再生装置に
おいて、前記オフセット付加手段は、前記誤差信号の振
幅を測定し、前記チルト測定手段からの信号の前記誤差
信号の振幅に対する割合が一定になるように前記チルト
測定手段からの信号を補正して、前記情報記録媒体のば
らつきを補正することが好ましい。

【００３１】このとき、前記オフセット付加手段は、前
記誤差信号の非対称性に応じた電気的オフセットを前記
誤差信号に加えることにより、前記誤差信号の非対称性
を補正して、前記情報記録媒体の溝深さのばらつきを補
正することが好ましい。

【００３２】また、上記の本発明の情報記録再生装置に
おいて、前記オフセット付加手段は、前記情報記録媒体
に対する動作が再生動作であるか記録動作であるかを判
別し、前記判別結果に応じて前記光スポットの前記情報
トラックに対するずらし量を変更することが好ましい。

【００３３】また、上記の本発明の情報記録再生装置に
おいて、前記オフセット付加手段は、前記情報記録媒体
に対する再生動作がランドに対するものかグルーブに対
するものかを判別し、前記判別結果に応じて前記光スポ
ットの前記情報トラックに対するずらし量を変更するこ
とが好ましい。

【００３４】また、上記の本発明の情報記録再生装置に
おいて、前記オフセット付加手段は、前記情報記録媒体
に対する記録動作がランドに対するものかグルーブに対
するものかを判別し、前記判別結果に応じて前記光スポ
ットの前記情報トラックに対するずらし量を変更するこ
とが好ましい。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図１４を用いて説明する。

【００３６】図１は本発明の一実施の形態に係る情報記
録再生装置（光ディスク装置）の概略構成図である。図
１において、１０は光ヘッドを示し、１は半導体レーザ
（光源）、２は偏光ビームスプリッタ、３は対物レン
ズ、４は光ディスク、５は記録層、６は光検出器、７は
対物レンズアクチュエータである。また、１１は演算回
路、１２はオフセット付加回路、１３はサーボ回路、１
４は演算回路である。また、２１はチルト検出部で、２
２は光源、２３は光検出器である。

【００３７】以上のように構成された光ディスク装置に
ついて、光ヘッド１０の動作について述べる。

【００３８】半導体レーザ１から出射されたレーザ光
は、偏光ビームスプリッタ２を透過し、対物レンズ３に
入射し、光ディスク４の記録層５上に集光されて光スポ
ットを形成する。記録層５で反射されたレーザ光は、対
物レンズ３に戻り、偏光ビームスプリッタ２に入射す
る。レーザ光の偏光方向により、偏光ビームスプリッタ
２で反射されて光路分離が行われ、光検出器６に入射す
る。

【００３９】光検出器６に入射したレーザ光は光電変換
されて、光検出器６内の各受光領域に入射した光量に比
例した電気信号が出力される。この電気信号に対して演
算回路１１で所定の演算が行われ、フォーカス誤差信号
及びトラッキング誤差信号が生成される。サーボ回路１
３はフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号を用
いて、それぞれ光ディスク４の面振れ及び偏心に追従す
るように、対物レンズアクチュエータ７を駆動する。

【００４０】次にチルト検出部２１の動作を、図２Ａ、
図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂを用いて述べる。図２Ａ及び図
２Ｂはラジアルチルトが発生していない状態を示し、図
３Ａ及び図３Ｂはラジアルチルトが発生している状態を
示す。

【００４１】図２Ａに示すように、光源２２（図２Ａに
は図示せず）から発せられた光は光ディスク４のミラー
部（情報トラックや記録ピットが形成されていない領
域）で反射され、光検出器２３に入射する。図２Ｂは図
２Ａの光検出器２３の平面図であり、ブロック回路図を
併せて示している。図２Ｂに示すように、光検出器２３
は、光ディスク４の半径方向に２分割された光検出領域
２４ａ，２４ｂを有する。２５は光ディスク４からの反
射光が光検出器２３上に形成する光スポットである。光
ディスク４が光ヘッドに対して半径方向に相対的に傾い
ていない場合、図２Ｂに示すように、２分割された光検
出領域２４ａ、２４ｂに入る光量が等しくなるように調
整されている。従って、各光検出領域２４ａ、２４ｂか
ら光電変換して出力される電気信号の差動演算をして得
た信号Ｓｔはゼロとなる。

【００４２】一方、図３Ａに示すように、光ディスク４
が光ヘッドに対して半径方向に相対的に傾いた場合は、
図３Ｂに示すように、２分割された光検出領域２４ａ、
２４ｂに入る光量に差が生じる。従って、各光検出領域
２４ａ、２４ｂから光電変換して出力される電気信号の
差動演算をして得た信号Ｓｔは、ゼロとはならず、チル
ト量に応じた電気信号となる。なお、チルト検出を光デ
ィスク４のミラー部からの反射光を用いて行なうこと
で、チルト量に対してほぼ線形な電気信号を得ることが
可能である。

【００４３】次に、ラジアルチルトによって生じるクロ
ストーク及びクロスイレースを低減し、記録再生特性を
改善する手段の一例を、具体的な数値例を用いて説明す
る。

【００４４】図１に示した光ヘッド１０において、対物
レンズ３の開口数（ＮＡ）は０．６、半導体レーザ１の
発振波長（λ）は６６０ｎｍとし、トラッキングサーボ
方式としてプッシュプル法を採用する。また、光ディス
ク４において、ディスク厚さ（ｔ）は０．６ｍｍ、トラ
ックピッチ（Ｔｐ）は０．６μｍ（ランド幅０．６μ
ｍ、グルーブ幅０．６μｍ）、溝深さ（ｄ）はλ／８、
記録方式はランドグルーブ記録とする。

【００４５】本例においては、光ヘッド１０を搬送する
ための手段（図示せず）の情報トラックに対する追従性
は良く、対物レンズシフトはほとんど発生しないものと
する。従って、プッシュプル法における対物レンズシフ
トによるトラッキング誤差信号の対称性のずれ（ＤＣ的
なオフセットが発生してトラッキング誤差信号の正負の
各ピークレベルが異なる状態）は十分小さいものとす
る。

【００４６】次に図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃを用い
て、光スポットピーク位置ずれが発生したときのトラッ
キング誤差信号の変化と電気的オフセットによる補正に
ついて説明する。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃにおい
て、横軸は光スポットピーク位置と情報トラック中心と
の距離（ずれ量）を示し、縦軸は光ヘッドから得られる
トラッキング誤差信号（の出力電圧）ＴＥを示してい
る。

【００４７】図４Ａはラジアルチルトが生じていない状
態を示している。トラッキング誤差信号ＴＥは、情報ト
ラック中心に対する光スポットピーク位置のずれ量に応
じてほぼ正弦波形状に変化し、光スポットピーク位置が
情報トラック中心と一致する場合に、トラッキング誤差
信号ＴＥはゼロとなる。

【００４８】ラジアルチルトが発生すると、光スポット
形状が変化し、図４Ｂに示すように、トラッキング誤差
信号ＴＥの位相がずれる。このとき、光スポットピーク
位置が情報トラック中心に対して距離δだけずれたき
に、トラッキング誤差信号ＴＥがゼロとなる。トラッキ
ングサーボは、トラッキング誤差信号ＴＥがゼロとなる
ように制御を行うため、光スポットピーク位置は情報ト
ラック中心に対して距離δだけずれてしまう。

【００４９】図５は上記数値例において、光ディスク４
と対物レンズ３との相対的なラジアルチルトによって生
じる、情報トラック中心と光スポットピーク位置とのず
れ量を計算した結果を示した図である。図５において、
横軸はラジアルチルト量（単位：ｄｅｇ）、縦軸は光ス
ポットピーク位置のずれ量（単位：μｍ）をそれぞれ示
す。

【００５０】図５から明らかなように、光スポットピー
ク位置のずれ量は、ラジアルチルト量に対して線形とな
り、＋１．０ｄｅｇのラジアルチルト時に＋０．１５μ
ｍの光スポットピーク位置ずれが生じる。

【００５１】図６は上記の数値例において、ラジアルチ
ルト時に再生ジッタが最小となるオフトラック量の実測
値を示した図である。図６において、横軸はラジアルチ
ルト量（単位：ｄｅｇ）、縦軸は再生ジッタが最小とな
るオフトラック量（単位：μｍ）をそれぞれ示す。

【００５２】図６に示すように、ラジアルチルト量と再
生ジッタが最小となるオフトラック量との関係はほぼ線
形であり、＋１．０ｄｅｇのラジアルチルト時に＋０．
０５μｍのオフトラックを行うことで、再生特性が最良
となる。

【００５３】一方、記録においては、ラジアルチルト時
の光スポットピーク位置ずれによるクロスイレースが最
小となるようにオフトラックする必要がある。図７は上
記の数値例において、ラジアルチルト時にクロスイレー
スが最小となるオフトラック量の実測値を示した図であ
る。図７において、横軸はラジアルチルト量（単位：ｄ
ｅｇ）、縦軸はクロスイレースが最小となるオフトラッ
ク量（単位：μｍ）をそれぞれ示す。

【００５４】図７に示すように、ラジアルチルト量とク
ロスイレースが最小となるオフトラック量との関係はほ
ぼ線形であり、＋１．０ｄｅｇのラジアルチルト時に＋
０．０８μｍのオフトラックを行うことで、記録特性が
最良となる。

【００５５】以上のように、ラジアルチルトによって生
じた光スポットピーク位置ずれをオフトラックにより補
正することで、記録再生特性を改善することができる。
ところが、ラジアルチルトによって生じた光スポットピ
ーク位置ずれ量（図５）と、記録および再生特性をそれ
ぞれ最良にするためのオフトラック量（図６，図７）と
は必ずしも一致しない。

【００５６】このような現象をが生じる理由を以下に説
明する。

【００５７】図８Ａは、対物レンズ３に対して光ディス
ク４が相対的に傾いてラジアルチルトが発生している状
態を示した側面図である。ラジアルチルトが発生する
と、既述の通り、情報トラック中心に対して光スポット
ピーク位置がずれる。

【００５８】図８Ｂは、ラジアルチルトが発生したとき
の、光ディスク４の記録層５上に形成される光スポット
形状を模式的に示した平面図である。図８Ｂにおいて、
一点鎖線２６は情報トラックの中心線を示す。また、図
８Ｃは、光スポットピーク位置を通る半径方向の線（図
８Ｂの破線２７）上での光強度分布曲線である。

【００５９】光ディスク装置に一般的に用いられる光学
系においては、ラジアルチルトが発生すると、図８Ｂに
示すように、情報トラック中心線２６に対して光スポッ
ト３０のピーク位置がずれるとともに、コマ収差によっ
て、情報トラック中心線２６に対して一方の側にサイド
ローブＳが発生する。この結果、図８Ｃに示すように、
情報トラック中心線２６に対して光強度分布の非対称性
が発生する。

【００６０】このようなラジアルチルト発生時に発生す
る光強度分布の非対称性により、光スポット３０のピー
ク位置を情報トラック中心線２６に一致するように補正
（オフトラック）を行なっても、光スポットの内側隣接
トラック及び外側隣接トラックに対する影響は非対称に
なる。

【００６１】これを、図９Ａ及び図９Ｂを用いて詳細に
説明する。

【００６２】図９Ａはラジアルチルトが発生したとき
の、光スポットのピーク位置を情報トラック中心線２６
に一致するような補正（オフトラック）を行なう前の情
報トラックと光スポットの光強度分布との関係を模式的
に示している。この状態では、ラジアルチルトにより光
スポットピーク位置（強度分布曲線のピークを示す位
置）は、情報トラック中心線２６に対してサイドローブ
Ｓの発生側に距離δだけずれている。

【００６３】ここで、図９Ｂのように、光スポットピー
ク位置（強度分布曲線のピークを示す位置）が情報トラ
ックの中心線２６に一致するように、光スポットピーク
位置を補正（オフトラック）すると、サイドローブＳの
発生側の隣接トラックＡよりも、サイドローブＳの非発
生側の隣接トラックＢにおいて、クロストーク及びクロ
スイレースが大きくなることが実験的にわかっている。
即ち、図９Ｂのような補正（オフトラック）は、補正過
剰である。

【００６４】従って、本発明では、ラジアルチルトによ
って生じた光スポットピーク位置ずれを解消する方向に
補正（オフトラック）を行なうが、そのオフトラック量
を、ラジアルチルトによって実際に生じた光スポットピ
ーク位置ずれ量δよりも小さな値にして、光スポットピ
ーク位置が情報トラック中心線２６に対してサイドロー
ブＳの発生側にわずかにずれた状態になるように補正す
ることが好ましい。このような補正をした場合に、記録
再生特性を最適化できる。更に、ラジアルチルトによっ
て発生する光強度分布の非対称性が与える影響の程度
は、クロストーク（再生特性）とクロスイレース（記録
特性）とでは異なるため、再生時と記録時とでは、特性
を最良にするために必要なオフトラック量（補正量）は
異なる。

【００６５】次に、光ディスクの各種パラメータがばら
ついた場合について考える。

【００６６】光ディスクのばらつきとしては、反射率の
ばらつき、溝幅のばらつき、溝深さのばらつきが考えら
れ、それぞれにより、トラッキング誤差信号の形状等が
変化する。

【００６７】まず、反射率のばらつきについては、反射
率が変化するとトラッキング誤差信号の振幅だけが反射
率の変化に比例して変化するが、トラッキング誤差信号
形状は変化しない。すなわち、反射率がばらついても、
トラッキング誤差信号の位相ずれにばらつきは発生せ
ず、情報トラック中心と光スポットピーク位置とのずれ
量は一定である。

【００６８】次に溝幅のばらつきについて、図１０を用
いて説明する。

【００６９】図１０において、横軸は情報トラック中心
（座標０）からの光スポットピーク位置のずれ量（単
位：μｍ）を示し、縦軸はトラッキング誤差信号の出力
（単位は特に定めず）であり、上記の数値例における前
記光ディスクの溝幅（グルーブ幅０．６μｍ・ランド幅
０．６μｍ）が、グルーブ幅０．５μｍ・ランド幅０．
７μｍ、および、グルーブ幅０．７μｍ・ランド幅０．
５μｍに変化した場合の、ラジアルチルト１．０ｄｅｇ
発生時におけるトラッキング誤差信号の波形を計算した
結果である。

【００７０】図１０より、溝幅が変化してもトラッキン
グ誤差信号の位相は変化せず、トラッキング誤差信号が
ゼロとなる光スポットピーク位置と情報トラック中心と
のずれ量は一定（０．１８μｍ）である。

【００７１】最後に溝深さのばらつきについて、図１
１、図１２を用いて説明する。図１１、図１２におい
て、横軸は情報トラック中心（座標０）からの光スポッ
トピーク位置のずれ量（単位：μｍ）を示し、縦軸はト
ラッキング誤差信号の出力（単位は特に定めず）であ
る。

【００７２】図１１は、上記の数値例における前記光デ
ィスクの溝深さ（λ／８）が、λ／６、および、λ／１
０に変化した場合の、ラジアルチルト１．０ｄｅｇ発生
時におけるトラッキング誤差信号の波形を計算した結果
である。

【００７３】図１１より、溝深さのばらつきにより、ト
ラッキング誤差信号の振幅とその対称性が変化し（即
ち、ＤＣ的なオフセットが発生してトラッキング誤差信
号の正負の各ピークレベルが異なる）、トラッキング誤
差信号がゼロとなる光スポットピーク位置と情報トラッ
ク中心とのずれ量にもばらつきが発生する。

【００７４】ここで、上記数値例のトラッキングサーボ
方式であるプッシュプル法においては、対物レンズシフ
トは充分小さいため、上記対称性の変化はラジアルチル
トが原因で発生している。従って、記録再生動作中にト
ラッキング誤差信号の対称性は変化しないので、ラジア
ルチルトと溝深さのばらつきにより非対称となったトラ
ッキング誤差信号を、ＤＣ的な電気的オフセットを加え
てずらすことにより、対称性の変化を補正することが可
能である。図１２は、図１１のラジアルジチルト１．０
ｄｅｇ発生時におけるトラッキング誤差信号の非対称性
を電気的オフセットを加えることにより補正したあとの
トラッキング誤差信号の波形を示している。図１２のよ
うに、非対称性を補正すると、トラッキング誤差信号が
ゼロとなる光スポットピーク位置と情報トラック中心と
のずれ量は、溝深さのばらつきによらず一定（０．１８
μｍ）となる。

【００７５】このように、光ディスクにばらつきが生じ
ても、トラッキング誤差信号の非対称性を電気的オフセ
ットを加えることにより補正することで、情報トラック
中心と光スポットのピーク位置とのずれ量は常に一定と
なり、記録再生特性を改善するためのオフトラック量は
変化しない。従って、光ディスクのばらつきによらず、
あらかじめ決定された量のオフトラックを与えて、記録
再生特性を改善することが可能となる。

【００７６】次に、トラッキング誤差信号に電気的オフ
セットを与えて、オフトラックを発生させる具体的な方
法について説明する。前述のように、ラジアルチルトに
より光スポット形状が変化すると、図４Ｂに示すよう
に、トラッキング誤差信号ＴＥは位相ずれを生じ、光ス
ポットピーク位置が情報トラック中心に対して距離δだ
けずれた状態のときに、トラッキング誤差信号ＴＥがゼ
ロとなる。トラッキングサーボは、トラッキング誤差信
号ＴＥがゼロとなるように制御を行うため、このままで
は光スポットピーク位置は情報トラック中心から距離δ
だけずれてしまう。

【００７７】そこで、図４Ｃに示すように、トラッキン
グ誤差信号に電気的オフセットＶｏｆｔを加えて、トラ
ッキング誤差信号を補正することで、トラッキング誤差
信号のゼロクロス点（トラッキング誤差信号ＴＥがゼロ
となる光スポットピーク位置）とトラック中心とを一致
させることが可能である。なお、図４Ｃにおいて、２点
鎖線は補正前のトラッキング誤差信号ＴＥ（図４Ｂの信
号曲線）を示す。

【００７８】トラッキング誤差信号は正弦波形で近似で
きるので、電気的オフセットＶｏｆｔ（ｍＶ）とオフト
ラック量ｘ（μｍ）との関係は、下記式１に示す通りで
ある。

【００７９】［式１］Ｖｏｆｔ＝（Ｖｔｅ／２）×ｓｉｎ（２πｘ／２Ｔｐ）ここで、Ｖｔｅはトラッキング誤差信号振幅、Ｔｐは光
ディスクのトラックピッチである。

【００８０】図１３は上記数値例においてオフトラック
により補正を行なう場合のブロック図である。例えば、
光検出器６から出力されるトラッキング誤差信号の振幅
Ｖｔｅ＝１０００ｍＶとする。既述の通り、上記の数値
例においては、＋１．０ｄｅｇのラジアルチルト発生時
に再生特性を最良とするために必要なオフトラック量ｘ
＝＋０．０５μｍである（図６）。このようなオフトラ
ックを行なうために必要な電気的オフセットＶｏｆｔは
式１より＋１２９ｍＶである。ここで、チルト検出部２
１が＋１．０ｄｅｇのラジアルチルト時に＋１００ｍＶ
を出力する場合、演算回路１４にて、この出力電圧＋１
００ｍＶに１．２９倍のゲインをかけ（＋１２９ｍ
Ｖ）、この演算回路１４の出力電圧をオフセット付加回
路１２にてトラッキング誤差信号に電気的オフセットと
して加算することで、光スポットピーク位置に所望のオ
フトラック量ｘ＝＋０．０５μｍが付加されて、再生特
性を最適化することが可能となる。

【００８１】一方、記録時は再生時よりも半導体レーザ
１の出力が大きいため、光ディスクで反射して光検出器
６に入射するレーザ光量が大きくなり、トラッキング誤
差信号の振幅Ｖｔｅは大きくなる。ところが、一般的に
はＡＧＣ（オート・ゲイン・コントロール）という手法
を用いて記録時と再生時とのトラッキング誤差信号の振
幅Ｖｔｅの値を一定にするため、記録時もトラッキング
誤差信号の振幅ＶｔｅとしてＶｔｅ＝１０００ｍＶを用
いることができる。

【００８２】既述の通り、上記の数値例においては、＋
１．０ｄｅｇのラジアルチルト発生時に記録特性を最良
とするために必要なオフトラック量ｘ＝＋０．０８μｍ
である（図７）。このようなオフトラックを行なうため
に必要な電気的オフセットＶｏｆｔは式１より＋２００
ｍＶである。従って、＋１．０ｄｅｇのラジアルチルト
発生時のチルト検出部２１からの出力電圧＋１００ｍＶ
に、演算回路１４にて２．０倍のゲインをかけ（＋２０
０ｍＶ）、この演算回路１４の出力電圧をオフセット付
加回路１２にてトラッキング誤差信号に電気的オフセッ
トとして加算することで、光スポットピーク位置に所望
のオフトラック量ｘ＝＋０．０８μｍが付加されて、記
録特性を最適化することが可能となる。

【００８３】なお、式１に示した電気的オフセットＶｏ
ｆｔは、オフトラック量ｘ＜±０．２μｍの範囲では、
ほぼオフトラック量ｘに比例する。従って、チルト検出
部２１からの出力電圧がラジアルチルト量に対して線形
であるならば、単一のゲインによるオフトラックで、常
に最良の再生特性及び記録特性を得ることができる。

【００８４】また、再生時と記録時とでチルト検出部２
１からの出力電圧にかけるゲインを切り替えることによ
り、再生時と記録時とでオフトラック量が切り替えられ
て、再生特性及び記録特性をそれぞれ最良の状態にする
ことが可能となる。再生状態と記録状態の判別は、半導
体レーザ１のパワーの切り替えを行う別の回路をモニタ
すればよい。

【００８５】また、記録特性及び／又は再生特性が最良
となるオフトラック量が、光ディスクにおけるランドと
グルーブとで異なる場合には、予め各々に個別のゲイン
を設定しておき、トラッキングサーボの極性をモニタす
ることでランドとグルーブの判別を行ない、判別結果に
応じてゲインを切り替えることで、各々の条件において
最良の記録／再生特性が得られる。

【００８６】なお、光ディスクにばらつきが生じた場合
は、トラッキング誤差信号振幅Ｖｔｅが変化する。しか
し、オフトラック量ｘは、トラッキング誤差信号振幅Ｖ
ｔｅに対する電気的オフセットＶｏｆｔの割合で決定さ
れるため、チルト検出部２１からの出力信号を、トラッ
キング誤差信号振幅Ｖｔｅに対する割合が一定になるよ
う補正することで、反射率のばらつき、溝幅のばらつ
き、溝深さのばらつき等、光ディスクの各種パラメータ
のばらつきによらず、常に一定のオフトラック量ｘが得
られる。

【００８７】また、ラジアルチルト量が所定の範囲であ
った場合、すなわちチルト検出部２１からの出力電圧が
所定の範囲であった場合のみ、予め定めた所定の電気的
オフセットをトラッキング誤差信号に与えてオフトラッ
クすることにより、簡単な回路構成で、記録再生特性を
改善することができる。これを図１４を用いて説明す
る。

【００８８】図１４において、横軸はラジアルチルト量
（単位：ｄｅｇ）、縦軸はオフトラックによる光スポッ
ト位置ずれ残差（単位：μｍ）である。なお、破線はオ
フトラックを与える前の光スポット位置ずれ量を表して
いる。

【００８９】図１４に示すように、例えば再生時におい
て、チルト検出部２１からの出力電圧が＋３０ｍＶ（ラ
ジアルチルト量が＋０．３ｄｅｇ）以上の場合、＋０．
１μｍのオフトラックＡ（＋２５０ｍＶの電気的オフセ
ット）を与え、−３０ｍＶ（ラジアルチルト量が−０．
３ｄｅｇ）以下の場合、−０．１μｍのオフトラックＢ
（−２５０ｍＶの電気的オフセット）を与えることで、
ラジアルチルト量が±１．０ｄｅｇの範囲における情報
トラックと光スポットピーク位置とのずれ量の残差を常
に±０．０５μｍ以下に抑えることができる。

【００９０】なお、記録時においてオフトラック量が最
適ではない場合、クロスイレースを発生させる可能性が
ある。本発明は、光ディスクのばらつきに依存しないこ
とは前述の通りだが、実際にはドライブや光ヘッド自身
の性能ばらつきによって、光スポットピーク位置のずれ
が発生する可能性がある。

【００９１】これを防止するためには、本実施の形態で
述べた手順によるオフトラック補正状態で、いわゆる
「試し書き」を光ディスクの所定の領域で行い、予めク
ロスイレースの有無を確認することが望ましい。クロス
イレースがあった場合には、さらにオフトラック補正を
行うことで、記録時に最適なオフトラック量を得ること
が可能である。なお、予め本発明のオフトラック補正を
行っているため、追加のオフトラック補正は最小限で済
む。

【００９２】以上のように、本発明によれば、ラジアル
チルトの量に応じてチルト検出部から出力される電気信
号に、あらかじめ決定された定数を乗じて得た電気的オ
フセットをトラッキング誤差信号に加えて、光スポット
位置をオフトラックさせることにより、記録再生特性を
改善させることができる。また、トラッキング誤差信号
の非対称性を補正した上で、上記電気的オフセット量
を、トラッキング誤差信号の振幅に対する割合が一定に
なるよう補正することで、光ディスクのばらつきによら
ず、一定のオフトラック量が得られ、常に安定した記録
再生特性の改善が可能となる。さらに、記録および再生
時、あるいはランドとグルーブで、各々異なる電気的オ
フセットを加えることにより、記録および再生時に、あ
るいはランド及びグルーブに対して、それぞれ最良の記
録／再生特性を得ることができる。

【００９３】また、上記の数値例による説明では、トラ
ッキングサーボ方式としてプッシュプル法を用いた場合
で説明を行ったが、光ディスクの半径方向の反射光量の
差を利用する、例えばサンプルサーボ法や３ビーム法に
おいても、ラジアルチルトにより光スポットピーク位置
ずれが発生するため、本発明を適用することにより、記
録再生特性を改善することが可能となる。

【００９４】

【発明の効果】本発明によれば、チルト測定手段によっ
て検出されたチルトの量に応じて光スポット位置を情報
トラックに対してオフトラックさせるので、複雑なアル
ゴリズムを必要とせず、低コストかつ容易に記録再生特
性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施の形態にかかる情報記
録再生装置の概略構成図である。

【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、図１の情報記録再生装置
のチルト検出部の動作を説明する図であり、図２Ａはラ
ジアルチルトが発生していない状態における側面図、図
２Ｂはそのときの光検出器上への光の入射状態を示した
平面図である。

【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、図１の情報記録再生装置
のチルト検出部の動作を説明する図であり、図３Ａはラ
ジアルチルトが発生している状態における側面図、図３
Ｂはそのときの光検出器上への光の入射状態を示した平
面図である。

【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、図１の情報記録再生装置に
おいてラジアルチルトが発生したときのトラッキング誤
差信号の変化と電気的オフセットによる補正を説明する
ための図であり、図４Ａはラジアルチルトが発生してい
ないときのトラッキング誤差信号を、図４Ｂはラジアル
チルトが発生したときのトラッキング誤差信号を、図４
Ｃは電気的オフセットを加えて補正されたトラッキング
誤差信号をそれぞれ示す。

【図５】図５は、本発明の一実施の形態における、ラジ
アルチルトと、これによって生じる情報トラック中心に
対する光スポットピーク位置のずれ量の計算結果との関
係を示す図である。

【図６】本発明の一実施の形態における、ラジアルチル
ト量と、再生ジッタが最小となるオフトラック量の実測
値との関係を示す図である。

【図７】本発明の一実施の形態における、ラジアルチル
ト量と、クロスイレースが最小となるオフトラック量の
実測値との関係を示す図である。

【図８】図８Ａはラジアルチルトが発生している状態を
示した側面図であり、図８Ｂはラジアルチルト発生時に
光ディスクの記録層上に形成される光スポット形状を模
式的に示した平面図であり、図８Ｃはラジアルチルト発
生時に光ディスクの記録層上に形成される光スポットの
半径方向の光強度分布曲線を示す。

【図９】図９Ａはラジアルチルト発生時の、情報トラッ
クと光スポットの光強度分布との関係を模式的に示した
図、図９Ｂは、光スポットピーク位置が情報トラックの
中心線に一致するように光スポット位置を補正（オフト
ラック）した状態における情報トラックと光スポットの
光強度分布との関係を模式的に示した図である。

【図１０】本発明の一実施の形態において、光ディスク
の溝幅の変化による、ラジアルチルト時のトラッキング
誤差信号の変化を示す図である。

【図１１】本発明の一実施の形態において、光ディスク
の溝深さの変化による、ラジアルチルト時のトラッキン
グ誤差信号の変化を示す図である。

【図１２】本発明の一実施の形態において、光ディスク
の溝深さの変化による、ラジアルチルト時の非対称性が
補正されたトラッキング誤差信号の変化を示す図であ
る。

【図１３】本発明の一実施の形態における、オフトラッ
ク補正の具体的方法を示すブロック図である。

【図１４】本発明の一実施の形態における、ラジアルチ
ルト時のオフトラック補正後の光スポットピーク位置の
ずれ残差を示す図。

【図１５】図１５は、従来の情報記録再生装置の概略構
成図である。

【図１６】図１６は、従来の他の情報記録再生装置の概
略構成図である。

【符号の説明】

１，１０１半導体レーザ２，１０２偏光ビームスプリッタ３，１０３対物レンズ４，１０４光ディスク５，１０５記録層６，１０６光検出器７，１０７対物レンズアクチュエータ１０光ヘッド１１，１１１演算回路１２，１１２オフセット付加回路１３，１１３サーボ回路１４演算回路１１４ＣＰＵ２１チルト検出部２２光源２３光検出器２４ａ，２４ｂ光検出領域２５光スポット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒井昭浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者中村徹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5D118 AA13 BA01 BB05 BF02 BF03 CB03 CC12 CD04 CD11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源から出射された光を光スポットとして情報記録
媒体上に集光する集光光学系と、前記情報記録媒体で反射した前記光を電気信号に変換し
て前記情報録媒体上の情報トラックと前記光スポットと
の位置ずれを表す誤差信号を生成する誤差信号生成手段
と、前記誤差信号を用いて前記光スポットを前記情報トラッ
クに追従させる制御手段と、前記情報記録媒体と前記集光光学系との間の相対的傾き
を測定するチルト測定手段と、前記チルト測定手段からの信号に応じて、前記光スポッ
トを前記情報トラックに対してずらすオフセット付加手
段とを具備することを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項２】前記オフセット付加手段による前記光ス
ポットのずらし量は、前記情報記録媒体と前記集光光学
系との間の相対的傾きにより生じる、前記情報トラック
と前記光スポットとの位置ずれ量よりも小さいことを特
徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
【請求項３】前記オフセット付加手段は、前記情報記
録媒体と前記集光光学系との間の相対的傾きに応じた前
記チルト測定手段からの電気信号に、あらかじめ決定さ
れた定数を乗じて電気的オフセットを生成し、前記電気
的オフセットを前記誤差信号に加えることにより、前記
光スポットを前記情報トラックに対してずらすことを特
徴とする請求項１又は２に記載の情報記録再生装置。
【請求項４】前記オフセット付加手段は、前記情報記
録媒体と前記集光光学系との間の相対的傾きに応じた前
記チルト測定手段からの電気信号に応じて、あらかじめ
決定された複数の電気的オフセットのうちのいずれかを
選択し、選択した電気的オフセットを前記誤差信号に加
えることにより、前記光スポットを前記情報トラックに
対してずらすことを特徴とする請求項１又は２に記載の
情報記録再生装置。
【請求項５】前記オフセット付加手段は、前記誤差信
号の振幅を測定し、前記チルト測定手段からの信号の前
記誤差信号の振幅に対する割合が一定になるように前記
チルト測定手段からの信号を補正して、前記情報記録媒
体のばらつきを補正することを特徴とする請求項１〜４
のいずれか１項に記載の情報記録再生装置。
【請求項６】前記オフセット付加手段は、前記誤差信
号の非対称性に応じた電気的オフセットを前記誤差信号
に加えることにより、前記誤差信号の非対称性を補正し
て、前記情報記録媒体の溝深さのばらつきを補正するこ
とを特徴とする請求項５に記載の情報記録再生装置。
【請求項７】前記オフセット付加手段は、前記情報記
録媒体に対する動作が再生動作であるか記録動作である
かを判別し、前記判別結果に応じて前記光スポットの前
記情報トラックに対するずらし量を変更することを特徴
とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の情報
記録再生装置。
【請求項８】前記オフセット付加手段は、前記情報記
録媒体に対する再生動作がランドに対するものかグルー
ブに対するものかを判別し、前記判別結果に応じて前記
光スポットの前記情報トラックに対するずらし量を変更
することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１
項に記載の情報記録再生装置。
【請求項９】前記オフセット付加手段は、前記情報記
録媒体に対する記録動作がランドに対するものかグルー
ブに対するものかを判別し、前記判別結果に応じて前記
光スポットの前記情報トラックに対するずらし量を変更
することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１
項に記載の情報記録再生装置。