JP2003141761A - 光ディスク装置および記録/再生方法 - Google Patents

光ディスク装置および記録/再生方法

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JP2003141761A
JP2003141761A JP2001335160A JP2001335160A JP2003141761A JP 2003141761 A JP2003141761 A JP 2003141761A JP 2001335160 A JP2001335160 A JP 2001335160A JP 2001335160 A JP2001335160 A JP 2001335160A JP 2003141761 A JP2003141761 A JP 2003141761A
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disc
objective lens
disk
light
recording
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JP2001335160A
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Seiji Hibino
清司 日比野
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • G11B7/0945Methods for initialising servos, start-up sequences

Abstract

(57)【要約】 【構成】 レーザダイオード26からの光がコリメータ
レンズ34で平行光となり、反射ミラー38で対物レン
ズ40の方向へ反射され、対物レンズを通してディスク
上に結像する。ディスクからの反射光が、コリメータレ
ンズおよび偏光スプリッタ30を経て、受光センサ60
へ入射される。ディスクの任意の半径位置で、受光セン
サのプッシュプル信号の振幅が最大となるディスクチル
トまたはレンズチルトを検出する。そして、信号の記録
または再生時には、そのときの半径位置に応じたディス
クまたはレンズのチルト量(傾き角度)を設定する。 【効果】 プッシュプル信号によるため、広汎な物理的
フォーマットのディスクにおいて、小型なピックアップ
でのチルト制御が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】この発明は光ディスク装置および光ディ
スク装置における記録/再生方法に関し、特にたとえば
DVDやCDのような光ディスクあるいは対物レンズの
ラジアル方向のチルト(傾き:tilt)を検出して、その
ラジアルチルトの影響を緩和する光ディスク装置および
記録/再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスクの記録容量が増大し、その記
録密度が上がるにつれて、信号を再生、あるいは記録す
るために、光ディスクに照射するビームスポットは微小
なものになってきている。特に、記録を行う光ディスク
装置においては、良好な状態で信号の記録を行うため
に、再生用の光ディスク装置よりも、微小なビームスポ
ットが求められる。微小なスポットを得るために、開口
数の大きな対物レンズが採用され、その結果として、デ
ィスクチルトによるスポット品位の劣化が顕著になる副
作用が生じている。
【0003】ディスクチルトによるスポット品位の劣化
とは、主にコマ収差(comatic aberration) の発生のこ
とであり、結像がぼけてスポット径が大きくなるととも
に、中心の光強度は低下する。スポット径が大きくなる
と、微細な信号を正確に読み取ることができなくなる。
光の熱によって記録を行う原理の光ディスクの場合で
は、光の中心強度が下がれば、その温度が記録に必要な
所定の値に達しないので、記録はできないし、所定温度
を得るために全体光量をあげれば、所定温度以上となる
領域が広がるので、微細な記録はできなくなる。
【0004】ディスクチルトとは、反りが大きなディス
クを使用する場合に発生する状態である。ビームが照射
される部分がディスクの半径方向に傾いた状態を、ラジ
アルチルトと呼び、接線方向に傾いた状態をタンジェン
シャルチルトと呼ぶ。
【0005】図1および図2を参照して、このようなデ
ィスクチルトを検出し、それを修正する従来技術を説明
する。図1において、信号の記録再生体であるディスク
1は、保持部2に保持され、スピンドルモータ3aによ
って回転され、光ピックアップ4からの光照射を受け、
それによってディスク1に信号が記録されあるいはディ
スク1からの信号が再生される。光ピックアップ4をシ
ャフト5aによって保持され、そのシャフト5aはシャ
フトホルダ5bによって保持される。シャフトホルダ5
bはシャフトホルダシャーシ5c上に固定される。な
お、上述のスピンドルモータ3aは、スピンドルモータ
シャーシ3b上に固定され、このスピンドルモータシャ
ーシ3bとシャフトホルダシャーシ5cとが支軸6によ
って連結される。そして、シャフトホルダシャーシ5c
の端を上下に揺動させるカム7がスピンドルモータシャ
ーシ3b上に設けられる。
【0006】なお、図2に示すように、光ピックアップ
4の内部には、ディスク1のチルトを検出するチルトセ
ンサ8が設けられる。このチルトセンサ8は、内部のL
EDから出射された光が、センサ設置面と水平な反射面
で反射し、内部受光センサに落ちる位置に応じて出力さ
れた電気信号を基準として、反射面が傾いた場合に、反
射光が内部受光センサに落ちる位置がずれたことを出力
信号の変化で検出し、これにより、反射面の傾きを検出
する電子部品である。
【0007】光ピックアップ4から出射された光は、ス
ピンドルモータ3aによって回転されたディスク1上に
結像され、微小なスポットを形成する。光ピックアップ
4は、シャフト5aに沿って、駆動部(図示せず)によ
って移動する。したがって、スポットは、ディスク1上
を2次元的に走査できる。これによって、光ピックアッ
プ4が、ディスク1の表面から透明なカバーガラス層を
経て内部に奥まった信号面に、信号を記録し、また、そ
の信号面から信号を再生する。
【0008】ディスク1の形状が、ラジアル方向に一定
の傾きをもった状態、あるいは、半径とともに緩やかに
傾きが変化していく状態であって、こうしたディスク1
が装置に装着された場合の動作を説明する。
【0009】チルトセンサ8は、ラジアルチルト量を検
出する。カム7は、図示しない駆動源によって回転さ
れ、シャフトホルダシャーシ5cの端を上下に揺動させ
る。その結果、支軸6を中心に、このシャーシ5c上に
装着された光ピックアップ4は、傾きを変える。光ピッ
クアップ4の傾きを変えつつディスク1との相対的な角
度をチルトセンサ8によって検出することによって、光
ピックアップ4とディスク1とが互いにちょうど平行な
関係となるような状態で、カム7を停止することができ
る。これによって、ディスク1上のスポットから、コマ
収差が解消される。つまり、この従来技術では、チルト
センサ8で検出したディスクチルト量に応じて光ピック
アップ4の傾きを変えて、ディスクチルトを相殺する。
【0010】
【発明が解決すべき課題】従来技術の方法では、新たに
チルトセンサが必要なため、コストアップとなるばかり
か、小型化の際の制約ともなる。
【0011】それゆえに、この発明の主たる目的は、新
規な、光ディスク装置を提供することである。
【0012】この発明の他の目的は、別途余分な検出用
部品を用いず、しかも広範囲なディスクの物理フォーマ
ットのディスクにも適用できる、光ディスク装置を提供
することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】第1発明は、対物レンズ
を通してディスク上にビームスポットを照射し、そのデ
ィスクからの反射光を2分割受光素子で受光し、各受光
素子の受光量を反映した電気的出力の差信号を検出する
機能を有する光ピックアップと、ディスクの半径方向に
おいて対物レンズに対するディスクの相対的な角度を変
化させることができる機構とを備える光ディスク装置に
おいて、任意の半径位置で差信号の振幅が最大となるデ
ィスクの傾斜角度を求める検出手段をさらに設けたこと
を特徴とする、光ディスク装置である。
【0014】そして、半径位置とディスクの傾斜角度と
に基づいて、信号の記録/再生を行おうとする半径に応
じてディスクの傾斜角度を設定する角度設定手段をさら
に設ける。
【0015】第2発明は、対物レンズを通してディスク
上にビームスポットを照射し、そのディスクからの反射
光を2分割受光素子で受光し、各受光素子の受光量を反
映した電気的出力の差信号を検出する機能を有する光ピ
ックアップと、ディスクの半径方向において対物レンズ
の傾斜角度を変化させることができる機構とを備える光
ディスク装置において、任意の半径位置で差信号の振幅
が最大となる対物レンズの傾斜角度を求める検出手段を
さらに設けたことを特徴とする、光ディスク装置であ
る。
【0016】そして、半径位置と対物レンズの傾斜角度
とに基づいて、信号の記録/再生を行おうとする半径に
応じて対物レンズの傾斜角度を設定する角度設定手段を
さらに設ける。
【0017】第3発明は、対物レンズを通してディスク
上にビームスポットを照射し、そのディスクからの反射
光を2分割受光素子で受光し、各受光素子の受光量を反
映した電気的出力の差信号を検出する機能を有する光ピ
ックアップと、ディスクの半径方向において対物レンズ
に対するディスクの相対的な角度を変化させることがで
きる機構とを備える光ディスク装置における信号の記録
/再生方法であって、(a) 任意の半径位置で差信号の振
幅が最大となるディスクの傾斜角度を求め、そして(b)
半径位置とディスクの傾斜角度とに基づいて、信号の記
録/再生を行おうとする半径に応じてディスクの傾斜角
度を設定する、光ディスク装置における信号の記録/再
生方法である。
【0018】第4発明は、対物レンズを通してディスク
上にビームスポットを照射し、そのディスクからの反射
光を2分割受光素子で受光し、各受光素子の受光量を反
映した電気的出力の差信号を検出する機能を有する光ピ
ックアップと、ディスクの半径方向において対物レンズ
の傾斜角度を変化させることができる機構とを備える光
ディスク装置における信号の記録/再生方法であって、
(a) 任意の半径位置で差信号の振幅が最大となる対物レ
ンズの傾斜角度を求め、そして(b) 半径位置と対物レン
ズの傾斜角度とに基づいて、信号の記録/再生を行おう
とする半径に応じて対物レンズの傾斜角度を設定する、
光ディスク装置における信号の記録/再生方法である。
【0019】
【作用】第1発明または第3発明のようにディスクのチ
ルト制御を行う場合、ディスクの最内周と最外周との間
で、ディスクの反りの状態が認識できる程度の間隔で、
ピックアップを半径方向に移動させる。このとき、ディ
スク上のビームスポットは結像されるように、フォーカ
スサーボが作動している。他方、トラッキングサーボは
作動しておらず、ビームスポットは溝あるいはピット列
を追従せず、ディスクが偏芯しているためこれらを横断
する状態とする。
【0020】ある半径位置において、ディスクが設計上
傾いていない状態で、プッシュプル信号振幅を測定す
る。そして、ディスクが設計上傾いていない状態から、
ディスクのラジアル方向で正逆両方向に、ディスクを傾
けて、プッシュプル信号振幅を測定する。これらから、
プッシュプル信号振幅が最大となるディスク角度、ある
いはこれに相当する物理量を推定する。
【0021】各半径と、プッシュプル信号振幅が最大と
なるディスク角度、あるいはこれに相当する物理量と
の、対データ群を得る。任意の半径位置で、信号を記録
あるいは再生する際に、データ群から、その半径位置に
相当する、プッシュプル信号振幅が最大となるディスク
角度、あるいはこれに相当する物理量を推定する。ある
いは、任意の半径から最寄の半径位置のデータで代用し
て、その半径におけるプッシュプル信号振幅が最大とな
るディスク角度、あるいはこれに相当する物理量を推定
する。
【0022】信号の記録や再生を行う際には、その半径
位置における、プッシュプル信号振幅が最大となるディ
スク角度、あるいはこれに相当する物理量となるよう
に、ディスク傾きを設定して、記録や再生を行う。
【0023】第2発明または第4発明のように対物レン
ズのチルト制御を行う場合、ディスクの最内周と最外周
との間で、ディスクの反りの状態が認識できる程度の間
隔で、ピックアップを半径方向に移動させる。このと
き、ディスク上のビームスポットは結像されるように、
フォーカスサーボが作動している。他方、トラッキング
サーボは作動しておらず、ビームスポットは溝あるいは
ピット列を追従せず、ディスクが偏芯しているためこれ
らを横断する状態とする。
【0024】ある半径位置において、対物レンズが設計
上傾いていない状態で、プッシュプル信号振幅を測定す
る。そして、対物レンズが設計上傾いていない状態か
ら、ディスクのラジアル方向で正逆両方向に、対物レン
ズを傾けて、プッシュプル信号振幅を測定する。これら
から、プッシュプル信号振幅が最大となる対物レンズ角
度、あるいはこれに相当する物理量を推定する。
【0025】各半径と、プッシュプル信号振幅が最大と
なる対物レンズ角度、あるいはこれに相当する物理量と
の、対データ群を得る。任意の半径位置で信号を記録あ
るいは再生する際に、データ群から、その半径位置に相
当する、プッシュプル信号振幅が最大となる対物レンズ
角度、あるいはこれに相当する物理量を推定する。ある
いは、任意の半径から最寄の半径位置のデータで代用し
て、その半径におけるプッシュプル信号振幅が最大とな
る対物レンズ角度、あるいはこれに相当する物理量を推
定する。
【0026】信号の記録や再生を行う際には、その半径
位置における、プッシュプル信号振幅が最大となる対物
レンズ角度、あるいはこれに相当する物理量となるよう
に、対物レンズ傾きを設定して、記録や再生を行う。
【0027】
【発明の効果】この発明によれば、別途余分な検出用部
品を用いないので、ピックアップ全体が大型化せず、小
型なピックアップでのチルト制御を可能とする。
【0028】また、ガイド溝を持つディスクのみなら
ず、ピット列のみを持つディスクであっても、プッシュ
プル信号が発生するディスクであれば応用できるので、
広範囲なディスクの物理フォーマットのディスクに適用
できる。
【0029】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴,および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の
詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0030】
【実施例】[第1実施例]図3を参照して、この発明の
一実施例である光ディスク装置10は、信号を記録再生
する媒体として、たとえばDVD−R/RWのようなデ
ィスク12を用いる。なお、この図3では、ディスク1
2の下方の構成部品を明示するために、ディスク12の
外形のみを想像線で表している。ディスク12は保時部
14に保持され、スピンドルモータ16によって回転さ
れる。ディスク12の下方に、このディスク12に信号
を記録したりディスク12から信号を再生するための光
ピックアップ18が設けられ、この光ピックアップ18
は、シャフト20によって、このシャフト20の軸方向
に移動可能に、保持される。そして、このシャフト20
はシャフトホルダ22によって保持され、このシャフト
ホルダ22は、スピンドルモータ16とともに、シャー
シ24上に固定される。
【0031】上述のスピンドルモータ16は、スピンド
ルモータシャーシ84上に固定され、このスピンドルモ
ータシャーシ84とシャフトホルダシャーシ24とが支
軸86によって連結される。そして、シャフトホルダシ
ャーシ24の端を上下に揺動させるカム88がスピンド
ルモータシャーシ84上に設けられる。
【0032】図示しないが、ディスク12の表面には透
明なカバーガラス層が形成され、その下層の信号面に
は、周知の方法で信号が記録される。信号の記録方法
は、微細な凹凸であるピットによる方法、屈折率や反射
率の大小の違いを持たせて記録する方法、または磁気極
性の違いを持たせて記録する方法等などがよく知られて
いるが、この発明は、このような任意の光ディスクの物
理フォーマットに適用できる。ただし、各種の記録再生
原理は周知であり、ここでは説明を省略する。
【0033】光ピックアップ18から出射された光は、
ディスク12の信号面上に結像され、微小なスポットを
形成する。光ピックアップ18はシャフト20に沿っ
て、駆動部(図示せず)によって移動される。したがっ
て、光ピックアップ18によるスポットは、ディスク1
2上で2次元的に走査される。このスポットの照射によ
って信号がディスク12の信号面に記録され、また信号
面に照射された光によって信号が再生される。
【0034】この発明を適用する光学系の構成は、記録
再生方式の上述のような違いに応じて若干異なるが、図
3実施例ではディスク12がDVD−R/RWである場
合の光学系を示す。ただし、この発明はこれに限定され
るものではない。
【0035】図4に示すように、光ピックアップ18の
ハウジング62内には、信号の記録再生のための光源で
あるレーザダイオード26が設けられ、このレーザダイ
オード26からの光は回折格子28に入射される。回折
格子28は入射した光を3つに分け、偏光ビームスプリ
ッタ30に入射する。偏光ビームスプリッタ30は、光
をその偏光に応じて、反射あるいは透過させる。偏光ビ
ームスプリッタ30の手前側側面には、光量を検出する
ためのフロントモニタ32が配置される。また、偏光ビ
ームスプリッタ30の前方には、放射光を平行光に変換
するためのコリメータレンズ34が設けられ、このコリ
メータレンズ34を通過した光は、直線偏光と円偏光と
の変換を行う1/4(4分の1)波長板36に与えられ
る。
【0036】1/4波長板36を出た光は、反射ミラー
38によって反射されて、対物レンズ40を通して、デ
ィスク12上に結像される。対物レンズ40は対物レン
ズホルダ42によって固定的に保持される。対物レンズ
ホルダ42は、ワイヤサスペンション46によって保持
され、このワイヤサスペンション46は、ワイヤサスペ
ンションプレート48によって保持される。
【0037】また、図4からよくわかるように、偏光ビ
ームスプリッタ30の後面側側面には、非点収差を発生
させるシリンドリカルレンズ58が設けられ、受光セン
サ60は、このシリンドリカルレンズ58からの光を受
け、その光を電気信号(電流または電圧)に変換する。
【0038】ここで、図5−図7を用いて、通常の信号
再生に用いられる光の流れを説明する。
【0039】レーザダイオード26から放射状に出射さ
れた光64a,64bおよび64cは、球面波であり、
回折格子28を通過することで、それぞれに仮想光源を
持った3つの球面波に分かれる。光64cは、コリメー
タレンズ34の光軸上のレーザダイオード26を光源と
する0次光の主光線であり、光64aおよび光64b
は、光軸に関して対称で、yz平面内に仮想光源を持つ
+1次光および−1次光の主光線である。0次光は、光
量が大きいメインビームとなり、信号の記録再生に用い
られ、±1次光は、光量が小さい2つのサブビームとな
り、ディファレンシャル・プッシュプル法と呼ばれるト
ラッキング・サーボに用いられる。
【0040】先ず、0次光の流れを説明する。偏光ビー
ムスプリッタ30は、光のP波成分を所定の割合、たと
えば9:1で、透過光と反射光とに分光し、S波成分を
所定の割合、たとえば0:10で、透過光と反射光とに
分光する。この光学系においては、レーザダイオード2
6の直線偏光の偏光面をzx平面と平行に配置している
ので、レーザダイオード26から出射される光は、全て
P波となる。したがって、全光量の10分の1が反射さ
れ、光66cとしてフロントモニタ32に入射され、残
りの光68cが透過する。
【0041】フロントモニタ32に入射した光66c
は、電気信号に変換され、オート・パワー・コントロー
ルに利用される。制御回路、たとえば目標光量に対応し
た電気信号とフロントモニタ32の出力との差に応じた
電気信号をレーザドライバICに与え、それによってレ
ーザ26に供給する電流値を変化させるサーボ回路(図
示せず)によって、この電気信号が所定の値に保たれる
ようにレーザダイオード26に供給される電流が制御さ
れ、結果的に、対物レンズ40から出射されるメインビ
ーム70cが、所定の光パワーに保たれる。
【0042】偏光ビームスプリッタ30を透過した光6
8cは、コリメータレンズ34によって、球面波から平
面波へ、言い換えれば、放射光から平行光に変換され
る。方向は、光軸に平行である。
【0043】コリメータレンズ34で変換された平行光
は、1/4波長板36に入射し、直線偏光が円偏光に変
換される。円偏光とは、光のP波とS波の位相が1/4
波長ずれた状態を言う。そして光68cは、反射ミラー
38で向きを変え、光70cとして対物レンズ40に入
射する。この光70cは、ディスク12の信号面で結像
し(光72c)、反射される(光74c)。このとき、
反射によって光は位相が反転するため、言い換えると1
/2波長だけ位相が変化するため、位相が1/4波長ず
れているP波とS波の後先の関係が逆転する。すなわ
ち、円偏光の回転方向が逆転する。
【0044】反射光は、往路を逆に辿り、先ず、対物レ
ンズ40で平行光76cに変換された後、1/4波長板
36を通過する(光78c)。このとき、円偏光から直
線偏光に変換されるが、往路と違って、円偏光が逆向き
であるため、変換された直線偏光の偏光面は、偏光ビー
ムスプリッタ30におけるS波平面、すなわち、yz平
面と平行になる。
【0045】次に、1/4波長板36からの平行光がコ
リメータレンズ34で集束光に変換され、光78cとし
て偏光ビームスプリッタ30に入射する。光78cはS
波に直線偏光しているので、偏光ビームスプリッタ30
では、100%反射され、その反射光80cは受光セン
サ60の方向へ向きを変える。
【0046】受光センサ60へ向かった光80cは、シ
リンドリカルレンズ58に入射する。シリンドリカルレ
ンズ58の稜線は、光軸をx軸方向として、xy平面と
45度を成す方向に傾いている。したがって、この断面
内での光軸上の結像位置は、この断面と垂直な断面内で
の結像位置とは一致しない。このような非点隔差を発生
させるのは、フォーカス・サーボに非点収差法を用いる
ためである。非点収差法はよく用いられている方法であ
り、原理も周知なことなので、ここでの説明は省略す
る。
【0047】光80cは、コリメータレンズ34とシリ
ンドリカルレンズ58とによって、受光センサ60付近
の光軸上で集光する。結像ではなく、「集光」という言
葉を使ったのは、非点収差法によって、受光センサ60
に集光される光は非点隔差を持っため結像しないからで
ある。受光センサ60は、前述のシリンドリカルレンズ
58によって規定された2断面での、それぞれの結像点
のおよそ中間位置に置かれる。
【0048】光80cは、図8に示す、光軸位置に配置
された4分割センサ60a,60b,60cおよび60
dに、集光される。この受光センサ60は、記録信号を
再生するためと同時に、フォーカス・サーボ用に用いる
ため4分割されているが、この作用に関しては、周知で
あるため、ここでは説明を省略する。
【0049】次に、同じく図5−図7を参照して、±1
次光の流れを説明する。仮想光源から出射された拡散光
である±1次光の主光線64aおよび64bは、光軸に
対して傾きを持って、コリメータレンズ34に入射し、
平行光に変換された後も、光軸と同じ傾きを持って進行
する。そして、反射ミラー38で方向を変え、対物レン
ズ40でサブビームとしてディスク12上に結像する。
図中、光68aおよび68bは、コリメータ中心を通過
する±1次光を表わし、光72aおよび72bは、対物
レンズ中心を通過する±1次光を表わしている。
【0050】±1次光72a,72bは、ディスク12
の信号面上で、光軸からディスク12のトラック長手方
向であって互いに逆に離れた位置で結像する。その反射
光76aおよび76bは、対物レンズ40で平行光に変
換されるが、その方向は、入射したときと同じである。
そして、コリメータレンズ34とシリンドリカルレンズ
58とによって、受光センサ60上に集光される(80
a,80b)。結像ではなく、「集光」という言葉を使
ったのは、上述と同様の理由による。光80aおよび8
0bは、シリンドリカルレンズ中心を通過する光の方向
を表わしており、この延長上で集光する。
【0051】光80aおよび80bは、図8に示すよう
に、光軸からy方向に、互いに逆に離れた2分割センサ
60e,60f,60gおよび60hに入射する。これ
ら2分割センサは前述のディファレンシャル・プッシュ
プル法におけるサブビームのデトラックを検出するため
のものである。この分割方向については、前述同様、原
理に含まれ、周知であるため、ここでは説明を省略す
る。
【0052】続いて、チルト制御について説明するが、
まず、ディスク12がチルトした場合および対物レンズ
40がチルトした場合のそれぞれの場合の、ディスク信
号面でのスポットの劣化を説明し、ディスクチルトの影
響を、レンズチルトで相殺する方法を説明する。次に、
この実施例での光の経路について説明し、チルトの検出
方法を説明する。さらに、チルト制御の動作を説明す
る。
【0053】まず、ディスク12のみがチルトした場合
のスポットについて考える。図9はチルトがない場合の
光線の状態を示す。対物レンズ40は、ディスク厚みに
よって発生する球面収差を相殺するように、球面収差を
持たせて設計されているので、ディスク12の信号面上
のスポットには、球面収差が発生しない。図10は、こ
の場合に、対物レンズとは反対側から観察したディスク
信号面上の結像スポットを示す模式図であり、光軸から
離れた光線の集光中心は、近軸光線の結像中心と一致し
ている。
【0054】ディスク12がチルトした場合の光線の状
態を図11に示す。この場合における、対物レンズとは
反対側から観察したディスク信号面上の結像スポットが
図12に示される。図12からわかるように、ディスク
12の傾きによって、光軸から離れた光線の集光中心
が、近軸光線の結像中心から、ディスク12と対物レン
ズ40との間隔が狭くなった側に、離れている。この状
態がコマ収差の発生した状態である。
【0055】次に、対物レンズ40のみがチルトした場
合のスポットについて考える。図13は対物レンズ40
のチルトがない場合の光線の状態を示す。図13では、
対物レンズチルトの影響のみを考えるためディスク厚み
をないのものとし、他方、レンズは単純に球面レンズと
しているので、球面収差が発生している。図14は、こ
の場合に、対物レンズ40と反対側から観察したディス
ク信号面上の結像スポットを示す模式図であり、光軸か
ら離れた光線の集光中心は近軸光線の結像中心と一致し
ている。
【0056】これに対して、図15は対物レンズ40が
チルトした場合の光線の状態を示す。図16は、この場
合の、対物レンズ40と反対側から観察したディスク信
号面上の結像スポットを示す。この場合には、先のディ
スクチルトの場合(図12)と同様に、対物レンズ40
の傾きによって、光軸から離れた光線の集光中心が、近
軸光線の結像中心から、ディスク12と対物レンズの間
隔が狭くなった側に離れて集光している。この状態がコ
マ収差の発生した状態である。
【0057】さらに、対物レンズ40に入射する光線が
チルトした場合のスポットについて考える。この場合、
レンズチルトと、ディスクチルトとの両方の影響があ
る。光線チルトがない場合の光線の状態は、先の図13
と同様であるが、対物レンズ40は光線追跡しやすい球
面レンズを想定していて、かつディスク12には厚みが
あるので、この場合には、図17に示すように、ディス
ク信号面上のスポットには球面収差が発生している。こ
の場合に、対物レンズ40と反対側から観察したディス
ク信号面上の結像スポットは、先の図14と同様であ
り、光軸から離れた光線の集光中心は、近軸光線の結像
中心と一致している。
【0058】これに対して、図18は入射光がチルトし
た場合の光線の状態を示す。この場合、信号面での結像
にコマ収差が発生し、対物レンズ40と反対側からディ
スク信号面上の結像スポットを観察すると、先の図16
のようなスポットになる。つまり、入射光の傾きによっ
て、光軸から離れた光線の集光中心が、近軸光線の結像
中心から、入射光進行方向側に離れていて、コマ収差を
発生している。
【0059】図11に示すようなディスクチルトによっ
て発生したコマ収差を相殺するために、図15で示した
のとは逆方向に対物レンズ40をチルトさせればよい。
対物レンズ40が、ディスク12と平行になる方向に、
対物レンズ40を傾けるわけであるが、全く平行になる
と、図18で示した光線チルトと同じ状況になり、コマ
収差は相殺されないので、それに至る前のチルト状態が
よい。
【0060】図19はディスク12上の記録がなされる
溝であるグルーブ122にビームスポット72c(図
5,図6)が照射された状態を示す。グルーブ122の
中心とスポット72cの中心とが一致している場合に
は、ディスク反射光の光量分布は対称であるが、スポッ
ト中心がグルーブ中心からずれると非対称となる。ディ
スク反射光は、前述のように4分割受光センサ60a−
60dに集光され、この非対称性は、図8のセンサ(A
+B)および(センサC+D)の受光量ひいては、電流
や電圧値の信号出力を不均衡とする。このセンサ(A+
B)からの電気的出力とセンサ(C+D)からの電気的
出力との差信号はプッシュプル信号と呼ばれている。図
19において、矢印方向にスポット72cがグルーブ1
22およびそれに隣接するランド121を横断すると、
そのグルーブ122やこれに隣接する溝のランド121
の中心では、プッシュプル信号は0となるが、その間で
は光量分布の不均衡が最大となり、プッシュプル信号は
極大極小値をとるので、スポット移動距離に対して正弦
波状の変化を示す。
【0061】なお、その他のプッシュプル信号に関して
は、センサ組み合わせや分割方向も含めて、周知の技術
であり、この発明に直接関係しないので、ここでは説明
を省略する。
【0062】ここで、チルト検出の原理を、図19およ
び図20を用いて説明する。先に述べたように、図19
はディスクを半径方向に切断した断面図で、下からビー
ムがグルーブに照射された状態を表している。そして、
図20に示すようにディスクチルトがある状態でビーム
が溝を横断したとき発生するプッシュプル信号振幅は、
図19で示すディスクチルトがない状態の時の振幅と比
べ小さくなる。これは、ディスクチルトによって、ビー
ムスポットが大きくなり、プッシュプル信号の変調度が
小さくなったたると考えられる。したがって、対物レン
ズ40の光軸に対して平行に光が入射した場合において
は、ディスク12の傾きを変化させたときの振幅の変化
を調べ、振幅が最大になった角度の状態が、ディスクが
光軸に対して垂直である状態と言える。
【0063】実施例の光ディスク装置10がディスクを
チルトさせる機構を持つ場合には、実際にディスクを傾
けて、ディスクが光軸に対して垂直となる角度を、ディ
スクの半径位置ごとに求めることができる。
【0064】その具体的な方法を説明する。半径方向に
最内周と最外周との間で、ディスクの反りの状態が認識
できる程度の間隔で、ピックアップを移動させる。ディ
スク上のビームスポットは結像されるように、フォーカ
スサーボを作動させる。このとき、トラッキングサーボ
は作動させず、したがって、ビームスポットは溝あるい
はピット列を追従せず、ディスクが偏芯しているためこ
れらを横断する状態となる。
【0065】半径方向における或る刻みでディスクを傾
けて、そのときのプッシュプル信号振幅を測定する方法
が先ず挙げられる。
【0066】簡易的には、或る半径位置において、3点
以上の角度位置、たとえば設計上0度となる状態に対し
て、−0.5度、0度、+0.5度で測定を行い、2次
近似によって、振幅最大になる角度を推定してもよい。
あるいは、試行錯誤的な方法を用いてもよい。すなわ
ち、初期基準角度から、ラジアル方向で互いに逆で同量
の角度だけ、ディスクを傾けたときに、2つの振幅が等
量でない場合には、基準角度を少し移動し、測定を再度
試みる。2つの振幅が等量となるまでこれを繰り返し、
等量になった場合、その基準角度を、プッシュプル信号
振幅が最大なディスク角度とする。
【0067】このような方法で、各半径と、プッシュプ
ル信号振幅が最大となるディスク角度あるいはこれに相
当する物理量との対データ群を得る。
【0068】実際、光ディスク装置10の内部で、ディ
スク12の傾きを角度で規定することは困難であるの
で、ディスク12をチルトさせる機構において、傾きと
相関を持った入力値で代用する。たとえば、図3実施例
におけるカム88の揺動によってディスク傾きを変える
機構においては、パルスモータでカムを駆動する場合に
は入力パルス数や、カムにロータリエンコーダが付いて
いる場合には回転角度位置を表すそのロータリエンコー
ダからのパルス出力などがこれに当たる。
【0069】そして、チルト制御する場合、任意の半径
位置で信号を記録あるいは再生する際に、データ群か
ら、その半径位置に相当する、プッシュプル信号振幅が
最大となるディスク角度を推定する。
【0070】あるいは、任意の半径から最寄の半径位置
のデータで代用して、その半径におけるプッシュプル信
号振幅が最大となるディスク角度、あるいはこれに相当
する物理量を推定する。
【0071】任意の半径位置で信号の記録や再生を行う
際には、その半径位置における、プッシュプル信号振幅
が最大となるディスク角度となるように、ディスク傾き
を設定して、記録や再生を行う。
【0072】実際にディスクの傾きを調整する方法につ
いては、各種既存技術として報告されており、この発明
は特定の方法にこだわらない。[第2実施例]図21を
参照して、この実施例の光ディスク装置10において、
信号の記録再生体であるディスク12は、保持部14に
保持され、スピンドルモータ16によって回転され、光
ピックアップ18からの光照射を受け、それによってデ
ィスク12に信号が記録されあるいはディスク12から
の信号が再生される。光ピックアップ18はシャフト2
0aによってシャフト20の軸方向に移動可能に保持さ
れ、そのシャフト20はシャフトホルダ22によって保
持される。シャフトホルダ22はシャフトホルダシャー
シ24上に固定される。
【0073】ディスク12への記録再生、フォーカスサ
ーボ、トラッキングサーボに関する説明は、第1実施例
と全く同じであるので、これを省略する。
【0074】また、この発明を適用する光学系は、種々
の記録再生方式によって、若干異なる。実施例を説明す
るに当たっては、DVD−R/RWの光学系を例に挙げ
るが、これに限定するものではない。
【0075】図21に示すようにレンズチルトがある状
態で、ビーム72cが溝を横断したとき発生するプッシ
ュプル信号の振幅は、図19で表すようなレンズチルト
がない状態の振幅と比べ小さくなる。これは、レンズチ
ルトによって、ビームスポットが大きくなり、プッシュ
プル信号の変調度が小さくなったためと考えられる。し
たがって、ディスクに対して垂直な光が対物レンズに入
射した場合においては、対物レンズの傾きを変化させた
ときの振幅の変化を調べ、振幅が最大になった角度の状
態が、対物レンズ光軸が入射光に対して平行で、ディス
クに対して垂直である状態と言える。
【0076】実施例の光ディスク装置10がレンズをチ
ルトさせる機構を持つ場合には、実際に対物レンズを傾
けて、ディスクが光軸に対して垂直となる角度を、ディ
スクの半径位置ごとに求めることができる。
【0077】図23に示すように、傾いたディスクに対
して、対物レンズを同方向に、しかし同量ではなく傾け
れば、ディスク上のビームスポットから、コマ収差を除
去できることは、先に述べた。この状態から、同量で正
反対の方向に、対物レンズを傾けたとすると、その2状
態では、ビームスポットにコマが発生して、スポットが
大きくなるので、プッシュプル信号の変調度は少なくな
り、振幅は減少する。だだし、コマ収差が除去された状
態は、対物レンズの光軸に対して対称な系となっていた
いため、2状態におけるスポットのコマ収差発生のあり
ようも異なり、その結果、振幅の減少量も同じではな
い。
【0078】その具体的な方法を説明する。半径方向に
最内周と最外周との間で、ディスクの反りの状態が認識
できる程度の間隔で、ピックアップを移動させる。ディ
スク上のビームスポットは結像されるように、フォーカ
スサーボが作動している。トラッキングサーボは作動し
ておらず、ビームスポットは溝あるいはピット列を追従
せず、ディスクが偏芯しているためこれらを横断する状
態とする。
【0079】ある刻みでレンズを傾けて、そのときのプ
ッシュプル信号振幅を測定する方法が先ず挙げられる。
簡易的には、ある半径位置において、3点以上の角度位
置、たとえば設計上0度となる状態に対して、−0.5
度、0度、+0.5度で測定を行い、2次近似によっ
て、振幅最大になる角度を推定してもよい。ただし、前
述の非対称性を考慮すると、厳密には2次近似できない
ので、推定した角度位置から、実測に基づいたある値だ
けオフセットするのがよい。
【0080】あるいは、試行錯誤的な方法を用いてもよ
い。すなわち、初期基準角度から、ラジアル方向で互い
に逆で同量の角度だけ、対物レンズを傾けたときに、2
つの振幅の差が、前述の非対称性を考慮し実測に基づい
たある基準値でない場合には、基準角度を少し移動し、
測定を再度試みる。2つの振幅の差が該基準値となるま
でこれを繰り返し、ほぼ該基準値になった場合、その基
準角度を、ディスク上のビームスポットから、コマ収差
を除去できる対物レンズの角度とする。
【0081】このような方法によって、各半径と、プッ
シュプル信号振幅が最大となる対物レンズ角度、あるい
はこれに相当する物理量との対データ群を得る。
【0082】実際、ディスクドライブ装置の内部で、対
物レンズ傾きを角度で規定することは困難であるので、
対物レンズをチルトさせる機構において、傾きと相関を
持った入力値で代用する。たとえば、磁界の中で、対物
レンズに固定されたコイルに流す電流によって、コイル
に作用させる電磁力を変化させ、対物レンズをチルトさ
せる機構においては、電流値や印加する電圧などがこれ
に当たる。
【0083】任意の半径位置で信号を記録あるいは再生
する際に、データ群から、その半径位置に相当する、プ
ッシュプル信号振幅が最大となる対物レンズ角度を推定
する。あるいは、任意の半径から最寄の半径位置のデー
タで代用して、その半径におけるプッシュプル信号振幅
が最大となる対物レンズ角度、あるいはこれに相当する
物理量を推定する。
【0084】任意の半径位置で信号の記録や再生を行う
際には、その半径位置における、プッシュプル信号振幅
が最大となる対物レンズ角度となるように、対物レンズ
傾きを設定して、記録や再生を行う。
【0085】実際に対物レンズの傾きを調整する方法に
ついては、各種既存技術として報告されており、この発
明は特定の方法にこだわらない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は従来の光ディスク装置を制御回路部を除
いて示す図解図である。
【図2】図2は図1従来装置の光ピックアップの構成を
示す図解図である。
【図3】図3はこの発明の一実施例を制御回路部を除い
て示す図解図である。
【図4】図4は図3実施例の光ピックアップの構成を示
す図解図である。
【図5】図5は図4の光学系におけるサブビームを示す
図解図である。
【図6】図6は図4の光学系のyz平面におけるサブビ
ームを示す図解図である。
【図7】図7は図4の光学系のxy平面におけるサブビ
ームを示す図解図である。
【図8】図8は図3実施例において受光センサの分割配
置を示す図解図である。
【図9】図9はディスクチルトがない場合の対物レンズ
からディスクへの光ビームの状態を示す図解図である。
【図10】図10は図9において対物レンズとは反対側
から観察したディスク信号面上の結像スポットを示す図
解図である。
【図11】図11はディスクチルトがある場合の対物レ
ンズからディスクへの光ビームの状態を示す図解図であ
る。
【図12】図12は図11において対物レンズとは反対
側から観察したディスク信号面上の結像スポットを示す
図解図である。
【図13】図13は対物レンズチルトがない場合の対物
レンズからディスクへの光ビームの状態を示す図解図で
ある。
【図14】図14は図13において対物レンズとは反対
側から観察したディスク信号面上の結像スポットを示す
図解図である。
【図15】図15は対物レンズチルトがある場合の対物
レンズからディスクへの光ビームの状態を示す図解図で
ある。。
【図16】図16は図15において対物レンズとは反対
側から観察したディスク信号面上の結像スポットを示す
図解図である。
【図17】図17は光線チルトがない場合の対物レンズ
からディスクへの光ビームの状態を示す図解図である。
【図18】図18は光線チルトがある場合の対物レンズ
からディスクへの光ビームの状態を示す図解図である。
【図19】図19はディスクも対物レンズもチルトして
いない場合のディスク断面および光線断面の状態を示す
図解図である。
【図20】図20はディスクがチルトした場合のディス
ク断面および光線断面の状態を示す図解図である。
【図21】図21はこの発明の他の実施例の光ディスク
装置を示す図解図である。
【図22】図22は対物レンズがチルトした場合のディ
スク断面および光線断面の状態を示す図解図である。
【図23】図23はディスクがチルトして発生するコマ
収差を相殺するように対物レンズを傾けた場合のディス
ク断面および光線断面の状態を示す図解図である。
【符号の説明】
10 …光ディスク装置 12 …ディスク 18 …光ピックアップ 26 …レーザダイオード 30 …偏光ビームスプリッタ 34 …コリメータレンズ 38 …反射ミラー 40 …対物レンズ 60 …受光センサ 60a−60h …分割センサ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対物レンズを通してディスク上にビームス
    ポットを照射し、そのディスクからの反射光を2分割受
    光素子で受光し、各受光素子の受光量を反映した電気的
    出力の差信号を検出する機能を有する光ピックアップ
    と、前記ディスクの半径方向において前記対物レンズに
    対する前記ディスクの相対的な角度を変化させることが
    できる機構とを備える光ディスク装置において、 任意の半径位置で前記差信号の振幅が最大となる前記デ
    ィスクの傾斜角度を求める検出手段をさらに設けたこと
    を特徴とする、光ディスク装置。
  2. 【請求項2】前記半径位置と前記ディスクの傾斜角度と
    に基づいて、信号の記録/再生を行おうとする半径に応
    じて前記ディスクの傾斜角度を設定する角度設定手段を
    さらに備える、請求項1記載の光ディスク装置。
  3. 【請求項3】対物レンズを通してディスク上にビームス
    ポットを照射し、そのディスクからの反射光を2分割受
    光素子で受光し、各受光素子の受光量を反映した電気的
    出力の差信号を検出する機能を有する光ピックアップ
    と、前記ディスクの半径方向において前記対物レンズの
    傾斜角度を変化させることができる機構とを備える光デ
    ィスク装置において、 任意の半径位置で前記差信号の振幅が最大となる前記対
    物レンズの傾斜角度を求める検出手段をさらに設けたこ
    とを特徴とする、光ディスク装置。
  4. 【請求項4】前記半径位置と前記対物レンズの傾斜角度
    とに基づいて、信号の記録/再生を行おうとする半径に
    応じて前記対物レンズの傾斜角度を設定する角度設定手
    段をさらに備える、請求項3記載の光ディスク装置。
  5. 【請求項5】対物レンズを通してディスク上にビームス
    ポットを照射し、そのディスクからの反射光を2分割受
    光素子で受光し、各受光素子の受光量を反映した電気的
    出力の差信号を検出する機能を有する光ピックアップ
    と、前記ディスクの半径方向において前記対物レンズに
    対する前記ディスクの相対的な角度を変化させることが
    できる機構とを備える光ディスク装置における信号の記
    録/再生方法であって、 (a) 任意の半径位置で前記差信号の振幅が最大となる前
    記ディスクの傾斜角度を求め、そして(b) 前記半径位置
    と前記ディスクの傾斜角度とに基づいて、信号の記録/
    再生を行おうとする半径に応じて前記ディスクの傾斜角
    度を設定する、記録/再生方法。
  6. 【請求項6】対物レンズを通してディスク上にビームス
    ポットを照射し、そのディスクからの反射光を2分割受
    光素子で受光し、各受光素子の受光量を反映した電気的
    出力の差信号を検出する機能を有する光ピックアップ
    と、前記ディスクの半径方向において前記対物レンズの
    傾斜角度を変化させることができる機構とを備える光デ
    ィスク装置における信号の記録/再生方法であって、 (a) 任意の半径位置で前記差信号の振幅が最大となる前
    記対物レンズの傾斜角度を求め、そして(b) 前記半径位
    置と前記対物レンズの傾斜角度とに基づいて、信号の記
    録/再生を行おうとする半径に応じて前記対物レンズの
    傾斜角度を設定する、記録/再生方法。
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