JP2004095184A

JP2004095184A - 光記録媒体の記録再生方法

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Publication number: JP2004095184A
Application number: JP2003428378A
Authority: JP
Inventors: On Paku San; サン・オン・パク; Pyo Hon Song; ソン・ピョ・ホン
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: US6963520B1; US20050195707A1; JP4863601B2; US8184510B2; JP2000339727A

Abstract

【課題】高密度の光記録媒体システムにおいて光記録媒体のデフォーカス及びチルトを検出してこれを補償する方法を提供する。
【解決手段】フォーカス制御だけを動作させたフリーランニング状態でディスクの内周及び外周の多数の位置でトラッキングエラー信号のレベルの最大となるときのデフォーカスオフセット量、この時のチルトの方向及び大きさを検出してチルトを調整し、調整した値をマップ状態で記憶し、実際のデータ記録／再生中に該当位置で記録された値を用いてチルトとフォーカス制御を行う。それにより、記録及び再生時のチルト及びデフォーカスに起因するデータ品質の低下を防止し、フォーカス制御を早く安定化させてリアルタイム記録を可能にし、システムを安定的に動作させることができる。
【選択図】　図１

Description

　本発明は光記録媒体システムに関し、特に光記録媒体のデフォーカスとチルトをそれぞれ検出してそれらを補償する方法に関する。

　一般に、光記録媒体は記録の可否に基づいて読取専用のＲＯＭ型、１回だけ記録可能なＷＯＲＭ型、反復して記録可能な再記録可能型の３種類に大別される。この中で自由に繰り返して再記録可能な光記録媒体、例えば光ディスクには、再記録可能なコンパクトディスク（Rewritable Compact Disc:ＣＤ−ＲＷ）、再記録可能なデジタル多機能ディスク（Rewritable Digital Versatile Disc:ＤＶＤ−ＲＷ，　ＤＶＤ−ＲＡＭ，　ＤＶＤ＋ＲＷ）等がある。上記した再記録可能な光ディスク、特にＤＶＤ−ＲＡＭのような光ディスクは、ランドとグルーブを有する構造からなる信号トラックを形成させて情報信号が記録されてない空ディスクでもトラッキング制御できるようにし、記録密度を高めるためにランド／グルーブのトラックにそれぞれ情報信号を記録している。

　この際、光ディスクは、製造工程上樹脂の射出及び硬化過程でゆがむことがあり、これにより中心孔があっても偏心が発生することがある。また、ディスクのトラックが所定の規格のピッチで螺旋状に正確に記録されていても、中心孔の偏差により偏心が発生する。このように、ディスクは偏心を伴いながら回転するため、モータの中心軸とトラックの中心とを完ぺきに一致させることが難い。これにより、所望のトラックの信号だけを正確に読み取るのが難いため、ＣＤ、ＤＶＤ方式でずれの量に対して規格を決め、偏心が発生しても光ビームが常に所望のトラックを追跡できるようにトラッキング制御を行っている。トラッキング制御は、ビームトレース状態に対応する電子信号を作り、その信号に基づいて対物レンズ又は光ピックアップ本体を半径方向に動かしてビームの位置を修正してトラックを正確に追跡するようにする。

　一方、ビームが該当トラックから外れることはディスクの傾いている場合にも発生する。これは、ディスクをスピンドルモータに装着する時の誤差等のように機構的な問題により発生する。すなわち、フォーカシングとトラッキングとが正確に垂直方向で行われないために外れる。このように、ディスクの傾いている状態をチルトという。このチルトは、トラックピッチが広くてチルトマージンが大きいＣＤでは別に問題にならなかった。ここで、チルトマージンとは補正可能なディスクの傾き量のことである。しかし、光ディスク等の光応用機器が高密度化するにしたがってトラックピッチが狭くなったＤＶＤでは、ジッタに対するラジアルチルトマージンが小さいため、チルトが少しだけ発生しても（つまり、ディスクがやや傾いても）ビームが隣のトラックへ移ってしまうデトラックが発生する。この場合にはトラッキング制御だけでは十分でない。すなわち、ビームがチルトにより隣のトラックへ移っても、ビームがトラックの中央にあれば、トラッキング制御ではトラックに正確に追従していると判断する。こうなると、再生時にはデータを正確に読み取ることができなく、記録時には該当トラックにデータを正確に記録することができなくなる。

　上記のようなチルトを解決するための方法として、ピックアップ内にチルトの検出のための専用チルトセンサ、例えばチルト専用受光素子を別に設けてディスクのチルトを検出する方法がある。しかし、上記方法は効率が良くないのにセットのサイズが大きくなるという問題がある。

　一方、この種の光記録再生装置で情報を記録し、または記録された情報を再生するためには光ピックアップを通じてフォーカス制御を行う。フォーカス制御時、すなわちフォーカスサーボ時に光焦点がディスク面から外れていると（デフォーカスと称する）、記録及び再生時のデータ品質が低下し、これによりシステムの動作が不安定になるという問題がある。したがって、フォーカス制御は、光ピックアップ内のフォーカスアクチュエータを駆動させることで光ピックアップを上下動させて、光ディスクの回転に応じて追従させる。その際、フォーカスアクチュエータは、フォーカスエラー信号に応じて対物レンズを上下、例えばフォーカス軸方向に駆動させることにより対物レンズと光ディスクとの距離を一定に維持させている。

　ところで、ＤＶＤ−ＲＡＭのようにランドとグルーブともにデータを記録可能な光ディスクでは、ランドとグルーブとの深さの差によりフォーカスオフセットが違うため、フォーカスエラー信号がゼロであってもデフォーカスになっていることがある。すなわち、ランドのトラックでフォーカスされていても、オフセット調整が行われてないため、これがそのままグルーブのトラックに適用されればランドとグルーブとの深さの差によりフォーカスされないことがある。また、グルーブのトラックでフォーカスされた場合にも同様にランドのトラックではランドとグルーブとの深さの差によりフォーカスされないデフォーカスが発生することがある。この時にはフォーカスエラー信号だけではデフォーカス状態が分からず、これによりジッタ特性が悪くなり、ＢＥＲ(Bit Error Rate)が大きくなる。もしこの状態で記録を行えば、ランドとグルーブとの記録特性が替わることがあるため、上記と同様に記録及び再生時のデータ品質が低下し、これによりシステムの動作が不安定になる。

　本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、フォーカス制御だけ動作させたフリーランニング(free running)状態で検出されたトラッキングエラー信号から正フォーカス時のデフォーカスオフセット量を検出して記憶した後、これを後の記録再生時に適用してデフォーカスを補償する光記録媒体の記録再生方法を提供することにある。
　本発明の他の目的は、フォーカス制御だけ動作させたフリーランニング状態で検出されたトラッキングエラー信号からディスクのチルトの大きさを検出し、フォーカスエラー信号からチルトの方向を検出して記憶した後、これを後の記録再生時に適用してチルトを補償する光記録媒体の記録再生方法を提供することにある。
　本発明の又他の目的は、フォーカス制御だけ動作させたフリーランニング状態でディスクの内周及び外周の特定位置で検出したトラッキングセンタオフセットからチルトを検出して記憶した後、これを後の記録再生時に適用してチルトを補償する光記録媒体の記録再生方法を提供することにある。

　上記目的を達するための本発明の光記録媒体の記録再生方法は、光記録媒体が装填されると、フォーカス制御だけ動作させた状態で光記録媒体を回転させ、指定された複数の位置で制御情報を検出する段階と、各位置毎の制御情報をテーブル化して記憶する段階と、実際のデータ記録／再生時に前記テーブル化された制御情報を利用して該当位置の制御を行う段階とを備えることを特徴とする。

　前記制御情報検出段階は、前記光記録媒体の回転により検出されるトラッキングエラー信号のレベルが最大となる時点をフォーカスされた状態と判定し、その時点でのデフォーカスオフセット量を検出する段階をさらに備えることを特徴とする。
　前記デフォーカスオフセット量を変化させながら前記トラッキングエラー信号のレベルの最大となる時点を検出することを特徴とする。
　前記トラッキングエラー信号の平均値を求めてデフォーカスオフセット量を検出することを特徴とする。

　前記制御情報検出段階は、前記フォーカスされた状態でチルトの大きさ及び方向を検出してチルトゼロになるようにチルトを調整した後、調整された値を検出する段階をさらに備えることを特徴とする。

　前記制御情報検出段階は、指定された位置でフォーカス制御だけ動作させた状態で光記録媒体を回転させてトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を検出する段階と、トラッキングエラー信号のレベルからチルトの大きさを検出し、フォーカスエラー信号と基準レベルとの差からチルトの方向を検出する段階と、前記段階で検出されたチルトの大きさ及び方向でチルト制御を行ってチルトゼロを検出する段階と、前記段階でチルトゼロが検出されると、その時のトラッキングエラー信号のレベルとフォーカスエラー信号のレベルを検出する段階とを備えることを特徴とする。

　前記チルトゼロ検出段階は、トラッキングエラー信号のレベルが最大でかつフォーカスエラー信号と基準レベルとの差が一定範囲内にあればチルトゼロと判定することを特徴とする。

　前記記憶段階は、フォーカスされた状態のデフォーカスオフセット値、チルトゼロ状態のトラッキングエラー信号のレベル、そしてフォーカスエラー信号のレベルと基準レベルとの差を基準値として記憶することを特徴とする。

　前記制御実行段階は、データ記録／再生中に該当地点でトラッキングエラー信号のレベルを検出した後、前記記憶段階で基準値として記憶されたトラッキングエラー信号のレベルとの比較でチルトの大きさを検出する段階と、該当地点でフォーカスエラー信号を検出して基準レベルとの差を求めた後、前記記憶段階で基準値として記憶された差との比較でチルトの方向を検出する段階と、前記段階で検出されたチルトの大きさ及び方向でチルト制御を行う段階とを備えることを特徴とする。

　前記チルト制御実行段階は、まずチルトを調整した後、記憶されたデフォーカスオフセット値を用いて該当位置のデフォーカスを検出して補償する段階をさらに備えることを特徴とする。

　前記制御情報検出段階は、光記録媒体の内周と外周の特定位置でそれぞれ光記録媒体を回転させて各位置でのトラッキングエラー信号を求める段階と、前記段階で求めた内周と外周のトラッキングエラー信号の差からチルトの大きさを検出する段階と、前記チルトの大きさを減少させる方向にチルトを調節してチルトゼロを検出する段階とを備えることを特徴とする。
　前記段階のチルトの大きさは各位置のトラッキングエラー信号のセンタオフセットの差から検出することを特徴とする。
　前記チルト方向検出段階は、チルトの方向を各位置のトラッキングエラー信号のセンタオフセット差の符号から検出することを特徴とする。

　本発明の光記録媒体の記録再生方法は、光記録媒体が装填されると、前記フォーカス制御だけ動作させた状態で光記録媒体を回転させてトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を検出する段階と、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号からチルト情報を検出してチルトゼロになるように調整した後、調整された値を基準値として記憶する過程を、指定された各位置毎に行う段階と、前記光記録媒体を利用するに際して前記段階で記憶された基準値を光記録媒体の該当位置に適用してチルト補償を行うチルト制御段階とを備えることを特徴とする。
　前記チルト情報検出段階はフォーカスされた状態で検出することを特徴とする。

　本発明に係る光記録媒体の記録再生方法によれば、フォーカス制御だけ動作させたフリーランニング状態でディスクの内周と外周の多数の位置でトラッキングエラー信号のレベルが最大となるときのデフォーカスオフセット量、この時のチルトの方向及び大きさを検出してチルトを調整し、調整した値をマップ状態で記憶し、実際の記録／再生時に該当位置で記憶された値を用いてチルトとフォーカス制御を行うことにより、記録及び再生時にチルト及びデフォーカスに起因するデータの品質低下を防止し、フォーカス制御を早く安定化させてリアルタイム記録を可能にし、システムを安定的に動作させることができる。
　さらに、サーチ又はシーク時に制御を早く安定させて該当トラックを探すことができ、高密度の光ディスクで別の受光素子を用いずに安定的に正確にチルトを検出して補償することができる。そして、記録／再生時にチルトに起因するデータの品質低下を防止し、チルトに起因するデトラックを防止してシステムを安定的に動作させる効果がある。

　以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳述する。
　本発明は、フォーカス制御だけ動作させたフリーランニング状態で検出されるトラッキングエラー信号が最大となる時点をフォーカスされたと判定し、その時点でのデフォーカスオフセット量を検出した後、実際に記録／再生時にその検出されたデフォーカスオフセット量でフォーカス制御を行う。又、本発明は、上記のようなフォーカスされた状態でトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号からチルトの大きさ及び方向を検出してチルトゼロに調整した後、調整された値を記憶して実際に記録／再生時に適用してチルトを補償する。特に、かかる過程を内周、外周を含む多数の位置でそれぞれ行う。すなわち、フォーカス制御を動作させ、かつトラッキング制御を動作させずにピックアップを固定してディスクを回転させると、ディスクの偏心量だけトラッキングエラー信号が検出されるが、これをフリーランニング状態という。

　図１は本発明に係るデフォーカス、チルトの検出及び補償のための光ディスク記録／再生装置の構成ブロック図であり、データを再記録可能な光ディスク１０１、光ディスク１０１に情報を記録し再生する光ピックアップ１０２、光ピックアップ１０２から出力される電気信号からＲＦ及びサーボエラー信号を生成するＲＦ及びサーボエラー生成部１０５、光ディスク１０１に記録するデータが発生すると、ＲＦ及びサーボエラー生成部１０５の制御信号により記録するデータを光ディス１０１の要求するフォーマットの記録パルスに符号化するエンコーダ１０３、エンコーダ１０３の記録パルスをレーザダイオードＬＤの記録パワーに変換して光ピックアップ１０２内のＬＤを駆動するＬＤ駆動部１０４、ＲＦ及びサーボエラー生成部１０５で検出されたＲＦ信号を処理してデータを復元するデータデコーダ１０６、ＲＦ及びサーボエラー生成部１０５から出力されるトラッキングエラー信号からデフォーカスを検出するデフォーカス判別部１０７、ＲＦ及びサーボエラー生成部１０５から出力されるトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号からチルトを検出するチルト検出部１０８、ＲＦ及びサーボエラー生成部１０５で検出されたトラッキングエラー信号ＴＥを信号処理してトラッキング駆動信号を発生し、デフォーカス判別部１０７で検出されたデフォーカスの大きさ及び方向に当たるフォーカス駆動信号を発生し、チルト検出部１０８で検出されたチルトの大きさ及び方向に当たるチルト駆動信号を発生するサーボ制御部１０９、サーボ制御部１０９から出力されるフォーカス駆動信号に基づいて光ピックアップ１０２を制御してデフォーカスを補償するフォーカスサーボ駆動部１１０、サーボ制御部１０９から出力されるトラッキング駆動信号が入力されて光ピックアップ１０２内のトラッキングアクチュエータを駆動するトラッキングサーボ駆動部１１１、及びサーボ制御部１０９から出力されるチルト駆動信号に基づいて光ピックアップ１０２を制御してチルトを補償するチルト駆動部１１２とから構成される。

　ここで、チルト駆動部１１２はチルトサーボ機構であり、光ピックアップ又はディスク自体を動かしてチルトを補償する。デフォーカス判別部１０７は、トラッキングエラー信号ＴＥをローパスフィルタリングして平均化するＬＰＦ１０７−１、前記トラッキングエラー信号ＴＥのレベルＴＥｖｐｐを検出するレベル検出部１０７−２、及びＬＰＦ１０７−１の出力とレベル検出部１０７−２の出力を用いて正フォーカス時のデフォーカスオフセット量を検出するデフォーカス検出部１０７−３とから構成される。また、光ピックアップ１０２はビームの光量を検出して電気的な信号に変換する光検出器を備え、光検出器は一例として図２に示すように光ディスク１０１の信号トラック方向と半径方向に分割、つまり４分割した４つの光検出素子ＰＤＡ、ＰＤＢ、ＰＤＣ、ＰＤＤから構成される。

　このように構成された本発明の光ディスク１０１の信号トラックはランド／グルーブの構造からなり、ランドとグルーブ双方のトラックでデータを記録又は再生することができる。したがって、光ディスク１０１の装着或いは記録／再生中に光ピックアップ１０２のレーザダイオードで発光したレーザ光は回転する光ディスク１０１の信号トラックに照射され、ここから反射する光は光検出器に入射する。光検出器は複数の光検出素子からなり、各々の光検出素子から得た光量に比例する電気信号がＲＦ及びサーボエラー生成部１０５へ出力される。光検出器が図２に示すように構成されている場合、光検出器は各々の光検出素子ＰＤＡ、ＰＤＢ、ＰＤＣ、ＰＤＤから得た光量に比例する電気信号ａ、ｂ、ｃ、ｄをＲＦ及びサーボエラー生成部１０５へ出力する。

　ＲＦ及びサーボエラー生成部１０５は、電気信号ａ、ｂ、ｃ、ｄを組み合わせてデータの再生に必要なＲＦ信号、サーボの制御に必要なリードチャネル２信号、フォーカスエラー信号等を生成する。ここで、ＲＦ信号は光検出器から出力される電気信号を加算（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）して得られ、リードチャネル２信号は光検出器から出力される電気信号から（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））を演算して得られ、トラッキングエラー信号ＴＥはリードチャネル２信号を加工して得られる。さらに、フォーカスエラー信号ＦＥは光検出器から出力される電気信号から（（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ））を演算して得られる。もし光検出器がトラック方向に２分割された場合であれば、両フォトダイオードＩ１、Ｉ２の光量バランスよりＲＦ信号（＝Ｉ１＋Ｉ２）、リードチャネル２信号（＝Ｉ１−Ｉ２）を検出する。すなわち、図２のａ＋ｄがＩ１、ｂ＋ｃがＩ２に該当する。ＲＦ信号は再生のためにデータデコーダ１０６に出力され、ＦＥ、ＴＥ等のサーボエラー信号はデフォーカス判別部１０７、チルト検出部１０８、及びサーボ制御部１０９に出力され、データの記録のための制御信号はエンコーダ１０３に出力される。

　エンコーダ１０３は、記録するデータを光ディスク１０１の要求するフォーマットの記録パルスに符号化した後、制御信号によりＬＤ駆動部１０４に出力し、ＬＤ駆動部１０４は前記記録パルスに該当する記録パワーで光ピックアップ１０２のＬＤを駆動させて光ディスク１０１にデータを記録する。又、光ディスク１０１に記録されたデータを再生するときには、データデコーダ１０６はＲＦ及びサーボエラー生成部１０５で検出されたＲＦ信号から本来の形態のデータを復元する。そして、サーボ制御部１０９はトラッキングエラー信号ＴＥを信号処理してトラッキング制御のための駆動信号をトラッキングサーボ駆動部１１１に出力する。トラッキングサーボ駆動部１１１は光ピックアップ１０２内のトラッキングアクチュエータを駆動して光ピックアップ１０２の対物レンズを半径方向に動かしてビームの位置を修正し、所定のトラックを追跡させる。

　一方、デフォーカス判別部１０７はリードチャネル２信号を加工したトラッキングエラー信号ＴＥを用いてデフォーカスを検出する。このようなデフォーカスの検出はシステム初期化時にディスクの内周、外周の指定された多数の位置でそれぞれ行う。すなわち、ディスクが装填されると、まず指定された位置でデフォーカスのゼロであるデフォーカスオフセット値を探す。例えば、ディスクが装填されると、フォーカス制御、すなわちフォーカスサーボだけ動作させたフリーランニング状態でＲＦ及びサーボエラー生成部１０５からＲＦ及びサーボエラー信号を生成した後、サーボエラー信号のうちトラッキングエラー信号ＴＥをデフォーカス判別部１０７へ出力する。すなわち、フォーカス制御は動作、かつトラッキング制御は不動作のフリーランニング状態で光ピックアップ１０２を固定させたまま光ディスク１０１だけを回転させると、ディスクの偏心によりトラッキングエラー信号ＴＥが検出される。

　表１は、チルトゼロ状態でフォーカス制御を動作、かつトラッキング制御を不動作とした状態でデフォーカスオフセットに応じて変わるトラッキングエラー信号のレベルの変化を示している。

　図４は表１をグラフに示す図であり、トラッキングエラー信号ＴＥのレベルＴＥｖｐｐはデフォーカスされていない場合、つまり正フォーカス状態で最大となり、デフォーカスされている程度に比例してその大きさが小さくなる。例えば、上記表１が指定された位置であると見なすと、デフォーカスオフセット量の５．０の地点がデフォーカスゼロの地点になる。

　すなわち、デフォーカス判別部１０７は、指定された位置でデフォーカスオフセットを変化させながらトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐを検出して最大となる時点をフォーカスされたと判定し、この時のトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐとデフォーカスオフセット量を記憶する。かかる過程を指定された多数個のディスク位置でそれぞれ行う。

　以下、指定された特定位置でのデフォーカス検出方法をさらに詳細に説明する。すなわち、デフォーカス判別部１０７のレベル検出部１０７−２はトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐを検出してデフォーカス検出部１０７−３に出力し、デフォーカス検出部１０７−３は上記した過程でデフォーカスオフセットを変化させながらトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐの最大となる時点のデフォーカスオフセット量を検出する。そして、この時のトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐ、デフォーカスオフセット量を記憶する。

　その際、トラッキングエラー信号は図４に示すようにデフォーカスオフセットに応じて歪み、非対称となる。例えば、デフォーカスオフセットが６以下ではちいさくなるほどトラッキングエラー信号の波形がアンバランスになることが分かる。したがって、トラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐの平均値を求めた後、この平均値でデフォーカスオフセット量を検出すると、短い時間にデフォーカスのない位置、つまり正フォーカス位置を検出することができる。これはその平均値によって歪まない位置のみでフォーカス制御が行われるからである。その際、ＬＰＦ１０７−１でトラッキングエラー信号ＴＥをフィルタリングすると、トラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐの平均値を検出することができる。歪みのほとんどない場合には平均値に当たる波形は直線に近い。

　図５ａ〜図５ｅはフォーカス制御が動作し、かつトラッキング制御は不動作のフリーランニング状態で検出されるトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐがデフォーカスオフセットに応じて変わる例を示している。図５ｃのトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐが最も大きいのでこの時をフォーカスされたと判定し、該当するトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐとデフォーカスオフセット量を記憶する。図５ｄにはＬＰＦ１０７−１の出力、つまりトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐの平均値を示しており、ひどく歪んでいることが分かる。したがって、デフォーカスオフセットよりも小さくなる方向へはフォーカス制御が行われない。

　かかる過程を指定された多数の位置でそれぞれ行って、各位置でのフォーカスされた状態に該当するトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐとデフォーカスオフセット量をテーブル化して記憶する。その際、各位置毎のトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐの最大となるデフォーカスオフセット量は殆ど同じであるが、同一ではない。これはディスク位置偏差（例えば、反射率、記録媒質特性）が少しずつ異なるためである。そして、上記過程をランドとグルーブでそれぞれ行って２つのデフォーカスオフセット量を比較すると、ランドとグルーブ間のフォーカスオフセットの差が分かる。この後、実際のデータ記録／再生時に指定された該当位置に到達すると、その位置で記憶されたデフォーカスオフセット量でフォーカス制御を行う。

　すなわち、サーボ制御部１０９はシーク等のトラックジャンプ或いは実際のデータ記録／再生中に予め設定した位置で記憶されたデフォーカスオフセット量に該当するフォーカス駆動信号を生成し、フォーカスサーボ駆動部１１０はそのフォーカス駆動信号に基づいて光ピックアップ内のフォーカスアクチュエータを駆動させる。例えば、実際にデータを記録／再生する場合、指定された特定位置でトラッキングエラー信号のレベルとデフォーカスオフセット値を求めた後、予めフリーランニング状態で記憶したトラッキングエラー信号のレベルとデフォーカスオフセット値をそれぞれ比較して、その差だけトラッキングエラー信号のレベルが最大となる方に補償すればよい。したがって、トラックジャンプ時或いは実際に記録／再生しているときにフォーカスされた状態を探す時間を短縮させることができ、これによりフォーカス制御を早く安定させることができるので、データの記録／再生を正確に行うことができる。

　一方、本発明の実施形態ではシステム初期化時にフォーカスされた状態になるデフォーカスオフセット値を検出したが、これはディスクの種類に応じて変わる。例えば、ランダムアクセスを行うＤＶＤ−ＲＡＭでは制御の速い安定化が大切なので、上記のようにシステム初期化時に予め行って正フォーカス時のデフォーカスオフセット量を記憶した後、実際の記録／再生中にその記憶された値でフォーカス制御を行うことが効果的である。

　一方、本発明ではチルトも検出できる。チルトはフリーランニング状態で検出し、デフォーカスはゼロでなければならない。すなわち、フォーカスされた状態でなければならない。このとき、デフォーカスゼロを判別する方法は上記したデフォーカス検出方法を利用すればよい。すなわち、上記方法で該当位置でデフォーカスゼロの時点を探した後、その時点でチルトを検出すればよい。
　本発明ではチルトの検出の例を第１、第２実施形態に分けて説明する。この時のデフォーカスゼロの状態の検出は上記したデフォーカス検出方法を用いる。

　　第１実施形態
　本発明の第１実施形態でのチルトの検出は、システム初期化時にディスクの内周、外周の指定された多数の位置でそれぞれ行う。例えば、ディスクが装填されると、フォーカス制御だけ動作させたフリーランニング状態でＲＦ及びサーボエラー生成部１０５はトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を検出してチルト検出部１０８とサーボ制御部１０９に出力する。すなわち、フォーカス制御は動作かつトラッキング制御は不動作のままの状態で光ピックアップ１０２を固定させて光ディスク１０１だけ回転させると、ディスクの偏心によりトラッキングエラー信号が検出される。

　図６ないし図８はフォーカス及びトラックのオフセットが固定された状態でフォーカス制御だけ動作させて、トラッキング制御は不動作のままフリーランニング状態で検出されるトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号がチルトに応じて変わる例を示している。ａはフォーカスエラー信号から検出されるエンベロープ波形ＦＥｖｐｐと基準レベルとの関係を示しており、ｂはトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐの変化を示している。すなわち、図６ｂのようにトラッキングエラー信号のレベルが最も大きく、かつａのフォーカスエラー信号と基準レベルとの差が予め設定した範囲内にあれば、チルトのない場合、例えばチルトゼロと判定する。

　ここで、前記ａのフォーカスエラー信号のエンベロープ波形ＦＥｖｐｐはフォーカスエラー信号をローパスフィルタリング、或いはフォーカスエラー信号のピークをホールドして求めることができる。そして、基準レベルはグラウンド電位或いは正フォーカス位置のＤＣレベル（例えば２Ｖまたは２．５Ｖ）である。したがって、チルト検出部１０８はデフォーカス判別部１０７のＬＰＦ１０７−１からフォーカスエラー信号のエンベロープ波形を与えられることもできる。又、基準レベルはデフォーカス検出部１０７−３の出力から分かる。もしチルトの方向を検出するための範囲をＶ_LOWとＶ_HIGHと設定する場合、図６ａのフォーカスエラー信号と基準レベルとの電位差Ｖ_FEが上記範囲内にあれば（Ｖ_LOW≦Ｖ_FE≦Ｖ_HIGH）、ｂのトラッキングエラー信号のレベルも最大となり、この時のチルトがゼロである。

　一方、図７及び図８はチルトのある場合である。図７ａはフォーカスエラー信号のエンベロープと基準レベルとの差Ｖ_FEが小さくなり、図８ａはフォーカスエラー信号のエンベロープと基準レベルとの差Ｖ_FEが大きくなることが分かる。すなわち、フォーカスエラー信号と基準レベルとの差が予め設定した範囲Ｖ_LOW、Ｖ_HIGHから外れている。また、図７ｂと図８ｂを見ると、図６ｂに比べてトラッキングエラー信号レベルＴＥｖｐｐが小さいことが分かる。すなわち、最大でないことを意味する。結局、図７及び図８ではチルトが発生していることが分かる。

　したがって、該当位置でチルトを調整しながらトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐが最大でかつフォーカスエラー信号と基準レベルとの差値が予め設定した範囲Ｖ_LOW、Ｖ_HIGH内にあるかを判別する。その際、フォーカスエラー信号と基準レベルとの差によりチルトの方向が分かる。すなわち、ディスクが正常状態の時よりも下方に傾いたか上方に傾いたかが分かる。したがって、フォーカスエラー信号と基準レベルとの差が、予め設定した範囲Ｖ_LOWよりも小さい場合には大きくなる方向に、Ｖ_HIGHよりも大きい場合には小さくなる方向にチルトを調整し、トラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐが最大となるまで調整すればよい。すなわち、トラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐによりチルトの大きさが分かる。

　このように、チルト検出部１０８はチルトの方向及び大きさを検出してサーボ制御部１０９に出力し、サーボ制御部１０９はチルトの大きさ及び方向に該当するチルト駆動信号を発生させてチルト駆動部１１２に出力する。チルト駆動部１１２はチルト駆動信号に基づいてチルトの大きさだけ＋または−方向にディスクを移動、或いは光ピックアップを移動させることでチルトを直接制御する。

　上記過程で該当位置でチルトを調整してトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐが最大でかつフォーカスエラー信号と基準レベルとの差が予め設定した範囲Ｖ_LOW、Ｖ_HIGH内に入ると、その時のトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐ、そしてフォーカスエラー信号と基準レベルとの差を該当位置での基準値としてそれぞれ記憶する。かかる過程を指定された多数の位置でそれぞれ行って各位置での基準値を検出し、これをテーブル化する。この後、トラックジャンプ等のサーチ（又はシーク）又は実際のデータ記録／再生時に該当位置に到達すると、その位置で現在のトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐとフォーカスエラー信号と基準レベルとの差をそれぞれ求めた後、テーブル化された該当位置の基準値とを比較してチルトを検出して調整する。

　例えば、フォーカスエラー信号と基準レベルとの差として前記位置で記憶された基準値をＶ_REF1とし、トラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐとして記憶された基準値をＶ_REF2とすると、データの記録／再生又はサーチ時に該当位置で検出されるフォーカスエラー信号と基準レベルとの差を基準値Ｖ_REF1と比較して現在のチルトの方向を知る。また、前記位置で検出されるトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐを基準値Ｖ_REF2と比較して現在のチルトの大きさを知る。

　すなわち、フォーカスエラー信号と基準レベルとの差の値−基準値Ｖ_REF1をαとすると、αの符号がチルトの方向になり、トラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐ−基準値Ｖ_REF2をβとすると、βの値がチルトの大きさとなる。したがって、前記αの符号が−であれば＋方向にβだけ補償し、αの符号が＋であれば−方向にβだけチルトを補償すればよい。このような過程は設定された該当位置で同一に適用される。

　したがって、サーボ制御部１０９は、実際のデータ記録／再生中に或いはトラックジャンプ等のサーチ時に予め設定した位置で調整された値でチルトの大きさ及び方向を制御することにより、チルトを検出して調節する時間を短縮させることができ、制御を早く安定化させてリアルタイム制御を可能にする。

　　第２実施形態
　本発明の第２実施形態でもチルトの検出はシステム初期化時にフリーランニング状態で行う。すなわち、ディスクが装填されると、フォーカス制御だけ動作させたフリーランニング状態でＲＦ及びサーボエラー生成部１０５はトラッキングエラー信号を検出し、チルト制御部１０８及びサーボ制御部１０９に出力する。このとき、チルトのない場合には図９ａに示すようにトラッキングエラー信号のセンタ値が内周と外周とで同一の値を有する。チルトのある場合には図９ｂに示すようにトラッキングエラー信号のセンタオフセットが発生する。すなわち、チルトにより内周と外周で検出されるトラッキングエラー信号のセンタレベルが異なる。したがって、フリーランニング状態で外周と外周の特定位置でのトラッキングエラー信号のセンタ値を検出し、検出された２つのセンタ値の差を求めることで、チルトの大きさと方向が分かる。内周で求めたトラッキングエラー信号のセンタ値と外周で求めたトラッキングエラー信号のセンタ値との差をγとすると、γの値でチルトの大きさがわかり、γの符号でチルトの方向が分かる。したがって、γの符号が−であれば＋方向にγだけチルトを補償すればよく、γの符号が＋であれば−方向にγだけチルトを補償すればよい。すなわち、チルト量を減少させる方向に補償してチルトゼロになるようにする。そして、チルトゼロと検出された時のトラッキングエラー信号のセンタレベルとセンタオフセットを記憶する。

　すなわち、チルト検出部１０８は上記方法でチルトの大きさ及び方向を求めてサーボ制御部１０９に出力し、サーボ制御部１０９は検出されたチルトの大きさ及び方向を信号処理してチルト駆動信号に変換してチルト駆動部１１２に出力する。チルト駆動部１１２はチルト駆動信号に基づいてチルトの大きさだけ＋又は−方向にディスクを移動、或いは光ピクアップを移動させることでチルトを直接制御する。さらに、ディスク上の多数の位置で上記方法でチルトを検出すると、ディスクの傾いた軌跡を作ることができ、これからディスク全体のチルトを抽出することができる。

　このとき、本発明は上記方法で各位置で求めたチルトの大きさと方向を記憶した後、トラックジャンプ等のサーチ（又はシーク）又は実際のデータ記録／再生時に該当位置に到達したとき、その位置で記憶されたチルト量が減少する方向にチルトを調節すると、その位置で別にチルトを検出する時間を必要としない。これは制御を早く安定化させてリアルタイム記録を可能にする。

　このように、本発明では、チルト調整または制御を行う際、上記方法のうちいずれか一つで光軸とディスク面との間のチルト量を検出して調整することができる。この際、本発明はデフォーカスとチルトとを別々に検出するのでなく、指定された特定位置でフリーランニング状態でデフォーカスゼロ状態を探した後、次いでチルトを検出してチルトゼロとなるように調整した後、調整された値とデフォーカスゼロ状態のデフォーカスオフセット値を記憶する。かかる過程を指定された多数の位置でそれぞれ行うと、ディスクのデフォーカスとチルトの軌跡を作ることができ、これからディスクの全体デフォーカスとチルトを抽出することができる。さらに、トラックジャンプ等のサーチ（又はシーク）又は実際のデータ記録／再生時に該当位置に到達すると、その位置で軌跡の反対方向にチルトとデフォーカスを制御すればよい。

　図３は一実施形態であり、チルトの検出及び補償は第１実施形態を例にとっている。すなわち、ディスクが装填されると（段階３０１）、上記方法で指定された初期位置でデフォーカスのゼロを探し（段階３０２）、この時のトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐ、フォーカスエラー信号のレベルＦＥｖｐｐ、そしてデフォーカスオフセット値を基準値として記憶する（段階３０３）。そして、指定された位置が全部完了したか判断した後（段階３０４）、完了してない場合には指定された次の位置へ移動する（段階３０５）。次いで、移動した位置で再び上記方法でデフォーカスオフセット値を変化させながらトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐの最大値の位置を探す。この際、トラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐの最大値の位置を探したら、再びトラッキングエラー信号のレベルとフォーカスエラー信号を用いてチルトの大きさ及び方向を検出する。そして、チルト制御を制御してチルトゼロに調整する。この後、デフォーカスオフセット値、トラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐ値、フォーカスエラー信号のレベル値ＦＥｖｐｐを基準値として記憶する（段階３０６）。上記のような過程で指定された全ての位置でのデフォーカスゼロ、チルトゼロに対する情報を検出して記憶すると、その記憶された基準値を用いてチルト及びデフォーカスの軌跡を計算する（段階３０７）。そして、トラックジャンプ等のサーチ（又はシーク）又は実際のデータ記録／再生時に該当位置に到達すると、軌跡の反対方向にチルトとデフォーカスを制御する（段階３０８）。すなわち、該当位置で求めたトラッキングエラー信号のレベルＴＥｖｐｐが基準値として記憶されたトラッキングエラー信号のレベルのマージン内に入るようにチルトとデフォーカスを制御する。さらに、チルトの制御時に該当位置で求めたフォーカスエラー信号のレベルと基準レベルとの差の値も記憶された基準値のマージン内に入らなければならない。この際、まず該当位置でチルトを検出して補償する。その後、デフォーカスを補償して微細調整を行う。すなわち、デフォーカスオフセットはチルト調整後の検証用として用いることができる。

本発明実施形態に係る光記録媒体の記録再生装置の構成ブロック図。図１の光検出器の一例を示す図。本発明実施形態に係る光記録媒体の記録再生方法の一実施形態を示す流れ図。フリーランニング状態でデフォーカスオフセットの変化によってトラッキングエラー信号のレベルが変化する例を示すグラフ。デフォーカスオフセットの変化によるトラッキングエラー信号のレベルの変化を示す波形図。フリーランニング状態で検出されるフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号がチルトに応じて変わる例を示す図。フリーランニング状態で検出されるフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号がチルトに応じて変わる例を示す図。フリーランニング状態で検出されるフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号がチルトに応じて変わる例を示す図。フリーランニング状態でチルトに応じてトラックセンタオフセットが変わるトラッキングエラー信号の例を示す図。フリーランニング状態でチルトに応じてトラックセンタオフセットが変わるトラッキングエラー信号の例を示す図。

符号の説明

　１０１…ディスク、１０２…光ピックアップ、１０３…エンコーダ、１０４…ＬＤ駆動部、１０５…ＲＦ及びサーボエラー生成部、１０６…データデコーダ、１０７…デフォーカス判別部、１０８…チルト検出部、１０９…サーボ制御部、１１０…フォーカスサーボ駆動部、１１１…トラッキングサーボ駆動部、１１２…チルト駆動部。

Claims

　光記録媒体の指定された位置にレーザを入射した後、その反射光をピックアップする光ピックアップの電気的な信号を用いてトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を検出してトラッキング制御とフォーカス制御を行う光記録媒体の記録再生方法であって、
　前記光記録媒体が装填されると、フォーカス制御だけ動作させた状態で前記光記録媒体を回転させてトラッキングエラー信号を検出する段階と、
　前記段階で検出されたトラッキングエラー信号からチルト情報を検出してチルトゼロになるように調整した後、調整された値を基準値として記憶する過程を指定された各位置毎に行う段階と、
　前記光記録媒体を動作させる際に、前記段階で記憶された基準値を光記録媒体の該当位置に適用してチルトの調整または補償を行うチルト制御段階と
　を備えることを特徴とする光記録媒体の記録再生方法。