JP2005353125A - 光ディスク装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】未記録ディスクに対するチルト検出を実際の記録に先立って事前にかつ正確に行ってチルト制御を正確に行うことを可能とする光ディスク装置を提供する。
【解決手段】パワー制御回路9は、コントローラ10からの未記録ディスクのチルト検出の指示を受けて、再生パワーと同じであって記録面にマークを形成しない程度のピークパワー及びこれより低いボトムパワーでレーザを駆動するようにレーザ駆動回路12に制御信号を供給する。レーザ駆動回路12は、パワー制御回路9により設定されたパワーでエンコーダ18からの記録パルスに応じてレーザ光を強度変調してディスク未記録面に照射する。未記録面からの戻り光から得られる擬似RF信号をデコーダ17でデコードしてエラーレートを求め、これが最小となる時のチルト角を最適チルト角とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、光ディスク装置の光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾き(チルト)の調整、とくに未記録部を有する光ディスクを装着したときのチルト調整に関する。
光ディスク装置においては、最適な記録及び再生のため、光ピックアップのレンズ位置を精密に制御する必要があり、通常、ディスク平面に対して垂直方向であるフォーカス方向、径方向であるトラッキング方向においてそれぞれサーボ制御を行っている。しかしながら、近年の光ディスクの高密度化に伴い、より緻密なレンズ制御が要求されるようになってきており、ディスクに入射するレーザ光の角度制御、いわゆるチルト制御までも必要となってきている。
ここで、チルト制御として、例えば、光路上に液晶素子を配し、光路を傾曲させることにより、レーザ光のディスク入射角度、すなわちチルト角を制御したり、フォーカス、トラッキングとは別のアクチュエータコイルを用いてディスクに対するレンズの角度を制御することによりチルト角を制御することが一般に行われている。また、チルト角の検出は、光ディスク装置にチルトセンサを設けてチルト量を検出したり、光ディスクから再生された再生RF信号のジッタ又はエラーレートを測定し、これらの値が最小となるチルト角を最適チルト角とすることなどが行われているが、前者の場合はセンサを別個に設けなければならないためスペース面及びコスト面において不利である。したがって、ジッタ、エラーレートを用いた後者の方法が最近では多く採用されている。
上述したようなジッタ、エラーレートによるチルト制御はディスクに記録されたデータ信号を再生することによってチルト角を検出するものであり、データ信号がピットにより予め形成されたスタンパディスクや記録領域に既にデータが記録済であるCD−RやCD−RWのような記録可能ディスクの場合には再生データを読み出すことが可能であるからジッタ、エラーレートによるチルト制御を行うことができるが、記録領域にデータが記録されていない未記録ディスクの場合には再生データを読み出すことができないため、かかる方法ではチルト制御を行うことができない。また、未記録部分を有する一部記録済ディスクの場合も、未記録部分においては再生データを読み出すことができないので、当該未記録部分においては同様にジッタ、エラーレートによるチルト制御を行うことができない。ここで、未記録部分においてチルト制御が必要になるのは、当該未記録部分にデータを記録する場合であるが、チルト制御されていない状態で記録を行うと、ディスク内外周でディスクの反りが異なる場合、内外周で記録品質が変化してしまう。
かかる不都合を解決するために、従来においては、記録パワー照射直後でピットが未だ形成されていないときの戻り光信号のレベルをサンプルホールドし、このサンプルホールド値が最大となるチルト量に調整することにより、記録時の未記録部におけるチルト制御を可能とすることが開示されているものがある(特許文献1参照。)。また、既記録部を再生する場合にはジッタ最小となるようにチルト制御し、未記録部分を記録する時には、フォーカスエラー信号に基づいてチルト量を調整することにより、記録時の未記録部におけるチルト制御を可能とすることが開示されているものもある(特許文献2参照。)。また、ディスクが記録済ディスクの場合には間欠的にジッタを計測して対物レンズの傾き補正を行い、未記録ディスクの場合にはプッシュプル誤差信号及びウォブリング信号からディスクの反りを検出して対物レンズの傾き補正を行うことが開示されているものもある(特許文献3参照。)。
特開2003−99965号公報 特開2003−317288号公報 特開2003−346369号公報
しかしながら、記録パワー照射直後でピットが未だ形成されていないときの戻り光信号のレベルをサンプルホールドし、このサンプルホールド値が最大となるチルト量に調整する場合においては、事前に未記録部分のチルト量を検出することができないため最適チルトでない状態で最適記録パワーを決定するOPC(Optimum Power Control)動作を行わざるをえず、OPC動作による最適記録パワーの設定を正確に行うことができない。また、記録開始時点でのチルト量を知ることができず記録開始直後のチルト制御を正確に行うことができない。また、フォーカスエラー信号や、プッシュプル信号、ウォブリング信号を用いてチルトを制御する場合においては、装置によってチルトとの相関が異なり、実際上正しくチルト制御することが困難である。この理由として、これらの信号はディスクの戻り光を検出する分割ディテクタの差信号を利用するものであることから、ディテクタのバランス(位置、出力ゲインなど)に大きく左右されてしまうことによるものだと考えられる。
そこで本発明は、未記録ディスクに対するチルト検出を実際の記録に先立って事前にかつ正確に行ってチルト制御を正確に行うことを可能とする光ディスク装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、光ディスクにデータを記録する光ディスク装置であって、記録パルスを発生するエンコーダと、前記光ディスクの記録面にマークを形成しない程度のピークパワー及びこれより低いボトムパワーでレーザを駆動するように制御信号を供給するレーザパワー制御手段と、前記レーザパワー制御手段からの制御信号に応じて前記ピークパワー及び前記ボトムパワーを設定し、前記記録パルスにしたがってレーザを駆動するレーザ駆動手段と、前記記録パルスで強度変調されたレーザ光を前記光ディスクの未記録面に照射するとともに、前記レーザ光の前記未記録面からの戻り光量に応じた信号を出力する光ピックアップと、前記光ピックアップから出力される前記信号のエラーレート又はジッタを測定する測定手段と、前記測定手段により測定されたエラーレート又はジッタに応じて前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整するチルト調整手段を有することを特徴とする。
ここで、前記ピークパワーを再生パワーとすることが好適である。
また、本装置において、さらに記憶手段を有し、前記測定手段は複数のチルト角におけるエラーレート又はジッタを測定し、前記記憶手段は前記測定手段によって測定された前記エラーレート又はジッタが最小となるチルト角を最適チルト角として記憶し、前記チルト調整手段は前記記憶手段から読み出された前記最適チルト角に基づいて前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整することが好適である。
さらに、前記測定手段はディスク径方向の複数の位置においてエラーレート又はジッタを測定し、前記記憶手段は前記複数の測定位置における最適チルト角を記憶することが好適である。
本発明によれば、光ディスクの記録面にマークを形成しない程度のピークパワー及びこれより低いボトムパワーで記録パルスにしたがって強度変調されたレーザ光をディスクの未記録面に照射し、レーザ光の未記録面からの戻り光に基づいて生成されるRF信号からエラーレート又はジッタを測定してチルトを調整することから、未記録ディスクに対してもエラーレートやジッタでチルトの検出、制御を行うことが可能となる。
したがって、記録に先立ち、事前に未記録部分のチルト量を検出することができるため最適チルトの状態で最適記録パワーを決定するOPC動作を行うことができ、OPC動作による最適記録パワーの設定を正確に行うことができる。また、ジッタやエラーレートは光ディテクタの和信号を利用するものであることから、フォーカスエラー信号や、プッシュプル信号、ウォブリング信号に比べてディテクタのバランス(位置、出力ゲインなど)に大きく左右されてしまうことはない。実際上、ジッタやエラーレートを用いる場合はフォーカスエラー信号、プッシュプル信号、ウォブリング信号に比べてチルトとの相関がはっきりしており、これらの信号を用いるのに比べてより最適なチルト角を知ることができ、正確なチルト制御を行うことができる。また、記録済ディスクの場合と同様にジッタ又はエラーレートを用いて未記録部分におけるチルトを制御することができるので、別途ハードウェアを追加する必要がなく、かつファームウェア上においても別途異なるチルト調整ルーチンを設ける必要がなく、構成が簡易であり、コスト上も有利である。さらにディスク記録面に実際にデータを記録しないので、追記型記録ディスクに対しては記録容量を減らすことがなく、また相変化型のような書き換え可能ディスクに対しては不必要なデータの記録による記録面の劣化が生じることがない。
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
<第1の実施の形態>図1には、本実施形態に係る光ディスク装置の構成ブロック図が示されている。
ディスク1はターンテーブル2に装着され、スピンドルモータ3によりCLV(線速度一定)又はCAV(角速度一定)で駆動される。ディスク1に対向する位置には光ピックアップ4が設けられており、スレッドモータ(図示せず)によってディスク径方向に移動可能である。光ピックアップ4は、対物レンズ5が設けられた可動部6を有しており、この可動部にはフォーカスコイル、トラッキングコイル、チルトコイルがそれぞれ設けられており、ピックアップ内に設けられた磁石及びヨークとともに磁気回路が構成されている(図示せず)。
ピックアップ内に設けられたレーザダイオード7から出射されるレーザ光は対物レンズ5を介してディスク1の記録面に照射され、記録面からの戻り光はピックアップ内に設けられたフォトディテクタ8によって検出される。フォトディテクタ8は、4分割された検出面A〜Dを有し、各検出面A〜Dからの検出信号の対角和の差(A+D)−(B+C)よりフォーカスエラー信号が生成され、生成されたフォーカスエラー信号に基づくフォーカス駆動信号をフォーカスコイルに加えることにより、対物レンズをフォーカス方向に駆動してレーザ光がディスク記録面で焦点を結ぶようにフォーカス制御される。また、4分割フォトディテクタ8の各検出面A〜Dの左右の検出信号の差(A+B)−(C+D)よりトラッキングエラー信号が生成され、生成されたトラッキングエラー信号に基づくトラッキング駆動信号をトラッキングコイルに加えることにより、対物レンズをトラッキング方向に駆動してレーザ光がディスクのトラック上に位置するようにトラッキング制御される。
また、コントローラ10内には、後述するチルト検出動作によって検出されたチルト角が記憶されたフラッシュROM等からなる記憶部11を有しており、この記憶部から読み出されたチルト角に基づいてコントローラ10はチルト制御信号をチルト駆動回路19に供給し、チルト駆動回路19はチルト駆動信号をチルトコイルに加えることにより、対物レンズをディスクの傾き方向に駆動してディスクに対してレーザ光の光軸が略垂直となるようにチルト制御する。
9は、パワー制御回路であり、コントローラ10からの指示を受けてレーザ7を所定のパワーで駆動するようにレーザ駆動回路12に制御信号を供給する。ここで、コントローラ10から再生の指示を受けた場合は、レーザダイオード7を所定の一定の再生パワーで駆動するようにレーザ駆動回路12に制御信号を供給する。また、記録の指示を受けた場合は、レーザパワーをディスク記録面にマークを形成する程度のピークパワー及び記録面にスペースを形成する程度のボトムパワーで駆動するようにレーザ駆動回路12に制御信号を供給する。また、コントローラ10から記録済ディスクのチルト角を検出する動作の指示を受けた場合は、再生時と同様にレーザダイオード7を所定の一定の再生パワーで駆動するようにレーザ駆動回路12に制御信号を供給する。また、コントローラ10から未記録ディスクのチルト角を検出する動作の指示を受けた場合は、再生パワーと同じであって記録面にマークを形成しない程度のピークパワー(例えば1mW)及びこれより低いボトムパワー(例えば0mW)で駆動するようにレーザ駆動回路12に制御信号を供給する。
再生時及び記録済ディスクのチルト角検出動作時においては、コントローラ10からの指示に応じたパワーのレーザ光がレーザダイオード7からディスク1に照射され、ディスクからの反射光はハーフプリズムを介して4分割フォトディテクタ8で検出され、各検出面A〜Dで受光された検出光は電気信号に変換されて加算された後、RF信号処理部13に供給される。RF信号処理部13は、RF検出回路14,2値化回路15,PLL回路16から構成される。RF検出回路14はフィルタ、イコライザアンプ等からなり、再生RF信号を波形等化して、2値化回路15に供給する。2値化回路15では波形等化された再生RF信号を2値化し、PLL回路16に供給する。PLL回路16は、2値化信号から同期信号を生成してデコーダ17に供給する。デコーダ17では、復調処理を行うとともにECCによるエラー訂正処理を行った後、再生データをコントローラ10に供給する。さらにデコーダ17は、ECCによるデコード処理において検出されたエラーレートをコントローラ10に供給する。コントローラ10に供給された再生時における復調データは図示しないコンピュータ等の上位装置に出力される。
記録時及び未記録ディスクのチルト角検出動作においては、コントローラ10から記録データがエンコーダ18に供給される。エンコーダ18は、記録データを変調して記録パルスをレーザ駆動回路12に供給する。レーザ駆動回路12は、パワー制御部9からの制御信号に基づき、記録動作時においては、エンコーダからの記録パルスがHiである場合にはディスク記録面にマークを形成する程度のピークパワーでレーザ7を駆動し、記録パルスがLowである場合には記録面にスペースを形成する程度のボトムパワーでレーザ7を駆動する。また、未記録ディスクのチルト検出動作時においては、エンコーダからの記録パルスがHiである場合には再生パワーと同じである1mWのピークパワーでレーザ7を駆動し、記録パルスがLowである場合にはこれより低い0mWのボトムパワーでレーザ7を駆動する。すなわち、記録パルスに応じてレーザ7をON/OFFする。このようにレーザ駆動回路12はエンコーダからの記録パルスに基づいてレーザダイオード7から出射されるレーザ光を強度変調して光ディスク上に記録を行う。もしくは、ディスクの反射光に擬似RF信号を含めるようにディスク面にレーザ光を照射する。
次にチルト角の検出動作の手順について図2のフローチャートに基づいて説明する。
最初にスレッドモータを駆動してピックアップをディスク内周の所定位置に移動する(S101)。次にチルト角を初期値に設定する(S102)。次にピックアップ4を移動した位置が記録済部分であるか未記録部分であるかどうかを確認する(S103)ここで移動した位置が記録済部分であるか未記録部分であるかの判断は、例えば当該部分を予め再生してみてRF信号が検出されるか否かにより、RF信号が検出されればその部分は記録済部分であり、逆に検出されなければ未記録部分であると判断する。また、目次情報が記録されているTOC(Table Of Contents)領域を読み出すことにより、又は記録の履歴情報が記録されているPMA(Power Management Area)領域を読み出すことにより、ピックアップ移動位置が記録済部分であるか未記録部分であるかを判断してもよい。移動位置が記録済部分であれば、レーザ7を所定の一定の再生パワーで駆動するようにレーザ駆動回路12に制御信号を供給し、再生動作を開始する(S104)。
また、移動位置が未記録部分であれば、コントローラ10は、再生パワーと同じであって記録面にマークを形成しない程度のピークパワー(1mW)及びこれより低いボトムパワー(0mW)でレーザを駆動するようにレーザ駆動回路12に制御信号を供給するとともに、エンコーダ18を起動して記録パルスを発生させ、レーザ駆動回路12は記録パルスに基づいて設定されたピークパワー及びボトムパワーでレーザ光を強度変調してディスクに照射する(S105)。照射されたレーザ光はディスクの記録面で反射され、この反射光をフォトディテクタ8で検出する。未記録部分では、ディスク上にピットがないので、DC発光の再生パワーでは、フォトディテクタ8で検出される戻り光もDC値であるが、エンコーダ18からの記録パルスで再生パワーをON/OFFすることで、あたかもディスク上にピットがあるかのようにフォトディテクタ8で検出される再生信号にRF成分を含めることができる。ここで、ピークパワーを再生パワーと同じにすることにより、RF処理部において通常の再生時と同様のパラメータ設定を用いることができ、あらためてパラメータを設定し直す必要がない。
次に再生信号のエラーレートを測定する(S106)。エラーレートが測定されると、チルト角が所定角度(例えば±20分)に達したかどうかが確認される(S107)。所定角度まで達していなければチルト角をα(例えば5分)だけずらし(S108)、再びエラーレートを測定する。このようにしてチルト角をα刻みでエラーレートを測定する。チルト角が所定角度に達すると、測定結果からエラーレートが最小となるチルト角を算出し、これを記憶する(S109)。
再生パワーをON/OFFすることによって未記録ディスクの反射光から得られる擬似RF信号も記録済ディスクから得られる再生RF信号と同様に、チルトにより品質が左右され、チルト角が最適である時にエラーレートは最小となる。図3は、上記のごとくチルト角を5分刻みで変化させたときのエラーレートを示す。図に示すように最適チルト角でエラーレートは最小となり、最適チルト角から離れるほどエラーレートは悪化していく。なお、最適チルトを求める際、データを2次近似し、頂点を求めることにより正確に最適チルト角を求めることができる。
最適チルト角が求められると、次にピックアップ4の位置がディスク外周の所定位置に達したかどうかが確認される(S110)。外周の所定位置に達していなければピックアップ4を所定量外周方向に移動して(S111)、その位置における最適チルト角を求めるためにS102〜S109の動作を行い、ピックアップ4が外周の所定位置に達するまでこれらのステップが繰り返される。このようにしてピックアップ4の位置を移動しながら、ディスク上の複数位置における最適チルト角を求める。
ここで、ディスク上の複数位置として、例えば内周、中周、外周、最外周の4点で最適チルト角の検出動作を行う。さらに内周、中周、外周、最外周の4つのゾーンに分割し、各ゾーン内の複数地点でチルト角の検出動作を行うことによって、任意のディスク位置におけるチルト制御を正確に行うことができる。またこの場合、ディスクの反りは外周にいくにしたがってその度合いが大きくなることから、外周にいくほどチルト角の検出位置間隔を短くしてもよい。また、OPC動作により正確に最適記録パワーを決定するために、内周におけるチルト角検出位置をOPC動作を行うPCA(Power Calibration Area)領域で行うようにしてもよい。
<第2の実施の形態>前述の場合は、エラーレートにより最適チルトを設定するようにしていたが、これをジッタを測定することにより設定するようにすることも可能である。
図4には、本実施形態に係る光ディスク装置の構成ブロック図が示されている。なお、第1の実施の形態と同じ構成部分については同一番号を付し、詳しい説明は省略する。図1と異なる点はジッタ測定回路21を設けた点である。2値化回路15で2値化されたRF信号とPLL回路16で生成された同期クロックはジッタ測定回路21に入力される。ジッタ測定回路21では、2値化信号と同期クロックとの位相差でジッタを測定してコントローラ10に出力する。
次にチルト角の検出動作の手順について図5のフローチャートに基づいて説明する。なお、図5では、未記録ディスクのチルト角検出動作の手順についてのみ記載しており、記録済ディスクのチルト角検出動作については省略している。
最初に記録のコマンドを受けると、コントローラ10は記録開始位置と記録データ量から記録の終了位置を算出する(S201)。次にスレッドモータを駆動してピックアップ4をディスク上の記録開始位置に移動する(S202)。次にチルト角を初期値に設定する(S203)。次に、コントローラ10は、再生パワーと同じであって記録面にマークを形成しない程度のピークパワー(1mW)及びこれより低いボトムパワー(0mW)でレーザを駆動するようにレーザ駆動回路12に制御信号を供給するとともに、エンコーダ18を起動して記録パルスを発生させ、レーザ駆動回路12は記録パルスに基づいて設定されたピークパワー及びボトムパワーでレーザ光を強度変調してディスクに照射する(S204)。
次に再生信号のジッタを測定する(S205)。ジッタが測定されると、チルト角が所定角度(例えば±20分)に達したかどうかが確認される(S206)。所定角度まで達していなければチルト角をα(例えば5分)だけずらし(S207)、再びジッタを測定する。このようにしてチルト角をα刻みでジッタを測定する。チルト角が所定角度に達すると、測定結果からジッタが最小となるチルト角を算出し、これを記憶する(S208)。
ジッタの場合もチルト角に対するエラーレートの関係を示した図3のグラフと同様の特性を示し、最適チルト角でジッタは最小となり、最適チルト角から離れるほどジッタは悪化する。
最適チルト角が求められると、次にピックアップ4の位置が記録終了位置に達したかどうかを確認する(S209)。記録終了位置に達していなければピックアップ4を所定量外周方向に移動して(S210)、その位置における最適チルト角を求めるためにS203〜S208の動作を行い、ピックアップ4が記録終了定位置に達するまでこれらのステップが繰り返される。このようにしてピックアップの位置を移動しながら、ディスク上の複数位置における最適チルト角を求める。
上記の実施の形態においては、記録開始位置から記録終了位置までの最適チルト角を求めることにより、チルト角検出動作をチルト制御が必要な径位置でのみ行うことから、チルト角検出動作に要する時間を短縮することが可能である。これによって記録開始位置から記録終了位置までの距離が小さい場合は、最適チルト角の検出を1箇所の径位置のみで行えば十分である。もちろん、第1の実施の形態のようにディスク全体に対して検出動作を行ってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態では、ピークパワーを再生パワーと同じ1mWとし、ボトムパワーを0mWとしてレーザ光を強度変調してディスクに照射するようにしていたが、このピークパワー、ボトムパワーをディスク記録面にマークを形成しない程度の範囲内で変更することによってフォトディテクタの検出感度を制御することができる。例えば、ピークパワーを1mW、ボトムパワーを0.5mWとすると、再生信号のエッジの検出感度が悪くなり、図6に示すようにチルト角に対してエラーレート又はジッタは鋭敏に反応し、急峻な特性が得られるため、最適チルト角をより求め易くなる。
本発明の第1の実施の形態にかかる光ディスク装置の全体構成図である。 本発明の第1の実施の形態の処理フローチャートである。 チルト角とエラーレートとの関係を示すグラフ図である。 本発明の第2の実施の形態にかかる光ディスク装置の全体構成図である。 本発明の第2の実施の形態の処理フローチャートである。 レーザパワーを変えた場合のチルト角とエラーレートとの関係を示すグラフ図である。
符号の説明
1 ディスク
4 光ピックアップ
5 対物レンズ
7 レーザダイオード
9 パワー制御回路
10 コントローラ
12 レーザ駆動回路
13 RF信号処理部
17 デコーダ
18 エンコーダ
19 チルト駆動回路
21 ジッタ測定回路

Claims (4)

  1. 光ディスクにデータを記録する光ディスク装置において、
    記録パルスを発生するエンコーダと、
    前記光ディスクの記録面にマークを形成しない程度のピークパワー及びこれより低いボトムパワーでレーザを駆動するように制御信号を供給するレーザパワー制御手段と、
    前記レーザパワー制御手段からの制御信号に応じて前記ピークパワー及び前記ボトムパワーを設定し、前記記録パルスにしたがってレーザを駆動するレーザ駆動手段と、
    前記記録パルスで強度変調されたレーザ光を前記光ディスクの未記録面に照射するとともに、前記レーザ光の前記未記録面からの戻り光量に応じた信号を出力する光ピックアップと、
    前記光ピックアップから出力される前記信号のエラーレート又はジッタを測定する測定手段と、
    前記測定手段により測定されたエラーレート又はジッタに応じて前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整するチルト調整手段を有することを特徴とする光ディスク装置。
  2. 請求項1記載の装置において、前記ピークパワーは再生パワーであることを特徴とする光ディスク装置。
  3. 請求項1又は2記載の装置において、
    さらに記憶手段を有し、
    前記測定手段は複数のチルト角におけるエラーレート又はジッタを測定し、
    前記記憶手段は前記測定手段によって測定された前記エラーレート又はジッタが最小となるチルト角を最適チルト角として記憶し、
    前記チルト調整手段は前記記憶手段から読み出された前記最適チルト角に基づいて前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整することを特徴とする光ディスク装置。
  4. 請求項3記載の装置において、
    前記測定手段はディスク径方向の複数の位置においてエラーレート又はジッタを測定し、
    前記記憶手段は前記複数の測定位置における最適チルト角を記憶することを特徴とする光ディスク装置。
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