JP2006040468A - 光ディスク装置および光ディスクのチルト制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスク装置における複数の速度に対するチルト量の測定時間を短縮すること。
【解決手段】装着された光ディスクをある１つの速度Ｖ_１で回転させ、光ディスクからの反射光を光ピックアップにて検出し、ディスク面のチルト量θ_１を測定する。測定したチルト量θ_１を基に、他の速度Ｖ_２におけるチルト量θ_２を演算により求め、測定及び演算にて求めた各速度でのチルト量θに従い光ピックアップのチルトを制御する。演算式として、ディスク回転時に受ける遠心力によるディスク変形式を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクに信号を記録再生する際に、回転するディスクに発生するチルト量に対し最適に制御する光ディスク装置およびチルト制御方法に関する。

光ディスク装置において、光ピックアップを光ディスクに対して垂直になるよう制御されている。装着されたディスクに垂直方向からの傾き、いわゆるチルトがあると、レーザ光のスポットが歪むために情報記録面の単位面積あたりの照射光量が減少し、記録不足状態になる。そこで、ディスク挿入時やライト直前にディスクのチルト量を測定し、ライト時はそのチルト量分だけレンズチルト制御機構により補正する。またはそのチルト量により減少する照射光量分だけパワーを上げて、記録不足を補っている。

一方、ディスクのチルト量はディスクの回転速度により変化し、その変化量はディスクの種類に依存する。ディスクの面ぶれや偏心が大きい場合やレーザーパワーが足りない場合には、ライトスピード（＝ディスクの回転速度）を下げて記録する。記録中にスピードを変更する場合は、予め、使用する各々のスピードでのディスクのチルトを測定する必要があった。

ディスクのチルトは回転速度により変化する。従来よりチルトを測定する方法はあるが、特許文献１のように回転速度を変化させて各速度毎にチルトを測定していた。

特開２００１−３５７５５４号公報

ディスクのチルトは回転速度により変化する。従来のチルトを測定する方法では、特許文献１のように異なる回転速度毎にチルト量を測定していた。そのため測定の時間がかかり、光ディスクの高速記録を実現する上で妨げになっていた。

本発明の目的は、複数の速度に対するチルト量の測定時間の短縮を図ることにある。

本発明による光ディスク装置は、装着された光ディスクを複数の速度で回転可能な回転手段と、光ディスクを所定の速度Ｖ_１で回転させ、光ディスクからの反射光を光ピックアップにて検出し、光ディスク面のチルト量θ_１を測定するチルト測定手段と、測定したチルト量θ_１を基に、他の速度Ｖ_２におけるチルト量θ_２を演算により求めるチルト演算手段と、チルト演算手段で使用する演算式を記憶する記憶手段と、チルト演算手段で求めた各速度でのチルト量θに従い、光ピックアップのチルト量を制御するチルト制御手段とを備える。

ここにチルト測定手段は、光ディスク上の各半径位置においてチルト量θ_１を測定し、チルト演算手段は、各半径位置において測定したチルト量θ_１を基に、他の速度Ｖ_２において各半径位置におけるチルト量θ_２を演算により求めるものである。

本発明による光ディスク装置のチルト制御方法は、装着された光ディスクを所定の速度Ｖ_１で回転させ、光ディスクからの反射光を光ピックアップにて検出し、光ディスク面のチルト量θ_１を測定し、測定したチルト量θ_１を基に、他の速度Ｖ_２におけるチルト量θ_２を演算により求め、測定及び演算にて求めた各速度でのチルト量θに従い、光ピックアップのチルトを制御するものである。

本発明によれば、複数の速度に対するチルト量の測定時間を大幅に短縮することができ、光ディスク装置の記録再生の高速化に寄与する。

以下、本発明による光ディスク装置および光ディスクのチルト制御方法の実施形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック図である。この装置では、光ピックアップ３からレーザー光を光ディスク１に照射し、ディスクチルトの測定およびデータの記録・再生を行う。光ディスク１はスピンドルモータ２で所定の速度で回転させる。光ピックアップ３は、スレッド機構５により半径方向の所望位置に移動させる。

記録データは、記録信号形成回路６にて変調され、所定の記録パルス信号を形成する。レーザドライバ４は、記録パルス信号を基に、光ピックアップ３からレーザー光を光ディスクに照射させる。一方光ディスク１からの反射光は、光ピックアップ３の受光素子にて電気信号に変換する。このうちＲＦ信号はＲＦ信号増幅回路７にて増幅され、データ復調回路８にて再生データの復調が行われる。

またフォーカス・トラッキングエラー信号検出回路９は、再生された信号からフォーカスエラー信号・トラッキングエラー信号を検出する。フォーカス・トラッキング・レンズチルト制御回路１０は、トラッキングエラー信号のメインプシュプル信号（ＭＰＰ）を測定し、ＭＰＰ信号が最大になるようにレンズチルトを制御する。ＭＰＰ信号が最大になるレンズチルト量を、当該ディスクのチルト量の測定値として、システムコントローラ１１へ送る。システムコントローラ１１は、測定されたチルト量を受け取り、これを基に演算により異なる速度におけるチルト量を求める。メモリ１２には、チルト量演算式、および測定したチルト量などを格納する。

データ記録・再生時は、システムコントローラ１１は、記録・再生しようとするトラックの半径位置毎に、かつ速度毎にメモリ１２に格納された演算式によりチルト量を演算する。演算したチルト量に基づいて、フォーカス・トラッキング・レンズチルト制御回路１０は光ピックアップ３のレンズチルト機構を最適角度状態に制御する。この状態でデータの記録・再生を実行する。

図２は、図１の光ディスク装置における光ディスクのチルト制御方法の一例を示すフローチャートである。

はじめに、チルト量の測定（Ｓ２０）について述べる。チルトの測定は、ディスク装着時、セットアップ時または記録／再生開始直前に行う。ステップ２１にて、ディスク板厚ｔを測定しメモリ１２に格納する。ここに板厚ｔは、より正確には、フォーカスエラー信号へのオフセット印加量を可変したときのＭＰＰ信号を測定し、ＭＰＰ信号が最大になるときのオフセット印加量から求めることができる。

以下、ステップ２２からステップ２２’までの区間を、測定位置個数分だけ繰り返す。

ステップ２３では、ディスクを予め定めた速度Ｖ_１にて回転させ（例えば低速の８倍速とする）、ステップ２４では、半径方向Ｌの位置にピックアップを移動させる。ステップ２５では、位置Ｌにおけるディスクチルト量θ_１を測定する。チルト量の測定は、ＭＰＰ信号が最大になるレンズチルト量を、その位置Ｌにおけるディスクのチルト量とする。

ステップ２６では、上記Ｖ_１，Ｌ，ｔ，θ_１の値より、静止状態（Ｖ＝０）を仮定した場合の静止チルト量θ_０に対するsinθ_０の値（１）式により計算し、メモリに格納する。（１）式の導出については後述する。
sinθ_０＝sinθ_１｛１＋（ｎ／ｔ^３）・（Ｖ_１／Ｌ）^２｝ （ｎ：固定値） （１）
ステップ２３から２６までの工程を、半径方向の測定位置個数分だけ繰り返し、各Ｌ位置におけるsinθ_０を求める。

次にデータの記録／再生時のチルト制御（Ｓ３０）について述べる。ステップ３１にて、記録／再生実行時の現在の速度Ｖ_２を読み出し、またステップ３２にて、現在の記録／再生位置Ｌを読み出す。ステップ３３にて、位置Ｌに対するsinθ_０の値をメモリからロードする。ステップ３４にて、上記Ｖ_２，Ｌ，ｔにおけるチルト量θ_２を（２）式により演算する。（２）式の導出については後述する。
θ_２＝sin^−１[sinθ_０／｛１＋（ｎ／ｔ^３）・（Ｖ_２／Ｌ）^２｝] （ｎ：固定値） （２）
ステップ３５では、フォーカス・トラッキング・レンズチルト制御回路１０は、演算したチルト量θ_２に従い、光ピックアップ３のレンズチルトを最適角度方向に制御する。

メモリ１２には上記演算式（またはその係数）だけでなく、チルト量θ_２の演算結果を格納しておけば、再度、同速度同位置で制御する際には、その結果を読み出すだけで演算する必要がなくなる。また、演算は他の装置で行い、メモリ１２にはチルト量θ_２の演算結果のみをテーブル形式で格納しておき、速度と半径方向位置に対応するチルト量を読み出す方式でも良い。

本実施例では、ディスクのチルト量は１回測定するだけであり、ディスクのチルト量の速度による変化量は、速度及びディスクの板厚から演算することにより求めることができる。各々の速度でのディスクのチルトを測定を行う必要がなく、ディスク挿入時のセットアップ時間または記録／再生時間を短縮することができる。

図３は、図１の光ディスク装置における光ディスクのチルト制御方法の他の例を示すフローチャートである。

はじめに、チルト量の測定（Ｓ４０）について述べる。ステップ４１にて、ディスク板厚ｔを測定しメモリ１２に格納する。

以下、ステップ４２からステップ４２’までの区間を、測定位置個数分だけ繰り返す。

ステップ４３では、ディスクを予め定めた速度Ｖ_１にて回転させ、ステップ４４では、半径方向Ｌの位置にピックアップを移動させる。ステップ４５では、位置Ｌにおけるディスクチルト量θ_１を測定し、Ｖ_１，θ_１の値をメモリに格納する。ステップ４３から４６までの工程は、半径方向の測定位置個数分だけ繰り返し、各Ｌ位置におけるチルト量θ_１を求める。

次にデータの記録／再生時のチルト制御（Ｓ５０）について述べる。ステップ５１にて、記録／再生実行時の現在の速度Ｖ_２を読み出し、またステップ５２にて、記録／再生位置Ｌを読み出す。ステップ５３にて、位置Ｌに対するθ_１の値をメモリからロードする。ステップ５４にて、上記Ｖ_２，Ｌ，ｔにおけるチルト量θ_２を（３）の近似式により算出する。この式は、チルト量θ_２が速度に対してほぼ反比例するとしたものである。
θ_２≒θ_１・（ａ／ｔ^３）・（Ｖ_１／Ｖ_２） （ａ：固定値） （３）
ステップ５５では、フォーカス・トラッキング・レンズチルト制御回路１０は、算出したチルト量θ_２に従い、光ピックアップ３のレンズチルトを制御する。

本実施例では、チルト量が小さい領域で有効な近似式を用いることで、演算がより容易になる。

次に、上記実施例１、２において測定したチルト量、および演算にて求めたチルト量の一例を示す。

図４は、測定したディスクチルト量の一例を示す図である。速度は低速の８倍速とし、各半径位置Ｌにおけるチルト量をプロットしている。ディスクの反り変形のため、外周位置ほどチルト量が増大することを示している。ディスクの内周から外周までの数個所にてディスクのチルト量を測定し、線形補間により半径位置対ディスクチルト量の関係式を求めれば、任意の半径位置におけるチルト量を求めることができる。

図５は、図4の測定結果を基に、異なる速度におけるチルト量を演算にて求めた結果の一例を示す図である。速度として、１６倍速、２４倍速、４８倍速の場合の各半径位置におけるチルト量をプロットしている。高速になるほどチルト量は減少することを示している。

以下、本実施例で採用するチルト量演算方法について説明する。

図６は、回転中の光ディスク１の変形を模式的に示す図である。ディスクチルトは、ディスク表面の反りやセッティング不良に伴い発生する。ディスクを回転させると、ディスクの各部に遠心力が働き、この遠心力によりディスクのチルト量は減少する。遠心力は速度に依存する。また遠心力によるディスクのチルト量への影響は、ディスク板厚に依存する。

図７〜図９は、光ディスクに働く遠心力により光ディスクの変形量を解析する図である。

図７において、破線１０１は静止状態のディスク形状、実線１０２は回転状態のディスク形状を示す。パラメータLはディスク中心１００から注目するディスク上の点Ｐまでの距離（ディスク面に沿って測った半径）、ｍは点Ｐの質量（質点）、θはチルト量、ｖは線速度である。遠心力によって点ＰはＰ’に移動し、チルト量がθ’に変化したとき、遠心力はＦ=ｍｖ^２／ｒとなる。ｒはＰ’をチルト量0の面に投影した点から中心１００までの距離とする。

図８は、この時の力の釣り合い状態を示す。ｘをＰとＰ’間の距離、ｋをＰでのばね係数とすると、ｋｘ=（ｍｖ^２／ｒ）・sinθ’が近似的に成り立つ。したがって、
ｘ＝［｛ｍ／（ｋ・ｒ）｝・ｖ^２］・sinθ’ （４）
また図７を図９のように簡略すると、
ｒ＝Ｌcosθ’ （５）
Ｌsinθ−ｘcosθ”＝Ｌsinθ’ （６）
と表すことができる。
cosθ’≒１、cosθ”≒１であるので、（４）（５）（６）より、
sinθ’＝sinθ／｛１＋（ｍ／ｋ）・（ｖ／Ｌ）^２｝ （７）
と表せる。

ここにｋは板厚ｔの３乗に比例し、またｍはディスク間で差がないと仮定すると、
sinθ’＝sinθ／｛１＋（ｎ／ｔ^３）・（ｖ／Ｌ）^２｝ （n：固定値） （８）
θ’＝sin^−１〔sinθ／｛１＋(ｎ／ｔ^３)・(ｖ／Ｌ)^２｝〕 （n：固定値） （８’）
逆にsinθについては、
sinθ＝sinθ’｛１＋(ｎ／ｔ^３)・(ｖ／Ｌ)^２｝ （n：固定値） （９）
と表せる。

線速度一定（ＣＬＶ）（ｖ＝ｓ_ＣＬＶ）では、
θ’＝sin^−１[sinθ／｛１＋(ｎ／ｔ^３)・(ｓ_ＣＬＶ／Ｌ)^２}] （n：固定値） （１０）
回転速度一定（ＣＡＶ）の場合は、ｖ＝２πＬ・ｓ_ＣＡＶとなるので、
θ’＝sin^−１[sinθ／｛１+(ｎ’/ｔ^３)・ｓ_ＣＡＶ ^２｝] （n’=4π²・n：固定値) （１１）
と表すことができる。

上記ｎ、ｎ’はディスク材料の弾性特性から決まる定数で、実験により予め求め、固定値として登録する。

ある速度ｖでのチルト量θ’を測定し、これより静止時のチルト量θを（９）式から求めておけば、任意の速度ｖでのディスクチルト量θ’が（８’）式から計算により求めることができる。前記実施例１における（１）、（２）式は、それぞれ（９）、（８’）式に相当する。

上記した演算式は、ディスク変形を表現する一例であり、これ以外の各種演算式を適宜用いることができることは言うまでもない。

本発明による光ディスク装置の一実施例を示すブロック図。 本発明による光ディスクのチルト制御方法の一例を示すフローチャート。 本発明による光ディスクのチルト制御方法の他の例を示すフローチャート。 測定したディスクチルト量の一例を示す図。 異なる速度におけるチルト量を演算にて求めた結果の一例を示す図。 回転中のディスクの変形を模式的に示す図。 遠心力によるディスクの変形量を解析する図。 遠心力によるディスクの変形量を解析する図。 遠心力によるディスクの変形量を解析する図。

符号の説明

１…光ディスク、２…スピンドルモータ、３…光ピックアップ、４…レーザドライバ、５…スレッド機構、６…記録信号形成回路、７…ＲＦ信号増幅回路、８…データ復調回路、９…フォーカス・トラッキングエラー信号検出回路、１０…フォーカス・トラッキング・レンズチルト制御回路、１１…システムコントローラ、１２…メモリ。

Claims (7)

1. 装着された光ディスクを複数の速度で回転可能な回転手段と、
   上記光ディスクを所定の速度Ｖ_１で回転させ、該光ディスクからの反射光を光ピックアップにて検出し、該光ディスク面のチルト量θ_１を測定するチルト測定手段と、
   測定したチルト量θ_１を基に、他の速度Ｖ_２におけるチルト量θ_２を演算により求めるチルト演算手段と、
   該チルト演算手段で使用する演算式を記憶する記憶手段と、
   該チルト演算手段で求めた各速度でのチルト量θに従い、上記光ピックアップのチルト量を制御するチルト制御手段と、
   を備えることを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   前記チルト測定手段は、光ディスク上の各半径位置においてチルト量θ_１を測定し、
   前記チルト演算手段は、該各半径位置において測定したチルト量θ_１を基に、他の速度Ｖ_２において該各半径位置におけるチルト量θ_２を演算により求めることを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項２に記載の光ディスク装置において、
   前記チルト演算手段は、次式（１）（２）に基づいてチルト量θ_２を求めることを特徴とする光ディスク装置。
   sinθ_０＝sinθ_１｛１＋（ｎ／ｔ^３）・（Ｖ_１／Ｌ）^２｝ （ｎ：固定値） （１）
   θ_２＝sin^−１[sinθ_０／｛１＋（ｎ／ｔ^３）・（Ｖ_２／Ｌ）^２｝] （ｎ：固定値） （２）
   ここにｎはディスク材料の弾性特性から決まる定数、ｔはディスク板厚、Ｌは半径である。
4. 装着された光ディスクを複数の速度で回転可能な回転手段と、
   上記光ディスクを所定の速度Ｖ_１で回転させ、該光ディスクからの反射光を光ピックアップにて検出し、該光ディスク面のチルト量θ_１を測定するチルト測定手段と、
   測定したチルト量θ_１を基に、演算により求めた他の速度Ｖ_２におけるチルト量θ_２を記憶する記憶手段と、
   該記憶手段から読み出した各速度でのチルト量θに従い、上記光ピックアップのチルト量を制御するチルト制御手段と、
   を備えることを特徴とする光ディスク装置。
5. 装着された光ディスクを所定の速度Ｖ_１で回転させ、該光ディスクからの反射光を光ピックアップにて検出し、該ディスク面のチルト量θ_１を測定し、
   測定したチルト量θ_１を基に、他の速度Ｖ_２におけるチルト量θ_２を演算により求め、
   上記測定及び演算にて求めた各速度でのチルト量θに従い、上記光ピックアップのチルトを制御することを特徴とする光ディスクのチルト制御方法。
6. 請求項５に記載の光ディスクのチルト制御方法において、
   前記速度Ｖ_１において、光ディスク上の各半径位置においてチルト量θ_１を測定し、
   該各半径位置において測定したチルト量θ_１を基に、他の速度Ｖ_２において該各半径位置におけるチルト量θ_２を演算により求めることを特徴とする光ディスクのチルト制御方法。
7. 速度によって光ディスクのチルト量が変化する場合のチルト制御方法であって、
   装着された光ディスクを所定の速度Ｖ_１で回転させ、該光ディスク面のチルト量θ_１を測定し、
   他の速度Ｖ_２におけるチルト量θ_２を演算により求め、
   演算により求めたチルト量θ_２に従い、各速度での光ピックアップのチルトを制御することを特徴とする光ディスクのチルト制御方法。
   

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