JP2007287289A - 光ディスク装置および光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、反りの大きい光ディスクや特に複数層の光ディスクの反りが大きくなる外周部での記録のときでも記録品質を劣化させることのない最適なチルト値を求めることができる光ディスク装置および光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法を提供することを目的とする。
【解決手段】光ディスク１の案内溝に設けられ光ディスク１に情報を記録するときの回転速度のレファレンス信号として使用するウォブル情報を受光するウォブル信号受光手段と、受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出する検出手段と、差異が閾値以上の場合、光ディスク１に対する対物レンズ６を所定の複数の角度に設定して差異を再検出し、差異が最小の角度を最適角度として光ディスク１に対する対物レンズ６の角度を調整する制御手段を具備する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクに対して記録を行う光ディスク装置に関し、特に光ディスクのデータ記録面に対するレーザ光の入射角度を制御する機構を備えた光ディスク装置および光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法に関する。

パーソナルコンピュータの外部記憶装置として、円盤状の記録媒体である光ディスクが一般に使用されている。この光ディスクは、平面状で形成されているが実際には完全な平面とすることは難しく光ディスク半径方向の外周部にかけて反りを生じることがある。これらは雰囲気温度が高い場合には、記録および再生中に光ディスク記録装置が温度上昇し、光ディスク装置の温度上昇に伴い、光ディスクが光ディスク雰囲気の熱を吸収し、光ディスクのポリカーボネイト板が熱変形し、光ディスク半径方向に対して、さらに光ディスクが反る場合がある。

また、光ディスクに対しレーザ光を照射し情報を記録した後に記録した情報を再生する場合に、記録した信号には時間的揺らぎが存在せずとも、再生信号には時間軸上の揺らぎが生じる。この時間軸上の揺らぎの成分から、モータの回転時間変動、光ディスクの偏芯等の機械的要因を取り除いたこの時間軸上の揺らぎをジッタと呼ぶ。このジッタの悪化の原因には、再生スポットが有限な大きさを持つためマーク間隔が狭いことによる記録マークの前後の干渉、収差による再生波形の歪み、ノイズ、隣接トラックからの反射回折光によるクロストーク等が上げられる。レーザ光がディスク面に対し垂直になっていないと収差が発生し、隣接トラックからの反射回折光によるクロストークを発生させ、ジッタを引き起こす要因となる。

従って、光ディスクの反りに対してレーザ光がディスク面に対し垂直になるように光ピックアップの対物レンズの角度（チルト角またはチルト値と呼ぶ）を調整する手法が採用されている。

図１５は、レーザ光と光ディスクの関係を示す図である。

図１５（ａ）は、光ディスク１がレーザ光に対して傾きをもって入射した場合の記録面での状態を示している。この傾きがある場合には前述のように記録面で収差を生じ、ジッタを引き起こす要因となる。

図１５（ｂ）は、レーザ光の光ディスク１への入射角を垂直となるように対物レンズ６を傾けた状態を示している。これにより光ディスク１での収差が小さくなり、隣接トラックからの反射回折光によるクロストークを低減し、よってジッタも小さくすることができる。

記録型ＤＶＤのドライブ装置では、対物レンズに対して光ディスクが半径方向に傾いている場合でも記録・再生特性を理想的な状態に維持するために、対物レンズと光ディスクの間の相対角度を適正な状態に保つように学習制御する対物レンズチルト学習制御が行われている。この対物レンズチルト学習制御は、光ディスクの全面に対して光ピックアップの対物レンズを半径方向に移動しながら、複数のポイントでチルト値を測定し、光ディスクの全面に亘るチルトの近似曲線を求める全面チルト学習技術や、その近似曲線をもとに、光ディスクの任意の半径方向位置にシークする際に、その位置に対応するチルト駆動値をチルトアクチュエータに印加するチルト制御技術が用いられていた。

従来の光ディスク装置における対物レンズのチルト制御に関して図１６を用いて説明する。

図１６は、従来の光ディスク装置の対物レンズのチルト制御ブロック図である。図１６において、１０１はホストコンピュータ、１０２は光ディスク装置、１０３はインターフェース、１は光ディスク、２はピックアップモジュール、３は光ピックアップ、４はスピンドルモータ、５はフォーカス駆動コイル、６は対物レンズ、７はレーザ、８は反射光受光手段、９はチルト駆動手段、１０はキャリッジ、１１は反射光演算手段、１２はデジタルサーボコントローラ、１３はデータ処理部、１４はフォーカス駆動コイル制御手段、１６はチルト値制御手段、１７はレーザ駆動制御手段、１８はドライブ制御手段、１９はチルト値演算手段１９、２１はスピンドルモータ駆動手段である。

以上のように構成されたチルト制御手段における全面チルト学習について図１７を用いて説明する。

図１７は、従来の光ディスク装置のチルト制御に関する説明図である。図１７（ａ）に示すように光ディスク１は内周から外周に向けて反りを有している。この反りの角度を算出するため、ディスク半径位置２３ｍｍ〜５８ｍｍまでを複数ポイントに分割し、例えば内周から外周に向けてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈとし、この各複数ポイントにおいて対物レンズ６を光ディスク１の記録面へ移動しフォーカスを制御し各ポイントでのフォーカス駆動値を取得する。

図１７（ｂ）は、光ディスク１の半径方向での複数のポイントの各ポイントにおけるフォーカス駆動値（移動値としてもよい）を示している。このフォーカス駆動値を、各ポイントに対応させてＡｆ、Ｂｆ、Ｃｆ、Ｄｆ、Ｅｆ、Ｆｆ、Ｇｆ、Ｈｆとし、図１７（ｂ）に示すように例えばポイントＥではフォーカス駆動値Ｅｆ，ポイントＦではフォーカス駆動値Ｅｆとして光ディスクのその位置での傾きを算出する。２点間距離はＦ−Ｅで求められ、その間でのフォーカス駆動値差＝Ｆｆ−ＥｆよりＦ−Ｅ間でのディスクの高低差が求められるため、Ｅ、Ｆの２点間でのディスクの反り角度を求めることが可能である。

Ｅ−Ｆ間の傾きをＴＥＦとすると、ＴＥＦ（θ）＝ＡＴＡＮ（（Ｆｆ−Ｅｆ）／（Ｆ−Ｅ））で求めることができる。

同様にして、Ａ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間、Ｃ−Ｄ間、Ｄ−Ｅ間、Ｆ−Ｇ間、Ｇ−Ｈ間でのディスク反り角度を求めることにより、光ディスク１の全面での反り角度が分かり、その結果に応じて、対物レンズ６のチルト値をディスク盤面に対して並行となるように、すなわち対物レンズ６の光軸が光ディスク１に対して垂直になるように、一連の記録動作を行う前に学習する。求めたチルト値は、近似式で近似して、半径位置ごとに光ディスク１へのチルトとして参照できる。なお、近似式にしなくても、各半径位置（例えば前述のＡ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間、Ｃ−Ｄ間、Ｄ−Ｅ間、Ｅ−Ｆ間、Ｆ−Ｇ間、Ｇ−Ｈ間）の値をその区間のチルト値として記憶装置に格納して、チルト値として参照するようにしてもよい。このチルト値学習を全面レンズチルト値学習と呼ぶ。

従来の全面レンズチルト学習制御方法の一例として、光ディスク１の全面に亘ってチルト値を学習する技術が、（特許文献１）に記載されている。
特開２００３−２８１７６１号公報

この全面レンズチルト学習によるチルト値の決定方法では、比較的反りの少ない光ディスクや光ディスクの内周部に対しての記録のときは記録品質を上げることは可能であり有効であった。

しかしながら、反りの大きい光ディスクや、反りが大きくなる外周部での光ディスクの記録のとき、また複数層例えば２層ディスクに対しての記録では、光ディスクの製造時における貼り合せ精度が一定でないために部分的に第２層での反りに影響があった。また反りの大きい外周部では全面学習によるチルト値算出のときの演算精度が悪く、特に第２層以降の記録層ではさらにチルト値が最適に補正されず、第１層と第２層で必ずしも同一のチルト値とはならない。従って第１層のチルト値を用いて第２層で記録を行うと第２層ではさらにチルト値が最適に補正されず、記録品質への影響があり再生時のリードエラーが発生するという課題があった。特に第１層から第２層へ連続して記録するときに第２層に適したように補正していないチルト値で記録すると再生時のリードエラーが発生するという課題があった。また、上記のような記録時に記録層が移りながら連続に記録を行う場合だけで無く、光ディスクへの反りが大きくなる外周部への追記時にも同様な課題があった。本発明は、反りの大きい光ディスクや特に複数層の光ディスクの反りが大きくなる外周部での記録のときでも記録品質を劣化させることのない最適なチルト値を求めることができる光ディスク装置および光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法を提供することを目的とする。

かかる問題を解決するため、光ディスクの案内溝に設けられ光ディスクに情報を記録するときの回転速度のリファレンス信号として使用するウォブル情報を受光するウォブル信号受光手段と、受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出する差異検出手段と、この差異が閾値以上の場合、光ディスクに対する対物レンズを所定の複数の角度に設定して差異を再検出し、差異が最小の角度を最適角度として前記光ディスクに対する対物レンズの角度を調整する制御手段を具備することを特徴とする光ディスク装置であり、この構成によれば、光ディスクのグルーブに形成されているウォブル情報を利用することで、光ディスクに実際に記録して記録した情報を基にチルト補正をしなくてもよく、ウォブル情報を利用してチルト補正が可能となる。さらに光ディスクに情報を記録するときに記録する位置で部分的に光ディスクに反りがあっても、また使用中に使用環境が変わり反りが大きくなっても、記録開始前に記録開始位置で光ディスクと対物レンズのチルト角度を最適化することができる。従って、記録するときの光ディスクの反りに合わせて光ディスクの記録面に対して光ビームを垂直に照射させることができるようになり、光ディスクの記録面上で光ビームの収差を減らすことができるので、使用環境を問わず記録品質がすぐれた光ディスク装置とすることができるようになる。

本発明の光ディスク装置は、光ディスクの第１層、および第２層においてメディアに反りによりチルトが大きくなった場合においても、適正なチルト値を求め、求められたチルト値を基に、チルト駆動値をチルト駆動手段に印加することで、第１層、および第２層の外周部における記録品質の劣化を防ぐことができる。

請求項１記載の発明は、光ディスクの案内溝に設けられ光ディスクに情報を記録するときの回転速度のリファレンス信号として使用するウォブル情報を受光するウォブル信号受光手段と、受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出する差異検出手段と、この差異が閾値以上の場合、光ディスクに対する対物レンズを所定の複数の角度に設定して差異を再検出し、差異が最小の角度を最適角度として光ディスクに対する対物レンズの角度を調整する制御手段を具備することを特徴とする光ディスク装置であり、この構成によれば、光ディスクのグルーブに形成されているウォブル情報を利用することで、光ディスクに実際に記録して記録した情報を基にチルト補正をしなくてもよく、ウォブル情報を利用してチルト補正が可能となる。さらに、光ディスクに情報を記録するときに記録する位置で部分的に光ディスクに反りがあっても、また、使用中に使用環境が変わり反りが大きくなっても、記録開始前に記録開始位置で光ディスクと対物レンズの相対角度を最適化することができる。従って、記録するときの光ディスクの反りに合わせて光ディスクの記録面に対して光ビームを垂直に照射させることができるようになり、光ディスクの記録面上で光ビームの収差を減らすことができるので、使用環境を問わず記録品質がすぐれた光ディスク装置とすることができるようになる。

請求項２記載の発明は、光ディスクの半径方向の複数位置で対物レンズと焦点が合う距離を検出し、この検出結果に基づいて対物レンズに対する光ディスクの角度を検出する角度検出手段と、検出した光ディスクの角度に対して対物レンズが平行になるように対物レンズの角度を調整する角度調整手段と、調整した対物レンズの角度で光ディスクに情報を記録する際、光ディスクの案内溝に設けられ光ディスクに情報を記録するときの回転速度のリファレンス信号として使用するウォブル情報を受光するウォブル信号受光手段と、受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出する差異検出手段と、差異が閾値以上の場合、光ディスクに対する対物レンズを所定の複数の角度に設定して差異を再検出し、差異が最小の角度を最適角度として光ディスクに対する対物レンズの角度を調整する制御手段を具備することを特徴とする光ディスク装置であり、この構成によれば、光ディスクを光ディスク装置に装着したときにフォーカス調整で光ディスクの半径方向の全面に亘るチルト角を求める全面チルト学習によって、光ディスクの概略のチルト値を検出できるので反りの小さい内周部への記録ではこの概略チルト値を利用できる。また、光ディスクの外周部は反りが大きかったり、反りが全周に亘って一律の反りでなかったりし、概略チルト値の検出では演算誤差が生じ記録位置で最適チルト値でないことがあるが、本発明の構成では光ディスクに情報を記録するときに光ディスクと対物レンズの相対角度を記録する位置で最適化することができる。従って、部分的に光ディスクに反りがあってもまた、使用中に使用環境が変わり反りが大きくなっても、記録開始前に記録開始位置でこの光ディスクと対物レンズの相対角度を最適化することができ、記録時の光ディスクの反りに合わせて記録面に対して光ビームを垂直に照射させることができるようになる。従って、反りの小さい記録位置では、記録時間の増加をせず、しかも反りが大きくなると記録品質を最適化できる光ディスク装置を提供できるようになる。

請求項３記載の発明は、信号検出手段は、ウォブル信号のジッタ検出する手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の光ディスク装置であり、光ディスクに記録されているウォブル情報からの信号を検出できるので、信号の時間軸上の揺らぎであるジッタを検出することで、光ディスクの記録面で光ビームの収差が最適に形成されているかどうかを検出できるようになるので、光ディスクの反りに対しての対物レンズの相対角度が最適に調整されているかどうかが判別できるようになる。

請求項４記載の発明は、制御手段は、光ディスクに対する対物レンズを複数の角度に設定して前記差異を再検出するとき、対物レンズの焦点が合う位置から焦点をずらす位置に対物レンズをオフセットするオフセット手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の光ディスク装置であり、この構成によれば、光ディスクの記録面上での焦点を僅かにずらすことで、光スポットの径を大きくし、よって対物レンズの傾き角度によるウォブル信号の基準からのずれを顕著にすることができるようになり、最適な対物レンズと光ディスクの相対角度を求めることができるようになる。

請求項５記載の発明は、角度検出手段は、光ディスク起動時または最適記録レーザパワー決定時に光ディスクの半径方向の異なる複数の点で最適フォーカスを行い、各々の点での最適フォーカス位置の差から光ディスクの角度を求めることを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置であり、光ディスクの半径方向の複数の位置でフォーカスを最適化する対物レンズの位置を検出し、検出した対物レンズの位置で光ディスクの反りの状態を判別できるので、光ディスクを光ディスク装置に装着したときに予め検出しておけば、記録するときに利用できるようになる。また、複数の点を近似曲線とすることで、より精度よく光ディスクの反りも検出できるようになる。

請求項６記載の発明は、光ディスクは、複数層の記録面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の光ディスク装置であり、この構成によれば、複数層例えば２層ディスクの第２層目のように、光ディスクの製造のとき第１層との貼り合せ精度が悪く、第２層目のチルト値が第１層と異なっても記録開始する位置で最適な対物レンズのチルト角を設定できるようになるので、光ディスクの記録面上で光スポットの収差が小さくなり、記録品質のよい光ディスク装置を提供できるようになる。

請求項７記載の発明は、光ディスクは、複数層の記録面を有し、制御手段は、第１層の記録面に記録するとき角度調整手段による対物レンズの角度を調整して記録し、第２層以降の記録面に記録するとき、差異検出手段により差異が最小の対物レンズの角度を最適角度として調整して記録する制御する制御手段としたことを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置であり、この構成によれば、第１層の記録では、フォーカスの最適となる対物レンズの位置から算出した光ディスクの反り（傾き）で対物レンズの光ディスクへの相対角を決定して記録し、複数層の記録面を有する第２層目以降の記録では、第１層で設定した対物レンズの光ディスクに対する相対角度を基に記録面の状態に合わせて対物レンズの記録面に対する相対角度を最適化できるようにるので、光ディスクの記録面上で光スポットの収差が小さくなり、記録品質のよい光ディスク装置を提供できるようになる。

請求項８記載の発明は、制御手段は、光ディスクの内周の記録面に記録するとき角度調整手段による対物レンズの角度を調整して記録し、光ディスクの外周の記録面に記録するとき、前差異検出手段により差異が最小の対物レンズの角度を最適角度として調整して記録する制御する制御手段としたことを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置であり、この構成によれば、光ディスクの外周部で反りが大きかったり、反りが全周に亘って一律の反りでなかったりする位置で、光ディスクの半径方向に対して少ないポイントでのチルト値の検出では演算誤差が生じ、記録位置でチルト値が最適に求まらず、求めた概略チルトではチルトが最適とならない外周位置でもチルト角を設定できるようになるので、光ビームの光ディスクの記録面上で光ビームの収差を減らすことができるようになるので記録品質がすぐれた光ディスク装置とすることができるようになる。

請求項９記載の発明は、光ディスクの案内溝に設けられ光ディスクに情報を記録するときの回転速度のリファレンス信号として使用するウォブル情報を受光し、受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出し、差異が所定値以上の場合、光ディスクに対する対物レンズを複数の角度に設定して差異を再検出し、差異が最小の角度を最適角度として光ディスクに対する対物レンズの角度を調整することを特徴とする光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法であり、この方法によれば、光ディスクに情報を記録するときに光ディスクに反りなどがあってもこの光ディスクと対物レンズのチルト角を最適化することができるので、光ディスクの記録面に対して光ビームを垂直に照射させることができるようになり、従って光ビームの光ディスクの記録面上で光ビームの収差を減らすことができるようになるので記録品質がすぐれた光ディスク装置とすることができるようになる。

請求項１０記載の発明は、光ディスクの半径方向の複数位置で対物レンズと焦点が合う距離を検出し、この検出結果に基づいて対物レンズに対する光ディスクの角度を検出し、光ディクスに対して対物レンズが平行になるように対物レンズの角度を調整し、光ディスクに情報を書込む際、光ディスクの案内溝に設けられ光ディスクに情報を記録するときの回転速度のリファレンス信号として使用するウォブル情報を受光し、受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出し、差異が所定値以上の場合、光ディスクに対する対物レンズを複数の角度に設定して差異を再検出し、差異が最小の角度を最適角度として光ディスクに対する対物レンズの角度を調整することを特徴とする光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法であり、この方法によれば、光ディスクの反りなどがあって光ディスクと対物レンズの相対角度を予め粗設定することができ、光ディスクの反りの小さい内周側などではこの粗設定したチルト角で記録し、反りの大きい光ディスクや光ディスクの反りの大きい外周側では、さらに光ディスクと対物レンズの相対角度を再度決定できるようになるので、反りが小さいときはチルト角の調整時間の短縮を、反りが大きくなれば記録品質を最適化ができるようになる。

請求項１１記載の発明は、光ディスクの案内溝に設けられ光ディスクに情報を記録するときの回転速度のリファレンス信号として使用するウォブル情報を受光し、受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出し、差異が所定値以上の場合、対物レンズの焦点が合う位置から焦点をずらす位置に前もってオフセットし、光ディスクに対する対物レンズを複数の角度に設定して差異を再検出し、差異が最小の角度を最適角度として光ディスクに対する対物レンズの角度を調整することを特徴とする光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法であり、この方法によれば、光ディスクの記録面上での焦点を僅かにずらすことで、光スポットの径を大きくし、よって対物レンズの傾き角度によるウォブル信号の基準からのずれを顕著にすることができるようになり、最適な対物レンズと光ディスクの相対角度を求めることができるようになる。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図を参照にしながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態における光ディスク装置のブロック図である。

図１において、１０１はホストコンピュータ、１０２は光ディスク装置、１０３はインターフェース、１は光ディスク、２は光ピックアップモジュール、３は光ピックアップ、４はスピンドルモータ、５はフォーカス駆動コイル、６は対物レンズ、７はレーザ、８は反射光受光手段、９はチルト駆動手段、１０はキャリッジ、１１は反射光演算手段、１２はデジタルサーボコントローラ、１３はデータ処理部、１４はフォーカス駆動コイル制御手段、１５はウォブルジッタ検出手段、１６はチルト制御手段、１７はレーザ駆動制御手段、１８はドライブ制御手段、１９はチルト値演算手段、２０はフォーカスオフセット手段、２１はスピンドルモータ駆動手段、２２は固有値記憶手段、２３はチルト値−ウォブルジッタエラー対応記憶手段である。

以上のように構成された本発明の実施の形態における光ディスク装置について説明する。

図１において、ホストコンピュータ１０１と光ディスク装置１０２とはインターフェース１０３を介して情報の送受信がされる。ホストコンピュータ１０１からの情報の記録または再生の要求は、インターフェース１０３を介して光ディスク装置１０２に送られる。この要求は、ホストコンピュータ１０１からインターフェースのパケットコマンドなどで要求され、光ディスク装置１０２はこのコマンドに応答して記録や再生などの動作をする。

光ピックアップモジュール２は、光ディスク１に情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ディスク１を回転させるスピンドルモータ４と、レーザ７の発光パターンを利用して光ディスク１に情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ピックアップ手段である光ピックアップ３と、光ピックアップ３が搭載されたキャリッジ１０を光ディスク１の半径方向に移動させるためのフィード部（図示せず）とによって構成されたものである。

フォーカス駆動コイル５は、フォーカス駆動コイル制御手段１４によって光ピックアップ３の対物レンズ６を光ディスク１の記録面に近づけたり離れたり制御する駆動コイルで、光ディスク１の記録面に焦点を合わせるように調整する。

レーザ駆動制御手段１７は、光ディスク１に情報を記録または再生するときのレーザ７のレーザパワーを駆動制御する。

反射光受光手段８は、光ディスク１からの反射光を受光し、受光した反射光を基に信号出力を行う。出力された信号は、フォーカスエラー信号やウォブル信号を生成し、ディジタルサーボコントローラ１２の中にあるデータ処理部１３でフォーカスエラー信号や後に述べるウォブルジッタエラー値を検出する。

チルト駆動手段９は、光ディスク１の記録面と対物レンズ６の光軸の角度（チルト角またはチルト値とも呼ぶ）を垂直に、即ち光ディスク１と対物レンズ６を並行に調整駆動する駆動手段であり、チルト値演算手段１９で求めたチルト値を基に対物レンズ６と光ディスク１のチルト角を最適に調整する。

フォーカスエラー信号とは、光ピックアップ３に備えられた対物レンズ６より出射される光ビームスポットと光ディスク１の記録面との焦点方向のずれを含んだ信号のことである。

光ディスク１には回転方向にらせん状に蛇行しながら溝が形成されており、ディスク回転用モータの回転制御の基準信号等のために一定の周波数を持っている。ＤＶＤ−Ｒではグルーブとグルーブの間のランドにＬＰＰ（ランドプリピット）方式で、ＤＶＤ＋Ｒでは、ウォブル周波数を高周波にしてウォブル信号の位相にアドレス情報を乗せるＡＤＩＰ（アドレスインプリグルーブ）方式を用いている。ウォブルジッタとは、前記一定の周波数の信号であるウォブル信号の時間軸上のずれを表し、チルト値が最適値からずれるとウォブルジッタエラー値が増加する。光ディスク１に情報を記録するときのチルト値が適正でないと、光ディスク１の記録面上で光スポットに収差を生じ、レーザ光の記録パワーが不足し記録品質が劣化したり、アドレス情報の読み出しに失敗し記録位置が認識できなくなり記録中にサーボ外れ等が発生する。

光ディスク装置１０２の動作を説明するにあたり本発明で使用する光ディスク１に関して一例を説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係わる光ディスクの記録面の溝形状を示す図である。図２に示すように、光ディスク１の記録面は、光ディスク１の半径方向に微小な蛇行（ウォブルと呼ぶ）が形成されたグルーブ１５２とランド１５３とを有している。光ピックアップ３から照射された光スポット１５１はウォブルが形成された案内溝であるグルーブ１５２に沿って移動する。

図３は、本発明の実施の形態に係わるウォブルに関する説明図である。

図３において、光ディスク１に対して対物レンズ６が最適に調整されたときのウォブル信号波形が２０１であり、収差がありチルトが最適に調整されていないときのウォブル信号波形が２０２である。このように、適正チルト値に設定されていないと、光ディスク１の記録面上で光スポット１５１に収差を生じ、ウォブル信号の波形が乱れる。このウォブル信号の乱れを評価するのにウォブルジッタ値で評価する。

ウォブルジッタ値とは、光ディスク１と対物レンズ６とが最適に設定された状態でのウォブル信号波形の立上りと最適には設定されていない状態で測定したときのウォブル信号波形の時間軸上の揺らぎであり、図３中の２０３で示される。

このウォブル信号の１周期での時間Ｔに対しての揺らぎΔＷが２％〜５％を上限と設定したときこれ以上のウォブルジッタが発生したらウォブルジッタエラーと定義している。
光ディスク１のウォブル情報から再生したウォブル信号は、光ディスク１に対して対物レンズ６が最適に調整されたときのウォブル信号波形２０１で信号の振幅が最も大きく、収差が発生すなわちチルト値が最適に調整されていないときのウォブル信号波形２０２では振幅が小さくなる。また時間軸上で立上り位置がΔＷ差異を生じている。

図１に示すデータ処理部１３はウォブルジッタ検出手段１５からウォブルジッタエラー値を測定しチルト値−ウォブルジッタエラー対応記憶手段２３にチルト値とウォブルジッタエラー値を対応させて記憶する。

図４は、本発明の実施の形態に係わるチルト値とウォブルジッタエラー値の関係を示した図である。

図４に示すように、記録開始位置でチルト角度を初期チルト角度θ₀から正方向（図中のθ₊₁〜θ₊₆）および負方向（図中のθ_-1〜θ_-6）に変更しながらウォブルジッタエラーを測定し、近似曲線に当てはめると、ウォブルジッタ値が最小となるチルト値θ_OPTを求めることができる。ウォブルジッタ値が最小のチルトθ_OPTを適正チルト値θ_OPTとする。

この適正チルト値を求めるには、少なくとも５ポイントを測定したがよく、２５ポイント程度の測定を実施すれば、最適チルト値の精度がよくなる。

また、チルト角は、初期チルト角度θ₀からおよそ±１度の範囲で前述のポイントを測定することで最適チルトを求めることができる。

図５は、本発明の実施の形態に係わるフォーカスオフセットに対しての光ディスク記録面上での光ビームの集光状態の説明図である。

本発明の実施の形態におけるフォーカスオフセットとは、光ディスク焦点を合わせた状態から光ディスクに対して対物レンズを光ディスク面から遠ざけたり、光ディスク面に近づけたりすることである。

図５（ａ）のように光ディスク１の記録面上で集光した状態から、図５（ｂ）のように上方向にオフセットしたり、図５（ｃ）のように下方向にオフセットしたりして、フォーカスオフセット調整を行う。フォーカスオフセットをさせるといずれも光ディスク１の記録面上での集光の幅（径）が広がる。このことを利用して、フォーカスオフセットをすることで、収差が増加して光ディスク記録面上でのウォブルジッターエラーが大きくなるのでチルト値に対してのウォブルジッタエラー値を検出しやすくなる。

図６は、本発明の実施の形態に係わるフォーカスオフセットの有無でのチルト角度に対するウォブルジッタエラー値の関係を示した図である。

フォーカスオフセット値が有る場合とフォーカスオフセット値が無い場合と比較すると、フォーカスオフセット値が有る場合には、チルト角度に対するウォブルジッタエラー値の変化が大きいことがわかる。

図７は、本発明の実施の形態に係わるフォーカスオフセットを設定したチルトとウォブルジッタエラー値の測定領域説明図である。

ウォブルジッタエラー値の測定は、図７に示すように初期チルト値θ₀からチルト値をチルト変更一定間隔、例えばΔθだけチルトを正方向および負の方向に加えて測定する。

測定途中でウォブルジッタエラー測定有効領域を越えたり、ウォブルジッタエラー値測定上限値を超えたらウォブルジッタエラー測定エラーとみなす。

これらの測定値を近似式で近似して適性チルト値を得る。

図８は、本発明の実施の形態に係わる固有値定義テーブルを示す図である。

図８において、固有値テーブルは固有値記憶手段２２に格納されている。チルト基準値初期値Ｄ１、チルト変更一定間隔値Ｄ２，ウォブルジッタ測定長Ｄ３，ウォブルジッタ閾値Ｄ４を備えている。これらのテーブルは光ディスク１の領域ごとに備えており、記録開始位置ごとに準備されている。

チルト基準値初期値Ｄ１は、チルト値の初期値であり、例えば全面チルト学習で求めたチルト値を格納すればよい。ウォブルジッタ測定長Ｄ３は、チルト初期値に対しての正方向および負の方向の測定長を格納する。チルト変更一定間隔値Ｄ２は、チルト測定長を測定するポイント数で均等に割り算によって求めて格納する。

またウォブルジッタ閾値Ｄ４はウォブルジッタエラー値の上限を設けて、フォーカスオフセットの値によっては、大きくウォブルジッタエラーが発生し、測定不能になるのを対策している。

ウォブルジッタ測定長Ｄ３は、±１．０度程度設定しておけばよい。またウォブルジッタエラー閾値Ｄ４はウォブル信号の１周期の２〜５％に設定している。

なお、ウォブル信号の１周期時間はＤＶＤ−Ｒで標準速度回転速度ならば（１／１４０）×１０^-3ｓｅｃ、ＤＶＤ＋Ｒで標準速度回転速度ならば（１／８１７）×１０^-3ｓｅｃとなる。

図９は、本発明の実施の形態に係わるチルト値とウォブルジッタエラー値の対応テーブルを示す図である。

図９（ａ）では、チルト角度が負方向に段階的に増えるようにチルト値を設定しており、チルト値をＴ０からＴｍに図８のＤ２で示されるチルト値変更一定間隔値で順次負方向に設定しながら、各々のチルト値にてウォブルジッタ検出手段１５によりウォブルジッタエラー値を各々のチルト値に対し測定し、ウォブルジッタエラー値をウォブルジッタエラー情報とし、チルト値とウォブルジッタエラー情報の対応テーブルとして保持しておくことを示している。なお、Ｔ０は図７のチルト基準値初期値Ｄ１である。

図９（ｂ）では、チルト角度が正方向に段階的に増えるようにチルト値を設定しており、チルト値をＵ１からＵｍに図８のＤ２で示されるチルト値変更一定間隔値で順次正方向に設定しながら、各々のチルト値にてウォブルジッタ検出手段１５によりウォブルジッタエラー値を各々のチルト値に対し測定し、ウォブルジッタエラー値をウォブルジッタエラー情報とし、チルト値とウォブルジッタエラー情報の対応テーブルとして保持しておくことを示している。

図１０は、本発明の実施の形態に係わる光ディスクの領域の構成を示す図である。本発明の形態においては、複数の記録層を持つ光ディスクの内で、２層の光ディスクについて、奇数層を第１層、偶数層を第２層として説明する。

光ディスクの第１層であるＬａｙｅｒ０の内周側から、内周での最適記録レーザパワー決定制御であるＯＰＣ（Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）用領域であるＩｎｎｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ａｒｅａ ０領域２０１、リードイン領域であるＬｅａｄ−Ｉｎ Ｚｏｎｅ領域２０２、データ領域であるＤａｔａ Ｚｏｎｅ領域２０３、第１層の外周でのＯＰＣ領域とデータ領域を分離するためのＭｉｄｄｌｅ Ｚｏｎｅ ０領域２０４、第１層の外周でのＯＰＣ領域であるＯｕｔｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ａｒｅａ ０領域２０５、第２の層であるＬａｙｅｒ １の内周側から内周でのＯＰＣ領域であるＩｎｎｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ａｒｅａ １領域２０６、リードアウト領域であるＬｅａｄ−Ｏｕｔ Ｚｏｎｅ領域２０７、データ領域であるＤａｔａ Ｚｏｎｅ領域２０８、第２層の外周でのＯＰＣ領域とデータ領域を分離するためのＭｉｄｄｌｅ Ｚｏｎｅ １領域２０９、第２層の外周でのＯＰＣ領域であるＯｕｔｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ａｒｅａ １領域２１０で構成している。

光ディスク１に記録するには、第１層では、Ｄａｔａ Ｚｏｎｅ領域２０３の内周から記録し、第１層の記録が終了すると第２層ではＤａｔａ Ｚｏｎｅ２０８の外周から記録する。

図１１は、本発明の実施の形態に係わるブロックエラー測定に関してのメイン処理手順を示す図、図１２は、本発明の実施の形態に係わる固有値定義テーブル読込処理手順を示す図である。

図１１において、サブルーチンである固有値定義テーブル読み込み手順（Ｓ１）、負方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得（Ｓ９）、正方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得（Ｓ１０）を含んでいる。

図１１において固有値定義テーブル読み込み（Ｓ１）が実行されると、図１２の固有値定義テーブル読込処理にて、図８で示される固有値定義テーブルからチルト値基準値初期値Ｄ１を取得し（Ｓ２０）、チルト値変更一定間隔値Ｄ２を取得（Ｓ２１）し、ウォブルジッタ測定長Ｄ３を取得し（Ｓ２２）、ウォブルジッタエラー閾値Ｄ４を取得する（Ｓ２３）。

そして、全面チルト学習を実施（Ｓ２）し、任意位置の概略チルト値を求めておく。さらに記録開始先頭アドレスを取得し（Ｓ３）、記録開始先頭アドレス位置での半径位置を求める（Ｓ４）。記録開始先頭アドレス位置での概略チルト値を取得（Ｓ５）したら、チルト値制御手段に概略チルト値を設定し（Ｓ６）、ウォブルジッタ測定手段によりウォブルジッタ値を測定（Ｓ７）する。

ウォブルジッタ値が図８で示されるウォブルジッタ閾値Ｄ４を越えない（Ｓ８）場合には処理を終了するが、越える場合（Ｓ８）には、負方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得（Ｓ９）と正方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得（Ｓ１０）を実行し、図９（ａ）の負方向チルト・ウォブルジッタエラー値対応テーブルと図９（ｂ）の正方向チルト・ウォブルジッタエラー値対応テーブルからウォブルジッタエラー値の最小となるチルト値を求め、そのチルト値を適正チルト値とし処理全体を終了させる。

図１３は、本発明の実施の形態に係わる負方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得処理手順を示す図、図１４は、本発明の実施の形態に係わる正方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得処理手順を示す図である。

図１３の負方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得処理において、図９で示したチルト値Ｔ０を基にＴ１からＴｍの範囲に存在する任意のチルト値を算出するために変数Ａと変数Ｂを導入し、前記任意のチルト値をチルト基準値Ｔ０を基にして表現することにする。さらにチルト値ＴｍはＴ１から数えてｍ番目となると考えておく。まず、変数Ａに０を代入（Ｓ３０）、変数ＢにＳ３１で示される式により値が代入される（Ｓ３１）。チルト値に変数Ｂの値を設定（Ｓ３２）し、チルト値をチルト駆動手段に設定する。そして記録開始先頭アドレス位置での半径位置を求め、ウォブルジッタエラー測定手段によりウォブルジッタエラー値の測定（Ｓ３３）を行い、１回分のウォブルジッタエラー値の測定時にエラー発生した（Ｓ３４）場合には、ウォブルジッタエラー値を１６進数のＦＦＦＦにして（Ｓ３５）図７の負方向チルト・ウォブルジッタエラー値対応テーブルにチルト値に対応させてウォブルジッタエラー値を保存（Ｓ４０）し処理を終了する。ウォブルジッタエラー値の測定時にエラー発生が無い場合には、ウォブルジッタ測定長分のジッタの測定が終了するまで測定を行い（Ｓ３６）、図７の負方向チルト・ウォブルジッタエラー値対応テーブルにチルト値に対応させてウォブルジッタエラー値を保存（Ｓ３７）する。そして、変数Ａに１を加算（Ｓ３８）し変数Ａがｍを越えた場合には、処理を終了する。変数Ａがｍを越え無い場合には、Ｓ３１に戻り処理を繰り返す。

図１４の正方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得処理において、図９で示したチルト値Ｔ０を基にＵ１からＵｍの範囲に存在する任意のチルト値を算出するために変数Ｃと変数Ｄを導入する。そして前記任意のチルト値をチルト基準値Ｔ０を基にして表現することにする。さらにチルト値ＵｍはＵ１から数えてｍ番目となると考えておく。まず、変数Ｃに１を代入（Ｓ４１）し任意のチルト値の番号、変数ＤにＳ４２で示される式により値が代入される。チルト値に変数Ｄの値を設定（Ｓ４３）し、チルト値をチルト駆動手段に設定する。そして記録開始先頭アドレス位置での半径位置を求め、ウォブルジッタエラー測定手段によりウォブルジッタエラー値の測定（Ｓ４４）を行い、１回分のウォブルジッタエラー値の測定時にエラー発生した（Ｓ４５）場合には、ウォブルジッタエラー値を１６進数のＦＦＦＦにして（Ｓ４６）、図９（ｂ）の正方向チルト・ウォブルジッタエラーテーブルにチルト値に対応させてウォブルジッタエラー値を保存（Ｓ５１）し処理を終了する。ウォブルジッタエラー値の測定時にエラー発生が無い場合には、ウォブルジッタ測定長分のジッタの測定が終了するまで測定を行い（Ｓ４７）、図９（ｂ）の正方向チルト・ウォブルジッタエラー値対応テーブルにチルト値に対応させてウォブルジッタエラー値を保存（Ｓ４８）する。そして、変数Ｃに１を加算（Ｓ４９）し変数Ｃがｍを越えた場合には、処理を終了する。変数Ｃがｍを越え無い場合には、Ｓ４１に戻り処理を繰り返す（Ｓ５０）。

本発明は、反りの大きい光ディスクであっても、常に光ディスクの記録面に対して垂直にレーザ光を照射ことができるので、特に複数層を有する光ディスクに記録および再生をする光ディスク装置に利用できる。

本発明の実施の形態における光ディスク装置のブロック図 本発明の実施の形態に係わる光ディスクの記録面の溝形状を示す図 本発明の実施の形態に係わるウォブルに関する説明図 本発明の実施の形態に係わるチルト値とウォブルジッタエラー値の関係を示した図 本発明の実施の形態に係わるフォーカスオフセットに対しての光ディスク記録面上での光ビームの集光状態の説明図 本発明の実施の形態に係わるフォーカスオフセットの有無でのチルト角度に対するウォブルジッタエラー値の関係を示した図 本発明の実施の形態に係わるフォーカスオフセットを設定したチルトとウォブルジッタエラー値の測定領域説明図 本発明の実施の形態に係わる固有値定義テーブルを示す図 本発明の実施の形態に係わるチルト値とウォブルジッタエラー値の対応テーブルを示す図 本発明の実施の形態に係わる光ディスクの領域の構成を示す図 本発明の実施の形態に係わるブロックエラー測定に関してのメイン処理手順を示す図 本発明の実施の形態に係わる固有値定義テーブル読込処理手順を示す図 本発明の実施の形態に係わる負方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得処理手順を示す図 本発明の実施の形態に係わる正方向チルト・ウォブルジッタエラー値取得処理手順を示す図 レーザ光と光ディスクの関係を示す図 従来の光ディスク装置の対物レンズのチルト制御ブロック図 従来の光ディスクのチルト制御に関する説明図

符号の説明

１ 光ディスク
２ 光ピックアッップモジュール
３ 光ピックアップ
４ スピンドルモータ
５ フォーカス駆動コイル
６ 対物レンズ
７ レーザ
８ 反射光受光手段
９ チルト駆動手段
１２ デジタルサーボコントローラ
１４ フォーカス駆動コイル制御手段
１５ ウォブルジッタ検出手段
１６ チルト値制御手段
１９ チルト値演算手段
２０ フォーカスオフセット手段
２２ 固有値記憶手段
２３ チルト値・ウォブルジッタエラー値対応記憶手段

Claims (11)

1. 光ディスクの案内溝に設けられ前記光ディスクに情報を記録するときの回転速度のレファレンス信号として使用するウォブル情報を受光するウォブル信号受光手段と、
   前記受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出する検出手段と、
   前記差異が閾値以上の場合、前記光ディスクに対する対物レンズを所定の複数の角度に設定して前記差異を再検出し、前記差異が最小の角度を最適角度として前記光ディスクに対する対物レンズの角度を調整する制御手段を具備することを特徴とする光ディスク装置。
2. 光ディスクの半径方向の複数位置で対物レンズと焦点が合う距離を検出し、前記検出結果に基づいて対物レンズに対する前記光ディスクの角度を検出する角度検出手段と、前記検出した光ディクスの角度に対して前記対物レンズが平行になるように前記対物レンズの角度を調整する角度調整手段と、前記調整した対物レンズの角度で前記光ディスクに情報を記録する際、前記光ディスクの案内溝に設けられ前記光ディスクに情報を記録するときの回転速度のレファレンス信号として使用するウォブル情報を受光するウォブル信号受光手段と、前記受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出する差異検出手段と、
   前記差異が閾値以上の場合、前記光ディスクに対する対物レンズを所定の複数の角度に設定して前記差異を再検出し、前記差異が最小の角度を最適角度として前記光ディスクに対する対物レンズの角度を調整する制御手段を具備することを特徴とする光ディスク装置。
3. 前記信号検出手段は、ウォブル信号のジッタを検出する手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の光ディスク装置。
4. 前記制御手段は、前記光ディスクに対する対物レンズを複数の角度に設定して前記差異を再検出するとき、前記対物レンズの焦点が合う位置から焦点をずらす位置に対物レンズをオフセットするオフセット手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の光ディスク装置。
5. 前記角度検出手段は、光ディスク起動時または最適記録レーザパワー決定時に前記光ディスクの半径方向の異なる複数の点で最適フォーカスを行い、前記各々の点での前記最適フォーカス位置の差から前記光ディスクの角度を求めることを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。
6. 前記光ディスクは、複数層の記録面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の光ディスク装置。
7. 前記光ディスクは、複数層の記録面を有し、
   前記制御手段は、第１層の記録面に記録するとき前記角度調整手段による前記対物レンズの角度を調整して記録し、
   第２層以降の記録面に記録するとき、前記差異検出手段により前記差異が最小の対物レンズの角度を最適角度として調整して記録する制御する制御手段としたことを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
8. 前記制御手段は、前記光ディスクの内周の記録面に記録するとき前記角度調整手段による前記対物レンズの角度を調整して記録し、
   前記光ディスクの外周の記録面に記録するとき、前記差異検出手段により前記差異が最小の対物レンズの角度を最適角度として調整して記録する制御する制御手段としたことを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
9. 光ディスクの案内溝に設けられ前記光ディスクに情報を記録するときの回転速度のレファレンス信号として使用するウォブル情報を受光し、前記受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出し、前記差異が所定値以上の場合、前記光ディスクに対する対物レンズを複数の角度に設定して前記差異を再検出し、前記差異が最小の角度を最適角度として前記光ディスクに対する対物レンズの角度を調整することを特徴とする光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法。
10. 光ディスクの半径方向の複数位置で対物レンズと焦点が合う距離を検出し、この検出結果に基づいて対物レンズに対する前記光ディスクの角度を検出し、前記光ディクスに対して前記対物レンズが平行になるように前記対物レンズの角度を調整し、前記光ディスクに情報を書込む際、光ディスクの案内溝に設けられ前記光ディスクに情報を記録するときの回転速度のレファレンス信号として使用するウォブル情報を受光し、前記受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出し、前記差異が所定値以上の場合、前記光ディスクに対する対物レンズを複数の角度に設定して前記差異を再検出し、前記差異が最小の角度を最適角度として前記光ディスクに対する対物レンズの角度を調整することを特徴とする光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法。
11. 光ディスクの案内溝に設けられ前記光ディスクに情報を記録するときの回転速度のレファレンス信号として使用するウォブル情報を受光し、前記受光した受光信号の時間軸上の基準からの差異を検出し、前記差異が所定値以上の場合、対物レンズの焦点が合う位置から焦点をずらす位置に前もってオフセットし、前記光ディスクに対する対物レンズを複数の角度に設定して前記差異を再検出し、前記差異が最小の角度を最適角度として前記光ディスクに対する対物レンズの角度を調整することを特徴とする光ディスク装置の対物レンズ角度調整方法。

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