JP3545196B2 - チルトサーボ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクのチルトエラーを補正するチルトサーボに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスクにおいては、一般にディスクの反りなどにより、光ピックアップから照射される光ビームの光軸と照射位置における光ディスク面のなす角度（チルト角）が垂直からずれを生じることが問題となる。チルト角は主に光ディスクの半径方向（以下、「ラジアル方向」という。）で発生し、光学系のコマ収差などの要因となり、隣接トラック間とのクロストークやジッターの劣化などを引き起こすため光ディスクの再生品質に悪影響を与える。また、特にＤＶＤのように高密度記録を実現しようとすると、レーザビームのスポット系を小さくするために、レーザの波長λを短くし、対物レンズの開口数ＮＡを大きくする必要があり、チルト角に対するマージンが小さくなる。即ち、ディスクがわずかに傾いていても、再生品質の大きな劣化をまねく。従って、光ディスクの再生動作中にはチルト角による収差を補正するため、チルト角の検出を行うための専用の光ビームとディテクタとからなるチルトセンサと、チルト角に応じて光ピックアップの傾きを制御する機構とを設け、チルトサーボをかけることが一般的に行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチルトサーボにおいては、光ピックアップとは別に一対の光ビームとディテクタを備えたチルトセンサを設置し、さらに、光ピックアップの傾きを制御するためには複雑な機構部分が必要となる。これらは一般にコストアップの要因となると共に、スペースを取ることから装置の小型化を図るには不利になる。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、構成が簡単で小型化に有利であり、チルトエラーを補正することにより良好な再生品質を保つことのできる光ディスクのチルトサーボを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載のチルトサーボ制御装置は、光ディスクに光ビームを照射し、当該光ディスクからの反射光を検出する光ピックアップと、前記光ディスクの媒体面の前記光ビームの照射位置における法線と前記光ビームの光軸のなすチルト角により生ずる収差によるチルトエラーを補正するチルト補正手段と、前記チルト補正手段の補正量を制御する制御信号を供給するチルト補正制御手段と、前記光ディスクの回転周期内において、前記光ピックアップの検出信号の振幅変動を監視して最大振幅と最小振幅を検出する振幅検出手段と、を備え、前記チルト補正制御手段は、前記チルト補正手段に前記補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号を供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された前記最大振幅と前記最小振幅の各差分を算出するとともに、当該算出された各差分に基づいて前記補正量を決定し、当該決定された補正量に対応する制御信号を前記チルト補正手段に供給することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載のチルトサーボ制御装置によれば、チルト角の変動による光ピックアップの収差を補正するため、チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号を供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された最大振幅と最小振幅の各差分を算出するとともに、当該算出された各差分に基づいて補正量を決定し、当該決定された補正量に対応する制御信号をチルト補正手段に供給する。チルトエラーが生じると、光ピックアップの振幅変動は増大し、検出特性が劣化するが、かかる制御によってこのエラーを補償することができる。従って、チルトエラーによる再生品質の劣化を防ぐことができると共に、チルトセンサーを別途設けることなくチルトサーボを行うことができる。
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項２に記載のチルトサーボ制御装置は、請求項１に記載のチルトサーボ制御装置において、前記チルト補正制御手段は、前記光ディスクの回転周期に同期させて前記チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号をそれぞれ供給することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載のチルトサーボ制御装置によれば、光ディスクの回転周期に同期させて前記チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された最大振幅と最小振幅の各差分を算出して、チルト補正手段の制御を行う。従って、請求項１に記載の発明と同様、チルトエラーによる再生品質の劣化を防ぐことができると共に、チルトセンサーを別途設けることなくチルトサーボを行うことができる。
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項３に記載のチルトサーボ制御装置は、請求項１又は請求項２に記載のチルトサーボ制御装置において、前記チルト補正手段は、前記光ビームの光軸上に配置された収差補正用の液晶パネルであり、前記チルト補正制御手段の前記制御信号は、当該液晶パネルの駆動信号であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載のチルトサーボ制御装置によれば、光ビームの光軸上に収差補正用の液晶パネルを配置し、チルトエラーの補正を行うようにしたので、請求項１又は請求項２に記載の発明と同様、チルトエラーによる再生品質の劣化を防ぎ、チルトセンサーが不要になると共に、ピックアップの傾きを制御する機構等を設けなくともチルトサーボを行うことができる。
【００１１】
前記目的を達成するため、請求項４に記載のチルトサーボ制御装置は、請求項３に記載のチルトサーボ制御装置において、前記液晶パネルは、光ディスクの半径方向に対し、内周寄り、中央、外周寄りの３つの領域に分割され、各領域ごとに前記駆動信号により駆動することができるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載のチルトサーボ制御装置によれば、光ビームの光軸上に３つの領域に分割され、各領域ごとに駆動可能な収差補正用の液晶パネルを配置し、チルトエラーの補正を行うようにしたので、請求項３に記載の発明と同様、チルトエラーによる再生品質の劣化を防ぎ、チルトセンサーが不要になると共に、ピックアップの傾きを制御する機構等を設けなくともチルトサーボを行うことができる。
【００１３】
前記目的を達成するため、請求項５に記載のチルトサーボ制御装置は、請求項１から４のいずれか１項に記載のチルトサーボ制御装置において、温度を検出する温度検出手段を、更に備え、前記チルト補正制御手段は、前記温度検出手段の温度検出結果に基づいて前記制御信号の変動速度を可変することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載のチルトサーボ制御装置によれば、温度検出手段を用いて、制御信号の変動速度が可変されるようにしたので、温度変動に伴う液晶の応答特性の劣化がある場合でも、高安定なチルト補正を行い、温度特性の良好なチルトサーボを行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を情報再生装置に適用した場合の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に、本発明に係るチルトサーボ制御装置の全体構成を示す。図１に示すように本発明に係るチルトサーボ制御装置は、光ディスク１に光ビームを照射する光ピックアップ２と、光ピックアップの一部をなす液晶パネル２Ａと、スピンドルモータ３と、ＲＦエンベロープ検出部４と、チルト補正制御部５と、システムコントロール部６と、液晶ドライバ７と、温度センサ８から構成される。
【００１７】
以上の構成において、光ピックアップ２からは光ビームが光ディスク１に照射されると共に、反射光が光ピックアップ２のディテクタにより検出されて、光ディスク１の情報ピットによる変調成分を含むＲＦ信号を出力する。光ピックアップ２には、光ビームの光軸上に液晶パネル２Ａが配置され、光学系の収差を補正することができる。この液晶パネル２Ａの動作については後述する。
【００１８】
スピンドルモータ３は、光ディスク１を所定の回転数にて回転駆動する。そして、光ディスク１の回転に同期して、回転パルスを出力する。
【００１９】
光ピックアップ２から出力されたＲＦ信号は、ＲＦエンベロープ検出部４に入力される。このＲＦエンベロープ検出部４は、ＲＦ信号の振幅変化、つまりＲＦエンベロープ信号を抽出する。実際にはＲＦ信号を一定振幅に保つための可変ゲインアンプの制御電圧を出力すればよい。これにより、ＲＦ信号の振幅変動の時間推移がわかる。
【００２０】
ＲＦエンベロープ検出部４から出力されたＲＦエンベロープ信号は、チルト補正制御部５に入力され、スピンドルモータ３から出力される回転周期内において、ＲＦエンベロープ信号の最大値と最小値が検出され、これにより印加すべき外乱を求めて最適なチルト補正が行われる。そして、チルト補正制御部５はチルト補正を行うため、液晶パネル２Ａに電圧を印加し駆動するための液晶ドライバ７にＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）化された制御信号を出力する。その結果、液晶パネル２Ａの通過光の位相差を可変でき、収差を補正することでチルト補正手段として機能する。
【００２１】
一方、システムコントロール部６はチルト補正制御部５をコントロールし、制御信号に外乱を加えつつ、最適なチルトサーボを行うためにチルト補正量を調整する。チルト補正制御部５とシステムコントロール部６は、一体的にチルト補正制御手段として機能する。なお、このチルト補正制御部５の詳細な動作については後述する。
【００２２】
次に、図２により、液晶パネル２Ａの構造について説明する。
【００２３】
図２（Ａ）に示す液晶パネル２Ａは、透明なガラス基板２１Ａ、２１Ｂ、ガラス基板２１Ａ、２１Ｂの内面に蒸着された透明電極２２Ａ、２２Ｂ、透明電極２２Ａ、２２Ｂの内面に形成された配向膜２３Ａ、２３Ｂ、配向膜２３Ａ、２３Ｂの間に封入された複屈折を有する液晶２４からなる。
【００２４】
液晶２４の液晶分子Ｍの向きは、透明電極２２Ａ、２２Ｂの印加電圧に応じ図２（Ａ）から図２（Ｃ）に示すように水平方向から垂直方向まで自在に変えることができる。従って、液晶分子Ｍの複屈折効果により液晶を通過する光線に屈折率の変化により光路差△ｎ・ｄ（△ｎは屈折率の変化分、ｄは液晶２４のセル厚）を与える。即ち、液晶を通過する光線に位相差△ｎ・ｄ（２π／λ）（λは光線の波長）を与えることができる。
【００２５】
また、図２（Ｄ）はラジアル方向の収差補正用の液晶パネル２Ａの平面図の一例である。図２（Ｄ）では、液晶パネル２Ａの透明電極２２Ａ、２２Ｂをラジアル方向に対し、内周寄りの第１領域２５Ａ、中央の第２領域２５Ｂ、外周寄りの第３領域２５Ｃの３つの領域に分割している。そして、これら３つの分割領域は別個の駆動電圧により各分割領域ごとに可変制御すれば、各分割領域を通過する光の位相差を個別に変えることができるので、ラジアル方向に発生するチルトにより生ずるコマ収差等の補正が可能となる。なお、通常はチルト補正を行うためのラジアル方向に生じるチルト角（以下、「ラジアルチルト角」という。）に対する所要の補正量は、第２領域２５Ｂを基準として対称性を示し、第１領域２５Ａと第３領域２５Ｃとでは逆の特性を与えればよい。また、より高精度のチルト補正を行う場合は、ラジアル方向に対する液晶パネルの分割領域の数を増加すればよい。
【００２６】
さらに、ラジアル方向のみならずタンジェンシャル方向（トラックの接線方向）に発生するチルトエラーを補正する場合には、図２（Ｅ）に示すように、５分割とすることも可能である。図２（Ｅ）の場合は、ラジアル方向の分割領域である第１領域２６Ａ、第２領域２６Ｂ、第３領域２６Ｃに加え、タンジェンシャル方向の分割領域として第４領域２６Ｄ、第５領域２６Ｅを設け、タンジェンシャル方向に対してもチルト補正を行うよう制御できるようになっている。第４領域２６Ｄ、第５領域２６Ｅには、互いにタンジェンシャル方向のチルト角に対して対称となる特性を与えればよい。この場合も分割数をさらに増加することが可能である。
【００２７】
次に、本実施の形態におけるチルト補正の原理を説明する。
【００２８】
図３に、ラジアルチルト角とＲＦエンベロープ差分出力との関係の一例を示す。このＲＦエンベロープ差分出力は、ＲＦエンベロープ信号の最大値と最小値の差分に対応するものである。
【００２９】
図３に示すように、ラジアルチルト角がゼロのとき、ＲＦエンベロープ差分出力は最小となり、ラジアルチルト角が大きくなると共に、ＲＦエンベロープ差分出力は増大していくことがわかる。一般に、光ディスク１の回転に同期して面ぶれが起こり、これがチルトに重なってＲＦエンベロープ信号に周期的な変動を与える。そして、ラジアルチルト角がゼロとなるチルト補正をおこなったときに、面ぶれによるＲＦエンベロープ信号の周期的な変動が小さくなり、ＲＦエンベロープ差分出力は最小化される。そこで、本実施形態では、光ディスク１のこのような特性を利用してチルト補正を行うものである。なお、図３に示す特性は実験的に確認されている。
【００３０】
前述したように、ラジアルチルト角とＲＦエンベロープ差分出力は、図３に示すように変化し、２次曲線的な関係となるので、ＲＦエンベロープ差分出力が最小となる下方向のピークＰに向かうよう制御すれば、ラジアルチルト角をゼロに近づけることができ、チルト補正が行われることになる。本実施の形態では、液晶パネル２Ａの駆動電圧を調整し光に位相差を与えることでチルト補正を行っている。また、チルトセンサなしにチルト補正を行うために、液晶パネル２Ａの駆動電圧に外乱を与え、ＲＦエンベロープ差分出力が小さくなる方向に駆動電圧に外乱を与え制御していくことで、チルト補正を実現している。この具体的な方法については後述する。
【００３１】
図４に、チルト補正制御部５のブロック図を示す。
【００３２】
図４におけるチルト補正制御部５はチルトエラーの補正量を制御する手段であり、ＡＤコンバータ１０と、最大値検出部１１と、最小値検出部１２と、Ｌレジスタ１３と、Ｈレジスタ１４と、コンパレータ１５と、アップダウンカウンタ１６と、チルト補正ＲＯＭ１７と、レジスタ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、ＰＷＭ部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃとから構成される。
【００３３】
以上の構成において、ＲＦエンベロープ検出部４から出力されたＲＦエンベロープ信号は、チルト補正制御部５のＡＤコンバータ１０に入力され、所定のサンプリング周波数で、所定のビット数からなるディジタルデータに変換される。チルト補正制御の処理では、後述するように、ディジタルデータに対する演算が必要となるためである。
【００３４】
最大値検出部１１は、システムコントロール部６の制御下で、回転パルスが示す光ディスク１の回転周期内で、ディジタル変換されたＲＦエンベロープ信号の最大値を検出する。一方、最小値検出部１２は、同様にして光ディスクの回転周期内で、ディジタル変換されたＲＦエンベロープ信号の最小値を検出する。
【００３５】
そして、最大値検出部１１で検出された最大値と、最小値検出部１２で検出された最小値との差分値が算出されて、システムコントロール部６の制御下で、Ｌレジスタ１３又はＨレジスタ１４に、後述する制御に従い格納される。システムコントロール部６はこの差分値に基づき図３のピークＰを目指して制御を行う。
【００３６】
コンパレータ１５では、Ｌレジスタ１３、Ｈレジスタ１４のそれぞれの大小が比較される。このＬレジスタ１３とＨレジスタ１４には、それぞれ２種の外乱に対応する差分値が格納されるので、外乱の変動の方向を判断することができる。より具体的な処理については後述する。
【００３７】
アップダウンカウンタ１６は、チルト補正ＲＯＭ１７のアドレスを決定するため、コンパレータ１５の比較結果を受け、カウントアップ又はカウントダウンされる。そして、システムコントローブ部６が指示する基準アドレスとカウント値が加えられて、チルト補正ＲＯＭ１７のアドレスが決定される。
【００３８】
チルト補正ＲＯＭ１７には、液晶パネル２Ａの各分割領域に与える位相補正に対応するデータが格納されている。このデータは、ラジアルチルト角に対して位相補正量を最適化するために実験的に求めたデータである。そして、アドレス順にチルト角に対する位相補正量が、順次増減するようなデータ配列となっている。よって、チルト補正ＲＯＭ１７からデータを取り出し、そのアドレスを増加又は減少させるようにすると、液晶パネル２Ａの位相補正量を徐々に変化させることができる。
【００３９】
チルト補正ＲＯＭ１７から取り出されたデータは、第１領域２５Ａに対してはレジスタ１８ＡとＰＷＭ部１９Ａを、第２領域２５Ｂに対してはレジスタ１８ＢとＰＷＭ部１９Ｂを、第３領域２５Ｃに対してはレジスタ１８ＣとＰＷＭ部１９Ｃをそれぞれ経由し、各分割領域を駆動する液晶ドライバ７に入力された後、各分割領域を駆動して位相補正量を制御する。
【００４０】
チルト補正ＲＯＭ１７のデータテーブルは、ラジアルチルト角の値を各アドレスに対応させている。ラジアルチルト角に対して生じるチルトエラーは液晶パネル２Ａの３つの各分割領域に対し対称性を有するので、第２領域２５Ｂを基準として、第１領域２５Ａに対する補正量はアドレスの増加に伴い一方向に大きくなるように、第３領域２５Ｃに対する補正量はアドレスの増加に伴い逆方向に大きくなるようにそれぞれ設定される。
【００４１】
ここで、チルト補正ＲＯＭ１７の格納データは、所定のラジアルチルト角ごとにジッタが最も良好となるように、液晶パネル２Ａの各分割領域に位相差を与えるデータを予め実験的に求めたものである。このラジアルチルト角の刻み幅を一層細かくし、全体としてデータ量を増やすことにより、より高分解能のチルト補正を行うことも可能である。
【００４２】
なお、前述したチルト補正制御部５の構成を実現するためには、ハードウェアで構成することが可能であると共に、多くの処理はソフトウェアで行って構成することが可能である。
【００４３】
次に、チルト補正制御のための具体的な処理を図５に示すフローチャートに基づき説明する。なお、図５のフローチャートに示す処理は、例えば光ディスク１が記録又は再生中にシステムコントロール部６による所定の周期での割り込み処理により実行される。
【００４４】
チルト補正制御処理が開始すると、まず、ステップＳ１では、前述したようにＲＦエンベロープ信号の最大値と最小値を判定する。ここでは、時々刻々変動するＲＦエンベロープ信号を読み取って、既に保持する最大値、最小値と比較を行い、更新すべき場合には、新たな値が書き込まれる。
【００４５】
ステップＳ２では、光ディスク１が１回転したか否かを判断する。すなわち、光ディスク１の回転周期に同期させてチルト補正を制御するために、最大値及び最小値は、光ディスク１が１回転する範囲内で求めるようにする。この判断は、システムコントロール部６に入力されるスピンドルモータ３の回転パルスを監視することにより行われる。
【００４６】
ステップＳ２の判断の結果、光ディスク１が１回転した場合には（ステップＳ２；ＹＥＳ）、ステップＳ３に移行する。このとき、ＲＦエンベロープ信号に対する最大値、最小値が確定する。一方、光ディスク１がまだ１回転していない場合には（ステップＳ２；ＮＯ）、ステップＳ１に戻り、光ディスクが１回転するまで、ステップＳ１とステップＳ２の処理を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ３では、光ディスク１の回転数を数えるカウンタとしての変数ＲＯＴＮをインクリメントする。この変数ＲＯＴＮは、チルト補正の際に印加される外乱の変動周期と同期させるためのカウンタである。
【００４８】
ステップＳ４では、温度センサ８からシステムコントロール部６に出力される温度出力に基づいて、変数ＷＢＬの値を決定する。この変数ＷＢＬは、光ディスク１の回転数と、チルト補正の際に印加される外乱の変動周期とを関係づけるためのものであり、具体的には、外乱の変動周期の半周期間における光ディスク１の回転数を設定する。また、本実施形態では、液晶パネル２の温度特性に起因するチルト補正への影響を軽減するため、温度センサ８の温度出力に対応してＷＢＬの設定値を変えるようにしている。なお、液晶パネル２の温度特性とＷＢＬの設定についての詳しい説明は後述する。
【００４９】
ステップＳ５では、ＲＯＴＮとＷＢＬが一致しているか否かを判定する。ステップＳ５の判断の結果、ＲＯＴＮ＝ＷＢＬとなる場合は（ステップＳ５；ＹＥＳ）、ステップＳ６に移行する。この場合は、外乱の変動周期の半分に達した場合に対応する。一方、ステップＳ５の判断の結果、ＲＯＴＮとＷＢＬが一致しない場合は（ステップＳ５；ＮＯ）、ステップＳ８に移行する。
【００５０】
ステップＳ６は、光ディスク１の１回転の周期内において既に求めてある最大値と最小値の差をとることにより差分値を求め、Ｌレジスタ１３に格納する。
【００５１】
ステップＳ７では、アップダウンカウンタ１６をインクリメントして、チルト補正ＲＯＭ１７の読み出しアドレスを１進める。これによりチルト補正に外乱が印加される。その後は、ステップＳ１５に移行する。
【００５２】
一方、ステップＳ８では、ＲＯＴＮがＷＢＬの２倍に一致しているか否かを判定する。ステップＳ８の判断の結果、ＲＯＴＮと２×ＷＢＬとが一致しない場合は（ステップＳ８；ＮＯ）ステップＳ１５に移行する。一方、ステップＳ８の判断の結果、ＲＯＴＮ＝２×ＷＢＬとなる場合は（ステップＳ８；ＹＥＳ）、ステップＳ９に移行する。
【００５３】
ステップＳ９では、光ディスク１の１回転の周期内において既に求めてある最大値と最小値の差をとって、前述の差分値を求め、Ｈレジスタ１４に格納する。すなわち、差分値の格納は、Ｌレジスタと（ステップＳ６）Ｈレジスタとで交互に行われることになる。
【００５４】
ステップＳ１０では、Ｈレジスタに格納される差分値がＬレジスタに格納される差分値より小さいか否か判定する。ステップＳ１０の判断の結果、Ｈレジスタに格納される差分値の方が小さい場合は（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、アップダウンカウンタ１６はそのままに保ち、ステップＳ１４に移行する。
【００５５】
一方、ステップＳ１０の判定結果が「ＮＯ」となる場合は、次いで、ステップＳ１１にて、Ｌレジスタに格納される差分値がＨレジスタに格納される差分値より小さいか否か判定する。ステップＳ１１の判断の結果、Ｌレジスタに格納される差分値の方が小さい場合は（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、アップダウンカウンタ１６を２だけカウントダウンして、チルト補正ＲＯＭ１７の読み出しアドレスを２つ戻す。
【００５６】
一方、ステップＳ１１の判定結果が「ＮＯ」となる場合は、ＬレジスタとＨレジスタにそれぞれ格納される差分値が等しくなるので、ステップＳ１３において、アップダウンカウンタを１だけカウントダウンして、チルト補正ＲＯＭ１７の読み出しアドレスを１つ戻す。
【００５７】
結局、ステップＳ１０乃至ステップＳ１３の処理により、次回の光ディスク１の回転の際に読み出されるチルト補正ＲＯＭ１７のアドレスは、アップダウンカウンタ１６のインクリメントを考慮すると、−１、０、＋１の３通りのいずれかで増減して与えられることになる。
【００５８】
最後に、ステップＳ１５では、光ディスク１の１回転の周期内における最大値、最小値をリセットする。すなわち、光ディスク１が次の１回転を行うのに備えて、最大値と最小値を新たに検出し直すためである。その後、当該チルト補正処理が終了するが、前述のステップＳ１乃至ステップＳ１５の処理は、チルトサーボ制御が動作している間、繰り返し行われることになる。
【００５９】
次に、図６を用いて、本実施形態に係るチルトサーボ制御装置におけるチルト補正制御の動作時の各部の波形パターンの一例を説明する。
【００６０】
図６においては、スピンドルモータ３による回転パルスと、ＲＦエンベロープ検出部４から出力されるＲＦエンベロープ信号と、チルト補正の外乱の変動タイミングと、チルト補正制御による液晶パネル２Ａに対するチルト補正量が時間推移に伴い変化する様子を示している。なお、図６は、スピンドルモータ３が１回転すると回転パルスを１つ出力する場合の例である。
【００６１】
図６に示すように、スピンドルモータ３の回転パルスがタイミングＴ０乃至Ｔ４で出力されている。そして、この回転パルスに同期するように、前述のチルト補正制御処理におけるチルト補正に対する外乱が印可される。なお、前述の変数ＷＢＬは１が設定されている場合について説明する。
【００６２】
図６において、タイミングＴ０からタイミングＴ１までの１回転目では、外乱の変動タイミングは、前半の半周期に相当する。このとき、チルト補正ＲＯＭ１７の対応するチルト補正量は０ｄｅｇであるものとする。また、ＲＦエンベロープ信号は差分Ｄ０で変動しているとする。
【００６３】
タイミングＴ１からタイミングＴ２までの２回転目に移ると、外乱の変動タイミングは、後半の半周期となる。このとき、外乱はＲＦエンベロープ信号の差分が小さくなる方向に変化し、チルト補正量が０．１ｄｅｇとなる。そして、ＲＦエンベロープ信号は差分Ｄ０より小さな差分Ｄ１で変動するようになる。
【００６４】
タイミングＴ２からタイミングＴ３までの３回転目に移ると、外乱の変動タイミングは、再び前半の半周期となる。このとき、前回の外乱の変動によるチルト補正の結果を受け、チルト補正量を０．１ｄｅｇから０．２ｄｅｇに増やす方向に制御される。そして、ＲＦエンベロープ信号は差分Ｄ１より更に小さな差分Ｄ２で変動するようになる。
【００６５】
タイミングＴ３からタイミングＴ４までの４回転目に移ると、２回転目と同様に制御されて、外乱の変動タイミングは後半の半周期となり、チルト補正量が０．３ｄｅｇとなると共に、ＲＦエンベロープ信号は差分Ｄ３となって、やはり差分が小さくなっていく。
【００６６】
このようにして、スピンドルモータ３の回転に連動するようにチルト補正の外乱を変動させて、結果的にＲＦエンベロープ信号の変動分は徐々に小さくなっていく。最終的には、図３におけるピークＰに安定するようになり、最適なチルト補正量を得ることができる。
【００６７】
次に、液晶パネル２の温度特性を考慮したチルト補正制御について説明する。
【００６８】
図７は、液晶の応答速度と温度の関係を示す図である。一般的に、液晶は周囲温度が低くなるに伴い粘性係数が大きくなっていく。その結果、駆動電圧の印加に対する液晶の応答速度は、図７に示すように、高温になると高速になるが、低温になると徐々に低速になっていく。従って、前述のチルト補正制御処理に際して、液晶パネル２のチルト補正量に外乱を与えるとき、低温時の液晶の応答速度の低下による影響を考慮すれば、温度特性の良好なチルトサーボ制御装置を提供することができる。
【００６９】
図８は、液晶の応答速度の温度特性の影響を受ける状況において、チルト補正の特性の変化を説明する図である。図８（ａ）、（ｂ）において、チルト補正量に対しては、ＲＦエンベロープ差分出力を大きくする外乱と、小さくする外乱とが交互に印加されるものとし、それぞれ「大」、「小」と表す。
【００７０】
図８（ａ）は、常温時におけるＲＦ信号の変化を示す図である。図８（ａ）に示すように、回転パルスに同期させた外乱を印加して、最初の回転周期では外乱を「大」にし、次の回転周期では外乱を「小」にする。このとき、外乱「大」のときは、ＲＦ信号の振幅の変動がＡ１の範囲となり、外乱「小」のときは、ＲＦ信号の振幅の変動がＡ２の範囲となって、Ａ１＞Ａ２となり、正常にチルト補正が追従していることがわかる。
【００７１】
次に、図８（ｂ）は、低温時におけるＲＦ信号の変化を示す図である。図８（ｂ）においても、回転パルスに同期させて、図８（ａ）と同様の外乱を印可する。このとき、外乱「大」のときは、ＲＦ信号の振幅の変動がＢ１の範囲となり、外乱「小」のときは、ＲＦ信号の振幅の変動がＢ２の範囲となって、Ｂ１＜Ｂ２となっている。つまり、印加する外乱の大小の変動に対して、実際のＲＦ信号の振幅の変動が追従しきれずに、位相がほぼ１８０°ずれる結果となっている。これは、前述したように低温時に液晶パネル２Ａの液晶の応答速度の低下に起因して、外乱の変動周期内に液晶の屈折率が変化しきれないために起こるものである。
【００７２】
また、液晶が１つの外乱（例えば、「大」）に追従しきる前に、もう１つの外乱（例えば「小」）が印加されるので、ＲＦ信号の振幅変動の量（図８（ｂ）ではＢ１、Ｂ２）が小さくなる。
【００７３】
以上のような低温時における液晶の温度特性の影響を避けるため、本実施形態では、チルト補正量に印加される外乱の変動周期を変更することで対応している。具体的には、温度センサ８により出力される温度出力に対応して、前記変数ＷＢＬの設定を変更することにより行う。これは、前述した図５に示すフローチャートのステップＳ４の処理で行われる。
【００７４】
例えば、２０℃以上の場合は、ＷＢＬ＝１とし、０〜２０℃の範囲では、ＷＢＬ＝２とし、−２０℃〜０℃の範囲では、ＷＢＬ＝３と設定してもよい。これにより、外乱の変動周期内に対応する光ディスク１の回転数が低温時に増加するので、温度が低いほど外乱はゆっくりと変動することになる。そのため、液晶の応答速度が遅くなったとしても、十分に追従できる程度の外乱が印加されるようになるので、前述の問題はなくなる。
【００７５】
なお、本実施形態では、温度センサ８を設け、液晶の温度特性の影響を軽減する構成とした場合について説明したが、チルトサーボ制御装置における温度特性に対する要求が厳しくない場合は、温度センサ８を設けず、前述の液晶の温度特性を改善する処理を行うようにすることも可能である。この場合には、チルトサーボ制御装置の使用温度範囲が多少狭くなるものの、構成及び処理が簡略化される。
【００７６】
また、本実施形態では、外乱として２種の補正量を与えて制御する方法を示したが、所定の範囲の値を持つ多種の外乱を補正量として加え、ＲＦ信号の振幅変動が最小となる補正量を選択する制御方法も可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号を供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された最大振幅と最小振幅の各差分を算出するとともに、当該算出された各差分に基づいて補正量を決定し、当該決定された補正量に対応する制御信号をチルト補正手段に供給するので、チルトセンサーを設けずチルトサーボをかけることができ、構成が簡単で、小型化に向き、再生品質の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【００７８】
また、請求項２に記載の発明によれば、光ディスクの回転周期に同期させて前記チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された最大振幅と最小振幅の各差分を算出して、チルト補正手段の制御を行うので、チルトセンサーを設けずチルトサーボをかけることができ、構成がさらに簡単で、小型化に向き、再生品質の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【００７９】
また、請求項３に記載の発明によれば、チルト補正を光ビームの光軸上に配置された液晶パネルの駆動信号を制御することにより行うので、ピックアップの傾きを制御する機構も不要となり、小型化に有利で、信頼性が高く、再生品質の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【００８０】
また、請求項４に記載の発明によれば、チルト補正を光ビームの光軸上に配置された液晶パネルの３つの分割領域の駆動信号を制御することにより行うので、ピックアップの傾きを制御する機構を不要とし、小型化に有利で、信頼性が高く、再生品質の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【００８１】
また、請求項５に記載の発明によれば、温度検出結果に基づいて制御信号の変動速度を可変するようにしたので、液晶の応答の温度依存性に対するチルト補正の特性劣化を回避でき、温度特性の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るチルトサーボ制御装置の全体ブロック図である。
【図２】液晶パネルの構造を示す図である。
【図３】ラジアルチルト角とＲＦエンベロープ差分出力の関係を示す図である。
【図４】チルト補正制御部のブロック図である。
【図５】チルト補正制御の処理を示すフローチャートである。
【図６】チルト補正制御の動作時の各部の波形パターンの説明図である。
【図７】液晶の応答速度の温度特性の説明図である。
【図８】液晶の温度とチルト補正の特性変化の関係の説明図である。
【符号の説明】
１…光ディスク
２…光ピックアップ
２Ａ…液晶パネル
３…スピンドルモータ
４…ＲＦエンベロープ検出部
５…チルト補正制御部
６…システムコントロール部
７…液晶ドライバ
８…温度センサ
１０…ＡＤコンバータ
１１…最大値検出部
１２…最小値検出部
１３…Ｌレジスタ
１４…Ｈレジスタ
１５…コンパレータ
１６…アップダウンカウンタ
１７…チルト補正ＲＯＭ
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ…レジスタ
１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ…ＰＷＭ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクのチルトエラーを補正するチルトサーボに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスクにおいては、一般にディスクの反りなどにより、光ピックアップから照射される光ビームの光軸と照射位置における光ディスク面のなす角度（チルト角）が垂直からずれを生じることが問題となる。チルト角は主に光ディスクの半径方向（以下、「ラジアル方向」という。）で発生し、光学系のコマ収差などの要因となり、隣接トラック間とのクロストークやジッターの劣化などを引き起こすため光ディスクの再生品質に悪影響を与える。また、特にＤＶＤのように高密度記録を実現しようとすると、レーザビームのスポット系を小さくするために、レーザの波長λを短くし、対物レンズの開口数ＮＡを大きくする必要があり、チルト角に対するマージンが小さくなる。即ち、ディスクがわずかに傾いていても、再生品質の大きな劣化をまねく。従って、光ディスクの再生動作中にはチルト角による収差を補正するため、チルト角の検出を行うための専用の光ビームとディテクタとからなるチルトセンサと、チルト角に応じて光ピックアップの傾きを制御する機構とを設け、チルトサーボをかけることが一般的に行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチルトサーボにおいては、光ピックアップとは別に一対の光ビームとディテクタを備えたチルトセンサを設置し、さらに、光ピックアップの傾きを制御するためには複雑な機構部分が必要となる。これらは一般にコストアップの要因となると共に、スペースを取ることから装置の小型化を図るには不利になる。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、構成が簡単で小型化に有利であり、チルトエラーを補正することにより良好な再生品質を保つことのできる光ディスクのチルトサーボを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載のチルトサーボ制御装置は、光ディスクに光ビームを照射し、当該光ディスクからの反射光を検出する光ピックアップと、前記光ディスクの媒体面の前記光ビームの照射位置における法線と前記光ビームの光軸のなすチルト角により生ずる収差によるチルトエラーを補正するチルト補正手段と、前記チルト補正手段の補正量を制御する制御信号を供給するチルト補正制御手段と、前記光ディスクの回転周期内において、前記光ピックアップの検出信号の振幅変動を監視して最大振幅と最小振幅を検出する振幅検出手段と、を備え、前記チルト補正制御手段は、前記チルト補正手段に前記補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号を供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された前記最大振幅と前記最小振幅の各差分を算出するとともに、当該算出された各差分に基づいて前記補正量を決定し、当該決定された補正量に対応する制御信号を前記チルト補正手段に供給することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載のチルトサーボ制御装置によれば、チルト角の変動による光ピックアップの収差を補正するため、チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号を供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された最大振幅と最小振幅の各差分を算出するとともに、当該算出された各差分に基づいて補正量を決定し、当該決定された補正量に対応する制御信号をチルト補正手段に供給する。チルトエラーが生じると、光ピックアップの振幅変動は増大し、検出特性が劣化するが、かかる制御によってこのエラーを補償することができる。従って、チルトエラーによる再生品質の劣化を防ぐことができると共に、チルトセンサーを別途設けることなくチルトサーボを行うことができる。
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項２に記載のチルトサーボ制御装置は、請求項１に記載のチルトサーボ制御装置において、前記チルト補正制御手段は、前記光ディスクの回転周期に同期させて前記チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号をそれぞれ供給することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載のチルトサーボ制御装置によれば、光ディスクの回転周期に同期させて前記チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された最大振幅と最小振幅の各差分を算出して、チルト補正手段の制御を行う。従って、請求項１に記載の発明と同様、チルトエラーによる再生品質の劣化を防ぐことができると共に、チルトセンサーを別途設けることなくチルトサーボを行うことができる。
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項３に記載のチルトサーボ制御装置は、請求項１又は請求項２に記載のチルトサーボ制御装置において、前記チルト補正手段は、前記光ビームの光軸上に配置された収差補正用の液晶パネルであり、前記チルト補正制御手段の前記制御信号は、当該液晶パネルの駆動信号であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載のチルトサーボ制御装置によれば、光ビームの光軸上に収差補正用の液晶パネルを配置し、チルトエラーの補正を行うようにしたので、請求項１又は請求項２に記載の発明と同様、チルトエラーによる再生品質の劣化を防ぎ、チルトセンサーが不要になると共に、ピックアップの傾きを制御する機構等を設けなくともチルトサーボを行うことができる。
【００１１】
前記目的を達成するため、請求項４に記載のチルトサーボ制御装置は、請求項３に記載のチルトサーボ制御装置において、前記液晶パネルは、光ディスクの半径方向に対し、内周寄り、中央、外周寄りの３つの領域に分割され、各領域ごとに前記駆動信号により駆動することができるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載のチルトサーボ制御装置によれば、光ビームの光軸上に３つの領域に分割され、各領域ごとに駆動可能な収差補正用の液晶パネルを配置し、チルトエラーの補正を行うようにしたので、請求項３に記載の発明と同様、チルトエラーによる再生品質の劣化を防ぎ、チルトセンサーが不要になると共に、ピックアップの傾きを制御する機構等を設けなくともチルトサーボを行うことができる。
【００１３】
前記目的を達成するため、請求項５に記載のチルトサーボ制御装置は、請求項１から４のいずれか１項に記載のチルトサーボ制御装置において、温度を検出する温度検出手段を、更に備え、前記チルト補正制御手段は、前記温度検出手段の温度検出結果に基づいて前記制御信号の変動速度を可変することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載のチルトサーボ制御装置によれば、温度検出手段を用いて、制御信号の変動速度が可変されるようにしたので、温度変動に伴う液晶の応答特性の劣化がある場合でも、高安定なチルト補正を行い、温度特性の良好なチルトサーボを行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を情報再生装置に適用した場合の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に、本発明に係るチルトサーボ制御装置の全体構成を示す。図１に示すように本発明に係るチルトサーボ制御装置は、光ディスク１に光ビームを照射する光ピックアップ２と、光ピックアップの一部をなす液晶パネル２Ａと、スピンドルモータ３と、ＲＦエンベロープ検出部４と、チルト補正制御部５と、システムコントロール部６と、液晶ドライバ７と、温度センサ８から構成される。
【００１７】
以上の構成において、光ピックアップ２からは光ビームが光ディスク１に照射されると共に、反射光が光ピックアップ２のディテクタにより検出されて、光ディスク１の情報ピットによる変調成分を含むＲＦ信号を出力する。光ピックアップ２には、光ビームの光軸上に液晶パネル２Ａが配置され、光学系の収差を補正することができる。この液晶パネル２Ａの動作については後述する。
【００１８】
スピンドルモータ３は、光ディスク１を所定の回転数にて回転駆動する。そして、光ディスク１の回転に同期して、回転パルスを出力する。
【００１９】
光ピックアップ２から出力されたＲＦ信号は、ＲＦエンベロープ検出部４に入力される。このＲＦエンベロープ検出部４は、ＲＦ信号の振幅変化、つまりＲＦエンベロープ信号を抽出する。実際にはＲＦ信号を一定振幅に保つための可変ゲインアンプの制御電圧を出力すればよい。これにより、ＲＦ信号の振幅変動の時間推移がわかる。
【００２０】
ＲＦエンベロープ検出部４から出力されたＲＦエンベロープ信号は、チルト補正制御部５に入力され、スピンドルモータ３から出力される回転周期内において、ＲＦエンベロープ信号の最大値と最小値が検出され、これにより印加すべき外乱を求めて最適なチルト補正が行われる。そして、チルト補正制御部５はチルト補正を行うため、液晶パネル２Ａに電圧を印加し駆動するための液晶ドライバ７にＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）化された制御信号を出力する。その結果、液晶パネル２Ａの通過光の位相差を可変でき、収差を補正することでチルト補正手段として機能する。
【００２１】
一方、システムコントロール部６はチルト補正制御部５をコントロールし、制御信号に外乱を加えつつ、最適なチルトサーボを行うためにチルト補正量を調整する。チルト補正制御部５とシステムコントロール部６は、一体的にチルト補正制御手段として機能する。なお、このチルト補正制御部５の詳細な動作については後述する。
【００２２】
次に、図２により、液晶パネル２Ａの構造について説明する。
【００２３】
図２（Ａ）に示す液晶パネル２Ａは、透明なガラス基板２１Ａ、２１Ｂ、ガラス基板２１Ａ、２１Ｂの内面に蒸着された透明電極２２Ａ、２２Ｂ、透明電極２２Ａ、２２Ｂの内面に形成された配向膜２３Ａ、２３Ｂ、配向膜２３Ａ、２３Ｂの間に封入された複屈折を有する液晶２４からなる。
【００２４】
液晶２４の液晶分子Ｍの向きは、透明電極２２Ａ、２２Ｂの印加電圧に応じ図２（Ａ）から図２（Ｃ）に示すように水平方向から垂直方向まで自在に変えることができる。従って、液晶分子Ｍの複屈折効果により液晶を通過する光線に屈折率の変化により光路差△ｎ・ｄ（△ｎは屈折率の変化分、ｄは液晶２４のセル厚）を与える。即ち、液晶を通過する光線に位相差△ｎ・ｄ（２π／λ）（λは光線の波長）を与えることができる。
【００２５】
また、図２（Ｄ）はラジアル方向の収差補正用の液晶パネル２Ａの平面図の一例である。図２（Ｄ）では、液晶パネル２Ａの透明電極２２Ａ、２２Ｂをラジアル方向に対し、内周寄りの第１領域２５Ａ、中央の第２領域２５Ｂ、外周寄りの第３領域２５Ｃの３つの領域に分割している。そして、これら３つの分割領域は別個の駆動電圧により各分割領域ごとに可変制御すれば、各分割領域を通過する光の位相差を個別に変えることができるので、ラジアル方向に発生するチルトにより生ずるコマ収差等の補正が可能となる。なお、通常はチルト補正を行うためのラジアル方向に生じるチルト角（以下、「ラジアルチルト角」という。）に対する所要の補正量は、第２領域２５Ｂを基準として対称性を示し、第１領域２５Ａと第３領域２５Ｃとでは逆の特性を与えればよい。また、より高精度のチルト補正を行う場合は、ラジアル方向に対する液晶パネルの分割領域の数を増加すればよい。
【００２６】
さらに、ラジアル方向のみならずタンジェンシャル方向（トラックの接線方向）に発生するチルトエラーを補正する場合には、図２（Ｅ）に示すように、５分割とすることも可能である。図２（Ｅ）の場合は、ラジアル方向の分割領域である第１領域２６Ａ、第２領域２６Ｂ、第３領域２６Ｃに加え、タンジェンシャル方向の分割領域として第４領域２６Ｄ、第５領域２６Ｅを設け、タンジェンシャル方向に対してもチルト補正を行うよう制御できるようになっている。第４領域２６Ｄ、第５領域２６Ｅには、互いにタンジェンシャル方向のチルト角に対して対称となる特性を与えればよい。この場合も分割数をさらに増加することが可能である。
【００２７】
次に、本実施の形態におけるチルト補正の原理を説明する。
【００２８】
図３に、ラジアルチルト角とＲＦエンベロープ差分出力との関係の一例を示す。このＲＦエンベロープ差分出力は、ＲＦエンベロープ信号の最大値と最小値の差分に対応するものである。
【００２９】
図３に示すように、ラジアルチルト角がゼロのとき、ＲＦエンベロープ差分出力は最小となり、ラジアルチルト角が大きくなると共に、ＲＦエンベロープ差分出力は増大していくことがわかる。一般に、光ディスク１の回転に同期して面ぶれが起こり、これがチルトに重なってＲＦエンベロープ信号に周期的な変動を与える。そして、ラジアルチルト角がゼロとなるチルト補正をおこなったときに、面ぶれによるＲＦエンベロープ信号の周期的な変動が小さくなり、ＲＦエンベロープ差分出力は最小化される。そこで、本実施形態では、光ディスク１のこのような特性を利用してチルト補正を行うものである。なお、図３に示す特性は実験的に確認されている。
【００３０】
前述したように、ラジアルチルト角とＲＦエンベロープ差分出力は、図３に示すように変化し、２次曲線的な関係となるので、ＲＦエンベロープ差分出力が最小となる下方向のピークＰに向かうよう制御すれば、ラジアルチルト角をゼロに近づけることができ、チルト補正が行われることになる。本実施の形態では、液晶パネル２Ａの駆動電圧を調整し光に位相差を与えることでチルト補正を行っている。また、チルトセンサなしにチルト補正を行うために、液晶パネル２Ａの駆動電圧に外乱を与え、ＲＦエンベロープ差分出力が小さくなる方向に駆動電圧に外乱を与え制御していくことで、チルト補正を実現している。この具体的な方法については後述する。
【００３１】
図４に、チルト補正制御部５のブロック図を示す。
【００３２】
図４におけるチルト補正制御部５はチルトエラーの補正量を制御する手段であり、ＡＤコンバータ１０と、最大値検出部１１と、最小値検出部１２と、Ｌレジスタ１３と、Ｈレジスタ１４と、コンパレータ１５と、アップダウンカウンタ１６と、チルト補正ＲＯＭ１７と、レジスタ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、ＰＷＭ部１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃとから構成される。
【００３３】
以上の構成において、ＲＦエンベロープ検出部４から出力されたＲＦエンベロープ信号は、チルト補正制御部５のＡＤコンバータ１０に入力され、所定のサンプリング周波数で、所定のビット数からなるディジタルデータに変換される。チルト補正制御の処理では、後述するように、ディジタルデータに対する演算が必要となるためである。
【００３４】
最大値検出部１１は、システムコントロール部６の制御下で、回転パルスが示す光ディスク１の回転周期内で、ディジタル変換されたＲＦエンベロープ信号の最大値を検出する。一方、最小値検出部１２は、同様にして光ディスクの回転周期内で、ディジタル変換されたＲＦエンベロープ信号の最小値を検出する。
【００３５】
そして、最大値検出部１１で検出された最大値と、最小値検出部１２で検出された最小値との差分値が算出されて、システムコントロール部６の制御下で、Ｌレジスタ１３又はＨレジスタ１４に、後述する制御に従い格納される。システムコントロール部６はこの差分値に基づき図３のピークＰを目指して制御を行う。
【００３６】
コンパレータ１５では、Ｌレジスタ１３、Ｈレジスタ１４のそれぞれの大小が比較される。このＬレジスタ１３とＨレジスタ１４には、それぞれ２種の外乱に対応する差分値が格納されるので、外乱の変動の方向を判断することができる。より具体的な処理については後述する。
【００３７】
アップダウンカウンタ１６は、チルト補正ＲＯＭ１７のアドレスを決定するため、コンパレータ１５の比較結果を受け、カウントアップ又はカウントダウンされる。そして、システムコントローブ部６が指示する基準アドレスとカウント値が加えられて、チルト補正ＲＯＭ１７のアドレスが決定される。
【００３８】
チルト補正ＲＯＭ１７には、液晶パネル２Ａの各分割領域に与える位相補正に対応するデータが格納されている。このデータは、ラジアルチルト角に対して位相補正量を最適化するために実験的に求めたデータである。そして、アドレス順にチルト角に対する位相補正量が、順次増減するようなデータ配列となっている。よって、チルト補正ＲＯＭ１７からデータを取り出し、そのアドレスを増加又は減少させるようにすると、液晶パネル２Ａの位相補正量を徐々に変化させることができる。
【００３９】
チルト補正ＲＯＭ１７から取り出されたデータは、第１領域２５Ａに対してはレジスタ１８ＡとＰＷＭ部１９Ａを、第２領域２５Ｂに対してはレジスタ１８ＢとＰＷＭ部１９Ｂを、第３領域２５Ｃに対してはレジスタ１８ＣとＰＷＭ部１９Ｃをそれぞれ経由し、各分割領域を駆動する液晶ドライバ７に入力された後、各分割領域を駆動して位相補正量を制御する。
【００４０】
チルト補正ＲＯＭ１７のデータテーブルは、ラジアルチルト角の値を各アドレスに対応させている。ラジアルチルト角に対して生じるチルトエラーは液晶パネル２Ａの３つの各分割領域に対し対称性を有するので、第２領域２５Ｂを基準として、第１領域２５Ａに対する補正量はアドレスの増加に伴い一方向に大きくなるように、第３領域２５Ｃに対する補正量はアドレスの増加に伴い逆方向に大きくなるようにそれぞれ設定される。
【００４１】
ここで、チルト補正ＲＯＭ１７の格納データは、所定のラジアルチルト角ごとにジッタが最も良好となるように、液晶パネル２Ａの各分割領域に位相差を与えるデータを予め実験的に求めたものである。このラジアルチルト角の刻み幅を一層細かくし、全体としてデータ量を増やすことにより、より高分解能のチルト補正を行うことも可能である。
【００４２】
なお、前述したチルト補正制御部５の構成を実現するためには、ハードウェアで構成することが可能であると共に、多くの処理はソフトウェアで行って構成することが可能である。
【００４３】
次に、チルト補正制御のための具体的な処理を図５に示すフローチャートに基づき説明する。なお、図５のフローチャートに示す処理は、例えば光ディスク１が記録又は再生中にシステムコントロール部６による所定の周期での割り込み処理により実行される。
【００４４】
チルト補正制御処理が開始すると、まず、ステップＳ１では、前述したようにＲＦエンベロープ信号の最大値と最小値を判定する。ここでは、時々刻々変動するＲＦエンベロープ信号を読み取って、既に保持する最大値、最小値と比較を行い、更新すべき場合には、新たな値が書き込まれる。
【００４５】
ステップＳ２では、光ディスク１が１回転したか否かを判断する。すなわち、光ディスク１の回転周期に同期させてチルト補正を制御するために、最大値及び最小値は、光ディスク１が１回転する範囲内で求めるようにする。この判断は、システムコントロール部６に入力されるスピンドルモータ３の回転パルスを監視することにより行われる。
【００４６】
ステップＳ２の判断の結果、光ディスク１が１回転した場合には（ステップＳ２；ＹＥＳ）、ステップＳ３に移行する。このとき、ＲＦエンベロープ信号に対する最大値、最小値が確定する。一方、光ディスク１がまだ１回転していない場合には（ステップＳ２；ＮＯ）、ステップＳ１に戻り、光ディスクが１回転するまで、ステップＳ１とステップＳ２の処理を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ３では、光ディスク１の回転数を数えるカウンタとしての変数ＲＯＴＮをインクリメントする。この変数ＲＯＴＮは、チルト補正の際に印加される外乱の変動周期と同期させるためのカウンタである。
【００４８】
ステップＳ４では、温度センサ８からシステムコントロール部６に出力される温度出力に基づいて、変数ＷＢＬの値を決定する。この変数ＷＢＬは、光ディスク１の回転数と、チルト補正の際に印加される外乱の変動周期とを関係づけるためのものであり、具体的には、外乱の変動周期の半周期間における光ディスク１の回転数を設定する。また、本実施形態では、液晶パネル２の温度特性に起因するチルト補正への影響を軽減するため、温度センサ８の温度出力に対応してＷＢＬの設定値を変えるようにしている。なお、液晶パネル２の温度特性とＷＢＬの設定についての詳しい説明は後述する。
【００４９】
ステップＳ５では、ＲＯＴＮとＷＢＬが一致しているか否かを判定する。ステップＳ５の判断の結果、ＲＯＴＮ＝ＷＢＬとなる場合は（ステップＳ５；ＹＥＳ）、ステップＳ６に移行する。この場合は、外乱の変動周期の半分に達した場合に対応する。一方、ステップＳ５の判断の結果、ＲＯＴＮとＷＢＬが一致しない場合は（ステップＳ５；ＮＯ）、ステップＳ８に移行する。
【００５０】
ステップＳ６は、光ディスク１の１回転の周期内において既に求めてある最大値と最小値の差をとることにより差分値を求め、Ｌレジスタ１３に格納する。
【００５１】
ステップＳ７では、アップダウンカウンタ１６をインクリメントして、チルト補正ＲＯＭ１７の読み出しアドレスを１進める。これによりチルト補正に外乱が印加される。その後は、ステップＳ１５に移行する。
【００５２】
一方、ステップＳ８では、ＲＯＴＮがＷＢＬの２倍に一致しているか否かを判定する。ステップＳ８の判断の結果、ＲＯＴＮと２×ＷＢＬとが一致しない場合は（ステップＳ８；ＮＯ）ステップＳ１５に移行する。一方、ステップＳ８の判断の結果、ＲＯＴＮ＝２×ＷＢＬとなる場合は（ステップＳ８；ＹＥＳ）、ステップＳ９に移行する。
【００５３】
ステップＳ９では、光ディスク１の１回転の周期内において既に求めてある最大値と最小値の差をとって、前述の差分値を求め、Ｈレジスタ１４に格納する。すなわち、差分値の格納は、Ｌレジスタと（ステップＳ６）Ｈレジスタとで交互に行われることになる。
【００５４】
ステップＳ１０では、Ｈレジスタに格納される差分値がＬレジスタに格納される差分値より小さいか否か判定する。ステップＳ１０の判断の結果、Ｈレジスタに格納される差分値の方が小さい場合は（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、アップダウンカウンタ１６はそのままに保ち、ステップＳ１４に移行する。
【００５５】
一方、ステップＳ１０の判定結果が「ＮＯ」となる場合は、次いで、ステップＳ１１にて、Ｌレジスタに格納される差分値がＨレジスタに格納される差分値より小さいか否か判定する。ステップＳ１１の判断の結果、Ｌレジスタに格納される差分値の方が小さい場合は（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、アップダウンカウンタ１６を２だけカウントダウンして、チルト補正ＲＯＭ１７の読み出しアドレスを２つ戻す。
【００５６】
一方、ステップＳ１１の判定結果が「ＮＯ」となる場合は、ＬレジスタとＨレジスタにそれぞれ格納される差分値が等しくなるので、ステップＳ１３において、アップダウンカウンタを１だけカウントダウンして、チルト補正ＲＯＭ１７の読み出しアドレスを１つ戻す。
【００５７】
結局、ステップＳ１０乃至ステップＳ１３の処理により、次回の光ディスク１の回転の際に読み出されるチルト補正ＲＯＭ１７のアドレスは、アップダウンカウンタ１６のインクリメントを考慮すると、−１、０、＋１の３通りのいずれかで増減して与えられることになる。
【００５８】
最後に、ステップＳ１５では、光ディスク１の１回転の周期内における最大値、最小値をリセットする。すなわち、光ディスク１が次の１回転を行うのに備えて、最大値と最小値を新たに検出し直すためである。その後、当該チルト補正処理が終了するが、前述のステップＳ１乃至ステップＳ１５の処理は、チルトサーボ制御が動作している間、繰り返し行われることになる。
【００５９】
次に、図６を用いて、本実施形態に係るチルトサーボ制御装置におけるチルト補正制御の動作時の各部の波形パターンの一例を説明する。
【００６０】
図６においては、スピンドルモータ３による回転パルスと、ＲＦエンベロープ検出部４から出力されるＲＦエンベロープ信号と、チルト補正の外乱の変動タイミングと、チルト補正制御による液晶パネル２Ａに対するチルト補正量が時間推移に伴い変化する様子を示している。なお、図６は、スピンドルモータ３が１回転すると回転パルスを１つ出力する場合の例である。
【００６１】
図６に示すように、スピンドルモータ３の回転パルスがタイミングＴ０乃至Ｔ４で出力されている。そして、この回転パルスに同期するように、前述のチルト補正制御処理におけるチルト補正に対する外乱が印可される。なお、前述の変数ＷＢＬは１が設定されている場合について説明する。
【００６２】
図６において、タイミングＴ０からタイミングＴ１までの１回転目では、外乱の変動タイミングは、前半の半周期に相当する。このとき、チルト補正ＲＯＭ１７の対応するチルト補正量は０ｄｅｇであるものとする。また、ＲＦエンベロープ信号は差分Ｄ０で変動しているとする。
【００６３】
タイミングＴ１からタイミングＴ２までの２回転目に移ると、外乱の変動タイミングは、後半の半周期となる。このとき、外乱はＲＦエンベロープ信号の差分が小さくなる方向に変化し、チルト補正量が０．１ｄｅｇとなる。そして、ＲＦエンベロープ信号は差分Ｄ０より小さな差分Ｄ１で変動するようになる。
【００６４】
タイミングＴ２からタイミングＴ３までの３回転目に移ると、外乱の変動タイミングは、再び前半の半周期となる。このとき、前回の外乱の変動によるチルト補正の結果を受け、チルト補正量を０．１ｄｅｇから０．２ｄｅｇに増やす方向に制御される。そして、ＲＦエンベロープ信号は差分Ｄ１より更に小さな差分Ｄ２で変動するようになる。
【００６５】
タイミングＴ３からタイミングＴ４までの４回転目に移ると、２回転目と同様に制御されて、外乱の変動タイミングは後半の半周期となり、チルト補正量が０．３ｄｅｇとなると共に、ＲＦエンベロープ信号は差分Ｄ３となって、やはり差分が小さくなっていく。
【００６６】
このようにして、スピンドルモータ３の回転に連動するようにチルト補正の外乱を変動させて、結果的にＲＦエンベロープ信号の変動分は徐々に小さくなっていく。最終的には、図３におけるピークＰに安定するようになり、最適なチルト補正量を得ることができる。
【００６７】
次に、液晶パネル２の温度特性を考慮したチルト補正制御について説明する。
【００６８】
図７は、液晶の応答速度と温度の関係を示す図である。一般的に、液晶は周囲温度が低くなるに伴い粘性係数が大きくなっていく。その結果、駆動電圧の印加に対する液晶の応答速度は、図７に示すように、高温になると高速になるが、低温になると徐々に低速になっていく。従って、前述のチルト補正制御処理に際して、液晶パネル２のチルト補正量に外乱を与えるとき、低温時の液晶の応答速度の低下による影響を考慮すれば、温度特性の良好なチルトサーボ制御装置を提供することができる。
【００６９】
図８は、液晶の応答速度の温度特性の影響を受ける状況において、チルト補正の特性の変化を説明する図である。図８（ａ）、（ｂ）において、チルト補正量に対しては、ＲＦエンベロープ差分出力を大きくする外乱と、小さくする外乱とが交互に印加されるものとし、それぞれ「大」、「小」と表す。
【００７０】
図８（ａ）は、常温時におけるＲＦ信号の変化を示す図である。図８（ａ）に示すように、回転パルスに同期させた外乱を印加して、最初の回転周期では外乱を「大」にし、次の回転周期では外乱を「小」にする。このとき、外乱「大」のときは、ＲＦ信号の振幅の変動がＡ１の範囲となり、外乱「小」のときは、ＲＦ信号の振幅の変動がＡ２の範囲となって、Ａ１＞Ａ２となり、正常にチルト補正が追従していることがわかる。
【００７１】
次に、図８（ｂ）は、低温時におけるＲＦ信号の変化を示す図である。図８（ｂ）においても、回転パルスに同期させて、図８（ａ）と同様の外乱を印可する。このとき、外乱「大」のときは、ＲＦ信号の振幅の変動がＢ１の範囲となり、外乱「小」のときは、ＲＦ信号の振幅の変動がＢ２の範囲となって、Ｂ１＜Ｂ２となっている。つまり、印加する外乱の大小の変動に対して、実際のＲＦ信号の振幅の変動が追従しきれずに、位相がほぼ１８０°ずれる結果となっている。これは、前述したように低温時に液晶パネル２Ａの液晶の応答速度の低下に起因して、外乱の変動周期内に液晶の屈折率が変化しきれないために起こるものである。
【００７２】
また、液晶が１つの外乱（例えば、「大」）に追従しきる前に、もう１つの外乱（例えば「小」）が印加されるので、ＲＦ信号の振幅変動の量（図８（ｂ）ではＢ１、Ｂ２）が小さくなる。
【００７３】
以上のような低温時における液晶の温度特性の影響を避けるため、本実施形態では、チルト補正量に印加される外乱の変動周期を変更することで対応している。具体的には、温度センサ８により出力される温度出力に対応して、前記変数ＷＢＬの設定を変更することにより行う。これは、前述した図５に示すフローチャートのステップＳ４の処理で行われる。
【００７４】
例えば、２０℃以上の場合は、ＷＢＬ＝１とし、０〜２０℃の範囲では、ＷＢＬ＝２とし、−２０℃〜０℃の範囲では、ＷＢＬ＝３と設定してもよい。これにより、外乱の変動周期内に対応する光ディスク１の回転数が低温時に増加するので、温度が低いほど外乱はゆっくりと変動することになる。そのため、液晶の応答速度が遅くなったとしても、十分に追従できる程度の外乱が印加されるようになるので、前述の問題はなくなる。
【００７５】
なお、本実施形態では、温度センサ８を設け、液晶の温度特性の影響を軽減する構成とした場合について説明したが、チルトサーボ制御装置における温度特性に対する要求が厳しくない場合は、温度センサ８を設けず、前述の液晶の温度特性を改善する処理を行うようにすることも可能である。この場合には、チルトサーボ制御装置の使用温度範囲が多少狭くなるものの、構成及び処理が簡略化される。
【００７６】
また、本実施形態では、外乱として２種の補正量を与えて制御する方法を示したが、所定の範囲の値を持つ多種の外乱を補正量として加え、ＲＦ信号の振幅変動が最小となる補正量を選択する制御方法も可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号を供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された最大振幅と最小振幅の各差分を算出するとともに、当該算出された各差分に基づいて補正量を決定し、当該決定された補正量に対応する制御信号をチルト補正手段に供給するので、チルトセンサーを設けずチルトサーボをかけることができ、構成が簡単で、小型化に向き、再生品質の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【００７８】
また、請求項２に記載の発明によれば、光ディスクの回転周期に同期させて前記チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された最大振幅と最小振幅の各差分を算出して、チルト補正手段の制御を行うので、チルトセンサーを設けずチルトサーボをかけることができ、構成がさらに簡単で、小型化に向き、再生品質の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【００７９】
また、請求項３に記載の発明によれば、チルト補正を光ビームの光軸上に配置された液晶パネルの駆動信号を制御することにより行うので、ピックアップの傾きを制御する機構も不要となり、小型化に有利で、信頼性が高く、再生品質の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【００８０】
また、請求項４に記載の発明によれば、チルト補正を光ビームの光軸上に配置された液晶パネルの３つの分割領域の駆動信号を制御することにより行うので、ピックアップの傾きを制御する機構を不要とし、小型化に有利で、信頼性が高く、再生品質の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【００８１】
また、請求項５に記載の発明によれば、温度検出結果に基づいて制御信号の変動速度を可変するようにしたので、液晶の応答の温度依存性に対するチルト補正の特性劣化を回避でき、温度特性の良好なチルトサーボ制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るチルトサーボ制御装置の全体ブロック図である。
【図２】液晶パネルの構造を示す図である。
【図３】ラジアルチルト角とＲＦエンベロープ差分出力の関係を示す図である。
【図４】チルト補正制御部のブロック図である。
【図５】チルト補正制御の処理を示すフローチャートである。
【図６】チルト補正制御の動作時の各部の波形パターンの説明図である。
【図７】液晶の応答速度の温度特性の説明図である。
【図８】液晶の温度とチルト補正の特性変化の関係の説明図である。
【符号の説明】
１…光ディスク
２…光ピックアップ
２Ａ…液晶パネル
３…スピンドルモータ
４…ＲＦエンベロープ検出部
５…チルト補正制御部
６…システムコントロール部
７…液晶ドライバ
８…温度センサ
１０…ＡＤコンバータ
１１…最大値検出部
１２…最小値検出部
１３…Ｌレジスタ
１４…Ｈレジスタ
１５…コンパレータ
１６…アップダウンカウンタ
１７…チルト補正ＲＯＭ
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ…レジスタ
１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ…ＰＷＭ部
Claims (5)
- 光ディスクに光ビームを照射し、当該光ディスクからの反射光を検出する光ピックアップと、
前記光ディスクの媒体面の前記光ビームの照射位置における法線と前記光ビームの光軸のなすチルト角により生ずる収差によるチルトエラーを補正するチルト補正手段と、
前記チルト補正手段の補正量を制御する制御信号を供給するチルト補正制御手段と、
前記光ディスクの回転周期内において、前記光ピックアップの検出信号の振幅変動を監視して最大振幅と最小振幅を検出する振幅検出手段と、
を備え、
前記チルト補正制御手段は、前記チルト補正手段に前記補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号を供給し、当該補正量の異なる各制御信号に基づいてそれぞれ検出された前記最大振幅と前記最小振幅の各差分を算出するとともに、当該算出された各差分に基づいて前記補正量を決定し、当該決定された補正量に対応する制御信号を前記チルト補正手段に供給することを特徴とするチルトサーボ制御装置。 - 前記チルト補正制御手段は、前記光ディスクの回転周期に同期させて前記チルト補正手段の補正量の異なる少なくとも２種類の制御信号をそれぞれ供給することを特徴とする請求項１に記載のチルトサーボ制御装置。
- 前記チルト補正手段は、前記光ビームの光軸上に配置された収差補正用の液晶パネルであり、前記チルト補正制御手段の前記制御信号は、当該液晶パネルの駆動信号であることを特徴とする請求項１又は２に記載のチルトサーボ制御装置。
- 前記液晶パネルは、光ディスクの半径方向に対し、内周寄り、中央、外周寄りの３つの領域に分割され、各領域ごとに前記駆動信号により駆動することができるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のチルトサーボ制御装置。
- 温度を検出する温度検出手段を、更に備え、前記チルト補正制御手段は、前記温度検出手段の温度検出結果に基づいて前記制御信号の変動速度を可変することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のチルトサーボ制御装置。
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