JP3577258B2 - 光記録媒体のチルト補償装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体にデータを記録し、かつ記録されたデータを読み取るためのシステムに係るもので、詳しくは、光記録媒体のチルトを検出してそのチルトを補償するチルト補償装置及びチルト補償方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、記録できるか、さらには繰り返して記録できるかどうかに応じて、光記録媒体は、読み出し専用のＲＯＭ型と、１回のみ記録可能なＷＯＲＭ型と、繰り返して記録できる書換可能型とに大別される。
このうち、繰り返して記録できる記録媒体としての光ディスク、書換可能なコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ）及び書換可能な多機能ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ）がある。
【０００３】
そして、書換可能な光記録媒体である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の信号トラックを備え、情報信号が記録されていない空ディスクでもトラッキング制御を行えるようにしているが、最近では記録密度を向上するために、ランド及びグルーブの双方のトラックにそれぞれ情報信号を記録している。
【０００４】
すなわち、記録／再生する光ピックアップのレーザ光波長を短波長にし、集光する対物レンズの開口数を増大して、記録再生する光ビームのスポットを小さくしている。
このような書換可能な高密度の光ディスクは、記録密度を高くするために信号トラック間の距離である信号トラックピッチを短くしている。
このとき、光ディスクは、製造工程上の樹脂の射出及び硬化過程で捻りが発生して、中心孔が形成されていても偏心が発生することがあり、ディスクトラックが所定規格のピッチで螺旋状に正確に形成されていても、中心孔の歪みがあると偏心が発生する。
従って、ディスクは、偏心したまま回転するため、モータの中心軸とトラックの中心が完全に一致することは難しく、正確に所望のトラックの信号のみを読むことが難しい。そのため、ＣＤ、ＤＶＤ方式では、誤差量に対する規格を決定し、偏心が発生しても光ビームが常に所望のトラックを追うように、トラッキングサーボを行う。
【０００５】
すなわち、トラッキングサーボは、ビームのトレース状態に対応する電気信号を生成し、その信号を基本として対物レンズ又は光ピックアップを半径方向に移動させてビームの位置を修正させて、トラックを正確に追跡させるための技術である。
ビームが該当のトラックを外れることは、ディスクの偏心だけでなく、ディスクが傾斜した場合にも発生する。これは、ディスクをスピンドルモータに装着するときの誤差のような機構的な問題とディスクの撓みや反りにより発生する。
すなわち、フォカーシング信号及びディスクの反射面が正確に垂直に一致しないようになる。このようにディスクが偏った状態をチルトと言い、このようなチルトは、トラックピッチが広くて、チルトマージンが大きいＣＤではあまり問題にならない。チルトマージンとは補正可能なディスクの傾斜量をいう。
【０００６】
しかし、光ディスクのような応用機器が高密度化され、トラックピッチが狭くなったＤＶＤでは、ジッタに対する半径チルトマージンが小さいため、チルトがわずかに発生しても、すなわち、ディスクが若干偏ってもビームが隣のトラックに外れて移動する現象が発生し、トラッキングサーボが正確に行われないことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の光記録媒体のチルト補償装置及びその方法は、チルトによりビームが隣のトラックに外れて移動し、ビームがトラックの中央に位置しないにも拘らず、トラックを正確に追跡していると誤って判断する。したがって、再生時にはデータを正確に読むことができず、また、記録時には該当のトラックに正確に記録できないため、クロスイレーズが生じる。
従って、このようなチルト問題を解決する方法として、チルト検出のための専用チルトセンサー、例えば、チルト専用集光素子を別に設けて、ディスクのチルトを検出することもあるが、このようにすると効率が低下し、セットのサイズが大きくなるという問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ディスクの内周側と外周側の特定位置でそれぞれフォーカスサーチを行ってチルトを検出し、これを補償し得る光記録媒体のチルト補償装置及びその方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成する本発明に係る、データを記録し、かつそのデータを読み出すことができる光ディスクである光記録媒体のチルト補償装置であって、光ディスクに情報を記録し、読み出す光ピックアップと、光ピックアップ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と、ＲＦ及びサーボエラー生成部で検出されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をそれぞれ信号処理してフォーカス駆動信号及びトラッキング駆動信号を発生し、特定位置でフォーカスサーチを行ってチルトを検出して、チルト駆動信号を発生するサーボ制御部と、サーボ制御部から出力されるフォーカス駆動信号を受信して光ピックアップの内部のフォーカスアクチュエータを駆動するフォーカスサーボ駆動部と、サーボ制御部から出力されるチルト駆動信号により光ピックアップを制御してチルトを補償するチルト駆動部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明に係る光記録媒体の記録再生方法は、光ディスクの内周側と外周側の特定地点でそれぞれフォーカスサーチを行って各地点での周期を求め、その求めた内周側と外周側の周期の差からチルト量を検出し、検出したチルト量を減少させる方向にチルトサーボを行うことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、データの読み出し及び再記録可能な光ディスク（１０１）などの光記録媒体の本発明に係わるチルト補償装置を組み込んだＤＶＤ−ＲＡＭ用装置の一形態である。光ディスク（１０１）に情報を記録したり、再生するために読み出すのは周知の通り光ピックアップ（１０２）であり、その光ピックアップ（１０２）から出力される電気信号は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）に送られる。光ディスク（１０１）へデータや情報を記録するときには、エンコーダ（１０３）がＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）の制御信号により記録すべきデータを光ディスク（１０１）が要求するフォーマットの記録パルスに符号化する。符号化されたエンコーダ（１０３）の記録パルスはＬＤ駆動部（１０４）へ送られ、符号化されたデータ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。再生時には、ＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）から検出されたＲＦ信号をデコーダ（１０６）により処理してデータを復元する。
【００１２】
ＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）は、ＲＦ信号の他に、フォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）を生成して、サーボ制御部（１０７）へ送る。サーボ制御部（１０７）はＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）からのフォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）をそれぞれ信号処理して、フォーカス駆動信号とトラッキング駆動信号を発生し、それぞれフォーカスサーボ駆動部（１０８）とトラッキングサーボ駆動部（１０９）へ送り、かつ特定位置でフォーカスサーチを行ってチルトを検出して、チルト駆動信号を発生してチルト駆動部（１１０）へ送る。
【００１３】
フォーカスサーボ駆動部（１０８）は、サーボ制御部（１０７）から出力されるフォーカス駆動信号を受けて、光ピックアップ（１０２）内のフォーカスアクチュエータを駆動するものであり、かつ、トラッキングサーボ駆動部（１０９）は、サーボ制御部（１０７）から出力されるトラッキング駆動信号を受けて、光ピックアップ（１０２）の内部のトラッキングアクチュエータを駆動するものである。また、チルト駆動部（１１０）は、サーボ制御部（１０７）から出力されるチルト駆動信号に従って光ピックアップ（１０２）を制御してチルトを補償する。
【００１４】
さらに、本実施形態は、ユーザによる指示によるホストからの記録／再生命令に従ってエンコーダ（１０３）、デコーダ（１０６）及びサーボ制御部（１０７）を制御するマイクロコンピュータ（１１１）と、デコードされたデータをホストから処理可能なデータパケットの形態のプロトコルに変換して転送するインタフェース部（１１２）とを有している。
チルト駆動部（１１０）は、チルトサーボ機構であって、光ピックアップ（１０２）を移動させるか、又はディスク自体を移動させてチルトを補償する。
【００１５】
このように構成された実施形態ＤＶＤ−ＲＡＭ装置用の光ディスク（１０１）は、信号トラックがランドとグルーブの構造になっており、ランド又はグルーブのいずれかのトラックだけでなく、ランドとグルーブの双方のトラックにデータを記録又は再生することができるようになっている。
【００１６】
光ピックアップ（１０２）は、サーボ制御部（１０７）の制御により対物レンズで集光した光ビームを光ディスク（１０１）の信号トラック上に入射させ、信号が記録されている箇所から反射してきた光を再び対物レンズを通して受光し、再び集光させて光ピックアップ（１０２）の集光素子で検出し、これをＲＦ及びサーボエラー生成部に転送し得る電気信号に変換する。
【００１７】
光ピックアップ（１０２）は、複数の光検出素子で構成されて、それらの光検出素子により得られた光量に比例した電気信号をＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）に出力する。ＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）では、光ピックアップ（１０２）の光検出器から出力された電気信号から、データの再生を行うためのＲＦ信号、サーボ制御を行うためのフォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）などを検出する。このとき、ＲＦ信号は、再生を行うためのデータデコーダに出力され、ＦＥ，ＴＥのようなサーボエラー信号は、サーボ制御部（１０７）に出力され、データの記録を行うための制御信号は、エンコーダ（１０３）に出力される。
【００１８】
エンコーダ（１０３）は、制御信号に従って記録すべきデータを光ディスク（１０１）から要求されるフォーマットの記録パルスに符号化した後、ＬＤ駆動部（１０４）に出力する。ＬＤ駆動部（１０４）では、記録パルスに該当する記録パワーで光ピックアップのＬＤを駆動させて光ディスク（１０１）にデータを記録する。光ディスク（１０１）に記録されたデータを再生するとき、デコーダ（１０６）が、ＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）から検出されたＲＦ信号から元のデータを復元する。
【００１９】
サーボ制御部（１０７）は、フォーカスエラー信号（ＦＥ）を信号処理して、フォーカシング制御のための駆動信号をフォーカスサーボ駆動部（１０８）に出力し、トラッキングエラー信号（ＴＥ）を信号処理して、トラッキング制御を行うための駆動信号をトラッキングサーボ駆動部（１０９）に出力する。
フォーカスサーボ駆動部（１０８）は、光ピックアップ（１０２）内部のフォーカスアクチュエータを駆動させて、光ピックアップ（１０２）を上下に移動させ、ディスクモータ（１１３）により光ディスク（１０１）が回転しているとき光ピックアップ（１０２）を上下に移動させてフォーカスさせる。
すなわち、集光する対物レンズを上下、すなわち、フォーカス軸方向に駆動するフォーカスアクチュエータは、フォーカス制御信号により対物レンズと光ディスク（１０１）との距離を一定に維持させる。
【００２０】
さらに、トラッキングサーボ駆動部（１０９）は、光ピックアップ（１０２）の内部のトラッキングアクチュエータを駆動し、光ピックアップ（１０２）の対物レンズを半径方向に移動させてビームの位置を修正し、トラック上を正しく追跡するように修正を行う。
【００２１】
一方、サーボ制御部（１０７）は、ディスクのチルトを検出するために、ディスクが新たに挿入されたとき、ディスクの内周側と外周側の特定の位置でフォーカスサーチを行う。
フォーカスサーチとは、光ピックアップ内の対物レンズを上下、すなわちフォーカス軸方向に移動させながら最適なフォーカス位置を調べることを意味し、このとき、フォーカスアクチュエータに印加する電圧の波形をフォーカスサーチ波形と称す。
【００２２】
すなわち、サーボ制御部（１０７）の制御によりフォーカスアクチュエータを予め指定された位置に設定し、任意の時間を設定した後、フォーカスアクチュエータコイルに電流を増大させると、対物レンズが上昇してフォーカスサーチアップが行われる。
このとき、対物レンズの焦点深度内にディスクの反射層が近接すると、ノイズのあるフォーカスエラー信号（ＦＥ）が発生する。
その後、対物レンズの継続的な上昇動作によってレーザ光が反射層を外れると、サーボ制御部（１０７）の制御によりフォーカスコイルの駆動電流を低下させて対物レンズを漸次降下させて反射層にフォーカシングさせる。それによって、光検出器の光検出素子は正確なフォーカシングに該当する光量を受光する。
従って、光検出素子に受光される光量に基づいてフォーカスエラー信号がＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）により検出される。
【００２３】
一方、本光記録／再生装置は、パーソナルコンピュータのようなホストが連結されることが多い。このようなホストは、光記録／再生装置のインタフェース部（１１２）を経て記録／再生の命令をマイクロコンピュータ（１１１）に転送し、エンコーダ（１０３）に記録すべきデータを送ったり、デコーダ（１０６）から再生されたデータを受け取ったりする。
【００２４】
そして、マイクロコンピュータ（１１１）は、ホストの記録／再生の命令に従ってエンコーダ（１０３）、デコーダ（１０６）及びサーボ制御部（１０７）をそれぞれ制御する。
このとき、インタフェース部（１１２）では、通常、ＡＴＡＰＩ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を使用する。ＡＴＡＰＩとは、ＣＤ又はＤＶＤドライブのような光記録／再生装置とホスト間のインタフェース規格であり、光記録／再生装置でデコードされたデータをホストで規定されたプロトコルに従って転送する役割をする。
【００２５】
図２は、フォーカスサーチをディスクの内周側と外周側の特定位置で行った場合のフォーカスサーチ波形及びフォーカスエラー信号を例示したものである。
光検出素子に結ぶ像はフォーカスの状態に従って変化するが、フォーカスエラー信号が０である位置、例えば、フォーカスが最も良好に合焦される位置をフォーカスゼロクロス（Ｆｏｃｕｓ Ｚｅｒｏ Ｃｒｏｓｓ；ＦＺＣ）位置という。
フォーカスＳ−カーブが発生しているとき、このゼロクロス、例えば、フォーカスエラー信号を基準レベルでスライスした位置をＦＺＣ位置と称す。
そして、フォーカスゼロクロス信号は、フォーカスサーボオンに該当するフォーカスゼロクロス位置で検出される信号を意味する。
【００２６】
従って、フォーカスサーボオンに該当するフォーカスゼロクロス位置は、フォーカスサーチアップ及びフォーカスサーチダウン時にそれぞれ検出される。
ディスクにチルトが存在すると、ディスクの内周側と外周側から検出されるＦＥ信号の電圧レベル、すなわち、ＦＺＣ位置で検出されるフォーカスサーチ電圧が変化する。このように変化する電圧をＤＣレベルとも称するが、これはチルトに従って変化する。
又、ディスクの内周側と外周側の特定の位置でそれぞれフォーカスサーチを行いながらＤＣレベルを検出し、そのＤＣレベルの差を求めると、チルトの大きさ及び方向が分かる。
【００２７】
これを式で表すと、下記の数式１のようになる。
チルトの大きさ＝Ｖ内周側−Ｖ外周側 （１）
ここで、Ｖ内周側は、ディスクの内周側の特定位置でフォーカスサーチを行って、フォーカスサーボオンに該当するＦＺＣ位置で検出されるフォーカスサーチ波形を意味し、Ｖ外周側は、ディスクの外周側の特定位置でフォーカスサーチを行って、フォーカスサーボオンに該当するＦＺＣ位置より検出されるフォーカスサーチ波形の電圧を意味する。
【００２８】
もし、数式１よりＶ内周側−Ｖ外周側を計算した結果をαとすると、α値からチルトの大きさを判断することができ、αの符号からチルトの方向を判断することができる。すなわち、αの符号が−であると、＋方向にαだけ補償し、αの符号が＋であると、−方向にαだけ補償して、チルト量を減少させる方向に補償することができる。
さらに、フォーカスサーチ実施時に、正フォーカスになる周期がチルトに従って、内周側と外周側とで変化する。すなわち、フォーカスサーチアップ時のＦＺＣ信号が検出される時間からフォーカスサーチダウン時のＦＺＣ信号が検出される時間までを周期といい、このような周期がチルトの大きさに従って内周側と外周側で異なる。
【００２９】
従って、内周側と外周側の特定位置でそれぞれフォーカスサーチを行いながら周期を検出して、二つの周期の差を求めると、チルトの大きさ及び方向を判断することができる。これを数式に表すと、数式２のようになる。
チルトの大きさ＝−（Ｔ内周側−Ｔ外周側） （２）
上記式中、Ｔ内周側は、ディスクの内周側の特定位置でフォーカスサーチを行ってフォーカスサーチアップ及びダウン時に検出されるＦＺＣ信号の周期を意味し、Ｔ外周側は、ディスク外周側の特定位置でフォーカスサーチを行ってフォーカスサーチアップ及びダウン時に検出されるＦＺＣ信号の周期を意味する。このとき、ＦＺＣ位置から検出される電圧レベルと周期とは、相互に反比例する。
【００３０】
従って、−（Ｔ内周側−Ｔ外周側）を算出した結果をβとすると、β値からチルトの大きさを判断することができ、βの符号からチルトの方向を判断することができる。
すなわち、βの符号が−であると、＋方向にβだけ補償し、βの符号が＋であると、−方向にβだけ補償して、チルト量を減少させる方向に補償する。
【００３１】
このとき、サーボ制御部（１０７）では、前記方法（数式１又は数式２）により求めたチルトの大きさ及び方向に対し信号処理を施してチルト駆動信号に変換した後、チルト駆動部（１１０）に出力する。
したがって、チルト駆動部（１１０）では、チルト駆動信号に従って、チルトの大きさだけ＋又は−方向に光ピックアップ（１０２）を調整してチルトを直接制御する。
【００３２】
図２は、フォーカスサーチの実施時に印加されるフォーカスサーチとフォーカスエラー信号波形とを示したグラフである。
（ａ）は、チルトの発生が無い場合である。
（ｂ）は、＋Ｘ方向にチルトが発生した場合である。
すなわち、電圧レベルを比較すると、内周側で求めたＦＺＣ位置のフォーカスサーチ電圧（Ｖ内周側）よりも外周側で求めたＦＺＣ位置のフォーカスサーチ電圧（Ｖ外周側）がより大きいことが分かる。逆に、周期を比較すると、内周側で求めたＦＺＣ信号の周期（Ｔ内周側）よりも外周側で求めたＦＺＣ信号の周期（Ｔ外周側）がより短いことが分かる。
図３は、＋Ｘ方向にチルトが発生した場合に、ＦＺＣ位置が移動する例を示した波形図で、図示されたように、チルトの大きさに従ってＦＥのＶｐｐが小さくなることが分かる。
そして、図２（ｃ）は、−Ｘ方向にチルトが発生した場合を示したグラフで、図２（ｂ）と反対の結果になっている。
【００３３】
このような方法を利用してディスク上の複数の地点でチルトを検出すると、ディスクの偏った軌跡を作成することができ、その軌跡からディスク全体のチルトを検出することができる。
一方、前記した方法を利用して、各位置から求めたチルトの大きさ及び方向を記憶した後、データ記録再生時にその記憶されたチルト量を減少する方向にチルトを調節すると、別のチルト検出のための時間を要しないため、サーボを迅速に安定化し、リアルタイム記録が可能となる。
【００３４】
以下、本発明に係る光記録媒体のチルト制御方法を図４のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ディスクを引き込んで（Ｓ１）、ディスクモータ（１１３）によりディスクを駆動した（Ｓ２）後、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示したように、ディスクの内周側（Ｐ１，Ｐ２又はＰ１′，Ｐ２′）及び外周側（Ｐ３，Ｐ４又はＰ３′，Ｐ４′）でそれぞれフォーカスサーチを少なくとも一回又はそれ以上行う（Ｓ３）。
【００３５】
その後、フォーカスゼロクロス（ＦＺＣ）をサーチして内周側と外周側の周期を求める（Ｓ４）。
このようにして、数式２によりチルト量を検出し、これをメモリにマッピングした（Ｓ５）後、そのマッピングされた値を利用してアクセスされる位置のチルトを制御する（Ｓ６）。すなわち、ディスクの各地点から求めたチルト値を予めメモリに記憶して、光ピックアップ（１０２）を駆動させるときに、その記憶された値を利用して、チルトを修正して光記録媒体への迅速な記録及びそこからの再生を行うことが可能となる。
このように、本発明では、前記した方法を利用してチルトを調整し、サーボを行って光軸とディスク面間のチルト量を検出して調整することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光記録媒体のチルト補償装置及びその方法によると、ディスクの内周側と外周側の特定位置でフォーカスサーチを行い、それぞれの地点で正しいフォーカスになる周期を求めて、その差からチルトの大きさ及び方向を検出して補償するため、高密度の光ディスクで別の集光素子を利用せずに安定的で正確にチルトを検出して補償し得るという効果がある。
したがって、光記録媒体の記録及び再生時に、チルトの発生によりデータの品質が低下する現象及びデトラック現象を防止して、システムの動作の信頼性を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光記録媒体のチルト補償装置を実施した装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明に係るフォーカスサーチの実施時に印加されるフォーカスサーチ波形及びフォーカスエラー信号の一例を示したグラフである。
【図３】本発明に係るチルトが＋Ｘ方向に発生したときのＦＺＣ位置移動例を示した波形図である。
【図４】本発明に係る光記録媒体のチルト制御方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０１：光ディスク
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：サーボ制御部
１０８：フォーカスサーボ駆動部
１０９：トラッキングサーボ駆動部
１１０：チルト駆動部
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体にデータを記録し、かつ記録されたデータを読み取るためのシステムに係るもので、詳しくは、光記録媒体のチルトを検出してそのチルトを補償するチルト補償装置及びチルト補償方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、記録できるか、さらには繰り返して記録できるかどうかに応じて、光記録媒体は、読み出し専用のＲＯＭ型と、１回のみ記録可能なＷＯＲＭ型と、繰り返して記録できる書換可能型とに大別される。
このうち、繰り返して記録できる記録媒体としての光ディスク、書換可能なコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ）及び書換可能な多機能ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ）がある。
【０００３】
そして、書換可能な光記録媒体である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の信号トラックを備え、情報信号が記録されていない空ディスクでもトラッキング制御を行えるようにしているが、最近では記録密度を向上するために、ランド及びグルーブの双方のトラックにそれぞれ情報信号を記録している。
【０００４】
すなわち、記録／再生する光ピックアップのレーザ光波長を短波長にし、集光する対物レンズの開口数を増大して、記録再生する光ビームのスポットを小さくしている。
このような書換可能な高密度の光ディスクは、記録密度を高くするために信号トラック間の距離である信号トラックピッチを短くしている。
このとき、光ディスクは、製造工程上の樹脂の射出及び硬化過程で捻りが発生して、中心孔が形成されていても偏心が発生することがあり、ディスクトラックが所定規格のピッチで螺旋状に正確に形成されていても、中心孔の歪みがあると偏心が発生する。
従って、ディスクは、偏心したまま回転するため、モータの中心軸とトラックの中心が完全に一致することは難しく、正確に所望のトラックの信号のみを読むことが難しい。そのため、ＣＤ、ＤＶＤ方式では、誤差量に対する規格を決定し、偏心が発生しても光ビームが常に所望のトラックを追うように、トラッキングサーボを行う。
【０００５】
すなわち、トラッキングサーボは、ビームのトレース状態に対応する電気信号を生成し、その信号を基本として対物レンズ又は光ピックアップを半径方向に移動させてビームの位置を修正させて、トラックを正確に追跡させるための技術である。
ビームが該当のトラックを外れることは、ディスクの偏心だけでなく、ディスクが傾斜した場合にも発生する。これは、ディスクをスピンドルモータに装着するときの誤差のような機構的な問題とディスクの撓みや反りにより発生する。
すなわち、フォカーシング信号及びディスクの反射面が正確に垂直に一致しないようになる。このようにディスクが偏った状態をチルトと言い、このようなチルトは、トラックピッチが広くて、チルトマージンが大きいＣＤではあまり問題にならない。チルトマージンとは補正可能なディスクの傾斜量をいう。
【０００６】
しかし、光ディスクのような応用機器が高密度化され、トラックピッチが狭くなったＤＶＤでは、ジッタに対する半径チルトマージンが小さいため、チルトがわずかに発生しても、すなわち、ディスクが若干偏ってもビームが隣のトラックに外れて移動する現象が発生し、トラッキングサーボが正確に行われないことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の光記録媒体のチルト補償装置及びその方法は、チルトによりビームが隣のトラックに外れて移動し、ビームがトラックの中央に位置しないにも拘らず、トラックを正確に追跡していると誤って判断する。したがって、再生時にはデータを正確に読むことができず、また、記録時には該当のトラックに正確に記録できないため、クロスイレーズが生じる。
従って、このようなチルト問題を解決する方法として、チルト検出のための専用チルトセンサー、例えば、チルト専用集光素子を別に設けて、ディスクのチルトを検出することもあるが、このようにすると効率が低下し、セットのサイズが大きくなるという問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ディスクの内周側と外周側の特定位置でそれぞれフォーカスサーチを行ってチルトを検出し、これを補償し得る光記録媒体のチルト補償装置及びその方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成する本発明に係る、データを記録し、かつそのデータを読み出すことができる光ディスクである光記録媒体のチルト補償装置であって、光ディスクに情報を記録し、読み出す光ピックアップと、光ピックアップ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と、ＲＦ及びサーボエラー生成部で検出されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をそれぞれ信号処理してフォーカス駆動信号及びトラッキング駆動信号を発生し、特定位置でフォーカスサーチを行ってチルトを検出して、チルト駆動信号を発生するサーボ制御部と、サーボ制御部から出力されるフォーカス駆動信号を受信して光ピックアップの内部のフォーカスアクチュエータを駆動するフォーカスサーボ駆動部と、サーボ制御部から出力されるチルト駆動信号により光ピックアップを制御してチルトを補償するチルト駆動部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明に係る光記録媒体の記録再生方法は、光ディスクの内周側と外周側の特定地点でそれぞれフォーカスサーチを行って各地点での周期を求め、その求めた内周側と外周側の周期の差からチルト量を検出し、検出したチルト量を減少させる方向にチルトサーボを行うことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、データの読み出し及び再記録可能な光ディスク（１０１）などの光記録媒体の本発明に係わるチルト補償装置を組み込んだＤＶＤ−ＲＡＭ用装置の一形態である。光ディスク（１０１）に情報を記録したり、再生するために読み出すのは周知の通り光ピックアップ（１０２）であり、その光ピックアップ（１０２）から出力される電気信号は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）に送られる。光ディスク（１０１）へデータや情報を記録するときには、エンコーダ（１０３）がＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）の制御信号により記録すべきデータを光ディスク（１０１）が要求するフォーマットの記録パルスに符号化する。符号化されたエンコーダ（１０３）の記録パルスはＬＤ駆動部（１０４）へ送られ、符号化されたデータ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。再生時には、ＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）から検出されたＲＦ信号をデコーダ（１０６）により処理してデータを復元する。
【００１２】
ＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）は、ＲＦ信号の他に、フォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）を生成して、サーボ制御部（１０７）へ送る。サーボ制御部（１０７）はＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）からのフォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）をそれぞれ信号処理して、フォーカス駆動信号とトラッキング駆動信号を発生し、それぞれフォーカスサーボ駆動部（１０８）とトラッキングサーボ駆動部（１０９）へ送り、かつ特定位置でフォーカスサーチを行ってチルトを検出して、チルト駆動信号を発生してチルト駆動部（１１０）へ送る。
【００１３】
フォーカスサーボ駆動部（１０８）は、サーボ制御部（１０７）から出力されるフォーカス駆動信号を受けて、光ピックアップ（１０２）内のフォーカスアクチュエータを駆動するものであり、かつ、トラッキングサーボ駆動部（１０９）は、サーボ制御部（１０７）から出力されるトラッキング駆動信号を受けて、光ピックアップ（１０２）の内部のトラッキングアクチュエータを駆動するものである。また、チルト駆動部（１１０）は、サーボ制御部（１０７）から出力されるチルト駆動信号に従って光ピックアップ（１０２）を制御してチルトを補償する。
【００１４】
さらに、本実施形態は、ユーザによる指示によるホストからの記録／再生命令に従ってエンコーダ（１０３）、デコーダ（１０６）及びサーボ制御部（１０７）を制御するマイクロコンピュータ（１１１）と、デコードされたデータをホストから処理可能なデータパケットの形態のプロトコルに変換して転送するインタフェース部（１１２）とを有している。
チルト駆動部（１１０）は、チルトサーボ機構であって、光ピックアップ（１０２）を移動させるか、又はディスク自体を移動させてチルトを補償する。
【００１５】
このように構成された実施形態ＤＶＤ−ＲＡＭ装置用の光ディスク（１０１）は、信号トラックがランドとグルーブの構造になっており、ランド又はグルーブのいずれかのトラックだけでなく、ランドとグルーブの双方のトラックにデータを記録又は再生することができるようになっている。
【００１６】
光ピックアップ（１０２）は、サーボ制御部（１０７）の制御により対物レンズで集光した光ビームを光ディスク（１０１）の信号トラック上に入射させ、信号が記録されている箇所から反射してきた光を再び対物レンズを通して受光し、再び集光させて光ピックアップ（１０２）の集光素子で検出し、これをＲＦ及びサーボエラー生成部に転送し得る電気信号に変換する。
【００１７】
光ピックアップ（１０２）は、複数の光検出素子で構成されて、それらの光検出素子により得られた光量に比例した電気信号をＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）に出力する。ＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）では、光ピックアップ（１０２）の光検出器から出力された電気信号から、データの再生を行うためのＲＦ信号、サーボ制御を行うためのフォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）などを検出する。このとき、ＲＦ信号は、再生を行うためのデータデコーダに出力され、ＦＥ，ＴＥのようなサーボエラー信号は、サーボ制御部（１０７）に出力され、データの記録を行うための制御信号は、エンコーダ（１０３）に出力される。
【００１８】
エンコーダ（１０３）は、制御信号に従って記録すべきデータを光ディスク（１０１）から要求されるフォーマットの記録パルスに符号化した後、ＬＤ駆動部（１０４）に出力する。ＬＤ駆動部（１０４）では、記録パルスに該当する記録パワーで光ピックアップのＬＤを駆動させて光ディスク（１０１）にデータを記録する。光ディスク（１０１）に記録されたデータを再生するとき、デコーダ（１０６）が、ＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）から検出されたＲＦ信号から元のデータを復元する。
【００１９】
サーボ制御部（１０７）は、フォーカスエラー信号（ＦＥ）を信号処理して、フォーカシング制御のための駆動信号をフォーカスサーボ駆動部（１０８）に出力し、トラッキングエラー信号（ＴＥ）を信号処理して、トラッキング制御を行うための駆動信号をトラッキングサーボ駆動部（１０９）に出力する。
フォーカスサーボ駆動部（１０８）は、光ピックアップ（１０２）内部のフォーカスアクチュエータを駆動させて、光ピックアップ（１０２）を上下に移動させ、ディスクモータ（１１３）により光ディスク（１０１）が回転しているとき光ピックアップ（１０２）を上下に移動させてフォーカスさせる。
すなわち、集光する対物レンズを上下、すなわち、フォーカス軸方向に駆動するフォーカスアクチュエータは、フォーカス制御信号により対物レンズと光ディスク（１０１）との距離を一定に維持させる。
【００２０】
さらに、トラッキングサーボ駆動部（１０９）は、光ピックアップ（１０２）の内部のトラッキングアクチュエータを駆動し、光ピックアップ（１０２）の対物レンズを半径方向に移動させてビームの位置を修正し、トラック上を正しく追跡するように修正を行う。
【００２１】
一方、サーボ制御部（１０７）は、ディスクのチルトを検出するために、ディスクが新たに挿入されたとき、ディスクの内周側と外周側の特定の位置でフォーカスサーチを行う。
フォーカスサーチとは、光ピックアップ内の対物レンズを上下、すなわちフォーカス軸方向に移動させながら最適なフォーカス位置を調べることを意味し、このとき、フォーカスアクチュエータに印加する電圧の波形をフォーカスサーチ波形と称す。
【００２２】
すなわち、サーボ制御部（１０７）の制御によりフォーカスアクチュエータを予め指定された位置に設定し、任意の時間を設定した後、フォーカスアクチュエータコイルに電流を増大させると、対物レンズが上昇してフォーカスサーチアップが行われる。
このとき、対物レンズの焦点深度内にディスクの反射層が近接すると、ノイズのあるフォーカスエラー信号（ＦＥ）が発生する。
その後、対物レンズの継続的な上昇動作によってレーザ光が反射層を外れると、サーボ制御部（１０７）の制御によりフォーカスコイルの駆動電流を低下させて対物レンズを漸次降下させて反射層にフォーカシングさせる。それによって、光検出器の光検出素子は正確なフォーカシングに該当する光量を受光する。
従って、光検出素子に受光される光量に基づいてフォーカスエラー信号がＲＦ及びサーボエラー生成部（１０５）により検出される。
【００２３】
一方、本光記録／再生装置は、パーソナルコンピュータのようなホストが連結されることが多い。このようなホストは、光記録／再生装置のインタフェース部（１１２）を経て記録／再生の命令をマイクロコンピュータ（１１１）に転送し、エンコーダ（１０３）に記録すべきデータを送ったり、デコーダ（１０６）から再生されたデータを受け取ったりする。
【００２４】
そして、マイクロコンピュータ（１１１）は、ホストの記録／再生の命令に従ってエンコーダ（１０３）、デコーダ（１０６）及びサーボ制御部（１０７）をそれぞれ制御する。
このとき、インタフェース部（１１２）では、通常、ＡＴＡＰＩ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を使用する。ＡＴＡＰＩとは、ＣＤ又はＤＶＤドライブのような光記録／再生装置とホスト間のインタフェース規格であり、光記録／再生装置でデコードされたデータをホストで規定されたプロトコルに従って転送する役割をする。
【００２５】
図２は、フォーカスサーチをディスクの内周側と外周側の特定位置で行った場合のフォーカスサーチ波形及びフォーカスエラー信号を例示したものである。
光検出素子に結ぶ像はフォーカスの状態に従って変化するが、フォーカスエラー信号が０である位置、例えば、フォーカスが最も良好に合焦される位置をフォーカスゼロクロス（Ｆｏｃｕｓ Ｚｅｒｏ Ｃｒｏｓｓ；ＦＺＣ）位置という。
フォーカスＳ−カーブが発生しているとき、このゼロクロス、例えば、フォーカスエラー信号を基準レベルでスライスした位置をＦＺＣ位置と称す。
そして、フォーカスゼロクロス信号は、フォーカスサーボオンに該当するフォーカスゼロクロス位置で検出される信号を意味する。
【００２６】
従って、フォーカスサーボオンに該当するフォーカスゼロクロス位置は、フォーカスサーチアップ及びフォーカスサーチダウン時にそれぞれ検出される。
ディスクにチルトが存在すると、ディスクの内周側と外周側から検出されるＦＥ信号の電圧レベル、すなわち、ＦＺＣ位置で検出されるフォーカスサーチ電圧が変化する。このように変化する電圧をＤＣレベルとも称するが、これはチルトに従って変化する。
又、ディスクの内周側と外周側の特定の位置でそれぞれフォーカスサーチを行いながらＤＣレベルを検出し、そのＤＣレベルの差を求めると、チルトの大きさ及び方向が分かる。
【００２７】
これを式で表すと、下記の数式１のようになる。
チルトの大きさ＝Ｖ内周側−Ｖ外周側 （１）
ここで、Ｖ内周側は、ディスクの内周側の特定位置でフォーカスサーチを行って、フォーカスサーボオンに該当するＦＺＣ位置で検出されるフォーカスサーチ波形を意味し、Ｖ外周側は、ディスクの外周側の特定位置でフォーカスサーチを行って、フォーカスサーボオンに該当するＦＺＣ位置より検出されるフォーカスサーチ波形の電圧を意味する。
【００２８】
もし、数式１よりＶ内周側−Ｖ外周側を計算した結果をαとすると、α値からチルトの大きさを判断することができ、αの符号からチルトの方向を判断することができる。すなわち、αの符号が−であると、＋方向にαだけ補償し、αの符号が＋であると、−方向にαだけ補償して、チルト量を減少させる方向に補償することができる。
さらに、フォーカスサーチ実施時に、正フォーカスになる周期がチルトに従って、内周側と外周側とで変化する。すなわち、フォーカスサーチアップ時のＦＺＣ信号が検出される時間からフォーカスサーチダウン時のＦＺＣ信号が検出される時間までを周期といい、このような周期がチルトの大きさに従って内周側と外周側で異なる。
【００２９】
従って、内周側と外周側の特定位置でそれぞれフォーカスサーチを行いながら周期を検出して、二つの周期の差を求めると、チルトの大きさ及び方向を判断することができる。これを数式に表すと、数式２のようになる。
チルトの大きさ＝−（Ｔ内周側−Ｔ外周側） （２）
上記式中、Ｔ内周側は、ディスクの内周側の特定位置でフォーカスサーチを行ってフォーカスサーチアップ及びダウン時に検出されるＦＺＣ信号の周期を意味し、Ｔ外周側は、ディスク外周側の特定位置でフォーカスサーチを行ってフォーカスサーチアップ及びダウン時に検出されるＦＺＣ信号の周期を意味する。このとき、ＦＺＣ位置から検出される電圧レベルと周期とは、相互に反比例する。
【００３０】
従って、−（Ｔ内周側−Ｔ外周側）を算出した結果をβとすると、β値からチルトの大きさを判断することができ、βの符号からチルトの方向を判断することができる。
すなわち、βの符号が−であると、＋方向にβだけ補償し、βの符号が＋であると、−方向にβだけ補償して、チルト量を減少させる方向に補償する。
【００３１】
このとき、サーボ制御部（１０７）では、前記方法（数式１又は数式２）により求めたチルトの大きさ及び方向に対し信号処理を施してチルト駆動信号に変換した後、チルト駆動部（１１０）に出力する。
したがって、チルト駆動部（１１０）では、チルト駆動信号に従って、チルトの大きさだけ＋又は−方向に光ピックアップ（１０２）を調整してチルトを直接制御する。
【００３２】
図２は、フォーカスサーチの実施時に印加されるフォーカスサーチとフォーカスエラー信号波形とを示したグラフである。
（ａ）は、チルトの発生が無い場合である。
（ｂ）は、＋Ｘ方向にチルトが発生した場合である。
すなわち、電圧レベルを比較すると、内周側で求めたＦＺＣ位置のフォーカスサーチ電圧（Ｖ内周側）よりも外周側で求めたＦＺＣ位置のフォーカスサーチ電圧（Ｖ外周側）がより大きいことが分かる。逆に、周期を比較すると、内周側で求めたＦＺＣ信号の周期（Ｔ内周側）よりも外周側で求めたＦＺＣ信号の周期（Ｔ外周側）がより短いことが分かる。
図３は、＋Ｘ方向にチルトが発生した場合に、ＦＺＣ位置が移動する例を示した波形図で、図示されたように、チルトの大きさに従ってＦＥのＶｐｐが小さくなることが分かる。
そして、図２（ｃ）は、−Ｘ方向にチルトが発生した場合を示したグラフで、図２（ｂ）と反対の結果になっている。
【００３３】
このような方法を利用してディスク上の複数の地点でチルトを検出すると、ディスクの偏った軌跡を作成することができ、その軌跡からディスク全体のチルトを検出することができる。
一方、前記した方法を利用して、各位置から求めたチルトの大きさ及び方向を記憶した後、データ記録再生時にその記憶されたチルト量を減少する方向にチルトを調節すると、別のチルト検出のための時間を要しないため、サーボを迅速に安定化し、リアルタイム記録が可能となる。
【００３４】
以下、本発明に係る光記録媒体のチルト制御方法を図４のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ディスクを引き込んで（Ｓ１）、ディスクモータ（１１３）によりディスクを駆動した（Ｓ２）後、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示したように、ディスクの内周側（Ｐ１，Ｐ２又はＰ１′，Ｐ２′）及び外周側（Ｐ３，Ｐ４又はＰ３′，Ｐ４′）でそれぞれフォーカスサーチを少なくとも一回又はそれ以上行う（Ｓ３）。
【００３５】
その後、フォーカスゼロクロス（ＦＺＣ）をサーチして内周側と外周側の周期を求める（Ｓ４）。
このようにして、数式２によりチルト量を検出し、これをメモリにマッピングした（Ｓ５）後、そのマッピングされた値を利用してアクセスされる位置のチルトを制御する（Ｓ６）。すなわち、ディスクの各地点から求めたチルト値を予めメモリに記憶して、光ピックアップ（１０２）を駆動させるときに、その記憶された値を利用して、チルトを修正して光記録媒体への迅速な記録及びそこからの再生を行うことが可能となる。
このように、本発明では、前記した方法を利用してチルトを調整し、サーボを行って光軸とディスク面間のチルト量を検出して調整することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光記録媒体のチルト補償装置及びその方法によると、ディスクの内周側と外周側の特定位置でフォーカスサーチを行い、それぞれの地点で正しいフォーカスになる周期を求めて、その差からチルトの大きさ及び方向を検出して補償するため、高密度の光ディスクで別の集光素子を利用せずに安定的で正確にチルトを検出して補償し得るという効果がある。
したがって、光記録媒体の記録及び再生時に、チルトの発生によりデータの品質が低下する現象及びデトラック現象を防止して、システムの動作の信頼性を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光記録媒体のチルト補償装置を実施した装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明に係るフォーカスサーチの実施時に印加されるフォーカスサーチ波形及びフォーカスエラー信号の一例を示したグラフである。
【図３】本発明に係るチルトが＋Ｘ方向に発生したときのＦＺＣ位置移動例を示した波形図である。
【図４】本発明に係る光記録媒体のチルト制御方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０１：光ディスク
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：サーボ制御部
１０８：フォーカスサーボ駆動部
１０９：トラッキングサーボ駆動部
１１０：チルト駆動部
Claims (6)
- データを読み出したり、繰り返して記録したりできる光ディスクからなる光記録媒体のチルトを補償する補償装置であって、
光ディスクに情報を記録して再生する光ピックアップと、
光ピックアップ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と、
ＲＦ及びサーボエラー生成部から検出されるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をそれぞれ信号処理してフォーカス駆動信号及びトラッキング駆動信号を発生するとともに、前記光記録媒体の内周側の特定位置でフォーカスサーチアップ及びフォーカスサーチダウンによるフォーカスサーチを行いフォーカスサーチアップ時にフォーカスが最も合焦する位置での信号を表すＦＺＣ信号が検出される時間からフォーカスサーチダウン時に前記ＦＺＣ信号が検出される時間までを第１の周期として求め、かつ前記光記録媒体の外周側の特定位置でフォーカスサーチアップ及びフォーカスサーチダウンによるフォーカスサーチを行いフォーカスサーチアップ時に前記ＦＺＣ信号が検出される時間からフォーカスサーチダウン時に前記ＦＺＣ信号が検出される時間までを第２の周期として求め、さらに第１の周期と第２の周期の差を求めて、求めた周期差から前記光記録媒体のチルトの大きさ及び方向を検出して、検出した前記チルトの大きさ及び方向を補償するチルト駆動信号を発生するサーボ制御部と、
サーボ制御部から出力されるフォーカス駆動信号を受信して光ピックアップの内部のフォーカスアクチュエータを駆動するフォーカスサーボ駆動部と、
サーボ制御部から出力されるチルト駆動信号により光ピックアップを制御してチルトを補償するチルト駆動部と
を備えることを特徴とする光記録媒体のチルト補償装置。 - 光記録媒体の内周側の特定位置でフォーカスサーチアップ及びフォーカスサーチダウンによるフォーカスサーチを行いフォーカスサーチアップ時にフォーカスが最も合焦する位置での信号を表すＦＺＣ信号が検出される時間からフォーカスサーチダウン時に前記ＦＺＣ信号が検出される時間までを第１の周期として求めるとともに、前記光記録媒体の外周側の特定位置でフォーカスサーチアップ及びフォーカスサーチダウンによるフォーカスサーチを行いフォーカスサーチアップ時に前記ＦＺＣ信号が検出される時間からフォーカスサーチダウン時に前記ＦＺＣ信号が検出される時間までを第２の周期として求める第１の段階と、
前記第１の段階でそれぞれ求めた第１の周期と第２の周期との差を求め、求めた周期の差からチルト量を検出する第２の段階と、
前記第２の段階で検出されたチルト量を減少させる方向にチルトサーボを行う第３の段階と
を有することを特徴とする光記録媒体のチルト補償方法。 - 前記第２の段階は、前記光記録媒体の内周側と外周側の各特定位置で求めた二つの周期の差信号の符号からチルトの方向を検出してチルト補償に適用することを特徴とする請求項２に記載の光記録媒体のチルト補償方法。
- 前記第２の段階は、前記光記録媒体の各該当位置から求めたチルト量からこの光記録媒体の全体のチルト量を検出することを特徴とする請求項２に記載の光記録媒体のチルト補償方法。
- 前記第３の段階では、前記光記録媒体の全体のチルト量を記憶した後、データの記録／再生時に該当記録／再生時点でチルト量が減少する方向にチルトサーボを行うことを特徴とする請求項４に記載の光記録媒体のチルト補償方法。
- 前記二つの周期の差は、前記光記録媒体の内周側特定位置で求めた第１の周期から外周側特定位置で求めた第２の周期を減算して得ることを特徴とする請求項３に記載の光記録媒体のチルト補償方法。
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