JP3607670B2 - 光ディスク装置及びディスクチルト検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ビームを用いて、光ディスクに対しデータの記録再生を行う光ディスク装置に関し、特にディスクチルトすなわち光ピックアップに対するディスク記録面の相対的傾き角を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの高密度化は、線密度の増加とトラックピッチの縮小を基本として達成される。又、ディスクにレーザビームを照射する光学系も、高密度化と同時にビームスポット径の縮小が要求される。ビームスポット径は、光源の波長に比例し、対物レンズの開口数（ＮＡ）に反比例する。したがって高密度化に伴い光源の波長は短波長化する必要がある。
【０００３】
又、光ディスクの高密度化に伴ってディスクチルトが記録／再生に与える影響は大きくなる。ディスクにチルトが生じていると、信号記録特性が低下し、信号再生時のクロストークが増加するので、従来ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ／ＲＡＭなど記録を行う光ディスク装置ではチルトサーボによる補償が行われている。このチルトサーボではチルトがなくなるように、光ピックアップが制御される。
【０００４】
従来の光ディスク装置において、ディスクチルトを検出するには、専用のチルトセンサを光ピックアップに搭載する必要があった。チルトセンサは、例えばＬＥＤ発光部とフォトディテクタとにより構成され、ディスク面からの反射光を受光素子により検出する。この検出信号に基づいて、光ビームを集光するレンズのチルトが制御され、ディスクのチルトが補正される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術においては、専用のチルトセンサとセンサ信号処理回路を必要とするため、装置の部品コストＵＰが避けられなかった。また、チルトセンサの検出精度を上げるため、センサの取り付け位置及び角度の精度を厳しく管理する必要があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記の問題を解決するために成されたものであり、専用のチルトセンサを用いずに、ディスクチルトを検出する装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ディスク装置は、ディスクに照射された光ビームの反射光からフォーカスエラーを検出し、前記光ビームを前記ディスクにジャストフォーカスされるためのフォーカス制御信号を発生させるフォーカシング制御手段と、前記フォーカシング制御手段から提供されるフォーカス制御信号のバイアス成分を検出するバイアス検出手段と、前記バイアス検出手段により検出されたバイアス成分を微分し、前記ディスクのチルト補正量を検出する微分手段とを具備する。
【０００８】
このように、フォーカス制御信号のバイアス成分を検出する手段、及びバイアス成分を微分する手段を具備することにより、ディスクのチルトに比例した信号を得ることができ、この信号はチルト補正信号の生成に適用される。この結果、従来のような専用のチルトセンサを削除でき、コストダウン、調整工程の簡略化ができる。
【０００９】
又、信号処理回路も従来のフォーカス制御回路を流用するため小規模の回路追加ですむ。更に、製造工程での特別な調整も必要としない等のメリットがある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明が適用される光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
光記録媒体としての光ディスク６１の表面にはスパイラル状にランドトラック及びグルーブトラックが形成されており、このディスク６１はスピンドルモータ６３によって回転駆動される。
【００１３】
光ディスク６１に対する情報の記録、再生は、光ピックアップ６５によって行われる。光ピックアップ６５は、スレッドモータ６６とギアを介して連結されており、このスレッドモータ６６はスレッドモータ制御回路６８により制御される。
【００１４】
スレッドモータ制御回路６８に速度検出回路６９が接続され、この速度検出回路６９により検出される光ピックアップ６５の速度信号がスレッドモータ制御回路６８に送られる。スレッドモータ６６の固定部に、図示しない永久磁石が設けられており、駆動コイル６７がスレッドモータ制御回路６８によって励磁されることにより、光ピックアップ６５が光ディスク６１の半径方向に移動する。
【００１５】
光ピックアップ６５には、図示しないワイヤ或いは板バネによって支持された対物レンズ７０が設けられる。対物レンズ７０は駆動コイル７２の駆動によりフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能で、又駆動コイル７１の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能である。
【００１６】
レーザ制御回路７３のレーザ駆動回路７５により、半導体レーザダイオード７９からレーザ光が発せられる。半導体レーザダイオード７９から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ８０、ハーフプリズム８１、対物レンズ７０を介して光ディスク６１上に照射される。光ディスク６１からの反射光は、対物レンズ７０、ハーフプリズム８１、集光レンズ８２、およびシリンドリカルレンズ８３を介して、光検出器８４に導かれる。
【００１７】
光検出器８４は、４分割の光検出セル８４ａ〜８４ｄから成る。光検出セル８４ａ〜８４ｄの出力信号は、電流／電圧変換用のアンプ８５ａ〜８５ｄ、加算器８６ａ〜８６ｄを介して差動アンプＯＰ１、ＯＰ２に供給される。
【００１８】
差動アンプＯＰ２は、加算器８６ａ、８６ｂの両出力信号の差に応じた、フォーカスエラー信号ＦＥを出力する。この出力はフォーカシング制御回路８７に供給される。フォーカシング制御回路８７の出力信号は、フォーカシング駆動コイル７２に供給される。これにより、レーザ光が光ディスク６１の記録膜上に常時ジャストフォーカスとなる制御がなされる。
【００１９】
差動アンプＯＰ１は、加算器８６ｃ、８６ｄの両出力信号の差に応じたトラッキングエラー信号ＴＥを出力する。この出力はトラッキング制御回路８８に供給される。トラッキング制御回路８８は、差動アンプＯＰ１からのトラッキングエラー信号に応じてトラック駆動信号を生成する。
【００２０】
トラッキング制御回路８８から出力されるトラック駆動信号は、トラッキング方向の駆動コイル７１に供給される。又、トラッキング制御回路８８で用いられるトラッキングエラー信号が、スレッドモータ制御回路６８に供給される。
【００２１】
上記フォーカシング制御およびトラッキング制御がなされることで、光検出器８４の各光検出セル８４ａ〜８４ｄの出力信号の和信号には、つまり加算器８６ｃ、８６ｄの両出力信号を加算する加算器８６ｅの出力信号には、記録情報に対応して光ディスク６１のトラック上に形成されたピットなどからの反射率の変化が反映される。この信号は、データ再生回路７８に供給される。データ再生回路７８は、ＰＬＬ回路７６からの再生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。
【００２２】
上記トラッキング制御回路８８によって対物レンズ７０が制御されているとき、スレッドモータ制御回路６８により、対物レンズ７０が光ピックアップ５内の中心位置近傍に位置するようスレッドモータ６６つまり光ピックアップ６５が制御される。
【００２３】
チルト制御回路６９は後述されるように、ディスク６１の”反り”つまり記録面の傾きに応じてレンズ７１が傾くように、レンズチルトを本発明に従って制御する。チルト制御回路６９はこの制御をフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて行う。
【００２４】
モータ制御回路６４、スレッドモータ制御回路６８、レーザ制御回路７３、ＰＬＬ回路７６、データ再生回路７８、フォーカシング制御回路８７、トラッキング制御回路８８、チルト制御回路６９等は、サーボ制御回路として１つのＬＳＩチップ内に構成することができ、又これら回路はバス８９を介してＣＰＵ９０によって制御される。ＣＰＵ９０はインターフェース回路９３を介してホスト装置９４から提供される動作コマンドに従って、この記録再生装置を総合的に制御する。またＣＰＵ９０は、ＲＡＭ９１を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ９２に記録された本発明を含むプログラムに従って所定の動作を行う。
【００２５】
次に、本発明によるチルト制御について説明する。
【００２６】
図１に示す光ディスク装置にディスク６１が装着されると、チルトの初期設定が行われる。この初期設定ではディスク最内周でのチルトが検出される。図２はこの検出動作を説明するための図であって、横軸はレンズチルト制御値Ｔ、縦軸はトラッキングエラー信号の振幅ピーク値Ｔｐである。
【００２７】
フォーカス制御を行って光ビームがディスク表面上でジャストフォーカスとなっているとき、トラッキングエラー信号として交流信号が得られる。このトラッキングエラー信号は、トラッキング制御を行っていない場合に、光ビームスポットがディスク上のトラックを横切ることにより発生される信号である。従ってトラッキングエラー信号は、光ビームスポットが単位時間に横切るディスク上のトラック数に対応する周波数を有する。
【００２８】
ディスクの最内周位置において、レンズのチルトを例えば−α°から＋α°まで変化させると、トラッキングエラー信号ＴＥの振幅ピーク値が図２のように変化する。図２ではチルトがＴ０°のとき、トラッキングエラー信号ＴＥのピーク振幅値が最も大きい。すなわち、光ビームの反射光がもっとも効率よく光検出セル８４ａ〜８４ｄに入射している。このときのレンズチルトＴ０がチルト制御の初期値である。
【００２９】
図３はこの初期設定の動作を示すフローチャートである。
【００３０】
先ずステップＳＴ００１のように、ＣＰＵ９０は光ビームスポットがディスク最内周に位置するように、ピックアップ６５を移動する。次にステップＳＴ００２のように変数ａ及びＶｐｍに０を代入し、ステップＳＴ００３ではａを１（°）だけ増加する。
【００３１】
ステップＳＴ００４において、ＣＰＵ９０はチルト制御回路６９を用いてレンズチルトＴを「−α＋ａ」に制御する。ステップＳＴ００５では、トラッキングエラー信号ＴＥの振幅ピーク値ＴｐがＶｐｍより大きいか判断する。ＴｐがＶｐｍより小さい場合（ＮＯの場合）、フローはステップＳＴ００７に移行し、大きい場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳＴ００６のようにＶｐｍに振幅ピーク値Ｔｐを代入し、最適チルトＴ０に現在のチルト「−α＋ａ」を代入する。
【００３２】
ステップＳＴ００７において、ＣＰＵ９０は「−α＋ａ」が＋α以上か判断する。「−α＋ａ」が＋α以上でない場合（ＮＯの場合）、フローはステップＳＴ００３に戻り、ＣＰＵ９０はａに「ａ＋１」を代入する。このようにして、「−α＋ａ」が＋α以上となるまで、ステップＳＴ００３〜ＳＴ００７の処理が繰り返される。従って、変数ＶｐｍはステップＳＴ００４のようにチルト角を変更して得られるＴｐの値の中で、最も大きな値を示す。
【００３３】
ステップＳＴ００７で「−α＋ａ」が＋α以上になった場合（ＹＥＳの場合）、ＣＰＵ９０はチルト制御回路６９を用いて、レンズ７０のチルトをＴ０に設定する。この結果、レンズ７０の光軸とディスク垂線は一致し、この初期設定処理が終了する。
【００３４】
図４は本発明によるディスクチルト検出の原理を説明するための図である。図４（ａ）に示すように、ディスク６１に反りがある場合、フォーカス制御系は、ディスク記録面に光ビームの合焦点位置を合わせるように、対物レンズをディスクの反りの方向に変位させる。このとき、ディスクの反りに応じて、フォーカス駆動信号に直流バイアス成分が発生する。図４（ｂ）は、このバイアス成分（フォーカス変位量）を横軸半径位置に対応させて示している。最内周位置Ｒ０でのバイアス成分はＶｂ０、ディスク半径位置Ｒ１ではＶｂ１、ディスク半径位置Ｒ２ではＶｂ２である。
【００３５】
図４（ｃ）はフォーカス変位の微分出力を示す。この図から、微分出力結果は、ディスクのチルトに比例することがわかる。したがって、このフォーカス変位の傾きを測定することにより、ディスクに対するチルト補正量を検出することができる。
【００３６】
図５はチルト制御回路６９の概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
チルト制御回路６９は直流検出部６９ａ、微分回路部６９ｂ、駆動部６９ｃを含む。直流検出部６９ａはフォーカス制御信号Ｆｃの直流バイアス成分Ｂｆを検出し、微分回路６９ｂは直流バイアス成分Ｂｆの微分値Ｄｆを求める。微分回路６９ｂはディスク回転数近傍の遮断周波数を有する。微分値Ｄｆはディスクチルトに比例した信号である。駆動部６９ｃは微分値Ｄｆに対応するチルト補正信号Ｔｃを発生する。この補正信号Ｔｃは駆動コイル７１、７２を含むチルトアクチュエータに供給され、チルト補正が行われる。尚、上記直流検出及び微分値検出はデジタル演算処理により行われる。従ってフォーカス制御信号Ｆｃはフォーカシング制御回路８４から提供されるデジタル信号である。
【００３８】
図６はチルト補正動作の詳細を示すフローチャートである。このチルト補正はディスク６１に対するデータの記録又は再生中、常に行われる。
【００３９】
先ずステップＳＴ０１１のように、フォーカシング制御回路８７は、フォーカスエラー信号ＦＥからフォーカス制御信号Ｆｃを生成する。ステップＳＴ０１２において、チルト制御回路６９の直流検出部６９ａはフォーカス制御信号Ｆｃから、図４（ｂ）に示すような直流バイアス成分Ｂｆを検出し、微分回路部６９ｂに出力する。
【００４０】
ステップＳＴ０１３において、微分回路部６９ｂは直流バイアス成分Ｂｆの変化から、図４（ｃ）に示すような微分値を求める。例えば微分回路部６９ｂは現在の直流バイアス成分Ｂｆ及び前回のチルト補正時に検出された直流バイアス成分Ｂｆから微分値を求める。
【００４１】
ステップＳＴ０１４において、駆動部６９ｃは微分回路部６９ｂによって求められた微分値Ｄｆにチルト制御の初期値すなわちレンズチルトＴ０を加えた値からチルト補正信号Ｔｃを発生し、チルトアクチュエータを駆動する。
【００４２】
本発明はディスクの種類に関わらず、フォーカス制御機構を有するディスクドライブ装置全般に適応可能な方式である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、装置にチルトセンサを設ける必要がなく、チルトセンサの取り付け及び調整工程も省略できるので、装置のコストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される光ディスク装置の構成を示すブロック図。
【図２】チルトの初期設定を説明するための図。
【図３】初期設定の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明によるディスクチルト検出の原理を説明するための図。
【図５】チルト制御回路の概略構成を示すブロック図。
【図６】チルト補正動作の詳細を示すフローチャート。
【符号の説明】
６１…光ディスク、６３…モータ、６９…チルト制御回路、７０…対物レンズ、７１、７２…レンズ駆動コイル、７９…レーザーダイオード、８０…コリメータレンズ、８１…ハーフプリズム、８２…集光レンズ、８３…シリンドリカルレンズ、８４ａ〜８４ｄ…光検出セル、８５ａ〜８５ｄ…電流／電圧変換アンプ、８６ａ〜８６ｄ…加算器

Claims (2)

1. 光ビームをディスク最内周に移動する移動手段と、
   前記ディスクに照射された光ビームの反射光からフォーカスエラーを検出し、前記光ビームが前記ディスクにジャストフォーカスされるためのフォーカス制御信号を発生するフォーカシング制御手段と、
   前記フォーカシング制御手段により前記光ビームが前記ディスクにジャストフォーカスされた状態で、前記ディスクの反射光からトラッキングエラーを検出し、トラッキングエラー信号を発生するトラッキングエラー検出手段と、
   前記光ビームを集光するレンズのレンズチルトを所定の範囲内で変更するチルト変更手段と、
   前記チルト変更手段により前記レンズチルトが変更されているとき、前記トラッキングエラー検出手段から提供される前記トラッキングエラー信号の振幅ピーク値が最大になる最適レンズチルトを検出するチルト検出手段と、
   前記ディスク最内周において前記チルト検出手段により検出された前記最適レンズチルトを、レンズチルトの初期値として設定する設定手段と、
   前記ディスクに対するデータの記録又は再生中、前記フォーカシング制御手段から提供されるフォーカス制御信号のバイアス成分を検出するバイアス検出手段と、
   前記バイアス検出手段により検出されたバイアス成分を微分し、前記ディスクのチルト補正量を検出する微分手段と、
   前記設定手段にて設定されたレンズチルトの初期値に前記微分手段により検出されたチルト補正量を加算した値に基づいて、チルト補正を行うチルト補正手段と、
   を具備することを特徴とする光ディスク装置。
2. 光ビームをディスク最内周に移動するステップと、
   前記ディスクに照射された光ビームの反射光からフォーカスエラーを検出し、前記光ビームが前記ディスクにジャストフォーカスされるためのフォーカス制御信号を発生するステップと、
   前記フォーカス制御信号に基づいて前記光ビームが前記ディスクにジャストフォーカスされている状態で、前記ディスクの反射光からトラッキングエラーを検出し、トラッキングエラー信号を発生するステップと、
   前記光ビームを集光するレンズのレンズチルトを所定の範囲内で変更するステップと、
   前記レンズチルトが変更されているとき、前記トラッキングエラー信号の振幅ピーク値が最大になる最適レンズチルトを検出するステップと、
   前記ディスク最内周における前記最適レンズチルトを、レンズチルトの初期値として設定するステップと、
   前記ディスクに対するデータの記録又は再生中、前記フォーカス制御信号のバイアス成分を検出するステップと、
   前記バイアス成分を微分し、前記ディスクのチルト補正量を検出するステップと、
   前記レンズチルトの初期値に前記チルト補正量を加算した値に基づいて、チルト補正を行うステップと、
   を具備することを特徴とするディスクチルト検出方法。

Images