JP3967747B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は光ディスク装置に関し、より詳細には、光ディスクへのレーザー光の照射角度を規定する対物レンズのチルト角度を常に最適化することにより、光ディスクからのデータの読み込みを高精度で実行することが可能な光ディスク装置に関する。

従来、ＣＤやＤＶＤの各種光ディスクは、光ピックアップから照射されたレーザー光が光ディスクの記録面に垂直に照射されていることを前提に設計がなされている。
しかしながら、上記各種の光ディスクは、ポリカーボネート等の樹脂からなる２枚の円盤状体が記録層や反射層を挟み込んだ状態でプレス成形されており、光ディスクは反りを有していることが多い。このように実際に使用される光ディスクにおいては、レーザー光は必ずしも記録面に対して垂直に照射されず、設計どおりの読み取り品位を得ることができないことがある。

そこで、レーザー光を光ディスクの記録面に照射すると共に、光ディスクの記録面からの反射光の状態を観察し、観察された反射光の状態に応じて光ディスクの記録面に対するレーザー光の照射角度を設定する対物レンズのチルト角度調整方法が提案されている。このようなチルト角度調整方法としては、例えば特許文献１にあるような方法が開示されている。

特許文献１によるチルト角度調整方法を具体的に説明すると、対物レンズの傾きを調整するチルト調整用コイルを備えた光学式ピックアップを使用する光ディスク記録再生装置において、前記チルト調整用コイルに供給するチルト電圧を変更する毎に光ディスクより再生される信号に含まれるエラー数をカウントし、カウント値が適正値になったとき、その状態におけるチルト電圧を最適なチルト電圧として設定するものである。

特許文献１に記載の発明により、対物レンズから光ディスクの記録面に照射されるレーザー光線の照射角度を、エラー数が最小となる最適な状態にしてデータを読み取りすることが可能である。
特開２００３−１９６８６７号公報

しかしながら、特許文献１における光ディスク再生記録装置のチルト調整方法においては、チルト調整用コイルに供給するチルト電圧を変更する毎にディスクより再生される信号に含まれるエラー数をカウントし、カウント値が適正値になったとき、その状態におけるチルト電圧を最適なチルト電圧として設定している。このため、予め設定されている適正値を光ディスクの各位置に応じて設定しなければならず煩雑であると共に、適正値の決定が困難であるといった課題や、適正値の設定を誤ると適切なチルト角度調整にならなくなってしまうといった課題がある。

本発明は、光ディスクのデータ記録領域全体において、光ディスクの記録面からの反射光に含まれるエラー数をカウントし、カウントされたエラー数に基づいて光ディスクの記録面に対するレーザー光の照射角度を適正に制御することにより、光ディスクの全データ記録領域におけるデータ読み込み品質を大幅に向上させることが可能な光ディスク装置の提供を目的とするものである。

本発明は、対物レンズを有し、光ディスクにレーザー光線を照射すると共に、光ディスクからの反射光を受光し、光ディスクの記録面に対する対物レンズの角度を変更可能に保持するアクチュエータを有する光ピックアップと、前記アクチュエータの動作を制御する制御手段と、記憶手段と、を具備し、前記制御手段は、前記光ディスクのデータ記録領域を所定の長さの区間ごとに区切り、該区間ごとに、前記対物レンズの角度を第１の角度または第２の角度のいずれかの角度に設定して、当該区間内に記録されているデータを読み出し、該区間ごとに読み出したデータのＰＩエラー数を測定して前記記憶手段に記憶し、該区間が複数連続してなる計測区間の先頭から終了までの間で、前記対物レンズの角度が、第１の角度と第２の角度とに設定された隣接する２つの区間どうしのＰＩエラー数を比較し、該比較の結果ＰＩエラー数が少ない方の角度に対応するポイントを付与し、第１の角度に対応するポイントの累積値と、第２の角度に対応するポイントの累値との差をパラメータとして算出し、前記対物レンズを、算出したパラメータに対応する角度となるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする光ディスク装置である。

また、前記制御手段は、前記パラメータに対応する角度に設定した前記対物レンズの角度を、新たに第１の角度として設定し、前記光ディスクのデータ記録領域を所定の長さの区間ごとに区切り、該区間ごとに、前記対物レンズの角度を第１の角度または第２の角度のいずれかの角度に設定して、当該区間内に記録されているデータを読み出し、該区間ごとに読み出したデータのＰＩエラー数を測定して前記記憶手段に記憶し、該区間が複数連続してなる計測区間の先頭から終了までの間で、前記対物レンズの角度が、第１の角度と第２の角度とに設定された隣接する２つの区間どうしのＰＩエラー数を比較し、該比較の結果ＰＩエラー数が少ない方の角度に対応するポイントを付与し、第１の角度に対応するポイントの累積値と、第２の角度に対応するポイントの累積値との差をパラメータとして算出し、前記対物レンズを、算出したパラメータに対応する角度となるように前記アクチュエータを制御すること繰り返し実行することを特徴とする。
これにより光ディスクの全データ記録領域において適切なチルト角度調整を行うことができる。また、レーザー光線の照射によって生じる光ディスクの変形についても対応することができる。

また、前記区間ごとの角度の設定は、前記ＰＩエラー数を互いに比較するために対となる２つの連続する区間内では、２つの連続する区間のうち最初に位置する区間においては、前記対物レンズの角度を前記第１の角度または前記第２の角度に設定し、該最初に位置する区間の後に隣接する区間においては前記対物レンズの角度を前記最初に位置する区間で設定した角度とは異なる前記第１の角度または前記第２の角度のいずれか他方の角度に設定し、これら２つの連続する区間の後に隣接して位置し、前記ＰＩエラー数を互いに比較するために対となる２つの連続する区間内では、該２つの連続する区間のうち、最初に位置する区間においては、前記対物レンズの角度を、先に対とした２つの連続する区間のうち後の区間で設定された角度と同じ角度となるように、前記第１の角度または前記第２の角度のいずれか他方の角度に設定することを特徴とする。
このように、対物レンズのチルト角度を第１の角度、第２の角度、第２の角度、第１の角度、第１の角度、第２の角度、第２の角度・・・と２区間にわたってチルト角度を同じ状態にしながら交互に繰り返すことにより、光ディスクへのデータ記録品位を原因とするＰＩエラー傾向の影響を軽減することができる。これにより、光ディスクの変形によるＰＩエラーのみを抽出することができる。

また、前記記憶手段には、前記パラメータの値に応じた前記対物レンズの角度調整量を示す参照データが予め記憶されていることを特徴とする。
これにより、制御手段が光ピックアップの角度変化量を計算する必要がなくなり、制御手段であるＣＰＵに過度な負担をかけることなく、チルト角度の制御が可能になり、光ディスク装置の円滑な動作が実現する。

また、前記制御手段は、前記パラメータの値が閾値以下であった場合、前記対物レンズの角度調整量をゼロにすることを特徴とする。
これにより、データの読み取り品位に影響を及ぼさない範囲においては、必要以上のチルト角度調整を行わないようにすることが可能になり、読み取り速度を向上させることができる。

本発明にかかる光ディスク装置によれば、光ディスクのデータ記録領域のすべてにおいて反射光に含まれるエラー数を最小となるようにチルト角度が制御される。これにより、光ディスクのデータ記憶領域のすべてにおいてデータ読み取り品位を最適な状態にすることができ、常に最高品質でのデータの読み込みが可能になる。

以下、本発明にかかる光ディスク装置１０の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態における光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。

本実施の形態における光ディスク装置１０は、光ディスクＤを載置するターンテーブルＴと、ターンテーブルＴを介して光ディスクＤを回転させるスピンドルモータＭと、光ディスクＤにレーザー光Ｌを照射すると共に光ディスクＤからの反射光を検出し、対物レンズ１４を光ディスクＤの記録面に対して傾斜させるアクチュエータ１６を具備する光ピックアップ１２と、光ピックアップ１２が検出した光ディスクＤからの反射光信号をディジタル信号に変換するＲＦアンプ１７と、光ディスク装置１０の各種動作を制御する制御手段２０とを有している。
制御手段２０は、ＣＰＵ２２およびサーボプロセッサ２４等により構成され、メモリ等の記憶手段３０に予め記憶させている制御プログラムに基づいて動作する。

光ディスクＤは、各種ＣＤおよびＤＶＤといった公知の光ディスクが用いられる。光ディスクＤは、データを示すピットが形成される記録面を有している。光ディスク装置１０は、この記録面に対し、光ピックアップ１２からレーザー光Ｌを垂直に照射し、レーザー光Ｌの記録面からの反射光を検出することにより、光ディスクＤからデータの読み取りをおこなう。一方光ディスクＤへのデータの書き込みは、光ディスクＤの記録面に光ピックアップ１２から記録面に対し、垂直に照射したレーザー光Ｌが記録面にピットを形成することによりなされる。このように、光ディスクＤからのデータの読み取り、光ディスクＤへのデータの書き込みといった光ディスクＤへのアクセスは、光ピックアップ１２から照射されるレーザー光Ｌが光ディスクＤの記録面へ垂直に照射されていることを前提としている。
光ディスクＤは光ディスク装置１０のターンテーブルＴに固定され、スピンドルモータＭによりターンテーブルＴを介して回転される。

光ピックアップ１２は、光ディスクＤの記録面にレーザー光Ｌを照射集光するための対物レンズ１４と、対物レンズ１４が観測した反射光の信号強度を測定するためのフォトダイオード（図示せず）と、対物レンズ１４を保持すると共に、水平面に対する対物レンズ１４の光軸を調整するためのアクチュエータ１６とにより構成されている。光ピックアップ１２内の対物レンズ１４は、光ディスクＤがターンテーブルＴに水平に固定されている前提のもと、その光軸が水平面に対して垂直になるように配設されている。

アクチュエータ１６は、光ディスクＤの記録面に対する対物レンズ１４の保持状態を変化させるためのものである。具体的には、対物レンズ１４と光ディスクＤとの距離や光ディスクＤの記録面に対して照射するレーザー光Ｌの照射角度、すなわち光ディスクＤの記録面に対する対物レンズ１４の光軸の角度がアクチュエータ１６により調整される。
アクチュエータ１６は、具体的には、対物レンズ１４の近傍に対物レンズ１４を挟持するようにして配設された電磁コイルであり、このコイルにサーボプロセッサ２４からのチルト制御信号を供給することで対物レンズ１４の保持状態を変化させている。

光ピックアップ１２は、担体１８に載置されている。担体１８は、光ディスク装置１０内において光ディスクＤの記録面から所要距離離れた位置における水平面内を光ディスクＤの径方向に移動する。
このようにして構成された光ピックアップ１２により、光ディスクＤの記録面に照射したレーザー光Ｌの反射光を読み取って、光ディスクのデータの読み書きが行われる。

ＲＦアンプ１７は、光ピックアップ１２のフォトダイオードにより測定された反射光の信号強度（光強度）をディジタル信号に変換し、サーボプロセッサ２４に反射光からの各種信号を抽出させるためのものである。
記憶手段３０はメモリやＨＤＤ等を単数又は複数用いることにより構成されている。記憶手段３０には、制御手段２０の動作を制御するための制御プログラムの他、制御手段２０がチルト角度調整をする際における参照データ等が予め記憶されている。

次に、本実施の形態における光ディスク装置１０の対物レンズ１４のチルト角度制御方法について説明する。図２は、本実施の形態におけるチルト角度調整処理におけるフロー図である。図３は、本実施の形態におけるチルト角度調整処理動作概要を示す説明図である。
光ディスク装置１０に光ディスクＤが装着される（Ｓ１）と、サーボプロセッサ２４を介して対物レンズ１４が所定の角度に設定された第１の角度となるようにセットされる（Ｓ２）。

ＣＰＵ２２は、光ピックアップ１２に光ディスクＤからの反射光を所定の長さの区間（本実施の形態においては、５０ＥＣＣブロックとしている）にわたって検出させ、検出した反射光をＲＦアンプ１７にディジタル信号に変換させて、ＰＩエラー数を測定すると共に記憶手段３０に第１の角度のＰＩエラー数として記憶させる（Ｓ３）。続いてサーボプロセッサ２４が、アクチュエータ１６を作動させて、対物レンズ１４を第１の角度から所定の角度だけ傾斜させ、第２の角度となるようにセットする（Ｓ４）。ＣＰＵ２２は、第２の角度にセットされた光ピックアップ１２に光ディスクＤからの反射光を５０ＥＣＣブロックにわたって検出させた後、検出した反射光をＲＦアンプ１７によりディジタル信号に変換させて、ＰＩエラー数を測定すると共に、記憶手段３０に第２の角度におけるＰＩエラー数として記憶させる（Ｓ５）。

ＣＰＵ２２は、それぞれのＰＩエラー数を比較した際に、ＰＩエラー数が少ない方の角度に対し所定のポイントを付与し、付与されたポイントの累積状態（パラメータＰの値）により、最終的にＰＩエラー数を少なくする（有利な）角度状態を決定している。なお、パラメータＰの値は記憶手段３０に記憶される。
具体的には、ＣＰＵ２２は、第１の角度のＰＩエラー数と第２の角度におけるＰＩエラー数を比較し（Ｓ６）、第１の角度におけるＰＩエラー数が第２の角度におけるＰＩエラー数より少ない場合には、パラメータＰにマイナス１ポイントを加算し、その逆の場合には、パラメータＰに１ポイントを加え、第１の角度におけるＰＩエラー数と第２の角度におけるＰＩエラー数が等しい場合にはパラメータＰに現状値を維持させる処理（Ｊ１）を行う。パラメータＰに対するポイント加算処理が実行された後、記憶手段３０にパラメータＰを記憶させ（Ｓ７）、第１のＰＩエラー数および第２のＰＩエラー数をそれぞれクリアする（Ｓ８）。

続けてＣＰＵ２２は、第２の角度に設定された対物レンズ１６の状態における光ピックアップ１２に、再度所定の長さの区間（５０ＥＣＣブロック）にわたって反射光を検出させ、検出した反射光をＲＦアンプ１７によりディジタル化させ、ＰＩエラーを測定すると共に記憶手段３０に第２の角度におけるＰＩエラー数として記憶手段３０に記憶させる（Ｓ９）。続いてサーボプロセッサ２４が、アクチュエータ１６を作動させて、対物レンズ１４のチルト角度を第１の角度にセットする（Ｓ１０）。ＣＰＵ２２は、第１の角度にセットされた光ピックアップ１２に光ディスクＤからの反射光を所定の長さの区間にわたって検出させ、検出した反射光をＲＦアンプ１７によりディジタル化させ、ＰＩエラーを測定すると共に記憶手段３０に第１の角度におけるＰＩエラー数として記憶させる（Ｓ１１）。

ＣＰＵ２２は、第２の角度のＰＩエラー数と第１の角度におけるＰＩエラー数を比較し（Ｓ１２）、第１の角度におけるＰＩエラー数が第２の角度におけるＰＩエラー数より少ない場合には、パラメータＰにマイナス１ポイント加算し、その逆の場合には、パラメータＰに１ポイントを加算し、第１の角度におけるＰＩエラー数と第２の角度におけるＰＩエラー数が等しい場合にはパラメータＰの値を維持させる処理（Ｊ２）を行う。パラメータＰに対するポイント加算処理が実行された後、記憶手段３０にパラメータＰを記憶させ（Ｓ１３）、第１のＰＩエラー数および第２のＰＩエラー数をそれぞれクリアする（Ｓ１４）。

ＣＰＵ２２は、現時点における光ディスクＤからの反射光に含まれるウォブル情報により、光ピックアップ１２の位置を把握し、予め設定されている計測区間（本実施の形態においては、１６区間、すなわち、８００ＥＣＣブロック）におけるデータの読み出しを完了しているか否かを判断する（Ｓ１５）。現時点における光ピックアップ１２が所定数の区間におけるデータ読み出しを完了していない場合には、Ｓ３からＳ１４の処理を繰り返し実行し、パラメータＰの値を累積させる（Ｓ１５のＮｏ側ルート）。
また、現時点における光ピックアップ１２が予め設定されている計測区間のデータ読み出しを完了している場合には、ＣＰＵ２２は、記憶手段３０に予め記憶されている参照データを参照し、参照データにおけるパラメータＰの累積値に対応するチルト制御角度情報を入手する（Ｓ１６）。サーボプロセッサ２４は、参照データから入手したチルト角度情報に基づいてアクチュエータ１６を作動させ、対物レンズ１６のチルト角度を調整する（Ｓ１７）。
本実施の形態における参照データのチルト角度情報は、ＤＡＣ値で与えられている。サーボプロセッサ２４は、ＤＡＣ値に基づいてアクチュエータ１６を作動させ、対物レンズ１４のチルト角度を調整する。対物レンズ１４のチルト角度が調整された後、ＣＰＵ２２は、パラメータＰの値をクリアする（Ｓ１８）。

ＣＰＵ２２は、光ディスクＤからの反射光に含まれるウォブル情報に基づいて、光ピックアップ１２の現在位置が、光ディスクＤのデータ記録領域内にあるか否かの判断をする（Ｓ１９）。光ピックアップ１２の現在位置が光ディスクＤの記録領域外である場合には、チルト角度調整処理は終了する。一方、現時点における光ピックアップ１２が光ディスクＤのデータ記録領域にある場合には、現時点における対物レンズ１４のチルト角度状態を新たに第１の角度に設定した（Ｓ２０）後、再びＳ３〜Ｓ２０の処理が繰り返し実行されるよう、ＣＰＵ２２によって制御されている。
以上に説明したようにして、光ディスクＤのデータ記録領域全体にわたって光ピックアップ１２のチルト角度の調整が継続的になされることになる。

なお、パラメータＰの値を累積させる際は、図４に示すように、各角度状態に対するカウンタＣ１，Ｃ２を設定し、ＰＩエラー数が少ない角度状態に対応させたカウンタＣ１またはＣ２に１ポイントを加算し、それぞれのカウンタＣ１，Ｃ２を累積させ、所定区間におけるカウンタＣ１、Ｃ２の累積が完了した後にカウンタＣ１、Ｃ２の差を求めることにより実現することもできる。

また、本実施の形態においては、パラメータＰを累積させる際において、各ＰＩエラー数の差がいかようなものであっても、単純にパラメータＰに１ポイントずつ加減算処理する形態について説明しているが、この実施形態に限定されるものではない。
例えば、各ＰＩエラーの数の差に基づくパラメータＰ（カウンタＣ１，Ｃ２）への加減算は、各ＰＩエラー数の差を加減算すべきポイントとしてパラメータＰ（カウンタＣ１，Ｃ２）に加減算する処理形態とすることができるのはもちろんである。

また、本実施の形態においては、参照データに収容されているチルト角度情報はＤＡＣ値を用いているが、チルト角度そのものを参照データとして収容する形態としてもよい。
さらには、参照データの替わりに、予め記憶手段３０にパラメータＰの値に対応する定数を記憶させておき、ＣＰＵ２２がパラメータＰの値とパラメータＰに対応する定数を用いてチルト角度をその都度計算により求める形態とすることも可能である。
さらにまた、参照データまたはパラメータＰの値に対応する定数は、パラメータＰの値が所定の値（閾値）以下であった場合には、その時点における対物レンズ１４チルト角度を変更しないように設定することももちろん可能である。

本実施の形態における光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態におけるチルト角度調整処理におけるフロー図である。 本実施の形態におけるチルト角度調整処理動作概要を示す説明図である。 他の実施形態の一例を示すチルト角度調整処理におけるフロー図である。

符号の説明

１０ 光ディスク装置
１２ 光ピックアップ
１４ 対物レンズ
１６ アクチュエータ
１７ ＲＦアンプ
２０ 制御手段
２２ ＣＰＵ
２４ サーボプロセッサ
３０ 記憶手段
Ｄ 光ディスク

Claims (5)

1. 対物レンズを有し、光ディスクにレーザー光線を照射すると共に、光ディスクからの反射光を受光し、光ディスクの記録面に対する対物レンズの角度を変更可能に保持するアクチュエータを有する光ピックアップと、
   前記アクチュエータの動作を制御する制御手段と、
   記憶手段と、を具備し、
   前記制御手段は、
   前記光ディスクのデータ記録領域を所定の長さの区間ごとに区切り、該区間ごとに、前記対物レンズの角度を第１の角度または第２の角度のいずれかの角度に設定して、当該区間内に記録されているデータを読み出し、
   該区間ごとに読み出したデータのＰＩエラー数を測定して前記記憶手段に記憶し、
   該区間が複数連続してなる計測区間の先頭から終了までの間で、
   前記対物レンズの角度が、第１の角度と第２の角度とに設定された隣接する２つの区間どうしのＰＩエラー数を比較し、
   該比較の結果ＰＩエラー数が少ない方の角度に対応するポイントを付与し、
   第１の角度に対応するポイントの累積値と、第２の角度に対応するポイントの累積値との差をパラメータとして算出し、
   前記対物レンズを、算出したパラメータに対応する角度となるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記制御手段は、
   前記パラメータに対応する角度に設定した前記対物レンズの角度を、新たに第１の角度として設定し、
   前記光ディスクのデータ記録領域を所定の長さの区間ごとに区切り、該区間ごとに、前記対物レンズの角度を第１の角度または第２の角度のいずれかの角度に設定して、当該区間内に記録されているデータを読み出し、
   該区間ごとに読み出したデータのＰＩエラー数を測定して前記記憶手段に記憶し、
   該区間が複数連続してなる計測区間の先頭から終了までの間で、
   前記対物レンズの角度が、第１の角度と第２の角度とに設定された隣接する２つの区間どうしのＰＩエラー数を比較し、
   該比較の結果ＰＩエラー数が少ない方の角度に対応するポイントを付与し、
   第１の角度に対応するポイントの累積値と、第２の角度に対応するポイントの累積値との差をパラメータとして算出し、
   前記対物レンズを、算出したパラメータに対応する角度となるように前記アクチュエータを制御すること繰り返し実行することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 前記区間ごとの角度の設定は、
   前記ＰＩエラー数を互いに比較するために対となる２つの連続する区間内では、２つの連続する区間のうち最初に位置する区間においては、前記対物レンズの角度を前記第１の角度または前記第２の角度に設定し、
   該最初に位置する区間の後に隣接する区間においては前記対物レンズの角度を前記最初に位置する区間で設定した角度とは異なる前記第１の角度または前記第２の角度のいずれか他方の角度に設定し、
   これら２つの連続する区間の後に隣接して位置し、前記ＰＩエラー数を互いに比較するために対となる２つの連続する区間内では、該２つの連続する区間のうち、最初に位置する区間においては、前記対物レンズの角度を、先に対とした２つの連続する区間のうち後の区間で設定された角度と同じ角度となるように、前記第１の角度または前記第２の角度のいずれか他方の角度に設定することを特徴とする請求項１または２記載の光ディスク装置。
4. 前記記憶手段には、前記パラメータの値に応じた前記対物レンズの角度調整量を示す参照データが予め記憶されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項記載の光ディスク装置。
5. 前記制御手段は、前記パラメータの値が閾値以下であった場合、
   前記対物レンズの角度調整量をゼロにすることを特徴とする請求項１〜４記載の光ディスク装置。

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