JP4004916B2 - チルト角度検出装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光記録媒体の記録面の光ビームの照射位置における法線と光ビームの光軸方向とのなすチルト角度を検出するチルト角度検出装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク等の光記録媒体から記録情報を正確に読み取るためには、光記録媒体の記録面に対して垂直に読取ビームを照射する必要がある。しかしながら、光記録媒体自体に反りが生じていたり、機構系の誤差が大きいと、光記録媒体の記録面に対して垂直に読取ビームを照射することができなくなり、情報読取精度が低下してしまう。
【０００３】
そこで、光記録媒体から記録情報の再生を行う記録情報再生装置においては、情報読取手段としてのピックアップと光記録媒体との間に生じている傾き（チルト角度）をチルト角度検出装置によって検出し、検出した傾きに応じた分だけピックアップ全体を傾けるチルト補正処理を施すことなどにより、情報読取精度の低下を抑えることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のチルト角度検出装置においては、ピックアップと光記録媒体との間に生じている傾きを検出するチルトセンサ等のチルト検出機構が特に必要であったために装置のコスト高を招来すると共に装置が複雑になるという問題点があった。また、チルトサーボ装置の製造段階でチルト検出機構を適切に調整する調整行程を設ける必要があり、その調整行程は比較的時間を要し煩わしいという問題点があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題には、上記の問題点が一例として挙げられ、チルトセンサ等のチルト検出機構を用いることなくチルト角度を正確に検出することができるチルト角度検出装置及び方法を提供することが本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のチルト角度検出装置は、光源から発射されたレーザビームを光記録媒体の記録面に導くとともに前記光記録媒体の記録面で反射された前記レーザビームを受光部にて受光する光学系を備えた光記録媒体記録再生装置のチルト角度検出装置であって、前記受光部に備えられ、前記光記録媒体のトラック接線方向とそれに垂直な方向とに対応して少なくとも４分割された受光面を有し、その４つの受光面毎に受光レーザビームの強度に応じた受光信号を出力する光検出器と、前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる一方の受光領域内の２つの受光面に対応した前記光検出器の受光信号の差を第１プッシュプル信号として発生する第１プッシュプル信号発生手段と、前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる他方の受光領域内の２つの受光面に対応した前記光検出器の受光信号の差を第２プッシュプル信号として発生する第２プッシュプル信号発生手段と、前記第１プッシュプル信号の振幅と前記第２プッシュプル信号の振幅との差に応じて前記光記録媒体の記録面の前記レーザビームの照射位置における法線と前記レーザビームの光軸方向とのなすチルト角度を示すチルト信号を生成するチルト信号生成手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明のチルト角度検出方法は、光源から発射されたレーザビームを光記録媒体の記録面に導くとともに前記光記録媒体の記録面で反射された前記レーザビームを受光部にて受光する光学系を備えた光記録媒体記録再生装置のチルト角度検出方法であって、前記受光部に前記光記録媒体のトラック接線方向とそれに垂直な方向とに対応して少なくとも４分割された受光面を有し、その４つの受光面毎に受光レーザビームの強度に応じた受光信号を出力し、前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる一方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第１プッシュプル信号として発生し、前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる他方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第２プッシュプル信号として発生し、前記第１プッシュプル信号の振幅と前記第２プッシュプル信号の振幅との差に応じて前記光記録媒体の記録面の前記レーザビームの照射位置における法線と前記レーザビームの光軸方向とのなすチルト角度を示すチルト信号を生成することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明によるチルト角度検出装置を含むチルトサーボ制御装置を示している。このチルトサーボ制御装置は光ディスクプレーヤに適用されたものであり、チルト角度検出装置１と、制御回路２と、液晶パネル３とを有する。
【００１０】
チルト角度検出装置１は、図１に示すように、４分割光検出器１１、減算器１２，１３，１６及びＰＰ値検出回路１４，１５からなる。
４分割光検出器１１は、ピックアップに内蔵されており、光ディスクの情報記録トラックの接線に沿った方向と、記録トラックの接線に直交するディスク半径方向とによって４分割された受光面Ｄ１〜Ｄ４を有する光電変換素子からなる。受光面Ｄ１，Ｄ４が光ディスクの外周側に位置し、受光面Ｄ２，Ｄ３が光ディスクの内周側に位置する。受光面Ｄ１とＤ３とが４分割の中心について対称関係にあり、受光面Ｄ２とＤ４とが４分割の中心について対称関係にある。情報記録トラックの接線に沿った方向その光電変換素子は、情報読取スポットによる光ディスクからの反射光を４つの受光面Ｄ１〜Ｄ４各々によって受光し、受光強度に対応した電気信号を受光信号Ｓ１〜Ｓ４として各々出力する。受光信号Ｓ１，Ｓ４は減算器１２に供給され、受光信号Ｓ２，Ｓ３は減算器１３に供給される。
【００１１】
減算器１２は受光信号Ｓ１から受光信号Ｓ４を差し引いて差信号であるタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４をＰＰ値検出回路１４に供給する。減算器１３は受光信号Ｓ２から受光信号Ｓ３を差し引いてタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ２−Ｓ３をＰＰ値検出回路１５に供給する。
ＰＰ値検出回路１４は、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４の正負の波高値（ピーク値）を検出してその正負の波高値からＰ−Ｐ（ピーク・ツー・ピーク）値を算出する。同様に、ＰＰ値検出回路１５は、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ２−Ｓ３の正負の波高値を検出してその正負の波高値からＰ−Ｐ値を算出する。
【００１２】
ＰＰ値検出回路１４，１５各々は具体的には、図２に示すように、正ピークホールド回路３１、負ピークホールド回路３２及び減算器３３からなる。正ピークホールド回路３１はタンジェンシャルプッシュプル信号の正のピーク値を保持し、負ピークホールド回路３２はタンジェンシャルプッシュプル信号の負のピーク値を保持する。減算器３３は正のピーク値から負のピーク値を差し引いてＰ−Ｐ値を信号として出力する。
【００１３】
減算器１６はＰＰ値検出回路１４の出力Ｐ−Ｐ値からＰＰ値検出回路１５の出力Ｐ−Ｐ値を差し引いてラジアルチルト信号を生成する。減算器１６の出力がチルト角度検出装置１の出力である。
制御回路２には、チルト角度検出装置１からチルト信号が供給される。制御回路２はチルト信号を減少させるように駆動信号を発生する。具体的には制御回路２は図示しないが、複数のチルト補正値を予め記憶したチルト補正ＲＯＭを有し、チルト信号によって指定されるアドレスに対応した記憶された３つの補正値をそのＲＯＭから読み出して駆動信号として出力する。３つの補正値は液晶パネル３の後述する３つの領域３ａ〜３ｃに対応している。
【００１４】
液晶パネル３は、ピックアップ内に設けられ、光学系の波面収差が補正可能にされている。
ピックアップの光学系は、上記した４分割光検出器１１及び液晶パネル３の他に、図３に示すように、半導体レーザ素子２１、コリメータレンズ２４、グレーティング２５、偏光板２６ａ付きの偏光ビームスプリッタ２６、対物レンズ２７、集光レンズ２８及びマルチレンズ２９を有している。
【００１５】
半導体レーザ素子２１は図示しない駆動回路によって駆動され、レーザビームを発する。半導体レーザ素子２１から出射されたレーザビームはコリメータレンズ２４を介して偏光板２６ａ付きの偏光ビームスプリッタ２６に達するようになっている。偏光ビームスプリッタ２６は入射したレーザビームの大部分（例えば、９０％）を通過させ、偏光板２６ａは通過したレーザビームの直線偏光を円偏光に変換する。
【００１６】
偏光板２６ａ付きの偏光ビームスプリッタ２６を通過したレーザビームは上記の液晶パネル３、そして対物レンズ２７を介して光ディスク２２に達してその記録面で反射される。ディスク２２の記録面で反射されたレーザビームは、対物レンズ２７、液晶パネル３及び偏光板２６ａを介して偏光ビームスプリッタ２６まで戻る。偏光板２６ａはディスク２２で反射された戻りのレーザビームの円偏光を直線偏光に変換する。偏光ビームスプリッタ２６は戻りのレーザビームを偏光分離面２６ｂで反射し、その反射レーザビームは集光レンズ２８、マルチレンズ２９を介して４分割光検出器１１の受光面に到達する。
【００１７】
液晶パネル３は例えば、図４に示すように半径方向において内周側、中間、外周側の３つの領域３ａ〜３ｃに分割されている。これら３つの領域３ａ〜３ｃは制御回路２から出力される個別の駆動電圧により各領域３ａ〜３ｃ毎に可変制御される。これにより各領域３ａ〜３ｃ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、ディスク半径方向に発生するチルトにより生ずるコマ収差等の波面収差の補正が可能となる。
【００１８】
図５に示すように、ピット（マークを含む）が形成されたディスク２２の記録面上に照射されたレーザビームによる光スポットが矢印方向に移動するとき、ピットの断続によってその移動方向（トラック方向）における光学特性に変化が生ずる。この変化はチルト角度検出装置１において、受光信号Ｓ１とＳ４との間に、また受光信号Ｓ２とＳ３との間に信号レベルの差として現れる。よって、受光信号Ｓ１から受光信号Ｓ４を差し引いて得られたタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４と、受光信号Ｓ２から受光信号Ｓ３を差し引いて得られたタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ２−Ｓ３とを減算器１２，１３によって検出することができる。
【００１９】
ディスク２２とその記録面のピットに照射されたレーザビームに対してラジアルチルト（半径方向の傾き）が存在する場合には、図６に示すように、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４とＳ２−Ｓ３との間にレベル差が生じる。図６ではレーザビームがピット上をトラックに沿って移動する際のタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４及びＳ２−Ｓ３の変動を示している。そのＳ１−Ｓ４とＳ２−Ｓ３とのレベル差は各々ピーク時点において最大となりラジアルチルトの大きさに対応する。よって、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４のＰ−Ｐ値とＳ２−Ｓ３のＰ−Ｐ値との差が減算器１６によってとられ、その差がチルトの大きさを示すラジアルチルト信号として出力される。
【００２０】
ラジアルチルト信号と実際のラジアルチルトの角度との関係は図７に示すようにほぼ比例した関係となる。
チルト角度検出装置１によって生成されたチルト信号に応じて制御回路２は、ラジアルチルトの大きさを減少させるように駆動信号を発生し、その駆動信号に応じて液晶パネル３の各領域３ａ〜３ｃを駆動する。
【００２１】
図８はチルト角度検出装置１の他の構成を示している。図８のチルト角度検出装置１においては、ＰＰ値検出回路１４と減算器１６との間に平均化回路１７が挿入され、ＰＰ値検出回路１５と減算器１６との間に平均化回路１８が挿入されている。平均化回路１７はＰＰ値検出回路１４によって検出されたＰ−Ｐ値の平均値を算出して出力する。平均化回路１８はＰＰ値検出回路１５によって検出されたＰ−Ｐ値の平均値を算出して出力する。平均値の算出に用いるＰ−Ｐ値は例えば、現在から所定の期間前までにおいて検出された全てのＰ−Ｐ値である。
【００２２】
ディスク２２に記録されたピット列が所定の周期でなくランダムに出現するピットからなる場合には、ＰＰ値検出回路１４及び１５によって検出されるＰ−Ｐ値はレベル変動する。すなわち、ピットの出現周期（周波数）に応じてＰ−Ｐ値はレベル変動する。その場合には、ラジアルチルト信号は図９に示すようにそのＮＡ／λで規格化した周波数に対してレベル変動することになる。なお、ＮＡは対物レンズ２７の開口数であり、λはレーザビームの波長である。規格化した周波数とはＮＡ／λに対応する周波数を１として比率で示した周波数である。
【００２３】
図８のチルト角度検出装置１においては、平均化回路１７及び１８によってＰ−Ｐ値の平均値を求めた後、その平均化Ｐ−Ｐ値の差が減算器１６によって算出されるので、ランダムに出現するピットからなるピット列を有するディスク２２であってもレベル変動が抑制されたラジアルチルト信号を生成することができる。よって、安定したチルトサーボ制御が可能となる。また、図１のラジアルチルト信号に平均化回路を適用しても同様の効果が得られる。
【００２４】
図１０はチルト角度検出装置１の他の構成を更に示している。図１０のチルト角度検出装置１においては、減算器１６の出力にＡＧＣ（自動利得制御）回路１９が接続されている。ＡＧＣ回路１９は、増幅器３５と、比較器３６とからなる。増幅器３５は減算器１６から出力されるラジアルチルト信号を増幅し、それをチルト角度検出装置１の出力信号として出力する。比較器３６は増幅器３５によって増幅されたラジアルチルト信号と基準信号とをレベルの大小について比較する。基準信号は、予め定められたレベルを有する信号であり、ラジアルチルト信号の平均的なレベルで良い。比較器３６は比較結果を示す信号を増幅器３５に供給する。比較結果を示す信号はレベル差でも良いし、大小に対応した２値化信号でも良い。増幅器３５は比較結果を示す信号に応じて増幅利得を調整し、ラジアルチルト信号を調整後の利得で増幅する。
【００２５】
図１０のチルト角度検出装置１においては、上記したように、ディスク２２のトラック上をランダムな周期で記録されたピットのために減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がレベル変動しても、そのレベル変動をＡＧＣ回路１９によって抑制することができる。
なお、ＡＧＣ回路を図１０に示したようにチルト角度検出装置１の出力段に設ける構成だけでなく、減算器１２とＰＰ値検出回路１４との間と、減算器１３とＰＰ値検出回路１５との間との各々にＡＧＣ回路を設けても良し、ＰＰ値検出回路１４と減算器１６との間と、ＰＰ値検出回路１５と減算器１６との間との各々にＡＧＣ回路を設けても良い。
【００２６】
図１１はチルト角度検出装置１の他の構成を更に示している。図１１のチルト角度検出装置１においては、図１の構成にスイッチ４１及びパターン判別回路４２が追加されている。スイッチ４１は減算器１６の出力に接続されている。パターン判別回路４２はピットの周期をパターンとして判別する。ピット判別回路４２は比較器４３とメモリ４４とを備えている。メモリ４４には予め定められた基準データが記憶されている。比較器４３にはメモリ４４に記憶された基準データが供給されると共に復調後のデータが供給される。復調後のデータを得るために、図１１に示すように４分割光検出器１１の出力信号Ｓ１〜Ｓ４を加算してＲＦ信号を出力する加算器４５と、そのＲＦ信号を復調して復調後のデータを出力する復調回路４６とが備えられている。復調回路４６の出力信号が比較器４３に供給される。
【００２７】
図１１のチルト角度検出装置１においては、復調後のデータがメモリ４４に記憶された基準データと一致するか否かが比較器４３で判別される。復調後のデータと基準データとが一致する場合には比較器４３はオン信号を発生し、不一致の場合にはオフ信号を発生する。よって、復調後のデータと基準データとが一致した場合には、スイッチ４１がオンとなり、減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がスイッチ４１を介してチルト角度検出装置１から制御回路２に出力される。ディスク２２のトラック上に記録されたピット列のうちの予め定められた部分に対応した復調後のデータを基準データとしてメモリ４４に記憶しておけば、ディスク２２のトラック上をランダムな周期で記録されたピットのために減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がレベル変動しても、チルト角度検出装置１の出力ラジアルチルト信号としてはランダム周期のピット列の影響を受けることがない。
【００２８】
なお、スイッチ４１及びパターン判別回路４２からなる構成を図１１に示したようにチルト角度検出装置１の出力段に設けるだけでなく、減算器１２とＰＰ値検出回路１４との間及び減算器１３とＰＰ値検出回路１５との間の各々にスイッチ及びパターン判別回路を設けても良し、ＰＰ値検出回路１４と減算器１６との間及びＰＰ値検出回路１５と減算器１６との間の各々にスイッチ及びパターン判別回路を設けても良い。
【００２９】
図１２はチルト角度検出装置１の他の構成を更に示している。図１２のチルト角度検出装置１においては、図１の構成にスイッチ４８及び鏡面部検出回路４９が追加されている。スイッチ４８は減算器１６の出力に接続されている。鏡面部検出回路４９はピックアップによるディスク２２からの読み取り位置が鏡面部であることを検出する。鏡面部検出回路４９は直流成分抽出回路５０と、メモリ５１と、比較器５２とからなる。直流成分抽出回路５０にはＲＦ信号が供給される。ＲＦ信号は上記の加算器４５から得られる。直流成分抽出回路５０はＲＦ信号中から直流成分を抽出する。メモリ５１には鏡面部の読み取り時のＲＦ信号のレベルを判別するためのレベルが記憶されており、メモリ５１からその記憶レベルが基準レベルとして出力される。比較器５２は直流成分抽出回路５０によって抽出された直流成分と基準レベルとを比較する。直流成分が基準レベルより大であるとき比較器５２はオン信号を発生し、直流成分が基準レベル以下であるとき比較器５２はオフ信号を発生する。オン信号はスイッチ４８をオン状態にさせ、オフ信号はスイッチ４８をオフ状態にさせる。スイッチ４８のオン状態には減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がスイッチ４１を介してチルト角度検出装置１から制御回路２に出力される。
【００３０】
ディスク２２が偏芯している場合、或いはトラッキングサーボ制御によってピックアップの対物レンズ２７がディスク半径方向にシフトした場合には、４分割光検出器１１の外周側の受光面Ｄ１，Ｄ４と、内周側の受光面Ｄ２，Ｄ３とでは受光強度が非対称となる。この非対称は受光信号Ｓ１，Ｓ４と受光信号Ｓ２，Ｓ３とに応じてラジアルチルト信号にオフセット成分として含まれることになる。
【００３１】
図１３は、ラジアルチルト信号とラジアルチルトの角度との関係を対物レンズ２７のシフトが無い場合と、対物レンズ２７のシフトが有る場合とについて各々示している。図１３においてラジアルチルトの角度が０度のときの各ラジアルチルト信号のレベル差がオフセット成分である。
ラジアルチルト信号にオフセット成分が含まれる場合には、ラジアルチルトサーボ制御によってラジアルチルト信号が減少するように液晶パネル３が駆動される。ラジアルチルト信号が０に制御されても実際にはオフセット分だけずれたチルト角度に制御される。
【００３２】
ディスク２２の記録面におけるトラック上のレーザビームの照射位置が鏡面部であるとき、例えば、図１４に示すように、スポット光３０が形成される。ここで、トラック間距離ｄは対物レンズ２７の開口数ＮＡとレーザビームの波長λとによってλ／ＮＡで規格化した距離である。すなわち、λ／ＮＡに対応したトラック間距離を１として比率で示した距離である。鏡面部においてトラック間距離ｄとラジアルチルト信号のオフセット成分との関係をコンピュータによってシミュレーションすると図１５に示すようになる。この図１５の関係から分かるように、トラック間距離ｄがほぼ０．６以上であるならば、オフセット成分をほとんど０にすることができる。
【００３３】
よって、図１２のチルト角度検出装置１においては、ディスク２２からの読取信号であるＲＦ信号に応じて鏡面部の読み取り中であることが鏡面部検出回路４９によって検出されている期間には、オン信号が比較器５２から発生してスイッチ４８をオンさせる。スイッチ４８のオン時には減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がスイッチ４１を介してチルト角度検出装置１から制御回路２に出力される。そのラジアルチルト信号はディスク２２の鏡面部の読み取り時における信号となり、オフセット成分をほとんど含んでいない。
【００３４】
この結果、対物レンズ２７がディスク半径方向にシフトした場合でもオフセットがない正しいラジアルチルト信号を出力することができる。
ラジアルチルトのオフセット角度のトラック間距離ｄに対する変動をコンピュータシミュレーションによって計算した結果を図１６に示す。図１６において実線の特性が対物レンズのシフトがビームスポット径に対して１０％のときであり、波線の特性が対物レンズのシフトがビームスポット径に対して６％のときである。
【００３５】
通常、ラジアルチルト角度が±０．２°程度の範囲内であれば、ピックアップによる読取信号に悪影響を及ぼすことがほどんどない。このことを考慮すると、対物レンズのシフトがビームスポット径に対して１０％のときには、トラック間距離ｄは図１６から０．４５〜０．８５となる。よって、図１２はチルト角度検出装置１を用いたチルトサーボ制御装置においては、ディスク２２においてｄ＝０．４５〜０．８５を満たすならば、１０％内の対物レンズのシフトがある場合であってもラジアルチルト角度を読取信号に悪影響を及ぼすことなく補正することができる。
【００３６】
図１７はチルト角度検出装置１の他の構成を更に示している。図１７のチルト角度検出装置１においては、図１１のチルト角度検出装置１におけるスイッチ４１に代えて、セレクタ５５、時間差補正回路５６及び演算回路５７が備えられている。セレクタ５５は切り替えスイッチであり、パターン判別回路４２の判別結果に応じて入力信号を２つの出力端子ＳＯ1〜ＳＯ2のうちからいずれか１に選択的に出力する。時間差補正回路５６はセレクタ５５から出力されるラジアルチルト信号に対して時間的に補正を施して演算回路５７に出力する。時間差補正回路５６においては、出力端子ＳＯ1，ＳＯ2各々に対してはホールド回路５６1，５６2が接続されている。ホールド回路５６1，５６2各々に保持されたラジアルチルト信号が演算回路５７に出力される。
【００３７】
演算回路５７は、係数乗算器５７1，５７2と加算器５８とからなる。係数乗算器５７1，５７2は時間差補正回路５６から出力されるラジアルチルト信号に係数Ｋ１，Ｋ２を乗算して加算器５８に供給する。加算器５８は係数乗算器５７1，５７2によって係数乗算されたラジアルチルト信号を加算して最終的なラジアルチルト信号として制御回路２に出力する。
【００３８】
図１７のチルト角度検出装置１は、読取トラック位置に対する隣接トラックにおけるピット列の配置が非対称な関係であるとき有効である。すなわち、図１８及び図１９に示すように、領域１では外周側隣接トラックにピット列があり、内周側隣接トラックは鏡面部となっているが、領域２ではその反対の場合である。ピックアップの読取位置が領域１又は領域２にあるときには減算器１６から出力されるラジアルチルト信号にはオフセット成分が含まれることになる。このオフセット成分の影響を減少させるために図１７のチルト角度検出装置１は構成されている。
【００３９】
図１７のチルト角度検出装置１においては、ピックアップの読取位置が上記の領域１にある場合に、そのことはパターン判別回路４２によって判別される。パターン判別回路４２の出力信号に応じてセレクタ５５はラジアルチルト信号を出力端子ＳＯ1を介してホールド回路５６1に信号ＲＴ１として保持させる。その保持ラジアルチルト信号ＲＴ１は演算回路５７に供給される。その後、ピックアップの読取位置が上記の領域２に進行した場合に、そのことはパターン判別回路４２によって判別される。パターン判別回路４２の出力信号に応じてセレクタ５５はラジアルチルト信号を出力端子ＳＯ2を介してホールド回路５６2にＲＴ２として保持させる。その保持ラジアルチルト信号ＲＴ２は演算回路５７に供給される。演算回路５７では保持ラジアルチルト信号ＲＴ１に係数Ｋ１が係数乗算器５７1によって乗算され、保持ラジアルチルト信号ＲＴ２に係数Ｋ２が係数乗算器５７2によって乗算される。加算器５８は係数乗算器５７1，５７2によって係数乗算されたラジアルチルト信号を次のように加算して最終的なラジアルチルト信号ＲＴを生成する。
【００４０】
ＲＴ＝Ｋ１・ＲＴ１＋Ｋ２・ＲＴ２
係数Ｋ１，Ｋ２は、隣接トラック間の距離ｄ１とｄ２とがほぼ等しく、かつ領域１の外周側隣接トラックにピット列と領域２の内周側隣接トラックにピット列とがほぼ等しい場合には、例えば、Ｋ１＝Ｋ２＝１／２である。
図２０は上記のラジアルチルト信号ＲＴ１，ＲＴ２及びＲＴ各々のラジアルチルト角度との関係を示している。ラジアルチルト信号ＲＴはラジアルチルト信号ＲＴ１，ＲＴ２に含まれるオフセット成分を除去した信号となっている。
【００４１】
このように、図１７のチルト角度検出装置１を用いた場合には、読取タイミングが異なる領域に対するラジアルチルト信号を用いて最終的なラジアルチルト信号を演算するので、読取トラック位置に対する隣接トラックにおけるピット列の配置が非対称な関係であるときラジアルチルト信号に含まれるオフセット成分を低減させることができる。
【００４２】
また、係数Ｋ１，Ｋ２は、１／２に限定されず、それ以外の値であっても良い。更に、隣接トラック間の距離ｄ１とｄ２とが等しくない場合、或いは領域１の外周側隣接トラックにピット列と領域２の内周側隣接トラックにピット列とが等しくない場合には、ラジアルチルト信号ＲＴ１，ＲＴ２に含まれるオフセット成分が互いに異なるので、それに対応して係数Ｋ１，Ｋ２は互いに異なる値に設定される。
【００４３】
更に、上記の実施例の時間差補正回路５６ではラジアルチルト信号ＲＴ１，ＲＴ２の両方を保持したが、ラジアルチルト信号ＲＴ１だけを保持し、ラジアルチルト信号ＲＴ２を保持しないでそのまま演算回路５７に供給しても良い。
また、図２１に示すように、複数の領域のラジアルチルト信号に対して係数を乗算した後、加算するようにしても良い。図２１のチルト角度検出装置１において、セレクタ５５はパターン判別回路４２の判別結果に応じて入力信号をｎ＋１個の出力端子ＳＯ0〜ＳＯnのうちからいずれか１に選択的に出力する。時間差補正回路５６においては、出力端子ＳＯ0から供給されたラジアルチルト信号はそのまま演算回路５７に出力する。出力端子ＳＯ1〜ＳＯn各々に対してはホールド回路５６1〜５６nが接続されている。ホールド回路５６1〜５６n各々に保持されたラジアルチルト信号が演算回路５７に出力される。演算回路５７の係数乗算器５７0〜５７nは時間差補正回路５６から出力されるラジアルチルト信号ＲＴ０〜ＲＴｎに係数Ｋ０〜Ｋｎを乗算して加算器５８に供給する。加算器５８は係数乗算器５７0〜５７nによって係数乗算されたラジアルチルト信号を加算して最終的なラジアルチルト信号ＲＴとして制御回路２に出力する。ラジアルチルト信号ＲＴは、
ＲＴ＝Ｋ０・ＲＴ０＋Ｋ１・ＲＴ１＋………＋Ｋｎ・ＲＴｎ
の如く表される。
【００４４】
係数Ｋ０〜Ｋｎはディスク２２の各領域に対応させてテーブルとして予め設定される。その設定された係数Ｋ０〜Ｋｎのテーブルをディスク２２に記録させておいてディスク再生時にそのテーブルを読み出して用いるようにすることができる。例えば、図２２に示すようにディスク２２のトラックにはアドレス記録領域毎にテーブルを記録することができる。また、テーブルの記録は一定間隔でも良いし、ランダム間隔でも良い。
【００４５】
なお、セレクタ５５、時間差補正回路５６及び演算回路５７からなる構成を図１７及び図２１に示したようにチルト角度検出装置１の出力段に設けるだけでなく、その構成をＰＰ値検出回路１４と減算器１６との間及びＰＰ値検出回路１５と減算器１６との間の各々に設けても良い。
上記した各実施例においては、ラジアルチルト角度を補償するためのチルト角調整手段として液晶パネル３を用いたチルトサーボ制御装置を示したが、光ディスクに対するピックアップ又は対物レンズの傾きを機械的に調整するアクチュエータを設けて、チルトエラー信号に応じてそのアクチュエータを駆動する構成を用いても良い。
【００４６】
また、上記した各実施例においては、光ディスクの場合について説明したが、光カード等の他の光記録媒体にも本発明を適用することができる。また、上記した各実施例においてはラジアルチルト信号を生成するチルトサーボ制御装置に用いた場合について説明したが、ラジアルチルト信号のオフセット成分のキャンセルについてはラジアルチルト角度により生じるプッシュプル信号のオフセット成分のキャンセルにも同様に用いることができる。
【００４７】
以上のように、光検出器の４つの受光面のうちのトラック接線方向で区分けされる一方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第１プッシュプル信号として発生する第１プッシュプル信号発生手段と、４つの受光面のうちのトラック接線方向で区分けされる他方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第２プッシュプル信号として発生する第２プッシュプル信号発生手段と、第１プッシュプル信号の振幅と第２プッシュプル信号の振幅との差に応じてチルト角度を示すチルト信号を生成するチルト信号生成手段とを有するので、チルトセンサ等のチルト検出機構を特に用いることなくチルト角度を正確に検出することができる。この結果、ピックアップの小型化を図ることができ、チルトサーボ制御装置の調整が簡単となり、更に、チルトサーボ制御装置のコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチルト角度検出装置を適用したチルトサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の装置中のＰＰ値検出回路の構成を示すブロック図である。
【図３】ピックアップの光学系を示す図である。
【図４】液晶パネルを示す図である。
【図５】光ディスクの記録面に照射されたレーザビームによって形成された光スポットを示す図である。
【図６】タンジェンシャルプッシュプル信号の振幅波形を示す図である。
【図７】ラジアルチルト角度とラジアルチルト信号の関係を示す図である。
【図８】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図９】ピットの出現周波数とラジアルチルト信号との関係を示す図である。
【図１０】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図１１】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図１２】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図１３】対物レンジのシフトの有無時のラジアルチルト角度とラジアルチルト信号の関係を示す図である。
【図１４】光ディスクの記録面の鏡面部に照射されたレーザビームによって形成された光スポットを示す図である。
【図１５】トラック間距離とラジアルチルト信号のオフセット成分との関係を示す図である。
【図１６】トラック間距離とラジアルチルトのオフセット角度との関係を示す図である。
【図１７】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図１８】光ディスクの記録面の領域毎に異なるパターンであることを示す図である。
【図１９】光ディスクの記録面の領域毎に異なるパターンであることを示す図である。
【図２０】ラジアルチルト角度とラジアルチルト信号の関係を示す図である。
【図２１】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図２２】テーブルが記録されたディスクを示す図である。
【符号の説明】
１ チルト角度検出装置
２ 制御回路
３ 液晶パネル
１１ ４分割光検出器
１２，１３，１６ 減算器
１４，１５ ＰＰ値検出回路
【発明が属する技術分野】
本発明は、光記録媒体の記録面の光ビームの照射位置における法線と光ビームの光軸方向とのなすチルト角度を検出するチルト角度検出装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク等の光記録媒体から記録情報を正確に読み取るためには、光記録媒体の記録面に対して垂直に読取ビームを照射する必要がある。しかしながら、光記録媒体自体に反りが生じていたり、機構系の誤差が大きいと、光記録媒体の記録面に対して垂直に読取ビームを照射することができなくなり、情報読取精度が低下してしまう。
【０００３】
そこで、光記録媒体から記録情報の再生を行う記録情報再生装置においては、情報読取手段としてのピックアップと光記録媒体との間に生じている傾き（チルト角度）をチルト角度検出装置によって検出し、検出した傾きに応じた分だけピックアップ全体を傾けるチルト補正処理を施すことなどにより、情報読取精度の低下を抑えることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のチルト角度検出装置においては、ピックアップと光記録媒体との間に生じている傾きを検出するチルトセンサ等のチルト検出機構が特に必要であったために装置のコスト高を招来すると共に装置が複雑になるという問題点があった。また、チルトサーボ装置の製造段階でチルト検出機構を適切に調整する調整行程を設ける必要があり、その調整行程は比較的時間を要し煩わしいという問題点があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題には、上記の問題点が一例として挙げられ、チルトセンサ等のチルト検出機構を用いることなくチルト角度を正確に検出することができるチルト角度検出装置及び方法を提供することが本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のチルト角度検出装置は、光源から発射されたレーザビームを光記録媒体の記録面に導くとともに前記光記録媒体の記録面で反射された前記レーザビームを受光部にて受光する光学系を備えた光記録媒体記録再生装置のチルト角度検出装置であって、前記受光部に備えられ、前記光記録媒体のトラック接線方向とそれに垂直な方向とに対応して少なくとも４分割された受光面を有し、その４つの受光面毎に受光レーザビームの強度に応じた受光信号を出力する光検出器と、前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる一方の受光領域内の２つの受光面に対応した前記光検出器の受光信号の差を第１プッシュプル信号として発生する第１プッシュプル信号発生手段と、前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる他方の受光領域内の２つの受光面に対応した前記光検出器の受光信号の差を第２プッシュプル信号として発生する第２プッシュプル信号発生手段と、前記第１プッシュプル信号の振幅と前記第２プッシュプル信号の振幅との差に応じて前記光記録媒体の記録面の前記レーザビームの照射位置における法線と前記レーザビームの光軸方向とのなすチルト角度を示すチルト信号を生成するチルト信号生成手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明のチルト角度検出方法は、光源から発射されたレーザビームを光記録媒体の記録面に導くとともに前記光記録媒体の記録面で反射された前記レーザビームを受光部にて受光する光学系を備えた光記録媒体記録再生装置のチルト角度検出方法であって、前記受光部に前記光記録媒体のトラック接線方向とそれに垂直な方向とに対応して少なくとも４分割された受光面を有し、その４つの受光面毎に受光レーザビームの強度に応じた受光信号を出力し、前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる一方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第１プッシュプル信号として発生し、前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる他方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第２プッシュプル信号として発生し、前記第１プッシュプル信号の振幅と前記第２プッシュプル信号の振幅との差に応じて前記光記録媒体の記録面の前記レーザビームの照射位置における法線と前記レーザビームの光軸方向とのなすチルト角度を示すチルト信号を生成することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明によるチルト角度検出装置を含むチルトサーボ制御装置を示している。このチルトサーボ制御装置は光ディスクプレーヤに適用されたものであり、チルト角度検出装置１と、制御回路２と、液晶パネル３とを有する。
【００１０】
チルト角度検出装置１は、図１に示すように、４分割光検出器１１、減算器１２，１３，１６及びＰＰ値検出回路１４，１５からなる。
４分割光検出器１１は、ピックアップに内蔵されており、光ディスクの情報記録トラックの接線に沿った方向と、記録トラックの接線に直交するディスク半径方向とによって４分割された受光面Ｄ１〜Ｄ４を有する光電変換素子からなる。受光面Ｄ１，Ｄ４が光ディスクの外周側に位置し、受光面Ｄ２，Ｄ３が光ディスクの内周側に位置する。受光面Ｄ１とＤ３とが４分割の中心について対称関係にあり、受光面Ｄ２とＤ４とが４分割の中心について対称関係にある。情報記録トラックの接線に沿った方向その光電変換素子は、情報読取スポットによる光ディスクからの反射光を４つの受光面Ｄ１〜Ｄ４各々によって受光し、受光強度に対応した電気信号を受光信号Ｓ１〜Ｓ４として各々出力する。受光信号Ｓ１，Ｓ４は減算器１２に供給され、受光信号Ｓ２，Ｓ３は減算器１３に供給される。
【００１１】
減算器１２は受光信号Ｓ１から受光信号Ｓ４を差し引いて差信号であるタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４をＰＰ値検出回路１４に供給する。減算器１３は受光信号Ｓ２から受光信号Ｓ３を差し引いてタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ２−Ｓ３をＰＰ値検出回路１５に供給する。
ＰＰ値検出回路１４は、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４の正負の波高値（ピーク値）を検出してその正負の波高値からＰ−Ｐ（ピーク・ツー・ピーク）値を算出する。同様に、ＰＰ値検出回路１５は、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ２−Ｓ３の正負の波高値を検出してその正負の波高値からＰ−Ｐ値を算出する。
【００１２】
ＰＰ値検出回路１４，１５各々は具体的には、図２に示すように、正ピークホールド回路３１、負ピークホールド回路３２及び減算器３３からなる。正ピークホールド回路３１はタンジェンシャルプッシュプル信号の正のピーク値を保持し、負ピークホールド回路３２はタンジェンシャルプッシュプル信号の負のピーク値を保持する。減算器３３は正のピーク値から負のピーク値を差し引いてＰ−Ｐ値を信号として出力する。
【００１３】
減算器１６はＰＰ値検出回路１４の出力Ｐ−Ｐ値からＰＰ値検出回路１５の出力Ｐ−Ｐ値を差し引いてラジアルチルト信号を生成する。減算器１６の出力がチルト角度検出装置１の出力である。
制御回路２には、チルト角度検出装置１からチルト信号が供給される。制御回路２はチルト信号を減少させるように駆動信号を発生する。具体的には制御回路２は図示しないが、複数のチルト補正値を予め記憶したチルト補正ＲＯＭを有し、チルト信号によって指定されるアドレスに対応した記憶された３つの補正値をそのＲＯＭから読み出して駆動信号として出力する。３つの補正値は液晶パネル３の後述する３つの領域３ａ〜３ｃに対応している。
【００１４】
液晶パネル３は、ピックアップ内に設けられ、光学系の波面収差が補正可能にされている。
ピックアップの光学系は、上記した４分割光検出器１１及び液晶パネル３の他に、図３に示すように、半導体レーザ素子２１、コリメータレンズ２４、グレーティング２５、偏光板２６ａ付きの偏光ビームスプリッタ２６、対物レンズ２７、集光レンズ２８及びマルチレンズ２９を有している。
【００１５】
半導体レーザ素子２１は図示しない駆動回路によって駆動され、レーザビームを発する。半導体レーザ素子２１から出射されたレーザビームはコリメータレンズ２４を介して偏光板２６ａ付きの偏光ビームスプリッタ２６に達するようになっている。偏光ビームスプリッタ２６は入射したレーザビームの大部分（例えば、９０％）を通過させ、偏光板２６ａは通過したレーザビームの直線偏光を円偏光に変換する。
【００１６】
偏光板２６ａ付きの偏光ビームスプリッタ２６を通過したレーザビームは上記の液晶パネル３、そして対物レンズ２７を介して光ディスク２２に達してその記録面で反射される。ディスク２２の記録面で反射されたレーザビームは、対物レンズ２７、液晶パネル３及び偏光板２６ａを介して偏光ビームスプリッタ２６まで戻る。偏光板２６ａはディスク２２で反射された戻りのレーザビームの円偏光を直線偏光に変換する。偏光ビームスプリッタ２６は戻りのレーザビームを偏光分離面２６ｂで反射し、その反射レーザビームは集光レンズ２８、マルチレンズ２９を介して４分割光検出器１１の受光面に到達する。
【００１７】
液晶パネル３は例えば、図４に示すように半径方向において内周側、中間、外周側の３つの領域３ａ〜３ｃに分割されている。これら３つの領域３ａ〜３ｃは制御回路２から出力される個別の駆動電圧により各領域３ａ〜３ｃ毎に可変制御される。これにより各領域３ａ〜３ｃ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、ディスク半径方向に発生するチルトにより生ずるコマ収差等の波面収差の補正が可能となる。
【００１８】
図５に示すように、ピット（マークを含む）が形成されたディスク２２の記録面上に照射されたレーザビームによる光スポットが矢印方向に移動するとき、ピットの断続によってその移動方向（トラック方向）における光学特性に変化が生ずる。この変化はチルト角度検出装置１において、受光信号Ｓ１とＳ４との間に、また受光信号Ｓ２とＳ３との間に信号レベルの差として現れる。よって、受光信号Ｓ１から受光信号Ｓ４を差し引いて得られたタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４と、受光信号Ｓ２から受光信号Ｓ３を差し引いて得られたタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ２−Ｓ３とを減算器１２，１３によって検出することができる。
【００１９】
ディスク２２とその記録面のピットに照射されたレーザビームに対してラジアルチルト（半径方向の傾き）が存在する場合には、図６に示すように、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４とＳ２−Ｓ３との間にレベル差が生じる。図６ではレーザビームがピット上をトラックに沿って移動する際のタンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４及びＳ２−Ｓ３の変動を示している。そのＳ１−Ｓ４とＳ２−Ｓ３とのレベル差は各々ピーク時点において最大となりラジアルチルトの大きさに対応する。よって、タンジェンシャルプッシュプル信号Ｓ１−Ｓ４のＰ−Ｐ値とＳ２−Ｓ３のＰ−Ｐ値との差が減算器１６によってとられ、その差がチルトの大きさを示すラジアルチルト信号として出力される。
【００２０】
ラジアルチルト信号と実際のラジアルチルトの角度との関係は図７に示すようにほぼ比例した関係となる。
チルト角度検出装置１によって生成されたチルト信号に応じて制御回路２は、ラジアルチルトの大きさを減少させるように駆動信号を発生し、その駆動信号に応じて液晶パネル３の各領域３ａ〜３ｃを駆動する。
【００２１】
図８はチルト角度検出装置１の他の構成を示している。図８のチルト角度検出装置１においては、ＰＰ値検出回路１４と減算器１６との間に平均化回路１７が挿入され、ＰＰ値検出回路１５と減算器１６との間に平均化回路１８が挿入されている。平均化回路１７はＰＰ値検出回路１４によって検出されたＰ−Ｐ値の平均値を算出して出力する。平均化回路１８はＰＰ値検出回路１５によって検出されたＰ−Ｐ値の平均値を算出して出力する。平均値の算出に用いるＰ−Ｐ値は例えば、現在から所定の期間前までにおいて検出された全てのＰ−Ｐ値である。
【００２２】
ディスク２２に記録されたピット列が所定の周期でなくランダムに出現するピットからなる場合には、ＰＰ値検出回路１４及び１５によって検出されるＰ−Ｐ値はレベル変動する。すなわち、ピットの出現周期（周波数）に応じてＰ−Ｐ値はレベル変動する。その場合には、ラジアルチルト信号は図９に示すようにそのＮＡ／λで規格化した周波数に対してレベル変動することになる。なお、ＮＡは対物レンズ２７の開口数であり、λはレーザビームの波長である。規格化した周波数とはＮＡ／λに対応する周波数を１として比率で示した周波数である。
【００２３】
図８のチルト角度検出装置１においては、平均化回路１７及び１８によってＰ−Ｐ値の平均値を求めた後、その平均化Ｐ−Ｐ値の差が減算器１６によって算出されるので、ランダムに出現するピットからなるピット列を有するディスク２２であってもレベル変動が抑制されたラジアルチルト信号を生成することができる。よって、安定したチルトサーボ制御が可能となる。また、図１のラジアルチルト信号に平均化回路を適用しても同様の効果が得られる。
【００２４】
図１０はチルト角度検出装置１の他の構成を更に示している。図１０のチルト角度検出装置１においては、減算器１６の出力にＡＧＣ（自動利得制御）回路１９が接続されている。ＡＧＣ回路１９は、増幅器３５と、比較器３６とからなる。増幅器３５は減算器１６から出力されるラジアルチルト信号を増幅し、それをチルト角度検出装置１の出力信号として出力する。比較器３６は増幅器３５によって増幅されたラジアルチルト信号と基準信号とをレベルの大小について比較する。基準信号は、予め定められたレベルを有する信号であり、ラジアルチルト信号の平均的なレベルで良い。比較器３６は比較結果を示す信号を増幅器３５に供給する。比較結果を示す信号はレベル差でも良いし、大小に対応した２値化信号でも良い。増幅器３５は比較結果を示す信号に応じて増幅利得を調整し、ラジアルチルト信号を調整後の利得で増幅する。
【００２５】
図１０のチルト角度検出装置１においては、上記したように、ディスク２２のトラック上をランダムな周期で記録されたピットのために減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がレベル変動しても、そのレベル変動をＡＧＣ回路１９によって抑制することができる。
なお、ＡＧＣ回路を図１０に示したようにチルト角度検出装置１の出力段に設ける構成だけでなく、減算器１２とＰＰ値検出回路１４との間と、減算器１３とＰＰ値検出回路１５との間との各々にＡＧＣ回路を設けても良し、ＰＰ値検出回路１４と減算器１６との間と、ＰＰ値検出回路１５と減算器１６との間との各々にＡＧＣ回路を設けても良い。
【００２６】
図１１はチルト角度検出装置１の他の構成を更に示している。図１１のチルト角度検出装置１においては、図１の構成にスイッチ４１及びパターン判別回路４２が追加されている。スイッチ４１は減算器１６の出力に接続されている。パターン判別回路４２はピットの周期をパターンとして判別する。ピット判別回路４２は比較器４３とメモリ４４とを備えている。メモリ４４には予め定められた基準データが記憶されている。比較器４３にはメモリ４４に記憶された基準データが供給されると共に復調後のデータが供給される。復調後のデータを得るために、図１１に示すように４分割光検出器１１の出力信号Ｓ１〜Ｓ４を加算してＲＦ信号を出力する加算器４５と、そのＲＦ信号を復調して復調後のデータを出力する復調回路４６とが備えられている。復調回路４６の出力信号が比較器４３に供給される。
【００２７】
図１１のチルト角度検出装置１においては、復調後のデータがメモリ４４に記憶された基準データと一致するか否かが比較器４３で判別される。復調後のデータと基準データとが一致する場合には比較器４３はオン信号を発生し、不一致の場合にはオフ信号を発生する。よって、復調後のデータと基準データとが一致した場合には、スイッチ４１がオンとなり、減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がスイッチ４１を介してチルト角度検出装置１から制御回路２に出力される。ディスク２２のトラック上に記録されたピット列のうちの予め定められた部分に対応した復調後のデータを基準データとしてメモリ４４に記憶しておけば、ディスク２２のトラック上をランダムな周期で記録されたピットのために減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がレベル変動しても、チルト角度検出装置１の出力ラジアルチルト信号としてはランダム周期のピット列の影響を受けることがない。
【００２８】
なお、スイッチ４１及びパターン判別回路４２からなる構成を図１１に示したようにチルト角度検出装置１の出力段に設けるだけでなく、減算器１２とＰＰ値検出回路１４との間及び減算器１３とＰＰ値検出回路１５との間の各々にスイッチ及びパターン判別回路を設けても良し、ＰＰ値検出回路１４と減算器１６との間及びＰＰ値検出回路１５と減算器１６との間の各々にスイッチ及びパターン判別回路を設けても良い。
【００２９】
図１２はチルト角度検出装置１の他の構成を更に示している。図１２のチルト角度検出装置１においては、図１の構成にスイッチ４８及び鏡面部検出回路４９が追加されている。スイッチ４８は減算器１６の出力に接続されている。鏡面部検出回路４９はピックアップによるディスク２２からの読み取り位置が鏡面部であることを検出する。鏡面部検出回路４９は直流成分抽出回路５０と、メモリ５１と、比較器５２とからなる。直流成分抽出回路５０にはＲＦ信号が供給される。ＲＦ信号は上記の加算器４５から得られる。直流成分抽出回路５０はＲＦ信号中から直流成分を抽出する。メモリ５１には鏡面部の読み取り時のＲＦ信号のレベルを判別するためのレベルが記憶されており、メモリ５１からその記憶レベルが基準レベルとして出力される。比較器５２は直流成分抽出回路５０によって抽出された直流成分と基準レベルとを比較する。直流成分が基準レベルより大であるとき比較器５２はオン信号を発生し、直流成分が基準レベル以下であるとき比較器５２はオフ信号を発生する。オン信号はスイッチ４８をオン状態にさせ、オフ信号はスイッチ４８をオフ状態にさせる。スイッチ４８のオン状態には減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がスイッチ４１を介してチルト角度検出装置１から制御回路２に出力される。
【００３０】
ディスク２２が偏芯している場合、或いはトラッキングサーボ制御によってピックアップの対物レンズ２７がディスク半径方向にシフトした場合には、４分割光検出器１１の外周側の受光面Ｄ１，Ｄ４と、内周側の受光面Ｄ２，Ｄ３とでは受光強度が非対称となる。この非対称は受光信号Ｓ１，Ｓ４と受光信号Ｓ２，Ｓ３とに応じてラジアルチルト信号にオフセット成分として含まれることになる。
【００３１】
図１３は、ラジアルチルト信号とラジアルチルトの角度との関係を対物レンズ２７のシフトが無い場合と、対物レンズ２７のシフトが有る場合とについて各々示している。図１３においてラジアルチルトの角度が０度のときの各ラジアルチルト信号のレベル差がオフセット成分である。
ラジアルチルト信号にオフセット成分が含まれる場合には、ラジアルチルトサーボ制御によってラジアルチルト信号が減少するように液晶パネル３が駆動される。ラジアルチルト信号が０に制御されても実際にはオフセット分だけずれたチルト角度に制御される。
【００３２】
ディスク２２の記録面におけるトラック上のレーザビームの照射位置が鏡面部であるとき、例えば、図１４に示すように、スポット光３０が形成される。ここで、トラック間距離ｄは対物レンズ２７の開口数ＮＡとレーザビームの波長λとによってλ／ＮＡで規格化した距離である。すなわち、λ／ＮＡに対応したトラック間距離を１として比率で示した距離である。鏡面部においてトラック間距離ｄとラジアルチルト信号のオフセット成分との関係をコンピュータによってシミュレーションすると図１５に示すようになる。この図１５の関係から分かるように、トラック間距離ｄがほぼ０．６以上であるならば、オフセット成分をほとんど０にすることができる。
【００３３】
よって、図１２のチルト角度検出装置１においては、ディスク２２からの読取信号であるＲＦ信号に応じて鏡面部の読み取り中であることが鏡面部検出回路４９によって検出されている期間には、オン信号が比較器５２から発生してスイッチ４８をオンさせる。スイッチ４８のオン時には減算器１６から出力されるラジアルチルト信号がスイッチ４１を介してチルト角度検出装置１から制御回路２に出力される。そのラジアルチルト信号はディスク２２の鏡面部の読み取り時における信号となり、オフセット成分をほとんど含んでいない。
【００３４】
この結果、対物レンズ２７がディスク半径方向にシフトした場合でもオフセットがない正しいラジアルチルト信号を出力することができる。
ラジアルチルトのオフセット角度のトラック間距離ｄに対する変動をコンピュータシミュレーションによって計算した結果を図１６に示す。図１６において実線の特性が対物レンズのシフトがビームスポット径に対して１０％のときであり、波線の特性が対物レンズのシフトがビームスポット径に対して６％のときである。
【００３５】
通常、ラジアルチルト角度が±０．２°程度の範囲内であれば、ピックアップによる読取信号に悪影響を及ぼすことがほどんどない。このことを考慮すると、対物レンズのシフトがビームスポット径に対して１０％のときには、トラック間距離ｄは図１６から０．４５〜０．８５となる。よって、図１２はチルト角度検出装置１を用いたチルトサーボ制御装置においては、ディスク２２においてｄ＝０．４５〜０．８５を満たすならば、１０％内の対物レンズのシフトがある場合であってもラジアルチルト角度を読取信号に悪影響を及ぼすことなく補正することができる。
【００３６】
図１７はチルト角度検出装置１の他の構成を更に示している。図１７のチルト角度検出装置１においては、図１１のチルト角度検出装置１におけるスイッチ４１に代えて、セレクタ５５、時間差補正回路５６及び演算回路５７が備えられている。セレクタ５５は切り替えスイッチであり、パターン判別回路４２の判別結果に応じて入力信号を２つの出力端子ＳＯ1〜ＳＯ2のうちからいずれか１に選択的に出力する。時間差補正回路５６はセレクタ５５から出力されるラジアルチルト信号に対して時間的に補正を施して演算回路５７に出力する。時間差補正回路５６においては、出力端子ＳＯ1，ＳＯ2各々に対してはホールド回路５６1，５６2が接続されている。ホールド回路５６1，５６2各々に保持されたラジアルチルト信号が演算回路５７に出力される。
【００３７】
演算回路５７は、係数乗算器５７1，５７2と加算器５８とからなる。係数乗算器５７1，５７2は時間差補正回路５６から出力されるラジアルチルト信号に係数Ｋ１，Ｋ２を乗算して加算器５８に供給する。加算器５８は係数乗算器５７1，５７2によって係数乗算されたラジアルチルト信号を加算して最終的なラジアルチルト信号として制御回路２に出力する。
【００３８】
図１７のチルト角度検出装置１は、読取トラック位置に対する隣接トラックにおけるピット列の配置が非対称な関係であるとき有効である。すなわち、図１８及び図１９に示すように、領域１では外周側隣接トラックにピット列があり、内周側隣接トラックは鏡面部となっているが、領域２ではその反対の場合である。ピックアップの読取位置が領域１又は領域２にあるときには減算器１６から出力されるラジアルチルト信号にはオフセット成分が含まれることになる。このオフセット成分の影響を減少させるために図１７のチルト角度検出装置１は構成されている。
【００３９】
図１７のチルト角度検出装置１においては、ピックアップの読取位置が上記の領域１にある場合に、そのことはパターン判別回路４２によって判別される。パターン判別回路４２の出力信号に応じてセレクタ５５はラジアルチルト信号を出力端子ＳＯ1を介してホールド回路５６1に信号ＲＴ１として保持させる。その保持ラジアルチルト信号ＲＴ１は演算回路５７に供給される。その後、ピックアップの読取位置が上記の領域２に進行した場合に、そのことはパターン判別回路４２によって判別される。パターン判別回路４２の出力信号に応じてセレクタ５５はラジアルチルト信号を出力端子ＳＯ2を介してホールド回路５６2にＲＴ２として保持させる。その保持ラジアルチルト信号ＲＴ２は演算回路５７に供給される。演算回路５７では保持ラジアルチルト信号ＲＴ１に係数Ｋ１が係数乗算器５７1によって乗算され、保持ラジアルチルト信号ＲＴ２に係数Ｋ２が係数乗算器５７2によって乗算される。加算器５８は係数乗算器５７1，５７2によって係数乗算されたラジアルチルト信号を次のように加算して最終的なラジアルチルト信号ＲＴを生成する。
【００４０】
ＲＴ＝Ｋ１・ＲＴ１＋Ｋ２・ＲＴ２
係数Ｋ１，Ｋ２は、隣接トラック間の距離ｄ１とｄ２とがほぼ等しく、かつ領域１の外周側隣接トラックにピット列と領域２の内周側隣接トラックにピット列とがほぼ等しい場合には、例えば、Ｋ１＝Ｋ２＝１／２である。
図２０は上記のラジアルチルト信号ＲＴ１，ＲＴ２及びＲＴ各々のラジアルチルト角度との関係を示している。ラジアルチルト信号ＲＴはラジアルチルト信号ＲＴ１，ＲＴ２に含まれるオフセット成分を除去した信号となっている。
【００４１】
このように、図１７のチルト角度検出装置１を用いた場合には、読取タイミングが異なる領域に対するラジアルチルト信号を用いて最終的なラジアルチルト信号を演算するので、読取トラック位置に対する隣接トラックにおけるピット列の配置が非対称な関係であるときラジアルチルト信号に含まれるオフセット成分を低減させることができる。
【００４２】
また、係数Ｋ１，Ｋ２は、１／２に限定されず、それ以外の値であっても良い。更に、隣接トラック間の距離ｄ１とｄ２とが等しくない場合、或いは領域１の外周側隣接トラックにピット列と領域２の内周側隣接トラックにピット列とが等しくない場合には、ラジアルチルト信号ＲＴ１，ＲＴ２に含まれるオフセット成分が互いに異なるので、それに対応して係数Ｋ１，Ｋ２は互いに異なる値に設定される。
【００４３】
更に、上記の実施例の時間差補正回路５６ではラジアルチルト信号ＲＴ１，ＲＴ２の両方を保持したが、ラジアルチルト信号ＲＴ１だけを保持し、ラジアルチルト信号ＲＴ２を保持しないでそのまま演算回路５７に供給しても良い。
また、図２１に示すように、複数の領域のラジアルチルト信号に対して係数を乗算した後、加算するようにしても良い。図２１のチルト角度検出装置１において、セレクタ５５はパターン判別回路４２の判別結果に応じて入力信号をｎ＋１個の出力端子ＳＯ0〜ＳＯnのうちからいずれか１に選択的に出力する。時間差補正回路５６においては、出力端子ＳＯ0から供給されたラジアルチルト信号はそのまま演算回路５７に出力する。出力端子ＳＯ1〜ＳＯn各々に対してはホールド回路５６1〜５６nが接続されている。ホールド回路５６1〜５６n各々に保持されたラジアルチルト信号が演算回路５７に出力される。演算回路５７の係数乗算器５７0〜５７nは時間差補正回路５６から出力されるラジアルチルト信号ＲＴ０〜ＲＴｎに係数Ｋ０〜Ｋｎを乗算して加算器５８に供給する。加算器５８は係数乗算器５７0〜５７nによって係数乗算されたラジアルチルト信号を加算して最終的なラジアルチルト信号ＲＴとして制御回路２に出力する。ラジアルチルト信号ＲＴは、
ＲＴ＝Ｋ０・ＲＴ０＋Ｋ１・ＲＴ１＋………＋Ｋｎ・ＲＴｎ
の如く表される。
【００４４】
係数Ｋ０〜Ｋｎはディスク２２の各領域に対応させてテーブルとして予め設定される。その設定された係数Ｋ０〜Ｋｎのテーブルをディスク２２に記録させておいてディスク再生時にそのテーブルを読み出して用いるようにすることができる。例えば、図２２に示すようにディスク２２のトラックにはアドレス記録領域毎にテーブルを記録することができる。また、テーブルの記録は一定間隔でも良いし、ランダム間隔でも良い。
【００４５】
なお、セレクタ５５、時間差補正回路５６及び演算回路５７からなる構成を図１７及び図２１に示したようにチルト角度検出装置１の出力段に設けるだけでなく、その構成をＰＰ値検出回路１４と減算器１６との間及びＰＰ値検出回路１５と減算器１６との間の各々に設けても良い。
上記した各実施例においては、ラジアルチルト角度を補償するためのチルト角調整手段として液晶パネル３を用いたチルトサーボ制御装置を示したが、光ディスクに対するピックアップ又は対物レンズの傾きを機械的に調整するアクチュエータを設けて、チルトエラー信号に応じてそのアクチュエータを駆動する構成を用いても良い。
【００４６】
また、上記した各実施例においては、光ディスクの場合について説明したが、光カード等の他の光記録媒体にも本発明を適用することができる。また、上記した各実施例においてはラジアルチルト信号を生成するチルトサーボ制御装置に用いた場合について説明したが、ラジアルチルト信号のオフセット成分のキャンセルについてはラジアルチルト角度により生じるプッシュプル信号のオフセット成分のキャンセルにも同様に用いることができる。
【００４７】
以上のように、光検出器の４つの受光面のうちのトラック接線方向で区分けされる一方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第１プッシュプル信号として発生する第１プッシュプル信号発生手段と、４つの受光面のうちのトラック接線方向で区分けされる他方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第２プッシュプル信号として発生する第２プッシュプル信号発生手段と、第１プッシュプル信号の振幅と第２プッシュプル信号の振幅との差に応じてチルト角度を示すチルト信号を生成するチルト信号生成手段とを有するので、チルトセンサ等のチルト検出機構を特に用いることなくチルト角度を正確に検出することができる。この結果、ピックアップの小型化を図ることができ、チルトサーボ制御装置の調整が簡単となり、更に、チルトサーボ制御装置のコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチルト角度検出装置を適用したチルトサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の装置中のＰＰ値検出回路の構成を示すブロック図である。
【図３】ピックアップの光学系を示す図である。
【図４】液晶パネルを示す図である。
【図５】光ディスクの記録面に照射されたレーザビームによって形成された光スポットを示す図である。
【図６】タンジェンシャルプッシュプル信号の振幅波形を示す図である。
【図７】ラジアルチルト角度とラジアルチルト信号の関係を示す図である。
【図８】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図９】ピットの出現周波数とラジアルチルト信号との関係を示す図である。
【図１０】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図１１】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図１２】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図１３】対物レンジのシフトの有無時のラジアルチルト角度とラジアルチルト信号の関係を示す図である。
【図１４】光ディスクの記録面の鏡面部に照射されたレーザビームによって形成された光スポットを示す図である。
【図１５】トラック間距離とラジアルチルト信号のオフセット成分との関係を示す図である。
【図１６】トラック間距離とラジアルチルトのオフセット角度との関係を示す図である。
【図１７】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図１８】光ディスクの記録面の領域毎に異なるパターンであることを示す図である。
【図１９】光ディスクの記録面の領域毎に異なるパターンであることを示す図である。
【図２０】ラジアルチルト角度とラジアルチルト信号の関係を示す図である。
【図２１】チルト角度検出装置の他の実施例を示す図である。
【図２２】テーブルが記録されたディスクを示す図である。
【符号の説明】
１ チルト角度検出装置
２ 制御回路
３ 液晶パネル
１１ ４分割光検出器
１２，１３，１６ 減算器
１４，１５ ＰＰ値検出回路
Claims (12)
- 光源から発射されたレーザビームを光記録媒体の記録面に導くとともに前記光記録媒体の記録面で反射された前記レーザビームを受光部にて受光する光学系を備えた光記録媒体記録再生装置のチルト角度検出装置であって、
前記受光部に備えられ、前記光記録媒体のトラック接線方向とそれに垂直な方向とに対応して少なくとも４分割された受光面を有し、その４つの受光面毎に受光レーザビームの強度に応じた受光信号を出力する光検出器と、
前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる一方の受光領域内の２つの受光面に対応した前記光検出器の受光信号の差を第１プッシュプル信号として発生する第１プッシュプル信号発生手段と、
前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる他方の受光領域内の２つの受光面に対応した前記光検出器の受光信号の差を第２プッシュプル信号として発生する第２プッシュプル信号発生手段と、
前記第１プッシュプル信号の振幅と前記第２プッシュプル信号の振幅との差に応じて前記光記録媒体の記録面の前記レーザビームの照射位置における法線と前記レーザビームの光軸方向とのなすチルト角度を示すチルト信号を生成するチルト信号生成手段と、を備えたことを特徴とするチルト角度検出装置。 - 前記チルト信号生成手段は、前記第１プッシュプル信号のＰ−Ｐ（ピーク・ツー・ピーク）値を検出する第１ＰＰ値検出回路と、前記第２プッシュプル信号のＰ−Ｐ値を検出する第２ＰＰ値検出回路と、前記第１ＰＰ値検出回路によって検出されたＰＰ値から前記第２ＰＰ値検出回路によって検出されたＰＰ値を差し引いて前記チルト信号を生成する減算器と、を有することを特徴とする請求項１記載のチルト角度検出装置。
- 前記チルト信号生成手段は、前記プッシュプル信号及びチルト信号のうちの少なくとも一方のレベルを平均化する平均化回路を有することを特徴とする請求項１記載のチルト角度検出装置。
- 前記チルト信号生成手段は、自動利得制御回路を有し、
前記自動利得制御回路は、前記第１ＰＰ値検出回路及び第２ＰＰ値検出回路各々の入力ライン、前記第１ＰＰ値検出回路と前記減算器との間及び前記第２ＰＰ値検出回路と前記減算器との間各々の接続ライン、並びに前記減算器の出力ラインのいずれか１に設けられることを特徴とする請求項２記載のチルト角度検出装置。 - 前記チルト信号生成手段は、前記光記録媒体の記録面における前記レーザビームの照射中心位置のトラックのパターンが所定のパターンであることを判別するパターン判別手段と、前記パターン判別手段によって前記所定のパターンが判別されたときにオン状態となって前記チルト信号を中継するスイッチ手段と、を有することを特徴とする請求項１記載のチルト角度検出装置。
- 前記所定のパターンは、鏡面部であることを特徴とする請求項５記載のチルト角度検出装置。
- 前記チルト信号生成手段は、前記光記録媒体の記録面における前記レーザビームの照射中心位置のトラックのパターンを判別するパターン判別手段と、
前記パターン判別手段によって複数の所定領域毎のパターンが個別に判別されたときの複数の前記チルト信号に応じて最終的なチルト信号を演算する演算手段と、を有することを特徴とする請求項１記載のチルト角度検出装置。 - 前記パターン判別手段によって前記所定領域を示すパターンが判別されたときの前記チルト信号を保持する保持手段を有することを特徴とする請求項７記載のチルト角度検出装置。
- 前記演算手段は、前記パターン判別手段によって前記複数の所定領域各々のパターンが判別されたときの前記チルト信号毎に前記チルト信号に対して係数を乗算する乗算手段と、前記乗算手段による各乗算結果を加算して前記最終的なチルト信号を算出する加算器と、を有することを特徴とする請求項７記載のチルト角度検出装置。
- 前記演算手段は、前記係数を前記複数の所定領域各々に対応させて記憶した記憶手段を有することを特徴とする請求項９記載のチルト角度検出装置。
- 前記記憶手段は、前記複数の所定領域各々の前記係数がデータテーブルとして記録された光記録媒体からなることを特徴とする請求項１０記載のチルト角度検出装置。
- 光源から発射されたレーザビームを光記録媒体の記録面に導くとともに前記光記録媒体の記録面で反射された前記レーザビームを受光部にて受光する光学系を備えた光記録媒体記録再生装置のチルト角度検出方法であって、
前記受光部に前記光記録媒体のトラック接線方向とそれに垂直な方向とに対応して少なくとも４分割された受光面を有し、その４つの受光面毎に受光レーザビームの強度に応じた受光信号を出力し、
前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる一方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第１プッシュプル信号として発生し、
前記４つの受光面のうちの前記トラック接線方向で区分けされる他方の受光領域内の２つの受光面に対応した受光信号の差を第２プッシュプル信号として発生し、
前記第１プッシュプル信号の振幅と前記第２プッシュプル信号の振幅との差に応じて前記光記録媒体の記録面の前記レーザビームの照射位置における法線と前記レーザビームの光軸方向とのなすチルト角度を示すチルト信号を生成することを特徴とするチルト角度検出方法。
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