JP4179201B2 - 光ディスク装置及びスキュー検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク（ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ，ＣＤ−Ｒ／ＲＷ等の光ディスク）の傾き（ラジアルスキュー）を検出するスキュー検出方法、及び、光ディスクの傾き補正機能を設けた光ディスク装置に関するものである。

光ディスクへの記録が高密度化されるに伴い、光ディスクのスキューマージンが少なくなっている。このため、光学ピックアップでは、スキューセンサを用いて光学ピックアップ（対物レンズ）の光軸に対する光ディスクの傾き量を検出して、この傾きに応じて対物レンズの光軸が光ディスクの信号記録面に対して直交するように光学ピックアップをスキューサーボ機構により制御するようにしている。

従来のスキューセンサは、光ピックアップの本体部分に光ディスクの信号記録面に向けて光が照射されるように配置されたＬＥＤからなる発光素子と、光ピックアップの本体部分に配置され、光ディスクの信号記録面で反射されてくる光を受ける２分割のフォトダイオードとを備え、これら両フォトダイオードから光ディスクの傾き量に応じた差信号を取り出し、この差信号をスキュー信号として検出するとともにスキュー信号によりスキューサーボ機構を制御することで光ピックアップの光軸（対物レンズの光軸）が光ディスクの信号記録面に対して直交するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−１６１２９１号公報

従来の光ディスク装置では、信号再生時のラジアルスキューを検出し補正する技術は、ジッタが最適値になるように制御するものであって、これでは記録済みディスクの再生時でしかラジアルスキュー補正できず、光ディスク面上にまだピットがない未記録ディスクへの信号記録時にラジアルスキューを検出し補正するには、光ピックアップとは別系統のスキュー検出専用のＬＥＤ（発光素子）及び光検出器が必要になるため、部品点数が増えて光学ピックアップのコストが増加するという問題があった。

また、これらの機構を光ピックアップ上に設置する必要があり、取付誤差の問題や光ピックアップ装置のコスト削減や小型化が困難であるという問題があった。さらに、３軸アクチュエータ等を用いてスキューサーボを行った場合、この方式ではスキュー検出とスキューサーボがオープンループ制御で行われているために検出精度面でも問題があった。

また、従来のスキューセンサは、２分割されたフォトダイオードの出力信号の差分を取り出すことで光ディスクの傾き量を検出するものであるため、光ディスクとスキューセンサとの間の距離が変動すると光ディスクの傾き量が同じであってもスキュー検出用フォトダイオード面上でのビーム光量が変わり、光ディスクの傾き量に誤差を生じてしまう。

また、光ディスクとスキューセンサとの間の距離は、ＣＤやＤＶＤ等のように光ディスクの種類、光ディスクのターンテーブルへのチャッキング等の状態や光ディスクの反り方によっても変わるため、常に変動している。そのため、このままでは、光検出用素子の出力には常に誤差が含まれることになり、正確なスキューを検出するのが難しくなる。

本発明は、上述した従来の実情に鑑みてなされたものであり、光ディスクの記録再生用の光学系を利用して光ディスクの傾き及び光量を検出できるように構成することにより、高精度のラジアルスキュー検出を可能にするとともに部品点数を削減して低コスト化を可能にしたスキュー検出方法、及び、光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光ディスク装置では、記録トラックがウォブル信号に応じて蛇行形成され、当該ウォブル信号が線速度一定で再生される光ディスク、又は、記録トラックがウォブル信号に応じて蛇行形成され、当該ウォブル信号が角速度一定で再生され、隣接するトラック間でウォブル信号の位相が所定の角度ずれている光ディスクに対して、記録又は再生をする光ディスク装置である。

上記光ディスク装置は、記録再生対象となる記録トラック（対象記録トラック）上に光スポットを形成するメインレーザ光と、対象記録トラックと外周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する外周側サイドレーザ光と、対象記録トラックと内周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する内周側サイドレーザ光とを、上記光ディスクに対して照射してその反射光を検出する光学ヘッドと、上記光ディスク上の任意の照射位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における外周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（外周側位相差）を検出する第１の位相差検出手段と、上記任意の照射位置から外周側へ１トラック分移動した位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における内周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（内周側位相差）を検出する第２の位相差検出手段と、上記外周側位相差と上記内周側位相差とを比較し、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾き量を検出するスキュー検出手段と、検出した上記傾き量に応じて、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾きを制御するスキュー補正手段とを備えている。

また、本発明に係るスキュー検出方法は、光ディスクと、記録又は再生のために当該光ディスクに照射されるレーザ光の照射方向との傾き量を検出する。記録又は再生を行う光ディスクは、記録トラックがウォブル信号に応じて蛇行形成され、当該ウォブル信号が線速度一定で再生される光ディスク、又は、記録トラックがウォブル信号に応じて蛇行形成され、当該ウォブル信号が角速度一定で再生され、隣接するトラック間でウォブル信号の位相が所定の角度ずれている光ディスクである。

上記スキュー検出方法は、記録再生対象となる記録トラック（対象記録トラック）上に光スポットを形成するメインレーザ光と、対象記録トラックと外周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する外周側サイドレーザ光と、対象記録トラックと内周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する内周側サイドレーザ光とを、上記光ディスクに対して照射してその反射光を検出し、上記光ディスク上の任意の照射位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における外周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（外周側位相差）を検出し、上記任意の照射位置から外周側へ１トラック分移動した位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における内周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（内周側位相差）を検出し、上記外周側位相差と上記内周側位相差とを比較し、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾き量を検出する。

以上の本発明の光ディスク装置及びスキュー検出方法では、メインレーザ光、外周側サイドレーザ光及び内周側サイドレーザ光の３本のレーザ光を光ディスクに対して照射し、これらの反射光から光ディスクの傾き量を算出する。詳しくは、光ディスク上の任意の照射位置におけるメインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における外周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（外周側位相差）を検出するとともに、任意の照射位置から外周側へ１トラック分移動した位置におけるメインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における内周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（内周側位相差）とを検出し、外周側位相差と内周側位相差を比較して傾き量を算出する。

このことにより本発明の光ディスク装置及びスキュー検出方法では、従来のような別構成のスキュー専用の構成が不要になって構成部品点数を削減できる。また、スキュー検出機構を別構成にてもつ場合と比べ、取付誤差等による検出精度のばらつきがなく、より安定したラジアルスキュー補正が行える。

さらに、本発明に係るスキュー検出方法並び光ディスク装置では、光ディスク上の任意の照射位置におけるウォブル信号と、その任意の位置の１トラック分移動した位置におけるウォブル信号とを検出すれば、傾き量が算出されるので、処理が簡単であり且つ構成を非常に簡略にすることができる。

本発明を適用した光ディスク装置について、図面を参照して説明をする。

図１に、本発明を適用した光ディスク装置１０のブロック構成図を示す。

光ディスク装置１０は、光ディスク１に対して信号の記録及び再生を行う装置である。光ディスク１は、図２に示すように、主面にらせん状のランド及びグルーブが形成されており、そのうちのグルーブが記録トラックとなっている。光ディスク１には、記録トラック（グルーブ）上にデータが記録可能とされている他に、記録トラックの境界部分にウォブル信号が予め記録されている。

ウォブル信号とは、ランド及びグルーブの境界部分を一定周期で蛇行させることにより記録された信号である。蛇行形状は、線速度一定（ＣＬＶ）で再生した場合に一定周波数となるように形成されており、このため、ウォブル信号は記録再生時のディスク回転制御やマスタークロックの生成に用いられる。

ウォブル信号は、記録トラック（グルーブ）に照射したレーザ光の戻り光から検出される。記録トラック（グルーブ）に照射したレーザ光の戻り光のうち、ウォブル信号成分は、当該戻り光のラジアル方向のプッシュプル成分（差動成分）に含まれている。

光ディスク１と同様な光ディスクとしては、例えば、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ等がある。

光ディスク装置１０は、光学ヘッド１１と、スピンドルモータ１２と、プリアンプ１３と、変復調部１４と、レーザ制御部１５と、サーボ制御部１６と、システムコントローラ１７と、インタフェース１８と、スキュー駆動部１９と、スキューエラー信号生成部２０とを備えている。

光学ヘッド１１は、光ディスク１に対してレーザ光を出射して情報を記録するとともに、光ディスク１に出射したレーザ光が当該光ディスクから反射して戻ってくる戻り光を検出し、当該戻り光を受光して各種の電気的な検出信号（Ａ〜Ｇ，Ａ+Ｄ，Ｂ+Ｃ）を生成する。なお、光学ヘッド１１の内部の詳細や検出信号（Ａ〜Ｇ，Ａ+Ｄ，Ｂ+Ｃ）の詳細については後述する。また、光学ヘッド１１は、光学ピックアップとも呼ばれるが、ここでは光学ヘッド装置と呼ぶ。

スピンドルモータ１２は、光ディスク１を保持するとともに、記録再生時に光ディスク１を記録トラックに対して線速度一定の状態で回転させる。

プリアンプ１３は、光学ヘッド１１から出力された検出信号（Ａ〜Ｇ，Ａ+Ｄ，Ｂ+Ｃ）に基づき、再生信号や誤差信号等を生成する。具体的には、プリアンプ１３は、光ディスク１の記録トラックに記録されているピット列を表すＲＦ信号、ウォブル信号、サーボ制御に必要となる誤差信号（フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、スレッドエラー信号等）を生成する。

変復調部１４は、再生時には、プリアンプ１３により生成されたＲＦ信号を復調及び復号し、再生データ列を生成する。変復調部１４により生成された再生データ列は、インタフェース１８を介して当該光ディスク装置１０が設けられたホスト機器に転送される。また、変復調部１４は、記録時には、当該光ディスク装置１０が設けられたホスト機器からインタフェース１８を介して転送された記録データが入力される。変復調部１４は、入力された記録データ列を符号化及び変調することにより、記録信号に変換する。変復調部１４により生成された記録信号は、レーザ制御部１５に供給される。

レーザ制御部１５は、光学ヘッド１１から出射されるレーザ光のパワーを制御する。レーザ制御部１５は、再生時には、レーザパワーを所定の値に安定化させる。また、レーザ制御部１５は、記録時には、変復調部１４から入力された記録信号に応じて、所定のライトストラテジーに従ってレーザ光をパルス出射させる。

サーボ制御部１６は、プリアンプ１３により生成された誤差信号及びシステムコントローラ１７からの制御信号に基づき、ディスク記録再生装置１のフォーカシング制御、トラッキング制御、スピンドルモータ１２の回転速度制御等を行う。

システムコントローラ１７は、当該ディスクドライブ１０の各回路の制御を行う。また、システムコントローラ１７は、記録時及び再生時に、プリアンプ１３により生成されたウォブル信号からクロックやアドレス情報等を生成する。システムコントローラ１７は、再生したアドレス情報に基づき、光ディスク１に対するデータの書き込み及び読み出し位置を制御する。

スキュー駆動部１９は、図３に示すように、スキューエラー信号生成部２０により生成されたスキューエラー信号に基づき、光ディスク１の記録面と光学ヘッド１１から出射されたレーザ光とでなすディスク半径方向に対する傾き角（ラジアルスキュー角）を変化させる。ラジアルスキュー角の制御は、図３（Ａ）に示すように光学ヘッド１１内の対物レンズを動かしてもよいし、図３（Ｂ）に示すように光学ヘッド１１全体を動かしてもよい。

スキューエラー信号は、ラジアルスキュー角の誤差量を示した信号であり、光ディスク１の記録面に対して垂直にレーザ光が照射されているラジアルスキュー角で零となり、この角度からプラス方向（例えば、光ディスク１が光学ヘッド１１から離れる方向）に変動したらプラスの値、マイナス方向（例えば光ディスク１が光学ヘッド１１に近づく方向）に変動したらマイナスの値となる。スキュー駆動部１９は、スキューエラー信号が零となるようにラジアルスキュー角を補正して、光ディスク１の記録面に対して垂直にレーザ光を照射させる。

スキューエラー信号生成部２０は、光学ヘッド１１から出力された検出信号（Ｅ〜Ｈ，Ａ+Ｄ，Ｂ+Ｃ）に基づき、スキューエラー信号を生成する。なお、スキューエラー信号生成部２０の詳細構成については後述する。

つぎに、光学ヘッド１１についてさらに説明をする。

光学ヘッド１１は、光ディスク１に対して３本のレーザ光を出射して当該光ディスク１に対して情報を記録するとともに、当該光ディスク１から反射して戻ってくる３本の戻り光を検出し、当該戻り光を受光して検出信号（Ａ〜Ｇ，Ａ+Ｄ，Ｂ+Ｃ）を生成するものである。

光学ヘッド１１は、図４に示すように、レーザダイオード２１と、コリメータレンズ２２と、グレーティング２３と、偏光ビームスプリッタ２４と、１／４波長板２５と、対物レンズ２６と、光検出装置２７とを備えている。

レーザダイオード２１は、光ディスク１に対してレーザ光を出射するレーザ発光源である。レーザダイオード２１から出射されるレーザ光のパワーは、上述したレーザ制御部１５により制御される。

レーザダイオード２１から出射されたレーザ光は、図４（Ａ）に示すように、コリメータレンズ２２、グレーティング２３、偏光ビームスプリッタ２４、１／４波長板２５及び対物レンズ２６を順番に透過して、光ディスク１に照射される。

コリメータレンズ２２は、入射された１本のレーザ光を平行光に波形成形する。グレーティング２３は、レーザダイオード２１から出射された一本のレーザ光を、メインレーザ光と、外周側レーザ光と、内周側レーザ光との３本のレーザ光に分割する。偏光ビームスプリッタ２４は、入射された３本のレーザ光を、光分離面２４ａでＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する。１／４波長板２５には、偏光ビームスプリッタ２４を透過したＰ偏光成分だけが入射され、Ｐ偏光のレーザ光を回転偏光に変換する。対物レンズ２６は、平行光として入射された３本のレーザ光を集光して、光ディスク１の記録面上に照射する。対物レンズ２６は、サーボ制御回路１６から駆動される２軸アクチュエータにより保持されている。サーボ制御回路１６は、対物レンズ１５を制御して、レーザ光の集光位置のフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。

光ディスク１に照射された３本のレーザ光は、光ディスク１の記録面の光学特性に従って反射する。光ディスク１により反射された３本のレーザ光（戻り光ともいう。）は、図４（Ｂ）に示すように、対物レンズ２４から偏光ビームスプリッタ２４までは、入射光路と同一の光路に戻る。すなわち、光ディスク１からの３本の戻り光は、対物レンズ２６及び１／４波長板２５を透過して、偏光ビームスプリッタ２４に照射される。対物レンズ２６は、光ディスク１からの３本の戻り光を平行光する。１／４波長板２５は、回転偏光とされている光ディスク１からの３本の戻り光を直線偏光に変換する。このため偏光ビームスプリッタ２４の光分離面２４ａには、Ｓ偏光とされた戻り光が入射する。偏光ビームスプリッタ２４は、その光分離面２４ａで、Ｓ偏光とされた３本の戻り光を反射する。偏光ビームスプリッタ２４により反射された３本の戻り光は、光検出装置２７に入射される。

光検出装置２７は、光ディスク１により反射された３本の戻り光が入射され、入射された３本の光を受光して、その光量に応じた電気信号に変換する。それとともに、光検出装置２７は、その電気信号から、各種の検出信号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ａ+Ｄ，Ｂ+Ｃ）を生成して出力する。光検出装置２７は、これらの機能が１つの半導体装置内にパッケージングされている。

つぎに、３本のレーザ光（メインレーザ光，外周側レーザ光，内周側レーザ光）の光ディスク１に対する照射位置について、図５を参照して説明をする。

メインレーザ光は、記録又は再生対象となる記録トラック（以下、メイントラックという。）のラジアル方向の中心位置に照射される。メインレーザ光が照射されることにより光ディスク１上に形成された光スポットをメインスポット（ＭＳＰ）という。

外周側レーザ光は、メイントラックと、当該メイントラックの外周側に隣接する記録トラック（以下、外周側隣接トラックという。）との間に照射される。具体的には、外周側レーザ光は、メインレーザ光の照射位置から、トラックピッチ（記録トラックと隣接する記録トラックとの間隔）の１/２の長さだけ外周側にずれた位置に照射される。また、外周側レーザ光は、メインレーザ光と干渉しないように、タンジェンシャル方向にも所定距離ずれた位置に照射されている。外周側レーザ光が照射されることにより光ディスク１上に形成された光スポットを外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）という。

内周側レーザ光は、メイントラックと、当該メイントラックの内周側に隣接する記録トラック（以下、内周側隣接トラックという。）との間に照射される。具体的には、内周側レーザ光は、メインレーザ光の照射位置から、トラックピッチ（記録トラックと隣接する記録トラックとの間隔）の１/２の長さだけ内周側にずれた位置に照射される。また、内周側レーザ光は、メインレーザ光と干渉しないように、タンジェンシャル方向（ただし、外周側レーザ光とは反対方向）に、所定距離ずれた位置に照射されている。内周側レーザ光が照射されることにより光ディスク１上に形成された光スポットを内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）という。

以上の３本のレーザ光により形成された３つのスポットは、記録及び再生中には、記録トラックに沿って線速度一定で移動していく。

つぎに、光検出装置２７に設けられたフォトディテクタについて、図６を参照して説明をする。

光検出装置２７は、図６に示すように、メインスポット（ＭＳＰ）からの戻り光を検出するメインフォトディテクタ３１と、外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）からの戻り光を検出する外周側フォトディテクタ３２と、内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）からの戻り光を検出する内周側フォトディテクタ３３とを備えている。

メインフォトディテクタ３１は、光ディスク１のラジアル方向と光学的に対応した方向に２分割されているとともに、光ディスク１のタンジェンシャル方向と光学的に対応した方向に２分割されている。つまり、メインフォトディテクタ３１は、ラジアル方向及びタンジェンシャル方向に十字型に４分割されている。これら分割された各フォトディテクタは、それぞれ独立に光電変換を行い、それぞれ独立した検出信号を出力する。つまり、これらの各フォトディテクタは、それぞれが独立に、照射された光量に応じた電流を出力する。

なお、メインフォトディテクタ３１は、ディテクタＡ、ディテクタＢ、ディテクタＣ、ディテクタＤの４つに分割されているものとする。ディテクタＡは、タンジェンシャル方向に分割したときの記録方向に沿って前側、ラジアル方向に分割したときの外周側に位置している。ディテクタＢは、タンジェンシャル方向に分割したときの記録方向に沿って前側、ラジアル方向に分割したときの内周側に位置している。ディテクタＣは、タンジェンシャル方向に分割したときの記録方向に沿って後側、ラジアル方向に分割したときの内周側に位置している。ディテクタＤは、タンジェンシャル方向に分割したときの記録方向に沿って後側、ラジアル方向に分割したときの外周側に位置している。

外周側フォトディテクタ３２は、光ディスク１のラジアル方向と光学的に対応した方向に２分割されている。これら分割された各フォトディテクタは、それぞれ独立に光電変換を行い、それぞれ独立した検出信号を出力する。つまり、これらの各フォトディテクタは、それぞれが独立に、照射された光量に応じた電流を出力する。

なお、外周側フォトディテクタ３２は、ディテクタＥ、ディテクタＦの２つに分割されているものとする。ディテクタＥは、外周側に位置している。ディテクタＦは、内周側に位置している。

内周側フォトディテクタ３３は、光ディスク１のラジアル方向と光学的に対応した方向に２分割されている。これら分割された各フォトディテクタは、それぞれ独立に光電変換を行い、それぞれ独立した検出信号を出力する。つまり、これらの各フォトディテクタは、それぞれが独立に、照射された光量に応じた電流を出力する。

なお、内周側フォトディテクタ３３は、ディテクタＧ、ディテクタＨの２つに分割されているものとする。ディテクタＧは、外周側に位置している。ディテクタＨは、内周側に位置している。

以上のような各ディテクタ（Ａ〜Ｈ）は、照射された光の光量に応じた電気信号（検出信号Ａ〜Ｈ）を出力する。さらに、光検出装置２７は、メインフォトディテクタ３１をラジアル方向に２分割したときの外周側の２つのディテクタＡ，Ｄの合計光量を示す信号（Ａ＋Ｄ）と、内周側の２つのディテクタＢ，Ｃの合計光量を示す信号（Ｂ＋Ｃ）とを生成して、検出信号（Ａ+Ｄ，Ｂ+Ｄ）として出力している。

これら検出信号（Ａ〜Ｈ，Ａ+Ｄ，Ｂ+Ｃ）は、プリアンプ１３及びスキューエラー信号生成部２０に供給される。

（スキューエラーの検出原理）
つぎに、スキューエラー信号生成部２０によるスキューエラー信号の生成原理について、図７、図８及び図９を参照して説明をする。

メインフォトディテクタ３１をラジアル方向に２分割したときの外周側の２つのディテクタＡ，Ｄの合計光量を示す信号（Ａ＋Ｄ）から、内周側の２つのディテクタＢ，Ｃの合計光量を示す信号（Ｂ＋Ｃ）を減算した信号（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ））は、メインスポット（ＭＳＰ）の戻り光のラジアル方向のプッシュプル信号（差動成分）となる。メインスポット（ＭＳＰ）は記録又は再生の対象となっている記録トラック（メイントラック）に照射されているため、メインスポット（ＭＳＰ）から得られるラジアルプッシュプル信号には、メイントラックのエッジに記録されているウォブル信号が含まれることとなる。

外周側フォトディテクタ３２をラジアル方向に２分割したときの外周側のディテクタＥの光量を示す信号から、内周側のディテクタＦの光量を示す信号を減算した信号（Ｅ−Ｆ）は、外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）の戻り光のラジアル方向のプッシュプル信号（差動成分）となる。外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）は、理想的にはメイントラックと外周側隣接トラックとの中間に照射されているため、外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）から得られるラジアルプッシュプル信号には、メイントラックのエッジに記録されているウォブル信号と、外周側隣接トラックに記録されているウォブル信号との合成信号が含まれることとなる。

内周側フォトディテクタ３３をラジアル方向に２分割したときの外周側のディテクタＧの光量を示す信号から、内周側のディテクタＨの光量を示す信号を減算した信号（Ｇ−Ｈ）は、内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）の戻り光のラジアル方向のプッシュプル信号（差動成分）となる。内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）は、理想的にはメイントラックと内周側隣接トラックとの中間に照射されているため、内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）から得られるラジアルプッシュプル信号には、メイントラックのエッジに記録されているウォブル信号と、内周側隣接トラックに記録されているウォブル信号との合成信号が含まれることとなる。

また、互いに隣接する２つの記録トラックの１周回あたりの長さを比較すると、当然外周側の記録トラックの方が増加半径分だけ長くなる。光ディスク１では、上述したとおりウォブル信号がディスク全周にわたってＣＬＶで記録されている。このため、ある記録トラックに対して任意の線速度でウォブル信号の再生を行っている最中に、隣接する記録トラックのウォブル信号を同時に検出すると、その周波数は異なっている。具体的には、外周の隣接トラックのウォブル信号であれば周波数は高くなっており、内周側の隣接トラックのウォブル信号であれば周波数は低くなっている。つまり、メイントラックのウォブル信号の位相と、メイントラックの記録再生中に同時検出された外周側隣接トラックのウォブル信号の位相とは、その値が異なっているとともに、円周位置に応じて周期的に変動する。また、メイントラックのウォブル信号の位相と、メイントラックの記録再生中に同時検出された内周側隣接トラックのウォブル信号の位相とは、その値が異なっているとともに、円周位置に応じて周期的に変動する。

ここで、図７（Ａ）に示すように、メイントラックのウォブル信号と外周側隣接トラックのウォブル信号との位相差がαであるような位置において、メインスポット（ＭＳＰ）の戻り光から得られるウォブル信号（ＭＳＰウォブル信号）、及び、外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）の戻り光から得られるウォブル信号（ＳＳＰ１ウォブル信号）を検出する。ＳＳＰ１ウォブル信号はメイントラックと外周側隣接トラックとの中間位置での合成のウォブル信号である。このことから、このときのＭＳＰウォブル信号とＳＳＰ１ウォブル信号との位相差は、理想的にはα/２となる。

続いて、図７（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）の位置からちょうどディスクを一回転させることによりメインスポット（ＭＳＰ）を１トラック分外周側に移動させて、メインスポット（ＭＳＰ）の戻り光から得られるウォブル信号（ＭＳＰウォブル信号）、及び、内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）の戻り光から得られるウォブル信号（ＳＳＰ２ウォブル信号）を検出する。ＳＳＰ２ウォブル信号はメイントラックと内周側隣接トラックとの中間位置での合成のウォブル信号である。さらに、１回転前の外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）と同じ位置に、内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）が照射されている。このとき、メイントラックのウォブル信号と、内周側隣接トラックのウォブル信号の位相差は−αになっているのでＭＳＰウォブル信号とＳＳＰ２ウォブル信号との位相差は、理想的には−α/２となる。

すなわち、隣接する２本の記録トラックのウォブル信号の位相差の絶対値は、ＭＳＰウォブル信号とＳＳＰ１ウォブル信号とで検出した場合と、ＭＳＰウォブル信号とＳＳＰ２信号とで検出した場合とで、理想的には同一の値となる。

ところで、以上の位相差がα/２となるという話は、図８（Ａ）に示すように、ラジアルスキュー角が零となり、光スポットの光重心が中心に位置する理想的な場合である。

図８（Ｂ）に示すように、例えばある方向に光ディスク１が傾き、光スポットの光重心が例えば外周側に偏ったとする。この場合、ＳＳＰ１ウォブル信号は、メイントラックのウォブル信号よりも外周側隣接トラックのウォブル信号の方の影響が強くなり、ＳＳＰ１ウォブル信号の位相が外周側隣接トラックのウォブル信号の位相に近づく。すなわち、図９（Ａ）に示すように、ＳＳＰ１ウォブル信号とＭＳＰウォブル信号との位相差は、α／２以上となり、αに近づいていく。反対に、ＳＳＰ２ウォブル信号は、内周側隣接トラックのウォブル信号よりもメイントラックのウォブル信号の方の影響が強くなり、ＳＳＰ２ウォブル信号の位相がメイントラックのウォブル信号の位相に近づく。すなわち、ＭＳＰウォブル信号とＳＳＰ２ウォブル信号との位相差は、−α／２以上となり、０に近づいていく。

また、光スポットの光重心が反対に内周側に偏れば、図９（Ｂ）に示すように、ＳＳＰ１ウォブル信号とＭＳＰウォブル信号との位相差は、α／２以下となって、より０に近づいていき、反対に、ＭＳＰウォブル信号とＳＳＰ２ウォブル信号との位相差は、−α／２以下となり、−αに近づいていく。

従って、上記のＭＳＰウォブル信号とＳＳＰ２ウォブル信号との位相差（外周位相差）と、ＭＳＰウォブル信号とＳＳＰ２ウォブル信号との位相差（内周位相差）とを加算すると、その値が光スポットの光重心のラジアル方向の偏心位置を示すこととなる。つまり、この値がラジアルスキューの誤差量を表すこととなる。

スキューエラー信号生成部２０では、以上のような原理を利用し、スキューエラー信号を生成している。

（スキューエラー信号生成部の構成）
以下、スキューエラー信号生成部２０の具体的な構成について、図１０を参照して説明する。

スキューエラー信号生成部２０には、光学ヘッド１１のディテクタから、検出信号｛（Ａ＋Ｄ），（Ｂ＋Ｃ），Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ｝が入力される。

スキューエラー信号生成部２０は、検出信号｛（Ａ＋Ｄ），（Ｂ＋Ｃ），Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ｝のゲインコントロールを行うオートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路５１-１〜５１-６とを備えている。

ＡＧＣ回路５１-１〜５１−６によるゲインコントロール方法は、例えば、メインフォトディテクタ３１，サイドディテクタ３２，３３の各フォトディテクタから得られる全てのウォブル信号のＤＣレベルが同じになるようにゲインコントロールするもの、ＡＣレベルが同じになるようにゲインコントロールするもの、又は、トラッキングサーボをかけない状態でそれぞれのフォトディテクタから得られるトラバース信号のＤＣレベル又はＡＣレベルが同じになるようにゲインコントロールするもの等がある。このように各検出信号｛（Ａ＋Ｄ），（Ｂ＋Ｃ），Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ｝に対してゲインコントロールをすることにより、フォトディテクタの取り付け位置誤差、グレーティングのｚ調誤差及び視野ずれ等から生じるフォトディテクタと戻り光とのラジアル方向の総合的な光軸ずれをキャンセルすることができ、良好なウォブル信号が検出できる。

また、スキューエラー信号生成部２０は、メインスポット（ＭＳＰ）、外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）及び内周側サイドスポットのそれぞれのラジアルプッシュプル信号を生成する第１〜第３の減算器５２-１〜５２-３と、それぞれのラジアルプッシュプル信号からウォブル信号を抽出する第１〜第３のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５３-１〜５３-３と、ある所定の閾値で入力された信号を２値化する第１〜第３の２値化回路５４-１〜５４-３と、入力された信号を所定時間遅延させる第１,第２のディレイ回路５５-１,５５-２とを備えている。

第１の減算器５２-１は、ＡＧＣ回路５１-１,５１-２によりゲインコントロールされた検出信号（Ａ+Ｄ）,（Ｂ+Ｃ）が入力される。第１の減算器５２-１は、検出信号（Ａ+Ｄ）から検出信号（Ｂ＋Ｃ）を減算する。すなわち、第１の減算器５２-１は、メインスポット（ＭＳＰ）のラジアル方向のプッシュプル信号を生成する。第１の減算器５２-１から出力された信号は、第１のＢＰＦ５３-１に入力される。

第１のＢＰＦ５３-１は、ウォブル信号帯域以外を除去するフィルタである。従って、第１のＢＰＦ５３-１からは、メインスポット（ＭＳＰ）から得られたウォブル信号（ＭＳＰウォブル信号）、すなわち、メイントラックのウォブル信号が出力される。

ＭＳＰウォブル信号は、第１の２値化回路５４-１により所定の閾値で２値化され、第１のディレイ回路５５-１により所定時間遅延される。第１のディレイ回路５５-１は、メインスポット（ＭＳＰ）と内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）とのタンジェンシャル方向の検出タイミングのずれ時間を補正するためのものであり、具体的には、内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）からメインスポット（ＭＳＰ）までのタンジェンシャル方向の距離を、ディスクの回転時間に換算した時間だけ遅延させる。

第２の減算器５２-２は、ＡＧＣ回路５１-３,５１-４によりゲインコントロールされた検出信号Ｅ,Ｆが入力される。第２の減算器５２-２は、検出信号Ｆから検出信号Ｅを減算する。すなわち、第２の減算器５２-２は、外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）のラジアル方向のプッシュプル信号を生成する。第２の減算器５２-２から出力された信号は、第２のＢＰＦ５３-２に入力される。

第２のＢＰＦ５３-２は、ウォブル信号帯域以外を除去するフィルタである。従って、第２のＢＰＦ５３-２からは、外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）から得られたウォブル信号（ＳＳＰ１ウォブル信号）、すなわち、メイントラックのウォブル信号と外周側隣接トラックのウォブル信号の合成信号が出力される。ＳＳＰ１ウォブル信号は、第２の２値化回路５４-２により所定の閾値で２値化され、第２のディレイ回路５５-２により所定時間遅延される。第２のディレイ回路５５-２は、外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）と内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）とのタンジェンシャル方向の検出タイミングのずれ時間を補正するためのものであり、具体的には、内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）から外周側サイドスポット（ＳＳＰ１）までのタンジェンシャル方向の距離を、ディスクの回転時間に換算した時間だけ遅延させる。

第３の減算器５２-３は、ＡＧＣ回路５１-５,５１-６によりゲインコントロールされた検出信号Ｇ,Ｈが入力される。第３の減算器５２-３は、検出信号Ｈから検出信号Ｇを減算する。すなわち、第３の減算器５２-３は、内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）のラジアル方向のプッシュプル信号を生成する。第３の減算器５２-３から出力された信号は、第３のＢＰＦ５３-３に入力される。

第３のＢＰＦ５３-３は、ウォブル信号帯域以外を除去するフィルタである。従って、第３のＢＰＦ５３-３からは、内周側サイドスポット（ＳＳＰ２）から得られたウォブル信号（ＳＳＰ２ウォブル信号）、すなわち、メイントラックのウォブル信号と内周側隣接トラックのウォブル信号の合成信号が出力される。ＳＳＰ２ウォブル信号は、第２の２値化回路５４-２により所定の閾値で２値化される。

また、スキューエラー信号生成部２０は、第１の位相比較回路５６-１と、第２の位相比較回路５６-２と、メモリ５７と、加算器５８とを備えている。

第１の位相比較回路５６-１には、第１のディレイ回路５５-１から出力された２値化されたＭＳＰウォブル信号と、第２のディレイ回路５５-２から出力された２値化されたＳＳＰ１ウォブル信号とが入力される。第１の位相比較回路５６-１は、入力された２つの信号の位相差（第１の位相差）を検出し、検出した第１の位相差を出力する。

第２の位相比較回路５６-２には、第１のディレイ回路５５-１から出力された２値化されたＭＳＰウォブル信号と、２値化されたＳＳＰ２ウォブル信号とが入力される。第２の位相比較回路５６-２は、入力された２つの信号の位相差（第２の位相差）を検出し、検出した第２の位相差を出力する。

第１の位相比較回路５６-１から出力された第１の位相差は、メモリ５７に入力される。メモリ５７には、光ディスク１の回転同期信号も入力される。メモリ５７は、入力された第１の位相差の値を、回転同期信号を参照して光ディスク１の一回転分だけ遅延させる。

加算器５８には、メモリ５７から出力された第１の位相差と、第２の位相比較回路５６-２から出力された第２の位相差とが入力され、２つの位相差の値を加算する。

そして、加算器５８から出力された信号が、スキューエラー信号となる。

なお、このスキューエラー信号は、ディスク全面に対して連続的に生成することもできるが、その場合、メモリ５７は、外周側のウォブル信号の位相比較結果をディスク１回転分全て記憶しなければならなくなり、大容量となってしまう。従って、スキューサーボ制御に必要とする制御帯域に応じて、例えばディスク１回転につき数箇所、又は、ディスク数回転につき１回といったように、回転同期信号を参照して位相比較演算を行うディスクの回転位置を特定し、メモリ容量を節約してもよい。

以上のような光ディスク装置１０では、光学ヘッド等に新たに光学部品を追加することなく、光学ヘッド内のフォトディテクタから得られた信号からスキューエラー信号を検出しており、装置の小型化やコスト削減が可能になる。

また、光ディスク装置１０では、外部ＬＥＤによる取り付け誤差などによるばらつきがなく検出精度もよくなる。また、３軸アクチュエータ等を用いてスキューサーボを行った場合、外部ＬＥＤ方式ではスキュー検出とスキューサーボがオープンループ制御で行なわれていたが、本光ディスク装置１０では、クローズドループ制御でスキュー検出及びサーボが可能であり、より安定したラジアルスキュー補正が可能である。

さらに、光ディスク装置１０では、このような安定化したラジアルスキュー補正を行うことができるので、光ディスクの内周部分と外周部分で物理的な反り量が異なるような光ディスクの記録再生を行う場合であっても、信号品質の劣化がない書き込み及び読み出しが可能となる。

また、さらに、光ディスク装置１０では、メインスポットのウォブル信号と外周側サイドスポットのウォブル信号の位相差を検出し、１トラック外周側にずらしたディスク円周の同一の位置において、メインスポットのウォブル信号と内周側サイドスポットのウォブル信号の位相差を検出し、これらを比較している。このため、光ディスク装置１０では、ディスク１回転につき数箇所又はディスク数回転につき１回といったように、位相検出回数を減らすことができ、演算の簡略化やメモリ容量の縮小を行うことができる。

なお、本発明を適用した光ディスク装置として、ウォブル信号が線速度一定で再生される光ディスクに対して、記録及び再生を行うものについて説明をした。

しかしながら、本発明は、ウォブル信号が角速度一定（ＣＡＶ）で再生され、ウォブル信号の位相が隣接トラック間で同相とならないように、ウォブル信号の位相が隣接トラック間である一定の位相差（例えばα）をもつようにされた光ディスクに対して、記録及び再生を行う光ディスク装置に適用することもできる。この場合、スキューエラー検出のための原理及び検出回路は、上述した光ディスク装置１０と同一の構成となる。

本発明が適用された光ディスク装置のブロック図である。 光ディスクのランド及びグルーブを示した図である。 光ディスクのラジアル方向のスキューの補正方法について説明するための図である。 光学ヘッドの内部構成を示した図である。 光ディスクに対するレーザ光の照射位置を示す図である。 光ディスクからの戻り光を検出するフォトディテクタを示した図である。 メインスポットのウォブル信号、外周側サイドスポットのウォブル信号及び内周側サイドスポットのウォブル信号の位相差について説明をするための図である。 スキューが発生した場合における光重心の変動を示す図である。 スキューが発生した場合のウォブル信号の位相差を示す図である。 スキューエラー信号生成部の構成図である。

符号の説明

１ 光ディスク，１０ 光ディスク装置、１１ 光学ヘッド、１３ プリアンプ、１９ スキュー駆動部、２０ スキューエラー信号生成部

Claims (13)

1. 記録トラックがウォブル信号に応じて蛇行形成され、当該ウォブル信号が線速度一定で再生される光ディスクに対して、記録又は再生をする光ディスク装置であって、
   記録再生対象となる記録トラック（対象記録トラック）上に光スポットを形成するメインレーザ光と、対象記録トラックと外周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する外周側サイドレーザ光と、対象記録トラックと内周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する内周側サイドレーザ光とを、上記光ディスクに対して照射してその反射光を検出する光学ヘッドと、
   上記光ディスク上の任意の照射位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における外周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（外周側位相差）を検出する第１の位相差検出手段と、
   上記任意の照射位置から外周側へ１トラック分移動した位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における内周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（内周側位相差）を検出する第２の位相差検出手段と、
   上記外周側位相差と上記内周側位相差とを比較し、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾き量を検出するスキュー検出手段と、
   検出した上記傾き量に応じて、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾きを制御するスキュー補正手段と
   を備える光ディスク装置。
2. 上記スキュー検出手段は、上記外周側位相差と上記内周側位相差との和を算出し、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾き量を検出すること
   を特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 上記スキュー補正手段は、上記外周側位相差と上記内周側位相差との和が零となるように、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾きを制御すること
   を特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
4. 上記メインレーザ光、外周側サイドレーザ光及び内周側サイドレーザ光の反射光に応じた各信号の振幅が一致するように、当該各信号のゲインコントロールをするゲインコントロール手段を備えること
   を特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
5. 上記スキュー検出手段は、上記光ディスクの内周側から外周側へ向かった記録又は再生中において、上記外周側位相差をメモリに格納しておき上記光ディスクが一回転した時の上記内周側位相差とを比較して上記傾き量を検出し、又は、上記光ディスクの外周側から内周側へ向かった記録又は再生中において、上記内周側位相差をメモリに格納しておき上記光ディスクが一回転した時の上記外周側位相差とを比較して上記傾き量を検出すること
   を特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
6. 記録トラックがウォブル信号に応じて蛇行形成され、当該ウォブル信号が角速度一定で再生され、隣接するトラック間でウォブル信号の位相が所定の角度ずれている光ディスクに対して、記録又は再生をする光ディスク装置であって、
   記録再生対象となる記録トラック（対象記録トラック）上に光スポットを形成するメインレーザ光と、対象記録トラックと外周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する外周側サイドレーザ光と、対象記録トラックと内周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する内周側サイドレーザ光とを、上記光ディスクに対して照射してその反射光を検出する光学ヘッドと、
   上記光ディスク上の任意の照射位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における外周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（外周側位相差）を検出する第１の位相差検出手段と、
   上記任意の照射位置から外周側へ１トラック分移動した位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における内周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（内周側位相差）を検出する第２の位相差検出手段と、
   上記外周側位相差と上記内周側位相差とを比較し、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾き量を検出するスキュー検出手段と、
   検出した上記傾き量に応じて、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾きを制御するスキュー補正手段と
   を備える光ディスク装置。
7. 光ディスクと、記録又は再生のために当該光ディスクに照射されるレーザ光の照射方向との傾き量を検出するスキュー検出方法において、
   上記光ディスクは、記録トラックがウォブル信号に応じて蛇行形成され、当該ウォブル信号が線速度一定で再生され、
   記録再生対象となる記録トラック（対象記録トラック）上に光スポットを形成するメインレーザ光と、対象記録トラックと外周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する外周側サイドレーザ光と、対象記録トラックと内周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する外周側サイドレーザ光とを、上記光ディスクに対して照射してその反射光を検出し、
   上記光ディスク上の任意の照射位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における外周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（外周側位相差）を検出し、
   上記任意の照射位置から外周側へ１トラック分移動した位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における内周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（内周側位相差）を検出し、
   上記外周側位相差と上記内周側位相差とを比較し、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾き量を検出すること
   を特徴とするスキュー検出方法。
8. 検出した上記傾き量に応じて、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾きを制御すること
   を特徴とする請求項７記載のスキュー検出方法。
9. 上記外周側位相差と上記内周側位相差との和を算出し、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾き量を検出すること
   を特徴とする請求項７記載のスキュー検出方法。
10. 上記外周側位相差と上記内周側位相差との和が零となるように、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾きを制御すること
    を特徴とする請求項７記載のスキュー検出方法。
11. 上記メインレーザ光、外周側サイドレーザ光及び内周側サイドレーザ光の反射光に応じた各信号の振幅が一致するように、当該各信号のゲインコントロールをすること
    を特徴とする請求項７記載のスキュー検出方法。
12. 上記光ディスクの内周側から外周側へ向かった記録又は再生中において、上記外周側位相差をメモリに格納しておき上記光ディスクが一回転した時の上記内周側位相差とを比較して上記傾き量を検出し、
    又は、上記光ディスクの外周側から内周側へ向かった記録又は再生中において、上記内周側位相差をメモリに格納しておき上記光ディスクが一回転した時の上記外周側位相差とを比較して上記傾き量を検出すること
    を特徴とする請求項７記載のスキュー検出方法。
13. 光ディスクと、記録又は再生のために当該光ディスクに照射されるレーザ光の照射方向との傾き量を検出するスキュー検出方法において、
    上記光ディスクは、記録トラックがウォブル信号に応じて蛇行形成され、当該ウォブル信号が角速度一定で再生され、隣接するトラック間でウォブル信号の位相が所定の角度ずれており、
    記録再生対象となる記録トラック（対象記録トラック）上に光スポットを形成するメインレーザ光と、対象記録トラックと外周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する外周側サイドレーザ光と、対象記録トラックと内周側の隣接記録トラックとの間に光スポットを形成する外周側サイドレーザ光とを、上記光ディスクに対して照射してその反射光を検出し、
    上記光ディスク上の任意の照射位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における外周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（外周側位相差）を検出し、
    上記任意の照射位置から外周側へ１トラック分移動した位置における上記メインレーザ光の反射光から得られたウォブル信号と、同位置における内周側のサイドレーザ光から得られたウォブル信号との位相差（内周側位相差）を検出し、
    上記外周側位相差と上記内周側位相差とを比較し、上記メインレーザ光の照射方向に対する上記光ディスクの半径方向の傾き量を検出すること
    を特徴とするスキュー検出方法。
    

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