JP4257529B2 - 光ディスク媒体チルト検出方法および光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、微小スポットを用いて情報の記録再生を行う光ディスクに関する。

追記型や書き換え型のいわゆる記録型光ディスクが一般に広く使われるようになっている。例えばＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷなどと呼称されるものである。ところで、これらの光ディスク媒体においては、ＲＯＭ媒体などの再生専用の光ディスク媒体に比べると記録動作が必要となるため、光ディスク媒体の傾き（チルト）に対する許容量が減少する傾向にある。

例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭ媒体では、光ディスク媒体の光ヘッドに対する相対的な傾き許容量が±１°（ｄｅｇ）近く確保できるのに対し、ＤＶＤ−Ｒ媒体を記録する場合、傾き許容量は±０．６°（ｄｅｇ）程度まで減少してしまう。

そこで、最近の記録型の光ディスク装置においては、光ディスク媒体の傾きを検出し、その傾きに応じて光ヘッド全体を傾けたり、光ヘッド上の対物レンズを傾けたりする。このようにして特性の劣化を補償し、安定な特性を確保している。

傾きを補償する動作を行うためには、光ディスク媒体の傾き量（チルト量）を検出することが必要になる。この傾き検出の手段として、特開２０００−３１１３６９号公報において、ウォブル検出信号を用いる手段が開示されている。

図１に示されるように、記録型光ディスク媒体１では、データを記録するためのトラックとして、スパイラル状のグルーブが基板に形成されている。そのグルーブによる記録トラック２に光スポットを追従させて情報の記録や再生を行っている。

さらに、光ディスク媒体１と光スポットの相対速度を得るために、図２（ａ）に示されるように、記録トラック２のグルーブをデータの記録密度に比べて十分に長い一定周期で正弦波状に左右に蛇行させるウォブル構造を持たせているものが多い。

長い周期と言っても、トラッキングサーボの帯域である数ｋＨｚに比べては高い１００ｋＨｚ以上の信号帯域となるので、グルーブにトラッキングサーボを追従させた状態で、広帯域のプッシュプル信号を検出すると、図２（ｂ）に示されるように、このウォブル構造に対応した信号出力が得られる。信号検出の原理は、グルーブ構造を横断した時に得られる反射光分布の偏りからトラックエラーを示すプッシュプル信号が得られるのと同じである。即ち、グルーブ中心が左右に蛇行することで同じように生じる反射光分布の偏りからウォブル構造に対応する再生信号が得られる。

このウォブル構造は、アドレスなどの制御情報を予め記録しておくのにも利用される。図２に示される変調領域のように、一部分に位相が異なるウォブルを形成し、検出信号の位相から情報を得るものである。図２では、変調領域の半分の領域で１８０°（ｄｅｇ）の逆相信号が形成されている。

このようなウォブル構造を用いて、光ディスク媒体の傾きを検出する方式が前掲の特開２０００−３１１３６９号公報に開示されている。

光ディスク媒体に傾きが発生すると、光スポット形状が拡大するため、トラック横断によって得られるプッシュプル信号の振幅が低下することが知られている。従って、同じ原理で検出されるウォブル検出信号の振幅も低下する。このウォブル検出信号の振幅の低下よりチルトを検出することが考えられる。

この方法では、傾きが＋側、−側どちらであっても同じような振幅劣化となり、傾きのない最適状態が振幅の極大値となることが問題となる。このような検出特性の信号は、単純な０点への引き込みのようなサーボ制御動作は出来ない。傾きを左右に変化させて信号の変化を観察して最適状態になるように制御するなど、特別な制御が必要となる欠点がある。

また、特開２０００−３４８３５１号公報において、ランド部又はグルーブ部によって構成された情報記録用のトラックに沿って、複数のウォブル領域が形成された光ディスク記録媒体におけるチルト検出方法が開示されている。この光ディスク媒体は、トラックの左側又は右側の一方に形成された第１ウォブル領域と他方に形成された第２ウォブル領域とが前後にずれるように配置され、これらのウォブル領域がトラックに沿って１組形成されている。この第１ウォブル領域から得られたトラッキングエラー信号と第２ウォブル領域から得られたトラッキングエラー信号とを比較することにより、光ディスク記録媒体のチルトを検出する。この光ディスク媒体において、信号の振幅比を用いてチルト検出する方法も開示されている。第１振幅比は、光ディスク記録媒体のランド部で構成された第１トラックの第１ウォブル領域から得られたトラッキングエラー信号の振幅と第２ウォブル領域から得られたトラッキングエラー信号の振幅との比である。第２振幅比は、ランド部に隣接するグルーブ部で構成された第２トラックの第１ウォブル領域から得られたトラッキングエラー信号の振幅と第２ウォブル領域から得られたトラッキングエラー信号の振幅との比である。この第１振幅比と第２振幅比とを比較することにより光ディスク記録媒体のチルトを検出する。

さらに、特開２００１−０５６９４９号公報では、信号振幅に基づいてチルト量を検出するチルト検出方法が開示されている。記録データが記録される記録領域の両側壁の一方の側壁に、上記記録データと区別可能な信号情報が記録される円盤状記録媒体に対してレーザ光が照射される。上記円盤状記録媒体の表面で反射回折された戻り光が受光される。上記信号情報が記録された上記側壁である信号情報記録側壁からの戻り光に基づく信号の振幅が検出され、検出された上記信号の振幅に基づいてチルト量が検出される。このチルト検出方法では、上記レーザ光が上記信号情報記録側壁よりも上記円盤状記録媒体の内周側に位置した場合と、外周側に位置した場合との上記信号情報記録側壁からの戻り光に基づく信号の振幅の差分値を、上記チルト量を示すチルト指示値として求める。

また、特開２００４−０７９０９４号公報では、光源と、光検出手段と、光源からの光束を光記録媒体の信号記録面に照射するとともに信号記録面から反射される反射光束が光検出手段に集束されるように構成された記録／再生用の光学系を用いて光記録媒体の傾きを検出するスキュー検出方法が開示されている。光検出手段は、光記録媒体のラジアル方向に沿って分割される２以上の複数対領域に対応した複数対の分割された受光部を有する。このスキュー検出方法は、第１プッシュプル信号と第２プッシュプル信号を算出し、第１プッシュプル信号の位相と第２プッシュプル信号の位相とを比較し、この比較結果から得られる位相差の有無及び位相差に基づいて光記録媒体の傾き方向と傾き量を含むスキューエラー信号を生成する。第１プッシュプル信号は、受光部のうちの内側に位置する対の受光部が反射光束の中心領域の光を受光することにより各受光部から出力される信号の差信号である。第２プッシュプル信号は、受光部のうちの外側に位置する対の受光部が反射光束の周辺領域の光を受光することにより各受光部から出力される信号の差信号である第２プッシュプル信号もしくは外側に位置する対の各受光部の出力信号に内側に位置する対の各受光部の出力信号をそれぞれ加算した後の信号の差信号である。

特開２０００−３１１３６９号公報 特開２０００−３４８３５１号公報 特開２００１−０５６９４９号公報 特開２００４−０７９０９４号公報

本発明の目的は、符号を含めた傾き量を検出することが可能な方法および装置を提供することにある。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の観点では、光ディスク媒体チルト検出方法は、光ディスク媒体（１）の表面から反射する反射光から検出されるプッシュプル信号に基づいて光ディスク媒体（１）の傾きを検出する。光ディスク媒体（１）は、螺旋状のグルーブにより形成されるトラック（２）を備える。トラック（２）は、所定の周期の信号に基づいて蛇行するウォブル構造を有する。この所定の周期の信号は、光ディスク媒体（１）を使用するときに用いられる制御情報により変調される部分を有する。光ディスク媒体チルト検出方法は、ウォブル信号検出ステップと、位相振幅抽出ステップと、位相ずれ振幅量計算ステップと、位相関係計算ステップと、傾き算出ステップとを具備する。ウォブル信号検出ステップは、光スポットがトラック（２）に沿って移動するときに、干渉により光ディスク媒体（１）の回転数を基準とする所定の周期の変動が生じるプッシュプル信号であるウォブル検出信号を検出する。干渉は、トラック（２）のうち光スポットの照射される中心に位置する部分である自己トラックと、周回が前後して自己トラックに隣接する部分である隣接トラックとの間で発生する。位相振幅抽出ステップは、ウォブル構造の蛇行する周期であるウォブル構造周期に対応する区間のウォブル検出信号の波形の位相と振幅を抽出する。位相ずれ振幅量計算ステップは、位相振幅抽出ステップで抽出される位相と振幅のうち制御情報により変調される部分に対応する区間の位相と振幅を、位相ずれ量と振幅量として計算する。この位相ずれ量と振幅量は、制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と振幅を基準とする相対値で示される。位相関係計算ステップは、変動の所定の周期内における位相ずれ量と振幅量の位相関係を計算する。傾き算出ステップは、位相関係計算ステップで計算した位相関係に基づいて光ディスク媒体（１）の傾きを算出する。

本発明の光ディスク媒体チルト検出方法において、位相ずれ振幅量計算ステップは、位相ずれ量計算ステップと、振幅量計算ステップとを含む。位相ずれ量計算ステップは、制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と、制御情報により変調される部分に対応する区間の位相との位相差から位相ずれ量を計算する。振幅量計算ステップは、制御情報により変調されていない部分に対応する区間の振幅と、制御情報により変調される部分に対応する区間の振幅との比率として振幅量を計算する。

本発明の光ディスク媒体チルト検出方法において、変動の所定の周期は、光ディスク媒体（１）の回転を複数回含む。

本発明の光ディスク媒体チルト検出方法において、所定の周期の信号を制御情報により変調する変調方式は、位相変調である。

本発明の光ディスク媒体チルト検出方法において、上記の位相変調に用いられる位相角は、０度、１８０度である。

本発明の光ディスク媒体チルト検出方法において、ウォブル検出信号は、差動プッシュプル法など他の方法によりトラックオフセットが抑制された状態で検出される信号である。

本発明の光ディスク媒体チルト検出方法において、位相ずれ振幅量計算ステップは、時間平均近似ステップを含む。時間平均近似ステップは、制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と振幅とを、ウォブル検出信号を時間平均によりフィルタリング処理した信号の位相と振幅とで近似する。

本発明の光ディスク媒体チルト検出方法において、位相関係計算ステップは、位相関係近似ステップを含む。位相関係近似ステップは、変動の波形を正弦波で近似し、近似された正弦波の位相オフセット量に基づいて上記位相関係を計算する。

本発明の光ディスク媒体チルト検出方法において、位相関係計算ステップは、変動の所定の周期内における波形の極大または極小になる位置に基づいて上記位相関係を計算する極値計算ステップを含む。

本発明の他の観点では、光ディスク装置は、光ヘッド（４）と、チルト検出部とを具備する。光ヘッド（４）は、光ディスク媒体（１）の表面に光スポットを照射し、表面から反射する反射光に基づいてプッシュプル信号を出力する。チルト検出部は、光ヘッド（４）から出力されるプッシュプル信号から光ディスク媒体（１）の傾きを検出する。光ディスク媒体（１）は、螺旋状のグルーブにより形成されるトラック（２）を備える。トラック（２）は、所定の周期の信号に基づいて蛇行するウォブル構造を有する。この所定の周期の信号は、光ディスク媒体（１）を使用するときに用いられる制御情報により変調される部分を有する。光ヘッド（４）は、プッシュプル信号であるウォブル検出信号を出力する。光スポットがトラック（２）に沿って移動するときに検出されるウォブル検出信号は、光ディスク媒体（１）の回転数を基準とする所定の周期の変動を生じる。この変動は、トラック（２）のうち光スポットの照射される中心に位置する部分である自己トラックと、周回が前後して自己トラックに隣接する部分である隣接トラックとの間で発生する干渉により生じる。チルト検出部は、まず、ウォブル検出信号からウォブル構造の蛇行する周期であるウォブル構造周期に対応する区間のウォブル検出信号の波形の位相と振幅を抽出する。抽出される位相と振幅のうち制御情報により変調される部分に対応する区間の位相と振幅を位相ずれ量と振幅量として計算する。位相ずれ量と振幅量は、制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と振幅を基準とする相対値である。さらに、変動の所定の周期内における位相ずれ量と振幅量の位相関係を計算する。この位相関係に基づいて光ディスク媒体（１）の傾きを算出する。

本発明の光ディスク装置において、チルト検出部は、順相逆相分離回路（２１）と、位相・振幅比検出回路（２３）と、１周期位相関係検出回路（２５）と、傾き量検出回路（１１）とを具備する。順相逆相分離回路（２１）は、ウォブル検出信号から順位相信号と逆位相信号を分離する。位相・振幅比検出回路（２３）は、順相逆相分離回路（２１）が出力する順位相信号に対する逆位相信号の振幅比と位相差を検出する。１周期位相関係検出回路（２５）は、位相・振幅比検出回路（２３）が検出する振幅比と位相差とに基づいて波形間の位相関係を検出する。傾き量検出回路（１１）は、１周期位相関係検出回路（２５）が検出する位相関係に基づいて、光ディスク媒体（１）の傾き量を検出する。

本発明の光ディスク装置において、上記変動の所定の周期は、光ディスク媒体の回転を複数回含む。

本発明の光ディスク装置において、所定の周期の信号を制御情報により変調する変調方式は、位相変調である。

本発明の光ディスク装置において、上記位相変調に用いられる位相角は、０度、１８０度である。

本発明の光ディスク装置において、ウォブル検出信号は、差動プッシュプル法など他の方法によりトラックオフセットが抑制された状態で検出される信号である。

本発明の光ディスク装置において、制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と振幅は、ウォブル検出信号を時間平均によりフィルタリング処理した信号の位相と振幅で近似される。

本発明の光ディスク装置において、上記位相関係は、変動の波形を正弦波で近似したときの位相オフセット量に基づいて計算される。

本発明の光ディスク装置において、上記位相関係は、変動の所定の周期内における極大または極小になる位置に基づいて計算される。

本発明によれば、極性を含めてチルト量と相関した検出信号を得る方法および装置を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態を説明するにあたり、まず本発明の原理を以下に説明する。

光ディスク媒体１にはグルーブというレーザビームの案内溝が形成され、ここにデータが記録される。また、この溝と溝との間の領域をランドと呼んでいる。データが記録される記録トラック２は、図１に示されるように、光ディスク媒体１にスパイラル状に形成されている。ある一定の振幅・空間周波数でこのグルーブをうねらせ、その検出信号は、スピンドル３の制御信号を生成したり、ランド上に配置される孤立ピットであるランドプリピットを検出するためのゲート信号を生成するために使用される。

記録トラック２のある点に注目する。その注目点から光ディスク媒体１の１回転分の記録トラックを中心トラックとする。中心トラックの内周側あるいは外周側の延長上のトラックを内周隣接トラックあるいは外周隣接トラックとする。このトラック間の間隔は、ほぼ一定であり、トラック間隔Δｔで表わす。この一定のトラック間隔Δｔで形成されたスパイラル状の記録トラックに一定長の周期Ｌでウォブルが形成されている場合を考える。

トラック間隔Δｔやウォブル周期Ｌは、光ディスク媒体１の１回転のトラック長に対して十分小さい。したがって、内周隣接トラックのウォブルは、注目する中心トラックのウォブルに対して、同じ周期Ｌで位相がα遅れた波形とみなせる。内周隣接とのウォブル位相ずれαは、その中心トラックのトラック長（一周回分のトラックの長さ）で決まる。したがって、内周隣接とのウォブル位相ずれαは中心トラックの光ディスク媒体１の中心からの距離（半径）に比例する値となる。つまり、周回数に比例する変化量となる。このとき、外周隣接トラックは、中心トラックより周回距離が２πΔｔ長くなる。つまり、次式で示されるように、外周隣接トラックのウォブルは、中心トラックのウォブルに対して、α＋ΔＷだけ位相が進んだ波形となる。

α＋ΔＷ （単位：ｄｅｇ） （１）
ΔＷ＝３６０／Ｌ・２πΔｔ （単位：ｄｅｇ） （２）
ここで、（１）式の第２項目は、トラック間隔から決まる固定値となる。一方、第１項目の内周隣接とのウォブル位相ずれαはその場における一周回のトラック長さできまるので、光ディスク中心からの距離、つまり周回数単位に比例した変化量となる。一周回における内周隣接とのウォブル位相ずれαの増加量はΔＷの一定値となる。

中心トラックで検出されるウォブル検出信号は、中心トラックを挟む内周隣接トラックと外周隣接トラックの影響を受け、干渉が発生する。内周隣接トラックからの干渉量をＫ、外周隣接トラックからの干渉量をＫ’とすると、中心トラックで検出されるウォブル検出信号は、（３）式で表わされる。
ｓｉｎθ＋Ｋｓｉｎ（θ−α）＋Ｋ’ｓｉｎ（θ＋α＋ΔＷ） （３）

θは周期Ｌで変化するものであるのに対して、内周隣接とのウォブル位相ずれαは周回単位での変化であり、θに比べて十分に緩やかな変化である。そのため、（３）式で表わされるウォブル検出信号は、干渉のないウォブル検出信号の波形ｓｉｎθに対して、その振幅と位相がパラメータαに依存して変化するものとなる。

（３）式で表わされるウォブル検出信号の振幅エンベロープを描くと、図３に示す波形のようになる。

ここで、Δｔ＝０．４μｍ、Ｌ＝９．５μｍと仮定すると、（２）式から、ΔＷ＝９５°（ｄｅｇ）となる。つまり、光ディスク媒体１が約４回転すると、内周隣接とのウォブル位相ずれαが一周期分の変化することになる。内周隣接トラック、外周隣接トラックからの干渉量をＫ＝Ｋ’＝０．４と仮定し、内周隣接とのウォブル位相ずれαをパラメータに波形を描くと図５のようになる。

図５は、８種類の内周隣接とのウォブル位相ずれαにおけるウォブル検出信号を示している。左より、内周隣接とのウォブル位相ずれαが０、４５、９０、１３５、１８０、２２５、２７０、３１５°（ｄｅｇ）と、４５°（ｄｅｇ）ずつ増加していった８種類の条件でウォブルの１周期分の波形を描いている。また、図４には、参考として、Ｋ＝Ｋ’＝０、つまり、隣接トラックからの干渉が無い場合の波形が示される。図４も８種類の内周隣接とのウォブル位相ずれαにおけるウォブル検出信号を示しているが、（３）式の第２項、第３項が０となってαによる影響が無いため、８種類の信号は同じ波形となる。

図４、図５において、実線は、変調領域ではない部分、即ち変調がない順位相の条件におけるウォブル検出信号の波形を示す。干渉がある場合の波形である図５では、干渉がない場合の波形である図４と比べ、αの変化に伴い、ウォブル検出信号の波形の振幅が変化しているだけでなく、位相も変化することが分かる。

また、図４、図５において、破線は、中心トラックが変調領域部分にあり、その変調位相が１８０°（ｄｅｇ）、即ち逆位相となった条件でのウォブル検出信号の波形である。図５に示されるように、振幅や位相の変化は、順位相の場合と比べて大きく異なり、内周隣接とのウォブル位相ずれαへの依存性はほぼ１８０°（ｄｅｇ）ずれ、反転していることが分かる。たとえば、順位相の波形の振幅が最大となる条件では、逆位相では最小に、順位相が最小の時は、逆位相が最大となることが分かる。

実際の光ディスク装置においては、破線で示されるような干渉の無いウォブル検出信号の波形は観測することが出来ない。しかし、振幅や位相がどれだけ変化しているかは、中心トラックの位相が順位相と逆位相の場合を比べることで明確に認識することが可能となる。もちろん、あるトラック位置で取得することができる波形は順位相と逆位相のどちらか一方であるが、αのトラック進行方向での変化量はウォブル構造の周期に比べて十分ゆっくりであるので、近傍の順位相波形を基準にして逆位相波形の変化量を求めればよい。

図６は、ウォブル検出信号の順位相の干渉波形を基準とし、逆位相の干渉波形との振幅比と位相差とを内周隣接とのウォブル位相ずれαを横軸に対応させてプロットしたものである。図中実線は位相差を示し、破線は振幅比を示している。内周隣接とのウォブル位相ずれαが０〜３６０°（ｄｅｇ）の１周期の変化で、振幅比と位相差もちょうど１周期の変化を示す。この変化の大きさや波形は、トラック間隔Δｔやウォブル１周期の長さＬによって変わってくるが、内周隣接とのウォブル位相ずれαと同じ周期で変動することは変わらない。また、ここでは、ウォブル検出信号の順位相の干渉波形を基準とし、逆位相の干渉波形との比較をしたが、変調領域の位相変化が１８０°（ｄｅｇ）でなくてもよい。位相変化は、逆相でなくてもよいが、順位相との間で最も大きな差を生じるのが１８０°（ｄｅｇ）の場合となることは容易に理解できる。

この状態で、光ディスク媒体にチルト（傾き）が発生すると、内周隣接トラックからの干渉量と外周隣接トラックからの干渉量がアンバランスになる。図７は、内周隣接トラックからの干渉量が、Ｋ＝０．６と増加した場合と、外周隣接トラックからの干渉量が、Ｋ’＝０．６と増加した場合を合わせて示したものである。

図７に示されるように、内周隣接トラックからの干渉量Ｋが大きくなった場合に、振幅比のピークは内周隣接とのウォブル位相ずれαの小さい方向にシフトしている。また、外周隣接トラックからの干渉量Ｋ’が大きくなった場合に、振幅比のピークは内周隣接とのウォブル位相ずれαの大きい方向にシフトしている。振幅比ほどはっきりしないが、位相差の変化については、内周側が大のとき、波形全体としては、内周隣接とのウォブル位相ずれαの大きい側に、外周側が大のとき、内周隣接とのウォブル位相ずれαの小さい側にシフトしている。つまり、振幅比の変化と位相差の変化は、干渉量が変わると、内周隣接とのウォブル位相ずれαについて逆位相の方向に変化することが分かる。

従って、この２つの振幅比と位相差の変化のαに対する依存性を観測することにより、干渉量のアンバランス比を知ることができる。つまり、間接的にチルトの量と方向を知ることが可能となるわけである。

もちろん、内周側と外周側からの干渉のアンバランス化は、チルトだけでなくトラックオフセットによっても発生する。しかし、トラックオフセットは他の方法で抑制することが可能である。トラックオフセットの抑制には、サブビームをトラック溝間のランド部に形成し、そこからのプッシュプル信号を用いる差動プッシュプル法などが知られている。このようにしてトラックオフセットによる影響を抑制して残った影響は、そのほとんどがチルトによるものとみなすことが出来る。

以上のような原理によりウォブル検出波形からチルト量を知ることが可能である。

ところで、光ディスク媒体のチルト特性を評価してみると、大きなチルト変化は光ディスク媒体の半径位置に依存することが大部分であるが、記録トラック１周回の間でもわずかに変化することが多い。例えば、内周から外周にかけて０．８°（ｄｅｇ）程度のチルト量変化があったとすると、１周回で０．２°（ｄｅｇ）程度の変化をする。

先に説明したように、内周隣接とのウォブル位相ずれαは周回位置に依存して変化する量であるため、１周回におけるチルト量変化は、本発明によるチルト量検出の誤差を生じる原因となる。例えば、内周隣接とのウォブル位相ずれαが、光ディスク媒体が１回転する間に１周期分の変化をするような場合、明らかに１周回のチルト変化が誤差として波形に重畳してしまう。

このような検出誤差を減らす手段としては、内周隣接とのウォブル位相ずれαの１周期がディスクの複数回転に相当するように設定することが有効である。これは、光ディスク媒体のトラック間隔Δｔが小さいので隣接トラック間では、ほとんどチルト特性が変化しないことを利用している。

例えば、先の計算例では光ディスク媒体が約４回転して内周隣接とのウォブル位相ずれαは１周期分の変化であったので、内周隣接とのウォブル位相ずれαの１周期分の波形を観測するときに、周回方向のチルト変化は４回分重畳する。このような複数回の重畳については、観測したい波形の変化の周期より早い変化となるので、波形の平均化によってある程度除外することが可能になる。

また、内周隣接とのウォブル位相ずれαの周期と光ディスク媒体の回転（周期）とが整数倍の関係で同期していない場合は、内周隣接とのウォブル位相ずれαの複数周期にわたる波形を平均化することで、重畳の影響を除去することも可能である。

例えば、先に示した計算例ではΔＷは９５°（ｄｅｇ）であったので、４回転では、内周隣接とのウォブル位相ずれαに対して３６０°＋２０°（ｄｅｇ）の進み量となる。つまり、４回転ごとに内周隣接とのウォブル位相ずれαが０となる基準位相が２０°（ｄｅｇ）ずつ回転方向にずれることになる。４回転で２０°（ｄｅｇ）ずつずれるため、４×１８（１８＝３６０°／２０°）＝７２回転すると、ちょうどα＝０の基準位相が回転方向に１周回シフトすることになる。７２回転分では、光ディスク媒体１の半径方向にたかだか２８．８μｍ移動するだけであり、各回転方向位置によるチルトの量はほとんど同じとみなせる。従って、７２回転分の積算平均をとれば、周回方向でのばらつきを平均化した形で、内周隣接とのウォブル位相ずれαの一周期分の波形を検出することが出来ることになる。

このように、ウォブル検出波形からチルト量を知ることが可能である。

図８を参照して本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の構成を説明する。光ディスク装置は、スピンドル３、光ヘッド４、順相逆相分離回路２１、位相・振幅比検出回路２３、１周期位相関係検出回路２５、傾き量検出回路１１、チルト制御回路１３、チルト駆動回路１５を具備する。

光ヘッド４から出力されるプッシュプル信号は、順相逆相分離回路２１に入力される。順相逆相分離回路２１から出力される順位相信号と逆位相信号は、位相・振幅比検出回路２３に入力される。位相・振幅比検出回路２３から出力される振幅比と位相差は、１周期位相関係検出回路２５に入力される。１周期位相関係検出回路２５から出力される位相関係を示す信号は、傾き量検出回路１１に入力される。傾き量検出回路１１から出力されるチルト量は、チルト制御回路１３に入力される。チルト制御回路１３から出力されるチルト補正量は、チルト駆動回路１５に入力される。チルト駆動回路１５は、光ヘッド４のチルトを補正する。

光ディスク装置は、スピンドル３にセットされた光ディスク媒体１に対して、光ヘッド４によってデータの記録または再生を行なう。スピンドル３は、光ディスク媒体１を支持して回転駆動する。光ヘッド４は、内蔵されているレーザ光源を発光させ、回転する光ディスク媒体１上の所定の位置にレーザビームを集光させる。再生時には、光ヘッド４は光ディスク媒体１からの反射光を検出する。光ヘッド４は、光ディスク媒体１のチルト変化に合わせて、チルト駆動回路１５によってチルト補正が行われる。このチルト補正は、例えば、光ヘッド４全体をチルト方向に駆動したり、アクチェータ上の対物レンズを傾ける機構であったり、光学系中に設置した液晶素子により波面収差を発生させてチルトを補償する機構などが一般に知られている。光ヘッド４は、検出した反射光からプッシュプル信号を生成し、傾き量検出回路１１に出力する。

順相逆相分離回路２１は、光ヘッド４から出力されるプッシュプル信号の検出波形よりウォブル波形を検出し、ウォブル検出信号を生成する。生成されるウォブル検出信号から変調領域ではない部分の信号である順位相信号と、変調領域の逆位相部分の信号である逆位相信号とを分離する。順相逆相分離回路２１は、分離した順位相信号と逆位相信号とを位相・振幅比検出回路２３に出力する。

位相・振幅比検出回路２３は、順相逆相分離回路２１から入力される順位相信号と逆位相信号から、順位相信号に対する逆位相信号の振幅比と位相差を検出する。検出された振幅比と位相差は、１周期位相関係検出回路２５に入力される。

１周期位相関係検出回路２５は、入力される振幅比と位相差に基づいて、内周隣接とのウォブル位相ずれαの１周期に対する２つの振幅比と位相差の波形間の位相関係を検出する。検出された位相関係を示す信号は、傾き量検出回路１１に出力される。

傾き量検出回路１１は、１周期位相関係検出回路２５により検出された位相関係を示す信号に基づいて、光ディスク媒体１のチルト量（傾き量）を検出し、傾きの方向と量を現す信号に変換する。傾きの方向と量を現す信号は、チルト制御回路１３に出力される。

チルト制御回路１３は、傾き量検出回路１１により検出されたチルト量に基づいて光ディスク媒体１のチルトを補正する方向、補正する量などチルト補正量を算出する。算出されたチルト補正量は、チルト駆動回路１５に出力される。

チルト駆動回路１５は、チルト制御回路１３から入力されるチルト補正量に基づいて光ヘッド４のチルト補正機構を駆動する。チルト補正の機構は、例えば、光ヘッド４全体をチルト方向に駆動したり、アクチェータ上の対物レンズを傾ける機構であったり、光学系中に設置した液晶素子に波面収差を発生させてチルトを補償する機構である。このようにしてチルト補正が行われる。

ここでは、順位相信号と逆位相信号を分離し、順位相信号に対する逆位相信号の振幅比と位相差を検出するものとした。ウォブル検出信号の中で、変調がかかった逆位相の信号の割合は小さい。そのため、ウォブル検出信号そのままの波形から適当な時間平均を取ったフィルタリング処理でほぼ順位相と同じ信号を生成できる。この信号を基準にして逆位相信号の振幅、位相を検出することも可能である。

振幅比と位相差に基づいて、１周期位相関係検出回路２５により検出される、内周隣接とのウォブル位相ずれαの１周期に対する２つの振幅比と位相差の波形間の位相関係は、変化の中でピーク値を示す位相の関係から検出してもよい。また、変化波形全体を正弦波で近似したときの位相オフセット量より検出してもよい。

以上説明したように、符号を含めた傾き量を検出することが可能であり、その傾き量に基づいてチルト補正が可能となる。

光ディスク媒体の構成を示す図である。 ウォブル構造の記録トラックと再生信号の例を示す図である。 干渉による再生信号の変化を示す図である。 本発明の検出原理を説明するための図である。 本発明の検出原理を説明するための図である。 本発明の干渉が均衡している検出信号の例を示す図である。 本発明の干渉が均衡していない検出信号の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る装置構成を示す図である。

符号の説明

１ 光ディスク媒体
２ 記録トラック
３ スピンドル
４ 光ヘッド
１１ 傾き量検出回路
１３ チルト制御回路
１５ チルト駆動回路
２１ 順相逆相分離回路
２３ 位相・振幅比検出回路
２５ １周期位相関係検出回路

Claims (18)

1. 光ヘッドから光スポットを表面に照射され、前記表面から反射する反射光から記録されている情報が抽出される光ディスク媒体の傾きを検出する光ディスク媒体チルト検出方法であって、
   前記光ディスク媒体は、
   螺旋状のグルーブにより形成されるトラックを備え、
   前記トラックは、所定の周期の信号に基づいて蛇行するウォブル構造を有し、
   前記所定の周期の信号は、前記光ディスク媒体を使用するときに用いられる制御情報により変調される部分を有し、
   前記光スポットが前記トラックに沿って移動するときに、前記トラックのうち前記光スポットの照射される中心に位置する部分である自己トラックと、周回が前後して前記自己トラックに隣接する部分である隣接トラックとの間で発生する干渉により、前記光ディスク媒体の回転数を基準とする所定の周期の変動が生じるプッシュプル信号であるウォブル検出信号を検出するウォブル信号検出ステップと、
   前記ウォブル構造の蛇行する周期であるウォブル構造周期に対応する区間の前記ウォブル検出信号の波形の位相と振幅を抽出する位相振幅抽出ステップと、
   前記抽出される位相と振幅のうち前記制御情報により変調される部分に対応する区間の位相と振幅を、前記制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と振幅を基準とする相対値である位相ずれ量と振幅量として計算する位相ずれ振幅量計算ステップと、
   前記変動の所定の周期内における前記位相ずれ量と振幅量の位相関係を計算する位相関係計算ステップと、
   前記位相関係に基づいて前記光ディスク媒体の傾きを算出する傾き算出ステップと
   を具備する光ディスク媒体チルト検出方法。
2. 前記位相ずれ振幅量計算ステップは、
   前記制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と、前記制御情報により変調される部分に対応する区間の位相との位相差から前記位相ずれ量を計算する位相ずれ量計算ステップと、
   前記制御情報により変調されていない部分に対応する区間の振幅と、前記制御情報により変調される部分に対応する区間の振幅との比率として前記振幅量を計算する振幅量計算ステップと
   を含む請求項１に記載の光ディスク媒体チルト検出方法。
3. 前記変動の所定の周期は、前記光ディスク媒体の回転を複数回含む
   請求項１または請求項２に記載の光ディスク媒体チルト検出方法。
4. 前記所定の周期の信号を前記制御情報により変調する変調方式は、位相変調である
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ディスク媒体チルト検出方法。
5. 前記位相変調に用いられる位相角は、０度、１８０度である
   請求項４に記載の光ディスク媒体チルト検出方法。
6. 前記ウォブル検出信号は、トラックオフセットが抑制された状態で検出される信号である
   請求項１から請求項５のいずれかに記載の光ディスク媒体チルト検出方法。
7. 前記位相ずれ振幅量計算ステップは、
   前記制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と振幅を、前記ウォブル検出信号を時間平均によりフィルタリング処理した信号の位相と振幅で近似する時間平均近似ステップを含む
   請求項１から請求項６のいずれかに記載の光ディスク媒体チルト検出方法。
8. 前記位相関係計算ステップは、
   前記変動の波形を正弦波で近似したときの位相オフセット量に基づいて前記位相関係を計算する位相関係近似ステップを含む
   請求項１から請求項７のいずれかに記載の光ディスク媒体チルト検出方法。
9. 前記位相関係計算ステップは、
   前記変動の所定の周期内における波形の極大または極小になる位置に基づいて前記位相関係を計算する極値計算ステップを含む
   請求項１から請求項７のいずれかに記載の光ディスク媒体チルト検出方法。
10. 光ディスク媒体の表面に光スポットを照射し、前記表面から反射する反射光に基づいてプッシュプル信号を出力する光ヘッドと、
    前記光ヘッドから出力される前記プッシュプル信号から前記光ディスク媒体の傾きを検出するチルト検出部と
    を具備し、
    前記光ディスク媒体は、
    螺旋状のグルーブにより形成されるトラックを備え、
    前記トラックは、所定の周期の信号に基づいて蛇行するウォブル構造を有し、
    前記所定の周期の信号は、前記光ディスク媒体を使用するときに用いられる制御情報により変調される部分を有し、
    前記光ヘッドは、
    前記光スポットが前記トラックに沿って移動するときに前記トラックのうち前記光スポットの照射される中心に位置する部分である自己トラックと、周回が前後して前記自己トラックに隣接する部分である隣接トラックとの間で発生する干渉により、前記光ディスク媒体の回転数を基準とする所定の周期の変動を生じる前記プッシュプル信号であるウォブル検出信号を出力し、
    前記チルト検出部は、
    前記ウォブル構造の蛇行する周期であるウォブル構造周期に対応する区間の前記ウォブル検出信号の波形の位相と振幅を抽出し、
    前記抽出される位相と振幅のうち前記制御情報により変調される部分に対応する区間の位相と振幅を、前記制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と振幅を基準とする相対値である位相ずれ量と振幅量として計算し、
    前記変動の所定の周期内における前記位相ずれ量と振幅量の位相関係を計算し、
    前記位相関係に基づいて前記光ディスク媒体の傾きを算出する光ディスク装置。
11. 前記チルト検出部は、
    前記ウォブル検出信号から前記制御情報により変調されない部分に対応する区間の信号を示す順位相信号と前記制御情報により変調される部分に対応する区間の信号を示す逆位相信号を分離する順相逆相分離回路と、
    前記順相逆相分離回路が出力する前記順位相信号に対する前記逆位相信号の振幅比と位相差を検出する位相・振幅比検出回路と、
    前記隣接トラックとのウォブル構造の位相ずれが０〜３６０度変化する区間を１周期とすると、前記位相・振幅比検出回路が検出する振幅比と位相差とに基づいて波形間の位相関係を検出する１周期位相関係検出回路と、
    前記１周期位相関係検出回路が検出する位相関係に基づいて、前記光ディスク媒体の傾き量を検出する傾き量検出回路と
    を具備する請求項１０に記載の光ディスク装置。
12. 前記変動の所定の周期は、前記光ディスク媒体の回転を複数回含む
    請求項１０または請求項１１に記載の光ディスク装置。
13. 前記所定の周期の信号を前記制御情報により変調する変調方式は、位相変調である
    請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の光ディスク装置。
14. 前記位相変調に用いられる位相角は、０度、１８０度である
    請求項１３に記載の光ディスク装置。
15. 前記ウォブル検出信号は、トラックオフセットが抑制された状態で検出される信号である
    請求項１０から請求項１４のいずれかに記載の光ディスク装置。
16. 前記制御情報により変調されていない部分に対応する区間の位相と振幅は、前記ウォブル検出信号を時間平均によりフィルタリング処理した信号の位相と振幅で近似される
    請求項１０から請求項１５のいずれかに記載の光ディスク装置。
17. 前記位相関係は、前記変動の波形を正弦波で近似したときの位相オフセット量に基づいて計算される
    請求項１０から請求項１６のいずれかに記載の光ディスク装置。
18. 前記位相関係は、前記変動の所定の周期内における極大または極小になる位置に基づいて計算される
    請求項１０から請求項１６のいずれかに記載の光ディスク装置。

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