JP4725793B2 - 光ディスク表面の垂直軸と対物レンズの光軸との傾き角調整方法及び光ディスク装置並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク装置における光ヘッドに搭載された対物レンズの光軸と光ディスク表面の垂直軸との傾き角調整方法及びこの光ディスク装置，傾き調整用プログラムに関する。

従来、光ディスク装置は、光ヘッドを用いて、光ディスクに情報を記録したり、記録された情報を読みだしたりする装置である。そのような光ディスク装置において、光ディスク表面の垂直軸と光ヘッドに搭載された対物レンズの光軸との傾き角のずれ（通常光ディスクと、光ヘッド又は対物レンズとの相対的チルトずれ、あるいは単に光ディスクと光ヘッド間のチルトといわれる）は、光ディスク装置の性能に大きく影響を与える。光ディスクと対物レンズ間にチルトずれがなければ、良好なレーザービームが光ディスクの情報記録面に照射され良好な記録再生が行われるが、光ディスクと対物レンズ間にチルトずれが生じると、光ディスクの情報記録面に照射されるレーザービームに収差が発生し、記録再生性能を劣化させる。

チルトには一般的に、光ディスクの記録面の垂直方向に対する対物レンズ光軸の光ディスク半径方向の傾きを意味するラジアルチルトと、対物レンズ光軸の光ディスク円周方向の傾きを意味するタンジェンシャルチルトがある。

図１４にエラーレートとラジアルチルトの関係を示す。図１４に示すとおり、ラジアルチルトが大きくなるとエラーレートが上昇している。つまり、チルトが大きくなると記録再生性能が著しく劣化することになる。タンジェンシャルチルトはドライブ出荷時に補正しておけば、光ディスク毎に調整する必要はないが、ラジアルチルトは光ディスク固有なことが多く、そのつど補正しなければならない。したがって、良好なラジアルチルト補正方法の提案が切望されており、このチルトを補正し再生信号を改善する方法がいくつか開示されている。

例えば、特許文献１には、光ディスクにメインビームひとつとサブビームふたつを照射し、それらの検出結果を基にチルトを検出し、そのチルト検出信号を用いてチルトずれが小さくなるように光ディスク又は光ヘッド全体もしくは対物レンズを角度制御する光ヘッド装置が示されている。

また、特許文献２には、４分割フォトディテクタを用い、ラジアルチルトならば、光ヘッド操作方向に対して左右にあるディテクタ（半径方向に分割したディテクタ）の光量バランスで、タンジェンシャルチルトならば光ヘッド操作方向に対して前後にあるディテクタ（操作方向に分割したディテクタ）の光量バランスでチルトを検出し、チルトを補正するチルト制御方法が示されている。

また、特許文献３には、光ヘッド操作方向に対して左右にあるディテクタ（半径方向に分割したディテクタ）の出力の割合をチルトに連動させて変化させることで、機械的なチルト制御を行わずに信号処理的にチルトによる悪影響を排除する光ディスク装置が示されている。

また、特許文献４には、３つまたは５つのビームを光ディスクに照射し、各ビームの反射強度を利用してチルトの検出を行い、チルトの程度によって３つまたは５つのビームのうちもっとも再生信号品質のすぐれたものを選択して再生する光記録媒体の記録，再生装置が示されている。

また、特許文献５には、メインスポットおよび両サイドスポット、または両サイドスポットの検出信号を利用してＤＰＰおよびＤＰＤ信号を生成し、それら両信号の差分演算値に基づいて光ディスクの傾きずれ角の検出を行うことによりチルトずれ量を検出して補正する検出方法が示されている。

特許文献６には、光ディスクと対物レンズとの傾きずれ調整をディスク評価指標の１つであるＰＲＳＮＲ（詳細は後述）を用いて調整する記録方法が開示されている。

特開２００３−１５７５５３号公報 特開２００３−１６６７７号公報 特開２００１−２５６６５２号公報 特開平０９−０５４９５３号公報 特開２０００−１４９２９８号公報 特開２００５−３３９６９０号公報

しかしながら、特許文献１，特許文献４及び特許文献５に記載の発明では、複数のビームを照射する必要があり、光ヘッドが複雑になるという大きなデメリットを抱えている。また、チルト検出信号は、記録された信号又は再生信号とは直接関係なく得られるものであるため、必ずしも記録，再生特性を最適に改善することにならない場合も起こりえる。

また、特許文献４に記載の装置では、３つまたは５つのビームのいずれかの出力を再生信号として使用するため、シグナル・ノイズレシオ（ＳＮＲ）を稼ぐという観点から、各ビームの光強度がそれなりに大きくなければならず、非常に大出力のレーザダイオードを使用する必要があり現実味に乏しい。

特許文献２に記載の方法では、比較的簡単な構成となっているが、実際には、このようなチルト検出では充分な精度のチルト検出信号を得ることができず、実用的ではない。

特許文献３に記載の装置では、比較的構成も簡単であるが、最大の問題は、半径方向に分割したディテクタの出力の割合を変える度合いの設定方法で、これを決めるために出力割合を変えながらジッタなりエラーレート（実際に記録を行ったビット列と、再生されデコードされたビット列の差がどの程度あるかを示すもので（間違ったビット数）／（数えたビットの総数）で算出する）を計って最適点を求めなければならない。ジッタやエラーレートは極性のない値であり、このようなパラメータを調整に使うと、例えばチルトならどちらにチルトを動かせば最適になるかがわからず、チルトを正負に変化させつつ、信号が最良となる位置を探しながら調整していく、いわゆる山登り法が必要となる。

この山登り法は学習に時間がかかり、光ディスク装置としては非常に大きな総合性能劣化となる。また、上記発明には予め出力の割合を変える度合いを情報として持っておくという方法も開示されているが、その情報を得るためにも山登り法が必要であり、光ディスクの反りは、光ディスク装置の温度や環境の湿度で変わるもので、光学ディスクの反りなどが発生すると（相対的）チルトずれが大きくなり、予め蓄えた補正量では十分な精度は期待できない。

特許文献６に記載の方法では、ディテクタの出力の総和（非分割のディテクタからの出力でひとつの出力）を使用しているため、Ｔｉｌｔ補正が、手間のかかる山登り法（試行錯誤法）となってしまう。

また、現在知られているチルト検出法の殆どは、チルト検出自体を実際の再生信号とは別の信号を用いて間接的に行っており、再生信号品質の最適チルト点とチルト検出信号で見つけた最適チルト点がずれていることが多く、再生特性を最適に改善する目的に対して充分な検出精度を持っているとは言えない。

そこで、本発明は、上記従来技術の不都合を改善し、再生信号品質の最適チルト点とチルト検出信号で見つけた最適チルト点がずれることがなく、また、学習時間の係る山登り法を使用しないで精度のよい傾き角調整方法を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の光ディスク表面の垂直軸と対物レンズの光軸との傾き角調整方法は、光ヘッドに備えられている対物レンズから光ディスクに集光ビームを照射することで前記光ディスクに記録されたデータを再生する光ディスク装置における前記対物レンズの光軸と光ディスク表面の垂直軸との傾き角調整方法であり、データを再生するために前記光ディスクに照射した前記集光ビームの反射光を少なくとも２つに分割して受光する受光工程と、この受光した各光から信号をそれぞれ検出する複数信号検出工程と、この検出によって得られた各信号のずれ情報を含む特性値をそれぞれ算出する特性値算出工程と、この算出したうちの２つの信号の特性値に基づいて傾き係数を算出する傾き係数算出工程と、この算出した傾き係数に基づいて前記光ディスクの表面の垂直軸と前記対物レンズ光軸との傾きを調整する傾き調整工程とを設け、前記特性値算出工程では、前記各信号の特性値として、各検出信号のその中心レベルのずれを表すアシンメトリ値を算出し、前記傾き係数算出工程で算出する前記傾き係数が、前記特性値算出工程で算出された前記２つの検出信号のアシンメトリ値の差に比例する値であることを特徴とする。

このような傾き角調整方法によれば、反射光から検出されるデータ再生信号そのものから直接的に傾き角のずれ補正用の値を得ているため、間接的な信号により光学ディスク表面の垂直軸と対物レンズの光軸との傾き角のずれを補正している従来例と異なり、信号の傾き角のずれによる変化を非常に精度良く検出することができる。

このようにすると、傾き係数は、傾き角のずれの方向により極性が変わるため、どちらの方向にどれだけ傾いたかが瞬時にわかる。つまり、山登り法を使う必要がない。

また更に、上記の傾き角調整方法において、上述した特性値が、分解能値であってもよい。

また、上記の傾き角調整方法において、上述した傾き係数算出工程は、傾き係数をｋ、複数信号検出工程で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
ｋ＝ｃ（α２−α１）
ｃ：比例定数
で示す数式を用いて傾き係数を算出するように構成されてもよい。

また、上記の傾き角調整方法において、上述した傾き係数算出工程は、傾き係数をｋ、複数信号検出工程で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
ｋ＝（α２−α１）／（α２＋α１）
で示す数式を用いて傾き係数を算出するように構成されてもよい。

更に、上記の傾き角調整方法において、上述した傾き係数算出工程は、傾き係数をｋ、複数信号検出工程で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２、この２つの信号を加算した信号の特性値をα３とした場合の、
ｋ＝（α２−α１）／α３
で示す数式を用いて傾き係数を算出するように構成されてもよい。

このようにすると、検出した信号から傾き係数を算出することができる。

また、上記の傾き角調整方法において、上述した受光工程を、反射光を３つ以上に分割して受光するようにした場合に、複数信号検出工程においては、受光した分割光を信号に変換しこの各信号を組み合わせて２つの信号を作成するように構成してもよい。このようにすると、調整したい方向の傾きずれに応じて特性値が変化するような信号を２つ取り出して傾きを調整することができる。

次に、本発明の光ディスク装置は、データを再生するために光ディスクに光ビームを集光して照射する対物レンズと、この照射された光ビームが前記光ディスクに反射されて生じる反射光を少なくとも２つ以上に分割して受光しこの受光した各光から信号をそれぞれ検出する受光部と、この検出された各信号のずれ情報を含む特性値をそれぞれ算出する特性値算出部と、この算出されたうちの２つの検出信号の特性値に基づいて傾き係数を算出する係数算出部と、この算出された傾き係数に基づいて前記光ディスクの表面の垂直軸と前記対物レンズの光軸との傾きを調整する傾き調整手段とを備え、前記特性値算出部が、前記各検出信号の特性値として、前記各検出信号のその中心レベルのずれを表すアシンメトリ値を算出する機能を備え、前記係数算出部で算出される前記傾き係数が、前記特性値算出部で算出された前記２つの検出信号のアシンメトリ値の差に比例する値であることを特徴とする。

このような光ディスク装置によれば、データを再生するために受光部で受光した光による信号そのものから直接的に傾き角のずれ補正用の特性値を得ているため、間接的な信号により光学ディスク表面の垂直軸と対物レンズの光軸との傾き角のずれを補正している従来例と異なり、信号の傾き角のずれによる変化を非常に精度良く検出することができる。

また、このようにすると、傾き係数は、傾き角のずれの方向により極性が変わるため、どちらの方向にどれだけ傾いたかが瞬時にわかる。つまり、山登り法を使う必要がない。

更に、上記の光ディスク装置において、上述した特性値が、分解能値であってもよい。このようにすると、信号のアシンメトリ値や分解能値の特性から傾き角のずれを検出できる。

更に、上記の光ディスク装置において、上述した係数算出部が、傾き係数をｋ、光検出部で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
ｋ＝ｃ（α２−α１）
ｃ：比例定数
で示す数式を用いて傾き係数を算出する機能を有してもよい。

また、上記の光ディスク装置において、上述した係数算出部が、傾き係数をｋ、光検出部で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
ｋ＝（α２−β１）／（α２＋α１）
で示す数式を用いて傾き係数を算出する機能を有してもよい。

また、上記の光ディスク装置において、上述した係数算出部が、傾き係数をｋ、光検出部で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２、この２つの信号を加算した信号の特性値をα３とした場合の、
ｋ＝（α２−α１）／α３
で示す数式を用いて傾き係数を算出する機能を有してもよい。

このようにすると、検出した信号から傾き係数を算出することができる。

また、上記の光ディスク装置において、上述した受光部が反射光を３つ以上に分割して受光するようにした場合に、光検出部が、受光した分割光から信号を検出しこの各信号を組み合わせて２つの信号を作成する機能を有してもよい（請求項１６）。このようにすると、調整したい方向の傾きずれに応じて特性値が変化するような信号を２つ取り出して傾きを調整することができる。

次に、本発明の光ディスク表面の垂直軸と対物レンズの光軸との傾き調整用プログラムは、光ヘッドに備えられている対物レンズから光ディスクに集光ビームを照射することで前記光ディスクに対してデータを再生する光ディスク装置の動作を制御するコンピュータに、データを再生するために前記光ディスクに照射した集光ビームの反射光を少なくとも２つに分割し受光して得る各光から検出した信号のずれ情報を含む特性値として当該各検出信号の中心レベルのずれを表すアシンメトリ値をそれぞれ算出する特性値算出処理と、この算出された２つの検出信号の特性値の差に比例する値である傾き係数を算出する傾き係数算出処理と、この算出された傾き係数に基づいて前記光ディスクの表面の垂直軸と前記対物レンズの光軸との傾きを検出する傾き検出処理と、この検出した傾きを補正する調整動作を制御する傾き調整制御処理とを実行させることを特徴とする。

更に、上記の傾き調整用プログラムにおいて、上述した特性値が、分解能値であってもよい。

更に、上記の傾き調整用プログラムにおいて、上述した傾き係数算出処理は、傾き係数をｋ、受光し検出したうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
ｋ＝ｃ（α２−α１）
ｃ：比例定数
で示す数式を用いて傾き係数を算出するように構成されてもよい。

また、上記の傾き調整用プログラムにおいて、上述した傾き係数算出処理は、傾き係数をｋ、受光し検出したうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
ｋ＝（α２−α１）／（α２＋α１）
で示す数式を用いて傾き係数を算出するように構成されてもよい。

また、上記の傾き調整用プログラムにおいて、上述した傾き係数算出処理は、傾き係数をｋ、受光し検出したうちの２つの信号の特性値をα１，α２、この２つの信号を加算した信号の特性値をα３とした場合の、
ｋ＝（α２−α１）／α３
で示す数式を用いて傾き係数を算出するように構成されてもよい。

このような傾き調整用プログラムによれば、前述した傾き角調整方法と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は以上のように構成され機能するため、これにより、反射光から検出されるデータ再生信号そのものから直接的に光ディスクの表面の垂直軸と対物レンズの光軸との傾きのずれ補正用の値を得て、信号の傾き角のずれによる変化を非常に精度良く検出することができる。また、分割した反射光の比較から、瞬時に傾きずれの方向（極性）を検出することができる。したがって、手間のかかる山登り法に比べ、高速にチルト補正ができるという長所を有している。

以下、本発明における一実施形態を、図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明における第１実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。

図１に示す光ディスク装置は、光ディスク１５を駆動するスピンドル駆動系１、データを記録又は再生するために光ディスク１５に光ビームを照射しそれを検出する光ヘッド２、入力信号にフィルタリング等の処理を行うＲＦ回路部３、入力信号からその特性値としてアシンメトリ値を算出するアシンメトリ値算出部４、算出したアシンメトリ値をもとに傾き係数を算出する係数算出部５、入力信号を復調する復調器７、装置全体を統括するシステムコントローラ８、記録すべき信号を変調する変調器９、レーザダイオード１０を駆動するＬＤ駆動部１１、アシンメトリ値を基に算出された傾き係数を基に光ディスクの表面の垂直軸と前記対物レンズの光軸との傾きを調整する傾き調整手段として機能することでチルト補正が可能で、かつ、サーボ信号をコントロールするサーボコントローラ１２を備えて構成されている。

そして、光ヘッド２は、レーザダイオード１０と、レーザダイオード１０からの光ビームを集光して光ディスク１５に照射する対物レンズ１３と、この照射された光ビームが光ディスク１５に反射されて生じる反射光を少なくとも２つ以上に分割して受光しこの各光から信号を検出する受光部１４と、ダイオード１０からの光ビームを対物レンズ１３に反射させるとともに光ディスク１５からの反射光を受光部１４に通過させるビームスプリッタ１６とにより構成されている。

受光部１４には、光ディスク１５の半径方向に分割された２分割フォトディテクタを使用しており、入力された光のうち、光ディスク１５の半径方向に対して内側の受光部で検出された光からＩ１信号、外側の受光部で検出された光からＩ２信号を検出する。通常、受光部１４の出力は電流であるため、Ｉ１信号およびＩ２信号は電流を電圧に変えるＩＶアンプを通して使用する。また、Ｉ１＋Ｉ２が通常の再生信号である。

ここで、本実施形態の光ディスク装置は、光ディスク１５の半径方向に分割された２種類の信号をＩ１、Ｉ２としたので、光ディスク１５と対物レンズ１３との間の半径方向の傾きずれが変化したときに、それによる劣化を防ぐ装置として機能するが、光ディスク１５の走査方向に分割したフォトディテクタを使用すれば、光ディスク１５と対物レンズ１３との間の走査方向の傾きずれが変化したときに、それによる劣化を防ぐように機能することができる。

また、本実施形態では、２分割フォトディテクタを使用しているが、図２に示すような受光部Ａ３０a、受光部Ｂ３０ｂ、受光部Ｃ３０ｃ、受光部Ｄ３０ｄから構成される４分割ディテクタを使用して、適宜信号を束ねてＩ１信号、Ｉ２信号を作り出しても良い。

２分割フォトディテクタを使用した場合、光ディスク１５に記録された信号はディテクタの分割された２つの部分から、それぞれ分割して検出された信号として出力され、それぞれ単独で２種類の信号Ｉ１、Ｉ２を生成する。一方、４分割ディテクタを使用する場合は、光ディスク１５に記録された信号は、ディテクタの分割された４つの部分から、それぞれ４つに分割された信号の１つとして出力され、２つの信号を組み合わせることによって、２種類の信号Ｉ１、Ｉ２を生成することになる。

このように、様々なディテクタの形式が考えられるが、補正したいパラメータに対してアシンメトリ値が変わるような出力を２種類以上取り出し、それらのアシンメトリ値を評価することで信号補正を行うことが重要であるので、それが実行できれば、ディテクタの形式は適宜選定されてもよく、分割方法も実施形態に示す形に限定されるものではない。

上述した信号Ｉ１、Ｉ２は、ＲＦ回路部３に入力され、Ｉ１＋Ｉ２（再生信号）なる演算を行った後、フィルタリング、イコライジング、ＰＬＬ（フェーズロックドループ）等の処理を施される。ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）を使用する場合はここで、ビタビ復号等の処理も行われる。ここで、本実施形態で使用されるＲＦ回路部３のブロック図を図３に示す。ＲＦ回路部３は、プリフィルタ１００、オートゲインコントロール（ＡＧＣ）１０１、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１０２、フェーズロックドループ（ＰＬＬ）１０３、適応等化器１０４およびビタビ複号器１０５から構成されている。

一方で、図１に示すアシンメトリ値算出部４は、信号Ｉ１、Ｉ２のアシンメトリ値を算出する。図４ａに示すように、記録長８Ｔのマークパターンと記録長２Ｔのマークパターンの再生波形から、８Ｔのピークレベルａと８Ｔのボトムレベルｂとを求め、（数１）式よりアシンメトリ値βを算出する。

リファレンスレベル（ＲＥＦ）は、２Ｔの中心に設定している。アシンメトリ値βの定義からわかるように、アシンメトリ値間に関係があるということは、８Ｔ，２Ｔの信号レベルに関係があると言うことで、各パターンの最小値、最大値、平均レベル（平均電圧）等の信号レベルを使用して、光ディスクの表面の垂直軸と前記対物レンズの光軸との傾きの調整をすることもできる。その際、上記に示したアシンメトリ値間の関係及び値を信号レベルという観点から焼き直す必要がある。

図４ｂに示すように、２Ｔの平均電圧をＶａとし、８Ｔの平均電圧をＶｐ、振幅をＶｐｐとすれば、β値は（数２）式で表される。

そして、そのアシンメトリ値は係数算出部５に送られて、係数算出部５は、信号Ｉ１、Ｉ２のアシンメトリ値をそれぞれβ１，β２とし、（数３）式を用いて傾き係数ｋを算出する。

本実施形態では、光ヘッド２として、ＬＤ波長４０５ｎｍ、ＮＡ（開口数）０．６５のものを用意した。また、ＲＦ回路部３にはＰＲ（１２２２１）用のビタビ復号器を有するものを用意した。光ディスク１５としては、直径１２０ｍｍ、０．６ｍｍ厚のポリカーボネイト基板上に、ビットピッチが０．１５３μｍ、トラックピッチが０．４μｍのエンボスを形成したものを用意した。図５に本実施形態で用意した光ディスク１５の断面図を示す。反射膜５０としてはＡｌＴｉを使用しており、また、光は０．６ｍｍ厚の基板５１を通過する方向から入射している。

図６は、本実施形態の装置において、対物レンズ１３の光ディスク１５半径方向の傾き（以下ラジアルチルトとする）を故意に変化させた時の、信号Ｉ１及びＩ２の８Ｔと２Ｔの再生信号から求められたアシンメトリ値β１及びβ２とラジアルチルトとの関係である。

また、図７は本実施形態の装置において、故意にラジアルチルトを変化させた時の、ラジアルチルトと図６のアシンメトリ値β１，β２から算出される係数ｋの関係である。８Ｔと２Ｔの再生信号から求められたアシンメトリ値から算出される係数ｋをｋ（Ａｓｙｍ＿２Ｔ）とする。

また、図７は、故意にラジアルチルトを変化させたときのＲＦ回路部３に入力されＩ１＋Ｉ２（再生信号）なる演算を行った後の信号のＰＲＳＮＲを示している。

ここで、ＰＲＳＮＲは、信号品質と非常に強い相関があり、ＨＤ ＤＶＤの信号品質評価指標として用いられているものである（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｐｐ．１６４−１６５ “Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ ｉｎ ａ ＰＲＭＬ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ” Ｓ．ＯＨＫＵＢＯ ｅｔ ａｌ）。

図７から、ラジアルチルトと係数ｋ（Ａｓｙｍ＿２Ｔ）がリニアに相関していることがよくわかる。

また、ＰＲＳＮＲと係数ｋ（Ａｓｙｍ＿２Ｔ）との関係を見てみると、ＰＲＳＮＲが最も高くなるラジアルチルトつまり最適な対物レンズ１３の半径方向の傾きにて係数ｋ（Ａｓｙｍ＿２Ｔ）が０となっているが、最適差分値は０に限らず、光ヘッド２によってはオフセットしている場合もあり、そのときはそのオフセット値を予めドライブにインプリメントしておけば良い。

本実施形態の装置にＰＲＳＮＲが最も高くなるラジアルチルト、つまり、最適な対物レンズ１３の半径方向の傾きが、図８のような半径依存性を持つ光ディスク１５を挿入し再生を行った。この光ディスク１５は、従来のチルト補正機能がないドライブでは外周側でエラーが頻発し、良好な再生ができなかった光ディスク１５である。本実施形態の光ディスク装置に挿入した場合、チルト補正機能により、外周部のチルトが発生している部位でも良好な再生を実現できた。

図１に示すサーボコントローラ１２は、光ディスク１５表面の垂直軸と対物レンズ１３光軸との傾き角のずれを調整するように構成されているが、この構成は、対物レンズ１３の乗った光ヘッド２又は光ディスク１５を物理的に傾ける構成（レールチルト方式）と、対物レンズ１３のみをアクチュエータを用いて傾ける構成（アクチュエータチルト方式）とのどちらであってもよい。どちらの構成であっても同等の効果を得られた。

また、本実施形態では、（数３）式を用いて傾き係数ｋを算出しているが、（数４）又は（数５）式を用いてもよい。

ここで、本実施形態では、８Ｔ−２Ｔのアシンメトリ値を用いたが、８Ｔ−３Ｔのアシンメトリ値など、その他の信号でも同様の効果が得られた。また長いマークは８Ｔでなければならないというものではなく、５Ｔ以上でも同様の効果が得られた。

次に、本実施形態の光ディスク装置の動作を説明する。ここで、本発明にかかる傾き角調整方法についても同時に説明する。

図９は、本実施形態の光ディスク装置の動作を示すフローチャートである。

まず、受光部１４において、データを記録又は再生するために光ディスク１５に照射された集光ビームの反射光が、少なくとも２つに分割されて受光され（受光工程）、その各光から信号が検出されると（複数信号検出工程）、その各信号がアシンメトリ値算出部４に取り込まれる（図９：ステップｓ２１）。アシンメトリ値算出部４では、得られた各信号の特性値としてアシンメトリ値が算出される（図９：ステップｓ２２，特性値算出工程）。続いて、係数算出部５において、各信号のアシンメトリ値を基に傾き係数が算出される（図９：ステップｓ２３，傾き係数算出工程）。

そして、サーボコントローラ１２において、傾き係数を基に、光ディスク１５の表面の垂直軸と対物レンズ１３の光軸との傾きがどの方向にどれぐらいの角度で傾いているかが検出され（図９：ステップｓ２４）、その規定された値に従って、レールチルト方式又はアクチュエータチルト方式による光ディスク１５の表面の垂直軸と対物レンズ１３の光軸との傾き調整が実行される（図９：ステップｓ２５，傾き調整工程）。

ここで、上述した特性値算出工程，傾き係数算出工程，傾き調整工程についてはその内容をプログラム化し特性値算出処理，傾き係数算出処理，傾き調整制御処理として光ディスク装置を制御するコンピュータに実行させるように構成してもよい。また、傾き係数を基に光ディスク１５の表面の垂直軸と対物レンズ１３の光軸との傾きがどの方向にどれぐらいの角度で傾いているかを検出する内容をプログラム化し傾き検出処理として同様のコンピュータに実行させるように構成してもよい。

［第２実施形態］
図１０は、本発明における第２実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図１０に示すとおり、本実施形態の光ディスク装置は、図１に示す第１実施形態の光ディスク装置におけるアシンメトリ値算出部４に代えて、分解能値算出部６を備えて構成されている。

分解能値算出部６は、信号Ｉ１、Ｉ２の分解能値を算出する機能を有している。図１１に示すように、記録長８Ｔのマークパターンと記録長３Ｔのマークパターンの再生波形から８Ｔの振幅Ｖｃと３Ｔの振幅Ｖｄとを求め、（数６）式より分解能値ＲＥＳを算出する。

ここで、本実施形態では、分解能値算出において、ある程度振幅があった方が便利なため、３Ｔを用いている。しかし、８Ｔと２Ｔの分解能値でも同様の効果が得られる。また長いマークは８Ｔでなければならないというものではなく、５Ｔ以上ならほぼ同じ効果が得られる。

そして、この分解能値は係数算出部５に送られ、係数算出部５は、信号Ｉ１、Ｉ２の分解能値をそれぞれＲＥＳ１，ＲＥＳ２とし、（数７）式を用いて傾き係数ｋを算出する。

本実施形態の光ディスク装置に、第１実施形態と同様の光ディスクを挿入し、ラジアルチルト依存性を調べた。図１２は、本実施形態の装置において、故意にラジアルチルトを発生させた時の、信号Ｉ１及びＩ２の分解能値ＲＥＳ１とＲＥＳ２とラジアルチルトとの関係である。

また、図１３は、本実施形態の装置において、故意にラジアルチルトを発生させた場合の、ラジアルチルトと図１２の分解能値から算出される係数ｋの関係である。算出される係数ｋをｋ（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）とする。

図１３には、故意にラジアルチルトを発生させたときのＲＦ回路部３に入力され、Ｉ１＋Ｉ２（再生信号）なる演算を行った後の信号のＰＲＳＮＲも示している。図１３から、ラジアルチルトと係数ｋ（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）がリニアに相関していることがよくわかる。

また、ＰＲＳＮＲと係数ｋ（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）との関係を見てみると、ＰＲＳＮＲが最も高くなるラジアルチルトつまり最適な対物レンズ１３の半径方向の傾きにて係数ｋ（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）が０となっているが、光ヘッド２によってはオフセットしており０でない場合もある。そのときはそのオフセット値を予めドライブにインプリメントしておけば良い。

ＰＲＳＮＲが最も高くなるラジアルチルトつまり最適な対物レンズ１３の半径方向の傾きが、図８のような半径依存性を持つ光ディスク１５を挿入し再生を行った。この光ディスク１５は、従来のチルト補正機能がないドライブでは外周側でエラーが頻発し、良好な再生ができなかった光ディスク１５である。本願実施形態の光ディスク装置に挿入した場合、装置のチルト補正機能により、外周部のチルトが発生している部位でも良好な再生を実現できた。

本実施形態におけるサーボコントローラ１２は、レールチルト方式で傾き調整する構成と、アクチュエータチルト方式で傾き調整する構成とのどちらであってもよい。どちらの構成であっても同等の効果を得られた。

また、本実施形態では、（数７）式を用いて傾き係数ｋを算出しているが、（数８）又は（数９）式を用いてもよい。

ここで、本実施形態では、８Ｔ−３Ｔの分解能値を使用したが、８Ｔ−２Ｔの分解能値でも同様の効果が得られた。また長いマークは８Ｔでなければならないというものではなく、５Ｔ以上ならほぼ同じ効果が得られた。

本実施形態の光ディスク装置の動作は、図９に示す第１実施形態の光ディスク装置の動作のうち、アシンメトリ値算出部４で各信号のアシンメトリ値が算出される代わりに、分解能値算出部６で各信号の分解能値が算出されるように動作し、この分解能値に基づいて傾き係数を算出するように動作する。

ここで、本発明における第１及び第２実施形態では、光ヘッド２として、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６のものを用意しているが、これに限定されることなく、あらゆる波長、およびＮＡに適応可能である。

本発明は高密度光学的情報記録媒体の記録再生装置および記録再生方法として、広く適応することができ、記録再生装置の信頼性を著しく高める効果を得ることができる。

本発明における第１実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 ４分割ディテクタを示す図である。 図１に示す実施形態におけるＲＦ回路部３の構成を示すブロック図である。 図１に示す実施形態において検出された信号のアシンメトリ値を示す図である。 図１に示す実施形態における光ディスク１５の断面図である。 図１に示す実施形態において検出された信号のアシンメトリ値のラジアルチルト依存性を示す図である。 図１に示す実施形態において検出された信号から算出された傾き係数のラジアルチルト依存性を示す図である。 図１に示す実施形態における光ディスク１５のラジアルチルトの半径依存性を示す図である。 図１に示す実施形態の光ディスク装置の動作を示すフローチャートである。 本発明における第２実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 図１０に示す実施形態において検出された信号の分解能値を示す図である。 図１０に示す実施形態において検出された信号の分解能値のラジアルチルト依存性を示す図である。 図１０に示す実施形態において検出された信号から算出された傾き係数のラジアルチルト依存性を示す図である。 エラーレートとラジアルチルト依存性を示す図である。

符号の説明

１ スピンドル駆動系
２ 光ヘッド
３ ＲＦ回路部
４ 特性値算出部としてのアシンメトリ値算出部
５ 係数算出部
６ 特性値算出部としての分解能値算出部
７ 復調器
８ システムコントローラ
９ 変調器
１０ レーザダイオード（ＬＤ）
１１ ＬＤ駆動系
１２ サーボコントローラ
１３ 対物レンズ
１４ 受光部
１５ 光ディスク
１６ ビームスプリッタ
３０ａ 受光部Ａ
３０ｂ 受光部Ｂ
３０ｃ 受光部Ｃ
３０ｄ 受光部Ｄ
５０ 反射膜（ＡｌＴｉ）
５１ 基板（ポリカーボネイト）
１００ プリフィルタ
１０１ オートゲインコントロール（ＡＧＣ）
１０２ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
１０３ フェーズロックドループ（ＰＬＬ）
１０４ 適応等化器
１０５ ビタビ復号器

Claims (17)

1. 光ヘッドに備えられている対物レンズから光ディスクに集光ビームを照射することで前記光ディスクに記録されたデータを再生する光ディスク装置における前記対物レンズの光軸と光ディスク表面の垂直軸との傾き角調整方法において、
   データを再生するために前記光ディスクに照射した前記集光ビームの反射光を少なくとも２つに分割して受光する受光工程と、
   この受光した各光から信号をそれぞれ検出する複数信号検出工程と、
   この検出によって得られた各信号のずれ情報を含む特性値をそれぞれ算出する特性値算出工程と、
   この算出したうちの２つの検出信号の特性値に基づいて傾き係数を算出する傾き係数算出工程と、
   この算出した傾き係数に基づいて前記光ディスクの表面の垂直軸と前記対物レンズ光軸との傾きを調整する傾き調整工程とを設け、
   前記特性値算出工程では、前記各検出信号の特性値として、前記各検出信号のその中心レベルのずれを表すアシンメトリ値を算出し、
   前記傾き係数算出工程で算出する前記傾き係数が、前記特性値算出工程で算出された前記２つの検出信号のアシンメトリ値の差に比例する値であることを特徴とする傾き角調整方法。
2. 前記請求項１に記載の傾き角調整方法において、
   前記特性値算出工程では、前記各検出信号の特性値として、前記アシンメトリ値に代えて、前記各検出信号のその検出レベルの変化に基づいて得られる分解能値を算出し、
   前記傾き係数算出工程で算出する前記傾き係数が、前記特性値算出工程で算出された前記２つの検出信号の分解能値の差に比例する値であることを特徴とする傾き角調整方法。
3. 前記請求項１又は２に記載の傾き角調整方法において、
   前記傾き係数算出工程は、前記傾き係数をｋ、前記複数信号検出工程で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
   ｋ＝ｃ（α２−α１）
   ｃ：比例定数
   で示す数式を用いて前記傾き係数を算出するように構成されたことを特徴とする傾き角調整方法。
4. 前記請求項１又は２に記載の傾き角調整方法において、
   前記傾き係数算出工程は、傾き係数をｋ、前記複数信号検出工程で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
   ｋ＝（α２−α１）／（α２＋α１）
   で示す数式を用いて前記傾き係数を算出するように構成されたことを特徴とする傾き角調整方法。
5. 前記請求項１又は２に記載の傾き角調整方法において、
   前記傾き係数算出工程は、傾き係数をｋ、前記複数信号検出工程で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２、この２つの信号を加算した信号の特性値をα３とした場合の、
   ｋ＝（α２−α１）／α３
   で示す数式を用いて前記傾き係数を算出するように構成されたことを特徴とする傾き角調整方法。
6. 前記請求項１乃至５のいずれか一項に記載の傾き角調整方法において、
   前記受光工程を、前記反射光を３つ以上に分割して受光するようにした場合に、複数信号検出工程においては、前記受光した分割光を信号に変換しこの各信号を組み合わせて２つの信号を作成するように構成したことを特徴とする傾き角調整方法。
7. データを再生するために光ディスクに光ビームを集光して照射する対物レンズと、この照射された光ビームが前記光ディスクに反射されて生じる反射光を少なくとも２つ以上に分割して受光しこの受光した各光から信号をそれぞれ検出する受光部と、この検出された各信号のずれ情報を含む特性値をそれぞれ算出する特性値算出部と、この算出されたうちの２つの検出信号の特性値に基づいて傾き係数を算出する係数算出部と、この算出された傾き係数に基づいて前記光ディスクの表面の垂直軸と前記対物レンズの光軸との傾きを調整する傾き調整手段とを備え、
   前記特性値算出部が、前記各検出信号の特性値として、前記各検出信号のその中心レベルのずれを表すアシンメトリ値を算出する機能を備え、
   前記係数算出部で算出される前記傾き係数が、前記特性値算出部で算出された前記２つの信号のアシンメトリ値の差に比例する値であることを特徴とする光ディスク装置。
8. 前記請求項７に記載の光ディスク装置において、
   前記特性値算出部が、前記各検出信号の特性値として、前記アシンメトリ値に代えて、前記各検出信号のその検出レベルの変化に基づいて得られる分解能値を算出する機能を備え、
   前記係数算出部で算出される前記傾き係数が、前記特性値算出部で算出された前記２つの検出信号の分解能値の差に比例する値であることを特徴とする光ディスク装置。
9. 前記請求項７又は８に記載の光ディスク装置において、
   前記係数算出部が、前記傾き係数をｋ、前記光検出部で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
   ｋ＝ｃ（α２−α１）
   ｃ：比例定数
   で示す数式を用いて傾き係数を算出する機能を有したことを特徴とする光ディスク装置。
10. 前記請求項７又は８に記載の光ディスク装置において、
    前記係数算出部が、前記傾き係数をｋ、前記光検出部で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
    ｋ＝（α２−α１）／（α２＋α１）
    で示す数式を用いて傾き係数を算出する機能を有したことを特徴とする光ディスク装置。
11. 前記請求項７又は８に記載の光ディスク装置において、
    前記係数算出部が、前記傾き係数をｋ、前記光検出部で得られたうちの２つの信号の特性値をα１，α２、この２つの信号を加算した信号の特性値をα３とした場合の、
    ｋ＝（α２−α１）／α３
    で示す数式を用いて傾き係数を算出する機能を有したことを特徴とする光ディスク装置。
12. 前記請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の光ディスク装置において、
    前記受光部が前記反射光を３つ以上に分割して受光するようにした場合に、前記光検出部が、前記受光した分割光から信号を検出しこの各信号を組み合わせて２つの信号を作成する機能を有したことを特徴とする光ディスク装置。
13. 光ヘッドに備えられている対物レンズから光ディスクに集光ビームを照射することで前記光ディスクに対してデータを再生する光ディスク装置の動作を制御するコンピュータに、
    データを再生するために前記光ディスクに照射した集光ビームの反射光を少なくとも２つに分割し受光して得る各光から検出した信号のずれ情報を含む特性値として当該各検出信号の中心レベルのずれを表すアシンメトリ値をそれぞれ算出する特性値算出処理と、この算出された２つの検出信号の特性値の差に比例する値である傾き係数を算出する傾き係数算出処理と、この算出された傾き係数に基づいて前記光ディスクの表面の垂直軸と前記対物レンズの光軸との傾きを検出する傾き検出処理と、この検出した傾きを補正する調整動作を制御する傾き調整制御処理とを実行させることを特徴とする傾き調整用プログラム。
14. 前記請求項１２に記載の傾き調整用プログラムにおいて、
    前記特性値算出処理が、前記各検出信号の特性値として、前記アシンメトリ値に代えて、前記各検出信号のその検出レベルの変化に基づいて得られる分解能値を算出する処理であることを特徴とする傾き調整用プログラム。
15. 前記請求項１２又は１３に記載の傾き調整用プログラムにおいて、
    前記傾き係数算出処理は、前記傾き係数をｋ、前記受光し検出したうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
    ｋ＝ｃ（α２−α１）
    ｃ：比例定数
    で示す数式を用いて傾き係数を算出するように構成されたことを特徴とする傾き調整用プログラム。
16. 前記請求項１２又は１３に記載の傾き調整用プログラムにおいて、
    前記傾き係数算出処理は、傾き係数をｋ、前記受光し検出したうちの２つの信号の特性値をα１，α２とした場合の、
    ｋ＝（α２−α１）／（α２＋α１）
    で示す数式を用いて傾き係数を算出するように構成されたことを特徴とする傾き調整用プログラム。
17. 前記請求項１２又は１３に記載の傾き調整用プログラムにおいて、
    前記傾き係数算出処理は、傾き係数をｋ、前記受光し検出したうちの２つの信号の特性値をα１，α２、この２つの信号を加算した信号の特性値をα３とした場合の、
    ｋ＝（α２−α１）／α３
    で示す数式を用いて傾き係数を算出するように構成されたことを特徴とする傾き調整用プログラム。

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