(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体に光ビームを照射する光ヘッドの光軸調整方法において、
前記光情報記録媒体の記録トラック上を前記光ビームにより線速一定で走査して該光ビームの予測スポット径より長いピットが該光ビームの予測径より長い間隔をおいて記録されたピットパターンを読み取るとともに、
前記光情報記録媒体の記録面の垂線に対する前記光ヘッドの光軸のタンジェンシャル方向の角度を段階的に変化させ、
該読み取りにより得た読取信号のエッジ波形の変化率が最大になる前記光ヘッドの光軸のタンジェンシャル方向の角度を最適チルト角として求め、
前記記録面の垂線に対する前記光ヘッドの光軸のタンジェンシャル方向の角度を前記最適チルト角に調節する
ことを特徴とする光ヘッドの光軸調整方法。
【請求項２】
前記光情報記録媒体の記録トラック上を前記光ビームにより線速一定で走査して該光ビームの予測スポット径より長いピットが該光ビームの予測径より長い間隔をおいて記録されたピットパターンを読み取るとともに、
前記光情報記録媒体に対する前記光ヘッドの光学系のフォーカス位置を段階的に変化させて、前記読み取りにより得た読取信号のエッジ波形の変化率が最大になる位置を最適フォーカス位置として求め、
前記光情報記録媒体に対する前記光ヘッドの光学系のフォーカス位置を前記最適フォーカス位置に調整する
ことを特徴とする請求項１記載の光ヘッドの光軸調整方法。
【請求項３】
前記ピットパターンは、
前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応するピットパターンから抽出される
ことを特徴とする請求項１記載の光ヘッドの光軸調整方法。
【請求項４】
前記ピットパターンは、
前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応するピットパターンとは別に予め形成される
ことを特徴とする請求項１記載の光ヘッドの光軸調整方法。
【請求項５】
光情報記録媒体上の記録トラック上を光ビームにより線速一定で走査することにより前記光情報記録媒体上に情報の記録、再生を行う光情報記録再生装置において、
前記記録トラック上に記録された前記光ビームの予測スポット径より長いピットが前記光ビームの予測径より長い間隔をおいて記録されたピットパターンを前記光ビームにより読み取る読取手段と、
前記読取手段の光軸のタンジェンシャル方向の角度を段階的に変化させるチルト角度調整手段と、
前記チルト角調整手段で調整された段階的に変化する各角度において前記読取手段から出力される読取信号のエッジ波形の変化率に基づき前記光情報記録媒体の記録面の垂線に対する前記光ビームの光軸の最適角度を検出する最適チルト角検出手段と
を具備することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項６】
前記光ビームのフォーカス位置を段階的に変化させるフォーカス調整手段と、
前記フォーカス位置調整手段で調整された段階的に変化する各フォーカス位置において前記読取手段から出力される読取信号のエッジ波形の変化率に基づき前記光情報記録媒体に対する前記光ビームの光学系の最適フォーカス位置を検出する最適フォーカス位置検出手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項５記載の光情報記録再生装置。
【請求項７】
前記ピットパターンは、
前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応するピットパターンから抽出される
ことを特徴とする請求項５記載の光情報記録再生装置。
【請求項８】
前記ピットパターンは、
前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応するピットパターンとは別に予め形成される
ことを特徴とする請求項５記載の光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ピックアップの光軸調整方法および光情報記録再生装置に関するものであり、特に、光記録媒体や温度変化、経時変化等の動作環境にも対応できるチルト調整およびフォーカス調整を可能にする光ヘッドの光軸調整方法および光情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光記録媒体の高記録密度化には、照射レーザ波長を短くし、かつ、対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることが良くとられる手段である。
【０００３】
しかし、この場合、対物レンズの光軸が光記録媒体の記録面の垂直線とわずかに傾いただけで波面収差（主としてコマ収差）が発生するため、光ヘッドの光軸が光ディスクの記録面の垂直線からずれる角度、いわゆるチルト角に対するマージンが小さくなり、また、この直交関係のずれが発生すると、再生した信号の識別誤りの頻度が高くなり、最適な状態での記録または再生が行なえなくなるという問題を生じる。
【０００４】
また、光記録媒体の高密度化には、対物レンズのフォーカス位置をより精密に制御することが必要となる。
【０００５】
通常、光情報記録再生装置では、そのフォーカス位置を予め求められた最適な位置に制御されるように調整されているが、より精密にフォーカス位置を制御するためには、例えば、光記録媒体の種類や状態、温度等を含めた装置の使用環境等に適合してフォーカス位置を最適な位置に制御することが重要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、光記録媒体の記録面の垂直線に対して光ヘッドの光軸がなす角度の調整、即ちチルト角調整は、光情報記録再生装置の生産時における初期調整のときに行なわれるのみで、光情報記録再生装置自体に自動で調整する機能は付加されない。
【０００７】
したがって、経年変化等による光ヘッドの光学系のずれや光記録媒体の歪み、光記録媒体毎および光情報記録再生装置毎のばらつき、また、動作環境の変化等に応じて、リアルタイムにチルト角調整を行なうことができなかった。
【０００８】
また、従来、対物レンズのフォーカス位置の調整、即ちフォーカス調整は、光情報記録再生装置の生産時に行なうか、若しくは、再生信号のジッタ値をフォーカスエラー信号として検出して良好なジッタ値となるようにフォーカス調整を行なっていた。
【０００９】
しかしながら、光情報記録再生装置の生産時にだけフォーカス調整行なうのでは、経年変化等による光ヘッドの光学系のずれや光記録媒体の厚みの差等に対応することができず、また、ジッタ値を検出する方法においては、装置の回路構成が複雑になり装置自体のコストアップにつながり好ましくない。
【００１０】
そこで、この発明は、各光情報記録再生装置毎にチルト角調整およびフォーカス調整が簡易かつ確実に行なえるようにした光ヘッドの光軸調整方法および光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、この発明は、光情報記録媒体に光ビームを照射する光ヘッドの光軸調整方法において、前記光情報記録媒体の記録トラック上を前記光ビームにより線速一定で走査して該光ビームの予測スポット径より長いピットが該光ビームの予測径より長い間隔をおいて記録されたピットパターンを読み取るとともに、前記光情報記録媒体の記録面の垂線に対する前記光ヘッドの光軸のタンジェンシャル方向の角度を段階的に変化させ、該読み取りにより得た読取信号のエッジ波形の変化率が最大になる前記光ヘッドの光軸のタンジェンシャル方向の角度を最適チルト角として求め、前記記録面の垂線に対する前記光ヘッドの光軸のタンジェンシャル方向の角度を前記最適チルト角に調節することを特徴とする。
【００１２】
また、前記光軸調整方法は、前記光情報記録媒体の記録トラック上を前記光ビームにより線速一定で走査して該光ビームの予測スポット径より長いピットが該光ビームの予測径より長い間隔をおいて記録されたピットパターンを読み取るとともに、前記光情報記録媒体に対する前記光ヘッドの光学系のフォーカス位置を段階的に変化させて、前記読み取りにより得た読取信号のエッジ波形の変化率が最大になる位置を最適フォーカス位置として求め、前記光情報記録媒体に対する前記光ヘッドの光学系のフォーカス位置を前記最適フォーカス位置に調整することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明は、光情報記録媒体上の記録トラック上を光ビームにより線速一定で走査することにより前記光情報記録媒体上に情報の記録、再生を行う光情報記録再生装置において、前記記録トラック上に記録された前記光ビームの予測スポット径より長いピットが前記光ビームの予測径より長い間隔をおいて記録されたピットパターンを前記光ビームにより読み取る読取手段と、前記読取手段の光軸のタンジェンシャル方向の角度を段階的に変化させるチルト角度調整手段と、前記チルト角調整手段で調整された段階的に変化する各角度において前記読取手段から出力される読取信号のエッジ波形の変化率に基づき前記光情報記録媒体の記録面の垂線に対する前記光ビームの光軸の最適角度を検出する最適チルト角検出手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
また、前記光情報記録再生装置は、前記光ビームのフォーカス位置を段階的に変化させるフォーカス調整手段と、前記フォーカス位置調整手段で調整された段階的に変化する各フォーカス位置において前記読取手段から出力される読取信号のエッジ波形の変化率に基づき前記光情報記録媒体に対する前記光ビームの光学系の最適フォーカス位置を検出する最適フォーカス位置検出手段とをさらに具備することを特徴とする。
【００１５】
なお、前記ピットパターンは、前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応するピットパターンから抽出することも可能であるし、前記光情報記録媒体に記録された所望の情報に対応するピットパターンとは別に予め形成しておいても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わる光情報記録再生装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
なお、この実施の形態では、光記録媒体の一例として光ディスクを例に説明する。
【００１８】
まず、この実施の形態の基本概念から説明する。
【００１９】
通常、光ディスクには、その記録面に、記録トラックにそってピットが形成され、このピットとピット以外の部分（ランド）によるピット−ランドパターンとして情報の記録がなされている。
【００２０】
そして、レーザビームをこの記録トラックに沿って照射すると、上記ピット−ランドパターンによってレーザビームが変調され、この変調によるレーザビームの光ディスクからの戻り光の光量の変化を受光素子において検出し、この光量の変化に基づいてＲＦ信号が生成される。
【００２１】
ここで、レーザビームがピットを照射するときの戻り光の光量は、ランドを照射するときの戻り光の光量よりも少ない。
【００２２】
従って、上記光ディスクからの戻り光の光量は、レーザビームが光ディスクの記録面に形成するビームスポット内にピットが存在しないときに最大となり、逆に、ピット長手方向においてビームスポットが自身の径よりも長いピットによって飽和しているときに最少となる。
【００２３】
図１は、ビームスポット１がランドからピット、若しくはピットからランドへ移行する様子、つまり、ビームスポット１内をピットエッジが通過する様子とＲＦ信号との関係を示した図である。
【００２４】
ここで、図１に示すピット２のピット長、および、このピット２と前後するランドのランド長は、ビームスポット１の径よりも長いものとする。
【００２５】
さて、図１において、（ａ）に示すように、ビームスポット１内にピット２が存在しないとき、ビームスポット１からの戻り光の光量は最大となり、逆に、（ｃ）に示すように、ビームスポット１がピット長手方向においてピット２で飽和しているとき、ビームスポット１からの戻り光の光量は最小となる。
【００２６】
また、（ｂ）および（ｄ）に示すように、ピットエッジがビームスポット１内を通過する過程にあるときには、それに対応して戻り光の光量が変化する。
【００２７】
つまり、（ｂ）に示すように、ビームスポット１内にピット２が進入してくるとき、ビームスポット１からの戻り光の光量は減少し、逆に、（ｄ）に示すように、ビームスポット１内からピット２が出ていくとき、ビームスポット１からの戻り光の光量は増加する。
【００２８】
この、図１（ａ）〜（ｄ）に示す状態に対応するＲＦ信号の波形を、図１（ｅ）にグラフ１で示す。
【００２９】
なお、このグラフ１において矢印で示すａ〜ｄの部分は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すそれぞれの状態におけるビームスポット１からの戻り光に対応するＲＦ信号である。
【００３０】
ここで、通常、光ディスクは、線速一定で回転駆動されるので、ピットエッジはビームスポット１内を一定速度で通過する。
【００３１】
したがって、スポット径が小さいほど、ピットエッジがビームスポット１内を通過するのに要する時間は短くなり、逆に、スポット径が大きいほど、ピットエッジがビームスポット１内を通過するのに要する時間は長くなる。
【００３２】
つまり、レーザビームの光軸が光ディスクの記録面の垂線と一致していて（チルト角が生じていない）、かつ、このレーザビームが光ディスクの記録面で十分に絞られているとき（適切にフォーカス調整されている）、ビームスポット１のスポット径は最小となり、したがって、ピットエッジがこのビームスポット１内を通過するのに要する時間は最短となる。
【００３３】
すなわち、チルト角が生じておらず、かつ、フォーカスが適切であれば、ピットエッジがビームスポット１内を通過する過程にあるときの当該ビームスポット１からの戻り光の光量に対応するＲＦ信号、つまり、ＲＦ信号の立上がりおよび立下り部分（以下、エッジ波形という）の変化率は最大となる。
【００３４】
そこで、例えば、ＲＦ信号の振幅電圧の９０%にあたる電圧をＶ１、１０%にあたる電圧をＶ２とし、ＲＦ信号がＶ１からＶ２（若しくはＶ２からＶ１）に変化するまでの時間をｔとしたとき、ＲＦ信号のエッジ波形の変化率ａは
ａ＝｜Ｖ１−Ｖ２｜／ｔ
と表せる。
【００３５】
したがって、チルト角およびフォーカス位置を段階的に変化させながら光ディスクからＲＦ信号を再生し、このＲＦ信号のエッジ波形の変化率ａを最大にするチルト角およびフォーカス位置を探すことにより、最適なチルト角調整およびフォーカス調整を行うことができる。
【００３６】
なお、エッジ波形の変化率ａを求めるために利用するＲＦ信号は、使用するレーザビームのビームスポット径よりも長いピットおよびランドの並びに対応するものに限る。
【００３７】
ここで、予想されるビームスポット径よりも長いピットおよびランドの並びからなるピットパターンは、光ディスクの情報が記録される若しくは記録された領域であるデータ領域の最内周にチルト角およびフォーカス補正用として形成しておいても良いし、また、記録済みのディスクにこの発明を適用するのであれば、この光ディスクのデータ領域にデータとして記録されているピットパターンから、抽出して使用しても良い。
【００３８】
図２は、この発明の光情報記録再生装置の一実施例の概略構成を示すブロック図である。
【００３９】
なお、図２は、光情報記録再生装置の一例として光ディスク記録再生装置の該略構成を示している。
【００４０】
図２に示す光ディスク記録再生装置は、図示しないディスク挿入口から光ディスク６を挿入し、スピンドルモータ３１によりこのディスク６を線速一定に回転して、光ピックアップ３４によりディスク６に対する情報の再生を行う。
【００４１】
ここで、ディスク６の回転速度、すなわちスピンドルモータ３１の回転速度は、周波数信号発生器（ＦＧ）３３で検出され、スピンドルモータ３１は、モータドライバ３２を介して制御される。
【００４２】
光ピックアップ３４は、フォーカス制御機能およびトラッキング制御機能を有しており、この光ピックアップ３４のフォーカス制御機能は、フォーカス制御回路４３により制御され、トラッキング制御機能は、トラッキング制御回路４４により制御される。
【００４３】
また、この光ピックアップ３４は、送りモータ３５によりディスク６の半径方向に移動可能に構成されており、この送りモータ３５は送り制御回路４５によりモータドライバ３６を介して制御される。
【００４４】
さらに、この光ピックアップ３４は、チルトモータ３７により、その光軸をディスク６の円周方向（タンジェンシャル方向）に傾けることができるように構成されており、チルトモータ３７はチルト角制御回路４２によりモータドライバ３８を介して制御される。
【００４５】
コントローラ４１は、この光ディスク記録再生装置の全体動作を統括制御するもので、この発明に係るチルト角調整およびフォーカス調整を実現するため、ディスク６から読み取られたＲＦ信号のスポット径よりも長いピットおよびランドの並びに対応する部分を検出してそのエッジ波形の変化率を測定する機能を有し、測定したエッジ波形の変化率ａをフォーカス制御回路４３およびチルト角制御回路４２に加え、光ピックアップのフォーカス制御機能を制御してフォーカス位置を制御するとともに、モータドライバ３８を介してチルトモータ３７を制御して、光ピックアップ３４のディスク６に対するタンジェンシャル方向の傾き角を制御する。
【００４６】
また、この光ピックアップ３４によってディスクから読み取られる信号には、ＲＦ信号の他にも、トラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥが含まれる。
【００４７】
ヘッドアンプ５１は、トラッキングエラー信号ＴＥに基づきトラッキング制御回路４４を制御して光ピックアップ３４のトラッキング制御機能を制御するとともに、送り制御回路４５と協働して光ピックアップ３４のディスク６の半径方向における位置を制御し、また、フォーカスエラー信号ＦＥをフォーカス制御回路４３に加え、光ピックアップ３４のフォーカス制御機能を制御する。
【００４８】
また、信号処理回路５２は、ディスク６から読み取られた情報の内のＲＦ信号、若しくはウォブル信号に基づき記録位置データとしての絶対時間情報ＡＴＩＰ（ＡＴ）を再生し、ＣＬＶ制御回路４６に加え、ディスク６を線速一定で回転制御する。
【００４９】
図３は、図２に示した光ディスク記録再生装置におけるチルト角調整およびフォーカス調整の動作を説明するフローチャートである。
【００５０】
この光ディスク記録再生装置に光ディスク６が挿入されると（ステップ７０１でＹＥＳ）、コントローラ４１は、チルト角の調整を行なうため、光ディスク６の記録面の垂線に対する光ピックアップ３４の光軸のタンジェンシャル方向の角度（チルト角）を何段階かに変化させながら、光ディスク６からＲＦ信号を再生し、各チルト角に対応して得られるＲＦ信号のエッジ波形の変化率ａを計測して（ステップ７０２）、この変化率ａを最大とする角度に光ピックアップ３４の角度を調整する（ステップ７０３）。
【００５１】
次に、コントローラ４１は、光ピックアップ３４が有する図示しない対物レンズのフォーカス位置を何段階かに変化させながら、光ディスク６からＲＦ信号を再生し、各フォーカス位置に対応して得られるＲＦ信号のエッジ波形の変化率ａを計測して（ステップ７０４）、この変化率ａを最大とする位置に対物レンズのフォーカス位置を調整する（ステップ７０５）。
【００５２】
なお、上記のチルト角調整およびフォーカス調整の方法は、光ディスク記録再生装置製造時、および光ピックアップ製造時における光学系の調整にも適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、通常の光ディスクから得られる再生信号に基づいて光ピックアップのチルト角およびフォーカス位置の調整を行なうので、各光記録媒体ごと、各装置ごとのばらつきに対応でき、かつ、使用環境の変化に応じたリアルタイムのチルト角調整およびフォーカス調整を簡易かつ確実に行なえるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の概念を説明する図である。
【図２】この発明に係る光ディスク記録再生装置の構成の一例を示す図である。
【図３】図３の光ディスク記録再生装置におけるチルト補正の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    ビームスポット
２    ピット
３１    スピンドルモータ
３２    モータドライバ
３４    光ピックアップ
３３    周波数信号発生器
３５    モータ
３６    モータドライバ
３７    チルトモータ
３８    モータドライバ
４１    コントローラ
４２    チルト角制御回路
４３    フォーカス制御回路
４４    トラッキング制御回路
４５    送り制御回路
４６    ＣＬＶ制御回路
５１    ヘッドアンプ
５２    信号処理回路
６    光ディスク
【図１】
0003656025.tif 000002
【図２】
0003656025.tif 000003
【図３】
0003656025.tif 000004