(57)【要約】【課題】光ディスク記録再生装置に用いられるエラー信号検出装置において、別部品としてチルトセンサを必要とせず低コストで、かつ簡易にエラー信号を検出する。【解決手段】中心部に円形に形成されたＴ領域と、Ｔ領域以外の部分を４分割して形成されたＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ領域とを有する受光素子２０のＴ領域が受光した光量信号に基づいて、チルトがない状態での    信号を記憶し、この信号と光ディスク記録／再生時の光量信号を比較してチルトを検出し、エラー信号として出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの記録面にレーザ光を照射する光照射手段と、前記照射されたレーザ光が光ディスクに記録された情報列により反射され、その反射された光を複数の領域に分割された受光素子で受光し、各領域の受光量に応じた信号を出力する受光手段と、前記受光素子から出力された光量信号に基づいて、トラッキングエラー信号を出力するトラッキングエラー信号出力手段と、前記受光素子から出力された光量信号に基づいて、光ディスクの記録面とレーザ光の光軸の傾きを検出し、チルト信号として出力するチルト信号出力手段とを有するエラー信号検出装置において、
前記受光素子は、中心部に円形に形成された第１領域と、該第１領域以外の部分を光ディスクのタンゼンシャル方向に対応する方向に２分割し、かつ、ラジアル方向に対応する方向に２分割して形成された第２乃至第５の４つの領域とをそれぞれ有して成り、
光ディスクの記録面と前記レーザ光の光軸の傾き、レーザ光の走査位置を制御して、第１領域の光量信号の出力が最も低くなる値をチルト角０°の信号として検出し、検出されたチルト角０°信号を記憶するチルト角０°検出手段をさらに有し、
前記チルト信号出力手段が、光ディスクの記録再生時に前記第１領域が検出した光量信号と、前記記憶されているチルト角０°信号とに基づいてチルト信号を出力するものであり、
前記チルト信号出力手段により出力されたチルト信号に基づき、前記トラッキングエラー信号を補正するトラッキングエラー信号補正手段を有することを特徴とするエラー信号検出装置。
【請求項２】
光ディスクの記録面にレーザ光を照射する光照射手段と、前記照射されたレーザ光が光ディスクに記録された情報列により反射され、その反射された光を複数の領域に分割された受光素子で受光し、各領域の受光量に応じた信号を出力する受光手段と、前記受光素子から出力された光量信号に基づいて、光ディスクの記録面とレーザ光の光軸の傾きを算出し、チルト信号として出力するチルト信号出力手段とを有するエラー信号検出装置において、
前記受光素子は、中心部に円形に形成された第１領域と、該第１領域以外の部分を光ディスクのタンゼンシャル方向に対応する方向に２分割し、かつ、ラジアル方向に対応する方向に２分割して形成された第２乃至第５の４つの領域とをそれぞれ有して成り、
光ディスクの記録面と前記レーザ光の光軸の傾き、レーザ光の走査位置を制御して、第１領域の光量信号の出力が最も低くなる値をチルト角０°の信号として検出し、検出されたチルト角０°信号を記憶するチルト角０°検出手段をさらに有し、
前記チルト信号出力手段が、光ディスクの記録再生時に前記第１領域が検出した光量信号と、前記記憶されているチルト角０°信号とに基づいてチルト信号を出力することを特徴とするエラー信号検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のエラー信号検出装置を備えたことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エラー信号検出装置及びにこれを用いた光ディスク記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤや次世代の光ディスクのような高密度記録媒体用の光ディスク記録再生装置においては、記録密度を増加させるために、短波長のレーザ光を発振する光源と開口数の大きいレンズが必要となる。このような開口数の大きいレンズを使用する光ディスク記録再生装置では、ディスクの記録面と照射されるレーザ光の光軸との傾き（以下、チルトと呼ぶ）が僅かであっても、発生するコマ収差が大きくなり、記録再生信号に劣化が生じるという問題がある。従って、高品質の記録再生信号を得るためには、チルトを検出して補正する必要がある。
【０００３】
従来、チルトを検出する方法として、信号再生用の光学ヘッドとは別に、図９に示されるようなチルトセンサを利用してチルトを検出する方法が知られている。図９（ａ）において、チルトがない場合には、ＬＥＤ２０１から出射され、光ディスク１００の記録面で反射された光は、受光素子２０２ａ，２０２ｂに等しく入射され、受光素子２０２ａ，２０２ｂから出力される信号レベルは等しくなる。一方、チルトがある場合には、図９（ｂ），（ｃ）に示されるように受光素子２０２ａ，２０２ｂから出力される信号レベルに差が生じる。チルトセンサはこれら２つの受光素子２０２ａ，２０２ｂが出力する信号レベルに基づいてチルトを検出する。
【０００４】
一方、チルトセンサを用いないものとして、受光素子を複数の領域に分割し、各領域が受光した光の位相の特質を利用してチルトを検出する装置や（例えば、特許文献１参照）、６分割された受光素子の各領域の受光量に基づきチルトを検出する装置が知られている（例えば特許文献２参照）。また、４分割された受光素子の各領域から出力される信号の演算し、光ピックアップを光ディスクのラジアル方向に走査して、演算結果の振幅又は最小値に基づきチルトを検出する装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。  
【特許文献１】特開２００２−１５７７６４号公報
【特許文献２】特開２００１−２７３６６０号公報
【特許文献３】特開２００１−２６６３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の発明のおいては、位相比較器等の部品が必要となりコスト的に不利となる。また、特許文献２に記載の発明においては、受光素子の分割数が多いため受光素子の製造が困難となる。特許文献３に記載の発明においては、出力された信号を演算する部品及び演算結果の振幅又は最小値を得る部品が必要となる。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、別部品としてチルトセンサを用いず、低コストで簡易なエラー信号検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、光ディスクの記録面にレーザ光を照射する光照射手段と、前記照射されたレーザ光が光ディスクに記録された情報列により反射され、その反射された光を複数の領域に分割された受光素子で受光し、各領域の受光量に応じた信号を出力する受光手段と、前記受光素子から出力された光量信号に基づいて、トラッキングエラー信号を出力するトラッキングエラー信号出力手段と、前記受光素子から出力された光量信号に基づいて、光ディスクの記録面とレーザ光の光軸の傾きを検出し、チルト信号として出力するチルト信号出力手段とを有するエラー信号検出装置において、前記受光素子は、中心部に円形に形成された第１領域と、該第１領域以外の部分を光ディスクのタンゼンシャル方向に対応する方向に２分割し、かつ、ラジアル方向に対応する方向に２分割して形成された第２乃至第５の４つの領域とをそれぞれ有して成り、光ディスクの記録面と前記レーザ光の光軸の傾き、レーザ光の走査位置を制御して、第１領域の光量信号の出力が最も低くなる値をチルト角０°の信号として検出し、検出されたチルト角０°信号を記憶するチルト角０°検出手段をさらに有し、前記チルト信号出力手段が、光ディスクの記録再生時に前記第１領域が検出した光量信号と、前記記憶されているチルト角０°信号とに基づいてチルト信号を出力するものであり、前記チルト信号出力手段により出力されたチルト信号に基づき、前記トラッキングエラー信号を補正するトラッキングエラー信号補正手段を有するものである。
【０００８】
この構成においては、受光素子の第１乃至第５の各領域が出力した信号に基づき光ディスク記録再生時のトラッキングエラー信号及びチルト信号が検出され、チルト信号に基づいてトラッキングエラー信号が補正される。
【０００９】
チルト信号は、第１領域の受光量に基づいて検出される。チルトがなく、光ピックアップが光ディスクの情報列にトラッキングされている状態では、光ディスクに照射されたレーザ光はピットにより散乱されるため、第１領域の受光量は少なくなる。これに対し、トラッキングがされている状態でチルトが生じている場合には、第１領域が受ける光量は、コマ収差による入射光が影響するため増加する。本願発明ではかかる性質を利用してチルトを検出する。すなわち、チルト角、レーザ光の走査位置を制御して、第１領域の信号レベルが最も低くなる値をチルト角０°の信号として記憶し、光ディスクの記録再生時の第１領域の信号レベルと記憶されているチルト角０°信号を比較してチルト信号を検出する。また、検出されたチルト信号をトラッキングエラー信号にフィードバックすることにより、トラッキングエラー信号を補正する。
【００１０】
請求項２の発明は、光ディスクの記録面にレーザ光を照射する光照射手段と、前記照射されたレーザ光が光ディスクに記録された情報列により反射され、その反射された光を複数の領域に分割された受光素子で受光し、各領域の受光量に応じた信号を出力する受光手段と、前記受光素子から出力された光量信号に基づいて、光ディスクの記録面とレーザ光の光軸の傾きを算出し、チルト信号として出力するチルト信号出力手段とを有するエラー信号検出装置において、前記受光素子は、中心部に円形に形成された第１領域と、該第１領域以外の部分を光ディスクのタンゼンシャル方向に対応する方向に２分割し、かつ、ラジアル方向に対応する方向に２分割して形成された第２乃至第５の４つの領域とをそれぞれ有して成り、光ディスクの記録面と前記レーザ光の光軸の傾き、レーザ光の走査位置を制御して、第１領域の光量信号の出力が最も低くなる値をチルト角０°の信号として検出し、検出されたチルト角０°信号を記憶するチルト角０°検出手段をさらに有し、前記チルト信号出力手段が、光ディスクの記録再生時に前記第１領域が検出した光量信号と、前記記憶されているチルト角０°信号とに基づいてチルト信号を出力するものである。
【００１１】
この構成においては、受光素子の第１領域が出力した信号に基づき光ディスク記録再生時のチルト信号が検出される。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のエラー信号検出装置を備えた光ディスク記録再生装置である。この構成においては、請求項１又は請求項２に記載のエラー信号検出装置により検出されたエラー信号に基づきトラッキング制御、チルト角制御を行う。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように請求項１の発明によれば、受光素子に設けられた第１領域の受光量に基づき、チルト信号を検出することができることから、チルト検出のためのセンサが不要になり、組み立て工数を簡略することができる。このため、低コストで簡易なエラー信号検出器を得ることができる。また、トラッキングエラー信号は検出されたチルト信号に基づき補正されるため、チルトによる影響をあまり受けない正確なトラッキングエラー信号を得ることができる。また、受光素子の中央部に設けられた第１領域は、円形に形成されていることにより、従来のサーボ機構には、できるだけ影響を与えない状態でチルトを検出することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、受光素子に設けられた第１領域の受光量に基づき、チルト信号を検出することができることから、チルト検出のためのセンサが不要になり、組み立て工数を簡略することができる。このため、低コストで簡易なエラー信号検出器を得ることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、光ディスク記録再生装置に、請求項１又は請求項２に記載のエラー信号検出装置を用い、検出されたエラー信号に基づきトラッキング制御、チルト角制御を行うことにより高品質の記録再生信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態によるエラー信号検出装置について図面を参照して説明する。図１は、エラー信号検出装置のブロック図である。エラー信号検出装置１は光ピックアップ２及びエラー信号検出部３によって構成されている。光ピックアップ２は、半導体レーザ２１、コリメータレンズ２２、ビームスプリッタ２３、対物レンズ２４、集光レンズ２５及び受光素子２０により構成されている。半導体レーザ２１から発振されたレーザ光ＬＢはコリメータレンズ２２によりコヒーレント光に変換された後、対物レンズ２４で集光され、光ディスク１００の記録面に照射される。光ディスク１００からの反射光はビームスプリッタ２３、集光レンズ２５を通って受光素子２０に入射される。受光素子２０は受光量に応じた信号をエラー信号検出部３に出力する。
【００１７】
図２（ａ）は受光素子２０の受光面を示している。受光素子２０は、中心部に円形に形成されたＴ領域（第１領域）と、Ｔ領域以外の部分を光ディスク１００のタンゼンシャル方向に対応する方向に２分割し、かつ、ラジアル方向に対応する方向に２分割して形成されたＡ領域（第２領域），Ｂ領域（第３領域），Ｃ領域（第４領域），Ｄ領域（第５領域）により構成されている。以下、各領域Ｔ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから出力された光量信号をＴ信号，Ａ信号，Ｂ信号，Ｃ信号，Ｄ信号という。
【００１８】
トラッキングエラー信号は、Ａ信号とＤ信号の加算信号と、Ｂ信号とＣ信号の加算信号の差分を算出することにより求められる。例えば、図２（ｂ）において、レーザ光のスポット３０が点線の位置にあるとき、（Ａ＋Ｄ）＜（Ｂ＋Ｃ）となる。光ディスク記録再生装置１は、エラー信号検出部３から出力されたエラー信号に基づいて（Ａ＋Ｄ）＝（Ｂ＋Ｃ）になるように光ピックアップ２の走査位置を制御し、ビームスポット３０が受光素子２０の中心に位置するようにトラッキングする。
【００１９】
図３は、光ディスク１００の記録面で反射されたレーザ光ＬＢが、集光レンズ２５の各位置２５ａ，２５ｂ，２５ｃを通り、受光素子２０に入射した場合について、レーザ光のスポット３０ａ，３０ｂ，３０ｃを模式的に示している。図２（ｃ）はチルトがない場合の各スポット３０ａ，３０ｂ，３０ｃついて示しており、トラッキングしている状態では、スポット３０ａ，３０ｂ，３０ｃは受光素子２０の中心に同心状に形成される。チルトがある場合にはコマ収差が生じるため、図２（ｄ）に示されるように各スポット３０ａ，３０ｂ，３０ｃの中心位置にずれが生じることとなる。
【００２０】
図４は、トラッキングエラー信号に及ぼすラジアルチルトの影響を説明するための模式図である。光ディスク１００の記録面に照射されたレーザ光ＬＢはピットにより散乱されるため、受光素子２０の対応する位置の受光量は少なくなる。図４（ａ）は、トラッキングがされていない状態でのレーザ光のスポット３０を示しており、ピット列１００ａに対応する位置の受光量が少なくなっていることを模式的に示している。光ディスク記録再生装置１は、（Ａ＋Ｄ）＝（Ｂ＋Ｃ）になるように、エラー信号検出器３が出力したエラー信号に基づき、トラッキング制御を行い、トラッキングがされた状態では図４（ｂ）に示されるようにＴ領域の受光量は少なくなる。これに対し、チルトが生じている場合には、図４（ｃ）に示されるように、トラッキングされている状態においてもコマ収差による入射光が影響するため、（Ａ＋Ｄ）＝（Ｂ＋Ｃ）は保持されず、（Ａ＋Ｄ）＜（Ｂ＋Ｃ）となり、トラッキングエラー信号が出力される。このため、図４（ｄ）に示されるように、不正なトラッキングエラー信号に基づきトラッキングサーボ制御がかかってしまうこととなる。
【００２１】
本願発明では、Ｔ領域の信号を利用して、チルトがない状態（以下、チルト角０°という）を検出し、光ディスク１００の記録／再生時にこれを越える信号レベルを検出した場合には、その増分をチルト信号としてトラッキングエラー信号にフィードバックする。
【００２２】
図５はチルト角０°の検出方法を説明するための模式図であり、横軸にチルト角制御量、縦軸にＴ信号強度が取られている。光ディスク記録再生装置１に光ディスク１００がローディングされると、光ディスク記録再生装置１は、暫定的にトラッキングされている状態でチルト角を強制的に駆動させ、強度が最も低くなるＴ信号を検出する。図５においては、ｄ点におけるＴ信号強度が最も低くなっていることから、このＴ信号の強度をチルト角０°信号として記憶する。なお、チルト角０°検出中は、チルト角を強制駆動しているためチルトサーボ制御は行っていない。
【００２３】
チルト角０°信号は、エラー信号検出部３内における図６に示される回路により以下のように検出される。光ピックアップ２から出力されたＴ信号はＡＤ変換器３１によりＡＤ変換され、マイコン３２に入力される。マイコン３２は入力された信号に基づきＤＡ変換器３３に出力する信号を制御する。比較器３４はＤＡＣ変換器３３から出力されたＤＡＣ信号とＴ信号とを比較して、最も低いＴ信号をチルト角０°の信号として検出する。記憶領域３５は検出されたチルト角０°信号と等価なＤＡＣ制御値を記憶する。
【００２４】
チルト信号は、エラー信号検出部３内における図７に示される回路より以下のように検出される。差動器３６は、マイコン３２制御によるチルト角０°信号のＤＡＣ出力と光ディスク１００の記録／再生時に検出されたＴ信号の差分を取り、増幅器３７に出力する。増幅器３７は、その差分出力を適切なレベルに増幅し、これをチルト信号として出力する。光ディスク記録再生装置１は、この値が許容範囲を超えている場合、チルトが検出されたと判断する。
【００２５】
トラッキングエラー信号は、トラッキングエラー信号生成回路３８によりＡ乃至Ｄ信号に基づいて求められ、差動器３９で上述したチルト信号との差動出力を得ることにより補正される。これにより、光ディスク記録再生装置１はチルトによる不正な反射光の影響を受けずにトラッキングサーボをかけることができ、その間にチルトサーボがかかって完全なトラッキング状態に移行することとなる。
【００２６】
また、チルト信号はトラッキングエラー信号にフィードバックされる際、増幅器３７により、適切なレベルに増幅されるが、ゲイン調整はＴ領域の大きさに依存する。すなわち、Ｔ領域の存在により領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの受光量は減少するため、Ｔ領域は従来のサーボ信号に影響を与えない大きさで設計する必要があり、Ｔ領域が小さければゲインを大きくする必要がある。本願発明においては、Ｔ領域を受光素子の中央部に円形に形成することにより、従来のサーボ信号に与える影響をできるだけ小さくしている。ゲイン調整方法としては、例えば、以下のように行われる。図７において、スイッチＳＷをＨにした状態で、トラッキングエラー信号を取得して記憶領域３５に記憶する。次に、スイッチＳＷをＬにし、チルト０°角信号とは異なる値でＤＡＣ出力された擬似チルト信号をトラッキングエラー信号にフィードバックする。トラッキングエラー信号の出力を計測し、擬似チルト信号のＤＡＣ出力の変化に対するトラッキングエラー信号の調整量が適切であるかを判定し、増幅器３７のゲインを調整する。
【００２７】
図８はエラー信号検出部３から出力されるチルト信号を模式的に示しており、外周に向けてチルトが大きくなる例を示している。グラフの横軸には時間単位で光ピックアップ２の走査位置が、縦軸にはチルト信号のＤＡＣ出力及びそれに対応するディスクのチルトが取られており、チルト角が０°の場合の出力が点線で示されている。図のａ点においては、若干のチルトは見られるもののチルトサーボは駆動しておらず、検出されたチルト信号はトラッキングエラー信号にフィードバックされ、トラッキングエラー信号は補正される。チルト信号はチルトが大きくなるに連れて大きくなり、ｂ点においてチルト信号が一定のしきい値を超えた場合、光ディスク記録再生装置１はチルトサーボを駆動させ、チルト角を制御する。チルト角が調整されるとｃ点に示されるように、チルト信号はチルト角が０°の場合の出力と等しくなり、完全なトラッキング状態に移行する。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、エラー信号検出部３は、チルト信号を検出できればよく、チルト信号のゲイン調整方法及びトラッキングエラー信号へのフィードバック方法等は上述した実施形態には限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態によるエラー信号検出装置のブロック構成図。
【図２】同装置の受光素子の構成図及び同受光素子に入射されるレーザ光のスポットを説明する模式図。
【図３】同受光素子に入射されるレーザ光のスポットを説明するため模式図。
【図４】トラッキングエラー信号に及ぼすラジアルチルトの影響を説明するための模式図。
【図５】チルト角０°の検出方法を説明するための模式図。
【図６】チルト角０°信号の検出方法を説明するための同装置のエラー信号検出部のブロック構成図。
【図７】チルト信号及びトラッキングエラー信号の検出方法を説明するための同装置のエラー信号検出部のブロック構成図。
【図８】チルトによるチルト信号の変化を示すグラフ。
【図９】従来のチルト検出装置を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００３０】
１    エラー信号検出装置
２    光ピックアップ
３    エラー信号検出部（トラッキングエラー信号出力手段、チルト信号出力手段、チルト角０℃検出手段、トラッキングエラー信号補正手段）
２０    受光素子（受光手段）
２１    半導体レーザ（光照射手段）
２２    コリメータレンズ
２３    ビームスプリッタ
２４    対物レンズ
２５    集光レンズ
１００    光ディスク
Ａ    Ａ領域（第２領域）
Ｂ    Ｂ領域（第３領域）
Ｃ    Ｃ領域（第４領域）
Ｄ    Ｄ領域（第５領域）
Ｔ    Ｔ領域（第１領域）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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