(57)【要約】      （修正有）【課題】光ディスク装置において、複雑で高価な構成を用いることなく、高い精度でタンジェンシャルチルトを検出する。【解決手段】光ディスク１５からの反射光の光量を検出して、その自己相関係数をＣＰＵ４０により算出し、算出された自己相関係数に基づいて、タンジェンシャル方向の符号間干渉の大きさ、すなわち光ディスクのタンジェンシャル方向の傾きを検出する。【選択図】図６
2006351063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに照射された光と当該光ディスク面に垂直な方向との間で生じるタンジェンシャル方向の傾きを検出するタンジェンシャルチルト検出装置であって、
前記光ディスクからの反射光の光量の自己相関係数を算出する自己相関演算手段と、
前記自己相関演算手段により算出された自己相関係数に基づいて、前記光ディスクのタンジェンシャル方向の傾きを検出するチルト検出手段と、
を備えたことを特徴とするタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項２】
前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量を光電変換して得られた光量信号を所定時間だけ遅延させて出力する遅延部と、当該光量信号と当該遅延部からの出力信号との積を算出して出力する乗算部と、当該乗算部からの出力信号の所定の加算時間における和を算出して出力する加算部と、を有することを特徴とする請求項１記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項３】
前記自己相関演算手段の前記加算部は、前記加算時間が前記光ディスクの回転周期の１／４以下に設定されたことを特徴とする請求項２記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項４】
前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量を光電変換して得られた光量信号を所定時間だけ遅延させて出力する遅延部と、当該光量信号と当該遅延部からの出力信号との積を算出して出力する乗算部と、当該乗算部からの出力信号に対して所定のカットオフ周波数でのカットオフをかけるフィルター部と、を有することを特徴とする請求項１記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項５】
前記自己相関演算手段の前記フィルター部は、前記カットオフ周波数が前記光ディスクの回転周波数の２倍以上に設定されたことを特徴とする請求項４記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項６】
前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量の自己相関係数を演算する自己相関関数が設定されるとともに、当該自己相関関数は、相関をとる信号間の時間差を定義するラグが、前記光ディスクに照射された光が当該光ディスク上で形成する光スポットの第１回折リング半径を当該光ディスクの線速度で割った値に設定されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項７】
前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量の自己相関係数を演算する自己相関関数が設定されるとともに、当該自己相関関数における相関をとる信号間の時間差を定義するラグが可変であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項８】
前記光ディスクに照射される光の当該光ディスク面に対するタンジェンシャル方向への傾き角を変化させるタンジェンシャルチルト変化手段をさらに備え、
前記自己相関演算手段は、前記タンジェンシャルチルト変化手段により前記傾き角が付加された際に、算出される前記自己相関係数が単調増加し、かつ当該自己相関係数の変化が最大となるように前記ラグが設定されたことを特徴とする請求項７記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項９】
前記自己相関演算手段は、前記光ディスクの回転数と前記光ディスク上に前記光が照射される半径方向位置とに応じて、前記自己相関関数の前記ラグが調整可能に構成されたことを特徴とする請求項７または請求項８記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項１０】
前記前記自己相関演算手段は、前記自己相関関数の前記ラグが、当該ラグに対応する前記光ディスク上の距離が一定となるように調整されることを特徴とする請求項９記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項１１】
前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量の自己相関係数を演算する自己相関関数が設定されるとともに、当該自己相関関数は、相関をとる信号間の時間差を定義するラグが、前記光ディスクに照射された光が当該光ディスク上で形成する光スポットの第２回折リング以上の高次回折リングの半径に対応する遅れ時間、または２つの当該高次回折リングの半径の差に対応する遅れ時間に設定されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項１２】
前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量の自己相関係数を演算する自己相関関数が設定された複数の自己相関演算部で構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項１３】
前記自己相関演算手段は、前記自己相関関数における相関をとる信号間の時間差を定義するラグが、前記光ディスクに照射された光が当該光ディスク上で形成する光スポットの第１回折リング半径に対応する遅れ時間に設定された前記自己相関演算部と、当該ラグが当該光スポットの第２回折リング以上の高次回折リングの半径に対応する遅れ時間に設定された前記自己相関演算部と、当該ラグが当該光スポットの２つの当該高次回折リングの半径の差に対応する遅れ時間に設定された前記自己相関演算部とのうちのいずれか複数により構成されていることを特徴とする請求項１２記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項１４】
前記光ピックアップは、前記反射光の光量を検出する複数の検出領域を有する受光素子を備え、
前記自己相関演算手段は、前記受光素子の前記複数の検出領域からの各出力信号が加算されたＲＦ信号が入力されることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項１５】
前記光ピックアップは、前記反射光の光量を検出する前記光ディスクのラジアル方向に２分割された検出領域を有する受光素子を備え、
前記自己相関演算手段は、前記受光素子の前記２つの検出領域からの各出力信号の差分を取ることにより得られたプッシュプル信号が入力されることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項１６】
前記光ピックアップは、前記反射光の光量を検出する前記光ディスクのタンジェンシャル方向に２分割された検出領域を有する受光素子を備え、
前記自己相関演算手段は、前記受光素子の前記２つの検出領域からの各出力信号の差分を取ることにより得られたタンジェンシャルプッシュプル信号が入力されることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置。
【請求項１７】
光ディスクに対してデータの記録および／または再生を行なう光ディスク装置であって、
前記光ディスクに対して光を照射するとともに、当該光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップと、
請求項１〜請求項１６のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置と、
前記タンジェンシャルチルト検出装置により検出された前記タンジェンシャル方向の傾きに基づいて、前記光ピックアップの姿勢の制御を行なうチルト制御手段と、
を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに対して情報信号の書き込み／読み出しを行なう光ディスク装置と、かかる光ディスク装置に配設されたタンジェンシャル方向のチルトを検出するタンジェンシャルチルト検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置では、情報記録媒体として光ディスクが用いられ、スパイラル状または同心円状のトラックが形成された光ディスクの記録面に対してレーザ光を照射することにより、情報信号（データ）の記録／消去を行ない、さらには記録面からの反射光に基づいてデータの再生等を行っている。そして、光ディスクの記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として、光ピックアップ装置が備えられている。
【０００３】
通常、かかる光ピックアップ装置は、対物レンズが光路中に配置され、光源から出射されるレーザ光を光ディスクの記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光を所定の受光位置まで導く光学系、受光位置に配置された光検出器、および対物レンズをその光軸方向（フォーカス方向）やトラックの接線方向に直交する方向（トラッキング方向）に駆動するレンズ駆動装置等を備えている。ここでの光検出器は、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、対物レンズの位置制御に必要な情報（サーボ情報）を含む信号も出力する。
【０００４】
そして、光ディスク装置では、データの記録／再生等を行なう際に、光検出器からのサーボ情報を含む信号に基づいて、フォーカスエラー信号およびトラックエラー信号を検出し、レーザ光にフォーカスずれがある場合には、レンズ駆動装置を介して対物レンズをフォーカス方向にシフトさせてフォーカスずれを補正している（フォーカス制御）。また、レーザ光にトラックずれがある場合には、レンズ駆動装置を介して対物レンズをトラッキング方向にシフトさせてトラックずれを補正している（トラッキング制御）。
【０００５】
さらに、光ディスク装置に用いられるＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の光ディスクにおいては、一般に基材としてポリカーボネート等の樹脂が用いられているために、光ディスク面に反りが生じ易い。そのため、光ピックアップ装置から照射されるレーザ光の光軸方向と、その照射位置における光ディスク面に垂直な方向との間にずれ（以下、「チルト」ともいう。）が発生する場合が多い。このようなチルトとしては、トラックの半径方向（ラジアル方向）で発生するラジアルチルトと、トラックの接線方向（タンジェンシャル方向）で発生するタンジェンシャルチルトとが存在し、光学系のコマ収差を引き起こす。そのため、チルトが発生すると、隣接トラック間でのクロストークやジッターの劣化等が生じ、光ディスクの再生品質に悪影響を与えることとなる。
【０００６】
そこで、光ディスク装置においては、光ディスクの記録／再生動作中においてチルトに基づくコマ収差を補正する機構（チルト補正機構）が備えられている。チルト補正機構では、例えばチルトの角度値（チルト角）の検出を行なうための専用の光ビームとディテクタとからなるチルト検出手段が設けられ、フォーカス制御やトラッキング制御と同時に、チルト検出手段により検出されたチルト角に応じて光ピックアップ装置内の対物レンズの傾き、または光ピックアップ装置全体の傾きを制御することにより、光ビームの光軸が光ディスク面に対して垂直を保つようにチルトサーボ（チルト制御）をかけることが一般的に行われている。
具体的には、チルト補正機構では、光ディスクの傾き（ディスクチルト）と対物レンズまたは光ピックアップ装置の傾きとを個別に検出し、その差が０となるように制御するか、或いは、光ディスクと対物レンズまたは光ピックアップ装置との傾き（相対チルト）を直接検出し、その値を０となるように制御している。
【０００７】
ここで、従来のチルト補正機構に用いられるチルト検出手段として、以下のような技術が開示されている。例えば、光学的なチルト検出方法を用いるものとして、発射光を光ディスクに向けて照射する発光手段と、発射光の光ディスクによる反射光を受光すべく、発光手段の両側に設置された一対の受光手段とから構成され、この一対の受光手段からの出力信号の差によってチルトを検出する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、光ピックアップ装置のＲＦ信号とプッシュプル（ＰＰ）信号とを用いるものとして、光ディスクのデータが記憶された領域については、光ピックアップ装置から出力されるＲＦ信号の振幅が最大となるようにチルト補正を行ない、データが記憶されていない領域についてはＲＦ信号を得ることができないため、トラックエラー信号を検出する際のＰＰ信号におけるオフセットがほぼ０となるようにチルト検出を行なう技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
さらに、チルト検出用パターンの再生信号を用いるものとして、使用する光ディスクは、隣接する３本のトラックのうちの両端のトラックに、データ領域における変調方式の最大反転間隔の信号が記録され、また、中央のトラックに、データ領域における変調方式の最小反転間隔の信号と最大反転間隔の信号とから構成された信号が記録された学習トラックを有し、学習トラックのジッター量からチルトを検出する技術がある（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
また、タンジェンシャルチルトを検出するものとして、光ピックアップ装置から出力されるＲＦ信号を２値化した信号と、ＲＦ信号をほぼ第１回折リングに相当する時間だけ遅延させた信号との相関を取り、その大きさによりタンジェンシャルチルトを検出する技術がある（例えば、特許文献４参照）。この場合には、高精度な検出を行なうために、光ディスク上に予め用意された長いピットに挟まれた短いミラー領域を孤立パターン部として利用している。
【００１１】
さらに、３ビームを用いた隣接トラック間のＲＦ信号の相関を用いるものとして、メインビームが光ディスク上のマークでない領域を再生している範囲でサブビームのＲＦ信号とメインビームのＲＦ信号との間の相関を計算することにより、ラジアルチルトおよびタンジェンシャルチルトを検出する。すなわち、ラジアルチルトは、タンジェンシャル方向に同一な位置のメインビームおよびサブビーム間の相関を用い、タンジェンシャルチルトはメインビーム、サブビームに拘わらず、メインスポットを中心として、タンジェンシャル方向へ対称に遅延させたＲＦ信号間の再生信号を用いてチルト検出を行なう技術がある（例えば、特許文献３参照）。
【００１２】
【特許文献１】実公平３−２９７７８号公報
【特許文献２】特開２００１−５２３６２号公報
【特許文献３】特開平８−４５０８１号公報
【特許文献４】特開平７−２１０８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、現在、次世代大容量光ディスクの規格として、Ｂｌｕ−Ｒａｙ  ＤｉｓｃやＨＤ−ＤＶＤといった波長４０５ｎｍの青紫色レーザを用いる新たな高記録密度仕様のものが実用化されようとしている。このような規格の光ディスクを用いる光ディスク装置においては、レーザ光のスポット径を小さくすることが必須となる。そのために、上記したようなレーザの波長を短くすることと同時に、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることが必要となる。ところが、対物レンズの開口数を大きくすると、チルト角に対するマージンが小さくなる。すなわち、光ディスクがわずかに傾いていても、再生品質の大きな劣化を招くこととなる。
そのため、光ディスクの高密度化に対応するためには、光ディスク装置に高精度のチルト補正機構を配設することが不可欠となり、それに伴い高い精度でチルトを検出することが必要となる。特に、青紫色レーザを用いるシステムにおいては、上記したラジアルチルトのみならず、タンジェンシャルチルトに関しても高精度に検出することが必須となる。
【００１４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術は、発光手段の両側に設置された一対の受光手段の配置位置の相違に基づいて、受光手段からの出力信号の差によりチルトを検出するものである。そのため、光ピックアップ装置を小型化した場合には、チルト角を位置に変換するための光路を短くせざるを得ない。その結果、原理上チルト角の変化に対する検出感度が鈍くなり、高い精度でタンジェンシャルチルトを検出することが難しいという問題がある。また、専用のチルトセンサ（受光手段）を用いることから、それに伴って多数の部品が必要となり、コストを低く抑えることも困難である。
【００１５】
また、上記した特許文献２に記載された技術のように、ＲＦ信号やプッシュプル（ＰＰ）信号等といった記録／再生時に使用する信号を利用する方法では、タンジェンシャルチルトのチルトエラー量に対してＲＦ信号やＰＰ信号等の信号は２次関数となる。そのため、最適チルトを与える信号振幅の極大値付近ではチルトエラー量に対する感度が低くなる上に、チルト成分以外の外乱要因も多く、検出精度を高くするのが困難であるという問題がある。また、ラジアルチルトに関しても再生信号は同様の傾向を示すため、タンジェンシャルチルトとラジアルチルトとを独立して検出することは極めて難しいという不都合もある。
【００１６】
さらに、上記した特許文献３に記載された技術のようにチルト検出用パターンの再生信号を用いる方法では、予めチルト検出用のパターンが存在する専用の光ディスクが必要となり、現行の規格に対応させることが不可能であることから、汎用性に乏しい。また、学習パターンが必要となることによって、光ディスク内でユーザが使用できる記録容量がその分だけ減少するというデメリットもある。さらに、再生信号のジッターは、ノイズやラジアルチルト等といったタンジェンシャルチルト以外の多数の要因にも感度を有するため、検出精度を高めることが難しいという問題がある。
【００１７】
また、上記した特許文献４に記載された技術のように、ＲＦ信号とＲＦ信号を２値化した信号との相関によりタンジェンシャルチルトを検出する方法では、ＲＦ信号にノイズが含まれていた場合に、その影響を受け易いという問題がある。また、検出精度を高めるためには、光ディスク上に予め長いピットに挟まれた短いミラー領域を検出用のパターンとして用意する必要が生じ、光ディスク内でのユーザが使用できる記録容量を減少させるという不都合が生じる。
【００１８】
さらに、３ビームを用いた隣接トラック間のＲＦ信号の相関を用いる技術では、複雑な機構と組み付けが必要となる３ビームが必須となるため、装置の製造コストを上昇させる要因となる。また、メインビームが光ディスク上のマークでない領域を再生している範囲のサブビームのＲＦ信号とメインビームのＲＦ信号との間の相関を計算するものであるため、ＲＦ信号にノイズが含まれていた場合には、その影響を受け易く、また検出精度にも問題がある。
【００１９】
この発明は、上述のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光ディスク装置において、高い精度でタンジェンシャルチルトを検出することにある。
また、他の目的は、安価に光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
かかる目的のもと、本発明の請求項１に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、光ディスクに照射された光と当該光ディスク面に垂直な方向との間で生じるタンジェンシャル方向の傾きを検出するタンジェンシャルチルト検出装置であって、前記光ディスクからの反射光の光量の自己相関係数を算出する自己相関演算手段と、前記自己相関演算手段により算出された自己相関係数に基づいて、前記光ディスクのタンジェンシャル方向の傾きを検出するチルト検出手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の請求項２に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量を光電変換して得られた光量信号を所定時間だけ遅延させて出力する遅延部と、当該光量信号と当該遅延部からの出力信号との積を算出して出力する乗算部と、当該乗算部からの出力信号の所定の加算時間における和を算出して出力する加算部と、を有することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の請求項３に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項２記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段の前記加算部は、前記加算時間が前記光ディスクの回転周期の１／４以下に設定されたことを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の請求項４に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量を光電変換して得られた光量信号を所定時間だけ遅延させて出力する遅延部と、当該光量信号と当該遅延部からの出力信号との積を算出して出力する乗算部と、当該乗算部からの出力信号に対して所定のカットオフ周波数でのカットオフをかけるフィルター部と、を有することを特徴としている。
【００２４】
また、本発明の請求項５に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項４記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段の前記フィルター部は、前記カットオフ周波数が前記光ディスクの回転周波数の２倍以上に設定されたことを特徴としている。
【００２５】
また、本発明の請求項６に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量の自己相関係数を演算する自己相関関数が設定されるとともに、当該自己相関関数は、相関をとる信号間の時間差を定義するラグが、前記光ディスクに照射された光が当該光ディスク上で形成する光スポットの第１回折リング半径を当該光ディスクの線速度で割った値に設定されたことを特徴としている。
【００２６】
また、本発明の請求項７に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量の自己相関係数を演算する自己相関関数が設定されるとともに、当該自己相関関数における相関をとる信号間の時間差を定義するラグが可変であることを特徴としている。
【００２７】
また、本発明の請求項８に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項７記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記光ディスクに照射される光の当該光ディスク面に対するタンジェンシャル方向への傾き角を変化させるタンジェンシャルチルト変化手段をさらに備え、前記自己相関演算手段は、前記タンジェンシャルチルト変化手段により前記傾き角が付加された際に、算出される前記自己相関係数が単調増加し、かつ当該自己相関係数の変化が最大となるように前記ラグが設定されたことを特徴としている。
【００２８】
また、本発明の請求項９に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項７または請求項８記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段は、前記光ディスクの回転数と前記光ディスク上に前記光が照射される半径方向位置とに応じて、前記自己相関関数の前記ラグが調整可能に構成されたことを特徴としている。
【００２９】
また、本発明の請求項１０に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項９記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記前記自己相関演算手段は、前記自己相関関数の前記ラグが、当該ラグに対応する前記光ディスク上の距離が一定となるように調整されることを特徴としている。
【００３０】
また、本発明の請求項１１に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量の自己相関係数を演算する自己相関関数が設定されるとともに、当該自己相関関数は、相関をとる信号間の時間差を定義するラグが、前記光ディスクに照射された光が当該光ディスク上で形成する光スポットの第２回折リング以上の高次回折リングの半径に対応する遅れ時間、または２つの当該高次回折リングの半径の差に対応する遅れ時間に設定されたことを特徴としている。
【００３１】
また、本発明の請求項１２に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段は、前記反射光の光量の自己相関係数を演算する自己相関関数が設定された複数の自己相関演算部で構成されたことを特徴としている。
【００３２】
また、本発明の請求項１３に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１２記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記自己相関演算手段は、前記自己相関関数における相関をとる信号間の時間差を定義するラグが、前記光ディスクに照射された光が当該光ディスク上で形成する光スポットの第１回折リング半径に対応する遅れ時間に設定された前記自己相関演算部と、当該ラグが当該光スポットの第２回折リング以上の高次回折リングの半径に対応する遅れ時間に設定された前記自己相関演算部と、当該ラグが当該光スポットの２つの当該高次回折リングの半径の差に対応する遅れ時間に設定された前記自己相関演算部とのうちのいずれか複数により構成されていることを特徴としている。
【００３３】
また、本発明の請求項１４に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記光ピックアップは、前記反射光の光量を検出する複数の検出領域を有する受光素子を備え、前記自己相関演算手段は、前記受光素子の前記複数の検出領域からの各出力信号が加算されたＲＦ信号が入力されることを特徴としている。
【００３４】
また、本発明の請求項１５に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記光ピックアップは、前記反射光の光量を検出する前記光ディスクのラジアル方向に２分割された検出領域を有する受光素子を備え、前記自己相関演算手段は、前記受光素子の前記２つの検出領域からの各出力信号の差分を取ることにより得られたプッシュプル信号が入力されることを特徴としている。
【００３５】
また、本発明の請求項１６に記載のタンジェンシャルチルト検出装置は、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置において、前記光ピックアップは、前記反射光の光量を検出する前記光ディスクのタンジェンシャル方向に２分割された検出領域を有する受光素子を備え、前記自己相関演算手段は、前記受光素子の前記２つの検出領域からの各出力信号の差分を取ることにより得られたタンジェンシャルプッシュプル信号が入力されることを特徴としている。
【００３６】
さらに、本発明の請求項１７に記載の光ディスク装置は、光ディスクに対してデータの記録および／または再生を行なう光ディスク装置であって、前記光ディスクに対して光を照射するとともに、当該光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップと、請求項１〜請求項１６のいずれかに記載のタンジェンシャルチルト検出装置と、前記タンジェンシャルチルト検出装置により検出された前記タンジェンシャル方向の傾きに基づいて、前記光ピックアップの姿勢の制御を行なうチルト制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、光ディスク装置において、高い精度でタンジェンシャルチルトを検出することができるため、光ディスクが高密度化された場合にも、光ディスクの再生品質を高いレベルに維持することが可能となった。また、高記録密度仕様の光ディスクを再生可能な安価な光ディスク装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中において、同一又は相当する部分については同一の符号を付し、その重複説明は適宜、簡略化または省略する。
［実施の形態１］
図１は本実施の形態が適用される光ディスク装置２０の構成を示したブロック図である。図１に示す光ディスク装置２０は、情報記録媒体としての光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置（光ピックアップ）２３、光ピックアップ装置２３をスレッジ方向（光ディスク１５の半径方向）に移動させるシークモータ２１、レーザ制御回路２４、エンコーダ２５、駆動制御回路２６、信号処理回路２８、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、フラッシュメモリ３９、ＣＰＵ４０およびＲＡＭ４１により主要部が構成されている。
【００３９】
光ピックアップ装置２３は、図２（光ピックアップ装置２３の概略構成図）に示したように、光源としてのレーザダイオード２３１、レーザ光を平行光にするコリメータレンズ２３２、レーザ光を透過／反射するビームスプリッタ２３３、反射ミラーとしての立上ミラー２３４、直線偏光を円偏光に、または円偏光を直線偏光に変換する１／４波長板２３５、レーザ光を光ディスク１５表面に結像させる対物レンズ５１、光ディスク１５からの戻り光を集光する集光レンズ２３６、光ディスク１５からの戻り光を受光する受光素子２３７を備えている。
また、対物レンズ５１には、不図示の支持ホルダを介して、対物レンズ５１をトラッキング方向にシフトさせるトラッキングアクチュエータ５１１、対物レンズ５１をフォーカス方向にシフトさせるフォーカシングアクチュエータ５１２が連結されている。
【００４０】
光ピックアップ装置２３において、レーザダイオード２３１から拡散光として出射されたレーザ光（直線偏光）は、コリメータレンズ２３２によって平行光とされ、ビームスプリッタ２３３に入射する。ビームスプリッタ２３３は、光の偏光方向の違いによって貼り合せ面で光を透過または反射させる働きをするものである。ここで、ビームスプリッタ２３３へ入射するレーザ光は平行光であり、ビームスプリッタ２３３の入射面に対して平行振動するため、ビームスプリッタ２３３を透過する。透過したレーザ光は、立上ミラー２３４で方向を変えられた後、１／４波長板２３５に入射する。１／４波長板２３５では直線偏光が円偏光に変換される。そして、レーザ光は対物レンズ５１によって光ディスク１５の記録面上に集光される。
【００４１】
その後、光ディスク１５の記録面に入射したレーザ光はこの記録面で反射され、再び対物レンズ５１を経て１／４波長板２３５に入射する。このとき、１／４波長板２３５により円偏光から再び直線偏光に変換されるが、最初に１／４波長板２３５に入射したレーザ光とは位相が９０°ずれる。それにより、立上ミラー２３４で方向を変えられた後にビームスプリッタ２３３に入射する際には、ビームスプリッタ２３３の入射面に対して垂直振動するレーザ光となる。そのため、このレーザ光はビームスプリッタ２３３により入射方向と垂直な方向に反射される。そして、この反射されたレーザ光は、集光レンズ２３６により受光素子２３７に集光される。
受光素子２３７は、検出領域が複数に分割された多分割検出器（例えば、４分割検出器）であり、各検出領域の出力信号を受光量に応じた光電変換信号として信号処理回路２８に出力する。
【００４２】
次に、信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３の受光素子２３７の出力信号である電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖアンプ（電流−電圧変換アンプ）２８ａ、ウォブル信号を検出するウォブル信号検出回路２８ｃ、再生情報を含むＲＦ信号を検出するＲＦ信号検出回路２８ｄ、フォーカスエラー信号およびトラックエラー信号等のエラー信号を検出するサーボ信号検出回路２８ｂ、さらにはデコーダ２８ｅ等を備えている。
【００４３】
デコーダ２８ｅは、ウォブル信号検出回路２８ｅにて検出されたウォブル信号に含まれる記録媒体固有情報からアドレス情報および同期信号等を抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はデコーダ２８ｅからエンコーダ２５に出力される。
また、デコーダ２８ｅは、ＲＦ信号検出回路２８ｄにて検出されたＲＦ信号に対して、復調および誤り訂正処理等の再生処理を行なう。さらに、デコーダ２８ｅでは、再生データが音楽データ以外（例えば、画像データや文書データ等）の場合に、再生データに付加されたチェックコードに基づいてエラーチェックおよびエラー訂正処理を行ない、バッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。
【００４４】
サーボ信号検出回路２８ｂは、検出されたフォーカスエラー信号に基づいて、光ピックアップ装置２３のフォーカシングアクチュエータ５１２を制御する制御信号を作成し、駆動制御回路２６のピックアップ（ＰＵ）制御回路２６ａに出力する。また、検出されたトラックエラー信号に基づいて、光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータ５１１を制御する制御信号を作成し、駆動制御回路２６のＰＵ制御回路２６ａに出力する。
【００４５】
駆動制御回路２６は、光ピックアップ装置２３の駆動を制御するピックアップ（ＰＵ）制御回路２６ａ、シークモータ２１の駆動を制御するシークモータ制御回路２６ｂ、スピンドルモータ２２の駆動を制御するスピンドルモータ（ＳＰモータ）制御回路２６ｃを備えている。
そして、ＰＵ制御回路２６ａは、サーボ信号検出回路２８ｂからの制御信号に基づいて、光ピックアップ装置２３のフォーカシングアクチュエータ５１２およびトラッキングアクチュエータ５１１を駆動する。また、後段で説明する光ピックアップ装置２３のチルト補正部２３８（図６参照）を駆動する。
また、ＳＰモータ制御部２６ｃは、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、光ディスク１５の線速度が一定（ＣＬＶ：Constant Linear Velocity）、または回転数が一定（ＣＡＶ：Constant Angular Velocity）となるようにスピンドルモータ２２を制御する。さらに、シークモータ制御部２６ｂは、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、シークモータ２１を駆動し、光ピックアップ装置２３のスレッジ方向（光ディスク１５の半径方向）の位置を制御する。
【００４６】
エンコーダ２５は、バッファＲＡＭ３４に蓄積されているデータに対し、エラー訂正コードの付加等を行ない、光ディスク１５への書き込みデータを作成する。そして、ＣＰＵ４０からの指示に基づいて、デコーダ３１からの同期信号に同期して、書き込みデータをレーザ制御回路２４に出力する。
レーザ制御回路２４は、エンコーダ２５からの書き込みデータに基づいて、光ピックアップ装置２３のレーザダイオード２３１の出力を制御する。
【００４７】
バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４へのデータの蓄積を管理し、蓄積されたデータ量が所定の値になると、ＣＰＵ４０に通知する。
インターフェース３８は、上位装置９０であるホスト（例えば、パーソナルコンピュータ）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）やＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）等の標準インターフェースに準拠している。
また、ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ３９に格納されているプログラムに従って上記した各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ４１に保存する。
【００４８】
続いて、本実施の形態の光ディスク装置２０における光ディスク１５に記録されたデータを再生する場合の基本的な処理動作について説明する。
まず、光ディスク１５が光ディスク装置２０にセットされ、ＣＰＵ４０がインターフェース３８を介してパーソナルコンピュータ等の上位装置９０から再生要求信号を受信すると、所定の再生速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号を駆動制御回路２６のスピンドルモータ（ＳＰモータ）制御回路２６ｃに出力する。
【００４９】
光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、光ピックアップ装置２３は、レーザ制御回路２４からの信号に基づいてレーザダイオード２３１から再生発光を行なう。このとき、信号制御回路２６のサーボ信号検出回路２８ｂは、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてトラックエラー信号およびフォーカスエラー信号を検出する。そして、信号制御回路２６のＰＵ制御回路２６ａは、トラックエラー信号およびフォーカスエラー信号に基づいて光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータ５１１およびフォーカシングアクチュエータ５１２を駆動し、データが記録された光ディスク１５記録面の再生層に対して、フォーカス制御およびトラック制御を行なう。
さらに、レーザダイオード２３１から再生発光が行なわれる際には、ＣＰＵ４０は信号制御回路２６からの信号に基づいて、光ピックアップ装置２３から照射されるレーザ光の光軸方向と、レーザ光の照射位置における光ディスク１５面に垂直な方向との間のずれ（以下、「チルト」ともいう。）を検出し、ＰＵ制御回路２６ａを介して光ピックアップ装置２３のチルト補正を行なう。
【００５０】
一方、スピンドルモータ２２の回転数データは、ＣＰＵ４０からＳＰモータ制御回路２６ｃに送られ、この回転数データに基づいて光ディスク１５の回転が制御される。
また、ＣＰＵ４０は、所定の読み込み開始地点に光ピックアップ２３が位置するように光ピックアップ２３のシーク動作を指示する信号を、駆動制御回路２６のシークモータ制御回路２６ｂからシークモータ２１に出力する。
さらに、ＣＰＵ４０は、信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、光ピックアップ装置２３の位置が読み込み開始地点であると判断すると、光ピックアップ装置２３を介して、光ディスク１５のデータ領域のデータを再生する。
このようにして、本実施の形態の光ディスク装置２０において、光ディスク１５のデータが再生される。
【００５１】
次に、本実施の形態の光ディスク装置２０における光ディスク１５にデータを記録する場合の基本的な処理動作について説明する。
まず、光ディスク１５が光ディスク装置２０にセットされ、ＣＰＵ４０がインターフェース３８を介してパーソナルコンピュータ等の上位装置９０から記録要求を受信すると、信号処理回路２８のＩ／Ｖアンプ２８ａで検出した信号を用いて、ウォブル信号検出回路２８ｃにおいてウォブル信号を生成し、デコーダ２８ｅにおいて記録媒体固有情報を復調する。ＣＰＵ４０は、これらの情報を元に、記録動作の条件となるスピンドル回転のクロック周波数や記録クロック周波数を算出する。そして、ＣＰＵ４０は、算出されたクロック周波数や記録クロック周波数を設定値として、記録に適した記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号を駆動制御回路２６のＳＰモータ制御回路２６ｃに出力する。それと共に、記録に適した最短マーク長から算出された記録クロック周波数の設定値を出力することによって、これをエンコーダ２５の動作クロックとして用いたり、レーザ制御回路２４の記録クロックとして用いることで、光ディスク１５へ照射する記録パルス列を生成している。
【００５２】
光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、光ピックアップ装置２３は、はじめはレーザ制御回路２４からの信号に基づいてレーザダイオード２３１から記録発光を行なう。このとき、信号制御回路２６のサーボ信号検出回路２８ｂは、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてトラックエラー信号およびフォーカスエラー信号を検出する。そして、信号制御回路２６のＰＵ制御回路２６ａは、トラックエラー信号およびフォーカスエラー信号に基づいて光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータ５１１およびフォーカシングアクチュエータ５１２を駆動し、データが記録される光ディスク１５記録面の記録層に対して、フォーカス制御およびトラック制御を行なう。
さらに、レーザダイオード２３１から記録発光が行なわれる際には、ＣＰＵ４０は信号制御回路２６からの信号に基づいて、光ピックアップ装置２３から照射されるレーザ光の光軸方向と、レーザ光の照射位置における光ディスク１５面に垂直な方向との間のずれ（チルト）を検出し、ＰＵ制御回路２６ａを介して光ピックアップ装置２３のチルト補正を行なう。
【００５３】
一方、スピンドルモータ２２の回転数データは、ＣＰＵ４０からＳＰモータ制御回路２６ｃに送られ、この回転数データに基づいて光ディスク１５の回転が制御される。その後、試書き領域を使って記録層に記録するのに適した発光パワーが設定される。
【００５４】
また、信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号のウォブル信号から正確にアドレス情報を取得し、ＣＰＵ４０に通知する。
一方、ＣＰＵ４０は、上位装置９０から出力されたデータをバッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に蓄積する。バッファＲＡＭ３４に蓄積されたデータ量が所定の値を超えると、バッファマネージャ３７はＣＰＵ４０に通知する。
【００５５】
ＣＰＵ４０は、バッファマネージャ３７からの通知を受け取ると、エンコーダ２５に書き込みデータの作成を指示する。それと共に、ウォブル信号を復調した信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、所定の書き込み開始地点に光ピックアップ２３が位置するように、駆動制御回路２６のシークモータ制御回路２６ｂから、光ピックアップ装置２３のシーク動作を指示する信号をシークモータ２１に出力する。
【００５６】
そして、ＣＰＵ４０は、信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、光ピックアップ装置２３の位置が書き込み開始地点であると判断すると、エンコーダ２５に通知する。そして、エンコーダ２５では、レーザ制御回路２４および光ピックアップ装置２３を介して、光ディスク１５のデータ領域にデータを記録する。
このようにして、本実施の形態の光ディスク装置２０において、光ディスク１５にデータが記録される。
【００５７】
続いて、本実施の形態の光ディスク装置２０において、光ピックアップ装置２３から照射されるレーザ光の光軸と、レーザ光の照射位置における光ディスク１５面に垂直な方向との間で生じるチルトの中で、特にトラックの接線方向におけるチルト（タンジェンシャルチルト）を検出するチルト検出機構、およびタンジェンシャルチルトの補正を行なうためのチルト補正機構について説明する。
本実施の形態の光ディスク装置２０では、光ディスク１５の記録面から反射されたレーザ光の光量の自己相関係数を計算して、得られた自己相関係数に基づいてタンジェンシャルチルトの大きさ（タンジェンシャルチルト値）を検出することを特徴としている。
【００５８】
タンジェンシャルチルトが発生した場合には、後段の図９や図１３に示したように、レーザ光を光ディスク１５面に集光させる光学系のコマ収差により、第１回折リングＲ１等がタンジェンシャル方向（トラック方向）に強まって、符号間干渉が増大する。そして、発生する符合間干渉は、メインスポットＭＳにより読み出された信号の大きさを小さくし、時間差を加えたものとなる。そこで、本実施の形態の光ディスク装置２０では、反射されたレーザ光の光量についての自己相関関数をとることにより、タンジェンシャル方向の符号間干渉の大きさ、すなわちタンジェンシャルチルトの大きさを検出することを可能としたものである。
レーザ光の光量の自己相関係数ｑを導出するための自己相関関数は、次の（１）式で表される。
ｑ＝（１／Ｎ）・Σ（ｘ（ｔ）・ｘ（ｔ＋τ））    …（１）
ただし、ｔ＝Ｍ〜Ｍ＋N。
また、Ｍはタンジェンシャルチルトの検出地点、Ｎはタンジェンシャルチルトの検出範囲、τは自己相関関数のラグを表す。
【００５９】
本実施の形態の光ディスク装置２０のように、反射されたレーザ光の光量についての自己相関関数に基づいてタンジェンシャルチルトの大きさを検出する方式では、受光素子２３７からの信号振幅によりタンジェンシャルチルトを検出する方法と比べて、チルト最適位置と振幅最大値との間にオフセットがなく、また、タンジェンシャルチルトのみしか反応しない、すなわちノイズやデフォーカス、ラジアルチルト等には反応しないという利点がある。
さらに、ＲＦ信号とＲＦ信号に加工を加えたものとの間で相関をとる方法や、時間軸に限定した条件でＲＦ信号間の相関をとり、タンジェンシャルチルトを検出する方法と比較しても、自己相関をとる本実施の形態の方式では、同じ信号系列に対する相関をとるため、時系列にランダムな白色ノイズに対してはまったく感度を持たないこととなり、高精度なチルト検出が可能となる。
【００６０】
ここで、図３は、タンジェンシャルチルトに相当するタンジェンシャル方向のコマ収差（タンジェンシャルコマ収差）に対する自己相関係数の変化を示した図である。図３に示したように、タンジェンシャルチルトに対応して自己相関係数も増加するため、タンジェンシャルチルトの検出が可能である。
また、図４は、ラジアルチルトに相当するラジアル方向のコマ収差（ラジアルコマ収差）に対応する自己相関係数の変化を示した図である。図４に示したように、ラジアルチルトに対してはほとんど変化がないので、タンジェンシャルチルトのみを検出することが可能である。さらに、図５は、白色ノイズ（Ｃ／Ｎ）を再生信号に印加した場合の自己相関係数の変化を示した図である。図５に示したように、白色ノイズは時系列にランダムであるため、自己相関係数には何ら影響を与えず、ノイズによらず高精度にタンジェンシャルチルトの検出が可能である。さらに、メディア（光ディスク１５）に傷やゴミなどによる特徴的パターンがあり、再生信号自体は劣化した場合にも、そのパターンを自己相関関数は検出し、チルト検出を行なう。そのため、それらのノイズにより、タンジェンシャルチルトの検出精度は逆に向上する。
このように、本実施の形態の光ディスク装置２０では、外乱の影響を受けず、タンジェンシャルチルトの検出を極めて高精度に行なうことが可能である。
【００６１】
以下に、タンジェンシャルチルト検出およびタンジェンシャルチルト補正を行なう機構を説明する。
図６は、タンジェンシャルチルト検出およびタンジェンシャルチルト補正を行なう機構を説明する光ディスク装置２０の概略構成図である。スピンドルモータ２２により光ディスク１５は回転し、光ピックアップ装置２３から出射したレーザ光は、光ピックアップ装置２３内の対物レンズ５１を通って光ディスク１５記録面上に集光されて、情報の記録／再生が行われる。
【００６２】
その際に、自己相関演算手段として機能するＣＰＵ４０では、光ピックアップ装置２３からの再生信号を信号処理回路２８が処理した信号に基づいて、光ディスク１５の記録面から反射されたレーザ光の光量の自己相関係数を計算する。さらに、チルト検出手段としても機能するＣＰＵ４０は、得られた自己相関係数に基づいてタンジェンシャルチルトの大きさ（タンジェンシャルチルト値）を検出する。したがって、本実施の形態の光ディスク装置２０では、主としてＣＰＵ４０によりタンジェンシャルチルト検出装置が構成されている。
そして、得られたタンジェンシャルチルト値からタンジェンシャルチルト信号を生成して、駆動制御回路２６のＰＵ制御回路２６ａに出力し、光ピックアップ装置２３に設けられたチルト制御手段としてのチルト補正部２３８にチルト補正角を指定する。ここで、光ピックアップ装置２３のチルト補正部２３８は、例えば対物レンズ５１または光ピックアップ装置２３全体を光ディスク１５面に対して傾斜させるように構成されている。
【００６３】
具体的には、まず、光ピックアップ装置２３のチルト補正部２３８は、例えば、対物レンズ５１の一端部（または、数箇所の端部）を光ディスク１５面と平行な面から光ディスク１５面に向けて正方向または負方向に複数の傾斜角ステップで移動させることで、対物レンズ５１を一定量ずつ傾斜させる（光ピックアップ装置２３全体を傾斜させる場合も、同様である。）。
【００６４】
そして、ＣＰＵ４０は、チルト補正部２３８が対物レンズ５１または光ピックアップ装置２３全体を傾斜させた際に、自己相関係数が最低となる傾斜角を検出し、検出したこの傾斜角を駆動制御回路２６のＰＵ制御回路２６ａを介してチルトチルト補正部２３８に指定する。
この場合に、光ディスク１５の周内変動に対応させるために、例えば、予め上記した方法により、光ディスク１５の複数の回転角における自己相関係数が最低となる傾斜角を検出・記憶しておき、記録再生時に、その記憶された情報に基づき最適傾斜角をチルト補正部２３８に指定するように設定することができる。さらに、記録再生時に、再生信号品質が許容できる範囲で、現時点での傾斜角より光ディスク１５面に向けて正方向、負方向に対物レンズ５１または光ピックアップ装置２３全体を一定量だけ揺動させ、自己相関係数が小さくなる方向に最低となる傾斜角を検出することもできる。
そして、光ピックアップ装置２３のチルト補正部２３８が、ＣＰＵ４０により指定された傾斜角（チルト角）に対物レンズ５１または光ピックアップ装置２３全体を傾斜させることにより、光ピックアップ装置２３から照射されるレーザ光の光軸とレーザ光の照射位置における光ディスク１５面とを垂直に保ち、光ディスク１５のチルトを補正する。
また、チルト補正部２３８は、チルトエラーにより生じるコマ収差を、光ピックアップ装置２３中の光源から対物レンズに至る光路中において、例えば液晶素子を用いて、波面収差を発生させ補正することも可能である。
【００６５】
次に、ＣＰＵ４０において実行されるタンジェンシャルチルト値の検出について説明する。図７は、タンジェンシャルチルト値の検出に用いる自己相関係数をＣＰＵ４０が算出する処理を説明するため、ＣＰＵ４０内での機能を各処理部としてブロック図に表したものである。図７に示したように、ＣＰＵ４０では、光ピックアップ装置２３の受光素子２３７からの信号を受けて信号処理回路２８が出力するＲＦ信号を入力する。入力されたＲＦ信号は、遅延部４０１と乗算部４０２とに入力される。
【００６６】
ここで、現在の一般の光ディスクシステムではフォーカスサーボやトラッキングサーボといった各種位置調整サーボ用の信号を得るため、上記したように光ピックアップ装置２３の受光素子２３７として検出領域が複数に分割された多分割検出器が使用されている。そのような多分割検出器を用いている場合には、遅延部４０１と乗算部４０２とに入力する信号は、受光素子２３７の各検出領域からの出力信号を加算器により加算した和信号、すなわちＲＦ信号が好ましい。
また、データが記録されていない未記録光ディスクでは、ＲＦ信号を得ることはできないため、受光素子２３７の差信号であるＰＰ（Push-Pull）信号を用いる。この場合には、例えばラジアル方向（光ディスク１５の半径方向）に２分割された受光素子２３７の各検出領域からの出力信号の差を検出する減算器によりＰＰ信号を得る。このように、ＰＰ信号を用いれば、未記録光ディスクにおいても、タンジェンシャルチルト値の検出が可能となる。
その他、タンジェンシャルチルトを検出することを考え、例えばタンジェンシャル方向（光ディスク１５のトラックの接線方向）に２分割された受光素子２３７の各検出領域からの出力信号の差を検出する減算器により得られる、タンジェンシャル方向に感度の良いＴＰＰ（Tangential Push-Pull）信号、または、受光素子２３７の分割された検出領域単体の信号を用いても良い。
なお、ここではＲＦ信号を用いる場合を説明するが、ＰＰ信号やＴＰＰ信号等を用いる場合も同様である。
【００６７】
さて、入力されたＲＦ信号は、遅延部４０１を通過し、所定時間の遅延がかかったＲＦ信号は、乗算部４０２に入力され、ＲＦ信号との積がとられる。その後、加算部４０３により、乗算部４０２からの信号の所定の加算時間における和を取ることで、自己相関係数が得られる。
そして、以下に述べるように、遅延部４０１の遅延時間、つまり演算に用いる自己相関関数のラグを光ディスク１５面上のレーザスポットの第１回折リングに一致させることで、自己相関係数からタンジェンシャルチルトの大きさ（タンジェンシャルチルト値）を得ることが可能である。すなわち、自己相関関数のラグを、レーザスポットの第１回折リングの半径を光ディスク１５の線速度で割った値に設定することで、自己相関係数からタンジェンシャルチルト値を得る。
【００６８】
図８は、チルトによるコマ収差がない場合の光ディスク１５面上に集光されたレーザスポットを示した模式図である。図８に示したように、レーザ光のメインスポットＭＳの周辺には、エアリーディスクとも呼ばれる、第１回折リングＲ１が存在する。一方、図９は、タンジェンシャルチルトによるコマ収差が存在する場合の、光ディスク１５面上に集光されたレーザスポットを示した模式図である。図８に示したコマ収差がない場合と比較すると、図９のタンジェンシャルチルトによるコマ収差が存在する場合には、第１回折リングＲ１上に光強度の強調が起こる。そこで、自己相関係数からタンジェンシャルチルトを検出するためには、第１回折リングＲ１上に遅延部４０１での遅延時間（自己相関関数のラグτ）を合致させる必要がある。
【００６９】
ここで、第１回折リングＲ１上に遅延部４０１での遅延時間（ラグτ）を合致させるための処理手順を説明する。図１０は、ＣＰＵ４０の制御の下で実行される、自己相関関数ラグτを第１回折リングＲ１に合わせる処理手順の一例を示したフローチャートである。図１０に示したように、照射するレーザ光の光軸のタンジェンシャルチルトを、光ディスク１５に対して垂直にした場合の自己相関係数（（Ａ））を計算する（Ｓ１）。その後、タンジェンシャルチルト変化手段として機能するチルト補正部２３８により、レーザ光の光軸に対してタンジェンシャルチルトを一定量付加する（Ｓ２）。そこで、もう一度自己相関係数（（Ｂ））を計算する（Ｓ３）。これを予め決定しておいたタンジェンシャルチルトの走査範囲について行なう。それが終了した場合には（Ｓ４）、自己相関係数差（（Ｃ）＝（Ｂ）−（Ａ））を計算して、記憶する（Ｓ５）。終了していない場合には（Ｓ４）、さらにタンジェンシャルチルトを一定量付加し、自己相関係数（（Ｂ））を計算する。
その後、レーザ光の光軸のタンジェンシャルチルトが光ディスク１５と垂直になるように戻し（Ｓ６）、自己相関関数のラグτを変化させ（Ｓ９）、もう一度ステップＳ１からの処理を繰り返す。目的の第１回折リングＲ１が存在すると思われるラグ範囲が終了した場合には（Ｓ７）、すべてのチルトに対して自己相関係数差（Ｃ）が正であり、かつ各チルトの自己相関係数差（（Ｃ））が最大になるラグτを採用して（Ｓ８）、処理を終了する。
【００７０】
光ディスク１５面上に照射されるレーザ光の第１回折リングＲ１の半径は、使用されるレーザ光の波長や対物レンズ５１のＮＡによって決定される。そのため、その他に組み付け残留収差や経年変化、温度変化等による収差発生により若干変化する可能性はあるが、第１回折リングＲ１の半径は、光ディスク装置２０毎にほぼ一定である。したがって、自己相関関数のラグτは、光ディスク装置２０の生産時に一度決定すれば頻繁に変更する必要はない。ただし、経年変化や温度変化等により、タンジェンシャルチルトが正確に検出できなくなった場合には、必要に応じて上記した手法などを用いた調整を行なえばよい。
【００７１】
また、メインスポットＭＳと第１回折リングＲ１の光ディスク１５面上の距離は一定であるが、決定された自己相関関数のラグτは光ディスク１５の回転数、または記録再生半径位置により変化するため、ディスク回転数や記録再生半径位置に合わせて、自己相関関数のラグτを調整する必要がある。例えば、光ディスク１５のディスク線速度をｖ、その時のメインスポットＭＳと第１回折リングＲ１との自己相関に相当するラグをτとすると、ディスク線速度がｖ’に変化した場合には、自己相関演算器のラグは（２）式に示すτ’に設定する必要がある。
τ’=ｖ’／ｖ×τ    …（２）
【００７２】
また、図１１は、ディスクチルトの周波数（ω）特性を示した図である。図１１に示すように、ディスクチルト量は２ω成分で最大値を取り、３ω以上の領域で大きく減衰する特性を有している。したがって、ディスクチルトのＤＣ成分〜２ω成分を補償できれば、チルト補正効果を大きく高めることができる。そこで、（１）式に示した自己相関演算の範囲Ｎ（ｔ＝Ｍ〜Ｍ＋Ｎ）を、光ディスク１５の１／4周期以下に対応する時間に設定することで、光ディスク１５の１周につき４点のタンジェンシャルチルトのサンプリングが可能となる。そのため、サンプリング定理より２ωのカットオフを持つＬＰＦ（Low Pass Filter）をかけることにより、２ω成分までのチルト情報を忠実に再現し、効果の高いタンジェンシャルチルト補正が可能となる。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態の光ディスク装置２０では、光ディスク１５の記録面から反射されたレーザ光の光量の自己相関係数を計算して、得られた自己相関係数に基づいてタンジェンシャルチルトの大きさを検出し、補正することを特徴としている。これにより、外乱の影響を受けず、タンジェンシャルチルトの検出を極めて高精度に行なうことが可能となるので、光ディスク１５が高密度化された場合にも、光ディスク１５の再生品質を高いレベルに維持することが可能となった。
【００７４】
[実施の形態２]
実施の形態１の光ディスク装置１では、タンジェンシャルチルト値の検出に用いる自己相関係数をＣＰＵ４０によりデジタル的に演算して導出したが、本実施の形態では、自己相関係数を演算する自己相関演算回路を信号処理回路２８内に設けて、自己相関係数を導出する構成について説明する。なお、本実施の形態２では、上記した実施の形態１の光ディスク装置１と同様の構成については、重複した説明を省略する。
【００７５】
本実施の形態の光ディスク装置では、実施の形態１の光ディスク装置１において、自己相関係数を演算する自己相関演算手段としての自己相関演算回路２８ｆを信号処理回路２８内に配設している。図１２は、自己相関演算回路２８ｆの構成を示すブロック図である。図１２の自己相関演算回路２８ｆでは、信号処理回路２８のＲＦ信号検出回路２８ｄが出力するＲＦ信号を入力する。そして、入力されたＲＦ信号は、遅延部としての遅延素子４１１と乗算部としての乗算器４１２とに入力される。
入力されたＲＦ信号は、遅延素子４１１を通過し、所定時間の遅延がかかったＲＦ信号は、乗算器４１２に入力され、ＲＦ信号との積がとられる。その後、所定のカットオフ周波数を持つフィルター部としてのＬＰＦ（Low Pass Filter）４１３を通過させることにより、自己相関係数が得られる。
そして、自己相関係数は自己相関演算回路２８ｆからＣＰＵ４０に出力され、実施の形態１と同様に、遅延素子４１１の遅延時間、つまり演算する自己相関関数のラグを光ディスク１５面上のスポットの第１回折リングに一致させることで、自己相関係数からタンジェンシャルチルトの大きさ（タンジェンシャルチルト値）を得ることが可能である。したがって、本実施の形態では、主として自己相関演算回路２８ｆとＣＰＵ４０によりタンジェンシャルチルト検出装置が構成される。
このように、本実施の形態の光ディスク装置では、安価なアナログ回路での構成が容易なＬＰＦを用いることができるので、タンジェンシャルチルトの検出を極めて高精度に行なうことが可能となると同時に、製造コストを抑えることもできる。
【００７６】
ここで、上述したように、サンプリング定理より２ωのカットオフを持つＬＰＦを掛けることにより、２ω成分までのチルト情報を忠実に再現し、効果の高いタンジェンシャルチルト補正が可能となる。そこで、自己相関演算回路２８ｆが図１２のように構成される場合には、ＬＰＦのカットオフ周波数を光ディスク１５の回転周波数の２倍以上と設定することで、高いタンジェンシャルチルト補正効果を実現することができる。
【００７７】
[実施の形態３]
実施の形態１の光ディスク装置１では、演算する自己相関関数のラグを光ディスク１５面上のレーザ光のスポットの第１回折リングに一致させることでタンジェンシャルチルト値を得たが、本実施の形態では、レーザ光のスポットの第２回折リング以上の高次の回折リングを用いて自己相関関数のラグを設定し、タンジェンシャルチルト値を得る構成について説明する。なお、本実施の形態３では、上記した実施の形態１の光ディスク装置１と同様の構成については、重複した説明を省略する。
【００７８】
図１３は、タンジェンシャル方向のコマ収差（タンジェンシャルコマ収差）がある場合の光ディスク１５面上のレーザスポット形状を示す図である。図１３に示すように、レーザスポットには、メインスポットＭＳと共に、光強度が強調された第１回折リングＲ１と第２回折リングＲ２とが存在する。図１３には示していないが、第３回折リング、第４回折リング等、より高次の回折リングもタンジェンシャルコマ収差によりタンジェンシャル方向に強調されている。
【００７９】
上記した実施の形態１の光ディスク装置１では、メインスポットＭＳと第１回折リングＲ１との自己相関によりタンジェンシャルチルトの検出を行なったが、特にメインスポットＭＳと第１回折リングＲ１との自己相関に限定する必要がなく、より高次の回折リングを用いても検出が可能である。例えば、自己相関演算を行なう際のＣＰＵ４０内の遅延部４０１（実施の形態１）でのラグや、自己相関演算回路２８ｆの遅延素子４１１（実施の形態２）でのラグを、メインスポットＭＳと第２回折リングＲ２との距離に対応する時間に設定し、メインスポットＭＳと第２回折リングＲ２との自己相関により、タンジェンシャルチルトを検出することが可能である。
【００８０】
さらに、メインスポットＭＳと回折リングとの自己相関によりタンジェンシャルチルトの検出を行なったが、特にメインスポットＭＳと回折リングとの自己相関に限定する必要がなく、高次の回折リング同士の自己相関を用いてもタンジェンシャルチルトを検出することが可能である。例えば、ＣＰＵ４０内の遅延部４０１（実施の形態１）でのラグや、自己相関演算回路２８ｆの遅延素子４１１（実施の形態２）でのラグを、第１回折リングＲ１と第２回折リングＲ２との距離に対応する時間に設定し、第１回折リングＲ１と第２回折リングＲ２との自己相関により、タンジェンシャルチルトを検出することも可能である。
【００８１】
図１４は、第１回折リングＲ１よりも高次の複数の回折リングを用いてタンジェンシャルチルトの検出を行なうタンジェンシャルチルト検出装置としてのチルト検出回路の構成の一例を示した図である。本実施の形態のチルト検出回路５０は、実施の形態１の信号処理回路２８に配設される。そして、チルト検出回路５０は、例えば図１２に示した構成の複数の自己相関演算回路（自己相関演算部）５０１、５０２、５０３を備え、自己相関演算回路５０１、５０２、５０３からの出力は加算器５０４に入力される。そして、加算器５０４によりタンジェンシャルチルト信号が出力される。
この場合、例えば、自己相関演算回路５０１のラグはディスク回転線速度を考慮した場合のメインスポットＭＳと第１回折リングＲ１とに対応する時間、自己相関演算回路５０２のラグはメインスポットＭＳと第２回折リングＲ２とに対応する時間、自己相関演算回路５０３のラグはメインスポットＭＳと第３回折リングＲ３とに対応する時間として設定され、すべての自己相関演算回路５０１、５０２、５０３からの出力を加算することにより、タンジェンシャルチルト信号が出力される。
そのため、本実施の形態の光ディスク装置では、第１回折リングＲ１のみを使用してタンジェンシャルチルトを検出した場合と比較して、より高精度なタンジェンシャルチルトの検出が可能となる。
【００８２】
また、チルト検出装置５０を構成する自己相関演算回路５０１、５０２、５０３のラグは、回折リング半径にあたるラグに限定するものではなく、2つの回折リング半径の差に設定することにより、回折リング同士の自己相関を検出するように構成することもできる。
なお、本実施の形態では、チルト検出装置５０は、実施の形態１の信号処理回路２８に配設した場合を示したが、ＣＰＵ４０内においてデジタル的に構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施の形態１の光ディスク装置の構成を示したブロック図である。
【図２】光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図３】タンジェンシャルコマ収差に対する自己相関係数の変化を示した図である。
【図４】ラジアルコマ収差に対応する自己相関係数の変化を示した図である。
【図５】白色ノイズを再生信号に印加した場合の自己相関係数の変化を示した図である。
【図６】タンジェンシャルチルト検出およびタンジェンシャルチルト補正を行なう機構を説明する概略構成図である。
【図７】自己相関係数をＣＰＵが算出する処理を説明するため、ＣＰＵ内での機能を各処理部として表したブロック図である。
【図８】チルトによるコマ収差がない場合の光ディスク面上に集光されたレーザスポットを示した模式図である。
【図９】タンジェンシャルチルトによるコマ収差が存在する場合の、光ディスク面上に集光されたレーザスポットを示した模式図である。
【図１０】自己相関関数ラグを第１回折リングに合わせる処理手順の一例を示したフローチャートである。
【図１１】ディスクチルトの周波数特性を示した図である。
【図１２】自己相関演算回路の構成を示すブロック図である。
【図１３】タンジェンシャルコマ収）がある場合の光ディスク面上のレーザスポット形状を示す図である。
【図１４】複数の高次回折リングを用いてタンジェンシャルチルトの検出を行なうチルト検出回路の構成の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００８４】
１５  光ディスク、２０  光ディスク装置（光ピックアップ）、
２１  シークモータ、２２  スピンドルモータ、２３  光ピックアップ装置、
２４  レーザ制御回路、２５  エンコーダ、２６  駆動制御回路、
２８  信号処理回路、３４  バッファＲＡＭ、３７  バッファマネージャ、
３８  インターフェース、３９  フラッシュメモリ、４０  ＣＰＵ、
４１  ＲＡＭ、２３８  チルト補正部、４０１  遅延部、４０２  乗算部、
４０３  加算部、４１１  遅延素子、４１２  乗算器、４１３  ＬＰＦ、
５０１,５０２,５０３  自己相関演算回路（自己相関演算部）、５０４  加算器。
【図１】
2006351063.tif 000003
【図２】
2006351063.tif 000004
【図３】
2006351063.tif 000005
【図４】
2006351063.tif 000006
【図５】
2006351063.tif 000007
【図６】
2006351063.tif 000008
【図７】
2006351063.tif 000009
【図８】
2006351063.tif 000010
【図９】
2006351063.tif 000011
【図１０】
2006351063.tif 000012
【図１１】
2006351063.tif 000013
【図１２】
2006351063.tif 000014
【図１３】
2006351063.tif 000015
【図１４】
2006351063.tif 000016