(57)【要約】本発明は、光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータのチルト（径方向および／または接線方向）を制御するためのチルト制御装置に関し、ろ波したラジアル制御信号（ｒ）をチルトブランチへ供給することによって、ラジアル／チルトのクロストークを補償し、および／または、ろ波したフォーカス制御信号ｆをチルトブランチへ供給することによって、フォーカス／チルトのクロストークを補償する。
2008509503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御装置であって、
ａ）径方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのラジアル制御信号（ｒ）を生成する制御手段と、
ｂ）前記アクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御信号（ｔ）を生成するチルトブランチと、
ｃ）前記ラジアル制御信号（ｒ）に適用して、ろ波したラジアル制御信号を生成するための第１のフィルタ（Ｈｃｔｒ）と、
ｄ）前記ろ波したラジアル制御信号を前記チルト制御信号に加えるための手段と、
を備えるチルト制御装置。
【請求項２】
光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御装置であって、
ａ）フォーカス方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのフォーカス制御信号（ｆ）を生成する制御手段と、
ｂ）前記アクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御信号（ｔ）を生成するチルトブランチと、
ｃ）前記フォーカス制御信号（ｆ）に適用して、ろ波したフォーカス制御信号を生成するための第２のフィルタ（Ｈｃｔｆ）と、
ｄ）前記ろ波したフォーカス制御信号を前記チルト制御信号に加えるための手段と、
を備えるチルト制御装置。
【請求項３】
光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御器であって、
ａ）径方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのラジアル制御信号（ｒ）を生成する制御手段と、
ｂ）フォーカス方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのフォーカス制御信号（ｆ）を生成する制御手段と、
ｃ）前記アクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御信号（ｔ）を生成するチルトブランチと、
ｄ）前記ラジアル制御信号に適用して、ろ波したラジアル制御信号（ｒ）を生成するための第１のフィルタ（Ｈｃｔｒ）と、
ｅ）前記フォーカス制御信号に適用して、ろ波したフォーカス制御信号を生成するための第２のフィルタ（Ｈｃｔｆ）と、
ｆ）前記ろ波したラジアル制御信号および前記ろ波したフォーカス制御信号を前記チルト制御信号（ｔ）に加えるための手段と、
を備えるチルト制御装置。
【請求項４】
前記第１のフィルタ（Ｈｃｔｒ）を、非ゼロの一定ゲインのフィルタとする、
請求項１または３に記載のチルト制御装置。
【請求項５】
前記第２のフィルタ（Ｈｃｔｆ）を、非ゼロの一定ゲインのフィルタとする、
請求項２または３に記載のチルト制御装置。
【請求項６】
前記第１および第２のフィルタ（Ｈｃｔｒ，Ｈｃｔｆ）を、非ゼロの一定ゲインのフィルタとする、
請求項３に記載のチルト制御装置。
【請求項７】
前記第１のフィルタ（Ｈｃｔｒ）をバンドパスフィルタとする、
請求項１または３に記載のチルト制御装置。
【請求項８】
前記第２のフィルタ（Ｈｃｔｆ）をバンドパスフィルタとする、
請求項２または３に記載のチルト制御装置。
【請求項９】
前記第１および第２のフィルタ（Ｈｃｔｒ，Ｈｃｔｆ）をバンドパスフィルタとする、
請求項３に記載のチルト制御装置。
【請求項１０】
前記第１のフィルタ（Ｈｃｔｒ）が、前記アクチュエータを特徴付ける、ラジアル／チルトの周波数応答（Ｈｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ）と、チルト／チルトの周波数応答（Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ）との比のマイナス値として規定される、
請求項１または３に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記第２のフィルタ（Ｈｃｔｆ）が、前記アクチュエータを特徴付ける、フォーカス／チルトの周波数応答（Ｈｆｏｃｕｓ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ）と、チルト／チルトの周波数応答（Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ）との比のマイナス値として規定される、
請求項２または３に記載のチルト制御装置。
【請求項１２】
前記第１のフィルタ（Ｈｃｔｒ）が、前記アクチュエータを特徴付ける、ラジアル／チルトの周波数応答（Ｈｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ）と、チルト／チルトの周波数応答（Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ）との比のマイナス値として規定され、さらに、前記第２のフィルタ（Ｈｃｔｆ）が、前記アクチュエータを特徴付ける、フォーカス／チルトの周波数応答（Ｈｆｏｃｕｓ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ）と、チルト／チルトの周波数応答（Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ）との比のマイナス値として規定される、
請求項３に記載のチルト制御装置。
【請求項１３】
光記憶媒体の記録面に対する前記アクチュエータの傾きを制御するための、アクチュエータおよび請求項１〜１２のいずれか１項に記載のチルト制御装置を備える光記憶システム。
【請求項１４】
前記アクチュエータを、複数のばねによって前記光記憶媒体に対し装着し、さらに、
少なくとも３つのコイルを設け、これら３つのコイルに、それぞれラジアル、フォーカスおよびチルト制御信号に基づいて電流または電圧を印加することによって、前記アクチュエータを、径方向、フォーカスおよびチルトの各方向動くようにした、
請求項１３に記載の光記憶システム。
【請求項１５】
光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾きを制御する方法であって、当該方法が、
ａ）径方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのラジアル制御信号（ｒ）を生成するステップと、
ｂ）前記アクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御信号（ｔ）を生成するステップと、
ｃ）ろ波したラジアル制御信号を生成するために前記ラジアル制御信号（ｒ）をろ波するステップと、
ｄ）前記チルト制御信号（ｔ）に前記ろ波したラジアル制御信号を加えるステップと、
を含む、アクチュエータのチルト制御方法。
【請求項１６】
光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾きを制御する方法であって、当該方法が、
ａ）フォーカス方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのフォーカス制御信号（ｆ）を生成するステップと、
ｂ）前記アクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御信号（ｔ）を生成するステップと、
ｃ）ろ波したフォーカス制御信号を生成するために前記フォーカス制御信号（ｆ）をろ波するステップと、
ｄ）前記チルト制御信号（ｔ）に前記ろ波したフォーカス制御信号を加えるステップと、
を含む、アクチュエータのチルト制御方法
【請求項１７】
光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾きを制御する方法であって、当該方法が、
ａ）径方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのラジアル制御信号（ｒ）を生成するステップと、
ｂ）フォーカス方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのフォーカス制御信号（ｆ）を生成するステップと、
ｃ）前記アクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御信号（ｔ）を生成するステップと、
ｄ）ろ波したラジアル制御信号を生成するために、前記ラジアル制御信号（ｒ）をろ波するステップと、
ｅ）ろ波したフォーカス制御信号を生成するために、前記フォーカス制御信号（ｆ）をろ波するステップと、
ｆ）前記ろ波したラジアル制御信号および前記ろ波したフォーカス制御信号を前記チルト制御信号（ｔ）に加えるステップと、
を含む、アクチュエータのチルト制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、光記憶システムにおけるチルト（傾き）補正に関する。このような光記憶システムのディスクドライブに用いる記憶媒体の例には、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ，ブルーレイディスク（ＢＤ）等がある。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、光記憶ディスクは、情報を記憶させることのできる記憶スペースを、連続したらせん状または多数の同心円状にする、少なくとも１つのトラックを備えている。光ディスクは、情報を製造中に記録し、そのデータをユーザが読み取ることしかできない、読み取り専用タイプのものとすることができる。光記憶ディスクは、ユーザが情報を記憶させることができる書き込み可能タイプのものとすることもできる。
【０００３】
光記憶ディスクの記憶スペースに情報を書き込むため、或いは、ディスクから情報を読み取るために、光ディスクドライブは、一方では回転手段を備えて、光ディスクを受入れて、回転させ、他方では、光学的手段を備えて、光ビームで記憶トラックを走査する。光ディスク技術は一般的であり、光ディスクに情報を記録する方法、および光ディスクから光学データを読み取る方法は既知であるため、ここではその技術を詳細に記述する必要はないものとする。
【０００４】
しかしながら、データを読み取ったり、或いは記録したりするいかなる場合にも、光スポットをディスクのトラック上に位置付ける必要がある。読み取りスポットの位置は、そのために設けられた対物レンズの位置によって決まる。従って、読み取りスポット、ひいては対物レンズの位置決めは、２つの方向、すなわち、フォーカス方向（ディスクから、およびディスクに向かう）およびラジアル（径）方向において行わなければならない。これは、対物レンズを動かすことで実現することができる。従って、対物レンズをアクチュエータの中に実装して、さらに、そのアクチュエータを制御して、光スポットを合焦させ、且つラジアル方向の位置決めを行っている。フォーカスサーボ系が、光スポットの焦点合わせに用いる対物レンズの軸方向の位置を制御して、フォーカス位置を光ディスクの情報層の平面内に維持し、さらに、ラジアルサーボ系を設けて、フォーカスの横方向位置を制御し、走査しているトラック上に合焦光スポットを保つようにしている。
【０００５】
原理上は、記録および再生動作の期間中に、光ピックアップユニットがその光軸をディスクの記録面に対して垂直に保つようにするために、光ディスクは、ディスクモータ内にセットした際に、平坦なディスク形状を保たなければならない。記録トラックの走査中に、光ピックアップユニットは、光ディスクの半径に沿って径方向に移動する。
【０００６】
しかしながら、ディスクモータ内にセットされる光ディスクは、主として製造プロセスに起因して、平坦にはなっていない。光ディスクは、径方向および円周方向の両方向に曲がっている。その結果、光ピックアップユニットの光軸は、調整を行わなくては、ディスクの記録面に対して正確に垂直に保つことができない。光軸と径方向における記録面との間に形成される角度は、ラジアルチルト角と称される。
【０００７】
光ディスク上に記録したユーザデータは、高周波（ＨＦ）信号から抽出される。光ディスクの読み取り時には常に、或る量のジッタが存在し、それは例えば、高周波信号におけるタイミング・エラーに起因する。このようなジッタの原因の幾つかは、あらゆる電子回路に存在する通常のノイズと相俟って、符号間干渉、隣接トラック間のクロストーク、ディスク製造時の欠陥によるものである。ディスクと対物レンズとの間のチルト角は、主に２つの原因、すなわち、ディスク（製作公差および環境の変化）と、ドライブ（対物レンズのアクチュエータ、ターンテーブルモータの調整、軸調整等）とに起因する。このような原因による角状変位は、コマ収差、すなわち、ディスク上の光読み取りスポットのひずみの原因となる。この光読み取りスポットのひずみは、ＨＦ信号を直接ひずませることになり、そのために、タイミング・エラーすなわちジッタをまねくことになる。一般に、径方向の傾きが大きくなるにつれて、ジッタの増加率がより大きくなる。
【０００８】
ＤＶＤ，ＤＶＤ＋ＲＷおよびブルーレイディスク（ＢＤ）のようなシステムにおけるシステム公差を、より厳しくするには、最大許容チルト誤差を低下させる必要がある。これらの最大許容チルト誤差は、チルトウィンドウの幅で表わされる、いわゆるチルトウィンドウ内に特定される。このウィンドウは、ＣＤの場合、典型的には±１５ｍｒａｄであるが、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷの場合には、典型的には±９ｍｒａｄである。このチルトウィンドウは、ジッタをある所要レベル（典型的には１５％）以下にするように規定される。読み取りシステムにおける総チルトがこのウィンドウよりも大きくなる場合には、ジッタが高くなり過ぎて、ユーザデータの読み取りがもはや不可能となる。
【０００９】
従って、光記録システムは、チルト、すなわち対物レンズとディスクとの間の角状変位に対してますます敏感になるので、（記録可能なＤＶＤまたはＢＤのような）システムには、チルトを積極的に補正する手段を装備させている。
【００１０】
チルト補正を積極的に行う多くの既知の方法がある。最近の最も一般的な方法は、ＣＤシステムで用いている周知の電磁式の２次元（２Ｄ）アクチュエータに、別の自由度を付加するやり方である。結果として、３つの自由度を制御できる、３次元（３Ｄ）アクチュエータが用いられる。これらの自由度は、ｚ＝フォーカス（ディスクに向かう方向）、ｘ＝ラジアル（内径から外径へ向かう方向）、およびβ＝チルト（ｙ軸のまわりの回転方向）であり、このタイプのチルト補正メカニズムは、国際特許出願ＷＯ０３／０８３８５０号に記載されている装置において採用されている。この特許には、多次元のアクチュエータを用いてチルト補正を行うための方法および装置が記載されており、そこでは、光ディスクの異なる半径位置にて得られるフォーカス制御値の微分に基づいてラジアルチルト値を決定し、さらに、コイル巻線に流れる電流に応じて、それぞれ力Ｆｆ１、Ｆｆ２およびＦｒを発生する２つのスプリットフォーカスコイルおよびラジアルコイルを採用することにより、Ｆｆ１＝−Ｆｆ２の場合には、アクチュエータのチルトβを生成し、さらに、Ｆｆ１＝Ｆｆ２の場合には、垂直方向（フォーカス）の動きを生成するようにしている。
【００１１】
理想的なアクチュエータは、完全に分離されており、言い換えれば、フォーカス制御電圧を印加した場合は、動きはフォーカス方向にのみ生じることになる。このタイプのアクチュエータはマスバネ系として構成されるから、ある程度の動的挙動が存在するために、理想的なアクチュエータの周波数応答関数は、図１ａおよび１ｂに概略的に示したように、簡単な自由度（ＤＯＦ）１のマスバネダンパー系に等しくなる。しかしながら、アクチュエータを、バネで吊るされた自由度６の剛体とみなせば、６つの固有モードが存在することになる。実際には、これらのモードの大部分は、全伝達関数に現れる。その上、ある程度のクロストークが存在するようになる。
【００１２】
そこで、３Ｄアクチュエータに対する慣例のチルト補正機構の、一般的な構成を概略図示している図２ａを参照して、ラジアル／チルトクロストークの概念につき、詳細に説明する。フォーカス／チルトクロストークについても、同様の原理が成立することは明らかである。
【００１３】
慣例のチルト補正機構は、当業者に既知のラジアル比例積分微分（ＰＩＤ）制御ユニット１０と、当業者に既知のフォーカスＰＩＤ制御ユニット２０と、同じく当業者に既知のチルト制御ユニット３０とを備えている。
【００１４】
ラジアル制御ユニット１０は、ラジアル制御信号ｒを生成し、このラジアル制御信号ｒは、エンドステージゲインがＧｒａｄｉａｌの合成ＤＡＣドライバによって、電圧Ｕｒａｄｉａｌに増幅される。ラジアル制御信号Ｕｒａｄｉａｌは、３Ｄアクチュエータ４０のラジアルコイルに印加され、その結果、アクチュエータは、伝達関数Ｈｒａｄｉａl＿ｔｏ＿ｒａｄｉａｌによって規定される、径方向に移動する。上述したように、光ディスクは理想的ではなく（すなわち、完璧ではない）、従って、アクチュエータ４０に対して径方向にいくらか移動している。この未知の外乱Ｘｄｉｓｃを追跡するのに、アクチュエータ４０を用いることができる。ドライブ内のディスクの位置は分からないため、誤差信号εｒａｄｉａｌ（これは、径方向に沿ったディスクのラジアル位置Ｘｒａｄｉａｌとアクチュエータとの間の差に相当する）を生成して、この誤差信号をラジアルＰＩＤ制御ユニット１０に帰還させて、ゼロに制御することによってディスクを追跡することができる。
【００１５】
フォーカス制御ユニット２０は、フォーカス制御信号ｆを生成し、このフォーカス制御信号ｆは、エンドステージゲインがＧｆｏｃｕｓの合成ＤＡＣドライバによって、電圧Ｕｆｏｃｕｓに増幅される。フォーカス制御信号Ｕｆｏｃｕｓは、３Ｄアクチュエータ４０のフォーカスコイルに印加され、その結果、アクチュエータは、伝達関数Ｈｆｏｃｕｓ＿ｔｏ＿ｆｏｃｕｓによって規定される、フォーカス方向へ移動する。上述したように、光ディスクは平坦ではないため、アクチュエータ４０に対して垂直な方向にいくらか移動している。この未知の外乱Ｘｄｉｓｃを追跡するのに、アクチュエータ４０を用いることができる。ドライブ内のディスクの位置は分からないため、誤差信号εｆｏｃｕｓ（これは、フォーカス方向に沿ったディスクの位置Ｚｆｏｃｕｓとアクチュエータとの間の差に相当する）を生成して、この誤差信号をフォーカスＰＩＤ制御ユニット２０に帰還させてゼロに制御することによってディスクを追跡することができる。
【００１６】
チルト制御ユニット３０は、チルト制御信号ｔを生成し、このチルト制御信号ｔは、エンドステージゲインがＧｔｉｌｔの合成ＤＡＣドライバによって、電圧Ｕｔｉｌｔに増幅される。チルト制御信号Ｕｔｉｌｔは、３Ｄアクチュエータ４０のチルトコイルに印加され、その結果、アクチュエータは、伝達関数Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔによって規定される、チルト方向へ移動する。このような伝達関数の例を、図２ｄに示す。
【００１７】
ラジアル／チルトのクロストークは、ある程度必然的に存在するもので、これは不良な位置合わせの結果として、或いは、磁石の不均一性により発生する。低周波数では、‘剛性の中心’との位置あわせが重要であるため、力は、アクチュエータ４０の懸垂ばね間において対称的に作用しなければならない。高周波数では、重力の中心（ＣＯＧ）に対する位置あわせが重要であり、従って、力は、正確にＣＯＧを経て作用させなければならない。しかしながら、３Ｄアクチュエータでは、径（およびフォーカス）方向の力は、基本的に次の３つの主な原因、すなわち、
‐製造公差、
‐設計上の制限、
‐移動部分がフォーカスまたはラジアル位置にオフセットしているので、この移動部分に対して力が及ぶ位置の変化、
により、決して正確にはＣＯＧおよび‘剛性の中心’に作用しない。その結果、常に、クロストーク（伝達関数Ｈｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔで表される）がある程度存在してしまう。
【００１８】
図２ｂは、この概念をグラフで示すもので、ここでは、この問題を明確に立証するアクチュエータの周波数応答関数（ＦＲＦ）Ｈｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｒａｄｉａｌを示している。ラジアル固有周波数が、５５Ｈｚに明らかに現れている。ディスクの回転速度は１００Ｈｚで、ディスクの離心率は０．１ｍｍであるものと仮定する。１００Ｈｚでの検出感度は０．４ｍｍ／Ｖであるため、０．２５Ｖの振幅を有する高調波電圧が必要である。ラジアル制御ループ（ＰＩＤ）は、この制御信号Ｕｒａｄｉａｌを生成する。より高い高調波も、１００Ｈｚの倍数で生成されることは理解できるであろう。
【００１９】
図２ｃは、Ｕｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔからのクロストークを表す周波数応答関数Ｈｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔを示している。１００Ｈｚでのゲインは６５ｍｒａｄ／Ｖに等しいため、０．２５Ｖのラジアル電圧は、１００Ｈｚの周波数にて、０．２５×６５＝１６ｍｒａｄのチルト振幅をもたらす。この周波数におけるピークは、このアクチュエータでは、１００Ｈｚのねじれ固有周波数によるものであることに留意されたい。従って、１００Ｈｚのディスク回転速度では、１６ｍｒａｄの高調波チルト外乱が付加される。現行のチルト補正方法の帯域幅は非常に小さい（数Ｈｚのオーダ）ため、このチルトは全く補正されず、さらに、上述した１６ｍｒａｄは、有効なチルトウィンドウよりもはるかに大きい。結果として、読み取りおよび書き込み両者の品質は、許容できないほどの悪影響を受ける。フォーカス／チルトのクロストークも同様に不可避であって、上述の原理が当てはまる。
【００２０】
従って、図２ａの周波数応答関数Ｈｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔが表すラジアル／チルトのクロストークは、チルト方向におけるアクチュエータの動きβａｃｔｕａｔｏｒに影響を及ぼす。同様に、図２ａの周波数応答関数Ｈｆｏｃｕｓ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔが表すフォーカス／チルトのクロストークも、βａｃｔｕａｔｏｒに影響を及ぼす。これら２つのコントリビューションは、図示したように、‘ベクトルドメイン’内で加算することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、光記憶システムにおける光走査ヘッドのアクチュエータ用のチルト補正装置を提供することにあって、そのチルト補正装置は、ラジアル／チルトのクロストーク、および／または、フォーカス／チルトのクロストークを最小にする。これ以降では、“ｃｔｒ”はラジアルクロストーク、“ｃｔｆ”はフォーカスクロストークを表すものとする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明によれば、光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御装置を提供し、該チルト制御装置は、
ａ）径方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのラジアル制御信号を生成する制御手段と、
ｂ）前記アクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御信号を生成するチルトブランチと、
ｃ）前記ラジアル制御信号に適用して、ろ波したラジアル制御信号を生成するための第１のフィルタと、
ｄ）前記ろ波したラジアル制御信号を前記チルト制御信号に加えるための手段と、
を備える。
このようなチルト制御装置は、ラジアル／チルトのクロストークを最小にする。
【００２３】
また、本発明によれば、光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御装置を提供し、該チルト制御装置は、
ａ）フォーカス方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのフォーカス制御信号を生成する制御手段と、
ｂ）前記アクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御信号を生成するチルトブランチと、
ｃ）前記フォーカス制御信号に適用して、ろ波したフォーカス制御信号を生成するための第２のフィルタと、
ｄ）前記ろ波したフォーカス制御信号を前記チルト制御信号に加えるための手段と、
を備える。
このようなチルト制御装置は、フォーカス／チルトのクロストークを最小にする。
【００２４】
また、本発明によれば、光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御装置を提供し、該チルト制御装置は、
ａ）径方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのラジアル制御信号を生成する制御手段と、
ｂ）フォーカス方向における前記アクチュエータの動きを制御するためのフォーカス制御信号を生成する制御手段と、
ｃ）前記アクチュエータの傾きを制御するためのチルト制御信号を生成するチルトブランチと、
ｄ）前記ラジアル制御信号に適用して、ろ波したラジアル制御信号を生成するための第１のフィルタと、
ｅ）前記フォーカス制御信号に適用して、ろ波したフォーカス制御信号を生成するための第２のフィルタと、
ｆ）前記ろ波したラジアル制御信号および前記ろ波したフォーカス制御信号を前記チルト制御信号に加えるための手段と、
を備える。
このようなチルト制御装置は、ラジアル／チルトのクロストーク、およびフォーカス／チルトのクロストークを最小にする。
【００２５】
本発明は、光記憶媒体の記録面に対するアクチュエータの傾き（径方向および／または接線方向）を制御する方法にも及ぶものであり、この方法は、本発明による前記チルト制御装置よって行われる機能の様々なステップを実行する。
【００２６】
本発明は、種々の方向（径方向、接線方向、フォーカス方向、チルト方向）に沿う動きの結合を補償でき、この結合は、ラジアル／チルトのクロストーク、および／または、フォーカス／チルトのクロストークに起因する。
【００２７】
チルト制御信号を生成するのに用いるチルトブランチへ、ラジアル制御信号および／またはフォーカス制御信号をフィードフォワードすることによって、アクチュエータ内で生じるラジアル／チルトのクロストーク、および／またはフォーカス／チルトのクロストークを補償することができる。その結果、アクチュエータが、理想に近い特性を有する。
【００２８】
前記第１および／または第２フィルタの伝達関数は単に非ゼロのゲインとすることができ、処理手段の観点からのコスト効率を高めるのが有利である。
【００２９】
さらに、前記第１および／または第２フィルタの伝達関数はバンドパスフィルタに対応するものとして、高調波およびラジアルおよび／またはフォーカスのＤＣ（直流）成分をろ波して、電力消費を最小にするのが有利である。
【００３０】
また、前記第１フィルタの伝達関数は、前記アクチュエータを特徴付けるラジアル／チルトの周波数応答と、チルト／チルトの周波数応答との比として定めるか、および／または、前記第２フィルタの伝達関数を、前記アクチュエータを特徴付けるフォーカス／チルトの周波数応答と、チルト／チルトの周波数応答の比として定めるのが有利である。
【００３１】
本発明はさらに、光記憶媒体の記録面に対する前記アクチュエータのチルトを制御するために、アクチュエータおよび本発明によるチルト制御装置を備えた、光記憶システムにも及ぶものである。
【００３２】
前記アクチュエータは、複数のバネによって前記光記憶媒体に取り付け、少なくとも３つのコイルが、前記ラジアル、フォーカスおよびチルト制御信号にそれぞれ基づいて、これらのバネに電流または電圧を印加することによって、前記アクチュエータを径方向、フォーカスおよびチルトの各方向に動かすようにするのが効果的である。従って、各移動方向に対して少なくとも１つのコイルを設ける。
【００３３】
本発明のこれらおよび他の要点を、以下実施例について詳細に説明して明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施例を、ほんの一例として、添付の図面を参照にして説明する。
【００３５】
図３に、光ディスク１に対する傾きを補正するための、チルト制御機構または装置を示す。このチルト制御装置は、可動のキャリッジまたはスレッジ４を備えており、これらは、光ピックアップユニットをプラットホーム５上で径方向に動かすためのものである。光ピックアップユニットは、３Ｄアクチュエータ１１を介して、光ディスク１へと放射ビームを向け、かつ、光ディスク１から放射ビームを受信する光ヘッド２を備えており、３Ｄアクチュエータ１１は、フォーカスコイルに基づく３次元の駆動機能によって３Ｄアクチュエータのフォーカス、チルト、およびラジアル位置を制御するように設計されている。アクチュエータ１１の各フォーカスコイルは、プロセッサ１０から受信する各制御信号に基づいて駆動される。
【００３６】
チルト制御装置はさらに、フォーカス評価器６も備え、これは、光ヘッド２において得られるビーム反射信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成する。チルトは、発光デバイス、レンズ、および検出器を備える別のチルトセンサーを用いて測定することができる。光ディスクから反射された光は検出器にて捕えられ、センサーは、ディスクと光ピックアップユニットとの間の傾きを測定すべく構成する。しかしながら、好適な実施態様では、別個のチルトセンサーを用いないほうが好適である（チルト制御装置の総コストを不必要に高めるからである）。その代わり、好適には、チルト‘バスタブ（ｂａｔｈｔｕｂ）’を測定してアクチュエータ１１のチルト位置を調整し、それにより、既知の探索処理手順により最小ジッタを確認する。いずれにしろ、得られるチルト値は、ディスクのトラッキング動作中に、３Ｄアクチュエータを制御するのに用いるチルト制御出力信号Ｕｔｉｌｔの計算および生成に用いられる。
【００３７】
図４に、３Ｄアクチュエータ１１の構成の概略図を、より詳細に示す。３Ｄアクチュエータは、ばね機構Ｓ１〜Ｓ３によってスレッジ４に取り付けられて、３Ｄアクチュエータ１１を、スリッジ４および光ディスク１の記録面に対して３次元に動かせるようにする。これにより、放射ビームが光ディスク１の記録面に当る点、および記録面に対して放射ビームが当る角度を制御することができる。放射ビームは、ミラー４１および対物レンズ１１０を介して光ヘッド２と光ディスク１との間に向けられる。光ヘッド２は、例えばレーザービームのような放射ビームを発生するための、例えばレーザーのような放射源（図示せず）と、光ディスク１の記録面にて反射され、対物レンズ１１０およびミラー４１を経て光ヘッド２に案内されて戻ってくる光を受光するための検出器（図示せず）とを備えている。光ヘッド２にて検出した反射光信号に基づいて、ラジアルトラッキング誤差信号εｒａｄｉａｌ（ディスクのラジアル位置Ｘｒａｄｉａｌとラジアル方向に沿ったアクチュエータとの間の差に相当する）と、フォーカストラッキング誤差信号εｆｏｃｕｓ（ディスクのフォーカス位置Ｚｆｏｃｕｓとフォーカス方向に沿ったアクチュエータとの間の差に相当する）とを生成して、それぞれラジアルＰＩＤ１０およびフォーカスＰＩＤ２０に帰還させることができる。
【００３８】
さらに、３Ｄアクチュエータ１１は、この３Ｄアクチュエータ１１のラジアル、フォーカスおよびチルト位置（径方向および／または接線方向）を制御するための、コイルＣ１，Ｃ２およびＣ３を備えている。コイルＣ３は、βａｃｔｕａｔｏｒ信号および／またはαａｃｔｕａｔｏｒ信号を受信し得るようにする。コイルに電圧を印加し、さらに、コイルを磁界中に配置すると、各コイルは、コイル巻線を流れる電流Ｉに応じて、それぞれの力を発生する。各コイルで発生される力は、既知のローレンツの式、すなわち、
Ｆ＝ｋ．Ｉ．［Ｎ／Ａ］
によって計算することができる。
従って、係数ｋは、電流Ｉにより発生する力の量を示すものである。
【００３９】
図面の図５に、本発明の模範的な実施例によるチルト制御装置の一般的な構成を概略的に示す。
【００４０】
この場合におけるチルト制御装置の構成を示す要素の多くは、図面の図２ａにおいて概略的に示した制御装置のものと同様であり、同様の要素には図５の構成においても同様の参照符号を用いて示してある。従って、前と同じように、ラジアル、フォーカスおよびチルト制御ユニット１０，２０，３０を備えており、それらは、この場合もやはり、それぞれＤＡＣのエンドステージゲインＧｒａｄｉａｌ，ＧｆｏｃｕｓおよびＧｔｉｌｔに依存する、ラジアル、フォーカスおよびチルト制御信号Ｕｒａｄｉａｌ，ＵｆｏｃｕｓおよびＵｔｉｌｔをそれぞれ生成する。３Ｄアクチュエータを所望方向に動かすように、３Ｄアクチュエータの各コイルに電圧を印加する。径方向およびフォーカス方向におけるこの動きは、この場合も、それぞれの周波数応答関数Ｈｒａｄｉａl＿ｔｏ＿ｒａｄｉａｌ，Ｈｆｏｃｕｓ＿ｔｏ＿ｆｏｃｕｓによって規定されかつ表され、周波数応答関数Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔを図面の図２ｄにグラフにて示してある。
【００４１】
ラジアル／チルトのクロストークに対する補償は、本発明によれば、ラジアル制御信号ｒをろ波したものをチルトブランチへ供給することによって行う。これを、本発明の模範的な実施例によれば、ラジアル制御信号ｒを受信して、その出力信号をチルト制御信号ｔに加算する、周波数応答関数がＨｃｔｒのデジタルフィルタを制御ループに用いて達成する。このことにより、アクチュエータ内でのチルトクロストークから発生する弊害が大幅に削減される。
【００４２】
フォーカス／チルトのクロストークに対する補償は、本発明によれば、フォーカス制御信号ｆをろ波したものをチルトブランチへ供給することによって行う。これを、本発明の模範的な実施例によれば、フォーカス制御信号ｆを受信して、その出力信号をチルト制御信号ｔに加算する、周波数応答関数がＨｃｔｆのデジタルフィルタを制御ループに用いることにより達成する。このことにより、アクチュエータ内でのチルトクロストークから発生する弊害が大幅に削減される。
このチルト制御信号Ｕｔｉｌｔは、従って、以下の関係式
Ｕｔｉｌｔ（ｊω）＝Ｇｔｉｌｔ（ｊω）×［Ｈｃｔｒ（ｊω）×ｒ＋Ｈｃｔｆ（ｊω）×ｆ＋ｔ］
によって規定することができる。
【００４３】
第１の実施例による本発明の装置は、ラジアル／チルトのクロストークの補償、および、フォーカス／チルトのクロストークの補償を‘利得のみ’で行うように構成することができる。これにて得られる、Ｈｃｔｒ（ｊω）＝Ｇｏｐｔ〜−１．２（アクチュエータの伝達関数から算出）に対する、有効なラジアル／チルトの周波数応答関数（ＦＲＦ）を、図面の図６にグラフで示す。これから明らかなように、１００Ｈｚでのゲインは１６ｍｒａｄ／Ｖであるため、０．２５Ｖの所要のラジアル電圧によって４ｍｒａｄのチルトとなり、これは従来技術の構成がもたらす、図２ｃを参照して述べた１６ｍｒａｄのチルトとは対称的である。
【００４４】
一定の（非ゼロの）ゲインを用いる場合、その値は、既知の校正／最適化アルゴリズムを用いる探索処理手順によって決定するか、あるいは、制御装置の感度に基づく臨界周波数（例えば１００Ｈｚ）での、アクチュエータの伝達関数から計算することができる。
【００４５】
しかしながら、傾きを最小化することは、電力消費も考慮しなければならないから、Ｈｃｔｒを求める場合だけの重要なファクタではない。単一のゲインのみを用いる場合には、電力消費が不必要に高くなり得る。従って、Ｈｃｔｒおよび／またはＨｃｔｆは、高次の高調波、ならびに、ラジアルおよびフォーカスの直流成分をろ波するために、帯域通過フィルタに対応させるのが好適である。
【００４６】
フィルタＨｃｔｒの最適化フィルタＨｃｔｒ＿ｏｐｔを規定して、ラジアル／チルトのクロストークを任意の低いレベルに低減させるのが有利である。最適化フィルタＨｃｔｒ＿ｏｐｔは、次式の関係式によって規定されるｔｉｌｔｔｏｔａｌと称する、チルトの全寄与を最小化するフィルタＨｃｔｒである。
ｔｉｌｔｔｏｔａｌ＝Ｈｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）×Ｇｒａｄｉａｌ×ｒ＋Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）×Ｈｃｔｒ（ｊω）×Ｇｔｉｌｔ×ｒ
ｔｉｌｔｔｏｔａｌが０に近い場合、最適化フィルタＨｃｔｒ＿ｏｐｔは以下の関係式に近似できる。
Ｈｃｔｒ＿ｏｐｔ（ｊω）＝−Ｇｒａｄｉａｌ×Ｈｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）／（Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）×Ｇｔｉｌｔ）
【００４７】
Ｇｒａｄｉａｌ＝Ｇｆｏｃｕｓ＝Ｇｔｉｌｔ＝Ｇ０の場合、最適化フィルタＨｃｔｒ＿ｏｐｔは、−Ｈｒａｄｉａｌ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）とＨｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）との比で定義する。
【００４８】
このような、アクチュエータに関する最適化フィルタＨｃｔｒ＿ｏｐｔの周波数応答関数を、図面の図７にグラフで示す。
【００４９】
最適化フィルタＨｃｔｒ＿ｏｐｔは、ｚ（フォーカス）方向におけるアクチュエータの公称位置に依存する。ターンテーブルとモータとの間にオフセットがあり、および／またはディスクが傘形状をしている場合には、径方向の力の位置がアクチュエータの移動部分に対して動くことになり、それによってクロストークが変化するため、別の最適化フィルタＨｃｔｒ＿ｏｐｔが必要となり得る。
【００５０】
フィルタＨｃｔｆの最適化フィルタＨｃｔｆ＿ｏｐｔを規定して、フォーカス／チルトのクロストークを任意の低いレベルに低減させるのが有利である。最適化フィルタＨｃｔｆ＿ｏｐｔは、以下の関係式によって規定されるｔｉｌｔｔｏｔａｌと称する、チルトの総コントリビューションを最小化するフィルタＨｃｔｆである。
ｔｉｌｔｔｏｔａｌ＝Ｈｆｏｃｕｓ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）×Ｇｆｏｃｕｓ×ｒ＋Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）×Ｈｃｔｆ（ｊω）×Ｇｔｉｌｔ×ｒ
ｔｉｌｔｔｏｔａｌが０に近い場合、最適化フィルタＨｃｔｆ＿ｏｐｔは以下の関係式に近似できる。
Ｈｃｔｆ＿ｏｐｔ（ｊω）＝−Ｇｆｏｃｕｓ×Ｈｆｏｃｕｓ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）／（Ｈｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）×Ｇｔｉｌｔ）
【００５１】
Ｇｒａｄｉａｌ＝Ｇｆｏｃｕｓ＝Ｇｔｉｌｔ＝Ｇ０の場合、最適化フィルタＨｃｔｆ＿ｏｐｔは、−Ｈｆｏｃｕｓ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）とＨｔｉｌｔ＿ｔｏ＿ｔｉｌｔ（ｊω）との比で定義する。
【００５２】
図５により、ラジアルチルトの場合に対するチルトブランチにつき説明した。しかしながら、当業者には、チルトブランチはタンジェンシャルチルト、すなわち、ｘ軸の周りの回転の場合にも適用できることは明らかである。従って、信号βａｃｔｕａｔｏｒを用いる場合と同様に、信号αａｃｔｕａｔｏｒを生成して、タンジェンシャルチルトを補正するために、アクチュエータのコイル（図示せず）に印加する。
【００５３】
上述した方法は、ラジアル（および／またはフォーカス）／チルトによる高いクロストークを有するアクチュエータを用いる、あらゆる光記録装置に適用することができる。一般に、そのようなアクチュエータは、チルト固有周波数で最大のクロストークを有するため、本発明は、特に、チルト固有周波数がディスク回転速度に近いドライブにおいて適用することができる。従って、本方法は、（チルト効率を改善するために）チルト固有周波数を低くし、かつ、有効なクロストークを低く保つのに用いることができる。
【００５４】
（パラメータ化される）最適化フィルタＨｏｐｔ（Ｈｃｔｆ＿ｏｐｔ／Ｈｃｔｒ＿ｏｐｔまたはその代わりにＧ０で表す）は、比較的簡単に校正することができ、さらに、‘利得のみ’の帰還に好適な校正アルゴリズムの一例は、次の通りである。
＊ｉ＝−５〜５に対して
・Ｇｉ＝（１＋ｉ／２０）Ｇｎｏｍ（Ｇｎｏｍはオフラインを決める公称初期値）とする
・ゲインＧｉを調整する（クロストークフィルタを交換することによってＧｉを調整する（クロストークフィルタがゲインフィルタである場合））
・１回転にわたるジッタを測定して平均化し、ｊｉｔｔｅｒｉとする（これは、例えば、ジッタが小さければ小さいほどよいといった、ジッタの品質測定、さらに、ディスクの１回転にわたるサンプルの平均化、あるいは、ローパスフィルタの使用に相当する）
＊終了
・プロットしたサンプル（Ｇｉ，ｊｉｔｔｅｒｉ）の組から、最小のジッタを有するＧｉ＝Ｇｏｐｔを見出す）
＊ゲインＧｏｐｔを調整する
である。
【００５５】
上述した実施態様は本発明を限定するものではなく、当業者には、添付の請求項によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施態様を多数設計できることに留意されたい。請求項において、括弧内の符号はいずれも、請求項を制限するものと解釈されるべきではない。「含む」または「備える」などは、任意の請求項または明細書全体に挙げたものの、他のステップまたは要素を排除するものでないことを理解されたい。単一の要素で参照したが、そのような要素が複数参照できることを排除するものではなく、また、その逆も当てはまる。本発明は、幾つかの別個の素子を備えるハードウェアを用いて、さらに、適切にプログラムしたコンピュータを用いて実施することができる。幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、それらの手段の幾つかは、同一アイテムのハードウェアで実現することができる。ある手法を互いに異なる独立請求項に列挙しているという単なる事実は、それらの手法の組合せを有利に用いることができないということを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１ａ】自由度（ＤＯＦ）１の簡単なマスバネダンパー系を示す概略図である。
【図１ｂ】図１ａのマスバネダンパー系の周波数応答関数のグラフを示す。
【図２ａ】慣例のチルト制御装置の一般的な構成を示す概略図である。
【図２ｂ】図２ａの制御装置の、ラジアル／ラジアル周波数応答関数のグラフを示す。
【図２ｃ】図２ａの制御装置に対する、ラジアル／チルトのクロストークを表すラジアル／チルトの周波数応答関数のグラフを示す。
【図２ｄ】図２ａの制御装置に対する、チルト／チルトの周波数応答のグラフを示す。
【図３】本発明の模範的な実施例によるチルト制御装置の、基本的なブロック図である。
【図４】本発明の模範的な実施例による制御装置にて用いることができる、３Ｄアクチュエータの概略的な構成図である。
【図５】本発明の模範的な実施例による制御装置の一般的な構成を示す概略図である。
【図６】本発明の模範的な実施例による制御装置に対する、ラジアル／チルトの周波数応答関数のグラフを示す。
【図７】本発明の模範的な実施例による制御装置に用いるための、最適なフィルタの伝達関数のグラフを示す。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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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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【国際調査報告】
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