(57)【要約】【課題】チルトセンサのオフセット量をキャンセルして、光ディスクのチルト量の誤差により発生のコマ収差を最小にする。【解決手段】光ディスク５がドライブに挿入されスピンドルモータにより回転すると、光ディスクチルトセンサ１３から光ディスクチルト量と、同時に光ディスクチルトオフセットセンサ１６からチルトオフセット量が出力される。光ディスクチルトセンサ１３の出力をオフセット調整器１７に入力し、オフセット調整器１７のオフセット調整端子に光ディスクチルトオフセットセンサ１６の出力を入力する。光ディスクチルトオフセットセンサ１６の出力は、周回積分により、光ディスクのタンジェンシャルチルトオフセット量は「０」であるので、光ディスクチルトセンサ１３やチルト補償装置全体で発生しているチルトオフセット成分である。この信号を用いてオフセット調整器１７で光ディスクチルト量のオフセットをキャンセルする。【選択図】図１
2005267834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、前記光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から直流成分を検出する光記録媒体チルトオフセット検出手段と、前記光記録媒体のチルト量を検出する光ピックアップの光記録媒体チルトセンサから得た前記対物レンズと前記光記録媒体との相対チルト量を、前記光記録媒体チルトオフセット検出手段の検出した直流成分に基づいて調整することにより前記対物レンズをチルト制御するチルトアクチュエータとを備えたことを特徴とする光記録媒体チルト補償装置。
【請求項２】
光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、前記対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、前記光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、前記対物レンズチルトセンサと前記光記録媒体チルトセンサのチルト量から前記対物レンズと前記光記録媒体との相対チルト量を検出する相対チルト量検出手段と、前記光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から直流成分を検出する光記録媒体チルトオフセット検出手段と、前記相対チルト量を前記光記録媒体チルトオフセット検出手段の検出した直流成分に基づいて調整することにより前記対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータとを備えたことを特徴とする光記録媒体チルト補償装置。
【請求項３】
光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、前記対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、前記対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、前記光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、前記対物レンズチルトセンサからのチルト量と前記光記録媒体チルトセンサからのチルト量とから前記対物レンズと前記光記録媒体との相対チルト量を算出する演算手段と、前記演算手段の出力する相対チルト量に応じて、前記光記録媒体の記録面上に集光したスポット径の収差が最小となるように前記対物レンズのチルト量を、前記対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段と、前記光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から直流成分を検出する光記録媒体チルトオフセット検出手段とを備え、前記相対チルト量を検出した前記直流成分に基づいて調整することを特徴とする光記録媒体チルト補償装置。
【請求項４】
光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、前記対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、前記対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、前記光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、前記対物レンズチルトセンサからのチルト量と前記光記録媒体チルトセンサからのチルト量とから前記対物レンズと前記光記録媒体との相対チルト量を算出する演算手段と、前記演算手段の出力する相対チルト量に応じて、前記光記録媒体の記録面上に集光したスポット径の収差が最小となるように前記対物レンズのチルト量を、前記対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段と、前記光記録媒体チルトセンサから出力する前記光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から、前記チルト量の直流成分を分離抽出する手段を備え、前記相対チルト量を分離抽出した前記直流成分に基づいて調整することを特徴とする光記録媒体チルト補償装置。
【請求項５】
前記光記録媒体チルト量の直流成分分離抽出手段として、光記録媒体チルトセンサからの出力信号を光記録媒体の回転周期に応じて積分する積分器を用いたことを特徴とする請求項４記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項６】
前記積分器の積分時定数が、出力信号の信頼度をＰとしたときに、光記録媒体の回転周期のｌｏｇ（１−Ｐ）倍であることを特徴とする請求項５記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項７】
前記積分器の積分時定数が、光記録媒体の回転周期の３周期分であることを特徴とする請求項５記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項８】
前記光記録媒体チルト量の直流成分分離抽出手段として、光記録媒体チルトセンサの信号出力端の後段にローパスフィルタを挿入したことを特徴とする請求項４記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項９】
光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、前記対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、前記対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、前記光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、前記対物レンズチルトセンサからのチルト量と前記光記録媒体チルトセンサからのチルト量とから前記対物レンズと前記光記録媒体との相対チルト量を算出する演算手段と、前記演算手段の出力する相対チルト量に応じて、前記光記録媒体の記録面上に集光したスポット径の収差が最小となるように前記対物レンズのチルト量を、前記対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段と、前記光記録媒体チルトセンサから出力するチルト量の直流成分を電気的に調整するオフセット調整手段とを備えたことを特徴とする光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１０】
前記光記録媒体チルトセンサから出力する光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から、前記チルト量の直流成分を分離抽出する手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１１】
前記光記録媒体チルトセンサから出力するチルト量の直流成分を電気的に調整するオフセット調整手段の前段にローパスフィルタを挿入したことを特徴とする請求項９または１０記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１２】
前記ローパスフィルタの時定数が、出力信号の信頼度をＰとしたときに、光記録媒体の回転周期のｌｏｇ（１−Ｐ）倍であることを特徴とする請求項８または１１記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１３】
前記ローパスフィルタの時定数が、光記録媒体の回転周期の３周期分であることを特徴とする請求項８または１１記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１４】
前記ローパスフィルタの時定数τが、次の条件（数１）
【数１】
2005267834.tif 000016
（ここで、ｒは光記録媒体上に形成したスポット径の半径位置、ｖは線速）
を満たすことを特徴とする請求項８または１１記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１５】
前記ローパスフィルタの時定数が、１８２ｍｓであることを特徴とする請求項８または１１記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１６】
前記オフセット調整手段により、光記録媒体チルトセンサから出力するチルト量の信号における直流成分を用いて電気的に調整して、前記直流成分が「０」となる光記録媒体のチルト量の信号を出力することを特徴とする請求項９記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１７】
前記直流成分分離抽出手段により、光ピックアップあるいはドライブ組み付け時に、光記録媒体のチルト量の直流成分を分離抽出して前記直流成分の値を記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１８】
前記オフセット調整手段から出力する光記録媒体のチルト量の直流成分が「０」となるように、光記録媒体チルトセンサから出力するチルト量の信号における直流成分を用いて電気的に調整するオフセット調整手段において、前記光記録媒体がドライブに挿入されている期間は常に前記電気的に調整する動作を行うことを特徴とする請求項１６記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１９】
光記録媒体チルトセンサにより光記録媒体のチルト量を検出すると共に、前記光記録媒体を回転させたことにより生じる前記光記録媒体チルト量の直流成分を検出し、対物レンズチルトセンサで検出の対物レンズのチルト量と前記光記録媒体のチルト量から演算手段により相対チルト量を算出し、前記相対チルト量を検出した前記直流成分に基づいて調整することにより対物レンズをチルト制御することを特徴とする光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２０】
前記光記録媒体を回転させたことにより生じる光記録媒体チルト量の直流成分を、光記録媒体チルトセンサからのチルト量を光記録媒体の回転周期に応じて積分する積分器により分離抽出することを特徴とする請求項１９記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２１】
前記積分器において、出力信号の信頼度をＰとしたときに、光記録媒体の回転周期のｌｏｇ（１−Ｐ）倍である積分時定数により光記録媒体チルトセンサからの出力信号を積分することを特徴とする請求項２０記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２２】
前記積分器において、光記録媒体の回転周期の３周期分である積分時定数により光記録媒体チルトセンサからの出力信号を積分することを特徴とする請求項２０記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２３】
前記光記録媒体を回転させたことにより生じる光記録媒体チルト量の直流成分を、光記録媒体チルトセンサの信号出力端の後段に挿入したローパスフィルタによって分離抽出することを特徴とする請求項１９記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２４】
前記ローパスフィルタにおいて、出力信号の信頼度をＰとしたときに、光記録媒体の回転周期のｌｏｇ（１−Ｐ）倍である時定数により、光記録媒体チルトセンサからの出力信号の直流成分を分離抽出することを特徴とする請求項２３記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２５】
前記ローパスフィルタにおいて、光記録媒体の回転周期の３周期分である時定数により、光記録媒体チルトセンサからの出力信号の直流成分を分離抽出することを特徴とする請求項２３記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２６】
前記ローパスフィルタにおいて、次の条件（数２）
【数２】
2005267834.tif 000017
（ここで、ｒは光記録媒体上に形成したスポット径の半径位置、ｖは線速）
を満たす時定数τにより、光記録媒体チルトセンサからの出力信号の直流成分を分離抽出することを特徴とする請求項２３記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２７】
前記ローパスフィルタにおいて、１８２ｍｓである時定数により、光記録媒体チルトセンサからの出力信号の直流成分を分離抽出することを特徴とする請求項２３記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２８】
前記光記録媒体を回転させたことにより生じる光記録媒体チルト量の直流成分が「０」となるように前記直流成分を用いて電気的に調整を行うことを特徴とする請求項１９記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２９】
前記光記録媒体を回転させたことにより生じる光記録媒体チルト量の直流成分を、光ピックアップあるいはドライブ組み付け時に分離抽出して記憶手段に前記直流成分の値を記憶しておくことを特徴とする請求項１９記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３０】
前記光記録媒体のチルト量の直流成分が「０」となるように前記直流成分を用いて行う調整を、前記光記録媒体がドライブに挿入されている期間は常に行うことを特徴とする請求項２８記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３１】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置を備え、光記録媒体のチルト量の直流成分を調整し、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより情報の記録あるいは消去を行うことを特徴とする光記録装置。
【請求項３２】
請求項１９〜３０のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法を用いて、光記録媒体のチルト量の直流成分を調整し、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより情報の記録あるいは消去を行うことを特徴とする光記録装置。
【請求項３３】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置を備え、光記録媒体のチルト量の直流成分を調整し、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより、前記光記録媒体からの透過光あるいは反射光を受光素子で検出するか、または信号検出光学系内で集束させた集束光を受光素子で検出することにより情報を再生することを特徴とする光再生装置。
【請求項３４】
請求項１９〜３０のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法を用いて、光記録媒体のチルト量の直流成分を調整し、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより、前記光記録媒体からの透過光あるいは反射光を受光素子で検出するか、または信号検出光学系内で集束させた集束光を受光素子で検出することにより情報を再生することを特徴とする光再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体の記録再生装置におけるチルトサーボ制御において、特に、チルトエラーを補正するチルト補正手段を有する光記録媒体チルト補償装置及びチルト補償方法とこれを用いる光記録装置及び光再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
データの記録再生方法の１つとして、光を用いて記録媒体に記録，再生する方法が知られている。このような光記録方法の代表的な例としては、直径１２ｃｍの光記録媒体の片面にＭＰＥＧ２による圧縮画像情報を２時間分以上録画したいという要求から、ＤＶＤシステムが商品化されている。ＤＶＤ規格ではディスクの記憶容量は片面で４．７ＧＢであり、トラック密度は０．７４μｍ／トラック、線密度は０．２６７μｍ／ビットである。以下、この規格に基づくＤＶＤを現行ＤＶＤという。
【０００３】
ＤＶＤのような光記録媒体に記録された情報の再生は、光ヘッドを用いて行われ光ヘッドにおいては、レーザーダイオードから出射する光ビームが対物レンズにより光記録媒体のトラック上のピット系列に集光される。光記録媒体で反射された光ビームは、集光レンズで光検出器に集光され、再生信号が得られる。この光検出器からの再生信号は再生信号処理系に入力され、データの復号が行われる。ＤＶＤ規格の場合、光ヘッド中のレーザーダイオードの波長は６５０ｎｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）は０．６である。
【０００４】
さらに、ＤＶＤを高密度化した規格として、Ｂlu-ray Ｄisc がある。これは、波長４０５ｎｍの青紫色レーザーを用いて、ＣＤやＤＶＤと同じ直径１２ｃｍの相変化型光記録媒体の片面１層に最大２７ＧＢの映像データを、繰り返して記録・再生することができる次世代大容量光記録媒体のビデオレコーダー規格である。Ｂlu-ray Ｄisc では、短波長の青紫色レーザーを用いると共に、レーザーを集光する対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．８５とすることにより、ビームスポットを微小化している。
【０００５】
また、レンズの高開口化に対応した光透過保護層厚０．１ｍｍの光記録媒体構造を採用することで、光記録媒体の傾きによる収差を低減し、読み取りエラーの低減や記録密度の向上を図っている。これにより、光記録媒体の記録トラックピッチをＤＶＤの約半分の０．３２μｍに微細化し、光記録媒体片面に最大２７ＧＢの高密度記録を実現している。
【０００６】
図９にＤＶＤの書き込み可能型の光ピックアップの概略図を示す。ＤＶＤの光ピックアップは書き込み可能型の場合、照明効率を高めるために偏光光学系が用いられる。すなわち、光源のレーザーダイオード（以下、ＬＤという）１から対物レンズ（以下、ＯＬという）２までの光路に偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという）３を配置し、ＬＤ１の直線偏光の偏光面と同じ偏光面の光を透過させ、その先に設置してある１／４波長板４で円偏光となり、ＯＬ２で集光されて、光記録媒体（以下、光ディスクという）５の基板下の記録層に照射される。光ディスク５反射面からの反射光は入射光と逆回転の円偏光となり、１／４波長板４を透過すると、ＬＤ１の偏光面と垂直方向の偏光面を持つ直線偏光となり、ＰＢＳ３で反射され、光検出器（以下、ＰＤという）６に導かれる。１／４波長板４により完璧な円偏光になっている場合は、ＰＢＳ３の透過光、すなわちＬＤ１の戻り光は「０」となり、光ディスク５の反射光はＰＤ６によって完全に検出される。
【０００７】
このように光ピックアップは、ＯＬ２で小さく絞り込んだ光ビームによって、光ディスク５上の微細な記録マークを走査し、記録された情報を再生する。このとき、光ディスク５の反り、面ぶれ等によって情報記録面が光ピックアップからの光ビームに対して傾斜することがある。このような場合には光ディスク５に記録した情報を再生する光ビームが、情報記録面に対して傾斜して入射することになる。そして、情報記録面に生じる光ビームのスポット径にはコマ収差が発生し、スポット形状が非対称になるばかりでなく、記録情報の正確な読み取りが困難となる。Ｂlu-ray Ｄisc のように特に大容量化の目的でスポット径を小さくするためＯＬ２の開口数（ＮＡ）を小さくした場合、光ディスク５のチルト量に対するコマ収差発生量が大きくなり、光ディスク５のチルト量に対するマージンが減少する。そのため、大容量化においては光ディスク５のチルト量の補償機能が必須技術となる。
【０００８】
特許文献１には、４軸アクチュエータ（以下、ＡＣＴという）によるチルト補償原理が示されている。図１０に示すように、ＯＬ２は通常光ディスク５と平行に設置しており、４軸ＡＣＴのワイヤによって支持している。このような状態で光ディスク５の記録面にフォーカシングし、スポット形状を観測すると図１０上段の光ディスク５の一部分面に示すような円形のスポット形状となる。しかし光ディスク５が図１１のように傾きチルト量が生じると、図１１上段の光ディスク５の一部分面に示すようにスポット形状は楕円となり、さらにコマ収差が発生し、照射光を集光させることができない。
【０００９】
そこで図１２に示すように、ＯＬ２を４軸ＡＣＴ７により傾け、光ディスク５とＯＬ２を平行にすれば、図１２上段の光ディスク５の一部分面に示すようにスポット形状は再び円形となり、光ディスク５のチルト量を補償することができる。４軸ＡＣＴ７は従来ＡＣＴの行っていたフォーカス，トラック制御のほかに、ラジアルチルト，タンジェンシャルチルトの制御も行うことができる。
【００１０】
図１３を用いて、さらに詳しくチルト補償システムを説明する。ＯＬ２下部にＯＬ２のチルト量を検出するためのＯＬチルトセンサ１０を配置する。ＯＬチルトセンサ１０は、ＯＬ２のチルト量を検出して電気信号に変換する。一方、光ディスク５側にも、例えばＬＤから出射した光源光が光ディスクで反射され２分割ＰＤで検出を行って、光ディスクが傾くと２分割ＰＤの検出光の光量配分が変わることにより傾きを検出する光ディスクチルトセンサ１３を配置し、光ディスク５のチルト量を検出する。２つのチルトセンサの出力信号の差を取り、補償器９を介してＯＬＡＣＴ（対物レンズアクチュエータ）ドライバ１４に入力する。ＯＬＡＣＴドライバ１４は、そのチルトセンサの差信号に従ってＯＬＡＣＴ８を駆動する。
【００１１】
次に、本システムの動作について説明する。光ディスク挿入時には第１ＳＷ１１はサーボ引き込み回路１５に接続され、第２ＳＷ１２はオフとなっている。サーボ引き込み回路１５によってサーボ引き込み動作を行い、ＯＬ２のチルト量が「０」のタイミングで第１ＳＷ１１を補償器９側に接続し閉ループとし、ＯＬチルトサーボを駆動させる。次に第２ＳＷ１２を接続し、光ディスクチルトセンサ１３からの光ディスクチルト量の信号にＯＬチルト量を追従させる。
【００１２】
さらに、特許文献２には、４軸ＡＣＴの対物レンズの初期位置において、光ビームの光軸が光ディスクの記録面に垂直になっていない場合、また、フォーカス制御中に光ディスクの反射光が少ない状態でチルトサーボを働かせた場合、チルトエラー信号が不定となって対物レンズを変位させてフォーカスサーボもうまく行かなくなることから、ＯＬのチルト制御を安定して行うことが記載されており、このような４軸ＡＣＴを用いたＯＬのチルト制御による光ディスクのチルト制御は、光ディスクの反り等に追従させるため、光ビームの光軸を光ディスクの面に垂直にするチルト制御を行っている。
【００１３】
また、特許文献３には、チルトサーボの駆動方法として、レンズチルトセンサの出力に従って、まずレンズチルトサーボを行う。その後、レンズ／ディスクの相対チルトセンサにより、相対チルトサーボを行うことが記載されている。特許文献４にも、チルトサーボの駆動方法として、チルトサーボを引き込む前に、レンズアクチュエータのフォーカス駆動手段で、対物レンズ保持体の位置をフォーカス方向のほぼ中央となるように駆動することが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−２６０２６４号公報
【特許文献２】特開２００３−０１６６７７号公報
【特許文献３】特開２０００−１８７８６６号公報
【特許文献４】特開２０００−２７６７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前述したような、特許文献１，２に記載される４軸ＡＣＴによるチルト補償システムは、光ディスクのチルト量を検出し、そのチルト量に応じてＯＬを傾ける補償方法である。図１３に示すように、ＯＬチルトサーボの閉ループ内にあるセンサは、ＯＬチルトセンサ１０のみであり、光ディスクチルトセンサ１３側は閉ループではなく開ループ制御となる。したがって、光ディスクチルトセンサ１３とＯＬチルトセンサ１０にオフセットがある場合、その相対オフセットはすべて制御誤差となる。補正しなければならない光ディスク５のチルト量の最大値を０．１ｄｅｇとし、ＯＬチルトサーボの閉ループゲインを４０ｄＢとしたとき、サーボ系において発生する制御誤差は０．８×１０−５ｒａｄとなる。このように、サーボ系で発生する制御誤差は十分小さいにも関わらず、チルトセンサによって発生するオフセットは遥かに大きく、このチルトセンサによって発生するオフセットを小さくすることは、このラジアル、タンジェンシャルチルト補償システムにおいて重要な課題となる。
【００１５】
また、ＡＯＤ（Ａdvanced Ｏptical Ｄisc）のような大容量光ディスクでは、特に光ディスクのＤＶＤ互換の目的で基板厚を０．６ｍｍと波長に対して大きくした場合、光ディスクのチルト量に対するコマ収差発生量は特に大きく、光ディスクのチルト量に対するマージンが非常に厳しくなる。そのため、大容量化、高密度化した次世代光ディスクにおいては、光ディスクチルトの補償機能が必要不可欠な技術となる。
【００１６】
このような大容量光ディスクは、単独波長で開発されることはなく、現行のＣＤやＤＶＤドライブとの互換性も重要な課題となる。ＣＤ，ＤＶＤを含めた３波長互換ピックアップの場合、各波長の光軸はどんなに調整したとしても完全に互いに平行にすることはできない。よって、１波長のチルトオフセットを調整して「０」に合わせても、その他の波長においてオフセットが必ず発生してしまう。このようなオフセットのある状態でチルト補償システムを動作させると、光ディスクチルト補正効果が小さくなってしまうばかりか、状況によっては、かえってスポット形状を劣化させてしまうこととなる。
【００１７】
また、特許文献３，４に記載されるチルトサーボの引き込み方法には、引き込み手順などについて記述されているが、制御ループで発生するオフセットについての解決手段は記述されていない。
【００１８】
そこで本発明は、前記従来技術の課題を解決することに指向するものであり、チルトセンサのオフセットをキャンセルする手法を提示することによって、光ディスクのチルト量の誤差によって発生するコマ収差を最小にする光ディスクのチルト補償装置及び方法を実現し、このチルト補償装置及び方法を用いて従来技術の問題点を解決した光ピックアップと、この光ピックアップを備えて情報記録及び情報再生を行う光ディスクチルト補償装置及びチルト補償方法とこれを用いる光記録装置及び光再生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】
【００１９】
この目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載される光記録媒体チルト補償装置は、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から直流成分を検出する光記録媒体チルトオフセット検出手段と、光記録媒体のチルト量を検出する光ピックアップの光記録媒体チルトセンサから得た対物レンズと光記録媒体との相対チルト量を、光記録媒体チルトオフセット検出手段の検出した直流成分に基づいて調整することにより対物レンズをチルト制御するチルトアクチュエータとを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項２に記載される光記録媒体チルト補償装置は、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、対物レンズチルトセンサと光記録媒体チルトセンサのチルト量から対物レンズと光記録媒体との相対チルト量を検出する相対チルト量検出手段と、光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から直流成分を検出する光記録媒体チルトオフセット検出手段と、相対チルト量を光記録媒体チルトオフセット検出手段の検出した直流成分に基づいて調整することにより対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項３に記載される光記録媒体チルト補償装置は、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、対物レンズチルトセンサからのチルト量と光記録媒体チルトセンサからのチルト量とから対物レンズと光記録媒体との相対チルト量を算出する演算手段と、演算手段の出力する相対チルト量に応じて、光記録媒体の記録面上に集光したスポット径の収差が最小となるように対物レンズのチルト量を、対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段と、光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から直流成分を検出する光記録媒体チルトオフセット検出手段とを備え、相対チルト量を検出した直流成分に基づいて調整することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項４に記載される光記録媒体チルト補償装置は、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、対物レンズチルトセンサからのチルト量と光記録媒体チルトセンサからのチルト量とから対物レンズと光記録媒体との相対チルト量を算出する演算手段と、演算手段の出力する相対チルト量に応じて、光記録媒体の記録面上に集光したスポット径の収差が最小となるように対物レンズのチルト量を、対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段と、光記録媒体チルトセンサから出力する光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から、チルト量の直流成分を分離抽出する手段を備え、相対チルト量を分離抽出した直流成分に基づいて調整することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項５〜７に記載される光記録媒体チルト補償装置は、請求項４の光記録媒体チルト補償装置であって、光記録媒体チルト量の直流成分分離抽出手段として、光記録媒体チルトセンサからの出力信号を光記録媒体の回転周期に応じて積分する積分器を用いたこと、さらに積分器の積分時定数が、出力信号の信頼度をＰとしたときに、光記録媒体の回転周期のｌｏｇ（１−Ｐ）倍であること、または光記録媒体の回転周期の３周期分であることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項８に記載される光記録媒体チルト補償装置は、請求項４の光記録媒体チルト補償装置であって、光記録媒体チルト量の直流成分分離抽出手段として、光記録媒体チルトセンサの信号出力端の後段にローパスフィルタを挿入したことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項９に記載される光記録媒体チルト補償装置は、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、対物レンズチルトセンサからのチルト量と光記録媒体チルトセンサからのチルト量とから対物レンズと光記録媒体との相対チルト量を算出する演算手段と、演算手段の出力する相対チルト量に応じて、光記録媒体の記録面上に集光したスポット径の収差が最小となるように対物レンズのチルト量を、対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段と、光記録媒体チルトセンサから出力するチルト量の直流成分を電気的に調整するオフセット調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１０，１１に記載される光記録媒体チルト補償装置は、請求項９の光記録媒体チルト補償装置であって、光記録媒体チルトセンサから出力する光記録媒体を回転させたときに発生する光記録媒体チルト量の時間変化から、チルト量の直流成分を分離抽出する手段を備えたこと、さらに光記録媒体チルトセンサから出力するチルト量の直流成分を電気的に調整するオフセット調整手段の前段にローパスフィルタを挿入したことを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１２〜１５に記載される光記録媒体チルト補償装置は、請求項８，１１の光記録媒体チルト補償装置であって、ローパスフィルタの時定数が、出力信号の信頼度をＰとしたときに、光記録媒体の回転周期のｌｏｇ（１−Ｐ）倍であること、また時定数が光記録媒体の回転周期の３周期分であること、また時定数τが、次の条件（数１）
【００２８】
【数１】
2005267834.tif 000003
（ここで、ｒは光記録媒体上に形成したスポット径の半径位置、ｖは線速）
を満たすこと、また時定数が、１８２ｍｓであることを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１６〜１８に記載される光記録媒体チルト補償装置は、請求項９，１０の光記録媒体チルト補償装置であって、オフセット調整手段により、光記録媒体チルトセンサから出力するチルト量の信号における直流成分を用いて電気的に調整して、直流成分が「０」となる光記録媒体のチルト量の信号を出力すること、また、直流成分分離抽出手段により、光ピックアップあるいはドライブ組み付け時に、光記録媒体のチルト量の直流成分を分離抽出して直流成分の値を記憶する記憶手段を備えたこと、さらに、オフセット調整手段から出力する光記録媒体のチルト量の直流成分が「０」となるように、光記録媒体チルトセンサから出力するチルト量の信号における直流成分を用いて電気的に調整するオフセット調整手段において、光記録媒体がドライブに挿入されている期間は常に電気的に調整する動作を行うことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１９に記載される光記録媒体チルト補償方法は、光記録媒体チルトセンサにより光記録媒体のチルト量を検出すると共に、光記録媒体を回転させたことにより生じる光記録媒体チルト量の直流成分を検出し、対物レンズチルトセンサで検出の対物レンズのチルト量と光記録媒体のチルト量から演算手段により相対チルト量を算出し、相対チルト量を検出した直流成分に基づいて調整することにより対物レンズをチルト制御することを特徴とする。
【００３１】
また、請求項２０〜２２に記載される光記録媒体チルト補償方法は、請求項１９の光記録媒体チルト補償方法であって、光記録媒体を回転させたことにより生じる光記録媒体チルト量の直流成分を、光記録媒体チルトセンサからのチルト量を光記録媒体の回転周期に応じて積分する積分器により分離抽出すること、さらに積分器において、出力信号の信頼度をＰとしたときに、光記録媒体の回転周期のｌｏｇ（１−Ｐ）倍であること、または光記録媒体の回転周期の３周期分である積分時定数により光記録媒体チルトセンサからの出力信号を積分することを特徴とする。
【００３２】
また、請求項２３〜２７に記載される光記録媒体チルト補償方法は、請求項１９の光記録媒体チルト補償方法であって、光記録媒体を回転させたことにより生じる光記録媒体チルト量の直流成分を、光記録媒体チルトセンサの信号出力端の後段に挿入したローパスフィルタによって分離抽出すること、さらにローパスフィルタにおいて、出力信号の信頼度をＰとしたときに、光記録媒体の回転周期のｌｏｇ（１−Ｐ）倍である時定数によって、また光記録媒体の回転周期の３周期分である時定数により、また次の条件（数２）
【００３３】
【数２】
2005267834.tif 000004
（ここで、ｒは光記録媒体上に形成したスポット径の半径位置、ｖは線速）
を満たす時定数τにより、また１８２ｍｓである時定数により、光記録媒体チルトセンサからの出力信号の直流成分を分離抽出することを特徴とする。
【００３４】
また、請求項２８〜３０に記載の光記録媒体チルト補償方法は、請求項１９の光記録媒体チルト補償方法であって、光記録媒体を回転させたことにより生じる光記録媒体チルト量の直流成分が「０」となるように直流成分を用いて電気的に調整を行うこと、また光ピックアップあるいはドライブ組み付け時に分離抽出して記憶手段に直流成分の値を記憶しておくことこと、さらに光記録媒体のチルト量の直流成分が「０」となるように直流成分を用いて行う調整を、光記録媒体がドライブに挿入されている期間は常に行うことを特徴とする。
【００３５】
また、請求項３１，３２に記載される光記録装置は、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置を備え、または、請求項１９〜３０のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法を用いて、光記録媒体のチルト量の直流成分を調整し、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより情報の記録あるいは消去を行うことを特徴とする。
【００３６】
また、請求項３３，３４に記載される光再生装置は、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置を備え、または、請求項１９〜３０のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法を用いて、光記録媒体のチルト量の直流成分を調整し、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより、光記録媒体からの透過光あるいは反射光を受光素子で検出するか、または信号検出光学系内で集束させた集束光を受光素子で検出することにより情報を再生することを特徴とする。
【００３７】
前記の光記録媒体チルト補償装置及びチルト補償方法とこれを用いる光記録装置及び光再生装置によれば、光記録媒体チルト量の信号のオフセットエラーで発生するチルト制御誤差を著しく軽減して、高精度な対物レンズチルトサーボによる光記録媒体のチルト補償の装置及び方法が実現でき、コマ収差を極限まで抑えた高品位なビームスポットを光記録媒体上面に形成でき、読み出しエラーの少ない書き込み品質の良好な光ピックアップと、この光ピックアップを備えて情報記録及び情報再生を行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、光ディスクチルト量の信号のオフセットエラーによって発生するチルト制御誤差を著しく軽減することができ、高精度なＯＬチルトサーボによる光ディスクチルト補償装置及びチルト補償方法が実現可能となり、これによって、コマ収差を極限まで抑えた高品位なビームスポットを光ディスク盤面に形成することができ、読み出しエラーの少ない、書き込み品質の良好な光ピックアップと、この光ピックアップを備えて情報記録及び情報再生を行う光記録再生装置を実現することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００４０】
図１は本発明の実施の形態１におけるチルト補償装置の概略を示す構成図である。ここで、前記従来例を示す図１３において説明した構成要件に対応し同等の機能のものには同一の符号を付して示し、以下の各図においても同様とする。
【００４１】
まず、光ディスクのタンジェンシャルチルトオフセット量は「０」であるという原理について説明する。光ディスクとＯＬの位置関係を表す図２を用いて、光ディスクのラジアルチルトφｒ、光ディスクのタンジェンシャルチルトφθを求める。
【００４２】
いま、ＯＬをｒ，θ基準面（ｚ＝０）に設置し，光ディスクにフォーカシングするときに，そのＯＬの位置（高さ）から求めた光ディスクの高さをψとする。ψは半径ｒとタンジェンシャル方向の角度θとの関数となるので，ψ（ｒ，θ）と表現できる。ψは２次元のスカラ関数（曲面）である。
【００４３】
ここで、ｇｒａｄψを考える。このｇｒａｄψは、この曲面ψ（ｒ，θ）の傾きを表す２次元ベクトルである。
【００４４】
ｇｒａｄψは、ハミルトン演算子∇を用いて，（数３）のように表せる。
【００４５】
【数３】
2005267834.tif 000005
ここで、∇は、単位ベクトルｅｒ，ｅθを用いて（数４）のようになるので、
【００４６】
【数４】
2005267834.tif 000006
（数４）を用いて（数３）を計算すると（数５）になる。
【００４７】
【数５】
2005267834.tif 000007
ここで、単位ベクトルｅｒの係数（数６）が
【００４８】
【数６】
2005267834.tif 000008
ラジアル方向の傾きを表し、単位ベクトルｅθの係数（数７）が
【００４９】
【数７】
2005267834.tif 000009
タンジェンシャル方向の傾きを表す。これらの係数のアークタンジェントを取ると、角度に換算されたラジアル方向とタンジェンシャル方向のチルトφｒ（ｒ），φθ（θ）の（数８），（数９）が求まる。
【００５０】
【数８】
2005267834.tif 000010
【００５１】
【数９】
2005267834.tif 000011
この（数８），（数９）をトラック方向に沿って周回積分すると、それぞれ光ディスクのラジアルチルトオフセット量、タンジェンシャルチルトオフセット量となる。
【００５２】
ここで、（数９）のタンジェンシャルチルトオフセット量の場合は、単位ベクトルｅθにそって１周周回積分することになる。周回積分の開始点と終了点は同一点であるため、積分結果は「０」となる。したがって、光ディスクのタンジェンシャルチルトオフセット量は「０」である。
【００５３】
次に、本実施の形態１の前述した光ディスクのタンジェンシャルチルトオフセット量は「０」であるという原理に基づいたチルトセンサのオフセットをキャンセルする原理について図１を参照しながら説明する。図１に示す光ディスクチルト補償装置において、ＯＬ２下部にＯＬ２のチルト量を検出するためのＯＬチルトセンサ１０を配置する。このＯＬチルトセンサ１０は、ＯＬ２のチルト量を検出して電気信号に変換する。一方、光ディスク５側にも光ディスクチルトセンサ１３を配置し、光ディスク５のチルト量を検出する。２つのチルトセンサの出力信号の差を取り、補償器９を介してＯＬＡＣＴドライバ１４に入力する。ＯＬＡＣＴドライバ１４は、２つのチルトセンサの差信号に従ってＯＬＡＣＴ８を駆動する。光ディスク５側には光ディスク５のチルトオフセット量を検出するための光ディスクチルトオフセットセンサ１６も配置されている。光ディスクチルトセンサ１３の出力にオフセット調整器１７を挿入し、オフセット調整器１７のオフセット調整端子には光ディスクチルトオフセットセンサ１６の出力を接続し、光ディスクチルトセンサ１３のオフセットを調整する。
【００５４】
なお、光ピックアップに光ディスク５のチルト量と検出する光ディスクチルトセンサ１３を有して、ＯＬ２を光ピックアップごと傾ける装置構成である場合には、この光ディスクチルトセンサ１３により光ディスク５とＯＬ２との相対チルト量が直接求められることから、このチルト量によりチルトアクチュエータを駆動する。さらに、オフセット調整器１７にこのチルト量と、光ディスクチルトオフセットセンサ１６の出力を接続し、光ディスクチルトセンサ１３のオフセットを調整する。
【００５５】
次に、本実施の形態１におけるチルト補償装置の動作について説明する。初期状態では第１ＳＷ１１はサーボ引き込み回路１５に接続され、第２ＳＷ１２はオフとなっている。光ディスク５がドライブ（図示せず）に挿入されスピンドルモータにより回転すると、光ディスクチルトセンサ１３から光ディスクチルト量の信号が出力される。同時に光ディスクチルトオフセットセンサ１６から光ディスク５のチルトオフセット量の信号が出力される。前述した（数９）の周回積分により、光ディスクのタンジェンシャルチルトオフセット量は「０」であるので、光ディスクチルトオフセットセンサ１６の出力は、光ディスクチルトセンサ１３やチルト補償装置全体で発生している直流（ＤＣ）のチルトオフセット成分である。この信号を用いてオフセット調整器１７で光ディスクチルト量の信号のオフセットをキャンセルする。
【００５６】
具体的には、光ディスクチルト量の信号から光ディスクチルトオフセット量の信号を減算するという演算である。このようにしてオフセット調整された光ディスクチルト量の信号は、タンジェンシャル方向のチルトセンサの場合、そのチルトオフセット量が「０」となった信号となる。
【００５７】
サーボの引き込み時は、サーボ引き込み回路１５によってサーボ引き込み動作を行い、ＯＬチルト量が「０」のタイミングで第１ＳＷ１１を補償器９側に接続し閉ループとし、ＯＬチルトサーボを駆動させる。次に、第２ＳＷ１２を接続し、光ディスクチルトセンサ１３からの光ディスクチルト量の信号にＯＬチルト量を追従させる。ＯＬチルトセンサ１０側のオフセット調整は、信号品質評価など、ＲＦ信号が最大になる点やＪitterが最小となる点で検出信号を用いて調整する。
【００５８】
これによって、光ディスクチルト信号のオフセットエラーによって発生するチルト制御誤差を著しく軽減することができ、高精度なＯＬチルトサーボによる光ディスクチルト補償装置を実現できる。
【００５９】
図３は本発明の実施の形態２におけるチルト補償装置の概略を示す構成図である。図３に示す光ディスクチルト補償装置について説明する。ＯＬ２下部にＯＬ２のチルト量を検出するためのＯＬチルトセンサ１０を配置する。ＯＬチルトセンサ１０は、ＯＬ２のチルト量を検出して電気信号に変換する。一方、光ディスク５側にも光ディスクチルトセンサ１３を配置し、光ディスク５のチルト量を検出する。２つのチルトセンサの出力信号の差を取り、補償器９を介してＯＬＡＣＴドライバ１４に入力する。ＯＬＡＣＴドライバ１４は、２つのチルトセンサの差信号に従ってＯＬＡＣＴ８を駆動する。光ディスクチルトセンサ１３の出力には、光ディスクチルトセンサ１３の出力から光ディスク５のチルトオフセット量の直流（ＤＣ）成分を分離抽出するための、直流成分分離抽出手段であるＤＣ成分抽出器１８が配置されている。光ディスクチルトセンサ１３の出力にオフセット調整器１７を挿入し、オフセット調整器１７のオフセット調整端子にはＤＣ成分抽出器１８の出力を接続し、光ディスクチルトセンサ１３のオフセットを調整する。
【００６０】
次に、本実施の形態２におけるチルト補償装置の動作について説明する。初期状態では第１ＳＷ１１はサーボ引き込み回路１５に接続され、第２ＳＷ１２はオフとなっている。光ディスク５がドライブ（図示せず）に挿入されスピンドルモータにより回転すると、光ディスクチルトセンサ１３から光ディスクチルト量の信号が出力される。同時に光ディスクチルト量の信号から光ディスクチルトオフセット量（ＤＣ成分）の信号が分離抽出される。前述した（数９）の周回積分により、光ディスクのタンジェンシャルチルトオフセット量（ＤＣ成分）は「０」であるので、光ディスクチルトオフセット量の信号は、光ディスクチルトセンサ１３やチルト補償装置全体で発生しているチルトオフセット量（ＤＣ成分）である。
【００６１】
この信号を用いてオフセット調整器１７で光ディスクチルト量の信号のオフセットをキャンセルする。具体的には、光ディスクチルト量の信号から光ディスクのチルトオフセット量の信号を減算するという演算である。このようにして、オフセット調整された光ディスクチルト量の信号は、タンジェンシャル方向のチルトセンサの場合、そのチルトオフセット量が「０」となった信号となる。
【００６２】
サーボの引き込み時は、サーボ引き込み回路１５によってサーボ引き込み動作を行い、ＯＬチルト量が「０」のタイミングで第１ＳＷ１１を補償器９側に接続し閉ループとし、ＯＬチルトサーボを駆動させる。次に、第２ＳＷ１２を接続し、光ディスクチルトセンサ１３からの光ディスクチルト量の信号にＯＬチルト量を追従させる。ＯＬチルトセンサ１０側のオフセット調整は、信号品質評価など、ＲＦ信号が最大になる点やＪitterが最小となる点で検出信号を用いて調整する。
【００６３】
また、本実施の形態２における他の例として、前述の図３に示す光ディスクチルト補償装置におけるＤＣ成分抽出器１８をローパスフィルタ（図示せず）とする。このローパスフィルタを介して光ディスクチルト量の信号のＤＣ成分を抽出し、オフセット調整器１７に入力する。オフセット調整器１７では光ディスクチルト量の信号からチルトオフセット量を減算し、オフセットを除いたＤＣフリーの光ディスクチルト量の信号を出力する。
【００６４】
また、前述のローパスフィルタの時定数を光ディスクの回転周期の３周期分以上に設定する。これは、ローパスフィルタのステップ応答を（数１０）として、
【００６５】
【数１０】
2005267834.tif 000012
（ｔ：時間、Ｖ２：出力信号、Ｖ０：ｔ→∞のときの出力値、τ：時定数）
ここで、ｔ＝τとしたときの出力信号Ｖ２は、Ｖ２（τ）＝０．６３Ｖ０である。出力信号Ｖ２がＶ０の０．９５倍になるときの時間を求めると（数１１）として、
【００６６】
【数１１】
2005267834.tif 000013
（数１１）に、Ｖ２＝０．９５Ｖ０を代入して計算すると、ｔ＝３τを得る。
【００６７】
すなわち、ステップ応答時、時定数τの３倍の時間で、出力信号Ｖ２がｔ→∞のときの出力値Ｖ０のほぼ９５％までに達する、つまり、Ｖ２の値が信頼度９５％という実用上十分に信頼できるものとなることを意味する。したがって、ローパスフィルタの時定数τを回転周期の３倍以上に設定すると、光ディスクにおける回転周期のチルト量の信号に影響を与えることなくＤＣ成分を検出、除去することができる。
【００６８】
例えば、線速６ｍ／ｓの場合、最外周半径５８ｍｍのところで回転周期は６０．７ｍｓであり、ローパスフィルタの時定数はその３倍の１８２ｍｓとなる。時定数１８２ｍｓのローパスフィルタを使ったときの回転周期の振幅は−０．４６ｄＢ、位相差は１９ｄｅｇであり、この回転周期の３倍以上の時定数のローパスフィルタを通過させれば、回転周波数以上の光ディスクチルト量のＤＣ成分に影響を与えることなく、チルト量の信号のＤＣ成分を除去できる。つまり、回転周期のチルト量の信号に影響を与えることなくＤＣ成分を検出、除去するためには、ローパスフィルタの時定数として、回転周期の３倍以上にする必要がある。
【００６９】
また、ｒを光ディスク上に形成されたスポット径の半径位置、ｖを線速としたとき、ローパスフィルタの時定数τが（数１２）を満たす値としてもよく、
【００７０】
【数１２】
2005267834.tif 000014
（数１２）の右辺は、半径位置ｒのときの円周２πｒを線速ｖで割った値、すなわち回転周期を３倍した値であり、（数１２）はこの値よりローパスフィルタの時定数τを大きくするということを表している。この回転周期の３倍以上の時定数のローパスフィルタを通過させれば、前述したように回転周波数以上の光ディスクチルト成分に影響を与えることなく、チルト量の信号のＤＣ成分を除去できる。回転周期のチルト量の信号に影響を与えることなくＤＣ成分を検出、除去するためには、ローパスフィルタの時定数は（数１２）を満たす必要がある。
【００７１】
また、図３に示すオフセット調整器１７として、例えば図４に示すようなハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１７’を用いることも可能である。同様にハイパスフィルタ１７’の時定数も回転周期の３倍以上にする必要がある。具体的には、線速６ｍ／ｓの場合に最外周半径５８ｍｍのところで回転周期は６０．７ｍｓであり、ハイパスフィルタ１７’の時定数はその３倍の１８２ｍｓとなる。
【００７２】
さらに、オフセット調整器１７として図５に示すような微分器１９’を用いてフィードバックする構成とすることも可能である。微分器１９’の時定数も回転周期の３倍以上にする必要がある。具体的には、線速６ｍ／ｓの場合に最外周半径５８ｍｍのところで回転周期は６０．７ｍｓであり、微分器１９’の時定数はその３倍の１８２ｍｓとなる。
【００７３】
これによって、光ディスクチルト信号のオフセットエラーによって発生するチルト制御誤差を著しく軽減することができ、高精度なＯＬチルトサーボによる光ディスクチルト補償装置を実現できる。
【００７４】
図６は本発明の実施の形態３におけるチルト補償装置の概略を示す構成図である。図６に示す構成では、前述した図３のＤＣ成分抽出器１８が積分器１９になっており、光ディスクチルト量の信号を積分し、それをネガティブフィードバックすることにより、光ディスクチルト量の信号からＤＣ成分を除去している。
【００７５】
また、この積分器１９の積分時定数においても、回転周期の３周期分以上とする。具体的には、線速６ｍ／ｓの場合に最外周半径５８ｍｍのところで回転周期６０．７ｍｓであり、積分時定数はその３倍の１８２ｍｓとなる。時定数１８２ｍｓのローパスフィルタを使ったときの回転周期の振幅は−０．０１ｄＢ、位相差は３．０ｄｅｇであり、この周期以上の積分時定数で積分すれば、回転周波数以上の光ディスクのチルト量の成分に影響を与えることなく、チルト量の信号からＤＣ成分を除去できる。
【００７６】
これによって、光ディスクチルト信号のオフセットエラーによって発生するチルト制御誤差を著しく軽減することができ、高精度なＯＬチルトサーボによる光ディスクチルト補償装置が実現できる。
【００７７】
図７は本発明の実施の形態４におけるチルト補償装置の概略を示す構成図である。図７に示す光ディスクチルト補償装置の構成を説明する。ＯＬ２下部にＯＬ２のチルト量を検出するためのＯＬチルトセンサ１０を配置する。ＯＬチルトセンサ１０は、ＯＬ２のチルト量を検出して電気信号に変換する。一方、光ディスク５側にも光ディスクチルトセンサ１３を配置し、光ディスク５のチルト量を検出する。２つのチルトセンサの出力信号の差を取り、補償器９を介してＯＬＡＣＴドライバ１４に入力する。ＯＬＡＣＴドライバ１４は、２つのチルトセンサの差信号に従ってＯＬＡＣＴ８を駆動する。光ディスクチルトセンサ１３の出力にオフセット調整器１７を挿入し、オフセット調整器１７のオフセット調整端子にはオフセット調整信号１７ａを入力し、光ディスクチルトセンサ１３のオフセットを調整する。
【００７８】
次に、本実施の形態４におけるチルト補償装置の動作について説明する。初期状態では第１ＳＷ１１はサーボ引き込み回路１５に接続され、第２ＳＷ１２はオフとなっている。光ディスク５がドライブ（図示せず）に挿入されスピンドルモータにより回転すると、光ディスクチルトセンサ１３から光ディスクチルト量の信号が出力される。前述した（数９）の周回積分により、光ディスクのタンジェンシャルチルトオフセット量（ＤＣ成分）は「０」であるので、光ディスクチルトオフセット量の信号は、光ディスクチルトセンサ１３やチルト補償装置全体で発生しているチルトオフセット量（ＤＣ成分）である。
【００７９】
オフセット調整器１７の出力のチルト量の信号のＤＣ成分を観察して、この信号を用いて、あるいは手動によりオフセット調整器１７により光ディスク５のチルト量の信号のオフセットをキャンセルする。このようにしてオフセット調整された光ディスクチルト量の信号は、タンジェンシャル方向のチルトセンサの場合、そのチルトオフセット量が「０」となった信号となる。
【００８０】
サーボの引き込み時は、サーボ引き込み回路１５によってサーボ引き込み動作を行い、ＯＬチルト量が「０」のタイミングで第１ＳＷ１１を補償器９側に接続し閉ループとし、ＯＬチルトサーボを駆動させる。次に、第２ＳＷ１２を接続し、光ディスクチルトセンサ１３からの光ディスクチルト量の信号にＯＬチルト量を追従させる。ＯＬチルトセンサ１０側のオフセット調整は、信号品質評価など、ＲＦ信号が最大になる点やＪitterが最小となる点で検出信号を用いて調整する。
【００８１】
また、本実施の形態４の光ディスクチルト補償装置において、前述の実施の形態２における図３に示した光ディスクチルト補償装置のように、光ディスクチルト量のＤＣ成分を分離抽出する手段としてＤＣ成分抽出器１８を備えた構成としてもよい。さらに、ＤＣ成分抽出器１８に代えてローパスフィルタにより構成して実施の形態２において説明したように、ローパスフィルタの時定数を光ディスクの回転周期の３倍以上に設定、また、ｒを光ディスク上に形成したスポット径の半径位置、ｖを線速としたとき、ローパスフィルタの時定数τが（数１３）を満たすこと、
【００８２】
【数１３】
2005267834.tif 000015
また、時定数を１８２ｍｓ以上と設定することで、光ディスク回転周波数以上の光ディスクチルト量の成分に影響を与えることなく、チルト量の信号におけるＤＣ成分を除去できる。
【００８３】
また、本実施の形態４のチルト補償装置における動作においても、実施の形態２と同様に、初期状態では第１ＳＷ１１はサーボ引き込み回路１５に接続され、第２ＳＷ１２はオフとなっている。光ディスク５がドライブ（図示せず）に挿入されスピンドルモータにより回転すると、光ディスクチルトセンサ１３から光ディスクチルト量の信号が出力される。同時に光ディスクチルト量の信号から光ディスクのチルトオフセット量（ＤＣ成分）の信号が分離抽出される。前述した（数９）の周回積分により、光ディスクのタンジェンシャルチルトオフセット量（ＤＣ成分）は「０」であるので、光ディスクチルトオフセット量の信号は、光ディスクチルトセンサ１３やチルト補償装置全体で発生しているチルトオフセット量（ＤＣ成分）である。この信号を用いてオフセット調整器１７で光ディスクチルト量の信号のオフセットをキャンセルする。
【００８４】
具体的には、光ディスクチルト量の信号から光ディスクチルトオフセット量の信号を減算するという演算を行う。本実施の形態４においては、オフセット調整器１７から出力するチルト量の出力信号をモニタし、この信号のＤＣ成分が「０」となるように光ディスクチルトオフセット量（ＤＣ成分）の信号の減算量を調整する。このようにしてオフセット調整された光ディスクチルト量の信号は、タンジェンシャル方向のチルトセンサの場合、そのチルトオフセット量が「０」となった信号となる。
【００８５】
そして、本実施の形態４の光ディスクチルト補償装置では、図７に示すオフセット調整信号１７ａを予め測定しておき、その測定値を格納しておく記憶手段としてメモリを有している。例えば光ピックアップ調整時あるいはドライブ組み付け時などに、組立の段階で光ディスクチルトオフセット量（ＤＣ成分）を測定しておき、その値やオフセット調整器の設定値などをオフセット除去に必要なパラメータとして設定値をメモリに記憶しておく。ドライブ駆動時は、メモリに記憶した設定値に従ってオフセット調整器１７を用いてチルトオフセット量の調整を行い、組立段階で発生していたチルトオフセット量（ＤＣ成分）をキャンセルすることができる。
【００８６】
また、光ディスクチルト量のＤＣ成分抽出器１８により分離抽出されたチルトオフセット量（ＤＣ成分）を「０」とするため、光ディスクチルトセンサ１３から出力するチルト量に対してチルトオフセット量を電気的に調整するオフセット調整手段が、光ディスク５がドライブに挿入されている期間は常に動作するようにしている。したがって、光ディスクがドライブに挿入された直後から光ディスクのチルト量を検出して、ＯＬを追従させるようにチルトサーボをかけることができる。これによりＯＬチルトサーボがかかれば、フォーカス引き込み、トラッキングと連続して４軸すべてにサーボをかけることができる。
【００８７】
これによって、光ディスクチルト量の信号のオフセットエラーによって発生するチルト制御誤差を著しく軽減でき、高精度なＯＬチルトサーボによる光ディスクチルト補償装置を実現できる。
【００８８】
図８は本発明の実施の形態５における光記録装置及び光再生装置である情報記録再生装置の概略構成を示す透過斜視図である。図８に示すように、情報記録再生装置２０は、光ディスク５に対して光ピックアップ２１を用いて情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う装置である。本実施の形態５において、光ディスク５は、保護ケースのカートリッジ２５内に格納されている。光ディスク５はカートリッジ２５ごと、挿入口２２から情報記録再生装置２０に矢印「ディスク挿入」方向へ挿入セットされて、スピンドルモータ２３により回転駆動され、光ピックアップ２１により情報の記録や再生、あるいは消去が行われる。なお、光ディスク５はカートリッジ２５内に格納している必要はなく裸の状態であってもよい。
【００８９】
本実施の形態５の情報記録再生装置は、前述した実施の形態１〜４の光ディスクのチルト補償装置を備え、光源からの出射光を光ディスク５の記録面上に集光照射して情報の記録あるいは消去を行うと共に、光ディスクからの透過光あるいは反射光を受光素子で検出、または信号検出光学系内で集束させた集束光を受光素子で検出して情報の再生を行う。前述したようなチルト補償装置を搭載することにより、コマ収差を極限まで抑え高品位なビームスポットを光ディスク盤面に形成でき、読み出しエラーの少ない、書き込み品質の良好な光ピックアップを構成し、この光ピックアップを備えた情報記録再生装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明に係る光記録媒体チルト補償装置及びチルト補償方法とこれを用いる光記録装置及び光再生装置は、光ディスクチルト量のオフセットエラーにより生じるチルト制御誤差を軽減でき、ＯＬチルトサーボによる光ディスクチルト補償装置及び方法が可能となり、コマ収差を極限まで抑えた高品位なビームスポットを光ディスク盤面に形成でき、読み出しエラーの少ない書き込み品質を良好とする光ディスクの記録，再生する装置のチルトサーボ制御を行って、チルトエラーを補正する装置及び方法とこれを用いた光記録装置及び光再生装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるチルト補償装置の概略を示す構成図
【図２】光ディスクのタンジェンシャルチルトオフセット量は「０」であるという原理を説明する図
【図３】本発明の実施の形態２におけるチルト補償装置の概略を示す構成図
【図４】本実施の形態２におけるＨＰＦを用いたチルト補償装置の概略を示す構成図
【図５】本実施の形態２における微分器を用いたチルト補償装置の概略を示す構成図
【図６】本発明の実施の形態３におけるチルト補償装置の概略を示す構成図
【図７】本発明の実施の形態４におけるチルト補償装置の概略を示す構成図
【図８】本発明の実施の形態５における光記録再生装置の概略構成を示す透過斜視図
【図９】従来の光ピックアップの概略を示す図
【図１０】従来のチルト駆動する正常時のＯＬと４軸ＡＣＴの配置と光ディスク上のスポット径を示す図
【図１１】従来のチルト駆動する異常時のＯＬと４軸ＡＣＴの配置と光ディスク上のスポット径を示す図
【図１２】従来のチルト駆動する補償時のＯＬと４軸ＡＣＴの配置と光ディスク上のスポット径を示す図
【図１３】従来のチルト補償装置の概略を示す構成図
【符号の説明】
【００９２】
１  ＬＤ（レーザーダイオード）
２  ＯＬ（対物レンズ）
３  ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）
４  １／４波長板
５  光ディスク（光記録媒体）
６  ＰＤ（光検出器）
７  ４軸ＡＣＴ（アクチュエータ）
８  ＯＬＡＣＴ（対物レンズアクチュエータ）
９  補償器
１０  ＯＬチルトセンサ
１１  第１ＳＷ
１２  第２ＳＷ
１３  光ディスクチルトセンサ
１４  ＯＬＡＣＴドライバ
１５  サーボ引き込み回路
１６  光ディスクチルトオフセットセンサ
１７  オフセット調整器
１７’  オフセット調整器（ＨＰＦ）
１８  ＤＣ成分抽出器
１９  積分器
１９’  微分器
２０  情報記録再生装置
２１  光ピックアップ
２２  挿入口
２３  スピンドルモータ
２４  キャリッジ
２５  カートリッジ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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