JP4533177B2 - Optical disc tilt compensation device and optical disc device using the same - Google Patents
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Description
本発明は,光ディスクの記録再生装置等の光ディスク装置およびそのチルトサーボ装置、特に,チルトエラーを補正する光ディスクチルト制御技術に関する。 The present invention relates to an optical disc apparatus such as an optical disc recording / reproducing apparatus and its tilt servo apparatus, and more particularly to an optical disc tilt control technique for correcting a tilt error.
CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)などの光ディスクの記録再生装置では、一般に、光ディスクの反りなどによって光ピックアップから照射された光ビームの光軸と照射位置における光ディスクの法線とにずれが生じる。このずれの角度はチルト角と呼ばれ、主に光ディスクの半径方向(以下、「ラジアル方向」と称する)で発生し、光学系のコマ収差などの要因となる。従って、チルト角が生じることにより、隣接するトラックとのクロストークやジッターなどの信号劣化が引き起こされ、光ディスクの再生品質に悪影響を与える。特にDVDのように高密度記録を行う場合では、レーザビームのスポット径を小さくするために、レーザ光の波長を短くし、対物レンズの開口数NAを大きくする必要があるため、チルト角に対するマージンが小さくなる。すなわち、光ディスクが僅かに傾いていても再生品質の大きな劣化を招く。従って、光ディスクの再生中にはチルト角による収差を補正するため、反射された光ビームの検出信号強度に基づいてチルトエラーを補正するチルトサーボ機構を設けるのが一般的である。 In an optical disk recording / reproducing apparatus such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc), in general, the optical axis of the light beam emitted from the optical pickup due to warpage of the optical disk and the normal of the optical disk at the irradiation position are shifted. Occurs. This misalignment angle is called a tilt angle, which occurs mainly in the radial direction of the optical disk (hereinafter referred to as the “radial direction”) and causes factors such as coma in the optical system. Therefore, the occurrence of the tilt angle causes signal degradation such as crosstalk and jitter with adjacent tracks, which adversely affects the reproduction quality of the optical disc. In particular, when performing high-density recording such as a DVD, it is necessary to shorten the wavelength of the laser beam and increase the numerical aperture NA of the objective lens in order to reduce the spot diameter of the laser beam. Becomes smaller. That is, even if the optical disk is slightly inclined, the reproduction quality is greatly degraded. Therefore, in order to correct the aberration due to the tilt angle during reproduction of the optical disc, it is common to provide a tilt servo mechanism that corrects the tilt error based on the detected signal intensity of the reflected light beam.
この種のチルト補正機構が、〔特許文献1〕に開示されている。レーザ光を照射して光ディスクに情報を記録再生する光学ピックアップと、光ディスクの半径方向に光学ピックアップを移動させる駆動機構と、光ディスクのチルト量を検知する検出手段と、光学ピックアップをチルト量に応じて傾斜させるチルト調整手段とを備えた光ディスク装置のチルト補正機構である。光学ピックアップの移動方向を決定する駆動側のメインガイド構造と光学ピックアップの姿勢を決める従属側のサブガイドを設け、メインガイド構造とサブガイドは摺動可能な連結部材で互いに係合され、メインシャーシに対して連結部材を相対的に移動させることによって、メインガイド構造とサブガイドが光ディスク面に対して半径方向に同期して傾斜するようになっており、光ピックアップから照射されるビーム光軸とディスク記録面が垂直となるように光ピックアップ光軸の傾斜をメカニカルに高信頼性で補正することができる。 This type of tilt correction mechanism is disclosed in [Patent Document 1]. An optical pickup that records and reproduces information on an optical disc by irradiating a laser beam, a drive mechanism that moves the optical pickup in the radial direction of the optical disc, a detecting means that detects the tilt amount of the optical disc, and the optical pickup according to the tilt amount It is a tilt correction mechanism of an optical disc apparatus provided with a tilt adjusting means for tilting. A main guide structure on the driving side that determines the moving direction of the optical pickup and a sub guide on the dependent side that determines the attitude of the optical pickup are provided. The main guide structure and the sub guide are engaged with each other by a slidable connecting member, and the main chassis The main guide structure and the sub guide are inclined in synchronization with the optical disk surface in the radial direction by moving the connecting member relative to the optical axis. The inclination of the optical axis of the optical pickup can be mechanically and reliably corrected so that the disk recording surface is vertical.
また、〔特許文献2〕にも光ディスク記録再生装置のチルトサーボ装置、特に、チルトエラーを補正する液晶パネル素子を有する液晶チルトサーボ装置が開示されている。これは、光ディスクの面振れが有っても、正確で安定したチルト補正が可能なチルトサーボ装置である。〔特許文献2〕の装置では、光ディスクを回転させるモータの回転に同期した回転信号に基づいて所定回転角毎に検出信号の包絡線信号強度のサンプリングを実行するサンプリング手段と、サンプリングした包絡線信号強度の平均値を算出する算出手段とを有し、この平均値に基づいて補正量を確定してチルト補正制御を実行する。 [Patent Document 2] also discloses a tilt servo apparatus for an optical disc recording / reproducing apparatus, in particular, a liquid crystal tilt servo apparatus having a liquid crystal panel element for correcting a tilt error. This is a tilt servo device capable of accurate and stable tilt correction even if there is surface deflection of the optical disk. In the apparatus of [Patent Document 2], sampling means for sampling the envelope signal intensity of the detection signal at every predetermined rotation angle based on the rotation signal synchronized with the rotation of the motor that rotates the optical disc, and the sampled envelope signal And calculating means for calculating an average value of the intensity. The correction amount is determined based on the average value, and tilt correction control is executed.
近年、光ディスク再生装置等のディスク再生装置において、高精細な動画及び静止画を取り扱う為に、ディスクの大容量化及び装置の小型化が望まれ、更なる高密度記録が必要とされている。そこで、情報信号を記録及び再生する光ピックアップのレーザ光源を短波長化させ、かつ対物レンズの開口数を大きくすることで、光スポット径を絞り込み、トラックピッチ及び記録ビットの縮小化を図っている。 In recent years, in order to handle high-definition moving images and still images in a disk playback device such as an optical disk playback device, it is desired to increase the capacity of the disk and to reduce the size of the device, and further high density recording is required. Therefore, by shortening the wavelength of the laser light source of the optical pickup for recording and reproducing information signals and increasing the numerical aperture of the objective lens, the light spot diameter is narrowed down, and the track pitch and recording bits are reduced. .
例えば、次世代大容量光ディスクとして、Blue-Ray Disc(以下BDという)やHD-DVDなどの波長405nmの青紫色レーザを用いた規格がある。大容量化のためには波長を短くする他に、対物レンズの高NA化があるが、対物レンズを高NA化すると光ディスクのチルトマージンが減少し、対物レンズ(以下OLという)チルトサーボなどの制御、補正が必要となる。BDの場合は、基板厚を0.1mmと薄くしてチルトに強いシステムとしているが、DVD、CDなどの従来ディスクとの互換性に問題が生じている。HDDVDの場合は、DVDと同じ基板厚0.6mmにして従来ディスクとの互換性を持たせているが、チルトマージンによる制約からNAもDVDと同じ0.65としている。BDでは25GBを達成しているところ、HDDVDでは高密度化に難があり、15GBとなっている。従って、容量25GBを達成しつつ基板厚をDVDと同じ0.6mmにするには、高精度なチルトサーボシステムが必須技術となる。 For example, there is a standard using a blue-violet laser having a wavelength of 405 nm, such as Blue-Ray Disc (hereinafter referred to as BD) or HD-DVD, as a next-generation large-capacity optical disk. In addition to shortening the wavelength to increase the capacity, there is an increase in the NA of the objective lens. However, if the NA of the objective lens is increased, the tilt margin of the optical disk decreases and control of the objective lens (hereinafter referred to as OL) tilt servo etc. Correction is necessary. In the case of BD, the substrate thickness is as thin as 0.1 mm to make it a tilt-resistant system, but there is a problem in compatibility with conventional discs such as DVD and CD. In the case of HDDVD, the same substrate thickness as DVD is set to 0.6 mm to make it compatible with conventional discs, but NA is also set to 0.65, which is the same as DVD, due to the limitation of tilt margin. BD has achieved 25GB, but HDDVD has difficulty in increasing density, and is 15GB. Therefore, a highly accurate tilt servo system is an essential technology to achieve a capacity of 25 GB and a substrate thickness of 0.6 mm, the same as DVD.
前述のように、〔特許文献1〕の発明では、光ピックアップから照射されるビーム光軸とディスク記録面が垂直となるように光ピックアップ光軸の傾斜をメカニカルに高信頼性で補正する。光ディスクチルトの直流成分の補正においては、ピックアップをメカニカルに動かし補正することはできるが、光ディスクチルトの交流成分の補正は行うことができない。例えば2400rpmの回転数でディスクが回転しているとすると、チルトの交流成分の基本波成分は40Hzであるので、基本波成分を補正しようとすると光ピックアップを40Hzで十分な加速度を持って駆動しなければならない。また、ディスクチルトは基本波成分のみでなく、その高調波成分も多く含むので、数100Hzオーダーの駆動が必要となり、現状の光学系での光ピックアップでは困難である。 As described above, in the invention of [Patent Document 1], the inclination of the optical axis of the optical pickup is mechanically corrected with high reliability so that the optical axis of the beam irradiated from the optical pickup is perpendicular to the disk recording surface. In the correction of the direct current component of the optical disc tilt, correction can be performed by moving the pickup mechanically, but the correction of the alternating current component of the optical disc tilt cannot be performed. For example, if the disc is rotating at a rotational speed of 2400 rpm, the fundamental wave component of the alternating current component of tilt is 40 Hz, so when trying to correct the fundamental wave component, the optical pickup is driven with sufficient acceleration at 40 Hz. There must be. Further, since the disc tilt includes not only the fundamental wave component but also many harmonic components thereof, it is necessary to drive on the order of several hundred Hz, which is difficult with the optical pickup in the current optical system.
基板厚0.6mm、容量25GBを達成するチルトサーボシステムは、ディスクのラジアル(以下Rad)、タンジェンシャル(以下Tan)両方向において、ディスクの回転周期やその数倍の周波数成分をもつディスクACチルト補正が必要である。線速を6.0m/sとすると、ディスク回転周波数は約40Hz、ディスクチルトはその10倍の帯域以上までその成分を持つので、制御帯域は500Hzは必要である。500Hzの帯域をもつチルトに対して、ピックアップ(以下PUと記す)全体を傾斜させるPUチルトサーボでは可動部質量が大きいため困難であり、質量の小さいOL(対物レンズ)をチルトさせるOLチルトサーボが最適である。 A tilt servo system that achieves a substrate thickness of 0.6mm and a capacity of 25GB is capable of correcting disk AC tilt with a disk rotation period and several times the frequency component in both the radial (Rad) and tangential (Tan) directions of the disk. is necessary. If the linear velocity is 6.0 m / s, the disc rotation frequency is about 40 Hz, and the disc tilt has components up to 10 times the bandwidth, so a control bandwidth of 500 Hz is necessary. With a tilt with a 500 Hz band, the PU tilt servo that tilts the entire pickup (hereinafter referred to as “PU”) is difficult because the mass of the moving part is large, and the OL tilt servo that tilts the small OL (objective lens) is optimal. is there.
前述の〔特許文献2〕の発明では、サンプリングした包絡線信号強度の平均値を算出する算出手段があり、この平均値に基づいて補正量を確定してチルト補正制御を実行している。そのため光ディスクチルトの直流成分の補正においては、液晶補正素子を電気的に動かし補正することはできるが、光ディスクチルトの交流成分の補正は行うことができない。例えば2400rpmの回転数でディスクが回転しているとすると、チルトの交流成分の基本波成分は40Hzであるので、基本波成分を補正しようとすると液晶補正素子を40Hzで駆動しなければならない。また、ディスクチルトは基本波成分のみでなく、その高調波成分も多く含むので、数100Hzオーダーの駆動が必要となり、現状の液晶素子での交流チルト補正は困難である。 In the above-mentioned invention of [Patent Document 2], there is a calculating means for calculating the average value of the sampled envelope signal intensity, and the tilt correction control is executed by determining the correction amount based on the average value. Therefore, in the correction of the direct current component of the optical disc tilt, the liquid crystal correction element can be corrected by electrically moving, but the alternating current component of the optical disc tilt cannot be corrected. For example, assuming that the disk is rotating at a rotational speed of 2400 rpm, the fundamental wave component of the alternating current component of tilt is 40 Hz. Therefore, in order to correct the fundamental wave component, the liquid crystal correction element must be driven at 40 Hz. In addition, since the disc tilt includes not only the fundamental wave component but also many of its harmonic components, it is necessary to drive on the order of several hundred Hz, and it is difficult to correct the AC tilt in the current liquid crystal element.
OLをRad、Tan両方向にチルトさせるためには、フォーカス(以下Fo)、トラック(以下Tr)サーボ用の2軸OLアクチュエータ(以下ACT)に、更にRadチルト、Tanチルトの2軸チルト駆動を追加した4軸駆動ACTが必要である。チルトサーボの交叉周波数(開ループゲインが0dBとなる周波数)は4軸駆動ACTの場合500Hz程度であり、これはACTの許容電力に依存する。交叉周波数を上げると高周波電流が増加し、銅損発熱に起因する温特劣化等よくないことが多い。制御誤差の面から見ると、交叉周波数を下げるとACT1次共振周波数と近づくので、開ループDCゲインが稼げず制御誤差を十分に圧縮できないという難点がある。そのためDC領域のゲインを個別に持ち上げて低域の制御誤差を小さくする方法もあるが、交叉周波数が低いとDCゲインの持ち上げによって発生する位相遅れにより位相余裕が減少し、サーボ系が不安定になるという問題がある。 To tilt OL in both Rad and Tan directions, add 2-axis tilt drive for Rad tilt and Tan tilt to 2-axis OL actuator (hereinafter ACT) for focus (hereinafter Fo) and track (hereinafter Tr) servos. 4-axis drive ACT is required. The crossover frequency of the tilt servo (frequency at which the open loop gain becomes 0 dB) is about 500 Hz in the case of 4-axis drive ACT, which depends on the allowable power of ACT. Increasing the crossover frequency increases the high-frequency current, often resulting in poor thermal characteristics due to copper loss heat generation. From the viewpoint of control error, if the crossover frequency is lowered, it approaches the ACT primary resonance frequency, so that the open loop DC gain cannot be obtained and the control error cannot be sufficiently compressed. For this reason, there is a method of individually increasing the gain in the DC region to reduce the control error in the low region, but if the crossover frequency is low, the phase margin is reduced due to the phase delay caused by the DC gain increase, and the servo system becomes unstable. There is a problem of becoming.
1次共振周波数をf1と交叉周波数をf0としたとき、開ループゲインをHsとの関係は次の(1)式となる。 When the primary resonance frequency is f1 and the crossover frequency is f0, the relationship between the open loop gain and Hs is expressed by the following equation (1).
ここで1次共振周波数f1=104[Hz]、交叉周波数をf0=500[Hz] とすると、開ループゲインがHs=27.2[dB] となる。 Here, assuming that the primary resonance frequency f1 = 104 [Hz] and the crossover frequency f0 = 500 [Hz], the open loop gain is Hs = 27.2 [dB].
4軸駆動ACTを設計すると、チルト軸の1次共振周波数は上式のように100Hz近い値となり、Fo、Trの一次共振周波数より通常低く、(1)式からチルトの開ループゲインは27dB程度と、大きくできない。制御誤差εは以下の(2)式により求めることが出来る。 When the 4-axis drive ACT is designed, the primary resonance frequency of the tilt axis is close to 100 Hz as shown in the above equation, and is usually lower than the primary resonance frequency of Fo and Tr, and the open loop gain of tilt is about 27 dB from equation (1). I ca n’t make it bigger. The control error ε can be obtained by the following equation (2).
ここでrは光ディスク面ぶれによって発生するチルト[rad],Hsは制御系の開ループゲインである.制御目標値は,この面ぶれによって発生する光ディスクのチルトrである.光ディスクチルトの最大値rmaxを0.2[deg]とし,制御系の開ループゲインを27.2dBとすると、制御誤差の最大値εmaxは(2)式より8.7e-3[deg]となる。サーボ系を安定化させる目的で位相補償器を制御ループ内に用いて交叉周波数近傍の位相を進ませるが、この位相補償器の低域ゲインは1よりも小さく、従来1/3程度である。従って制御誤差の最大値は更に3倍大きくなり、rmax=0.026[deg]となり、0.2[deg]のチルトに対して、一桁程度の改善効果しか期待できない。 Where r is the tilt [rad] generated by the optical disc surface shake and Hs is the open loop gain of the control system. The control target value is the tilt r of the optical disc that is generated by this surface shake. If the maximum value rmax of the optical disc tilt is 0.2 [deg] and the open loop gain of the control system is 27.2 dB, the maximum value εmax of the control error is 8.7e-3 [deg] from the equation (2). For the purpose of stabilizing the servo system, a phase compensator is used in the control loop to advance the phase in the vicinity of the crossover frequency. The low frequency gain of this phase compensator is smaller than 1 and is about 1/3 of the conventional one. Therefore, the maximum value of the control error is further increased by 3 times, rmax = 0.026 [deg], and only an improvement effect of about one digit can be expected for the tilt of 0.2 [deg].
一方、制御対象であるディスクのチルトは、ディスク回転周波数の整数倍の周波数に局在化しており、特に基本波(以下1ω)成分(約40Hz)、と第二高調波(2ω)成分(約80Hz)が大きい。開ループゲインが27dBと小さく、チルトの1ω、2ω成分が十分抑圧されないので、この成分がネックとなり残留制御誤差を小さくすることができない。この周波数近傍のゲインを大きくするためにDCゲイン補正を挿入するが、この周波数近傍では交叉周波数に近いために、十分なゲインが得られずDCゲイン補正効果は小さい。 On the other hand, the tilt of the disc to be controlled is localized at a frequency that is an integral multiple of the disc rotation frequency. In particular, the fundamental (hereinafter 1ω) component (about 40Hz) and the second harmonic (2ω) component (about 80Hz) is large. Since the open loop gain is as small as 27 dB and the 1ω and 2ω components of the tilt are not sufficiently suppressed, this component becomes a bottleneck and the residual control error cannot be reduced. In order to increase the gain in the vicinity of this frequency, DC gain correction is inserted. However, since this is close to the crossover frequency in the vicinity of this frequency, a sufficient gain cannot be obtained and the DC gain correction effect is small.
そこで本発明は、上述したような問題点に鑑みなされたもので、その課題は、ディスクACチルトの基本波周波数や、2次高調波成分近傍のディスクチルトを十分抑圧する残留制御誤差の小さいRad、Tan ACチルトサーボを実現でき、光ディスクのチルトによって発生するコマ収差を最小にする光ディスクチルト補償器、光ディスクチルト補償装置を実現し、この光ディスクチルト補償器を用いて前述した従来技術の問題点を解決した光ピックアップ並びに当該光ピックアップを備えた光情報記録装置及び光情報再生装置、光情報記録再生装置等の光ディスク装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and its problem is that the fundamental frequency of the disk AC tilt and the Rad with a small residual control error that sufficiently suppresses the disk tilt near the second harmonic component. Realizes Tan AC tilt servo and realizes optical disc tilt compensator and optical disc tilt compensator that minimizes coma generated by optical disc tilt, and solves the problems of the prior art described above using this optical disc tilt compensator It is an object of the present invention to provide an optical pickup apparatus and an optical information recording apparatus, an optical information reproducing apparatus and an optical disc apparatus such as an optical information recording / reproducing apparatus provided with the optical pickup.
本発明の光ディスクチルト補償装置は、光源から出射された光を光ディスクの記録面上に集光照射するための対物レンズと、該対物レンズと該光ディスクの相対的なチルトに基づき該対物レンズをチルトさせるための対物レンズチルトアクチュエータと、対物レンズチルトアクチュエータの駆動信号となる相対的チルト信号を作るための補償器及び対物レンズチルトアクチュエータドライバを具備し、前記光ディスクの回転周期と同期したスピンドルインデックス信号を波形整形し、位相、振幅をチルトエラー信号に基づいて調整することにより、前記対物レンズチルトアクチュエータ駆動信号の補正信号を生成し、該補正信号を光ディスクチルト制御閉ループ内に注入する事により光ディスクのチルトを補償する、ことを特徴とする。
An optical disc tilt compensation apparatus according to the present invention includes an objective lens for condensing and irradiating light emitted from a light source onto a recording surface of an optical disc, and tilting the objective lens based on a relative tilt between the objective lens and the optical disc. An objective lens tilt actuator, a compensator for creating a relative tilt signal as a drive signal for the objective lens tilt actuator, and an objective lens tilt actuator driver, and a spindle index signal synchronized with the rotation period of the optical disc. Waveform shaping, adjusting the phase and amplitude based on the tilt error signal, generating a correction signal for the objective lens tilt actuator drive signal, and injecting the correction signal into the optical disk tilt control closed loop, tilting the optical disk It is characterized by compensating.
このような光ディスクチルト補償装置では、特に制御誤差の大きい光ディスク回転数成分や、第二高調波成分などのディスクACチルト成分を抑圧することができるので、従来のチルトサーボに比べて、交叉周波数を上げることなく所望の周波数の開ループゲインを大きくすることができるので、アクチュエータに多大な電流を流すことなく制御誤差の小さいチルトサーボ系を構築することができ、高精度なチルトサーボによって光ディスクのチルトによって発生するコマ収差を最小にする光ディスクチルト補償装置が実現可能となる。 In such an optical disc tilt compensator, it is possible to suppress the disc AC tilt component such as the optical disc rotation speed component and the second harmonic component, which have a large control error, and therefore, the crossover frequency is increased as compared with the conventional tilt servo. Therefore, it is possible to increase the open-loop gain of a desired frequency without causing a large amount of current to flow to the actuator, so that a tilt servo system with a small control error can be constructed. An optical disc tilt compensation device that minimizes coma aberration can be realized.
上記構成において、光ディスクの回転周期と同期したスピンドルインデックス信号を用いた該対物レンズチルトアクチュエータ駆動信号の補正信号の生成器として電圧制御増幅器を用い、該電圧制御増幅器の増幅率制御信号に相対的チルト信号を用いるようにしても良い。
In the above configuration, a voltage control amplifier is used as a correction signal generator for the objective lens tilt actuator drive signal using a spindle index signal synchronized with the rotation period of the optical disc, and the tilt control signal relative to the gain control signal of the voltage control amplifier is used. A signal may be used.
これにより、電圧制御増幅器の制御信号に、チルトエラー信号スピンドルインデックス信号からの信号を用いて、ディスクACチルトの検出ができるので、該当チルト周波数の振幅が安定した直流信号として検出されるので、安定した精度のよい制御信号となり、これを用いて電圧制御増幅器を制御するので、安定した精度のよいチルト補正信号を生成することができる。特に制御誤差の大きい光ディスク回転数成分や、第二高調波成分などのディスクACチルト成分を抑圧することができるので、従来のチルトサーボに比べて、交叉周波数を上げることなく所望の周波数の開ループゲインを大きくすることができるので、アクチュエータに多大な電流を流すことなく制御誤差の小さいチルトサーボ系を構築することができ、高精度なチルトサーボによって光ディスクのチルトによって発生するコマ収差を最小にする光ディスクチルト補償装置が実現可能となる。 As a result, the disc AC tilt can be detected by using the signal from the tilt error signal spindle index signal as the control signal of the voltage control amplifier, so that the amplitude of the corresponding tilt frequency is detected as a stable DC signal. Therefore, the voltage control amplifier is controlled using the control signal, and a stable and accurate tilt correction signal can be generated. In particular, it can suppress disk AC tilt components, such as optical disk rotation speed components and second harmonic components, which have large control errors. Therefore, compared to conventional tilt servos, the open-loop gain of the desired frequency can be achieved without increasing the crossover frequency. Therefore, it is possible to construct a tilt servo system with a small control error without flowing a large amount of current through the actuator, and optical disc tilt compensation that minimizes coma caused by tilting of the optical disc by high-precision tilt servo. The device can be realized.
相対的チルト信号と該光ディスクの回転周期と同期したスピンドルインデックス信号の二つの信号間の位相を検出するための位相検出器と、該位相検出後の信号から低周波成分を抽出するためのローパスフィルタ(LPF)を更に具備し、このローパスフィルタの出力信号を前記電圧制御増幅器の増幅率制御信号として用いるようしても良い。
A phase detector for detecting a phase between two signals of a relative tilt signal and a spindle index signal synchronized with the rotation period of the optical disc, and a low-pass filter for extracting a low frequency component from the signal after the phase detection (LPF) may be further provided, and an output signal of the low-pass filter may be used as an amplification factor control signal of the voltage control amplifier.
このようにすれば、電圧制御増幅器の制御信号に、チルトエラー信号スピンドルインデックス信号からPSDを通してLPFで平滑化した、ディスクACチルトの検出ができるので、該当チルト周波数の振幅が安定した直流信号として検出されるので、安定した精度のよい制御信号となり、これを用いて電圧制御増幅器を制御するので、安定した精度のよいチルト補正信号を生成することができる。 In this way, it is possible to detect the disc AC tilt, which is smoothed by LPF from the tilt error signal spindle index signal to the control signal of the voltage control amplifier, and detected as a DC signal with stable amplitude of the corresponding tilt frequency. Therefore, the control signal becomes stable and accurate, and the voltage control amplifier is controlled using this control signal, so that a stable and accurate tilt correction signal can be generated.
これは、PSDとLPFの組み合わせにより、スピンドル回転数が変わっても、その変化に自動的に追従するエラー補正となっている。特に制御誤差の大きい光ディスク回転数成分や、第二高調波成分などのディスクACチルト成分を抑圧することができるので、従来のチルトサーボに比べて、交叉周波数を上げることなく所望の周波数の開ループゲインを大きくすることができるので、アクチュエータに多大な電流を流すことなく制御誤差の小さいチルトサーボ系を構築することができ、高精度なチルトサーボによって光ディスクのチルトによって発生するコマ収差を最小にする光ディスクチルト補償装置が実現可能となる。 This is error correction that automatically follows the change in spindle rotation even if the spindle speed changes due to the combination of PSD and LPF. In particular, it can suppress disk AC tilt components, such as optical disk rotation speed components and second harmonic components, which have large control errors. Therefore, compared to conventional tilt servos, the open-loop gain of the desired frequency can be achieved without increasing the crossover frequency. Therefore, it is possible to construct a tilt servo system with a small control error without flowing a large amount of current through the actuator, and optical disc tilt compensation that minimizes coma caused by tilting of the optical disc by high-precision tilt servo. The device can be realized.
また、本発明の光ディスク装置は、光源から出射された光を光ディスクの記録面上に集光照射することにより情報の記録、または消去等を行うと共に、前記光ディスクからの透過光あるいは反射光を受光素子に検出させるか、あるいは信号検出光学系内で集束させ、その集束光を受光素子に検出させることにより情報を再生する光記録装置、光再生装置、光記録再生装置等の光ディスク装置において、上記した光ディスクチルト補償装置のいずれか一つを具備することを特徴とするものである。 The optical disc apparatus of the present invention records and erases information by condensing and irradiating the light emitted from the light source onto the recording surface of the optical disc, and receives transmitted or reflected light from the optical disc. In an optical disc apparatus such as an optical recording apparatus, an optical reproducing apparatus, an optical recording / reproducing apparatus, etc., for reproducing information by causing the element to detect or converging in a signal detection optical system and causing the light receiving element to detect the focused light. Any one of the optical disc tilt compensation apparatuses described above is provided.
この光記録再生装置は、本発明の光ディスクチルト補償装置を具備しているので、従来のチルトサーボに比べて、交叉周波数を上げることなく所望の周波数の開ループゲインを大きくすることができるので、アクチュエータに多大な電流を流すことなく制御誤差の小さいチルトサーボ系を構築することができ、高精度なチルトサーボによって光ディスクのチルトによって発生するコマ収差を最小にする光ディスクチルト補償装置が実現可能となる。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、リードエラーの少ない、書き込み品質がよい、従来技術の問題点を解決した光ピックアップ並びに当該光ピックアップを備えた情報記録装置及び情報再生装置を実現することが可能となる。 Since this optical recording / reproducing apparatus includes the optical disk tilt compensation apparatus of the present invention, the open-loop gain of a desired frequency can be increased without increasing the crossover frequency compared to the conventional tilt servo, so that the actuator Therefore, it is possible to construct a tilt servo system with a small control error without flowing a large amount of current, and to realize an optical disc tilt compensator that minimizes coma generated by tilting of the optical disc by high-precision tilt servo. As a result, it is possible to form a high-quality beam spot with the coma aberration suppressed to the limit on the optical disc board surface, to reduce the read error, to improve the writing quality, and to solve the problems of the prior art and the optical pickup. An information recording apparatus and an information reproducing apparatus provided can be realized.
従来のチルトサーボに比べて、交叉周波数を上げることなく所望の周波数の開ループゲインを大きくすることができるので、アクチュエータに多大な電流を流すことなく制御誤差の小さいチルトサーボ系を構築することができ、高精度なチルトサーボによって光ディスクのチルトによって発生するコマ収差を最小にする光ディスクチルト補償が実現可能となる。 Compared to the conventional tilt servo, the open loop gain of the desired frequency can be increased without increasing the crossover frequency, so that a tilt servo system with a small control error can be constructed without flowing a large current to the actuator. Optical disk tilt compensation that minimizes coma generated by tilting of the optical disk can be realized by a highly accurate tilt servo.
先ず、4軸アクチュエータ(以下ACTと略すことがある)によるチルト補償原理を示す。図1の説明図に示すように、対物レンズ1(OL)は通常光ディスク(光記録媒体)2と平行に設置されており、アクチュエータ3,3のワイヤーによって支持されている。このような状態で光ディスクの記録面2Aにフォーカシングし、スポット形状を観測すると図1の上に図示するような円形スポット4となる。しかし光ディスク2が図2のようにチルトすると、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。そこで図3に示すようにOL1を4軸ACT3,3により傾け、光ディスク2とOL1を平行にすれば、スポットは再び円形となり、光ディスク2のチルトを補償することができる。4軸ACT3は従来のACTが行っていたフォーカス、トラック制御の他に、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。
First, the principle of tilt compensation by a 4-axis actuator (hereinafter sometimes abbreviated as ACT) is shown. As shown in the explanatory diagram of FIG. 1, the objective lens 1 (OL) is usually installed in parallel with the optical disc (optical recording medium) 2 and supported by the wires of the
図4の概略ブロック図を用いて更に詳しくチルト補償システムを説明する。OL1の下部にOLのチルトを検出するためのOLチルトセンサ5を配置する。OLチルトセンサは、OLのチルトをセンシングし、電気信号に変換する。一方光ディスク側にも光ディスクチルトセンサ(メディアチルトセンサ)6を配置し、光ディスクのチルトをセンシングする。二つのチルトセンサの出力信号の差を取り、補償器7を介してOLACTドライバ8に入力する。OLACTドライバ8は、そのセンサの差信号に従ってOLACTを駆動する。
The tilt compensation system will be described in more detail with reference to the schematic block diagram of FIG. An
次に図4の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SW1はサーボ引き込み回路9に接続され、またSW2はオフとなっている。サーボ引き込み回路9によってサーボ引き込み動作を行い、OLチルトが0のタイミングでSW1を補償器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SW2を接続し、光ディスクチルトセンサ6からの光ディスクチルト信号にOLチルトを追従させる。 Next, the operation of the system of FIG. 4 will be described. When the optical disk is inserted, SW1 is connected to the servo pull-in circuit 9, and SW2 is off. The servo pull-in operation is performed by the servo pull-in circuit 9, and the OL tilt servo is driven by connecting the SW1 to the compensator side at the timing when the OL tilt is zero. Next, SW2 is connected to make the OL tilt follow the optical disc tilt signal from the optical disc tilt sensor 6.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の実施の形態について、図面に従って詳細に説明する。図5に本発明に係るチルトサーボの概略ブロック図を示す。この実施形態のように、制御誤差のネックとなっているディスクACチルトの、1ω、2ω成分だけでも小さくできれば制御誤差は小さくなる。あるいは、この帯域のゲインだけでも大きくできれば、制御誤差は小さくなる。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 shows a schematic block diagram of the tilt servo according to the present invention. As in this embodiment, if only the 1ω and 2ω components of the disk AC tilt, which is the bottleneck of the control error, can be reduced, the control error is reduced. Alternatively, if only the gain in this band can be increased, the control error is reduced.
光ディスクの回転と同期した信号(以下スピンドルインデックス信号)を波形整形し、位相、振幅をチルトエラー信号に基づいて調整し、ACT制御信号に加え、開ループゲインでは抑圧しきれなかった成分を相殺する。チルトエラー信号から各チルト成分を検出するには、PSD(Phase Sensitive Detector)10とLPF(Low Pass Filter)11の組み合わせによるロックイン検出を行い、回転数の変化に対しても俊敏に反応、追従する構成とする。 Waveform shaping of the signal synchronized with the rotation of the optical disk (hereinafter referred to as spindle index signal), adjust the phase and amplitude based on the tilt error signal, and cancel out the components that could not be suppressed by the open loop gain in addition to the ACT control signal . In order to detect each tilt component from the tilt error signal, lock-in detection is performed by a combination of PSD (Phase Sensitive Detector) 10 and LPF (Low Pass Filter) 11, and it reacts and responds quickly to changes in the rotational speed. The configuration is as follows.
ディスクチルトセンサ6からのディスクチルト信号、OLチルトセンサ5からのOLチルト信号の差をとり、チルトエラー信号とする。チルトエラー信号に基づき補償器7により4軸ACT駆動信号を生成する。この信号でACTを駆動し、ディスクチルトと一致するようにOLを傾斜させる。OLチルトセンサ5はOLチルトを検出し、チルトエラーの演算にフィードバックする。ここまでの構成は従来型チルトサーボである。本実施形態の制御法では、チルトエラー信号を分岐し、スピンドルインデックスからのディスク回転と同期した信号を、PSD10を用いてチルトエラー信号に掛け合わせる。
The difference between the disc tilt signal from the disc tilt sensor 6 and the OL tilt signal from the
この信号をスピンドル回転周波数よりも低い周波数のLPF11に通すと、チルトエラー信号のスピンドルインデックスと一致した周波数の成分のみが直流電圧に変換され出力される。この直流信号をゲインの制御信号とした電圧制御増幅器(以下VCA:Voltage Controlled Amplifier)12にスピンドル制御信号を通すと、チルトエラー信号からスピンドルに一致した周波数成分を抽出できる。この信号を補償器出力に加算し、4軸ACT3を駆動すると、スピンドル回転数に同期した周波数のゲインが閉ループで小さくなり、チルトエラー信号で大きい周波数成分である1ω成分が除去できる。
When this signal is passed through the
本実施例では、相対チルト信号を得るのにOLチルトセンサ5とディスクチルトセンサ6の2つのチルトセンサを用い、個別にチルトを検出し、その差を計算することにより相対チルト信号としているが、これに限定するものではなく、例えば対物レンズホルダなどのOLと一緒に可動する部分にディスクチルトセンサを設け、相対チルト信号を直接検出するチルト方式を用いてもよい。あるいは、チルトセンサは設けず、例えばRF信号やプッシュプル信号などの信号から相対チルト信号を得てもよい。
In this embodiment, the
〔第2実施形態〕
上述の第1実施形態では、信号の取り出し口を補償器7の前、重畳口を補償器7の後にしているが、逆にしても可能である。以下では、このように信号の取り出し口と重畳口とを逆にした第2の実施形態の場合について説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment described above, the signal extraction port is provided before the
図6は、図5の概略ブロック図相当の回路を、より具体的なブロックで示したチルトサーボブロック詳細図を示している。この図6では、入力信号はディスクチルトを再現した模擬信号となっている。図7に模擬チルト信号発生器20のブロック図を示す。チルト1ω成分(40Hz、6.0m/s相当)を発振器21で発生させ、センサノイズに相当するランダムノイズを重畳している。ランダムノイズ22には、センサの周波数特性に合わせてカットオフ200HzのLPF23を挿入し、センサ出力の高周波成分を除去している。また、チルト1ω成分を分岐し2値化部24で2値化して簡易的にスピンドルインデックス信号として出力している。
FIG. 6 is a detailed view of the tilt servo block showing a circuit corresponding to the schematic block diagram of FIG. 5 in a more specific block. In FIG. 6, the input signal is a simulated signal that reproduces the disc tilt. FIG. 7 shows a block diagram of the simulated
このスピンドルインデックス信号からディスクチルトエラーに加える信号を作成する。そのために、まず図8にブロック図で示す直交2相信号発生器30により、入力のスピンドルインデックス信号から、2相信号すなわち位相が90degずれた2つの信号を生成する。スピンドルインデックス信号はDuty50%の矩形波信号とし、この信号をカットオフ60Hzの8次バターワースLPF31を通し1ω成分のサイン波を抽出する。この信号を微分してコサイン波を得、両親号を再び2値化し、90deg位相のずれた2つの矩形波信号を生成する。この直交2相信号はそれぞれ別々のPSD1,PSD2(Phase Sensitive Detector)でエラー信号と掛け合わされる。
A signal to be added to the disc tilt error is created from this spindle index signal. For this purpose, first, a quadrature two-
チルトエラー信号はリードラグフィルタ41後のAct Cont信号から取り出す。各PSDの出力は、スピンドルインデックスと同期したチルトエラー信号のみ直流電圧として出力されるので(実際は脈流)、LPF1、LPF2でDC成分のみを取り出す。これらのLPFは8次バターワースLPFであり、カットオフ10Hzにしているが、このカットオフの設定によりこの制御器の応答特性が決まる。このCos DC, Sin DC を電圧制御信号としてVCA1,VCA2(voltage Controlled Amplifier)に入力し、電圧振幅変調を掛けられる信号を直交2相信号Rect Cos, Rect Sin とする。ただしこの信号Rect Cos, Rect Sin は矩形波であるので、それぞれLPF C1, LPF C2を通し、サイン波に直してからVCA1, VCA2に入力する。2つのVCA出力信号を加算し、振幅、位相調整し、制御ループに戻す。加算する場所はリードラグフィルタ41の直前とし、ここのTilt Error 信号に加算する。スピンドルインデックス信号は本来チルトAC成分とは関係ない位相で出力しているので(周波数は一致するが)、位相調整器42を入れてディスクチルトの位相との間で最もエラー信号が小さくなるように調整する必要がある。
The tilt error signal is extracted from the Act Cont signal after the
図6のブロック図に基づいて行ったチルト制御誤差のシミュレーション結果を示す。
〔補正前〕まず、図6のブロック図のTilt Error に注入する補正信号を切った状態、すなわち既知の通常のチルトサーボと等価の状態で、疑似チルト信号を入力したときの各部の波形を観測した。図9にその観測波形を示す。入力には上段のディスクチルト波形が印加されている。これは、±0.1[deg]、40Hzの信号に、±0.001[deg]のランダムノイズが重畳されている。
The simulation result of the tilt control error performed based on the block diagram of FIG. 6 is shown.
[Before correction] First, the waveform of each part was observed when the pseudo tilt signal was input with the correction signal injected into the Tilt Error in the block diagram of FIG. 6 turned off, that is, in a state equivalent to a known normal tilt servo. . FIG. 9 shows the observed waveform. The upper disc tilt waveform is applied to the input. In this case, random noise of ± 0.001 [deg] is superimposed on a signal of ± 0.1 [deg] and 40 Hz.
図において、横軸は時間t[s]であり、上段の波形は、出力であるOLチルト信号[deg](OL Tilt)およびディスクチルト信号[deg](Disc Tilt)を、また、下段の波形は、チルトエラー信号[deg](Tilt Error)を示している。ディスクチルト信号とOLチルト信号はほぼ一致しており、正しくチルトサーボがかかっていることがわかる。よく見るとディスクチルト信号の内側にOLチルト信号が観測され、この差がチルトエラーである。下段はチルトエラー信号であり、上段ディスクチルト信号からOLチルト信号を引いた波形に相当する。±0.01[deg]の40Hzの交流波形が観測されており、40Hzにおいて約一桁=20dBの圧縮率となっている。図10(ボード線図)に、制御前のチルト補正系の開ループ特性、閉ループ特性を示す。周波数40Hzで開ループ伝達関数のゲインは20.2dBあり、図3の40Hzチルト信号の入力波形とチルトエラー信号の振幅の比と一致する。 In the figure, the horizontal axis is time t [s], and the upper waveform shows the output OL tilt signal [deg] (OL Tilt) and disc tilt signal [deg] (Disc Tilt), and the lower waveform. Indicates a tilt error signal [deg] (Tilt Error). The disc tilt signal and the OL tilt signal are almost the same, indicating that the tilt servo is correctly applied. If you look closely, an OL tilt signal is observed inside the disc tilt signal, and this difference is a tilt error. The lower row is a tilt error signal, which corresponds to a waveform obtained by subtracting the OL tilt signal from the upper disc tilt signal. An AC waveform of 40 Hz at ± 0.01 [deg] is observed, and the compression rate is about one digit = 20 dB at 40 Hz. FIG. 10 (Board diagram) shows the open loop characteristics and the closed loop characteristics of the tilt correction system before control. The gain of the open loop transfer function at a frequency of 40 Hz is 20.2 dB, which matches the ratio of the input waveform of the 40 Hz tilt signal and the amplitude of the tilt error signal in FIG.
図9に示したチルト信号波形をフーリエ変換したグラフ(チルト信号波形の周波数特性(振幅特性))を図11に示す。同図において、横軸:周波数(解析次数)であり、各波形は、図中に付記してあるように:OLチルト信号[deg](OL Tilt)、:ディスクチルト信号[deg](Disc Tilt)、:チルトエラー信号[deg](Tilt Error)である。 A graph (Frequency characteristic (amplitude characteristic) of the tilt signal waveform) obtained by Fourier transform of the tilt signal waveform shown in FIG. 9 is shown in FIG. In this figure, the horizontal axis is frequency (analysis order), and each waveform is as indicated in the figure: OL tilt signal [deg] (OL Tilt): Disc tilt signal [deg] (Disc Tilt ),: Tilt error signal [deg] (Tilt Error).
OLチルト信号とディスクチルト信号の周波数特性はよく一致しており、各周波数帯域において正しくチルトサーボがかかっていることがわかる。横軸は計算次数を表し(リニア表示)、目盛の31近くの周波数が40Hzである。目盛100近傍で周波数は78Hzであり、この横軸に表示されている周波数領域ではOLチルト信号に対して約一桁、すなわち20dB下にチルトエラー信号がある。図10のボード線図とも一致する。
目盛の31近くの周波数40Hzに鋭いピークがあり、これはディスクの1ω成分のチルトである。通常のチルトサーボでは、周波数特性においてチルトエラー信号はディスクチルト信号の開ループゲイン分の一(本シミュレーションでは20dB下)であるので、図11のようにチルトの鋭いピークがあると、その周波数の制御誤差が誤差全体で支配的となる。
The frequency characteristics of the OL tilt signal and the disc tilt signal are in good agreement, and it can be seen that the tilt servo is correctly applied in each frequency band. The horizontal axis represents the calculated order (linear display), and the frequency near 31 on the scale is 40 Hz. In the vicinity of the
There is a sharp peak at a frequency of 40 Hz near 31 of the scale, which is the tilt of the 1ω component of the disc. In a normal tilt servo, the tilt error signal in the frequency characteristics is a fraction of the open-loop gain of the disc tilt signal (20 dB lower in this simulation). Therefore, if there is a sharp peak as shown in FIG. The error is dominant over the entire error.
〔補正後〕次に、図6のブロック図のTilt Error に補正信号を注入した制御状態で、疑似チルト信号を入力したときの各部の波形を観測した。図12にその観測波形を示す。入力には上段のディスクチルト波形が印加されている。±0.1[deg]、40Hzの信号に、±0.001[deg]のランダムノイズが重畳されている。出力であるOLチルト信号は、上段の波形で、ディスクチルト波形とほとんど重なっている。 [After Correction] Next, in the control state in which the correction signal is injected into the Tilt Error in the block diagram of FIG. 6, the waveform of each part when the pseudo tilt signal is input was observed. FIG. 12 shows the observed waveform. The upper disc tilt waveform is applied to the input. Random noise of ± 0.001 [deg] is superimposed on the ± 0.1 [deg], 40 Hz signal. The output OL tilt signal is the upper waveform, which almost overlaps the disc tilt waveform.
ディスクチルト信号とOLチルト信号はほぼ一致しており、正しくチルトサーボがかかっていることがわかる。経過時間が0.15秒以内でディスクチルト信号の内側にOLチルト信号が観測され、この差がチルトエラーである。0.15秒以降はディスクチルト信号とOLチルト信号は完全に一致していることが判る。下段はチルトエラー信号であり、上段ディスクチルト信号からOLチルト信号を引いた波形である。経過時間が0.15秒以内で±0.01[deg]の40Hzの交流波形が観測されている。0.15秒以降は±0.01[deg]の40Hzの交流波形は小さくなり、ランダムノイズ成分が支配的となる。 The disc tilt signal and the OL tilt signal are almost the same, indicating that the tilt servo is correctly applied. An OL tilt signal is observed inside the disc tilt signal within an elapsed time of 0.15 seconds, and this difference is a tilt error. It can be seen that the disc tilt signal and the OL tilt signal completely match after 0.15 seconds. The lower row is a tilt error signal, which is a waveform obtained by subtracting the OL tilt signal from the upper disc tilt signal. An AC waveform of 40Hz with ± 0.01 [deg] is observed within an elapsed time of 0.15 seconds. After 0.15 seconds, the 40Hz AC waveform of ± 0.01 [deg] becomes smaller, and the random noise component becomes dominant.
図12中で中段の波形はVCAの制御信号であり、0.1秒以内では0、その後信号は下降し、0.15秒以降は-2で一定となっている、0.15秒以内では、チルトエラー信号とスピンドルインデックスの同期検出が安定しておらず、正しい補正ができていないことがわかる。0.15秒以降は同期検出が安定し、チルトエラー信号も小さくなっている。この信号が安定になるまでの時間は、図6のLPF1、LPF2のカットオフに依存しており、本シミュレーションでは10Hz=0.1秒となっていることがわかる。カットオフ周波数を高くすると安定になるまでの時間は減少するが、逆に安定域の安定度が低下するため、必要以上にカットオフ周波数を上げることはできない。 The middle waveform in FIG. 12 is a VCA control signal, which is 0 within 0.1 seconds, then the signal falls, and is constant at -2 after 0.15 seconds, and within 0.15 seconds, the tilt error signal and spindle It can be seen that index synchronization detection is not stable and correct correction is not performed. After 0.15 seconds, synchronization detection is stable and the tilt error signal is small. The time until this signal becomes stable depends on the cutoffs of LPF1 and LPF2 in FIG. 6, and it can be seen that 10 Hz = 0.1 seconds in this simulation. When the cutoff frequency is increased, the time until stabilization is reduced, but on the contrary, the stability of the stable region is lowered, so that the cutoff frequency cannot be increased more than necessary.
図12のチルト信号が安定領域に入っているときの波形をフーリエ変換したグラフを図13に示す。OLチルト信号とディスクチルト信号の周波数特性はよく一致しており、各周波数帯域において正しくチルトサーボがかかっていることがわかる。横軸は計算次数を表し(リニア表示)、目盛の31近くの周波数が40Hzである。目盛100近傍で周波数は78Hzであり、この横軸に表示されている周波数領域ではOLチルト信号に対して約一桁以上、すなわち20dBより下にチルトエラー信号がある。目盛の31近くの周波数40Hzに鋭いピークがあり、これはディスクの1ω成分のチルトである。図11の補正前でのチルトエラー信号は、このピークがディスクチルト信号に対して約20dB下であった。
FIG. 13 shows a graph obtained by Fourier transforming the waveform when the tilt signal in FIG. 12 is in the stable region. The frequency characteristics of the OL tilt signal and the disc tilt signal are in good agreement, indicating that the tilt servo is correctly applied in each frequency band. The horizontal axis represents the calculated order (linear display), and the frequency near 31 on the scale is 40 Hz. In the vicinity of the
このように、図13に示す補正後では、ディスクチルトは同じ0.1[deg]であるが、チルトエラー信号は40Hzのピークが観測されず、レベルは0.0004[deg]となっており、補正前の0.01degを遙かに下回る値となっている。40Hzのピークが除去されたことにより、制御誤差は著しく低下し、メインループの開ループゲインを上げることなく制御誤差を小さくすることができることが示された。また、PSD入力に2相の矩形波を入力しているので、基本波成分の補正で第三高調波、第五高調波などの奇数高調波成分の抑圧効果もある。 Thus, after the correction shown in FIG. 13, the disc tilt is the same 0.1 [deg], but the peak of the tilt error signal is not observed and the level is 0.0004 [deg]. The value is far below 0.01deg. It has been shown that the removal of the 40 Hz peak significantly reduces the control error and can reduce the control error without increasing the open loop gain of the main loop. In addition, since a two-phase rectangular wave is input to the PSD input, correction of the fundamental wave component also has an effect of suppressing odd harmonic components such as the third harmonic and the fifth harmonic.
DSP内のアルゴリズムで実現可能であり、コストアップなしで高精度な制御ができる。
また、PSDとLPFの組み合わせにより、スピンドル回転数が変わっても、その変化に自動的に追従するエラー補正となっている。
It can be realized with an algorithm in the DSP, and high-precision control can be performed without increasing the cost.
In addition, the combination of PSD and LPF provides error correction that automatically follows changes in the spindle rotation speed.
〔第3実施形態〕
第2実施形態では、基本波成分の抑圧シミュレーションを行ったが、第二高調波成分やその上の高調波成分のチルト補正も可能である。
図14に第3の実施形態である、PLLを用いた2ω成分の発生部40の構成をブロック図で示す。図6に示したと同様のシステム(チルトサーボブロック)において、スピンドルインデックス出力が直交2相信号発生器20に入るまでの間にPLL(Phase Locked Loop)を挿入しスピンドル1ω成分から2ω成分を生成する。直接2ω成分が得られる場合はPLLを挿入する必要はない。また、直交2相信号発生器で1ω成分から直接2ω直交2相信号を生成できる場合もPLLは不要である。システムの他のブロックは図6のブロックと同様である。図14に示すようなブロックを挿入することにすることにより、ディスクの2ω成分に局在化したディスクACチルトによる残留チルトを除去することができる。また、PSD入力に2相の矩形波を入力しているので、2ω成分の補正で第4高調波、第6高調波などの偶数高調波成分の抑圧効果も有している。
[Third Embodiment]
In the second embodiment, the suppression simulation of the fundamental wave component is performed, but tilt correction of the second harmonic component and higher harmonic components is also possible.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a
この他、図6のようなサブループを1ω成分用と2ω成分用と用意し、並列に接続することで、1ω成分と2ω成分を両方除去することができる。また、PLLを利用して3ω以上の成分を作り補正することにより、任意の周波数成分の残留チルトを除去することもできる。 In addition, it is possible to remove both the 1ω component and the 2ω component by preparing sub-loops as shown in FIG. 6 for the 1ω component and the 2ω component and connecting them in parallel. Also, residual tilt of an arbitrary frequency component can be removed by creating and correcting a component of 3Ω or more using a PLL.
1…OL(対物レンズ)
2…光ディスク(光記録媒体)
3…アクチュエータ(4軸ACT)
5…OLチルトセンサ
6…光ディスクチルトセンサ(メディアチルトセンサ)
7…補償器
8…OLACTドライバ
9…サーボ引き込み回路
10…PSD(Phase Sensitive Detector)
11…LPF(Low Pass Filter)
12…電圧制御増幅器(Voltage Controlled Amplifier)
20…模擬チルト信号発生器
21…発振器
22…ランダムノイズ
23…LPF
24…2値化部
30…直交2相信号発生器
31…LPF
40…2ω成分の発生部
100…チルト補償システム
1 ... OL (objective lens)
2 ... Optical disc (optical recording medium)
3 ... Actuator (4-axis ACT)
5 ... OL tilt sensor 6 ... Optical disc tilt sensor (media tilt sensor)
7 ... Compensator 8 ... OLACT driver 9 ... Servo pull-
11 ... LPF (Low Pass Filter)
12 ... Voltage Controlled Amplifier
20 ... Simulated tilt signal generator 21 ...
24 ...
40...
Claims (4)
前記光ディスクの回転周期と同期したスピンドルインデックス信号を波形整形し、位相、振幅をチルトエラー信号に基づいて調整することにより、前記対物レンズチルトアクチュエータ駆動信号の補正信号を生成し、該補正信号を光ディスクチルト制御閉ループ内に注入する事により光ディスクのチルトを補償する、ことを特徴とする光ディスクチルト補償装置。 An objective lens for condensing and irradiating the light emitted from the light source onto the recording surface of the optical disc, and an objective lens tilt actuator for tilting the objective lens based on the relative tilt of the objective lens and the optical disc; Comprising a compensator and an objective lens tilt actuator driver for generating a relative tilt signal to be a drive signal of the objective lens tilt actuator;
A spindle index signal synchronized with the rotation period of the optical disc is shaped, and a phase and amplitude are adjusted based on a tilt error signal, thereby generating a correction signal for the objective lens tilt actuator drive signal. An optical disc tilt compensator characterized in that the tilt of an optical disc is compensated by being injected into a tilt control closed loop.
請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の光ディスクチルト補償装置を具備することを特徴とする光ディスク装置。 Information is recorded or erased by condensing and irradiating the light emitted from the light source onto the recording surface of the optical disc, and transmitted light or reflected light from the optical disc is detected by the light receiving element, or signal detection is performed. In an optical disk device such as an optical recording device, an optical reproducing device, an optical recording / reproducing device, etc. that reproduces information by focusing in an optical system and causing the light receiving element to detect the focused light,
Optical disk apparatus characterized by comprising an optical disc tilt compensation apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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