JP5076846B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

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Description

本発明は光ディスク装置に関し、特に光ディスクとレーザ光の光軸との傾き(チルト)制御に関する。
光ディスク装置において、光ディスクとレーザ光の光軸とが傾いた状態(チルト状態)ではデータの記録再生を安定して行うことができない問題がある。そこで、従来より光ディスク装置にチルトセンサを設けてチルト量を検出し、これにより光ピックアップの傾きを調整する技術が提案されている。
図10に、従来のチルトセンサ付き光ディスク装置の概略構成を示す。光ディスク10はスピンドルモータ12により回転駆動される。光ピックアップ14は光ディスク10に対向配置される。光ピックアップ14からのレーザ光は光ディスク10に照射されて反射し、光ピックアップ14内のフォトディテクタで電気信号に変換される。光ピックアップ14からの信号はRF信号処理部22に供給され、トラッキングエラー信号TE及びフォーカスエラー信号FEを生成してそれぞれトラッキング制御部50及びフォーカス制御部52に供給する。トラッキング制御部50は光ピックアップ14のトラッキングを制御し、フォーカス制御部52は光ピックアップ14のフォーカスを制御する。
光ピックアップ14とは別個に光ディスク10に対向してチルトセンサ54が設けられ、チルトセンサ54で検出されたチルト量はチルト駆動部56に供給される。チルト駆動部56は、チルトセンサ54で検出されたチルト量をゼロとするように光ピックアップ14の傾きを調整し、光ディスク10に対してレーザ光の光軸が略垂直となるように制御する。
しかしながら、このようにチルトセンサ54を光ピックアップ14とは別個に設けてチルト量を検出する構成では、チルトセンサ54からのチルトエラー信号が光ディスク10と光ピックアップ14との傾き量を正確に反映していない問題がある。また、チルトセンサ54を別個に設けるため装置全体のコスト増加を招く問題もある。
一方、チルトセンサ54を設けることなくチルト量を調整する技術も知られている。例えば、下記に示す特許文献1では、2分割フォトディテクタの差信号であるプッシュプル信号を用いてトラック上に位置制御されたトラッキングオンの状態で、予め光ディスクに形成された第1シフトピットからの反射光を2分割フォトディテクタで受光し、第1、第2受光素子からの出力の差である第1差信号と、第1シフトピットに続く第2シフトピットからの反射光を2分割フォトディテクタで受光し、第1、第2受光素子からの出力の差である第2差信号とを比較することにより光ディスクの記録面の傾きを検出することが記載されている。
特開2001−312833号公報
しかしながら、上記従来技術では第1差信号と第2差信号とを比較することによりチルト量を検出しており、光ディスクと光ピックアップとの組み合わせによっては信号品質の影響により差信号同士の比較ではチルト量を正確に検出できない問題がある。例えば、ある光ピックアップを用いた場合では差信号自体のノイズの影響により両信号を比較しても十分な差異が生じずにチルト量を正確に評価することが困難な場合が生じ得る。
本発明の目的は、別個にチルトセンサを設けることなく、かつ、任意の光ディスクと光ピックアップの組み合わせにおいてもチルト量を正確に検出してチルト制御することが可能な光ディスク装置を提供することにある。
本発明は、トラック中心からトラック幅方向の第1方向及びこれと反対の第2方向にそれぞれずらせて形成された第1プリピットと第2プリピットを有する光ディスクに対してデータの記録再生を行う光ディスク装置であって、前記光ディスクのランドトラックでは前記第1プリピットは内周側に形成され前記第2プリピットは外周側に形成され、グルーブトラックでは前記第1プリピットは外周側に形成され前記第2プリピットは内周側に形成され、前記第1プリピットの再生エラーレートである第1エラーレートと前記第2プリピットの再生エラーレートである第2エラーレートを検出するエラーレート検出手段と、前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分を演算する演算手段と、前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分に応じ、前記差分の大きさが所定値以下となるように前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整するチルト制御手段とを有し、前記チルト制御手段は、前記差分の符号及び前記トラックが前記ランドトラックであるか前記グルーブトラックであるかに応じて前記レーザ光の光軸の傾きを調整する方向を決定することを特徴とする。
また、本発明は、トラック中心からトラック幅方向の第1方向及びこれと反対の第2方向にそれぞれずらせて形成された第1プリピットと第2プリピットを有する光ディスクに対してデータの記録再生を行う光ディスク装置であって、前記第1プリピットの再生エラーレートである第1エラーレートと前記第2プリピットの再生エラーレートである第2エラーレートを検出するエラーレート検出手段と、前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分を演算する演算手段と、前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分に応じ、前記差分の大きさが所定値以下となるように前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整する際に、データの記録モードがシーケンシャルライトかランダムライトかに応じて前記レーザ光の光軸の傾きを調整する調整量を変化させるチルト制御手段とを有することを特徴とする
また、本発明は、トラック中心からトラック幅方向の第1方向及びこれと反対の第2方向にそれぞれずらせて形成された第1プリピットと第2プリピットを有する光ディスクに対してデータの記録再生を行う光ディスク装置であって、前記第1プリピットの再生エラーレートである第1エラーレートと前記第2プリピットの再生エラーレートである第2エラーレートを検出するエラーレート検出手段と、前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分を演算する演算手段と、前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分に応じ、前記差分の大きさが所定値以下となるように前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整する際に、データの記録モードがシーケンシャルライトである場合にデータ記録とともに前記レーザ光の光軸の傾きを調整し、前記記録モードがランダムライトである場合にデータ記録に先だって前記レーザ光の光軸の傾きを調整するチルト制御手段とを有することを特徴とする
本発明によれば、第1エラーレートと第2エラーレートの差分を用いてチルト調整するので、チルト量を正確に検出して制御することができ、これにより記録再生特性を向上させることができる。
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図1に、本実施形態における光ディスク装置の構成図を示す。光ディスク10は、スピンドルモータ12によりCAVあるいはCLV回転駆動される。光ピックアップ14は、光ディスク10に対向配置され、記録パワーのレーザ光を光ディスク10に照射してデータを記録するとともに、再生パワーのレーザ光を照射して記録データを再生する。記録時には、コントローラ20からの記録データをエンコーダ18にて変調し、さらにLD駆動部16にて駆動信号に変換して光ピックアップ14のレーザダイオードLDを駆動する。再生時には、光ピックアップ14の4分割フォトディテクタで電気信号に変換された戻り光量をRF信号処理部22に供給し、さらにデコーダ24にて復調した後、再生データとしてコントローラ20に供給する。
RF信号処理部22は、アンプやイコライザ、2値化部、PLL部等を有し、RF信号をブーストした後に2値化し、同期クロックを生成してデコーダ24に供給する。また、再生RF信号はプリピット検出部26にも供給する。
プリピット検出部26は、光ディスク10にプリピットが形成されている場合に、再生RF信号に含まれるプリピットの信号成分を抽出し、コントローラ20に供給する。
コントローラ20は、マイコン等で構成され、記録データをエンコーダ18に供給する。エンコーダ18は、記録データを変調してLD駆動部16に供給する。また、コントローラ20は、プリピット情報に基づいて光ディスク10に対するレーザ光の光軸の傾き、すなわちチルト量を検出する。そして、検出されたチルト量に応じ、チルトが小さくなる、すなわち光ディスク10の記録再生面に対してレーザ光の光軸が略垂直となる位置を探索すべく、制御信号をチルト駆動部30に供給する。チルト駆動部30は、コントローラ20からの制御信号に基づいて光ピックアップ14の傾きを調整する。
図8に、光ディスク10に形成されるプリピットの一例を示す。DVD−RAMの場合である。DVD−RAMの1セクタはヘッダ部及びデータ部から構成され、ヘッダ部には4つのアドレス情報ID1、ID2、ID3、ID4がエンボス形成される。ID1〜ID4のいずれかを再生することで当該セクタのアドレス情報を得ることができる。ID1とID2は同一半径位置に形成され、ID3とID4も同一半径位置に形成される。ID1、ID2とID3、ID4は光ディスク10の半径方向に対して離間して配置される。すなわち、ID1とID2はトラック中心からトラック幅方向(半径方向)の第1方向に所定量だけずらせて第1プリピットを構成し、ID3とID4はトラック中心からトラック幅方向の第2方向(第2方向は第1方向とは反対方向)に所定量だけずらせて第2プリピットを構成する。光ピックアップ14からのレーザ光のスポット100が図中右方向に移動する(光ディスク10が回転して左方向に移動する)と、まずID1とID2が検出され、次にID3とID4が検出されることになる。DVD−RAMでは記録密度向上のためランドとグルーブにデータが記録されるが、ランドに着目すると、ID1とID2は内周側に形成され、ID3とID4は外周側に形成される。グルーブに着目すると、ID1とID2は外周側に形成され、ID3とID4は内周側に形成される。ランドとグルーブではアドレス情報の位置が異なるため、このような位置の相違に基づいてランドとグルーブとを互いに識別することができる。図には、光ディスク10からの戻り光を電気信号に変換する4分割フォトディテクタの配置も示す。4分割フォトディテクタはA〜Dの4つのディテクタから構成され、(A+D)及び(B+C)で半径方向に2分割されたフォトディテクタをそれぞれ構成する。オントラック状態、すなわちトラッキング制御されて光スポットがトラックの略中心に位置する状態において、ランドでは(A+D)でID1とID2を検出し、(B+C)でID3とID4を検出する。また、グルーブでは(A+D)でID3とID4を検出し、(B+C)でID1とID2を検出する。
図9に、4分割フォトディテクタA、B、C、Dからの信号のすべての和である(A+B+C+D)の信号、すなわち半径方向に2分割されたフォトディテクタ(A+D)、(B+C)の2つの信号の和信号を示す。光スポット100は、ID1、ID2、ID3、ID4の順に検出するため、和信号にもID1信号、ID2信号、ID3信号、ID4信号がこの順に出現する。また、オントラック状態ではこれらID1信号〜ID4信号の振幅は等しくなる。ところが、光ディスク10に対してレーザ光の光軸が垂直から傾くと、スポット収差が発生するため和信号の振幅に相違が生じる。例えば、ランドにおいてレーザ光の光軸が内周側に傾くとID1信号及びID2信号の振幅に対してID3信号とID4信号の振幅が減少する。振幅差が大きくなるにつれ、相対的に振幅が小さくなる側の信号品質が劣化するため、該当部のアドレスエラーレート(AER)が悪化することになる。例えば、ランドにおいてレーザ光の光軸が内周側に傾くとID3信号とID4信号の振幅が小さくなるためID3とID4のAERが悪化する。ここで留意すべきは、チルトによる振幅差に比べて、チルトによるAERの悪化の度合いが著しいことであり、チルトによる影響は、振幅差よりもAERの方が格段に大きいということである。言い換えれば、AERはチルトによる影響を拡大して評価できるパラメータであるということである。本実施形態では、このような事実に着目し、AERを検出することでチルト量を正確に検出する。
図2に、ランド(LND)とグルーブ(GRV)における、ID1とID2の再生信号(これをID1+ID2とする)のアドレスエラーレートAER、及びID3とID4の再生信号(これをID3+ID4とする)のアドレスエラーレートAERのチルト角依存性を示す。チルト角は、光軸が内周側に傾く場合をマイナス、外周側に傾く場合をプラスとしている。ランド(LND)に着目すると、チルト角がマイナス方向に増大するとID1+ID2のAERはほぼ一定であるのに対し、ID3+ID4のAERは急激に増大する。一方、チルト角がプラス方向に増大するとID1+ID2のAERは急激に増大するのに対し、ID3+ID4のAERはほぼ一定あるいは緩やかに増大する。
図3に、ランド(LND)の場合のチルト角とAERとの関係をグラフ化して示す。また、図4に、グルーブ(GRV)の場合のチルト角とAERとの関係をグラフ化して示す。図3において、チルト角がマイナス方向に増大するとID3+ID4のAERが急峻に増大し、その一方でID1+ID2のAERがほぼ一定あるいは穏やかに増大する結果、ID3+ID4のAERとID1+ID2のAERとの間に大きな乖離が生じる。チルト角がプラス方向に増大すると、逆にID1+ID2のAERが急峻に増大してID1+ID2のAERとID3+ID4のAERの間に大きな乖離が生じる。したがって、ID1+ID2のAERとID3+ID4のAERとの差分の符号によりチルト角がプラスとマイナスのいずれであるかを判別することができるとともに、差分の絶対値によりチルト角がどの程度であるかを評価することもできる。例えば、ランドトラックにおいて、ID1+ID2のAERがID3+ID4のAERよりも著しく大きい、具体的には所定の判定しきい値よりも大きい場合にはチルト角はプラスであって例えば0.45deg程度であると評価できる。コントローラ20は、このようなID1+ID2のAERと、ID3+ID4のAERの差分の符号及び絶対値がチルト角に応じて変化することを用いてチルト角を検出し、チルト角がほぼゼロとなるように制御する。図3及び図4から、チルト角がゼロというのはID1+ID2のAERとID3+ID4のAERがともにゼロであること、あるいは完全にゼロでなくともID1+ID2のAERとID3+ID4のAERが所定値以下のほぼ等しい値であることを意味することがわかる。
図5に、本実施形態の処理フローチャートを示す。まず、コントローラ20は、ID1+ID2のアドレスエラーレートAER、及びID3+ID4のアドレスエラーレートAERを検出し、これらの差分を演算する(S101)。そして、両AERの差分の大きさ、つまり絶対値が所定値以下であるか否かを判定する(S102)。差分の絶対値が所定値以下である場合、すなわちID1+ID2のAERとID3+ID4のAERの間に実質的に大きな差がない場合には、チルト調整は既に終了していると判定し(S105)、データの記録を行う(S106)。
一方、差分の絶対値が所定値を超える場合、チルト角が存在することになるから、差分の符号により現在のチルトの方向を決定する(S103)。具体的には、差分として、差分=(ID1+ID2)のAER−(ID3+ID4)のAERと定義し、記録すべきトラックがランドトラックである場合、差分>0であれば現在のチルト角はプラス、つまり外周側に傾いていると決定し、差分<0であれば現在のチルト角はマイナス、つまり内周側に傾いていると決定する。もちろん、記録すべきトラックがグルーブであれば、差分>0であれば現在のチルト角はマイナスであり、差分<0であれば現在のチルト角はプラスであると決定する。そして、S103で決定した現在のチルト角及び差分の絶対値に応じてチルトを調整する(S104)。具体的には、チルト角がプラスである場合、光軸をマイナスの方向に所定量だけ傾けて補正する。また、チルト角がマイナスである場合、光軸をプラスの方向に所定量だけ傾けて補正する。所定量は、差分の絶対値に応じて決定する。例えば、差分の絶対値が小さい場合には小さく、差分の絶対値が大きい場合には大きく設定する等である。チルト調整した後、再びAERの差分を演算し(S101),差分の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する(S102)。チルト調整の結果、差分の絶対値が所定値以下となればチルト調整を終了してデータの記録を開始し(S105、S106)、チルト調整を行っても未だ差分の絶対値が所定値を超える場合には再び差分の符号によりチルトの方向を決定してチルトを再調整する(S104)。以上のように、チルト調整、差分演算、差分の絶対値と所定値との比較の各処理を繰り返し実行し、差分の絶対値が所定値以下となるまで繰り返し実行する。S104でのチルト調整の際に、現在のチルト角がプラスであれば次にマイナスとなるように所定量を決定し、現在のチルト角がマイナスであれば次にプラスとなるように所定量を決定してもよい。S101〜S104の処理を繰り返すことで差分の絶対値は順次減少し、最終的に差分値が所定値以下となった時点でチルト調整を終了し、その時点のチルト角でデータを記録する。
図6に、図5の処理を模式的に示す。最初にチルト角がθ1であるとする。このとき、ID1+ID2のAERは図中Pであり、ID3+ID4のAERは図中Qである。差分はΔAER(1)=P−Qであり、この差分ΔAER(1)が所定値より大きいとしてチルト調整が行われる。差分ΔAER(1)>0であるのでチルト角はプラスであり、チルト調整ではチルト角をマイナス方向に調整する。その結果、チルト角がθ2に変化する。このとき、ID1+ID2のAERは図中Rであり、ID3+ID4のAERは図中Sである。差分はΔAER(2)=R−Sである、この差分ΔAER(2)が所定値より小さいとしてチルト調整が完了する。θ2は正確にはゼロではないが、十分低いエラーレートであれば記録再生特性に影響はない。
このように、本実施形態ではID1+ID2のアドレスエラーレートと、ID3+ID4のアドレスエラーレートの相違を用いてチルト制御するものであり、エラーレートはチルト角に応じて急峻に、言い換えれば敏感に反応するパラメータであるため、チルト角を正確に評価して精度のよい、かつ安定性の高いチルト制御を行うことができる。
なお、本実施形態ではデータ記録に先立ってチルト制御する場合について説明したが、データ記録のモードに応じてチルト調整の方法を変えることもできる。
図7に、シーケンシャルライトとランダムライトの場合におけるチルト調整のフローチャートを示す。図5におけるS104の処理である。S102で差分値が所定値を超えると判定され、S103でランドとグルーブを考慮しつつ差分の符号によりチルトの方向を決定した後、現在の記録モードが記録すべきアドレスが連続するシーケンシャルライトであるか否かを判定する(S201)。シーケンシャルライトでなく記録すべきアドレスが不連続であるランダムライトである場合、データ記録を中断し(S202)、チルトの調整量を所定のΔθ1として調整する(S203)。このΔθ1は比較的大きく設定できる。一方、記録モードがシーケンシャルライトである場合、データ記録を中断することなくチルトの調整量を所定のΔθ2に設定して調整する(S204)。ここに、|Δθ1|>|Δθ2|である。S204での調整では、必ずしも差分値が所定値以下とならない場合もあるが、データ記録は継続する。シーケンシャルライトの場合、記録を中断してチルト調整を完了するよりも、チルト調整は不完全であるもののデータ記録を継続して実行する方が好ましいと考えられるからである。シーケンシャルライトにおいては、S204の処理によりデータ記録中に徐々にチルト調整が行われ、やがて差分値が所定値以下となってチルト調整が終了する。
このように、シーケンシャルライトの場合にはデータ記録を中断することなく徐々にチルト調整を行う一方、ランダムライトの場合にはチルト調整を完了してからデータ記録を行う、つまりシーケンシャルライトではデータ記録を行うとともにチルト調整を行い、ランダムライトではデータ記録に先立ってチルト調整を完了することで、記録モードに応じた最適なチルト調整が可能となる。
なお、一般に外周ほどチルト角が増大するため、内周〜中周ではチルト調整を行わず、中周〜外周においてチルト調整を行ってもよい。すなわち、S101に先立ってデータ記録すべき半径位置が中周〜外周であるか否かを判定し、中周〜外周である場合にのみS101以降の処理を実行してもよい。
本実施形態では光ディスク10としてDVD−RAMを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、トラック中心からトラック幅方向の第1方向及びこれと反対の第2方向にそれぞれずらせて形成された第1プリピットと第2プリピットを有する任意の光ディスクに適用できる。
光ディスク装置の構成ブロック図である。 チルト角とID1+ID2のAER、ID3+ID4のAERとの関係を示す表図である。 ランドトラックにおけるチルト角とID1+ID2のAER、ID3+ID4のAERとの関係を示すグラフ図である。 グルーブトラックにおけるチルト角とID1+ID2のAER、ID3+ID4のAERとの関係を示すグラフ図である。 実施形態の処理フローチャートである。 実施形態のチルト調整処理を示す説明図である。 他の実施形態の処理フローチャートである。 DVD−RAMのセクタ構成図である。 プリピット和信号説明図である。 チルトセンサを有する光ディスク装置の構成ブロック図である。
符号の説明
10 光ディスク、12 スピンドルモータ、14 光ピックアップ、16 LD駆動部、18 エンコーダ、20 コントローラ、22 RF信号処理部、24 デコーダ、26 プリピット検出部、30 チルト駆動部。

Claims (5)

  1. トラック中心からトラック幅方向の第1方向及びこれと反対の第2方向にそれぞれずらせて形成された第1プリピットと第2プリピットを有する光ディスクに対してデータの記録再生を行う光ディスク装置であって、前記光ディスクのランドトラックでは前記第1プリピットは内周側に形成され前記第2プリピットは外周側に形成され、グルーブトラックでは前記第1プリピットは外周側に形成され前記第2プリピットは内周側に形成され、
    前記第1プリピットの再生エラーレートである第1エラーレートと前記第2プリピットの再生エラーレートである第2エラーレートを検出するエラーレート検出手段と、
    前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分を演算する演算手段と、
    前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分に応じ、前記差分の大きさが所定値以下となるように前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整するチルト制御手段と、
    を有
    前記チルト制御手段は、前記差分の符号及び前記トラックが前記ランドトラックであるか前記グルーブトラックであるかに応じて前記レーザ光の光軸の傾きを調整する方向を決定することを特徴とする光ディスク装置。
  2. 請求項1記載の装置において、
    前記チルト制御手段は、前記差分の大きさに応じて前記レーザ光の光軸の傾きを調整する調整量を変化させることを特徴とする光ディスク装置。
  3. トラック中心からトラック幅方向の第1方向及びこれと反対の第2方向にそれぞれずらせて形成された第1プリピットと第2プリピットを有する光ディスクに対してデータの記録再生を行う光ディスク装置であって、
    前記第1プリピットの再生エラーレートである第1エラーレートと前記第2プリピットの再生エラーレートである第2エラーレートを検出するエラーレート検出手段と、
    前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分を演算する演算手段と、
    前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分に応じ、前記差分の大きさが所定値以下となるように前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整する際に、データの記録モードがシーケンシャルライトかランダムライトかに応じて前記レーザ光の光軸の傾きを調整する調整量を変化させるチルト制御手段と、
    を有することを特徴とする光ディスク装置。
  4. 請求項記載の装置において、
    前記チルト制御手段は、前記記録モードがシーケンシャルライトである場合に、ランダムライトである場合に比べて前記調整量を小さく設定することを特徴とする光ディスク装置。
  5. トラック中心からトラック幅方向の第1方向及びこれと反対の第2方向にそれぞれずらせて形成された第1プリピットと第2プリピットを有する光ディスクに対してデータの記録再生を行う光ディスク装置であって、
    前記第1プリピットの再生エラーレートである第1エラーレートと前記第2プリピットの再生エラーレートである第2エラーレートを検出するエラーレート検出手段と、
    前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分を演算する演算手段と、
    前記第1エラーレートと前記第2エラーレートの差分に応じ、前記差分の大きさが所定値以下となるように前記光ディスクに対するレーザ光の光軸の傾きを調整する際に、データの記録モードがシーケンシャルライトである場合にデータ記録とともに前記レーザ光の光軸の傾きを調整し、前記記録モードがランダムライトである場合にデータ記録に先だって前記レーザ光の光軸の傾きを調整するチルト制御手段と、
    を有することを特徴とする光ディスク装置。
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