DE60026706T2

DE60026706T2 - Aufzeichnungs- und/oder wiedergabevorrichtung für optische platten und fokussierservosystem

Info

Publication number: DE60026706T2
Application number: DE60026706T
Authority: DE
Inventors: Yoichiro Shinagawa-ku Sako; Hiroshi Shinagawa-ku OGAWA; Tatsuya Shinagawa-ku INOKUCHI
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: WO2001001405A1; KR100763638B1; DE60026706D1; AU5704600A; CN1321302A; KR20010072819A; EP1111601A1; ATE320653T1; CN1146877C; EP1111601A4; US6731578B1; EP1111601B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät und -verfahren für optische Platten für die Wiedergabe eines Informationssignals, das auf einer optischen Platte aufgezeichnet ist, die mehrere Aufzeichnungsschichten oder Datenschichten besitzt, sowie eine Fokussierungs-Servosteuerung und ein Fangverfahren für ein Fokussierungsservo zur Steuerung der Fokussierung eines Lichtstrahls auf einer von mehreren Aufzeichnungsschichten.
Als Aufzeichnungsmedium für verschiedenartige Informationen, wie Audioinformationen, Videoinformationen usw., haben optische Platten weite Verbreitung gefunden, von denen die darauf aufgezeichnete Information optisch, d.h. mit Hilfe eines Lichtstrahls, ausgelesen wird. Um eine noch größere Informationsmenge aufzeichnen zu können, wurden in jüngerer Zeit optische Platten vorgeschlagen, auf denen mehrere Aufzeichnungsschichten ausgebildet sind.
Eine optische Platte, auf der mehrere Aufzeichnungsschichten ausgebildet sind, ist aus der Offenbarung der ungeprüften japanischen Patentpublikation Nr. 8-235641 bekannt.
Es sei nun auf 1 Bezug genommen, in der eine herkömmliche optische Platte, nämlich die optische Platte mit mehreren Aufzeichnungsschichten, wie sie in der obigen ungeprüften japanischen Patentpublikation Nr. 8-235641 beschrieben wird, in Form einer Querschnittsansicht dargestellt ist. Wie 1 zeigt, besitzt die insgesamt mit 1 bezeichnete optische Platte einen ersten Aufzeichnungsträger 4a mit einer ersten Aufzeichnungsschicht 3a, die auf einer Seite eines ersten lichtdurchlässigen Substrats 2a ausgebildet ist, sowie einen zweiten Aufzeichnungsträger 4b mit einer zweiten Aufzeichnungsschicht 3b, die auf einer Seite eines zweiten Substrats 2b ausgebildet ist, das ebenfalls lichtdurchlässig ist. Der erste und der zweite Aufzeichnungsträger 4a und 4b, auf denen die erste Aufzeichnungsschicht 3a bzw. die zweite Aufzeichnungsschicht 3b ausgebildet sind, sind mit den Seiten der ersten und zweiten Aufzeichnungsschicht 3a bzw. 3b, die einander entgegengesetzt sind, sowie mit einer lichtdurchlässigen Haftschicht 5 verbunden, die zwischen dem ersten und dem zweiten Träger 4a und 4b angeordnet ist.
Auf den Seiten des ersten und des zweiten Substrats 2a und 2b, die den ersten bzw. den zweiten Träger 4a und 4b bilden, auf denen die erste bzw. die zweite Aufzeichnungsschicht 3a und 3b ausgebildet sind, sind Informationen, wie Videoinformationen oder dgl., als Pitmuster 6a und 6b aufgezeichnet, die jeweils durch winzige Pits und Lands definiert sind. Die erste Aufzeichnungsschicht 3a wird auf dem auf dem ersten Aufzeichnungsträger 4a ausgebildeten ersten Pitmuster 6a ausgebildet, indem eine transluzente oder halbdurchlässige Schicht aus SiN, SiO₂ oder dgl. entlang des Pitmusters 6a durch Aufdampfen, Sputtern oder dgl. ausgebildet wird. Die erste Aufzeichnungsschicht 3a reflektiert 20% bis 50% eines darauf auftreffenden Lichtstrahls und läßt 30% bis 80% des Lichtstrahls passieren. Die zweite Aufzeichnungsschicht 3b wird auf dem auf dem zweiten Aufzeichnungsträger 4b ausgebildeten Pitmuster 6b ausgebildet, indem entlang des Pitmusters 6b eine Aluminiumschicht aufgedampft wird. Die zweite Aufzeichnungsschicht 3b reflektiert 60% oder mehr eines auftreffenden Lichtstrahls, reflektiert jedoch 20% bis 50% eines Lichtstrahls, der die erste Aufzeichnungsschicht 3a passiert hat und von der zweiten Aufzeichnungsschicht 3b reflektiert wird.
Von der optischen Platte 1 mit der ersten Aufzeichnungsschicht 3a, die, wie oben beschrieben, transluzent oder halbdurchlässig ist, kann die in der zweiten Aufzeichnungsschicht 3b aufgezeichnete Information ausgelesen werden, indem ein Lichtstrahl L₂ in der gleichen Richtung darauf gerichtet wird, in der ein Lichtstrahl L₁ auf die erste Aufzeichnungsschicht 3a gerichtet wird, wie dies in 1 dargestellt ist. In diesem Fall wird für das Auslesen entweder die in der ersten Aufzeichnungsschicht 3a aufgezeichnete Information oder die in der zweiten Aufzeichnungssignal 3b aufgezeichnete Information ausgewählt, indem die Fokussierungsposition der auf die optische Platte 1 gerichteten Lichtstrahlen L₁ und L₂ geändert wird.
2 zeigt eine weitere optische Platte mit mehreren Aufzeichnungsschichten, die ebenfalls bereits vorgeschlagen wurde. Dieses Beispiel einer optischen Platte ist insgesamt mit 11 bezeichnet. Wie 2 zeigt, besitzt die optische Platte 11 einen ersten Aufzeichnungsträger 14a mit einer ersten Aufzeichnungsschicht 13a, die auf einer Seite eines ersten lichtdurchlässigen Substrats 12a ausgebildet ist, sowie einen zweiten Aufzeichnungsträger 14b mit einer zweiten Aufzeichnungsschicht 13b, die auf einer Seite eines zweiten Substrats 12b ausgebildet ist, das ebenfalls lichtdurchlässig ist. Der erste und der zweite Aufzeichnungsträger 14a und 14b sind mittels einer Haftschicht 15 aus einem lichtdurchlässigen, ultraviolett-härtbaren Harz oder dgl. miteinander verbunden. Sie sind parallel zueinander angeordnet, so daß das zweite Substrat 12b über der ersten Aufzeichnungsschicht 13a angeordnet ist. Auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 13b ist eine Schutzschicht 17 für die zweite Aufzeichnungsschicht 13b vorgesehen.
Auf den Seiten des ersten und des zweiten Substrats 12a und 12b, die den ersten bzw. den zweiten Aufzeichnungsträger 14a und 14b bilden, auf denen die erste bzw. die zweite Aufzeichnungsschicht 13a und 13b ausgebildet sind, sind Informationen, wie Audioinformation oder dgl. als Pitmuster 16a und 16b aufgezeichnet, die jeweils durch winzige Pits und Lands definiert sind. Die erste Aufzeichnungsschicht 13a läßt nur einen Lichtstrahl mit einer vorbestimmten Wellenlänge durch, während er einen Lichtstrahl mit einer anderen Wellenlänge reflektiert. Sie ist auf dem und entlang des auf dem ersten Aufzeichnungsträger 14 ausgebildeten Pitmusters 16a ausgebildet. Die erste Aufzeichnungsschicht 13a ist als Mehrlagenstruktur ausgebildet, die aus fünf Schichten, z.B. aus Si₃N₄, SiO₂, Si₃N₄, SiO₂ bzw. Si₃N₄, besteht. Die erste Aufzeichnungsschicht 13a reflektiert etwa 34% eines Lichtstrahls mit einer Wellenlänge von 635 nm, während sie von einem Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 780 nm nur wenig reflektiert.
Auf dem Pitmuster 16b, das auf dem zweiten Aufzeichnungsträger 14b ausgebildet ist, wird die zweite Aufzeichnungsschicht 13b ausge bildet, indem eine hochreflektierende Aluminiumschicht oder dgl. entlang des Pitmusters 16b aufgedampft wird. Die zweite Aufzeichnungsschicht 13b reflektiert 80% oder mehr eines Lichtstrahls, der durch die erste Aufzeichnungsschicht 13a hindurch gewandert ist. Sie reflektiert 84% oder mehr eines Lichtstrahls mit einer Wellenlänge von 780 nm, der zum größten Teil durch die erste Aufzeichnungsschicht 13a übertragen wird, während sie etwa 38% eines Lichtstrahls mit einer Wellenlänge von 635 nm reflektiert, von dem die erste Aufzeichnungsschicht 13a etwa 34% reflektiert.
Um die in der ersten und der zweiten Aufzeichnungsschicht 13a und 13b aufgezeichnete Information auszulesen, wird bei der optischen Platte 11, die den oben beschriebenen Aufbau hat, ein Lichtstrahl von der Seite des ersten Substrats 12a des ersten Aufzeichnungsträgers 14a darauf gerichtet. Dabei wird ein Lichtstrahl L₃ mit einer Wellenlänge von 780 nm, der zum Lesen der Information benutzt wird, durch die erste Aufzeichnungsschicht 13b übertragen und trifft auf die zweite Aufzeichnungsschicht 13b. Ein Teil des Lichtstrahls wird von der zweiten Aufzeichnungsschicht 13b als Rückkehrlicht reflektiert. Durch das Detektieren des Rückkehrlichts wird die in der zweiten Aufzeichnungsschicht 13b aufgezeichnete Information, z.B. eine Audioinformation oder dgl., ausgelesen. Da der Lichtstrahl L₃ mit der Wellenlänge von 780 nm zur Wiedergabe einer sogenannten Compaktdisk benutzt wird, die eine optische Nurleseplatte mit einem Durchmesser von 12 cm ist, kann die in der zweiten Aufzeichnungsschicht 13b aufgezeichnete Information mit Hilfe eines universellen optischen Disk-Players ausgelesen werden.
Auch ein Lichtstrahl L₄ mit einer Wellenlänge von 635 nm, der von der Seite des ersten Substrats 12a des ersten Aufzeichnungsträgers 14a darauf gerichtet wird, wird sowohl von der ersten als auch von der zweiten Aufzeichnungsschicht 13a bzw. 13b reflektiert, die jeweils ein Rückkehrlicht liefern. Das heißt, da die erste Aufzeichnungsschicht 13a etwa 34% eines Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 635 nm reflektiert, wandert der Lichtstrahl durch die erste Aufzeichnungsschicht 13a und trifft auf die zweite Aufzeichnungsschicht 13b, um ein Rückkehrlicht von der zweiten Aufzeich nungsschicht 13b zu liefern. Die zweite Aufzeichnungsschicht 13b reflektiert etwa 34% des auf sie auftreffenden Lichtstrahls.
Durch das Fokussieren des Lichtstrahls L₄ mit der Wellenlänge 635 nm entweder auf der ersten oder auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 13a bzw. 13b der optischen Platte 11 kann entweder die in der ersten oder die in der zweiten Aufzeichnungsschicht 13a bzw. 13b aufgezeichnete Information ausgelesen werden.
Bei der optischen Platte 1, in der der erste und der zweite Aufzeichnungsträger 4a und 4b mit denjenigen ihrer Seiten miteinander verbunden sind, auf denen die erste bzw. die zweite Aufzeichnungsschicht 3a bzw. 3b ausgebildet sind, die einander entgegengesetzt sind, wie dies in 1 dargestellt ist, kann wahlweise die auf der ersten oder die auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 3a oder 3b aufgezeichnete Information ausgelesen werden, indem ein Lichtstrahl entweder auf der ersten oder auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 3a bzw. 3b der optischen Platte 1 fokussiert wird. Da die erste und die zweite Aufzeichnungsschicht 3a und 3b der optischen Platte 1 jedoch nahe beieinander angeordnet sind, entsteht beim Detektieren der Fokussierungsposition eines Lichtstrahls zum Detektieren der ersten oder der zweiten Aufzeichnungsschicht 3a oder 3 möglicherweise ein Fehler. Da es schwierig ist, den Lichtstrahl eindeutig auf der ersten oder der zweiten Aufzeichnungsschicht 3a oder 3b zu fokussieren, ist es nicht möglich, eine gewünschte Information von der optischen Platte 1 akkurat auszulesen.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die erste oder zweite Aufzeichnungsschicht 3a oder 3b dadurch auszuwählen, daß die Differenz im Reflektionsvermögen zwischen der ersten und der zweiten Aufzeichnungsschicht 3a und 3b detektiert wird, um festzustellen, ob ein auf die optische Platte 1 auftreffender Lichtstrahl auf der ersten oder auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 3a und 3b fokussiert ist. Da die erste und die zweite Aufzeichnungsschicht 3a und 3b jedoch annähernd gleiches Reflektionsvermögen für den auf die optische Platte 1 auftreffenden Lichtstrahl haben, kann auch in diesem Fall die Differenz im Reflektionsvermögen für den Licht strahl nicht dazu benutzt werden, entweder die erste oder die zweite Aufzeichnungsschicht 3a oder 3b auszuwählen.
Im Fall der optischen Platte 11, bei der die erste Aufzeichnungsschicht 13a nur einen Lichtstrahl mit einer vorbestimmten Wellenlänge durchläßt, während sie einen Lichtstrahl mit einer anderen Wellenlänge reflektiert, wie dies in 2 dargestellt ist, kann die in der ersten Aufzeichnungsschicht 13a aufgezeichnete Information mittels des universellen optischen Disk-Players ausgelesen werden, der für Compaktdisks ausgelegt ist. Um sowohl die in der ersten als auch die in der zweiten Aufzeichnungsschicht 13a und 13b aufgezeichnete Information auszulesen, benötigt man jedoch einen speziellen optischen Disk-Player, der einen Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 635 nm benutzt. Da die erste und die zweite Aufzeichnungsschicht 13a und 13b für den auf die optische Platte 11 auftreffenden Lichtstrahl etwa gleiches Reflektionsvermögen haben, kann die erste oder die zweite Aufzeichnungsschicht 13a oder 13b nicht dadurch ausgewählt werden, daß die Differenz im Reflektionsvermögen der Aufzeichnungsschichten für den Lichtstrahl detektiert wird.
Obwohl auf den bisher vorgeschlagenen Platten mehrere Aufzeichnungsschichten ausgebildet sind, um eine größere Informationsmenge aufzuzeichnen, kann die gewünschte Information nicht einfach und akkurat ausgelesen werden, da es, wie oben beschrieben wurde, schwierig ist, einen Lichtstrahl genau auf einer ausgewählten von mehreren Aufzeichnungsschichten zu fokussieren.
WO-A-00 77783 offenbart ein Wiedergabegerät für optische Platten, das für die Benutzung mit einem Zweischichten-Aufzeichnungsmedium entwickelt wurde und einen Steuerteil besitzt, der anhand der reflektierten Lichtmenge feststellen kann, auf welcher Aufzeichnungsschicht ein Lichtstrahl fokussiert ist.
Die US-A-5 859 824 (auf der der Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6 basiert) offenbart ein verfahren, mit dem auf der Basis des Reflektionsvermögens einer geladenen Platte festgestellt wird, ob die geladene Platte eine Einzelschichtplatte oder eine Zweischichtplatte ist.
EP-A-0 729 142 offenbart eine Zweischichtplatte mit einer ersten Schicht, die ein Reflektionsvermögen zwischen 20% und 50% und eine Durchlässigkeit zwischen 30% und 80% hat, und einer zweiten Schicht, die ein Reflektionsvermögen von 60% oder mehr hat.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, indem ein Aufzeichnungsgerät für ein optisches Aufzeichnungsmedium und/oder ein Abspielgerät für die Wiedergabe einer Information zur Verfügung gestellt wird, die auf einem optischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, in welchem zur Vergrößerung der Aufzeichnungskapazität mehrere Aufzeichnungsschichten ausgebildet sind, wobei jede der Aufzeichnungsschichten leicht ausgewählt und die in einer gewünschten Aufzeichnungsschicht aufgezeichnete Information eindeutig ausgelesen werden kann.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Fangverfahren und eine Einheit für ein Fokussierungsservo zu Verfügung zu stellen, die es ermöglichen, einen Lichtstrahl auf einer gewünschten von mehreren auf einem optischen Aufzeichnungsmedium ausgebildeten Schichten zu fokussieren und die Information eindeutig auszulesen, die in der Aufzeichnungsschicht aufgezeichnet ist, auf der der Lichtstrahl fokussiert ist.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Wiedergabeverfahren für ein optisches Aufzeichnungsmedium zur Verfügung zu stellen, das es ermöglicht, mit einem Lichtstrahl wahlweise mehrere Aufzeichnungsschichten auszulesen, die in dem optischen Aufzeichnungsmedium ausgebildet sind.
Das obige Ziel kann erreicht werden durch ein optisches Plattenaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegerät
mit einem optischen Abtaster, der aufweist:
eine Lichtquelle zum Emittieren eines Lichtstrahls für den Einfall auf eine aus einer Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten, die in einer optischen Platte übereinander ausgebildet sind und die sich bezüglich ihres Reflektionsvermögens voneinander unterscheiden,
ein Objektiv zum Sammeln des von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahls auf einer aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten und
einen Fotodetektor, der eine Mehrzahl von Detektorblöcken enthält, zum Detektieren des zurückkehrenden Anteils des von Aufzeichnungsschicht reflektierten Lichtstrahls,
mit einem Signalgenerator, um aus den Ausgangssignalen der Detektorblöcke des Fotodetektors ein Fokusfehlersignal und ein Signal zu erzeugen, das für die Summe der Ausgangssignale der Detektorblöcke kennzeichnend ist, und
mit einer Fokussierungs-Servosteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die einen Servosteuerblock zum Bewegen des Objektivs entlang seiner optischen Achse auf der Basis des Fokusfehlersignals aus dem Signalgenerator aufweist sowie einen Identifizierer, um auf der Basis des Fokusfehlersignals und des Summensignals aus dem Signalgenerator festzustellen, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten der optischen Platte der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster fokussiert ist.
In diesem Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät für optische Platten identifiziert der Identifizierer, auf welcher der mehreren Aufzeichnungsschichten der optischen Platte der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster fokussiert wurde, in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Summensignals aus dem Signalgenerator für eine der mehreren auf der optischen Platte ausgebildeten Aufzeichnungsschichten unterhalb eines Schwellwerts liegt, wenn das Fokusfehlersignal aus dem Signalgenerator einen vorbestimmten Signalpegel hat. Der Identifizierer identifiziert, auf welchem der mehreren Aufzeichnungsschichten der optischen Platte der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster fokussiert wurde, auch in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Summensignals aus dem Signalgenerator für eine der mehreren auf der optischen Platte ausgebildeten Aufzeichnungsschichten unterhalb des Schwellwerts liegt, wenn das Fokusfehlersignal aus dem Signalgenerator den Nullpegel des Signals kreuzt.
Das obige Ziel kann auch erreicht werden durch eine Fokussierungs-Servosteuerung, die gemäß der Erfindung aufweist:
einen Servosteuerblock für die Servosteuerung zum Bewegen eines Objektivs entlang seiner optischen Achse auf der Basis eines Fokusfehlersignals, das aus einem Ausgangssignal aus jedem der Detektorblöcke eines Fotodetektors erzeugt wird, der den zurückkehrenden Anteil eines Lichtstrahls detektiert, der von einer aus einer Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten reflektiert wird, die in einer optischen Platte übereinander ausgebildet sind und die sich in ihrem Reflektionsvermögen voneinander unterscheiden, und
einen Identifizierer, um auf der Basis des Fokusfehlersignals und der Summe der Ausgangssignale der Detektorblöcke festzustellen, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten der optischen Platte der Lichtstrahl aus einem optischen Abtaster fokussiert ist.
Das obige Ziel kann auch erreicht werden durch ein Fangverfahren für ein Fokussierungsservo, das erfindungsgemäß die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
Erzeugen eines Fokusfehlersignals und eines Summensignals aus den Ausgangssignalen von Detektorblöcken eines Fotodetektors zum Detektieren eines reflektierten, zurückkehrenden Anteils eines Lichtstrahls, der durch ein Objektiv auf eine aus einer Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten auftrifft, die in einer optischen Platte übereinander ausgebildet sind und die sich bezüglich ihres Reflektionsvermögens voneinander unterscheiden,
Identifizieren auf der Basis des Fokusfehlersignals und des Summensignals, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster fokussiert ist, und
Schließen einer Servoschleife zum Bewegen des Objektivs entlang seiner optischen Achse auf der Basis des Fokusfehlersignals.
Die obigen Ziele sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung weiter verdeutlicht, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen optischen Platte,
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer anderen herkömmlichen optischen Platte,
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer optischen Platte für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung,
4 zeigt ein Blockdiagramm eines optischen Disk-Players gemäß der Erfindung,
5 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines Fotodetektors zum Detektieren eines Fokusfehlersignals und einer Fokusfehlersignal-Generatorschaltung,
6 zeigt ein Flußdiagramm von Operationen, die bei der Fokussierungsservo-Fangoperation ausgeführt werden, um einen Lichtstrahl auf einen aus einer Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten zu fokussieren, die in der optischen Platte ausgebildet sind,
7 zeigt Wellenformen eines HF-Signals und eines Fokusfehlersignals, die von jeder der Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte detektiert werden.
Im folgenden werden das Gerät und das Verfahren zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe eines optischen Aufzeichnungsmediums, ein Fangverfahren für ein Fokussierungsservo für ein optisches Aufzeichnungsmedium und eine Fokussierungs-Servosteuerung gemäß der Erfindung beschrieben.
Zunächst werden ein optisches Aufzeichnungsmedium für die Verwendung im Zusammenhang mit dem Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeverfahren, ein Fokussierungsservo-Fangverfahren und eine Fokussierungs-Servosteuerung gemäß der Erfindung beschrieben.
Das optische Aufzeichnungsmedium ist eine optische Platte, die generell mit 21 bezeichnet ist. Wie 3 zeigt, besitzt die optische Platte 21 ein Substrat 22 aus einem Kunstharz, wie einem lichtdurchlässigen Polycarbonat oder Glas. Auf einer Seite des Substrats 22 ist ein Pitmuster 23 aus winzigen Pits und Lands ausgebildet, das der aufgezeichneten Information entspricht. Falls das Substrat 22 aus einem Kunstharz hergestellt ist, wird das Pitmuster 23 beim Spritzgießen des Substrats 22 durch Replikation aus einer Preßform hergestellt. Falls das Substrat 22 aus Glas besteht, wird das Pitmuster 23 mit Hilfe des 2P-(Photo-Polymerisa tions)-Verfahrens erzeugt. Bei dem 2P-Verfahren wird ein lichthärtbares Harz, z.B. ein ultraviolett-härtbares Harz, zwischen ein Glassubstrat und die Platten-Preßform eingebracht, das lichthärtbare Harz wird mit ultravioletten Strahlen gehärtet oder vulkanisiert, die von der Seite des Glassubstrats eingestrahlt werden, und auf diese Weise wird ein Muster aus Pits und Lands auf der Preßform repliziert, um das Pitmuster 23 zu erzeugen.
Das Substrat 22 der optischen Platte 21, die für die Verwendung mit dem Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeverfahren für ein optisches Aufzeichnungsmedium, dem Fokussierungsservo-Fangverfahren und der Fokussierungs-Servosteuerung gemäß der Erfindung bestimmt ist, wird durch Spritzgießen aus einem Polycarbonat-Harz hergestellt. Wie oben erwähnt wurde, ist auf einer Seite des Substrats 22 die Information in Form des Pitmusters 23 aufgezeichnet, dessen Pits eine spiralförmige Aufzeichnungsspur oder konzentrische Aufzeichnungsspuren definieren. Das Substrat 22 wird mit einem Durchmesser von 12 cm und einer Dicke von etwa 1,2 mm hergestellt, ähnlich wie das Substrat der sogenannten Compaktdisk, einer herkömmlichen optischen Platte mit einem Durchmesser von 12 cm.
Wie 3 zeigt, ist auf der einen Seite des Substrats 22, auf der das Pitmuster 23 ausgebildet ist, eine erste Aufzeichnungsschicht 24 ausgebildet, um das Pitmuster 23 abzudecken. Die erste Aufzeichnungsschicht 24 ist eine transluzente oder halbdurchlässige Schicht, die eine konstante Menge des von der Seite des Substrats 22 einfallenden Lichtstrahls durchläßt und eine konstante Menge reflektiert. Die erste Aufzeichnungsschicht 24 ist z.B. aus Siliziumschichten von Si₃N₄ bzw. SiO₂ und dgl. bis zu einer Dicke von etwa 100 bis 500 nm gebildet. Das heißt die erste Aufzeichnungsschicht 24 wird von den Si₃N₄- bzw. SiO₂-Mehrfachschichten und dgl. gebildet, so daß auf dem Substrat 22 eine Mehrlagenstruktur vorhanden ist. Die Si₃N₄-, SiO₂- und die anderen Schichten werden auf dem Substrat 22 durch Aufdampfen im Vakuum oder durch Sputtern hergestellt.
Auf der ersten Aufzeichnungsschicht 24 ist eine erste Zwischenschicht 25 aus einem lichtdurchlässigen, ultraviolett-härtbarem Harz oder dgl. ausgebildet, und auf der ersten Zwischenschicht 25 ist eine zweite Aufzeichnungsschicht 26 ausgebildet. Die erste Zwischenschicht 25 ist mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet und trennt die erste und die zweite Aufzeichnungsschicht 24 und 26 voneinander, so daß sie nicht innerhalb der Fokussierungstiefe eines Objektivs liegen, das den Lichtstrahl auf den Aufzeichnungsschichten 24 und 26 fokussiert. Das heißt, die erste Zwischenschicht 25 hat z.B. eine Dicke von 30 μm. Wenn die erste Zwischenschicht 25 zu dünn ist, liegen die erste und die zweite Aufzeichnungsschicht 24 und 26 innerhalb der Fokussierungstiefe des weiter unten beschriebenen Objektivs, so daß das von der ersten Aufzeichnungsschicht 24 reflektierte Licht und das von der zweiten Aufzeichnungsschicht 26 reflektierte Licht nicht hinreichend voneinander getrennt werden können. In diesem Fall ist es schwierig, das von jeder der Aufzeichnungsschichten 24 und 26 reflektierte Licht akkurat zu detektieren. Falls die Zwischenschicht 25 hingegen zu dick ausgebildet ist, tritt sphärische Aberration auf. Die erste Zwischenschicht 25 ist so ausgebildet, daß sie unter Berücksichtigung der obigen Umstände eine geeignete Dicke hat.
Die erste Zwischenschicht 25 wird erzeugt, indem ein lichtdurchlässiges, ultraviolett-härtbares Harz oder dgl. durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren aufgebracht und das aufgebrachte Harz mit ultravioletten Strahlen bestrahlt wird, um das Harz zu härten. Die erste Zwischenschicht 25 kann auch auf der ersten Aufzeichnungsschicht 24 ausgebildet werden, indem das ultraviolett-härtbare Harz oder dgl. mit einer Dicke von 5 bis 10 μm auf der ersten Aufzeichnungsschicht 24 aufgebracht und dieser Vorgang mehrmals wiederholt wird, um eine Laminierung der Harzschichten zu erreichen. Darüber hinaus kann die erste Zwischenschicht 25 auch eine transparente Folie sein, die auf der ersten Aufzeichnungsschicht 24 befestigt wird.
Auf einer Seite der ersten Zwischenschicht 25 ist ein Pitmuster 27 aus winzigen Pits und Lands ausgebildet, die der auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 26 aufgezeichneten Information entsprechen. Ähnlich wie das Pitmuster 23 besteht auch das Pitmuster 27 aus mehreren Pits, die eine spiralförmige Aufzeichnungsspur oder konzentrische Aufzeichnungsspuren definieren. Das Pitmuster 27 kann durch das für die Herstellung des Pitmusters 23 benutzte 2P-Ver fahren auf einem Glassubstrat hergestellt werden, wie dies oben erwähnt wurde. Und zwar wird die Preßform auf ein nach dem Schleuderbeschichtungsverfahren aufgebrachtes, ultraviolett-härtbares Harz oder auf eine laminierte transparente Folie gepreßt, und von der Seite des Substrats 22 z.B. werden ultraviolette Strahlen aufgestrahlt, um ein Pitmuster auf der Preßform in dem Harz oder der transparenten Folie zu replizieren und dadurch das Pitmuster 27 in der ersten Zwischenschicht 25 auszubilden.
Die zweite Aufzeichnungsschicht 26 ist auf dem und entlang des auf einer Seite der ersten Zwischenschicht 25 ausgebildeten Pitmusters 27 ausgebildet, um so das Pitmuster 27 abzudecken. Die zweite Aufzeichnungsschicht 26 überträgt eine konstante Menge und reflektiert eine konstante Menge des Lichtstrahls, der von der Seite des Substrats 22 darauf gerichtet wird und die erste Aufzeichnungsschicht 24 durchlaufen hat. Das heißt die zweite Aufzeichnungsschicht 26 ist eine transluzente oder halbdurchlässige Schicht. Ähnlich wie die erste Aufzeichnungsschicht 24 ist auch die zweite Aufzeichnungsschicht 26 aus Siliziumschichten von Si₃N₄ bzw. SiO₂ und dgl. bis zu einer Dicke von etwa 100 bis 500 nm auf der ersten Zwischenschicht 25 ausgebildet. Das heißt die zweite Aufzeichnungsschicht 26 wird von den Si₃N₄- bzw. SiO₂-Mehrfachschichten und dgl. gebildet und stellt eine Mehrschichtenstruktur auf der ersten Zwischenschicht 25 dar. Die Si₃N₄-, SiO₂- und die anderen Schichten werden auf der ersten Zwischenschicht 25 durch Aufdampfen im Vakuum oder durch Sputtern hergestellt.
Über der zweiten Aufzeichnungsschicht 26 ist eine dritte Aufzeichnungsschicht 29 ausgebildet, wobei zwischen der zweiten und der dritten Aufzeichnungsschicht 26 und 29 eine zweite Zwischenschicht ausgebildet ist. Die zweite Zwischenschicht 28 besteht aus einem lichtdurchlässigen, ultraviolett-härtbaren Harz oder dgl.. Ähnlich wie die erste Zwischenschicht 25 besitzt auch die zweite Zwischenschicht 28 eine vorbestimmte Dicke, die die zweite und dritte Aufzeichnungsschicht 26 und 29 so voneinander trennt, daß sie nicht innerhalb der Fokussierungstiefe eines Objektivs liegen, das den Lichtstrahl auf den Aufzeichnungsschichten 26 und 29 fokussiert. Genauer gesagt, die zweite Zwischenschicht 28 hat eine Dicke von z.B. etwa 30 μm.
Ähnlich wie die erste Zwischenschicht 25 wird auch die zweite Zwischenschicht 28 hergestellt, indem ein lichtdurchlässiges, ultraviolett-härtbares Harz oder dgl. durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren auf der zweite Aufzeichnungsschicht 26 aufgebracht wird und ultraviolette Strahlen auf das aufgebrachte Harz gestrahlt werden, um letzteres zu härten. Die zweite Zwischenschicht 28 kann auch auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 26 ausgebildet werden, indem das ultraviolett-härtbare Harz oder dgl. in einer Dicke von 5 bis 10 μm auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 26 aufgebracht wird und dieser Vorgang mehrmals wiederholt wird, um eine Laminierung der Harzschichten zu erreichen. Darüber hinaus kann die zweite Zwischenschicht 28 auch eine transparente Folie sein, die auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 2b befestigt wird.
Auf einer Seite der zweiten Zwischenschicht 28 ist ein Pitmuster 30 aus winzigen Pits und Lands ausgebildet, das der auf der dritten Aufzeichnungsschicht 29 aufgezeichneten Information entspricht. Ähnlich wie die Pitmuster 23 und 27 besteht auch das Pitmuster 30 aus einer Vielzahl von Pits, die eine spiralförmige Aufzeichnungsspur oder konzentrische Aufzeichnungsspuren definieren. Das Pitmuster 30 kann auch mit Hilfe des Verfahrens hergestellt werden, das zur Ausbildung des Pitmusters 27 auf der ersten Zwischenschicht 25 benutzt wird.
Die dritte Aufzeichnungsschicht 29 ist auf dem und entlang des auf einer Seite der zweiten Zwischenschicht 28 ausgebildeten Pitmusters 30 ausgebildet und deckt so das Pitmuster 30 ab. Im speziellen Fall besteht die dritte Aufzeichnungsschicht 29 aus einem hochreflektierenden Metall, wie Aluminium (Al), Gold (Au), Silber (Ag) oder dgl., um den Lichtstrahl, der durch die als transluzente oder halbdurchlässige Schichten ausgebildete erste und zweite Aufzeichnungsschicht 24 und 26 gewandert ist, zu dem weiter unten beschriebenen optischen Abtaster zu reflektieren. Auf der dritten Aufzeichnungsschicht 29 ist eine Schutzschicht 31 aus einem ultraviolett-härtenden Harz oder dgl. ausgebildet, um die Oberfläche der dritten Aufzeichnungsschicht 29 zu schützen. Die Schutzschicht 31 wird erzeugt, indem ein ultraviolett-härtbares Harz oder dgl. durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren auf der zweite Zwischen schicht 28 aufgebracht und das aufgebrachte Harz dann mit ultravioletten Strahlen bestrahlt wird, um letzteres zu härten.
Die optische Platte 21 für die Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde vorangehend als eine Platte beschrieben, deren erste und zweite Zwischenschicht 25 und 28 nach dem 2P-Verfahren hergestellt sind. Die erste und die zweite Zwischenschicht 25 und 28 können jedoch auch nach irgendeinem anderen Verfahren hergestellt werden. So können z.B. als zweite und dritte Aufzeichnungsschicht 26 und 29 Folien vorgesehen sein, auf deren einer Seite das Pitmuster 27 bzw. 30 ausgebildet ist, oder auch eine transluzente oder halbdurchlässige Schicht oder eine hochreflektierende Metallschicht aus Aluminium (Al), Gold (Au), Silber (Ag) oder dgl., die entlang der Pitmuster 27 bzw. 30 ausgebildet ist, und diese können übereinander angeordnet und mit der oberen Seite der ersten Aufzeichnungsschicht 24 verbunden sein.
Von der optischen Platte 21, die für die Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bestimmt ist, wird die in einer der ersten bis dritten Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 aufgezeichnete Information ausgelesen, indem ein Lichtstrahl von der Seite des Substrats 22 darauf gerichtet wird und das von der Aufzeichnungsschicht 24, 26 oder 29 reflektierte Rückkehrlicht von einem Fotodetektor eines optischen Abtasters detektiert wird, der auf der Seite des Substrats 22 angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist die erste Aufzeichnungsschicht 24 aus einer transluzenten oder halbdurchlässigen Schicht gebildet, die eine bestimmte Menge des darauf gerichteten Lichtstrahls zu der zweiten und dritten Aufzeichnungsschicht 26 und 29 durchläßt, während die dritte Aufzeichnungsschicht aus einer hochreflektierenden Schicht besteht, die den darauf auftreffenden Lichtstrahl, der durch die erste und die zweite Aufzeichnungsschicht 24 und 26 hindurchgegangen ist, reflektiert.
In der optischen Platte 21 ist die erste Aufzeichnungsschicht 24 so ausgebildet, daß sie etwa 5% des auf das Substrat 22 auftreffenden Lichtstrahls als Rückkehrlicht L₅ reflektiert. Die zweite Aufzeichnungsschicht 26 ist so ausgebildet, daß sie etwa 20% des auf das Substrat 22 auftreffenden Lichtstrahls als Rückkehrlicht L₆ reflektiert. Die dritte Aufzeichnungsschicht 29 ist so ausgebildet, daß sie etwa 60% des auf das Substrat 22 auftreffenden Lichtstrahls als Rückkehrlicht L₇ reflektiert.
Aufgrund der Differenzen zwischen dem Reflektionsvermögen der ersten, zweiten und dritten Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 können auch die Differenzen der Lichtmengen unter den zurückkehrenden Anteilen L₅, L₆ und L₇ des Lichtstrahls, der auf die erste, zweite und dritte Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 auftrifft und von diesen reflektiert wird, entsprechend groß sein. Das heißt durch Detektieren der Differenzen zwischen den zurückkehrenden Anteilen L₅, L₆ und L₇ des auf die optische Platte 21 auftreffenden Lichtstrahls kann leicht ermittelt werden, auf welcher von der ersten, zweiten und dritten Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 der auf die optische Platte 21 auftreffende Lichtstrahl fokussiert wurde, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Um eindeutig zu detektieren zu können, auf welcher von der ersten, zweiten und dritten Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 der auf die optische Platte 21 auftreffende Lichtstrahl fokussiert wurde, indem die Lichtmengendifferenzen zwischen den von der ersten, zweiten und dritten Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 zurückkehrenden Anteilen L₅, L₆ und L₇ des auftreffenden Lichts detektiert werden, sollte zwischen dem Reflektionsvermögen der ersten, zweiten und dritten Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 vorzugsweise eine Differenz von 15% oder mehr vorhanden sein. Deshalb sind die erste, zweite und dritte Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 so ausgebildet, daß die Differenz im Verhältnis des zurückkehrenden Anteils der auftreffenden Lichtstrahlen zwischen ihnen 15% oder mehr beträgt.
Wenn die dritte Aufzeichnungsschicht 29 etwa 60% des auf das Substrat 22 auftreffenden Lichtstrahls als Rückkehrlicht L₇ reflektiert, kann dieses von einem optischen Disk-Player, z.B. einem sogenannten Compaktdisk-Player, gelesen werden, der ein hohes Reflektionsvermögen für die Aufzeichnungsschicht einer herkömmlichen optischen Platte benötigt. Die optische Platte 21, die eine solche hochreflektierende Aufzeichnungsschicht für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung aufweist, ist gegen eine herkömm liche optische Platte, nämlich die sogenannte Compaktdisk, austauschbar, die eine solche hochreflektierende Aufzeichnungsschicht besitzt und kann mit dem weit verbreiteten optischen Disk-Player, nämlich dem sogenannten Compaktdisk-Player, abgespielt werden.
Obwohl die für die Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bestimmte optische Platte 21 so aufgebaut ist, daß sie drei Aufzeichnungsschichten besitzt, kann sie auch mehr als zwei oder drei Aufzeichnungsschichten haben. Auch in diesem Fall sollten die Aufzeichnungsschichten vorzugsweise so ausgebildet sein, daß das Verhältnis der Differenz des zurückkehrenden Anteils des auftreffenden Lichtstrahls zwischen ihnen 15% oder mehr beträgt.
Als Nächstes wird ein optischer Disk-Player beschrieben, der Informationen auslesen kann, die auf der optischen Platte 21 aufgezeichnet sind, die die erste, zweite und dritte Aufzeichnungsschicht 24, 26 bzw. 29 aufweist, wie sie oben beschrieben wurden.
Es sei nun z.B. auf 4 Bezug genommen, in der ein optischer Disk-Player in Form eines Blockdiagramms dargestellt ist. Der optische Disk-Player besitzt, wie dargestellt, einen optischen Abtaster 50, um einen Lichtstrahl auf die optische Platte 21 zu emittieren und ein (im folgenden als "HF-Signal" bezeichnetes) Lesesignal zu liefern, das auf der Basis des von der optischen Platte zurückkehrenden Lichts erzeugt wird, ferner eine Sync-Detektorschaltung 61 zum Detektieren einer Sync-Komponente des HF-Signals aus dem optischen Abtaster 50, einen (im folgenden als "PLL-Schaltung" bezeichneten) Phasenregelkreis 62 zum Extrahieren eines mit dem HF-Signal aus dem optischen Abtaster 50 synchronen Taktsignals sowie eine digitale Signalverarbeitungsschaltung 63 für die Verarbeitung der Daten aus der Sync-Detektorschaltung 61 in einer vorbestimmten Weise und zur Lieferung von Lesedaten.
Der optische Abtaster 50 enthält eine Laserquelle, wie ein Halbleiterlaserelement oder dgl., ein Objektiv, ein Stellglied zum Bewegen des Objektivs entlang seiner optischen Achse und in radialer Richtung der optischen Platte 21, einen Fotodetektor, der weiter unten beschrieben wird (diese Elemente sind nicht dargestellt) usw.. Das Ausgangssignal des Fotodetektors wird einer HF-Schaltung 60 zugeführt. Die HF-Schaltung 60 erzeugt und liefert als Ausgangssignal ein HF-Signal auf der Basis des Ausgangssignals des optischen Abtasters 50 und ein Fokusfehlersignal auf der Basis des astigmatischen Verfahrens, bei dem eine Zylinderlinse benutzt wird, die z.B. in dem optischen Pfad des von der optischen Platte 21 reflektierenden zurückkehrenden Lichts angeordnet ist, sowie ein Spurfehlersignal z.B. auf der Basis des sog. 3P-Verfahrens. Die PLL-Schaltung 62 reproduziert ein Taktsignal, das mit einer Taktkomponente der Daten synchron ist, die in dem von der HF-Schaltung 60 gelieferten HF-Signal enthalten sind, und führt es der Sync-Detektorschaltung 61 und der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 63 zu. Die Sync-Detektorschaltung 61 detektiert ein in dem von der HF-Schaltung 60 gelieferten HF-Signal enthaltenes Sync-Signal auf der Basis des Taktsignals aus der PLL-Schaltung 62, stellt Synchronisation her und liefert das in die Synchronisation hereingezogene HF-Signal an die digitale Signalverarbeitungsschaltung 63. Die digitale Signalverarbeitungsschaltung 63 benutzt die von der PLL-Schaltung 62 bzw. von einem Quarzoszillator 64 gelieferten Taktsignale zum Demodulieren des zugeführten HF-Signals nach dem Modulationsverfahren, das dem beim Aufzeichnen der Daten auf der optischen Platte benutzten EFM-(8-zu-14-Modulations)-Verfahren entspricht, während sie eine Fehlerkorrektur nach einem Fehlerkorrekturverfahren durchführt, das dem Kodierverfahren entspricht, z.B. dem verschachtelten Reed-Solomon-Code oder dgl., der bei dem Aufzeichnen der Daten auf der optischen Platte benutzt wurde, und erzeugt dadurch ein digitales Lesesignal und gibt dieses als Ausgangssignal aus. Das digitale Lesesignal kann erforderlichenfalls einem (nicht dargestellten) D/A-Wandler zugeführt und als analoges Signal ausgeben werden.
Wie 4 zeigt, besitzt der optische Disk-Player ferner eine Spurführungs-Servosteuerschaltung 65 zur Durchführung einer Spurführungs-Servosteuerung auf der Basis des Spurfehlersignals aus der HF-Schaltung 60, ferner eine Rotations-Servosteuerschaltung 67 zum Drehen der optischen Platte 21 z.B. mit einer konstanten Lineargeschwindigkeit auf der Basis des Referenz-Taktsignals aus dem Quarzoszillator 64 und des Taktsignals aus der PLL-Schaltung 62, einen Spindelmotor 68 zum Drehen der optischen Platte 21 und eine Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 zur Durchführung einer Fokussierungs-Servosteuerung auf der Basis des Fokusfehlersignals aus der HF-Schaltung 60.
Die Rotations-Servosteuerschaltung 67 erzeugt auf der Basis des Referenz-Taktsignals aus dem Quarzoszillator 64 und des Taktsignals aus der PLL-Schaltung 62 einen Treiberstrom und liefert diesen an den Spindelmotor 68, so daß die Geschwindigkeit des Laserpunkts aus dem optischen Abtaster 50 relativ zu der optischen Platte 21 eine konstante Lineargeschwindigkeit ist. Der Spindelmotor 68 dreht die optische Platte 21 mit dieser konstanten Lineargeschwindigkeit.
Der optische Disk-Player besitzt ferner eine Subcode-Detektorschaltung 66, die einen in dem HF-Signal aus der HF-Schaltung 60 enthaltenen Subcode detektiert, um die laufende Spurposition des optischen Abtasters 50 relativ zu der optischen Platte 21 zu detektieren, und liefert eine Information, die für die detektierte Spurposition kennzeichnend ist, an einen (nicht dargestellten) Vorschubmechanismus des optischen Abtasters 50. Die Spurführungs-Servosteuerschaltung 65 führt eine Servosteuerung auf der Basis des Spurfehlersignals aus dem optischen Abtaster 50 durch, um das Objektiv des optischen Abtasters 50 in radialer Richtung der Platte, d.h. in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse des Objektivs, so zu bewegen, daß das Spurfehlersignal zu "Null" wird. Dadurch tastet der Laserpunkt, der von dem optischen Abtaster 50 auf die optische Platte 21 gerichtet wird, die Aufzeichnungsspur auf der optischen Platte 21 genau ab. Die Spurführungs-Servosteuerschaltung 65 öffnet die Spurführungs-Servoschleife, wenn auf die Aufzeichnungsspur zugegriffen wird, bewegt den optischen Abtaster 50 mit Hilfe des (nicht dargestellten) Vorschubmechanismus auf der Basis der die Spurposition kennzeichnenden Signals, das von der Subcode-Detektorschaltung 66 geliefert wird, in radialer Richtung der optischen Platte 21 und schließt die Spurführungs-Servoschleife, nachdem der optische Abtaster 50 die Spurposition erreicht hat, die durch die von der Subcode-Detektorschaltung 66 gelieferte Information gekennzeichnet ist.
Als Ergebnis der Betätigung einer (nicht dargestellten) Bedienungseinheit durch den Benutzer oder auf der Basis eines Befehls aus einem Host-Comuter weist eine Systemsteuerung die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 an, Daten aus einer der drei Aufzeichnungsschichten, d.h. der ersten, zweiten und dritten Aufzeichnungsschicht 24, 26 bzw. 29, auszulesen, die in der optischen Platte 21 vorgesehen sind.
Der optische Abtaster 50 enthält einen Fotodetektor 51. Wie z.B. in 5 dargestellt ist, besteht der Fotodetektor 51 aus vier Detektorblöcken 51A, 51B, 51C und 51D. Die HF-Schaltung 60 enthält einen Verstärker 52, um die Ausgangssignale der Detektorblöcke 51A bzw. 51C zu addieren, ferner einen Verstärker 53, um die Ausgangssignale der Detektorblöcke 51B bzw. 51D zu addieren, einen Verstärker 54, um die Ausgangssignale der Verstärker 52 bzw. 53 zu addieren, und einen Differenzverstärker 55, um das Ausgangssignal des Verstärkers 53 von dem des Verstärkers 52 zu subtrahieren.
Der Verstärker 52 addiert das (im folgenden als "A" bezeichnete) Ausgangssignal des Detektorblocks 51A und das (im folgenden als "C" bezeichnete) Ausgangssignal des Detektorblocks 51C und liefert das Ergebnis (A + C) an die Verstärker 54 bzw. 55. Der Verstärker 53 addiert das (im folgenden als "B" bezeichnete) Ausgangssignal des Detektorblocks 51B und das (im folgenden als "D" bezeichnete) Ausgangssignal des Detektorblocks 51D und liefert das Ergebnis (B + D) an die Verstärker 54 und 55. Der Verstärker 54 addiert das Ausgangssignal (A + C) des Verstärkers 52 und das Ausgangssignal (B + D) des Verstärkers 53 und liefert das Ergebnis (A + B + C + D), d.h. das HF-Signal, an die Sync-Detektorschaltung 61 und an die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69. Der Differenzverstärker 55 subtrahiert das Ausgangssignal (B + D) des Verstärkers 53 von dem Ausgangssignal (A + C) des Verstärkers 52 und liefert das Ergebnis {(A + C) – (B + D)}, d.h. das Fokusfehlersignal, an die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69.
Nachdem das Objektiv zur Fokussierung entlang seiner optischen Achse in die Nähe einer durch die Systemsteuerung festgelegten Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 21 bewegt wurde, führt die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 eine Fokussierungssteuerung auf der Basis des Fokusfehlersignals aus dem Verstärker 55 aus, so daß das Fokusfehlersignal zu Null wird. Die Fokussierungs- Servosteuerschaltung 69 erzeugt z.B. ein Fokussierungs-Servosignal auf der Basis des zugeführten Fokusfehlersignals und liefert es an ein Stellglied des optischen Abtasters 50. Das Stellglied bewegt das Objektiv entlang seiner optischen Achse.
Als Nächstes wird das Fangen bei der Fokussierungs-Servosteuerung der Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 zu jeder der Aufzeichnungsschichten 24, 26 und 29 der optischen Platte 21 anhand des Flußdiagramms von 6 und eines HF-Signals und der in 7 dargestellten sogenannten S-Kurve beschrieben.
Die erste, zweite und dritte Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 der optischen Platte 21 reflektieren 5%, 20% bzw. 60% des Lichtstrahls, der durch das Objektiv des optischen Abtasters 50 auf die optische Platte 27 auftrifft, wie dies oben beschrieben wurde. Wenn das Objektiv in einer Richtung parallel zu seiner optischen Achse in die Nähe der Fokussierungsposition des Lichtstrahls auf jeder Aufzeichnungsschicht und über diese Fokussierungsposition hinaus bewegt wird, haben das HF-Signal und die S-Kurve des Fokusfehlersignals für die erste, zweite und dritte Aufzeichnungsschicht 24, 26 und 29 jeweils drei Pegelspitzen und Spitzenamplituden, die entsprechend dem jeweiligen Reflektionsvermögen klein, mittelgroß bzw. groß sind, wie dies in 7 dargestellt ist.
Nachdem die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 das Objektiv entlang seiner optischen Achse bewegt hat, so daß der Lichtstrahl in der Nähe einer durch die (nicht dargestellte) Systemsteuerung festgelegten der Aufzeichnungsschichten auf der optischen Platte 21 fokussiert ist, bewegt sie nun das Objektiv in einer Richtung parallel zu seiner optischen Achse über die Fokussierungsposition des Lichtstrahls hinaus. In dem Schritt 51 prüft die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69, ob das zu dieser Zeit erzeugte HF-Signal kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert für die festgelegte Aufzeichnungsschicht, d.h. kleiner als der Maximalwert für diese Aufzeichnungsschicht. Falls die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 feststellt, daß das HF-Signal kleiner ist als der Schwellwert (JA), geht sie weiter zu dem Schritt S2. Falls die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 hingegen feststellt, daß das HF-Signal nicht kleiner ist als der Schwellwert (NEIN), geht sie zurück zu dem Schritt S1. Es ist zu beachten, daß das Verfahren zum Bewegen des Objektivs in die Nähe der gewünschten Aufzeichnungsschicht darin besteht, ein Signal, z.B. ein Gleichstromsignal, aus der Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 an das Stellglied des optischen Abtasters 50 zu liefern, um das Objektiv entlang seiner optischen Achse zu bewegen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist für jede der Aufzeichnungsschichten 24, 26 und 29 der optischen Platte 21 ein Gleichstromsignalpegel voraufgezeichnet, und dieser Signalpegel wird von der (nicht dargestellten) Systemsteuerung für eine der Aufzeichnungsschichten 24, 26 und 29 ausgewählt, auf der der Lichtstrahl von dem Objektiv fokussiert wird.
In dem Schritt S2 ermittelt die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 eine Position auf der optischen Achse des Objektivs, das dem Punkt entspricht, an dem jede der S-Kurven des Fokusfehlersignals den Pegel 0 kreuzt (diese Position wird im folgenden als "Nulldurchgangsposition" bezeichnet) und geht dann weiter zu dem Schritt S3.
In dem Schritt S3 prüft die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69, ob das HF-Signal kleiner ist als ein Schwellwert TH₁, wenn das Objektiv sich in der Nulldurchgangsposition befindet, um Daten z.B. aus der ersten Aufzeichnungsschicht 24 auszulesen, ob es kleiner ist als ein Schwellwert TH₂, um Daten z.B. aus der zweiten Aufzeichnungsschicht 26 auszulesen, und ob es kleiner ist als ein Schwellwert TH₃, um Daten z.B. aus der dritten Aufzeichnungsschicht 29 auszulesen. Wenn eine dieser Überprüfungen zu einem zutreffenden Ergebnis führt, geht die Fokussierungs-Servosteuerschaltung 69 davon aus, daß Daten aus der betreffenden Aufzeichnungsschicht ausgelesen werden sollen, und schließt die Fokussierungs-Servoschleife. Das Ergebnis der Überprüfung wird der (nicht dargestellten) Systemsteuerung für die Verwendung bei einer Servo-Verstärkungssteuerung und dgl. zugeführt. Wenn auf diese Weise eine gewünschte der Aufzeichnungsschichten 24, 26 und 29 der optischen Platte ausgewählt ist, wird die ausgewählte Aufzeichnungsschicht der Fokussierungs-Servosteuerung und der Spurführungs-Servosteuerung unterzogen, und die in der ausgewählten Aufzeichnungsschicht aufgezeichneten Daten werden ausgelesen. Die Fokussie rungs-Servosteuerung wird mit dem oben erwähnten Gleichstromsignal durchgeführt, das als Offset-Signalkomponente zu dem Fokusfehlersignal aus dem optischen Abtaster 50 addiert und dem Stellglied des optischen Abtasters 50 zugeführt wird.
Wenn in dem Schritt S3 festgestellt wird, daß das HF-Signal, das auftritt, wenn das Objektiv sich in der Nulldurchgangsposition befindet, nicht kleiner ist als der Schwellwert für die ausgewählte Aufzeichnungsschicht 24, 26 oder 29, geht die Fokussierungs-Servosteuerung 69 zurück zu dem Schritt S1 und wiederholt die Operationen der Schritte S1 bis S3.
Bei der durch die entsprechenden Servosteuerschaltungen gesteuerten Rotation, Spurführung bzw. Fokussierung, wie sie oben beschrieben wurden, ist die Fokussierungs-Servoschleife zum Fokussieren des Lichtstrahls auf einer gewünschten der Aufzeichnungsschichten 24, 26 und 29 geschlossen. Nachdem das Fokussierungsservo auf diese Weise eingefangen wurde, wird die Information, z.B. eine Audioinformation oder dgl., die in der gewünschten der Aufzeichnungsschichten 24, 26 und 29 der optischen Platte 21 aufgezeichnet ist, ausgelesen. Dabei trifft die (nicht dargestellte) Systemsteuerung eine Auswahl zwischen den Verstärkungen der Spurführungs- und Fokussierungsservos auf der Basis des Ergebnisses der Prüfung, auf welcher der Aufzeichnungsschichten 24, 26 und 29 der optischen Platte 21 der auf die optische Platte 21 auftreffende Lichtstrahl fokussiert wurde.
Es ist zu beachten, daß die vorliegende Erfindung nicht auf das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, daß vielmehr obere und untere Grenzen, wie die Schwellwert TH₁ und TH_1', TH₂ und TH_2' und TH₃ und TH_3' für das HF-Signal von jeder der Aufzeichnungsschichten 24, 26 und 29 festgesetzt werden können, wie dies in 7 dargestellt ist. Das Objektiv kann z.B. für den zu fokussierenden Lichtstrahl zwischen der ersten Aufzeichnungsschicht 24, die auf der Seite der optischen Platte 21 liegt, auf die der Lichtstrahl auftrifft, und der dritten Aufzeichnungsschicht 29, die über der ersten Aufzeichnungsschicht 24 liegt, bewegt werden und dann entlang seiner optischen Achse bewegt werden, statt das Objektiv entlang seiner optischen Achse in die Nähe der Fokussierungsposition des Lichtstrahls auf einer ersten festgelegten Aufzeichnungsschicht zu bewegen, um zu prüfen, auf welcher der Aufzeichnungsschichten der auf die optische Platte 21 auftreffende Lichtstrahl fokussiert wurde.
Auch das Verfahren für die Erzeugung des Fokusfehlersignals ist nicht auf das oben erwähnte astigmatische Verfahren beschränkt. Es kann vielmehr auch irgendein anderes Verfahren benutzt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde vorangehend im Zusammenhang mit der optischen Platte 21 beschrieben, die drei Aufzeichnungsschichten besitzt. Auch bei einer optischen Platte, die zwei Aufzeichnungsschichten besitzt, kann die Fokussierungs-Servosteuerung des Lichtstrahls für jede der Aufzeichnungsschichten eingefangen werden, wie dies oben beschrieben wurde. Der auf einer ausgewählten Aufzeichnungsschicht zu fokussierende Lichtstrahl wird einer Fokussierungs-Servosteuerung und einer Spurführungs-Servosteuerung unterzogen, um die in dieser Aufzeichnungsschicht aufgezeichneten Daten auszulesen.
Die vorliegende Erfindung kann natürlich ebenso bei einem optischen Disk-Player wie bei einem optischen Disk-Rekorder angewendet werden, der Daten auf eine optische Platte schreiben kann, in der mehrere Aufzeichnungsschichten ausgebildet sind, von denen wenigstens eine aus einem mit Daten beschreibbaren Material hergestellt ist, wozu auch Materialien gehören, die mit Daten überschrieben werden können, wie ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial und ein Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial und ein beschreibbares Aufzeichnungsmaterial, das einen organischen Farbstoff verwendet.
Wie vorangehend beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Lichtstrahl von einer Lichtquelle auf eine optische Platte emittiert, die mehrere übereinander angeordnete Aufzeichnungsschichten besitzt, wobei das von einer der Aufzeichnungsschichten der optischen Platte zurückkehrende Licht von einem Fotodetektor detektiert und der Spitzenpegel des Ausgangssignals des Fotodetektors mit einem Schwellwert verglichen wird, der für jede der Aufzeichnungsschichten der optischen Platte festgelegt ist, um zu ermitteln, von welcher der Aufzeichnungsschichten der optischen Platte das zurückkehrende Licht stammt. Wenn der Lichtstrahl auf dieser Aufzeichnungsschicht fokussiert ist, wird eine Fokussierungs-Servoschleife geschlossen, um die in dieser Aufzeichnungsschicht aufgezeichnete Information auszulesen. Auf diese Weise kann die in einer gewünschten Aufzeichnungsschicht aufgezeichnete Information eindeutig ausgelesen werden.
Das optische Aufzeichnungsmedium für die Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung besitzt wenigstens eine erste und eine zweite Aufzeichnungsschicht, die übereinander auf einem lichtdurchlässigen Substrat ausgebildet sind. Die erste und zweite Aufzeichnungsschicht sind so ausgebildet, daß ihr Reflektionsvermögen derart unterschiedlich ist, daß auf der Grundlage des Signalpegels auf der Basis des zurückkehrenden Anteils des auf die optische Platte auftreffenden Lichtstrahls erkannt werden kann, auf welcher der Aufzeichnungsschichten der auftreffende Lichtstrahl fokussiert ist. Auf diese Weise können diese Aufzeichnungsschichten leicht voneinander unterschieden werden, indem das von jeder zurückkehrende Licht detektiert wird.

Claims

Fokussierungs-Servosteuerung (69) mit einem Servosteuerblock für die Servosteuerung zum Bewegen eines Objektivs entlang seiner optischen Achse, wobei der Servosteuerblock konfiguriert ist, um das Objektiv auf der Basis eines Fokusfehlersignals zu bewegen, das aus dem Ausgangssignal der einzelnen Detektorblöcken (51A–51D) eines Fotodetektors (51) erzeugt wird, der den zurückkehrenden Anteil eines Lichtstrahls detektiert, der von einer aus einer Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten reflektiert wird, die in einer optischen Platte (21) übereinander ausgebildet sind und die sich bezüglich ihres Reflektionsvermögens voneinander unterscheiden, gekennzeichnet durch einen Identifizierer, um auf der Basis der Fokusfehlersignals und der Summe der Ausgangssignale der Detektorblöcke (51A–51D) festzustellen, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte (21) der Lichtstrahl aus einem optischen Abtaster fokussiert ist.
Fokussierungs-Servosteuerung (69) nach Anspruch 1, bei der der Identifizierer identifiziert, ob das Ausgangssignal des Fotodetektors (51) für eine aus der Mehrzahl der in der optischen Platte (21) ausgebildeten Aufzeichnungsschichten unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt.
Fokussierungs-Servosteuerung (69) nach Anspruch 2, bei der der Identifizierer in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Summensignals aus dem Signalgenerator für eine aus der Mehrzahl der in der optischen Platte ausgebildeten Aufzeichnungsschichten unterhalb eines Schwellwerts liegt, wenn das Fokusfehlersignal aus dem Signalgenerator einen vorbestimmten Signalpegel hat, feststellt, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte (21) der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster fokussiert ist.
Fokussierungs-Servosteuerung (69) nach Anspruch 3, bei der der Identifizierer in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Summensignals aus dem Signalgenerator für eine aus der Mehrzahl der in der optischen Platte ausgebildeten Aufzeichnungsschichten unterhalb eines Schwellwerts liegt, wenn das Fokusfehlersignal aus dem Signalgenerator den Nullpegel des Signals kreuzt, feststellt, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte (21) der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster fokussiert ist.
Fokussierungs-Servosteuerung (69) nach Anspruch 4, bei der der Servosteuerblock auf der Basis der Ergebnisses der Identifizierung eine Servoschleife des Servosteuerblocks schließt.
Fangverfahren für ein Fokussierungsservo mit den Verfahrensschritten: Erzeugen eines Fokusfehlersignals und eines Summensignals aus den Ausgangssignalen von Detektorblöcken (51A–51D) eines Fotodetektors (51) zum Detektieren eines reflektierten, zurückkehrenden Anteils eines Lichtstrahls, der durch ein Objektiv auf eine aus einer Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten auftrifft, die in einer optischen Platte (21) übereinander ausgebildet sind und die sich bezüglich ihres Reflektionsvermögens voneinander unterscheiden, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Identifizieren auf der Basis des Fokusfehlersignals und des Summensignals, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte (21) der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster fokussiert ist, und Schließen einer Servoschleife zum Bewegen des Objektivs entlang seiner optischen Achse auf der Basis des Fokusfehlersignals.
Fangverfahren für ein Fokussierungsservo nach Anspruch 6, bei dem die Identifizierung durchgeführt wird, nachdem das Objektiv entlang seiner optischen Achse so bewegt wurde, daß der Lichtstrahl in der Nähe einer aus der Mehrzahl von in der optischen Platte ausgebildeten Aufzeichnungsschichten fokussiert ist.
Fangverfahren für ein Fokussierungsservo nach Anspruch 7, bei dem bewertet wird, ob das Summensignal aus dem Signalgenerator für eine aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte (51) unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt.
Fangverfahren für ein Fokussierungsservo nach Anspruch 8, bei dem in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Summensignals aus dem Signalgenerator für eine aus der Mehrzahl der in der optischen Platte ausgebildeten Aufzeichnungsschichten unterhalb eines Schwellwerts liegt, wenn das Fokusfehlersignal aus dem Signalgenerator einen vorbestimmten Signalpegel hat, festgestellt wird, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte (21) der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster fokussiert ist.
Fangverfahren für ein Fokussierungsservo nach Anspruch 9, bei dem in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Summensignals aus dem Signalgenerator für eine aus der Mehrzahl der in der optischen Platte ausgebildeten Aufzeichnungsschichten unterhalb eines Schwellwerts liegt, wenn das Fokusfehlersignal aus dem Signalgenerator den Nullpegel des Signals kreuzt, festgestellt wird, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte (21) der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster fokussiert ist.
Optisches Plattenaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegerät mit einem optischen Abtaster (50), der aufweist: eine Lichtquelle zum Emittieren eines Lichtstrahls für den Einfall auf eine aus einer Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten, die in einer optischen Platte (21) übereinander ausgebildet sind und die sich bezüglich ihres Reflektionsvermögens voneinander unterscheiden, ein Objektiv zum Sammeln des von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahls auf einer aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten und einen Fotodetektor (51), der eine Mehrzahl von Detektorblöcken (51A–51D) enthält, zum Detektieren des zurückkehrenden Anteils des von Aufzeichnungsschicht reflektierten Lichtstrahls, mit einem Signalgenerator, um aus den Ausgangssignalen der Detektorblöcke (51A–51D) des Fotodetektors (51) ein Fokusfehlersignal und ein Signal zu erzeugen, das für die Summe der Ausgangssignale der Detektorblöcke (51A–51D) kennzeichnend ist, und mit einer Fokussierungs-Servosteuerung (69) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die einen Servosteuerblock zum Bewegen des Objektivs entlang seiner optischen Achse auf der Basis des Fokusfehlersignals aus dem Signalgenerator aufweist sowie einen Identifizierer, um auf der Basis des Fokusfehlersignals und des Summensignals aus dem Signalgenerator festzustellen, auf welcher aus der Mehrzahl von Aufzeichnungsschichten in der optischen Platte der Lichtstrahl aus dem optischen Abtaster (15) fokussiert ist.