JP2004103234A - Optical disk device and optical disk processing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、情報記録トラックを有する光ディスクに対して光ビームを照射し、この情報記録トラックに対して情報を記録したり、この情報記録トラックに記録された情報を再生したりする光ディスク装置に関する。特に、この光ディスク装置における光ビームの焦点誤差検出に関する。また、この発明は、光ディスク処理方法に関する。 The present invention relates to an optical disc apparatus that irradiates an optical disc having an information recording track with a light beam, records information on the information recording track, and reproduces information recorded on the information recording track. In particular, the present invention relates to detection of a focus error of a light beam in the optical disk device. The invention also relates to an optical disk processing method.
近年、光ディスクの記録密度向上に関する様々な研究開発が進められている。これに伴い、光ディスク装置では、光学的な開口数(NA:Numerical Aperture)を上げたり、短波長のレーザを採用したりするなどして、光学スポットのスポット径を小さくする試みがなされている。一方、光学的なNAを上げると、対物レンズの傾きの仕様が厳しくなるという問題点、対物レンズと光ディスク表面との距離が短くなるという問題点などが指摘されている。 In recent years, various research and development on improving the recording density of optical disks has been promoted. Along with this, in an optical disk device, an attempt has been made to reduce the spot diameter of an optical spot by increasing an optical numerical aperture (NA: Numerical Aperture) or employing a laser having a short wavelength. On the other hand, it has been pointed out that when the optical NA is increased, the specification of the tilt of the objective lens becomes strict, and that the distance between the objective lens and the optical disk surface becomes shorter.
対物レンズの傾きの仕様については、光ディスク表面(光の入射面)から記録面までの距離、すなわち基板の厚みを薄くすることで、仕様を緩められることが知られている。基板の厚さ0.6mm程度の現行DVDなどに対して、さらに短い距離、例えば基板の厚さ0.1mm程度の光ディスクが試作されている。 It is known that the specification of the tilt of the objective lens can be relaxed by reducing the distance from the optical disk surface (light incident surface) to the recording surface, that is, the thickness of the substrate. For an existing DVD or the like having a substrate thickness of about 0.6 mm, an optical disk having a shorter distance, for example, a substrate thickness of about 0.1 mm has been prototyped.
一方、高いNAの採用は、対物レンズと情報記録面の間の距離も狭くすることになる。対物レンズと光ディスクの距離は、現行DVDでは1mm以上となっている。しかし、0.8を超える高いNAを採用すると、対物レンズと光ディスクの距離は、0.2mmを切る値で近接する。このように、対物レンズと光ディスクを近接させたとき最大の問題となるのは、対物レンズが光ディスクに衝突するということである。こうした衝突は、フォーカス引き込み時(対物レンズの初期位置合わせ時)及び光ディスク上の傷・指紋跡などの影響により光ディスクからの反射光に外乱が混入した時に、フォーカス制御が外れて発生する。安定したフォーカス引き込み動作の実現、及び傷や指紋跡の影響に対する耐性の高いフォーカス制御方式が求められてきた。 On the other hand, the adoption of a high NA also reduces the distance between the objective lens and the information recording surface. The distance between the objective lens and the optical disk is 1 mm or more in the current DVD. However, if a high NA exceeding 0.8 is adopted, the distance between the objective lens and the optical disk is close to a value less than 0.2 mm. As described above, the biggest problem when the objective lens and the optical disk are brought close to each other is that the objective lens collides with the optical disk. Such collision occurs when the focus control is deviated when disturbance is mixed in the reflected light from the optical disk at the time of focus pull-in (at the time of initial alignment of the objective lens) and the influence of scratches and fingerprint marks on the optical disk. There has been a demand for a focus control method that realizes a stable focus pull-in operation and has high resistance to the influence of scratches and fingerprint marks.
従来、こうした衝突を避ける手法として、対物レンズの光ディスク面側に円弧状の加工を施す方法が提案されている(特許文献1参照)。このような構成の対物レンズは、光ディスクの回転に伴って光ディスクと対物レンズの間隙に発生する空気流によって、光ディスクに対する浮上力が発生することを利用している。対物レンズは、この浮上力と、フォーカス方向の駆動力とがバランスする位置にパッシブに位置決めされる。しかし、この手法では、ディスクに対する対物レンズの浮上力がディスクの回転速度に依存して変化するため、ディスク回転変動の影響で浮上量が変化しやすく、ディスクの回転数が一定でない場合、不安定になりやすい制御方法であった。 Conventionally, as a method of avoiding such collision, a method of performing an arc-shaped processing on the optical disk surface side of an objective lens has been proposed (see Patent Document 1). The objective lens having such a configuration utilizes the fact that a floating force with respect to the optical disk is generated by an air flow generated in a gap between the optical disk and the objective lens as the optical disk rotates. The objective lens is passively positioned at a position where the floating force and the driving force in the focusing direction are balanced. However, in this method, since the floating force of the objective lens with respect to the disk changes depending on the rotational speed of the disk, the floating amount is likely to change due to the fluctuation of the disk rotation, and unstable when the rotational speed of the disk is not constant. The control method was prone to
フォーカス制御を的確に行なうためには、従来の光ディスク装置で行われているフォーカス系による焦点誤差信号を用いるサーボが好ましい。例えば、2つの異なる焦点誤差検出範囲を持つ焦点誤差検出系の信号を加算することにより、安定したフォーカス引き込み動作を実現しようとする方法が提案されている(特許文献2参照)。この方法によると、焦点誤差検出範囲を広く取れる検出光学系によるフォーカスエラー信号と、焦点誤差検出範囲は狭いが検出感度を高く取れる検出光学系によるフォーカスエラー信号とを加算して、安定したフォーカス引き込み動作を実現する。同時に、精密なフォーカス位置決めが実現される。しかし、ディスク表面の傷や埃、指紋跡がついている状態では、サーボ信号に用いる焦点誤差信号自体の振幅が小さくなる、外乱の影響を受けるなどの事象の発生を避けられなかった。さらに、NAが高い場合、ディスク表面でのスポット径が小さくなるため、これら外乱の影響を受けやすく、結果として、フォーカスサーボが外れてしまうことが避けられなかった。これらの不安定な状態は、フォーカス引き込みにおいても同様に作用し、安定なフォーカス引き込み動作を行なうことができない。すなわち、光ディスクの情報記録面に形成された一つの光学スポットからの戻り光を用いて、上記2種類の焦点誤差を生成しているために、NAの高い光学系によって形成された光学スポットの持つ不安定状態を避けることができない。結果として、従来は、傷や埃、指紋跡といった光ディスクの表面状態に依存した外乱に対して弱いフォーカス制御となってしまっており、外乱の影響によってフォーカスサーボが外れやすい状態にあった。 In order to accurately perform focus control, it is preferable to use a servo using a focus error signal by a focus system performed in a conventional optical disk device. For example, there has been proposed a method of achieving a stable focus pull-in operation by adding signals of a focus error detection system having two different focus error detection ranges (see Patent Document 2). According to this method, a focus error signal from a detection optical system capable of obtaining a wide focus error detection range and a focus error signal from a detection optical system capable of obtaining a high detection sensitivity while the focus error detection range is narrow are added to achieve stable focus pull-in. Implement the operation. At the same time, precise focus positioning is realized. However, in the state where the disk surface has scratches, dust, and fingerprint marks, it is inevitable that the amplitude of the focus error signal itself used for the servo signal becomes small, and that an event such as being affected by disturbance occurs. Furthermore, when the NA is high, the spot diameter on the disk surface becomes small, so that it is susceptible to these disturbances, and as a result, it is inevitable that the focus servo deviates. These unstable states operate similarly in focus pull-in, and a stable focus pull-in operation cannot be performed. That is, using the return light from one optical spot formed on the information recording surface of the optical disc to generate the above two types of focus errors, the optical spot formed by the optical system having a high NA has Instability cannot be avoided. As a result, conventionally, the focus control is weak against disturbances depending on the surface state of the optical disk such as scratches, dust and fingerprints, and the focus servo is likely to come off due to the influence of the disturbances.
さらにこのようにいったんサーボが外れてしまうと、ディスクに衝突してしまう可能性があり、光ディスクに傷がつくだけでなく、対物レンズにも傷がついて情報の記録・再生が行なえなくなる可能性もあった。このように、傷やごみ・埃・指紋跡などの影響があってもフォーカスサーボが外れにくい焦点誤差検出系、およびディスクに衝突しにくい焦点誤差検出系を実現すると同時に、安定なフォーカス引き込み動作をも実現することが、高密度な光ディスクに対応した光ディスク装置を実現する上で共通の課題であった。
上記したように、従来の焦点誤差検出回路ではNAが高い光学系に適用した際に、対物レンズがディスクに衝突する可能性が高くなってしまっていた。また、傷や埃・ディスクに付着した指紋跡の影響で、フォーカスサーボ自体が外れてしまうことが避けられなかった。このようにフォーカスサーボが外れてしまった場合、対物レンズとディスクの距離が狭いために、対物レンズは光ディスクに衝突してしまう。 As described above, in the conventional focus error detection circuit, when applied to an optical system having a high NA, the possibility that the objective lens collides with the disk has increased. In addition, it was inevitable that the focus servo itself would come off due to the influence of scratches, dust, and fingerprint marks attached to the disk. When the focus servo deviates in this manner, the objective lens collides with the optical disk because the distance between the objective lens and the disk is small.
さらに、2層の情報記録面を有する高密度光ディスクの場合は、焦点誤差検出の範囲が狭くなってしまうことが避けられなかった。このため、フォーカス制御性能が劣化するなどの問題が発生する。このフォーカス制御に失敗すると、対物レンズが光ディスクに衝突してしまうことが避けられない。このため、安定なフォーカス引き込み動作を実現することが不可欠であった。 Furthermore, in the case of a high-density optical disk having a two-layer information recording surface, it was inevitable that the range of focus error detection would be narrowed. Therefore, problems such as deterioration of focus control performance occur. If the focus control fails, it is inevitable that the objective lens collides with the optical disk. Therefore, it is essential to realize a stable focus pull-in operation.
またさらに、基板厚の薄い光ディスクでは、個々の光ディスクで基板厚みが異なるため、球面収差補正などの基板厚ばらつき補正を行なう必要性も生じる。フォーカス制御に影響を与える球面収差補正を行いながら、フォーカス制御を行なうといった複雑な制御系を実現する必要があった。 Further, in the case of an optical disk having a small substrate thickness, since the substrate thickness differs between individual optical disks, it is necessary to perform substrate thickness variation correction such as spherical aberration correction. It was necessary to realize a complicated control system such as performing focus control while performing spherical aberration correction that affects focus control.
この発明の目的は、上記したような事情に鑑み成されたものであって、下記の光ディスク装置及び光ディスク処理方法を提供することにある。 An object of the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide the following optical disk device and optical disk processing method.
(1)高いNAの光学系を用いた場合でも、安定したフォーカス制御およびフォーカス引込み動作を実現することが可能な光ディスク装置。 (1) An optical disc device capable of achieving stable focus control and focus pull-in operation even when a high NA optical system is used.
(2)高いNAの光学系を用いた場合でも、安定したフォーカス制御およびフォーカス引込み動作を実現することが可能な光ディスク処理方法。 (2) An optical disk processing method capable of realizing stable focus control and focus pull-in operation even when an optical system having a high NA is used.
上記課題を解決し目的を達成するために、この発明の光ディスク装置及び光ディスク処理方法は、以下のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, an optical disk apparatus and an optical disk processing method according to the present invention are configured as follows.
(1)この発明の光ディスク装置は、対物レンズと、前記対物レンズを保持して、この対物レンズの光軸方向、および光軸に垂直な一方向に駆動可能に支持された対物レンズ保持体と、前記対物レンズ保持体を光軸方向に駆動するためのフォーカシングアクチュエータと、前記対物レンズにより集光される光ビームのうち、第1の開口数で集光された光ビームの反射光に基づき、前記光軸方向の変位を検出し前記光ディスクの情報記録面に対するこの光ビームの焦点合わせを行なう第1のフォーカス検出手段と、前記対物レンズにより集光される光ビームのうち、第1の開口数より低い第2の開口数で集光された光ビームの反射光に基づき、前記光軸方向の変位を検出し前記光ディスクの情報記録面に対するこの光ビームの焦点合わせを行なう第2のフォーカス検出手段と、前記第1のフォーカス検出手段によって検出された焦点誤差信号に前記第2のフォーカス検出手段によって検出された焦点誤差信号を加算する加算手段と、前記加算手段の出力に応じて、前記フォーカシングアクチュエータを駆動する駆動制御手段とを備えている。 (1) An optical disc device according to the present invention includes an objective lens, an objective lens holder that holds the objective lens, and is supported so as to be drivable in the optical axis direction of the objective lens and in one direction perpendicular to the optical axis. A focusing actuator for driving the objective lens holder in the optical axis direction, and a light beam focused by the first numerical aperture among the light beams focused by the objective lens, First focus detecting means for detecting the displacement in the optical axis direction and focusing the light beam on the information recording surface of the optical disc; and a first numerical aperture of the light beam condensed by the objective lens Based on the reflected light of the light beam condensed at the lower second numerical aperture, the displacement in the optical axis direction is detected, and the light beam is focused on the information recording surface of the optical disk. Second focus detection means, addition means for adding a focus error signal detected by the second focus detection means to a focus error signal detected by the first focus detection means, and an output of the addition means And a drive control means for driving the focusing actuator.
上記構成により、以下の作用効果が得られる。 に よ り With the above configuration, the following effects can be obtained.
高NA(第1の開口数)と低NA(第2の開口数)の二つの焦点誤差信号を加算した信号を、対物レンズのフォーカス位置決め用の焦点誤差信号として用い、さらに低NAの焦点誤差検出系の合焦点は、高NAの焦点誤差検出系の合焦点よりややディスク表面側に設けられて、対物レンズがディスクに衝突する方向にデフォーカスした際に大きな反発力となる駆動力を発生させる。 A signal obtained by adding two focus error signals of a high NA (first numerical aperture) and a low NA (second numerical aperture) is used as a focus error signal for focus positioning of the objective lens. The focal point of the detection system is located slightly closer to the disk surface than the focal point of the high NA focus error detection system, and generates a driving force that becomes a large repulsive force when the objective lens defocuses in the direction of collision with the disk Let it.
また、ディスク表面でのスポット径は、高NAの光学系より低NAの光学系の方が大きいため、ディスク表面でのごみや傷・埃の影響に強い構成とすることが可能である。このため、例えば高NAの光学系による焦点誤差検出系の信号が、傷や埃の影響で小さくなったときでもフォーカスサーボが破綻して対物レンズがディスクに衝突することはなく、必ずディスクから遠ざかる方向にサーボがかけられる構成が実現できる。 ス ポ ッ ト In addition, since the spot diameter on the disk surface is larger in the low NA optical system than in the high NA optical system, it is possible to adopt a configuration resistant to the effects of dust, scratches and dust on the disk surface. Therefore, for example, even when the signal of the focus error detection system by the high NA optical system becomes small due to the influence of scratches or dust, the focus servo does not break down and the objective lens does not collide with the disk, and always goes away from the disk. A configuration in which servo is applied in the direction can be realized.
(2)この発明の光ディスク処理方法は、第1の開口数の第1の対物レンズを有する第1の光学系、及びこの第1の開口数より高い開口数の第2の対物レンズを有する第2の光学系のうち、前記第1の光学系の前記第1の対物レンズを介して、回転されている所定の光ディスクに対して光ビームを照射し、フォーカス引き込み処理を実行する第1のステップと、前記光ディスクの記録再生処理に適する光学系を判別する第2のステップと、前記光ディスクの記録再生処理に適する光学系が前記第1の光学系の場合には、前記第1の光学系の前記第1の対物レンズを介して、前記光ディスクに対して光ビームを照射し、前記光ディスクを処理する第3のステップと、前記光ディスクの記録再生処理に適する光学系が前記第2の光学系の場合には、前記第2の光学系の前記第2の対物レンズを介して、前記光ディスクに対して光ビームを照射し、前記光ディスクを処理する第4のステップと、を備えている。 (2) An optical disk processing method according to the present invention provides a first optical system having a first objective lens having a first numerical aperture and a second optical system having a second objective lens having a numerical aperture higher than the first numerical aperture. A first step of irradiating a predetermined optical disk being rotated with a light beam through the first objective lens of the first optical system among the two optical systems to execute a focus pull-in process; A second step of determining an optical system suitable for the recording / reproducing process of the optical disc; and, if the optical system suitable for the recording / reproducing process of the optical disc is the first optical system, the first optical system A third step of irradiating the optical disc with a light beam through the first objective lens to process the optical disc, and an optical system suitable for recording / reproducing processing of the optical disc is provided by the second optical system. In case , Through the second of said second objective lens of the optical system, a light beam irradiated to the optical disc, and a, a fourth step of processing the optical disc.
この発明によれば下記の光ディスク装置及び光ディスク処理方法を提供できる。 According to the present invention, the following optical disk device and optical disk processing method can be provided.
(1)高いNAの光学系を用いた場合でも、安定したフォーカス制御およびフォーカス引込み動作を実現することが可能な光ディスク装置。 (1) An optical disc device capable of achieving stable focus control and focus pull-in operation even when a high NA optical system is used.
(2)高いNAの光学系を用いた場合でも、安定したフォーカス制御およびフォーカス引込み動作を実現することが可能な光ディスク処理方法。 (2) An optical disk processing method capable of realizing stable focus control and focus pull-in operation even when an optical system having a high NA is used.
以下、図面を参照しながら本発明の第一実施形態について説明する。 Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第一実施形態]2つの対物レンズアクチュエータを持ち、面ぶれを学習してフォーカス引込みを行なう。 第一 [First Embodiment] The camera has two objective lens actuators, learns the surface shake, and performs focus pull-in.
図1は、本発明の焦点誤差検出回路を有する光ディスク装置の構成を示す図である。図2は、対物レンズアクチュエータ周辺を拡大した図である。この構成では、2種類の光学系を持ち、低NAの光学系を用いて所定の光ディスクに対して情報の再生または記録を行なうと同時に、高NAの光学系を用いて対応する光ディスクに対して情報の再生または記録が行なえるように、光学ヘッドは2つの対物レンズおよびアクチュエータを持つ構成となっている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical disk device having a focus error detection circuit according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged view around the objective lens actuator. In this configuration, two types of optical systems are used, and information is reproduced or recorded on a predetermined optical disk using a low NA optical system, and at the same time, a corresponding optical disk is reproduced using a high NA optical system. The optical head has two objective lenses and an actuator so that information can be reproduced or recorded.
情報記録面を有する光ディスク1は、スピンドルモータ2に取り付けられ、回転制御される。この光ディスク1の情報記録面に光学スポットを形成し情報の再生・記録を行なう光学ヘッドは、光ディスク半径方向に移動可能に支持され、ステッピングモータ3などの送りモータによって半径方向に位置決めされる。光学ヘッドが搭載されたキャリッジ4上には、2つの対物レンズアクチュエータ5,6が搭載され、情報記録面に形成された情報記録トラックに対して、ディスク垂直方向のフォーカス方向とトラック横断方向のトラック方向の2方向に光学スポットを精密に位置決めする。ここで、2つの対物レンズアクチュエータのうち、第一の対物レンズアクチュエータ5はNAの低い光学系用に設けられるもので、例えば650nmから780nm程度の波長のレーザ光が入射されて、第一の対物レンズ7により光ディスクの情報記録面に光学スポットを形成する。この第一の対物レンズアクチュエータ5は、第一の対物レンズ支持ワイヤ15により支持される。一方、第二の対物レンズアクチュエータ6は、NAの高い光学系用に設けられるもので、例えば400nm近傍の波長のレーザ光が入射されて、第二の対物レンズ8により光ディスクの情報記録面に光学スポットを形成する。この第二の対物レンズアクチュエータ6は、第二の対物レンズ支持ワイヤ16により支持される。ここで、第一の対物レンズで光学スポットを形成する場合の光ディスクと第二の対物レンズによる光ディスクとは、異なる物理的性質を持つものである。すなわち、第一の光学系で情報の再生・記録が行われる光ディスクは、レーザの波長で650nmから780nmのレーザ光による情報の再生および記録が可能な光ディスクであり、例えばCDまたはDVDの再生、DVD−RAMの再生・記録を行なうものである。一方の第二の光学系で情報の再生・記録が行われる光ディスクは、レーザの波長で400nm近傍のレーザ光による情報の再生および記録が可能な光ディスクであり、DVDなどよりも面記録密度が高く、情報記録面に形成される光学スポットの大きさが第一の光学系による光学スポットよりも小さい光ディスクである。これら2種類以上の光ディスクに対して、複数波長のレーザ光を用いて情報の再生および記録を行なうために、上記第一および第二の光学系は切り換えて用いられる。
(4) The
この構成の光ディスク装置におけるフォーカス引込み方式およびフォーカス制御方式について、また特にNAの高い第二の光学系に対応した光ディスクにおけるフォーカス制御方式について、フォーカス制御のための主要部を記載した図3のブロック図、及び図6のフローチャートを参照して説明する。 FIG. 3 is a block diagram showing a main part for focus control of a focus pull-in method and a focus control method in an optical disk device having this configuration, and particularly a focus control method of an optical disk corresponding to a second optical system having a high NA. , And the flowchart of FIG.
まず、スピンドルモータ2に取り付けられた光ディスク1が第一の光学系で情報の再生・記録を行なう光ディスクなのか、第二の光学系で情報の再生・記録を行なう光ディスクなのか判別するディスク判別を行なう(ST3)。このディスク判別を行なう順序として、NAの低い第一の対物レンズを用いる第一の光学系によりフォーカス制御をかける動作から始められる(ST2)。光ディスクからの反射光は、ビームスプリッタ11と集光レンズ13を介して第一のPD(Photo Detector)21に入射される。或いは、ビームスプリッタ12と集光レンズ14を介して第二のPD26に入射される。すなわち、第一の光学系に設けられた焦点誤差検出のための第一のPD21によって検出されたフォーカスエラー信号を用いながら、第一の対物レンズアクチュエータにフォーカス引込みのためのキックパルスが入力される。一般的なフォーカスエラー信号生成の方式として、非点収差方式の検出系の模式図を図13に示す。図中で4分割PDの(A+C)−(B+D)で与えられる値がフォーカスエラー量である。なおこのとき、第二の対物レンズアクチュエータ6は、対象の光ディスク表面への衝突を避けるために光ディスクから離れる方向に変位、拘束されていることが望ましい(ST1)。上記の動作手順で、NAの低い第一の焦点誤差検出回路22によるフォーカスエラー信号を用いて第一のフォーカス制御回路23により第一の対物レンズアクチュエータ5は光ディスク1に対してフォーカス制御される。この動作は、第一の光学系が持つレーザ光源の数だけ、波長の長い順番に実施される。たとえば、まず780nmのレーザ光が入射されてフォーカス制御が実施され、続いて650nmのレーザ光が入射されてフォーカス制御が実施される。ここで、第一の光学系のすべての波長のレーザ光によりフォーカス制御が試された後、情報信号が再生できる、または再生信号が所望の信号である場合、対象となる光ディスクが第一の光学系に対応した光ディスクであると判断される(ST3)。この場合には、第一の光学系による情報の記録・再生処理が実行される(ST4)。
First, a discrimination is made to determine whether the
第一の光学系のすべての波長のレーザ光によりフォーカス制御が試された後、情報信号が再生できない、または再生信号が所望の信号でない場合、対象となる光ディスクが第一の光学系に対応した光ディスクでなく第二の光学系に対応した光ディスクであると判断されて(ST3)、光学系の切り換え動作が発生する。 After the focus control was attempted with laser light of all wavelengths of the first optical system, if the information signal could not be reproduced or the reproduced signal was not the desired signal, the target optical disk was compatible with the first optical system. It is determined that the optical disk is not an optical disk but an optical disk compatible with the second optical system (ST3), and an optical system switching operation occurs.
ただしこの切り換え動作を行なう前には、第一の対物レンズアクチュエータ5によるフォーカス制御の制御信号を用いて、対象となる光ディスクの面ぶれ動作の学習が行われる(ST5)。この制御信号は、第一の光学系が有するどの波長のレーザ光を用いて行っても構わないが、最も長い波長のレーザ光、たとえば780nmの波長のレーザ光を用いて行なうことが望ましい。さてこの学習動作は、面ぶれに応じて出力されるアクチュエータの制御信号を、スピンドルモータの回転角情報と同期させ、面ぶれ位相推定回路によって記憶する動作である。第一、第二の対物レンズアクチュエータは一般に電磁駆動によって駆動制御される。これら電磁駆動型のアクチュエータの制御信号は、アクチュエータの加速度信号として与えられる。ディスク回転周波数などの低い周波数の外乱要素である面ぶれに追従して駆動されている場合、駆動信号は位置信号とほぼ同位相で変化する信号として扱うことが可能である。特に、フォーカス引き込み動作を行なうのは、面ぶれ外乱が小さいことが予想されるディスク内周部であり、ディスクを回転させる回転周波数としてはやや高い40Hz前後の領域である。基本的にはこの周波数領域で面ぶれ位相を推定するのは困難なことではない。例えば、既知であるアクチュエータの動特性の応答モデルによって、駆動信号からアクチュエータの変位を推定し、面ぶれ変位と同等であるとして面ぶれ位相を推定するなどの動作によって可能となる。 {However, before performing this switching operation, learning of the surface shake operation of the target optical disk is performed using the control signal of the focus control by the first objective lens actuator 5 (ST5). This control signal may be performed using a laser beam having any wavelength of the first optical system, but is preferably performed using a laser beam having the longest wavelength, for example, a laser beam having a wavelength of 780 nm. The learning operation is an operation of synchronizing the control signal of the actuator, which is output in response to the runout, with the rotation angle information of the spindle motor and storing the control signal by the runout phase estimation circuit. The first and second objective lens actuators are generally driven and controlled by electromagnetic driving. Control signals for these electromagnetically driven actuators are given as acceleration signals of the actuator. In the case where the drive signal is driven to follow a surface fluctuation which is a disturbance element having a low frequency such as a disk rotation frequency, the drive signal can be handled as a signal that changes in substantially the same phase as the position signal. In particular, the focus pull-in operation is performed in an inner peripheral portion of the disk where surface disturbance is expected to be small, and is in a region around 40 Hz, which is slightly higher as a rotation frequency for rotating the disk. Basically, it is not difficult to estimate the wobble phase in this frequency domain. For example, it is possible to perform an operation such as estimating the displacement of the actuator from the drive signal using a known response model of the dynamic characteristics of the actuator, and estimating the wobble phase as being equivalent to the wobble displacement.
面ぶれ位相推定回路24は、スピンドルモータの回転角検出回路25からの回転角情報と、第一のフォーカス制御回路23の制御出力を同期させて記憶する。この記憶動作について図14を参照して説明する。回転角検出回路25は、例えば360度を複数に分割した角度ごとに回転角情報を検出可能なように構成されている。例えば、60度ごとに検出する場合、この60度ごとの回転角情報とあわせて、フォーカス制御出力がサンプリングされ、図14に示すようなサンプル値として例えば電圧出力値が記憶される。このように、記憶された電圧値は、線形補間によってもおよそ駆動信号の周期と位相の値を知ることが可能な情報となっている。このようにして面ぶれ状態を回転角と同期して記憶したら、同じ回転数で光ディスクを回転制御したまま光学系を第一の光学系から第二の光学系へ切り換える。この切り換え動作は、第二の対物レンズアクチュエータ6に所定の波長のレーザ光を入射すると同時に、第二の対物レンズアクチュエータ6にフォーカス引込みのためのキックパルス制御信号が第二のフォーカス制御回路を介して入力されて実現される(ST6)。この引込みパルスは、第二の対物レンズ8を光ディスクに近づける方向へ移動させる駆動信号である。したがって、キックパルス制御信号入力と同時に対物レンズアクチュエータ6は光ディスク表面に向けて移動することになる。また同時に対物レンズアクチュエータ6は、第二の光学系に設けられた第二のフォトディテクタ26によって検出されて第二の焦点誤差検出回路27で演算されたフォーカスエラー信号を用いて、第二のフォーカス制御回路28により制御されている。第二の焦点誤差検出回路27でフォーカスエラー信号が検出可能な位置に対物レンズ8が移動し、対物レンズ8と光ディスク1の情報記録面の相対速度が所定の速度より小さい値であれば、フォーカス引込み動作が成功する(ST7)。この相対速度が所定の範囲となって引込み制御が成功するように、面ぶれ位相推定回路24によって推定した面ぶれ状態から、面ぶれ速度を推定する。さらに、対物レンズの移動速度との相対速度が小さくなる最適のタイミングにおいて、引込みパルス発生回路29からキックパルス及びブレーキパルスをフォーカス制御信号に重畳する。具体的には、面ぶれ量が最も対物レンズ8に近づく領域近傍であれば、光ディスクの面ぶれ速度が小さいと同時に、対物レンズとの相対速度を小さくできるため好適である。上記のようにこの引込み動作は、第二の光学系に設けられた第二の焦点誤差検出回路27によるフォーカスエラー信号を用いて行われる。面ぶれ位相推定回路の信号と引込みパルス、およびフォーカスエラー信号の関係については、図4にまとめて示す通りである。
The surface blur
面ぶれ位相に合わせてフォーカス引込み動作が行われた後、第二の対物レンズアクチュエータ6は光ディスクの情報記録面に対してフォーカス制御される。しかし、NAが高いために光ディスク表面から約0.2mm以下の位置に対物レンズの端面が位置決めされることになる。このように第二の対物レンズ8によって形成された光学スポットが光ディスクの情報記録面に合焦したことを確認した後は、引き続き第二の光学系に設けられた球面収差補正系による微調整動作に入る(ST8)。この微調整動作について、フォーカス微調整系の主要部を示したブロック図である図5を用いて説明する。
After the focus pull-in operation is performed in accordance with the phase shift phase, the focus of the second
図5に示した球面収差補正系30は、たとえばリレーレンズなどによって構成され、2枚のレンズ間の距離を制御するなどしてレーザ光束径や対物レンズへの入射広がり角を調整する。つまり、結果的に光学スポットの球面収差を補正する系である。NAの高い第二の光学系では、光ディスク表面から情報記録面までの厚みは0.1mm程度であり、個々の光ディスクで厚みムラが存在する。この厚みむらを補正するためにこうした球面収差補正系を採用することがある。このように設けられた球面収差補正系30は、第二の対物レンズアクチュエータがフォーカス制御された状態で、第二のフォトディテクタ26で検出された光ディスクからの戻り光量の総和を第二の戻り光検出回路31により検知しながら、この戻り光量が最大となるように球面収差補正制御回路32にて球面収差補正系30を調整することが好ましい。情報記録面に形成された光学スポットの球面収差が補正されると、戻り光も大きくなることに着目したもので、上記の調整を行なうことにより、高い品位の光学スポットを得ることが可能となる。
(5) The spherical
これによって第二の光学系におけるフォーカス引込み動作が完了する。フォーカス引込み動作が完了した後は、光ディスクに記録された所定情報を読み取り再生し、対象光ディスクが高NAの光学系に対応した光ディスクであることを確認して、所望情報信号の記録または再生動作が実施される(ST9)。 This completes the focus pull-in operation in the second optical system. After the focus pull-in operation is completed, the predetermined information recorded on the optical disk is read and reproduced, and it is confirmed that the target optical disk is an optical disk corresponding to a high NA optical system, and the recording or reproduction operation of the desired information signal is performed. (ST9).
なお、上記動作で面ぶれ学習は、第一の光学系を用いたものでなく、別途設けられた光学系によるものでも構わない。また、前記面ぶれ学習のステップ(ST5)と最適タイミングでの引き込みステップ(ST6)において、第一の光学系を第二の光学系に切り換えなくてもよく、第一の光学系で第一の対物レンズアクチュエータが面ぶれに追従してフォーカスサーボがかけられた状態で、第二の対物レンズアクチュエータのフォーカス引き込みが実現されても構わない。この場合、ディスクの回転数は面ぶれ学習時の回転数と同一の回転数で回転制御される必要はなく、任意の回転数で回転されていて構わない。 In the above-described operation, the run-out learning may not be performed using the first optical system but may be performed using an optical system provided separately. In addition, in the step (ST5) of the surface blur learning and the pull-in step (ST6) at the optimal timing, it is not necessary to switch the first optical system to the second optical system. The focus pull-in of the second objective lens actuator may be realized in a state where the focus servo is applied while the objective lens actuator follows the surface deviation. In this case, the rotation speed of the disk does not need to be controlled at the same rotation speed as the rotation speed at the time of the runout learning, and may be rotated at an arbitrary rotation speed.
また、上記第一の光学系では、複数のレーザ光を同一の対物レンズに入射する構成としていたが、例えば2つの対物レンズを有する一つの対物レンズアクチュエータと、2つのレーザ光源と2つのレーザ光源に対応する焦点誤差検出回路とからなる構成としても構わない。具体的には、780nmの波長に対応する対物レンズと650nmに対応する対物レンズを保持する第一の対物レンズアクチュエータと、上記2つの波長のレーザ光および検出系からなる構成となっていても構わない。 In the first optical system, a plurality of laser beams are incident on the same objective lens. However, for example, one objective lens actuator having two objective lenses, two laser light sources, and two laser light sources And a focus error detection circuit corresponding to the above. Specifically, it may be configured to include an objective lens corresponding to a wavelength of 780 nm, a first objective lens actuator holding an objective lens corresponding to 650 nm, and a laser beam and a detection system of the two wavelengths. Absent.
また、上記で第一の光学系で面ぶれ位相学習を行なうまでの間、第二の対物レンズアクチュエータは光ディスク面から離れた位置に拘束されることが望ましい。このときの第一及び第二のレンズアクチュエータの位置関係について図15〜図20を参照して説明する。まず、NAの低い第一の対物レンズアクチュエータによってフォーカスサーボがかけられている状態で、第二の対物レンズアクチュエータが退避拘束されていないと、第一の光学系による記録再生時には、第一及び第二のレンズアクチュエータの位置関係は図15に示すようになる。つまり、光ディスクの情報記録面71に対してジャストフォーカスとなるように、第一の対物レンズアクチュエータが駆動される。このとき、光ディスクの表面70が面ぶれすると、光ディスクの表面70と第二の対物レンズとが衝突することが予想される。そこで、この衝突を避けるために、図16に示すように、第二の対物レンズアクチュエータは退避し、その位置に拘束される。また、第二の光学系による記録再生時には、第一及び第二のレンズアクチュエータの位置関係は図17に示すようになる。図16で説明した拘束は、図18及び図19に示すように、機械的な突起73を対物レンズ保持体に設けて、モータ74の先端に設けた回転子75によって拘束する構成となっていても構わない。また、図20に示すように、例えば第二の対物レンズアクチュエータに設けられた電磁コイル76によって、キャリッジ4の突起部77に対して電機的に拘束される構成となっていても構わない。このように拘束されている場合は、引込み動作は引込みパルスなどによる駆動制御信号を用いずに拘束から開放した際の支持バネの復元力によって実現されても構わない。例えば電磁的な拘束により、対物レンズアクチュエータを機械的な中立位置よりも光ディスク表面から離れる方向に保持する構成であれば、開放と同時に対物レンズアクチュエータ6は光ディスク表面に向けてバネ力により移動することになる。この移動速度によって引込み動作を実現しても構わない。
It is desirable that the second objective lens actuator is restrained at a position distant from the optical disk surface until the above-mentioned first optical system performs the surface shake phase learning. The positional relationship between the first and second lens actuators at this time will be described with reference to FIGS. First, when focus servo is performed by the first objective lens actuator having a low NA and the second objective lens actuator is not retracted and constrained, the first and second optical systems perform recording and reproduction when the first optical system performs recording and reproduction. The positional relationship between the two lens actuators is as shown in FIG. That is, the first objective lens actuator is driven so that the
また、上記フォーカス引込み動作において、上記構成では光ディスク表面に対する合焦点では引込み動作を行なわず、情報記録面に対してのみフォーカス引込み動作を実現する構成となっていた。これはフォーカスエラー信号を観測しながら、エラー信号が2度目に変化した箇所に引込むように、カウンタなどを設けて実現されるものである。ただし、これらカウンタ動作が安定でない場合も多いため、光ディスク表面に対して観測されるフォーカスエラー信号を用いて、まずは光ディスク表面にフォーカス制御をかけ、その後フォーカスジャンプによって情報記録層にフォーカス引込みを行なう構成としても構わない。また同様に、複数の情報記録層を有する光ディスクの場合は、必ず手前の情報記録層に対してフォーカス引込みを行った後、順次奥の層にフォーカスジャンプしていく構成とすることが望ましい。カウンタ動作によって、目標とする情報記録層を選択してフォーカス引き込みを行なうことも可能であるが、カウンタ動作の安定性を考慮すると、引き込み可能な手前の層に対して早期に引き込みを行なうことで確実なフォーカス引込み動作が実現可能となる。 In the focus pull-in operation, the above-described configuration does not perform the pull-in operation at the focal point on the optical disk surface, but realizes the focus pull-in operation only on the information recording surface. This is realized by providing a counter or the like so that the error signal is drawn into a portion where the error signal has changed for the second time while observing the focus error signal. However, since these counter operations are often not stable, a configuration is used in which focus control is first performed on the optical disk surface using a focus error signal observed on the optical disk surface, and then the focus is pulled into the information recording layer by a focus jump. It does not matter. Similarly, in the case of an optical disk having a plurality of information recording layers, it is preferable to always focus on the information recording layer on the near side and then sequentially jump to the back layer. It is possible to select a target information recording layer and perform focus pull-in by the counter operation. However, in consideration of the stability of the counter operation, it is possible to perform pull-in early for a layer before pull-in which can be performed. A reliable focus pull-in operation can be realized.
また、前記球面収差補正系によるフォーカス系微調整において、第二のフォーカス制御回路28におけるフォーカス制御信号のDC成分を観測しながら、このDC成分が小さくなるように球面収差補正系30を調整する図7のような構成としても構わない。このとき、同時に戻り光量の検出も行って、最適な位置に球面収差を補正する構成とすることも可能である。
Also, in the focus system fine adjustment by the spherical aberration correction system, while observing the DC component of the focus control signal in the second
続いて、図面を参照しながら本発明の第二実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第二実施形態]焦点誤差検出光学系にて二つのフォーカスエラーを生成し合成する。 [2nd Embodiment] Two focus errors are generated and combined by the focus error detection optical system.
図8は、本発明の焦点誤差検出回路を有する光ディスク装置の構成を示す図である。低NAの第一の光学系の構成などは第一実施形態と同様であるので、ここでは高NAの第二の光学系の構成のみ示した。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an optical disk device having the focus error detection circuit of the present invention. Since the configuration of the first optical system with a low NA is the same as that of the first embodiment, only the configuration of the second optical system with a high NA is shown here.
この構成において、高NAの光学系の光軸中には光軸中心付近の伝達位相のみを1/4λ(波長)程度ずらす作用をもった位相変換器51が挿入されている。第二の対物レンズ8に入射された光の一部、特に光軸中心付近の光は、第二の対物レンズを構成する第一の構成レンズ62では集光されず、第二の構成レンズ61のみで集光されて、光ディスク内の情報記録面にスポットを形成する。このような第二の対物レンズ8の構成について図9に示す。第二の構成レンズ61のみで集光された光軸中心付近の光は、NAが低いため情報記録面でのスポットサイズが大きくなるように光学スポットが形成される。一方、前記位相変換器で波長がずらされない光軸中心よりやや外側部分の光ビームは、第一および第二の構成レンズによって高いNAで集光され、光ディスク内の情報記録面にスポットを形成する。このスポットサイズは、NAが高いために小さくなる。それぞれの入射光は情報記録面で反射された後、偏光ビームスプリッタ52によって分離され、光軸中心付近の光ビームは集光レンズ53を経て第三のPD54に入射して第三の焦点誤差検出回路55により第三のフォーカスエラー信号として検出される。一方光軸中心からやや離れた光ビームは、ビームスプリッタ12と集光レンズ14を介して第二のPD26に入射される。第二の焦点誤差検出回路56はPD26で検出した光強度をもとに第二のフォーカスエラー信号を検出する。この第二のフォーカスエラー信号と第三のフォーカスエラー信号は、それぞれ第二の焦点誤差演算回路57に入力されて、加減算が行われる。その結果の演算されたフォーカスエラー信号は、第二のフォーカス制御回路で第二の対物レンズアクチュエータ6を駆動するためのフォーカスエラー信号として用いられる。
In this configuration, a
このとき、第二の焦点誤差演算回路56で行われる演算について、図10を参照しながら説明する。第二の焦点誤差演算回路56では、高いNAで集光された小さい光学スポットにより光ディスクの情報記録面に対するフォーカスエラー信号が検出される。このため、フォーカスエラー信号の感度を有する変位量の範囲は狭くなると同時に、光ディスク表面でのスポットサイズも小さくなる。一方、第三の焦点誤差演算回路55では、低いNAで集光されるやや大きめの光学スポットにより光ディスクの情報記録面に対するフォーカスエラー信号が検出される。このため、フォーカスエラー信号の感度を有する変位量の範囲をやや大きくとることが可能であり、光ディスク表面でのスポットサイズも大きい。このように二つの性質を持つフォーカスエラー信号を用いて、演算により例えば加算して第二の対物レンズアクチュエータ6を駆動するためのフォーカスエラー信号を得ることが可能である。
The calculation performed by the second focus
このようにして図11のように演算されたフォーカスエラー信号は、第三のフォーカスエラー信号が持つ広い検出領域と光ディスク表面の傷や埃の影響に強い性質と、第二のフォーカスエラー信号が持つ精密にフォーカス位置決めを行なうために検出分解能が高い性質の2つの性質を併せ持つことが可能となる。第二のフォーカスエラー信号をFE2とし、第三のフォーカスエラー信号をFE3とすると、演算されたフォーカスエラー信号FE-Calは、例えば
FE-Cal=FE2+α×FE3
のように求められる。なお、ここでαは任意の正数である。このようにフォーカスエラーを演算によって求めることにより、フォーカス引込み動作は第三のフォーカスエラー信号の性質を用いて安定に行なうことができ、第二のフォーカスエラー信号の性質によって精密にフォーカス位置決めを行なうことが可能である。また、傷や埃などの光ディスク表面における外乱影響により第二のフォーカスエラー信号が乱され、検出が行なえなくなった場合でも、第三のフォーカスエラー信号は外乱に強く、検出を行なうことが可能である。このため、フォーカス制御の位置決め精度はやや悪くなるものの、制御が外れて対物レンズが光ディスクに衝突したりすることなしに光ディスクの面ぶれに追従した緩やかなフォーカス制御が実現される。
The focus error signal thus calculated as shown in FIG. 11 has a large detection area of the third focus error signal, a property of being resistant to the influence of scratches and dust on the optical disk surface, and a property of the second focus error signal. It is possible to combine the two properties of high detection resolution in order to accurately perform focus positioning. Assuming that the second focus error signal is FE2 and the third focus error signal is FE3, the calculated focus error signal FE-Cal is, for example, FE-Cal = FE2 + α × FE3
It is required as follows. Here, α is an arbitrary positive number. By calculating the focus error in this way, the focus pull-in operation can be stably performed using the property of the third focus error signal, and the focus can be precisely positioned by the property of the second focus error signal. Is possible. Further, even when the second focus error signal is disturbed by the influence of disturbance such as scratches and dust on the optical disk surface and cannot be detected, the third focus error signal is strong against disturbance and can be detected. . For this reason, although the positioning accuracy of the focus control is slightly degraded, a gradual focus control that follows the surface deviation of the optical disk is realized without the control being lost and the objective lens colliding with the optical disk.
なお、上記構成の第三の焦点誤差検出回路55において、第三のフォーカスエラー信号をやや電気的にオフセットして、光ディスクの情報記録面より対物レンズ側に合焦点を持つように検出することも可能である。この場合、第二の焦点誤差演算回路56によって演算されるフォーカスエラー信号は、図12のようになって焦点位置を複数持つように形成することができる。この場合、フォーカス引込み動作において、まず手前の合焦位置への引込み動作を行ってから、第二の焦点誤差検出系の合焦位置である奥の合焦位置へジャンプしていくことにより最終的な目標の情報記録面へ正確なフォーカス位置決めを行なうことが可能である。また同時にこのような構成にすることで、光ディスク表面状態によって第二の焦点誤差検出系のフォーカスエラー信号が検出されなくなることがあっても、光ディスク表面から緩やかに離れて手前の合焦位置にフォーカス制御されるため、対物レンズの衝突を回避することが可能である。
In the third focus
また上記の構成は、複数の情報記録層を有する光ディスクに対してフォーカス制御を行なう際にも有効である。一般に高NAの光学系で情報の記録・再生を行なう光ディスクにおいて、複数の情報記録層を持つ場合は、情報記録層の層間距離は狭く構成される必要がある。具体的には、30μm〜50μm程度以下に構成されるのが好適である。これは、奥の層はアルミなどの金属膜によって反射膜が形成されるためで、NAが低くても安定したフォーカスエラー信号が期待できる。しかし一方でこのように構成してしまうと、対物レンズ手前側に構成される第一の情報記録層の焦点誤差検出と奥に構成される第二の情報記録層の焦点誤差検出が干渉しないように処理される必要性から、焦点誤差の検出範囲はそれぞれ非常に狭くなってしまう。具体的には±3μm程度の範囲の誤差検出系が構成されることになる。このような場合に、第二の焦点誤差演算回路は、第三の焦点誤差検出回路で検出される第三のフォーカスエラー信号と第二の焦点誤差検出回路で検出される第二のフォーカスエラー信号を用いてフォーカスエラー信号を演算して、安定なフォーカス制御を実現するフォーカスエラー信号を求めることが可能である。なおこのとき、第三の焦点誤差検出回路は特に前記奥の情報記録層からの戻り光を用いて検出するように設けられるのが好適である。 The above configuration is also effective when performing focus control on an optical disc having a plurality of information recording layers. In general, when an optical disc on which information is recorded / reproduced by a high NA optical system has a plurality of information recording layers, the interlayer distance between the information recording layers needs to be narrow. Specifically, it is preferable that the thickness be about 30 μm to 50 μm or less. This is because the reflection layer is formed of a metal film such as aluminum on the back layer, and a stable focus error signal can be expected even when the NA is low. On the other hand, however, with this configuration, the focus error detection of the first information recording layer formed on the front side of the objective lens and the focus error detection of the second information recording layer formed on the back side do not interfere with each other. Therefore, the detection range of the focus error becomes very narrow. Specifically, an error detection system in a range of about ± 3 μm is configured. In such a case, the second focus error calculation circuit includes a third focus error signal detected by the third focus error detection circuit and a second focus error signal detected by the second focus error detection circuit. To calculate a focus error signal to obtain a focus error signal that realizes stable focus control. In this case, it is preferable that the third focus error detection circuit is provided so as to detect the third focus error using the return light from the information recording layer at the back.
なお、上記の構成において、フォーカス制御の引込み動作、微調整動作およびジャンプ動作については第一実施形態の様態と同様であるのでここでは割愛する。 In the above-described configuration, the pull-in operation, the fine adjustment operation, and the jump operation of the focus control are the same as those in the first embodiment, and will not be described here.
またさらに、上記構成ではフォーカス引込み制御は、第三のフォーカスエラー信号の性質によって安定に行なうことが可能であるため、前記NAの低い第1の光学系による面ぶれ学習を行なわなくても構わない。 Further, in the above configuration, the focus pull-in control can be stably performed according to the property of the third focus error signal, and therefore, it is not necessary to perform the surface shake learning by the first optical system having the low NA. .
以上説明したように本発明によれば、下記の効果を得ることができる。 According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.
低NAの光学系と高NAの光学系が存在し、それぞれに別の対物レンズアクチュエータを有する場合、まずは低NAの光学系の第一の対物レンズを保持する第一の対物レンズアクチュエータによりフォーカス制御を実施して、対象となる光ディスクの面ぶれ量を学習する。その後、対象となる光ディスクが高NAの光学系により情報の記録・再生が行われるためのものであると判断されたときは、前記学習した面ぶれ位相を参考に、高NAの光学系の第二の対物レンズを保持する第二の対物レンズアクチュエータにより、最適なタイミングでのフォーカス引込み動作を行って、安定にフォーカス制御に移行することが可能となる。 If there is a low NA optical system and a high NA optical system, each with a different objective lens actuator, first focus control by the first objective lens actuator that holds the first objective lens of the low NA optical system To learn the amount of surface deviation of the target optical disc. Thereafter, when it is determined that the target optical disk is for recording / reproducing information by the high NA optical system, the second optical system of the high NA optical system is referred to based on the learned surface shake phase. The second objective lens actuator that holds the two objective lenses performs the focus pull-in operation at an optimal timing, and makes it possible to stably shift to the focus control.
また高NAの光学系においても、光軸中心付近の光を用いて低NAの焦点誤差検出を行って、高NAの焦点誤差検出と低NAの焦点誤差検出による二つの焦点誤差信号を加算した信号を、対物レンズのフォーカス位置決め用の焦点誤差信号として用いる。この構成とすることで、低NAの焦点誤差検出系の合焦点は、高NAの焦点誤差検出系の合焦点よりややディスク表面側に設けられて、対物レンズがディスクに衝突する方向にデフォーカスした際に大きな反発力となる駆動力を発生させることができる。さらにこのような構成とすることで、高NAの焦点誤差検出系より低NAの焦点誤差検出系の方がディスク表面でのスポット径を大きくできるため、ディスク表面でのごみや傷・埃の影響に強いフォーカスエラー信号を得ることが可能である。このため、例えば高NAの焦点誤差検出系の信号が、傷や埃の影響で小さくなったときでもフォーカスサーボが破綻して対物レンズがディスクに衝突することはなく、必ずディスクから遠ざかる方向にサーボがかけられる構成が実現できる。 Also in the high NA optical system, the low NA focus error detection was performed using the light near the optical axis center, and the two focus error signals obtained by the high NA focus error detection and the low NA focus error detection were added. The signal is used as a focus error signal for focus positioning of the objective lens. With this configuration, the focal point of the low NA focus error detection system is provided slightly closer to the disk surface than the focal point of the high NA focus error detection system, and defocused in the direction in which the objective lens collides with the disk. In this case, a driving force that becomes a large repulsive force can be generated. Furthermore, by adopting such a configuration, the spot error on the disk surface can be made larger with a low-NA focus error detection system than with a high-NA focus error detection system. It is possible to obtain a strong focus error signal. Therefore, for example, even when the signal of the high NA focus error detection system becomes small due to scratches or dust, the focus servo will not break down and the objective lens will not collide with the disk, and the servo must always move away from the disk. Can be realized.
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 The invention of the present application is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified in an implementation stage without departing from the gist of the invention. In addition, the embodiments may be implemented in appropriate combinations as much as possible, in which case the combined effects can be obtained. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriate combinations of a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effects described in the column of the effect of the invention can be solved. Is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
1・・・光ディスク
2・・・ディスクモータ
3・・・ステッピングモータ
4・・・キャリッジ
5・・・第一の対物レンズアクチュエータ
6・・・第二の対物レンズアクチュエータ
7・・・第一の対物レンズ
8・・・第二の対物レンズ
9・・・第一の立ち上げミラー
10・・・第二の立ち上げミラー
11・・・第一のビームスプリッタ
12・・・第二のビームスプリッタ
13・・・第一の集光レンズ
14・・・第二の集光レンズ
15・・・第一の対物レンズ支持ワイヤ
16・・・第二の対物レンズ支持ワイヤ
21・・・第一のPD
22・・・第一の焦点誤差検出回路
23・・・第一のフォーカス制御回路
24・・・面ぶれ位相推定回路
25・・・回転角検出回路
26・・・第二のPD
27・・・第二の焦点誤差検出回路
28・・・第二のフォーカス制御回路
29・・・引き込みパルス発生回路
30・・・球面収差補正系(リレーレンズ系)
31・・・第二の戻り光検出回路
32・・・球面収差補正系制御回路
51・・・位相変換器
52・・・偏向ビームスプリッタ
53・・・集光レンズ
54・・・第三のPD
55・・・第三の焦点誤差検出回路
56・・・第二の焦点誤差検出回路
57・・・第二の焦点誤差演算回路
61・・・第二の構成レンズ
62・・・第一の構成レンズ
70・・・光ディスク表面
71・・・光ディスクの情報記録面(第一の光学系に対応)
72・・・光ディスクの情報記録面(第二の光学系に対応)
73・・・機械拘束突起
74・・・モータ
75・・・回転子
76・・・電磁コイル
77・・・突起部
DESCRIPTION OF
22 first focus
27 second focus
31 second return
55 third focus
72 ··· Information recording surface of optical disk (corresponding to second optical system)
73 ...
Claims (7)
前記対物レンズを保持して、この対物レンズの光軸方向、および光軸に垂直な一方向に駆動可能に支持された対物レンズ保持体と、
前記対物レンズ保持体を光軸方向に駆動するためのフォーカシングアクチュエータと、
前記対物レンズにより集光される光ビームのうち、第1の開口数で集光された光ビームの反射光に基づき、前記光軸方向の変位を検出し前記光ディスクの情報記録面に対するこの光ビームの焦点合わせを行なう第1のフォーカス検出手段と、
前記対物レンズにより集光される光ビームのうち、第1の開口数より低い第2の開口数で集光された光ビームの反射光に基づき、前記光軸方向の変位を検出し前記光ディスクの情報記録面に対するこの光ビームの焦点合わせを行なう第2のフォーカス検出手段と、
前記第1のフォーカス検出手段によって検出された焦点誤差信号に前記第2のフォーカス検出手段によって検出された焦点誤差信号を加算する加算手段と、
前記加算手段の出力に応じて、前記フォーカシングアクチュエータを駆動する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする光ディスク装置。 An objective lens,
Holding the objective lens, an optical axis direction of the objective lens, and an objective lens holder supported so as to be drivable in one direction perpendicular to the optical axis,
A focusing actuator for driving the objective lens holder in the optical axis direction,
Among the light beams condensed by the objective lens, the displacement in the optical axis direction is detected based on the reflected light of the light beam condensed at the first numerical aperture, and the light beam is transmitted to the information recording surface of the optical disc. First focus detection means for performing focusing of
Of the light beams condensed by the objective lens, the displacement in the optical axis direction is detected based on the reflected light of the light beam condensed at a second numerical aperture lower than the first numerical aperture, and Second focus detection means for focusing the light beam on the information recording surface;
Addition means for adding a focus error signal detected by the second focus detection means to a focus error signal detected by the first focus detection means;
Drive control means for driving the focusing actuator according to the output of the addition means;
An optical disk device comprising:
前記第2のフォーカス検出手段は、前記対物レンズに入射する光ビームのうち、光軸中心から光軸直交方向に所定範囲の光ビームの反射光に基づき光ビームの焦点を合わせる、
ことを特徴とする請求項1に記載の光ディスク装置。 The first focus detection unit focuses the light beam based on reflected light of the light beam that is separated from the center of the optical axis by a predetermined range in a direction orthogonal to the optical axis, of the light beam incident on the objective lens;
The second focus detection unit focuses the light beam on the basis of the reflected light of the light beam in a predetermined range in a direction orthogonal to the optical axis from the optical axis center among the light beams incident on the objective lens.
The optical disk device according to claim 1, wherein:
前記光ディスクの記録再生処理に適する光学系を判別する第2のステップと、
前記光ディスクの記録再生処理に適する光学系が前記第1の光学系の場合には、前記第1の光学系の前記第1の対物レンズを介して、前記光ディスクに対して光ビームを照射し、前記光ディスクを処理する第3のステップと、
前記光ディスクの記録再生処理に適する光学系が前記第2の光学系の場合には、前記第2の光学系の前記第2の対物レンズを介して、前記光ディスクに対して光ビームを照射し、前記光ディスクを処理する第4のステップと、
を備えたことを特徴とする光ディスク処理方法。 A first optical system having a first objective lens having a first numerical aperture and a second optical system having a second objective lens having a numerical aperture higher than the first numerical aperture; A first step of irradiating a predetermined optical disc being rotated with a light beam through the first objective lens of the optical system to execute a focus pull-in process;
A second step of determining an optical system suitable for the recording and reproduction processing of the optical disc;
When the optical system suitable for the recording / reproducing process of the optical disc is the first optical system, the optical disc is irradiated with a light beam through the first objective lens of the first optical system, A third step of processing the optical disc;
When the optical system suitable for the recording and reproduction processing of the optical disc is the second optical system, the optical disc is irradiated with a light beam through the second objective lens of the second optical system, A fourth step of processing the optical disc;
An optical disk processing method comprising:
前記第2の光学系の前記第2の対物レンズを前記光ディスクから所定距離以上離して退避させた状態で、前記第1の光学系の前記第1の対物レンズを介して、前記光ディスクに対して光ビームを照射し、フォーカス引き込み処理を実行する、
ことを特徴とする請求項6に記載の光ディスク処理方法。 The first step is
In a state where the second objective lens of the second optical system is retracted at a predetermined distance or more from the optical disc, the optical disc is moved to the optical disc via the first objective lens of the first optical system. Irradiate a light beam and execute focus pull-in processing;
7. The optical disk processing method according to claim 6, wherein:
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