JP2005174483A - 光ディスク装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズ出射に含まれる迷光を把握することにより、実効パワーを適切に制御し、記録媒体に対する情報の書き込み又は読み取りの信頼性を向上することができる光ディスク装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】波長の異なる光源に対して光の開口制限を行うための回折格子を設けた対物レンズによって半導体レーザの光を集光し、光ディスク４１に照射して情報の書き込み又は読み取りを行う光ディスク装置において、開口制限部の外側における光量あるいは不要多次光の光量の割合をＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持し、光ディスク４１への書き込み又は読み取り時にＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持している値を用いて半導体レーザの実効光量の制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスク、光カード、光テープなどの記録媒体に対してデータの書き込みや読み取りをする光ディスク装置及びその駆動方法に関し、特に、対物レンズ出射に含まれる迷光の光量の割合を把握することにより、レーザ光の実効パワーを適切に制御する光ディスク装置及びその駆動方法に関する。

ディスク状の記録媒体などに対してデータの読み取りや書き込みを行う光ピックアップを備えたディスク装置が従来より知られている。図４は一般的な光ピックアップの構成を示す概略図である。図４において、半導体レーザユニット１からの光束は対物レンズ２により集光され、光ディスク３上に微小なスポットとして照射される。光ディスク３からの反射光は対物レンズ２を介し、半導体レーザユニット１の内部に再び戻ってくる。
半導体レーザユニット１の内部に戻ってきた光ディスク３からの反射光は、半導体レーザユニット１に取り付けられたホログラム素子により回折され、受光素子に集光、演算され制御信号、記録、再生信号として検出され、これによってスポットの位置制御が行われる。スポットの位置制御は対物レンズを搭載しているアクチュエータにフィードバックされ、フォーカス方向、トラック方向に駆動される。半導体レーザユニット１から出射した光束はフロントモニタ４に受光され、半導体レーザユニット１の出力制御が行われる。
ところで、従来においては、複数の光源を同一の対物レンズで、開口数を可変して基板厚の異なった記録媒体に記録再生を行う場合、開口数の可変には対物レンズの直下に開口制限フルターを設け波長選択によって、開口数の可変を行っていた。このとき開口制限フィルターは所望の波長以外の光は通過しないのでメカニカルな絞りと同等であった。図５は波長選択フィルター７を備えた光ピックアップにおける迷光の概念図である。この図のように、対物レンズを透過して出てくる迷光Ｍ１、ＮＡ０．６５〜０．５０間の不要光Ｆは波長選択フィルター７によって遮光され、高次光Ｈは回折作用のないレンズを使用しているためほとんど存在していない。

しかしながら、近年、コスト低減のため、対物レンズに回折格子を設けて開口制限を行う方式が主流となり、開口制限フィルターは使用されないようになってきた。結像性能はどちらの方式でも差異はないが、回折格子を設けた対物レンズを使う場合、所望の開口以外の光は記録媒体上には結像しないが迷光などとなって対物レンズから出射される。この迷光は、回折レンズの製造誤差による回折効率、半導体レーザの放射角等の要因で発生し、対物レンズ出力中の実効パワーにバラツキを与えている。このため、記録再生信号の誤差が増大し、記録再生特性の信頼性が低下するという問題が生じていた。
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、対物レンズ出射に含まれる迷光を把握することにより、実効パワーを適切に制御し、記録媒体に対する情報の書き込み又は読み取りの信頼性を向上することができる光ディスク装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、波長の異なる光源に対して光の開口制限を行うための回折格子を設けた対物レンズによって半導体レーザの光を集光し、記録媒体に照射して情報の書き込み又は読み取りを行う光ディスク装置において、前記回折格子の外側における光量あるいは不要多次光の光量の割合を記憶する記憶手段を備え、前記記録媒体への書き込み又は読み取り時に前記記憶手段に保持している値を用いて前記半導体レーザの実効光量の制御を行うことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明では、前記対物レンズに対する単体測定によって前記不要多次光の光量の割合を予め計測しておき、前記記録媒体への書き込み又は読み取り時には前記単体測定によって計測した値を用いて前記半導体レーザの実効光量の制御を行う光ディスク装置を主要な特徴とする。
また、請求項３に記載の発明では、書き込み時と読み取り時の放射角変化を考慮して、各々の波長における書き込み時の前記不要多次光の光量の割合と読み取り時の前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持するようにした光ディスク装置を主要な特徴とする。
また、請求項４に記載の発明では、装置製造後の検査工程において前記記録媒体に対して試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持し、実動作において所望の書き込み出力を得るようにした光ディスク装置を主要な特徴とする。
また、請求項５に記載の発明では、装置製造後の検査工程において前記記録媒体に対して試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持すると共に、
実動作前に試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持し、実動作前の試し書きにおける前記半導体レーザの出力が検査工程における試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域からずれている場合は、実動作前の試し書きによって前記記憶手段に保持したデータを用いて再度前記半導体レーザの出力領域を訂正し、再度試し書きを行う光ディスク装置を主要な特徴とする。

また、請求項６に記載の発明では、波長の異なる光源に対して光の開口制限を行うための回折格子を設けた対物レンズによって半導体レーザの光を集光し、記録媒体に照射して情報の書き込み又は読み取りを行う光ディスク装置の駆動方法において、
回折格子の外側における光量あるいは不要多次光の光量の割合を記憶手段に保持し、前記記録媒体への書き込み又は読み取り時に前記記憶手段に保持している値を用いて前記半導体レーザの実効光量の制御を行うことができるようにした光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。
また、請求項７に記載の発明では、前記対物レンズに対する単体測定によって前記不要多次光の光量の割合を予め計測しておき、前記記録媒体への書き込み又は読み取り時には前記単体測定によって計測した値を用いて前記半導体レーザの実効光量の制御を行う光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。
また、請求項８に記載の発明では、書き込み時と読み取り時の放射角変化を考慮して、各々の波長における書き込み時の前記不要多次光の光量の割合と読み取り時の前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持するようにした光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。
また、請求項９に記載の発明では、装置製造後の検査工程において前記記録媒体に対して試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持し、実動作において所望の書き込み出力を得るようにした光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明では、装置製造後の検査工程において前記記録媒体に対して試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持すると共に、実動作前に試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持し、実動作前の試し書きにおける前記半導体レーザの出力が検査工程における試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域からずれている場合は、実動作前の試し書きによって前記記憶手段に保持したデータを用いて再度前記半導体レーザの出力領域を訂正し、再度試し書きを行う光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。

本発明によれば、不要多次光の光量の割合を記憶手段に保持し、記録媒体への書き込み又は読み取り時に記憶手段に保持している値を用いて不要多次光として消費される分を補うように半導体レーザの実効光量を制御するので、記録媒体に対する情報の書き込み又は読み取りの信頼性を向上することができる。高密度記録媒体に対しても安定した書き込み又は読み取りが可能になる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、実施例１における光ディスク装置の要部構成の一例を示す機能ブロック図である。図１において、図中の符号４１は光ディスク（記録媒体）、４２はスピンドルモータ、４３は光ピックアップ装置、４４はモータドライバ、４５はリードアンプ、４６はサーボ手段、４７はＣＤデコーダ、４８はＡＴＩＰデコーダ、４９はレーザコントローラ、５０はＣＤエンコーダ、５１はＣＤ−ＲＯＭエンコーダ、５２はバッファＲＡＭ、５３はバッファマネージャ、５４はＣＤ−ＲＯＭデコーダ、５５はＡＴＡＰＩ／ＳＣＳＩインターフェース、５６はＤ／Ａコンバータ、５７はＲＯＭ（記憶手段）、５８はＣＰＵ、５９はＲＡＭ（記憶手段）を示し、ＬＢはレーザ光、Ａｕｄｉｏはオーディオ出力信号を示す。この図１において、矢印はデータが主に流れる方向を示しており、また、図を簡略化するために、図１の各ブロックを制御するＣＰＵ５８には、矢印のみを付けて各ブロックとの接続を省略している。
図１に示す光ディスク装置の構成と動作は次の通りである。光ディスク４１は、スピンドルモータ４２によって回転駆動される。このスピンドルモータ４２は、モータドライバ４４とサーボ手段４６により線速度が一定になるように制御される。また、この線速度は、階段的に変更することが可能である。光ピックアップ装置４３は図示されない半導体レーザ、光学系、フォーカスアクチュエータ、トラックアクチュエータ、受光素子およびポジションセンサを内蔵しており、レーザ光ＬＢを光ディスク４１に照射する。
また、光ピックアップ装置４３では、図示されない対物レンズに回折格子が設けられ、これにより波長の異なる光源の光の開口制限をするようになっている。この場合、図５で示したような不要多次光の割合はこの例では全光量のおおよそ２０％になり、対物レンズ出力中の実効パワーにバラツキを与えることになる。これに対応するため、実施例１における光ディスク装置では、不要多次光の光量の割合をＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持し、光ディスク４１への書き込み又は読み取り時にＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持している値を用いて不要多次光として消費される分を補うように半導体レーザの実効光量を制御するようになっている。このように対物レンズ出射に含まれる不要多次光の光量の割合を把握することにより、実効パワーを適切に制御し、光ディスク４１に対する情報の書き込み又は読み取りの信頼性を向上することができる。高密度記録媒体に対しても安定した書き込み又は読み取りが可能になる。
また、この光ピックアップ装置４３は、シークモータによってスレッジ方向への移動が可能である。これらのフォーカスアクチュエータ、トラックアクチュエータ、シークモータは、受光素子とポジションセンサから得られる信号に基いて、モータドライバ４４とサーボ手段４６により、レーザ光ＬＢのスポットが光ディスク４１上の目的の場所に位置するように制御される。

そして、リード時（再生時）には、光ピックアップ装置４３によって得られた再生信号が、リードアンプ４５で増幅されて２値化された後、ＣＤデコーダ４７に入力される。入力された２値化データは、このＣＤデコーダ４７において、ＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）復調される。尚、記録データは、８ビットずつまとめられてＥＦＭ変調されており、このＥＦＭ変調では、８ビットを１４ビットに変換し、結合ビットを３ビット付加して合計１７ビットにする。この場合に、結合ビットは、それまでの「１」と「０」の数が平均的に等しくなるように付けられる。これを「ＤＣ成分の抑制」といい、ＤＣカットされた再生信号のスライスレベル変動が抑圧される。
復調されたデータは、デインターリーブとエラー訂正の処理が行われる。その後、このデータは、ＣＤ−ＲＯＭデコーダ５４へ入力され、データの信頼性を高めるために、さらにエラー訂正の処理が行われる。このように２回のエラー訂正の処理が行われたデータは、バッファマネージャ５３によって一旦バッファＲＡＭ５２に蓄えられ、セクタデータとして揃った状態で、ＡＴＡＰＩ／ＳＣＳＩインターフェース５５を介して、図示しないホストコンピュータへ一気に転送される。尚、音楽データの場合には、ＣＤデコーダ４７から出力されたデータが、Ｄ／Ａコンバータ５６へ入力され、アナログのオーディオ出力信号Ａｕｄｉｏとして取り出される。

また、ライト時（記録時）には、ＡＴＡＰＩ／ＳＣＳＩインターフェース５５を通して、ホストコンピュータから送られてきたデータは、バッファマネージャ５３によって一旦バッファＲＡＭ５２に蓄えられる。そして、バッファＲＡＭ５２内にある程度の量のデータが蓄積された状態で、ライト動作が開始されるが、この場合には、その前にレーザスポットを書き込み開始地点に位置させる必要がある。この地点は、トラックの蛇行により予め光ディスク４１上に刻まれているウォブル信号によって求められる。
ウォブル信号には、ＡＴＩＰと呼ばれる絶対時間情報が含まれており、この情報が、ＡＴＩＰデコーダ４８によって取り出される。また、このＡＴＩＰデコーダ４８によって生成される同期信号は、ＣＤエンコーダ５０へ入力され、光ディスク４１上の正確な位置へのデータの書き込みを可能にしている。バッファＲＡＭ５２のデータは、ＣＤ−ＲＯＭエンコーダ５１やＣＤエンコーダ５０において、エラー訂正コードの付加や、インターリーブが行われ、レーザコントローラ４９、光ピックアップ装置４３を介して、光ディスク４１に記録される。
尚、ＥＦＭ変調されたデータは、ビットストリームとしてチャンネルビットレート４．３２１８Ｍｂｐｓ（標準速）でレーザを駆動する。この場合の記録データは、５８８チャンネルビット単位でＥＦＭフレームを構成する。チャンネルクロックとは、このチャンネルビットの周波数のクロックを意味する。以上が、実施例１における光ディスク装置とその駆動方法の概要である。

実施例２の光ディスク装置とその駆動方法では、実施例１で示した光ディスク装置と同様の構成において、対物レンズに対する単体測定によって不要多次光の光量の割合を予め計測しておき、光ディスク４１への書き込み又は読み取り時にはその単体測定によって計測した値を用いて不要多次光として消費される分を補うように半導体レーザの実効光量を制御するようにしている。これは、図２に示すように個々の対物レンズ単体に対して基準光源、パワーメータ５、ピンホールが穿設された部材６を用いて不要光を除いた状態で実効スポットを計測し、この不要光量をＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持し、光ディスク４１への書き込み又は読み取り時に保持している値を用いて半導体レーザを制御するようにしたものである。
このように対物レンズ出射に含まれる不要多次光の光量の割合を把握することにより、実効パワーを適切に制御し、光ディスク４１に対する情報の書き込み又は読み取りの信頼性を向上することができる。高密度記録媒体に対しても安定した書き込み又は読み取りが可能になる。

実施例３の光ディスク装置とその駆動方法では、実施例１で示した光ディスク装置と同様の構成において、書き込み時と読み取り時の放射角変化を考慮して、各々の波長における書き込み時の不要多次光の光量の割合と読み取り時の不要多次光の光量の割合をＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持するようにしている。一般的に半導体レーザは出力に応じて放射角が変化し、このため書き込み時と読み取り時では不要光の割合が変化することに対応するためである。
このように、各々の波長における書き込み時の不要多次光の光量の割合と読み取り時の不要多次光の光量の割合をＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持し、その保持した値に基づいて不要多次光として消費される分を補うように半導体レーザの実効光量を制御することによって、光ディスク４１に対する情報の書き込み又は読み取りの信頼性を向上することができる。高密度記録媒体に対しても安定した書き込み又は読み取りが可能になる。

実施例４の光ディスク装置とその駆動方法では、実施例１で示した光ディスク装置と同様の構成において、装置製造後の検査工程において光ディスク４１に対して試し書きを行い、試し書き時の半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような不要多次光の光量の割合をＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持し、実動作において所望の書き込み出力を得るようにしている。
これは、図３に示すように、光ディスク４１に対し基準のパワー、レンジを設定し、試し書きを行い、最適値に対してのズレ分を補正係数としてＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に格納しておき、その値に基づいて不要多次光として消費される分を補うように半導体レーザの実効光量を制御するようにしたものである。したがって、光ディスク４１に対する情報の書き込み又は読み取りの信頼性を向上することができる。高密度記録媒体に対しても安定した書き込み又は読み取りが可能になる。

実施例５の光ディスク装置とその駆動方法では、実施例１で示した光ディスク装置と同様の構成において、装置製造後の検査工程において光ディスク４１に対して試し書きを行い、試し書き時の半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような不要多次光の光量の割合をＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持すると共に、実動作前に試し書きを行い、試し書き時の半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような不要多次光の光量の割合をＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持し、実動作前の試し書きにおける半導体レーザの出力が検査工程における試し書き時の半導体レーザの出力の可変領域からずれている場合は、実動作前の試し書きによってＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に保持したデータを用いて再度半導体レーザの出力領域を訂正し、再度試し書きを行うようにしている。
これは、図３に示すように、光ディスクに対し基準のパワー、レンジを設定し、試し書きを行い、最適値に対してのズレ分を補正係数としてＲＯＭ５７やＲＡＭ５９に格納しておき、その標準値に対してのズレ量が一定値を越えている場合、補正係数を使用して再度試し書きを行い、不要多次光として消費される分を補うように半導体レーザの実効パワーの最適化を図るものである。したがって、光ディスク４１に対する情報の書き込み又は読み取りの信頼性を向上することができる。高密度記録媒体に対しても安定した書き込み又は読み取りが可能になる。
なお、この実施形態では、記憶手段としてＲＯＭ５７やＲＡＭ５９を用いた場合を説明したが、記憶手段としてはこれに限定されることはなく、例えばＦＷ（ファンクションワークレジスタ）を利用してもよい。

実施例１における光ディスク装置の要部構成の一例を示す機能ブロック図である。 実施例２における実効スポットの計測についての説明図である。 実効パワーの補整についての説明図である。 一般的な光ピックアップの構成を示す概略図である。 波長選択フィルター７を備えた光ピックアップの構成を示す概略図である。

符号の説明

１ 半導体レーザユニット
２ 対物レンズ
３ 光ディスク
４ フロントモニタ
５ 光パワーメーター
６ ピンホール
７ 波長選択フィルター
４１ 光ディスク
４２ スピンドルモータ
４３ 光ピックアップ装置
４４ モータドライバ
４５ リードアンプ
４６ サーボ手段
４７ ＣＤデコーダ
４８ ＡＴＩＰデコーダ
４９ レーザコントローラ
５０ ＣＤエンコーダ
５１ ＣＤ−ＲＯＭエンコーダ
５２ バッファＲＡＭ
５３ バッファマネージャ
５４ ＣＤ−ＲＯＭデコーダ
５５ ＡＴＡＰＩ／ＳＣＳＩインターフェース
５６ Ｄ／Ａコンバータ
５７ ＲＯＭ（記憶手段）
５８ ＣＰＵ
５９ ＲＡＭ（記憶手段）
ＬＢ レーザ光

Claims (10)

1. 波長の異なる光源に対して光の開口制限を行うための回折格子を設けた対物レンズによって半導体レーザの光を集光し、記録媒体に照射して情報の書き込み又は読み取りを行う光ディスク装置において、
   前記回折格子の外側における光量あるいは不要多次光の光量の割合を記憶する記憶手段を備え、前記記録媒体への書き込み又は読み取り時に前記記憶手段に保持している値を用いて前記半導体レーザの実効光量の制御を行うことを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   前記対物レンズに対する単体測定によって前記不要多次光の光量の割合を予め計測しておき、前記記録媒体への書き込み又は読み取り時には前記単体測定によって計測した値を用いて前記半導体レーザの実効光量の制御を行うことを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   書き込み時と読み取り時の放射角変化を考慮して、各々の波長における書き込み時の前記不要多次光の光量の割合と読み取り時の前記不要多次光の光量の割合とを前記記憶手段に保持するようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   装置製造後の検査工程において前記記録媒体に対して試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持し、実動作において所望の書き込み出力を得るようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
5. 請求項１記載の光ディスク装置において、
   装置製造後の検査工程において前記記録媒体に対して試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持すると共に、
   実動作前に試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持し、
   実動作前の試し書きにおける前記半導体レーザの出力が検査工程における試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域からずれている場合は、実動作前の試し書きによって前記記憶手段に保持したデータを用いて再度前記半導体レーザの出力領域を訂正し、再度試し書きを行うことを特徴とする光ディスク装置。
6. 波長の異なる光源に対して光の開口制限を行うための回折格子を設けた対物レンズによって半導体レーザの光を集光し、記録媒体に照射して情報の書き込み又は読み取りを行う光ディスク装置の駆動方法において、
   回折格子の外側における光量あるいは不要多次光の光量の割合を記憶手段に保持し、前記記録媒体への書き込み又は読み取り時に前記記憶手段に保持している値を用いて前記半導体レーザの実効光量の制御を行うことができるようにしたことを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。
7. 請求項６記載の光ディスク装置の駆動方法において、
   前記対物レンズに対する単体測定によって前記不要多次光の光量の割合を予め計測しておき、前記記録媒体への書き込み又は読み取り時には前記単体測定によって計測した値を用いて前記半導体レーザの実効光量の制御を行うことを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。
8. 請求項６記載の光ディスク装置の駆動方法において、
   書き込み時と読み取り時の放射角変化を考慮して、各々の波長における書き込み時の前記不要多次光の光量の割合と読み取り時の前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持するようにしたことを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。
9. 請求項６記載の光ディスク装置の駆動方法において、
   装置製造後の検査工程において前記記録媒体に対して試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持し、実動作において所望の書き込み出力を得るようにしたことを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。
10. 請求項６記載の光ディスク装置の駆動方法において、
    装置製造後の検査工程において前記記録媒体に対して試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持すると共に、
    実動作前に試し書きを行い、試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域の中心となるような前記不要多次光の光量の割合を前記記憶手段に保持し、
    実動作前の試し書きにおける前記半導体レーザの出力が検査工程における試し書き時の前記半導体レーザの出力の可変領域からずれている場合は、実動作前の試し書きによって前記記憶手段に保持したデータを用いて再度前記半導体レーザの出力領域を訂正し、再度試し書きを行うことを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。

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