JP2006099829A - 光ディスク装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録品位を一定に保つことが可能な光ディスク装置を提供する。
【解決手段】 この光ディスク装置では、信号記録層Ｌ０，Ｌ１の各々において、半径方向の複数の測定点でフォーカスサーチを行ない、各測定点におけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅Ａ０，Ａ１を検出するとともに、信号記録層Ｌ０，Ｌ１の各々のテストゾーンにおいてレーザビームαの最適書込パワーＰＭ０，ＰＭ１を検出しておく。書込アドレスＡＤＤと信号ＦＥの振幅の検出値Ａ０，Ａ１と最適書込パワーの検出値ＰＭ０，ＰＭ１とに基づいて、書込アドレスＡＤＤにおけるレーザビームαの最適記録パワーＰ（ＡＤＤ）を演算する。したがって、全アドレスＡＤＤにおいて最適な書込パワーＰ（ＡＤＤ）で情報を書込むことができる。
【選択図】 図５

Description

この発明は光ディスク装置およびその制御方法に関し、さらに詳しくは、複数の信号記録層を有する多層光ディスクから情報を再生または記録する光ディスク装置およびその制御方法に関する。

近年、ＤＶＤ＋ＲＷ／＋Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの記録型ＤＶＤが普及しつつある。これらのＤＶＤの記録容量は４．７Ｇバイトである。しかし、ＤＶＤレコーダの普及や映像の高画質化に伴って、４．７Ｇバイトでは足りなくなりつつある。

ＤＶＤの記録容量を高める方法としては、青色レーザを用いてトラックピッチを狭め、ピット長を短くする方法がある。この方法では、Blue-ray規格やHD DVD規格が提案され、一部、商品化されている。

ＤＶＤの記録容量を高める方法として、レーザ光を短波長化する以外に、信号記録層を多層化する方法がある。現在、ＤＶＤ＋Ｒ規格においては、２層ディスクが商品化されており、記録容量は８．５Ｇバイトに上がっている（たとえば非特許文献１参照）。

ＤＶＤ＋Ｒ規格の２層ディスクは、２枚の基板をスペーサ層を介して張り合わせたものである、２枚の基板の内側表面の各々には信号記録層が形成されている。基板の厚みが０．６ｍｍであることや再生中の球面収差を考慮して、スペーサ層の厚みは４０μｍから７０μｍの間でばらついても良いことになっている。
貴志俊法他，「片側読取り方式２層光ディスク」，ナショナルテクニカルリポートＶｏｌ．４１，Ｎｏ．６，１０〜１６頁，１９９５年１２月

しかし、これは対物レンズの開口数ＮＡが０．６の場合である。ＤＶＤ＋Ｒ規格のような記録型ディスク用の光ディスク装置では、記録スポットを絞って記録するため、対物レンズの開口数ＮＡを０．６５にしているものが多い。このため、スペーサ層の厚みが４０μｍから７０μｍまでばらついていると、球面収差の影響が出て記録品位が悪くなる。

そこで、記録型ディスクでは、ディスクの内周から外周までスペーサ層の厚みを均一にすることが再生型ＤＶＤよりも厳しく求められるが、基板の貼り合わせや、信号記録膜の蒸着が難しく、全ての領域においてスペーサ層の厚みを均一にすることは難しい。このため、記録型ディスクのスペーサ層の厚みがばらつき、記録品位がディスク面内で一定にならないという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、記録品位を一定に保つことが可能な光ディスク装置およびその制御方法を提供することである。

この発明に係る光ディスク装置は、光ディスクの信号記録層に情報を記録する光ディスク装置において、信号記録層に光ビームを照射して情報を書込むとともに、その反射光に基づいてフォーカスエラー信号を出力する情報書込手段と、情報書込手段を信号記録層に沿って移動させる駆動手段と、情報書込手段および駆動手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、信号記録層の半径方向の複数の測定点でフォーカスサーチを行ない、各測定点におけるフォーカスエラー信号の振幅を検出する第１の検出手段と、信号記録層の所定位置において光ビームの最適書込パワーを検出する第２の検出手段と、書込アドレスと第１および第２の検出手段の検出結果とに基づいて、書込アドレスにおける光ビームの最適記録パワーを演算する演算手段とを含むことを特徴とするものである。

また、この発明に係る光ディスク装置の制御方法は、光ディスクの信号記録層に光ビームを照射して情報を書込むとともに、その反射光に基づいてフォーカスエラー信号を出力する情報書込手段と、情報書込手段を信号記録層に沿って移動させる駆動手段とを備えた光ディスク装置において、情報書込手段および駆動手段を制御する制御方法であって、信号記録層の半径方向の複数の測定点でフォーカスサーチを行ない、各測定点におけるフォーカスエラー信号の振幅を検出するとともに、信号記録層の所定位置において光ビームの最適書込パワーを検出しておき、書込アドレスとフォーカスエラー信号の振幅の検出値と最適書込パワーの検出値とに基づいて、書込アドレスにおける光ビームの最適記録パワーを演算することを特徴とする方法である。

好ましくは、光ディスクは、２つの信号記録層と、それらの間に設けられたスペーサ層とを含み、情報書込手段は、２つの信号記録層のうちの選択された信号記録層に情報を書込む。

この発明に係る光ディスク装置およびその制御方法では、信号記録層の半径方向の複数の測定点でフォーカスサーチを行ない、各測定点におけるフォーカスエラー信号の振幅を検出するとともに、信号記録層の所定位置において光ビームの最適書込パワーを検出しておき、書込アドレスとフォーカスエラー信号の振幅の検出値と最適書込パワーの検出値とに基づいて、書込アドレスにおける光ビームの最適記録パワーを演算する。したがって、全アドレスにおいて最適な書込パワーで情報を書込むことができ、記録品位を一定に保つことができる。

図１は、この発明の一実施の形態による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図１において、この光ディスク装置では、片面読取方式の２層ディスク１はスピンドルモータ２によって回転駆動され、光ピックアップ（ＯＰＵ）３によって２層ディスク１の情報の書込／読出が行なわれる。

２層ディスク１は、図２に示すように、透明なポリカーボネイトなどからなる厚さ０．６ｍｍの２枚の基板１０と１１を、４０μｍの厚さのスペーサ層１２を介して貼り合わせたものである。スペーサ層１２はフォトポリマで形成されている。基板１０の表面には、金などを材料とした３０％程度の反射率を有する半透明型信号記録層Ｌ０が形成され、基板１１の内側表面には、アルミニウムなどを材料とした７０％以上の反射率を有する反射型信号記録層Ｌ１が形成されている。

信号記録層Ｌ０，Ｌ１の各々は、テストゾーンとミドルゾーンとデータゾーンに分割されている。テストゾーンは２層ディスク１の内周部と外周部の各々に配置され、データゾーンは中央部に配置され、ミドルゾーンはテストゾーンとデータゾーンの間に配置される。テストゾーンは、情報の試し書きを行うことにより、光ピックアップ３から出射されるレーザビームαの最適記録パワーを検出するためのゾーンである。データゾーンとミドルゾーンには、データおよびＩＤを含む情報が記録される。ＩＤは、アドレス（トラック番号）と層情報（レイヤーナンバー）とトラック情報（トラックフォーマット情報、エリア情報、トラック方式、反射率）を含む。

このように２層ディスク１では一方の信号記録層Ｌ０が半透明型にされるため、片面方向からレーザビームαを照射して、２つの信号記録層Ｌ０，Ｌ１のうちの所望の信号記録層に合焦させることにより、その信号記録層に記録された情報を読取るとともに、その信号記録層に情報を書込むことができる。

光ピックアップ３は、レーザビームαを出射するレーザ光源と、レーザビームαを選択された信号記録層Ｌ０またはＬ１に合焦させる対物レンズと、対物レンズを２層ディスク１の表面に垂直な方向およびトラックと直交する方向に微小距離だけ移動させるレンズ駆動機構と、信号記録層Ｌ０，Ｌ１で反射されたレーザ光を検出する光検出器などを含み、センサ信号Ａ〜Ｈを出力する。

図３は、光ピックアップ３に含まれる光検出器１５の構成を示すブロック図である。図３において、光検出器１５は、中央に配置された４分割ディテクタ２０と、その両側に配置された２つの２分割ディテクタ２５，２８を含む。４分割ディテクタ２０は４つの受光部２１〜２４を有し、２分割ディテクタ２５は２つの受光部２６，２７を有し、２分割ディテクタ２８は２つの受光部２９，３０を有する。受光部２１〜２４，２６，２７，２９，３０は、それぞれ受光量に応じたレベルのセンサ信号Ａ〜Ｈを出力する。

ＲＦアンプ４は、光ピックアップ３からのセンサ信号Ａ〜Ｈに基づいて、次式（１）〜（３）の演算を行ない、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、高周波信号ＲＦを生成する。

ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） …（１）
ＴＥ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）−ｋ{（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）} …（２）
ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ …（３）
光ピックアップ３を目的のアドレスにシークさせるときは、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが０になるようにフォーカス制御されるとともにスレッドＯＮされ、光ピックアップ３が目的のアドレスに移動される。情報の書込／再生時は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが０になるようにフォーカス制御され、トラッキングエラー信号ＴＥのレベルが０になるようにトラッキング制御される。情報の再生時は、高周波信号ＲＦに基づいて情報が再生される。

ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）５は、ＲＦアンプ４からのフォーカスエラー信号ＦＥと、信号処理回路６からの制御信号Ｃとに従って、光ピックアップ３をフォーカス制御するためのフォーカス制御信号ＦＥＣをドライバ７に与える。また、ＤＳＰ５は、ＲＦアンプ４からのトラッキングエラー信号ＴＥと、信号処理回路６からの制御信号Ｃとに従って、光ピックアップ３をトラッキング制御するためのトラッキング制御信号ＴＥＣをドライバ７に与える。

また、ＤＳＰ５は、信号処理回路６からの制御信号Ｃに従って、光ピックアップ３を２層ディスク１の半径方向に移動させるためのスレッド制御信号ＳＣをドライバ７に与える。さらに、ＤＳＰ５は、信号処理回路６からの制御信号Ｃに従って、情報の書込時に、ＬＤドライバ８のパルスストラテジー制御とパワー制御を行なう。

ドライバ７は、ＤＳＰ５からの信号ＦＥＣに従って光ピックアップ３内のレンズ駆動機構を駆動させ、フォーカス制御信号ＦＥＣに応じた位置にレーザ光αを合焦させる。また、ドライバ７は、ＤＳＰ５からのトラッキング制御信号ＴＥＣに従って光ピックアップ３内のレンズ駆動機構を駆動させ、トラッキング制御信号ＴＥＣに応じた位置にレーザ光αの合焦点を移動させる。さらに、ドライバ７は、ＤＳＰ５からのスレッド制御信号ＳＣに従って送りモータ９を駆動させ、スレッド制御信号ＳＣに応じた位置に光ピックアップ３を移動させる。

信号処理回路６は、ＲＦアンプ４からの高周波信号ＲＦをデコードし、デコードデータをインタフェースを介してホスト部に与える。また、信号処理回路６は、ホスト部からインタフェースを介して与えられたデータをエンコードしてＬＤドライバ８に与える。ＬＤドライバ８は、ＤＳＰ５によって制御され、信号処理回路６から与えられたデータに応答して光ピックアップ３内のレーザ光源を駆動し、２層ディスク１の信号記録層Ｌ０またはＬ１にデータを書込む。

次に、この光ディスク装置の特徴となるレーザビームαの最適記録パワー検出方法について説明する。図４は、フォーカスサーチした場合におけるフォーカスエラー信号ＦＥのレベル変化を示す波形図である。

フォーカスサーチでは、レーザビームαのパワーが一定値に維持され、光ピックアップ３内の対物レンズがレンズ駆動機構によって２層ディスク１の表面側に移動される。これにより、レーザビームαの合焦点は、図２で示した基板１０側から信号記録層Ｌ０、スペーサ層１２、信号記録層Ｌ１を介して基板１１側まで垂直に移動する。

レーザビームαの合焦点が信号記録層Ｌ０，Ｌ１から大きく外れている場合は、反射光の照度が小さいので、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルは０になる。光検出器１５の前段にシリンドリカルレンズが配置されているので、レーザビームαの合焦点が信号記録層Ｌ０に近づくと、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが正方向に増加し、ピーク値に到達した後に減少し、レーザビームαの合焦点が信号記録層Ｌ０に到達するとフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが０になる。レーザビームαの合焦点が信号記録層Ｌ０から遠ざかると、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが負方向に増加し、ピーク値に到達した後に減少し０になる。このときレーザビームαの合焦点は、スペーサ層１２に位置している。

対物レンズがさらに２層ディスク１側に移動してレーザビームαの合焦点が信号記録層Ｌ１に近づくと、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが再び正方向に増加し、ピーク値に到達した後に減少し、レーザビームαの合焦点が信号記録層Ｌ１に到達するとフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが０になる。レーザビームαの合焦点が信号記録層Ｌ１から遠ざかると、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが負方向に増加し、ピーク値に到達した後に減少し０になる。このときレーザビームαの合焦点は、基板１１に位置している。

信号記録層Ｌ０の近傍におけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅Ａ０は、信号記録層Ｌ１の近傍におけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅Ａよりも大きくなっている。これは、信号記録層Ｌ１における球面収差が信号記録層Ｌ０における球面収差よりも大きく、信号記録層Ｌ１における反射光が信号記録層Ｌ０における反射光よりも弱いことを示している。

図５（ａ）〜（ｃ）は、２層ディスク１の内周部と外周部の各々においてフォーカスサーチした場合におけるフォーカスエラー信号ＦＥのレベル変化を示す図である。図５（ａ）では、スペーサ層１２の厚みが内周側から外周側に向かって徐々に大きくなっている状態が示されている。

内周側でフォーカスサーチした場合は、図５（ｂ）に示すように、スペーサ層１２の厚みが比較的小さいので、信号記録層Ｌ０，Ｌ１近傍におけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅Ａ０，Ａ１はともに大きく、それらの差は小さい。

外周側でフォーカスサーチした場合は、図５（ｃ）に示すように、スペーサ層１２の厚みが比較的大きいので、信号記録層Ｌ１近傍におけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅Ａ１は、信号記録層Ｌ０近傍におけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅Ａ０よりもかなり小さくなる。

以上より、フォーカスエラー信号ＦＥの振幅には球面収差が反映され、球面収差が大きいほどフォーカスエラー信号ＦＥの振幅が小さくなる。そこで、本願発明では、フォーカスエラー信号ＦＥの振幅が大きいほどレーザビームαの記録パワーを小さくし、フォーカスエラー信号ＦＥの振幅が小さいほどレーザビームαの記録パワーを大きくする。

図６および図７は、このレーザビームαの最適記録パワー検出方法を実行するためのフローチャートである。ＤＳＰ５は、ステップＳ１において２層ディスク１が挿入されたことを検出し、ステップＳ２において光ピックアップ３を２層ディスク１の内周部に移動させる。

次いでステップＳ３においてフォーカスサーチを行なって、信号記録層Ｌ０，Ｌ１におけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅Ａ０，Ａ１を測定する。ステップＳ４において、測定ポイントを外周側に所定の距離Ｘｍｍだけ移動する。ステップＳ５において、移動した測定ポイントが２層ディスク１の最外周かどうかを判別し、最外周でない場合はステップＳ３に戻り、最外周である場合はステップＳ６でサーボＯＮする。

次にステップＳ７において、信号記録層Ｌ０の最内周部に光ピックアップ３を移動させ、テストゾーンにてＯＰＣを行なってレーザビームαの最適記録パワーＰＭ０を求める。ステップＳ８において信号記録層Ｌ０からＬ１にフォーカスジャンプする。ステップＳ９において、信号記録層Ｌ１の最内周部に光ピックアップ３を移動させ、テストゾーンにてＯＰＣを行なってレーザビームαの最適記録パワーＰＭ１を求める。

ステップＳ１０において、ホスト部からのライトコマンドを受信し、書込動作を開始する。ステップＳ１１において、次式（４）に基づいて書込アドレスＡＤＤにおける最適記録パワーＰ（ＡＤＤ）を演算する。ここでは、信号記録層Ｌ１が選択されているものとする。

Ｐ（ＡＤＤ）＝ＰＭ１×ＦＥ１（ＡＤＤ）／ＦＥＲ１ …（４）
ここで、ＦＥ１（ＡＤＤ）は、書込アドレスＡＤＤにおけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅である。ＦＥ１は、最内周部におけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅である。ＦＥ１（ＡＤＤ）は、次式（５）に基づいて求められる。

ＦＥ１（ＡＤＤ）＝ＦＥ（Ｎ＋１）＋{ＦＥ１（Ｎ＋１）−ＦＥ１（Ｎ）}×{Ｄ（Ｎ＋ １）−Ｄ（ＡＤＤ）}／{Ｄ（Ｎ＋１）−Ｄ（Ｎ）} …（５）
ただし、書込アドレスＡＤＤは、Ｎ番目の測定ポイントとＮ＋１番目の測定ポイントの間のポイントにあるものとする。Ｎ番目の測定ポイントにおけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅をＦＥ（Ｎ）とし、Ｎ＋１番目の測定ポイントにおけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅をＦＥ（Ｎ＋１）とする。Ｎ番目の測定ポイントの２層ディスク１の中止からの距離をＤ（Ｎ）とし、Ｎ＋１番目の測定ポイントにおける２層ディスク１の中止からの距離をＤ（Ｎ＋１）とする。信号記録層Ｌ０が選択された場合も、同様である。

次にステップＳ１２において、書込アドレスＡＤＤにアクセスする。ステップＳ１３において、演算した最適記録パワーＰ（ＡＤＤ）でその書込アドレスに情報を書込み、書込動作を終了する。

この実施の形態では、信号記録層Ｌ０，Ｌ１の各々において、半径方向の複数の測定点でフォーカスサーチを行ない、各測定点におけるフォーカスエラー信号ＦＥの振幅Ａ０，Ａ１を検出するとともに、信号記録層Ｌ０，Ｌ１の各々のテストゾーンにおいてレーザビームαの最適書込パワーＰＭ０，ＰＭ１を検出しておく。そして、書込アドレスＡＤＤとフォーカスエラー信号ＦＥの振幅の検出値Ａ０，Ａ１と最適書込パワーの検出値ＰＭ０，ＰＭ１とに基づいて、書込アドレスＡＤＤにおけるレーザビームαの最適記録パワーＰ（ＡＤＤ）を演算する。したがって、全アドレスＡＤＤにおいて最適な書込パワーＰ（ＡＤＤ）で情報を書込むことができ、記録品位を一定に保つことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 図１に示した２層ディスクの構成を示すブロック図である。 図１に示した光ピックアップに含まれる光検出器の構成を示すブロック図である。 フォーカスサーチ時におけるフォーカスエラー信号の時刻変化を示す波形図である。 ２層ディスクの内周部と外周部の各々でフォーカスサーチしたときのフォーカスエラー信号の時刻変化を示す図である。 図１に示したＤＳＰの動作の一部を示すフローチャートである。 図１に示したＤＳＰの動作の残りの部分を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ２層ディスク、２ スピンドルモータ、３ 光ピックアップ、４ ＲＦアンプ、５ ＤＳＰ、６ 信号処理回路、７ ドライバ、８ ＬＤドライバ、９ 送りモータ、１０，１１ 基板、１２ スペーサ層、α レーザビーム、１５ 光検出器、２０ ４分割ディテクタ、２１〜２４，２６，２７，２９，３０ 受光部、２５，２８ ２分割ディテクタ。

Claims (4)

1. 光ディスクの信号記録層に情報を記録する光ディスク装置において、
   前記信号記録層に光ビームを照射して情報を書込むとともに、その反射光に基づいてフォーカスエラー信号を出力する情報書込手段と、
   前記情報書込手段を前記信号記録層に沿って移動させる駆動手段と、
   前記情報書込手段および前記駆動手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記信号記録層の半径方向の複数の測定点でフォーカスサーチを行ない、各測定点におけるフォーカスエラー信号の振幅を検出する第１の検出手段と、
   前記信号記録層の所定位置において前記光ビームの最適書込パワーを検出する第２の検出手段と、
   書込アドレスと前記第１および第２の検出手段の検出結果とに基づいて、前記書込アドレスにおける前記光ビームの最適記録パワーを演算する演算手段とを含むことを特徴とする、光ディスク装置。
2. 前記光ディスクは、２つの信号記録層と、それらの間に設けられたスペーサ層とを含み、
   前記情報書込手段は、前記２つの信号記録層のうちの選択された信号記録層に情報を書込む、請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 光ディスクの信号記録層に光ビームを照射して情報を書込むとともに、その反射光に基づいてフォーカスエラー信号を出力する情報書込手段と、前記情報書込手段を前記信号記録層に沿って移動させる駆動手段とを備えた光ディスク装置において、前記情報書込手段および前記駆動手段を制御する制御方法であって、
   前記信号記録層の半径方向の複数の測定点でフォーカスサーチを行ない、各測定点におけるフォーカスエラー信号の振幅を検出するとともに、前記信号記録層の所定位置において前記光ビームの最適書込パワーを検出しておき、
   書込アドレスと前記フォーカスエラー信号の振幅の検出値と前記最適書込パワーの検出値とに基づいて、前記書込アドレスにおける前記光ビームの最適記録パワーを演算することを特徴とする、光ディスク装置の制御方法。
4. 前記光ディスクは、２つの信号記録層と、それらの間に設けられたスペーサ層とを含み、
   前記情報書込手段は、前記２つの信号記録層のうちの選択された信号記録層に情報を書込む、請求項３に記載の光ディスク装置の制御方法。

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