JP2006120235A - 光ピックアップおよび光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ディスクから読み出したデータおよび光ディスクに書き込んだデータの双方が質の高いデータとなるように設けられた光ピックアップ、および光ディスク装置を提供する。
【解決手段】 光ディスク１０へ楕円スポット５０のレーザ光を照射する光ピックアップ２０において、光ディスク１０に形成されているグルーブ５１の進行方向に直交する方向に対して楕円スポット５０の長軸方向Ａの角度が２１度以上となるように設けられている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、楕円スポットのレーザ光を照射する光ピックアップと、この光ピックアップを搭載した光ディスク装置に関する。

ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクからデータを読み出したり、あるいはデータを書き込む際には、光ディスクの記録面に光ピックアップがレーザ光を照射する。
光ピックアップは、レーザ光を照射するレーザダイオード、光ディスクからの反射光を受光するフォトディテクタ、レーザ光を集光する対物レンズ等から構成されている。

なお、レーザダイオードの特性から、光ピックアップから出射されるレーザ光は楕円ビームになっていることが一般的である。したがって、光ディスクに向けて出射したレーザ光の楕円スポットが光ディスクのグルーブ（案内用の溝）に対してどのような角度にすべきか従来から様々な議論がなされてきた。

例えば図６に示すように、楕円スポット５０の長軸方向Ａをグルーブ５１の進行方向Ｂに対して直角に位置させると、隣接するグルーブ５１にもスポットがかかってしまい、クロストークの影響が出てしまい、質の高いデータ読み出しができないという問題があった。
したがって、光ディスクからデータを読み出す場合には、このように楕円スポットの長軸方向Ａをグルーブ５１の進行方向Ｂに対して直角に位置させることは好ましくなく、グルーブ５１の進行方向Ｂに対して平行となるように位置させる方が好ましいと考えられていた。

一方、図７に示すように、楕円スポット５０の長軸方向Ａの角度をグルーブの進行方向に対して平行（０度）にしてしまうと、隣接するグルーブのクロストークの影響は殆ど無くなるが、グルーブの進行方向の分解能が落ちてしまうというおそれもあり、特にデータの書き込み時に質の高いデータ書き込みが実行できないおそれもあると考えられていた。

そこで、光ディスクに照射される楕円スポットの角度を、グルーブに対して非直角且つ非平行に設定し、クロストークの影響や分解能の低下を防止して、再生信号の品質を高めるようにした提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、楕円スポットの長軸方向の角度をグルーブの進行方向に対して４５度および３０度に設定した実施例が開示されている。
特開２０００−１６３８２９号公報（図２、図３等）

上述したような特許文献１によれば、楕円スポットの長軸方向の角度をグルーブの進行方向に対して３０度および４５度に設定した実施例が開示されてはいるが、実際にどの程度の角度に設定すれば、データの読み出しや書き込みが良好に実施できるのかが不明であるという課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、光ディスクから読み出したデータおよび光ディスクに書き込んだデータの双方が質の高いデータとなるように設けられた光ピックアップ、および光ディスク装置を提供することにある。

本発明にかかる光ピックアップによれば、光ディスクへ楕円スポットのレーザ光を照射する光ピックアップにおいて、前記光ディスクに形成されているグルーブの進行方向に直交する方向に対して前記楕円スポットの長軸方向の角度が２１度以上となるように設けられていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、特に高速書き込み時において質の高いデータの読み出しおよび質の高いデータの書き込みを実行できる。

また、前記角度は、２４度プラスマイナス３度の範囲であることを特徴としてもよく、この構成によれば、特に高速書き込み時において最も高品位にデータの読み出しおよびデータの書き込みが実行できる。

なお、本発明の光ディスク装置によれば、光ディスクへ楕円スポットのレーザ光を照射する光ピックアップを具備する光ディスク装置において、前記光ピックアップは、前記光ディスクに形成されているグルーブの進行方向に直交する方向に対して前記楕円スポットの長軸方向の角度が２１度以上となるように設けられているか、または前記角度は、２４度プラスマイナス３度の範囲であることを特徴としている。

本発明にかかる光ピックアップおよび光ディスク装置によれば、隣接するグルーブとの間のクロストークの低減と、グルーブの進行方向への分解能を高めることとを最も良好に両立させることができ、極めて質の高いデータの読み出しおよび書き込みを実行することができる。

まず、光ディスク装置について説明する。
本装置はＤＶＤとＣＤの両者をドライブ可能な装置である。すなわち、光ディスク装置３０は、ＣＤおよびＤＶＤの光ディスクを装着してデータ再生、データの書き込みを行うことができる。
光ディスク１０は、スピンドルモータ３２によって回転駆動され、光ディスク１０の径方向に移動する光ピックアップ２０によってデータ再生、およびデータの書き込みを行う。

光ピックアップ２０には、光ピックアップ２０内のフォトディテクタ（後述する）が受光した光強度を電圧に変換したＲＦ信号ａが入力されるＲＦアンプ３３が接続されている。ＲＦアンプ３３では、ＲＦ信号ａを２値化し、増幅してデコーダ３４へ出力する。
デコーダ３４は、ＲＦアンプ３３から入力してきたＲＦ信号ｂからフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等の各誤差信号を抽出し、この誤差信号に基づいて光ピックアップ２０内の対物レンズやスピンドルモータ３２をサーボ制御するサーボプロセッサ機能３５や、ＲＦ信号ｂをＥＦＭ復調するデコード機能３６等が設けられている。

デコーダ３４のサーボプロセッサ機能３５からは、光ピックアップ２０やスピンドルモータ３２を制御するための各サーボ制御信号ｃが出力される。またデコーダ３４のデコード機能３６からは、インターフェース部３９へデコード済みのデータｄが出力される。
インターフェース部３９は、パーソナルコンピュータ等の外部機器と接続し、データの授受を実行する。

光ディスク１０へ書き込むべきデータは、インターフェース部３９から、エンコーダ３８へ入力され、ＥＦＭ変調等のエンコード処理がなされる。エンコード処理されたデータは、光ピックアップドライブ回路４０に入力され、光ピックアップドライブ回路４０が光ピックアップ２０を制御することによって、光ディスク１０に書き込まれる。

本発明の光ピックアップの構成の実施例について説明する。
光ピックアップ２０は、レーザ光を照射するレーザダイオード２２と、光ディスク１０からの反射光を受光するフォトディテクタ２４とを具備している。レーザダイオード２２から照射されたレーザ光は、回折格子２５からビームスプリッタ２６を経て対物レンズ２８に入射される。レーザ光は対物レンズによって、光ディスク１０の記録面の該当個所に集光される。

光ディスク１０からの反射光は、対物レンズ２８からビームスプリッタ２６によって反射され、凹レンズ２９と円筒レンズ３１に入射される。そして、反射光は、凹レンズ２９と円筒レンズ３１によって、フォトディテクタ２４に集光して入射される。
フォトディテクタ２４は、複数の受光面が形成されており、それぞれの受光面に受けた反射光強度の和や差をとることで、受光した反射光からフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を読み出すことができる。

レーザダイオード２２は、いわゆる半導体レーザであり、半導体のｐｎ接合に順バイアスをかけることによって発光するように構成されている。レーザダイオード２２から出射されるレーザ光のビームスポットは、その特性上から楕円となっている。
本実施例では、このレーザ光の楕円スポットの、光ディスクの記録面のグルーブに対する角度を最適値となるように設定している。

図３に示すように、楕円スポット５０の長軸方向Ａの角度は、グルーブ５１の進行方向に直交する方向Ｃに対して２４度の角度に設定される。角度の設定は、光ピックアップ２０内のレーザダイオード２２の取り付け角を直接調整することで行なうことができる。
このように、楕円スポット５０の長軸方向Ａの角度を２４度に設定することにより、記録品位を最も高めることができると考えられる。なお、図３ではグルーブを直線で表示しているが、実際にはグルーブはウォブルグルーブである。

さらには、楕円スポットの長軸方向の角度は、グルーブの進行方向に直交する方向に対して少なくとも２１度以上であることが好ましく、また２４度プラスマイナス３度の範囲内であれば、比較的好ましい記録品位が得られるものと考えられる。
このような角度は、以下の実験から得られたものである。

次に、楕円スポットの長軸方向のグルーブの進行方向に直交する方向に対する角度（以下、単にスポット角と称する場合がある）の最適角度を見出すための実験について説明する。
本実験は、光ディスクとしてＤＶＤ＋ＲまたはＤＶＤ＋ＲＷを選択し、この光ディスクにデータ書き込みテストを行ない、スポット角を変更しつつＡＤＩＰエラーの数を計測するというものである。

ＡＤＩＰ（ADdress In Pre-groove）とは、グルーブが蛇行（ウォブル）して形成されていることから、このウォブル信号を得ることにより入手できるアドレス情報のことである。光ディスク装置は、このＡＤＩＰに基づいてスピンドルモータの回転制御を行ないデータの書き込みを行なう。
ＡＤＩＰエラーとは、データ書き込み時にレーザ光がリードパワーを出力中にウォブル信号からＡＤＩＰを取得するので、光ディスク装置が実際にデータを書き込んでいるアドレスと、取得したＡＤＩＰによるアドレスとを比較し、ズレがある場合にエラーとして認識されるものである。

本実験では所定の光ピックアップのスポット角を２１．３度、２３．２度、２６．４度、２８．４度の４段階に角度を変更し、それぞれの角度において所定のデータを光ディスクに書き込んだ際のＡＤＩＰエラーの回数を測定した。
データ書き込みはそれぞれの角度において２回ずつ行なった。

図４にスポット角とＡＤＩＰエラーの回数を表にまとめたものを示す。また図５には、横軸にスポット角を、縦軸にＡＤＩＰエラーの回数をとったグラフを示す。
このグラフからわかるように、スポット角とＡＤＩＰエラーの回数との間には、高い相関関係が見られる。すなわち、スポット角をｘ、ＡＤＩＰエラー回数をｙと置いた場合には、ｙ＝ａ／ｘ（ａ：定数）となるような一次関数で表すことができる。
このグラフから、スポット角は少なくとも２１度以上でなくてはエラー数が多すぎてしまうことが判明した。そして、レーザダイオード２２の光ピックアップ２０内への取り付け時の誤差として３度程度を見込み、２４度を中心にプラスマイナス３度の範囲で設定することが好ましいとの結論に至った。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。

光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 光ピックアップの内部構成を示す説明図である。 楕円スポットの好適なスポット角について説明する説明図である。 スポット角を変えたときのＡＤＩＰエラーの回数をまとめた表である。 横軸にスポット角、縦軸にＡＤＩＰエラーの回数をとったグラフである。 スポット角をグルーブの進行方向に対して直角（９０度）に設定したところを示す説明図である。 スポット角をグルーブの進行方向に対して平行（０度）に設定したところを示す説明図である。

符号の説明

１０ 光ディスク
２０ 光ピックアップ
２２ レーザダイオード
２４ フォトディテクタ
２５ 回折格子
２６ ビームスプリッタ
２８ 対物レンズ
２９ 凹レンズ
３０ 光ディスク装置
３１ 円筒レンズ
３２ スピンドルモータ
３３ ＲＦアンプ
３４ デコーダ
３５ サーボプロセッサ機能
３６ デコード機能
３８ エンコーダ
３９ インターフェース部
４０ 光ピックアップドライブ回路
５０ 楕円スポット
５１ グルーブ

Claims (3)

1. 光ディスクへ楕円スポットのレーザ光を照射する光ピックアップにおいて、
   前記光ディスクに形成されているグルーブの進行方向に直交する方向に対して前記楕円スポットの長軸方向の角度が２１度以上となるように設けられていることを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記角度は、２４度プラスマイナス３度の範囲であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
3. 請求項１または請求項２記載の光ピックアップを搭載した光ディスク装置。

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