JP2008059619A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ピックアップ装置で多層の光ディスクに情報を記録または再生する際に、記録または再生しようとする記録層とは別の記録層からの反射光によりＴＥ信号にオフセットが発生し、再生もしくは記録時の信号劣化、最悪の場合はトラッキング制御が外れてしまう。
【解決手段】光ディスクに情報を記録または再生するのに先立ち、ディスク全域にわたって記録箇所、未記録箇所及び記録箇所と未記録箇所との境界におけるＴＥ信号のオフセット変動を、光ディスクの半径やアドレス情報とともに調査し、その情報をトラッキング制御のオフセット調整に利用する。
【選択図】図１

Description

本発明は記録媒体を光学的に記録再生する光ピックアップ装置に関する。

図２は、一般的な光ディスク記録再生装置の構成例を示す。図２に示すように、レーザー１０２から出射した光は、偏光ビームスプリッター（以下ＰＢＳ）１０３を経てコリメートレンズ１０４に入射し、平行光に変換された後、１／４波長板１０５にて直線偏光の光が円偏光の光に変換され、アクチュエータ１０７で駆動される対物レンズ１０６でスピンドルモーター１０８により回転される光ディスク１０１の盤面上に集光される。光ディスク１０１より反射した光は再度対物レンズ１０６を経て１／４波長板１０５で円偏光の光が往路とは偏波面が直行する直線偏光の光に変換され、コリメートレンズ１０４を経て、ＰＢＳ１０３で反射され、シリンドリカルレンズ１１０を経て受光素子１０９に入射・受光され、信号処理回路に送られる。

受光素子１０９の受光面は、図３の２０１に示すように４分割で構成され、トラック横断方向において同一側に位置する受光面ＡとＤ及びＢとＣの信号同士の和を取る加算器２０２及び２０３と、この加算器２０２及び２０３の出力信号の差動をとる差動器２０４とが設けられている。この差動器２０４からのプッシュプル法による出力信号によりトラッキングエラー信号（以下、ＴＥ信号と称す）が得られる。また、受光素子１０９の対角に位置するＡとＣ及びＢとＤの信号同士の和をとる加算器２０６及び２０７と、この加算器２０６及び２０７の出力信号の差動をとる差動器２０８とが設けられている。この差動器２０８からの非点収差法による出力信号によりフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号と称す）が得られる。

特許文献１には、複数の記録層を持つ光ディスクに記録再生を行う際に、記録層ごとに再生や記録時のレーザーの出射光量、イコライザ特性、トラッキングサーボ特性、フォーカスサーボ特性、チルト特性、記録変調波形のいずれかを別々に設定するという技術が開示されている。また、２層ディスクのフォーカスサーボやトラッキングサーボを安定化に関しては、特許文献２に０次光及び±１次光によるフォーカスエラー信号を検出し、他層の反射光の影響をキャンセルする方法、特許文献３にフォーカス誤差信号にオフセットが生じないように光学系を調整する方法が提案されている。さらに、特許文献４には閉ループ特性を測定してサーボゲインを調整する例が示されている。
特開平１１−３５７２２７号公報 特開２００２−１９０１３２号公報 特開２００３−１９６８５５号公報 特開２００３−１５７５４７号公報

先行例があるが、記録または再生を行う記録層での記録箇所と未記録箇所での影響や、記録または再生を行う記録層とは別の記録層からの記録箇所と未記録箇所での影響については、言及されていない。

また、２層ディスクのフォーカスサーボやトラッキングサーボを安定化については、特許文献２には、０次、±１次光によるフォーカスエラー信号を検出し、他層の反射光の影響をキャンセルする方法、特許文献３にはフォーカス誤差信号にオフセットが生じないように光学系を調整する方法が提案されている。

特許文献４には閉ループ特性を測定してサーボゲインを調整する例が示されている。

記録型の光ディスクを再生する場合、光ピックアップの出射光の強度分布ずれや、再生する光ディスクのランド・グルーブの溝形状の異常、光ディスクと光ピックアップに相対的にラジアルチルトが存在する等の理由により、図４に示すように再生する記録層の未記録箇所・記録箇所・記録箇所と未記録箇所との境界等、その記録状態によって、ＴＥ信号にオフセットが発生する。例えば未記録箇所でＴＥ信号中心Ｏ３０２にトラッキング制御をかけたまま記録箇所に突入した場合は、記録箇所のＴＥ信号中心Ｏ’３０３からΔＯ３０４だけトラッキング制御にずれが発生する。

また、記録または再生する光ディスクの記録層が多層の場合、先に述べた単層の場合にＴＥ信号に発生する変動に加え、記録または再生しようとする記録層とは別の記録層からの反射光による影響が発生する。図６は４分割の受光素子５０１に再生している記録層からの反射光５０２と、別の記録層からの反射光５０３とが入射している模式図である。図６（ａ）は別の記録層からの反射光が受光素子５０１の４つに均等に入射している場合、同図（ｂ）は別の記録層からの反射光が受光素子５０１の４つに不均等に入射している場合を示している。図６（ａ）の場合、別の記録層からの反射光量が反射率の変化などにより均等に変化しても、ＴＥ信号にオフセットずれを発生しないが、図６（ｂ）の場合、別の記録層からの反射光が不均等に受光素子５０１に入射するため、ＴＥ信号にＤＣオフセットが発生する。つまり、別の記録層の記録箇所や未記録箇所で反射率が変化した場合にはＴＥ信号のＤＣオフセットが変化する。図５は再生している記録層とは別の記録層に記録箇所と未記録箇所とが存在し、記録箇所と未記録箇所との境界付近でフォーカスをＯＮしているときのＴＥ信号を示し、記録箇所のＴＥ信号中心Ｐ４０２と未記録箇所のＴＥ信号中心Ｐ’４０３とでは、ＴＥ信号にΔＰ４０４のＤＣオフセットが重畳している状態を示している。

さらに、記録中については、熱による記録膜の変質により、反射率が再生中とは変化する。例えばＤＶＤ−Ｒは記録中の反射率が再生中と比べ低下する。よって、記録中の反射光量は、再生中の反射光量にレーザーの発光パワー比例したものとは異なるが、別の記録層では集光されていないため熱による変質が発生せず、反射率が変化しない。そのため、反射光量はレーザー発光パワーに比例したものとなり、結果としてＴＥ信号のＤＣオフセットが変化する。よって、図６（ｂ）の場合には記録と再生が切り替わることによってもＴＥ信号のＤＣオフセットが変化する。

その他、２層ディスクの記録層の層間厚みのばらつきや、ディスクのチルト等によっても、別の記録層からの反射光量が変化する。受光素子５０１に入射する別の記録層からの反射光量のみをリアルタイムに測定する方法がないため、トラッキング制御のずれを補正することは困難である。

以上の話については、ＴＥ信号の場合と全く同様に、ＦＥ信号についても論じることができ、記録または再生を行う記録層の未記録箇所、記録箇所及び未記録箇所と記録箇所との境界や、別の記録層からの反射光の影響によって、ＤＣオフセットが発生する場合がある。

本発明の第１の目的は、光ディスクを記録または再生中する際に、トラッキングサーボやフォーカスサーボが安定に制御されることにある。

さらには、光ディスク記録再生装置において、一般的にはトラッキング制御はトラッキングサム（ＴＳ）信号またはＴＳと同等な信号を用いＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動利得制御）したＴＥ信号で行い、フォーカス制御はフォーカスサム（ＦＳ）信号またはＦＳと同等な信号を用いＡＧＣしたＦＥ信号で行っている。そのため、例えばトラッキング制御において、ＴＳ信号とＴＥ信号との振幅比が異なる光ディスクの場合、ＡＧＣ後のＴＥ信号振幅も異なる。図９はＴＳ信号、ＡＧＣ前のＴＥ信号及びＡＧＣ後のＴＥ信号の関係を示しており、同図（ａ）はＡＧＣ後でＴＥ信号振幅が大きくなる場合、同図（ｂ）はＡＧＣ後でＴＥ信号振幅が小さくなる場合の一例である。すなわち、ＡＧＣ前のＴＥ信号振幅は同等であるが、ＴＳ信号振幅に差があるため、ＡＧＣ後のＴＥ信号振幅に差異が発生している例を示している。多層光ディスク場合は、図９（ｂ）に示すように、再生している記録層とは別の記録層からの反射光が受光素子に入射することで、ＤＣオフセットが増加しＴＳ信号の値自体は増加するが、ＴＥ信号のＡＣ成分は増加しない（ＤＣオフセットは変化）ため、ＡＧＣ後のＴＥ信号の振幅は小さくなり、トラッキングサーボのゲインが小さくなる。以上のトラッキングエラー信号に発生する問題は、フォーカスエラー信号にも当てはまる。

本発明の第２の目的は、光ディスクの種類によってサーボのゲインが変化するトラッキングサーボやトラッキングサーボを安定にすることにある。

本発明は、レーザーと、レーザーから出射した光を光ディスクに集光する対物レンズと、光ディスクからの反射光を受光する受光素子を持つ光ピックアップ装置において、光ディスクに対し情報を記録または再生する際に、少なくとも２カ所以上の半径位置における受光素子の出力信号を用いて対物レンズの制御を行う構成を有する。

さらに、２カ所以上の半径位置のうち、記録箇所と未記録箇所の少なくとも各１カ所の受光素子の出力信号を用いて、対物レンズの制御を行う構成を有する。

さらに、情報を記録または再生できる記録層を少なくとも２層以上持つ光ディスクにおいて、第１の記録層の情報を記録または再生する際に、第２の記録層の記録箇所と未記録箇所の影響をうける少なくとも各１カ所の受光素子の出力信号を用いて対物レンズの制御を行う構成を有する。

さらに、受光素子の出力信号よりトラッキングエラー信号を作成し、対物レンズのトラッキング制御を行う構成を有する。
さらに、受光素子の出力信号よりフォーカスエラー信号を作成し、対物レンズのフォーカス制御を行う構成を有する。

また、本発明は、レーザーと、レーザーから出射した光を光ディスクに集光する対物レンズと、光ディスクからの反射光を受光する受光素子を持つ光ピックアップ装置において、光ディスクの種類により対物レンズ制御の利得を変える構成を有する。

さらに、対物レンズのトラッキング制御を行う構成、または、対物レンズのフォーカス制御を行う構成を有する。

本発明は、光ディスクに記録または再生をする際に、ＴＥ信号やＦＥ信号に対する、記録または再生する記録層の記録・未記録の影響や、別の記録層の記録・未記録・その境界の影響を観測し、実際に記録または再生する際にその影響を補正して対物レンズを駆動することによって、光ディスクのトラッキングおよびフォーカス制御を安定にすることができる。

さらには、光ディスクの種類がかわってもサーボのゲイン変動をなくし、もしくは減少することによりトラッキングサーボやトラッキングサーボを安定にすることができる。

以下、本発明実施の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、光学構成は従来例と同じ構成であるため省略する。

まず、光ディスクに記録または再生するのに先立ち、内周のリードイン等の光ディスクの記録情報管理領域やＰＣＡ（パワーコントロールエリア：記録用レーザーパワーの調整用領域）等の記録状況を、図１に示すように記録箇所、未記録箇所及び記録箇所と未記録箇所とのＱお買いをサーチすることで確認し、未記録ディスクか記録済みディスクかを判別する。記録済みディスクの場合は、光ディスクの全周にわたって、記録の有無、ＴＥ信号のＤＣオフセットをディスクのアドレスや半径位置と関連付けて確認する。未記録ディスクの場合は、ＰＣＡ領域で記録パワーの調整を実施し、そのトラックを利用するか別途テスト記録を実施後、その記録済みの箇所のＴＥ信号を観測する。実際に再生する場合には、再生している記録層の記録箇所と未記録箇所の境界で、図４のように未記録箇所におけるＴＥ信号振幅の中心Ｏ３０２と記録箇所におけるＴＥ信号振幅の中心Ｏ’３０３とがΔＯ３０４だけオフセットしている場合には、ＲＦ信号の有無をトリガーとして、未記録箇所では未記録部ＴＥ信号の中心Ｏ３０２、記録部では記録部ＴＥ信号の中心Ｏ’３０３に制御中心をずらすことで、安定なトラッキング制御を行うことが出来る。図７はトラッキングＯＮした状態で、記録箇所から未記録箇所に突入したときのＴＥ信号とＲＦ信号を示している。

記録または再生する光ディスクの記録層が多層の場合、再生している記録層の記録箇所と未記録箇所との境界だけでなく、再生している記録層とは別の層の記録箇所と未記録箇所との境界もＴＥ信号のＤＣオフセットに与える変動が観測される。図８はＴＥ信号を示しており、（ａ）は他層が記録箇所のとき、（ｂ）は他層が未記録箇所のときで、ディスク１回転のうちに記録箇所と未記録箇所を横断（往復）しているところを示している。図８（ａ）の記録箇所及び同図（ｂ）の未記録箇所ではそれぞれＴＥ信号のオフセット変動をキャンセルするように、トラッキング制御中心Ｑ及びＱ’をそれぞれのＴＥ信号の中心に調整する。なお、それぞれのトラッキングの制御位置は必ずしもＴＥ信号の中心にある必要はなく、例えば記録信号を再生する場合にはそのジッターが良好もしくは振幅が最も大きくなるように設定したり、記録を行う場合には記録後のジッターが良好もしくは振幅が最大になるように設定したり、光ディスクに記録されているアドレス情報が読みやすいように設定しても良い。なお、記録境界については光ディスクの記録層間の偏心のため、トラッキング制御をＯＮしている場合にも他層の記録箇所と未記録箇所を横断することにより、光ディスク１回転中においても、ＴＥ信号にＤＣオフセット変動が観測される。そこで別の記録層の記録境界の影響が発生する範囲の半径位置もあらかじめ記憶しておき、その範囲においてはトラッキング制御中心を記録箇所と未記録箇所のベスト位置の間のいずれかの位置、例えばその中間に調整すると良い。

光ディスクの内外周のチルト変動によってＴＥ信号にＤＣオフセットずれが発生する場合、チルト補正制御が実施可能ならば、チルトがＴＥ信号に与えるＤＣオフセットずれをキャンセルまたは軽減できるが、チルト補正制御が実施できない場合は、ＴＥ信号のＤＣオフセットずれを補正するのが望ましい。例えば前もって２箇所以上の半径位置で測定したＴＥ信号のＤＣオフセットの値を線形補間することにより、そのずれにあわせてトラッキング制御中心を調整することが可能である。

以上はトラッキング制御について説明してきたが、フォーカス制御についても同様の構成で実施が可能で、効果を得ることが出来る。

さらには、光ピックアップ装置でフォーカス制御及びトラッキング制御を行う際、例えばトラッキング制御の場合は、ＴＳ信号とＴＥ信号の振幅比がディスクによって異なるため、ＡＧＣ後のＴＥ信号振幅に差異が出る。２層以上の光ディスクの場合は他層からの反射光が受光素子に入射するため、単層の光ディスクに比べ、ＡＧＣ後のＴＥ信号振幅は小さくなる。そこで、例えばＡＧＣ回路の前もしくは後ろにディスクによってゲイン調整を行う回路を付加する、もしくは同等の機能を利用することによって、光ディスクの種類によってサーボのゲイン変動をなくす、もしくは減少することによりトラッキングサーボやトラッキングサーボを安定にすることができる。

本発明の光ピックアップ装置は、多層ディスク及び／または種類の異なるディスクに対して良好な記録再生特性を備えるため、規格が異なる複数種の光ディスクを記録再生する装置に適用することもできる。

記録層が記録箇所、未記録箇所及び境界のときのＴＥ信号波形図 光ディスク記録再生装置の要部構成図 ＴＥ信号とＦＥ信号の検出回路構成図 再生している記録層の記録箇所と未記録箇所の境界でのＴＥ信号波形図 別の記録層が記録箇所と未記録箇所との境界のときのＴＥ信号波形図 （ａ）は受光素子と別の記録層からの反射光の一例を説明する図、（ｂ）は同他の例を説明する図 再生している記録層の記録箇所と未記録箇所との境界でのＲＦ信号及びＴＥ信号波形図 （ａ）は別の記録層が記録箇所のときのＴＥ信号波形図、（ｂ）は別の記録層が未記録箇所のときのＴＥ信号波形図 （ａ）はＡＧＣ後でＴＥ信号が大きくなる場合のＴＳ信号及びＴＥ信号波形図、（ｂ）はＡＧＣ後でＴＥ信号が小さくなる場合のＴＳ信号及びＴＥ信号波形図

符号の説明

１０１ 光ディスク
１０２ レーザー
１０３ ＰＢＳ
１０４ コリメートレンズ
１０５ １／４波長板
１０６ 対物レンズ
１０７ アクチュエータ
１０８ スピンドルモーター
１０９、２０１、５０１ 受光素子
１１０ シリンドリカルレンズ
２０２、２０３、２０６、２０７ 加算器
２０４、２０８ 減算器
３０２ 未記録箇所のＴＥ信号中心
３０３ 記録箇所のＴＥ信号中心
３０４ 記録と未記録の場合のＴＥ信号中心のＤＣオフセットずれ
４０２ 別の記録層が記録箇所のときのＴＥ信号中心
４０３ 別の記録層が未記録箇所のときのＴＥ信号中心
４０４ 別の記録層が記録と未記録の場合のＴＥ信号中心のＤＣオフセットずれ
５０２ 再生している記録層からの反射光
５０３ 再生している記録層とは別の層からの反射光

Claims (8)

1. レーザーと、前記レーザーから出射した光を光ディスクに集光する対物レンズと、前記光ディスクからの反射光を受光する受光素子を持つ光ピックアップ装置において、前記光ディスクに対し情報を記録または再生する際に、少なくとも２カ所以上の半径位置における前記受光素子の出力信号を用いて前記対物レンズの制御を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. ２カ所以上の半径位置のうち、記録箇所と未記録箇所の少なくとも各１カ所の受光素子の出力信号を用いて、前記対物レンズの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 情報を記録または再生できる記録層を少なくとも２層以上持つ光ディスクにおいて、第１の記録層の情報を記録または再生する際に、第２の記録層の記録箇所と未記録箇所の影響をうける少なくとも各１カ所の受光素子の出力信号を用いて前記対物レンズの制御を行うことを特徴とする請求項１から２に記載の光ピックアップ装置。
4. 受光素子の出力信号よりトラッキングエラー信号を作成し、対物レンズのトラッキング制御を行うことを特徴とする請求項１から３に記載の光ピックアップ装置。
5. 受光素子の出力信号よりフォーカスエラー信号を作成し、対物レンズのフォーカス制御を行うことを特徴とする請求項１から３に記載の光ピックアップ装置。
6. レーザーと、前記レーザーから出射した光を光ディスクに集光する対物レンズと、前記光ディスクからの反射光を受光する受光素子を持つ光ピックアップ装置において、光ディスクの種類により前記対物レンズ制御の利得を変えることを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 対物レンズのトラッキング制御を行うことを特徴とする請求項６の光ピックアップ装置。
8. 対物レンズのフォーカス制御を行うことを特徴とする請求項６の光ピックアップ装置。
   

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