JP2008529200A - 光ドライブ内における焦点捕捉方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、コリメータレンズを含む光ドライブ内における、新規な焦点捕捉方法に関する。光ドライブ内に置かれた光記録担体に対し、その光記録担体上の正しい情報層が効率的かつ正確に捕捉されるような位置に、レーザースポットのベースライン位置を保持するため、予めプログラミングされたコリメータレンズ位置が使用される。

Description

本発明は、光記録担体の情報層の読出しおよび走査に用いるのに適した、光ドライブに関するものである。

光ドライブは、光ディスクを含む光記録担体の読出しその他の機能のための、周知の装置である。使用される光の波長、および採用されている光路設計が異なる、種々のタイプのドライブが市場で入手可能である。それらの装置の概要は、２００３年にＭａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．社により発行されたＥｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＤＯＩ：１０．１０８１／Ｅ−ＥＯＥ １２０００９６６４に記載されている。

本質的には、いずれのタイプの光ドライブも、レーザー等の光源からの光ビームをスポットに集光し、その光スポットが記録担体上に入射する配置となるようになす。スポット状の光は、たとえば読出処理の一部として、光記録担体上の情報層と相互作用することができる。光記録担体は、１つのみの情報層を有していてもよいが、単一の光記録担体上に保持される情報の記憶容量を増大させるため、２つ以上の情報層を有する光記録担体もある。

また、良好な読出処理のためには、スポットは、読出対象の情報層と一致する高さに最良の焦点領域が位置するよう集光されるべきである。光スポットの特性および品質は、その処理が光学的に機能するために重要である。これらの特性は、光ドライブの光路中において、その光路上に配された光学要素によって決まる。スポットの品質に関連してとりわけ重要な１つの光学要素は、コリメータレンズである。コリメータレンズは、レーザー源からの発散する光ビームを、良好に平行光化されたビームに変換するレンズである。その後、この平行光化されたビームは、光路内に配された対物レンズに入射し、光記録担体上に合焦される。

光スポットが読出対象の情報層に対して正しい高さに配されるよう、光記録担体上に光スポットを精確に配するためには、光ドライブ内における較正および制御が採用されなくてはならない。ユーザーが新しい光記録担体をドライブ内に挿入すると、ドライブは、その光記録担体を認識しなくては、さらなる動作（たとえば読出動作）を行えない。この光記録担体認識段階の間、最適な信号品質を得るために、多くの較正処理が行われなくてはならない。最も早い段階の１つは、焦点捕捉段階である。利用されている標準的な方法によれば、コリメータレンズを含む光ドライブ上において、コリメータレンズは、まず特定の層に対する最適な距離にセットされなくてはならない。この距離は、特定の情報層に関連付けられた予め決められたベースライン値であり、光ドライブ内のメモリに記憶されている。

現行の焦点捕捉方法に伴う１つの問題は、スポット自体の焦点深度に起因するものである。スポットは、理想的には光記録担体に垂直な方向である装置の光軸方向上に、最良の鮮鋭な焦点領域を有するが、その両側に、スポットの品質は劣化していると考えられるが依然としてスポットが認識可能かつ利用可能であるような、鮮鋭度の低い焦点領域が存在する。これらのスポット品質が劣る領域では、情報は依然としてドライブ内の検出システムに返される。この情報は、ドライブ内のサーボサブシステムが間違った層を捕捉するように処理されてしまうかもしれない。したがって、その後のドライブの動作は無効となり、正しい層のために動作が繰り返されなくてはならず、層ジャンプを実行しなくてはならないかもしれない。そのため、この方法を実行するのにかかる時間が長くなり、検出処理が信頼性の低いものとなる。

本発明の１つの目的は、コリメータレンズを含む光ドライブ内における焦点捕捉方法であって、信頼性および再現性の高い手法で焦点捕捉処理が行われる方法を提供し、焦点捕捉処理の実行時間を改善し、もって光ドライブの性能を向上させることである。

本発明によれば、上記の目的は、コリメータレンズを含む光ドライブ内に置かれた、ある距離だけ離間された第１の情報層と第２の情報層とを含む光記録担体に対する焦点捕捉のための、同光ドライブの前記コリメータレンズの位置の組の初期プログラミング方法であって、
光ドライブの読出スポットの最良の焦点位置が第１の情報層と一致せず、かつその読出スポットの使用可能な焦点深度が第１の情報層のみをカバーするよう、読出スポットが配置されるように、上記のコリメータレンズの第１の位置を決定する工程と、
光ドライブの読出スポットの上記の最良の焦点位置が第２の情報層と一致せず、かつその読出スポットの使用可能な焦点深度が第２の情報層のみをカバーするよう、読出スポットが配置されるように、上記のコリメータレンズの第２の位置を決定する工程と、
第１の情報層に対応する上記の第１の位置、および第２の情報層に対応する上記の第２の位置を、上記のコリメータレンズの決定された位置の組として、光ドライブの不揮発性メモリ内に組み入れる工程とを含む方法によって達成される。

この方法では、レンズ配置が、（従来技術の場合のように最良の焦点位置ではなく）スポット品質が劣る領域を、読出対象の情報層と一致するよう配置するように、かつ光記録担体上のいずれの他の情報層も、スポットの焦点深度全体に亘ってそのスポットと重複しないように、コリメータレンズの位置が調整される。ここで、スポット品質が劣る領域とは、そのスポットの最良の焦点位置から離れた領域であり、この領域がシステムに戻す情報を提供するのに使われたとすれば、システムの正しい動作のために許容可能なレベルを超えるビットエラーおよびノイズをデータが含むこととなる領域を意味するものと捉えられる。

この方法は、２つの情報層を有する光記録担体に言及しているが、かかる方法は、３つ以上の情報層を有する光記録担体にも拡張可能である。その場合、コリメータレンズ位置の数が情報層の数以下となるように、メモリ内に記憶されるコリメータレンズ位置の数の増加を伴う可能性がある。

ドライブの初期プログラミングは、製造時において行われる。これらのコリメータレンズのベースライン位置は、不揮発性メモリ内に記憶され得る。ドライブの寿命の間には、システムの較正が行われるかもしれず、それによりこれらのベースライン位置がわずかに変更されるかもしれないが、このことの効果により、持続された良好なシステム性能が保証される。

本発明の別の実施形態では、コリメータレンズと、そのコリメータレンズの決定された位置の組とを含む光ドライブ内に置かれた、少なくとも２つの情報層を含む光記録担体に対する焦点捕捉のための、光ドライブの動作方法であって、
光ドライブ内における焦点捕捉を開始する工程と、
１つの情報層を選択する工程と、
選択された情報層と合致しない決定された位置に、上記のコリメータレンズを移動させる工程と、
上記の選択された情報層に対する上記の決定された位置において、焦点捕捉を行う工程と、
上記の選択された情報層に対する最良のスポット品質が得られるように、コリメータレンズを、別の位置にさらに移動させる工程とを含む方法が提供される。

光ドライブの動作時においては、光記録担体の読出対象の情報層の焦点位置に、読出スポットの最良の焦点位置を配置するため、焦点捕捉処理を用いるのが通例である。このことは、読出スポットの使用可能な焦点深度が、１つより多くの情報層と重なることを許しかねない。その場合、実行された焦点捕捉は、間違った層にロックオンするかもしれない。ドライブの動作が始まると、間違った層を選択したことが識別され、その選択は修正されなくてはならない。本発明に係る動作方法では、読出スポットの使用可能な焦点深度が、選択された１つの層以外のいかなる情報層もカバーしないよう保証することにより、そのような間違った層の選択が回避される。

以下、図面を参照して本発明に係る方法をさらに説明する。

図中では、一例として、光記録担体６は２つの情報層（層０および層１）を有するものとして示されているが、本発明の方法は、複数の情報層を有する任意の光記録担体に適用可能である点に留意されたい。

図１は、重要な要素に参照番号１から８を付した、光ドライブの概略図である。これらの要素の組合せは、レーザー１からの光が、装置の光学系を通過して光記録担体６へと達し、さらに光記録担体６から検出器８へと戻ってくるように機能する。格子２は、他のドライブ機能（ここでは詳述しない）のための補助ビームを生成する役割を担う。ビームスプリッタ３は、光記録担体６から反射されたビームを、検出器８へと向かわせるために加えられている。レーザーダイオード１は発散するビームを発するため、発散ビームを良好に平行光化されたビームへと変換するコリメータレンズ４が、光路に含められる必要がある。こうして形成されたビームは、対物レンズ５に入射し、光記録担体６上に合焦される。光は、光記録担体６から反射され、ビームスプリッタ３へと戻るように伝播する。このビームスプリッタ３において、光は、サーボレンズ７へと向かう装置のサーボ枝路に向けられる。サーボレンズ７は、この光を検出器８へと向かわせ、そこに合焦させる。ここで説明したシステムは、現行の技術水準において既知の光ドライブの要素を含むものである。

コリメータレンズ４は、本発明の目的のため、本発明の特徴であるスポット配置を生成するのに利用されるレンズである点に留意されたい。

図２は、光記録担体６について、層０と層１とに含まれる情報の位置を、詳細に示した図である。情報層である層０および層１は、光記録担体６の平面上にあり、互いに上下に重なって配されている。位置Ａおよびそれに付随する斜線で示された領域はそれぞれ、現行の技術水準の焦点捕捉方法において生成される、ベースラインのスポット位置およびスポット焦点深度を示す。この現行の技術水準の方法によれば、スポットの最良の焦点は、読出対象の情報層（この場合は層０）と一致する。スポット焦点深度は、他方の情報層である層１と重なっていることが見て取れる。そのため、この層からのデータが、光学装置に戻るように供給され検出される。かかる焦点深度は、サーボサブシステムが層１を捕捉しかねないほど大きいものともなり得る。装置は、光記録担体からアドレスを読み取ることにより、自己がどの層に合焦しているかを認識することができる。装置が間違った層を捕捉していることが認識された場合、修正動作が実行されなくてはならない。この層に対してはコリメータレンズ４は間違った位置にあることとなるので、この間違った位置にある層に対する後続の較正処理は、不精確かつ価値のないものである。したがって、サーボシステム（図示せず）は、較正が行われる前に他の層へのジャンプを実行しなくてはならない。これら全体の動作は、時間およびドライブ効率の面で高コストである。

これに対し、図３は、本発明に従う焦点捕捉方法を示している。焦点捕捉の開始前において、コリメータレンズ４は、特定の層上で最適なスポット品質をなすようにセットされるのではなく、要求された層（層０）上においてフィールドの深さが許容可能なスポット品質を得るのに十分なものとなるようにセットされる。このときのスポット品質が最も良い焦点位置は、図中においてＡ'で示されている。焦点捕捉が開始されると、要求された層において焦点捕捉がなされる。次の動作は、焦点スポットの最良の位置が点Ｂとなるように、コリメータ４を移動させることである。較正処理は、正しい情報層の位置を特定したという保証の下で行うことができ、その後、光記録担体６の認識処理の残りの工程が続き、続いて読出処理等の必要な装置動作に移行する。

図４は、光ドライブの初期プログラミングのための、上記で述べたような本発明に従う方法のフローチャートを詳細に示している。

光ドライブ１１の初期プログラミングにおいて、コリメータレンズ４は、光記録担体６の選択された情報層上において、最適品質ではないがこの層の情報をシステムに返すのには十分良好な品質をスポットが有するように、配置される。読出スポットの使用可能な焦点深度は選択された情報層と一致するが、読出スポットの最良の焦点位置は一致しない。同時に、光記録担体６上に存在するその他の層は、スポット品質が悪い領域にあり、したがってこれらの層上の情報はシステムに返されない。このように決定された（ステップ１２）このコリメータレンズのベースライン位置は、特定の情報層に対して固有の位置である。光記録担体６上に存在する別の情報層も、それに付随するベースライン位置を有し、この位置も決定されなくてはならない（ステップ１３）。その後、ベースライン位置の完全な組を光ドライブのメモリ内に記憶させて（ステップ１４）、ドライブの動作が開始させられたらそれらのベースライン位置にアクセスできるようにしてもよい。上記では２つの情報層について説明したが、３つ以上の情報層に対しても本発明を拡張することが可能であり、その場合、メモリに記憶される決定されたコリメータレンズの位置の数も、対応して増加する。

図５は、本発明に従う光ドライブの動作方法のフローチャートである。方法１５の動作シーケンスは、焦点捕捉処理の開始（ステップ１６）から始まる。ステップ１７において、１つの情報層が選択される。ステップ１８において、光記録担体の選択された情報層に対して予め決定されシステムメモリ内に記憶されているベースライン位置に、コリメータレンズ４が移動させられる。この慎重な位置決めは、ステップ１９における焦点捕捉を可能とする。このステップ１９は、即座に行われるが、上記の方法のためこの段階において他の情報層の検出はあり得ないため、間違った情報層を捕捉するというエラーを受けることはない。この焦点捕捉が達成された後、最良のスポット品質が情報層２０と一致するように配置を行うことができる。この後、システムは、正しい情報層上において、システムユーザーにより要求される動作モードに必要であるかもしれない他の必要な較正処理を、続けて実行することができる。このシーケンス（ステップ１７から２０）は、アクセスが必要な複数の層に対して繰り返すことができる。

光ドライブ内の、コリメータレンズを含む光路の一例を示した図 従来技術に従う焦点捕捉方法を示した図 本発明に従う焦点捕捉方法を示した図 光ドライブの初期プログラミングのための、本発明に従う方法のフローチャート 本発明に従う光ドライブの動作方法のフローチャート

符号の説明

１ レーザーダイオード
２ 格子
３ ビームスプリッタ
４ コリメータレンズ
５ 対物レンズ
６ 光記録担体
７ サーボレンズ
８ 検出手段
層０ 光記録担体上の第１の情報層
層１ 光記録担体上の第２の情報層
Ａ 従来技術による焦点スポットのベースライン位置
Ａ' 本発明による焦点スポットのベースライン位置
Ｂ 本発明による最終的な焦点スポット位置
１１−２０ 本発明に従う方法の各処理工程

Claims (2)

1. コリメータレンズを含む光ドライブ内に置かれた、ある距離だけ離間された第１の情報層と第２の情報層とを含む光記録担体に対する焦点捕捉のための、前記光ドライブの前記コリメータレンズの位置の組の初期プログラミング方法であって、
   前記光ドライブの読出スポットの最良の焦点位置が前記第１の情報層と一致せず、かつ前記読出スポットの使用可能な焦点深度が前記第１の情報層のみをカバーするよう、前記読出スポットが配置されるように、前記コリメータレンズの第１の位置を決定する工程と、
   前記光ドライブの前記読出スポットの前記最良の焦点位置が前記第２の情報層と一致せず、かつ前記読出スポットの前記使用可能な焦点深度が前記第２の情報層のみをカバーするよう、前記読出スポットが配置されるように、前記コリメータレンズの第２の位置を決定する工程と、
   前記第１の情報層に対応する前記第１の位置、および前記第２の情報層に対応する前記第２の位置を、前記コリメータレンズの決定された位置の組として、前記光ドライブの不揮発性メモリ内に組み入れる工程とを含むことを特徴とする方法。
2. コリメータレンズと、該コリメータレンズの決定された位置の組とを含む光ドライブ内に置かれた、少なくとも２つの情報層を含む光記録担体に対する焦点捕捉のための、前記光ドライブの動作方法であって、
   前記光ドライブ内における焦点捕捉を開始する工程と、
   １つの情報層を選択する工程と、
   選択された前記情報層と合致しない決定された位置に、前記コリメータレンズを移動させる工程と、
   選択された前記情報層に対する前記決定された位置において、焦点捕捉を行う工程と、
   選択された前記情報層に対する最良のスポット品質が得られるように、前記コリメータレンズを、別の位置にさらに移動させる工程とを含むことを特徴とする方法。

Images