JP2011146090A - 光学ドライブ装置、フォーカスサーボ制御方法 - Google Patents

光学ドライブ装置、フォーカスサーボ制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】再生時におけるフォーカスサーボ制御により、サーボ用レーザ光のフォーカスサーボシステムに対し、録再用レーザ光のフォーカスサーボシステム側のエラー(残渣エラー)分が外乱として与えられるものとなってしまうことを防止する。
【解決手段】第2の光の反射光を受光して得られる第2のフォーカスエラー信号から、第1の光を受光して得られる第1のフォーカスエラー信号を減算し、該第1のフォーカスエラー信号分が減算された第2のフォーカスエラー信号に基づき、上記第2のフォーカス機構の駆動による第2のフォーカスサーボ制御を行う。これにより、第1のフォーカスサーボ制御系における残渣エラー成分が第2のフォーカスサーボ制御系に重畳してしまうことを防止できる。
【選択図】図8

Description

本発明は、光ディスク記録媒体についての記録及び/又は再生を行う光学ドライブ装置とそのフォーカスサーボ制御方法とに関するものであり、特に、マーク記録(再生)を行うための録再光と、上記光ディスク記録媒体に形成された位置案内子に基づきサーボ制御を行うためのサーボ光とを共通の対物レンズを介して照射するように構成された光学ドライブ装置に適用して好適なものである。
特開2008−135144号公報 特開2008−176902号公報 特開2009−9635号公報
光の照射により信号の記録/再生が行われる光記録媒体として、例えばCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-ray Disc:登録商標)などのいわゆる光ディスクが普及している。
これらCD、DVD、BDなど現状において普及している光記録媒体の次世代を担うべき光記録媒体に関して、先に本出願人は、上記特許文献1や上記特許文献2に記載されるようないわゆるバルク記録型の光記録媒体を提案している。
ここで、バルク記録とは、例えば図15に示すようにして少なくともカバー層101とバルク層(記録層)102とを有する光記録媒体(バルク型記録媒体100)に対し、逐次焦点位置を変えてレーザ光照射を行ってバルク層102内に多層記録を行うことで、大記録容量化を図る技術である。
このようなバルク記録に関して、上記特許文献1には、いわゆるマイクロホログラム方式と呼ばれる記録技術が開示されている。
マイクロホログラム方式は、次の図16に示されるようにして、ポジ型マイクロホログラム方式とネガ型マイクロホログラム方式とに大別される。
マイクロホログラム方式では、バルク層102の記録材料として、いわゆるホログラム記録材料が用いられる。ホログラム記録材料としては、例えば光重合型フォトポリマ等が広く知られている。
ポジ型マイクロホログラム方式は、図16(a)に示すように、対向する2つの光束(光束A、光束B)を同位置に集光して微細な干渉縞(ホログラム)を形成し、これを記録マークとする手法である。
また、図16(b)に示すネガ型マイクロホログラム方式は、ポジ型マイクロホログラム方式とは逆の発想で、予め形成しておいた干渉縞をレーザ光照射により消去して、当該消去部分を記録マークとする手法である。
図17は、ネガ型マイクロホログラム方式について説明するための図である、
ネガ型マイクロホログラム方式では、記録動作を行う前に、図17(a)に示されるようにして予めバルク層102に対して干渉縞を形成するための初期化処理を行うことになる。具体的には、図中に示すように平行光による光束C,Dを対向して照射し、それらの干渉縞をバルク層102の全体に形成しておく。
このように初期化処理により予め干渉縞を形成しておいた上で、図17(b)に示されるようにして消去マークの形成による情報記録を行う。具体的には、任意の層位置にフォーカスを合わせた状態で記録情報に応じたレーザ光照射を行うことで、消去マークによる情報記録を行うものである。
また、本出願人は、マイクロホログラム方式とは異なるバルク記録の手法として、例えば特許文献2に開示されるようなボイド(空孔)を記録マークとして形成する記録手法も提案している。
ボイド記録方式は、例えば光重合型フォトポリマなどの記録材料で構成されたバルク層102に対して、比較的高パワーでレーザ光照射を行い、上記バルク層102内に空孔(ボイド)を記録する手法である。特許文献2に記載されるように、このように形成された空孔部分は、バルク層102内における他の部分と屈折率が異なる部分となり、それらの境界部分で光の反射率が高められることになる。従って上記空孔部分は記録マークとして機能し、これによって空孔マークの形成による情報記録が実現される。
このようなボイド記録方式は、ホログラムを形成するものではないので、記録にあたっては片側からの光照射を行えば済むものとできる。すなわち、ポジ型マイクロホログラム方式の場合のように2つの光束を同位置に集光して記録マークを形成する必要は無いものとできる。
また、ネガ型マイクロホログラム方式との比較では、初期化処理を不要にできるというメリットがある。
なお、特許文献2には、ボイド記録を行うにあたり記録前のプリキュア光の照射を行う例が示されているが、このようなプリキュア光の照射は省略してもボイドの記録は可能である。
ところで、上記のような各種の記録手法が提案されているバルク記録型(単にバルク型とも称する)の光ディスク記録媒体であるが、このようなバルク型光ディスク記録媒体の記録層(バルク層)は、例えば反射膜が複数形成されるという意味での明示的な多層構造を有するものではない。すなわち、バルク層102においては、通常の多層ディスクが備えているような記録層ごとの反射膜、及び案内溝は設けられていない。
従って、先の図15に示したバルク型記録媒体100の構造のままでは、マークが未形成である記録時において、フォーカスサーボやトラッキングサーボを行うことができないことになる。
このため実際において、バルク型記録媒体100に対しては、次の図18に示すような案内溝を有する基準となる反射面(基準面)を設けるようにされている。
具体的には、カバー層101の下面側にピットやグルーブによる案内溝(位置案内子)が形成され、そこに選択反射膜103が成膜される。そして、このように選択反射膜103が成膜されたカバー層102の下層側に対し、図中の中間層104としての、例えばUV硬化樹脂などの接着材料を介してバルク層102が積層される。
ここで、上記のようなピットやグルーブによる案内溝の形成により、例えば半径位置情報や回転角度情報などの絶対位置情報の記録が行われている。以下の説明では、このような案内溝が形成され絶対位置情報の記録が行われた面(この場合は上記選択反射膜103の形成面)のことを、「基準面Ref」と称する。
また、上記のような媒体構造とした上で、バルク型記録媒体100に対しては、次の図19に示されるようにしてマークの記録(又は再生)のためのレーザ光(以下、録再用レーザ光、或いは単に録再光と称する)とは別途に、位置制御用のレーザ光としてのサーボ用レーザ光(単にサーボ光とも称する)を照射するようにされる。
図示するようにこれら録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とは、共通の対物レンズを介してバルク型記録媒体100に照射される。
このとき、仮に、上記サーボ用レーザ光がバルク層102に到達してしまうと、当該バルク層102内におけるマーク記録に悪影響を与える虞がある。このため、従来よりバルク記録方式では、上記サーボ用レーザ光として、録再用レーザ光とは波長帯の異なるレーザ光を用いるものとした上で、基準面Refに形成される反射膜としては、サーボ用レーザ光は反射し、録再用レーザ光は透過するという波長選択性を有する選択反射膜103を設けるものとしている。
以上の前提を踏まえた上で、図19を参照し、バルク型記録媒体100に対するマーク記録時の動作について説明する。
先ず、案内溝や反射膜の形成されていないバルク層102に対して多層記録を行うとしたときには、バルク層102内の深さ方向においてマークを記録する層位置を何れの位置とするかを予め定めておくことになる。図中では、バルク層102内においてマークを形成する層位置(マーク形成層:情報記録層とも呼ぶ)として、第1情報記録層L1〜第5情報記録層L5の計5つの情報記録層(マーク形成層)Lが設定された場合を例示している。図示するように第1情報記録層L1の層位置は、案内溝が形成された選択反射膜103(基準面)からフォーカス方向(深さ方向)に第1オフセットof-L1分だけ離間した位置として設定される。また、第2情報記録層L2の層位置、第3情報記録層L3の層位置、第4情報記録層L4の層位置、第5情報記録層L5の層位置は、それぞれ選択反射膜103から第2オフセットof-L2分、第3オフセットof-L3分、第4オフセットof-L4分、第5オフセットof-L5分だけ離間した位置として設定される。
マークが未だ形成されていない記録時においては、録再用レーザ光の反射光に基づいてバルク層102内の各層位置を対象としたフォーカスサーボ、トラッキングサーボを行うことはできない。従って、記録時における対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御は、サーボ用レーザ光の反射光に基づき、当該サーボ用レーザ光のスポット位置が基準面Ref(選択反射膜103上)において案内溝に追従するようにして行うことになる。
但し、上記録再用レーザ光は、マーク記録のために上記選択反射膜103よりも下層側に形成されたバルク層102に到達させる必要がある。このため、この場合の光学系には、対物レンズのフォーカス機構とは別途に、録再用レーザ光の合焦位置を独立して調整するための録再光用フォーカス機構が設けられることになる。
ここで、このような録再光用レーザ光の合焦位置を独立して調整するための機構を含めた、バルク型記録媒体100の記録再生を行うための光学系の構成例を図20に示しておく。
図20において、図19にも示した対物レンズは、図示するように2軸アクチュエータによりバルク型記録媒体100の半径方向(トラッキング方向)、及びバルク型記録媒体100に接離する方向(フォーカス方向)に変位可能とされている。
この図20において、録再用レーザ光の合焦位置を独立して調整するための機構は、図中のフォーカス機構(エキスパンダ)が該当する。具体的に、このエキスパンダとしてのフォーカス機構は、固定レンズと、レンズ駆動部により録再用レーザ光の光軸に平行な方向に変位可能に保持された可動レンズとを備えて構成されており、上記レンズ駆動部により上記可動レンズが駆動されることで、図中の対物レンズに入射する録再用レーザ光のコリメーションが変化しそれにより録再用レーザ光の合焦位置がサーボ用レーザ光とは独立して調整されるようになっている。
また、上述のように録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長帯が異なるものとされているので、これに対応しこの場合の光学系では、図中のダイクロイックプリズムにより、録再用レーザ光、サーボ用レーザ光のバルク型記録媒体100からの反射光がそれぞれの系に分離されるように(つまりそれぞれの反射光検出を独立して行えるように)している。
また、往路光で考えた場合、上記ダイクロイックプリズムは、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とを同一光軸上に合成して対物レンズに入射させる機能を有する。具体的にこの場合、録再用レーザ光は、図示するように上記エキスパンダを介しミラーで反射された後、上記ダイクロイックプリズムの選択反射面で反射されて対物レンズに対して入射する。一方、サーボ用レーザ光は、上記ダイクロイックプリズムの選択反射面を透過して対物レンズに対して入射する。
図21は、バルク型記録媒体100の再生時におけるサーボ制御について説明するための図である。
マーク記録が既に行われたバルク型記録媒体100について再生を行う際は、記録時のように対物レンズの位置をサーボ用レーザ光の反射光に基づいて制御する必要性はない。すなわち、再生時においては、再生対象とする情報記録層Lに形成されたマーク列を対象として、録再用レーザ光の反射光に基づいて対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行えばよい。
上記で説明してきたように、バルク記録方式においては、バルク型記録媒体100に対し、マーク記録/再生を行うための録再用レーザ光と位置制御用光としてのサーボ光とを共通の対物レンズを介して(同一光軸上に合成して)照射するようにした上で、記録時においては、サーボ用レーザ光が基準面Refの案内溝に追従するように対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行い且つ、録再光用フォーカス機構により録再用レーザ光の合焦位置を別途調整することによって、バルク層102内に案内溝が形成されていなくとも、バルク層102内の所要の位置(深さ方向及びトラッキング方向)に対してマーク記録ができるように図られている。
また、再生時には、既に記録されたマーク列に録再用レーザ光の焦点位置が追従するようにして当該録再用レーザ光の反射光に基づく対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行うことで、バルク層102内に記録されたマークの再生を行うことができる。
ここで、マークの再生のみを考慮するのであれば、再生時のサーボ制御は、上記のように録再用レーザ光に基づくサーボ制御のみを行えば足りるが、実際において、マークの再生中には、基準面Refに記録された絶対位置情報の読み出しを行うなどの理由により、サーボ用レーザ光の基準面Refに対するサーボ制御を行うことが要請される場合がある。
このとき、或る情報記録層Lに形成されたマーク列を再生するとした場合において、図20に示した録再用レーザ光のフォーカス機構を記録時と同量だけ駆動した状態にて上記のような録再用レーザ光の反射光に基づく対物レンズのフォーカスサーボ制御を行うものとすれば、サーボ用レーザ光の焦点位置は、理想的には、基準面Ref上に一致することとなる(対物レンズのフォーカス方向での駆動状態が理想的には記録時と同様となるため)。
しかしながら実際において、記録時には、前述のような基準面Refを対象としたサーボ用レーザ光のサーボが行われたとしても、録再用レーザ光の合焦位置(つまりマーク記録位置)を、記録対象に選択した情報記録層L上に保つことはできないこととなる。つまり換言すれば、深さ方向における基準面Refとマーク記録位置との間隔を、対象とした情報記録層Lに対応したオフセットof-L分で保つことは実際には困難なものとなる。
具体的に、基準面Refと記録されたマーク列との関係は、実際には次の図22に示すようになる。
すなわち図22に示す通り、記録されたマーク列は、基準面Refに対して平行な関係とはならず、非平行となってしまう。
このことから、上述のように再生時において録再用レーザ光に基づく対物レンズのサーボ制御のみを行ったのでは、サーボ用レーザ光の焦点位置を、基準面Refに対して一致させることはできないものとなってしまう。
なお、図22に示すような現象は、記録時における録再用レーザ光の合焦位置の調整を、先の図20に示したようなエキスパンダ、すなわち対物レンズに入射する録再用レーザ光のコリメーションを変化させることで行っていることに起因して生じるものである。
上記エキスパンダは、対物レンズに対して録再用レーザ光を非平行光により入射させることで、対物レンズに平行光で入射されるサーボ用レーザ光の合焦位置とは異なる位置に、録再用レーザ光の合焦位置を調整できるものである。しかしながら、このように録再用レーザ光が対物レンズに非平行光で入射されることによっては、対物レンズがバルク型記録媒体100の面ブレ等に追従してフォーカス方向に駆動されてしまうと、対物レンズに対する録再用レーザ光の入射径が変化してしまい、結果、録再用レーザ光の合焦位置は、本来あるべき位置から変化してしまう。つまりこのことで、記録されたマーク列(録再用レーザ光の合焦位置)と基準面Ref(サーボ用レーザ光の合焦位置)との間隔が一定とならず、図22に示したような非平行な関係が生じてしまうものである。
そこで、このような問題点の解決を図るべく、従来においては、次の図23に示されるようにサーボ用レーザ光側にもフォーカス機構を別途設ける構成が提案されている。
図23において、図中の録再用レーザ111、コリメーションレンズ112、ビームスプリッタ113、録再光用フォーカス機構114、レンズ駆動部115、ミラー116、集光レンズ120、フォトディテクタ121は、録再用レーザ光の光学系を構成するものである。また、図中のサーボ用レーザ122、コリメーションレンズ123、ビームスプリッタ124、サーボ光用フォーカス機構125、レンズ駆動部126、集光レンズ127、フォトディテクタ128は、サーボ用レーザ光の光学系を構成している。
また、ダイクロイックプリズム117、対物レンズ118、及び2軸アクチュエータ119は、先の図20の説明からも理解されるように、録再用レーザ光・サーボ用レーザ光に共通の光学系となる。
図示するようにしてこの場合の光学系には、対物レンズ118に対して入射するサーボ用レーザ光のコリメーションを変化させて、当該サーボ用レーザ光の合焦位置を独立して調整するサーボ光用フォーカス機構125が追加されている。
この場合、再生時には、録再光用サーボ回路129がフォトディテクタ121にて得られる録再用レーザ光の反射光情報に基づき対物レンズ118(2軸アクチュエータ119)のフォーカスサーボ制御を行いつつ、図中のフォトディテクタ128で得られるサーボ用レーザ光の反射光情報に基づき、サーボ光用サーボ回路130が、上記サーボ光用フォーカス機構125のレンズ駆動部126を駆動することで、サーボ用レーザ光が基準面Refに合焦するようにフォーカスサーボ制御を行う。
これにより、再生時におけるサーボ用レーザ光の合焦位置が、基準面Ref上に対して追従するように制御を行うことができる。
なお、図23では確認のため、録再光用フォーカス機構114、2軸アクチュエータ119、サーボ光用フォーカス機構125の各フォーカス機構に対して行われる制御の内容を示している。図示するように、2軸アクチュエータ119に対しては、記録時には、サーボ光用サーボ回路130によるサーボ用レーザ光の反射光に基づくフォーカスサーボ制御及びトラッキングサーボ制御が行われる。また、再生時には、録再光用サーボ回路129による録再用レーザ光の反射光に基づくフォーカスサーボ制御及びトラッキングサーボ制御が行われる。
また、サーボ光用フォーカス機構125に対しては、再生時のみ、サーボ光用サーボ回路130によるサーボ用レーザ光の反射光に基づくフォーカスサーボ制御が行われる。
また、録再光用フォーカス機構114は、対象とする情報記録層Lに対応したオフセットの値に応じて駆動される。
しかしながら、上記により説明したような再生時のフォーカスサーボ制御を行うと、サーボ用レーザ光のフォーカスエラー信号は、対物レンズ118(2軸アクチュエータ119)を介して観測されることとなるため、録再用レーザ光側のフォーカスサーボ性能の影響を大きく受けることとなる。換言すれば、上記のような再生時におけるフォーカスサーボ制御によると、サーボ用レーザ光のフォーカスサーボシステムに対し、録再用レーザ光のフォーカスサーボシステム側のエラー(残渣エラー)分が外乱として与えられるものとなってしまい、その結果、サーボ用レーザ光側のフォーカスサーボシステムの性能が悪化するものである。
このような問題点に対しては、録再用レーザ光側のフォーカスサーボシステムの帯域を上げることで、残渣エラーを少なくし、サーボ用レーザ光側のフォーカスサーボシステムの性能悪化を抑圧することが考えられる。
しかしながら、2軸アクチュエータ119の共振の影響等によりフォーカスサーボシステムの帯域を十分に上げることができない場合もある。
また、フォーカスサーボシステムの帯域を上げたとしても、実際にはDCゲインを無限大とすることは不可能であるので、残渣エラーをゼロとすることはできない。
これらの点からも理解されるように、フォーカスサーボシステムの帯域を上げる手法は、本質的にサーボ用レーザ光側のフォーカスサーボシステムの外乱をゼロとすることはできず、つまりは録再用レーザ光側のフォーカスサーボシステムからの漏れ込みを防止するという根本的な問題解決を図ることはできないものとなる。
上記のような問題点に鑑み、本発明では光学ドライブ装置として以下のように構成することとした。
すなわち、第1の光源と、第2の光源とを備える。
また、上記第1の光源より出射された第1の光と上記第2の光源より出射された第2の光とが入射され、これら第1の光と第2の光の双方を光ディスク記録媒体に対して照射する対物レンズを備える。
また、上記対物レンズをフォーカス方向に駆動する第1のフォーカス機構を備える。
また、上記対物レンズに入射する上記第2の光のコリメーションを変化させることで上記第2の光の合焦位置を上記第1の光とは独立して変化させる第2のフォーカス機構を備える。
また、上記第1の光の反射光を受光して得られる第1のフォーカスエラー信号に基づいて上記第1のフォーカス機構を駆動することで、上記第1の光についてのフォーカスサーボ制御を行う第1のフォーカスサーボ制御部を備える。
そして、上記第2の光の反射光を受光して得られる第2のフォーカスエラー信号から、上記第1のフォーカスエラー信号を減算するエラー信号減算部を備える。
さらに、上記エラー信号減算部による減算が行われた上記第2のフォーカスエラー信号に基づいて上記第2のフォーカス機構を駆動することで、上記第2の光についてのフォーカスサーボ制御を行う第2のフォーカスサーボ制御部を備えるようにした。
上記のようにして本発明では、共通の対物レンズを介して第1の光と第2の光の双方を光ディスク記録媒体に対して照射し且つ、上記対物レンズのフォーカス機構である第1のフォーカス機構を駆動することで上記第1の光のフォーカスサーボ制御(第1のフォーカスサーボ制御)を行いつつ、上記対物レンズに入射する上記第2の光のコリメーションを変化させる第2のフォーカス機構を駆動することで上記第2の光についてのフォーカスサーボ制御(第2のフォーカスサーボ制御)を行う場合において、上記第2の光の反射光を受光して得られる第2のフォーカスエラー信号から、上記第1の光を受光して得られる第1のフォーカスエラー信号を減算するものとしている。そして、このように第1のフォーカスエラー信号分が減算された第2のフォーカスエラー信号に基づき、上記第2のフォーカス機構の駆動による第2のフォーカスサーボ制御を行うものとしている。
これにより、第1のフォーカスサーボ制御系における残渣エラー成分が、第2のフォーカスサーボ制御系に重畳してしまうことを防止することができる。
上記のようにして本発明によれば、対物レンズの駆動により第1の光のフォーカスサーボ制御を行う第1のフォーカスサーボ制御系の残渣エラー成分が、上記対物レンズに入射する第2の光のコリメーションを変化させることで第2の光のフォーカスサーボ制御を行う第2のフォーカスサーボ制御系に対して重畳してしまうことを防止することができる。
この結果、上記第2の光についてのフォーカスサーボ制御をより高精度に且つ安定して行うことができる。
実施の形態で記録/再生対象とする光ディスク記録媒体の断面構造図である。 サーボ制御について説明するための図である。 第1の実施の形態としての光学ドライブ装置の内部構成を示した図である。 従来における録再光側フォーカスサーボシステム、サーボ光側フォーカスサーボシステムのモデルを示した図である。 録再光側サーボシステム(第1のサーボシステム)のみフォーカスサーボをかけた状態下でのサーボ光側のプルイン信号、フォーカスエラー信号の波形を示した図である。 録再光側サーボシステム(第1のサーボシステム)とサーボ光側サーボシステム(第2のサーボシステム)の双方でフォーカスサーボをかけた状態での録再光側のフォーカスエラー信号、サーボ光側のフォーカスエラー信号の波形を示した図である。 図6に示すフォーカスエラー信号の拡大波形を示した図である。 実施の形態における録再光側フォーカスサーボシステム、サーボ光側フォーカスサーボシステムのモデルを示した図である。 第1の実施の形態の光学ドライブ装置が備えるサーボ光側サーボ回路(第2のサーボシステム側のサーボ回路)の内部構成を示した図である。 実施の形態のフォーカスサーボ制御手法の有効性について説明するための図である。 第2の実施の形態としての光学ドライブ装置の内部構成を示した図である。 第2の実施の形態の光学ドライブ装置が備える録再光側サーボ回路(第2のサーボシステム側のサーボ回路)の内部構成を示した図である。 第3の実施の形態で記録/再生対象とする光ディスク記録媒体の断面構造図である。 第3の実施の形態としての光学ドライブ装置の内部構成を示した図である。 バルク記録方式について説明するための図である。 マイクロホログラム方式について説明するための図である。 ネガ型マイクロホログラム方式について説明するための図である。 基準面を備える実際のバルク型記録媒体の断面構造を例示した図である。 バルク型記録媒体に対するマーク記録時の動作について説明するための図である。 バルク型記録媒体の記録再生を行うための光学系の構成例を示した図である。 バルク型記録媒体の再生時におけるサーボ制御について説明するための図である。 基準面と記録されたマーク列との関係を示した図である。 従来例としての光学ドライブ装置の構成を示した図である。
以下、発明を実施するための最良の形態(以下実施の形態とする)について説明していく。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。

<1.第1の実施の形態>
[1-1.第1の実施の形態で記録/再生対象とする光ディスク記録媒体]
[1-2.記録/再生時のサーボ制御について]
[1-3.光学ドライブ装置の構成]
[1-4.従来の問題点についての考察]
[1-5.実施の形態としてのフォーカスサーボ制御]
<2.第2の実施の形態>
[2-1.光学ドライブ装置の構成]
<3.第3の実施の形態>
[3-1.第3の実施の形態で記録/再生対象とする光ディスク記録媒体]
[3-2.光学ドライブ装置の構成]
<4.変形例>
<1.第1の実施の形態>
[1-1.第1の実施の形態で記録/再生対象とする光ディスク記録媒体]

図1は、第1の実施の形態で記録/再生対象とする光ディスク記録媒体の断面構造図を示している。
第1の実施の形態で記録/再生対象とする光記録媒体は、いわゆるバルク記録型の光記録媒体とされ、以下、バルク型記録媒体1と称する。
バルク型記録媒体1は、ディスク状の光記録媒体とされ、回転駆動されるバルク型記録媒体1に対するレーザ光照射が行われてマーク記録(情報記録)が行われる。また、記録情報の再生としても、回転駆動されるバルク型記録媒体1に対してレーザ光を照射して行われる。
なお光記録媒体とは、光の照射により情報の記録/再生が行われる記録媒体を総称したものである。
図1に示されるように、バルク型記録媒体1には、上層側から順にカバー層2、選択反射膜3、中間層4、バルク層5が形成されている。
ここで、本明細書において「上層側」とは、後述する実施の形態としての光学ドライブ装置(記録再生装置10、50、60)側からのレーザ光が入射する面を上面としたときの上層側を指す。
また、本明細書においては「深さ方向」という語を用いるが、この「深さ方向」とは、上記「上層側」の定義に従った上下方向と一致する方向(すなわち光学ドライブ装置側からのレーザ光の入射方向に平行な方向:フォーカス方向)を指すものである。
バルク型記録媒体1において、上記カバー層2は、例えばポリカーボネートやアクリルなどの樹脂で構成され、図示するようにその下面側には、記録/再生位置を案内するための案内溝の形成に伴う凹凸の断面形状が与えられている。
上記案内溝としては、連続溝(グルーブ)、又はピット列で形成される。例えば案内溝がピット列で形成される場合、ピットとランドの長さの組み合わせにより位置情報(絶対位置情報:例えば回転角度情報や半径位置情報など)が記録される。或いは、案内溝がグルーブとされる場合、当該グルーブを周期的に蛇行(ウォブル)させて形成することで、該蛇行の周期情報により位置情報の記録が行われる。
カバー層2は、このような案内溝(凹凸形状)が形成されたスタンパを用いた射出成形などにより生成される。
また、上記案内溝が形成された上記カバー層2の下面側には、選択反射膜3が成膜される。
ここで、前述もした通りバルク記録方式では、記録層としてのバルク層5に対してマーク記録/再生を行うための光(録再用レーザ光)とは別に、上記のような案内溝に基づきトラッキングやフォーカスのエラー信号を得るための光(サーボ用レーザ光)を別途に照射するものとされている。
このとき、仮に、上記サーボ用レーザ光がバルク層5に到達してしまうと、当該バルク層5内におけるマーク記録に悪影響を与える虞がある。このため、サーボ用レーザ光は反射し、録再用レーザ光は透過するという選択性を有する反射膜が必要とされている。
従来よりバルク記録方式では、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長帯の異なるレーザ光を用いるようにされており、これに対応すべく、上記選択反射膜3としては、サーボ用レーザ光と同一の波長帯の光は反射し、それ以外の波長による光は透過するという、波長選択性を有する選択反射膜が用いられる。
上記選択反射膜3の下層側には、例えばUV硬化樹脂などの接着材料で構成された中間層4を介して、記録層としてのバルク層5が積層(接着)されている。
バルク層5の材料(記録材料)としては、例えば先に説明したポジ型マイクロホログラム方式やネガ型マイクロホログラム方式、ボイド記録方式など、採用するバルク記録の方式に応じて適宜最適なものが採用されればよい。
なお、本発明で対象とする光ディスク記録媒体に対するマーク記録方式は特に限定されるべきものではなく、バルク記録方式の範疇において任意の方式が採用されればよい。
ここで、上記のような構成を有するバルク型記録媒体1において、上述の案内溝の形成に伴い凹凸断面形状パターンの与えられた選択反射膜3は、後述もするようにサーボ用レーザ光に基づく録再用レーザ光の位置制御を行うにあたっての基準となる反射面となる。この意味で、選択反射膜3が形成された面を以下、基準面Refと称する。
[1-2.記録/再生時のサーボ制御について]

続いて、バルク型記録媒体1を対象とした記録/再生時におけるサーボ制御について、図2を参照して説明する。
先ず、図2において、前述もしたようにバルク型記録媒体1に対しては、記録マークを形成し且つ記録マークから情報再生を行うための録再用レーザ光と共に、これとは波長帯の異なるサーボ用レーザ光を照射するものとされている。
図示するように、これら録再用レーザ光とサーボ用レーザ光は、共通の対物レンズ(図3における対物レンズ20)を介してバルク型記録媒体1に照射されることになる。
ここで、図1に示したように、バルク層5には、例えばDVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu-ray Disc:登録商標)などの現状の光ディスクについての多層ディスクとは異なり、記録対象とする各層位置にはピットやグルーブなどによる案内溝を有する反射面が形成されてはいない。このため、未だマークの形成されていない記録時においては、録再用レーザ光についてのフォーカスサーボやトラッキングサーボは、録再用レーザ光自身の反射光を用いて行うことはできないことになる。
この点より、バルク型記録媒体1に対する記録時において、録再用レーザ光についてのトラッキングサーボ・フォーカスサーボは共に、サーボ用レーザ光の反射光を用いて行うことになる。
具体的に、記録時における録再用レーザ光のフォーカスサーボに関しては、先ず、録再用レーザ光の合焦位置のみを独立して変化させることのできる録再光用フォーカス機構(図3におけるレンズ14,15及びレンズ駆動部16)を設けた上で、選択反射膜3(基準面Ref)を基準とした図のようなオフセットofに基づき、上記録再光用フォーカス機構を制御することで行う。
ここで、上述のように録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とは、共通の対物レンズを介してバルク型記録媒体1に照射される。そして、サーボ用レーザ光のフォーカスサーボは、当該サーボ用レーザ光の基準面Ref(選択反射膜3)からの反射光を用いて、上記対物レンズを制御することで行われる。
このように録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とが共通の対物レンズを介して照射され、且つサーボ用レーザ光のフォーカスサーボが当該サーボ用レーザ光の基準面Refからの反射光に基づき対物レンズを制御することで行われることより、録再用レーザ光の合焦位置が、バルク型記録媒体1の面変動に追従できるように図られている。その上で、上記のような録再光用フォーカス機構によって、録再用レーザ光の合焦位置を上記オフセットofの値の分だけオフセットさせることにより、バルク層5内の所要の深さ位置に録再用レーザ光の合焦位置を追従させることができる。
なお確認のために述べておくと、上記説明は、面ブレの無い理想状態を前提としたものである。
図2においては、バルク層5に5つのマーク形成層(情報記録層とも称する)Lを設定するとした場合に対応した各オフセットofの例として、第1情報記録層L1の層位置に対応した第1オフセットof-L1、第2情報記録層L2の層位置に対応した第2オフセットof-L2、第3情報記録層L3の層位置に対応した第3オフセットof-L3、第4情報記録層L4の層位置に対応した第4オフセットof-L4、第5情報記録層L5の層位置に対応した第5オフセットof-L5が設定される場合を示している。これらのオフセットofの値を用いて前述の録再光用フォーカス機構を駆動することで、深さ方向におけるマークの形成位置(記録位置)を第1情報記録層L1としての層位置、第2情報記録層L2としての層位置、第3情報記録層L3としての層位置、第4情報記録層L4としての層位置、第5情報記録層L5としての層位置のうちから適宜選択することができる。
また、記録時における録再用レーザ光についてのトラッキングサーボに関しては、上述のように録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とを共通の対物レンズを介して照射するという点を利用して、基準面Refからのサーボ用レーザ光の反射光を用いた対物レンズのトラッキングサーボ制御を行うことで実現する。つまり、このような基準面Refからのサーボ用レーザ光の反射光を用いた対物レンズのトラッキングサーボ制御により、録再用レーザ光の焦点位置は、基準面Refに形成された案内溝の直下となる位置に制御される。
また、再生時には、以下のようなサーボ制御が行われる。
既にマーク列が形成されたバルク型記録媒体1についての再生時には、録再用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御は、記録済みのマーク列を対象として行うことができる。従って、再生時における録再用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御は、録再用レーザ光の反射光に基づき対物レンズを制御することで、合焦位置が再生対象とするマーク列(情報記録層L)に追従するようにして行う。
また、再生時における録再用レーザ光についてのトラッキングサーボ制御としても、録再用レーザ光の反射光に基づき対物レンズを駆動することで行う。すなわち、録再用レーザ光の焦点位置が対象とする情報記録層Lに形成されたマーク列に追従するようにして行うものである。
また、バルク層5内に記録された情報の再生時においては、例えば絶対位置情報の読み出しなどのために、サーボ用レーザ光についてのサーボ制御を行うことが考えられる。
ここで、先の図22を参照して説明したように、記録時には、フォーカスサーボ制御により面ブレ等への追従のため対物レンズがフォーカス方向に変位されることに伴い、マーク列は、基準面Refに対して非平行に形成されてしまう。つまりこのことで、再生時に上記のような録再用レーザ光の反射光に基づく対物レンズのフォーカスサーボ制御が行われた場合には、サーボ用レーザ光の合焦位置が、基準面Refに一致しないものとなってしまう。
このため、再生時におけるサーボ用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御は、先の図23に示したようなサーボ光用フォーカス機構を別途設けた上で、当該サーボ光用フォーカス機構を、サーボ用レーザ光が基準面Refに合焦するように制御することで行う。
具体的には、対物レンズに対して入射するサーボ用レーザ光のコリメーションを変化させるサーボ光用フォーカス機構を設け、当該サーボ用フォーカス機構を、サーボ用レーザ光の反射光に基づいて、サーボ用レーザ光の合焦位置が基準面Refに対して一致するように制御することで行うものである。
このようなサーボ光用フォーカス機構を用いたフォーカスサーボ制御を行うことで、図22に示したような基準面Refと記録マーク列との間隔誤差を吸収する制御が実現される。
[1-3.光学ドライブ装置の構成]

図3は、図1に示したバルク型記録媒体1に対する記録/再生を行う第1の実施の形態としての光学ドライブ装置(以下、記録再生装置10と称する)の内部構成を示している。
図3において、記録再生装置10に装填されたバルク型記録媒体1は、当該記録再生装置10における所定位置においてそのセンターホールがクランプされるようにしてセットされ、図示は省略したスピンドルモータによる回転駆動が可能な状態に保持される。
そして、記録再生装置10には、上記スピンドルモータにより回転駆動されるバルク型記録媒体1に対して録再用レーザ光、サーボ用レーザ光を照射するための光学ピックアップOPが設けられる。
光学ピックアップOP内には、マークによる情報記録、及びマークにより記録された情報の再生を行うための録再用レーザ光の光源である録再用レーザ11と、基準面Refに形成された案内溝を利用した位置制御を行うための光であるサーボ用レーザ光の光源であるサーボ用レーザ24とが設けられる。
ここで、前述のように録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長が異なる。本例の場合、録再用レーザ光の波長はおよそ405nm程度(いわゆる青紫色レーザ光)、サーボ用レーザ光の波長はおよそ650nm程度(赤色レーザ光)とされる。
また、光学ピックアップOP内には、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光のバルク型記録媒体1への出力端となる対物レンズ20が設けられる。
さらには、上記録再用レーザ光のバルク型記録媒体1からの反射光を受光するための録再光用受光部23と、サーボ用レーザ光のバルク型記録媒体1からの反射光を受光するためのサーボ光用受光部32とが設けられる。
その上で、光学ピックアップOP内においては、上記録再用レーザ11より出射された録再用レーザ光を上記対物レンズ20に導くと共に、上記対物レンズ20に入射した上記バルク型記録媒体1からの録再用レーザ光の反射光を上記録再光用受光部23に導くための光学系が形成される。
具体的に、上記録再用レーザ11より出射された録再用レーザ光は、コリメーションレンズ12を介して平行光となるようにされた後、偏光ビームスプリッタ13に入射する。偏光ビームスプリッタ13は、このように録再用レーザ11側から入射した録再用レーザ光については透過するように構成されている。
上記偏光ビームスプリッタ13を透過した録再用レーザ光は、固定レンズ14、可動レンズ15、及びレンズ駆動部16から成るエキスパンダに入射する。このエキスパンダは、光源である録再用レーザ11に近い側が固定レンズ14とされ、録再用レーザ11に遠い側に可動レンズ15が配置され、レンズ駆動部16によって上記可動レンズ15が録再用レーザ光の光軸に平行な方向に駆動されることで、録再用レーザ光について独立したフォーカス制御を行う。このエキスパンダは、前述した録再光用フォーカス機構に該当するものである。
後述もするように、当該録再光用フォーカス機構(上記レンズ駆動部16)は、コントローラ40によって、対象とする情報記録層Lに対応して設定されたオフセットof-Lの値に応じて駆動される。
上記録再光用フォーカス機構を介した録再用レーザ光は、ミラー17にて反射された後、1/4波長板18を介してダイクロイックプリズム19に入射する。
ダイクロイックプリズム19は、その選択反射面が、録再用レーザ光と同波長帯の光は反射し、それ以外の波長による光は透過するように構成されている。従って上記のようにして入射した録再用レーザ光は、ダイクロイックプリズム19にて反射される。
上記ダイクロイックプリズム19で反射された録再用レーザ光は、図示するようにして対物レンズ20を介してバルク型記録媒体1に対して照射される。
対物レンズ20に対しては、当該対物レンズ20をフォーカス方向(バルク型記録媒体1に対して接離する方向)、及びトラッキング方向(上記フォーカス方向に直交する方向:バルク型記録媒体1の半径方向)に変位可能に保持する2軸アクチュエータ21が設けられる。
2軸アクチュエータ21には、フォーカスコイル、トラッキングコイルが備えられ、それぞれに駆動信号(後述する駆動信号FD、TD)が与えられることで、対物レンズ20をフォーカス方向、トラッキング方向にそれぞれ変位させる。
ここで、再生時においては、上記のようにしてバルク型記録媒体1に対して録再用レーザ光が照射されることに応じて、バルク型記録媒体1(バルク層5内の再生対象の情報記録層Lに記録されたマーク列)より上記録再用レーザ光の反射光が得られる。このように得られた録再用レーザ光の反射光は、対物レンズ20を介してダイクロイックプリズム19に導かれ、当該ダイクロイックプリズム19にて反射される。
ダイクロイックプリズム19で反射された録再用レーザ光の反射光は、1/4波長板18→ミラー17→録再光用フォーカス機構(可動レンズ15、固定レンズ14)を介した後、偏光ビームスプリッタ13に入射する。
ここで、このように偏光ビームスプリッタ13に入射する録再用レーザ光の反射光(復路光)は、1/4波長板18による作用とバルク型記録媒体1での反射の作用とにより、録再用レーザ光11側から偏光ビームスプリッタ13に入射した録再用レーザ光(往路光)とはその偏光方向が90度異なるようにされる。この結果、上記のようにして入射した録再用レーザ光の反射光は、偏光ビームスプリッタ13にて反射される。
このように偏光ビームスプリッタ13にて反射された録再用レーザ光の反射光は、集光レンズ22を介して録再光用受光部23の検出面上に集光する。
また、光学ピックアップOP内には、上記により説明した録再用レーザ光についての光学系の構成に加えて、サーボ用レーザ24より出射されたサーボ用レーザ光を対物レンズ20に導き且つ、上記対物レンズ20に入射したバルク型記録媒体1からのサーボ用レーザ光の反射光をサーボ光用受光部32に導くための光学系が形成される。
図示するように上記サーボ用レーザ24より出射されたサーボ用レーザ光は、コリメーションレンズ25を介して平行光となるようにされた後、偏光ビームスプリッタ26に入射する。偏光ビームスプリッタ26は、このようにサーボ用レーザ24側から入射したサーボ用レーザ光(往路光)は透過するように構成される。
上記偏光ビームスプリッタ26を透過したサーボ用レーザ光は、固定レンズ27、可動レンズ28、及びレンズ駆動部29から成るエキスパンダに入射する。このエキスパンダは、光源であるサーボ用レーザ24に近い側が固定レンズ27、サーボ用レーザ24に遠い側に可動レンズ28が配置され、レンズ駆動部29によって上記可動レンズ28がサーボ用レーザ光の光軸に平行な方向に駆動されることで、サーボ用レーザ光について独立したフォーカス制御を行う。つまりこのエキスパンダは、先に述べたサーボ光用フォーカス機構に該当する。
当該サーボ光用フォーカス機構(上記レンズ駆動部29)は、バルク型記録媒体1についての再生時において、後述するサーボ光用サーボ回路39により駆動制御される。
上記サーボ光用フォーカス機構を介したサーボ用レーザ光は、1/4波長板30を介してダイクロイックプリズム19に入射する。
先に述べたように、ダイクロイックプリズム19は、録再用レーザ光と同波長帯の光は反射し、それ以外の波長による光は透過するように構成されている。従って上記サーボ用レーザ光はダイクロイックプリズム19を透過し、対物レンズ20を介してバルク型記録媒体1に照射される。
また、このようにバルク型記録媒体1にサーボ用レーザ光が照射されたことに応じて得られる当該サーボ用レーザ光の反射光(基準面Refからの反射光)は、対物レンズ20を介した後ダイクロイックプリズム19を透過し、1/4波長板30及びサーボ光用フォーカス機構(可動レンズ28、固定レンズ27)を介して偏光ビームスプリッタ26に入射する。
先の録再用レーザ光の場合と同様にして、このようにバルク型記録媒体1側から入射したサーボ用レーザ光の反射光(復路光)は、1/4波長板30の作用とバルク型記録媒体1での反射の作用とにより、往路光とはその偏光方向が90度異なるものとされ、従って復路光としてのサーボ用レーザ光の反射光は偏光ビームスプリッタ26にて反射される。
このようにして偏光ビームスプリッタ26にて反射されたサーボ用レーザ光の反射光は、集光レンズ31を介してサーボ光用受光部32の検出面上に集光する。
ここで、図示による説明は省略するが、実際において記録再生装置10には、上記により説明した光学ピックアップOP全体をトラッキング方向にスライド駆動するスライド駆動部が設けられ、当該スライド駆動部による光学ピックアップOPの駆動により、レーザ光の照射位置を広範囲に変位させることができるようにされている。
また、記録再生装置10には、上記により説明した光学ピックアップOPと共に、記録処理部33、録再光用マトリクス回路34、再生処理部35、録再光用サーボ回路36、サーボ光用マトリクス回路37、位置情報検出部38、サーボ光用サーボ回路39、及びコントローラ40が設けられる。
先ず、記録処理部33には、バルク型記録媒体1に対して記録すべきデータ(記録データ)が入力される。記録処理部33は、入力された記録データに対してエラー訂正符号の付加や所定の記録変調符号化を施すなどして、バルク型記録媒体1に実際に記録される「0」「1」の2値データ列である記録変調データ列を得る。
記録処理部33は、コントローラ40からの指示に応じて、このように生成した記録変調データ列に基づく録再用レーザ11の発光駆動を行う。
録再光用マトリクス回路34は、前述した録再光用受光部23としての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算/増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
具体的には、上述した記録変調データ列を再生した再生信号に相当する高周波信号(以降、再生信号RFと称する)、フォーカスサーボ制御のためのフォーカスエラー信号FE-rp、トラッキングサーボ制御のためのトラッキングエラー信号TE-rpを生成する。
録再光用マトリクス回路34にて生成された上記再生信号RFは、再生処理部35に供給される。
また、上記フォーカスエラー信号FE-rp、上記トラッキングエラー信号TE-rpは、録再光用サーボ回路36に対して供給される。
また特に本例の場合、フォーカスエラー信号FE-rpは、後述するサーボ光用サーボ回路39に対しても分岐して供給されることとなるが、これについては後述する。
上記再生処理部35は、上記再生信号RFについて、2値化処理や記録変調符号の復号化・エラー訂正処理など、上述した記録データを復元するための再生処理を行い、上記記録データを再生した再生データを得る。
また、録再光用サーボ回路36は、マトリクス回路34から供給されるフォーカスエラー信号FE-rp、トラッキングエラー信号TE-rpに基づきフォーカスサーボ信号FS-rp、トラッキングサーボ信号TS-rpをそれぞれ生成し、これらフォーカスサーボ信号FS-rp、トラッキングサーボ信号TS-rpに基づくフォーカスドライブ信号FD-rp、トラッキングドライブ信号TD-rpに基づき、2軸アクチュエータ21のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することで、録再用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行う。
なお先の説明からも理解されるように、このような録再用レーザ光の反射光に基づく2軸アクチュエータ21(対物レンズ20)のサーボ制御は、再生時にのみ行われるものである。
また、録再光用サーボ回路36は、再生時に対応してコントローラ40から為される指示に応じて、トラッキングサーボループをオフとして上記トラッキングコイルにジャンプパルスを与えることでトラックジャンプ動作を実現したり、トラッキングサーボの引き込み制御等も行う。また、フォーカスサーボの引き込み制御等も行う。
また、サーボ用レーザ光側に関して、サーボ光用マトリクス回路37は、上述したサーボ光用受光部32における複数の受光素子からの受光信号に基づき、必要な信号を生成する。
具体的にサーボ光用マトリクス回路37は、フォーカス/トラッキングの各サーボ制御のためのフォーカスエラー信号FE-sv、トラッキングエラー信号TE-svを生成する。
また、基準面Refにおいて記録された絶対位置情報の検出を行うための位置情報検出用信号Dpsを生成する。
上記位置情報検出用信号Dpsは、図示するようにして位置情報検出部38に供給される。位置情報検出部38は、上記位置情報検出用信号Dpsに基づき基準面Refに記録された絶対位置情報を検出する。検出された絶対位置情報はコントローラ40に対して供給される。
また、上記サーボ光用マトリクス回路37にて生成されたフォーカスエラー信号FE-sv、トラッキングエラー信号TE-svは、サーボ光用サーボ回路39に対して供給される。
サーボ光用サーボ回路39は、上記フォーカスエラー信号FE-sv、トラッキングエラー信号TE-svに基づきフォーカスサーボ信号FS-sv、トラッキングサーボ信号TS-svをそれぞれ生成する。
そして、記録時には、コントローラ40からの指示に応じて、上記フォーカスサーボ信号FS-sv、トラッキングサーボ信号TS-svに基づき生成したフォーカスドライブ信号FD-sv、トラッキングドライブ信号TD-svに基づいて、2軸アクチュエータ21のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することで、サーボ用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行う。
また、再生時には、コントローラ40からの指示に応じて、上記フォーカスサーボ信号FS-svに基づき生成したフォーカスドライブ信号FD-svに基づいて、前述したサーボ光用フォーカス機構におけるレンズ駆動部29を駆動することで、サーボ用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御を行う。
また、サーボ光用サーボ回路39は、記録時に対応してコントローラ40から為される指示に応じて、トラッキングサーボループをオフとして2軸アクチュエータ21のトラッキングコイルにジャンプパルスを与えることでトラックジャンプ動作を実現したり、トラッキングサーボの引き込み制御等も行う。また、フォーカスサーボの引き込み制御等も行う。
また、再生時には、コントローラ40からの指示に応じてレンズ駆動部29を駆動制御することで、基準面Refに対するフォーカスサーボの引き込み制御も行う。
なお、第1の実施の形態の場合、サーボ光用サーボ回路39に対しては記録光用マトリクス回路34からのフォーカスエラー信号FE-rpが入力されるが、このように入力されたフォーカスエラー信号FE-rpについてサーボ光用サーボ回路39が行う処理の内容や、サーボ光用サーボ回路39の内部構成については後に改めて説明する。
コントローラ40は、例えばCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)などのメモリ(記憶装置)を備えたマイクロコンピュータで構成され、例えば上記ROM等に記憶されたプログラムに従った制御・処理を実行することで、記録再生装置10の全体制御を行う。
具体的にコントローラ40は、先の図2にて説明したようにして予め各層位置に対応して設定されたオフセットofの値に基づいて、録再用レーザ光の合焦位置の制御(設定)を行う。より具体的に、コントローラ40は、記録や再生の対象とする層位置に対応して設定されたオフセットof-Lの値に基づきレンズ駆動部16を駆動することで、深さ方向における記録再生位置の選択を行う。
ここで、先に述べたように記録時における対物レンズ20のフォーカス・トラッキングサーボ制御は、サーボ用レーザ光の反射光に基づき行われるべきものとなる。このためコントローラ40は、記録時には、サーボ光用サーボ回路39に対して対物レンズ20のフォーカスサーボ制御・トラッキングサーボ制御を実行するように指示を行い、また録再光用サーボ回路36には対物レンズ20についてのフォーカスサーボ制御・トラッキングサーボ制御を実行させないように指示を行う。
一方、再生時には、コントローラ40は、録再光用サーボ回路36に対して対物レンズ20についてのフォーカスサーボ制御・トラッキングサーボ制御を実行するように指示を行う。また再生時においてコントローラ40は、サーボ光用サーボ回路39に対し、サーボ光用フォーカス機構(レンズ駆動部29)についてのフォーカスサーボ制御のみを実行するように指示を行う。
[1-4.従来の問題点についての考察]

上記説明からも理解されるように、本実施の形態の記録再生装置10は、

・共通の対物レンズを介して第1の光(この場合は録再用レーザ光)と第2の光(この場合はサーボ用レーザ光)の双方を光ディスク記録媒体に対して照射する
・上記対物レンズのフォーカス機構である第1のフォーカス機構(2軸アクチュエータ21)を駆動することで上記第1の光のフォーカスサーボ制御を行いつつ、上記対物レンズに入射する上記第2の光のコリメーションを変化させる第2のフォーカス機構(この場合はサーボ光用フォーカス機構)を駆動することで上記第2の光についてのフォーカスサーボ制御を行う

という構成を採るものである。
このような構成が採られる場合、上記第1のフォーカス機構(対物レンズ)の駆動により第1の光のフォーカスサーボ制御を行う第1のフォーカスサーボシステムの残渣エラー成分が、上記第2のフォーカス機構の駆動により第2の光のフォーカスサーボ制御を行う第2のフォーカスサーボシステムに対して重畳してしまい、上記第2のフォーカスサーボシステムのサーボ性能が悪化してしまうという問題が生じる。
図4は、図3に示した記録再生装置10に形成される上記第1のフォーカスサーボシステム(録再光側サーボシステム)と、上記第2のフォーカスサーボシステム(サーボ光側サーボシステム)のモデルを示した図である。
図4において、図中の「rrp」は、録再光側サーボシステムの制御目標値であり、この場合はrrp=0である。また、図中の「erp」は録再光側サーボシステムにおけるフォーカスエラー信号FE-rpの値を表す。
また、図中の「crp」は録再光側サーボシステムにおけるフォーカスサーボ演算(制御演算)に相当する伝達関数をブロック化して示したもので、以下、ブロックCrpと称する。また図中の「Prp」は第1のフォーカス機構(2軸アクチュエータ21)の応答特性に相当する伝達関数をブロック化したもので、以下、ブロックPrpと称する。
また、「drp」は録再光側サーボシステムに与えられる外乱を表し、「yrp」は録再光側サーボシステムの出力(録再光用受光部23の出力に相当)を表す。
同様にサーボ光側サーボシステムにおいて、「rsv」はサーボ光側サーボシステムの制御目標値であり(rsv=0)、また「esv」はサーボ光側サーボシステムにおけるフォーカスエラー信号FE-svの値を表す。また、「csv」はサーボ光側サーボシステムにおけるフォーカスサーボ演算(制御演算)に相当する伝達関数をブロック化して示したもので、「Psv」は第2のフォーカス機構(サーボ光用フォーカス機構:レンズ駆動部29)の応答特性に相当する伝達関数をブロック化したものである。
また、「dsv」はサーボ光側サーボシステムに与えられる外乱を表すものである。
ここで、録再光側サーボシステムによっては、ディスク面ブレ分への追従が図られることから、サーボ光側サーボシステムへの外乱「dsv」は、先の図22に示したような基準面Refと記録マーク列との間隔誤差が相当するものとなる。
また、「ysv」はサーボ光側サーボシステムの出力(サーボ光用受光部32の出力に相当)を表す。
この図6に示されるように、録再光側サーボシステムにおいて出力yrpとフォーカスエラー信号FEの値erpは、次の式で表されるものとなる。

−erprprp+drp=yrp ・・・[式1]

rp=yrp−rrp ・・・[式2]
一方、サーボ光側サーボシステムにおいては、外乱成分として、記録マーク列と基準面Refとの間隔誤差に相当する上記「dsv」に加えて、図のように録再光側サーボシステムの残渣エラー成分に相当する出力yrpが与えられることになる。すなわち、サーボ光側サーボシステムにおける出力ysvとフォーカスエラー信号FEの値esvの関係は、

−esvsvsv+dsv+yrp=ysv ・・・[式3]

sv=ysv−rsv ・・・[式4]

である。
図5(a)は、録再用レーザ光によりバルク層5内の所要の情報記録層Lに対するフォーカスサーボをかけた状態での、サーボ用レーザ光のプルイン(Pull In)信号、及びフォーカスエラー信号FE-svの波形を示している。図5(b)は、図5(a)に示されるS字区間の拡大波形を示している。
この図5を参照して分かるように、再生時に録再光側サーボシステムのみでフォーカスサーボをかけた状態では、サーボ用レーザ光の合焦位置は基準面Ref上を追従するものとはならず、当該サーボ用レーザ光についてのプルイン信号、フォーカスエラー信号FE-svの値は所要の周期で変動することとなる。
このとき、図5(b)の拡大図を参照すると、フォーカスエラー信号FE-svには特定の信号が漏れ込んでいることが確認できる。
このような状態の下で、サーボ光側サーボシステムによるフォーカスサーボをオンとすると、録再光用レーザ光についてのフォーカスエラー信号FE-rpとサーボ用レーザ光についてのフォーカスエラー信号FE-svの関係は、次の図6に示すようになる。
この図6より、フォーカスエラー信号FE-svは、フォーカスエラー信号FE-rpに対して明らかに悪化していることが分かる。
図7は、図6に示すフォーカスエラー信号FE-rpとフォーカスエラー信号FE-svの拡大図であり、この図7によると、これらフォーカスエラー信号FE-rpとフォーカスエラー信号FE-svとには大きな相関性があることが確認できる。
つまりこのことからも、サーボ光側サーボシステムの性能を悪化させている信号外乱は、録再光側サーボシステムにおける残渣エラー成分と合致するものであるということが理解される。
ここで、先に述べたように、このような残渣エラー成分によるサーボ性能の悪化の抑制を図るには、録再光側サーボシステムの帯域を上げて、残渣エラーを少なくすることが考えられる。
しかしながら、2軸アクチュエータ21の共振の影響等で録再光側サーボシステムの帯域を十分に上げることができない場合もある。また、サーボシステムの帯域を上げたとしても、実際にはDCゲインを無限大とすることは不可能であるので、上記残渣エラーをゼロとすることはできない。
録再光側サーボシステムの帯域を上げる手法は、本質的にサーボ光側サーボシステムに漏れ込む外乱成分をゼロとすることはできず、つまりは、サーボ光側サーボシステムの性能悪化の問題を根本的に解決できるものではない。
[1-5.実施の形態としてのフォーカスサーボ制御]

そこで本実施の形態では、対物レンズのフォーカス機構である第1のフォーカス機構を駆動することで上記第1の光のフォーカスサーボ制御を行う第1のフォーカスサーボシステムと、上記対物レンズに入射する上記第2の光のコリメーションを変化させる第2のフォーカス機構を駆動することで上記第2の光についてのフォーカスサーボ制御を行う第2のフォーカスサーボシステムとが形成される場合において、上記第2のフォーカスサーボシステムで得られる第2のフォーカスエラー信号から、上記第1のフォーカスサーボシステムで得られる第1のフォーカスエラー信号を減算し、該減算の行われた上記第2のフォーカスエラー信号に基づいて上記第2のフォーカスサーボシステムによるフォーカスサーボ制御を行うという手法を提案する。
図8は、このようなエラー信号の減算処理を行う実施の形態としてのフォーカスサーボシステムのモデルを示した図である。
なおこの図8において、既に図4にて説明済みとなった部分については同一符号を付して説明を省略する。
図8において、録再光側サーボシステムの構成は従来の場合と同様となる。
本実施の形態の場合、サーボ光側サーボシステムにおいては、図のように録再光側サーボシステムの出力yrpに所要の係数kを乗じた上で、これをフォーカスエラー信号FE-svから減算するための構成を付加するものとなる。
ここで、録再光側サーボシステムにおける出力yrpは、録再光用受光部23の出力に相当するものであり、この場合はrrp=0であることよりフォーカスエラー信号FE-rpに等しいものとなる。
また、上記係数kは、録再光側サーボシステムとサーボ光側サーボシステムとでのサーボゲインの差を吸収するためのもので、予め実験等を行って求めておく。なおこの係数kは、第1のフォーカスサーボシステム側からの第2のフォーカスサーボシステム側への干渉の度合いを表すものであるとも捉えることができる。
この図8に示されるようにして、サーボ光側サーボシステムにおいて、フォーカスエラー信号FE-svから録再光側サーボシステムのフォーカスエラー信号FE-rpに応じた成分を減算するものとすれば、サーボ光側サーボシステムに与えられる録再光側サーボシステムの残渣エラー成分を除去することができる。
つまり、このようにフォーカスエラー信号FE-svからフォーカスエラー信号FE-rpに応じた成分を除去した信号(図中のフォーカスエラー成分esv-AD)に基づき、サーボ光側サーボシステムによるフォーカスサーボ制御が実行されることで、録再光側サーボシステムからの残渣エラー成分の漏れ込みに起因したサーボ光側サーボシステムのサーボ性能の悪化を効果的に防止することができる。
図9は、図3に示したサーボ光用サーボ回路39の内部構成を示している。
なおこの図9においては、サーボ光用サーボ回路39における主にフォーカスサーボ制御系の構成のみを抽出して示しており、他の構成(例えばトラッキングサーボ制御系の構成など)については図示を省略している。
図示するようにしてサーボ光用サーボ回路43内には、減算部41、フォーカスサーボ演算部42、フォーカスドライバ43、乗算部44、スイッチSW1、及びスイッチSW2が設けられる。
図3に示したサーボ光用マトリクス回路37からのフォーカスエラー信号FE-svは、減算部41に対して入力される。
この減算部41に対しては、図3に示した録再光用マトリクス回路34からのフォーカスエラー信号FE-rpが、乗算部44により係数kが乗じられた上で、オン/オフスイッチであるスイッチSW1を介して入力される。
減算部41は、フォーカスエラー信号FE-svから上記スイッチSW1を介して入力されるフォーカスエラー信号FE-rpを減算し、その結果をフォーカスサーボ演算部42に出力する。
フォーカスサーボ演算部42は、減算部41による減算結果として得られる信号に対してサーボ演算(位相補償やループゲイン付与など)処理を行ってフォーカスサーボ信号FS-svを生成する。
フォーカスドライバ43は、上記フォーカスサーボ信号FE-svに基づき、図3に示した2軸アクチュエータ21のフォーカスコイル或いはレンズ駆動部29を駆動するためのフォーカスドライブ信号FD-svを生成する。
スイッチSW2は、入力端子を1つ、出力端子を2つ備えた3端子スイッチであり、図示するように入力端子に対して上記フォーカスドライバ43からのフォーカスドライブ信号FD-svが供給される。また、2つの出力端子のうち一方は2軸アクチュエータ21(フォーカスコイル)と接続され、他方がサーボ光用フォーカス機構(レンズ駆動部29)に接続されている。
ここで、先に説明したように、図3に示したコントローラ40は、記録時には、サーボ光用サーボ回路39に対し、記録時には2軸アクチュエータ21(対物レンズ20)のフォーカスサーボ制御を実行するように指示を行い、再生時にはレンズ駆動部29に対するフォーカスサーボ制御を実行するように指示を行う。また確認のために述べておくと、記録時におけるサーボ用レーザ光側のフォーカスサーボ制御は、対物レンズ20を対象として行うものであるので、先に説明したような実施の形態としてのフォーカスエラー信号FEの減算は行う必要がない。
サーボ光用サーボ回路39において、スイッチSW1は、コントローラ40からの上記記録時の指示に応じてオフとなり、上記再生時の指示に応じてオンとなるように構成されている。
また、上記スイッチSW2は、コントローラ40からの上記記録時の指示に応じては2軸アクチュエータ21(フォーカスコイル)側の出力端子を選択するように接点切り替えを行い、また上記再生時の指示に応じてはサーボ光用フォーカス機構(レンズ駆動部29)側の出力端子を選択するように接点切り替えを行うように構成される。
これにより、先に説明したサーボ光用サーボ回路39による記録時/再生時のサーボ制御動作が実現されるようになっている。
図10は、本実施の形態のフォーカスサーボ制御手法の有効性について説明するための図であり、フォーカスエラー信号FE-rp、フォーカスエラー信号FE-svの波形と、「FE-sv」−「FE-rp」の減算処理で得られる信号波形とを示している。
なお、この図10においては都合により、フォーカスエラー信号FE-rpの極性が本来とは逆の極性で示されている。
またこの図では、フォーカスエラー信号FE-rpに対する係数kの乗算は行っていない。
この図10を参照して明らかなように、本実施の形態のように「FE-sv」−「FE-rp」に相当する減算処理を行えば、フォーカスエラー信号FE-svから本来追従すべきでないフォーカスエラー信号FE-rpの成分が除去されることが分かる。
換言すれば、図中の「FE-sv」−「FE-rp」によるエラー信号は、記録マーク列と基準面Refとの間隔誤差の成分を表しているものであり、従って当該「FE-sv」−「FE-rp」の信号に従ってサーボ光側サーボシステムによるフォーカスサーボ制御が行われる本実施の形態によれば、再生時におけるサーボ光のフォーカスサーボ制御が適正に行われることは明らかである。
以上で説明してきたように、本実施の形態によれば、共通の対物レンズを介して第1の光(この場合は録再用レーザ光)と第2の光(この場合はサーボ用レーザ光)の双方を光ディスク記録媒体に対して照射し且つ、上記対物レンズのフォーカス機構である第1のフォーカス機構(2軸アクチュエータ21)を駆動することで上記第1の光のフォーカスサーボ制御を行いつつ、上記対物レンズに入射する上記第2の光のコリメーションを変化させる第2のフォーカス機構(この場合はサーボ光用フォーカス機構)を駆動することで上記第2の光についてのフォーカスサーボ制御を行うという構成を採る場合において、上記第1のフォーカス機構の駆動により第1の光のフォーカスサーボ制御を行う第1のフォーカスサーボシステムの残渣エラー成分が、上記第2のフォーカス機構の駆動により第2の光のフォーカスサーボ制御を行う第2のフォーカスサーボシステムに対して重畳してしまうことを防止することができる。
この結果、上記第2の光についてのフォーカスサーボ制御をより高精度に且つ安定して行うことができる。
また、上記のようにして第2のフォーカスサーボシステムに対する第1のフォーカスサーボシステムの残渣エラーによる影響を排除することができれば、これら第1及び第2のフォーカスサーボシステムをそれぞれ独立して設計することが可能となる。この点より本実施の形態によれば、サーボシステムの設計自由度を高めることができる。
<2.第2の実施の形態>
[2-1.光学ドライブ装置の構成]

続いて、第2の実施の形態について説明する。
図11は、第2の実施の形態としての光学ドライブ装置(記録再生装置50とする)の内部構成を示した図である。
なお図11において、既に図3にて説明した部分については同一符号を付して説明を省略する。
第2の実施の形態は、第1のフォーカスサーボシステムと第2のフォーカスサーボシステムとの関係が、第1の実施の形態とは逆とされたものである。具体的に、第2の実施の形態では、再生時における録再用レーザ光、サーボ用レーザ光のフォーカスサーボ制御に関して、サーボ用レーザ光のフォーカスサーボ制御を対物レンズ20の2軸アクチュエータ21(第1のフォーカス機構)を駆動することで行い、録再用レーザ光のフォーカスサーボ制御を、録再光用フォーカス機構(レンズ駆動部16:第2のフォーカス機構)を駆動して行うものである。すなわち、第2の実施の形態において、再生時に形成されるフォーカスサーボシステムの関係は、第1のフォーカスサーボシステム=サーボ用レーザ光側のサーボシステム、第2のフォーカスサーボシステム=録再用レーザ光側のサーボシステムとなるものである。
先の図3と比較して分かるように、第2の実施の形態の記録再生装置50においては、記録再生装置10において備えられていたサーボ光用フォーカス機構(固定レンズ27、可動レンズ28、及びレンズ駆動部29)が省略される。
また、記録再生装置50には、図3に示した録再光用サーボ回路36に代えて録再光用サーボ回路51が、またサーボ光用サーボ回路39に代えてサーボ光用サーボ回路52が設けられる。
さらに、コントローラ40に代えてコントローラ53が設けられる。
この場合、コントローラ53は、記録時には、サーボ光用サーボ回路52に対物レンズ20についてのフォーカスサーボ制御・トラッキングサーボ制御を実行するように指示を行う。またこの場合のコントローラ53も、記録時には、レンズ駆動部16を記録対象とする情報記録層Lに対応して設定されたオフセットof-Lの値に応じて駆動して、録再用レーザ光の合焦位置の設定を行う。
またコントローラ53は、再生時には、サーボ光用サーボ回路52に対物レンズ20についてのフォーカスサーボ制御のみを実行するように指示を行う。またこれと共に、録再光用サーボ回路51に対しては、対物レンズ20についてトラッキングサーボ制御と、レンズ駆動部16についてのフォーカスサーボ制御を実行するよう指示を行う。
ここで、この場合のサーボ光用サーボ回路52は、図9に示したような減算部41、乗算部44が省略された上で、2軸アクチュエータ21のトラッキングコイルに対してトラッキングドライブ信号TD-svを出力し且つフォーカスコイルに対してフォーカスドライブ信号FE-svを出力する状態(記録時)と、上記フォーカスコイルに対してフォーカスドライブ信号FD-svを出力する状態との切り替えを行うことが可能に構成される。
図12は、図11に示す録再光用サーボ回路51の内部構成を示している。
録再光用サーボ回路51は、先の図9に示したサーボ光用サーボ回路39と比較して、減算部41への入力信号がフォーカスエラー信号FE-rpとされ、またフォーカスサーボ演算部42による出力がフォーカスサーボ信号FS-rpとされ、またフォーカスドライバ43による出力がFD-rpとなる点が異なる。さらに、乗算部44に対する入力が、フォーカスエラー信号FE-rpでなく、サーボ光用マトリクス回路37から分岐して供給されるフォーカスエラー信号FE-svである点が異なる。
またこの場合は、図9に示した3端子のスイッチSW2に代えて、オン/オフスイッチであるスイッチSW3が設けられる。
スイッチSW1は、第1の実施の形態の場合と同様に、コントローラ53からの記録時の指示に応じてオフ、再生時の指示に応じてオンとなる。
また、上記スイッチSW3としても、コントローラ53からの記録時の指示に応じてオフ、再生時の指示に応じてオンとなる。
この図12に示した録再光用サーボ回路51の構成により、この場合は第2のフォーカスサーボシステムとなる録再光側サーボシステムにおいて、当該録再光側サーボシステムのフォーカスエラー信号FE-rpから、第1のフォーカスサーボシステムとなるサーボ光側サーボシステムのフォーカスエラー信号FE-svに応じた成分を減算し、該減算により得られた信号により上記録再光側サーボシステムが第2のフォーカス機構(レンズ駆動部16)についてのフォーカスサーボ制御を行うことになる。
つまりこれにより、この場合は再生時において録再光側サーボシステムに生じるものとなるサーボ光側サーボシステムからの残渣エラー成分の漏れ込みを効果的に防止することができ、結果、録再光側サーボシステムの性能悪化・安定性低下の問題を効果的に解消することができる。
<3.第3の実施の形態>
[3-1.第3の実施の形態で記録/再生対象とする光ディスク記録媒体]

第3の実施の形態は、第1及び第2の実施の形態とは対象とする光ディスク記録媒体が異なるものである。
図13は、第3の実施の形態で記録/再生対象とする光ディスク記録媒体の断面構造図を示している。
この図13に示されるように、第3の実施の形態で記録/再生対象とする光ディスク記録媒体は、上層側から順にカバー層2、選択反射膜3、及び中間層4が形成される点は図1に示したバルク型記録媒体1と同様となるが、この場合はバルク層5に代えて、図のような層構造を有する記録層が積層される。
具体的に、上記中間層4の下層側には、半透明記録膜56→中間層4→半透明記録膜56→中間層4・・・の繰り替えし積層が行われた多層構造を有する記録層が積層される。
このように第3の実施の形態の光ディスク記録媒体は多層構造を有する記録層が形成されるという意味で、以下、多層記録媒体55と称する。
ここで、注意すべきは、上記半透明記録膜56には、グルーブやピット列等の形成に伴う案内溝が形成されていないという点である。
つまり、この多層記録媒体55としても、案内溝は、基準面Refとしての1つの層位置に対してのみ形成されているものである。
このような多層記録媒体55は、上記半透明記録膜56が形成されているため、記録時においても録再用レーザ光の反射光を得ることができる。
従って記録時において、録再用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御は、当該録再光用レーザ光の反射光に基づいて対物レンズ20を駆動することで、記録対象とする半透明記録膜56に合焦させるようにして行うことになる。
一方、記録時における録再用レーザ光のトラッキングサーボ制御に関しては、この場合もサーボ用レーザ光を用いて行うことになる。すなわち、この場合としても、記録時におけるトラッキングサーボ制御は、サーボ用レーザ光の基準面Refからの反射光に基づき対物レンズ20を駆動することで、当該サーボ用レーザ光の焦点位置が基準面Refの案内溝に追従するようにして行う。
また、再生時には、この場合も既に記録されたマーク列に基づいて録再用レーザ光のトラッキングサーボ制御を行うことができる。また、上記説明からも理解されるように、再生時においても、録再用レーザ光のフォーカスサーボ制御は、対象とする半透明記録膜56(情報記録層L)からの反射光を利用して行うことができる。
つまりこの場合、再生時におけるサーボ制御は、第1の実施の形態の場合と同様の手法で行うことになる。すなわち、再生時における録再用レーザ光のフォーカスサーボ制御は、録再用レーザ光の反射光に基づき、当該録再光用サーボ光が対象とする情報記録層Lに合焦するように対物レンズ20を駆動することで行い、また録再用レーザ光のトラッキングサーボ制御は、録再用レーザ光の反射光に基づき、当該録再光用サーボ光の焦点位置が記録済みマーク列を追従するように対物レンズ20を駆動することで行う。
ここで、上記のようにして第3の実施の形態においては、記録時には半透明記録膜56からの反射光に基づく録再用レーザ光のフォーカスサーボを行うことができるので、バルク型記録媒体1を対象とした場合に生じる図22のような基準面Ref−記録済みマーク列間の間隔誤差は生じないように思われる。
しかしながら実際において、半透明記録膜56を積層する過程では膜ムラを防止することが非常に困難であり、このため、半透明記録膜56と基準面Refとの間隔をディスク1周内において均一とすることは現実的に不可能とされている。
つまり、図13に示したように基準面Refと半透明記録膜56の間隔が均一である(つまり基準面Refと半透明記録膜56とが平行の関係にある)多層記録媒体55の構造は、あくまで理想的な状態を示したものであって、実際において、基準面Refと半透明記録膜56との間には、図22に示したような基準面Refとマーク列とに生じるような間隔誤差が生じてしまうこととなる。
このように実際には基準面Refと半透明記録膜56とは非平行の関係となることから、多層記録媒体55を対象とする第3の実施の形態においても、第2のフォーカス機構を用いた間隔誤差吸収のためのフォーカスサーボ制御を並行して行うことが必要となる。
特に、第3の実施の形態では、記録時においても対物レンズ20(第1のフォーカス機構)のフォーカスサーボ制御が録再用レーザ光に基づき行われることとなるので、第2のフォーカス機構を利用した基準面Refと情報記録層L(半透明記録膜56)との間隔誤差吸収のためのフォーカスサーボ制御は、再生時のみでなく記録時においても行うことになる。
具体的に、記録時においては、上述したように録再用レーザ光の反射光に基づく対物レンズ20の駆動によるフォーカスサーボ制御と、サーボ用レーザ光の反射光に基づく対物レンズ20の駆動によるトラッキングサーボ制御を行うと共に、サーボ用レーザ光の反射光に基づき第2のフォーカス機構(図3でのレンズ駆動部29が該当)を駆動することで、サーボ用レーザ光が基準面Refに対して合焦するようにフォーカスサーボ制御を行うこととなる。
また、再生時には、先に述べたように録再用レーザ光の反射光に基づく対物レンズ20のフォーカスサーボ制御及びトラッキングサーボ制御を実行すると共に、記録時と同様にサーボ用レーザ光の反射光に基づき第2のフォーカス機構(レンズ駆動部29)を駆動することでサーボ用レーザ光が基準面Refに対して合焦するようにフォーカスサーボ制御を行うこととなる。
このようにして多層記録媒体55を対象とした記録/再生を行う第3の実施の形態の場合には、記録時と再生時の双方において、第1のフォーカスサーボシステムと第2のフォーカスサーボシステムによる二重サーボが行われる。
従って、このような第3の実施の形態では、第1のフォーカスサーボシステム側の残渣エラー成分の漏れ込みによる第2のフォーカスサーボシステムのサーボ性能悪化の問題が、記録時と再生時の双方で生じるものである。
[3-2.光学ドライブ装置の構成]

第3の実施の形態は、このように記録時と再生時の双方で生じる第1のフォーカスサーボシステム側からの残渣エラーの漏れ込みの防止を図るものであり、そのための光学ドライブ装置の構成は、次の図14に示すようになる。
図14は、第3の実施の形態としての光学ドライブ装置(記録再生装置60とする)の内部構成を示した図である。
なお図14において、既にこれまでで説明済みとなった部分については同一符号を付して説明を省略する。
第3の実施の形態の記録再生装置60では、先の図3に示した記録再生装置10と比較して、録再光用サーボ回路36に代えて録再光用サーボ回路62が、またサーボ光用サーボ回路39に代えてサーボ光用サーボ回路61が設けられる点が異なる。
また、コントローラ40に代えてコントローラ63が設けられる点が異なる。
この場合、コントローラ63は、記録時と再生時の双方において、録再光用サーボ回路62に対し対物レンズ20についてのフォーカスサーボ制御を実行するように指示を行うと共に、同様に記録時及び再生時において、サーボ光用サーボ回路61に対しレンズ駆動部19についてのフォーカスサーボ制御を実行するように指示を行う。
また記録時には、サーボ光用サーボ回路61に対して対物レンズ20についてのトラッキングサーボ制御を実行するように指示を行う。
一方再生時には、録再光用サーボ回路62に対して対物レンズ20についてのトラッキングサーボ制御を実行するように指示を行う。
なお、この場合のコントローラ63も、記録時、再生時において、レンズ駆動部16を対象とする情報記録層L(半透明記録膜56)に対応して設定されたオフセットof-Lの値に応じて駆動するが、このようなオフセット付与は必須ではなく、対物レンズ20のワーキングディスタンスで賄える場合には不要とすることができる。
ここで、図示による説明は省略するが、この場合のサーボ光用サーボ回路61の内部構成は、フォーカスサーボ制御系の構成については図9に示した構成からスイッチSW1とスイッチSW2を省略した上で、フォーカスドライバ43の出力(フォーカスドライブ信号FD-sv)がレンズ駆動部29に対して供給されるように構成すればよい。
また、トラッキングサーボ制御系の構成については、コントローラ63からの指示に応じて、2軸アクチュエータ21のトラッキングコイルに対するトラッキングドライブ信号TD-svの出力を選択的にオン/オフできるように構成すればよい。
また、録再光用サーボ回路62については、フォーカスサーボ制御系の構成としては、フォーカスドライブ信号FD-rpを2軸アクチュエータ21のフォーカスコイルに出力するように構成し、またトラッキングサーボ制御系についてはコントローラ63からの指示に応じて2軸アクチュエータ21のトラッキングコイルに対するトラッキングドライブ信号TD-rpの出力を選択的にオン/オフできるように構成すればよい。
上記により説明した記録再生装置60の構成により、この場合は記録時と再生時の双方で生じる第1のフォーカスサーボシステム(この場合は録再光側サーボシステム)側からの残渣エラー成分の漏れ込みを効果的に防止することができる。
なお、上記説明では、多層記録媒体55に対応して記録/再生を行う場合のサーボ制御の例として、第1の実施の形態と同様に第1のフォーカスサーボシステムを録再光側サーボシステムとし、第2のフォーカスサーボシステムをサーボ光側サーボシステムとする場合を例示したが、第2の実施の形態と同様に、第1のフォーカスサーボシステムをサーボ光側サーボシステムとし、第2のフォーカスサーボシステムを録再光側サーボシステムとすることもできる。
具体的にその場合、図14に示すサーボ光用フォーカス機構(固定レンズ27、可動レンズ28、及びレンズ駆動部29)は省略することができる。そして、記録時及び再生時の双方において、対物レンズ20についてのフォーカスサーボ制御を、サーボ用レーザ光の反射光に基づき当該サーボ用レーザ光が基準面Refに合焦するようにして行い、同様に記録時及び再生時の双方において、録再光用フォーカス機構(レンズ駆動部16)についてのフォーカスサーボ制御を、録再用レーザ光の反射光に基づき当該録再用レーザ光が対象とする情報記録層L(半透明記録膜56)に合焦するようにして行うこととなる。
この場合、トラッキングサーボ制御に関しては、記録時には、サーボ用レーザ光の反射光に基づき、当該サーボ用レーザ光の焦点位置が基準面Refに形成された案内溝に追従するように対物レンズ20を駆動することで行い、再生時には、録再用レーザ光の反射光に基づき、当該録再用レーザ光の焦点位置が記録済みマーク列に追従するように対物レンズ20を駆動することで行う。
<4.変形例>

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでで説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えばこれまでの説明では、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光のそれぞれの反射光を装置側で独立して受光するにあたり、ダイクロイックプリズム19を設けて、それぞれの光の波長の違いを利用して分光を行う手法を例示したが、これに代えて、例えばp偏光/s偏光などの偏光方向の違いを利用した分光を行う構成を採るなど、他の手法により分光を行うようにすることもできる。
またこれまでの説明では、光ディスク記録媒体に対する位置案内子の形成が、グルーブやピット列などの凹凸断面形状パターンの付与により行われる場合を例示したが、本発明における光ディスク記録媒体が有する位置案内子は、例えばマーク列の記録などの他の手法により形成されたものであってもよい。
またこれまでの説明では、位置案内子が形成された基準面Refが、記録層よりも上層側に形成される場合を例示したが、基準面Refが記録層よりも下層側に形成される場合にも本発明は好適に適用できる。
またこれまでの説明では、本発明が光ディスク記録媒体に対する記録及び再生の双方を行う記録再生装置に適用される場合を例示したが、本発明は光ディスク記録媒体に対する再生のみが可能とされた再生専用装置(再生装置)にも好適に適用できる。
1 バルク型記録媒体、2 カバー層、3 選択反射膜、4 中間層、5 バルク層、L マーク形成層(情報記録層)、10,55,60 記録再生装置、11 録再用レーザ、12,25 コリメーションレンズ、13,26 偏光ビームスプリッタ、14,27 固定レンズ、15,28 可動レンズ、16,29 レンズ駆動部、17 ミラー、18,30 1/4波長板、19 ダイクロイックプリズム、20 対物レンズ、21 2軸アクチュエータ、22,31 集光レンズ、23 録再光用受光部、24 サーボ用レーザ、32 サーボ光用受光部、33 記録処理部、34 録再光用マトリクス回路、35 再生処理部、36,51,62 録再光用サーボ回路、37 サーボ光用マトリクス回路、38 位置情報検出部、39,52,61 サーボ光用サーボ回路、40,53,63 コントローラ、41 減算部、42 フォーカスサーボ演算部、43 フォーカスドライバ、44 乗算部、55 多層記録媒体、56 半透明記録膜

Claims (13)

  1. 第1の光源と、
    第2の光源と、
    上記第1の光源より出射された第1の光と上記第2の光源より出射された第2の光とが入射され、これら第1の光と第2の光の双方を光ディスク記録媒体に対して照射する対物レンズと、
    上記対物レンズをフォーカス方向に駆動する第1のフォーカス機構と、
    上記対物レンズに入射する上記第2の光のコリメーションを変化させることで上記第2の光の合焦位置を上記第1の光とは独立して変化させる第2のフォーカス機構と、
    上記第1の光の反射光を受光して得られる第1のフォーカスエラー信号に基づいて上記第1のフォーカス機構を駆動することで、上記第1の光についてのフォーカスサーボ制御を行う第1のフォーカスサーボ制御部と、
    上記第2の光の反射光を受光して得られる第2のフォーカスエラー信号から、上記第1のフォーカスエラー信号を減算するエラー信号減算部と、
    上記エラー信号減算部による減算が行われた上記第2のフォーカスエラー信号に基づいて上記第2のフォーカス機構を駆動することで、上記第2の光についてのフォーカスサーボ制御を行う第2のフォーカスサーボ制御部と
    を備える光学ドライブ装置。
  2. 上記光ディスク記録媒体は、
    位置案内子が形成された反射膜を有する基準面と、反射膜を有さず深さ方向の所要の層位置に対して選択的にマーク記録が行われるバルク状の記録層とを有して構成され、
    上記第1の光は、上記記録層を対象としてマークの記録及び/又は再生を行うための録再光とされ、
    上記第2の光は、上記基準面に形成された上記位置案内子に基づくサーボ制御を行うためのサーボ光とされる
    請求項1に記載の光学ドライブ装置。
  3. 上記第1のフォーカスサーボ制御部は、
    再生時において、上記録再光の反射光を受光して得られる上記第1のフォーカスエラー信号に基づいて上記第1のフォーカス機構を駆動することで上記録再光が上記記録層内に記録されたマーク列に合焦するようにフォーカスサーボ制御を行い、
    上記エラー信号減算部は、
    再生時において、上記サーボ光の反射光を受光して得られる上記第2のフォーカスエラー信号から上記第1のフォーカスエラー信号を減算し、
    上記第2のフォーカスサーボ制御部は、
    再生時において、上記エラー信号減算部による減算が行われた上記第2のフォーカスエラー信号に基づいて上記第2のフォーカス機構を駆動することで、上記サーボ光が上記基準面に合焦するようにフォーカスサーボ制御を行う
    請求項2に記載の光学ドライブ装置。
  4. 上記第1のフォーカス機構は、
    記録時においては、上記サーボ光の反射光を受光して得られるフォーカスエラー信号に基づいて、上記サーボ光を上記基準面に合焦させるように駆動され、
    記録時において、上記対物レンズに入射する上記録再光のコリメーションを変化させて上記録再光の合焦位置を上記サーボ光とは独立して変化させる録再光用独立フォーカス機構を駆動することで、上記録再光の上記記録層内における合焦位置を設定する記録位置設定制御部を備える
    請求項3に記載の光学ドライブ装置。
  5. 上記光ディスク記録媒体は、
    位置案内子が形成された反射膜を有する基準面と、反射膜を有さず深さ方向の所要の層位置に対して選択的にマーク記録が行われるバルク状の記録層とを有して構成され、
    上記第1の光は、上記基準面に形成された上記位置案内子に基づくサーボ制御を行うためのサーボ光とされ、
    上記第2の光は、上記記録層を対象としてマークの記録及び/又は再生を行うための録再光とされる
    請求項1に記載の光学ドライブ装置。
  6. 上記第1のフォーカスサーボ制御部は、
    再生時において、上記サーボ光の反射光を受光して得られる上記第1のフォーカスエラー信号に基づいて上記第1のフォーカス機構を駆動することで上記サーボ光が上記基準面に合焦するようにフォーカスサーボ制御を行い、
    上記エラー信号減算部は、
    再生時において、上記録再光の反射光を受光して得られる上記第2のフォーカスエラー信号から上記第1のフォーカスエラー信号を減算し、
    上記第2のフォーカスサーボ制御部は、
    再生時において、上記エラー信号減算部による減算が行われた上記第2のフォーカスエラー信号に基づいて上記第2のフォーカス機構を駆動することで、上記録再光が上記記録層内に記録されたマーク列に合焦するようにフォーカスサーボ制御を行う
    請求項5に記載の光学ドライブ装置。
  7. 上記第1のフォーカスサーボ制御部は、
    記録時においても、上記サーボ光の反射光を受光して得られる上記第1のフォーカスエラー信号に基づいて上記第1のフォーカス機構を駆動することで上記サーボ光が上記基準面に合焦するようにフォーカスサーボ制御を行い、
    記録時において、上記第2のフォーカス機構を駆動することで上記録再光の上記記録層内における合焦位置を設定する記録位置設定制御部を備える
    請求項6に記載の光学ドライブ装置。
  8. 上記光ディスク記録媒体は、
    位置案内子が形成された反射膜を有する基準面と、半透明記録膜が複数形成された多層状の記録層とを有して構成され、
    上記第1の光は、上記記録層を対象としてマークの記録及び/又は再生を行うための録再光とされ、
    上記第2の光は、上記基準面に形成された上記位置案内子に基づくサーボ制御を行うためのサーボ光とされる
    請求項1に記載の光学ドライブ装置。
  9. 上記第1のフォーカスサーボ制御部は、
    上記録再光の反射光を受光して得られる上記第1のフォーカスエラー信号に基づいて上記第1のフォーカス機構を駆動することで上記録再光が所要の上記半透明記録膜に合焦するようにフォーカスサーボ制御を行い、
    上記エラー信号減算部は、
    上記サーボ光の反射光を受光して得られる上記第2のフォーカスエラー信号から上記第1のフォーカスエラー信号を減算し、
    上記第2のフォーカスサーボ制御部は、
    上記エラー信号減算部による減算が行われた上記第2のフォーカスエラー信号に基づいて上記第2のフォーカス機構を駆動することで、上記サーボ光が上記基準面に合焦するようにフォーカスサーボ制御を行う
    請求項8に記載の光学ドライブ装置。
  10. 上記光ディスク記録媒体は、
    位置案内子が形成された反射膜を有する基準面と、半透明記録膜が複数形成された多層状の記録層とを有して構成され、
    上記第1の光は、上記基準面に形成された上記位置案内子に基づくサーボ制御を行うためのサーボ光とされ、
    上記第2の光は、上記記録層を対象としてマークの記録及び/又は再生を行うための録再光とされる
    請求項1に記載の光学ドライブ装置。
  11. 上記第1のフォーカスサーボ制御部は、
    上記サーボ光の反射光を受光して得られる上記第1のフォーカスエラー信号に基づいて上記第1のフォーカス機構を駆動することで上記サーボ光が上記基準面に合焦するようにフォーカスサーボ制御を行い、
    上記エラー信号減算部は、
    上記録再光の反射光を受光して得られる上記第2のフォーカスエラー信号から上記第1のフォーカスエラー信号を減算し、
    上記第2のフォーカスサーボ制御部は、
    上記エラー信号減算部による減算が行われた上記第2のフォーカスエラー信号に基づいて上記第2のフォーカス機構を駆動することで、上記録再光が所要の上記半透明記録膜に合焦するようにフォーカスサーボ制御を行う
    請求項10に記載の光学ドライブ装置。
  12. 上記第1の光源、上記第2の光源はそれぞれ波長の異なる光を発光する請求項1に記載の光学ドライブ装置。
  13. 第1の光源と、第2の光源と、上記第1の光源より出射された第1の光と上記第2の光源より出射された第2の光とが入射され、これら第1の光と第2の光の双方を光ディスク記録媒体に対して照射する対物レンズと、上記対物レンズをフォーカス方向に駆動する第1のフォーカス機構と、上記対物レンズに入射する上記第2の光のコリメーションを変化させることで上記第2の光の合焦位置を上記第1の光とは独立して変化させる第2のフォーカス機構とを備えた光学ドライブ装置におけるフォーカスサーボ制御方法であって、
    上記第1の光の反射光を受光して得られる第1のフォーカスエラー信号に基づいて上記第1のフォーカス機構を駆動することで、上記第1の光についてのフォーカスサーボ制御を行う第1のフォーカスサーボ制御ステップと、
    上記第2の光の反射光を受光して得られる第2のフォーカスエラー信号から、上記第1のフォーカスエラー信号を減算するエラー信号減算ステップと、
    上記エラー信号減算ステップによる減算が行われた上記第2のフォーカスエラー信号に基づいて上記第2のフォーカス機構を駆動することで、上記第2の光についてのフォーカスサーボ制御を行う第2のフォーカスサーボ制御ステップと
    を有するフォーカスサーボ制御方法。
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