JP3192685B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、光ディスク装置及び光ディスク
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来の光磁気記録における光ス
ポット径よりも小さな微小信号を記録する方式を示す原
理図である。図において、１はレーザ光、２は対物レン
ズ、３は光ディスク、４は対物レンズ２により集光され
た光スポット、５はディスク媒体上の温度分布、６は例
えば光磁気記録を行う時のキューリー温度に相当する記
録可能温度、７は記録される微小信号である。

【０００３】図１７は従来の光磁気再生における、再生
光スポット径の半分以下の光スポットが再生できる方式
を示す原理図である。図において、８はディスク移動方
向、９は記録マーク、１０はディスク媒体上の高温領
域、１１はディスク媒体上の検出領域、１２はディスク
媒体における再生層、１３はディスク媒体における記録
層である。

【０００４】図１８は従来の方式における再生信号の記
録波長依存性を表すもので、縦軸が、再生信号Ｓ／Ｎ、
横軸は記録信号のトラック（円周）方向密度および記録
波長を示している。

【０００５】光磁気ディスクの高密度化においては、記
録技術と再生技術の両方において確立する必要がある。
記録に関しては、図１６におけるディスク３上にレーザ
が作る光スポット内で、中央付近の温度がもっとも高く
温度分布５のようになっている。そのため中央付近の温
度が記録可能温度に達し易いため、記録材料のキューリ
ー温度を光スポット４の中央部に相当する温度に設定し
ておけば、微小信号７のような光スポット径よりも小さ
な記録スポットを形成することが可能となる。したがっ
て、記録においては、光スポットを一部オーバラップさ
せながらレーザの照射間隔を短くすることで高密度な記
録が可能になる。

【０００６】一方、再生においては、レーザの波長を
λ、光学ピックアップの対物レンズ４の開口数をＮＡ
（レンズ径と焦点距離によって定まる係数）とすると、
再生限界波長は、λ／２ＮＡによって定まる。たとえ
ば、現行の光ディスク装置においては、λ＝７８０ｎ
ｍ）ＮＡ＝０．５であるので、検出限界は約０．７８μ
ｍとなる。このように、使用するレーザの波長が定まる
と、実用的な対物レンズの開口数ＮＡがほぼ定まってい
るため、物理的乃至光学的に検出限界が決定されてしま
う。従って、高密度な光磁気ディスクを実現するには、
レーザの短波長化や対物レンズの開口数の増大が必要と
なっており、赤色半導体レーザの実用化や、ＳＨＧ（２
高調波発生素子）による緑色や青色レーザの開発がすす
んでいる。

【０００７】以上のような短波長レーザを用いる方法以
外に、レーザー照射時に生じる光スポット内の温度差に
より、高温部分のみが読みだし可能になるという現象に
着目し、これを活用することで、結果として光スポット
面積を実質的に縮小したと同じ効果を得る方法がある。

【０００８】この方法では、図１７における記録層１３
の材料を保磁力の大きなものとし、図における再生層１
２を保持力の小さなものにしている。この時、再生前に
初期化磁界をかけることによって、検出信号付近の再生
層１２の磁化方向を、すべてー方向に磁化反転させて消
去する。次に、上記のようにしてすべてー方向に消去さ
れた再生層１２に再生レーザを照射することで、再生層
１２の高温部のみがキューりー点以上に熱せられ、記録
層１３に記録された磁気情報が転写され、微小信号が検
出される。

【０００９】このように、見掛け上の光スポット面積が
縮小して、実質的に光スポット径が小さくなったのと同
等の効果が得られるので、現行の半導体レーザにおいて
も、従来の検出限界記録波長、例えば０．７８μｍの半
分よりさらに短い記録波長による再生が可能となり、解
像度が２倍以上に向上する。

【００１０】しかし、実際には盤面上に照射される光ス
ポット４の面積が小さくなったわけではなく、そのた
め、再生信号に含まれる、媒体の磁化や反射率の不均一
さ等によって生じる、媒体ノイズの量は、元の大きな光
スポットをそのまま用いた従来の光磁気再生方式と同じ
である。これに対して、上記の記録層１３から転写され
てくる再生層１２における磁気情報領域が盤面上の光ス
ポット４の面積より小さくなった分だけ、再生シグナル
レベルは小さくなっている。

【００１１】そのため、高密度記録をすればするほど、
盤面光スポット面積に対する、信号再生に寄与する面積
の比が、小さくなるため、再生信号のＳ／Ｎが小さくな
っていくのは当然である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ディスク装置
における、高密度記録再生方式は、以上のような原理で
行われていたため、高密度記録をすればするほど、盤面
光スポット面積に対する、信号再生に寄与する面積の比
が、小さくなり、再生信号のＳ／Ｎが小さくなっていく
問題点があった。また、磁気転写を利用しているため、
光磁気記録再生方式にしか適用できず、相変化記録再生
方式や、穴明け方式であるライトワンス方式、現行のＣ
Ｄプレーヤ等とおなじ再生専用方式に対して、上記方式
を適用し、高密度化を行うことが出来ない等の問題点も
あった。

【００１３】また、上述した方式は光スポットによるデ
ィスク媒体の温度上昇の違いにより見かけ上のスポット
径を定めなくてはならず、媒体上の温度管理が要求され
るが、光ディスク装置内において媒体上の光スポット位
置における温度検出等が容易ではないため、レーザパワ
ーのコントロールがきわめて困難である等の問題もあっ
た。

【００１４】さらに、トラックピッチ方向の記録密度を
上げて、高密度化を行おうとすると、光スポット径に対
して、トラックピッチがきわめて小さくなり、プッシュ
プル方式等のトラッキング信号再生方式では、正確なト
ラッキング信号が得られない等の問題により、トラッキ
ングがうまく行えない等の問題点もあった。

【００１５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、信号Ｓ／Ｎの劣化無しに高密
度化できる他、見かけ上の光スポット径を正確にコント
ロールして、再生専用や相変化方式に対しても対応可能
な高密度記録再生が実現できる光ディスク装置、及び光
ディスクを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願請求項１に記載の光
ディスク装置は、光ディスクをレーザ光のスポットで走
査して情報を再生する光ディスク装置において、レーザ
光を照射する光源と、情報がピットとして記録された第
１の媒体層の上に、上記レーザ光に対する透過率が温度
に依存して変化し、所定温度を境としてその一方の側に
おいて、上記レーザ光を透過させない第２の媒体層を設
けた光ディスクと、情報の再生中に、上記光源から上記
光ディスクに照射されたレーザ光のうち、上記光ディス
クから反射される光量を検知して、検知結果として反射
光量を示す信号を出力する光検知手段とを備えるととも
に、情報の再生中に、上記光検知手段により得られる反
射光量のレベルを示す信号を指令値と比較することによ
り、上記反射光量のレベルが常に略一定となるように上
記光源の出力を制御することにより、上記レーザ光のう
ち上記第２の媒体層を透過する部分により形成されるス
ポットの大きさが上記第１の媒体層に記録されたピット
の大きさと実質的に同程度となるように、かつ上記第２
の媒体層を透過する部分により形成されるスポットの大
きさが再生動作中に常に略一定に保持されるように制御
する制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１７】請求項２に記載の光ディスク装置は、請求
項１に記載の装置において、上記光量検知手段の出力を
受けて平均化する積分回路をさらに有し、上記制御手段
は、上記積分回路の出力を、上記反射光量のレベルを示
す信号として処理することを特徴とする。請求項３に記
載の光ディスク装置は、請求項１に記載の装置におい
て、上記制御手段は、制御ループの安定性を維持するた
めの位相補償手段と、上記光源の出力を設定値と比較
し、上記設定値とのずれを検出する手段と、上記光源を
駆動する手段とを備え、これらにより自動制御ループを
構成することで、上記第２の媒体層を透過する部分の大
きさを一定に保つことを特徴とする。請求項４に記載の
光ディスク装置は、請求項１に記載の装置において、上
記制御手段は、上記光検知手段により得られる反射光量
のレベルを示す信号のレベルが、指令値に一致するよう
に上記光源の出力を制御する光源出力制御系と、上記第
１の媒体層に記録されているピットにより得られる再生
情報の信号振幅が最大になるように、上記指令値を定め
る指令値設定手段とを備えることを特徴とする。

【００１８】請求項５に記載の光ディスク装置は、請求
項４に記載の装置において、上記指令値設定手段は、再
生信号を検波して上記再生信号の振幅を示す信号を発生
する検波手段と、上記再生信号の振幅を示す信号を入力
するＡ／Ｄコンバータと、該Ａ／ＤコンバータによるＡ
／Ｄ変換により得られた振幅情報を用いて演算し上記指
令値を出力するマイクロコンピュータとを備え、上記マ
イクロコンピュータは、上記振幅情報を用い山登り法に
よる探索方法によって、上記再生信号の振幅が最大とな
る指令値を決定することを特徴とする。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、情報の再生中
に、光検知手段から出力される信号のレベルを指令値と
比較することにより、上記信号のレベルが常に略一定と
なるように光源の出力を制御することにより、レーザ光
のうち第２の媒体層を透過する部分により形成されるス
ポットの大きさが第１の媒体層に記録されたピットの大
きさと実質的に同程度となるように、かつ第２の媒体層
を透過する部分により形成されるスポット（実質的なス
ポット）の大きさが再生動作中に常に略一定に保持され
るように制御を行なうので、ディスク毎の媒体の組成の
ばらつき、再生中の室温・装置内温度の変化などに対し
て、常に光源の出力（レーザパワー）を最適化すること
ができ、また、常に実効的な再生スポット径を一定の大
きさに維持することにより、室温・装置内温度の変化や
媒体の組成等のばらつきに対し、再生性能が劣化しない
ようにすることができる。

【００２２】

【実施例】実施例１． 図１は本発明の実施例における、光ディスク装置に用い
られる光ディスクの断面図である。図において、１５
は、図示しない光ディスクの基板上に形成された光記録
・再生層（第１の媒体層）である。この層１５は、凹凸
状のピットとして記録再生され、もしくは記録材料の相
変化による反射率変化を用いて記録再生され、あるいは
光磁気記録再生される情報の記録再生層となる。１４は
例えば高分子材料のような材料で構成された、常温では
特定のレーザ波長の光を吸収し、媒体温度の上昇に伴い
上記特定レーザ波長の光を吸収しなくなると同時に上記
特定レーザ波長の光透過率が高くなり、再び媒体温度が
低下するとともに上記特定レーザ波長の光を吸収するよ
うになる温度依存性透過率変化媒体（第２の媒体層）で
ある。

【００２３】図３は本発明の実施例における光ディスク
装置に用いられる光ディスクの再生時における媒体変化
を模示したものである。図４は図３における媒体変化の
タイミングチャートを表わしたものである。

【００２４】図５は本発明の実施例における、光ディス
ク装置の構成図である。図において、１６は光ディスク
３を回転させるためのディスクモータ、１７は光ヘッ
ド、１８は光ヘッドに搭載された光検知器の出力信号、
１９は光検知器の出力信号１８を増幅するための微小信
号増幅回路、２０はレーザモニター検知信号１７”に基
づきレーザ駆動信号１７’を制御するための自動レーザ
パワーコントロール回路である。

【００２５】また、２１は微小信号増幅回路１９の出力
に基づき録再スポット径を制御するため、自動レーザパ
ワーコントロール回路２０のリファレンスを与えるため
の録再スポット径調整回路、２２は微小信号増幅回路の
出力である録再情報を波形等価し、復調するための波形
等価・復調回路、２３は対物レンズ４からの光スポット
をディスクの案内溝にトレースさせるためのトラッキン
グ制御回路、２４は、対物レンズ４からの光スポットを
ディスクの面ぶれに追従させるためのフォーカス制御回
路、２５はトラッキング制御やフォーカス制御、ディス
ク回転制御、レーザパワー制御等のシステムを統括的に
コントロールするためのシステムコントロール回路、２
６は波形等価・復調回路の出力である、再生信号、２７
は対物レンズ４を動かすためのアクチュエータ駆動信号
である。

【００２６】図６は本発明の実施例である録再スポット
径調整システムを構成する部分２０，２１，１７，１９
のさらに詳しいブロック図である。図において、３０，
３１は光検知器２８，２９の出力をＩ−Ｖ変換し電圧情
報に変換するための、Ｉ−Ｖ変換回路、３２はＩ−Ｖ変
換回路３０の出力を積分し、ディスクからの平均反射光
を算出するための積分器、３３はレーザ４０からの光出
射パワーをモニターする検知器２９の出力に基づき平均
レーザ出射パワーを算出するための積分器である。

【００２７】３４はレーザ４０からの光出射パワーをモ
ニターする検知器２９の出力に基づき、平均レーザ出射
パワーを制御するためのレーザパワー制御ループにおい
て、安定性および速応性を保つための位相補償回路、３
５は見かけ上の光スポット径指令値３６と、積分器３２
の出力であるディスクからの平均反射光の算出値とを差
し引いて、スポット径誤差を算出するための引算器、３
７はレーザパワー制御ループにリファレンスを与え、レ
ーザーパワー誤差信号を作るための引算器である。３８
はレーザパワー誤差信号を作る引算器３７の出力を増幅
するための増幅器。３９はレーザ４０をドライブするた
めのドライバー、４１，４２は光ヘッド１７内に配置さ
れた偏光プリズム（ビームスプリッタ）である。

【００２８】図７は再生信号振幅が最大となるようみか
け上のスポット径を制御するためのブロック図である。
図において、４４はエンベロープ検波器等で構成された
信号振幅検出回路、４５は信号振幅検出回路４４の出力
をアナログーディジタル変換するためのＡ／Ｄコンバー
タ、４７はマイクロコンピュータの出力に基づいて最適
スポット径を調整するディジタルーアナログコンバータ
（Ｄ−Ａコンバータ）である。

【００２９】図８はトラッキングエラー信号振幅が最大
となるよう、みかけ上のスポット径を制御するためのブ
ロック図である。図において、４８はディスクからの反
射光に基づいてトラックエラー信号を生成するトラック
エラー信号生成回路、４９はアクチュエータを動かすた
めの制御電圧を与えるＤ−Ａコンバータ、５０は切り替
えスイッチ、５１はディスク案内溝に対して光スポット
をトレースさせるためのトラッキング制御回路である。

【００３０】図９は図７もしくは図８のブロック図にお
ける制御システムのオープンループ特性を表わした図で
ある。図１０は、再生時において図７，図８におけるス
ポット径制御を行った時の媒体変化の様子を示したもの
である。図１１は図１０におけるタイミングチャートを
表す図である。

【００３１】図１２は記録時において図７，図８におけ
るスポット径制御を行った時の媒体変化の様子を示した
ものである。図１３は図１２におけるタイミングチャー
トを表す図である。図１４は図１２の記録再生層の温度
分布を示す図である

【００３２】図１５は図７及び図８のマイクロコンピュ
ータにおけるスポット径制御システムのソフトウエアフ
ローチャートである。

【００３３】本発明の光ディスク装置に用いられる光デ
ィスクは、図１の断面図に示されるように、光記録再生
層の上（対物レンズ側）に温度依存性光透過率可変媒体
を形成したものである。この温度依存性光透過率可変媒
体は、例えば高分子材料もしくは有機材料のようなもの
で形成され、図２のように媒体温度に対して、例えば高
温領域において光透過率が高くなるような材料である。
上記透過率の変化は、材料が融解することにより光透過
率が高くなるものや、液晶材料のように分子配列の規則
性の変化によるものであっても良い。また、相変化材料
のように、アモルファス状態で付着した例えばカルコゲ
ナイドの加熱冷却による結晶化によって、光透過率が変
化するものであっても良い。ただし、上記温度依存性光
透過率可変媒体は、一般的な光記録媒体にて開発されて
いるような、常温で安定状態と準安定状態とが保持可能
で、可逆的におのおのの状態に移れるといった構造であ
る必要は無く、それぞれの媒体温度に対して材料の状態
が変化し、光透過率もそれに伴い変化する材料であれば
良い。

【００３４】上記のような温度依存性光透過率可変媒体
を記録再生層の上に構成し、再生時においても、出射レ
ーザパワーを制御し光スポット内及びその近傍の媒体温
度をコントロールすると、図３に示すように、実質的な
再生スポット径を光スポット径の見かけ上の径に較べて
小さくすることが可能になる。一般的に光スポット近傍
の媒体温度は、光ディスクが回転している場合、光スポ
ットの進行方向における後ろ側が高温になり、前方が低
温になるのは従来例で述べたように当然のことである。
これは光スポット内の後方の方が光エネルギー蓄積時間
が長いからである。したがって、図３の光スポット４内
の高温領域（白抜き部分）で光透過率が高くなって（検
出領域１１）、その中に位置する斜線を施した記録マー
ク９を読むことが可能になる。

【００３５】そのため、図３のように媒体温度の高い領
域において、温度依存性光透過率可変媒体の光透過率が
高くなり、この透過率が高い領域においてのみ記録再生
層の反射光を対物レンズに返すことが可能となる。な
お、逆の温度依存性を有する光透過率可変媒体を使用す
れば、図３の光スポット４の三ケ月形の低温部分の光透
過率が高くなる。

【００３６】一般的には、記録された記録マーク（ピッ
ト）が再生光スポットの半分以下のピット径であれば、
再生することは不可能である。しかしこの図３のような
場合、媒体温度が高温になっている領域と光スポット４
とが重なっている領域のみが再生に関与するため、実質
的な再生スポット径を見掛け上の光スポット４の径に比
べて十分小さくすることができる。このことにより、図
３、４のように例えば見掛け上の光スポット径の半分以
下の記録ピットに対しても再生することが可能になる。

【００３７】従来例で示した磁気を転写する方式におい
ても同様に実質的な光スポット径を小さくすることが可
能であるが、再生信号に関与する媒体上における光スポ
ットの反射光はすべて利用されるのに対し、本方式にお
いては再生に関与しない媒体温度があまり高くない領域
においては、光を吸収しているため（光透過率が低い）
再生信号にあまり関与しない。

【００３８】しかし従来では実質的な光スポット径を小
さくすればするほど、媒体からの光反射光に占める、再
生信号に関与する反射光量の割合は小さくなり、再生信
号の出力は低下していく。この時、当然光スポットのす
べての領域において媒体からの反射があるため、媒体の
表面性や材料の微細なバラツキに起因する媒体ノイズは
一定のままである。したがって、再生信号のＳ／Ｎ（信
号出力に対するノイズ）が実質的な光スポット径を小さ
くすればするほど劣化するのは当然である。

【００３９】本方式においては、媒体温度の高い領域の
みでしか、記録再生層からの信号の反射が起こらないた
め、実質的な光スポット径を小さくしていっても、再生
信号出力が低下していくと同時に信号再生に無関係な部
分からの光の反射も少なくなるため、媒体に起因するノ
イズレベルも小さくなり、再生信号のＳ／Ｎをあまり劣
化させずに実質的な光スポット径を小さくすることがで
きる。

【００４０】また、従来の磁気転写方式においては、再
生の際のトラッキング動作を光スポット４で行ってい
る。このため、トラックピッチ方向に無理に高密度化し
ようとして、ディスク案内溝ピッチを狭めていくと、例
えばプッシュプル方式のトラッキングエラー生成方式に
おいては、光スポット４が案内溝ピッチよりも大きくな
ってしまって、光学的干渉によるエラー検知が行えず、
トラッキング制御が正常に行えなくなってしまう。しか
し本方式においては、光の反射はおもに光スポット４に
おける媒体温度の高温領域においてのみ行われるため、
トラッキングに関与する光スポットも、実質的に小さく
なった光スポット（光スポット４と媒体高温領域の重な
った領域）となるため、トラックピッチを詰めてもトラ
ッキング動作が正常に行える。また、従来では磁気転写
を利用していたため、光磁気記録再生方式のみにしか使
用できなかったが、本方式では信号再生に関与する光ス
ポット径そのものが光学的に小さくなるため、相変化記
録や、ライトワンス、ＣＤ等の再生専用光ディスクにも
使用できるのは当然である。

【００４１】ここで、本発明の実施例における再生時の
媒体の特性変化と、再生レーザパワーの関係は図４のよ
うに表わされる。ディスクを回転させ、光スポットに対
してある一定の線速で走査させた時に、再生レーザパワ
ーを少しずつ上げて行くと、図のように光スポット内の
後方部分においては比較的弱いレーザパワーにおいても
温度依存性光透過率可変媒体の媒体透過率が高くなるの
に対し、前方部分においてはレーザーパワーを比較的大
きくしないと媒体透過率が大きくならない。そのため、
例えば再生光スポット４の半分以下の記録ピットを有す
る光ディスクを再生する場合、図４における光スポット
内後方部における温度依存性光透過率可変媒体の光透過
率が高く、前方部においては低くなるように再生レーザ
パワーを設定すれば、図中所定のレーザパワーにおいて
実質の再生スポット径と記録ピット径が一致し、図４の
ように再生信号出力を取り出すことが可能になる。

【００４２】本発明においては、以上のように温度依存
性光透過率可変媒体が高温で光透過率が高くなり、低温
で低くなるように構成しても、逆に温度依存性光透過率
可変媒体が高温で光透過率が低くなり、低温で高くなる
ように媒体組成を構成しても同様の効果が獲られる。た
だし、この時は実質的な光スポット形状が図３で示され
る光スポット内検出領域１１の外側にある領域になるの
は言うまでもない。従って、この時の実質的なスポット
形状は三日月型形状となる。

【００４３】図４から判るように本システムにおいて
は、再生レーザパワーを正確に設定できれば、光スポッ
ト径を正確に定めることが可能である。これは従来の磁
気転写を行う方式においても同様である。しかし、従来
の場合は媒体上の温度分布を計測する手段がないため、
レーザパワーを制御することができなかった。このた
め、装置内や室温の環境変化による媒体温度変化によ
り、再生時の媒体温度がバラツキ上記実質の光スポット
径が変動してしまう等の問題が生じていた。上記の実質
的な光スポット径の変化は、高密度な信号再生において
信号出力を劣化させるのみならず、場合によっては信号
再生が不可能になることなども生じる原因となった。

【００４４】しかし、本発明の実施例においては、光デ
ィスク媒体の光透過率が変化するため、光スポットが当
たっている部分の上記温度依存性光透過率可変媒体にお
ける光透過率の高い領域が、光スポット４の全面積に対
してどの程度の割合を占めるかによって、光スポット４
のトータルの光反射率が変化する。例えば、温度依存性
光透過率可変媒体が高温で光透過率が高くなり、低温で
低くなるように媒体が構成されている場合、信号再生に
関与する光透過率の高い部分においては、下の記録再生
層により光が反射されるが、関与しない部分においては
光を吸収するため、上記光スポット４のトータルの光反
射率を計測すれば、光スポットが当たっている部分の上
記温度依存性光透過率可変媒体における光透過率の高い
領域が、光スポット４の全面積に対してどの程度の割合
を占めるかを検出することができる。

【００４５】そこで、図５に示すような構成で光ディス
ク装置を構成すると、ディスクからの光反射光を検知す
る光検知器の出力を微小信号増幅回路１９により増幅し
た後、録再スポット径調整回路２１により自動レーザパ
ワーコントロール回路のリファレンスを制御することに
よって、常にディスクからの光反射光が一定になるよう
レーザーパワーを制御することが可能となる。このよう
に、再生時におけるディスク反射光量が常に一定になる
よう制御すれば、すなわち本発明の光スポットが当たっ
ている部分の上記温度依存性光透過率可変媒体における
光透過率の高い領域が、光スポット４の全面積に対する
割合を常に一定に保つことが可能となり、実質の再生ス
ポット径（例えば光スポット４における上記温度依存性
光透過率可変媒体の光透過率の高い領域）を制御するこ
とが可能となる。

【００４６】このような録再スポット径調整システム
は、具体的に例えば図６のように構成される。レーザ４
０から出射された光は偏光プリズム４１によりー部分を
光検知器２９に分光される。この分光された光は、Ｉ−
Ｖ変換回路３１により、現在どのようなレーザパワーが
出射されているのかを検出される。実際の光は例えば記
録時の場合光変調されている場合もあるので、その平均
レーザ出射パワーを取り出すために積分器３３に入力さ
れる。

【００４７】次に自動レーザーパワーコントロールルー
プの即応性・安定性を保つために、平均レーザ出射パワ
ーを位相補償回路３４に入力し、その出力を引算器３７
でレーザパワー設定値と比較し、設定値とのずれを算出
した後、このエラーを増幅し、レーザドライバ−３９に
より駆動電流としてレーザ４０に供給する。このように
して、レーザーパワーコントロールループが構成され、
レーザーパワー設定値通りに常にレーザーが発光するよ
うに制御される。

【００４８】ここにおいて、光検知器２８の出力は、光
ディスクの反射光情報をＩ−Ｖ変換回路で電圧値に直
し、積分器３２でディスク反射光量の平均値として取り
出される。この反射光量の平均値は、上記光スポット４
のトータルの光反射率が、光スポットが当たっている部
分の上記温度依存性光透過率可変媒体における光透過率
の高い領域が光スポット４の全面積に対してどの程度の
割合を占めるかを示しているため、すなわち上述した実
質的な再生スポット径に相当した値となっている。

【００４９】そこで、図６における見かけ上の光スポッ
ト径指令値３６と上記積分器３２の出力とを比較して、
指令値に対してどれだけスポット径がずれているかを引
算器３５で算出した後、これを上記レーザーパワーコン
トロールループの制御指令値（リファレンス）として与
えれば、見かけ上の光スポット径の大きさが常に指令値
通りとなるようにレーザパワーをコントロールすること
ができる。この光スポット径調整ループの制御帯域は、
図９のオープンループ特性に見られるように上記自動レ
ーザーパワーコントロールループの制御帯域よりも十分
に低く設定され、図４の積分器３２を２次のラグリード
フィルターで構成することにより、制御系低域でのオー
プンループゲインを確保し、同時に安定性も確保する。
このようにして、安定にレーザーパワーの調整が可能と
なる。すなわち、見かけ上の光スポット径を、装置内の
温度や室温のバラツキ，温度依存性光透過率可変媒体の
材料や組成のバラツキがあっても常に一定に保つことが
可能になる。

【００５０】次に、上記見かけ上のスポット径指令値３
６の最適値をどの様にして設定すれば良いのかについて
説明する。図７は再生信号の振幅が最大となるように、
見かけ上の光スポット径指令値を可変する方式の一例で
あり、ディスクからの光反射光を検知する光検知器２８
の出力は、Ｉ−Ｖ変換器３０を通った後、波形等価回路
２２に入力され、再生信号２６として信号処理される
が、この波形等価後の再生信号２６を信号振幅検出回路
４４にてエンベロープ検波し、この信号振幅情報をＡ／
Ｄコンバータ４５にてアナログ−ディジタル変換しマイ
クロコンピュータ４６に入力する。

【００５１】この時まず装置全体のシステムとしては、
光ディスクが回転し、レーザーパワーコントロール回路
に適当なスポット径指令値を与えた後、対物レンズにフ
ォーカスサーボを動作させディスク面ぶれに対して追従
させ、ディスク案内溝に対して光スポットがトラッキン
グされるよう、トラッキングサーボもかかっていなけれ
ばならない。この状態において、図７におけるＡ−Ｄコ
ンバータ４５の出力に基づいてマイクロコンピュータの
アルゴリズムにより、Ｄ−Ａコンバータ４７の出力であ
る最適スポット径指令値を例えば少し大きい方にずら
す。この時再生信号振幅が少し小さくなれば、今度は逆
に最適スポット径指令値を少し小さい方にずらす。この
ようにして、再生信号振幅が最大となる最適スポット径
指令値を探し、再生信号振幅が最大となる所で、最適ス
ポット径指令値の変化を止める。

【００５２】以上のような最適値探索法は、山登り法と
して良く知られており、ＶＴＲのトラキング制御等でよ
く用いられている一般的な方法である。例えば、光スポ
ット４に対して、２分の１の記録ピットで記録されたデ
ィスクを再生する場合、見かけ上の光スポット径を光ス
ポット４の径から僅かづつ小さくしていくと、見かけ上
の光スポット径が記録ピット径とほぼ同じ径になった時
に信号振幅が最大になり、さらに小さくなるとディスク
からの反射光量が少なくなるため逆に再生信号振幅は小
さくなる。そのため、上記山登り法を用いることによっ
て見かけ上の最適スポット径を探索することが可能であ
る。

【００５３】この時に用いる再生信号は、等価回路２２
を通るまえのＩ−Ｖ変換後の信号でも良く、また記録再
生信号がアナログのＦＭ変調された信号であれば、上記
ＦＭ信号のキャリア成分をバンドパスフィルターで取り
出した信号を用いて、信号振幅検出回路４４に入力して
もよい。

【００５４】以上では、再生信号を用いて、見かけ上の
光スポット径を最適化する手段について述べたが、記録
時など記録ピットが形成されていない状態においても上
述のような見かけ上の光スポット径を最適化する手段が
必要となる場合もある。この場合、図８にあるようにト
ラッキング用の案内溝横断信号振幅が最大となるよう上
記見かけ上の光スポット径を最適化する方法がある。

【００５５】図８において、ディスクからの反射光を検
出する光検知器２８の出力に基づきトラックエラー信号
生成回路４８にてトラッキングエラーを生成する。この
時、トラッキング方式がプッシュプル方式であっても、
３ビーム方式であっても、同様にトラッキングエラーが
検出できるのはいうまでもない。

【００５６】上述のようにして得られたトラッキングエ
ラー信号は、光ディスク装置において光ヘッド内の対物
レンズがフォーカスサーボのみ動作しており、トラッキ
ングサーボの動作していない状態において、図１１のよ
うにディスクの偏心によるトラックの案内溝の横断信号
により、トラッキングエラー信号においては変調がかか
った状態となっている。図８の構成では、マイクロコン
ピュータ４６の指令に基づきＤ−Ａコンバータ４９によ
り、対物レンズ２をアクチュエータによりトラック横断
方向に動かすと、ディスクの偏心の有無にかかわらずト
ラッキングエラー信号に案内溝による変調が生じるのは
いうまでもない。

【００５７】したがって、上述のように、マイクロコン
ピュータ４６の指令に基づきＤ−Ａコンバータ４９によ
り、対物レンズ２をアクチュエータによりトラック横断
方向に動かし、ディスクの偏心の有無にかかわらずトラ
ッキングエラー信号に案内溝横断を生じせしめ、信号振
幅検出回路４４により上記案内溝横断によるトラッキン
グエラー信号の変調信号の振幅を検出する。

【００５８】次に、Ａ−Ｄコンバータ４５により上記変
調されたトラッキングエラー信号の振幅を、図１５に示
すようなマイクロコンピュータ４６内のアルゴリズムに
よって、Ａ−Ｄコンバータ４７の出力である最適光スポ
ット径指令値を変化させながら、図１１のように上記変
調されたトラッキングエラー信号の振幅が最大となるよ
うにする。上記変調されたトラッキングエラー信号の振
幅が最大となった所で、最適光スポット径指令値の変化
を止めるように動作させれば、情報記録時等のように、
再生信号が記録されていない領域においても自動的に最
適スポット径を設定することができる。

【００５９】また、プッシュプルトラッキング信号検出
方式において上述のようなトラッキングエラー信号を用
いて最適スポット径を求める方式においては、線方向の
高密度化のみならず、トラックピッチ方向においても高
密度化を行った場合においても、図１０のように見かけ
上の光スポットが、ディスクのトラックピッチに最適な
光スポット径となるように自動調節されることがわか
る。

【００６０】以上のようにして、本発明の実施例におけ
る光ディスク装置においては、レーザパワーを最適に制
御することによって、温度依存性光透過率可変媒体の透
過率変化領域と光スポット４とが重なった領域（実質的
な光スポット）の大きさを正確にコントロールする事が
可能である。

【００６１】本発明に係る光ディスクにおいては、温度
依存性光透過率可変媒体の透過率変化が、媒体の温度変
化によって生じるから、集光されたレーザ光の熱エネル
ギーを用いて光ディスク上に情報の記録を行なう光ディ
スク装置において、上記媒体の熱容量により温度上昇に
必要な時間及び透過率可変温度を設定し、光記録再生層
における記録に必要な温度でレーザ光を照射することに
より、高密度な光記録が可能になる。

【００６２】図１２は本発明の実施例における光磁気記
録の場合の高密度記録の原理を示す図である。本発明の
光ディスクにおいては、温度依存性光透過率可変媒体
（図１２中の光シャッタ層）の熱容量が、記録媒体より
も大きくなるように媒体条件を設定すると、図１３のよ
うなパルス状の記録レーザを照射した時、光シャッタ層
の高温領域（光透過率の高い領域）＝（実質的な記録ス
ポット）は光スポット４に比べて十分に小さくなってい
る。

【００６３】図１３のように熱容量の大きな光シャッタ
層の温度上昇に比べて、その下の熱容量の小さな記録再
生層の温度上昇は急であるので、下の記録再生層の温度
はすぐにキューリ温度に達し、記録が行える。これに対
し光シャッタ層は少しずつ高温領域を広げ、見かけ上の
光スポットも少しずつ大きくなっていく。しかし、上記
光シャッタ層における見かけ上の高温領域が大きくなる
前に、記録レーザパワーの照射を止めれば、光シャッタ
層における小さな光透過率の高い領域をぬけたレーザ光
による小さな記録ピットを形成することができる。

【００６４】この際、上述の方式においては、記録時の
ディスクからの光反射をモニターし、図６の見かけ上の
光スポット径制御を同時に行うことが可能なため、記録
時の記録ピット径を調整することも可能である。また、
図１４の温度分布に見られるように、従来の光スポット
による温度分布はガウシアン分布であったのに対し、本
実施例においては光シャッタ層の光透過率が高い部分で
のみしかレーザ光を通さないため、記録ピットの部分の
みが高い温度分布を持つようにすることができる。この
際上記光シャッタ層と記録再生層との間に断熱層を挿入
すれば、記録ピット部分のみ温度をより高くすることが
可能になるのはいうまでもない。

【００６５】従来では、室温及び装置内温度の変化や、
媒体の組成バラツキ等により、記録ピット径が変化した
り記録ピットのエッジが不安定となる等の問題があっ
た。しかし、以上のように本実施例においては上記光シ
ャッタ層の光透過率変化を利用して記録が行えるため、
従来のように媒体のキューリ温度を高くしてガウシアン
状の温度分布の先端部分を利用して記録が行われる方式
に比べ、記録ピットのエッジが正確に記録される。

【００６６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、情報の
再生中に、光検知手段から出力される信号のレベルを指
令値と比較することにより、上記信号のレベルが常に略
一定となるように光源の出力を制御することにより、レ
ーザ光のうち第２の媒体層を透過する部分により形成さ
れるスポットの大きさが第１の媒体層に記録されたピッ
トの大きさと実質的に同程度となるように、かつ第２の
媒体層を透過する部分により形成されるスポット（実質
的なスポット）の大きさが再生動作中に常に略一定に保
持されるように制御を行なうので、ディスク毎の媒体の
組成のばらつき、再生中の室温・装置内温度の変化など
に対して、常に光源の出力（レーザパワー）を最適化す
ることができ、また、常に実効的な再生スポット径を一
定の大きさに維持することにより、室温・装置内温度の
変化や媒体の組成等のばらつきに対し、再生性能が劣化
しないようにすることができる。

【００６７】

【００６８】

【００６９】

【００７０】

【００７１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における光ディスク装置に用い
られる光ディスクの断面図である。

【図２】図１の媒体透過率と媒体温度との関係を示す図
である。

【図３】本発明の実施例における光ディスク装置に用い
られる光ディスクの再生時における媒体変化を模示した
説明図である。

【図４】図３におけるにおける媒体変化を示すタイミン
グチャートである。

【図５】本発明の実施例における光ディスク装置の構成
図である。

【図６】本発明の実施例における光スポット径調整シス
テムの構成図である。

【図７】再生信号振幅が最大となるよう見掛け上のスポ
ット径を制御するためのブロック図である。

【図８】トラッキングエラー信号振幅が最大となるよう
に見掛け上のスポット径を制御するためのブロック図で
ある。

【図９】図７もしくは図８のブロック図における制御シ
ステムのオープンループ特性を表す図である。

【図１０】再生時の図７，図８におけるスポット径制御
を行った時の媒体変化の様子を示す図である。

【図１１】図１０におけるトラックエラー信号の動作例
を示す図である。

【図１２】本発明に係る光磁気記録の場合の高密度記録
の原理を示す図である。

【図１３】図１２の記録時におけるスポット径制御時の
媒体変化を示す図である。

【図１４】図１２の記録再生層の温度分布を示す図であ
る。

【図１５】図７，図８のマイクロコンピュータにおける
スポット径制御のソフトウエアフローチャートである。

【図１６】従来の実施例における光スポット径よりも小
さな微小信号を記録する方式を示す原理図である。

【図１７】従来の光磁気再生における再生スポット径の
半分以下で再生可能な方式を示す原理図である。

【図１８】従来の方式における再生信号の記録波長依存
性を表す図である。

【符号の説明】

１ レーザ光 ２ 対物レンズ ３ ディスク ４ 光スポット １２ 再生層 １３ 記録層 １４ 温度依存性光透過率可変媒体（光シャッタ層） １５ 光記録・再生層 １７ 光ヘッド １８ 光検知器信号 １９ 微小信号増幅回路 ２０ オートレーザパワーコントロール回路 ２１ 録再スポット径調整回路 ２２ 波形等価・復調回路 ２３ トラッキング制御回路 ２４ フォーカス制御回路 ２５ システムコントロール回路 ２８，２９ 光検知器 ３０，３１ Ｉ−Ｖ変換回路 ３２，３３ 積分器 ３４ 位相補償回路 ３５，３７ 引算器 ３８ 増幅器 ３９ レーザドライバ ４０ レーザ ４１，４２ 偏光プリズム ４４ 信号振幅検出回路 ４５ Ａ−Ｄコンバータ ４６ マイクロコンピュータ ４７，４９ Ｄ−Ａコンバータ ４８ トラックエラー信号生成回路 ５０ スイッチ ５１ トラッキング制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 11/105 ５８６ Ｇ１１Ｂ 11/105 ５８６Ｌ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/013 G11B 7/125 G11B 11/105

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクをレーザ光のスポットで走査
   して情報を再生する光ディスク装置において、 レーザ光を照射する光源と、 情報がピットとして記録された第１の媒体層の上に、上
   記レーザ光に対する透過率が温度に依存して変化し、所
   定温度を境としてその一方の側において、上記レーザ光
   を透過させない第２の媒体層を設けた光ディスクと、情報の再生中に、 上記光源から上記光ディスクに照射さ
   れたレーザ光のうち、上記光ディスクから反射される光
   量を検知して、検知結果として反射光量を示す信号を出
   力する光検知手段とを備えるとともに、情報の再生中に、 上記光検知手段により得られる反射光
   量のレベルを示す信号を指令値と比較することにより、
   上記反射光量のレベルが常に略一定となるように上記光
   源の出力を制御することにより、上記レーザ光のうち上
   記第２の媒体層を透過する部分により形成されるスポッ
   トの大きさが上記第１の媒体層に記録されたピットの大
   きさと実質的に同程度となるように、かつ上記第２の媒
   体層を透過する部分により形成されるスポットの大きさ
   が再生動作中に常に略一定に保持されるように制御する
   制御手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】 上記光量検知手段の出力を受けて平均化
   する積分回路をさらに有し、上記制御手段は、上記積分
   回路の出力を、上記反射光量のレベルを示す信号として
   処理することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク
   装置。
3. 【請求項３】 上記制御手段は、 制御ループの安定性を維持するための位相補償手段と、 上記光源の出力を設定値と比較し、上記設定値とのずれ
   を検出する手段と、 上記光源を駆動する手段とを備え、 これらにより自動制御ループを構成することで、上記第
   ２の媒体層を透過する部分の大きさを一定に保つことを
   特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
4. 【請求項４】 上記制御手段は、 上記光検知手段により得られる反射光量のレベルを示す
   信号が、指令値に一致するように上記光源の出力を制御
   する光源出力制御系と、 上記第１の媒体層に記録されているピットにより得られ
   る再生情報の信号振幅が最大になるように、上記指令値
   を定める指令値設定手段とを備えることを特徴とする請
   求項１に記載の光ディスク装置。
5. 【請求項５】 上記指令値設定手段は、 再生信号を検波して上記再生信号の振幅を示す信号を発
   生する検波手段と、 上記再生信号の振幅を示す信号を入力するＡ／Ｄコンバ
   ータと、 該Ａ／ＤコンバータによるＡ／Ｄ変換により得られた振
   幅情報を用いて演算し上記指令値を出力するマイクロコ
   ンピュータとを備え、 上記マイクロコンピュータは、上記振幅情報を用い山登
   り法による探索方法によって、上記再生信号の振幅が最
   大となる指令値を決定することを特徴とする請求項４に
   記載の光ディスク装置。